(57)【要約】【課題】従来の電球用ソケットに取り付けてハロゲンランプの代替として使用可能であり、冷凍倉庫内のような低温環境下においても長寿命かつ低消費電力で、交換頻度を少なくすると共に電力コストを削減することが可能な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１００は、複数のＬＥＤ１１０と、複数のＬＥＤ１１０を駆動するための回路１３０と、複数のＬＥＤ１１０および回路１３０を内部に収容するきょう体１４０、１５０と、きょう体１４０、１５０の一部に形成され、円筒形状のおねじ１４６Ａを備える突起部１４６と、突起部１４６のおねじ１４６Ａと螺合するめねじ１６２Ｂを備える口金１６０と、からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤと、
前記複数のＬＥＤを駆動するための回路と、
前記複数のＬＥＤおよび前記回路を内部に収容するきょう体と、
前記きょう体の一部に形成され、円筒形状のおねじを備える突起部と、
前記突起部のおねじと螺合するめねじを備える口金と、からなることを特徴とする、照明装置。
【請求項２】
前記口金は、周壁にスパイラル状の凹凸が形成された有底の円筒形状であり、
前記スパイラル状の凹凸は、前記周壁の外側において電球用ソケットのめねじと螺合するおねじを構成し、前記周壁の内側において前記突起部のおねじと螺合するめねじを構成することを特徴とする、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記きょう体は、ポリカーボネイト樹脂からなることを特徴とする、
請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記複数のＬＥＤは、円環状の領域に並べて配設されることを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記口金に接続されて前記回路に電力を供給するリード線をさらに備え、
前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、
前記リード線は、前記突起部の内周から突端を経て前記溝内を通って前記口金の外周面に接続されることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記口金に接続されて前記回路に電力を供給するリード線をさらに備え、
前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、
前記リード線は、前記突起部の内周から前記溝内を通って自身の一端が前記突起部のおねじと前記口金のめねじの間に挟まれることを特徴とする、
請求項１乃至４のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
少なくとも０℃乃至−２０℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
少なくとも０℃乃至−４０℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】
少なくとも０℃乃至−６０℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、
請求項１乃至６のいずれかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は低温環境下における照明に用いられる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タングステンフィラメントを使用した白熱電球では、電球内に不活性ガスを封入してフィラメントの損耗を防ぎ、長寿命化を図っていた。その中でもハロゲンランプは、電球内にハロゲンを封入してハロゲンサイクルを発生させることにより、特に長寿命を達成している。すなわち、ハロゲンランプにおいては、フィラメントから蒸発したタングステン原子がガラス管の管壁近傍においてハロゲン原子と結合してハロゲン化タングステンとなり、このハロゲン化タングステンがガラス管内を浮遊してフィラメントに接近すると、ハロゲン化タングステンがハロゲン原子とタングステン原子に分離されてタングステン原子がフィラメントに戻るという一連のハロゲンサイクルによってフィラメントの損耗を防ぎ、長寿命化を図っている。
【０００３】
また、近年においては、電球用ソケットにそのまま取り付けて使用可能であり、低消費電力かつ長寿命のＬＥＤを利用した照明装置（ＬＥＤランプ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２００５１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ハロゲンランプにおいて、上記ハロゲンサイクルが円滑に発生するには、ガラス管の管壁温度を２５０℃以上に保つ必要がある。従って、ガラス管の管壁温度を２５０℃以上に保てない低温環境下では、ハロゲンランプの寿命が短くなるという問題があった。このため、例えば−２０℃〜−４０℃の低温に保たれた冷凍倉庫内部の照明にハロゲンランプを使用した場合、ハロゲンランプは短期間で使用不能となり、低温環境の倉庫内で頻繁にハロゲンランプを交換しなければならないという問題が生じていた。
【０００５】
これに対し、ハロゲンランプ近傍にヒータを設け、加熱することでハロゲンサイクルを円滑に発生させるようにした事例がある。しかしながら、このようなヒータを設けた場合、消費電力の大きいヒータにより電力コストが大幅に増大すると共に、ヒータによる加熱で冷凍倉庫内部の冷却効率が悪化するという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に示されるようなＬＥＤランプは、低温環境下で長期間使用することを想定して設計されておらず、また、ハロゲンランプに比べて輝度が不足しているため、ハロゲンランプの代替として冷凍倉庫内部の照明に使用できるものではなかった。
【０００７】
例えば、従来の電球用の口金を有するＬＥＤランプ等においては、口金を本体に固定するのに、口金をかしめて本体に係合させると共に、接着剤により接着するという方法が採用されていた。このため、本発明者による未公知の研究によると、従来のＬＥＤランプ等では、−２０℃〜−４０℃の低温に保たれた冷凍倉庫のような低温環境下で使用した場合、使用中に口金から本体が脱落する可能性があった。すなわち、低温により接着剤が劣化して接着力が低下し、さらに低温状態における口金と本体の収縮率の違いによりかしめ部分が緩んでしまうことによって、口金から本体が脱落する。
【０００８】
また、輝度を向上させるべく多数のＬＥＤを使用した従来のＬＥＤランプ等においては、多数のＬＥＤを基板上に均等に並べて配設しているため、周囲を他のＬＥＤに囲まれた中央付近にＬＥＤの発する熱がこもりやすく、中央付近のＬＥＤおよび基板の温度が他の部分に比べて高くなるという問題があった。このような従来のＬＥＤランプを冷凍倉庫内部のような低温環境下で使用すると、外気により冷却されやすい外周付近のＬＥＤと熱がこもりやすい中央付近のＬＥＤの温度差がより大きくなるため、各ＬＥＤの電流や電圧の制御が困難となり、ＬＥＤの発光や寿命が不安定となるという問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、斯かる実情に鑑み、従来の電球用ソケットに取り付けてハロゲンランプの代替として使用可能であり、冷凍倉庫内のような低温環境下においても長寿命かつ低消費電力で、交換頻度を少なくすると共に電力コストを削減することが可能な照明装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明は、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを駆動するための回路と、前記複数のＬＥＤおよび前記回路を内部に収容するきょう体と、前記きょう体の一部に形成され、円筒形状のおねじを備える突起部と、前記突起部のおねじと螺合するめねじを備える口金と、からなることを特徴とする、照明装置である。
【００１１】
（２）本発明はまた、前記口金は、周壁にスパイラル状の凹凸が形成された有底の円筒形状であり、前記スパイラル状の凹凸は、前記周壁の外側において電球用ソケットのめねじと螺合するおねじを構成し、前記周壁の内側において前記突起部のおねじと螺合するめねじを構成することを特徴とする、上記（１）に記載の照明装置である。
【００１２】
（３）本発明はまた、前記きょう体は、ポリカーボネイト樹脂からなることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の照明装置である。
【００１３】
（４）本発明はまた、前記複数のＬＥＤは、円環状の領域に並べて配設されることを特徴とする、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載の照明装置である。
【００１４】
（５）本発明はまた、前記口金に接続されて前記回路に電力を供給するリード線をさらに備え、前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、前記リード線は、前記突起部の内周から突端を経て前記溝内を通って前記口金の外周面に接続されることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の照明装置である。
【００１５】
（６）本発明はまた、前記口金に接続されて前記回路に電力を供給するリード線をさらに備え、前記突起部は、自身の前記おねじの少なくとも周面に軸方向に形成される溝を備え、前記リード線は、前記突起部の内周から前記溝内を通って自身の一端が前記突起部のおねじと前記口金のめねじの間に挟まれることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の照明装置である。
【００１６】
（７）本発明はまた、少なくとも０℃乃至−２０℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の照明装置である。
【００１７】
（８）本発明はまた、少なくとも０℃乃至−４０℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の照明装置である。
【００１８】
（９）本発明はまた、少なくとも０℃乃至−６０℃の温度環境下で点灯可能であることを特徴とする、上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の照明装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る照明装置によれば、従来の電球用ソケットに取り付けてハロゲンランプの代替として使用可能であり、冷凍倉庫内のような低温環境下においても長寿命かつ低消費電力で、交換頻度を少なくすると共に電力コストを削減することが可能となるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置１００の構造を示す部分断面図である。同図に示されるように、照明装置１００は、ＬＥＤ１１０と、ＬＥＤ基板１２０と、駆動回路１３０と、本体ケース１４０と、透明カバー１５０と、口金１６０と、からなる。
【００２２】
ＬＥＤ１１０は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であり、本実施形態では、１８０個の白色ＬＥＤを使用している。このように、多数のＬＥＤ１１０を備えることで、照明装置１００は、従来のハロゲンランプと同等の輝度を達成している。これにより、照明装置１００は、ハロゲンランプの代替として使用しても十分な明るさが得られるものとなっている。
【００２３】
ＬＥＤ基板１２０は、上記１８０個のＬＥＤ１１０を接続する回路が構成された円盤状の基板であり、各ＬＥＤ１１０が表面に所定の配列で配設されている。ＬＥＤ基板１２０は、複数のネジ（図示省略）により本体ケース１４０に固定されている。
【００２４】
駆動回路１３０は、口金１６０に給電された交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）を直流電圧に変換する整流回路、変換した直流電圧を所定の電圧に調節する降圧回路、および各ＬＥＤ１１０に供給される電流を一定に制御する定電流回路等からなる回路である。駆動回路１３０は、複数のネジ（図示省略）により本体ケース１４０に固定され、口金１６０およびＬＥＤ基板１２０と電気的に接続（図示省略）されている。
【００２５】
本体ケース１４０は、略漏斗状のきょう体であり、図１において下側に示す拡大端１４２近傍にＬＥＤ基板１２０が配設され、駆動回路１３０が内部に固定されて収容されている。また、図１において上側に示す縮小端１４４には、円筒状の突起部１４６が形成され、この突起部１４６の外周面にはおねじ１４６Ａが形成されている。本実施形態では、本体ケース１４０の素材に、−２０℃以下の低温環境下での使用に耐えられるポリカーボネイト樹脂を採用している。
【００２６】
透明カバー１５０は、ＬＥＤ１１０およびＬＥＤ基板１２０を覆って保護するための略円筒状のカバーであり、本体ケースの拡大端１４２に複数のネジ（図示省略）により固定されている。本実施形態では、透明カバー１５０の素材に、透明のポリカーボネイトを採用している。
【００２７】
口金１６０は、電球用ソケットに接続されて交流電圧を受電するための有底の略円筒状のものであり、本実施形態では、一般的なＥ２６の規格を採用している。これにより、照明装置１００は専用のソケットや他の部品等を必要とせずに、一般的な電球用ソケットに取り付けるだけでそのまま使用できるようになっている。
【００２８】
図２は、突起部１４６および口金１６０周辺を拡大して示す断面図である。同図に示されるように、口金１６０は、略円筒状のシェル１６２と、シェル１６２の一端の開口部を塞ぐように形成される絶縁部１６４と、絶縁部１６４の略中央に配設される略円盤状のアイレット１６６からなる。シェル１６２の外周面には、電球用ソケットのめねじと螺合するおねじ１６２Ａが形成されている。そして、このおねじ１６２Ａは、円筒状のシェルの周壁にスパイラル状の凹凸をプレス加工することにより形成されている。すなわち、シェル１６２の外周面におねじ１６２Ａが形成されるのと同時に、シェル１６２の内周面にめねじ１６２Ｂが形成されるようになっている。そして、本実施形態では、このめねじ１６２Ｂを突起部１４６のおねじ１４６Ａに螺合させることで、口金１６０を本体ケース１４０に確実に係合させて固定するようにしている。
【００２９】
なお、口金１６０のめねじ１６２Ｂを突起部１４６のおねじ１４６Ａに螺合させた上で口金１６０の一部をかしめて本体ケース１４０の窪みに係合させ、より確実に口金１６０を本体ケース１４０に固定するようにしてもよい。
【００３０】
次に、駆動回路１３０と口金１６０を電気的に接続する２本のリード線１７０Ａ、１７０Ｂの配設について説明する。
【００３１】
本実施形態では、口金１６０は、二相交流電圧を受電するものであり、駆動回路１３０とシェル１６２を接続するリード線１７０Ａ、および駆動回路１３０とアイレット１６６を接続するリード線１７０Ｂの２本が接続されている。
【００３２】
まず、図２に示されるように、突起部１４６は、突端面の一部を切り欠くように形成された突端溝１４６Ｂと、外周面において突端溝１４６Ｂから突起部１４６の基端近傍まで軸方向に形成された外周溝１４６Ｃを有しており、リード線１７０Ａは、この突端溝１４６Ｂおよび外周溝１４６Ｃ内を通ってシェル１６２に接続されている。具体的には、リード線１７０Ａは、駆動回路１３０から突起部１４６の内部に向けて延設され、突起部１４６の突端から突端溝１４６Ｂおよび外周溝１４６Ｃ内に挿入されている。そして、リード線１７０Ａの先端は被覆を剥かれた状態で突起部１４６の基端近傍からシェル１６２の外側に折り返されて、シェル１６２の外周面にハンダ付け等により接続されている。一方、リード線１７０Ｂは、駆動回路１３０から突起部１４６の内部に向けて延設され、口金１６０の内側からアイレット１６６にハンダ付け等されている。このように、本実施形態では、口金１６０を突起部１４６に螺合させた後に、外側から容易にリード線１７０Ｂをシェル１６２の外周面にハンダ付け等することが可能となるため、製造工程を簡略化することができる。
【００３３】
図３は、リード線１７０Ａの配設のその他の形態を示す断面図である。同図に示す形態においては、突起部１４６は、突端面の一部を切り欠くように形成された突端溝１４６Ｂのみを有しており、リード線１７０Ａは、突起部１４６の内部から突端溝１４６Ｂ内に挿入され、被覆を剥かれた先端が突起部１４６の基端に向けて外側に折り返されている。すなわち、リード線１７０Ａの先端は、互いに螺合するシェル１６２と突起部１４６の間に挟まれ、シェル１６２の内周面に圧着されて接続されている。このように、図３に示す形態によれば、口金１６０を突起部１４６に螺合させる際に同時にリード線１７０Ａの先端を口金１６０の内周面に圧着させることができるため、リード線１７０Ａをシェル１６２にハンダ付けする工程を省略することができる。
【００３４】
次に、ＬＥＤ１１０の配列について説明する。
【００３５】
図４は、ＬＥＤ基板１２０の正面図である。同図に示されるように、ＬＥＤ１１０はＬＥＤ基板１２０表面の円環状のＬＥＤ配列領域１２０Ａに配設されている。換言すれば、ＬＥＤ１１０は、ＬＥＤ基板１２０の中心近傍の、熱がこもりやすい中央領域１２０Ｂには配設されていない。このように、本実施形態では、円環状のＬＥＤ配列領域１２０ＡにのみＬＥＤ１１０を配設することにより、各ＬＥＤ１１０が発生する熱を効率的に放熱し、各ＬＥＤ１１０の温度が極端に不均一とならないようにしている。これにより、例えば−２０℃〜−４０℃に保たれた冷凍倉庫内で使用した場合にも、１８０個のＬＥＤ１１０を略均一の輝度および色調で安定して発光させることができ、ハロゲンランプの代替として使用可能な輝度を得ることが可能となっている。また、一部のＬＥＤ１１０のみが短寿命となったり、温度差によりＬＥＤ基板１２０が損傷したりするのを防止することが可能となっている。
【００３６】
本実施形態の照明装置１００は、このように口金１６０を本体ケース１４０に確実に係合させて固定することで、例えば−２０℃〜−４０℃に保たれた冷凍倉庫内で長期間使用した場合にも、口金１６０が本体ケース１４０から外れたり、緩んだりしないようになっている。
【００３７】
また、口金１６０のシェル１６２に接続されるリード線１７０Ａが、突起部１４６の突端溝１４６Ｂおよび外周溝１４６Ｃを通ってシェル１６２の外周面にハンダ付け等される構造とすることで、口金１６０の狭小な内側からリード線１７０Ａをシェル１６２にハンダ付けするのではなく、口金１６０の外側からリード線１７０Ａをシェル１６２にハンダ付けすることが可能となる。これにより、製造工程が簡略化され、品質の安定化、生産性の向上および製造コストの削減を達成することができる。
【００３８】
また、突起部１４６が突端溝１４６Ｂを有し、口金１６０のシェル１６２に接続されるリード線１７０Ａが、突起部１４６の突端溝１４６Ｂに挿入されて突起部１４６とシェル１６２に挟まれる構造とすることで、リード線１７０Ａをシェル１６２にハンダ付けする工程を省略することが可能となり、生産性を向上させ、製造コストを削減することができる。
【００３９】
また、本体ケース１４０および透明カバー１５０の素材としてポリカーボネイト樹脂を採用することで、低温環境による劣化を低減することが可能となっている。さらに、照明装置１００の軽量化が可能となるため、口金１６０に加わる荷重を低減することができ、口金１６０の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
また、複数のＬＥＤ１１０を円環状のＬＥＤ配列領域１２０Ａに配設することで、低温環境をうまく利用して複数のＬＥＤ１１０全体を均温化し、複数のＬＥＤ１１０を安定して長期間発光させることが可能となっている。
【００４１】
なお、本発明に係る照明装置１００は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４２】
例えば、ＬＥＤ１１０は、白色ＬＥＤに限られるものではなく、その他の色の光を発するＬＥＤであってもよい。
【００４３】
また、ＬＥＤ１１０の個数は、１８０個に限定されるものではなく、必要な輝度に合わせたそれ以上または以下の数のＬＥＤ１１０を使用してもよい。
【００４４】
また、口金１６０は、Ｅ２６の規格に限定されるものではなく、Ｅ３９やＥＸ１０等のその他のねじ込み式の規格であってもよいし、ＢＡ１５ｄやＢ２２ｄ等の差込式の規格であってもよいし、ＧＵ５．３やＧ６．３５等のピンタイプの規格であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の照明装置は、低温環境下における照明の分野で特に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る照明装置１００の構造を示す部分断面図である。
【図２】突起部１４６および口金１６０周辺を拡大して示す断面図である。
【図３】リード線１７０Ａの配設のその他の形態を示す断面図である。
【図４】ＬＥＤ基板１２０の正面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１００・・・照明装置
１１０・・・ＬＥＤ
１２０・・・ＬＥＤ基板
１３０・・・駆動回路
１４０・・・本体ケース
１４６・・・突起部
１４６Ａ・・・突起部のおねじ
１４６Ｂ・・・突端溝
１４６Ｃ・・・外周溝
１５０・・・透明カバー
１６０・・・口金
１６２Ａ・・・口金のおねじ
１６２Ｂ・・・口金のめねじ
１７０Ａ、１７０Ｂ・・・リード線
【図１】
2008257994.tif 000003
【図２】
2008257994.tif 000004
【図３】
2008257994.tif 000005
【図４】
2008257994.tif 000006