照明装置及び照明器具

Info

Publication number
JP2010129414A
Authority
JP
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
housing
device
concave
element
light
Prior art date
Application number
JP2008303794A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5163896B2 (ja )
Inventor
Takeshi Hisayasu
Shigeru Osawa
Toshiya Tanaka
武志 久安
滋 大澤
敏也 田中
Original Assignee
Toshiba Lighting & Technology Corp
東芝ライテック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V3/00Globes; Bowls; Cover glasses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
    • F21LIGHTING
    • F21KLIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/001Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electrical wires or cables
    • F21V23/002Arrangements of cables or conductors inside a lighting device, e.g. means for guiding along parts of the housing or in a pivoting arm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/003Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array
    • F21V23/007Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array enclosed in a casing
    • F21V23/009Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being electronics drivers or controllers for operating the light source, e.g. for a LED array enclosed in a casing the casing being inside the housing of the lighting device
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING ENGINES OR PUMPS
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

【課題】発光素子を点灯する点灯装置から発生する熱を効果的に放熱して信頼性を高めることが可能な照明装置および照明器具を提供する。
【解決手段】発光素子11と;一端部に発光素子を配設する支持部12fを形成し、他端部に収納凹部12cを形成した熱伝導性を有する部材からなる本体12と;発光素子の点灯装置Bを構成する電子部品13a、13bが実装され、本体の収納凹部に配設される回路基板13と;回路基板と本体の収納凹部との間に介在するように設けられ、収納凹部に連通する開口部14bが部分的に形成された絶縁ケース14と;絶縁ケースの開口部を介して回路基板と本体の収納凹部の表面とを熱的に連結する熱伝導部材15と;を具備する照明装置10を構成とする。
【選択図】 図1

Description

本発明は、発光ダイオード等の発光素子を光源とした照明装置および照明器具に関する。

近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない半導体発光素子である発光ダイオードを光源とした電球形LEDランプ等の照明装置が各種照明器具の光源として採用されるようになってきている。

一方、発光ダイオードは点灯時に発熱量が比較的多く、この温度上昇により発光効率が低下して光束の低下が生じ、所定の照度が得られない問題がある。また、同時に発光ダイオードを点灯するための回路部品の温度が上昇して電子部品の劣化等が生じ信頼性を損なう問題が生じる。これら問題を改良するために、例えば、下記の特許文献1、2に示されるように、発光ダイオードの放熱性を向上させ、発光効率の低下を抑制することが行われている。

特許文献1には、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広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のカバーと、内部に設けられた金属基板と金属基板に実装されたLED素子からなるLED電球が示され、特に、段落番号[0021]〜[0023]には、交流を直流に変換するための電源回路を設けて、従来の白熱電球と互換性があり同様の使い方ができるLED電球が示されている。

また、特許文献2には、半導体発光素子と、熱伝導性を有して構成した光源体と、光源体を支持し点灯回路を収納したカバー部材と、口金部材からなり、半導体発光素子から発生する熱を効果的に放熱して所定の照度が得られると共に信頼性を高めた照明装置及び照明器具が示されている。
特開2001−243807号公報 特開2007−012288号公報

しかしながら、特許文献1に示されるものは、電源回路を基板の口金側に取付板を介して設けており、電源回路を構成する電子部品から発生する熱はラッパ状金属放熱部の内部に滞留し、また発光ダイオードから発生する熱と相まってラッパ状金属放熱部の内部空間の温度が上昇する。このため、回路部品の温度も上昇して部品劣化等の原因となり信頼性を損なう恐れがある。

また、特許文献2は、特に段落番号[0093]、[0094]に示されているように、光源体は点灯回路を収納したカバー部材とは別体の部品として構成し、発光ダイオードの熱が光源体からカバー部材に伝達されないようにして回路部品の温度上昇を防止することにより部品の信頼性を高め寿命の低下を抑制している。

一方、点灯回路の回路基板は、カバー部材の凹部内に絶縁ケースを介して支持し収納している。このため、電子部品から発生する熱は、回路基板から絶縁ケースへ、さらにカバー部材を経由して外気に放熱されるために熱抵抗が大きくなり、効果的に放熱させることができない。特に、絶縁ケースは、回路基板と金属製の本体ケースとの間の電気絶縁を図るため、一般的には合成樹脂で構成され熱抵抗が比較的大きくなる。この課題は近年発光ダイオードが高輝度・高出力化していることから点灯回路における電子部品の温度も上昇しており、より効果的に放熱させることが求められている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、発光素子を点灯する点灯装置から発生する熱を効果的に放熱して信頼性を高めることが可能な照明装置および照明器具を提供しようとするものである。

請求項1に記載の照明装置の発明は、発光素子と;一端部に発光素子を配設する支持部を形成し、他端部に収納凹部を形成した熱伝導性を有する部材からなる本体と;発光素子の点灯装置を構成する電子部品が実装され、本体の収納凹部に配設される回路基板と;回路基板と本体の収納凹部との間に介在するように設けられ、収納凹部に連通する開口部が部分的に形成された絶縁ケースと;絶縁ケースの開口部を介して回路基板と本体の収納凹部の表面とを熱的に連結する熱伝導部材と;を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、回路基板と本体の収納凹部との間に介在するように設けられ、収納凹部に連通する開口部が部分的に形成された絶縁ケースと、絶縁ケースの開口部を介して回路基板と本体の収納凹部の表面とを熱的に連結する熱伝導部材により、点灯装置から発生する熱を効果的に放熱して信頼性を高めることが可能な照明装置を構成することができる。

本発明において、照明装置は、一般白熱電球の形状に近似させた電球形の照明装置(A形)、レフ形の電球形の照明装置(R形)、ボール形の電球形の照明装置(G形)、円筒形の電球形の照明装置(T形)などに構成してもよい。さらに、グローブレスの電球形の照明装置を構成するものであってもよい。また本発明は、一般白熱電球の形状に近似させた照明装置に限らず、その他各種の外観形状、用途をなす照明装置に適用することができる。

発光素子は、発光ダイオード、有機ELまたは半導体レーザなど、半導体等を発光源とした発光素子が許容される。発光素子は複数個で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、4個程度の素子群を構成し、この群1個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、1個の発光素子で構成されるものであってもよい。発光素子は、白色で発光するように構成することが好ましいが、照明器具の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。

本体は、熱伝導性の良好なアルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)の少なくとも一種を含む金属で形成するのが好ましい。この他に、窒化アルミニウム(AlN)、シリコーンカーバイト(SiC)などの工業材料で構成しても、さらには高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。外観形状は、一端部から他端部に向けて直径が順次少なくなるような、一般白熱電球におけるネック部分のシルエットに近似させた形状に形成することが、既存照明器具への適用率が向上して好ましいが、ここでは、一般白熱電球に近似させることは条件でなく、限られた特定の外観形状には限定されない。

点灯装置を構成する電子部品が実装された回路基板は、放熱性を高めるために、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成されることが好ましいが、ガラスエポキシ材、紙フェノール材、ガラスコンポジット等、非金属性の部材で構成されてもよい。さらにセラミックスで構成されたものであってもよい。回路基板は、本体の中心軸方向に略沿って収納凹部に配設されることが、小型化を達成するためには好ましいが、ここでは、中心軸と直交する方向であっても、斜めに傾斜させて配設されたものでもよい。回路基板が本体の収納凹部に配設される内部の状態は、気密にしても、また放熱や圧力抜きのための空気孔等を形成し外部と連通させたものであってもよい。点灯装置は、例えば、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換して発光素子に供給する点灯回路を構成するものが許容される。また、点灯装置は、半導体発光素子を調光するための調光回路を有するものであってもよい。

絶縁ケースは、回路基板と本体の収納凹部との間に介在し、回路基板と本体との電気的な絶縁をなすもので、電気絶縁性および耐熱性を有する合成樹脂、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)が好適であるが、他のアクリルやABS等の合成樹脂で構成してもよい。形状は、例えば、有底の円筒体をなしていることが好適であるが、材料費節減や放熱効果向上等のために電気絶縁を損なわない範囲で、例えば、格子状等、他の開口を設けた円筒体、角筒体等で構成されたものであってもよい。

熱伝導部材は、例えば、熱伝導性が良好で電気絶縁性を有する耐熱性のシリコーン樹脂、エポキシ樹脂やウレタン樹脂等の合成樹脂製の接着剤で構成し、絶縁ケースの開口部を介して回路基板と本体の収納凹部との間に充填して熱的に連結することが好ましいが、材質は、これら合成樹脂に限らずアルミニウムや銅などの熱伝導性の良好な金属を回路基板と本体の収納凹部との間に介在させて連結するようにしても、さらに、これら金属と合成樹脂製の接着剤を組み合わせて連結するようにしてもよい。

また、熱伝導部材による回路基板と収納凹部の表面との熱的な連結は、絶縁ケースに貫通する開口部を形成して、回路基板と収納凹部の表面との間には熱的な絶縁部材が介在しないようにして連通するものである。しかし、放熱性能が確保されるものであれば、開口部を貫通させずに薄膜状に残し、薄膜を介在させて連結するようにしてもよく、要すれば、開口部は絶縁ケースの他の部分より熱伝導性を良好にするように構成したものであってもよい。

さらに、熱伝導部材による回路基板と収納凹部の表面との熱的な連結は、例えば、収納凹部の表面に突出部を形成したり、回路基板に突出部を形成したり、さらには回路基板と収納凹部の表面の両方に突出部を形成するなどの手段により、回路基板と収納凹部の表面との間の距離を近接させて連結し、熱伝導性をより高めるように構成してもよい。

請求項2に記載の発明は、請求項1記載の照明装置において、前記回路基板は本体の中心軸方向に略沿って絶縁ケースに配設され、収納凹部は回路基板に向けて突出する突出部を一体に形成し、熱伝導部材は開口部を介して回路基板と突出部とを連結するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、回路基板は本体の中心軸方向に略沿って絶縁ケースに配設されるので、小形の照明装置を構成することができると共に、回路基板は縦方向にして基板の広い板面を本体の収納凹部に対向させることが可能となり、熱伝導部材を連結する面積を増大することができる。また、収納凹部は回路基板に向けて突出する突出部を一体に形成したので、回路基板と収納凹部の距離を接近させることができると共に、接着剤の使用量を少なくすることが可能となる。

本発明において、回路基板は本体の中心軸方向に略沿って絶縁ケースに配設されるが、中心軸と厳密に平行に沿って配設される必要はなく、例えば、中心軸に対し傾けた状態で配設されたものであってもよく、要は、回路基板の広い板面が収納凹部の突出部に対向するように中心軸方向に略沿って配設されていればよい。

また、回路基板に向けて突出する突出部は、その表面を凹状に形成したり凹凸部を形成して、熱伝導部材との接触面積をより増大させるようにしてもよい。

請求項3に記載の照明器具の発明は、ソケットが設けられた器具本体と;この器具本体のソケットに装着される請求項1または2記載の照明装置と;を具備していることを特徴とする。本発明によれば、信頼性を高めることが可能な照明器具を構成することができる。

本発明において、照明器具は天井直付形、天井吊下形または壁面取付形、さらには天井埋込形のダウンライト等が許容される。器具本体に制光体としてグローブ、セード、反射体などが取付けられるものであっても、照明装置が露出するものであってもよい。また、照明器具は器具本体に1個の照明装置を取付けたものに限らず、複数個が装着されるものであってもよい。さらに、オフィス等、施設・業務用の大型の照明器具などを構成してもよい。

請求項1の発明によれば、回路基板と本体の収納凹部との間に介在するように設けられ、収納凹部に連通する開口部が部分的に形成された絶縁ケースと、絶縁ケースの開口部を介して回路基板と本体の収納凹部の表面とを熱的に連結する熱伝導部材により、点灯装置から発生する熱を効果的に放熱して信頼性を高めることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項2の発明によれば、回路基板は本体の中心軸方向に略沿って絶縁ケースに配設されるので、小形の照明装置を構成することができると共に、回路基板は縦方向にして基板の広い板面を本体の収納凹部に対向させることが可能となり、熱伝導部材を連結する面積を増大することができ、点灯装置から発生する熱を一層効果的に放熱して信頼性を高めることが可能な照明装置を提供することができる。

また、収納凹部は回路基板に向けて突出する突出部を一体に形成したので、回路基板と収納凹部の距離を接近させることができると共に、接着剤の使用量を少なくすることが可能となりコスト的にも有利となる。

請求項3の発明によれば、器具本体に組み込まれる請求項1または2記載の照明装置により、信頼性を高めることが可能な照明器具を構成することができる。

以下、本発明に係る照明装置及び照明器具の実施形態について説明する。

図1に示すように、本実施例の照明装置は電球形の照明装置10を構成するもので、発光素子11、発光素子を配設する本体12、発光素子の点灯装置を構成する電子部品が実装された回路基板13、回路基板と本体との間に介在するように設けられる絶縁ケース14、回路基板と本体とを熱的に連結する熱伝導部材15および口金部材16で構成する。

発光素子11は、半導体発光素子、本実施例では発光ダイオード(以下「LED」と称す)で構成し、同一性能を有する複数個、本実施例では、4個のLED11が用意され、この各LEDは、本実施例では青色LEDチップとこの青色LEDチップにより励起される黄色蛍光体により白色を発光する高輝度、高出力のLEDからなり、さらに、一方向、すなわちLEDの光軸に光線が主として放射される。ここで光軸は、LED11が実装される回路基板11aの面に対して略鉛直方向のことである。

発光素子11は、回路基板11aに実装されて構成される。回路基板は、熱伝導性の良好な金属、本実施例では平板状の略円板状をなすアルミニウムで構成され、その表面(図1における上方の面)にシリコーン樹脂等の電気絶縁層を介して銅箔からなる配線パターンが形成され、この配線パターン上に4個のLED11が略同心円状をなすように略等間隔に実装して配設される。なお、各LED11は配線パターンにより直列に接続される。

また、回路基板11aには、配線パターンおよび電気絶縁層を貫通する貫通孔11bを形成する。貫通孔は、LED11へ電力を供給させる電線wを回路基板の裏面から表面に向けて挿通させて電気接続部11cに接続させるための貫通した孔で、その中心が回路基板11aの中心から回路基板表面の外周方向に偏位した位置に寸法aだけ離間させて形成する。裏面には電気絶縁層が形成されている。この絶縁層に代えて必要に応じて絶縁シートを貼付してもよい。

上記により回路基板11aに実装されたLED11は、本体12の一端部に配設される。本体12は、熱伝導性の良好な金属、本実施例ではアルミニウムで構成され、横断面形状が略円形をなし、一端部に径の大きな開口部12aを他端部に径の小さな開口部12bを有する収納凹部12c一体に形成し、外周面が一端から他端に向かい順次直径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすようにして、外観が一般白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成する。外周面には、一端から他端に向かい放射状に突出する多数の放熱フィン12dを一体に形成する。これら本体12は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工され、内部に空洞のない肉厚の本体として構成される。

本体12の一端部の開口部12aには、凹部12eが形成されるように表面を平滑な面に形成した支持部12fを一体に形成し、この凹部にLED11を実装した回路基板11aが配設される。すなわち、回路基板の裏面側を支持部12fに熱伝導性を有し電気絶縁性を有するシリコーン樹脂等からなる絶縁シートまたは接着剤等を介して密着させネジ等の固定手段により支持する。

これにより、LED11と回路基板からなる光源体の光軸x−xが、本体12の中心軸y−yに略合致し、全体として平面視で略円形の発光面を有する光源部Aが構成される。

さらに、支持部12fの中央部分から下端部の開口部12bに向け中心軸y−y方向に略沿って貫通する給電用の電線wを挿通させる挿通孔12gを形成する。この挿通孔は、回路基板11aに形成された貫通孔11bと連通するように、その中心軸z−zが本体12の中心軸y−yから寸法aだけ外周方向に偏位した位置に形成する。

本体12の他端部に一体に形成された収納凹部12cは、その内部に点灯装置Bを構成する回路基板13を配設するための凹部で、横断面が本体12の中心軸y−yを中心とした略円形をなし、底面に上述した挿通孔12gが貫通されている。さらに、円周上の一部において底面から内側面の略中間部分までを、横断面形状を円形にせずに肉厚となるように形成して突出部12hを、収納凹部12cの表面に一体に構成する。

上記に構成された収納凹部12c内には、点灯装置Bの回路基板13と本体12との間の電気絶縁を図るために絶縁ケース14が嵌め込まれる。絶縁ケース14は、PBT(ポリブチレンテレフタレート)などの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で構成され、一端部に開口部14aが形成され他端部が閉塞された、本体12の収納凹部12cの内面形状に略合致する有底円筒状をなす形状に構成する。

また、絶縁ケース14の内側面には、円周上の一部において底面から内側面の略中間部分にわたり矩形状をなす開口部14bを部分的に形成する。開口部は、上述した本体12の収納凹部12cに連通するように形成され、収納凹部12cの突出部12hが嵌合される形状、大きさに形成され、絶縁ケース14を、底面を先にして収納凹部12c内に挿入した際に、開口部14bの中に突出部12hが自動的に嵌合し、絶縁ケース14の内面に突出部12hが突出して露出するように構成する。

絶縁ケース14は、その外周面の略中間部分に位置してリング状の鍔をなすように突出した係止部14cを一体に形成する。この係止部から先に突出する部分には、外周を段状になして口金取付部14dを一体に形成する。係止部14cの鍔状をなす部分の下面に、絶縁ケース14内の圧力上昇時に外気に連通させる空気抜き用の孔14c1を形成する。

絶縁ケース14の内面には、円筒の軸方向に沿ってガイド溝14eが一体に形成され、このガイド溝に平板状の回路基板13が縦方向、すなわち、本体12の中心軸y−yに略沿って嵌合され支持される。ガイド溝14eは円筒をなす絶縁ケース14の軸線、換言すれば、本体12の中心軸y−yから片側、本実施例では、開口部14bおよび突出部12hが形成された側に片寄って形成され、この片寄って形成されたガイド溝14eに回路基板13が縦方向に嵌合されることによって、回路基板13の広い板面が開口部14bから突出部12hに向けて位置され、同時に突出部12hに近接した位置に支持される。

回路基板13は、LEDの点灯装置Bを構成するもので、ガラスエポキシ材からなり、点灯回路を構成する電子部品が実装され、電解コンデンサ等の比較的大きな部品13aを片側の面に集中して配置し、小さいチップ部品やトランジスタ等で比較的発熱を伴う部品13bを他方の面に実装する。

上記により電子部品を実装した回路基板13は、絶縁ケース14のガイド溝14eに縦方向にして挿入する際に、狭い空間、すなわち、開口部14bと突出部12hがある側の空間に、チップ部品やトランジスタ等で比較的発熱を伴う部品13bが位置し、他方の広い空間に大きな部品13aが位置するようにして挿入し嵌合させる。なお、電子部品を回路基板13に実装する際に、トランジスタ等で比較的発熱を伴う部品13bが開口部14bおよび突出部12hに面するように、あらかじめ位置させて実装する。

これによって、回路基板13を絶縁ケース14内に収容すると、絶縁ケースによってアルミニウムからなる本体12と回路基板13との間の電気的な絶縁がなされると同時に、自動的にトランジスタ等で比較的発熱を伴う部品13bが、開口部14bおよび突出部12hに対向して位置される。この発熱部品13bと開口部14bおよび突出部12hとが対向した状態で、回路基板13の発熱部品13bを含んだ板面と開口部14bから露出している収納凹部12c表面の突出部12hとの間に、熱伝導性部材、本実施例ではシリコーン樹脂からなる電気絶縁性を有する耐熱性の接着剤15を充填する。

これにより、シリコーン樹脂からなる接着剤15によって、アルミニウムからなる本体12と回路基板13との電気絶縁がなされながら、回路基板13、特に発熱部品13bと本体12の突出部12hとが熱的に連結されると共に、回路基板13も絶縁ケース14および本体12に対して接着剤15により強固に固着される。

なお、図1(b)中14fは、底面に形成され本体12の挿通孔12gに対応して形成された挿通孔であり、電線wが絶縁ケース14内に引き出される。14gは絶縁ケース14を収納凹部12cの底面に固着するためのネジ孔である。

絶縁ケース14は、さらに、本体12の他端部の開口部12bから突出した口金取付部14dの外周面に口金部材16嵌め込み、カシメ若しくはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の耐熱性を有する接着剤を用いて固着する。これにより、本体12から口金部材16にわたる外周面の外観形状が一般白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成される。

なお、回路基板13の出力端子にはLED給電用の電線wが接続され、入力端子には入力線(図示せず)が接続される。また、回路基板13に構成される点灯回路は、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換して各LED11に供給するように構成される。

口金部材16は、エジソンタイプのE26形で、ねじ山を備えた筒状のシェル部16aとこのシェル部の下端の頂部に絶縁部16bを介して設けられたアイレット部16cを備えている。シェル部16aの開口部が絶縁ケース14の口金取付部14dに嵌め込まれ接着やカシメなどにより固着される。これにより、アルミニウムからなる本体12と口金部材16との電気絶縁がなされる。口金部材16のシェル部16aおよびアイレット部16cには、回路基板13の入力端子から導出された入力線が接続される。

図中17はグローブで、透光性を有し、例えば、厚さが薄いガラスや合成樹脂などの材質で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色など、ここでは乳白色として、一端部に開口17aを有する一般白熱電球のボール部分のシルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成する。

このグローブ17は、本体12の光源部Aにおける発光面を覆うようにして、開口17aの開口端部を本体12の支持部12fの周囲に形成した段部12jに嵌め込み、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの接着剤により固定する。これにより、LED11やその充電部が覆われ保護されると共に、本体12の外周面形状がグローブ17の外周面形状に一体的に略連続した外観形状になり、全体形状として、より一般白熱電球全体のシルエットに近似させた形状に構成される。

次に、上記に構成される電球形の照明装置10の組立手順につき説明する。先ず、絶縁ケース14を本体12の収納凹部12c内に嵌め込み、ネジによりネジ孔14gを使用して収納凹部12cの底面に固着する。この際、絶縁ケース14の開口部14bに収納凹部12cの突出部12hを嵌合させると共に、挿通孔14fを本体12の挿通孔12gに位置合わせして固着する。

次に、回路基板13の出力端子にあらかじめ接続された電線wを絶縁ケース14の挿通孔14fから本体12の挿通孔12gに向けて通しながら、回路基板13を縦にして絶縁ケース14内に挿入しガイド溝14eに嵌合させて支持する。この際、回路基板13は発熱部品13bが開口部14bおよび突出部12hに面する向きにして挿入する。このとき電線wの先端はLEDを実装した回路基板11aの貫通孔11bから引き出しておく。

次に、点灯装置の回路基板13を絶縁ケース14内に支持した状態で、絶縁ケース14内の回路基板13と突出部12hとの間に接着剤15を注入し充填する。これにより、回路基板13に実装された発熱部品13bを含めて回路基板13の板面と本体12の突出部12hが接着剤15で連結される。

次に、LED11を実装した回路基板11aを本体12の支持部12f上に載置して密着させ、上面側(表面側)から周囲4箇所程度をねじ等の固定手段を用いて固定する。この際、回路基板11aの貫通孔11bと本体12の挿通孔12gを位置合わせして固定する。これにより、回路基板11aの裏面と支持部12fの平滑な面が密着して固定される。

次に、回路基板11aの貫通孔11bから、一端引き出された電線wを、回路基板11a側に折り曲げて回路基板11aに設けられた電線接続部11cに接続する。

次に、点灯装置の回路基板13の入力端子から導出された入力線(図示せず)を、口金部材16のシェル部16aおよびアイレット部16cに接続し、接続した状態でシェル部16aの開口部を絶縁ケース14の口金取付部14dに嵌め込み接着剤で固着する。

次に、グローブ17を用意し、本体12の光源部Aを覆うようにしてグローブの開口端部17aを本体12の支持部12fに形成した段部12jに嵌め込み接着剤により固定する。

これにより、一端部にグローブ有し他端部にE26形の口金が設けられ、全体の外観形状が一般白熱電球のシルエットに近似した定格ランプ電力が約4W程度で、白熱電球40Wに相当する明るさの電球形の照明装置10が構成される。

次に、上記のように構成された電球形の照明装置10を光源とした照明器具の構成を説明する。図3に示すように、20は店舗等の天井面Xに埋め込み設置され、E26形の口金を有する一般白熱電球を光源としたダウンライト式の既存の照明器具で、下面に開口部21aを有する金属製の箱状をなした本体ケース21と、開口部21aに嵌合される金属製の反射体22と、一般白熱電球のE26形の口金をねじ込むことが可能なソケット23で構成されている。反射体22は、例えばステンレス等の金属板で構成し、反射体22の上面板の中央部にソケット23が設置される。

上記に構成された一般白熱電球用の既存の照明器具20において、省エネや長寿命化などのために白熱電球に替えて、上述したLED11を光源とする電球形の照明装置10を使用する。すなわち、電球形の照明装置は口金部材16をE26形に構成してあるので、上記照明器具の一般白熱電球用のソケット23にそのまま差し込むことができる。この際、電球形の照明装置10の本体12が略円錐状のテーパー面をなすようにして、外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成されているので、ネック部がソケット周辺の反射体22等に当たることなくスムーズに差し込むことができ、電球形の照明装置10における既存照明器具への適用率が向上する。これにより、LED11を光源とした電球形の照明装置が設置された省エネ形のダウンライトが構成される。

上記に構成されたダウンライトに電源を投入すると、ソケット23から電球形の照明装置10の口金部材16を介して電源が供給され、点灯装置Bが動作し24Vの直流電圧が出力される。この直流電圧は点灯回路の出力端子に接続されたLED給電用の電線wを介して直列に接続された各LED11に印加される。これにより、全てのLED11が同時に点灯して白色の光が放射される。

この際、回路基板11a表面に4個のLED11が略同心円状をなすように略等間隔に実装して配設されているので、各LED11から放射される光は、グローブ17の内面全体に向かって略均等に放射され、乳白色のグローブで光が拡散され、一般白熱電球に近似した配光特性をもった照明を行うことができる。

特に、光源となる電球形の照明装置10の配光が一般白熱電球の配光に近づくことで、照明器具20内に配置されたソケット23近傍の反射体22への光の照射量が増大し、一般白熱電球用として構成された反射体22の光学設計通りの器具特性を略得ることが可能となる。

また、電球形の照明装置10が点灯されると、点灯回路の電子部品、特にトランジスタ等の部品13bが発熱する。発生した熱は熱伝導部材であるシリコーン樹脂からなる接着剤15を介して収納凹部12cの突出部12hに伝達されアルミニウムからなる肉厚の本体12から放熱フィン12dを介して外気に放熱される。同時に部品の熱により温度が上昇する回路基板13の熱も接着剤15を介し突出部12hに伝達される。さらに絶縁ケース14内に篭った熱は、口金部材16に伝達されて放熱されると共に、絶縁ケース14の係止部14cに形成された空気抜き用の孔14c1からも対流作用で外部に放出される。

この際、絶縁ケース14に開口部14bを設けて回路基板13と収納凹部12cの突出部12hを直接、接着剤15で連結したので、伝導ロスを少なくして効果的に放熱させることができる。因みに、従来のように、回路基板から絶縁ケースへ、絶縁ケースからカバー部材を経由して外気に放熱する場合における回路基板の温度を測定したところ、図4のグラフに示すように、回路基板の温度は熱抵抗が大きくなり約185℃程度(グラフ中のa点)であったのに対し、本発明構成による回路基板13の温度は熱抵抗が小さくなり約110℃程度(グラフ中のb点)であり、本発明によって約75℃程度、温度を低くすることができた。

また、同時に、各LED11の温度も上昇し熱が発生する。その熱は、アルミニウムからなる円板状の回路基板11aから、回路基板11aが密着して固着された支持部12fに伝達されアルミニウムからなる本体12から放熱フィン12dを介して外気に放熱される。この際、回路基板11aおよび本体12を熱伝導性の良好なアルミニウムで構成したので、LED11で発生する熱を、伝導ロスを少なくして効果的に放熱させることができる。

これにより、各LED11の温度上昇および温度むらが防止され、発光効率の低下が抑制され、光束低下による照度の低下を防止することができ、同時にLEDの長寿命化を図ることができる。また、アルミニウムによって軽量化することができ電球として重くなることがない。

本実施例によれば、点灯装置の回路基板13を収納する絶縁ケース14に、収納凹部12cに連通する開口部14bを部分的に形成し、開口部を介して回路基板13と本体12の収納凹部12cとを熱伝導部材であるシリコーン樹脂からなる接着剤15で熱的に連結したので、点灯装置の電子部品から発生する熱を効果的に放熱して電子部品の温度上昇を抑制することができる。これにより、回路故障の要因が除かれることから信頼性が高くなると共に寿命の低下が抑制された照明装置および照明器具を提供することができる。

特に、点灯装置の回路基板13は、本体12の中心軸y−y方向に略沿って収納凹部12cに配設されるので、中心軸を照明装置の長手方向にする電球形の照明装置において、一般白熱電球のネック部に相当する部分を細く小形に構成することが可能となり、電球のシルエットに近似した小形の照明装置を構成することができる。同時に、回路基板13は縦方向にして基板の広い板面を本体12の収納凹部12cの表面に対向させることが可能となり、熱伝導部材15を熱的に連結する面積を増大することができ、より伝導ロスを少なくして一層効果的に点灯装置における回路基板13の熱を本体12側に伝達することができる。

また、収納凹部12cの表面には回路基板13に向けて突出する突出部12hを一体に形成したので、回路基板13と収納凹部12cとの距離を接近させることができ、回路基板13の熱を本体12側により効果的に伝達することができると共に、高価なシリコーン樹脂等の接着剤15の使用量を少なくすることが可能となりコスト的にも有利となる。さらに、収納凹部12cの突出部12hは、本体12を構成する際に同時に一体に形成することができ、格別な専用部品を用意する必要がなく組立作業を簡素化することが可能となり量産化に適した照明装置を提供することができる。

また、点灯装置の回路基板13は、縦方向で、しかも、開口部14bおよび突出部12hが形成された側に片寄って配設されるので、突出部12hにより接近した位置に支持されるので、回路基板13の熱を、より伝導ロスを少なくして本体12側に伝達することができると共に、接着剤15の使用量もより少なくすることができる。

また、回路基板13と開口部14bおよび突出部12hとが対向した状態で、回路基板13の板面と開口部14bから突出し露出している突出部12hとの間に、シリコーン樹脂からなる接着剤15を充填するようにしたので、接着剤15によってアルミニウムからなる本体12と回路基板13との電気絶縁がなされると、同時に、回路基板13と本体12の突出部12hとが熱的に連結され、さらに回路基板13も絶縁ケース14および本体12に対して接着剤15により強固に固着され、電気的に安全で、かつ信頼性も高く、さらに振動等に対しても強固な照明装置を提供することができる。

以上、本実施例において、熱伝導性部材であるシリコーン樹脂等からなる接着剤15を点灯装置の回路基板13と突出部12hとの間にのみに充填したが、この部分および大きな部品13aを実装した裏面側を含めて、全体に接着剤15を充填するようにしてもよい。

さらに、点灯装置の回路基板13を収納凹部12cに縦方向にして収納したが、図5(a)に示すように、回路基板13を斜めに傾斜させ、回路基板13と接着剤との接着面積を増大するようにして収納するようにしてもよい。また、図5(b)に示すように、回路基板13をより小型に構成して、横方向(水平方向)に収納するようにしてもよい。この場合、絶縁ケース14の底面に開口部14bを形成し収納凹部12cの底面に突出部12hを形成し、横になった回路基板13の上面と収納凹部12c底面の突出部12hとの間に接着剤15を充填する。

また、収納凹部12cに一体に形成した突出部12hの表面を平坦な面で構成したが、図5(c)に示すように、縦方向、すなわち、型の引き抜き方向に列をなす凸状部12h1を一体に形成して、シリコーン樹脂等の接着剤からなる熱伝導性部材15との接触面積を増大させるようにしてもよい。さらに図5(d)に示すように、曲面をなす凹部12h2を形成し接触面積を増大させるようにしてもよい。

口金部材16は、一般白熱電球が取付けられるソケットに装着可能なエジソンタイプのE26形で構成したが、E17形等でもよく、また、材質は口金全体を金属で構成したが、電気的接続部分を銅板等の金属で構成し、それ以外の部分を合成樹脂で構成した樹脂製の口金で構成してもよい。さらに、蛍光ランプに使用されるピン形の端子を有する口金でも、引掛シーリングに使用されるL字形の端子を有する口金でもよい。

なお、上述した変形例を示す図5には、図1〜図4と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

本発明の実施形態である照明装置を示し、(a)は縦断面図、(b)は絶縁ケースの斜視図。 同じく照明装置(回路基板を取り外した状態)を縦断して示す斜視図。 同じく照明装置を装着した照明器具を、天井面に設置した状態を概略的に示す説明図。 同じく本実施形態における照明装置の回路基板の温度と、従来の回路基板の温度を示すグラフ。 同じく照明装置の変形例を示し、(a)は第1の変形例を、一部を切り欠いて示す縦断面図、(bは)第2の変形例を、一部を切り欠いて示す縦断面図、(c)は第3の変形例における突出部を示す斜視図、(d)は第4の変形例における突出部を示す斜視図。

符号の説明

10 照明装置
11 発光素子
12 本体
12f 支持部
12c 収納凹部
12h 突出部
13 回路基板
13a、13b 電子部品
14 絶縁ケース
14b 開口部
15 熱伝導部材
16 口金部材
20 照明器具
21 器具本体
23 ソケット
A 光源部
B 点灯装置
y−y 中心軸

Claims (3)

  1. 発光素子と;
    一端部に発光素子を配設する支持部を形成し、他端部に収納凹部を形成した熱伝導性を有する部材からなる本体と;
    発光素子の点灯装置を構成する電子部品が実装され、本体の収納凹部に配設される回路基板と;
    回路基板と本体の収納凹部との間に介在するように設けられ、収納凹部に連通する開口部が部分的に形成された絶縁ケースと;
    絶縁ケースの開口部を介して回路基板と本体の収納凹部の表面とを熱的に連結する熱伝導部材と;
    を具備していることを特徴とする照明装置。
  2. 前記回路基板は本体の中心軸方向に略沿って絶縁ケースに配設され、収納凹部は回路基板に向けて突出する突出部を一体に形成し、熱伝導部材は開口部を介して回路基板と突出部とを連結するようにしたことを特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. ソケットが設けられた器具本体と;
    この器具本体のソケットに装着される請求項1または2記載の照明装置と;
    を具備していることを特徴とする照明器具。

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001243807A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Mitsubishi Electric Lighting Corp Led電球
JP2007012288A (ja) * 2005-06-28 2007-01-18 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明装置及び照明器具
JP2007087712A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Toshiba Lighting & Technology Corp ランプ
JP2008084549A (ja) * 2006-09-25 2008-04-10 Toshiba Lighting & Technology Corp 電球形蛍光ランプおよび照明器具

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012003867A (ja) * 2010-06-14 2012-01-05 Osram-Melco Ltd 電球形蛍光ランプ及び照明装置
JP2012003933A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Toshiba Lighting & Technology Corp 電球形ランプ及びこの電球形ランプを用いた照明器具
JP2012003993A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Toshiba Lighting & Technology Corp 照明器具
JP2012038449A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Iina:Kk Led電球
JP5059984B2 (ja) * 2010-11-04 2012-10-31 パナソニック株式会社 ランプ
WO2012060103A1 (ja) * 2010-11-04 2012-05-10 Panasonic Corporation ランプ
JP2012119280A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Iwasaki Electric Co Ltd ランプ
WO2012095902A1 (ja) * 2011-01-14 2012-07-19 Panasonic Corporation 光源装置
JP5028544B2 (ja) * 2011-01-14 2012-09-19 パナソニック株式会社 光源装置
JP2012234820A (ja) * 2011-01-14 2012-11-29 Panasonic Corp 光源装置
JP2012181952A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Toshiba Corp 照明装置
US8956017B2 (en) 2011-02-28 2015-02-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Lighting apparatus
JP2014510407A (ja) * 2011-03-08 2014-04-24 ライトサーム リミテッド 光電子部品のためのヒートシンク・アセンブリ及びこれを製造する方法
JP2013026083A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Patlite Corp 発光装置
WO2013132551A1 (ja) * 2012-03-09 2013-09-12 Panasonic Corporation ランプ
JP5285195B1 (ja) * 2012-03-09 2013-09-11 パナソニック株式会社 ランプ
JP2013168390A (ja) * 2013-06-05 2013-08-29 Mitsubishi Electric Lighting Corp 電球形ランプ及び電球形蛍光ランプ及び照明装置
JP2013251277A (ja) * 2013-09-17 2013-12-12 Toshiba Lighting & Technology Corp 電球形ランプ及びこの電球形ランプを用いた照明器具
JP2014017262A (ja) * 2013-09-25 2014-01-30 Toshiba Lighting & Technology Corp 口金付きランプおよび照明器具
JP2015008163A (ja) * 2014-10-15 2015-01-15 岩崎電気株式会社 Ledランプ
JP2015092608A (ja) * 2014-12-22 2015-05-14 シャープ株式会社 光源装置および照明装置

Also Published As

Publication number Publication date Type
JP5163896B2 (ja) 2013-03-13 grant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7866850B2 (en) Light fixture assembly and LED assembly
US20110074271A1 (en) Lamp and lighting equipment
US20100110699A1 (en) Method and Apparatus for Thermally Effective Removable Trim for Light Fixture
US7670021B2 (en) Method and apparatus for thermally effective trim for light fixture
US20070279921A1 (en) Lighting assembly having a heat dissipating housing
US20100327746A1 (en) Lamp and lighting equipment using the same
US8152336B2 (en) Removable LED light module for use in a light fixture assembly
US20100026157A1 (en) Lamp and lighting equipment
US8760042B2 (en) Lighting device having a through-hole and a groove portion formed in the thermally conductive main body
US20110193463A1 (en) Multi-component led lamp
JP2009117346A (ja) 照明装置
JP2010055993A (ja) 照明装置および照明器具
US20100097811A1 (en) Light-emitting module and illumination device
JP2009218204A (ja) 発光モジュール及び照明装置
US20120147608A1 (en) Light source device
JP2005251660A (ja) 光源および照明装置
JP2010055830A (ja) Led電球およびled照明器具
US20140091697A1 (en) Illumination source with direct die placement
JP2010231913A (ja) 電球型ランプ
JP2008034140A (ja) Led照明装置
JP2011070972A (ja) 電球形ランプおよび照明器具
US20130058098A1 (en) Lighting apparatus
US20100327751A1 (en) Self-ballasted lamp and lighting equipment
KR20100064800A (ko) 방사형 방열장치 및 이를 이용한 전구형 led 조명장치
US20120057371A1 (en) Lamp and lighting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110920

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20120802

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20120802

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121204

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151228

Year of fee payment: 3