CN103388755A - 灯泡型灯以及照明器具 - Google Patents

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佐佐木淳
松永启之
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Abstract

本发明提供一种灯泡型灯以及照明器具。灯泡型灯具备光源部、多个基板、基板保持体以及灯罩。各基板在周围分别保持光源部。基板保持体具有导热性以及绝缘性，且保持各基板。灯罩是与基板保持体热连接。灯头位于灯罩的一端侧。

Description

灯泡型灯以及照明器具
本申请案是以日本专利申请案2012-109649(申请日：05/11/2012)为基础，并从该申请案享有优先权。本申请案通过参照该申请案而包括该申请案的全文。
技术领域
本发明的实施方式涉及一种具有灯罩(globe)的灯泡型灯(lamp)以及具备该灯泡型灯的照明器具。
背景技术
以往，有一种灯泡型灯，其可替代白炽灯泡且使用荧光灯作为光源。进而，近年来，出现有使用发光二极管(Light Emitting Diode，LED)作为光源的灯泡型灯。此种灯泡型灯具备安装有LED元件以形成光源的基板，且覆盖该基板而安装有灯罩。
发明内容
本发明的实施方式的灯泡型灯包括：光源部；多个基板，分别保持该光源部；基板保持体，具有导热性，且在周围保持各基板；灯罩，与该基板保持体接触；以及灯头，位于灯罩的一端侧。
本发明的实施方式的照明器具包括：器具本体，具有灯座；以及所述灯泡型灯，被安装于灯座。
(发明的效果)
根据本发明的实施方式，通过将在周围保持光源部的基板保持于基板保持体上，只要调整所保持的基板的片数，便能够容易地获得目标光量，从而短时间的设计成为可能，并且通过基板保持体将基板的热传递至灯罩并使热从灯罩表面进行散热，由此能够获得良好的散热性。
附图说明
图1是将第1实施方式的灯泡型灯的一部分展开所示的立体图。
图2是将第1实施方式的灯泡型灯的一部分展开所示的平面图。
图3是第1实施方式的灯泡型灯的立体图。
图4是表示具备第1实施方式的灯泡型灯的照明器具的说明图。
图5是示意性地表示第1实施方式的灯泡型灯的热分布的一例的说明剖面图。
图6(a)、图6(b)是示意性地表示第1实施方式的灯泡型灯的热分布的一例的说明立体图，图6(a)表示灯泡型灯的外部的热分布，图6(b)表示灯泡型灯的灯罩内部的热分布。
图7是表示第2实施方式的灯泡型灯的说明剖面图。
图8是将第2实施方式的灯泡型灯的一部分展开所示的立体图。
图9是示意性地表示第2实施方式的灯泡型灯的热分布的一例的说明剖面图。
图10(a)、图10(b)是示意性地表示第2实施方式的灯泡型灯的热分布的一例的说明立体图，图10(a)表示灯泡型灯的外部的热分布，图10(b)表示灯泡型灯的灯罩内部的热分布。
附图标记：
10：灯泡型灯
11：灯罩
11a：分割体
12：基板
13：基板保持体
14：灯头
21：开口部
22：顶部
25：光源部
26：电路元件
27：电源电路部
31：保持体本体
31a、32a：位置
32：鳍片
34：面部
35：角部
41：壳部
42：绝缘部
43：眼孔
45：照明器具
46：器具本体
47：灯座
48：反射体
51：孔部
52：连通开口部
54：开口
56：通气风路
A1、A2、A3、A4、A5：区域
H：发热区域
具体实施方式
实施方式的灯泡型灯具备光源部、多个基板、基板保持体、灯罩以及灯头。各基板分别保持光源部。基板保持体具有导热性，且在周围保持各基板。灯罩是与基板保持体热连接。灯头位于灯罩的一端侧。
以下，参照附图说明第1实施方式的结构。
在图1至图6(a)、图6(b)中，10为灯泡型灯，该灯泡型灯10具备灯罩11、收容在该灯罩11中的多个基板12及基板保持体13、以及安装于灯罩11的一端部的灯头14。
灯罩11例如是由具有80％～95％的透过率(transmittance)的(透光性的)合成树脂或玻璃等耐热性材料，而构成为旋转体形状，所述旋转体形状在一端侧具有开口部21，而另一端侧形成为球状，且以通过开口部21的中央部及另一端侧的顶部22的直线作为中心轴。并且，该灯罩11中，中心轴即灯轴方向的长度以及与灯轴方向交叉的方向的最大直径部分的外径为与普通照明用的白炽灯泡等同的尺寸，整体上形成为与白炽灯泡的形状近似的形状。进而，该灯罩11是由包含顶部22及灯轴的平面来纵向切割而一分为二成分割体11a、11a，通过无间隙地组合这些分割体11a、11a而构成该灯罩11。
而且，各基板12形成为细长的四边形状，即短条状，在所述基板12的一个主面上，在一端侧构成有形成面光源的光源部25，并且在另一端侧安装有多个电路元件26而构成对光源部25供电的电源电路部27。即，这些基板12成为下述LED光源电路模块(module)，即，一体地安装有光源部25及与该光源部25对应的电源电路部27的LED光源电路模块。并且，这些基板12的另一主面，即背面侧，经由例如作为导热构件的散热硅酮(silicone)等，而热连接于基板保持体13并受到保持。另外，也可通过使该散热硅酮具备绝缘性，而使各基板12与基板保持体13绝缘。
光源部25例如是由LED元件或有机电致发光(Electroluminescence，EL)元件等半导体发光元件，沿着基板12的长边方向而构成为长边状的面光源。本实施方式中，使用LED元件来作为半导体发光元件，并采用在基板12上安装多个LED元件的板上芯片(Chip On Board，COB)方式。即，在基板12上安装多个LED元件，所述多个LED元件通过引线接合(wire bonding)而串联地电性连接，并利用荧光体层来一体地覆盖多个LED元件，所述荧光体层包含混入有荧光体的例如硅酮树脂等透明树脂。对于LED元件，例如使用发出蓝色光的LED元件，在荧光体层中混入有荧光体，该荧光体受到来自LED元件的蓝色光的一部分激发，而放射黄色光。因此，光源部25是通过LED元件以及荧光体层等而构成为面光源，表面，即荧光体层的表面，成为发光面，从该发光面放射出白色系的照明光。另外，每1片基板12的光源部25的光量例如被分别设定为相同的固定值，通过改变所用的基板12的片数，从而设定灯泡型灯10的光量。换言之，本实施方式的灯泡型灯10中所用的基板12的片数是对应于目标光量，而设定为3片以上的多片。
而且，电路元件26是各种电容器(condenser)、开关(switching)元件、二极管、电阻器等，电源电路部27是以形成对光源部25输出恒电流的恒电流电路的方式而构成。
而且，基板保持体13例如是由具有5W/m·K～30W/m·K的规定导热性以及5kV～20kV的规定绝缘性的耐热性的构件而一体形成，且具备：保持基板12的保持体本体31、以及从该保持体本体31突出的多个鳍片(fin)32。另外，该基板保持体13的表面优选以对来自光源部25的光进行反射、扩散的方式而受到处理。
保持体本体31是形成为长条状，例如俯视(轴向观察)呈正六边形状，且沿着灯轴而配置。即，该保持体本体31在灯轴的周围具有多个(6个)面部34，所述多个(6个)面部34相对于该灯轴而平行且大致面积彼此相等，并且这些面部34、34间分别成为角部35。这些面部34相对于灯轴而在周方向上彼此大致等间隔(大致等角度)地隔开，基板12以热连接的状态而被保持于各面部34。因此，各基板12分别沿着灯轴方向而配置成纵形，且以所谓的卷绕的方式而安装在基板保持体13的周围，一个基板12的面方向与相对于此一基板12而邻接的另一基板12的面方向呈规定的角度(保持体本体31的面部34、34彼此的角度)。进而，该保持体本体31的一端侧，即底端侧，被插入灯头14的内部而固定，且热连接于该灯头14，而另一端侧，即前端侧，密接于灯罩11的包含顶部22的另一端侧的内面且热连接。另外，各基板12分别相对于保持体本体31的前端部而保持在偏向底端侧的位置。换言之，各基板12处于相对于灯罩11的顶部22附近的内面而隔开的位置。并且，各基板12的光源部25是在灯轴方向上，配置在包含灯罩11的最大直径部分的位置，而电源电路部27是配置在灯头14附近。换言之，各基板12的光源部25是相对于灯轴方向的灯罩11的最大直径部分，延伸至一端侧以及另一端侧而配置。
而且，各鳍片32从保持体本体31的各角部35沿着与灯轴方向交叉(正交)的径向而突出。即，这些鳍片32俯视(轴向观察)呈放射状，在灯轴的周方向上彼此大致等间隔(大致等角度)地隔开，且沿着各基板12的两长边而设置。进而，这些鳍片32从保持体本体31的前端侧朝向底端侧，沿着长边方向而连续，且整个外缘呈面状地密接于灯罩11的包含最大直径部分的内面，且相对于灯罩11而热连接。因此，这些鳍片32成为外缘沿着灯罩11的弯曲的内面而弯曲的形状。进而，这些鳍片32连续至遍及各基板12的光源部25至电源电路部27的位置，所述各基板12被保持在保持体本体31的各面部34上。
另外，保持体本体31在俯视(轴向观察)时的形状只要对应于灯泡型灯10中所用的基板12的片数来适当地设定形状即可。即，例如当所用的基板12的片数为4片时，保持体本体31只要采用俯视(轴向观察)为四边形状(正方形状)即可。因此，鳍片32也是对应于基板12的片数(与基板12的片数相同的片数)来设定。
而且，灯头14能够连接于普通照明灯泡用的灯座以接受来自外部电源的供电，且将端部侧插入灯罩11的开口部21以堵塞该开口部21。该灯头14具有：壳(shell)部41，由导电性金属等的构件而形成为有底圆筒状；绝缘部42，设在该壳部41的另一端侧；以及眼孔(eyelet)43，设在该绝缘部42的顶部。并且，该灯头14中，壳部41与眼孔43分别相对于各基板12的电源电路部27，而通过未图示的导线等来电性连接。
并且，在设计灯泡型灯10时，首先，将目标光量除以每1片基板12的光源部25的光量，从而决定基板12的片数。然后，对应于这些决定的基板12的片数，来决定基板保持体13的保持体本体31的面部34的数量以及鳍片32的片数。进而，基板保持体13对应于基板12的大小以及灯罩11的大小，来决定保持体本体31以及鳍片32的长度或外形等。
而且，在组装灯泡型灯10时，首先，将预先安装有光源部25及电源电路部27的基板12的另一主面，以分别热连接的方式而保持于根据设计来预先成形的基板保持体13的各面部34。然后，将保持有这些基板12的基板保持体13的保持体本体31的一端侧插入预先构成的灯头14并固定。进而，将灯头14的壳部41以及眼孔43分别通过导线而电性连接于各基板12的电源电路部27。继而，从基板保持体13以及灯头14的两侧组合分割体11a、11a并彼此固定，从而完成灯泡型灯10。在此状态下，灯罩11的内面相对于基板保持体13的保持体本体31的前端部以及鳍片32而密接并热连接。
而且，在图4中，表示使用灯泡型灯10的下照灯(down light)，即照明器具45，该照明器具45具有器具本体46，在该器具本体46内，配设有安装灯泡型灯10的灯座47以及反射体48，该反射体48使从灯泡型灯10所放射的光向下方进行反射。
并且，当将灯泡型灯10安装于照明器具45的灯座47并进行通电时，各基板12的电源电路部27进行动作，以对光源部25的多个LED芯片供给电力，多个LED芯片点灯而从光源部25放射出光，从该光源部25放射的光由基板保持体13予以反射、扩散，并透过灯罩11而放射到外部。
在各基板12的多个LED芯片点灯时产生的热、以及因电源电路部27的动作而从电路元件26产生的热主要传导至基板12，并且从该基板12传导至基板保持体13，进而从该基板保持体13的保持体本体31以及各鳍片32传导至灯罩11以及灯头14，并从该灯罩11表面的与保持体本体31的端部对应的位置31a、与各鳍片32对应的位置32a以及灯头14而散发到空气中(图5、图6(a)以及图6(b))。即，从与光源部25以及电源电路部27对应的发热最大的中央部的发热区域H，热经由基板保持体13的保持体本体31的前端部而从灯罩11表面的位置31a散发至外气(区域A1)，并且热从各鳍片32的底端侧，即保持体本体31侧，一边逐渐冷却，一边传导至前端侧，即灯罩11侧(区域A2、A3)，并从灯罩11表面的位置32a散发至外气。而且，热从发热区域H传向灯头14，并从该灯头14散发至外气(区域A4)。
如此，灯泡型灯10将基板12保持于基板保持体13，所述基板12在周围用以保持被设定为规定光量的光源部25，由此，只要对保持于该基板保持体13的基板12的片数进行调整，便能够容易地获得目标光量，与对应于光源部25的发光效率的改善等来各别地设计电路的情况等比较，能够实现短时间的设计。而且，借助基板保持体13，使各基板12的热传向灯罩11并使热从灯罩11表面予以散发，从而能够获得良好的散热性。
进而，在基板保持体13上，对应于所保持的基板12的片数来设置突出的鳍片32，由此能够通过鳍片32的片数来调整必要散热量的调整，通过使这些鳍片32接触灯罩11并热连接，能够使热从各鳍片32确实地传向灯罩11，从而能够从灯罩11表面进行散热，因而能够容易地进行热设计。
并且，不管灯泡型灯10的特性如何，均能够实现灯罩11以及基板12的共用化，从而能够进一步降低成本(cost)。
而且，例如当通过共用的电源电路部来对各个基板的光源部进行供电时，必须对应于基板片数的调整来调整电源电路部的输出等，与此相对，通过将电源电路部27分别安装于各基板12，即使为了调整光量而调整基板12的片数，也不需要调整电源电路部27侧的输出等，从而能够实现更短时间的设计。
进而，通过将基板12分别保持于基板保持体13的保持体本体31的各面部34上，各基板12的光源部25配置于灯罩11的全周方向上，从而能够获得广配光角。
并且，通过具备此种灯泡型灯10，能够提供设计容易、可获得良好的散热性以及配光特性且低成本的照明器具45。
接下来，图7至图10(a)、图10(b)中表示第2实施方式。另外，对于与所述实施方式相同的结构以及作用，使用相同的符号并省略其说明。
基板保持体13在保持体本体31的中央部具备作为贯穿孔(中心孔)的孔部51。即，保持体本体31呈筒状。该孔部51例如具有8mm～16mm的开口直径，并与在灯罩11的顶部22上开口的连通开口部52相连接，以与灯罩11的外部连通。而且，在基板保持体13的保持体本体31的各面部34的底端部，在灯罩11的开口部21与灯头14之间的位置处，分别开设有分别与孔部51连通的开口54。这些开口54在灯罩11的一端侧与灯头14之间露出至外部。因此，在灯泡型灯10中，形成有通气风路56，该通气风路56从连通开口部52经由孔部51而连通至各开口54。
并且，在各基板12的多个LED芯片的点灯时产生的热、以及因电源电路部27的动作而从电路元件26产生的热主要传导至基板12，并且从该基板12传导至基板保持体13，进而，从该基板保持体13的保持体本体31以及各鳍片32传导至灯罩11以及灯头14，并从该灯罩11表面的与保持体本体31的端部(孔部51的周缘部)对应的位置31a、与各鳍片32对应的位置32a以及灯头14而散发到空气中(图9、图10(a)以及图10(b))。而且，如图7的箭头所示，冷却流体(外气)从灯罩11的连通开口部52流入通气风路56，该冷却流体经由孔部51而通过基板保持体13的保持体本体31的内部，并从各开口54进行排气，由此，所述热逸散至冷却流体。即，从与光源部25以及电源电路部27对应的发热最大的中央部的发热区域H，热经由基板保持体13的保持体本体31的前端部而从灯罩11表面的位置31a散发至外气(区域A1)，并且热从各鳍片32的底端侧，即保持体本体31侧，一边逐渐冷却，一边传导至前端侧，即灯罩11侧(区域A2、A3)，并从灯罩11表面的位置32a散热至外气。而且，热从发热区域H传向灯头14，并从该灯头14散发至外气(区域A4)。进而，外气(冷却流体)从孔部51进入发热区域H的内部而形成冷却区域A5，以使发热区域H的热逸散。
如此，在基板保持体13上设置孔部51，该孔部51是与灯罩11的外部连通并将外气导入内部，由此，热逸散至从该孔部51导入的外气，从而能够更有效地进行散热。
尤其，通过沿着保持体本体31的中央部来设置孔部51，能够使外气(冷却流体)流遍整个保持体本体31，从而能够更有效地进行散热。
并且，在基板保持体13上，在底端侧设置开口54以构成与孔部51连通的通气风路56，因此能够使外气(冷却流体)确实地通过通气风路56内而不会滞留在孔部51内，从而能够进一步提高散热效果。
另外，在上述各实施方式中，若采用相对于基板保持体13的周围而经由规定的绝缘材来保持各基板12的结构，则也可利用不具有绝缘性的材料来形成基板保持体13。因此，基板保持体13既可由例如散热性优异的金属形成，也可由成形性优异的合成树脂或陶瓷等形成。
而且，电源电路部27既可将整个电路分别安装于各基板12，也可将各个电路的共用部分(例如整流电路)等一部分安装于另行的基板上。即，电源电路部27只要将至少一部分安装于各基板12即可。
进而，基板保持体13的鳍片32不仅可采用使外缘密接于灯罩11的内面的结构，也可在灯罩11形成开口部，并将鳍片32的外缘侧插入嵌合于该开口部并露出至灯罩11的外部。
对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式仅为例示，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式能以其他的各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可进行各种省略、替换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书中记载的发明及其均等的范围内。

Claims (10)

1.一种灯泡型灯，其特征在于，包括：
光源部；
多个基板，分别保持所述光源部；
基板保持体，具有导热性，且在周围保持每一所述基板；
灯罩，与所述基板保持体接触；以及
灯头，位于所述灯罩的一端侧。
2.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基板保持体包括鳍片，所述鳍片对应于所保持的所述基板的片数而突出并接触所述灯罩。
3.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基板保持体包括保持体本体，所述保持体本体在前端部与所述灯罩接触。
4.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，还包括：电源电路部，由每一所述基板所保持，且对所述光源部供电。
5.根据权利要求4所述的灯泡型灯，其特征在于，所述电源电路部是在灯轴方向上配置于所述灯头附近的基板上。
6.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，基板保持体包括多个面部，所述多个面部相对于灯轴而在周方向上彼此隔开，每一所述基板以热连接于每一所述面部的状态而受到保持。
7.根据权利要求1所述的灯泡型灯，其特征在于，所述基板保持体包括孔部，所述孔部与所述灯罩的外部连通并将外气导入内部。
8.根据权利要求7所述的灯泡型灯，其特征在于，所述灯罩在为另一端部的顶部包括连通开口部，所述孔部是沿着所述基板保持体的中央部而设置，且与所述连通开口部连通。
9.根据权利要求8所述的灯泡型灯，其特征在于，所述灯罩包括开口部，所述开口部位于所述灯罩与所述灯头之间，所述基板保持体包括开口，所述开口与所述孔部以及所述开口部连通而构成通气风路。
10.一种照明器具，其特征在于，包括：
器具本体，具有灯座；以及
权利要求1所述的灯泡型灯，被安装于所述灯座。
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