(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＥＤ素子から射出された光を効率的に利用することができ、さらに紫外線の照射を防止することができるＬＥＤライトを提供する。【解決手段】ＬＥＤランプ１は、複数のＬＥＤ素子５からなるＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイを配置する基材３と、基材３上に配置されたＬＥＤアレイ７を覆う様に延在する導光体１１とを備え、導光体１１は、透光率が６０％から８８％の乳半色アクリル樹脂によって形成される。ＬＥＤ素子は導光体に向けて光を射出し、光は導光体内部に入り込む。そして、このとき導光体内部に入り込んだ光は、導光体内部を通過するが、この際、光に含まれる紫外線は、乳半色アクリル樹脂によって吸収される為、ＬＥＤランプから射出される光には紫外線が含まれることはない。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイを配置する基材と、
前記基材上に配置されたＬＥＤアレイを覆う様に延在する導光体とを備え、
前記導光体は、透光率が６０％から８８％の乳半色アクリル樹脂によって形成されたこと
を特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記乳半色アクリル樹脂は、紫外線吸収剤を含有すること
を特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記乳半色アクリル樹脂は、シリコン樹脂を含有すること
を特徴とする請求項１又は請求項２の何れかの項記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記ＬＥＤアレイは、前記ＬＥＤ素子及び所定の電源と電気的に接続された回路基板上に形成されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかの項記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記ＬＥＤ素子は、砲弾型のＬＥＤ素子であること
を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかの項記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記導光体は、前記ＬＥＤ素子から射出された光の照射角を広げることが可能なレンズ形状を備えること
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかの項記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記導光体は、内部を中空とすること
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかの項記載のＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記ＬＥＤ素子は、当該ＬＥＤ素子の定格電流の６０％から８０％の電流が供給されること
を特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項９】
外部電源に接続され、前記ＬＥＤ素子に電力を供給する電力供給部を備えること
を特徴とする請求項１記載のＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記ＬＥＤアレイは線状に形成され、
前記電力供給部は、前記導光体の両端部にそれぞれ形成されたこと
を特徴とする請求項９記載のＬＥＤランプ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＬＥＤ素子を用いたＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ素子を用いたＬＥＤランプは、複数のチップ型ＬＥＤ素子を回路基板上に配列し、回路基板をバルブ形状のガラスやプラスチック樹脂内部に挿入して形成されていた。この様なＬＥＤランプとしては特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９６２４５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこの様なＬＥＤランプは、一定の強さの光を確保する為に、ＬＥＤ素子の数を増やす必要があった。そしてＬＥＤ素子の数の増加させることが必要であることに起因して、一定の強さの光を確保する為に消費電力が増加してしまう。このような問題は、上述のＬＥＤランプでは、ＬＥＤ素子射出された光を効率的に取り出すことができないことに起因して発生する。また、上述のＬＥＤランプは、ＬＥＤ素子から射出される紫外線に対して何ら対策が講じられておらず、ＬＥＤランプから射出された紫外線が直接ユーザに照射されてしまうという問題があった。さらに、ＬＥＤランプはチップ型のＬＥＤ素子を用いる為、大量の熱が発生してしまい、ヒートシンク等の放熱手段を設ける必要があった。
【０００５】
そこで本考案はこの様な実情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ素子から射出された光を効率的に利用することができ、さらに紫外線の照射を防止することができるＬＥＤライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する為に、本考案にかかるＬＥＤランプは、複数のＬＥＤ素子からなるＬＥＤアレイと、前記ＬＥＤアレイを配置する基材と、前記基材上に配置されたＬＥＤアレイを覆う様に延在する導光体とを備え、前記導光体は、透光率が６０％から８８％の乳半色アクリル樹脂によって形成されたことを特徴としている。
【０００７】
この様な構成によれば、ＬＥＤ素子は、導光体に向けて光を射出し、当該光は導光体内部に入り込む。そしてこのとき導光体内部に入り込んだ光は、導光体内部を通過するが、この際、光に含まれる紫外線は、乳半色アクリル樹脂によって吸収される為、ＬＥＤランプから射出される光には紫外線が含まれることはない。
【考案の効果】
【０００８】
一般的に、看板や照明カバーには、光源から射出された光を分散させる為、又は光源を外部から隠す為に、白色アクリル樹脂が用いられる。そしてこの様な白色アクリル樹脂は、５０％前後の透光率を有するが、本発明にかかる乳半色アクリル樹脂は６０％から８８％前後に設定され、従来技術と比較して高くなる。この様な構成によれば、ＬＥＤランプは、効率的に光を取り出すことができると共に、従来技術と比較して５０％程度の電力で駆動することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本考案を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１乃至図３に示す様に、第１の実施の形態にかかるＬＥＤランプ１は、基材３と、複数のＬＥＤ素子５からなるＬＥＤアレイ７と、回路基板９と、乳半色アクリル樹脂からなる導光体１１とを備える。ＬＥＤランプ１は、直線状に延在する管体形状を備え、一般的に蛍光灯等に用いられているランプソケットに接続可能に構成される。
【００１１】
ＬＥＤアレイ７は、硬質なエポキシ樹脂等により構成された回路基板９と、複数のＬＥＤ素子５とを備える。ＬＥＤ素子５としては、チップ型又は砲弾型の何れの型のＬＥＤ素子を用いることが可能であるが、本実施の形態においては、の四角形状のレンズを有する砲弾型のＬＥＤ素子（例えば日亜化学工業製の製品番号：NGPWR70ASS）を用いて詳細な説明を行う。砲弾型に隆起した隆起部には、図示せぬ微小なチップが配置される。そして各ＬＥＤ素子５に配置されたチップは、回路基板９を貫通する様に延在する４本の導電線１３と接続される。これら４本の導電線１３のうち、２本はコモンカソード接続又はコモンアノード接続を用いて接続される。
【００１２】
回路基板９は、導光体１１の長手方向に向けて延在する様に形成された、細長い板状の形状を備える。また、回路基板９は、定格電流を流す為の図示せぬ導線及び抵抗又はダイオード等を備える。そして回路基板９の短手方向の両端は、基材３の内壁に形成された溝１５によって支持される。そしてこの様に回路基板９を溝１５によって支持することによって、基材３とＬＥＤアレイ７との間に、ＬＥＤ素子５が発した熱を消散させる為の間隙を形成することができる。そして回路基板９の長手方向の両端部には、外部電源に接続された図示せぬ電力供給部が形成される。
【００１３】
ＬＥＤ素子５としては、例えば白色ＬＥＤ素子を用いることができる。砲弾型のＬＥＤ素子５は、一定の間隔をもって直線状に配列される。ＬＥＤ素子５の間に形成される間隔は、ＬＥＤ素子の射出する光の量によって決定され、例えば１０ｍｍ程度とすることができる。この場合、ＬＥＤ素子５の射出する光の量が多ければ、ＬＥＤランプ１の射出する光の量を低下させることなく、ＬＥＤ素子５の間の間隔を広げることができる。本実施の形態においては、ＬＥＤ素子５は、直線状に配列されることとしたが、本発明によればＬＥＤ素子５を複数本の直線を形成する様に配列し、又はねじれ形状に配列することも可能である。また、本実施の形態では、同一の型のＬＥＤ素子５を用いることとしたが、本発明によれば異なる色、大きさ、照射方向、出力のＬＥＤ素子を用いることも可能である。砲弾型のＬＥＤ素子５は、チップ型のＬＥＤ素子と比較して発熱量が少ないという特性を有する為、砲弾型のＬＥＤ素子５は少ない発熱量が要求されるＬＥＤランプ１に好適である。
【００１４】
基材３は、アルミ等の金属によって形成される。そして基材３の内部は、ＬＥＤアレイ７を保持する為に略Ｕ字型に形成される。基材３の内壁１７は、回路基板９の端部を保持する為の溝１５を備える。基材３の上端は、テーパー状に形成されると共に、上端部がＬＥＤアレイ７から射出された光の反射面として作用する様に、高さが漸増する様な形状を備える。基材３の外壁に形成された溝１９は、導光体１１の形状に応じて形成される。
【００１５】
導光体１１は、直線状に延在する管体状に形成され、基材３を嵌め込むことが可能な形状に形成される。基材３が嵌め込まれるとＬＥＤランプ１の断面は略円形状となる。導光体１１の底面２１は、ＬＥＤアレイ７を覆う様な曲線状に形成される。そしてこの様な形状によって導光体１１は、凹レンズの機能を果たす。導光体１１は、透光率が６０％から８８％の乳半色アクリル樹脂によって形成される。より具体的には導光体１１の透光率としては、７３％から８５％であることが好適であり、さらに７８％から８０％であることが好ましい。またこの様な導光体１１は、図４に示す様に、略円形状からＬＥＤアレイ７が配置される部分に相当する楕円形状を削った様な断面形状を一様に有するものであるから、押出成型等によって容易に製造することができる。
【００１６】
考案者による実験によれば、この様なＬＥＤランプ１によって２００００ルクス以上の光を得ることができる。
【００１７】
具体的には、考案者による実験では、日亜化学工業製の白色ＬＥＤ素子（製品番号：ＮＳＰＷＲ７０ＡＳＳ）を、１０ｍｍ間隔で、４０個配列してＬＥＤランプを形成した。また、このとき導光体としては、透光率８０〜８５％の乳半色のアクリル性樹脂を加工して、直径２０〜３０ｍｍ、軸方向の長さが４０ｍｍの円柱体を形成したものを使用した。そしてこの様なＬＥＤランプに対して、１２Ｖの電圧を印加した。そしてカスタム社製の照度計ＬＵＸＭＥＴＥＲ  ＬＸ−１０００を用いてＬＥＤランプの照度を計測した。このときＬＥＤランプの導光体から１０ｍｍ程度離れた位置での照度は、２３５００ルクスであった。この様に、本発明にかかるＬＥＤランプによれば、室内用の照明の他に、例えば屋外に設置される看板等に用いる為にも十分な照度を得ることができる。
【００１８】
また導光体１１は、人体に有害な紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有することが好ましい。この様な紫外線吸収剤としては、アクリル樹脂に対して高い溶解性を有し、紫外線吸収効果がある材料であればどのようなものであってもよい。この様な紫外線吸収剤の例としては、例えば２４０ｎｍから３８０ｎｍ程度の波長の光を吸収するベンゾフェノンを含む樹脂、ベンゾトリアゾールを含む樹脂、サリチル酸フェニル系樹脂、安息香酸を含む樹脂を用いることができる。発明者の実験によれば、この様なＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ素子５から発せられた紫外線のうち、約９８％の紫外線をカットすることが可能である。また導光体１１は、柔軟性を向上させる為に、ゴム系の樹脂を混合させることが好ましい。硬質な導光体１１にＳｉ系の樹脂を混合させることによって、導光体１１を柔らかくすることができ、外部からの衝撃等によって破損することを防止することができる。
【００１９】
この様な導光体１１は、凹レンズ状に形成されている為、図５に示す様にＬＥＤ素子５から射出された光は広い角度でＬＥＤランプから射出される。導光体１１は、従来用いられていたカバーと比較して十分な厚さを有する為、ＬＥＤランプ１から射出される光には紫外線が含まれないこととなる。
【００２０】
この様なＬＥＤランプ１は、図示せぬ外部電力と接続された電力供給部から供給される電力によって駆動する。そしてこの様なＬＥＤランプ１は、例えば定格電流の６０％から８０％の電流で駆動する。ＬＥＤランプ１は、この様な低電流下での使用することができる為、省エネルギー化を実現することができ、さらに発熱量を減少させることができる。この様な低電流は、比較的高い抵抗値を有する抵抗や、ダイオードを接続することで実現される。そしてこの様な低電流下での駆動により、ＬＥＤランプ１では、ＬＥＤ素子の長寿命化を図ることができる。また、これらの変形例として、ＬＥＤランプ１に可変抵抗、又はＬＥＤ素子５の発光量を段階的に調整するスライド式のスイッチを用いることも可能である。
【００２１】
図６は、第２の実施の形態にかかるＬＥＤランプ３１を示し、ＬＥＤランプ３１における基材３３の両端部にはそれぞれコンバータ３５が形成される。コンバータ３５は、外部から供給された例えば１００Ｖ又は１１０Ｖの交流電流を、ＬＥＤ素子の駆動に適した例えば１２Ｖ又は２４Ｖの直流電流に変換する。そしてコンバータ３５で変換された電流は、ＬＥＤ素子に供給される。コンバータ３５は、例えば壁、天井等に形成された電源から電力が入力されるプラグ３７と一体的に形成される。そしてこの様なプラグ３７を、ＬＥＤランプ３１の両端に形成することによって、新たな設備を導入することなく、既存の蛍光灯の代用品として用いることができる。
【００２２】
図７及び図８は、第３の実施の形態にかかるＬＥＤランプ４１を示す。ＬＥＤランプ４１は、上述したＬＥＤランプ１と同一の構成を有する箇所がある為、該箇所については詳細な説明を省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明を行う。
【００２３】
本実施の形態における基材４３の内壁は、ＬＥＤ素子から射出された光を導光体に向けて反射することができる様に、所定の湾曲した形状に形成される。
【００２４】
また、基材４３の外壁には、基材４３の長手方向に亘ってヒートシンク４５が形成される。そしてこの様なヒートシンク４５は、ＬＥＤ素子の下側に形成される。そして基材４３におけるヒートシンク４５内部には、基材４３を貫通する様に形成された図示せぬスルーホールが形成される。この様に、ヒートシンク４５内部にスルーホールを形成することによって、ＬＥＤ素子が発した熱を効率的に放熱することができる。
【００２５】
図９及び図１０は、第４の実施の形態にかかるＬＥＤランプ５１を示す。ＬＥＤランプ５１は、上述したＬＥＤランプ１と同一の構成を有する箇所がある為、該箇所については詳細な説明を省略し、差異のある箇所についてのみ詳細な説明を行う。
【００２６】
ＬＥＤランプ５１における導光体５３は、三日月形状の中空部５５を備える。中空部５５は、導光体５３の長手方向に亘って形成される。そしてこの様な中空部５５を導光体５３内部に形成することによって、導光体５３内部におけるレンズ効果を向上させることができると共に、少ない樹脂によって導光体５３を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるＬＥＤランプの断面図である。
【図２】同ＬＥＤランプの断面図である。
【図３】同ＬＥＤランプが備える回路基板の上面図である。
【図４】同ＬＥＤランプが備える導光体の断面図である。
【図５】同ＬＥＤランプの断面図である。
【図６】第２の実施の形態にかかるＬＥＤランプの側面図である。
【図７】第３の実施の形態にかかるＬＥＤランプの斜視図である。
【図８】同ＬＥＤランプの断面図である。
【図９】第４の実施の形態にかかるＬＥＤランプの斜視図である。
【図１０】同ＬＥＤランプの断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    ランプ
３    基材
５    ＬＥＤ素子
７    ＬＥＤアレイ
９    回路基板
１１    導光体
１３    導電線
１５    溝
１７    内壁
１９    溝
２０    直径
２１    底面
３１    ＬＥＤランプ
３３    基材
３５    コンバータ
３７    プラグ
４１    ＬＥＤランプ
４３    基材
４５    ヒートシンク
５１    ＬＥＤランプ
５３    導光体
５５    中空部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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