JP6135897B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、広告塔や看板等を投光するＬＥＤ電球に係わり、特に照射ムラを抑える技術に関する。

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電球形のＬＥＤランプが盛んに用いられるようになってきており、広告塔や看板を照射するセルフバラスト水銀灯を代替するＬＥＤランプも開発されてきている。
このような看板照明等を目的としたＬＥＤランプでは、投光されるスポット光が所望の大きさに制御され、照射ムラのない被照射面が得られることが重要である。

特許文献１に記載されているＬＥＤランプでは、ＬＥＤ基板を取り付けたトレー状のベース板の側壁に、ＬＥＤを取り囲むようにベース板の円周に沿って配置され、ＬＥＤから入射する光線成分を透光性カバーに向けて反射する反射面を有した環状の反射体を備えている（第１実施形態の［００２１］）。かかる反射体を備えることで、ＬＥＤランプの水平方向（ＬＥＤ基板の面に平行な方向）への光の拡がりが抑えられ、所望のビーム角を得ることができ、また照射ムラも抑えられている。
また特許文献２に記載されているＬＥＤランプでは、照射開口部に向けて拡開するように内面側に反射面が形成された反射体と、照射開口部を覆うとともに、少なくとも内面側における周縁部がブラスト処理された透光性カバーとを具備することで、所望のビーム角を維持したまま、照射ムラを抑えることができている。

特開２０１２−３８６９１ 特開２０１１−２２２１４９

しかしながら、特許文献１では、ＬＥＤの配置と反射体の位置を最適化する必要があり、ＬＥＤの配置が規制され、また部品点数や組み立て工程が増えてしまう。
更に特許文献２では、照射ムラを無くすために、透光性カバーの内側をブラスト処理しているが、そのブラスト処理範囲が記載されていなく、そのブラスト処理領域が狭ければ照射ムラが生じ、広ければ被照射面の照度が不均一になる。
本発明は、以上のような課題を解決するため鋭意検討した結果なされたものであり、反射体を使用せず、透光性カバーのみで、所望のビーム角と、照射ムラ及び色ムラの無い被照射面とを実現する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、一端面側に前記ＬＥＤ基板が設置された筐体と、前記ＬＥＤ素子を覆うように前記筐体の一端部に係合されたドーム形状の透光性カバーとからなり、前記透光性カバーの前記筐体との係合部から頂部にかけての一部に光散乱領域を設け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、前記筐体との係合部から頂部にかけて曲率が漸減するドーム形状に形成され、前記光散乱領域は、前記筐体との係合部の全周端から頂部に向かって環状帯形状に形成され、前記環状帯形状の帯幅が、ビーム角に合わせて決定されていることを特徴とするものである。
ビーム角は、ＬＥＤ素子の光軸方向の明るさが１／２になる角度である。

請求項３に記載の発明にあたっては、前記筐体と、前記ＬＥＤ基板の間に、放熱部材が配置され、前記放熱部材は、一端面が開口した内部が中空な有底筒状体からなり、前記放熱部材の内側の底面に、前記ＬＥＤ基板が載置され、前記放熱部材の開口縁部に、前記透光性カバーが係合されていることを特徴とするものである。

請求項１または２の発明によれば、曲率変化と一定の帯幅の光散乱領域を備えた透光性カバーを使用することで、特別な反射体を用いることなく、所望のビーム角で、照射ムラ及び色ムラが生じない被照射面を実現するＬＥＤランプを提供できる。
なお前記帯幅を大きくすることで、ビーム角を広くでき、前記帯幅を小さくすることで、ビーム角を狭くできる。
また透光性カバー全面に光散乱領域を設けると、前記透光性カバーの形状によって、所望のビーム角を得ることができるものの、前記光散乱領域を形成したシボ加工等の模様が被照射面に映りこむようになるので好ましくない。

請求項３の発明によれば、有底筒状体の放熱部材を用いることで、ＬＥＤ素子で発生した熱が電源基板に伝導しにくくなるため電子部品の寿命を伸ばすことができ、長寿命であって、所望のビーム角を有し、照射ムラ及び色ムラが生じないＬＥＤランプを提供できる。

本実施形態に係わるＬＥＤランプの外観図 本実施形態に係わる電球形ＬＥＤランプの断面図 本実施形態に係わる透光性カバーの外観図 本実施形態に係わる透光性カバーの断面図

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、本実施形態に係わるＬＥＤランプ１０の外観図である。図２は本実施形態に係わるＬＥＤランプ１０の断面図である。図３は本実施形態に係わる透光性カバーの外観図である。図４は本実施形態に係わる透光性カバーの断面図である。

本実施形態に係わるＬＥＤランプ１０は、屋外の看板等を照射するためのもので、複数のＬＥＤ素子１と、ＬＥＤ基板２と、放熱部材３と、筐体４と、電源基板５と、透光性カバー６と、口金７とを具備している。

ＬＥＤ素子１としては公知の種々のＬＥＤを用いることができる。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のＬＥＤ素子を用いている。またチップオンボード型のＬＥＤモジュールを使用してもよい。

ＬＥＤ基板２は、略円形の平板で公知のガラスエポキシ基板、金属基板、セラミックス基板等のプリント基板を用いることができる。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が用いられ、片面にＬＥＤ素子１が実装されている。

放熱部材３は、熱伝導率の高い材料（例えば、アルミニウム、銅などの金属材料や酸化金属材料など）で形成されていることが好ましい。本実施形態では、アルミニウムを用いて、円柱形状の有底筒体に形成され、表面がアルマイト処理されたものを使用している。この放熱部材３の内側底面に、ＬＥＤ基板２が接合されている。この放熱部材３の外周面が、ＬＥＤランプ１０の外殻の一部を形成しており外気に露出し、外側底面が筐体４に接合している。
なお、前記内側底面に放熱グリースの塗布あるいは熱伝導性ゴム等を挟み込み、隙間を無くすことが好ましい。これによって、ＬＥＤ素子１で発生した熱が、放熱部材３に伝導しやすくなり効率的に放熱されるようになる。

筐体４は、放熱部材３よりも熱伝導性の小さな樹脂を用いて形成されている。本実施形態では、ガラス繊維強化ナイロンを使用したが、これに限定されるものではなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアミド、フェノール樹脂、アクリル樹脂等公知の樹脂材料や、これらにガラス繊維等を含有した強化樹脂が使用できる。
この筐体４は、一端部に径の大きな開口面が形成され、前記開口面から、前記口金螺合部に向けて外径が小さくなる、内部が中空な円筒形状に形成されている。

電源基板５は、前記筐体中空部の断面形状に合わせた平板状のプリント基板であり、前記中空部に、口金７の回転軸線と、この電源基板５の長手方向とが平行になるように収納されている。

透光性カバー６は、ポリカーボネート樹脂を用いて、前記放熱部材との嵌合部６ａから頂部６ｄにかけて曲率が漸減するドーム形状に形成されている。この透光性カバー６の開口端部 に、放熱部材３の内径と略同じ寸法となるように一体に形成されたカバー嵌合部６ａの外周面に、環状のパッキンを挿入するための周溝６ｂが形成されている。前記透光性カバー６の嵌合部６ａから、頂部６ｄに向かって、前記カバー内周面にシボ加 工を施し、環状帯形状の光散乱領域６ｃを形成した。前記光散乱領域６ｃの帯幅を所望の 幅に形成することによって、ビーム角１１０度となるＬＥＤランプ１０を作成した。
また前記周溝６ｂにパッキンを挿入し、パッキンを潰しながらカバー嵌合部６ａを放熱 部材３の内側に嵌め込むことによって、透光性カバー６が固定されている。

１：ＬＥＤ素子
２：ＬＥＤ基板
３：放熱部材
４：筐体
５：電源基板
６：透光性カバー、６ａ：カバー嵌合部、６ｂ：周溝、６ｃ：光散乱領域、６ｄ：頂部
７：口金
１０：ＬＥＤランプ

Claims (3)

1. ＬＥＤ素子が実装されたＬＥＤ基板と、
   一端面側に前記ＬＥＤ基板が設置された筐体と、
   前記筺体に接合された放熱部材と、
   前記ＬＥＤ素子を覆うように前記放熱部材の一端部に嵌め込まれたドーム形状の透光性カバーとからなり、
   前記透光性カバーの前記放熱部材との嵌合部から頂部にかけての一部に光散乱領域を設けたことを特徴としたＬＥＤランプ
2. 前記透光性カバーは、前記放熱部材との嵌合部から頂部にかけて曲率が漸減するドーム形状に形成され、前記光散乱領域以外の部分は光の散乱率が前記光散乱領域より低く、前記光散乱領域は、前記放熱部材との嵌合部の全周端から頂部に向かって環状帯形状に形成され、
   前記環状帯形状の帯幅が、ビーム角に合わせて決定されていることを特徴とした請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記筐体と、前記ＬＥＤ基板の間に、前記放熱部材が配置され、
   前記筺体は、一端面側とは反対側に口金が配設され、
   前記放熱部材は、一端面が開口した内部が中空な有底筒状体からなり、
   前記放熱部材の内側の底面に、前記ＬＥＤ基板が載置され、 前記放熱部材の開口縁部に、前記透光性カバーが係合されており、
   前記口金、前記筺体、前記放熱部材、前記透光性カバーが一端面側とは反対側から一端面側に向かって同順で位置していることを特徴とした請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。