電球型ＬＥＤ照明器具

【課題】複数のチップＬＥＤを用いて所望の輝度を確保する。
【解決手段】電極口金2を備えた電球型ＬＥＤ照明器具1は、電源回路を内蔵した伝熱性ケース3と、複数の低輝度チップＬＥＤ10を搭載した複数の基板6,7によって構成された多面体構造の基板構造体5を包囲する透光カバー4とを有する。透光カバー4は外側カバー4aと内側カバー4bの内外二重構造とされ、外側カバー4aと内側カバー4bの間に密封空間4cを備え、密封空間4cには適当なガスが封入される。また、外側カバー4aと内側カバー4bには典型的には蛍光塗料22,24が塗布される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多数のチップＬＥＤを光源とする電球型ＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）は既に様々な分野で活用されているが、白色ＬＥＤが実用化された今日、白熱灯や蛍光灯に代わる照明器具として検討されている。ＬＥＤは白熱灯や蛍光灯に比べて長寿命であり且つ消費エネルギーも少ないため、地球温暖化が叫ばれている今日、ＬＥＤを採用した照明器具が普及する傾向にある。
【０００３】
特許文献１は、複数のＬＥＤを配置した照明基板を同一平面上に複数配置した照明器具を提案している。また、特許文献２は、汎用ソケットに螺合可能な口金を備え、半球状の保持ユニットに複数のＬＥＤ素子を装着した電球型ＬＥＤ照明器具を提案している。より具体的には、特許文献２は、ＬＥＤ素子は、プラス及びマイナスの脚端子が同軸上に上下に設けられ、他方、半球状の保持ユニットには、絶縁層を介して極性の異なる２つ送電皮膜が設けられ、各ＬＥＤ素子の脚端子を保持ユニットに挿入することで各ＬＥＤ素子に電源が供給されるようになっている。
【０００４】
ところで、現在入手可能なＬＥＤは、超輝度タイプ、高輝度タイプ、低消費電力の低輝度タイプなどに分類して製造販売され、また、形状として、砲弾型ＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤ（チップＬＥＤ）などに分類して製造販売されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２２９３６号公報
【特許文献２】特開２００３−２８１９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＬＥＤ照明の場合、大電流を使用する超高輝度ＬＥＤや高輝度ＬＥＤを利用すれば、所望の輝度の電球型ＬＥＤ照明器具を作るのにＬＥＤの使用数は少なくてすむが、発熱対策と価格に難点がある。また、砲弾型ＬＥＤを採用すると電球型ＬＥＤ照明器具の小型化に難点がある。
【０００７】
本発明の目的は、複数のチップＬＥＤを用いて所望の輝度を確保することのできる電球型ＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【０００８】
本発明の更なる目的は、複数のチップＬＥＤの存在を外部から分からなくしつつ所望の輝度を確保することのできる電球型ＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【０００９】
本発明の更なる目的は、複数のチップＬＥＤを用いつつ従来の蛍光灯に類した照明を行うことのできる電球型ＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
ソケットに螺合可能な電極口金と、
該電極口金に隣接して配置され且つ電源回路を内蔵した熱伝導性材料からなる伝熱性ケースと、
該伝熱性ケースに隣接して配置され且つ複数の低輝度チップＬＥＤを搭載した複数の基板によって構成された多面体構造の基板構造体を包囲する透光カバーとを有し、
該透光カバーが外側カバーと内側カバーの内外二重構造とされ、これら外側カバーと内側カバーによって形成される密封空間を備えていることを特徴とする電球型ＬＥＤ照明器具を提供することにより達成される。
【００１１】
すなわち、本発明の電球型ＬＥＤ照明器具によれば、多面体構造の基板構造体に複数の低輝度チップＬＥＤを配置することで数多くのＬＥＤを使って照明することでき、また、この低輝度チップＬＥＤの数によって所望の輝度に設定することができる。また、この照明器具が発する熱は伝熱性ケースを通じて外部に放出することができ、この放熱効率を高めるために伝熱性ケースの外周面に放熱フィンを設けるのがよい。
【００１２】
本発明の電球型ＬＥＤ照明器具によれば、内外二重構造の透光カバーを採用してあるため、この透光カバー内の密封空間に適当なガスを封入することができ、このガスを選択することで電球型ＬＥＤ照明器具が発する色合いを調整することができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態によれば、前記透光カバーの外側カバーの内面及び／又は内側カバーの外面に透光性塗料が塗布される。このように透光カバーの外側カバー及び／又は内側カバーに透光性塗料を塗布することで、透光カバーで囲まれたチップＬＥＤの存在を外部から見えなくすることができる。この点について説明すると、例えば透光カバーを透明ガラスで作った場合、一つの電球の中に複数の光源が点在して見えるため、これまで見慣れているフィラメントで光を発する白色電球から違った印象を与えてしまうことになる。これに対して、透光カバーの外側カバー及び／又は内側カバーに透光性塗料を塗布することで、透光カバーで包囲された複数のＬＥＤは外部から見えないため、また、各チップＬＥＤが発する光の指向性を緩和することができるため、各チップ従来の白色電球に類した照明器具であるとして見る者の違和感を低減することができる。
【００１４】
また、透光カバーの外側カバー及び／又は内側カバーに塗布する透光性塗料として発光塗料、典型的には蛍光塗料を採用することで、従来の蛍光灯に類した照明器具として見る者に印象付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は実施例の電球型ＬＥＤ照明器具を示す。図１を参照して、電球型ＬＥＤ照明器具１は、電極口金２を有し、この電極口金２を汎用のソケットに螺合することにより商用電源を使って照明することができる。
【００１６】
電球型ＬＥＤ照明器具１の概要を説明すると、電球型ＬＥＤ照明器具１は電極口金２の近傍に配設された伝熱性金属材料からなるケース３を有し、この伝熱性ケース３内に電源回路（図示せず）が収容されている。伝熱性ケース３の上方に透光カバー４が設けられ、この透光カバー４内に、多面体構造の基板構造体５が収容されている。透光カバー４は典型的にはガラス材料から作られる。
【００１７】
図２は、電球型ＬＥＤ照明器具１から透光カバー４を取り除いて基板構造体５を露出させた図である。図２を参照して、基板構造体５は、六枚の側面基板６と、一枚の天井基板７とで構成された六角柱の形状を有しており、各基板６、７には複数のチップＬＥＤ１０が配列されている。ここに、チップＬＥＤ１０は比較的低輝度の低消費電力タイプのＬＥＤが採用される。
【００１８】
側面基板６は、長方形の形状を有し、その長手方向に四個のチップＬＥＤ１０が直列に且つ互いに間隔を隔てて実装されている。また、天井基板７は平面視六角形の形状を有し、この天井基板７に三個のチップＬＥＤ１０が直列に且つ互いに間隔を隔てて実装されている。なお、六角柱は例示に過ぎず、四角形、五角形、八角形などの多角柱の形状を任意に採用することができる。勿論、多角形の天井面を備えた切頭多角錐の形状を採用してもよい。
【００１９】
上述した複数の側面基板６が一枚の基板１１に面付けされ、そして、側面基板６が分離される前の状態を図３に示す。なお、同じ一枚の基板１１に天井基板７を含めて面付けしてもよいし、この天板基板７については別の基板に面付けしてもよい。側面基板６及び天井基板７は伝熱性に優れた材料で作られるのがよい。
【００２０】
図３を参照して、基板１１には、縦線１２と横線１３によって複数の側面基板６が区分され、縦線１２及び横線１３に沿って切断することにより各側面基板６を形成することができる。ここに、縦線１２と横線１３は断面Ｖ字状のＶカット加工が施されている。縦線１２、横線１３には、長孔形状の透孔１４を有する。図３の参照符号１５は回路パターンを示す。この回路パターン１５は、隣接するチップＬＥＤ１０、１０を電気的に接続するものであり、図３から理解できるように、各側面基板６の隣接するチップＬＥＤ１０、１０の間のほぼ全領域を使って回路パターン１５が形成されている。そして、このチップＬＥＤ１０及び回路パターン１５が設けられている側面基端６の表面には、ニッケルなどの光反射メッキが施されている。また、基板１１の表面を保護するレジスト塗料として透明な材料が採用され、これにより回路パターン１５は反射鏡の機能が付与されている。天井基板７についても、側面基板６と実質的に同じ構成が採用されている。
【００２１】
上記の長孔形状の透孔１４のうち、適宜の透孔１４には、図４に示すように、透孔１４の周縁部にも配線導体１６が塗布され、配線導体１６によって隣接する側面基板６及び天井基板７が互いに電気的に接続される。
【００２２】
側面基板６及び天井基板７の裏面には、上述した回路パターン１５及び配線導体１６と同じ導電性材料を塗布してもよい（図示せず）。そして、側面基板６及び天井基板７の表と裏の回路パターン１５及び配線導体１６は透孔１４の部位で互いに半田付けにより接続されている。これにより、チップＬＥＤ１０が発する熱は、基板６、７の両面においてチップＬＥＤ１０、１０間のほぼ全領域に塗布された導電性材料からなる回路パターン１５を使って効率的に放熱することができる。
【００２３】
図５は基板１１から切り離した各面の基板６、７の組立を示し、各面の基板６、７の回路パターン１５は、透孔１４の周縁部の配線導体１６を半田付けすることにより電気的に接続される。半田付けする部位を参照符号２０で示してある。
【００２４】
図６は透光カバー４の縦断面図である。透光カバー４は、従来の白熱電球と同様の一重構造であってもよいが、外側カバー４ａと内側カバー４ｂとの内外二重の構造を有しているのがよい。図６から理解できるように、外側カバー４ａと内側カバー４ｂとは透光カバー４の下端で封止されて、外側カバー４ａと内側カバー４ｂとで密封空間４ｃが形成されている。この密封空間４ａは、電球型ＬＥＤ照明器具１が点灯して熱を発したときに大気圧状態となるように若干減圧されている。外側カバー４ａの内面つまり内側カバー４ｂと対面する面及び／又は内側カバー４ｂの外面つまり外側カバー４ａと対面する面には、好ましくは任意の透光性着色塗料が塗布されるのがよく、透光性着色塗料は、白色、カラーのいずれでもよい。
【００２５】
透光性塗料として、チップＬＥＤ１０の発する光によって発光する発光塗料であるのが好ましく、発光塗料の典型例として蛍光塗料２２、２４を挙げることができる。外側カバー４ａに塗布する蛍光塗料２２と内側カバー４ｂに塗布する蛍光塗料２４は同じ蛍光塗料であってもよいし、異なる種類の蛍光塗料であってもよい。また、透光カバー４の密封空間４ａには窒素ガスやアルゴンガスなどのガスを封入してもよい。
【００２６】
外側カバー４ａ及び／又は内側カバー４ｂに透光性着色塗料（蛍光塗料２２及び／又は２４）を塗布することで、チップＬＥＤ１０を外部から隠すことができ、また、各チップＬＥＤ１０の光の指向性を緩和することができるので、見栄えの点からも好ましい。勿論、透光性着色塗料の種類や封入ガスを選択することで、電球型ＬＥＤ照明器具１が発する光の色合いを変えることができる。また、チップＬＥＤ１０の発する光は青色、白色、紫外線などから任意に選択可能であることは言うまでもない。
【００２７】
基板１１（６、７）に対するチップＬＥＤ１０の設置に関し、図７に示すように、チップＬＥＤ１０を設置する箇所に凹所１１ａを設け、この凹所１１ａにチップＬＥＤ１０を埋め込むようにして設置してもよい。
【００２８】
基板１１（６、７）を伝熱性に優れた基板材料から作る、及び／又は、前述したように基板６、７の両面においてチップＬＥＤ１０、１０間のほぼ全領域に導電性材料を塗布することでチップＬＥＤ１０の熱を効率的に伝熱することができるが、この熱を外部に排出するのを促進するために、各側面基板６の基端が固設される伝熱性ケース３の外周面に複数の放熱フィン３ａ（図１）を設けるのがよい。
【００２９】
側面基板６及び天井基板７の形状は前述したように任意であり、また、各基板６、７に設置するチップＬＥＤ１０の配置も任意であるが、好ましい複数の具体例を図８〜図１３に例示する。なお、図８〜図１３は説明のための展開図である。
【００３０】
図８は、天井基板７を正六角形にし、６枚の側面基板６を正五角形にすると共に、各基板６、７には夫々３個のＬＥＤ１０が平面視で正三角形の３つの頂点に設置されている。図９は、天井基板７を正五角形にし、そして５枚の正五角形の側面基板６を配置した例を示す。図１０は、図８の例の変形例であり、６枚の側面基板６のうち、一つ置きの３つの側面基板６が正五角形であり、隣接する正五角形の側面基板６、６の間に正六角形の側面基板６を配置する構成が採用されている。図１１は、図８の例の他の変形例であり、また、図１２は、図９の例の変形例であり、図１３は、図１１の例の変形例であるが、これら図１１〜図１３の例では、各側面基板６及び天井基板７に対して、４個のチップＬＥＤ１０が平面視で正方形の４つの頂点に配置されている。
【００３１】
実施例の電球型ＬＥＤ照明器具１によれば、複数のチップＬＥＤ１０を実装した側面基板６及び天井基板７を透孔１４の周縁部の配線基板１６を半田付けすることにより、各基板６、７のＬＥＤ１０を電気的に接続し且つ電源回路にも接続されるだけでなく、天井基板７及び複数の側面基板６同士が互いに固定されて構造的に一体化された六角柱の発光源となる。したがって、多数のチップＬＥＤ１０を組み込んだ基板構造体５の組立作業を効率化することができる。
【００３２】
また、実施例の電球型ＬＥＤ照明器具１によれば、側面基板６及び天井基板７の表面において互いに隣接するチップＬＥＤ１０、１０間のほぼ全領域を使って回路パターン１５が形成されており、また、裏面においても回路パターン１５と同様に導電性材料が塗布されており、導電性材料は一般的に熱伝導性が優れているため、ＬＥＤが発生した熱を基板構造体５の側面基板６及び天井基板７の表面及び裏面のほぼ全領域を使って効率的に放熱することができる。
【００３３】
また、多角柱の基板構造体６各側面及び天井に数多くのチップＬＥＤ１０を配設することができるだけでなく、チップＬＥＤ１０が発する光は、反射鏡として機能する回路パターン１５によって反射され、チップＬＥＤ１０が発する光を効率的に照明に寄与させることができる。
【００３４】
また、基板６、７を伝熱性に優れた基板材料を採用することで基板６、７を通じた熱伝導を促進することができ、この熱は、伝熱性ケース３を通じて外部に排出することができる。また、電源回路を内蔵したこの伝熱性ケース３に放熱フィン３ａを設けることにより電球型ＬＥＤ照明器具１の放熱効率を高めることができる。
【００３５】
また、透光カバー４を内外二重構造として密封空間４ａを形成してあるため、この密封空間４ａにアルゴンガスなどの任意のガスを封入することで電球型ＬＥＤ照明器具１の光の色を調整することができる。また、透光カバー４の外側カバー４ａ、内側カバー４ｂの少なくとも一方に蛍光塗料２２及び／又は２４を塗布することで、各チップＬＥＤ１０の光の指向性を緩和して電球型ＬＥＤ照明器具１を従来の蛍光灯に類した照明器具にすることができると共に、この蛍光塗料によってチップＬＥＤ１０の存在を外部から実質的に隠すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例の電球型ＬＥＤ照明器具の斜視図である。
【図２】図１の電球型ＬＥＤ照明器具から透光カバーを取り除いて基板構造体を露出させた図である。
【図３】Ｖカット処理により面付けした基板の平面図である。
【図４】Ｖカットラインに設けた長孔状の透孔と、該透孔の周縁の配線導体を説明するための図である。
【図５】互いに隣接する側面基板と天井基板とが透孔を整合させて該透孔部分の配線導体を半田付けすることにより回路パターンの接続及び側面基板と天井基板とが固定されることを説明するための図である。
【図６】内外二重構造の透光カバーの断面図である。
【図７】図３のVII−VII線に沿った断面図である。
【図８】正六角形の天井基板及び６枚の側面基板で多面体構造の基板構造体を構成すると共に各天井基板及び側面基板に３つのチップＬＥＤを配置した例を説明するための展開図である。
【図９】正五角形の天井基板及び５枚の側面基板で多面体構造の基板構造体を構成すると共に各天井基板及び側面基板に３つのチップＬＥＤを配置した例を説明するための展開図である。
【図１０】図８の例の変形例を示す図である。
【図１１】正六角形の天井基板及び６枚の側面基板で多面体構造の基板構造体を構成すると共に各天井基板及び側面基板に４つのチップＬＥＤを配置した例を説明するための展開図である。
【図１２】正五角形の天井基板及び５枚の側面基板で多面体構造の基板構造体を構成すると共に各天井基板及び側面基板に４つのチップＬＥＤを配置した例を説明するための展開図である。
【図１３】図１１の例の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１電球型ＬＥＤ照明器具
２電極口金
３伝熱性ケース
３ａ伝熱性ケースの放熱フィン
４透光カバー
４ａ外側カバー
４ｂ内側カバー
４ｃ透光カバーの密封空間
５基板構造体
６側面基板
７天井基板
１０チップＬＥＤ
２２、２４蛍光塗料

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットに螺合可能な電極口金と、
該電極口金に隣接して配置され且つ電源回路を内蔵した熱伝導性材料からなる伝熱性ケースと、
該伝熱性ケースに隣接して配置され且つ複数の低輝度チップＬＥＤを搭載した複数の基板によって構成された多面体構造の基板構造体を包囲する透光カバーとを有し、
該透光カバーが外側カバーと内側カバーの内外二重構造とされ、これら外側カバーと内側カバーによって形成される密封空間を備えていることを特徴とする電球型ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記透光カバーの外側カバーの内面及び／又は内側カバーの外面に透光性塗料が塗布されている、請求項１に記載の電球型ＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記透光性塗料が発光塗料である、請求項２に記載の電球型ＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記発光塗料が蛍光塗料である、請求項３に記載の電球型ＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記伝熱性ケースが、その外周面に放熱フィンを備えている、請求項３又は４に記載の電球型ＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
前記基板に複数の凹所が形成され、各凹所に前記チップＬＥＤが設置されている、請求項２〜５のいずれか一項に記載の電極型電球型ＬＥＤ照明器具。

【図１】