JP3185411U - 直管蛍光灯型ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】好適な筐体構造を有する直管蛍光灯型ＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】バッテリ１８を内蔵する直管蛍光灯型ＬＥＤランプの筐体３０が、カバー４０とヒートシンク５０を係合させて組み付けることにより形成される。ヒートシンクは、断面略半円形の外周部５３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底板５４とを有して筒状に形成され、外周部と底板との間の空間５５内の幅方向略中央にバッテリが配置されるとともに、該空間内においてバッテリの片側または両側に立設された回路基板５６の外側面５７に電源回路などを構成する各種部品２１が取り付けられる。これにより、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、高容量のバッテリを内蔵することができる。ＬＥＤ１３は底板の下面に固定される。
【選択図】図３

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 特開２０１０−２１１９６１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、これを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、直流電源と共に、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、交流電力が供給され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、通常時には直流電源を用いて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（たとえば特許文献２）が、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、非常灯として機能させるに十分な容量のバッテリを収容することが困難である。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ランプでは断面略半円形状の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、第一の電源回路と第二の電源回路を切替制御する制御手段とを有する直管蛍光灯型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合部を有するカバーと、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合部と着脱可能に係合する被係合部と、断面の直径よりカバー側にずらした位置に設けられる底板とを有して筒状に形成されたヒートシンクとから形成され、前記バッテリがヒートシンクの外周部と底板との間の空間内の幅方向略中央に配置されるとともに、該空間内に配置されたバッテリの片側または両側に立設された回路基板の外側面に前記第一および第二の電源回路ならびに前記制御手段を構成する各種部品が取り付けられ、且つ、底板の下面にＬＥＤが固定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、前記ヒートシンク外周部の両端から内方に延長する延長部の先端に長手方向全長にわたって内向きに形成された一対の溝内に前記底板の両端部が収容された状態で該底板が長手方向にスライド移動可能に装着されることを特徴とする。

請求項３に係る本考案は、請求項１または２記載の直管蛍光灯型ＬＥＤランプにおいて、あらかじめ上面に前記バッテリおよび前記各種部品が取り付けられるとともに下面に前記ＬＥＤが取り付けられている前記底板をスライド移動させることにより前記筐体が得られることを特徴とする。

請求項４に係る本考案は、請求項１ないし３のいずれか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を押出成形することにより形成され、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を押出成形すること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、ヒートシンクの底板が断面の直径よりカバー側にずらした位置に設けられるのでヒートシンク外周部と底板との間に大きな空間が形成されるとともに、第一および第二の電源回路ならびに制御手段を構成する各種部品が、底板上ではなく、該空間内の幅方向片側または両側に立設した回路基板の外側面に取り付けられるので、該空間をバッテリ収容空間として最大限に利用することができる。したがって、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、高容量のバッテリを使用することができる効果がある。

請求項２記載の本考案によれば、ヒートシンクの底板が、その両端部が溝内に嵌合された状態で長手方向にスライド移動可能であるので、あらかじめ底板の上面に回路基板（各種部品取付済）およびバッテリを固定するとともに下面にＬＥＤを固定して一体化しておいた底板組立体を準備しておき、底板の両端部を溝に挿入させてスライド移動させていくことにより、ヒートシンク５０内の空間５５に収容・配置すべき各種部品やバッテリなどを所定位置に容易に配置させることができ、組立作業が容易である。

請求項３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ランプの正面図である。 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。 図１のＡ−Ａ拡大断面図である。 図１のＢ部をヒートシンクを透視して見たときの拡大平面図である。

図１ないし図４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、断面略円筒形に形成される筐体３０の内部に電源回路、制御回路、バッテリ、ＬＥＤなど（後述）が収容固定されており、ＬＥＤからの射出光をカバー４０に透過または拡散させて照明する。

直管蛍光灯型ＬＥＤランプ１０は、口金部１１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１２に供給して、ＬＥＤ１３を発光させる電源回路（第一の電源回路１４）を有する。この第一の電源回路１４は、交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ１５（図２）のほか、ＡＣ−ＤＣコンバータ１５から出力される直流電力を整流する整流器、該直流電力を所定電圧に変換する電圧トランス、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（いずれも図２において図示省略）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１６がＯＮになると、第一の電源回路１４から直流電力がＬＥＤ駆動回路１２に供給されてＬＥＤ１３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１６のＯＦＦ操作により電力供給が停止すると消灯する。また、バッテリ１８を含む非常時用の電源回路（第二の電源回路１９）によってもＬＥＤ１３を発光させることが可能であり、コントローラ１７（制御手段）は、内部スイッチ２０を開閉制御することによって第一の電源回路１４と第二の電源回路１９を切替制御する。第一の電源回路１４による通常時は内部スイッチ２０がＯＮに維持されるが、停電などの非常時を検知すると内部スイッチ２０がＯＦＦとなってバッテリ１８からの電力でＬＥＤ１３を発光させる。また、コントローラ１７は、通常時には交流電力でバッテリ１８を充電するように制御する。

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横断面図であり、図４はその透視平面図である。この実施形態によれば、筐体３０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４０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５０とで構成され、カバー４０の両端に形成される係合部４１，４２を、ヒートシンク５０の両端に設けられる凹部５１，５２（被係合部）にそれぞれ係合させることによってカバー４０とヒートシンク５０を一体に組み付けて 筐体３０が形成される。筐体３０の外径は、既存蛍光管と同様の３２．５ｍｍである。

ヒートシンク５０は、両端に前記凹部５１，５２を有する断面略半円形の外周部５３と、断面の直径より下方（カバー４０側）にずらした位置に設けられる底板５４とを有して筒状に形成されており、外周部５３と底板５４とで囲まれた密閉空間５５内にバッテリ１８が収容されるとともに、その外側面５７に電源回路（第一の電源回路１４および第二の電源回路１９）を構成する各種の電装部品（前述のＡＣ−ＤＣコンバータ１５，整流器，電圧トランス，電解コンデンサ，抵抗など）や制御手段構成部品（コントローラ１７，内部スイッチ２０など）を取り付けた回路基板５６が収容される。より詳しくは、底板５４が断面の直径よりカバー４０側にずらした位置に設けられることから、ヒートシンク５０の外周部５３の頂部と底板５４との間には筐体３０の半径より大きな間隔が確保されており、しかも、底板５４上には前述の各種電装部品や制御手段構成部品（これらを総括して「各種部品２１」とする）が配置されていないので、バッテリ１８を空間５５内の幅方向略中央に配置したときに、この大きな間隔を最大限に活用することができる。よって、既存蛍光管と同様の３２．５ｍｍ径の筐体３０であっても、大径すなわち大容量の市販リチウムイオンバッテリ１８を内蔵することができる。

各種部品２１はあらかじめ回路基板５６の片面に取り付けておき、この部品取付面を外側面５７として回路基板５６を空間５５内のバッテリ１８の片側または両側に立設させることにより、バッテリ１８のための収容空間を犠牲にすること無しに、各種部品２１の収容も可能となる。回路基板５６は、図３に示すように、バッテリ１８の片側に隣接させて立設しても良いし、バッテリ１８を挟むように両側に立設させても良い（図示せず）。回路基板５６は筐体３０（ヒートシンク５０）の長さ方向に延長する長尺板として使用することができるので、多くの場合はバッテリ１８の片側に一つ立設させれば各種部品２１をすべて取り付けるに十分な面積を確保することができるが、不足する場合は、バッテリ１８の両側に立設して、これら２枚の回路基板５６の各外側面５７に各種部品２１を適宜の配置で取り付けることができる。また、各種部品２１を取り付けるには一枚の回路基板５６を用いれば十分な場合であっても、左右の重量バランスを確保するために、バッテリ１８の両側に回路基板５６を設置しても良い。この場合、各回路基板５６に各種部品を適宜の配置で取り付けても良いし、あるいは、一方の回路基板５６にすべての必要な各種部品２１を取り付けて他方の回路基板５６はダミーで用いるものとしても良い。

なお、図３において、符号２３はバッテリ１８直列体の両端に接続される電極を示し、符号２４は電源１４，１９からバッテリ１８やＬＥＤ１３などに電源供給するために回路基板５６の穴（図示せず）を通って回路基盤５６の内側に引き出される電源ケーブルを示す。

底板５４の下面には高反射シート２２を介してＬＥＤ１３が長手方向に所定間隔で多数固定される。この実施形態の筐体３０構造によれば、外周においてカバー４０が略半円領域を確保しながら、ＬＥＤ１３は半円の直径より下方にずれて配置されるヒートシンク底板５４の下面に固定されているので、高反射シート２２による反射とも相俟って、ＬＥＤ１３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。また、外観的にはカバー４０とヒートシンク５０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。

本考案において、底板５４がヒートシンク５０の一構成要素としてあらかじめ固定されている実施形態を採用することも可能であるが、図示実施形態では、底板５４が長手方向にスライド移動可能に設けられている。すなわち、ヒートシンク外周部５３の両端に形成される係合用の凹部５１，５凹部から各々内方に延長する延長部５８の先端に内向きに開口する溝５９が長手方向全長にわたって形成されており、この一対の溝に底板５４の両端部が収容されている。したがって、ＬＥＤランプ１０の両端に設けられている口金部１１，１１の少なくとも一方が取り外されて筐体３０の少なくとも一端が開口されている状態で、その開口端から、底板５４の両端部を溝５９，５９に挿入し、そのまま長手方向にスライド移動させることによって、底板５４を所定位置に容易に装着することができる。特に、あらかじめ底板５４の上面に各種部品２１が取り付けられた回路基板５６およびバッテリ１８を固定するとともに下面にはＬＥＤ１３を固定して一体化しておいた底板組立体を準備しておき、これを上記のようにスライド移動させることにより、ヒートシンク５０内に収容すべき各種部品２１やバッテリ１８などを所定位置に容易に配置させることができ、組立作業が大幅に効率化する。

１０ 直管蛍光灯型ＬＥＤランプ
１３ ＬＥＤ
１４ 第一の電源回路
１７ コントローラ（制御手段）
１８ バッテリ
１９ 第二の電源回路
２１ 各種部品（第一および第二の電源回路を構成する電装部品、コントローラに関連する部品など）
３０ 筐体
４０ カバー
４１，４２ 係合部
５０ ヒートシンク
５１，５２ 凹部（被係合部）
５３ 外周部
５４ 底板
５５ ヒートシンクの内部空間
５６ 回路基板
５７ 外側面

Claims (4)

1. 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、第一の電源回路と第二の電源回路を切替制御する制御手段とを有する直管蛍光灯型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合部を有するカバーと、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合部と着脱可能に係合する被係合部と、断面の直径よりカバー側にずらした位置に設けられる底板とを有して筒状に形成されたヒートシンクとから形成され、前記バッテリがヒートシンクの外周部と底板との間の空間内の幅方向略中央に配置されるとともに、該空間内に配置されたバッテリの片側または両側に立設された回路基板の外側面に前記第一および第二の電源回路ならびに前記制御手段を構成する各種部品が取り付けられ、且つ、底板の下面にＬＥＤが固定されることを特徴とする、直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。
2. 前記ヒートシンク外周部の両端から内方に延長する延長部の先端に長手方向全長にわたって内向きに形成された一対の溝内に前記底板の両端部が嵌合された状態で該底板が長手方向にスライド移動可能に装着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。
3. あらかじめ上面に前記バッテリおよび前記各種部品が取り付けられるとともに下面に前記ＬＥＤが取り付けられている前記底板をスライド移動させることにより前記筐体が得られることを特徴とする、請求項１または２記載の直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。
4. 前記カバーがポリカーボネートを押出成形することにより形成され、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を押出成形することにより形成されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか記載の直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。