JP2011096614A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点光源という特性を有するＬＥＤを用いながら発熱の問題を解決しつつその光照射角度を拡げ、例えばトンネル照明や表示板のバックライト照明として用いることができるＬＥＤ照明装置を得る。
【解決手段】透光性を有する直管形状のカバー部材２０３内の内周面側に寄ったオフセット位置にアルミ製の放熱基板２０５を配置して複数個のＬＥＤ２０６をカバー部材２０３の長手方向に沿って列設したＬＥＤランプ２０１を設け、ＬＥＤ２０６を搭載する放熱基板２０５の側を上方に向けてＬＥＤランプをランプホルダで保持し、ランプホルダに保持される前記ＬＥＤランプの上方部分を反射板１１０で覆う。
【選択図】図５

Description

本発明は、蛍光灯形のＬＥＤランプを光源として用いるＬＥＤ照明装置に関する。

従来、ＬＥＤを光源として用いるＬＥＤ照明装置が実用化されている。その中でも、近年、蛍光灯形のＬＥＤランプ、いわゆるＬＥＤ蛍光灯が提案され（特許文献１の段落００３０参照）、現に実用化され始めている（非特許文献１参照）。このようなＬＥＤ蛍光灯については、単にＬＥＤを蛍光灯のような形態にしたに止まらず、各種の提案がなされている。

例えば、特許文献２には、点光源であるＬＥＤが粒粒状に見えないように工夫したＬＥＤ蛍光灯が開示されている。

また、特許文献３には、直管形状のカバー部材（殻体１０）にＬＥＤからの照射光を反射する一対の光反射板を内蔵させた発明が開示されている。

特開２００９−１９９８６３公報 実登第３１５３５３８号公報 実登第３１５１５０１号公報 特開２００６−０４５２５９公報

東洋エレクトロン株式会社 「ＬＥＤ蛍光灯」カタログ ２００９年２月

蛍光灯形のＬＥＤ照明装置は、実用化の端についたばかりであり、様々な課題を有している。代表的な課題は、発熱及び光照射角度の問題である。上記特許文献３にも、これらの課題が記載されている（特許文献３の段落０００２参照）。

発熱の問題は、ＬＥＤの発光輝度と関係する。つまり、蛍光灯形のＬＥＤを照明装置の光源として用いる場合、実用に足りる十分な輝度を生じさせるには、ワット数が高いＬＥＤを用いる必要がある。しかも、蛍光灯形のＬＥＤランプでは、そのようなワット数が高いＬＥＤを直管形状のカバー部材内に多数配列する必要がある。このため、ＬＥＤランプ全体として見た場合の発熱量がどうしても増大してしまうという問題がある。この点、上記特許文献３に記載されているＬＥＤランプは、アルミ基板にＬＥＤを直接設置し、このアルミ基板を直管形状のカバーの一部から外部に露出させるようにしている。これにより、アルミ基板を介して、多数個のＬＥＤが発する熱を放熱することができる（引用文献３の段落００１７参照）。

光照射角度の問題は、ＬＥＤの特性に依存している。つまり、ＬＥＤはその光照射の指向性が強く、照射光が広角度に拡がらないという特性を有している。このため、ＬＥＤは、点光源としての性質を色濃く持つ。この点、特許文献３に記載されているＬＥＤランプは、ＬＥＤの光照射方向両側に一対の光反射板を配置している。しかしながら、このような光反射板は、乱反射した光を集中して輝度を高めるという作用効果を有するものであって（引用文献３の段落０００８〜０００９、段落００１７参照）、ＬＥＤの光照射角度を拡げるものではない。

このようなことから、蛍光灯形のＬＥＤ照明装置は、その使用用途が限られ、広角度の照射角度が要求される用途には適さない。例えば、トンネル照明や表示板のバックライト照明として蛍光灯形のＬＥＤ照明装置を用いようとすると、どうしても光照射角度が狭角過ぎ、それらの用途に適した光照射特性を得ることができないのが現状である。

なお、非特許文献１には、一列に列設した複数個のＬＥＤを二列Ｖ字形にして配置することで、光照射角度を１５０度にしたことが謳われている。しかしながら、このような構成にすると二倍の数のＬＥＤが必要となり、上記発熱の問題がより深刻となる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、点光源という特性を有するＬＥＤを用いながら発熱の問題を解消しつつその光照射角度を拡げ、例えばトンネル照明や表示板のバックライト照明として用いることができるＬＥＤ照明装置を得ることを目的とする。

本発明のＬＥＤ照明装置は、透光性を有する直管形状のカバー部材と、少なくとも一部分が前記カバー部材内の内周面側に寄ったオフセット位置に当該カバー部材の長手方向に沿って配置されたアルミ製の放熱基板と、前記カバー部材内に配置された前記放熱基板の一部分に固定されて前記カバー部材の長手方向に沿い列設された複数個のＬＥＤと、前記カバー部材の端部に設けられた前記ＬＥＤのための電極とを有するＬＥＤランプと、前記ＬＥＤランプの電極を一対のランプホルダで着脱自在に保持することで前記放熱基板の側を予め決められた方向に向けて前記ＬＥＤランプを保持し、保持した前記電極に電気的に接続するランプ保持構造と、前記ランプホルダに保持される前記ＬＥＤランプの前記放熱基板オフセット位置の側を覆い、前記ＬＥＤランプの照射光を反射する反射板と、を備える。

本発明によれば、ＬＥＤランプにおいてカバー部材の内周面側に寄ったオフセット位置にＬＥＤを位置付けることができ、これにより、ＬＥＤがＬＥＤランプの略中心軸を通る面上に位置付けられる従来のＬＥＤランプとの比較において、ＬＥＤランプからの光照射角度を格段に拡げることができ、光照射角度が狭い従来の蛍光灯形のＬＥＤランプでは光を到達させることができないという意味で無意味だった反射板によってＬＥＤランプからの照射光を反射してその光照射角度を拡げることができる。したがって、点光源という特性を有するＬＥＤを用いながらＬＥＤ照明装置としての光照射角度を拡げ、例えばトンネル照明や表示板のバックライト照明としての適用等、その用途を多様化させることができる。また、カバー部材内の内周面側にＬＥＤを寄せて配置したことにより生ずるカバー部材に対する熱の影響は、ＬＥＤをアルミ製の放熱基板に搭載することにより解消することができる。

本発明の実施の一形態を示すＬＥＤ照明装置の底面図である。 ＬＥＤ照明装置の正面図である。 ＬＥＤランプの一端側の斜視図である。 ＬＥＤ照明装置の縦断側面図である。 反射板及び縦断面にしたＬＥＤランプの側面図である。

本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。

図１は、ＬＥＤ照明装置１０１の底面図である。ＬＥＤ照明装置１０１は、天井面や設置面（図示せず）に設置された場合、底面側を光照射対象物に向ける。

例えば、ＬＥＤ照明装置１０１をトンネル照明に用いる場合、トンネルの天井面に配置された設置用のブラケット（図示せず）にＬＥＤ照明装置１０１を取り付ける。この場合の取り付け方向は、ＬＥＤ照明装置１０１の底面側が下方を向く方向である。これにより、ＬＥＤ照明装置１０１の光照射方向は、下方向きとなる。

別の一例として、例えば高速道路のインターチェンジに設置されている表示板のバックライト照明にＬＥＤ照明装置１０１を用いる場合、表示板内に設けられた設置用のブラケット（図示せず）にＬＥＤ照明装置１０１を取り付ける。この場合の取り付け方向は、ＬＥＤ照明装置１０１の底面側が表示板の正面側を向く方向である。これにより、ＬＥＤ照明装置１０１の光照射方向は、水平向きとなる。

ＬＥＤ照明装置１０１は、ハウジング１０２の内部に二本のＬＥＤランプ２０１を収納保持する（図４参照）。ハウジング１０２は、光照射部分に透光性を有する保護板１０３を有している。一例として、保護板１０３はガラス板によって形成されている。別の一例として、保護板１０３をアクリル板によって形成するようにしても良い。

ＬＥＤ照明装置１０１は、その四隅近傍に図示しないブラケットに対する取り付け用の取付片１０４を有している。また、図１中、符号１０５はグランド端子である。

図２は、ＬＥＤ照明装置１０１の正面図である。ハウジング１０２は、下部ハウジング１０２ａと上部ハウジング１０２ｂとが貝のように開閉自在に接合して形成されている。これらの下部ハウジング１０２ａ及び上部ハウジング１０２ｂを開閉自在に連結結合するのは四個のヒンジ１０７である。ヒンジ１０７によって開閉自在の下部ハウジング１０２ａと上部ハウジング１０２ｂとは、その開口側を四個のラッチ１０８によってクランプすることができるようになっている（図１、図４参照）。

図３は、ＬＥＤランプ２０１の一端側の斜視図である。ＬＥＤランプ２０１は、その両端に電極２０２を有している。電極２０２は、ＬＥＤランプ２０１の一端側にそれぞれ二つ組にして設けられている。このような電極２０２は、ＬＥＤランプ２０１を形成する直管形状のカバー部材２０３の両端を封止する封止部材２０４に保持され、封止部材２０４から突出形成されている。

図４は、ＬＥＤ照明装置１０１の縦断側面図である。ハウジング１０２の内部には、ＬＥＤランプ２０１を保持するランプホルダ１０９と反射板１１０とが設けられている。

図４中、ランプホルダ１０９は、二本のＬＥＤランプ２０１に対応する一つずつしか示されていないが、実際には一対のランプホルダ１０９でＬＥＤランプ２０１の両端を保持する構造である。このようなランプホルダ１０９は、ＬＥＤランプ２０１の電極２０２を差し込み可能な一対の湾曲した電極挿入孔１１１を有しており、これらの電極挿入孔１１１に電極２０２を差し込んだ状態でＬＥＤランプ２０１を僅かに回転させることで、ＬＥＤランプ２０１をラッチ状態で保持する。この際、ランプホルダ１０９は、ＬＥＤランプ２０１の電極２０２に電気的に接続し、ＬＥＤランプ２０１をその点灯回路（図示せず）に導通接続させる。更に、ランプホルダ１０９は、二本のＬＥＤランプ２０１を平行に列設させるように配置されている。

反射板１１０は、ランプホルダ１０９に保持されるＬＥＤランプ２０１を覆う。したがって、側面から見たランプホルダ１０９は、あたかも二つの山が並んでいるかのような形状を有している。

図５は、反射板１１０及び縦断面にしたＬＥＤランプ２０１の側面図である。ＬＥＤランプ２０１は、カバー部材２０３に放熱基板２０５とＬＥＤ２０６とを内蔵している。つまり、カバー部材２０３は、一例としてポリカーボネートを材料として不透明に形成された両端開口の直管形状のもので、その内周面の一部に一対のカバーレール２０７を有している。これらのカバーレール２０７は、カバー部材２０３の長手方向に延出してカバー部材２０３と一体的に形成されている。カバーレール２０７は、カバー部材２０３の製造時に一体に形成されたものであっても、カバー部材２０３に対して後付けされたものであっても、いずれでも良い。もっとも、カバーレール２０７は、カバー部材２０３と同一の材料によって形成されていることが好ましい。

放熱基板２０５は、アルミ製の長尺状部材であり、カバー部材２０３の一端側からカバーレール２０７に差し込まれてカバー部材２０３の内周とカバーレール２０７との間に挟持されている。このような放熱基板２０５は、カバー部材２０３に取り付けられたアルミ製の基板基体２０８とこの基板基体２０８に接合固定されたアルミ製のＬＥＤ基板２０９とによって形成されており、ＬＥＤ基板２０９に複数個のＬＥＤ２０６を搭載している。つまり、ＬＥＤ基板２０９は、長尺状の平板部材であり、複数個のＬＥＤ２０６を一列に列設している。そして、基板基体２０８は、一対のカバーレール２０７と平行な一対の基板レール２１０を有しており、基板基体２０８の一端側から差し込まれたＬＥＤ基板２０９を基板レール２１０によって保持している。こうして基板レール２１０に保持されたＬＥＤ基板２０９は、ＬＥＤ２０６を搭載する面の裏面側である平坦面を基板基体２０８に接合させている。

以上のような構造上、カバー部材２０３内の内周面側に寄った位置に放熱基板２０５及びＬＥＤ２０６が共に配置される。つまり、放熱基板２０５及びＬＥＤ２０６は、カバー部材２０３の内周面に一部にオフセットして配置されている。そして、こうしてオフセット配置された複数個のＬＥＤ２０６は、全て、カバー部材２０３の開口する両端を封止する封止部材２０４に設けられた電極２０２に接続されている。

ここで、反射板１１０とＬＥＤランプ２０１との間の関係において重要なことは、ＬＥＤランプ２０１における放熱基板２０５及びＬＥＤ２０６のオフセット方向が反射板１１０の方向に向けられているということである。これを実現しているのは、ハウジング１０２内に設けられているランプ保持構造１１２である。ランプ保持構造１１２は、ＬＥＤランプ２０１の電極２０２を一対のランプホルダ１０９で着脱自在に保持することで放熱基板２０５及びＬＥＤ２０６のオフセット位置側を予め決められた方向、図５に示す一例では上方に向けてＬＥＤランプ２０１を保持する構造である。このような反射板１１０とＬＥＤランプ２０１との間の関係性によって、ランプホルダ１０９に保持されるＬＥＤランプ２０１におけるＬＥＤ２０６のオフセット位置側を覆うように反射板１１０を配置すれば、ＬＥＤランプ２０１がその中心軸を通る面よりもＬＥＤ２０６のオフセット位置方向に向けて照射する照射光を反射板１１０によって反射することができる。

これに加えて、例えば特許文献４に記載されているような拡散反射シートを反射板１１０の反射面に配置することによって、その光拡散反射効率を飛躍的に高めることができる。

このような構成において、本実施の形態によれば、ＬＥＤランプ２０１において、カバー部材２０３の内周面側に寄ったオフセット位置にＬＥＤ２０６を位置付けることができ、これにより、ＬＥＤ２０６がＬＥＤランプ２０１の略中心軸を通る面上に位置付けられる従来のＬＥＤランプとの比較において、ＬＥＤランプ２０１からの光照射角度を格段に拡げることができる。このため、光照射角度が狭い従来の蛍光灯形のＬＥＤランプでは光を到達させることができないという意味で無意味だった反射板１１０によってＬＥＤランプ２０１からの照射光を反射してその光照射角度を拡げることができる。したがって、点光源という特性を有するＬＥＤ２０６を用いながらＬＥＤ照明装置１０１としての光照射角度を拡げ、例えばトンネル照明や表示板のバックライト照明としての適用等、その用途を多様化させることができる。

また、本実施の形態によれば、カバー部材２０３内の内周面側にＬＥＤ２０６を寄せてオフセット配置したことにより生ずるカバー部材２０３に対する熱の影響を、アルミ製の放熱基板２０５にＬＥＤ２０６を搭載することにより解消することができる。この場合、放熱基板２０５の全部をカバー部材２０３内に配置したとしても、十分な放熱効果を生じさせることができる。

また、本実施の形態によれば、基板基体２０８とＬＥＤ基板２０９とに分離して放熱基板２０５を形成したので、放熱基板２０５に対するＬＥＤ２０６の搭載という製造の一工程の容易化を図ることができる。

更に、ＬＥＤランプ２０１のカバー部材２０３を不透明に形成したので、ＬＥＤ２０６が光照射特性として有している点光源としての性質を和らげることができ、光照射の均質感を醸し出すことができる。

２０３ カバー部材
２０５ 放熱基板
２０６ ＬＥＤ
２０２ 電極
２０１ ＬＥＤランプ
１０９ ランプホルダ
１１２ ランプ保持構造
１１０ 反射板
２０８ 基板基体
２０９ ＬＥＤ基板

Claims (5)

1. 透光性を有する直管形状のカバー部材と、少なくとも一部分が前記カバー部材内の内周面側に寄ったオフセット位置に当該カバー部材の長手方向に沿って配置されたアルミ製の放熱基板と、前記カバー部材内に配置された前記放熱基板の一部分に固定されて前記カバー部材の長手方向に沿い列設された複数個のＬＥＤと、前記カバー部材の端部に設けられた前記ＬＥＤのための電極とを有するＬＥＤランプと、
   前記ＬＥＤランプの電極を一対のランプホルダで着脱自在に保持することで前記放熱基板の側を予め決められた方向に向けて前記ＬＥＤランプを保持し、保持した前記電極に電気的に接続するランプ保持構造と、
   前記ランプホルダに保持される前記ＬＥＤランプの前記放熱基板オフセット位置の側を覆い、前記ＬＥＤランプの照射光を反射する反射板と、
   を備えるＬＥＤ照明装置。
2. 前記ＬＥＤランプは、その中心軸を通る面よりも前記放熱基板オフセット位置方向に向けて光を照射する、請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記放熱基板は、前記カバー部材に取り付けられたアルミ製の基板基体と、前記ＬＥＤを搭載して前記基板基体に接合固定されたアルミ製のＬＥＤ基板とによって形成されている、請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記放熱基板は、その全部が前記カバー部材内に配置されている、請求項１ないし３のいずれか一記載のＬＥＤ照明装置。
5. 前記ＬＥＤランプの前記カバー部材は不透明である、請求項１ないし４のいずれか一記載のＬＥＤ照明装置。

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