JP2012074253A - ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】グローブ内に回路ユニットを配した構成のランプにおいて、当該回路ユニットが存在することによる光量の低下が可能な限り抑制され、かつ、半導体発光素子の光色によらずランプの光色を適宜設定可能であるランプを提供する。
【解決手段】グローブ７と口金１１とを含む外囲器内に、少なくとも１つの半導体発光素子１７と、前記口金１１から受電される電力を変換して前記半導体発光素子１７を発光させるための回路ユニット９とが格納されたランプ１において、前記回路ユニット９が、前記半導体発光素子１７に対して前記口金１１と反対側であって前記グローブ７内に、波長変換部材５３で覆われ且つ支持具７３，７５，７９，８１によって支持された状態で配されており、前記波長変換部材５３は、前記半導体発光素子１７から前記回路ユニット９に向けて出射された光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換し、前記グローブへ向けて放出する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ランプに関し、特に、口金を有しかつ回路ユニットを内蔵したランプに関する。

半導体発光素子を発光体とするランプの一つとして、電球形のＬＥＤランプが普及しつつある。
当該ＬＥＤランプは、一般的に、一の実装基板に多数のＬＥＤを実装し、当該実装基板の裏側、口金との間に存する筐体空間内にＬＥＤを点灯するための回路ユニットが収納され、ＬＥＤから発せられる光を、グローブを介して外部に出射する構成を有している（特許文献１）。

また、筐体を良熱伝導材料である金属で形成し、ＬＥＤで発生した熱を口金へと伝導し、当該筐体に熱が蓄積しないようにしているものもある（非特許文献１（第１２頁）参照）。

特開２００６−３１３７１７号公報

「ランプ総合カタログ ２０１０」発行：パナソニック株式会社 ライティング社他

ところで、金属筐体を伝導する熱は、筐体内部にも放熱され、回路ユニットはその影響を受ける。回路ユニットを構成する電子部品の中には、熱の影響により寿命が大きく左右されるものがある。

そこで、本願の発明者らは、回路ユニットの寿命を低下させることなく、ＬＥＤへの通電量を増大し、一層輝度を向上させることができる電球形のＬＥＤランプとして、実装基板を挟んで口金と反対側のグローブ内に回路ユニットを収納する構成とした発明を創作した。これによれば、ＬＥＤから口金に至る熱伝導経路に回路ユニットが存在しないため、回路ユニットの制約を受けることがなくなり、ＬＥＤへの通電量を増大することができる。また、ＬＥＤからの光の出射方向に回路ユニットが位置することによる配光特性への悪影響もさほど問題とならないことも確認した。

しかしながら、さほど問題にならないとはいえ、上記構成のランプでは、光出射方向に回路ユニットを配したことにより、当該回路ユニットで光が吸収されてしまい、光出射方向前方の光量が僅かではあるが低減されてしまう。

また、上記構成のランプにおいて、特定の光色を有するＬＥＤを共通の部品として使用しながら、光色の異なる様々な種類のランプを製造することができれば、ランプの低コスト化に有利である。

そこで、本発明は、グローブ内に回路ユニットを配した構成のランプにおいて、当該回路ユニットが存在することによる光量の低下が可能な限り抑制され、かつ、半導体発光素子の光色によらずランプの光色を適宜設定可能であるランプを提供することを目的とする。

本発明に係るランプは、グローブと口金とを含む外囲器内に、少なくとも１つの半導体発光素子と、前記口金から受電される電力を変換して前記半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが格納されたランプにおいて、前記回路ユニットが、前記半導体発光素子に対して前記口金と反対側であって前記グローブ内に、波長変換部材で覆われ且つ支持具によって支持された状態で配されており、前記波長変換部材は、前記半導体発光素子から前記回路ユニットに向けて出射された光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換し、前記グローブへ向けて放出することを特徴とする。

本発明に係るランプは、半導体発光素子から回路ユニットに向けて出射された光が、波長変換部材を介してグローブへ向けて放出される構成であるため、波長変換部材がなければ回路ユニットで吸収されてしまうはずであった光を前記グローブの外部へと取り出すことができる。したがって、グローブ内に回路ユニットを配した構成であっても、光量の低下を可能な限り抑制することができる。

また、波長変換部材により半導体発光素子から出射された光の少なくとも一部が波長変換される構成であるため、半導体発光素子から出射された光とは異なる色の光をグローブの外部へ取り出すことができる。したがって、波長変換の態様の調整により波長変換部材から放出される光の色を適宜設定することができ、特定の光色の半導体発光素子を共通の部品として使用しながら、光色の異なる様々な種類のランプを製造することができるため、ランプの低コスト化に有利である。

第１の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図 第２の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図 第３の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図 第４の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図 第５の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図 第６の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図

以下、本実施の形態に係るランプについて、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態で記載している、材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。さらに、他の実施の形態との構成の一部同士の組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。

また、ここでは、半導体発光素子としてＬＥＤを利用する形態について説明するが、半導体発光素子は、例えば、ＬＤ（レーザダイオード）であっても良く、ＥＬ素子（エレクトリックルミネッセンス素子）であっても良い。

＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面矢視図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係るＬＥＤランプ（本発明に係る「ランプ」に相当）１は、ＬＥＤを光源として有するＬＥＤモジュール３と、ＬＥＤモジュール３を搭載する台座５と、ＬＥＤモジュール３を覆うグローブ７と、ＬＥＤを発光させるための回路ユニット９と、回路ユニット９と電気的に接続されている口金１１と、回路ユニット９を覆う回路ケース１３とを備える。なお、ＬＥＤランプ１は、所謂、電球形のランプである。

つまり、ＬＥＤランプ１は、グローブ７と口金１１とを含む外囲器内に、半導体発光素子であるＬＥＤと、口金１１から受電される電力を変換してＬＥＤを発光させるための回路ユニット９とを格納し、回路ユニット９は、ＬＥＤに対して口金１１と反対側であってグローブ７内に、回路ケース１３に覆われた状態で配置されている。

（１）ＬＥＤモジュール
ＬＥＤモジュール３は、実装基板１５と、実装基板１５の表面に実装された複数のＬＥＤ１７と、実装基板１５上において複数のＬＥＤ１７を被覆する封止体１９とを有する。封止体１９は、主に、透光性材料からなり、ＬＥＤ１７から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する必要がある場合は、光の波長を変換する波長変換材料が前記透光性材料に混入される。透光性材料としては例えばシリコーン樹脂を利用することができ、また、波長変換材料としては例えば蛍光体粒子を利用することができる。

本実施の形態に係るＬＥＤモジュール３では、青色光を出射するＬＥＤ１７と、波長変換材料が混入されていない透光性材料で形成された封止体１９とを採用しており、ＬＥＤ１７から出射された青色光は、波長変換されることなく封止体１９を透過し、ＬＥＤモジュール３からは青色光が発せられる。

（２）台座
台座５は、筒状の筒体２１と、椀状の蓋体２３とからなる。蓋体２３は、椀内側が回路ユニット９側に向けられており、筒体２１の回路ユニット９側の開口を塞ぐようにして筒体２１に延設されている。蓋体２３の外周縁部は筒体２１よりも外側に張り出しており、その外周縁部にグローブ７の開口側端部２５を嵌め込むための円環状の溝部２７が設けられている。この溝部２７にグローブ７の開口側端部２５を嵌めこみ接着剤２９で固着することによって台座５にグローブ７が固着されている。また、筒体２１は、蓋体２３と反対側の端部に口金１１が外嵌されており、これによって台座５と口金１１とが組み合わされていると共に、蓋体２３と反対側の開口３１が塞がれている。

蓋体２３の回路ユニット９側の表面（蓋体表面）３３にはＬＥＤモジュール３が搭載されている。なお、ＬＥＤモジュール３の台座５への搭載は、例えば、ネジ、接着剤、係合構造を利用することで行われている。点灯時にＬＥＤ１７で発生した熱は、台座５を介して口金１１へと伝えられ、口金１１から照明器具へと伝えられる。

（３）グローブ
グローブ７は、本実施の形態では開口側端部２５が台座５に固着され、グローブ７と台座５と口金１１とで外囲器が構成されている。グローブ７の形状（タイプ）は特に限定されるものではないが、本実施の形態ではボール電球に似た形状であるＧタイプが利用されている。

グローブ７は、円筒状をした筒部３５と、筒部３５の回路ユニット９側の端縁から球状に膨らんだ球状部３７とを有する。なお、筒部３５の一端部がグローブ７の開口側端部２５である。

球状部３７の内面３９に入射した光はグローブ７を透過し外部へ取り出される。球状部３７の内面には、ＬＥＤモジュール３から発せられた光を拡散させる拡散処理、例えば、シリカや白色顔料等による拡散処理が施されている。

（４）回路ユニット
回路ユニット９は、回路基板４１と、回路基板４１に実装された各種の電子部品４３，４５とから構成され、後述する支持具によって支持された状態で、グローブ７の球状部３７内に格納されている。電子部品４３は回路基板４１に対して口金１１側に配置され、電子部品４５は回路基板４１に対して口金１１とは反対側（グローブ７側）に配置されている。なお、電子部品は、便宜上「４３」、「４５」の２つの符号だけを用いているが、電子部品は「４３」、「４５」以外にも存在する。

図２に示すように、回路基板４１は、本実施の形態では円板状をし、ＬＥＤランプを平面視したときに（ＬＥＤランプ１を口金１１と反対側からランプ軸Ｚに沿った方向に見たときに、すなわち図２においては紙面上方から下方を見たときに）、ＬＥＤモジュール３の封止体１９の上方に位置し、封止体１９の位置と回路基板４１の位置とが重なっている（ここでは、封止体１９の全領域が回路基板４１の領域内に位置している）。

（５）口金
口金１１は、ＬＥＤランプ１が照明器具に取着されて点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるためのものである。

口金１１の種類は、特に限定するものではないが、ここではエジソンタイプが使用されている。図１に戻って、口金１１は、筒状であって周面が雄ネジとなっているシェル部４７と、シェル部４７に絶縁材料４９を介して装着されたアイレット部５１とを有する。

（６）回路ケース
回路ケース１３は、ＬＥＤモジュール３に対して口金１１と反対側であってグローブ７内に配されており、波長変換部材５３で構成される。

波長変換部材５３は、内部空間に回路ユニット９が格納された中空の殻体である。波長変換部材５３の外観形状は球であり、その球の中心Ｏはグローブ７の球状部３７の中心に位置する。なお、波長変換部材５３の外観形状は、本実施の形態では球であるが、球以外の楕円体であっても良い。また、楕円体に限定されず、正多面体、半正多面体、準正多面体、星型正多面体および一様多面体等のような多面体であっても良く、円錐および角錐等のような錐体であっても良く、双円錐、双角錐およびねじれ双角錐等のような双錐体であっても良く、円錐台および角錐台等のような錐台であっても良く、円柱、角柱および反角柱等のような柱体であっても良い。

波長変換部材５３の外径はグローブ７の筒部３５の内径よりも大きく、筒部３５から球状部３７内に波長変換部材５３を挿入することができる。既存の電球やコンパクト蛍光灯代替を想定すると、筒部３５の内径は、口金１１の内径と同等以上、球状部３７の内径と同等以下であることが好ましい。

波長変換部材５３は、第１部材５５と第２部材５７とで構成される。第１部材５５および第２部材５７は、それぞれ半球ドーム状であって、ランプ軸Ｚと直交し且つ中心Ｏを含む仮想面で波長変換部材５３を２分割して得られる。第１部材５５が波長変換部材５３の口金１１側の部分を構成し、第２部材５７が残りの部分を構成する。

第１部材５５および第２部材５７は、それぞれ光の波長を変換する波長変換材料が混入された透光性材料からなる。透光性材料としては、例えばポリカーボネートなどの樹脂やガラスを利用することができる。また、波長変換材料としては例えば蛍光体粒子を利用することができる。本実施の形態では、蛍光体粒子として、青色光を黄色光に変換する黄色蛍光体粒子を利用している。

なお、本実施の形態では、回路ケース１３全体が波長変換部材５３で構成されていたが、必ずしも回路ケース１３全体が波長変換部材５３で構成されている必要はない。すなわち、回路ケース１３の一部が波長変換機能を有さない部材で構成されていても良い。例えば、第２部材５７が波長変換材料の混入されていない透光性材料からなり波長変換機能を有さない構成であっても良い。この場合、第１部材５５のみが波長変換部材であって、第２部材５７は波長変換部材でない。

波長変換部材５３の外面（外側の球面）は、ＬＥＤモジュール３から出射された青色光を受光する受光面となっている。すなわち、第１部材５５の外面（外側の曲面）５９および第２部材５７の外面（外側の曲面）６１が、受光面となっている。ＬＥＤモジュール３から出射された青色光は、主に外面５９を透過して波長変換部材５３内に入射する。

一方、波長変換部材５３の内面（内側の球面）は、波長変換部材５３を透過して内部空間へ入射しようとする光を波長変換部材５３の外側へ向けて反射させる反射面となっている。すなわち、第１部材５５の内面（内側の曲面）６５および第２部材５７の内面（内側の曲面）６７が、反射面となっている。反射面は、例えば、第１部材５５の内面６５および第２部材５７の内面６７に鏡面処理等を施すことによって形成することができる。

回路ユニット９と波長変換部材５３とは、回路基板４１の外周縁部６９を波長変換部材５３の第２部材５５の開口部内側に接着剤７１で接着することにより接合されている。第２部材５５に回路ユニット９を接着した状態で、第１部材５５の開口側端面と第２部材５５の開口側端面同士を合わせると、電子部品４３は第１部材５５内に配置され、電子部品４５は第２部材５５内に配置される。すなわち、回路基板４１、電子部品４３，４５等を有する回路ユニット９の全体が、波長変換部材５３に覆われた状態で波長変換部材５３の内部空間に格納される。なお、発熱源であるＬＥＤ１７から遠い位置に存在する第２部材５５内に、熱に弱い電子部品４５が配置されていることが好ましい。

なお、回路ユニット９を波長変換部材５３に固定する方法は、接着剤による接着に限定されず、例えば、ネジや係合構造で回路基板４１を波長変換部材５３に固定する方法であっても良いし、複数の方法を組み合わせて固定する方法であっても良い。回路ユニット９が波長変換部材５３に固定されているため、波長変換部材５３は回路ユニット９を介して間接的に支持具によって支持されていることになる。

（７）支持具
回路ユニット９の出力端子とＬＥＤモジュール３の入力端子とは、電気配線７３，７５によって電気的に接続されている（電気配線７５は図１には表れていない。電気配線７５については図２参照）。より具体的には、電気配線７３は、回路ケース１３の第１部材５５に設けられた貫通孔７７を通って、ＬＥＤモジュール３の入力端子と接続されている。電気配線７５は、回路ケース１３の第１部材５５に設けられた貫通孔（不図示）を通って、ＬＥＤモジュール３の入力端子と接続されている。

回路ユニット９の入力端子と口金１１とは、電気配線７９，８１によって電気的に接続されている。より具体的には、電気配線７９は、回路ケース１３の第１部材５５に設けられた貫通孔８３、台座５の蓋体２３に設けられた貫通孔８５、および、筒体２１に設けられた貫通孔８７を通って、口金１１のシェル部４７と接続されている。電気配線８１は、回路ケース１３の第１部材５５に設けられた貫通孔８９、台座５の蓋体２３に設けられた貫通孔９１、および、筒体２１の口金１１側の開口３１を通って、口金１１のアイレット部５１と接続されている。

電気配線７３，７５，７９，８１は、例えば、絶縁被覆されたリード線であって、これら４本の電気配線７３，７５，７９，８１により、回路ユニット９を支持する支持具が構成されている。

図２に示すように、電気配線７３，７５とＬＥＤモジュール３の入力端子との接続箇所９３，９５は、ランプ軸Ｚと直交する仮想線Ｘ上に位置している。また、台座５の蓋体２３に設けられた貫通孔８５，９１は、ランプ軸Ｚと直交する仮想線Ｙ上に位置している（ランプ軸Ｚは蓋体２３の表面３３の中心を通っている）。そして、仮想線Ｘと仮想線Ｙとは直交している。接続箇所９３，９５および貫通孔８５，９１がこのような位置関係であるため、支持具を構成する４本の電気配線７３，７５，７９，８１によって回路ユニット９および回路ケース１３をバランス良く支持することができる。

図１に戻って、回路ケース１３に設けられた４つの貫通孔７７，８３，８９（１つは不図示）も、接続箇所９３，９５および貫通孔８５，９１と対応するように、ランプ軸Ｚを中心とする回転方向に等間隔を空けて、すなわち回転角が９０［°］となる間隔で配置されているため、回路ユニット９および回路ケース１３が電気配線７３，７５，７９，８１によって更にバランス良く支持されている。

なお、回路ユニット９および回路ケース１３は、回路ユニット９の出力端子とＬＥＤモジュール３の入力端子とを接続する電気配線７３，７５、または、回路ユニット９の入力端子と口金１１とを接続する電気配線７９，８１のどちらかのみで支持されていても良い。

［ＬＥＤから出射される光の光路］
次に、ＬＥＤ１７から出射される光の光路について説明する。ＬＥＤ１７から回路ユニット９に向けて出射された光は、波長変換部材５３内に入射し、波長変換部材５３の内面６５，６７と外面５９，６１との間で反射を繰り返しながらグローブ７の頂部９７側に導かれつつ、徐々に外面５９，６１から波長変換部材５３の外側に放出される。したがって、波長変換部材５３の外面５９，６１の全体から満遍なく光が放出される。ＬＥＤ１７から出射される光は青色光であるが、その一部は波長変換部材５３内を通過する際に黄色光に変換されるため、変換後の黄色光と未変換の青色光との混色により波長変換部材５３からは白色光が放出される。放出された白色光は、グローブ７を透過してグローブ７の外部へ取り出される。

波長変換部材５３の内面６５，６７が反射面であるため、波長変換部材５３を透過した光は波長変換部材５３の内部空間には入射しない。しがたって、回路ユニット９により光が吸収されてしまうことがなく、ＬＥＤランプ１の光量の低減を効果的に防止することができる。

上記構成では、ＬＥＤランプ１の光色をＬＥＤモジュール３の光色と異なる色にすることができる。しかも、波長変換部材５３に使用する蛍光体粒子の種類および量を調整することによって、ＬＥＤランプ１の光色を適宜設定可能である。したがって、特定の光色のＬＥＤモジュール３を利用しながら、波長変換部材５３に使用する蛍光体粒子の配合を変更するだけで、光色の異なる様々な種類のＬＥＤランプ１を製造することができる。

［放熱経路］
実施の形態に係るＬＥＤランプ１は、上記構成を有するため、例えば、ＬＥＤ１７への投入電流を高めることができる。つまり、本ＬＥＤランプ１では、ＬＥＤ１７に発生した熱は、台座５から口金１１へと伝熱し、口金１１から照明器具のソケットを経由して照明器具や壁・天井へと放熱される。

したがって、ＬＥＤ１７への投入電流を高めると、発光時のＬＥＤ１７に生じる熱が増加し、その熱は口金１１から照明装置側へと伝導される。このとき、ＬＥＤモジュール３と口金１１との間には回路ユニット９を格納する必要がないため、ＬＥＤモジュール３と口金１１との距離を小さくでき、ＬＥＤモジュール３から口金１１へと伝導する熱量を増加させることができる。

また、ＬＥＤ１７により発生した熱のすべてが口金１１側に伝導せずにＬＥＤモジュール３や台座５に残留し、ＬＥＤモジュール３や台座５の温度が上昇したとしても、回路ユニット９がＬＥＤモジュール３に対して口金１１と反対側であってグローブ７の内部に格納されているため、回路ユニット９に作用する熱負荷は結果的に小さくなる。

このようにＬＥＤモジュール３や台座５の温度が上昇しても、回路ユニット９への熱負荷が増大しない構成であるため、ＬＥＤモジュール３や台座５の温度を下げる必要性が少なく、新たにヒートシンク等の放熱手段を設ける必要がなく、ＬＥＤランプが大型化するようなこともない。

また、回路ユニット９をグローブ内に配置することで、ＬＥＤモジュール３と口金１１との間に回路ユニット９用のスペースを確保する必要がなくなり、台座５を小型化できる。この際、ＬＥＤモジュール３を搭載する台座５に温度上昇が生じるが、上述のように、ＬＥＤモジュール３と口金１１との間に回路ユニット９を格納していないため、ＬＥＤモジュール３や台座５の温度を下げる必要がない。

さらに、実施の形態に係るＬＥＤランプ１では、蛍光体粒子を含む波長変換部材５３が熱源であるＬＥＤ１７から離れたグローブ７の内面３９に形成されている構成であるため、蛍光体粒子がＬＥＤ１７と接触している封止体１９内に混入されている構成のランプよりも、蛍光体粒子が熱の影響を受け難く、熱による蛍光体粒子の波長変換効率の低下を抑制することができる。

［その他］
本実施の形態では、回路ユニット９をグローブ７内に格納しているため、台座５と口金１１との間に回路ユニット９を格納するスペースが不要となり、ＬＥＤモジュール３を口金１１に近い位置に搭載することが可能となり、白熱電球のバルブに近い形状・大きさのグローブ７を利用することができる。これにより、白熱電球を利用していた従来の照明器具へのＬＥＤランプ１の装着適合率を略１００［％］にすることができる。

さらに、ＬＥＤモジュール３を口金１１に近づけることで、ＬＥＤモジュール３とグローブ７の頂部９７との間隔を大きくでき、回路ユニット９を格納するスペースを十分に確保することができる。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係るＬＥＤランプは、ＬＥＤモジュールがランプ軸を中心として環状に複数配置されており、それらＬＥＤモジュールの主出射方向が、波長変換部材を口金側から見た場合に外周縁部となる領域に向けられている点において、第１の実施形態に係るＬＥＤランプと相違する。その他の構成については基本的に第１の実施形態に係るＬＥＤランプ１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１の実施形態と同じ符号を用いる。

図３は、第２の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。図３に示すように、第２の実施の形態に係るＬＥＤランプ１０１は、複数のＬＥＤモジュール３、台座１０３、グローブ７、回路ユニット９、口金１１、回路ケース１３、および、支持具である電気配線７３，７５（不図示）を備える。

台座１０３は、筒状の筒体１０５と、椀状の蓋体１０７とからなる。蓋体１０７は、椀内側が回路ユニット９側に向けられており、筒体１０５の回路ユニット９側の開口を塞ぐようにして筒体１０５に延設されている。蓋体１０７の外周縁部は筒体１０５よりも外側に張り出しており、その外周縁部にグローブ７の開口側端部２５を嵌め込むための円環状の溝部１０９が設けられている。この溝部１０９にグローブ７の開口側端部２５を嵌めこみ接着剤２９で固着することによって台座１０３にグローブ７が固着されている。また、筒体１０５は、蓋体１０７と反対側の端部に口金１１が外嵌されており、これによって台座１０３と口金１１とが組み合わされていると共に、蓋体１０７と反対側の開口１１１が塞がれている。

蓋体１０７の回路ユニット９側の表面（蓋体表面）１１３は、その外周側がランプ軸Ｚに向けてすり鉢状に傾斜しており、その傾斜した環状の領域にＬＥＤモジュール３が、ランプ軸Ｚを中心として環状に等間隔を空けて複数（図３に示す例では４つ、なおそのうちの１つは図には表れていない）配置されている。蓋体１０７の表面１１３の傾斜を利用することによって、各ＬＥＤモジュール３の主出射方向Ｌ１は、波長変換部材５３を口金１１側から見た場合に外周縁部となる領域に向けられており、各ＬＥＤモジュール３からの出射光が、できるだけ第１部材５５の外面５９ではなく第２部材５７の外面６１に届くようになっている。そのため、ＬＥＤモジュール３から出射された光が、波長変換部材５３の裏側（頂部９７側）にまで届き易く、グローブ７の頂部９７からより多くの光を取り出すことができる。

なお、蓋体１０７の表面１１３に搭載するＬＥＤモジュール３の数量は４つに限定されず、任意の数であれば良い。また、ＬＥＤモジュール３の配置は環状に限られず、例えば更に表面１１３の中央（ランプ軸Ｚと交差する領域）にもＬＥＤモジュール３を配置しても良い。

なお、本実施の形態では、波長変換部材５３の第１部材５５に設けられた貫通孔８３，８９、および、台座１０３の蓋体１０７に設けられた貫通孔１１５，１１７を通って、回路ユニット９と口金１１とを電気的に接続する電気配線７９，８１のみが支持具であって、それら電気配線７９，８１によって回路ユニット９および回路ケース１３が支持されている。一方、波長変換部材５３の第１部材５５に設けられた貫通孔１１９を通って回路ユニット９と各ＬＥＤモジュール３とをそれぞれ電気的に接続する４本の電気配線１２１は、支持具としては機能していない。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係るＬＥＤランプは、グローブの球状部の内面に波長変換層が形成されている点において、第１の実施形態に係るＬＥＤランプと相違する。その他の構成については基本的に第１の実施形態に係るＬＥＤランプ１と同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１の実施形態と同じ符号を用いる。

図４は、第３の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。図３に示すように、第２の実施の形態に係るＬＥＤランプ２０１は、ＬＥＤモジュール３、台座５、グローブ７、回路ユニット９、口金１１、回路ケース１３、および、支持具である電気配線７３，７５（不図示），７９，８１を備える。

グローブ７の球状部３７の内面３９には、ＬＥＤ１７から出射された青色光の一部を黄色光に変換する波長変換材料からなる蛍光体層２０３（波長変換層）が形成されている。そのため、波長変換部材５３だけでなく蛍光体層２０３によっても青色光を黄色光に変換することができる。このような構成とすれば、ランプ２０１の発光色をより良好にすることができる。

その理由を説明すると、例えば、ＬＥＤ１７から出射して、波長変換部材５３に向かわず、直接グローブ７に向かった青色光Ｌ２がそのままグローブ７を透過すると、グローブ７から青色光Ｌ２が漏れることになる。しかしながら、グローブ７に蛍光体層２０３を形成することによって、そのような青色光Ｌ２の一部を蛍光体層２０３で黄色光に波長変換することができるため、変換後の黄色光と未変換の青色光との混色により生成される白色光をグローブ７の外部へ取り出すことができる。

さらに、波長変換部材５３の第１部材５５から放出される光と、第２部材５７から放出される光と比べた場合、第１部材５５から放出される光は、波長変換部材５３内を通る光路長が短いため、波長変換される度合いが少なく、青味の強い白色光になり易い傾向にある。そこで、蛍光体層２０３を、球状部３７の口金１１側では厚く塗り、頂部９７側では薄く塗ることによって、第１部材５５から放出される青味の強い白色光が、蛍光体層２０３によって、球状部３７の口金１１側でより波長変換され易い構成とし、球状部３７の口金１１側と頂部９７側との間で生じる発光色むらを抑制することも考えられる。

なお、蛍光体層２０３は、必ずしも球状部３７の内面３９の全体に形成されている必要はなく、青味の強い光が放出される領域にのみ形成されていても良い。例えば、球状部３７の口金１１側にのみ蛍光体層２０３を形成し、頂部９７側には形成しないことが考えられる。これにより蛍光体粒子の使用量を削減することができる。

＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態に係るＬＥＤランプは、半導体発光素子から出射された光を回路ケースに向けて集光させる反射部材が外囲器内に設けられている点において、第１の実施形態に係るＬＥＤランプと相違する。その他の構成については基本的に第１の実施形態に係るＬＥＤランプと同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１の実施形態と同じ符号を用いる。

図５は、第４の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。図５に示すように、第４の実施の形態に係るＬＥＤランプ３０１は、ＬＥＤモジュール３、台座５、グローブ７、回路ユニット９、口金１１、回路ケース１３、および、支持具である電気配線７３，７５（不図示），７９，８１を備え、さらに、反射部材３０３を備える。

反射部材３０３は、椀状であって凹面状の内面３０５を有し、内面３０５が反射面となっており、内面３０５を回路ケース１３に向けるようにして台座５の蓋体２３の表面３３に取り付けられている。そして、内面３０５の中央領域にＬＥＤモジュール３が搭載されている。また、反射部材３０３には、台座５の貫通孔８５，９１と対応した位置に、電気配線７９，８１を貫通させるための貫通孔３０７，３０９が設けられている。

ＬＥＤ１７から出射され、蓋体２３の表面３３に向かった青色光Ｌ３は、反射部材２０５が配されていなければ、蓋体２３で吸収されてしまう。しかしながら、本実施の形態では、蓋体２３の表面３３に向かった青色光Ｌ３を、反射部材３０３の内面３０５で反射させ、波長変換部材５３に入射させることができる。このようにして波長変換部材５３に入射した青色光は、その一部が波長変換部材５３で可視光に変換され、白色光としてグローブ７の外部へ取り出される。

このように、反射部材３０３を設けることによって、本来であれば吸収されてしまう青色光を有効活用することができる。なお、反射部材３０３を設ける代わりに、蓋体２３の表面３３を反射面としても同様の効果が得られる。また、反射部材３０３の代わりに、あるいは併用して、ＬＥＤモジュール３と回路ケース１３との間にレンズを設けて、回路ケース１３に光を集光するようにしても良い。

＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態に係るＬＥＤランプは、電気配線が支持具でない点において、第１の実施形態に係るＬＥＤランプと相違する。その他の構成については基本的に第１の実施形態に係るＬＥＤランプと同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１の実施形態と同じ符号を用いる。

図６は、第５の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。図６に示すように、第５の実施の形態に係るＬＥＤランプ４０１は、ＬＥＤモジュール３、台座５、グローブ７、回路ユニット９、口金１１、回路ケース１３、および、支持具４０３を備える。

支持具４０３は、一端が台座５に固定され他端が回路ケース１３に固定された円筒状部材であって、回路ユニット９と口金１１とを接続する電気配線４０５，４０７および回路ユニット９とＬＥＤモジュール３とを接続する電気配線４０９，４１１が、支持具４０３の内部を通って回路ケース１３内から口金１１およびＬＥＤモジュール３へと導出されている。なお、各電気配線４０５，４０７，４０９，４１１は、絶縁被覆されている。

具体的には、支持具４０３は、例えば、ガラス製、金属製または樹脂製のストレート管であって、その一端は、回路ケース１３の第１部材５５の外面に設けられた凹部４１３に差し込まれた状態で接着により固定されている。また、支持具４０３の他端は、台座５の蓋体２３の表面３３に設けられた凹部４１５に差し込まれた状態で接着により固定されている。

なお、支持具４０３を透明の材料で形成することによって、ＬＥＤ１７から出射された光が支持具４０３で妨げられ難い構成とすることができる。一方、支持具４０３を不透明な材料で形成する場合は、例えば支持具４０３の外表面を鏡面処理するなどして光反射率を向上させ、支持具４０３によって出射光が吸収され難い構成とすることも考えられる。

また、支持具４０３は、円筒状部材ではなく角筒状部材であっても良い。さらに、筒状部材ではなく円柱や角柱など柱状部材であっても良い。支持具４０３が柱状部材である場合、電気配線４０５，４０７，４０９，４１１は支持具４０３に巻き付けたり、沿わせたりすることが考えられる。

第１部材５５の凹部４１３には、第１部材５５を貫通する貫通孔４１７が連設されており、この貫通孔４１７を通って各電気配線４０５，４０７，４０９，４１１は回路ケース１３内から支持具４０３内へと導出されている。なお、貫通孔４１７の径は支持具４０３の外径よりも小さいため、貫通孔４１７内に支持具４０３の一端が入り込むことはない。

また、蓋体２３の凹部４１５には、蓋体２３を貫通する貫通孔４１９が連設されており、この貫通孔４１９を通って各電気配線４０５，４０７，４０９，４１１は支持具４０３内から蓋体２３の口金１１側へと導出されている。口金１１側へと導出された電気配線４０５，４０７は、それぞれ蓋体２３に設けられた貫通孔４２１を通ってＬＥＤモジュール３に接続されている。また、電気配線４０９，４１１は、それぞれ口金１１に接続されている。なお、貫通孔４１９の径は支持具４０３の外径よりも小さいため、貫通孔４１９内に支持具４０３の一端が入り込むことはない。

本実施の形態のような構成であれば、電気配線４０５，４０７，４０９，４１１に回路ユニット９や回路ケース１３を支持するだけの強度がなくても、回路ユニット９や回路ケース１３をグローブ７内に保持することができる。また、より安定して回路ユニット９や回路ケース１３を保持することができる。

なお、支持具４０３は円筒状に限定されず、円筒以外の筒状であっても良い。また、筒状ではなく柱状であっても良い。さらに、電気配線４０５，４０７，４０９，４１１は、全てが支持具３０３内を通る必要はなく、一部のみが支持具４０３内を通る構成であっても良い。

＜第６の実施の形態＞
第６の実施の形態に係るＬＥＤランプは、波長変換部材が紫外光を白色光に変換する点、および、グローブの球状部の内面に紫外線反射膜が形成されている点において、第１の実施形態に係るＬＥＤランプと相違する。その他の構成については基本的に第１の実施形態に係るＬＥＤランプと同様である。したがって、上記相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。なお、第１の実施形態と同じ部材については、そのまま第１の実施形態と同じ符号を用いる。

図７は、第６の実施形態に係るＬＥＤランプの構造を示す断面図である。図７に示すように、第６の実施の形態に係るＬＥＤランプ５０１は、ＬＥＤモジュール５０３、台座５、グローブ７、回路ユニット９、口金１１、回路ケース５０５、および、支持具である電気配線７３，７５（不図示），７９，８１を備える。

ＬＥＤモジュール５０３は、実装基板１５、複数のＬＥＤ（半導体発光素子）５０７および封止体１９を備えており、ＬＥＤ５０７は青色光ではなく紫外光を発する。封止体１９が波長変換材料の混入されていない透光性材料で形成されているため、ＬＥＤモジュール５０３からは紫外光が出射される。

回路ケース５０５は、 第１部材５０９および第２部材５１１からなる波長変換部材５１３で構成され、第１部材５０９には電気配線７３，７５，７９，８１を通すための４つの貫通孔５１５，５１７，５１９（もう１つは不図示）が設けられている。波長変換部材５１３は、赤色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および青色蛍光体粒子を混合した蛍光体粒子（波長変換材料）が混入された透光性材料で形成されている。各色蛍光体粒子が紫外光をそれぞれ赤色光、緑色光または青色光に変換するため、それら赤色光、緑色光および青色光の混色により白色光が生成される。すなわち、波長変換部材５１３は、紫外光を白色光に波長変換する。

ＬＥＤ５０７から回路ユニット９に向けて出射された紫外光は、波長変換部材５１３内に入射し、波長変換部材５１３の内面（第１部材５０９の内面５２１および第２部材５１１の内面５２３）と、波長変換部材５１３の外面（第１部材５０９の外面５２５および第２部材５１１の外面５２７）との間で反射を繰り返しながらグローブ７の頂部９７側に導かれつつ、徐々に外面５２５，５２７から波長変換部材５１３の外側に放出される。したがって、波長変換部材５１３の外面５２５，５２７の全体から満遍なく光が放出される。ＬＥＤ５０７から出射される光は紫外光であるが、波長変換部材５１３内を通過する際に白色光に変換され、その白色光が波長変換部材５１３から放出される。放出された白色光は、グローブ７を透過してグローブ７の外部へ取り出される。

波長変換部材５１３の内面５２１，５２３は反射面となっており、波長変換部材５１３を透過した光は波長変換部材５１３の内部空間に入射しない。したがって、回路ユニット９によって光が吸収されることがないため、ＬＥＤランプ５０１の光量の低減を効果的に防止することができる。

グローブ７の球状部３７の内面３９には、紫外光を反射する紫外線反射膜５２９が形成されている。そのため、ＬＥＤ１７から出射され波長変換部材５１３に入射することなく直接グローブ７に向かった紫外光Ｌ４を紫外線反射膜５２９で反射させて、波長変換部材５１３に入射させることができる。このようにして波長変換部材５１３に入射した紫外光は、波長変換部材５１３で白色光に変換され、グローブ７の外部へ取り出される。

このように、紫外線反射膜５２９を形成することによって、グローブ７の外部に紫外光が漏れるのを防止することができる。さらに、本来であればグローブ７から漏れてしまうはずであった紫外光を可視光に変換して有効活用することもできる。

以上のように、本発明に係る波長変換部材は、青色光を黄色光に変換するものに限定されず、紫外光を白色光などの可視光に変換するものであっても良いし、青色光以外の色の可視光を他の色の可視光に変換するものであっても良い。また、半導体発光素子から出射された光の一部を異なる波長の光に変換するものに限定されず、出射された光の全部を異なる波長の光に変換するものであっても良い。

＜変形例＞
以上、本発明の構成を第１から第６の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態等に限られない。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。

［グローブの形状］
実施の形態等では、所謂、Ｇタイプのグローブを利用したが、他のタイプ、例えば、ＡタイプやＢタイプであっても良い。

また、白熱電球のバルブ形状や電球形ＬＥＤランプのグローブ形状と全く異なる形状であっても良い。
［口金］
実施の形態等では，エジソンタイプの口金を利用したが、他のタイプ、例えば、ピンタイプ（具体的にはＧＹ、ＧＸ等のＧタイプ）を利用しても良い。

また、実施の形態等では、口金や台座の内部は中空であったが、例えば、伝導率が空気よりも高い絶縁性の材料を充填しても良い。これにより、その充填材料を介して、ＬＥＤモジュールの熱がより効率良く口金に伝わるため、ランプの放熱特性を向上させることができる。なお、上記材料としては、例えばシリコーン樹脂等がある。

［ＬＥＤモジュール］
（１）実装基板
実装基板は、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とから成る金属ベース基板等、既存の実装基板を利用することができる。

（２）ＬＥＤ
実施の形態等では、紫外光を発するＬＥＤと青色光を発するＬＥＤについて説明したが、他の発光色のＬＥＤを用いても良い。また、実施の形態では、１種類のＬＥＤを用いているが、発光色の異なる複数のＬＥＤを用いても良い。

（３）封止体
実施の形態等では、封止体は、実装基板上に実装されたすべてのＬＥＤを被覆していたが、例えば、一つのＬＥＤに対して１つの封止体で被覆しても良いし、複数のＬＥＤをグループ分けして、所定数のＬＥＤに対して１つの封止体で被覆しても良い。

また、実施の形態等では、蛍光体粒子が混入されていない透光性材料によって封止体が形成されていたが、封止体は、蛍光体粒子が混入された透光性材料で形成されていても良く、透光性材料の表面に蛍光体粒子を含んだ蛍光体層を形成したものでも良い。さらには、封止体（ＬＥＤモジュール）とは別に、ＬＥＤにおける光の出射方向に蛍光体粒子を含んだ蛍光板等の波長変換部材を設けても良い。

［回路ユニット］
実施の形態における回路ユニットは、複数の電子部品が１つの回路基板に実装されていたが、複数の回路基板、例えば、２つの回路基板に、複数の電子部品を分けて実装するようにしても良い。この場合、すべての電子部品が回路ケース内に配される必要はなく、例えば、熱に強い電子部品を台座におけるＬＥＤモジュールの裏側に配しても良いし、口金の内部に配しても良い。

また、実施の形態等では、回路ユニットの回路基板は、その主面がランプ軸Ｚと直交する姿勢で配置されていたが、例えば、回路基板の主面がランプ軸Ｚと平行になる姿勢で配置しても良いし、ランプ軸Ｚに対して傾斜した姿勢で配置しても良い。

本発明は、ＬＥＤランプを小型化したり、輝度を向上させたりするのに利用可能である。

１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ ランプ
７ グローブ
９ 回路ユニット
１１ 口金
１３ 回路ケース
１７，５０７ 半導体発光素子
２３ 蓋体
５３ 波長変換部材
６５，６７ 反射面
７３，７５，７９，８１ 支持具（電気配線）
２０３ 波長変換層
３０３ 反射部材
４０３ 支持具

Claims (9)

1. グローブと口金とを含む外囲器内に、少なくとも１つの半導体発光素子と、前記口金から受電される電力を変換して前記半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが格納されたランプにおいて、
   前記回路ユニットが、前記半導体発光素子に対して前記口金と反対側であって前記グローブ内に、波長変換部材で覆われ且つ支持具によって支持された状態で配されており、
   前記波長変換部材は、前記半導体発光素子から前記回路ユニットに向けて出射された光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換し、前記グローブへ向けて放出することを特徴とするランプ。
2. 前記半導体発光素子からは青色光が出射され、前記波長変換部材によって青色光の一部が黄色光に変換され、未変換の青色光と変換された黄色光との混色により生成される白色光が前記グローブへ向けて放射されることを特徴とする請求項１記載のランプ。
3. 前記波長変換部材は、波長変換材料が混入された透光性材料で形成された中空の殻体であって、内側空間に前記回路ユニットが格納されていることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
4. 前記波長変換部材の内面は、前記波長変換部材を透過して内側空間へ入射しようとする光を前記波長変換部材の外側へ向けて反射させる反射面であることを特徴とする請求項３記載のランプ。
5. 前記半導体発光素子は前記ランプ軸を中心として環状に複数配置されており、それら半導体発光素子の主出射方向は、前記波長変換部材を前記口金側から見た場合に外周縁部となる領域に向けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のランプ。
6. 前記グローブの内面には、前記半導体発光素子から出射された光の少なくとも一部を異なる波長の光に変換する波長変換層が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のランプ。
7. 前記外囲器内には、前記半導体発光素子から出射された光を前記回路ケースに向けて集光させる反射部材が設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のランプ。
8. 前記支持具が、前記回路ユニットと前記口金とを接続する電気配線、および、前記回路ユニットと前記半導体発光素子とを接続する電気配線であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のランプ。
9. 前記半導体発光素子は、前記口金の開口を塞ぐ蓋体表面に搭載されており、前記支持具は、一端が前記蓋体に固定され他端が前記回路ケースに固定された筒状部材であって、前記回路ユニットと前記口金とを接続する電気配線および前記回路ユニットと前記半導体発光素子とを接続する電気配線が、前記支持具の内部を通って前記回路ケース内から前記口金および前記半導体発光素子へと導出されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のランプ。

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