特開 2023-44973 直管蛍光灯型ＬＥＤランプ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023044973

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】直管蛍光灯型ＬＥＤランプ

(51)【国際特許分類】

   F21K 9/272 20160101AFI20230327BHJP

   F21K 9/275 20160101ALI20230327BHJP

   F21V 17/00 20060101ALI20230327BHJP

   F21V 31/00 20060101ALI20230327BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20230327BHJP

   G09F 13/04 20060101ALI20230327BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20230327BHJP

   F21Y 107/40 20160101ALN20230327BHJP

【ＦＩ】

F21K9/272

F21K9/275

F21V17/00 154

F21V31/00 100

F21V19/00 450

G09F13/04 D

F21Y115:10

F21Y107:40

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021153126

(22)【出願日】2021-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】593019722

【氏名又は名称】株式会社ニッケンハードウエア

(74)【代理人】

【識別番号】100092679

【弁理士】

【氏名又は名称】樋口 盛之助

(72)【発明者】

【氏名】岡本 修

【テーマコード（参考）】

3K011

3K013

3K014

5C096

【Ｆターム（参考）】

3K011AA01

3K011FA05

3K013AA05

3K013BA01

3K014AA01

5C096AA05

5C096AA29

5C096BA04

5C096CC06

5C096FA01

5C096FA02

5C096FA08

5C096FA09

(57)【要約】

【課題】
看板枠体の内部から広告面板を照明するために、発光領域の幅と発光強度を大幅に改善し、円筒状カバーの膨張・収縮によりクラックが発生することのないＬＥＤランプを提供する。
【解決手段】
多角形の支持体を長手方向に有し、支持体上には長手方向に３列以上のＬＥＤが配列され、円筒状カバーと前記キャップの接続部分に、前記円筒状カバー側には蛇腹部を有し、前記キャップ側には隙間を有するシリコン封止部材を配置した直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

直管蛍光灯型ＬＥＤランプであって、
ＬＥＤを多数配列した支持体とこれを固定するソケットを光透過性の円筒状カバー内に配置し、
前記円筒状カバーの両端を前記ソケットにおいて平板上のキャップで封止するにあたり、
前記円筒状カバーと前記キャップの接続部分に、前記円筒状カバー側には蛇腹部を有し、前記キャップ側には隙間部を有するシリコン封止部材を配置したことを特徴とする
直管蛍光灯型ＬＥＤランプ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた直管蛍光灯型ＬＥＤランプ（以下、「ＬＥＤランプ」という。）に関する。例えば、アクリル樹脂製の広告面板を保持する看板枠体内に収容され、１０～２０ｃｍ程度に近接した照射面（広告面板）の照明に好適に用いられるＬＥＤランプに関する。

【背景技術】

【0002】

看板枠体内に収められ広告面板を照明するためのランプとして、ＬＥＤモジュールを利用したランプは、従来の水銀放電管蛍光灯（以下、「直管型蛍光灯」という。）に代わって用いられるようになって久しい。
ＬＥＤランプを使用する場合、使用寿命を半永久的に伸ばすことで従来の蛍光灯の使用寿命の問題を解決できるばかりではなく、既に設置されている直管型蛍光灯のフレームにそのまま設置できることもあり、看板用のランプとしての利便性は飛躍的に向上させることができた。

【0003】

しかし、一般的にＬＥＤは蛍光灯に比較して光の指向性が高いため、ＬＥＤを用いた照明装置では、より広範囲を照らすために照射範囲を拡大させるための工夫が検討されている。
例えば、断面山形に形成された２つの傾斜支持板に、多数のＬＥＤを長手方向に２列に配列したＬＥＤモジュールを用いた看板用直管蛍光灯型ＬＥＤランプが知られている（特許文献１）。このＬＥＤランプは、２つの傾斜支持板が鋭角の断面山形に形成されているので照射範囲が広く、広告用のランプとして使用された場合、広告面板を均一かつ明るく照明することができるとされている。

【0004】

しかし、これまでのＬＥＤランプは、上記した看板用直管蛍光灯型ＬＥＤランプも含め、直管型蛍光灯の代替品として使用され、直管型蛍光灯のフレームをそのまま使用するものであるため、従来の蛍光灯の形態を継承する点が多く、次の点で照明ランプとしての特性を十分に引き出されていない面があった。

【0005】

すなわち、従来の直管型蛍光灯では、両端部分に比較的寸法の大きい口金を設ける必要があるが、この部分は発光しないという問題点があった。このため、長尺の広告面板を照明するために蛍光灯を直列に連結して使用した場合、蛍光灯の口金にあたる広告面板部分は口金が発光しないために暗くなってしまう。これを避けるために、蛍光灯端部を重複させて、長手方向に発光しない部分がないように連結して設置することもあった。

【0006】

これは、直管型蛍光灯では、真空ガラス管（水銀放電管）に少量の水銀蒸気とアルゴンガスを入れて密閉し、両端に電圧を印加して気体の放電により発光させる構造となっていることに起因する。すなわち、従来の直管型蛍光灯では、両端の口金部分で水銀放電管を十分に密閉しなければならないからである。このため、直管型蛍光灯では、ある程度の大きさの口金を設けなければならず、その分だけ非発光部分ができてしまうことは避けることのできないことであった。
そして、直管型蛍光灯に代替するＬＥＤランプにおいても、発光しない口金部分を設けることは自然に受け入れられてきたのが現状である。

【0007】

また、この問題とは別に、従来のＬＥＤランプにおいて、更に改善すべき課題があった。それは、従来のＬＥＤランプでは、ソケットと円筒状カバーの接続部分は単純なシリコンリングで封止していた。しかし、円筒状カバーの膨張と収縮を十分に吸収することができないため、円筒状カバーの膨張に伴い円筒状カバーの両端に亀裂が入ってしまうことや、同じく収縮に伴い隙間が生じて内部への浸水が発生することがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第５７１７０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、上記した問題を解決し、良好な照射特性を有するＬＥＤランプを提供することを目的とするものである。
すなわち、円筒状カバーの膨張・収縮によりクラックが発生することを防ぎ、防水性の向上をもたらすシリコン封止部材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】

【0010】

上記課題を解決するため、本発明においては、直管蛍光灯型ＬＥＤランプであって、ＬＥＤを多数配列した支持体とこれを固定するソケットを光透過性の円筒状カバー内に配置し、前記円筒状カバーの両端を前記ソケットにおいて平板上のキャップで封止すにあたり、前記円筒状カバーと前記キャップの接続部分に、前記円筒状カバー側には蛇腹部を有し、前記キャップ側には隙間部を有するシリコン封止部材を配置した。

【発明の効果】

【0011】

本発明のＬＥＤランプは、特定の形状を有するシリコン封止部材を使用するので、耐久性に高いＬＥＤランプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は、従来のＬＥＤランプの断面構造を示すもので、（ａ）図は長手方向 の断面図、（ｂ）図はＡ－Ａ線に沿う断面拡大図である。

【図2】図２は、本発明のＬＥＤランプの断面構造を示すもので、同じく（ａ）図は 長手方向の断面図、（ｂ）図はＢ－Ｂ線に沿う断面拡大図である。

【図3】図３は、図２における本発明のＬＥＤランプのＣ－Ｃ線に沿う断面拡大図である。Ｋタイプ（ａ）とＲタイプ（ｂ）がある。

【図4】図４は、ＬＥＤランプ端部の断面構造を示し、（ａ）図は従来のＬＥＤラン プ、（ｂ）は本発明のＬＥＤランプのものである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下では、本発明のＬＥＤランプについて、看板枠体の内側から照明するランプとして使用した態様を例にとって、具体的な実施態様を説明する。しかし、本発明のＬＥＤランプは、看板用に用途を限定されるものではなく、その優秀な照明特性に基づいて様々な照明の用途に使用されることは当然のことである。

【0014】

（従来のＬＥＤランプ）
図１は従来のＬＥＤランプの構造の概要を示すもので、（ａ）が長手方向の断面図、（ｂ）がＡ－Ａ線に沿う断面拡大図である。
長手方向に多数のＬＥＤ２が直列に実装された支持体３を光透過性の円筒状カバー１内に装填し、両端の口金部分に電源４及び電源と電気的に接続される金属ピン５を有する構造である。このような構造のため、従来のＬＥＤランプにおいては、口金部は発光しない部分となってしまっていた。
なお、一般的には、支持体３はアルミニウム合金の型材であり、光透過性の円筒状カバー１は難燃性ポリカーボネートで構成されている。

【0015】

（支持体の断面形状）
図２は、本発明のＬＥＤランプの断面図を示し、同じく（ａ）が長手方向、（ｂ）がＢ－Ｂ線に沿う断面拡大図である。
本発明のＬＥＤランプにおいては、垂直断面が多角形（六角形）の中空構造の支持体３であって、該多角形の開口径を拡大したものを使用している。この点が従来のＬＥＤランプと大きく異なる点である。
このため、上記開口につながる空洞内に電源４を挿入することができ、従来のＬＥＤランプでは口金部として使用されていた部分にも、ＬＥＤを実装した支持体３を延長することができる。すなわち、従来の口金部分の寸法を縮小することができる。また、ＬＥＤランプの両端のキャップ８も半透明とすることで、透光性をさらに向上させることができる。

【0016】

前記支持体３の開口径の大きさは、電源４が支持体３内に挿入できる程度である必要がある。しかし、開口径は小さくした方が好ましい。ＬＥＤ発光源と円筒状カバー１との間の空間を大きくすることで、指向性の高いＬＥＤの光が円筒状カバー１に乱反射して均一な光とすることができるからである。
本発明のＬＥＤランプにおいては、電源４を支持体３内に設置することにより、従来のものに比較して発光領域を大幅に拡張することが可能となった。この点が、本発明のＬＥＤランプの有する第一の特徴である。

【0017】

図３は、図２（ａ）のＣ－Ｃ線に沿うＬＥＤランプの断面拡大図を示す。（ａ）は支持体３上で長手方向に３列のＬＥＤ２を実装したタイプ（以下、「Ｋタイプ」という）、（ｂ）は同じく４列のＬＥＤ２を実装したタイプである（以下、「Ｒタイプ」という）。このように、多方向に向けられたＬＥＤランプを設置することができるので、Ｋタイプでは３００°、Ｒタイプでは３６０°の配光角度を確保すことができる。
本発明のＬＥＤランプでは、広い配光角度を有するので、対向する表面と裏面に広告面板を有する両面型看板枠体の照明に用いられた場合でも、広告面を明るく照らす看板にすることができる。また、片面型看板枠体の照明に用いられた場合には、広告板面の裏側面から反射したり乱反射したりした照射光により、広告面を明るく照らすことができる。

【0018】

また、図３においては、いずれも、垂直断面が六角形状の支持体３を用いているが、円筒状カバー１の直径とＬＥＤ２の寸法との関係で、多角形として八角形状の断面を持つ支持体３まで使うことができる。そうすると、ＬＥＤ２を実装する面を８面まで増やすことができ、さらに明るい看板面を提供することができる。

【0019】

（シリコン封止部材）
次に、ＬＥＤランプ両端の封止構造について説明する。図１（ａ）の口金部分（従来技術）と図２（ａ）のキャップ８部分（本発明）に関連する技術的な特徴である。図４（ａ）及び（ｂ）はぞれぞれの拡大図を示す。
従来のＬＥＤランプ（図４（ａ））においては、ソケット７でＬＥＤランプ内部の支持体３を固定し、金属ピン５が内部の電源４に接続されて発光に必要な電力を供給していた。そして、ソケット７と円筒状カバー１の接続部分には断面四角形状のシリコンリングが配置され、ＬＥＤランプ内部の気密性を維持していた。

【0020】

図４（ｂ）は、本発明のＬＥＤランプにおける両端部の断面構造を示すものである。
本発明のＬＥＤランプにおいても、支持体３を固定するソケット７と電源部４に電力を供給する金属ピン５を有する。この点は、従来のＬＥＤランプと変わるところはない。
しかし、本発明のＬＥＤランプは、図４（ｂ）に示されるように、特定形状のシリコン封止部材６を有する点に特徴がある。

【0021】

本発明のＬＥＤランプが端部に有するシリコン封止部材６は、ソケット部７において円筒状カバー１とキャップ８に挟持されて両者の接続部分に配置される。その形状は、円筒状カバー１と接続する部分は蛇腹形状に形成され、キャップ８と接続する部分には隙間が設けられた形状である。
このような形状を有するため、周囲環境の変化があって円筒状カバー１が収縮した場合や膨張した場合でも、ＬＥＤランプ内の気密性を保つことができ、その耐久性を格段に向上することができる。この点が、本発明のＬＥＤランプの有する第二の特徴である。

【0022】

具体的には、円筒状カバー１が収縮した場合には、従来の断面が四角形上のシリコンリングでは、シリコンと円筒状カバー１の間に隙間が生じてしまう。このため、冬季に寒冷な環境におかれた場合には、円筒状カバー１が大幅に縮む結果、円筒状カバー１の隙間からＬＥＤ内部への浸水が避けられない。これは、ＬＥＤランプの寿命を著しく損なうことにつながっていた。
本発明のシリコン封止部材６においては、シリコン封止部材６に蛇腹部があるので、仮に円筒状カバーが収縮した場合でも、円筒状カバー１内の気密性を維持できる。
このため、ＬＥＤランプ内部への浸水を完全に防ぐことができる。

【0023】

また、円筒状カバー１が膨張した場合には、シリコン封止部材６とキャップ８との間に形成した隙間がＬＥＤランプの気密性を維持する役目を果たす。すなわち、ＬＥＤランプの発光が長時間にわたった場合や夏季の直射日光に晒された場合に、円筒状カバー１は、高温により膨張することを避けることはできない。その場合でも、キャップ８と円筒状カバー１との間に隙間が生じるようシリコン封止部材の形状を設定してあるので、当該隙間が円筒状カバーの膨張分を吸収することができる。

【0024】

従来のＬＥＤランプでは、円筒状カバー１の膨張に起因して円筒状カバー１端部にクラックが発生してしまうことがあった。本発明においては、シリコン封止部材６が隙間を有する構造であるため、円筒状カバー１端部のクラック発生を防いで、丈夫で長持ちするＬＥＤランプとすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0025】

本発明のＬＥＤランプは、片面看板ばかりでなく両面看板にも良好に適用でき、均一で明るい広告面を提供することができる。

【符号の説明】

【0026】

１ 円筒状カバー
２ ＬＥＤ
３ 支持体
４ 電源
４ａ 電源付属回路
５ 金属ピン
６ シリコン封止部材
７ ソケット
８ キャップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】