JP5134155B2 - ランプ - Google Patents
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Description
近年、同じく白熱電球の代替品として、発光ダイオード(LED)、半導体レーザーダイオード(LD)、電界発光素子(EL)等の固体発光素子を光源に用いたランプが提案されている(特許文献1〜4)。また、E形の口金を備えていないため白熱電球の代替品とはならないが、光源として固体発光素子を用いた照明器具も提案されている(特許文献5)。当該固体発光素子は、蛍光ランプと比較して長寿命であり、また水銀や鉛といった有害物質を含まないため、環境に優しい光源である。
また、複数の固体発光素子が、点灯ユニットに対してE形口金のねじ込み軸方向と交差する方向に前記点灯ユニットの周りを囲むように配置されているため、E形口金のねじ込み軸方向における寸法が短い。特に、複数の固体発光素子が、点灯ユニットに対してE形口金のねじ込み軸方向と直交する方向に前記点灯ユニットの周りを囲むように配置されている場合は、よりE形口金のねじ込み軸方向における寸法を短くすることができる。さらに、前記ねじ込み軸方向において、前記各固体発光素子の前記E形口金とは反対側の端縁が、前記点灯ユニットの前記E形口金とは反対側の端縁よりも前記E形口金に近い側に位置する構成とした場合は、さらにE形口金のねじ込み軸方向における寸法を短くすることができる。
[第1の実施の形態]
図1は、第1の実施形態に係るランプを示す分解斜視図であり、図2は、第1の実施形態に係るランプを示す縦断面図であり、図3は、第1の実施形態に係るランプを示す図2のA−A線に沿った断面矢視図である。
なお、LEDモジュール110は、複数のLED素子112が1つの波長変換部材113にまとめて封止されている構成に限定されず、各LED素子112がそれぞれ波長変換部材113で封止されている構造であっても良い。また、LEDモジュール110は、ケース140に対して着脱自在で交換可能であっても良い。
口金130は、白熱電球用のソケットに適合可能なJIS C 7709で規格されるねじ込みタイプの口金であり、例えば、E26関連で3種類(E26/25、E26/27、E26/30)、E27関連で2種類(E27/25、E27/27)、E39関連で2種類(E39/41、E39/46)挙げられる。口金130の先端部分131とねじ形成部132にはそれぞれ点灯ユニット120の導線121が接続されており、2点接点で交流電力の入力を受ける。
搭載部143は、直径50〜150mm、厚みL5が1〜8mmの円板形状であって、ケース本体141の凹入部141bに嵌め込まれた状態で、接着剤、ネジ等の公知の装着方法によりケース本体141に固定されている。搭載部143のX軸−側の面は、表面が絶縁処理されたLEDモジュール110の搭載面となっており、LEDモジュール110と点灯ユニット120とを電気的に接続するための配線パターン143aが形成されている。また、搭載部143は、アルミニウムやアルミニウム合金等の放熱性に優れた材料からなり、ヒートシンクとしての役割も果たす。したがって、点灯中のLEDモジュール110を低温化することができ、LEDモジュール110の光出力を向上させることができる。なお、搭載部143の材料にグラファイトを採用すれば、ヒートシンクとしての役割を維持したまま軽量化も図ることができる。
図4は、第2の実施形態に係るランプを示す縦断面図である。図4に示すように、第2の実施形態に係るランプ200は、カバー材145の内面に光拡散層250が形成されている点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
[第3の実施形態]
図5は、第3の実施形態に係るランプを示す縦断面図である。図5に示すように、第3の実施形態に係るランプ300は、本体341の外周面に突起部341cが設けられている点、搭載部343上にヒートシンク348が設けられている点、回路収容室346用の蓋体349を有する点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
ケース本体341の外周面には一対の突起部341cが互いに対向するように設けられている。これら突起部341cが設けられているため、ランプ300をソケット(不図示)に取り付ける際にランプを回して口金130をねじ込み易い。また、ランプ300を取り外す際にもランプを回し易い。さらに、手の届かない位置にあるソケットへ治具を使ってランプ300を取り付ける際にも治具でランプ300を回し易い。なお、突起部341cの数及び配置は上記に限定されないが、ランプ300の外観を損ねない程度に設けられていることが好ましい。
ヒートシンク348は、厚みL8が3〜15mmの円板形状であって、その中央に隔壁部344を貫通させるための貫通孔が設けられている。搭載部343及びヒートシンク348の表面は、絶縁処理されており、さらにLEDモジュール110と点灯ユニット120とを電気的に接続するための配線パターン343aが形成されている。ヒートシンク348は、アルミニウムやアルミニウム合金等の放熱性に優れた材料からなることが好ましく、グラファイト等のような放熱性に優れ軽量な材料からなることがより好ましい。ヒートシンク348によってLEDモジュール110が低温化されるため、LEDモジュール110の光出力をより向上させることができる。
蓋体349は、隔壁部344のねじ溝に合うねじ部349aを有し、X軸+側の面に回路収容室346を広く確保するための凹部349bが設けられ、当該凹部349bに点灯ユニット120の電解コンデンサ124の先端が収まっている。なお、蓋体349は、ビス等により取り付ける構成であっても良い。
図6は、第4の実施形態に係るランプを示す縦断面図である。図6に示すように、第4の実施形態に係るランプ400は、カバー材445の前面部445bが遮光領域となっている点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
図7は、第5の実施形態に係るランプを示す縦断面図である。図7に示すように、第5の実施形態に係るランプ500は、ケース540に隔壁部が設けられていない点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
ケース540は、搭載部143のX軸−側の面の略中央に第1の実施形態に係る隔壁部144に相当する部材が立設されておらず、搭載部143のX軸−側の面には、第1の実施形態に係る回路載置部144aに相当する円筒形状の回路載置部144aだけが設けられている。本実施の形態では、ケース本体141とカバー材145とで囲まれたケース540内部の空間が、回路収容室と光源収容室とに仕切られていないため、LEDモジュール110の出力光がカバー材145の前面部145bの中央領域(点灯ユニット120のX軸−側の領域)からも出射される。したがって、カバー材145全体を満遍なく光らせることができ、より白熱電球に近い配光パターンを得ることができる。また、ケース540の構造がシンプルであるため、LEDモジュール110及び点灯ユニット120をケース540に搭載し易くランプ500の組立が簡単であると共に、LEDモジュール110及び点灯ユニット120の取り外しも容易で各部材を再利用し易い。
図8は、第6の実施形態に係るランプを示す縦断面図である。図8に示すように、第6の実施形態に係るランプ600は、点灯ユニット120向きが第1の実施形態に係るランプ100とは異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
ケース640は、ケース本体141に、口金130が取り付けられる口金取付部142と、LEDモジュール110及び点灯ユニット120が搭載される搭載部143と、ケース640の内部空間を仕切る隔壁部644とが設けられ、さらにLEDモジュール110及び点灯ユニット120を覆うようにしてカバー材145が取り付けられた構成を有する。隔壁部644は、搭載部143のX軸−側の面の略中央に立設された、口金取付部142よりも径の大きい外径15〜50mmの円筒形状であって、ケース本体141とカバー材145とで囲まれたケース140内部空間は、当該隔壁部644によって回路収容室146と光源収容室147とに仕切られている。
図9は、第7の実施形態に係るランプを示す縦断面図である。図9に示すように、第7の実施形態に係るランプ700は、ケース140の口金130側に口金130及び当該口金130がねじ込まれるソケット2を囲んで覆い隠すスペーサ750が設けられている点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
[第8の実施形態]
図10は、第8の実施形態に係るランプを示す縦断面図であり、図11は、第8の実施形態に係るランプを示す図10のA−A線に沿った断面矢視図である。図10及び図11に示すように、第8の実施形態に係るランプ800は、ケース140がスリット851を有する遮光カバー材850で覆われている点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
図12は、第9の実施形態に係るランプを示す縦断面図であり、図13は、第9の実施形態に係るランプを示す図12のA−A線に沿った断面矢視図である。図12に示すように、第9の実施形態に係るランプ900は、ケース940がX軸と直交する方向に小型である点、LEDモジュール110の向きが異なる点、カバー材945の前面に遮光板950が取り付けられている点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
隔壁部944の外周面を構成する4つの方形の平面には、それぞれLEDモジュール110が、主となる光出射方向がX軸と直交する方向になるよう配置されている。LEDモジュール110がこのような向きとなっているため、搭載部943にLEDモジュール110を載置するための搭載面を広く確保する必要がない。したがって、光源収容室947をX軸と直交する方向に小さくすることができ、ランプ900をX軸と直交する方向により小型化できる。ランプ900が小型であるため、室内空間をより広く確保することができ、また省資源化、産業廃棄物の減量化も図れる。
回路収容室946は点灯ユニット120を収容するための空間であって、光源収容室947はLEDモジュール110を収容するための空間である。回路収容室946は口金130と対向する位置に存在し、光源収容室947は回路収容室946を囲むように当該回路収容室946のX軸と直交する方向に存在する。
図14は、第10の実施形態に係るランプのLEDモジュールの配置を説明するための図である。図14に示すように、第10の実施形態に係るランプ1000は、隔壁部1044の断面形状が三角形である点が第9の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第9の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
隔壁部1044の外周面を構成する3つの方形の平面には、それぞれLEDモジュール110が、主となる光出射方向がX軸と直交する方向になるように、前記平面とLEDモジュール110の基板111とを平行にして配置されており、それらLEDモジュール110は、搭載部1043に形成された配線パターン1043aを介して直列接続されている。このように、隔壁部1044を断面三角形にすることで、LEDモジュール110の個数を減らすことができ、コスト低下を実現できる。
[第11の実施形態]
図15は、第11の実施形態に係るランプのLEDモジュールの配置を説明するための図である。図15に示すように、第11の実施形態に係るランプ1100は、隔壁部1144の断面形状が六角形である点、隔壁部1144の外周面にもLEDモジュール110が搭載されている点が第1の実施形態に係るランプ100と異なる。以下では、第1の実施形態と異なる点について重点的に説明し、第1の実施形態と同様の点ついては重複を避けるため説明を省略する。また、同じ構成要素については同符号を付する。
光源収容室1147内では、搭載部1143の搭載面(X軸+側の面)に、6つのLEDモジュール110が点灯ユニット120の周りを囲むようにして搭載されており、それらLEDモジュール110は、搭載部1143に形成された配線パターン1143aを介して直列接続されている。また、隔壁部1144の外周面を構成する6つの方形の平面にも、それぞれLEDモジュール110が、主となる光出射方向がX軸と直交する方向になるように、前記平面とLEDモジュール110の基板111とを平行にして搭載されており、それらLEDモジュール110は、搭載部1043に形成された配線パターン(不図示)を介して直列接続されている。
以上、本発明に係るランプを実施の形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明に係るランプは、上記の実施の形態に限定されない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
<固体発光素子>
本発明に係る固体発光素子は、LED素子に限定されず、半導体レーザーダイオードや電界発光素子等であっても良い。また、固体発光素子の発光色は白色に限定されず、任意の発光色を採用することが可能である。さらに、固体発光素子の個数は、点灯ユニットの周りを囲むように配置可能な個数であればよく、具体的には2個以上であれば良い。
本発明に係る固体発光素子及び点灯ユニットの配置は、複数の固体発光素子が点灯ユニットに対してE形口金のねじ込み軸方向と交差する方向に前記点灯ユニットの周りを囲むように配置されていればよい。例えば、複数の固体発光素子が点灯ユニットの周りを囲むように円形又は多角形の環状に配置されていれば良い。また、固体発光素子と点灯ユニットとのE形口金のねじ込み軸方向における位置関係は、少なくとも固体発光素子の一部が点灯ユニットと重なっていれば良く、その重なっている分だけ前記E形口金のねじ込み軸方向の寸法を小さくできる。ねじ込み軸方向において、各固体発光素子のE形口金とは反対側の端縁が、点灯ユニットのE形口金とは反対側の端縁よりもE形口金側に位置する場合は、固体発光素子によりE形口金のねじ込み軸方向におけるランプの寸法が大きくなることを完全に防止できる。さらに、点灯ユニットの一部が口金の内部に内包される構成とすれば、よりランプのE形口金のねじ込み軸方向における寸法を小さくすることができる。
本発明に係るケースの構成及び形態は上記に限定されず、ケース内において、複数の固体発光素子がE形口金のねじ込み軸と交差する方向に点灯ユニットの周りを囲むように配置可能な構成であればよい。したがって、例えば、ケースの外観形状は、ランプのねじ込み軸方向の寸法が短くなる形状であれば、円柱から口金が突出した形状に限定されず、角柱から口金が突出した形状等どのような形状であっても良い。
本発明に係るランプは、上記実施の形態及び変形例に係るランプの構成の一部を組み合わせた構成であってもよい。
110 固体発光素子
120 点灯ユニット
130 E形口金
140 ケース
141 ケース本体
145 カバー材
146 回路収容室
147 光源収容室
145 カバー材
250 光拡散層
750 スペーサ
Claims (6)
- ヒートシンクと、前記ヒートシンク上に搭載された光源としての複数の固体発光素子と、それら固体発光素子を点灯させる点灯ユニットと、前記複数の固体発光素子を覆うカバー材とを備え、
前記ヒートシンクには貫通孔が設けられており、前記点灯ユニットは前記貫通孔内および前記カバー材内にまたがって配置されており、前記複数の固体発光素子は、前記点灯ユニットの周りを囲むように配置されていることを特徴とするランプ。 - 前記点灯ユニットは複数の電子部品を含み、それら電子部品の一部が前記貫通孔内に配置され、残りがカバー材内に配置されていることを特徴とする請求項1記載のランプ。
- 前記点灯ユニットが収容される空間と前記固体発光素子が収容される空間とを仕切る隔壁部をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載のランプ。
- さらに、前記点灯ユニットと電気的に接続された口金とを備え、前記複数の固体発光素子は、前記点灯ユニットに対して前記口金のねじ込み軸と交差する方向に前記点灯ユニットの周りを囲むように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のランプ。
- 前記複数の固体発光素子は、前記点灯ユニットに対して前記口金のねじ込み軸と直交する方向に前記点灯ユニットの周りを囲むように配置されていることを特徴とする請求項4に記載のランプ。
- 前記各個体発光素子は、それぞれの主出射方向を前記口金のねじ込み方向とは反対方向に向けた状態で配置されていることを特徴とする請求項4または5に記載のランプ。
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