JP2010010655A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】光の照射範囲を軸方向視においてより広範囲とすることが可能なＬＥＤランプを提供すること。
【解決手段】複数のＬＥＤモジュール３０を備え、軸方向ｚに延びているＬＥＤランプＡ１であって、各々のＬＥＤモジュール３０から出射される光の主照射方向が、上記軸と直角である径方向の外方を向いており、軸方向ｚに見て、ＬＥＤモジュール３０の上記主照射方向は互いに異なっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤランプに関する。

図６は、従来のＬＥＤランプの一例を断面図で示している（特許文献１参照）。ＬＥＤランプＸは、たとえば蛍光灯の代替として用いられる。ＬＥＤランプＸは、円筒形のパイプ９３、基板９１、ＬＥＤモジュール９２、端子９４を備えている。基板９１およびＬＥＤモジュール９２は、パイプ９３に収容されている。基板９１は、ＬＥＤモジュール９２の軸方向ｚに延びる長矩形状平板である。ＬＥＤモジュール９２は、基板９１の上に複数実装されている。端子９４は、蛍光灯照明器具のソケットの差込口に、はめ込こむことができるように構成されている。端子９４を介することで、ＬＥＤランプＸの外部からＬＥＤモジュール９２に電力が供給される。

従来のＬＥＤランプＸでは、軸方向ｚに見た場合、ＬＥＤモジュール９２は、同一方向を向くように配置されていたため一方向にしか光を照射することができなかった。そのため、ＬＥＤランプＸを使用した際に、ある方向には光が十分に照射されず明るくならない部分が存在する、といった支障をきたしていた。

実開平０６−５４１０３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、光の照射範囲を軸方向視において、より広範囲とすることが可能なＬＥＤランプを提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるＬＥＤランプは、複数のＬＥＤチップを備え、軸方向に延びているＬＥＤランプであって、各々の上記ＬＥＤチップから出射される光の主照射方向が、上記軸と直角である径方向の外方を向いており、上記軸方向視において上記複数のＬＥＤチップの上記主照射方向は互いに異なっていることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップを支持しており、上記複数のＬＥＤチップに対して上記径方向の内方に配置された金属支持部材をさらに有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記径方向のうち上記ＬＥＤチップのうちの一つを通るものである第１の方向に遠ざかるにつれて、上記第１の方向と直角である第２の方向において、上記ＬＥＤチップと遠ざかるように形成された反射面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射面を備えた金属製の反射部材を有し、この反射部材と上記金属支持部材とが連結している。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤチップおよび上記金属支持部材を収容する上記軸方向に延びる筒状のケースと、上記径方向に沿って延びるように形成されており、上記径方向における一方の端部が上記金属支持部材に連結され、他方の端部が上記ケースに接する導熱部材と、を備えている。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記金属支持部材は、上記軸方向に延びる円柱状に形成されており、上記金属支持部材に取り付けられ、上記ＬＥＤチップが実装されたフレキシブル配線基板を備えている。

本発明にかかるＬＥＤランプは、上記軸方向視における上記ＬＥＤランプの光の照射範囲が広げることが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第１実施形態かかるＬＥＤランプの要部斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 本発明の第２実施形態にかかるＬＥＤランプの要部側面図である。 本発明の第３実施形態にかかるＬＥＤランプの要部断面図である。 本発明の第４実施形態にかかるＬＥＤランプの要部断面図である。 従来のＬＥＤランプの要部断面図である。

以下、本発明にかかる第１実施形態につき、図１、図２を参照して具体的に説明する。図１は、第１実施形態かかるＬＥＤランプＡ１の要部斜視図である。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線における断面図である。

ＬＥＤランプＡ１は、たとえば蛍光灯の代替として用いられる。ＬＥＤランプＡ１は、円筒形のパイプＰ、金属支持部材２０、基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、ＬＥＤモジュール３０および反射部材４０を備えている。金属支持部材２０、基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、ＬＥＤモジュール３０は、円筒形のパイプＰに収容されている。円筒形のパイプＰは本発明における筒状ケースである。

図１、図２に表された金属支持部材２０は、たとえばＡｌからなっており、細長状である。金属支持部材２０は環状であってもよい。金属支持部材２０は、円柱部２１、脚部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、板部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを有する。円柱部２１は、一定方向に延びている。本実施形態においては、円柱部２１の中心を通り円柱部２１が延びている方向が、本発明でいう軸方向である。

脚部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、軸方向ｚに延びる平板状の形状である。脚部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、軸方向ｚに見て、円柱部２１の中心から軸方向ｚと直角方向である径方向に、放射状に延びている。脚部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、互いに１２０度の角をなしている。板部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃはそれぞれ、脚部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに対して、上記径方向の外方に配置されている。板部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃはそれぞれ、脚部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに直交している。

基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、板部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの径方向の外方における部分に、それぞれ固定されている。基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、たとえばガラスエポキシ製であり、長矩形状平板である。これらの基板は、表面（基板１０Ａでは図中上側）および裏面（基板１０Ａでは図中下側）に形成され互いに離間する金属配線層（図示略）、スルーホール等、を備えている。なお、基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに、絶縁膜によって覆われたＡｌを用いても良い。

図１によく表れているように、複数のＬＥＤモジュール３０がそれぞれ、各基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に、軸方向ｚに沿って互いに離間しつつ配置されている。図２によく表れているように、ＬＥＤモジュール３０は、基板１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの上記径方向の外方における表面に実装されている。ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤチップ（発光ダイオード）、互いに離間するリード、ワイヤ、および、樹脂パッケージを備えている。

ＬＥＤチップは、ｎ型半導体層およびｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層とが積層された構造となっている。ＬＥＤチップは、ＧａＮ系半導体からなる場合、青色光を発することができる。樹脂パッケージには、蛍光体が混入されている。この蛍光体の種類により、ＬＥＤモジュールは互いに異なる色温度の光を発することができる。

ＬＥＤモジュール３０に白色光を出射させる場合、上記蛍光体は、たとえば、青色光により励起されて黄色光を発する黄色発光体である。ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤチップからの青色光、上記黄色蛍光体からの黄色光により、白色光を出射することが可能となっている。

一方、上記蛍光体は、黄色蛍光体でなく、混合蛍光体であってもよい。この混合蛍光体は、青色光により励起されて赤色光を発する赤色蛍光体、および、青色光により励起されて緑色光を発する緑色蛍光体からなる。ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤチップからの青色光、上記混合蛍光体からの赤色光および緑色光により、白色光を出射することが可能となっている。このとき、上記黄色蛍光体を樹脂パッケージに混入した場合と比較してより演色性の高い白色光を、ＬＥＤモジュール３０は出射できるようになっている。

樹脂パッケージにおける上記蛍光体の混入割合を変化させることで、ＬＥＤモジュール３０は、色温度３０００Ｋの白色光（電球色）や色温度６７００Ｋの白色光（昼光色）などの白色光を発することが可能となっている。

本実施形態において、ＬＥＤモジュール３０は、円柱部２１の中心から上記径方向の外方に向かって光を照射できるように配置されている。たとえば、基板１０Ａ上に実装されたＬＥＤモジュール３０は、図２の上方に光を照射できるように配置されている。一方、基板１０Ｂ、１０Ｃ上に実装されたＬＥＤモジュール３０は、図２において、それぞれ、右斜め下方向、左斜め下方向に向かって光を照射できるように配置されている。ＬＥＤモジュール３０が光を照射する方向が、それぞれ矢印で示されている。これらの方向が、本発明でいう、ＬＥＤチップから出射される光の主照射方向である。ここで、本発明でいうＬＥＤチップから出射される光の主照射方向とは、軸方向ｚに見て、ＬＥＤモジュール３０からの光が出射される範囲の中央に向かう方向をいう。

反射部材４０は、板部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの両端に連結されている。反射部材４０と、板部２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとのなす角は、それぞれ約１５０度程度である。反射部材４０は、たとえば、Ａｌにより構成されている。反射部材４０は、反射面４１を備えている。反射面４１は、ＬＥＤモジュール３０から出射する光を上記径方向に照射するためのものである。図２によく表されているように、反射面４１は、上記径方向のうちＬＥＤモジュール３０を通る方向に、円柱部２１から遠ざかるにつれて、この方向と直角である方向において、ＬＥＤモジュール３０と遠ざかるように形成されている。本実施形態では反射面４１は平面であるが、凹面などであってもよい。

パイプＰは、透明な材質から構成されている。そのため、パイプＰは、ＬＥＤモジュール３０からの光を透過させることが可能である。

次に、ＬＥＤランプＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、軸方向ｚに見た場合のＬＥＤランプＡ１の光の照射範囲が広がる。上記ＬＥＤチップにおいて発生した熱を金属支持部材２０から、ＬＥＤランプＡ１の外部に放出させることができるようになる。これにより、ＬＥＤランプＡ１の放熱を促進させることが可能となる。ＬＥＤモジュール３０から出射した光の一部は、反射面４１で反射し、上記径方向の外方に放射する。これにより、ＬＥＤランプＡ１が照射する光の輝度を向上させることが可能となる。上記ＬＥＤチップにおいて発生した熱を、反射部材４０においてもＬＥＤランプＡ１の外部に放出させることが可能となる。これにより、ＬＥＤランプＡ１の放熱をより促進させることが可能となる。

本発明にかかる第２実施形態について、図３を用いて説明する。なお、図３において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図３に、ＬＥＤランプＡ２の要部側面図を示している。ＬＥＤランプＡ２は、円筒状の丸棒５０に、ＬＥＤモジュール３０を実装しているテープライト６０が巻きつけられた構成となっている。このＬＥＤランプＡ２は、軸方向ｚに見て、周方向全体にわたって光を照射することが可能となっている。

本発明にかかる第３実施形態について、図４を用いて説明する。なお、図４において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図４は、図２と同様に軸方向ｚ（図示略）に対して垂直な断面を示している。図４に示すＬＥＤランプＡ３では、金属支持部材２０が円柱状に形成されている。さらに、ＬＥＤランプＡ３は、基板１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの代わりにフレキシブル配線基板１１を備えている。フレキシブル配線基板１１は、金属支持部材２０の外周に巻き付けられている。

さらに、本実施形態においては、ＬＥＤモジュール３０は、フレキシブル配線基板１１に実装されている。ＬＥＤモジュール３０は、図４に示すように、金属支持部材２０の外周に沿って満遍なく配置されている。

このようなＬＥＤランプＡ３では、ＬＥＤランプＡ１に比べてＬＥＤモジュール３０を実装可能な面積が広くなっており、金属支持部材２０に沿ってより多くのＬＥＤモジュール３０が配置されている。このため、ＬＥＤランプＡ３は、金属支持部材２０の周方向全体にわたって、より輝度の高い光を照射することが可能となっている。

本発明にかかる第４実施形態について、図５を用いて説明する。なお、図５において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図５は、図２および図４と同様に軸方向ｚ（図示略）に対して垂直な断面を示している。図５に示すＬＥＤランプＡ４は、ＬＥＤランプＡ３と同様に円柱状の金属支持部材２０およびフレキシブル配線基板１１を備えている。ＬＥＤランプＡ４では、金属支持部材２０に連結された３つの導熱部材２４が設けられている。３つの導熱部材２４は、金属支持部材２０の周方向に沿って１２０°ごとに配置されている。また、本実施形態におけるフレキシブル配線基板１１は、隣接する導熱部材２４同士の間に取り付けられている。

導熱部材２４は、金属支持部材２０の径方向に延びるように形成されている。導熱部材２４の一方の端部は金属支持部材２０に接続されており、他方の端部はパイプＰの内面に接触している。この導熱部材２４は、ＬＥＤモジュール３０が発した熱の一部を金属支持部材２０からパイプＰへ逃がす役割を果たす。

このようなＬＥＤランプＡ４は、金属支持部材２０からパイプＰへ熱を逃がすことが可能であるため、ＬＥＤモジュール３０の過熱をより確実に防ぐことが可能である。このため、ＬＥＤランプＡ４は、より安定した照明を提供することができる。

本発明に係るＬＥＤランプは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤランプの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、一枚の基板の両面に複数のＬＥＤモジュールを設けてもよい。このとき、１つのＬＥＤランプを製造するために、複数の上記基板を用意する必要がない。そのため、上記ＬＥＤランプの製造コストを抑えることが可能となる。

Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４ ＬＥＤランプ
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 基板
１１ フレキシブル配線基板
２０ 金属支持部材
２１ 円柱部
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ 脚部
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ 板部
２４ 導熱部材
３０ ＬＥＤモジュール
４０ 反射部材
４１ 反射面
５０ 丸棒
６０ テープライト
ｚ 軸方向
Ｐ パイプ

Claims (6)

1. 複数のＬＥＤチップを備え、軸方向に延びているＬＥＤランプであって、
   各々の上記ＬＥＤチップから出射される光の主照射方向が、上記軸と直角である径方向の外方を向いており、
   上記軸方向視において上記複数のＬＥＤチップの上記主照射方向は互いに異なっていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
2. 上記複数のＬＥＤチップを支持しており、上記複数のＬＥＤチップに対して上記径方向の内方に配置された金属支持部材をさらに有している、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 上記径方向のうち上記ＬＥＤチップのうちの一つを通るものである第１の方向に遠ざかるにつれて、上記第１の方向と直角である第２の方向において、上記ＬＥＤチップと遠ざかるように形成された反射面を有する、請求項２に記載のＬＥＤランプ。
4. 上記反射面を備えた金属製の反射部材を有し、
   この反射部材と上記金属支持部材とが連結している、請求項３に記載のＬＥＤランプ。
5. 上記複数のＬＥＤチップおよび上記金属支持部材を収容する上記軸方向に延びる筒状のケースと、
   上記径方向に沿って延びるように形成されており、上記径方向における一方の端部が上記金属支持部材に連結され、他方の端部が上記ケースに接する導熱部材と、を備えている、請求項２に記載のＬＥＤランプ。
6. 上記金属支持部材は、上記軸方向に延びる円柱状に形成されており、
   上記金属支持部材に取り付けられ、上記ＬＥＤチップが実装されたフレキシブル配線基板を備えている、請求項２ないし５のいずれかに記載のＬＥＤランプ。

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