JPH02226604A - 電球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電球用ソケットに着脱可能な電球に関する。

［従来の技閘コ 従来、この種の電球は、信号機、照明灯、街路灯などの
光源として多用されており、ソケットから供給される電
流により白熱発光するフィラメントを光源とする白熱電
球が一般的である。

この白熱電球を用いた照明機器、例えば信号機は、列車
や車両の運行上の安全を担うものであるため、一定の光
量の光を所定の方向に向けて照射する必要がある。従っ
て、信号機は、信号機用灯箱に収納した白熱電球の前面
に凸レンズを配置して構成することにより、白熱電球か
ら放射状に削出する光を凸レンズを介して所定の指向性
を備えた光（以下、指向性保持光という）に変換し、こ
の指向性保持光を信号機用灯箱から所定方向、具体的に
は運転者方向に向けて照射している。

更に近年では、フィラメントに替わる光源として発光ダ
イオードを使用し、この発光ダイオードを平板状のプリ
ント基板に複数個配置することによって、凸レンズを用
いることなく上記指向性保持光を発する信号機が、提案
されている。このような信号機によれば、白熱電球を使
用していた時の種々の不具合、例えば白熱電球が短寿命
であることやその寿命にバラツキがあること等に基づく
電球交換作業の煩雑化、信頼性の低下等を回避できると
いった利点が考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、種々の照明機器に、複数個の発光ダイオ
ードを電球に替わる光源として使用する場合、次のよう
な問題点が未解決のまま残されている。

例えば、信号機に使用する場合には、凸レンズを有する
従来の信号機用灯箱に既述した発光ダイオードのプリン
ト基板を配置すると、もともと指向性に優れた発光ダイ
オードからの光は凸レンズによって拡散されてしまい、
信号機としての視認性が低下してしまう。このため、列
車や車両等の運行上の安全性が低下する虞がある。つま
り、単純に従来の白熱電球と交換することができず、既
存の信号機の改造作業、例えば凸レンズの除去等を行っ
たり、既存の信号機を廃棄して新たな発光ダイオード用
の信号機を製作・設置したりする必要がある。

又、発光ダイオードに通電して点灯させるためのトラン
ス、整流器等の電Ｒ装置が上記プリント基板とは別に必
要なので、この電源装置を既存の信号機、街路灯などに
新たに設置しなければ、従来多用されている白熱電球を
、長寿命で信頼性の高い発光ダイオードを光源とするも
のに交換することができない。

本発明は上記問題点を解決するためになされ、白熱電球
との互換性を有すると共に、長寿命で且つ信頼性の高い
電球を提供することを目的とする。

発明の構成 口課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために本発明の採用した手段は、 電球用ソケットに着脱される口金が設けられた電球本体
に、複数の半導体発光素子を備えた電球であって、 前記複数の半導体発光素子から前記電球本体外部への射
出光の指向方向を、所望の位置に仮想した点光源から放
射される光の放射方向に一致させで、前記複数の半導体
発光素子を配列し、前記口金を介して電力の供給を受け
、前記複数の半導体発光素子に通電する電源装置を設け
たこと をその要旨とする。

［作用コ 上記構成を有する本発明の電球は、電球用ソケットに口
金が装着されると、この口金を介して電力の供給を受け
た電源装置からの通電によって複数の半導体発光素子が
発光し、光を電球本体外部へ射出する。そして、電球本
体外部への光の射出に際しては、射出光の指向方向を、
所望の位置に仮想した点光源から放射される光の放射方
向に一致させる。従って、本発明の電球から射出される
光は、フィラメントを用いた従来の電球と同様電球本体
″外部へ放射状に射出される。

尚、この点光源の仮想位置は、電球本体の内部であると
外部であるとを問わない。又、この点光源は、ただ−点
に限られるわけではなく、ある程度の許容性をもって定
めてもよい。

［実施例コ 次に、本発明に係る電球の実施例について図面に基づき
説明する。

第１図は第１実施例の電球１の斜視図、第２図は電球１
を信号機に使用した状態を説明するための説明図、第３
図は電球１の射光面の正面図、第４図は電球１の電気回
路図である。

第１図に示すように、第１実施例の電球１は、３本の口
金端子２ａ、２ｂ、２ｃを台座２ｄから突出した口金２
と、その上部に設けられた中空の電球筐体３とから構成
され、電球筐体３の半球状の射光面板４には、複数の発
光ダイオード５を突出させている。

この射光面板４は、各発光ダイオード５に通電するため
の配線パターンを、マ・スキング、エツチング等の周知
の工程からなるスクリーン印刷法にて、内側に形成した
プリント基板であり、発光ダイオード５は、その射出光
の指向方向が、第２図に示すように、電球筐体３内の仮
想点光源３ａから放射される光の放射方向と一致するよ
う、上記射光面板４の全面に配列・固定されている。発
光ダイオード５の取付は、射光面板４のスルーホールに
挿入した発光ダイオード５のアノード及びカソードを、
射光面板４内側の配線パターンにハンダ付けすることに
よって行われる。尚、発光ダイオード５は、第３図に示
すように、所定個数（本実施例では８個）を一つの発光
ユニッ）　（５ａ〜５ｉ）として、射光面板４の両端か
ら順次配列されている。

次に、電球１の電気回路について、第４図に基づき説明
する。図示するように、電球１の電気回路は、電力の供
給を受ける口金２の端子２ｂ、２０間の電圧をトランス
６により変圧し、全波整流器７により整流した二次側電
流を、トランス６の二次側コイルと直列に接続された発
光ユニット５ａ〜５１の各発光ダイオード５に通電して
、この発光ダイオードを発光させるよう構成されている
。

更に、トランス６、整流器７９発光ダイオード６を落雷
等による異常電圧から保護するために、トランス６の上
流側には一次側コイルと並列にアレスタ８を、下流側に
は二次側コイルと並列で各々は直列にバリスタ９ａ、　
　９ｂ７ｆ−備えている。そして、口金２の端子２ａは
、このバリスタ９ａ、９ｂ間に接続され、電球１のアー
ス端子となっている。電球１の電球筐体３内には、発光
ダイオード５に通電するための上記トランス６、全波整
流器７等の電源装置が組み込まれているので、電球１は
、口金２を介して電力の供給を受けると光を発する。

上記した電球１を、筐体前面に凸レンズを配置した既存
の信号機の白熱電球に替えて使用する場合について、第
２図を用いて説明する。尚、この電球１は、その既述し
た仮想点光源３ａの位置が上記白熱電球のフィラメント
と同一の位置となるよう、射出面板４の湾曲形状及び発
光ダイオード５の配列が設計されている。

図示するように、信号機用灯箱１０のソケ・ント１１に
電球１ｔｉ−装着すると、ソケット１１から電力の供給
を受けた電球１は、仮想点光Ｒ３ａから信号機用灯箱１
０の凸レンズ１２に向けて光が放射されるように、発光
ダイオード５から電球１の外部へ光を剥土する。そして
、凸レンズ１２は、発光ダイオード５からの光を信号機
用灯箱１０の外部へ通過させるに際し、同図に示すよう
に、−定の指向性を保持する光に変換する。

従って、電球１を従来用いられていた白熱電球の替わり
に既存の信号機のソケット１１に装着するだけで、信号
機は、発光ダイオードの発光する光をその光源とし、安
定した光量で視認性の高い指向性保持光を、長期にわた
って発することができる。この結果、既存の信号機設備
の有効利用や従来頻繁に行われていた電球交換作業の軽
減化を図ることができる。

次に、第２実施例の電球２０について、この電球２０を
一部破断して表した側面図である第５図を用いて説明す
る。尚、電球２０を説明す゛るにあたって、上記した電
球１と同一の構成についてはその説明を省略し、異なる
構成についての説明にとどめることにする。

電球２０は、第５図に示すように、電球筐体２１内に設
置した平板状のプリント基板２２に発光ダイオード２３
を垂直に配列・固定し、発光ダイオード２３に対向する
電球筐体２１の側面に凹レンズ２４を設けて構成されて
おり、その他の構成、例えば電気回路等は電球１と同様
である。従って、この電球２０を既述した信号機１０の
ソケット１１に装着すれは、各発光ダイオード２３から
は指向性の高い光がほぼ平行に剥土されるので、電球２
０全体としては、凹レンズ２４の焦点２４ａ（仮想点光
源）から信号機用灯箱１０の凸レンズ１２に向けて光が
放射されるように、電球２０の外部へ光を削出する。つ
まり、電球２０は、電球１と同様、白熱電球との互換性
を備え、長寿命で信頼性の高い電球であるといえる。こ
のため、電球２０を使用すれば、電球交換作業の軽減化
及び既存の信号機等の有効利用が可能となることは勿論
、発光ダイオード２３を平板状のプリント基板２２にハ
ンダ付すれば良いのでその作業が容易となり、製造コス
トの低減を図ることができる。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこう
した実施例に同等限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得るこ
とは勿論である。

例えば、第１実施例の各発光ダイオード５の射出面板４
における配列を、既述したように順序よく行うのではな
く、ランダムな配列としてもよい。

又、第４図に示す発光ユニットがトランス６の二次側コ
イルに対して直並列となるよう構成すれば、一部の発光
ダイオードが切れても、他の発光ユニットの発光ダイオ
ードが支障なく発光するので、保守点検に要する作業の
軽減が可能となる。尚、この様な構成とする場合は、一
部の発光ダイオードが点灯しなくなった際の射出面板に
おける射出光の光量に偏りがないよう、発光ダイオード
をランダムに配置することが好ましい。

更に、上記した構成に加えて、発光ユニットの発光ダイ
オードの極性が、第６図に示すように、隣合う発光ユニ
ット毎に逆となるようにすれば、全波整流器７を用いな
くても発光ダイオードが発光するので、全波整流器が不
要となり、部品点数及び製造コスト等の低減を図ること
ができる。

本実施例では、射出面板４を電球筐体３の一方の側面に
配置するよう構成したが、射出面板４を電球筐体３の両
側面又は四方の側面に配置することもできる。

又、発光ダイオード５を取付けた射出面板４は、当初か
ら半球状のものである必要はなく、電球筐体３への取着
後に半球状となればよい。つまり、発光ダイオードのハ
ンダ付けが完了した平板状の合成樹脂性プリント基板を
、半球状に加熱処理して使用することもできる。

更に、電球の射出光部を、第７図に示すように、発光ダ
イオード３０と半球状外板３１及びその開口部に取付け
られるプリント基板３２とから構成して、電球筺体３３
に固定する様にしてもよい。

この場合、アノード及びカソードがプリント基板３２の
配線パターンにハンダ付けされた各発光ダイオード３０
は、第１実施例と同様、仮想点光源から電球外部へ光が
放射されるように、その発光部を外部に向けて半球状差
板３１に固定されている。

加えて、電球の射出光部を、第８図（Ａ）の正参勤 面図及びそのＩ−Ｉ線断面図である第８図（Ｂ）に示す
ように、円盤状のプリント基板４０の配線パターンに、
各発光ダイオード４１のアノード及びカソードをハンダ
付けして構成し、各発光ダイオード４１からの光が、第
１実施例と同様、仮想点光源４１ａから電球外部へ放射
されるようにしてもよい。

発明の効果 以上実施例を含めて詳述したように、本発明の電球は、
電球用ソケットに着脱される口金と、この口金を介して
電力の供給を受け、電球本体に取り付けた複数の半導体
発光素子に通電する電′ａ装置とを備えているので、電
球用ソケ・ントに本発明に係る電球の口金を装着するだ
けで、複数の半導体発光素子を発光させ、電球本体外部
への光の射出に際しては、射出光の指向方向を、所望の
位置に仮想した点光源から放射される光の放射方向に一
致させることができる。従って、本発明によって、従来
の白熱電球との互換性を有すると共に、長寿命で且つ信
頼性の高い電球を提供することが、初めて可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の電球１の斜視図、第２図は電球１
を信号機に使用した状態を説明するための説明図、第３
図は電球１の射光面の正面図、第゛４図は電球１の電気
回路図、第５図は第２実施例の電球２０を一部硝断して
表した側面図、第６図は他の回路構成を例示する電気回
路図、第７図及び第８図は他の電球の構成の一部を例示
して説明するための説明図である。 １．２０・・・電球　２ａ、２ｂ、２ｃ・・・口金端子
２・・・口金　３，２１・・・電球筐体　４・・・射光
面板５．２３・・・発光ダイオード　６・・・トランス
７・・・全″ｆｊ１整流器　８・・・アレスタ９ａ、９
ｂ・・・バリスタ　１１・・・ソケット２２・・・プリ
ント基板 ２４・・・凹レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電球用ソケットに着脱される口金が設けられた電球
   本体に、複数の半導体発光素子を備えた電球であって、 前記複数の半導体発光素子から前記電球本体外部への射
   出光の指向方向を、所望の位置に仮想した点光源から放
   射される光の放射方向に一致させて、前記複数の半導体
   発光素子を配列し、 前記口金を介して電力の供給を受け、前記複数の半導体
   発光素子に通電する電源装置を設けたこと を特徴とする電球。