JP2010225570A - 照明装置および照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得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】一端部に基板支持部13eを有し、基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔13gおよび貫通孔に連続する溝部13hが形成された熱伝導性の本体13と;半導体発光素子11が実装され、本体の基板支持部に配設される基板14と;基板に配設され半導体発光素子に接続される電気接続部15と;本体内に収容され半導体発光素子を点灯する点灯装置12と;一端が点灯装置に接続され、他端が本体の貫通孔および溝部を介して挿通され電気接続部に接続される電線16と;本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金部材17と;を具備する照明装置10を構成する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、発光ダイオード等の半導体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。この種の発光ダイオードを光源とする照明装
置を構成する場合には、発光ダイオードの利点を生かして小形に構成することは勿論、量
産化のための生産性を向上させ、かつ白熱電球に相当する光束を得ることが必要となる。

例えば、特許文献1には、基板に実装された発光ダイオードと、発光ダイオードを点灯
させる点灯装置と、点灯装置が収容され一方側に口金を装着し、他方側に基板を取付けた
カバーと、発光ダイオードを覆うように設けられた透光性のグローブからなるLED電球
および照明器具が示されている。

また、特許文献2には、複数の発光ダイオードを搭載した略平板状のLEDモジュール
に、このLEDモジュールへの給電電線を直接接続するための端子台を設け、電線の接続
が容易なLEDモジュールを用いたLED照明器具が示されている。

さらに、特願2008−269577には、発光素子に電力を供給する電線を基板裏面
から表面に向けて挿通させて電気接続部に接続するための貫通孔を基板に形成した発光モ
ジュールが提案されている。

特開2008−91140号公報 特開2003−59330号公報

しかしながら、特許文献2に示されるものは、発光ダイオードへの給電電線を、基板の
裏側から外側に回して基板表面に設けられた端子部に配線させている。このため、給電電
線が基板の外周縁に突出した形態となり、LEDモジュールを器具本体に装着する場合に
、器具本体との電気的な絶縁距離をとるため必然的に器具本体の外径寸法を大きくしなけ
ればならない。このため器具本体を小形に構成することができない。また、特許文献2に
は、給電電線を基板の裏面側から接続できるように構成してもよい旨の記載があるが、給
電電線が基板裏面と基板を支持する器具本体との間に介在することになる。このため、特
許文献2に示された発光モジュールにより、特許文献1に示すようなLED電球を構成し
ようとすると、基板の裏面側と器具本体との間に給電電線が存在するために基板を基台に
密着して支持することができない。このため基板に実装された発光ダイオードの熱をアル
ミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成された器具本体に効果的に伝達することができ
ず、発光ダイオードの発光効率が低下して所定の光束を得ることが困難となる。

また、基板の裏面側に給電電線を接続する場合には、基板を器具本体に固定した後では
配線接続ができないため、予め基板の裏面に給電電線を接続しておかなければならない。
そして、このような給電電線が接続され、浮いた状態の基板を器具本体に設置することに
なる。このため、基板を器具本体に固定する際に給電電線の接続部に外力が加わって断線
したり、端子台の速結端子から電線が外れてしまう虞があり量産化に適さない問題が生じ
る。

さらに、特願2008−269577に示される発光モジュールでは、電線を基板裏面
から表面に向け貫通孔を狙って挿通させる手間のかかる工程が必要となり、量産化には適
さない問題が生じてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、装置の小形化を図ると共に、量産化に
適した構成でかつ所定の光束を得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、一端部に基板支持部を有し、基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔および貫通孔に連続する溝部が形成された熱伝導性の本体と;半導体発光素子が実装され、本体の基板支持部に配設される基板と;基板に配設され半導体発光素子に接続される電気接続部と;本体内に収容され半導体発光素子を点灯する点灯装置と;一端が点灯装置に接続され、他端が本体の貫通孔および溝部を介して挿通され電気接続部に接続される電線と;本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金部材と;を具備していることを特徴とする。

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
形またはPS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)、レフ形の電球形の照明装置(R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。

半導体発光素子は、発光ダイオード、半導体レーザなど半導体を発光源とした発光素子
が許容される。半導体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個の半導体発光素子で構成され
たものであってもよい。半導体発光素子はSMD形(Surface Mount Device)で構成されたものでも、COB(Chip on board)技術を用いて、マトリックス状や千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が配列されて実装されたものであってもよい。半導体発光素子は、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、半導体発光素子の放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、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が、この他に、窒化アルミニウム(AlN)、シリコンカー
バイト(SiC)などの工業材料で構成してもよい。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小さくなるよう
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。本体の一端部の基板支持部
は、半導体発光素子を配設した基板を密着して支持するために平坦な面を有していること
が好ましいが、ここでは、特に平坦な面である必要はなく、熱伝導性の良好な接着剤等の
部材で密着させることが可能であれば、凹凸を有する面で構成されたものであってもよい

基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔は、基板支持部の略中央部に形成され
ることが好ましいが、中央部から外周部側に偏位した位置であっても、さらには外周部に
形成されたものであってもよく、本体の一端部から他端部に貫通する全ての孔が許容され
る。貫通孔に連続する溝部は、貫通孔から基板支持部の外周方向に向けて略直線状に形成された溝であることが配線上好ましいが、貫通孔を中心とする回転方向に向かう曲線状の溝であってもよい。

基板は、光源としての半導体発光素子を配設するための部材で、例えば、アルミニウム
、銅、ステンレス等の熱伝導性の良好な金属で構成し、その表面にシリコーン樹脂等の電
気絶縁層を介して配線パターンを形成し、この配線パターン上に半導体発光素子を実装し
て配設されることが好ましいが、基板の構成および実装するための手段は特定のものに限
定されない。基板の材質も、例えば、エポキシ樹脂等の合成樹脂やガラスエポキシ材、紙
フェノール材等の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。また、基板の形状は、点または面モジュールを構成するために板状
の円形、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよく
、目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。

電気接続部は、基板に配設された半導体発光素子に電力を供給する電線を接続するため
のものであり、半導体発光素子との接続は、基板に形成された配線パターンにコネクタを
用いて接続するのもであっても、または、配線パターンに電線が直接半田付けやネジ止め
等の手段で接続されるものであってもよい。さらには、配線パターンを介さずに半導体発
光素子に電線を直接接続する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。

電線は、点灯装置の出力を半導体発光素子に供給するための手段であり、本体の貫通孔
および貫通孔に連続する溝部内に収容される形状・寸法を有するリード線等、全ての電線が許容される。

口金部材は、一般白熱電球が取付けられるソケットに装着可能な全ての口金が許容され
るが、一般的に最も普及しているエジソンタイプのE17形やE26形等の口金が好適で
ある。また、材質は口金全体が金属で構成されたものでも、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あっても、さらには、
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く、特定の口金には限定されない。

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、前記基板の周縁には、切欠状の電線挿通部が形成されており、この電線挿通部が溝部に対向するようにして基板が本体の基板支持部に配設されていることを特徴とする。

本発明において、基板の周縁に形成される切欠状の電線挿通部の形状は、長孔状、丸孔状や角孔状等、特定の形状には限定されない。また、溝部の幅寸法よりも大きい幅寸法を有する切欠であることが配線作業上好ましい。

電気接続部は、基板の電線挿通部に挿通された電線を、即接続できるように、電線挿通部に対向し近接して配設されることが好ましいが、近接して配設されることが条件ではなく、電線挿通部から離間した所定の位置に配設されるものであってもよい。

電線は、点灯装置の出力を半導体発光素子に供給するための手段であり、本体の貫通孔
および基板の電線挿通部に挿通することが可能で、かつ溝部内に収容される形状・寸法を
有するリード線等、全ての電線が許容される。

請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の照明装置において、前記基板支持部は、一端部側に突出した段部により形成されていることを特徴とする。

本発明において、段部によって形成される基板支持部は、少なくとも電線を挿通させることが可能な溝を形成できる高さを有し、また、段部に囲まれた基板支持部の表面積は半導体が実装された基板との良好な熱伝導を果たすために、基板の表面積と同一若しくは基板の表面積より広い面積を有していることが照明装置の小形化の達成および所定の光束を得るために好ましいが、これら高さおよび表面積を形成する段部の形状については、設計上で選択された全ての形状が許容される。

請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3いずれか一記載の照明装置において、前記基板は、少なくとも電線が対向する周縁部に電気絶縁性の保護部材が設けられていることを特徴とする。

本発明において、保護部材は柔軟性を有するシリコーン樹脂やナイロン等の合成樹脂、または合成ゴム等で構成することが許容される。保護部材は、基板の周縁部全体に設けても、電線が引き出される溝の開口に対向する部分にのみ設けるようにしてもよい。保護部材は開口において、開口の周囲から外方に向けて突出するように突出部を形成し、電線が突出部に沿い迂回して電気接続部に接続できるように構成し、沿面距離を増大させることにより基板との電気絶縁距離を形成するようにしてもよい。さらに、保護部材を基板の周縁部から溝および貫通孔に向けて連続して被覆するように設けてもよい。また、基板の周縁部に一体に形成しても、基板から着脱ができるように基板と別体に形成してもよい。

請求項5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ないし4いずれか一記載の照明装置と;を具備していることを特徴とする。

本発明において、照明器具は天井埋込形、直付形、吊下形、さらには壁面取付形等が許
容され、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
っても光源となる照明装置が露出するものであってもよい。また、器具本体に1個の照明
装置を取付けたものに限らず、複数個が配設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記載の発明によれば、一端部に基板支持部を有し、基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔および貫通孔に連続する溝部が形成された熱伝導性の本体と、一端が点灯装置に接続され、他端が本体の貫通孔および溝部を介して挿通され電気接続部に接続される電線により、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得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記載の発明によれば、基板の周縁には、切欠状の電線挿通部が形成されており、この電線挿通部が溝部に対向するようにして基板が本体の基板支持部に配設されているので、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得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3記載の発明によれば、基板支持部は、一端部側に突出した段部により形成されているので、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得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4記載の発明によれば、基板は、少なくとも電線が対向する周縁部に電気絶縁性の保護部材が設けられているので、電線の破損防止および電気絶縁の確保が可能な照明装置を提供することができる。

請求項5記載の発明によれば、小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の
光束を得ることが可能な照明装置を用いた照明器具を提供することができる。

本発明の第1の実施形態である照明装置を示す縦断面図。 同じく照明装置の基板支持部を拡大して示す断面図。 同じく照明装置の基板支持部を示し、(a)は基板を支持した状態を示す斜 視図、(b)は基板を取り外した状態を示す斜視図。 同じく照明装置を装着した照明器具を、天井に設置した状態を概略的に示す 断面図。 同じく照明装置の変形例を示し、(a)は基板支持部を拡大して示す断面図 、(b)は基板を支持した状態を示す斜視図。 本発明の第2の実施形態である照明装置を示し、(a)はカバー部材を外した状態で示す上面図、(b)は縦断面図。 同じく照明装置の基板支持部を拡大して示し、(a)は断面図、(b)は電線を溝部に挿通し、電気接続部に接続する前の状態を示す断面図、(c)は実施例1における(b)図に相当する断面図。 同じく照明装置の基板支持部を示し、(a)は基板を支持した状態を示す斜 視図、(b)は基板を取り外した状態を示す斜視図。 同じく照明装置の変形例を示し、(a)は基板の一部を切り欠いて示す上 面図、(b)は(a)図におけるs−s線に沿う一部断面図、(c)は保護部材の他の変形例を示す(b)図に相当する一部断面図、(d)は他の変形例の基板支持部を拡大して示す断面図、(e)は(d)図における保護部材を拡大して示す斜視図。

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。

本実施例の照明装置は、ミニクリプトン電球に相当する小形の電球形の照明装置10を
構成するもので、半導体発光素子11、半導体発光素子を点灯する点灯装置12、一端部
に基板支持部13eを他端部に点灯装置を有する本体13、半導体発光素子を配設する基
板14、半導体発光素子に接続される電気接続部15、一端が点灯装置に接続され他端が
電気接続部に接続される電線16、本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金
部材17およびカバー部材18で構成する。

半導体発光素子11は、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、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SMD形の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が実装される基板14の面に対して略鉛直方向のことである。

LED11を点灯する点灯装置12は、上記4個のLEDの点灯回路を構成する回路部
品を実装した平板状の回路基板12aからなる。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。回路基板12aは短冊状
の縦に長い形状に構成して片面または両面に回路パターンが形成され、その実装面に小形
の電解コンデンサ等のリード部品やトランジスタ等のチップ部品等、点灯回路を構成する
ための複数の小形の電子部品12bが実装され、後述する本体13の他端部の絶縁ケース
20内に、回路基板11aを縦方向にして収容される。また、回路基板の出力端子には半
導体発光素子11へ給電するための電線16を接続し、入力端子には入力線(図示せず)
を接続する。

本体13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た横断面形
状が略円形の円柱状をなし、一端部に径の大きな開口部13aを他端部に径の小さな開口
部13bを有する収納凹部13c一体に形成する。また、外周面は一端部から他端部に向
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形成し、外観がミニクリプ
トン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。外周面には一端部
から他端部に向かい放射状に突出する多数の放熱フィン13dを一体に形成する。これら
構成の本体13は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工され、内部に空洞の少な
い肉厚の円柱体として構成される。

本体13の一端部の開口部13aには、円形の凹部が形成されるように表面を平坦な面
に形成した基板支持部13eが一体に形成され、この凹部の周囲にリング状をなす凸条部
13fを一体に形成する。さらに、基板支持部13eの中央部から他端部の開口部13b
に向けて本体の中心軸x−x方向に沿って直線状に貫通する貫通孔13gを形成する。こ
の貫通孔は給電用の電線16を挿通させるための貫通孔で、その中心軸y−yが本体13
の中心軸x―xから寸法aだけ外周方向に偏位した位置に形成する。また、基板支持部1
3eには貫通孔13gに連続し、かつ貫通孔が中心軸x−xからa寸法偏位した外周方向
に沿って略直線状に延びる溝部13hを一体に形成する。溝部の幅および深さ寸法は、給
電用の電線16が基板支持部13eの表面から突出しないように、溝部13h内に嵌め込
まれて収容できるように構成する。

また、本体13の他端部に一体に形成された収納凹部13cは、その内部に点灯装置1
2を構成する回路基板12aを配設するための凹部で、横断面が本体13の中心軸x−x
を中心とした略円形をなし底面に上述した貫通孔13gが貫通されている。収納凹部13
c内には、点灯装置12とアルミニウムからなる本体13との電気絶縁を図るために絶縁
ケース20が嵌め込まれる。絶縁ケースは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20aが形成され他端
部が閉塞されて収納凹部13cの内面形状に略合致する有底円筒状をなす形状に構成し、
ネジまたはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤で収納凹部13c内に固定される。
絶縁ケース20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
て係止部20bを一体に形成し、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20cを一体に形成する。図中20dは、絶縁ケースの閉塞された底面を貫
通し本体13の貫通孔13gに合致するようにして形成された電線16を通すための挿通
孔である。

基板14は、熱伝導性の良好な金属、本実施例では平板状の薄い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14pが形成され(図2)、この配線パターン上に4
個の各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。これにより
円板状の基板14の中心xにおいて、4個のLED11が略対称となるように配設される
(図3(a))。なお、各LED11は配線パターンにより直列に接続される。また、基
板14の周縁には配線パターンおよび電気絶縁層を貫通するように切り欠いて切欠状の電
線挿通部14aを形成する。切欠状の電線挿通部14aは、隣接するLED11の略中間
に位置して基板支持部13eの溝部13hの直線に沿い、幅寸法が溝部13hの幅より大
きい長孔形状の切欠部で構成する。

上記に構成された基板14は、本体13の基板支持部13eに電気絶縁を図り、かつ密
着されるように装着される。すなわち、図2に示すように、切欠状の電線挿通部14aが
直線状の溝部13hの先端部分に対向して位置するように配置し、シリコーン樹脂等で構
成された電気絶縁シート(図示せず)を介して、平坦な面をなす基板支持部13eにネジ
等の固定手段を用い密着して装着される。これにより、各LED11と基板14からなる
光源体の光軸が、本体の中心軸x−xに略合致し、全体として平面視で略円形の発光面を
有する光源部が構成される。

電気接続部15は、小形のコネクタで構成され、コネクタの出力側端子が各LED11
を直列に配線した配線パターン14pの入力側に、例えば、半田付けsで接続されること
により、同時にコネクタ自体も基板14における切欠状の電線挿通部14aの奥に支持固
定される。これにより、コネクタからなる電気接続部15が、基板14の電線挿通部14
aに対向し近接した位置に配設されると共に、基板表面に実装された4個の各LED11
に電気的に接続される。コネクタの入力側端子は、ネジレスの速結端子で構成され上記点
灯装置12の出力端子に接続された給電用の電線16が差し込まれて接続される。

電線16は、本体13の貫通孔13gおよび基板14の電線挿通部14aを挿通するこ
とが可能で、かつ基板支持部13eの平坦な表面から突出しないように溝部13h内に沿
って嵌め込まれ収容されるような形状・寸法を有し、電気絶縁被覆がなされた2芯の細い
リード線で構成する。

口金部材17は、エジソンタイプのE17形を構成する口金で、ねじ山を備えた銅板製
の筒状のシェル部17aと、このシェル部の下端の頂部に電気絶縁部17bを介して設け
られた導電性のアイレット部17cを備えている。シェル部17aの開口部が、絶縁ケー
ス20の口金取付部20cに嵌め込まれ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤によ
る接着やカシメなどの手段により本体13との電気絶縁をなして本体13の他端部側に固
定される。シェル部17aおよびアイレット部17cには、点灯装置12における回路基
板12aの入力端子から導出された入力線(図示せず)が接続される。

カバー部材18は、グローブを構成するもので、透光性を有し、例えば、厚さが薄いガ
ラスやポリカーボネート等の合成樹脂で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色、
ここでは乳白色のポリカーボネートで一端部に開口18aを有するミニクリプトン電球の
シルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成する。カバー部材18は開口18aの開口
端部を、基板14の発光面を覆うようにして基板支持部13eの凸条部13fに嵌め込み
、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤により固定する。これにより、本体
13の傾斜する外周面がグローブ18の曲面状の外周面に一体的に略連続した外観形状に
なり、ミニクリプトン電球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20を本体13の収納凹部13c内に嵌め込み、絶縁ケースの挿通孔20dを本体
の貫通孔13gに位置合わせし、絶縁ケース20の外周面と収納凹部13c内周面との接
触部分に接着剤を塗布して固定する。

次に、点灯装置12の回路基板12aの出力端子にあらかじめ接続された電線16を、
絶縁ケース20の挿通孔20dから本体13の貫通孔13gに向けて通しながら、回路基
板12aを縦にして絶縁ケース20内に挿入しガイド溝に嵌合させて支持し収容する。こ
のとき電線16の先端は本体13の貫通孔13gの上端から引き出す。次に、貫通孔13
gから引き出された電線16を基板支持部13eの溝部13h内に、溝部の直線に沿って
嵌め込み先端を溝部の先端部分から引き出す。

次に、各LED11を実装した基板14を、その切欠状の電線挿通部14aが溝部13
hに対向するように位置させて載置し、上面側(表面側)から周囲2箇所をねじ等の固定
手段を用いて固定する(図3(a))。このとき熱伝導性を有し電気絶縁性を有する絶縁
シート(図示せず)を基板支持部13eの平坦な面と基板14裏面との間に介在させてお
く。これにより、基板14の裏面と基板支持部13eの平坦な面が密着して固定される。

次に、既に溝部13hから引き出された電線16の先端を、基板14の切欠状の電線挿
通部14aを通して電気接続部15の入力端子に差し込み接続する。この際、電線16の
電気接続部15への接続作業は基板14の表面側で行える。

次に、点灯装置12の回路基板12aの入力端子から導出された入力線(図示せず)を、
口金部材17のシェル部17aおよびアイレット部17cに接続し、接続した状態でシェ
ル部17aの開口部を絶縁ケース20の口金取付部20cに嵌め込み接着剤で固着する。

次に、カバー部材18を用意し、本体13の基板支持部13eを覆うようにして被せ、
開口18aの開口端部を本体の凸条部13fに嵌め込み凸条部との当接部分に接着剤を塗
布して固定する。

これにより、一端部にカバー部材18であるグローブを有し、他端部にE17形の口金
部材17が設けられ、全体の外観形状がミニクリプトン電球のシルエットに近似した小形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照明装置10を光源とした照明器具の構成を説明する。
図4に示すように、30は店舗等の天井面Xに埋め込み設置され、E17形の口金を有す
るミニクリプトン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3
1aを有する金属製の箱状をなした器具本体31と、開口部31aに嵌合される金属製の
反射体32と、ミニクリプトン電球のE17形の口金をねじ込むことが可能なソケット3
3で構成されている。反射体32は、例えばステンレス等の金属板で構成し、反射体32
の上面板の中央部にソケット33が設置されている。

上記に構成されたミニクリプトン電球用の既存の照明器具30において、省エネや長寿
命化などのためにミニクリプトン電球に替えて、上述したLED11を光源とする小形の
電球形の照明装置10を使用する。すなわち、照明装置10は口金部材17をE17形に
構成してあるので、上記照明器具のミニクリプトン電球用のソケット33にそのまま差し
込むことができる。この際、照明装置10の外周面が略円錐状のテーパー面をなすように
して、外観がミニクリプトン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32など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33から照明装置10の
口金部材17を介して電源が供給され、点灯装置12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装置12の出力端子に接続された給電用の電線16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。

また、電球形の照明装置10が点灯されると、各LED11の温度が上昇し熱が発生す
る。その熱は、アルミニウムからなる基板14から基板が密着して固定された基板支持部
13eに伝達され、アルミニウムからなる本体13から放熱フィン13dを介して外部に
効果的に放熱される。

以上、本実施例によれば、基板14の表面に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、カバー部
材18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、ミニ
クリプトン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。

また、電気接続部15が基板14の中心部、すなわち、発光部分の中心部ではなく外周
部に位置することから、配光特性へ影響を回避することができ、LEDがその周囲に等間
隔に複数設けられることと相俟ってグローブ全体が略均一に光り均一な配光をもった照明
を行うことができる。特に、電気接続部15は、デッドスペースとなる隣接するLED1
1の略中間に位置して設けられた電線挿通部14aに対向し近接して配設したので、電気
接続部15によって隣接する各LED11から放射される光が遮られることが防止され暗
部が形成されに難くなり、一層均一な配光をもった照明を行うことができる。

特に、光源となる照明装置10の配光がミニクリプトン電球の配光に近づくことで、照
明器具30内に配置されたソケット33近傍の反射体32への光の照射量が増大し、ミニ
クリプトン電球用として構成された反射体32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、各LED11から発生する熱は、アルミニウムからなる基板14から基板が密着
して固定された基板支持部13eに伝達され、アルミニウムからなる本体13から放熱フ
ィン13dを介して外部に効果的に放熱される。この際、電線16は基板支持部13eの
溝部13hに収容され、基板14と基板支持部13eとの間に介在していないので、基板
と基板支持部は確実に密着して固定され熱伝導性が良好となって、より効果的に放熱させ
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、所定の白熱電
球並みの光束を十分に得ることが可能な照明装置を提供することができる。同時にLED
の長寿命化を図ることができる。

また、電線16を収容し基板14と基板支持部13eを密着させるための溝部13hお
よび貫通孔13gは、アルミニウムの切削加工等で容易に形成することができ、コスト的
に有利な照明装置を提供することができる。因みに、薄いアルミニウムからなる基板をプ
レス加工によって折り曲げて溝部を成形し構成する方法もあるが、基板の表面側に溝部の
底面が凸の形に突出することとなり、LEDを実装するための平坦な面が少なくなって、
多くのLED実装することが困難となり照明装置の高出力化の支障となる。

また、本体13の基板支持部13eに貫通孔13gおよび貫通孔に連続して溝部13h
を形成し、基板14に切欠状の電線挿通部14aを形成し、給電用の電線16を貫通孔1
3g、溝部13hおよび基板の電線挿通部14aを介して挿通し電気接続部15に接続す
るようにした。これにより、電線16の電気接続部15への接続作業は、基板14の表面
側で全て行うことができ、配線作業がし易くなり製造が容易な量産化に適した照明装置を
提供することができ、コストダウンが可能となって照明装置の低コスト化を図ることがで
きる。

給電用の電線16は、特願2008−269577に示されるように、電線を基板裏面
から表面に向けて、貫通孔を狙って挿通して引き出し、一端引き出した電線をさらに折り
返して電気接続部に接続する手間のかかる工程が不要となる。さらに、配線作業の際に基
板14は既に本体13の基板支持部13eに固定されているので、特許文献2のように基
板が本体に固定されない浮いた不安定な状態で、これらの配線接続作業を行う必要がなく
一層配線作業がし易くなり、より一層量産化に適した照明装置を提供することができる。

また、特許文献2のように、電線が接続された状態の基板を本体に設置することがなく
なり、電線の接続部に外力が加わって断線または速結端子から電線が外れてしまうような
ことを防止することができる。同時に、電線16は、基板14の外周縁に突出した形態と
ならないため、基板14を本体13の基板支持部13eに装着する場合に、電線16と本
体13との電気的な絶縁距離をとる必要がなくなり、本体13の径方向の寸法を小さく構
成することができ、小形化を達成することができる。

また、特願2008−269577では、電線を基板裏面から表面に向けて、貫通孔を
狙って挿通して引き出し、一端引き出した電線をさらに折り返して電気接続部に接続する
作業を行うために、折り返しの際に基板の切欠状の電線挿通部および本体の貫通孔、特に
アルミニウムからなる本体の金属の角部に電線が引きずられて懸かるために電線を角部か
ら保護するための保護チューブが必要になる。しかし、本実施例によれば引き出した電線
を折り返す工程が不要になるため、保護チューブを省略することも可能となり、コスト的
に有利となると共に、工程の簡素化によって一層量産化に適した構成となる。同時に引き
出した電線を折り返す工程が不要になるために、必要以上に電線を長くする必要がなくな
りコスト的にも有利になる。

また、本実施例によれば、本体13の貫通孔13gから引き出された電線16は、貫通
孔に連続して形成された直線状の溝部13hを目標にして沿わせて所定の位置に配置する
ことができ、配線作業時の作業目標位置を容易に確認することができ、生産性の向上を図
ることもできる。また、基板14の電線挿通部14aは、周縁に切欠状をなして形成され
ているので、電線16の電気接続部15への接続は、基板周縁から切欠きを通して行う
こともでき、生産性を一層向上させることもできる。

本体13の貫通孔13gは、その中心軸y−yが本体13の中心軸x―xから寸法aだ
け外周方向に偏位した位置に形成し、溝部13hは、貫通孔13gに連続しかつ外周方向
に沿って直線状に延びる溝部13hを形成したので、這わす電線の長さを極力短くするこ
とが可能となって一層コスト的に有利となる。

以上、本実施例において、本体13の貫通孔13gは、その中心軸y―yが本体13の
中心軸x―xから外周方向に偏位した位置に寸法aだけ離間させて形成したが、図5(a
)(b)に示すように、本体13の中心軸x−xに貫通孔13gの中心軸y―yを略一致
させて形成してもよい。また、同図に示すように、基板14の電線挿通部14aを切欠部
でなく貫通する比較的広い開口で構成し、電気接続部15を基板支持部13eの中心部に
より近い位置に設けるように構成してもよい。これによれば、電気接続部15を貫通孔1
3gに近い位置に設けることができ、電線16の長さを一層短くすることができる。また
、図5(a)に点線で示すように、電気接続部15であるコネクタの下方に速結端子から
なる入力側端子を設け、電線16´をコネクタの下方から接続するように構成してもよい
。これによれば、より一層電線の長さを短くすることができる。

本体13は、外方に露出する外面部分を、例えば、凹凸若しくは梨地状に形成して表面
積を大きくしたり、白色塗装や白色アルマイト処理を施して外面部分の熱放射率を高める
ようにしてもよい。また、白色塗装や白色アルマイト処理を施した場合には、電球形の照
明装置10を照明器具30に装着して点灯した場合、外面に露出するアルミニウム製の本
体13外面の反射率が高くなり、器具効率を高めることが可能となり、また外観、意匠的
にも良好となり商品性を高めることもできる。また、カバー部材は、発光ダイオードの充
電部等を外部から保護するための透明または半透明の保護カバーで構成してもよい。
なお、本実施例において変形例を示す図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。

本実施例は、SMD形のLEDに替えて、COB技術を使用し基板に複数のLEDチップを略マトリックス状に実装し、基板とLEDからなる発光モジュールを小形に構成することにより、照明装置の小形化を図ると共に、ランプの光による影の多重化を抑制するようにしたものである。

本実施例の照明装置は、実施例1と同様にミニクリプトン電球に相当する小形の電球形の照明装置10を構成するもので、図6〜図8に示すように、基板14は、四隅をカットした略正方形をなす薄いアルミニウム製の平板で構成する。基板14の表面側には内周面が略円形をなす土手部14bを形成し、浅い円形の収容凹部14cを形成して底面に銅箔からなる配線パターンを形成する。この基板14は、COB技術を使用して基板の収容凹部14cにおける配線パターンに隣接して複数のLEDチップ11(青色LEDチップ)を略マトリックス状に実装する。また、略マトリックス状に規則的に配置された各LEDチップ11は、隣接する配線パターンとボンディングワイヤによって直列に接続される。

上記に構成された基板14の収容凹部14cには、黄色蛍光体を分散・混合した封止部材14dが塗布または充填され、上述した青色LEDチップ11から放射される青色光を透過させると共に、青色光によって黄色蛍光体を励起して黄色光に変換し、透過した青色光と黄色光が混光して白色の光が放射されるものである。14eは、基板12の両端部に一体に形成された支持部であり、本体13の基板支持部13eに基板14を支持するための部材である。また、14fは直列に接続されたLEDチップ11における一対の入力端子である。

本体13は、一端部の開口部13aに、本体の一端部側に突出した段部により形成された台状の基板支持部13eを一体に形成する。この基板支持部は、その表面を平坦な面に形成した円形の台状をなす凸部13e1を、本体の開口部13aの一端部側に一体に突出させて形成する。台状をなす凸部13e1は、給電用の電線16を挿通させることが可能な溝13hを形成できる高さを有し、また、段部に囲まれた基板支持部13eの表面積はLED11が実装された基板14との良好な熱伝導を果たすために、基板14の表面積と略同様の面積を有して形成される。

さらに、実施例1と同様に基板支持部13eの中央部から他端部の開口部13bに向けて貫通する貫通孔13gを形成すると共に、この貫通孔13gに一端が連続し他端が基板支持部13eの周縁13e2に開口する開口部13h1を形成した略直線状の溝部13hを一体に形成する。溝部13hの幅および深さ寸法は、給電用の電線16が凸部13e1の表面から突出しないように、溝部13h内に嵌め込まれて収容できるように構成する。

上記に構成した溝部13hには、次のようにして電線16が挿通され嵌め込まれる。すなわち、貫通孔13gから引き出された電線16は、図7(a)に示すように、基板支持部13eの溝部13h内に、溝部の直線に沿って嵌め込み先端を溝部の開口部13h1から引き出す。さらに、各LED11を実装した基板14を、その電気接続部15が溝部13hの開口部13h1に対向するように位置させて載置し、上面側(表面側)から周囲2箇所をねじ等の固定手段を用いて固定する(図8(a))。

さらに、既に溝部13hの開口部13h1から引き出された電線16の先端を、折り返して基板14の周縁に取り付けられた電気接続部15に差し込み接続する。この際、電線16は、図7(b)に示すように、溝部13hの上方から溝を狙って単に挿入し、開口部13h1から左方に引き出しておけばよい。因みに、実施例1では、基板支持部14の平坦な面に溝部13hを掘る形で溝を形成するために、図7(c)に示すように、電線は溝の終端で略直角に曲げられる。このため、電線16には図中点線16´で示すように、常に元の形に戻ろうとする力が働いて、電線が溝から上方に飛び出すことが生じる。このため基板14を基板支持部13eに支持する際に電線を挟む虞があり、電線を押えながら作業を行う必要が生じ作業がし難くなる。

これに対し、本実施例では、図7(b)に示すように、溝部13hは本体の開口部13aから突出する台状をなす凸部13e1で形成されているので、溝の終端、すなわち、開口部13h1で電線16が直角に曲げられることがなく電線が飛び出すことが抑制され、電線が基板14と基板支持部13eとの間に挟まれる虞がなくなって電線を押える必要がなくなり作業がし易くなる。

これにより、作業性がよく量産化に適した照明装置を構成することができると共に、基板14が基板支持部13eに確実に密着して支持され、LED11の熱が基板14から基板支持部13eに良好に伝達され本体13から効果的に放熱されてLEDの発光効率の低下を抑制し所定の光束を得ることができる。

同時に、本実施例は、COB技術を使用し基板に複数のLEDチップを略マトリックス状に実装し、基板14とLED11からなる発光モジュールを小形に構成したので、照明装置の小形化を図ることができると共に、LEDチップを密に実装することができ面状の光源を構成することができることから影の多重化を抑制することができる。

因みに、SMD形のLEDでは、円板状をなす基板に略等間隔に、例えば、4個程度が実装して配設されているため、光源から近ければ近いほど、ランプの光によってできる影は多重化し、机上照明の電気スタンド用光源としては不向きなものとなる問題が生じる。これに対し、本実施例ではCOBにより面状光源を構成でき、またランプ中心と発光部中心を略合致させることができるため影が多重化することなく電気スタンド等の光源としても使用することができる。

なお、溝部13hの開口部13h1は、図8(b)に点線で示すように、開口の角部をなくすように、基板支持部13eの周縁13e2に向けて緩やかに拡開するR形状となし、電線16を電気接続部15に接続する際のガイドおよび被覆の保護作用をなすようにしてもよい。

また、基板14の周縁部には、電気絶縁性の保護部材Pを設けて電線16の保護作用をなすようにしてもよい。すなわち、図9(a)に示すように、保護部材Pを基板14の周縁部の周囲の長さと略等しい周囲の長さ寸法を有するリング状をなすシリコーン樹脂で形成する。この保護部材の断面形状は、図9(b)に示すように略コ字形をなすように形成し、シリコーン樹脂の柔軟性を利用してコ字形の溝を広げるようにして基板14の周縁部に嵌め込む。これにより保護部材Pが基板14の周縁部に着脱が可能になるようにして支持される。

本構成によれば、溝部13hの開口部13h1から引き出された電線16を折り返して電気接続部15に接続する際に、基板14周縁部のアルミ暴露部分がなくなり、保護部材でカバーされているので電線16の被覆を保護でき、被覆損傷による漏電を防止することができる。同時に電線16と基板14との沿面距離を確保でき電気絶縁不足による短絡を防止することができる。特に、保護部材Pは、断面がコ字形をなし、基板の表面から上方にa寸法(図9(b))だけ突出しており、より確実に沿面距離を確保することができる。また、保護部材Pは着脱が可能に基板に支持されているので、不要な設計仕様の場合には簡単に取り外すことができる。

なお、保護部材Pは、基板14の周縁部に接着剤により接着固定するようにしてもよい。また、保護部材の断面形状は、コ字形でなく、図9(c)に示すように、基板14と略同一の厚さ寸法を有する断面角形のリングとして形成し、基板14の周縁部に接着剤で固着するようにしてもよい。この場合でも、基板14と電線16との沿面距離を確保することができる。

また、図9(d)に示すように、保護部材Pを溝部13hおよび貫通孔13gに向けて連続して被覆するように設けてもよい。すなわち、保護部材Pを図9(e)に示すように、開口カバー部P1と溝カバー部P2と孔カバー部P3とをシリコーン樹脂で一体に形成し、開口カバー部P1を開口部13h1に当接し、溝カバー部P2を溝部13hに嵌合し、さらに孔カバー部P3を貫通孔13gに挿入して嵌め込むようにして支持する。なお、開口カバー部P1には縦に切り込みP4を形成し、電線16を上方から挿通できるように構成する。

この構成によれば電線16を貫通孔13gの角部から保護でき、さらに溝部13hにおける固い金属部分からも保護でき、さらに基板14の周縁部からも保護することができ、被覆損傷による漏電を確実に防止することができる。さらに、アルミニウムからなる貫通孔13g、溝13hおよび基板14と、これらに沿って配設される電線16との沿面距離を確保することができ、電気絶縁不足による短絡をより確実に防止することができる。

以上、本実施例における他の構成、組立手順、作動、作用効果および変形例等は、実施例1と同様である。なお、本実施例において変形例を示す図9には、図6〜図8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、本発明は上述の各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。

10 照明装置
11 半導体発光素子
12 点灯装置
13 本体
13e 基板支持部
13g 貫通孔
13h 溝部
14 基板
14a 電線挿通部
15 電気接続部
16 電線
17 口金部材
18 カバー部材
30 照明器具
31 器具本体
33 ソケット

Claims (5)

  1. 一端部に基板支持部を有し、基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔および貫通孔に連続する溝部が形成された熱伝導性の本体と;
    半導体発光素子が実装され、本体の基板支持部に配設される基板と;
    基板に配設され半導体発光素子に接続される電気接続部と;
    本体内に収容され半導体発光素子を点灯する点灯装置と;
    一端が点灯装置に接続され、他端が本体の貫通孔および溝部を介して挿通され電気接続部に接続される電線と;
    本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金部材と;
    を具備していることを特徴とする照明装置。
  2. 前記基板の周縁には、切欠状の電線挿通部が形成されており、この電線挿通部が溝部に対向するようにして基板が本体の基板支持部に配設されていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
  3. 前記基板支持部は、一端部側に突出した段部により形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の照明装置。
  4. 前記基板は、少なくとも電線が対向する周縁部に電気絶縁性の保護部材が設けられていることを特徴とする請求項1ないし3いずれか一記載の照明装置。
  5. 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ないし4いずれか一記載の照明装置と;
    を具備していることを特徴とする照明器具。

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