(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを内蔵するＬＥＤ電球であって、
上記ＬＥＤからの光を一端側で受光し、この受光した光を他端側に導光する略円柱状の導光体を備え、
上記導光体が、
上記ＬＥＤに一端側を対向するよう配設される円柱状の軸部、及び
上記軸部の他端側から軸心方向に延出し軸部の径よりも大径の円柱状の膨径部を有し、
上記膨径部が、上記他端側の端面に設けられ、上記軸部の軸心と略同一の軸心で且つ一端側につれて縮径する略直円錐形状の凹部を有し、
上記膨径部の側面が、上記他端側の端面から略連続し軸心方向の中央位置が最大径となる湾曲面とされ、
上記凹部の深さが、上記膨径部の軸心方向の長さと略同一であり、
上記凹部の略直円錐形状の頂点のなす角度が、７０°以上９０°以下であることを特徴とするＬＥＤ電球。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ電球に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明器具の省電力化、小型化、長寿命化を目的として、従来のフィラメント電球に替えてＬＥＤ電球を用いる取り組みがなされている。このＬＥＤ電球としては、口金内にＬＥＤを有し、このＬＥＤからの光を一端側で受光し、この受光した光を他端側から出光する導光体を有するものが提案されている（特開２００８−１３５２１０号公報）。
【０００３】
この特開２００８−１３５２１０号公報のＬＥＤ電球は、導光体の出光側の端面に円錐形状の凹部を設けており、導光体を通過する光がこの凹部の円錐斜面によって反射して、外方向に出光して、周囲を照明するよう設けられている。
【０００４】
しかしながら、この特開２００８−１３５２１０号公報のようなＬＥＤ電球では、周囲に照射される光にムラがあり、具体的には室内で使用した際には光の強度が強い部分が円形の環状になって現れることが判明した。本発明者らは、この問題に着目し、鋭意検討した結果、円錐形状の凹部が形成される端面と側面とが直角に交わった直角部位によって、光の強度が強い部分が生じ、ムラが生ずることを判明した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１３５２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来のＬＥＤ電球の不都合に鑑みてなされたものであり、周囲を均一に照明することができるＬＥＤ電球を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた発明は、
ＬＥＤを内蔵するＬＥＤ電球であって、
上記ＬＥＤからの光を一端側で受光し、この受光した光を他端側に導光する略円柱状の導光体を備え、
上記導光体が、
上記ＬＥＤに一端側を対向するよう配設される円柱状の軸部、及び
上記軸部の他端側から軸心方向に延出し軸部の径よりも大径の円柱状の膨径部を有し、
上記膨径部が、上記他端側の端面に設けられ、上記軸部の軸心と略同一の軸心で且つ一端側につれて縮径する略直円錐形状の凹部を有し、
上記膨径部の側面が、上記他端側の端面から略連続し軸心方向の中央位置が最大径となる湾曲面とされ、
上記凹部の深さが、上記膨径部の軸心方向の長さと略同一であり、
上記凹部の略直円錐形状の頂点のなす角度が、７０°以上９０°以下であることを特徴とする。
【０００８】
上記構成からなるＬＥＤ電球にあっては、ＬＥＤが発光した光が、導光体の一端側から入射され、導光体の軸部を通過し、導光体の他端側まで導光される。そして、この光は、導光体の他端側の略円錐形状の凹部において外側方向に向けて反射され、これによりＬＥＤ電球の周囲を照射することができる。特に当該ＬＥＤ電球は、端面と側面との間に湾曲面が設けられており、従来のような直角部位が存在しないため、周囲に照射される光にムラが生じ難く、周囲を均一に照明することができる。
【０００９】
なお、「湾曲面」とは、軸心方向の断面形状において湾曲している意味であり、後述する「第二の湾曲面」及び「第三の湾曲面」も同様である。また、「上記他端側の端面と側面とが略連続する第一の湾曲面」とは、第一の湾曲面が端面及び側面それぞれと何ら角部を有さずに連続するよう設けられている場合を含む他、第一の湾曲面が端面又は側面と角部を有して連続する場合も含む意味であり、要は、角部が生じても、第一の湾曲面を設けずにそのまま端面と側面とが接する場合に比して、その角部の角度が大きくなるよう設けられていれば足りる。
【００１０】
当該ＬＥＤ電球にあっては、導光体が、軸部の他端側から軸心方向に延出し軸部の径よりも大径の柱状の膨径部を有する構成を採用することが好ましい。
【００１１】
このように膨径部を有するＬＥＤ電球にあっては、導光体が略円柱形状に形成され、凹部の開口縁の径が、軸部の外径以上である構成を採用することができる。導光体の軸部を通過する光の多数は軸心と略平行方向の光であるため、上記構成によってこの多数の光を凹部に入射させて、外側方向に向けて反射させることができる。
【００１２】
また、上記膨径部を有するＬＥＤ電球にあっては、膨径部の側面が、第一の湾曲面に略連続する第二の湾曲面である構成を採用することが好ましい。これにより、凹部で外側方向に向けて反射した光が、この第二の湾曲面によって拡散されることになり、より均一に周囲を照明することができる。
【００１３】
なお、「第一の湾曲面に略連続する第二の湾曲面」としては、例えば第一の湾曲面の曲率と第二の湾曲面の曲率とを同一に設ける等によって、第一の湾曲面と第二の湾曲面とが連続する（つまり何ら角部を有さずに連続する）構成を採用することが好ましい。但し、「第一の湾曲面に略連続する第二の湾曲面」とは、上記態様の他、第一の湾曲面と第二の湾曲面とが角部を有して連続する場合も含む意味であり、要は、角部が生じても、第二の湾曲面を設けずにそのまま第一の湾曲面と膨径部の側面とが接する場合に比して、その角部の角度が大きくなるよう設けられていれば足りる。
【００１４】
さらに、上記膨径部を有するＬＥＤ電球にあっては、上記膨径部が上記一端側において軸部から外側に立ち上がる鍔面を有し、この鍔面が、膨径部の側面に略連続する第三の湾曲面である構成を採用することが好ましい。これにより、凹部で外側方向に向けて反射した光のうち膨径部の一端側に到達した光も、この第三の湾曲面によって拡散されるので、より均一に周囲を照明することができる。
【００１５】
なお、「膨径部の側面に略連続するよう設けられた第三の湾曲面」としては、膨径部の側面と第三の湾曲面とが連続する（つまり何ら角部を有さずに連続する）構成を採用することが好ましい。但し、「膨径部の側面に略連続するよう設けられた第三の湾曲面」とは、上記態様の他、膨径部の側面と第三の湾曲面とが角部を有して連続する場合も含む意味であり、要は、角部が生じても、第三の湾曲面を設けずにそのまま側面と鍔面とが接する場合に比して、その角部の角度が大きくなるよう設けられていれば足りる。なお、第二の湾曲面及び第三の湾曲面を有する構成を採用した場合には、第一の湾曲面、第二の湾曲面及び第三の湾曲面の全ての曲率を同一として、一つの連続した湾曲面によって、上記三種の湾曲面を構成することも可能である。
【００１６】
また、上記膨径部を有するＬＥＤ電球にあっては、凹部の深さが、上記膨径部の軸心方向の長さと略同一である構成を採用することが好ましい。これにより、凹部で外側方向に反射した光の大多数を膨径部から出光させやすい。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係るＬＥＤ電球にあっては、周囲に照射される光にムラが生じ難く、周囲を均一に照明することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のＬＥＤ電球の一部断面を含む正面図である。
【図２】図１に示したＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態のＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態のＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施形態を詳説する。図１のＬＥＤ電球は、ＬＥＤ２（発光ダイオード）が内蔵された電球本体１と、この電球本体１から突出するよう設けられた略円柱状の導光体１０と、導光体１０を覆うよう電球本体１に取り付けられたグローブ２０を備えている。
【００２０】
上記導光体１０は、ＬＥＤ２からの光を下面（一端側の端面）で受光し、この受光した光を軸部１１を介して上方（他端側）に導光し、この導光した光を上部（他端側）から出光する円柱状の透光性部材から構成されている。なお、本実施形態においては、説明上、一端側を下側とし、他端側を上側として説明するが、本発明の使用態様等がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００２１】
本実施形態において、導光体１０は、アクリル樹脂から形成されているが、例えばガラス等のその他の材質から構成することも可能である。
【００２２】
また、導光体１０は、下部において電球本体１に取り付けられ、上部が上方（グローブ２０側）に向けて突設されている。ここで、導光体１０は、下面がＬＥＤ２の出光面と対向するように配設されており、この下面が受光面として機能する。
【００２３】
さらに、導光体１０は、円柱状の軸部１１と、軸部１１の上端側から上方に延出し軸部１１の径よりも大径の柱状の膨径部１３とを有している。具体的には、軸部１１は径が９ｍｍで軸心方向（上下方向）の長さが１４ｍｍの円柱形状に設けられている。そして、膨径部１３は、この軸部１１の上端よりも上側で軸心方向の長さが６ｍｍで、最大径（軸心方向中央位置の径）が１１ｍｍの略円柱状に設けられている。
【００２４】
この膨径部１３は、軸心方向の中央位置が最大径となるような湾曲面（軸心方向の断面形状が湾曲面）に設けられている。具体的には、膨径部１３は、その上面から略連続するように設けられた第一の湾曲面１３ａと、この第一の湾曲部から連続して下方側にかけて設けられた第二の湾曲面１３ｂと、この第二の湾曲面１３ｂから連続して軸部１１に連接される第三の湾曲面１３ｃとを有し、この第一の湾曲面１３ａ、第二の湾曲面１３ｂ及び第三の湾曲面１３ｃの全ての曲率を同一として、一つの連続した湾曲面が構成されている。ここで、この湾曲面の曲率は、５ｍｍに設けられている。なお、このように三種の湾曲面が同一曲率で一つの連続した湾曲面から構成されている場合には、特に三種の湾曲面を区別することを要しないが、三種に区別するとすれば、例えば膨径部１３の上端から軸心方向の長さ２ｍｍの下方位置までを第一の湾曲面１３ａとし、この第一の湾曲面１３ａから軸心方向の長さ２ｍｍの下方位置（側面）までを第二の湾曲面１３ｂとし、この第二の湾曲面１３ｂから軸心方向の長さ２ｍｍの下方位置まで（軸部１１の上端から外側に立ち上がる鍔面）を第三の湾曲面１３ｃと規定することができる。
【００２５】
また、導光体１０の膨径部１３は、上面に設けられた凹部１５を有している。この凹部１５は、軸部１１の軸心と同一の軸心で且つ下側につれて縮径する直円錐形状に形成されている。また、この凹部１５の開口縁（上面の開口縁）の径は、上記軸部１１の外径と同一に設けられ、つまり平面視において軸部１１の外形と凹部１５の開口縁とが同一箇所に位置するよう設けられている。具体的には、凹部１５の開口縁は直径９ｍｍの円形に設けられている。なお、本実施形態においては、この凹部１５の開口縁から上記第一の湾曲面１３ａが形成されており、第一の湾曲面１３ａは、全面に凹部１５が形成された上面（仮想的平面）と側面（第二の湾曲面１３ｂ）とが略連続するよう設けられている。
【００２６】
また、凹部１５の深さ（軸心方向（上下方向）の長さ）は６ｍｍに設けられており、膨径部１３の軸心方向の長さと同一に設けられている。この凹部１５の頂点（最下端の点）の角度（軸心を含む断面において両側面がなす角度）は、約８５°に設けられている。ここで、この頂点のなす角度は、７０°以上１００°以下が好ましく、より好ましくは８０°以上９０°以下である。上記上限値よりも大きいと光が反射せずに透過してしまうおそれがあり、また上記下限値よりも小さいと凹部１５の形成が困難となるためである。なお、この頂点において微小な湾曲面を設けることも適宜設計変更可能な事項である。
【００２７】
上記電球本体１は、外部の電気供給口に接続可能な口金３を有する。また、電球本体１は、口金３を介して供給された電源をＬＥＤ２に供給するための点灯回路を有し、この点灯回路は電球本体１に内蔵された回路基板（図示省略）に設けられている。また、この回路基板には上記ＬＥＤ２が実装されている。ここで、ＬＥＤ２は、出光面がグローブ２０側（上方）に向けて配設されている。また、ＬＥＤ２は、導光体１０の軸部１１の径と略同径の円盤状のＬＥＤ２が採用されている。なお、ＬＥＤ２としては、方形状のもの等、種々のものを採用することが可能であるが、略円柱状の導光体１０の形状にあわせて、円盤状のものが好適に用いられる。
【００２８】
上記グローブ２０は、透光性を有する略球状のものであり、従来の電球と略同様なものを用いることができ、例えばガラスや合成樹脂等から構成することができる。
【００２９】
上記構成からなる本実施形態のＬＥＤ電球にあっては、ＬＥＤ２が発光した光が、導光体１０の下面から入射され、導光体１０の軸部１１を通過し、導光体１０の他端側まで導光される。そして、この導光された光のうち多数の光は、導光体１０の円錐形状の凹部１５において外側方向に向けて反射され、これによりＬＥＤ電球の周囲を照射することができる。特に当該ＬＥＤ電球は、上面と側面との間に第一の湾曲面１３ａが設けられており、従来のような直角部位が存在しないため、周囲に照射される光にムラが生じ難く、周囲を均一に照明することができる。なお、導光された光のうち一部の光（例えば軸心方向に対して非平行な光の一部）は、凹部１５において反射せずに透過し、当該ＬＥＤ電球の上方に向けて出射される。
【００３０】
さらに、膨径部１３の側面が、第一の湾曲面１３ａに連続する第二の湾曲面１３ｂに設けられているので、凹部１５で外側方向に向けて反射した光が、この第二の湾曲面１３ｂによって拡散されることになり、より均一に周囲を照明することができる。また、膨径部１３の鍔面が、第二の湾曲面１３ｂに連続する第三の湾曲面１３ｃに設けられているので、凹部１５で外側方向に向けて反射した光のうち膨径部１３の鍔面に到達した光も、この第三の湾曲面１３ｃによって拡散されるので、より均一に周囲を照明することができる。さらに、この第一の湾曲面１３ａと第二の湾曲面１３ｂとの間、及び、第二の湾曲面１３ｂと第三の湾曲面１３ｃとの間には、角部を有さない連続した形態であるため、角部によって周囲への光のムラが生ずることを的確に防止することができる。また、第一の湾曲面１３ａ、第二の湾曲面１３ｂ及び第三の湾曲面１３ｃは同一の曲率からなるため、容易且つ確実に形成することができる。
【００３１】
また、当該ＬＥＤ電球にあっては、導光体１０が、軸部１１の径よりも大径の膨径部１３を有するため、凹部１５によって導光体１０の一部が肉薄となるものの、この膨径部１３によってある程度肉厚となるため、強度において優れるという利点を有する。さらに、この凹部１５の深さが、上記膨径部１３の軸心方向の長さと同一に設けられているので、凹部１５が形成されている周囲には膨径部１３が位置することになり、強度においてより優れるという利点を有する。
【００３２】
さらに、凹部１５の開口縁の径が、軸部１１の外径と同一に設けられているので、導光体１０の軸部１１を通過する光の多数（軸心と略平行方向の光）をこの凹部１５に入射させて、外側方向に向けて反射させることができる。さらに、凹部１５は直円錐形状からなるので、周囲に均等に光を反射させることができる。つまり、凹部１５の頂点が軸心とズレを有する場合（直円錐形状でない場合）には、この頂点がズレた側の面と、その対向側の面とで光の反射量が異なるため、周囲への光を均一化するためには上記のように凹部１５を直円錐形状とすることが好ましい。
【００３３】
なお、上記実施形態のＬＥＤ電球は上記構成から上述の利点を有するものであったが、本発明のＬＥＤ電球は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に設計変更可能である。
【００３４】
つまり、例えば上記実施形態においては、膨径部１３を有するものについて説明したが、本発明において膨径部１３は必須の構成要件ではない。例えば、図３に示すように、膨径部１３を有さず、導光体１０の上面に円錐形状の凹部１５が形成され、上面の周囲に湾曲面１３ａが設けられたものも本発明の意図する範囲内である。
【００３５】
また、膨径部１３を設けた場合にあっても、図４に示すように、膨径部１３の側面１３ｂが断面直線形状であるものも採用可能である。この図４に示すＬＥＤ電球は、膨径部１３の側面１３ｂが断面形状直線形状である以外は上記実施形態と略同様の構成である。つまり、上面（凹部１５の開口縁）から第一の湾曲面１３ａが設けられ、この第一の湾曲面１３ａに連続して上記側面１３ｂが設けられ、この側面１３ｂと連続して第三の湾曲面１３ｃ（鍔面）が設けられている。なお、図４のような構成を採用した場合に、鍔面１３ｃを湾曲面とせずに軸心方向と垂直な平面とすることも可能である。
【００３６】
さらに、上記実施形態のような凹部１５に反射層を積層して設けたり、また凹部１５に屈折率の異なる部材を充填する等も適宜設計変更可能である。
【００３７】
また、上記実施形態においては、凹部１５の開口縁の径が、軸部１１の外径と同一に設けられているものについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図３に示すように凹部１５の開口縁の径が軸部１１の外径よりも小さいものであっても良い。但し、上記実施形態のように凹部１５の開口縁の径を軸部１１の外径以上に設けることが好ましく、これにより、導光体の軸部を通過する光の多数を凹部１５に入射させて、外側方向に向けて反射させることができるという利点を有する。なお、「外径以上」とは、凹部の開口縁の径が、軸部の外径と略同径である場合及び軸部の外径よりも大きい場合の双方を含む意味である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明のＬＥＤ電球は、周囲照射される光にムラが生じ難く、周囲を均一に照明することができるため、従来のフィラメント電球に代えて用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  電球本体
２  ＬＥＤ
３  口金
１０  導光体
１１  軸部
１３  膨径部
１３ａ  第一の湾曲面
１３ｂ  側面（第二の湾曲面）
１３ｃ  鍔面（第三の湾曲面）
１５  凹部
２０  グローブ
【図１】
0005330420.tif 000002
【図２】
0005330420.tif 000003
【図３】
0005330420.tif 000004
【図４】
0005330420.tif 000005