JP2014078363A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】
ＬＥＤ素子で発生した熱を、点灯回路基板に実装された電子部品に伝導させないで、なおかつ効率的に放熱させることで、高輝度で長寿命なＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】
ＬＥＤ素子１が実装されたＬＥＤ基板２と、前記ＬＥＤ基板２を収容する放熱部材３と、
一端側が前記放熱部材３に接合され、他端側に口金８が接合された筐体４とを備え、前記放熱部材３の熱伝導性よりも小さい熱伝導性を有する前記筐体４の内部に、点灯回路基板６が収容されている。
前記放熱部材３は中空体であり、該中空体の内部を閉塞するように前記ＬＥＤ基板２を載置する基板載置部を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ素子を光源に使用したＬＥＤランプに関する。

近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ素子を光源に使用した、電源回路が内蔵された電球形のＬＥＤランプが盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、高輝度なＬＥＤランプが求められるようになってきており、そのために使用されるＬＥＤ素子も出力の大きなものが使用され、供給する電力も大きくなってきている。これに伴ってＬＥＤ素子の発熱と、点灯回路基板に実装される電子部品の発熱が問題になってきており、両者間での熱的な影響を減らし、それぞれの放熱を効率的に行うためのＬＥＤランプが検討されている。

例えば特許文献１に記載されているＬＥＤランプでは、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と放熱部が接し、この放熱部と口金との間に、熱伝導性の小さな樹脂製の外装体で覆われた点灯回路収納部が配置されており、放熱部から口金側への熱的影響が小さい構造となっている。
また特許文献２に記載されている発光素子ランプでは、発光素子と、口金と螺合する断熱性の筒状部材の一部とが、熱伝導性のケースに収納され、この筒状部材の内部空間に点灯回路が収納されている。筒状部材は断熱性であるため、ケースと口金の間で熱伝導が行われ難くなっており、点灯回路で発生した熱も発光素子に伝わりにくくなっている。

特開２００５−２８６２６７ 特開２０１０−２８２９８６

しかしながら、特許文献１に記載されているＬＥＤランプでは、段落［００１３］と図１に記載されているように、点灯回路収容部の一部が、放熱部の内壁で囲まれており、ＬＥＤ素子と、点灯回路を形成する電子部品の間の伝熱に関しては何ら思慮されていない。
また特許文献２に記載されている発光素子ランプでは、筒状部材の雄ねじの機能をなす凸条が形成された小径部のみが熱伝導性のケース外に位置しているため、多くの電子部品は大径部に位置しており、これら電子部品とＬＥＤとの間で熱のやり取りが起きる虞がある。

本発明は、以上のような課題を解決するため鋭意検討した結果なされたものであり、ＬＥＤ素子で発生した熱を点灯回路基板に実装された電子部品に伝熱させず、また電子部品で発生した熱をＬＥＤ素子に伝熱させないで、各種発熱部品の放熱を効率的に行い、高輝度で長寿命なＬＥＤランプを実現するものである。

請求項１に記載の発明にあたっては、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板を収容する放熱部材と、一端側が前記放熱部材に接合され、他端側に口金が接合された筐体とを備え、前記放熱部材の熱伝導性よりも小さい熱伝導性を有する前記筐体の内部に、点灯回路基板が収容されていることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明にあたっては、前記放熱部材は中空体であり、該中空体の内部を閉塞するように前記ＬＥＤ基板を載置する基板載置部を設けたことを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明にあたっては、前記筐体が電気絶縁性であり、前記放熱部材の一端側開口部に透光性カバーが接合され、他端側に前記筐体が接合され、前記筐体の前記放熱部材側の開口部が、前記放熱部材よりも熱伝導性の小さい電気絶縁性キャップで塞がれていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明にあたっては、前記口金の回転軸線に平行に、前記点灯回路基板が、前記筐体に収容され、相対的に最大定格温度の低い電子部品が、前記口金側の前記点灯回路基板上に配置され、相対的に最大定格温度の高い電子部品が、前記放熱部材との接合部側に配置されたことを特徴とするものである。

請求項１及び２に記載の発明によれば、ＬＥＤ素子で発生した熱が、放熱部材周壁の外気露出部分で放熱され、放熱部材よりも熱伝導性の小さな筐体には熱伝導しないようになる。そのため、前記筐体の内部に配置された点灯回路基板上の電子部品への熱伝導も抑制され、また、電子部品で発生した熱もＬＥＤ素子に熱伝導されにくく、ＬＥＤ素子と電子部品相互間の熱的な影響を抑制した高輝度で長寿命なＬＥＤランプを提供できる。

請求項３の発明によれば、筐体やその開口を塞ぐキャップ自体が電気絶縁性の部材であるため、別体の電気絶縁性の筒等を点灯回路の周りに設ける必用がなく、点灯回路を収容する前記筐体の周壁が直接外気に露出している。それによって電子部品で発生した熱が外気に放熱されやすくなっている。

請求項４の発明によれば、点灯回路を構成する電子部品を、最大定格温度の違いによって、点灯回路基板上に配置することで、ＬＥＤ素子と電子部品間の熱的な影響を更に抑制した高輝度で長寿命なＬＥＤランプを提供できる。

本実施形態に係わるＬＥＤランプの外観図 本実施形態に係わるＬＥＤランプの断面図 本実施形態に係わるＬＥＤランプを上側から見た分解斜視図 本実施形態に係わるＬＥＤランプを下側から見た分解斜視図

以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。図１は、本実施形態に係わるＬＥＤランプ１００の外観図である。図２は本実施形態に係わるＬＥＤランプ１００の断面図である。図３、図４は本実施形態に係わるＬＥＤランプ１００の分解斜視図である。

本実施形態に係わるＬＥＤランプ１００は、複数のＬＥＤ素子１と、ＬＥＤ基板２と、放熱部材３と、筐体４と、絶縁キャップ５と、点灯回路基板６と、透光性カバー７と、口金８とから概略構成されている。

ＬＥＤ素子１としては公知の種々のＬＥＤを用いることができる。本実施形態では、照明用の白色光を発光する高輝度タイプのＬＥＤ素子を用いている。

ＬＥＤ基板２は、略円形の平板で公知のガラスエポキシ基板、金属基板、セラミックス基板等のプリント基板であり、本実施形態では、電気絶縁樹脂で被覆された金属基板からなるプリント基板を用いた。ＬＥＤ基板２の片面にＬＥＤ素子１が実装されている。

放熱部材３は、熱伝導率の高い材料を使用して、両端が開口した中空の椀形円筒形状に形成されている。本実施形態では、アルミニウムを用いたが、金属材料に限定されず、熱伝導性の顔料を充填した熱伝導性樹脂を使用してもよい。放熱部材３の中空部には、一体成形された円板形状の基板載置部３１が中空部を閉塞するように設けられており、基板載置部３１の一端面にＬＥＤ基板２が載置されネジ２１で固定されている。基板載置部３１には、ネジ止め用の貫通孔と、電線を通すための貫通孔３２があけられている。また放熱部材３の円筒外殻には、放射状に放熱フィン３３が一体成形で形成されている。
放熱部材３の、ＬＥＤ光が出射される側の端面に透光性カバー７が接合され、他端側に筐体４が接合される。

筐体４は、放熱部材３よりも熱伝導性の小さな汎用樹脂を使用して、中空の円筒形状に形成されている。本実施形態では、ポリブチレンテレフタレート樹脂を使用したが、これに限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等公知の樹脂材料や、これらにガラス繊維等を含有した強化樹脂が使用できる。

この筐体４の一端側の周縁部に、放熱部材３の中空部に挿入される筐体延出部４１が環状に形成され、他端側に口金８と螺合する凸条が設けられた口金係合部４２が形成され、その底壁部４３（図４）には口金に接続される電線通孔４４が設けられている。筐体４の中空部分が点灯回路収容部４５となっており、その外殻全体にわたり、放熱部材３の放熱フィン３３と連続した形状の放熱フィン４６が一体成形で形成されている。また底壁部４３によって、点灯回路基板６が口金８に万が一接触することを防いでいる。
筐体延出部４１は、筐体延出部４１の開口部に電気絶縁性で低熱伝導性の円板形状の絶縁キャップ５が配設されてから、放熱部材３の中空部に挿入され、ネジ３４によって放熱部材３と筐体４が固定される。

絶縁キャップ５には電気配線が通る筒状電線通孔５１が一体成形で形成されている。放熱部材３に開けられた貫通孔３２に、筒状電線通孔５１が挿入されるので、この筒状電線通孔５１の周壁によって、放熱部材３が電気導電性の場合でも、電線との間に十分な絶縁性が確保されている。

点灯回路基板６は、長方形で平板状のプリント基板であり、点灯回路収容部４５に、口金８の回転軸線と、点灯回路基板６の長手方向とが平行になるように縦に収納されている。各種電子部品は、点灯回路基板６の口金８に近い側に最大定格温度の低い電解コンデンサー６１が配置され、筐体延出部４１の内側部分には、最大定格温度の高いフィルムコンデンサー６２のみが配置され、放熱部材３で覆われていない点灯回路収容部４５にトランス６３等の発熱部品やその他の電子部品が配置されている。

透光性カバー７は、拡散材を含有したポリカーボネート樹脂を用いてドーム形状に形成されている。この透光性カバー７の開口端部に嵌合用の環状延出部７１が設けられており、前記環状延出部７１が、放熱部材３の一端部内側に挿入されて固定される。
このような放熱部材３と、筐体４やカバー７との嵌合構造によって、放熱部材３の周壁全面が外部に露出しているので、ＬＥＤ素子１で発生した熱が、放熱部材３から外気に効果的に放熱される。

また点灯回路基板６が収容されている樹脂製の筐体４は熱伝導性が小さいので、ＬＥＤ素子１で発生した熱は、点灯回路基板６に伝導することがなく、また点灯回路基板６上の電子部品で発生した熱も、ＬＥＤ素子１に伝導することなく、電線通孔４４から空気の対流と共に熱伝導性の大きな口金８側に伝導する。このようにして、ＬＥＤ素子１と点灯回路基板６とは、相互に熱的な影響を受けることがなく、それぞれで発生した熱は独立した伝熱経路で放熱される。

１：ＬＥＤ素子
２：ＬＥＤ基板、２１：ネジ
３：放熱部材、３１：基板載置部、３２：貫通孔、３３：放熱フィン、３４：ネジ
４：筐体、４１：筐体延出部、４２：口金係合部、４３：底壁部、４４：電線通孔
４５：点灯回路収容部、４６：放熱フィン
５：絶縁キャップ、５１：筒状電線通孔
６：点灯回路基板、６１：電解コンデンサー、６２：フィルムコンデンサー
６３：トランス
７：透光性カバー、７１：環状延出部
８：口金
１００：ＬＥＤランプ

Claims (4)

1. ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板を収容する放熱部材と、
   一端側が前記放熱部材に接合され、他端側に口金が接合された筐体とを備え、
   前記放熱部材の熱伝導性よりも小さい熱伝導性を有する前記筐体の内部に、点灯回路基板が収容されていることを特徴としたＬＥＤランプ。
2. 前記放熱部材は中空体であり、該中空体の内部を閉塞するように前記ＬＥＤ基板を載置する基板載置部を設けたことを特徴とした請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記筐体が電気絶縁性であり、
   前記放熱部材の一端側開口部に透光性カバーが接合され、他端側に前記筐体が接合され、
   前記筐体の前記放熱部材側の開口部が、前記放熱部材よりも熱伝導性の小さい電気絶縁性キャップで塞がれていることを特徴とした請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記口金の回転軸線に平行に、前記点灯回路基板が、前記筐体に収容され、
   相対的に最大定格温度の低い電子部品が、前記口金側の前記点灯回路基板上に配置され、
   相対的に最大定格温度の高い電子部品を、前記放熱部材との接合部側に配置されたことを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤランプ。