JP2012074255A

JP2012074255A - ランプ

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Publication number: JP2012074255A
Application number: JP2010218121A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Isogai; 俊明磯貝; Yasuhisa Ueda; 泰久上田; Kazushige Sugita; 和繁杉田; Hideo Nagai; 秀男永井; Takaari Uemoto; 隆在植本; Masahiro Miki; 政弘三貴
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-04-12
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: JP5681970B2

Abstract

【課題】グローブ内に点灯回路を配した構成を有するランプにおいて、当該点灯回路が存在することによる光量の低下を可能な限り抑制したランプを提供する。
【解決手段】グローブ７と口金１１とを含む外囲器内に、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、回路ケース１３に覆われ且つ支持具６１，６３，６７，６９によって支持された状態で配されており、前記回路ケース１３は、前記半導体発光素子１７からの出射光の少なくとも一部を前記グローブ７内面に向けて反射させる反射面８５を有する構成とする。
【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、光出射方向に点灯回路を配したことにより、当該点灯回路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。

そこで、本発明は、グローブ内に点灯回路を配した構成を有するランプにおいて、当該点灯回路が存在することによる光量の低下を可能な限り抑制した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、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、回路ケースに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、前記回路ケースは、前記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を前記グローブ内面に向けて反射させる反射面を有することを特徴とする。

本発明に係るランプは、回路ユニットが回路ケースで覆われており、前記回路ケースは半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部をグローブ内面に向けて反射させる反射面を有する構成であるため、回路ケース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が、前記反射面によって前記グローブ内面に向けて反射され、その反射光が前記グローブを透過して外部へと取り出される。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。

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はグローブ７内におけるＬＥＤに対して口金１１とは反対側の位置に、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変換材料が前記透光性材料に混入されてなる。

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、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。
ここでは、ＬＥＤ１７は青色光を発光色とするものであり、変換材料として青色光を黄色光に変換する蛍光体粒子が利用されている。これにより、ＬＥＤ１７から出射された青色光と、蛍光体粒子により波長変換された黄色光とにより混色された白色光がＬＥＤモジュール３（ＬＥＤランプ１）から発せられることとなる。

（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の口金１１側の端部には口金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、筒体２１の口金１１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の蓋体２３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。

筒部３５の内径は、回路ケース１３の後述する最大外殻幅Ｗ_１よりも大きくなっており、筒部３５から球状部３７内に回路ケース１３を挿入できるようになっている。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の内径と同等から球状部３７の内径と同等までが考えられる。

球状部３７は、外面だけでなく内面３９も球状である。球状部３７の内面３９は、入射光の一部を透過し一部を反射させる半透過性反射面であって、内面３９に入射した光の一部はグローブ７を透過し外部へ取り出される。残りの光は内面３９で反射する。このような半透過性反射面は、球状部３７の内面３９にフロスト処理等の処理を施すことによって実現できる。

（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とは反対側（グローブ７側）からランプ軸Ｚに沿った方向に見たときに、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、外観形状が多面体で有り、内部には回路ユニット９を格納するための球状の空間を有し、ランプ軸Ｚと直交し且つ多面体の中心Ｏを含む仮想面で回路ケース１３を２分割して得られる２つの椀状の部材で構成されている。具体的には、回路ケース１３の口金１１側の部分を構成する第１部材５３と、残りの部分を構成する第２部材５５とで構成されている。

第１部材５３および第２部材５５は、本実施の形態ではポリカーボネート等の樹脂材料で形成されている。なお、第１部材５３および第２部材５５を形成する材料は樹脂材料に限定されず、アルミニウム等の金属や、ガラス材であっても良い。

回路ケース１３の外観形状は、本実施の形態では多面体の一例である斜方立方八面体であるが、これに限らず、切頂四面体、切頂六面体、切頂八面体、切頂十二面体、切頂二十面体、斜方二十・十二面体、斜方切頂立方八面体、斜方切頂二十・十二面体、変形立方体および変形十二面体等の斜方立方八面体以外の半正多面体でも良い。

また、回路ケース１３の外観形状は、半正多面体に限定されず、正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体および正二十面体等の正多面体でも良い。さらに、多面体は、立方八面体、二十・十二面体、十二・十二面体、大二十・十二面体、小二重三角二十・十二面体、二重三角十二・十二面体、大二重三角二十・十二面体、四面半六面体、八面半八面体、立方半八面体および小二十面半十二面体等の準正多面体でも良い。

また、回路ケース１３の外観形状は、小星型十二面体、大十二面体、大星型十二面体および大二十面体等の星型正多面体でも良い。さらに、回路ケース１３の外観形状は、小立方立方八面体、大立方立方八面体、立方切頂立方八面体、一様大斜方立方八面体、小斜方六面体、大切頂立方八面体、大斜方六面体、小二十・二十・十二面体、小変形二十・二十・十二面体、小十二・二十・十二面体、切頂大十二面体、斜方十二・十二面体、切頂大二十面体、小星型切頂十二面体、大星型切頂十二面体、大二重斜方二十・十二面体および大二重変形二重斜方十二面体等の一様多面体でも良い。

また、回路ケース１３の外観形状は、アルキメデス双対、デルタ多面体、ジョンソンの立体、星型多面体、ゾーン多面体、平行多面体、等面菱形多面体、複合多面体、複合体、穿孔多面体、ダ・ヴィンチの星、正四面体リングおよびねじれ正多面体等でも良い。

第２部材５５の開口側端面には回路ユニット９の回路基板４１の外周縁部５７を嵌め込むための円環状の凹所５９が形成されており、その凹所５９に回路基板４１の外周縁部５７を嵌め込んだ状態で、第１部材５３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５３内に配置され、電子部品４５が第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、回路ケース１３に覆われた状態で回路ケース１３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。

回路基板４１の外周縁部５７は、第２部材５５の凹所５９に嵌まり込み、且つ、第１部材５３の開口側端面と第２部材５５の開口側端面とで挟まれた状態となっており、この係合構造をもって回路ユニット９は回路ケース１３に固定されている。なお、回路ユニット９を回路ケース１３に固定する方法は、前記係合構造に限定されず、例えば、ネジや接着剤で回路基板４１を回路ケース１３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が回路ケース１３に固定されているため、回路ケース１３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６１，６３によって電気的に接続されている（電気配線６３は図１には表れていない。電気配線６３については図２参照）。より具体的には、電気配線６１は、回路ケース１３の第１部材５３に設けられた貫通孔６５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６３は、回路ケース１３の第１部材５３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６７，６９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６７は、回路ケース１３の第１部材５３に設けられた貫通孔７１、台座５の蓋体２３に設けられた貫通孔７３、および、筒体２１に設けられた貫通孔７５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６９は、回路ケース１３の第１部材５３に設けられた貫通孔７７、台座５の蓋体２３に設けられた貫通孔７９、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６１，６３，６７，６９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６１，６３，６７，６９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６１，６３とＬＥＤモジュール３の入力端子との接続箇所８１，８３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７１，７７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８１，８３および貫通孔７１，７７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６１，６３，６７，６９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６５，７１，７７（１つは不図示）も、接続箇所８１，８３および貫通孔７１，７７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６１，６３，６７，６９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６１，６３、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６７，６９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］
本実施の形態では、回路ケース１３の外面８５全体（第１部材５３の外面および第２部材５５の外面）が拡散反射面であって、ＬＥＤ１７からの出射光は、係る外面８５とグローブ７の内面３９との間で反射を繰り返してグローブ７の頂部８９に導かれる。なお、回路ケース１３が導光体である場合は、出射光の一部が回路ケース１３の外面８５と内面との間で反射を繰り返しながら導光し、クローブ７の頂部８９に導かれる。

ＬＥＤ１７から回路ユニット９に向けて出射された光Ｌ１は、回路ケース１３の外面８５で反射して球状部３７の内面３９に向かう。内面３９に入射した光Ｌ１のうちの一部の光Ｌ２は、球状部３７を透過して球状部３７の外側へ取り出され、残りの光Ｌ３は、内面３９で反射して回路ケース１３の外面８５に向かう。外面８５に入射した光Ｌ３は、回路ケース１３の外面８５で反射して再び球状部３７の内面３９に向かう。内面３９に入射した光Ｌ３のうちの一部の光Ｌ４は、球状部３７を透過して球状部３７の外側へ取り出され、残りの光Ｌ５は、内面３９で反射して回路ケース１３の外面８５へ向かう。このように、ＬＥＤ１７から回路ユニット９に向けて出射された光Ｌ１は、球状部３７の内面３９と回路ケース１３の外面８５との間で反射を繰り返しながら、いずれは全て球状部３７を透過して球状部３７の外側へ取り出される。

なお、光Ｌ２のように口金１１側に向けて取り出された光は、照明器具の反射板等で反射されて照明光として利用される。一方、光Ｌ４のように口金１１とは反対側に向けて取り出された光は、そのまま照明光として利用される。

上記構成とすることによって、回路ケース１３がなければ回路ユニット９で吸収されるか或いは回路ユニット９で反射されたのち台座５の蓋体２３で吸収されるはずであった光Ｌ１を、回路ケース１３の外面８５で反射させて球状部３７の外側へ取り出すことができる。

上記構成において、球状部３７の内面３９の光反射率を領域ごと変化させることによって、ＬＥＤランプの配光特性を調整することができる。例えば、球状部３７の内面３９の光反射率を高めることで、光Ｌ１を回路ケース１３の裏側（回路ケース１３に対してＬＥＤモジュール３とは反対側）により多く導くことが可能であり、これにより良好な配光特性が得られる。また、球状部３７全体から均一に光を取り出したい場合は、球状部３７の内面３９の光反射率が、開口部８７側（口金１１側）から頂部８９側（口金１１とは反対側）へ向けて漸次低下する構成としても良い。その場合、頂部８９においては光反射率を０［％］、開口部８７においては９９［％］まで選択することができる。

球状部３７の内面３９に入射したものの反射しなかった光は、全て球状部３７を透過することが好ましい。すなわち、光反射率と光透過率の総和が１００［％］であることが好ましい。球状部３７を透過する光はそのまま直進させて外部に取り出しても良いが、拡散粒子が混入した材料で球状部３７を形成する等して、球状部３７に光拡散機能を持たせて、拡散させつつ光を取り出しても良い。また、球状部３７に導光機能を持たせて、例えば開口部８７側で入射した光が頂部８９側で出射するようにしても良い。

回路ケース１３の位置について、回路ケース１３の中心Ｏは、球状部３７の中心（球状部３７の内面３９で構成される球の中心、回路ケース１３の中心Ｏと同じ位置であるため不図示）と合致している。回路ケース１３の中心Ｏと球状部３７の中心とを合致させることで、球状部３７の内面３９と回路ケース１３の外面８５との隙間幅をより均一にすることができる。なお、回路ケース１３の中心Ｏと球状部３７の中心とは必ずしも合致している必要はないが、球状部３７の中心を含むところに配置されるのが好ましい。球状部３７の内面３９と回路ケース１３の外面８５との隙間幅が５ｍｍ以上であれば、それら内面３９および外面８５間での反射を利用して球状部３７全体から均一に光を取り出すのに有利である。

グローブ７の内面３９が本実施の形態のように球状である場合は、最大外殻幅Ｗ_１と最小外殻幅Ｗ_２との差がより小さいことが好ましい。これによって、球状部３７の内面３９と回路ケース１３との隙間幅に関して、よりバラツキが少なくなるため、回路ケース１３の外面８５とグローブ７の内面３９との間で光を反射させることについて光学設計が容易である。最大外殻幅Ｗ_１と最小外殻幅Ｗ_２との差を小さくするためには、回路ケース１３の外観形状が、正多面体、半多面体、準多面体であることが好ましい。

［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。

［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８９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モジュールから発せられる光色が青色である点、および、グローブ７の球状部の内面に波長変換層としての蛍光体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、ＬＥＤモジュール１０３、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６１，６３，６７，６９を備える。

ＬＥＤモジュール１０３は、実装基板１５、複数のＬＥＤ１７および封止体１０５を備えており、ＬＥＤ１７は青色光を発するが、封止体１０５には第１の実施形態で説明したような蛍光体粒子が含まれていない。したがって、ＬＥＤモジュール１０３からは青色光が出射される。

グローブ７は、球状部３７の内面３９に、ＬＥＤモジュール１０３から発せられた青色光を黄色光に変換する蛍光体粒子（波長変換材料）からなる蛍光体層１０７が形成されている。これにより、ＬＥＤモジュール１０３からの青色光と、蛍光体層１０７からの黄色光とにより混色された白色光が生成される。生成された白色光の一部は球状部３７を透過して外部へ取り出され、残りの一部は内面３９で反射して回路ケース１３の外面８５へ向かう点は第１の実施形態と同様である。

蛍光体粒子は高温になると波長変換効率が低下するが、本実施の形態では蛍光体粒子を含む蛍光体層１０７が熱源であるＬＥＤ１７から離れたグローブ７の内面３９に形成されているため、蛍光体粒子がＬＥＤ１７と接触している封止体１０５内に混入されている場合よりも、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。

第２の実施の形態においても、回路ユニット９は回路ケース１３で覆われており、回路ケース１３の外面８５が反射面となっているため、回路ケース１３がなければ回路ユニット９で吸収されていたはずの光をグローブ７の球状部３７の内面３９に向けて反射させることができる。

蛍光体層１０７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、青色光が入射する領域にのみ形成されていても良い。すなわち、白色光のみが入射する領域には形成されている必要はない。例えば、球状部３７の頂部８９付近の領域は青色光が到達し難いため、その領域には蛍光体層１０７を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。

上記構成において、ＬＥＤ１７の代わりに紫外光を発するＬＥＤを採用することが考えられる。その場合は、紫外光を可視光に変換する蛍光体粒子からなる蛍光体層を球状部３７の内面３９に形成して、その蛍光体層で白色光を生成することが考えられる。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係るＬＥＤランプは、回路ケースの外面で反射され蓋体表面に向かった反射光をグローブ内面に向けて反射させる反射部材が配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４に示すように、第３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６１，６３，６７，６９を備え、さらに、反射部材２０３を備える。

反射部材２０３は、椀状であって凹面状の内面２０５を有し、内面２０５が反射面となっており、内面２０５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２０５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２０３には、台座５の貫通孔７３，７９と対応した位置に、電気配線６７，６９を貫通させるための貫通孔２０７，２０９が設けられている。

ＬＥＤ１７から回路ユニット９に向けて出射され回路ケース１３の外面８５で反射した光のうち、球状部３７の内面３９に向かわず蓋体２３の表面３３に向かった反射光Ｌ６は、反射部材２０３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、台座５に向かった反射光Ｌ６が反射部材２０３の内面２０５で反射され、その反射光Ｌ７がグローブ７の球状部３７の内面３９へ向かうため、本来であれば吸収されてしまう光を有効活用することができる。なお、反射部材２０３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。

＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態に係るＬＥＤランプは、回路ケースの外観形状が多面体でない点において、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３０３、口金１１、回路ケース３０５、および、支持具である電気配線６１，６３，６７，６９を備える。

回路ユニット３０３は、回路基板３０７と、回路基板３０７に実装された各種の電子部品３０９，３１１とから構成され、電気配線６１，６３，６７，６９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。各電子部品３０９，３１１は回路基板３０７の一方の主面側に全て配置されている。

回路ケース３０５は、外観形状が球で有り、内部には回路ユニット３０３を格納するためのドーム状の空間を有し、ランプ軸Ｚと直交し且つ多面体の中心Ｏを含む面で多面体を２分割した２つの半球状の部材で構成されている。具体的には、口金１１側の部分を構成する第１部材３１３と、残りの部分を構成する第２部材３１５とで構成されている。

そして、回路ケース３０５の外面３１７は、光を反射する反射面となっている。回路ケース３０５の外観形状を球とすることで、最大外殻幅Ｗ_１と最小外殻幅Ｗ_２との差がなくなるため、グローブ７の球状部３７の内面３９と回路ケース３０５の外面３１７との隙間幅に関して、よりバラツキが少なくなる。したがって、グローブ７の内面３９と回路ケース３０５の外面３１７との間で光を反射させることについて光学設計がより容易になる。

このように、本発明に係る回路ケースの外観形状は、第１の実施形態に係る回路ケース１３のように多面体に限定されず、球のような楕円体であっても良い。また、楕円体に限定されず、円錐、並びに、三角錐、四角錐および五角錐等の角錐のような錐体であっても良く、双円錐、並びに、双三角錐、双四角錐および双五角錐等の双角錐、並びに、ねじれ双三角錐およびねじれ双五角錐等のねじれ双角錐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、反角柱等のような柱体であっても良い。

第１部材３１３の開口側端面と第２部材３１５の開口側端面同士を合わせると、回路ユニット３０３の全体が回路ケース３０５に覆われた状態で回路ケース３０５の内部空間に格納される。

第２部材３０５の内面には、回路ユニット３０３の回路基板３０７を載置するための載置部３１９，３２１，３２３が、ランプ軸Ｚを中心とする回転方向に等間隔を空けて４箇所に突設されている（載置部のうちの１つは図５には表れていない）。そして、載置部３１９，３２１，３２３に回路基板４１が載置され、接着剤（不図示）で固定されている。なお、回路ユニット３０３を回路ケース３０５に固定する方法は、接着剤を用いる方法に限定されず、例えば、ネジや係合構造で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も良い。

回路ユニット３０３が回路ケース３０５に固定されているため、回路ケース３０５は回路ユニット３０３を介して間接的に支持具である電気配線６１，６３，６７，６９によって球状部３７内で支持されていることになる。

第１部材３１３には、電気配線６１，６３，６７，６９を通すための貫通孔３２５，３２７，３２９が、ランプ軸Ｚを中心とする回転方向に等間隔を空けて４箇所に設けられている（貫通孔のうちの１つは図５には表れていない）。４つの貫通孔３２５，３２７，３２９が、ランプ軸Ｚを中心とする回転方向に等間隔を空けて配置されているため、支持具を構成する４本の電気配線６１，６３，６７，６９によって回路ユニット３０３および回路ケース３０５がバランス良く支持されている。

＜第５の実施の形態＞
第５の実施の形態に係るＬＥＤランプは、回路ケースの外面の一部が反射面でない点において、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４０３、口金１１、回路ケース４０５、および、支持具である電気配線６１，６３，６７，６９を備える。

回路ユニット４０３は、回路基板４０７と、回路基板４０７に実装された各種の電子部品４０９，４１１とから構成され、電気配線６１，６３，６７，６９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。各電子部品４０９，４１１は回路基板４０７の一方の主面側に全て配置されている。

回路ケース４０５は、外観形状が円錐である第１部材４１３と、外観形状が円柱である第２部材４１５とで構成される。第１部材４１３は内部が空洞であって底面にあたる位置が開口している。第２部材４１５も内部は空洞であって有底筒状である。第１部材４１３と第２部材４１５とは開口部同士を合わせるようにして組み立てられている。

第２部材４１５内部の底面４１７には回路ユニット４０３が接着剤（不図示）により固定されている。なお、回路ユニット４０３を回路ケース４０５に固定する方法は、接着剤を用いる方法に限定されず、例えば、ネジや係合構造で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しても良い。

回路ケース４０５は、第１部材４１３の外面４１９だけが反射面となっており、第２部材４１５の外面４２１は反射面となっていない。このように、本発明に係る回路ケースは必ずしも外面の全てが反射面である必要はなく、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を効率良く反射し、グローブの内面に向かう反射光Ｌ８とすることのできる領域のみが反射面であっても良い。効率の良い領域とは、具体的には、例えば、本実施の形態に係る回路ケース４０５のように、第１部材４１３の外面４１９であって、これはすなわち、ＬＥＤモジュール３と対向する領域である。

第１部材４１３には、電気配線６１，６３，６７，６９を通すための貫通孔４２３，４２５，４２７が、ランプ軸Ｚを中心とする回転方向に等間隔を空けて４箇所に設けられている（貫通孔のうちの１つは図６には表れていない）。４つの貫通孔４２３，４２５，４２７が、ランプ軸Ｚを中心とする回転方向に等間隔を空けて配置されているため、支持具を構成する４本の電気配線６１，６３，６７，６９によって回路ユニット４０３および回路ケース４０５がバランス良く支持されている。

＜第６の実施の形態＞
第６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５０３を備える。

支持具５０３は、一端が回路ケース１３に固定され他端が台座５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５０５，５０７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５０９，５１１が、支持具５０３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。

具体的には、支持具５０３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５３の外面に設けられた凹部５１３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５０３の他端は、台座５の蓋体２３の表面３３に設けられた凹部５１５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５０３を透明の材料で形成することによって、支持具５０３によりＬＥＤ１７からの出射光が妨げられ難い構成とすることができる。一方、支持具５０３を不透明な材料で形成する場合は、例えば支持具５０３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５０３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５０３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５０３が柱状部材である場合、電気配線５０５，５０７，５０９，５１１は支持具５０３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５３の凹部５１３には、第１部材５３を貫通する貫通孔５１７が連設されており、この貫通孔５１７を通って各電気配線５０５，５０７，５０９，５１１は回路ケース１３内から支持具５０３内へと導出されている。なお、貫通孔５１７の径は支持具５０３の外径よりも小さいため、貫通孔５１７内に支持具５０３の一端が入り込むことはない。

また、蓋体２３の凹部５１５には、蓋体２３を貫通する貫通孔５１９が連設されており、この貫通孔５１９を通って各電気配線５０５，５０７，５０９，５１１は支持具５０３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５０５，５０７は、それぞれ蓋体２３に設けられた貫通孔５２１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５０９，５１１は、それぞれ口金１１に接続されている。なお、貫通孔５１９の径は支持具５０３の外径よりも小さいため、貫通孔５１９内に支持具５０３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５０５，５０７，５０９，５１１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５０３の外周面５２３を反射面とすることによって、支持具５０３によってＬＥＤユニット３から出射された光が吸収されることを防止することができる。

なお、支持具５０３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５０５，５０７，５０９，５１１は、全てが支持具５０３内を通る必要はなく、一部のみが支持具５０３内を通る構成であっても良い。

＜変形例＞
以上、本発明の構成を第１から第４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、青色発光のＬＥＤと、青色光を黄色光に変換する変換部材について説明したが、他の発光色のＬＥＤを用いても良い。その場合、ＬＥＤランプに要求されている所望の光色に変換する変換材料を用いる必要がある。

また、実施の形態では、１種類のＬＥＤを用いて、ＬＥＤモジュール（ＬＥＤランプ）から白色光を出力しているが、例えば、青色発光、赤色発光、緑色発光の３種類のＬＥＤを用いて、これらの発光色を混色して白色光としても良い。

（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、透光性材料内に蛍光体粒子を混入させていたが、例えば、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ても良く、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や口金の内部に配しても良い。この場合、グローブの内部に配される回路ユニットを小さくすることができるため、それに応じて回路ケースも小さくすることができ、グローブの頂部への光取り出し効率を向上させることができる。

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。

［回路ケース］
実施の形態等では、回路ケースの内部には光が完全に入り込まない構成であったが、回路ケースの外面に入射した光の一部が回路ケースを透過して回路ケースの内部に入り込む構成であっても良い。例えば、金粉などの反射粒子を混入した透光性材料で回路ケースを形成し、回路ケースの外面に入射した光は一部が外面で反射し、一部は回路ケースを透過する構成としても良い。

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半導体発光素子
２３蓋体
３３蓋体表面
３９グローブ内面
６１，６３，６７，６９支持具（電気配線）
８５反射面
１０７波長変換層
２０３反射部材
５０３支持具
５０５，５０７，５０９，５１１電気配線

Claims

グローブと口金とを含む外囲器内に、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、回路ケースに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、
前記回路ケースは、前記半導体発光素子からの出射光の少なくとも一部を前記グローブ内面に向けて反射させる反射面を有することを特徴とするランプ。
前記グローブ内面は、入射光の一部を透過し一部を反射させる半透過性反射面であることを特徴とする請求項１記載のランプ。
前記グローブ内面の光反射率は、前記口金側から前記口金とは反対側へ向けて漸次低下していることを特徴とする請求項２記載のランプ。
前記回路ケースの外観形状は、球、正多面体、半多面体または準多面体であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のランプ。
前記半導体発光素子からの出射光は青色光または紫外光であって、前記グローブ内面には青色光または紫外光を他の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４のいずれかに記載のランプ。
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。
前記外囲器内には、前記反射面で反射され前記蓋体表面に向かった反射光を前記グローブ内面に向けて反射させる反射部材が配されていることを特徴とする請求項６記載のランプ。
前記支持具は、一端が前記回路ケースに固定され他端が前記蓋体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６または７に記載のランプ。
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。