説明

直管形ランプ

【課題】反りを生じ難い直管形ランプを提供する。
【解決手段】直管形ランプ100は、複数のLED2が搭載されたLED基板1と、LED基板1が搭載されたLED基板からの熱を放熱する放熱部材3と、放熱部材3を収容する円筒形のケース6とを備えており、放熱部材3とケース6との間に断熱部材4が設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は直管形ランプに関し、特に、固体発光素子を光源とした直管形ランプに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境意識の向上に伴い、白熱電球や蛍光灯に替わる新しい光源として、半導体レーザや発光ダイオード等の固体発光素子が注目されている。特に、発光ダイオード(以下、LEDと記載)は、長寿命で、光変換効率も高く、LEDを光源として使用したLEDランプが注目されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、LEDを光源とする直管形ランプが開示されている。この直管形ランプは、複数のLEDを搭載した長矩形状の基板が、基板の長手方向に沿って伸びる細長い放熱部材に積層して配置されており、放熱部材と共に円筒形のケースに収容されてなる。放熱部材は、点灯時にLEDに発生する熱を逃がすための部材である。放熱部材を設けてLEDの熱を逃がすことで、LEDの寿命を延ばすことができる。そして、上記構成では、ケースに対する基板の相対的な位置決めをより的確に行うために、放熱部材をケースの内面に当接させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−123359号公報(2010年6月3日公開)
【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、特許文献1の直管形ランプでは反りが発生するという問題がある。これは、LEDの発熱にてケースが熱せられるが、その際に、ケースの周方向の、一方側の温度が他方側に比べて上がってしまい、熱膨張の度合いに差が生じるためである。
【0006】
ケースは、通常、ポリカーボネート等の合成樹脂から形成される。合成樹脂は、ガラスなどに比べて破損し難いといった利点を有するが、熱膨張しやすい材質である。特許文献1の直管形ランプでは、放熱部材をケース内に収容しているので、放熱部材がケース外部に露出している構成に比べて、放熱部材の熱が排出され難い構成となっている。そのため、ケースにおける放熱部材が配されている周方向の一方側の温度が、放熱部材が配されていない他方側の温度よりも上がってしまい、一方側が他方側に比して大きく熱膨張し、反りが生じることとなる。しかも、特許文献1の直管形ランプでは、放熱部材をケースの内面に当接させている。そのため、ケースにおける放熱部材が配されている一方側での熱膨張が顕著となり、比較的大きな反りを生じることとなる。
【0007】
なお、直管形ランプに発生した反りは、LEDが消灯され、ケースの温度が下がることにより復元される。しかしながら、このような反りと復元を繰り返すと、直管形ランプが取り付けられている照明器具より落下する危険がある。つまり、直管形ランプを、従来の蛍光灯照明器具に取り付ける場合、直管形ランプの長手方向両端の口金を、蛍光灯照明器具のソケットに装着させることで行う。口金には、2本の端子が突出して設けられており、この端子をソケットの差込口に嵌合させることで装着する。反りと復元を繰り返すと、端子と差込口との嵌合の具合が徐々に甘くなり、最悪、直管形ランプが落下することとなる。
【0008】
本発明は、上記課題に鑑みなされてものであり、その目的は、反りが生じ難い直管形ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の課題を解決するために、本発明の直管形ランプは、複数の固体発光素子が搭載された基板と、上記基板からの熱を放熱する放熱部材と、上記基板および上記放熱部材を収容する筒形のケースとを備えた直管形ランプであって、上記放熱部材と上記ケースとの間に断熱部材が設けられていることを特徴としている。
【0010】
上記構成によれば、放熱部材とケースとの間に断熱部材が設けられているので、ケースに放熱部材からの熱が伝わり難くなる。これにより、たとえ放熱部材をケース内に収容した構成であっても、ケースにおける放熱部材が配されている背面側(光照射側の反対側)の温度が上がり難くなり、背面側と光照射側との熱膨張の度合いの差による反りの発生を抑制することができる。以下、背面側と光照射側との熱膨張の度合いの差による反りを、熱膨張による反りと称する。
【0011】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記放熱部材は、上記断熱部材にて保持されており、上記放熱部材と上記ケースとは非接触である構成とすることが好ましい。
【0012】
放熱部材とケースとを非接触とすることで、放熱部材からケースへの熱伝達を効果的に抑制することができ、上記した熱膨張による反りの発生をより効果的に抑制することができる。
【0013】
上記構成は、例えば、上記放熱部材は、上記ケースの長手方向に沿って伸びる両端部が、上記断熱部材の上記長手方向に沿って伸びる両端部に保持されている構成とすることで、簡単に実現することができる。
【0014】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記断熱部材は、上記放熱部材と上記ケースとの間を仕切るように配された部分を有し、上記断熱部材と上記放熱部材との間および/または上記断熱部材と上記ケースとの間に空気層が形成されている構成とすることもできる。
【0015】
上記断熱部材と上記放熱部材との間および/または上記断熱部材と上記ケースとの間に形成された空気層は断熱層として機能するので、上記構成では、断熱部材自身の断熱層としての機能に加えて、空気層による断熱効果も作り出し、断熱部材としての軽量化を図りながら、大きな断熱効果を得ることができる。
【0016】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記断熱部材は、上記ケースの内面に、上記ケースの中心軸に平行な面内において対をなすようにして形成された突出片、あるいは上記ケースの中心軸に向かって対をなすようにして形成された突出片にて、上記ケースの内面に沿った周方向の移動が規制されると共に上記ケースに係止されている構成とすることが好ましい。
【0017】
放熱部材を保持した断熱部材とケースの内面との接触部分を極力少なくすることで、断熱部材からケースへの熱伝達も少なくできる。上記構成では、断熱部材はケースの内面に形成された突出片にて係止され、ケースの内面に沿った周方向の移動が規制されるので、断熱部材からケースへの熱伝達も少なくでき、かつ、放熱部材および断熱部材のケースへの組み付けを簡単に行うことができるので容易に製造することができる。また、リサイクル時の分解も容易に行える。
【0018】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記断熱部材は、上記ケースの長手方向の両端部に取り付けられた端部部材にて、上記ケースに対する上記長手方向への移動が規制されている構成とすることが好ましい。
【0019】
これによれば、ケースの長手方向への断熱部材の移動を、ケースの両端部に取り付けられた端部部材にて挟みこむようにして規制しているので、組み付けも簡単であり、かつ、リサイクル時の分解も容易に行える。
【0020】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記断熱部材における上記放熱部材と上記ケースとの間を仕切るように配された部分は、上記ケースの内周に沿った形状を有している構成とすることが好ましい。
【0021】
これによれば、断熱部材における放熱部材とケースとの間を仕切るように配された部分により、ケースがあたかも二重構造のようになるので、ケースの強度が高まり、上記反りの発生をより効果的に抑制することができる。
【0022】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記放熱部材は、上記ケースの長手方向に垂直な方向の断面形状が、コの字型部分と該コの字型部分の両側の鍔部からなるハット型をなしており、上記コの字型部分の窪みの底部に上記基板が取り付けられている構成とすることが好ましい。
【0023】
これによれば、固体発光素子の斜め方向から出る色温度の低い光をコの字型部分にて遮ることが可能となるので、直管形ランプの照射光の色を均一にすることができる。
【0024】
本発明の直管形ランプにおいては、さらに、上記ケースの肉厚は、背面側に比して光照射側が薄く形成されている構成とすることもできる。
【0025】
光照射側の肉厚を薄くすることで、より多くの光を照射して光の利用効率を上げつつ、光照射側に比較して大きく熱膨張する背面側の肉厚を厚くすることで、強度を上げて熱膨張によるケースの反りを生じ難くできる。また、背面側の肉厚を変えることなく、光照射側の肉厚を薄くした場合には、光の利用効率を上げつつ、軽量化を図ることができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明は、放熱部材とケースとの間に断熱部材が設けられているので、ケースに放熱部材からの熱が伝わり難くなり、ケースの熱膨張による反りを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の一実施形態に係る直管形ランプを示すもので、長手方向に沿った(図2のA−A線に沿う)断面図である。
【図2】上記実施形態の直管形ランプの外観を示す斜視図である。
【図3】上記実施形態の直管形ランプを示すもので、図1のB−B線に沿う断面図である。
【図4】上記実施形態の直管形ランプを示すもので、図1のC−C線に沿う断面図である。
【図5】上記実施形態の直管形ランプの要部を示すもので、直管形ランプの要部の分解斜視図である。
【図6】上記実施形態の直管形ランプにおける照射領域(照射範囲)を示す説明図である。
【図7】上記実施形態の直管形ランプにおける変形例を示すもので、偏肉のケースの断面形状を示す説明図である。・
【図8】本発明の他の実施形態に係る直管形ランプを示すもので、長手方向に垂直な方向に沿った、中央部及び端部の断面を合成して示す段面図である。
【図9】上記他の実施形態に係る直管形ランプにおける断熱部材の長手方向に垂直な方向に沿った断面形状を示す断面図である。
【図10】本発明の他の実施形態に係る直管形ランプを示すもので、長手方向の一端部の断面構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
〔実施の形態1〕
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【0029】
図1〜図6は、本発明に係る本実施形態の直管形ランプ100を示している。このうち、図2は直管形ランプ100の外観を示す斜視図であり、図1は図2のA−A線に沿う断面図である。図3は図1のB−B線に沿う断面図であり、図4は図1のC−C線に沿う断面図である。図5は直管形ランプ100の要部の分解斜視図である。
【0030】
本実施形態の直管形ランプ100は、図1に示すように、ケース6と、LED基板1と、複数のLED2と、放熱部材3と、断熱部材4と、コネクタ部5と、一対のジョイント部7・9と、一対の口金8・8とを備えている。
【0031】
ケース6は、図1、図2、図3に示すように、円形断面を有する直管状の円筒形であり、内部に、LED基板1、放熱部材3、および断熱部材4を収容するものである。ケース6は、ポリカーボネート等の透光性を有する合成樹脂から形成されている。なお、ケース6は、円形断面を有する直管状の円筒形に限らず、楕円形断面を有していてもよく、要は筒形であればよい。
【0032】
LED基板1は、たとえばガラスエポキシ樹脂製である。図5に示すように、LED基板1は、長矩形状に形成されており、第1の面1aに、複数のLED2が実装されている。また、図示してはいないが、LED基板1には配線が形成されている。
【0033】
複数のLED2は、直管形ランプ100の光源である。複数のLED2は、LED基板1の長手方向に沿って所定間隔で並ぶように配置されている。これらLED2は、図示しない配線によって接続されている。本実施形態では、所定の個数のLED2が直列に接続されて組を構成し、各組が互いに並列に接続されている。LED2としては、たとえば表面実装用のパッケージ型に構成された白色LEDが好適に用いられる。
【0034】
放熱部材3は、LED2で発生した熱を逃がすための部材、換言するとLED基板1の熱を逃がすための部材であり、LED基板1の長手方向に沿って伸びる細長い部材である。放熱部材3の材質としては、熱伝導性に優れ軽量でもある、アルミニウムが専ら利用されている。上記LED基板1は、LED2が実装されている第1の面1aとは反対側の第2の面1bが放熱部材3上に積層して配置されて、放熱部材3に取り付けられている。この取り付けは、例えば、ビス留めやリベット留め等の手法(図示せず)で行われる。
【0035】
図3に示すように、本実施形態では、放熱部材3は、長手方向に垂直な方向に切った断面形状が、コの字型部分3aと該コの字型部分3aの両側に伸びる鍔部3b・3bとからなるハット型に形成されている。そして、上記LED基板1は、上記コの字型部分3aの窪みの底部に取り付けられている。
【0036】
放熱部材3の形状を、このような断面形状ハット型とし、コの字型部分3aにLED基板1を収めることで、LED2の斜め方向から出る色温度の低い光(黄色っぽい光)を遮蔽して、直管形ランプ100の照射光の色を均一にすることができる。
【0037】
これについて、より詳細に説明する。LED2からの出射光において、LED基板1の法線方向でもある出射中心に近い光は色温度の高い白色光であるが、出射中心から最も離れた斜め方向に照射される光は、色温度の低い黄色っぽい光になる。このような光が、ケース6を通して照射されると、直管形ランプ100からの照射光の一部が黄色っぽくなるといった不具合を招来する。
【0038】
これに対し、図6に示すように、放熱部材3の形状を断面形状ハット型とし、LED基板1をコの字型部分3aに取り付けることで、LED2の斜め方向から出る色温度の低い光をコの字型部分3aの側壁により遮蔽することでケース6を通して照射される色温度の低い光を低減することが可能となる。本実施形態では、放熱部材3は、LED2からの出射光として白色光が保証される、出射中心を挟んで120度強の角度範囲となるように設計されている。
【0039】
また、放熱部材3をこのような断面形状ハット型に形成して、折り曲げ部を持たせることで、同じ厚みで折り曲げ部を持たない平板状の放熱部材よりも、放熱部材の強度を上げることができ、ひいては、直管形ランプ100の剛性を高めることができる。
【0040】
つまり、放熱部材3は、図1に示すように、ケース6の長手方向に沿ってケース6のほぼ全長にわたって配設される部材である。したがって、放熱部材3は、直管形ランプ100の構造材としても機能する。構造材としても機能する放熱部材3の強度が上がることで、直管形ランプ100自体の剛性を高めることができる。
【0041】
なお、図5では、LED基板1を、1枚で直管形ランプ100の長手方向の寸法に相当する長さを有する構成として示しているが、製造を容易にするために、LED基板1を複数枚に分割して構成してもよい。LED基板1を複数枚に分割して構成する場合は、分割された基板が、放熱部材3に取り付けられた状態で、電気的に接続されていればよい。
【0042】
断熱部材4は、図1、図3、図5に示すように、放熱部材3とケース6との間に配置される、放熱部材3からケース6への熱の伝達を抑制(好ましくは遮断)するための部材である。
【0043】
前述したように、ケース6は、ポリカーボネート等の熱膨張し易い合成樹脂から形成されているため、放熱部材3が配置されている、ケース6の周方向の一方側の温度が他方側に比べて高くなると、熱膨張の度合いに差が生じ、反りが発生する。ケース6の反りは、直管形ランプ100の反りとなる。
【0044】
断熱部材4が設けられることで、放熱部材3の熱がケース6に伝わることが抑制(好ましくは阻止)され、ケース6における放熱部材3が配置されている側が他方側よりも大きく熱膨張してケース6が反るといった事態の招来を効果的に回避することができる。
【0045】
断熱部材4の材質としては、それ自体が剛性をもたない材質の選択も可能である。しかしながら、断熱部材4の材質としては、剛性を有する材質が用いられることが好ましい。また、断熱部材4は、その断熱効果を考えると、放熱部材3と同様に、ケース6の長手方向に沿ってケース6のほぼ全長にわたって配置することが最も好ましい。したがって、剛性を持つ断熱部材4を長手方向に沿ってケース6のほぼ全長にわたって配置することによって、放熱部材3と同様に、直管形ランプ100の構造材として機能させることができる。
【0046】
断熱部材4が、構造材としても機能することで、直管形ランプ100自体の剛性を高めることができる。また、ケース6における、反りの原因となる熱膨張を起こす側に、このような剛性を有する部材が配設されることで、たとえケースが熱膨張して、反りを生じる状態となったとしても、断熱部材4の有する剛性にて、反り量を軽減することができる。
【0047】
剛性を有する断熱部材4の材質としては、ケース6と同じ、ポリカーボネート等の合成樹脂を挙げることができる。但し、ケース6とは異なり、断熱部材4には透光性を有する必要はないので、断熱性が高く、軽量かつ必要な剛性を有する材質であればよい。
【0048】
ここで、図1、図3、図5を用いて、本実施形態の直管形ランプ100における断熱部材4の形状、並びに、断熱部材4と放熱部材3およびケース6との取り付けについて詳しく説明する。
【0049】
断熱部材4は、図5に示すように、放熱部材3と同様、LED基板1の長手方向に沿って伸びる細長い部材である。本実施形態では、断熱部材4は、薄肉の細長い樹脂板を折り曲げ加工したような成型部材であり、長手方向に垂直な方向に切った断面形状が、ケース6の内周(内面)に沿った湾曲部4bと、この湾曲部4bの両側のS字状に曲成されたS字状部4a・4aとからなる。このような断熱部材4は、ポリカーボネート等の合成樹脂を押出成型することで形成される。
【0050】
断熱部材4における湾曲部4bは、図3に示すように、放熱部材3とケース6との間を仕切るように配され、これにより、湾曲部4bと放熱部材3との間、および湾曲部4bとケース6との間に、空気層20・21が形成される。これら空気層20・21も断熱層として機能する。つまり、本実施形態の断熱部材4の構成では、断熱部材4自身が断熱層として機能すると共に、断熱層として機能する空気層20・21を作り出して、断熱部材4としての軽量化を図りながら、大きな断熱効果を引き出す構成となっている。なお、ここでは2つの空気層20・21が形成される構成を例示したが、空気層は、湾曲部4bと放熱部材3との間、或いは湾曲部4bとケース6との間の少なくとも何れか一方に形成されている構成であってもよい。
【0051】
また、本実施形態では、断熱部材4における放熱部材3とケース6との間を仕切る部分を、ケース6の内周に沿った湾曲部4bとしている。これにより、ケース6は、あたかも湾曲部4bの配設部分にて、二重構造のようになるので、ケース6の反りを防止するための強度が高まり、熱膨張によるケースの反りの発生をより効果的に抑制することができる。
【0052】
また、ケース6の内周に沿った湾曲部4b側に凸となるようにコの字型部分3aを配置することで、曲面である湾曲部4bと平面であるコの字型部分3aの底部との間に確実に空気層20を形成できると共に、コの字型部分3aの底部にLED2を配置することで、ケース6にてLED2からの光を十分に拡散して光を均一に出射するためのLED2とケース6との距離を確保することが可能となる。
【0053】
なお、断熱部材4における放熱部材3とケース6との間を仕切る部分の形状は、これに限らず、例えば、湾曲部4bの頂上部分を平坦部としてもよい。これによれば、断熱部材とケース6との間に形成される空気層を大きくすることができる。但し、放熱部材3とケース6との間を仕切る部分の形状を、ケース6の内周に沿った湾曲部4bとして、ケース6をあたかも二重構造のようにする構成が、ケース6の反りを防止するための強度を最も上げることができる。
【0054】
一方、S字状部4aであるが、S字状部4aは、図3に示すように、詳細には、保持部4a−1と係止部4a−2とからなる。係止部4a−2は、湾曲部4bと連続し、湾曲部4bの中心軸(ケース6に収容された状態ではケース6の中心軸)に向かって凸を成すようにU字状に折り曲げられてなる。一方、保持部4a−1は、係止部4a−2と連続し、湾曲部4bの中心軸に向かって内向きに断熱部材4の長手方向に沿った両端部が折り曲げられることで、湾曲部4bの中心軸から離れる方向に凸を成すようにU字状に折り曲げられてなる。
【0055】
係止部4a−2は、断熱部材4がケース6内に収容された状態で、断熱部材4におけるケース6の内面(内周)に沿った周方向への移動を規制しつつ、断熱部材4をケース6に係止させるものである。ケース6の内面には、ケース6の中心軸に向かって対をなすように形成されたリブ(突出片)6a・6aが設けられている。これらリブ6a・6aと係止部4a−2・4a−2とが係合することで、断熱部材4は、ケース6に係止され、ケース6内面に沿った周方向への移動が規制される。
【0056】
ケース6への熱の伝わりを最小限にするためには、断熱部材4とケース6との接触は極力回避することが好ましい。本実施形態では、断熱部材4のケース6との接触(当接)は、係止部4a−2・4a−2とリブ6a・6aとの接触のみとなっている。
【0057】
なお、リブ6a・6aは、ケース6の中心軸に平行な面内において対をなすように形成してもよい。また、係止部4a−2におけるU字状部分の間隔を、リブ6a・6aの厚みよりも若干小さく形成して板ばねとして機能させ、リブ6a・6aを係止部4a−2にて挟み込む構成とすることもできる。
【0058】
また、保持部4a−1は、放熱部材3を担持するものである。放熱部材3は、ケース6の長手方向に沿って伸びる両端部が、断熱部材4の上記長手方向に沿って伸びる両端部に保持されている。具体的には、放熱部材3は、長手方向に沿って伸びる両端部の鍔部3b・3bが断熱部材4の保持部4a−1・4a−1にて担持されることで、ケース6と接触することなく、ケース6内部に収容されている。保持部4a−1におけるU字状部分の寸法を、鍔部3b・3b厚みよりも若干小さく形成して板ばねとして機能させ、鍔部3b・3bを保持部4a−1・4a−1にて挟持する構成が好ましい。
【0059】
このような構成とすることにより、放熱部材3と断熱部材4とを一つの部材として扱うことができる。つまり、放熱部材3を断熱部材4に取り付けたものを、ケース6の内面に形成されたリブ6a・6aと、係止部4a−2・4a−2との位置合わせを行ってケース6内部に挿入することで、放熱部材3と断熱部材4とを、ケース6内に同時に取り付けることができる。
【0060】
そして、断熱部材4においても、上記のようにS字状部4aを形成して折り曲げ部を持たせることで、折り曲げ部を持たない同じ厚みの断熱部材よりも、断熱部材4の強度を上げることができる。これにより、ケース6の見かけ上の強度も上げることができ、また、直管形ランプ100の剛性を高めることができる。
【0061】
また、上述したように、断熱部材4は、ケース6の長手方向に沿ってケース6のほぼ全長にわたって配置することが最も好ましい。しかしながら、直管形ランプ100に必要な総重量の問題をクリアするために、部分的にしか配置できない場合もある。そのような場合は、最も反りを発生させる力が集中しやすい、ケース6の長手方向中央部に配置することが好ましい。
【0062】
ジョイント部7・9は、ケース6の長手方向(ケースの中心軸に平行な方向)の両端部に取り付けられた端部部材である。ジョイント部7・9は、LED基板1、放熱部材3、断熱部材4が収容されたケース6の長手方向の両端に取り付けられる。ジョイント部7・9には、ケース6の長手方向端面の形状にあった、円形溝7a・9aが形成されている。ジョイント部7・9は、ケース6の長手方向の端部がこれら円形溝7a・9aに嵌合されることで、ケース6の端部に取り付けられる。
【0063】
放熱部材3が取り付けられている断熱部材4は、ジョイント部7・9にて、ケース6に対するケース6の長手方向への移動が規制されている。
【0064】
具体的には、図1、4に示すように、ジョイント部7に設けられた水平端面7bが断熱部材4の保持部4a−1・4a−1と当接して、断熱部材4の長手方向の一端部を保持する。また、ジョイント部7に設けられた垂直端面7cが、断熱部材4および放熱部材3の長手方向の一端部と突き当たるように当接する。
【0065】
また、図1では記載されていないが、ジョイント部9にも、断熱部材4の保持部4a−1・4a−1と当接して、断熱部材4の長手方向の一端部を保持する部分と、断熱部材4および放熱部材3の長手方向の一端部と突き当たるように当接する部分とが設けられている。
【0066】
断熱部材4および放熱部材3の長手方向の両端部は、ジョイント部7に設けられた水平端面7bおよび垂直端面7cと、ジョイント部9に設けられた上記保持する部分および上記当接する部分により、ケース6の長手方向への移動が規制され、位置決めされると共に保持されている。
【0067】
なお、放熱部材3が断熱部材4に保持され、断熱部材4に対して動かないように固定されている構成では、断熱部材4の長手方向の両端部を、ジョイント部にて、ケース6の長手方向への移動を規制し、位置決めすると共に保持させればよい。
【0068】
なお、断熱部材4および放熱部材3の長手方向の両端部を、端部部材であるジョイント部によって位置決めすると共に保持させる構成の詳細については、実施の形態3において後述する。
【0069】
コネクタ部5は、図1に示されるように、給電側となる一方のジョイント部9の内部に取り付けられている。コネクタ部5とLED基板1とが電気的に接続されている。ジョイント部9には、コネクタ部5と照明器具に設けられた電源との配線による接続を可能とするための開口10が形成されている。
【0070】
口金8・8は、ジョイント部7・9に取り付けられている。口金8・8にはそれぞれ、端子8aが2本ずつ突出して設けられている。本実施形態の直管形ランプ100は、コネクタ部5を用いてLED基板1へ給電を行うため、これら端子8a・8aは、給電には利用されず、照明器具への取り付け部材として用いられる。
【0071】
なお、ジョイント部7・9の構成は、これに限らず、コネクタ部5を設けることなく、従来からある蛍光照明器具に、直管形蛍光ランプに替えて使用できる構成としてもよい。つまり、口金8・8には形成された端子8a・8aを、蛍光灯照明器具のソケットに装着させることで、直管形ランプを照明器具に機械的に取り付けると共に、電気的に接続させる構成としてもよい。また、その他、直管形ランプ内部に電源を搭載するタイプへの応用も可能である。
【0072】
以上のように、本実施形態の直管形ランプにおいては、ケース6と放熱部材3との間に、放熱部材3からケース6への熱の伝達を抑制(好ましくは遮断)するための断熱部材4が設けられている。
【0073】
これにより、放熱部材3の熱がケース6に伝わることが抑制(好ましくは阻止)され、放熱部材3が配置されているケース6の周方向の一方側が他方側に比べて大きく熱膨張することによりケース6に反りが生じることを効果的に抑制して、たとえ放熱部材3をケース6内に収容した構成であっても、反りが生じ難い直管形ランプ100を実現することができる。
【0074】
なお、より望ましい構成として、上記ケース6に替えて、図7に示すような、光照射側の肉厚がより薄くされた偏肉のケース6Aとしてもよい。例えば、光照射側の肉厚を1.0mm、背面側の肉厚を1.5mmとする。これによれば、光照射側の肉厚を薄くすることで、より多くの光を照射して光の利用効率を上げつつ、光照射側に比較して熱膨張の割合が大きい背面側の肉厚を厚くすることで、強度を上げて熱膨張による反りを生じ難くできる。また、背面側の肉厚を変えることなく、光照射側の肉厚を薄くした場合には、光の利用効率を上げつつ、軽量化を図ることができる。
【0075】
したがって、このような効果を有する偏肉のケース6Aを、ケース6に替えて本実施形態の直管形ランプ100に備えることで、反りの発生をより一層効果的に抑制することが可能となる。
【0076】
また、上述したように、直管形ランプ100に必要な総重量の問題をクリアするために、断熱部材4を部分的にしか配置できない場合にも、このような偏肉のケース6Aを採用することでケースを軽量化できるので、断熱部材4を放熱部材3の長手方向全域に配置することが可能となる場合もあり、非常に効果的な組み合わせである。
【0077】
〔実施の形態2〕
以下、本発明の他の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【0078】
図8は、本発明に係る他の実施形態の直管形ランプ100Aの断面図である。図8は、実施の形態1の図3、図4に相当する、LED2が設けられている直管形ランプ100Aの中央部の断面図と、直管形ランプ100Aのジョイント部7の断面図とを合成して記載している。
【0079】
実施の形態1の直管形ランプ100と本実施形態の直管形ランプ100Aとの主たる違いは、断熱部材の形状にある。本実施形態の直管形ランプ100Aの断熱部材4Aは、図9に示すように、長手方向の断面形状が半円状の細長い部材である。
【0080】
断熱部材4Aは、図8、図9に示すように、薄肉の細長い樹脂板を折り曲げ加工したような成型部材である。断熱部材4Aの長手方向に垂直な方向に切った断面形状は、ケース6Bの内周(内面)に沿った円弧部4A−1と、この円弧部4A−1の両端部を円弧部4A−1の中心軸に向かって水平に折り曲げてなる係止部4A−2・4A−2と、係止部4A−2・4A−2の先端をさらに円弧部4A−1に向かって折り曲げた保持部4A−3・4A−3と、円弧部4A−1の内面より垂下するように設けられた保持部4A−5・4A−5と、円弧部4A−1の内面より係止部4A−2・4A−2と平行に設けられた保持部4A−6・4A−6と、円弧部4A−1の内面より垂下するように設けられた案内壁4A−4とからなる。このような断熱部材4Aは、ポリカーボネート等の合成樹脂を押出成型することで形成される。
【0081】
断熱部材4Aにおける円弧部4A−1は、図8に示すように、放熱部材3とケース6Bとの間を仕切るように配され、円弧部4A−1と放熱部材3との間、および湾曲部4bとケース6Bとの間に、断熱層として機能する空気層20・21が形成されている。但し、本実施形態では、円弧部4A−1は、ケース6Bの内面に近接して配されているため、空気層20は実施形態1に比べて薄くなっている。なお、ここでは2つの空気層20・21が形成される構成を例示したが、空気層は、円弧部4A−1と放熱部材3との間、或いは湾曲部4bとケース6Bとの間の、少なくとも何れか一方に形成されている構成であってもよい。
【0082】
放熱部材3は、図8に示すように、断熱部材4Aにおける一対の保持部4A−3・4A−50・4A−6で、鍔部3b・3bがそれぞれ保持される。つまり、これにおいても、放熱部材3は、ケース6Bの長手方向に沿って伸びる両端部が、断熱部材4Aの上記長手方向に沿って伸びる両端部に保持されている。
【0083】
また、案内壁4A−4は、放熱部材3のコの字型部分3aをガイドするものである。放熱部材3は断熱部材4Aに対して、断熱部材4Aの長手方向端部側より鍔部3b・3bが、3つの保持部4A−3・4A−5・4A−6が向き合う空間に位置するように位置を合わせた上で挿入されることで取り付けられるが、案内壁4A−4は、挿入時のガイドとして機能する。
【0084】
また、保持部4A−3・4A−5・4A−6および案内壁4A−4は、空気層20を形成するために放熱部材3と断熱部材4Aとの間に位置するスペーサおよび放熱部材3に対する断熱部材4Aの保持位置を決める位置決め部としても機能する。これにより、確実に空気層20を形成できるとともに安定して放熱部材3を断熱部材4Aに保持することが可能となる。
【0085】
また、放熱部材3が取り付けられた断熱部材4Aは、ケース6Bの内面に形成されたリブ6Ba・6Baと、係止部4A−2・4A−2との位置合わせを行ってケース6B内部に挿入することで、ケース6Bに取り付けられる。
【0086】
そして、断熱部材4Bにおいても、上記のように係止部4A−2・4A−2、保持部4A−5・4A−5、保持部4A−6・4A−6、案内壁4A−4を設けることで、折り曲げ部を持たない同じ厚みの断熱部材よりも、断熱部材4Aの強度を上げることができる。これにより、ケース6Bの反りを防止するための強度も上げることができ、また、直管形ランプ100Aの剛性を高めることができる。
【0087】
〔実施の形態3〕
以下、本発明のさらに他の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態1、2で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【0088】
図10は、本発明に係る他の実施形態の直管形ランプ100Bの長手方向の一端部の断面構造を示す斜視図である。ケース6Cの長手方向の一端部に取り付けられたジョイント部30は、本体部31と本体部31に嵌装されたコネクタケース32とからなる。コネクタケース32は、給電を行うための前述したコネクタを保持する部材であり、本体部31に嵌装されることで、ジョイント部30の一部として機能する。コネクタケース32には、内部に保持されたコネクタと照明器具側に配置された電源とを接続するための配線を通す開口10が形成されている。なお、本実施形態では、本体部31と、これとは別部材よりなるコネクタケース32を設けてコネクタを保持する構成としたが、本体部31とコネクタケース32とを一体構成とすることもできる。
【0089】
また、上記ジョイント部30は、本体部31に形成された円形溝31aにケース6Cの長手方向の端部が嵌合されることで、ケース6Cに取り付けられる。ケース6Cにおける長手方向の端部は、本体部31におけるコネクタケース32が嵌装される部分の形状に合せて周方向の一部が切り欠かれている。
【0090】
また、本実施形態において、断熱部材4Bは、長手方向に垂直な方向に切った断面形状が、ケース6Cの内周(内面)に沿った湾曲部4Bbと、この湾曲部4Bbの両側の「5」の字状に曲成された5字状部4Ba・4Baとからなる。このような断熱部材4Bも、ポリカーボネート等の合成樹脂を押出成型することで形成される。
【0091】
断熱部材4Bの湾曲部4Bbは、実施の形態1の断熱部材4の湾曲部4bと同様の機能を有し、また、断熱部材4Bの5字状部4Baも、断熱部材4のS字状部4aと同様の機能を有する。つまり、5字状部4Baの保持部4Ba−1と係止部4Ba−2とが、S字状部4aの保持部4a−1と係止部4a−2に相当し、両側の保持部4Ba−1・4Ba−1にて放熱部材3の鍔部3bを保持し、両側の係止部4Ba−2・4Ba−2とケース6Cに形成されたリブ6Ca・6Caとが係合する。
【0092】
これにより、断熱部材4Bおよびこれに保持された放熱部材3は、ケース6Cの内面に沿った周方向への移動が規制される。なお、上述したように、ケース6Cは、コネクタケース32が嵌装される部分で切り欠かれているため、コネクタケース32に、切り欠かれた部分に形成されるリブ6Caの替わりとなるリブ32aが形成されている。断熱部材4Bの係止部4Ba−2は、ジョイント部30におけるコネクタケース32が嵌装されている部分では、このリブ32aと係合する。
【0093】
また、断熱部材4Bおよびこれに保持された放熱部材3は、ジョイント部30に形成された支持部31b・31b・31c・31d、テンション部31e、当接部32bにて、保持されると共に位置決めされ、ケース6Cの長手方向への移動が規制される。
【0094】
具体的には、ジョイント部30の本体部31に形成された支持部31b・31bが、断熱部材4Bにおける両側の保持部4Ba−1に、放熱部材3におけるコの字型部分3aの底部側とは反対側より当接する。また、本体部31に形成された支持部31c・31dが、断熱部材4Bにおける湾曲部4Bbと、放熱部材3におけるコの字型部分3aに、コの字型部分3aの底部側とは反対側より当接する。そして、本体部31に形成されたテンション部31eが、断熱部材4Bにおける湾曲部4Bbと放熱部材3におけるコの字型部分3aとの間に、これらの間を押し広げるようにして断熱部材4Bと放熱部材3とのテンションをかける。さらに、ジョイント部30のコネクタケース32に設けられた当接部32bが、断熱部材4Bの長手方向の一端部と突き当たるように当接する。当接部32bは、ケース6Cの中心軸と直交する方向に平坦な当接面を有している。
【0095】
そして、図示してはいないが、直管形ランプ100Bの長手方向の他端部にも、ジョイント部30における支持部31b・31b・31c・31d、テンション部31e、当接部32bと同様の構成を有し、コネクタ部に関する部材を搭載していない点だけが異なるジョイント部が設けられており、これら2つのジョイント部で断熱部材4Bおよび放熱部材3が収容されたケース6Cを挟み込むことで、断熱部材4および放熱部材3の長手方向の両端部が位置決めされると共に保持されている。
【0096】
なお、放熱部材3が断熱部材4Bに保持され、断熱部材4Bに対して動かないように固定されている構成では、断熱部材4Bの長手方向の両端部を、ジョイント部にて位置決めさせると共に保持させればよい。
【0097】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0098】
1 LED基板
2 LED
3 放熱部材
3a コの字型部分
3b 鍔部
4 断熱部材
4A 断熱部材
4A−1 円弧部
4A−2 係止部
4A−3 保持部
4A−4 案内壁
4A−5 保持部
4A−6 保持部
4a S字状部
4a−1 保持部
4a−2 係止部
4b 湾曲部
4B 断熱部材
4Bb 湾曲部
4Ba 5字状部
4Ba−1 保持部
4Ba−2 係止部
4Bb 湾曲部
5 コネクタ部
6 ケース
6A ケース
6B ケース
6Ba リブ
6a リブ
7 ジョイント部
7a 円形溝
9a 円形溝
7b 水平端面
7c 垂直端面
8 口金
8a 端子
9 ジョイント部
10 開口
20 空気層
21 空気層
30 ジョイント部
31 本体部
31a 円形溝
31b 支持部
31c 支持部
31d 支持部
31e テンション部
32 コネクタケース
32a リブ
32b 当接部
100 直管形ランプ
100A 直管形ランプ
100B 直管形ランプ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の固体発光素子が搭載された基板と、
上記基板からの熱を放熱する放熱部材と、
上記基板および上記放熱部材を収容する筒形のケースとを備えた直管形ランプであって、
上記放熱部材と上記ケースとの間に断熱部材が設けられていることを特徴とする直管形ランプ。
【請求項2】
上記放熱部材は、上記断熱部材にて保持されており、上記放熱部材と上記ケースとは非接触であることを特徴とする請求項1に記載の直管形ランプ。
【請求項3】
上記放熱部材は、上記ケースの長手方向に沿って伸びる両端部が、上記断熱部材の上記長手方向に沿って伸びる両端部に保持されていることを特徴とする請求項2に記載の直管形ランプ。
【請求項4】
上記断熱部材は、上記放熱部材と上記ケースとの間を仕切るように配された部分を有し、上記断熱部材と上記放熱部材との間および/または上記断熱部材と上記ケースとの間に空気層が形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の直管形ランプ。
【請求項5】
上記断熱部材は、上記ケースの内面に、上記ケースの中心軸に平行な面内において対をなすようにして形成された突出片、あるいは上記ケースの中心軸に向かって対をなすようにして形成された突出片にて、上記ケースの内面に沿った周方向の移動が規制されると共に上記ケースに係止されていることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の直管形ランプ。
【請求項6】
上記断熱部材は、上記ケースの長手方向の両端部に取り付けられた端部部材にて、上記ケースに対する上記長手方向への移動が規制されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の直管形ランプ。
【請求項7】
上記断熱部材における上記放熱部材と上記ケースとの間を仕切るように配された部分は、上記ケースの内周に沿った形状を有していることを特徴とする請求項4に記載の直管形ランプ。
【請求項8】
上記放熱部材は、上記ケースの長手方向に垂直な方向の断面形状が、コの字型部分と該コの字型部分の両側の鍔部からなるハット型をなしており、上記コの字型部分の窪みの底部に上記基板が取り付けられていることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の直管形ランプ。
【請求項9】
上記ケースの肉厚は、背面側に比して光照射側が薄く形成されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の直管形ランプ。

【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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【公開番号】特開2012−238430(P2012−238430A)
【公開日】平成24年12月6日(2012.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−105580(P2011−105580)
【出願日】平成23年5月10日(2011.5.10)
【特許番号】特許第5042375号(P5042375)
【特許公報発行日】平成24年10月3日(2012.10.3)
【出願人】(000005049)シャープ株式会社 (33,933)
【Fターム(参考)】