JP2010232034A - 電球型照明用ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、ＬＥＤ光の照射角度を実効的に拡大することにより、広範囲の領域を一定の照度で均一に照射することができる電球型照明用ＬＥＤランプの提供を目的とする。
【解決手段】 本発明の電球型照明用ＬＥＤランプは、複数のＬＥＤと、面形状から形成される基底部と、前記基底部の外周に係合するリング形状から形成される傾斜部から成り、前記複数のＬＥＤを前記基底部及び前記傾斜部の内壁面の所定の位置に設けた多面錐体と、前記多面錐体の前記基底部と対向した状態で前記傾斜部の外周と当接する拡散部材とを有することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、複数のＬＥＤを光源として用いる電球型の照明用ランプに関する。

従来、複数のＬＥＤを用いた電球型の照明用ランプには、複数のＬＥＤを高密度でマトリクス状に配列して、ダウンライトのように垂直方向下向きにＬＥＤ光を照射する構成がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−１２４５２８号公報

しかしながら、前述の構成では、垂直方向下向きに対してＬＥＤ光を照射することから、ＬＥＤ光の照射角度の特性に起因して、広範囲の領域を一定の照度で均一に照射することができない問題点があった。

そこで、本発明は前述の技術的な課題に鑑み、ＬＥＤ光の照射角度を実効的に拡大することにより、広範囲の領域を一定の照度で均一に照射することができる電球型照明用ＬＥＤランプの提供を目的とする。

前述の課題を解決すべく、本発明に係る電球型照明用ＬＥＤランプは、複数のＬＥＤと、面形状から形成される基底部と、前記基底部の外周に係合するリング形状から形成される傾斜部から成り、前記複数のＬＥＤを前記基底部及び前記傾斜部の内壁面の所定の位置に設けた多面錐体と、前記多面錐体の前記基底部と対向した状態で前記傾斜部の外周と当接する拡散部材とを有することを特徴とする。

本発明に係る電球型照明用ＬＥＤランプによれば、ＬＥＤ光の照射角度を実効的に拡大することにより、広範囲の領域を一定の照度で均一に照射することができる。

本発明の第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプの側面図を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプの断面図を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤを配設した多面錐体の側面図を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤを配設した多面錐体の正面図を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤの駆動に係る回路を示す回路図である。 本発明の第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤの駆動電源の供給に係る回路を示す回路図である。 本発明の第２の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤを配設した多面錐体の側面図を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプを構成する複数のＬＥＤを配設した多面錐体の正面図を示す模式図である。

以下、本発明の電球型照明用ＬＥＤランプに係る好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明の電球型照明用ＬＥＤランプは、以下の記述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において、適宜変更可能である。

［第１の実施形態］
まず、本実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ１０の構成について、図１乃至図４を参照しながら具体的に説明する。

なお、図１は電球型照明用ＬＥＤランプ１０の側面図を示す模式図である。また、図２は電球型照明用ＬＥＤランプ１０の断面図を示す模式図である。同様に、図３は電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する複数のＬＥＤ１１を配設した多面錐体１２の側面図を示す模式図である。同様に、図４は電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する複数のＬＥＤ１１を配設した多面錐体１２の正面図を示す模式図である。

本実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ１０は、多面錐体１２に複数のＬＥＤ１１を配設して該複数のＬＥＤ１１によるＬＥＤ光の照射面を立体化することにより、ＬＥＤ光の照射角度を拡大するものである。この様な電球型照明用ＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤ１１、多面錐体１２、拡散板１３、ヒートシンク１４、筐体１５、口金１６、及び制御回路１７から構成される。以下、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する各構成部材について説明する。

電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成するＬＥＤ１１は、白色光を発する発光ダイオード(ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ)であり、後述する多面錐体１２上の所定の位置に例えば接着固定される。この様なＬＥＤ１１には、例えば同一仕様のＬＥＤが３個実装された３チップ入りの白色ＬＥＤを用いる。具体的には、シャープ株式会社製で、型名がＧＭ５ＢＷ９７３３０Ａの表面実装型白色ＬＥＤを用いる。また、ＬＥＤ１１の発散角は、１１０°である。同様に、ＬＥＤ１１の大きさは、横幅３．２ｍｍ、奥行き２．８ｍｍ、及び高さ１．９ｍｍである。同様に、ＬＥＤ１１の特性は、順方向電流ＩＦ＝２０ｍＡのとき、順方向電圧ＶＦ＝３．２Ｖ（ＴＹＰ．）である。同様に、ＬＥＤ１１の動作温度は、−３０℃から１００℃である。

また、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する多面錐体１２は、本発明に係る重要な構成部材である。ここで、多面錐体１２は、多角形から形成される基底部１２Ａと、該基底部１２Ａの多角形の各辺に接するように多面体を形成する傾斜部１２Ｂにより、一体に形成される。なお、基底部１２Ａと傾斜部１２Ｂの成す内接した角度は、基底部１２Ａと傾斜部１２Ｂが係合している任意の一辺の中心部において、例えば１３５°である。また、多面錐体１２の基底部１２Ａにおいて例えば２行２列のマトリクス状に、ＬＥＤ１１が配設される。同様に、例えば６面から成る傾斜部１２Ｂの各中央部に、それぞれＬＥＤ１１が１個ずつ配設される。この様に、多面錐体１２の基底部１２Ａ及び傾斜部１２Ｂに対して複数のＬＥＤ１１を配設することにより、ＬＥＤ光の照射面を立体化して、ＬＥＤ光の照射角度を拡大することができる。また、多面錐体１２は、例えばポリカーボネイトフィルムにチタン粒子等を貼り付けた反射シートを真空成形することにより一体形成される。なお、該反射シートの厚みは、例えばｔ＝０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍである。また、反射シートには、例えば株式会社インターナショナル・ケミカル製で型名がラクロンＪＣ−２４Ｗ（Ｃ）の光高反射ポリカーボネートフィルムや、古河電気工業株式会社製で型名がＭＣＰＥＴの超微細発泡光反射板を用いる。

同様に、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する拡散板１３は、拡散部材であり、例えばポリカーボネイトに拡散材フィーラーを混入した乳半板から成り円盤形状部から形成される。この様な拡散板１３は、多面錐体１２の基底部１２Ａと対向し、多面錐体１２の傾斜部１２Ｂの一端と接合した状態で、筐体１５に固定される。なお、電球型照明用ＬＥＤランプ１０に通電すると、ＬＥＤ１１の発熱に起因してＬＥＤ１１を配設している多面錐体１２の温度が上昇する。また、電球型照明用ＬＥＤランプ１０への通電を止めると、ＬＥＤ１１の発熱が止むことにより多面錐体１２の温度が降下する。この様な多面錐体１２の温度変化により、多面錐体１２と拡散板１３に封止された空間における飽和水蒸気量が変化して、ＬＥＤ１１が結露する可能性があることから、各ＬＥＤ１１を図示せぬ耐熱耐光性を有する透明フィルムでラミネイト処理することにより防水する。

同様に、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成するヒートシンク１４は、放熱部材であり、例えばアルミニウムから成り、多面錐体１２の裏面側から多面錐体１２に密着するように略多面錐体形状部により形成される。また、ヒートシンク１４の厚みは例えば０．５ｍｍである。この様なヒートシンク１４の外周部は筐体１５の放熱部１５Ａと接続されており、各ＬＥＤ１１を駆動させることにより発生した熱を電球型照明用ＬＥＤランプ１０の外部に排出する。なお、ヒートシンク１４は、多面錐体１２の形状を維持するための補強部材でもある。

同様に、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する筐体１５は、例えば耐熱プラスチックから成り略円錐形状部で形成される。この様な筐体１５の内部には、ＬＥＤ１１を配設した多面錐体１２、多面錐体１２に隣接して設けられたヒートシンク１４、及びＬＥＤ１１を駆動する制御回路１７が設けられ、口金１６と係合している。なお、筐体１５は、従来の電球の筐体と基本的に同様の外形形状及び仕様とすることにより、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を従来の照明設備に収容可能とする。

同様に、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する口金１６は、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を図示せぬ電球ソケットに接続させるものである。この様な口金１６は、例えばプラスチックから成り略円筒形状部で形成され、通電させるための金属が外周の一部に設けられている。なお、口金１６は、従来の電球に設けられている口金と同様の外形形状及び仕様とすることにより、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を従来の電球ソケットに装着可能とする。

同様に、電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する制御回路１７は、図５に示す駆動回路２０及び図６に示す駆動電源供給回路３０から構成される。この様な制御回路１７は、筐体１５内に収納され、口金１６を経て入力された交流１００Ｖの電源から全波整流して、３５Ｖの定電圧を生成する。また、制御回路１７とＬＥＤ１１、及び各ＬＥＤ１１間は、図示せぬフレキシブル基板により接続される。なお、制御回路１７の動作に係る詳細については後述する。

次に、本実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ１０の駆動について、図５を参照しながら具体的に説明する。なお、図５は電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する複数のＬＥＤ１１の駆動に係る回路図である。

駆動回路２０は、複数のＬＥＤ１１を定電流により駆動させるための回路である。この様な駆動回路２０は、１０個のＬＥＤ１１及び保護抵抗２１を直列に接続し、且つ各ＬＥＤ１１にツェナーダイオード２２を並列に接続することにより構成されている。また、ＬＥＤ１１は３チップタイプであり、ＬＥＤ１１内ではＬＥＤ１１Ａ，ＬＥＤ１１Ｂ，及びＬＥＤ１１Ｃの３チップが並列に接続されている。ここで、３チップから構成されるＬＥＤ１１の各チップには、それぞれ駆動電流Ｉｏｐ＝１５ｍＡが印加される。したがって、各ＬＥＤ１１には、それぞれ駆動電流Ｉｏｐ＝４５ｍＡが印加される。なお、使用しているＬＥＤ１１の特性は、順方向電流ＩＦ＝２０ｍＡのとき、順方向電圧ＶＦ＝３．２Ｖ（ＴＹＰ．）である。ここで、ＬＥＤ１１を直列に１０個接続して発光させることから、駆動電圧を３５Ｖとする。なお、電流制限抵抗である保護抵抗２１により、各ＬＥＤ１１の駆動に関して順方向電流ＩＦ及び順方向電圧ＶＦの定格を超えないようにしている。また、ツェナーダイオード２２は、紫外線に起因して発生する逆起電力を吸収することにより、ＬＥＤ１１の破壊を防止する。

次に、本実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ１０の駆動電源の供給について、図６を参照しながら具体的に説明する。なお、図６は電球型照明用ＬＥＤランプ１０を構成する複数のＬＥＤ１１の駆動電源の供給に係る回路図である。

駆動電源供給回路３０は、前述した駆動回路２０に所定の電流電圧値の電力を供給するためのものであり、駆動回路２０に接続されている。この様な駆動電源供給回路３０は、全波整流用ダイオードブリッジ３１、チョークコイル３２、定電圧回路３３、及び定電流回路３４から構成されている。以下、駆動電源供給回路３０を構成する各構成部材について説明する。全波整流用ダイオードブリッジ３１は、電球型照明用ＬＥＤランプ１０に設けられた口金１６の金属端子１６Ａから入力された交流１００Ｖ等の交流電源を全波整流する。また、チョークコイル３２は、定電圧回路３３等により発生する所定の周波数を超えた高調波が電球型照明用ＬＥＤランプ１０の外部へ逆流することを防止する。また、定電圧回路（ＣＶＣ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３３は、全波整流された電源から約３５Ｖの一定電圧を生成する。また、定電流回路（ＣＣＣ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｃｉｒｃｕｉｔ）３４は、定電圧回路３３から約４５ｍＡの一定電流を生成する。

以上、第１の実施形態に係る電球型照明用ＬＥＤランプ１０によれば、多角形から形成される基底部１２Ａ、及び該基底部１２Ａの多角形の各辺に接するように多面体を形成する傾斜部１２Ｂにより一体形成された多面錐体１２に対して、複数のＬＥＤ１１を配設して該複数のＬＥＤ１１によるＬＥＤ光の照射面を立体化することにより、ＬＥＤ光の照射角度を拡大することができる。したがって、電球型照明用ＬＥＤランプ１０によれば、広範囲の領域を一定の照度で均一に照射することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ４０について、図７及び図８を参照しながら具体的に説明する。なお、図７は電球型照明用ＬＥＤランプ４０を構成する複数のＬＥＤ１１を配設した多面錐体４２の側面図を示す模式図である。また、図８は電球型照明用ＬＥＤランプ４０を構成する複数のＬＥＤ１１を配設した多面錐体４２の正面図を示す模式図である。

ここで、第２の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ４０については、多面錐体４２が多角形状部ではなく円錐形状部から形成されていることに特徴を有しており、それ以外の電球型照明用ＬＥＤランプ４０に係る構成は、第１の実施形態で述べた電球型照明用ＬＥＤランプ１０の構成と同様である。そこで、第２の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ４０においては、第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ１０と異なる構成を中心にして具体的に説明する。

電球型照明用ＬＥＤランプ４０は、多面錐体４２に複数のＬＥＤ１１を配設して該複数のＬＥＤ１１によるＬＥＤ光の照射面を立体化することにより、ＬＥＤ光の照射角度を拡大するものである。この様な電球型照明用ＬＥＤランプ４０は、第１の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ１０と同様の構成部材であるＬＥＤ１１、拡散板１３、ヒートシンク１４、筐体１５、口金１６、及び制御回路１７と、第２の実施形態の電球型照明用ＬＥＤランプ４０に特有の構成部材である多面錐体４２から構成される。このため、電球型照明用ＬＥＤランプ４０を構成する多面錐体４２について説明する。

電球型照明用ＬＥＤランプ４０を構成する多面錐体４２は、本発明に係る重要な構成部材である。ここで、多面錐体４２は、円形状又は楕円形状から形成される基底部４２Ａと、該基底部４２Ａの形状の外周に接するように円錐形状を形成する傾斜部４２Ｂにより、一体に形成される。なお、基底部４２Ａと傾斜部４２Ｂの成す内接した角度は、例えば１３５°である。また、多面錐体４２の基底部４２Ａにおいて例えば２行２列のマトリクス状に、ＬＥＤ１１が配設される。同様に、傾斜部４２Ｂにおいて６０°の間隔でＬＥＤ１１が合計６個配設される。この様に、多面錐体４２の基底部４２Ａ及び傾斜部４２Ｂに対して複数のＬＥＤ１１を配設することにより、ＬＥＤ光の照射面を立体化して、ＬＥＤ光の照射角度を拡大することができる。また、多面錐体４２は、例えばポリカーボネイトフィルムにチタン粒子等を貼り付けた反射シートを真空成形することにより一体形成される。なお、該反射シートの厚みは、例えばｔ＝０．２ｍｍ乃至０．５ｍｍである。

以上、第２の実施形態に係る電球型照明用ＬＥＤランプ４０によれば、円形状又は楕円形状から形成される基底部４２Ａ、及び該基底部４２Ａの形状の外周に接するように円錐形状を形成する傾斜部４２Ｂにより一体形成された多面錐体４２を用いても、該多面錐体４２に対して複数のＬＥＤ１１を配設して該複数のＬＥＤ１１によるＬＥＤ光の照射面を立体化することにより、ＬＥＤ光の照射角度を拡大することができる。したがって、電球型照明用ＬＥＤランプ１０によれば、広範囲の領域を一定の照度で均一に照射することができる。

なお、上述した第１及び第２の実施形態においては、電球型照明用ＬＥＤランプ１０及び電球型照明用ＬＥＤランプ４０を照明装置として説明したが、このような形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。具体的には、例えば電球型照明用ＬＥＤランプ１０又は電球型照明用ＬＥＤランプ４０を漁船に取り付けて使用する集魚灯としても良い。また、電球型照明用ＬＥＤランプ１０又は電球型照明用ＬＥＤランプ４０に配設するＬＥＤ１１は、３チップ入りの白色のＬＥＤに限定されるものではなく、例えば１チップ入りの白色のＬＥＤとしても良い。また、電球型照明用ＬＥＤランプ１０又は電球型照明用ＬＥＤランプ４０に配設するＬＥＤ１１は、白色のＬＥＤに限定されるものではなく、例えば赤色、青色、及び緑色の中の一色からなるＬＥＤ、若しくはそれら各色のＬＥＤと白色のＬＥＤの組み合わせとしても良い。

１０ 電球型照明用ＬＥＤランプ
１１ ＬＥＤ
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ ＬＥＤ
１２ 多面錐体
１２Ａ 基底部
１２Ｂ 傾斜部
１３ 拡散板
１４ ヒートシンク
１５ 筐体
１５Ａ 放熱部
１６ 口金
１６Ａ 金属端子
１７ 制御回路
２０ 駆動回路
２１ 保護抵抗
２２ ツェナーダイオード
３０ 駆動電源供給回路
３１ 全波整流用ダイオードブリッジ
３２ チョークコイル
３３ 定電圧回路
３４ 定電流回路
４０ 電球型照明用ＬＥＤランプ
４２ 多面錐体
４２Ａ 基底部
４２Ｂ 傾斜部

Claims (8)

1. 複数のＬＥＤと、
   面形状から形成される基底部と、前記基底部の外周に係合するリング形状から形成される傾斜部から成り、前記複数のＬＥＤを前記基底部及び前記傾斜部の内壁面の所定の位置に設けた多面錐体と、
   前記多面錐体の前記基底部と対向した状態で前記傾斜部の外周と当接する拡散部材とを有すること
   を特徴とする電球型照明用ＬＥＤランプ。
2. 前記多面錐体の前記基底部は、多角形状、円形状、又は楕円形状から成る前記面形状から形成されること
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。
3. 前記多面錐体の前記傾斜部は、多面体状又は円筒状から成る前記リング形状から形成されること
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。
4. 前記多面錐体は、前記基底部と前記基底部に係合する前記傾斜部の内接する角度が９０°よりも大きく且つ１８０°よりも小さいこと
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。
5. 前記多面錐体は、ポリカーボネイトフィルムにチタン粒子を貼り付けて真空成形することにより一体形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。
6. 前記拡散部材は、ポリカーボネイトに拡散材フィーラーを混入した乳半板から形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。
7. 前記複数のＬＥＤは、前記多面錐体の内壁面に設けられた状態で透明フィルムを用いてラミネイト処理により封止されていること
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。
8. 前記電球型照明用ＬＥＤランプは、前記多面錐体の外壁面に密着するように当接する放熱部材を更に有すること
   を特徴とする請求項１に記載の電球型照明用ＬＥＤランプ。