JP2005286267A - 発光ダイオードランプ - Google Patents

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Takayuki Igarashi
Kenji Kawabata
Daisuke Nakahara
Naoki Yomoto
貴行 五十嵐
大輔 仲原
直樹 四本
賢治 川端
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Hitachi Lighting Ltd
日立ライティング株式会社
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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

【課題】高出力の照度が得られる小型の発光ダイオードランプを提供する。
【解決手段】複数の発光ダイオード5を配置する発光ダイオード配置面100と、少なくとも複数の発光ダイオードを覆うレンズ4と、家庭内配線から電源供給を受ける口金6と、発光ダイオード配置面と前記口金との間に配置される放熱部2と回路収納部101とを有し、前記発光ダイオード配置面に、一方の面に前記複数の発光ダイオードを実装し、他方の面を前記放熱部と接するように配置される発光ダイオード基板1を備え、前記回路収納部は前記放熱部と前記口金を連結する外装体102を有するとともに、点灯回路基板3を備えている発光ダイオードランプ。
【選択図】図1

Description

本発明は発光ダイオードを使用した発光ダイオードランプに関する。

発光ダイオード(LED)は電球に比べて小型で省電力である。20世紀中には不可能と言われていた青色LEDの実現に伴い、青色LED+YAG蛍光体やマルチチップ方式などの方法で白色光を出す事に成功し、ランプの効率についても30lm/Wにまで達し白熱電球の15lm/Wやハロゲン電球の20lm/Wを追い越している事もあり、照明用としての用途が一気に広がった。LEDの形状も砲弾型のLEDから面実装タイプの形状に徐々にシフトし、薄型化、軽量化、小型化によりデザインの自由度が向上した。

特開2001−243807号の公報

特開2003−281925号の公報

電球や電球形蛍光ランプは技術上どれも同じような形状をしている。特に電球より省エネ・長寿命の電球形蛍光ランプの小型化は発光管や回路の影響で難しく、デザイン性についてもランプの発光管が占める部分が大きいため難しいものであった。またLEDについては高効率で省電力、耐久性に優れている反面1チップ当りの光束がまだ低く、照明用として使うためには複数個のLEDチップを必要とする。複数個のLEDが集合し高出力にすると1チップ時に比べて膨大な熱が発生するため、効率よく放熱する方法が課題となってくる。

前記従来例は、いずれも、通常のランプと酷似するような形態の広い筐体内に複数のLEDを備えた基板を備えている。このため、複数のLEDから発生する熱対策が配慮されておらず、この課題の示唆もない。しかしながら、これらのLEDランプを小型化すると、LEDから発生する熱の対策が重要となってくる。特に、高出力の照度を得ようとすると、これらの課題を解決することが重要である。
そこで、発明の課題は、高出力の照度が得られる小型の発光ダイオードランプを提供することに有る。

前記目的を達成するために、本発明に係るLEDランプは、複数の発光ダイオードを配置する発光ダイオード配置面と、少なくとも複数の発光ダイオードを覆うレンズと、家庭内配線から電源供給を受ける口金と、発光ダイオード配置面と前記口金との間に配置される放熱部と回路収納部とを有し、前記発光ダイオード配置面に、一方の面に前記複数の発光ダイオードを実装し、他方の面を前記放熱部と接するように配置される発光ダイオード基板を備え、前記回路収納部は前記放熱部と前記口金を連結する外装体を有するとともに、点灯回路基板を備えている。

1チップ当りの大きさが非常に小さいため、本発明の発光ダイオードランプは電球や電球形蛍光ランプと比べて小型形状のものを提供する事が可能であり、LEDを使用する事でデザイン性豊かなランプの提供が可能になる。複数個のLEDを搭載したランプにした場合でも本発明の発光ダイオードランプは放熱部分が含まれた構造としたため、複数個のチップ搭載が可能であり、高出力での照明も可能となっている。

本発明によれば、放熱効果が良好な小型の発光ダイオードランプを提供することができる。

以下、図1から図19を参照して、この発明に係る発光ダイオードランプ(以下LEDランプという)を詳細に説明する。図1は、本発明に係るLEDランプの構造を示したものであり、図2から図19は、この構造を備えたLEDランプの多様な応用例を示したものである。本発明は、放熱部を備えることにより、複数のLEDランプから発生する熱を低減できる。しかも、放熱部をはじめとするLEDランプの形状を任意に設定することができるので、既存のランプデザインに捕らわれる事なく様々なバリエーションのランプの提供が可能である。
先ず、図1を参照して、本発明にLEDランプの具体的な構造を説明する。図1は、LEDランプの概略構造を示したものであり、(a)図がLEDランプの上面図、(b)図が部分断面図を含む側面図である。

図1において、この実施の形態では、複数のLED5を配置するLED配置面100と、口金6との間に放熱部2と点灯回路基板3を備えた回路収納部101とを備えて構成される。前記LED配置面100は、平坦に形成され、この平坦面(LED配置面100)に複数のLED5を備えた基板1が取り付けられる。この基板1は、一方の広い面に前記LED5が実装され、他方の広い面に前記放熱部2が接して取り付けられる。この実施の形態では前記LED5を面実装タイプの形状のものを格子状に配列しているが、これに限定されるものではない。

このLED配置面100は、少なくとも複数のLED5が配置される部分を透明なレンズ4によって覆うようにする。この実施の形態では、ドーム状のレンズ4で複数のLED5を覆うことにより、LED5を保護することができる。更に、このレンズ4の形状を工夫することにより、LED5から発する光を拡散させたり、集光させることができる。加えて、この実施の形態では、複数のLED5から発生する熱をLED5が取り付けられる基板1の裏面側の前記放熱部2に逃がすことができるので、前記レンズ4とLED配置面100とで形成される空間を小さくすることができるから、従来例のように、通常のランプと酷似するような大きな空間を備えた電球型の形態にとらわれることがない。

前記放熱部2は、例えば、アルミニウムや銅などの熱伝導効率が高い部材で形成される。この実施の形態では、前記放熱部2をほぼ円柱形状のアルミニウム材料で形成し、円柱形状の一方を前記LED配置面100とし、他方を前記回路収納部101の外装体102の外装体取付部103としている。前記LED配置面100は、周囲に縁を残して、周囲より1段低い凹部104が形成され、この凹部104に前記薄い基板1が周囲に縁と面一となるように取り付けられる。なお、前記基板1と放熱部2とは熱を伝達すればよいので、全体が接する必要はなく、熱伝導効率が高い部材を介して接すればよい。

一方、前記外装体102は、前記放熱部2と口金6とを所定の距離に連結するものであり、樹脂材料などの非通電性の部材で形成される。この外装体102は、その内部空間を利用して、放熱部2から口金6への熱的影響を小さくしている。また、この内部空間を利用して点灯回路基板3が配置される。
前記外装体取付部103は、ねじ、接着、あるいは嵌合などで、前記外装体102と放熱部2とを連結する。

前記点灯回路基板3は、基板上に点灯回路素子を配置したものであり、基板上には点灯回路素子以外にLEDと電気的接続用の口金に配線を引き出せるように形成される。この実施の形態では、前記基板1はLEDに配線が引き出される側を放熱側に向けて配置し、前記口金6に配線が引き出される側を口金側に向けて配置する。そして、前記口金6を通して電源を取り、点灯回路基板3から出るLEDへの電線の配線を行いやすくしている。ここで、前記点灯回路基板3から基板1への配線は、放熱部2の中心又は側面を通って行っている。

更に、この実施の形態では、前記点灯回路基板3のディスクリートタイプの点灯回路素子を口金6側に向けて取り付けているので、この点灯回路素子を口金6の内部空間に位置させることができるので、放熱部2を最大限大きくする事ができるから、外形を大きくすることなく、このLEDランプで使用するLED5を大電流タイプのものを採用することができる。

また、この実施の形態では、外形の自由度のある外装体102を口金6側に配置しているので、所定の規格でその外形が固定される口金6と、多数のLEDが配置される広いLED配置面100との間を容易に連結することができるので、多様な照明器具に取り付けることが可能なLEDランプを提供することができる。
なお、この実施の形態によればE26やE17の口金に対応することができる。

(具体的な実施の形態)
以下、図2から図19を参照して、この実施の形態に係るLEDランプの応用例を具体的に説明する。なお、同一の部位や位置は同一符号をもって説明し、重複した説明を省略する。ここで、以後の説明では、実施の形態の外観図面を特徴的な部分(部分意匠)を実線で示し、前記図1と同様な部分については破線で示すこととする。もちろん、前記特徴的な部分と破線とで構成される全体形状も新規な部分であるが、説明を分かりやすくするためである。

また、第2の実施例以後の実施例では、正面図と口金以外の部分が対称に現れる各図(両側面図と背面図など)は省略する。これは、第2実施例以降の省略された実施例の各図に表れる口金部分は、第1の実施例で表される口金部分の各図と同等のため、省略された各図への転用が明らかなためである。

(第1の実施例)
図2と図3は、第1の実施例に係るLEDランプの外観図である。図2において(a)図が平面図、(b)図が斜視図、(c)図が正面図、(d)図が右側面図である。また、図3において(a)図が背面図、(b)図が左側面図、(c)図が底面図である。
この実施の形態に係るLEDランプは、口金6の断面積(直径W1)より広いLED配置面100の面積(直径W2)を備え、口金6の長さL1より放熱部2と外装体102とを合わせた長さL2とをほぼ同じ長さに形成したものである。この形状を実現するために、回路収納部101を上方に開放したほぼ逆円錐台形状とすることにより、ほぼ円柱形状の口金6と、この口金6より大きな径の円筒形状の外観を備えた放熱部2とを連続したコンパクトな外観を実現している。なお、この実施例は、E26の口金を採用している。

(第2の実施例)
図4は、第2の実施例に係るLEDランプの外観図である。図4において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第1実施例のE26の口金6を、口金の直径が小さいE17の口金6に変更したものである。このように、この実施例では、規格の異なる口金6に容易に変更することができるので、製品のシリーズ化が容易である。

(第3の実施例)
図5は、第3の実施例に係るLEDランプの外観図である。図5において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第1の実施例と同様な外観を備え、円筒形状の放熱部2の外周に前記LED配置面100と平行な薄い複数の放熱フイン105を備えたものである。これにより、放熱効果を大幅に向上させつつ、外観をコンパクトにすることができる。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第4の実施例)
図6は、第4の実施例に係るLEDランプの外観図である。図6において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第3実施例のE26の口金6を、口金の直径が小さいE17の口金6に変更したものである。

(第5の実施例)
図7は、第4の実施例に係るLEDランプの外観図である。図7において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第1の実施例と同様な外観を備え、円筒形状の放熱部2の外周に縦方向の複数の放熱溝106を形成したものである。即ち、この実施例は、放熱部2の外周方向に凹部(放熱溝106)を複数個等間隔に形成することで、歯車状の放熱フイン(複数の放熱溝106)を形成することで、放熱効果を向上させたものである。この実施例では、放熱部2の上部側のみに設けることにより、円柱形状の外観を維持しつつ、上面から歯車の印象を与える特徴的な外観とすることができる。また、前記凹部の内側を外周面と異なった色彩とすることで、前記特徴的な形態をいっそう特徴的にすることができる。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第6の実施例)
図8は、第4の実施例に係るLEDランプの外観図である。図8において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第5実施例のE26の口金6を、口金の直径が小さいE17の口金6に変更したものである。

(第7の実施例)
図9は、第7の実施例に係るLEDランプの外観図である。図9において(a)図が平面図、(b)図が底面図、(c)図が正面図、(d)図が右側面図、(e)図が左側面図、(f)が背面図である。この実施例は、第1の実施例と同様な外観形状を備え、円筒形状の放熱部2の外周部分に螺旋形状の凹溝107を形成したものである。この凹溝107により、放熱部2の外周面積を広げるので放熱効果を向上しつつ、デザイン性を向上させることができる。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第8の実施例)
図10は、第8の実施例に係るLEDランプの外観図である。図10において(a)図が平面図、(b)図が底面図、(c)図が正面図、(d)図が右側面図、(e)図が左側面図、(f)が背面図である。この実施例は、第7実施例のE26の口金6を、口金の直径が小さいE17の口金6に変更したものである。

(第9の実施例)
図11は、第9の実施例に係るLEDランプの外観図である。図11において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、LED配置面100の直径を口金6の直径と同等にしつつ、放熱部2の中央部分の外周の直径を大きくしたものである。この実施の形態では、放熱部2の中央部分から前記LED配置面100と口金6に向かってすぼまる形状とすることにより、小さなLED配置面100であっても平面方向から見て大きなLEDランプを提供できる。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第10の実施例)
図12は、第10の実施例に係るLEDランプの外観図である。図12において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、放熱部2を矩形状とするものであり、前記外装体102は円形の口金6付近から前記放熱部2に連続するように上方に向かって広がった形状としている。このように、この実施の形態では、LED配置面100が円形状に特定されるものではなく、この実施例のように四角形状でもよく、あるいは、多角形などの任意な形状にすることができ、この断面を備えた放熱部2と、円形の口金6とを外装体102で連続させればよい。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第11の実施例)
図13は、第11の実施例に係るLEDランプの外観図である。図13において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は円筒形状の放熱部2の直径と、円筒形状の外装体102の直径をほぼ等しくし、この2つの円筒形状を直径の小さな連結部108で連結した筐体9の一部がくびれた外観を有するものである。ここで、放熱部2には、第3の実施例と同様な放熱フイン105を外周に形成している。また、この実施の形態では、前記連結部105を放熱部2と外装体102と独立した部材で形成してもよいし、どちらか一方といったいで形成してもよい。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第12の実施例)
図14は、第12の実施例に係るLEDランプの外観図である。図14において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は放熱部2と外装体102と口金6の直径をほぼ同じにする円柱形状の外観を備えたものである。この実施例でも、放熱効果を向上させるために第3の実施例と同様な放熱フインを備えている。ここで、この実施例では、口金6の長さL1より放熱部2と外装体102とを合わせた長さL2が小さな形状としている。これにより、使用状態において、LEDランプの突出量が小さくできるので、目立たなくすることができる。なお、この口金6は、E26の規格のものを採用している。

(第13の実施例)
図15は、第13の実施例に係るLEDランプの外観図である。図15において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第12の実施例と同等な外観を備え、口金6の長さL1と放熱部2と外装体102とを合わせた長さL2を同じ長さに形成したものである。

(第14の実施例)
図16は、第14の実施例に係るLEDランプの外観図である。図16において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第12の実施例と同等な外観を備え、口金6の長さL1より放熱部2と外装体102とを合わせた長さL2をいっそう長く形成し、全体の外観を棒状の外観としたものである。

(第15の実施例)
図17は、第15の実施例に係るLEDランプの外観図である。図17において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、第9の実施例と同様な外観を備え、外周に張り出した放熱部2の中央部分に等間隔の凹状の放熱溝106を形成したものである。

(第16の実施例)
図18は、第16の実施例に係るLEDランプの外観図である。図18において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。この実施例は、放熱部2と外装体102とを連続させ、その形状をLED配置面100側が開いた逆円錐台形状としたものである。ここでL1とL2を同等の長さに設定し、口金6はE26を採用している。

(第17の実施例)
図19は、第17の実施例に係るLEDランプの外観図である。図19において(a)図が斜視図、(b)図が正面図、(c)図が平面図、(d)図が底面図である。前記第17の実施の形態では、放熱部2と外装体102の外観を、正面からみて、外周面が直線的な逆円錐台形状のものを採用したが、この実施の形態ではラッパ状に開いたものを採用している。

本発明はランプに係り、発光ダイオードランプに関する。

本発明の概略構造を示す外観図である。 第1の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第1の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第2の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第3の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第4の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第5の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第6の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第7の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第8の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第9の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第10の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第11の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第12の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第13の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第14の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第15の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第16の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。 第17の実施の形態に係るLEDランプの外観図である。

符号の説明

1…基板、2…放熱部、3…点灯回路基板、4…レンズ、5…LED、6…口金、
7…トップ半田、8…サイド半田、9…筐体、100…LED配置面、101…回路収納部、102…外装体、103…外装体取付部、104…凹部、105…放熱フイン、106…放熱溝、107…凹溝、108…連結部。

Claims (5)

  1. 複数の発光ダイオードを配置する発光ダイオード配置面と、少なくとも複数の発光ダイオードを覆うレンズと、家庭内配線から電源供給を受ける口金と、発光ダイオード配置面と前記口金との間に配置される放熱部と回路収納部とを有し、
    前記発光ダイオード配置面に、一方の面に前記複数の発光ダイオードを実装し、他方の面を前記放熱部と接するように配置される発光ダイオード基板を備え、
    前記回路収納部は前記放熱部と前記口金を連結する外装体を有するとともに、点灯回路基板を備えていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
  2. 前記請求項1記載の発光ダイオードランプにおいて、
    前記点灯回路基板に回路素子を配置し、この回路基板を前記放熱部よりも口金側に位置させて配置されることを特徴とする発光ダイオードランプ。
  3. 前記請求項2記載の発光ダイオードランプにおいて、
    前記点灯回路基板の前記回路素子は、その一部が口金の内部に位置するように、前記点灯回路基板が前記回路収納部内に配置されることを特徴とする発光ダイオードランプ。
  4. 前記請求項1から請求項3記載のいずれかの発光ダイオードランプにおいて、
    前記口金はE形であって、その口金が電気的接続用の口金であることを特徴とする発光ダイオードランプ。
  5. 前記請求項1から請求項3記載のいずれかの発光ダイオードランプにおいて、
    前記放熱部は、その外周に横方向の凹凸又は縦方向の凹凸又は螺旋形状の凹凸形状を持つ放熱フインで形成されていることを特徴とする発光ダイオードランプ。
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