(57)【要約】設計の自由度が高く、材料歩留まりおよび組み付け作業コストの低減を図ることができるＬＥＤ照明灯を提供する。  発光源であるＬＥＤ１と、上記ＬＥＤ１が実装されるＬＥＤ基板２と、上記ＬＥＤ基板２が取り付けられる放熱部材１４とを備え、  上記ＬＥＤ基板２は、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向に沿った縦位置となるように取り付けられている。  これにより、ＬＥＤ基板２に取り付けるＬＥＤ１として、実装面に沿った方向に発光するサイドビュータイプ、実装面の上方に向かって発光するトップビュータイプ、いずれのタイプでも採用することができる。また、双方を取り混ぜて実装することも可能である。このように、従来のものに比べて設計の自由度が格段に高くなる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光源であるＬＥＤと、上記ＬＥＤが実装されるＬＥＤ基板と、上記ＬＥＤ基板が取り付けられる放熱部材とを備え、
上記ＬＥＤ基板は、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向に沿った縦位置となるように取り付けられていることを特徴とするＬＥＤ照明灯。
【請求項２】
上記ＬＥＤ基板は、複数のＬＥＤを列状に配置可能な長手方向を有し、上記長手方向に対して屈曲可能なフレキシブル基板である請求項１記載のＬＥＤ照明灯。
【請求項３】
上記放熱部材は、複数のＬＥＤを列状に配置可能な長手方向を有し、上記フレキシブル基板の側辺に沿ってＬＥＤが列状に配置され、上記フレキシブル基板が上記長手方向に沿って形成された細長い凹部内に挿入部材によって挿入されている請求項２記載のＬＥＤ照明灯。
【請求項４】
ＬＥＤを収容するケース部材は、拡散材を含まない透明体から形成され、１ｍｍ以下の微小レンズ構造部が多数並べられている請求項１記載のＬＥＤ照明灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップを光源とするＬＥＤ照明灯に関するものである。好ましくは、蛍光灯型のＬＥＤ照明灯に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは、長寿命かつ小型で発光効率にも優れている。このため、電球の代替となる照明灯としての応用が進んでいる。近年では、蛍光灯の代替品としての開発も進み、例えば、下記の文献に示すものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１１／０２１７１９号パンフレット
【特許文献２】特表２０１０−５１９５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、パッケージ基板（５）の長手方向に沿ってＬＥＤパッケージ（７）が配列された蛍光灯型ＬＥＤ照明灯が開示されている。上記パッケージ基板（５）は、放熱カバー部材（４）の取り付け面に対して平行になり、板面が発光方向を向くように取り付けられている。
このため、パッケージ基板（５）に取り付けるＬＥＤパッケージ（７）としては、取り付け面の上方に向かって発光するトップビュータイプのものしか採用することができない。したがって、どうしても設計の自由度に制限があるのが実情である。
また、上記パッケージ基板（５）は、直管タイプであれば細長い長方形のものでよいが、サークルタイプのものをつくろうとすると、それを環状にしなければならない。パッケージ基板（５）を環状にするには、継ぎ目なしで１枚ものにするか、複数の扇状パーツを継ぎ合わせて環状にする必要がある。前者は材料歩留まりが極めて悪く、現実的でない。後者も方形の基板をつくるのに比べると材料歩留まりはよくないうえ、組み付けの作業コストが大幅にアップしてしまう。
なお、括弧内の符号は文献１記載のものである。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、設計の自由度が高く、材料歩留まりおよび組み付け作業コストの低減を図ることができるＬＥＤ照明灯の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のＬＥＤ照明灯は、発光源であるＬＥＤと、上記ＬＥＤが実装されるＬＥＤ基板と、上記ＬＥＤ基板が取り付けられる放熱部材とを備え、
上記ＬＥＤ基板は、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向に沿った縦位置となるように取り付けられていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のＬＥＤ照明灯は、上記ＬＥＤ基板は、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向に沿った縦位置となるように取り付けられている。
このため、ＬＥＤ基板に取り付けるＬＥＤとして、実装面に沿った方向に発光するサイドビュータイプ、実装面の上方に向かって発光するトップビュータイプ、いずれのタイプでも採用することができる。また、双方を取り混ぜて実装することも可能である。このように、従来のものに比べて設計の自由度が格段に高くなる。したがって、ＬＥＤのタイプを選択または組み合わせ、光源から照射される光のパターンを任意に変えることができる。これにより、用途に応じて必要な光源を最も効率的に得られる設計をすることが可能となるのである。
本発明において、上記ＬＥＤ基板は、複数のＬＥＤを列状に配置可能な長手方向を有し、上記長手方向に対して屈曲可能なフレキシブル基板である場合には、
例えば、サークルタイプのものであれば、フレキシブル基板をサークル状に屈曲させればよい。このため、材料歩留まりや組み付け作業コスト面が従来に比べて飛躍的に有利なものとなる。また、サークルタイプに限らず、任意の屈曲形状にできることから、設計の自由度が飛躍的にアップする。
本発明において、上記放熱部材は、複数のＬＥＤを列状に配置可能な長手方向を有し、上記フレキシブル基板の側辺に沿ってＬＥＤが列状に配置され、上記フレキシブル基板が上記長手方向に沿って形成された細長い凹部内に挿入部材によって挿入されている場合には、
フレキシブル基板を挿入部材によって細長い凹部内に挿入すれば組み付けが完了することから、組み付け作業の作業効率やコスト面で有利である。
本発明において、ＬＥＤを収容するケース部材は、拡散材を含まない透明体から形成され、１ｍｍ以下の微小レンズ構造部が多数並べられている場合には、
ＬＥＤから照射された光を、拡散材を使用せずに微小レンズ構造部で光拡散性を確保することから、光の損失が少なく、光取り出し効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１実施形態のＬＥＤ照明灯の外観を示す図である。
【図２】上記ＬＥＤ照明灯の断面図である。
【図３】フレキシブル基板の取り付け状態を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態のＬＥＤ照明灯の外観を示す図である。
【図５】上記ＬＥＤ照明灯の断面図である。
【図６】直管タイプ（図５、図６）において反射板を使用しないときの配光特性データである。
【図７】直管タイプ（図５、図６）において反射板を使用したときの配光特性データである。
【図８】リングタイプ（図１、図２）の配光特性データである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態のＬＥＤ照明灯の外観を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は側面図である。
図２は、上記ＬＥＤ照明灯の断面図である。
このＬＥＤ照明灯は、発光源であるＬＥＤ１と、上記ＬＥＤ１が搭載されるＬＥＤ基板２と、上記ＬＥＤ基板２が取り付けられる放熱部材１４とを備え、全体として環状を呈したサークル型の蛍光灯タイプである。環状の一部には、口金１１を有する配線カバー１２が設けられ、配線カバー１２以外の部分が発光部分である。発光部分は、図における上側が、ＬＥＤ１を収容するケース部材１３が見えている発光面で、下部が放熱部材１４が見えている放熱面である。
このＬＥＤ照明灯は、上記ＬＥＤ基板２は、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向（矢印Ｓ）に沿った縦位置となるように取り付けられている。この例では、ＬＥＤ１が実装されたＬＥＤ基板２が、実装されたＬＥＤ１の発光軸（矢印Ａ）に沿った方向となっている。
以下、詳しく説明する。
このＬＥＤ照明灯は、ＬＥＤ１が搭載されたＬＥＤ基板２が放熱部材１４に取り付けられ、さらに反射板４が取り付けられ、ＬＥＤ１、ＬＥＤ基板２、反射板４がケース部材１３で覆われて構成されている。上記放熱部材１４とケース部材１３は、平面視において、配線カバー１２を取り付けることで環状となる略Ｃ字状を呈している。
上記放熱部材１４は、断面視において光の照射方向に開口する溝状を呈し、ＬＥＤ基板２および反射板４を収容するハウジング部８と、ハウジング部８の裏面側で円周方向に一定ピッチで並んだ放熱板７とを備えて構成されている。
上記放熱部材１４のハウジング部８の中央には、ＬＥＤ基板２を挿入するための凹部５が形成されている。上記凹部５は、光の照射方向に開口する細溝状で、円周方向に延び、略Ｃ字状の全長にわたって形成されている。上記凹部５の両側には、反射板４を嵌め込むための嵌合凹部９が形成されている。
上記放熱部材１４は、熱伝導性のよい材料、好ましくは金属材料から形成され、この例では、アルミニウムをダイカスト成形することにより形成されている。
上記ＬＥＤ基板２は、複数のＬＥＤ１を列状に配置可能な長手方向を有している。この例では、上記長手方向は図２の紙面に垂直な方向である。そして、上記ＬＥＤ基板２は、上記長手方向に対して屈曲可能なフレキシブル基板が用いられている。
上記フレキシブル基板が放熱部材１４の凹部５に沿ってＣ字状に屈曲され、凹部５内に挿入されている。
すなわち、上記放熱部材１４は、複数のＬＥＤ１を列状に配置可能な長手方向を有し、上記フレキシブル基板の側辺に沿ってＬＥＤ１が列状に配置され、上記フレキシブル基板が上記長手方向に沿って形成された細長い凹部５内に挿入部材３によって挿入されている。
図３は、フレキシブル基板であるＬＥＤ基板２を凹部５内に挿入する状態を説明する図である。
上記ＬＥＤ基板２は所定幅の帯状であり、長さが略Ｃ字状の上記凹部５の全長にあわせた寸法に設定されている。
上記ＬＥＤ基板２には、両側辺に沿って、ＬＥＤ１が列状に配置され実装されている。図は断面なので、左右１つずつしか示していないが、紙面に垂直な長手方向に沿って所定ピッチで複数並んで配置されている。この例では、ＬＥＤ基板２の実装面の左右にＬＥＤ１が実装されている。すなわち、ＬＥＤ基板２の同じ面において、左側と右側の側辺に沿ってそれぞれＬＥＤ１の列が形成されている。
この例では、上記ＬＥＤ１は、サイドビュータイプであり、光の照射方向は、ＬＥＤ基板２の実装面に沿った方向（矢印Ａ）である。
上記ＬＥＤ２を凹部５内に挿入するために、挿入部材３を使用する。上記挿入部材３は、細長い溝状の凹部５内に挿入されるよう、略Ｃ字状の凹部５に挿入できるように同様の略Ｃ字状に湾曲された帯状の部材である。帯状の幅寸法は、凹部５の深さよりも少し大きめに設定され、挿入された状態で少しはみ出るようになっている。厚み寸法は、凹部５の幅寸法と同程度か少し小さめである。
そして、上記ＬＥＤ基板２を長手方向に沿って二つ折りにする。このとき、ＬＥＤ１が外側にくるようにする。二つ折りのＬＥＤ基板２の間に挿入部材３を挟む。このとき、二つ折りのＬＥＤ基板２は、挿入部材３に沿って平面視において略Ｃ字状に屈曲される。この状態で、ＬＥＤ基板２の二つ折りの折れ目側を凹部５内に挿入し、挿入部材３を押し込んで挿入を完了する。この状態で、ＬＥＤ基板２の左右両端部の各ＬＥＤ１が、凹部５の入口から少し出たところに配置される。そして、各ＬＥＤ１の照射方向（矢印Ａ）が、照明灯の光の照射方向を向くようになっている。
上記ＬＥＤ基板２が装着された放熱部材１４には、反射板４が取り付けられる。
上記反射板４は、この例では、ＬＥＤ基板２を挿入する凹部５の両側において、中心部が低く外側が高くなるような凹面鏡構造を呈している。
上記反射板４としては、反射面にアルミニウムや銀などの金属面を有するものや、反射面に酸化チタンやアルミナ等の無機系白色粉末が塗布された樹脂フィルム等を使用することができる。この例では、高反射率の金属反射面を有するアルミニウム製の反射板４を使用している。
上記反射板４は、この例では、縦位置となるＬＥＤ基板２に実装したサイドビュータイプのＬＥＤ１が照射する光を効率的に照射方向Ｓに向かわせるためのものである。
ここで、縦位置のＬＥＤ基板２には、トップビュータイプのＬＥＤ１も実装することが可能である。その場合、反射板４としては、縦位置となるＬＥＤ基板２に実装したトップビュータイプのＬＥＤ１が照射する光を効率的に照射方向Ｓに向かわせるためのものを用いる。
縦位置のＬＥＤ基板２に、トップビュータイプのＬＥＤ１とサイドビュータイプのＬＥＤ１を、例えば列方向において交互になるように取り混ぜて実装することも可能である。その場合、反射板４としては、縦位置となるＬＥＤ基板２に実装したトップビュータイプとサイドビュータイプの両ＬＥＤ１が照射する光を効率的に照射方向Ｓに向かわせるためのものを用いる。
すなわち、ＬＥＤ基板２に搭載するＬＥＤ１の種類によって適切な設計の反射板４を使用することができる。
また、ＬＥＤ１の種類を変えなくても、設計の異なる反射板４に交換することで、照射特性に変化を持たせることも可能である。
ＬＥＤ１が搭載されたＬＥＤ基板２および反射板４が取り付けられた放熱部材１４にはケース部材１３が取り付けられ、ＬＥＤ１および反射板４がケース部材１３によって覆われる。
ＬＥＤ１を収容するケース部材１３は、拡散材を含まない透明体から形成され、１ｍｍ以下の微小レンズ構造部６が多数並べられている。
この例では、上記ケース部材１３は、平面視では上述した放熱部材１４と同様の略Ｃ字状であり、断面で略Ｕ字状を呈している。略Ｕ字状の開放側が放熱部材１４の開放側と嵌合し、ＬＥＤ１および反射板４が覆われる。
このケース部材１３は、拡散材を含まない透明体から形成されている。具体的には、例えばアクリル樹脂やガラス等から形成することができる。
上記ケース部材１３の外側面には、Ｕ字状の屈曲方向に、それぞれがフレネルレンズとして機能する微小レンズ構造部６が規則正しく並んでいる。この例では、上記微小レンズ構造部６は、長手方向に沿って形成された直径１ｍｍの半円柱状部である。そのレンズ構造部６が、ケース部材１３外側の屈曲面に沿って一定ピッチで隙間なく並んでいる。
このＬＥＤ照明灯は、上記ＬＥＤ基板２は、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向に沿った縦位置となるように取り付けられている。
このため、ＬＥＤ基板２に取り付けるＬＥＤ１として、実装面に沿った方向に発光するサイドビュータイプ、実装面の上方に向かって発光するトップビュータイプ、いずれのタイプでも採用することができる。また、双方を取り混ぜて実装することも可能である。このように、従来のものに比べて設計の自由度が格段に高くなる。したがって、ＬＥＤ１のタイプを選択または組み合わせ、光源から照射される光のパターンを任意に変えることができる。これにより、用途に応じて必要な光源を最も効率的に得られる設計をすることが可能となるのである。
また、上記ＬＥＤ基板２は、複数のＬＥＤ１を列状に配置可能な長手方向を有し、上記長手方向に対して屈曲可能なフレキシブル基板であるため、
例えば、サークルタイプのものであれば、フレキシブル基板をサークル状に屈曲させればよい。このため、材料歩留まりや組み付け作業コスト面が従来に比べて飛躍的に有利なものとなる。また、サークルタイプに限らず、任意の屈曲形状にできることから、設計の自由度が飛躍的にアップする。
また、上記放熱部材１４は、複数のＬＥＤ１を列状に配置可能な長手方向を有し、上記フレキシブル基板の側辺に沿ってＬＥＤ１が列状に配置され、上記フレキシブル基板が上記長手方向に沿って形成された細長い凹部５内に挿入部材３によって挿入されているため、
フレキシブル基板を挿入部材３によって細長い凹部５内に挿入すれば組み付けが完了することから、組み付け作業コスト面で有利である。
また、ＬＥＤ１を収容するケース部材１３は、拡散材を含まない透明体から形成され、１ｍｍ以下の微小レンズ構造部６が多数並べられているため、
ＬＥＤ１から照射された光を、拡散材を使用せずに微小レンズ構造部６で光拡散性を確保することから、光の損失が少なく、光取り出し効率を大幅に向上させることができる。
図４は、本発明の第２実施形態のＬＥＤ照明灯の外観を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。
図５は、上記ＬＥＤ照明灯の断面図である。
この例では、直管型の蛍光灯タイプである。両端部に口金を備えた固定ガイド１５を備えてその間が発光部分である。発光部分は、図における上側が、ＬＥＤ１を収容するケース部材１３が見えている発光面で、下部が放熱部材１４が見えている放熱面である。
この例では、放熱部材１４の形状およびケース部材１３の形状が第１実施形態とは異なっている。放熱部材１４は、中央上側にＬＥＤ基板２を挿入する凹部５が形成されている。上記凹部５の両側に、反射板４を取り付ける取付け部１６が形成されている。また、放熱部材１４の両側部には、ケース部材１３が嵌合する嵌合溝１７が形成されている。さらに、放熱部材１４の下面には、長手方向に伸びる放熱板７が６本形成されている。
上記ケース部材１３は、断面略Ｃ字状で、その開放端に上記嵌合溝１７への嵌合部が形成されている。ケース部材１３が拡散材を含まない透明体から形成され、１ｍｍ以下の微小レンズ構造部６が多数並べられているのは、第１実施形態と同様である。上記ケース部材１３の外側面には、Ｃ字状の屈曲方向に、それぞれがフレネルレンズとして機能する微小レンズ構造部６が規則正しく並んでいる。
この例では、上記ＬＥＤ１は、トップビュータイプであり、光の照射方向は、ＬＥＤ基板２の実装面の上方向（矢印Ｂ）である。したがって、上記反射板４は、縦位置となるＬＥＤ基板２に実装したトップビュータイプのＬＥＤ１が照射する光を効率的に照射方向Ｓに向かわせるためのものである。
縦位置のＬＥＤ基板２にサイドビュータイプのＬＥＤ１を実装し、反射板４としてそれに合わせてサイドビュータイプのＬＥＤ１が照射する光を効率的に照射方向Ｓに向かわせるためのものを用いることもできる。また、トップビュータイプのＬＥＤ１とサイドビュータイプのＬＥＤを、例えば列方向において交互になるように取り混ぜて実装することも可能である。
この実施形態でも上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
本発明において、上記ＬＥＤ基板２に実装されるＬＥＤ１としては、ＬＥＤ素子そのものでもよいし、ＬＥＤ素子がパッケージングされたＬＥＤパッケージでもよい。
上記各実施形態では、微小レンズ構造部６として、フレネルレンズとして機能する突条を形成した例を示したが、これに限定するものではなく、例えばバブルレンズとして機能する半球状の凸部を規則正しく並べて配置するようにしてもよい。
【実施例】
【０００９】
つぎに、実施例について説明する。
図１および図２に示したＬＥＤ照明灯を用い、配光特性データを計測した。
ここで、ＬＥＤ照明灯の配光特性は、配光特性評価装置によって測定した。ＬＥＤを固定して、Ｘ方向、Ｙ方向それぞれを計測した。計測は、受光センサを３６０°回転して光の強度を測定する。その光の強度がピーク値に対して半減する値を半値角（配光角）といい、ＬＥＤの特性として利用する。なお、直管型のＬＥＤ蛍光灯の場合、長さ方向は大きく特性が変わらないため、断面方向の特性を比較する。
図６は、直管タイプ（図４、図５）において、図に示す反射板を取り付けないで配光特性データを計測した結果である。ＬＥＤとしてトップビュータイプのものとサイドビュータイプのものを使用した。
図７は、直管タイプ（図４、図５）において、図に示す反射板を取り付けて配光特性データを計測した結果である。ＬＥＤとしてトップビュータイプのものとサイドビュータイプのものを使用した。
図６および図７に示すとおり、反射板の有無にかかわらず、トップビュータイプのＬＥＤの場合と、サイドビュータイプのＬＥＤの場合とで配光特性としては大きな差がなく、同等の配光特性が得られていることがわかる。
また、反射板が無い場合の配光角は約１６０°、反射板を取り付けた場合の配光角は約１００°の特性が得られる。
図８は、リングタイプ（図１、図２）における配光角を示すものであり、約１４０°の特性である。
このように、反射板のタイプ（形状）を変更することにより、任意の配光角度を得ることができる。
【符号の説明】
【００１０】
１  ＬＥＤ
２  ＬＥＤ基板
３  挿入部材
４  反射板
５  凹部
６  微小レンズ構造部
７  放熱板
８  ハウジング部
９  嵌合凹部
１１  口金
１２  配線カバー
１３  ケース部材
１４  放熱部材
１５  固定ガイド
１６  取付け部
１７  嵌合溝
【図１】
2012172697.tif 000003
【図２】
2012172697.tif 000004
【図３】
2012172697.tif 000005
【図４】
2012172697.tif 000006
【図５】
2012172697.tif 000007
【図６】
2012172697.tif 000008
【図７】
2012172697.tif 000009
【図８】
2012172697.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年10月16日(2012.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光源であるＬＥＤと、上記ＬＥＤが実装されるＬＥＤ基板と、上記ＬＥＤ基板が取り付けられる放熱部材とを備え、
上記ＬＥＤ基板は、複数のＬＥＤを列状に配置可能な長手方向を有し、上記長手方向に対して屈曲可能なフレキシブル基板であり、
上記放熱部材は、複数のＬＥＤを列状に配置可能な長手方向を有し、上記長手方向に沿って細長い凹部が形成され、
上記ＬＥＤ基板は、フレキシブル基板の側辺に沿ってＬＥＤが列状に配置され、挿入部材によって上記凹部内に挿入され、ＬＥＤ実装面が照明灯の照射方向に沿った縦位置となるとともに、側辺の各ＬＥＤが、凹部の入口から少し出たところに配置されるように取り付けられていることを特徴とするＬＥＤ照明灯。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
ＬＥＤを収容するケース部材は、拡散材を含まない透明体から形成され、１ｍｍ以下の微小レンズ構造部が多数並べられている請求項１記載のＬＥＤ照明灯。
【国際調査報告】
2012172697.tif 000011
2012172697.tif 000012
2012172697.tif 000013
2012172697.tif 000014
2012172697.tif 000015
2012172697.tif 000016
2012172697.tif 000017