JP4764960B1 - Ledランプ及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
また、発明の実施の形態や変形例で使用している、材料、形状等は好ましい例を例示しているだけであり、この例に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施の形態や他の変形例との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。
<第1の実施の形態>
1.構成
図1は、実施の形態に係るLEDランプの斜視図であり、内部の様子が分かるようにガラス管の一部を切り欠いている。図2は、LEDランプの中央部の横断面図であり、図3は、図2の矢印A方向からLEDランプを見た図である。
LEDランプ1は、ホルダとしての長尺状のガラス管3と、前記ガラス管3内に配されるホルダ5と、前記ホルダ5に保持された複数のLEDモジュール7と、前記ホルダ5を前記ガラス管3に接触状態で接合(固着)する接着剤9(図2参照)と、前記ガラス管3の両端に装着された口金11と、前記口金11を介して給電を受けて前記LEDモジュール7を発光(点灯)させる点灯回路13(図5及び図7参照)とを備える。
ホルダ5は、長尺状のガラス管3に対応して長尺構造をしている。ホルダ5は、図2及び図4に示すように、長手方向に延伸する溝15を有する、つまり横断面形状がC字型をしたレール部材(本発明の「C字型レール」である。)17により構成され、レール部材17の内部にLEDモジュール7がレール部材17の両端開口から順次挿入される。
レール部材17は、ここでは、横断面形状が横長の矩形状をし、一対の長辺の一方に相当する壁に溝15を有する。つまり、横断面形状は開口が上にあるC字型をしている。なお、本実施の形態のように、矩形状の一部が開口しその隅が角張っているような形状もC字型に含まれるものとする。
端子部41a,41bは、基板33の主面であって、封止体37が形成されていない部分(本発明の「肩部」である。)に外気に露出する状態で形成されている。
図5は、LEDモジュールを実装するホルダの端部の斜視図である。
口金11は、有底筒状の口金本体63と、口金本体63の底部65の外面から外方へと延出する一対の口金ピン69とを備える。なお、口金本体63は筒部67と底部65とを有し、口金ピン69は、口金本体63の底部65の内面に取着された固定具66を介して、口金本体63に装着されている。
複数のLEDモジュール7は、給電路27a,27bに対して並列に電気接続されている。
2.製造方法
第1の実施の形態に係るLEDランプ1の製造方法について一例を説明する。
装着する方法としては、ホルダ5とガラス管3との間の隙間に接着剤を注入する他、例えば、装着面(裏壁21の外面である。)に接着剤9を塗布したホルダ5をガラス管3内に挿入した後、ホルダ5の裏面側の端縁(図2中の「B1」、「B2」である。)をガラス管3の内面3aに接触させるように押し当て、この状態を保持して接着剤9を硬化(例えば、加熱硬化である。)させる方法がある。
最後に、押さえ部材47,49から延出しているリード線59,61と口金ピン69とを電気的に接続しつつ、口金本体63をガラス管3の端部のアダプタ71(,71)に螺着する。
3.使用例
LEDランプ1の使用例について具体的に説明する。
<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、LEDモジュール7の端子部41a,41bは、ホルダ5の給電路27a,27bと電気的に接続されて受電していたが、他の構造で受電しても良く、他の受電構造を第2の実施の形態として以下説明する。
LEDランプ101は、第1の実施の形態と同様に、ガラス管3、ホルダ105、LEDモジュール107、スペーサ109、押さえ部材111、図外のアダプタ(71)、口金(11)等を備える。なお、第2の実施の形態に係るLEDランプ101において、第1の実施の形態に係るLEDランプ1と同様の構成については、第1の実施の形態で説明した符号を用いると共にそれらの説明は省略する。
<第3の実施の形態>
第1及び第2の実施の形態では、LEDは基板の主面に実装され、当該LEDの位置が一定となるようにLEDモジュールがホルダに装着されている。つまり、LEDモジュールは、一定の姿勢でホルダに保持されているため、所定の一定方向のみを照射している。
1.構成
図9は、第3の実施の形態に係るLEDランプの構造を説明するための概略斜視図である。
LEDモジュール207は、箱状をしたモジュール本体213と、モジュール本体213の表面及び裏面に実装された複数のLED(図示省略)と、モジュール本体213の表面及び裏面のLEDを覆う封止体215とを備える。つまり、モジュール本体213の表裏両面に光出射領域を有する。
アダプタ211は、図11に示すように、ガラス管3の両端部の内面に装着されている。なお、アダプタ211のガラス管3への装着は、例えば、接着剤等により行うことができる。
接続部材251は、有底筒状をし、口金249の口金胴部253に固着される固着部257と、アダプタ211に装着される装着部255と、LEDモジュール207又はスペーサと接続する接続部259とを備える。
2.その他
第3の実施の形態の上記説明では、複数のLEDモジュール207の姿勢が異なるようにホルダ205に保持されていたが、横断面形状が多角形状のホルダに同じ姿勢で保持されていても良い。
LEDランプ271は、同図に示すように、ガラス管3、ホルダ205、LEDモジュール273等を備える。ホルダ205は、第3の実施の形態で説明したホルダ205と同じ構成であり、アダプタ211によりガラス管3に保持されている。
第3の実施の形態の上記説明では、LEDモジュール207は六面を有する箱状をしていたが、別の形状でも良いし、さらに、ホルダの横断面形状も多角形でなくても良い。
<変形例>
以上、本発明を上記の各実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上記の各実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を実施することができる。
1.ガラス管
上記実施の形態では、ガラス管3は、その横断面形状が円環状であったが、他の横断面形状であっても良い。他の形状としては、三角形等の多角形をした環状であっても良いし、楕円形の環状であっても良い。楕円形のガラス管を利用する場合、ガラス管の横断面における楕円形の長径にホルダの幅を合わせれば、幅広のホルダを利用することができる。なお、透光性の材料(例えば、セラミック材料や樹脂材料である。)を用いた筒体であれば上記ガラス管の代わりに利用することも可能である。
2.LEDモジュール
上記の実施の形態では、LEDモジュール7,107,207は1種類(ホルダ5,105,205に保持されるLEDモジュールの仕様が同じであるという意味である。)であったが、例えば、ホルダ5,105,205に対して挿抜を行う挿抜方向の長さが異なる複数種類のLEDモジュールを準備しておき、複数種類のLEDモジュールを交互にホルダに挿入するようにして、LEDモジュールのピッチを調整しても良い。これにより、例えば第1の実施の形態で説明したスペーサ45の利用をなくすることができる。
3.ホルダ
(1)個数
上記各実施の形態では、ガラス管3内に1個のホルダ5,105,205が挿入・配置されていたが、例えば、複数のホルダを機械的及び電気的に連結する連結部材を利用して一本の連続したホルダとしても良い。この場合、他のLEDランプで使用したホルダを取り出し、他の長尺のLEDランプにも使用することができ、部材の再利用が可能となる。
(2)横断面形状
ホルダの横断面形状は、実施の形態で説明した形状に限定するものでなく、他の形状であっても良い。他の形状について説明する。
(a)例1
第1及び第2の実施の形態に係るホルダ5,105では、表壁19に中心軸方向に延伸する溝15,113を有するレール部材17,115を利用し、表壁19が裏壁21と平行であったが、表壁は、同図の(a)に示すように、裏壁に対して傾斜していても良い。
(b)例2
第1〜第3の実施の形態ではホルダ5,105,205の内部にLEDモジュール7,107,207が挿入されて保持されていたが、ホルダは、複数のLEDモジュールを長手方向(ガラス管の軸心方向である。)に沿って例えば数珠状に保持できれば良く、例えば、図14の(b)に示すように、長手方向に連続する突出部を有するホルダであっても良い。
(c)例3
上記例1及び例2では、LEDモジュール311,341とホルダ301,331とが互いに嵌合する(上位概念的には「係合する」である。)構造により、LEDモジュール311,341がホルダ301,331により保持されていたが、嵌合構造以外の構造によりLEDモジュールがホルダに保持されても良く、例えば、図14の(c)に示すように、長手方向に延伸する軸により軸支された押さえ板によりLEDモジュールを押さえて保持する構造としても良い。
(3)材質
上記実施の形態での説明ではアルミニウムを利用したが、他の材料も利用することができる。他の材料としては、例えば、セラミック材料、エポキシやシリコーン等の樹脂材料等があるが、LEDで発生した熱を効率良く、ガラス管や接着剤に伝えるという観点からは、伝熱性の高い材料を用いるのが好ましく、例えば、紙フェノール等も利用できるし、また、LEDモジュールの基板と同じ材料も当然利用できる。また、アルミ基板や銅基板等の伝熱性の高い金属製基板を用いることで、LEDへの熱負荷をさらに低減できる。
図15は、ガラス管を用いた変形例2に係るホルダの装着方法を説明する図である。
ここで示す変形例2では、ガラス管を用いたホルダが接着剤を利用して最外周に配されているガラス管に固着されている。なお、このガラス管(以下の説明では「内管」である。)は、ホルダとして用いられており、グローブとしてのガラス管ではなく、外管3が本発明のホルダに相当する。
(a)例1
変形例2の例1に係るLEDランプ401は、同図の(a)に示すように、ガラス製の外管3、ホルダ機能を有するガラス製の内管403、LEDモジュール405等を備える。外管3は、その一部が内管403に接する状態で内管403に接着剤413により固着されている。
(b)例2
変形例2の例2に係るLEDランプ421は、同図の(b)に示すように、ガラス製の外管3、内管423、LEDモジュール425等を備える。LEDモジュール425は、三角柱(中実・中空の両方を含む概念であり、ここでは中実である。)状のモジュール本体427と、モジュール本体427の2側面に設けられた発光部429,429とからなる。なお、発光部429の存する領域は、光出射領域でもある。
(c)例3
変形例2の例3に係るLEDランプ441は、同図の(c)に示すように、外管3、内管443、LEDモジュール445等を備える。
4.グローブ
上記の各実施の形態や各変形例では、グローブであるガラス管は、その内部にホルダを挿通させた状態(ホルダの全てがガラス管内に挿入された状態である。)でホルダに装着されていた(ホルダ側を主体にすると、ホルダがガラス管内に装着されている。)が、グローブは、ホルダにより保持されているLEDモジュールを覆う状態でホルダに装着されれば良く、ホルダ全体を内部に挿通させなくても良い。
(1)構造
図16は、変形例3に係るLEDランプの断面斜視図であり、図17は、LEDランプの中央部の横断面図である。
ガラス部材503は、横断面形状が、図16及び図17から分かるように、C字型をし、その開口縁部503a,503bがホルダ505に装着されている。ここでの開口縁部503a,503bは、ガラス部材503の長手方向に亘って延伸する部分であって、横断面においてC字型を構成する開口507の両側部分である。なお、ここでは、グローブ502にガラス部材(ガラス材料)503を用いたが、他の透光性材料、例えば、ポリカーボネート(PC)樹脂により構成しても良い。
(2)グローブ形状
変形例3の例1に係るLEDランプ501は、ランプの形状として直管型の蛍光ランプに近い形状を想定しているため、ガラス部材503の一部(開口507部分の周辺部分)が平坦状となっている。
以下、変形例3の例1と異なるグローブの形状について説明する。なお、グローブは、その形状に関わらず、ガラス材料、樹脂材料、セラミック材料等、特に材料に依拠することなく形成できるが、弾性変形により、グローブの開口の幅をホルダの幅よりも大きくすることができるようにするには、樹脂材料、金属(薄肉)と透光性樹脂を組合せたもの等に限られる。
同図の(a)に示すLEDランプ531は、グローブ533、ホルダ535、LEDモジュール7、口金、点灯回路を有する他、必要に応じて、スペーサ、押さえ部材、アダプタを有する。
5.接着剤
上記各実施の形態では、接着剤9としてセメントを利用したが、他の接着剤を利用しても良く、例えばシリコーン樹脂を用いても良い。しかしながら、接着剤の機能としての伝熱性を考慮すると、伝熱性の高い材料を用いるのが好ましく、具体的には、熱伝導率が1[W/m・K]以上が好ましい。
6.封止体(透光性樹脂)
上記各実施の形態では、封止体37,119を構成する透光性樹脂としてシリコーン樹脂を利用したが、別の材料を利用しても良い。別の材料としては、ガラス等がある。
7.ランプ
各実施の形態や上記変形例等では、直管状の蛍光灯をモデルにしたLEDランプであったが、例えば、円環状の蛍光灯をモデルにしても良い。以下、円環状の蛍光灯をモデルにしたLEDランプを変形例4として説明する。
(1)例1
図19は、変形例4の例1に係るLEDランプの半分での断面斜視図であり、図20は、変形例4の例1に係るLEDランプの一部平面図であり、内部の様子が分かるように各部材を適宜切り欠いている。
まず、ガラス管603A,603Bのそれぞれにレール部材605A,605Bを挿入して、レール部材605A,605Bとガラス管603A,603Bとを接着剤で固着する。次に、ガラス管603A,603B内のレール部材605A,605B内にLEDモジュール607及びスペーサ609をレール部材605A,605Bの端から挿入した後、連結部材611をレール部材605A,605Bの連結する側の端部に挿入にして両者を結合する。
(2)例2
例1に係るLEDランプ601のグローブ(ガラス管)603は、円環状の蛍光灯のガラス管の横断面形状と同じ円形状をしていたが、他の形状であっても良い。ここでは、半球状をしたグローブを備えるLEDランプ651について説明する。
変形例4の例2に係るLEDランプ651は、グローブ653、ホルダ655、LEDモジュール657、口金、点灯回路を有する。なお、本例では、グローブは、ホルダに被着する構成を採用しているため、LEDランプ601で説明した連結部材611、カバー613を有していない。
ホルダ655の内部には、複数のLEDモジュール657が挿抜自在に挿入されている。
LEDモジュール657は、後述するが、3種類ある。LEDモジュール657A,657B,657Cは、図22に示すように、2段状の円盤状をしている。つまり、径の大きな大径円盤部663と、大径円盤部663よりも径の小さな小径円盤部665とを有する。
LEDモジュール657A,657B,657Cの大径円盤部663の外周には、図22に示すように、全周に亘って連続する配線パターンが2段に形成されている。
図23は、LEDモジュールの電気的接続を説明する概略図である。
同図に示す「1」は第1絶縁基板667の外周に形成された配線パターン(図22では、右上がりのハッチングである。)を示し、「2」は第2絶縁基板669の外周に形成された配線パターン(図22では、右上がりと左上がりとの交差状のハッチングである。)を示し、「3」は第3絶縁基板671の外周に形成された配線パターン(左上がりのハッチングである。)を示している。
8.最後に
上記で説明したLEDランプ(例えば、第1の実施の形態に係るLEDランプ1である。)を光源とした照明装置を図24に示す。
照明器具703は、LEDランプ1と電気的に接続され且つLEDランプ1を保持する一対のソケット705,705と、前記ソケット705,705が取着されている器具本体707と、前記器具本体707の上面に装着された回路ボックス709とを備える。
照明装置731は、独立可搬な複数のLEDモジュール657と、長尺構造で、各LEDモジュール657を少なくとも一端から挿抜自在であって長尺方向に配列する状態で保持すると共に保持状態にある各LEDモジュール657の光出射方向前方には遮光部材が存在しない構造のホルダ733と、各LEDモジュールを覆うように前記ホルダに装着されたグローブ735と、ホルダ733の裏面側で、天井等に装着されるベース737と、各LEDモジュール657を点灯させ且つグローブ735とベース737とで形成される空間であってベース737に装着された点灯回路と、点灯回路を内部に格納するように点灯回路を覆う回路ボックス739と、商業用電源と接続されるソケットとを備える。
3 ガラス管
5 ホルダ
7 LEDモジュール
9 接着剤
11 口金
13 点灯回路
15 溝
17 レール部材
35 LED
37 封止体
41a,41b 端子部(受電端子)
Claims (7)
- 独立可搬な複数のLEDモジュールと、
長尺構造で、前記各LEDモジュールを少なくとも一端から挿抜自在であって長尺方向に配列する状態で保持すると共に保持状態にある各LEDモジュールの光出射方向前方には遮光部材が存在しない構造のホルダと、
前記各LEDモジュールを覆うように前記ホルダに装着されたグローブと
を備え、
前記ホルダは横断面形状C字型をしたレールであり、
前記LEDモジュールは、基板表面にLEDを実装する構成であり、基板の肩部には受電端子が露出形成されており、
前記複数のLEDモジュールは、前記光出射領域をC字型のスリットに対応させてC字型レール内に挿入配列された状態で、前記受電端子と対応する内周面部位に給電路が長尺方向に連続して形成されている
ことを特徴するLEDランプ。 - 前記グローブは、透光性の材料により構成された直管状の筒体であり、
前記筒体は、前記ホルダが内部に挿通された状態で装着されている
ことを特徴とする請求項1に記載のLEDランプ。 - 前記ホルダは、横断面形状は略長方形状をし、一方の長辺の略中央が開口したC字型であり、
前記グローブは、横断面形状がC字型をし、当該C字型の開口に前記ホルダが嵌る状態で装着されている
ことを特徴する請求項1に記載のLEDランプ。 - 前記C字型のレール内に各前記LEDモジュールを配列した状態で、隣り合うLEDモジュール間には、前記隣り合うLEDモジュールの間隔を調整するスペーサ部材が介挿されている
ことを特徴とする請求項1に記載のLEDランプ。 - 前記ホルダは、透光性を有する断面形状が2n角形(nは整数)の筒体であり、
前記LEDモジュールの幅が、前記筒体の互いに対向する一対の内面間距離に適合し、
前記複数のLEDモジュールのそれぞれは、幅方向の両側面を前記筒体の対向内面に接する状態で、前記筒体内に挿入されている
ことを特徴とする請求項1に記載のLEDランプ。 - 前記nは3以上の整数であり、
前記筒体内で隣り合うLEDモジュールは、その幅方向の両側面を異なった対向内面に接するように挿入されている
ことを特徴とする請求項5に記載のLEDランプ。 - LEDランプを光源として利用する照明装置であって、
当該LEDランプが請求項1に記載のLEDランプである
ことを特徴とする照明装置。
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