JP3199947U - キャップ及びled直管ランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】ランプ管とキャップとを接着する際に、電磁誘導技術により、熱接着剤の硬化を実現することができ、接着が容易になるLED直管ランプ及びLED直管ランプに用いるキャップを提供する。【解決手段】LED直管ランプは、ランプ管1を含み、キャップは、ランプ管の端部と嵌合する絶縁管302と、絶縁管の内周面に設けられる磁気金属部材9と、磁気金属部材の内周面を覆う熱接着剤6とを含む。【選択図】図9

Description

本考案は、照明器具分野に関し、具体的にはキャップ及びこのキャップを用いるLED直管ランプとその光源設計、電子ユニット及びキャップ構造に関する。
LED直管ランプは、一般的には、ランプ管と、ランプ管内に設けられ、光源を有する基板と、ランプ管の両端に設けられるキャップとを備え、キャップ内には電源が設けられ、光源と電源との間は基板を介して電気的に接続されている。
従来のLED直管ランプは、以下のような品質問題が現れ易い。
(1)一般的には、基板は剛性板であり、ランプ管が破損した場合、特に一部が破損した時、LED直管ランプは全体が直管の状態のままであるため、ユーザはランプ管がまだ使用できると誤って判断して、取り付ける場合は、漏電による感電事故が発生する恐れがある。
(2)従来のLED直管ランプにおいて、剛性基板とキャップの間は、金属のワイヤーを介して、ワイヤー・ボンディングによって電気的に接続されている。しかし、製造、搬送及び使用の過程において、ボンディングされたワイヤーが搬送などにより破断され、品質上の問題となる。
(3)従来のLED直管ランプにおいて、キャップとランプ管とを接着する場合、一般的には熱接着剤またはシリカゲルを用いる。ランプ管を直接キャップに嵌合した後、熱接着剤の溢れ出すことを制御し難い。余った熱接着剤を除去しない場合、見た目上だけではなく、光が遮断される問題が生じる。一方、余った熱接着剤を除去する場合、製造工程の後半における拭き取り作業が煩雑であるため、生産性に影響を与える。
(4)従来技術のランプ管は、一般的には均等の円筒状であり、キャップがランプ管を外嵌し、熱接着剤により接着されているため、ランプ管の外径よりもキャップの外径を大きくする必要がある。梱包する際に、梱包材も一般的には均等の筒状のケースであるため、キャップのみに接触することで、付勢がキャップだけに集中してしまい、搬送過程において、キャップとランプ管との接続箇所では破裂が生じ易い。この点について、公開番号がUS20100103673Aである米国特許出願にはLED直管ランプが開示されており、ランプ管がガラスであり、キャップをガラスのランプ管に嵌め込むことで、ガラスのランプ管の両端において、内側から外側に付勢させるように構成されている。しかし、同じ付勢条件において、外側から内側に付勢する場合より、内側から外側に付勢する場合は耐力が弱いため、上記のLED直管ランプが破裂し易い。
(5)従来のLED直管ランプにおいて、光源は、基板に配列される複数のLED結晶粒であるため、それぞれの結晶粒の点光源特性により、適宜の光学処理が施されていない場合、ランプ管全体の輝度が不均一となり、外部からランプ管を見る時に粒感が生じ、ユーザの視覚の快適度に影響を与える。また、その他の角度から光源から発する光を見えないため、視角の面においても欠点がある。上記の問題について、出願番号がCN201320748271.6である特許出願には、視覚上の粒感を低減するように、拡散管を用いて、ガラス管に挿入する技術が提案されている。しかし、拡散管の設置により、光の伝播経路に一つの境界面を増やされ、光が伝播される時に全反射の確率が増えるため、光の出力効率を低下させてしまう。また、拡散管が旋光を吸収するため、これも光の出力効率を低下させる一因となる。
本考案は、上記従来の課題を解決するため、キャップ及びLED直管ランプを提供することを目的とする。
本考案に係るLED直管ランプは、ランプ管と前記ランプ管の一端に設置されるキャップと、前記キャップ内に設置される電源と、前記ランプ管内に設置され、光源が設けられる基板とを含み、前記光源と前記電源との間は、前記基板を介して電気的に接続され、前記基板は、可撓性回路基板である。
また、前記可撓性回路基板は、一層の導電効果のある配線層を含み、前記光源は、前記配線層に設けられ、前記光源は、前記配線層を介し、前記電源と電気的に接続されてもよい。
また、前記可撓性回路基板は、さらに、前記配線層と積層される一層の誘電層を有し、前記誘電層は、前記配線層において、光源と背向する側に設けられ、前記ランプ管の内周面に固定されてもよい。
また、前記可撓性回路基板の前記ランプ管の周方向に沿って延伸する長さと、前記ランプ管の内周面全周との比率は、0.3〜0.5の範囲であってもよい。
また、前記可撓性回路基板の表面には、さらに、一層の回路保護層が設けられてもよい。
また、前記可撓性回路基板と前記電源との間は、ワイヤー・ボンディングにより接続されてもよい。
また、前記可撓性回路基板の前記ランプ管の軸方向における両端は、前記ランプ管の内周面に固定されていなくてもよい。
また、前記可撓性回路基板の前記ランプ管の軸方向における両端には、それぞれ、自由部が形成され、当該自由部は前記ランプ管の内部に向けて湾曲変形してもよい。
また、前記可撓性回路基板は、直接、前記電源と半田接続されてもよい。
また、前記可撓性回路基板は、複数層の配線層と複数層の誘電層を含み、前記誘電層と前記配線層とは、交互に積層され、前記光源は前記複数層の配線層の最上層に設けられ、前記複数層の配線層の最上層を介して、前記電源と電気的に接続されてもよい。
また、前記ランプ管は、本体と端部とを有し、前記端部の外径は前記本体の外径よりも小さく、前記キャップは、前記端部を外嵌してもよい。
また、前記端部と前記本体との間には、渡り部が形成されてもよい。
また、前記可撓性回路基板は、前記渡り部に登って、前記電源と電気的に接続されてもよい。
また、前記可撓性回路基板は、直接、前記電源と半田接続されてもよい。
また、前記渡り部の長さは、1mm〜4mmであってもよい。
また、前記LED直管ランプには、さらに、反射膜が設けられ、当該反射膜は、前記ランプ管の内周面において、さらに、周方向に沿って、前記ランプ管の内周面の一部を占める、としてもよい。
また、前記光源が前記ランプ管の内周面に貼り付けられ、前記反射膜が前記ランプ管の周方向に沿うように、前記光源の片側または両側に配置される、としてもよい。
また、前記光源が前記ランプ管の内周面に貼り付けられ、前記反射膜には、前記光源と対応するように孔が設けられ、前記光源が前記孔に設けられる、としてもよい。
また、前記可撓性回路基板は、前記反射膜に設けられてもよい。
また、前記可撓性回路基板は、前記ランプ管の周方向において、前記反射膜側に位置してもよい。
また、前記可撓性回路基板は、前記ランプ管の周方向における両側に、それぞれ、反射膜を有し、前記可撓性回路基板の周方向に沿う両側における反射膜の面積が実質的に同じであってもよい。
また、前記反射膜の前記ランプ管の周方向に沿って延伸する長さと、前記ランプ管の内周面全周との比率は、0.3〜0.5の範囲であってもよい。
また、前記可撓性回路基板は、前記反射膜の反射率は85%よりも大きくてもよい。
また、前記反射膜の反射率は、90%よりも大きくてもよい。
また、前記反射膜の厚みは、140μm〜350μmであってもよい。
また、前記反射膜の厚みは、150μm〜220μmであってもよい。
また、前記LED直管ランプは、さらに、拡散層を含み、前記光源からの光線は前記拡散層を透過し、前記ランプ管から出射する、としてもよい。
また、前記拡散層は、前記ランプ管の内周面または外周面を覆う拡散コーティング層であってもよい。
また、前記拡散層は、前記光源の表面を覆う拡散コーティング層であってもよい。
また、前記拡散層の厚みは、20μm〜30μmの範囲である、としてもよい。
また、前記拡散層は、光源と接触せず、光源の外を被るように設けられる拡散シートであってもよい。
また、前記拡散層は、85%〜96%の光透過率を有する、としてもよい。
また、前記拡散層は、光透過率が92%〜94%であり、厚みが200μm〜300μmの範囲である、としてもよい。
また、本考案は、さらに、ランプ管と前記ランプ管の端部外に設けられるキャップとを含むLED直管ランプを提供し、前記キャップは、前記ランプ管の端部に外嵌する絶縁管と、前記絶縁管の内周面に固着される磁気金属部材とを含み、前記磁気金属部材の少なくとも一部が、前記絶縁管の内周面と前記ランプ管の端部との間に位置する。
また、前記磁気金属部材と前記ランプ管端部とは、接着により固定される、としてもよい。
また、前記磁気金属部材と前記ランプ管の端部とは、熱接着剤により固定される、としてもよい。
また、前記磁気金属部材の全体は前記絶縁管内に位置してもよく、前記熱接着剤は前記磁気金属部材の前記ランプ管に向ける内面を覆う、としてもよい。
また、前記熱接着剤は前記ランプ管の端部の端面を覆い、前記拡散コーティング層はランプ管の端部の端面に塗布され、前記拡散コーティング層と前記熱接着剤との摩擦力が、前記拡散コーティング層が塗布されていない場合の前記ランプ管の端部の端面と前記熱接着剤との摩擦力よりも大きい、としてもよい。
また、前記絶縁管の内周面には、径方向に沿って内部に突出して延伸する支持部が含まれ、前記磁気金属部材が前記絶縁管の軸方向に沿って、前記支持部に当接する、としてもよい。
また、前記支持部の前記絶縁管の径方向における厚みは、1mm〜2mmである、としてもよい。
また、前記絶縁管の内周面には、さらに、径方向に沿って内部に突出して延伸する凸部が含まれ、前記凸部は前記磁気金属部材の外周面と前記絶縁管の内周面との間に位置することで、前記磁気金属部材の外周面と前記絶縁管の内周面との間に隙間を形成させ、前記凸部の厚みは前記支持部よりも小さい、としてもよい。
また、前記凸部の厚みは0.2mm〜1mmである、としてもよい。
また、前記凸部は、前記絶縁管の周方向に沿って延伸する環状であり、または、前記凸部は、前記絶縁管の内周面に沿って配列される複数の凸体を含む、としてもよい。
また、前記複数の凸体は、前記絶縁管の内周面に沿って、等ピッチで配列されていてもよい。
また、前記複数の凸体は、前記絶縁管の内周面に沿って、不等ピッチで配列されていてもよい。
また、前記磁気金属部材の内径は、ランプ管の端部の外径よりも大きくてもよい。
また、前記ランプ管は、本体と、前記本体の両端にそれぞれ位置する端部を含み、前記端部の外径は前記本体の外径よりも小さい、としてもよい。
また、前記端部の外径と前記本体の外径との差は、1mm〜10mmの範囲である、としてもよい。
また、前記キャップの外径と前記本体の外径とは等しい、としてもよい。
また、前記端部と前記本体との間に渡り部を有し、前記渡り部の長さは1〜4mmの範囲である、としてもよい。
また、さらに、電源を含み、前記電源の一端は金属ピンを有し、キャップには、前記電源と接続するための中空導電ピンが設けられる、としてもよい。
また、本考案は、さらに、ランプ管と、前記ランプ管と嵌合するキャップとを含むLED直管ランプを提供し、前記キャップは、絶縁管と、前記絶縁管の外周面に設けられる熱伝導部とを含み、前記熱伝導部と前記ランプ管との間は、接着により固定される。
また、軸方向における前記ランプ管に向かう方向において、前記絶縁管は、軸方向に沿って接する第1管と第2管とを含み、前記第2管の外径は前記第1管の外径よりも小さい、としてもよい。
また、前記熱伝導部は、前記第2管の外周面に設けられ、前記熱伝導部の外面と、前記第1管の外周面とは面一である、としてもよい。
また、前記第2管の少なくとも一部は、前記ランプ管を外嵌し、前記熱伝導部と前記ランプ管との間は、熱接着剤により接着される、としてもよい。
また、前記第2管の前記第1管と離れる一端には、1つまたは複数の切り欠き部が設けられ、前記複数の切り欠き部は周方向に沿って配列されていてもよい。
また、前記熱伝導部の前記キャップの軸方向における長さと、前記絶縁管の軸方向における長さの比率は、1:2.5〜1:5の間である、としてもよい。
また、前記ランプ管の前記キャップに入る部分の長さは、前記熱伝導部の長さの1/3〜2/3である、としてもよい。
また、前記第1管と第2管の外径の差は、0.15mm〜0.3mmの範囲である、としてもよい。
また、前記熱伝導部は、金属シートであってもよい。
また、前記熱伝導部は、管状であってもよい。
また、前記絶縁管は、プラスチック管であってもよい。
また、前記ランプ管は、ガラス管であってもよい。
また、前記ランプ管は、本体と、前記本体の両端にそれぞれ位置する端部とを含み、前記キャップは前記端部と嵌合し、少なくとも1つの前記端部の外径は前記本体の外径よりも小さく、端部と対応するキャップの外径と前記本体の外径とは等しい、としてもよい。
また、端部の外径が前記本体の外径より小さい場合、端部と対応する外径と前記本体の外径との差は1mm〜10mmの範囲である、としてもよい。
また、端部と対応する外径と前記本体の外径との差は2mm〜7mmの範囲である、としてもよい。
また、前記端部と前記本体との間は渡り部を有し、前記渡り部の長さは1〜4mmの範囲である、としてもよい。
また、前記第2管と、前記熱伝導部の内面と、前記端部の外面と、前記渡り部の外面とは、収納空間を形成する、としてもよい。
また、前記熱接着剤は、前記収納空間に存在する、としてもよい。
また、前記熱接着剤は、前記収納空間の全体を充填していない、としてもよい。
また、前記熱接着剤の一部は、前記第2管の内面と端部の外面との間の空間に存在する、としてもよい。
また、前記熱接着剤が前記収納空間に充填される位置は、ランプ管の軸方向と垂直する第1の擬似平面を通過し、前記第1の擬似平面は、径方向に沿って、前記熱伝導部、前記熱接着剤、前記ランプ管の外周面の順に通過する、としてもよい。
また、前記熱接着剤が前記収納空間に充填される位置は、ランプ管の軸方向と垂直する第2の擬似平面を通過し、前記第2の擬似平面は、径方向に沿って、前記熱伝導部、前記第2管、前記熱接着剤、前記端部の順に通過する、としてもよい。
また、熱接着剤が前記収納空間に充填される位置は、ランプ管の軸方向と垂直する第1の擬似平面を通過し、前記第1の擬似平面は、径方向に沿って、前記熱伝導部、前記熱接着剤、前記ランプ管の外周面の順に通過し、さらに、前記熱接着剤が前記収納空間に充填される位置は、ランプ管の軸方向と垂直する第2の擬似平面を通過し、前記第2の擬似平面は、径方向に沿って、前記熱伝導部、前記第2管、前記熱接着剤、前記端部の順に通過する、としてもよい。
また、さらに、電源を含み、前記電源の一端は金属ピンを有し、キャップには、電源と接続するための中空導電ピンが設けられる、としてもよい。
また、本考案は、さらに、LED光源を提供し、前記光源は溝を有するリードフレームを含み、LED結晶粒は前記溝に設けられ、前記リードフレームは第1側壁と第2側壁を有し、前記第1側壁は前記第2側壁よりも低い。
また、前記第1側壁の内面は斜面であり、前記斜面は前記溝の外部に面する、としてもよい。
また、前記斜面は、平面であってもよい。
また、前記平面と前記溝の底面とが挟む角は、105度〜165度の範囲である、としてもよい。
また、前記平面と前記溝の底面とが挟む角は、120度〜150度の範囲である、としてもよい。
また、前記斜面は弧面であってもよい。
また、本考案は、さらに、LED光源と前記光源を収納するためのランプ管とを含むLED直管ランプを提供し、前記光源は、溝を有するリードフレームと、前記溝に設けられるLED結晶粒とを含み、少なくとも一つの光源の前記リードフレームは、前記ランプ管の長手方向に沿って配置される第1側壁と、前記ランプ管の短手方向に沿って配置される第2側壁とを有し、前記第1側壁は前記第2側壁よりも低い。
また、本考案は、さらに、LED光源と前記光源を収納するためのLED直管ランプを提供し、前記光源は、溝を有するリードフレームと、前記溝に設けられるLED結晶粒とを含み、少なくとも一つの光源の前記リードフレームは、前記ランプ管の短手方向に沿って配置される第1側壁と、前記ランプ管の長手方向に沿って配置される第2側壁とを有し、前記第1側壁は前記第2側壁よりも低い。
また、前記ランプ管の内面に密着される基板を含み、前記光源は前記基板に設けられていてもよい。
また、本考案におけるLED結晶粒は長尺の矩形であり、その長さと幅との比例は2:1〜10:1の範囲であり、望ましい範囲は2.5:1〜5:1であり、最も好適な範囲は3:1〜4.5:1である。
また、前記ランプ管の内周面には反射膜が貼り付けられ、前記反射膜は、前記基板の両側に設けられ、前記ランプ管の周方向に沿って延伸していてもよい。
また、前記反射膜の長さは、前記ランプ管の円周の30%〜50%を占める、としてもよい。
また、前記光源は複数を有し、複数の光源は一列または複数の列に配列され、各列の光源は前記ランプ管の長手方向に沿って配置される、としてもよい。
また、前記ランプ管は、ガラス管またはプラスチック管である、としてもよい。
また、前記複数の光源のリードフレームにおいて、前記ランプ管の短手方向に沿う同じ側における全ての第2側壁は、同一の直線に位置する、としてもよい。
また、前記ランプ管の短手方向に沿う最も外側における2列の光源は、各列の複数の光源のリードフレームにおいて、前記ランプ管の短手方向に沿う同じ側における全ての第2側壁は、同一の直線に位置する、としてもよい。
また、本考案は、さらに、ランプ管を含むLED直管ランプに用いるキャップを提供し、前記LED直管ランプはランプ管を含み、前記キャップは、前記ランプ管の端部と嵌合する絶縁管と、前記絶縁管の内周面に設けられる磁気金属部材と、前記磁気金属部材の内周面を覆う熱接着剤とを含む。
また、前記熱接着剤は、前記磁気金属部材の内周面の全体を覆う、としてもよい。
また、前記磁気金属部材は環状であってもよい。
また、前記磁気金属部材は、少なくとも一つの孔構造を有する、としてもよい。
また、前記孔構造の面積は、前記磁気金属部材の表面面積の10%〜50%を占める、としてもよい。
また、前記孔構造は複数であり、前記キャップの周方向に沿って等ピッチまたは不等ピッチで配列される、としてもよい。
また、前記孔構造は複数であり、前記キャップの周方向に沿って不等ピッチで配列される、としてもよい。
また、前記磁気金属部材の前記絶縁管に面する表面には、圧痕構造を有する、としてもよい。
また、前記圧痕構造は、磁気金属部材の内面から外面に突起する、としてもよい。
また、前記圧痕構造は、磁気金属部材の外面から内面に突起する、としてもよい。
また、前記磁気金属部材は、前記絶縁管と同軸の管状であってもよい。
また、前記磁気金属部材は、円形環状または非円形環状であってもよい。
また、前記磁気金属部材は、楕円形環状であってもよい。
また、本考案は、さらに、ランプ管と、上記記載のいれずのキャップとを含むLED直管ランプを提供し、前記ランプ管は本体と端部を含み、前記端部の外径は前記本体の外径よりも小さく、前記キャップは前記端部に外嵌される。
従来技術と比較し、本考案の技術方案は以下の長所を有する。
基板として可撓性回路基板を用いることで、ランプ管が破裂したとしても、例えばランプ管が2つに割れて直管の状態ではなくなった場合でも、ユーザに直管ランプがまだ使用できると認識させて取り付けようと思わせることをなくすことができ、感電事故を避けることができる。
さらに、可撓性回路基板がキャップの電源出力端に直接半田接続されているため、搬送する際に破断が発生し難い。
さらに、ランプ管内には拡散層が設けられ、光が拡散層を透過する時に乱反射され、ムラのない面光源のように見えるので、光学拡散効果が実現され、直管ランプ全体の輝度を均一にすることができる。ランプ管の内面に拡散層を設けることで、ユーザの視覚上の粒感を減軽することができ、快適度を向上することができる。また、拡散層の厚みは非常に小さいため、光の出力効率を最大限に確保することができる。
さらに、ランプ管内には反射膜が設けられるため、側面からランプ管を見た場合に、反射膜に遮られることで、ユーザが他の角度から光源によって発せられる光線を見ることができるとともに、光源からの光が反射膜の反射作用によって、光をより多く反射膜が塗布されていない方向に照射するように、直管ランプの照射角度を制御することができるので、LED直管ランプはより少ない消費電力で、同様な照射効果を実現することができ、省エネ性能を高めることができる。
さらに、キャップに磁気金属シートを設けることで、ランプ管とキャップとを接着する際に、電磁誘導技術により、熱接着剤の硬化を実現することができるので、接着が容易になり、効率が向上する。
さらに、ランプ管の一端または両端の外径を狭めることで、外径が本体より小さい端部を形成し、キャップの外周面と本体の外周面とを面一にすることにより、梱包材をランプ管とキャップとを均等に接触させ、LED直管ランプ全体における付勢が均一となり、搬送時の破損を防止することができる。また、キャップを渡り部(すなわち、狭まる箇所)においてランプ管と接着し、ランプ管の端部と本体との間に段差が形成されることにより、熱接着剤が本体に溢れ出すことを抑制することができ、手作業による拭き取り等の煩雑作業を省くことができるので、生産性が向上する。
さらに、キャップに熱伝導部が設けられ、キャップとランプ管との接続において、熱伝導により、熱接着剤の硬化を実現することができるので、接着が容易になり、効率が向上する。
さらに、光源は溝を有するリードフレームを含み、リードフレームは第1側壁と第2側壁を有し、LED結晶粒は溝に設けられ、リードフレームに前記ランプ管の長手方向に沿って延伸する第2側壁が設けられることで、ユーザが横側からランプ管を見る場合、LED結晶粒が第2側壁により遮られるので、粒感が減軽され、視覚上の快適度が向上する。また、リードフレームの第1側壁を第2側壁より低くすることにより、LED結晶粒からの光線が第1側壁を越えて外部に照射するので、光の照射強度が増加され、省エネ効果を実現することができる。
さらに、各列における複数の光源のリードフレームにおいて、第2側壁がランプ管の長手方向に沿って延伸し、ランプ管の短手方向における同一側の全ての第2側壁が同一の直線に位置することで、ランプ管の長手方向において照射する光のロスを減軽することができるとともに、第2側壁が一面の壁となるように配列されることで、ユーザの視線が光源に届くことをより効果的に阻止することができる。
図1は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプの立体図である。 図2は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプの立体分解図である。 図3は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプにおけるランプ管の端部の構成を示す図である。 図4は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプにおけるキャップの第1構成であるキャップ外部の構成を示す図である。 図5は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプにおけるキャップの第2構成であるキャップ内部の構成を示す図である。 図6は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプにおける電源の構成を示す図である。 図7は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプにおけるキャップとランプ管との接続位置の構成を示す図である。 図8は、本考案の実施の形態の変形例におけるプラスチック製キャップ(磁気金属部材と熱接着剤が含まれる)とランプ管が感応コイルに挿通され、加熱硬化される場合の概略図である。 図9は、図8のプラスチック製キャップ(磁気金属部材と熱接着剤が含まれる)の立体断面図である。 図10は、プラスチック製キャップにおける絶縁管の内周面上に設けられた支持部と凸部を示す立体構造図である。 図11は、図10のX−X線における断面図である。 図12は、径方向から見た時に、磁気金属部材が少なくとも1つの孔構造を有する様子を示す概略図である。 図13は、径方向から見た時に、磁気金属部材が少なくとも1つの圧痕構造を有する様子を示す概略図である。 図14は、図10の絶縁管とランプ管とが結合した後のランプ管の管軸に垂直な断面図であり、磁気金属部材の円形環状構造を示す図である。 図15は、磁気金属部材が楕円環状構造である場合におけるランプ管の管軸に垂直な断面図である。 図16は、LED直管ランプにおける可撓性回路基板が補強部に登って電源出力端と半田接続する構成を示す図である。 図17は、2層の可撓性回路基板の層構造を示す図である。 図18は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプのランプ管の管軸に垂直な断面図である。 図19は、図18の変形例1における反射膜が基板の片側と接する状態の管軸に垂直な断面図である。 図20は、図18の変形例2におけるランプ管の管軸に垂直な断面図である。 図21は、図18の変形例3におけるランプ管の管軸に垂直な断面図である。 図22は、図18の変形例4におけるランプ管の管軸に垂直な断面図である。 図23は、本考案の実施の形態に係るLED直管ランプの光源におけるリードフレームを示す立体構造図である。
背景技術に言及した問題及び上述課題を解決するため、本願考案者らが鋭意検討した結果、ガラス製直管を元に、新型のLED直管ランプを提案した。
以下、本考案の上述目的、特徴及び長所を分かり易くするため、図面を参照しながら本考案の具体的な実施の形態を説明する。
本考案の実施の形態では、図1〜2に示すように、ランプ管1と、ランプ管1内に設けられる基板2と、ランプ管1の両端にそれぞれ設けられる2つのキャップ(口金)3とを備えるLED直管ランプを提供する。ランプ管1は、プラスチック製直管或いはガラス製直管を用いることができる。本実施の形態には、補強部を有するガラス製直管を用いることで、従来のガラス製直管が破裂し易く、破裂によって漏電から引き起こした感電事故を防止することができ、プラスチック製直管の老化し易い問題も回避することができる。
ランプ管の強化は、化学的方法或いは物理的方法を用いてガラスを二次補強することができる。化学的方法は、基本的な原理として、ガラス表面の組成を変化させることにより、ガラスの強度を増加する。具体的には、他のアルカリ金属イオンをガラス表面層のNaイオン、または、Kイオンとイオン交換させることで表面にイオン交換層を形成し、常温に冷却した後、ガラスの内側が引っ張られることで外側が圧縮される状態となり、強度を増加する目的が実現できる。高温型イオン交換法、低温型イオン交換法、脱アルカリ法、表面結晶法、ケイ酸ナトリウム強化法等を用いることができるが、これらの方法に限定されない。
1、高温型イオン交換法
ガラスの軟化点と転移点の間の温度域において、NaOまたはKOを含むガラスをリチウム溶融塩に浸し、ガラス中のNaイオンまたはそれらよりも半径が小さい溶融塩中のLiイオンと置換させ、室温に冷却した後、Liイオンを含む表面層と、NaイオンまたはKイオンを含む内面層との膨張係数が異なるため、表面には圧縮応力が残って強化される。同時に、ガラス中にAl、TiO等の成分が含まれていると、イオン交換により、膨張係数の非常に小さい結晶ができ、冷却後のガラス表面に非常に強い圧縮応力が生じ、強度が700MPaに達するガラスが得られる。
2、低温型イオン交換法
低温イオン交換法は、ガラスの転移温度より低い温度域において、表面層のアルカリイオン(例えば、Naイオン)よりイオン半径の大きい1価の陽イオン(例えば、Kイオン)をNaイオンで置換させ、Kイオン表面層に移動させる。例えば、NaO+CaO+SiO系統のガラスは、400℃以上の熔融塩に十数時間浸すことが可能である。低温型イオン交換法は、高い強度が容易に得られることができ、処理方法が簡単であり、ガラス表明の透明性を損なわなく、変形しない等の特徴がある。
3、脱アルカリ法
脱アルカリ法は、亜硫酸ガスと水分を含む高温雰囲気において、Pt触媒を利用してガラス処理を行い、Naイオンをガラス表面層から浸出させ、亜硫酸と反応させることで、表面層はSiOリッチ層になったため、表面層が低膨張性のガラスになり、冷却すると圧縮応力が生じる。
4、表面結晶法
表面結晶法は、高温型イオン交換法と異なり、熱処理のみによって表面層に膨張係数の低い微結晶が形成され、強化させる方法である。
5、ケイ酸ナトリウム強化法
ケイ酸ナトリウム強化法は、ケイ酸ナトリウム(水ガラス)の水溶液を、100℃以上の数大気圧の状態において処理を行い、表面層に引っかけ傷の付け難い高強度なガラスが得られる。
ガラスの物理的強化は、コーティング方法または物理的構成を変える方法が挙げられるが、これらの方法に限定されない。コーティング方法は、必要となる塗布の基質に基づいて、被覆剤の種類と状態が決められる。被覆剤は、例えば、タイル強化コーティング、アクリルコーティング、またはガラスコーティングなどが挙げられる。コーティングする時は、例えば、液体または気体塗布を用いる。物理的構成を変える方法に関しては、例えば、破裂し易い箇所に構造上の強化設計を施す。上記により、化学的方法にしても、物理的方法にしても、単一な実施方法に限定されず、物理的方法または化学的方法におけるいずれかを任意に組み合わせることが可能である。
本実施の形態では、構造強化設計を説明する。ランプ管1は、本体102と本体102の両端にある端部101とを備え、端部101には、キャップ3が外嵌される。少なくとも、1つの端部101の外径が本体102の外径よりも小さい。本実施の形態では、2つの端部101の外径がいずれも本体102の外径より小さい構成とする。具体的には、ランプ管1の両端に対し補強処理を施すことで、端部101に補強部構造が形成される。キャップ3は強化後の端部101に嵌合されることにより、キャップ3の外径とランプ管の本体102の外径との差が小さくなり、段差をほぼなくすことができる。つまり、キャップ3の外径と本体102の外径とは等しくなる。これにより、搬送する際に、梱包材がキャップ3だけに接触することなく、キャップ3及びランプ管1の両方に接触するので、キャップ3だけに集中することなく、LED直管ランプの全体における付勢が均一となるため、キャップ3とランプ管の端部101との接続部分だけが大きな圧力を受けることによる破裂を避けることができ、製品の品質を向上させることができ、外観もきれいになるメリットがある。
本実施の形態では、キャップ3の外径と本体102の外径とはほぼ同じであり、公差が±0.2mm(ミリメートル)以内、最大は±1mmを超えない。
キャップ3の外径と本体102の外径とをほぼ同じようにするためには、異なるキャップ3の厚みに応じて、強化後の端部101と本体102の外径との差の許容範囲は1mm〜10mmとしてもよく、さらに望ましいのは、強化後の端部101と本体102の外径との差の許容範囲は2mm〜7mmであってもよい。
本実施の形態において、図3に示すように、ランプ管1の端部101と本体102との間には、段差が滑らかとなるように渡り部103が形成される。渡り部103は弧状であり、渡り部103の軸方向における断面の形状は弧線状である。
渡り部103の長さは、1mm〜4mmであり、1mmより小さくすると、渡り部の強度が足りない。4mmより大きくすると、本体102の長さが短くなるので、発光面が小さくなるだけではなく、キャップ3の長さを本体102に合わせるように増やす必要があるため、キャップ3の材料を増加させてしまう。その他の実施の形態では、渡り部103は弧状ではなくてもよい。
T8規格の直管を例として、強化後の端部101の外径範囲は20.9mm〜23mmであり、20.9mmより小さくすると、端部101の内径が小さすぎるため、電源部材をランプ管1に挿入することができなくなる。本体102の外径範囲は25mm〜28mmであり、25mmより小さくすると、従来の加工条件では、両端に対する補強処理を施し難難くなる。28mmより大きくすると、業界の規格に合わなくなる。
続いて、図2に示すように、基板2には複数の光源202が設けられており、キャップ3内には電源5が設けられ、光源202と電源5との間は基板2を介して電気的に接続されている。
電源5は、ランプ管1の一端のキャップ3に設置される片側給電体(すなわち、全ての電源ユニットが1つの部材に集積されること)であってもよく、または、2つの部分に分けることもでき、所謂、2つの部分がそれぞれランプ管の両端のキャップ3に設置される両側給電体(すなわち、全ての電源ユニットが、2つの部材に分けて設置されること)であってもよい。ランプ管1は、一端のみ補強部を施す場合、電源として、優先的に片側給電体を選択し、強化後の端部101が対応するキャップ3に設置する。
片側給電体にしても、両側給電体にしても、電源の設置方法は複数の選択パターンがある。例えば、電源は、封止成型後のモジュールでもよい。具体的には、熱伝導率の高いシリカゲル(熱伝導係数≧0.7w/m・k)を用い、金型により、電源ユニットを封止成型することで、電源が形成される。この成型方法で得られる電源は、絶縁性、放熱性、及び外観の均一性がいずれも高く、他の構造部材との組み合わせが簡単というメリットがある。或いは、電源は封止成型しなくてもよい。例えば、露出状態の電源ユニットを直接キャップ内に設置してもよく、露出状態の電源ユニットを従来の熱収縮チューブで包んだキャップ3内に設置してもよい。
一般的には、図2を参照しながら、図4〜6に示すように、電源5の一端は雄型プラグ501を有し、他端は金属ピン502を有し、基板2の端部には雌型プラグ201が設けられ、キャップ3には外部電源と接続するための中空導電ピン301が設けられる。電源5の雄型プラグ501は、基板2の雌型プラグ201内に挿入され、金属ピン502はキャップ3の中空導電ピン301内に挿入される。この場合、雄型プラグ501と雌型プラグ201は中継プラグに相当し、電源5と基板2を電気的に接続する。金属ピン502が中空導電ピン301内に挿入した後、外部から中空導電ピン301をプレスすることで、中空導電ピン301を軽く変形させ、電源5上の金属ピン502に固定させて、電気的に接続することを実現する。
通電時、電流が中空導電ピン301、金属ピン502、雄型プラグ501、雌型プラグ201の順に、基板2に流れ込み、基板2を介して光源202に到達する。その他の実施の形態では、雄型プラグ501と雌型プラグ201の接続方法の代わりに、従来のワイヤー・ボンディング方法を利用してもよい。すなわち、従来の金属ワイヤーを用いて、金属ワイヤーの一端を電源に電気的に接続させ、他端を基板2に電気的に接続させる。しかし、ワイヤー・ボンディング方法は、搬送時に破断する恐れがあるため、品質が若干劣っている。
キャップ3をランプ管1に容易に接続し固定するため、本実施の形態はキャップ3に対し改良を行った。
図4、5を参照しながら、図7〜9に示すように、キャップ3がランプ管1に外嵌される場合、キャップ3は、端部101に外嵌し、渡り部103にまで延設され、渡り部103の一部に重ねられる。
キャップ3は、中空導電ピン301を加え、さらに、絶縁管302と、絶縁管302の外周面に設置される熱伝導部303とを含み、中空導電ピン301は絶縁管302に設置される。熱伝導部303の一端は絶縁管302からはみ出し、ランプ管1の一端と対向する。熱伝導部303のはみ出す部分(絶縁管からはみ出した部分)とランプ管1との間は熱接着剤6により接着されている。本実施の形態では、キャップ3は熱伝導部303を介して渡り部103に延設され、絶縁管302のランプ管1と対向する一端は渡り部103までに延伸されず、すなわち、絶縁管302のランプ管と対向する一端と渡り部103との間に一定の間隔を有する。本実施の形態では、絶縁管302が一般状態において導電性の優れたものでなければ、その材質はプラスチック、セラミックなどに限定されない。
熱接着剤6(所謂溶接マッドパウダー)の成分は、フェノール樹脂2127#、シェラック、ロジン、方解石(粉末)、酸化亜鉛、エタノールなどが望ましい。このタイプの熱接着剤6は高温加熱の状態で、物理上の状態が変化し、大きく膨張することで、硬化の効果が実現することができる。本来の粘着性を加えて、キャップ3をランプ管1に固着させることができ、LED直管ランプのオートメーション生産に適用できる。本実施の形態では、熱接着剤6が高温で加熱された後、膨張し流れるようになり、冷却することで硬化の効果が実現することができる。もちろん、本考案では、熱接着剤6の成分構成は上記に限定されず、所定の温度までに高温で加熱した後硬化する成分を用いてもよい。本考案における熱接着剤6は、電源ユニット等の放熱素子から生じる熱による高温環境によって信頼性が低くならないため、LED直管ランプの使用とともに、ランプ管1とキャップ3との粘着性が弱くなることを防ぐことができ、長期使用の信頼性が向上される。
具体的には、熱伝導部303のはみ出す部分の内周面とランプ管1の外周面との間に収納空間が形成され、熱接着剤6が当該収納空間(図7の破線Bが示す位置)に充填される。言い換えれば、熱接着剤6が充填される位置は、ランプ管1の軸方向と垂直する第1の擬似平面(図7中の破線Bによる平面)において、径方向に沿って内部に向かう方向を通過する。第1の擬似平面の位置において、熱伝導部303、熱接着剤6、ランプ管1の外周面はこの順で配置されている。熱接着剤6の塗布厚さは0.2mm〜0.5mmであってもよい。熱接着剤6は膨張した後硬化するので、ランプ管1と接触し、キャップ3をランプ管1に固定する。端部101と本体102との外周面は、高さが異なるため、熱接着剤6がランプ管1の本体102部分まであふれ出ることを抑制し、後続工程における拭き取り作業を省くことができ、LED直管ランプの生産性を向上することができる。
加工時に、外部の加熱機器により、熱が熱伝導部303を介して熱接着剤6に伝導された後、熱接着剤6を膨張、硬化させることによって、キャップ3をランプ管1に粘着し固定する。
本実施の形態では、図7に示すように、絶縁管302は、軸方向に沿って、互いに接する第1管302aと第2管302bを備える。第2管302bの外径は、第1管302aの外径よりも小さく、2つの管の外径差の範囲は、0.15mm〜0.3mmである。熱伝導部303は第2管302b的外周面に設置され、熱伝導部303の外面と第1管302aの外周面とを平面にすることで、キャップ3の外面は滑らかな面になるため、LED直管ランプ全体に梱包及び搬送する途中で受ける力を均一にすることができる。また、熱伝導部303がキャップ軸方向における長さと絶縁管302の軸方向における長さとの比率は、1:2.5〜1:5、すなわち、熱伝導部長さ:絶縁管長さは、1:2.5〜1:5である。
本実施の形態では、粘着の安定性を確保するため、本実施の形態において、第2管302bの少なくとも一部がランプ管1に外嵌するように設置されている。収納空間は、さらに、第2管302bの内面とランプ管の端部101の外面との間に空間を有する。熱接着剤6の一部は、第2管302bとランプ管1とが重なった部分(図7における破線Aが示す位置)の間に充填される。すなわち、熱接着剤6の一部は第2管302bの内面と端部101の外面との間に位置する。言い換えれば、熱接着剤6が前記収納空間に充填される位置は、ランプ管の軸方向と垂直する第2の擬似平面(図7中の破線Aによる平面)において、径方向に沿って内部に向かう方向を通過する。第2の擬似平面の位置において、熱伝導部303、第2管302b、熱接着剤6及び端部101はこの順で配置されている。ここで特に説明したいのは、本実施の形態において、熱接着剤6を上述した収納空間の全空間に充填させる必要がない点である(例えば、図中の収納空間は、さらに、熱伝導部303と第2管302bとの間に空間を有してもよい)。製造時に、熱伝導部303と端部101との間に熱接着剤6を塗布する際に、熱接着剤6の量を適当に増やして、後続の加熱工程において、熱接着剤6が膨張することにより第2管302bと端部101との間に流れ込むようにさせ、硬化することで両者を接着し接続する。
また、ランプ管1の端部101がキャップ3に挿入され、ランプ管1の端部101がキャップ3に挿入された部分の軸方向における長さは、熱伝導部303の軸方向における長さの1/3〜2/3の間を占める。このような構成のメリットは大きく以下の2つがある。一つは、中空導電ピン301と熱伝導部303とは十分な沿面距離を確保することができるので、通電時に短絡し難くいため、感電の危険性を抑制することができる。もう一つは、絶縁管302の絶縁作用により、中空導電ピン301と熱伝導部303との間の沿面距離を大きくすることができるので、高電圧時の感電リスクの測定を容易に行うことができる。
さらに、第2管302bの内面における熱接着剤6について、第2管302bは熱接着剤6と熱伝導部303の間に介在するので、熱が熱伝導部303から熱接着剤6に伝導する効果が減衰する。したがって、図5に示すように、本実施の形態は、第2管302bのランプ管1と対向する一端(すなわち、第1管302aと離れる一端)に複数の切り欠き部302cが設けられている。このように、熱伝導部303と熱接着剤6との接触面積を大きくすることで、熱が効率よく熱伝導部303から熱接着剤6に伝導され、熱接着剤6の硬化工程を加速することができる。また、ユーザが熱伝導部303に接触する時、熱伝導部303とランプ管1との間にある熱接着剤6の絶縁作用により、ランプ管1が破裂されても感電する恐れがない。
また、熱伝導部303は熱を効率よく伝導する材料を用いることが可能である。本実施の形態において、熱伝導部303は金属製のものであり、見た目上を考慮し、例えばアルミ合金を用いる。熱伝導部303は管状(或いは環状)であり、第2管302bに外嵌する。絶縁管302はあらゆる絶縁材料を用いることが可能であるが、熱伝導し難いものが望ましい。このように、熱がキャップ3の内部の電源ユニットに伝導されることによる電源ユニットの性能劣化を抑制することができる。本実施の形態における絶縁管302はプラスチック管である。
その他の実施の形態において、熱伝導部303は、第2管302bの周方向に沿って、一定のピッチまたはピッチを空けずに配列される複数の金属シートにより構成されてもよい。
その他の実施の形態では、キャップは他の態様で設置されてもよい。例えば、図8〜9に示すように、キャップ3は、絶縁管302を加えて、さらに、熱伝導部の代わりに磁気金属部材9を含む。磁気金属部材9は、絶縁管302の内周面に設置され、少なくとも一部が絶縁管302の内周面とランプ管の端部との間に位置し、ランプ管1とは、径方向において重なる部分を有する。
本実施の形態では、磁気金属部材9の全体が絶縁管302内に位置し、熱接着剤6が磁気金属部材9の内面(磁気金属部材9のランプ管1と対向する表面)に塗布され、ランプ管1の外周面に接着される。また、接着面積を大きくし、接着の安定性を向上するため、熱接着剤6が磁気金属部材9の内面を渡って塗布される。
製造時、感応コイル11と磁気金属部材9とは絶縁管302の径方向に沿って対向するように、絶縁管302を感応コイル11に挿入し設置する。加工時、感応コイル11に通電させ、感応コイル11が通電されることにより電磁界が形成され、磁気金属部材9に接することで電流に変換し、磁気金属部材9に熱を生成させる。すなわち、電磁誘導技術により、磁気金属部材9に熱を生成させ、熱が熱接着剤6に伝導され、熱を吸収した熱接着剤6は膨張し流れるようになり、冷却することで、熱接着剤6を硬化させ、キャップ3をランプ管1に固着することを実現する。エネルギーの伝導が均一になるように、できるだけ、感応コイル11を絶縁管302と同軸にする。本実施の形態では、感応コイル11と絶縁管302の中心軸とのズレは0.05mm未満である。接着した後、ランプ管1から離れるように、感応コイル11を抜き出す。本実施の形態では、熱接着剤6は熱を吸収した後、膨張し流れるようになり、冷却されることで硬化の効果を実現することができる。もちろん、本考案の熱接着剤6の成分の選択は限定されず、熱を吸収した後硬化する成分を用いてもよい。または、その他の実施の形態において、キャップ3に磁気金属部材9を別途設置する必要がなく、鉄、ニッケル、鉄とニッケルの混合物などの磁気伝導性の高い材料の粉末を、所定の割合で熱接着剤6に直接混入してもよい。加工時、感応コイル11を通電させ、感応コイル11が通電された後、熱接着剤6に均一に分布される磁気伝導率の高い材料の粉末に帯電させることで、熱接着剤6に熱を生成させる。熱接着剤6は熱を吸収し流れるようになり、冷却されることにより硬化され、キャップ3をランプ管1に固着することを実現することができる。
また、磁気金属部材9を安定して支持するように、絶縁管302の内周面における磁気金属部材9を支持する部位302dの内径を、その他の部分302eの内径よりも大きくし、段差を形成する。磁気金属部材9の軸方向における一端を段差面に当接させ、磁気金属部材9が設置された後のキャップの内面が面一となるように構成される。また、磁気金属部材9はどのような形状でもよく、例えば、周方向に配列されるシート状または管状等であってもよい。ここでは、磁気金属部材9を絶縁管302と同軸する管状に構成する。
その他の実施の形態において、絶縁管302の内周面における磁気金属部材9を支持する部位は以下の状態でもよい。すなわち、図10と図11に示すように、絶縁管302の内周面には、絶縁管302の内部に向かって突出して延伸する支持部313を有する。また、絶縁管302の内周面には、さらに、支持部313がランプ管の本体と対向する側に凸部310が設置されている。前記凸部310の径方向における厚さは、前記支持部313の径方向における厚さより小さい。図11に示すように、本実施の形態における凸部310と支持部313とは、軸方向において連続し、磁気金属部材9は、軸方向において、支持部313の上端部(つまり、支持部の凸部に向かう側の端面)と当接し、周方向において、凸部310の径方向の内側と当接する。言い換えれば、少なくとも、凸部310の一部は磁気金属部材9と絶縁管302の内周面との間に位置する。また、凸部310は絶縁管302の周方向に沿って延伸する環状でもよく、または、絶縁管302の内周面に沿って、周方向において一定の間隔で配列される複数の凸体であってもよい。言い換えれば、凸体の配列は、周方向上に等ピッチ、または不等ピッチで配列されてもよい。磁気金属部材9の外面と絶縁管302の内周面との接触面積を小さくすることができ、熱接着剤6の機能を実現することもできれば、いれずの配列でもよい。
支持部313は、絶縁管302の内周面から内側に突出する部分の厚さは1mm〜2mmであり、凸部310の厚さは支持部313の厚さよりも小さく、凸部310の厚さは0.2mm〜1mmである。
その他の実施の形態では、キャップ3は、さらに、全体が金属製であってもよい。この場合、高圧を耐えるように、中空導電ピンの下部に絶縁体を増設する必要がある。
その他の実施の形態では、図12に示すように、図12は磁気金属部材9が径方向における概略図である。磁気金属部材9の前記絶縁管に面する表面には少なくとも1つの孔構造901を有し、孔構造901の形状は円形であるが、円形に限定されず、例えば、楕円形、矩形、星形などでもよい。磁気金属部材9と絶縁管302の内周面との接触面積を小さくすることができ、熱硬化する熱接着剤6の機能を実現することができれば、どのような形状でもよい。望ましいのは、孔構造901の面積は磁気金属部材9の面積の10%〜50%である。孔構造901の配列は、周方向上の等ピッチ配列でもよく、不等ピッチ配列でもよい。
その他の実施の形態では、図13に示すように、磁気金属部材9の前記絶縁管に面する表面には圧痕構造903を有する。図13は磁気金属部材9が径方向における概略図である。圧痕構造903は磁気金属部材9の内面から外面に突起するように構成されてもよく、磁気金属部材9の外面から内面に突起するように構成されてもよい。これは、磁気金属部材9の外面に突起または凹みを形成させることで、磁気金属部材9の外面と絶縁管302の内周面との接触面積を減少するためである。ここで注意されたいのは、加熱して硬化する熱接着剤6の機能を発揮するため、磁気金属部材9とランプ管との接着の安定性も保つ必要がある。
本実施の形態では、図14に示すように、磁気金属部材9は円となる環状である。その他の実施の形態において、図15に示すように、磁気金属部材9は非円の環状であり、例えば楕円形の環状であってもよく、形状が限定されない。ランプ管1とキャップ3は楕円形である場合、楕円形環状の短軸をランプ管端部の外径より若干大きくすることで、磁気金属部材9の外面と絶縁管302の内周面との接触面積を減少することができ、加熱して硬化する熱接着剤6の機能も実現することができる。言い換えれば、絶縁管302の内周面には支持部313を有し、非円環状の磁気金属部材9は支持部に設けられるため、磁気金属部材9と絶縁管302の内周面との接触面積を小さくすることができ、加熱して硬化する熱接着剤6の機能を実現することができる。
続けて図2を参照し、本実施の形態のLED直管ランプは、さらに、粘着ペーストシート4と、基板絶縁ペーストシート7と、光源ペーストシート8とを備える。基板2は粘着ペーストシート4によりランプ管1の内周面に接着される。粘着ペーストシート4はシリカゲルでもよく、様態は限定されず、図に示すような数段でもよく、または長尺状の一段でもよい。
基板2を露出させないように、基板絶縁ペーストシート7は、基板2の光源202に向かう表面に塗布され、基板2を外部から隔離する作用を果たす。基板絶縁ペーストシート7を塗布する際に、予め、光源202と対応する貫通孔701を空け、光源202は貫通孔701の中に設置される。基板絶縁ペーストシート7の組成成分は、ビニル・ポリシロキサン、水素基ポリシロキサン、アルミナを含む。基板絶縁ペーストシート7の厚さの範囲は、100μm〜140μmである。100μmより小さい場合、十分な絶縁効果を果たせない。140μmより大きい場合、材料の無駄になる。
光源ペーストシート8は光源202の表面に塗布される。光源ペーストシート8は、透光性を確保するため、色が透明色である。光源202の表面に塗布された後、光源ペーストシート8の形状は、顆粒状、帯状またはスライス状でもよい。また、光源ペーストシート8のパラメータとしては、屈折率や厚さ等がある。光源ペーストシート8の屈折率の許容範囲は、1.22〜1.6である。光源ペーストシート8の屈折率は光源202のケースの屈折率のルートであり、または、光源ペーストシート8の屈折率は光源202のケースの屈折率のルートの±15%である場合は、透光率がよい。ここでの光源のケースとは、LED結晶粒(または、チップ)を収容するためのケースである。本実施の形態では、光源ペーストシート8の屈折率の範囲は、1.225〜1.253である。光源ペーストシート8の厚さの許容範囲は、1.1mm〜1.3mmである。1.1mmより小さい場合、光源202を覆い切らず、優れた効果を得られない。1.3mmより大きい場合、透光率を下げる恐れがあるとともに、材料のコストを増加させる可能性もある。
取り付け時に、光源ペーストシート8を光源202の表面に塗布し、基板絶縁ペーストシート7を基板2の一方の表面に塗布した後、光源202を基板2に固着する。次に、基板2の光源202と背向する側の表面を、粘着ペーストシート4によりランプ管1の内周面に固着し、最後に、キャップ3をランプ管1の端部に固定させるとともに、光源202を電源5に電気的に接続させる。または、図16に示すように、可撓性回路基板を渡り部103に這い上がることで、電源と半田接続させる(すなわち、渡り部103を通過して、電源5と半田接続する)。または、従来のワイヤー・ボンディング方法により、基板2を電源5に電気的に接続させ、最後に、図7(図4〜図5の構成を用いる)または図8(図9の構成を用いる)に示す方法で、キャップ3を補強部の渡り部103に接続することで、LED直管ランプの全体が形成される。
本実施の形態では、基板2を粘着ペーストシート4により、ランプ管1の内周面に固着させることで、光源202をランプ管1の内周面に貼り付ける。このように、直管形LED直管ランプ全体の発光角度を拡大することができ、視角が拡大され、一般的には、視角を330度より大きくすることができる。基板2に基板絶縁ペーストシート7を塗布し、光源202に絶縁の光源ペーストシート8を塗布することで、基板2全体の絶縁処理を施すことができるので、ランプ管1が破裂したとしても、感電事故を防ぐことができ、安全性が向上する。
さらに、基板2は、帯状のアルミ基板、FR4板、可撓性回路基板のうちのいずれか一つであってもよい。本実施の形態におけるランプ管1がガラス製直管であるため、基板2に剛性の帯状のアルミ基板或いはFR4板を用いると、ランプ管1が破裂した場合、例えば、ランプ管1が2つに折れた場合、ランプ全体は依然として直管の状態であるため、この時、ユーザがLED直管ランプが相変わらず使用することができると思い、自ら取り付けを行うと、感電事故をもたらす。一方、可撓性回路基板は優れた可撓性と曲げ易い特徴を有するので、剛性の帯状のアルミ基板やFR4板の可撓性の欠如及び曲げ難いことを解決することができるため、本実施の形態における基板2は、可撓性回路基板を用いる。このように、ランプ管1が破裂した後、破裂したランプ管1はランプ全体の直管状態を維持することができなくなるので、ユーザにLED直管ランプの使用が不可能であることを通知することができ、感電事故の発生を防げる。したがって、可撓性回路基板を用いると、ガラス管の破裂による感電問題をある程度で緩和することができる。以下の実施の形態では、可撓性回路基板を本考案の基板2として説明する。
また、可撓性回路基板と電源5の出力端との間は、ワイヤー・ボンディング接続、または雄型プラグ501と雌型プラグ201を挿通することにより接続、或いは、半田付けにより接続される。上述基板2の固定方法と同様、可撓性回路基板の一方の表面は粘着ペーストシート4によりランプ管1の内周面に固着し、可撓性回路基板の両端は、選択的に、ランプ管1の内周面に固定し、または固定しない。
可撓性回路基板の両端は、ランプ管1の内周面に固定されず、ワイヤーにより接続されると、両端とも自由端であるため、後続の搬送過程において揺れ易くなり、ワイヤーの破断が発生し易い。したがって、可撓性回路基板と電源との接続方法は、半田接続が優先的な選択である。具体的には、図16に示すように、可撓性回路基板を補強構造における渡り部103に登らせた後、電源5の出力端に半田接続される。このようにワイヤーを使う必要がなくなり、製品の品質の安定性を向上することができる。この場合、可撓性回路基板には雌型プラグ201を設置する必要がなく、電源5の出力端には雄型プラグ501を設置する必要もない。具体的には、電源5の出力端にランドaを設け、半田接続をし易いように、ランドaに半田を付けて、ランド上の半田の厚さを増加させる。これに対応させて、可撓性回路基板の端部にもランドbを設け、電源出力端のランドaと可撓性回路基板のランドbとを半田接続する。
可撓性回路基板のランドbは、連続しない2つのパッドを有し、それぞれ、光源202の陽極と陰極に接続する。その他の実施の形態において、互換性及びその後の使用上の拡充性のため、ランドbは2以上のパッドを有してもよく、例えば、3個、4個または4個以上であってもよい。パッドが3個である場合、3個目のパッドは接地に用い、パッドが4個である場合、4個目のパッドは信号入力端として用いることができる。対応的には、ランドaにもランドbと同じ数量のパッドを有する。パッドが3個以上である場合、パッドの配列は一列または二列に並べられてもよく、電気的に接続されることによる短絡を防げることができれば、使用時の実際の収納面積の大きさに応じて適応の位置に配置すればよい。その他の実施の形態において、一部の回路を可撓性回路基板に形成する場合、ランドbには単独の1個のパッドのみを有してもよい。パッドの数が少ないほど、製造工程を省くことができ、パッドの数が多ければ、可撓性回路基板と電源出力端との電気的接続の安定性が強化される。
その他の実施の形態において、ランドbのパッドの内部には穿孔を有してもよく、ランドaと可撓性回路基板のランドbとは半田付けにより半田接続される時、半田がこの穿孔に流れ込み、流れ込んだ半田が穿孔の周りに堆積され、冷却後、穿孔の直径より大きい半田ボールが形成される。形成された半田ボールはネジのように機能し、ランドaとランドbとの間を通過する半田による固定機能の他に、半田ボールによる構造上の電気的接続を強化することができる。
その他の実施の形態において、パッドの穿孔は周囲に存在し、つまり、パッドは切り欠きを有し、半田付けための半田が前記切り欠きを通過し、ランドaとランドbとを電気的に接続し、固定する。半田が穿孔の周囲に堆積され、冷却後、穿孔の直径より大きい半田ボールが形成され、この半田ボール構造は、構造上の電気的接続を強化することができる。本実施の形態では、切り欠きを設けたことにより、半田付けのための半田は「Π」形(コの字形)の釘のように機能する。
パッドの穿孔は、予め形成してもよいし、または半田付ける時に溶接ヘッドにより孔を開けてもよく、いずれも本実施の形態における上述の構成を実現することができる。溶接ヘッドが半田と接触する表面は、平面、または凹部と凸部を有する表面でもよい。凸部は帯状または格子状であってもよい。凸部が穿孔を完全に覆わないのは、半田を穿孔から通過させるためである。半田が穿孔から通過し、穿孔の周囲に堆積された場合、凹部は半田ボールを収納する位置を提供する。その他の実施の形態において、可撓性回路基板は位置決め孔を有していてもよく、半田付けの時に、この位置決め孔により、ランドaとランドbのパッドを精度よく位置を決めることができる。
上述の実施の形態において、可撓性回路基板の大部分はランプ管1の内周面に固定され、両端がランプ管1の内周面に固定されていない場合は、ランプ管1の内周面に固定されていない可撓性回路基板には自由部が形成されることとなり、電源と可撓性回路基板とを取り付ける際に、電源と半田接続する自由部の一端は、自由部をランプ管の内部に収縮するように誘導し、可撓性回路基板の自由部は収縮により変形が生じる。上述の穿孔のあるパッドを有する可撓性回路基板を用いて、可撓性回路基板の光源を有する側と、電源と半田接続するランドaとは同じ側に向けているので、可撓性回路基板の自由部が収縮により変形が生じる時、可撓性回路基板の電源と半田付けされる一端は、電源を横側から引っ張り力が生じ、可撓性回路基板の光源を有する側と、電源と半田接続するランドaとは異なる側に向けている半田接続方法と比べて、可撓性回路基板の電源と半田付けされる一端は電源に対し、さらに下方に引っ張り力が生じるため、上記穿孔パッドを有する可撓性回路基板を利用することで、構造上の電気的接続を強化する効果がさらに良くなる。
可撓性回路基板の両端がランプ管1の内周面に固定されると、可撓性回路基板に雌型プラグ201を設置することを優先に考慮し、電源5の雄型プラグ501を雌型プラグ201に挿入し、電気的接続が実現される。
図17に示すように、可撓性回路基板は一層の導電効果のある配線層2aを含み、光源202がこの配線層2aに設けられ、配線層2aを介し電源と電気的に接続されている。図17を参照し、本実施の形態では、可撓性回路基板は、さらに、一層の誘電層2bを含み、配線層2aと重なるように配置されている。配線層2aの誘電層2bと背向する表面には光源202が配置され、誘電層2bの配線層2aと背向する表面は、粘着ペーストシート4によりランプ管1の内周面に接着される。また、配線層2aは金属層またはワイヤー(例えば、銅線)が配線されている電源層であってもよい。
その他の実施の形態において、配線層2aと誘電層2bの外面には回路保護層が被覆されてもよい。この回路保護層は、例えば、インク材料であり、抵抗溶接及び反射を増強する機能を有する。または、可撓性回路基板は単層構造であってもよい。すなわち、一層の配線層2aのみ構成され、配線層2aの表面に上記インク材料の回路保護層が被覆される。配線層2aの一層構造にしても、二層構造(一層の配線層2aと一層の誘電層2b)にしても、いずれも回路保護層と組み合わせることができる。回路保護層は可撓性回路基板の片側の表面に設けられてもよい。例えば、光源202が設置される側のみに回路保護層を設けることが可能である。ここで注意すべき点は、可撓性回路基板は、配線層2aの一層の構造または二層構造(一層の配線層2aと一層の誘電層2b)であるため、一般の三層構成の可撓性基板(二層の配線層の間に一層の誘電層が挟まれる)よりは明らかな可撓性と曲げ易さを有する点であり、これにより、特殊形状のランプ管1に合わせて(例えば、非直管形ランプ)、可撓性回路基板をランプ管1の直管壁に貼り付けることができる。また、可撓性回路基板をランプ管の直管壁に密着させるのは望ましい配置であり、可撓性回路基板の層が少なければ、放熱性がよくなり、材料のコストも低くすることができるので、環境保護にも効果があり、可撓性もより優れる。
もちろん、本考案の可撓性回路基板は一層または二層の回路基板に限定されず、その他の実施の形態においては、可撓性回路基板は複数層の配線層2aと複数層の誘電層2bとを含み、誘電層2bと配線層2aは交互に積層され、配線層2aの光源202と背向する側に配置される。光源202は、複数層の配線層2aの最上層に配置され、配線層2aの最上層を介して電源と電気的に接続する。
さらに、ランプ管1の内周面または外周面には粘着ペーストシート(不図示)が覆われ、ランプ管1が破裂した場合、ランプ管1の外部と内部を分離させるものである。本実施の形態では、粘着ペーストシートをランプ管1の内周面に塗布する。
粘着ペーストシートの組成は、末端ビニル基シリコーンオイル、水素含有シリコーンオイル、キシレン和炭酸カルシウムを含む。末端ビニル基シリコーンオイルの化学式は(COSi)n・Cであり、水素含有シリコーンオイルの化学式はCOSi・(CHOSi)n・CSiである。
生成物はポリジメチルシロキサン(有機シリコン弾性体)であり、化学式は以下である。
Figure 0003199947
そのうち、キシレンは補助材料であり、粘着ペーストシートがランプ管1の内周面に塗布され硬化された後、キシレンが揮発されることで、粘度が調節され、粘着ペーストシートの厚さが調節される。
本実施の形態では、粘着ペーストシートの厚さの範囲は、100μm〜140μmである。粘着ペーストシートの厚さが100μmより小さい場合は、爆裂防止作用が弱く、ガラスが潰された時に一本のランプ管が割れる恐れがある。140μmより大きい場合、透光性が弱くなるだけではなく、材料のコストも上昇してしまう。爆裂防止作用と透光性が厳しく要求されていない場合、粘着ペーストシートの厚さの範囲は、10μm〜800μmにできる。
本実施の形態では、ランプ管の内部に粘着ペーストシートが塗布されているため、ガラス製の直管が潰された場合、粘着ペーストシートにより破片が散り飛ばされず粘着されており、ランプ管の内部と外部とが貫通されることもないため、ランプ管1の内部の帯電体がユーザに接触されることを防止することができ、感電事故を抑制することができる。また、上記の配合の粘着ペーストシートを用いることで、光を拡散及び透過させる作用も有し、LED直管ランプ全体の輝度のバラツキと透光性が改善される。
ここで注意すべき点は、本実施の形態における基板2が可撓性回路基板であるため、粘着ペーストシートを設けなくてもよい点である。
LED直管ランプの照明効果を向上させるため、本実施の形態では以下の2つの点でLED直管ランプを改良し、ランプ管と光源にそれぞれ作用する。
(一)ランプ管に対する改良
図18に示すように、本実施の形態におけるランプ管1は、ランプ管1の内面に密着する基板2(または、可撓性回路基板)を加えて、さらに、拡散層13を含み、光源202からの光は拡散層13を透過し、ランプ管1から取り出される。
拡散層13は、光源202からの光を拡散する作用を有するので、光を拡散層13を透過した後、ランプ管1から出射させることができれば、拡散層13の配置は複数の方式が可能である。例えば、拡散層13は、ランプ管1の内周面に塗布または覆うことができるし、または、光源202表面に塗布或いは覆われる拡散コーティング層としてもよく(不図示)、さらに、外部カバーとして(または覆い)光源202外部を覆う(または、被せる)拡散シートとしてもよい。
図18に示すように、拡散層13は拡散シートであり、光源202と接触しないように光源202の外を覆う。拡散シートは、一般的には光学拡散フィルムまたは光学拡散板と呼ばれ、PS(ポリスチレン)、PMMA(ポリメチルメタクリレート)、PET(ポリエチレンテレフタラート)、PC(ポリカーボネート)のうちの一つ、または複数の組み合わせに拡散粒子を混ぜることで形成される複合材料である。光が当該複合材料を透過する時に乱反射されることで、輝度均一の面光源となるように光が補正され、光学の拡散効果が実現されることにより、輝度分布が均一のランプが得られる。
拡散層13は拡散コーティング層である場合、組成は炭酸カルシウム、ハロリン酸カルシウム、アルミナのうちの少なくとも一つ、またはそれらの組み合わせを含む。炭酸カルシウムに適切な溶液を混合して形成された拡散コーティング層は、優れた拡散と透光(90%以上になる可能性がある)効果がある。また、鋭意の検討により、以下のことが分かった。すなわち、強化されたガラスと組み合わせたキャップは、品質問題が発生する場合があり、一定の確率で落下する可能性がある。しかし、拡散コーティング層をランプ管の端部101の外面にも塗布することにより、拡散コーティング層と熱接着剤6との間において、キャップとランプ管との間の摩擦力が増加され、拡散コーティング層と熱接着剤6との間の摩擦力を、コーティング層が塗布されていない場合のランプ管の端部101の端面と熱接着剤6との間の摩擦力より大きくすることができるので、キャップ3は拡散コーティング層と熱接着剤6との間の摩擦力により、キャップ3の落下問題が大幅に改善されることができる。
本実施の形態では、調合する場合、拡散コーティング層の組成は、炭酸カルシウム(例えば、CMS−5000、白色粉末)、増粘剤、セラミック活性炭(例えば、セラミック活性炭SW−C、無色液体)を含む。
具体的には、拡散コーティング層は、炭酸カルシウムをメイン材料とし、増粘剤、セラミック活性炭、脱イオン水を配合し、混合したものをガラス製直管の内周面に塗布し、塗布の平均厚さを20〜30μmにし、最後に、脱イオン水が揮発され、炭酸カルシウム、増粘剤、セラミック活性炭この3つの物質しか残さない。このような材料を用いて拡散層13を形成し、光透過率を85%〜96%にすることができる。光透過率は、約90%であることが望ましい。また、その他の形態としては、厚みの範囲が200〜300μmの拡散層を用い、光透過率を92%〜94%の間に制御することで、他の効果も実現することができる。また、このような拡散層13は光を拡散する効果の他、電気隔離の作用も有し、ガラス製直管が破裂された時にユーザの感電リスクを減少することができる。また、このような拡散層13により、光源202が発光する際に、光を全方向に出射するように乱反射させることで、光源202の後方(つまり、可撓性回路基板側)にも光を照射することができ、ランプ管1に暗い領域の形成を避けることができるので、空間の照明快適度が向上される。
その他の実施の形態において、拡散コーティング層は、炭酸カルシウムをメイン材料とし、少量の反射材(例えば、リン酸ストロンチウム、または硫酸バリウム)、増粘剤、セラミック活性炭、脱イオン水を配合し、混合したものをガラス製直管の内周面に塗布する。塗布の平均厚さを、20〜30μmにし、最後に、脱イオン水が揮発され、炭酸カルシウム、反射材、増粘剤、セラミック活性炭この4つの物質しか残さない。拡散コーティング層の目的は光を乱反射させることであり、乱反射はミクロの視点からみると、光線が顆粒の反射作用によるものであり、リン酸ストロンチウム、または硫酸バリウムなどの反射材の顆粒の粒径の大きさが炭酸カルシウムの粒径よりも大きいであるため、拡散コーティング層に少量の反射材を混入することで、光の乱反射効果を有効に向上することができる。もちろん、その他の実施の形態においては、ハロリン酸カルシウムまたはアルミナを拡散コーティング層のメイン材料として利用してもよい。ここでは説明を省略する。
さらに、図18に示すように、ランプ管1の内周面には、さらに反射膜12が設けられ、反射膜12は、光源202を有する基板2の周辺に設置され、周方向に沿って、ランプ管1の内周面の一部を占めていてもよい。図18に示すように、反射膜12は、基板2の両側に沿ってランプ管の周方向において延伸し、基板2は、周方向においてほぼ反射膜12の中間に位置する。反射膜12の設置により2つの効果が得られる。一つ目は、横から(図中のX方向から)ランプ管1を見た時に、反射膜12に遮られて直接光源202を見えなくなるので、発光の粒感による視覚上の不快感を減少することができる点である。二つ目は、光源202から発する光が反射膜12によって反射されることでランプの照射角を制御することができ、光を反射膜が設けられていない方向に照射させ、低電力で同じ照射効果を果たすLED直管ランプが得られ、省エネ性が向上される点である。
具体的には、反射膜12はランプ管1の内周面に貼り付けられ、反射膜12には、基板2と対応する孔12aを設け、孔12aの大きさを基板2と一致するか、やや基板2より大きくするように構成され、光源202を有する基板2を収容する。装着時に、まず、光源202を有する基板2(または、可撓性回路基板)をランプ管1の内周面に設置し、次に、反射膜12をランプ管の内周面に貼り付ける。反射膜12の孔12aは基板2と一対一に対応しており、基板2を反射膜12から露出させる。
本実施の形態では、反射膜12の反射率は、少なくとも85%より大きくする必要がある。一般的には、反射効果がよりよいのは90%以上である時、最も良いのは95%以上にすると、理想な反射効果が得られる。反射膜12は、ランプ管1の周方向に沿って延伸する長さは、ランプ管1の円周の30%〜50%を占める。つまり、ランプ管1の周方向に沿って、反射膜12の周方向における長さと、ランプ管1の内周面の全周との比率は、0.3〜0.5の範囲である。特に、本考案では、基板2を反射膜12の周方向における中央位置に設置することを例として説明する。つまり、図18に示すように、基板2の両側における反射膜12は、実質的に同じ面積を有する。反射膜の材料は、PETでもよく、リン酸ストロンチウム、または硫酸バリウムなどの反射材の成分を混入すれば、尚良い。厚さは、140μm〜350μmであり、一般的には、150μm〜220μmの間は、より効果がよい。
その他の実施の形態において、反射膜12はその他の方式で設置されてもよい。例えば、ランプ管1の周方向に沿って、反射膜12は基板2の片側または両側に設置されてもよく、つまり、反射膜12は基板2の周方向における片側或いは両側と接し、周方向において、片側がランプ管1全周を占める比率は本実施の形態と同じである。図19は、反射膜12が基板2の片側と接する構成を示す。または、図20と図21に示すように、反射膜12には孔を設けなくてもよい。装着時に、反射膜12をランプ管1の内周面に直接貼り付けた後、光源202を有する基板2を反射膜12に固定させる。ここでは、図20に示すように、反射膜12は、基板2の両側において、ランプ管の周方向に沿って延伸してもよい。または、図21に示すように、基板2の片側のみにおいて、ランプ管の周方向に沿って延伸してもよい。
その他の実施の形態において、図20、図21、図22に示すように、反射膜12のみを設置し、拡散層13を設置しなくてもよい。
その他の実施の形態において、可撓性回路基板の幅を増加してもよい。回路基板表面にはインク材料の回路保護層が含まれているので、インク材料は光を反射する作用を有することにより、増加された回路基板そのものは反射膜12の機能を有する。望ましいのは、可撓性回路基板がランプ管2の周方向に延伸する長さと、前記ランプ管2の内周面的全周との比率は、0.3〜0.5範囲である。上述した実施の形態により、可撓性回路基板の外には回路保護層が覆われ、回路保護層はインク材料であり、反射作用を増加することができ、幅が増加された可撓性回路基板は、光源から周方向において延伸し、光源からの光は増加部分によりさらに集中させることができる。
前述した図12〜14の実施の形態において、ガラス管の内周面の全体に拡散コーティング層が塗布されてもよく、または、一部だけ拡散コーティング層(反射膜12を除いた部分)が塗布されてもよい。いずれの方式にしても、キャップ3とランプ管1との接着を強化するように、拡散コーティング層はできるだけランプ管1の端部の外面に塗布されることが望ましい。
(二)光源に対する改良
図23に示すように、光源202は、さらに、溝202aを有するリードフレーム202bと、溝202aに設置されるLED結晶粒18と備えるように改良されてもよい。ここで特に説明したいことは、従来のLED結晶粒18は、その長さと幅との比例が約1:1となる正方形の形状である。しかし、本考案におけるLED結晶粒18は長尺の矩形であってもよく、その長さと幅の比例は2:1〜10:1の範囲としてもよい。望ましい範囲は2.5:1〜5:1であり、最も好適な範囲は3:1〜4.5:1である。これにより、LED結晶粒18の長手方向をランプ管1の長手方向に沿うように、LED結晶粒18を配列することで、LED結晶粒18の平均電流密度及びランプ管1全体の配光等の問題が改善される。
溝202aには、蛍光粉末が充填され、LED結晶粒18は蛍光粉末に覆われ、光の色変換の作用を有する。一本のランプ管1には、光源202を複数有し、複数の光源202は一列若しくは複数の列に配置され、各列の光源202はランプ管1の軸方向(Y方向)に沿って配列される。各リードフレーム202bにおける溝202aは1つでもよく、複数でもよい。
また、少なくとも1つの光源202のリードフレーム202bは、ランプ管の長手方向に沿って配置される第1側壁15と、ランプ管の短手方向に沿って配置される第2側壁16とを有し、第1側壁15は第2側壁16よりも低い。または、少なくとも1つの光源202のリードフレーム202bは、ランプ管の長手方向に沿って延伸する第2側壁16と、ランプ管の短手方向に沿って延伸する第1側壁15とを有し、第1側壁15は第2側壁16よりも低い。ここでは、第1側壁と第2側壁とは、溝202aを囲むための側壁である。
本実施の形態では、各リードフレーム202bは1つの溝202aを有し、各リードフレーム202bは、2つの第1側壁15と、2つの第2側壁16とを有する。
また、2つの第1側壁15はランプ管1の長手方向(Y方向)に沿って配置され、2つの第2側壁16はランプ管1の短手方向(X方向)に沿って配置される。第1側壁15は、ランプ管1の短手方向(X方向)に沿って延伸し、第2側壁16は、ランプ管1の長手方向(Y方向)に沿って延伸し、第1側壁15と第2側壁16により溝202aが囲まれる。その他の実施の形態において、一列の光源において、1つまたは複数の光源のリードフレームの側壁がその他の配置或いは延伸方式を用いることが許される。
ユーザがランプ管の側面から、例えば、X方向に沿ってランプ管を見る時、第2側壁16により、ユーザの視線が直接光源202を見えることを遮ることで、粒感による不快感を低下することができる。そのうち、第1側壁15は「ランプ管1の短手方向」に沿って延伸するが、延伸の方向をランプ管1の短手方向とほぼ同じにすればよく、ランプ管1の短手方向と厳密に平行することが要求されない。例えば、第1側壁15は、ランプ管1の短手方向と若干角度を有してもよく、或いは、第1側壁15は屈折線形、孤形、波形等のあらゆる形状でもよい。第2側壁16は、「ランプ管1の長手方向」に沿って延伸するが、延伸の方向をランプ管1の長手方向とほぼ同じにすればよく、ランプ管1の長手方向と厳密に平行することが要求されない。例えば、第2側壁16はランプ管1の長手方向と若干角度を有してもよく、或いは、第2側壁16は屈折線形、孤形、波形等のあらゆる形状でもよい。
本実施の形態では、第1側壁15は第2側壁16よりも低くすることで、光が容易にリードフレーム202bを越えて外部に出射することができ、適切なピッチ設計により、Y方向においては粒感による不快感が生じることがない。その他の実施の形態において、第1側壁は第2側壁より低くない場合、各列の光源202の配列の密度を高く設計する必要があり、このように粒感を減軽することができ、照射効率を向上することができる。
また、第1側壁15の内面15aは斜面であり、底面に対し内面15aを垂直に設置する形と比較し、斜面に形成することで、光がさらに容易に斜面を越えて外部に出射することができる。斜面は、平面または弧面でもよく、本実施の形態では平面を用いる。また、当該平面の傾斜は、約30度〜60度である。つまり、平面と溝202aの底面とが挟む角は、120度〜150度の範囲である。
その他の実施の形態において、平面の傾斜は、約15度〜75度の範囲であってもよい。つまり、平面と溝202aの底面とが挟む角は、105度〜165度の範囲である。或いは、斜面は平面と弧面との組み合わせでもよい。
その他の実施の形態において、光源202が複数の列であり、ランプ管1の軸方向(Y方向)に沿って配列されている。最も外側の2列の光源202(すなわち、ランプ管の管壁に近隣する2列の光源202)のリードフレーム202bは、ランプ管1の長手方向(Y方向)に沿って配置される2つの第1側壁15と、ランプ管1の短手方向(X方向)に沿って配置される2つの第2側壁16とだけを有すればよい。言い換えれば、最も外側の2列の光源202のリードフレーム202bは、ランプ管1の短手方向(X方向)に沿って延伸する第1側壁15と、ランプ管1の長手方向(Y方向)に沿って延伸する第2側壁16とだけを有すればよい。この2列の光源202の間に配列されているその他の光源202のリードフレーム202bの配列方向に対しては、限定されない。例えば、中間列(第3列)の光源202のリードフレーム202bは、各リードフレーム202bは、ランプ管1の長手方向(Y方向)に沿って配置される2つの第1側壁15と、ランプ管1の短手方向(X方向)に沿って配置される2つの第2側壁16とを有してもよく、または、各リードフレーム202bは、ランプ管1の短手方向(X方向)に沿って配置される2つの第1側壁15と、ランプ管1の長手方向(Y方向)に沿って配置される2つの第2側壁16と有してもよいし、または交互に配列などでもよい。ユーザがランプ管の側面から、例えば、X方向に沿ってランプ管を見た時に、最も外側の2列の光源202におけるリードフレーム202bの第2側壁16は、ユーザの視線が直接光源202を見ることを遮ることができれば、粒感による不快感を減軽することができる。本実施の形態と同じように、最も外側の2列の光源に対し、そのうちの1つまたは複数の光源のリードフレームの側壁が他の配置または延伸方式を用いることが許される。
これにより、複数の光源202は、ランプ管の長手方向に沿って1列に配置された場合、複数の光源202のリードフレーム202bのうち、ランプ管の短手方向に沿って、同じ側に位置する全ての第2側壁16が同一の直線となり、すなわち、同じ側の第2側壁16は一面の壁のように構成されることで、ユーザが直接光源202を見えないように、視線が遮られる。
複数の光源202はランプ管の長手方向に沿って複数の列に配置された場合、複数の列の光源202はランプ管の短手方向に沿って配置され、ランプ管の短手方向に沿って最も外側の2列の光源に対し、各列の複数の光源202のリードフレーム202bのうち、ランプ管の短手方向に沿って同じ側に位置する全ての第2側壁16は同一の直線となる。これは、ユーザが沿短手方向に沿って、側面から見る時、最も外側の2列の光源202中のリードフレーム202bの第2側壁16により、ユーザが直接光源202を見えることを遮ることができるので、粒感による不快感を低減する目的を実現することができるからである。中間の1列若しくは複数列の光源202について、その側壁の配列と延伸方式が要求されず、最も外側の2列光源202と同じであってもよく、その他の配列方式を用いてもよい。
ここで注意すべき点は、その他の実施の形態においては、同一のLED直管ランプにとって、「ランプ管が補強構造を有する」こと、「基板は可撓性回路基板を用いる」こと、「ランプ管の内周面に粘着ペーストが塗布される」こと、「ランプ管の内周面に拡散層が塗布される」こと、「光源外に拡散シートが覆われる」こと、「ランプ管の内壁に反射層が設けられる」こと、「キャップは熱伝導部を有するキャップである」こと、「キャップは磁気金属部材を有するキャップである」こと、「光源はリードフレームを有する」ことなどの特徴のうち、1つだけまたは複数を備えてもよいことである。
ランプ管は補強構造を有する場合、前記ランプ管は、本体と、それぞれ、前記本体両端に位置する端部とを含み、前記端部は、それぞれ、キャップと嵌め合わせ、少なくとも1つの前記端部の外径は前記本体の外径よりも小さく、対応する前記外径は前記本体外径端部のキャップより小さく、その外径は前記本体の外径と等しい。
基板は可撓性回路基板を用いる場合、前記可撓性回路基板と前記電源の出力端との間は、ワイヤー・ボンディングで接続され、または、前記可撓性回路基板と前記電源の出力端との間は半田接続される。また、前記可撓性回路基板は、誘電層と配線層の積層を含み、可撓性回路基板の表面にはインク材料の回路保護層が塗布されてもよく、周方向に沿う幅を増加することで、増加された幅で反射膜の作用を実現することができる。
ランプ管の内周面に拡散層が塗布された場合、前記拡散コーティング層の組成は、炭酸カルシウム、ハロリン酸カルシウム及びアルミナのうちの少なくとも1つと、増粘剤と、セラミック活性炭とを含む。また、前記拡散層は、拡散シートであってもよく、光源の外側を覆うように構成される。
ランプ管の内壁に反射膜が設けられる場合、前記光源は反射膜に設置されてもよく、前記反射膜の孔内、または前記反射膜の横側に設置されてもよい。
キャップの設計において、キャップは絶縁管と熱伝導部を備えてもよい。熱接着剤は収納空間の一部または収納空間全体に充填されてもよい。または、キャップは絶縁管と磁気金属部材とを備え、磁気金属部材は円形または非円形であってもよい。孔構造または圧痕構造を設けることで、絶縁管との接触面積を減少することができる。また、絶縁管内には支持部と凸部を設けることにより、磁気金属部材への支持を増強し、磁気金属部材と絶縁管との接触面積を減少することができる。
光源の設計において、前記光源は、溝を有するリードフレームと、前記溝に設置されるLED結晶粒とを含み、前記リードフレームは、前記ランプ管の長手方向に沿って配置される第1側壁と、前記ランプ管の短手方向に沿って配置される第2側壁とを有し、前記第1側壁は前記第2側壁よりも低い。
すなわち、上述の特徴から一つ以上のいずれの特徴を選択し、任意に組み合わせることで、LED直管ランプの改良に適用することができる。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1 ランプ管
101 端部
102 本体
103 渡り部
2 基板
201 雌型プラグ
202 光源
202a 溝
202b リードフレーム
2a 配線層
2b 誘電層
3 キャップ
301 中空導電ピン
302 絶縁管
302a 第1管
302b 第2管
302c 切り欠き部
302d 金属部材を支持する部位
302e 他の部分
303 熱伝導部
310 凸部
313 支持部
4 粘着ペーストシート
5 電源
501 雄型プラグ
502 金属ピン
6 熱接着剤
7 基板絶縁ペーストシート
701 貫通孔
8 光源ペーストシート
9 金属部材
901 孔構造
903 圧痕構造
11 感応コイル
12 反射膜
12a 孔
13 拡散層
15 第1側壁
15a 第1側壁の内面
16 第2側壁
18 LED結晶粒

Claims (18)

  1. LED直管ランプに用いるキャップであって、
    前記キャップは、
    絶縁管と、
    前記絶縁管の内周面に設けられる磁気金属部材と、
    前記磁気金属部材の内周面を覆う熱接着剤とを含む
    ことを特徴とするキャップ。
  2. 前記熱接着剤は、前記磁気金属部材の内周面の全体を覆う
    ことを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
  3. 前記磁気金属部材は環状である
    ことを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
  4. 前記磁気金属部材は、円環状である
    ことを特徴とする請求項3に記載のキャップ。
  5. 前記磁気金属部材は、楕円形環状である
    ことを特徴とする請求項3に記載のキャップ。
  6. 前記磁気金属部材は、少なくとも一つの孔構造を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
  7. 前記孔構造の面積は、前記磁気金属部材の表面面積の10%〜50%を占める
    ことを特徴とする請求項6に記載のキャップ。
  8. 前記孔構造は複数であり、前記キャップの周方向に沿って等ピッチまたは不等ピッチで配列される
    ことを特徴とする請求項6に記載のキャップ。
  9. 前記孔構造は複数であり、前記キャップの周方向に沿って不等ピッチで配列される
    ことを特徴とする請求項6に記載のキャップ。
  10. 前記磁気金属部材の前記絶縁管に面する表面には、圧痕構造を有する
    ことを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
  11. 前記圧痕構造は、磁気金属部材の内面から外面に突起する
    ことを特徴とする請求項10に記載のキャップ。
  12. 前記圧痕構造は、磁気金属部材の外面から内面に突起する
    ことを特徴とする請求項10に記載のキャップ。
  13. 前記磁気金属部材は、前記絶縁管と同軸の管状である
    ことを特徴とする請求項1に記載のキャップ。
  14. LED直管ランプであって、
    ランプ管と、
    請求項1〜13のいずれか一項に記載のキャップとを含み、
    前記ランプ管は本体と端部を含み、前記端部の外径は前記本体の外径よりも小さく、前記キャップは前記端部に外嵌される
    ことを特徴とするLED直管ランプ。
  15. 前記端部の外径が前記本体の外径より小さい場合、前記端部と対応外径と前記本体の外径との差は、1mm〜10mmの範囲である
    ことを特徴とする請求項14に記載のLED直管ランプ。
  16. 前記端部と対応する外径と前記本体の外径との差は2mm〜7mmの範囲である
    ことを特徴とする請求項15に記載のLED直管ランプ。
  17. 前記端部と前記本体との間は渡り部を有する
    ことを特徴とする請求項14に記載のLED直管ランプ。
  18. 前記渡り部の長さは1mm〜4mmの範囲である
    ことを特徴とする請求項17に記載のLED直管ランプ。
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