JP2008135210A - Ｌｅｄ電球および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光ランプと同時に通常時の点灯が可能であって、発光効率が良好な発光ダイオードを有するＬＥＤ電球、または簡素な構造であって、光源として発光効率が良好な発光ダイオードのみを有するＬＥＤ電球およびこれらのＬＥＤ電球を装着する照明器具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ電球３１は、屈曲形のバルブ３８を有する蛍光ランプ３２と、一方側に電球用ソケットに装着可能な口金９を有し、他方側に蛍光ランプ３２を配置している基体３３と、口金９内に位置するように配置された発光ダイオード３と、基端部３４ａから発光ダイオード３の放射光が入射され、先端側の導光出部３４ｂがバルブ３８の頂部側に位置するように基体３３に支持された導光体３４と、基体３３内に収容され、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３をそれぞれ個別に点灯可能な点灯回路３５とを具備している。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオードからの放射光が導光されて出射されるＬＥＤ電球およびこのＬＥＤ電球を装着する照明器具に関する。

発光ダイオードは、コンパクトな構成で長寿命であり、近年、光束の高出力化に伴い、照明用光源としての応用が拡大している。しかし、主照明の光源としては、発光効率が低くて所定の光束を得にくいものである。そこで、発光ダイオードを常夜灯（ナイトライト）として用い、蛍光ランプを通常光源として用いる一体型光源が提案されている（特許文献１参照。）。この従来技術の一体型光源は、蛍光ランプの端部側を囲むように２個または４個の発光ダイオードが配置されており、発光ダイオードの放射光を蛍光ランプの前方および周回方向に出射させている。そして、発光ダイオードおよび蛍光ランプの切り換えは、例えば電源のオンオフの変化で行っている。

また、発光ダイオードおよび蛍光ランプを具備するランプとして、複数の発光ダイオードを例えばアクリルからなるロッド状の構造ユニットに配設し、この構造ユニットを例えばＵ字形のコンパクト形蛍光ランプの直線状バルブ間の中心またはこの中心において直線状バルブ同士を結ぶ方向と直交する方向の位置に配置しているランプが提案されている（特許文献２参照。）。この従来技術のランプは、発光ダイオードからの放射光と蛍光ランプからの放射光が混合されて、例えば均一な輝度分布が得られ、あるいは所定の色温度が得られるものである。

また、発光ダイオードを単独で用いた電球（ＬＥＤ電球）が提供されている。例えば、点灯回路部品を実装した基板と、複数の発光ダイオードを実装した基板を上下二段にして両方の基板を電球用口金の内部に収納した電球が提案されている（特許文献３参照。）。この従来技術の電球は、点灯回路部品としてチップ型の部品が使用されているので、点灯回路を電球用口金の内部に収納することができて小型化することができるものであり、電球用口金の開口に例えばボール状のグローブが接着材で接着されている。

また、平面状の発光面をもつＬＥＤ素子と光ファイバとが第１および第２のハウジングにより一方向に配置された照明ファイバモジュールが提案されている（特許文献４参照。）。この従来技術の照明ファイバモジュールは、第１のハウジングがソケット部（電球用口金）、ＬＥＤ取付部およびカバー取付部からなり、第２のハウジングが光ファイバを貫通させているものである。そして、カバー取付部と第２のハウジングとを嵌合させることにより、ＬＥＤ素子の発光面および光ファイバの一端を収納する収納室が形成され、この収納室が鏡面により形成され、屈折率が１．４〜１．６のマッチングオイルを封入している。これにより、ＬＥＤ素子の発光面から光ファイバへ伝達されなく漏れた光が収納室の鏡面で反射されて光ファイバに伝達されやすくなり、マッチングオイルが端面反射を減少させるので、光ファイバの他端から出射される光で十分な明るさを得ることができるというものである。
特表２００４−５３８６０１号公報（第４−５頁、第１図） 特表２００５−５１４７５３号公報（第８−１０頁、第１図） 特開２００３−１５１３０６号公報（第２−３頁、第１図） 特開２００２−２８９００２号公報（第２−３頁、第１図）

特許文献１の一体型光源は、発光ダイオードが蛍光ランプの端部側に配置され、蛍光ランプの電極に近くなっているので、蛍光ランプの点灯時に当該電極からの熱が加わる。したがって、発光ダイオードは、蛍光ランプの点灯時に点灯されると、温度上昇が大きくなって、使用寿命が短くなり、色度が変化するので、主として常夜灯としてのみ使用されるものである。また、各々の発光ダイオードの放射光の一部が蛍光ランプにより遮られるので、発光ダイオードの照射効率が低下するという欠点を有する。

特許文献２のランプは、発光ダイオードが蛍光ランプの発光部と近い位置関係となっており、蛍光ランプからの熱影響を受けやすくなっている。この結果、蛍光ランプは、Ｕ字形のバルブ１本により形成され、放射光の光束が低くなるものであり、発光ダイオードは、温度上昇の抑制のために供給される電流が制限されて、放射される光束が増加されづらいものである。したがって、ランプから出射される光束が低く、明るく照明することができないおそれがある。

そして、特許文献３の電球は、口金内の発光ダイオードからグローブまでの距離が大きいので、グローブに光学的むらが生じやすいなど、配光制御が難しく、照射効率が低いものである。また、点灯回路部品および発光ダイオードからの熱を放熱させる手段を具備していないので、当該熱が電球用口金内にこもりやすく、発光ダイオードの温度上昇が大きくなって、発光効率が低下し、使用寿命が短くなるという欠点を有する。

また、特許文献４の光ファイバモジュールは、光ファイバを貫通する第２のハウジングを備え、ＬＥＤ素子の発光面および光ファイバの一端を収納する収納室が形成され、この収納室が鏡面により形成されているとともにマッチングオイルを封入しているので、構造が複雑であり、製造に手間を要するおそれがある。

本発明は、蛍光ランプと同時に通常時の点灯が可能であって、発光効率が良好な発光ダイオードを有するＬＥＤ電球、または簡素な構造であって、光源として発光効率が良好な発光ダイオードのみを有するＬＥＤ電球およびこれらのＬＥＤ電球を装着する照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載のＬＥＤ電球の発明は、一方側に電球用ソケットに装着可能な口金を有する基体と；口金内に位置するように配置された発光ダイオードと；基端部から発光ダイオードの放射光が入射され、先端側の導光出部が基体の他方側から外方に位置するように基体に支持された導光体と；基体内に収容され、発光ダイオードを点灯する点灯回路と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

「口金内に位置するように」とは、口金内に位置する基体の一方側に発光ダイオードが配置されていることを許容する。すなわち、発光ダイオードは、基体の一方側を介して口金内に配置されていてもよい。

発光ダイオードは、表面実装形（チップ形）、砲弾形のいずれであってもよいが、空間容積が小さい表面実装形が好ましい。そして、発光ダイオードから放射される放射光の光色や色温度などは、任意でよい。また、発光ダイオードの数量は、１個または複数個のいずれであってもよい。

導光体は、例えばアクリル樹脂などの合成樹脂やガラスからなり、基端部の端面に入射された発光ダイオードからの放射光を導光（伝播）して先端側の導光出部から出射させるものである。その形状は、柱状好ましくは円柱状であるが、中間が屈曲されていてもよい。また、導光体は、光ファイバの集合体により形成されていてもよい。

また、導光体は、基体に直接的に支持される他、基体に固定された部材により支持されることを許容する。

基体の他方側には、導光体を覆う透光性のグローブが取り付けられていてもよい。

本発明によれば、発光ダイオードを点灯させると、その放射光は、導光体の基端部から導光体内に入射し、導光体の基端部から先端側の導光出部側に導光し、先端側の導光出部を含む導光出部（外面）から外方に出射される。そして、発光ダイオードは口金内に配置され、点灯回路は基体内に収容されるので、発光ダイオードは点灯回路部品の発熱による熱影響が抑制され、発光ダイオードからの熱は口金を介して放熱される。これにより、発光ダイオードの温度上昇および温度むらが抑制されて、発光ダイオードの発光効率が向上し、良好なものとなる。

請求項２に記載のＬＥＤ電球の発明は、両端部に一対の電極が封装された屈曲形のバルブを有する蛍光ランプと；一方側に電球用ソケットに装着可能な口金を有し、他方側に蛍光ランプを配置している基体と；口金内に位置するように配置された発光ダイオードと；基端部から発光ダイオードの放射光が入射され、先端側の導光出部が前記バルブの頂部側に位置するように基体に支持された導光体と；基体内に収容され、蛍光ランプおよび発光ダイオードをそれぞれ個別に点灯可能な点灯回路と；を具備していることを特徴とする。

屈曲形のバルブは、直管状のバルブを加熱、軟化させて折曲したものの他、管状のバルブ同士を端部で継いで連通させたブリッジ形あるいはブリッジ後にモールド形で形成したバル ブも包含される。

発光ダイオードの放射光の光色や色温度などは、蛍光ランプと略同等であってもよく、異なっていてもよい。

「導光体の先端側の導光出部がバルブの頂部側に位置する」とは、導光出部がバルブの頂部または頂部の近辺に位置することを意味する。そして、導光出部は、バルブの頂部から突出していなくてもよいが、発光ダイオードの放射光を確実に外方へ放射させるためにバルブの頂部から外方に突出していてもよい。

点灯回路は、蛍光ランプおよび発光ダイオードを一方が点灯のとき他方を消灯させるように構成されてもよく、これに加えて、同時に点灯させるように構成されてもよい。

基体の他方側には、蛍光ランプおよび導光体を覆う透光性のグローブが取り付けられていてもよい。

本発明によれば、発光ダイオードは、口金内に位置して発熱量の大きい蛍光ランプから離間するので、自身の温度上昇が抑制され、発光効率が上昇する。これにより、発光ダイオードでの電力を増加させることができ、放射光の光束を増大させることができる。そして、発光ダイオードおよび蛍光ランプのいずれか一方または両方を点灯させることができ、それぞれの放射光の色温度が異なることによって、各種の照明効果が得られる。

請求項３に記載のＬＥＤ電球の発明は、請求項２記載のＬＥＤ電球において、導光体の先端側の導光出部は、基体から最も突出している前記バルブの頂部から外方に位置していることを特徴とする。

導光体の先端側の導光出部がバルブの頂部から外方に位置する長さが大きいと、蛍光ランプおよび導光体における外形が大きくなり、また、見栄えや意匠性が低下するおそれがあるので、当該長さは、１５ｍｍ以下とするのがよく、好ましくは、５〜１０ｍｍである。あるいは、蛍光ランプが一般照明用電球のグローブ内に収容される外形であるときは、導光体が当該グローブ内に収容可能な前記長さであることが好ましい。

本発明によれば、導光体の先端側の導光出部がバルブの頂部から外方に位置するので、当該導光出部の端面から発光ダイオードの放射光がバルブに遮られることなく出射される。

請求項４に記載のＬＥＤ電球の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ電球において、導光体の先端側の導光出部は、発光ダイオードからの放射光が導光体の先端側の周回に亘って拡がって出射されるように形成されていることを特徴とする。

導光体の先端側の導光出部は、端面から内部に、例えば円錐状などの錐体状または半球状の凹部が形成される。

本発明によれば、発光ダイオードからの放射光が導光体の先端側の周回に亘って先端側の導光出部から拡がるように出射されるので、発光ダイオードの放射光により広く略均一な照射領域が得られる。

請求項５に記載のＬＥＤ電球の発明は、請求項１ないし４いずれか一記載のＬＥＤ電球において、発光ダイオードは、伝熱性を有する金属板を介して配設され、口金に熱的に接続されていることを特徴とする。

「発光ダイオードは、伝熱性を有する金属板を介して配設される」とは、発光ダイオードが絶縁処理された金属板上に実装されていること、または発光ダイオードが絶縁基板に実装され、この絶縁基板に金属板が密着しているなど熱的に接続して配設されていることを意味する。

金属板は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）やステンレス（ＳＵＳ）などにより形成することができる。

発光ダイオードは、金属板を介して口金に取り付けられていてもよく、自身を実装している絶縁基板または金属板が直接的あるいは間接的に基体の他方側に取り付けられていてもよい。両者の場合でも、発光ダイオードは、口金と熱的に接続している。

本発明によれば、点灯により発光ダイオードに発生した熱は、金属板に伝熱され、金属板から口金に伝熱される。口金に伝熱された熱は、電球用ソケットから外部に放熱される。そして、金属板は、伝熱性を有するので、発光ダイオードからの熱は、迅速に金属板を介して口金に伝熱される。これにより、発光ダイオードの温度上昇および温度むらがより抑制される。

請求項６に記載の照明器具の発明は、請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ電球と；このＬＥＤ電球が装着される電球用ソケットを配設している器具本体と；を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ電球を配設する照明器具が提供される。

請求項１の発明によれば、導光体の設置において、基端部から発光ダイオードの放射光が入射されるように基端部の端面を発光ダイオードに対向させ、先端側の導光出部を基体の他方側から外方に位置させるので、簡素な構成により発光ダイオードからの放射光を効率的に外方に出射させることができる。また、導光体の導光出部（外面）に亘って発光ダイオードの放射光が出射されるので、光学的な照射むらを抑制可能である。また、発光ダイオードが口金内に配置され、点灯回路が基体内に収容されることにより、発光ダイオードの温度上昇および温度むらが抑制されて発光効率が向上するので、導光体に入射し導光体から出射される光量を増加させることができて、被照射面を明るく照明することができる。

請求項２の発明によれば、発光ダイオードは、口金内に位置するように配置され、その放射光がバルブの頂部側に位置する導光体の先端側の導光出部から出射されるので、発光ダイオードの温度上昇および温度むらが抑制されて発光効率が向上する結果、放射光の光束（光量）を増大することができて、被照射面を明るく照明することができる。また、蛍光ランプと同時に点灯することによって、ＬＥＤ電球から出射される光束が大きくなるので、被照射面をより明るく照明することができる。また、発光ダイオードおよび蛍光ランプのそれぞれの放射光の光色や色温度などを異ならせることにより、発光ダイオードおよび蛍光ランプのいずれか一方または両方を点灯させて、各種の照明効果を得ることができる。

請求項３の発明によれば、導光体の先端側の導光出部がバルブの頂部から外方に位置して、先端側の導光出部から発光ダイオードの放射光がバルブに遮られることなく出射されるので、発光ダイオードからの放射光の照射効率を向上させることができ、被照射面をより明るく照明することができる。

請求項４の発明によれば、導光体の先端側の導光出部は、発光ダイオードからの放射光が先端側の周回に亘って拡がることのできるように形成されて、発光ダイオードの放射光により広く略均一な照射領域が得られるので、被照射面における照射むらを抑制することができる。

請求項５の発明によれば、発光ダイオードからの熱は、伝熱性を有する金属板を介して口金に迅速に伝熱されるので、発光ダイオードの温度上昇および温度むらをより抑制することができて、発光ダイオードの発光効率をより向上させることができる。

請求項６の発明によれば、請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ電球を配設する照明器具を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部切り欠き概略断面図である。ＬＥＤ電球１は、基体２、発光ダイオード３、導光体４、点灯回路５およびグローブ６を有して構成されている。

基体２は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、一方側に円筒状の口金取付部７が形成され、他方側に拡開した環状のカバー部８が形成されている。そして、口金取付部７にエジソンタイプのＥ２６形などの電球用ソケットに装着可能な口金９を配設している。口金９は、ねじ山を備えた筒状のシェル部１０、このシェル部１０の一端側の頂部に図示しない絶縁部を介して設けられたアイレット部１１を備えている。そして、シェル部１０の他端側が基体２の口金取付部７に被せられて、絶縁性の接着材またはかしめなどにより固定されている。

発光ダイオード３は、例えば白色光などの可視光を放射する表面実装形であって、複数個例えば９個が基板１２の一方の面１２ａ側に実装されている。複数個の発光ダイオード３は、配線パターンにより直列的に接続されている。基板１２は、例えばガラスエポキシ材やポリフェノール材からなり、外形が基体２の口金取付部７の外形寸法と略同等の円状に形成され、複数個の発光ダイオード３を中心部に自身の中心に対して対称的に配設している。

そして、基板１２の他方の面１２ｂ側には、伝熱性を有する金属板１３が伝熱性の接着材により密着されている。金属板１３は、例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、外形が基板１２と略同等の円状に形成され、所定の肉厚例えば２〜３ｍｍを有している。ここで、金属板１３は、外周の一部が口金９のシェル部１０の内面側に接触する大きさとなっている。そして、金属板１３は、伝熱性を有する電気絶縁材１４によりシェル部１０の内面に固着されている。このとき、基板１２の一方の面１２ａが基体２の口金取付部７の上面に当接または近接するようにしている。電気絶縁材１４は、例えばシリコーン樹脂などである。

こうして、発光ダイオード３は、口金９内に位置するように配置され、発光ダイオード３を配設している基板１２は、金属板１３を介して、直接的に口金９に接触しまたは電気絶縁材１４を介して口金９に接触している。すなわち、発光ダイオード３は、口金９に熱的に接続されている。そして、基板１２から金属板１３に設けられた孔（図示しない。）を挿通してリード線１５ａ，１５ｂが導出されている。そのリード線１５ａ，１５ｂは、口金９のシェル部１０およびアイレット部１１にそれぞれ電気接続されている。また、基板１２および金属板１３には、基体２の口金取付部７の内部と口金９の内部とを連通する複数の貫通孔（図示しない。）が設けられている。

導光体４は、例えば強化ガラスからなり、円柱状に形成され、基端部４ａの端面に略球面状の凹部１６を有し、先端側の導光出部４ｂの端面に円錐形状の凹部１７を有している。そして、導光体４は、導光出部４ｂが基体２のカバー部８から外方に位置するようにして基体２に支持されている。すなわち、基体２の口金取付部７の内壁に有底の円筒体１８が接着材などにより取り付けられている。その円筒体１８の底板部１８ａの中心側に貫通孔１９が形成されている。そして、その貫通孔１９に導光体４が挿通され、貫通孔１９の内壁と導光体４との隙間および円筒体１８の底面の導光体４の周囲に例えばシリコーン接着材２０が導入されている。これにより、導光体４は、円筒体１８に固着されている。

そして、導光体４の円筒体１８への固着において、基板１２に実装された複数個の発光ダイオード３を基端部４ａの凹部１６が包囲し、略球面状の端面が発光ダイオード３に対向するようにしている。また、先端側の導光出部４ｂを基体２のカバー部８の外周縁部から外方に所定長突出させている。

発光ダイオード３から放射された光は、基端部４ａの略球面状の端面から導光体４の内部に入射され、一部が先端側の導光出部４ｂ側に直接的に導光（伝播）し、一部が導光体４の外面４ｃで反射されて先端側の導光出部４ｂ側に導光し、一部が導光体４の外面４ｃで屈折されて外面４ｃから外方側に出射される。先端側の導光出部４ｂ側には、多量の発光ダイオード３からの放射光が導光される。そして、先端側の導光出部４ｂ側に導光した光は、その一部が凹部１７の円錐傾斜面で屈折し凹部１７を通過して導光体４の略柱状方向（略長手方向）側に出射され、残部が凹部１７の円錐斜面で反射されて、先端側の導光出部４ｂの周回に亘る外面４ｃから外方側に出射される。すなわち、先端側の導光出部４ｂから出射される光は、導光出部４ｂの周回に亘って導光体４の柱状方向（長手方向）から拡がるように出射される。

点灯回路５は、交流電圧例えば１００Ｖを直流電圧例えば２４Ｖに変換し、この直流電圧により発光ダイオード３を点灯させる点灯回路部品を有して構成されている。その点灯回路部品は、回路基板２１に実装されている。回路基板２１は、中心部に導光体４を挿通させる孔２２を有する略円板状に形成され、基体２のカバー部８の内壁に接着剤により固着されている。こうして、点灯回路５は、基体２内に収容されている。

そして、回路基板２１からは、一対のリード線２３ａ，２３ｂおよび一対の出力線２４ａ，２４ｂが導出され、それぞれ円筒体１８に設けられた挿通孔２５，２６を挿通して基板１２に接続されている。リード線２３ａ，２３ｂは、基板１２に形成された配線パターンによりリード線１５ａ，１５ｂに接続され、出力線２４ａ，２４ｂは、配線パターンにより直列接続された発光ダイオード３に接続されている。これにより、点灯回路５は、口金９を介して交流電源が供給され、出力線２４ａ，２４ｂに直流電圧を出力して発光ダイオード３を点灯する。

グローブ６は、透光性を有してなり、例えば透明のガラスや合成樹脂などの材質により、端部６ａに開口２７有する一般照明用電球と略同等の形状に形成されている。すなわち、内部空間を有する根元部６ｂおよび球体部６ｃを有している。そして、グローブ６は、導光体４を覆うようにして、端部６ａが基体２のカバー部８の内側に嵌合され、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着材による接着されて取り付けられている。導光体４の先端側の導光出部４ｂは、球体部６ｃの内部空間に位置し、導光出部４ｂの略球面状の端面がグローブ６の頂部６ｄに対向している。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について説明する。

口金９が給電されると、点灯回路５が動作し、直流電圧例えば２４Ｖが出力される。直流電圧は、出力線２４ａ，２４ｂを介して直列的に接続された複数個の発光ダイオード３の両端間に印加される。これにより、それぞれの発光ダイオード３が点灯し、発光ダイオード３から可視光例えば白色光が放射される。また、点灯に伴って発光ダイオード３から熱が放出される。また、点灯回路５の点灯回路部品からも熱が放出される。

発光ダイオード３から放射された光は、導光体４の基端部４ａの略球面状の端面（凹部１６）から導光体４の内部に入射する。そして、一部の光が先端側の導光出部４ｂ側に直接的に導光（伝播）し、一部の光が導光体４の外面４ｃで反射されまたは反射を繰り返しながら先端側の導光出部４ｂ側に導光される。そして、一部の光が導光体４の外面４ｃで反射されずに屈折されて外面４ｃから外方側に出射される。この導光体４の外面４ｃから出射された光がグローブ６の根元部６ｂを透過することにより、発光ダイオード３からの放射光がグローブ６の根元部６ｂから出射されることになり、根元部６ｂが光って見えるようになる。

そして、先端側の導光出部４ｂ側に導光（伝播）した光は、その一部の光が凹部１７の円錐傾斜面で屈折され、円錐形状の端面（凹部１７）から外方側に出射される。先端側の導光出部４ｂの端面は、グローブ６の頂部６ｄに対向しているので、導光出部４ｂの端面から出射された光は、主としてグローブ６の頂部６ｄ側から外方に出射される。

また、凹部１７の円錐傾斜面で屈折されずに反射された光は、先端側の導光出部４ｂの周回に亘る外面４ｃから外方側に出射される。先端側の導光出部４ｂは、グローブ６の球体部６ｃの内部空間に位置しているので、先端側の導光出部４ｂの周回に亘る外面４ｃから出射された光は、主として、頂部６ｄ側を除くグローブ６の球体部６ｃから外方に出射される。そして、導光体４の基端部４ａ側から先端側の導光出部４ｂに導光（伝播）してくる光量が多いので、グローブ６の根元部６ｂよりも球体部６ｃから多量の光が出射される。このように、先端側の導光出部４ｂは、発光ダイオード３からの放射光が導光体４の先端側の周回（外面４ｃおよび端面）に亘って拡がって出射されるように、端面が円錐形状の凹部１７に形成されているので、グローブ６の球体部６ｃの略全体から発光ダイオード３の放射光を出射させることができる。

上述したように、発光ダイオード３からの放射光は、導光体４の外面４ｃおよび先端側の導光出部４ｂから出射され、グローブ６の根元部６ｂおよび球体部６ｃから外方に出射される。そして、複数個の発光ダイオード３からの放射光が導光体４に入射するので、導光体４から出射する光量が大きく、グローブ６から出射される光量も大きくなる。したがって、ＬＥＤ電球１は、被照射面を明るく照明することができ、一般照明用ランプとして用いることができる。

そして、発光ダイオード３は、口金９のアイレット部１１側の内部に配置され、点灯回路５の点灯回路部品は、基体２のカバー部８に収容されている。これにより、発光ダイオード３は、点灯回路部品からの熱影響を直接的に受けにくくなっている。

そして、発光ダイオード３の点灯により発生した熱は、基板１２から金属板１３に伝熱され、金属板１３から電気絶縁材１４に伝熱され、電気絶縁材１４から口金９に伝熱される。口金９に伝熱された熱は、口金９がねじ込まれた電球用ソケットから外部に放熱される。基板１２の他方の面１２ｂに伝導性を有する金属板（例えばアルミニウム（Ａｌ）板）１３が密着され、電気絶縁材１４も伝熱性を有するので、発光ダイオード３からの熱は、迅速に、基板１２から金属板１３、電気絶縁材１４および口金９に伝熱されて放熱される。上述により、発光ダイオード３の温度上昇および温度むらが抑制される。この結果、発光ダイオード３を長寿命化させることができ、発光ダイオード３の色度の変化を防止することができる。または、発光ダイオード３を高出力化することができて、導光体４およびグローブ６から出射される光量を増加させることができ、被照射面をより明るく照明することができる。

そして、導光体４は、グローブ６の大きさや形状などに応じて、先端側の導光出部４ｂを基体２のカバー部８から外方に突出させる突出長を適宜設定することができる。これにより、ＬＥＤ電球１を各種形状の電球に形成することができる。

なお、導光体４の先端側の導光出部４ｂの凹部１７は、円錐形状に限らず、四角錐形状や六角錐形状などの多角錐形状の錐体状や半球状などに形成されてもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図２は、本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部切り欠き概略断面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図２に示すＬＥＤ電球２８は、図１に示すＬＥＤ電球１において、グローブ６を具備しないものである。そして、挿通孔２９に導光体４が挿通されて基体２のカバー部８の開口を閉塞している略円板状の化粧部材３０がカバー部８の内壁に接着材により固着されている。

発光ダイオード３からの放射光は、導光体４の外面４ｃから外方に出射される。これにより、導光体４の全体が光っているように見える。そして、特に、先端側の導光出部４ｂから出射される光量が多く、かつ導光出部４ｂの周回に亘って拡がるように放射光が出射されるので、被照射面の照明領域を広くして、明るく照明することができるとともに、被照射面での照射むらを抑制することができる。

そして、ＬＥＤ電球２８は、発光ダイオード３を実装している基板１２を口金９の内部に配置し、発光ダイオード３からの放射光を導光して外方に出射させる円柱状の導光体４を基体２に取り付ける簡素な構造であるので、製造に手間を要しなく、安価に製造することができる。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図３は、本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部バルブを透視した一部切り欠き概略正面図、図４は、同じく蛍光ランプおよび導光体の位置関係図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する

図３において、ＬＥＤ電球３１は、蛍光ランプ３２、基体３３、発光ダイオード３、導光体３４および点灯回路３５を有して構成されている。

蛍光ランプ３２は、それぞれＵ字形に屈曲された３本のバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃが継ぎ部３７によって連結された１つの屈曲形のバルブ３８を有している。そして、バルブ３８は、各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの内面に可視光を発光する蛍光体層３９が形成され、内部に水銀および希ガスとしてのアルゴンガスなどの放電媒体が封入されている。

また、バルブ３８の両端部に、すなわちバルブ３６ａおよびバルブ３６ｃのそれぞれの一端部に、一対の電極としてのフィラメント電極４０，４０が封装されている。そして、当該一端部からフィラメント電極４０，４０の両端にそれぞれ接続されている一対のリードワイヤ４１ａ，４１ｂおよび一対のリードワイヤ４２ａ，４２ｂが引き出されている。そして、蛍光ランプ３２は、図４に示すように、各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃのそれぞれの端部が略正六角形の頂角に位置するようにして構成されていて、バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃのそれぞれの両端部は、ホルダー４３に支持されている。

基体３３は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、図３に示すように、一方側に円筒状の口金取付部７が形成され、他方側に図３中下方に拡開した環状のカバー部４４が形成されている。口金取付部７における構成および構造などは、図１において説明したとおりである。そして、カバー部４４は、下部側の内壁にホルダー４３を接着材などにより固着している。基体３３は、他方側にホルダー４３を介して蛍光ランプ３２を配置している。

ホルダー４３は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの耐熱性を有する合成樹脂により有底の略円筒状に形成されている。そして、側壁４５の上端部に回路基板４６を配設している。また、底板４７には、蛍光ランプ３２の各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃのそれぞれの両端部を貫通させる貫通孔（図示しない。）および導光体３４を貫通させる貫通孔４８（図４に示す。）がそれぞれ形成されている。各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、それぞれの両端部が貫通孔に貫通された状態で接着材により底板４７に固着されている。こうして、蛍光ランプ３２は、ホルダー４３を介して基体３３のカバー部４４に支持されている。

発光ダイオード３は、点灯回路３５により点灯制御される以外、図１において説明したとおりである。そして、導光体３４は、全長が異なる以外、図１に示す導光体４と同様に形成されている。すなわち、基端部３４ａの略球面状の端面（凹部１６）が発光ダイオード３に対向し、先端側の導光出部３４ｂがバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの頂部３６ａ１，３６ｂ１，３６ｃ１側に位置するように、基端部３４ａ側が基体３３の口金取付部７に取り付けられた円筒体１８に固着されている。また、導光体３４は、図４に示すように、各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃで包囲された中心部に位置するように配置されている。

また、導光体３４は、図３に示すように、先端側の導光出部３４ｂの端面に形成された凹部１７が基体３３のカバー部４４から最も突出しているバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの頂部３６ａ１，３６ｂ１，３６ｃ１から外方に位置するように、先端側の導光出部３４ｂを頂部３６ａ１，３６ｂ１，３６ｃ１から所定長例えば１０ｍｍ突出させている。なお、各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、同一の大きさに形成されているので、３本とも基体３３のカバー部４４から最も突出しているバルブとなっている。

点灯回路３５は、蛍光ランプ３２を高周波点灯させる高周波点灯回路部（図示しない。）と、発光ダイオード３を点灯（発光）させる直流点灯回路部（図示しない。）と、高周波点灯回路部および直流点灯回路部のいずれか一方または両方を動作させ、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３のいずれか一方または両方を点灯させるように制御する制御回路部（図示しない。）を有して構成されている。制御回路部は、口金９に印加される電源電圧の再投入の時間に応じて、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３をそれぞれ個別に、または両方を点灯させるように制御する。例えば、電源電圧をオフ（停止）してから再び口金９に電源電圧が印加されるまでに第１の所定時間例えば３秒を超えていると、蛍光ランプ３２を点灯させ、第２の所定時間例えば１秒を超え第１の所定時間（３秒）以下であると、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３の両方を点灯させ、第２の所定時間（１秒）以下であると、発光ダイオード３のみを点灯させる。

点灯回路３５の点灯回路部品は、回路基板４６に実装されている。回路基板４６は、例えばガラスエポキシ材からなり、中心部に導光体３４が貫通している孔４９を有する略円板状に形成されているとともに、一面側（上面側）４６ａが口金９側に、他面側（下面側）４６ｂが蛍光ランプ３２側になるようにして、ホルダー４３の側壁４５の上端部に嵌合または接着材などにより固着され、基体３３のカバー部４３内に収容されている。そして、一面側４６ａからリード線２３ａ，２３ｂおよび出力線２４ａ，２４ｂが発光ダイオード３を実装している基板１２に接続されている。また、他面側４６ｂには、バルブ３６ａおよびバルブ３６ｃのそれぞれの一端部から引き出された一対のリードワイヤ４１ａ，４１ｂおよび一対のリードワイヤ４２ａ，４２ｂが接続されている。

点灯回路３５は、口金９を介してリード線２３ａ，２３ｂから電源電圧が入力される。そして、出力線２４ａ，２４ｂに直流電圧例えば２４Ｖを出力して発光ダイオード３を点灯させ、リードワイヤ４１ａ，４１ｂおよびリードワイヤ４２ａ，４２ｂに高周波電圧を出力して蛍光ランプ３２を点灯させる。

また、点灯回路３５の点灯回路部品は、電界効果形トランジスタＱ１，Ｑ２等を除いて、大部分が回路基板４６の一面側４６ａに実装されている。回路基板４６の他面側４６ｂは、配線パターンが形成され、点灯回路部品のリード（端子）が配線パターンにはんだ付けされるはんだ面に形成されている。また、他面側４６ｂには、比較的耐熱性が強く、厚さ（高さ）寸法の小さい電界効果形トランジスタＱ１，Ｑ２等の部品が実装されている。

次に、本発明の第３の実施形態の作用について述べる。

例えば壁スイッチをオンすると、電球用ソケットに装着された口金９に電源電圧が印加され、壁スイッチをオフすると、口金９に電源電圧が印加されなくなる。口金９に電源電圧が印加されると、点灯回路３５が給電されて動作する。

点灯回路３５の制御回路部は、直前に給電されなくなってから給電されるまでの経過時間を計時している。そして、当該経過時間が第１の所定時間（例えば３秒）を超えていると、高周波点灯回路部を動作させて蛍光ランプ３２を高周波点灯させる。

蛍光ランプ３２が点灯すると、屈曲形のバルブ３８から可視光が放射される。すなわち、フィラメント電極４０，４０間に放電が発生し、放電媒体を構成する水銀蒸気から紫外線が放射される。この紫外線によって蛍光体膜３９が励起されて可視光を放射し、各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃから外方に放射される。

そして、前記経過時間が第２の所定時間（例えば１秒）以下であると、点灯回路３５の制御回路部は、直流点灯回路部を動作させる。これにより、発光ダイオード３が点灯（発光）し、発光ダイオード３から可視光（白色光）が放射される。

発光ダイオード３から放射された可視光は、基端部３４ａの略球面状の端面（凹部１６）から導光体３４内に入射し、導光体３４内を導光（伝播）して外面３４ｃおよび先端側の導光出部３４ｂから外方側に出射される。そして、外面３４ｃから出射された可視光は、図４に示すように、それぞれのバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの直管部の間および互いのバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの間からバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの外方に出射される。

また、先端側の導光出部３４ｂから出射される可視光は、図１において説明したように、先端側の周回（外面３４ｃおよび端面）に亘って拡がって出射される。そして、図３に示すように、凹部１７が各バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの頂部３６ａ１，３６ｂ１，３６ｃ１から外方に位置しているので、少なくとも凹部１７の円錐傾斜面で屈折されまたは反射された可視光は、バルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃに遮られることなく先端側の導光出部４ｂから外方に出射される。したがって、発光ダイオード３から放射された可視光（放射光）の照射効率が向上する。

そして、複数個例えば９個の発光ダイオード３からの放射光が基端部３４ａの略球面状の端面（凹部１６）から導光体３４内に入射するので、導光体３４の外面３４ｃから出射する光量も大きく、先端側の導光出部３ｂには多量の可視光が導光（伝播）されてバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃに遮られることなく出射されるので、被照射面を明るく照明することができる。すなわち、発光ダイオード３の点灯のみによっても、一般照明用ランプとして用いることができる。

そして、前記経過時間が第１の所定時間（３秒）以下であって、第２の所定時間（１秒）を超えていると、点灯回路３５の制御回路部は、高周波点灯回路部および直流点灯回路部の両方を動作させる。これにより、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３の両方が点灯する。蛍光ランプ３２のバルブ３８から放射された可視光に、導光体３４の外面３４ｃおよび先端側の導光出部３４ｂから出射された可視光が加わるので、ＬＥＤ電球３１から出射される光束（光量）が大きくなる。この結果、被照射面をより明るく照明することができる。

そして、発光ダイオード３は、口金９内のアイレット部１１側に配置され、バルブ３８のフィラメント電極４０，４０と離間しているので、蛍光ランプ３２の点灯時においてもバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃやフィラメント電極４０，４０からの熱影響が小さくなる。さらに、発光ダイオード３からの熱は、基板１２からそれぞれ伝熱性を有する金属板１３および電気絶縁材１４を介して口金９に迅速に伝熱される。これにより、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３の両方が点灯されても、発光ダイオード３の温度上昇および温度むらが抑制され、発光ダイオード３の発光効率が向上される。この結果、発光ダイオード３を長寿命化させることができ、発光ダイオード３の色度の変化を防止することができる。あるいは、発光ダイオード３を高出力化させることができ、導光体３４から出射される光量を増加させることができる。

なお、発光ダイオード３は、例えば白色光を放射するものに限らず、蛍光ランプ３２と色光（発光色）または色温度が異なるものとすることができる。これにより、蛍光ランプ３２および発光ダイオード３のいずれか一方または両方を選択的に点灯させることにより、ＬＥＤ電球３１から放射される放射光の色温度などを変化させることができて、各種の照明効果を得ることができる。

また、蛍光ランプ３２のバルブ３８は、それぞれＵ字形に屈曲された３本のバルブ３６ａ，３６ｂ，３６ｃを用いて構成したが、これに限らず、１本、２本または４本以上を用いて構成してもよく、Ｈ形であってもよい。また、バルブは、鞍形やヘリカル状に形成されてもよい。すなわち、バルブは、屈曲形に形成されていればよいものである。

次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

図５は、本発明の第４の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部バルブを透視した一部切り欠き概略正面図である。なお、図３と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

図５に示すＬＥＤ電球５０は、図３に示すＬＥＤ電球３１において、基体３３に代えて基体５１を具備し、基体５１にグローブ５２が取り付けられたものである。基体５１は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、図３に示す基体３３のカバー部４４よりも下端側がより拡開されたカバー部５３および口金取付部７からなっている。

グローブ５２は、透明または光拡散性を有するガラスや合成樹脂などにより、略茄子形に形成されている。そして、蛍光ランプ３２および導光体３４を内包するようにして、一端側５２ａが基体５１のカバー部５３の下端側の内面に接着材５４により固着されている。ここで、導光体３４の先端側の導光出部３４ｂがグローブ５２に接触すると、グローブ５２の内面が傷つくおそれがあるので、先端側の導光出部３４ｂの端面とグローブ５２の内面を２〜５ｍｍ離間させると好適である。

蛍光ランプ３２の屈曲形のバルブ３８から放射された放射光または導光体３４から出射された発光ダイオード３からの放射光は、グローブ５２を透過して被照射面側に出射される。そして、ＬＥＤ電球５０は、蛍光ランプ３２および導光体３４がグローブ５２で覆われているので、見栄えや意匠性が向上している。

次に、本発明の第５の実施形態について説明する。

図６および図７は、本発明の第５の実施形態を示し、図６は照明器具の一部切り欠き概略正面図、図７は他の照明器具の一部切り欠き概略正面図である。なお、図２および図５と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

図６に示す照明器具５５は、天井５６に吊り下げられる吊下げ形照明器具であり、外形が有底の円筒状である器具本体５７に図５に示すＬＥＤ電球５０の口金９が取り付けられる電球用ソケット５８が配設されている。器具本体５８は、先端に引掛シーリングキャップ５９を有する電源コード６０を接続している。

そして、引掛シーリングキャップ５９は、天井５６に配設されている引掛シーリングボディ６１に取り付けられている。これにより、電源コード６０等を介して電球用ソケット５８に外部電源が供給される。引掛シーリングキャップ５９および引掛シーリングボディ６１は、シーリングカバー６２により覆われている。そして、ＬＥＤ電球５０は、電球用ソケット５８に装着されている。

ＬＥＤ電球５０は、図示しない壁スイッチのオンオフ操作に応じて蛍光ランプ３２または発光ダイオード３が点灯される。そして、蛍光ランプ３２からの放射光および発光ダイオード３から放射され導光体３４から出射された出射光のいずれか一方または両方により、被照射面を明るく照明することができる。なお、電球用ソケット５８には、ＬＥＤ電球５０に代えて、図１に示すＬＥＤ電球１または図２に示すＬＥＤ電球２８を装着してもよいものである。

また、図７に示す照明器具６３は、天井５６に埋設されるダウンライトであり、外形が有底の円筒状である器具本体６４に図２に示すＬＥＤ電球２８が取り付けられる電球用ソケット６５が配設されている。器具本体６４は、器具本体６４と一体的に設けられているカバー体６６と板バネ６７，６７により、天井５６が挟持されて、天井５６に固定されている。そして、電球用ソケット６５には、ＬＥＤ電球２８が取り付けられている。

ＬＥＤ電球２８の発光ダイオード３が点灯され、導光体４から出射された出射光は、直接光および器具本体６４の内面で反射された反射光となって、カバー体６６の開口６８から下面側に出射される。そして、導光体４から出射される出射光の光量は多いので、被照射面を明るく照明することができる。なお、電球用ソケット６５には、ＬＥＤ電球２８に代えて、図１に示すＬＥＤ電球１または図５に示すＬＥＤ電球５０を装着してもよいものである。

本発明の第１の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部切り欠き概略断面図。 本発明の第２の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部切り欠き概略断面図。 本発明の第３の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部バルブを透視した一部切り欠き概略正面図。 同じく、蛍光ランプおよび導光体の位置関係図。 本発明の第４の実施形態を示すＬＥＤ電球の一部バルブを透視した一部切り欠き概略正面図。 本発明の第５の実施形態を示す照明器具の一部切り欠き概略正面図。 同じく、他の照明器具の一部切り欠き概略正面図。

符号の説明

１，２８，３１，５０…ＬＥＤ電球
２，３３，５１…基体
３…発光ダイオード
４，３４…導光体
５，３５…点灯回路
３２…蛍光ランプ
５５，６３…照明器具
５７，６４…照明器具本体

Claims (6)

1. 一方側に電球用ソケットに装着可能な口金を有する基体と；
   口金内に位置するように配置された発光ダイオードと；
   基端部から発光ダイオードの放射光が入射され、先端側の導光出部が基体の他方側から外方に位置するように基体に支持された導光体と；
   基体内に収容され、発光ダイオードを点灯する点灯回路と；
   を具備していることを特徴とするＬＥＤ電球。
2. 両端部に一対の電極が封装された屈曲形のバルブを有する蛍光ランプと；
   一方側に電球用ソケットに装着可能な口金を有し、他方側に蛍光ランプを配置している基体と；
   口金内に位置するように配置された発光ダイオードと；
   基端部から発光ダイオードの放射光が入射され、先端側の導光出部が前記バルブの頂部側に位置するように基体に支持された導光体と；
   基体内に収容され、蛍光ランプおよび発光ダイオードをそれぞれ個別に点灯可能な点灯回路と；
   を具備していることを特徴とするＬＥＤ電球。
3. 導光体の先端側の導光出部は、基体から最も突出している前記バルブの頂部から外方に位置していることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ電球。
4. 導光体の先端側の導光出部は、発光ダイオードからの放射光が導光体の先端側の周回に亘って拡がって出射されるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のＬＥＤ電球。
5. 発光ダイオードは、伝熱性を有する金属板を介して配設され、口金に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のＬＥＤ電球。
6. 請求項１ないし５いずれか一記載のＬＥＤ電球と；
   このＬＥＤ電球が装着される電球用ソケットを配設している器具本体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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