JP5161849B2

JP5161849B2 - Ｌｅｄ電球

Info

Publication number: JP5161849B2
Application number: JP2009192319A
Authority: JP
Inventors: 和也齋藤
Original assignee: 第四電設株式会社
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: JP2011044356A

Description

本発明は、平面実装型ＬＥＤを光源とした一般電球の給電用ソケットに装着できる照明電球として使用可能なＬＥＤ電球に関するものである。

従来の白熱電球や電球形蛍光ランプなどに比べて消費電力が低く、寿命も長いＬＥＤ電球が一般照明電球として使用されてきている。

このＬＥＤ電球に使用されるＬＥＤには従来の砲弾型ＬＥＤと最近主流となりつつある平面実装型ＬＥＤの２種類がある。

照明器具としては平面実装型ＬＥＤのほうが省スペース、ハイパワーである理由から多く使用されているが、従来品のＬＥＤ電球は指向性が強く、明るさは白熱電球の４０Ｗ相当、消費電力は電球型蛍光灯の１／２くらいのものが一般的である。

しかしながら、ＬＥＤはもともと指向性が強く、スポット的な照明としては向いているが、部屋全体を照らす照明としては光量が少ないという問題があり、これを補うためにＬＥＤの数を多くすると、ＬＥＤ電球自体のコストが高くなり、一般的に消費され難いものとなっていた。

更に、ＬＥＤは半導体であるため、熱に弱く、照明として用いた場合に、放熱対策が十分に成されていない場合は、ＬＥＤ基板への熱ダメージによりＬＥＤ基板の寿命が著しく低下し、せっかく寿命が半永久的なＬＥＤランプであっても、照明としての寿命は短くなってしまう問題もあった。

そこで、本発明では、このような従来のＬＥＤ電球の問題点を解決するもので、平面実装型ＬＥＤを用いて、指向特性の範囲が広く、従来の白色電球のように室内の広範囲を明るく照らし、それでいて、従来のＬＥＤ電球よりも安価で且つ十分な熱対策によりＬＥＤ基板の寿命の延命化を図ったコストメリットを十分に引き出すことができる画期的なＬＥＤ電球を提供することを目的としている。

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

平面実装型ＬＥＤ１を用いたＬＥＤ電球であって、筒状基体２の先端部側に前記平面実装型ＬＥＤ１を内面に複数付設するＬＥＤ光源部３を凹設し、基端部側に電源回路を収納する収納部８を凹設すると共に、給電部に螺着する口金10を備えた口金取付部９を設けた構成とし、前記ＬＥＤ光源部３は、前記筒状基体２の先端部側に広がる円錐台状凹部に形成し、この円錐台状凹部の周面となるテーパー状周面４の先端に、底部５と直交する方向に突出する円周面７を連設した構成すると共に、内面に反射材を塗着して反射面を形成した構成とし、前記テーパー状周面４のテーパー角を４５°に設定し、このテーパー状周面４の高さ方向中間位置に周方向沿って複数の前記平面実装型ＬＥＤ１を等間隔に付設すると共に、前記底部５中央に前記平面実装型ＬＥＤ１を付設して、前記テーパー状周面４に付設した複数の前記平面実装型ＬＥＤ１が発する照射光の２／３が直接先方を照射する直接照射光となり、１／３が前記反射面で反射して先方を照射する反射照射光となるように構成し、前記筒状基体２は、外周面に多数の放熱部６を設けて、この多数の放熱部６から前記平面実装型ＬＥＤ１が発する熱を外部に放出するように構成したことを特徴とするＬＥＤ電球に係るものである。

また、前記放熱部６は、前記筒状基体２の長さ方向に長さを有する突条フィンに形成した構成としたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球に係るものである。

また、前記ＬＥＤ光源部３の前記テーパー状周面４及び前記底部５に、前記平面実装型ＬＥＤ１を付設する凸状のＬＥＤ付設部11を設け、この凸状のＬＥＤ付設部11に絶縁性且つ熱伝導性を有する絶縁フィルム12を設け、この絶縁フィルム12上に前記平面実装型ＬＥＤ１を付設したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球に係るものである。

本発明は上述のように構成したから、光源となる平面実装型ＬＥＤが照射する照射光が直接照射光とテーパー状周面によって角度をつけた反射照射光によって、従来の平面実装型ＬＥＤの指向特性よりも指向角の広い指向特性となり、白色電球や電球型蛍光灯と同等の全方位照射となり、しかも、多数の放熱部を設けたので、ＬＥＤ基板の発する熱を効率よく放出することができ、ＬＥＤ基板自体の温度が高くなることが無く、ＬＥＤ基板の寿命を延命する画期的なＬＥＤ電球となる。

また、本発明は、円周面に反射した反射照射光が鋭角に反射するので、より指向角を広角にする指向特性に優れたＬＥＤ電球となる。

また、本発明は、反射面に反射材を塗着したことで、ＬＥＤ照射光の直進性を緩和して照射斑を低減し、給電部に螺着する口金を設けたので白色電球や電球型蛍光灯の代替として取付けることができる実用性に優れたＬＥＤ電球となる。

また、請求項２記載の発明においては、筒状基体の表面積を大幅に広くすることができ、より放熱効果が向上し、ＬＥＤ基板への熱ダメージを低減でき、基板寿命の延命化を図ることができる優れたＬＥＤ電球となる。

また、請求項３記載の発明においては、従来のアルミ基板と放熱樹脂を用いた構造に比べて、より放熱効果の優れた構造となると共に、平面実装型ＬＥＤの配線部がショートし難くなる構造となる優れたＬＥＤ電球となる。

本実施例を示す一部を切り欠いた説明斜視図である。本実施例を示す説明分解断面図である。本実施例の筒状基体のＬＥＤ光源部を示す説明正面図である。本実施例の筒状基体の基端部側を示す説明背面図である。本実施例を示す説明分解斜視図である。本実施例の筒状基体を示す一部を切り欠いた説明斜視図である。本実施例のＬＥＤ付設部における構成状態を示す説明分解断面図である。本実施例の筒状基体のＬＥＤ光源部を示す説明断面図である。

好適と考える本発明の実施形態（発明をどのように実施するか）を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

本発明は、ＬＥＤ光源部３に設けたテーパー状周面４に平面実装型ＬＥＤ１を付設することで平面実装型ＬＥＤ１が傾斜状態となり、この傾斜状態の平面実装型ＬＥＤ１から照射される照射光によって水平面上に平面実装型ＬＥＤ１を並設したときよりも照射範囲が広くなり、しかも、この平面実装型ＬＥＤ１を付設するテーパー状周面４を反射面として、ＬＥＤ光源部３に付設した平面実装型ＬＥＤ１が照射した照射光の一部がこの反射面で反射する際に、テーパー状周面４のテーパー角度により照射光の進行方向が変化し、直接照射光よりも更に外周部を照射する反射照射光を作り出すことができるので、従来のＬＥＤ電球よりも照度と指向特性の両方が向上したＬＥＤ電球となり、その結果、使用する平面実装型ＬＥＤ１の数を従来のものよりも少なくすることが可能となり、従って、消費電力を低減すると共に、電流値を低く抑えることができ、ＬＥＤ基板からの発熱量も低減することができることとなる。

更に、筒状基体２の外周面に多数の突条フィン形状の放熱部６を設けたので、筒状基体２の外表面積が大きくなり、ＬＥＤ基板に生じる熱を、放熱部６を通じて効率よく筒状基体２の外部へ放出することができるので、通常はＬＥＤ表面温度が１２０℃くらいまで上昇するが、この放熱部６の放熱作用によりＬＥＤ表面温度を４０℃〜６０℃まで下げることができることとなる。

また、本発明は、ＬＥＤ光源部３の内面に反射材を塗着して反射面を形成したので、平面実装型ＬＥＤ１の照射した照射光が反射面で反射した際にＬＥＤランプ特有の指向性の強い光が反射材によって拡散され、均一に広がる反射照射光に変化するので、照射斑を低減すると共に、周辺部まで均一に照射する照射光となる。

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

本実施例は、平面実装型ＬＥＤ１を用いたＬＥＤ電球であって、本体となる筒状基体２の先端側にカバー部13を設け、筒状基体２の基端側に口金取付部９と口金10を設けた構成としている。

具体的には、筒状基体２は、アルミ材を一体成形して形成していて、先端部側の内面にＬＥＤ光源部３を凹設し、基端側には電源回路を収納する収納部８を凹設した構成としている。

このＬＥＤ光源部３は、筒状基体２の先端側に広がる円錐台状の凹部を形成し、この円錐台状凹部の周面と成るテーパー状周面４の先端側端部より、底部５と直交する方向に突出する円周面７を連設した構成としている。

更に、このＬＥＤ光源部３は、テーパー状周面４のテーパー角を４５°に設け、このテーパー状周面４の幅方向の略中間位置に円周上に等間隔で凸状のＬＥＤ付設部11を８箇所設け、底部５中央にもＬＥＤ付設部11を１箇所設け、全部で９箇所のＬＥＤ付設部11を形成し、このテーパー状周面４に付設した平面実装型ＬＥＤ１が発する照射光の２／３は直接先方へ照射され、残りの１／３の照射光は、このＬＥＤ光源部３内面に当り、反射した反射光として先方に照射する構成としている。

従って、このＬＥＤ光源部３は、平面実装型ＬＥＤ１を付設する場所であると共に、付設した平面実装型ＬＥＤ１が発する照射光を反射させ先方に広範囲に照射光を照射するための反射面としての役割も担っている。

また、このＬＥＤ光源部３であり且つ平面実装型ＬＥＤ１が照射した照射光を反射する反射面となる筒状基体２の先端部側内面の全面に、反射材としての路面表示用塗料が塗着されている。

ＬＥＤ光源部３内面を従来のように鏡面状態に仕上げた場合は、ＬＥＤの照射光の直進性が落ちず、照射光に広がりを持たせることができないと共に、照度斑を生じる問題があり、この問題を回避するために路面表示用塗料を用いている。

この路面表示用塗料は、安価で且つ容易に反射面を形成することができ、更に、鏡面仕上げには劣るものの、反射照射光の減衰率が３％程度しかないので、反射面に当たる照射光の殆どを反射照射光として先方に照射することができ、しかも、この路面表示用塗料に含まれる反射材によって、反射照射光が均一に拡散し、斑無く広がりのある反射照射光となるので、明るさの向上並びに指向特性の向上に効果をもたらしている。

ＬＥＤ光源部３を上述のような構成にすることで、僅か９個の平面実装型ＬＥＤ１で明るさが従来の白熱電球の６０Ｗ〜８０Ｗ相当になり、しかも、指向特性も白熱電球や電球型蛍光灯と同等のほぼ全方向となる１８０°まで広げることができた。

また、前述したように、僅か９個の平面実装型ＬＥＤ１しか使用していないので、消費電力も約７Ｗと白熱電球の１／１０程度であり、省エネ効果も大きく、また、低消費電力であるために、従来のＬＥＤ電球よりもＬＥＤ基板の発熱を抑えた設計となっている。

また、この路面表示用塗料を塗着したＬＥＤ光源部３の内面に凸状に設けたＬＥＤ付設部11には、平面実装型ＬＥＤ１が絶縁フィルム12を介して固着され、ＬＥＤ光源部３と成している。

この絶縁フィルム12は、紙くらいの薄さに形成されたもので、表面は導電性があり、裏面は絶縁性となっている構成となっていて、非常に熱伝導性に優れたものである。

このようにＬＥＤ付設部11を凸状に形成し、この凸状のＬＥＤ付設部11に絶縁フィルム12を設けた構成とすることで、平面実装型ＬＥＤ１を筒状基体２表面から稍浮いた状態で取付けることができ、更に、絶縁フィルム12の効果により平面実装型ＬＥＤ１の配線部が筒状基体２面とショート不良を起こし難くした構成とすると共に、平面実装型ＬＥＤ１から生じる熱を絶縁フィルム12が筒状基体２側に効率良く伝えることで、平面実装型ＬＥＤ１の基板表面温度が高温状態にならず、筒状基体２側に伝えられた熱は、後述する筒状基体２の外周面に設けた多数の放熱部６から外部へ放熱される設計としている。

また、筒状基体２の外観は略円筒状で、外周面には筒状基体２の長さ方向に長さを有する突条フィン形状に形成した放熱部６が１５°間隔で設けられている。

更に、この放熱部６は、厚みが１ｍｍ〜２ｍｍ程度で幅５ｍｍ〜６ｍｍのフィン形状に形成していて、筒状基体２の外周面の表面積を約２倍に広げている。

また、この筒状基体２の厚みは、薄いほうが放熱効率が良く、本実施例では、筒状基体２の厚みを２ｍｍ〜３ｍｍ程度としている。

このように筒状基体２を形成したことで、より放熱効率を向上し、ＬＥＤ基板に熱を溜めない構成としている。

更に、電源回路を収納する収納部８において、テーパー状周面４に設けたＬＥＤ付設部11の真裏に当たる箇所にも板状の裏面側放熱部14を設けている。

このように本実施例では、光源の平面実装型ＬＥＤ１の数を少数にすることで消費電力を低減すると共に、電流値を下げることでＬＥＤ基板の発熱を少なくし、その上、平面実装型ＬＥＤ１の発する熱を効率よく外部に放熱する形状に形成したことで平面実装型ＬＥＤ１の表面温度を４０℃〜６０℃まで下げることができるようになり、よって、ＬＥＤランプは半永久的でもＬＥＤ基板が熱によって故障してしまうために寿命があまり長くなかった従来のＬＥＤ電球の寿命を大幅に延ばすことができ、よりコストメリットを向上させることが可能となった。

また、筒状基体２の先端側に被嵌するカバー部13は、略ドーム型に形成し、内面はウェットブラスト処理を施している。

これにより、平面実装型ＬＥＤ１から照射される照射光がウェットブラスト処理されたカバー部13を透過することで拡散され、均一な照射光を先方に照射することとなり、自然な光源色で照射範囲も広い、より実用性の向上したＬＥＤ電球となる。

また、筒状基体２の基端部側に設けた口金取付部９にＥ２６型の口金10を設けたので、一般的な白熱電球と同じ口金10となり、容易に代替可能となる。

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

１平面実装型ＬＥＤ
２筒状基体
３ＬＥＤ光源部
４テーパー状周面
５底部
６放熱部
７円周面
８収納部
９口金取付部
10 口金
11 ＬＥＤ付設部
12 絶縁フィルム

Claims

平面実装型ＬＥＤを用いたＬＥＤ電球であって、筒状基体の先端部側に前記平面実装型ＬＥＤを内面に複数付設するＬＥＤ光源部を凹設し、基端部側に電源回路を収納する収納部を凹設すると共に、給電部に螺着する口金を備えた口金取付部を設けた構成とし、前記ＬＥＤ光源部は、前記筒状基体の先端部側に広がる円錐台状凹部に形成し、この円錐台状凹部の周面となるテーパー状周面の先端に、底部と直交する方向に突出する円周面を連設した構成すると共に、内面に反射材を塗着して反射面を形成した構成とし、前記テーパー状周面のテーパー角を４５°に設定し、このテーパー状周面の高さ方向中間位置に周方向沿って複数の前記平面実装型ＬＥＤを等間隔に付設すると共に、前記底部中央に前記平面実装型ＬＥＤを付設して、前記テーパー状周面に付設した複数の前記平面実装型ＬＥＤが発する照射光の２／３が直接先方を照射する直接照射光となり、１／３が前記反射面で反射して先方を照射する反射照射光となるように構成し、前記筒状基体は、外周面に多数の放熱部を設けて、この多数の放熱部から前記平面実装型ＬＥＤが発する熱を外部に放出するように構成したことを特徴とするＬＥＤ電球。
前記放熱部は、前記筒状基体の長さ方向に長さを有する突条フィンに形成した構成としたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
前記ＬＥＤ光源部の前記テーパー状周面及び前記底部に、前記平面実装型ＬＥＤを付設する凸状のＬＥＤ付設部を設け、この凸状のＬＥＤ付設部に絶縁性且つ熱伝導性を有する絶縁フィルムを設け、この絶縁フィルム上に前記平面実装型ＬＥＤを付設したことを特徴とする請求項１，２のいずれか１項に記載のＬＥＤ電球。