JP2010170903A - 光源用ソケット及び照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源を照明器具本体に取付けると同時に、放熱部材を確実に接地できるようにし、接地の作業が容易で、安全性の高い光源用ソケット及び照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具本体１に取付け可能な取付部を有する本体と、この本体内に設けられ、光源２の口金が接続される給電端子と、前記本体に設けられ、光源２の口金を給電端子に接続する動作によって光源２の外郭に接触するアース接続部材４とを備える光源用ソケット３である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた光源に適する光源用ソケット及びこの光源用ソケットを適用する照明器具に関する。

近年、既製の照明器具に電球や蛍光ランプなどの光源に替えて、ＬＥＤを発光源とする光源を用いるものが提案されている（特許文献参照）。これら光源は、既製の照明器具に取付けられたソケットに口金が接続され、装着されるものであり、従来の電球や蛍光ランプなどの代替を実現するものである。

ところで、ＬＥＤは、その温度が上昇するに従い、光出力の低下とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤを発光源とする光源では、寿命、効率の諸特性を改善するためにＬＥＤの温度上昇を抑制する必要がある。一方、ＬＥＤを点灯制御する点灯回路の回路部品には、半導体素子等の発熱部品が複数用いられており、ＬＥＤの点灯時におけるこれら発熱部品の自己発熱により、発熱部品の寿命が短くなったり、特性が変化したりする現象が生じ、これを防ぐため発熱部品の放熱を効果的に行う必要がある。

したがって、ＬＥＤが実装された基板や点灯回路の回路部品が実装された基板に熱伝導性が良好な放熱部材を熱的に結合し、放熱を効果的に行うようにし、さらに、放熱を促進するため、放熱部材を外面に露出するように構成するのが望ましいといえる。

特開２００１−５２５０４号公報 特開２００１−３５１４０２号公報 特開２００４−３０３６１４号公報 特開２００７−２５７９２８号公報

しかしながら、放熱部材は、一般的にはアルミニウム等の金属で形成されるため、ＬＥＤや回路部品が実装された基板等との間の絶縁性が低下すると、光源のメンテナンス等の際に放熱部材を通じて感電する危険性が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、光源を照明器具本体に取付けると同時に、放熱部材を確実に接地できるようにし、接地の作業が容易で、安全性の高い光源用ソケット及び照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光源用ソケットは、照明器具本体に取付け可能な取付部を有する本体と；この本体内に設けられ、光源の口金が接続される給電端子と；前記本体に設けられ、光源の口金を給電端子に接続する動作によって光源の外郭に接触するアース接続部材と；を具備することを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。アース接続部材は、弾性を有するものが好ましいが、その材質、形状等が限定されるものではない。光源は、発光源としてＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子を用いるもの、また、蛍光管等を用いるものであってもよく、格別限定されるものではない。

請求項２に記載の光源用ソケットは、請求項１に記載の光源用ソケットにおいて、前記アース接続部材は、光源の外郭に接触する方向に弾性力を有し、光源の口金を給電端子に接続する動作によって、光源の口金が前記給電端子に接続する前に光源の外郭に接触することを特徴とする。

請求項３に記載の照明器具は、器具本体と；この器具本体に取付けられた請求項１又は請求項２に記載の光源用ソケットと；この光源用ソケットに接続される口金を有し、電気部品が実装された基板と、この基板と熱的に結合され、少なくとも一部が外郭を形成する金属製の放熱部材とを備えた光源と；を具備することを特徴とする。

電気部品とは、例えば、発光源を構成するＬＥＤや点灯回路を構成する回路部品等を意味する。基板と熱的に結合されとは、基板が放熱部材に直接的に接触するものの他、間接的に結合されたものを含む。この場合、基板は、必ずしもＬＥＤが実装された基板と、点灯回路部品が実装された基板の双方が放熱部材に熱的に結合されている必要はなく、例えば、一方の基板のみが放熱部材に熱的に結合されている場合であってもよい。

請求項１に記載の発明によれば、放熱効果を促進できるとともに、光源を照明器具本体に取付けると同時に、放熱部材を確実に接地でき、接地の作業が容易で、安全性の高い光源用ソケットを提供できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、接地状態の安定化を図ることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果を奏する照明器具を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 同照明器具を示す側面図である。 同光源を示す概略の構成図である。 同光源を示す断面図である。 同光源用ソケットを示す平面図、正面図及び側面図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明器具を示す断面図である。 同光源を示す斜視図である。 同光源を示す断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態に係る光源用ソケット及び照明器具について図１乃至図５を参照して説明する。まず、図１及び図２において、天井埋込み形の照明器具が示されており、この照明器具は、横長の略直方体形状の器具本体１と、この器具本体１に取付けられた光源２とを備えている。器具本体１は、基本的には既存の構成をなしているが、長手方向の両端部に取付けられたソケット３には、アース接続部材４が設けられている。このアース接続部材４は、金属製の器具本体１を介して図示しない端子台のアース端子に接続されている。

図３及び図４に示すように、光源２は、既存の直管形蛍光ランプと同様な寸法及び外形を有している。光源２は、細長円筒状をなし、両端には口金２１が設けられており、口金２１部分には、それぞれ端子ピン２２が突出して取付けられている。そして、光源２は、その外郭が断面半円筒状の放熱部材２３とカバー部材２４とによって形成されている。放熱部材２３は、アルミニウム等の金属製であり、半円筒状の開口部側には、複数個のＬＥＤ５が実装された長方形状の基板６の裏面が密着するように載置され取付けられている。

基板６は、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。また、適宜レジスト層が施されるようになっている。なお、基板６の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。また、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。

ＬＥＤ５は、表面実装型のＬＥＤパッケージであり、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。なお、ＬＥＤは、チップ・オン・ボード方式で直接基板６に実装するようにしてもよく、また、砲弾型のＬＥＤを実装するようにしてもよく、実装方式は、格別限定されるものではない。ここで、ＬＥＤ５は、基板６の長手方向に沿って２列に亘って複数個実装されている。

さらに、基板６の背面側、すなわち、放熱部材２３の半円筒状の内側には、点灯回路７が設けられている。点灯回路７は、ＬＥＤ５を点灯制御するものであり、回路基板には、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品が実装されている。また、この点灯回路７からは、図示しないリード線が導出されており、ＬＥＤ５が実装された基板６や口金２１の端子ピン２２と電気的に接続されている。

カバー部材２４は、透光性の材料で形成されており、半円筒状の開口部が放熱部材２３の開口部に取付けられて、ＬＥＤ５が実装された基板６の表面側を覆うようになっている。

次に、図５に示すように、ソケット３は、樹脂製の本体３１と、この本体３１に取付けられたアース接続部材４とを備えている。本体３１内には、口金２１の端子ピン２２が接続される給電端子３２が配設されており、この給電端子３２は、本体３１の上部に形成されたリード線導出孔３３を通過するリード線によって商用電源と接続されるようになっている。また、本体３１の上部側両端には、器具本体１の取付板に差込んで取付け可能なように溝３４が形成されている。したがって、この溝３４は、ソケット３を器具本体１に取付けるための取付部を構成している。

アース接続部材４は、弾性を有するステンレス製であり、正面視、略台形の枠状に形成されている（図５（ｂ）参照）。このアース接続部材４は、基部４１と作動部４２とから構成されており、基部４１は、平坦状をなし、前記溝３４の部分に載置されて、適宜固定手段によって固定されている。作動部４２は、基部４１から斜め下方に折曲されて形成されており、その先端部が上方に折返されて、その角部が接触部４３として形成されている。

次に、光源２を照明器具本体１に取付ける場合について説明する。光源２の基板６面が下向きになるように、光源２の両端に設けられている口金２１の端子ピン２２をソケット３の給電端子３２の部分に挿入して所定角度回動する。すると、端子ピン２２に給電端子３２が弾性接触するとともに、光源２の両端がソケット３に保持されて取付けられる。この場合、光源２の外郭寸法、すなわち、放熱部材２３の外郭寸法によって、アース接続部材４の接触部４３は、図５（ｃ）に示す矢印ａ方向に若干弾性変形を伴って接触する。したがって、この取付け状態では、アース接続部材４の接触部４３には、図５（ｃ）に示す矢印ｂ方向、つまり、放熱部材２３に接触する方向に弾性復帰力が加わるようになっている。

このとき、口金２１の端子ピン２２と給電端子３２との接触と、アース接続部材４と放熱部材２３との接触の前後関係は、まず、アース接続部材４が放熱部材２３に接触し、次に、端子ピン２２が給電端子３２に接触するようになっている。したがって、先行してアース接続が行なわれ、その後、光源２と電源との電気的接続が行なわれるようになっている。一方、光源２を照明器具本体１から取外す場合には、端子ピン２２が給電端子３２からその接触が解かれるまで、アース接続部材４と放熱部材２３との接触が継続されている。つまり、まず、端子ピン２２と給電端子３２との接触が解かれ、次に、アース接続部材４と放熱部材２３との接触が解かれるようになっている。これらは、アース接続部材４が弾性を有することによって可能となっている。

以上のように、光源２を器具本体１に取付ける動作によって、同時にアース接続部材４を放熱部材２３に接続することができる。

このように構成された照明器具の作用を説明する。まず、商用電源からソケット３、口金２１を通じて点灯回路７に通電されると、点灯回路７が動作して基板６に電力が供給され、ＬＥＤ５が発光する。ＬＥＤ５から放射された光は、カバー部材２４を透過して直接外部に放射され、所期の照明を行うことができる。

一方、ＬＥＤ５及び点灯回路７から発生する熱は、主として、放熱部材２３へ伝わり放熱される。この場合、放熱部材２３は、光源２の外殻を形成し、外面に露出されているので放熱効果を促進することが可能となる。

また、仮に、ＬＥＤ５が実装された基板６や点灯回路７の回路基板の絶縁性が劣化し、これら基板と放熱部材２３との間の絶縁性が低下して放熱部材２３に電流が漏れたとしても、放熱部材２３には、アース接続部材４が接触し接続されて接地されているので、光源２の掃除や交換等のメンテナンスに際して感電等の危険性を防止することができる。

以上のように本実施形態によれば、放熱部材２３は、光源２の外殻を形成しているので、放熱効果を促進することが可能となる。また、光源２を器具本体１に取付ける動作によって、同時にアース接続部材４を放熱部材２３に接続することができるので、接地の作業が容易、かつ確実になされ、安全性を高めることが可能となる。さらに、アース接続部材４は、放熱部材２３に接触する方向に弾性力が付与されるので、接続が確実であり、接続状態を安定したものとすることができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る光源用ソケット及び照明器具について図６乃至図８を参照して説明する。本実施形態では、光源として電球形のＬＥＤランプを用いるダウンライト式の照明器具を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分の詳細な説明は省略する。

図６において、天井面に設置された照明器具は、器具本体１０と、この器具本体１に取付けられた電球形の光源２０とを備えている。器具本体１０は、下面に開口部を有する金属製の箱状をなしたケース１１と、このケース１１の開口部に嵌合される金属製の反射体１２とから構成されている。反射体１２は、例えば、ステンレス等の金属板で形成され、下面周囲には飾り枠１２ａが形成されている。反射体１２の上面板の中央には、光源２０の口金をねじ込むソケット３０が配設されている。このソケット３０は、ケース１１の内側に固定された支持板３１を介して、その取付部３２がケース１１に取付けられている。そして、このソケット３０の対向する２箇所から下方に垂下するように第１の実施形態と同様なアース接続部材４０が設けられている。このアース接続部材４０は、金属製のケース１を介して図示しない端子台のアース端子に接続されている。なお、２箇所から垂下するアース接続部材４０は、一体的に形成してもよいし、別体に形成してそれぞれ２箇所から垂下するように設けてもよい。

図７及び図８に示すように、光源２０としての電球形のＬＥＤランプは、複数のＬＥＤ５０が実装された基板６０、この基板６０と熱的に結合された放熱部材としての本体２３、発光素子を点灯制御する点灯回路７０が配設された点灯回路基板、この点灯回路基板が収納された絶縁部材７１、絶縁部材７１に取付けられた口金２１及び基板６０を覆って本体２３に取付けられたグローブ２５を備えて構成されている。

基板６０は、金属又は絶縁材の略円形の平板からなり、ＬＥＤ５０が表面実装方式で基板６０の表面上に略等間隔で、基板６０の中心位置を中心とする同一円周上に複数個配設されている。そして、基板６０は、裏面側が本体２３の上部に密着するようにねじ等の固定手段によって固定されている。また、基板６０には、中心位置に対して径方向にずれた位置に配線孔６１が開口して形成されている。配線孔６１は、基板６０側と点灯回路基板とを電気的に接続する図示しないリード線を挿通するものである。

本体２３は、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円柱をなし、外周面に複数の放熱フィン２３ａを一体に設けて外殻を形成している。また、本体２３には、一端側から他端側に連通する挿通孔２６が貫通して形成されている。この挿通孔２６には、基板６０と点灯回路基板とを電気的に接続するリード線が通るようになっている。

点灯回路７０は、四角形平板状の点灯回路基板に回路部品が実装されて構成されている。点灯回路基板には、その両面に亘って、トランジスタ、抵抗素子や定電圧ダイオード等の回路部品が実装されている。また、点灯回路基板は、縦方向、つまり、長手方向を上下に縦形配置して絶縁部材７１内に収納されている。絶縁部材７１は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の絶縁性を有する材料により、略円筒状に形成されている。

口金２１は、例えば、Ｅ１７型のものであり、点灯回路基板と配線により電気的に接続されており、照明器具のソケット３０にねじ込まれるねじ山を備えた筒状のシェル２１ａと、このシェル２１ａの頂部に絶縁部を介して設けられたアイレット２１ｂとを備えている。

グローブ２５は、光拡散性を有するガラス又は合成樹脂等により球面状に形成されており、本体２３と連続する形状となっている。

次に、光源２０を照明器具本体１０に取付ける場合について説明する。光源２０の口金２１をソケット３０にねじ込み、図示しない給電端子と接続する。すると、アース接続部材４０が放熱部材としての本体２３に弾性接触して接続される。

このとき、第１の実施形態と同様に、口金２１とソケット３０の給電端子との接触と、アース接続部材４０と本体２３との接触の前後関係は、まず、アース接続部材４０が本体２３に接触し、次に、口金２１が給電端子に接触するようになっている。したがって、先行してアース接続が行なわれ、その後、光源２０と電源との電気的接続が行なわれるようになっている。一方、光源２０を照明器具本体１から取外す場合には、口金２１が給電端子からその接触が解かれるまで、アース接続部材４０と本体２３との接触が継続されている。これらは、アース接続部材４が弾性を有することによって可能となっている。

このように構成された照明器具の作用を説明する。第１の実施形態と同様に、商用電源からソケット３０、口金２１を通じて点灯回路７０に通電されると、点灯回路７０が動作して基板６０に電力が供給され、ＬＥＤ５０が発光する。ＬＥＤ５０から放射された光は、グローブ２５を透過して直接外部に放射され、所期の照明を行うことができる。

一方、ＬＥＤ５０及び点灯回路７０から発生する熱は、主として、放熱部材としての本体２３へ伝わり放熱される。この場合、本体２３は、光源２０の外殻を形成し、外面に露出されているので放熱効果を促進することが可能となる。

また、仮に、ＬＥＤ５０が実装された基板６０や点灯回路７０の点灯回路基板の絶縁性が劣化し、これら基板と本体２３との間の絶縁性が低下して本体２３に電流が漏れたとしても、本体２３には、アース接続部材４０が接触し接続されて接地されているので、感電等の危険性を防止することができる。

以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することが可能となる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、発光源としては、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子を用いることができ、また、電球形の光源においては、蛍光管を用いてもよい。この場合、点灯回路等から発生する熱を外郭を形成する放熱部材により効果的に放熱することができ、また、点灯回路等の絶縁性の劣化による感電等の危険性を防止することができる。

１・・・照明器具本体、２・・・光源、３・・・光源用ソケット、
４・・・アース接続部材、２１・・・口金、３１・・・光源用ソケット本体、
３２・・・給電端子、３４・・・取付部

Claims (3)

1. 照明器具本体に取付け可能な取付部を有する本体と；
   この本体内に設けられ、光源の口金が接続される給電端子と；
   前記本体に設けられ、光源の口金を給電端子に接続する動作によって光源の外郭に接触するアース接続部材と；
   を具備することを特徴とする光源用ソケット。
2. 前記アース接続部材は、光源の外郭に接触する方向に弾性力を有し、光源の口金を給電端子に接続する動作によって、光源の口金が前記給電端子に接続する前に光源の外郭に接触することを特徴とする請求項１に記載の光源用ソケット。
3. 器具本体と；
   この器具本体に取付けられた請求項１又は請求項２に記載の光源用ソケットと；
   この光源用ソケットに接続される口金を有し、電気部品が実装された基板と、この基板と熱的に結合され、少なくとも一部が外郭を形成する金属製の放熱部材とを備えた光源と；
   を具備することを特徴とする照明器具。

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