JP5301248B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とし、蛍光ランプの代替として利用するのに適したＬＥＤランプに関する。

図４は、従来のＬＥＤランプの一例を断面図で示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたＬＥＤランプＸは、長矩形状の基板９１と、基板９１上に実装された複数のＬＥＤ９２と、基板９１を収容する管９３と、端子９４と、ＬＥＤ９２を点灯させるための回路９５とを備えている。基板９１上には複数のＬＥＤ９２および端子９４に接続される図示しない配線が形成されている。このＬＥＤランプＸは、端子９４を一般用蛍光灯照明器具のソケットの差込口に嵌合させることにより、複数のＬＥＤ９２を発光させることができるように構成されている。ＬＥＤ９２は、低消費電力であるとともに長寿命であることから、ＬＥＤランプＸを蛍光ランプの代替として利用すれば、コスト面および環境面において改善が期待できる。なお、一般用蛍光灯照明器具とは、主に屋内の一般照明に広く用いられる照明器具であり、たとえば日本国内においては、商用１００Ｖ電源を用い、ＪＩＳ Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光ランプまたはＪＩＳ Ｃ７６１８に定められた環形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。

上記従来のＬＥＤランプＸにおいては、基板９１に実装される回路９５は、商用電源から供給される交流を直流に変換し、定電流としてＬＥＤに供給するためのものであり、複数の電源部品を含んで構成されている。したがって、かかる構成の回路９５は、好ましくは、電力供給部である端子９４の近傍、すなわち、ＬＥＤランプＸの両端近傍に設けられる。

その一方、回路９５は、基板９１の裏側の面（複数のＬＥＤ９２が実装された面とは反対側の面）に実装されている。ＬＥＤ９１で発せられた熱の影響を考慮すると、回路９５を構成する複数の電源部品は、図４のようにＬＥＤ９１と重なる位置に配置するのではなく、ＬＥＤ９１と重ならないように基板９１の長手方向にずらして当該長手方向の両端部に配置するのが好ましい。しかしながら、上記複数の電源部品をＬＥＤ９２と重ならないように配置すると、基板９１の両端部近傍にはＬＥＤ９２を配置することができない。その結果、ＬＥＤランプＸにおける非発光領域が増大することになり、好ましくない。

実開平６−５４１０３号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、ＬＥＤを光源とし、蛍光ランプの代替として利用するＬＥＤランプにおいて、回路を構成する複数の電源部品をＬＥＤと重ならないように効率よく配置し、非発光領域を少なくすることを課題とする。

本発明によって提供されるＬＥＤランプは、複数のＬＥＤが実装された第１の基板と、この第１の基板に対して基板の厚さ方向に間隔を隔てて配置され、複数の電源部品が実装された第２の基板と、上記第１および第２の基板を収容するための円形断面を有する管状のケースと、を備え、上記第１の基板は、上記ケースの中心軸に対して当該中心軸の半径方向において上記複数のＬＥＤの実装面とは反対側に偏倚した位置にあり、上記第２の基板は、上記第１の基板よりも上記中心軸寄りに位置しており、上記複数の電源部品は、上記第２の基板の両面に実装されていることを特徴としている。

このような構成によれば、複数の電源部品が第２の基板の両面に実装されることから、第２の基板の一方の面にだけ電源部品が実装される場合に比べて電源部品の実装効率が高まり、第２の基板の占有面積を小さくすることができる。したがって、第２の基板について、ケースの中心軸に沿う長手方向の寸法を小さくすることができる。その結果、上記構成のＬＥＤランプにおいては、非発光領域を小さくすることができる。

このように第２の基板が第１の基板よりもケースの中心軸寄りに位置していれば、第２の基板について、ケースの中心軸に直角である幅方向の寸法を、第１の基板よりも大きく確保することができる。したがって、第２の基板について一定の占有面積を確保する場合において、ケースの中心軸に沿う長手方向の寸法を小さくすることができる。このことは、ＬＥＤランプにおける非発光領域をより小さくするうえで好適である。

上記構成によれば、ＬＥＤから出射された光がケースを介して外部に照射されるときには、その照射光は、ケースの中心軸に対する周方向において１８０°を超える角度範囲に照射される。したがって、たとえば第１の基板がケースの中心軸に沿って配置される場合に比べ、ケースから照射される照射光の角度範囲を大きくすることができ、ＬＥＤランプによる照射範囲を実質的に拡大することができる。このことは、ＬＥＤランプにおける非発光領域を小さくするのに資する。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの中心軸と平行に延びる放熱部材と、この放熱部材の両端に取り付けられた一対の口金とをさらに備えており、上記第１の基板は、上記放熱部材上に積層配置される一方、上記第２の基板は、上記放熱部材に対して離間して配置されている。

このような構成によれば、複数のＬＥＤが実装された第１の基板が放熱部材上に積層配置されているため、ＬＥＤの点灯時に発生する熱を、放熱部材を介して外部に効果的に逃がすことができ、ＬＥＤの劣化を防止することができる。また、放熱部材は、ケースの長手方向のほぼ全体に沿って延びていることから、ＬＥＤランプの構造材として機能し得る。したがって、かかる構成によれば、ＬＥＤランプにおいて適度な剛性を確保することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２の基板は、上記放熱部材に支持されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数の電源部品には、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが含まれている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースは直管状とされており、かつ、このケースには、上記ケースの中心軸に平行な面内において対をなすようにして内側に突出する突出片が一体形成されており、上記第１の基板は、上記突出片によって上記ケースに対する半径方向の移動が規制される。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明に係るＬＥＤランプの一例を示している。本実施形態のＬＥＤランプＡは、光源基板１と、複数のＬＥＤモジュール２と、放熱部材３と、電源基板４と、複数の電源部品５と、ケース６と、一対の口金７とを備えており、たとえば直管形蛍光ランプの代替として一般用蛍光灯照明器具に取り付けて用いられる。

光源基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂製であり、長矩形状に形成されている。光源基板１の表面の適所には、図示しない配線が形成されている。光源基板１は、後述する放熱部材３上に積層配置されており、たとえばネジなどを用いて放熱部材３に取り付けられている。

複数のＬＥＤモジュール２は、ＬＥＤランプＡの光源であり、光源基板１の上面１ａに実装されている。これらＬＥＤモジュール２は、光源基板１の長手方向に沿って所定間隔を隔てて並ぶように配置されており、たとえば図示しない配線によって直列につながれている。ＬＥＤモジュール２としては、たとえば表面実装用のパッケージ型に構成された白色ＬＥＤが好適に用いられる。

放熱部材３は、たとえばＡｌからなり、光源基板１の長手方向に沿って延びる細長ブロック状とされている。図３によく表れているように、放熱部材３の表面には複数の凹部３１が形成されており、凹凸を有する形状となっている。凹部３１は、光源基板１の長手方向に沿って放熱部材３のほぼ全長にわたって形成されている。これらの凹部３１は、放熱部材３を形成する際に用いる金型に凸部を設けることによって形成することができる。

電源基板４は、たとえばガラスエポキシ樹脂製であり、長矩形状に形成されている。電源基板４の表面の適所には、図示しない配線が形成されている。電源基板４は、複数の金属製のリード４１よって光源基板１に取り付けられている。複数のリード４１は、たとえば、一方の端部が電源基板４の長手方向両端部に対してハンダ付けによって固定されており、他方の端部が光源基板１の上面１ａに設けられた図示しないパッドにハンダ付けされている。これにより、電源基板４は、光源基板１ないし放熱部材３に対して離間して配置されている。なお、光源基板１の配線と電源基板４の配線とは、リード４１を介して電気的導通が図られている。

複数の電源部品５は、ＬＥＤモジュール２を点灯させるための電源回路として機能するものであり、電源基板４の両面（上面４ａおよび下面４ｂ）に実装されている。複数の電源部品５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１と、コンデンサや抵抗器などの他の機能部品５２とを含み、商用電源から供給される交流を直流定電流に変換してＬＥＤモジュール２に供給するように構成されたものである。ＡＣ／ＤＣコンバータ５１は、電源基板４に実装される他の部品に比べて、空間に占めるサイズが大きい。

ケース６は、光源基板１、放熱部材３、および電源基板４を収容するためのものであり、図３によく表れているように、円形断面を有する直管状の円筒形とされている。ケース６の内面には、内側に突出させられた一対の突出片６１が一体形成されている。これら突出片６１は、それぞれ、ケース６の中心軸Ｏ１から下方（半径方向）に偏倚し、かつ当該中心軸Ｏ１に平行な面内において突出しているとともに、上記中心軸Ｏ１に沿う方向に延びている。このような構成のケース６は、たとえばポリカーボネートなどの合成樹脂からなり、押出成形によって一体形成される。

光源基板１および放熱部材３については、図３における突出片６１の下方に収容することができるように、光源基板１ないし放熱部材３の幅寸法、および放熱部材３の上下方向の寸法が規定されている。図３に表された収容状態において、光源基板１は、上面１ａが突出片６１と当接することによってケース６に対する上記中心軸Ｏ１に垂直な方向（図中上方向）の移動が規制されており、また、放熱部材３の下部は、ケース６の下部内面に当接している。

ここで、光源基板１は、ケース６の中心軸Ｏ１から上面１ａとは反対側に偏倚した位置にあり、電源基板４は、ケース６の中心軸Ｏ１近傍に位置している。このように、電源基板４が光源基板１よりも中心軸Ｏ１寄りに位置していることから、電源基板４の幅寸法を、光源基板１の幅寸法よりも大とすることができる。光源基板１、放熱部材３、および電源基板４のケース６内への収容は、突出片６１の下方において、光源基板１および放熱部材３をスライドさせながらケース６内に挿入することにより行う。

一対の口金７は、蛍光灯照明器具のソケットに装着することにより、商用交流電源から電力供給するためのものである。図２に表れているように、口金７は、有底円筒状のカバー体７１と、カバー体７１の中空部に収容保持された樹脂ブロック７２と、２本の端子７３とを備えている。樹脂ブロック７２には凹部７２ａが形成されており、この凹部７２ａに放熱部材３の長手方向端部を嵌挿することにより、口金７は放熱部材３に取り付けられている。これにより、ＬＥＤランプＡにおいて、放熱部材３は、一対の口金７によって支持された状態となっている。

カバー体７１と樹脂ブロック７２との間には部分円筒状の隙間が設けられており、口金７が放熱部材３に取り付けられた状態において、ケース６の長手方向両端部が上記隙間に挿入されている。ここで、図２に表れているように、ケース６の長手方向の先端縁６ａと樹脂ブロック７２の端縁７２ｂとの間には、隙間が設けられている。端子７３は、カバー体７１および樹脂ブロック７２に貫通する状態で設けられている。端子７３の一端部（外側の端部）は、蛍光灯照明器具の上記ソケットの差込口に嵌合される部分であり、端子７３の他端部は、光源基板１の配線との間で電気的導通が図られている。

次に、上記構成のＬＥＤランプＡの作用について説明する。

ＬＥＤランプＡを使用する際には、口金７の端子７３を蛍光灯照明器具のソケットの差込口に嵌合させたうえで電力を供給することにより、ＬＥＤモジュール２を発光させることができる。

本実施形態においては、複数の電源部品５が電源基板４の両面（上面４ａおよび下面４ｂ）に実装されることから、たとえば電源基板４の上面４ａにだけ電源部品５が実装される場合に比べて電源部品５の実装効率が高まり、電源基板４の占有面積を小さくすることができる。したがって、電源基板４について、ケース６の中心軸Ｏ１に沿う長手方向の寸法を小さくすることができる。その結果、ＬＥＤランプＡにおいては、非発光領域を小さくすることができる。

光源基板１は、ケース６の中心軸Ｏ１から上面１ａ（ＬＥＤモジュール２の実装面）とは反対側に偏倚した位置にあるので、ＬＥＤモジュール２から出射された光がケース６を介して外部に照射されるときには、その照射光は、ケース６の中心軸Ｏ１に対する周方向において１８０°を超える角度範囲に照射される。したがって、たとえば光源基板１がケース６の中心軸Ｏ１に沿って配置される場合に比べ、ケース６から照射される照射光の角度範囲を大きくすることができ、ＬＥＤランプＡによる照射範囲を実質的に拡大することができる。このことは、ＬＥＤランプＡにおける非発光領域を小さくするのに資する。

その一方、電源基板４は、光源基板１よりもケース６の中心軸Ｏ１寄りに位置している。このため、電源基板４について、ケース６の中心軸Ｏ１に直角である幅方向の寸法を、光源基板１の幅寸法よりも大きく確保することができる。したがって、電源基板４について一定の占有面積を確保する場合において、ケース６の中心軸Ｏ１に沿う長手方向の寸法を小さくすることができる。このことは、ＬＥＤランプＡにおける非発光領域をより小さくするうえで好適である。

本実施形態では、光源基板１が放熱部材３上に積層配置されている。このため、ＬＥＤモジュール２の点灯時に発生する熱を、放熱部材３を介して外部に効果的に逃がすことができ、ＬＥＤモジュール２の劣化を防止することができる。また、放熱部材３は、ケース６の長手方向のほぼ全体に沿って延びていることから、ＬＥＤランプＡの構造材として機能し得る。したがって、このような放熱部材３を備える構成によれば、ＬＥＤランプＡにおいて適度な剛性を確保することができる。

電源基板４は、光源基板１を介して放熱部材３に支持されている。すなわち、電源基板４は、構造材として機能し得る放熱部材３によって安定状態で支持されており、ケース６内の所望の位置に配置することができる。

本実施形態において、ＬＥＤランプＡの電源回路として機能する複数の電源部品５には、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１が含まれている。このため、ＬＥＤモジュール２に供給する直流定電流を簡単に作り出すことができ、電源回路の構成の簡素化を図ることができる。また、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１は空間に占めるサイズが比較的に大きいが、電源基板４が光源基板１に対してケース６の中心軸Ｏ１寄りに離間して配置されているため、電源基板４に実装されたＡＣ／ＤＣコンバータ５１を、ケース６と干渉することなく当該ケース６内に収容することができる。

上述のように、ケース６の内側には対をなす突出片６１が設けられており、これら突出片６１が光源基板１の幅方向の両端において上面１ａと当接することによって、ケース６に対してケース６の中心軸Ｏ１に垂直な方向（ケース６の半径方向）の移動が規制される。これにより、ＬＥＤランプＡの組み立て時には、ケース６内に光源基板１を挿入するだけで、ケース６に対する光源基板１の相対的な位置決めを図ることができる。したがって、ＬＥＤランプＡの組み立て作業を容易に行うことができる。

本発明に係るＬＥＤランプは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るＬＥＤランプの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明に係るＬＥＤランプの一例を示す斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う拡大断面図である。 従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ ＬＥＤランプ
Ｏ１ （ケースの）中心軸
１ 光源基板（第１の基板）
２ ＬＥＤモジュール（ＬＥＤ）
３ 放熱部材
４ 電源基板（第２の基板）
５ 電源部品
６ ケース
７ 口金
１ａ 上面（ＬＥＤの実装面）
４ａ （第２の基板の）上面
４ｂ （第２の基板の）下面
４１ リード
５１ ＡＣ／ＤＣコンバータ
６１ 突出片
７１ カバー体
７２ 樹脂ブロック
７３ 端子

Claims (5)

1. 複数のＬＥＤが実装された第１の基板と、この第１の基板に対して基板の厚さ方向に間隔を隔てて配置され、複数の電源部品が実装された第２の基板と、上記第１および第２の基板を収容するための円形断面を有する管状のケースと、を備え、
   上記第１の基板は、上記ケースの中心軸に対して当該中心軸の半径方向において上記複数のＬＥＤの実装面とは反対側に偏倚した位置にあり、
   上記第２の基板は、上記第１の基板よりも上記中心軸寄りに位置しており、
   上記複数の電源部品は、上記第２の基板の両面に実装されていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
2. 上記ケースの中心軸と平行に延びる放熱部材と、この放熱部材の両端に取り付けられた一対の口金とをさらに備えており、
   上記第１の基板は、上記放熱部材上に積層配置される一方、上記第２の基板は、上記放熱部材に対して離間して配置されている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 上記第２の基板は、上記放熱部材に支持されている、請求項２に記載のＬＥＤランプ。
4. 上記複数の電源部品には、交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが含まれている、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
5. 上記ケースは直管状とされており、かつ、このケースには、上記ケースの中心軸に平行な面内において対をなすようにして内側に突出する突出片が一体形成されており、
   上記第１の基板は、上記突出片によって上記ケースに対する半径方向の移動が規制される、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤランプ。

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