JP2010027260A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 利用範囲を広げることができるＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】 円筒形のプラスチックパイプからなる中空管１と、この中空管内の背部側に接近して配置してある長板状の制御基板２と、この制御基板にその長さ方向に間隔をおいて配列しかつ支持してある複数のＬＥＤ３とを備え、制御基板２は中空管１と一体に設けてある支持部１ａによって支持されており、支持部１ａは中空管１の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出され、両支持部が中空管１の長さ方向に沿って全長に亘って形成されており、両支持部の先端部間はスリット状の間隙が形成され、間隙内にＬＥＤ３が位置している。
【選択図】 図１

Description

この発明は、事務所、一般住宅、店舗、学校、冷凍庫、看板などに用いられるＬＥＤランプに関するものである。

長板状（棒状）の基板上に取り付けている複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を円筒管に内蔵しているＬＥＤランプとして、例えば特開２００１−３５１４０２号公報に記載の蛍光灯型ＬＥＤ照明装置及び特開平２００４−３３５４２６号公報に記載の蛍光灯兌換型発光ダイオード灯（以下「従来例１」及び「従来例２」という。）などが提供されている。
従来例１は、透明又は半透明な円筒パイプ内に長板状の支持板を設け、この支持板の底面に複数のＬＥＤを設けている。
従来例２は、棒状の透明又は不透明パイプからなる合成樹脂外管体内に棒状配線基板を取り付け、この棒状配線基板の片面又は両面に発光ダイオードを固定している。
特開２００１−３５１４０２公報 特開平２００４−３３５４２６号公報

従来例１によれば、中空管である円筒パイプが透明である場合にはその外側から発光源であるＬＥＤが直接見えるために、装飾性を損なったり、表示が見にくくなったりなどの不都合があり、この結果、照明装置の設置場所又は用途（看板など）によっては使用に制限があった。また円筒パイプが半透明である場合でも、円筒パイプの表面に各ＬＥＤの影がドット状に表れ、この状態は装飾などの観点から見栄えが良くなく、多方面に利用できる照明装置とするには限界があった。
従来例２についても、従来例１と同様の問題があり、中空管である合成樹脂外管体が不透明パイプであっても、外管体の表面に各発光ダイオードの影がドット状に表れ、その改善が求められていた。
従来例１及び従来例２のいずれについても、ＬＥＤランプを広範囲に利用可能なものとするには、改良の必要があった。
この発明の目的は、利用範囲を広げることができるＬＥＤランプを提供することにある。

この発明の第１の特徴は、円筒形のプラスチックパイプからなる中空管と、この中空管内の背部側に配置してある長板状の制御基板と、この制御基板にその長さ方向に間隔をおいて配列しかつ支持してある複数の光源であるＬＥＤとを備えていることにある。上記制御基板は上記中空管と一体に設けてある支持手段によって支持されており、上記支持手段は上記中空管内の背部側の内周面に近い位置に設けられている。
この発明の第２の特徴は、上記第１の特徴を前提として、支持手段が中空管の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出している支持部からなり、両支持部が上記中空管の長さ方向に沿って形成されており、上記両支持部の先端部間が間隙となっており、上記両支持部と背部側の内周面との間に収納空間が形成されており、制御基板が上記収納空間に収納されており、各ＬＥＤが上記間隙に配置されていることにある。
この発明の第３の特徴は、上記第１の特徴を前提として、支持手段が中空管の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出している支持部からなり、上記両支持部が上記中空管の長さ方向に沿って全長に亘って形成されており、両支持部の先端部間がスリット状の間隙となっており、上記両支持部と背部側の内周面との間に収納空間が形成されており、制御基板が上記収納空間に収納されており、各ＬＥＤが上記間隙に配置されていることにある。
この発明の第４の特徴は、上記第２の特徴又は第３の特徴を前提とし、制御基板が支持部の背部に固着されていることにある。
この発明の第５の特徴は、上記第１乃至第４のいずれかの特徴を前提とし、中空管の両端部に幅広の口金を取り付けてあることにある。
この発明の第６の特徴は、上記第１乃至第５のいずれかの特徴を前提とし、中空管の材質中に、蛍光塗料、拡散材及び変色防止材を配合してあることにある。
この発明の第７の特徴は、上記第１乃至第６のいずれかの特徴を前提とし、中空管の色彩とＬＥＤの白発光とは、同系色（同一色を含む。）であることにある。

この発明によれば、中空管の背部側内部にＬＥＤを支持している制御基板を背部側の内周面の近くに配置してあるので、中空管の表面にＬＥＤの影がドット状に表れにくくなり、ＬＥＤランプの利用範囲が広がる。

この発明に係るＬＥＤランプの実施形態について図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すＬＥＤ（発光ダイオード）ランプＬ１は、細長い円筒形パイプからなる中空管１と、この中空管の背側（底部側）の内部に配置してある長板状の制御基板２と、この制御基板に支持してある光源である複数のＬＥＤ３と、上記中空管の両端部に取り付けてある口金４とを備えている。

中空管１は、蛍光塗料、拡散材及び変色防止材が配合されている乳白色のプラスチックパイプからなる。
中空管１は、図１〜図４に示すように、背部側（図１上側）の内周面に接近している位置に支持手段（図２に示す例ではリブ状の支持部１ａ，１ｂ）を設けてある。支持部１ａ，１ｂは、中空管１の長さ方向に沿って全長に渡って設けられている。支持部１ａ，１ｂは、図２左右両側に位置し、内方に向けてかつ互いに対向するように突出されている。支持部１ａ，１ｂは、それぞれの先端部が互いに間隙１ｃを置いて突き合わされており、両支持部の図上方に収納空間１ｄが形成されている。間隙１ｃは、図４に示す例では中空管１に全長に渡って形成されているスリット状のものである。
中空管１は、例えばパイプ押出し機を用いて押出成形法により加工され、その管本体と支持部１ａ，１ｂとが一体成形されている。

制御基板２は、図１、図２及び図５に示すように、その本体が細長い板体からなり、収納空間１ｄに嵌め込まれている。制御基板２は、中空管１の支持部１ａ，１ｂ上に乗せられた状態で保持されている。制御基板２の安定的な位置保持が必要な場合や、効率的な熱伝達を図るために、接着剤、両面接着テープなどの固着手段を使用して、この制御基板を支持部１ａ，１ｂ上に固定する。
制御基板２には、ＬＥＤ３に電気的に接続している制御部（図示せず。）を設けてあり、この制御部には制御基板の両端部に取り付けてあるインバータ６が接続されている。制御部は各ＬＥＤ３に供給する電圧を調整する。
制御基板２の片面（図１下面）には、複数の白色発光のＬＥＤ３がその長さ方向に沿って等間隔を置いて一直線状に配列されている。制御基板２の片面表面に全面に白色の印刷又は白色シートの貼付をすることによって、内部反射光の取り出し効率を上げるようにしている。
ＬＥＤ３は、支持部１ａ，１ｂの間隙１ｃにそれぞれ位置されていると共に、先端部がこの間隙から背部とは反対側（図２下方）に向けて露出されている。
各ＬＥＤ３は、図１及び図５に示す例によれば、形状及び大きさがいずれも同一のものを用いている。ＬＥＤ３の配置数は、ＬＥＤランプＬ１のワット数に対応している。

中空管１の両端側に位置している口金４は幅広のものが使用されている。各口金４は端子ピン５を備えており、端子ピンはインバータ６に電気的に接続されている。

上記構成のＬＥＤランプＬ１において、ＬＥＤ３からの放射光は、その光軸を中心として円錐状（放射状）に広がり、中空管１の照射面を投射する。この際、ＬＥＤ３を支持している制御基板２は、中空管１の背部側の内周面に接近している位置に配置されているために、ＬＥＤ３の放射角度が広がり、実験例によれば９０度から１５０度の範囲に広がるために、面発光としての効果が発揮され、中空管１の表面へのＬＥＤ３の影がドット状に表れにくくなり、この効果は中空管１の色彩が乳白色であることによってより一層発揮されている。
ＬＥＤ３から発生される熱は、制御基板２からこれに接している支持部１ａ，１ｂを介して中空管１の本体を経て口金４に伝わって、ＬＥＤランプＬ１の外に放出される。口金４は幅広であるので、放熱効果が高められている。

この発明に係るＬＥＤランプの他の実施形態について図６及び図７を参照して説明する。
図示するＬＥＤランプＬ１１はＬＥＤランプＬ１と実質的に同一構成であるので、相違する構成部分を説明し、共通する構成部分については必要に応じてのみ説明する。
相違点として、ＬＥＤランプＬ１１では、中空管１１の支持部１１ａと支持部１１ｂとの間隙１１ｃを広くしたこと、制御基板１２の横幅を広くしたこと、ＬＥＤ１３を３列に配置していることである。
ＬＥＤ１３は、制御基板１２の片面に長さ方向に沿って所定ピッチで３列に配置されている。ＬＥＤ１３のうち、制御基板１２の幅方向の両側に位置している１列目と３列目のものは互いに対向的に位置し、中間に位置している２列目のものは、両側のものと一ピッチ分だけ制御基板の長さ方向にずらされて配置されている（図７）。光軸方向に関して、ＬＥＤ１３のうち、中間に位置している２列目のものはほぼ垂直になるように制御基板１２に取り付けられ、１列目と３列目のものについては互いに異にし、互いの放射光が離れる方向に傾けて取り付けられている（図６）。図６に示す例では、１列目及び３列目に位置しているＬＥＤ１３の各光軸方向は、中間に位置している２列目のＬＥＤ１３の光軸方向に対して数度傾斜させている。
制御基板１２の横幅は、ＬＥＤ１３の配列数を増やしたことによって広くなり、これに伴って間隙１１ｃが広がっている。
上記構成のＬＥＤランプＬ１１において、１列目から３列目までの合計３列のＬＥＤ１３からの放射光は、その光軸を中心として放射状に広がり、中空管１１の照射面を投射する。この際、ＬＥＤ１３を支持している制御基板１２は、中空管１１の背部側に接近している位置に配置されているために、ＬＥＤ１３の放射角度が広がり、ＬＥＤランプＬ１と同様に、中空管１１の表面へのＬＥＤ１３の影がドット状に表れにくくなり、この効果は中空管が乳白色であることによってより一層発揮されている。
図６に示すＬＥＤランプＬ１１の収納空間１１ｄ、口金１４及びインバータ１６は、ＬＥＤランプＬ１の収納空間１ｄ、口金４及びインバータ６にそれぞれ対応している。

ＬＥＤランプＬ１，Ｌ１１のワット数は、既存の照明器具の規格に適用可能とするために、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、１１０Ｗとしている。
中空管１，１１は、その材質の一つであるプラスチックとして、例えばポリカーボネートなどが使用される。中空管１，１１は、押出し成形法により加工する場合には、予め乳白色のポリカーボネートペレット、蛍光塗料ペレット、拡散材ペレット及び変色防止材のそれぞれの配分比率を所定の値に設定しておく。これらの材質の配合比率を適宜変更することによって、ＬＥＤランプＬ１，Ｌ１１から投射される光の拡散、透視度及び光源からの投射率量の調整が図られる。
中空管１，１１の長さ、内径及び肉厚、そしては制御基板２，１２の長さ及び横幅、また支持部の突出長、さらに口金４，１４の幅はいずれも適宜であるが、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、１１０Ｗに対応する中空管１，１１においては、その長さが４ｍ以下、外径が約３０ｍｍ及び内径が約２７ｍｍ並びに肉厚が約１．５ｍｍとしている。そして制御基板２，１２の長さ及び横幅（図５上下方向の幅）は、中空管１，１１の長さ及び内径に対応するものであるが、長さが約２ｍ４５ｃｍ、横幅が約６ｍｍ〜１５ｍｍの範囲としている。支持部１ａ，１ｂ，１１ａ，１１ｂのそれぞれの突出長は約２ｍｍ〜３ｍｍの範囲としている。また口金４，１４の幅は適宜であるが、約１０ｍｍ〜２６ｍｍの範囲としている。

この発明によれば、ＬＥＤ３，１３を取り付けている制御基板２，１２が中空管１，１１の背部側の内周面に近い位置に配置されているので、光軸を中心として放射状に広がるＬＥＤの光は、照射面までの距離が長くなるので、放射エリアが広がり、中空管の表面に各ＬＥＤ３，１３の影がドット状に表れにくく、ＬＥＤランプＬ１，Ｌ１１の設置場所やその用途の範囲が広がり、換言すれば、ＬＥＤランプの利用範囲を広げることができる。
この発明によれば、中空管１，１１はポリカーボネート、蛍光塗料、拡散材及び変色防止材を混合配分して乳白色のプラスチックパイプによって構成されているので、光の拡散、透視度及び光源であるＬＥＤ３，１３からの投射率量を調整することができ、中空管１，１１の背部側に制御基板２，１２をその内周面に接近して配置してあることと相俟って中空管の表面に各ＬＥＤ３，１３の影がドット状に表れにくくする効果がより良く発揮され、ＬＥＤランプＬ１，Ｌ１１を多方面の照明手段として利用することができる。
この発明によれば、ＬＥＤランプＬ１，Ｌ１１の組み立て時に、収納空間１ｄ，１１ｄ内にＬＥＤ３，１３を取り付けている制御基板２，１２をスライド挿入するたけで、中空管１，１１内に位置保持することができるので、組立作業が容易である。
この発明によれば、制御基板２，１２は支持部１ａ，１ｂ，１１ａ，１１ｂを介して中空管１，１１及び幅広の口金４，１４を通じて放熱されるので、放熱効果が円滑に行われる。

上述した例では中空管１，１１である乳白色のプラスチックパイプ内に白色光のＬＥＤが配置されているが、このように中空管における色彩は、ＬＥＤ３，１３の発光色と同系色（同一色を含む。）とすることが、中空管の表面にＬＥＤの影が表れることを極力制限する観点から望ましい。同様の観点から、中空管１，１１は、透光性を有すると共に、非透明（不透明、半透明）部材であるのが良いが、透明であっても良い。また中空管１，１１の各支持部１ａ，１ｂと各支持部１１ａ，１１ｂとは、いずれも中空管に全長に渡って設けられているが、適宜間隔を置いて設けても良い。

この発明に係るＬＥＤランプの実施形態を示す一部切欠正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる中空管を示す一部切欠正面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いるＬＥＤ及び制御基板を示す底面図である。 この発明に係るＬＥＤランプの他の実施形態を示す拡大断面図である。 図６に示すＬＥＤランプに用いるＬＥＤ及び制御基板を示す底面図である。

符号の説明

Ｌ１，Ｌ１１ ＬＥＤランプ
１，１１ 中空管
１ａ，１ｂ，１１ａ，１１ｂ 支持部（支持手段）
１ｃ，１１ｃ 間隙
１ｄ，１１ｄ 収納空間
２，１２ 制御基板
３，１３ ＬＥＤ
４，１４ 口金

Claims (7)

1. 円筒形のプラスチックパイプからなる中空管と、この中空管内の背部側に配置してある長板状の制御基板と、この制御基板にその長さ方向に間隔をおいて配列しかつ支持してある複数の光源であるＬＥＤとを備えており、
   上記制御基板は、上記中空管と一体に設けてある支持手段によって支持されており、
   上記支持手段は、上記中空管内の背部側の内周面に近い位置に設けられている
   ことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 支持手段は、中空管の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出している支持部からなり、両支持部は上記中空管の長さ方向に沿って形成されており、
   上記両支持部の先端部間は間隙が形成されており、上記両支持部と背部側の内周面との間に収納空間が形成されており、制御基板は上記収納空間に収納されており、各ＬＥＤは上記間隙に配置されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
3. 支持手段は、中空管の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出している支持部からなり、上記両支持部は上記中空管の長さ方向に沿って全長に亘って形成されており、上記両支持部の先端部間はスリット状の間隙が形成されており、上記両支持部と背部側の内周面との間に収納空間が形成されており、制御基板は上記収納空間に収納されており、各ＬＥＤは上記間隙に配置されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
4. 制御基板は、支持部の背部に固着されていることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のＬＥＤランプ。
5. 中空管の両端部に幅広の口金を取り付けてあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
6. 中空管は、蛍光塗料、拡散材及び変色防止材が配合されているプラスチックパイプであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
7. 中空管の色彩とＬＥＤの白発光とは、同系色であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のＬＥＤランプ。

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