(57)【要約】【課題】十分な吸熱と放熱効果を有するヒートシンクを設けることが難しい。【解決手段】直管形ＬＥＤ照明灯Ｘは、複数のＬＥＤ１と、熱伝導性を有する材料で成るヒートシンク３と、複数のＬＥＤ１が均等に配設された基板４と、ヒートシンク６を固定して支持する一対のプラグ６と、を有する。基板４がフレキシブル配線基板であるときは、基板４は、ヒートシンク３の外周面に全面が密着して設けられる。ヒートシンク３は切欠３Ａを有し、基板４が切欠３Ａで折り曲げられるようにしてヒートシンク３の内周面に直流電源ユニット２が配設された基板４の所定の領域４Ｂの全面が密着するように設けられる。基板４が銅基板であるときは、ヒートシンク３が基板４を兼用する。複数のＬＥＤ１は、ヒートシンク３の外周面に沿って直接配設される。一方、直流電源ユニット２は、ヒートシンク３の内周面に直接設けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光ダイオード素子と、熱伝導性を有する材料で成る円筒形状のヒートシンクと、前記複数の発光ダイオード素子が前記ヒートシンクの外周面に均等に配設されるように前記外周面に全面が密着して設けられるフレキシブル配線基板と、前記ヒートシンクの両端でそれぞれ前記ヒートシンクを固定して支持する一対のプラグと、を有する直管形発光ダイオード式照明灯。
【請求項２】
前記ヒートシンクが管の軸方向に沿って切欠を有し、前記フレキシブル配線基板における所定の領域に前記複数の発光ダイオード素子に直流を供給する直流電源ユニットが配設され、前記フレキシブル配線基板が前記切欠において折り曲げられるようにして前記直流電源ユニットが前記ヒートシンクの内周面に沿って配置されるように前記内周面に前記所定の領域の全面が密着して設けられる請求項１に記載の直管形発光ダイオード式照明灯。
【請求項３】
前記フレキシブル配線基板が設けられた前記ヒートシンクを収容し汎用の直管形蛍光灯と同じ外形を有する円筒形状の透明または半透明の樹脂製のシェードを含んで成り、前記一対のプラグに通気孔を設けたことを特徴とする請求項１に記載の直管形発光ダイオード式照明灯。
【請求項４】
複数の発光ダイオード素子と、銅基板の一方の面の全面にわたって前記複数の発光ダイオード素子を均等に配設し前記銅基板を円筒形状に曲げて形成されたヒートシンクと、前記ヒートシンクの両端でそれぞれ前記ヒートシンクを固定して支持する一対のプラグと、を有する直管形発光ダイオード式照明灯。
【請求項５】
前記ヒートシンクの内周面における前記銅基板の他方の面に前記複数の発光ダイオード素子に直流を供給する直流電源ユニットを直接設けたことを特徴とする請求項４に記載の直管形発光ダイオード式照明灯。
【請求項６】
前記銅基板を含んで成る前記ヒートシンクを収容し汎用の直管形蛍光灯と同じ外形を有する円筒形状の透明または半透明の樹脂製のシェードを含んで成り、前記一対のプラグに通気孔を設けたことを特徴とする請求項４に記載の直管形発光ダイオード式照明灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直管形発光ダイオード式照明灯に関する。特に、照明灯本体の長手方向における中心軸を中心に全周方向に光を照射することができる直管形発光ダイオード式照明灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード式照明灯（ＬＥＤ照明灯）は、複数の発光ダイオードを光源とする照明器具である。近年、白熱灯、蛍光灯、水銀灯のような照明灯からＬＥＤ照明灯への転換が急速に進んでいる。ＬＥＤ照明灯には、所要の光量を得るための消費電力が他の照明灯に比べて低いという優れた利点がある。また、ＬＥＤ照明灯は、水銀のような指定有害物質を含まず、本体の重量が比較的軽量であり、あるいは総合的な観点から耐用年数が長いという利点を有する。以下、電極を含む発光ダイオードの半導体チップを発光ダイオード素子（ＬＥＤ）という。
【０００３】
既存の照明設備においては、汎用の直管形照明灯の大半が蛍光灯である。そのため、直管形ＬＥＤ照明灯は、直管形蛍光灯の取付器具にそのまま取り付けて直管形蛍光灯と交換できるように、直管形蛍光灯と同じ外形にされ、同じ規格の口金を備えている。ただし、点弧してから交流を供給する蛍光灯の電源ユニットを直流で点灯するＬＥＤ照明灯の電源ユニットとして適用することができない。そこで、直管形ＬＥＤ照明灯には、ＬＥＤに直流を供給する専用の直流電源ユニットが設けられる。
【０００４】
直管形ＬＥＤ照明灯は、直流電源ユニットの配置によって電源外付型と電源内蔵型に分けることができる。特に、電源内蔵型直管形ＬＥＤ照明灯は、商用交流電源から直流電源ユニットに直接電力を供給する直結仕様と、既存の蛍光灯の安定器を通して直流電源ユニットに電力を供給する安定器仕様とに分類される。各態様の直管形ＬＥＤ照明灯には、それぞれ一長一短があるので、蛍光灯をＬＥＤ照明灯に交換する際には、事情に合わせて適するタイプの直管形ＬＥＤ照明灯が選択され、取り付けられている。
【０００５】
ところで、ＬＥＤ照明灯では、光源であるＬＥＤから発せられる光が指向性を有している。したがって、ＬＥＤ照明灯は、スポット的に光を照射する照明に適しているが、室内全体を均等に照らす照明には、あまり適していないと言える。とりわけ、直管形蛍光灯に置き換えて既存の取付器具に直管形ＬＥＤ照明灯を取り付ける場合には、取付器具の形式に合わせて直管形ＬＥＤ照明灯の取付角度を調整する必要がある。
【０００６】
そこで、既存の取付器具の形式にとらわれずに取付角度を調整することなく室内全体を均等に照らすことができるように、照明灯本体の長手方向における中心軸を中心に３６０度全周方向に光を照射することができる直管形ＬＥＤ照明灯が考えられている。以下、直管形ＬＥＤ照明灯の長手方向における中心軸を単に管の軸と称し、管の軸を中心に全周方向に光を照射することを全周照射という。
【０００７】
特許文献１および特許文献２は、管の軸方向に直交して設けられる基板に光源のＬＥＤを設けることによって全周照射が可能な直管形ＬＥＤ照明灯を開示している。また、特許文献３および特許文献４は、管の軸方向に直交する方向に沿って背中合わせに複数のプリント基板を配設することによって全周照射が可能な直管形ＬＥＤ照明灯を開示している。また、特許文献５および特許文献６は、パイプ形状のプリント基板上にＬＥＤを並べて配置し、あるいは螺旋状のプリント基板に螺旋方向に沿ってＬＥＤを配列することによって全周照射が可能な直管形ＬＥＤ照明灯を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実用新案登録第３１７２９８１号公報（段落００１６）
【特許文献２】特開２０１１−５４４２１号公報（段落００２９）
【特許文献３】特開２０１１−４３３１７号公報（段落００３９）
【特許文献４】特開２０１２−９３１６号公報（段落００３４）
【特許文献５】特開２００４−３３５４２６号公報（段落００２１）
【特許文献６】特開２０１２−２８２３２号公報（段落００５４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
現在市販されている直管形ＬＥＤ照明灯では、一般的に複数のＬＥＤが下向きの照射方向に面して配設されているプリント基板（ＬＥＤ基板）の背面側に長手方向にわたって主にアルミニウムで成るヒートシンクが設けられている。特に、電源内蔵型直管形ＬＥＤ照明灯では、ＬＥＤ基板とヒートシンクとの間に直流電源ユニットのプリント基板（電源基板）が設けられている。そのため、ヒートシンクが下面においてＬＥＤ基板および電源基板と接触し、上面において空気と前面で接触するので、吸熱と放熱を十分に行なうことができ、破損なく安定して所要の光量を得ることができる。
【００１０】
しかしながら、全周照射を行なうように複数のＬＥＤを配置した場合は、ＬＥＤ基板と空気に対する十分な接触面積を有するヒートシンクを設けることが難しい。そのため、光源の光量を小さくして発熱量を抑える必要があるので、必要な明るさを得ることができず、十分な性能と品質を得ることができない。特に、電源基板を設けるスペースがなくなるため、直流電源ユニットを照明灯本体に設けることが困難である。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて、改良された全周照射が可能な直管形ＬＥＤ照明灯を提供することを主たる目的とする。また、十分な吸熱と放熱を行なうことができるヒートシンクを備えた全周照射が可能な直管形ＬＥＤ照明灯を提供することを目的とする。本発明によって達成されるいくつかの利点は、具体的な実施の形態において詳細に記述される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の直管形ＬＥＤ照明灯は、上記課題を解決するために、複数のＬＥＤ（１）と、熱伝導性を有する材料で成る円筒形状のヒートシンク（３）と、複数のＬＥＤ（１）がヒートシンク（３）の外周面に均等に配設されるように外周面に全面が密着して設けられるフレキシブル配線基板（４）と、ヒートシンク（３）の両端でそれぞれヒートシンク（３）を固定して支持する一対のプラグ（６）と、を有するようにされる。
【００１３】
望ましくは、ヒートシンク（３）が管の軸方向に沿って切欠（３Ａ）を有し、フレキシブル配線基板（４）における所定の領域（４Ｂ）に複数の発光ダイオード素子（１）に直流を供給する直流電源ユニット（２）が配設され、フレキシブル配線基板（４）が切欠（３Ａ）において折り曲げられるようにして直流電源ユニット（２）がヒートシンク（３）の内周面に沿って配置されるように内周面に所定の領域（４Ｂ）の全面が密着して設けられるようにされる。
【００１４】
また、フレキシブル配線基板（４）が設けられたヒートシンク（３）を収容し汎用の直管形蛍光灯と同じ外形を有する円筒形状の透明または半透明の樹脂製のシェード（５）を含んで成り、一対のプラグ（６）に通気孔（６Ｂ）を設けるようにされる。
【００１５】
本発明の別の直管形発光ダイオード式照明灯は、複数のＬＥＤ（１）と、銅基板（４）の一方の面の全面にわたって複数のＬＥＤ（１）を均等に配設し銅基板（４）を円筒形状に曲げて形成されたヒートシンク（３）と、ヒートシンク（３）の両端でそれぞれヒートシンク（３）を固定して支持する一対のプラグ（６）と、を有するようにされる。
【００１６】
望ましくは、ヒートシンク（３）の内周面における銅基板（４）の他方の面に複数の発光ダイオード素子（１）に直流を供給する直流電源ユニット（２）を直接設けるようにされる。また、銅基板（４）を含んで成るヒートシンク（３）を収容し汎用の直管形蛍光灯と同じ外形を有する円筒形状の透明または半透明の樹脂製のシェード（５）を含んで成り、一対のプラグ（６）に通気孔（６Ｂ）を設けるようにされる。
【００１７】
なお、上記符号は、説明の便宜上付されたものであって、本発明を具体的に図面に示されている実施の形態の全周照射が可能な直管形ＬＥＤ照明灯と同一の構成に限定するものではない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の直管形ＬＥＤ照明灯は、複数のＬＥＤが配設された基板を円筒形状のヒートシンクの外周面に設けているので、ＬＥＤを管の軸を中心に全周方向に配設することができるとともに、十分に吸熱と放熱を行なうことができる。特に、直流電源ユニットをフレキシブル配線基板に配設し、ヒートシンクの切欠で折り曲げるようにヒートシンクの内周面に直流電源ユニットを密着させることによって、直流電源ユニットを照明灯本体に設けることができるようにしたので、全周照射が可能な電源内蔵型直管形ＬＥＤ照明灯を実現することができる。
【００１９】
また、本発明の直管形ＬＥＤ照明灯は、複数のＬＥＤが配設された基板を含んで成る円筒形状のヒートシンクを設けているので、ＬＥＤを管の軸を中心に全周方向に配設することができるとともに、十分に吸熱と放熱を行なうことができる。特に、直流電源ユニットをヒートシンクの内周面に直接配設することによって、直流電源ユニットを照明灯本体に設けることができるようにしたので、全周照射が可能な電源内蔵型直管形ＬＥＤ照明灯を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の直管形ＬＥＤ照明灯の一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示される一実施の形態の断面図である。
【図３】本発明の直管形ＬＥＤ照明灯におけるフレキシブル配線基板の展開図である。
【図４】電源内蔵型直管形ＬＥＤ照明灯における直流電源ユニットの回路図である。
【図５】本発明の直管形ＬＥＤ照明灯における銅基板の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１および図２は、本発明の直管形ＬＥＤ照明灯の一実施例を示す。本発明では、天井方向を上側とし、床面方向を下側とする。図３は、フレキシブル配線基板を示す。ただし、図３は、フレキシブル配線基板の概容を模式的に示すものであって、実際の複数の電子部品の配置を正確に示しているわけではない。図４は、本発明の直管形ＬＥＤ照明灯の本体に設けることができる公知の直流電源ユニットの一例を示す。
【００２２】
直管形ＬＥＤ照明灯Ｘは、光源である複数のＬＥＤ１と、複数のＬＥＤ１に直流の電流を供給する直流電源ユニット２と、円筒形状のヒートシンク３と、複数のＬＥＤ１が配設されている基板４と、を有する。図１および図２に示される実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘでは、基板４は、フレキシブル配線基板である。また、直管形ＬＥＤ照明灯Ｘは、円筒形状のシェード５と、シェード５を支持する直管形蛍光灯と同じ規格のプラグ（口金）６を有する。
【００２３】
複数のＬＥＤ１は、電気的に数個ないし十数個単位で直列に接続される。直列に接続された複数のＬＥＤ１で成る直列ユニットは、それぞれ並列に接続される。したがって、ＬＥＤ１の１個が損傷したときに、損傷したＬＥＤ１を含む直列ユニットが電気的に切断されても、他の直列ユニットには電力が供給されるため、所要の光量の光を照射し続けることができる。複数のＬＥＤ１は、直管形ＬＥＤ照明灯Ｘの全周方向に可能な限り均等に配設される。
【００２４】
直流電源ユニット２は、図４に示されるように、少なくとも複数のシリコン整流器で構成される直流電源１０と、チョッパ回路である定電流回路２０とを有する。定電流回路２０は、高周波パルス発生装置２０Ａと、スイッチング素子ＴＲと検出抵抗ＲＳとの直列回路２０Ｂと、を含んで成る。スイッチング素子ＴＲは、電解効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。高周波パルス発生装置２０Ａは、スイッチング素子ＴＲにゲート信号を出力して高速でオンオフさせ、複数のＬＥＤ１に流れる直流の電流を予め設定されている一定の電流値に維持する。
【００２５】
ヒートシンク３は、アルミニウムのような熱伝導性を有する材料で成る円筒形状の金属管である。ヒートシンク３は、管の軸方向に沿って切欠３Ａを有する。切欠３Ａは、基本的に照明灯本体の上側に位置するように設けられるが、切欠３Ａの配置は、照明の性能には殆ど影響しないために任意である。例えば、図１では、切欠３Ａが照明灯本体の下側に位置するように示されているが、天井に設けられた取付器具に直管形ＬＥＤ照明灯Ｘを装着するときに、切欠３Ａが上側に位置するように取り付けても構わない。
【００２６】
図３に示される基板４は、ポリエステルのような樹脂のフィルムで形成されるフレキシブル配線基板である。基板４には、複数のＬＥＤ１が均等に配設される。特に、実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘでは、直流電源ユニット２が配設されている。したがって、基板４は、ＬＥＤ基板と電源基板を共有する。基板４のプリント配線面は、図３に点線で示される境界線で管の軸方向に沿って複数のＬＥＤが設けられる領域４Ａと直流電源ユニット２が設けられる領域４Ｂとに区分されている。
【００２７】
基板４は、複数のＬＥＤ１がヒートシンク３の外周面に均等に配設されるように、ヒートシンク３の外周面に全面が密着して設けられる。基板４は、例えば、熱伝導性の接着剤によってヒートシンク３の外周面に貼り付けられる。ただし、設計上、ＬＥＤ１を設けることができない領域が存在することがあり、複数のＬＥＤ１が均等に配設されるということは、全てのＬＥＤ１が厳密に同一間隔で分散配置されている必要があるということを意味するものではない。換言すると、複数のＬＥＤは、一般の人が全周方向に光量のばらつきを感じないような程度に均等に配設される。
【００２８】
特に、実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘでは、基板４のプリント配線面における既述の所定の領域４Ｂに直流電源ユニット２が配設されており、基板４がヒートシンク３の切欠３Ａにおいて折り曲げられるようにして、直流電源ユニット２がヒートシンク３の内周面に沿って配置されるように、ヒートシンク３の内周面に直流電源ユニット２が配設されている基板４の上記所定の領域４Ｂの全面が密着して設けられる。
【００２９】
以上のように構成される実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘでは、円筒形状のヒートシンク３の外周面に密着しておよそ均等に配置されている複数のＬＥＤ１によって全周照射が可能である。また、円筒形状のヒートシンク３の中空部位３Ｂに直流電源ユニット２を収容することで照明灯本体に直流電源ユニットを内蔵させることができる。そして、吸熱と放熱のための十分な面積を有するヒートシンク３によって複数のＬＥＤ１を含む発熱源の周囲が許容範囲を超えて高温になることを抑えることができる。その結果、ＬＥＤ１が損傷するおそれが小さくされるとともに、より少ないエネルギ損失で所要の光量を得ることができる。
【００３０】
シェード５は、ポリカーボネイトのような透明ないし半透明の樹脂で形成されている。シェード５は、汎用の直管形蛍光灯と同じ外形を有する。シェード５は、複数のＬＥＤ１が配設されている状態の基板４が設けられたヒートシンク３を収容することができる大きさの内径を有する。基板４が設けられているヒートシンク３は、シェード５の筒内に挿入されて収容される。
【００３１】
プラグ６は、汎用の直管形蛍光灯と同じ規格で形成されている。一対のプラグ６は、シェード５の両端にそれぞれ図示しないネジのような固定部材によって固定される。同時に、一対のプラグ６は、ヒートシンク３の両端でそれぞれヒートシンク３を固定して支持する。具体的に、樹脂製のプラグ６には、複数の図示しないフックのような鉤形の係止部材が一体成形によって設けられ、ヒートシンク３の両端に予め形成されている複数の係止穴３Ｃにそれぞれ上記係止部材を引っ掛けるようにしてプラグ６をヒートシンクに係合させる。さらに、ヒートシンク３をネジのような固定部材によってより強固に固定することができる。
【００３２】
各プラグ６は、それぞれ規格の大きさの一対の通電ピン６Ａを有する。各通電ピン６Ａは、図示しないリード線によって入出力カプラを通して直流電源ユニット２と接続する。また、各プラグ６には、それぞれ少なくとも１つの通気孔６Ｂが設けられている。ヒートシンク３の中空空間３Ｂは、直流電源ユニット２が設けられている基板４の所定の領域４Ｂを除いて内周面の全体で空気と直接接触する。中空空間３Ｂの中の熱気は、通気孔６Ｂから入って来る外気によって流動して通気孔６Ｂから外に排気される。そのため、ヒートシンク３がシェード５によって隙間がなく覆われている場合であっても、効率よく吸熱および放熱が行なわれる。
【００３３】
実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘでは、シェード５の外形が汎用の直管形蛍光灯の外形と同じであって、両端のプラグ６が汎用の直管形蛍光灯と同じ規格の形態である。したがって、実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘは、直管形蛍光灯と同様に振動によって簡単に落下するおそれがない。そして、取付角度を調整する必要がなく、既存の直管形蛍光灯の取付器具に容易に取り付けることができる。特に、電源内蔵型直管形ＬＥＤ照明灯である場合は、特別な取付工事が不要である。
【００３４】
図５は、主に銅の薄板で成る銅基板を示す。ただし、図５は、銅基板の概容を模式的に示すものであって、実際の複数の電気部品または電子部品の配置を正確に示しているわけではない。本発明の直管形ＬＥＤ照明灯Ｘでは、フレキシブル配線基板に代えて銅基板を適用することができる。基板４が銅基板である場合は、基板４がヒートシンク３を兼用する。銅基板は、吸熱と放熱の効率がより高いという利点がある。また、基板４をヒートシンク３に貼り付ける作業が不要になるので、作業性が向上し、生産効率が高い点で有利である。
【００３５】
銅基板を使用するときでも、ヒートシンク３が基板４を含んでいることを除いて、フレキシブル配線基板を使用する直管形ＬＥＤ照明灯Ｘと基本的な構成は変わらない。主に銅でなる基板４では、図５に示されるように、基板４の一方の面を表面として全面にわたって複数のＬＥＤ１を実質的に均等に配設する。そして、例えば、基板４の表面がヒートシンク３の外周面になるように基板４を円筒形状に曲げて成形し、ヒートシンク３を形成する。一対のプラグ６は、基板４を兼ねるヒートシンク３の両端でそれぞれヒートシンク３を固定して支持する。
【００３６】
複数のＬＥＤ１に直流の電流を供給する直流電源ユニット２を照明灯本体に内蔵させるときは、ヒートシンク３の内周面における基板４の裏面に相当する他方の面に直流電源ユニット２の各電気部品ないし電子部品と配線とが直接設けられる。シェード５は、複数のＬＥＤ１を配設している状態の基板４を含んで成るヒートシンク３を収容することができる。シェード５は、汎用の直管形蛍光灯と同じ外形を有する。
【００３７】
以上に説明される実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯は、図に示される具体的な構成と全く同一である必要はない。実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯は、すでにいくつかの例が具体的に示されているが、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で変形ないし応用して実施することができる。また、実施の形態の直管形ＬＥＤ照明灯は、公知の直管形ＬＥＤ照明灯に関する技術を合わせて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、照明器具の技術分野で広く利用できる。本発明は、直管形蛍光灯から直管形ＬＥＤ照明灯への換装をより容易にして、直管形ＬＥＤ照明灯の普及を促進する。本発明は、省エネルギが期待されるＬＥＤ照明灯の発展に寄与する。
【符号の説明】
【００３９】
Ｘ  直管形発光ダイオード式照明灯（直管形ＬＥＤ照明灯）
１  発光ダイオード素子（ＬＥＤ）
２  直流電源ユニット
３  ヒートシンク
３Ａ  切欠
３Ｂ  中空空間
３Ｃ  係合穴
４  基板
５  シェード
６  プラグ（口金）
６Ａ  通電ピン
６Ｂ  通気孔
１０  直流電源
２０  定電流回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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