JP2012204180A - ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁耐圧試験に対する性能向上を図りつつ、小型化、長寿命化および製造コスト低減を図ることができるランプを提供する。
【解決手段】ランプは、基板１１０と基板１１０の主面に電極部１２０ａの少なくとも一部が露出する形で実装された発光部１２０とを有する発光モジュール１００と、発光部１２０に電力を供給する点灯回路ユニット３０と、導電性材料により筒状に形成され、内部に点灯回路ユニット３０を収納する筐体１０と、筐体１０に電気的に接続され且つ基板１１０における主面側に配置されてなるワッシャ２８とを備える。そして、発光部１２０とワッシャ２８との間の最短距離が０．２ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等を有する発光部を備えたランプに関する。

従来、ＬＥＤ等を有する発光部を備えた電球型のランプが提案されている（特許文献１参照）。
この種の電球形のランプは、発光部および当該発光部が実装された基板から構成される発光モジュールと、外部電源から口金を介して供給される電力を発光モジュールに供給する点灯回路ユニットと、口金、筐体およびグローブを含み、発光モジュールおよび点灯回路ユニットを収納する外囲器とを備えている。そして、この電球形ランプには、安全性確保のため、発光モジュール、点灯回路ユニットおよび口金を含む回路と、筐体との間の絶縁耐圧が求められる。

前述のランプの一例を図８（ａ）に示す。図８（ａ）は、グローブを取り外した状態のランプの平面図を示している。また、図８（ｂ）に、図８（ａ）におけるＡ−Ａ’で破断した断面図を示す。

図８に示すランプでは、発光モジュール１００が、金属製のホルダ２０に４つの金属製の螺子２７により取着されている。ここで、発光モジュールは、セラミックスにより平面視矩形状に形成され且つ主面側にＬＥＤ素子を有する発光部１２０が複数個実装された基板１１０からなる。なお、この基板１１０としては、他に表面に絶縁層が形成されてなるアルミニウム製の板材により構成されたものもある。また、ホルダ２０は、筐体１０に接触しており、筐体１０と螺子２７とが電気的に接続された状態となっている。そして、複数の発光部１２０のうち最も螺子２７に近い距離にある発光部１２０（図８では、最上段に並ぶ発光部１２０のうち右端に位置する発光部１２０）の電極部１２０ａと螺子２７の頭部２７ａとの間の最短距離が、２ｍｍとなっている。

特開２００８−２４４１６５号公報

図８に示すランプについて、図９に示すように、口金５０と筐体１０との間に交流電圧を印加し、リミット電流値を超える電流が流れるか否かを調査した。これは、ランプの絶縁耐圧試験で一般的に用いられている方法である。ここにおいて、口金５０のシェル５１とアイレット５２とは短絡した状態となっている。また、印加する交流電圧の大きさを、０．５ｋＶから４．０ｋＶまで０．５ｋＶ刻みで変化させたときに、口金５０と筐体１０との間に流れる電流値が、所定のリミット電流値（０．５ｍＡ、１ｍＡ、２ｍＡ、５ｍＡ、１０ｍＡ、１００ｍＡ）を超えるか否かを調査した。

発光モジュール１００、点灯回路ユニットおよび口金５０を含む回路のうち、筐体１０に電気的に接続された螺子２７の頭部２７ａに最も近接しているのは、発光部１２０の電極部１２０ａである。従って、絶縁耐圧試験を行った場合、この螺子２７の頭部２７ａと電極部１２０ａとの間で、真っ先に絶縁破壊が生じることになる。

図８に示すランプについて、絶縁耐圧試験を行った結果を図１０に示す。図１０において、「○」はリミット電流値を超えなかったことを意味し、「×」はリミット電流値を超えたことを意味する。図８に示すランプでは、図１０に示すように、口金５０と筐体１０との間に３．５ｋＶの交流電圧を印加したときに流れる放電電流値が１００ｍＡ未満であり、４ｋＶ以上の交流電圧を印加すると１００ｍＡ以上の電流が流れてしまう。

ところで、海外では、ランプを定格電圧２２０Ｖ乃至２５０Ｖで使用することがあるため、口金５０と筐体１０との間の絶縁耐圧試験に対する性能の向上が求められる。求められる性能の目安は、ＥＮ６０９６８ ７条の規格を参考にした業界基準によれば、図９に示す方法による絶縁耐圧試験において、口金５０と筐体１０との間に４ｋＶの交流電圧を印加したときの絶縁耐圧性能を確保することである。また、そのときのリミット電流は記載されていないが、本実験では、ＥＮ６１３４７を参考に１００ｍＡと設定した。

これに対して、従来から、発光モジュール１００を含む回路と筐体１０との間の絶縁耐圧（特に、発光部１２０の電極部１２０ａと、筐体１０に電気的に接続している螺子２８との間の絶縁耐圧）を向上させることにより、絶縁耐圧試験に対する性能向上を図ることが考えられている。ここでは、基板１１０を大きくして発光部１２０の電極部１２０ａと螺子２８との間の最短距離を大きくするか、或いは、発光部１２０の配置を基板１１０の中央部に寄せるように変更して発光部１２０の電極部１２０ａと螺子２７との間の最短距離を大きくすることが考えられている。

しかしながら、基板１１０を大きくすると、基板１１０を収納するための筐体１０も大きくせざるを得ず、ランプ自体が大型化してしまう。一方、発光部１２０の配置を基板１１０の中央部に寄せるように変更すると、発光部１２０の放熱性が低下し、発光部１２０の劣化が早まり、ランプ寿命の低下を招くおそれがある。

更に、海外と国内とで発光モジュール１００の基板１１０を兼用することを考慮した場合、海外向けのランプに搭載される発光モジュール１００と国内向けのランプに搭載される発光モジュール１００とで、仕様を共通化することにより、ランプの製造コストの低減を図ることが求められている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、絶縁耐圧試験に対する性能向上を図りつつ、小型化、長寿命化および製造コスト低減を図ることができるランプを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係るランプは、回路基板と当該回路基板の主面に電極部の少なくとも一部が露出する形で実装された発光部とを有する発光モジュールと、発光部に電力を供給する電力供給ユニットと、導電性材料により筒状に形成され、内部に前記電力供給ユニットを収納する筐体と、筐体に電気的に接続され且つ回路基板における主面側に少なくとも一部が配置されてなる導電部材とを備え、発光部と導電部材の一部との間の最短距離が０．２ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下である。発光部と導電部材の一部との間の最短距離が０．２ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下にすれば、性能が向上する理由については、実施の形態で詳細に説明する。

本構成によれば、発光部と筐体と電気的に接続された部位との間の最短距離を広げる工夫をすることなく、絶縁耐圧試験に対する性能を向上させることができるので、絶縁耐圧試験に対する性能向上を図りつつ、小型化および長寿命化を図ることができる。

また、本構成によれば、外部電源から電力供給ユニットへ電力を供給するための口金を備えるものについて、定格電圧１００Ｖ乃至１２０Ｖの国内向けのランプと同様な構成を有しながらも、定格電圧２２０Ｖ乃至２５０Ｖの海外向けランプについて絶縁耐圧試験で求められる性能、即ち、口金と筐体との間に４ｋＶの交流電圧を印加したときの電流値が１００ｍＡ以下であることを満足することができるので、国内向けのランプと海外向けのランプとで部品仕様の共通化ができるから、製造コストの低減を図ることができる。

また、本発明に係るランプは、最短距離が、１．０ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下であってもよい。
本構成によれば、口金と筐体との間に５００Ｖの交流電圧を印加しても、絶縁が保たれるので、定格電圧２２０Ｖ乃至２５０Ｖの通常使用時における安全性を確保することができる。

また、本発明に係るランプは、導電性材料により板状に形成され、筐体の片側開口部の一部を塞ぐ形で筐体に取着されるとともに、電力供給ユニットに対向する面側とは反対側の面側に発光モジュールが取着されてなる基台を備え、導電部材が、金属により形成され且つ軸の一端部が基台に螺着されるとともに、軸の他端部に設けられた頭部が回路基板における主面側に配置されてなる螺子からなるものであってもよい。

本構成によれば、螺子を基台に螺着した状態で、螺子の頭部と電極部との間の最短距離が０．２ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下となるような螺子を選択することにより、絶縁耐圧試験に対する性能を向上させることができるので、従来構成に絶縁耐圧試験に対する性能を向上させるための新たな部品を追加する必要がないので、部品点数増加によるコスト上昇を抑制することができる。

また、本発明に係るランプは、導電部材が、金属により形成され且つ軸の一端部が基台に螺着されるとともに、軸の他端部に設けられた頭部が回路基板における主面側に配置されてなる螺子と、螺子の頭部と回路基板における主面側との間に介在するワッシャとからなるものであってもよい。

本構成によれば、螺子にワッシャを嵌めるという簡易な方法で、絶縁耐圧試験に対する性能を向上させることができるので、組み立て作業負荷の増加を抑制することができる。
また、本発明に係るランプは、導電部材が、回路基板における発光部が設けられた面側に配設され、且つ、基台および筐体の少なくとも一方と電気的に接続されてなる金属パターンからなるものであってもよい。

本構成によれば、周知のパターンニング技術を適用することにより、発光部の電極部と金属パターンとの間の最短距離を精度よく設定することができる。
また、本発明に係るランプは、前記回路基板は、セラミックスにより形成され且つ前記発光部が実装される面に配線パターンが形成された基板と、絶縁性材料により形成され且つ前記配線パターンのうち前記発光部が実装されるパッド部を除く部位を覆う保護膜とからなるものであってもよい。

本構成によれば、配線パターンと導電部材との間で絶縁破壊が生じることによる、絶縁耐圧試験に対する性能の劣化を抑制することができる。

実施の形態に係るランプを示す断面図である。 実施の形態に係るランプであって、（ａ）グローブを取り外し状態における平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’で示した部分の部分断面図である。 実施の形態に係るランプについて行った絶縁耐圧試験の結果を示す図である。 変形例に係るランプであって、（ａ）グローブを取り外し状態における平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’で示した部分の部分断面図である。 変形例に係るランプであって、グローブを取り外し状態における平面図である。 変形例に係るランプであって、（ａ）グローブを取り外し状態における平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’で示した部分の部分断面図である。 変形例に係るランプであって、（ａ）グローブを取り外し状態における平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’で示した部分の部分断面図である。 従来例に係るランプであって、（ａ）グローブを取り外し状態における平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ’で示した部分の部分断面図である。 絶縁耐圧試験の方法を説明するための図である。 従来例について行った絶縁耐圧試験の結果を示す図である。

以下、本発明の一態様に係るランプを図面を参照しながら説明する。
＜実施の形態＞
＜１＞構成
＜１−１＞全体構成
本実施の形態に係るランプを示す断面図を図１に示し、グローブを外した状態における平面図を図２（ａ）に示す。

ランプは、筐体１０と、ホルダ（基台）２０と、点灯回路ユニット３０と、回路ケース４０と、口金５０と、グローブ６０と、発光モジュール１００とを備える。
＜１−２＞筐体
筐体１０は、導電性材料である金属（例えば、アルミニウム）により円筒状に形成され、一方の開口側に発光モジュール１００が配置され、他方の開口側に口金５０が配置されている。また、筐体１０は、発光モジュール１００からの熱を放散させる放熱部材（ヒートシンク）として機能する。

＜１−３＞ホルダ
ホルダ２０は、図１および図２に示すように、導電性材料である金属により略円板状に形成され、発光モジュール１００を筐体１０に取着するための部材である。ホルダ２０は、円筒状の筐体１０の片側開口部の一部を塞ぐ形で筐体１０に取着される。このホルダ２０における発光モジュール１００が取着される側の主面の略中央には、基板１１０の形状に合わせた平面視矩形状の凹部２３が形成されている。この凹部２３には、図１に示すように、基板１１０が嵌め込まれている。また、凹部２３の４隅それぞれには、基板１１０をホルダ２０に固定するための螺子２７が螺合する螺子孔が穿設されている。そして、基板１１０は、その裏面が凹部２３の底面に密着した状態で螺子孔に後述の螺子２７が螺合することにより、基板１１０がホルダ２０に取着される。これにより、ホルダ２０における点灯回路ユニット３０に対向する面側とは反対側の面側に発光モジュール１００が取着されることになる。

また、ホルダ２０は、筐体１０に接触した状態で配置されるので、発光モジュール１００で発生した熱を筐体１０へ伝導する機能を有することになる。
＜１−４＞点灯回路ユニット
点灯回路ユニット３０は、電源回路基板３１と、電源回路基板３１に実装された複数個の電子部品（例えば、絶縁トランス）３２とからなり、電源回路基板３１が回路保持部２２に固定された状態で筐体１０内に収納されている。点灯回路ユニット３０からは、点灯回路ユニット３０における電源線に接続されたリード線３４と、点灯回路ユニット３０の接地線に接続されたリード線３３とが導出している。更に、点灯回路ユニット３０からは、点灯回路ユニット３０から発光モジュール１００に電力を供給するためのリード線３５が導出している。

＜１−５＞回路ケース
回路ケース４０は、略円筒状に形成されたカバー４１と、円盤状に形成され且つカバー４１における片側開口部を覆う形で配置され、点灯回路ユニット３０を保持する回路保持部３６とから構成される。

カバー４１は、回路保持部２２が取り付けられる側の開口端に、回路保持部３６に設けられた爪片３８が係合する孔４３が設けられている。そして、カバー４１は、爪片３８を孔４３に係合させた形で回路保持部２２と結合する。また、カバー４１における回路保持部３６が取り付けられる側とは反対側には、カバー４１に口金５０を取り付けるための溝４２ａが形成された口金取付部４２が設けられている。

回路保持部３６は、外周部にカバー４１に取り付けるため爪片３８が設けられている。
なお、カバー４１および回路保持部３６は、軽量化のため比重の小さい材料、例えば合成樹脂で形成するのが好ましい。本例では、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が用いられている。

＜１−６＞口金
口金５０は、ＩＥＣ（国際規格）やＪＩＳ（日本工業規格）に規定する、例えば、Ｅ型口金の規格に適合するものであり、一般白熱電球用のソケットに装着して使用される。

口金５０は、筒状のシェル５１と円形皿状をしたアイレット５２とを有する。このシェル５１とアイレット５２とは、ガラス材料からなる絶縁体部５３を介して一体となっている。口金５０は、シェル５１を口金取付部４２に外嵌させた状態で回路ケース４０に取り付けられる。カバー４１における口金取付部４２には、点灯回路ユニット３０から導出する給電線３３を挿通するための挿通孔４４が貫設されている。給電線３３は、挿通孔４４から外部に導出され、被覆が剥がされた先端部３３ａが半田５４によりシェル５１に固着されている。これにより、給電線３３とシェル５１とが電気的に接続される。また、アイレット５２の中央部には、点灯回路ユニット３０から導出する給電線３４を挿通するための挿通孔５５が貫設されている。給電線３４は、挿通孔５５から外部に導出され、被覆が剥がされた先端部３４ａが半田５６によりアイレット５２に固着されている。これにより、給電線３４とアイレット５２とが電気的に接続される。

＜１−７＞グローブ
グローブ６０は、略ドーム状に形成され、発光モジュール１００を覆うようにして、その開口端部６１が接着剤６２により筐体１０およびホルダ２０に固定されている。

＜１−８＞発光モジュール
発光モジュール１００は、基板１１０、複数の発光部１２０、給電用コネクタ１３０、および、基板１１０上の一部を覆う保護膜１３１とを備える。

基板１１０は、セラミックにより略矩形板状に形成されており、発光部１２０が設けられる側の表面には、各発光部１２０に対応する位置に形成された電極パッド（パッド部）１１０ａ（図２（ｂ）参照）を含む配線パターンが金属により形成されている。ここにおいて、基板１１０および配線パターンとから回路基板が構成される。また、基板１１０の４隅には、基板１１０をホルダ２０に取着するための螺子２７が挿通される孔１１０ｂ（図２（ｂ）参照）が貫設されている。なお、基板１１０は、表面に絶縁層が形成されてなるアルミニウム製の板材により構成されるものであってもよい。

発光部１２０は、図２（ａ）に示すように、合成樹脂等により外形が直方体状に形成されたハウジング１２０ｂと、ハウジング１２０ｂの内部に設けられたＬＥＤとを備える。そして、発光部１２０は、ハウジング１２０ｂにおける基板１１０に固着される側とは反対側の面から光を発する。また、発光部１２０の長手方向における両端側面には、端子が形成されており、この端子は、基板１１０上に形成された電極パッド１１０ａに半田により固着され、半田とともに電極部１２０ａを構成している。そして、各発光部１２０は、この電極パッド１１０ａを含む配線パターンを介して、基板１１０上に設けられた給電用コネクタ１３０に電気的に接続される。

給電用コネクタ１３０は、リード線３５に電気的に接続されており、点灯回路ユニット３０からリード線３５を介して供給される電力を配線パターンに供給する。
保護膜１３１は、基板１１０上に形成された配線パターンのうち、発光部１２０が実装される電極パッド１１０ａを除く部位を覆う形で設けられている。また、保護膜１３１は、基板１１０上における配線パターンが形成されていない部位のうち、螺子２７が挿通される孔１１０ｂの外周部を除く部分全体をも覆っている。

＜１−９＞螺子およびワッシャ（導電部材）
螺子２７は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）等の導電性材料により形成され、基板１１０の４隅近傍に設けられた孔１１０ｂ（図２参照）に挿通された状態でホルダ２０に穿設された螺子孔に螺合することで、基板１１０をホルダ２０に固定する。

ワッシャ２８は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）等の導電性材料により形成され、４つの螺子２７のうちの１つの螺子２７（図２（ａ）における基板１１０の右上端部に位置する螺子２７）の頭部２７ａと基板１１０との間に、螺子２７の軸２７ｂに嵌められた形で介在している。そして、ワッシャ２８の周部と、ワッシャ２８に最も近接した位置に配置された発光部１２０（図２（ａ）における最上段の列の右端に位置する発光部１２０）の電極部１２０ａとの最短距離Ｌが、１．０ｍｍとなるように設定されている。

ここで、ホルダ２０は、筐体１０に接触した状態で配置されるので、螺子２７およびワッシャ２８と筐体１０とは電気的に接続されることになる。この螺子２７およびワッシャ２８が、筐体１０に電気的に接続された導電部材を構成する。
＜２＞絶縁耐圧試験の結果
ＥＮ６０９６８ ７条の規格を参考にした業界基準によれば、絶縁耐圧試験（口金５０のシェル５１とアイレット５２とを短絡した状態で、口金５０と筐体１０との間に、交流電圧を印加したときに流れる電流値を測定する試験、図９参照）において、４ｋＶの交流電圧を印加したときの絶縁耐圧性能を確保することが求められる。そして、今回、この絶縁耐圧試験において、ＥＮ６１３４７を参考に、４ｋＶの交流電圧を印加したときに流れる電流値が１００ｍＡ以下であれば、定格電圧２２０Ｖ乃至２５０Ｖのランプとしての安全性が確保されているものとみなすこととした。以下、この絶縁耐圧試験の結果について説明する。

絶縁耐圧実験は、図９に示す方法で、口金５０と筐体１０との間に印加する交流電圧を０．５ｋＶから４．５ｋＶまでの間で０．５ｋＶ刻みで変化させたときに、電流値が０．５ｍＡ、１．０ｍＡ、２．０ｍＡ、５ｍＡ、１０ｍＡ、１００ｍＡを超えるか否かを調査した。また、ワッシャ２８と発光部１２０の電極部１２０ａとの間の最短距離（図２のＬ）を０．２ｍｍ、０．４ｍｍ、１．０ｍｍ、１．６ｍｍ、１．８ｍｍと変化させた。

図３（ａ）乃至（ｄ）に実験結果を示す。図３（ａ）乃至（ｄ）において、「○」はリミット電流値を超えなかったことを意味し、「×」はリミット電流値を超えたことを意味する。ここで、ワッシャ２８と電極部１２０ａとの間の最短距離Ｌが０．２ｍｍおよび０．４ｍｍの場合、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、印加電圧０．５ｋＶ乃至４．０ｋＶで少なくとも０．５ｍＡの電流が流れており、絶縁破壊が生じていると言える。また、最短距離Ｌが１．０ｍｍの場合、図３（ｃ）に示すように、印加電圧０．５ｋＶでは、ワッシャ２８と電極部１２０ａとの間で絶縁破壊が生じていないが、印加電圧が１．０ｋＶ以上になるとワッシャ２８と電極部１２０ａとの間で絶縁破壊が生じ、放電が発生していると言える。そして、最短距離Ｌが１．６ｍｍおよび１．８ｍｍの場合、図３（ｄ）に示すように、印加電圧０．５ｋＶ乃至１．５ｋＶでは、ワッシャ２８と電極部１２０ａとの間で絶縁破壊が生じていないが、印加電圧２．０ｋＶ以上では、ワッシャ２８と電極部１２０ａとの間で絶縁破壊が生じ、放電が発生していると言える。

但し、いずれの場合も、印加電圧が０．５ｋＶ乃至４．０ｋＶのときの電流値（ワッシャ２８と電極部１２０ａとの間での放電電流値）が少なくとも１００ｍＡを超えない。特に、どの図においても印加電圧が４．０ｋＶのときでも電流値は２ｍＡ以下に抑えられていることは注目すべきである。また、図１０のデータと比べて図３各図のデータは、４．０ｋＶ印加時における電流値が小さいことにも注目すべきである。

以下に、図８に示した螺子２７と電極部１２０ａとの間隔が、２．０ｍｍの場合に比べて図３各図に示すワッシャ２８と電極部１２０ａとの間隔が短いと電流値が少なくなったと考える理由（１）と、図３各図に見られるように電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が０．２ｍｍ乃至１．８ｍｍのいずれの場合も電流値が一定していると考えられる理由（２）について分説する。

理由（１）
電極部１２０ａとワッシャ２８（又は螺子２７）との間で放電が開始した後においては、電極部１２０ａとワッシャ２８（又は螺子２７）との間の最短距離、即ち、放電距離が長いほど、放電空間に存在する電子が加速される時間が長くなり、電極部１２０ａまたはワッシャ２８（又は螺子２７）によりエネルギーの大きい電子が非弾性衝突することになる。そして、電極部１２０ａまたはワッシャ２８に衝突する電子のエネルギーが大きいほど、電極部１２０ａまたはワッシャ２８で発生する熱電子量は大きくなる。ところで、電極部１２０ａとワッシャ２８との間には、前述のように、交流電圧が印加されるので、例えば、当該交流電圧の半周期内に電極部１２０ａで発生した熱電子が、次の半周期でワッシャ２８へ到達することで、熱電子が電流（放電電流）に寄与する。逆に、交流電圧の半周期でワッシャ２８で発生した熱電子は、次の半周期で電極部１２０ａに到達することにより、熱電子が放電電流に寄与する。従って、前述のように放電距離が長いほど、ワッシャ２８および電極部１２０ａに衝突する電子の持つエネルギーが大きくなり、ワッシャ２８および電極部１２０ａで発生する熱電子量は大きくなるので、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が長いほど、放電電流の大きさを示す値（電流値）が大きくなると考えられる。

理由（２）
理由（１）のところで述べたように、電極部１２０ａとワッシャ２８との間で放電が生じている状態では、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が小さくなるほど熱電子量が小さくなる。

一方、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が小さくなると、放電開始時における電極部１２０ａとワッシャ２８との間の静電容量が大きくなる。そして、放電開始時に電極部１２０ａとワッシャ２８との間に印加される電圧が両者の間隔に依らずに一定であれば、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が小さいほど電極部１２０ａおよびワッシャ２８の帯電量が大きくなる。

そして、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が小さくなることによる熱電子量の減少分が、当該最短距離が小さくなることによる放電開始時の帯電量の増加分により相殺されることで、放電時の電流値が当該最短距離に依らずに一定になるものと考えられる。

以上が理由（２）の説明である。
結局、本実施の形態は、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離が小さくなると、放電開始電圧が下がり絶縁耐圧が低下する（絶縁破壊が生じやすくなる）ことになるが、放電開始後における電流値（放電電流値）が低減されるという特性を用いたものである。

本実施の形態に係るランプでは、図９に示す絶縁耐圧試験において、口金５０と筐体１０との間に４ｋＶの交流電圧を印加した場合、電極部１２０ａとワッシャ２８との間に放電が発生している状態を許容しながらも、電流値を１００ｍＡ以下に抑制することにより、絶縁耐圧試験に対する性能を向上させている。

ところで、本実施の形態に係るランプは、定格電圧２２０Ｖ乃至２５０Ｖの海外向けに使用される。そうすると、通常の使用状態においては、口金５０と筐体１０との間には、少なくとも２５０Ｖ程度の電圧が印加される可能性はある。従って、発光部１２０の電極部１２０ａと筐体１０に電気的に接続されたワッシャ２８との間に、少なくとも２５０Ｖ程度の電圧が印加されても絶縁破壊は生じないようにしておくのが望ましい。

図３（ａ）乃至（ｄ）に示す試験結果は、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離Ｌが１．０ｍｍ乃至１．８ｍｍの場合には、印加電圧が０．５ｋＶ（５００Ｖ）でも電流が全く流れない、即ち、電極部１２０ａと螺子２７との間で絶縁破壊が生じないことを表している（図３（ａ）乃至（ｄ）のハッチ部分）。従って、電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離Ｌを１．０ｍｍ乃至１．８ｍｍに設定すれば、口金５０と筐体１０との間に２５０Ｖの電圧が印加されても絶縁破壊は生じることがなく、更に、絶縁耐圧試験において、口金５０と筐体１０との間に４ｋＶの電圧が印加したときに流れる電流値も１００ｍＡ以下に抑えることができ、業界基準を満足できる。

また、本実施の形態では、ワッシャ２８を用いて絶縁耐圧試験を行った結果を示しているが、ワッシャ２８の代わりに、金属等の導電性材料により形成され且つ一端部が螺子２７に固定された線状部材を用いて、線状部材の他端部と、発光部１２０の電極部１２０ａとの間の距離を０．４ｍｍ乃至１．８ｍｍの間で変化させた場合にも図３（ａ）乃至図３（ｄ）に示す結果と同じ結果が得られた。従って、電極部１２０ａに対する異極部（本実施の形態では、ワッシャ２８）の形状が電流値に与える影響に比べて、電極部１２０ａと異極部との間の距離の違いによる影響のほうが支配的であると考えられる。

＜変形例＞
（１）変形例に係るＬＥＤランプについてグローブ６０を取り外した状態の平面図を図４（ａ）に示し、図４（ａ）におけるＡ−Ａ’で破断した断面図を図４（ｂ）に示す。

本変形例では、基板１１０上に金属等の導電性材料によりランド部（金属パターン）１１０ｃが形成されている。そして、定格電圧が１００Ｖ乃至１２０Ｖの日本向けのランプに使用する場合には、そのままにしておき、定格電圧が２２０Ｖ乃至２５０Ｖの海外向けのランプに使用する場合には、ランド部１１０ｃと螺子２７とを半田１１０ｄで接続するようにしてもよい。

ランド部１１０ｃと螺子２７とが半田１１０ｄにより接続していない場合、ランド部１１０ｃと筐体１０とが電気的に接続されていないので、電極部１２０ａと螺子２７との間の最短距離により、絶縁耐圧試験に対する性能が定まる。

一方、ランド部１１０ｃと螺子２７とが半田１１０ｄにより接続されている場合、ランド部１１０ｃと筐体１０とが電気的に接続されているので、電極部１２０ａとランド部１１０ｃとの間の最短距離により、絶縁耐圧試験に対する性能が定まる。つまり、電極部１２０ａとランド部１１０ｃとの間の最短距離Ｌを０．２ｍｍ乃至１．８ｍｍに設定すれば、絶縁耐圧試験における業界基準（口金５０と筐体１０との間の４ｋＶの交流電圧を印加したときに流れる電流値が１００ｍＡ以下であること）を満足することができる。

（２）他の変形例に係るＬＥＤランプについてグローブ６０を取り外した状態の平面図を図５に示す。
本変形例では、前述（１）で説明した変形例と同様に、基板１１０上に金属等の導電性材料によりランド部（金属パターン）１１０ｃが形成されており、ランド部１１０ｃと筐体１０とが配線２２８で接続されている。これにより、ランド部１１０ｃと筐体１０とが電気的に接続されているので、電極部１２０ａとランド部１１０ｃとの間の最短距離により、絶縁耐圧試験に対する性能が定まる。つまり、電極部１２０ａとランド部１１０ｃとの間の最短距離Ｌを０．２ｍｍ乃至１．８ｍｍに設定すれば、絶縁耐圧試験における業界基準（口金５０と筐体１０との間の４ｋＶの交流電圧を印加したときに流れる電流値が１００ｍＡ以下であること）を満足することができる。

（３）他の変形例に係るＬＥＤランプについてグローブ６０を取り外した状態を図６（ａ）に示し、図６（ａ）におけるＡ−Ａ’で破断した断面図を図６（ｂ）に示す。
本変形例では、基板１１０の主面側に、孔１１０ｂの外周部に連続するランド部（金属パターン）３２８が形成されている。そして、螺子２７をホルダ２０に設けられた螺子孔に螺合させ、螺子２７の頭部２７ａがランド部３２８に当接すると、ランド部３２８と筐体１０とが電気的に接続される。これにより、ランド部３２８と筐体１０とが電気的に接続されているので、電極部１２０ａとランド部３２８との間の最短距離により、絶縁耐圧試験に対する性能が定まる。つまり、電極部１２０ａとランド部３２８との間の最短距離Ｌを０．２ｍｍ乃至１．８ｍｍに設定すれば、絶縁耐圧試験における業界基準（口金５０と筐体１０との間の４ｋＶの交流電圧を印加したときに流れる電流値が１００ｍＡ以下であること）を満足することができる。また、本変形例によれば、実施の形態や前述（２）で説明した変形例にように、ワッシャ２８や配線２２８等が不要になるので、部品点数の削減を図ることができる。更に、前述（１）で説明した変形例のように、ランプの製造工程において、ランド部１１０ｃと螺子２７とを半田１１０ｄにより接続するための半田付け作業を行う必要がないので、ランプの製造工程の簡素化を図ることができる。

（４）他の変形例に係るＬＥＤランプについてグローブ６０を取り外した状態を図７（ａ）に示し、図７（ａ）におけるＡ−Ａ’で破断した断面図を図７（ｂ）に示す。
本変形例では、発光部１２０の電極部１２０ａが発光部１２０の短手方向の両端側に設けられている。そして、発光部１２０の短手方向の両端側に設けられた電極部１２０ａとワッシャ２８との間の最短距離Ｌが０．２ｍｍ乃至１．８ｍｍである。

（５）また、前述の実施の形態では、螺子２７にワッシャ２８を嵌める例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ワッシャ２８を用いずに、螺子２７をホルダ２０に螺着した状態で、螺子２７の頭部２７ａと発光部１２０の電極部１２０ａとの間の最短距離Ｌが０．２ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下となるような螺子２７を選択して使用してもよい。

（６）前述の実施の形態では、発光部１２０がＬＥＤを有する例について説明したが、これに限定されるものではなく、他の発光素子を有するものであってもよい。

本発明に係るランプは、照明用途全般に広く利用可能である。

１０ 筐体
２０ ホルダ（基台）
２７ 螺子
２７ａ 頭部
２７ｂ 軸
２８ ワッシャ
３０ 点灯回路ユニット（電力供給ユニット）
３３，３４，３５ リード線
３６ 回路保持部
４０ 回路ケース
４１ カバー
４２ 口金取付部
５０ 口金
５１ シェル
５２ アイレット
６０ グローブ
１００ 発光モジュール
１１０ 基板
１２０ 発光部
１２０ａ 電極部
１２０ｂ ハウジング
１３０ 給電用コネクタ
１３１ 保護膜

Claims (6)

1. 回路基板と当該回路基板の主面に電極部の少なくとも一部が主面側に露出する形で実装された発光部とを有する発光モジュールと、前記発光部に電力を供給する電力供給ユニットと、導電性材料により筒状に形成され、内部に前記電力供給ユニットを収納する筐体と、前記筐体に電気的に接続され且つ前記回路基板における前記主面側に少なくとも一部が配置されてなる導電部材とを備え、前記発光部の前記電極部と前記導電部材の前記一部との間の最短距離が０．２ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下であることを特徴とするランプ。
2. 前記最短距離は、１．０ｍｍ以上且つ１．８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項1記載のランプ。
3. 導電性材料により板状に形成され、前記筐体の片側開口部の一部を塞ぐ形で前記筐体に取着されるとともに、前記電力供給ユニットに対向する面側とは反対側の面側に前記発光モジュールが取着されてなる基台を備え、前記導電部材は、金属により形成され且つ軸の一端部が前記基台に螺着されるとともに、前記軸の他端部に設けられた頭部が前記回路基板における前記主面側に配置されてなる螺子からなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のランプ。
4. 前記導電部材は、金属により形成され且つ軸の一端部が前記基台に螺着されるとともに、前記軸の他端部に設けられた頭部が前記回路基板における前記主面側に配置されてなる螺子と、前記螺子の前記頭部と前記回路基板における前記主面側との間に介在するワッシャとからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のランプ。
5. 前記導電部材は、前記回路基板における前記主面側に設けられ、且つ、前記基台および前記筐体の少なくとも一方と電気的に接続されてなる金属パターンからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載のランプ。
6. 前記回路基板は、セラミックスにより形成され且つ前記発光部が実装される面に配線パターンが形成された基板と、絶縁性材料により形成され且つ前記配線パターンのうち前記発光部が実装されるパッド部を除く部位を覆う保護膜とからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のランプ。

Images