JP2008257994A - Low-temperature environment corresponding lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は低温環境下における照明に用いられる照明装置に関する。 The present invention relates to an illumination device used for illumination in a low temperature environment.
従来、タングステンフィラメントを使用した白熱電球では、電球内に不活性ガスを封入してフィラメントの損耗を防ぎ、長寿命化を図っていた。その中でもハロゲンランプは、電球内にハロゲンを封入してハロゲンサイクルを発生させることにより、特に長寿命を達成している。すなわち、ハロゲンランプにおいては、フィラメントから蒸発したタングステン原子がガラス管の管壁近傍においてハロゲン原子と結合してハロゲン化タングステンとなり、このハロゲン化タングステンがガラス管内を浮遊してフィラメントに接近すると、ハロゲン化タングステンがハロゲン原子とタングステン原子に分離されてタングステン原子がフィラメントに戻るという一連のハロゲンサイクルによってフィラメントの損耗を防ぎ、長寿命化を図っている。 Conventionally, incandescent bulbs using tungsten filaments have been filled with an inert gas in the bulb to prevent filament wear and extend the life. Among them, a halogen lamp achieves a particularly long life by enclosing a halogen in a light bulb to generate a halogen cycle. In other words, in halogen lamps, tungsten atoms evaporated from the filament combine with halogen atoms in the vicinity of the tube wall of the glass tube to form tungsten halide. When this tungsten halide floats in the glass tube and approaches the filament, it is halogenated. A series of halogen cycles in which tungsten is separated into halogen atoms and tungsten atoms and the tungsten atoms return to the filament prevents the filament from being worn and extends its life.
また、近年においては、電球用ソケットにそのまま取り付けて使用可能であり、低消費電力かつ長寿命のLEDを利用した照明装置(LEDランプ)が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、ハロゲンランプにおいて、上記ハロゲンサイクルが円滑に発生するには、ガラス管の管壁温度を250℃以上に保つ必要がある。従って、ガラス管の管壁温度を250℃以上に保てない低温環境下では、ハロゲンランプの寿命が短くなるという問題があった。このため、例えば−20℃〜−40℃の低温に保たれた冷凍倉庫内部の照明にハロゲンランプを使用した場合、ハロゲンランプは短期間で使用不能となり、低温環境の倉庫内で頻繁にハロゲンランプを交換しなければならないという問題が生じていた。 However, in the halogen lamp, in order for the halogen cycle to occur smoothly, the tube wall temperature of the glass tube needs to be kept at 250 ° C. or higher. Accordingly, there is a problem that the life of the halogen lamp is shortened in a low temperature environment where the tube wall temperature of the glass tube cannot be maintained at 250 ° C. or higher. For this reason, for example, when a halogen lamp is used for lighting in a freezer warehouse kept at a low temperature of −20 ° C. to −40 ° C., the halogen lamp becomes unusable in a short period of time, and the halogen lamp is frequently used in a warehouse in a low temperature environment. Had to be replaced.
これに対し、ハロゲンランプ近傍にヒータを設け、加熱することでハロゲンサイクルを円滑に発生させるようにした事例がある。しかしながら、このようなヒータを設けた場合、消費電力の大きいヒータにより電力コストが大幅に増大すると共に、ヒータによる加熱で冷凍倉庫内部の冷却効率が悪化するという問題があった。 On the other hand, there is a case where a halogen cycle is smoothly generated by providing a heater near the halogen lamp and heating it. However, when such a heater is provided, there is a problem that the power cost is greatly increased by a heater with high power consumption, and the cooling efficiency inside the freezer warehouse is deteriorated by heating with the heater.
また、特許文献1に示されるようなLEDランプは、低温環境下で長期間使用することを想定して設計されておらず、また、ハロゲンランプに比べて輝度が不足しているため、ハロゲンランプの代替として冷凍倉庫内部の照明に使用できるものではなかった。 Further, the LED lamp as disclosed in Patent Document 1 is not designed on the assumption that it will be used for a long period of time in a low temperature environment, and since the luminance is insufficient as compared with the halogen lamp, the halogen lamp As an alternative, it could not be used for lighting inside the refrigerated warehouse.
例えば、従来の電球用の口金を有するLEDランプ等においては、口金を本体に固定するのに、口金をかしめて本体に係合させると共に、接着剤により接着するという方法が採用されていた。このため、本発明者による未公知の研究によると、従来のLEDランプ等では、−20℃〜−40℃の低温に保たれた冷凍倉庫のような低温環境下で使用した場合、使用中に口金から本体が脱落する可能性があった。すなわち、低温により接着剤が劣化して接着力が低下し、さらに低温状態における口金と本体の収縮率の違いによりかしめ部分が緩んでしまうことによって、口金から本体が脱落する。 For example, in a conventional LED lamp or the like having a base for a light bulb, in order to fix the base to the main body, a method of caulking the base to engage with the main body and bonding with an adhesive has been adopted. For this reason, according to an undisclosed study by the present inventor, when using a conventional LED lamp or the like in a low temperature environment such as a freezer warehouse maintained at a low temperature of -20 ° C to -40 ° C, There was a possibility that the main body dropped out of the base. That is, the adhesive deteriorates due to the low temperature and the adhesive strength decreases, and the caulked portion is loosened due to the difference in shrinkage between the base and the main body in a low temperature state, so that the main body is dropped from the base.
また、輝度を向上させるべく多数のLEDを使用した従来のLEDランプ等においては、多数のLEDを基板上に均等に並べて配設しているため、周囲を他のLEDに囲まれた中央付近にLEDの発する熱がこもりやすく、中央付近のLEDおよび基板の温度が他の部分に比べて高くなるという問題があった。このような従来のLEDランプを冷凍倉庫内部のような低温環境下で使用すると、外気により冷却されやすい外周付近のLEDと熱がこもりやすい中央付近のLEDの温度差がより大きくなるため、各LEDの電流や電圧の制御が困難となり、LEDの発光や寿命が不安定となるという問題が生じていた。 In addition, in conventional LED lamps using a large number of LEDs to improve the brightness, a large number of LEDs are arranged evenly on the substrate, so the periphery is in the vicinity of the center surrounded by other LEDs. There is a problem that the heat generated by the LED tends to be trapped, and the temperature of the LED near the center and the substrate is higher than that of other portions. When such a conventional LED lamp is used in a low-temperature environment such as the inside of a refrigerated warehouse, the temperature difference between the LED near the outer periphery which is easily cooled by the outside air and the LED near the center where heat tends to be trapped becomes larger. It has become difficult to control the current and voltage of the LED, causing the problem that the light emission and life of the LED become unstable.
本発明は、斯かる実情に鑑み、従来の電球用ソケットに取り付けてハロゲンランプの代替として使用可能であり、冷凍倉庫内のような低温環境下においても長寿命かつ低消費電力で、交換頻度を少なくすると共に電力コストを削減することが可能な照明装置を提供しようとするものである。 In view of such circumstances, the present invention can be used as a substitute for a halogen lamp by being attached to a conventional socket for a light bulb, and has a long life and low power consumption even in a low temperature environment such as in a refrigerated warehouse. It is an object of the present invention to provide an illumination device that can reduce the power cost while reducing the amount of power.
(1)本発明は、複数のLEDと、前記複数のLEDを駆動するための回路と、前記複数のLEDおよび前記回路を内部に収容するきょう体と、前記きょう体の一部に形成され、円筒形状のおねじを備える突起部と、前記突起部のおねじと螺合するめねじを備える口金と、からなることを特徴とする、照明装置である。 (1) The present invention is formed in a plurality of LEDs, a circuit for driving the plurality of LEDs, a casing that houses the plurality of LEDs and the circuit, and a part of the casing, An illumination device comprising: a protrusion having a cylindrical male screw; and a base having a female screw screwed with the male screw of the protrusion.
(2)本発明はまた、前記口金は、周壁にスパイラル状の凹凸が形成された有底の円筒形状であり、前記スパイラル状の凹凸は、前記周壁の外側において電球用ソケットのめねじと螺合するおねじを構成し、前記周壁の内側において前記突起部のおねじと螺合するめねじを構成することを特徴とする、上記(1)に記載の照明装置である。 (2) In the present invention, the base has a bottomed cylindrical shape in which spiral-shaped unevenness is formed on a peripheral wall, and the spiral-shaped unevenness is formed on the outer side of the peripheral wall with a female screw and a screw of a bulb socket. The illuminating device according to (1), wherein a male screw is formed, and a female screw that is screwed with the male screw of the protruding portion is formed inside the peripheral wall.
(3)本発明はまた、前記きょう体は、ポリカーボネイト樹脂からなることを特徴とする、上記(1)または(2)に記載の照明装置である。 (3) The present invention is also the lighting device according to (1) or (2), wherein the casing is made of polycarbonate resin.
(4)本発明はまた、前記複数のLEDは、円環状の領域に並べて配設されることを特徴とする、上記(1)乃至(3)のいずれかに記載の照明装置である。 (4) The present invention is also the illumination device according to any one of (1) to (3), wherein the plurality of LEDs are arranged in an annular region.
(5)本発明はまた、前記口金に接続されて前記回路に電力を供給するリード線をさらに備え、前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、前記リード線は、前記突起部の内周から突端を経て前記溝内を通って前記口金の外周面に接続されることを特徴とする、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の照明装置である。 (5) The present invention may further include a lead wire that is connected to the base and supplies power to the circuit, and the protrusion has a groove formed in an axial direction on at least a circumferential surface of the male screw. The lead wire is connected to the outer peripheral surface of the base through the groove from the inner periphery of the projecting portion to the outer periphery of the base, according to any one of the above (1) to (4) It is an illuminating device of description.
(6)本発明はまた、前記口金に接続されて前記回路に電力を供給するリード線をさらに備え、前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、前記リード線は、前記突起部の内周から前記溝内を通って自身の一端が前記突起部のおねじと前記口金のめねじの間に挟まれることを特徴とする、上記(1)乃至(4)のいずれかに記載の照明装置である。 (6) The present invention may further include a lead wire that is connected to the base and supplies power to the circuit, and the protrusion includes a groove formed in an axial direction on at least a peripheral surface of the male screw. The lead wire passes through the groove from the inner periphery of the protrusion, and has one end sandwiched between the male screw of the protrusion and the female screw of the base. ) To (4).
(7)本発明はまた、少なくとも0℃乃至−20℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の照明装置である。 (7) The present invention is also the lighting device according to any one of (1) to (6) above, which can be lit in a temperature environment of at least 0 ° C. to −20 ° C.
(8)本発明はまた、少なくとも0℃乃至−40℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の照明装置である。 (8) The lighting device according to any one of (1) to (6) above, wherein the lighting device can be lit at a temperature environment of at least 0 ° C. to −40 ° C.
(9)本発明はまた、少なくとも0℃乃至−60℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、上記(1)乃至(6)のいずれかに記載の照明装置である。 (9) The present invention is also the lighting device according to any one of the above (1) to (6), characterized in that it can be lit in a temperature environment of at least 0 ° C. to −60 ° C.
本発明に係る照明装置によれば、従来の電球用ソケットに取り付けてハロゲンランプの代替として使用可能であり、冷凍倉庫内のような低温環境下においても長寿命かつ低消費電力で、交換頻度を少なくすると共に電力コストを削減することが可能となるという優れた効果を奏し得る。 The lighting device according to the present invention can be used as an alternative to a halogen lamp by being attached to a conventional socket for a light bulb, has a long life and low power consumption even in a low temperature environment such as in a refrigerated warehouse, and the replacement frequency is low. It is possible to achieve an excellent effect that the power cost can be reduced while reducing the power cost.
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る照明装置100の構造を示す部分断面図である。同図に示されるように、照明装置100は、LED110と、LED基板120と、駆動回路130と、本体ケース140と、透明カバー150と、口金160と、からなる。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of a
LED110は、発光ダイオード(Light Emitting Diode)であり、本実施形態では、180個の白色LEDを使用している。このように、多数のLED110を備えることで、照明装置100は、従来のハロゲンランプと同等の輝度を達成している。これにより、照明装置100は、ハロゲンランプの代替として使用しても十分な明るさが得られるものとなっている。
The
LED基板120は、上記180個のLED110を接続する回路が構成された円盤状の基板であり、各LED110が表面に所定の配列で配設されている。LED基板120は、複数のネジ(図示省略)により本体ケース140に固定されている。
The
駆動回路130は、口金160に給電された交流電圧(例えばAC100V)を直流電圧に変換する整流回路、変換した直流電圧を所定の電圧に調節する降圧回路、および各LED110に供給される電流を一定に制御する定電流回路等からなる回路である。駆動回路130は、複数のネジ(図示省略)により本体ケース140に固定され、口金160およびLED基板120と電気的に接続(図示省略)されている。
The
本体ケース140は、略漏斗状のきょう体であり、図1において下側に示す拡大端142近傍にLED基板120が配設され、駆動回路130が内部に固定されて収容されている。また、図1において上側に示す縮小端144には、円筒状の突起部146が形成され、この突起部146の外周面にはおねじ146Aが形成されている。本実施形態では、本体ケース140の素材に、−20℃以下の低温環境下での使用に耐えられるポリカーボネイト樹脂を採用している。
The
透明カバー150は、LED110およびLED基板120を覆って保護するための略円筒状のカバーであり、本体ケースの拡大端142に複数のネジ(図示省略)により固定されている。本実施形態では、透明カバー150の素材に、透明のポリカーボネイトを採用している。
The
口金160は、電球用ソケットに接続されて交流電圧を受電するための有底の略円筒状のものであり、本実施形態では、一般的なE26の規格を採用している。これにより、照明装置100は専用のソケットや他の部品等を必要とせずに、一般的な電球用ソケットに取り付けるだけでそのまま使用できるようになっている。
The
図2は、突起部146および口金160周辺を拡大して示す断面図である。同図に示されるように、口金160は、略円筒状のシェル162と、シェル162の一端の開口部を塞ぐように形成される絶縁部164と、絶縁部164の略中央に配設される略円盤状のアイレット166からなる。シェル162の外周面には、電球用ソケットのめねじと螺合するおねじ162Aが形成されている。そして、このおねじ162Aは、円筒状のシェルの周壁にスパイラル状の凹凸をプレス加工することにより形成されている。すなわち、シェル162の外周面におねじ162Aが形成されるのと同時に、シェル162の内周面にめねじ162Bが形成されるようになっている。そして、本実施形態では、このめねじ162Bを突起部146のおねじ146Aに螺合させることで、口金160を本体ケース140に確実に係合させて固定するようにしている。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the
なお、口金160のめねじ162Bを突起部146のおねじ146Aに螺合させた上で口金160の一部をかしめて本体ケース140の窪みに係合させ、より確実に口金160を本体ケース140に固定するようにしてもよい。
The
次に、駆動回路130と口金160を電気的に接続する2本のリード線170A、170Bの配設について説明する。
Next, the arrangement of the two
本実施形態では、口金160は、二相交流電圧を受電するものであり、駆動回路130とシェル162を接続するリード線170A、および駆動回路130とアイレット166を接続するリード線170Bの2本が接続されている。
In this embodiment, the
まず、図2に示されるように、突起部146は、突端面の一部を切り欠くように形成された突端溝146Bと、外周面において突端溝146Bから突起部146の基端近傍まで軸方向に形成された外周溝146Cを有しており、リード線170Aは、この突端溝146Bおよび外周溝146C内を通ってシェル162に接続されている。具体的には、リード線170Aは、駆動回路130から突起部146の内部に向けて延設され、突起部146の突端から突端溝146Bおよび外周溝146C内に挿入されている。そして、リード線170Aの先端は被覆を剥かれた状態で突起部146の基端近傍からシェル162の外側に折り返されて、シェル162の外周面にハンダ付け等により接続されている。一方、リード線170Bは、駆動回路130から突起部146の内部に向けて延設され、口金160の内側からアイレット166にハンダ付け等されている。このように、本実施形態では、口金160を突起部146に螺合させた後に、外側から容易にリード線170Bをシェル162の外周面にハンダ付け等することが可能となるため、製造工程を簡略化することができる。
First, as shown in FIG. 2, the
図3は、リード線170Aの配設のその他の形態を示す断面図である。同図に示す形態においては、突起部146は、突端面の一部を切り欠くように形成された突端溝146Bのみを有しており、リード線170Aは、突起部146の内部から突端溝146B内に挿入され、被覆を剥かれた先端が突起部146の基端に向けて外側に折り返されている。すなわち、リード線170Aの先端は、互いに螺合するシェル162と突起部146の間に挟まれ、シェル162の内周面に圧着されて接続されている。このように、図3に示す形態によれば、口金160を突起部146に螺合させる際に同時にリード線170Aの先端を口金160の内周面に圧着させることができるため、リード線170Aをシェル162にハンダ付けする工程を省略することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another form of arrangement of the
次に、LED110の配列について説明する。
Next, the arrangement of the
図4は、LED基板120の正面図である。同図に示されるように、LED110はLED基板120表面の円環状のLED配列領域120Aに配設されている。換言すれば、LED110は、LED基板120の中心近傍の、熱がこもりやすい中央領域120Bには配設されていない。このように、本実施形態では、円環状のLED配列領域120AにのみLED110を配設することにより、各LED110が発生する熱を効率的に放熱し、各LED110の温度が極端に不均一とならないようにしている。これにより、例えば−20℃〜−40℃に保たれた冷凍倉庫内で使用した場合にも、180個のLED110を略均一の輝度および色調で安定して発光させることができ、ハロゲンランプの代替として使用可能な輝度を得ることが可能となっている。また、一部のLED110のみが短寿命となったり、温度差によりLED基板120が損傷したりするのを防止することが可能となっている。
FIG. 4 is a front view of the
本実施形態の照明装置100は、このように口金160を本体ケース140に確実に係合させて固定することで、例えば−20℃〜−40℃に保たれた冷凍倉庫内で長期間使用した場合にも、口金160が本体ケース140から外れたり、緩んだりしないようになっている。
The
また、口金160のシェル162に接続されるリード線170Aが、突起部146の突端溝146Bおよび外周溝146Cを通ってシェル162の外周面にハンダ付け等される構造とすることで、口金160の狭小な内側からリード線170Aをシェル162にハンダ付けするのではなく、口金160の外側からリード線170Aをシェル162にハンダ付けすることが可能となる。これにより、製造工程が簡略化され、品質の安定化、生産性の向上および製造コストの削減を達成することができる。
Further, the
また、突起部146が突端溝146Bを有し、口金160のシェル162に接続されるリード線170Aが、突起部146の突端溝146Bに挿入されて突起部146とシェル162に挟まれる構造とすることで、リード線170Aをシェル162にハンダ付けする工程を省略することが可能となり、生産性を向上させ、製造コストを削減することができる。
Further, the protruding
また、本体ケース140および透明カバー150の素材としてポリカーボネイト樹脂を採用することで、低温環境による劣化を低減することが可能となっている。さらに、照明装置100の軽量化が可能となるため、口金160に加わる荷重を低減することができ、口金160の耐久性を向上させることができる。
Further, by adopting polycarbonate resin as a material of the
また、複数のLED110を円環状のLED配列領域120Aに配設することで、低温環境をうまく利用して複数のLED110全体を均温化し、複数のLED110を安定して長期間発光させることが可能となっている。
In addition, by arranging the plurality of
なお、本発明に係る照明装置100は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
In addition, the illuminating
例えば、LED110は、白色LEDに限られるものではなく、その他の色の光を発するLEDであってもよい。
For example, the
また、LED110の個数は、180個に限定されるものではなく、必要な輝度に合わせたそれ以上または以下の数のLED110を使用してもよい。
Further, the number of
また、口金160は、E26の規格に限定されるものではなく、E39やEX10等のその他のねじ込み式の規格であってもよいし、BA15dやB22d等の差込式の規格であってもよいし、GU5.3やG6.35等のピンタイプの規格であってもよい。
The
本発明の照明装置は、低温環境下における照明の分野で特に利用することができる。 The lighting device of the present invention can be particularly used in the field of lighting in a low temperature environment.
100・・・照明装置
110・・・LED
120・・・LED基板
130・・・駆動回路
140・・・本体ケース
146・・・突起部
146A・・・突起部のおねじ
146B・・・突端溝
146C・・・外周溝
150・・・透明カバー
160・・・口金
162A・・・口金のおねじ
162B・・・口金のめねじ
170A、170B・・・リード線
100 ...
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記複数のLEDを駆動するための回路と、
前記複数のLEDおよび前記回路を内部に収容するきょう体と、
前記きょう体の一部に形成され、円筒形状のおねじを備える突起部と、
前記突起部のおねじと螺合するめねじを備える口金と、からなることを特徴とする、照明装置。 A plurality of LEDs;
A circuit for driving the plurality of LEDs;
A housing for housing the plurality of LEDs and the circuit;
A protrusion formed on a part of the casing and provided with a cylindrical male screw;
An illumination device comprising: a base including a female screw that is screwed to the male screw of the protrusion.
前記スパイラル状の凹凸は、前記周壁の外側において電球用ソケットのめねじと螺合するおねじを構成し、前記周壁の内側において前記突起部のおねじと螺合するめねじを構成することを特徴とする、
請求項1に記載の照明装置。 The base has a bottomed cylindrical shape with spiral irregularities formed on the peripheral wall,
The spiral unevenness constitutes a male screw that is screwed with a female screw of the bulb socket outside the peripheral wall, and constitutes a female screw that is screwed with the male screw of the protruding portion inside the peripheral wall. And
The lighting device according to claim 1.
請求項1または2に記載の照明装置。 The casing is made of polycarbonate resin,
The illumination device according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれかに記載の照明装置。 The plurality of LEDs are arranged side by side in an annular region,
The lighting device according to claim 1.
前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、
前記リード線は、前記突起部の内周から突端を経て前記溝内を通って前記口金の外周面に接続されることを特徴とする、
請求項1乃至4のいずれかに記載の照明装置。 A lead wire connected to the base for supplying power to the circuit;
The protrusion includes a groove formed in an axial direction on at least a peripheral surface of the male screw of its own,
The lead wire is connected to the outer peripheral surface of the base through the groove from the inner periphery of the protrusion through the protrusion,
The lighting device according to claim 1.
前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、
前記リード線は、前記突起部の内周から前記溝内を通って自身の一端が前記突起部のおねじと前記口金のめねじの間に挟まれることを特徴とする、
請求項1乃至4のいずれかに記載の照明装置。 A lead wire connected to the base for supplying power to the circuit;
The protrusion includes a groove formed in an axial direction on at least a peripheral surface of the male screw of its own,
The lead wire is characterized in that one end of the lead wire passes between the inner periphery of the protrusion and the groove and is sandwiched between the female screw of the protrusion and the female screw of the base.
The lighting device according to claim 1.
請求項1乃至6のいずれかに記載の照明装置。 It can be lit in a temperature environment of at least 0 ° C. to −20 ° C.,
The lighting device according to claim 1.
請求項1乃至6のいずれかに記載の照明装置。 It can be lit in a temperature environment of at least 0 ° C. to −40 ° C.,
The lighting device according to claim 1.
請求項1乃至6のいずれかに記載の照明装置。 It can be lit in a temperature environment of at least 0 ° C. to −60 ° C.,
The lighting device according to claim 1.
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