JP2014093235A - ミニクリプトンランプ型ｌｅｄ電球 - Google Patents

Abstract

【課題】ミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球を提供する。
【解決手段】ミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球は、ＬＥＤユニット及び口金接続部の内部に点灯回路５５を備えている。点灯回路５５は、ダイオードブリッジ３５Ａと、ダイオードブリッジ３５ＡとＬＥＤ１１Ａとの間においてＬＥＤ１１Ａと並列に接続された第１コンデンサ３５Ｂと、ダイオードブリッジ３５Ａと電源４１との間に直列に接続される第２コンデンサ３５Ｄと、ダイオードブリッジ３５Ａと電源４０との間においてダイオードブリッジ３５Ａと並列に接続される第３コンデンサ５５Ｇとを備えている。
【選択図】図１２

Description

本発明は、ＬＥＤを光源に使用したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球に関するものである。

近年、ＬＥＤの発光効率の向上に伴い、白熱電球や電球型蛍光ランプの代替品としてＬＥＤを光源とした電球型のＬＥＤ電球が知られている。このようなＬＥＤ電球としては、例えば、ＬＥＤを有する平面状基盤を配設すると共に、外郭部の内部に、絶縁部材を介してＬＥＤ点灯用の点灯回路を収容した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、ＬＥＤは、温度が上昇するに従い、光出力が低下し、寿命も短くなることが知られている。そのため、発熱を抑制することが求められており、その解決手段として、例えば、外郭部材を金属材料にしてＬＥＤの発熱を熱伝導により周部に放熱する方法が一般的である。

特開２００６−３１３７１７号公報（第５頁から第６頁、図２）

しかしながら、特許文献１に記載のＬＥＤの場合、ＬＥＤを実装した平面状の基板が口金に対して垂直に搭載されているので、搭載面の前方側照度は十分に確保することができるが、口金側の１８０度における照度は乏しいという問題があった。よって、ダウンライト照明器具のように、電球全体から放射される光を器具の反射板によって真下方向に照射する場合、ＬＥＤ電球の取り付け角度が天井に対して垂直であれば照度は確保される場合はあるが、それ以外の場合には、従来の照明範囲及び高い光束を確保することができなかった。

また、特許文献１に記載のＬＥＤ電球の場合、ＬＥＤを実装した光源用基盤と、ＬＥＤ点灯用の点灯回路基板とを別個に設けているので、それぞれのスペースが必要となると共に、外郭部のＬＥＤの放熱対策構造を必要とするため、小型化が容易にできないという問題もあった。

更に、外郭部にＬＥＤの放熱対策構造を設けているＬＥＤ電球の場合、ＬＥＤ電球自体が発熱しなくとも、周辺温度が３６℃以上になりうる環境、例えば、断熱材施工照明器具ＳＢ形、ＳＧＩ形、ＳＧ形等のいわゆるダウンライト照明器具に用いると、外郭部を介してＬＥＤに周辺の熱が伝達されてしまい、ＬＥＤの性能及び寿命が低下してしまうという問題があった。そのため、従来のＬＥＤ電球は使用条件が多く、汎用性に乏しかった。

本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、ダウンライト照明器具に適したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球を提供することを目的とする。

本発明のミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球は、複数のＬＥＤが実装された側面基板の一方の端部に、複数のＬＥＤが実装された天井基板を配設したＬＥＤユニットを有し、このＬＥＤユニットの他方の端部には、口金接続部を介して口金が配設され、ＬＥＤユニット及び口金接続部の内部には点灯回路を備え、点灯回路は、ダイオードブリッジと、ダイオードブリッジとＬＥＤとの間においてＬＥＤと並列に接続された第１コンデンサと、ダイオードブリッジと電源との間に直列に接続される第２コンデンサと、ダイオードブリッジと電源との間においてダイオードブリッジと並列に接続される第３コンデンサとを備えたものである。

本発明のミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球によれば、複数のＬＥＤが実装された側面基板の一方の端部に、複数のＬＥＤが実装された天井基板を配設したＬＥＤユニットを有するようにしたので、口金方向への配光を８０度以上広げることができる。よって、ダウンライト照明器具への取り付け角度等の使用条件がなく、ダウンライト照明器具用として広く用いることができる。

また、ＬＥＤユニット及び口金接続部の内部に点灯回路を備えるようにしたので、小型化することができ、ダウンライト照明器具用としてより適したものとすることができる。

更に、点灯回路に、ダイオードブリッジと、ダイオードブリッジとＬＥＤとの間においてＬＥＤと並列に接続された第１コンデンサと、ダイオードブリッジと電源との間に直列に接続される第２コンデンサと、ダイオードブリッジと電源との間においてダイオードブリッジと並列に接続される第３コンデンサとを備えるようにしたので、ノイズを少なくすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球の構成を表す斜視図である。 図１に示したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球にカバーを装着した斜視図である。 図１に示したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球の内部構造を表す断面図である。 図１に示したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球をダウンライト照明器具に取り付けた状態を説明する図である。 図１に示したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球をダウンライト照明器具に取り付ける取り付け角度を示す図である。 特許文献１に記載のＬＥＤ電球の構成を表す図である。 特許文献１のＬＥＤ電球をダウンライト照明器具に取り付けることができない例を説明する図である。 特許文献１のＬＥＤ電球をダウンライト照明器具に取り付けることができた例を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球の点灯回路の構成を表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球についてノイズを測定した結果を表す図である。 市販のＬＥＤ電球についてノイズを測定した結果を表す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球の点灯回路の構成を表す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球についてノイズを測定した結果を表す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１及び図２は、第１の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１の外観構成を表すものであり、図３は、図１に示したミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１の内部構造を表すものである。

このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０は、例えば、天井に埋め込んで取り付けるダウンライト照明器具に用いることができるものである。このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０は、例えば、ＬＥＤ１１Ａを実装した複数の長方形の側面基板１１Ｂを多角柱状に配設し、その一方の端部に、ＬＥＤ１１Ａを実装した天井基板１１Ｃを配設したＬＥＤユニット１１を有している。

なお、図１では、５枚の側面基盤１１Ｂを５角柱状に配設した場合について示したが、６枚以上の側面基盤１１Ｂを配設するようにしてもよく、４枚以下の側面基盤１１Ｂを配設するようにしてもよい。また、図１では、１枚の側面基盤１１Ｂ及び１枚の天井基盤１１Ｃに３個のＬＥＤをそれぞれ実装する場合について示したが、１個又は２個でもよく、４個以上でもよい。更に、光源には、ＬＥＤ１１Ａに替えてＥＬ（エレクトリックルミネッセンス）を用いることも可能である。

ＬＥＤユニット１１の他方の端部には、例えば、底面基盤１２及び口金接続部１３を介して口金１４が配設されている。口金１４は、通常は、例えば、Ｅ１７と称されるねじ込みタイプが用いられるが、一般照明用電球が装着されるソケットに取り付け可能であれば、これに限定されない。

ＬＥＤユニット１１及び口金接続部１３の内部は中空状であり、それらの内部には、例えば、点灯回路１５が配設され、口金１４を介して電源から給電されるようになっている。点灯回路１５は、例えば、回路部品１５Ａ、ダイオードブリッジ１５Ｂ、コンデンサ１５Ｃ、及び限流素子１５Ｄを有している。口金１４から供給される商用交流電源は、点灯回路１４に搭載されたダイオードブリッジ１５Ｂ、コンデンサ１５Ｃ、及び限流素子１５Ｄによって整流平滑された定電圧、定電流でＬＥＤ１１Ａの点灯を行う。

なお、限流素子１５Ｄというのは、例えば、抵抗素子あるいは定電流ダイオードにより構成され、ＬＥＤ１１Ａに供給する電流値を制限するものである。この限流素子１５Ｄを用いた点灯回路１５により、ＬＥＤ１１Ａには、自己発熱を抑制する電流値で給電されるように構成されている。

ＬＥＤユニット１１の外側は、例えば、透光性カバー１６により覆われている。透光性カバー１６は、例えば、口金接続部１３の凹部１３Ａに一端部が差し込まれることにより配設されている。透光性カバー１６及び口金接続部１３は、例えば、ポリカーボネートにより構成することが好ましい。金属材料に比べて熱を伝達しにくいので、外の熱がＬＥＤ１１Ａに伝わりにくく、ＬＥＤ１１Ａの近傍温度が上昇することを抑制することができると共に、透光性及び難燃性を兼ね備えているからである。なお、これらの条件を満たすかそれ以上の材料があればそれを用いることも可能である。

このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０の寸法は、例えば、ミニクリプトンランプの寸法規格に対応し、長手寸法を６７ｍｍ以下、幅寸法を３５ｍｍ以下とすることが好ましい。これによりミニクリプトンランプが装着されるダウンライト照明器具にそのまま装着することが可能となる。

図４は、ミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０をダウンライト照明器具２０に取り付けた状態を表すものである。このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０は、例えば、天井２１に埋め込んで取り付けるダウンライト照明器具２０のソケット２２に口金１４を取り付けて用いられる。このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０は、ダウンライト照明器具２０９の中心に光源中心が位置するように構成されることが好ましく、ミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０から多方向に放射される光が反射板２３で反射することで、矢印で示したように、真下方向に照射し、照射範囲２４では高い光束を得ることができるようになっている。

図５は、ミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０の取り付け角度を説明するものである。このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０は、口金１４の取り付け角度、すなわちソケット２２の取り付け角度が、垂直方向に対して３０度以上９０度以下の範囲内のダウンライト照明器具２０に対して好ましく用いられる。図４で説明したように、このミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０では、多方向に光を照射することができるので、垂直方向に対して角度を持たせて斜めに取り付ける場合であっても、真下方向において高い光束を得ることができるからである。なお、このように口金１４の取り付け角度を垂直ではなく、垂直方向に対して角度を持たせるようにすれば、ダウンライト照明器具２０の高さを低くすることができるので好ましい。

図６は、特許文献１に記載のＬＥＤ電球１１０の構成を表すものである。このＬＥＤ電球１１０は、複数のＬＥＤ１１１が平面状の基板に実装されており、透光性カバー１１２を通して、ＬＥＤ１１１の搭載面の前方側に、矢印で示したように光が照射される。よって、前方側の照度は十分に確保されるが、口金方向側の照度はほとんどない。また、ＬＥＤ１１１と口金１１３との間に設けられたベース１１４は、放熱構造を備えているので、放熱効率を高くするために長さが必要であり、小型化が難しい。

図７は、特許文献１に記載のＬＥＤ電球１１０をダウンライト照明器具２０に装着する場合を示したものである。このように、特許文献１に記載のＬＥＤ電球１１０では、大きさが大きいので、口金１１３とダウンライト照明器具２０のソケット２２とが同サイズであっても、ＬＥＤ電球１１０がダウンライト照明器具２０に接触してしまい、装着することができない。

図８は、特許文献１に記載のＬＥＤ電球１１０をダウンライト照明器具２０に装着できたとした場合の照射範囲を示すものである。このように、特許文献１に記載のＬＥＤ電球１１０では、ダウンライト照明器具２０に装着できたとしても、ＬＥＤ１１１を実装した平面状の基板を口金１１３に対して垂直に配設しているので、光の照射方向が限定され、照射範囲２２は本実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球１０とは大きく異なり（図４参照）、高い光束も確保できない。よって、ダウンライト照明器具２０に用いることは難しい。

このように本実施の形態によれば、ＬＥＤ１１Ａが実装された側面基板１１Ｂの一方の端部に、ＬＥＤ１１Ａが実装された天井基板１１Ｃを配設したＬＥＤユニット１１を有するようにしたので、口金方向への配光を８０度以上広げることができる。よって、ダウンライト照明器具２０への取り付け角度等の使用条件がなく、ダウンライト照明器具用として広く用いることができる。特に、口金１４の取り付け角度が垂直方向に対して３０度以上９０度以下の範囲内であるダウンライト照明器具２０に高い効果を得ることができる。

また、ＬＥＤユニット１１及び口金接続部１３の内部に点灯回路１５を備えるようにすれば、小型化することができ、ダウンライト照明器具用としてより適したものとすることができる。

更に、点灯回路１５に限流素子１５Ｄを用い、ＬＥＤ１１Ａの自己発熱を抑制する電流値で給電するようにすれば、放熱部が不要となり、ダウンライト照明器具２０に用いても、温度の上昇を抑制することができ、特性の低下を抑制することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球３０は、点灯回路３５の構成が異なることを除き、他は第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、同一部分については同一の符号を付し説明は省略する。

図９は点灯回路３５の構成を表すものである。点灯回路３５は、例えば、整流回路であるダイオードブリッジ３５Ａと、ダイオードブリッジ３５ＡとＬＥＤ１１Ａとの間においてＬＥＤ１１Ａと並列に接続された平滑回路としての第１コンデンサ３５Ｂと、第１コンデンサ３５Ｂと並列に接続された第１抵抗３５Ｃとを備えている。これにより、点灯回路３５では、ダイオードブリッジ３５Ａにより交流電圧を直流電圧とし、第１コンデンサ３５Ｂにより直流電圧を平滑化し、ノイズを小さくすることができるようになっている。

また、点灯回路３５は、例えば、ダイオードブリッジ３５Ａと電源４０との間に直列に接続される第２コンデンサ３５Ｄ及び第２抵抗３５Ｅを備えている。第２コンデンサ３５Ｄは複数設けるようにしてもよく、各第２コンデンサ３５Ｄは互いに並列に接続される。この第２コンデンサ３５Ｄによりノイズを小さくすることができるようになっている。第２抵抗３５Ｅは、突入電流を抑制するためのものである。点灯回路３５は、更に、電力ヒューズ３５Ｆを備えていることが好ましい。

このようにノイズの少ない電子部品を用いて点灯回路３５を構成すれば、ノイズを小さくすることができるので好ましい。図１０に本実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球３０のノイズ（雑音端子電圧）を測定した結果を示す。また、図１１に市販されている他のＬＥＤ電球のノイズ（雑音端子電圧）を測定した結果を示す。なお、図１０及び図１１では、２回の測定した結果をそれぞれ示した。図１０と図１１とを比較すると、本実施の形態によれば、ノイズを非常に少なくすることができることが分かる。

このように本実施の形態によれば、点灯回路３５に、ダイオードブリッジ３５Ａと、ダイオードブリッジ３５ＡとＬＥＤ１１Ａとの間においてＬＥＤ１１Ａと並列に接続された第１コンデンサ３５Ｂと、ダイオードブリッジと電源との間に直接に接続された第２コンデンサ３５Ｄとを備えるようにしたので、ノイズを少なくすることができる。

（第３の実施の形態）
図１２は、第３の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球５０の点灯回路５５の構成を表すものであり、（Ａ）は一構成例、（Ｂ）は他の一構成例を表している。第３の実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球５０は、第２の実施の形態の点灯回路３５に第３コンデンサ５５Ｇを追加したことを除き、他は第２の実施の形態と同一の構成を有している。よって、同一部分には同一の符号を付し説明は省略する。

点灯回路５５は、ダイオードブリッジ３５Ａと電源４０との間においてダイオードブリッジ３５Ａと並列に接続される第３コンデンサ５５Ｇを備えている。ノイズをより少なくすることができるからである。第３コンデンサ５５Ｇは、例えば、図１２（Ａ）に示したように、ダイオードブリッジ３５Ａと第２コンデンサ３５Ｄとの間に接続されてもよく、図１２（Ｂ）に示したように、第２コンデンサ３５Ｄと電源４０との間に接続されてもよい。また、第３コンデンサ５５Ｇは複数設けるようにしてもよく、例えば、図１２（Ａ）に示した位置及び図１２（Ｂ）に示した位置の両方に設けるようにしてもよい。

図１３に本実施の形態に係るミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球５０のノイズ（雑音端子電圧）を測定した結果を示す。なお、図１３では、２回の測定した結果を個別にそれぞれ示した。図１０に示した第２の実施の形態のミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球３０のノイズ測定結果、及び、図１１に示した市販されている他のＬＥＤ電球のノイズ測定結果と比較すると、本実施の形態によれば、ノイズをより少なくすることができることが分かる。

このように本実施の形態によれば、点灯回路５５に、ダイオードブリッジ３５Ａ、第１コンデンサ３５Ｂ、及び、第２コンデンサ３５Ｄに加えて、ダイオードブリッジ３５Ａと電源４０との間においてダイオードブリッジ３５Ａと並列に接続される第３コンデンサ５５Ｇを備えるようにしたので、ノイズをより少なくすることができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、側面基盤１１Ｂを多角柱状に構成する場合について説明したが、角錐台状としてもよく、また、円柱状、円錐台状としてもよい。

ダウンライト照明器具用の電球として好ましく用いることができる。

１０，３０，５０…ミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球、１１…ＬＥＤユニット、１１Ａ…ＬＥＤ、１１Ｂ…側面基板、１１Ｃ…天井基板、１２…底面基板、１３…口金接続部、１３Ａ…凹部、１４…口金、１５，３５，５５…点灯回路、１５Ａ…回路部品、１５Ｂ…ダイオードブリッジ、１５Ｃ…コンデンサ、１５Ｄ…限流素子、１６…透光性カバー、２０…ダウンライト照明器具、２１…天井、２２…ソケット、２３…反射板、２４…照射範囲、３５Ａ…ダイオードブリッジ、３５Ｂ…第１コンデンサ、３５Ｃ…第２抵抗、３５Ｄ…第２コンデンサ、３５Ｅ…第２抵抗、３５Ｆ…電力ヒューズ、４０…電源、５５Ｇ…第３コンデンサ

Claims (1)

1. ＬＥＤが実装された側面基板の一方の端部に、ＬＥＤが実装された天井基板を配設したＬＥＤユニットを有し、
   このＬＥＤユニットの他方の端部には、口金接続部を介して口金が配設され、
   前記ＬＥＤユニット及び前記口金接続部の内部には点灯回路を備え、
   前記点灯回路は、ダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジと前記ＬＥＤとの間において前記ＬＥＤと並列に接続された第１コンデンサと、前記ダイオードブリッジと電源との間に直列に接続される第２コンデンサと、前記ダイオードブリッジと電源との間において前記ダイオードブリッジと並列に接続される第３コンデンサとを備えた
   ことを特徴とするミニクリプトンランプ型ＬＥＤ電球。