JP5174555B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

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。

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。

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。

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。

実開平６−５４１０３号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、ＬＥＤランプＡの作用について説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明にかかるＬＥＤランプの一例を示す平面図である。 図１に示すＬＥＤランプの内部を示す平面図である。 図１のIII-III線に沿う断面図である。 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。 従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。

符号の説明

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

Claims (3)

1. 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。
2. 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。
3. 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。

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