JP2015222732A - 発光ダイオードランプ及び発光ダイオードユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筒状のバルブ形状に近い発光ダイオードユニットにより、ＨＩＤランプに近い配光および形状の発光ダイオードランプを提供する。
【解決手段】発光ダイオードランプ２０は、角柱状の支持部材１３の側面と支持部材１３の頂部に配置された錐体１８の面とに発光ダイオード１１を実装した発光ダイオードユニット１０と、前記発光ダイオードユニット１０の発光面を覆うガラス製のカバーとを備え、前記発光ダイオードユニット１０の支持部材１３の軸方向の高さが前記支持部材１３の外接円の直径の１．５倍から３．５倍の長さである。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば、街路灯用ＬＥＤ（発光ダイオード素子）電球に関するものである。特に、この発明は、街路灯や防犯灯に使用されるＨＩＤランプ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌａｍｐ）に近い広い配光のＬＥＤ電球を実現するものである。

（１）従来ＨＩＤランプ：
Ａ．発光光束が大きく広く、遠くまで照らすことが出来るため、街路灯や防犯灯など屋外の用途に広く用いられてきた。またベースダウン、ベースアップの器具にも使われてきた。
Ｂ．消費電力が高く寿命が短い（約１００００時間）。
Ｃ．水銀放電で発光するため、発光管内の水銀が蒸発して明るさが安定するまで時間を要する。

（２）電球形ＬＥＤ：
Ａ．光の指向性が高く、下面方向への直下照度の改善などある一定方向の照射には向いている（特許文献１：特開２００９−４１３０）。
この場合数個の配置で良く、ＬＥＤ自体が発生する発熱量が少なく、ＨＩＤランプのような放電ランプに比べ約４００００時間という高い寿命が維持できる。
Ｂ．屋外用の従来ＨＩＤランプに替わるＬＥＤランプとして以下のようなランプが考案されている。
従来放電ランプと同様にガラスバルブに不活性ガスを封入し、封止した後、スクリュー形の口金を取付けることで、従来放電ランプとの互換性を容易にすると同時にＬＥＤの背後に凹面鏡を設けることでＬＥＤの光の放射角を拡げている（特許文献２：特開昭６２−１２４７８１）。

特開２００９−４１３０号公報 特開昭６２−１２４７８１号公報 特開２０１０−５５９９３号公報 特開２０１０−１８２７９６号公報 特開２０１１−７０９７１号公報

Ａ．広く普及している街路灯や防犯灯の器具において、点灯装置を交換するだけで、その反射板や受金はそのまま利用して従来ＨＩＤランプと同様に屋外を広く、遠くまで照らすには、ＨＩＤランプと比べて実用上遜色ない配光及び発光強度が必要。
Ｂ．配光に方向性がなく発光ダイオード１１の光がほぼ全方向に配光されれば、下面に主に照射される略水平点灯の街路灯だけでなく、ベースダウン、ベースアップの器具にも対応可能である。
Ｃ．特許文献２のＬＥＤランプではＨＩＤランプと遜色ない配光及び発光強度を得ることは難しく、ＬＥＤの数を大幅に増やし、ＨＩＤランプ同様ＬＥＤの光を、全方向に向ける必要がある。
Ｄ．多数のＬＥＤの集積によりランプ内が高温となり、ＬＥＤが早く劣化して特許文献１のＬＥＤランプのような寿命を維持することが難しくなる。また、ＬＥＤが発生する熱を逃がすために特許文献１のような金属性の放熱体をＬＥＤ基板の下面に設置した場合、ＬＥＤの数が多く、ＬＥＤを縦長の円筒状のバルブに沿って配置するため、放熱体が重くなるだけでなく、縦長配置の長さが長くなるほどその放熱効率は悪くなる。
Ｅ．多数のＬＥＤを使用しＨＩＤランプ同様ＬＥＤの光を全方向に向けるためには、ランプの長さ方向、円周方向にＬＥＤを分散して配置しなければならず、そのような形状のＬＥＤ基板を製造するためには、材料費も製造コストも高額となる。

この発明に係る発光ダイオードランプは、
角柱状の支持部材の側面と、前記支持部材の頂部に配置された錐体の面とに発光ダイオードを実装した発光ダイオードユニットと、
前記発光ダイオードユニットの発光面を覆うカバーと
を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、筒状のバルブ形状に近い発光ダイオードユニットとすることが出来、ＨＩＤランプに近い配光および形状の発光ダイオードランプを提供することが出来る。

実施の形態１における発光ダイオードユニット１０の正面側面図。 実施の形態１における発光ダイオードユニット１０の平面図。 実施の形態１における発光ダイオードランプ２０の正面側面図。 実施の形態１における発光ダイオードランプ２０の平面図。 実施の形態１における口金２３のない発光ダイオードランプ２０の正面側面図。 実施の形態１における発光ダイオードランプ２０の色温度の変化を示す図。 実施の形態３における発光ダイオードユニット１０の支持部材１３の展開図。 実施の形態３における発光ダイオードユニット１０の支持部材１３の正面側面図。 実施の形態３における発光ダイオードユニット１０の支持部材１３の平面図。 実施の形態３における発光ダイオードユニット１０の正面側面図。 実施の形態３における発光ダイオードユニット１０の平面図。 実施の形態３における発光ダイオードランプ２０の正面側面図。 実施の形態３における発光ダイオードランプ２０の平面図。 実施の形態３における発光ダイオードランプ２０の寸法図。 実施の形態３における表−１、表−２、表−３を示す図。 実施の形態３における表−４を示す図。 実施の形態３における六角柱の発光ダイオードユニット１０の発光ダイオードランプ２０の平面図。 実施の形態３における表−５を示す図。 実施の形態３における比較例の表を示す図。 実施の形態４における発光ダイオードユニット１０の正面側面図。 実施の形態４における発光ダイオードユニット１０の平面図。 実施の形態４における発光ダイオードランプ２０の正面側面図。 実施の形態４における発光ダイオードランプ２０の平面図。 実施の形態４における表−６を示す図。 実施の形態４における表−６のｈ／Ｄとバルブ表面温度とのグラフを示す図。 実施の形態４における表−７を示す図。 実施の形態４における表−７のｈ／Ｄとバルブ表面温度とのグラフを示す図。 実施の形態４における表−８を示す図。 実施の形態４における表−８のΔｄとバルブ表面温度とのグラフを示す図。 実施の形態５における八角柱の支持部材１３の発光ダイオードランプ２０の図。 実施の形態５における六角柱の支持部材１３の発光ダイオードランプ２０の図。 実施の形態５における発光ダイオードランプ２０を搭載した照明器具を示す図。 実施の形態５における発光ダイオードランプ２０を搭載した照明器具を示す図。 実施の形態５における発光ダイオードランプ２０を搭載した照明器具を示す図。

実施の形態１．
（１）第１の形態（図１〜図６）
図１に発光ダイオードユニット１０の正面側面図、図２に平面図を示す。
図３に発光ダイオードランプ２０の正面側面図、図４に平面図を示す。図５に、口金２３なしの正面側面図を示す。
発光ダイオードユニット１０は、アルミニウム製の八角柱の支持部材１３を有する。支持部材１３は発光ダイオード１１を保持する保持部材である。発光ダイオードユニット１０は、支持部材１３の頂部に八つの面を持つ台形状の錐体１８を有する。

錐体１８の八つの面に、発光ダイオード１１を各１個を搭載したリボン状のフレキシブル基板１２（発光ダイオード基板）を耐熱性接着剤で貼り付ける。また、八角柱の八つの側面に発光ダイオード１１を各３個を搭載したリボン状のフレキシブル基板１２（発光ダイオード基板）を耐熱性接着剤で貼り付ける。

八角柱の一つの側面とそれに対向する側面との基部（対向する１対の側面の口金２３側の基部）に八角柱の軸方向に１対の基部支柱１４が取付けられている。
また、八角柱の底面中心にも八角柱の支持部材１３の軸方向に軸支柱１５が取付けられている。

八角柱の支持部材１３の底面から発光ダイオード１１に直流電流を出入力する導入線１７が導出されている。

これら３本の支柱は、八角柱の支持部材１３の軸方向と垂直方向の別の連結支柱１６に連結されている。
これらの各支柱の材質はステンレス製である。

たとえば、八角柱の支持部材１３の底面の外接円の直径は５０ｍｍ、八角柱の支持部材１３の角錐部分を含まない部分の高さは１５０ｍｍである。
発光ダイオード１１を搭載する基板は、フレキシブル基板１２である。フレキシブル基板１２に発光ダイオード１１を搭載し、フレキシブル基板１２をアルミニウム製の基板に貼り付ける。縦長の基板を連結して角柱形状の多面体構造物を形成する。角柱形状の多面体構造物の頂部を角垂形状にすることで、ガラスバルブ２１の半球状またはドーム状の頂部に適合させることができる。角垂形状部分に発光ダイオード１１を配置することができる。角垂形状部分の曲げ角度は、ガラスバルブ２１の頂部の半径Ｒに応じて決定する。

図３、図４、図５を用いて、発光ダイオードランプ２０について説明する。
発光ダイオードランプ２０は、筺体２４を備えている。筺体２４は、ガラスバルブ２１とフレア管２２とを有する。筺体２４は、すべて透明である。あるいは、発光ダイオード１１が配置されていない筺体２４の下部は、不透明でもよい。ガラスバルブ２１は、上部が半球状の円筒形の形状をしている。

ガラスバルブ２１に発光ダイオードユニット１０が挿入されている。ガラスバルブ２１と発光ダイオードユニット１０の空間部には、ガラスバルブ２１の半球状の頂部の内面から発光ダイオードユニット１０の八角柱の支持部材１３の底面の高さまで透明で熱伝導性のシリコーン樹脂（信越シリコーン製シリコーンゴム：ＫＥ１０９）が充填されている（図示せず）。

フレア管２２は、ガラスバルブ２１端部に融着されたガラス製の封止部である。
八角柱の支持部材１３の底面中心から八角柱の支持部材１３の軸方向に導出されている軸支柱１５は、フレア管２２がピンチされるときに、軸支柱１５の端部が埋め込まれるように、フレア管２２に埋設される。八角柱の支持部材１３の底面から導出された導入線１７は、ガラスバルブ２１端部に融着されたガラス製のフレア管２２がピンチされるときに、導入線１７の端部がフレア管２２の端部から導出されるように、フレア管２２に埋設される。

ガラスバルブ２１の端部のチップ管を封止する際に窒素ガスが封入され、バルブ内の空気と置換される。

２本の導入線１７はガラスバルブ２１端部に設置されるＥ３９口金２３に配線される。

熱伝導性のシリコーン樹脂を充填したものは、充填しないもの（窒素充填のみ）に比べ、図６に示したように、ランプの色温度が高くなり、ランプの色が青色方向にシフトし、より明るく見える。また、ランプの色温度が高くなることから、あらかじめより色温度の低い発光ダイオード１１を使うことが出来る。このことは、青色発光ダイオード１１に黄色のＹＡＧ蛍光体を塗布してなる最も一般的な擬似白色の発光ダイオード１１における劣化の原因である黄色のＹＡＧ蛍光体の使用量を減らすことが出来る。

熱伝導性のシリコーン樹脂の充填によりランプの色が青色方向にシフトする理由については、明確ではないが、シリコーン樹脂のような有機系の物質による赤外から赤色の吸収によるものと考えられる。

なお、口金２３はＥ３９口金２３を使用したが、ＨＩＤランプと互換性のあるＥ２６口金２３でも良い。

実施の形態２．
（２）第２の実施の形態（図なし）
第１の実施の形態での透明で熱伝導性のシリコーン樹脂の代わりに、透明な熱伝導性液体としてパーフルオロカーボン（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ）液体が充填されてもよい。パーフルオロカーボン液体は高密度で発光ダイオード１１が発生する熱を効率よく吸収しガラスバルブ２１に伝達する。パーフルオロカーボン液体は、絶縁性の液体で導入線１７等の配線部に接触してもショートの問題はない。

パーフルオロカーボン液体を充填したものは、図６に示したように、充填しないもの（窒素充填のみ）に比べ、ランプの色温度が高くなり、ランプの色が青色方向にシフトし、より明るく見える。また、ランプの色温度が高くなることから、あらかじめより色温度の低い発光ダイオード１１を使うことが出来る。このことは、青色発光ダイオード１１に黄色のＹＡＧ蛍光体を塗布してなる最も一般的な擬似白色の発光ダイオード１１における劣化の原因である黄色のＹＡＧ蛍光体の使用量を減らすことが出来る。

パーフルオロカーボン液体の充填によりランプの色が青色方向にシフトする理由については、明確ではないが、パーフルオロカーボン液体による赤外から赤色の吸収によるものと考えられる。

たとえば、密度１．８３（ｋｇ／ｍ^３＠２５℃）、比熱１．０５０（Ｊ／ｋｇＫ＠２５℃）、絶縁耐力４３ｋＶ（２．５４ｍｍＧａｐ＠２５℃）、誘電率１．９１ｋＶ（＠２５℃）〔１ｋＨｚ〕の住友スリーエム（株）社製「フロリナート（「ＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ」は登録商標）」ＦＣ−３２８３を充填する（「＠２５℃」は、「２５℃において」を意味する）。

なお、パーフルオロカーボン液体は透明で絶縁性があり、水よりも高密度で比熱が水並みであれば、通電状態で直接発光ダイオード基板を冷却することが出来、かつ水冷より放熱効率が良くなるため、密度１．５（ｋｇ／ｍ^３＠２５℃）以上であれば良い。

たとえば、密度１．６８（ｋｇ／ｍ^３＠２５℃）、比熱１．０５０（Ｊ／ｋｇＫ＠２５℃）、絶縁耐力３８ｋＶ（２．５４ｍｍＧａｐ＠２５℃）、誘電率１．７６ｋＶ（＠２５℃）〔１ｋＨｚ〕の住友スリーエム（株）社製「フロリナート（「ＦＬＵＯＲＩＮＥＲＴ」は登録商標）」ＦＣ−７２でもよい。

実施の形態３．
（３）第３の実施の形態（図７〜図１３）
以下、実施の形態１，２と異なる点を説明する。
図７に発光ダイオードユニット１０の支持部材１３の展開図を示す。
図８、図９に、支持部材１３の折り曲げ組み立て後の支持部材３０の正面側面図、平面図を示す。図７では、発光ダイオードを実装前の支持部材１３を図示している。図７の支持部材１３に発光ダイオードや回路を実装して、その後、折り曲げ組み立てて、図８、図９の折り曲げ組み立て後の支持部材３０の形状になる。

支持部材１３は図７、図８、図９のように、アルミニウム製の一体型の板を折り曲げて立体化し、複数の面を形成する。一体型の板を折り曲げて形成すれば、熱伝導性が向上する。

図１０に発光ダイオードユニット１０の正面側面図、図１１に平面図を示す。

アルミニウム製の八角柱の支持部材１３の頂部にアルミニウム製の八角錐を有する。
八角錐の八つの面のうち４つの面発光ダイオード１１を各１個を搭載する。また、八角柱の支持部材１３の八つの面に発光ダイオード１１を１列に各３個搭載する。
上記支持部材１３は絶縁処理され、発光ダイオード基板を兼ねる。

図１２に発光ダイオードランプ２０の正面側面図、図１３に平面図を示す。

上部が半球状の円筒形のガラスバルブ２１に発光ダイオードユニット１０が挿入され、ガラスバルブ２１と発光ダイオードユニット１０の空間部に充填されている透明な熱伝導性の媒体は実施の形態１及び２と同じである（図示せず）。

図７、図１７に例示するように、上記ランプの八角柱の支持部材１３側面の八角柱の支持部材１３の軸と垂直方向の幅ｗ（八角柱の一側面の幅ｗ）は、１７．１５ｍｍである。
円筒状のバルブの断面の中心から八角柱の支持部材１３側面に垂直に伸ばした線の、八角柱の支持部材１３側面と交差する点と、垂直に伸ばした線のバルブ内面と交差する点の距離Δｋ（前記支持部材１３の一側面の中央からバルブ内面との距離Δｋ）は、２．４ｍｍである。
八角柱の支持部材１３の高さｈは、１１０ｍｍである。

Ｅ３９口金２３仕様のガラスバルブ２１のバルブ内径Ｄは、４８ｍｍである。
角形の外接円の直径ｄは、４４．８ｍｍである。

（多角形のｎの決定）
多角柱側面の多角柱の軸と垂直方向の幅ｗが１７．１５ｍｍ、
円筒状のバルブの断面の中心から多角柱側面に垂直に伸ばした線の、多角柱側面と交差する点と、垂直に伸ばした線のバルブ内面と交差する点の距離Δｋが３．０ｍｍ、
Ｅ３９口金２３仕様のＨＩＤランプと互換性のあるガラスバルブ２１の内径Ｄが４８ｍｍを満足する多角形を選定する。

図１４の寸法図の記号の意味は、以下のとおりである。
Ｄ：ガラスバルブ２１の内径
ｄ：発光ダイオードユニット１０の外接円の直径
ｗ：発光ダイオードユニット１０の一側面の幅
ｂ：ガラスバルブ２１の中心から発光ダイオード１１までの距離
Δｒ：ガラスバルブ２１の内径Ｄと外接円の直径ｄとの差
Δｋ：発光ダイオード１１からガラスバルブ２１の内面までの半径方向の距離
Δｇ：発光ダイオード１１から外接円までの半径方向の距離
発光ダイオードユニット１０の一側面の幅ｗは、発光ダイオード１１の幅方向の大きさ以上でありかつ信号線が配線できる幅以上である。また、フレキシブル基板を貼り付ける場合は、幅ｗは、フレキシブル基板の幅以上でありかつ信号線が配線できる幅以上である。

幅ｗを大きくすれば、ｎは小さくなるので、以下のメリットがある。
１．支持部材１３の折り曲げ回数は少なくなる。
２．錐体１８の頂部の位置合わせが容易になる。

幅ｗを小さくすれば、ｎは大きくなるので、以下のメリットがある。
１．発光ダイオード１１がガラスバルブ２１の内面に近づく。
２．放熱効果が高くなる（後述する実施の形態４）

多角柱側面の多角柱の軸と垂直方向の幅ｗのｎ角形の外接円の直径ｄは、
Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝ｗ／ｄ
より、
ｄ＝ｗ／Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）
で表される。

（ｄ／２）と多角形の中心から多角形の辺に伸ばした垂線の中心と辺と垂線の交点との距離ｂとの差Δｇは、
Δｇ＝ｄ／２−ｂ
ｂ＝√（（ｄ／２）^２−（ｗ／２）^２）
より、
Δｇ＝（ｄ／２）−√（（ｄ／２）^２−（ｗ／２）^２）
で表される。

同心円状に配置されたバルブ内周と多角形の外接円周との距離Δｒとすると、
Δｒ＝Δｋ−Δｇ
で表される。

このとき決められたｗにおいてΔｋを満足するバルブ内径Ｄは、
Ｄ＝ｄ＋２Δｒ
＝ｄ＋２（Δｋ−Δｇ）
＝ｄ＋２（Δｋ−（ｄ／２）＋√（（ｄ／２）^２−（ｗ／２）^２））
＝ｄ＋２Δｋ−ｄ＋２√（（ｄ／２）^２−（ｗ／２）^２）
＝２Δｋ＋２√（（ｄ／２）^２−（ｗ／２）^２）
＝２Δｋ＋２√（（ｗ／２Ｓｉｎ（１８０°／ｎ））^２−（ｗ／２）^２）
で表される。

この式は、ガラスバルブ２１の内径Ｄは、Δｋとｗとｎとの関数であることを示している。また、Δｋとｗとを一定にすると、ガラスバルブ２１の内径Ｄは、ｎの関数であることを示している。逆に、Δｋとｗと内径Ｄを所定の値にするとｎが決定されることを示している。

ｗ＝１７．１５ｍｍ、Δｋ＝３．０ｍｍとしたとき、図１５の表−１よりｎ＝８より求められるＤ＝４７．４０が目標のＤ＝４８ｍｍに最も近い。

目標がＤ＝４８ｍｍ以内である場合には、Ｄ＝４８ｍｍ以内になる最大のｎを選択すればよい。

以上のように、支持部材１３の一側面の幅ｗを所定の幅ｗ＝１７．１５ｍｍに固定し、前記支持部材１３の一側面の中央からバルブ内面との距離Δｋを所定の距離Δｋ＝３．０ｍｍに固定し、所定のバルブ径Ｄ＝４８ｍｍを有する円筒状のバルブの内部に前記発光ダイオードユニット１０を配置することができる正ｎ角形は、正八角形であることがわかる。すなわち、所定のバルブ径を有する円筒状のバルブの内部に前記発光ダイオードユニット１０を配置することができる正ｎ角形のｎの最適値は８であることがわかる。

ｗ＝１７．１５ｍｍ、Δｋ＝４．０ｍｍとしたとき、図１５の表−２よりｎ＝８より求められるＤ＝４９．４０が目標のＤ＝４８ｍｍに最も近い。

実際にＤ＝４８ｍｍを採用したときのΔｋは図１６の表−４より３．３ｍｍとなる。
さらに、Ｅ２６口金２３仕様のＨＩＤランプと互換性のあるガラスバルブ２１の内径３８．６ｍｍを満足する多角形を、図１５の表から選定する。

図１５の表−２、表−３より、ｎ＝６より求められるＤ＝３７．７及び３９．７が目標のＤ＝３８．６ｍｍに最も近い（図１７）。

実際にＤ＝３８．６ｍｍを採用したときのΔｋは、図１６の表−４より４．５ｍｍとなる。

ｗ＝１７．１５ｍｍの場合は、ｎ＝６以上８以下で目標のＤ＝４８ｍｍと目標のＤ＝３８．６ｍｍを達成できるので好適である。

前記発光ダイオードユニット１０は、本来、円柱状であることが望ましいが、発光ダイオード１１を配置するために平面が必要である。そのために、多角形を形成するのであるが、その多角形も、円柱に近いほうが理想である。しかし、幅ｗを小さくすれば、ｎは大きくなるので、円柱に近づくが、折り曲げ回数の増加により製造工程に複雑さが伴う。

幅ｗを大きくすると、ｎが小さくなり、発光ダイオードユニット１０は、三角柱、四角柱になり円柱からかけ離れた形状になる。

ｗ＝５ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、Δｋ＝５．０ｍｍのケースについて、図１８の表−５に示す。

ｗ＝５ｍｍの場合は、ｎ＝１８でも、Ｄが４０ｍｍ以上にならないので、目標のＤ＝４８ｍｍを達成するためには、ｗ＝５ｍｍは不向きである。

ｗ＝１５ｍｍの場合は、ｎ＝６以上８以下で、目標のＤ＝４８ｍｍと目標のＤ＝３８．６ｍｍを達成できるので好適である。

ｗ＝２０ｍｍの場合は、ｎ＝６でも、Ｄが４０ｍｍ以下にならないので、目標のＤ＝３８．６ｍｍを達成するためには、ｗ＝２０ｍｍは不向きである。

図１９は、ｗ＝１７．１５ｍｍで、Δｋ＝１．５ｍｍとΔｋ＝２．０ｍｍとしたときの、表である。Δｒがマイナス値の場合は、発光ダイオードユニット１０がガラスバルブ２１に収納できないことを示している。Δｒが１ｍｍ未満の場合は、発光ダイオードユニット１０がガラスバルブ２１に理論的には収納はできるが、ガラスバルブ２１の寸法ばらつき（プラスマイナス１〜２ｍｍ）等により、組み立て時に発光ダイオードユニット１０をガラスバルブ２１挿入することが難しくなる。

図１５、図１６、図１８、図１９に、計算したｗ／ｄとｗ／Ｄの値を示す。
前述したとおり、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝ｗ／ｄであるから、この式によれば、ｎを決定すると、ｗとｄの比がわかる。

ｎ＝４のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．７１＝ｗ／ｄ
ｎ＝５のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．５９＝ｗ／ｄ
ｎ＝６のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．５０＝ｗ／ｄ
ｎ＝７のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．４３＝ｗ／ｄ
ｎ＝８のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．３８＝ｗ／ｄ
ｎ＝９のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．３４＝ｗ／ｄ
ｎ＝１０のとき、Ｓｉｎ（１８０°／ｎ）＝０．３１＝ｗ／ｄ
したがって、ｎを４〜１０としたい場合、ｗはｄの０．７１〜０．３１にすればよい。
ｎを６〜８としたい場合、ｗはｄの０．５〜０．３８にすればよい。

実際には、図１５、図１６、図１８、図１９に示したとおり、
Ｄ＝２Δｋ＋２√（（ｗ／２Ｓｉｎ（１８０°／ｎ））^２−（ｗ／２）^２））
により、ｎとΔｋとが定まれば、ｗとＤとの比が求められる。

図１５の表−１によれば、Δｋ＝３．０ｍｍで、ｎを４〜１０としたい場合、ｗはＤの０．７４〜０．２９にすればよい。ｎを６〜８としたい場合、ｗはＤの０．４８〜０．３６にすればよい。

図１５の表−２によれば、Δｋ＝４．０ｍｍで、ｎを４〜１０としたい場合、ｗはＤの０．６８〜０．２８にすればよい。ｎを６〜８としたい場合、ｗはＤの０．４５〜０．３５にすればよい。

図１５の表−３によれば、Δｋ＝５．０ｍｍで、ｎを４〜１０としたい場合、ｗはＤの０．６３〜０．２７にすればよい。ｎを６〜８としたい場合、ｗはＤの０．４３〜０．３３にすればよい。

図１６の表−４によれば、
Ｄ＝４８ｍｍのとき、ｗ＝１７．１５ｍｍは、Ｄの０．３６倍である。
Ｄ＝３８．６ｍｍのとき、ｗ＝１７．１５ｍｍは、Ｄの０．４４倍である。

以上のように、ｗはＤの０．２７〜０．７４の範囲がよい。好ましくは、ｗはＤの０．３３〜０．３８の範囲がよい。さらに、Δｋが小さいほうがよいことから、ｗはｄの０．４８〜０．３６の範囲がよい。

図１５〜図１９から、目標のＤ＝４８ｍｍの場合、目標に最も近くなる好適なｎは以下のとおりである。
ｗ＝１７．１５ｍｍ、Δｋ＝３．０ｍｍのとき、ｎ＝８
ｗ＝１７．１５ｍｍ、Δｋ＝４．０ｍｍのとき、ｎ＝８
ｗ＝１５．００ｍｍ、Δｋ＝５．０ｍｍのとき、ｎ＝８
ｗ＝２０．００ｍｍ、Δｋ＝５．０ｍｍのとき、ｎ＝６

目標のＤ＝３６．８ｍｍの場合、目標に最も近くなる好適なｎは以下のとおりである。
ｗ＝１７．１５ｍｍ、Δｋ＝３．０ｍｍのとき、ｎ＝６
ｗ＝１７．１５ｍｍ、Δｋ＝４．０ｍｍのとき、ｎ＝６
ｗ＝１５．００ｍｍ、Δｋ＝５．０ｍｍのとき、ｎ＝６
ｗ＝５．００ｍｍ、Δｋ＝５．０ｍｍのとき、ｎ＝１７

なお、ｎは、奇数でもよいが、偶数であれば、支柱構造が簡単になり、製造が容易である。

このようにして求められた好適なｎによる正ｎ角形の発光ダイオードユニット１０を用いることにより、ガラスバルブ２１の径を変化させても、発光ダイオードユニット１０の各側面の幅ｗを変える必要がなく、発光ダイオードユニット１０の部品の共通化が図れる効果がある。

また、好適なｎによる正ｎ角形の発光ダイオードユニット１０を用いることにより、ガラスバルブ２１の径Ｄを変化させても、発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内面の距離Δｋを一定又はほぼ一定に保つことができる効果がある。この発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内面の距離Δｋを、発光ダイオード１１の熱をガラスバルブ２１に効率的に逃がすことが出来る距離（後述する実施の形態４で述べる距離）に設定すれば、放熱効果が高いランプを得ることが出来る。ガラスバルブ２１の径が異なるランプを製造した場合でも、放熱効果が同じあるいはほぼ同じランプを実現できる。

実施の形態４．
（４）第４の実施の形態（図２０〜図２９）
好適な発光ダイオードユニット１０の高さと径の寸法比および発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内径部の距離について述べる。

（試験方法）
（図２０〜図２３）
・実施の形態３と同様に発光ダイオード基板を兼ねるアルミニウム製の支持体により異なる八角柱の支持部材１３の外接円径Ｄと八角柱の支持部材１３の高さｈの発光ダイオードユニット１０を作成した（図２２、図２１）。
・頂部の八角錐は省略した。発光ダイオード１１は八角柱の支持部材１３の側面の各面に縦１列各３個搭載。
・発光ダイオード１１の搭載位置は、
Ａ．各面の高さ方向の中点（ｂ点）、
Ｂ．上記Ａの位置の発光ダイオード１１と側面上端辺の中点（ａ点）、
Ｃ．上記Ｂの位置の発光ダイオード１１と側面下端辺の中点（ｃ点）
のそれぞれ１個合計３個、発光ダイオードユニット１０全体では２４個搭載した。
・実施の形態１及び実施の形態３と同様のガラスバルブ２１の端部を封止し、スクリュー形の口金２３を装着する方法でランプを作成した。
・ランプは窒素ガスのみを充填して封止したもの、パーフルオロカーボンで空間部のほぼすべての部分を満たした後、窒素ガスを吹き込みながら封止したものの２種類作成（図２２）した。

発光ダイオードユニット１０上面とガラスバルブ２１頂部内面との距離ｌはどの条件も２０ｍｍとした。
・異なるＤ：ｈ比の発光ダイオードユニット１０はそれぞれが比較できるようにその外接円の径と角柱の高さで構成される体積Ｖを同一とした。ランプの器具装着性は、器具の形状によっても大きく左右されるが、異なるＤ：ｈ比の発光ダイオードユニット１０のランプの器具装着性について上記Ｖを同一とすることで簡易的に条件をそろえた。
・発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内径部の距離Δｄはガラスバルブ２１の径を変えることで変化させた（図２３）。
・それぞれのランプを電力、電圧、電流等の条件を同一にして口金２３部を下にして点灯した。ガラスバルブ２１外面の以下の３点の温度を測定した。
上部の発光ダイオード１１の位置（上記Ｂ．）に相当する点：ａ点、
中央部の発光ダイオード１１の位置（上記Ａ．）に相当する点：ｂ点、
下部の発光ダイオード１１の位置（上記Ｃ．）に相当する点：ｃ点

（結果）
（好適なｈ／Ｄ）
・図２４の表−６：窒素ガス封入、透明熱伝導媒体なし。
図２５に示すように、ｈ／Ｄが大きいほど温度が下がる。ｈ／Ｄ：１．５前後よりｈ／Ｄが大きい範囲においてもっとも温度が高いａ点においても１００℃を下回る。また、温度の下降程度ｈ／Ｄ：１．５前後から２．０にかけて、よりなだらかになる。この傾向はより発光ダイオード１１に近く、ランプのより上方の部分であるａ点でより顕著となる。・図２６の表−７：窒素ガス封入、透明熱伝導媒体（パーフルオロカーボン液体）有。
図２７に示すように、表−６に比べ全体的に温度が下がる。透明熱伝導媒体（パーフルオロカーボン液体）の効果である。
ｈ／Ｄが大きいほど温度が下がる。温度の下降程度ｈ／Ｄ：１．５前後から２．０にかけて、よりなだらかになる。この傾向はより発光ダイオード１１に近く、ランプのより上方の部分であるａ点でより顕著となる等の効果は透明熱伝導媒体なしほど顕著ではないが同様の傾向が見られる。

なお、ｈ／Ｄが大きいほど温度が下がるが、その傾向はｈ／Ｄ：３．０を超えるあたりからほとんど差がなくなる。

また、ｈ／Ｄ：３．５を超えると、ランプを細長としなければならなくなり、従来街路灯に使用されていたＨＩＤランプと寸法が著しく異なるようになり、器具への装着性が損なわれる。

ｈ／Ｄの好適な範囲は１．５から３．５、より好適な範囲は２．０から３．０といえる。

（好適なΔｄと好適なΔｋ）
好適な発光ダイオード１１とガラスバルブ２１の内面との距離について述べる。
・図２８の表−８：窒素ガス封入、透明熱伝導媒体（パーフルオロカーボン液体）有。
・発光ダイオード１１の表面とガラスバルブ２１内面の半径方向の距離Δｄはガラスバルブ２１の径を変えることで変化させた（図２３）。

図２９に示すように、発光ダイオード１１がバルブ内面より離れるに従って、温度が上がる。

発光ダイオード１１がバルブ内面に接触している場合とバルブ内面から２０ｍｍ離れている場合で２０℃から３５℃温度が異なる。

発光ダイオード１１がバルブ内面に接触またはバルブ内面に近いほうが、放熱効果が向上し温度的に有利である。

発光ダイオード１１とバルブ内面とを離す場合は、バルブを太くするか発光ダイオードユニット１０を細くしなければならない。バルブを太くすることは器具装着性に不利、発光ダイオードユニット１０を細くすることは配光に不利である。

図２９に示すように、Δｄが、５ｍｍ以下の範囲の温度勾配が、５ｍｍ以上の範囲の温度勾配よりも、急傾斜であるから、Δｄを５ｍｍ以下にして、なるべく、０ｍｍにするのがよい。

したがって、Δｄの好適な範囲は、０ｍｍ以上５ｍｍ以下となる。Δｄは、０ｍｍに近いほうが好適である。

発光ダイオード１１の厚みＸは少なくとも１ｍｍ以上ある。Δｋ＝Δｄ＋Ｘであるから、Δｋの好適な範囲は１ｍｍ以上６ｍｍ以下となる。

実際には、角柱の支持部材１３の各側面間の寸法ばらつき、発光ダイオード１１の高さ（厚みＸ）のばらつき、発光ダイオード１１接着時の高さのばらつき及びガラスバルブ２１の寸法ばらつき等の設計誤差や製造誤差が存在する。

発光ダイオード１１がバルブ内面に接触する設計仕様またはバルブ内面に近い設計仕様にすると、前記寸法ばらつき等により各発光ダイオード１１間の高さのばらつきが１ｍｍ程度あるため、組み立て時に発光ダイオードユニット１０をガラスバルブ２１に挿入することが難しくなる。組み立て時に発光ダイオードユニット１０をガラスバルブ２１に挿入するためには円周方向３６０度全てにおいて最低限のクリアランス（Δｒ）が必要である。

発光ダイオード１１の高さ（厚みＸ）が、Δｇ以下であれば、発光ダイオード１１の表面が外接円からはみ出すことがなく円周方向３６０度全てにおいてクリアランス（Δｒ）が提供できる。

実施の形態３の図１９によれば、Δｋが２ｍｍ以下の場合、クリアランス（Δｒ）が１ｍｍ未満になり好ましくない。したがって、Δｋのより好適な範囲は２ｍｍ以上６ｍｍ以下となる。放熱効果の点では、Δｋは２ｍｍが好適、あるいは、２ｍｍに近いほうが好適である。

実施の形態５．
（５）第５の実施の形態（図３０〜図３４）
図３０は、八角柱の支持部材１３の発光ダイオードランプ２０の図である。
図３１は六角柱の支持部材１３の発光ダイオードランプ２０の図である。
図３２〜図３４に、発光ダイオードランプ２０を搭載した照明器具を示す。配光に方向性がなく発光ダイオード１１の光がほぼ全方向に配光されるので、下面に主に照射される略水平点灯の街路灯（図３２）だけでなく、ベースダウン、ベースアップの照明器具（図３３、図３４）にも対応可能である。

上記実施の形態１〜５の発光ダイオードランプ２０の構成の特徴を大きく２つの群に分けて以下に特徴と効果とを述べる。

＊＊＊第１の特徴群＊＊＊
特徴１．
発光ダイオードランプ２０は、角柱状または円筒状の支持部材１３に発光ダイオード１１を実装した発光ダイオードユニット１０を筺体２４内に配置し、前記発光ダイオードユニット１０より導出された導入線１７を前記筺体２４の端部に嵌合した口金２３に配線した。
発光ダイオードランプ２０は、前記発光ダイオードユニット１０の発光面を前記筺体２４の一部であるガラス製のカバーで覆うとともに、前記ガラス製のカバー内面と前記発光ダイオードユニット１０の角柱状または円筒状の支持部材１３の側面に実装された発光ダイオード１１が近接または接触している。
発光ダイオードランプ２０は、前記発光ダイオードユニット１０の角柱状または円筒状の支持部材１３の軸方向の高さが前記角柱状の支持部材１３の底面の外接円または前記円柱状の支持部材１３の底面の直径より長いことを特徴とする。

特徴２．
前記発光ダイオードユニット１０の角柱状または円筒状の支持部材１３の軸方向の高さが前記角柱状の支持部材１３の底面の外接円または前記円柱状の支持部材１３の底面の直径の１．５倍から３．５倍の長さであることを特徴とする。

特徴３．
前記ガラス製のカバー内面と前記発光ダイオードユニット１０の角柱状または円筒状の支持部材１３の側面に実装された発光ダイオード１１が５ｍｍ以内に近接していることを特徴とする。

特徴４．
前記発光ダイオードユニット１０の発光面とガラス製のカバーの内面の空間には透明で絶縁性を有する熱伝導媒体が充填されていることを特徴とする。

特徴５．
前記透明で絶縁性を有する熱伝導性の媒体は、シリコーン樹脂であることを特徴とする。

特徴６．
前記透明な絶縁性を有する熱伝導性の媒体は、密度１．５以上の流体であることを特徴とする。

特徴７．
前記透明な絶縁性を有する熱伝導性の密度１．５以上の流体は、パーフルオロカーボン液体であることを特徴とする。

特徴８．
前記ガラス製の覆いを含む前記筺体２４はすべてガラス製のバルブからなり、前記ガラスバルブ２１内には不活性ガスが封入され、前記発光ダイオードユニット１０より導出された導入線１７をガラスバルブ２１外に導出したガラスバルブ２１の端部を封止、密閉されていることを特徴とする。

特徴９．
前記発光ダイオードユニット１０は前記ガラスバルブ２１の封止部側に埋設された支柱により保持されていることを特徴とする。

特徴１０．
前記発光ダイオード１１は基板に実装され、前記基板は前記支持部材１３の側面及び上面に設置されていることを特徴とする。

特徴１１．
前記発光ダイオード１１は前記支持部材１３の側面及び上面に直接実装されていることを特徴とする。

特徴１２．
前記ガラスバルブ２１の封止端には、スクリュー形の金属口金２３が取付けられることを特徴とする。

特徴１３．
また、照明器具として、前記発光ダイオードランプ２０と点灯装置とを配置したことを特徴とする。

上記発光ダイオードランプ２０の各特徴の効果は以下のとおりである。

特徴１の効果
発光ダイオードユニット１０の側面の発光面の発光ダイオード１１が、樹脂製のカバーより熱容量が大きいガラス製のカバーに覆われて近接または接しており、角柱状または円筒状の支持部材１３の軸方向の高さが角柱状の支持部材１３の底面の外接円または円柱状の支持部材１３の底面の直径より長い発光ダイオードユニット１０とすることで、ＨＩＤランプ同様にランプの長さ方向により広い配光と発光強度が得られ、かつ発光ダイオードユニット１０の側面より効率良く放熱が可能となることにより、より寿命の長い発光ダイオードランプを提供することが出来る。

特徴２の効果
発光ダイオードユニット１０の角柱状または円筒状の支持部材１３の角柱状または円筒状の部分の軸方向の高さを角柱状の支持部材１３の底面の外接円または円柱状の支持部材１３の底面の直径の１．５倍から３．５倍の長さにする。こうして、ＨＩＤランプ同様にランプの長さ方向により広い配光と発光強度が得られる。さらに、発光ダイオードユニット１０の側面より効率良く放熱が可能となることにより、より寿命の長い発光ダイオードランプを提供することが出来る。

特徴３の効果
ガラス製のカバー内面と発光ダイオードユニット１０の角柱状または円筒状の支持部材１３の側面に実装された発光ダイオード１１が１０ｍｍ以内に近接していることにより、発光ダイオードユニット１０の側面より効率良く放熱が可能となり、より寿命の長い発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。

特徴４の効果
発光ダイオードユニット１０の発光面とガラス製のカバーの内面の空間に透明で絶縁性を有する熱伝導媒体を充填することにより、発光ダイオードユニット１０の側面より効率良く放熱が可能となり、より寿命の長い発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。

特徴５の効果
透明で絶縁性を有する熱伝導性の媒体を、シリコーン樹脂とすることにより、より絶縁性が高く、ＬＥＤや配線への電気的な安全性を確保することが出来る。また、ランプの色がより高色温度側にシフトすることで、ランプが明るく見える。

特徴６の効果
透明な絶縁性を有する熱伝導性の媒体を密度１．５以上の流体とすることにより、熱容量の高い流体の対流によって、ガラスバルブ２１または口金２３の温度の低い部分に熱を伝達・放出し、より放熱効率が良い発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。

特徴７の効果
透明な絶縁性を有する熱伝導性の密度１．５以上の流体は、パーフルオロカーボン液体であることによりＬＥＤや配線への電気的な安全性を確保し、より放熱効率が良い発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。また、ランプの色がより高色温度側にシフトすることで、ランプが明るく見える。

特徴８の効果
ガラス製の覆いを含む筺体２４はすべてガラス製のバルブからなり、ガラスバルブ２１内には不活性ガスが封入され、
発光ダイオードユニット１０より導出された導入線１７をガラスバルブ２１外に導出したガラスバルブ２１の端部を封止、密閉するため、ガラスバルブ２１の基部に樹脂製のハウジングに接着して筺体２４を形成する必要がなく、材料コストが低減できるとともに、既存のＨＩＤランプの設備にて筺体２４の生産が可能である。また、不活性ガスが封入され、密閉封止されているので、筺体２４内の導入線１７等金属部分の腐食が防止できるほか、防水構造となり、屋外においても使用が可能である。更に熱伝導性の液体の媒体を、パッキンなどによる特殊なシーリング構造無しに充填することが出来る。

特徴９の効果
発光ダイオードユニット１０はガラスバルブ２１の封止部側に埋設された支柱により保持されているにより従来ＨＩＤランプに近い形状の発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。

特徴１０の効果
発光ダイオード１１は基板に実装され、基板は支持部材１３の側面及び上面に設置されていることにより、筒状のバルブ形状に近い発光ダイオードユニット１０とすることが出来、従来ＨＩＤランプに近い配光および形状の発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。

特徴１１の効果
発光ダイオード１１は支持部材１３の側面及び上面に直接実装されているため発光ダイオード基板を省略することが出来、より安価に発光ダイオードランプ２０を生産することが出来る。

特徴１２の効果
ガラスバルブ２１の封止端には、スクリュー形の金属口金２３が取付けられることにより、従来ＨＩＤランプとほぼ同形状の発光ダイオードランプ２０を提供することが出来る。

特徴１３の効果
上記発光ダイオードランプ２０は、従来ＨＩＤランプを使用していた街路灯、防犯灯等の照明器具に、点灯装置との組み合わせにより、容易に置き換えることが出来るため、従来ランプより更に長寿命で、省エネルギー性の高い街路灯、防犯灯などの照明装置を提供することが出来る。

＊＊＊第２の特徴群＊＊＊
特徴１．
発光ダイオードランプ２０は、立体化した支持部材１３の複数の面に発光ダイオード１１を配置することにより構成された発光ダイオードユニット１０を、透明な円筒状のバルブと、前記発光ダイオードユニット１０に通電する口金２３とで形成された筺体２４内に設置し、前記発光ダイオードユニット１０より導かれた配線を、口金２３を介して筺体２４外に導出する。
前記支持部材１３は底面を正多角形とする多角柱形状である。
前記正多角形の底面の外接円が前記円筒状のバルブと同心円状に配置される。
前記多角柱側面の前記多角柱の軸と垂直方向の幅ｗと、前記円筒状のバルブの断面の中心から前記多角柱側面に垂直に伸ばした線の、前記多角柱側面と交差する点と、前記垂直に伸ばした線の前記バルブ内面と交差する点の距離Δｋを固定し、前記多角柱の底面の正多角形を正ｎ角形としたとき、発光ダイオードランプ２０は、所望のバルブ径を得るためにｎの数を調節した正多角形からなる多角柱の発光ダイオードユニット１０を有する。

特徴２．
立体化した支持部材１３の複数の面に発光ダイオード１１を配置することにより構成された発光ダイオードユニット１０を、透明な円筒状のバルブと、前記発光ダイオードユニット１０に通電する口金２３とで形成された筺体２４内に設置し、前記発光ダイオードユニット１０より導かれた配線を、口金２３を介して筺体２４外に導出する発光ダイオードランプ２０において、前記支持部材１３は底面を正多角形とする多角柱形状であり、前記正多角形の底面の外接円が前記円筒状のバルブと同心円状に配置され、前記多角柱側面には発光ダイオード１１が、前記多角形の軸方向に１列に配置されたことを特徴とする。

特徴３．
前記支持部材１３は一体型の板を折り曲げて複数の面を形成して立体化されることを特徴とする。

特徴４．
前記多角柱側面の前記多角柱の軸と垂直方向の幅ｗは５ｍｍから２０ｍｍであることを特徴とする。

特徴５．
前記円筒状のバルブの断面の中心から前記多角柱側面に垂直に伸ばした線の、前記多角柱側面と交差する点と、前記垂直に伸ばした線の前記バルブ内面と交差する点の距離Δｋは１ｍｍから６ｍｍであることを特徴とする。

特徴６．
前記立体化した支持部材１３の複数の面は発光ダイオード素子基板を兼ね、支持部材１３の外面に発光ダイオード１１が直接実装されることを特徴とする。

特徴７．
発光ダイオードユニット１０は、前記支持部材１３の複数の面に発光ダイオード素子基板を貼り付けることにより構成された発光ダイオードユニット１０であることを特徴とする。

特徴８．
前記発光ダイオード素子基板は、その基板幅が約１０ｍｍであることを特徴とする。

特徴９．
前記発光ダイオード素子基板は、リボン状のフレキシブル基板１２であることを特徴とする。

特徴１０．
前記多角柱の底面は正ｎ角柱の一部の頂点が欠落した多角形であることを特徴とする。

特徴１１．
前記支持部材１３は金属製であることを特徴とする。

特徴１２．
前記多角柱の高さは前記外接円の直径より高いことを特徴とする。

特徴１３．
前記放熱体の頂面には多角錐形状または中心軸方向の縦断面が台形状の多角錐形状であり前記多角錐形状の各面に発光ダイオード１１が配置されていることを特徴とする。

特徴１４．
照明器具において、上記発光ダイオードランプ２０と点灯装置とを配置したことを特徴とする。

上記発光ダイオードランプ２０の各特徴の効果は以下のとおりである。

特徴１の効果
支持部材１３は底面を正多角形とする多角柱形状であり、正多角形の底面の外接円が前記円筒状のバルブと同心円状に配置され、多角柱側面の多角柱の軸と垂直方向の幅ｗと、円筒状のバルブの断面の中心から多角柱側面に垂直に伸ばした線の、多角柱側面と交差する点と、垂直に伸ばした線のバルブ内面と交差する点の距離Δｋを固定し、多角柱の底面の正多角形を正ｎ角形としたとき、所望のバルブ径を得るためにｎの数を調節した正多角形からなる多角柱の発光ダイオードユニット１０を有する、発光ダイオードランプ２０とすることによって、多角柱側面の幅と側面に配置された発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内面の距離を一定に保ちながら、ガラスバルブ２１の径及び発光ダイオードランプ２０の明るさを変化させても、部品の共通化及び製造工程の共通化が図れ、かつ発光ダイオード１１の熱をガラスバルブ２１に効率的に逃がすことが出来、低コストで照明器具互換性が高く、かつ長寿命の発光ダイオードランプ２０を得ることが出来る。

特徴２の効果
支持部材１３は底面を正多角形とする多角柱形状であり、正多角形の底面の外接円が円筒状のバルブと同心円状に配置され、多角柱側面には発光ダイオード１１が、多角形の軸方向に１列に配置されたことにより、多角柱の側面の数を容易に調節することができ、所望のバルブ径の発光ダイオードランプ２０を得ることによって、多角柱側面の幅と側面に配置された発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内面の距離を一定に保ちながら、ガラスバルブ２１の径及び発光ダイオードランプ２０の明るさを変化させても、部品の共通化及び製造工程の共通化が図れ、かつ発光ダイオード１１の熱をガラスバルブ２１に効率的に逃がすことが出来、低コストで照明器具互換性が高く、かつ長寿命の発光ダイオードランプ２０を得ることが出来る。

特徴３の効果
支持部材１３を一体型の板を折り曲げて複数の面を形成することにより、より部品の共通化及び部品点数の減少化及び製造工程の共通化が図れる発光ダイオードランプ２０を得ることが出来る。

特徴４の効果
多角柱側面の多角柱の軸と垂直方向の幅ｗを５ｍｍから２０ｍｍとすることにより、多角柱側面には発光ダイオード１１を多角形の軸方向に１列に配置された状態で、多角柱の側面の数を容易に調節することができ、所望のバルブ径の発光ダイオードランプ２０を得ることによって、多角柱側面の幅と側面に配置された発光ダイオード１１とガラスバルブ２１内面の距離を一定に保ちながら、ガラスバルブ２１の径及び発光ダイオードランプ２０の明るさを変化させても、部品の共通化及び製造工程の共通化が図れ、かつ発光ダイオード１１の熱をガラスバルブ２１に効率的に逃がすことが出来、低コストで照明器具互換性が高く、かつ長寿命の発光ダイオードランプ２０を得ることが出来る。

特徴５の効果
前記円筒状のバルブの断面の中心から前記多角柱側面に垂直に伸ばした線の、前記多角柱側面と交差する点と、前記垂直に伸ばした線の前記バルブ内面と交差する点の距離Δｋを１ｍｍから６ｍｍとすることにより、発光ダイオードユニット１０をガラスバルブ２１に収率良く、容易に挿入することが出来かつ、かつ発光ダイオード１１の熱をガラスバルブ２１に効率的に逃がすことが出来、低コストで照明器具互換性が高く、かつ長寿命の発光ダイオードランプ２０を得ることが出来る。

特徴６の効果
立体化した支持部材１３の複数の面は発光ダイオード素子基板を兼ね、支持部材１３の外面に発光ダイオード１１が直接実装されることにより、発光ダイオード基板を省略することが出来、より安価に発光ダイオードランプ２０を生産することが出来る。

特徴７の効果
発光ダイオードユニット１０は、支持部材１３の複数の面に発光ダイオード素子基板を貼り付けることにより、既存の一般的な発光ダイオード素子基板を流用することが出来る。

特徴８の効果
発光ダイオード素子基板を基板幅が約１０ｍｍとすることにより、既存に流通しているより一般的な発光ダイオード素子基板を流用することが出来る。

特徴９の効果
発光ダイオード素子基板はリボン状のフレキシブル基板１２であることにより、既存に流通しているより一般的な発光ダイオード素子基板を流用することが出来る。

特徴１０の効果
多角柱の底面は正ｎ角柱の一部の頂点を欠落させた多角形であることにより、特殊な器具形状、特殊な配光に合わせた、発光ダイオードユニット１０を得ることが出来る。

特徴１１の効果
支持部材１３は金属製であることにより、発光ダイオード１１が発生する熱を効率よく吸収、放熱することが出来る。

特徴１２の効果
多角柱の高さは前記外接円の直径より高いことにより発光ダイオード１１が発生する熱を効率よく放熱することが出来る。

特徴１３の効果
放熱体の頂面には多角錐形状または断面が台形状の多角錐形状であり多角錐形状の各面に発光ダイオード１１が配置されていることによりランプ頂部の配光を全方向にすることが出来る。

特徴１４の効果
上記発光ダイオードランプ２０は、従来ＨＩＤランプを使用していた街路灯、防犯灯等の照明器具に、点灯装置との組み合わせにより、容易に置き換えることが出来るため、従来ランプより更に長寿命で、省エネルギー性の高い街路灯、防犯灯を提供することが出来る。

また、配光に方向性がなく発光ダイオード１１の光がほぼ全方向に配光されるので、下面に主に照射される略水平点灯の街路灯だけでなく、ベースダウン、ベースアップの器具にも対応可能である。

１０ 発光ダイオードユニット、１１ 発光ダイオード、１２ フレキシブル基板、１３ 支持部材、１４ 基部支柱、１５ 軸支柱、１６ 連結支柱、１７ 導入線、１８ 錐体、２０ 発光ダイオードランプ、２１ ガラスバルブ、２２ フレア管、２３ 口金、２４ 筺体。

Claims (12)

1. 角柱状の支持部材の側面と、前記支持部材の頂部に配置された錐体の面とに発光ダイオードを実装した発光ダイオードユニットと、
   前記発光ダイオードユニットの発光面を覆うカバーと
   を備えた発光ダイオードランプ。
2. 前記発光ダイオードユニットの支持部材の軸方向の高さが前記支持部材の外接円の直径の１．５倍から３．５倍の長さであり、
   前記カバーの内面と前記支持部材の側面に実装された発光ダイオードとが接触していること、又は、前記カバーの内面と前記発光ダイオードとが５ｍｍ以内に近接している請求項１記載の発光ダイオードランプ。
3. 前記カバーは、半球状またはドーム状のカバー頂部を有し、
   前記支持部材の側面と前記錐体の面とのなす角度は、前記カバー頂部の半径Ｒに応じた角度であり、前記錐体は、半球状またはドーム状の頂部に適合している請求項１又は２記載の発光ダイオードランプ。
4. 前記発光ダイオードランプの横断面における前記支持部材の一側面の中央から前記カバーの内面までの距離Δｋが１ｍｍ以上６ｍｍ以下である請求項１から３いずれか１項に記載の発光ダイオードランプ。
5. 前記錐体は、多角錐形状または軸方向の縦断面が台形状の多角錐形状である請求項１から４いずれか１項に記載の発光ダイオードランプ。
6. 前記支持部材の側面から前記錐体の面にかけて、発光ダイオードを搭載した１本のリボン状のフレキシブル基板が配置されている請求項１から５いずれか１項に記載の発光ダイオードランプ。
7. 前記発光ダイオードユニットの発光面と前記カバーの内面との空間には、透明で絶縁性を有する熱伝導媒体が充填されている請求項１から６いずれか１項に記載の発光ダイオードランプ。
8. 前記熱伝導媒体は、シリコーン樹脂である請求項７記載の発光ダイオードランプ。
9. ｎ角柱状の支持部材の側面に発光ダイオードを実装した発光ダイオードユニットの製造方法において、
   １枚のアルミニウム板に、発光ダイオードを搭載したｎ個のリボン状のフレキシブル基板を接着し、
   前記フレキシブル基板を接着した１枚のアルミニウム板を前記支持部材の軸方向と平行な折り曲げ線で折り曲げて前記支持部材のｎ個の側面を形成して、前記ｎ個の側面の各側面に前記リボン状のフレキシブル基板を配置した発光ダイオードユニットの製造方法。
10. ｎ角柱状の支持部材の側面と、前記支持部材の頂部に配置されたｎ角錐状の錐体の面とに発光ダイオードを実装した発光ダイオードユニットの製造方法において、
    １枚のアルミニウム板を前記支持部材の軸方向と平行な折り曲げ線で折り曲げて前記支持部材のｎ個の側面を形成し、
    前記１枚のアルミニウム板を前記支持部材の軸方向と直交する折り曲げ線で折り曲げて前記錐体のｎ個の面を形成した発光ダイオードユニットの製造方法。
11. 前記１枚のアルミニウム板を折り曲げる前に、前記１枚のアルミニウム板の前記支持部材の側面となる部分から前記錐体の面となる部分にかけて、発光ダイオードを搭載した幅ｗ以下のリボン状のフレキシブル基板を接着し、
    前記フレキシブル基板を接着したアルミニウム板を幅ｗで折り曲げて前記支持部材のｎ個の側面を形成した請求項１０記載の発光ダイオードユニットの製造方法。
12. 前記１枚のアルミニウム板の前記支持部材の頂部となる部分を前記フレキシブル基板とともに折り曲げて前記錐体のｎ個の面を形成した請求項１１記載の発光ダイオードユニットの製造方法。

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