JP2015069846A - 発光モジュール、管形発光ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光モジュール端部に形成される暗部を抑制する発光モジュール、管形発光ランプ、照明器具を提供する。【解決手段】長手方向の端部に接続部材が配設された長尺の基板１２と、前記接続部材と短手方向に並んで前記基板１２に配設された第１の発光素子２aと、この第１の発光素子２aよりも発光面積が大きく、前記第１の発光素子２aよりも前記基板１２の長手方向の中央側に配設された第２の発光素子２ｂと、を具備している。【選択図】図１

Description

本発明の一実施形態は、発光素子を光源とする発光モジュール管形発光ランプおよびこの管形発光ランプを具備する照明器具に関する。

オフィスなどの照明には、直管形蛍光ランプが使用されているが、近年、消費電力が小さく、発熱量が低く、長寿命であるＬＥＤを光源とする直管形ＬＥＤランプが使用されつつある。この直管形ＬＥＤランプは、長方形の基板に複数個のＬＥＤが列状に実装されてなる発光モジュール（ＬＥＤモジュール）が円筒状のガラス管または合成樹脂管の内部に複数個並べられている。ＬＥＤは、基板に長手方向に略等間隔で実装されている。

そして、隣接する発光モジュールは、接続部材等を用いて電気的に直列接続されている（例えば、「特許文献１」参照）。

特開２０１２−２３８５０２号公報

基板の長手方向の端部に接続部材等の接続部材を配設する場合、接続部材が暗部になりやすいという問題がある。しかしながら、接続部材と短手方向に並んでＬＥＤを配置する場合、基板の短手方向のスペースは限られており、出力の大きいＬＥＤを実装することができない。

本発明は、基板間の接続部分の暗部を目立ちにくくすることができる発光モジュール、管形発光ランプおよびこの管形発光ランプを具備する照明器具を提供することを目的とする。

本発明の実施形態の発光モジュールは、基板、第１の発光素子、第２の発光素子を有して構成される。

基板は、長手方向の端部に接続部材が配設される。第１の発光素子は、接続部材と短手方向に並んで基板に配設される。第２の発光素子は、第１の発光素子よりも発光面積が大きく、第１の発光素子よりも基板の長手方向の中央側に配設される。接続部材は、第１および第２の発光素子に電気的に接続されるとともに、複数の発光モジュールを電気的に接続することができる。また、外部電力を第１および第２の発光素子に供給するために使用することができる。接続部材は、例えばコネクタとして構成され、互いの発光モジュールに配設されたコネクタ同士を電気的、機械的に接続することができる。

管体は、透光部を有し、発光モジュールを収容している。そして、口金は、発光素子に接続される給電用端子を有し、管体の少なくとも一方の端部に設けられる。例えば、一方のみに給電用端子を有する口金を配設してもよいし、両端に給電用端子を有する口金を配設してもよい。

本発明の実施形態によれば、基板の長手方向端部に接続部材と第１の発光素子とを短手方向に並列に配設するとともに基板中央側には第１の発光素子よりも発光面積が大きい第２の発光素子を配設することで、接続部の暗部を目立たなくすることが期待できる。

本実施形態の発光モジュールを示す模式図である。 隣接する発光モジュールの一部を示す上面図である。 本実施形態の管形発光ランプを示す断面図である。 本実施形態の管形発光ランプを示す正面図である。 本実施形態の照明器具を示す斜視図である。 同じく、管形発光ランプが装着されていないときの照明器具の一部切り欠き概略側面図である。

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図１および図２を用いて説明する。

なお、各図において、同一部分には同一符号を付して重複した説明は省略する。

図１、２において、発光モジュール１は、第１の発光素子としての発光ダイオード２a、第２の発光素子としての発光ダイオード２b、これらの発光ダイオード２a、２bが実装される基板１２、基板１２の長手方向の端部に配設された接続部材１１を具備している。

図１では、例えば２つの発光モジュール１、１が長手方向に直列に接続されており、対向する互いの接続部材１１、１１が電気的に接続されている。なお、発光モジュール１は３つ以上接続することも可能であり、この場合にも同様に対向する接続部材同士が電気的に接続される。

基板１２は、電気絶縁性のリジット基板であり、ガラスエポキシ材などの合成樹脂板で構成され、例えば、短手（幅）方向の寸法が２０ｍｍ、長手方向の寸法が２５０ｍｍの長尺状で長方形に形成されている。また、基板１２の板厚は、例えば１．６ｍｍである。なお、基板１２は、熱伝導性を有する金属例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されてもよく、絶縁性を有するセラミック板などで形成してもよい。基板１２を金属等の電気伝導性を有する部材で構成する場合には、少なくとも発光ダイオードやコネクタ等の電子部品を実装する面およびパターンを形成する面に絶縁被膜などが形成される。

接続部材は、例えばコネクタ１１で構成され基板１２の長手方向両端側にそれぞれ一対が配設され、１つの発光モジュールに計４つのコネクタ１１a、１１b、１１c、１１dが設けられている。コネクタ１１a、１１b、１１c、１１dは、それぞれ点対称位置に雄コネクタ１１a、１１ｄと雌コネクタ１１ｂ、１１ｃが設けられている。また、これらのコネクタ１１は雄コネクタと雌コネクタが対向した状態で互いに電気的、機械的に接続可能に構成されており、発光モジュール１、１をそれぞれ長手方向に直列に配置し、互いに対向する状態で近づけることでコネクタ１１ｃとコネクタ１１aおよびコネクタ１１ｄとコネクタｂとが電気的、機械的に接続するように構成されている。従って、発光モジュール１を長手方向のどちら側を相手方に対向させても接続することができる。

発光素子としての発光ダイオード２a、２bは、例えば白色光を放射する表面実装型のＬＥＤパッケージで構成され、基板１２の短手方向の中央部において長手方向に沿って等間隔例えば７ｍｍで直線上に実装されている。

発光ダイオード２a、２aは、コネクタ１１aとコネクタ１１b、コネクタ１１ｃとコネクタ１１ｄのそれぞれに対して短手方向に並んで基板１２の長手方向の端部に配設されている。発光ダイオード２ｂは、発光ダイオード２aよりも発光面積が大きく、発光ダイオード２aよりも基板１２の長手方向の中央側に配設されている。なお、本実施形態では、発光ダイオード２aが、基板１２に配設される列の長手方向の両端部に１対設けられているが、コネクタ１１が一方側にのみ配設される場合には発光ダイオード２aも１方側にのみ配設されるように構成してもよい。

隣接する発光ダイオード２ｂ，２ｂ間と、発光ダイオード２a、２ｂ間、コネクタ１１ｂと発光ダイオード２a間、コネクタ１１ｃと発光ダイオード２a間は、それぞれ基板１２の一面に形成された例えば銅箔からなる配線パターン１３により電気的に直列接続されている。また、基板１２の一面には、雄コネクタ１１aと雌コネクタ１１ｃとが電気接続する別の配線パターン１４が長手方向に沿って形成されている。なお、発光ダイオード間を接続する配線パターン１３は直列と並列を適宜組み合わせたものであってもよい。

また、図１の例では一方の発光モジュール１に配設されたコネクタ１１a、１１ｂが給電用の接続端子として機能し、他方の発光モジュールに配設されたコネクタ１１ｃ、１１ｄは図示しないジャンパー線等で短絡され、閉回路を形成している。

このように構成された発光モジュール１を点灯させると、基板の一面から突出されたコネクタ１１が影となり発光モジュール全体を見たときに基板１２の端部が暗部となりやすくなる。しかしながら、本実施形態では基板１２の短手方向にコネクタ１１と並列するように発光ダイオード２aを配設しているので端部に形成される暗部を抑制することができる。

さらに、基板１２の短手方向にコネクタ１１と並列に発光ダイオード２aを配設する場合、コネクタ１１を配設するスペース、絶縁距離を確保するために、発光ダイオード２aのサイズは必然的に小さくなる。特に、基板１２の端部の短手方向に１対のコネクタを配設し、一対のコネクタの間に発光ダイオード２aを配設する場合には、さらに発光ダイオード２aのサイズが制限されることになる。

従来は、照明用に用いる発光モジュールでは、光の見え方が重視されるため、一枚の基板上に同サイズの発光ダイオードを配設することが一般的であるため、一部に発光ダイオードのサイズの制限がある場合、例えばサイズが小さく発光面積の小さい発光ダイオードを使用する場合には、実装する全ての発光ダイオードが小さいものになっていた。

しかしながら、本実施形態の発光モジュール１は、基板１２の短手方向にコネクタ１１と並列に配設される発光ダイオード２aと、発光ダイオード２aよりも発光面積が大きい発光ダイオード２ｂを発光ダイオード２aよりも基板の長手方向中央側に配設したので、発光モジュール全体としては発光面積の大きい発光ダイオードを配設するとともに、基板１２の両端部は暗部が形成され難くすることができる。

なお、発光ダイオードは同コストであれば発光面積が大きいほど発光効率が高い傾向があり、本実施形態では基板の端部に形成される暗部を抑制するとともに、高効率の発光モジュールを実現することができる。

また、第１の発光ダイオードと第２の発光ダイオードとは負荷電圧を略同等にし、光出力も略同等にしておくことが望ましい。

次に、図３ないし図５を用いて本実施形態の管形発光ランプ２０について説明する。

管形発光ランプ２０は、２つの発光モジュール１、１が長手方向に接続されるとともに、取付け体６に取り付けられている。取付け体６は、軽量であって高熱伝導率を有する金属例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成され、半円筒状に形成されている。すなわち、取付け体６は、平面部６ａおよび後述する管体８の内面８aに沿う円弧状面６ｂを有して形成されている。そして、取付け体６は、その円弧状面６ｂが管体８の内面８aに載置するように設けられ、管体８の内面８aに長手方向に形成された図示しない突部と係合し管体８に対して位置が規制される。

管体８は、透光性の合成樹脂例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂からなり、例えば外径２５ｍｍ、肉厚１ｍｍの円筒状に形成されている。そして、その長手方向に亘って取付け体６および取付け体６に取り付けられた発光モジュール１を収容している。

口金９，１０は、電気絶縁性の合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、管体８と同外径を有する有底の円筒状に成型され、それぞれ管体８の両端部に設けられている。そして、口金９は、一対の給電用端子２４，２４を配設し、口金１０は、１個の接地用接触子２５を配設している。

口金９は、外底面９ａに平板状の固定部２６が突出するように設けられている。固定部２６は、図４（ａ）に示すにように、略長方形に形成され、外底面９ａの中央側に設けられている。一対の給電用端子２４，２４は、例えば黄銅からなり、比較的肉厚の大きい略板状に形成されている。

そして、一対の給電用端子２４，２４は、固定部２６に設けられ、口金９の外底面９ａを貫通するように取り付けられている。また、一対の給電用端子２４，２４は、その先端側２４ａ，２４ａがＬ形となるように折り曲げられているとともに互いに遠ざかる方向となるようにして、固定部２６に取り付けられている。そして、図２に示すように、給電用端子２４の後端側２４ｂは、幅小に形成されている。

外底面９ａ、外底面１０ａに形成された凹部２７からねじ３０が挿入され、取付け体６に固定されることで口金９、１０と取付け体６とが固定される。

図４（ｂ）に示すように、口金１０は、固定部２６に接地用接触子２５を取り付けている点を除き、口金９と同様に形成されている。接地用接触子２５は、例えば黄銅からなり、略円柱状に形成され、その先端側２５ａが略長円形に形成されている。

そして、一対の給電用端子２４，２４の後端部（図示せず）には、それぞれコネクタと電気的にするためのリード線が例えばはんだ付けにより接続されている。

また、接地用接触子２５の後端部（図示せず）には、リード線が例えばはんだ付けにより接続されて、取付け体６と接地用接触子２５とがリード線によって電気接続されている。なお、接地用接触子２５は、取付け体６に接地させなくてもよい。すなわち、接地用接触子２５は、管形発光行ランプ１を一対の給電用端子２４，２４と共に照明器具のソケットに支持するものであればよい。

次に、本実施形態の作用について述べる。

管形発光ランプ２０は、その一対の給電用端子２４，２４に所定の電力が供給されると、発光モジュール１、１の発光ダイオード２が点灯（発光）し、可視光例えば白色光を放射する。発光モジュール１、１から放射された白色光は、透光性の管体８を透過して外方に放射される。

発光モジュール１、１は、それらの基板１２が取付け体６の平面部６ａにほぼ隙間なく隣接して配設され、発光ダイオード２が取付け体６の長手方向に亘って等間隔で配設されているので、各発光モジュール１、１からの放射光は、管体８の長手方向で途切れることなくほぼ均一に出射される。つまり、発光ダイオード２aによって基板１２、１２を接続する部分に暗部を発生し難くすることができる。さらに、基板１２の中央側では発光ダイオード２aよりも発光面積が大きく、発光効率が高い発光ダイオード２ｂを配置しているので、全体として高効率の管形発光ランプ２０を実現することができる。

次に、本実施形態の照明器具について図５、６を用いて説明する。

図５は照明器具の概略斜視図、図６は管形発光ランプが装着されていないときの照明器具の一部切り欠き概略側面図である。

照明器具３６は、天井面に設置されるものであり、管形発光ランプ２０、器具本体３７および点灯装置３８を有して構成されている。器具本体３７は、冷間圧延鋼板等によって形成され、ソケット３９，４０を除いて従来の直管形蛍光ランプが装着される既知の構成を成している。そして、器具本体３７は、ソケット３９，４０が一対設けられており、２個の管形発光ランプ２０を配設している。

器具本体３７は、その長手方向の両端側３７ａ，３７ｂに２個の管形発光ランプ１が着脱されるソケット３９，４０を一対取り付けている。一方のソケット３９は、管形発光ランプ１の口金９に設けた一対の給電用端子２４，２４が差し込まれて接続される構造に形成されている。また、他方のソケット４０は、管形発光ランプ１の口金１０に設けた１個の接地用接触子２５が差し込まれて接続される構造に形成されている。

そして、器具本体３８は、天井面に図示しないねじ等により取り付けられる基台４１と、器具本体３８にねじ４２により固定された反射体４３を備えている。基台４１は、長形の略長方形に形成され、反射体４３は、長形であって長手方向と直交する断面が略五角形である箱状に形成されている。

点灯装置３８は、基台４１に取り付けられている。点灯装置３８は、図示しない入力線が外部の商用交流電源に接続されている。そして、図示しない一対の出力線が一方のソケット３９に接続され、図示しないアース線が他方のソケット４０に接続されている。こうして、点灯装置３８は、器具本体３７に配設されている。そして、点灯装置３８は、管形発光ランプ１に所定の電流を供給して、発光ダイオード２を点灯する既知の構成により形成されている。

本実施形態の照明器具３６は、暗部の発生が抑制される略均一な照明光を器具本体３７の長手方向に亘って照射できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…発光モジュール、２a…第１の発光ダイオード、２ｂ…第２の発光ダイオード、２０…管形発光ランプ、８…管体、９，１０…口金、１１a、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ…接続部材としてのコネクタ、１２…基板、２４…給電用端子、３６…照明器具、３７…器具本体、３８…点灯装置、３９，４０…ソケット

Claims (3)

1. 長手方向の端部に接続部材が配設された長尺の基板と；
   前記接続部材と短手方向に並んで前記基板に配設された第１の発光素子と；
   この第１の発光素子よりも発光面積が大きく、前記第１の発光素子よりも前記基板の長手方向の中央側に配設された第２の発光素子と；
   を具備していることを特徴とする発光モジュール。
2. 前記接続部材が互いに電気的に接続される請求項１に記載の複数の発光モジュールと；
   前記発光モジュールを収容している透光部を有する管体と；
   前記第１および第２の発光素子に電力を供給するための給電用端子を有し、前記管体の少なくとも一方の端部に設けられた口金と；
   を具備したことを特徴とする請求項１記載の管形発光ランプ。
3. 請求項２に記載の管形発光ランプと；
   この管形発光ランプの口金が接続されるソケットを有する器具本体と；
   前記管形発光ランプを点灯する点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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