JP2012256585A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体発光モジュールに接続された電気配線を内部にコンパクトに納めることが可能な照明器具を提供することを目的とする。
【解決手段】 照明器具１であって、長方形状の板状部材２ａおよび板状部材２ａの長辺のそれぞれに沿って配置された側壁部材２ｂを備え、側壁部材２ｂ間に板状部材２ａの上方に位置する長手方向に沿って設けられた開口部Ｈを有する筐体２と、板状部材２ａの上面に設けられた、開口部Ｈに向かって光を発する半導体発光モジュール３とを備え、板状部材２ａの下面には、長手方向に沿って板状部材２ａの一端から他端にかけて配線溝Ｌが設けられており、配線溝Ｌに沿って半導体発光モジュール３に接続された電気配線５が収容されていることを特徴とする。
【選択図】 図７

Description

本発明は、半導体発光モジュールを含む照明器具に関するものである。

近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とする半導体発光モジュールおよび照明器具の開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。半導体発光モジュールを有する照明器具は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。また、この照明器具は、半導体発光モジュールに接続された電気配線の引き回しについて、例えば住宅用照明分野などにおいては、小型化または薄型化を要求される中で限られた収容スペース内に如何に効率よく収めるかが検討されている。

特開２００８−１９２６３８号公報

本発明は、半導体発光モジュールに接続された電気配線を内部にコンパクトに収めることが可能な照明器具を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る照明器具は、長方形状の板状部材および前記板状部材の長辺のそれぞれに沿って配置された側壁部材を備え、前記側壁部材間に前記板状部材の上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部を有する筐体と、前記板状部材の上面に設けられた、前記開口部に向かって光を発する半導体発光モジュールとを備え、前記板状部材の下面には、長手方向に沿って前記板状部材の一端から他端にかけて配線溝が設けられており、前記配線溝に沿って前記半導体発光モジュールに接続された電気配線が収容されていることを特徴とする。

本発明によれば、半導体発光モジュールに接続された電気配線を内部にコンパクトに納めることが可能な照明器具を提供することができる。

本実施形態に係る照明器具の概観斜視図である。 本実施形態に係る照明器具の分解した概観斜視図である。 本実施形態に係る照明器具の配線溝と電気配線を示した裏面の平面図である。 本実施形態に係る照明器具の筐体を拡大して示した概観斜視図である。 本実施形態に係る照明器具の半導体発光モジュールを拡大して示した概観斜視図である。 本実施形態に係る照明器具のリフレクターを拡大して示した概観斜視図である。 本実施形態に係る照明器具の断面図である。 本実施形態に係る半導体発光モジュールの内部を示した断面斜視図である。 本実施形態に係る半導体発光モジュールの断面図である。 一変形例に係る照明器具の断面図である。

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る照明器具の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。

図１は、本発明の実施形態に係る照明器具の概観斜視図であって、筐体の開口部からリフレクターおよび半導体発光モジュールの一部が見えている状態を示している。図２は、図１に示す照明器具の分解斜視図であって、光透過性カバー、リフレクター、半導体発光モジュールおよび筐体を示している。図３は、図１に示す照明器具を裏面から見た場合の平面図であって、溝と電気配線との関係を示している。図４は、図２に示す照明器具における筐体を拡大した概観斜視図であって、筐体の一端を示している。図５は、図２に示す照明器具における半導体発光モジュールを拡大した概観斜視図であって、半導体発光モジュールの一端を示している。図６は、図２に示す照明器具におけるリフレクターを拡大した概観斜視図であって、リフレクターの一端を示している。図７は、図１のＸ−Ｘ’線に沿った照明器具の断面図である。図８は、１つの半導体発光モジュールの内部を示した断面斜視図である。図９は、図８のＹ−Ｙ’線に沿った半導体発光モジュールの断面図である。

＜照明器具の構成＞
照明器具１は、天井または壁等の室内に直接取り付けるか、あるいは、屋外にて使用するものである。そして、照明器具１から発せられる光は、室内または屋外を照らすことができる。

照明器具１は、開口部Ｈを有する筐体２と、開口部Ｈに向かって光を発する半導体発光モジュール３と、半導体発光モジュール３が発する光を反射して開口部Ｈに向かって光を進行させるリフレクター４とを含んでいる。筐体２は、平面方向に延在した矩形状の板状部材２ａと、板状部材２ａの長手方向に沿って両側に設けられた側壁部材２ｂとを備えている。

板状部材２ａの下面には、長手方向に沿って板状部材２ａの一端から他端にかけて配線溝Ｌが設けられている。配線溝Ｌには、半導体発光モジュール３に電気的に接続された電気配線５が収容されている。

リフレクター４は、半導体発光モジュール３が発する光を反射するものであって、例えばアルミ二ウム、銅またはステンレス等から構成されている。また、リフレクター４は、金型によって成型されたポリカーボネート樹脂から成るリフレクター４の内壁面に、アルミニウムを蒸着することによって構成されてもよい。リフレクター４は、各発光素子３ａを取り囲む態様で配置されている。なお、リフレクター４の熱伝導率は、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。

リフレクター４は、半導体発光モジュール３が発する光を下方から上方に向かって通過させる導光孔４ａと、筐体２の内側に引っ掛ける引掛け部４ｂとを有している。

リフレクター４は、筐体２の内側に引っ掛けるように設けられ、半導体発光モジュール３と間を空けて配置されている。図６に示すように、側壁部材２ｂの一端には、平面方向であって筐体２の内側に向かって延在した支持部２ｂｘが設けられており、支持部２ｂｘから下方に向かって延在した凸部２ｂｙが設けられている。また、リフレクター４は、リフレクター４の出射口の縁から、半導体発光モジュール３に向かって折れ曲がって形成されている。そして、リフレクター４の引掛け部４ｂは、半導体発光モジュール３に向かって折れ曲がった先にあり、凸部２ｂｙに引っ掛けられる。

リフレクター４は、凸部２ｂｙに引っ掛けて設けられることで、筐体２が熱によって変形したとしても、リフレクター４は凸部２ｂｙに対して固着されていないので、筐体２から加わる熱応力を緩和することができる。その結果、リフレクター４は、半導体発光モジュール３に対して、リフレクター４が位置ずれしたり、歪んだり、反ったりするのを抑制することができ、半導体発光モジュール３が発する光を効果的に反射して、指向性が優れた状態で外部に取り出すことができる。

リフレクター４は、半導体発光モジュール３と間を空けて設けられることによって、発光素子３ａが発する熱が直接的に半導体発光モジュール３を介して伝達されない。その結果、リフレクター４は、半導体発光モジュール３に対して熱によって位置がずれたり、歪んだり、反ったりすることが抑制されて、半導体発光モジュール３が発する光を効果的に反射して指向性が優れた状態で外部に取り出すことができる。

リフレクター４は、図６に示すように、筐体２内に実装したときに、半導体発光モジュール３の光源としての発光素子３ａに対応する導光孔４ａが複数設けられている。

リフレクター４は、発光素子３ａからリフレクター４の出射口に向かうにつれて広がって形成されている。リフレクター４は、いわゆるパラボラ形状の円筒体である。リフレクター４で囲まれる領域が、リフレクター４の出射口に向かうにつれて大きくなることで、リフレクター４によって発光素子３ａの発する光を遮りにくくすることができ、発光素子３ａの発する光の照射面積を広くすることができる。つまり、導光孔４ａは、図６に示すように、導光孔４ａで囲まれる横断面の領域は、下部から上部に向かって広がるように形成されている。そして、導光孔４ａの下方に位置する発光素子３ａが発する光を、導光孔４ａを通して、導光孔４ａの内壁面にて反射させて、上方に向かって指向性よく取り出すことができる。なお、導光孔４ａの板状部材２ａの上面に沿った平面方向に対する傾斜角度は、例えば３０度以上８５度以下に設定されている。

光透過性カバー６は、筐体２内を覆うものであって、半導体発光モジュール３を保護するものである。光透過性カバー６は、半導体発光モジュール３から発せられる光が透過する材料からなり、例えば樹脂またはガラス等の光透過性材料から構成されている。そして、半導体発光モジュール３の発する光が、光透過性カバー６を通過して外部に取り出される。なお、光透過性カバー６は、矩形状の板体であって、平面視して長手方向の長さが、例えば４８ｍｍ以上１９９８ｍｍ以下であって、平面視して短手方向の長さが、例えば９ｍｍ以上４９ｍｍ以下に設定されている。また、光透過性カバー６は、縦断面視したときの上下方向の長さが、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。

光透過性カバー６は、筐体２の開口縁に設けられる。光透過性カバー６は、筐体２内の支持部２ｂｘの一方から他方にかけて設けられている。光透過性カバー６は、筐体２の長手方向に沿って筐体２の側面からスライドさせて、支持部２ｂｘに引っ掛けることができる。そして、筐体２の板状部材２ａ、側壁部材２ｂ、光透過性カバー６および側面カバー７によって、筐体２内の半導体発光モジュール３を外部から保護することができる。また、光透過性カバー６は、筐体２の支持部２ｂｘにて挟持して保持されることで、光透過性カバー６が落下するのを防止することができる。

次に、半導体発光モジュール３について説明する。半導体発光モジュール３は、半導体発光素子からなる複数の発光素子３ａと、複数の発光素子３ａを実装するための実装基板３ｂとを備えている。複数の発光素子３ａは、筐体２内に直線状に配置されており、各発光素子３ａの直上にリフレクター４の導光孔４ａが位置するように位置合わせされている。

実装基板３ｂは、矩形状であって、その長手方向寸法が筐体２の開口部Ｈと略同じ長さを有した長尺の板体である。実装基板３ｂは、例えば樹脂からなるプリント配線基板等の樹脂基板、あるいはガラス基板、あるいはアルミ基板等の金属板が用いられる。なお、実装基板３ｂには、筐体２に固定するための螺子孔（図示せず）が設けられている。そして、実装基板３ｂと筐体２とを螺子を介して固定することができる。なお、実装基板３ｂの上面には、複数の発光素子３ａが等間隔に実装されている。

次に、発光素子３ａについて説明する。発光素子３ａは、チップ実装基板３１と、チップ実装基板３１上に設けられる光半導体素子３２と、光半導体素子３２を取り囲む枠体３３と、枠体３３で囲まれる領域に設けられる封止樹脂３４と、枠体３３によって支持され、接着樹脂３５を介して枠体３３に接続される波長変換部材３６とを備えている。

発光素子３ａは、例えば発光ダイオードであって、光半導体素子３２内のｐｎ接合中の電子と正孔とが再結合することによって、光半導体素子３２が光を放出する。

チップ実装基板３１は、実装基板３ｂ上に設けられる。実装基板３ｂとチップ実装基板３１とは、例えば半田または導電性接着剤を介して電気的に導通されるように接合される。チップ実装基板３１は、例えばアルミナ、ムライトまたはガラスセラミック等のセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から構成することができる。また、チップ実装基板３１は、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。

チップ実装基板３１の表面が拡散面である場合は、光半導体素子３２から発せられる光が、チップ実装基板３１の表面に照射されて拡散反射される。そして、光半導体素子３２が発する光を拡散反射によって多方向に放射し、光半導体素子３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。

ここで、チップ実装基板３１には、配線導体が設けられており、配線導体を介して実装基板３ｂに電気的に接続されている。配線導体は、例えばタングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えばタングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、チップ実装基板３１に所定パターンで印刷することにより得られる。

光半導体素子３２は、チップ実装基板３１上に実装される。具体的には、光半導体素子３２は、チップ実装基板３１上に形成される配線導体上に、例えば半田または導電性接着剤等の接着材料、あるいはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。

光半導体素子３２は、例えばサファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等の基体に有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、半導体層を成長させることによって作製される。なお、光半導体素子３２の厚みは、例えば３０μｍ以上１０００μｍ以下である。

光半導体素子３２は、第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。

第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えばIII族窒化物半導体、ガリウム燐
またはガリウムヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは窒化ガリウム、窒化アルミニウムま
たは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導
体層の厚みは、例えば１μｍ以上５μｍ以下である。発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された光半導体素子３２では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。

チップ実装基板３１上には、光半導体素子３２を取り囲むように枠状の枠体３３が設けられている。枠体３３は、チップ実装基板３１上に例えば半田または接着剤を介して接続される。枠体３３は、セラミック材料であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の多孔質材料からなる。枠体３３は、多孔質材料からなり、枠体３３の表面は微細な孔が多数形成される。

枠体３３は、光半導体素子３２と間を空けて、光半導体素子３２の周りを取り囲むように形成されている。また、枠体３３は、傾斜する内壁面が下端から上端に行く従って外方に向かって広がるように形成されている。そして、枠体３３の内壁面が、光半導体素子３２から発せられる励起光の反射面として機能する。また、枠体３３の内壁面が拡散面である場合には、光半導体素子３２から発せられる光が、枠体３３の内壁面にて拡散反射する。そして、光半導体素子３２から発せられる光は、特定箇所に集中されず、上方に向かって光を進行させることができる。

また、枠体３３の傾斜する内壁面は、例えばタングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成る鍍金金属層を形成してもよい。この鍍金金属層は、光半導体素子３２の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体３３の内壁面の傾斜角度は、チップ実装基板３１の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。枠体３３の熱膨張率は、例えば３×１０^−６／Ｋ以上３０×１０^−６／Ｋ以下に設定されている。

枠体３３で囲まれる領域には、封止樹脂３４が充填されている。封止樹脂３４は、光半導体素子３２を封止するとともに、光半導体素子３２から発せられる光が透過する機能を備えている。封止樹脂３４は、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂を用いることができる。

波長変換部材３６は、枠体３３に支持されるとともに、光半導体素子３２と間を空けて対向するように設けられる。また、波長変換部材３６は、光半導体素子３２を封止する封止樹脂３４と空隙を介して枠体３３に設けられる。

波長変換部材３６は、接着樹脂３５を介して枠体３３に接合されている。接着樹脂３５は、波長変換部材３６の下面の端部から波長変換部材３６の側面、さらに波長変換部材３６の上面の端部にかけて被着している。

接着樹脂３５は、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、接着樹脂３５は、例えばポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。なお、接着樹脂３５の熱膨張率は、例えば３×１０^−５／Ｋ以上３０×１０^−５／Ｋ以下に設定されている。

接着樹脂３５の材料は、枠体３３の熱膨張率と波長変換部材３６の熱膨張率との間の大きさの熱膨張率の材料が選択される。接着樹脂３５の材料としてこのような材料を選択することで、枠体３３と波長変換部材３６とが熱膨張するときに、両者の熱膨張率の差に起因して両者が剥離しようとするのを抑制することができ、両者を良好に繋ぎ止めることが
できる。

接着樹脂３５が、波長変換部材３６の下面の端部にまで被着することで、接着樹脂３５が被着する面積を大きくし、枠体３３と波長変換部材３６とを強固に接続することができる。その結果、枠体３３と波長変換部材３６の接続強度を向上させることができ、波長変換部材３６の撓みが抑制される。そして、光半導体素子３２と波長変換部材３６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。

波長変換部材３６は、光半導体素子３２から発せられる励起光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体が励起されて、光を発するものである。ここで、波長変換部材３６には、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等から成り、その樹脂中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体が含有されている。なお、蛍光体は、波長変換部材３６中に均一に分散するように含有されている。なお、波長変換部材３６の厚みは、例えば０．５以上３ｍｍ以下に設定されている。波長変換部材３６の熱膨張率は、例えば３×１０^−５／Ｋ以上３０×１０^−５／Ｋ以下に設定されている。

また、波長変換部材３６の端部の厚みは一定に設定されている。波長変換部材３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。ここで、厚みが一定とは、波長変換部材３６の厚みの誤差が０．１ｍｍ以下のものを含む。波長変換部材３６の厚みを一定にすることにより、波長変換部材３６にて励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材３６における輝度むらを抑制することができる。

次に、筐体２について説明する。筐体２は、半導体発光モジュール３を保持する機能と、半導体発光モジュール３の発する熱を外部に放散させる機能を有している。筐体２は、例えばアルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成され、平面視して直方体形状であって、開口部Ｈを有している。そして、開口部Ｈ内に、複数の半導体発光モジュール３を実装することができる。なお、筐体２は、平面視して長手方向の長さが、例えば５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であって、平面視して短手方向の長さが、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、筐体２は、縦断面視したときの上下方向の長さが、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。

筐体２は、半導体発光モジュール３の発する熱を効率よく外部に放散することによって、半導体発光モジュール３の傾斜角度が変化したり、リフレクター４が変形したり、リフレクター４の反射率が低下するのを低減することができ、それによって外部に取り出される光の指向性を良好に維持することができる。筐体２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。なお、筐体２内には、半導体発光モジュール３が、板状部材２ａに螺子またはボルト等の固定部材を介して固定される。

側壁部材２ｂは、外側面が平面状に形成されている。側壁部材２ｂの外側面が平面状であることで、外部の平坦面に側壁部材２ｂを接続するときに、両者の接触面積を大きくすることでき、両者を接続しやすくするとともに、外部の平坦面との接続部を介して半導体発光モジュール３からの熱を効率よく放熱することができる。

側壁部材２ｂのそれぞれの一端には内方に向かって突出した支持部２ｂｘが設けられている。そして、対向する一対の支持部２ｂｘの一方から他方にわたって矩形状の光透過性カバー６が設けられる。さらに、支持部２ｂｘの端部から下方に突出した凸部２ｂｙを設けることで、側壁部材２ｂと凸部２ｂｙとの間に嵌合溝Ｋを形成することができる。嵌合
溝Ｋは、リフレクター４を脱着可能に嵌めることができる。その結果、支持部２ｂｘに対してリフレクター４を簡単に取り外すことができ、照明器具の組み立て容易性を向上させることができる。さらに、嵌合溝Ｋは、半導体発光モジュール３から側壁部材２ｂを介してリフレクター４に伝達される熱を低減することができ、リフレクター４が熱変形するのを抑制することができる。

筐体２は、図３に示すように、板状部材２ａの下面に配線溝Ｌが設けられている。配線溝Ｌは、板状部材２ａの一端から他端にかけて連続して設けられている。また、板状部材２ａの両端部には、平面視して半円状の貫通孔２ａｘが設けられている。貫通孔２ａｘは、板状部材２ａの端部を切欠いたものであって、板状部材２ａの下面と板状部材２ａの上面との間で電気配線５を引き回すのに用いるものである。なお、半円状の貫通孔２ａｘの弦の部分が、板状部材２ａの縁に対応している。貫通孔２ａｘは、平面視して半径が、例えば２ｍｍ以上１０ｍｍ以下の大きさに設定されている。

半導体発光モジュール３は板状部材２ａの上面に設けられるが、配線溝Ｌは板状部材２ａの下面に設けられる。配線溝Ｌには、電気配線５が設けられるため、半導体発光モジュール３と電気配線５とは板状部材２ａを間に挟んで配置される。その結果、電気配線５の発する熱が、半導体発光モジュール３に伝わりにくく、同様に、半導体発光モジュール３の発する熱が、電気配線５に伝わりにくい。そのため、半導体発光モジュール３が熱の影響により、発光効率が低下したり、電気配線５の消費電力が上昇したりすることを、効果的に抑制することができる。

また、配線溝Ｌは、筐体２の側壁部材２ｂでなく、板状部材２ａの下面に設けられる。仮に、筐体２の側壁部材２ｂに配線溝Ｌを設けて、配線溝Ｌ内に電気配線５を配置した場合は、側壁部材２ｂから板状部材２ａの上面にかけて電気配線５を引き回さなければならず、電気配線５の引き回す距離がながくなってしまう。さらに、側壁部材２ｂに配線溝Ｌを設けて、配線溝Ｌ内に電気配線５を配置したとすると、電気配線５の発する熱が直接的に側壁部材２ｂに伝わることになり、側壁部材２ｂに設けたリフレクター４に熱が伝わりやすくなってしまう。そして、リフレクター４に対して、側壁部材２ｂを介して側壁部材２ｂに設けた電気配線５から多くの熱が伝わることによって、リフレクター４が熱変形して、半導体発光モジュール３の発する光を良好に外部に取り出すことができなくなる虞がある。そこで、本実施形態では、板状部材２ａの下面に配線溝Ｌを設け、該配線溝Ｌ内に電気配線５を設けることで、電気配線５から側壁部材２ｂに伝わる熱量を低減することができ、リフレクター４が熱変形することを抑制することができ、半導体発光モジュール３の発する光を外部に良好に取り出すことができる。

また、配線溝Ｌは、板状部材２ａの下面に設けられており、配線溝Ｌ内に設けた電気配線５は、板状部材２ａの下面から外部に露出した状態で設けられる。仮に、板状部材２ａの内部に、外部から視認できない孔を設け、該孔に電気配線５を設けた場合は、電気配線５が板状部材２ａの下面から外部に露出しないため、電気配線５の発する熱が板状部材２ａ内にこもり易く、板状部材２ａがこもった熱によって破壊されやすくなる。その結果、板状部材２ａが破壊されることで、板状部材２ａ上に設ける半導体発光モジュール３が発光しなくなる虞がある。一方、本実施形態では、配線溝Ｌが板状部材２ａの下面に設けられ、電気配線５が板状部材２ａの下面から外部に露出した状態で配線溝Ｌに設けられるため、電気配線５の発する熱が、大気に放出されやすく、板状部材２ａの内部にこもることを効果的に抑制することができ、板状部材２ａが破壊される虞を低減することができ、ひいては半導体発光モジュール３の発光を良好に維持することができる。

配線溝Ｌの端部の一部は、図３に示すように、貫通孔２ａｘと重なっている。そして、電気配線５の一端は、半導体発光モジュール３の実装基板３ｂと電気的に接続される。ま
た、電気配線５の他端は、照明器具１の外部電源等と電気的に接続される。

電気配線５の一端は、半導体発光モジュール３の実装基板３ｂの端部に例えば半田またはろう材を介して電気的に接続される。電気配線５の一端が、実装基板３ｂの端部に接続されることで、電気配線５の他端から外部電源を介して電気を実装基板３ｂ上の複数の発光素子３ａに流して、各発光素子３ａを発光させることができる。

配線溝Ｌは、平面視したときに対向する一対の側壁部材２ｂの一方に偏って設けられている。板状部材２ａの下面には、例えば天井または壁等の外部と接続するために、接続部材を介して照明器具１を外部と接続するが、仮に、平面視したときに板状部材２ａの中心を通って配線溝Ｌが設けられていた場合は、配線溝Ｌと重なる領域に接続部材を固定しようとすると配線溝Ｌが邪魔をして照明器具と接続部材を接続することが難しい。また、平面視したときに、板状部材２ａの中心と重なった領域に接続部材を固定することが、照明器具の重心が安定しやすく取付けも容易である。配線溝Ｌを、平面視したときに対向する一対の側壁部材２ｂの一方に偏って設けることで、板状部材２ａの中心と重なった領域に配線溝Ｌを設けないようにすることができる。そして、板状部材２ａの中心と重なった領域に接続部材を固定するようにすることができ、照明器具１を外部と安定して固定し続けることができる。照明器具の重心位置が照明器具の重心から大きく外れると、外部に対して照明器具が傾くことによって、照明器具と外部との間に隙間が生じようとする。そこで、照明器具の重心位置を安定させることで、照明器具と外部との間の隙間を低減することができ、照明器具の内部に埃が進入するのを抑制することができ、照明器具が故障する虞を小さくすることができる。

また、配線溝Ｌは、半導体発光モジュール３を実装する板状部材２ａの上面に設けないことから、配線溝Ｌに収納される電気配線５の機械的な強度や絶縁性が、発光素子３ａから実装基板３ｂを介して伝達される熱によって低下することが抑制される。また、発光素子３ａからの熱は、配線溝Ｌによって配線溝Ｌが形成される側の側壁部材２ｂに伝達され難くなる。配線溝Ｌが形成される側の側壁部材２ｂの温度が高くならないことから、例えば照明器具１を壁面に取り付ける場合、配線溝Ｌが形成される側の側壁部材２ｂを壁面に取り付けることにより、熱に起因した壁面の変色や機械的な強度の低下を抑制することができる。さらに、発光素子３ａからの熱による筐体２内の温度分布は、配線溝Ｌが形成される側の側壁部材２ｂと、それに対向する側壁材２ｂとの間で対称とならず、一対の側壁部材２ｂの間において温度差が生じる。即ち、温度差のある側壁部材２ｂで筐体２内の空間を挟むことにより、例えば配線溝Ｌが形成される方向の側壁部材２ｂを上にして照明器具１を壁面などに取り付ける場合、筐体２内の温度差に起因した空気の対流が発生し易くなり、筐体２の放熱性が向上する。

仮に、板状部材２ａの下面に配線溝Ｌを設けないと仮定した場合は、電気配線５を収容するスペースは半導体モジュール３が実装された板状部材２ａの上面側か、板状部材２ａの下面側になるが、半導体発光モジュール３の電気配線５がむき出しの状態となるため、照明器具１を外部に取り付けるときに、電気配線５が邪魔をして、取り付け作業が困難になることがある。一方、板状部材２ａの下面に配線溝Ｌを設け、電気配線５を配線溝Ｌに束ねて収容することで、外部に取り付ける作業を簡易にすることができ、作業性を向上させることができる。

また、筐体２を側面視したときに、筐体２の側面部分が貫通して内部が露出している。そこで、筐体２の側面部分を覆うように、側面カバー７が設けられる。側面カバー７には、螺子孔７ａが設けられている。そして、側面カバー７は、螺子７ｂを螺子孔７ａに通して、筐体２に接続することができる。

本実施形態によれば、半導体発光モジュール３に接続された電気配線５を筐体２の下面に設けた配線溝Ｌにコンパクトに収めることができる。また、筐体２の板状部材２ａの端部に貫通孔２ａｘを設け、貫通孔２ａｘを用いて、半導体発光モジュール３と接続された電気配線５を板状部材２ａの下面に簡単に引き回すことができ、照明器具１を外部に簡易に取り付けることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。以下、本発明の実施形態の変形例について説明する。なお、本発明の実施形態の変形例に係る照明器具１のうち、本発明の実施形態に係る照明器具１と同様な部分については、同一の符号を付して適宜説明を省略する。なお、図１０は、一変形例に係る照明器具であって、図７に相当する。

配線溝Ｌは、図１０に示すように、板状部材２ａの下面に二箇所設けられてもよい。一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２は、板状部材２ａの下面に、板状部材２ａの長手方向に沿って板状部材２ａの一端から他端にかけて設けられている。

一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２は、少なくともどちらか一方に電気配線５を収めればよい。片方の配線溝にのみ、電気配線５を収める場合は、意図的に熱が集中する箇所を発生させて、熱が集中しにくい箇所を外部の部材と接続する。その結果、熱が集中する個所を大気と接触する箇所を広くし、熱が集中する側から大気中に熱を効率よく放熱することができる。また、一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２は、一方の配線溝Ｌ１に電気配線５が収納されたとしても、発光素子３ａからの熱は他方の配線溝Ｌ２を介して大気中に放散されるとともに、板状部材２ａは、大気が流れることができる流路が他方の配線溝Ｌ２によって確保されることから、他方の配線溝Ｌ２内の大気は自然空冷や放熱ファン等の強制空冷による冷却手段によって流動させられ、板状部材２ａを介した照明器具１の放熱性は向上する。また、両方の配線溝に電気配線５を収める場合は、意図的に板状部材２ａに伝わる熱を左右均一に近づけることができ、板状部材２ａに加わる熱応力や、筐体２やリフレクター４、光透過性カバー６への熱の伝わりの偏りを低減することができる。その結果、照明器具１は、板状部材２ａから半導体発光モジュール３が剥離しにくくすることができるとともに、リフレクター４の一部の反射率が低下することによる外観上のクスミや光透過性カバー６の一部が変色することによる外観不良を抑制することができ、電気的信頼性や製品寿命を向上させることができる。

また、一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２は、板状部材２ａの下面に板状部材２ａの長手方向に沿って形成されるとともに、実装基板３ｂに実装される発光素子３ａの配列方向に対して平行となるよう設けられてもよい。その結果、実装基板３ｂを介した、発光素子３ａから一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２までの熱の伝わりに偏りが生じず、発光素子３ａは配列方向に沿って一様に温度上昇することができることから、発光素子３ａの温度上昇の偏りによって生じる発光効率や発光スペクトルのバラツキが抑制され、照明器具１の外観上の発光不良を抑制することができる。なお、発光素子３ａは、一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２と等間隔かつ、隣接する発光素子３ａとの間の距離が同じであることが好ましく、それぞれの発光素子３ａから一対の配線溝Ｌ１、Ｌ２までの熱の伝わりを一様にすることができる。

また、配線溝Ｌ１、Ｌ２は、板状部材２ａの下面のうち、板状部材２ａの長手方向に直交する短手方向の中心に接続孔Ｎが設けられている。接続孔Ｎは、螺子や留具等の接続部材Ｓを通す個所である。そして、照明器具１は、接続部材Ｓによって外部の部材Ｍに固定される。

半導体発光モジュール３は、発光素子３ａの光とともに発する熱量が大きい。そこで、隣接する発光素子３ａの間に、接続部材Ｓを通すための接続孔Ｎを設けることにより、発
光素子３ａから半導体発光モジュール３を介して板状部材２ａに伝わった熱は、接続部材Ｓを介して部材Ｍに伝わり易くなり、発光素子３ａからの熱は部材Ｍを介して照明器具１の外部に放熱される。好ましくは、発光素子３ａと重なる領域に、接続部材Ｓを通すための接続孔Ｎを設ける。そして、接続孔Ｎに接続部材Ｓを挿入して、半導体発光モジュール３から板状部材２ａに伝わった熱を接続部材Ｓが吸収して、下方に向かって熱引きを行うことができる。その結果、板状部材２ａの温度が上昇するのを抑制し、板状部材２ａが必要以上に高温になりにくくすることができるとともに、発光素子３ａが温度上昇することによる発光効率の低下や発光スペクトルの変動、熱によってリフレクター４の反射率が低下することや、光透過性カバー６の透過率が低下することが抑制でき、照明器具１の熱による不良を低減することができる。なお、接続部材Ｓは、例えばステンレス、アルミニウム等の金属または樹脂からなる。接続部材Ｓの熱伝導率は、板状部材２ａの熱伝導率よりも大きな材料を選択した場合は、板状部材２ａの熱を接続部材Ｓを介して部材Ｍに効率よく放熱することができる。

＜照明器具の製造方法＞
ここで、図１に示す照明器具の製造方法を説明する。まず、発光素子３ａを準備する。チップ実装基板３１および枠体３３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウムの原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。

チップ実装基板３１は、混合物がシート状のセラミックグリーンシートに成形され、枠体３３は、型枠内に混合物が充填されて乾燥され、焼結前のチップ実装基板３１および枠体３３が取り出される。

また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出したチップ実装基板３１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層するとともに焼成され、所定の形状に切断される。また、枠体３３は、所望の温度で焼結されることによって形成される。

次に、チップ実装基板３１上の配線パターンに光半導体素子３２を半田を介して電気的に実装した後、光半導体素子３２を取り囲むように枠体３３を基板上にアクリル樹脂等の接着剤を介して接着する。そして、枠体３３で囲まれた領域に、例えばシリコーン樹脂を充填して、このシリコーン樹脂を硬化させることで、封止樹脂３４を形成する。

次に、波長変換部材３６を準備する。波長変換部材３６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて、作製することができる。例えば、波長変換部材３６は、未硬化の波長変換部材３６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによって、得ることができる。

そして、準備した波長変換部材３６を枠体３３上に、例えば樹脂からなる接着樹脂３５を介して接着することで、発光素子３ａを作製することができる。

さらに、実装基板３ｂを準備する。実装基板３ｂは、例えばプリント配線基板を用いることができる。そして、実装基板３ｂに発光素子３ａを半田を介して電気的に実装することで、半導体発光モジュール３を作製することができる。

次に、筐体２およびリフレクター４を準備する。筐体２およびリフレクター４は、例えば、押出成形法によって一体に成形されている。しかしながら、必ずしも一体成形で形成
する必要はなく、各部材を別個に製造して、これらを螺子等の締結手段で締結してもよく、また、各部材を接着剤で接着して一体化させてもよい。なお、リフレクター４には、例えばアルミニウム材料を用いて蒸着を行うことで、リフレクター４の表面を光が反射しやすい反射面にすることができる。

そして、半導体発光モジュール３を筐体２内に収容し、リフレクター４を筐体２の凸部２ｂｙに引っ掛けてはめることで固定する。そして、筐体２に光透過性カバー６を取り付けて、側面カバー７を設けることで、照明器具１を作製することができる。

１ 照明器具
２ 筐体
２ａ 板状部材
２ａｘ 貫通孔
２ｂ 側壁部材
２ｂｘ 支持部
２ｂｙ 凸部
３ 半導体発光モジュール
３ａ 発光素子
３１ チップ実装基板
３２ 光半導体素子
３３ 枠体
３４ 封止樹脂
３５ 接着樹脂
３６ 波長変換部材
３ｂ 実装基板
４ リフレクター
４ａ 導光孔
４ｂ 引掛け部
５ 電気配線
６ 光透過性カバー
７ 側面カバー
７ａ 螺子孔
７ｂ 螺子
Ｈ 開口部
Ｌ 配線溝
Ｋ 嵌合溝

Claims (5)

1. 長方形状の板状部材および前記板状部材の長辺のそれぞれに沿って配置された側壁部材を備え、前記側壁部材間に前記板状部材の上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部を有する筐体と、
   前記板状部材の上面に設けられた、前記開口部に向かって光を発する半導体発光モジュールとを備え、
   前記板状部材の下面には、長手方向に沿って前記板状部材の一端から他端にかけて配線溝が設けられており、前記配線溝に沿って前記半導体発光モジュールに接続された電気配線が収容されていることを特徴とする照明器具。
2. 請求項１に記載の照明器具であって、
   前記板状部材の長手方向の端部には、上下方向に貫通する貫通孔が設けられており、
   前記電気配線は、前記貫通孔を通って前記半導体発光モジュールに接続されていることを特徴とする照明器具。
3. 請求項１または請求項２に記載の照明器具であって、
   前記配線溝は、平面透視したときに前記側壁部材の一方に偏って設けられていることを特徴とする照明器具。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明器具であって、
   前記半導体発光モジュールは、矩形状の実装基板と、前記実装基板上に設けられた複数の発光素子とを備えており、
   前記電気配線は、前記実装基板の一端に接続されていることを特徴とする照明器具。
5. 請求項４に記載の照明器具であって、
   前記筐体内において前記板状部材の上方には、前記半導体発光モジュールの発する光を前記開口部側に向けて反射するためのリフレクターがさらに設けられており、
   前記リフレクターは、平面透視して前記複数の発光素子と重なる領域に導光孔が設けられていることを特徴とする照明器具。

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