説明

直管型照明装置

【課題】LEDチップから発生する熱を十分に放熱することができるばかりでなく、口金部分の寸法をできるだけ小さくすることが可能な、その両端部にLEDチップからなる光源を有する直管型照明装置を提供する。
【解決手段】円柱状本体、該円柱状本体の両端部に取り付けられる口金部分及び口金部分内に配置されるLED基板を少なくとも備えてなる直管型照明装置であって、LED基板は、平坦な2つの面及び光源としてのLEDチップを備え、口金部分は、第1の金属ケース、第2の金属ケース及びエンドキャップを備え、第1の金属ケースは、少なくとも1つの嵌合孔を有する円柱状底壁及び環状側壁により画定される第1の中空空間を備え、第2の金属ケースは、底板と環状側壁により画定される第2の中空空間を備え、第1の金属ケースの円柱状底壁と第2の金属ケースの底板との間にLED基板が面接触するように挟持される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、LEDチップを用いた直管型照明装置に関し、特に、その両端部にLEDチップからなる光源を有する直管型の照明装置において、LEDチップから発する熱を放熱する構造を備える直管型照明装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、その両端部にLEDチップからなる光源を配置する蛍光灯のような直管型照明装置が提案されてきている(特許文献1参照)。
【0003】
このようなLEDチップを光源とする照明装置においては、光量を増大化させる一方、その寿命を向上させるために、LEDチップから発生する熱を放熱する必要がある。特許文献1に示される照明具においては、送風機を備え、管内の空気を循環させるとともに、管外との対流を促進させることで、管内の温度上昇を抑えている。その他の放熱手段としては、例えば、特許文献2に示される発光ダイオードを用いた照明装置おいては、ヒートシンクのような放熱体を介して発光素子から発生する熱を放熱させる方法等も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−129282号公報
【特許文献2】特開2003−124520号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、その両端部にLEDチップからなる光源を配置する直管型照明装置(以下、「LED蛍光灯」ともいう。)においては、上述したような送風機やヒートシンクなどを設けると、これらが設けられる口金部分の寸法を大きくする必要がある。それにより、LED蛍光灯は、蛍光灯としての全体の寸法が大きくなり、従来の蛍光灯と異なる寸法になる。そのため、従来の蛍光灯に代えて使用することが不可能となる恐れがある。あるいは、該LED蛍光灯を従来の蛍光灯に代えて使用できるように、従来の蛍光灯に適合する寸法にすると、照明部分としての蛍光灯部分の寸法が小さくなり、蛍光灯としての照射範囲を狭くしてしまう。
【0006】
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、簡単な構造でLEDチップから発生する熱を十分に放熱することができるばかりでなく、口金部分の寸法をできるだけ小さくすることが可能な、その両端部にLEDチップからなる光源を有する直管型照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明に係る直管型照明装置は、円柱状本体、該円柱状本体の両端部に取り付けられる口金部分及び口金部分内に配置されるLED基板を少なくとも備えてなる直管型照明装置であって、LED基板は、平坦な2つの面及び一方の面に取り付けられている光源としてのLEDチップを備え、口金部分は、それぞれ、第1の金属ケース、第2の金属ケース及びエンドキャップを備え、第1の金属ケースは、少なくとも1つの嵌合孔を有する円柱状底壁及び環状側壁により画定される第1の中空空間を備え、第2の金属ケースは、底板と環状側壁により画定される第2の中空空間を備え、第1の金属ケースの円柱状底壁と第2の金属ケースの底板との間にLED基板が少なくとも部分的に密着し、面接触するように挟持されることを特徴とする。
【0008】
本発明に係る直管型照明装置は、また、LED基板の平坦な両面と面接触する第1の金属ケースの円柱状底壁の面及び第2の金属ケースの底板の面は平坦に形成され、第1の金属ケース、第2の金属ケース及びLED基板は、締結手段により、第1の金属ケースの円柱状底壁と第2の金属ケースの底板との間にLED基板が少なくとも部分的に密着するように、一体的に締結されることを特徴とする。
【0009】
本発明に係る直管型照明装置は、さらに、第2の金属ケースの環状側壁は、第2の中空空間を閉じている底板が設けられている側から順に、閉鎖側連結部、把持部及び開口側連結部を含み、閉鎖側連結部が、第1の金属ケースの第1の中空空間内に嵌合されることで、第1の金属ケースの円柱状底壁と第2の金属ケースの底板との間でLED基板を挟持し得ることを特徴とする。
【0010】
また、本発明に係る直管型照明装置は、第1の金属ケース及び/または第2の金属ケースは、その環状外周面の少なくとも一部に凹凸部が形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る直管型照明装置は、その口金部分が第1及び第2の金属ケースの2つに分割され、LED基板が、第1及び第2の金属ケースの間に挟持されるように構成されることにより、LEDチップから発生する熱は、LED基板の両面から2つの金属ケース31、32を通って外部環境に容易に放熱され得る。特に、LED基板の平坦な表面及び裏面が、それぞれ、第2の金属ケースの底板の平坦な裏面及び第1の金属ケースの円柱状底壁の平坦な表面に密着し、面接触するように構成されることにより、LEDチップから発生する熱は、LED基板の本体を通って第1及び第2の金属ケースへ円滑に流れることが可能となり、放熱効果を向上させる。さらに、第1及び/または第2の金属ケースの外周面に凹凸部が形成されることで放熱効果がさらに向上する。さらに、本発明に係る直管型照明装置は、構造が簡単で組み立ても容易である。また、送風機やヒートシンクのような放熱のための部材を必要とすることがないので、口金部分をコンパクトな構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明に係る直管型照明装置の斜視図である。
【図2】図1に示される直管型照明装置の口金部分を示し、(a)は、その正面図であり、(b)は、その側面図である。
【図3】図2(a)のIII−III線に沿う口金部分の断面図である。
【図4】図1に示された直管型照明装置の口金部分の分解図である。
【図5】口金部分を構成する第1の金属ケースを示し、(a)は、正面図、(b)は、側面図、(c)は、裏面図である。
【図6】口金部分を構成する第2の金属ケースを示し、(a)は、正面図、(b)は、側面図、(c)は、裏面図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら本発明に係る直管型照明装置の実施態様について説明する。
【0014】
図1に示されるように、本発明に係る直管型照明装置1は、従来の蛍光灯に代えて使用できるように構成されている、LEDチップを用いた蛍光灯タイプの照明装置である。該照明装置1は、照明部分としての円柱状本体10、配線パイプ20及び対をなして配置される口金部分30、30’を備えている。
【0015】
円柱状本体10は、例えば、アクリル樹脂から概略円柱状に形成され、直管型照明装置1の円柱状本体を構成しており、円柱状本体10内にLEDチップ45(図3及び4参照)から照射される光を反射及び/または拡散して外部に案内する。なお、円柱状本体10は、筒状の中空管であってもよい。
【0016】
配線パイプ20は、例えば、アルミニウムから細長い円筒状に形成される。該配線パイプ20内には、一方の口金部分30に配置されるLED駆動回路50と他方の口金部分30’に配置されるLED駆動回路50とを電気的に接続する配線が収納される。配線パイプ20は、円柱状本体10の上方に該円柱状本体10と平行に配置される。本実施態様では、配線パイプ20を設けているが、必要に応じて省略されることが可能である。
【0017】
本発明は、直管型照明装置1の筒状本体両端部に対をなして配置される口金部分30、30’に特徴があり、以下、この一対の口金部分30、30’について詳細に説明する。照明装置1の筒状本体の両端部に配置される2つの口金部分30、30’は、概略同じ形状をしているので、本明細書では、一方に配置される口金部分30についてのみ説明する。
【0018】
図2〜4に示されるように、口金部分30は、第1の金属ケース31、第2の金属ケース32及びエンドキャップ33を備えている。第1及び第2の金属ケース31、32及びエンドキャップ33は、この順に、他方に配置される口金部分30’の側から直管型照明装置1の端部に向かって配置されている。
【0019】
第1の金属ケース31は、例えば、アルミニウムのような熱伝導性に優れた金属材料から形成される。第1の金属ケース31は、概略有底の円筒形状を成しており、環状側壁311、円柱状底壁312及び側壁311と底壁312とで画定される第1の中空空間313を備えている。円筒形状の第1の金属ケース31は、後述するように放熱体として機能する。そのため、環状外周面全体の表面積が発熱体としてのLED基板40の表面411または裏面412の表面積より大きく設定されることが好ましい。
【0020】
円柱状底壁312には、第1の嵌合孔314、第2の嵌合孔315が形成されている。第1の中空空間313は、正面側(図3においてエンドキャップ33側)に向かって開放しており、第1及び第2の嵌合孔314、315は、いずれも、円柱状底壁312の裏面3122側(他方に配置される口金部分30’側)に向かって開放している。
【0021】
第1の嵌合孔314は、有底であって、底面部3141を有し、図3に示されるように、円柱状底壁312の裏面3122側から円柱状本体10の一端部が挿入、嵌合される。第1の嵌合孔314は、また、矩形状の貫通孔316を介して第1の中空空間313に連通するように形成される。
【0022】
第2の嵌合孔315は、第1の中空空間313に連通するように、円柱状底壁312を貫通する孔として形成されている。第2の嵌合孔315には、円柱状底壁312の裏面3122側から配線パイプ20の一端部が挿入、嵌合される。なお、第1の嵌合孔314は、図3及び5(c)に示されるように、第2の嵌合孔315の下側に配置される。
【0023】
第1の中空空間313は、円筒形状をなしており、上述したように環状の側壁311と円柱状底壁312により画定されており、正面側(図3において、エンドキャップ33側)に向かって開放している。第1の中空空間313を画定する円柱状底壁312の表面3121は、概ね平坦な面として形成されている。円柱状底壁312の表面3121の一部には、図5(a)に示されるように、所望の広さと比較的浅い深さを有する第1の凹部317及び第2の凹部318が形成されている。第1の凹部317は、矩形状貫通孔316を取り囲むように配置され、第2の凹部318は、第2の嵌合孔315を取り囲むように配置される。第1の凹部317と第2の凹部318は、これに限定されるものではないが、一部連結するように形成されていることが好ましい。また、本実施態様では、第1の凹部317は、第2の凹部318より若干浅く形成されているがこれに限定されるものではない。第1及び第2の凹部317、318内には、いずれも、LED基板40に半田付けされるLEDチップ45への配線部分が収容される。円柱状底壁312には、さらに、それに限られるものではないが、第1の凹部316を挟んでその両側に、一対のネジ穴319、319が形成されている。該ネジ穴319、319は、円柱状底壁312の表面3121から裏面3122に向かって該円柱状底壁312を貫通していてもよい。
【0024】
第1の中空空間313内には、正面側(図3において、エンドキャップ33側)から第2の金属ケース32の閉鎖側連結部321が挿入、嵌合される。第1の中空空間313を画定する環状側壁311の環状内周面には、少なくとも1つの位置決め用の隆起部3111が形成されていることが好ましい。なお、第1の中空空間313を画定する環状側壁311の環状内周面は、正面開放側に向かって次第に拡開する円錐状傾斜面として形成されてもよい。この場合、第1の中空空間313内に嵌合される第2の金属ケース32の閉鎖側連結部321の環状外周面を底板324の裏面3241側(他方に配置される口金部分30’側)に向かって次第にその外径が小さくなるように形成する。第1の金属ケース31の環状側壁311の環状内周面及び第2の金属ケース32の閉鎖側連結部321の環状外周面をこのように形成することにより、第1の中空空間313内への第2の金属ケース32の挿入嵌合が円滑に且つ強固に行える。
【0025】
また、環状側壁311の環状外周面には、後述する第2の金属ケース32の環状側壁を構成する把持部322の環状外周部に設けられているように、ローレット切りや隆起部による凹凸部が設けられていてもよい。このような凹凸部を設けることで、放熱面積が大きくなるとともに、第1の金属ケース31を把持し易くなる。
【0026】
第1の中空空間313は、上述したように、円柱状底壁312の表面3121に形成されている第1の凹部317に開口する概略矩形状の貫通孔316を介して第1の嵌合孔314と連通している。第1の中空空間313は、さらに、第2の凹部318に開口する貫通孔としての第2の嵌合孔315にも連通している。第1の中空空間313内には、図3に示されるように組み立てられたとき、LED基板40が収容され、さらに、第1の中空空間313内には、第2の金属ケース32の閉鎖側連結部321が嵌合されることで、LED基板40は、第1の金属ケース31の円柱状底壁312と第2の金属ケース32の底板324との間に挟持される。このとき、LED基板40の一方の面を構成する表面411は、第2の金属ケース32の底板324の平坦な裏面3241(他方に配置される口金部分30’側の平面)と面接触する。同様に、LED基板40の他方の面を構成する裏面412は、第1の金属ケース31の円柱状底壁312の平坦な表面3121とそれぞれ面接触する。
【0027】
第2の金属ケース32も、熱伝導性に優れた金属材料から形成される。第2の金属ケース32は、有底円筒形状を成しており、閉鎖側連結部321、把持部322及び開口側連結部323を含む環状側壁320、底板324及び環状側壁320と底板324とで囲まれる第2の中空空間325を備えている。また、円筒形状をなす第2の金属ケース32も、第1の金属ケース31と同様に放熱体として機能するので、その環状外周面全体の表面積が発熱体としてLED基板40の表面411または裏面412の表面積より大きく設定されることが好ましい。
【0028】
第2の中空空間325は、正面側(図6(b)において、左側)に向かって開放されている。第2の金属ケース32に設けられている第2の中空空間325内には、LEDチップ45から光を照射させるための電源や電気回路を含む駆動部50が収容される。
【0029】
環状側壁320を構成する閉鎖側連結部321は、上記第1の金属ケース31に設けられている中空空間313内に嵌合される。閉鎖側連結部321の外周面には、上記第1の金属ケース31の環状側壁311の内周面に形成されている位置決め用隆起部3111と係合する位置決め用溝部3211が設けられていることが好ましい。隆起部3111と溝部3211は、組み立て時にそれらを係合させることで第1の金属ケース31と第2の金属ケース32との間の相対的位置が正しく決められる。また、閉鎖側連結部321の環状外周面は、円錐傾斜面として、具体的には、底板324の裏面3241側(他方に配置される口金部分30’側)に向かって次第にその外径が小さくなるように形成されてもよい。
【0030】
環状側壁320を構成する把持部322の環状外周面には、ローレット切りや隆起部のような凹凸部3221が設けられることが好ましい。凹凸部3221を設けることにより放熱のための表面積が大きくなり、効率よく放熱することが可能となる。また、凹凸部3221を設けることで、第2の金属ケース32が掴み易く、組み立てが容易となる。また、把持部322の環状外周面は、第1の金属ケース31の中空空間313内から露出している。この露出している把持部322の環状外周面の表面積は、第1の金属ケース31の中空空間313内と嵌合している閉鎖側連結部321の表面積より大きい表面積を有するように設定されることで、より効率良く放熱することが可能となる。
【0031】
環状側壁320を構成する開口側連結部323は、エンドキャップ33に設けられている第3の中空空間333内に嵌合され、密封される。開口側連結部323の環状外周面には、エンドキャップ33の環状側壁331の環状内周面に形成されている隆起部3331に係合する位置決め溝3231が設けられていてもよい。開口側連結部323の環状外周面は、また、閉鎖側連結部321と同様に、円錐状傾斜面として、具体的には、開口端に向かって次第にその外径が小さくなるように形成されてもよい。なお、本実施態様では、閉鎖側連結部321及び開口側連結部323は、把持部322の外径より小さい外径を有するように形成されているがこれに限定されるものではない。
【0032】
第2の中空空間325を画定する第2の金属ケース32の底板324において、一方の面を構成する表面3242及び他方の面を構成する裏面3241は、概ね平坦な面として形成されている。底板324には、また、第2の金属ケース32の空間325と第1の金属ケース31の中空空間313の中空空間3132を連通する所望の大きさの貫通切り込み326が形成されている。この貫通切り込み326内には、駆動部50とLEDチップ45とを電気的に接続する配線が配置される。底板324には、さらに、底板324を貫通する一対の穴329、329が形成されている。該穴329、329は、第1の金属ケース31の円柱状底壁312に開けられた一対のネジ穴319、319に対応して形成される。
【0033】
エンドキャップ33は、電気的に絶縁性の合成樹脂材料から形成される。エンドキャップ33は、有底円筒形状を成しており、環状側壁331、底板332及び環状側壁331と底板332とで囲まれる第3の中空空間333を備えている。第3の中空空間333は、裏面側(図4において、第1の金属ケース31側)に向かって開放されている。エンドキャップ33は、該エンドキャップ33の第3の中空空間333内に第2の金属ケース32の開口側連結部323が嵌合することで、第2の金属ケース32の中空空間325を閉じ、密封する。底板332の正面側(図4において、左側)には、既存の蛍光灯設備のソケットに係合されるプラグとしてのピン334が設けられることが好ましい。
【0034】
次に、第1の金属ケース31の円柱状底壁312と第2の金属ケースの底板324との間に挟持されるLED基板40の構造について簡単に説明する。
【0035】
LED基板40は、一方の面を構成する概略平坦な表面411と該表面411と対向し他方の面を構成する概略平坦な裏面412を有する概略円盤状の基板本体41、及び該基板本体41の裏面412上に取り付けられた発光体としてのLEDチップ45を備えている。本実施態様では、基板本体41の上方に配線用切り込み47が、及び該基板本体41の中間部に一対の締結ネジ用切り込み49、49が形成されている。基板本体41の表面411またはその裏面412には、LEDチップ45と駆動部50を電気的に連結する配線が形成されている。
【0036】
以上のような構成を備える口金部分30を含む直管型照明装置1の組み立て方法について図3及び4を用いて簡単に説明する。なお、他方の口金部分30’ 及び第1の金属ケース31と導電ロット10及び配線パイプ20との結合は完了しているものとする。
【0037】
最初に、LED基板40が、該LED基板40の基板本体41に取り付けられているLEDチップ45が第1の金属ケース31に設けられている矩形状貫通孔316内を通って第1の嵌合孔314内に臨むように、第1の金属ケース31の第1の中空空間313内に配置される。この時、LED基板40の基板本体41の平坦な裏面412が第1の金属ケース31の円柱状底壁312の平坦な表面3121に接触する。また、上述したように、第1の金属ケース31の第1の嵌合孔314及び第2の嵌合孔315には、導電ロット10及び配線パイプ20がそれぞれ、嵌め込まれている。
【0038】
次に、第2の金属ケース32の閉鎖側連結部321が、該第2の金属ケース32が第1の金属ケース31との間でLED基板40を挟持するように、第1の金属ケース31の中空空間313内に嵌め込まれる。このとき、LEDチップ45からの配線がLED基板40の基板本体41の配線用切り込み47及び第2の金属ケース32の底板324の貫通切り込み326を通って第2の金属ケース32の第2の中空空間325内に導かれる。
【0039】
続いて、ネジ60などの締結手段により、第1の金属ケース31及び第2の金属ケース32が一体的に締結される。それにより、LED基板40は、第1の金属ケース31の円柱状底壁312の平坦な表面3121と第2の金属ケース32の底板324の平坦な裏面3241との間に挟まれ、支持される。同時に、LED基板40の基板本体41の平坦な表面411及び平坦な裏面412は、それぞれ、第2の金属ケース32の底板324の平坦な裏面3241及び第1の金属ケース31の円柱状底壁312の平坦な表面3121に密着し、互いに面接触する。この場合、LED基板40の基板本体41の平坦な表面411及び平坦な裏面412と、第2の金属ケース32の底板324の平坦な裏面3241及び第1の金属ケース31の円柱状底壁312の平坦な表面3121とのそれぞれの密着は、部分的であってもよい。
【0040】
次に、駆動部50と口金部分30及び30’から案内されてきた配線とを連結した後、これらを第2の金属ケース32の第2の中空空間325内に固定する。
【0041】
続いて、エンドキャップ33の第3の中空空間333内に第2の金属ケース32の開口側連結部323を嵌め込み、エンドキャップ33を固定するとともに、第2の金属ケース32の中空空間325を密封する。以上のようにして形成された直管型照明装置1の組み立ては、完了する。
【0042】
本発明に係る直管型照明装置1は、上述したように、その口金部分30が第1及び第2の金属ケース31及び32の2つに分割されるとともに、LED基板40が、第1及び第2の金属ケース31、32に挟まれ、支持されるように構成されている。このような構成により、LEDチップ45から発生する熱は、2つの金属ケース31、32を介して外部環境に容易に放熱され得る。特に、LED基板40の表面411及び裏面412が、それぞれ、第2の金属ケース32の底板の裏面3241及び第1の金属ケース31の円柱状底壁312の表面3121に密着し、面接触するように構成されている。それにより、LEDチップ45から発生する熱は、LED基板40の基板本体41を通って第1及び第2の金属ケース31及び32へ円滑に流れることが可能であり、放熱効果を向上させる。さらに、第1及び/または第2の金属ケース31及び32の外周面に凹凸部が形成されることで放熱効果がさらに向上する。
【符号の説明】
【0043】
1 直管型照明装置
10 円柱状本体)
30 口金部分
31 第1の金属ケース
311 環状側壁
312 円柱状底壁
3121 (LED基板と接触する)表面
313 第1の中空空間
32 第2の金属ケース
320 環状側壁
321 閉鎖側連結部
322 把持部
3221 凹凸部
323 開口側連結部
324 底板
3241 (LED基板と接触する)裏面
325 第2の中空空間
33 エンドキャップ
40 LED基板
45 LEDチップ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円柱状本体、該円柱状本体の両端部に取り付けられる口金部分及び口金部分内に配置されるLED基板を少なくとも備えてなる直管型照明装置において、
前記LED基板は、平坦な2つの面、及び一方の面に取り付けられている光源としてのLEDチップを備え、
前記口金部分は、それぞれ、第1の金属ケース、第2の金属ケース及びエンドキャップを備え、
前記第1の金属ケースは、少なくとも1つの嵌合孔を有する円柱状底壁及び環状側壁により画定される第1の中空空間を備え、
前記第2の金属ケースは、底板と環状側壁により画定される第2の中空空間を備え、
前記第1の金属ケースの前記円柱状底壁と前記第2の金属ケースの前記底板との間に前記LED基板が少なくとも部分的に密着し、面接触するように挟持されることを特徴とする直管型照明装置。
【請求項2】
前記第2の金属ケースの環状側壁は、前記第2の中空空間を閉じている前記底板が設けられている側から順に、閉鎖側連結部、把持部及び開口側連結部を含み、
前記閉鎖側連結部が、前記第1の金属ケースの前記第1の中空空間内に嵌合されることで、前記第1の金属ケースの前記円柱状底壁と前記第2の金属ケースの前記底板との間で前記LED基板を挟持し得ることを特徴とする請求項1に記載の直管型照明装置。
【請求項3】
前記LED基板の平坦な両面と面接触する第1の金属ケースの前記円柱状底壁の面及び第2の金属ケースの前記底板の面は平坦に形成され、
前記第1の金属ケース、前記第2の金属ケース及びLED基板は、締結手段により、前記第1の金属ケースの前記円柱状底壁と前記第2の金属ケースの前記底板との間に前記LED基板が少なくとも部分的に密着するように、一体的に締結されることを特徴とする請求項1に記載の直管型照明装置。
【請求項4】
前記第1の金属ケース及び/または第2の金属ケースは、その環状外周面の少なくとも一部に凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の直管型照明装置。

【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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【公開番号】特開2012−99439(P2012−99439A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−248528(P2010−248528)
【出願日】平成22年11月5日(2010.11.5)
【出願人】(000177690)山一電機株式会社 (233)
【Fターム(参考)】