WO2010044192A1

WO2010044192A1 - Ｌｅｄ電球

Info

Publication number: WO2010044192A1
Application number: PCT/JP2009/004717
Authority: WO
Inventors: 大内正敏
Original assignee: 株式会社エプセル
Priority date: 2008-10-17
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2010-04-22
Also published as: JP2010098159A; TW201033531A

Abstract

透明又は半透明の球殻２内において、口金３に設けた配線用基板４上に複数個の前記ＬＥＤ光源体５を配置するとともに、該基板側を一端として複数の筒状の光伝達部材７を互いに平行に延出するように配置し、その各一端においてそれぞれＬＥＤ光源体を臨ませるように割り当てて所属させ、その各ＬＥＤ光源体からの光の一部は所属する光伝達部材内を直進して該部材の他端より球殻の上端部に達し、他の光は各光伝達部材の内周部に設けた凹凸部７ａにおいて乱反射して該光伝達部材の周面より球殻２の側部に達し、これによって、球殻全体より、均一な照明光が放出される。この結果、指向性の強いＬＥＤ（発光ダイオード）の光源体を用いても、より均一な照明光を確保することのできるＬＥＤ電球を提供できる。

Description

ＬＥＤ電球

　本発明は、電球の光源体としてＬＥＤ（発光ダイオード）の光源体を用いたＬＥＤ電球に関する。

　この種のＬＥＤ電球は、電球の長寿命化、消費電力の節約等の要望の拡大に伴って、今日、通常の白熱電球あるいは、電球の球殻内に蛍光灯を配した、いわゆる電球形蛍光ランプとは異なる新しい電球として注目されるに至っている。市販のＬＥＤ電球としては、口金に設けた配線用の基板上に複数のＬＥＤ光源体を配列し、これを透明又は半透明の球殻で覆った構造のものが見られる。又、この球殻にダイヤカットを施してＬＥＤ光源体の発光の直進性を緩和して球殻全体で、より均一な照明光を発生させる工夫、あるいは球殻をすりガラスで形成するとか球殻内面に蛍光剤を塗布するとかして同様の効果を持たせる工夫も見られる。

　又、例えば特開２００５-１９０８９９号公報や特開２００７-２５７９２８号公報に開示されるように、通常の白熱電球や電球形蛍光ランプと同様の商用電源を用いるために電源回路構成を工夫したものも見られる。

　更に例えば、実開昭６２-１５３７０１号公報、特許第３２４３４６６号公報、特許第４０２１４５８号公報に開示されるように、筒状の透明又は半透明の光伝達部材の一端又は両端にＬＥＤ光源体を対応して配置するとともに該筒状の光伝達部材の内周面に、その長手方向に沿って、光の乱反射を生じさせる凹凸部を設けて１つの照明ユニットを構成した照明器具ないし照明装置も提案されている。これは、ＬＥＤ光源体が、その発光において直進性が顕著であるために、周囲全体の照明が求められる一般の照明器具には不向きである点を改善することを目的としている。

　その筒状の光伝達部材の内周面に設けられる凹凸部の形成は、例えば、実開昭６２-１５３７０１号公報では、該光伝達部材の内面に、凹凸形状をなす再帰反射性合成樹脂シートを挿入している。また特許第３２４３４６６号公報では、本願出願人が提案したように、該筒状の光伝達部材の内周面の塗布によって突部を点在配置する。更に、特許第４０２１４５８号公報では、半透明樹脂によって光伝達部材を成型する際に内周面に突部を一体に成型する。

　従来のＬＥＤ電球においては、上述のように、単に複数のＬＥＤ光源体を基板上に分散配置した構成であるため、これを電球用とした場合に、ＬＥＤ光源体の直進性が顕著で、該電球が向けられる前方では人がこれを直視出来ない程、スポット状に強く照明され、周辺部分は極端に暗くなるといった不均一な照明現象が生じる。又、この改善のために球殻にレンズ効果を持たせるとか球殻をすりガラスで形成したり、その内面に蛍光剤を塗布した構成のものでは、光の直進性は緩和されるが、それだけ光の吸収度合が高くなり、電球全体が暗くなる問題があった。そして、より明るくするためには、より多くのＬＥＤ光源体を設ける必要があり、製作コストがかさむといった問題があった。

　従って、本発明は、上記の諸問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、より均一な照明が可能となるとともに低コストで製作し得るＬＥＤ光源体を用いたＬＥＤ電球を提供するにある。

　上記目的を達成するために、本発明においては、透明又は半透明の球殻と、該球殻の一端に取着された口金と、該球殻内に配置されたＬＥＤ（発光ダイオード）の光源体とを備えたＬＥＤ電球において、複数個の前記ＬＥＤ光源体を該ＬＥＤ電球の長手軸線に沿って発光するように配設するとともに前記口金に設けられた基板と、該基板側に一端をおき、他端が該球殻内において該ＬＥＤ電球の長手軸線に沿って互いに平行に延出するように配置されるとともに、該一端において前記ＬＥＤ光源体をそれぞれ臨ませ、かつ、内周面に該ＬＥＤ光源体からの光を乱反射させる凹凸部をその長手方向に沿って設けた複数の透明又は半透明の筒状の光伝達部材と、を備えてなるＬＥＤ電球を提案するものである。

　又、本発明においては、上記構成において、前記各筒状の光伝達部材に所属するＬＥＤ光源体を、該筒状の光伝達部材の横断面において、該光伝達部材の略中央部から偏位して位置させてなる構成のＬＥＤ電球をも提案するものである。

　又、本発明においては、上記構成において、前記各筒状の光伝達部材の一端に複数個の該ＬＥＤ光源体を臨ませてなる構成のＬＥＤ電球をも提案するものである。

　又、本発明においては、上記構成において、前記各筒状の光伝達部材にそれぞれ所属する複数個のＬＥＤ光源体の内、少なくとも１つのＬＥＤ光源体を、該筒状の光伝達部材の横断面においてその略中央部に位置させるとともに、他のＬＥＤ光源体を、前記略中央部から前記球殻に向かう方向に偏位して位置させてなる構成のＬＥＤ電球をも提案するものである。

　更に、本発明においては、上記構成において、各筒状の光伝達部材の外周を隣接する筒状の光伝達部材の外周に当接させ、更に、これらの筒状の光伝達部材の外周を前記球殻の内周面に当接させることにより、これら筒状の光伝達部材を該球殻内で固定状態に組付けてなる構成のＬＥＤ電球をも提案するものである。

　又更に、本発明においては、上記構成において、前記球殻と前記光伝達部材が一体形成されてなる構成のＬＥＤ電球をも提案するものである。

　本発明のＬＥＤ電球においては、照明ユニットとしては公知の、内周面に光を乱反射させる凹凸部を設けた透明又は半透明の筒状の光伝達部材を複数個、該ＬＥＤ電球のカバーをなす透明又は半透明の球殻内に、該ＬＥＤ電球の長手軸線に沿って互いに平行に配置する。またその光伝達部材の各一端を基板側におき、該基板に配設されたＬＥＤ光源体を臨ませる構成としている。この結果、筒状の各光伝達部材が、ＬＥＤ光源体からの光により光伝達部材の長手方向に照明するのみならず、該光伝達部材の周囲を光取出面として照明できる。従って、これら全体の光伝達部材から発生する光が、球殻を通して外部に、より均一で明るい照明を提供できる。それ故に、直線性が顕著なＬＥＤ光源体であっても、電球として極めて高い照明効果を奏することができる。

　また上記構成の本発明のＬＥＤ電球において、各筒状の光伝達部材に所属するＬＥＤ光源体を、筒状の光伝達部材の横断面において、その略中央部から偏位して位置させる構成とする。この結果、ＬＥＤ光源体が各光伝達部材の内周壁に接近するので、各光伝達部材の周囲の照明を強くすることができる。

　また上記構成の本発明のＬＥＤ電球において、各筒状の光伝達部材にそれぞれ複数個のＬＥＤ光源体を臨ませる構成とすることで、各筒状の光伝達部材の明るさを強くすることが可能となる。

　又、上記構成の本発明のＬＥＤ電球において、各筒状の光伝達部材にそれぞれ所属する複数個のＬＥＤ光源体の内、少なくとも１つのＬＥＤ光源体を、該筒状の光伝達部材の横断面においてその略中央部に位置させるとともに、他のＬＥＤ光源体を、略中央部から球殻に向かう方向に沿うよう偏位して位置させる構成としている。この結果、略中央部に位置するＬＥＤ光源体によって、各光伝達部材の長手方向に沿った光を確保するとともに、偏位して位置するＬＥＤ光源体により、各光伝達部材の周囲からの照明の強さを球殻の側方へ向かって大きくすることができる。この結果、球殻の周囲の明るさをより強く確保できる効果を奏する。

　更に、上記構成の本発明のＬＥＤ電球において、各筒状の光伝達部材の外周を、隣接する筒状の光伝達部材の外周に当接させ、更に、これらの筒状の光伝達部材の外周を、これを囲む球殻の内周面に当接させ、これら筒状の光伝達部材を該球殻内で固定状態に組付ける構成としている。この結果、これら各筒状の光伝達部材が互いに密接に係合し、これを外側の球殻との係合によって一層、相互位置に固定する状態となる。従って、各筒状の光伝達部材はＬＥＤ電球の組立に当っては、接着剤や他の機械的止め具など別途の取付固定手段を一切必要としないので、組立に要する作業能率の向上ならびに部品コストの低減をはかることができる。

　尚、組立に当って、球殻内周面に対して各筒状の光伝達部材の外周との当接ないし係合の度合を、より強めるために、例えば、球殻の対応する筒状部分に若干のテーパを設けて、各筒状の光伝達部材の他端ないし上端部から球殻をかぶせて組付ける際に、該球殻の内周面が徐々に強く光伝達部材に係合するようにもでき、これによって、全体の組付けの一層の安定をはかることができる。

　一方で、上記構成の本発明のＬＥＤ電球において、前記球殻と前記光伝達部材が一体形成されてなる構成とすれば、組み立て工程や製造工程を更に簡潔にすることも可能となる。

本発明に係る一実施形態のＬＥＤ電球の要部破断正面図である。図１のＡ－Ａ線に沿う横断面図である。球殻内に配置される光伝達部材の数を異ならしめた本発明に係る一変形例を、図２と同様に表した横断面図である。球殻内に配置される光伝達部材の数を更に異ならしめた本発明に係る他の変形例を図２及び図３と同様に表した横断面図である。球殻と光伝達部材が一体形成された本発明に係る他の変形例を図４と同様に表した横断面図である。

　以下、図面を参照して本発明に係るＬＥＤ電球の実施形態を説明する。図１において、１は本発明に係るＬＥＤ（発光ダイオード）の電球で、２は透明又は半透明のポリカーボネートのプラスチック材料で形成された球殻、３はその開放された一端ないし下端に取着された口金である。球殻２は湾曲した上端部２ａとそれに続くほぼ同一径の円筒部２ｂとより一体に形成されている。円筒部２ｂの下端部は、ＬＥＤ電球１の組立時に上方に延出した口金の円環部３ａに接着等により固定される。この円環部３ａの内側において口金３には配線用の基板４がＬＥＤ電球の長手軸線Ｘ－Ｘに対して横方向ないし水平に設けられる。その基板４上には、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）の光源体（以下、ＬＥＤ光源体という）５が、ＬＥＤ電球１の長手軸線Ｘ－Ｘ方向に沿って発光するように配設される。ＬＥＤ光源体５には、配線６を介して所要の電力が供給されるが、この部分は公知に属するので、その詳細を略する。

　７は、基板４側に一端ないし下端をおき、他端ないし上端が球殻２内においてＬＥＤ電球１の長手軸線Ｘ－Ｘに沿って互いに平行に延出する複数の光伝達部材である。この光伝達部材７は、透明又は半透明のポリカーボネートのプラスチック材料で構成され、上下端が開放された筒状となる。これら光伝達部材７は、図２の横断面図で示す通り、球殻２の円筒部２ａ内に中心Ｐのまわりに同心円を描いて合計６個配置される。それら各光伝達部材７の外周は、隣接する光伝達部材どうしが互いに部分的に当接ないし係合した状態を呈している。更に、各光伝達部材７の外周は、球殻２の内周面２ｃに部分的に当接ないし係合した状態を呈している。これによって、６個の筒状の光伝達部材７は、この組付け状態において相互に移動不能に、球殻２内で固定状態に保持される。すなわち、当該ＬＥＤ電球１の組立に当って、これら筒状の光伝達部材７は、図示のごとく当接ないし係合状態を呈することにより、別途の固定手段、例えば接着あるいは機械的止め具を何等必要としない。

　図１において、球殻２の円筒部２ｂの内径を下方より上方にかけて若干テーパをつけ、徐々に小さくなるテーパ形状とする。換言すれば、図２で示した各円筒状の光伝達部材７を囲う外形輪郭の径と比較して、円筒部２ｂの内径は、下方側が若干大の状態であって、上方に向かうにつれて若干小の状態となるよう設定する。組立に際して、基板４上に並行に立設した複数の筒状の光伝達部材７に対して、球殻２を上方からかぶせていようにする。この結果、球殻２の円筒部２ｂの内周面が筒状の光伝達部材７を若干半径方向内方に押圧するように当接又は係合する。従って、より確実に球殻２と各筒状の光伝達部材７との組付けがなされる。又、テーパ形状とすることにより、円筒部２ｂを、光伝達部材７の上端に嵌め込む際にもその操作がし易い利点がある。

　各筒状の光伝達部材７の内周面には、その長手方向に沿って凹凸部７ａが該光伝達部材７と一体に設けられる。この凹凸部７ａによって、該光伝達部材７の一端ないし下端に臨むように配置されたＬＥＤ光源体５の光が乱反射する。乱反射した光は、該光伝達部材７の周囲ないし側面を光取出面として照明し、これら光伝達部材７全体から取出された光が球殻２の円筒部２ａを介して外部へ放出されて電球としての照明光を提供する。

　この実施形態では、上記凹凸部７ａは、光伝達部材７と一体に、透明又は半透明のポリカーボネートのプラスチック材料によって一体に形成する構造を示している。しかし、このような凹凸部７ａを有する別の筒状部材を、各筒状の光伝達部材７の内周面に挿着して一体化した構造も可能である。また、本願出願人が前記特許文献４（特許第３２４３４６６号公報）で提案したごとく、筒状の光伝達部材の内周面の塗布によって突部を形成する構造によっても可能であり、この形成方法自体は問わない。

　このように各筒状の光伝達部材７の一端ないし下端に臨むようして、各光伝達部材７に割当てられた所属のＬＥＤ光源体５から発せられる光は直進性を有する。従って、その一部は対応する光伝達部材７の長手方向に直進して、該光伝達部材７の他端ないし上端の開口部分を通って球殻２の湾曲した上端部２ａに達し、これより外方に放出されて電球としての照明光を提供する。そしてＬＥＤ光源体５の残りの光は、凹凸部２ａにおける乱反射により、対応する光伝達部材７の側方へと取出されて、球殻２の円筒部２ａを介して該電球の側方の照明をなす。尚、球殻２の湾曲した上端部２ａには、図１に示すごとく、内面にリング状の凹凸を一体に形成してあり、ここで光の乱反射ならびにレンズ効果を発揮させて、直進して入射した光を分散させて、より均一に照明させるようになっている。

　各筒状の光伝達部材７の一端（下端）に対応して臨ませた複数個のＬＥＤ光源体５は、この実施形態において、図２に示すごとく、各３個所属するように割り当てた構成となっている。その内の少なくとも１個５ａ（この実施形態においては１個）は、図２に示すごとく、筒状の光伝達部材７の横断面において、その略中央部に位置するように配置される。即ち、ＬＥＤ光源体５ａは、中心Ｐの同心円Ｑの軌跡上にそれぞれ位置する。他方、残りのＬＥＤ光源体５ｂ（この実施形態においては２個）は、同心円Ｑよりの半径方向外方の中心Ｐの同心円Ｒの軌跡上にそれぞれ位置するように配置される。すなわち、残りの各２つのＬＥＤ光源体５ｂは、所属する光伝達部材７の横断面において、その中央部より外れた偏位状態に位置づけられて、光伝達部材７の凹凸部７ａに接近する。この偏位方向は、外側の球殻２に向かう方向、即ち球殻２に近づく方向に沿っている。このように複数個のＬＥＤ光源体５を各光伝達部材７に割り当てるために、これらＬＥＤ光源体５は光伝達部材７の配置位置に応じて予め、基板４上に配設される。

　上述のごとく、各光伝達部材７に所属する複数のＬＥＤ光源体５（５ａ，５ｂ）の内の少なくとも１個５ａを光伝達部材７の横断面の略中央部に位置させ、残りのＬＥＤ光源体５bを球殻２に向かう方向に偏位させる構成としている。この結果、略中央部に配置されたＬＥＤ光源体５ａの光は、所属する光伝達部材７内で、その長手方向に直進して、該部材７の他端ないし上端を介して球殻２の上端部２ａに向かって進み、その部分の照明に寄与する。一方、残りのＬＥＤ光源体５ｂの光は、極力、各光伝達部材７の凹凸部７ａに当って、該光伝達部材の側方への光の取出しを強くするので、これが球殻２の周面に向いた側で強くなるため、全体として球殻２の側方への照明の度合いが補強される。従って、直進性を特徴とするＬＥＤ光源体を用いても、電球としての側方の照明度を低下させることなく、均一な照明をなすことができる。

　尚、この実施形態においては、各光伝達部材７に所属するＬＥＤ光源体の数を３個とした構成を示したが、求められる電球の照明強度に応じて、その数を任意に設定することができる。

　又、球殻２内に配置される筒状の光伝達部材の数も、図２においては、６本の構成のものを示したが、図３に示す変形例のように４本、あるいは図４に示す他の変形例のように３本のものも構成し得る。また、その本数も電球として求められる照明強度に応じて任意に設定し得る。更に、いずれの本数の構成においても、各筒状の光伝達部材７の外周が相互に隣接する外周のところで当接ないし係合し、かつ、球殻の内周面にも当接ないし係合する構造が望ましい。これによって、光伝達部材７は相互の係合及び球殻２との係合により、別途の固定手段を要することなく、その位置を保つことができ、組立作業を極めて容易にするものである。

　また、図１から図４では、球殻２と光伝達部材７が別体に形成され、後で組み合わされてＬＥＤ電球１を構成される場合を示したが、図５に示す変形例のように、球殻２と光伝達部材７が一体的に形成されるようにしても良い。この場合は、球殻２と光伝達部材７の隙間が全て樹脂で満たされる構造となる。金型を用いた射出成型工程において凹凸部７ａを同時成型することが難しい場合は、既に述べたように、光伝達部材７の内周面の塗布によって凹凸部７ａを後から形成したり、凹凸部７ａを有する別の筒状部材を光伝達部材７の内周面に沿って挿入しても良い。このようにすると、組み立て作業を更に簡略化することも可能になる。

　以上、本発明に係るＬＥＤ電球の実施形態ならびにその変形例を説明したが、本発明は、これら構成に限定されず、更に種々の変形構成をも包括し得るものである。例えば、本願において説明したＬＥＤ光源体は、通常のＬＥＤ（発光ダイオード）の光源体に限らず、直進性ないし指向性を有する同様の光源体をも含むものと解されるべきである。

Claims

　透明又は半透明の球殻と、該球殻の一端に取着された口金と、該球殻内に配置されたＬＥＤ光源体とを備えたＬＥＤ電球において、
　複数個の前記ＬＥＤ光源体を該ＬＥＤ電球の長手軸線に沿って発光するように配設するとともに前記口金に設けられた基板と、
　該基板側に一端をおき、他端が該球殻内において該ＬＥＤ電球の長手軸線に沿って互いに平行に延出するように配置されるとともに、該一端において前記ＬＥＤ光源体をそれぞれ臨ませ、かっ、内周面に該ＬＥＤ光源体からの光を乱反射させる凹凸部をその長手方向に沿って設けた複数の透明又は半透明の筒状の光伝達部材と、
　を備えてなるＬＥＤ電球。
　前記各筒状の光伝達部材に所属するＬＥＤ光源体を、該筒状の光伝達部材の横断面において、前記光伝達部材の略中央部から偏位して位置させてなる請求の範囲１に記載のＬＥＤ電球。
　前記各筒状の光伝達部材の一端に複数個の該ＬＥＤ光源体を臨ませてなる請求の範囲１に記載のＬＥＤ電球。
　前記各筒状の光伝達部材にそれぞれ所属する複数個のＬＥＤ光源体の内、少なくとも１つのＬＥＤ光源体を、該筒状の光伝達部材の横断面においてその略中央部に位置させるとともに、他のＬＥＤ光源体を、前記略中央部から前記球殻に向かう方向に偏位して位置させてなる請求の範囲３に記載のＬＥＤ電球。
　前記各筒状の光伝達部材の外周を隣接する筒状の光伝達部材の外周に当接させ、更に、これらの筒状の光伝達部材の外周を前記球殻の内周面に当接させることにより、これら筒状の光伝達部材を該球殻内で固定状態に組付けてなる請求の範囲１乃至４のいずれかに記載のＬＥＤ電球。
　前記球殻と前記光伝達部材が一体形成されてなる請求の範囲１乃至４のいずれかに記載のＬＥＤ電球。