JP2015099753A - Ｌｅｄ電球 - Google Patents

Abstract

【課題】取付方向に制約を伴うことなく、全方位に均一に光を照射して白熱電球と同等の配光特性を得ることができるとともに、放熱性を高めてＬＥＤの光量と耐久寿命の低下を防ぐことができるＬＥＤ電球を提供すること。
【解決手段】回路パターン８が形成された透光性基板４の中央部にＬＥＤ５を、両端部に回路部品６をそれぞれ実装し、前記回路部品６を覆うヒートシンク７を前記導光性基板４の両端部にそれぞれ配置し、各ヒートシンク７に口金２をそれぞれ被着し、前記透光性基板４とこれに実装された前記ＬＥＤ５を覆う筒状のグローブ３を前記口金２間に架設してＬＥＤ電球１を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするヒューズ型のＬＥＤ電球に関するものである。

例えば、車両のルームランプには、フィラメントが発光するヒューズ型の白熱電球が専ら使用されてきたが、近年、省電力で高輝度、且つ、長寿命であるＬＥＤを光源として用いたＬＥＤ電球が使用されてきている。

例えば、特許文献１には、図７に示すようなＬＥＤ電球１０１が提案されている。即ち、図７は特許文献１において提案されたＬＥＤ電球の斜視図であり、図示のＬＥＤ電球１０１は、基板１０４上に複数のＬＥＤ１０５を実装し、各ＬＥＤ１０５からの照射光を本体部分を構成するレンズ部材１１０によって拡散し、ＬＥＤ１０５による発熱対策として、レンズ部材１１０の側壁に放熱孔１１０ａを形成したり、基板１０４を熱伝導率の高いアルミニウム材で構成している。

特開２０１１−２３０７５１号公報

ところで、フィラメントを用いる白熱電球は、極性を有していないために左右の何れを嵌め込んでも点灯するが、ＬＥＤ電球において極性を無くすには、必要な回路部品の点数が多くなり、基板のＬＥＤの実装面上に多くの回路部品を配置すると、発光部の面積が小さくなってしまう。この問題を解決するために回路部品を基板の発光面とは反対側の裏面に配置する構成を採用すると、回路部品からの熱伝導経路が長くなって放熱性が悪くなるという問題が発生する。

又、特許文献１において提案されたＬＥＤ電球１０１のように、基板１０４に不透光性のものを使用すると、裏面側の配光が得られず、白熱電球とは異なる指向性の強い発光となってしまう。そして、極性の無いＬＥＤ電球とした場合には、左右の何れを嵌め込んでも点灯するが、発光させたい方向にＬＥＤの光出射方向が向くようにＬＥＤ電球を取り付ける必要があり、ＬＥＤ電球の取り付けに制約を伴うという問題もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、取付方向に制約を伴うことなく、全方位に均一に光を照射して白熱電球と同等の配光特性を得ることができるとともに、放熱性を高めてＬＥＤの光量と耐久寿命の低下を防ぐことができるＬＥＤ電球を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明に係るＬＥＤ電球は、回路パターンが形成された透光性基板の中央部にＬＥＤを、両端部に回路部品をそれぞれ実装し、前記回路部品を覆うヒートシンクを前記導光性基板の両端部にそれぞれ配置し、各ヒートシンクに口金をそれぞれ被着し、前記透光性基板とこれに実装された前記ＬＥＤを覆う筒状のグローブを前記口金間に架設して構成されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記透光性基板にキャビディを形成し、該キャビティ内に前記ＬＥＤを直接実装したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、ＬＥＤ電球を車載用のルームランプとして使用することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、透光性基板にＬＥＤを実装したため、該ＬＥＤからの光は透光性基板を透過して全方位に向けて出射し、全方位に均一に光を照射することができ、白熱電球と同等の配光特性が得られる。そして、回路部品を透光性基板の両端部に振り分けて配置したため、大きな発光面積を確保して幅広の発光領域を得ることができる。

又、極性を無くすための回路部品を透光性基板の両端部に振り分けて配置し、ヒートシンクを各回路基板を覆うように配置したため、回路部品が発生する熱のヒートシンクへの伝導経路が短縮され、ヒートシンクへと効率良く熱が伝導し、ヒートシンクへと伝導した熱は口金から周囲に放熱される。そして、ＬＥＤが発生する熱は、透光性基板からヒートシンクを経て口金へと伝導して口金から周囲に放熱されるため、ＬＥＤが効率良く冷却されてその温度上昇が低く抑えられ、該ＬＥＤの光量と耐久寿命の低下が防がれる。

更に、前述のようにＬＥＤ電球からは全方位に均一に光が照射されるため、当該ＬＥＤ電球は、その取付方向に制約を受けず、何れの方向にも取り付けることができるために取付性が高められる。

請求項２記載の発明によれば、透光性基板に形成されたキャビディ内にＬＥＤを直接実装したため、ＬＥＤが発生する熱が透光性基板へと直接伝導し、最終的には口金から周囲へと効果的に放熱され、ＬＥＤの温度上昇が一層効果的の抑えられてその発光効率と耐久寿命が高められる。

請求項３記載の発明によれば、本発明に係るＬＥＤ電球を車載用のルームランプとして使用して、必要な光量を確保することができる。

本発明に係るＬＥＤ電球の側面図である。 本発明に係るＬＥＤ電球のＬＥＤと回路部品が実装された透光性基板の正面図である。 本発明に係るＬＥＤ電球の透光性基板の長手方向両端をヒートシンクに嵌め込んで固定した状態を示す正面図である。 本発明に係るＬＥＤ電球の透光性基板の長手方向両端をヒートシンクに嵌め込んで固定した状態を示す斜視図である。 本発明に係るＬＥＤ電球のグローブを取り外した状態を示す側面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 特許文献１において提案されたＬＥＤ電球の斜視図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るＬＥＤ電球の側面図、図２は同ＬＥＤ電球のＬＥＤと回路部品が実装された透光性基板の正面図、図３はＬＥＤ電球の透光性基板の長手方向両端をヒートシンクに嵌め込んで固定した状態を示す正面図、図４は同斜視図、図５は同ＬＥＤ電球のグローブを取り外した状態を示す側面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図である。

本発明に係るＬＥＤ電球１は、図１に示すように、有底筒状の金属製の左右一対の口金２と両口金２部間に架設された円筒状のグローブ３によって形成される密閉空間内に、図２に示す矩形平板状の透光性基板４、該透光性基板４に直接実装された６つのＬＥＤ５、同透光性基板４の左右両端部に振り分けて配置された複数の回路部品６、透光性基板４の左右両端部に前記回路基板４を覆うように配置された一対のヒートシンク（図３及び図４参照）等を収容して構成されている。

前記透光性基板４は、透明なガラスやセラミックス、サファイア等によって構成されており、この透光性基板４の一方の面（表面）の中央部分には、図２に示すように円形のキャビティ４ａが形成されている。そして、この透光性基板４のキャビティ４ａ内には、６つの前記ＬＥＤ５が同一円周上に等角度ピッチで配置され、これらのＬＥＤ５は、ダイボンド等の熱伝導性接着剤等によって透光性基板４の表面に直接接着されている。

又、透光性基板４には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等から成る回路パターン８が形成されており、該回路パターン８には複数の前記回路部品６が電気的に接続され、同回路パターン８の端部には、透光性基板４の左右両端部に配置された電極取出部８ａが形成されている（図２参照）。ここで、電極取出部８ａがＡｕ以外の金属で構成されている場合には、該電極取出部８ａの表面にはＡｕメッキが施されている。ここで、回路パターン８は、スパッタ、印刷、ＦＲ４基板の貼り付け等によって形成される。又、透光性基板４の左右両端部に搭載された複数の前記回路部品６は、当該ＬＥＤ電球１の極性を無くすための回路を構成するためのものである。

そして、透光性基板４に形成された回路パターン８と各ＬＥＤ５とは、ワイヤーボンディングによって電気的に接続されている。尚、回路パターン８と各ＬＥＤ５との電気的な接続をＦＣ（フリップチップ）によって行うようにしても良い。

又、図３及び図４に示すように、透光性基板４の左右両端部には、熱伝導性の高いＡｌによって円柱ブロック状に一体成形された前記ヒートシンク７が前記回路部品６を覆うように配置されている。具体的には、図６に示すように、各ヒートシンク７の中央部には矩形の嵌合孔７ａが形成されており、この嵌合孔７ａに、透光性基板５の端部を回路部品６と共に嵌め込むことによって、各ヒートシンク７が透光性基板４の端部にそれぞれ固定される。このとき、透光性基板４の左右の端部は、ヒートシンク７に直接接触して熱的な導通が取られている。

上述のようにして透光性基板４とヒートシンク７が結合一体化されると、図５及び図６に示すように、導電性金属によって有底筒状に成形された前記口金２が左右の各ヒートシンク７の外周にそれぞれ嵌め込まれて固定され、両口金２の間に透明な前記グローブ３を架設することによって、図１に示すヒューズ型のＬＥＤ電球１が得られる。尚、図６に示すように、透光性基板４の回路パターン８に形成された左右の電極取出部８ａか（図２参照）らはリード線９がそれぞれ引き出されており、各リード線９は、各口金２の底面にハンダ付け等によってそれぞれ電気的に接続されている。

以上のように構成されたＬＥＤ電球１の口金２が不図示のソケットに嵌め込まれ、不図示の電源からソケットを介してＬＥＤ電球１に電流が供給されると、その電流は、リード線１０から回路パターン８を経て各ＬＥＤ５に供給されるため、各ＬＥＤ５が起動されて発光する。尚、ここでは車載用のルームランプとして、必要な光量を満たすために１２０ｍＡ程度の電流を流している。

而して、本実施の形態に係るＬＥＤ電球１においては、透光性基板４に複数のＬＥＤ５を実装したため、各ＬＥＤ５からの光は透光性基板４を透過してほぼ全方位に向かって出射し、全方位に均一に光を照射することができる。このため、このＬＥＤ電球１によれば、白熱電球と同等の配光特性が得られる。そして、本実施の形態では、当該ＬＥＤ電球１の極性を無くすための回路部品６を透光性基板４の両端部に振り分けて配置したため、大きな発光面積を確保して幅広の発光領域を得ることができる。

又、本発明に係るＬＥＤ電球１においては、極性を無くすための回路部品６を透光性基板４の両端部に振り分けて配置し、ヒートシンク７を各回路部品６を覆うように配置したため、回路部品６が発生する熱のヒートシンク７への伝導経路が短縮され、ＬＥＤ５で発生した熱は、図６に矢印にて示すように、ヒートシンク７へと効率良く伝導し、ヒートシンク７へと伝導した熱は口金２から周囲に放熱される。このため、各ＬＥＤ５が効率良く冷却されてその温度上昇が低く抑えられ、該ＬＥＤ５の光量と耐久寿命の低下が防がれる。特に、本実施の形態では、透光性基板４に形成されたキャビティ４ａ内にＬＥＤ５を直接実装したため、ＬＥＤ５が発生する熱が透光性基板４へと直接伝導し、最終的には口金２から周囲へと効果的に放熱され、これによってＬＥＤ５の温度上昇が一層効果的の抑えられてその発光効率と耐久寿命が高められる。

更に、前述のようにＬＥＤ電球１からは全方位に均一に光が照射されるため、当該ＬＥＤ電球１は、その取付方向に制約を受けず、何れの方向にも取り付けることができるために取付性が高められる。

１ ＬＥＤ電球
２ 口金
３ グローブ
４ 透光性基板
４ａ 透光性基板のキャビティ
５ ＬＥＤ
６ 回路部品
７ ヒートシンク
７ａ ヒートシンクの嵌合孔
８ 回路パターン
８ａ 回路パターンの電極取出部
９ リード線

Claims (3)

1. 回路パターンが形成された透光性基板の中央部にＬＥＤを、両端部に回路部品をそれぞれ実装し、前記回路部品を覆うヒートシンクを前記導光性基板の両端部にそれぞれ配置し、各ヒートシンクに口金をそれぞれ被着し、前記透光性基板とこれに実装された前記ＬＥＤを覆う筒状のグローブを前記口金間に架設して構成されることを特徴とするＬＥＤ電球。
2. 前記透光性基板にキャビディを形成し、該キャビティ内に前記ＬＥＤを直接実装したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
3. 車載用のルームランプとして使用されることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ電球。。
   

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