(57)【要約】【課題】ＬＥＤ放射照度の方向依存性の改良、ランプ部材の組付け容易性の向上、ランプの軽量化、ならびに、放熱性の向上を図った蛍光灯型ＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤ素子が長手方向に沿って搭載された実装基板と、基板を一方の側に搭載し他方の側に放熱フィンを有する放熱部材と、長手方向に沿った両端部間にわたるスリット部を有し、スリット部に放熱部材が取付けられた透光性カバー部材とを備え、放熱部材は、隣接する同士が周方向の端部で接続され、そのカバー内面側には長手方向に沿った凸条ガイドが設けられ、放熱部材に搭載された基板がカバー部材の内面側に向き、放熱フィンが外面側に向き、基板に搭載されたＬＥＤ素子がカバー部材の内面の異なる部分においてその最高照度として照射されるように配置され、両端にある放熱部材に、カバー部材の長手方向に沿った端部を挟持するクランプ部が設けられている蛍光灯型ＬＥＤランプ。【選択図】図４
2012079610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子が基部の長手方向に沿って搭載された一つ以上のＬＥＤ実装基板と、
前記各ＬＥＤ実装基板を一方の側の長手方向に沿って搭載し、他方の側には長手方向に沿った各放熱フィンを有する１つ以上の放熱部材と、
略円筒状の透光性カバー部材であって、長手方向に沿ってその両端部間にわたるスリット部を有し、当該スリット部に前記１つ以上の放熱部材が取付けられた透光性カバー部材と、を備える蛍光灯型ＬＥＤランプであって、
前記１つ以上の放熱部材は、隣接する同士が周方向の端部で所定角度をもって接続されており、当該各接続部の前記透光性カバー部材の内面側には長手方向に沿った凸条ガイドがそれぞれ設けられており、
前記各放熱部材の一方の側に搭載された各ＬＥＤ実装基板が前記透光性カバー部材の内面側に向いており、各放熱部材の他方の側の各放熱フィンが前記透光性カバー部材の外面側に向いており、前記各ＬＥＤ実装基板に搭載された各ＬＥＤ素子からの放射光が透光性カバー部材の内面の異なる部分においてその最高照度として照射されるように、当該各ＬＥＤ素子が配置されており、
前記接続された１つ以上の放熱部材の両端にある放熱部材には、前記透光性カバー部材の長手方向に沿った端部を挟持するクランプ部が設けられていることを特徴とする蛍光灯型ＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記放熱フィンには円周方向に沿った複数の切欠きが設けられている、請求項１に記載の蛍光灯型ＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記ＬＥＤ実装基板の基部において、長手方向に沿って貫通する１個以上の孔が設けられている、請求項１又は２に記載の蛍光灯型ＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記放熱フィンを有する各放熱部材がアルミニウム又はアルミニウム合金からなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蛍光灯型ＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ照度の方向依存性の改良、ランプ部材の組付け容易性の向上、ランプの軽量化、ならびに、放熱性の向上を図った蛍光灯型ＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ蛍光灯型ランプは通常の蛍光灯ランプに比べて、同じ明るさでも消費電力が低く寿命が長いという利点を有することから、蛍光灯ランプに代わって広く用いられようとしている。
【０００３】
ここで、蛍光灯ランプとは主に屋内の一般照明用として広く用いられている照明器具であり、例えば日本国内においては、商用１００Ｖ電源を用い、ＪＩＳ  Ｃ７６１７に定められた直管形蛍光ランプが取り付けられる照明器具をいう。
【０００４】
蛍光灯型ＬＥＤランプに使用するＬＥＤ実装基板は、通常は平板状のものである。この基板形状に加えて照度に方向性があるため、ＬＥＤチップの発光面に対して垂直な方向の照度が最も高く、垂直方向に対して角度が大きくなるに従って照度が低下する。このため、ＬＥＤ実装基板のＬＥＤ素子から放射された光がランプの透光性カバー部材に均一に照射されないことになる。一般の蛍光灯ランプが全く方向性を有しないことを考慮すると、蛍光灯型ＬＥＤランプを従来の蛍光灯ランプの用途に置き換える場合には照度のムラが生じることになる。そのため、照射光の照度の方向依存性の改善が求められている。
【０００５】
また、蛍光灯型ＬＥＤランプは長寿命であるという利点はあるが、通常の蛍光灯ランプに比べて高価となるので低価格化が切望されている。この低価格化の観点から、放熱部材へのＬＥＤ実装基板や透光性カバー部材の組付けの容易化が求められている。
【０００６】
更に、蛍光灯型ＬＥＤランプの天井や壁への取付けや取外しの容易性及びその安全性の観点から、蛍光灯型ＬＥＤランプの軽量化も求められている。
【０００７】
また、一般にＬＥＤの発光効率は電流値に比例せず電流値に対して指数関数的に増大するので、大電流を流すほど発光効率は高まるが発熱量も増大する。このような発熱量の増大に対して、より冷却性能の高い放熱フィンが求められている。
【０００８】
特許文献１には、蛍光ランプ形状を有する透光性カバー部材の中に細長い放熱基板を収納し、放熱基板上に複数のＬＥＤチップが搭載されたＬＥＤランプが記載されている。ＬＥＤチップが搭載された放熱基板は、隣接するもの同士が鈍角をなすように配置されることによって放射照度の方向依存性が改良される。しかしながら、放熱基板同士の組付けの容易化が図られていないなどの問題が残っていた。
【０００９】
特許文献２には、透光性カバー部材の外側に放熱するための外側放熱部と内側に放熱するための内側放熱部を設けることで冷却性能を高めた照明装置が記載されている。また、この照明装置では、透光性カバー部材に放熱部を取り付けるのに外側放熱部のクランプを用いることで組付けの容易化が図られている。しかしながら、ＬＥＤ実装基板を組付けるための位置決め方法や、放射照度の方向依存性の改善が図られていないなどの問題が残っていた。
【００１０】
特許文献３には、ＬＥＤ実装基板の装着部がレール状のホルダを複数備えた発光装置が記載されている。この発光装置では、レール状のホルダに沿ってＬＥＤ実装基板をスライド式に着脱するように組付けの容易化が図られている。しかしながら、ＬＥＤ実装基板が円筒状の透光性カバー部材の外周に沿った配置となっていないため、透光性カバー部材にＬＥＤから放射される光が均一に照射されない問題があった。
【００１１】
特許文献４には、ＬＥＤ基板に接続される放熱部材に凹凸や複数の通気口を設けることにより、外気との接触面積を多く確保して放熱性の改善が図られたＬＥＤランプが記載されている。しかしながら、ＬＥＤ基板を含む平板状ランプが単に円筒形の透光性ケース内に収容された構造を有するので、放射照度の方向依存性が改善されておらず、ＬＥＤから放射される光が透光性ケースに均一に照射されない問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第３１５３１７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６２０２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２７７１７４号公報
【特許文献４】特開２００９−２６７００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、照射範囲全体を均一な照度とすべく放射照度の方向依存性が改良され、放熱部材へのＬＥＤ実装基板や透光性カバー部材の組付けの容易性に優れ、取付けや取外しの容易性とその安全性の面から軽量性に優れ、更には放熱フィンによる放熱効果を高めた蛍光灯型ＬＥＤランプの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は請求項１において、複数のＬＥＤ素子が基部の長手方向に沿って搭載された一つ以上のＬＥＤ実装基板と、
前記各ＬＥＤ実装基板を一方の側の長手方向に沿って搭載し、他方の側には長手方向に沿った各放熱フィンを有する１つ以上の放熱部材と、
略円筒状の透光性カバー部材であって、長手方向に沿ってその両端部間にわたるスリット部を有し、当該スリット部に前記１つ以上の放熱部材が取付けられた透光性カバー部材と、を備える蛍光灯型ＬＥＤランプであって、
前記１つ以上の放熱部材は、隣接する同士が周方向の端部で所定角度をもって接続されており、当該各接続部の前記透光性カバー部材の内面側には長手方向に沿った凸条ガイドがそれぞれ設けられており、
前記各放熱部材の一方の側に搭載された各ＬＥＤ実装基板が前記透光性カバー部材の内面側に向いており、各放熱部材の他方の側の各放熱フィンが前記透光性カバー部材の外面側に向いており、前記各ＬＥＤ実装基板に搭載された各ＬＥＤ素子からの放射光が透光性カバー部材の内面の異なる部分においてその最高照度として照射されるように、当該各ＬＥＤ素子が配置されており、
前記接続された１つ以上の放熱部材の両端にある放熱部材には、前記透光性カバー部材の長手方向に沿った端部を挟持するクランプ部が設けられていることを特徴とする蛍光灯型ＬＥＤランプとした。
【００１５】
本発明は請求項２において、前記放熱フィンに円周方向に沿った複数の切欠きを設けるものとした。
【００１６】
本発明は請求項３において、前記ＬＥＤ実装基板の基部において、長手方向に沿って貫通する１個以上の孔を設けるものとした。
【００１７】
本発明は請求項４において、放熱フィンを有する各放熱部材がアルミニウム又はアルミニウム合金からなるものとした。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプは、放射照度の方向依存性が改良され、放熱部材へのＬＥＤ実装基板や透光性カバー部材の組付け容易性に優れ、軽量性と放熱性にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプの斜視図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプに用いるＬＥＤ実装基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプに用いる放熱部材に、ＬＥＤ実装基板を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプの周方向に沿った断面図である。
【図５】本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプに用いる放熱部材に、ＬＥＤ実装基板を取り付ける説明図である。
【図６】本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプに用いる放熱フィンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ素子（不図示）が搭載された一つ以上のＬＥＤ実装基板２と、各ＬＥＤ実装基板２を一方の側に搭載し、他方の側には各放熱フィン３１を有する１つ以上の放熱部材３と、スリット部４１に１つ以上の放熱部材３が取付けられた透光性カバー部材４とを備える。なお、図１では、放熱部材３及びＬＥＤ実装基板２はそれぞれ３個として例示しているが、これに限定されるものではない。以下に、各部材について説明する。
【００２１】
Ａ．ＬＥＤ実装基板
図２（ａ）に示すようにＬＥＤ実装基板２は、基部２１と、基部２１の長手方向Ｌ（蛍光灯型ＬＥＤランプの長手方向と同じ）に沿ってその上に搭載される複数のＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）２２とを含む。図２（ｂ）に示すように、ＬＥＤ実装基板２の基部２１には、長手方向に沿って貫通する１個以上の孔２３を設けるのが好ましい。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。これら孔２３により、蛍光灯型ＬＥＤランプの軽量化を図ることができる。ＬＥＤ実装基板２は、取付けの容易性を確保するために長手方向Ｌにおける剛性が高いことが要求されるが、長手方向Ｌに沿って貫通する１個以上の孔２３を設けることにより、長手方向Ｌにおける剛性を確保しつつ軽量化を図ることができる。図３は、放熱フィン３１を有する各放熱部材３に、各ＬＥＤ実装基板２を取り付けた状態を示す斜視図である。各ＬＥＤ実装基板は接着剤によって各放熱部材に取り付けられるので、ねじ止めよりも簡単に取り付けることができる。
【００２２】
Ｂ．放熱部材
Ｂ−１．放熱部材の配置
図４に示すように、放熱部材３は、隣接する同士が周方向の端部で所定角度をもって順次接続されている。ＬＥＤ素子２２の発光面に対して垂直な方向に放射される光が、透光性カバー部材４の内面に対してほぼ垂直に入射するようにするため、上記角度は９０°を超え１８０°未満とするのが好ましい。各放熱部材３は、その一方の側に搭載された各ＬＥＤ実装基板２を透光性カバー部材４の内面側に向け、各放熱部材の他方の各放熱フィン３１を透光性カバー部材４の外面側に向けている。
【００２３】
Ｂ−２．透光性カバー部材の放熱部材への組付け
図４に示すように、接続された３つの放熱部材３は、透光性カバー部材４のスリット部４１に取付けられる。３つの放熱部材３の両端にある放熱部材３には、透光性カバー部材の長手方向に沿った端部側にクランプ部３２がそれぞれ設けられている。これら両クランプ部３２によって、透光性カバー部材の長手方向に沿った端部を挟持して透光性カバー部材が取付けられる。クランプ部３２の形状としては、コの字形状が好ましい。蛍光灯型ＬＥＤランプの長手方向（Ｌ）に沿って透光性カバー部材４を放熱部材３に容易に組付けることができ、更に押出成形によって製造する際にコの字形状は作り易い形状だからである。周方向において透光性カバー部材４がクランプ部３２から容易に外れないようにするため、スリット部４１は、透光性カバー部材４とスリット部４１を合わせた全周方向全体の１／２より小さい比率が好ましい。この比率は、透光性カバー部材の重量によって適宜選択される。
【００２４】
Ｂ−３．ＬＥＤ実装基板の放熱部材への組付け
図４に示すように、放熱部材３同士の各接続部の内面側には、長手方向に沿った凸条ガイド３３が設けられている。接続部に凸条ガイド３３を設けることにより、放熱部材３の円周方向における剛性を向上させることができる。図５に示すように、これら凸条ガイド３３は、各放熱部材３におけるＬＥＤ実装基板２の設置面に対して根元が垂直となるようなリブ形状とすることで、ＬＥＤ実装基板２の放熱部材３への接着による組付けが容易になる。
【００２５】
Ｂ−４．ＬＥＤ放射照度の方向依存性
前述のように、ＬＥＤ素子の発光面に対して垂直な方向の照度が最も高く、垂直方向に対して角度がずれると照度が低下してしまう。図４に示すように、本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプ１では、放熱部材３を透光性カバー部材４のスリット部４１に設けて外周の一部となるように配置している。そして、各ＬＥＤ実装基板２が搭載された側が透光性カバー部材４の内面側に向いており、各ＬＥＤ実装基板２上のＬＥＤ素子２２の発光面に対して垂直方向に放射される光は、蛍光灯型ＬＥＤランプ１のほぼ中心部を通過して透光性カバー部材４の対向する部分に対してほぼ垂直に入射する。この入射光は、同一のＬＥＤ素子２２から放射される光の中で照度が最も高い。図４に示される３つのＬＥＤ素子２２から放射される各最高照度の光は、透光性カバー部材４の内面の異なる部分Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を照射する。また、図４に示す断面とは異なる断面においても同様に、各ＬＥＤ素子から放射される各最高照度の光は、透光性カバー部材の内面の異なる部分を照射する。その結果、ランプ内の全てのＬＥＤ素子から放射される各最高照度の光は、透光性カバー部材の内面の異なる部分をそれぞれ照射することになり、透光性カバー部材の内面全体を均一な高照度で照射することになる。このように、本発明ではＬＥＤ放射照度の方向依存性が著しく改善される。
【００２６】
Ｂ−５．放熱フィン
図４に示すように、放熱部材３は、透光性カバー部材４の外面側に向く放熱フィン３１を有する。放熱フィン３１の周方向に沿った断面形状を同一とすることで、放熱フィンを押出成形により容易に製造することができる。図６に示すように、放熱フィン３１において、ランプの円周方向に沿った複数の切欠き３４を設けるのが好ましい。この切欠き３４により、フィン３１を介して長手方向に延びる溝３５間にある空気も周方向において連通し、ＬＥＤ実装基板のＬＥＤ素子から基部へ、更に基部から放熱部材に伝達して外部に放散する熱の伝播がスムーズとなる。その結果、ＬＥＤ実装基板に対する冷却効果が一層高まり、より大きな電流を流すことが可能となり発光効率が高められる。
なお、放熱フィンを含めた放熱部材の材質としては、熱伝導性に優れたアルミニウム材又はアルミニウム合金材を用いるのが好ましい。
【００２７】
透光性カバー部材
図４に示すように、透光性カバー部材４は略円筒状をなし、長手方向に沿ってその両端部間にわたるスリット部４１を有する。このスリット部４１に、接続された放熱部材３が取付けられている。透光性カバー部材の材質に関しては、適度な光透過性、光の拡散性、強度、弾性及び重量を有する材質であれば限定されるものではないが、ポリカーボネートが好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明に係る蛍光灯型ＬＥＤランプによれば、ＬＥＤ放射照度の方向性を軽減すると共に、放熱部材にＬＥＤ実装基板や透光性カバー部材を容易に取り付けることが可能となる。また、ＬＥＤ実装基板の長手方向に沿って貫通する１個以上の孔を設けることにより、蛍光灯型ＬＥＤランプの軽量化が可能になる。更に、放熱フィンの周方向に沿った切欠きを設けることにより、放熱フィンによる冷却効果を向上させて発光効率を高めることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・蛍光灯型ＬＥＤランプ
２・・・ＬＥＤ実装基板
２１・・・基部
２２・・・ＬＥＤ素子
２３・・・孔
３・・・放熱部材
３１・・・放熱フィン
３２・・・クランプ部
３３・・・凸条ガイド
３４・・・切欠き
３５・・・溝
４・・・透光性カバー部材
４１・・・スリット部
Ｌ・・・ＬＥＤ実装基板及び蛍光灯型ＬＥＤランプの長手方向
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３・・・ＬＥＤ放射光の最高照度の光が照射される透光性カバー部材の内面部分
【図１】
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【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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