JP2011210585A - 電球形ledランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 特定方向において照度分布の偏りを軽減することができる電球形LEDランプを提供する。
【解決手段】 本電球形LEDランプは、LED3と、LED3を点灯するための点灯回路10と、LED3が一方の面側に配置される筐体4と、筐体4の他方の面側に配置され点灯回路10に接続される口金6と、筐体4の一方の面側に配置されるLED3を覆いLED3からの光を反射する光反射部材2を内面の一部に有するグローブ1とを備える。光反射部材2は、好ましくはグローブの内面の10%〜50%の面積を占める。
【選択図】 図1

Description

本発明は電球形LEDランプに係り、特にランプ構造に関するものである。
電球形LEDランプの構成については種々提案がなされている。例えば特開2009−37995号公報には、口金の延長である筐体の上面にLEDを平面的に配置し、その上に光拡散性の半球状のグローブを配置した構造を持つ電球形LEDランプが開示されている。この電球形LEDランプは、LEDから発生する熱を拡散しつつ、数百ルーメンの明るさを確保できるランプとして代表的な構成の一つとなっている。しかし、このLEDランプは、例えば、http://akaritanbo.exblog.jp/10492973/に掲載の配光曲線[ランプ単体]の図中の青色線または赤色線に見られるように、一方向に偏った配光となっており、同じ図中の灰色線で示された白熱電球の配光曲線が示すような球状の一様な配光を得ていない。
このため、http://www.hitachi−hll.co.jp/catalog/institution/index/s160−171.pdfのP4〜5に示すような浅形と称されるダウンライト器具に取り付けた場合、直下の照度分布に著しい偏りが発生するという問題があった。
特開2009−37995号公報
本発明の目的は、特定方向において照度分布の偏りを軽減することができる電球形LEDランプを提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、以下の電球形LEDランプおよびダウンライト装置を提供するものである。
(1)LEDと、前記LEDを点灯するための点灯回路と、LEDが一方の面側に配置される筐体と、前記筐体の他方の面側に配置され前記点灯回路に接続される口金と、前記筐体の一方の面側に配置されるLEDを覆い前記LEDからの光を反射する光反射部材を内面の一部に有するグローブとを備えたことを特徴とする電球形LEDランプ。
(2)前記光反射部材が、前記グローブの内面の10%〜50%の面積を占めることを特徴とする上記(1)記載の電球形LEDランプ。
(3)前記光反射部材に対向する前記グローブの一部に照明方向を指示する識別用マークが形成されることを特徴とする上記(1)または(2)記載の電球形LEDランプ。
(4)前記グローブが光を拡散する拡散性部材で形成されることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の電球形LEDランプ。
(5)前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明部材で形成されることを特徴とする上記(4)記載の電球形LEDランプ。
(6)前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明レンズ部材で形成されることを特徴とする上記(4)記載の電球形LEDランプ。
(7)前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転可能に接合されることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の電球形LEDランプ。
(8)前記グローブの前記筐体との接合部が第1の止め部材を有し、前記筐体の前記グローブとの接合部が第2の止め部材を有し、前記グローブを前記筐体の一方の面側の周囲に回転させた際に前記第1の止め部材が第2の止め部材に当たり回転が止まるようにしたことを特徴とする上記(7)記載の電球形LEDランプ。
(9)前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転できない角度が10度以下であることを特徴とする上記(8)に記載の電球形LEDランプ。
(10)上記(1)〜(9)のいずれかに記載の電球形LEDランプと、前記電球形LEDランプを取り付けるダウンライト器具とを備えたことを特徴とするダウンライト装置。
本発明によれば、特定方向において照度分布の偏りを軽減することができる電球形LEDランプを得ることができる。また、本発明に係る電球形LEDランプをダウンライト器具に適用した場合、直下の照度分布に著しい偏りが発生しないダウンライト装置を得ることができる。
本発明に係る電球形LEDランプの実施例1を示す図で、(a)は斜視図、(b)は(a)におけるA−A’断面図である。 (a)は図1に示す電球形LEDランプをグローブ側から見た図である、(b)は図1に示す電球形LEDランプをダウンライト器具に取り付けたダウンライト装置を示す側面図である。 (a)、(b)はそれぞれ本発明に係る電球形LEDランプの実施例2を示す図1のA−A’対応断面図である。 本発明に係る電球形LEDランプの実施例3を示す図1のA−A’対応断面図である。 本発明に係る電球形LEDランプの実施例4を示す図1のA−A’対応断面図である。 (a)〜(e)はそれぞれ本発明に係る電球形LEDランプの実施例のグローブ端部における部分拡大図、(f)はグローブと筐体の止め部材の状態をグローブ上方からの視点で示す図である。
以下、本発明に係る電球形LEDランプの実施例を説明するが、代表的なものとしてEタイプの口金を持つ電球形LEDランプを例に挙げて説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。図中に記載する参照符号は以下に説明する各実施例において全て共通符号とする。各図において、参照符号1はグローブ、2は光反射部材、3は発光ダイオード(LED)、4は筐体、5は絶縁体、6は口金、7はグローブに設けた止め部材(ツメ)、8は筐体に設けた止め部材(ツメ)、9は識別用マーク、10は点灯回路、11はダウンライト器具、12はソケット、13は光拡散性グローブの一部における透明部材、14は光拡散性グローブの一部における透明レンズ部材である。
図1は、本発明に係る電球形LEDランプの実施例1を示す図で、(a)は斜視図(外側からでも内部構造が判るように、グローブ1は透明とし、光反射部材2は半透明の網掛表示にしている)、(b)は(a)におけるA−A’断面図である。また、図2(a)は図1に示す電球形LEDランプをグローブ側から見た図である、図2(b)は図1に示す電球形LEDランプをダウンライト器具11に取り付けたダウンライト装置を示す側面図である。本例の器具は浅形ダウンライト器具であるが、これに限定されない。
本実施例では、図示のように、LED3と、LED3を点灯するための点灯回路10と、LED3が一方の面側に配置される筐体4と、筐体4の他方の面側に配置され点灯回路10に接続される口金6と、筐体4の一方の面側に配置されるLED3を覆いLED3からの光を反射する光反射部材2を内面の一部に有するグローブ1とを備える。また、グローブ1は、筐体4の一方の面側の周囲に回転可能に接合される。グローブ1の筐体4との接合部は止め部材7を有し、筐体4のグローブ1との接合部は止め部材8を有し、グローブを筐体の一方の面側の周囲に回転させた際に止め部材7が止め部材8に当たり回転が止まるようにされる。
以下、さらに詳述する。図中において筐体4は、口金6とは環状の絶縁体5で絶縁されてE17口金6の中心軸延長上にアルミダイキャストで形成されている。LED3は筐体4の中央部に筐体4とは絶縁されてほぼ均等の配置をもって円形状の基板上に5個が配置されており、基板上に配置されたコネクタ、またははんだによる接続等の配線により、LED3を点灯するための点灯回路10と電気的に接続され、さらに点灯回路10を経由して口金6と電気的に接続されている。
グローブ1は、本例では概ね球状とされ、また拡散性を持ったポリカーボネイト樹脂を射出成型で形成しており、その内面の一部に対して、LED3から出た光が反射したのちグローブ1の外に射出されるように、光反射部材2として銀メッキ層が形成されている。また、グローブ1は筐体4との接続において、グローブ1に設けた止め部材7と筐体4に設けた止め部材8とで噛み合わされる形で組み立てられており、グローブ1と筐体4とは手で回せる程度の遊びを持つようになっている。本発明の電球形LEDランプをダウンライト器具11として例えば浅形ダウンライト器具に取り付けて使用する場合、口金6をソケット12にねじ込んで固定した後、グローブ1を回転させて光反射部材2の部分がダウンライト器具11の奥側になるように調整する。これを容易とするために、光反射部材2に対向するグローブ1の一部に照明方向を指示する識別用マーク9が形成される。電球形LEDランプは、識別用マーク9がダウンライト器具11の真下の位置に来るように取り付ける。本実施例では識別用マークは5mm角の大きさで白色パターンをシルク印刷した。こうすることで、本発明の電球形LEDランプを例えば浅形ダウンライト器具に取り付けた際に、直下の照度分布においてほぼ同心円状の分布を得ることができる。このようにして電球形LEDランプは識別用マーク9側への配光を実現することができる。
発明者の試作によると、光反射部材2が形成される割合としては、グローブ1の内面全体の10%から50%程度が望ましい。光反射部材2の面積がグローブ1の内面全体の10%以下になると、光の反射成分が少なくなり、照度分布を均一にする効果を得にくい。一方、光反射部材2の面積がグローブ内面全体の50%を超えると、グローブ内部での反射成分が増えてしまい、グローブ1から出てくる光の量が低下してしまうことが判った。このように、光反射部材2は、グローブ1の内面の10%〜50%の面積を占めることが好ましい。図2(b)に示すダウンライト装置は、このような電球形LEDランプと、それを取り付けるダウンライト器具11とを備えるものである。
図3(a)は本発明に係る電球形LEDランプの実施例2を示す図1に相当するA−A’対応断面図である。本実施例では、グローブ1の内面で光反射部材2を形成する部分がよりLEDに近い位置に配置できるようにグローブ1の厚みを変えて成型し、その面に銀メッキ層を形成したものである。LEDと光反射部材2を近づけて配置することにより、グローブ内部での光の反射の繰返しによる光の吸収ロス分が低減され、LEDから出た光をより効率的に外側に反射させることができ、消費効率が向上することが確認できた。
図3(b)では、図示のように光反射部材2として、厚さ1mmの白色PETの反射シートを従来の球状のグローブ内面カーブに合わせるのでなく、LEDに近い位置に配置されるように固定した。このことにより図3(a)と同様にグローブ内部での光の反射の繰返しによる光の吸収ロス分が低減され、消費効率が向上する。さらにグローブの厚みを増やさないので、電球形LEDランプの重量を増やすことがないという効果がある。
図4は、本発明に係る電球形LEDランプの実施例3を示す図1に相当するA−A’対応断面図である。光反射部材2に対向するグローブの一部のエリアを透明としている。このようにグローブ1の一部を透明部材13で形成することにより、電球形LEDランプをダウンライト器具11に取り付けた際に、より指向性のある配光を得ることができた。さらに所望の向きにグローブ1を回して調整することにより、透明部材13を通る配光の向きを変えることも可能になる。
図5は、本発明に係る電球形LEDランプの実施例4を示す図1に相当するA−A’対応断面図である。光反射部材2に対向するグローブの一部のエリアを透明なレンズとしている。このようにグローブ1の一部を透明レンズ部材14で形成することにより、ダウンライト器具11に取り付けた際に、約10度のビーム性のある配光を得ることができた。さらに所望の向きにグローブを回して調整することにより、ビームの向きを変えることができる。本例では、透明レンズ部材14は凸レンズ形状としたが、これを凹レンズ形状としてビームに広がりを持たせることもできる。
図6は本発明に係る電球形LEDランプの実施例のグローブ端部における部分拡大図であり、図6(a)は、筐体4に設けた止め部材8を示す拡大図、図6(b)は、グローブ1に設けた止め部材7を示す拡大図が立体的に描かれている。図6(c)〜(e)は、筐体4とグローブ1とが組み合わさった状態の断面図であり、図6(c)は、止め部材の無い部分の断面図を示している。また、図6(d)は、筐体4において止め部材8のある部分の断面図を示し、図6(e)は、グローブ1において止め部材7のある部分の断面図である。図6(f)は、グローブ1に設けた止め部材7と筐体4に設けた止め部材8の相互の止め部材が突き当たっている状態をグローブの上方からの視点で示している。
グローブ1と筐体4とは手で回せる程度の遊びを持つようになっている。すなわち、グローブ1は、筐体4の一方の面側の周囲に回転可能に接合される。これにより光の照射方向を調節することができる。また、図6に示すように筐体4とグローブ1の両方に止め部材を設けることにより、電球形LEDランプの口金をソケットにねじ込んで取り付ける際に、両方の止め部材が互いに引っかかることでねじ込みやすくなる。同様に取り外す際にも両方の止め部材が互いに引っかかることにより、取り外しやすくなる。発明者の試作によると、電球形LEDランプで、グローブ1が半球以上の大きさになった場合、止め部材があることでねじ込みやすくなる効果が大きい。特にグローブ1がほぼ球形状である場合は、筐体4が小さくなるため、それを持ってねじ込むことは難しく、グローブ1のみを持って回せることで、電球形LEDランプと器具間の取り付けや取り外しにおいて止め部材の効果は極めて大きいことが判った。
本実施例では、筐体4に設けた止め部材8は一箇所で、幅2mm、高さ2mmで形成し、グローブ1に設けた止め部材7は一箇所で幅2mm、高さ2mmで形成した。前述のようにグローブ1と筐体4とは手で回せる程度の遊びを持つようになっているが、止め部材があることで、止め部材と止め部材が突き当たっている状態においては、図6(f)に示すように両方の止め部材の幅を足した幅に相当する角度に回転はできず、グローブ1を回転させて光反射部材2の部分を器具11の奥側になるように調整する際に、グローブ1を調整できない角度Θが存在することになる。しかし、発明者の試作によると、互いの止め部材が一箇所であり、突き当たった際の幅が狭く、二つの止め部材により調整できない角度Θが10度以下にあれば、得られる配光に於いて特に調整に支障はないことが確認された。すなわち、グローブ1が筐体4の一方の面側の周囲に回転できない角度は好ましくは10度以下とされる。
本実施例においては、グローブ1は拡散性を持ったポリカーボネイト樹脂を射出成型で形成したが、グローブとしての拡散性の程度はいかなるものでも、また透明なものでも本発明の効果は同様に得られるのは明らかである。また材質に関してもポリカーボネイト樹脂に限定するものではなく、アクリルやポリスチレンのような別の樹脂、またはガラスでも構わない。厚みや成型方法についても、いかなるものとしても本発明の効果は同様に得られることは明らかである。このようにグローブ1は、光を拡散する拡散性部材で形成することができ、また光を透過する透明性部材で形成することもできる。
また本実施例では、光反射部材2は銀メッキにて形成した例と、白色PETを固定する例を示したが、反射性を持つ材料を限定するものでなく、例えば、白色塗装したアルミニウムや白色セラミクスなどを用いても良く、部材としては拡散反射率の高い素材であればよい。光反射部材2の成型方法や固定方法も、本実施例の方法に限定されるものではなく、例えば、白色PETのような樹脂材料を圧空成型してグローブ1の内面に固定してもよいし、グローブ1と光反射部材2をひとつの部材として射出成型等の手段で形成することも可能である。
本実施例では、光反射部材2は、その大きさや形状や材質において、ダウンライト器具の直下側の方向での照度分布において出来るだけ同心円状に近い分布が得られるような例と、ビーム特性を持つ例とを示したが、光学シミュレーション等の手法により射出される光がグローブ1を通過して後、所望の配光を持つようにすることも可能である。
本実施例では識別用マークは5mm角の大きさの白色パターンをシルク印刷でグローブ1の表面に形成したが、色や形はいかなるものでもかまわない。大きさについては、光の射出に影響がない程度であれば大きくてもかまわず、例えば型式名やメーカーロゴ等のランプマーク(モノグラム)としてもかまわない。形成方法は本実施例のシルク印刷に限定されるものではなく、レーザー加工や、形成型等でもかまわない。
本実施例においてグローブ1の形状としては、概ね球形状のものとして説明したが、グローブ1は一般的には凸状曲面体形状であり、概ね球形状以外に例えば概ね半球状でも良いし、キャンドル形のような形状でもかまわない。さらに曲面部を持たない凸状多面体形状、あるいは凸状曲面体形状と凸状多面体形状の組合せでも、本発明の効果は同様に得られることは明らかである。
筐体4はアルミ素材をダイキャスト製法で形成したが、素材はアルミに限定するものではなく、亜鉛や鋼板のような別の金属、または樹脂等でも構わない。また切削や押し出し、曲げ等の製法、それらの組合せで形成しても構わない。
LED3に関しては、基板上に5個のLEDをほぼ対称で配置する例を説明したが、5個以外の複数個でも単数個でもかまわない。また、複数個のLEDが複数の基板に分割配置されて、各々が単一平面状に配置されていなくても構わない。
本実施例では代表的な例としてE17タイプの口金を持つ電球形LEDランプで説明したが、グローブを持つ電球形LEDランプであれば口金形状に関わり無く発明の効果が得られるのは明らかである。
1 グローブ
2 光反射部材
3 LED
4 筐体
5 絶縁体
6 口金
7 グローブに設けた止め部材
8 筐体に設けた止め部材
9 識別用マーク
10 点灯回路
11 ダウンライト器具
12 ソケット
13 透明部材
14 透明レンズ部材

Claims (10)

  1. LEDと、前記LEDを点灯するための点灯回路と、LEDが一方の面側に配置される筐体と、前記筐体の他方の面側に配置され前記点灯回路に接続される口金と、前記筐体の一方の面側に配置されるLEDを覆い前記LEDからの光を反射する光反射部材を内面の一部に有するグローブとを備えたことを特徴とする電球形LEDランプ。
  2. 前記光反射部材が、前記グローブの内面の10%〜50%の面積を占めることを特徴とする請求項1記載の電球形LEDランプ。
  3. 前記光反射部材に対向する前記グローブの一部に照明方向を指示する識別用マークが形成されることを特徴とする請求項1または2記載の電球形LEDランプ。
  4. 前記グローブが光を拡散する拡散性部材で形成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電球形LEDランプ。
  5. 前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明部材で形成されることを特徴とする請求項4記載の電球形LEDランプ。
  6. 前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明レンズ部材で形成されることを特徴とする請求項4記載の電球形LEDランプ。
  7. 前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転可能に接合されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電球形LEDランプ。
  8. 前記グローブの前記筐体との接合部が第1の止め部材を有し、前記筐体の前記グローブとの接合部が第2の止め部材を有し、前記グローブを前記筐体の一方の面側の周囲に回転させた際に前記第1の止め部材が第2の止め部材に当たり回転が止まるようにしたことを特徴とする請求項7記載の電球形LEDランプ。
  9. 前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転できない角度が10度以下であることを特徴とする請求項8に記載の電球形LEDランプ。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載の電球形LEDランプと、前記電球形LEDランプを取り付けるダウンライト器具とを備えたことを特徴とするダウンライト装置。
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