(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
交流または直流の電源により前記光源を点灯する点灯回路と、
前記点灯回路に前記電源からの電力を供給する口金部とを備えた電球型ランプであって、
前記点灯回路を構成する電子部品のうち、ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品を前記口金部内に配置するとともに、
前記ランプの過度の温度上昇を感知して前記点灯回路への電力供給を一時的に停止させる自己復帰型温度ヒューズを、前記口金部内に配置した前記ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品の近傍に配置し、
前記口金部内に配置した前記ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品が、電解コンデンサおよびインラッシュ電流防止抵抗の少なくともいずれか一方であり、
前記自己復帰型温度ヒューズが、前記口金部の口金先端端子を形成していることを特徴とする電球型ランプ。
【請求項２】
光源と、
交流または直流の電源により前記光源を点灯する点灯回路と、
前記点灯回路に前記電源からの電力を供給する口金部とを備えた電球型ランプであって、
前記点灯回路を構成する電子部品のうち、ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品を前記口金部内に配置するとともに、
前記ランプの過度の温度上昇を感知して前記点灯回路への電力供給を一時的に停止させる自己復帰型温度ヒューズを、前記口金部内に配置した前記ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品の近傍に配置し、
前記口金部内に配置した前記ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品が、電解コンデンサおよびインラッシュ電流防止抵抗の少なくともいずれか一方であり、
前記自己復帰型温度ヒューズが、前記口金部の口金側壁導通部を形成していることを特徴とする電球型ランプ。
【請求項３】
前記自己復帰型温度ヒューズが、ポリマー正温度特性サーミスタである請求項１または２に記載のランプ。
【請求項４】
前記光源が、蛍光管である請求項１〜３のいずれかに記載の電球型ランプ。
【請求項５】
前記光源が、発光ダイオードである請求項１〜３のいずれかに記載の電球型ランプ。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載された電球型ランプを用い、
天井または壁面に埋め込まれて使用され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、白熱電球の代替品として使用される電球型の蛍光灯、および、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いる電球型ＬＥＤランプをはじめとする、電球型ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護の観点から、フィラメントを用いた白熱電球から低消費電力の電球型蛍光灯への代替使用が進んでいる。また、さらに低消費電力で長寿命である発光ダイオード（以下、本明細書では「ＬＥＤ」と称する。）を光源とした電球型ランプの普及も進み始めている。
【０００３】
電球型蛍光灯は、螺旋形状の蛍光管の開発などによってランプ形状の小型化が進み、小型の白熱電球の代替製品としても用いられている。また、ＬＥＤを光源とするランプは、白色の高輝度ＬＥＤが開発されたことからその用途が広がり、まだ製品価格自体は高いものの家庭用の照明として、面光源型の照明器具や蛍光管の代替商品として用いられ、電球型のＬＥＤランプは、白熱電球や電球型蛍光灯の代替商品として製品化が進んでいる。
【０００４】
このような、白熱電球の代替製品である電球型蛍光灯や電球型ＬＥＤランプでは、電球の口金部分から供給された電力で点灯することができるように、ランプ内にランプを点灯する点灯回路が内蔵されている。そして、例えば白熱電球用の照明器具に用いられる白熱電球代替用の電球型ＬＥＤランプでは、ＬＥＤの発光時の熱により駆動回路基板上の電子部品が損傷を受けることを防止するため、ＬＥＤが搭載された放熱板と駆動回路が搭載された回路基板とをランプ内で離間して配置するものが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１７６９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電球型蛍光灯や電球型ＬＥＤランプの小型化や製品展開が進むと共に、代替使用される白熱電球の種類が増加し、卓上ライトや天井つり下げ型の照明器具の光源以外にも、例えば、天井埋め込み型のシーリングライトや壁面に埋め込まれた間接照明用のウォールライトなど、電球型ランプが、天井や壁の中に埋め込まれて使用される照明器具用の光源として用いられる機会が増えている。このような、天井や壁の中に埋め込まれた照明器具の光源として点灯回路が内蔵された電球型ランプを用いた場合には、ランプ周辺の空気の流れが少ないためランプの温度が上昇し易い。また、近年のいわゆるエコ住宅化に伴って、ほとんどの天井部材や壁面部材の内側には断熱材が貼着されているため、天井や壁に埋め込まれた照明器具用の光源として用いられた場合には、ランプ全体の温度上昇がさらに著しくなる。
【０００７】
このように、温度条件の厳しい使用条件下では、上記特許文献１に記載されている発光部と回路部とをランプ内で離間するという、点灯時のＬＥＤ光源のみを発熱源として想定した温度上昇対策では十分とは言えない場合があり、想定された温度以上での使用によりランプに内蔵された点灯回路が破損して、ランプ自体が使用不可となってしまう場合があった。
【０００８】
電球型ＬＥＤランプや電球型蛍光灯は、従来の白熱電球よりもコスト高であるため、製品設計上想定された使用温度条件以上の不適切な温度環境での使用が原因であった場合でも、購入したランプが短時間で不点灯となってしまった場合、ユーザは強い不満を抱くこととなる。
【０００９】
本発明は、上記従来の電球型ランプにおける課題を解決し、想定温度以上の温度環境で使用された場合でも、内蔵された点灯回路が破損することを防止するとともにランプが消灯してユーザに注意を促し、正しい使用条件下での再使用が可能となる電球型ランプ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】
【００１０】
上記課題を解決するため本発明の電球型ランプは、光源と、交流または直流の電源により前記光源を点灯する点灯回路と、前記点灯回路に前記電源からの電力を供給する口金部とを備えた電球型ランプであって、前記点灯回路を構成する電子部品のうち、ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品を前記口金部内に配置するとともに、前記ランプの過度の温度上昇を感知して前記点灯回路への電力供給を一時的に停止させる自己復帰型温度ヒューズを、前記口金部内に配置した前記ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品の近傍に配置し、前記口金部内に配置した前記ランプ点灯中に温度上昇が生じる電子部品が、電解コンデンサおよびインラッシュ電流防止抵抗の少なくともいずれか一方であり、前記自己復帰型温度ヒューズが、前記口金部の口金先端端子を形成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電球型ランプは、自己復帰型温度ヒューズによって、ランプの過度の温度上昇を感知して点灯回路への電源からの電力供給を一時的に停止することができる。このため、ユーザに不適切な環境温度での使用であることを伝えると共に、ランプを破損させることなく正しい環境下で再度使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態にかかる電球型ランプの構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる電球型ランプにおける回路構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態にかかる電球型ランプの第１の変形例の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかる電球型ランプの第２の変形例の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態にかかる電球型ランプの応用例における口金部の構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態にかかる電球型ランプを埋め込み型照明器具に用いた場合の状況を示す断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の電球型ランプは、光源と、交流または直流の電源により前記光源を点灯する点灯回路と、前記点灯回路に前記電源からの電力を供給する口金部とを備えた電球型ランプであって、前記ランプの過度の温度上昇を感知して前記点灯回路への電力供給を一時的に停止させる自己復帰型温度ヒューズを内蔵している。
【００１４】
上記本発明の電球型ランプは、ランプ内の過度の温度上昇を感知して点灯回路への電力供給を一時的に停止させる自己復帰型温度ヒューズを備えている。このため、ランプの設計時に想定された温度以上の環境でランプが使用された場合には、ランプを消灯させてランプ点灯回路が破損することを防ぐことができる。また、温度ヒューズが自己復帰型であるため、ランプが消灯したために異常な使用状態であることを認識したユーザが、本来想定されていた環境下で正しくランプを使用した場合には、正常にランプを点灯させることができる。
【００１５】
上記本発明の電球型ランプにおいて、前記自己復帰型温度ヒューズが、前記口金部に配置されていることが好ましい。このようにすることで、天井や壁に埋め込まれた照明器具にランプを使用した場合などに、温度上昇が特に大きくなる口金部の温度異常を感知して、ランプ点灯を一時的に停止することができる。
【００１６】
この場合において、前記自己復帰型温度ヒューズが、前記口金部の口金先端端子を形成する構成とすることができ、また、前記自己復帰型温度ヒューズが、前記口金部の口金側壁導通部を形成する構成とすることができる。
【００１７】
さらに、前記自己復帰型温度ヒューズが、前記点灯回路の発熱性回路部品の近傍に配置されていることが好ましい。このようにすることで、電球型ランプの点灯回路が、高温環境下での使用により破損してしまうことを効果的に防止することができる。
【００１８】
また、前記自己復帰型温度ヒューズが、ポリマー正温度特性サーミスタであるとすることか好ましい。
【００１９】
さらに、前記光源が、蛍光管であるとすることができ、また、前記光源が、発光ダイオードであるとすることができる。
【００２０】
以下、本発明の電球型ランプについて、図面を参照して説明する。
【００２１】
なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明のランプの構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる電球型ランプは、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備えることができる。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を必ずしも忠実に表したものではない。
【００２２】
（発明の実施の形態）
以下、本発明の実施形態について、光源としてＬＥＤを用いた電球型ＬＥＤランプを例示して説明する。なお、本発明の電球型ランプとしては、光源としてＬＥＤを用いたものに限らず、光源として蛍光管を用いた電球型蛍光灯や、その他ＥＬ光源やメタルハライドなどを光源として用いた電球型ＥＬランプ、電球型メタルハライドランプなど、各種の電球型ランプを対象とするものである。
【００２３】
図１は、本実施形態の電球型ランプとしての、白熱電球に代替できる電球型ＬＥＤランプの構成例を示す断面構成図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の電球型ＬＥＤランプ１００は、照明器具のソケットにねじ込まれる、ねじ形状をした口金側壁導通部１ａと、絶縁体１ｂを挟んで形成される口金先端端子１ｃとを有した口金部１と、内部に回路基板３上に搭載された点灯回路４が収容されるガラス製、セラミック製、もしくは、アルミなどの金属製のランプ筐体２、ランプ筐体２に接続され、内部に光源であるＬＥＤ６を収容する樹脂製またはガラス製で、透明または半透明のカバー部材５とを備えている。
【００２５】
ＬＥＤ６はガラス製、セラミック製、もしくは、アルミなどの金属製のＬＥＤ搭載基板７に搭載され、また、ＬＥＤ６からの発熱をランプ筐体２に伝達するためのガラス製、セラミック製、もしくは、アルミなどの金属製の放熱板８を備えている。また、図１では、光源であるＬＥＤ６を所定の面積を有する面状光源であるように図示したが、本実施形態における光源としてのＬＥＤ６は、面状のものに限らず、複数のＬＥＤ素子がＬＥＤ搭載基板７上の所定の位置に配置されていてもかまわない。
【００２６】
点灯回路４は、回路基板３上に配置された、コンデンサ、チョークコイル、抵抗、半導体などから構成される従来周知のＬＥＤ点灯回路である。
【００２７】
点灯回路４が配置される回路基板３には、その本体部分が口金部１内に位置するように配置された、自己復帰型温度ヒューズとしてのポリマー正温度特性サーミスタ９が搭載されている。自己復帰型温度ヒューズとしては、ポリスイッチ（商品名）、ポリマー・リセッタブル・サーキット・プロテクタ（ＰＲＣＰ：商品名）、ポリマー・リセッタブル・ヒューズ（ＰＲＦ）などと称され市販されているポリマー型の正温度特性（ＰＴＣ）サーミスタ９を好適に用いることができる。
【００２８】
このポリマー正温度特性サーミスタ９は、一対の金属電極に、導電体であるカーボン粒子が絶縁体であるポリマーに分散配置されてなる導電性ポリマー層が挟まれて構成されていて、素子の温度が上昇すると共にポリマーが熱膨張してカーボン同士の接触確率が低下することで、温度上昇と共に抵抗値が上昇する。そして、素子温度が、所定の閾値温度に到達すると、抵抗値が一気に１０の４乗から６乗のオーダーで変化して非導通となるものである。また、素子温度が下がるとポリマーの熱膨張も収まり、素子自体の導通性が回復するという素子である。
【００２９】
本実施形態の電球型ＬＥＤランプ１００では、ポリマー正温度特性サーミスタ９の上記した閾値温度を所望の数値、例えば８５度〜１２０度の間の温度として設定し、ランプ温度がこの閾値温度となると口金部１から点灯回路４への電力供給を遮断して、点灯回路４が熱によって破損することを回避するものである。
【００３０】
図２に、ポリマー正温度特性サーミスタ９を備えた電球型ＬＥＤの回路構成例を示す。
【００３１】
図２（ａ）は、本実施形態にかかる電球型ＬＥＤ１００の回路構成の第１の例を示すブロック回路図である。この、第１の例では、口金部１に接続される交流電源１１、入力された交流を直流に変換する整流器１２，インラッシュ電流を防止するための抵抗１３，コンデンサ１４と、点灯回路４，負荷であるＬＥＤ光源６とを備え、ポリマー正温度特性サーミスタ９は、インラッシュ電流防止抵抗１３に直列に接続されている。
【００３２】
本実施形態の電球型ＬＥＤランプ１００では、ランプ温度が過度に上昇した場合にこれをポリマー正温度特性サーミスタ９で感知して点灯回路４を速やかに停止するため、口金部１に接続された電源１１からの電力供給の入力部であるインラッシュ電流防止抵抗１３の直後にポリマー正温度特性サーミスタ９を配置している。
【００３３】
図２（ｂ）は、本実施形態の電球型ＬＥＤランプ１００の回路構成の第２の例を示すブロック回路図である。図２（ｂ）に示す、第２の回路構成では、ポリマー正温度特性サーミスタ９を、点灯回路４に直列もしくは並列に設けた場合を示している。電球型ＬＥＤランプ１００の構成例を図１に示したとおり、具体的な回路構成部品の配置位置を考えた場合には、ポリマー正温度特性サーミスタ９は点灯回路４が配置される回路基板３上に搭載されることが多くなる。この場合には、回路構成部品としての物理的な配置位置のみならず回路配線設計の観点からも、ポリマー正温度特性サーミスタ９を点灯回路４に直列または並列に配置することで、ポリマー正温度特性サーミスタ９のための配線の引き回しが不要となるなど、実用的なメリットを享受することができる。
【００３４】
図３および図４は、本実施形態の電球型ＬＥＤランプの変形例の構成を示す断面図である。
【００３５】
図３は、第１の変形例の電球型ＬＥＤランプ１１０の構成を示している。
【００３６】
図３に示す第１の変形例は、図１に示した構成例と比較して、点灯回路４を構成する部品のうち、ランプの点灯動作中に温度上昇が生じる電解コンデンサ１５やインラッシュ電流防止抵抗１３を物理的に口金部１内に配置し、これら動作中に温度上昇を生じる発熱性の回路部品１３、１５の近傍にポリマー正温度特性サーミスタ９を配置している。
【００３７】
図４は、第２の変形例の電球型ＬＥＤランプ１２０の構成を示している。図４に示した第２の変形例では、基本の部品配置は図３に示した第１の変形例の電球型ＬＥＤランプ１１０と同じであるが、ポリマー正温度特性サーミスタ９の一方の接続端子９ｂが、口金部１の口金側壁導通部１ａに接続されている点が、ポリマー正温度特性サーミスタ９の両側の端子が共に回路基板３に接続されている第１の変形例の電球型ＬＥＤランプ１１０と異なっている。このように、口金部１内に配置されるポリマー正温度特性サーミスタ９の一方の接続端子９ｂを口金側壁導通部１ａに接続することで、回路基板３から口金部１への接続端子を別に設ける必要がなく、回路構成を簡素化することができる。
【００３８】
図３と図４に、第１および第２の変形例として示したように、電球型ランプの中でも高い温度上昇が見込まれる口金部１内に、動作中に温度上昇を生じる電界コンデンサ１５やインラッシュ電流防止抵抗１３を配置することで、電球型ＬＥＤランプ１００内部における最高温度部分を口金部１内に限定することができる。そして、動作中に電球型ＬＥＤランプ１００内での最高温度となる口金部１内に、ポリマー正温度特性サーミスタ９を配置することで、環境温度だけではなく、点灯回路４の誤動作の場合の温度上昇を自己ポリマー正温度特性サーミスタ９で感知することができ、点灯回路４の動作を停止して温度上昇による回路破壊から保護することができる。
【００３９】
したがって、例えば、調光非対応の電球型ランプを誤って調光型の照明器具に取り付けて点灯した場合のように、実効電流が上昇して点灯回路が異常発熱する場合のような、不適切な使用状況における電球型ランプの点灯回路の破損を防止することができる。
【００４０】
次に、本実施の形態の電球型ＬＥＤランプの応用例について、図５を用いて説明する。
【００４１】
本実施形態の電球型ＬＥＤランプの応用例は、ポリマー正温度特性サーミスタ９を図１に示したラジアルリード型の形状ではなく面実装型の形状として、一方の電極をそのまま口金部１の金属部分としたものである。
【００４２】
図５（ａ）が、ポリマー正温度特性サーミスタ９の一方の電極を、口金部１の口金側壁導通部１ａとしたもの構成を示し、図５（ｂ）が、ポリマー正温度特性サーミスタ９の一方の電極を、口金部１の口金先端端子１ｃとして構成したものを示している。
【００４３】
このように、口金部１を構成する金属部材を、ポリマー正温度特性サーミスタ９の電極としてそのまま用いることで、ラジアルリード型の場合のようなポリマー正温度特性サーミスタ９を回路基板３の配線部に接続するリード金属が不要となる。また、口金部１の金属部材をそのままポリマー正温度特性サーミスタ９として用いることで、口金部１の外表面の温度を直接感知することができるため、ランプが置かれている外部の環境温度に即応して、点灯回路４への電力供給を遮断することができる。
【００４４】
図６は、本実施形態の電球型ＬＥＤランプを、天井や壁面に埋め込んだ照明器具に用いた場合の使用状況を示す図である。
【００４５】
図６（ａ）は、天井埋め込み型のシーリングライトのランプとして、本実施形態の電球型ＬＥＤランプ１００を用いた場合を示している。この場合、天井部材３１に形成された凹部３２の奥にソケット３３が配置されるため、電球型ＬＥＤランプ１００の光を取り出す開口側が照明器具の下端側となり、照明器具内に通常温度の大気が流れ込みにくい。また、照明器具が、天井部材３１の内面に貼着された断熱材３４の中に埋め込まれた形となるため、特に、相対的に照明器具内で上部に位置することとなる口金部１の温度上昇が大きくなる。したがって、本実施形態として示した電球型ＬＥＤランプ１００のように、口金部１の温度上昇を検出することができるように、ポリマー正温度特性サーミスタ９を口金部１内に配置することが効果的である。
【００４６】
図６（ｂ）は、壁面４１の開口部４２内部に埋め込まれた間接照明用のウォールランプに電球型ＬＥＤランプ１００が用いられた状態を示している。図６（ｂ）に示すような使用形態においても、照明器具内部には通常温度の外気が流入しにくく、また、ソケット部４３が奥まった位置で、壁面４１の内部に貼着された断熱材４４で覆われた形となるため、やはり、口金部１の温度上昇が厳しくなる。したがって、口金部１の温度上昇をより良好に感知できるように、ポリマー正温度特性サーミスタ９を口金部１内に設けることが好ましい。
【００４７】
なお、上記の実施形態において、電球型ランプの光源としてＬＥＤではなく、蛍光管を用いた電球型蛍光ランプとした場合には、放電空間として所定の長さを有する蛍光管が配置されるため、点灯回路は、ＬＥＤランプの場合に比べて口金側のより狭い空間内部に配置されることが一般的となる。このため、点灯回路を構成する回路部品の動作時の温度上昇がより大きくなるが、口金部内に自己復帰型温度ヒューズを配置することで、電球型蛍光灯の温度上昇を感知することができ、点灯回路が熱的ダメージによって破損する前に、点灯回路への電力供給を停止して点灯回路を保護することができる。
【００４８】
以上、説明したように、本実施形態の電球型ランプは、設定以上の環境温度下での使用や、非対応の調光型照明器具への使用などによってランプ温度が上昇した場合に、これを感知する自己復帰型温度ヒューズによって点灯回路への電力供給を停止することができる。このため、異常な条件下での使用によって、点灯回路が破損することを良好に防止することができる。
【００４９】
また、自己復帰型温度ヒューズは、環境温度がもとに戻った場合には再び導通可能となるため、一度の異常な状態での使用によって電球型ランプが使用不可能となってしまうことがない。このため、温度上昇時にランプが不点灯となることで、ユーザに対して誤った使用であることを伝えることができ、かつ、商品として使用できなくなってしまうというユーザが感じる不満を防止することができる。
【００５０】
また、本発明の電球型ランプが適用される照明器具は、上記の実施形態で例示した天井埋め込み型のシーリングランプや、壁面に埋め込まれるウォールランプに限られるものではなく、シャンデリアなどの天井からつり下げる照明器具、卓上ランプ、スポットライト、ダウンライト、その他の従来各種サイズの白熱電球が光源として用いられていた照明器具の光源として、本発明の電球型ランプを使用することができる。
【００５１】
なお、ユーザに不適切な使用であることを伝えるという観点からは、自己復帰型温度ヒューズに連動した警告ランプなどを設け、温度上昇による一時的な不点灯であり、正しい使用条件下であればランプが再使用可能であることを明示するようにしてもよい。
【００５２】
また、自己復帰型温度ヒューズの配置位置は、必ずしも口金部内に限られず、ランプ形状や光源の発熱を外部に逃がす放熱構成、さらには、使用されている回路部品の温度上昇度合いや、回路部品の限界温度など、それぞれの電球型ランプにおける温度管理の観点から、ランプ内で最も温度が上昇する位置に自己復帰型温度ヒューズを配置することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明にかかる電球型ランプは、異常な使用条件下での温度上昇による点灯回路の破損を防止することができ、かつ、正常な条件ではそのまま再使用することができるランプとして、既存の白熱電球からの代替品として各種照明器具のランプとして利用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１      口金部
４      点灯回路
６      ＬＥＤ（光源）
９      ポリマー正温度特性サーミスタ（自己復帰型温度ヒューズ）
１００  電球型ＬＥＤランプ（電球型ランプ）
【図１】
0005669467.tif 000002
【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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