JP3174686U - 照明装置 - Google Patents

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    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

【課題】重量が軽く、絶縁性が良好であるという長所を有する照明装置を提供する。
【解決手段】管体21の少なくとも一部は透光性を有している。絶縁板体22は、管体内に設置され、第1表面及び第1表面と反対側の第2表面を有する。第1回路基板23は、第1表面に設置される。第1発光ダイオード24は、第1回路基板に設置されて、第1回路基板に電気的に接続される。該第一回路基板は、絶縁板体上に設置される。比較的体積の小さな回路基板の重量が軽く、絶縁板体の使用を組み合わせることで、照明装置の重量は軽く、また、絶縁板体の設置により、別途に絶縁層を使用することなく、絶縁性に優れる特性を有する。さらに、絶縁板体22の材質は、発光ダイオード24の発熱量に応じて、適宜、熱伝導率が低い材料あるいはサーマルプラスチック等の熱伝導率が高い材料を選択して使用する。
【選択図】図2A

Description

本考案は、照明装置に関し、特に、発光ダイオードの照明装置に関する。

近年、発光ダイオード(Light Emitting Diode, LED)は、製造過程や材料面での改良が進み、発光ダイオードの発光効率がますます高くなっている。一般の蛍光灯または節電ランプと異なり、発光ダイオードは、消費電量が低い、使用寿命が長い、安全性が高い、発光反応時間が短い、体積が小さい等の特性を有するため、徐々に、室内照明装置、懐中電灯、カーランプ及びその他の照明装置等の照明設備に応用されるようになってきている。

図1A及び図1Bを参照しながら説明する。図1A及び図1Bは、それぞれ従来の発光ダイオード照明装置1の分解図及び図1の直線A−Aに沿った断面図である。

照明装置1は、管体11、複数の発光ダイオード12、回路基板13、放熱素子14、2つの電気的接続素子15及び駆動回路16を備える。

管体11は、長い形状で、且つ、少なくともその一部は透光性を有する材質により製造される。発光ダイオード12は、管体11内に設置され、回路基板13上に位置する。回路基板13は、放熱素子14上に設置されて、発光ダイオード12に電気的に接続される。また、放熱素子14は、管体11に嵌合される。電気的接続素子15は、管体11の二端に設置されて、それぞれ回路基板13に電気的に接続される。また、駆動回路16は、回路基板13及び発光ダイオード12に電気的に接続され、発光ダイオード12を駆動して発光させる回路板161及び駆動素子162を有する。このうち、回路板161は、回路基板13の下部表面に接続される。このため、発光ダイオード12及び駆動回路16が発生させた熱量は、回路基板13を介して放熱素子14に伝導されて、放熱素子14によって発散さえる。

しかしながら、発光ダイオード12が発生させた熱量を発散して排出させる必要があるため、照明装置1は通常、熱伝導の良好な金属(例えば、アルミ)によって放熱素子14を製作し、且つ、放熱効果を達成させるために、その体積が非常に大きくなり、照明装置1の重量もそれに伴って大きくなる。長時間の重力や地震による揺れの影響を受けると、照明装置1とランプ(照明器具)Bの接続が緩んで、照明装置1の照明器具Bからの落下を招く。

また、駆動回路16の回路板161は、回路基板13の下部表面に設置されるため、回路板161と金属製の回路基板13の間に、絶縁層(例えば、絶縁シート、図示はされていない)を使用して、両者の間にショート回路が発生するのを回避する必要がある。しかしながら、照明装置1が長時間使用された場合、回路板161と回路基板13の間の絶縁層が劣化する可能性があり、照明装置1がショートして故障する状況を招く。

したがって、本考案は、重量が小さく、絶縁性が良好であるという長所を有する照明装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本考案は、重量が小さく、絶縁性が良好であるという長所を有する照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本考案の照明装置は、管体、絶縁板体、第1回路基板及び複数の第1発光ダイオードを備える。管体の少なくとも一部は透光性を有している。絶縁板体は、管体内に設置され、絶縁板体は、第1表面及び第1表面と反対側の第2表面を有する。第1回路基板は、第1表面に設置される。第1発光ダイオードは、第1回路基板に設置されて、第1回路基板に電気的に接続される。

一実施形態において、絶縁板体の熱伝導率は、0.1W/mKと20W/mKの間の範囲である。

一実施形態において、絶縁板体は、サーマルプラスチック板体である。

一実施形態において、絶縁板体は、高分子材質を含む。

一実施形態において、第1回路基板は、金属基板である。

一実施形態において、絶縁板体と管体の接続方法は、嵌合、粘着、鎖合(係合)、はめ込みまたは熱溶合(熱溶着)である。

一実施形態において、絶縁板体の面積は、第1回路基板の面積より大きい。

一実施形態において、照明装置は、さらに、反射層または遮光層を備え、第1回路基板の周囲を囲むように第1表面に設置される。

一実施形態において、照明装置は、さらに第1駆動モジュールを備え、回路板及び少なくとも1つの駆動素子を有して、駆動素子は回路板に設置される。

一実施形態において、第1駆動モジュールは、絶縁板体の第1表面または第2表面に接続される。

一実施形態において、照明装置は、さらに2つの電気的接続素子を管体の二端に備えている。

一実施形態において、照明装置は、さらに光学構造部分を備え、前記光学構造部分は、管体に設置されている。

一実施形態において、照明装置は、さらに第2回路基板及び複数の第2発光ダイオードを備える。第2回路基板は、第2表面に設置される。第2発光ダイオードは、第2回路基板に設置されて、第2回路基板に電気的に接続される。

一実施形態において、照明装置は、さらに第2駆動モジュールを備え、前記第2駆動モジュールは、絶縁板体の第1表面または第2表面に接続される。

一実施形態において、第1駆動モジュール及び/または第2駆動モジュールは、外付け式方式によって設置される。

このように、本考案の照明装置の発光ダイオードは、回路基板に設置されて、回路基板は、絶縁板体上に設置される。比較的体積の小さな回路基板の重量が軽く、絶縁板体の使用を組み合わせることで、本考案の照明装置の重量は、従来の照明装置より大幅に軽くなる。また、絶縁板体の設置により、本考案の照明装置が絶縁層を使用することなく、絶縁性に優れる特性を有する。さらに、本考案の照明装置は、発光ダイオードの発熱量に応じて、絶縁板体の熱伝導率の調整が可能である。例えば、発光ダイオードが一般発熱量の発光ダイオードである時、絶縁板体の材質は、熱伝導率の低い材質から選択される。発光ダイオードが発熱量の高い発光ダイオードである時、絶縁板体は熱伝導率の高いサーマルプラスチック板体から選択される。

本考案の照明装置の発光ダイオードは、回路基板に設置されて、回路基板は、絶縁板体上に設置される。比較的体積の小さな回路基板の重量が軽いいことと、絶縁板体の使用を組み合わせることで、本考案の照明装置の重量は、従来の照明装置より大幅に軽くなる。また、絶縁板体の設置により、本考案の照明装置が絶縁層を使用することなく、絶縁性に優れる特性を有する。さらに、本考案の照明装置は、発光ダイオードの発熱量に応じて、絶縁板体の熱伝導率の調整が可能である。

従来の発光ダイオード照明装置を示す分解図。 図1AのA−A断面図。 本考案の好適な実施形態における照明装置を示す分解図。 図2AのC−C断面図。 図2Aの第1発光ダイオードの他の配列を示す図。 本考案のその他の実施形態の照明装置を示す図。 本考案のその他の実施形態の照明装置を示す図。 本考案のその他の実施形態の照明装置を示す図。 本考案のその他の実施形態の照明装置を示す図。 本考案の他の好適な実施形態における照明装置を示す分解図。 図3AのD−D断面図。

以下、図を参照しながら、本考案の好適な実施形態における照明装置について説明する。

図2A及び図2Bを参照しながら説明する。図2A及び図2Bは、それぞれ本考案の好適な実施形態における照明装置2の分解図及び図2AのC−Cに沿った断面図である。本考案の照明装置2は、従来の蛍光灯管に取って代わるものである。照明装置2を従来の照明器具に取付ける際は、スタータ(グローランプ)を外すだけでよい。さらに、節電する場合は、同時に照明器具内の安定器も取り外すことで、安定器の消費電力を節約することが可能である。

照明装置2は、管体21、絶縁板体22、第1回路基板23及び複数の第1発光ダイオード24を備える。このうち、絶縁板体22は、管体21内に設置され、第1表面S1及び第1表面S1と反対側の第2表面S2を有する。第1回路基板23は、絶縁板体22の第1表面S1に設置され、第1発光ダイオード24は、第1回路基板23上に設置される。このうち、管体21は、実質上、電気的に絶縁特性を有し、且つ、少なくとも一部は透光性を有しており、材質は、例えば、プラスチックまたはガラスであるが、これに限るものではない。ここで、管体21の上半部が透光性を有する場合を例とする。言い換えれば、光線は、管体21の上半部から射出されるということである。当然、管体21は、全部が透光性を有してもよい。また、管体21の横断面は封閉曲線である。このうち、封閉曲線は、起点と終点が同一点の曲線であることを指す。その断面の形状は、例えば、円形、楕円形、正方形、台形または多辺形である。ここで、管体21の断面の形状は、円形で、材質はプラスチックである場合を例とする。また、管体21は、一体成形または複数のサブ部分が熱溶融方式によって形成される。本実施形態において、管体21は、一体成形の場合を例とし、射出成形または押出成形の製造過程により製造される。また、光線を柔化及び拡散させるために、管体21の出光側は霧化処理(散光処理)されることも可能である。

また、絶縁板体22は、例えば、嵌合、粘着、鎖合(係合)、はめ込みまたは熱溶合(熱溶着)等の方式で管体21に接続され、本実施形態は嵌合の場合を例とする。当然、その他の実施形態において、絶縁板体22は、異なる方式によって管体21に接続されることが可能である。このうち、絶縁板体22は、非金属材質であり、絶縁板体22は、例えば、高分子(macromolecule)材質を含み、高分子材質は、例えば、プラスチック、ゴムまたは化学繊維等である。

本実施形態の絶縁板体22は、実際の必要に応じて、異なる熱伝導率の材質によって製作される。このうち、熱伝導率は、0.1W/mKと20W/mKの間の範囲である。例えば、第1発光ダイオード24が一般発熱量の発光ダイオードである時、絶縁板体22は、一般の絶縁板体(熱伝導率が低いもの)である。第1発光ダイオード24が発熱量の高い発光ダイオード(例えば、オーバードライブ方式により発光ダイオードの発熱量が高くなる)であれば、絶縁板体22には熱伝導率が比較的高い導熱板体が使用される。

熱伝導率が高い絶縁板体22は、例えば、サーマルプラスチック(thermal plastic)の板体であるが、これに限るものではない。このうち、サーマルプラスチックは、エンジニアリング・プラスチック(Engineering Plastic)及び汎用プラスチック(例えば、PP、ABS、PC、PA、LCP、PPSまたはPEEK)を基材として、プラスチック中に金属酸化物粉末、カーボン、繊維またはセラミック粉末を充填して形成される。例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂(Poly Phenylene Sulfide Resin(PPS))と粒の大きい酸化マグネシウムが互いに混合して、絶縁性のサーマルプラスチックを生成する。その典型的な熱伝導率の範囲は1〜20W/mKであり、この数値は、従来のプラスチックのおよそ5〜100倍である。

さらに、第1回路基板23は、絶縁板体22の第1表面S1に設置される。このうち、第1回路基板23は、例えば、アルミ基板のような金属基板である。且つ、絶縁板体22の面積は、第1回路基板23の面積より大きい。絶縁板体22が絶縁性を有するので、第1回路基板23と絶縁板体22の間には、絶縁層を追加設置する必要がなく、絶縁層が劣化する問題も発生しない。

また、第1発光ダイオード24は、第1回路基板23上に設置され、第1回路基板23に電気的に接続される。このうち、第1発光ダイオード24の数量及び配列方式は制限されない。ここで、複数の第1発光ダイオード24が一次元直線配列形式で第1回路基板23に設置された場合を例として説明する。当然、製品の品質要求に応じて、複数の第1発光ダイオード24は、例えば、図2Cの第1発光ダイオード24の配列のように、二次元アレイ配列またはその他の配列方式によって第1回路基板23上に設置されることによって第1回路基板23上に設置されるか、または、その他の不規則な配列方式によって第1回路基板23上に設置されるが、ここでは、特に制限しない。

本実施形態において、照明装置2はさらに、第1駆動モジュール25を備え、第1駆動モジュール25は、回路板251及び少なくとも1つの駆動素子252を有する。且つ、駆動素子252は、回路板251に設置されて第1駆動モジュール25と第1回路基板23に電気的に接続される。回路板251は、第1発光ダイオード24を駆動して発光させる。ここで、第1駆動モジュール25の回路板251を絶縁板体22の第2表面S2に接続する接続方式は、例えば、嵌合、粘着、鎖合、はめ込みまたは熱溶合等の方式である。ここでは、粘着の場合を例とするが、特に制限するものではない。絶縁板体22は、絶縁材料であるため、第1駆動モジュール25と第2表面S2の間に絶縁材料を設置する必要がない。このため、直接第1駆動モジュール25の回路板251を絶縁板体22の第2表面S2に接続して長時間使用しても絶縁劣化の問題が、発生しない。また、第1駆動モジュール25の回路板251は、実際の設計に応じて、絶縁板体22の第1表面S1に接続されることも可能である(図2Aと図2B中には表示されない)。または、その他の実施形態中、第1駆動モジュール25は、絶縁板体22の第1表面S1または第2表面S2に接続されず、その他の位置に設置されることも可能である。例えば、第1駆動モジュール25は、外付け方式によって、照明装置2の外部に設置されて、導線を介して第1回路基板23(図示されない)に電気的に接続されることも可能である。

また、照明装置2はさらに、2つの電気的接続素子26を備える。電気的接続素子26は、管体21に設置されて、第1駆動モジュール25に電気的に接続される。ここで、2つの電気的接続素子26は、それぞれ管体21の両端に設置されて、管体21と緊密に接合する。このうち、電気的接続素子26は、それぞれ口金261及び2つの電極コネクタ262を有し、電極コネクタ262は、口金261に固定されて、口金261は、管体21と緊密に接合する。前記接合は、例えば、粘着、はめ込み、螺合または熱溶合であるが、ここでは特に制限されない。本実施形態の管体21の横断面は封閉曲線であるため、その上に電気的接続素子26と管体21とは緊密に接合する。すなわち、照明装置2は、良好な電気的絶縁性及び気密性を有する。

しかしながら、その他の実施形態中、2つの電気的接続素子26は、管体21の同一端に設置されることも可能である。

また、図2Dに示したように、照明装置2aはさらに、反射層27または遮光層(図示はされていない)を備える。反射層27または遮光層は、第1表面S1に設置され、且つ、第1回路基板23の周囲を囲むように設置される。第1回路基板23の周囲に反射層27または遮光層が設置されることにより、第1発光ダイオード27が発する光を反射または遮断することが可能である。本実施形態中、反射層27を有する場合を例とする。ここで、反射層27及び遮光層は、貼付方式で第1表面S1に設置されることが可能である外、直接反射材料または遮光材料を第1表面S1に塗布することで設置することも可能である。以上の形成方式はただ例を挙げたに過ぎず、この形成方式に限るものではない。

また、図2Eに示したように、照明装置2bはさらに、光学構造部分28を備え、前記光学構造部分は管体21に設置される。ここで、光学構造部分28は、管体21の出光側に設置される場合を例とする。当然、光学構造部分28は、管体21の出光側の内表面または管体21と一体成形されることも可能である。このうち、光学構造28は、例えば、レンズ、プリズム、反射鏡またはマイクロ構造を含むものであり、且つ、設計に応じて光線を集めるか、光線を発散させる機能を有するものである。

図2Fを参照しながら説明する。図2Fは、他の形態の照明装置2cの断面図である。

照明装置2cの、図2Bの照明装置2との主に異なる点は、第1駆動モジュール25の回路板251を絶縁板体22aの第2表面S2に設置するために、絶縁板体22aの第2表面S2が嵌合槽を有することであり、前記嵌合槽で第1回路板251を絶縁板体22aに嵌合させる点である。

また、照明装置2a、2b及び2cのその他の素子の技術特徴は、照明装置2の記述を参考にできるため、ここでは再述しない。

図2Gを参照しながら説明する。図2Gは、さらに他の形態の照明装置2dの分解図である。

照明装置2dの、図2Fの照明装置2cとの主に異なる点は、照明装置2dの絶縁板体、第1回路基板及び第1駆動モジュールが、それぞれ2つの絶縁板体22b、22c、2つの第1回路基板23b、23c及び2つの第1駆動モジュール25b、25cを有する点である。言い換えれば、第1駆動モジュール25bは第1回路基板23bに電気的に接続され、第1回路基板23b上の第1発光ダイオード24を駆動して発光させる。第1駆動モジュール25cは第1回路基板23cに電気的に接続されて、第1回路基板23c上の第1発光ダイオード24を駆動して発光させる。絶縁板体22b、22cは、それぞれ第1回路基板23b、23c上の第1発光ダイオード24が発した熱量を発散させて放出する。しかしながら、その他の実施形態において、2つの第1駆動モジュール25b、25cを1つの駆動モジュールに統合することで、同時またはそれぞれ第1回路基板23b、23c上の第1発光ダイオード24を駆動して発光させる。

また、照明装置2dのその他の素子の技術特徴は、照明装置2cの記述を参考にできるため、ここでは再述しない。

図3A及び図3Bを参照しながら、説明する。図3A及び図3Bは、それぞれ本考案の他の好適な実施形態の照明装置3の分解図及び図3AのD−D断面図である。

図2A及び図2Bの照明装置2と異なる点は、照明装置3は、さらに、第2回路基板33a及び複数の第2発光ダイオード34aを備える点である。このうち、第2回路基板33aは、絶縁板体32の第2表面S2に設置される。第2発光ダイオード34aは、第2回路基板33aに設置されて、第2回路基板33aに電気的に接続される。

また、照明装置3はさらに、第2駆動モジュール35aを備える。第2駆動モジュール35aは、回路板351a及び少なくとも1つの駆動素子352aを有し、且つ、駆動素子352aは、回路板351aに設置される。また、第1駆動モジュール35及び第2駆動モジュール35aは、それぞれ絶縁板体32の第2表面S2の両端に設置される。このうち、第1駆動モジュール35は回路基板33に電気的に接続されて、第1発光ダイオード34を駆動して発光させる。第2駆動モジュール35aは回路基板33aに電気的に接続されて、第2発光ダイオード34aを駆動して発光させる。

また、本実施形態において、絶縁板体32の第2表面S2には、第2回路基板33a、第1駆動モジュール35及び第2駆動モジュール35aが設置されるため、第2回路基板33aの長さは短くなければならず、したがって、第2発光ダイオード34aの数量は第1発光ダイオード34より少なくなる。

また、実際の設計に応じて、第2駆動モジュール35aは、絶縁板体32の第1表面S1に設置されることも可能である。したがって、第1駆動モジュール35と第2駆動モジュール35aは、同時に第1表面S1または第2表面S2に設置されることが可能であり、当然、それぞれ第1表面S1及び第2表面S2に設置されることも可能である。

ただし、その他の実施形態中、第1駆動モジュール35及び第2駆動モジュール35aが外付け方式で設置される場合、第2回路基板33aの長さは、第1回路基板33と等しく、且つ、第2発光ダイオード34aの数量は、第1発光ダイオード34に等しい。第1発光ダイオード34と第2発光ダイオード34aの数量は、いずれも実際の状況に応じて調整される。

このため、照明装置3は、第1発光ダイオード34及び第2発光ダイオード34aがそれぞれ絶縁板体32の第1表面S1及び第2表面S2上に設置されることによって、360度の光を発することが可能である。

また、図3Cを参照しながら、説明する。図3Cは、本考案の他の好適な実施形態における照明装置3Cの断面図である。

図3Bの照明装置3と異なる主な点は、照明装置3aの第1駆動モジュール35及び第2駆動モジュール35aが、外付け方式によって照明装置3aの外部(図示はされていない)に設置される点であり、導線を介して、それぞれ回路基板33、33aに電気的に接続される。また、第1回路基板33は、嵌合方式で絶縁板体22の第1表面S1に設置され、第2回路基板33aは、嵌合方式で絶縁板体22の第2表面S2に設置される。さらに、その他の実施形態中、第1回路基板33は、粘着接合方式で絶縁板体22の第1表面S1に設置されることが可能である。第2回路基板33aは、嵌合方式で絶縁板体22の第2表面S2に設置されることが可能である。または、両者の接合方式を逆にすることが可能であるが、ここでは制限されない。また、第1駆動モジュール35及び第2駆動モジュール35aは、統合されて単一の駆動ユニットとすることが可能である。この駆動ユニットによって、同時に第1発光ダイオード34及び第2発光ダイオード34aを駆動することが可能である。

また、照明装置3、3aのその他の素子の技術特徴は、照明装置2の例を参考にできるため、ここでは再述しない。

このように、本考案の照明装置の発光ダイオードは、回路基板に設置され、回路基板は、絶縁板体上に設置される。体積の小さい回路基板の重量は、比較的軽く、絶縁板体を組み合わせて使用することにより、本考案の照明装置の重量は、従来の照明装置より大幅に軽くなる。また、絶縁板体の設置により、本考案の照明装置が絶縁層を使用せずとも優れた絶縁特性を有する。さらに、本考案の照明装置は、発光ダイオードの発熱量によって絶縁板体の熱伝導率を調整する。例えば、発光ダイオードは、一般発熱量の発光ダイオードである時、絶縁板体の材質は、熱伝導率の低い材質から選択される。発光ダイオードが発熱量の高い発光ダイオードである時、絶縁板体は熱伝導効率が高いサーマルプラスチックから選択される。

以上、本考案の実施例を、図面を参照して詳述してきた。しかし、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても、本考案に含まれる。

1、2、2a、2b、2c、2d、3、3a 照明装置
11、21、31 管体
12、24、34 第1発光ダイオード
13 回路基板
14 放熱素子
15、26、36 電気的接続素子
16 駆動回路
161、251、351、351a 回路板
162、252、352、352a 駆動素子
22、22a、22b、22c、33 絶縁板体
23、23b、23c、33 第1回路基板
25、25b、25c、35 第1駆動モジュール
261、361 口金
262、362 電極コネクタ
27 反射層
28 光学構造
33a 第2回路基板
34a 第2発光ダイオード
35a 第2駆動モジュール
S1 第1表面
S2 第2表面

Claims (7)

  1. 少なくとも一部が透光性を有している管体と、
    前記管体内に設置され、第1表面及び前記第1表面と反対側の第2表面を有する絶縁板体と、
    前記第1表面に設置される第1回路基板と、
    前記第1回路基板に設置されて、前記第1回路基板に電気的に接続される複数の第1発光ダイオードと、を備えることを特徴とする照明装置。
  2. 前記絶縁板体の面積は、前記第1回路基板の面積より大きいことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  3. さらに、反射層または遮光層を備え、前記反射層または遮光層が前記第1回路基板の周囲を囲むように前記第1表面に設置されていることを特徴とする請求項2に記載の照明装置。
  4. さらに、回路板及び少なくとも1つの駆動素子を有し、前記駆動素子は前記回路板に設置される第1駆動モジュールを備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  5. さらに、前記管体に設置される光学構造を備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  6. さらに、前記第2表面に設置される第2回路基板と、
    前記第2回路基板に設置されて、前記第2回路基板に電気的に接続される複数の第2発光ダイオードと、を備えることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
  7. さらに、第2駆動モジュールを備えて、前記第1駆動モジュール及び/または前記第2駆動モジュールは、外付け方式によって設置されることを特徴とする請求項4に記載の照明装置。
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