JP4684335B2 - 回転式直管型ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、直管型ＬＥＤランプに関する。より詳しくは、本発明は、蛍光灯の代替品として有望視されている直管型ＬＥＤランプの新規な構造に関する。

従来から、家庭はもとよりオフィスやショッピングモール等の多くの場所において照明用器具として一般的に使用されている直管型蛍光灯は、内壁に蛍光物質を塗布したガラス管と、両端に取り付けられた電極（フィラメント）と、で構成されており、ガラス管は、空気を抜き真空にされ、少量の水銀とアルゴン等のガスが封入されている。

このような直管型蛍光灯は放電灯の一種であり、電極間に電圧がかかると電流が流れて加熱された一方の電極から熱電子が放出し、放電が開始されて点灯する。より具体的には、一方の電極から放出して他方の電極に向かって飛び出した熱電子が、ガラス管内で蒸発して気体となっている水銀電子に衝突し、この衝突によって水銀電子が紫外線を発生する。そして、この紫外線がガラス管内に塗布された蛍光物質にあたることにより、可視光が発生して点灯するのである。

ところが、このような直管型蛍光灯は消費電力が多いとともに寿命が短く、環境や人体に悪影響を与え得る蛍光体を含み、また、使用される交流電源は一定の周波数を有することから、光に微弱な揺れを有し人の眼や脳に良くないとも言われている。このため、環境保護及び人体に対する安全性の観点から、かかる直管型蛍光灯の代替品として直管型ＬＥＤランプが提案されている（例えば特許文献１参照）。

上記特許文献１に記載の考案は、既存の蛍光灯照明器具ソケットの没入端面部の直径サイズに関わりなく、どのような直径サイズのものにでも対応できる端子部構造を提供することを意図するものであるが、図９に示すような、細長板状基板５５に複数のＬＥＤ（発光ダイオード）素子５４を列設し、両端部にはそれぞれ一般蛍光灯照明器具の両端部のソケットに適合する２本のピン端子１１２が設けられた、直管型ＬＥＤ蛍光灯の一般構造が開示されている。

実用新案登録第３１４２６５２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のような一般構造の直管型ＬＥＤ蛍光灯では、ＬＥＤ素子群からの光が指向性を有していることから、例えば図９において矢印Ｒで示される略一定の方向のみが照射されて他の部分は直接には照射されず、管の周囲３６０°の全方向が照射される直管型蛍光灯に対し、使用時に所望する部分を充分には照射できない場合がある。

そこで、本発明の目的は、照射方向に指向性を有する直管型ＬＥＤランプにおいて、所望する部分を照射することのできる簡便で新規な構造を提供することにある。

本発明者らは、直管型ＬＥＤランプの構造について鋭意研究を重ねた結果、照射方向に指向性を有する直管型ＬＥＤランプによって所望する部分を有効に照射するためには、直管型ＬＥＤランプを照明器具に取り付けた状態で、少なくとも直管型ＬＥＤランプの管状部分を回転させることのできる構成とすることが、上記目的を達成する上で極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、
基板と、
前記基板の少なくとも一方の面に設けられたＬＥＤ素子群と、
前記基板及び前記ＬＥＤ素子群を内包し、両端にそれぞれ第一の開口部及び第二の開口部を有する管と、
前記第一の開口部及び前記第二の開口部にそれぞれ接続された第一のソケット及び第二のソケットと、
前記第一のソケット及び前記第二のソケットにそれぞれ接続された第一の端子部及び第二の端子部と、
を具備し、
前記第一のソケット及び前記第二のソケットが、それぞれ前記管の一端及び他端に固定して接続され、かつ前記第一の端子部及び前記第二の端子部には回動可能に接続されており、
前記管が、前記第一のソケット及び前記第二のソケットとともに、前記第一の端子部及び前記第二の端子部に対して相対的に０〜１２０°回動可能であり、
前記管の縦断面において、前記ＬＥＤ素子群からの照射方向が複数となるように、前記基板が複数枚の平板状基板又は単一の円弧状基板で構成されていること、
を特徴とする回転式直管型ＬＥＤランプを提供する。

このような構成によれば、本発明の回転式直管型ＬＥＤランプが取り付けられる照明器具の取付面が、水平方向に対して略平行な面、水平方向に対して略垂直な面、又は水平方向に対して一定の角度を有する面のいずれであったとしても、本発明の回転式直管型ＬＥＤランプを照明器具に取り付けた状態で、少なくとも直管型ＬＥＤランプの管状部分を回転させることにより、照射方向に指向性を有する直管型ＬＥＤランプであっても所望する部分を有効に照射することができる。

上記本発明の回転式直管型ＬＥＤランプにおいては、前記管が、前記第一の端子部及び前記第二の端子部に対して０〜１２０°回動可能である。このような構成によれば、本発明の回転式直管型ＬＥＤランプが取り付けられる照明器具の取付面が、水平方向に対して略平行な面、水平方向に対して略垂直な面、又は水平方向に対して一定の角度を有する面のいずれであったとしても、照射方向に指向性を有する直管型ＬＥＤランプであっても所望する部分を有効に照射することができる。

上記本発明の回転式直管型ＬＥＤランプは、（１）前記管が前記第一のソケット及び第二のソケットに固定して接続されており、前記第一のソケット及び第二のソケットが、それぞれ第一の端子部及び第二の端子部に、回動可能に接続されている第一の態様、又は、（２）前記第一のソケット及び第二のソケットが、それぞれ第一の端子部及び第二の端子部に固定して接続されており、前記管が前記第一のソケット及び第二のソケットに回動可能に接続されている第二の態様、のうちの第一の態様を取るものである。

本発明によれば、照射方向に指向性を有する直管型ＬＥＤランプにおいて、所望する部分を照射することのできる簡便で新規な構造を提供することができる。すなわち、本発明によれば、照射方向に指向性を有する直管型ＬＥＤランプであっても、照明器具に取り付けた状態で、所望する部分を有効に照射することができる。

本発明の一実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１の構造を示す一部を透明にした側面図である。 同実施形態におけるソケット８の正面図である。 同実施形態におけるソケット８の縦断面図（より詳しくは、図２におけるＹ−Ｙ線断面図）である。 同実施形態における端子部１０の正面図である。 同実施形態における端子部１０の縦断面図（より詳しくは、図４におけるＺ−Ｚ線断面図）である。 図１に示す回転式直管型ＬＥＤランプ１を矢印Ｘの方向（すなわち、回転式直管型ＬＥＤランプ１及び管６の中心軸方向）からみた側面図である。 図１に示す回転式直管型ＬＥＤランプ１が回転したときの様子を矢印Ｘの方向（すなわち、回転式直管型ＬＥＤランプ１及び管６の中心軸方向）からみた側面図である。 図１に示す回転式直管型ＬＥＤランプ１及びその変形例の断面構造を示す断面図である。 従来の直管型ＬＥＤ蛍光灯の斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の回転式直管型ＬＥＤランプの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１の構造を示す一部を透明にした側面図である。図１に示すように、本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１は、細長板状の基板２と、基板２の一方の面（下側面）２ｓに設けられたＬＥＤ素子群４と、基板２及びＬＥＤ素子群４を内包し、両端にそれぞれ第一の開口部６ａ及び第二の開口部６ｂを有する管６と、を有する。基板２には、従来公知の樹脂を用いることができ、なかでもＬＥＤ素子群４が発熱する場合を考慮して、耐熱性樹脂を用いるのが好ましい。また、ＬＥＤ素子群４を構成するＬＥＤ素子としても、従来公知のものを用いることができる。

管６は、例えばポリカーボネート等の樹脂又はガラスで構成されており、少なくとも図１における回転式直管型ＬＥＤランプ１の下側（すなわち、ＬＥＤ素子群４が設けられていて光が出射する部分）は透明である。この透明部分の外表面には、出射光を散乱させてより広い部分を照射可能なように、例えば多数の平行溝を設ける等の加工をしてもよい。

また、本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１は、第一の開口部６ａ及び第二の開口部６ｂにそれぞれ接続された第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂと、第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂにそれぞれ接続された第一の端子部（タップ）１０ａ及び第二の端子部（タップ）１０ｂと、を有する。

そして、本実施形態においては、管６が、第一の端子部１０ａ及び第二の端子部１０ｂに対して０〜１２０°の角度範囲で回動可能な構成を有しており、より具体的には、管６が、第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂに固定して接続されており、第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂは、それぞれ第一の端子部１０ａ及び第二の端子部１０ｂに、０〜１２０°の範囲で回動可能に接続されている。

ここで、図２は、本実施形態における第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂ（以下、合わせて「ソケット８」ということもある。）の正面図であり、図３は、ソケット８の縦断面図（より詳しくは、図２におけるＹ−Ｙ線断面図）である。

図２及び図３に示すように、本実施形態におけるソケット８は、円板状部分８Ａと円筒状部分８Ｂとを含み、円筒状部分８Ｂの内周面のうちの、当該円筒状部分８Ｂの高さ方向における略中心部分に、円板状部分８Ａが一体的に接続された構成を有し、円筒状部分８Ｂの高さ方向と円板状部分８Ａの面方向とは略直交している。

本実施形態におけるソケット８は、図２に示すように、正面図において円形状であり、その中心Ｃに貫通孔１２を有するとともに、中心Ｃからみて、互いに点対称となる位置に、１２０°の角度αの範囲で円弧状の２つの開口部１４を有し、図３に示すように、縦断面図においては略Ｈ形状である。

次に、図４は、本実施形態における第一の端子部１０ａ及び第二の端子部１０ｂ（以下、合わせて単に「端子部１０」ということもある。）の正面図であり、図５は、端子部１０の縦断面図（より詳しくは、図４におけるＺ−Ｚ線断面図）である。端子部１０と、基板２上のＬＥＤ素子群４と、は配線４ａ及び４ｂによって電気的に接続されている。

図４及び図５に示すように、本実施形態における端子部１０は、円板状部分１０Ａと、円板状部分１０Ａを貫通させて配設された金属製ピン１０Ｂ及び１０Ｃと、図２及び図３に示すソケット８の中心Ｃに対応するように、中心Ｃ´に設けられた貫通孔１０Ｄと、を有している。なお、貫通孔１０Ｄの端部は、後述するビス１６が巻回されて埋め込まれた際に、ビス１６と精度良く接触するように、面取り加工がなされている。

本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１においては、上記のような管６の端部が第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂの円板状部分８Ａに当接した状態で、管６の端部外周面が、例えば接着剤を用いた化学的結合方法又はビスや凹部と凸部との組合せを用いた機械的結合方法によって、第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂの円筒状部分８Ｂの内周面に固定して接続されている。

そして、第一のソケット８ａ及び第二のソケット８ｂは、それぞれ第一の端子部１０ａ及び第二の端子部１０ｂに、ビス１６によって回動可能に接続されている（ただし、図１ではビス１６を省略している。）。図１に示す本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１を矢印Ｘの方向（すなわち、回転式直管型ＬＥＤランプ１及び管６の中心軸方向）からみた側面図である図６に示すように、ビス１６は、端子部１０の中心Ｃ´に設けられた貫通孔１０Ｄ（図４及び図５参照）に回動可能に挿入され、ソケット８の中心Ｃに設けられた貫通孔１２に巻回挿入されて固定されている。

より詳しくは、ビス１６の頭部の径ｄ１、端子部１０の貫通孔１０Ｄの径ｄ２、ビス１６の捩子部の径ｄ３、及びソケット８の貫通孔１２の径ｄ４を、関係式：ｄ１＞ｄ２＞ｄ３＞ｄ４を満たすように設計することにより、ビス１６を貫通孔１０Ｄに回動可能に挿入し、貫通孔１２に巻回挿入されて固定されている。

このような構成を有する本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１によれば、回転式直管型ＬＥＤランプ１が取り付けられる照明器具の取付面が、水平方向に対して略平行な面、水平方向に対して略垂直な面、又は水平方向に対して一定の角度を有する面のいずれであったとしても、照明器具に取り付けた状態で、回転式直管型ＬＥＤランプ１のソケット８の部分を持って回転させることにより、管６の部分を回転させることができ、照射方向（図１の矢印Ｒで示す方向）に指向性を有しても、所望する部分を有効に照射することができる。

図７は、本実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１が回転したときの様子を矢印Ｘの方向（すなわち、回転式直管型ＬＥＤランプ１及び管６の中心軸方向）からみた側面図である。図７の（ａ）は図６と同じであり、このとき照明器具側に取り付けられた端子部１０のピン１０Ｂ及び１０Ｃは固定されていて、照射方向は矢印Ｒで示される方向である。

これに対し、ソケット８とともに管６を矢印ｌの方向に回転させると、図７の（ｂ）に示すように照射方向を矢印Ｒ_１で示す方向に変更することができ、ソケット８とともに管６を矢印ｍの方向に回転させると、図７の（ｃ）に示すように照射方向を矢印Ｒ_２で示す方向に変更することができる。上記のように、本実施形態においては、管６が、第一の端子部１０ａ及び第二の端子部１０ｂに対して０〜１２０°の角度範囲で回動可能な構成を有しており、この図７において言えば、矢印Ｒ_１で示す方向と矢印Ｒ_２で示す方向とで形成される角度が１２０°である。なお、図７において、ＬＥＤ素子群４は基板２の下側面に設置されているが、省略している。

以上、本発明の回転式直管型ＬＥＤランプの好適な一実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、管６が０〜１２０°の角度範囲で回転可能な態様について説明したが、円弧状の開口部１４の長さを変更して、例えば最低限０〜９０°の角度範囲で回転可能な構成とすることが好ましい。

また、上記実施形態においては、ＬＥＤ素子群４においてＬＥＤ素子の特定の配列方法（行や列の数等）について説明したが、ＬＥＤ素子群４におけるＬＥＤ素子の配列方法（行や列の数等）についても特に限定はない。

さらに、上記実施形態においては、端子部１０がビス１６を介して回動可能にソケット８に接続される態様について説明したが、必ずしもこの態様に限定されるものではなく、例えば、ソケット３の円筒状部分８ａの内周面のうちの端子部１０の円板状部分１０Ａの外周面と接する部分に、凸状部（連続していても不連続でもよい。）を設け、端子部１０の円板状部分１０Ａの外周面のうちの前記凸状部に対応する部分に、当該凸部が嵌合又は係合する形状及び寸法を有する凹部を設け、管６とソケット８とを回動可能に接続してもよい。

逆に、ソケット３の円筒状部分８ａの内周面のうちの端子部１０の円板状部分１０Ａの外周面と接する部分に、凹状部を設け、端子部１０の円板状部分１０Ａの外周面のうちの前記凹状部に対応する部分に、当該凹部が嵌合又は係合する形状及び寸法を有する凸部を設け、管６とソケット８とを回動可能に接続してもよい。

また、上記実施形態においては、便宜上、基板２が１枚である態様について説明したが（図８の（ａ））、本発明は、例えば、図８の（ｂ）〜（ｄ）のような態様である。図８の（ａ）は上記実施形態の回転式直管型ＬＥＤランプ１の断面構造を示す断面図であり、１枚の基板２の下側面にＬＥＤ素子群４が配置されており、照射方向は矢印Ｒで示される方向である。

これに対し、本発明においては、図８の（ｂ）に示すように２枚の基板２ａ及び２ｂを用いたり、図８の（ｃ）に示すように３枚の基板２ａ、２ｂ及び２ｃを用いたり、複数枚の基板を用いることにより、それぞれの下側面にＬＥＤ素子群４を配置することができる。このような態様においては、ソケット８及び管６の回転にともなって、照射範囲や方向に幅を持たせることができる。

さらには、図８の（ｄ）に示すように、断面形状が円弧状の１枚の基板２ｄを用い、その下側面にＬＥＤ素子群４を配置することもできる。このような態様によっても、ソケット８及び管６の回転にともなって、照射範囲や方向に幅を持たせることができる。なお、この場合の基板２ｄについては、断面形状が円弧状の基板を成形により作製してもよいが、例えば、断面形状が直線状のシリコーン樹脂製のフレキシブル基板等を曲げた状態で管６内に保持して使用することもできる。

その他にも、上記実施形態は本発明の思想の範囲内で従来公知の技術を参酌して種々の設計変更が可能であり、したがって、これら設計変更の内容はすべて本発明の範囲内に含まれるものである。

本発明の回転式直管型ＬＥＤランプは、照射範囲の狭い従来の直管型ＬＥＤランプの照射方向をユーザーが適宜調整することができるものであり、よって一般家庭やオフィス、学習塾や研究所等、ユーザーが所望する箇所を必要最小限の範囲で照射すればよい場所での利用に特に適している。また、ショッピングモールや各種ショップにおいても、品物やディスプレイの特定の部分を照射して宣伝広告に役立てることができる。

１・・・回転式直管型ＬＥＤランプ、
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・基板、
４・・・ＬＥＤ素子群、
４ａ、４ｂ・・・配線、
６・・・管、
６ａ・・・第一の開口部、
６ｂ・・・第二の開口部、
８・・・ソケット、
８Ａ・・・円盤状部分、
８Ｂ・・・円筒状部分、
８ａ・・・第一のソケット、
８ｂ・・・第二のソケット、
１０・・・端子部、
１０ａ・・・第一の端子部、
１０ｂ・・・第二の端子部、
１０Ａ・・・円板状部分、
１０Ｂ、１０Ｃ・・・金属製ピン、
１０Ｄ・・・貫通孔、
１２・・・貫通孔、
１４・・・開口部、
１６・・・ビス。

Claims (1)

1. 基板と、
   前記基板の少なくとも一方の面に設けられたＬＥＤ素子群と、
   前記基板及び前記ＬＥＤ素子群を内包し、両端にそれぞれ第一の開口部及び第二の開口部を有する管と、
   前記第一の開口部及び前記第二の開口部にそれぞれ接続された第一のソケット及び第二のソケットと、
   前記第一のソケット及び前記第二のソケットにそれぞれ接続された第一の端子部及び第二の端子部と、
   を具備し、
   前記第一のソケット及び前記第二のソケットが、それぞれ前記管の一端及び他端に固定して接続され、かつ前記第一の端子部及び前記第二の端子部には回動可能に接続されており、
   前記管が、前記第一のソケット及び前記第二のソケットとともに、前記第一の端子部及び前記第二の端子部に対して相対的に０〜１２０°回動可能であり、
   前記管の縦断面において、前記ＬＥＤ素子群からの照射方向が複数となるように、前記基板が複数枚の平板状基板又は単一の円弧状基板で構成されていること、
   を特徴とする回転式直管型ＬＥＤランプ。

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