JP2012018885A

JP2012018885A - 照明装置

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Publication number: JP2012018885A
Application number: JP2010156934A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Tsuda; 陽一津田; Taiji Morimoto; 泰司森本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2012-01-26

Abstract

【課題】カバーのひび割れ又は破損を防止することができる照明装置を提供する。
【解決手段】カバー１はガラス製であって、透光性を有する。ヒートシンク１０は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略半球状をなす。ヒートシンク１０の一端側には口金１３を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部２０を有し、装着部２０で囲まれる開口部を有する。ヒートシンク１０の装着部２０には、円形状のＬＥＤ基板４の外縁部を密着させてＬＥＤ基板４を取り付けてある。カバー１の円形状の端部近傍は、カバー１をヒートシンク１０に装着するための被装着部３０をなす。カバー１の被装着部３０とヒートシンク１０の装着部２０との間には、リング２の一部が配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源からの熱を放熱するヒートシンクと、ヒートシンクに装着され、光源を覆うカバーとを備える照明装置に関する。

近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）の高輝度化に伴い、白熱電球や蛍光灯などの光源に代えて、低消費電力、長寿命等の特性を有するＬＥＤが光源として照明装置などに用いられるようになりつつある。

例えば、ＬＥＤチップからの熱を放熱するための金属製のホルダと、ホルダの一面側に取り付けられた透光性のカバーとを備えた電球型ＬＥＤランプが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９−３７９９５号公報

しかしながら、特許文献１の電球型ＬＥＤランプにあっては、カバーの開口縁部をホルダに設けられた溝に嵌めてカバーをホルダに直接装着している。カバーがホルダに直接装着されているため、ＬＥＤランプが発熱すると、カバーとホルダとの熱膨張係数の差に起因してカバーとホルダが接する箇所に力が加えられる。具体的には、カバーがガラス製の場合、金属製のホルダの熱膨張係数はカバーの熱膨張係数より大きい。ＬＥＤランプの発熱に伴いホルダが膨張した場合、ホルダの膨張率がカバーよりも大きいため、カバーがホルダと接触する箇所では、ホルダがカバーを内側から押し広げるように力が働く。このため、ガラス製のカバーがホルダの膨張による力に耐え切れず、ひび割れ又は破損が発生するという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、カバーのひび割れ又は破損を防止することができる照明装置を提供することを目的とする。

本発明に係る照明装置は、光源からの熱を放熱するヒートシンクと、該ヒートシンクに装着され、前記光源を覆うカバーと、該カバーと前記ヒートシンクとの間に設けられ、該カバーと該ヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、光源からの熱を放熱するヒートシンクと、ヒートシンクに装着され、光源を覆うカバーとの間に設けられ、カバーとヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材を備える。例えば、カバーとヒートシンクとの装着部分に緩和部材を配置して、カバーとヒートシンクとを離隔させることができるので、カバーとヒートシンクとの熱膨張係数の差が大きい場合でも、カバーとヒートシンクとの間に直接熱膨張係数の差に起因する力が集中することがなく、また発生した力を緩和部材で分散させることができる。これにより、光源の発光時に発生する熱によりカバーがひび割れ又は破損することを防止することができる。

本発明に係る照明装置は、前記緩和部材は、前記カバーを前記ヒートシンクに保持することを特徴とする。

本発明にあっては、緩和部材は、カバーをヒートシンクに保持する機能を兼ねることができる。

本発明に係る照明装置は、前記緩和部材は、熱可塑性樹脂製であることを特徴とする。

本発明にあっては、緩和部材は、熱可塑性樹脂製である。緩和部材の材料としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂製の緩和部材を用いることにより、熱膨張係数をさらに大きくすることができるので、カバーとヒートシンクとの間の熱膨張係数の差に起因する力を一層分散させることができる。

本発明に係る照明装置は、前記ヒートシンク及びカバーは、それぞれ枠状の装着部及び被装着部を有し、前記緩和部材は、前記装着部に周設してあることを特徴とする。

本発明にあっては、ヒートシンク及びカバーは、それぞれ枠状の装着部及び被装着部を有し、緩和部材は、装着部に周設してある。例えば、電球型のＬＥＤランプのように、ヒートシンクの装着部とカバーの被装着部とが枠状をなす場合、装着部に緩和部材を周設することにより、装着部及び被装着部のいずれの個所において熱膨張係数の差に起因する力が集中することを防止することができる。

本発明によれば、光源の発光時に発生する熱によりカバーがひび割れ又は破損することを防止することができる。

実施の形態１の照明装置の要部分解斜視図である。実施の形態１の照明装置の縦断面図である。壁部材を設けた場合の装着部の一例を示す要部拡大図である。壁部材を設けた場合の装着部の他の例を示す要部拡大図である。壁部材を設けない場合の装着部の一例を示す要部拡大図である。壁部材を設けない場合の装着部の他の例を示す要部拡大図である。実施の形態２の照明装置の縦断面図である。実施の形態２の照明装置の配光特性の一例を示す模式図である。従来の被処理部を有さない照明装置の配光特性の一例を示す模式図である。照明装置の配置例を示す模式図である。全周配光特性の一例を示す説明図である。図１０のｙ軸方向の明るさを線形目盛りで示す説明図である。図１０のｙ軸方向の明るさを対数目盛りで示す説明図である。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は実施の形態１の照明装置１００の要部分解斜視図である。照明装置１００は、例えば、４０Ｗ、６０Ｗなどの電球型をなす。

図１に示すように、照明装置１００は、外部のソケットに嵌めて商用電源に電気的に接続するための口金１３、照明装置１００で発生する熱を放熱するため中空（筒状）の金属製のヒートシンク１０、口金１３とヒートシンク１０とを連結するとともに両者を電気的に絶縁する円筒状の絶縁部材１２、絶縁部材１２の内側に嵌装される環状部材１１、ヒートシンク１０の内側に配置されるとともにＬＥＤチップ３に所要の電力を供給する電源モジュール８、電源モジュール８の電源部がヒートシンク１０に触れることを防止する絶縁カバー９、電源モジュール８を取り付けるための取り付け部材６、光源としてのＬＥＤチップ３が実装された円形状のＬＥＤ基板４、ＬＥＤ基板４を絶縁する絶縁シート５、ＬＥＤ基板４と電源モジュール８とを電気的に接続するハーネス（不図示）、電源モジュール８と口金１３とを電気的に接続するハーネス（不図示）、ヒートシンク１０に装着されるとともにＬＥＤチップ３を覆うガラス製のカバー１、カバー１の被装着部３０とヒートシンク１０の装着部２０との間に配置される緩和部材としてのリング２などを備える。

ヒートシンク１０は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略半球状をなす。ヒートシンク１０の一端側には口金１３を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部２０を有し、装着部２０で囲まれる開口部を有する。ＬＥＤ基板４は、ヒートシンク１０の装着部２０に取り付けられる。なお、ヒートシンク１０の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性に優れた金属であれば、他の金属を用いることもできるが、アルミニウムを用いることにより、軽量化を図ることができる。

カバー１は、ガラス製であって、透光性を有する。ガラス製のカバー１を用いることにより、合成樹脂製のカバーに比べて発熱による色の変色を抑制することができるのみならず、照明装置１００に高級感を持たせることができ、外観デザイン上優れた面を有する。なお、カバー１はガラス製に限らず、ガラスと異なる熱膨張係数を有する材料製であってもよく、例えばアクリルやポリカーボネート等の合成樹脂製であってもよい。

図２は実施の形態１の照明装置１００の縦断面図であり、図３は壁部材を設けた場合の装着部の一例を示す要部拡大図である。図３は図２の符号Ａで示す箇所の拡大図である。図２に示すように、ヒートシンク１０の他端側に設けられた枠状の装着部２０には、円形状のＬＥＤ基板４の外縁部を密着させてＬＥＤ基板４を取り付けてある。これにより、ＬＥＤチップ３で発生した熱を、ＬＥＤ基板４、ヒートシンク１０を介して外部へ放熱することができる。

カバー１の円形状の端部近傍は、カバー１をヒートシンク１０に装着するための被装着部３０をなす。カバー１の被装着部３０とヒートシンク１０の装着部２０との間には、緩和部材としてのリング２の一部が配置される。これにより、カバー１がヒートシンク１０に直接接触することなく離隔してリング２によって間接的にヒートシンク１０に装着されて保持される。なお、ヒートシンク１０とリング２とは嵌合させてもよく、耐熱性及び耐候性に優れたシリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。また、カバー１とリング２とは嵌合させてもよく、シリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。

リング２は、合成樹脂製である。リング２の材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。なお、リング２の材料は、熱可塑性の合成樹脂に限定されるものではなく、例えば、後述の図３及び図５に示すようにカバー１とヒートシンク１０の熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和することができるものであれば、熱膨張係数がガラス製のカバー１の熱膨張係数以上の材料製であればよく、熱膨張係数がガラスより大きい、錫などの金属製であってもよい。

図３に示すように、ヒートシンク１０の装着部２０には、適宜の高さ寸法を有する壁部材２１を周設してある。なお、図３に例示した壁部材２１の断面形状は、矩形状をなすが、断面形状はこれに限定されるものではなく、他の形状であってもよい。

リング２は、ヒートシンク１０の装着部２０に当接して装着する装着面２ｃ、壁部材２１に嵌合する溝部２ａ、カバー１の被装着部３０に当接して装着する装着面２ｂを有する。図３に示すリング２の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、適宜決定することができる。

ＬＥＤチップ３に電力が供給され点灯した場合、ＬＥＤチップ３で発生した熱がヒートシンク１０、カバー１、リング２等に伝わり、各部の温度が上昇する。ガラス製のカバー１の熱膨張係数（線膨張係数）は、例えば、８ｐｐｍ／℃程度である。また、アルミニウム又はアルミニウム合金製のヒートシンク１０の熱膨張係数（線膨張係数）は、例えば、２３ｐｐｍ／℃程度であり、ガラス製のカバーの熱膨張係数の２倍以上大きい。

図３に示すように、ＬＥＤチップ３で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク１０もカバー１も外側（図３の符号Ｆで示す方向）に膨張する。そして、ヒートシンク１０の熱膨張係数がカバー１の熱膨張係数より大きく、この熱膨張係数の差に起因した温度上昇に応じて符号Ｆの方向の膨張度合の差が大きくなる。

本実施の形態では、ヒートシンク１０とカバー１との間に配置され、ヒートシンク１０とカバー１との熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材としてのリング２を備える。つまり、カバー１の被装着部３０とヒートシンク１０の装着部２０との間に緩和部材としてのリング２を配置して、カバー１とヒートシンク１０とが直接接触してカバー１がヒートシンク１０に装着されることなく、リング２にて離隔してカバー１をヒートシンク１０に保持する。即ち、リング２は緩和部材としての機能と、カバー１の保持部材としての機能を兼ねる。なお、カバー１をヒートシンク１０に保持する保持部材としては、リング２で保持する構成に限らず、別途リング２と異なる保持部材を用いてカバー１をヒートシンク１０に保持してもよい。

特許文献１に記載の従来技術のように、装着部３０の外側面とヒートシンク１０の壁部材２１とを直接接着して固定する場合、ヒートシンク１０の熱膨張係数がカバー１の熱膨張係数よりも大きいのでヒートシンク１０がカバー１を符号Ｆ側に引っ張る方向、換言するとヒートシンク１０とカバー１との相対距離が伸長する方向にヒートシンク１０からカバー１に力がそのまま直接加えられる。

本実施の形態では、カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差が大きい場合でも、ヒートシンク１０が膨張することにより生ずるカバー１に加えられる力を、カバー１を間接的にヒートシンク１０に保持するリング２によって吸収することができる。これにより、ヒートシンク１０とカバー１との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができ、照明装置１００の点灯による発光時に発生する熱によりカバー１がひび割れ又は破損することを防止することができる。

より具体的には、緩和部材であるリング２の熱膨張係数は、カバー１の熱膨張係数より大きい。これにより、カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差が大きい場合でも、ヒートシンク１０が膨張してカバー１とヒートシンク１０との相対距離の伸長に応じてリング２が熱膨張して伸長することで、ヒートシンク１０とカバー１との間に隙間を生じさせることなく、ヒートシンク１０がカバー１を引っ張るように符号Ｆ側に加える力を吸収することができる。つまり、カバー１とヒートシンク１０との間の大きな熱膨張係数の差に起因する力を、より熱膨張係数の差が小さいカバー１とリング２との間、及びリング２とヒートシンク１０との間で緩和することができ、熱膨張係数の差に起因する力がカバー１及びヒートシンク１０とリング２との接触箇所付近に集中することを抑制することができる。この場合、リング２の材料は、合成樹脂であってもよく、熱膨張係数の大きい金属（例えば、錫など）であってもよい。

また、緩和部材として、合成樹脂製のリング２を用いることもできる。合成樹脂としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。このような合成樹脂製のリング２を用いた場合、リング２の熱膨張係数（線膨張係数）は、例えば、１００〜１１０ｐｐｍ／℃程度となる。合成樹脂製のリング２を用いることにより、熱膨張係数をさらに大きくすることができ、カバーとヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を一層緩和することができる。

また、カバー１及びヒートシンク１０それぞれは、枠状の被装着部３０、装着部２０を有し、リング２を被装着部３０、装着部２０に周設してある。これにより、被装着部３０、装着部２０のいずれの個所において熱膨張係数の差に起因する力によって応力が集中することを防止することができる。

また、ヒートシンク１０は、装着部２０に周設した壁部材２１を備え、カバー１の被装着部３０を、壁部材２１の内側面に沿って設けられたリング２の装着面２ｂに当接してある。すなわち、カバー１の被装着部３０をヒートシンク１０の壁部材２１の内側に装着する場合、壁部材２１の内側面には、ヒートシンク１０とカバー１とを離隔してカバー１をヒートシンク１０に保持するリング２の一部が存在するので、カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。

リング２として、熱可塑性の樹脂を用いることにより、照明装置１００を点灯させて発熱が生じた場合、リング２の温度がガラス転移温度（例えば、６０℃〜８０℃）を超えることでリング２は適度に軟化する。そして、ガラス製のカバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差によりヒートシンク１０がカバー１よりも熱膨張による変位が大きく、カバー１を符号Ｆ方向に引っ張るように力が加えられる場合でも、リング２自身が比較的容易に変形して伸長することが可能となり、カバー１とヒートシンク１０の熱膨張係数の差による力を吸収（緩和）し、ガラス製のカバーのひび割れ又は破損を防止することができる。すなわち、熱膨張によって相対距離が伸長するカバー１とヒートシンク１０との間にリング２が設けられることで、熱膨張によるカバー１とヒートシンク１０との相対距離の伸長に起因する力を緩和することが可能となる。なお、上述のように、カバー１とヒートシンク１０の熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和するリング２の材料は熱可塑性樹脂に限らず、カバー１よりも熱膨張係数が大きい材料製であればよい。

また、輸送時などの振動によりガラス製のカバー１に機械的な衝撃が加わった場合でも、合成樹脂製のリング２が熱緩衝材となることで、カバー１の破損を防止することができる。

図４は壁部材を設けた場合の装着部の他の例を示す要部拡大図である。図３の例では、壁部材２１の内側にカバー１の被装着部３０を装着する構成であったが、図４は壁部材２１の外側にカバー１の被装着部３０を装着する構成である。

図４に示すように、ＬＥＤチップ３で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク１０もカバー１も外側（図４の符号Ｆで示す方向）に膨張する。そして、ヒートシンク１０の熱膨張係数がカバー１の熱膨張係数より大きいため、温度上昇に応じて符号Ｆの方向の膨張度合の差が大きくなる。

リング２は、ヒートシンク１０の装着部２０に当接して装着する装着面２ｃ、壁部材２１に嵌合する溝部２ａ、カバー１の被装着部３０に当接して装着する装着面２ｂを有する。そして、カバー１の被装着部３０を、壁部材２１の外側面に沿って設けられたリング２の装着面２ｂに当接してある。すなわち、カバー１の被装着部３０をヒートシンク１０の壁部材２１の外側に装着する場合、壁部材２１の外側面には、ヒートシンク１０とカバー１とを離隔してカバー１をヒートシンク１０に保持するリング２の一部が存在するので、カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。

リング２として、熱可塑性の樹脂を用いることにより、照明装置１００を点灯させて発熱が生じた場合、リング２の温度がガラス転移温度（例えば、６０℃〜８０℃）を超えることでリング２は適度に軟化する。そして、ガラス製のカバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差によりヒートシンク１０がカバー１よりも熱膨張による変位が大きく、カバー１とヒートシンク１０との相対距離が縮小する。このとき、ヒートシンク１０からカバー１を符号Ｆ方向に圧縮するように力が加えられる場合でも、リング２自身が比較的容易に軟化して変形することが可能となり、カバー１とヒートシンク１０の熱膨張係数の差による力を吸収（緩和）し、ガラス製のカバーのひび割れ又は破損を防止することができる。すなわち、熱膨張によって相対距離が縮小するカバー１とヒートシンク１０との間にリング２が設けられることで、熱膨張によるカバー１とヒートシンク１０との相対距離の縮小に起因する力を緩和することが可能となる。

図５は壁部材を設けない場合の装着部の一例を示す要部拡大図である。図５に示すように、ヒートシンク１０は、装着部２０に壁部材２１を設けていない。リング２は、ヒートシンク１０の装着部２０に当接して装着する装着面２ｃ、カバー１の被装着部３０に当接して装着する装着面２ｂを有する。これにより、リング２は、カバー１をヒートシンク１０に保持する。図５の例では、リング２をカバー１の外側に配置している。なお、図５に示すリング２の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、適宜決定することができる。

なお、ヒートシンク１０とリング２とは嵌合させてもよく、耐熱性及び耐候性に優れたシリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。また、カバー１とリング２とは嵌合させてもよく、シリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。

図５に示すように、ＬＥＤチップ３で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク１０もカバー１も外側（図５の符号Ｆで示す方向）に膨張する。そして、ヒートシンク１０の熱膨張係数がカバー１の熱膨張係数より大きいため、温度上昇に応じて符号Ｆの方向の膨張度合の差が大きくなる。

図５の例では、ヒートシンク１０とカバー１との間に配置され、カバー１をヒートシンク１０に離隔して保持する熱可塑性樹脂製のリング２を備える。つまり、カバー１の被装着部３０とヒートシンク１０の装着部２０との間にリング２の一部を配置して、カバー１とヒートシンク１０とが直接接触することなく離隔させる。カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差が大きいため、ヒートシンク１０がカバー１よりも熱膨張による変位が大きく、カバー１を符号Ｆ方向に引っ張るように力が加えられる場合でも、カバー１とヒートシンク１０との間のリング２がガラス転移温度を超えることで伸長し、カバーに加わる力を吸収する。これにより、カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。即ち、リング２はカバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和する。これにより、照明装置１００の点灯による発光時に発生する熱によりカバー１がひび割れ又は破損することを防止することができる。なお、図５のようにカバー１とヒートシンク１０の熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和するリング２の材料は、図３の場合と同様に熱可塑性樹脂に限らず、カバー１よりも熱膨張係数が大きい材料製であればよい。

図６は壁部材を設けない場合の装着部の他の例を示す要部拡大図である。図６に示すように、ヒートシンク１０は、装着部２０に壁部材２１を設けていない。リング２は、ヒートシンク１０の装着部２０に当接して装着する装着面２ｃ、カバー１の被装着部３０に当接して装着する装着面２ｂを有する。これにより、リング２は、カバー１をヒートシンク１０に保持する。図６の例では、熱可塑性樹脂製のリング２をカバー１の内側に配置している。なお、図６に示すリング２の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、適宜決定することができる。

図６に示すように、ＬＥＤチップ３で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク１０もカバー１も外側（図６の符号Ｆで示す方向）に膨張する。そして、ヒートシンク１０の熱膨張係数がカバー１の熱膨張係数より大きいため、温度上昇に応じて符号Ｆの方向の膨張度合の差が大きくなる。

図６の例では、ヒートシンク１０とカバー１との間に配置され、ヒートシンク１０とカバー１とを離隔させる熱可塑性樹脂製のリング２を備える。つまり、カバー１の被装着部３０とヒートシンク１０の装着部２０との間にリング２の一部を配置して、カバー１とヒートシンク１０とが直接接触することなく離隔させる。カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差が大きいため、ヒートシンク１０がカバー１よりも熱膨張による変位が大きく、リング２を介してヒートシンク１０がカバー１を符号Ｆ方向に圧縮するように力が加えられる場合でも、カバー１とヒートシンク１０との間のリング２がガラス転移温度を超えて軟化し変形することでカバー１に加わる力を吸収する。これにより、カバー１とヒートシンク１０との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。
これにより、照明装置１００の点灯による発光時に発生する熱によりカバー１がひび割れ又は破損することを防止することができる。

（実施の形態２）
図７は実施の形態２の照明装置２００の縦断面図である。照明装置２００は、シャンデリア用の電球型の照明装置である。図７に示すように、照明装置２００は、外部のソケットに嵌めて商用電源に電気的に接続するための口金５７、照明装置２００で発生する熱を放熱するため中空（筒状）の金属製のヒートシンク５４、口金５７とヒートシンク５４とを連結するとともに両者を電気的に絶縁する円筒状の絶縁部材５８、ヒートシンク５４の内側に配置されるとともにＬＥＤモジュール５３に所要の電力を供給する電源モジュール５５、ＬＥＤモジュール５３から出射される光の進路方向を変えるためのレンズ５６、ヒートシンク５４に装着されるとともにＬＥＤモジュール５３を覆うガラス製のカバー５１、カバー５１の被装着部とヒートシンク５４の装着部との間に配置される緩和部材としてのリング５２などを備える。カバー５１は、透明である。

ヒートシンク５４は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略円筒状をなす。ヒートシンク５４の一端側には口金５７を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部５４１を有し、装着部５４１で囲まれる開口部を有する。ＬＥＤモジュール５３は、ヒートシンク５４の装着部５４１に取り付けられる。なお、ヒートシンク５４の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性に優れた金属であれば、他の金属を用いることもできるが、アルミニウムを用いることにより、軽量化を図ることができる。

カバー５１は、ガラス製であって、透光性を有する。ガラス製のカバー５１を用いることにより、合成樹脂製のカバーに比べて発熱による色の変色を抑制することができるのみならず、照明装置２００に高級感を持たせることができ、外観デザイン上優れた面を有する。

レンズ５６は、略円柱状をなし、上面には半球面状の凹部を有する。これにより、ＬＥＤモジュール５３の発光点を上方に移動させることができるとともに、ＬＥＤモジュール５３から放射された光は、レンズ５６を透過する際に屈折し後述のとおり、広い範囲に光を放射することができる。

実施の形態２において、ヒートシンク５４の装着部５４１、カバー５１の被装着部５１１及びリング５２の構造又は形状は、図３〜図６で例示した構成とすることができる。

次に、実施の形態２の照明装置２００の配光特性について説明する。図８は実施の形態２の照明装置２００の配光特性の一例を示す模式図である。なお、図８において、ＬＥＤモジュール５３、レンズ５６は、簡略化して図示している。また、図中の矢印は、光の進行方向を模式的に示す。

ＬＥＤモジュール５３から出射された光は、ＬＥＤモジュール５３の上側に配置されたレンズ５６の中を透過する。そして、レンズ５６を透過する光は、レンズ５６の中央部に形成された略球面状の頂点５６１付近で発光点を形成する。すなわち、ＬＥＤモジュール５３の出射面（発光点）が、頂点５６１付近に存在するかのように光が照射される。これにより、頂点５６１付近の発光点から周囲の全方向へ広い配光角で光が放射される。

カバー５１のＬＥＤモジュール５３側には、端部に近づくに応じて光の透過率又は散乱率が徐々に大きくなるような処理が施された被処理部５１２を設ける。このような処理の例としては、例えば、密度又は大きさを徐々に変えた光を遮蔽するドットパターンをカバー５１に形成する方法、カバー５１の内側の側面に徐々に間隔を変えた凹部又は凸部を形成する方法、ＬＥＤモジュールからの光を拡散する拡散部材の封入密度を徐々に変化させる方法などがある。なお、透過率又は拡散率を徐々に変えることができる構造であれば、上述の例に限定されない。

図９は従来の被処理部５１２を有さない照明装置３００の配光特性の一例を示す模式図である。なお、図９において、ＬＥＤモジュール５３、レンズ５６は、簡略化して図示している。また、図中の矢印は、光の進行方向を模式的に示す。図９に示すように、透過率又は拡散率を徐々に変えるための被処理部５１２をカバー５１に施さない場合、壁面７０に照射される光は、ヒートシンク５４とカバー５１との境目で急激に変化する。このため、例えば、壁面７０に照射される光は、壁面の７１１の位置より下方には届かず、壁面７０に影７１が生じる。

次に、実施の形態２の照明装置２００の配光特性と、比較例としての従来の照明装置の配光特性との違いを示す実験データについて説明する。図１０は照明装置２００の配置例を示す模式図である。実施の形態２の照明装置２００及び従来の照明装置３００を図１０に示すように、カバーの先端を下側にして配置し、下向きにｙ軸をとり、カバーとヒートシンクとの境界付近をｙ軸のゼロを設定する。

図１１は全周配光特性の一例を示す説明図である。図１１において、径方向の数値は明るさを示し、周方向のゼロは真下、１８０は真上の方向を示す。図１１に示すように、実施の形態２の照明装置２００では、比較例（従来の照明装置３００）に比べて全周配光特性の凹凸の変化が少なくなっている。特に照明装置の真横方向（すなわち、ヒートシンクとカバーとの境目と水平な方向）の急激な変化が緩和されていることがわかる。

図１２は図１０のｙ軸方向の明るさを線形目盛りで示す説明図であり、図１３は図１０のｙ軸方向の明るさを対数目盛りで示す説明図である。図１２、図１３に示すように、比較例に比べて、実施の形態２の照明装置２００では、ｙ軸の負の範囲で明るさが小さくなるのを抑制してｙ軸の正負の範囲に亘って明るさの変化が抑制されていることがわかる。特に人間の目は、明るさを対数で感じるので、明るさを対数目盛で示す図１３から、実施の形態２の照明装置２が比較例の場合と比べて配光特性が顕著に改善され、明暗パターンが発生することを防止することがわかる。

このように、従来の照明装置３００では、配光特性がある位置を境にして急変する。このため、例えば、室内で照明装置３００を使用した場合、壁面、床面、天井面などに不連続な光の明暗パターンが形成され、違和感が生じるとともに照明装置としての品位が低下するという問題があった。特にＬＥＤを光源として用いる照明装置では、白熱電球の場合と異なり、放熱用のヒートシンクを必要とすること、ＬＥＤが発する光の指向性等により一層、当該問題が顕著であった。

一方、実施の形態２の照明装置２００では、図８に示すように、カバー５１とヒートシンク５４の境界付近に被処理部５１２を設けることにより、発光点５６１から放射される光は、カバー５１のヒートシンク５４側に近づくにつれて、透過率又は散乱率が徐々に大きくなるので、壁面７０に照射される光が急激に変化することがない。これにより、従来のような壁面７０に生じる影を目立ちにくくし、光の明暗パターンも生じることがなく、品位が低下することもなく違和感のない照明を実現することができる。また、従来の白熱電球に近い配光特性を持ったＬＥＤ照明装置を実現することができる。

上述の実施の形態では、光源としてＬＥＤモジュールを備える照明装置について説明したが、光源はＬＥＤモジュールに限定されるものではなく、面発光を有する発光素子であれば、ＥＬ（Electro Luminescence）などでもよい。

１カバー
２リング（緩和部材）
３ＬＥＤチップ（光源）
４ＬＥＤ基板
１０ヒートシンク
２０装着部
３０被装着部
２１壁部材
５１カバー
５２リング（緩和部材）
５３ＬＥＤモジュール（光源）
５４ヒートシンク
５１１被装着部
５４１装着部

Claims

光源からの熱を放熱するヒートシンクと、
該ヒートシンクに装着され、前記光源を覆うカバーと、
該カバーと前記ヒートシンクとの間に設けられ、該カバーと該ヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材と
を備えることを特徴とする照明装置。
前記緩和部材は、
前記カバーを前記ヒートシンクに保持することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記緩和部材は、
熱可塑性樹脂製であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
前記ヒートシンク及びカバーは、
それぞれ枠状の装着部及び被装着部を有し、
前記緩和部材は、
前記装着部に周設してあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。