JP4135485B2 - Light emitting diode light source and light emitting diode lighting fixture - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、口金に封着された外囲器内に設けた発光ダイオードを発光させる発光ダイオード光源及び発光ダイオード照明器具に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、口金に封着された外囲器内に設けた発光ダイオードを発光させる発光ダイオード光源が知られている(特許文献1、特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
実公平4−16455号公報
【特許文献2】
特表2002−525814公報
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1及び特許文献2に記載された発光ダイオード光源は、バルブなどと称される外囲器に複数の発光ダイオードを具備する構造であるため、発光ダイオードの配光を、その発光ダイオードの表面積より大きな表面積の拡散面(外囲器の内面)に投影する場合、輝度ムラを生じ、外囲器を均等拡散発光させることは容易ではない。
【0004】
また、発光ダイオードの単位面積(容積)当りの発熱量が大きくなると、密閉された外囲器内部の温度が上昇し、その結果、発光ダイオードのジャンクション温度の最大定格値を越え、最悪の場合には発光ダイオードを発光させることができない。
【0005】
本発明の目的は、外囲器を均等拡散発光させることができ、さらに、定格電流を通電するために簡単な構造で発光ダイオードからの熱を放熱させ得る発光ダイオード光源を提供することである。
【0006】
本発明の目的は、発光ダイオード光源の放熱作用をさらに促進し、発光ダイオード光源に定格電流以上の電流を通電し得る発光ダイオード照明器具を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発光ダイオード光源は、口金と;前記口金から前記口金の中心線上に突出するように配置された発光ダイオード支持体と;前記口金と電気的に接続され、前記発光ダイオード支持体の前記口金とは反対側に配置された発光ダイオードと;前記口金から突出している前記発光ダイオード支持体を覆うように固定されるネック部、前記発光ダイオードから発光される光を拡散する拡散領域部、及び前記ネック部と前記拡散領域部との間に形成される境界部を有してなる透光性の外囲器と;を具備し、前記発光ダイオードは前記口金の中心線に近いほど光の強度が高くなる方向のランバーシャンの配光曲線を有し、前記外囲器の前記拡散領域部の外形形状は前記発光ダイオードの配光曲線に相似する略球形の形状に定められ、前記発光ダイオードは前記境界部近傍に配置されている。
【0008】
ここで、透光性の外囲器は、合成樹脂、ガラス、陶器などにより形成されたものを含む。また、境界部近傍とは、発光ダイオードから発光される光を略均等に拡散させることができる範囲を言う。
【0009】
したがって、ランバーシャンの配光曲線を有する発光ダイオードの出力をそのまま外囲器上に投影させることが可能となるため、外囲器を略均等拡散発光させることが可能となる。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発光ダイオード光源において、前記発光ダイオード支持体は熱伝導性材料により形成され、一端が前記口金に熱的に接続され他端が前記発光ダイオードに熱的に接続されている。
【0011】
ここで、口金及び発光ダイオード支持体は、アルミニウムや銅などの金属、又はアルミニウムや銅の何れか一つを組み合わせた合金により形成されたものを含む。また、口金と発光ダイオード支持体とを熱的に接続する手段は、両者の間を熱伝導材料を介して接続する手段と、両者を直接接触させる手段とを含む。後者の場合は両者に螺子を形成して螺合させる構造を採用して接触面積を拡大することが熱伝導性の面で好ましい。さらに、発光ダイオード支持体と発光ダイオードとを熱的に接続する手段は、両者の間を熱伝導材料を介して接続する手段を含む。口金と発光ダイオード支持体との間、及び発光ダイオード支持体と発光ダイオードとの間を熱的に接続する熱伝導材料は、ジメチルシリコン、メチルフェニルシリコン、アルキル変性シリコン又はフロロシリコンに、熱伝導性に優れた亜鉛華などの金属酸化物を配合した熱伝導性シリコンを含む。
【0012】
したがって、発光ダイオードの熱を発光ダイオード支持体を介して口金に伝導させる簡単な構造で発光ダイオードの温度を下げることが可能となる。
【0013】
請求項3記載の発光ダイオード照明器具は、請求項1又は2記載の発光ダイオード光源と;電源に接続される点灯回路と;前記発光ダイオード光源の前記口金を前記点灯回路に接続する接続部と;前記発光ダイオード光源の前記発光ダイオードから前記口金を介して前記接続部に伝導される熱を放熱するヒートシンクと;前記接続部に接続される前記発光ダイオード光源と前記ヒートシンクと前記点灯回路とを収容する器具本体と;を具備する。
【0014】
ここで、ヒートシンクは、発光ダイオード光源からの光を反射する反射板と同一材料により一体に形成された構成を含む。
【0015】
したがって、発光ダイオード光源の放熱を促進し、定格電流以上の電流を発光ダイオード光源に通電することが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は発光ダイオード照明器具の縦断側面図、図2は一部を断面にして示す発光ダイオード光源の側面図、図3は一部を断面にして示す発光ダイオード光源の側面図である。
【0017】
発光ダイオード照明器具1の一構成部品である板金製の器具本体2は、天井3の開口部4に装着し得るように下面が開口された筒状の形状に形成されている。この器具本体2には天井3の開口部4の周縁に当接される化粧枠5が着脱可能に設けられ、また、外周面にはこの器具本体2を天井3に固定するための複数の板ばね6が取り付けられている。これらの板ばね6は、図1において仮想線で示すように内方に撓まされた状態で器具本体2とともに天井3の開口部4に挿入され、その挿入後は自らの弾性により外側に復帰して開口部4の内面を圧接し、その圧接力により器具本体2を天井3に固定するように構成されている。
【0018】
器具本体2の内部には、端子台7と、点灯回路8と、電池9とが組み込まれている。前述の化粧枠5は、発光ダイオード光源Lとその上部空間との間を遮蔽する遮光板を兼ねた反射板5aと、この反射板5aの裏面に配設された複数のフィン5bとを一体に有し、放熱性の優れた合成樹脂やアルミニウムなどの金属材により形成されている。すなわち、背面にフィン5bが一体に形成された反射板5a及び化粧枠5は、発光ダイオード光源Lが発熱する熱が伝導されたときに、その熱を放熱するヒートシンクでもある。もちろん、反射板5aに対して熱的に接続されたヒートシンクを別個に設けても構わない。反射板5aの一面には、発光ダイオード光源Lからの光を器具本体2の開口面側に向けて反射する反射面5cが形成されている。また、反射板5aの下面には、熱伝導性が良好な材料により形成された筒状の熱伝導部10が設けられ、この熱伝導部10の内部には、発光ダイオード光源Lを点灯回路8又は電池9に選択的に接続するための接続部であるソケット11が熱伝導部10に対して熱的に接続された状態で設けられている。なお、熱伝導部10は、反射板5aと同一材料によって一体に連続させて形成してもよく、或いは、熱伝導性の高い材料により別個に形成されて反射板5aとは熱的に接続した構成でもよい。
【0019】
次に、図2を参照して発光ダイオード光源Lの構成について説明する。発光ダイオード光源Lは、前述したソケット11に螺合される螺子12が外周に形成された口金13と、この口金13の中心線上に配置された棒状の発光ダイオード支持体14と、口金13とは電気的に接続され発光ダイオード支持体14の口金13とは反対側の端面中心部に支持された一つの発光ダイオード15と、発光ダイオード15から発光される光を拡散する拡散領域部16を有する外囲器であるグローブ17とを具備する。このグローブ17は、拡散領域部16の頂部16aとは反対側の境界部16bから連続して形成したネック部16cにより口金13を封着状態で固定するように構成されている。
【0020】
本実施の形態における発光ダイオード支持体14は、例えばアルミニウムや銅など金属、それらを含む合金などの熱伝導性材料により形成され、口金13に対しては熱伝導性シリコン18により熱的に接続され、発光ダイオード15に対しては熱伝導性シリコン19により熱的に接続されている。
【0021】
ここで、発光ダイオード15はランバーシャンの配光曲線を有する。すなわち、図2において、発光ダイオード15から放射方向に示す矢印の長さは光の強度を示すもので、放射方向が口金13の中心線に近いほど光の強度が高く、放射方向の中心線に対する角度が広がるほど弱くなる。グローブ17の拡散領域部16の外形形状は発光ダイオード15の配光曲線に相似する略球形の形状に定められている。この拡散領域部16の内面には光の拡散面を得るために梨地処理が施されている。そして、発光ダイオード15は、ネック部16cと拡散領域部16との間に形成される境界部16bに配置されている。
【0022】
口金13と発光ダイオード支持体14とを熱的に接続する手段は、図2に示すように、両者の間を例えば熱伝導性シリコン18などの熱伝導材料を介して接続する手段の他に、両者を直接接触させる手段を含む。後者の場合は、図3に示すように、口金13の螺子12に螺合する螺子14aを発光ダイオード支持体14に形成することにより、口金13と発光ダイオード支持体14との接触面積を拡大する構成を採用することが熱伝導性の面で好ましい。
【0023】
本実施の形態におけるグローブ17は、口金13に固定されるためのネック部16cが長い円筒形状の部分を有するために洋梨型の形状となっているが、ネック部16cは口金13に固定されるためのものであるため、円筒形状の部分を有しないネック部を拡散領域部16の境界部16bに連続して形成した略球形形状のグローブを用いてもよい。この場合でも発光ダイオード15をネック部16cと拡散領域部16との間に形成される境界部16bの近傍に配置するように、発光ダイオード支持体14の長さを決定する。
【0024】
このような構成において、発光ダイオード光源Lの口金13は発光ダイオード照明器具1のソケット11に接続され、点灯回路8を介して商用電源に接続されて発光するが、停電などの非常時には電池9に接続されて発光する。
【0025】
この場合、発光ダイオード15はランバーシャンの配光曲線を有し、グローブ17の拡散領域部16の外形形状は発光ダイオード15の配光曲線に相似する略球形の形状に定められ、発光ダイオード15はネック部16cと拡散領域部16との境界部16bの近傍に配置されているので、ランバーシャンの配光曲線を有する発光ダイオード15の出力がそのままグローブ17上に投影される。したがって、グローブ17の拡散領域部16を略均等拡散発光させることができる。
【0026】
さらに、発光ダイオード支持体14は熱伝導性材料により形成され、一端が口金13に熱的に接続され他端が発光ダイオード15に熱的に接続されているので、発光ダイオード15の熱を発光ダイオード支持体14を介して口金13に伝導させる簡単な構造で発光ダイオード15の温度を下げることができる。これにより、発光ダイオード15を、そのジャンクション温度の最大定格値内で、一定温度で発光させることができる。さらに、口金13に伝導された熱を反射板5aでもあるヒートシンクに伝導して放熱させることができ、反射板5aから化粧枠5を介して板金製の器具本体2に伝導して放熱させることができるので、発光ダイオード15に生ずる熱の放熱作用をさらに促進することができ、したがって、定格電流以上の電流を発光ダイオード光源Lに通電して照明のための光量を高めることができる。
【0027】
【発明の効果】
請求項1記載の発光ダイオード光源によれば、発光ダイオードはランバーシャンの配光曲線を有し、外囲器の拡散領域部の外形形状は発光ダイオードの配光曲線に相似する略球形の形状に定められ、発光ダイオードはネック部と拡散領域部との間に形成された境界部近傍に配置されているので、ランバーシャンの配光曲線を有する発光ダイオードの出力がそのまま外囲器上に投影されるため、外囲器を略均等拡散発光させることができる。
【0028】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の発光ダイオード光源において、発光ダイオード支持体は熱伝導性材料により形成され、一端が口金に熱的に接続され他端が発光ダイオードに熱的に接続されているので、発光ダイオードの熱を発光ダイオード支持体を介して口金に伝導させる簡単な構造で発光ダイオードの温度を下げることができる。これにより、発光ダイオードを、そのジャンクション温度の最大定格値内で、一定温度で発光させることができ、したがって、発光ダイオード光源の出力を安定させ、寿命を延長させることができる。
【0029】
請求項3記載の発光ダイオード照明器具によれば、請求項1又は2記載の発光ダイオード光源の発光ダイオードから口金を介して接続部に伝導される熱を放熱するヒートシンクを具備するので、発光ダイオード光源の放熱をさらに促進することができ、したがって、定格電流以上の電流を発光ダイオード光源に通電して照明のための光量を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における発光ダイオード照明器具の縦断側面図である。
【図2】一部を断面にして示す発光ダイオード光源の側面図である。
【図3】一部を断面にして示す発光ダイオード光源の側面図である。
【符号の説明】
2:器具本体、5,5a:ヒートシンク、8:点灯回路、11:接続部、13:口金、14:発光ダイオード支持体、15:発光ダイオード、16:拡散領域部、16b:境界部、16c:ネック部、17:外囲器、L:発光ダイオード光源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light-emitting diode light source and a light-emitting diode illuminator that emit light from a light-emitting diode provided in an envelope sealed to a base.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a light emitting diode light source that emits light from a light emitting diode provided in an envelope sealed to a base is known (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 4-16455 [Patent Document 2]
JP-T-2002-525814 [Problems to be Solved by the Invention]
Since the light-emitting diode light sources described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have a structure including a plurality of light-emitting diodes in an envelope called a bulb or the like, the light distribution of the light-emitting diodes is determined by the surface area of the light-emitting diodes. When projecting onto a diffusing surface having a larger surface area (inner surface of the envelope), uneven brightness occurs and it is not easy to cause the envelope to uniformly diffuse light emission.
[0004]
In addition, when the amount of heat generated per unit area (volume) of the light emitting diode increases, the temperature inside the sealed envelope rises, and as a result, the maximum rated value of the junction temperature of the light emitting diode is exceeded. Cannot light up the light emitting diode.
[0005]
An object of the present invention is to provide a light-emitting diode light source that can uniformly diffuse light emission in an envelope and that can dissipate heat from the light-emitting diode with a simple structure to pass a rated current.
[0006]
An object of the present invention is to provide a light-emitting diode illuminating device that further promotes the heat radiation action of a light-emitting diode light source and can pass a current higher than a rated current to the light-emitting diode light source.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The light-emitting diode light source according to claim 1, a base; a light-emitting diode support disposed so as to project from the base onto a center line of the base; and electrically connected to the base; A light emitting diode disposed on the opposite side of the base; a neck portion fixed so as to cover the light emitting diode support protruding from the base; a diffusion region portion for diffusing light emitted from the light emitting diode; And a translucent envelope having a boundary portion formed between the neck portion and the diffusion region portion; and the light-emitting diode is closer to the center line of the base and emits light. A light distribution curve of a Lambertian in a direction of increasing strength, and an outer shape of the diffusion region portion of the envelope is determined to be a substantially spherical shape similar to the light distribution curve of the light emitting diode; The ode is disposed in the vicinity of the boundary portion.
[0008]
Here, the translucent envelope includes those formed of synthetic resin, glass, earthenware, or the like. Further, the vicinity of the boundary means a range in which light emitted from the light emitting diodes can be diffused substantially uniformly.
[0009]
Therefore, since the output of the light emitting diode having the Lambertian light distribution curve can be projected onto the envelope as it is, the envelope can be caused to emit light substantially uniformly.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the light emitting diode light source according to the first aspect, the light emitting diode support is formed of a heat conductive material, one end is thermally connected to the base, and the other end is heated to the light emitting diode. Connected.
[0011]
Here, the base and the light emitting diode support include those formed of a metal such as aluminum or copper, or an alloy combining any one of aluminum and copper. The means for thermally connecting the base and the light emitting diode support includes means for connecting the two via a heat conductive material, and means for bringing both into direct contact. In the latter case, it is preferable in terms of thermal conductivity to adopt a structure in which screws are formed and screwed together to expand the contact area. Further, the means for thermally connecting the light emitting diode support and the light emitting diode includes means for connecting the two via a heat conducting material. Thermally conductive material that thermally connects between the base and the light emitting diode support and between the light emitting diode support and the light emitting diode is dimethyl silicon, methylphenyl silicon, alkyl-modified silicon or fluorosilicon, It contains thermally conductive silicon containing a metal oxide such as zinc oxide.
[0012]
Therefore, the temperature of the light emitting diode can be lowered with a simple structure in which the heat of the light emitting diode is conducted to the base via the light emitting diode support.
[0013]
A light-emitting diode illuminator according to
[0014]
Here, the heat sink includes a structure integrally formed of the same material as that of the reflection plate that reflects light from the light-emitting diode light source.
[0015]
Therefore, heat dissipation of the light emitting diode light source can be promoted, and a current exceeding the rated current can be supplied to the light emitting diode light source.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal side view of a light-emitting diode illuminating device, FIG. 2 is a side view of a light-emitting diode light source shown in partial cross-section, and FIG. 3 is a side view of the light-emitting diode light source shown in partial cross-section.
[0017]
An instrument body 2 made of sheet metal, which is one component of the light-emitting diode illuminator 1, is formed in a cylindrical shape having an open lower surface so that it can be attached to the opening 4 of the
[0018]
A
[0019]
Next, the configuration of the light-emitting diode light source L will be described with reference to FIG. The light-emitting diode light source L includes a base 13 in which a
[0020]
The light emitting
[0021]
Here, the
[0022]
As shown in FIG. 2, the means for thermally connecting the
[0023]
The
[0024]
In such a configuration, the
[0025]
In this case, the
[0026]
Further, the light emitting
[0027]
【The invention's effect】
According to the light emitting diode light source of claim 1, the light emitting diode has a Lambertian light distribution curve, and the outer shape of the diffusion region portion of the envelope has a substantially spherical shape similar to the light distribution curve of the light emitting diode. Since the light emitting diode is arranged in the vicinity of the boundary formed between the neck portion and the diffusion region portion, the output of the light emitting diode having the Lambertian light distribution curve is projected directly onto the envelope. Therefore, the envelope can emit light with substantially uniform diffusion.
[0028]
According to a second aspect of the present invention, in the light emitting diode light source according to the first aspect, the light emitting diode support is formed of a thermally conductive material, one end is thermally connected to the base, and the other end is thermally connected to the light emitting diode. Therefore, the temperature of the light emitting diode can be lowered with a simple structure in which the heat of the light emitting diode is conducted to the base via the light emitting diode support. Accordingly, the light emitting diode can emit light at a constant temperature within the maximum rated value of the junction temperature, and thus the output of the light emitting diode light source can be stabilized and the life can be extended.
[0029]
According to the light-emitting diode illuminator according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal side view of a light-emitting diode luminaire according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a light-emitting diode light source partially shown in cross section.
FIG. 3 is a side view of a light emitting diode light source partially shown in cross section.
[Explanation of symbols]
2: instrument body, 5, 5a: heat sink, 8: lighting circuit, 11: connection part, 13: base, 14: light emitting diode support, 15: light emitting diode, 16: diffusion region part, 16b: boundary part, 16c: Neck part, 17: envelope, L: light emitting diode light source
Claims (3)
前記口金から前記口金の中心線上に突出するように配置された発光ダイオード支持体と;
前記口金と電気的に接続され、前記発光ダイオード支持体の前記口金とは反対側に配置された発光ダイオードと;
前記口金から突出している前記発光ダイオード支持体を覆うように固定されるネック部、前記発光ダイオードから発光される光を拡散する拡散領域部、及び前記ネック部と前記拡散領域部との間に形成される境界部を有してなる透光性の外囲器と;
を具備し、
前記発光ダイオードは前記口金の中心線に近いほど光の強度が高くなる方向のランバーシャンの配光曲線を有し、
前記外囲器の前記拡散領域部の外形形状は前記発光ダイオードの配光曲線に相似する略球形の形状に定められ、
前記発光ダイオードは前記境界部近傍に配置されていることを特徴とする発光ダイオード光源。With a base;
A light emitting diode support disposed so as to protrude from the base to a center line of the base ;
A light emitting diode electrically connected to the base and disposed on the opposite side of the light emitting diode support from the base;
A neck portion that is fixed so as to cover the light emitting diode support protruding from the base, a diffusion region portion that diffuses light emitted from the light emitting diode, and a portion formed between the neck portion and the diffusion region portion A translucent envelope having a bounded boundary;
Comprising
The light emitting diode has a Lambertian light distribution curve in a direction in which the intensity of light increases as it approaches the center line of the base ,
The outer shape of the diffusion region portion of the envelope is determined to be a substantially spherical shape similar to the light distribution curve of the light emitting diode,
The light emitting diode light source, wherein the light emitting diode is disposed in the vicinity of the boundary portion.
電源に接続される点灯回路と;
前記発光ダイオード光源の前記口金を前記点灯回路に接続する接続部と;
前記発光ダイオード光源の前記発光ダイオードから前記口金を介して前記接続部に伝導される熱を放熱するヒートシンクと;
前記接続部に接続される前記発光ダイオード光源と前記ヒートシンクと前記点灯回路とを収容する器具本体と;
を具備する発光ダイオード照明器具。A light-emitting diode light source according to claim 1 or 2;
A lighting circuit connected to the power supply;
A connecting portion for connecting the base of the light emitting diode light source to the lighting circuit;
A heat sink that dissipates heat conducted from the light emitting diode of the light emitting diode light source to the connecting portion through the base;
An instrument body that houses the light-emitting diode light source, the heat sink, and the lighting circuit connected to the connection portion;
A light-emitting diode luminaire comprising:
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