(57)【要約】【課題】本発明は、通常の交流電源供給時には、通常の光量が得られる一般的なＬＥＤ電球として使用することができると共に、交流電源遮断時には、通常の交流電源供給時に充電されたリチウムイオン電池により、長時間、大きな光量で点灯させることができ、携帯照明としても利用できるＬＥＤ電球を提供することを課題とする。【解決手段】ＬＥＤ電球の基体部の上部に、基体部の内部と外部とを連通する複数の貫通孔を設け、ＬＥＤ発光素子で発生した熱を、基体部の外周面、グローブの外面のみならず、前記貫通孔を通して大気中に放出することにより、ＬＥＤ電球のＬＥＤ発光素子の数を増やして光量を大きくしても、ＬＥＤ電球に内蔵する電池・バッテリーとしてリチウムイオン電池を用いた場合でもリチウムイオン電池の熱劣化を低く抑えることができる。【選択図】図１
2019053888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路基板と、前記回路基板の表面に実装された複数のＬＥＤ発光素子とを備えるＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールが載置された、前記ＬＥＤモジュールの熱を放出する熱伝導部材と、
前記熱伝導部材が設置された、内部が空洞構造である基体部と、
前記ＬＥＤモジュールを覆うように、前記基体部の上部に取り付けられた透光性のグローブと、
前記基体部の内部に収納され、前記ＬＥＤ発光素子を点灯させる点灯回路と、
前記基体部の下部に取り付けられ、交流電源に接続されて、前記点灯回路に交流電流を供給する口金と、
を備えるＬＥＤ電球であって、
前記点灯回路には、前記交流電源より供給される電力をＡＣ／ＤＣコンバーターを介して充電可能なリチウムイオン電池が設けられ、通常の交流電源供給時には、前記ＡＣ／ＤＣコンバーターを介して供給される直流電力により前記ＬＥＤ発光素子を発光させることができ、停電等に起因する交流電源遮断時には、前記リチウムイオン電池により供給される直流電力により前記ＬＥＤ発光素子を発光させることができ、
前記基体部の上部には、前記基体部の内部と外部とを連通する複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする、一般的な照明、緊急照明および携帯照明として利用可能なＬＥＤ電球。
【請求項２】
前記点灯回路には、停電等に起因する交流電源遮断時において、前記リチウムイオン電池による前記ＬＥＤ発光素子の発光をＯＮまたはＯＦＦとする手動スイッチが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ電球。
【請求項３】
前記点灯回路には、前記リチウムイオン電池が充電中であることを点灯により表示する表示灯および／または交流電源が遮断されていることを点灯により表示する表示灯が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のＬＥＤ電球。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の交流電源供給時には、通常の光量が得られる一般的なＬＥＤ電球として使用できると共に、停電等に起因する交流電源遮断時（以下、「交流電源遮断時」ともいう。）には、通常の交流電源供給時に充電されたリチウムイオン電池により、長時間、大きな光量で点灯させることができ、携帯照明としても利用できるＬＥＤ電球に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の白熱電球や蛍光灯に代わって、消費電力が極めて少なくて耐用年数が極めて長いＬＥＤ電球が普及しつつあり、その普及率は早い速度で進展している。また、ＬＥＤ電球に電池・バッテリーを内蔵させ、交流電源遮断時には、この電池・バッテリーにより、ＬＥＤ電球を発光させることのできる非常灯も提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤが取り付けられた光源部に、一次電池を内蔵した光誘導拡散手段を取り付け、停電時には一次電池を電源として点灯させるＬＥＤ非常灯が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、ＬＥＤ収納ケースに収納されたＡＣ／ＤＣコンバーターおよび充電可能なバッテリーにより、通常の交流電源供給時には、前記ＡＣ／ＤＣコンバーターを介して供給される直流電力によりＬＥＤを発光させることができ、交流電源遮断時には、前記充電可能なバッテリーにより供給される直流電力によりＬＥＤを発光させることができるＬＥＤ照明装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、照明灯具本体の外部側面に、一部分の構造が外に露出すると共に取替え可能に電池を予備電源として設け、交流電源が遮断された時には、電池から電源が供給されるように電源が切り替えられるＬＥＤ照明灯が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１０−５３４９０９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４８５３０号公報
【特許文献３】特表２０１４−５２１１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１〜３に開示されているように、交流電源遮断時に、内蔵する電池・バッテリーからＬＥＤ発光素子に電源を供給して、ＬＥＤ電球を点灯させることは知られているものの、これらのＬＥＤ電球は、通常の交流電源供給時において、一般のＬＥＤ電球に比べ光量を遜色の無いものとすることは難しく、また、交流電源遮断時において、長時間、大きな光量で点灯させることは難しい。
【０００８】
この主な理由としては、電池・バッテリーを内蔵したＬＥＤ電球の光量・形状・大きさ等を通常のＬＥＤ電球と同程度の扱いやすいものとし、また、交流電源遮断時に、長時間、大きな光量で点灯させるためには、エネルギー密度が高い、電圧が高い、メモリー効果がない、寿命が長い等の長所を有するリチウムイオン電池を用いることが望ましいが、リチウムイオン電池は熱に弱いという特性を有しているため、ＬＥＤ電球のＬＥＤ発光素子の数を増やして光量を大きくできないことが挙げられる。
【０００９】
このような欠点を克服でき、各家庭においても、停電時に照明が必要とされる箇所のＬＥＤ電球として、電池・バッテリーを内蔵したＬＥＤ電球が一般に使用されるようになれば、防災上極めて有用であるとの観点から本発明者等は鋭意検討し、本発明を成したものである。
【００１０】
すなわち、本発明の課題は、通常の交流電源供給時には、通常の光量が得られる一般的なＬＥＤ電球として使用することができると共に、交流電源遮断時には、通常の交流電源供給時に充電されたリチウムイオン電池により、長時間、大きな光量で点灯させることができ、携帯照明としても利用できるＬＥＤ電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、ＬＥＤ電球の基体部の上部に、基体部の内部と外部とを連通する複数の貫通孔を設け、ＬＥＤ発光素子で発生した熱を、基体部の外周面、グローブの外面のみならず、前記貫通孔を通して大気中に放出することにより、ＬＥＤ電球のＬＥＤ発光素子の数を増やして光量を大きくしても、ＬＥＤ電球に内蔵する電池・バッテリーとしてリチウムイオン電池を用いた場合でもリチウムイオン電池の熱劣化を低く抑えることができることを見出し、本発明を成したものである。
【００１２】
本発明の要旨を以下に示す。
（１）回路基板と、前記回路基板の表面に実装された複数のＬＥＤ発光素子とを備えるＬＥＤモジュールと、
前記ＬＥＤモジュールが載置された、前記ＬＥＤモジュールの熱を放出する熱伝導部材と、
前記熱伝導部材が設置された、内部が空洞構造である基体部と、
前記ＬＥＤモジュールを覆うように、前記基体部の上部に取り付けられた透光性のグローブと、
前記基体部の内部に収納され、前記ＬＥＤ発光素子を点灯させる点灯回路と、
前記基体部の下部に取り付けられ、交流電源に接続されて、前記点灯回路に交流電流を供給する口金と、
を備えるＬＥＤ電球であって、
前記点灯回路には、前記交流電源より供給される電力をＡＣ／ＤＣコンバーターを介して充電可能なリチウムイオン電池が設けられ、通常の交流電源供給時には、前記ＡＣ／ＤＣコンバーターを介して供給される直流電力により前記ＬＥＤ発光素子を発光させることができ、交流電源遮断時には、前記リチウムイオン電池により供給される直流電力により前記ＬＥＤ発光素子を発光させることができ、
前記基体部の上部には、前記基体部の内部と外部とを連通する複数の貫通孔が設けられていることを特徴とする、一般的な照明、緊急照明および携帯照明として利用可能なＬＥＤ電球。
（２）前記点灯回路には、交流電源遮断時において、前記リチウムイオン電池による前記ＬＥＤ発光素子の発光をＯＮまたはＯＦＦとする手動スイッチが設けられていることを特徴とする、（１）に記載のＬＥＤ電球。
（３）前記点灯回路には、前記リチウムイオン電池が充電中であることを点灯により表示する表示灯および／または交流電源が遮断されていることを点灯により表示する表示灯が設けられていることを特徴とする、（１）または（２）に記載のＬＥＤ電球。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ電球の基体部の上部に、基体部の内部と外部とを連通する複数の貫通孔を設け、ＬＥＤ発光素子で発生した熱を、基体部の外周面、グローブの外面のみならず、これらの貫通孔を通して大気中に放出することにより、ＬＥＤ電球のＬＥＤ発光素子の数を増やして光量を大きくしても、ＬＥＤ電球に内蔵されるリチウムイオン電池の熱劣化を低く抑えることができる。
【００１４】
すなわち、本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ発光素子で発生した熱の大気中への放出を改善することにより、ＬＥＤ電球に内蔵する電池・バッテリーとして、小型、軽量、大容量等の長所を有するリチウムイオン電池を用いることを可能とし、電池・バッテリーを内蔵するＬＥＤ電球であっても、光量・形状・大きさ等を通常のＬＥＤ電球と同程度のものとすることができ、また、交流電源遮断時には、通常の交流電源供給時に充電されたリチウムイオン電池により、長時間、大きな光量でＬＥＤ電球を点灯させることができる優れたものである。
また、本発明のＬＥＤ電球は、各家庭においても、停電時に照明が必要とされる箇所のＬＥＤ電球として一般に使用することができ、防災上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のＬＥＤ電球の一実施形態の外観図である。
【図２】本発明のＬＥＤ電球の一実施形態の分解斜視図である。
【図３】本発明のＬＥＤ電球の一実施形態の外観図であり、ＬＥＤ発光素子で発生した熱が大気中に放出される状況を示す模式図である。
【図４】本発明のＬＥＤ電球の点灯回路の一実施形態である。
【図５】本発明のＬＥＤ電球の点灯回路の他の実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のＬＥＤ電球について、図面も用いながら詳細に説明する。
【００１７】
＜本発明のＬＥＤ電球の一般的な構造＞
本発明のＬＥＤ電球の一実施形態の外観図を図１に示し、分解斜視図を図２に示す。
本発明のＬＥＤ電球１は、ＬＥＤ電球の一般的な構造として、次のＡ）〜Ｆ）のような構造要素を備えている。
Ａ）回路基板２と、回路基板２の表面に実装された複数のＬＥＤ発光素子３とを備えるＬＥＤモジュール４
Ｂ）ＬＥＤモジュール４が載置された、ＬＥＤモジュール４の熱を放出する熱伝導部材５
Ｃ）熱伝導部材５が設置された、内部が空洞構造である基体部６
Ｄ）ＬＥＤモジュール４を覆うように、基体部６の上部６−１に取り付けられた透光性のグローブ７
Ｅ）基体部６の内部に収納され、ＬＥＤ発光素子３を点灯させる点灯回路８
Ｆ）基体部６の下部６−２に取り付けられ、交流電源に接続されて、前記点灯回路８に交流電流を供給する口金９
【００１８】
＜上記Ａ）の構造について＞
図２に示すように、ＬＥＤモジュール４は、ＬＥＤ発光素子３を回路基板２に実装して形成されている。
ＬＥＤ発光素子３はＬＥＤチップを、リードフレームとモールドフレーム、蛍光体、透光性充填材を用いて、フリーモールド方式によってパッケージング−ＬＥＤパッケージの形態に回路基板２に実装することができる。また、ＬＥＤ発光素子３は、蛍光体でコーティングされたＬＥＤチップの形態として、回路基板２にワイヤーボンディング方式によって実装することができる。また、ＬＥＤ発光素子３は、蛍光体でコーティングされたＬＥＤチップの形態として、フリップチップボンディング方式によって回路基板２に実装することができる。
放熱特性を向上させるために、回路基板２に、金属基板または金属コアを備えることができる。
【００１９】
＜上記Ｂ）の構造について＞
ＬＥＤモジュール４は、熱伝導部材５の上端に位置した搭載部に搭載することができる。熱伝導部材５は、ＬＥＤ発光素子３で発生した熱を外部に放出するためのもので、熱伝導度の高いアルミニウムなどの金属材料で形成される。熱伝導部材５の搭載部と外周面とは、複数の放熱ピンによって連結することができる。
【００２０】
＜上記Ｃ）の構造について＞
基体部６は、アルミダイキャスト等で作成され、表面に放熱塗料を塗装して電気的に絶縁すると共に、放熱性を高めるように構成される。基体部６は、図２に示すように、口金９から熱伝導部材５に向けて拡開される形状で形成されている。また、基体部６は、上下両端に開放口を持ち、内部が空洞の構造で作成されている。
【００２１】
＜上記Ｄ）の構造について＞
グローブ７は、ポリカーボネート（ＰＰ）等の熱可塑性合成樹脂を使用して、図１〜３に示すように、球状形状に成形されている。また、グローブ７は、光拡散面を形成するようにシボ加工を施すこと、材料に拡散剤を含有させること等により、グローブ７全面で均一に発光させることができる。
【００２２】
＜上記Ｅ）の構造について＞
基体部６の内部には、ＬＥＤ発光素子３を点灯させる点灯回路８が収容されている。
交流電源遮断時に、内蔵したリチウムイオン電池によりＬＥＤ電球を発光させるための点灯回路としては、後で説明するように公知のものを用いることができる。
【００２３】
＜上記Ｆ）の構造について＞
基体部６の下部（下端開放口）６−２には、口金９が、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の熱可塑性合成樹脂で作成されたリング（図示せず）を挟んで嵌装される。
【００２４】
＜放熱について＞
本発明のＬＥＤ電球では、基体部６の上部６−１に、基体部６の内部と外部とを連通する複数の貫通孔６−３が設けられ、ＬＥＤ発光素子で発生した熱を、基体部６の外周面、グローブ７の外面のみならず、貫通孔６−３を通して大気中に放出することを特徴とするものであり、これにより、ＬＥＤ電球のＬＥＤ発光素子の数を増やして光量を大きくしても、ＬＥＤ電球に内蔵する電池・バッテリーとしてリチウムイオン電池を用いた場合でもリチウムイオン電池の熱劣化を低く抑えることができる。
【００２５】
すなわち、図３に示すように、ＬＥＤ発光素子３で発生した熱は回路基板２を経て熱伝導部材５に伝えられ、この熱は、
１）図３に矢印Ａで表示したように、基体部６の外周面を通じて大気中に放出される、
２）図３に矢印Ｂで表示したように、熱伝導部材５と結合されたグローブ７に伝えられ、図３に矢印Ｃで表示したように、大気と接触したグローブ７の外面を通じて大気中に放出される、と共に、
３）さらに、図３に矢印Ｄで表示したように、基体部６の上部６−１に設けられた、基体部６の内部と外部とを連通する複数の貫通孔６−３から、大気中に放出される。
【００２６】
貫通孔６−３の大きさ、形状、配置等については特に制限はなく、ＬＥＤ電球に必要とされる強度を確保しつつ、貫通孔６−３の総開孔面積を可能な限り大きくするように設計するのが望ましい。
【００２７】
＜点灯回路について＞
本発明のＬＥＤ電球の点灯回路は、通常の交流電源供給時には、ＡＣ／ＤＣコンバーターを介して供給される直流電力によりＬＥＤを発光させると共にリチウムイオン電池を充電し、交流電源遮断時には、充電されたリチウムイオン電池により供給される直流電力によりＬＥＤを発光させるものであり、従来公知の点灯回路を採用することができる。
【００２８】
本発明のＬＥＤ電球の点灯回路の一実施形態を図４に示し、他の実施形態を図５に示す。
本発明のＬＥＤ電球におけるリチウムイオン電池としては、市販されている一般のリチウム二次電池を用いることができる。
【００２９】
図４に示す点灯回路では、通常の交流電源供給時には、交流電源より供給される電力をＡＣ／ＤＣコンバーター１０により直流電力に変換し、ＤＣ／ＤＣ定電流供給モジュール１３を介してＬＥＤ発光素子３に供給して発光させると共に、リチウムイオン電池１１を充電することができる。
【００３０】
交流電源遮断時には、停電検知回路部１２にて交流電源が遮断されたことを検知し、リチウムイオン電池１１から直流電力をＬＥＤ発光素子３に供給して発光させることができる。また、ＬＥＤ電球１の口金９をソケットから取外し、携帯照明としても利用することができる。
【００３１】
図５に示す点灯回路は、図４に示す点灯回路に手動スイッチ１４及び表示灯１５、１６を設けたものである。
【００３２】
手動スイッチ１４を設けることにより、ＬＥＤ電球１を携帯照明としても利用する場合に、ＬＥＤ電球１を点灯及び消灯することができる。また、リチウムイオン電池１１が充電中であることを表示灯１５の点灯によって表示したり、交流電源が遮断されていることを表示灯１６の点灯によって表示したりすることもできる。
【００３３】
以上に説明したように、本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ電球の基体部の上部に、基体部の内部と外部とを連通する複数の貫通孔を設け、ＬＥＤ発光素子で発生した熱を、基体部の外周面、グローブの外面のみならず、これらの貫通孔を通して大気中に放出することにより、ＬＥＤ電球のＬＥＤ発光素子の数を増やして光量を大きくしても、ＬＥＤ電球に内蔵する電池としてリチウムイオン電池を用いた場合でもリチウムイオン電池の熱劣化を低く抑えることができる。
【００３４】
すなわち、本発明のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ発光素子で発生した熱の大気中への放出を改善することにより、ＬＥＤ電球に内蔵する電池・バッテリーとして、小型、軽量、大容量等の長所を有するリチウムイオン電池を用いることを可能としたため、電池・バッテリーを内蔵するＬＥＤ電球であっても、光量・形状・大きさ等を通常のＬＥＤ電球と同程度のものとすることができ、また、交流電源遮断時には、通常の交流電源供給時に充電されたリチウムイオン電池により、長時間、大きな光量でＬＥＤ電球を点灯させることができる優れたものである。
【００３５】
また、本発明のＬＥＤ電球は、各家庭においても、停電時に照明が必要とされる箇所のＬＥＤ電球として普通に使用することができ、防災上極めて有用である。
【符号の説明】
【００３６】
１        ＬＥＤ電球
２        回路基板
３        ＬＥＤ発光素子
４        ＬＥＤモジュール
５        熱伝導部材
６        基体部
６−１    （基体部の）上部
６−２    （基体部の）下部
６−３    貫通孔
７        グローブ
８        点灯回路
９        口金
１０      ＡＣ／ＤＣコンバーター
１１      リチウムイオン電池
１２      停電検知回路部
１３      ＤＣ／ＤＣ定電流供給モジュール
１４      手動スイッチ
１５      表示灯
１６      表示灯
Ａ        基体部の外周面を通じて大気中に放出される熱の流れ
Ｂ        熱伝導部材と結合されたグローブに伝えられる熱の流れ
Ｃ        グローブの外面を通じて大気中に放出される熱の流れ
Ｄ        貫通孔から大気中に放出される熱の流れ
【図１】
2019053888.tif 000003
【図２】
2019053888.tif 000004
【図３】
2019053888.tif 000005
【図４】
2019053888.tif 000006
【図５】
2019053888.tif 000007