JP5174555B2 - LED lamp - Google Patents

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Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）を光源とし、蛍光灯の代替として用いることができるＬＥＤランプに関する。   The present invention relates to an LED lamp that uses a light emitting diode (hereinafter referred to as LED) as a light source and can be used as an alternative to a fluorescent lamp.

一般用蛍光灯照明器具に用いられる蛍光ランプには、寿命が短い、水銀や鉛などの有害物質を含む、低温動作に弱い、虫が寄りやすいといった問題点があり、ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプが考案されている。なお、一般用蛍光灯照明器具とは、主に屋内の一般照明に広く用いられる照明器具であり、たとえば日本国内においては、商用１００Ｖまたは２００Ｖ電源を用い、ＪＩＳ Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光ランプまたはＪＩＳ Ｃ７６１８に定められた環形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。   Fluorescent lamps used for general fluorescent lighting fixtures have problems such as short lifetime, containing harmful substances such as mercury and lead, weakness in low-temperature operation, and easy access to insects. Has been devised. The general fluorescent lamp illuminator is an illuminator widely used mainly for indoor general illumination. For example, in Japan, a commercial 100V or 200V power supply is used, and a straight tube fluorescent lamp defined in JIS C7617 is used. This refers to a luminaire to which a lamp or an annular fluorescent lamp defined in JIS C7618 is attached.

図５は、従来のＬＥＤランプの一例を断面図で示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示されたＬＥＤランプＸは、長矩形状の基板９１と、基板９１上に搭載された複数のＬＥＤ９２と、基板９１を収容する管９３と、端子９４と、を備えている。基板９１の表面には、複数のＬＥＤ９２および端子９４に接続される図示しない配線パターンと、上記配線パターンを覆って保護する樹脂製の保護層と、が形成されている。このＬＥＤランプＸは、端子９４を一般用蛍光灯照明器具のソケットの差込口に嵌合させることにより、複数のＬＥＤ９２を発光させることができるように構成されている。このＬＥＤランプＸは、直管形蛍光ランプの代替として用いることができる。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of an example of a conventional LED lamp (see, for example, Patent Document 1). The LED lamp X shown in the figure includes a long rectangular substrate 91, a plurality of LEDs 92 mounted on the substrate 91, a tube 93 that accommodates the substrate 91, and a terminal 94. On the surface of the substrate 91, a wiring pattern (not shown) connected to the plurality of LEDs 92 and the terminals 94 and a resin protective layer that covers and protects the wiring pattern are formed. This LED lamp X is configured such that a plurality of LEDs 92 can emit light by fitting a terminal 94 into an insertion port of a socket of a general fluorescent lamp lighting fixture. This LED lamp X can be used as an alternative to a straight tube fluorescent lamp.

一方、環形蛍光ランプの代替として用いることのできる環形のＬＥＤランプを製造するには環状基板を用意する必要がある。しかしながら、環状基板の形成は、たとえば円形基板の中央部を切り抜くことにより行われるため、材料の無駄が多く、製造コストがかさむなどの問題があった。このため、環形蛍光ランプの代替として用いることができる実用的なＬＥＤランプの製造は困難であった。   On the other hand, in order to manufacture an annular LED lamp that can be used as an alternative to the annular fluorescent lamp, it is necessary to prepare an annular substrate. However, since the annular substrate is formed, for example, by cutting out the central portion of the circular substrate, there is a problem that the material is wasted and the manufacturing cost is increased. For this reason, it has been difficult to produce a practical LED lamp that can be used as an alternative to the ring fluorescent lamp.

実開平６−５４１０３号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-54103

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、環形蛍光ランプの代替として用いることができるＬＥＤランプをより低いコストで提供することをその課題としている。   The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object thereof is to provide an LED lamp that can be used as an alternative to a ring-shaped fluorescent lamp at a lower cost.

本発明によって提供されるＬＥＤランプは、所定の厚みを有する基板と、上記基板の表面に搭載された複数のＬＥＤモジュールと、を備えたＬＥＤランプであって、上記基板は、円弧状に形成された複数の湾曲基板を組み合わせて形成された環状基板であり、上記複数の湾曲基板は、径方向に所定幅を有しており、径方向の外方の側縁の曲率と径方向の内方の側縁の曲率とが上記基板の厚み方向視において同じ曲率であることを特徴とする。   An LED lamp provided by the present invention is an LED lamp including a substrate having a predetermined thickness and a plurality of LED modules mounted on the surface of the substrate, and the substrate is formed in an arc shape. A plurality of curved substrates having a predetermined width in the radial direction, the curvature of the outer side edge in the radial direction and the inner diameter in the radial direction. The side edges have the same curvature in the thickness direction of the substrate.

このような構成によれば、上記湾曲基板の製造に際して、上記湾曲基板を基板材料から切り出す場合に、上記湾曲基板同士を近づけやすくなっているため、上記湾曲基板を同じ平面内により多く並べることができる。このため、一定面積の基板材料から切り出すことができる上記湾曲基板の数を増やすことが可能となり、上記ＬＥＤランプの製造コストを低減することが可能となる。   According to such a configuration, when the curved substrate is manufactured, when the curved substrate is cut out from the substrate material, the curved substrates are easily brought closer to each other. it can. For this reason, it is possible to increase the number of the curved substrates that can be cut out from the substrate material of a certain area, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the LED lamp.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記湾曲基板の径方向の幅は、周方向における中央において最も大となっており、周方向における端部に近づくにつれて小さくなっている。   In a preferred embodiment of the present invention, the radial width of the curved substrate is greatest at the center in the circumferential direction, and decreases as it approaches the end in the circumferential direction.

本発明の好ましい実施の形態においては、上記複数のＬＥＤモジュールは、上記基板の厚み方向視において、上記環状基板内に含まれる円周に沿って一定の間隔で並ぶように、上記各湾曲基板上に配置されている。このような構造によれば、上記円周の周方向にそってむらのない光を出射することが可能となり、環形蛍光ランプの代替としてより好ましいＬＥＤモジュールを得ることができる。   In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of LED modules are arranged on the curved substrates so as to be arranged at regular intervals along a circumference included in the annular substrate in the thickness direction of the substrate. Is arranged. According to such a structure, it becomes possible to emit a uniform light along the circumferential direction of the circumference, and a more preferable LED module can be obtained as an alternative to the annular fluorescent lamp.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。   Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図１は、本発明にかかるＬＥＤランプの一例を平面図で示している。図２には図１に示すＬＥＤランプＡの内部を平面図で示している。図３には図１のIII-III線に沿う断面図を示している。図１〜図３に示すＬＥＤランプＡは、拡散部材１、口金２、環状基板３Ａ、環状基板３Ａ上に搭載された複数のＬＥＤモジュール４、および、放熱部材５を備えている。なお、図２では、拡散部材１、口金２、および放熱部材５を省略している。このＬＥＤランプＡは、たとえば環形蛍光灯の代替として、一般用蛍光灯照明器具に取り付けられて用いられる。   FIG. 1 is a plan view showing an example of an LED lamp according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the inside of the LED lamp A shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. The LED lamp A shown in FIGS. 1 to 3 includes a diffusion member 1, a base 2, an annular substrate 3A, a plurality of LED modules 4 mounted on the annular substrate 3A, and a heat dissipation member 5. In FIG. 2, the diffusion member 1, the base 2, and the heat radiating member 5 are omitted. This LED lamp A is used by being attached to a general fluorescent lamp illuminator, for example, as an alternative to an annular fluorescent lamp.

拡散部材１は、光拡散材料によって平面視円環状に形成されており、環状基板３Ａを覆うように形成されている。この拡散部材１は、複数のＬＥＤモジュール４から出射された光を周方向にそってむらの少ない拡散光として外部へ出射するように構成されている。   The diffusing member 1 is formed in an annular shape in plan view from a light diffusing material, and is formed so as to cover the annular substrate 3A. The diffusing member 1 is configured to emit light emitted from the plurality of LED modules 4 to the outside as diffuse light with little unevenness along the circumferential direction.

口金２は、拡散部材１の両端を繋ぐように形成されており、外部の電源装置に接続される複数の端子ピン２１を備えている。   The base 2 is formed so as to connect both ends of the diffusion member 1 and includes a plurality of terminal pins 21 connected to an external power supply device.

環状基板３Ａは、４個の同形の湾曲基板３を周方向に沿って並べて組み合わせて環状としたものである。この環状基板３Ａは、所定の厚みを有しており、表面には図示しない配線パターンが形成されており、裏面は放熱部材５に当接している。図示しない配線パターンは、複数の端子ピン２１と導通しており、外部の電源装置から電力の供給を受けることが可能となっている。図２には、環状基板３Ａの中心線を２本、仮想線で示している。これらの中心線は、４個の湾曲基板３の境界線と一致していている。環状基板３Ａの外周は、平面視において２本の中心線の交差点Ｃを中心とする円の円周となっている。なお、本発明における環状基板３Ａの厚み方向視は図１，２における平面視と同一となっている。   The annular substrate 3A is formed by arranging four identically shaped curved substrates 3 along the circumferential direction and combining them to form an annular shape. The annular substrate 3A has a predetermined thickness, a wiring pattern (not shown) is formed on the surface, and the back surface is in contact with the heat dissipation member 5. A wiring pattern (not shown) is electrically connected to the plurality of terminal pins 21 and can be supplied with electric power from an external power supply device. In FIG. 2, two center lines of the annular substrate 3A are shown by imaginary lines. These center lines coincide with the boundary lines of the four curved substrates 3. The outer periphery of the annular substrate 3A is a circle having a center at an intersection C between two center lines in plan view. In addition, the thickness direction view of the annular substrate 3A in the present invention is the same as the plan view in FIGS.

湾曲基板３は、交差点Ｃを中心とする円の径方向に沿って所定幅を有し、環状基板３Ａの周方向に沿って延びるように形成されている。湾曲基板３の径方向の外方の側縁３１は、平面視において交差点Ｃを中心とする円周の一部である。湾曲基板３の径方向の内方の側縁３２は、平面視における曲率が側縁３１の曲率と同じになるように形成されている。また、湾曲基板３は、周方向における中央において径方向の幅が最大となり、端にいくほど幅が小さい形状となっている。   The curved substrate 3 has a predetermined width along the radial direction of a circle centered at the intersection C, and is formed so as to extend along the circumferential direction of the annular substrate 3A. An outer side edge 31 in the radial direction of the curved substrate 3 is a part of the circumference centering on the intersection C in plan view. The radially inner side edge 32 of the curved substrate 3 is formed so that the curvature in plan view is the same as the curvature of the side edge 31. In addition, the curved substrate 3 has a maximum radial width at the center in the circumferential direction, and a smaller width toward the end.

この湾曲基板３は、たとえば図４に示すように平板状の基板材料３０から切り出されて形成される。基板材料３０は、たとえばガラスエポキシ製の大型基板であり、複数の湾曲基板３を切り出すことが可能となっている。   The curved substrate 3 is formed by cutting out from a flat substrate material 30 as shown in FIG. 4, for example. The substrate material 30 is a large substrate made of glass epoxy, for example, and a plurality of curved substrates 3 can be cut out.

ＬＥＤモジュール４は、ＬＥＤ４１、互いに離間する金属製のリード４２，４３、ワイヤ４４、および、樹脂パッケージ４５を備えて構成されている。ＬＥＤモジュール４は、環状基板３Ａ上に、交差点Ｃを中心とする円周Ｂに沿って等間隔で並ぶように配置されている。なお、円周Ｂは、各湾曲基板３の周方向の中央において径方向の中央を通る円の円周である。   The LED module 4 includes an LED 41, metal leads 42 and 43 that are separated from each other, wires 44, and a resin package 45. The LED modules 4 are arranged on the annular substrate 3A so as to be arranged at equal intervals along a circumference B centering on the intersection C. The circumference B is the circumference of a circle passing through the center in the radial direction at the center in the circumferential direction of each curved substrate 3.

ＬＥＤ４１は、たとえばｎ型半導体層およびｐ型半導体層と、これらに挟まれた活性層とが積層された構造とされている。ＬＥＤ４１は、たとえばＧａＮ系半導体からなる場合、青色光を発光可能である。ＬＥＤ４１は、リード４２にダイボンディングされている。さらに、ＬＥＤ４１の上面は、ワイヤ４４を介してリード４３に接続されている。リード４２，４３は環状基板３Ａ上の図示しない配線パターンに接続固定されている。   The LED 41 has a structure in which, for example, an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer and an active layer sandwiched between them are stacked. For example, when the LED 41 is made of a GaN-based semiconductor, the LED 41 can emit blue light. The LED 41 is die-bonded to the lead 42. Further, the upper surface of the LED 41 is connected to the lead 43 via the wire 44. The leads 42 and 43 are connected and fixed to a wiring pattern (not shown) on the annular substrate 3A.

樹脂パッケージ４５は、ＬＥＤ４１およびワイヤ４４を保護するためのものである。樹脂パッケージ４５は、ＬＥＤ４１からの光に対して透光性を有するたとえばシリコン樹脂を用いて形成されている。また、樹脂パッケージ４５に、青色光によって励起されることにより黄色光を発する蛍光材料を混入すれば、ＬＥＤモジュール４から白色光を出射させることが可能となる。   The resin package 45 is for protecting the LED 41 and the wire 44. The resin package 45 is formed by using, for example, a silicon resin having translucency with respect to the light from the LED 41. In addition, if a fluorescent material that emits yellow light when excited by blue light is mixed in the resin package 45, white light can be emitted from the LED module 4.

放熱部材５は、たとえばＡｌによって平面視円環状に形成されており、拡散部材１が接着される接着面５１、環状基板３Ａを収容する凹嵌部５２、および、表面積を増加させるための複数の板部５３を備えている。複数の板部５３は、互いに平行となるように形成されており、放熱部材５の径方向に沿って並んでいる。   The heat dissipating member 5 is formed, for example, in an annular shape in plan view with Al, and includes a bonding surface 51 to which the diffusing member 1 is bonded, a recessed fitting portion 52 that accommodates the annular substrate 3A, and a plurality of surfaces for increasing the surface area. A plate portion 53 is provided. The plurality of plate portions 53 are formed so as to be parallel to each other, and are arranged along the radial direction of the heat dissipation member 5.

次に、ＬＥＤランプＡの作用について説明する。   Next, the operation of the LED lamp A will be described.

本実施形態によれば、環状基板３Ａが４つの湾曲基板３を組み合わせて構成されているため、ＬＥＤランプＡは、環状の単体基板を用いる場合に比べて基板材料の無駄を抑制することができる。このため、ＬＥＤランプＡは、比較的低いコストで製造可能であり、環形蛍光ランプの代替として用いることができる。蛍光ランプのかわりにＬＥＤランプＡを用いると、メンテナンスの手間や消費電力を減らすことが可能となる。   According to the present embodiment, since the annular substrate 3A is configured by combining the four curved substrates 3, the LED lamp A can suppress the waste of the substrate material compared to the case where the annular single substrate is used. . For this reason, the LED lamp A can be manufactured at a relatively low cost, and can be used as an alternative to the annular fluorescent lamp. When the LED lamp A is used in place of the fluorescent lamp, it is possible to reduce maintenance work and power consumption.

さらに、本実施形態によれば、環状基板３Ａを構成する４つの湾曲基板３は同形であるため、１種類の湾曲基板３を製造することによって環状基板３Ａを製造することができる。このため、環状基板３Ａの製造コストをより抑えることができる。   Furthermore, according to this embodiment, since the four curved substrates 3 constituting the annular substrate 3A have the same shape, the annular substrate 3A can be manufactured by manufacturing one type of curved substrate 3. For this reason, the manufacturing cost of the annular substrate 3A can be further suppressed.

さらに、本実施形態によれば、側縁３１，３２の曲率が同じであるため、図４に示すように湾曲基板３同士を近づけて配置しやすくなっている。このため、同じ大きさの基板材料から取り出すことができる湾曲基板３の数を増やすことが可能となっている。このため、より基板材料の無駄を抑制することが可能となり、環状基板３Ａの製造コストをさらに抑えることができる。   Furthermore, according to this embodiment, since the curvature of the side edges 31 and 32 is the same, it is easy to arrange the curved substrates 3 close to each other as shown in FIG. For this reason, it is possible to increase the number of the curved substrates 3 that can be taken out from the same size substrate material. For this reason, it becomes possible to suppress a waste of board | substrate material more, and can further suppress the manufacturing cost of 3 A of cyclic | annular board | substrates.

さらに、本実施形態によれば、円周Ｂに沿ってＬＥＤモジュール４が等間隔に配置されているため、ＬＥＤランプＡから出射される光にむらが生じにくくなっている。このため、ＬＥＤモジュールＡは、環形蛍光ランプの代替としてより好ましく使用することができる。   Furthermore, according to this embodiment, since the LED modules 4 are arranged at equal intervals along the circumference B, unevenness in the light emitted from the LED lamp A is less likely to occur. For this reason, the LED module A can be more preferably used as an alternative to the annular fluorescent lamp.

さらに、本実施形態によれば、ＬＥＤランプＡは、放熱部材５を有しており、複数のＬＥＤモジュール４から生じる熱を好ましく外気に放出することができる。このため、ＬＥＤランプＡは、温度が上昇して動作不良を起こすとがなく、安定して照明を提供することができる。   Furthermore, according to this embodiment, the LED lamp A has the heat radiating member 5 and can preferably release the heat generated from the plurality of LED modules 4 to the outside air. For this reason, the LED lamp A does not cause a malfunction due to an increase in temperature, and can stably provide illumination.

本発明にかかるＬＥＤランプは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかるＬＥＤランプの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。上記実施形態では、環状基板３Ａは４つの湾曲基板３により構成されているが、湾曲基板３の数は適宜決めることができる。たとえば、環状基板３Ａは８つの湾曲基板により構成されていてもよい。また、異なる大きさの湾曲基板を組み合わせてもよい。たとえば、環状基板３Ａが、ＬＥＤランプＡにおける湾曲基板３を３個と、環状基板３Ａを８分割するような湾曲基板２個とから成る場合も実施可能である。   The LED lamp according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the LED lamp according to the present invention can be varied in design in various ways. In the above embodiment, the annular substrate 3A is constituted by the four curved substrates 3, but the number of the curved substrates 3 can be determined as appropriate. For example, the annular substrate 3A may be composed of eight curved substrates. Moreover, you may combine the curved board | substrate of a different magnitude | size. For example, the case where the annular substrate 3A includes three curved substrates 3 in the LED lamp A and two curved substrates that divide the annular substrate 3A into eight parts can be implemented.

本発明にかかるＬＥＤランプの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the LED lamp concerning this invention. 図１に示すＬＥＤランプの内部を示す平面図である。It is a top view which shows the inside of the LED lamp shown in FIG. 図１のIII-III線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 図１に示すＬＥＤレンプの湾曲基板を基板材料から切り出す方法の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the method of cutting out the curved board | substrate of LED lamp shown in FIG. 1 from board | substrate material. 従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the conventional LED lamp.

符号の説明Explanation of symbols

Ａ ＬＥＤランプ
Ｂ 円周
Ｃ 交差点
１ 拡散部材
２ 口金
３Ａ 環状基板
３ 湾曲基板
４ ＬＥＤモジュール
５ 放熱部材
２１ 端子ピン
３１，３２ 側縁
４１ ＬＥＤ
４２，４３ リード
４４ ワイヤ
４５ 樹脂パッケージ
５１ 接着面
５２ 凹嵌部
５３ 板部 A LED lamp B Circumference C Intersection 1 Diffusion member 2 Base 3A Annular substrate 3 Curved substrate 4 LED module 5 Heat dissipation member 21 Terminal pins 31, 32 Side edge 41 LED
42, 43 Lead 44 Wire 45 Resin package 51 Adhesive surface 52 Recessed portion 53 Plate portion

Claims (3)

所定の厚みを有する基板と、
上記基板の表面に搭載された複数のＬＥＤモジュールと、
を備えたＬＥＤランプであって、
上記基板は、円弧状に形成された複数の湾曲基板を組み合わせて形成された環状基板であり、上記複数の湾曲基板は、径方向に所定幅を有しており、径方向の外方の側縁の曲率と径方向の内方の側縁の曲率とが上記基板の厚み方向視において同じ曲率であることを特徴とする、ＬＥＤランプ。 A substrate having a predetermined thickness;
A plurality of LED modules mounted on the surface of the substrate;
An LED lamp comprising:
The substrate is an annular substrate formed by combining a plurality of curved substrates formed in an arc shape, and the plurality of curved substrates have a predetermined width in the radial direction, and are arranged on a radially outer side. The LED lamp, wherein the curvature of the edge and the curvature of the inner side edge in the radial direction are the same curvature as viewed in the thickness direction of the substrate. 上記湾曲基板の径方向の幅は、周方向における中央において最も大となっており、周方向における端部に近づくにつれて小さくなっている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。   2. The LED lamp according to claim 1, wherein the radial width of the curved substrate is largest at the center in the circumferential direction and decreases as the end in the circumferential direction is approached. 上記複数のＬＥＤモジュールは、上記基板の厚み方向視において、上記環状基板内に含まれる円周に沿って一定の間隔で並ぶように、上記各湾曲基板上に配置されている、請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。   The plurality of LED modules are arranged on each of the curved substrates so as to be arranged at a constant interval along a circumference included in the annular substrate in the thickness direction view of the substrate. 2. The LED lamp according to 2.
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