WO2010082655A1

WO2010082655A1 - Ｌｅｄランプ

Info

Publication number: WO2010082655A1
Application number: PCT/JP2010/050518
Authority: WO
Inventors: 啓之福井
Original assignee: ローム株式会社
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2010-01-19
Publication date: 2010-07-22
Also published as: CN202176924U; US8967825B2; JPWO2010082655A1; US20110273871A1

Abstract

　本発明によって提供されるＬＥＤランプＡ１は、ＬＥＤチップ２１と、ＬＥＤチップ２１を支持するための放熱部材３とを備えており、放熱部材３は、ＬＥＤチップ２１を搭載する搭載部３１と、搭載部３１からＬＥＤチップ２１の主出射方向と反対側に上記主出射方向に対して傾斜した方向に延びる傾斜部３２とを備えている。このような構成により、より広い領域を照らすことができる。

Description

ＬＥＤランプ

　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。

　図８および図９は、ＬＥＤが光源として用いられる、従来のＬＥＤランプの一例（たとえば特許文献１参照）を示している。これらの図に示されたＬＥＤランプＸは、板状の基板９１と、基板９１上に搭載された複数のＬＥＤモジュール９２と、基板９１に取り付けられた放熱部材９５と、基板９１を収容するケース９３と、端子９４とを備えている。基板９１上には、複数のＬＥＤモジュール９２および端子９４に接続される図示しない配線パターンが形成されている。ＬＥＤランプＸは、一般用蛍光灯照明器具のソケットの差込口に端子９４を嵌合させることにより、複数のＬＥＤモジュール９２を発光させることができるように構成されている。

　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、商用電源（たとえば交流１００Ｖ）を用い、ＪＩＳ　Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光灯またはＪＩＳ　Ｃ７６１８に定められた環形蛍光灯が取り付けられる照明器具をいう（以下、「一般用蛍光灯照明器具」を単に「照明器具」という。）。

　ＬＥＤモジュール９２からの光は、図９における図中上方を指す主出射方向が比較的大となる光量分布となる。このため、ＬＥＤランプＸは、主出射方向が天井部分９６とは反対側の床方向を向く姿勢で取り付けられることが一般的である。しかしながら、ＬＥＤモジュール９２から上記主出射方向とは反対側に進行する光は、基板９１に遮られてしまう。このため、ＬＥＤランプＸは、一般用蛍光灯が点灯されたときと比較して、天井部分９６が暗くなってしまうという不具合があった。

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、一般用蛍光灯が点灯されるときと比較して違和感を生じさせることのないＬＥＤランプを提供することをその課題とする。

　本発明の第１の側面によって提供されるＬＥＤランプは、ＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを支持するための放熱部材と、を備えており、上記放熱部材は、上記ＬＥＤチップを搭載する搭載部と、上記搭載部から上記ＬＥＤチップの主出射方向と反対側に上記主出射方向に対して傾斜した方向に延びる１以上の傾斜部と、を備えていることを特徴としている。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記ＬＥＤチップを通り上記主出射方向に延びる軸を挟んで互いに反対側に位置する一対の上記傾斜部を備えており、上記傾斜部どうしがなす角は、１８０度以下である。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材を収容し、かつ上記ＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過させる円筒形状のケースをさらに備えている。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースの径方向における上記放熱部材の大きさは、上記ケースの半径よりも小である。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記ケースには、内方に突出し、かつ上記放熱部材を挟む一対の突出片が形成されている。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材の傾斜部は、その表面がフラットである。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材の傾斜部は、その表面が階段状である。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材は、その内部に中空部が形成されており、上記中空部には、上記ＬＥＤチップを発光させるための回路基板が設けられている。

　本発明の第２の側面によって提供されるＬＥＤランプは、ＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを支持するための放熱部材と、上記放熱部材を収容し、かつ上記ＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過する円筒形状のケースと、を備えており、上記ケースには、内方に突出し、かつ上記ケースを挟む一対の突出片が形成されていることを特徴としている。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材は、上記ＬＥＤチップが搭載される搭載部と、上記搭載部から延びる一対の傾斜部とを有する断面扇形とされている。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記一対の突出片は、上記一対の傾斜部の端部に係合している。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記一対の傾斜部どうしがなす角は、１８０°以下である。

　本発明の第３の側面によって提供されるＬＥＤランプは、ＬＥＤチップと、上記ＬＥＤチップを支持するための放熱部材と、を備えており、上記放熱部材は、その内部に中空部が形成されており、上記中空部には、上記ＬＥＤチップを発光させるための回路基板が設けられていることを特徴としている。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材は、上記ＬＥＤチップが搭載される搭載部と、上記搭載部から延びる一対の傾斜部とを有する断面扇形の細長形状とされている、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記回路基板は、上記放熱部材の長手方向に延びる帯状である。

　本発明の好ましい実施の形態においては、上記放熱部材を収容し、かつ上記ＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過する円筒形状のケースをさらに備えており、上記ケースには、内方に突出し、かつ上記ケースを挟む一対の突出片が形成されている。

　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。

本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤランプを示す斜視図である。図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う要部断面図である。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う要部断面図である。ＬＥＤモジュールおよび基板の要部断面図である。ＬＥＤモジュールの変形例を示す要部断面図である。第１実施形態に基づくＬＥＤランプの作用を説明するための図である。本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤランプを示す要部断面図である。従来のＬＥＤランプの一例を示す断面図である。図８のＩＸ－ＩＸ線に沿う要部断面図である。

　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～図３は、本発明の第１実施形態に基づくＬＥＤランプを示している。本実施形態のＬＥＤランプＡ１は、基板１、複数のＬＥＤモジュール２、放熱部材３、回路基板４、複数の電源部品５、ケース６、および一対の口金７を備えている。このＬＥＤランプＡ１は、たとえば直管形蛍光ランプの代替として、一般用蛍光灯照明器具に取り付けられて用いられる。一般用蛍光灯照明器具がたとえば屋内の天井などに設置されている場合には、ＬＥＤランプＡ１は、通常、ＬＥＤモジュール２の光の主出射方向が下方を向くように取り付けられる。

　基板１は、複数のＬＥＤモジュール２を支持し、かつこれらのＬＥＤモジュール２に電力供給するためのものである。基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、細長の板状に形成されている。基板１の実装面１ａには、金属配線層１１，１２が形成されている。金属配線層１１，１２は、たとえばＣｕからなり、互いに離間している。また、基板１は、金属配線層１１，１２の一部を覆うことによりそれらを保護する保護層１３を備えている。

　複数のＬＥＤモジュール２は、図１に示すように、基板１の長手方向に沿って配置されている。各ＬＥＤモジュール２は、図４に示すように、ＬＥＤチップ２１、互いに離間する金属製のリード２２，２３、ワイヤ２４、および樹脂パッケージ２５を備えている。各ＬＥＤモジュール２は、ＬＥＤチップ２１の主出射方向が基板１の実装面１ａの法線方向と一致するように設置されている。

　ＬＥＤチップ２１は、たとえばｎ型半導体およびｐ型半導体と、これらに挟まれた活性層（いずれも図示せず）とが積層した構造とされている。ＬＥＤチップ２１は、たとえばＧａＮ系半導体からなる場合、青色光を発することができる。

　ＬＥＤチップ２１は、２つの電極（図示略）を備えている。これらの電極は、ＬＥＤチップ２１の下面および上面に形成されている。ＬＥＤチップ２１は、リード２２の表面に搭載されている。リード２２の裏面は、基板１の金属配線層１１に接合されている。これにより、ＬＥＤチップ２１の下面の電極は、金属配線層１１と導通している。一方、ＬＥＤチップ２１の上面の電極は、ワイヤ２４を介してリード２３に接続されている。リード２３は、金属配線層１２に接合されている。これにより、ＬＥＤチップ２１の上面の電極は、金属配線層１２と導通している。

　樹脂パッケージ２５は、ＬＥＤチップ２１およびワイヤ２４を保護するためのものである。樹脂パッケージ２５は、ＬＥＤチップ２１から発せられる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２５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２から白色光を出射させることが可能となる。なお、上記黄色光を発する蛍光材料に代えて、緑色光および赤色光を発する蛍光材料を混入してもよい。

　なお、ＬＥＤモジュール２に代えて、図５に示すＬＥＤモジュール２Ａを用いてもよい。ＬＥＤモジュール２Ａは、絶縁基板２６を備えている。絶縁基板２６には、ＬＥＤチップ２１が搭載されている。また、絶縁基板２６の裏側には、一対の実装端子２７が形成されている。ＬＥＤモジュール２Ａは、たとえば図４に示した基板１に実装される場合、一対の実装端子２７が金属配線層１１，１２にそれぞれ接合される。

　放熱部材３は、ＬＥＤモジュール２から生じた熱を放散させるためものであり、ケース６に収容されている。放熱部材３は、たとえばＡｌからなり、基板１の長手方向に沿って延びる細長のブロック状とされている。放熱部材３には、搭載部３１、一対の傾斜部３２、および円弧部３３が形成されており、断面形状が、中空の扇形とされている。搭載部３１は、扇形の頂角に相当する部分に位置しており、細長帯状とされている。搭載部３１には、基板１が搭載されている。基板１を搭載部３１に搭載することにより、図２に示すように、複数のＬＥＤモジュール２は、ケース６の中心軸Ｏ１と重なるように配置されている。一対の傾斜部３２は、搭載部３１の両側に繋がっており、扇形の半径に相当する部分である。本実施形態においては、各傾斜部３２の外面は、フラットな面とされている。円弧部３３は、一対の傾斜部３２の端部どうしを連結しており、断面円弧形状とされている。

　放熱部材３の内部には、中空部３４が形成されている。この中空部３４には、図２および図３に示すように、回路基板４および複数の電源部品５が格納されている。回路基板４は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなり、板状に形成されている。複数の電源部品５は、ＬＥＤモジュール２を点灯させるための電源回路として機能するものであり、回路基板４に実装されている。複数の電源部品５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１と、たとえばコンデンサや抵抗器などの他の機能部品５２とを含み、商用電源から供給される交流を直流の定電流に変換してＬＥＤモジュール２に供給する回路を構成している。なお、ＡＣ／ＤＣコンバータ５１は、回路基板４に実装される他の部品に比べて、空間に占めるサイズが大きく、たとえば回路基板４の裏面側に実装されている。

　一対の傾斜部３２がなす角α（図２参照）は、たとえば９０°とされている。このなす角αは、ＬＥＤチップ２１から出射される光の進行方向、あるいは中空部３４に格納される回路基板４および複数の電源部品５の大きさなどによって設定され、必要に応じて任意の値に設定可能である。角αの大きさとしては、１８０°以下が好ましい。

　放熱部材３としては、表面に絶縁シートを設けるなどの絶縁処理を施すことにより、ＬＥＤモジュール２を直接的に実装し支持するものであってもよい。すなわち、基板１を省略してもよい。この場合、ＬＥＤモジュール２とたとえば絶縁機能を有する上記絶縁シートとの間には、基板１の実装面１ａに形成された配線パターンと同様の配線パターンが形成される。この構成によれば、放熱部材３とは別に、ＬＥＤモジュール２を実装するための基板１を用意する必要がないので、部品コストの削減化を図ることができる。

　また、放熱部材３は、上記したように長手方向の全長にわたって中空部３４が形成されていなくてもよく、長手方向における一部は中実構造とされていてもよい。

　ケース６は、基板１および放熱部材３などを収容するためのものであり、図１および図２に示すように、円筒状である。ケース６は、たとえばポリカーボネートなどの合成樹脂からなり、押出成形によって一体形成される。ＬＥＤモジュール２からの光の一部がケース６の内面に達すると、ケース６は、その光を拡散させつつ透過させる。

　ケース６の内面には、一対の突出片６１が形成されている。一対の突出片６１は、ケース６の内方に突出しており、放熱部材３を固定するためのものである。図２に表された状態において、放熱部材３は、傾斜部３２の一部が突出片６１と当接することにより、ケース６の中心軸Ｏ１に垂直な方向への移動が規制されている。基板１および放熱部材３などをケース６内へ収容する場合、突出片６１に対して、放熱部材３をスライドさせながらケース６内に挿入すればよい。

　一対の口金７は、一般用蛍光灯照明器具のソケット（図示せず）に装着することにより、商用電源から交流電力を供給するためのものである。口金７は、図３に示すように、有底円筒状のカバー体７１と、カバー体７１の中空部に収容保持された樹脂ブロック７２と、２本の端子７３とを備えている。放熱部材３は、一対の口金７によって支持された状態となっている。端子７３と回路基板４とは、ケーブル７４によって接続されている。端子７３は、カバー体７１および樹脂ブロック７２に貫通する状態で設けられている。端子７３の一端部（外側の端部）は、一般用蛍光灯照明器具の上記ソケットの差込口に嵌合され
る部分である。

　次に、ＬＥＤランプＡ１の作用について説明する。

　本実施形態によれば、図６に示すように、放熱部材３の一対の傾斜部３２が、ケース６の中心から延びる半径に相当する配置となっている。これにより、ケース６の中心軸Ｏ１に配置されたＬＥＤモジュール２（ＬＥＤチップ２１）から発せられた光Ｌ１、Ｌ２は、傾斜部３２（放熱部材３）によっては、ほとんど遮られない。このため、光Ｌ１，Ｌ２は、ＬＥＤモジュール２からの主出射方向（図中上方）を中心として、およそ２７０度の範囲を進行する。特に、図中斜め下方に放射される光Ｌ２、また、ケース６の内表面で反射された後に斜め下方に放射される光Ｌ３によって、天井Ｐをより明るく照らすことが可能である。したがって、ＬＥＤランプＡ１を一般用蛍光灯照明器具に取り付けて使用した場合に、たとえば一般用蛍光灯と比較して暗くなるといった違和感を抑制することができる。

　図７は、本発明の第２実施形態に基づくＬＥＤランプを示している。なお、本図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

　本実施形態のＬＥＤランプＡ２は、放熱部材３Ａの傾斜部３２の形状が、第１実施形態のＬＥＤランプＡ１と異なる。すなわち、本実施形態においては、傾斜部３２は、基板１の実装面１ａと水平な複数の水平面３５とこの水平面３５と直交する方向に延びた複数の直交面３６とが交互に連なった階段状とされている。

　放熱部材３Ａは、その外形が断面視で略ひし形状とされており、内部は中空状とされている。放熱部材３Ａは、ケース６に形成された一対の突起片６２によって支持される。放熱部材３の中空部３４の内表面も、外表面と同様に、複数の水平面と複数の直交面とが交互に連なった階段状に形成されている。この構成によると、中空部３４内の回路基板４は、その端部が中空部３４の水平面に取り付けられることにより、中空部３４内に容易に設置することができる。したがって、たとえば回路基板４の大きさが異なる場合でも、その大きさに合わせていずれかの水平面を選択して回路基板４を取り付けることができる。

　ＬＥＤランプＡ２によっても、ＬＥＤランプＡ１と同様に、ＬＥＤモジュール２からの光は、図７における斜め下方に放射される。したがって、ＬＥＤランプＡ２が取り付けられた一般用蛍光灯照明器具の近傍の天井部分がより明るく照らされることになり、ＬＥＤランプＡ１と同様の作用効果を奏する。

　本発明に係る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。本発明に係る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。たとえば、放熱部材３，３Ａの形状は、上記した形状に限るものではなく、断面視で扇形状あるいはひし形状に代えて、たとえば三角形状などであってもよい。また、傾斜部３２の表面は、微細な凹凸状に形成されていてもよい。

Claims

　ＬＥＤチップと、
　上記ＬＥＤチップを支持するための放熱部材と、を備えており、
　上記放熱部材は、
　上記ＬＥＤチップを搭載する搭載部と、上記搭載部から上記ＬＥＤチップの主出射方向と反対側に上記主出射方向に対して傾斜した方向に延びる１以上の傾斜部と、を備えていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
　上記ＬＥＤチップを通り上記主出射方向に延びる軸を挟んで互いに反対側に位置する一対の上記傾斜部を備えており、
　上記傾斜部どうしがなす角は、１８０度以下である、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
　上記放熱部材を収容し、かつ上記ＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過させる円筒形状のケースをさらに備えている、請求項２に記載のＬＥＤランプ。
　上記ケースの径方向における上記放熱部材の大きさは、上記ケースの半径よりも小である、請求項３に記載のＬＥＤランプ。
　上記ケースには、内方に突出し、かつ上記放熱部材を挟む一対の突出片が形成されている、請求項３に記載のＬＥＤランプ。
　上記放熱部材の傾斜部は、その表面がフラットである、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
　上記放熱部材の傾斜部は、その表面が階段状である、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
　上記放熱部材は、その内部に中空部が形成されており、
　上記中空部には、上記ＬＥＤチップを発光させるための回路基板が設けられている、請求項１に記載のＬＥＤランプ。
　ＬＥＤチップと、
　上記ＬＥＤチップを支持するための放熱部材と、
　上記放熱部材を収容し、かつ上記ＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過する円筒形状のケースと、を備えており、
　上記ケースには、内方に突出し、かつ上記ケースを挟む一対の突出片が形成されていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
　上記放熱部材は、上記ＬＥＤチップが搭載される搭載部と、上記搭載部から延びる一対の傾斜部とを有する断面扇形とされている、請求項９に記載のＬＥＤランプ。
　上記一対の突出片は、上記一対の傾斜部の端部に係合している、請求項１０に記載のＬＥＤランプ。
　上記一対の傾斜部どうしがなす角は、１８０°以下である、請求項１１に記載のＬＥＤランプ。
　上記ケースの径方向における上記放熱部材の大きさは、上記ケースの半径よりも小である、請求項１２に記載のＬＥＤランプ。
　上記放熱部材は、その内部に中空部が形成されており、
　上記中空部には、上記ＬＥＤチップを発光させるための回路基板が設けられている、請求項１０に記載のＬＥＤランプ。
　ＬＥＤチップと、
　上記ＬＥＤチップを支持するための放熱部材と、を備えており、
　上記放熱部材は、その内部に中空部が形成されており、
　上記中空部には、上記ＬＥＤチップを発光させるための回路基板が設けられていることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
　上記放熱部材は、上記ＬＥＤチップが搭載される搭載部と、上記搭載部から延びる一対の傾斜部とを有する断面扇形の細長形状とされている、請求項１５に記載のＬＥＤランプ。
　上記回路基板は、上記放熱部材の長手方向に延びる帯状である、請求項１６に記載のＬＥＤランプ。
　上記一対の傾斜部どうしがなす角は、１８０°以下である、請求項１７に記載のＬＥＤランプ。
　上記ケースの径方向における上記放熱部材の大きさは、上記ケースの半径よりも小である、請求項１８に記載のＬＥＤランプ。
　上記放熱部材を収容し、かつ上記ＬＥＤチップからの光を拡散させつつ透過する円筒形状のケースをさらに備えており、
　上記ケースには、内方に突出し、かつ上記ケースを挟む一対の突出片が形成されている、請求項１６に記載のＬＥＤランプ。