JP5385838B2

JP5385838B2 - 電球形ｌｅｄランプ

Info

Publication number: JP5385838B2
Application number: JP2010077933A
Authority: JP
Inventors: 寛赤井
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: JP2011210585A

Description

本発明は電球形ＬＥＤランプに係り、特にランプ構造に関するものである。

電球形ＬＥＤランプの構成については種々提案がなされている。例えば特開２００９−３７９９５号公報には、口金の延長である筐体の上面にＬＥＤを平面的に配置し、その上に光拡散性の半球状のグローブを配置した構造を持つ電球形ＬＥＤランプが開示されている。この電球形ＬＥＤランプは、ＬＥＤから発生する熱を拡散しつつ、数百ルーメンの明るさを確保できるランプとして代表的な構成の一つとなっている。しかし、このＬＥＤランプは、例えば、ｈｔｔｐ：／／ａｋａｒｉｔａｎｂｏ．ｅｘｂｌｏｇ．ｊｐ／１０４９２９７３／に掲載の配光曲線［ランプ単体］の図中の青色線または赤色線に見られるように、一方向に偏った配光となっており、同じ図中の灰色線で示された白熱電球の配光曲線が示すような球状の一様な配光を得ていない。

このため、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｉｔａｃｈｉ−ｈｌｌ．ｃｏ．ｊｐ／ｃａｔａｌｏｇ／ｉｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ／ｉｎｄｅｘ／ｓ１６０−１７１．ｐｄｆのＰ４〜５に示すような浅形と称されるダウンライト器具に取り付けた場合、直下の照度分布に著しい偏りが発生するという問題があった。

特開２００９−３７９９５号公報

本発明の目的は、特定方向において照度分布の偏りを軽減することができる電球形ＬＥＤランプを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、以下の電球形ＬＥＤランプおよびダウンライト装置を提供するものである。
（１）ＬＥＤと、前記ＬＥＤを点灯するための点灯回路と、ＬＥＤが一方の面側に配置される筐体と、前記筐体の他方の面側に配置され前記点灯回路に接続される口金と、前記筐体の一方の面側に配置されるＬＥＤを覆い前記ＬＥＤからの光を反射する光反射部材を内面の一部に有するグローブとを備えたことを特徴とする電球形ＬＥＤランプ。
（２）前記光反射部材が、前記グローブの内面の１０％〜５０％の面積を占めることを特徴とする上記（１）記載の電球形ＬＥＤランプ。
（３）前記光反射部材に対向する前記グローブの一部に照明方向を指示する識別用マークが形成されることを特徴とする上記（１）または（２）記載の電球形ＬＥＤランプ。
（４）前記グローブが光を拡散する拡散性部材で形成されることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電球形ＬＥＤランプ。
（５）前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明部材で形成されることを特徴とする上記（４）記載の電球形ＬＥＤランプ。
（６）前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明レンズ部材で形成されることを特徴とする上記（４）記載の電球形ＬＥＤランプ。
（７）前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転可能に接合されることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の電球形ＬＥＤランプ。
（８）前記グローブの前記筐体との接合部が第１の止め部材を有し、前記筐体の前記グローブとの接合部が第２の止め部材を有し、前記グローブを前記筐体の一方の面側の周囲に回転させた際に前記第１の止め部材が第２の止め部材に当たり回転が止まるようにしたことを特徴とする上記（７）記載の電球形ＬＥＤランプ。
（９）前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転できない角度が１０度以下であることを特徴とする上記（８）に記載の電球形ＬＥＤランプ。
（１０）上記（１）〜（９）のいずれかに記載の電球形ＬＥＤランプと、前記電球形ＬＥＤランプを取り付けるダウンライト器具とを備えたことを特徴とするダウンライト装置。

本発明によれば、特定方向において照度分布の偏りを軽減することができる電球形ＬＥＤランプを得ることができる。また、本発明に係る電球形ＬＥＤランプをダウンライト器具に適用した場合、直下の照度分布に著しい偏りが発生しないダウンライト装置を得ることができる。

本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例１を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。（ａ）は図１に示す電球形ＬＥＤランプをグローブ側から見た図である、（ｂ）は図１に示す電球形ＬＥＤランプをダウンライト器具に取り付けたダウンライト装置を示す側面図である。（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例２を示す図１のＡ−Ａ’対応断面図である。本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例３を示す図１のＡ−Ａ’対応断面図である。本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例４を示す図１のＡ−Ａ’対応断面図である。（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例のグローブ端部における部分拡大図、（ｆ）はグローブと筐体の止め部材の状態をグローブ上方からの視点で示す図である。

以下、本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例を説明するが、代表的なものとしてＥタイプの口金を持つ電球形ＬＥＤランプを例に挙げて説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。図中に記載する参照符号は以下に説明する各実施例において全て共通符号とする。各図において、参照符号１はグローブ、２は光反射部材、３は発光ダイオード（ＬＥＤ）、４は筐体、５は絶縁体、６は口金、７はグローブに設けた止め部材（ツメ）、８は筐体に設けた止め部材（ツメ）、９は識別用マーク、１０は点灯回路、１１はダウンライト器具、１２はソケット、１３は光拡散性グローブの一部における透明部材、１４は光拡散性グローブの一部における透明レンズ部材である。

図１は、本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例１を示す図で、（ａ）は斜視図（外側からでも内部構造が判るように、グローブ１は透明とし、光反射部材２は半透明の網掛表示にしている）、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’断面図である。また、図２（ａ）は図１に示す電球形ＬＥＤランプをグローブ側から見た図である、図２（ｂ）は図１に示す電球形ＬＥＤランプをダウンライト器具１１に取り付けたダウンライト装置を示す側面図である。本例の器具は浅形ダウンライト器具であるが、これに限定されない。

本実施例では、図示のように、ＬＥＤ３と、ＬＥＤ３を点灯するための点灯回路１０と、ＬＥＤ３が一方の面側に配置される筐体４と、筐体４の他方の面側に配置され点灯回路１０に接続される口金６と、筐体４の一方の面側に配置されるＬＥＤ３を覆いＬＥＤ３からの光を反射する光反射部材２を内面の一部に有するグローブ１とを備える。また、グローブ１は、筐体４の一方の面側の周囲に回転可能に接合される。グローブ１の筐体４との接合部は止め部材７を有し、筐体４のグローブ１との接合部は止め部材８を有し、グローブを筐体の一方の面側の周囲に回転させた際に止め部材７が止め部材８に当たり回転が止まるようにされる。

以下、さらに詳述する。図中において筐体４は、口金６とは環状の絶縁体５で絶縁されてＥ１７口金６の中心軸延長上にアルミダイキャストで形成されている。ＬＥＤ３は筐体４の中央部に筐体４とは絶縁されてほぼ均等の配置をもって円形状の基板上に５個が配置されており、基板上に配置されたコネクタ、またははんだによる接続等の配線により、ＬＥＤ３を点灯するための点灯回路１０と電気的に接続され、さらに点灯回路１０を経由して口金６と電気的に接続されている。

グローブ１は、本例では概ね球状とされ、また拡散性を持ったポリカーボネイト樹脂を射出成型で形成しており、その内面の一部に対して、ＬＥＤ３から出た光が反射したのちグローブ１の外に射出されるように、光反射部材２として銀メッキ層が形成されている。また、グローブ１は筐体４との接続において、グローブ１に設けた止め部材７と筐体４に設けた止め部材８とで噛み合わされる形で組み立てられており、グローブ１と筐体４とは手で回せる程度の遊びを持つようになっている。本発明の電球形ＬＥＤランプをダウンライト器具１１として例えば浅形ダウンライト器具に取り付けて使用する場合、口金６をソケット１２にねじ込んで固定した後、グローブ１を回転させて光反射部材２の部分がダウンライト器具１１の奥側になるように調整する。これを容易とするために、光反射部材２に対向するグローブ１の一部に照明方向を指示する識別用マーク９が形成される。電球形ＬＥＤランプは、識別用マーク９がダウンライト器具１１の真下の位置に来るように取り付ける。本実施例では識別用マークは５ｍｍ角の大きさで白色パターンをシルク印刷した。こうすることで、本発明の電球形ＬＥＤランプを例えば浅形ダウンライト器具に取り付けた際に、直下の照度分布においてほぼ同心円状の分布を得ることができる。このようにして電球形ＬＥＤランプは識別用マーク９側への配光を実現することができる。

発明者の試作によると、光反射部材２が形成される割合としては、グローブ１の内面全体の１０％から５０％程度が望ましい。光反射部材２の面積がグローブ１の内面全体の１０％以下になると、光の反射成分が少なくなり、照度分布を均一にする効果を得にくい。一方、光反射部材２の面積がグローブ内面全体の５０％を超えると、グローブ内部での反射成分が増えてしまい、グローブ１から出てくる光の量が低下してしまうことが判った。このように、光反射部材２は、グローブ１の内面の１０％〜５０％の面積を占めることが好ましい。図２（ｂ）に示すダウンライト装置は、このような電球形ＬＥＤランプと、それを取り付けるダウンライト器具１１とを備えるものである。

図３（ａ）は本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例２を示す図１に相当するＡ−Ａ’対応断面図である。本実施例では、グローブ１の内面で光反射部材２を形成する部分がよりＬＥＤに近い位置に配置できるようにグローブ１の厚みを変えて成型し、その面に銀メッキ層を形成したものである。ＬＥＤと光反射部材２を近づけて配置することにより、グローブ内部での光の反射の繰返しによる光の吸収ロス分が低減され、ＬＥＤから出た光をより効率的に外側に反射させることができ、消費効率が向上することが確認できた。

図３（ｂ）では、図示のように光反射部材２として、厚さ１ｍｍの白色ＰＥＴの反射シートを従来の球状のグローブ内面カーブに合わせるのでなく、ＬＥＤに近い位置に配置されるように固定した。このことにより図３（ａ）と同様にグローブ内部での光の反射の繰返しによる光の吸収ロス分が低減され、消費効率が向上する。さらにグローブの厚みを増やさないので、電球形ＬＥＤランプの重量を増やすことがないという効果がある。

図４は、本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例３を示す図１に相当するＡ−Ａ’対応断面図である。光反射部材２に対向するグローブの一部のエリアを透明としている。このようにグローブ１の一部を透明部材１３で形成することにより、電球形ＬＥＤランプをダウンライト器具１１に取り付けた際に、より指向性のある配光を得ることができた。さらに所望の向きにグローブ１を回して調整することにより、透明部材１３を通る配光の向きを変えることも可能になる。

図５は、本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例４を示す図１に相当するＡ−Ａ’対応断面図である。光反射部材２に対向するグローブの一部のエリアを透明なレンズとしている。このようにグローブ１の一部を透明レンズ部材１４で形成することにより、ダウンライト器具１１に取り付けた際に、約１０度のビーム性のある配光を得ることができた。さらに所望の向きにグローブを回して調整することにより、ビームの向きを変えることができる。本例では、透明レンズ部材１４は凸レンズ形状としたが、これを凹レンズ形状としてビームに広がりを持たせることもできる。

図６は本発明に係る電球形ＬＥＤランプの実施例のグローブ端部における部分拡大図であり、図６（ａ）は、筐体４に設けた止め部材８を示す拡大図、図６（ｂ）は、グローブ１に設けた止め部材７を示す拡大図が立体的に描かれている。図６（ｃ）〜（ｅ）は、筐体４とグローブ１とが組み合わさった状態の断面図であり、図６（ｃ）は、止め部材の無い部分の断面図を示している。また、図６（ｄ）は、筐体４において止め部材８のある部分の断面図を示し、図６（ｅ）は、グローブ１において止め部材７のある部分の断面図である。図６（ｆ）は、グローブ１に設けた止め部材７と筐体４に設けた止め部材８の相互の止め部材が突き当たっている状態をグローブの上方からの視点で示している。

グローブ１と筐体４とは手で回せる程度の遊びを持つようになっている。すなわち、グローブ１は、筐体４の一方の面側の周囲に回転可能に接合される。これにより光の照射方向を調節することができる。また、図６に示すように筐体４とグローブ１の両方に止め部材を設けることにより、電球形ＬＥＤランプの口金をソケットにねじ込んで取り付ける際に、両方の止め部材が互いに引っかかることでねじ込みやすくなる。同様に取り外す際にも両方の止め部材が互いに引っかかることにより、取り外しやすくなる。発明者の試作によると、電球形ＬＥＤランプで、グローブ１が半球以上の大きさになった場合、止め部材があることでねじ込みやすくなる効果が大きい。特にグローブ１がほぼ球形状である場合は、筐体４が小さくなるため、それを持ってねじ込むことは難しく、グローブ１のみを持って回せることで、電球形ＬＥＤランプと器具間の取り付けや取り外しにおいて止め部材の効果は極めて大きいことが判った。

本実施例では、筐体４に設けた止め部材８は一箇所で、幅２ｍｍ、高さ２ｍｍで形成し、グローブ１に設けた止め部材７は一箇所で幅２ｍｍ、高さ２ｍｍで形成した。前述のようにグローブ１と筐体４とは手で回せる程度の遊びを持つようになっているが、止め部材があることで、止め部材と止め部材が突き当たっている状態においては、図６（ｆ）に示すように両方の止め部材の幅を足した幅に相当する角度に回転はできず、グローブ１を回転させて光反射部材２の部分を器具１１の奥側になるように調整する際に、グローブ１を調整できない角度Θが存在することになる。しかし、発明者の試作によると、互いの止め部材が一箇所であり、突き当たった際の幅が狭く、二つの止め部材により調整できない角度Θが１０度以下にあれば、得られる配光に於いて特に調整に支障はないことが確認された。すなわち、グローブ１が筐体４の一方の面側の周囲に回転できない角度は好ましくは１０度以下とされる。

本実施例においては、グローブ１は拡散性を持ったポリカーボネイト樹脂を射出成型で形成したが、グローブとしての拡散性の程度はいかなるものでも、また透明なものでも本発明の効果は同様に得られるのは明らかである。また材質に関してもポリカーボネイト樹脂に限定するものではなく、アクリルやポリスチレンのような別の樹脂、またはガラスでも構わない。厚みや成型方法についても、いかなるものとしても本発明の効果は同様に得られることは明らかである。このようにグローブ１は、光を拡散する拡散性部材で形成することができ、また光を透過する透明性部材で形成することもできる。

また本実施例では、光反射部材２は銀メッキにて形成した例と、白色ＰＥＴを固定する例を示したが、反射性を持つ材料を限定するものでなく、例えば、白色塗装したアルミニウムや白色セラミクスなどを用いても良く、部材としては拡散反射率の高い素材であればよい。光反射部材２の成型方法や固定方法も、本実施例の方法に限定されるものではなく、例えば、白色ＰＥＴのような樹脂材料を圧空成型してグローブ１の内面に固定してもよいし、グローブ１と光反射部材２をひとつの部材として射出成型等の手段で形成することも可能である。

本実施例では、光反射部材２は、その大きさや形状や材質において、ダウンライト器具の直下側の方向での照度分布において出来るだけ同心円状に近い分布が得られるような例と、ビーム特性を持つ例とを示したが、光学シミュレーション等の手法により射出される光がグローブ１を通過して後、所望の配光を持つようにすることも可能である。

本実施例では識別用マークは５ｍｍ角の大きさの白色パターンをシルク印刷でグローブ１の表面に形成したが、色や形はいかなるものでもかまわない。大きさについては、光の射出に影響がない程度であれば大きくてもかまわず、例えば型式名やメーカーロゴ等のランプマーク（モノグラム）としてもかまわない。形成方法は本実施例のシルク印刷に限定されるものではなく、レーザー加工や、形成型等でもかまわない。

本実施例においてグローブ１の形状としては、概ね球形状のものとして説明したが、グローブ１は一般的には凸状曲面体形状であり、概ね球形状以外に例えば概ね半球状でも良いし、キャンドル形のような形状でもかまわない。さらに曲面部を持たない凸状多面体形状、あるいは凸状曲面体形状と凸状多面体形状の組合せでも、本発明の効果は同様に得られることは明らかである。

筐体４はアルミ素材をダイキャスト製法で形成したが、素材はアルミに限定するものではなく、亜鉛や鋼板のような別の金属、または樹脂等でも構わない。また切削や押し出し、曲げ等の製法、それらの組合せで形成しても構わない。

ＬＥＤ３に関しては、基板上に５個のＬＥＤをほぼ対称で配置する例を説明したが、５個以外の複数個でも単数個でもかまわない。また、複数個のＬＥＤが複数の基板に分割配置されて、各々が単一平面状に配置されていなくても構わない。

本実施例では代表的な例としてＥ１７タイプの口金を持つ電球形ＬＥＤランプで説明したが、グローブを持つ電球形ＬＥＤランプであれば口金形状に関わり無く発明の効果が得られるのは明らかである。

１グローブ
２光反射部材
３ＬＥＤ
４筐体
５絶縁体
６口金
７グローブに設けた止め部材
８筐体に設けた止め部材
９識別用マーク
１０点灯回路
１１ダウンライト器具
１２ソケット
１３透明部材
１４透明レンズ部材

Claims

ＬＥＤと、前記ＬＥＤを点灯するための点灯回路と、ＬＥＤが一方の面側に配置される筐体と、前記筐体の他方の面側に配置され前記点灯回路に接続される口金と、前記筐体の一方の面側に配置されるＬＥＤを覆い前記ＬＥＤからの光を反射する光反射部材を内面の一部に有するグローブとを備え、前記光反射部材が、前記グローブの内面の１０％〜５０％の面積を占めること、前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転可能に接合されること、および前記グローブの前記筐体との接合部が第１の止め部材を有し、前記筐体の前記グローブとの接合部が第２の止め部材を有し、前記グローブを前記筐体の一方の面側の周囲に回転させた際に前記第１の止め部材が第２の止め部材に当たり回転が止まるようにしたことを特徴とする電球形ＬＥＤランプ。
前記光反射部材に対向する前記グローブの一部に照明方向を指示する識別用マークが形成されることを特徴とする請求項１に記載の電球形ＬＥＤランプ。
前記グローブが光を拡散する拡散性部材で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電球形ＬＥＤランプ。
前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明部材で形成されることを特徴とする請求項３に記載の電球形ＬＥＤランプ。
前記光反射部材に対向する前記グローブの一部が透明レンズ部材で形成されることを特徴とする請求項３に記載の電球形ＬＥＤランプ。
前記グローブが、前記筐体の一方の面側の周囲に回転できない角度が１０度以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電球形ＬＥＤランプ。
請求項１〜６のいずれかに記載の電球形ＬＥＤランプと、前記電球形ＬＥＤランプを取り付けるダウンライト器具とを備えたことを特徴とするダウンライト装置。