(57)【要約】【課題】  製造コストを増大させることなく発光ダイオードの放熱性を向上することのできる発光ダイオード点灯装置を提供する。【解決手段】  複数の放熱フィン３４を有する金属製の器体３と、発光ダイオード１が実装され器体３に収納されたプリント配線板２とを備える。発光ダイオード１をプリント配線板２において器体３の内面に近接する位置に実装した。器体１の放熱フィン３４による発光ダイオード１の放熱が可能となり、かつ、材料の変更や部品の追加を必要としないから、製造コストを増大させることなく発光ダイオード１の放熱性を向上することができる。また、発光ダイオード１に電源を供給する電源部６に電源を供給するための接続部４を電球用の口金と同形状とし、既存の電球用の照明器具に取り付け可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光ダイオードと、各発光ダイオードがそれぞれ実装されたプリント配線板と、各発光ダイオードの光がそれぞれ通過する窓穴を有し各発光ダイオードの発光部をそれぞれ窓穴へ向けてプリント配線板が収納された器体と、電球の口金と同形状であって電球用のソケットに電気的かつ機械的に接続される接続部と、接続部を通じて電源を供給され各発光ダイオードの電源を生成する電源部とを備え、
器体の外面には複数の放熱フィンが突設され、
各発光ダイオードをそれぞれ器体内面に近接配置したことを特徴とする発光ダイオード点灯装置。
【請求項２】
電源部を器体に収納したことを特徴とする請求項１記載の発光ダイオード点灯装置。
【請求項３】
器体は金属からなり、絶縁材料からなり接続部と器体とにそれぞれ機械的に結合し接続部を器体に保持するとともに接続部と器体とを絶縁する連結体を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の発光ダイオード点灯装置。
【請求項４】
連結体を電源部と器体との間に介在させたことを特徴とする請求項３記載の発光ダイオード点灯装置。
【請求項５】
発光ダイオードはプリント配線板において窓穴の開口側から見て窓穴の開口の周縁部付近である位置に実装され、プリント配線板において窓穴の開口側から見て発光ダイオードよりも窓穴の開口の中央寄りである位置に実装された複数の補助発光ダイオードを備え、電源部は、補助発光ダイオードの発熱量がいずれの発光ダイオードの発熱量よりも小さくなるように各補助発光ダイオードの電源を生成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の発光ダイオード点灯装置。
【請求項６】
発光ダイオードはプリント配線板に実装される端子と同じ側に発光部を有し、プリント配線板には発光ダイオードの発光部を露出させる貫通穴が貫設されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の発光ダイオード点灯装置。
【請求項７】
プリント配線板の貫通穴において発光ダイオードから離れた側の開口を発光ダイオードに近い側の開口よりも広くする傾斜をプリント配線板の貫通穴の内面に設けたことを特徴とする請求項６記載の発光ダイオード点灯装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか記載の発光ダイオード点灯装置と、接続部が電気的かつ機械的に接続されるソケットと、ソケットと接続部とを通じて電源部に電源を供給する電源手段とを備えることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード点灯装置及び照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光ダイオードを点灯させる発光ダイオード点灯装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、発光ダイオードは発熱部品であり、かつ、温度が上昇すると電力から光への変換効率が低下する上に発光ダイオード自体の劣化も促進される。
【０００４】
そこで、従来の発光ダイオード点灯装置においては、発光ダイオードの放熱のため、発光ダイオードを金属製の基板に実装していた。
【特許文献１】特開２００１−２４３８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、金属製の基板は高価であったため、製造コストが増大していた。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、製造コストを増大させることなく発光ダイオードの放熱性を向上することのできる発光ダイオード点灯装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、複数個の発光ダイオードと、各発光ダイオードがそれぞれ実装されたプリント配線板と、各発光ダイオードの光がそれぞれ通過する窓穴を有し各発光ダイオードの発光部をそれぞれ窓穴へ向けてプリント配線板が収納された器体と、電球の口金と同形状であって電球用のソケットに電気的かつ機械的に接続される接続部と、接続部を通じて電源を供給され各発光ダイオードの電源を生成する電源部とを備え、器体の外面には複数の放熱フィンが突設され、各発光ダイオードをそれぞれ器体内面に近接配置したことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、器体の放熱フィンによる発光ダイオードの放熱が可能となり、かつ、材料の変更や部品の追加を必要としないから、製造コストを増大させることなく発光ダイオードの放熱性を向上することができる。また、接続部を電球用の口金と同形状としたことにより、既存の電球用の照明器具に取り付けることができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、電源部を器体に収納したことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、器体によって埃や衝撃から電源部を保護することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、器体は金属からなり、絶縁材料からなり接続部と器体とにそれぞれ機械的に結合し接続部を器体に保持するとともに接続部と器体とを絶縁する連結体を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、器体を合成樹脂成形品とする場合に比べて発光ダイオードの放熱性を向上することができる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、連結体を、器体と電源部との間に介在させたことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、電源部と器体との間の絶縁性を連結体によって確保することができる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかの発明において、発光ダイオードはプリント配線板において窓穴の開口側から見て窓穴の開口の周縁部付近に配置され、プリント配線板において窓穴の開口側から見て窓穴の開口の中央寄りの位置に発光部を窓穴へ向けて実装された複数の補助発光ダイオードを備え、電源部は、補助発光ダイオードの発熱量がいずれの発光ダイオードの発熱量よりも小さくなるように各補助発光ダイオードの電源を生成することを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、発光ダイオードが配置されず暗くなる部分を補助発光ダイオードによって補うことができる。
【００１７】
請求個６の発明は、請求項１乃至５のいずれかの発明において、発光ダイオードはプリント配線板に実装される端子と同じ側に発光部を有し、プリント配線板には発光ダイオードの発光部を露出させる貫通穴が貫設されていることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、プリント配線板の非実装面を窓穴に向けることになるから、見栄えを向上することができる。また、発光ダイオードにおいて発光部が設けられた面の反対面に放熱用の部材を接触させることによる放熱が可能となる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項６の発明において、プリント配線板の貫通穴において発光ダイオードから離れた側の開口を発光ダイオードに近い側の開口よりも広くする傾斜をプリント配線板の貫通穴の内面に設けたことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、貫通穴の内面で発光ダイオードの光が反射することにより、光の利用効率を向上することができる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか記載の発光ダイオード点灯装置と、接続部が電気的かつ機械的に接続されるソケットと、ソケットと接続部とを通じて電源部に電源を供給する電源手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発光ダイオードを器体の内面に近接配置したことにより、器体の放熱フィンによる発光ダイオードの放熱が可能となり、かつ、材料の変更や部品の追加を必要としないから、製造コストを増大させることなく発光ダイオードの放熱性を向上することができる。また、接続部を電球用の口金と同形状としたことにより、既存の電球用の照明器具に取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
本実施形態は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、円形状のプリント配線板２と、プリント配線板２の周縁部に実装された複数（図では６個）の発光ダイオード１と、例えばアルミニウムのような金属からなり窓穴３１ａを有し発光ダイオード１の発光部を窓穴３１ａへ向けてプリント配線板２が収納された器体３と、電球用の例えばＥ１７のねじ込形口金（ＪＩＳ  Ｃ  ７７０９参照）と同形状に形成された接続部４と、例えば合成樹脂のような絶縁材料からなり器体３と接続部４とを電気的に絶縁するとともに機械的に結合する連結体５と、接続部４を介して電球用のソケットから電源を供給され発光ダイオード１の電源を生成する電源回路が上記のプリント配線板２とは別のプリント配線板に実装されてなる電源部６とを備える。電源部６と接続部４及びプリント配線板２とはそれぞれ電線Ｃ１，Ｃ２を介して電気的に接続されている。以下、方向は図１（ａ）を基準として説明する。
【００２５】
器体３は、窓穴３１ａを有する扁平な有底円筒形状に形成された頭部３１と、頭部３１の底面の中央部に連通する円筒形状に形成された胴部３２とからなる。頭部３１の外周面には、図２に示すように、それぞれ上下に長い多数の放熱フィン３３が頭部３１の周方向に沿って等間隔に突設されている。また、胴部３２の外周面の上端部には、それぞれ上端部が頭部３１の底面に連結され三角形状に形成された複数の放熱フィン３４が胴部３２の周方向に沿って等間隔に突設されている。また、窓穴３１ａは、透光性を有する材料からなり窓穴３１ａに嵌合した窓体７で閉塞されている。
【００２６】
連結体５は、円筒形状に形成され、上端部が器体３の胴部３２に嵌合するとともに、下端部には接続部４が嵌合している。電源部６は、連結体５に囲まれた位置に配置され、器体３の胴部３２によって保護されるとともに、連結体５によって器体３との間の絶縁が確保されている。ここで、本実施形態の全体の寸法は、既存の白熱電球が占めていたスペースに収まる程度としてある。
【００２７】
発光ダイオード１は、アルミニウム製のパッケージに収納され、プリント配線板２への面実装のための端子と発光部１ａ（図３参照）とを同じ側に有する。プリント配線板２には発光ダイオード１の発光部１ａを露出させる貫通穴２１が貫設され、プリント配線板２は、発光ダイオード１の発光部１ａを上方へ向けて器体３の頭部３１に収納されている。この構成により、プリント配線板２の非実装面を窓穴３１ａに向けることになるから、見栄えを向上することができる。また、プリント配線板２の直径は器体３の頭部３１の内径よりも僅かに小さくしてあり、発光ダイオード１は器体３の内面に近接する。さらに、窓体７において、発光ダイオード１の上側には、発光ダイオード１の光を配光するレンズ部７１が設けられている。
【００２８】
また、貫通穴２１の内面には、図３に示すように発光ダイオード１から離れた上側の開口を下側の開口よりも大きくする傾斜が設けられている。この構成により、発光ダイオード１の光を矢印で示すように反射させて光の利用効率を向上することができる。この効果を高めるためには、プリント配線板２の材料として反射率の高い材料を用いることが望ましい。又は、プリント配線板２の材料として例えばガラスエポキシ樹脂を用い、貫通穴２１の内面に金属めっきを施してもよい。
【００２９】
また、発光ダイオード１は、例えばシリコンシートやシリコングリスのような熱伝導率の高い絶縁材料からなる伝熱体８を介して器体３の頭部３１の底面に熱的に接続されている。この構成により、発光ダイオード１の放熱性を向上している。また、静電気や雷による器体３からの放電で発光ダイオード１が破壊されることを伝熱体８によって防止している。さらに、図４に示すように発光ダイオード１と伝熱体８との間に、胴部３２の上端部に跨った第２の伝熱体９を追加してもよい。この構成を採用すれば、放熱の面積が増大するから、さらに放熱性が向上する。
【００３０】
上記構成によれば、発光ダイオード１を器体３の内面に近接させて配置したことにより、器体３の放熱フィン３３，３４を介した発光ダイオード１の放熱が可能となるから、発光ダイオード１の放熱性が向上する。したがって、発光ダイオード１の光出力を維持しながらも消費電力を低減することや、消費電力を維持しながらも発光ダイオード１の光出力を向上することができる。また、プリント配線板２を合成樹脂製とすれば、プリント配線板２を金属製とする従来例と違って製造コストを増大させることなく発光ダイオード１の放熱性を向上することができ、プリント配線板２を金属製とすれば、従来例に比してさらに発光ダイオード１の放熱性が向上する。ここで、器体３の形状については、器体３の胴部３２の外径を可能な限り小さくする一方で放熱フィン３４を可能な限り大きくし器体３の表面積を大きくすることが、放熱性の向上のためには望ましい。
【００３１】
また、接続部４を電球の口金と同形状としたことにより、本実施形態は電球用のソケットを備えた既存の室内用の照明器具や卓上用の照明器具に用いることができる。ここで、ソケットと接続部４とを通じて電源部５に電源を供給する電源手段は、例えば電池や、家庭用コンセントに接続されるプラグである。
【００３２】
なお、接続部４はねじ込形口金の形状に限られず、図５（ａ）に示すようにピン形口金の形状や図５（ｂ）に示すように差込形口金の形状であってもよい（ＪＩＳ  Ｃ  ７７０９参照）。
【００３３】
また、器体３の材料は必ずしも金属でなくともよい。例えば、器体３の材料としてセラミックを用いれば、放熱性を維持しながらも、器体３と接続部４との絶縁が不要となるから、接続部４を器体３に直接結合させて連結体５を不要とし、部品点数を減少させることができる。
【００３４】
また、発光ダイオード１は、図６に示すように、プリント配線板２に実装される端子を発光部の反対面に有するものであってもよい。この場合、窓体７を発光ダイオード１に接触させ、窓体７を介した発光ダイオード１の放熱が可能となる。また、発光ダイオード１は、アルミニウム製のパッケージを有さないものであってもよいが、熱伝導率の高い材料からなるパッケージを有するものを用いた方が、放熱性を向上するためには望ましい。
【００３５】
さらに、図７に示すように、プリント配線板２において前方から見て発光ダイオード１よりも内側となる位置に、複数個（図では４個）の補助発光ダイオード１０を実装してもよい。例えば、発光ダイオード１と補助発光ダイオード１０とを互いに同心円上に配置する。内側に配置される補助発光ダイオード１０としては、外側に配置される発光ダイオード１とは異なる種類の発光ダイオードを用いてもよい。ここで、発光ダイオード１よりも器体３の内面から離して配置された補助発光ダイオード１０の放熱性が発光ダイオード１よりも低いことを考慮し、電源部６は、補助発光ダイオード１０の発熱量が発光ダイオード１の発熱量よりも小さくなる程度の電力を補助発光ダイオード１０に供給するようにしてある。例えば、発光ダイオード１と補助発光ダイオード１０とに同じ種類の発光ダイオードを用いた場合には、電源部６は、発光ダイオード１に供給する電力よりも少ない電力を補助発光ダイオード１０に供給する。この構成によれば、発光ダイオード１が配置されていないために暗くなる窓穴３１ａの中央部を、補助発光ダイオード１０によって補うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）はプリント配線板を示す下面図である。
【図２】同上を示す斜視図である。
【図３】同上の要部を示す断面図である。
【図４】同上の別の形態を示す断面図である。
【図５】同上の更に別の形態の要部を示す正面図であり、（ａ）（ｂ）は互いに異なる形態を示す。
【図６】同上の別の形態を示す断面図である。
【図７】同上の別の形態におけるプリント配線板を示す下面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  発光ダイオード
１ａ  発光部
２  プリント配線板
３  器体
４  接続部
５  連結体
６  電源部
１０  補助発光ダイオード
２１  貫通穴
３１ａ  窓穴
３３，３４  放熱フィン
【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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【図６】
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【図７】
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