(57)【要約】本発明の安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯は、安定器を具備した蛍光灯ソケットに取付けられる照明灯において、基板に多数のＬＥＤを接続して構成された発光本体と、前記安定器の出力電源を直流電源に変換させる変換器と、前記発光本体に面する側面に形成されて発光本体を固定する基板固定溝と反対側の側面に形成される多数の放熱羽とを有して発光本体から発生する熱を放出する放熱板と、前記変換器の変換回路と接続されて前記発光本体の両端に固定されて蛍光灯ソケットに突出状態で取付けられる電極端子を有する端子キャップを備えていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
安定器を具備した蛍光灯ソケットに取付けられる照明灯において、
熱伝導性に優れたアルミニウムのＰＣＢからなる基板に多数のＬＥＤを接続して構成される発光本体と、前記安定器の出力電源を直流電源に変換させて高周波用ダイオードからなるブリッジ整流回路の入力端に抵抗を並列に連結するとともに出力端にコンデンサーを並列に連結してなる変換器と、前記発光本体に面する側面に発光本体を固定する基板固定溝を有するとともに反対側の側面に多数の放熱羽を有して発光本体から発生する熱を放出する放熱板と、前記変換器の変換回路に接続されて前記発光本体の両端に固定されて蛍光灯ソケットに突出状態で取付けられる電極端子を有する端子キャップとを備え、
前記発光本体の全面を覆ってＬＥＤを保護するとともに前記ＬＥＤから照射された光を拡散させる光拡散凹凸を任意の一面に有する正面カバーが、前記放熱板の前面に設置され、
前記放熱板の熱気から使用者が照明灯を握った際に使用者の手を保護する背面カバーが、前記放熱板の背面に設置されていることを特徴とする安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯。
【請求項２】
前記放熱板に形成された放熱羽の表面が、放熱効果を高める凹凸を有していることを特徴とする請求項１に記載の安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯。
【請求項３】
前記放熱板の両端に形成された掛け部が、前記正面カバーの両端に形成された放熱板挿入溝に差し込まれて結合されているとともに、
前記放熱板の背面に形成された放熱羽のうち本体部と垂直をなす放熱羽の端部に設けられる掛け羽が、前記背面カバーの中央に形成された放熱板挿入溝に差し込まれていることを特徴とする請求項２に記載の安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯。
【請求項４】
前記発光本体が、相互に並列に連結されて前記安定器との間に変換器をそれぞれ連結された第１発光部と第２発光部とを有し、
前記基板が、多数に分離して構成され、
前記分離された基板に形成された回路パターンが、前記基板の長さ方向に形成されたＧＮＤパターンとＶｃｃパターンとの間に多数のＬＥＤブロックパターンを形成して構成され、
前記ＬＥＤブロックパターンとＧＮＤパターンとＶｃｃパターンとの間に形成された短絡部が、選択的に通電されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯。
【請求項５】
前記ＬＥＤブロックに非発光性のツェナーダイオードが更に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明灯に関し、より詳しくは、既に設置された蛍光灯ソケットに取り付けられた安定器の電源をＬＥＤに適合する直流電源に変換してＬＥＤに供給するように構成することで、既に設置された蛍光灯用ソケットから安定器を分離したり、別途のソケットを設置することなく使用可能な安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯に関する。
【０００２】
特に、ＬＥＤの設置される基板をアルミニウムからなるＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）にて構成し、放熱板を設置して放熱効果を高めるだけでなく、このような基板を多数に分離して製作し、これを組立てて構成することにより製作が容易な安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯に関する。
【０００３】
また、ＬＥＤの代わりにツェナーダイオード等のような電圧減殺素子を設置できるように構成することにより明るさの調節が容易な安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
白熱電球と比べて眩しさが少なく、発光効率が高く、寿命が長いために多く使用されている照明器具のうちの一つが蛍光灯である。
【０００５】
この蛍光灯は、気体や気体内の放電による光を光源として利用するものであり、真空ガラス管に少量の水銀蒸気と放電し易くするためのアルゴンガスを入れて密閉させた後、両端に電極を設けて構成されている。
【０００６】
このように構成された蛍光灯は、白熱電球に比べて熱による損失が少なくて効率が高く、寿命も長い。
【０００７】
このような蛍光灯は、負性抵抗特性を有する水銀放電管の一種であり、電源だけ供給する場合、点灯されずに点灯を誘導し、点灯後に安定的に電源を供給するための手段として安定器が具備されている。
【０００８】
即ち、安定器を設置して、初めは蛍光灯の点灯に必要な放電開始用の高電圧を印加し、点灯後に安定的な電圧と電流が供給されるようになっている。
【０００９】
このように構成された蛍光灯は、上記のように真空ガラス管を利用して構成されていることにより、製造時に真空ガラス管を十分に密閉しなければならないため、製作上の多くの難点があるだけでなく、突発的に点灯されない場合があり、寿命がほとんど尽きた場合にチラツキ等が生じてしまうという問題もあった。
【００１０】
また、蛍光灯から発生する光は、色褪を生じさせたり劣化させる紫外線を含んでいるため、冷蔵庫などに使用する場合、食品を劣化させてしまうという問題があった。
【００１１】
その他にも、頻繁なスイッチング作動が行われる場合、寿命が急激に短縮されたり、消費電力が多くなったりするという問題があった。
【００１２】
このため、ＬＥＤを利用した蛍光灯が開発・使用されており、このようなＬＥＤを利用した蛍光灯を構成する回路基板は、伝導性の金属ではなく絶縁体を使用しており、従来のＬＥＤ蛍光灯は、ＬＥＤから発生する熱を放出する効果が極めて低いため、長期間に亘って使用する際、ＬＥＤから発生する熱による密閉されたハウジング内部の過熱によって、ハウジング外形の変形及びＬＥＤの効率の急激な低下が生じ、ＬＥＤ蛍光灯の寿命を短縮させてしまうという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、前述したような従来の技術の問題点を解決することであり、真空を要しないために製作が容易であり、突発的な不良を減らすことができ、寿命末期のチラツキがなく、特に、既存の蛍光灯ソケットに設置可能な安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯を提供することである。
【００１４】
更に、本発明の目的は、ＬＥＤから発生する熱を効率的に放出させることによって、ハウジングの変形等を防止するだけでなく、ＬＥＤの効率の低下を回避し、所望の照度に調節し易い安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯を提供することである。
【００１５】
また、少ない電力で作動して電力消費を低減し、頻繁なスイッチング作動にも寿命が短縮されない安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯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】
【００１６】
このような本発明の目的を達成するための安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯は、安定器を具備した蛍光灯ソケットに取付けられる照明灯において、基板に多数のＬＥＤを接続して構成された発光本体と、前記安定器の出力電源を直流電源に変換させる変換器と、発光本体に面する側面に形成されて発光本体を固定する基板固定溝と反対側の側面に形成される多数の放熱羽とを有して発光本体から発生する熱を放出する放熱板と、変換器の変換回路と接続されて発光本体の両端に固定されて蛍光灯ソケットに突出状態で取付けられる電極端子を有する端子キャップを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、多数のＬＥＤを配列して構成されているため、真空状態を必要とすることなく製作が容易であり、突発的な不良を低減でき、寿命末期のチラツキを回避できる。
【００１８】
特に、既存の蛍光灯ソケットに設置可能なため、ソケットの交換を必要とすることなく使用でき、ソケット設置費用を節減できる。
【００１９】
また、本発明の照明灯を構成するＬＥＤを多数一組で構成し、これを並列に連結するだけでなく、一部のＬＥＤをツェナーダイオード等のような発光機能のないダイオードに替えて構成しているため、光の明るさを自由に調節できる。
【００２０】
また、少ない電力で作動することが可能なため、電力消費を減らすことができ、頻繁なスイッチング作動にも寿命の短縮がなく長期間に亘って使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施例であるＬＥＤ照明灯を正面から示す分解斜視図である。
【図２】本発明の他の実施例であるＬＥＤ照明灯を背面から示す分解斜視図である。
【図３】図２に示すＬＥＤ照明灯の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａの断面図である。
【図５】本発明のＬＥＤ照明灯を構成するソケットの断面図である。
【図６】本発明のＬＥＤ照明灯を構成する基板の一例を示した平面図である。
【図７】本発明のＬＥＤ照明灯を構成する基板の他の一例を示した平面図である。
【図８】本発明のＬＥＤ照明灯の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施例であるＬＥＤ照明灯を正面から示す分解斜視図であり、図２は、本発明の他の実施例であるＬＥＤ照明灯を背面から示す分解斜視図であり、図３は、図２に示すＬＥＤ照明灯の斜視図であり、図４は、図３のＡ−Ａの断面図であり、図５は、本発明のＬＥＤ照明灯を構成するソケットの断面図であり、図６は、本発明のＬＥＤ照明灯を構成する基板の一例を示す平面図であり、図７は、本発明のＬＥＤ照明灯を構成する基板の他の一例を示す平面図であり、図８は、本発明のＬＥＤ照明灯の回路図である。
【００２３】
図１に示すように、本発明の安定器を有する蛍光灯用のＬＥＤ照明灯は、ＬＥＤ１２の設置された基板１１にて構成された発光本体１を安定器１００（図８を参照）を具備したソケットに取り付け、ＬＥＤ１２に電源を供給するように構成されている。
【００２４】
即ち、本発明のＬＥＤ照明灯は、安定器１００（図８を参照）を具備した蛍光灯ソケットに取付けられ、基板１１に多数のＬＥＤ１２を接続して構成される発光本体１と、安定器１００（図８を参照）の出力電源を直流電源に変換させる変換器２と、発光本体１に面する側面に発光本体１を固定する基板固定溝３１を有するとともに反対側の側面に多数の放熱羽３３を有して発光本体１から発生する熱を放出する放熱板３と、変換器２の変換回路と接続されるとともに、発光本体１の両端に固定されて蛍光灯ソケットに取付けられた電極端子４１を突出状態で有する端子キャップ４とを備えている。
【００２５】
発光本体１は、図１及び図２に示すように、基板１１の底面、即ち、光を照射する面に多数のＬＥＤ１２を設置しており、このような基板１１は、図６に示すように、多数に分離して構成しても良い。
【００２６】
本発明のＬＥＤ照明灯を構成する基板１１は、アルミニウムからなるＰＣＢ（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）にて構成されており、こうしてアルミニウムからなるＰＣＢで基板１１を構成することによって、ＬＥＤ１２の発光時に発生する熱をより早く放熱させ、ＬＥＤ１２の過熱を防止することはもちろん、照明灯を構成する他の構成要素の変形を防止することができる。
【００２７】
即ち、従来のＬＥＤ照明灯の場合、基板として絶縁体を使用しており、このように絶縁体を使用した場合、ＬＥＤから発生する熱を放出する効果が極めて低く、このため、ＬＥＤ照明灯を長期間続けて点灯する際、ＬＥＤから発生する熱によってハウジングが過熱され、ハウジングの外形変形はもちろん、ＬＥＤ効率が急激に低下し、ＬＥＤ照明灯の寿命が短縮されるという問題があった。
【００２８】
そこで、本発明は、熱伝導率の高いアルミニウムからなるＰＣＢを使用して熱を早く外部へ放出させ、熱によるハウジングの変形やＬＥＤ１２の効率低下を防止することができる。
【００２９】
基板１１には、図７及び図８に示すように、ＬＥＤ１２に電源を供給するための回路パターン１３が形成されている。
【００３０】
特に、本発明のＬＥＤ照明灯を構成する回路パターン１３は、図示すように、基板１１の端に沿って長さ方向に長く形成されたＧＮＤパターン及びＶｃｃパターンと、ＧＮＤパターン及びＶｃｃパターンの間に形成されたＬＥＤ接続部１３ａ及び短絡部１３ｂ及びＬＥＤブロック１３ｃとにより構成されている。
【００３１】
ＬＥＤブロック１３ｃは、多数のＬＥＤ１２を相互に直列に連結できるように形成された導電性パターンであり、ＬＥＤ１２を一個から数十個まで直列に連結でき、このような直列連結が可能なＬＥＤ１２の数は、蛍光灯の安定器１００の種類や容量によって異なるため、これを制限することはできない。
【００３２】
上述したように、基板１１を多数に分離して構成する理由は、通常の蛍光灯の長さが多様であり、長いものは１．２ｍにもなるからである。
【００３３】
このような長い蛍光灯を使用するソケットに設置することのできるＬＥＤ照明灯を製作する時、単一の基板１１で製作した場合、全長が長すぎて変形の恐れがあるだけでなく、製作も難しいという問題があるため、図６に示すように、基板１１を多数に分離して製作し、連結部をハンダ付けで連結して一体化するのが好ましい。
【００３４】
多数に分離された基板１１を電気的に接続する時は、フィルムケーブル又は一般的な被覆タイプのケーブルを使用しても良く、基板１１間の間隔を狭めた後、直接的にハンダ付けのみで基板１１間を電気的に接続しても良い。
【００３５】
また、アルミニウムからなるＰＣＢにて構成された基板１１は、ＬＥＤ１２の設置される前面部を白又は反射が容易な色でペインティング又はコーティングして光を外部に反射することにより、効率を最大限に高めることができる。
【００３６】
一方、短絡部１３ｂは、ＬＥＤブロック１３ｃの間、ＬＥＤブロック１３ｃとＧＮＤパターンとの間、ＬＥＤブロック１３ｃとＶｃｃパターンとの間を短絡するように形成されている。
【００３７】
このように形成された短絡部１３ｂを選択的に通電することで、各ＬＥＤブロック１３ｃは、相互に直列又は並列に連結されている。
【００３８】
この時、短絡部１３ｂを通電する方法は、フィルムケーブル又は一般的な被覆タイプのケーブルを連結したり、ハンダを広く広げてハンダ付けする等の方法を利用することができ、電気素子として０Ω（ｏｈｍ）の抵抗を利用することができる。
【００３９】
このように選択的に通電され得るように短絡部１３ｂを構成したのは、安定器１００から出力される電流と電圧がＬＥＤ１２の特性をオーバーしてＬＥＤ１２の寿命を縮めるという欠点を改善し、ＬＥＤ１２の破損を防止するためである。
即ち、多様な種類の安定器１００に合わせて選択的にＬＥＤ１２の接続数を調節できるようにするためである。
【００４０】
また、本発明の実施例では照明灯としてのＬＥＤ１２を利用したが、変形例としてＬＥＤ１２の代わりに非発光性のツェナーダイオードを設置して発光量を調節しても良い。
【００４１】
即ち、照明の設置場所が過度に明るさを必要としない場所である場合、安定器１００から供給される電源は一定しているため、これを消費させねばならず、これを消費させるためにツェナーダイオードをＬＥＤ１２の代わりに設置して構成している。
【００４２】
このような場合、必要なＬＥＤ１２を先に配置し、足りないＬＥＤ１２の数に該当するツェナーダイオード又は電圧を減殺させる電子部品をＬＥＤ１２の搭載位置に代替搭載して安定器の特性に合致させ、ＬＥＤ１２を点灯するようになっている。
【００４３】
この時に使用するツェナーダイオード及び電子部品は、ＳＭＤタイプのＬＥＤ１２とサイズが同じであるか、搭載可能なサイズでなければならず、適切な部品がない場合、他の形態の部品を選定して使用しても良い。
【００４４】
また、発光本体１は、図８に示すように、第一発光部１ａと第二発光部１ｂを相互に並列に連結し、第一発光部１ａ及び第二発光部１ｂと安定器１００との間に変換器２をそれぞれ連結して構成しても良い。
【００４５】
このように第一発光部１ａと第二発光部１ｂとを並列に連結して単一の発光本体１を構成することにより、一方の発光部が故障を起した場合であっても、他方の発光部によって照明を行うことができる。
【００４６】
上記のように構成された発光本体１に整流された電源を供給する変換器２は、図１及び図２及び図５に示すように、端子キャップ４の内部に設置され、図８に示すように構成されている。
【００４７】
このように変換器２の設置された端子キャップ４の内部は、図示するようにコーティング材４２にてモールディングされて回路を保護するようになっており、電極端子４１を露出した部分の外径が、発光本体１と連結される部分の外径より小さく形成されて既存の蛍光灯ソケットに容易に差し込めるようになっている。
【００４８】
端子キャップ４の内側に延長された電極端子４１の端部は、変換器２に構成された回路と電気的に接続された状態になるようにハンダ付け４１ａされている。
【００４９】
変換器２は、図８に示すように、放電器としての安定器１００から供給される交流を直流に変換するためのブリッジ整流回路２ａと、ブリッジ整流回路２ａの入力端に並列連結された抵抗２ｂと、ブリッジ整流回路２ａの出力端に並列連結されたコンデンサー２ｃとで構成されている。
【００５０】
ここで、ブリッジ整流回路２ａを構成するダイオードとして、高周波用ダイオードを使用している。
【００５１】
電子式の安定器１００の場合、６０Ｈｚの常用電源を高周波（数十ＫＨｚ）で出力するようになっている。
このような高周波電流及び電圧は、過電圧保護のためのヒューズ（ＦＵＳＥ）を設置した後、このヒューズを通過してダイオードを介して直流に変換されるが、この時に使用するダイオードの部品として一般汎用ダイオードを使用した場合、部品に熱が発生して破損される可能性があるため、高周波用ダイオードにて構成するのが好ましい。
【００５２】
変換器２の出力の安定化のために、直流変換の最終端、即ち、ブリッジ整流回路２ａの出力端にコンデンサー２ｃを更に並列に設置して電圧を安定化させている。
【００５３】
上記では本発明のＬＥＤ照明灯の主要構成要素である発光本体１と電源供給手段である変換器２の構成に関して説明したが、以下に、これら構成要素を相互に連結するとともに発光本体１の熱を放熱するための構成要素である放熱板３と、保護手段である２つの正面カバー５及び背面カバー６とに関して詳しく説明する。
【００５４】
放熱板３は、発光本体１の熱を外部に放出する役割と同時に、発光本体１の形状を維持する骨組みの役割を果たしている。
【００５５】
このような放熱板３には、図１及び図２に示すように、発光本体１に面する側面に発光本体１を安着する基板固定溝３１が形成されており、反対側の側面に多数の放熱羽３３が形成されている。
【００５６】
放熱板３に形成された放熱羽３３の表面には、放熱効果を高めるために凹凸３３ａが更に形成されている。
即ち、放熱板３に伝達された基板１１の熱をより早く外部に伝達されるためには放熱面積が広くなければならず、そのため、放熱羽３３の外面に多数の凹凸３３ａを形成して放熱面積を広くしている。
【００５７】
また、放熱板３には、上述したように正面カバー５と背面カバー６とが固定されており、このように２つの正面カバー５及び背面カバー６を固定するための構造として、放熱板３の両端には、掛け部３５が形成されて正面カバー５の両端に形成された放熱板挿入溝５３に差し込まれて結合されている。
【００５８】
また、背面カバー６を固定させる手段として、放熱板３の背面に形成された放熱羽３３のうち本体部と垂直をなして形成された放熱羽３３の端部には、背面カバー６の中央に形成された放熱板挿入溝６３に差し込まれる掛け羽３６が形成されている。
【００５９】
このような２つの正面カバー５及び背面カバー６の結合方法を簡単に説明すると、まず、掛け部３５の端部に放熱板挿入溝５３の端部を対向させ、正面カバー５を押して掛け部３５を放熱板挿入溝５３に差し込んで固定する。
【００６０】
そして、掛け羽３６の端部を放熱板挿入溝６３の端部に対向させた後、背面カバー６を押して掛け羽３６を放熱板挿入溝６３に差し込むことで、放熱板３と２つの正面カバー５及び背面カバー６とを相互に結合する。
【００６１】
一方、正面カバー５に形成された光拡散凹凸５２は、正面カバー５の内面に形成されたものを一例として図示しているが、外面に形成しても良く、この光拡散凹凸５２は、ＬＥＤ１２から照射された光を拡散させてより明るく見えるようにする効果を有している。
【００６２】
この光拡散凹凸５２は、図示するように外形上カバーとしての正面カバー５の長さ方向に長く形成しても良いが、半球形状の突起を稠密に形成して構成しても良い。
【００６３】
背面カバー６は、前述したように放熱板３の外面を覆って、加熱された放熱板３が人体と接触することを防止する機能を有し、また、放熱板３全体を覆うと放熱板３の放熱効果が落ちる可能性があるため、図１及び図２及び図４に示すように、放熱板３の一部だけを覆うように設置している。
【図１】
2010511971.tif 000003
【図２】
2010511971.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010511971.tif 000008
【図７】
2010511971.tif 000009
【図８】
2010511971.tif 000010
【国際調査報告】
2010511971.tif 000011
2010511971.tif 000012