電球

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【発明の名称】	電球
【発明者】	【氏名】宇山弘信【氏名】久保健二
【要約】	【課題】衝撃や水に強く、長寿命で、悪環境下でも問題なく使用できるディスプレイ用、局所照明用などとして適した電球を提供する。【解決手段】口金２の内部に口金を通して通電するＬＥＤ３を設け、そのＬＥＤ３をバルブ５として成形される透明もしくは半透明のモールド材でモールド密閉し、モールド材を口金にも充填してバルブ５と口金２を一体化し、内部に空洞の無い電球に仕上げた。

【特許請求の範囲】
【請求項１】口金の内部に口金を端子にして電源に接続する発光ダイオードを設け、その発光ダイオードを透明もしくは半透明のモールド材でモールド密閉し、モールド材を口金の中にも充填してそのモールド材で中実バルブを形成した電球。
【請求項２】バルブを複数のモールド層で形成し、内側のモールド層を外側のモールド層で包み込んだ請求項１記載の電球。
【請求項３】バルブの最外周部に前部開口の遮光性フードをバルブと一体化させて設けた請求項１又は２記載の電球。
【請求項４】バルブの外殻部を予め形成し、この外殻部の内部空洞に透明もしくは半透明のモールド材を発光ダイオードの収納空間が残される程度に充填して硬化させ、残された空間と口金の中に透明又は半透明のモールド材を注入して前記外殻部と発光ダイオードを組み込んだ口金を最終注入したモールド材を介して接着一体化することを特徴とする請求項２又は３記載の電球の製造方法。
【請求項５】発光ダイオードを透明もしくは半透明のモールド材でモールド密閉し、前記モールド材でソケットに嵌合させる口金形状部と中実バルブを一体に形成し、発光ダイオードを電源に接続する端子をモールド材で形成された口金形状部に露出させて設けた口金無し電球。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、照明、ディスプレイなどに利用する耐衝撃性に優れた壊れ難い電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的な電球は、真空又は不活性ガスを封入した中空ガラスバルブの中にフィラメントを設けた構造になっている。
【０００３】フィラメントに代えて発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用した反射形電球も市販されているが、この電球も一般的な電球と同様に、中空ガラスバルブを使用している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】中空ガラスバルブを用いた従来の電球は、衝撃を受けると簡単に壊れるため、条件の悪い場所で使用するのには適しておらず、取扱いにも気を使う。
【０００５】また、フィラメント電球は、ＬＥＤと比較すると短寿命で振動等にも弱い。ＬＥＤを用いた電球は、ＬＥＤの寿命は長いが、バルブが割れると使えなくなるため、フィラメント電球と同様、用途、使用場所が制限される。
【０００６】また、従来の電球は、中空ガラスバルブの成形、光拡散性塗膜の施工、バルブ内の真空引きやガス封入などのために高価な製造設備を必要とし、製造工数も多くてコストが高くつく。
【０００７】そこで、この発明は、長寿命で衝撃にも強く、しかも製造し易くてカラー化等も容易な電球を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、この発明においては、口金の内部に口金を端子にして電源に接続する発光ダイオードを設け、その発光ダイオードを透明もしくは半透明のモールド材でモールド密閉し、モールド材を口金の中にも充填してそのモールド材で中実バルブを形成した電球と、発光ダイオードを透明もしくは半透明のモールド材でモールド密閉し、前記モールド材でソケットに嵌合させる口金形状部と中実バルブを一体に形成し、発光ダイオードを電源に接続する端子をモールド材で形成された口金形状部に露出させて設けた口金無し電球を提供する。
【０００９】口金を有する前者の電球は、バルブを複数のモールド層で形成し、内側のモールド層を外側のモールド層で包み込んだ構造やバルブの最外周部に前部開口の遮光性フードをバルブと一体化させて設けた構造にすると好ましい。
【００１０】また、バルブを複数のモールド層で形成する電球やバルブの外周を遮光性のフードで覆った電球は、バルブの外殻部を予め形成し、この外殻部の内部空洞に透明もしくは半透明のモールド材を発光ダイオードの収納空間が残される程度に充填して硬化させ、残された空間と口金の中に透明又は半透明のモールド材を注入して前記外殻部と発光ダイオードを組み込んだ口金を最終注入したモールド材を介して接着一体化する方法で製造すると好ましい。
【００１１】なお、ここで云うバルブの外殻部は、光透過性の有る、無しを問わず、前述の遮光性フードもその外殻部に含まれる。
【００１２】
【作用】この発明の電球は、発光体として発光ダイオード（以下ＬＥＤと称す）を使用し、そのＬＥＤをモールド材で形成された中実バルブの中に埋設してあるので、落としたり、物が当ったりしても簡単には壊れず、耐衝撃性に優れる。ＬＥＤはフィラメントと違って切れる心配がなく、寿命も長い。また、単体のＬＥＤは大きな光出力を取り出せず、一般照明には向かない欠点があるが、この発明の電球は、透明又は半透明のモールド材で形成されたバルブによる光拡散効果やレンズ効果により実効的な発光寸法が大きくなるため、ＬＥＤ単体よりも視認性が良く、局所照明などに充分に使える。
【００１３】さらに、モールド材の成形を通常のモールド型で行え、バルブ内の真空引き、ガス封入、光拡散性塗膜の施工なども不要であり、安価な設備で簡単に製造できる。
【００１４】カラー電球も、発光色の異なるＬＥＤを用いたり、モールド材を着色したりして簡単に作れる。
【００１５】このほか、ＬＥＤをモールド材で封止しているので水にも強く、防水タイプのソケットを組み合わせれば、屋外での使用も可能になる。
【００１６】なお、モールド材は絶縁性のあるものを用いる。このモールド材はガラスでもよいが、樹脂の方が安価、軽量で衝撃に強く、口金との密着性も確保し易い。
【００１７】次に、ＬＥＤのモールド密閉とモールド型によるバルブの成形を同時に行う方法では、モールド型に対する口金のセットなどに時間がかかり、生産性を高め難い。バルブを多層構造（２層以上のモールド層を有する構造）にすれば、その不具合を無くせる。
【００１８】多層構造のバルブは、予め作った外殻部を、内部空洞に充填するモールド材で口金に接着一体化することができ、モールド型に対する口金セットなどが不要になる。
【００１９】また、各層の光拡散性や色、透明度、レンズ効果などを異ならせて電球の視認性や美観を高めたり、接着力の高いモールド材を用いて口金との固着力を高めたり、接着時のＬＥＤの保持を外殻で行ったりすることもでき、より良い電球を作れる。
【００２０】なお、バルブの外殻部を先に作って口金に接着する場合、外殻部の内部空洞を１回のモールド材注入で一気に埋めると、層間に界面剥離や気泡が生じて見栄えの悪い製品（不良品）になることがある。この発明の電球の製造方法は、その問題を解決するものである。外殻部の内側にモールド材を注入して硬化させ、これを少なくとも１回実施して内部空洞をＬＥＤの収納空間が残される程度に縮小すると、モールド材注入時の脱気が支障無くなされて界面の気泡や剥離が減少し、不良品が少なくなって生産性が格段に良くなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１乃至図５に口金付き電球の実施形態を、図６に口金無し電球の実施形態を各々示す。
【００２２】図１の電球１Ａは、口金２と、その口金の内部に設けるＬＥＤ３及び抵抗器４と、バルブ５とから成る。
【００２３】ＬＥＤ３から引き出されたリード端子３ａ、３ｂは、口金２の内面と、絶縁体６で周囲から絶縁して口金の底部中央に設けた電極に各々半田７で固定され、片方のリード端子の途中に抵抗器４が取り付けられている。
【００２４】バルブ５は、透明又は光拡散性の良いシリカの粉末などを練り込んだ半透明の樹脂で形成されている。その樹脂を口金２の内部にも充填してＬＥＤ３と抵抗器４を樹脂中に埋め、樹脂の口金から出た部分をモールド型で所望のバルブ形状に成形すると、図１の電球ができる。
【００２５】この電球１Ａは、ＬＥＤ３を組み付けた口金２と、中実のバルブ５が一体化された構造になっており、そのため、衝撃や水に強い。
【００２６】図２の電球１Ｂは、複数個のＬＥＤ３と抵抗器４を基板８に実装し、それを口金２の内部に組み付けて樹脂製バルブ５で封止したものである。このように、１個の電球にＬＥＤ３を複数個設けることもできる。
【００２７】図３の電球１Ｃは、バルブ５を多層構造となしたものである。この電球１Ｃは、樹脂を成形してバルブの外殻部５ａを予め作り、図３（ｃ）に示すように、その外殻部の内部空洞９に内層樹脂５ｂを１回又は数回に分けて流し入れ、これを前もって硬化させておく。そして、バルブの残された空洞１０と、ＬＥＤの組付けを終えている口金２の内部に最内層樹脂５ｃ（図３（ａ）参照）を注入し、その後にバルブ５と口金２を嵌合させるなどして接着する方法で作られており、硬化した樹脂５ｃにより口金２とバルブ５が接着一体化された電球になっている。
【００２８】外殻部５ａの空洞９は、１回の樹脂注入で完全に埋めることも可能であるが、その方法では、既に述べたように界面剥離等が生じることがあり、製品の歩留まりが悪化するので、空洞９に対する樹脂充填は数回に分けて行うのがよい。
【００２９】図４の電球１Ｄは、バルブ５の外殻部５ａをキャップ状ではなく円筒形状にして樹脂５ｂを２回に分けて充填したもの、また、図５の電球１Ｅは、バルブ５の外周を遮光性フード１１で囲ったものである。この図４、図５の電球も、この発明の製造方法で作れる。
【００３０】なお、バルブ５を形成する樹脂層の材質、色、透明度などは層ごとに異ならせてもよい。例えば、内層樹脂層５ｂを光拡散性を有する半透明層や着色層とし、外殻部５ａをレンズ効果のある透明或いは半透明層にすると実効的な発光寸法が大きくなって電球の視認性が良くなる。
【００３１】図６の電球１Ｆは、バルブ５を形成する樹脂で電球の口金形状部１２を一体に形成して口金を無くしたものであって、ＬＥＤ３のリード端子３ａ、３ｂを口金形状部から外部に引き出し、それをソケットの端子に接触させるようにしている。
【００３２】なお、例示の電球は、口金２と口金形状部１２をねじ込み形にしたが、これ等は、差込み形等にしてもよい。
【００３３】バルブ５の形状も特に限定されない。例示の形状のほかにも、丸、楕円、角ブロック、角柱、炎形など種々の形状を選べる。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の電球は、ＬＥＤをモールド材によって形成される中実バルブの中に埋設してあるので、落とすなどしても簡単には壊れず、水にも強い。
【００３５】また、バルブにより実効的な発光寸法が大きくなるため、ＬＥＤ単体に比べて視認性にも優れる。
【００３６】このため、ＬＥＤ光源でありながら局所照明なども可能になり、さらに、屋外や振動、衝撃を受ける場所など悪環境下での使用も可能になり、利用範囲が拡大し、種々の用途で長寿命を発揮する。
【００３７】また、この発明の方法によれば、多層構造バルブの層間に欠陥の無い見栄えの良い電球を簡単な設備を用いて生産性良く製造できる。

【出願人】	【識別番号】５９５０１２８８８【氏名又は名称】株式会社フレッド
【出願日】	平成１３年２月１３日（２００１．２．１３）
【代理人】	【識別番号】１０００７４２０６【弁理士】【氏名又は名称】鎌田文二（外２名）
【公開番号】	特開２００２－２４５８１９（Ｐ２００２－２４５８１９Ａ）
【公開日】	平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【出願番号】	特願２００１－３５６２３（Ｐ２００１－３５６２３）