JP6243998B1 - Ｌｅｄランプ、照明装置、およびｌｅｄランプ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを搭載した面の反対面（裏面）も光を発する面とすることができて配光特性を改善でき、さらにＬＥＤ搭載基板を筐体に接着する際に、それらの位置関係が規定された状態で、かつ接着剤使用量も必要最小限量に低減することのできるＬＥＤランプを提供すること。【解決手段】ＬＥＤランプ用基板ホルダ１０は、直管形ＬＥＤランプにおけるＬＥＤ２０搭載基板３０の筐体への固定に用いるホルダであり、全体形状は略半円筒状であり、ＬＥＤ搭載基板３０のＬＥＤ搭載面の反対側（裏側３０Ｂ）に廻り込んでＬＥＤ搭載基板３０を支持する一対の廻り込み支持部２、２、筐体形状に適合してこれに当接し固定される当接部位３、３、ＬＥＤ搭載基板３０の少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う覆い部４とからなる構成とする。【選択図】図１

Description

本発明はＬＥＤランプ、照明装置、およびＬＥＤランプ製造方法に係り、特に、発光素子を搭載する照明器具に用いることのできる、ＬＥＤランプ用基板ホルダ等に関するものである。

ＬＥＤは、発光効率の高さ、長い寿命時間から、従来から知られる蛍光ランプまたは白熱電球などの各種ランプに代替する新しい光源として期待されており、ＬＥＤを用いたランプ（ＬＥＤランプ）の研究開発が進められている。

ＬＥＤランプに関する技術的提案も多くなされているが、たとえば直管形蛍光ランプに変わる直管形ＬＥＤランプとして、後掲特許文献１開示技術がある。これは、直管ＬＥＤランプにおいて、ＬＥＤ基板が筐体に確実に固定され、かつ良好な配光特性が得られる構成として、直管形の筐体内に配置され表面にＬＥＤ素子が載置された長尺状の基板と、筐体内面―基板裏面間に配置されて両者に接する接着剤とを備え、基板が筐体内面と離間しているという構成を開示するものである。

特開２０１５−６５０７７号公報「照明用光源、照明装置及び照明用光源の製造方法」

しかし、上記文献１に記載された直管形ＬＥＤランプでは、ＬＥＤを搭載した面の反対面（裏面）は光を発しない面となり、その幅はＬＥＤを搭載した基板の幅と同様のサイズとなる。つまり、配光特性には改良の余地がある。さらに、基板の固定のために塗布する接着剤も、基板の幅と同様の量を塗布する必要がある。また、基板と筐体の接着は、それらの位置関係が規定された形態での接着ではないため、一定の仕上がりにならない可能性が高い。つまり、製造工程上も改良の余地がある。

そこで本発明が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題点を踏まえ、ＬＥＤ搭載基板を筐体に接着する際に、それらの位置関係が規定された状態で接着することのできるＬＥＤランプ、照明装置等を提供することである。また本発明が解決しようとする課題は、ＬＥＤ搭載基板を筐体に接着する際に、接着剤使用量を必要最小限量に低減することのできるＬＥＤランプ、照明装置等を提供することである。

さらに本発明が解決しようとする課題は、ＬＥＤを搭載した面の反対面（裏面）も光を発する面とすることができて配光特性を改善することのできるＬＥＤランプ、照明装置等を提供することである。加えて本発明が解決しようとする課題は、これら全ての課題を解決することのできるＬＥＤランプ、照明装置等を提供することである。

本願発明者は上記課題について検討した結果、一または複数のＬＥＤを搭載した基板を透光性の基板ホルダに取り付け、基板の裏側に塗布した接着剤により円筒状の筐体に接着すること、また基板ホルダは、それが筐体と接する面の曲率を貼り付ける筐体の面と同じくすることによって解決できることを見出し、これに基づいて本発明を完成するに至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下の通りである。

〔１〕 下記（Ｈ）記載のＬＥＤランプ用基板ホルダにＬＥＤ搭載基板（以下、単に「基板」ともいう）が保持されてなる基板保持構造が、該ＬＥＤ搭載基板の裏面に放熱性の接着剤が直接塗布されていることにより直管形ＬＥＤランプの筐体に固定されてなることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
（Ｈ）ＬＥＤ搭載基板の筐体への固定に用いるＬＥＤランプ用基板ホルダであって、全体形状は略半円筒状であり、該ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面の反対側（以下、「裏側」という）に廻り込んで該ＬＥＤ搭載基板を支持する一対の廻り込み支持部と、該筐体形状に適合してこれに当接し固定される当接部位と、該ＬＥＤ搭載基板の少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う覆い部とからなり、
該廻り込み支持部が、該ＬＥＤ搭載基板の側端部を上下双方から挟み込むための弾性を有する素材または形状を備えた両面支持手段であり、
該廻り込み支持部は基板裏側の全部ではなく一部のみを覆い、
該一対の廻り込み支持部の間（すなわち基板裏側が覆われていない箇所）が、該基板保持構造を該筐体に固定する際の接着剤塗布部位となる、ＬＥＤランプ用基板ホルダ。
〔２〕 少なくとも前記覆い部が透光性であることを特徴とする、〔１〕に記載のＬＥＤランプ。
〔３〕 前記ＬＥＤランプ用基板ホルダの全体が透光性であることを特徴とする、〔１〕に記載のＬＥＤランプ。

〔４〕 前記両面支持手段が、前記ＬＥＤ搭載基板の側端部を挟持する上下の挟持片からなる挟持手段であることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
〔５〕 前記当接部位は、当接する前記筐体の対応箇所と同じ曲率で形成されていることを特徴とする、〔１〕ないし〔４〕のいずれかに記載のＬＥＤランプ。

〔６〕 〔１〕ないし〔５〕のいずれかに記載のＬＥＤランプを備えた、照明装置。
〔７〕 下記（Ｈ）記載のＬＥＤランプ用基板ホルダにＬＥＤ搭載基板が保持されてなる基板保持構造を、該ＬＥＤ搭載基板の裏面に放熱性の接着剤を直接塗布することにより直管形ＬＥＤランプの筐体に接着固定することを特徴とする、ＬＥＤランプ製造方法。
（Ｈ）ＬＥＤ搭載基板の筐体への固定に用いるＬＥＤランプ用基板ホルダであって、全体形状は略半円筒状であり、該ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面の反対側（裏側）に廻り込んで該ＬＥＤ搭載基板を支持する一対の廻り込み支持部と、該筐体形状に適合してこれに当接し固定される当接部位と、該ＬＥＤ搭載基板の少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う覆い部とからなり、
該廻り込み支持部が、該ＬＥＤ搭載基板の側端部を上下双方から挟み込むための弾性を有する素材または形状を備えた両面支持手段であり、
該廻り込み支持部は基板裏側の全部ではなく一部のみを覆い、
該一対の廻り込み支持部の間（すなわち基板裏側が覆われていない箇所）が、該基板保持構造を該筐体に固定する際の接着剤塗布部位となる、ＬＥＤランプ用基板ホルダ。

本発明のＬＥＤランプ、照明装置、およびＬＥＤランプ製造方法は上述のように構成されるため、これらによれば、基板の幅よりも狭い範囲の接着剤塗布とすることができ、接着剤使用量を必要最小限量に低減することができ、製造コストを低減することができる。また、一定構成の本発明によれば、筐体と同じ曲率を持った基板ホルダにより、基板と筐体の位置決めが容易になり、両者の位置関係が一定に規定された状態での接着が可能となり、一定の仕上がりを得ることができる。

また、一定構成の本発明によれば、透光性を持った基板ホルダを介してＬＥＤを搭載した基板を筐体に接着することにより、基板の裏側の基板ホルダで覆われた部分の基板の影を目立たなくすることができ、配光特性を向上させることができ、良好な配光特性の照明装置を提供することができる。さらに各種の特徴的な構成を兼ね備えた本発明によれば、上記効果の全てを得ることができる。

本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダの基本構成例を示す断面視の説明図である。 本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダの別の基本構成例を示す断面視の説明図である。 図２に示す構成例の要部拡大図である。 図２に示す基板ホルダを用いた本発明ＬＥＤランプの構成例を示す断面視の説明図である。 図３に示したＬＥＤランプにおける配光特性を示す断面視の説明図である。 図４の要部拡大図である。 本発明に係る直管形ＬＥＤランプ実施例の斜視説明図である。

以下、図面により本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダの基本構成例を示す断面視の説明図である。図中、（ａ）は基板ホルダ、（ｂ）はこれに基板を保持した基板保持構造を示す。図示するように本ＬＥＤランプ用基板ホルダ１０は、直管形ＬＥＤランプにおけるＬＥＤ２０搭載基板３０の筐体への固定に用いるホルダであって、その全体形状は、ＬＥＤ搭載基板３０をドーム状に覆う部分（後記覆い部４）を有する形状、すなわち略半円筒状であり、ＬＥＤ搭載基板３０のＬＥＤ２０搭載面の反対側（裏側３０Ｂ）に廻り込んでＬＥＤ搭載基板３０を支持する一対の廻り込み支持部２、２と、筐体形状に適合してこれに当接し固定される当接部位３、３と、ＬＥＤ搭載基板３０の少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う覆い部４とからなることを、基本的構成とする。なお、当接部位３は、当接する筐体の対応箇所と同じ曲率で形成されたものとすることができる。

かかる構成の本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダ１０（以下、単に「基板ホルダ」とも言う。）によれば、ＬＥＤ搭載基板３０は基板ホルダ１０の廻り込み支持部２、２によってその裏側３０Ｂが覆われるとともに支持されて基板ホルダ１０に保持されるが、略半円筒状の全体形状である基板ホルダ１０の覆い部４により、ＬＥＤ搭載基板３０搭載基板３０の少なくともＬＥＤ搭載面側が覆われた状態となる。覆い部４は後述するように透光性とすることができるため、ＬＥＤ２０からの照射光はこの覆い部４の構造中において拡散し、照光角度が拡大し、指向性を拡げることができる。

また、本発明基板ホルダ１０の当接部位３は、図示しない筐体へ当接して固定されるが、この時、当接部位３の形状は対応する筐体の形状に適合した形状であるため、所定の位置にて両者の位置決めが確実になされる。特に、当接部位３の曲率を筐体の対応箇所の曲率と同じくすることにより、かかる位置決めはより円滑かつ確実になされる。つまり、筐体と同じ曲率を持った本発明基板ホルダ１０により、基板３０と筐体の容易な位置決めが可能となる。

本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダ１０において、両方の廻り込み支持部２、２の間が、本基板ホルダ１０を筐体に固定する際の接着剤塗布部位となる。つまり、基板裏側３０Ｂのうち基板ホルダ１０により覆われていない部位に、接着剤が塗布され、筐体と接着される。上記文献開示技術では、基板の裏側全体に亘って接着剤塗布が必要であるが、本発明基板ホルダ１０によれば、基板３０の幅よりも狭い範囲における接着剤の塗布によって基板３０を筐体に接着することができる。かかる接着により、本発明基板ホルダ１０を用いた、ＬＥＤランプにおけるＬＥＤ２０搭載基板３０の筐体への固定がなされる。

なお、本発明基板ホルダ１０の構造中、少なくとも覆い部４は透光性であることとする。これによって、ＬＥＤ搭載基板３０のうち、少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う部分は透光性となるため、ＬＥＤ２０からの照射光は基板ホルダ１０を透過して透過光となり外方へ照射され、また基板ホルダ１０中に拡散して拡散光として外部へ照射されるため、少なくともＬＥＤ搭載面側への配光が良好になされる。本発明基板ホルダ１０の材質は特に限定されないが、少なくとも覆い部４、より望ましくは後述するように全体が透光性であることを担保できる限り、樹脂等従来公知のものを適宜用いることができる。

また、本発明基板ホルダ１０は、その構造全体を透光性とすることができる。かかる構成によれば、覆い部４のみならず廻り込み支持部２も透光性であることにより、基板３０の裏側３０Ｂを下方から覆う廻り込み支持部２内にもＬＥＤ２０からの照射光の拡散が及び（後掲図５も参照）、基板３０裏側３０Ｂ方面へも光の照射がなされる。すなわち本発明基板ホルダ１０を用いることで、少なくとも基板ホルダ１０が覆う範囲については裏側３０Ｂにおける基板３０の影を目立たなくすることができる。つまり、上記従来技術のような影の生じる配光ではなく、より影のない配光を行うことができ、配光特性がより向上する。

図１に示したように本基板ホルダ１０の廻り込み支持部２は、裏側３０Ｂに廻り込むように形成された支持片とすることができる。支持片の形状、サイズ等は特に限定されず、基板３０を下方から支持してこれを安定的に保持できるものであればよい。なお、廻り込み支持部２の形態はこれに限定されない。別の例について以下説明する。

図２は、本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダの別の基本構成例を示す断面視の説明図である。また、図２−２は、図２に示す構成例の要部拡大図である。図２中、（ａ）は基板ホルダ、（ｂ）はこれに基板を保持した基板保持構造を示す。これらに示すように本構成例のＬＥＤランプ用基板ホルダ２１０は、その廻り込み支持部２２、２２が、ＬＥＤ搭載基板３０の側端部を上下双方から支持する両面支持手段であることを特徴的構成とする。廻り込み支持部（両面支持手段）２２は、上部支持片２２Ａ、下部支持片２２Ｂから構成することができる。

かかる構成の本基板ホルダ２１０では、基板３０はその両側端部がそれぞれ、上部支持片２２Ａ、下部支持片２２Ｂの間に差し込まれた状態で固定されるか、またはこれらに挟持された状態で固定されることができる。特に、両面支持手段２２の各支持片２２Ａ、２２Ｂを基板３０の側端部を挟持する上下の挟持片とする構成は、基板３０の安定的な固定を確実にする上でより望ましい。このように両面支持手段２２を挟持手段とする場合の具体的な形状、サイズ等は限定されないが、上下から挟み込むための弾性を有する素材または形状とすることが、より望ましい。

図３は、図２に示す基板ホルダを用いた本発明ＬＥＤランプの構成例を示す断面視の説明図である。図示する、ＬＥＤランプ用基板ホルダ２１０にＬＥＤ２０搭載基板３０が保持されてなる基板保持構造２６０もまた、本発明の範囲内である。ここで、基板３０が基板ホルダ２１０に保持されてなる基板保持構造２６０は、廻り込み支持部２２、２２の間の範囲に塗布される接着剤７０を介して筐体４０に接着固定されている状態である。接着剤７０の種類等は限定されず、従来公知のものを適宜用いることができる。

なお、このように筐体４０に基板保持構造２６０が接着されてなるＬＥＤランプ１００、ないしはＬＥＤランプ用基板ホルダ２１０を用いたＬＥＤランプ１００もまた、本発明の範囲内である。また、このように筐体４０、基板ホルダ２１０、基板３０間において隙間がない構造であるＬＥＤランプ１００もまた、本発明の範囲内である。なおまた、図１に示した構成の基板ホルダ１０を用いた基板保持構造６０、ＬＥＤランプも本発明の範囲内である。さらに、以上説明したいずれかのＬＥＤランプを備えた照明装置もまた、本発明の範囲内である。

本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダの作用について、改めて説明する。
図４は、図３に示したＬＥＤランプにおける配光特性を示す断面視の説明図である。また、
図５は、図４の要部拡大図である。これらに示すようにＬＥＤ２０から発した光Ｌは、基板ホルダ２１０の構造内を通り、さらに筐体４０を通って、筐体４０の外に照射される。つまり、基板ホルダ２１０は透光性を有するとともに、入射角によって内部での反射作用も備えるため、導光管の機能をも有し、かつ光の拡散作用も備える。したがって、基板３０の裏側の一部を覆う廻り込み支持部２２を透しての照光もなされ得る。

また、筐体４０も透光性と拡散機能を有するため、基板ホルダ２１０を透過してきた光Ｌは筐体４０を介して、広い範囲に照射される。本発明によれば、基板ホルダ２１０を介して筐体４０に接着されたＬＥＤ搭載基板３０の、ＬＥＤ搭載面の反対面に生ずる影を小さくすることができる。

また、以上説明したＬＥＤランプ用基板ホルダにＬＥＤ搭載基板を保持して基板保持構造とする過程と、基板保持構造を直管形ＬＥＤランプの筐体に接着固定する過程とによってＬＥＤランプ製造する方法もまた、本発明の範囲内である。なお、基板ホルダが保持することとするＬＥＤランプの数は限定されず、したがって基板ホルダのＬＥＤランプ配置方向長さを初め、基板ホルダのサイズも限定されない。

＜実施例 直管形ＬＥＤランプの製作と評価＞
本発明の実施例について説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。
図６は、本発明に係る直管形ＬＥＤランプ実施例の斜視説明図である。図示するように直管形ＬＥＤランプ６１００は、複数のＬＥＤ６２０を搭載した基板 、筐体６４０、口金６５０、および基板ホルダ６１０等を備えて構成することができる。以下、各構成要素について説明する。

［筐体］
筐体６４０は円筒状の部材であって、ＬＥＤ６２０から発した光を透過する透光性を持った材料で構成される。なお、筐体６４０はＬＥＤ６２０からの光を拡散させるための拡散機能を有する。これにより、ＬＥＤ６２０からの光は筐体６４０を通過する際に拡散される。

［ＬＥＤ搭載基板］
ＬＥＤ搭載基板は、筐体６４０の内部に挿入可能な長方形の形状を持つ。
［口金］
一対の口金６５０は、照明器具と勘合する部分であり、Ｇ１３もしくはＪＥＬ８０１に準拠したＬ型口金を持つ。
［接着剤］
接着剤としては、シリコン系の接着剤を使用する。これは、放熱性を備えるため好ましい。もちろん他の種類の接着剤でもよい。

［基板ホルダ］
基板ホルダ６１０は透光性を持った材料で構成される。基板ホルダ６１０はＬＥＤ６２０から発した光を拡散させる機能を有する。これにより、ＬＥＤ６２０からの光は、基板ホルダ６１０を通過する際に拡散される。基板ホルダ６１０は、ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面を覆い、基板の側面を覆い、ＬＥＤを搭載した面の反対面の一部を覆う。ＬＥＤを搭載した面の反対面は、筐体６４０の内側と同じ曲率を持つ。ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面の反対面の、基板ホルダで覆われない箇所に、接着剤を塗布し、筐体６４０と基板ホルダ６１０を接着し、直管型ＬＥＤランプ６１００が完成する。

このように製作した直管型ＬＥＤランプ６１００を用いて照明装置を構成し、実際にその配光特性を試験したところ、上述した通りに、基板裏側方面において基板による影が目立たなかった。したがって、本発明によれば、従来より優れた配光特性を得られることを確認することができた。

＜補足＞
なお、以上説明した本発明ＬＥＤランプ用基板ホルダ、基板保持構造、ＬＥＤランプ、照明装置、およびＬＥＤランプ製造方法は、放熱性に優れた接着剤を用いる等することによって基板にヒートシンクを設けないタイプのＬＥＤランプを主として想定したものである。しかしながら、ヒートシンクを設けるタイプのＬＥＤランプに適用することも、もちろん本発明の範囲内である。

本発明のＬＥＤランプ、照明装置、およびＬＥＤランプ製造方法によれば、透光性を持った基板ホルダを介してＬＥＤを搭載した基板を筐体に接着することにより、基板の裏側の基板ホルダで覆われた部分の基板の影を目立たなくすることができ、配光特性を向上させることができ、また、基板と筐体の位置決めが容易になり、接着剤使用量を必要最小限量に低減することができる。したがって、照明装置製造分野および関連する全分野において、産業上利用性が高い発明である。

２…廻り込み支持部
３、２３…当接部位
４、２４…覆い部
１０、２１０…ＬＥＤランプ用基板ホルダ
２０、６２０…ＬＥＤ
２２…廻り込み支持部（両面支持手段）
２２Ａ…上部支持片
２２Ｂ…下部支持片
３０…ＬＥＤ搭載基板
３０Ｂ…ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面の反対側（裏側）
４０、６４０…筐体
６０、２６０…基板保持構造
７０…接着剤
１００、６１００…直管形ＬＥＤランプ
６５０…口金
６５１…接続ピン
Ｌ…光

Claims (7)

1. 下記（Ｈ）記載のＬＥＤランプ用基板ホルダにＬＥＤ搭載基板（以下、単に「基板」ともいう）が保持されてなる基板保持構造が、該ＬＥＤ搭載基板の裏面に放熱性の接着剤が直接塗布されていることにより直管形ＬＥＤランプの筐体に固定されてなることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
   （Ｈ）ＬＥＤ搭載基板の筐体への固定に用いるＬＥＤランプ用基板ホルダであって、全体形状は略半円筒状であり、該ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面の反対側（以下、「裏側」という）に廻り込んで該ＬＥＤ搭載基板を支持する一対の廻り込み支持部と、該筐体形状に適合してこれに当接し固定される当接部位と、該ＬＥＤ搭載基板の少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う覆い部とからなり、
   該廻り込み支持部が、該ＬＥＤ搭載基板の側端部を上下双方から挟み込むための弾性を有する素材または形状を備えた両面支持手段であり、
   該廻り込み支持部は基板裏側の全部ではなく一部のみを覆い、
   該一対の廻り込み支持部の間（すなわち基板裏側が覆われていない箇所）が、該基板保持構造を該筐体に固定する際の接着剤塗布部位となる、ＬＥＤランプ用基板ホルダ。
2. 少なくとも前記覆い部が透光性であることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記ＬＥＤランプ用基板ホルダの全体が透光性であることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記両面支持手段が、前記ＬＥＤ搭載基板の側端部を挟持する上下の挟持片からなる挟持手段であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
5. 前記当接部位は、当接する前記筐体の対応箇所と同じ曲率で形成されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤランプ。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のＬＥＤランプを備えた、照明装置。
7. 下記（Ｈ）記載のＬＥＤランプ用基板ホルダにＬＥＤ搭載基板が保持されてなる基板保持構造を、該ＬＥＤ搭載基板の裏面に放熱性の接着剤を直接塗布することにより直管形ＬＥＤランプの筐体に接着固定することを特徴とする、ＬＥＤランプ製造方法。
   （Ｈ）ＬＥＤ搭載基板の筐体への固定に用いるＬＥＤランプ用基板ホルダであって、全体形状は略半円筒状であり、該ＬＥＤ搭載基板のＬＥＤ搭載面の反対側（裏側）に廻り込んで該ＬＥＤ搭載基板を支持する一対の廻り込み支持部と、該筐体形状に適合してこれに当接し固定される当接部位と、該ＬＥＤ搭載基板の少なくともＬＥＤ搭載面側を覆う覆い部とからなり、
   該廻り込み支持部が、該ＬＥＤ搭載基板の側端部を上下双方から挟み込むための弾性を有する素材または形状を備えた両面支持手段であり、
   該廻り込み支持部は基板裏側の全部ではなく一部のみを覆い、
   該一対の廻り込み支持部の間（すなわち基板裏側が覆われていない箇所）が、該基板保持構造を該筐体に固定する際の接着剤塗布部位となる、ＬＥＤランプ用基板ホルダ。