JP2016015351A - 直管型ｌｅｄランプ - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て容易な直管形ＬＥＤランプを提供する
【解決手段】 直管形ＬＥＤランプは、ＬＥＤ発光素子が実装された長尺状のＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板を支持する長尺状の支持基材と、ＬＥＤ基板を収容し、ＬＥＤ発光素子から発せられた光を透光する管状のカバーと、を有する直管型ＬＥＤランプにおいて、カバーには管内側に突出する一対のリブで形成された保持溝が複数設けられ、当該複数の保持溝は前記支持基材を臨んで対向し、支持基材の短手方向の各端部は、複数の保持溝のそれぞれに挿入されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、光源として複数のＬＥＤを用いた直管型ＬＥＤランプに関するものである。

蛍光灯に代えて、ＬＥＤ素子を複数使用した直管型ＬＥＤランプが普及している。直管型ＬＥＤランプは蛍光灯と比較して、長寿命であり、消費電力が少ないからである。直管型ＬＥＤランプは、ＬＥＤ単独では発光量が小さいため、複数のＬＥＤを直線状に一列または複数列に配置した状態で用いられている（特許文献１，２）。
しかしながら、例えば特許文献２に記載の蛍光灯兌換型発光ダイオード灯では、棒状合成樹脂外管体内の温度は複数の白色発光ダイオードから発生する熱によって上昇し、温度上昇が白色発光ダイオードの劣化を招く課題がある。
このような温度上昇によるＬＥＤランプの短命化の課題を解決するために、放熱板を有するＬＥＤランプが提案されている（特許文献３，４）。
特許文献３に記載の照明灯用灯具は、当該公報の図２に示すように発光体である発光ダイオード３から生じる熱を除く放熱板を兼用している反射板６を備えている。反射板６は略Ｗ字状に形成され、中央山型状の２個の傾斜面６１に、発光ダイオード３を配置した基板５がねじなどの固定手段Ｋによって取り付けられている。
また、特許文献４に記載の合成樹脂製蛍光灯用ランプシェードは、当該公報の図３に示すように、パイプ状ランプシェード１に設けた切れ込み溝に、ＬＥＤランプ４をセットした基盤３をその下部に取り付けたアルミニウム製放熱板２を嵌合させてあり、この放熱板によってＬＥＤランプ４からの熱を逃がすものである。
特許文献５に記載のＬＥＤランプは、当該公報の図１１に示すように管体６の内部に一体で設けた保持部６１、６２と管体６の背部側の内周面に囲まれた空間に放熱支持体１が収納され、放熱支持体１の外周面１ａ１に形成した放熱性膜１７と管体６の内周面に形成した放熱性膜６５を密着させ、放熱支持体１からの熱を放熱性膜１７を介して管体６の内周面の放熱性膜６５へ逃すものである。

特開２００１−３５１４０２号公報 特開２００４−３３５４２６号公報 特開２００８−７７９４８号公報 実用新案登録第３１４５１７４号公報 特許第５０１６５８７号広報

しかしながら、特許文献１〜３に記載されたＬＥＤランプは、いずれもＬＥＤから発生される熱を除く、あるいは、逃す機能を果たすことができる利点があるものの、特許文献３では反射板６と発光ダイオード３を配置した基盤５との組立てが面倒であり、特許文献４についても放熱板２とＬＥＤランプ４をセットした基盤３との関係において特許文献３と同様の課題がある。特許文献５では、放熱支持体１と管体６の内周面に形成する放熱性膜の形成が製造上及び、製作費用上も困難であるという課題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ＬＥＤから発生される放熱効率を落とすことなく、組立てが容易な直管型ＬＥＤランプを提供することを目的とする。

本発明に係る直管形ＬＥＤランプは、ＬＥＤ発光素子が実装された長尺状のＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板を支持する長尺状の支持基材と、ＬＥＤ基板を収容し、ＬＥＤ発光素子から発せられた光を透光する管状のカバーと、を有する直管型ＬＥＤランプにおいて、カバーには管内側に突出する一対のリブで形成された保持溝が複数設けられ、当該複数の保持溝は前記支持基材を臨んで対向し、支持基材の短手方向の各端部は、複数の保持溝のそれぞれに挿入されている。

また、リブは、管軸方向に沿って長尺状に形成されていてもよい。

さらに、複数の保持溝は、第１及び第２の保持溝の２つとされ、カバーの断面視において、カバーの内周を第１の保持溝から第２の保持溝までの方向に二分して規定される領域を第１内周領域と第２内周領域とした場合、当該直管型ＬＥＤランプの照射側を前記第１内周領域と仮定すると、第１内周領域の内周が前記第２内周領域の内周の長さよりも長くてもよい。

本発明によれば、ＬＥＤ基板から発生した熱を速やかに支持基材へ伝導し、効率的に放熱することが可能である。更に、組み立ての際、カバー内において支持基材を保持溝へ挿入し挟持させるだけで、ねじ等の固定手段が不要であり組立てが容易である。

本発明の直管型ＬＥＤランプの外観斜視図である。 同上の直管型ＬＥＤランプの口金部の部品構成図である。 同上の直管型ＬＥＤランプを示し、（ａ）は支持基材の外観斜視図、（ｂ） は支持基材とＬＥＤ基板の寸法を示す断面図である。 同上の直管型ＬＥＤランプを示し、（ａ）はカバーの断面図、（ｂ）はＬＥ Ｄ基板を支持した状態の支持基材とカバーの外観斜視図、（ｃ）はＬＥＤ基板を支 持した支持基材がカバー内に収納された状態の断面図である。 同上に用いる口金を示し、（ａ）は口金ピンと口金本体の外観斜視図、（ｂ ）は口金ピンが組立てられた口金本体の内部を示す外観斜視図、（ｃ）は口金本体の 内部を示す外観斜視図である。 同上に用いる口金周辺部を示し、（ａ）はＬＥＤ基板を支持した支持基材が 収納されたカバーに口金が嵌合する直前の断面斜視図、（ｂ）はその断面図、（ｃ） はＬＥＤ基板を支持した支持基材が収納されたカバーに口金が嵌合した状態の断面図 である。 同上に用いる端子台を示し、（ａ）は端子台と雌端子の外観斜視図、（ｂ） は雌端子が組立てられた端子台と基板接続端子の外観斜視図、（ｃ）は雌端子及び、 基板接続端子が組立てられた端子台を底面側から見た外観斜視図である。 同上に用いるＬＥＤ基板を支持した状態の支持基材と端子台の外観斜視図で ある。 同上に用いる支持基材とＬＥＤ基板を示し、（ａ）はＬＥＤ基板と支持基材 の外観斜視図、（ｂ）はＬＥＤ基板を支持した状態の支持基材断面図である。

以下に本発明の実施の形態に係る支持基材について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す実施例は本発明の口金構造における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、以下に示す実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下に示す実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

図１は本発明の実施例の形態に係る支持基材を採用した直管型ＬＥＤランプの説明図である。

直管型ＬＥＤランプ１は、円筒形状で透光性のカバー１１と、複数のＬＥＤ素子を実装したＬＥＤ基板１２と、カバー１１の両端に設けられた口金１４と、を備えている。また、口金１４は、カバー１１にインロー方式で装着された樹脂製の口金本体１５と、口金本体１５の端面から突出して図示を略する照明装置本体のソケットと係合する一対の口金ピン１６と、を備えている。

ＬＥＤ基板１２は、周知のプリント配線基板を用いることができ、例えば直管型ＬＥＤ照明１０に使用する場合には長さや細さに応じて、適宜のものを複数枚接続することができる。また、ＬＥＤ基板１２の長手方向の両端には、図２に示すＬＥＤ基板１２の幅方向に（カバー１１の径方向）に所定間隔を存して一対の端子面１７が設けられている。

前記ＬＥＤ基板１２は、図３（ａ）に示すような支持基材４に支持されている。支持基材４は、熱伝導率熱伝導率８０〜２５０Ｗ/(m・Ｋ)、剛性率２５〜８５(ＧＰａ)の物理特性を有する材料が適当である。例えば、厚さ０．４mmから０．８mmのＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）やＳＥＣＣ（電気亜鉛めっき鋼板）等の薄い鉄板である。該薄い鉄板をロール成形やプレスブレーキ加工により、幅方向の両側に複数回折り曲げ加工を施し、図３（ｂ）に示すように断面形状がコ字状の一対の支持樋４１（枠体状の挟持部）を全長に渡って形成している。支持樋４１の断面形状はＣ字状、Ｕ字状でもよく、ＬＥＤ基板１２を挟持した状態で、ＬＥＤ基板１２を載置部４１ｅ方向に押圧できる形状であればよい。
この支持樋４１により、支持基材４の剛性は前述の数値よりも向上し、特に支持基材４の長手方向と垂直な方向への剛性が向上し、本発明のように直管型ＬＥＤランプに組み立て、天井に設置した照明器具に取付けても直管型ＬＥＤランプの中央部が撓むことを防止できる。なお、支持基材４の長手方向の両端には口金１５の係止舌片１５ｄ（図６）と係合するための係合穴４２を備えている。

図９（ａ）（ｂ）に示すように、ＬＥＤ基板１２は裏面１２ｆを支持基材４の載置部４１ｅに接触する方向で、両側の支持樋４１に挿入して収納する。支持樋４１は弾性を有しており、図９（ａ）（ｂ）に示すように、載置部４１ｅの幅方向両側部の支点部４３を起点にして、斜め上方を向いた断面コ字状に屈曲されており、第一壁４４ｃ、第二壁４４ｂ及び庇４４ａから構成されている。この庇４４ａは、前記載置部４１ｅより上方に位置している。
図３（ｂ）に示すように、前記支持樋４１は、前記支持基材４の庇４４ａと前記ＬＥＤ基板１２の実装面との接点から前記載置部４１ｅまでの距離をＡとし、前記ＬＥＤ基板１２の厚さをＢとしたとき、ＡとＢの大小関係はＡ＜Ｂの関係が成立している。さらに、両側の庇４４ａの内面と前記ＬＥＤ基板１２との接点間の距離をＣとし、前記ＬＥＤ基板１２の幅をＤとしたとき、ＣとＤの大小関係は、Ｃ＝Ｄの関係が成立している。

図９（ｂ）に示すように、支持基材4の支持樋４１でＬＥＤ基板１２を支持した状態において、ＬＥＤ基板１２よりも下方に位置する第一壁４４ｃ及び第二壁４４ｂの二つの壁部とＬＥＤ基板１２の裏面１２ｆとで形成される空間があるため、前記支点部４３を支点として支持樋４１が弾性変形が可能となり、前記ＬＥＤ基板１２の支持樋４１への挿入が開始されたとき、該支点部４３を支点として前記距離Ａと前記厚さＢの差分だけ、前記支持樋４１が前記ＬＥＤ基板１２の裏面１２ｆから実装面方向へ変形し、前記支持樋４１へ前記ＬＥＤ基板１２の挿入が容易にできる。このとき、ＬＥＤ基板１２のエッジ１２ｂは庇４４ａの内面４１ａに接触した状態を維持している。

前記ＬＥＤ基板１２の挿入が完了した時点で前記支持樋４１の形状が復元し、前記支持樋４１の庇４４ａの内面４１ａに前記ＬＥＤ基板１２のエッジ１２ｂが接触しているので、前記庇４４ａによって前記ＬＥＤ基板１２が前記支持基材４の載置部４１ｅの方向に押圧され、前記載置部４１ｅと前記ＬＥＤ基板１２の裏面１２ｆとが密着する。したがって、ＬＥＤ素子の発光によりＬＥＤ基板１２で発生した熱は、前記載置部４１ｅへ伝搬し、支持基材４から放熱される。以上のように、ねじ等の固定手段を使わずに支持基材４へＬＥＤ基板１２を固定することが可能である。

透光性のカバー１１は、図４（ａ）に示すような断面形状をしており、カバーの内周面から内方に向けて、前述した支持基材４の支持樋４１が挿入可能な間隔で位置する、一対の平行なリブ１０１ａ、１０１ｂが長手方向の両側に延伸して形成されている。これにより支持基材４が挿入される保持溝１０１が設けられている。材料としては、半透明の樹脂、例えばポリカーボネートやアクリル樹脂が使われる。

図４（ｂ）に示すように、カバー１１の内方に設けた保持溝１０１に、ＬＥＤ基板１２を収納した支持基材４の支持樋４１を挿入して収納する。カバー１１は樹脂で形成されており、保持溝１０１内に剛性の高い支持樋４１が収納されることにより、カバー１１の剛性が向上し、本発明のように直管型ＬＥＤランプに組み立て、天井に設置した照明器具に取付けても直管型ＬＥＤランプの中央部が撓むことを防止できる。

口金ピン１６は、図5、図6に示すように、一対の雄端子１６ｃの先端部に圧入部１６ｂを介して端子ピン１６ａが突設された構成となっている。また、口金本体１５は、一側面が閉塞し他側面が開口した筒体で形状であり、その閉塞面に端子ピン１６ａを挿入する一対の孔１５ａが開口され、閉塞面の内面側の底面近くには係止部材となる係止舌片１５ｄが筒長方向に突設されている。口金ピン１６は、導電性の材料から中空または中実に形成され、口金本体１５は、樹脂の一体成形により形成されている。

口金ピン１６は、口金本体１５の開口側から端子ピン１６ａを先にして挿入され、図５（ｃ）に示す口金本体１５の孔１５ａに端子ピン１６ａが挿通されるとともに、口金ピン１６の圧入部１６ｂが孔１５ａに形成された回転止めリブ１５ｃに圧入される。この際、口金ピン１６の圧入部１６ｂの端面１６ｅが回転止めリブ１５ｃの端面１５ｂに突き当たるまで圧入する。口金ピン１６の圧入部１６ｂの軸の周りの面は、上下が平面、左右が円筒面となっており、回転止めリブ１５ｃを、その圧入部１６ｂの形状と対応した形状とすることにより、口金ピン１６の雄端子１６ｃの雄端子１６ｃが回動不能に位置決めされる。

前記口金本体１５には、端子台３が装着されている。端子台３は、底板部３９と、仕切部５０とから構成され、底板部３９の左右両側部には、支持基材４のガイド溝４１に対応した形状の位置決め脚３４が形成されている。仕切部５０は、底板部３９の左右両側部に立設された側板部５０ａと、底板部３９の中央部に立設された隔板部５０ｂと、これら側板部５０ａ及び隔板部５０ｂの間に横設された端子保持板部５０ｃを有している。端子保持板部５０ｃにおける前記雌端子３１の装着側には、縦方向にスリット３６ａが形成され、そのスリット３６ａの背面側には、雌端子３１と基板接続端子３２を係入するための溝３６が形成されている。なお、端子保持板部５０ｃの背面部はリブ３５となっている。

前記端子台３には、図７、図８に示すような雌端子３１と基板接続子３２が取付けられる。雌端子３１は、図７（ａ）に示すように全体が略Ｅ字形状となっており、上下の端部３１ａは内方に屈曲して、口金ピン１６の雄端子１６ｃが挿入される開口部を形成している。雌端子３１の背部には突起３１ｂが形成され、底面部近くには切欠き部３１ｃが形成されている。また、図７（ｂ）に示すように、基板接続端子３２は、全体が略Ｌ字形状となっており、直立面が背面方向に屈曲して挿入片３２ｃが形成されるとともに、水平方向（ＬＥＤ基板１２方向）に延びる端子片３２ａが形成されている。雌端子３１と端子片３２は弾性を有するりん青銅等の薄い金属板により形成される。

開口部を形成する雌端子３１の上下端部３１ａは、口金ピン１６の雄端子１６ｃの上下面に平行なので、口金ピン１６の雄端子１６ｃを、その開口部に挿入する際、上下端部３１ａがガイドとなり適正な状態で挿入される。雌端子３１は金属製バネで、上下端部３１ａは挿入された雄端子１６ｃの上下の平面に密着する。

図７（ａ）に示す通り、端子台３の溝３６に雌端子３１の下部に付いた一対の切欠き３１ｃを下にして挿入し、溝３６に雌端子３１の中央部に付いた一対の突起３１ｂを圧入する。
また、図７（ｂ）に示す通り、基板接続端子３２は挿入片３２ｃを端子台３の溝３６に挿入し端子台３のリブ３５に屈曲部３２ｂ（図５（ｂ））を挟むようにして突き当たるまで押し込み固定する。端子台３の溝３６の内部で雌端子３１と基板接続端子３２が密着し電気的に接続される。
端子台３の底部には、図７（ｃ）に示すように、口金本体１５に設けた係合舌片１５ｄ（図２）と係合するための係合孔３８を形成している。
以上の工程により、端子台３が組立てられる。端子台の材料としては、絶縁性や剛性の観点から、ポリブチレンテレフタレートやポリオキシメチレン、ナイロン等の樹脂が適当である。

次に、図８を用いて、端子台３に組込まれた基板接続端子３２と、ＬＥＤ基板１２の端子面１７との接続について説明する。支持基材４の両側に形成された支持樋４１に、端子台３の下部両側に付いた位置決め脚３４と、基板１２とを挿通させると、基板接続端子３２と端子面１７が直管型ＬＥＤランプの中心軸方向に並ぶ。
支持基材４に端子台３及びＬＥＤ基板を挿通させ、端子台３の端面３３aがＬＥＤ基板１２の端面１２ａに当接するまで行う。基板接続端子３２の端子片３２ａがＬＥＤ基板１２に乗り上げると、ばね材で形成された端子片３２ａが上方に変形し端子面１７に密着する。端子片３２ａは、ＬＥＤ基板１２の厚み分だけ変形することで弾性力が発生し、電気的に安定した状態で接続される。

口金１４をカバー１１の端面に嵌合するとき、口金１４の内側から突出している雄端子１６ｃと端子台３の端面３３ｃがＬＥＤ基板１２に向かって進んでいき、雄端子１６ｃが雌端子３１の上下端部３１ａで構成される開口部を通過し、やがて雌端子３１に挟持される。

図６（ｂ）に示す通り、カバー１１の一方の端部に口金１４を嵌合させる際、口金本体１５に設けた係止舌片１５ｄが支持基材４の係止孔４２と係合する。さらに端子台３の係止孔３８とも係合する。カバー１１のもう一方の端部にも前述と同じ構成で口金１４を嵌合させる。この嵌合により、口金本体１４はカバー１１の両端にカバーの長手方向にカバーの両端部によって、位置決め、固定されるため、従動的に雄端子１６ｃ、雌端子３１、端子片３２、ＬＥＤ基板の端子面１７が接続され、口金ピン１６aから供給される電気がＬＥＤ基板まで通じる。

請求項に記載された以外の発明としては以下のものがある。
（イ）ＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板からの熱を放熱するとともに、前記ＬＥＤ基板を支持する支持基材を収容するカバーとを有する直管型ＬＥＤランプにおいて、前記支持基材は、前記ＬＥＤ基板を載置する載置部と、該載置部の長辺側の両端部に形成される前記ＬＥＤ基板の幅方向両側部を挟持する挟持部とを有しており、前記挟持部は、前記ＬＥＤ基板の幅方向のエッジ部と接触して前記ＬＥＤ基板を前記載置部方向に押圧する弾性力を有していることを特徴とするもの。
（ロ）前記挟持部は、前記ＬＥＤ基板の幅方向のエッジ部を収容可能な空間部を有する枠体状の支持樋であり、該支持樋は、前記支持基材の幅方向両側部を屈曲させて形成され、前記載置部との境界部である支点部を支点として弾性力を有していることを特徴とするもの。
（ハ）前記支持樋は、前記支持基材の幅方向両側部を下方に向けて、断面コ字状となるように屈曲させ、支持樋の庇となる部分を前記載置部より上方に位置させたことを特徴とするもの。
（ニ）前記支持樋の庇は、前記載置部にＬＥＤ基板を載置した状態で、該ＬＥＤ基板の幅方向エッジ部が前記庇の内面部に線接触する位置にあることを特徴とするもの。
（ホ）前記カバーの内周面に、前記支持基材の支持樋を嵌入する保持溝を形成したことを特徴とするもの。
（へ）前記支持樋は、前記支持樋の庇の内面における前記ＬＥＤ基板との接点から前記載置部までの距離をＡとし、前記ＬＥＤ基板の厚さをＢとしたとき、ＡとＢの大小関係は、Ａ＜Ｂであり、さらに、両側の前記庇の内面と前記ＬＥＤ基板との接点間の距離をＣとし、前記ＬＥＤ基板の幅をＤとしたとき、ＣとＤの大小関係は、Ｃ＝Ｄの関係が成立するように形成されたことを特徴とするもの。

上記の発明によれば、ＬＥＤ基板から発生した熱を速やかに支持基材へ伝導し、効率的に放熱することが可能である。更に、組み立ての際、カバー内において支持樋を保持溝へ挿入し挟持させるだけで、ねじ等の固定手段が不要であり組立てが容易である。
また、前記支持基材は複数回折り曲げることで支持樋を形成しており、この構造により支持基材自体の剛性が高くなっており、更にカバーの内周面に設けられた一対の保持溝に前記支持樋が挟持されるため、剛性が向上しＬＥＤランプの長さ方向の撓みが防止できると同時に、ＬＥＤランプの中心軸に対しての捩れも防止できる。

１ 直管型ＬＥＤランプ
３ 端子台
４ 支持基材
１１ カバー
１２ ＬＥＤ基板
１２ａ 端面
１２ｂ エッジ
１２ｆ 裏面
１３ ＬＥＤ素子
１４ 口金
１５ 口金本体
１５ａ 口金ピン挿入孔
１５ｂ 口金ピンの面が当接する面
１５ｃ 回転止めリブ
１５ｄ 係止舌片
１６ 口金ピン
１６ａ 端子ピン
１６ｂ 圧入部
１６ｃ 雄端子
１６ｅ 面
１７ 端子面
３１ 雌端子
３１ａ 雌端子の端部
３１ｂ 雌端子の突起
３１ｃ 切欠部
３２ 基板接続端子
３２ａ 端子片
３２ｂ 屈曲部
３３ｃ 挿入片
３５ リブ
３６ 端子台の溝
３８ 端子台の係合孔
４１ 支持樋
４１ａ 内面
４１ｅ 載置部
４２ 係止孔
４３ 支点部
４４ａ 庇
４４ｂ、４４ｃ 壁
１０１ 保持溝
１０１ａ、１０１ｂ 平行なリブ

Claims (3)

1. ＬＥＤ発光素子が実装された長尺状のＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板を支持する長尺状の支持基材と、
   前記ＬＥＤ基板を収容し、前記ＬＥＤ発光素子から発せられた光を透光する管状のカバーと、
   を有する直管型ＬＥＤランプにおいて、
   前記カバーには管内側に突出する一対のリブで形成された保持溝が複数設けられ、当該複数の保持溝は前記支持基材を臨んで対向し、
   前記支持基材の短手方向の各端部は、前記複数の保持溝のそれぞれに挿入されている、直管型ＬＥＤランプ。
2. 前記リブは、管軸方向に沿って長尺状に形成されている、請求項１に記載の直管型ＬＥＤランプ
3. 前記複数の保持溝は、第１及び第２の保持溝の２つとされ、
   前記カバーの断面視において、前記カバーの内周を前記第１の保持溝から前記第２の保持溝までの方向に二分して規定される領域を第１内周領域と第２内周領域とした場合、当該直管型ＬＥＤランプの照射側を前記第１内周領域と仮定すると、前記第１内周領域の内周が前記第２内周領域の内周の長さよりも長い、請求項１又は２に記載の直管型ＬＥＤランプ。