特許 5751618 ＬＥＤランプ及び照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5751618

(24)【登録日】2015年5月29日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】ＬＥＤランプ及び照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20060101AFI20150702BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 215

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2011-90289(P2011-90289)

(22)【出願日】2011年4月14日

(65)【公開番号】特開2012-221930(P2012-221930A)

(43)【公開日】2012年11月12日

【審査請求日】2014年3月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】300022353

【氏名又は名称】ＮＥＣライティング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(72)【発明者】

【氏名】古川 敦

【審査官】 石田 佳久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２８６６１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９９０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２４３５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１５２２３４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００９−０４８９２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１６２８４５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ １４／０６

Ｆ２１Ｋ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＬＥＤ発光素子を有する光源部と、前記光源部が発する発光を照明対象に投射するレンズと、前記レンズを前記光源部に対して進退させる進退機構と、を備えるＬＥＤランプであって、
前記レンズを内蔵するとともに前記光源部を閉囲するグローブを備え、
前記進退機構は、
前記光源部に直接又は間接に固定されて、前記光源部の光軸回りに旋回するねじ溝と、
前記ねじ溝に螺合するとともに前記グローブに固定される環状部材と、
から構成され、
前記グローブの中に固定されるレンズ保持体を備え、
前記レンズは前記レンズ保持体を介して、前記グローブに固定保持され、
前記レンズ保持体は、前記レンズを前記グローブの内部に保持するとともに、前記環状部材に固定されている、
ことを特徴とするＬＥＤランプ。

【請求項2】

前記光源部を固定保持する円柱状の基体部を備えるとともに、
前記ねじ溝は前記基体部の外周面に螺刻されて、雄ねじを形成し、
前記環状部材は前記雄ねじと螺合する雌ねじを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。

【請求項3】

前記レンズ保持体の内径は、前記環状部材に接する側から前記レンズを保持する側に向けて漸減し、前記レンズを保持する側で最小になる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤランプ。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＬＥＤランプを備える照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＬＥＤランプ及び照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤランプは、発光ダイオード（以下、ＬＥＤ）と点灯回路を共通の筐体に納めて一体化した照明器具であり、電源に接続するだけで点灯することができる。また、ＬＥＤランプは、白熱電球に比べて消費電力が小さいので、つまり省エネ性に優れるので、近年、白熱電球に代わって広く普及しつつある。なお、外形および寸法を白熱電球に準じたものにするとともに、白熱電球と同じ形式の口金を備えるＬＥＤランプを、特に、ＬＥＤ電球、あるいは電球型ＬＥＤランプと呼ぶことがある。

【0003】

ＬＥＤランプの光源部は、一般に、複数のＬＥＤを平面状の基板に配列して構成されるので、そのままでは、主として該基板に垂直な方向に発光が投射される。そこで、ＬＥＤランプはＬＥＤの発光を拡散するレンズを備えている。また、発光が照射される範囲（配光範囲）を調整できるように、レンズとＬＥＤの距離を任意に変更、つまりレンズをＬＥＤに対して自在に進退できるようにしたＬＥＤランプも知られている。

【0004】

例えば、特許文献１には、グローブを兼ねたガラスレンズを回転させることにより移動させ、ガラスレンズと光源部との間の距離を調節することで、配光範囲の調整が可能な電球形ＬＥＤランプが開示されている。また、特許文献２には、グローブを兼ねた集光レンズを、光源部が設けられた外郭部材の内ネジ部にねじ込むことで、配光範囲の調整が可能な電球形ＬＥＤランプが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８−２４３７７０号公報

【特許文献2】特開２００８−２５１５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１に記載された電球形ＬＥＤランプでは、ガラスレンズを手で回転させて配光範囲を調整する、つまり、ガラスレンズに手を触れるので、ガラスレンズが手垢で汚れ、照度が低下する場合があった。また、特許文献２に記載された電球形ＬＥＤランプにおいても、集光レンズを手でねじ込んで配光範囲を調整するため、集光レンズが手垢で汚れ、照度が低下する場合があった。さらに、特許文献１及び特許文献２に記載された電球形ＬＥＤランプでは、グローブを兼ねたレンズを移動させて配光範囲を調整するため、電球形ＬＥＤランプの本体から外れて、地面に衝突して破損する場合があった。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、手垢等の付着による照度の低下を抑制し、レンズ破損の危険性を低減し、かつ、簡便に配光範囲を調整することができるＬＥＤランプ及び照明装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るＬＥＤランプは、
ＬＥＤ発光素子を有する光源部と、前記光源部が発する発光を照明対象に投射するレン
ズと、前記レンズを前記光源部に対して進退させる進退機構と、を備えるＬＥＤランプで
あって、
前記レンズを内蔵するとともに前記光源部を閉囲するグローブを備え、
前記進退機構は、
前記光源部に直接又は間接に固定されて、前記光源部の光軸回りに旋回するねじ溝と
、
前記ねじ溝に螺合するとともに前記グローブに固定される環状部材と、
から構成され、
前記グローブの中に固定されるレンズ保持体を備え、
前記レンズは前記レンズ保持体を介して、前記グローブに固定保持され、
前記レンズ保持体は、前記レンズを前記グローブの内部に保持するとともに、前記環状部材に固定されている、
ことを特徴とする。

【0009】

本発明の第２の観点に係る照明装置は、
上記の第１の観点に係るＬＥＤランプを備える、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、手垢等の付着による照度の低下を抑制し、レンズ破損の危険性を低減し、かつ、簡便に配光範囲を調整することができるＬＥＤランプ及び照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係るＬＥＤランプを示す外観模式図であり、レンズと光源部との間の距離を最小にした状態を示している。

【図2】ＬＥＤランプのレンズと光源部との間の距離を最大にした状態を示す外観模式図である。

【図3】ＬＥＤランプのベゼルを基体部から取り外した状態を示す外観模式図である。

【図4】ＬＥＤランプの一部を切り欠いて示す外観模式図である。

【図5】ＬＥＤランプの環状部材（ベゼル）の外観模式図である。

【図6】ＬＥＤランプの配光範囲を示す模式図である。（ａ）は配光範囲を狭くした状態を、（ｂ）は配光範囲を広くした状態を、それぞれ示している。

【図7】本発明の実施形態に係る照明装置を示す外観模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態に係るＬＥＤランプについて、図面を参照しつつ説明する。

【0013】

図１〜図４に示すように、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、いわゆる電球形ＬＥＤランプであり、従来の（伝統的な）白熱電球に準じた外形を備える。また、ＬＥＤランプ１００は、光源部１０２、外郭部材１０８、口金１１０と、ねじ溝１１２、基体部１１４、環状部材（以下、ベゼルという）１１６、レンズ保持体１１８、レンズ１２０、及びグローブ１２２を備える。

【0014】

光源部１０２は、例えば、アルミニウム等の金属材料、又はセラミック等の絶縁材料を用いて平板状に形成された基板に、１個又は複数個のＬＥＤが実装されて構成される。該ＬＥＤの形式や形態は特に限定されず、例えば、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプ、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプ等を目的用途に応じて選択すればよい。また、該ＬＥＤの発光色は、ＬＥＤランプ１００の目的、用途等に応じて、白色、赤色、青色、緑色等、又はこれらの組み合わせから選択される。例えば、室内照明に使用する場合は、一般に白色が選択される。また光源部１０２は、例えば、接着、ねじ止め等によって、基体部１１４に固定される。

【0015】

外郭部材１０８は、白熱電球のネック部の形状に近似した外形を有する筐体であり、その内部に、図示しない点灯回路を内蔵している。また前記点灯回路と外郭部材１０８の間には、図示しない絶縁体があって、外郭部材１０８と点灯回路の間を電気的に絶縁している。また、外郭部材１０８の上端には、基体部１１４が取り付けられ、前述したように、基体部１１４には光源部１０２が取り付けられている。また、外郭部材１０８の下端には、口金１１０が取り付けられている。なお、外郭部材１０８の素材は、特に限定されないが、例えば、金属、合成樹脂等が選ばれる。

【0016】

口金１１０は、ＬＥＤランプ１００を商用電源に接続する一種の接続装置であり、従来の白熱電球用のソケットに装着することができる形式のもの、例えば、エジソンタイプＥ２６形、同Ｅ１７形等が選ばれる。なお、口金１１０は外郭部材１０８に内蔵された前記点灯回路に電気的に接続され、前記点灯回路は光源部１０２に電気的に接続されている。

【0017】

さて、基体部１１４は、外郭部材１０８と光源部１０２の間にあって、両者を連結する円柱状の部材であり、例えば、接着等により、外郭部材１０８に固定される。また、基体部１１４の外周にはねじ溝１１２が螺刻されている。なお、基体部１１４（円柱）の中心軸は光源部１０２の光軸と一致するように配置され、ねじ溝１１２は基体部１１４の中心軸（光源部１０２の光軸）回りに旋回する。その結果、基体部１１４は雄ねじとして機能する。なお、基体部１１４の素材は、特に限定されないが、例えば、放熱性が良好な金属、合成樹脂等が選ばれる。

【0018】

図５に示すように、ベゼル１１６は、環状の部材であり、ベゼル１１６の内周面には、ねじ溝１１７が形成される。そして、ねじ溝１１７は基体部１１４のねじ溝１１２と螺合する。つまりベゼル１１６は基体部１１４に螺合するナット（雌ねじ）としての機能を有する。そのため、ベゼル１１６を、基体部１１４の（円柱の）軸回りに回転させると、ベゼル１１６は基体部１１４の軸方向に移動する。また、ベゼル１１６はグローブ１２２に接着固定されている。したがって、ベゼル１１６を回転させると、グローブ１２２も基体部１１４の軸方向に移動する。また、ベゼル１１６の外周は、指でつまみやすい形状、例えば、図５に示すような多角形状に形成される。なお、ベゼル１１６の素材は、特に限定されないが、例えば、金属、合成樹脂等が選ばれる。

【0019】

レンズ保持体１１８は、グローブ１２２に固定されて、レンズ１２０を保持する部材である。つまり、レンズ１２０をグローブ１２２の内部に保持する部材である。また、レンズ保持体１１８はベゼル１１６にも固定される。なお、レンズ保持体１１８とグローブ１２２、及びレンズ保持体１１８とベゼル１１６の間の結合手段は、特に限定されないが、例えば、接着であってもよい。

【0020】

また、図４に示すように、レンズ保持体１１８は漏斗形の形状を有し、レンズ１２０は該漏斗形の一方の開口に保持され、該漏斗形の他方の開口はベゼル１１６に接する。レンズ保持体１１８の内径は、ベゼル１１６に接する側からレンズ１２０を保持する側に向けて漸減し、レンズ１２０を保持する側で最小になる。レンズ保持体１１８の素材には、例えば、ガラス、透明な合成樹脂等が選ばれる。

【0021】

レンズ１２０は、光源部１０２の発光を所定の配光範囲に拡散させる機能を有する。本実施形態のレンズ１２０は、円錐台状に形成されて、円錐台の底面の周縁部が、レンズ保持体１１８に接着等されて、レンズ保持体１１８に固定されている。レンズ１２０の素材には、例えば、ガラス、透明な合成樹脂等が選ばれる。

【0022】

グローブ１２２は、光源部１０２を閉囲して、光源部１０２を保護する半球状の部材である。また、前述したように、グローブ１２２の内部には、レンズ保持体１１８を介してレンズ１２０が保持されている。グローブ１２２の素材には、光拡散性を有する透明、乳白色等のガラス、合成樹脂等が選ばれる。

【0023】

さて、ＬＥＤランプ１００は、ベゼル１１６を備えるので、ベゼル１１６を手で回転させることによって、つまり、グローブ１２２に手を触れないで、グローブ１２２を外郭部材１０８に対して進退させることができる。例えば、ベゼル１１６を反時計回りに回転させれば、図１に示すように、グローブ１２２は外郭部材１０８に接近する。逆に、ベゼル１１６を時計回りに回転させれば、図２に示すように、グローブ１２２は外郭部材１０８から遠ざかる。また、光源部１０２は基体部１１４に固定され、レンズ１２０はグローブ１２２に固定されているから、グローブ１２２を外郭部材１０８に対して進退させると、レンズ１２０は光源部１０２に対して進退する。

【0024】

言い替えると、ＬＥＤランプ１００はレンズ１２０を光源部１０２に対して進退させる進退機構を備え、該進退機構は、光源部１０２に直接又は間接に固定されて、光源部１０２の光軸回りに旋回するねじ溝１１２と、ねじ溝１１２に螺合するとともにグローブ１２２に固定されるベゼル（環状部材）１１６とから構成される。

【0025】

そして、レンズ１２０を光源部１０２に対して進退すると、ＬＥＤランプ１００の配光範囲が変更される。ここで、レンズ１２０と光源部１０２との間の距離Ｌ（Ｌ１，Ｌ２）と、ＬＥＤランプ１００の配光範囲の面積Ｓ（Ｓ１，Ｓ２）との関係を図６に示す。すなわち、レンズ１２０と光源部１０２との間の距離を大きく（Ｌ＝Ｌ１）すると、配光範囲の面積は狭く（Ｓ＝Ｓ１）なる（図６（ａ）参照）。逆に、レンズ１２０と光源部１０２との間の距離を小さく（Ｌ＝Ｌ２）すると、配光範囲の面積は広く（Ｓ＝Ｓ２）なる（図６（ｂ）参照）。

【0026】

このように、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、ベゼル１１６を回転させることでレンズ１２０を光源部１０２に対して進退させて、配光範囲を変更することができる。このため、配光範囲を変更する際に、レンズ１２０及びグローブ１２２を直接手で触ることがなく、レンズ１２０及びグローブ１２２を手垢で汚すことがないことから、ＬＥＤランプ１００の照度の低下を抑制することができる。

【0027】

また、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００においては、グローブ１２２の内部にレンズ１２０を配置している。このため、グローブ１２２が外郭部材１０８から外れても、レンズ１２０が地面へ直接衝突することがないから、レンズ１２０が破損する危険性を低減させることができる。

【0028】

さらに、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００においては、ベゼル１１６を回転させることでレンズ１２０を進退させるため、ベゼル１１６の可動範囲内において、レンズ１２０と光源部１０２との間の距離を無段階に調節することができる。これにより、ＬＥＤランプ１００の配光範囲の微妙な調整が可能となる。

【0029】

以上のように、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００においては、手垢等の付着による照度の低下を抑制し、レンズ破損の危険性を低減し、かつ、簡便に配光範囲を調整することができ、場所、用途、雰囲気等に応じた配光設定が可能となる。

【0030】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形態では、「光源部に直接又は間接に固定されて、光源部の光軸回りに旋回するねじ溝」の具体例として、ねじ溝１１２を示したが、「ねじ溝」は基体部１１４の外周に螺刻されたものには限定されない。外郭部材１０８に、このような「ねじ溝」が螺刻されてもよいし、光源部１０２自体を円柱状に形成して、その外周に「ねじ溝」が螺刻されてもよい。また、「ねじ溝」は雄ねじを形成するものには限定されない。例えば、外郭部材１０８に雌ねじを形成し、ベゼル１１６に雄ねじを備えるようにしてもよい。また、「環状部材」は、ベゼル１１６のように、グローブ１２２と別途に製造されて、組み立ておよび固定されるものには限定されない。「環状部材」は「グローブ」と一体に成形されるものであってもよい。

【0031】

また、ＬＥＤランプ１００は、いわゆる電球型ＬＥＤランプであるが、本発明は電球型ＬＥＤランプだけに適用されるものではない。本発明は各種様々な形態、形式のＬＥＤランプに適用される。また、本実施形態においては、ベゼル１１６を手動で回転させる形態を示したが、ベゼル１１６を機械によって回転させてもよい。例えば、ベゼル１１６を歯車、ローラ、ベルト等を介して、サーボモータと連結して、サーボモータでベゼル１１６を回転させるようにすれば、例えば、リモコン操作等による遠隔操作が可能になる。

【0032】

また、本実施形態においては、ベゼル１１６にレンズ保持体１１８及びグローブ１２２が連結されている例を示したが、ベゼル１１６とレンズ１２０とグローブ１２２が一体になって、外郭部材１０８に対して回転及び進退するように構成されていれば十分である。例えば、ベゼル１１６とグローブ１２２は直接に連結されていなくてもよい。つまり、レンズ保持体１１８を介して、ベゼル１１６とグローブ１２２が間接的に連結されてもよい。また、ベゼル１１６とレンズ保持体１１８は直接に連結されていなくてもよい。つまり、グローブ１２２を介して、ベゼル１１６とレンズ保持体１１８が間接的に連結されてもよい。あるいは、レンズ保持体１１８を省いて、レンズ１２０をグローブ１２２に直接又はベゼル１１６を介して連結するようにしてもよい。

【0033】

なお、図７に示すように、本実施形態に係るＬＥＤランプ１００を、照明装置２００に用いることができる。照明装置２００は、照明装置本体２０２と、反射板２０４と、ソケット２０６と、ソケット２０６に装着されたＬＥＤランプ１００と、から構成される。これにより、手垢等の付着による照度の低下を抑制し、レンズ破損の危険性を低減し、かつ、簡便に配光範囲を調整することができる照明装置２００が実現する。

【0034】

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

【0035】

（付記１）ＬＥＤ発光素子を有する光源部と、前記光源部が発する発光を照明対象に投射するレンズと、前記レンズを前記光源部に対して進退させる進退機構と、を備えるＬＥＤランプであって、
前記レンズを内蔵するとともに前記光源部を閉囲するグローブを備え、
前記進退機構は、
前記光源部に直接又は間接に固定されて、前記光源部の光軸回りに旋回するねじ溝と、
前記ねじ溝に螺合するとともに前記グローブに固定される環状部材と、
から構成される、
ことを特徴とするＬＥＤランプ。

【0036】

（付記２）前記光源部を固定保持する円柱状の基体部を備えるとともに、
前記ねじ溝は前記基体部の外周面に螺刻されて、雄ねじを形成し、
前記環状部材は前記雄ねじと螺合する雌ねじを備える、
ことを特徴とする付記１に記載のＬＥＤランプ。

【0037】

（付記３）前記グローブの中に固定されるレンズ保持体を備え、
前記レンズは前記レンズ保持体を介して、前記グローブに固定保持される、
ことを特徴とする付記１又は２に記載のＬＥＤランプ。

【0038】

（付記４）付記１乃至３のいずれか１つに記載のＬＥＤランプを備える照明装置。

【符号の説明】

【0039】

１００ ＬＥＤランプ
１０２ 光源部
１０８ 外郭部材
１１０ 口金
１１２ ねじ溝
１１４ 基体部
１１６ 環状部材（ベゼル）
１１７ ねじ溝
１１８ レンズ保持体
１２０ レンズ
１２２ グローブ
２００ 照明装置
２０２ 照明装置本体
２０４ 反射板
２０６ ソケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】