JP2013214486A

JP2013214486A - Ｌｅｄランプ

Info

Publication number: JP2013214486A
Application number: JP2012095123A
Authority: JP
Inventors: Masato Fujiwara; 正人藤原
Original assignee: JAPAN MAGNETS KK
Current assignee: JAPAN MAGNETS KK
Priority date: 2012-04-02
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-10-17

Abstract

【課題】従来の照明器具のソケットにそのまま装着することができ、しかも、照射角が小さい砲弾型のＬＥＤであっても、所定の範囲を均等な照度で照明することができるＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】ＬＥＤランプ１は、表面側に配列された多数のＬＥＤ３が実装された平板状のＬＥＤ基板２と、電源供給用のソケット１０に着脱可能に電気的に接続される口金４と、この口金４に接続されてＬＥＤ３を点灯させるための点灯装置５と、内部に点灯装置５を収容するとともに、先端側に口金４が配設され基端側をＬＥＤ基板２の中央部に固定した筒状の支持部６と、ＬＥＤ基板２の裏面側であって支持部６の周囲に配設されるヒートシンク７とが備えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を光源とし、口金から電源が供給されるＬＥＤランプに関する。

ＬＥＤランプは、省電力、長寿命である特徴を有することから、照明装置として多用されている。現在では、従来から使用されている白熱電球や、水銀灯などの口金と同規格の口金を備えることで、特開２００１−２４３８０７号公報（特許文献１）に示すように、従来の照明器具のソケットにそのまま装着できるＬＥＤランプが提供されている。また、特開２０１０−１８２７９６号公報（特許文献２）に示すように、水銀灯においても、従来の水銀灯をＬＥＤランプに代用することが提案されている。

水銀灯は、構造が比較的容易で廉価に製造できることから、たとえば街灯、体育館および工場などの照明に広く用いられている。水銀灯は、たとえばガラス管内に封入された水銀蒸気中でアーク放電を生じさせ、その放電によって発生した光を放射するものである。水銀灯は、放電により発生した光を放射することにより、遠方まで光を届かせることができるため、上記したような広範囲の領域を照らす場合によく適用される。

特開２００１−２４３８０７号公報特開２０１０−１８２７９６号公報

しかしながら、一般に、水銀灯は、消費電力が高く寿命が比較的短いといった欠点を有している。そのため、水銀灯は、その使用期間が比較的短くなるため、交換を頻繁に行う必要があった。特に、体育館や工場などの照明に用いられている場合、天井近傍に設置された水銀灯の交換に手間がかかるといった問題点があった。

また、水銀灯は、上記アーク放電の際、ガラス管内の水銀が完全に蒸発して安定するまでにたとえば数分を要するため、良好な点灯状態になるまでに所定の時間を必要とする。さらに、消灯した直後の再点灯時には、水銀の蒸気圧が高くなっているため、ガラス管が冷えるまで再点灯することができないといった問題点もあった。

本発明は、上述した問題点に鑑み、従来の照明器具のソケットにそのまま装着することができ、しかも、照射角が小さい砲弾型のＬＥＤであっても、所定の範囲を均等な照度で照明することができるＬＥＤランプを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明によるＬＥＤランプは、表面側に配列された多数のＬＥＤが実装された平板状のＬＥＤ基板と、電源供給用のソケットに着脱可能に接続される口金と、前記口金に接続されて前記ＬＥＤを点灯させるための点灯装置と、内部に前記点灯装置を収容するとともに、先端側に前記口金が配設され基端側を前記ＬＥＤ基板の中央部に固定した筒状の支持部と、前記ＬＥＤ基板の裏面側であって前記支持部の周囲に配設されるヒートシンクとが備えられていることを要旨としている。

さらに、本発明のＬＥＤランプは、平板状のＬＥＤ基板には、照射角が異なる少なくとも２種の砲弾型のＬＥＤが中心側と外周側に分割して実装することが望ましい。

また、多数のＬＥＤが実装された平板状のＬＥＤ基板は、シェードの開口側内径寸法よりやや小さく形成され、シェードの開口端近傍に前記ＬＥＤ基板の表面側を配置することが望ましい。

本発明のＬＥＤランプによれば、多数のＬＥＤが実装された平板状のＬＥＤ基板の裏面側に口金を排泄した支持部を固定し、この支持部の周囲にヒートシンクを配設していることにより、従来から使用している照明器具のソケットにそのまま装着することができる。また、平板状のＬＥＤ基板の裏面側も平面に形成されているので、広い面積でヒートシンクの配設できるので、ＬＥＤから発生する熱を効率よく放熱することができる。しかも、平板状の安価なヒートシンクを容易に配設することができるので、安価に製造することが可能となる。

また、平板状のＬＥＤ基板には、照射角が異なる少なくとも２種の砲弾型のＬＥＤが中心側と外周側に分割して実装され、所定の照射角を有する砲弾型のＬＥＤを適宜に組み合わせることにより、ＬＥＤランプとして望まれる照明範囲を任意に設定することが可能となる。

さらに、平板状のＬＥＤ基板をシェードの開口側内径寸法よりやや小さく形成し、シェードの開口端近傍に配置することにより、シェードの開口から多数のＬＥＤから発光させることができるので、照明器具の内面の反射効率の影響を受けず、効率よく照射することが可能となる。

本発明に関わるＬＥＤランプの実施例を示す側面図である。ＬＥＤ基板の表面側を示す平面図である。ＬＥＤ基板に２種のＬＦＤを配列した状態を示す部分断面図である。ＬＥＤ基板の裏面側にヒートシンクを配設した状態を示す平面図である。ＬＥＤランプの実施例を示す斜視図である。

本発明によるＬＥＤランプは、表面側に配列された多数のＬＥＤが実装された平板状のＬＥＤ基板と、電源供給用のソケットに着脱可能に接続される口金と、前記口金に接続されて前記ＬＥＤを点灯させるための点灯装置と、内部に前記点灯装置を収容するとともに、先端側に前記口金が配設され基端側を前記ＬＥＤ基板の中央部に固定した筒状の支持部と、前記ＬＥＤ基板の裏面側であって前記支持部の周囲に配設されるヒートシンクとが備えられている

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例について説明する。図１は、本発明によるＬＥＤランプを示す側面図である。ＬＥＤランプ１は、電源供給用ソケット（図示せず）に口金４を挿入して使用される。

ＬＥＤランプ１は、表面側に配列された多数のＬＥＤ３が実装された平板状のＬＥＤ基板２と、電源供給用のソケット１０に着脱可能に電気的に接続される口金４と、この口金４に接続されてＬＥＤ３を点灯させるための点灯装置５と、内部に点灯装置５を収容するとともに、先端側に口金４が配設され基端側をＬＥＤ基板２の中央部に固定した筒状の支持部６と、ＬＥＤ基板２の裏面側であって支持部６の周囲に配設されるヒートシンク７とが備えられている。このＬＥＤランプ１は、図１において二点鎖線で示すシェード８の内部に収納される。このシェード８は、一般に市販の例えば水銀灯用のシェードであり、上部が電源供給用のソケット１０に取り付けられていて、上部から下部の開口端に至るに従って拡開している。

口金４は、例えば水銀灯のソケットに装着するための回転式の口金である。口金４は外周面に螺旋状の溝が形成され、対応する溝が形成された電源供給用ソケットに螺合して装着される。口金１は、ソケットから供給される交流電圧（例えば１００Ｖ）を、リード線を通じて点灯装置５に供給する。

点灯装置５は、口金４より供給された交流電圧を所定の直流電圧に変換する機能を備えている。点灯装置５は変換した直流電圧をリード線を通じてＬＥＤ基板１に供給する。

ＬＥＤ基板１は、図１及び図２に示すように、平面な円板状に形成され、その表面側には、図２に示すように、例えば５００〜１０００個の多数のＬＥＤ３が実装されている。また、ＬＥＤ基板１の表面側には、多数のＬＥＤ３に所定の直流電圧を送る配線パターンが形成されている。

ＬＥＤ３は、例えば白色等の可視光を発する砲弾型の発光ダイオードである。ＬＥＤ３は、ＬＥＤ基板１からの給電により、図示下方に向けて光を放射する。

ＬＥＤ基板１の裏面には、図１に示すように、中央部に筒状の支持部６の基端側が固定されている。この支持部６の先端側には口金４が配設され、内部には、点灯装置５が内設されている。支持部６の長さは、図１に示すように、口金４を電源供給用ソケットに螺合して装着した状態で、ＬＥＤ基板１のＬＥＤ３がシェード８の開口端よりも若干内部に位置する寸法に設定することが望ましい。

また、ＬＥＤ基板１の裏面には、図４及び図５に示すように、支持部６の周囲にヒートシンク７が配設されている。これにより、ＬＥＤ３から発した熱は、ＬＥＤ基板１から速やかにヒートシンク７に伝達され、そして、ヒートシンク７のフィンから外部へ放熱される。なお、図４に示した実施例では、ＬＥＤ基板１の裏面のほぼ全面にヒートシンク７を配設したが、ＬＥＤ３の発熱状態に応じて、部分的にヒートシンク７を配設しても良い。

このように、ＬＥＤランプ１は、放熱効果が高い構造としている。このため、ＬＥＤ基板２に多数のＬＥＤ３が実装されていても、多数のＬＥＤ３から発せられる熱が効率的に放熱されるので、ＬＥＤ３の寿命低下やＬＥＤ３の破壊が抑制される。

また、点灯装置５も発熱するが、点灯装置５が発した熱は、支持部６が比較的に長尺であり、また、熱伝導率が良好な例えばアルミニウムによって形成することにより支持部６から放熱するので、点灯装置５についても熱による故障が抑制され、ＬＥＤ３を安定して発光させることができる。なお、点灯装置５が発した熱が支持部６の内部に停滞しないように、支持部６に外部と流通する透孔を形成することが望ましい。

一方、ＬＥＤランプ１の平板状のＬＥＤ基板２には、照射角が異なる少なくとも２種の砲弾型のＬＥＤ３が中心側と外周側に分割して実装されている。図２に示すように、ＬＥＤ基板２の表面側には、５００〜１０００個のＬＥＤ３が、中心からほぼ同心円に実装されている。そして、点線で示す円Ｓを境に、中心側には照射角が１２０°の砲弾型のＬＥＤ３が実装され、外周側には照射角が６０°の砲弾型のＬＥＤ３が実装されている。

図３は、円Ｓを境に照射角が１２０°と６０°の砲弾型のＬＥＤ３を拡大して示している。図示のように、中心側に実装されている砲弾型のＬＥＤ３は、１２０°の照射角で下方に照射される。また、外周側に実装されている砲弾型のＬＥＤ３は、６０°の照射角で下方に照射される。このように、照射角が異なる２種の砲弾型のＬＥＤ３を中心側と外周側に分割して実装することにより、図１において点線で示すように、外周側は照射角度が制限され、中心側は広角に照射するので、照明を必要とする所定の範囲が、ほぼ均一の照度に照射される。

一般的に、砲弾型のＬＥＤは、先端にレンズが形成されているので照射角が小さいことから、所定の範囲を照射するとき、ＬＥＤランプ１の中心の照度が高く、外方に至るに従って照度が低くなるといった照度むらが生ずる。上述したように、中心側に照射角が１２０°の砲弾型のＬＥＤ３を実装することにより、中心側の光が拡散して中心の照度が抑制されるので、照度むらの発生を防止することが可能となる。

また、図１及び図２に示すように、平板状のＬＥＤ基板３は、シェード８の開口側内径寸法よりやや小さく形成し、ＬＥＤ基板１のＬＥＤ３の位置を、口金４を電源供給用ソケットに螺合して装着した状態で、シェード８の開口端よりも若干内部に位置とした開口端近傍に配置している。このように構成することにより、ＬＥＤ基板１の外周と、シェード８の開口端内周との間には隙間が生ずるので、ＬＥＤ基板１の裏面及びヒートシンク７から放熱された熱が、シェード８の内部に滞留することなく、隙間から外部に放出させることができる。

さらには、ＬＥＤ３の位置をシェード８の開口端近傍に配置することにより、特に、外周側に実装されている砲弾型のＬＥＤ３から照射される光がシェード８によって邪魔されることなく、シェード３の開口から発光させることができるので、照明器具の内面の反射効率の影響を受けず、効率よく照射することが可能となる。

以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。例えば、上述した実施例においては、ＬＥＤ基板を円板状に形成した例を示したが、その他、四角形や三角形等の多角形、或いは、楕円形等の形状に変形しても良い。また、中心側と外周側の砲弾型のＬＥＤの照射角は、被照明体に応じて他の角度のＬＥＤに変更しても良い。

本発明は、口金から電源が供給されるＬＥＤランプに適用可能である。

１ＬＥＤランプ
２ＬＥＤ基板
３ＬＥＤ
４口金
５点灯装置
６支持部
７ヒートシンク
８シェード

Claims

表面側に配列された多数のＬＥＤが実装された平板状のＬＥＤ基板と、
電源供給用のソケットに着脱可能に接続される口金と、
前記口金に接続されて前記ＬＥＤを点灯させるための点灯装置と、
内部に前記点灯装置を収容するとともに、先端側に前記口金が配設され基端側を前記ＬＥＤ基板の中央部に固定した筒状の支持部と、
前記ＬＥＤ基板の裏面側であって前記支持部の周囲に配設されるヒートシンクとが備えられていることを特徴とするＬＥＤランプ。
平板状のＬＥＤ基板には、照射角が異なる少なくとも２種の砲弾型のＬＥＤが中心側と外周側に分割して実装される請求項１に記載のＬＥＤランプ。
多数のＬＥＤが実装された平板状のＬＥＤ基板は、シェードの開口側内径寸法よりやや小さく形成され、前記シェードの開口端近傍に前記ＬＥＤ基板の表面側が配置される請求項１又は２のいずれかに記載のＬＥＤランプ。