JP5401576B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

この発明は、事務所、一般住宅、店舗、学校、冷凍庫、看板などに用いられるＬＥＤランプに関するものである。

最近は、白熱電球による照明灯に代えて弾丸型や表面実装型などのＬＥＤ（発光ダイオード）を組み込んでいるＬＥＤランプ（発光ダイオード照明灯）が使用されている例が多い。これは、このＬＥＤランプは白熱照明灯と比較して長寿命であってかつ消費電力が少ないからである。
ＬＥＤランプは、ＬＥＤ単独では発光量が小さいために、複数のＬＥＤを直線状に単一列又は複数列に配置した状態で用いられている（特開２００１−３５１４０２号公報及び特開２００４−３３５４２６号公報など）。
しかしながら、例えば特開２００４−３３５４２６号公報に記載の蛍光灯兌換型発光ダイオード灯において、棒状合成樹脂外管体内の温度は複数の白色発光ダイオードから発生する熱によって上昇し、温度上昇が白色発光ダイオードの劣化を招く課題がある。
このような温度上昇によるＬＥＤランプの短命化の課題を解決するために、放熱板を有するＬＥＤランプが提案されている（特開２００８−７７９４８号公報及び実用新案登録第３１４５１７４号公報）。
特開２００８−７７９４８号公報に記載の照明灯用灯具（以下「従来例１」という。）は、当該公報の図２に示すように発光体である発光ダイオード３から生じる熱を除く放熱板を兼用している反射板６を備えている。反射板６は略Ｗ字状に形成され、中央山型状の２個の傾斜面６１に、発光ダイオード３を配置した基板５がねじなどの固定手段Ｋによって取り付けられている。
実用新案登録第３１４５１７４号公報に記載の合成樹脂製蛍光灯用ランプシェード（以下「従来例２」という。）は、当該公報の図３に示すようにパイプ状ランプシェード１に設けた切れ込み溝には、ＬＥＤランプ４をセットした基盤３をその下部に取り付けたアルミニウム製放熱板２を嵌合させてあり、この放熱板によってＬＥＤランプ４からの熱を逃がすものである。

特開２００１−３５１４０２公報 特開２００４−３３５４２６号公報 特開２００８−７７９４８号公報 実用新案登録第３１４５１７４号公報

従来例１及び従来例２のいずれも、ＬＥＤから発生される熱を除く（逃す）機能を果たすことができる利点があるものの、従来例１では反射板６と発光ダイオード３を配置した基板５との組み立てが面倒であり、従来例２についても放熱板２とＬＥＤランプ４をセットした基盤３との関係において従来例１と同様の課題がある。
この発明の目的は、組み立てが容易となるＬＥＤランプを提供することにある。

この発明に係るＬＥＤランプの第１の特徴は、支持溝を有するＬＥＤランプ用の放熱支持体と、この放熱支持体の支持溝内に挿入支持してありかつその長さ方向に光源であるＬＥＤを複数配置してある基板と、保持手段及び内部の背部側に設けてある収納室をそれぞれ有する円筒形の管体とを備えていることにある。上記放熱支持体の本体には、その背部側とは反対側である支持側に上記支持溝を形成し、この支持溝の開口が上記ＬＥＤの照射方向に向けて設けられており、上記背部側の外周面が凸状の円弧面に形成されていると共に、上記管体の内周面に密着可能である。上記ＬＥＤは、上記収納室から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る。上記保持手段は、上記管体の背面側の位置の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出している板状の保持部からなる。上記板状の両保持部は、上記管体の長さ方向に沿って全長に亘って形成され、かつ両保持部の先端部間に間隙が形成されている。上記収納室は、上記管体内の背部側の内周面と上記保持部によって囲まれた空間によって形成されている。上記管体の収納室内に挿入配置されている上記放熱支持体は、上記両保持部と上記収納室の管体の内周面とによって挟まれた状態で保持されている。
上記本体の背部側の外周面は、上記放熱支持体のＬＥＤランプの円筒形の管体内における位置保持安定のために、上述したように、凸状の円弧面を形成し、上記管体の内周面に密着可能にするのが良い。
この発明に係るＬＥＤランプの第２の特徴は、上記第１の特徴を前提とし、上記両保持部の先端部が管体の背部側に屈曲された押え部となっており、収納室内の放熱支持体は上記両保持部の押え部と、上記管体の内周面とによって挟まれた状態で保持されていることにある。

この発明のＬＥＤランプによれば、管体内の収納室に放熱支持体を挿入配置し、放熱支持体の支持溝を通じてＬＥＤを取り付けている基板を挿入支持可能であるから組み立てが容易となり、簡単な構成によって上記基板からの熱を放熱支持体を通じて除くことができ、上記収納室が上記管体の背部側に設けられているので、管体の表面にＬＥＤの影がドット状に表れにくくなる。

この発明に係るＬＥＤランプに用いる放熱支持体を示す斜視図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる放熱支持体を示す平面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる放熱支持体を示す正面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる放熱支持体を示す底面図である。 図１のＶ−Ｖ線断面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線拡大断面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いるＬＥＤ付きの基板を支持している放熱支持体を示す拡大側面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いるＬＥＤ付きの基板を支持している放熱支持体を示す底面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いるＬＥＤ付きの基板を支持している放熱支持体を示す一部切欠正面図である。 この発明に係るＬＥＤランプを示す一部切欠正面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線拡大断面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる放熱支持体を保持している管体を示す一部切欠平面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる放熱支持体を保持している管体を示す拡大側面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面図である。 この発明に係るＬＥＤランプに用いる管体を示す側面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。 図１５のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線断面図である。

この発明に係るＬＥＤランプ用の放熱支持体を用いるＬＥＤランプについて図面を参照して説明する。
まず、ＬＥＤランプ用の放熱支持体について図１〜図９を参照して説明する。
図１〜図６に示す放熱支持体１は、その本体１ａ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。
放熱支持体１（本体１ａ）には、その背部側（図１上側）とは反対側（下側）にその長さ方向に全長に亘って支持溝１１を形成してある。支持溝１１の開口１６は下側である照射側（後述するＬＥＤ３の光の照射方向側）に向けられており、開口の両側縁部に受け部１５を設けてある。
放熱支持体１（本体１ａ）の背部側（図１上側）の外周面１ａ１にはその長さ方向に全長に亘って単一又は複数の配線溝（図１に示す例では複数の配線溝１２，１３，１４）を形成してある。放熱支持体１の上側の外周面１ａ１の外形は凸状の円弧面を形成している。放熱支持体１の外周面１ａ１は、後述するＬＥＤランプ５の円筒形の管体６の内周面に密着可能である（図１３）。
また、放熱支持体１の外周面１ａ１は、図６に示すように放熱性膜１７、例えばセラミックコート膜を塗布してあり、この外周面全面を上記放熱性膜によって被覆している。
放熱支持体１は押出し機を用いて押出成形法により加工される。

放熱支持体１は、図７〜図９に示すように支持溝１１内においてＬＥＤ（発光ダイオード）３を実装したＬＥＤ付きの基板２を挿入支持可能である。
ＬＥＤ付きの基板２は、その本体が細長い板体からなり、組み立て時に放熱支持体１の支持溝１１内に嵌め込まれる。基板２には、ＬＥＤ３に電気的に接続している制御部（図示せず。）を設けてある。基板２の一側面（図７下面）には単一又は複数列のＬＥＤ３を直線状に間隔を置いて配置し、一端部にブリッジ整流器（ブリッジダイオード）４を取り付けてある。図７〜図９に示す例では、基板２には、複数の白色発光のＬＥＤ３をその長さ方向に沿って等間隔を置いて一直線状に配列され、そして基板の一側片面である表面（図７下面）全面に白色の印刷又は白色シート（図示せず。）の貼付をすることによって、内部反射光の取り出し効率を上げるようにしている。また基板２のＬＥＤ３の取付け面とは反対側である裏面（図７上面）の全面には、例えばセラミックコート膜からなる放熱性膜２１（図７）を塗布してある。
ＬＥＤ付きの基板２が放熱支持体１の支持溝１１内に収納されているとき、図７に示すように本体両側が受け部１５上に載せられた状態で支持され、また各ＬＥＤ３はその下部が開口１６より下方に露出されているため、光を下方に照射可能である。
ＬＥＤ付きの基板２を放熱支持体１に支持するためには、この基板を支持溝１１の一側方（図９左方又は右方）の開口から支持溝内に差し入れてから、他側方に向けてスライドさせる。

次に、放熱支持体１を組み込んだＬＥＤランプ（発光ダイオードランプ）５について図１０〜図１７を参照して説明する。
ＬＥＤランプ５は、細長い円筒形パイプからなる管体６と、この管体の背部側である底部側（図１１上側）に設けてある収納室６３の内部に配置してある放熱支持体１と、この放熱支持体の支持溝１１内に挿入かつ離脱可能に支持している基板２と、この基板に実装してある光源であるＬＥＤ３と、上記管体の両端部に取り付けてある口金７とを備えている。ＬＥＤランプ５のＬＥＤ３は、管体６の背部側とは反対側（図１１下側）に向けて光を照射可能である。

管体６はプラスチック製パイプからなり、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ものが使用されている。
管体６は、図１５〜図１７に示すように、背部側（図１４上側）の内周面に接近している位置に保持手段（図１５に示す例では平板状の保持部６１，６２）を設けてある。保持部６１，６２は、管体６の長さ方向に沿って全長に亘って設けられている。保持部６１，６２は、図１５左右両側に位置し、内方に向けてかつ互いに対向するように管体６の内周面から突出されている。保持部６１，６２は、それぞれの先端部が上側に屈曲している押え部６１ａ，６２ａであり、両先端部が互いに間隙６４を置いて対向位置関係にある。間隙６４は、図１７に示す例では管体６に全長に亘って形成されているスリット状のものである。管体６内の背部側の内周面と保持部６１，６２によって囲まれた空間が収納室６３となっている。
管体６は、背部側である底部側（図１３上側）の外周面に所定の幅Ｗの帯状の放熱性膜６５を形成してある。放熱性膜６５は、図１２及び図１３に示すように、管体６の長さ方向に沿って管体の一端から他端まで全長に亘って設けられている。放熱性膜６５は例えばセラミックコート膜であり、管体６内の熱を吸収して管体外へ逃すことによって管体内の熱を下げる役割を果たしている。
管体６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、その管本体と保持部６１，６２とが一体成形されている。

ＬＥＤ付きの基板２を支持溝１１内に嵌め込んでいる放熱支持体１は、図１０及び図１１に示すように、管体６の収納室６３の内部に配置されており、保持部６１，６２の押え部６１ａ，６２ａと、収納室の管体の内周面とによって挟まれた状態で保持されている。この保持状態において、放熱支持体１の上側の外周面１ａ１は管体６の内周面に放熱性膜１７を介して密着されて、放熱支持体の安定的な位置保持が保たれている。
また、放熱支持体１の外周面１ａ１は管体６の内周面への密着面を構成しており、この密着面に対して管体６の放熱性膜６５が対向位置関係にある。上記の幅は、全長に亘って図１２及び図１３に示すように管体６を挟んで放熱性膜６５の幅Ｗに対応している。このため、放熱支持体１の放熱性膜１７と、管体６の放熱性膜６５が管体を挟んで重なっている状態にあるために、放熱支持体１からの放熱は放熱性膜１７から管体６を経て放熱性膜６５へ円滑に逃すことができる。

放熱支持体１の配線溝１２，１３，１４は使用されるＬＥＤの種類及び基板２の構成によって利用されるが、本例では配線を不要としている。また管体６の両端側に位置している口金７は幅広のものが使用されている。各口金７には端子ピン８を設けてあり、各端子ピンは基板２に電気的に接続されている。

上記構成のＬＥＤランプ５において、ＬＥＤ３からの放射光は、その光軸を中心として円錐状（放射状）に広がり、管体６の背部側と反対側の照射面を照射する。この際、ＬＥＤ３を取り付けている基板２は、管体６の背部側の収納室６３内の放熱支持体１に支持されているために、ＬＥＤ３の放射角度が広がり、この結果、面発光としての効果が発揮され、管体の一側の表面へのＬＥＤ３の影がドット状に表れにくくなり、この効果は管体６の色彩が乳白色であることによってより一層発揮されている。
ＬＥＤ３から発生される熱は、基板２から放熱支持体１に吸収され、吸収された熱は放熱支持体から管体６を経て外部に放出されてＬＥＤランプ５内の高熱化が抑制される。放熱支持体１、基板２及び管体６のそれぞれの放熱性膜１７，２１，６５によって高熱化の抑制がより一層効果的になる。

管体６は、その材質の一つであるプラスチックとして、例えばポリカーボネートなどが使用される。管体６は、押出し成形法により加工する場合には、図示の例では予め乳白色のポリカーボネートペレット、蛍光塗料ペレット、拡散材ペレット及び変色防止材のそれぞれの配分比率を所定の値に設定しておく。これらの材質の配合比率を適宜変更することによって、ＬＥＤランプ５から照射される光の拡散、透視度及び光源からの照射率量の調整が図られる。
管体６の長さ、内径及び肉厚、そしてＬＥＤ付きの基板２の長さ及び横幅、また保持部の突出長、さらに口金７の幅はいずれも適宜である。

図示するＬＥＤランプ用の放熱支持体１では、支持溝１１内にＬＥＤ３を取り付けている基板２を挿脱可能に支持することができるから、組み立て解体が容易であり、基板からの熱を確実に逃すことができ、しかも放熱性膜１７によってより一層放熱が確実になる。放熱支持体１の外周面に配線溝１２，１３，１４を設けて、配線用のスペースを確保することができるので、上記スペース分だけ収納室６３の空間を節約することでき、そして放熱支持体の放熱面積の拡大によってヒートシンクとしての効果を高めることができる。放熱支持体１の外周面を円弧面として管体６の内周面に密着可能とすることにより、放熱支持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、放熱性膜６５が放熱支持体１の放熱性膜１７と接近しかつ対向しているので放熱効果がより一層高められる。
図示するＬＥＤランプ５によれば、ＬＥＤ３を取り付けている基板２を支持している放熱支持体１を管体６内の背部側（底部側）に設けてある収納室６３に配置されているので、光軸を中心として放射状に広がるＬＥＤの光は、照射面までの距離が長くなるので、放射エリアが広がり、管体の表面に各ＬＥＤ３の影がドット状に表れにくく、ＬＥＤランプの設置場所やその用途の範囲が広がり、換言すれば、ＬＥＤランプの利用範囲を広げることができる。また、管体６はポリカーボネート、蛍光塗料、拡散材及び変色防止材を混合配分して乳白色のプラスチックパイプによって構成されているので、光の拡散、透視度及び光源であるＬＥＤ３からの照射率量を調整することができ、管体６の背部側に基板２をその内周面に接近して配置してあることと相俟って管体の表面に各ＬＥＤ３の影がドット状に表れにくくする効果がより良く発揮され、ＬＥＤランプ５を多方面の照明手段として利用することができる。ＬＥＤランプ５の組み立て時に、収納室６３内にＬＥＤ付きの基板２を支持している放熱支持体１は、これをスライド挿入するだけで、管体６内に位置保持することができるので、組立作業が容易であると共に、離脱が可能であるので解体も容易である。基板２の放熱性膜２１、放熱支持体１の放熱性膜１７及び管体６の放熱性膜６５は、図１３に示すように、三層状態に配置されているので、ＬＥＤ３からの熱を基板２から放熱支持体１へ、さらに放熱支持体から管体６へと円滑にかつ確実に放熱されるので、効率的かつ効果的な放熱が可能となる。

放熱支持体１の支持溝１１内にＬＥＤ付きの基板２を挿入した状態において、図１１に示すように基板の裏面が支持溝１１内面に密着するのが良い。もちろん、基板の裏面の構成によっては、この裏面を必ずしも支持溝１１内面に密着することを要しない。また、配線溝１２，１３，１４は、放熱支持体１に必要に応じて設けられるものである。配線溝を設けている場合、その数や断面形状は図示の例に限定されない。
上述した例では、管体６である乳白色のプラスチックパイプ内に白色光のＬＥＤ３が配置されているが、このように管体における色彩は、ＬＥＤの発光色と同系色（同一色を含む。）とすることが、管体の表面にＬＥＤの影が表れることを極力制限する観点から望ましい。同様の観点から、管体６は、透光性を有すると共に、非透明（不透明、半透明）部材であるのが良いが、透明であっても良い。もちろん、管体６の材質やＬＥＤ３の発光色は上例に限定されない。
管体６の各保持部６１，６２は、いずれも管体に全長に亘って設けられているが、適宜間隔を置いて設けても良い。各保持部６１，６２の先端部に、上方に屈曲した押え部６１ａ，６２ａを設けることによって放熱支持体１の安定的な保持に役立つ。しかし、各保持部６１，６２の先端部を屈曲させることなく、水平状態にしても良い。
ＬＥＤ３は、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、これに限定されず、またＬＥＤ３は表面実装型のものを使用しているが、砲弾型など適宜の種類のものを用途などに応じて用いる。

１ 放熱支持体
１ａ 放熱支持体の本体
１ａ１ 外周面
１１ 支持溝
１２，１３，１４ 配線溝
１６ 開口
１７ 放熱性膜
２ ＬＥＤ付きの基板
２１ 放熱性膜
３ ＬＥＤ（発光ダイオード）
５ ＬＥＤランプ
６ 管体
６１，６２ 保持部（保持手段）
６１ａ，６２ａ 押え部
６３ 収納室
６５ 放熱性膜

Claims (2)

1. 支持溝を有するＬＥＤランプ用の放熱支持体と、この放熱支持体の支持溝内に挿入支持してありかつその長さ方向に光源であるＬＥＤを複数配置してある基板と、保持手段及び内部の背部側に設けてある収納室をそれぞれ有する円筒形の管体とを備えており、
   上記放熱支持体の本体には、その背部側とは反対側である支持側に上記支持溝を形成し、この支持溝の開口が上記ＬＥＤの照射方向に向けて設けられており、上記背部側の外周面が凸状の円弧面に形成されていると共に、上記管体の内周面に密着可能であり、
   上記ＬＥＤは、上記収納室から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、
   上記保持手段は、上記管体の背面側の位置の内周面から内方に向けて互いに対向するように突出している板状の保持部からなり、
   上記板状の両保持部は、上記管体の長さ方向に沿って全長に亘って形成され、かつ両保持部の先端部間に間隙が形成されており、
   上記収納室は、上記管体内の背部側の内周面と上記保持部によって囲まれた空間によって形成されており、
   上記管体の収納室内に挿入配置されている上記放熱支持体は、上記両保持部と上記収納室の管体の内周面とによって挟まれた状態で保持されている
   ことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 両保持部の先端部は管体の背部側に屈曲された押え部となっており、収納室内の放熱支持体は上記両保持部の押え部と、上記管体の内周面とによって挟まれた状態で保持されていることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
   

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