JP2010287459A - Ｌｅｄ照明用モジュール及びこれを用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交流電源と接続されている既存の調光器をそのまま用いて調光可能であり、回路構成の簡素化を図ることによって照明装置を小型化することができるＬＥＤ照明用モジュール及びこれを用いた照明装置の提供を目的とするものである。
【解決手段】本発明は、照明用電源回路と、この照明用電源回路の出力端子側に接続される複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤ照明用モジュールであって、上記照明用電源回路が、１００Ｖ商用交流電源を整流して直流電源に変換する高周波整流回路と、上記高周波整流回路の出力端子側に接続される定電流素子とを有し、上記複数のＬＥＤが直列接続されており、複数のＬＥＤの順方向降下電圧の合計値が１００Ｖ以上１４０Ｖ以下であることを特徴とするＬＥＤ照明用モジュール及びこれを備える照明装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源とした照明用モジュール及びこれを用いた照明装置に関するものである。

近年、ＬＥＤの輝度の向上に伴い、ＬＥＤを光源として用いた照明装置が普及してきている。ＬＥＤは、電球と比べて消費電力が少なく、蛍光灯と比べて長寿命であるという優れた特徴を備えている。一般的なＬＥＤ照明装置は、例えば、図４に示すようなＬＥＤ照明用モジュール１０１を備えている。このＬＥＤ照明用モジュール１０１は、ＬＥＤを点灯させるための照明用電源回路１０２と、１又は複数個が直並列に接続されるＬＥＤ１０３とを備えている。照明用電源回路１０２は、商用電源からの商用交流電流を、ダイオードブリッジ１０４及び平滑用コンデンサ１０５によって一旦直流に整流・平滑化した後、スイッチング素子１０６でスイッチングすることで、絶縁用のトランス１０７から整流用のダイオード１０８及び平滑用コンデンサ１０９を介してＬＥＤ１０３へ出力する。

このＬＥＤ照明用モジュール１０１によれば、前記ＬＥＤ１０３を流れる電流の電流値が、当該ＬＥＤ１０３に直列接続される電流検知抵抗１１０によって電圧値で検出され、図示しないフォトカプラなどのフィードバック手段を介して、前記スイッチング素子１０６のスイッチングを制御するＰＷＭ制御回路１１１にフィードバックされる。ＰＷＭ制御回路１１１は、前記トランス１０７において、商用交流側の一次巻線１０７ａ及びＬＥＤ１０３側の二次巻線１０７ｂとともに設けられる三次巻線１０７ｃに誘起される電圧をコンデンサ１１２で平滑化して電源としており、フィードバックされたＬＥＤ１０３の電流値に応じて、スイッチング素子１０６のＯＮデューティを変化することで、前記ＬＥＤ１０３に流れる電流値を一定に制御する。

一方、従来から用いられている白熱電球の照明器具では、商用電源から照明器具への電源線に位相制御調光器が挿入され、位相制御された交流電圧を白熱電灯に直接印加することによって調光が行われるものが多い。このような調光器の場合、白熱電球の照明器具から上記ＬＥＤ照明用モジュール１０１を有するＬＥＤ照明装置に置き換えてそのまま調光を行うと、電流が高周波で入力されるため電源波形が歪み、チラツキが発生したり、内部の電子部品が過負荷になることで照明装置が短寿命となる。そこで、白熱電球の照明器具からＬＥＤを光源とした照明装置に置き換える際には、位相制御調光器を専用の調光器に付け替える必要があり、配線変更の工事等が必要となる。

また、従来の調光器を用いて調光することが可能なＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ照明用モジュール１０１において、調光器がＰＷＭ制御回路１１１や、ＰＷＭ制御回路の電源となるコンデンサ１１２に対して接続される回路を有しているものがある（例えば、特開２００７−２３４４１５号公報等参照）。このように交流電源と別に、調光器に接続されたＬＥＤ照明装置によれば、調光量、即ち抵抗値を大きくすることでコンデンサ１１２の充電電圧が小さくなり、これによってＰＷＭ制御回路１１１によるスイッチング素子１０６の前記ＯＮデューティが小さくなる。よって、ＬＥＤ１０３を流れる電流値が調光器によって定められた一定の調光量となる。しかし、このようなＬＥＤ照明用モジュール１０１は調光の際にスイッチング素子１０６を用いることで、温度上昇が生じやすくなり、このため平滑用コンデンサ１０９の寿命が極端に減り、やはり、照明装置全体の寿命が短くなるという不都合が存在する。更には、交流電源の入力部と、調光器からの信号入力部が別に存在するために、回路が複雑にならざるを得ないという不都合が存在する。

また、定電流素子を用いてＬＥＤへ流れる電流量を一定とすることによりＬＥＤ照明モジュールを小型化する技術も提案されているが（例えば、特開２００７−１８９８１９号公報等参照）、本技術においてもスイッチング素子や、トランスを回路に用いているために、実用化に至る十分な小型化が実現されていない。

特開２００７−２３４４１５号公報 特開２００７−１８９８１９号公報

本発明はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、交流電源と接続されている既存の調光器をそのまま用いて調光可能であり、回路構成の簡素化を図ることによって照明装置を小型化することができるＬＥＤ照明用モジュール及びこれを用いた照明装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた発明は、
照明用電源回路と、この照明用電源回路の出力端子側に接続される複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤ照明用モジュールであって、
上記照明用電源回路が、
１００Ｖ商用交流電源を整流して直流電源に変換する高周波整流回路と、
上記高周波整流回路の出力端子側に接続される定電流素子と
を有し、
上記複数のＬＥＤが直列接続されており、複数のＬＥＤの順方向降下電圧の合計値が１００Ｖ以上１４０Ｖ以下であることを特徴とするＬＥＤ照明用モジュールである。

当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、照明用電源回路が高周波整流回路を有しているため、交流電源と接続されている位相制御方式又はＰＷＭ方式等既存の調光器を用いた場合においても、入力される高周波電流の整流が可能であり、チラツキを抑えた調光を行うことができる。また、当該ＬＥＤ照明用モジュールは、照明用電源回路が定電流素子を有していることで、複数のＬＥＤへ流れる電流量を一定にすることができるうえ、モジュール中の各素子の温度上昇を押さえることができるため、モジュールひいてはこれを備える照明装置の長寿命化が実現される。更には、当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、複数のＬＥＤが直列接続されており、複数のＬＥＤの順方向降下電圧の合計値が１００Ｖ以上１４０Ｖ以下であるため、１００Ｖ商用交流電源から入力される交流電圧を下げることなく用いることができる。従って、入力電圧を、使用するＬＥＤにあわせて調整するための回路を不要とし、電力効率を高めることができるとともに、モジュールの簡素化及び小型化により照明装置全体を小型化することができる。

上記高周波整流回路が、４個のショットキーバリアダイオードを備えるブリッジ整流器を有していることが好ましい。当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、高周波整流回路が４つのショットキーダイオードを備えるブリッジ整流器を有することで、高周波の交流電源を確実に直流に整流することができる。すなわち、当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、交流電源と接続されている位相制御方式又はＰＷＭ方式等既存の外付けの調光器によって高周波にされた交流電源を容易かつ確実に直流にすることができる。従って、当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、既存の調光器を備える交流電源にそのまま接続することができる。

上記定電流素子が、１又は複数の定電流ダイオードからなるとよい。定電流ダイオードは、温度上昇に対して電流を制御する特性を有している。従って、当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、このような定電流ダイオードからなる定電流素子を備えているため、回路の温度が上昇した際に電流量を制御することで、温度上昇を抑えることができ、ＬＥＤ等への負荷を下げ、回路全体の寿命を延ばすことができる。

上記照明用電源回路が、高周波整流回路の入力端子側に接続される保護回路を有し、
この保護回路が、
上記高周波整流回路の入力端子側にそれぞれ接続される一対の金属被膜抵抗、
上記金属被膜抵抗の入力端子側に接続されるヒューズ
及び上記一の金属被膜抵抗とヒューズとの間と、他の金属被膜抵抗の入力端子側とを接続するサージアブソーバを備えていることが好ましい。

当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、保護回路として一対の金属抵抗被膜及びヒューズを備えていることにより定格以上の大電流から回路を保護することができる。また、当該ＬＥＤ照明用モジュールによれば、更に保護回路としてサージアブソーバを備えていることで、避雷やノイズを防ぐことができ、回路の損傷を防ぐとともにＬＥＤ照明のチラツキを更に低減させることができる。

上記課題を解決するためになされた別の発明は、白熱電球と互換性のある照明装置であって、円錐台形状を有する筐体と、上記筐体の頂部に配設される口金と、上記筐体の底部に覆設される半球状のカバーと、上記ＬＥＤ照明用モジュールとを備え、上記ＬＥＤが、上記筐体の底部表面に配設され、上記筐体の底部の直径が、２ｃｍ以上８ｃｍ以下であることを特徴とする照明装置である。

このように当該ＬＥＤ照明用モジュールを備える照明装置によれば、交流電源と接続されている位相制御方式又はＰＷＭ方式の既存の調光器を用いてそのまま調光が可能であるとともに、モジュールの構成が極めて簡単であるため、低コスト化、小型・軽量化を実現することができる。従って、当該照明装置は、調光器が備わっている白熱電球用電源にそのまま用いることができ、白熱電球、具体的には直径２ｃｍ以上８ｃｍ以下と小型の白熱電球の代替として用いることが可能である。

以上説明したように、本発明のＬＥＤ照明用モジュールによれば、交流電源と接続されている既存の調光器をそのまま用いて調光することが可能であり、モジュール構成の簡素化が図られることによって照明装置を小型化することができる。従って、これを用いた照明装置によれば、小型の白熱電球の代替として、交流電源と接続されている既存の調光器を用いて使用することができる。

本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明用モジュールの回路図である。 図１のＬＥＤ照明用モジュールを用いた照明装置の側面図である。 図２の照明装置のカバーを外した状態の正面図である。 従来のＬＥＤ照明用モジュールの回路図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明のＬＥＤ照明用モジュール及びこれを用いた照明装置について詳説する。

図１のＬＥＤ照明用モジュール１は、照明用電源回路２と、この照明用電源回路２の出力端子側に接続される複数のＬＥＤ３とを備えている。

照明用電源回路２は、１００Ｖ商用交流電源を整流して直流電源に変換する高周波整流回路４と、この高周波整流回路４の出力端子側に接続される定電流素子５と、上記高周波整流回路４の入力端子側に接続される保護回路６とを主に有している。

複数のＬＥＤ３は、直列接続されている。このＬＥＤ３の個数は、商用交流電源の電圧及び各ＬＥＤ３の順方向降下電圧との関係によって定まる。すなわち、ＬＥＤ３の順方向降下電圧の合計値が１００Ｖ交流電源電圧の実効値（１００Ｖ）以上、交流電源電圧の最大値（１４０Ｖ）以下となるように、ＬＥＤ３の個数が定まる。本発明においては、１００Ｖ商用交流電源（実効値１００Ｖ、最大値約１４０Ｖ）に用いる照明装置に対応するため、順方向降下電圧が１４．５ＶであるＬＥＤ３が８個、直列に接続されている。

当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、このように直列接続されている複数のＬＥＤ３の順方向降下電圧の合計値が交流電源の実効値１００Ｖ以上、交流電源の最大値１４０Ｖ以下であるため、商用交流電源から入力される交流電圧をスイッチング電源等を用いて下げることなくそのまま用いることができるために、電力効率を高めることができるとともに、回路の単純化により照明装置を小型化することができる。

なお、白熱電球の代替としてＬＥＤを光源とした照明装置を用いる場合、当該ＬＥＤ照明用モジュール１に備わるＬＥＤ３の個数の下限としては４個が好ましく、６個が特に好ましい。また、ＬＥＤ３の個数の上限としては、１８個が好ましく、１２個が特に好ましい。ＬＥＤ３の個数が上記下限より小さいと、光源の数が少なく均一な光の照射が困難となる。逆にＬＥＤ３の個数が上記上限を超えると、回路の簡素化及び照明装置の小型化が困難となる。

なお、このようにＬＥＤ３の個数を定める場合はそれに伴って、適当な順方向降下電圧を有するＬＥＤ３を選択する必要がある。例えば、１００Ｖ交流電源に使用する照明装置としてこのＬＥＤ照明用モジュールにＬＥＤ３を１０個用いる場合は、順方向降下電圧が１０Ｖ以上１４Ｖ以下のものを用いることができる。

また、ＬＥＤ３としては、順電流Ｉ_Ｆが比較的小さく、高輝度を有するものが好適に用いられる。このＬＥＤ３の順電流Ｉ_Ｆの下限としては、１０ｍＡが好ましく、２０ｍＡが特に好ましい。また、ＬＥＤ３の順電流Ｉ_Ｆの上限としては、８０ｍＡが好ましく、６０ｍＡが特に好ましい。ＬＥＤ３が上記範囲の順電流値Ｉ_Ｆを備えている高輝度ＬＥＤであることでＬＥＤ３の個数を減らしつつ、照明装置としての所望の明るさを提供することができる。本実施例においては、順電流Ｉ_Ｆが５０ｍＡのＬＥＤ３を８個用いている。なおＬＥＤ３の順電流Ｉ_Ｆが上記下限より小さいと、後述する定電流ダイオードにて電流値をコントロールすることが難しくなる。逆に、ＬＥＤ３の順電流Ｉ_Ｆが上記上限を超えると定格電力が大きくなり、発熱量が増え回路の寿命が低下するおそれがある。

なお、各ＬＥＤ３には、静電気に対する保護素子が内蔵されていることが好ましい。このように、保護素子が内蔵されたＬＥＤ３によれば、高電圧を有する静電気に対する保護効果が高まり、当該ＬＥＤ照明用モジュール１の長期使用が可能となる。この静電気に対する保護素子としては、ツェナーダイオードが好ましい。ＬＥＤ３にツェナーダイオードが保護素子として並列接続されていることで、当該ＬＥＤ照明用モジュール１の大型化を抑制することができる。

高周波整流回路４は、ブリッジ整流器７と、更にこのブリッジ整流器７の出力端子側に接続される平滑用コンデンサ８とを備えている。

当該ＬＥＤ照明用モジュール１は、この高周波整流回路４を有しているため、交流電源と接続されている既存の位相制御方式又はＰＷＭ方式の調光器をそのまま用いた場合においても高周波の整流が可能であり、チラツキを抑えた調光を行うことができる。具体的に説明すると、既存の調光器は、出力する電力量を低減するために、調光器から出力される交流電流は、高周波あるいは波形の一部がカットされた状態となっている。このために、通常の整流回路を用いた場合は、このような交流を完全には整流することができず、ＬＥＤ３においてチラツキが生じる、あるいは平滑用コンデンサへの負担が増加し、温度上昇による平滑用コンデンサの短寿命化が生じることとなる。しかしながら、当該高周波整流回路４によれば、高周波の交流電流を整流することができるため上記の不都合を解消することができる。

ブリッジ整流器７は、４つのショットキーバリアダイオード９から構成されている。このショットキーバリアダイオード９は、逆回復時間が１０ｎｓ以上１μｓ以下の高速整流用ダイオードであることが好ましい。ショットキーバリアダイオードとは、金属と半導体との接合によって生じるショットキー障壁を利用したダイオードである。このショットキーバリアダイオードは、多数キャリアによる動作のために、ＰＮ接合ダイオードに比べると順方向への電圧降下が低く、スイッチング速度が速いという特性を有している。従ってこのようなショットキーバリアダイオード９からなるブリッジ整流器７によれば、高周波の交流電流を好適に整流することができる。

平滑用コンデンサ８は、ブリッジ整流器７の２つの出力端子間に接続されている。当該平滑用コンデンサ８によれば、ブリッジ整流器７によって整流された電流を平滑化することができる。出力する電流の平滑性は、この平滑用コンデンサ８の静電容量と、この平滑用コンデンサ８に並列接続される抵抗１０ａ及び１０ｂの抵抗によって定まる。従って、当該平滑用コンデンサ８の静電容量は、抵抗１０ａ及び１０ｂの抵抗値とともに、必要とする電流の平滑性によって適宜調整される。本実施例においては、平滑用コンデンサ８は静電容量が１０μＦのものを採用している。また、抵抗１０（１０ａ及び１０ｂ）は２個直列接続して用いることに限らず、１個又は３個以上でもよく、平滑用コンデンサ８の静電容量と併せて適宜調整される。

定電流素子５は、並列接続された３つの定電流ダイオード１１（ＣＲＤ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｒｅｇｕｌａｔｉｖｅ Ｄｉｏｄｅ）からなっている。この定電流素子５に、ある電圧以上の電圧を印加すると、印加電圧に関係なく一定の電流が流れる。従って、当該定電流素子５によれば、印加される電圧が電圧変動と順方向電圧のバラツキを吸収し、流れる電流は一定に保たれる。従って、当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、入力電圧によらず、必要以上の電流がＬＥＤ３に流れることを防止し、ＬＥＤ３の短寿命化を防ぐことができる。また、このように、当該ＬＥＤ照明用モジュールに定電流素子５が接続されていることで、スイッチング素子を用いることなく、複数のＬＥＤへ流れる電流量を一定にすることができる。即ち従来用いられているスイッチング素子の代替として定電流素子５を用いることにより、モジュールを単純化するとともに、小型化及び軽量化することができる。

更には、この定電流素子５として用いられている定電流ダイオード１１は、温度上昇に対して電流を制御する特性を有している。従って、当該ＬＥＤ照明用モジュール１は、回路の温度が上昇した際に電流量を制御することで、温度上昇を抑えることができ、ＬＥＤ３の保護を行うことができる。

本発明に用いられる定電流ダイオード１１の仕様は、他の回路素子に応じて適宜設定されるが、本実施例においては、ピンチオフ電流が１８ｍＡ、肩電圧が４．６Ｖであるものを用いている。当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、この仕様の定電流ダイオード１１を３本並列に接続することで、５４ｍＡの電流をＬＥＤ３に対して供給することができる。

なお、本ＬＥＤ照明用モジュール１は、定電流素子５と直列接続される抵抗１２を更に有している。当該抵抗１２によれば、ＬＥＤ３に流入されうる過電流を防止することができ、当該ＬＥＤ照明用モジュール１の安全性を更に高めることができる。当該抵抗１２としては、金属被膜抵抗であることが、小型化及び適当な抵抗値を備えている点から好ましい。

保護回路６は、高周波整流回路４の入力端子側にそれぞれ接続される一対の抵抗１３（１３ａ及び１３ｂ）、この抵抗１３の入力端子側に接続されるヒューズ１４及び上記一の抵抗１３ａとヒューズ１４との間と、他の抵抗１３ｂの入力端子側とを接続するサージアブソーバ１５を備えている。

当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、保護回路６として一対の抵抗１３及びヒューズ１４を備えていることにより定格以上の大電流から回路を保護することができる。また当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、更に保護回路６としてサージアブソーバ１５を備えていることで、避雷やノイズ等を防ぐことができ、回路の損傷を防ぐとともにＬＥＤ照明のチラツキを更に低減させることができる。

抵抗１３（１３ａ及び１３ｂ）は、ＬＥＤ３の適格電流値等を考慮して、適宜使用を定めることができる。抵抗１２としては、金属被膜抵抗であることが、小型化及び適当な抵抗値を備えている点から好ましい。

サージアブソーバ１５は、印加電圧によってその抵抗値が変化する電圧依存性抵抗器である。当該サージアブソーバ１５によれば、雷等の大電流やノイズからＬＥＤ照明用モジュール１を守ることができる。当該サージアブソーバ１５としては、酸化亜鉛バリスタが好適に用いられる。酸化亜鉛バリスタとは、主原料の酸化亜鉛に複数の添加剤を加えて焼結されたセラミック素子であり、優れた電圧比直線特性と大きな耐電流特性とを備えている。従って、サージアブソーバ１５として酸化亜鉛バリスタを用いた当該保護回路６によれば、電圧安定化、パルス電圧の抑制、サージ電圧の吸収及び避雷機能を好適に発揮することができる。

このように当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、従来のＬＥＤ照明用モジュール１０１の照明用電源回路１０２と比して、保護回路６を備えているにもかかわらず、照明用電源回路２の簡素化を実現することができる。従って、当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、ＬＥＤを光源とした照明装置を小型化することができる。更に、上述のとおり、当該ＬＥＤ照明用モジュール１によれば、交流電源と接続されている既存の調光器を用いて調光することができる。

図２の照明装置２１は、筐体２２と、上記筐体の頂部に配設される口金２３と、上記筐体の底部に配設される基板２４と、上記基板に配設されるＬＥＤ照明用モジュール（ＬＥＤ３以外図示しない）と、上記筐体の底部に覆設される半球状のカバー２５とを備えている。

筐体２２は、円錐台形状を有し、側壁には複数の放熱フィン２６を備えている。筐体２２は、口金２３、基板２４等を配設するベースとなるものである。

この筐体２２のサイズとしては、この照明装置２１が、白熱電球と互換性を有する必要があるため、既存の白熱電球の筐体と同程度であることが好ましい。この筐体２２の具体的なサイズとしては、底部の直径の下限として２ｃｍとされ、３ｃｍが好ましい。また、筐体２２の底部の直径の上限としては、８ｃｍとされ、６ｃｍが好ましい。当該照明装置は、上述のとおり簡素化された構成を有するＬＥＤ照明用モジュール１を備えているために、このような小型の白熱電球サイズの大きさで好適に用いることができる。筐体２２の底部の直径が上記下限より小さいと、ＬＥＤ照明用モジュール１、特に複数のＬＥＤ３を適当に配設することができない。逆に、筐体２２の底部の直径が上記上限を超えると、照明装置が大型化され、簡素化された構成を有するＬＥＤ照明用モジュール１を配設する効果が低減することとなる。

筐体２２は、単一素材から一体形成されている。筐体２２の材質としては金属が好ましく、比熱が０．７Ｊ・ｇ^−１・Ｋ^−１以上１．２Ｊ・ｇ^−１・Ｋ^−１以下であり、熱伝導率は１６０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以上４００Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１以下である金属が特に好ましい。

筐体２２の材質が上記範囲の比熱及び熱伝導率を有する金属であることで、ＬＥＤ３が発する熱量を筐体２２全体で十分かつ一様に吸収かつ放熱することができ、ＬＥＤ３及び照明装置２１の温度上昇を抑制することができる。筐体２２の比熱が上記範囲未満の場合は、照明装置使用時に筐体２２の温度が急激に高くなるため、ＬＥＤ３の発光効率や寿命が低下する。筐体２２の比熱が上記範囲を超えると、高温になった筐体２２の温度を下げるのに時間を要してしまうためにＬＥＤ３の寿命が低下するとともに、使用後しばらく経過した後に作業者が当該照明装置２１を触った際にも十分な熱を有しているため火傷等の危険性が生じる。また、筐体２２の熱伝導率が上記範囲未満であると、熱伝導が不十分でＬＥＤ３から発生した熱による温度上昇がＬＥＤ３周辺のみになるため、ＬＥＤ３の発光効率や寿命が低下する。筐体２２の熱伝導率が上記範囲を超えると、当該照明装置２１に備えられる他の電気回路等の急激な温度上昇を招き、当該照明装置の長期信頼性が低下する。従って、上記範囲の比熱及び熱電伝導率を有する当該筐体２２によれば、ＬＥＤ３から発生する熱を適当な速度で筐体２２全体に分散させつつ、外気との温度差により筐体２２表面全体から効率的に放熱させることができる。

このような条件を満たす筐体２２の具体的素材としては、アルミニウムやアルミニウム合金が好適に用いられる。これらは、形状加工が容易であり、量産性に優れた性質を有している。特に、放熱フィン２６を押出形成技術により成形することができ、量産性に優れたものとすることができる。

また、筐体２２は、中空構造を有してることも好ましい。このように筐体２２が中空構造を有していることで、照明装置２１の軽量化を図ることができるとともに、熱容量の減少により放熱効率を更に高めることができる。

放熱フィン２６は突条形状を有し、軸方向に略等間隔に複数形成されている。側壁に形成される複数の放熱フィン２６によれば、筐体２２の表面積が広がり、ＬＥＤ３の使用により発生した熱を効率的に放散させることができる。従って、当該手段によれば、ＬＥＤ３の温度上昇による発光効率の低下、及びデバイス寿命の低下を防ぐことができるため、当該照明装置２１の輝度の低下を防ぐとともに、長期信頼性や安全性を高めることができる。

放熱フィン２６のサイズは、筐体２２のサイズに応じて適宜設定されるが、高さが１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、それぞれの放熱フィン２６間の間隔が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。このような放熱フィン２６のサイズにすることにより、筐体２２の表面積が確実に増加し、発生した熱を効率的に放散させることができる。

口金２３は、商用交流電源から電力を取り入れるものであり、ＬＥＤ照明用モジュール１と電気的に接続されている。口金２３のサイズとしては、通常の小型の白熱電球に用いられるものをそのまま用いることができ、例えば、Ｅ１７やＥ２６のサイズのものが好適に用いられる。

基板２４には、ＬＥＤ照明用モジュールが配設されており、筐体２２の底部よりも一回り小さい円形形状を有している。図３に示されるように、ＬＥＤ照明用モジュールのうち８つのＬＥＤ３が基板２４の表面側に配設されている。なお、この８つのＬＥＤ３は、図３に示されるように、４５°ずつ等角度に配設されている。更には、この８つのＬＥＤ３は、１個置きに４個のＬＥＤ３が一つの円周上に等間隔に配設され、残りの４個のＬＥＤ３が、上記の円から一回り小さい円の円周上に等間隔に配設されている。８つのＬＥＤ３が上記の用に配設されていることにより、小さい面積に効率よく配設することができるため、照明装置２１の小型化が実現できる。また、当該照明装置２１によればこのようにＬＥＤ３が等間隔に配設されていることで、均一な照明光を照射させることができる。更には、このようにＬＥＤ３が全て適度な間隔を保って配設されていることで、ＬＥＤ３の発熱による基板２４等の温度上昇を抑制することができる。なお、ＬＥＤ照明用モジュールに備わる照明用電源回路（図示しない）は、基板２４の裏面側に配設されている。

カバー２５は、半球状の形状を有している。カバー２５のサイズは、半径が筐体２２の底部の半径と等しくなるように設定されている。カバー２５の色は、ＬＥＤ３から発光された光線を透過させる必要があるため透明又は乳白色であることが好ましく、乳白色であることが特に好ましい。このようにカバー２５の色を乳白色とすることで、適度な輝度を保ちつつ強い刺激を抑え優しい風合いを備える照射光を提供することができる。特に、カバー２５の色が乳白色である当該照明装置２１によれば、小型の白熱電球が一般的に多用され、強い刺激を抑え優しい風合いを備える照射光を採用するホテルやレストラン等において好適に用いることができる。

照明装置２１は、更に、筐体２２の底部周縁に周設される円形の遮光壁２７を有している。この遮光壁２７は、円形形状を有する基板２４よりも一回り大きい内径と、筐体２２の底部とほぼ等しい外径とを有している。また、当該遮光壁２７の高さは、図２に示されるように、基板２４の表面に配設されるＬＥＤ３よりも高く形成されている。当該遮光壁２７によれば、横方向（筐体２２の底部水平方向）に出射するＬＥＤ３からの光線を遮断することができる。ＬＥＤ３は、通常水平方向にも比較的輝度の高い光線を出射するが、当該遮光壁２７を備える照明装置２１によれば、この水平方向の光線を遮断することで、強い刺激を抑え、優しい風合いを備える照射光を提供することができる。

このように当該照明装置２１によれば、簡素化されたＬＥＤ照明用モジュール１を備えることで、小型化が可能であり、小型の白熱電球の代替として使用することができる。また、この照明装置２１は、ＬＥＤ照明用モジュール１を備えているため、交流電源と接続されている既存の調光器にそのまま接続することで、照明光がちらつくこと無く、良好な状態で調光されることができ、調光器の使用により照明装置の寿命が低下することも防止される。

なお、本ＬＥＤ照明用モジュール及びこれを用いた照明装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、既存の位相制御方式あるいはＰＷＭ方式の調光器を回路に組み込んで照明装置と一体として用いることもできる。また、蛍光灯と代替可能な照明装置に当該ＬＥＤ照明用モジュールを用いることも可能である。更には、ＬＥＤ照明用モジュールを用いた照明装置において、照明用電源回路を有する基板を筐体内に備えることもできる。

以上のように、本考案のＬＥＤ照明用モジュールは、交流電源と接続されている既存の調光器を用いてそのまま調光可能であり、回路構成の簡素化が図られていることによって照明装置を小型化することができる。従って、このＬＥＤ照明用モジュールを用いた照明装置によれば、既存の小型白熱電球の代替として好適に利用することができる。

１ ＬＥＤ照明用モジュール
２ 照明用電源回路
３ ＬＥＤ
４ 高周波整流回路
５ 定電流素子
６ 保護回路
７ ブリッジ整流器
８ 平滑用コンデンサ
９ ショットキーバリアダイオード
１０ 抵抗
１１ 定電流ダイオード
１２ 抵抗
１３ 抵抗
１４ ヒューズ
１５ サージアブソーバ
２１ 照明装置
２２ 筐体
２３ 口金
２４ 基板
２５ カバー
２６ 放熱フィン
２７ 遮光壁

Claims (5)

1. 照明用電源回路と、この照明用電源回路の出力端子側に接続される複数のＬＥＤとを備えるＬＥＤ照明用モジュールであって、
   上記照明用電源回路が、
   １００Ｖ商用交流電源を整流して直流電源に変換する高周波整流回路と、
   上記高周波整流回路の出力端子側に接続される定電流素子と
   を有し、
   上記複数のＬＥＤが直列接続されており、複数のＬＥＤの順方向降下電圧の合計値が１００Ｖ以上１４０Ｖ以下であることを特徴とするＬＥＤ照明用モジュール。
2. 上記高周波整流回路が、４個のショットキーバリアダイオードを有するブリッジ整流器を備えている請求項１に記載のＬＥＤ照明用モジュール。
3. 上記定電流素子が、１又は複数の定電流ダイオードからなる請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤ照明用モジュール。
4. 上記照明用電源回路が、高周波整流回路の入力端子側に接続される保護回路を有し、
   この保護回路が、
   上記高周波整流回路の入力端子側にそれぞれ接続される一対の金属被膜抵抗、
   上記金属被膜抵抗の入力端子側に接続されるヒューズ、及び
   上記一の金属被膜抵抗とヒューズとの間と、他の金属被膜抵抗の入力端子側とを接続するサージアブソーバ
   を備えている請求項１、請求項２又は請求項３に記載のＬＥＤ照明用モジュール。
5. 白熱電球と互換性のある照明装置であって、
   円錐台形状を有する筐体と、
   上記筐体の頂部に配設される口金と、
   上記筐体の底部に覆設される半球状のカバーと、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明用モジュールと
   を備え、
   上記ＬＥＤが、上記筐体の底部表面に配設されており、
   上記筐体の底部の直径が、２ｃｍ以上８ｃｍ以下であることを特徴とする照明装置。

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