JP2017212465A - Ｌｅｄランプ、及び電飾用光源体 - Google Patents

Abstract

【課題】砲弾型のＬＥＤランプの光を、簡素な構造をもって、その光軸に対し一定の角度を持った方向にも効率よく広げることができるようにする。【解決手段】 砲弾型のＬＥＤランプ１を構成するＬＥＤ１２の封止樹脂１０に、このＬＥＤランプ１の光軸ｘに直交する向きの断面形状を実質的にＶ字状として前記光軸ｘに沿う向きに続く溝１０ａを、前記光軸ｘにを巡る向きにおいて隣り合う溝１０ａとの間に間隔を開けて二以上形成させてなる。【選択図】図１

Description

この発明は、砲弾型のＬＥＤランプの改良、及び、これを利用してなる電飾用光源体に関する。

複数のＬＥＤ発光珠を直列に配線した複数の発光部を持った長尺の発光装置として特許文献１に示されるものがある。この特許文献１のものでは、指向性の強いＬＥＤの光ができるだけ広い範囲に照射されるようにしている。

特開平１０−０２１７０７公報

この発明が解決しようとする主たる問題点は、第一に、砲弾型のＬＥＤランプの光を、簡素な構造をもって、その光軸に対し一定の角度を持った方向にも効率よく広げることができるようにする点にあり、第二に、前記ＬＥＤランプを花の中心とし、リフレクタ体を花弁として、全体として輝く花状の電飾用光源体を提供する点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、ＬＥＤランプを、砲弾型のＬＥＤランプを構成するＬＥＤの封止樹脂に、このＬＥＤランプの光軸に直交する向きの断面形状を実質的にＶ字状として前記光軸に沿う向きに続く溝を、前記光軸にを巡る向きにおいて隣り合う溝との間に間隔を開けて二以上形成させてなるものとした。

前記ＬＥＤから発せられる光は、前記封止樹脂の側部のうち、前記溝間に位置される部分においては、光軸方向に向かう。他方、前記ＬＥＤから発せられる光は、前記封止樹脂の側部のうち、前記溝が形成された部分においては、この溝の溝壁によって光軸に交叉する方向に向かう。これにより、かかるＬＥＤランプは、広指向性を備えたものとなる。

前記封止樹脂の先端部を、前記光軸に直交する仮想の平面に沿った平坦面としておくことが、この発明の好適な形態の一つである。このようにした場合、前記ＬＥＤから発せられる光によって、光軸上に発光強度の高い部分を形成させることができる。

前記溝を前記ＬＥＤの前方に始端を位置させてそこから前記封止樹脂の先端部に至るように形成させると共に、前記始端を前記光軸に直交する仮想の平面に沿った平坦面としておくことが、この発明の好適な形態の一つである。このようにした場合、前記ＬＥＤから発せられる光によって、複数の前記溝の始端にそれぞれ発光強度の高い部分を形成させることができる。

また、前記課題を達成するために、この発明にあっては、電飾用光源体を、それぞれ花弁状をなす複数のリフレクタ片部を周回状に配して基部側から開放側に向けて内外径を共に漸増させるように構成されたリフレクタ体の中央に、前記ＬＥＤランプを配してなるものとした。

かかる光源体にあっては、前記ＬＥＤランプの広指向性によってこのＬＥＤランプの周囲に配されるリフレクタ体にＬＥＤランプの光が効果的に照射され、光源体は全体として輝く。

この発明にかかるＬＥＤランプは、これを構成するＬＥＤの封止樹脂に形成させた溝によって、ＬＥＤから生じる光を、その光軸に対し一定の角度を持った方向にも効率よく広げることができ、簡素な構造をもって広指向性を備える特長を有する。また、この発明にかかる電飾用光源体は、前記ＬＥＤランプを花の中心とし、リフレクタ体を花弁として、前記ＬＥＤランプの広指向性により全体として輝く花状の光源を形成するものとなる。

図１は、この発明の一実施の形態にかかるＬＥＤランプの側面図であり、リードの中間を省略して示している。 図２は、前記ＬＥＤランプの平面図である。 図３は、前記ＬＥＤランプの底面図である。 図４は、前記ＬＥＤランプの断面構成図である。 図５は、前記ＬＥＤランプを含んで構成される電飾用光源体の一実施の形態の斜視図である。 図６は、前記光源体の分離斜視図であり、イルミネーションシステムを構成するイルミネーションベースのソケットを併せて表している。 図７は、前記光源体と、前記ソケットとを分離した状態で示した側面図である。 図８は、前記光源体のプラグ部を前記ソケットにはめ込んだ状態で示した側面図である。 図９は、図８の状態の断面図である。 図１０は、イルミネーションシステムを構成する抵抗体の一実施の形態の分離斜視図であり、イルミネーションシステムを構成するイルミネーションベースのソケットを併せて表している。 図１１は、前記抵抗体のプラグ部を前記ソケットにはめ込んだ状態で示した側面図である。 図１２は、イルミネーションシステムを構成するＬＥＤ集合回路の構成図である。 図１２は、イルミネーションシステムを構成するイルミネーションベースの要部側面図である。

以下、図１〜図１３に基づいて、この発明の典型的な実施の形態について、説明する。

図１〜図４は、この発明の一実施の形態にかかるＬＥＤランプ１を示している。かかるＬＥＤランプ１は、いわゆる砲弾型のＬＥＤランプであるが、発せられる光をその光軸ｘに対し一定の角度を持った方向にも効率よく広げることができる構造を備えている。すなわち、この実施の形態にかかるＬＥＤランプ１は、広指向性を備えたものとなっている。

図５は、前記ＬＥＤランプ１とリフレクタ体２とを組み合わせて、前記ＬＥＤランプ１を花の中心とし、リフレクタ体２を花弁とした花状の電飾用光源体Ｌを示している。かかる光源体Ｌにあっては、前記ＬＥＤランプ１の広指向性によってこのＬＥＤランプ１の周囲に配されるリフレクタ体２にＬＥＤランプ１の光が効果的に照射され、光源体Ｌは全体として輝くようになっている。

図１３は、前記光源体Ｌのプラグ部３に対応したソケット８０を複数備えたＬＥＤイルミネーションシステムのイルミネーションベースＢを示している。かかるＬＥＤイルミネーションシステムにあっては、所望の位置に備えられたソケット８０に前記光源体Ｌのプラグ部３をはめ込むと共に、この光源体Ｌをはめ込まないソケット８０には後述の抵抗体Ｒのプラグ部４をはめ込むことで、所望の数の光源体Ｌを、所望の位置に備えたＬＥＤイルミネーションシステムを、これらの光源体Ｌの数及び位置を必要に応じて適宜変更可能な態様で、適切に構成させることができる。

（ＬＥＤランプ１）
図１〜図４に示されるように、前記ＬＥＤランプ１は、これを構成するＬＥＤ１２の封止樹脂１０の光軸ｘを巡る外周部に、このＬＥＤ１２ランプ１の前記光軸ｘに直交する向きの断面形状を実質的にＶ字状として前記光軸ｘに沿う向きに続く溝１０ａを、前記光軸ｘにを巡る向きにおいて隣り合う溝１０ａとの間に間隔を開けて二以上形成させてなる。

図中符号１１はリードフレーム、符号１２はチップ状のＬＥＤ、符号１３はワイヤ、符１４はリードである。封止樹脂１０は、透明又は透光性を有するプラスチックであり、その成形型内にリードフレームを位置させた状態から、この成形型内にかかるプラスチックとなる合成樹脂を充填することにより形成される。典型的には、封止樹脂１０は、ＬＥＤ１２の前方に位置される先端部１０ｆと、リードフレーム１１の後方に位置される後端部１０ｈとを有し、その側部１０ｉは光軸ｘ方向のいずれの位置においてもこの光軸ｘを中心としてこの光軸ｘを巡る仮想の円（図示は省略する。）の円弧に実質的に倣った形状となっている。封止樹脂１０は、前記後端部１０ｈからその全長の略中程の位置までは外径を変化させないが、この中程の位置から前方では前記先端部１０ｆに近づくに連れて外径を漸減させた形状となっている。封止樹脂１０の外径の漸減が開始される箇所１０ｊは、ＬＥＤ１２の前方に位置されている。

前記溝１０ａは、前記ＬＥＤ１２の前方に始端１０ｂを位置させてそこから前記封止樹脂１０の先端部１０ｆに至るように形成されている。図示の例では、溝１０ａの始端１０ｂは、ＬＥＤ１２よりも前方で、封止樹脂１０の外径の漸減が開始される箇所１０ｊより後方に位置している。また、かかる溝１０ａの始端１０ｂは、前記光軸ｘに直交する仮想の平面に沿った平坦面１０ｃとなっている。図示の例では、前記溝１０ａは、左右の溝壁１０ｄ、１０ｄを、溝底で鋭角に交わらせている。これにより、前記平坦面１０ｃは、封止樹脂１０の先端部１０ｆ側から見た状態において、前記溝１０ａの溝底を底辺に対向する頂点とした二等辺三角形状を呈している（図２）。また、図示の例では、前記溝１０ａは、封止樹脂１０の先端部１０ｆに近づくに連れて次第に浅くなり、封止樹脂１０の先端部１０ｆに位置される溝１０ａの終端１０ｅを前方に開放させている。図示の例では、前記封止樹脂１０には、８箇所の溝１０ａが形成されており、隣り合う溝１０ａ、１０ａ間の間隔は前記光軸ｘを周回する方向において、どの位置においても等しくなっている。

また、前記封止樹脂１０の先端部１０ｆは、前記光軸ｘに直交する仮想の平面に沿った平坦面１０ｇとなっている。

前記ＬＥＤ１２から発せられる光は、前記封止樹脂１０の側部１０ｉのうち、前記溝１０ａ間に位置される部分においては、光軸ｘ方向に向かう。他方、前記ＬＥＤ１２から発せられる光は、前記封止樹脂１０の側部１０ｉのうち、前記溝１０ａが形成された部分においては、この溝１０ａの溝壁１０ｄによって光軸ｘに交叉する方向に向かう。これにより、この実施の形態にかかるＬＥＤランプ１は、広指向性を備えたものとなっている。

また、前記封止樹脂１０の先端部１０ｆは平坦面１０ｇとなっていることから、前記ＬＥＤ１２から発せられる光によって、光軸ｘ上に発光強度の高い部分が形成される。

また、前記封止樹脂１０における前記溝１０ａの始端１０ｂも平坦面１０ｃとなっていることから、前記ＬＥＤ１２から発せられる光によって、複数の前記溝１０ａの始端１０ｂにそれぞれ発光強度の高い部分が形成される。

図示の例では、ＬＥＤランプ１を前方から見た状態において、光軸ｘ位置に発光強度が高い部分が形成されると共に、これを中心とした周回方向に等間隔で前記溝１０ａの始端１０ｂによる発光強度の高い部分が複数形成される。

前記封止樹脂１０に前記溝１０ａを設けず、かつ、先端部１０ｆを尖らせた場合、発光強度の角度分布は、表１において点線で示したようになった。すなわち、ＬＥＤランプ１の発光強度は光軸ｘ（０度）位置でやや弱くなると共に、光の広がりは光軸ｘを挟んだプラスマイナス約４５度の範囲となった。

前記のように封止樹脂１０に前記溝１０ａを設け、かつ、先端部１０ｆに平坦面１０ｇを形成させると、発光強度の角度分布は、表１において実線で示したようになった。すなわち、ＬＥＤランプ１の発光強度は光軸ｘ（０度）位置で強くなると共に、光の広がりは光軸ｘを挟んだプラスマイナス約６０度の範囲となった。

（光源体Ｌ）
図５に示されるように、前記光源体Ｌは、それぞれ花弁状をなす複数のリフレクタ片部２０を周回状に配して基部２０ａ側から開放側に向けて内外径を共に漸増させる筒状を呈するように構成されたリフレクタ体２の中央に、前記ＬＥＤランプ１を配してなる。

図示の例では、前記光源体Ｌは、前記ＬＥＤランプ１と、リフレクタ体２と、プラグ部３とを備えている。

リフレクタ体２は、両端を共に開放した筒状ベース２１に一体化されている。前記リフレクタ片部２０は、その基部２０ａを前記筒状ベース２１の一端に一体に連接させている。図示の例では、リフレクタ片部２０は、前記基部２０ａ側では隣り合うリフレクタ片部２０と一体化されているが、前記開放側で隣り合うリフレクタ片部２０と割り欠き２０ｂを介して区分された態様となっている。また、各リフレクタ片部２０は、前記開放側の端部を弧状縁２０ｃとしており、これにより、各リフレクタ片部２０は花弁状を呈している。

前記ＬＥＤランプ１は、リード１４を前記筒状ベース２１の他端から後方に突き出し、かつ、封止樹脂１０をリフレクタ体２の内方に位置させた状態で、このリフレクタ体２側と組み合わされるようになっている。

この実施の形態にあっては、リフレクタ体２及び筒状ベース２１は、ＬＥＤ１２から発せられる光を反射させる機能と、透過させる機能とを併せ持った、プラスチック成形品となっている。

プラグ部３は、前記筒状ベース２１の受容部３０と、後述のソケット８０へのはめ込み部３１とを有している。前記のようにＬＥＤランプ１と組み合わされたリフレクタ体２の筒状ベース２１をＬＥＤランプ１のリード１４を先にして前記受容部３０に差し込むと、前記はめ込み部３１に形成された貫通穴３２を通じてリード１４はプラグ部３のはめ込み部３１の外方に突き出すようになっている。この状態から受容部３０側に折り返されたリード１４により、リフレクタ体２及びＬＥＤランプ１と、プラグ部３との一体化が図られている。

プラグ部３の受容部３０の入り口には、帯状片３３の一端が樹脂ヒンジ部３３ａを介して連接されている。この帯状片３３の他端には係合頭部３４が形成されている。図示の例では、この帯状片３３の形成側にアノード側又はカソード側のリード１４が位置されるようになっており、後述のソケット８０の被係合部８０ｂにこの帯状片３３の係合頭部３４を係合させる向きに光源体Ｌのプラグ部３をはめ込むと、後述のＬＥＤ１２集合回路にＬＥＤランプ１が適切に電気的に接続されるようにしてある。

（ＬＥＤイルミネーションシステム）
図１３に示されるように、前記ＬＥＤイルミネーションシステムは、イルミネーションベースＢと、複数個の前記光源体Ｌ、Ｌ…と、複数個の前記抵抗体Ｒ、Ｒ…とから構成される。

イルミネーションベースＢは、コモンライン７、７間に、複数のソケット８０、８０…を直列に接続させてなる分岐ライン８を、複数備えさせて並列方式のＬＥＤ集合回路を構成すると共に、各分岐ライン８を構成する前記ソケット８０の数を同数に揃えてなる。

前記ＬＥＤ集合回路の一構成例を図１２に示す。図中、符号９は電源である。分岐ライン８の数は必要に応じて変更される。一つの分岐ライン８には、少なくとも一つの抵抗体Ｒが配されるようになっている。図示の例では、一つの分岐ライン８には四つのソケット８０（図１２においては図示は省略する。）が備えられるようになっている。

前記イルミネーションベースＢの構成例を図１３に示す。図中、符号７’は前記コモンライン７を構成する配線、符号８’は前記分岐ライン８を構成する配線、符号８０はソケットである。図示の例では、かかるイルミネーションベースＢは、前記各配線７’、８’と複数のソケット８０、８０…とからなる長尺体であり、つり下げたり、掛け渡したり、対象物に巻き付けるなどして、設置可能な態様となっている。

前記ソケット８０は、前記光源体Ｌのプラグ部３を受け入れるカップ状を呈している。ソケット８０の内部には前記ＬＥＤ集合回路の分岐ライン８の配線８’の一部をなす端子８０ａが設けられている。ソケット８０の差し込み口側の外側部には、プラグ部３の係合頭部３４に対する被係合部８０ｂが形成されている。図示の例では、被係合部８０ｂは、プラグ部３の帯状片３３は通過させるが係合頭部３４は通過させない広さの溝８０ｄを、一対のリブ８０ｃ、８０ｃ間に形成することで構成されている。光源体Ｌは、プラグ部３の受容部３０下をソケット８０内に納める位置まで、このプラグ部３をソケット８０にはめ込めるようになっている。光源体Ｌのプラグ部３をソケット８０にはめ込みきった状態から、樹脂ヒンジ部３３ａを屈曲させて帯状体３３の他端をプラグ部３の側部に近づける向きに帯状体３３を回動させると前記溝１０ａに帯状体３３が入り込むと共に、係合頭部３４は一対のリブ８０ｃ、８０ｃ下に入り込みこのリブ８０ｃの下端に引っかかるようになっている。これにより、ソケット８０への光源体Ｌの組み合わせ状態は安定的に維持される。光源体Ｌのプラグ部３をソケット８０にはめ込みきると、ソケット８０の内部に設けられた端子８０ａが光源体Ｌのリード１４に接し電気的に接続される（図９）。これにより、光源体ＬのＬＥＤランプ１は前記ＬＥＤ集合回路の一部となる。

前記抵抗体Ｒは、前記ソケット８０に対するプラグ部４とこのプラグ部４を前記ソケット８０にはめ込むことで前記ＬＥＤ集合回路の一部となる抵抗素子５とを備えてなる。図示の例では、抵抗体Ｒは、前記光源体Ｌのプラグ部３と実質的に同一のプラグ部４内に抵抗素子５を納めてなる。図中、符号４２はソケット８０の被係合部８０ｂに対する係合頭部、符号４１はこの係合頭部４２とプラグ部４の前記抵抗素子５の受容部４０の入り口とをつなぐ帯状体４１であり、符号６で示すのは抵抗素子５を納めたプラグ部３の受容部４０を塞ぐキャップである。抵抗体Ｒのプラグ部４の外側には抵抗素子５に電気的に接続されたリード５１が前記光源体Ｌと同様に突き出され、かつ、折り返されている。抵抗体Ｒのプラグ部４をソケット８０にはめ込みきると、ソケット８０の内部に設けられた端子８０ａが抵抗体Ｒのリード５１に接し電気的に接続される。これにより、抵抗体Ｒの抵抗素子５は前記ＬＥＤ集合回路の一部となる。

かかるＬＥＤイルミネーションシステムによれば、一つの分岐ライン８に備えさせる光源体Ｌの数とその配置を、必要に応じて容易で、かつ、適切に変更することができ、これにより、ＬＥＤイルミネーションシステム全体の光源体Ｌの数と配置を必要に応じてカスタマイズすることができる。抵抗体Ｒとして、抵抗素子５の抵抗値を異ならせる複数種類のものを用意しておけば、使用する抵抗体Ｒの種類により光源体Ｌの輝度のカスタマイズも可能となる。図１１の例では、光源体Ｌを三個使用する分岐ライン８では抵抗体Ｒは一個使用され（図１２の一番下と一番上の分岐ライン８）、光源体Ｌを二個使用する分岐ライン８では抵抗体Ｒは二個使用され（図１２の下からに二番目の分岐ライン８）、光源体Ｌを一個使用する分岐ライン８では抵抗体Ｒは三個使用される（図１２の上から二番目の分岐ライン８）。

図１２に示される例において、例えば、１２Ｖの電源で、ＬＥＤランプ１（ＶＦ＝２．０Ｖ）を１５ｍＡで駆動させるとすると、抵抗体Ｒの数とその抵抗素子５の抵抗値は以下のようになる。
（１）光源体Ｌを３個とする場合は抵抗体Ｒは１個となる。その抵抗値は、以下の式から４００Ωとなる。
R=(12(V)-2.00(V)×3)/0.015=400Ω
（２）光源体Ｌを２個とする場合は抵抗体Ｒは２個となる。２個の抵抗体Ｒ、Ｒ’の抵抗値の和は、以下の式から５３３Ωとなる。
R=(12-2×2)/0.015=533Ω
（３）光源体Ｌを１個とする場合は抵抗体Ｒは３個となる。３個の抵抗体Ｒ…Ｒ’の抵抗値の和は、以下の式から６６６Ωとなる。
R=(12-2×1)/0.015=666Ω

なお、当然のことながら、本発明は以上に説明した実施態様に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し得るすべての実施態様を含むものである。

ｘ 光軸
１ ＬＥＤランプ
１０ 封止樹脂
１０ａ 溝
１２ ＬＥＤ

前記課題を達成するために、この発明にあっては、第一の観点から、ＬＥＤランプを、砲弾型のＬＥＤランプを構成するＬＥＤの封止樹脂であってその全長の略中程の位置から先端部に近づくに連れて外径を漸減させるように構成された封止樹脂に、このＬＥＤランプの光軸に直交する向きの断面形状を実質的にＶ字状として前記光軸に沿う向きに続く溝であって、前記封止樹脂の先端部に近づくに連れて次第に浅くなる溝を、前記光軸を巡る向きにおいて二以上形成させてなる、ものとした。この第一の観点に係るＬＥＤランプの前記溝は、前記封止樹脂の先端部に位置される溝の終端を前方に開放させたものとしておくことが、この発明の態様の一つとされる。
また、前記課題を達成するために、この発明にあっては、第二の観点から、ＬＥＤランプを、砲弾型のＬＥＤランプを構成するＬＥＤの封止樹脂に、このＬＥＤランプの光軸に直交する向きの断面形状を実質的にＶ字状として前記光軸に沿う向きに続く溝であって、前記ＬＥＤの前方に始端を位置させてそこから前記封止樹脂の先端部に至るように形成されている溝を、前記光軸を巡る向きにおいて二以上形成させてなる、ものとした。

前記ＬＥＤから発せられる光は、前記封止樹脂の側部のうち、前記溝が形成された部分においては、この溝の溝壁によって光軸に交叉する方向に向かう。これにより、かかるＬＥＤランプは、広指向性を備えたものとなる。

Claims (4)

1. 砲弾型のＬＥＤランプを構成するＬＥＤの封止樹脂に、このＬＥＤランプの光軸に直交する向きの断面形状を実質的にＶ字状として前記光軸に沿う向きに続く溝を、前記光軸にを巡る向きにおいて隣り合う溝との間に間隔を開けて二以上形成させてなる、ＬＥＤランプ。
2. 前記封止樹脂の先端部は、前記光軸に直交する仮想の平面に沿った平坦面となっている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記溝は前記ＬＥＤの前方に始端を位置させてそこから前記封止樹脂の先端部に至るように形成されていると共に、前記始端を前記光軸に直交する仮想の平面に沿った平坦面としてある、請求項１又は請求項２に記載のＬＥＤランプ。
4. それぞれ花弁状をなす複数のリフレクタ片部を周回状に配して基部側から開放側に向けて内外径を共に漸増させるように構成されたリフレクタ体の中央に、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤランプを配してなる、電飾用光源体。

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