JP3175965U7

JP3175965U7 -

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Publication number: JP3175965U7
Application number: JP2012001545U
Authority: JP
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-10-17
Anticipated expiration: 2022-03-21

Description

本考案は、既存の蛍光灯に代替して使用可能な直管蛍光灯型ＬＥＤ（発光ダイオード）ランプに関する。

室内や屋外などの照明装置として直管蛍光管が多用されているが、近年では、既存の蛍光管に代替して使用可能なＬＥＤランプも提案されており、消費電力の削減などによる省エネや、ＣＯ２削減などによるエコ性、また水銀などの有害物質を含まないなどの安全性に優れていることから今後の更なる普及が期待されている。

このような直管蛍光灯型ＬＥＤランプの一例が下記特許文献１に記載されている。この直管蛍光灯型ＬＥＤランプは、光拡散型ポリカーボネート樹脂製カバーとアルミニウム製ヒートシンクとからなる円筒形状の筐体を有し、ヒートシンク上にＬＥＤ実装基板を配し、ＬＥＤ駆動回路からの電圧をＬＥＤ実装基板上のＬＥＤに印加して点灯させる。円筒形状の筐体において、ヒートシンクは半周に満たない薄型形状とされ、ポリカーボネート樹脂製カバーが半周を大きく超えた形状を有し、ＬＥＤからの光を広角度に拡散させることを可能にしている。

特開２０１１−１５９３９１号公報

ＬＥＤランプは、通常の場合、両端のソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力で点灯させるが、これが唯一の電源とすると、停電などの非常時にはＬＥＤランプを点灯させることができない。この問題を解決するためには、交流電源と共に、ＬＥＤランプに内蔵したバッテリ（たとえばリチウムイオンバッテリ）でＬＥＤランプを点灯させるもう一つの電源を備えておき、交流電源を利用できない非常時にはバッテリ電源を利用してＬＥＤランプを点灯させて非常灯として機能させるように制御することが好ましい。

また、ＬＥＤランプの消費電力は蛍光灯に比べると非常に小さい（たとえば２２〜２５Ｗ程度）ので、通常時には交流電源を用いてＬＥＤランプを点灯させると同時にバッテリを充電することが可能であり、非常時に備えてバッテリ残量を十分に確保しておくことができる。

以上のような利点から、バッテリを内蔵したタイプのＬＥＤランプが提案されるに至っているが、上記従来技術によるＬＥＤランプの構造によると、ヒートシンク内部の空間が小さく、バッテリを収容することが実際上不可能である。すなわち、既存蛍光管の平均外径は３２．５ｍｍであるので、既存の蛍光灯設置用器具に装着するためには、ＬＥＤランプの外径も３２．５ｍｍを超えないようにすることが好ましいが、一方、バッテリとして好適に使用される高容量のリチウムイオンバッテリは、現時点で製造されている最も小型のものでも約１５ｍｍ径であるため、上記従来技術による直管蛍光灯型ＬＥＤランプではヒートシンク内にバッテリを収容することができない。

したがって、本考案が解決しようとする課題は、通常時には供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でＬＥＤを点灯させると共に交流電力が供給されない非常時には内蔵するバッテリでＬＥＤを点灯させるタイプの直管蛍光灯型ＬＥＤランプにおいて、既存蛍光灯と同様の外径および外観を有しながら、その内部にバッテリを収容するための十分な空間を確保できるような筐体構造を提供することである。

この課題を解決するため、請求項１に係る本考案は、蛍光灯用に設けられた一対のソケット間に装着可能であり、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でＬＥＤを発光させる第一の電源回路と、内蔵するバッテリでＬＥＤを発光させる第二の電源回路と、通常時は第一の電源回路でＬＥＤを発光させると共に交流電力が供給されない非常時には第二の電源回路でＬＥＤを発光させる直管蛍光灯型ＬＥＤランプであって、その筐体が、断面略半円形であってその両端に係止片を有するカバーと、断面略半円形の外周部と、その両端に形成されてカバーの係止片を着脱可能に収容する係合凹部と、断面の直径よりカバー側にずらした位置に平板状に設けられるＬＥＤ実装基板貼着面とを有して筒状に形成されたヒートシンクと、ヒートシンクのＬＥＤ実装基板貼着面のカバー側表面に貼着される高反射シートとからなり、カバーの係止片をヒートシンクの係合凹部に係合させたときには既存蛍光管と同様の外観を呈する略真円筒形状の筐体が得られると共に、筒状のヒートシンクの内部には前記外周部と前記平板状のＬＥＤ実装基板貼着面との間に前記バッテリを収容するに十分な空間が確保されることを特徴とする。

請求項２に係る本考案は、請求項１記載の直管蛍光灯型ＬＥＤランプにおいて、前記カバーがポリカーボネートの押出成形により形成され、前記ヒートシンクがアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出成形により形成されることを特徴とする。

請求項１記載の本考案によれば、バッテリを内蔵したタイプの直管蛍光灯型ＬＥＤランプにおいて、既存蛍光管ランプと同様の外径を有しながら、その内部にバッテリを収容するための十分な空間を確保することができる効果がある。カバー内の空間は断面半円より小さくなるが、カバーと高反射シートによって効率的にＬＥＤ発光を拡散・反射させることができるので、１８０度以上（たとえば最大２７０度）の広角度に光を拡散させることができる。

請求項２記載の本考案によれば、ポリカーボネートの押出成形により得られるカバーを用いることによって最適な光拡散効果が得られ、アルミニウムまたはアルミニウムの押出成形により得られるヒートシンクを用いることによって最適な放熱効果が得られる。

本考案の一実施形態による直管蛍光灯型ＬＥＤランプの概略構造図である。この直管蛍光灯型ＬＥＤランプを用いた照明システムの構成図である。本考案の一実施形態による直管蛍光灯型ＬＥＤランプの筐体および内部構造を概略的に示す断面図である。

図１および図２を参照して本考案の実施形態について詳述する。直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０は、既存の蛍光灯に代替して使用可能であり、その寸法および形状は既存の蛍光灯と略同一であって、既存の蛍光灯用に設けられている一対のソケット間に装着可能である。直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０は、断面略円筒形を有する筐体１１の内部にＬＥＤ実装基板（図示せず）が収容固定されており、ＬＥＤ２２からの射出光を透過および／または拡散させて照明する。一実施形態において、筐体１１は、略半周で分割された２部材、すなわち、ポリカーボネートなどの光透過、光半透過または光拡散性を有するプラスチック材料で形成されるカバー３８と、アルミニウムなどの放熱性材料で形成されるヒートシンク３４とで構成され、カバー３８にＬＥＤ実装基板３７が内蔵され、ヒートシンク３４に後述するバッテリ１９その他の電源回路が内蔵される（詳しくは図３を参照して後述）。

直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０は、口金部１２を介して既存蛍光灯用のソケット（図示せず）に装着されたときに、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力をＬＥＤ駆動回路１５に供給して、基板上のＬＥＤ２２を発光させる電源回路（第一の電源回路１３）を有する。この第一の電源回路１３は、交流電力を直流電力変換するＡＣ−ＤＣコンバータ２４（図２参照、図１では図示省略）、ＡＣ−ＤＣコンバータ２４から出力される直流電力を整流する整流器１６、該直流電力を所定電圧に変換する電圧トランス１７、一時的に蓄電して電力供給を安定化させるためのバッファとして働く電解コンデンサ１８（図１参照，図２ではいずれも図示省略）などを含んで構成される。後述するように、通常時は、既存蛍光灯照明設備として壁などに設けられている外部スイッチ２７がＯＮとされるにより、第一の電源回路１３から直流電力がＬＥＤ駆動回路１５に供給されてＬＥＤ２２を発光させることによって直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０が点灯し、スイッチ２７のＯＦＦによって電力供給が停止することによって消灯する。

直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０は、さらに、バッテリ１９でＬＥＤ２２を発光させる第二の電源回路２０を有する。バッテリ１９によるＬＥＤ点灯時間を最大化させるために、バッテリ１９はヒートシンク３４内に収容可能な小型でありながらできるだけ大きな電池容量を有するものが好ましく、現時点ではリチウムイオンバッテリの使用が最適である。そして、スイッチコントローラ１４は、第一の電源回路１３に設けられたＩＣスイッチ２５をあらかじめ設定された条件の下で開閉制御することにより、ＬＥＤ２２の点灯に用いる電源回路１３，２０の切替などの制御を行う。チャージコントローラ２１は、バッテリ１９内の電圧および電流を検知することによりバッテリ残量を常時モニターし、バッテリ残量が上限閾値または下限閾値に達したときにはその旨を知らせる信号をスイッチコントローラ１４に与える。あるいは、内部ＩＣスイッチ２５に製品仕様またはユーザによる設定値としてバッテリ残量の上限閾値および下限閾値を記憶させておき、チャージコントローラ２１からのバッテリ残量検知信号を受けて上限閾値／下限閾値に達したことを判断しても良い。また、特にリチウムイオンバッテリは充放電時の電圧を厳密に制御する必要があるので、チャージコントローラ２１は、たとえば、充電時は４．２Ｖ、放電時は３．０Ｖの電圧を維持するようにコントロールする。

図３は、本考案による直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０の筐体構造および内部構造の好適な一例を示す概略断面図である。この実施形態によれば、断面略半円筒形に形成されたアルミニウム製ヒートシンク３４の空間内に第一の電源回路１３、バッテリ１９、第二の電源回路２０などを含む電源部が収容され、このヒートシンク３４の平板部３５上に高反射シート３６を介して、多数のＬＥＤ２２を実装したＬＥＤ実装基板３７が固定されている。また、半透明ポリカーボネート製のＬＥＤカバー３８が断面略半円筒形に形成され、その両端の係止片３９，３９をヒートシンク３４の両端の係合凹部４０，４０に係止することによって、全体として断面が真円の蛍光灯形状を有する筐体１１を形成している。その外径は、既存蛍光管と同様の３２．５ｍｍである。

この構造によれば、外周においてはヒートシンク３４とＬＥＤカバー３８とを半円で接続しながら、ヒートシンク３４の平板部３５が半円を超えてカバー３８側に変位して設けられることによってバッテリ１９のための収容空間をより大きくした構造が採用されている。したがって、既存蛍光管と同様の３２．５ｍｍ径であっても、大容量のリチウムイオンバッテリ１９を内蔵することが可能である。外周ではカバー３８が半円領域を確保しているため、高反射シート３６による反射とも相俟って、ＬＥＤ２２からの発光を効率的に拡散・反射させることで最大２７０°の広角度に光を拡散させることが可能である。カバー３８を形成するポリカーボネートに拡散剤を含有させることにより、カバー３８内外に光を乱反射させることができ、その含有率を調整して光を減衰させずに効率的に拡散させる。また、外観的にはヒートシンク３４とカバー３８がいずれも半円筒形状を有するように見えるので、見た目の違和感がない。

ヒートシンク３４の平坦部３５は、そのカバー３８側の面がＬＥＤ実装基板３７の貼着面となるものであるから、できるだけ平坦な面とすることが好ましい。また、これを平坦面とすることによって、カバー３８との間の光の反射を効率的にし、さらには、ＬＥＤ実装基板３７で発生した熱を効率的にヒートシンク３４に伝達することができる。

１０直管蛍光灯型ＬＥＤランプ
１１筐体
１２口金部
１３第一の電源回路
１４スイッチコントローラ
１５ＬＥＤ駆動回路
１６整流器
１７電圧トランス
１８電解コンデンサ
１９バッテリ
２０第二の電源回路
２１チャージコントローラ
２２ＬＥＤ
２３通信制御チップ
２４ＡＣ−ＤＣコンバータ
２５内部ＩＣスイッチ
２６施設内分電盤
２７外部スイッチ
３４ヒートシンク
３５平板部（ＬＥＤ実装基板貼着面）
３６高反射シート
３７ＬＥＤ実装基板
３９係止片
４０係止凹部

Claims

蛍光灯用に設けられた一対のソケット間に装着可能であり、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でＬＥＤを発光させる第一の電源回路と、内蔵するバッテリでＬＥＤを発光させる第二の電源回路と、通常時は第一の電源回路でＬＥＤを発光させると共に交流電力が供給されない非常時には第二の電源回路でＬＥＤを発光させる直管蛍光灯型ＬＥＤランプであって、その筐体が、断面略半円形であってその両端に係止片を有するカバーと、断面略半円形の外周部と、その両端に形成されてカバーの係止片を着脱可能に収容する係合凹部と、断面の直径よりカバー側にずらした位置に設けられるＬＥＤ実装基板貼着面とを有して筒状に形成されたヒートシンクと、ヒートシンクのＬＥＤ実装基板貼着面のカバー側表面に貼着される高反射シートとからなり、カバーの係止片をヒートシンクの係合凹部に係合させたときには既存蛍光管と同様の外観を呈する略真円筒形状の筐体が得られると共に、筒状のヒートシンクの内部には前記外周部と前記平板状のＬＥＤ実装基板貼着面との間に前記バッテリを収容するに十分な空間が確保されることを特徴とする、直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。
前記カバーがポリカーボネートの押出成形により形成され、前記ヒートシンクがアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出成形により形成されることを特徴とする、請求項１記載の直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。