CN204879501U - 照明用光源及照明装置 - Google Patents

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Abstract

照明用光源以及具备该照明用光源的照明装置，作为照明用光源的一例的灯泡形灯(1)，具备：球形罩(10)；向球形罩(10)的内部延伸设置的支柱(30)；与支柱(30)的一端连接的基板(21)；在基板(21)上配置的多个LED(发光元件)(22)；以及与支柱(30)的另一端连接、并且支承支柱(30)的支承部件(40)，将支柱(30)与基板(21)的连接部分的面积设为A、支柱(30)与支承部件(40)的连接部分的面积设为B时，B≥A。

Description

照明用光源及照明装置
技术领域
本实用新型涉及照明用光源及照明装置，尤其涉及采用了发光二极管(LED∶LightEmittingDiode)的灯泡形灯以及采用了该灯泡形灯的照明装置。
背景技术
LED等半导体发光元件由于具有小型、高效率以及寿命长的特点，因此期待着用作各种制品的光源。其中，灯泡形LED灯(LED灯泡)作为替代以往周知的灯泡形荧光灯或白炽灯泡的照明用光源正在不断地被研究开发(专利文献1)。
灯泡形LED灯例如具备：成为光源的LED模块、覆盖LED模块的球形罩、支承LED模块的支承部件、向LED模块提供电力的驱动电路、以包围驱动电路的方式构成的外围框体、以及接受电力的灯头。LED模块具备：基板、以及在基板上安装的多个LED(发光元件)。
(现有技术文献)
(专利文献)
专利文献1：日本特开2006－313717号公报
近几年正在讨论一种灯泡形LED灯，其构成是将配光特性和外形模仿了白炽灯泡的构成。例如提出如下构成的灯泡形LED灯：利用用于白炽灯泡的透明玻璃构成的球形罩(透明灯泡)，在该球形罩内的中心位置将LED模块保持在空间中央。在这个情况下，例如利用从球形罩的开口朝向球形罩的中心延伸设置的支柱，将LED模块固定在该支柱的顶部。
在LED模块安装的LED，通过发光从LED自身产生热，从而LED的温度上升，降低光输出。换言之，LED由于自身产生的热，而降低了发光效率。因此，LED模块的散热对策很重要。
另一方面，对于灯泡形LED灯进一步要求高光通量化，关于利用很多LED的高输出类型的LED灯正在进一步研究开发。例如正在探讨相当于60W亮度的灯泡形LED灯。因此，LED模块的散热对策成为极为重要的课题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述课题而提出，其目的在于提供一种能够提高LED(发光元件)的散热性的照明用光源及照明装置。
为了达到所述目的，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中，所述照明用光源具备：球形罩；向所述球形罩的内部延伸设置的支柱；与所述支柱的一端连接的基板；在所述基板上配置的多个发光元件；以及与所述支柱的另一端连接、并且支承所述支柱的支承部件，将所述支柱与所述基板的连接部分的面积设为A、所述支柱与所述支承部件的连接部分的面积设为B时，B≥A。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，所述照明用光源还具备：与所述支承部件连接的散热器，将所述支承部件与所述散热器的连接部分的面积设为C时，C≥A。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，C≥B。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，所述支柱的截面积是一定的。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，向所述多个发光元件的投入电力大于等于8.5W，所述支柱的截面积大于等于175mm2。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，所述支柱的体积是3800mm3以上。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，所述支柱由金属材料形成。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，所述多个发光元件中的一部分位于所述支柱的正上方。
此外，本实用新型涉及的照明用光源的一个方案中可以是，所述散热器呈筒状，并且具有开口部，所述支承部件，以该支承部件的外周与所述散热器的内表面接触的方式，嵌入在所述开口部，所述照明用光源还具备：以包围所述散热器的外周面的方式构成的绝缘性的框体。
此外，本实用新型涉及的照明装置的一个方案中，所述照明装置具备所述任一个照明用光源。
通过本实用新型，能够使在发光元件产生的热高效地散热。
附图说明
图1是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的外观斜视图。
图2是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的分解斜视图。
图3是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的截面图。
图4的(a)是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块的平面图，图4的(b)是图4的(a)的A-A'线处的该LED模块的截面图，图4的(c)是图4的(a)的B-B'线处的该LED模块的截面图。
图5是在本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块的LED(LED芯片)周边的放大截面图。
图6是表示在本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的支柱以及支承部件的构成的斜视图。
图7是表示本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的散热器的构成的斜视图。
图8是表示本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块和支柱和支承部件之间的连接关系的截面图。
图9是表示本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块和支柱和支承部件之间的连接关系的斜视图。
图10是本实用新型的实施方式涉及的照明装置的概略截面图。
图11是表示本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的支承部件的变形例的构成的斜视图。
具体实施方式
下面，参考附图来说明本实用新型的实施方式涉及的照明用光源及照明装置。另外，下面说明的实施方式都是示出本实用新型优选的一个具体例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形式等都是一个例子，主旨不是限制本实用新型。因此，在以下的实施方式的构成要素中，对于示出本实用新型的最上位概念的独立权利要求中所没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来说明。
并且，各个图为模式图，并非是严谨的图示。并且，在各个图中，对于相同的构成部件赋予相同的符号。
以下的实施方式中，作为照明用光源的一例，说明灯泡形LED灯(LED灯泡)。
(灯泡形灯的全体构成)
首先利用图1及图2来说明本实施方式涉及的灯泡形灯1的全体构成。图1是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的外观斜视图。并且，图2是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的分解斜视图。另外，在图2中省略了导线(lead)53a～53d。
如图1及图2所示，本实施方式涉及的灯泡形灯1是成为灯泡形荧光灯或者白炽灯泡的替代品的灯泡形灯，其具备：球形罩10、作为光源的LED模块20、支柱30、支承部件40、驱动电路50、电路盒60、散热器70、外围框体80、灯头90。
另外，在灯泡形灯1，通过球形罩10和外围框体80和灯头90来构成了外围器。
下面，关于本实施方式涉及的灯泡形灯1的各构成要素，一边参考图2，一边利用图3来详细说明。图3是表示本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的截面图。
另外，在图3沿着纸面上下方向描绘的点划线表示灯泡形灯1的灯轴J(中心轴)，在本实施方式中，灯轴J与球形罩轴一致。此外，灯轴J是指将灯泡形灯1安装到照明装置(未图示)的灯座时的旋转中心的轴，与灯头90的旋转轴一致。此外，在图3，驱动电路50不是截面图，而示出为侧面图。
(球形罩)
如图3所示，球形罩10是略半球状的透光罩，被构成为能够将由LED模块20放出的光取出到灯的外部。本实施方式中的球形罩10是针对可见光是透明的石英玻璃制的玻璃壳(透明壳)。因此，在球形罩10内收纳的LED模块20从球形罩10的外侧能够视觉确认。
LED模块20被球形罩10覆盖。因此，射入到球形罩10的内表面的LED模块20的光透过球形罩10，而被取出到球形罩10的外部。在本实施方式，球形罩10构成为能够收纳LED模块20。
球形罩10的形状是一端被封闭成球形，另一端具有开口部11的形状。具体而言，球形罩10的形状为，空心的球的一部分向远离球的中心部的方向延伸变窄，并在远离球的中心部的位置上形成有开口部11。作为这种形状的球形罩10，能够采用与一般的灯泡形荧光灯和白炽灯泡相同形状的玻璃壳。例如，能够采用A形、G形或E形等透明壳作为球形罩10。
此外，球形罩10的开口部11载置在支承部件40的表面。在这种状态下，通过在支承部件40和外围框体80之间涂布硅酮树脂等的粘合剂，从而固定球形罩10。
此外，球形罩10并不一定需要对可见光透明，球形罩10可以具有光扩散功能。例如，也可以将二氧化硅以及碳酸钙等的含有光扩散材料的树脂以及白色颜料等涂布在球形罩10的内表面或外表面的全面，从而形成乳白色的光扩散膜。从而，通过使球形罩10具有光扩散功能，能够使从LED模块20入射到球形罩10的光扩散，所以能够扩大灯的配光角。
此外，作为球形罩10的形状，不仅限于A形等，也可以是旋转椭球体或者扁球体。作为球形罩10的材料，不仅限于玻璃材料，也可以采用丙烯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)等的树脂等。在这个情况下，可以在树脂中含有光扩散材料。
(LED模块)
LED模块20是具有发光元件的发光模块，放出白色等的规定的颜色(波长)的光。如图3所示，LED模块20配置在球形罩10的内部，优选的是配置在由球形罩10被形成的球形状的中心位置(例如，球形罩10的内径大的径大部分的内部)。这样，通过在球形罩10的中心位置配置LED模块20，从而使配光特性成为与使用以往的长丝线圈的白炽灯泡相似的配光特性。
此外，LED模块20通过支柱30保持在球形罩10内的空间中心，通过经由导线53a和53b从驱动电路50提供的电力来发光。在本实施方式中，LED模块20的基板21由支柱30支承。
在此，利用图4对LED模块20的各个构成要素进行说明。图4的(a)是本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块的平面图，图4的(b)是图4的(a)的A-A'线处的该LED模块的截面图。图4的(c)是图4的(a)的B-B'线处的该LED模块的截面图。
如图4的(a)至(c)所示，LED模块20具有：基板21、LED22、密封部件23、金属布线24、引线25、端子26a以及26b。本实施方式中的LED模块20是裸芯片被直接安装在基板21上的COB(ChipOnBoard：板上芯片)结构。以下对LED模块20的各个构成要素进行详细说明。
首先对基板21进行说明。基板21是用于安装LED22的安装基板，该基板21具有作为安装LED22的面的第一主面(表面)以及与该第一主面相对的第二主面(背面)。如图4的(a)所示，基板21例如是平面视(从球形罩10的顶部看)时呈长方形的矩形板状的基板。
基板21与支柱30的一端连接。具体而言，基板21的第二主面和支柱30的第一固定面30a以表面接触的方式来连接。
作为基板21，能够采用针对从LED22发出的光的光透射率低的基板，例如全透射率是10％以下的白色氧化铝基板等的白色基板或者树脂膜包覆的金属基板(金属为底的基板)等。这样，采用光透射率低的基板，从而能够抑制光穿透基板21而从第二主面射出，因此能够抑制颜色的不均匀。并且，由于能够采用廉价的白色基板，因此能够实现低成本化。
另一方面，作为基板21能够采用光透射率高的透光性基板。通过采用透光性基板，LED22的光穿透基板21的内部，从没有安装LED22的面(背面)也射出。因此，即使LED22只安装在基板21的第一主面(表面)的情况下，也从第二主面(背面)射出光，所以能够容易地得出与白炽灯相似的配光特性。此外，能够从LED模块20向全方位放出光，所以能够实现全配光特性。
作为透光性基板例如能够采用如下基板：对于可见光的全透射率为80％以上的基板、或者对于可见光是透明的(即透射率极高，能够透过基板看见对面侧的状态的)透明基板。作为这种透光性基板，可以采用多晶的陶瓷或氮化铝构成的透光性陶瓷基板、由玻璃构成的透明玻璃基板、由水晶构成的水晶基板、由蓝宝石构成的蓝宝石基板或透明树脂材料构成的透明树脂基板等。
在本实施方式，作为具有透光性的基板21，可以采用由烧结氧化铝构成的白色的多晶陶瓷基板。例如，能够采用厚度为1mm、光的反射率为94％的白色氧化铝基板，或者采用厚度为0.635mm、光的反射率为88％的白色氧化铝基板。
另外，作为基板21、也能采用树脂基板、柔性的基板，或者金属为底的基板。此外，作为基板21的形状，不仅限于长方形，也能采用长方形或者圆形等的其他形状。
此外，在基板21设置了两个贯通孔27a以及27b，以便与两条导线53a以及53b电连接。在导线53a(53b)，先端部插通贯通孔27a(27b)与形成在基板21的端子26a(26b)焊接。
下面说明LED22。LED22是发光元件的一个例子，是由规定的电力来发光的半导体发光元件。在基板21上的多个LED22全部都采用相同的LED，LED22被选定为Vf特性全部相同。此外，各个LED22均为发出单色可见光的裸芯片。在本实施方式中，采用通电时发出蓝色光的蓝色LED芯片。作为蓝色LED芯片，例如能够采用由InGaN系的材料构成的、中心波长为440nm至470nm的氮化镓系的半导体发光元件。
并且，LED22仅被配置在基板21的第一主面(表面)，在沿着基板21的长边方向上，以成为多个列的方式安装多个。在本实施方式中，为了实现相当于60W的亮度，将48个LED22以12列4行的方式连接，将一行由12个LED22构成的元件串，排列了4行。
另外，在本实施方式中，安装了多个LED22，不过LED22的安装个数按照灯泡形灯的用途，可以适当地变更。例如，替代微型灯泡等低输出类型的LED灯的情况下，LED22可以是1个。另一方面，如果是高输出类型的LED灯的情况下，可以进一步增加1个元件串内的LED22的安装个数。并且，LED22的元件串可以不受4行所限，可以是1至3行，也可以是5行以上。
此外，在基板21上安装的多个LED22，其中的一部分可以配置在位于支柱30的正上方的位置。在这个情况下，优选的是多个LED22中的一半以上位于支柱30的正上方的位置。换言之，优选的是如图4的(a)所示，在平面看时LED22中的一半以上与支柱30重叠地配置。通过这样配置LED22，能够提高作为LED模块20整体的散热性。
在此，利用图5来说明本实施方式中使用的LED22。图5是在本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块的LED(LED芯片)周边的放大截面图。
如图5所示，LED22具有蓝宝石衬底22a、以及在该蓝宝石衬底22a上层叠的由相互不同的组成构成的多个氮化物半导体层22b。
在氮化物半导体层22b的上面的两端部，设有阴极电极22c和阳极电极22d。此外，阴极电极22c和阳极电极22d的上面，分别设置了引线接合部22e和22f。
在彼此相邻的LED22中，一方的LED22的阴极电极22c和另一方的LED22的阳极电极22d的各自，由引线(wire)25与金属布线24引线接合，从而连接。另外，如后所述，可以不经由金属布线24，而是直接由引线25来连接相邻的LED22的电极之间。
各LED22，以蓝宝石衬底22a侧的表面与基板21的第一主面相对的方式，由具有透光性的片接合部件22g安装在基板21上。片接合部件22g能够采用含有由氧化金属构成的填充料的硅酮树脂等。通过在片接合部件22g使用透光性材料，能够减少从LED22的侧面发出的光的损耗，能够抑制由片接合部件22g产生的阴影。
回到图4，下面说明密封部件23。密封部件23，例如由树脂构成，以覆盖LED22的方式在基板21上面形成。密封部件23被形成为将多个LED22的一行一并进行密封。在本实施方式中，由于LED22的元件串设置了4行，所以形成了4条密封部件23。4条密封部件23的每一条，沿着多个LED22的排列方向(行方向)，以直线状而被设置在基板21的第一主面上。
密封部件23主要由透光性材料构成，而在需要将LED22的光的波长变换为规定的波长的情况下，将波长变换材料混入到透光性材料。
本实施方式中的密封部件23是作为波长变换材料包含荧光体的波长变换部件，是能够对LED22所发出的光的波长(颜色)进行变换的波长变换部件。作为这种密封部件23，例如能够由含有荧光体粒子的绝缘性的树脂材料(含荧光体树脂)构成。荧光体粒子由LED22发出的光所激励，而放出所希望的颜色(波长)的光。
作为构成密封部件23的树脂材料，例如能够采用硅树脂。此外，密封部件23可以分散光扩散材料。并且，密封部件23不必一定由树脂材料形成，除了氟系树脂等有机材料以外，还可以通过低熔点玻璃、溶胶凝胶玻璃等无机材料来形成。
作为密封部件23中所含有的荧光体粒子，例如LED22是发出蓝色光的蓝色LED的情况下，例如可以采用YAG系的黄色荧光体粒子，以便得到白色光。由此，LED22发出的蓝色光的一部分，由密封部件23所包含的黄色荧光体粒子而被波长变换为黄色光。而且，没有被黄色荧光体粒子吸收的蓝色光、以及被黄色荧光体粒子进行了波长变换的黄色光，通过在密封部件23中扩散及混合，从密封部件23成为白光而被射出。此外，作为光扩散材料，采用硅石等的粒子。
在本实施方式的密封部件23，作为在硅酮树脂分散了规定的荧光体粒子的含萤光体树脂，由分配器涂布到基板21的第一主面，使其硬化，从而形成密封部件23。在这个情况下，与密封部件23的长度方向垂直的截面的形状成为大致半圆形。
另外，密封部件23可以不形成为直线形，可以形成为平面看时成为矩形。在这个情况下，密封部件23可以形成为例如基板21上的全部的LED22一并封装。或者，密封部件23可以形成为个别地覆盖各个LED22。在这个情况下，密封部件23例如能够形成为大致半球形。
并且，为了对朝向基板21的背面侧的光(漏出光)进行波长变换，也可以在LED22与基板21之间或者基板21的第二主面(背面)，作为第二波长变换部件进一步形成由荧光体粒子与玻璃等无机接合材料(粘合剂)构成的烧结体膜等荧光体膜(荧光体层)或者与基板21的表面相同的含荧光体树脂。这样，通过在基板21的第二主面进一步形成第二波长变换部件，从而即使从第二主面露光的情况下，也能够从基板21的两个面放出白色光。
下面，对金属布线24进行说明。金属布线24是用于使LED22发光的电流流通的导电性布线，在基板21的表面上以规定的形状进行图案形成。如图4的(a)所示，金属布线24被形成在基板21的第一主面。通过金属布线24，从导线53a以及53b供给到LED模块20的电力被供给到各个LED22。
金属布线24被形成为各个LED元件串中的多个LED22彼此串联连接。例如，金属布线24在彼此相邻的LED22之间被形成为岛状。并且，金属布线24被形成为对各个元件串彼此进行并联连接。各个LED22经由引线25与金属布线24电连接。并且，可以不设置LED22之间的岛状的金属布线24。在这种情况下，彼此相邻的LED22通过chip-to-chip(芯片至芯片)而引线接合。
金属布线24例如能够通过对由金属材料形成的金属膜进行图案化、或者进行印刷来形成。作为金属布线24的金属材料，例如能够采用银(Ag)、钨(W)或铜(Cu)或者金(Au)等。
并且，对于从密封部件23露出的金属布线24而言，除了端子26a以及26b以外，最好是由玻璃材料构成的玻璃膜(玻璃涂层膜)或树脂材料构成的树脂膜(树脂涂层膜)包覆。由此，能够提高LED模块20的绝缘性，或者能够提高基板21的表面的反射率。
引线25是例如金引线等的电线。如图4的(b)所示，引线25连接LED22与金属布线24。如图5说明，通过引线25，在LED22的上表面设置的阴极电极22c(或阳极电极22d)和邻接于LED22的两侧而形成的金属布线24，经由引线接合部22e(或22f)被引线接合。
另外，在本实施方式中，引线25全部被埋入到密封部件23中，以便不从密封部件23露出。由此，能够防止光被露出的引线25吸收或者反射。
下面，对端子26a以及26b进行说明。端子26a以及26b是从LED模块20的外部接受用于使LED22发光的直流电的外部连接端子。在本实施方式，端子26a和26b与导线53a和53b焊接连接。
端子26a以及26b分别以包围贯通孔27a以及27b的方式，在基板21的第一主面上被形成为规定的形状。端子26a以及26b与金属布线24连续地形成，并且与金属布线24电连接。并且，端子26a以及26b采用与金属布线24相同的金属材料，与金属布线24同时被图案形成。
此外，端子26a和26b是LED模块20的供电部，从导线53a和53b接受的直流电，经由金属布线24和引线25提供到各个LED22。
(支柱)
如图3所示，支柱30是从球形罩10的开口部11的近旁朝向球形罩10的内部延伸设置的细长形部件。在本实施方式，支柱30由该支柱30的轴沿着灯轴J而延伸设置。换言之，支柱30的轴与灯轴J平行。
支柱30作为支承LED模块20的支承部件来发挥作用，支柱30的一端与LED模块20连接。这样，在向球形罩10的内部延伸的支柱30安装LED模块20，从而能够实现与白炽灯泡同样的广配光角的配光特性。另一方面，支柱30的另一端与支承部件40连接。
此外，支柱30作为散热部件(散热器)来发挥作用，该散热部件用于对在LED模块20(LED22)产生的热进行散热。从而，支柱30优选是由以铝(Al)、铜(Cu)或铁(Fe)等为主要成分的金属材料或者热传导率高的树脂材料来构成。由此，经由支柱30将在LED模块20产生的热高效地传导到支承部件40。另外，优选的是支柱30的热导率比基板21的热导率更大。在本实施方式，支柱30用铝而成形。
支柱30的构成是被夹在LED模块20与支承部件40之间。支柱30的球形罩10的顶部侧的一端与LED模块20的基板21的中央部连接，支柱30的灯头侧的另一端与支承部件40的中央部连接。
在此，用图6来说明支柱30的详细构成。图6是表示在本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的支柱以及支承部件的构成的斜视图。
如图6所示，在支柱30的一端形成了固定基板21的第一固定面30a，以作为与LED模块20的基板21的连接部分。在本实施方式，第一固定面30a是与基板21的第二主面(背面)接触的接触面。
LED模块20的基板21和支柱30的第一固定面30a，例如通过硅酮树脂等的粘合剂而固着。因此，基板21与第一固定面30a之间有时也会存在粘合剂。在这个情况下，鉴于基板21与支柱30的导热性，硅酮树脂的厚度优选的是20μm以下。
此外，基板21与支柱30，可以不由粘合剂来固定，可以由螺钉来固定。在这个情况下，因原材料和加工，有时基板21及支柱30的表面会存在微小的凹凸，有时基板21的第二主面与支柱30的第一固定面30a之间存在微小的间隙。这样即使存在微小的间隙，如果是20μm左右以下的间隙，可以认为基板21与支柱30是接触的。
另一方面，支柱30的另一端作为与支承部件40的连接部分，形成了用于固定支承部件40的第二固定面30b。在本实施方式，第二固定面30b是与支承部件40的表面接触的接触面。支承部件40和支柱30，例如使用粘合剂和螺钉等固定部件、或者将支柱30压入到支承部件40，从而能够固定。另外，关于支柱30与支承部件40的接触，也可以与基板21和支柱30的接触同样地考虑，如果是20μm左右以下的间隙，可以认为支柱30和支承部件40是接触的。
作为支柱30，图6所示，能够采用截面积(将支柱30的轴作为法线的平面进行切断时的截面的面积)是一定的中实构造的圆柱。换言之，支柱30的任意的截面积是相同的，不论支柱30的长度方向的位置，支柱30的截面积是一定的。在这个情况下，第一固定面30a与第二固定面30b是圆形，该面积是相同的。另外，在本实施方式的支柱30是直径15mm的圆柱。
另外，关于支柱30的形状，不仅限于截面积一定的形状，组合圆柱和角柱的形状等，即使是截面积中途有变化的形状也可以。但是，在这个情况下，支柱30的任意的截面的截面积是支柱30与基板21的连接部分的面积(A)以上、以及支柱30的热导率与支柱30的截面积的积是0.01[m·W/K]以上等，满足任一个条件就可以。另外，支柱30的热导率×支柱30的截面积≥0.01[m·W/K]的理由是考虑了向LED模块20的投入电力是10W的时候，在10mm内温差不会在10℃以上这样的临界值。
(支承部件)
支承部件40是支承支柱30的支承台。如图3所示，支承部件40以堵塞球形罩10的开口部11的方式构成。此外，支承部件40与散热器70连接。在本实施方式中，支承部件40，以支承部件40的外周与散热器70的内表面接触的方式，被嵌入到散热器70的第一开口部70a。
支承部件40作为散热部件(散热器)来发挥作用，该散热部件用于对在LED模块20(LED22)产生的热进行散热。从而，支承部件40优选是由以铝(Al)、铜(Cu)或铁(Fe)等为主要成分的金属材料或者热导率高的树脂材料来构成。从而，将来自支柱30的热高效地传导到散热器70。在本实施方式中，支承部件40用铝来成形。
在此，参考图3及图6来说明支承部件40的详细的构成。如图3及图6所示，支承部件40是具有阶梯部的圆盘状部件，由直径小的径小部41和直径大的径大部42而构成。此外，由径小部41和径大部42构成阶梯部。例如，径小部41可以设为厚度3mm、直径18mm左右，径大部42可以设为厚度3mm、直径42mm左右。另外，阶梯部的高度，例如可以是4mm左右。
径小部41构成与支柱30的接触部，径小部41的中央部的上表面与支柱30连接。另外，在径小部41设置了用于插通导线53a以及53b的2个贯通孔。
径大部42构成与散热器70的接触部，与散热器70相互嵌入。如图3所示，支承部件40，以使径大部42的外周面与散热器70的内周面接触的方式，嵌入到散热器70的第一开口部70a。由此，支承部件40的热能够高效地传导到散热器70。
此外，在径大部42中形成了4个凹部42a，该凹部42a成为凿紧散热器70的一部分时的向导孔。凹部42a以切去径大部42的上端部的一部分的方式而形成。径大部42的上表面与球形罩10的开口部11抵接，球形罩10的开口部11被堵塞。另外，支承部件40和散热器70，不是通过凿紧来固定，也可以用硅酮树脂等的粘合剂来固定。
(驱动电路)
如图3所示，驱动电路(电路单元)50是用于使LED模块20(LED22)发光(点灯)的点灯电路，将规定的电力供给到LED模块20。例如，驱动电路50例如将经由一对导线53c以及53d从灯头90供给的交流电转换为直流电，并经由一对导线53a以及53b将该直流电供给到LED模块20。
驱动电路50由电路基板51以及在电路基板51安装的多个电路元件(电子部件)52构成。
电路基板51是金属布线被图案形成的印刷布线基板，将安装在该电路基板51的多个电路元件52彼此电连接。在本实施方式，电路基板51，以主面与灯轴J正交的姿势而配置。
电路元件52例如是电解电容器或陶瓷电容器等电容元件，电阻元件、整流电路元件、线圈元件、扼流线圈(扼流变压器)、静噪滤波器、二极管或集成电路元件等半导体元件等。电路元件52大多被安装在电路基板51的灯头侧的主面。
这样被构成的驱动电路50被收纳在电路盒60内。在本实施方式，电路基板51载置在盒主体部61的内表面设置的突出部(基板保持部)，并且，电路基板51的主面与在盖部62设置的突起抵接。由此，电路基板51保持在电路盒60。另外，驱动电路50可以适当地选择调光电路和升压电路等进行组合。
驱动电路50与LED模块20由一对导线53a以及53b电连接。并且，驱动电路50与灯头90由一对导线53c以及53d电连接。这4条导线53a至53d例如是合金铜导线，其由合金铜构成的芯线以及包覆该芯线的绝缘性的树脂被膜构成。
在本实施方式，导线53a是用于从驱动电路50向LED模块20提供高压侧电压(正电压)的导线(正侧输出端子线)，导线53b是用于从驱动电路50向LED模块20提供低压侧电压(负电压)的导线(负侧输出端子线)。导线53a以及53b插通被设置在支承部件40的贯通孔，而被引出到LED模块侧(球形罩10内)。
另外，导线53a以及53b的各自的一端(芯线)插通LED模块20的基板21的贯通孔27a(27b)，焊接到端子26a以及26b。另一方面，导线53a以及53b的各自的另一端(芯线)，通过焊料等与电路基板51的金属布线电连接。
并且，导线53c以及53d是将用于使LED模块20点灯的电力，从灯头90供给到驱动电路50的电线。导线53c以及53d的各自的一端(芯线)与灯头90(壳部91或接触片部93)电连接，并且各自的另一端(芯线)通过焊料等与电路基板51的电力输入部(金属布线)电连接。
(电路盒)
如图3所示，电路盒60是用于收纳驱动电路50的绝缘盒，以包围驱动电路50的方式而构成。此外，电路盒60，收纳在散热器70及灯头90内。在本实施方式，电路盒60，由盒主体部61与盖部62构成。
盒主体部61是两侧具有开口的绝缘性的盒(框体)。在盒主体部61的内表面的多处(例如3处)，为了载置电路基板51而设置了突出部(基板保持部)。盒主体部61，例如能够由聚丁烯对酞酸盐(PBT)等绝缘性树脂材料构成。
在本实施方式，盒主体部61由与散热器70大致同形的大径圆筒形的第一盒部61a、以及与该第一盒部61a连接并且与灯头90大致同形的小径圆筒形的第二盒部61b构成。
位于球形罩侧的第一盒部61a收纳在散热器70内。驱动电路50的大部分，由该第一盒部61a所覆盖。
另一方面，位于灯头侧的第二盒部61b收纳在灯头90内，灯头90外嵌在第二盒部61b。由此，电路盒60(盒主体部61)的灯头侧的开口被堵塞。在本实施方式中，第二盒部61b的外周面形成了与灯头90拧合的拧合部，灯头90通过拧入到第二盒部61b从而固定在电路盒60(盒主体部61)。
盖部62是构成为盖状的绝缘性的大致有底圆筒部件。盖部62也与盒主体部61同样，例如能够由聚丁烯对酞酸盐(PBT)等绝缘性树脂材料构成。盖部62的盖部的内表面，设置了多个向电路基板51的主面突出的多个突起。将盖部62嵌入到盒主体部61时，盖部62的突起的前端与电路基板51的主面抵接。
另外，在本实施方式，虽然在电路盒60中设置了盖部62，不过也可以不设置盖部62，而只由盒主体部61来构成电路盒60。
(散热器)
散热器70是散热部件，与支承部件40连接。由此，在LED模块20产生的热，经由支柱30及支承部件40传导到散热器70。由此，能够将LED模块20的热进行散热。
在本实施方式，散热器70以包围驱动电路50的方式构成。即，在散热器70的内部配置了驱动电路50。驱动电路50被电路盒60包围，所以散热器70以包围电路盒60的方式构成。由此，散热器70也能够对驱动电路50产生的热进行散热。
此外，在本实施方式，散热器70延伸设置到电路盒60的第一盒部61a与第二盒部61b的边界部分为止。
散热器70，优选的是由热导率高的材料来构成，例如能够采用金属制的金属部件。在本实施方式的散热器70采用铝而成形。另外，散热器70可以不采用金属，可以采用树脂等的非金属材料来形成。在这个情况下，散热器70优选的是采用热导率高的非金属材料。
在本实施方式，散热器70以与支承部件40相互嵌入的方式构成，在本实施方式，散热器70的内周面和支承部件40的外周面在周向全体进行了面接触。
在此用图7说明散热器70的详细构成。图7是表示本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的散热器的构成的斜视图。
如图7所示，散热器70是具有球形罩侧的开口部(第一开口部)70a和灯头侧的开口部(第二开口部)70b的筒体，以球形罩的开口部70a比灯头侧的开口部70b大的方式构成。具体而言，散热器70是壁厚为一定，内径及外径逐渐变化的大致圆筒部件，例如内表面及外表面成为圆台的表面，构成为裙子状。在本实施方式的散热器70，以从第一开口部70a向第二开口部70b内径及外径变小的方式构成。因此，散热器70的内周面及外周面，相对于灯轴J倾斜地构成倾斜面。
这样被构成的散热器70，使电路盒60(第一盒部61a)及外围框体80之间留出间隙，配置在电路盒60与外围框体80之间。换言之，在散热器70的内周面与电路盒(第一盒部61a)的外周面之间，以及，散热器70的外周面与外围框体80的内周面之间，存在空气层。由此，在电路盒60或者外围框体80与散热器70接触的情况下，通过电路盒60或者外围框体80与散热器70的线膨胀系数的差，能够抑制电路盒60或者外围框体80产生的裂缝。
此外，如图7所示，在本实施方式，散热器70具有向该散热器70的圆筒部件的内部弯曲地设置的弯曲部。散热器70的弯曲部，设置在散热器70的圆筒部件的灯头侧的开口端部。加之，如图3所示，外围框体80也具有向该外围框体80的圆筒部件的内部弯曲地设置的弯曲部。加之，电路盒60也具有向该电路盒60的圆筒部件的内部弯曲地设置的弯曲部。散热器70的弯曲部，被外围框体80的弯曲部和电路盒60的弯曲部夹持。
(外围框体)
如图3所示，外围框体80是以包围散热器70的周围的方式构成的外围部件。外围框体80的外表面，露出在灯外部(大气中)。外围框体80是由绝缘材料构成的具有绝缘性的绝缘性罩。通过由绝缘性的外围框体80覆盖金属制的散热器70，从而能够提高灯泡形灯1的绝缘性。外围框体80能够由PBT等的绝缘性树脂材料构成。
外围框体80是壁厚为一定，内径及外径逐渐变化的大致圆筒部件，例如内表面及外表面成为圆台的表面，构成为裙子状。在本实施方式，外围框体80，构成为内径及外径朝向灯头侧逐渐变小。
(灯头)
灯头90是从灯的外部接受用于使LED模块20(LED22)发光的电力的受电部。灯头90例如被安装在照明器具的灯座。据此，在使灯泡形灯1点灯时，灯头90能够从照明器具的灯座接受电力。例如来自AC100V的商用电源的交流电供给到灯头90。本实施方式中的灯头90通过两个接点来接受交流电，在灯头90接受的电力经由一对导线53c以及53d被输入到驱动电路50的电力输入部。
灯头90为金属制的有底筒体形状，该灯头90具备：外周面为公螺纹的壳部91、以及经由绝缘部92被安装在壳部91的接触片部93。在灯头90的外周面形成有用于拧合到照明器具的灯座的拧合部。并且，在灯头90的内周面形成有与电路盒60的盒主体部61(第二盒部61b)的拧合部拧合的拧合部。
灯头90的种类没有特殊的限定，在本实施方式中采用螺旋型的爱迪生螺口型(E型)的灯头。例如，作为灯头90可以列举出E26型、E17型或E16型等。并且，作为灯头90不仅可以是卡口灯头，也可以是其他方式的灯头。
(本实用新型的特征构成)
以下，利用图8及图9来说明本实施方式涉及的灯泡形灯1的特征。图8以及图9是表示在本实用新型的实施方式涉及的灯泡形灯的LED模块和支柱和支承部件之间的连接关系的图，图8是截面图，图9是斜视图。
如上述一样，LED因为自身产生的热而使发光效率降低，所以LED模块的散热对策很重要。尤其是，例如要求相当于60W以上的亮度的高输出类型的灯泡形LED灯，LED模块20的散热对策成为极为重要的课题。
在此，在本实施方式的灯泡形灯1，如图8及图9所示，LED模块20的构成为，固定在被支承部件40支承的支柱30。换言之，构成为基板21与细长形的支柱30的一端连接，支承部件40与支柱30的另一端连接。
这样，本实施方式的构成是，在LED模块20与支承部件40之间，设置了截面积比基板21的第二主面的面积及支承部件40的上表面的面积小的支柱30。换言之，考虑了从LED模块20到支承部件40的散热路径的情况下，成为在支柱30截面积变小的构造。这样，散热路径的途中截面积变得小，热阻热的转换效率降低。
在这个情况下，为了提高LED模块20的散热性，可以考虑使支柱30和支承部件40的散热部件的表面积变大。然而，因为球形罩10内难以产生对流，光是使球形罩10内的散热部件的表面积变大，不能使LED模块20的热高效地散热。
于是，本发明者们专心研究的结果，着眼于连接LED模块20与支承部件40的支柱30的面积，以支柱30的入热侧的面积与排热侧的面积满足规定的关系来构成，从而发现了能够提高LED模块20的散热性。
具体而言，如图8及图9所示，将支柱30与基板21的连接部分的面积设为A，将支柱30与支承部件40的连接部分的面积设为B时，构成为满足B≥A的关系。
在本实施方式，支柱30和基板21的连接部分是支柱30与基板21的接触面。在此，基板21的与支柱30相接的部分的面积(第二主面的面积)比支柱30的与基板21相接的部分的面积(第一固定面30a的面积)大，所以支柱30与基板21的接触面成为支柱30的第一固定面30a。
同样，支柱30和支承部件40的连接部分是支柱30与支承部件40的接触面。在此，支承部件40的与支柱30相接的部分的面积(径小部41的上平面)比支柱30的与支承部件40相接的部分的面积(第二固定面30b)大，所以支柱30与支承部件40的接触面是支柱30的第二固定面30b。
因此，在本实施方式，第一固定面30a的面积为A，第二固定面30b的面积为B，成为B≥A的关系。即，在支柱30，从支柱30排热到支承部件40侧(排热侧)的面积，成为从LED模块20入热到支柱30(入热侧)的面积以上。另外，在图8及图9中，第一固定面30a的面积(A)与第二固定面30b的面积(B)是相同的。
通过满足这样的关系式，即使支柱30的截面积中途变小、热阻出现部分变大的构造中，从LED模块20向支承部件40的热传导路径成为良好。换言之，能够提高作为散热部件的支柱30的散热能力(放热能力)。由此，传导到支柱30的LED模块20(LED22)的热高效地传导到支承部件40。从而，能够提高LED模块20(LED22)的散热性。
另外，作为基板21用白色氧化铝陶瓷基板，如图4所示将LED22用12列4行来配置，作为支柱30采用φ15mm的铝圆柱，作为支承部件40，以图6示出的构造(径小部41∶厚度3mmφ18mm，径大部42∶厚度3mmφ42mm)采用铝来形成，从而构成灯泡形灯1，在将LED模块20点灯时，LED22的结温Tj是大约125℃，基板21的温度是大约110℃，支柱30的温度是大约95℃，散热器70的温度是大约90℃。这样，在本实施方式，通过支柱30明白了能够实现希望的热传导路径。还明白了基板21与散热器70的温差能够控制在20℃。
此外，在本实施方式，将支承部件40与散热器70的连接部分的面积设为C时，优选的是C≥A的关系。
在本实施方式，支承部件40与散热器70的连接部分是与支承部件40的外周面与散热器70的内周面的接触面。在此，支承部件40的与散热器相接的部分的面积比散热器70的与支承部件40相接的部分的面积大，所以支柱30和散热器70的接触面成为支承部件40的外周面。
因此，支承部件40的外周面的面积是C，被构成为满足C≥A的关系。即，由支柱30及支承部件40构成的散热部件中，从散热部件排热到散热器70侧(排热侧)的面积是从LED模块20入热到散热部件侧(入热侧)的面积以上。
通过满足这样的关系式，能够使支柱30及支承部件40的热传导路径成为良好。换言之，能够提高作为散热部件的支柱30及支承部件40的放热能力。由此，能够将传导到支柱30及支承部件40的LED模块20(LED22)的热高效地传导到散热器70。从而，能够提高LED模块20(LED22)的散热性。
此外，在本实施方式，优选的是还构成为满足C≥B的关系。即，在支承部件40，从支承部件40排热到散热器70侧(排热侧)的面积，比从支柱30入热到支承部件40侧(入热侧)的面积大。
通过满足这样的关系式，能够使支承部件40的热传导路径成为良好。换言之，能够提高作为散热部件的支承部件40的放热能力。由此，能够将从支柱30传导到支承部件40的LED模块20(LED22)的热高效地传导到散热器70。从而，能够进一步提高LED模块20(LED22)的散热性。
此外，在本实施方式，优选的是支柱30的截面积为一定。支柱30的截面积中途变化而变小，则成为热阻。因此，优选的是不使支柱30的截面积变化，截面积一定。通过这样做，能够将在支柱30的散热路径的热阻控制在最小。从而，能够进一步提高LED模块20(LED22)的散热性。
此外，在本实施方式，LED模块20的投入电力是8.5W以上的情况下，优选的是作为支柱30，支柱30的截面积、第一固定面30a的面积(面积A)、以及第二固定面30b的面积(面积B)，采用175mm2以上的支柱。由此，即使采用高输出类型的LED模块20，也可以在支柱30确保希望的热传导路径。
此外，支柱30的体积优选的是3800mm3以上。要接受LED模块20产生的热，支柱30的体积(容量)，优选的是在一定以上。在此，将支柱30的体积设为3800mm3以上，即使是支柱30的中途截面积变小、热阻出现部分变大的构造中，也能确保希望的包络体积。这样，通过支柱30能够将LED模块20产生的热散热到希望的程度，从而使LED模块20的热高效地传导到散热器70。
此外，在本实施方式，如上所述，优选的是在基板21上安装的LED22中的一半以上位于支柱30的正上方。例如，能够如图4所示地配置LED22。通过这样配置，能够提高作为LED模块20整体的散热性。此外，LED模块20的热容易留在基板21的中央部。从而，通过与基板21的中央部连接的支柱30的正上方配置LED22，能够使支柱30高效地传导在LED22产生的热。
(照明装置)
此外，本实用新型不仅作为这样的灯泡形灯来实现，而且也能作为具备灯泡形灯的照明装置来实现。下面，利用图10对本实用新型的实施方式涉及的照明装置进行说明。图10是本实用新型的实施方式涉及的照明装置的概略截面图。
如图10所示，本实用新型的实施方式涉及的照明装置2，例如，安装在室内的天花板上而使用，该照明装置具备所述的实施方式涉及的灯泡形灯1、以及点灯器具3。
点灯器具3用于使灯泡形灯1灭灯以及点灯，该点灯器具3具备被安装在天花板的器具主体4以及覆盖灯泡形灯1的透光性的灯罩5。
器具主体4具有灯座4a。灯泡形灯1的灯头90被拧入灯座4a。经由该灯座4a电力被供给到灯泡形灯1。
(变形例等)
以上基于实施方式对本实用新型涉及的灯泡形灯以及照明装置进行了说明，不过本实用新型并非受上述的实施方式所限。
例如，在所述的实施方式，支柱30与基板21的连接部分或者支柱30与支承部件40的连接部分，均由1个平面构成，不过，不仅限于此。例如，支柱30与基板21以凹凸构造等进行了嵌合等，支柱30与基板21的接触部分不是由一个平面构成的情况下，可以将基板21侧的根部的沿着支柱30的轮廓线进行了切断的虚拟平面(将支柱30的延伸方向作为法线的平面)作为支柱30与基板21的连接部分。同样，支柱30与支承部件40的接触部分不是由一个平面而构成的情况下，可以将支承部件40侧的根部的沿着支柱30的边界线进行了切断的平面(将支柱30的延伸方向作为法线的平面)作为支柱30与支承部件40的连接部分。此外，支柱30与支承部件40由同一个材料一体成形，支柱30与支承部件40在物理上没有缝隙地构成的情况下，也能同样地考虑。
此外，在所述的实施方式，构成为支柱30的第一固定面30a的面积(A)和第二固定面30b的面积(B)相同，不过，不仅限于此。加之，采用了截面积一定的支柱30，不过，也可以采用截面积不是一定的构造的支柱。例如如图11所示，作为支柱30A可以采用圆台形状的支柱。在图11示出的支柱30A，构成为第二固定面30b的面积(B)比第一固定面30a的面积(A)大，从第一固定面30a侧向第二固定面30b侧，截面积逐渐变化。采用这样的构成，能够将入热到支柱30A的热高效地排出到支承部件40。其他作为支柱，可以采用四角锥台和三角锥台形状等。
此外，在所述的实施方式，作为截面积一定的支柱30，采用了圆柱，不过，不仅限于此。例如作为支柱30，也能采用四角柱和三角柱等的多角柱。
此外，在所述的实施方式，LED模块20的构成虽然是在基板21上作为发光元件直接安装LED芯片的COB型的构成，不过并非受此所限。例如也可以是作为发光元件采用包型的LED元件(SMD型LED元件)、并在形成了金属布线的基板21上安装多个该LED元件而构成的SMD型的LED模块，该包型的LED元件是具有凹部(空腔)的树脂制的容器、在凹部中安装的LED芯片、并在该凹部内封入了密封部件(含荧光体树脂)而成的LED元件。
此外，在所述的实施方式中，LED模块20的基板21是1张白色基板，不过也可以将在表面形成有LED22以及密封部件23的2张白色基板的背面相互粘贴，来构成1个LED模块20。
并且，在上述的实施方式中，LED模块20的构成为由蓝色LED芯片与黄色荧光体来放出白色光，不过并非受此所限。例如，为了提高演色性，除了黄色荧光体以外，还可以混入红色荧光体或绿色荧光体。并且，也可以不采用黄色荧光体，而是采用含有红色荧光体以及绿色荧光体的含荧光体树脂，使其与蓝色LED芯片组合来放出白色光。
并且，在上述的实施方式中，LED芯片也可以采用发出蓝色以外的颜色的LED芯片。例如，在采用紫外线发光的LED芯片的情况下，作为荧光体粒子而将发出三原色(红色、绿色、蓝色)的各个颜色荧光体粒子组合。而且，也可以采用荧光体粒子以外的波长变换材料，例如采用半导体、金属络合物、有机染料、颜料等包含对某种波长的光进行吸收，并发出与吸收的光的波长不同的光的物质的材料，以作为波长变换材料。
并且，在上述的实施方式中，作为发光元件虽然举例示出了LED，不过也可以采用半导体激光等半导体发光元件、或者有机EL(ElectroLuminescence：电致发光)或无机EL等EL元件等其他的固体发光元件。
另外，通过执行各个实施方式本领域技术人员所能够想到的各种变形而得到的实施方式，以及在不脱离本实用新型的主旨的范围内对各个实施方式中的构成要素以及功能进行任意组合而实现的实施方式均包含在本实用新型内。
本实用新型作为替代以往的白炽灯等的灯泡形灯而有用，能够广泛地利用在照明装置等。
符号说明
1灯泡形灯
2照明装置
3点灯器具
4器具主体
4a灯座
5灯罩
10球形罩
11，70a，70b开口部
20LED模块
21基板
22LED
22a蓝宝石衬底
22b氮化物半导体层
22c阴极电极
22d阳极电极
22e，22f引线接合部
22g片接合部件
23密封部件
24金属布线
25引线
26a，26b端子
27a，27b贯通孔
30，30A支柱
30a第一固定面
30b第二固定面
40支承部件
41径小部
42径大部
42a凹部
50驱动电路
51电路基板
52电路元件
53a，53b，53c，53d导线
60电路盒
61盒主体部
61a第一盒部
61b第二盒部
62盖部
70散热器
80外围框体
90灯头
91壳部
92绝缘部
93接触片部。

Claims (10)

1.一种照明用光源，其特征在于具备：
球形罩；
向所述球形罩的内部延伸设置的支柱；
与所述支柱的一端连接的基板；
在所述基板上配置的多个发光元件；以及
与所述支柱的另一端连接、并且支承所述支柱的支承部件，
将所述支柱与所述基板的连接部分的面积设为A、所述支柱与所述支承部件的连接部分的面积设为B时，B≥A。
2.如权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述照明用光源还具备：与所述支承部件连接的散热器，
将所述支承部件与所述散热器的连接部分的面积设为C时，C≥A。
3.如权利要求2所述的照明用光源，其特征在于，
C≥B。
4.如权利要求1所述的照明用光源，其特征在于，
所述支柱的截面积是一定的。
5.如权利要求4所述的照明用光源，其特征在于，
向所述多个发光元件的投入电力大于等于8.5W，所述支柱的截面积大于等于175mm2。
6.如权利要求1至5的任一项所述的照明用光源，其特征在于，
所述支柱的体积是3800mm3以上。
7.如权利要求1至5的任一项所述的照明用光源，其特征在于，
所述支柱由金属材料形成。
8.如权利要求1至5的任一项所述的照明用光源，其特征在于，
所述多个发光元件中的一部分位于所述支柱的正上方。
9.如权利要求1至5的任一项所述的照明用光源，其特征在于，
所述散热器呈筒状，并且具有开口部，
所述支承部件，以该支承部件的外周与所述散热器的内表面接触的方式，嵌入在所述开口部，
所述照明用光源还具备：以包围所述散热器的外周面的方式构成的绝缘性的框体。
10.一种照明装置，其特征在于具备：
权利要求1至9的任一项所述的照明用光源。
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