(57)【要約】【課題】ＬＥＤからの熱を効率的に放出する構造を有するＬＥＤランプおよびこれを用いたした照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤランプ１００は、複数のＬＥＤ４が実装されたＬＥＤ基板３と、電源供給用のソケットに着脱可能に接続される口金１と、ＬＥＤ４および口金１に電気的に接続されＬＥＤ４を点灯させる点灯装置２と、板状の伝熱部６１と伝熱部６１の一方の面に林立した複数の棒状体６３から構成される放熱部６２とを有するヒートシンク６と、点灯装置２が収容された収容部５１とＬＥＤ基板３および前記ヒートシンク６とを設置した板状の設置部５３を有する金属製の架台５と、を備え、ＬＥＤ基板３は設置部５３の一方の面に設置されており、ヒートシンク６は設置部５３の他方の面に設置されており、棒状体６３は設置部５３および伝熱部６１を挟んでＬＥＤ基板３の反対側に向かって林立している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板と、
電源供給用のソケットに着脱可能に接続される口金と、
前記ＬＥＤおよび前記口金に電気的に接続され、前記ＬＥＤを点灯させる点灯装置と、
板状の伝熱部と、前記伝熱部の一方の面に林立した複数の棒状体から構成される放熱部とを有するヒートシンクと、
前記点灯装置が収容された収容部と、前記ＬＥＤ基板および前記ヒートシンクが設置された板状の設置部とを有する金属製の架台と、を備え、
前記ＬＥＤ基板は前記設置部の一方の面に設置されており、
前記ヒートシンクは前記設置部の他方の面に設置されており、
前記棒状体は前記設置部および前記伝熱部を挟んで前記ＬＥＤ基板の反対側に向かって林立している、
ことを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記架台は前記設置部を底板にして一方に開口端を有する筒状の側面部を有し、
前記側面部は前記ヒートシンクを取り囲むように配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記棒状体は円柱または多角柱である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記棒状体は空洞の管状体である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
開口端にフランジを有する電源供給用ソケットに前記口金が装着された際に、林立した前記放熱部の端が前記フランジに接触するように成形されている、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
開口端にフランジを有する電源供給用ソケットに前記口金が装着された際に、前記架台の前記側面部の開口端が前記フランジに接触するように成形されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のＬＥＤランプが装着されている、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記照明装置は交通信号灯である、
ことを特徴とする請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
赤、黄、もしくは、青色に着色された透光性のカバー、または、無着色の透光性のカバーで覆われたランプ装着部を有し、
前記ランプ装着部には前記ＬＥＤランプが装着されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記ランプ装着部には前記透光性のカバーの色と同色の光を発する前記ＬＥＤランプが装着されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）を光源とするＬＥＤランプおよびＬＥＤランプを使用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
省電力、長寿命であるＬＥＤを照明装置に使用するため、さまざまな技術が開発されている。例えば、特許文献１には、白熱電球に使用される口金と同規格の口金を備えることで、従来の白熱電球用ソケットにそのまま装着できるＬＥＤランプが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４３８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤランプにおいて、白熱電球と同等の明るさを得るためには複数のＬＥＤを使用する必要がある。ＬＥＤを発光させるとＬＥＤ自身発熱するが、ランプ内に複数のＬＥＤを設置した場合には発熱量が増加する。この熱を外部へ放熱できなければＬＥＤの寿命低下あるいは破壊につながる。特許文献１のＬＥＤランプでは、この発熱による問題が十分に考慮されていない。
【０００５】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤからの熱を効率的に放出する構造を有するＬＥＤランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るＬＥＤランプは、複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板と、
電源供給用のソケットに着脱可能に接続される口金と、
前記ＬＥＤおよび前記口金に電気的に接続され、前記ＬＥＤを点灯させる点灯装置と、
板状の伝熱部と、前記伝熱部の一方の面に林立した複数の棒状体から構成される放熱部とを有するヒートシンクと、
前記点灯装置が収容された収容部と、前記ＬＥＤ基板および前記ヒートシンクが設置された板状の設置部とを有する金属製の架台と、を備え、
前記ＬＥＤ基板は前記設置部の一方の面に設置されており、
前記ヒートシンクは前記設置部の他方の面に設置されており、
前記棒状体は前記設置部および前記伝熱部を挟んで前記ＬＥＤ基板の反対側に向かって林立している、
ことを特徴とする。
【０００７】
また、前記架台は前記設置部を底板にして一方に開口端を有する筒状の側面部を有し、
前記側面部は前記ヒートシンクを取り囲むように配置されていてもよい。
【０００８】
また、前記棒状体は円柱または多角柱であってもよい。
【０００９】
また、前記棒状体は空洞の管状体であってもよい。
【００１０】
また、開口端にフランジを有する電源供給用ソケットに前記口金が装着された際に、林立した前記放熱部の端が前記フランジに接触するように成形されていてもよい。
【００１１】
また、開口端にフランジを有する電源供給用ソケットに前記口金が装着された際に、前記架台の前記側面部の開口端が前記フランジに接触するように成形されていてもよい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る照明装置は、前記ＬＥＤランプが装着されている、
ことを特徴とする。
【００１３】
前記照明装置は交通信号灯であってもよい。
【００１４】
また、赤、黄、もしくは、青色に着色された透光性のカバー、または、無着色の透光性のカバーで覆われたランプ装着部を有し、
前記ランプ装着部には前記ＬＥＤランプが装着されていてもよい。
【００１５】
前記ランプ装着部には前記透光性のカバーの色と同色の光を発する前記ＬＥＤランプが装着されていてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＬＥＤからの熱を効率的に放出する構造を有するＬＥＤランプおよびこれを用いた照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプの正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプの要部概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るヒートシンクの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るＬＥＤランプを口金側から見た底面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るヒートシンクの棒状体を多角形にした場合の横断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るヒートシンクの棒状体を管状体にした場合の横断面図である。
【図７】棒状体をフランジ部に接触するように成形したＬＥＤランプを電源供給用ソケットに装着した場合の要部概略縦断面図である。
【図８】側面部をフランジ部に接触するように成形したＬＥＤランプを電源供給用ソケットに装着した場合の要部概略縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る交通信号灯の正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る交通信号灯の要部概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態１）
実施の形態１に係るＬＥＤランプ１００は、図１に示すように、円筒形の側面部５２に半球状の透光性カバー７を被せた形状のＬＥＤランプである。このＬＥＤランプ１００は、電源供給用ソケット（図示せず）に口金１を挿入して使用される。以下、ＬＥＤランプ１００について図面を参照しながら説明する。
【００１９】
ＬＥＤランプ１００は、図２に示すように、口金１と、点灯装置２と、ＬＥＤ基板３と、ＬＥＤ４と、架台５と、ヒートシンク６と、透光性カバー７と、絶縁筒８から構成される。
【００２０】
口金１は、例えば白熱電球用のソケットに装着するための回転式の口金である。口金１は外周面に螺旋状の溝が形成され、対応する溝が形成された電源供給用ソケットに螺合して装着される。口金１は、ソケットから供給される交流電圧（例えば１００Ｖ）を、リード線９を通じて点灯装置２に供給する。
【００２１】
点灯装置２は、口金１より供給された交流電圧を所定の直流電圧に変換する機能を備えている。点灯装置２は変換した直流電圧を、リード線１０を通じてＬＥＤ基板３に供給する。
【００２２】
ＬＥＤ基板３は、複数のＬＥＤ４が実装され、また、リード線１０を介してＬＥＤ４に直流電圧を送る配線パターンが形成された基板である。
【００２３】
ＬＥＤ４は、例えば赤、黄、青、白色等の可視光を発する発光ダイオードである。ＬＥＤ４は、ＬＥＤ基板３からの給電により外部に光を放射する。
【００２４】
透光性カバー７は、乳白色の樹脂製の半球状のカバーである。図２に示すように、透光性カバー７はＬＥＤ基板３を覆うように架台５に設置されている。透光性カバー７は、ＬＥＤ４が放射した光を透過させるとともに、一方向に強い（指向性の高い）ＬＥＤ４の光を屈折して拡散させる。
【００２５】
架台５は、筒状の収容部５１と、筒状の側面部５２と、中央に円形状の穴が形成された円板状の設置部５３から構成される。架台５は、円板状の設置部５３の外周に側面部５２の開口端が接続され、また、設置部５３の穴が形成されている箇所に収容部５１の開口端が接続された一体的な構造である。また、架台５は金属から構成されている。
【００２６】
収容部５１は、内部に点灯装置２が収容される筒状体である。収容部５１は、点灯装置２が収容部５１と接触しないように絶縁筒８により絶縁されている。
【００２７】
絶縁筒８は非導電性の樹脂から構成される筒体である。図２に示すように、絶縁筒８は、点灯装置２が周囲の金属（架台５および口金１）と接触しないように点灯装置２を覆っている。また、絶縁筒８は、図２に示すように、口金１および架台５を接触しないように接続している。
【００２８】
側面部５２は、電源供給用ソケットにＬＥＤランプ１００を装着する際の持ち手となる部分である。側面部５２は後述するヒートシンク６を取り囲むように配置されている。
【００２９】
設置部５３には、ＬＥＤ基板３およびヒートシンク６が設置される。設置部５３の一方の面にＬＥＤ基板３のＬＥＤ４が実装されていない面が設置され、設置部５３の他方の面にヒートシンク６が設置されている。
【００３０】
ヒートシンク６は、設置部５３より伝達した熱を外部に放出する、所謂放熱体としての機能を有する。ヒートシンク６は、図３に示すように、板状の伝熱部６１と、放熱部６２から構成される。
【００３１】
伝熱部６１は、中央に円形状の穴が形成された円形状の金属板であり、図３に示すように、一方の面に複数の棒状体６３が設置されている。この伝熱部６１は、図２に示すように、他方の面が設置部５３を挟んでＬＥＤ基板３と向かい合って設置される。また、伝熱部６１は、図４に示すように、中央の穴に収容部５１が挿入されるように設置されている。
【００３２】
放熱部６２は、複数の金属製の棒状体６３から構成される。この棒状体６３は円柱の形状をしており、設置部５３を挟んでＬＥＤ基板３の反対側に向かって林立するように設置されている。
【００３３】
上述のように、ＬＥＤ基板３は架台５の設置部５３に近接して配置されており、ＬＥＤ４が発した熱はＬＥＤ基板３から速やかに設置部５３に伝わる。設置部５３には近接してヒートシンク６の伝熱部６１が配置されているので、設置部５３に伝わった熱はそのまま伝熱部６１に伝わる。伝熱部６１からは棒状体６３が突出していることから、伝熱部６１に伝わった熱は棒状体６３にすぐさま伝わり、そして外部へ放出される。
【００３４】
また、ヒートシンク６の放熱部６２は複数の棒状体６３から構成されており、棒状体６３はその表面積が大きいため、外気との接触面積が大きい。その結果、ＬＥＤ４が発した熱が効率的に外部へ放出される。
【００３５】
また、架台５には側面部５２が設けられているため、設置部５３を通じて側面部５２に到達した熱は効率的に外部へ放出される。
【００３６】
このように、ＬＥＤランプ１００は放熱効果が高い構造である。このため、ＬＥＤ基板３に複数のＬＥＤ４が実装されていても、複数のＬＥＤ４から発せられる熱が効率的に放熱されるので、ＬＥＤ４の寿命低下やＬＥＤ４の破壊が抑制される。
【００３７】
また、点灯装置２も発熱する。点灯装置２が発した熱は、収容部５１および設置部５３を通じてヒートシンク６に伝わる。そして、上記と同様に放熱される。また、点灯装置２が発した熱は、収容部５１および設置部５３を通じて側面部５２にも伝わるので、側面部５２からも熱が放出される。このように、点灯装置２についても熱による故障が抑制されるので、ＬＥＤ４を安定して発光させることができる。
【００３８】
本実施の形態ではヒートシンク６の棒状体６３の形状を円柱としたが、この形状は円柱に限られない。棒状体６３は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）に示すように、六角形、八角形、星形などの多角柱であってもよい。また、棒状体６３は、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図６（Ｃ）に示すように、中心が空洞の管状体であってもよい。棒状体６３の表面積が大きくなるため、放熱効率がより高められる。
【００３９】
また、収容部５１内にはエポキシ樹脂等の樹脂が充填されていてもよい。エポキシ樹脂等は空気に比べて熱伝導率が高いので、点灯装置２が発する熱が樹脂を通じて収容部５１に伝わり、より効率的に放熱することが可能である。
【００４０】
また、架台５およびヒートシンク６の材質として、熱伝導率の高い金属が用いられていることが好ましい。例えば、アルミニウム、銅、ステンレス等である。
【００４１】
また、ヒートシンク６の棒状体６３の長さは任意であるが、装着される電源供給用ソケットに応じて適宜設定されていることが好ましい。例えば、図７に示すように、金属製のフランジ部１１を有する電源供給用ソケット１０１にＬＥＤランプ１００を装着する場合、棒状体６３の先端がフランジ部１１に接触するように棒状体６３を成形されていることが好ましい。棒状体６３に伝わった熱がフランジ部１１に伝わるので、フランジ部１１からも熱が外部へ放出される。このため、さらに効率的な放熱ができる。
【００４２】
また、架台５の側面部５２の長さも任意であるが、装着される電源供給用ソケットに応じて適宜設定されていることが好ましい。例えば、図８に示すように、側面部５２の長さは、側面部５２の開口端がフランジ部１１に接触する長さであることが好ましい。側面部５２に達した熱を、フランジ部１１を通じて外部へ放出することができ、さらに効率的な放熱ができる。
【００４３】
なお、透光性カバー７は、乳白色の樹脂製の半球状カバーに限られず、赤、黄、青色の透光性カバーであってもよい。また、樹脂製ではなく、ガラス製のカバーであってもよい。また、透光性カバー７が設置されていなくてもよい。
【００４４】
（実施の形態２）
ＬＥＤランプ１００を用いた照明装置について、交通信号灯を一例にして説明する。交通信号灯１０２は、図９に示すように、車両用の交通信号灯（信号機）である。３つの色付カバー１５はそれぞれ、赤、黄、青色の透光性の色付カバー１５であり、その内部にはそれぞれ赤、黄、青色の光を発するＬＥＤランプ１００が装着されている。
【００４５】
交通信号灯１０２は、図１０に示すようにＬＥＤランプ１００と、電源供給用ソケット１０１と、反射鏡１２と、本体１３と、前面板１４と、色付カバー１５から構成される。なお、ＬＥＤランプ１００の説明については、実施の形態１と同じであるので省略する。
【００４６】
電源供給用ソケット１０１は、金属製のフランジ部１１を有するねじ式の電源供給用ソケットである。電源供給用ソケット１０１には白熱電球も装着できるが、本実施の形態では赤、黄、または、青色の光を発するＬＥＤランプ１００が装着されている。電源供給用ソケット１０１は、電線１６で交通信号コントローラ（図示せず）と接続されている。電源供給用ソケット１０１は交通信号コントローラからの電力の供給を受け、ＬＥＤランプ１００に電力を供給する。
【００４７】
反射鏡１２は、ＬＥＤランプ１００が発した光を色付カバー１５に向けて反射させる放物曲面状の反射鏡である。この反射鏡１２の中央には開口部があり、この開口部にＬＥＤランプ１００が装着された電源供給用ソケット１０１が取り付けられている。
【００４８】
本体１３は、樹脂または金属から構成される箱体であり、内部にＬＥＤランプ１００が装着された反射鏡１２が格納されている。
【００４９】
前面板１４は、本体１３の前面を覆う樹脂製または金属製の前面パネルである。この前面板１４には、図９に示すように、赤、黄、青、３つの円形状の色付カバー１５が取り付けられている。
【００５０】
色付カバー１５は、赤、黄、または、青色の透光性のカバーである。この色付カバー１５は、赤、黄、または、青色の成分の光のみを通過させることで、交通信号灯１０２から赤、黄、または、青色の光を運転者等に視認させる。
【００５１】
なお、本実施の形態では、色付カバー１５の内部には、カバーの色と同色の光を発するＬＥＤランプ１００が装着されている。つまり、赤色の色付カバー１５の内部には赤色発光のＬＥＤランプ１００が装着されており、黄色の色付カバー１５の内部には黄色発光のＬＥＤランプ１００が装着されており、青色の色付カバー１５の内部には青色発光のＬＥＤランプ１００が装着されている。
【００５２】
これは、早朝や日暮れなど、太陽光が交通信号灯１０２正面から入射した場合に、ランプの光が反射鏡１２で反射した太陽光によりかき消され、どの色が点灯しているのか視認できなくなる現象を考慮したものである。この現象は、色付カバー１５が特定の色の成分しか通過させないために、ランプの光が色付カバー１５により大幅に弱まり、その結果、太陽光がランプの光に勝るために起こるものである。
【００５３】
しかし、例えば赤色のカバー内部に赤色発光のＬＥＤランプ１００を装着すれば、もともとランプが赤色の光しか発していないために、ＬＥＤランプ１００の光が色付カバー１５により弱まることはない。その結果、ドライバーは太陽光と信号の光とを明確に区別できるようになる。
【００５４】
なお、赤色発光、黄色発光、青色発光のＬＥＤランプ１００を用いる場合、色付カバー１５に代えて、前面板１４に無着色のカバーが設置されていてもよい。
【００５５】
本実施形態によれば、ＬＥＤランプ１００を容易に着脱可能な交通信号灯を提供できる。
【００５６】
また、本実施の形態では、交通信号灯の一例として車両用の交通信号灯を示したが、これは車両用の交通信号灯に限られない。歩行者用、自転車用、鉄道用、路面電車用の交通信号灯であってもよい。また、車両用、路面電車用の交通信号灯に使用される矢印灯であってもよいし、遮断機用の警告灯であってもよい。
【００５７】
また、ＬＥＤランプ１００を使用した照明装置としては、交通信号灯の他、街灯、表示灯、回転灯、標識灯、警告灯であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１        口金
２        点灯装置
３        ＬＥＤ基板
４        ＬＥＤ
５        架台
６        ヒートシンク
７        透光性カバー
８        絶縁筒
９、１０  リード線
１１      フランジ部
１２      反射鏡
１３      本体
１４      前面板
１５      色付カバー
１６      電線
５１      収容部
５２      側面部
５３      設置部
６１      伝熱部
６２      放熱部
６３      棒状体
１００    ＬＥＤランプ
１０１    電源供給用ソケット
１０２    交通信号灯
【図１】
2011233469.tif 000003
【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】
2011233469.tif 000009
【図８】
2011233469.tif 000010
【図９】
2011233469.tif 000011
【図１０】
2011233469.tif 000012