(57)【要約】      （修正有）【課題】ランプのたわみや垂れ下がりを防ぎ、しかも照明の照度と光の拡散が十分に得られるＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤ基板１１を覆う半透明の樋状部材（カバー）１４、２３を、ＬＥＤ基板に近い内側のカバー２３とその外側のカバー１４の二重に設ける。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面にＬＥＤの列が装着されたＬＥＤ基板と、
透明又は半透明で、軸方向に垂直な断面が第一の円弧から成る第一の樋状部材と、
透明又は半透明で、軸方向に垂直な断面が第二の円弧から成り、この第二の円弧が前記（第一の樋状部材の前記断面の）第一の円弧より大である第二の樋状部材と、
これらの樋状部材および前記ＬＥＤ基板を支持する棒状又は板状の支持部材とから成り、
前記樋状部材の少なくとも一方は半透明であり、
前記ＬＥＤ基板の前記一面を空間を介して覆うように前記第一の樋状部材が配置され、
前記ＬＥＤ基板、前記第一の樋状部材および前記第二の樋状部材は、それらの軸が平行になるように、かつ前記第二の樋状部材が前記第一の樋状部材を囲むように、前記支持部材により支持されて構成されることを特徴とする、ＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記第一の樋状部材および前記第二の樋状部材が半透明である、請求項１のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記第一の樋状部材の前記断面が、複数の部分において前記第一の円弧の内側に向けて陥没した円弧等の曲線部を有し、この樋状部材の軸に平行に谷状部が形成された、請求項１のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記谷状部を偶数有する、請求項３のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記第一の樋状部材が対称な断面を有する、請求項４のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はＬＥＤランプに関するもので、特に個別のＬＥＤが認識しにくく、しかも周囲に高い照度を得られるＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】  エネルギー効率のよいＬＥＤランプは、電球型の商品化が先行しているが、近年直管型のものも商品化の途上にあり、ＬＥＤ基板、それを支持する骨材、ＬＥＤ基板の保護と光拡散のための半円筒状のカバーから成るものが主流になっている。すなわち、１面にＬＥＤの列が装着されたＬＥＤ基板と、半透明で、軸方向に垂直な断面が半円に近い円弧から成り、ＬＥＤ基板の発光面を空間を介して覆うように配置された樋状部材と、樋状部材およびＬＥＤ基板を、それらの軸が平行になるように支持する棒状又は板状の支持部材から成る。【０００３】  図６は、そのような従来のＬＥＤランプを示す。ＬＥＤランプ９０は、ＬＥＤ基板９１、支持部材９２、樋状部材９３から成る。ＬＥＤ基板９１にはＬＥＤ９１ａの列が装着され、支持部材９２に固定されている。樋状部材９３は半透明で、軸方向に垂直な断面が円弧から成る。樋状部材９３は支持部材９２に、それらの軸が平行になるように支持される。樋状部材９３は軸方向に垂直な断面がほぼ半円から成り、その縁が支持部材９２の縁の溝９２ａにはめ込まれて固定されている。【０００４】  図７はＬＥＤランプ９０の軸に垂直の方向の断面での、照明光の進行状況を示す。ＬＥＤ９１ａから発した光は、支持部材９２と反対の方向に進み、半透明の樋状部材９３を通過し、一部が散乱されて、外部に放出される。樋状部材９３は、放出される光が十分散乱されるためには、厚いほうがよいが、反面、厚いほど光が吸収されて、得られる照度が低下する。
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、このような直管型ＬＥＤランプは、軸に垂直の方向に十分な強度を有しないと、灯具に装着した際に中央部が垂れ下がることがあり、また装着や交換の作業の際弓なりに撓むため取り扱いにくい。図６に示すＬＥＤランプについて説明すると、ＬＥＤランプ９０の軸に垂直の方向の強度は支持部材９２と樋状部材９３の組み合わせで保たれるので、樋状部材９３はある程度の厚さを有しなければならない。ＬＥＤ光源を覆う樋状部材は、厚さとともに光の吸収及び散乱が増大するので、薄い方が望ましい。ＬＥＤランプ全体の強度の面から樋状部材の厚さをうすくできないため、得られる照度が抑えられ、実用上の要求を満たす照度を得ることができない。
【０００６】  高い照度を得るために樋状部材を薄くすれば、照明器具全体の強度が不足して、軸が自重で撓みやすくなり、灯具への固定や、取り扱いに支障を生じる。それだけでなく光の散乱が不十分になるから、照度分布がランプ正面（垂直方向）に集中したものになり、また個別のＬＥＤの発光像が見えやすくなり、眩しさが増す。
【０００７】  それ故本発明の目的は、ランプのたわみや垂れ下がりを防ぐように強度を確保し、しかも照明の照度と光の拡散が十分に得られるＬＥＤランプを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  この目的を達成するため、本発明のＬＥＤランプは、１面にＬＥＤの列が装着されたＬＥＤ基板と、透明又は半透明で、軸方向に垂直な断面が第一の円弧から成る第一の樋状部材と、透明又は半透明で、軸方向に垂直な断面が第二の円弧から成り、この第二の円弧が第一の円弧（第一の樋状部材の前記断面の）より大である第二の樋状部材と、これらの樋状部材およびＬＥＤ基板を支持する棒状又は板状の支持部材とから成り、樋状部材の少なくとも一方は半透明であり、ＬＥＤ基板の１面を第一の樋状部材が、空間を介して覆うように配置され、ＬＥＤ基板、第一の樋状部材および第二の樋状部材は、それらの軸が平行になるように、かつ第二の樋状部材が第一の樋状部材を囲むように、支持部材により支持されて構成されることを特徴とする。
【０００９】  本発明のＬＥＤランプは、第一の樋状部材を、軸方向に垂直な断面の複数の部分において、円弧の内側に向けて陥没した円弧等の曲線部を有するように形成し、第一の樋状部材の軸に平行な谷状部を設けると、照明光の照度および拡散に関してさらに有効である。
【００１０】  本発明のＬＥＤランプは、１面にＬＥＤの列が装着されたＬＥＤ基板と、半透明で、軸方向に垂直な断面が円弧から成り、ＬＥＤ基板の１面を空間を介して覆うように配置された樋状部材と、樋状部材の軸に平行に配置され、樋状部材およびＬＥＤ基板を、それらの軸が平行になるように支持する棒状又は板状の支持部材から成るＬＥＤランプにおいて、透明又は半透明の樋状部材を二重に設け、少なくとも一方を半透明としたものである。内側の樋状部材がその軸に平行に形成された谷状部を有する、有利な構造にするには、樋状部材の断面の複数の部分において、円弧の内側に向けて陥没した円弧等の曲線部を有するように、樋状部材を成形する。
【００１１】  谷状部を偶数設け、偶数の谷状部が第一の樋状部材の断面の円弧の中点に関して対称な断面を有するようにすると、効果的である。谷状部の深さは樋状部材の断面の主要部の円弧の半径の３分の１以下が好ましい。谷状部の曲率半径は、樋状部材の断面の主要部の円弧の半径より小、特に２分の１以下が好ましい。
【００１２】  第一および第二の樋状部材がともに半透明であるのが好ましいが、いずれか一方のみが半透明であってもよい。
【００１３】  樋状部材の材質は、光の吸収が少なく、破損しにくいプラスチックが好ましい。特にポリカーボネートは有利である。
【発明の効果】
【００１４】  本発明のＬＥＤランプによると、内側と外側の二重の樋状部材を用いるために、それぞれの樋状部材の厚さが比較的うすくても、軸に垂直の方向の強度が確保され、ランプのたわみや垂れ下がりが防がれる。内外二重の樋状部材の合計の厚さが単一の樋状部材の厚さよりも小さくても、同等以上の強度が確保され、しかも十分な光の拡散が得られる。ランプの強度と光の拡散を十分確保した上で、単一の樋状部材で構成する場合より高い照度を得ることができる。樋状部材の軽量化によりランプ全体も軽くできるので、垂れ下りや撓みが抑制される。
【００１５】  このような効果が得られる理由としては、内側の樋状部材を通過した光の一部が外側の樋状部材の内向面で反射され、この成分は内側の樋状部材の外面で反射されると、再び外側の樋状部材に向かうので、その過程で樋状部材の内部および表面での散乱の効果が増強されるためではないかと、推定される。内側の樋状部材に谷状部があるときは、その凹面での反射が、より大きく寄与する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】（第一の実施の形態）
図１は、本発明の第一の実施の形態に相当するＬＥＤランプの、軸に垂直な断面を示す。ＬＥＤランプ１０は、ＬＥＤ基板１１、支持部材１２、カバー１３（第一の樋状部材）、カバー１４（第二の樋状部材）から成り、カバー１３の外面には陥没部１３ａ（谷状部）が設けられている。ＬＥＤ基板１１は、基板１１ｂの面にＬＥＤ素子１１ａが装着されて成る。カバー１３、カバー１４はいずれも半透明である。【００１７】（第一の実施の形態の作用）
図２は、本発明の第一の実施の形態であるＬＥＤランプ１０の、軸に垂直の断面での光の進路を示す。この断面内での多様な光の進路を以下に説明する。【００１８】  ＬＥＤ素子１１ａから発した光Ｌ０は、大部分カバー１３（第一の樋状部材）を通過する（Ｌ１）が、一部はカバー１３の内面で反射される（Ｌ３）。また、一部はカバー１３の内部を、全反射等を受けながら軸方向に拡散する（Ｌ２）。カバー１３を通過した光Ｌ１は、カバー１４に達すると、一部はその内向面（カバー１３に臨む面）で反射される（Ｌ６）が、大部分はカバー１４を通過する（Ｌ４）。カバー１４の内部での拡散もカバー１３と同様に起きる（Ｌ５）。カバー１４の内向面で反射された部分の光Ｌ６はカバー１３に達し、一部がカバー１３の外面で反射されて（Ｌ７）、再び外側のカバー１４に向かう。この過程はおそらく何回か反復されるであろう。カバー１３に設けられた陥没部１３ａで反射された光（Ｌ７ａ）は、柱状凹面鏡としての作用により、カバー１３の軸に垂直な平面内で収束されて、カバー１４に達する。カバー１３の外面から再び内部に進入する光（Ｌ８）も一部存在する筈で、それはカバー１３の内部で全反射等を受けつつ軸方向に拡散し、やがて最初の入射点から離れた位置で外側に脱出して、カバー１４に向かうであろう。これらの過程の間に、樋状部材（カバー１３、カバー１４）の内部および表面での散乱の効果が増強されるものと推定される。【００１９】（第二の実施の形態）
図３は、本発明の第二の実施の形態に相当するＬＥＤランプの、軸に垂直な断面を示す。ＬＥＤランプ２０は、ＬＥＤ基板１１、支持部材１２、カバー２３（第一の樋状部材）、カバー１４（第二の樋状部材）から成る。ＬＥＤ基板１１は、基板１１ｂの面にＬＥＤ素子１１ａが装着されて成る。カバー２３、カバー１４はいずれも半透明である。ＬＥＤランプ２０は、カバー２３の外面に陥没部１３ａ（谷状部）を有しない他は、ＬＥＤランプ１０と同じ構造である。【００２０】（第二の実施の形態の作用）
ＬＥＤランプ２０の作用は、カバー２３の外面での陥没部１３ａによる収束の効果がないことを除き、ＬＥＤランプ１０と同じである。
【実施例】
【００２１】  第二の実施の形態において、カバー２３およびカバー１４として、乳濁度が同じで厚さ０．６ｍｍの半透明ポリカーボネート（ＰＫ）板を用いて、ＬＥＤランプ２０を製作した。カバー１４の断面半径はカバー２３の約２倍とした。【００２２】（比較例１）
比較のため、ＬＥＤ基板等はそのままで、カバー２３を省き、代わりにカバー１４の内側に同じ厚さ、乳濁度の半透明ＰＫ板を重ねて取り付けた（比較例１）。図４は比較例１の軸方向に垂直の断面を示す。カバー１４の内側に重ねた半透明ＰＫ板を、カバー３４とした。垂直方向（ランプ軸に垂直の断面で）の照度はＬＥＤランプ２０より低く、垂直方向に対する、垂直から３０度方向の照度の比も低かった。【００２３】（比較例２）
カバー２３を省き、そして同じ厚さ、乳濁度の半透明ＰＫ板２枚を重ねた比較例１の場合よりも乳濁度がやや大きい、厚さ１．５ｍｍの半透明板をカバー１４の代わりに用いて、比較例２を製作した。図５は比較例２の軸方向に垂直の断面を示す。カバー１４の代わりに用いた半透明ＰＫ板をカバー４４とした。比較例２とＬＥＤランプ２０の撓み易さを比較した。比較例２はＬＥＤランプ２０に比べて、ランプ全体が重く、明らかに撓み易かった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施の形態の断面説明図
【図２】  本発明の第一の実施の形態での光の進路を示す断面説明図。
【図３】  本発明の第二の実施の形態の断面説明図
【図４】  比較例１の断面説明図
【図５】  比較例２の断面説明図
【図６】  従来のＬＥＤランプの断面説明図
【図７】  従来のＬＥＤランプでの光の進路を示す断面説明図
【符号の説明】１１    ＬＥＤ基板
１１ａ  ＬＥＤ素子
１１ｂ  基板
１２    支持部材
１３    カバー（第一の樋状部材）
１３ａ  陥没部（谷状部）
１４    カバー（第二の樋状部材）
１０，２０    ＬＥＤランプ
２３    カバー（第一の樋状部材）
３４    カバー
４４    カバー
９０    ＬＥＤランプ
９１    ＬＥＤ基板
９２    支持部材
９２ａ  溝
９３    樋状部材
Ｌ０    光の進路
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３    光の進路
Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６    光の進路
Ｌ７，Ｌ７ａ，Ｌ８  光の進路
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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