(57)【要約】【課題】従来の水銀灯代替ＬＥＤランプに比べてさらに高い効率（ルーメン／ワット）を実現することができた水銀灯代替ＬＥＤランプを提供する。【解決手段】水銀灯代替ＬＥＤランプＡは、前面に光源装置取付面１ａが形成されたランプ本体１と、光源装置取付面１ａ上に同一円上に配置され、ＬＥＤ光源２ａが搭載された光源装置２と、同一円上の光源装置２を外側から取り巻くリング状の外周反射部３ａと該光源装置２の内側に設置された内側反射部３ｂとを有する反射プレート３と、光源装置２の前方に配置された透光性前面板４とで構成されている。外周反射部３ａの内周側の反射面３ａ１は、前方に行くほどＬＥＤ光源２ａの光軸ＣＬから次第に離間するような傾斜面に形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に光源装置取付面が形成されたランプ本体と、
光源装置取付面上の同一円上に配置され、ＬＥＤ光源が搭載された光源装置と、
同一円上の光源装置を外側から取り巻くリング状の外周反射部と該光源装置の内側に設置された内側反射部とを有する反射プレートと、
光源装置の前方に配置された透光性前面板とで構成された水銀灯代替ＬＥＤランプであって、
外周反射部の内周側の反射面は、前方に行くほどＬＥＤ光源の光軸から次第に離間するような傾斜面に形成されていることを特徴とする水銀灯代替ＬＥＤランプ。
【請求項２】
内側反射部の反射面は平坦面で構成されており、
内側反射部は、外周反射部の内側に設けられたリング状の光源配置環状部と、前記光源配置環状部より一段高く透光性前面板に近接するように前方に向けて膨出された中央部分とで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水銀灯代替ＬＥＤランプ。
【請求項３】
内側反射部の反射面の外周縁は円形に形成されており、外周反射部の反射面と内側反射部の反射面の外周縁は、ＬＥＤ光源を結ぶ円と同心円に配置されていることを特徴とする水銀灯代替ＬＥＤランプ。
【請求項４】
リング状反射板と円形反射板の両反射面は、白色であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水銀灯代替ＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商業施設や店舗などの看板照明や工場や体育館の天井に設置される水銀灯代替ＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記のような商業施設や店舗などの看板照明や工場や体育館の天井に設置される照明器具の光源として白熱球や蛍光灯、水銀灯などが用いられてきたが、使用される電力エネルギーのうち大半のものが熱として捨てられてしまいエネルギーの利用効率が非常に悪かった。また、最近では原油の高騰による電気代の相次ぐ引き上げなどにより、照明装置においても省電力が強く求められていた。一方、技術の進展によりＬＥＤの高ワット化は著しく、既に１００ワット以上のものが現われており、前述の省電力の見地からＬＥＤを光源とする照明器具が採用されるようになってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３１５８３２５号公報
【０００４】
この用途に用いられる水銀灯代替ＬＥＤランプは，従来の水銀灯に匹敵する照度を得るため、ランプの前面に設けられたＬＥＤ取り付け基板全面に亘って多数個の粒タイプのＬＥＤを配置したものである。その結果、同じ照度では水銀灯よりも当然消費電力は少なくなる。ただし、ＬＥＤの数がそれなりに必要となるためランプサイズも大きくなり加えて消費電力もそれなりに高くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は従来の水銀灯代替ＬＥＤランプに比べてさらに高い効率（ルーメン／ワット）を実現することができた水銀灯代替ＬＥＤランプを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するため、本発明は、
前面に光源装置取付面１ａが形成されたランプ本体１と、
光源装置取付面１ａ上の同一円上に配置され、ＬＥＤ光源２ａが搭載された光源装置２と、
同一円上の光源装置２を外側から取り巻くリング状の外周反射部３ａと該光源装置２の内側に設置された内側反射部３ｂとを有する反射プレート３と、
光源装置２の前方に配置された透光性前面板４とで構成された水銀灯代替ＬＥＤランプＡであって、
外周反射部３ａの内周側の反射面３ａ１は、前方に行くほどＬＥＤ光源２ａの光軸ＣＬから次第に離間するような傾斜面に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項１において、内側反射部３ｂの反射面３ｄ１は平坦面で構成されており、
内側反射部３ｂは、外周反射部３ａの内側に設けられたリング状の光源配置環状部３ｃと、前記光源配置環状部３ｃより一段高く透光性前面板４に近接するように前方に向けて膨出された中央部分３ｄとで構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１又は２において、内側反射部３ｂの反射面３ｄ１の外周縁３ｆは円形に形成されており、外周反射部３ａの反射面３ａ１と内側反射部３ｂの反射面３ｄ１の外周縁３ｆは、ＬＥＤ光源２ａを結ぶ円と同心円に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１から３のいずれかにおいて、外周反射部３ａと内側反射部３ｂの両反射面３ａ１，３ｄ１は、白色であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にあっては、リング状の外周反射部３ａの反射面３ａ１が、前方に行くほどＬＥＤ光源２ａの光軸ＣＬから次第に離間する傾斜面に形成されているので、ＬＥＤ光源２ａから出た光Ｈの内、ランプ本体１の外周方向に出た光Ｈ１は、リング状の外周反射部３ａを越えてそのまま外側方に流れず、反射面３ａ１に反射されて前方に出光する。そして、反射された光Ｈ１の大部分は屈折した後、透光性前面板４を突き抜けてそのまま前方に出光する。
【００１１】
ＬＥＤ光源２ａから出た中心部分の光Ｈ２は若干の屈折を経てそのまま直進する。
【００１２】
ＬＥＤ光源２ａから内側に斜め前方に出た光Ｈは、その大部分の光Ｈ３が屈折した後、透光性前面板４を突き抜けてそのまま斜め前方に出光する。残りの光Ｈ４が透光性前面板４に反射されて内側反射部３ｂの中央部分３ｄに向かい、ここで反射されて前方に向かう。これにより直接出光する光Ｈ２、Ｈ３に加えて反射した光Ｈ１，Ｈ４も前方に出光することになる。
その結果、この反射分（特に、中央部分３ｄ）の光Ｈ１，Ｈ４が増えて同じ出光効率（ルーメン／ワット）が向上する。
【００１３】
そして、中央部分３ｄの反射面３ｄ１が、光源配置環状部３ｃより一段高く前方に向けて膨出されているので、前方に向けて出射された光Ｈの内の一部で透光性前面板４で反射された光Ｈ４は、透光性前面板４により近い中央部分３ｄの反射面３ｄ１でより短い光路で繰り返して反射されることになる。その結果、更に効率が向上する。
【００１４】
なお、内側反射部３ｂの反射面３ｄ１の外周縁３ｆ、外周反射部３ａの反射面３ａ１及び複数のＬＥＤ光源２ａを結ぶ円とが同心円に配置されておれば、直接光Ｈ２、Ｈ３と反射光Ｈ１，Ｈ４が互いに重なり合って全面において明るい均斉な照射面が得られる。なお、外周反射部３ａと内側反射板３ｂの反射面３ａ１，３ｄ１とを白色にしておけば、更に高い反射効率を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の要部断面斜視図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。本発明の水銀灯代替ＬＥＤランプＡは、ランプ本体１、ＬＥＤ光源２ａを搭載した光源装置２、反射プレート３及び透光性前面板４とで構成されている。ランプ本体１は、アルミニウム成形品の本体部分１ｈと、本体部分１ｈの後部に設けられた図示しないセラミックス製の口金部分とで構成され、口金部分には既設のソケットに螺入できる口金が装着されている。そして、本体部分１ｈの前面に光源装置取付面１ａが設けられている。本体部分１ｈの光源装置取付面１ａに近接する部分の下面には放熱用のフィン１ｂが下方に向かって突設されている。光源装置取付面１ａは本体部分１ｈの前面から一段落とし込まれた円形に形成されている。
【００１７】
光源装置２はＬＥＤ光源２ａと取付プレート２ｂとで構成されており、本実施例では１つのＬＥＤ光源２ａが１つの取付プレート２ｂに搭載されている。（図示していないが、リング状の取付プレート２ｂに複数のＬＥＤ光源２ａを搭載してもよい。）本実施例の場合、ＬＥＤ光源２ａの１個が１０Ｗであり、光源装置２の１２個使いで光源装置取付面１ａ上に同一円上に配置され、取付プレート２ｂが光源装置取付面１ａに固着されている。勿論、ワット数と個数は前記数値に限定されない。本実施例の場合、ＬＥＤ光源２ａの配光角は例えば１２０°である。勿論、配光角も前記数値に限定されるものではない。ＬＥＤ光源２ａの光源面は円形或いは角形である。これらＬＥＤ光源２ａが装着された複数の光源装置２は前述のように所定間隔（ここでは３０°間隔の一定間隔）で固定され、図示しないが内部回路に結線されている。
【００１８】
反射プレート３は円形の皿状のもので、本実施例では不透明な白色樹脂薄盤（例えば、ポリカーボネートのようなエンジニアリングプラスチック）で、高い反射率の樹脂が好ましい。他の方法としてはアルミニウム薄盤で形成し、表面を白色塗装したものや、樹脂板の表面に反射率の高いアルミ蒸着をしたもの、或いは鏡面アルミニウム板などが適用可能である。
そして反射プレート３の外周部分がリング状の外周反射部３ａであり、その内側に内側反射部３ｂが設けられている。そして、内側反射部３ｂは外周反射部３ａの内側に一体的に接続して設けられているリング状の光源配置環状部３ｃと、反射プレート３の中央に位置し、前記光源配置環状部３ｃより一段高く前方に向けて膨出された中央部分３ｄ及び両者の間に形成され、光源配置環状部３ｃに向けて下り勾配に設けられた傾斜面３ｅとで構成されている。そして光源配置環状部３ｃに前述のような等角度で光源配置孔３ｈが必要個数形成されており、その間には半球状の凸部３ｇが突設されている。
【００１９】
外周反射部３ａは縦断面山形、平面視リング状で、外周反射部３ａの内周面である反射面３ａ１は、前方に行くほどＬＥＤ光源２ａの光軸ＣＬから次第に離間するような傾斜面に形成され、同一円上のＬＥＤ光源２ａを外側から取り巻くように配置される。そして、ＬＥＤ光源２ａを結ぶ円に対して外周反射部３ａは同心円に配置されている。外周反射部３ａの反射面３ａ１は光軸ＣＬに平行な垂線Ｓに対して３０°±５°に形成されている。２５°以下だと反射面３ａ１が立ち過ぎて反射光が水平方向に寝過ぎて透光性前面板４に反射しづらくて側方に流れやすく、３５°以上だと逆に反射面３ａ１が寝すぎて反射光がそのまま前方に出光して照射面の中央部分が暗くなりやすい。いずれも反射光が内側反射部３ｂ方向に集まりにくい。なお、上記角度をαで示す。
【００２０】
内側反射部３ｂはＬＥＤ光源２ａを結ぶ円の内側でその中心に位置し、内側反射部３ｂの表面は水平で平坦面に形成され、該反射面３ｄ１の外周縁３ｆは円形に形成されていてＬＥＤ光源２ａを結ぶ円と同心円に配置されている。即ち、外周反射部３ａの反射面３ａ１と、内側反射部３ｂの反射面３ｄ１の外周縁３ｆと、ＬＥＤ光源２ａを結ぶ円とは同心円に配置されている。そして、反射プレート３の外面全体、或いは少なくとも外周反射部３ａと内側反射部３ｂの反射面３ａ１，３ｄ１は白色である。
【００２１】
透光性前面板４は透明樹脂（本実施例ではポリカーボネートのようなエンジニアリングプラスチック）或いはガラス板で構成された円板で、ランプ本体１の前面と同径に形成されている。透光性前面板４はランプ本体１の前面に水密的にボルト止めされている。水密性は間に設けられたパッキン５による。なお、ランプＡ全体は屋外使用に耐えられるようにこれ以外の部分も水密仕様となっている。
【００２２】
光源装置２は、ランプ本体１の前面の光源装置取付面１ａに取り付けられ、その上から反射プレート３が装着されている。光源装置２は反射プレート３の光源配置孔３ｈ内に収納され、発光面が光源配置孔３ｈから露出している。
【００２３】
反射プレート３の外周反射部３ａはＬＥＤ光源２ａの発光面より十分高く、発光面から外側方に放射された光Ｈの大半（或いは全部）を反射する。一方、内側反射部３ｂの中央部分３ｄは前述のように光源配置環状部３ｃ（即ち、発光面と同面）より若干高くなっているが、ＬＥＤ光源２ａの配光角θとの関係でＬＥＤ光源２ａの発光面から内側に出た光Ｈが中央部分３ｄの周囲の傾斜面３ｅに掛らない高さに形成されている。
【００２４】
上記ランプＡを例えば工場の高天井に設置されている従来の水銀灯に変え、点灯するとＬＥＤ光源２ａからでた光Ｈは、所定の配光角θで発光面から出光される。図２に示すように、ある範囲の中央部分の光Ｈは透光性前面板４に対して垂直或いはある程度垂直に近い角度で入射するため、若干の屈折を伴って透光性前面板４を通過する。この光をＨ２で示す。
これに対して、斜め前方で外側に向かう光Ｈの大半は外周反射部３ａの反射面３ａ１に反射されて前方に向かい、透光性前面板４を通って前方に反射される。前記透光性前面板４に入射したこの光Ｈも入射角に従って屈折しつつ殆ど反射することなく前方に出光する。
なお、外周反射部３ａと透光性前面板４との間に隙間がある場合、一部の光Ｈは外周反射部３ａを超えてそのまま斜め側方に出光する。（図の実施例では外周反射部３ａは透光性前面板４から離間した状態に記載されているが、外周反射部３ａを透光性前面板４に接触させるようにしてもよい。そうすれば、前述の外側側方への露光をなくすことができる。）
【００２５】
これに対して内側斜め前方に向う光Ｈは透光性前面板４に対して傾斜した状態で入射するためかなりの部分の光Ｈは入射角に従って屈折しつつ斜め前方に出光し（この光をＨ３で示す。）、残りの光Ｈ４は透光性前面板４に反射されて中央部分３ｄの反射面３ｄ１に向かう。反射面３ｄ１に向かった光Ｈ４は反射面３ｄ１で反射されて再度透光性前面板４に向かい同様の挙動を示して出光する。
図からわかるように、中央部分３ｄは周囲の光源配置環状部３ｃより厚肉に形成され、その反射面３ｄ１は透光性前面板４により近いので、透光性前面板４に反射された光Ｈ４はより短い光路長で透光性前面板４と反射面３ｄ１とに繰り返し反射されることになる。その結果、直接光Ｈ２，Ｈ３と反射光Ｈ１，Ｈ３とが重なり合って照射面を照射することになり、高天井から床面を照射するに当たってムラなく且つより効率の高い照射面を得ることが出来る。
【００２６】
また、ＬＥＤ光源２ａからの光Ｈの内、隣接する凸部３ｇ方向に向かう光Ｈは、凸部３ｇに衝突して乱反射され、あたかも光源かのように光る。また、前記反射光Ｈ４は中央部分３ｄの反射面３ｄ１にＬＥＤ光源２ａの反射像６を形成することになる。これらによって反射プレート３の山形の外周反射部３ａの内側には多数の光源が配置されているように見え、従来のランプとその発光面が外観において類似するようになる。
なお、反射プレート３の表面、少なくとも反射面３ａ１・３ｄ１を白色にしておけば、最も高い反射率が得られる。
【００２７】
本発明では４００Ｗクラス水銀灯に相当するＬＥＤランプで、積分球で全光束を測定すると、従来ランプが１３８．８ルーメン／ワット（１６,８００ルーメン／１２１Ｗ）であったものが、本発明のランプＡでは１４８ルーメン／ワット（１７,０００ルーメン／１１５Ｗ）を達成することが出来た。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ：水銀灯代替ＬＥＤランプ、ＣＬ：光軸、Ｓ：垂線、１：ランプ本体、１ａ：光源装置取付面、１ｂ：フィン、１ｈ：本体部分、２：光源装置、２ａ：ＬＥＤ光源、２ｂ：取付プレート、３：反射プレート、３ａ：外周反射部、３ａ１：反射面、３ｂ：内側反射部、３ｃ：光源配置環状部、３ｄ：中央部分、３ｄ１：反射面、３ｅ：傾斜面、３ｆ：外周縁、３ｇ：凸部、３ｈ：光源配置孔、４：透光性前面板、５：パッキン、６：反射像。
【図１】
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【図２】
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