JP5662065B2 - 直管形ランプおよび照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体発光素子を用いた直管形ランプ、およびこの直管形ランプを用いた照明装置に関する。

一般に、直管形蛍光ランプを用いた照明器具が多く使用されているが、このような既設の照明器具に、直管形蛍光ランプに代えて使用可能な光源として低消費電力かつ長寿命なＬＥＤ素子を用いた直管形ランプが提案されている。

この直管形ランプは、直管形蛍光ランプと同じ管長とされ、その両端には直管形蛍光ランプと同じ一対の口金ピンが突出されたＧ１３形の口金が設けられており、直管形蛍光ランプと同様に、既設の照明器具に配設された一対のソケット間に装着可能としている。直管形ランプ内には、アクリル樹脂などの樹脂製の透光性カバー内に、複数のＬＥＤ素子を実装した基板を有する光源ユニット、および直管形蛍光ランプ用の安定器からソケット内の端子およびランプピンを通じて供給される交流電力を直流電力に変換して光源ユニットの各ＬＥＤ素子に供給して各ＬＥＤ素子を点灯させる電源回路が収容されている。

実用新案登録第３１５２５０９号公報

直管形ランプの点灯時には、光源ユニットの各ＬＥＤ素子からの熱の影響が光源ユニットを収容する透光性カバーに作用し、この透光性カバーが熱膨張し、また、消灯後には、熱膨張した透光性カバーが熱収縮することになり、各ＬＥＤ素子からの熱の影響で透光性カバーが伸縮しやすい。

直管形ランプを構成する光源ユニット、透光性カバーおよび口金が全て一体化されている場合、透光性カバーの伸縮の影響を光源ユニットや口金が受け、光源ユニットに伸縮の負荷がかかり、口金を装着するソケットに負荷がかかったり口金のソケットに対する接続や保持に影響を及ぼすおそれがある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、透光性カバーの伸縮による影響を防止できる直管形ランプ、およびこの直管形ランプを用いた照明装置を提供することを目的とする。

本発明の直管形ランプは、半導体発光素子を有する光源ユニットを備える。光源ユニットを収容する透光性カバーを備える。光源ユニットの長手方向の両端にそれぞれ一体化され、透光性カバーの端面を覆う端面部および透光性カバーの外周面を覆う周面部を有する端部カバーを備える。透光性カバーの端部と端部カバーの端面部の内面との間、および透光性カバーの外周面と端部カバーの周面部の内周面との間にそれぞれ所定の間隔を有する。透光性カバーは長手方向に移動可能な状態で両端の端部カバー間に保持されている。

本発明の直管形ランプによれば、透光性カバーの端部を覆う端部カバーを光源ユニットに一体化し、この端部カバーに対して透光性カバーの移動を許容するようにしたため、透光性カバーが熱膨張、熱収縮しても、光源ユニットや端部カバーに影響を与えるのを防止することが期待できる。

第１の実施形態を示す直管形ランプの一部を省略した断面図である。 同上直管形ランプの斜視図である。 同上直管形ランプを用いた照明装置の側面図である。 同上照明装置の斜視図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。

図４に示すように、照明装置11は、直管形蛍光ランプ２灯用タイプの埋込形照明器具である照明器具12、およびこの照明器具12に用いられる２本の直管形ランプ13を備えている。

照明器具12は、天井面に埋め込み設置される下面開放形の長尺な器具本体15、この器具本体15の長手方向の両端に対向配置されて各直管形ランプ13の端部がそれぞれ装着される２組のソケット16，17、および器具本体15に配置されて直管形ランプ13を点灯させる専用電源である点灯装置18を備えている。なお、以下、直管形ランプ13の一端側を装着する一端側のソケット16を第１のソケット16と呼び、直管形ランプ13の他端側を装着する他端側のソケット17を第２のソケット17と呼ぶ。

本実施形態の照明器具12は、例えば、直管形蛍光ランプを使用する既設の照明器具の器具本体15のみをそのまま使用し、直管形ランプ13と、この直管形ランプ専用のソケット16，17および点灯装置18とを組み合わせた照明器具12としてリニューアルするものである。あるいは、直管形ランプ13と、この直管形ランプ専用のソケット16，17および点灯装置18とを使用する照明器具12を新設する場合でも、直管形蛍光ランプ用の既存の器具本体15を流用し、これに直管形ランプ13、ソケット16，17および点灯装置18を組み合わせた照明器具12として設置するものである。

図１ないし図３に示すように、直管形ランプ13は、直管形蛍光ランプと同程度の管長および管径で直管形蛍光ランプと略同じ外観に形成されたカバー体21、およびこのカバー体21内に収容された光源ユニット22を備えている。

カバー体21は、透光性カバー24、およびこの透光性カバー24の両端部をそれぞれ閉塞するように覆う口金または端部キャップである端部カバー25，26を備えている。なお、以下、第１のソケット16に装着される直管形ランプ13の一端側の端部カバー25を第１の端部カバー25と呼び、第２のソケット17に装着される直管形ランプ13の他端側の端部カバー26を第２の端部カバー26と呼ぶ。

透光性カバー24は、例えば、透光性および拡散性を有する例えばアクリル樹脂などの樹脂材料によって長尺な円筒状に形成されている。

端部カバー25，26は、例えば、絶縁性を有する合成樹脂製で、透光性カバー24の端面を覆う円板状の端面部27、およびこの端面部27の周辺部に環状に形成された周面部28を有するキャップ形状に形成されている。周面部28の内径は、透光性カバー24の外径よりも大きい寸法に形成されている。そして、第１の端部カバー25の端面には、光源ユニット22に電気的に接続される給電用の一対の口金ピンである接続部29が、直管形ランプ13の長手方向に沿って平行に突出されている。また、第２の端部カバー26の端面には、１本のアース接続用のアースピンである接続部30が、直管形ランプ13の管軸を中心として直管形ランプ13の長手方向に沿って突出されている。

光源ユニット22は、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などの複数の半導体発光素子31が実装された細長い複数の基板32、およびこれら基板32を取り付けた細長い取付板33を備えている。

半導体発光素子31には、ＬＥＤ素子の場合、ＬＥＤチップが搭載された接続端子付きのＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージが用いられている。このＳＭＤパッケージは、パッケージ内に例えば青色光を発するＬＥＤチップが配置され、このＬＥＤチップをＬＥＤチップからの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色の蛍光体が混入された例えばシリコーン樹脂などの蛍光体層で封止されている。したがって、蛍光体層の表面が発光面となり、この発光面から白色系の光が放射される。

取付板33は、例えば金属製で、長手方向の長さが透光性カバー24の長手方向の長さより長い寸法に形成され、その両端部に半導体発光素子31が配置される面側とは反対面側に向けて略直角に折曲形成されている。

取付板33の一端の取付部34の外端面に一対の接続部29が固定され、取付板33の他端の取付部34の外端面に接続部30が固定されている。したがって、光源ユニット22の取付板33と各接続部29，30とが一体化されている。なお、取付板33と各接続部29，30とは互いに絶縁された状態で固定されている。

一対の接続部29と基板32とが各電線35で電気的に接続され、一対の接続部29から基板32に実装された半導体発光素子31に給電可能に構成されている。接続部30と基板32のアース電位の部分とが電線36で電気的に接続されている。

そして、光源ユニット22は、透光性カバー24のいずれか一方の端部から差し込まれた後、透光性カバー24の両端を覆うように端部カバー25，26が接続部29，30に固定され、これら透光性カバー24および端部カバー25，26で構成されるカバー体21内に収納されている。

端部カバー25，26と接続部29，30との固定は、例えば、端部カバー25，26に形成された孔部に接続部29，30をそれぞれ圧入することによって結合固定する。したがって、光源ユニット22の取付板33と各端部カバー25，26とが一体化されている。

透光性カバー24は、光源ユニット22や端部カバー25，26に対して所定の範囲で長手方向および径方向に移動可能な状態で、端部カバー25，26間に保持されている。

すなわち、直管形ランプ13の長手方向においては、透光性カバー24の端部と端部カバー25，26の端面部27の内面との間に透光性カバー24の伸縮を許容してその影響を低減あるいはなくすことが可能な所定の間隙ａ＋ｂを有し、また、直管形ランプ13の径方向においては、透光性カバー24の外周面と端部カバー25，26の周面部28の内周面との間に透光性カバー24の伸縮を許容してその影響を低減あるいはなくすことが可能な所定の間隙ｃ＋ｄを有している。

したがって、透光性カバー24の長手方向の長さは、端部カバー25，26の端面部27が互いに対向する内面間の長さより短く、また、透光性カバー24の外径は、端部カバー25，26の周面部28の内径より小さい寸法関係を有している。

ただし、透光性カバー24の長手方向の長さは、端部カバー25，26の周面部28が互いに対向する先端面間の長さより長いとともに、端部カバー25，26のいずれか一方の端面部27の内面と他方の周面部28の先端面とが互いに対向する長さより長く、これにより、透光性カバー24が端部カバー25，26の周面部28間からは外れないように構成されている。

なお、例えば、透光性カバー24の一端側のみを第１の端部カバー25に保持し、透光性カバー24の他端側のみを第２の端部カバー26や光源ユニット22に対して移動可能に構成してもよい。

さらに、一対の接続部29と光源ユニット22の半導体発光素子31の発光面との位置関係は、直管形ランプ13をソケット16，17間に正しい装着位置に装着した状態で、半導体発光素子31の発光面が照明器具12の下方へ向いて所定の照射方向に光を照射できるように設定されている。

また、図３に示すように、第１のソケット16は、給電用のソケットであり、絶縁性を有する樹脂製のソケット本体39、およびこのソケット本体39内に収容される一対の給電端子40を備えている。ソケット本体39には、第２のソケット17に対向する内側面であるランプ装着面に一対の差込孔が形成され、これら各差込孔の内側に給電端子40が配置されている。そして、直管形ランプ13の一対の接続部29を一対の差込孔に差し込むことにより、一対の接続部29が一対の給電端子40にそれぞれ電気的に接続される構成となっている。あるいは、ソケット本体39のランプ装着面に、ソケット本体39の先端に連通開口する縦溝が形成されているとともに、縦溝に連通して一対の円弧溝が形成され、これら円弧溝の内側に給電端子40が配置されている。この場合、一対の接続部29を縦溝に挿通した直管形ランプ13を管軸回りに回転させることにより、一対の接続部29が円弧溝に移動して一対の給電端子40にそれぞれ電気的に接続される構成となっている。

また、第２のソケット17は、保持用およびアース接続用のソケットであり、絶縁性を有する樹脂製のソケット本体41、およびこのソケット本体41内に収容されるアース端子42を備えている。ソケット本体41は、第１のソケット16に対向する内側面であるランプ装着面から進退可能とするランプ取付部43を備えている。このランプ取付部43の中心に直管形ランプ13の接続部30が差し込まれる１つの差込孔が形成され、この差込孔の内側に接続部30と電気的に接続されるアース端子42が配置されている。ランプ取付部43は、ソケット本体41内に配置されるアース端子42あるいは別のスプリングによってソケット本体41からの突出方向に付勢されている。アース端子42は、器具本体15などに電気的に接続されている。

また、図４に示す点灯装置18は、商用交流電源が入力され、交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を第１のソケット16の一対の給電端子40および直管形ランプ13の一対の接続部29を通じて光源ユニット22に供給する。

そうして、例えば天井面に設置されている既設の直管形蛍光ランプ用照明器具をリニューアルする場合には、直管形蛍光ランプ用点灯装置を器具本体15から取り外すか、直管形蛍光ランプ用点灯装置をそのまま残す場合には商用交流電源を供給する電源線を直管形蛍光ランプ用点灯装置から外し、直管形ランプ13の専用の点灯装置18を器具本体15に新たに取り付け、この点灯装置18に電源線を接続する。

直管形蛍光ランプ用ソケットを器具本体15から外し、ソケット16，17を器具本体15に取り付け、点灯装置18と第１のソケット16とを電線によって電気的に接続する。

器具本体15のソケット16，17間に直管形ランプ13を装着する。この際、直管形ランプ13の第２の端部カバー26から突出する１本の接続部30を第２のソケット17のランプ取付部43の差込孔に差し込み、ランプ取付部43を付勢に抗してソケット本体41内に押し込んで、直管形ランプ13を全体的に第２のソケット17側に寄せながら、直管形ランプ13の第１の端部カバー25から突出する一対の接続部29を第１のソケット16の一対の差込孔に差し込んで一対の給電端子40に電気的に接続する。このとき、光源ユニット22の半導体発光素子31の発光面が照明器具12の下方へ向いて所定の照射方向に光を照射可能に直管形ランプ13を装着する。

そして、点灯装置18の動作により、点灯装置18からの直流電力が第１のソケット16の一対の給電端子40および直管形ランプ13の一対の接続部29を通じて光源ユニット22に供給され、光源ユニット22の各半導体発光素子31が点灯し、各半導体発光素子31からの光が透光性カバー24を透過して照明器具12の下方の所定の照射方向に照射される。

直管形ランプ13の点灯により、半導体発光素子31が発熱し、この熱が光源ユニット22や透光性カバー24に伝達される。特に、透光性カバー24は、樹脂製であるため、半導体発光素子31の熱の影響で顕著に熱膨張しやすい。熱膨張する透光性カバー24は、長手方向に伸長するとともに径方向に拡径する。

このとき、透光性カバー24と端部カバー25，26との間の長手方向には間隙ａ＋ｂが設けられているため、透光性カバー24が熱膨張によって長手方向に伸長するのを許容し、端部カバー25，26に負荷はかからない。また、透光性カバー24と端部カバー25，26との間の径方向には間隙ｃ＋ｄが設けられているため、透光性カバー24が熱膨張によって径方向に拡径するのを許容し、端部カバー25，26に負荷はかからない。したがって、透光性カバー24が熱膨張しても、端部カバー25，26および光源ユニット22を含む直管形ランプ13や、ソケット16，17などに負荷がかからず、破損が生じるようなことがない。

一方、直管形ランプ13が消灯しているような低温時には、高温時に比べて透光性カバー24が熱収縮しているが、熱収縮した透光性カバー24が端部カバー25，26の周面部28間から外れることはなく、透光性カバー24は端部カバー25，26間に配置されている。

このように、本実施形態の直管形ランプ13は、透光性カバー24の端部を覆う端部カバー25，26を光源ユニット22に一体化し、これら端部カバー25，26に対して透光性カバー24の移動を許容するようにしたため、透光性カバー24が熱膨張、熱収縮しても、光源ユニット22や端部カバー25，26に影響を与えるのを防止することができる。

しかも、接続部29，30も光源ユニット22に一体化しているため、透光性カバー24が熱膨張、熱収縮しても、接続部29，30によるソケット16，17との接続に影響を与えず、接続の信頼性を向上できる。

なお、透光性カバー24のいずれか一方の端部を端部カバー25，26のいずれか一方に固定し、透光性カバー24のいずれか他方の端部のみを端部カバー25，26のいずれか他方や光源ユニット22に対して移動可能に構成してもよい。この場合にも、透光性カバー24の熱膨張、熱収縮による移動を許容できる。

また、直管形ランプ13は、一対の接続部29にプラス、マイナスの専用の極性を持たせないようにする極性制御回路を備えていてもよい。この極性制御回路を備えることにより、例えば、一対の接続部29がそれぞれプラス用の給電端子40とマイナス用の給電端子40とのいずれに接続された場合でも点灯することができ、あるいは、極性が違って接続された場合に、点灯させないとともに光源ユニット22などに影響が生じないようにすることができる。

また、照明装置11は、埋込形照明器具に限らず、直付形照明器具にも適用できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 照明装置
13 直管形ランプ
16，17 ソケット
22 光源ユニット
24 透光性カバー
25，26 端部カバー
27 端面部
28 周面部
29，30 接続部
31 半導体発光素子

Claims (3)

1. 半導体発光素子を有する光源ユニットと；
   光源ユニットを収容する透光性カバーと；
   光源ユニットの長手方向の両端にそれぞれ一体化され、透光性カバーの端面を覆う端面部および透光性カバーの外周面を覆う周面部を有する端部カバーと；
   を具備し、
   透光性カバーの端部と端部カバーの端面部の内面との間、および透光性カバーの外周面と端部カバーの周面部の内周面との間にそれぞれ所定の間隔を有し、透光性カバーは長手方向に移動可能な状態で両端の端部カバー間に保持されている
   ことを特徴とする直管形ランプ。
2. 光源ユニットと一体化され、少なくとも一方の端部カバーから突出する接続部を具備している
   ことを特徴とする請求項１記載の直管形ランプ。
3. ソケットと；
   ソケットに装着される請求項１または２記載の直管形ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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