JP2011090843A - Lighting apparatus and lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子を用いた照明装置、およびこの照明装置を用いた照明器具に関する。 The present invention relates to a lighting device using a semiconductor light emitting element and a lighting fixture using the lighting device.
従来、半導体発光素子を用いた照明装置としては、例えば、電球形ランプがある。この電球形ランプでは、金属製の基体の一端側に、半導体発光素子としてLEDチップを有する発光モジュールが取り付けられているとともに、この発光モジュールを覆うグローブが取り付けられ、また、基体の他端側に、絶縁部材を介して口金が取り付けられ、基体や口金の内側にLEDチップに電力を供給して点灯させる点灯回路が収納されている。 Conventionally, as a lighting device using a semiconductor light emitting element, for example, there is a light bulb shaped lamp. In this light bulb shaped lamp, a light emitting module having an LED chip as a semiconductor light emitting element is attached to one end side of a metal base, and a globe covering the light emitting module is attached to the other end of the base. A base is attached via an insulating member, and a lighting circuit for supplying power to the LED chip and lighting it is housed inside the base and the base.
発光モジュールは、一般的に、平板状の基板にLEDチップが配置されており、この基板が基体に面接触して熱伝導可能に取り付けられている。そのため、電球形ランプの点灯時には、主に、LEDチップが発生する熱が基板から基体に熱伝導され、この基体の外部に露出する表面から空気中に放熱される。 In the light emitting module, an LED chip is generally arranged on a flat substrate, and the substrate is attached so as to be in thermal contact with the substrate in surface contact. Therefore, when the light bulb shaped lamp is turned on, heat generated by the LED chip is mainly conducted from the substrate to the base, and is radiated from the surface exposed to the outside of the base to the air.
また、発光モジュールを立体形状として基体の一端側から突出させ、この発光モジュールを包み込むようにグローブ形状とする透明部材でモールドした電球形ランプもある。この電球形ランプの場合にも、点灯回路は基体や口金の内側に収納されている。そして、LEDチップが発生する熱は、基体側に熱伝導されて放熱されるとともに、透明部材にも熱伝達されて、透明部材の表面からも空気中に放熱される(例えば、特許文献1参照。)。 In addition, there is a light bulb shaped lamp that is molded with a transparent member having a light emitting module protruding from one end side of the base as a three-dimensional shape and enclosing the light emitting module. Also in the case of this light bulb shaped lamp, the lighting circuit is housed inside the base or the base. The heat generated by the LED chip is thermally conducted to the substrate side and radiated, and is also transferred to the transparent member and radiated from the surface of the transparent member to the air (see, for example, Patent Document 1). .)
立体形状の発光モジュールを透明部材でモールドした電球形ランプでは、LEDチップが発生する熱が透明部材の表面から放熱されやすくなるものの、そのLEDチップが発生する熱は電球形ランプの内部方向へも伝わり、つまり基体の内側に収納されている点灯回路へも伝わり、LEDチップが発生する熱の影響を受けて点灯回路が温度上昇しやすい。 In a light bulb shaped lamp in which a three-dimensional light emitting module is molded with a transparent member, the heat generated by the LED chip is easily radiated from the surface of the transparent member, but the heat generated by the LED chip is also directed toward the interior of the light bulb shaped lamp. It is also transmitted to the lighting circuit housed inside the substrate, and the temperature of the lighting circuit is likely to rise due to the influence of heat generated by the LED chip.
LEDチップを点灯させる点灯回路では、例えば、交流を直流に整流する整流回路、この整流回路から出力される直流を所望の電圧に変換してLEDチップに供給するチョッパ回路などを備えたものがある。このような点灯回路において、整流回路の後段やチョッパ回路の出力段に平滑用の電解コンデンサが用いられることがあるが、この電解コンデンサは、電解液を使っており、耐熱性が他の電子部品などに比べて劣るため、点灯回路の温度上昇による影響を受けやすい。 Some lighting circuits for lighting LED chips include, for example, a rectifier circuit that rectifies alternating current into direct current, a chopper circuit that converts direct current output from the rectifier circuit to a desired voltage, and supplies the voltage to the LED chip. . In such a lighting circuit, a smoothing electrolytic capacitor may be used in the subsequent stage of the rectifier circuit or the output stage of the chopper circuit. However, this electrolytic capacitor uses an electrolytic solution and has other heat resistant components. Because it is inferior to the above, it is easily affected by the temperature rise of the lighting circuit.
電解コンデンサを含めて点灯回路の信頼性や寿命が損なわれないようにするには、LEDチップが発生する熱の影響によって点灯回路が過度に温度上昇するのを防止することが必要となるため、LEDチップに対する入力電力を制限し、電球形ランプの光出力を抑制しなければならない問題がある。 In order not to impair the reliability and life of the lighting circuit including the electrolytic capacitor, it is necessary to prevent the lighting circuit from excessively rising due to the heat generated by the LED chip. There is a problem that the input power to the LED chip must be limited and the light output of the light bulb shaped lamp must be suppressed.
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、点灯回路の信頼性を向上でき、光出力の向上にも対応できる照明装置および照明器具を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a point, and it aims at providing the illuminating device and lighting fixture which can improve the reliability of a lighting circuit and can respond also to the improvement of a light output.
請求項1記載の照明装置は、半導体発光素子を有する発光モジュールと;発光モジュールを覆うように設けられ、半導体発光素子が発生した熱を自己の表面側に熱伝導して放熱する透光部材と;半導体発光素子を点灯させる点灯回路と;発光モジュールと点灯回路との間に介在された断熱手段と;を具備しているものである。 A lighting device according to claim 1; a light emitting module having a semiconductor light emitting element; a light transmissive member provided so as to cover the light emitting module, wherein the heat generated by the semiconductor light emitting element is thermally conducted to the surface side of the light emitting module; A lighting circuit for lighting the semiconductor light emitting element; and heat insulating means interposed between the light emitting module and the lighting circuit.
半導体発光素子は、例えば、LEDチップやEL素子などが含まれる。 Examples of the semiconductor light emitting element include an LED chip and an EL element.
発光モジュールは、例えば、半導体発光素子がLEDチップの場合、基板上に配置したLEDチップを蛍光体を混合した透明樹脂で封止するCOB(Chip On Board)方式で実装されるか、LEDチップが搭載された接続端子付きのSMD(Surface Mount Device)パッケージ方式で実装される。発光モジュールの基板が平板状でも、立体形状に形成されていてもよい。 For example, when the semiconductor light emitting element is an LED chip, the light emitting module is mounted by a COB (Chip On Board) method in which the LED chip disposed on the substrate is sealed with a transparent resin mixed with a phosphor, or the LED chip is mounted. It is mounted by an SMD (Surface Mount Device) package method with a mounted connection terminal. The substrate of the light emitting module may be a flat plate shape or a three-dimensional shape.
透光部材は、例えば、透明なシリコーン樹脂などの透明樹脂が用いられる。透光部材は、その少なくとも一部が発光モジュールに接触し、自己の表面側に熱伝導可能とする。すなわち、透光部材の材料の選択や、発光モジュールの全体を覆うかあるいは一部を残して覆うかは、必要とする放熱程度に応じて設計することができる。また、透光部材中に空洞があるようなものも許容する。また、透光部材は、照明装置の発光表面を構成する所望の形状に一体成形されたものも許容する。また、発光モジュールを囲むように光透過性および光拡散性を有する合成樹脂やガラス製のグローブを設けてもよく、この場合、透光部材は発光モジュールとグローブとの間に設けられる。 For the translucent member, for example, a transparent resin such as a transparent silicone resin is used. At least a part of the translucent member is in contact with the light emitting module and is capable of conducting heat to the surface side of itself. That is, the selection of the material of the translucent member and whether to cover the entire light emitting module or leave it partially can be designed according to the required heat dissipation. Moreover, the thing with a cavity in a translucent member is accept | permitted. Further, the translucent member may be integrally formed into a desired shape that constitutes the light emitting surface of the lighting device. Further, a light-transmitting and light-diffusing synthetic resin or glass globe may be provided so as to surround the light-emitting module. In this case, the light-transmitting member is provided between the light-emitting module and the globe.
点灯回路は、例えば、定電流の直流電流を出力する電源回路を有し、配線などによって発光モジュールの基板に接続されて半導体発光素子に電力を供給する。点灯回路は、発光モジュールを立体形状とする場合にはその内側に配置してもよいし、発光モジュールの外側に配置してもよい。要するに、半導体発光素子が発生する熱によって悪影響を受ける関係に配設されるものは、本発明の対象となり得る。 The lighting circuit has, for example, a power supply circuit that outputs a constant direct current, and is connected to the substrate of the light emitting module by wiring or the like to supply power to the semiconductor light emitting element. When the light emitting module has a three-dimensional shape, the lighting circuit may be disposed inside the light emitting module or may be disposed outside the light emitting module. In short, those arranged in a relationship that is adversely affected by the heat generated by the semiconductor light emitting element can be the subject of the present invention.
断熱手段としては、例えば、グラスウール、ポリプロピレン樹脂発泡断熱材、ヒュームドシリカ、ケイ酸カルシウム断熱材、真空断熱パネルなどが含まれる。また、断熱手段としては、発光モジュールと点灯回路との間の空気層でもよいが、この空気層の場合には、例えば、アルミ箔を複数層に巻いたものを空気層中に挿入して、熱伝導が生じる空気の対流を抑制する対流抑制手段を用いたり、または、点灯回路に対向する発光モジュールの面を熱放射率の低いアルミ鏡面とする熱放射抑制手段を用いることが好ましい。 Examples of the heat insulating means include glass wool, polypropylene resin foam heat insulating material, fumed silica, calcium silicate heat insulating material, and vacuum heat insulating panel. Further, as the heat insulating means, an air layer between the light emitting module and the lighting circuit may be used, but in the case of this air layer, for example, an aluminum foil wound in a plurality of layers is inserted into the air layer, It is preferable to use convection suppression means for suppressing air convection in which heat conduction occurs, or use heat radiation suppression means in which the surface of the light emitting module facing the lighting circuit is an aluminum mirror surface having a low thermal emissivity.
請求項2記載の照明装置は、請求項1記載の照明装置において、断熱手段と点灯回路との間に介在する隔壁部、および外部に露出する放熱部を有する金属製の基体を具備しているものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the lighting device according to the first aspect, further comprising: a metal base having a partition wall interposed between the heat insulating means and the lighting circuit, and a heat radiating portion exposed to the outside. Is.
基体は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性および放熱性がよい金属材料などで形成される。放熱部の周囲には放熱フィンを形成してもよい。 The base is made of, for example, a metal material having good thermal conductivity and heat dissipation, such as aluminum. A heat radiating fin may be formed around the heat radiating portion.
請求項3記載の照明装置は、請求項1または2記載の照明装置において、断熱手段の熱伝導率は0.1W/mk以下であるものである。 The lighting device according to claim 3 is the lighting device according to claim 1 or 2, wherein the heat conductivity of the heat insulating means is 0.1 W / mk or less.
断熱手段の熱伝導率が0.1W/mk以下であれば、プラスチックの熱伝導率が0.2〜0.3W/mk程度であるので、それに比べて高い断熱効果が得られる。 If the heat conductivity of the heat insulating means is 0.1 W / mk or less, the heat conductivity of the plastic is about 0.2 to 0.3 W / mk, so that a higher heat insulating effect can be obtained.
断熱手段のより好ましい熱伝導率は、0.01〜0.05W/mkの範囲であり、これは、直径45mmでランプ電力5W以下のミニクリプトン電球サイズの電球形ランプの提供が可能となる。さらに、断熱手段のより好ましい熱伝導率は、0.01W/mk以下であり、これは、直径45mmでランプ電力5W以上のミニクリプトン電球サイズの電球形ランプの提供が可能となる。すなわち、ミニクリプトン電球サイズの電球形ランプとするには、直径が45mm程度であり、E17形口金とする必要があるため、寸法が小さく、点灯回路の収納スペースが限られるが、本請求項3記載の構成により、点灯回路への熱的悪影響を抑制して大きな光出力を得ることが可能となる。 A more preferable thermal conductivity of the heat insulating means is in the range of 0.01 to 0.05 W / mk, which makes it possible to provide a mini krypton bulb-sized lamp having a diameter of 45 mm and a lamp power of 5 W or less. Furthermore, the more preferable thermal conductivity of the heat insulating means is 0.01 W / mk or less, which makes it possible to provide a mini krypton bulb size light bulb shaped lamp having a diameter of 45 mm and a lamp power of 5 W or more. That is, in order to make a light bulb shaped lamp of the mini krypton light bulb size, the diameter is about 45 mm and it is necessary to use an E17 type base, so the dimensions are small and the storage space for the lighting circuit is limited. With the described configuration, it is possible to obtain a large light output while suppressing adverse thermal effects on the lighting circuit.
請求項4記載の照明装置は、請求項1ないし3いずれか一記載の照明装置において、透光部材は、光拡散材が分散されたシリコーン樹脂で形成されているものである。 The illumination device according to claim 4 is the illumination device according to any one of claims 1 to 3, wherein the translucent member is formed of a silicone resin in which a light diffusing material is dispersed.
光拡散材は、例えば、平均粒径3μ程度のシリカ(SiO2)を主体とする無機粉体が好ましい。 The light diffusing material is preferably an inorganic powder mainly composed of silica (SiO 2 ) having an average particle diameter of about 3 μm, for example.
請求項5記載の照明器具は、器具本体と;器具本体に配設される請求項1ないし4いずれか一記載の照明装置と;を具備しているものである。 The lighting fixture according to claim 5 comprises a fixture main body; and the lighting device according to any one of claims 1 to 4 disposed in the fixture main body.
請求項1記載の照明装置によれば、発光モジュールとグローブとの間に介在する透光部材により、半導体発光素子から発生する熱をグローブに効率よく熱伝導してグローブの表面から効率よく放熱させるとともに、発光モジュールと点灯回路との間に介在する断熱手段により、半導体発光素子の熱が点灯回路に伝わるのを抑制し、半導体発光素子の熱の影響による点灯回路の温度上昇を抑制できるため、点灯回路の信頼性を向上でき、半導体発光素子への入力電力の増加による光出力の向上にも対応できる。 According to the illuminating device of claim 1, the light generated from the semiconductor light emitting element is efficiently conducted to the globe and efficiently radiated from the surface of the globe by the translucent member interposed between the light emitting module and the globe. At the same time, the heat insulation means interposed between the light emitting module and the lighting circuit can suppress the heat of the semiconductor light emitting element from being transmitted to the lighting circuit, and the temperature rise of the lighting circuit due to the influence of the heat of the semiconductor light emitting element can be suppressed. The reliability of the lighting circuit can be improved, and the light output can be improved by increasing the input power to the semiconductor light emitting element.
請求項2記載の照明装置によれば、請求項1記載の照明装置の効果に加えて、断熱手段と点灯回路との間に介在する隔壁部、および外部に露出する放熱部を有する金属製の基体により、点灯回路から発生する熱を効率よく放熱できる。 According to the illuminating device of claim 2, in addition to the effect of the illuminating device of claim 1, it is made of a metal having a partition portion interposed between the heat insulating means and the lighting circuit, and a heat radiating portion exposed to the outside. The base can efficiently dissipate heat generated from the lighting circuit.
請求項3記載の照明装置によれば、請求項1または2記載の照明装置の効果に加えて、断熱手段の熱伝導率は0.1W/mk以下であるため、半導体発光素子の熱が点灯回路に伝わるのを効果的に抑制できる。 According to the illuminating device of claim 3, in addition to the effect of the illuminating device of claim 1 or 2, since the heat conductivity of the heat insulating means is 0.1 W / mk or less, the heat of the semiconductor light emitting element is turned on. Propagation to the circuit can be effectively suppressed.
請求項4記載の照明装置によれば、請求項1ないし3いずれか一記載の照明装置の効果に加えて、透光部材は、光拡散材が分散されたシリコーン樹脂で形成しているため、半導体発光素子から出射された光を拡散し、グローブの表面から出射させることができる。 According to the lighting device according to claim 4, in addition to the effect of the lighting device according to any one of claims 1 to 3, the translucent member is formed of a silicone resin in which a light diffusing material is dispersed. Light emitted from the semiconductor light emitting element can be diffused and emitted from the surface of the globe.
請求項5記載の照明器具によれば、請求項1ないし4いずれか一記載の照明装置を用いるため、点灯回路の信頼性が高く、光出力も向上される照明器具を提供できる。 According to the lighting apparatus of the fifth aspect, since the lighting device according to any one of the first to fourth aspects is used, it is possible to provide a lighting apparatus in which the lighting circuit is highly reliable and the light output is improved.
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1および図2において、11は照明装置としての例えばミニクリプトン電球サイズの電球形ランプで、この電球形ランプ11は、基体12、この基体12の一端側(電球形ランプ11のランプ軸方向の一端側)に突出して取り付けられる立体形状の発光モジュール13、基体12の一端側に発光モジュール13を内包して取り付けられたグローブ14、発光モジュール13とグローブ14との間に介在された透光部材15、発光モジュール13と基体12(点灯回路19)との間に介在された断熱手段16、基体12の他端側に取り付けられた絶縁性を有するカバー17、カバー17の他端側に取り付けられた口金18、および基体12と口金18との間の内側に収納された点灯回路19を備えている。
In FIG. 1 and FIG. 2,
基体12は、熱伝導性の優れた例えばアルミニウムなどの金属材料にて、一端側に向かって拡径する円筒状に一体形成されている。基体12の一端面の中央には先端が閉塞された筒状の隔壁部22が突出形成され、この隔壁部22の内側には基体12の他端に開口して点灯回路19を収納する収納空間23が形成されている。基体12の一端面の周辺部には、グローブ取付部24が突出形成されている。基体12の他端側には外部に露出する放熱部25が形成されている。この放熱部25の周囲には放熱フィンを形成してもよい。
The
また、発光モジュール13は、例えば立体形状の支持部27、この支持部27の表面に沿って配置される基板28、およびこの基板28に設けられた複数の発光部29を備えている。
The
支持部27は、例えばPBT樹脂などの絶縁材料にて形成され、周面が六角形などの多角形に形成されているとともに一端側が六角錐などの角錐に形成されている。すなわち、支持部27は、グローブ14の内側形状に準じる多面体の立体形状に形成されている。また、支持部27の内側は、他端側へ向けて開口形成されている。この支持部27の他端開口から基体12の隔壁部22が挿入され、すなわち、発光モジュール13の内側に基体12の隔壁部22が配置されている。
The
基板28は、例えば、リードフレームやフレキシブル基板などで一体に形成され、支持部27の周面に沿って配置される複数の周面基板部31、および支持部27の先端面に沿って配置される複数の先端面基板部32を有している。これら各基板部31,32は支持体27の表面に接着固定してもよい。そして、各基板部31,32の表面には、複数の発光部29が設けられている。
The substrate 28 is formed integrally with, for example, a lead frame or a flexible substrate, and is disposed along the peripheral surface of the
各発光部29は、半導体発光素子としての例えば青色光を発するLEDチップ34を有し、このLEDチップ34がCOB(Chip On Board)方式によって基板28に実装されている。すなわち。LEDチップ34が基板28に実装され、このLEDチップ34をドーム状に覆って封止する例えばシリコーン樹脂などの封止樹脂35が形成されている。封止樹脂35には、LEDチップ34からの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する黄色の蛍光体が混入されている。したがって、封止樹脂35の表面が発光部29の発光面となり、この発光面から白色光が放射される。
Each
また、グローブ14は、光透過性および光拡散性を有する例えば合成樹脂やガラスなどの材料で、立体形状の発光モジュール13を内包して覆うようにドーム状に形成されている。グローブ14の他端開口の縁部が基体12のグローブ取付部24に接着剤などで取り付けられている。
The
また、透光部材15は、例えば透明なシリコーン樹脂などの透明樹脂が用いられ、発光モジュール13の表面とグローブ14の内面との間の隙間に空気層がほとんど存在することのないように例えば充填にて介在されている。透光部材15に用いるシリコーン樹脂には、例えば、平均粒径3μ程度のシリカ(SiO2)を主体とする無機粉体がシリコーン樹脂に対して、(シリコーン樹脂)3:(無機粉体)1の割合で分散されている。
The transparent member 15 is made of, for example, a transparent resin such as a transparent silicone resin and is filled, for example, so that there is almost no air layer in the gap between the surface of the
また、断熱手段16は、熱伝導率0.1W/mk以下の断熱性能を有するものであり、例えば、熱伝導率0.033〜0.050W/mkのグラスウールの断熱材が用いられている。 The heat insulating means 16 has a heat insulating performance with a thermal conductivity of 0.1 W / mk or less, and for example, a glass wool heat insulating material with a thermal conductivity of 0.033 to 0.050 W / mk is used.
グラスウールの取扱性を良好にするために、グラスウールを密閉可能な袋に入れ、この袋内の空気を排気することで柔軟性を有する薄い板状とし、この袋入りグラスウールを基体12の隔壁部22の周囲に巻き付けたり、発光モジュール13の内周面に沿って配置し、これら基体12と発光モジュール13とを組み合わせることにより、基体12と発光モジュール13との間に袋入りグラスウール、つまり断熱手段16を介在させることができる。
In order to improve the handling of the glass wool, the glass wool is put into a bag that can be sealed, and the air in the bag is exhausted to form a thin plate having flexibility. Or is disposed along the inner peripheral surface of the
あるいは、グラスウールにフェノール樹脂を浸透させて筒状に形成し、基体12と発光モジュール13との間に筒状のグラスウール、つまり断熱手段16を介在させることができる。
Alternatively, a glass resin can be formed into a cylindrical shape by infiltrating a phenol resin with a cylindrical glass wool, that is, a heat insulating means 16 interposed between the base 12 and the
断熱手段16は、基体12の一端面、隔壁部22およびグローブ取付部24と発光モジュール13および透光部材15の一部との間に介在し、少なくとも基体12と発光モジュール13との間を完全に熱的に遮断する。
The heat insulating means 16 is interposed between one end surface of the
また、カバー17は、例えばPBT樹脂などの絶縁材料により円筒状に形成されており、一端側が基体12に固定され、他端側が基体12から突出されている。
Further, the
また、口金18は、例えば、E17形などの一般照明電球用のソケットに接続可能なもので、基体12から突出するカバー17の他端に嵌合されてかしめられて固定されるシェル38、このシェル38の他端側に設けられる絶縁部39、およびこの絶縁部39の頂部に設けられるアイレット40を有している。
The base 18 can be connected to, for example, a socket for a general lighting bulb such as an E17 type, and is a
また、点灯回路19は、例えば、発光モジュール13のLEDチップ34に対して定電流を供給する回路であり、回路を構成する複数の電子部品が実装された回路基板43を有し、この回路基板43が基体12の隔壁部22の内側の収納空間23、カバー17の内側、および口金18の内側に亘って配置された状態に収納されている。点灯回路19の入力側は口金18のシェル38およびアイレット40に接続線で接続され、点灯回路19の出力側は発光モジュール13の基板28に接続線で接続されている。
The lighting circuit 19 is, for example, a circuit that supplies a constant current to the LED chip 34 of the
点灯回路19は、例えば、交流を直流に整流する整流回路、この整流回路から出力される直流を所望の電圧に変換してLEDチップに供給するチョッパ回路などを備えている。このような点灯回路19においては、平滑用の電解コンデンサが用いられるが、この電解コンデンサは、耐熱温度が他の電子部品などに比べて比較的低く、点灯回路の温度上昇による影響を受けやすいため、発光モジュール13から離れた口金18側となる回路基板43の他端側に実装されていることが好ましい。
The lighting circuit 19 includes, for example, a rectifier circuit that rectifies alternating current into direct current, a chopper circuit that converts the direct current output from the rectifier circuit into a desired voltage and supplies the voltage to the LED chip. In such a lighting circuit 19, a smoothing electrolytic capacitor is used, but this electrolytic capacitor has a relatively low heat-resistant temperature compared to other electronic components and the like, and is easily affected by the temperature rise of the lighting circuit. It is preferably mounted on the other end side of the
このように構成された電球形ランプ11は、ランプ長さ80mm、グローブ14の最大直径45mmのミニクリプトン電球サイズで、発光モジュール13の電流0.54Aおよび電圧12.5V、全光束が600lmとなる。
The bulb-shaped
また、図3には、電球形ランプ11を使用するダウンライトである照明器具51を示し、この照明器具51は、器具本体52を有し、この器具本体52内にソケット53および反射体54が配設されている。
FIG. 3 shows a lighting fixture 51 that is a downlight using the bulb-shaped
そうして、電球形ランプ11の口金18を照明器具51のソケット53に装着して通電すると、点灯回路19が動作し、発光モジュール13の各発光部29のLEDチップ34に電力が供給され、これらLEDチップ34が発光し、各発光部29の発光面から放射される光が透光部材15およびグローブ14を通じて放射される。このとき、透光部材15には光拡散材が分散されているため、光が拡散されてグローブ14を通じて放射される。
Then, when the
点灯時において、発光モジュール13の各発光部29のLEDチップ34から発生する熱は、発光部29から透光部材15に熱伝導されるとともに、LEDチップ34から基板28および支持部27に熱伝導されてから基板28の表面から透光部材15に熱伝導され、この透光部材15からグローブ14に熱伝導され、グローブ14の表面から空気中に放熱される。このとき、発光モジュール13の各発光部29のLEDチップ34からグローブ14までの間に熱伝導率が低い空気層などが存在しないため、LEDチップ34の熱をグローブ14に効率よく熱伝導でき、グローブ14の外面からの高い放熱性を確保することができる。そのため、LEDチップ34の温度上昇を抑制でき、LEDチップ34の寿命を長くできる。
At the time of lighting, heat generated from the LED chip 34 of each
このとき、発光モジュール13と基体12との間には断熱手段16が介在されているので、発光モジュール13のLEDチップ34から発生する熱が基体12やその基体12の内側に収納されている点灯回路19に伝わるのが抑制される。
At this time, since the heat insulating means 16 is interposed between the light emitting
したがって、発光モジュール13のLEDチップ34から発生する熱の大部分は、透光部材15を通じてグローブ14の表面から放熱される。
Therefore, most of the heat generated from the LED chip 34 of the
また、点灯回路19の動作時には、点灯回路19の有する電子部品から熱が発生し、この熱が基体12に伝わる。基体12に伝わった熱は、基体12の外部に露出する放熱部25から空気中に放熱される。
Further, when the lighting circuit 19 operates, heat is generated from the electronic components included in the lighting circuit 19, and this heat is transmitted to the
このとき、発光モジュール13と基体12との間には断熱手段16が介在されているので、基体12に伝達される熱は点灯回路19が発生する熱が主体となり、点灯回路19が発生する熱を基体12の放熱部25から効率よく放熱でき、点灯回路19の温度上昇を抑制できる。
At this time, since the heat insulating means 16 is interposed between the light emitting
したがって、断熱手段16により、熱発生源である発光モジュール13と点灯回路19とを分離、相互に熱的な影響を及ぼすのを抑制できる。
Therefore, the heat insulating means 16 can separate the
そして、断熱手段16の効果を検証するために、点灯状態の電球形ランプ11の温度分布を測定したところ、発光モジュール13の頂部の温度TC1が89℃、点灯回路19の回路基板43において発光モジュール13の内側に位置する箇所の温度TC2が58℃であった。それらの温度差ΔTは31℃となり、断熱手段16で、発光モジュール13のLEDチップ34から発生する熱が点灯回路19に伝わるのが抑制されることが確認された。
Then, in order to verify the effect of the heat insulating means 16, when the temperature distribution of the light bulb shaped
このように構成された電球形ランプ11によれば、発光モジュール13とグローブ14との間に介在する透光部材15により、LEDチップ34から発生する熱をグローブ14に効率よく熱伝導してグローブ14の表面から効率よく放熱させるとともに、発光モジュール13と点灯回路19との間に介在する断熱手段16により、LEDチップ34の熱が点灯回路19に伝わるのを抑制し、LEDチップ34の熱の影響による点灯回路19の温度上昇を抑制できるため、点灯回路19の信頼性を向上できる。
According to the light bulb shaped
そのため、ミニクリプトン電球タイプの小形の電球形ランプ11であっても、グローブ14からの高い放熱性を確保してLEDチップ34の温度上昇を抑制できるとともに、点灯回路19の温度上昇も抑制できるので、LEDチップ34への入力電力を大きくして光出力を向上させることもできる。
Therefore, even a mini krypton bulb type
また、プラスチックの熱伝導率が0.2〜0.3W/mk程度であるので、断熱手段16の熱伝導率が0.1W/mk以下であれば、LEDチップ34の熱が点灯回路19に伝わるのを効果的に抑制できる。 Further, since the thermal conductivity of the plastic is about 0.2 to 0.3 W / mk, if the thermal conductivity of the heat insulating means 16 is 0.1 W / mk or less, the heat of the LED chip 34 is transferred to the lighting circuit 19. It is possible to effectively suppress the transmission.
断熱手段16のより好ましい熱伝導率は、0.01〜0.05W/mkの範囲であり、これは、直径45mmでランプ電力5W以下のミニクリプトン電球サイズの電球形ランプ11を提供できる。さらに、断熱手段16のより好ましい熱伝導率は、0.01W/mk以下であり、これは、直径45mmでランプ電力5W以上のミニクリプトン電球サイズの電球形ランプ11を提供できる。
A more preferable thermal conductivity of the heat insulating means 16 is in the range of 0.01 to 0.05 W / mk, which can provide a mini-krypton bulb-
なお、断熱手段16は、熱伝導率0.033〜0.050W/mkのグラスウールに限らず、熱伝導率0.036W/mkのポリプロピレン樹脂発泡断熱材、熱伝導率0.07W/mkのケイ酸カルシウム断熱材、熱伝導率0.002W/mkの真空断熱パネルなどを用いてもよい。 The heat insulating means 16 is not limited to glass wool having a thermal conductivity of 0.033 to 0.050 W / mk, but is a polypropylene resin foam heat insulating material having a thermal conductivity of 0.036 W / mk, and a silica having a thermal conductivity of 0.07 W / mk. A calcium acid heat insulating material, a vacuum heat insulating panel having a thermal conductivity of 0.002 W / mk, or the like may be used.
また、断熱手段16としては、発光モジュール13と点灯回路19との間の空気層でもよい。この空気層の場合、熱伝導率0.033W/mkであるが、対流が発生することにより熱伝導率が上昇してしまうので、例えば、アルミ箔を複数層に巻いたものを空気層中に挿入して、熱伝導が生じる空気の対流を抑制する対流抑制手段を用いればよい。
Further, the heat insulating means 16 may be an air layer between the light emitting
あるいは、断熱手段16を空気層で構成する場合、点灯回路19に対向する発光モジュール13の内面にアルミニウムを蒸着し、熱放射率の低いアルミ鏡面とする熱放射抑制手段を用いればよい。プラスチックの熱放射率が0.90〜0.95であるのに対して、アルミ鏡面とした場合の熱放射率は0.05程度に低減できるため、断熱手段16を空気層で構成する場合でも高い断熱性能が得られる。
Alternatively, when the heat insulating means 16 is formed of an air layer, heat radiation suppressing means may be used in which aluminum is vapor-deposited on the inner surface of the
また、発光モジュール13を立体形状とし、その発光モジュール13の内側空間に点灯回路19の一部を収納配置することにより、電球形ランプ11の小形化を図ることができる。このように電球形ランプ11を小形化する場合には、断熱手段16を用いることは小形化にとって有効な手段である。
Further, by making the
また、前記実施の形態では、発光モジュール13の内側に点灯回路19を配置したが、これに限らず、発光モジュール13の外側に点灯回路19を配置してもよい。この場合には、点灯回路19を基体12および口金18の内側に配置し、この点灯回路19と発光モジュール13との間に断熱手段16を介在させればよい。
In the above embodiment, the lighting circuit 19 is disposed inside the
また、電球形ランプ11としては、グローブ14を用いず、透光部材15が電球形ランプ11の発光表面を構成する所望の形状に一体成形されたものでもよい。
Further, the light bulb shaped
また、照明装置としては、電球形ランプ11に限らず、例えば、口金にピンを用いた片口金形のランプ、GX53形口金を用いた薄形のランプなどでもよい。
Further, the lighting device is not limited to the light bulb shaped
11 照明装置としての電球形ランプ
12 基体
13 発光モジュール
15 透光部材
16 断熱手段
19 点灯回路
22 隔壁部
25 放熱部
34 半導体発光素子としてのLEDチップ
51 照明器具
52 器具本体
11 Light bulb shaped lamp as lighting device
12 substrate
13 Light emitting module
15 Translucent member
16 Insulation means
19 Lighting circuit
22 Bulkhead
25 Heat sink
34 LED chips as semiconductor light emitting devices
51 Lighting equipment
52 Instrument body
Claims (5)
発光モジュールを覆うように設けられ、半導体発光素子が発生した熱を自己の表面側に熱伝導して放熱する透光部材と;
半導体発光素子を点灯させる点灯回路と;
発光モジュールと点灯回路との間に介在された断熱手段と;
を具備していることを特徴とする照明装置。 A light emitting module having a semiconductor light emitting element;
A light-transmitting member provided so as to cover the light-emitting module and thermally conducting the heat generated by the semiconductor light-emitting element to the surface side of the light-emitting module;
A lighting circuit for lighting the semiconductor light emitting element;
Heat insulating means interposed between the light emitting module and the lighting circuit;
An illumination device comprising:
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, further comprising: a metal base having a partition wall interposed between the heat insulating means and the lighting circuit, and a heat radiating portion exposed to the outside.
ことを特徴とする請求項1または2記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the heat conductivity of the heat insulating means is 0.1 W / mk or less.
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。 The lighting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the translucent member is formed of a silicone resin in which a light diffusing material is dispersed.
器具本体に配設される請求項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。 An instrument body;
An illumination device according to any one of claims 1 to 4 disposed in the appliance body;
The lighting fixture characterized by comprising.
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