JP2013074079A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬＥＤチップ１４の発する光を導光体１７でより多く捕捉して拡散させることのできるＬＥＤランプ１０を提供する。
【解決手段】放熱体１１の上端部１１ｂに凸設した導熱柱１１ｃの先端部にモジュール基板１５を固定することにより、モジュール基板１５だけでなく、導熱柱１１ｃにおける少なくともＬＥＤチップ配置面近傍の外周部を導光体１７で覆うことができるように構成する。ＬＥＤチップ１４の上面から発する光だけでなく、導光体１７の内面反射光およびＬＥＤチップ１４の外周面やモジュール基板１５の表面における乱反射光も導光体１７で捕捉し、導光体１７の表面から導光体１７の周囲に拡散させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤチップを光源として内蔵するＬＥＤランプに関する。
近時、消費電力の大きい白熱電球に代えて、消費電力の少ないＬＥＤを光源として用いるＬＥＤランプの需要が高まっている。
一般に、この種のＬＥＤランプは熱伝導性に優れたアルミニウムなどの金属性放熱体と、口金と、半球状の頂部を有し、放熱体の他端に装着した透光性のガラス又はプラスチック材から成るグローブと、ＬＥＤチップを実装したモジュール基板と、ＬＥＤチップに電力を供給する点灯回路とを備えている。
そして、放熱体の一端にモジュール基板を固定し、放熱体の他端に口金を取り付け、点灯回路を放熱体内に取り付け、モジュール基板を覆うようにグローブを放熱体の一端に取り付け、点灯回路と口金を電気的に接続した構成を備えている。
ところで、白熱電球の光源であるフィラメントの発する光は周囲に拡散し、周囲を均等に照らすことができるが、ＬＥＤランプの光源として用いられるＬＥＤチップの発する光は高い指向性を有し、前方の狭い領域を強い光で照射するという特性を備えている。そのため、ＬＥＤランプを白熱電球の代替品として使用するには、ＬＥＤチップの発する光をランプの周囲に拡散させる光拡散手段をＬＥＤランプに設けることが不可欠である。
光拡散手段を備えたＬＥＤランプの一形式として、先端部に反射面を形成した導光体を光拡散手段として備え、この導光体の基端部がＬＥＤチップに対向するように導光体を放熱体に固定し、導光体を覆うようにグローブを放熱体に装着したＬＥＤランプが実用に供されている。
このＬＥＤランプによれば、ＬＥＤチップの発光時、ＬＥＤチップの光が導光体の基端部から導光体中に進入して反射面へ導かれ、反射面で反射して導光体の先端部周囲に拡散される。
特開２０１１−７０９７２号公報 特開２０１１−８２１３２号公報 特開２０１１−９０８２８号公報 特開２０１１−９１０３３号公報
上述した従来のＬＥＤランプによれば、ＬＥＤチップから発する光のうちＬＥＤチップの上面から放射される光は導光体で捕捉されて導光体の先端部から周囲に拡散される。ＬＥＤチップの光の多くはチップ上面から放射されるが、一部はＬＥＤチップの外周面やモジュール基板の表面で乱反射し、ＬＥＤチップの周囲に拡散している。
従来のＬＥＤランプでは、モジュール基板と導光体の基端面及び放熱体の端面が略面一に配置されているため、ＬＥＤチップの外周面やモジュール基板の表面で乱反射し、ＬＥＤチップの周囲に拡散する光は導光体で捕捉され難い。
本発明はかかる点に鑑み、ＬＥＤチップの発する光を導光体でより多く捕捉して拡散させることのできるＬＥＤランプを提供することを目的とする。
請求項１に記載の発明は、放熱体と、口金と、ＬＥＤチップを実装したモジュール基板と、ＬＥＤチップに電力を供給する点灯回路及び導光体を備え、放熱体の一端にモジュール基板を固定するとともに、導光体の基部がＬＥＤチップに対向するように導光体を放熱体に固定し、放熱体の他端部に口金を取り付け、点灯回路を放熱体内に配置し、点灯回路と口金を電気的に接続し、ＬＥＤチップの発光時、ＬＥＤチップの光が導光体の基部から導光体中に入射し、入射した光が導光体の表面から射出して導光体の周囲に拡散されるようにしたＬＥＤランプであって、
放熱体の一端に導熱柱を凸設し、導熱柱の先端部にモジュール基板を配置し、モジュール基板及び導熱柱における少なくともモジュール基板の配置面近傍の外周部を導光体で覆うようにしたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＬＥＤランプにおいて、導光体を略球状に形成するとともに、導光体の頂部にＬＥＤチップと対向するように逆多角錐の切欠部を形成したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のＬＥＤランプにおいて、導光体を扁平な略球状に形成するとともに、導光体の頂部にＬＥＤチップと対向するように皿状の切欠部を形成したことを特徴とする。
請求項１に記載の発明に係るＬＥＤランプでは、ＬＥＤチップで発生する熱が導熱柱の先端部から導熱柱を伝って放熱体本体に伝わり、放熱体から外部へ発散される。一方、ＬＥＤチップが発する光の多くはチップ上面で生じ、チップ上面から放射されるが、一部はＬＥＤチップの外周面やモジュール基板の表面で乱反射し、ＬＥＤチップの周囲に拡散している。
本発明によれば、モジュール基板及び導熱柱における少なくともＬＥＤチップ配置面近傍の外周部を導光体で覆うので、ＬＥＤチップの上面から発する光だけでなくＬＥＤチップの外周面やモジュール基板の表面における乱反射光も導光体で捕捉し、導光体の表面から導光体の周囲に拡散させることができる。このため、ＬＥＤチップの光の拡散効率が向上する。
請求項２に記載の発明によれば、ＬＥＤチップの上面から発した光が多角錐の切欠部を構成する各面で反射して拡散するので、よりＬＥＤチップの光の拡散効率が向上する。
請求項３に記載の発明によれば、ＬＥＤチップの上面から発した光が皿状の切欠部を構成する湾曲面で反射して拡散するので、よりＬＥＤチップの光の拡散効率が向上する。
本発明の第１実施例に係るＬＥＤランプを示す断面図である。 本発明の第１実施例に係るＬＥＤランプの主要部を示す斜視図である。 本発明の第１実施例に係るＬＥＤランプの導光体を示す斜視図である。 本発明の第２実施例に係るＬＥＤランプを示す断面図である。 本発明の第２実施例に係るＬＥＤランプの導光体を示す斜視図である。 本発明の第３実施例に係るＬＥＤランプを示す断面図である。
以下に本発明を図面に基づき説明するに、図１には本発明の第１実施例に係るＬＥＤランプ１０が示されている。図２には本発明の第１実施例に係るＬＥＤランプの主要部が示されている。当該ＬＥＤランプは放熱体１１と、口金１２と、透光性のグローブ１３と、ＬＥＤチップ１４を実装したモジュール基板１５と、ＬＥＤチップ１４に電力を供給する点灯回路１６及び導光体１７を備えている。
放熱体１１は熱伝導性及び放熱性に優れたアルミニウム等の金属材料から成り、逆円錐台形の外観を備えた筒構造を有し、外周部には表面積を増加して放熱効果を高めるため多数のフィン１１ａが形成されている。
放熱体１１の上端部１１ｂの中央部には円柱状の導熱柱１１ｃが一体に凸設されている。この導熱体１１ｃの先端部にモジュール基板１５が固定されている。点灯回路１６は放熱体１１内蔵され、モジュール基板１５と点灯回路１６がリード線１８で接続されている。このリード線１８は導熱柱１１ｃの先端部から放熱体１１の上端部裏面まで貫通する貫通穴１１ｄに挿通されている。
口金１２は放熱体１１の下端部に取付けられている。この口金１２は国際規格に則った形状、寸法を有する。そして、点灯回路１６と口金１２がリード線（図示略）で電気的に接続されている。
導光体１７はアクリル等の樹脂成型品で、中実構造を有し、略球状に形成されるとともに、図３に示すように、頂部に逆多角錘形状の切欠部１７ａが形成されている。また、導光体１７の基部には凹部１７ｂが形成されている。さらにまた、導光体１７の表面は梨地に加工されている。この導光体１７は基部の凹部１７ｂを導熱柱１１ｃの先端部に嵌合し、接着剤で導熱柱１１ｃに固着されている。導光体１７の切欠部１７ａと凹部１７ｂは、凹部１７ｂを導熱柱１１ｃに嵌合したとき切欠部１７ａがＬＥＤチップ１４に対向するように配置されている。
凹部１７ｂの深さＬは導光体１７によってモジュール基板１５だけでなく、導熱柱１１ｃにおける少なくともモジュール基板１５の配置面近傍の外周部まで覆うことができる所要寸法に設定されている。そのため、導光体１７の基部は導熱柱１１ｃの中間部にまで達している。
放熱体１１の上端部１１ｂには内外２本のリング凸条１１ｅ，１１ｆが形成され、両リング凸条１１ｅ，１１ｆによってリング溝１１ｇが区画形成されている。グローブ１３は中空構造を有し、リング溝１１ｇにグローブ１３の下端開口端部を嵌合し、接着剤で放熱体１１の上端部１１ｂに固着されている。このグローブ１３によって導光体１７が覆われている。
第１実施例に係るＬＥＤランプ１０の構造は以上の通りであって、ＬＥＤチップ１４で発生する熱が導熱柱１１ｃの先端部から導熱柱１１ｃを伝って放熱体１１本体に伝わり、放熱体１１からランプ外部へ発散される。
ＬＥＤチップ１４が発する光の多くはチップ上面で生じ、チップ上面から導光体１７中に進入し、多角錐の切欠部１７ａを構成する各面で反射し、導光体１７の梨地の表面から射出するとき拡散される。梨地の表面から射出した光の多くはグローブ１３を通過し、一部の光がグローブ１３の内面で反射する。また、チップ上面から導光体１７中に進入した光の一部は導光体１７の内面で反射する。一方、ＬＥＤチップ１４の発する光の一部はＬＥＤチップ１４の外周面やモジュール基板１５の表面で乱反射し、ＬＥＤチップ１４の周囲に拡散する。
第１実施例に係るＬＥＤランプ１０によれば、放熱体１１の上端部１１ｂに凸設した導熱柱１１ｃの先端部にモジュール基板１５を固定することにより、モジュール基板１５だけでなく、導熱柱１１ｃにおける少なくともＬＥＤチップ配置面近傍の外周部を導光体１７で覆うことができるように構成したので、ＬＥＤチップ１４の上面から発する光だけでなく、導光体１７の内面反射光およびＬＥＤチップ１４の外周面やモジュール基板１５の表面における乱反射光も導光体１７で捕捉し、導光体１７の表面から導光体１７の周囲に拡散させることができる。さらにまたグローブ１３の内面反射光が導光体１７の梨地の表面で乱反射する。このため、ＬＥＤチップ１４の光の拡散効率が向上する。
本発明の第２実施例に係るＬＥＤランプ２０を図４に示す。当該ＬＥＤランプ２０の導光体２１は中実構造を有し、扁平な略球形状に形成されている。また、図５に示すように、頂部に皿状の切欠部２１ａが形成されている。導光体２１の基部には導熱柱１１ｃの先端部が嵌合する凹部２１ｂが形成されている。そして、導光体２１の表面は梨地加工が施されている。
なお、第２実施例に係るＬＥＤランプ２０の他の構成は第１実施例に係るＬＥＤランプ１０と同じであるので、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施例に係るＬＥＤ２０ランプでは、ＬＥＤチップ１４の上面から発した光やグローブ１３の内面反射光が導光体２１の皿状の切欠部２１ａを構成する湾曲面で反射して導光体２１の周囲に拡散される。
本発明の第３実施例に係るＬＥＤランプ３０を図６に示す。第１実施例や第２実施例に係るＬＥＤランプ１０，２０ではグローブ１３を備えることによって白熱電球に近似する形状を呈しているが、第３実施例に係るＬＥＤランプ３０ではグローブ１３を省略し、樹脂製導光体２１によって白熱ランプに近似する形状を呈するように、導光体２１が所要形状を備えている。
導光体２１は略半球状の頂部３１ａを備え、基端部に導熱柱１１ｃが嵌合する凹部３１ｂが形成されている。この凹部３１ｂは導熱柱１１ｃの全体を覆うことができる所用の深さを備えている。また、基端面３１ｃは放熱体１１の上端面１１ｂの略全面を略覆うことができる面積を備えている。導光体３１は凹部３１ｂを導熱柱１１ｃに嵌合し、基端面３１ｃを放熱体１１の上端面１１ｂに当接させ、接着剤で放熱体１１に固着されている。
なお、第３実施例に係るＬＥＤランプ３０の他の構成は第１実施例に係るＬＥＤランプ１０と同じであるので、同一の構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
第３実施例に係るＬＥＤランプ３０によれば、破損し易い中空構造のグローブ１３を省略し、これに代えて中実構造の導光体３１を設けたので、ＬＥＤランプ３０の強度を高めることができる。
なお、第１，第２，第３実施例に係るＬＥＤランプ１０，２０３０では、円柱状の導熱柱１１ｃを放熱体に設けたが、導熱柱として角柱や台形を採用してもよい。
１０，２０，３０…ＬＥＤランプ
１１…放熱体
１１ｂ…上端部
１１ｃ…導熱柱
１２…口金
１３…グローブ
１４…ＬＥＤチップ
１５…モジュール基板
１６…点灯回路
１７，２１，３１…導光体
１７ａ，２１ａ…切欠部
１７ｂ，２１ｂ，３１ｂ…凹部

Claims (3)

  1. 放熱体と、口金と、ＬＥＤチップを実装したモジュール基板と、ＬＥＤチップに電力を供給する点灯回路及び導光体を備え、放熱体の一端にモジュール基板を固定するとともに、導光体の基部がＬＥＤチップに対向するように導光体を放熱体に固定し、放熱体の他端部に口金を取り付け、点灯回路を放熱体内に配置し、点灯回路と口金を電気的に接続し、ＬＥＤチップの発光時、ＬＥＤチップの光が導光体の基部から導光体中に入射し、入射した光が導光体の表面から射出して導光体の周囲に拡散されるようにしたＬＥＤランプであって、
    放熱体の一端に導熱柱を凸設し、導熱柱の先端部にモジュール基板を配置し、モジュール基板及び導熱柱における少なくともモジュール基板の配置面近傍の外周部を導光体で覆うようにしたことを特徴とするＬＥＤランプ。
  2. 導光体を略球状に形成するとともに、導光体の頂部にＬＥＤチップと対向するように逆多角錐の切欠部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
  3. 導光体を扁平な略球状に形成するとともに、導光体の頂部にＬＥＤチップと対向するように皿状の切欠部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
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