JP3175965U7 - - Google Patents
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Description
本考案は、既存の蛍光灯に代替して使用可能な直管蛍光灯型LED(発光ダイオード)ランプに関する。
室内や屋外などの照明装置として直管蛍光管が多用されているが、近年では、既存の蛍光管に代替して使用可能なLEDランプも提案されており、消費電力の削減などによる省エネや、CO2削減などによるエコ性、また水銀などの有害物質を含まないなどの安全性に優れていることから今後の更なる普及が期待されている。
このような直管蛍光灯型LEDランプの一例が下記特許文献1に記載されている。この直管蛍光灯型LEDランプは、光拡散型ポリカーボネート樹脂製カバーとアルミニウム製ヒートシンクとからなる円筒形状の筐体を有し、ヒートシンク上にLED実装基板を配し、LED駆動回路からの電圧をLED実装基板上のLEDに印加して点灯させる。円筒形状の筐体において、ヒートシンクは半周に満たない薄型形状とされ、ポリカーボネート樹脂製カバーが半周を大きく超えた形状を有し、LEDからの光を広角度に拡散させることを可能にしている。
LEDランプは、通常の場合、両端のソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力で点灯させるが、これが唯一の電源とすると、停電などの非常時にはLEDランプを点灯させることができない。この問題を解決するためには、交流電源と共に、LEDランプに内蔵したバッテリ(たとえばリチウムイオンバッテリ)でLEDランプを点灯させるもう一つの電源を備えておき、交流電源を利用できない非常時にはバッテリ電源を利用してLEDランプを点灯させて非常灯として機能させるように制御することが好ましい。
また、LEDランプの消費電力は蛍光灯に比べると非常に小さい(たとえば22〜25W程度)ので、通常時には交流電源を用いてLEDランプを点灯させると同時にバッテリを充電することが可能であり、非常時に備えてバッテリ残量を十分に確保しておくことができる。
以上のような利点から、バッテリを内蔵したタイプのLEDランプが提案されるに至っているが、上記従来技術によるLEDランプの構造によると、ヒートシンク内部の空間が小さく、バッテリを収容することが実際上不可能である。すなわち、既存蛍光管の平均外径は32.5mmであるので、既存の蛍光灯設置用器具に装着するためには、LEDランプの外径も32.5mmを超えないようにすることが好ましいが、一方、バッテリとして好適に使用される高容量のリチウムイオンバッテリは、現時点で製造されている最も小型のものでも約15mm径であるため、上記従来技術による直管蛍光灯型LEDランプではヒートシンク内にバッテリを収容することができない。
したがって、本考案が解決しようとする課題は、通常時には供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でLEDを点灯させると共に交流電力が供給されない非常時には内蔵するバッテリでLEDを点灯させるタイプの直管蛍光灯型LEDランプにおいて、既存蛍光灯と同様の外径および外観を有しながら、その内部にバッテリを収容するための十分な空間を確保できるような筐体構造を提供することである。
この課題を解決するため、請求項1に係る本考案は、蛍光灯用に設けられた一対のソケット間に装着可能であり、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でLEDを発光させる第一の電源回路と、内蔵するバッテリでLEDを発光させる第二の電源回路と、通常時は第一の電源回路でLEDを発光させると共に交流電力が供給されない非常時には第二の電源回路でLEDを発光させる直管蛍光灯型LEDランプであって、その筐体が、断面略半円形であってその両端に係止片を有するカバーと、断面略半円形の外周部と、その両端に形成されてカバーの係止片を着脱可能に収容する係合凹部と、断面の直径よりカバー側にずらした位置に平板状に設けられるLED実装基板貼着面とを有して筒状に形成されたヒートシンクと、ヒートシンクのLED実装基板貼着面のカバー側表面に貼着される高反射シートとからなり、カバーの係止片をヒートシンクの係合凹部に係合させたときには既存蛍光管と同様の外観を呈する略真円筒形状の筐体が得られると共に、筒状のヒートシンクの内部には前記外周部と前記平板状のLED実装基板貼着面との間に前記バッテリを収容するに十分な空間が確保されることを特徴とする。
請求項2に係る本考案は、請求項1記載の直管蛍光灯型LEDランプにおいて、前記カバーがポリカーボネートの押出成形により形成され、前記ヒートシンクがアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出成形により形成されることを特徴とする。
請求項1記載の本考案によれば、バッテリを内蔵したタイプの直管蛍光灯型LEDランプにおいて、既存蛍光管ランプと同様の外径を有しながら、その内部にバッテリを収容するための十分な空間を確保することができる効果がある。カバー内の空間は断面半円より小さくなるが、カバーと高反射シートによって効率的にLED発光を拡散・反射させることができるので、180度以上(たとえば最大270度)の広角度に光を拡散させることができる。
請求項2記載の本考案によれば、ポリカーボネートの押出成形により得られるカバーを用いることによって最適な光拡散効果が得られ、アルミニウムまたはアルミニウムの押出成形により得られるヒートシンクを用いることによって最適な放熱効果が得られる。
図1および図2を参照して本考案の実施形態について詳述する。直管蛍光灯型LEDランプ10は、既存の蛍光灯に代替して使用可能であり、その寸法および形状は既存の蛍光灯と略同一であって、既存の蛍光灯用に設けられている一対のソケット間に装着可能である。直管蛍光灯型LEDランプ10は、断面略円筒形を有する筐体11の内部にLED実装基板(図示せず)が収容固定されており、LED22からの射出光を透過および/または拡散させて照明する。一実施形態において、筐体11は、略半周で分割された2部材、すなわち、ポリカーボネートなどの光透過、光半透過または光拡散性を有するプラスチック材料で形成されるカバー38と、アルミニウムなどの放熱性材料で形成されるヒートシンク34とで構成され、カバー38にLED実装基板37が内蔵され、ヒートシンク34に後述するバッテリ19その他の電源回路が内蔵される(詳しくは図3を参照して後述)。
直管蛍光灯型LEDランプ10は、口金部12を介して既存蛍光灯用のソケット(図示せず)に装着されたときに、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力をLED駆動回路15に供給して、基板上のLED22を発光させる電源回路(第一の電源回路13)を有する。この第一の電源回路13は、交流電力を直流電力変換するAC−DCコンバータ24(図2参照、図1では図示省略)、AC−DCコンバータ24から出力される直流電力を整流する整流器16、該直流電力を所定電圧に変換する電圧トランス17、一時的に蓄電して電力供給を安定化させるためのバッファとして働く電解コンデンサ18(図1参照,図2ではいずれも図示省略)などを含んで構成される。後述するように、通常時は、既存蛍光灯照明設備として壁などに設けられている外部スイッチ27がONとされるにより、第一の電源回路13から直流電力がLED駆動回路15に供給されてLED22を発光させることによって直管蛍光灯型LEDランプ10が点灯し、スイッチ27のOFFによって電力供給が停止することによって消灯する。
直管蛍光灯型LEDランプ10は、さらに、バッテリ19でLED22を発光させる第二の電源回路20を有する。バッテリ19によるLED点灯時間を最大化させるために、バッテリ19はヒートシンク34内に収容可能な小型でありながらできるだけ大きな電池容量を有するものが好ましく、現時点ではリチウムイオンバッテリの使用が最適である。そして、スイッチコントローラ14は、第一の電源回路13に設けられたICスイッチ25をあらかじめ設定された条件の下で開閉制御することにより、LED22の点灯に用いる電源回路13,20の切替などの制御を行う。チャージコントローラ21は、バッテリ19内の電圧および電流を検知することによりバッテリ残量を常時モニターし、バッテリ残量が上限閾値または下限閾値に達したときにはその旨を知らせる信号をスイッチコントローラ14に与える。あるいは、内部ICスイッチ25に製品仕様またはユーザによる設定値としてバッテリ残量の上限閾値および下限閾値を記憶させておき、チャージコントローラ21からのバッテリ残量検知信号を受けて上限閾値/下限閾値に達したことを判断しても良い。また、特にリチウムイオンバッテリは充放電時の電圧を厳密に制御する必要があるので、チャージコントローラ21は、たとえば、充電時は4.2V、放電時は3.0Vの電圧を維持するようにコントロールする。
図3は、本考案による直管蛍光灯型LEDランプ10の筐体構造および内部構造の好適な一例を示す概略断面図である。この実施形態によれば、断面略半円筒形に形成されたアルミニウム製ヒートシンク34の空間内に第一の電源回路13、バッテリ19、第二の電源回路20などを含む電源部が収容され、このヒートシンク34の平板部35上に高反射シート36を介して、多数のLED22を実装したLED実装基板37が固定されている。また、半透明ポリカーボネート製のLEDカバー38が断面略半円筒形に形成され、その両端の係止片39,39をヒートシンク34の両端の係合凹部40,40に係止することによって、全体として断面が真円の蛍光灯形状を有する筐体11を形成している。その外径は、既存蛍光管と同様の32.5mmである。
この構造によれば、外周においてはヒートシンク34とLEDカバー38とを半円で接続しながら、ヒートシンク34の平板部35が半円を超えてカバー38側に変位して設けられることによってバッテリ19のための収容空間をより大きくした構造が採用されている。したがって、既存蛍光管と同様の32.5mm径であっても、大容量のリチウムイオンバッテリ19を内蔵することが可能である。外周ではカバー38が半円領域を確保しているため、高反射シート36による反射とも相俟って、LED22からの発光を効率的に拡散・反射させることで最大270°の広角度に光を拡散させることが可能である。カバー38を形成するポリカーボネートに拡散剤を含有させることにより、カバー38内外に光を乱反射させることができ、その含有率を調整して光を減衰させずに効率的に拡散させる。また、外観的にはヒートシンク34とカバー38がいずれも半円筒形状を有するように見えるので、見た目の違和感がない。
ヒートシンク34の平坦部35は、そのカバー38側の面がLED実装基板37の貼着面となるものであるから、できるだけ平坦な面とすることが好ましい。また、これを平坦面とすることによって、カバー38との間の光の反射を効率的にし、さらには、LED実装基板37で発生した熱を効率的にヒートシンク34に伝達することができる。
10 直管蛍光灯型LEDランプ
11 筐体
12 口金部
13 第一の電源回路
14 スイッチコントローラ
15 LED駆動回路
16 整流器
17 電圧トランス
18 電解コンデンサ
19 バッテリ
20 第二の電源回路
21 チャージコントローラ
22 LED
23 通信制御チップ
24 AC−DCコンバータ
25 内部ICスイッチ
26 施設内分電盤
27 外部スイッチ
34 ヒートシンク
35 平板部(LED実装基板貼着面)
36 高反射シート
37 LED実装基板
39 係止片
40 係止凹部
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Claims (2)
- 蛍光灯用に設けられた一対のソケット間に装着可能であり、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でLEDを発光させる第一の電源回路と、内蔵するバッテリでLEDを発光させる第二の電源回路と、通常時は第一の電源回路でLEDを発光させると共に交流電力が供給されない非常時には第二の電源回路でLEDを発光させる直管蛍光灯型LEDランプであって、その筐体が、断面略半円形であってその両端に係止片を有するカバーと、断面略半円形の外周部と、その両端に形成されてカバーの係止片を着脱可能に収容する係合凹部と、断面の直径よりカバー側にずらした位置に設けられるLED実装基板貼着面とを有して筒状に形成されたヒートシンクと、ヒートシンクのLED実装基板貼着面のカバー側表面に貼着される高反射シートとからなり、カバーの係止片をヒートシンクの係合凹部に係合させたときには既存蛍光管と同様の外観を呈する略真円筒形状の筐体が得られると共に、筒状のヒートシンクの内部には前記外周部と前記平板状のLED実装基板貼着面との間に前記バッテリを収容するに十分な空間が確保されることを特徴とする、直管蛍光灯型LEDランプ。
- 前記カバーがポリカーボネートの押出成形により形成され、前記ヒートシンクがアルミニウムまたはアルミニウム合金の押出成形により形成されることを特徴とする、請求項1記載の直管蛍光灯型LEDランプ。
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