JP2012248437A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自重や熱膨張による反りを生じ難い照明装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一部がケース部材６ａ・６ｂにて構成された管状体１４の内部に、複数のＬＥＤ２が収容されると共に、ＬＥＤ２からの熱を放熱するヒートシンク１を備えている。ヒートシンク１は、管状体１４の内部に収容される板状部１１を有し、該板状部１１は、当該直管形ランプ１００の取り付け状態において鉛直方向に平行をなして管状体１４内に収容されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、直管形ランプ（直管ランプ）や環形ランプ（環管ランプ）等を含む照明装置に関し、特に、固体発光素子を光源とした照明装置に関する。

近年、環境意識の向上に伴い、白熱電球や蛍光灯に替わる新しい光源として、半導体レーザや発光ダイオード等の固体発光素子が注目されている。特に、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記載）は、長寿命で、光変換効率も高く、ＬＥＤを光源として使用したＬＥＤランプが注目されている。

例えば、特許文献１には、ＬＥＤを光源とする直管形ランプが開示されている。この直管形ランプは、複数のＬＥＤを搭載した長矩形状の基板が、該基板の長手方向に沿って伸びる板状の放熱部材に積層して配置されており、放熱部材と共に円筒形のケースに収容されてなる。放熱部材は、点灯時にＬＥＤに発生する熱を逃がすための部材であり、放熱部材を設けてＬＥＤの熱を逃がすことで、ＬＥＤの寿命を延ばすことができる。また、放熱部材は、直管型ランプの長手方向の全域に及んで配されるため、直管形ランプの構造体としても機能する。そして、上記構成では、直管形ランプが天井に設置された照明器具に取り付けられた状態で、放熱部材の最も広い面積を有する面を水平方向に、つまり、板状の放熱部材の厚み方向が、照明器具が取り付けられている天井面の法線方向と平行となるように配されている。

特開２０１０−１２３３５９号公報（２０１０年６月３日公開）

しかしながら、特許文献１の直管形ランプでは、直管形ランプの自重やケースの熱膨張による反りが発生するという問題がある。これは、ケースが材質上反りを生じやすく、また、直管形ランプの構造体としても機能する放熱部材が、反りを発生させる力が作用する方向に対して堅固でないためである。

まずは、ケースが材質上反りを生じやすい点について説明する。従来の蛍光灯ランプでは、ケースの材質として専らガラスが多用されてきたが、ＬＥＤ電球等の固体発光素子を光源に用いたＬＥＤランプでは、破損し難いといった利点を有するポリカーボネート等の合成樹脂が用いられている。しかしながら、合成樹脂は、ガラスに比べて撓みやすく、また、熱膨張も大きいため、合成樹脂製のケースを使用した直管形ランプは、自重による反りや、熱膨張による反りなどの変形が生じやすくなる。

次に、構造体としても機能する放熱部材が、反りを発生させる力が作用する方向に対して堅固でない点について説明する。水平な天井に設置された照明器具に取り付けられた直管形ランプの場合、自重による反りは、鉛直線の方向である鉛直方向に平行に発生する。この場合、反りは下を凸としたものとなる。一方、ケースの熱膨張による反りは、ケースにおける周方向片側の一方の温度が他方よりも上がって熱膨張の度合いに差が出ることで発生する。水平な天井に設置された照明器具に取り付けられた直管形ランプの場合、放熱部材が配設されている、ケースの天井側が床側よりも熱くなるので、反りは天井側である上に凸としたものとなる。この反りも、鉛直方向に平行に発生する。つまり、直管形ランプにおいて、自重による反りも、熱膨張による反りも、照明器具が設置された天井面の法線方向に沿って発生することとなる。

特許文献１の構成では、構造体としても機能する放熱部材は、直管形ランプが照明器具に取り付けられた状態で、放熱部材の最も広い面積を有する面を水平に、つまり、板状の放熱部材の厚み方向が、照明器具が取り付けられている天井面の法線方向と平行となるように配されている。そのため、放熱部材は、ケースに反りを生じさせる力に対する断面二次モーメントの値が小さく、曲げ剛性が低いものとなり、直管形ランプの自重や熱膨張による反りに対して堅固な構造体とはなっていない。

なお、自重による反りは、直管形ランプほどではないが、サイズの大きな環形ランプにおいても発生することは容易に想像でき、直管形ランプに限らず、環形ランプを含む管状ランプにおいて、反りに強い構成が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みなされてものであり、その目的は、自重や熱膨張による反りを生じ難い照明装置を提供することにある。

本発明の管状ランプは、上記の課題を解決するために、固体発光素子と、該固体発光素子からの熱を放熱する放熱部材と、該固体発光素子からの光を透過するケース部材を少なくとも一部として構成された管状体と、を備える照明装置であって、上記放熱部材は、該照明装置の取り付け状態において鉛直方向に平行をなすべく上記管状体に収容される板状部を有することを特徴している。

上記構成によれば、放熱部材は、該照明装置の取り付け状態において鉛直方向に平行をなすべく上記管状体に収容される板状部を有している。放熱部材は、放熱部材としての機能に加えて、管状体の形状を保持する、照明装置の構造体としても機能するものである。上記構成では、このような放熱部材における板状部が、照明装置の取り付け状態で、管状体内部において鉛直方向に平行をなしているので、板状部の鉛直方向に加わる力に対して断面二次モーメントの値は大きく、曲げ剛性が高いものとなる。

水平な天井面等に設置された照明器具に取り付けられた照明装置には、自重による反りを発生させる力は鉛直線の方向である鉛直方向に作用するので、上記構成のように、放熱部材の板状部を鉛直方向に平行をなすように配置した構成とすることで、自重による反りを生じ難くして、反りに強い照明装置を実現できる。

この場合、上記放熱部材は、上記板状部における照明装置の取り付け面側の端部に上記管状体の周方向に伸びる上部周面部を有しており、該上部周面部が上記ケース部材と共に上記管状体を構成することがこのましい。また、上記放熱部材は、上記板状部における照明装置の取り付け面側とは反対側の端部に上記管状体の周方向に伸び、かつ上記上部周面部よりも周方向の寸法が小さい下部周面部を有しており、該下部周面部が上記ケース部材および上記上部周面部と共に上記管状体を構成している構成としてもよい。

管状体の一部を放熱部材の上部周面部、あるいは上部周面部および下部周面部が構成することは、すなわち、放熱部材がケース部材より露出していることに他ならない。放熱部材がケース部材の外側に露出させることで、外気に対して熱放射が可能な放熱面積を増やして放熱部材の放熱性を高め、放熱部材の軽量化が図れる。

加えて、上部周面部、あるいは上部周面部および下部周面部を設けることで、板状部と上部周面部との間、板状部と下部周面部との間に形成されたコーナ部により、放熱部材の曲げ強度自体が上がり、反りに対してより一層堅固な構造体として機能させることができる。

但し、上部周面部および下部周面部を設ける構成においては、下部周面部の周方向寸法を上部周面部よりも小さくして、上部周面部にてより多くの熱が放熱される構成とすることが好ましい。これは、下部周面部は、床側に位置するため、下部周面部が床側で広い面積を占有すると、配光の妨げになるためである。下部周面部の周方向寸法を、上部周面部よりも小さくすることで、照明器具に取り付けられた状態の照明装置における真下部分の照度低下を低減することができる。

この場合、さらに、上記固体発光素子が、上記板状部の両面に配置されていることが好ましい。

鉛直方向に幅方向が配された板状部の両面に固体発光素子を取り付けることで、板状部の片面にのみ固体発光素子を配置した構成よりも配光角を広げることができ、照明装置の照射範囲を広く確保することができる。

また、鉛直方向に平行に配された板状部に固体発光素子を取り付けているので、床側だけでなく、天井側にも配光があり、点灯時の様を管状体の周方向全域が発光する従来の管状蛍光灯ランプに近づけることができ、利用者の違和感を和らげることができる。

また、板状部の両面に基板を配するにおいては、さらに、板状部の表裏で、位置をずらせて交互に複数配置されている構成とすることが好ましい。

これによれば、放熱部材の板状部に対してその両面より固体発光素子の熱が集中して伝わることがないので、固体発光素子で発生した熱を、素早く逃がすことができる。

本発明の照明装置は、さらに、上記管状体は、上記ケース部材と上記放熱部材の一部とから構成されており、上記放熱部材の一部が露出している構成とすることが好ましい。

これによれば、放熱部材がケース部材の外側に露出させることで、外気に対して熱放射が可能な放熱面積を増やして放熱部材の放熱性を高め、放熱部材の軽量化を図ることができる。

本発明によれば、自重や熱膨張による反りを生じ難い照明装置を提供することができる。

本発明の実施の一形態である直管形ランプの長手方向に直交する方向の断面図である。 上記直管形ランプの外観を示す斜視図である。 上記直管形ランプの中央部分に相当する要部の一部断面斜視図である。 上記直管形ランプの上記要部の分解斜視図である。 同図（ａ）は、上部周面部と同じ寸法の下部周面部を設けたヒートシンクを備えた変形例の直管形ランプの断面図であり、同図（ｂ）は、当該変形例の直管形ランプにおける配光角毎の照度を測定した鉛直配光曲線図である。 同図（ａ）は、上部周面部のみを設けたヒートシンクを備えた変形例の直管形ランプの断面図であり、同図（ｂ）は、当該変形例の直管形ランプにおける配光角毎の照度を測定した鉛直配光曲線図である。 同図（ａ）は、上部周面部のみを設けたヒートシンクを備えた別の変形例の直管形ランプの断面図であり、同図（ｂ）は、当該変形例の直管形ランプにおける配光角毎の照度を測定した鉛直配光曲線図である。 上記直管形ランプに施されている放熱性を高めるための構成を示すもので、上記直管形ランプにおける、ＬＥＤ基板が取り付けられたヒートシンクの板状部を示す要部の斜視図である。 図８のＡ−Ａ線矢視断面図である。 同図（ａ）は、ＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板の第１の面側を示す表面図であり、同図（ｂ）は、ＬＥＤ基板におけるＬＥＤが搭載される第１の面の要部拡大図、同図（ｃ）は、ヒートシンク上に配置されるＬＥＤ基板の第２の面側を示す裏面図である。 上記直管形ランプに施されている放熱性を高めるための別の構成を示すもので、図９の断面図に相当するＬＥＤ基板及び板状部の断面図である。 同図（ａ）は、ＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板の第１の面側を示す表面図であり、同図（ｂ）は、ヒートシンク上に配置されるＬＥＤ基板の第２の面側を示す裏面図である。 上記直管形ランプに施されている放熱性を高めるためのさらに別の構成を示すもので、図８の断面図に相当するＬＥＤ基板及び板状部の断面図である。 同図（ａ）は、ＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板の第１の面側を示す表面図であり、同図（ｂ）は、ヒートシンク上に配置されるＬＥＤ基板の第２の面側を示す裏面図である。 同図（ａ）（ｂ）共に、本実施形態の変形例の直管形ランプを示すもので、直管形ランプの長手方向に直交する方向の断面図である。 本発明の実施の他の形態である環形ランプの一部断面斜視図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図４は、本発明の照明装置に係る本実施形態の直管形ランプ１００を示している。このうち、図１は、直管形ランプ１００の長手方向に直交する方向の断面図であり、図２は直管形ランプ１００の外観を示す斜視図である。また、図３は直管形ランプ１００の中央部分に相当する要部の一部断面斜視図であり、図４は直管形ランプ１００の上記要部の分解斜視図である。

本実施形態の直管形ランプ１００は、図１〜図４の何れかに示すように、管状体１４と、ＬＥＤ基板３と、複数のＬＥＤ（固体発光素子）２と、ヒートシンク（放熱部材）１と、一対のジョイント部７ａ・７ｂと、一対の口金８・８とを備えている。

管状体１４は、少なくとも一部がケース部材にて構成される筒形の部材であり、内部に複数のＬＥＤ２を収容するものである。本実施形態では、管状体１４は、一対のケース部材６ａ・６ｂと、ヒートシンク１の一部である後述する上部周面部１２および下部周面部１３とで構成されている。

一対のケース部材６ａ・６ｂは、長手方向の断面が円弧形状をなす、湾曲した細長い部材である。ケース部材６ａ・６ｂは、上部周面部１２および下部周面部１３を挟んで対向して配され、周方向端部が、上部周面部１２および下部周面部１３と接合されている。また、ケース部材６ａ・６ｂは、ポリカーボネート等の透光性を有する合成樹脂から形成され、管状体１４におけるケース部材６ａ・６ｂよりなる部分（以下、ケース部分）が、ＬＥＤ２からの光を拡散・透過して当該直管形ランプ１００の発光面となる。なお、管状体１４として、ここでは円形断面を有する円筒形（直管形）を例図しているが、楕円形断面を有するものであってもよい。

ＬＥＤ基板３は、たとえばガラスエポキシ樹脂製である。ＬＥＤ基板３は、長矩形状に形成されており、第１の面３ａに複数のＬＥＤ２が実装されている。ＬＥＤ基板３における第１の面３ａには、ＬＥＤ２と図示しない電源部等とを接続するための、配線用銅パターン３１が形成されている（図９参照）。

複数のＬＥＤ２は、直管形ランプ１００の光源である。複数のＬＥＤ２はＬＥＤ基板３の長手方向に沿って所定間隔で並ぶように配置されている。複数のＬＥＤ２は、上述した配線用銅パターンによって接続されている。ＬＥＤ２としては、たとえば表面実装用のパッケージ型に構成された白色ＬＥＤが好適に用いられる。なお、図中、参照符号９にて示すものは、各ＬＥＤ２の保持体である。

上記ＬＥＤ基板３は、ヒートシンク１に積層して配置されている。ヒートシンク１は、ＬＥＤ２で発生した熱を逃がすための部材であり、ＬＥＤ２よりＬＥＤ基板３に伝わったＬＥＤ基板３の熱を逃がすための部材でもある。

ヒートシンク１は、ＬＥＤ基板３の長手方向に沿って延びる細長い形状を有しており、管状体１４の長手方向のほぼ全域に配置される。ヒートシンク１の材質としては、熱伝導性に優れかつ軽量でもある、アルミニウムが専ら利用されている。

本実施形態において、ヒートシンク１は、図１、図４によく表されているように、管状体１４の内部に収容され、管の軸方向に伸びる板状部１１を有する構成であり、ＬＥＤ基板３は、この板状部１１に取り付けられている。ここで、ＬＥＤ基板３は、ＬＥＤ２が実装されている第１の面３ａとは反対側の第２の面３ｂが、板状部１１に面接触するように取り付けられている。ＬＥＤ基板３とヒートシンク１とをこのように面接触させることで、ＬＥＤ２で発生した熱を効率よくヒートシンク１に伝達して逃がすことができる。

また、ヒートシンク１は、管状体１４の管の軸方向（長手方向）のほぼ全域に配置されるため、前述したように、放熱部材としての機能に加えて、管状体１４の形状を保持する直管形ランプ１００の構造体としても機能するものである。本実施形態では、反りにより強い構成とするために、構造体としも機能するヒートシンク１における、管状体１４内部に収容される板状部１１を、直管形ランプ１００が図示しない照明器具等に取り付けられた状態で、反りを発生させる力が作用する方向と平行な方向としている。

水平な天井面等に設置された照明器具に取り付けられた照明装置１００には、自重による反りを発生させる力は鉛直線の方向である鉛直方向に作用する。そのため、本実施形態の直管形ランプ１００は、ヒートシンク１における板状部１１を、照明装置１００が取り付けられた状態で、鉛直方向に平行をなすよう配置している。換言すると、ヒートシンク１は、直管形ランプ１００の取り付け状態において鉛直方向に平行をなすべく管状体１４に収容される板状部１１を有する構成となっている。つまり、図１〜図４は、直管形ランプ１００が、照明器具に取り付けられている状態のものを示しており、図１において上方が直管形ランプ１００の取り付け面側である天井側、下方が取り付け面側とは反対側の主たる被照射側となる床面側である。

構造体としても機能するヒートシンク１が、直管形ランプ１００が取り付けられた状態で、板状部１１を鉛直方向に平行をなすよう垂直向きに配置されることで、板状部１１を鉛直方向に垂直をなすよう水平向きに配置した場合に比較して、管状体１４に反りを生じさせる力に対する断面二次モーメントの値が大きくなり、曲げ剛性が高まる。その結果、直管形ランプ１００の自重による反りに対して堅固な構造体となり、このようなヒートシンク１を備えた本実施形態の直管形ランプ１００は、自重による反りを生じ難い反りに強い構成となる。

また、本実施形態の直管形ランプ１００では、管状体１４におけるケース部分は、熱源であるＬＥＤ２がヒートシンク１の板状部１１の両面側に配置されることで天井側も床側も概ね均等に熱せられるので、天井側が床側に比べて熱せられて熱膨張の差による反りが発生する恐れは少ない。しかしながら、設置環境などの原因で、ケース部分において、天井側が床側に比べて熱せられて熱膨張の差による反りを発生させる力が作用したとしても、その力は、鉛直方向に平行に作用するため、熱膨張の差による反りに対して堅固な構造体となる。つまり、床側に比べて天井側が熱せられやすいことに起因した熱膨張による反りも生じ難い構成とすることができる。

しかも、本実施形態では、ヒートシンク１は、上記板状部１１における、直管形ランプ１００の取り付け面側となる上端部に、管状体１４の周方向に伸びる上部周面部１２を有すると共に、取り付け面側とは反対側の下端部に、管状体１４の周方向に伸びる下部周面部１３を有し、これら上部周面部１２及び下部周面部１３が、管状体１４の一部を構成している。

このような構成とすることで、ヒートシンク１の放熱性を高めることができると共に、ヒートシンク１の曲げ強度を上げて構造体としての機能をより一層高めることができる。

すなわち、ヒートシンク１における上部周面部１２及び下部周面部１３が、管状体１４の一部を構成し、ヒートシンク１の一部が外部に露出しているので、ヒートシンク１に伝わったＬＥＤ２からの熱を、上部周面部１２及び下部周面部１３から効率よく外部へと発散させることができる。ヒートシンク１を外部に露出させない場合、ヒートシンク１の熱容量のみで直管形ランプ１００の温度上昇を防止する必要があるためヒートシンク１を増量させる必要があるが、本発明においてはヒートシンク１における外気への熱放射が可能な放熱面積が増えることで、ヒートシンク１を軽量化して十分に放熱効果を得ることができる。

また、ヒートシンク１に上部周面部１２及び下部周面部１３を設けることで、板状部１１から上部周面部１２及び下部周面部１３へと繋がる部分にコーナ部Ｒが形成され、これによって、ヒートシンク１の曲げ強度自体も上がる。したがって、直管形ランプ１００の自重や熱膨張による反りに対してより一層堅固な構造体として機能し、より一層反りに強い構成とすることができる。

但し、上部周面部１２及び下部周面部１３を設ける構成においては、図１に示すように、下部周面部１３の周方向寸法を、上部周面部１２よりも小さくし、上部周面部１２にてより多くの熱が放熱される構成とすることが好ましい。これは、下部周面部１３は、床側に位置するため、下部周面部１３が床側で広い面積を占有すると、配光の妨げになるためである。下部周面部１３の周方向寸法を、上部周面部１２よりも小さくすることで、照明器具に取り付けられた状態の直管形ランプ１００の真下部分の照度低下を低減することができる。そして、上部周面部１２のみで目標とする熱特性が得られるのであれば、下部周面部１３を設けることなく、板状部１１の下端部のみを外部に露出させる構成としてもよいし、上記下端部を外部に露出させずにケース部分６内部に収容する構成としてもよい。

さらに、ＬＥＤ基板３が積層される板状部１１を垂直向きとなるように配置する構成においては、ＬＥＤ基板３は、板状部１１の第１の面１１ａおよび第２の面１１ｂの両面に取り付ける構成とすることが好ましい。板状部１１の両面にＬＥＤ基板３を取り付けてＬＥＤ２を配置することで、板状部１１の片面にのみＬＥＤ基板３を配置した構成よりも配光角を広げることができ、直管形ランプ１００の照射範囲を広く確保することができる。

また、垂直向きに配置された板状部１１にＬＥＤ基板３を取り付けているので、床側だけでなく、天井側にも配光がある。そのため、点灯時の様を、管状体の周方向全域で発光する従来の直管形蛍光灯ランプに近づけることができ、利用者の違和感を和らげることができる。なお、板状部１１の両面にＬＥＤ基板３を設けるにあたり、本実施形態の直管形ランプ１００では、放熱性を高めるための工夫を行っており、これについては後述する。

さらにまた、ＬＥＤ２がヒートシンク１の板状部１１の両面側に配置されることでケース部分６の上方向側と下方向側、およびケース部材６ａ側とケース部材６ｂ側において夫々対称に熱が伝導するので、熱膨張の差に起因する反りを防止することが可能となる。

ここで、図５、図６を用いて、下部周面部１３による配光角（照明装置の配光角）への影響について説明する。図５(ａ）に示すように、上部周面部１２と同様の寸法の下部周面部１３を設けたヒートシンク１Ａを備えた変形例の直管形ランプ１００Ａでは、図５(ｂ）に示すように、天井側も床側も各位置の照度は同じになり、直管形ランプ１００Ａの真下となる０度近傍の照度は３０％となる。

これに対して、図６(ａ）に示すように、下部周面部１３を設けていないヒートシンク１Ｂを備えた変形例の直管形ランプ１００Ｂでは、図６(ｂ）に示すように、天井側よりも床側にて各位置の照度が高くなり、直管形ランプ１００Ｂの真下となる０度近傍の照度も４３％を超える。

図５（ｂ）、図６（ｂ）は、配光角１２０度のＬＥＤ２において、発光面となるケース部分６に、拡散度５２度のポリカーボネート製のカバーを使用して計測したものである。上部周面部１２および下部周面部１３を配置することが可能な光学特性上の大きさは、ＬＥＤ２の配光角θにて決定される。つまり、板状部１１の一方面側につき、（１８０度−ＬＥＤ配光角）÷２の角度範囲となる。管状体１４の径が大きくなるほど大きくなる。

しかしながら、上述したように、下部周面部１３にて真下部分の照度は低下するため、光学特性上、下部周面部１３の周方向の寸法は小さい方が好ましく、設けられなくてもよい。

要は、管状体１４の上下に露出させるヒートシンクの比率は、目標とする光学特性と熱特性に依存し、実装するＬＥＤ２の性能（ｌｍ／Ｗ,℃／Ｗ，配光角）、ＬＥＤ２に供給する電力、ケース部分６の材料特性（透過率／拡散度）によって決める。そして、その場合に、上部周面部１２を光学特性に問題の無い範囲で大きくして下部周面部１３を小さくすればよい。

前述の図５（ａ）が、配光角への影響を最小限にしつつ、放熱面積を最大とした構成であり、図６（ｂ）が、配光角を最も広く確保できる、光学特性を最大として構成である。

次に、図６、図７を用いて、板状部１１に対するＬＥＤ２の取り付け位置の違いによる配光角（照明装置の配光角）について説明する。図６(ａ）に示す変形例の直管形ランプ１００Ｂでは、下部周面部１３を設けていないヒートシンク１Ｂにおける中央位置（管状体１４の管の中心となる軸位置）にＬＥＤ２が配置されている。これに対し、図７(ａ）に示すように、変形例の直管形ランプ１００Ｃでは、下部周面部１３を設けていないヒートシンク１Ｂにおける中央位置よりも下（床側）の位置にＬＥＤ２が配置されている。

直管形ランプ１００Ｂ，１００Ｃそれぞれの鉛直配光曲線図である図６（ｂ）および図７（ｂ）を比較すると分かるように、ヒートシンク１Ｂの中央位置にＬＥＤ２が配置された直管形ランプ１００Ｂの方が、真下方向の照度を保持しつつ、水平方向に対する照度も高く、広配光を実現できる。一方、ヒートシンク１Ｂにおける中央位置よりも下（床側）の位置にＬＥＤ２が配置された直管形ランプ１００Ｃでは、水平方向の照度が低く、天井側へ回り込む光も少なくなるが、真下方向の照度を極めて高くできる。

したがって、例えば、中央部に直管形ランプ１００Ｃを１つあるいは複数長手方向を揃えて配置し、その両端側に直管形ランプ１００Ｂを１つずつあるいは複数本、同様に配置するなどして、直管形ランプ１００Ｂ，１００Ｃの配光特性を組み合わせることで、床面を真下だけでなく広い範囲で照射でき、かつ、天井にも配光可能な照明を実現することができる。

ジョイント部７ａ・７ｂは、図２に示すように、直管形をなす管状体１４の長手方向の両端部に取り付けられた端部部材である。ジョイント部７ａ・７ｂは、ヒートシンク１に積層されたＬＥＤ基板３が収容された管状体１４の長手方向の両端に取り付けられる。ジョイント部７ａ・７ｂには、管状体１４の長手方向端面の形状にあった、図示しない円形溝が形成されており、該円形溝に管状体１４の長手方向の端部が嵌合されることで、ジョイント部７ａ・７ｂは管状体１４の端部に取り付けられる。

ジョイント部７ａに形成されている開口１０は、照明器具に設けられた電源とＬＥＤ基板３との接続を可能とするために設けられている。給電側となるジョイント部７ａの内部には、ＬＥＤ基板３とが電気的に接続された図示しないコネクタ部が収容されている。照明器具側の電源に接続された配線が開口１０を介してジョイント部７ａ内に引き込まれ、コネクタ部と接続される。

口金８・８は、ジョイント部７ａ・７ｂに取り付けられている。口金８・８にはそれぞれ、端子８ａが２本ずつ突出して設けられている。本実施形態の直管形ランプ１００は、コネクタ部を用いてＬＥＤ基板３へ給電を行うため、これら端子８ａ・８ａは、給電には利用されず、照明器具への取り付け部材として用いられる。

なお、ジョイント部７ａ・７ｂの構成は、これに限らず、コネクタ部５を設けることなく、従来からある蛍光照明器具に、直管形蛍光ランプに替えて使用できる構成としてもよい。つまり、口金８・８には形成された端子８ａ・８ａを、蛍光灯照明器具のソケットに装着させることで、直管形ランプを照明器具に機械的に取り付けると共に、電気的に接続させる構成としてもよい。また、その他、直管形ランプ内部に電源を搭載するタイプへの応用も可能である。

続いて、図８〜図１３を用いて、ヒートシンク１における板状部１１の両面にＬＥＤ基板３を設けるにあたり採用している放熱性を高めるための工夫について説明する。図８は、ＬＥＤ基板３が取り付けられている、ヒートシンク１の板状部１１を示す要部の斜視図である。図９に、図８のＡ−Ａ線矢視断面図を示す。図１０（ａ）は、ＬＥＤ２が実装されたＬＥＤ基板３の第１の面３ａ側を示す表面図であり、図１０（ｂ）は、ＬＥＤ基板３におけるＬＥＤ２が搭載される第１の面３ａの要部拡大図であり、図１０（ｃ）は、ヒートシンク１上に配置されるＬＥＤ基板３の第２の面３ｂ側を示す裏面図である。

図９に示すように、ＬＥＤ２が搭載されるＬＥＤ基板３には、配線用銅パターン３１と、放熱用銅パターン３２とが形成されている。配線用銅パターン３１は、図１０（ａ）に示すように、ＬＥＤ２が実装されている第１の面３ａに形成されている。

放熱用銅パターン３２は、図９、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、第１の面３ａにおけるＬＥＤ２が実装される位置と、第２の面３ｂに形成されており、ＬＥＤ基板３を厚み方向に貫くスルーホール３３を介して繋がっている。そして、ＬＥＤ基板３は、第２の面３ｂに形成された放熱用銅パターン３２を介してヒートシンク１の板状部１１に面接触にて取り付けられている。このような構成では、ＬＥＤ２で発生した熱は、第１の面３ａに形成された放熱用銅パターン３２から、スルーホール３３を介して第２の面３ｂに形成された放熱用銅パターン３２へと速やかに伝わり、ＬＥＤ基板３の厚み方向に効率よく逃がすことができる。

続いて、図１１〜図１４を用いて、さらなる工夫について説明する。図１１は、別の工夫を施したＬＥＤ基板３０及び板状部１１の断面図であり、図８の断面図に相当するものである。また、図１２（ａ）は、ＬＥＤ２が実装されたＬＥＤ基板３０の第１の面３ａ側を示す表面図であり、図１２（ｂ）は、ヒートシンク１上に配置されるＬＥＤ基板３０の第２の面３ｂ側を示す裏面図である。

図１１に示すように、この例では、板状部１１の両面に配置されたＬＥＤ基板３０・３０に搭載された複数のＬＥＤ２が、板状部１１の表裏で、位置をずらせて交互に複数配置されている。このような構成とすることで、ヒートシンク１（板状部１１）に対してその両面よりＬＥＤ２の熱が集中して伝わることがないので、ＬＥＤ２で発生した熱を、図９の構成よりも素早く逃がすことができる。

図１３は、さらに別の工夫を施したＬＥＤ基板３０Ａ及び板状部１１の断面図であり、図９、図１１の断面図に相当するものである。また、図１４（ａ）は、ＬＥＤ２が実装されたＬＥＤ基板３０Ａの第１の面３ａ側を示す表面図であり、図１４（ｂ）は、ヒートシンク１上に配置されるＬＥＤ基板３０Ａの第２の面３ｂ側を示す裏面図である。

図１３に示すように、この例も、図１１と同様に、板状部１１の両面に配置されたＬＥＤ基板３０Ａ・３０Ａに搭載された複数のＬＥＤ２が、板状部１１の表裏で、位置をずらせて交互に配置されているので、ＬＥＤ２で発生した熱を、図９の構成よりも素早く逃がすことができるという効果を奏する。

さらに、この例では、図１４（ａ）、図１４（ｂ）に示すように、第１の面３ａにおけるＬＥＤ２の実装位置および配線用銅パターン３１の形成領域を除いた空き領域に、放熱用銅パターン３２とスルーホール３３が追加形成されている。これにより、空き領域に追加された放熱用銅パターン３２およびスルーホール３３にて、ＬＥＤ基板３０Ａの熱容量を図１１のＬＥＤ基板３０よりも増やすことが可能となる。また、空き領域を埋め尽くすように放熱用銅パターン３２を形成しているので、ＬＥＤ基板３０Ａ上での熱の均一化を図ることが可能となり、放熱性能がより一層向上させることができる。

以上のように、本実施形態の直管形ランプ１００は、少なくとも一部がケース部材６ａ・６ｂにて構成された管状体１４の内部に、複数のＬＥＤ２が収容されると共に、ＬＥＤ２からの熱を放熱するヒートシンク１を備え、該ヒートシンク１は、当該直管形ランプ１００の取り付け状態において、鉛直方向に平行をなすべく管状体１４に収容される板状部１１を有する構成である。

これにより、管状体１４の形状を保持する直管形ランプ１００の構造体としても機能するヒートシンク１における、管状体１４に反りを生じさせる力に対する断面二次モーメントの値を大きくして、曲げ剛性を高めることができるので、反りに対して堅固な構造体となり、反りに強い構成とできる。

なお、本実施形態では、ヒートシンク１として、上部周面部１２および下部周面部１３を設けた構成を例示したが、少なくとも、反りを発生させる力が管状体１４に作用する方向と平行な方向に幅方向を配置した板状部１１が設けられていればよい。

図１５（ａ）（ｂ）に、本実施形態の変形例の直管形ランプ１００Ｃ・１００Ｄを示す。図１５（ａ）に示す変形例の直管形ランプ１００Ｃは、板状部１１のみからなるヒートシンク１Ｃを備え、垂直な向きに配置された板状部１１の幅方向端部が管状体１４Ｃの一部を構成している。一方、図１５(ｂ）に示す、変形例の直管形ランプ１００Ｄは、板状部１１のみからなるヒートシンク１Ｄを備え、垂直な向きに配置された板状部１１の幅方向端部が、管状体１４Ｄの一部を構成することなく、管状体１４Ｄ内部に完全に収容されている構成である。つまり、管状体１４Ｄは、ケース部分６のみにて構成されている。

このような直管形ランプ１００Ｃと直管形ランプ１００Ｄとを比較した場合、ヒートシンク１Ｃの一部が外部に露出している直管形ランプ１００Ｃの方が直管形ランプ１００Ｄよりも放熱性に優れている。但し、反りに対する強さは同程度となる。

また、上記実施形態では、照明装置として直管形の管状体を有する直管形ランプを例示したが、図１６に示すように、環形の管状体を有する環形ランプに本発明の構成を採用することもできる。環形ランプ２００は、環形の管状体１４０と、環状に形成されたヒートシンク１１０を備えている。ヒートシンク１１０は、当該環形ランプ１１０の取り付け状態において、鉛直方向に平行をなすべく管状体１４０に収容される環状の板状部１１１を有する構成である。環状の板状部１１１は、管状体１４０の環に沿った浅い筒状をなしており、板状部１１１は、当該環形ランプ１１０が取り付けられた状態で、筒の面が鉛直方向に平行をなす垂直向きに配置されている。

環形ランプ２００が、水平な天井面等に設置された照明器具に取り付けられる場合、自重による反りを発生させる力は鉛直方向に作用するので、ヒートシンク１１０における板状部１１が、取り付けられた状態で、鉛直方向に平行に管状体１４０に収容されている構成とすることで、反りに強い構成できる。

環形ランプ２００は、直管形ランプに対して形状的に撓み難く反りが生じ難いが、環形サイズが大きくなると自重による反りが発生しやすくなる。このような構成とすることで、環形サイズが大きくなっても反りに強い構成とすることができる。

１，１Ａ〜１Ｄ ヒートシンク（放熱部材）
２ ＬＥＤ
３ ＬＥＤ基板
５ コネクタ部
６ ケース部分
６ａ ケース部材
７ａ ジョイント部
８ 口金
８ａ 端子
１０ 開口
１１ 板状部
１２ 上部周面部
１３ 下部周面部
１４，１４Ｃ，１４Ｄ 管状体
３０ ＬＥＤ基板
３０Ａ ＬＥＤ基板
３１ 配線用銅パターン
３２ 放熱用銅パターン
３３ スルーホール
５２ 拡散度
１００，１００Ａ〜１００Ｄ 直管形ランプ（照明装置）
１１０ ヒートシンク
１１１ 板状部
１２０ 配光角
１４０ 管状体
２００ 環形ランプ（照明装置）
θ 配光角

Claims (6)

1. 固体発光素子と、
   該固体発光素子からの熱を放熱する放熱部材と、
   該固体発光素子からの光を透過するケース部材を少なくとも一部として構成された管状体と、を備える照明装置であって、
   上記放熱部材は、該照明装置の取り付け状態において鉛直方向に平行をなすべく上記管状体に収容される板状部を有することを特徴とする照明装置。
2. 上記放熱部材は、上記板状部における照明装置の取り付け面側の端部に上記管状体の周方向に伸びる上部周面部を有しており、該上部周面部が上記ケース部材と共に上記管状体を構成していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 上記放熱部材は、上記板状部における照明装置の取り付け面側とは反対側の端部に上記管状体の周方向に伸び、かつ上記上部周面部よりも周方向の寸法が小さい下部周面部を有しており、該下部周面部が上記ケース部材および上記上部周面部と共に上記管状体を構成していることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 上記固体発光素子が、上記板状部の両面に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置。
5. 上記板状部の両面に配置された固体発光素子は、上記板状部の表裏で、位置をずらせて交互に複数配置されていることを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 上記管状体は、上記ケース部材と上記放熱部材の一部とから構成されており、上記放熱部材の一部が露出していることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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