以下、本発明に係るカバー部材取付装置、口金付ランプおよび照明器具の実施形態について説明する。
実施形態1
先ず、カバー部材取付装置につき説明する。本実施形態は、ビーム形の口金付ランプに用いられるカバー部材取付装置を構成するもので、図1に示すように、カバー部材取付装置1は、開口2c内周面にネジ部2aを形成したカバー部材2と、開口部3cの外周面にカバー部材2のネジ部2aに螺合する本体側ネジ部3aを形成した本体3と、カバー部材の開口2cと本体の開口部3cとの間に介在されるパッキング4、本実施形態ではOリングと、カバー部材2のネジ部2aと本体3の本体側ネジ部3aの少なくとも一方にそれぞれが対向するように形成される凹部5aと凸部5bからなる回り止め部材5で構成する。
カバー部材2は、図2に示すように、合成樹脂または金属からなり、本実施形態では、口金付ランプのグローブを構成するために、透明なアクリル樹脂で、一端部に開口2cを有する円形の盆形状をなし、開口内周面にネジ部2aを一体に形成し、ネジ部2aに連続して開口2cの開口端に通じる環状の段部2bを一体に形成する。
ネジ部2aは、本実施形態では、2条のネジからなり、円の中心から放射方向に角度が60°の間隔で等間隔に所定の幅をもった6個のネジ部が形成され(図2(a)、6個の各ネジ部2aは、ネジを構成するねじ山の螺旋が2条のネジとして連続するように形成される。そして、ねじ山における1山以降(図2中、最上部が1山目)のねじ山上面がカットされて凹部2dが形成されている。
本体3は、図3、図4に示すように、合成樹脂または金属からなり、本実施形態では、口金付ランプの外郭部材を構成するために、アルミニウムで一端部側に開口部3cを有する中空の円筒をなす筒体に形成し、開口部3cの外周面にカバー部材2のネジ部2aに螺合する本体側ネジ部3aを一体に形成し、本体側ネジ部3aに連続しカバー部材2の段部2bに所定間隔を有して対向するように形成された本体側段部3bを一体に形成する。
本体側ネジ部3aは、本実施形態では、カバー部材2のネジ部2aと同様に2条のネジからなり、円の中心から放射方向に角度が180°の間隔で等間隔に、2条のネジと同数の2個の窪み3a1が形成される(図3(a))。2個の窪み3a1は、カバー部材2の6個のネジ部2aが嵌合される幅寸法を有して形成される。2個の窪み3a1で切られる本体側ネジ部3aは、ネジを構成するねじ山の螺旋が2条のネジとして連続するように形成される。そして、ねじ山における2山以降(図3、4中、最上部が1山目)のねじ山下面がカットされて凹部3dが形成されている。
パッキング4は、本実施形態ではOリングで構成し、図1に示すように、シリコーン樹脂や合成ゴムで構成され、カバー部材2の段部2bと本体3の本体側段部3bが対向することによって形成される断面が略矩形状をなす空間部S内に配設される。これにより、Oリング4がカバー部材2の開口2cと本体3の開口部3cとの間に介在される。
回り止め部材5は、図5に示すように、カバー部材2のネジ部2aと本体3の本体側ネジ部3aの少なくとも一方に、それぞれが対向するように形成される凹部5aと凸部5bで構成する。本実施形態では、カバー部材2と本体3の両方に形成した凹部5aと凸部5bで構成されている。
すなわち、図5(a)に示すように、カバー部材2側の回り止め部材5の凹部5aは、ネジ部2aのねじ山上面がカットされた凹部2dであり、凸部5bは、ねじ山上面がカットされていない残りの部分である。そして、本体3側の回り止め部材5の凹部5aは、本体側ネジ部3aのねじ山下面がカットされた凹部3dであり、凸部5bは、ねじ山上面がカットされていない残りの部分である。
これにより、カバー部材2のネジ部2aと本体3の本体側ネジ部3aを合わせてねじ込むと(図5(a)の矢印x方向)、図5(b)→(c)に示すように、カバー部材2のネジ部2aのねじ山上面がカットされた凹部2d(凹部5a)と、本体3の本体側ネジ部3aのねじ山下面をカットした凹部3d(凹部5a)が互いに重なって嵌まり込み(図5(c))、その結果、カバー部材2のねじ山上面がカットされていない残りの部分(凸部5b)と、本体3のねじ山上面がカットされていない残りの部分(凸部5b)とが、図中p点で係合することによって回り止め、すなわち、図5(c)中の矢印y方向である左回りのカバー部材2が緩む方向に対しての回動が停止される。
なお、回り止め部材の凹部5aと凸部5bの両者は、図5(b)に示すように、嵌まり込まない状態では係合せずに、いずれか一方、本実施形態ではカバー部材2が、図中上方に移動することによって嵌まり込む(図5(c))。上方への移動は、Oリング4が圧縮された反力(図5(b)中矢印z方向)によってカバー部材2が上方に移動して係合される状態となる。
そして、カバー部材2と本体3の取り付けは、本体3の本体側段部3bに予めOリング4を嵌め込み、カバー部材2のネジ部2aを、本体3の2個の窪み3a1を目印として位置合わせを行って挿入しながら、カバー部材2のネジ部2aと本体3の本体側ネジ部3aをそれぞれ螺合させてねじ込む。このねじ込みは、Oリング4を圧縮させながら行われ、回り止め部材5の凹部5aと凸部5bが当接(若干係合)したことを手の感触によって得た時点でねじ込みを停止する。そして、ねじ込みを停止したところで手を離すと、Oリング4の反力によって、カバー部材2が若干(図5(b)中の寸法t1)上方に移動し、回り止め部材5の凹部5aと凸部5bが完全に係合して、カバー部材2が緩む方向への回動が阻止される。強制的に取り外す場合には、カバー部材2を本体3側に対し、Oリング4の反力に抗して押付けながら逆方向に回動すればよい。
この際、2条のネジと同数の2個の窪み3a1を目印として位置合わせを行うことができ、適切な嵌合位置を簡単かつ確実に判断できるので、組み立て性を向上させることができる。また、ネジの条数が2条であり、1条のネジに比較して、嵌合するまでの回転数が少なくなり、組み立て時の作業性がよくなる。同時に、Oリング4をこする量が少なくなり、組み立て時の摩擦によりねじ込み難くなる不具合が解消される。換言すれば、本実施形態において、Oリングを圧縮させながらねじ込みを行う作業を、2条のネジを採用することによってし易くすることが可能になる。またOリング4の劣化を低減させることができる。
上記のように、カバー部材2が本体3に対して取り付けられると同時に、Oリング4が矩形状をなす空間部Sの各内壁によって圧縮されて密着し、カバー部材2と本体3とが密閉され気密状態となるように取り付けられる。この際、Oリング4は、図1(a)(b)に示すように、カバー部材2の段部2bの水平面と垂直面の2箇所(図中a−a点)と、本体3の本体側段部3bの水平面と垂直面の2箇所(図中b−b点)で圧縮されて接するので、防水気密の確保部分が2箇所になり、2個のOリングを使用している状態と同等となる。これにより、防水気密の信頼性が格段に向上するとともに、強固な防水気密性が要求される仕様でもOリング1個で、簡単かつ確実に実現させることができる。
また、上記のように、カバー部材2が本体3に対して取り付けられると同時に、カバー部材2の本体3に対する回り止めが自動的に行われる。換言すれば、回り止めのための格別の操作・作業を伴うことなく、カバー部材2を本体3にねじ込む操作によって自動的に行うことができる。これにより、簡単かつ確実に回り止めを行うことができるとともに、回り止めを行うための接着剤やビス等を使用することがなく、組み立て時の作業性を一層向上させることが可能になり、かつコスト低減も可能になる。
以上、本実施形態のカバー部材取付装置1において、回り止め部材5の凹部5aおよび凸部5bをカバー部材2と本体3のネジ部の両方に設けて構成したが、図5(d)→(e)に示すように、カバー部材と本体のいずれか一方に凹部5aと凸部5bとが対向するように構成してもよい。要は、カバー部材2のネジ部2aと本体3の本体側ネジ部3aの少なくとも一方にそれぞれが対向するように形成される凹部5aと凸部5bが形成されていればよい。さらに、凹部5aと凸部5bとの係合は、図5(f)に示すように、隙間t2が形成されていてもよい。また、ネジ部2a、本体側ネジ部3aは、2条に限らず、1条あるいは3条等、多条に形成してもよい。さらに、カバー部材2のネジ部2aは連続的に形成してもよい。また、カバー部材2は、ネジ部2aを有する周側部と底面部(口金付ランプにおけるレンズ部)とが別部材で形成されるものであってもよい。
次に、上記構成のカバー部材取付装置1を用いた口金付ランプにつき説明する。本実施形態は、既存の反射形白熱電球に代替が可能なビーム形の口金付ランプを構成するもので、図6〜図8に示すように、口金付ランプ10は、上記構成のカバー部材取付装置1によって取り付けられる透光性を有するカバー部材19および一端部側に照射開口部11aを有する本体11と、本体にカバー部材19に対向して設置される発光部13と、本体の他端部側に設けられる口金部材16で構成する。
本体11は、熱伝導性の良好な金属、セラミックスまたは熱伝導性を有する合成樹脂のうち一ないし二以上の材質からなる外郭部材を構成する。本実施形態ではアルミニウムで構成され、横断面形状が略円形で、一端部側に径の大きな照射開口部11aを、他端部側には径の小さな開口部11bを有する中空の円筒をなす筒体に構成される。本体11内の略中間部分には、円形の環状の段部が形成されるように表面が平滑な平面状をなす基板支持部11cを一体に形成する。なお、他端部側の径の小さな開口部11bの内径寸法は、後述する口金部材16が挿通できる大きさに形成する。
そして、本体11の外周部は、筒体の軸心、すなわち、光軸x−x線方向に沿って一端部側から他端部側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、外観が既存の反射形白熱電球における外周部およびネック部のシルエットに近似させた形状に形成する。これら構成の本体11は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工され、外周部にはアクリル焼付け塗装がなされ、メタリックシルバー色、または、白色等の外観を有するように構成される。
上記に構成された本体11には、固体発光素子12からなる発光部13がカバー部材19に対向して収容され設置される。発光部13は、図8に示すように、固体発光素子12を面状に配設した発光モジュール13aと、発光モジュールを配設する基板13bからなる。固体発光素子12は、本実施形態では発光ダイオード(以下「LED」と称す)で構成し、同一性能を有する青色LEDチップからなる高輝度・高出力の複数個のLEDからなり、各LED12を配線基板12a1に実装することにより発光モジュール13aが構成される。
発光モジュール13aは、次のようにして構成される。すなわち、配線基板12a1は、略正方形をなし熱伝導性が良好な金属やセラミックス等からなる部材、本実施形態では、アルミニウムからなる基板上に絶縁層を形成した薄い平板で構成され、その一面側(表面側)の中央部分に内周面が略正方形をなす土手部を形成して浅い正方形の凹部を形成する。この凹部に複数のLED12(青色LEDチップ)をCOB技術によって略マトリックス状に実装する。さらに、実装されたLED12に対して黄色蛍光体を分散・混合した封止部材が塗布または充填され、略正方形で面状をなす発光モジュール13aが構成される。
この発光モジュールは、上述した青色LEDチップから放射される青色光を透過させるとともに、青色光を黄色蛍光体によって黄色光に変換する。透過した青色光と黄色光が混光して白色の光を放射する。上記に構成された発光モジュール13aは、基板13bに配設されて発光部13を構成する。基板13bは、放熱部材を兼ねるもので、熱伝導性の良好な部材、本実施形態では、比較的肉厚の略円形の板状をなすアルミニウムで構成し、平坦な中央部分に対して、発光モジュール13aがネジ等の固定手段によって密着して固定され、各LED12から発生する熱を、配線基板12a1から基板13bに伝達させるように構成する。なお、配線基板12a1は、基板13bと一体に形成してもよく、この場合には、熱伝導性がより良好になって一層放熱性がよくなる。これにより、固体発光素子であるLED12が略正方形の面状をなすように配設された発光部13が構成される。
上記に構成された発光部13は、本体11に収容され設置される。すなわち、基板13bの裏面側を平滑な平板状の段部からなる基板支持部11cに対して密着させてネジ等の固定手段により支持し固定する。これにより、配線基板12a1から基板13bに伝達されたLED12の熱を、さらにアルミニウム製の本体11に伝達させて外部に放熱させるようにする。なお、基板13bは、本体11と一体に形成してもよく、この場合には、熱伝導性がより良好になって一層放熱性がよくなる。また、図6に示すように、発光部13の光軸x−x線と本体11の軸心線y−yが略合致し、全体として平面視で略円形の発光面を有する光源体が構成される。
また、上記に構成された本体11内には、絶縁ケース15が収容され、この絶縁ケースの内部に点灯装置14が収容される。すなわち、絶縁ケース15は、電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態ではPBT樹脂からなる両端部を開口した円筒状をなす筒体に構成される。筒体の一端部側の開口部15aは、発光部13の基板13bの裏面側に対向するように配設され、点灯装置14の出力端子に接続された電線(図示せず)が挿通される。
筒体の他端部側の開口部15bには、口金支持部15cが一体に形成され、口金支持部15cの外周面に、後述する口金部材16をねじ込むことができるようにネジ部15c1を一体に形成する。筒体の内周面には、点灯装置を支持するための一対の縦溝からなる支持溝15d(図8)が一体に縦方向に形成され、筒体の外周部には、本体11に固定するための支持段部15eおよびパッキング、本実施形態では、Oリング15fを嵌め込むためのリング状の横溝からなる支持凹部15gを一体に形成する。
上記に構成された絶縁ケース15には、内部に点灯装置14が収容され、口金支持部15cに対して口金部材16が装着される。先ず、点灯装置につき説明する。点灯装置14は、図6に示すように、各LED12の点灯回路を構成する回路部品14aと、回路部品を実装した回路基板14bからなる。点灯回路は、交流電圧100Vを24V程度の直流電圧に変換して各LED12に定電流の直流電流を供給するように構成される。回路基板14bは短冊状をなすガラスエポキシ材からなり、片面または両面に電子部品からなる回路部品14aが実装され、この回路基板14bを縦方向にし、絶縁ケース15の内面に形成した一対の支持溝15d(図8)に挿入し嵌め込むことによって、点灯装置14が絶縁ケース15の内部に縦方向に収容されて支持される。なお、回路基板14bの出力端子には電線が接続され、入力端子には口金部材16に接続される入力線(図示せず)が接続されている。
また、口金部材16は、図6に示すように、エジソンタイプの口金で、本実施形態では、既存の反射形白熱電球と同様のE26形で構成し、ねじ山を備えた導電性を有する金属、本実施形態では銅板からなる筒状のシェル部16aと、このシェル部の下端の頂部に絶縁部16bを介して設けられたアイレット部16cを備えている。そして、絶縁ケース15における口金支持部15cのネジ部15c1に対し、シェル部16aの開口部を嵌め込んでねじ山をねじ込むことによって支持する。これにより、口金部材16が絶縁ケース15の他端部側に装着され、アルミニウム製の本体11と口金部材16との電気絶縁が図られる。この際、予め回路基板14bの入力端子から導出された入力線が、口金部材16に接続される。
上記のように、絶縁ケース15に点灯装置14が収容され他端部側に口金部材16が装着された状態で充填材17が充填される。充填材17は、電気絶縁性および熱伝導性を有し、固化した状態で弾性を有し、かつ防水性と接着性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の合成樹脂、本実施形態では、シリコーン樹脂からなる接着剤を用いた。充填は、上記のように、点灯装置14が収容され他端部側に口金部材16が装着され、口金部材16と点灯装置14との電気配線が行われた状態で、絶縁ケース15の一端部側の開口部15aから液状のシリコーン樹脂からなる充填材17を注入する。これにより図6に示すように、液状のシリコーン樹脂が、絶縁ケース15に収容された点灯装置14の回路部品14aおよび回路基板14bを覆うようにして、円筒をなす絶縁ケースの内面に沿って流れ込み、さらに、絶縁ケース15の他端部側の開口部15bから口金部材16のシェル部16a内の全空間に流れ込む。そして、絶縁ケース15の一端部側の開口部15aからシリコーン樹脂が溢れる程度まで注入し、高温雰囲気内で硬化させて安定させる。
なお、充填材17は、絶縁ケース15およびシェル部16aの全空間に充填させることが好ましいが、全空間に充填させることが条件ではなく一部に空間があってもよく、要は、点灯装置14の回路部品14aおよび回路基板14bの全て若しくは一部、さらに絶縁ケース15の口金支持部15cと、口金部材16のシェル部16aとの間が充填材17で覆われ支持されていればよい。また、充填材17の硬化作業は、絶縁ケース15を本体11に組み込む前に、点灯装置14および口金部材16を組み込んだ絶縁ケース15単体で硬化させることができ、安定した状態で作業を行うことができる。因みに、本体11に組み込んだ状態では、本体11が大きく、また円形をなしているために安定せず作業がし難くなる。
これにより、絶縁ケース15内の回路部品14aおよび回路基板14bが、シリコーン樹脂で十分に覆われるとともに、シェル部16a内にもシリコーン樹脂が充満された状態となり、外部と内部が防水気密隔離され、口金部材16におけるシェル部16aと絶縁ケース15の口金支持部15cとのねじ込み部分が気密に密閉されて固定される。これにより、口金部材16からの水や塵埃等の浸入を確実に防止することが可能になり、点灯装置の信頼性を高めることができる。
また、回路基板14bは、弾性を有する充填材17によって絶縁ケース内にガタツクことなく強固に支持されるので、部品落下やシェル部16a内における入力線等の断線の虞がなく、さらに、回路基板14bは、電気絶縁性を有する充填材によって埋め込まれ電気絶縁性が十分に保たれており、より高い信頼性を確保することが可能になる。
また、回路基板14bは、絶縁ケース15に対して圧入して固定することなく、充填材17によって固定されるこのため、圧入によるストレスが回路部品14aおよび回路基板14bにかかることがないので回路の信頼性を高めることもできる。同時に、回路部品14aから発生する熱は、熱伝導性を有する充填材17を介して、銅板からなる口金部材16に伝達され外部に効果的に放熱させることができ、より一層点灯装置14の信頼性を高めることが可能になる。
これにより、点灯装置14の電気絶縁性を図るための充填材を利用し、また、充填材の充填作業をそのまま利用して、口金部材16の固定と口金部材の防水構造を達成することができる。換言すれば、充填材の1部品と充填材を注入する1作業によって、点灯装置14の支持と口金部材16の固定、さらに、口金部材の防水構造を実現することができ、既存の反射形白熱電球と同様に耐候性、防水性、電気絶縁性に優れ、特に、屋外での使用に適したビーム形のLEDを光源とした口金付ランプ10が構成される。
上記により、点灯装置14を収容し他端部側の口金支持部15cに口金部材16を装着した絶縁ケース15は、口金部材16を下にして、本体11の一端部側の照射開口部11aから挿入し、さらに、他端部側の小さな径の開口部11bに挿通させて本体11の他端部側から突出させる。これにより、口金部材16が本体11の他端部側に設けられるとともに、絶縁ケース15の支持段部15eが本体11の内周面に載置され、支持段部15eが本体11の内周面に対してネジ等の固定手段によって固定される。
この際、絶縁ケース15の他端部側の外周面上に小さな凸状部15hが一体に形成され、凸状部15hの外径突出寸法が本体11の他端部側の小さな開口部11bの内径寸法より若干大きく形成してある。これにより、絶縁ケース15は、本体11の他端部側の開口部11bに圧入によって挿入され、凸状部15hが開口部11bの開口を乗り越えることによって係止され、絶縁ケース15が本体11に対してより強固に固定される。この場合、絶縁ケース15を本体11に固定するためのネジ等を省略してもよい。これにより、絶縁ケース15を本体11に固定するための接着剤等を使用することなく固定することができ、部品追加や接着剤硬化等の煩雑さを招くことがなく、組み立て時の手間やコストアップをなくすことが可能になる。
また、絶縁ケース15は、その外周部に形成された支持凹部15gにOリング15fを嵌め込んだ状態で、Oリング15fの弾性に抗しながら押し込むことによって挿通する。これにより、Oリング15fが本体11の内周面に密着し、絶縁ケース15と本体11とが気密状態となるように支持される。そして、回路基板14bの出力端子に接続された電線が、絶縁ケース15の一端部側の開口部15aから導出されて発光部13を構成する基板13bのLED12に接続される。
次に、図6中、18は発光部13から放射される光の配光を制御するための反射体、19は上記構成のカバー部材取付装置1によって取り付けられるグローブをなすカバー部材である。先ず、反射体につき説明する。反射体18は、金属または合成樹脂、本実施形態ではPBT樹脂からなり、反射面18aが回転放物面をなすように、一端部側に光を放射するための広い開口からなる出射開口18bと、他端部側に小さな開口からなる入射開口18cを有するように、すり鉢状の形状に一体に形成される。反射面18aは、アルミ蒸着仕上げを施した鏡面に形成する。
上記に構成された反射体18は、本体11の一端部側の照射開口部11aに支持される。図6、図7に示すように、本体11の照射開口部11aには、内周側に環状の段部11a1が一体に形成され、この段部に反射体18の広い出射開口18bに一体に形成された鍔部18b1が載置されネジ等の固定手段によって固定される。これにより図6に示すように、反射体18の光軸が発光部13の光軸x−x線に合致し、反射体18の入射開口18cが発光モジュール13a全体を囲み対向して配設され、発光モジュール13aから放射される光を入射開口18cで光ロスなく取り込み、反射面18aで反射させて出射開口18bから放射させることができる。
カバー部材19は、ランプのグローブを構成するもので、例えば、厚さが厚い合成樹脂やガラスなどの材質で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色などの半透明、本実施形態では透明なアクリル樹脂で、一端部に開口19aを有する既存の反射形白熱電球のグローブのシルエットに近似させた浅い盆状をなす形状に形成する。カバー部材19は、上述したカバー部材取付装置1によって本体11に取り付けられ、回り止めがなされる。なお、本実施形態の口金付ランプ10における回り止め部材は、上述したカバー部材取付装置1と同様の構成をなしており、口金付ランプ10におけるカバー部材取付装置の部分(図6中のA部分)を拡大して示した図7に、上述したカバー部材取付装置1と同一部分に同一の符合を付し、詳細な説明を省略した。なお、口金付ランプ10における図6中のA部分と対向する右側の部分も同一の構成を有している。また、図6中、19cはカバー部材19の盆の内側の底面部に一体に形成した多数の凸球面からなるレンズ部である。また、カバー部材19は、ネジ部2aを有する周側部と底面部(口金付ランプに置けるレンズ部19c)とを別部材で形成するものであってもよい。
したがって、本実施形態の口金付ランプ10によれば、2条のネジと同数の2個の窪みを目印として位置合わせを行うことができ、適切な嵌合位置を簡単かつ確実に判断できるので、口金付ランプの組み立て性を向上させることができる。また、ネジの条数が2条であり、1条のネジに比較して、嵌合するまでの回転数が少なくなり、組み立て時の作業性がよくなる。同時に、パッキング、本実施形態では、Oリング4をこする量が少なくなり、組み立て時の摩擦によりねじ込み難くなる不具合が解消される。換言すれば、本実施形態の口金付ランプにおいて、Oリングを圧縮させながらねじ込みを行う作業を、2条のネジを採用することによってし易くすることが可能になる。またOリングの劣化を低減させることができる。
また、同時に、Oリング4は、図7に示すように、カバー部材19の水平面と垂直面の2箇所(図中a−a点)と、本体11の水平面と垂直面の2箇所(図中b−b点)で圧縮されて接するので防水気密の確保部分が2箇所になり、2個のOリングを使用している状態と同等となる。この防水気密の確保は、確保のための格別の操作・作業を伴うことなく、口金付ランプ10のカバー部材19を本体11にねじ込む操作によって自動的に行うことができる。これにより、防水気密の信頼性が格段に向上するとともに、強固な防水機密性が要求される仕様でもOリング1個で簡単かつ確実に実現させることができる。特に、屋外で使用されビーム形の口金付ランプにおいては、既存の反射形白熱電球と同等、若しくは、それ以上の防水機能を有する口金付ランプを提供することが可能になる。また、この種の口金付ランプは、光源となるLED12が発熱して本体11内の温度が上昇し、冬季等外気との温度差が激しい環境で膨張・収縮が繰り返され、かつ長期間にわたって使用されるため、気密性に劣化が生じ易くなるが、上述したカバー部材取付装置1を採用することによって、これら問題を解消することが可能になる。
また、カバー部材19が本体11に対して取り付けられると同時に、カバー部材19の本体11に対する回り止めが、回り止めのための格別の操作・作業を伴うことなく、カバー部材19を本体11にねじ込む操作によって自動的に行うことができる。これにより、口金付ランプにおけるカバー部材19の回り止めを、簡単かつ確実に行うことができるとともに、回り止めを行うための接着剤やビス等を使用することがなく、口金付ランプの組み立て時の作業性を一層向上させることが可能になり、かつコスト低減も可能になる。
上記により、略円錐状のテーパー面をなすように形成された本体11の外周部が、グローブを構成する盆状のカバー部材19に一体的に略連続した外観形状になり、ランプ全体が既存の反射形白熱電球のシルエットに近似させた外観形状・寸法をなすビーム形の口金付ランプ10が構成される。そして、図6に示すように、カバー部材19の光軸が発光部13および反射体18の光軸x−x線に合致し、反射体18の出射開口18bから放射された光を、カバー部材19のレンズ部19cによって所定の方向に集光させたビーム形の照明を行うことができる。特に、本実施形態の口金付ランプ10によれば、レンズ部19cを有する透光性のカバー部材19による光学制御機能と、反射体18による光学制御機能によって目的とする配光制御を行うことができる。このため、カバー部材19と反射体18を選択することによって、多種類の配光角を実現することが可能になる。例えば、カバー部材19と反射体18において、配光違いの数部品をラインナップすれば、その組み合わせにより多彩な配光角を有したビーム形の口金付ランプを簡単に構成することもできる。
次に、上記に構成される口金付ランプ10の組み立て手順につき図8に従い説明する。先ず、絶縁ケース15に点灯装置14の回路基板14bを収容する。この際、回路基板14bの出力端子に接続された電線を絶縁ケース15の一端部側の開口部15aから導出し、入力線を他端部側の開口部15bから導出させておく。
次に、絶縁ケース15の他端部側の開口部15bから導出された入力線を口金部材16のシェル部16aおよびアイレット部16cに接続する。次に、絶縁ケース15の口金支持部15cに口金部材16のシェル部16aをねじ込む。次に、絶縁ケース15の一端部側の開口部15aから、充填材17を開口部15aから溢れる程度まで注入する。次に、高温雰囲気内で充填材17を硬化させる。
次に、口金部材16を取り付けた絶縁ケース15の口金支持部15cを、本体11の一端部側の照射開口部11aから挿入し、他端部側の開口部11bに挿通させ、本体11の他端部側から突出させる。この際、絶縁ケース15の外周部に嵌めこまれたOリング15fの弾性に抗しながら押し込むことによって挿通させる。
次に、予め発光モジュール13aが装着された発光部13の基板13bの裏面側を、本体11内の平滑段部からなる基板支持部11cに対して密着させネジによって固定する。次に、反射体18の鍔部18b1を、本体11の環状の段部11a1載置しネジによって固定し、反射体18の入射開口18cを発光部13の発光モジュール13aに対向させる。
次に、上述したカバー部材取付装置1を用いて、カバー部材19の開口19aを、発光部13および反射体18を覆うようにして本体11に嵌め込み、本体11の本体側ネジ部3aに対し、カバー部材19のネジ部2aをねじ込むことによって固定する。この際、Oリング4の弾性に抗し嵌め込みながらねじ込んで固定する。
上記により、LED12を光源とし、口金をE26形で構成した既存の反射形白熱電球に代替が可能なビーム形の口金付ランプ10が構成される。この口金付ランプは、上述したカバー部材取付装置1を用いてカバー部材19の回り止めが確実になされるとともに、充填材17で口金部材16の装着部分が密閉され、Oリング15fで絶縁ケース15と本体11が密閉され、さらに、Oリング4によってカバー部材19と本体11との間が密閉される。これらOリングによる簡単な構成および組み立て時に行うカバー部材19の本体11へのねじ込みや、絶縁ケース15の本体11への押し込み等による簡単な手段によって、既存の反射形白熱電球と同等、若しくは、それ以上の防水機能を有する完全防水形のビーム形のLEDを光源とした口金ランプとして構成される。
次に、上記に構成された口金付ランプ10の作動につき説明する。口金付ランプ10の口金部材16を器具のソケットに装着して電源を供給し点灯させると、発光部13の略正方形をなす面状の発光モジュール13aから光が放射される。放射された光は、反射体18の入射開口18cに取り込まれ、反射面18aで光軸x−x線に略沿う方向に反射され、さらに、カバー部材19のレンズ部19cによって光軸x−x線に沿う方向に集光され、既存の反射形白熱電球と同等のビーム形の配光特性をもった照明を行うことができる。
また、口金付ランプ10が屋外に設置され、雨水等がかかった場合には、上述したカバー部材取付装置1を用いたOリング4によってカバー部材19と本体11との間が確実に密閉されているので本体11内に水が浸入することはない。また、本体11の外周部を伝わってきた水は、Oリング15fで絶縁ケース15と本体11とが密閉されているので本体11内に侵入しない。さらに口金部材16に伝わってきた水は、充填材17で口金部材16が密閉されているので口金内に侵入しない。これら水と同様にして塵埃等も侵入することがない。これにより、Oリング4およびOリング15f、さらには充填材17よる防水性・気密性によって、完全防水形の口金付ランプ10が構成される。
また、口金付ランプ10が点灯すると、LED12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配線基板12a1から、同様にアルミニウムからなる基板13bに伝達され、さらに基板13bが固着されたアルミニウムからなる本体11に伝達され外部に放熱される。これは、本体11が略円錐状のテーパー面をなすように形成し、外観が既存の反射形白熱電球における外周部およびネック部のシルエットに近似させた形状に構成され、放熱作用を奏する外周部が広い面積を有することから、本体11に伝達された熱は外周部から次々と放出されて継続的な放熱が行われる。この効果的な放熱作用によりLED12の温度上昇が抑制され、LEDの発光効率の低下が抑制されるとともに長寿命化を図ることが可能になる。
また、同時に、点灯装置14の回路部品14aから発生する熱は、熱伝導性を有する充填材17を介して、口金部材16に伝達されて、器具のソケットから器具本体等を介して効果的に外部に放熱させることができ、充填材によって埋め込まれた回路基板14bも冷却されることから、回路部品14aの温度上昇も抑制することができ、電子部品の信頼性を高めることも可能になる。
次に、上記のように構成された電球形の口金付ランプ10を光源とした照明器具の構成を説明する。図9に示すように、30は店舗等の外壁Xに設置され、E26形の口金を有する既存の反射形白熱電球を光源としたスポットライトで、下面に開口部31aを有する金属製のラッパ状をなす器具本体31と、既存の反射形白熱電球に設けられたE26形の口金をねじ込むことが可能なソケット32と、器具本体31が回動可能に取り付けられるベース部33で構成される。器具本体31は、例えば、塗装鋼板等の金属板で構成し、上面板の中央部にソケット32が設置される。
上記に構成された反射形白熱電球用の既存のスポットライト30において、省エネや長寿命化などのために反射形白熱電球に替えて、上述したLEDを光源とするビーム形の口金付ランプ10を装着する。すなわち、本実施形態の口金付ランプ10は、口金部材16をE26形に構成してあるので、上記スポットライト30のソケット32にそのまま差し込むことができる。
また、口金付ランプ10は、外観が既存の反射形白熱電球における外周部および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器具本体31の内面等に当たることなくスムーズに差し込むことができ、LEDを光源とした口金付ランプ10における既存照明器具への適合率が向上する。これにより、既存のスポットライトを、LEDを光源とした口金付ランプ10が設置された省エネ形のスポットライトに簡単に変えることができる。勿論、既存器具のみでなく、新規構成の照明器具も同様にして構成することができる。
上記に構成されたスポットライト30に電源を投入すると、ソケット32から口金付ランプ10に対し、口金部材16を介して商用電源が供給され、全てのLEDが同時に点灯して白色の光が放射され、上述したように既存の反射形白熱電球と同様の配光特性をもった照明を行うことができる。同時に、LEDを光源とした本実施形態の口金付ランプ10を光源としているので、長期にわたり明るさが低下することなく、さらに完全防水で電子部品の信頼性も高めることができ、長寿命で信頼性の高い照明器具を提供することが可能となる。また、上述したカバー部材取付装置1によってカバー部材19が本体11に取り付けられているので、口金付ランプ10を交換する場合、カバー部材19には回り止めがなされているので、カバー部材19のみが回ってソケット32からランプが取り外せなくなるようなことがなく、確実にランプを回転させて交換することができる。
以上、本実施形態において、点灯装置14の回路基板14bは、絶縁ケース15の支持溝15dに挿入し嵌め込むことによって、支持したが、回路基板14bの幅寸法を、円筒状をなす絶縁ケース15の内径寸法より若干大きく形成し、絶縁ケース15を断面形状が楕円形をなすように撓む構成となし、回路基板14bを楕円形に撓んだ絶縁ケース15に挿入し、絶縁ケースの円形への復帰によって回路基板14bを絶縁ケース15内に係止して支持するように構成してもよい。これにより、回路基板14bの挿入がスムーズに行え、部品点数を増やすことなく、かつ回路基板14b、回路部品14aに対するストレスを最小限に抑えて絶縁ケースと回路基板14bを支持することが可能になり、組み立て性の改善、コスト低減等を達成することが可能になる。
また、口金付ランプ10の口金部材16は、絶縁ケース15の口金支持部15cにねじ込むことによって支持したが、口金支持部15cのネジ部15c1を形成せずに、単にシェル部16aを嵌めこむことによって支持するようにしてもよい。さらに、口金部材16は固定をより強固にするために、カシメや接着剤等によって支持するようにしてもよい。
また、本実施形態において、カバー部材取付装置1を有する口金付ランプ10は、既存の反射形白熱電球の形状に近似させたビーム形の口金付ランプに構成したが、一般白熱電球の形状に近似させた電球形(A形またはPS形)、ボール形(G形)、円筒形(T形)などに構成してもよい。また既存の白熱電球の形状に近似させた口金付ランプに限らず、その他各種の外観形状、用途をなす口金付ランプに適用することができる。
また、固体発光素子12は、LEDに限らず、有機ELまたは半導体レーザなどを発光源とした固体発光素子が許容される。LED12は、COB技術を用いて構成したが、SMD形で構成されたものであってもよい。固体発光素子は、白色で発光するように構成することが好ましいが、使用される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。
基板13bおよび配線基板12a1は、熱伝導性の良好なアルミニウムで構成したが、銅、ステンレス等の金属で構成したものであってもよい。さらにセラミックスで構成されたものであってもよい。さらに、配線基板12a1は、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。また、LED12を面状に配設した発光部13の形状は、点または面モジュールを構成するために円形、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。
本体11は、熱伝導性の良好なアルミニウムで構成したが、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してもよい。この他に、窒化アルミニウム(AlN)、シリコーンカーバイト(SiC)などの工業材料で構成しても、さらに高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。また、本体11は、アルミダイキャスト製とすることが好適であるが、アルミニウム等の金属板を絞り成形等することにより本体を形成するようにしてもよい。
点灯装置14は、固体発光素子12を調光するための調光機能や調色機能を有するものであってもよい。点灯装置14は絶縁ケース15内に全てが収容され配設されたものでも、口金部材16に一部が収容されるものであってもよい。また、点灯装置14は、上記のように、電球内に内蔵させて、既存の反射形白熱電球とそのまま代替ができるように構成することが好適であるが、コンパクト形蛍光ランプのように点灯装置はランプを装着する器具側に別置きにして設け、電球側には内蔵させないように構成してもよい。また、カバー部材19のレンズ部19cは、集光形に構成したが散光形等に構成してもよく、用途に応じて適宜選択される。
口金部材16は、一般的に最も普及しているエジソンタイプのE26形やE17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よい。さらに、ピン形の端子を有する口金部材でも、L字形の端子を有する口金部材でもよく、特定の口金部材には限定されない。
また、本実施形態において、照明器具は、壁面取付形、天井直付形、吊下形、さらには天井埋込形等が許容され、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、光源となる口金付ランプが露出するものであってもよい。また、器具本体に1個の口金付ランプ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。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、カバー部材取付装置を有する、例えば、防水形の照明器具やGX53形の口金部材を備えた口金付ランプを構成するなど、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。