JP2014120412A - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命の発光ダイオードを光源とする照明装置において、透光性カバーとランプ本体との結合の信頼性を高め、透光性カバーの落下や、ＬＥＤランプをソケットから外す際に透光性カバーだけが外れるということがないＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】熱伝導載置部材３の外周壁３３と放熱部材４の内壁で形成される環状の溝２６に接着剤を注入し、透光性カバー５の環状延出部５１に設けた係止用の係止部５２を熱伝導載置部材３に設けた位置決め部３５に位置決めして上方より被せ透光性カバー５を反時計回り方向に回転させる。この回転操作により係止部５２が熱伝導載置部材３の係止用突出部３８と係止された状態で前記接着剤によって固着される。
【選択図】図４

Description

本発明は、発光ダイオード等の固体発光素子を用いた電球代替可能な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照明装置が盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、白熱電球を用いた一般照明装置においても、そのまま置き換え可能なＬＥＤランプが急速に普及してきている。

特開２００８−９１１４０号公報

特許文献１には、基板に実装された発光ダイオードと発光ダイオードを点灯させる点灯装置と、点灯装置が収容され、一方側に口金を装着し、他方側に基板を取付けているカバーと、発光ダイオードを覆うようにカバーの他方側に取付けられた透光性グローブからなるＬＥＤランプが示されている。

透光性グローブは、従来の白熱電球の外観形状に近似させ透光性を必要とするので、合成樹脂またはガラスで構成されている。一方、グローブを接合する本体は、発光ダイオードの熱を放熱させて発光効率の低下を抑制するために熱伝導性の良好な、例えばアルミニウム等の金属で形成されている。

このため、透光性グローブと本体との結合には、耐熱性、耐紫外線性、電気絶縁性を有し、耐湿性も考慮したシリコン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤を用いている。

しかし、ＬＥＤランプは消費電力が少なく寿命が長いという特徴から長期間使用されるため、寿命末期における安全性の確保も重要となっている。例えば、発光ダイオードの寿命よりも先に接着剤が劣化する虞がある。接着剤が劣化した場合には、照明器具に装着されたＬＥＤランプの透光性グローブが落下する虞がある。また、落下しない場合でも、電球を取り替えようとして照明器具のソケットから外す際に、透光性グローブと電球本体との接着力が低下していると透光性グローブのみが外れ、本体部分がソケットに残ってしまう虞があり、本体部分の掴み代が少なくなってソケットから外せなくなる問題が生じる。また、透光性グローブのみが外れてしまうと、発光ダイオード等の電気配線部が露出して危険である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、長寿命の発光ダイオードを光源とする照明装置において、透光性グローブと本体との結合の信頼性を高め、透光性グローブの落下や、電球をソケットから外す際に透光性グローブだけが外れるということがないＬＥＤランプを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明にあたっては、ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板を載置して放熱する載置部材と、点灯回路基板を収納する筒状の絶縁筐体と、該絶縁筐体を収納する筒状の放熱部材と、前記ＬＥＤ基板を覆うように装着された透光性カバーとを備えたＬＥＤランプにおいて、前記載置部材を前記放熱部材の一端開口側に固定するとともに、前記透光性カバーを前記載置部材に係止させた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、前記透光性カバーは、前記載置部材に対して回転係止させるものであり、前記載置部材と放熱部材との間隙部に接着剤を装填して、前記透光性カバーと前記放熱部材を固着す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、前記透光性カバーは反時計方向に回転させて、前記載置部材に係止する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、前記透光性カバーの環状延出部に設けた係止部を、
前記載置部材に設けた位置決め部に位置決めして上方より被せ、該透光性カバーを反時計回りに回転させた方向に形成された載置部材の係止用突出部に、前記係止部を係止するとともに、前記載置部材の外周壁と放熱部材の内壁で形成される環状の溝に、接着剤を装填したことを特徴とするものである。

請求項１ないし２の本発明によれば、透光性カバーは載置部材と同軸で回転操作することにより載置部材に係止され、尚且つ接着剤を併用して固着したので、ＬＥＤランプの寿命末期において透光性カバーとＬＥＤランプ本体の接着力が低下しても透光性カバーは載置部材に機械的に係止されているため、透光性カバーの落下が防止されるＬＥＤランプを提供することができる。

請求項３ないし４の発明によれば、ＬＥＤランプを取り替えようとして、照明器具のソケットから外すためにＬＥＤランプを反時計方向に回転させても、透光性カバーを反時計方向に回転させて係止しているので、透光性カバーとＬＥＤランプ本体との接着力が低下していても透光性カバーの係止が外れる回転方向ではないので、透光性グローブのみが外れて、本体部分がソケットに残ってしまうということがないＬＥＤランプを提供することができる。

本実施形態のＬＥＤランプを上方から見た斜視図 本実施形態のＬＥＤランプを斜め上方から見た分解斜視図 本実施形態のＬＥＤランプを斜め下方から見た分解斜視図 本実施形態のＬＥＤランプの組立て方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は、その組立て手順を示す斜め上方から見た斜視図 本実施形態のＬＥＤランプであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図 本実施形態の透光性カバーの組立て方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｃ）は、その組立て手順を示す斜め上方から見た斜視図

以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施の形態は一例であり、これに限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係るＬＥＤランプ１を上方から見た斜視図で、図２は本実施形態に係るＬＥＤランプを斜め上方から見た分解斜視図である。また、図３は本実施形態に係るＬＥＤランプを斜め下方から見た分解斜視図である。

ＬＥＤランプ１は図２、図３に示すように、ＬＥＤ素子２１（発光ダイオード）と、当該ＬＥＤ素子２１を実装するＬＥＤ基板２と、該ＬＥＤ基板２を載置する熱伝導載置部材３と、上方から該ＬＥＤ基板２を熱伝導載置部材３に保持するホルダ１１０と、前記熱伝導載置部材３を他端に備える放熱部材４（本体）と、前記ＬＥＤ基板２を覆う透光性カバー５（透光性グローブ）と、複数の電子部品６１を実装した点灯回路基板６と、前記点灯回路基板６を収納し、且つ前記放熱部材４内に配された絶縁筐体７（回路格納部材）と、前記絶縁筐体７内に点灯回路基板６を格納し絶縁筐体７の開口部を塞ぐ絶縁蓋８と、前記放熱部材４に螺合して固定するブッシュ９と、口金部材１０とを備える。

ＬＥＤ基板２は基板２２と当該基板２２の主面に実装されたＬＥＤ素子２１で構成され、当該基板２２は略矩形状のガラスエポキシ基板、金属基板、セラミック基板等のプリント基板であり、本実施形態では、電気絶縁樹脂で被覆された金属基板からなるプリント基板を用いた。ＬＥＤ素子２１は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を用いている。

熱伝導載置部材３は熱伝導率の高い、例えばアルミニウム等の金属材料を材料とし、ＬＥＤ基板２を載置すると共に、両端が開口した略椀形円筒形状の放熱部材４の他端にビスによって固定される。熱伝導載置部材３は径方向外方へ延出する環状の延出部３４を有する円盤状で、前記ＬＥＤ基板２の基板下面が面接触するように後述するホルダ１１０によって載置部３１に押し付け固定される。

熱伝導載置部材３は、厚み方向に貫通する複数のネジ止め透孔４０と、点灯回路からの給電線を通すための複数の貫通部３６が備えられている。また、外周壁３３には、透光性カバー５を係合するために、軸心から径方向外方に向けて係止用突出部３８を設けている。前記環状の延出部３４の一部は前記外周壁３３と直径を同じくし、前記係止用突出部３８に対応して透光性カバー５を係止する際の位置決め部３５を有している。

ホルダ１１０は、ＰＢＴ樹脂等の汎用樹脂を使用し、角孔１１５を備えて円盤状に形成される。ネジ止め用の透孔１１３を有し前記透孔１１３の周囲にはネジ２５の頭部を収容する凹状の座部１１２が凹設されている。

前記角孔１１５の４辺全ての縁部には内方向に向けて延出した延出部１１６があり、前記ＬＥＤ基板２の基板２２の外周部を上方より押さえ、ＬＥＤ基板２を前記熱伝導載置部材３に位置決めし押し付ける。外周壁１１４は、前記熱伝導載置部材３の外周壁３３よりも僅かに直径を小さく設定している。これは、後述する透光性カバー５の熱伝導載置部材３への係止をし易くするためである。

放熱部材４は、図２に示すように、その円筒外殻に放射状に放熱フィン４５が一体で複数形成され、両端が開口した中空の椀形円筒形状をしており、外径が大きい一端側の内壁には、前記熱伝導載置部材３の下面３２の外周部を受ける熱伝導載置部材受け面４６と、ネジ止め下穴４３を穿設したネジ止めボス４２を同一面にして形成している。前記ネジ止めボス４２には、熱伝導載置部材３とＬＥＤ基板２及びホルダ１１０がネジ止めによって固定され、ＬＥＤ素子２１が点灯した際に発生する熱を、ＬＥＤ基板２の基板２２から熱伝導載置部材３へ、熱伝導載置部材３からさらに放熱部材４に伝わり外気へと放熱する放熱機能を有する。

図３に示すように、放熱部材４の一端側の内壁にはネジ部４７が形成され、放熱部材４の下部端面４８と後述のブッシュ９（円筒状部材）の当接部９８が当接するまで螺合しブッシュ９を放熱部材４に固定する。放熱部材４は内部に絶縁筐体７を収納し、この絶縁筐体７及び、ブッシュ９内に点灯回路基板６が保持される。（図４、図５）

絶縁筐体７は放熱部材４よりも熱伝導性の小さな汎用樹脂を使用して、中空の略円筒状に形成されている。本実施形態ではＰＢＴ樹脂を用いたが、これに限定されるものではなく、ＰＥＴ，ＰＣ、ポリイミド樹脂等公知の樹脂材料が使用できる。

絶縁筐体７は図２に示すように、両側が開口した中空の椀形円筒形状に形成されており、円筒部７１には前記放熱部材４に形成されたネジ止めボス４２との干渉を避けるための半月状逃げ部７２が設けられている。

絶縁筐体７の円筒部７１の下端（底面部）には図３に示すように、底壁７５と、環状延出部７６が形成されており、前記環状延出部７６と後述するブッシュ９の上部端部９７で、点灯回路基板６と放熱部材４の内壁との電気的な絶縁がなされる。また、円筒部７１の上部開口側は後述する絶縁蓋８によって塞がれる。

図２、図３に示すように、絶縁蓋８は、絶縁筐体７同様の熱伝導性の小さな汎用樹脂を使用して蓋部８１と外周縁部８２とを有する有底浅皿状に形成されており、底部８８が点灯回路基板６に対向する。

絶縁蓋８の蓋部８１の外周には絶縁筐体７に形成された半月状逃げ部７２に対応した半月状の切り欠き８６が形成され、蓋部８１の主面には、前記熱伝導載置部材３に形成された貫通孔３９及び、角孔３７に、下面３２側から挿入する丸ボス８３と、角柱８５が樹立している。貫通孔３９に挿入する丸ボス８３によって軸心を中心とした回転方向の位置決めをして、角孔３７に角柱８５を嵌入することによって、絶縁蓋８は熱伝導載置部材３の下面３２と結合する。

点灯回路基板６は複数の電子部品６１が基板６２に実装されており、電子部品６１が実装されている基板６２の反対側の面からはＬＥＤ基板２に給電する図示しない給電線が絶縁蓋８の給電線用貫通孔８７を通りＬＥＤ基板２に接続される。絶縁蓋８の給電線用貫通孔８７の周縁には一体で形成したリブ８４が立設されており、金属材料である熱伝導載置部材３に給電線が触れないように保護している。前記リブ８４は熱伝導載置部材３の貫通部３６に係入される。

ブッシュ９は絶縁筐体７同様の熱伝導性の小さな汎用樹脂を使用して開口部９２を有する有底円筒状に成形され、底部９５には図示しない点灯回路基板６へ給電するための給電線を通す底部開口部９６を設けている。ブッシュ９の円筒外殻には放熱部材４と螺合する第一のネジ部９４と、口金部材と螺合する第二のネジ部９１を形成し、第一のネジ部９４と第二のネジ部９１の間には、径方向の外方に延出する鍔部９３を有しており、放熱部材４との螺合固定時のストッパ機能として当接部９８（図２）を形成している。

口金部材１０は照明器具のソケットにねじ込み、ソケットから給電を受けるためのもので、ネジ部１０１と先端部１０２とを有しブッシュ９の円筒外殻に形成された第二のネジ部９１と螺合する。

透光性カバー５は、拡散材を含有したポリカーボネイト樹脂を用いてドーム状に形成されている。この透光性カバー５の開口端部には環状延出部５１が設けられており、前記環状延出部５１の周方向に形成した一対の係止部５２を有している。前記係止用の係止部５２の係止と併せて、熱伝導載置部材３の外周壁３３と放熱部材４の内壁で形成される環状の溝２６（図４（ｃ））に接着剤を注入し前記環状延出部５１を固着する。

図２〜図５で、本実施形態に係るＬＥＤ電球の組立て方法を説明する。
まず始めに、図４（ａ）に示すように、ブッシュ９の第一のネジ部９４を放熱部材４のネジ部４７に螺合させ、次に絶縁筐体７を放熱部材４の開口径が大きい開口部側から挿入する。この時、放熱部材４のネジ止めボス４２と絶縁部材４の半月状逃げ部７２の位置を合わせ挿入する。

この状態で、放熱部材４の内面側は絶縁材料で形成されたブッシュ９と絶縁筐体７によって覆われ、絶縁が保たれる。次に、点灯回路基板６を基板６２の幅寸法が小の方から絶縁筐体７に挿入する。前記基板６２が段階的に幅寸法を変化させていることと、基板６２の複数の電子部品６１が実装されている反対側の面に形成した凸状部６３によって点灯回路基板６の絶縁筐体７内での姿勢の安定化を図っている。

そして、口金部材１０をブッシュ９の第二のネジ部９１に螺合し、図示しない点灯回路へ給電するための給電線を半田付けにより口金部材１０に接合し電気的に接続する。

熱伝導載置部材３の下面３２側に絶縁蓋８を位置合わせてして取り付ける。前述したように熱伝導載置部材３の角孔３７と絶縁蓋に設けた角柱８５が嵌入状態となって絶縁蓋８が熱伝導載置部材３の下面３２に保持される。

次に、ＬＥＤ基板２の基板２２の下面を下にして熱伝導載置部材３の載置部３１に置き、その上からホルダ１１０を被せる。ホルダ１１０はネジ止めするための透孔１１３を熱伝導載置部材３のネジ止め透孔４０に位置決めし、図示しない点灯回路からの給電線を絶縁蓋９の給電線用貫通孔８７を通して上方に導いておく。

この状態で放熱部材４のネジ止め下穴４３と位置決めして熱伝導載置部材受け面４６上に置き、ネジ２５によって放熱部材４に固定する（図４（ｂ））。ネジ２５を締め付けることによって、ＬＥＤ基板２の下面と熱伝導載置部材３を密着させて、ＬＥＤ素子２１からの発熱を効率よく熱伝導載置部材３に伝えることができる。固定したら、前記図示しない点灯回路からの給電線をＬＥＤ基板２の基板２２に半田付けにより電気的に接合する。

次に、透光性カバー５の組立て方法を図４、図６で説明する。図６では、説明し易くするために、外観上見える放熱部材４、ブッシュ９及び口金部材１０は図示していない。最初に図４（ｃ）に示す熱伝導載置部材３の外周壁３３と放熱部材４の内壁で形成される環状の溝２６に接着剤を注入し、図６（ａ）に示すように透光性カバー５の環状延出部５１に設けた係止部５２を熱伝導載置部材３に設けた位置決め部３５に位置決めして上方より被せ透光性カバー５を反時計回り方向に回転させる。（図６（ｂ））この回転操作により係止部５２が熱伝導載置部材３の係止用突出部３８と係止された状態（図６（ｃ））になり、併せて前記接着剤によって固着される。透光性カバー５と熱伝導載置部材３とを反時計回り方向で係止するのは、接着剤が劣化してしまった際でも、ＬＥＤランプをソケットから外すために透光性カバー５を持って反時計方向に回転操作したときに透光性カバー５だけが外れることがないようにするためである。

これにより、透光性カバー５の装着が完了しＬＥＤランプ１が完成する。

１ ＬＥＤランプ
２ ＬＥＤ基板
２１ ＬＥＤ素子
２２ 基板
２５ ネジ
３ 熱伝導載置部材
３１ 載置部
３２ 下面
３３ 外周壁
３４ 延出部
３５ 位置決め部
３６ 貫通部
３７ 角孔
３８ 係止用突出部
３９ 貫通孔
４ 放熱部材
４０ ネジ止め透孔
４１ 筒壁
４２ ネジ止めボス
４３ ネジ止め下穴
４５ フィン
４６ 熱伝導載置部材受け面
４７ ネジ部
４８ 下部端面
５ 透光性カバー
５１ 環状延出部
５２ 係止部
６ 点灯回路基板
６１ 電子部品
６２ 基板
６３ 凸状部
７ 絶縁筐体
７１ 円筒部
７２ 半月状逃げ部
７３ 内壁
７４ 開口側端面
７５ 底壁
７６ 環状延出部
８ 絶縁蓋
８１ 蓋部
８２ 外周縁部
８３ 丸ボス
８４ リブ
８５ 角柱
８６ 半月状切り欠き
８７ 給電線用貫通孔
８８ 底部
９ ブッシュ
９１ 第二にネジ部
９２ 開口部
９３ 鍔部
９４ 第一のネジ部
９５ 底部
９６ 底部開口部
１０ 口金部材
１０１ ネジ部
１０２ 先端部
１１０ ホルダ
１１１ 上面
１１２ 座部
１１３ 透孔
１１４ 外周壁
１１５ 角孔
１１６ 延出部
１１７ 下面

Claims (4)

1. ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板を載置して放熱する載置部材と、
   点灯回路基板を収納する筒状の絶縁筐体と、
   該絶縁筐体を収納する筒状の放熱部材と、
   前記ＬＥＤ基板を覆うように装着された透光性カバーと、
   を備えたＬＥＤランプにおいて、
   前記載置部材を前記放熱部材の一端開口側に固定するとともに、
   前記透光性カバーを前記載置部材に係止させたことを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 前記透光性カバーは、前記載置部材に対して回転係止させるものであり、
   前記載置部材と放熱部材との間隙部に接着剤を装填して、
   前記透光性カバーと前記放熱部材を固着することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記透光性カバーは反時計方向に回転させて、前記載置部材に係止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤランプ。
4. 前記透光性カバーの環状延出部に設けた係止部を、
   前記載置部材に設けた位置決め部に位置決めして上方より被せ、
   該透光性カバーを反時計回りに回転させた方向に形成された載置部材の係止用突出部に、
   前記係止部を係止するとともに、
   前記載置部材の外周壁と放熱部材の内壁で形成される環状の溝に、
   接着剤を装填した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。