JP4505544B2 - 集合拡散型ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

この発明は屋外スポット照明、看板照明、建物の壁照明、庭園灯、作業灯（室内外）、集魚灯、水中照明等に用いられる集合拡散型ＬＥＤランプに関する。

従来上記のような用途で多数のＬＥＤを基盤上に配設し、防水性、放熱性を重視した主として屋外用の集合型ＬＥＤランプとして特許文献１が公知である。また一般にＬＥＤランプは光の直進性（集光性）が強いものが多いため、近距離範囲を照射するために光を拡散させる構造としては図５（Ｂ）に示すように、透光用のカバー３の内面に凹レンズ状の突起３ｄを一体的に突設したものや、同図（Ｃ）に示すようにカバー３の内面に光を拡散させて透過させるようにリフレクター状又は表面に微細な凹凸を付して拡散透過させるシート状等の拡散部材３ｅを貼着したものが知られている。

実用新案登録第３１２９６９３号

しかし、図５（Ｂ）の凹レンズ状突起を設けたものは、各突起毎に円形の光のリングが形成されるため照射面や光源の明るさが不自然に不均一になるほか、凹レンズ状突起形成のための型が必要となるという欠点がある。
また図５（Ｂ）のものは拡散部材内面で乱反射が生じ透光量が少なくなるほか、カバー内面に拡散部材を貼付け又はその他の方法で、しかも耐熱条件下で固定する必要がある。

上記課題を解決するための本発明のＬＥＤランプは、第１に基板２の表面側の空間に多数のＬＥＤ１を突設し、該ＬＥＤ１の表面側を透光性のカバー３で覆う集合型ランプにおいて、上記カバー３をその内面でＬＥＤ１の突出端を密着状態で埋入させ、ＬＥＤ１の先端周面の一部と一体的に密着するようにモールド成形するとともに、基板２とカバー３の内面との間に空間を形成し、該カバー３断面内でＬＥＤ１の光を表面側に拡散させることを特徴としている。

第２に、カバー３の内面側の一部又は全部をプラスチック材をモールドすることにより形成したことを特徴としている。

第３に、カバー３を予め板状又は皿状に成形し、基板２側に直接又は間接的に固定される外カバー３ａと、外カバー３ａの内面側でモールドによって成形され、ＬＥＤ１の突出端を埋入させる内カバー３ｂとで構成することを特徴としている。

第４に、カバー３の少なくとも正面側が均一な厚みに形成され、ＬＥＤ１がカバー３の肉厚内に埋入されたことを特徴としている。

第５に、カバー３が透明なプラスチック材よりなることを特徴としている。

以上のように構成される本発明のＬＥＤランプは、照明施工者等において光量及び集光性共に優れた小品種のＬＥＤを備えておけば、ＬＥＤ正面側のカバーへのＬＥＤの埋没深さやカバーの厚み、カバー材料を調節又は選択することにより、任意な光量や拡散率の光源を得ることができる。したがって拡散率や光量の異なる予め多品種のＬＥＤを準備（在庫）する必要がなく経済的である。
また従来のＬＥＤ光拡散技術のようにカバー側に凹レンズ状の突起を設ける必要もなく、カバー内面に拡散板を介挿する必要もない他、透明カバーを用いた時は最大限の光量で近距離範囲を照射できる利点がある。

本発明のランプの表面を表す平面図である。 本発明のランプの正面断面図である。 本発明のランプの部分拡大側面断面図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明のランプと内カバーを設けないランプの光の照射範囲のイメージ図である。 （Ａ）は本発明のランプ、（Ｂ），（Ｃ）は従来のランプの光拡散構造を示す部分断面図である。

以下図示する本発明の実施形態につき説明すると、図面はいずれも本発明の集合拡散型ＬＥＤランプの一実施形態を表し、図１はランプＬの配置面（表面）を、図２は正面断面を、図３は部分拡大正面断面をそれぞれ表す。

この例ではランプＬ全体は１５４×１５４×４０程度の直方体を形成しており、表面に多数（１８×１８個）のＬＥＤ１を装着し、裏面にプリント配線された（図示しない）ガラスエポキシ製の樹脂製の基板２が透明なアクリル樹脂製の箱状又は角皿状の外カバー３ａの周壁端縁内に収容固定されている。外カバー３ａの設置時下方になる位置には、カバー内の圧力解放及び水抜き孔５が設けられている。

前記外カバー３ａの内面のＬＥＤ対向面には、例えばエポキシ樹脂等のプラスチック材を所定の厚みでプレート状にモールドして（流動性のあるプラスチックを流し込んだ（注入した）後硬化させて）なる内カバー３ｂが形成されている。上記カバー３ａと内カバー３ｂとでカバー３が構成される。

上記内カバー３ｂのモールド材は次に述べるようにＬＥＤ１の光を外に向かって拡散透過させるもので、無色透明なものや黄色等任意なものが選択でき、必要に応じ濁りのある白色又はその他の着色をして透過光量を調節することもできる。そしてこの外カバー３ａと内カバー３ｂとは密着接合されるので同色系の材料の場合は両者の接合面は接着状態となって境界線（面）は形成されることはなく、境界面により光の透過が妨げられることはない。

また上記内カバー３ｂの内面側には、モールド時にＬＥＤの突出端が所定の深さＳ（図５（Ａ）参照）だけ埋入（没）して密着しており、ここでもＬＥＤ１と内カバー３ｂとの接合面での境界線は表れず、両者は一体的に接合されている。

この構造により各ＬＥＤ１の埋入部分から放射される光は、内カバー３ｂ及び外カバー３ａの断面内で全方向に拡散され、この拡散度合（率）は前記埋没深さＳの大小により異なり、Ｓが大きい程拡散度合も大きくなる。

外カバー３ａの周壁の開口端内側には切欠状の段部４が全周にわたって形成され、該段部４内に若干のクリアランスを介して基板２が収容されている。上記段部４に基板２が押圧挿入されると、段部４の各辺の内周の複数箇所に突設された小突起からなる球面状の係合突起６の下方に入って係止固定され、基板２の反り返りが防止される。

基板２の背面側には放熱性（熱伝導性）に富んだシリコン樹脂と防水性に優れたシリコン樹脂を混合した外カバー３ａ及び基板２側と接着力のある樹脂が２ｍｍ程度の厚みでモールド等によって充填され、放熱層７が形成されている。この放熱層７は基板２の背面に接着するとともにその外周と段部４内周とのクリアランス部分にも浸入して接着することにより、基板２を固定しカバーの防水性も高める。

さらに上記放熱層７の背面には、アルミ押出成形材等よりなるヒートシンク（放熱板）８の底面が押接状態で接着固定され、放熱層７はＬＥＤによって過熱した基板２の熱を高い熱伝導によってヒートシンク８に伝導し、放熱を促進する。ヒートシンク８の側面にはランプ取付用の金具（図示しない）を締着するためのボルト孔９が穿設されている。

また前記基板２は、ＬＥＤ１を装着し且つその背面でプリント配線に接続された状態で、表面側及び裏面側共に耐熱性・耐水性を備えた防水塗料又は接着剤で予めコーティングされた防水膜１１が形成されており、ＬＥＤの基端部や基板背面のハンダ付部や端子部分からの浸水が防止される。１２はカバー３内への配線孔である。

本実施形態ではＤＣ１１〜１３．５Ｖ、平均１．６Ａ下でＬＥＤ全体の消費電力は平均１９．６Ｗのものが使用されているが、上記放熱層７がない場合の基板２表面温度８０℃に対し、放熱層７を設けたものでは約５０℃に低下させることができた。

なお、図示する実施形態では基板２と内カバー３ｂとの間に空間が形成され、ＬＥＤ１の先端側のみが内カバー３ｂ内に埋入されたものを示した。

図４（Ａ），（Ｂ）は本実施例の場合と内カバー３ｂを設けない特許文献１の場合の光の拡散状態のイメージの比較図である。本発明の光拡散状態図（Ａ）ではランプＬからの光の届く距離は短い（最先端のＰ2点約１．５ｍ）代わりに、このＰ2点での照度は約２０Luxあり、最大照射面積位置での中心Ｐ1点（約０．８ｍ）での照度は約１２００Luxある。

これに対し、同図（Ｂ）に示す内カバー３ｂを設けないものでは、Ｐ2点（約１５．０ｍ）での照度が約５．０Luxで光軸回りの最大照射面積位置での中心Ｐ1点（約３．０ｍ）での照度は約７００Luxであり、図５（Ａ）の方が明らかにランプＬ前方の近距離位置が明るいことが判る。

１ ＬＥＤ
２ 基板
３ カバー
３ａ 外カバー
３ｂ 内カバー
Ｌ ランプ

Claims (5)

1. 基板（２）の表面側の空間に多数のＬＥＤ（１）を突設し、該ＬＥＤ（１）の表面側を透光性のカバー（３）で覆う集合型ランプにおいて、上記カバー（３）をその内面でＬＥＤ（１）の突出端を密着状態で埋入させ、ＬＥＤ（１）の先端周面の一部と一体的に密着するようにモールド成形するとともに、基板（２）とカバー（３）の内面との間に空間を形成し、該カバー（３）断面内でＬＥＤ（１）の光を表面側に拡散させる集合拡散型ＬＥＤランプ。
2. カバー（３）の内面側の一部又は全部をプラスチック材をモールドすることにより形成した請求項１の集合拡散型ＬＥＤランプ。
3. カバー（３）を予め板状又は皿状に成形し、基板（２）側に直接又は間接的に固定される外カバー（３ａ）と、外カバー（３ａ）の内面側でモールドによって成形され、ＬＥＤ（１）の突出端を埋入させる内カバー（３ｂ）とで構成する請求項１又は２の集合拡散型ＬＥＤランプ。
4. カバー（３）の少なくとも正面側が均一な厚みに形成され、ＬＥＤ（１）がカバー（３）の肉厚内に埋入された請求項１又は２又は３の集合拡散型ＬＥＤランプ。
5. カバー（３）が透明なプラスチック材よりなる請求項１又は２又は３又は４の集合拡散型ＬＥＤランプ。

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