JP5374305B2 - 発光ダイオードランプ - Google Patents
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例えば、特開2009−54405号公報に記載の発光ダイオードランプ(以下「従来例1」という。)は、当該公報の図5に示すようにランプケースと、このランプケースの内壁に半径方向に対向して設けられた一対の案内溝と、複数のLEDを直線状に配列した基板と、この基板のLEDが配列された反対側の面に取り付けられたアルミ板とを備え、上記アルミ板の幅を、上記基板の幅よりも大きくし、上記アルミ板をランプケースの上記一対の案内溝に挿入し、上記ランプケース内にシリコンを充填するものである。上記アルミ板は、上記LEDの放熱に伴うランプケース内の温度上昇の抑制を可能とするものである。
また、特開2009−158533号公報に記載の光発生装置(以下「従来例2」という。)は、当該公報の図3及び図4に示すように、ほぼ円柱状のアクリル樹脂製光透過部の下側の係合部にその長さ方向にアルミ二ウムで構成されたベース部が係合され、このベース部の内側にチップ型LEDが複数個実装された回路基板が挿入されている。上記光透過部には、上記LEDに対応しかつ各LEDから離れた状態でこれらを被覆する内側光透過部と、この内側光透過部の外側に設けられた外周部とを設けてある。この外周部と上記内側光透過部との間の中空部の端部は断面角丸状に形成されている。上記ベース部のその材質がアルミニウムなどの軽金属部材であるために、光透過部内の温度上昇の抑制を可能とするものである。
この発明の目的は部品点数を少なくすると共に、構成を簡単にすることができる発光ダイオードランプを提供することにある。
この発明の発光ダイオードランプによれば、LEDを取り付けている放熱体を備えているので、基板が不要になる分だけ全体の部品点数を少なくすることができると共に、構成を簡単にすることができる。
図1〜図5において、発光ダイオードランプL1は、細長い円筒形パイプからなる管体1と、この管体の背部側である底部側(図1上側)の内部に配置し、上記管体に保持手段によって係合保持されている放熱体2と、この放熱体に回路部3を介して配置している光源であるLED(発光ダイオード)4と、上記管体の両端部に取り付けてある口金5と、上記放熱体の両端部側を保持している支持体6とを備えている。発光ダイオードランプL1のLED4は、管体1の背部側とは反対側(図1下側)に向けて光を照射可能である。
管体1はプラスチック製パイプ又はガラス製パイプからなり、本例では蛍光塗料、拡散材及び変色防止材が配合されている乳白色のプラスチック製パイプが使用されている。
管体1は、背部側(図5上側)の内周面1aから管体の中心部に向けて突出されている保持手段(図示の例では保持突部1b)を設けてある。保持突部1bは管体1の長さ方向に沿って延伸され、かつ管体の全長に亘って設けられているリブ状のものである。保持突部1bは、図5に示すように断面逆T字形に形成され、先端部が両側に張り出されている係止部1b1となっている。
管体1は、例えばパイプ押出し機を用いて押出成形法により加工され、その管体本体と保持突部1bとが一体成形されている。
放熱体2は、その本体が放熱部材であるアルミニウム材を用いた棒状体で構成され、ヒートシンクの機能を果たしているものである。
放熱体2は、図5及び図12に示すように、その背部側(図5上側)とは反対側(下側)の平坦面が取付け面2bとなっており、そして背部側外周部の中央部に第1の溝である保持溝2cを、また当該保持溝を挟んで両側に第2の溝である放熱溝2dを全長に亘ってそれぞれ形成してある。
図5、図8〜図10に示す放熱体2において、取付け面2bの全面に絶縁層となる絶縁材8を貼り付けてある。絶縁材8は、取付け面2bの全面を被覆している。絶縁材8の表面には回路部3を形成してある。
回路部3は、図8〜図10に示すように取付け面2bの絶縁材8の表面に設けてある陽極(+極)側の配線路3a及び陰極(−極)側の配線路3bと、接続配線路3cとから構成されている。陽極(+極)側の配線路3a及び陰極(−極)側の配線路3bは、取付け面2bの幅方向の両側(図9左右両側)にかつ取付け面の長さ方向に向けて配置されている。接続配線路3cは取付け面2bの中央部にかつ取付け面の長さ方向に向けて配置されている。チップ状の各LED4は図8及び図9に示すように間隔を置いて配置され、各LED間は接続配線路3cに接続されている。図10に示すように、各組の各LED4のLED端子4aは半田3dによって接続配線路3cに接続されている。配線路3a,3b及び接続配線路3cは例えば銅箔などの金属箔によって形成されている。
各LED4は、図8に示す例では4個を1組として配列されている。図9に示すように、各組の各LED4間は接続配線路3cによって直列に接続され、各組のうち左端のLEDは陽極(+極)側の配線路3aに接続端路3c1を介して接続され、右端のLEDは陰極(−極)側の配線路3bに接続端路3c2を介して接続されている。
このように、各組の各LED4は回路部3において、陽極(+極)側の配線路3aと陰極(−極)側の配線路3bとの間に並列に接続されている。
回路部3中に必要に応じて設ける電子部品の図示を省略している。
なお、陽極(+極)側の配線路3a及び陰極(−極)側の配線路3bの両端部は接続線10a,10aの一端部に半田などによって接続されており、各接続線の他端部は端子ピン7(図1)に接続されている。
取付け面2bの表面に形成されている回路部3は、図10に示すように被膜層である被覆材9によって覆われている。被覆材9として白色膜材や白色シートなどの材質が用いられる。
図11及び図12に示すように放熱体2はその長さ方向の両端部(図12左右下両端側)に被掛け止め部である被掛け止め孔2aを開けてある。
放熱体2の本体は、例えば押出し機を用いて押出成形法により加工される。
LED4は放熱体2の取付け面2bに直線状に間隔を置いて配置してある。取付け面2bには、複数のLED4がその長さ方向に沿って一直線状に単一例又は複数列(図9に示す例では単一列)に等間隔を置いて配列されている。
放熱体2は管体1より長く形成されており、その両端部は管体の両端面から所定距離突出されている(図4及び図11)。放熱体2は、図1及び図2に示すように、管体1内の背部側で係合保持されている。すなわち、管体1内において、管体の保持突部1bが放熱体2の保持溝2c内に嵌め込まれ、図5に示す係止部1b1と係合部2c1とが互いに係合されており、放熱体は管体にその長さ方向に移動可能に保持されている。この保持状態において、放熱体2の上側の外周面は管体1の内周面1aに密着されているため、放熱体の安定的な保持が保たれている。
各口金5の内底部側の内周に段部5bを設けてある(図1)。段部5bには口金5内に嵌め込まれる管体1の端部端面が当接しており、この段部が管体のストッパの役割を有している。
各口金5の内部には支持体6を取り付けてあり、外面には2本の端子ピン7を水平方向に突出してある。
支持体6は、図1〜図3に示すように管体1の両側の口金5内に対向的に配置されている。
各支持体6は、図13に示すようにその本体の中央部両側にピン孔6aを開けてある。支持体6は図15に示すように口金5内に嵌め込まれ、ピン孔6aを貫通している端子ピン7の基部によって口金内面に固定されている。
図14〜図17において、支持体6はその側面形状がほぼ半円形であるキャップからなり、上側が水平部6cとなっている。水平部6cには支持体6の底部側から開口側(図14左側)に向けて水平に案内板6c1を突出してある。案内板6c1は、図15に示すように支持体6の開口側からさらに図上側に延伸され、その中央部には掛け止め部である舌片状の掛け止め体6bを形成してある。
掛け止め体6bは、図14及び図15に示すように案内板6c1から底部側(図14右側)に向けて突出されている。掛け止め体6bはその基部から先端部に向けて次第に上昇するように傾斜されており、この先端部にフック6b1を設けてある。掛け止め体6bは基部を中心としてその厚さ方向に弾性変形できるように、その両側に切込み6dを設けてある。
放熱体2は、図1及び図2に示すように被掛け止め孔2a及び掛け止め体6bを通じて管体1の両側に位置している支持体6によって水平状態に支持されている。すなわち、各掛け止め体6bの先端のフック6b1は、放熱体2の両端に設けてある被掛け止め孔2aに掛け止められている。
両側の掛け止め体6bは、その弾性力を利用して放熱体2の両端部を外側に引っ張るように被掛け止め孔2aに掛け止められているために、放熱体の支持がより一層強化されている。
被掛け止め部である被掛け止め孔2aと掛け止め部である掛け止め体6bとは放熱体2を固定可能に支持するための支持手段を構成している。
まず、LED4を組み込んである放熱体2を管体1内に一端側(例えば図6左端側)から他端側に向けて挿入する。挿入する際、放熱体2の保持溝2cの一端部を管体1の保持突部1bに対向させ、保持突部の対向端部を保持溝の対向端部に嵌め込んでから、保持突部を案内手段として放熱体2を管体1の一端側(左端側)から他端側(右端側)に向けて押し込んで行き、放熱体の端部が管体1の他端部外に突出された時点で押し込みを停止する(図4)。
その後、図4矢印方向から管体1の右端部に口金5を嵌め込む。嵌め込む過程では、管体1の端部及び放熱体2は口金5内に差し入れられて行き、一方の管体の端部は口金の段部5bに当接し、他方の放熱体が支持体6の案内板6c1によって支持体6の底部に向けて円滑に案内され移動され、放熱体の端部が掛け止め体6bのフック6b1に接触し、さらにこの掛け止め体を下方に押圧しながら移動され、やがて放熱体の端面が支持体6の底面に接触した時点で、掛け止め体6bの押圧力が解除されるから、図1に示すようにフック6b1は上記放熱体の被掛け止め孔2aに掛け止められる。
管体1の他端部側についても、上記と同様の操作をして、口金5を管体の他端部に嵌め込み、嵌め込みの過程では上記他端部から突出されている放熱体2の端部は口金内に差し入れ、放熱体2の端部が支持体6の案内板6c1によって支持体の底部側に進入され、上記放熱体の被掛け止め孔2aに支持体6の掛け止め体6bが掛け止められる。
この結果、発光ダイオードランプL1は図1に示す状態に組み立てられる。
この状態では、放熱体2は、保持溝2cと保持突部1bとが互いに係合されるので、管体1内に位置保持される。また、放熱体2は、その両端部が支持体6の掛け止め体6bによって外側に引っ張られながら保持されているので、水平かつ安定的に管体1内に固定される。
LED4から発生される熱は、直接放熱体2に吸収され、吸収された熱は放熱体から管体1に伝えられ、そのまま管体外に放出され、また管体に伝えられた熱は口金5の放熱部5aを通じて放熱され、発光ダイオードランプL1内の高熱化が抑制される。
管体1の長さ、内径及び肉厚、そして保持突部1bの突出長及び断面形状、また放熱体2の長さ及び横幅、さらに口金5の幅及び放熱溝5a1の数はいずれも適宜である。
また、放熱体2を被掛け止め孔2aと、支持体6の掛け止め体6bとを通じて支持するので、放熱体の支持作業が簡易となる。
放熱体2の取付け面2bにLED4を取り付けているので、LEDの熱は直接放熱体に伝わり、放熱性を高めることができる。また、放熱体2の外周面を円弧面として管体1の内周面1aに密着可能とすることにより、放熱体の位置保持の安定化と熱を円滑かつ確実に管体側へ逃すことができる。また、放熱体2の外周面に放熱溝2dを設けているので、放熱体の放熱機能を高めることができる。放熱体2の熱は管体1から口金5へ放熱されるが、上述したように口金の放熱部5aにより放熱効果が高められる。
図18に示す発光ダイオードランプL2は、図1に示す発光ダイオードランプL1と、主要部分における基本構成及び作用効果が共通している。
以下、発光ダイオードランプL1に対して発光ダイオードランプL2が相違する点について主に説明し、共通する点については必要に応じて説明する。
図18及び図19に示すように、放熱体12は、管体11内の両保持突部11bと管体の背部側(図上側)の内周面11aとによって囲まれた空間11d内で、両保持突部と内周面11aとに挟まれる状態で保持されている。放熱体12の底部両側は両保持突部11bの受け部11cによって支えられている。
図19に示す放熱体12において、第2の溝である放熱溝12dの間に位置している第1の溝12cは放熱溝として機能している。
図示する口金25は、図1に示す口金5のような放熱部5aを備えていない。
図示する支持体26は図1及び図2に示す支持体6と実質的に構成及び作用が同一であるが、掛け止め体26bが支持体6の掛け止め体6bとは相違している。
掛け止め体26bは図21及び図23に示すように水平部26cから開口側に向けて水平に突出されている。掛け止め体26bの先端は支持体26の開口より外方に突出され、その突出端にはフック26b1を形成してある。
支持体26の水平部26cには図15に示すように、前記案内板6c1(図2)に相当する案内板を設けていない。
図22に示す掛け止め体26bはその基部の位置が支持体26の底部側であり、突出方向が底部側から開口側であるのに対して、図14に示す掛け止め体6bはその基部の位置が開口側であり、突出方向が開口側から底部側である。
図23において、口金25の段部25b、ピン孔26a、端子ピン27及び支持体26の切込み26dは、図15に示す口金5の段部5b、ピン孔6a、端子ピン7及び支持体6の切込み6dにそれぞれ対応している。
放熱体2,12の外面を円弧面にして、図3及び図19に示すように管体1,11の内周面1a,11aに密着するのが放熱を円滑にするために良いが、もちろん、必ずしも密着することを要しない。また、放熱溝2d,12dは、放熱体2,12に必要に応じて設けられるものであり、また放熱溝の数や断面形状は図示の例に限定されない。
LED4,14は、各図示の例によれば、形状及び大きさがいずれも同一のものを用いているが、これらの例に限定されない。
口金に関して、図1に示す口金5に代えて、図21に示す口金25を使用しても良く、また図21に示す口金25に代えて図1に示す口金5を使用しても良い。
また、図1に示す放熱部5aは、図示の例では口金5の外周全周に形成している放熱溝5aで構成されているが、例えば連続することなく、適宜間隔を置いて形成している溝であっても良く、また凹部であっても良い。
支持体6,16の形状は図示するようにキャップ状に限られない。
1,11 管体
1a,11a 内周面
1b,11b 保持突部(保持手段)
11d 空間
2,12 放熱体
2a,12a 被掛け止め孔(被掛け止め部)
2b 取付け面
2c 保持溝(保持手段)
3 回路部
4,14 LED
5,15,25 口金
6,16,26 支持体
6b,16b,26b 掛け止め体(掛け止め部)
6b1,16b1,26b1 フック
8 絶縁材
9 被覆材
Claims (7)
- 管体と、この管体内の背部側に保持手段により保持されている放熱体と、LEDと、上記管体の両端に取り付けてある口金と、各口金内に取り付けてある支持体とを備えており、
上記放熱体は、取付け面に光源である上記LEDを取り付けているものであり、上記取付け面に絶縁材を設け、この絶縁材の表面に回路部を形成し、この回路部に上記LEDを接続してあり、
上記LEDは、上記管体の上記背部側とは反対側である照射側に向けて照射可能であり、
上記放熱体の両端部は上記管体の両端面から突出されており、
上記各口金の内底部側に上記放熱体の端部が当接可能である段部を設けてあり、
上記放熱体の上記両端部に設けてある被掛け止め部と、上記各支持体に設けてあって上記被掛け止め部に掛け止めてある掛け止め部とを有している
ことを特徴とする発光ダイオードランプ。 - 絶縁材及び回路部を被覆材で被覆してあることを特徴とする請求項1記載の発光ダイオードランプ。
- 被掛け止め部は被掛け止め孔であり、掛け止め部は舌片状の掛け止め体であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の発光ダイオードランプ。
- 掛け止め体は支持体から突出して設けてあることを特徴とする請求項3記載の発光ダイオードランプ。
- 両口金内の各支持体は対向側が開口しているキャップからなり、上記支持体には水平部を設けてあり、掛け止め体は上記支持体の上記水平部に設けてあることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の発光ダイオードランプ。
- 掛け止め体は水平部から突出している案内板に設けてあり、上記案内板は放熱体を口金の底部側に案内するものであることを特徴とする請求項5記載の発光ダイオードランプ。
- 掛け止め部は放熱体の端部を口金の底部側に引っ張るように被掛け止め部に掛け止められていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の発光ダイオードランプ。
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