JP5357173B2 - バルブ型ａｃ電源用ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、ランプに関するものであり、より詳しくはバルブ型のＡＣ電源用ＬＥＤランプに関するものである。

一般に白熱灯や蛍光灯などは、家の照明、インテリア照明、舞台照明などの光源として使用されているが、電力の消耗が多く、耐久性が悪いという問題がある。

一方、最近、電力の消耗が低く、照度が高く、耐久性が優秀な特性を有するランプの一種として直流電流を使用するＬＥＤランプ（以下、ＤＣ電源用ＬＥＤランプと称する）が開発されている。

図１は、従来のＤＣ電源用ＬＥＤランプ１０である。ＤＣ電源用ＬＥＤランプ１０は、ケース１２、ＬＥＤ基板１３、駆動基板１４、補助ケース１５、及びソケット１６を備える。ケース１２は、上部がレンズ１１によりカバーされ、外周面にヒートシンクが形成されている。ＬＥＤ基板１３は、ケース１２に内装され、少なくとも一つ以上のＤＣ電源用ＬＥＤを備える。駆動基板１４は、ケース１２に内装され、ＬＥＤ基板１３に駆動用ＤＣ電源を供給する。補助ケース１５は、ケース１２の下部をカバーするためにケース１２の下部に連結されている。ソケット１６は、補助ケース１５の下部に連結されている。

上記のような部品を備える従来のＤＣ電源用ＬＥＤランプ１０では、駆動基板１４が、ＡＣ電源入力端と連結されるソケット１６を通じて入力される通常のＡＣ電源を、所定のＤＣ電源に変換してＬＥＤ基板１３のＤＣ電源用ＬＥＤに供給する。これにより、複数のＤＣ電源用ＬＥＤが点灯する。

また、ＤＣ電源用ＬＥＤが点灯されている間に発生される熱は、外周面にヒートシンクが形成されているケース１２に伝達されて外部に放出される。これによってＤＣ電源用ＬＥＤ１０の過熱が防止される。

しかし、このようなＤＣ電源用ＬＥＤランプ１０では、図１に示すようにＬＥＤ基板１３と駆動基板１４が一定な間隙で離れている構造からなっているので、ケース１２のヒートシンクによる熱放出効率が低下するという問題点がある。

すなわち、ＤＣ電源用ＬＥＤが点灯されている間のＬＥＤ基板１３と駆動基板１４で発生される熱の中の一部は、ＬＥＤ基板の側面と駆動基板の側面を通じてケース１２に直接的に伝導されて外部に放出される。しかしながら、他の一部は、熱伝導効率が低くするために熱を蓄積する役割をするＬＥＤ基板１３と駆動基板１４との間の空間を経由してケース１２に伝導される。これによって、結果的にケース１２のヒートシンクを通じる熱放出効率が低下する。

実際に、ＤＣ電源用ＬＥＤが点灯作動する間に発生される熱の大部分(例えば、略９０％以上)が、ＬＥＤ基板１３の底面を通じて外部に放出される。このように放出された熱がケース１２に直接的に伝導されなく、ＬＥＤ基板１３と駆動基板１４との間の空間に留まると、過熱によってＬＥＤ基板１３だけでなく駆動基板１４の各種の回路素子に悪影響を及ぼして故障を起こすという問題がある。

また、このような従来のＤＣ電源用ＬＥＤ１０は、光の直進性が強いので、目が眩しくなり易く、また、周囲を照らす範囲、すなわち照明範囲が制限される。

本発明の目的は、ＤＣ電源用ＬＥＤ代わりにＡＣ電源用ＬＥＤを含むＡＣ電源用ＬＥＤ基板の側面と底面を、ＡＣ電源用ＬＥＤが点灯作動する間に発生される熱の放出効率を極大化するために外周面全体にヒートシンクが形成されている基板ベースに、直接接触されることができるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプを提供することである。

本発明の他の目的は、外周面全体にヒートシンクが形成されている基板ベースとＡＣ電源入力端に連結されるソケットとの間を絶縁ベースで連結して、基板ベースを通じて外部に放出される熱がソケットに伝導されることを完全に遮断するバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプを提供することである。

本発明の更なる他の目的は、ＡＣ電源用ＬＥＤを散光機で囲むことによって、ＡＣ電源用ＬＥＤが点灯作動する間に発生される光を散光して、眩しさを防止しながら、照明の範囲を拡大することができるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプを提供することである。

前記のような本発明の目的を達成するために、本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプは、少なくとも一つ以上のＡＣ電源用ＬＥＤが実装されているＡＣ電源用ＬＥＤ基板と、前記ＡＣ電源用ＬＥＤを囲むように前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板上に固定されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤの光を散光させる散光機と、基板固定溝の内部に前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板が挿入接着されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板の側面及び底面が前記固定溝の内面に接触され、バルブ固定溝が前記基板固定溝の周りに延長形成されており、第１の耐熱電源連結口が内部を貫通しており、外周面全体にヒートシンクが形成されている基板ベースと、内部を貫通して前記第１の電源連結口と通じる第２の電源連結口が形成され、前記基板ベースの下端に連結されている絶縁ベースと、前記絶縁ベースの下端に連結され、前記第１の電源連結口と第２の電源連結口とに挿入されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板と電気的に連結される電源連結ユニットを通じて前記ＡＣ電源用ＬＥＤにＡＣ電源を供給するソケットと、前記バルブ固定溝に挿入固定されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板をカバーするバルブとを備え、前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板の底面のうち、前記固定溝の内面に接触する部分の面積が、該内面に接触しない部分の面積よりも大きく、前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板は、開口を有さず、前記散光機は、外周面にねじ山が形成されたチューブ型散光機であり、少なくとも一つ以上の前記ＡＣ電源用ＬＥＤが、光を散光するために各々が個別的にチューブ型散光機に囲まれ、又は全部の前記ＡＣ電源用ＬＥＤが光を散光するために一つのチューブ型散光機に囲まれている。

前述したように本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプは、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板の側面と底面を、外周面全体にヒートシンクが形成されている基板ベースに直接接触するので、ＡＣ電源用ＬＥＤが点灯作動する間に発生される熱の放出効率が極大化し、これにより、放出効率が従来のＤＣ電源用ＬＥＤより著しく改善する。

耐熱性の絶縁ベースが、外周面全体にヒートシンクが形成されている基板ベースとＡＣ電源入力端に連結されるソケットとの間に連結されるので、基板ベースを通じて外部に放出される熱がソケットに伝導されることを完全に遮断することができる。

また、ＡＣ電源用ＬＥＤを散光機で囲むので、ＡＣ電源用ＬＥＤが点灯作動する間に発生される光を散光して、眩しさを防止しながら、照明の範囲を拡大することができる。

従来のＤＣ電源用ＬＥＤランプの図。 本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプの実施例の図。 本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプの他の実施例の図。 本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプの更に他の実施例の図。

以下、本発明について図面を参照して、詳細に説明する。

図２に示すように、ＡＣ電源用ＬＥＤ２１が、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０に実装されている。

少なくとも一つ以上のＡＣ電源用ＬＥＤ２１が、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２に実装されている。例えば、図３及び図４に示すように、２つのＡＣ電源用ＬＥＤ２１が実装されている。

少なくとも一つ以上のＡＣ電源用ＬＥＤ２１が、図３に示すように各々が分かれて散光機２０ａに囲まれて光が散光され、又は、全部のＡＣ電源用ＬＥＤ２１が、図４に示すように一つの散光機２０ｂに囲まれて光が散光される。

ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０は、アルミニウム合金製のメタルＰＣＢ（printed circuit board）を有している。ＡＣ電源用ＬＥＤ２１は、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０を組み立てるために表面実装技術で実装されている。

アルミニウムに比べて相対的に値段が安く、アルミニウムと同じに熱伝導性と耐久性が優秀なグラファイトで製造された両面接着式の熱伝導テープ２２がＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０の底面に付着されている。

ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０は、熱伝導テープ２２によって、基板ベース３０に接着される。

熱伝導テープ２２は、グラファイト以外に、アクリル、シリコンなどで製造された両面接着式の熱伝導テープ２２を用いてもよい。

散光機２０ａ、２０ｂは、ＡＣ電源用ＬＥＤ２１を囲むためにＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０上に固定されている。散光機２０ａ、２０ｂは、眩しさを防止し、照明範囲を拡大するために、ＡＣ電源用ＬＥＤ２１の光を散光させる。散光機２０ａ、２０ｂは、ガラス又は耐熱性高分子アクリル樹脂で製造される。

ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０が、基板ベース３０の上面に形成された基板固定溝３１の内部に挿入されて接着される。ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０の両側面及び底面が基板固定溝３１の内面に接触する。バルブ固定溝３１′が基板固定溝３１の周りに延長形成されている。第１の電源連結口３２が基板ベース３０の内部を貫通して形成されている。ヒートシンク３３が基板ベース３０の外周面全体に形成されている。

第１の電源連結口３２は、その内面を耐熱及び絶縁処理され、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０から基板ベース３０のヒートシンク３３に放出される熱が電源連結ユニットに伝導されることを防止する。絶縁ベース４０は、耐熱断熱材より成っている。

絶縁ベース４０は、基板ベース３０の下端に連結されており、基板ベース３０の内部を貫通して前記第１の電源連結口３２と通じる第２の電源連結口４１を形成する。

絶縁ベース４０は、基板ベース３０を通じて外部に放出される熱が下記のソケット５０に伝導されることを完全に遮断する。

ソケット５０は、通常のＡＣ電源入力端と連結され、絶縁ベース４０の下端に連結される。ソケット５０は、第１の電源連結口３２と第２の電源連結口４１とに挿入されて、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０と電気的に連結される電源連結ユニットを通じてＡＣ電源用ＬＥＤ２１にＡＣ電源を供給する。

電源連結ユニットは、普通の電線やリード線等を使用してもよい。

バルブ６０は、バルブ固定溝３１′に挿入固定されてＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０をカバーする。バルブ６０は、耐熱性高分子アクリル樹脂で製造される。

前記のように構成される本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプは、次のように作動する。以下に、バルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプの具体的な作動過程を、図２を参照して説明する。

ソケット５０を通じて基板ベース３０に供給されるＡＣ電源によってＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０上のＡＣ電源用ＬＥＤ２１が点灯される間、基板固定溝２１に挿入固定されてるＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０から発生される熱は、２つの経路を通じて外部に放出される。

一つ目は、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０から発生される熱の一部は、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０の側面と接触している基板ベース３０に直接伝導されて基板ベース３０の外周面全体に形成されているヒートシンク３３を通じて外部に放出される。

二つ目は、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０から発生される熱の他の一部は、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０の底面と熱伝導テープ２２とを経由して、基板ベース３０に直接伝導され、そして、基板ベース３０の外周面全体に形成されているヒートシンク３３を通じて外部に放出される。

ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０の側面と底面とを外周面全体にヒートシンク３３が形成されている基板ベース３０に直接接触されるようにして熱を伝導すると、ＡＣ電源用ＬＥＤ２１が点灯作動する間に発生される熱の放出効率を極大化し、従来より向上することができる。これによって本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプの過熱を防止することができる。

従って、基板ベース３０を通じて外部に放出される熱は、基板ベース３０とソケット５０との間を連結する耐熱性絶縁ベース４０によって完全に遮断されてソケット５０に伝導されない。

また、本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプの照明時に、ＡＣ電源用ＬＥＤ基板２０上のＡＣ電源用ＬＥＤ２１から発光されて直進する光が、散光機２０ａにより散光され、バルブ６０を経由して放出されるので、眩しさを防止することができるのみならず、周囲を明るく照らす範囲、すなわち、照明範囲が拡大する。

本発明者が、本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプと図１に示す従来のＤＣ電源用ＬＥＤランプとに対し、同一な条件で各々の温度と光量を測定した結果、次の表１のような差を確認することができた。

表１によると、本発明の放熱効率が、従来よりも向上し、光量が、従来よりも増加している。このようにＬＥＤランプの温度が１０℃以上減少すると、ＬＥＤ自体の寿命及び照度を向上させることができる。温度偏差が約１０〜１５℃の場合、ＬＥＤの寿命の偏差は数百〜数千時間の範囲になる。

また、散光機の形状によって若干の差があるが、ＡＣ電源用ＬＥＤ２１の光は、角度１８０度以上の照明の範囲に散光した。

実際に、本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプにおいて、ＡＣ電源用ＬＥＤの光を散光機で散光させると、通常の白熱灯が周囲を明るく照らす照明範囲と同一、又は、類似である程度にその照明の範囲を拡大することができる。

以上で説明した本発明によるバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプは、前記した実施例に限定されず、特許請求の範囲で定められた範囲と要旨から逸脱せずに、本発明が属する分野で多様に変更、追加、代替することができる。

１０ ＤＣ電源用ＬＥＤランプ
１１ レンズ
１２ ケース
１３ ＬＥＤ基板
１４ 駆動基板
１５ 補助ケース
１６ ソケット
２０ ＡＣ電源用ＬＥＤ基板
２０ａ、２０ｂ 散光機
２１ ＡＣ電源用ＬＥＤ
２２ 熱伝導テープ
３０ 基板ベース
３１ 基板固定溝
３１′バルブ固定溝
３２ 第１の電源連結口
３３ ヒートシンク
４０ 絶縁ベース
４１ 第２の電源連結口
５０ ソケット
６０ バルブ

Claims (5)

1. 少なくとも一つ以上のＡＣ電源用ＬＥＤ（２１）が実装されているＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）と、
   前記ＡＣ電源用ＬＥＤ（２１）を囲むように前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）上に固定されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ（２１）の光を散光させる散光機と、
   基板固定溝（３１）の内部に前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）が挿入接着されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）の側面及び底面が前記固定溝（３１）の内面に接触され、バルブ固定溝（３１′）が前記基板固定溝（３１）の周りに延長形成されており、第１の耐熱電源連結口（３２）が内部を貫通しており、外周面全体にヒートシンク（３３）が形成されている基板ベース（３０）と、
   内部を貫通して前記第１の電源連結口（３２）と通じる第２の電源連結口（４１）が形成され、前記基板ベース（３０）の下端に連結されている絶縁ベース（４０）と、
   前記絶縁ベース（４０）の下端に連結され、前記第１の電源連結口（３２）と第２の電源連結口（４１）とに挿入されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）と電気的に連結される電源連結ユニットを通じて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ（２１）にＡＣ電源を供給するソケット（５０）と、
   前記バルブ固定溝（３１′）に挿入固定されて前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）をカバーするバルブ（６０）とを備え、
   前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）の底面のうち、前記固定溝（３１）の内面に接触する部分の面積が、該内面に接触しない部分の面積よりも大きく、
   前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）は、開口を有さず、
   前記散光機は、外周面にねじ山が形成されたチューブ型散光機であり、
   少なくとも一つ以上の前記ＡＣ電源用ＬＥＤ（２１）が、光を散光するために各々が個別的にチューブ型散光機（２０ａ）に囲まれ、又は全部の前記ＡＣ電源用ＬＥＤ（２１）が光を散光するために一つのチューブ型散光機（２０ｂ）に囲まれていることを特徴とするバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプ。
2. 前記ＡＣ電源用ＬＥＤ基板（２０）は、アルミニウム合金によって形成されたメタルＰＣＢより成り、底面に熱伝導テープ（２２）が付着されていることを特徴とする請求項１に記載のバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプ。
3. 前記熱伝導テープ（２２）は、アクリル、シリコン、グラファイトのいずれかの一つで製造された両面接着式の熱伝導テープより成ることを特徴とする請求項２に記載のバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプ。
4. 前記散光機（２０ａ、２０ｂ）は、ガラス又は耐熱性高分子アクリル樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプ。
5. 前記バルブ（６０）は、ガラス又は耐熱性高分子アクリル樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のバルブ型ＡＣ電源用ＬＥＤランプ。

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