JP2011198646A - Ｌｅｄ照明装置およびｌｅｄを用いた装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動電源とＬＥＤ光源の相互に熱干渉を受けることがなく、熱干渉による製品寿命が短くなることを回避でき、かつ電気配線するために有資格者による専門工事を行う必要がなく、本来の製品寿命が期待できるＬＥＤ照明装置、および熱干渉による製品寿命が短くなることを回避できるＬＥＤを用いた装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置１００は、照明装置本体１０と、駆動電源２０と、ケーブル３０ａ，３０ｂとから構成されている。照明装置本体１０は、基板１１と、ＬＥＤ１２と、筒状部材１３と、口金１４と、交流入力端子１５と、交流出力端子１６と、直流入力端子１７とを備える。駆動電源２０は照明装置本体１０と離れて配置され、ケーブル３０ａ，３０ｂを介して交流出力端子１６および直流入力端子１７に接続される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いられたＬＥＤ照明装置、特に一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能な蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置、およびＬＥＤを用いた装置に関するものである。

近年、消費電力が少なく、かつ耐久性に優れるＬＥＤを多数取付けた照明装置が利用されている。特に、従来の蛍光灯を用いる蛍光灯器具に取り付けて使用できる蛍光灯型ＬＥＤ照明装置が開発されている。このような蛍光灯型ＬＥＤ照明装置は、商用電源の交流電流を直流電流に変換する駆動電源が必要である。

この駆動電源は、一般的に３つの配置方式がある。例えば、図９に示すように、駆動電源１Ａは、ＬＥＤ照明管２の内部に設置され、既存の蛍光灯専用安定器Ｍより供給された交流電流を直流電流に変換しＬＥＤ３を駆動する第１の配置方式と、図１０に示すように、駆動電源１Ｂは、ＬＥＤ照明管２の内部に設置され、既存の蛍光灯専用安定器Ｍを経由しないで直接商用電源から供給された交流電流を直流電流に変換しＬＥＤ３を駆動する第２の配置方式と、図１１に示すように、駆動電源１Ｃは、既存の蛍光灯専用安定器Ｍの設置場所に設置され、既存の蛍光灯専用安定器Ｍを経由しないで直接商用電源から供給された交流電流を直流電流に変換しＬＥＤ３を駆動する第３の配置方式とがある。図９〜図１１において、交流用配線を実線で、直流用配線を破線で、使用しない配線（蛍光灯専用安定器ＭからソケットＳまでの配線）を仮想線で示している。

上記第１の配置方式として、例えば、複数のＬＥＤが長手方向に複数列に配置された基板と、該基板を覆う透光性のカバーと、蛍光灯器具のソケットに嵌合する端子とを有する直管型蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置が提案されている（特許文献１）。

この場合、蛍光灯型ＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤ照明管内部に電源回路を設け、既存の蛍光灯器具の安定器より供給された電流をＬＥＤ照明管内の電源部に設けた整流器および平滑用コンデンサによって整流し、ＬＥＤ部に導通する。このような蛍光灯型ＬＥＤ照明装置は、有資格者による電気配線の専門工事が不要で、別途費用が発生しないことが利点である。

また、ＬＥＤ照明管の温度上昇を抑えるために、ＬＥＤ照明管の管部の上部または上部と下部に通風用の穴を設ける。

発熱はＬＥＤおよび他の電子部品の寿命に悪影響を及ぼすので、それを最小限に抑えねばならない。特に、ＬＥＤ駆動電源がＬＥＤ照明管内部に設置され場合、ＬＥＤ駆動電源は、自らが発熱する性質を有する。電源に内蔵されているコンデンサの寿命によって製品寿命が決まるとも言われている。また、ＬＥＤも電流量に応じて自らが発熱する性質を有する。ＬＥＤ自体の内部温度（ジャンクション温度）で寿命が決まる。製品温度の上昇による寿命の変化はアレニウスの法則によって計算される。この法則は、ＬＥＤやコンデンサにも適応される。この法則によると、製品温度が１０℃下がれば、寿命は倍になり、さらに１０℃下がれば、寿命はさらにその倍になる。逆に、製品温度が１０℃上がれば、寿命は温度上昇前の半分になり、さらに１０℃上がれば、またその半分になる。

特開２００７−２５７９２８号公報

しかしながら、図９に示す上記第１の配置方式（即ち特許文献１の蛍光灯型ＬＥＤ照明装置）の場合は、駆動電源１Ａは、ＬＥＤ照明管２の内部に設置されるため、ＬＥＤ照明管２の重量がＪＩＳ規格で定められた蛍光灯重量５００ｇよりも重くなってしまい、取付用のピンとソケットにかかる荷重が問題となる。また、この場合、駆動電源１ＡとＬＥＤ３が同じ空間に共存するため、相互に熱の干渉を受けることで、熱干渉による製品寿命が短くなる問題点があった。また、駆動電源１Ａを配置する部分にはＬＥＤ３が配置できないため、発光できる部分が少なくなる問題点があった。

また、図１０に示す第２の配置方式の場合も、駆動電源１Ｂは、ＬＥＤ照明管２の内部に設置されるため、ＬＥＤ照明管２の重量がＪＩＳ規格で定められた蛍光灯重量５００ｇよりも重くなってしまい、取付用のピンとソケットにかかる荷重が問題となる。また、この場合、駆動電源１ＢとＬＥＤ３が同じ空間に共存するため、相互に熱の干渉を受けることで、熱干渉による製品寿命が短くなる問題点があった。また、駆動電源１Ｂを配置する部分にはＬＥＤ３が配置できないため、発光できる部分が少なくなる問題点があった。さらに、電気配線を行うために有資格者による専門工事が必要となり、別途費用が発生する欠点があった。

また、図１１に示す第３の配置方式の場合は、上記第１の配置方式および第２の配置方式の重量問題、熱干渉問題および発光できる部分が少なくなる問題がないが、電気配線を行うために有資格者による専門工事が必要となり、別途費用が発生する欠点があった。

また、特許文献１の蛍光灯型ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ照明管の管部の上部または上部と下部に通風用の外部への穴を明けることによって、管内の発熱を外部に逃がすことができ、管内の温度上昇を抑えることができるが、加工が複雑になり、コストが高くなる問題点があった。

そこで、本発明は、照明装置本体に交流入力端子と、交流出力端子と、直流入力端子とが設けられ、駆動電源は照明装置本体と離れて配置され、ケーブルを介して交流出力端子および直流入力端子に接続されることで、照明装置本体の重量がＪＩＳ規格で定められた蛍光灯重量以下に押さえることができると共に、駆動電源とＬＥＤ光源の相互に熱干渉を受けることがなく、熱干渉による製品寿命が短くなることを回避でき、かつ有資格者による電気配線の専門工事を行う必要がなく、本来の製品寿命が期待できるＬＥＤ照明装置、および熱干渉による製品寿命が短くなることを回避できるＬＥＤを用いた装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るＬＥＤ照明装置は、基板に配置された発光ダイオードからなる光源を有する照明装置本体と、前記照明装置本体と離れて配置され、商用電源の交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動する駆動電源とを備え、前記照明装置本体には、商用電源の交流電流を入力する交流入力端子と、前記交流入力端子から入力された交流電流を出力する交流出力端子と、前記駆動電源からの直流電流を入力する直流入力端子とが設けられ、前記駆動電源は、ケーブルを介して前記交流出力端子および直流入力端子に接続されることを特徴とするものである。

例えば、前記駆動電源は、前記照明装置本体を固定するためのベース器具または壁面に取り付けられる。

また例えば、前記交流入力端子は、蛍光灯器具のソケットに嵌合する端子である。

また例えば、前記駆動電源は、蛍光灯専用安定器を介して入力される交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動する。

また、上記課題を解決するため、本発明に係るＬＥＤを用いた装置は、基板に配置された発光ダイオードを有する装置本体と、前記装置本体と離れて配置され、商用電源の交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動する駆動電源とを備え、前記装置本体には、商用電源の交流電流を入力する交流入力端子と、前記交流入力端子から入力された交流電流を出力する交流出力端子と、前記駆動電源からの直流電流を入力する直流入力端子とが設けられ、前記駆動電源は、ケーブルを介して前記交流出力端子および直流入力端子に接続されることを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤ照明装置は、照明装置本体に交流入力端子と、交流出力端子と、直流入力端子とが設けられ、駆動電源は照明装置本体と離れて配置され、ケーブルを介して交流出力端子および直流入力端子に接続されることで、照明装置本体の重量がＪＩＳ規格で定められた蛍光灯重量以下に押さえることができると共に、駆動電源とＬＥＤ光源の相互に熱干渉を受けることがなく、熱干渉による製品寿命が短くなることを回避でき、かつ有資格者による電気配線の専門工事を行う必要がなく、本来の製品寿命が期待できる。

また、駆動電源は、照明装置本体を固定するためのベース器具または壁面に取り付けられることで、設置作業は簡単である。

また、交流入力端子は、蛍光灯器具のソケットに嵌合する端子であるため、一般用蛍光灯照明器具に取り付けることが可能である。

さらに、駆動電源は、蛍光灯専用安定器を介して入力される交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動することで、一般用蛍光灯照明器具の配線を変更することがなく利用できる。

本発明によれば、ＬＥＤを用いた装置は、装置本体に交流入力端子と、交流出力端子と、直流入力端子とが設けられ、駆動電源は装置本体と離れて配置され、ケーブルを介して交流出力端子および直流入力端子に接続されることで、駆動電源とＬＥＤの相互に熱干渉を受けることがなく、熱干渉による製品寿命が短くなることを回避でき、本来の製品寿命が期待できる。

実施の形態のＬＥＤ照明装置１００の構成を示す図である。 ＬＥＤ照明装置１００の構成を示す回路図である。 駆動電源の設置例（その１）を示す図である。 駆動電源の設置例（その２）を示す図である。 駆動電源の設置例（その３）を示す図である。 駆動電源の設置例（その４）を示す図である。 他の実施の形態のＬＥＤ照明装置１００Ａの構成を示す図である。 他の実施の形態のＬＥＤを用いた装置１００Ｂの構成を示す図である。 従来のＬＥＤ照明装置の構成例１を示す図である。 従来のＬＥＤ照明装置の構成例２を示す図である。 従来のＬＥＤ照明装置の構成例３を示す図である。

以下、本発明に係るＬＥＤ照明装置を実施するための形態を、図を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態のＬＥＤ照明装置１００の構成を示す図である。また、図２は、ＬＥＤ照明装置１００の構成を示す回路図である。図２において、駆動電源２０は、商用電源Ｐから一般用蛍光灯照明器具の蛍光灯専用安定器Ｍを介して交流電流が入力される場合を示している。図２中のＮは端子台であり、また、配線（ケーブル）３０ａは実線で交流用配線を示し、配線（ケーブル）３０ｂは破線で直流用配線を示している。なお、図１、図２において、一本のＬＥＤ照明装置１００を示しているが、１つの蛍光灯専用安定器Ｍに２本のＬＥＤ照明装置１００を接続するようにしてもよい。

図１および図２に示すように、ＬＥＤ照明装置１００は、照明装置本体１０と、駆動電源２０と、ケーブル３０ａ，３０ｂとから構成されている。

照明装置本体１０は、基板１１と、ＬＥＤ（発光ダイオード）１２と、筒状部材１３と、口金１４と、交流入力端子１５と、交流出力端子１６と、直流入力端子１７とを備える。

基板１１は、ＬＥＤ１２が実装される平板状の配線基板である。この基板１１の片方にＬＥＤ１２が実装されている。なお、基板１１の他方にＬＥＤ１２が実装されている位置に略対応する位置に熱伝導性の高い材料からなる放熱部材を設けるようにしてもよい。

ＬＥＤ１２は、チップ型発光ダイオードまたは砲弾型発光ダイオードを用いられる。この例において、チップ型発光ダイオードを示している。

筒状部材１３は、透明または半透明樹脂から成型される。なお、筒状部材１３は、２つの半筒状部材より接着して構成されるようにしてもよい。筒状部材１３の両端に口金１４が設けられている。

交流入力端子１５は、照明装置本体１０の両端の口金１４にそれぞれ一対設けられ、蛍光灯器具のソケットＳに嵌合することができ、商用電源の交流電流を入力するための端子である。ここで、交流出力端子１６が設けられた側の交流入力端子１５から交流電流を利用する。即ち、交流出力端子１６が設けられた側の交流入力端子１５が交流出力端子１６と接続されている。

交流出力端子１６は、照明装置本体１０の端部側面に設けられ、交流入力端子１５から入力された交流電流を出力するための一対のピンである。例えば、口金１４に凹部を形成し、交流出力端子１６の一端は基板１１に装着され、他端は口金１４の凹部に露出するように設けられている。

直流入力端子１７は、照明装置本体１０の端部側面に設けられ、駆動電源２０から出力される直流電流を入力するための一対のピンである。例えば、交流出力端子１６の一端は基板１１に装着され、他端は口金１４の凹部に露出するように設けられている。

駆動電源２０は、蛍光灯器具の安定器より供給された交流電流を整流回路および平滑用コンデンサによって整流し直流電流に変換してＬＥＤ１２を駆動するためのものである。駆動電源２０は、ケース２１と、回路基板２２と、取り付け用の両面テープ２３とを有する。ケース２１は金属または樹脂から形成される。なお、両面テープ２３の代わりに取り付け用の磁石または取付ネジ穴を設けてもよい。これにより、既存の蛍光灯器具のベース器具Ｔまたは天井等の壁面に取り付けることが可能である（後述の図３〜図６参照）。この例において、駆動電源２０は、既存の蛍光灯器具のベース器具Ｔに取り付けられている。

ケーブル３０ａ，３０ｂは、駆動電源２０と交流出力端子１６および直流入力端子１７を接続する導線である。ケーブル３０ａ，３０ｂには、交流出力端子１６および直流入力端子１７に接続するためのコネクタ３１ａ，３１ｂを有する。これにより、照明装置本体１０と駆動電源２０は簡単に接続することができる。有資格者による専門工事が不要で、別途費用が発生しない。

駆動電源２０，２０Ａの配置位置については、照明装置本体１０から離れた場所であれば適宜に設計することができる。

図３は、駆動電源の設置例（その１）を示す図である。図３（ａ）に示すように、駆動電源２０は、蛍光灯器具のベース器具Ｔの側面に配置されている。また、図３（ｂ）に示すように、駆動電源２０は、蛍光灯器具のベース器具Ｔの端面に配置されている。また、図３（ａ）の場合は、両面テープで駆動電源２０を固定する。図３（ｂ）の場合は、磁石２４で駆動電源２０を固定する。なお、駆動電源２０のケース２１に取り付け用穴（またはネジ穴）を設け、ビス（またはネジ）で駆動電源２０を固定するようにしてもよい。図３において、ケーブル３０ａ，３０ｂを省略した。

図４は、駆動電源の設置例（その２）を示す図である。図４に示すように、駆動電源２０は、蛍光灯器具のベース器具Ｔが取り付けられる天井の壁面に配置されている。この場合、駆動電源２０のケース２１に取り付け用穴（またはネジ穴）を設け、ネジ（またはビス）２５で駆動電源２０を固定する。図４において、ケーブル３０ａ，３０ｂを省略した。

図５は、駆動電源の設置例（その３）を示す図である。図５に示すように、駆動電源２０は、蛍光灯器具のベース器具Ｔの内部に配置されている。この場合、例えばインシュロックＹで駆動電源２０をベース器具の骨組Ｔ１に固定する。図５において、ケーブル３０ａ，３０ｂを省略した。

図６は、駆動電源の設置例（その４）を示す図である。図６に示すように、駆動電源２０は、蛍光灯器具のベース器具が取り付けられる天井の裏側に配置されている。図６において、ケーブル３０ａ，３０ｂを省略した。

このように本実施の形態においては、ＬＥＤ照明装置１００は、照明装置本体１０と、駆動電源２０と、ケーブル３０ａ，３０ｂとから構成されている。照明装置本体１０は、基板１１と、ＬＥＤ１２と、筒状部材１３と、交流入力端子１５と、交流出力端子１６と、直流入力端子１７とを備える。駆動電源２０は照明装置本体１０と離れて配置され、ケーブル３０ａ，３０ｂを介して交流出力端子１６および直流入力端子１７に接続される。

これにより、照明装置本体１０の重量がＪＩＳ規格で定められた蛍光灯重量以下に押さえることができると共に、駆動電源２０とＬＥＤ１２の相互に熱干渉を受けることがなく、熱干渉による製品寿命が短くなることを回避でき、本来の製品寿命が期待できる。かつ有資格者による電気配線の専門工事を行う必要がない。

また、駆動電源２０は、照明装置本体１０を固定するためのベース器具Ｔまたは壁面に取り付けられることで、設置作業は簡単である。

また、交流入力端子１５は、蛍光灯器具のソケットＳに嵌合する端子であるため、一般用蛍光灯照明器具に取り付けることが可能である。

また、駆動電源２０は、蛍光灯専用安定器Ｍを介して入力される交流電流を直流電流に変換しＬＥＤを駆動することで、一般用蛍光灯照明器具の配線を変更することがなく利用できる。

さらに、照明装置本体１０の内部には駆動電源２０がなくＬＥＤ１２を配置可能なスペースが多くなり、従来のような発光できる部分が少なくなる問題を解決することができる。

図７は、本発明の他の実施の形態のＬＥＤ照明装置１００Ａの構成を示す図である。図７において、一般用蛍光灯照明器具の蛍光灯専用安定器Ｍを介せず、商用電源からの交流電流が直接入力される場合を示している。また、ここで、２本のＬＥＤ照明装置１００Ａが接続される場合を示している。また、図７において、交流用配線を実線で、直流用配線を破線で、使用しない配線を仮想線で示している。即ち、配線（ケーブル）３０ａは実線で交流を示し、配線（ケーブル）３０ｂは破線で直流を示している。

図７に示すように、ＬＥＤ照明装置１００Ａは、照明装置本体１０と、駆動電源２０Ａと、ケーブル３０ａ，３０ｂとから構成されている。

このＬＥＤ照明装置１００Ａにおいて、駆動電源２０Ａ以外に上述した実施の形態のＬＥＤ照明装置１００と同様の構成を有する。ここで、詳細な説明を省略する。

照明装置本体１０は、基板１１と、ＬＥＤ１２と、筒状部材１３と、交流入力端子１５と、交流出力端子１６と、直流入力端子１７とを備える（図１参照）。

駆動電源２０Ａは、蛍光灯専用安定器Ｍを介しない場合、商用電源Ｐから入力される交流電流を直流電流に変換しＬＥＤ１２を駆動するものである。駆動電源２０Ａは、マグネットまたは取付ネジ穴が設けられている。これにより、既存の蛍光灯器具のベース器具Ｔまたは天井等の壁面に取り付けることが可能である。駆動電源２０Ａの設置位置については、図３〜図６を参照する。

このように本実施の形態においては、ＬＥＤ照明装置１００Ａは、照明装置本体１０と、駆動電源２０Ａと、ケーブル３０ａ，３０ｂとから構成されている。照明装置本体１０は、基板１１と、ＬＥＤ１２と、筒状部材１３と、交流入力端子１５と、交流出力端子１６と、直流入力端子１７とを備える。駆動電源２０Ａは、照明装置本体１０と離れて配置され、ケーブル３０ａ，３０ｂを介して照明装置本体１０に設けられた交流出力端子１６および直流入力端子１７に接続される。

これにより、ＬＥＤ照明装置１００Ａは、上述したＬＥＤ照明装置１００と同様な効果が得られる。

なお、上述したＬＥＤ照明装置１００において、照明装置本体１０の側面に凹部を形成し、凹部にある基板に交流出力端子１６と直流入力端子１７を設けるものとしたが、これに限定されるものではない。照明装置本体１０の側面に突出した交流出力端子１６と直流入力端子１７を設けるようにしてもよい。

また、上述したＬＥＤ照明装置１００において、ケーブル３０ａ，３０ｂには、交流出力端子１６および直流入力端子１７に接続するためのコネクタ３１ａ，３１ｂを有するについて説明したが、これに限定されるものではない。ケーブル３０ａ，３０ｂと交流出力端子１６および直流入力端子１７の接続は、ハンダ、圧着等方法を用いてもよい。

また、上述の実施の形態においては、ＬＥＤを用いた照明装置について説明したが、これに限定されるものではない。照明装置以外のＬＥＤを用いた装置にも本発明を適用できる（図８参照）。

図８は、他の実施の形態を示す図である。図８に示すように、ＬＥＤを用いた装置１００Ｂは、商用電源Ｐからの交流電流を一旦装置本体１０Ｂに入力され、入力された交流電流を交流出力端子から駆動電源２０Ｂへ出力し、そして駆動電源２０Ｂからの直流電流を装置本体１０Ｂに入力し、ＬＥＤモジュール１２Ｂを駆動する。駆動電源２０Ｂは、装置本体１０Ｂと離れて配置され、ケーブル３０ａ，３０ｂを介して装置本体１０Ｂに設けられた交流出力端子および直流入力端子に接続される。これにより、駆動電源２０ＢとＬＥＤモジュール１２Ｂの相互に熱干渉を受けることがなく、熱干渉による製品寿命が短くなることを回避できる。

この発明は、ＬＥＤ照明装置、特に一般用蛍光灯照明器具に取り付け可能な蛍光灯タイプのＬＥＤ照明装置、および他のＬＥＤを用いた装置に利用できる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，２０，２０Ａ，２０Ｂ 駆動電源
２ ＬＥＤ照明管
３，１２ ＬＥＤ（発光ダイオード）
１０ 照明装置本体
１０Ｂ 装置本体
１１ 基板
１２Ｂ ＬＥＤモジュール
１３ 筒状部材
１５ 交流入力端子
１６ 交流出力端子
１７ 直流入力端子
２１ ケース
２２ 回路基板
２３ 両面テープ
２４ 磁石
２５ ネジ
３０ａ，３０ｂ ケーブル
３１ａ，３１ｂ コネクタ
１００，１００Ａ ＬＥＤ照明装置
１００Ｂ ＬＥＤを用いた装置
Ｍ 蛍光灯専用安定器
Ｎ 端子台
Ｐ 商用電源
Ｓ ソケット
Ｔ ベース器具
Ｔ１ 骨組
Ｙ インシュロック

Claims (5)

1. 基板に配置された発光ダイオードからなる光源を有する照明装置本体と、
   前記照明装置本体と離れて配置され、商用電源の交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動する駆動電源とを備え、
   前記照明装置本体には、商用電源の交流電流を入力する交流入力端子と、前記交流入力端子から入力された交流電流を出力する交流出力端子と、前記駆動電源からの直流電流を入力する直流入力端子とが設けられ、
   前記駆動電源は、ケーブルを介して前記交流出力端子および直流入力端子に接続されることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記駆動電源は、前記照明装置本体を固定するためのベース器具または壁面に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記交流入力端子は、蛍光灯器具のソケットに嵌合する端子であることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記駆動電源は、蛍光灯専用安定器を介して入力される交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動することを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
5. 基板に配置された発光ダイオードを有する装置本体と、
   前記装置本体と離れて配置され、商用電源の交流電流を直流電流に変換し前記光源を駆動する駆動電源とを備え、
   前記装置本体には、商用電源の交流電流を入力する交流入力端子と、前記交流入力端子から入力された交流電流を出力する交流出力端子と、前記駆動電源からの直流電流を入力する直流入力端子とが設けられ、
   前記駆動電源は、ケーブルを介して前記交流出力端子および直流入力端子に接続されることを特徴とするＬＥＤを用いた装置。

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