(57)【要約】【課題】耐久性に優れ、小型化に対して有利な電球型ランプを提供する。【解決手段】  発光ダイオード（２０）が実装されたＬＥＤ基板（２２）と、前記発光ダイオードを点灯させるための点灯回路（２４）が実装された回路基板（２６）と、ソケットに接続されて前記回路基板に電力を伝える口金部（１８）と、を有し、前記回路基板は、前記ＬＥＤ基板に対して前記口金部の側に、前記ＬＥＤ基板との間に放熱領域（４８）を隔てて配置されており、前記点灯回路は、８０ｋＨｚ以上の駆動周波数を有するトランス（３８）と、積層コンデンサによって構成される平滑コンデンサ（３４）と、を含む電球型ランプ。【選択図】図１
2013080600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードが実装されたＬＥＤ基板と、
前記発光ダイオードを点灯させるための点灯回路が実装された回路基板と、
ソケットに接続されて前記回路基板に電力を伝える口金部と、を有し、
前記回路基板は、前記ＬＥＤ基板に対して前記口金部の側に、前記ＬＥＤ基板との間に放熱領域を隔てて配置されており、
前記点灯回路は、８０ｋＨｚ以上の駆動周波数を有するトランスと、積層コンデンサによって構成される平滑コンデンサと、を含むことを特徴とする電球型ランプ。
【請求項２】
前記トランスは、１００ｋＨｚ以上の駆動周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の電球型ランプ。
【請求項３】
前記口金部は中空形状であり、
前記回路基板は、前記口金部の内部に収納されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電球型ランプ。
【請求項４】
前記放熱領域の高さ方向の長さは、全高の１５％以上であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電球型ランプ。
【請求項５】
前記放熱領域に配置されており、前記ＬＥＤ基板に接続されており前記ＬＥＤ基板から熱を逃がすヒートシンクを有する請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電球型ランプ。
【請求項６】
前記放熱領域に配置されており、前記発光ダイオードに流れる電流値を検出するセンサを有し、
前記点灯回路は、前記センサの検出結果を用いて前記電流値を制御するスイッチング回路を含むことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電球型ランプ。
【請求項７】
前記ＬＥＤ基板と前記回路基板が、互いに略平行に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電球型ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードを光源として用いる電球型ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー等の観点から、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする電球型ランプの開発及び普及が促進されている。しかし、ＬＥＤは、発光と伴に発熱することにより、過度に高温になった場合、発光率や寿命の低下を引き起こすことが知られている。また、電球型ランプには、ＬＥＤを点灯させるための点灯回路が内蔵されている。この点灯回路についても、ＬＥＤからの発熱等により温度が上昇した場合に、寿命低下を引き起こすことがあり、問題となっている。
【０００３】
このような問題に対しては、例えばＬＥＤを搭載する基板の取付部分と外周部分を一体化して放熱特性を確保する技術や、点灯回路を絶縁部材で覆われた空間に配置して点灯回路の温度上昇を抑制する技術等が提案されている（特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３１３７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、スペース的な制約等から、従来技術に係る電球型ランプでは、点灯回路の温度上昇を十分に抑制することが難しく、特に点灯回路に含まれる電解コンデンサの性能が劣化することにより、電球型ランプの寿命低下を引き起こすという問題を有する。また、従来の電球型ランプに含まれる点灯回路は、小型化が難しいため、口金近傍の径が大きくなる傾向にあり、白熱電球用に設計された配置スペースに収まらない場合もあった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、耐久性に優れ、小型化に対して有利な電球型ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電球型ランプは、
発光ダイオードが実装されたＬＥＤ基板と、
前記発光ダイオードを点灯させるための点灯回路が実装された回路基板と、
ソケットに接続されて前記回路基板に電力を伝える口金部と、を有し、
前記回路基板は、前記ＬＥＤ基板に対して前記口金部の側に、前記ＬＥＤ基板との間に放熱領域を隔てて配置されており、
前記点灯回路は、８０ｋＨｚ以上の駆動周波数を有するトランスと、積層コンデンサによって構成される平滑コンデンサと、を含む。
【０００８】
本発明に係る電球型ランプは、点灯回路に含まれるトランスの駆動周波数が高く、また、平滑コンデンサとして積層コンデンサを用いることにより、回路基板の小型化が可能である。さらに、積層コンデンサは、従来技術に係る点灯回路で用いられる電解コンデンサに比べて耐熱性が高いため、ＬＥＤの発熱等の影響を受けて、点灯回路の耐久寿命が低下することを防止することができる。また、点灯回路を実装した回路基板を小型化し、ＬＥＤ基板と回路基板の間に放熱領域を設けることにより、ＬＥＤ基板の効率的な放熱に資するとともに、ＬＥＤ自体の温度上昇を防止することができる。さらに、回路基板の小型化が可能であるため、電球型ランプの外形状に関する設計の自由度も増加する。
【０００９】
また、例えば、前記トランスは、１００ｋＨｚ以上の駆動周波数を有しても良い。トランスの駆動周波数を１００ｋＨｚ以上とすることにより、トランス自体をさらに小型化することが可能であり、トランスを含む点灯回路を実装する回路基板の小型化にも有利である。
【００１０】
また、例えば、前記口金部は中空形状であっても良く
前記回路基板は、前記口金部の内部に収納されていても良い。
【００１１】
前記回路基板を口金部の内部に収納することにより、口金部を除く他の部分の設計自由度が増加する。これにより、ＬＥＤ基板と回路基板の間の放熱領域をより拡大することも可能である。
【００１２】
また、例えば、前記放熱領域の高さ方向の長さは、全高の１５％以上であっても良い。
【００１３】
放熱領域の高さ方向の長さを、全高の１５％以上とすることにより、ＬＥＤ基板と回路基板との距離が大きくなるため、回路基板の温度上昇をより効果的に防止し、点灯回路の熱による損傷及び寿命劣化を防ぐことができる。
【００１４】
また、例えば、前記放熱領域に配置されており、前記ＬＥＤ基板に接続されており前記ＬＥＤ基板から熱を逃がすヒートシンクを有しても良い。
【００１５】
放熱領域は、空洞領域であっても良いが、放熱領域にヒートシンクを配置することにより、ＬＥＤ及びＬＥＤ基板の温度上昇をより効果的に防止することができる。
【００１６】
また、例えば、前記放熱領域に配置されており、前記発光ダイオードに流れる電流値を検出するセンサを有しても良く、
前記点灯回路は、前記センサの検出結果を用いて前記電流値を制御するスイッチング回路を有しても良い。
【００１７】
放熱領域には、点灯回路以外の電子部品が配置されても良く、例えばセンサ等が配置されても良い。放熱領域に、比較的温度に対する耐久性の高い電子部品を配置することにより、電球型ランプをさらに小型化することが可能である。
【００１８】
また、例えば、本発明に係る電球型ランプにおいては、前記ＬＥＤ基板と前記回路基板が、互いに略平行に配置されていても良い。
【００１９】
本発明に係る電球型ランプは、回路基板を小型化することが可能であり、小型化した回路基板を他の部材の隙間等に配置することにより、電球型ランプ全体を小型化することが可能である。ＬＥＤ基板と回路基板の配置関係は特に限定されないが、例えば前記ＬＥＤ基板と前記回路基板を、互いに略平行に配置することにより、放熱領域の高さ方向の長さを、より大きく確保することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電球型ランプの切り欠き断面図である。
【図２】図２は、図１に示す電球型ランプの回路基板に実装される点灯回路等を表す概略ブロック図である。
【図３】図３は、図１に示す電球型ランプの口金部及び回路基板の分解斜視図である。
【図４】図４は、第２実施形態に係る電球型ランプの口金部及び回路基板の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る電球型ランプ１０の切り欠き断面図である。電球型ランプ１０は、口金部１８を不図示のソケット等に取り付けることにより、従来の白熱電球や電球型蛍光ランプと同様に、ランプとして使用される。
【００２２】
電球型ランプ１０は、光源としての発光ダイオード（ＬＥＤ）２０と、ＬＥＤ２０が実装されたＬＥＤ基板２２と、ＬＥＤ２０を点灯させるための点灯回路２４が実装された回路基板２６と、回路基板２６に電力を伝える口金部１８を有する。また、電球型ランプ１０は、ＬＥＤ２０の光を透過させるグローブ１２や、第１外郭部材１４及び第２外郭部材１６を有する。
【００２３】
グローブ１２は、中空の半球形状を有しており、第１外郭部材１４に取り付けられている。グローブ１２は、外郭部材１４，１６及び口金部１８と伴に、電球型ランプ１０の内部空間を覆っている。グローブ１２は、例えば光を透過する合成樹脂等によって形成されている。したがって、ＬＥＤ２０によって発生した光は、グローブ１２を透過して、電球型ランプ１０の周辺を照明する。
【００２４】
第１外郭部材１４及び第２外郭部材１６は、ＬＥＤ基板２２を保持するとともに、グローブ１２と口金部１８とを接続する。第１外郭部材１４は、中空の円筒形状を有しており、第２外郭部材１６を外周側から覆うように配置されている。第１外郭部材１４は、グローブ１２と第２外郭部材１６を接続している。
【００２５】
第２外郭部材１６におけるグローブ１２側の端部１６ａには、ＬＥＤ基板２２が固定されている。ＬＥＤ基板２２は、例えば螺旋止め、接着、嵌め込み等によって第２外郭部材１６に固定されるが、ＬＥＤ基板２２の固定方法は特に限定されない。第２外郭部材１６における口金部１８側の端部１６ｂは、第１外郭部材１４に比べて口金部１８側へ突出しており、端部１６ｂには、口金部１８が接続されている。
【００２６】
第１外郭部材１４及び第２外郭部材１６は、樹脂又は金属等によって作成される。第１外郭部材１４及び第２外郭部材１６は、例えばその一部又は全部がアルミニウム等で作成されることが、ＬＥＤ基板２２の放熱性能等の観点から好ましいが、特に限定されない。また、電球型ランプ１０は、第１外郭部材１４と第２外郭部材１６の２部材によって筐体を構成しているが、筐体の構成としてはこれに限定されず、１つの部材又は３以上の部材で構成しても構わない。
【００２７】
口金部１８は、その外周部に螺旋溝を有しており、電球型ランプ１０を取り付けるためのソケットに対して、着脱自在に接続される。口金部１８は、導電性の高い金属材料等によって形成されており、交流電源３０（図２参照）からの電力を回路基板２６に伝える。口金部１８と回路基板２６とは、不図示の配線を介して電気的に接続されている。
【００２８】
口金部１８は、中空形状（カップ状）であり、回路基板２６の一部を、その内部に収納している。後述するように、本実施形態に係る回路基板２６は小型化されているため、図３に示すように、回路基板２６の一部を、口金部１８の内部に挿入することが可能である。したがって、図２に示すように、回路基板２６は、絶縁部材を介して口金部１８の内部に固定されている。なお、回路基板２６の固定対象は口金部１８に限定されず、例えば第２外郭部材１６等に固定されても良い。また、回路基板２６の固定方法としては、例えば螺旋止め、接着、嵌め込み等が挙げられるが、特に限定されない。
【００２９】
ＬＥＤ基板２２は、平板状の形状を有しており、ＬＥＤ基板２２の延在方向が、電球型ランプ１０の高さ方向に対して垂直となるように設置されている。ＬＥＤ基板２２におけるグローブ１２に対向する面には、複数のＬＥＤ２０が実装されている。ただし、ＬＥＤ基板２２に実装されるＬＥＤ２０の数は特に限定されない。なお、電球型ランプ１０においては、口金部１８の凸状端部１８ａから、グローブ１２の頂部１２ａへ向かう方向を、高さ方向とする。
【００３０】
回路基板２６は、平板状の形状を有しており、回路基板２６の延在方向が、ＬＥＤ基板２２の延在方向と垂直となるように配置されている。また、回路基板２６は、口金部１８と第２外郭部材１６の内部に跨って配置されている。回路基板２６には、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤ２０を点灯させるための点灯回路２４が実装されている。回路基板２６とＬＥＤ基板２２とは、配線２８によって電気的に接続されており、配線２８を介して、回路基板２６からＬＥＤ２０へ電力が供給される。
【００３１】
図２は、図１に示す電球型ランプ１０の回路基板２６に実装される点灯回路２４を表す概略ブロック図である。点灯回路２４は、整流ダイオード３２，４０、平滑コンデンサ３４，４２、スイッチング回路３６及びトランス３８等を有する。電球型ランプ１０（図１参照）がソケットに装着されると、図２に示す点灯回路２４には、商用電源等の交流電源３０から、口金部１８を介して電力が供給される。
【００３２】
点灯回路２４としては、ＬＥＤ２０のちらつきを防止する観点等から、ＬＥＤ２０に対して、電流値の変動が少ない直流の電力を供給できるものが好ましい。点灯回路２４は、整流ダイオード３２，４０、平滑コンデンサ３４，４２、トランス３８及びスイッチング回路３６を組み合わせることにより、交流電源３０から供給される交流の電力を、直流に変換する回路を構成している。
【００３３】
整流ダイオード３２，４０は、単数又は複数のダイオードを含み、ダイオードの整流作用を利用して整流を行う。平滑コンデンサ３４，４２は、整流ダイオード３２，４０から出力された直流電圧（電流）を、平滑化する。本実施形態に係る平滑コンデンサ３４，４２は、電解コンデンサではなく、積層コンデンサによって構成される。
【００３４】
積層コンデンサによって構成される平滑コンデンサ３４，４２は、従来技術において平滑コンデンサとして採用されていた電解コンデンサに比べて耐熱性が高く、ＬＥＤ２０の発熱等の影響により、点灯回路２４の耐久寿命が低下することを防止することができる。また、積層コンデンサは、積層技術により高容量化を実現することができるため、積層コンデンサによって構成される平滑コンデンサ３４，４２は、平滑コンデンサ３４，４２自体及び点灯回路２４の小型化を実現することができる。
【００３５】
スイッチング回路３６は、センサ４６によって検出される検出結果に応じてスイッチングを行い、ＬＥＤ２０に流れる電流を所定の値に保つように作用する。センサ４６は、例えば電流検出抵抗等を含み、ＬＥＤ２０に流れる電流値を検出する。
【００３６】
トランス３８は、好ましくは８０ｋＨｚ以上、さらに好ましくは１００ｋＨｚ以上の駆動周波数を有し、電圧を変換する。トランス３８の駆動周波数を高周波数とすることにより、トランス３８自体及びこれを含む点灯回路２４の小型化を実現することができる。
【００３７】
図２に示す点灯回路２４を実装する回路基板２６は、図１に示すように、ＬＥＤ基板２２に対して口金部１８の側に配置されている。また、回路基板２６は、ＬＥＤ基板２２との間に、放熱領域４８を隔てて配置されている。放熱領域４８は、電球型ランプ１０の内部において、回路基板２６におけるグローブ１２側の端部と、ＬＥＤ基板２２における口金部１８側の端部との間に形成される領域である。
【００３８】
図１に示す電球型ランプ１０では、放熱領域４８は、配線２８以外の部材が配置されていない空洞領域であるが、放熱領域４８としてはこれに限定されない。例えば放熱領域４８には、ＬＥＤ基板２２における口金部１８に対向する面に接続されているヒートシンクが配置されていても良い。ヒートシンクは、ＬＥＤ基板２２から効率的に熱を逃がすことができる。このように、ＬＥＤ２０から発生した熱は、ＬＥＤ基板２２及び外郭部材１４，１６を介して電球型ランプ１０の外部に放出される他に、放熱領域４８にも放出される。なお、放熱領域４８には、図２に示すセンサ４６が配置されていても良い。
【００３９】
電球型ランプ１０では、回路基板２６を小型化することにより、放熱領域４８を大きくすることができる。例えば、放熱領域４８の高さ方向の長さＬは、電球型ランプ１０の全高Ｈの１５％以上とすることが好ましく、２５％以上とすることがさらに好ましい。放熱領域４８の高さ方向の長さＬを所定値以上とすることにより、ＬＥＤ２０からの熱が、回路基板２６や回路基板２６に実装される点灯回路２４に伝わることを効果的に防止することができる。
【００４０】
以上のように、電球型ランプ１０は、平滑コンデンサ３４，４２を耐熱性の高い積層コンデンサで構成しているため、点灯回路２４の高寿命化を達成できる。また、積層コンデンサを用いることと併せて、トランス３８として駆動周波数が所定値以上のトランス３８を用いることにより、点灯回路２４およびこれが実装される回路基板２６を小型化することができる。また、回路基板２６を小型化することにより、電球型ランプ１０は、外形状に関する設計の自由度が増加する。したがって、電球型ランプ１０は、白熱電球用に設計された配置スペースに収まるように、外形状を設計変更することも、比較的容易である。
【００４１】
さらに、電球型ランプ１０は、放熱領域４８を有するため、ＬＥＤ２０及びＬＥＤ基板２２からの熱を効率的に放出させることが可能であるとともに、回路基板２６にＬＥＤ２０からの熱が伝わり難い。したがって、電球型ランプ１０は、ＬＥＤ２０及び点灯回路２４の温度負荷を低減し、電球型ランプ１０の高寿命化を達成することができる。
【００４２】
第２実施形態
図４は、第２実施形態に係る電球型ランプの口金部１８及び回路基板２６の分解斜視図である。第２実施形態に係る電球型ランプは、回路基板５６の形状及び配置が異なる他は、第１実施形態に係る電球型ランプ１０と同様であるため、重複部分については説明を省略する。
【００４３】
図４に示す回路基板５６は、円形平板状の形状を有しており、回路基板５６全体が、口金部１８の内部に収納される。回路基板５６にも、第１実施形態に係る回路基板２６と同様に、小型化に適した点灯回路２４（図２参照）が実装されている。そのため、回路基板５６は、口金部１８の内部に収納可能な大きさとなっている。
【００４４】
回路基板５６は、ＬＥＤ基板２２（図１参照）に対して略平行に配置される。このことにより、第２実施形態に係る電球型ランプは、放熱領域の高さ方向の長さＬを大きく確保し、ＬＥＤ２０の熱が点灯回路２４へ伝わることをより効果的に防止できる。また、回路基板５６を口金部に収納する電球型ランプは、外郭部材１４，１６等、口金部１８以外の部材の設計自由度が増加し、小型化に対して有利である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…電球型ランプ
１２…グローブ
１２ａ…頂部
１４…第１外郭部材
１６…第２外郭部材
１６ａ…グローブ１２側の端部
１６ｂ…口金部１８側の端部
１８…口金部
１８ａ…凸状端部
２０…ＬＥＤ
２２…ＬＥＤ基板
２４…点灯回路
２６，５６…回路基板
２８…配線
３０…交流電源
３２，４０…整流ダイオード
３４，４２…平滑コンデンサ
３６…スイッチング回路
３８…トランス
４６…センサ
４８…放熱領域
【図１】
2013080600.tif 000003
【図２】
2013080600.tif 000004
【図３】
2013080600.tif 000005
【図４】
2013080600.tif 000006