JPWO2011108272A1 - 電球形ledランプおよび照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
<実施の形態1>
図1は実施の形態1に係る電球形LEDランプ10(以下、単に「LEDランプ10」と言う。)を正面から見た断面図であり、図2は同平面図である。なお、図2は、後述する前面ガラス18を取り除いた状態で描いている。
<実施の形態2>
図4は実施の形態2に係る電球形LEDランプ100(以下、単に「LEDランプ100」と言う。)を正面から見た断面図であり、図1と同様に描いた図である。
<実施の形態3>
実施の形態1,2では、第1ステージ46,104、第2ステージ48,106は、中心軸Xを中心とする環状を成したもの(中心軸Xを中心とする円周方向に一体的に形成されたもの)としたが、実施の形態3に係る電球形LEDランプ(以下、単に「LEDランプ」と言う。)では、両ステージを円周方向に複数に分割したものとし、かつ、分割された各々の部分(個別ステージのLED搭載面)の角度を変更可能に構成することとしている。
<実施の形態4>
図6は実施の形態4に係る電球形LEDランプ300(以下、単に「LEDランプ300」と言う。)を正面から見た断面図であり、図1と同様に描いた図である。
実施の形態4のLEDランプ300において、LEDモジュール20を取り除くと共に、光反射部材302を、凹部302Aを有しない完全な円錐台形状としても構わない。
<実施の形態5>
図7は実施の形態5に係る電球形LEDランプ400(以下、単に「LEDランプ400」と言う。)を正面から見た断面図であり、図8は同平面図であって、それぞれ、図1、図2と同様に描いた図である。
(1)実施の形態1,2,4,5では、中心軸Xの方向上下2段にステージを設けたが、ステージの数は2段(2個)に限らず3段(3個)以上でも構わない。反射鏡付きハロゲン電球の代替光源とすることを主な目的とするため、代替されるハロゲン電球のサイズによって反射鏡の大きさが異なる。よって、当該反射鏡の大きさに合わせて形成される放熱部材の大きさも異なってくるため、放熱部材の大きさに依って設けるステージの個数(段数)も変更されるからである。
(2)実施の形態1,2では、放熱部材の碗状部底部にもLED66を設けることとしたが、当該底部のLEDは必ずしも必要ない。当該LEDを設けないこととした場合には、碗状部の底部をその分、点灯回路ユニット14の存する側とは反対側に底上げすることにより、点灯回路ユニット14の収納スペースを広げることが可能となる。
(3)実施の形態3では、標準状態において、個別ステージ216,217,218のLED搭載面が同一平面上にあり、個別ステージ219,220,221のLED搭載面が同一平面上にあるように、個別ステージ各々を配置したが、これに限らず、例えば、以下のように各個別ステージを配置しても構わない。
(4)実施の形態3では、一の個別ステージには、LEDを1個搭載することとしたが、搭載するLEDの個数は1個に限らない。すなわち、使用する複数個のLEDを2個のLED毎に、あるいは3個のLED毎に(すなわち、所定個数のLED毎に)各個別ステージ設けても構わない。
(5)また、ステージに関し、実施の形態1,2,4または5の構成と実施の形態3とを混合させた形態とすることもできる。例えば、第1ステージは、実施の形態1または2の第1ステージの構成とし、第2ステージを実施の形態3の個別ステージ群で構成することができ、またその逆も可能である。
12 口金
14,408 点灯回路ユニット
16,102,202,414 放熱部材
42,208 碗状部
46,104,212,424 第1ステージ
48,106,214,426 第2ステージ
66〜78 LED
216〜221 個別ステージ
230 搭載面
ところで、寿命による交換頻度を低減すると共に省電力化を図るため、ハロゲン電球よりも長寿命で消費電力の少ないLED(発光ダイオード)を光源とする電球形LEDランプの開発が進められている。電球形LEDランプを反射鏡付きハロゲン電球の代替光源とするには、既存の照明器具に取付可能とするため、その外形をできるだけ反射鏡付きハロゲン電球に近似させたものとする必要がある。
また、上記の目的を達成するため、本発明に係る電球形LEDランプは、複数個のLEDと、口金と、当該口金を介して供給される商用電力を前記複数のLEDを発光させるための電力に変換する点灯回路とを有する電球形LEDランプであって、碗状部を有する放熱部材を備え、前記碗状部の内周面から内側に突設された個別ステージが前記LED毎に設けられており、各個別ステージは、当該個別ステージのLED搭載面に搭載されたLEDを前記碗状部の軸心方向から見て、いずれのLEDも他のLEDと重ならない位置に設けられており、かつ、前記LED搭載面の角度が変更可能に構成されていることを特徴とする。
さらに、個別ステージにおけるLED搭載面の角度を変えることができるため、ランプ全体の配光特性を変更することが可能となる。
<実施の形態1>
図1は実施の形態1に係る電球形LEDランプ10(以下、単に「LEDランプ10」と言う。)を正面から見た断面図であり、図2は同平面図である。なお、図2は、後述する前面ガラス18を取り除いた状態で描いている。
口金12は、電気絶縁材料からなる本体部26を有する。本体部26の一端部部分は略円筒形に形成されており、当該円筒部分にシェル28が嵌めこまれている。また、円筒部分の一端部側は略円錐台形に形成されており、当該円錐台の頂部には、アイレット30が固着されている。口金12は、既存の白熱電球用の照明器具のソケットに装着とする規格(例えば、JIS規格)に合致したものである。
点灯回路ユニット14は、回路基板32と回路基板32に実装された複数の電子部品34とからなる。点灯回路ユニット14とアイレット30とは第1リード線36で、点灯回路ユニット14とシェル28とは第2リード線38でそれぞれ電気的に接続されている。点灯回路ユニット14は、アイレット30およびシェル28並びに第1リード線36および第2リード線38を介して供給される商用交流電力を、LEDモジュール20,22,24を点灯させるための電力に変換して、LEDモジュール20,22,24に給電する。
ネック部40は略円筒形をしていて、口金12の本体部26の開口部から挿入されて本体部26に固定されている。この固定には、接着剤、その中でも、シリコン樹脂、熱伝導性の良い接着剤(例えば熱グリスなどを含む接着剤)(いずれも不図示)等を用いることができる。
図3に、第1部材16AおよびLEDモジュール20,22,24の斜視図を示す。なお、図3においても、第1部材16Aと第2部材16Bとを組み合わせた際の(放熱部材16の)中心軸Xを記載している。第1部材16Aの各部にはアルファベットの「A」を付し、第1部材16Aと第2部材16Bとが組み合わさってなる放熱部材16において、対応する部分を示す場合は、アルファベット「A」を省略し、番号のみで示すものとする。
半碗状部48Aの内周面44Aから内側に(中心軸Xに向かって)突設されたステージ46A,48Aが中心軸X方向に複数段(本例では2段)設けられている。ここで、半碗状部42Aの底部50Aに近い方から、第1ステージ46A、第2ステージ48Aとする。
また、第1部材16Aは第2部材16Bとの合わせ面58Aを有する。
図3に示すように、LEDモジュール20は円板状をしたプリント配線板60とこれに実装されたLED66とを有する。また、LEDモジュール22,24は、それぞれ、円環状をしたプリント配線板62,64とこれに実装されたLED67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78とを有する。プリント配線板62,64の各々には、円環中心軸周りに等角度間隔(本例では、60度間隔)で、LED67〜78が実装されている。LED66〜78はいずれも同じものであり、表面実装(SMD)型でレンズ付きの白色LEDである。
また、底部50、第1ステージ46、第2ステージ48の厚みを必要に応じ個々に変えることで、放熱性を個々に向上させることができる。つまり、点灯回路ユニット14で発生した熱の影響をなくすために底部50の厚みを厚くすることが可能である。また、第1ステージ46のように、第2ステージ48に比べ、ステージ単位面積に対しLEDの個数が多いような場合は、熱が逃げにくいため、例えば第1ステージ46の厚みを第2ステージ48の厚みより厚くすることで放熱性の向上につながる。
平面視すると図2に示すように、例えば、LED67に注目すると、LED67はLED73,74,68,72に囲まれているため、これら4個のLED73,74,68,72の熱の影響を良く受けるようにも思われる。
以上のとおり、LEDランプ10によれば、13個のLED66〜78のいずれも、同一平面内で他のLEDに囲まれていないため、従来のように一の基板にこれらのLEDを配した場合と比較して、各LEDは他のLEDの熱の影響を受けにくい。このため、各LED間における発光効率のばらつきを従来と比較して抑制することができると考えられる。
これにより、全てのLEDモジュール20,22,24を点灯させる他、一のLEDモジュールを点灯させることができる。この場合、LEDモジュール20のみの場合は、いわゆる豆球程度の明るさとなるため、例えば、常夜灯として用いる場合等に好適である。
<実施の形態2>
図4は実施の形態2に係る電球形LEDランプ100(以下、単に「LEDランプ100」と言う。)を正面から見た断面図であり、図1と同様に描いた図である。
実施の形態2の放熱部材102では、その体積を増大させるため、第1ステージ104および第2ステージ106の下方には、実施の形態1の第1および第2ステージ46,48とは異なり、ほとんど空間を設けず、放熱部材102を構成する材料(本例では、アルミニウム)で充塞することとした。換言すれば、底部と第1ステージの間、および第1ステージと第2ステージの間の碗状部の厚みを増大させた。これにより、放熱部材102の熱容量が増大するため、一層放熱性が向上し、LED66〜78(一部不図示)の昇温の程度が抑制できる。
<実施の形態3>
実施の形態1,2では、第1ステージ46,104、第2ステージ48,106は、中心軸Xを中心とする環状を成したもの(中心軸Xを中心とする円周方向に一体的に形成されたもの)としたが、実施の形態3に係る電球形LEDランプ(以下、単に「LEDランプ」と言う。)では、両ステージを円周方向に複数に分割したものとし、かつ、分割された各々の部分(個別ステージのLED搭載面)の角度を変更可能に構成することとしている。
図5(a)は、実施の形態3に係るLEDランプにおいて、ネック部および碗状部を有する放熱部材を構成する第1および第2部材の内、第1部材202Aを示す斜視図である。なお、不図示の第2部材は中心軸Xを対称軸として第1部材202Aと対称形をなしており、実施の形態1の場合と同様、第1および第2部材の合わせ面204A同士を合わせて組み合わせることにより放熱部材が構成される。また、以下、便宜上、第1部材202Aと第2部材(不図示)とが組み合わさった状態を想定して放熱部材202について説明する。
碗状部208の内周面210から内側に(中心軸Xに向って)突設された第1ステージ212と第2ステージ214が中心軸Xの軸心方向に2段に設けられている。
第1ステージ212と第2ステージ214とは、それぞれ、中心軸Xを中心とする円周方向に並設された複数個の(本例では6個の(3個は図5に現れていない))個別ステージ216〜218、個別ステージ219〜221で構成される。個別ステージ216〜221はいずれも同様の構成なので、ここでは、第2ステージ214を構成する個別ステージ219を代表として説明する。
個別ステージ219は、碗状部208の内周面210から中心軸Xに向って延出された固定部222とこれに連結された可動部224とを有する。なお、碗状部208から固定部22が延出されてなる構造は、例えばロストワックス法により鋳造することができる。あるいは、固定部222の挿入孔を碗状部208の厚み方向に開設し、別途作製された固定部222の端部を当該挿入孔に挿入することとしても構わない。
可動部224におけるLED搭載面230には、方形をしたプリント基板228が固着され、プリント基板228にはLED78が実装されている。図5(b)に示す、LED搭載面230ひいてはプリント基板228の主面が中心軸Xと直交する方向と平行になっている状態を「標準状態」と称することとする。標準状態では、LED78の光は専ら中心軸Xと平行な方向に出射される。なお、全ての個別ステージ216〜221が標準状態となっている場合に、LEDランプを平面視した場合におけるLEDの配列は、図2に示す実施の形態1の場合と同様である。
なお、LED67,68,72,73,74,78は、図5(a)に現れていない他の6個も含め、ステージ毎に隣接するもの同士が内部配線232で次々と接続されて、直列に接続されている。ステージ毎に直列接続されたLEDは、内部配線234,236を介して回路基板32に接続されている。そして、ステージ毎に直列接続されたLED同士は、回路基板の配線パターンによって、直列に接続されている。
<実施の形態4>
図6は実施の形態4に係る電球形LEDランプ300(以下、単に「LEDランプ300」と言う。)を正面から見た断面図であり、図1と同様に描いた図である。
よって、図6において、LEDランプ10(図1)と同じ構成部分については、図1と同じ符号を付して、その説明については省略し、以下、光拡散部材302を中心に説明する。
このように光拡散部材302を設けることにより、LED67〜78から出射された光は、その一部が光拡散部材302の側面302Bで反射し、あるいは他の一部が光拡散部材302内部へ入射し、内部へ入射した光が当該内部で反射を繰り返して、外部へと出射される。このため、LEDランプ100全体として、LEDランプ10よりも光の出射範囲(出射角)が拡がることとなる。
実施の形態4のLEDランプ300において、LEDモジュール20を取り除くと共に、光反射部材302を、凹部302Aを有しない完全な円錐台形状としても構わない。
また、実施の形態2,3のLEDランプに光拡散部材302を組み込んでも構わない。
<実施の形態5>
図7は実施の形態5に係る電球形LEDランプ400(以下、単に「LEDランプ400」と言う。)を正面から見た断面図であり、図8は同平面図であって、それぞれ、図1、図2と同様に描いた図である。
また、実施の形態1のLEDランプ10では、点灯回路ユニット14は、回路基板32が中心軸Xと直交する姿勢で設けられた、いわゆる横置きとしたが、実施の形態5のLEDランプ400では、点灯回路ユニット408は、回路基板410が中心軸Xと平行となる姿勢で設けられた、いわゆる縦置きとしている。
点灯回路ユニット408は、回路基板410と回路基板410に実装された複数個の電子部品412とからなる。回路基板410のシェル28に近い側の端部部分が、口金12の本体部26の内周面26Aに、中心軸Xと平行に設けられた一対の対向する溝(不図示)に挿入されて、本体部26内に収納されている。回路基板410の他端部部分は、口金12から突出し、放熱部材414の碗状部416にまで至っている。
図9は、第1部材414A、およびLEDモジュール402,404,406の斜視図であり、図3と同様に描いたものである。なお、実施の形態5でも、実施の形態1と同様、第1部材414Aの各部にはアルファベットの「A」を付し、第1部材414Aと第2部材414Bとが組み合わさってなる放熱部材414において、対応する部分を示す場合は、アルファベット「A」を省略し、番号のみで示すものとする。
半碗状部416Aの内周面420Aから内側に(中心軸Xに向かって)突設されたステージ422A,424Aが中心軸X方向に2段設けられている。ステージ422Aは、LEDモジュール406のための後述する取付部材430の脚部434を固定するために設けられたものであり、以下、脚部固定ステージ422Aと称する。ステージ424Aは、LEDモジュール402設置用のステージであり、以下、第1ステージ424Aと称する。なお、LEDモジュール404を設置するための第2ステージ426については後述する。
第1部材414Aと第2部材414Bをその合わせ面同士を合わせて組み合わせると、内周面420(図8)から内側に(中心軸Xに向って)円環状に突設された脚部固定ステージ422、第1ステージ424が創出される。また、その外形が、反射鏡付きハロゲン電球における反射鏡部分の外形と近似するのは、実施の形態1と同様である。
LEDモジュール404は、プリント配線板438が若干小さい以外は、LEDモジュール22(図3)と同様の構成である。LEDモジュール404は、固定部材440を介して、碗状部416に取り付けられる。
固定部材440は、円環状部442の中心軸を中心軸Xと一致させた状態で、碗状部416に嵌め込まれる。このとき、図8に示すように、平面視で腕部446のいずれもが、LEDモジュール402を構成するLED73〜78と重ならないように嵌め込まれる。ここで、隣接するLED間の真ん中に腕部446の各々が位置するように嵌め込まれるのが好ましい。
なお、LEDモジュール402,404,406の各々と点灯回路ユニット408とは、放熱部材414の中空部を挿通された不図示の配線によって電気的に接続されている。
以上の構成からなるLEDランプ400によれば、13個のLED66〜78のいずれも、同一平面内で他のLEDに囲まれていないため、従来のように一の基板にこれらのLEDを配した場合と比較して、各LEDは他のLEDの熱の影響を受けにくく、その結果、各LED間における発光効率のばらつきを従来と比較して抑制することができると考えられるのは、実施の形態1の場合と同様である。
(1)実施の形態1,2,4,5では、中心軸Xの方向上下2段にステージを設けたが、ステージの数は2段(2個)に限らず3段(3個)以上でも構わない。反射鏡付きハロゲン電球の代替光源とすることを主な目的とするため、代替されるハロゲン電球のサイズによって反射鏡の大きさが異なる。よって、当該反射鏡の大きさに合わせて形成される放熱部材の大きさも異なってくるため、放熱部材の大きさに依って設けるステージの個数(段数)も変更されるからである。
(2)実施の形態1,2では、放熱部材の碗状部底部にもLED66を設けることとしたが、当該底部のLEDは必ずしも必要ない。当該LEDを設けないこととした場合には、碗状部の底部をその分、点灯回路ユニット14の存する側とは反対側に底上げすることにより、点灯回路ユニット14の収納スペースを広げることが可能となる。
(3)実施の形態3では、標準状態において、個別ステージ216,217,218のLED搭載面が同一平面上にあり、個別ステージ219,220,221のLED搭載面が同一平面上にあるように、個別ステージ各々を配置したが、これに限らず、例えば、以下のように各個別ステージを配置しても構わない。
(4)実施の形態3では、一の個別ステージには、LEDを1個搭載することとしたが、搭載するLEDの個数は1個に限らない。すなわち、使用する複数個のLEDを2個のLED毎に、あるいは3個のLED毎に(すなわち、所定個数のLED毎に)各個別ステージ設けても構わない。
(5)また、ステージに関し、実施の形態1,2,4または5の構成と実施の形態3とを混合させた形態とすることもできる。例えば、第1ステージは、実施の形態1または2の第1ステージの構成とし、第2ステージを実施の形態3の個別ステージ群で構成することができ、またその逆も可能である。
12 口金
14,408 点灯回路ユニット
16,102,202,414 放熱部材
42,208 碗状部
46,104,212,424 第1ステージ
48,106,214,426 第2ステージ
66〜78 LED
216〜221 個別ステージ
230 搭載面
Claims (6)
- 複数個のLEDと、口金と、当該口金を介して供給される商用電力を前記複数のLEDを発光させるための電力に変換する点灯回路とを有する電球形LEDランプであって、
碗状部を有する放熱部材を備え、
前記碗状部の内周面から内側に突設されたステージが、当該碗状部の軸心方向に少なくとも2段に設けられており、
各ステージの、前記軸心を中心とする円周方向に前記複数個のLEDが列設されていることを特徴とする電球形LEDランプ。 - 少なくとも一のステージは、前記円周方向に複数に分割されていて、分割された各々の部分のLED搭載面の角度が変更可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の電球形LEDランプ。
- 前記軸心から前記碗状部の径方向に見て、一のステージに設けられたいずれのLEDも、隣接するステージに設けられたいずれのLEDと重ならない位置に各LEDが配されてい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。
- 複数個のLEDと、口金と、当該口金を介して供給される商用電力を前記複数のLEDを発光させるための電力に変換する点灯回路とを有する電球形LEDランプであって、
碗状部を有する放熱部材を備え、
前記碗状部の内周面から内側に突設された個別ステージが前記LED毎に設けられており、
各個別ステージは、当該個別ステージのLED搭載面に搭載されたLEDを前記碗状部の軸心方向から見て、いずれのLEDも他のLEDと重ならない位置に設けられており、かつ、前記LED搭載面の角度が変更可能に構成されていることを特徴とする電球形LEDランプ。 - 前記放熱部材の前記碗状部の外形は、前記口金と同サイズの口金を有する反射鏡付きハロゲン電球における反射鏡部分の外形と近似していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電球形LEDランプ。
- 照明器具と、
当該照明器具に装着された請求項1〜5のいずれか1項に記載の電球形LEDランプと、
を備えることを特徴とする照明装置。
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