ＬＥＤ電球

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【発明の名称】	ＬＥＤ電球
【発明者】	【氏名】牧原千晴【氏名】石井健一【氏名】今井康雄【氏名】山田健一
【要約】	【課題】簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱を抑制して高い発光効率で長寿命のＬＥＤ電球を提供する。【解決手段】一端に口金１が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状金属放熱部２、このラッパ状金属放熱部２の開口部に取付けられた透光性カバー６と、ラッパ状金属放熱部２と透光性カバー６により形成された略球体７の内部に設けられた金属基板３と、この金属基板３の透光性カバー６に対向する外面に実装されたＬＥＤ素子５とを備える。

【特許請求の範囲】
【請求項１】一端に口金が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状金属放熱部と、このラッパ状金属放熱部の開口部に取付けられた透光性カバーと、前記ラッパ状金属放熱部と前記透光性カバーにより形成された略球体の内部に設けられた金属基板と、この金属基板の前記透光性カバーに対向する外面に実装されたＬＥＤ素子と、を備えたことを特徴とするＬＥＤ電球。
【請求項２】金属基板を板状にし、ラッパ状金属放熱部の開口部に絶縁性を有する高熱伝導部材を介して固着したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
【請求項３】金属基板を一端が口金側に開口し他端が閉塞された筒状とし、この筒状の金属基板の開口部をラッパ状金属放熱部の口金側に絶縁性を有する高熱伝導部材を介して固着したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ電球。
【請求項４】筒状の金属基板に、ＬＥＤ素子が実装された部分から口金側の周囲に突設され、前記ＬＥＤ素子からの放射光を透光カバー方向に反射させるとともに放熱を行う反射・放熱板を備えたことを特徴とする請求項３記載のＬＥＤ電球。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＬＥＤ素子を光源に使用したＬＥＤ電球の放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は、例えば実登３０３４７４４号公報（従来例１）に示された従来のＬＥＤ素子を使用した電球の側面図である。図において４はＬＥＤ素子、１３は電球体、１４は電子回路を収納した電子回路収納部である。これにより寿命の長い光源を構成することができる。
【０００３】また、図６は、例えば特開平０９－２６５８０７号公報（従来例２）に示されたＬＥＤ信号灯である。図において、２１は反射鏡、２２はＬＥＤ光源であり六角筒に配置された回路基板２３に複数のＬＥＤ素子２４が実装されている。このＬＥＤ素子２４は全て青，黄，赤のいずれかに発光する。２５は無色透明の前面ガラス、２６は筒状の支持筒、１は口金、２７は点灯回路基板、２８は投光用開口側に設けられた円板状回路基板、２９は円板状回路基板２８に設けられた直射用の複数のＬＥＤ素子である。
【０００４】このように構成され、複数のＬＥＤ素子２４は反射鏡２１に対向させているので、ＬＥＤ素子２４の光を有効に利用でき、ＬＥＤ光源２２の前方には直射用ＬＥＤ素子２９を配設したので、前面ガラス２５のほぼ全面の輝度均斉度を高めることができ、視認性がよいものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤ素子は、一般に図７に示すように温度上昇に従い光出力が低下し、また、図８に示すように周囲温度が高い（Ｂ）方が周囲温度が低（Ａ）い方より光出力の低下が大きく、寿命が短い。しかし、上記の従来例１、２はいずれもＬＥＤ素子の発熱に対する記載がなく、ＬＥＤ素子の冷却はＬＥＤ素子からの放射と、電球体１３内または反射鏡２１と前面ガラス２５で囲まれた内部の空気の対流によるものが主と考えられる。従って、温度上昇により発光効率が低下し、寿命が短くなるという問題が考えられる。特に、従来例２は輝度を均一にするためＬＥＤ素子の数を多くしているが発熱量も多くなり、発光効率が低下し、寿命が短くなることが考えられる。
【０００６】この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱を抑制して高い発光効率で長寿命のＬＥＤ電球を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るＬＥＤ電球は、一端に口金が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状金属放熱部と、このラッパ状金属放熱部の開口部に取付けられた透光性カバーと、前記ラッパ状金属放熱部と前記透光性カバーにより形成された略球体の内部に設けられた金属基板と、この金属基板の前記透光性カバーに対向する外面に実装されたＬＥＤ素子と、を備える。
【０００８】また、金属基板を板状にし、ラッパ状金属放熱部の開口部に絶縁性を有する高熱伝導部材を介して固着したものである。
【０００９】また、金属基板を一端が口金側に開口し他端が閉塞された筒状とし、この筒状の金属基板の開口部をラッパ状金属放熱部の口金側に絶縁性を有する高熱伝導部材を介して固着したものである。
【００１０】また、筒状の金属基板に、ＬＥＤ素子が実装された部分から口金側の周囲に突設され、前記ＬＥＤ素子からの放射光を透光カバー方向に反射させるとともに放熱を行う反射・放熱板を備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１を示すＬＥＤ電球の断面図である。図において１は給電機能を有する円筒状の口金、２は口金の開口端から内部側壁に沿うように配置されたリング状の絶縁体１６の内側壁に治って、一端が取付けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状金属放熱部、３はラッパ状金属放熱部２の開口部に絶縁性を有する高熱伝導部材４を介して固着された金属基板、５は金属基板３の外面に実装されたＬＥＤ素子である。６は金属基板３を覆うようにしてラッパ状金属放熱部２の開口部に取付けられた透光性カバー、７はラッパ状金属放熱部２と透光カバー６とで形成された略球体である。
【００１２】この構成において、まず、口金１から直流電源が供給されるとＬＥＤ素子４が放射光を放射する。このときＬＥＤ素子４に発生した熱は略球体７内での対流による冷却などに加えて、金属基板３から高熱伝導部材４を介してラッパ状金属放熱部２に流れ、ラッパ状金属放熱部２から外部の空気に放熱される。
【００１３】以上のように、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱を抑制して発光効率を高くすることができ、寿命を長くすることができる。
【００１４】実施の形態２．図２は実施の形態２を示すＬＥＤ電球の断面図である。図において実施の形態１の図１と同等の部品には同じ符号を付し説明を省略する。８は一端が口金１側に開口し他端が閉塞された筒状の金属基板であり、この金属基板８のＬＥＤ電球の軸方向に沿い透光カバー６に対向する外側壁と軸方向に直角な外側面にＬＥＤ素子５を実装し、この筒状金属基板８の内側に交流を直流に変換する電源回路９を取付け板１０を介して実装したものである。
【００１５】この構成において、ＬＥＤ素子５に発生した熱は略球体７内での対流などにより放熱されるほか、金属基板８から高熱伝導部材４を介してラッパ状金属放熱部２に流れ、ラッパ状金属放熱部２から外部の空気に放熱される。
【００１６】以上のように、簡単な冷却構造により、多数のＬＥＤ素子を実装可能としつつ、効率を高くすることができ、寿命を長くすることができる。また、一般商用電源での点灯を可能にし、一般的な白熱電球と同様な使い方ができる。
【００１７】実施の形態３．図３は実施の形態３を示すＬＥＤ電球の断面図である。図において実施の形態２の図２と同等の部品には同じ符号を付し説明を省略する。１１は一端が口金１側に開口し他端が多角錐または円錐状に閉塞された筒状の金属基板であり、この金属基板１１の多角錐または円錐部１１ａにＬＥＤ素子５を実装したものである。
【００１８】この構成により、前記の実施の形態２における効果に加えて、ＬＥＤ電球の軸に対して斜め前方（図では斜め下方向）への放射を大きくすることができる。
【００１９】以上のように、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱を抑制して発光効率を高くすることができ、寿命を長くすることができるとともに、ＬＥＤ電球の配光を変更することができる。
【００２０】実施の形態４．図４は実施の形態４を示すＬＥＤ電球の断面図である。図において実施の形態１の図２と同等の部品には同じ符号を付し説明を省略する。１２は金属基板８にＬＥＤ素子５が実装された部分から口金側の金属基板８の周囲に突設され、ＬＥＤ素子５からの放射光を透光カバー６方向に反射させるとともに放熱を行う反射・放熱板である。
【００２１】この構成において、ＬＥＤ素子５に発生した熱の一部は、放熱金属基板８から反射・放熱板１２を介して略球体７内での対流により放熱される。さらに、金属基板８から高熱伝導部材４を介してラッパ状金属放熱部２に流れ、ラッパ状金属放熱部２から外部の空気に放熱される。一方、ＬＥＤ素子５から口金１方向に向かう光や放射された熱は、反射板１２により透光カバー６方向に反射させ、ＬＥＤ素子５に戻る量を少なくさせる。
【００２２】以上のように、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱をより一層抑制して、発光効率を高くすることができ、寿命を長くすることができるとともに、反射板１２によりＬＥＤ電球の発光効率をさらに高めることができる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、一端に口金が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状金属放熱部と、このラッパ状金属放熱部の開口部に取付けられた透光性カバーと、前記ラッパ状金属放熱部と前記透光性カバーにより形成された略球体の内部に設けられた金属基板と、この金属基板の前記透光性カバーに対向する外面に実装されたＬＥＤ素子と、を備えたので、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱を抑制して発光効率を高くすることができ、寿命を長くすることができる。
【００２４】また、金属基板を板状にし、ラッパ状金属放熱部の開口部に絶縁性を有する高熱伝導部材を介して固着したので、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱を抑制して発光効率を高くすることができ、寿命を長くすることができるとともに、ＬＥＤ素子の実装を容易にすることができる。
【００２５】また、金属基板を一端が口金側に開口し他端が閉塞された筒状とし、この筒状の金属基板の開口部をラッパ状金属放熱部の口金側に絶縁性を有する高熱伝導部材を介して固着したので、簡単な冷却構造により、多数のＬＥＤ素子を実装可能としつつ、効率を高くすることができ、寿命を長くすることができる。
【００２６】また、筒状の金属基板に、ＬＥＤ素子が実装された部分から口金側の周囲に突設され、前記ＬＥＤ素子からの放射光を透光カバー方向に反射させるとともに放熱を行う反射・放熱板を備えたので、簡単な冷却構造により、ＬＥＤ素子の発熱をより一層抑制して、発光効率を高くすることができ、寿命を長くすることができる。また、反射板によりＬＥＤ電球の発光効率をさらに高めることができる。

【出願人】	【識別番号】３９００１４５４６【氏名又は名称】三菱電機照明株式会社
【出願日】	平成１２年２月２８日（２０００．２．２８）
【代理人】	【識別番号】１０００６１２７３【弁理士】【氏名又は名称】佐々木宗治（外３名）
【公開番号】	特開２００１－２４３８０９（Ｐ２００１－２４３８０９Ａ）
【公開日】	平成１３年９月７日（２００１．９．７）
【出願番号】	特願２０００－５１７０９（Ｐ２０００－５１７０９）