JP6059854B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、建物の天井に埋め込まれたダウンライト用照明器具に取り付けるＬＥＤランプに関する。

近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ素子を光源に使用したＬＥＤランプが盛んに用いられるようになってきており、一般住宅の天井に埋め込まれたダウンライト用照明器具においても、白熱電球からＬＥＤ電球への交換が行われ始めている。一方ダウンライト用照明器具を薄くするために、器具の中心軸に対しソケットを斜めに取り付けたダウンライト用照明器具（斜め取り付けダウンライト用照明器具）が広く普及している。この斜め取り付けダウンライト用照明器具においては、電球の大きさが制限され、ミニクリプトン電球の大きさを超える電球だと取り付けられないことがあった。そのためＬＥＤ電球においても、Ｅ１７口金のミニクリプトン電球相当の大きさ以下にする必用があった。
しかしながら前記ミニクリプトン電球相当のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ素子と電気部品の発熱の問題から、供給電力を抑える必要があり、明るさを落としたＬＥＤ電球となっている。またＬＥＤ電球も斜めに取り付けられるため、真下よりも左右どちらかを明るく照らしてしまうものとなっている。

そこで、これら課題を解決するために特許文献１に記載されているＬＥＤランプは、ＬＥＤを組み込むとともにカバーを備えたハウジングと、このハウジングの側面から導き出したフレキシブルケーブルと、このフレキシブルケーブルの先端に設け、フレキシブルケーブルに相対回転可能に設けた回転接点構造体と、この回転接点構造体と一体回転するとともに外周にネジを形成した口金とを備え、上記フレキシブルケーブルは、それを曲げた
状態で、ハウジングおよびカバー等の各部品の重量を支える形態維持能力を備え、リフレクターに設けた口金挿入穴に、回転接点構造体を回しながら口金をねじ込むとともに、フレキシブルケーブルを曲げて、ハウジングおよびカバー等を最適位置に保持可能にしていることを特徴とするものである。

また特許文献２に記載されているＬＥＤランプは、ソケットに装着される口金を有する本体部と、口金を介して給電を受けて発光する複数のＬＥＤ素子を備える発光部と、本体部と発光部とを着脱自在に連結する連結部とを備え、本体部は、器具本体内でソケットへの装着が許容される大きさであり、発光部は、ソケットに装着されている本体部に対して連結部により着脱自在であることを特徴とするものである。

また特許文献３に記載されているＬＥＤランプは、設置面に凹設された穴部に設けられる電力供給用のソケットに嵌合する口金と、口金に取り付けられるとともに弾性によって伸縮自在である電源接続部と、発光素子を有する光源を装着して電源接続部に接続されるとともに電源接続部の収縮によって穴部の周囲の設置面に当接する当接面が設けられる平板状の照明部とを備えたことを特徴とするものである。

実用新案登録第３１６１１３８ 特開２０１１−１２９３５８ 特開２０１１−２１６２１２

しかしながら、特許文献１に記載されているＬＥＤランプにおいては、構造が具体的に記載されておらず、口金と一体となった回転接点構造体を回して口金をねじ込んだときに、中の配線が絡まって切断することがある。またフレキシブルケーブルがハウジングの重さや自重で時間の経過とともに変形し、照明部分が垂れ下がってくる可能性がある。またダウンライト照明器具にランプを取り付ける際は、踏み台等に乗って作業しなければならないが、片手にハウジングを持ち、片手で口金を回すため両手がふさがっており、危険を伴う取り付け作業となる。

また特許文献２に記載されているＬＥＤランプにおいては、明細書の図を参照すると、本体部の口金側の端部がソケットに斜めに取り付けられ、他端がダウンライト照明器具の中心軸上に機械的に位置する構造のため、電源が内蔵される筐体内部の大きさを十分に大きくできていない。そのためＬＥＤランプ筐体部に電源基板を収納すると、電気部品の発熱による温度上昇が大きく、それを抑えるために供給電力を下げなければならず、明るさの向上に限界が生じてしまう。

また特許文献３に記載されているＬＥＤランプにおいては、照明部と口金を連結する電源接続部が弾性体で、その収縮力によって照明部を天井側に牽引している。そのため長期間連結していると、照明部の重量によって弾性体が応力緩和し、照明部が垂れ下がってくる。また磁性体からなる電極とマグネットからなる電極を係合させ、回動によって接続、脱着するとしているが具体的な構造がなんら記載されていない。特にマグネットは脆いので、マグネットからなる電極が、磁性体からなる電極と係合、回動したときに、マグネットが欠ける可能性がある。

本発明は、以上のような課題を解決するため鋭意検討した結果なされたものであり、特に斜め取り付けダウンライト照明器具に好適に使用でき、照明器具の直下を中心に、被照射面の照度が等方的になるように照らし、明るく、簡単に取り付けられるＬＥＤランプ及びダウンライト照明器具を提供するものである。

請求項１に記載の発明にあたっては、椀状の灯具本体の中心軸に対して斜めに配置されたソケットを有するダウンライト灯具の内部に収納される大きさで、前記ダウンライト灯具に装着することができるＬＥＤランプにおいて、前記ＬＥＤランプを、前記ダウンライト灯具本体に装着したときに、前記ダウンライト灯具本体の開口面と、前記ＬＥＤランプ筐体に配置されたＬＥＤ基板が略平行であることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明にあたっては、前記ＬＥＤランプは、前記ダウンライト灯具と略相似な外形を有する半球状のＬＥＤランプ筐体からなることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明にあたっては、前記ＬＥＤランプは、前記ＬＥＤランプ筐体に対し着脱可能な、一端側が前記ダウンライト灯具のソケットに係合し、他端側の端面に、一対の電極ピンが挿入される孔を設けた口金アダプターと、からなり、前記ＬＥＤランプ筐体の底面と、前記ＬＥＤランプ筐体の頂部との間に形成される、前記底面に向かって拡開するＬＥＤランプ筐体側壁に、前記口金の回転軸方向に可動し、その回転軸方向と同一の向きに、一対の電極ピンが設けられたプラグが設置されたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明にあたっては、前記口金アダプターの中心軸と、前記ダウンライト灯具の中心軸とを含む仮想平面と、前記ＬＥＤランプ筐体側壁との、少なくとも前記プラグから前記ＬＥＤランプ筐体の底面にかけての交線が、前記ダウンライト灯具内壁と近接していることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明にあたっては、前記口金アダプター及び前記プラグの相互に当接するどちらか一方の表面に、磁性体からなる平板が配置され、前記相互に当接する他方の表面の内側にマグネットが内蔵され、前記マグネットは磁性体からなる一対の平板で挟まれ、前記一対の平板の一端が、前記他方の表面に露出され、マグネットの引力を利用して、前記口金アダプターと前記プラグを係合することを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明にあたっては、前記ＬＥＤランプ筐体側壁の前記口金が着脱する位置に、前記プラグを配置した凹部が設けられ、前記凹部は、前記ＬＥＤランプ筐体の頂部側が開口された４つの面からなり、前記ダウンライト灯具本体のソケットに前記口金アダプターを取り付けた後に、前記ＬＥＤランプ筐体を、前記ダウンライト灯具内部へ、このダウンライト灯具の中心軸と平行に挿入し、前記口金アダプターに係合することを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明にあたっては、口金アダプター回転軸方向に可動し、ＬＥＤランプ筐体内部に出し入れされるＬＥＤランプの傾き防止板が前記凹部に設けられたことを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明にあたっては、ＬＥＤランプ筐体の外壁に、ＬＥＤランプ筐体内部と外部を連通する貫通孔を設けたことを特徴とするものである。

請求項９に記載の発明にあたっては、椀状の灯具本体の中心軸に対して斜めに配置されたソケットを有するダウンライト灯具本体と、前記ダウンライト灯具本体の内部に収納される大きさで、前記ダウンライト灯具本体に装着することができるＬＥＤランプと、からなる、ダウンライト照明装置において、前記ＬＥＤランプは、前記ダウンライト灯具本体と略相似な半球状のＬＥＤランプ筐体と、このＬＥＤランプ筐体に対し着脱可能な口金と、からなり、前記ＬＥＤランプを、前記ダウンライト灯具本体に装着したときに、このダウンライト灯具本体の開口面側に位置するＬＥＤランプ筐体の底面が、前記灯具本体の開口面と略並行となり、前記放熱板のＬＥＤ基板が載置された裏面に対向する位置に、前記ＬＥＤランプ筐体の頂部が形成され、前記ＬＥＤランプ筐体の底面と、前記ＬＥＤランプ筐体の頂部との間に形成される、前記底面に向かって拡開するＬＥＤランプ筐体側壁に、前記口金が着脱されるプラグが設置された請求項１から請求項７に記載したＬＥＤランプを装着したことを特徴とするものである。

請求項１及び請求項９の発明によれば、ダウンライト灯具本体の開口面と、ＬＥＤ基板が平行であるので、照明器具の直下を中心に、被照射面を等方的に照射することができるＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項２から請求項４及び請求項９に記載の発明によれば、ＬＥＤランプの大きさを（ダウンライト器具の形状に相似し、その内径、高さに合わせて）ダウンライト灯具本体の内容積に近づけることができるので、ＬＥＤランプ筐体の内容積とＬＥＤ基板の面積を大きくでき、電気部品とＬＥＤ素子の温度上昇を抑制できる。それによって供給電力を増加でき、明るいＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項５、請求項６及び請求項９に記載の発明によれば、ＬＥＤランプがダウンライト灯具本体の開口部全面を塞ぎ指が入る隙間がなくても、予めソケットに口金アダプターを取り付けておき、ＬＥＤランプ筐体の底面を下から支え上げ、ダウンライト灯具本体の内部に挿入することで、簡単に取り付けられるＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項７及び請求項９に記載の発明によれば、地震等が発生しても、ＬＥＤランプの揺れを抑え、ＬＥＤランプ筐体が口金アダプターから外れず、落下しないＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項８及び請求項９に記載の発明によれば、電源基板上の電気部品の熱が、ダウンライト灯具本体に伝熱されやすくなり、電気部品の温度上昇を抑えた長寿命なＬＥＤランプ及びＬＥＤ照明装置を提供できる。

実施形態１のＬＥＤランプ１００の外観斜視（斜め上と斜め下）図 図１のＬＥＤランプ１００から口金アダプター２０が分離した外観斜視図 図１のＬＥＤランプ１００の断面図 図１のＬＥＤランプ１００の分解斜視図 ダウンライト器具内でのＬＥＤランプ１００の位置と口金の設置角度 ＬＥＤランプ１００の取り付け方法 実施形態２のＬＥＤランプ

以下に図面を用いて、本発明を実施するための形態を説明する。

＜発明を実施するための形態１＞
図１は本実施形態に係わるＬＥＤランプ１００の斜め上と、斜め下から見た外観斜視図であり、図２はＬＥＤランプ１００から口金アダプター２０を外した外観斜視図である。図３はＬＥＤランプ１００のＸ−Ｘ断面図、図４は分解斜視図であり、ＬＥＤ素子１が実装されたＬＥＤ基板２が放熱部材３に載置されている。ＬＥＤ素子１としては公知の種々のＬＥＤを用いることができる。本実施形態では、照明用の白色光を発光する高輝度タイプのＬＥＤを用いた。またチップオンボード（ＣＯＢ）タイプのＬＥＤが放熱部材３に載置されていてもよい。
基板２としては、紙フェノール基板、紙エポキシ基板、ガラスエポキシ基板や、高熱伝導性のガラスコンポジット基板、セラミック基板、金属基板などのプリント基板を用いることができる。本実施形態では、高熱伝導性のガラスコンポジット基板であるＣＥＭ−３を用いた。
放熱部材３は、熱伝導率の高い材料（例えば、アルミニウム、銅などの金属材料や酸化金属材料など）で形成されていることが好ましく、本実施形態ではアルミニウムを用いた。更にＬＥＤ基板２から放熱部材３への熱伝導を容易にするために、ＬＥＤ基板２と放熱部材３の接触面にシリコングリース等の放熱グリースを塗布して、空気による隙間を無くすことが好ましい。

ＬＥＤランプ筐体１０は、略半球形状でダウンライト灯具２００の内部形状に相似した外形で、そのダウンライト灯具２００の内部に入る大きさであり、円形の開口面に、開口面から外側にＬＥＤ素子１が向くようにＬＥＤ基板２、放熱部材３が配置され、透光性カバー４によって前記開口が覆われている。この筐体１０の半球状の円形な開口面は、ダウンライト灯具２００の開口部を、略塞ぐ大きさとなるように製作されており、プラグ１２から開口面にかけて、ＬＥＤランプ１００の外壁とダウンライト灯具２００の内壁は近接している。
更に筐体１０の内側には、絶縁キャップ６が配置され、その内部に電源基板５（分解斜視図では省略）が設置されている。筐体１０の材質としては、金属、セラミック、熱伝導性樹脂、汎用樹脂等が使用できる。本実施形態ではアルミニウムを使用したが、電気絶縁性の樹脂の使用によって、絶縁キャップ６を設置しなくてもよく、また軽量化もできるので好ましい。

筐体１０の凹部１１は、その頂部が開口した４つの面で囲まれて形成されており、マグネットプラグ１２が、凹部１１の筐体側壁１１aに配置されている。マグネット１３を、鉄にニッケルメッキを施した平板の磁性体１４で挟んであり、その端面１４ａが凹部１１の筐体側壁１１ａに露出している。なお口金側の磁性体との直接接触を避けるようにマグネット１３の端面が、磁性体の端面１４ａよりも灯具中心軸側に位置するように露出していてもよい。
またマグネットプラグ１２の内部には、口金２１の軸線方向にスプリング７によって可動する電極ピン８が設置されている。更に傾き防止板１５も同様に、口金軸線方向に可動し、筐体１０が口金アダプター２０に装着されるまでは筐体１０の内部に挿入されており、装着完了後に筐体１０から飛び出し、接点部材２２の下部に接する。それによって振動が生じてもＬＥＤランプ１００の取り付け角度の変化が抑制され、磁性体１４と磁性体２３の吸着が保持され、落下することがなくなる。

口金アダプター２０は、口金２１と接点部材２２からなり、接点部材２２は口金２１に対し１８０度の回転角度の範囲で回動する。接点部材２２には、磁性体である鉄にニッケルメッキを施した平板２３と、筐体１０側の電極ピン８が挿入される二つの孔２４が設けられている。この孔２４の内部には電極端子２５がそれぞれ内蔵されており、片方の電極端子は口金２１の中心電極に接続され、他方の電極端子は口金２１の側面に接続されている。
なお本実施の形態では、プラグ側にマグネットを内蔵したが、口金２１側に内蔵してもよい。またねじ込み式のＥ型口金を使用したが、押し回し式のＢ型口金を使用してもよい。

図５は、ダウンライト灯具本体２００（断面図）に対する、筐体１０の位置、口金アダプター２０の位置関係を示したものである。ダウンライト灯具２００のソケット２０１はダウンライト灯具本体２００の中心軸Ａに対し１２０度傾斜した角度で設置されていることが多いので、本実施形態では口金アダプター２０の設置角度を、ＬＥＤランプ１００の配光曲線における極座標での０度である基準軸Ｂに対して１２０度とした。
またダウンライト灯具２００の中心軸線ＡとＬＥＤランプ１００の基準軸線Ｂが重なり、口金アダプター２０の回転軸線ＣとＬＥＤランプ１００の基準軸線Ｂの交点Ｄが筐体１０の内部に位置するように、口金アダプター２０の位置をＬＥＤランプ筐体１０の半球面の頂点からずらし筐体側面に位置するようにＬＥＤランプ１００が製作されている。図５では、見易くするためにダウンライト灯具本体の中心軸線ＡとＬＥＤランプ１００の基準軸線Ｂとを離して描いているが、実際は一致するように製作している。

図６はＬＥＤランプ１００のダウンライト灯具２００への取り付け方法についての説明図である。まずダウンライト灯具２００のソケット２０１に口金アダプター２０を螺合し、ＬＥＤランプ１００が真下を照らすように接点部材２２を回動し角度調整を行う。
次にＬＥＤランプ１００の凹部１１と、ダウンライト灯具２００に取り付けた接点部材２２の位置とを合わせて、ＬＥＤランプ１００を、ダウンライト灯具２００の中心軸線Ａと並行な方向で、下から支え上げて挿入する。挿入時、電極ピン８はマグネットプラグ１２の内部に後退し、磁性体１４と磁性体２３の吸着力によって、ＬＥＤランプ１００が所定の位置に設置されると、電極ピン８が孔２４に飛び出し、電極ピン８の先端と電極端子２５が接触し、ＬＥＤランプ１００に電力が供給され、ＬＥＤ素子１が発光する。

＜発明を実施するための形態２＞
図７は筐体１０に貫通孔１６をあけて、ＬＥＤランプ筐体内部とＬＥＤランプ筐体外部が連通するようにしたものである。これによって、電源基板５に実装されたの電気部品の熱が、ダウンライト灯具２００に伝熱されやすくなり、電気部品の温度上昇を抑えることができる。またこの貫通孔１６は、ダウンライト灯具２００の中に位置しているので、筐体１０内部への塵の侵入が抑えられる。
なお、これら実施の形態に限定されず、光源として無機のＬＥＤ以外に、有機のＬＥＤ（有機エレクトロルミネッセンス、有機ＥＬ）等も使用できる。

１：ＬＥＤ素子、２：ＬＥＤ基板、３：放熱部材、４：透光性カバー、５：電源基板、６：絶縁キャップ、７：スプリング、８：電極ピン、１０：ＬＥＤランプ筐体、１１：ＬＥＤランプ筐体の凹部、１１ａ：凹部１１のＬＥＤランプ筐体側壁、１２：マグネットプラグ、１３：マグネット、１４：ＬＥＤランプ筐体側の平板状磁性体、１４ａ：１４の一端面、１５：傾き防止板、１６：ＬＥＤランプ筐体の貫通孔、２０：口金アダプター、２１：口金、２２：接点部材、２３：口金アダプター側の平板状磁性体：２４：口金アダプターの孔、２５：電極端子、２００：ダウンライト灯具、２０１：ソケット
Ａ：ダウンライト器具の中心軸線、Ｂ：ＬＥＤランプの基準軸線、Ｃ：口金の回転軸線

Claims (7)

1. 椀状の灯具本体の中心軸に対して斜めに配置されたソケットを有するダウンライト灯具の内部に収納される大きさであって、前記ダウンライト灯具に装着することができるＬＥＤランプにおいて、
   ＬＥＤランプ筐体に対し着脱可能であり、一端側が前記ダウンライト灯具のソケットに係合し、他端側の端面に一対の電極ピンが挿入される孔を設けた口金アダプターを備え、
   前記ダウンライト灯具に装着したときに、前記ダウンライト灯具の開口面と、前記ＬＥＤランプ筐体に配置されたＬＥＤ基板とが略平行であり、
   前記ＬＥＤランプ筐体の底面と前記ＬＥＤランプ筺体の頂部との間に形成され、前記ＬＥＤランプ筺体の底面に向かって拡開する前記ＬＥＤランプ筐体の側壁において、前記口金アダプターの回転軸方向に可動する一対の電極ピンが当該回転軸方向と同一の向きに設けられたプラグが設置されたことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 前記ＬＥＤランプは、前記ダウンライト灯具と略相似な外形を有する半球状のＬＥＤランプ筐体からなることを特徴とした請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記口金アダプターの中心軸と前記ダウンライト灯具の中心軸とを含む仮想平面と、前記ＬＥＤランプ筐体の側壁との交線が、前記ダウンライト灯具の内壁と近接していることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記口金アダプター及び前記プラグの相互に当接する表面のうちどちらか一方には磁性体からなる平板が配置されるとともに他方の表面の内側にはマグネットが内蔵され、
   前記マグネットは磁性体からなる一対の平板で挟まれ、
   前記一対の平板の一端が、前記他方の表面に露出され、
   マグネットの引力を利用して、前記口金アダプターと前記プラグとが係合されたことを特徴とした請求項１から請求項３のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
5. 前記ＬＥＤランプ筐体の側壁の前記口金アダプターが着脱する位置に、前記プラグを配置した凹部が設けられ、前記凹部は、前記ＬＥＤランプ筐体の頂部側が開口された４つの面からなり、
   前記ダウンライト灯具の前記ソケットに前記口金アダプターが取り付けられ、前記ＬＥＤランプ筐体が、前記ダウンライト灯具の中心軸と平行に前記ダウンライト灯具の内部に挿入されて、前記口金アダプターに係合していることを特徴とした請求項１から請求項４のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
6. 前記口金アダプターの回転軸方向に可動し、前記ＬＥＤランプ筐体の内部に出し入れされる前記ＬＥＤランプの傾き防止板が前記凹部に設けられたことを特徴とした請求項５に記載のＬＥＤランプ。
7. 前記ＬＥＤランプ筐体の外壁に、前記ＬＥＤランプ筐体の内部と外部を連通する貫通孔を設けたことを特徴とした請求項１から請求項６のいずれかに記載のＬＥＤランプ。