JP3204926U - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】配線の損傷を防止できる安全性の高いＬＥＤランプを提供すること。【解決手段】ＬＥＤ素子（１）を点灯させることで照明光を照射するＬＥＤランプ（１０）であって、ＬＥＤ素子（１）が実装されるＬＥＤ基板（２）と、ＬＥＤ素子（１）を点灯する回路基板（３）と、ＬＥＤ基板（２）を覆うグローブ（４）と、回路基板（３）を収納する回路ケース（５）と、回路ケース（５）を収容するヒートシンク（６）と、回路ケース（５）に取付けられる口金（７）とを備え、ヒートシンク（６）は、ＬＥＤ基板（２）及びグローブ（４）が一端側に取付けられるとともに、回路ケース（５）が他端側に取付けられ、回路ケース（５）は、ヒートシンク（６）の一端側から締結具（８）により固定されること。【選択図】図２

Description

本考案は、ＬＥＤランプに関する。

従来、ＬＥＤ光源を用いた電球形のＬＥＤランプでは、放熱性を有するヒートシンクの一端側に、ＬＥＤ素子を有するＬＥＤ基板が取付けられるとともに、このＬＥＤ基板を覆うグローブが取付けられ、また、ヒートシンクの他端側に絶縁性を有する回路ケースが収容されて取付けられている。回路ケースの内側には、ＬＥＤ素子を点灯する点灯用の回路基板が収納されている（特許文献１及び２参照）。

この種のＬＥＤランプでは、通常、ヒートシンクと回路ケースとは、ヒートシンクの収容部の内側で、係合や接着により固定されている。

特開２０１１−０７０９７２号公報 特開２０１３−１０９８８６号公報

しかしながら、係合や接着による固定では、ＬＥＤランプの組立及び輸送時、また、照明装置での設置中及び交換時などに、ヒートシンクと、回路ケース又は口金が取付けられた回路ケースとを離す方向に外力や重力などの力が作用すると、ヒートシンクと、回路ケースとが分離され、ＬＥＤ基板と回路基板とを接続する配線が、切断又は損傷されることがある。

そこで、本考案は、上記問題点に鑑みなされたものであり、配線の損傷を防止できる安全性の高いＬＥＤランプを提供することを目的とする。

（１）本考案に係る一つの態様は、ＬＥＤ素子を点灯させることで照明光を照射するＬＥＤランプであって、前記ＬＥＤ素子が実装されるＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ素子を点灯する回路基板と、前記ＬＥＤ基板を覆うグローブと、前記回路基板を収納する回路ケースと、前記回路ケースを収容するヒートシンクと、前記回路ケースに取付けられる口金と、を備え、前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ基板及び前記グローブが一端側に取付けられるとともに、前記回路ケースが他端側に取付けられ、前記回路ケースは、前記ヒートシンクの前記一端側から締結具により固定されるものである。

（２）上記（１）の態様において、前記ヒートシンクは、位置決め孔を有し、前記回路ケースは、前記位置決め孔に挿入される位置決め部を有してもよい。

（３）上記（１）又は（２）の態様において、前記回路ケースは、前記回路基板を固定する回路基板固定部を有してもよい。

（４）上記（１）から（３）までのいずれか一つの態様において、前記締結具は、雄ネジであり、前記ＬＥＤ基板は、前記回路ケースに形成された締結孔に螺入される前記雄ネジにより、前記ヒートシンクに固定されてもよい。

（５）上記（１）から（４）までのいずれか一つの態様において、前記ヒートシンクは、放熱性を有する金属材料で形成され、前記回路ケースは、絶縁性を有する樹脂材料で形成されてもよい。

本考案によれば、配線の損傷を防止できる安全性の高いＬＥＤランプを提供することができる。

本考案の実施形態に係るＬＥＤランプを示す正面図である。 本考案の実施形態に係るＬＥＤランプを示す断面図である。 ＬＥＤ基板を示す平面図である。 グローブを示す、（ａ）断面図、（ｂ）底面図、である。 回路ケースを示す、（ａ）正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）Ａ−Ａ線で切断した断面図、（ｄ）Ｂ−Ｂ線で切断した断面図、である。 ヒートシンクを示す、（ａ）正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ線で切断した断面図、である。

以下、本考案の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。また、一端側は、図１におけるグローブ４側を指し、他端側は、図１における口金７側を指すものとする。

図１は、本考案の実施形態に係るＬＥＤランプ１０を示す正面図であり、図２は、本考案の実施形態に係るＬＥＤランプ１０を示す断面図である。

本考案のＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤ素子１を点灯させることで、照明光を照射する電球型のものであり、図示されない照明装置のソケットに取付けられるものである。このＬＥＤランプ１０は、通常、一般電球の４０Ｗ又は６０Ｗ相当、つまり、４８５ｌｍ（ルーメン）又は８１０ｌｍの明るさを有するものであるが、３００ｌｍから９００ｌｍの範囲で製造することができる。なお、ＬＥＤランプ１０は、全長が８０ｍｍから１１０ｍｍである。

このＬＥＤランプ１０は、図２に示されるように、ＬＥＤ素子１と、ＬＥＤ基板２と、回路基板３と、グローブ４と、回路ケース５と、ヒートシンク６と、口金７と、を備える。

ＬＥＤ素子１及びＬＥＤ基板２について説明する。図３は、ＬＥＤ基板２を示す平面図である。
図３に示されるように、ＬＥＤ素子１は、後述するＬＥＤ基板２に実装されている。ＬＥＤ素子１は、青色光を発光するもので、その表面が黄色の蛍光体を含有する封止樹脂で被覆されている。ＬＥＤ素子１が点灯されて青色光を発光すると、その表面の蛍光体が励起されて黄色光を放射し、これらの青色光と黄色光とが混じることで、昼白色又は昼光色の白色系の照明光が照射される。なお、封止樹脂への蛍光体の含有量を多くすることで、いわゆる電球色の照明光が照射されるように構成することもできる。

つづいて、ＬＥＤ基板２は、ＬＥＤ素子１を実装する略円板状のもので、絶縁性を有する材料で形成されている。絶縁性を有する材料としては、ガラス繊維及びエポキシ樹脂などの複合材が挙げられるが、放熱性を有するアルミニウム板の表面に絶縁性の樹脂が被覆されたものであってもよく、あるいは、セラミックスで形成されたものであってもよい。

このＬＥＤ基板２は、後述する回路基板３から出力された直流電流が入力され、入力された直流電流を複数のＬＥＤ素子１に供給する配線パターンが形成されている。また、ＬＥＤ基板２には、中心に円形の配線孔２ｂと、その両側に２個の長円形の取付孔２ａとが形成されており、これらを除いた領域に、合計１４個のＬＥＤ素子１が実装されている。なお、ＬＥＤ素子１は、ＬＥＤランプ１０の仕様やＬＥＤ素子１自体の仕様に応じて、その個数が変更され、また、照明光の照射方向、例えば、全方向型か否かに応じて、その配列も変更される。

図２に戻って、回路基板３について説明する。
回路基板３は、ＬＥＤ素子１を点灯するものであり、コンデンサやダイオードなどの各種の回路素子３ａにより点灯回路が形成されている。この点灯回路は、後述する口金７から入力される交流電流を、直流電流に変換し、ＬＥＤ基板２に出力する電気回路である。この回路基板３は、ＬＥＤ基板２の入力に接続される配線３ｂを更に有する。

これにより、この回路基板３は、交流電流が入力されると、点灯回路により、交流電流が直流電流に変換され、配線３ｂを介して、ＬＥＤ基板２のＬＥＤ素子１に所定の直流電流が供給され、ＬＥＤ素子１が点灯するようになっている。

次に、グローブ４について説明する。図４は、グローブ４を示す、（ａ）断面図、（ｂ）底面図、である。
グローブ４は、ＬＥＤ素子１からの光を透過及び拡散するもので、光透過性を有する材料で形成されている。光透過性を有する材料としては、ポリカーボネート樹脂が挙げられるが、アクリル樹脂などで形成されてもよい。なお、本実施形態のグローブ４の色は、乳白色である。

図４（ａ），（ｂ）に示されるように、グローブ４は、中空の略半球状、いわゆる電球型に形成され、ＬＥＤ基板２を覆うように、後述するヒートシンク６に取付けられる。グローブ４の直径は、５０ｍｍから６０ｍｍである。

グローブ４は、他端側が開口されており、開口端に被嵌合部４ｅが形成されている。この被嵌合部４ｅは、更に４個の爪４ｆを備える。これにより、グローブ４の被嵌合部４ｅを、ヒートシンク６のグローブ取付部６ｅに嵌合させることで、グローブ４を、ヒートシンク６に取付けることができ、爪４ｆが作用することで、実質的に取外すことができないようになっている。

回路ケース５について説明する。図５は、回路ケース５を示す、（ａ）正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）Ａ−Ａ線で切断した断面図、（ｄ）Ｂ−Ｂ線で切断した断面図、である。
回路ケース５は、回路基板３を収納するものである。この回路ケース５は、絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。絶縁性を有する樹脂材料としては、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂が挙げられるが、ＡＢＳ（アクリロトリルブタジエンスチレン）樹脂などであってもよい。

回路ケース５は、一端側から他端側まで開口し、大小２個の円筒が連設された略円筒状に形成されている。回路ケース５は、位置決め部５ａと、口金取付部５ｃと、回路基板固定部５ｅと、鍔部５ｆとを有する（図５（ｄ）等参照）。

位置決め部５ａは、回路ケース５の一端側に形成され、回路ケース５を後述するヒートシンク６に取付ける際に使用されるものであるが、詳細については後で説明する。

口金取付部５ｃは、後述する口金７が取付けられるものであり、回路ケース５の他端側の外周に雄ネジとして形成されている。この雄ネジに、口金７を螺合し、カシメることで、回路ケース５に、口金７が取付けられる。さらに、口金取付部５ｃには、切欠溝５ｄが形成されている（図５（ｃ）参照）。

回路基板固定部５ｅは、大小２個の円筒の内周に形成され、収納する回路基板３を固定するものである。この回路基板固定部５ｅは、図５（ｄ）に示されるように、回路ケース５の一端側から他端側まで延びており、また、図５（ｂ）に示されるように、円筒の中心に向かって突出しており、対向する２箇所に形成されている。これら２箇所の回路基板固定部５ｅと、回路ケース５本体の内周壁との間に、回路基板３を挿入し挟み込むことで、回路ケース５は、回路基板３を固定し、収納する。

鍔部５ｆは、回路ケース５の中間の段差付近の外周に環状に形成され、後述するヒートシンク６と口金７との間に位置することで（図５（ａ）参照）、これら同士の電気短絡を防止し、絶縁するものである。

次に、ヒートシンク６について、説明する。図６は、ヒートシンク６を示す、（ａ）正面図、（ｂ）上面図、（ｃ）Ｃ−Ｃ線で切断した断面図、である。
ヒートシンク６は、回路ケース５を収容するものであり、放熱性を有する金属材料で形成されている。放熱性を有する金属材料としては、ＡＤＣ１２などのアルミ合金が挙げられる。

ヒートシンク６は、一端側が広い略円錐台状で、一端側に、載置部６ｃと、グローブ取付部６ｅとを有し、他端側に回路ケース収容部６ｄを有する（図６（ｃ）等参照）。ヒートシンク６は、一端側の直径が４０ｍｍから５０ｍｍであり、他端側の直径が２５から３５ｍｍであり、高さが約２５ｍｍである。

載置部６ｃは、ＬＥＤ基板２を載置し、取付けるものであり、位置決め孔６ａと、配線孔６ｂとを有する。位置決め孔６ａ及び配線孔６ｂは、反対側の回路ケース収容部６ｄまで貫通している。位置決め孔６ａには、回路ケース５の位置決め部５ａが挿入されるが、詳細については後で説明する。また、配線孔６ｂには、ＬＥＤ基板２と回路基板３とを接続する配線３ｂが挿通される。

グローブ取付部６ｅは、グローブ４を取付けるものであり、グローブ４の被嵌合部４ｅに嵌合する形状で、ヒートシンク６の一端側の周縁の内側に形成されている。

回路ケース収容部６ｄは、略円筒状の回路ケース５を収容するものである。この回路ケース収容部６ｄは、回路ケース５を収容したときに、回路ケース５の鍔部５ｆが、ヒートシンク６の他端側の端面に当接する深さで凹状に形成されている。

図２に戻って、口金７について説明する。
口金７は、上述したように、回路ケース５の口金取付部５ｃに取付けられる。そして、ＬＥＤランプ１０は、口金７を介してＥ２６形の一般照明電球用のソケットに接続される。

この口金７は、外周が雄ネジであるシェルと、中心電極のアイレットとで構成され、主に銅又は銅合金で形成されている。口金７のシェル及びアイレットは、図示されない２本の導線の一端がそれぞれ接続され、２本の導線の他端が回路基板３の入力に接続され、口金７から回路基板３に電気を流すようになっている。口金７のシェルと、回路基板３とを一方の導線で接続する際、この導線は、口金取付部５ｃの切欠溝５ｄに挿通される。

ここで、ヒートシンク６に回路ケース５を取付ける構成について、ヒートシンク６にＬＥＤ基板２を取付ける構成とともに詳細に説明する。

回路ケース５の位置決め部５ａは、図５（ａ）に示されるように、略円筒状の回路ケース５の本体から、一端側に突出して２箇所に形成されており、図５（ｂ）に示されるように、上面視で、回路基板固定部５ｅと同じ位置に形成されている。つまり、位置決め部５ａは、回路基板固定部５ｅの一端側に連設されている。

この位置決め部５ａは、円柱状の部分と、円柱状の部分から更に一端側に延びる案内部分とを備える。この円柱状の部分の中心には、締結孔５ｂが形成されている。この締結孔５ｂは、いわゆる下穴であり、雄ネジのネジ回しにより、雌ネジが切られる。一方、案内部分は、ＬＥＤ基板２の取付孔２ａをガイドし、取付孔２ａと、締結孔５ｂとを位置決めするものである。この案内部分は、図５（ｃ）に示されるように、外周側が面取りされている。

締結具８は、ヒートシンク６に回路ケース５やＬＥＤ基板２を取付けるものである（図２参照）。締結具８は、雄ネジであり、冷間圧造用炭素鋼などで形成される。締結具８は、好ましくタッピングネジである。締結具８がタッピングネジであると、締結孔５ｂにあらかじめ雌ネジを切る必要がないため、ネジ切り工程が不要になる。ただし、締結孔５ｂは、下穴でなく、あらかじめ雌ネジで形成され、通常の雄ネジで締結されてもよい。

ヒートシンク６の位置決め孔６ａは、図６（ｂ）に示されるように、円形の一部に矩形がつながった略鍵穴状のものであり、載置部６ｃを一端側から他端側まで貫通して形成されている。

ヒートシンク６に、ＬＥＤ基板２及び回路ケース５を取付ける組立作業について説明する。
まず、回路基板３が、回路基板固定部５ｅを用いて、回路ケース５に収納される。次に、ヒートシンク６に回路ケース５を取付けるにあたって、回路ケース５の位置決め部５ａが、ヒートシンク６の位置決め孔６ａに挿通されるように、また、回路基板３の配線３ｂが、配線孔６ｂに挿通されるように、回路ケース５は、回路ケース収容部６ｄに挿入される。

次に、配線３ｂが、ＬＥＤ基板２の配線孔２ｂに挿通され、ＬＥＤ基板２はヒートシンク６の載置部６ｃに載置される。このとき、ＬＥＤ基板２の他端側の面に、熱伝導性を有するグリスなどが塗布されてもよい。

その後、締結具８が、ＬＥＤ基板２の取付孔２ａに挿通され、ネジ回しされることで、回路ケース５の締結孔５ｂに雌ネジを切りながら螺入され、ＬＥＤ基板２は載置部６ｃに固定される。と同時に、回路ケース５は、ヒートシンク６の回路ケース収容部６ｄに固定される。

つまり、ヒートシンク６の他端側から回路ケース収容部６ｄに挿入された回路ケース５は、ヒートシンク６の一端側から締結具８により固定されて取付けられるとともに、ＬＥＤ基板２は、締結具８によりヒートシンク６の一端側に取付けられる。

更にその後、配線３ｂがＬＥＤ基板２の入力に接続される。それと前後して、回路基板３と口金７とが導線で接続され、口金７が回路ケース５に取付けられる。
そして、最後に、グローブ４が、ヒートシンク６に取付けられて、ＬＥＤランプ１０の組立作業が完了する。

このＬＥＤランプ１０の口金７を、図示されない照明装置のソケットに装着し、図示されないスイッチなどを押すと、ソケットから口金７を介して、回路基板３に交流電流が入力され、点灯回路が作動し、配線３ｂ及びＬＥＤ基板２を介して、ＬＥＤ素子１に直流電流が供給され、ＬＥＤ素子１が発光することで、照明光がグローブ４から照射される。

以上説明したとおり、本実施形態のＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤ素子１が実装されるＬＥＤ基板２と、ＬＥＤ素子１を点灯する回路基板３と、ＬＥＤ基板２を覆うグローブ４と、回路基板３を収納する回路ケース５と、回路ケース５を収容するヒートシンク６と、回路ケース５に取付けられる口金７とを備え、ヒートシンク６は、ＬＥＤ基板２及びグローブ４を一端側に取付けるとともに、回路ケース５を他端側に取付け、回路ケース５は、ヒートシンク６の一端側から締結具８により固定されるものである。

これにより、回路ケース５がヒートシンク６から容易に分離することがないから、配線３ｂが切断又は損傷されるのを防止することができ、漏電や短絡の危険が減少し、安全性を高めることができる。また、ＬＥＤ素子１の点灯によって発生する熱は、ＬＥＤ基板２を介してヒートシンク６に伝導され、空気中に放熱されるから、熱による故障も防止することができる。

本実施形態では、ヒートシンク６は、位置決め孔６ａを有し、回路ケース５は、位置決め孔６ａに挿入される位置決め部５ａを有する。これにより、ヒートシンク６に回路ケース５を取付ける際、位置決め作業を容易にすることができる。

本実施形態では、回路ケース５は、回路基板３を固定する回路基板固定部５ｅを有する。これにより、ＬＥＤ基板２に回路基板３の配線３ｂを接続する際又は回路基板３と口金７とを導線で接続する際、回路基板３が固定されているため、接続作業を容易にすることができる。

本実施形態では、締結具８は、雄ネジであり、ＬＥＤ基板２は、回路ケース５に形成された締結孔５ｂに螺入される雄ネジにより、ヒートシンク６に固定される。これにより、２つの締結具８をネジ回すだけで、ＬＥＤ基板２と、回路ケース５とを、ヒートシンク６に同時に取付けることができ、組立作業の効率を向上させることができる。

本実施形態では、位置決め部５ａは、回路基板固定部５ｅの一端側に連設されている。これにより、回路ケース５の締結孔５ｂは、回路基板固定部５ｅの位置に形成されるから、回路ケース５内の容積を減少させることなく強度を維持することができ、締結具８のネジによる締付力によって、回路ケース５が破損することもない。

以上、本考案の好ましい実施形態について詳述したが、本考案は上述した実施形態に限定されるものではなく、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１ ＬＥＤ素子
２ ＬＥＤ基板、２ａ 取付孔、２ｂ 配線孔
３ 回路基板、３ａ 回路素子、３ｂ 配線
４ グローブ、４ｅ 被嵌合部、４ｆ 爪
５ 回路ケース、５ａ 位置決め部、５ｂ 締結孔、５ｃ 口金取付部、５ｄ 切欠溝、５ｅ 回路基板固定部
６ ヒートシンク、６ａ 位置決め孔、６ｂ 配線孔、６ｃ 載置部、６ｄ 回路ケース収容部、６ｅ グローブ取付部
７ 口金
８ 締結具
１０ ＬＥＤランプ

Claims (5)

1. ＬＥＤ素子を点灯させることで照明光を照射するＬＥＤランプであって、
   前記ＬＥＤ素子が実装されるＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ素子を点灯する回路基板と、
   前記ＬＥＤ基板を覆うグローブと、
   前記回路基板を収納する回路ケースと、
   前記回路ケースを収容するヒートシンクと、
   前記回路ケースに取付けられる口金と、を備え、
   前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ基板及び前記グローブが一端側に取付けられるとともに、前記回路ケースが他端側に取付けられ、
   前記回路ケースは、前記ヒートシンクの前記一端側から締結具により固定される
   ことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 前記ヒートシンクは、位置決め孔を有し、
   前記回路ケースは、前記位置決め孔に挿入される位置決め部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記回路ケースは、前記回路基板を固定する回路基板固定部を有する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記締結具は、雄ネジであり、
   前記ＬＥＤ基板は、前記回路ケースに形成された締結孔に螺入される前記雄ネジにより、前記ヒートシンクに固定される
   ことを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
5. 前記ヒートシンクは、放熱性を有する金属材料で形成され、
   前記回路ケースは、絶縁性を有する樹脂材料で形成される
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。

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