JP2013026053A - ランプおよび照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】輝度を向上させながらも小型化を図ることができるランプを提供する。
【解決手段】ランプ１は、光源としてのＬＥＤチップ２２がグローブ７内部に配置されてなるランプ１であって、複数のＬＥＤチップ２２を有するＬＥＤモジュール５と、ＬＥＤモジュール５を囲むグローブ７とを備える。そして、グローブ７の内側は、第１領域Ｓ１と、第１領域Ｓ１とは隔壁７ｃにより隔てられ且つ密閉されてなる第２領域Ｓ２とを有し、第１領域Ｓ１には、ＬＥＤモジュール５が隔壁７ｃに熱的に結合された状態で配置されてなり、第２領域Ｓ２には、空気よりも高い熱伝導率を有するヘリウムガスが充填されてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を光源とするランプ及び照明器具に関し、特に、放熱特性の改良技術に関する。

従来から、ＬＥＤ等の発光素子を光源とする電球形のランプ（ＬＥＤランプ）であって、ＬＥＤとＬＥＤが実装された基板とから構成されるＬＥＤモジュールで発生した熱が、主として、筐体や口金に伝導し、筐体の外表面から外部へ放出されたり、口金からソケットを介して照明器具側へ放出されるランプが提案されている（特許文献１乃至４参照。）

特開２００６−３１３７１７号公報 特許第４１３５４８５号公報 特許第４２９０８８７号公報 ＵＳ６７９３３７４明細書

ところで、近年、ＬＥＤランプに対して、輝度を向上させながらもランプ全体の小型化を図る要請がある。
しかしながら、特許文献１乃至４に記載されたランプでは、輝度を向上させるために発光モジュールに供給する電力を増大させると、発光モジュールからの発熱量が増加し、筐体の温度が上昇する。そして、筐体に収納された回路ユニットへの熱負荷が大きくなってしまう。このため、発光モジュールで発生する熱を効率良く外部へ放出させるには、筐体の外表面の面積を増加させるために筐体を大型化したり、或いは、筐体に放熱フィンを設けたりせざるを得なくなる。すると、ランプ全体が大型化してしまう。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、輝度を向上させながらも小型化を図ることができるランプおよび照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るランプは、光源としての発光素子を有する発光モジュールと、前記発光モジュールを囲むグローブとを備えるランプであって、グローブの内側は、第１領域と、第１領域とは隔壁により隔てられ且つ密閉されてなる第２領域とを含み、且つ、前記第１領域および前記第２領域は、前記隔壁を介して熱交換可能であり、第１領域には、発光モジュールが隔壁に熱的に結合された状態で配置されてなり、第２領域には、空気よりも高い熱伝導率を有する流体が充填されてなる。

本構成によれば、発光モジュールで発生した熱が、隔壁および流体を介してグローブへ伝導し、グローブの外表面から外部へ放出され易くなるので、輝度向上のために発光モジュールへの供給電力を増加させても発光モジュールの温度上昇を十分に抑制することができるから、輝度を向上させながらもランプ全体の小型化を図ることができる。
また、本発明に係るランプは、上記グローブが、更に、内部が上記第１領域から上記グローブの外部にまで連通する筒状部を有し、第１領域が、グローブにおけるランプ軸に沿った一方側に配置され、上記第２領域が、グローブにおける一方側とは反対側の他方側に配置され且つ筒状部の外側を囲むものであってもよい。

また、本発明に係るランプは、上記隔壁が、ランプ軸方向に直交する形で配置され、発光モジュールが、隔壁における上記第１領域側に取着されてなるものであってもよい。
また、本発明に係るランプは、上記第１領域が、上記グローブの外部に連通し且つランプ軸に沿う形で配置された筒状部の内部から構成され、上記第２領域が、グローブの内壁と筒状部の外壁とで囲まれた空間から構成されるものであってもよい。

また、本発明に係るランプは、上記第１領域に熱伝導性樹脂が充填されてなるものであってもよい。
本構成によれば、発光モジュールと隔壁との間に熱伝導性樹脂が介在していることにより、第１領域内に配置された発光モジュールで発生した熱が、隔壁へ伝導し易くなるので、発光モジュールの温度上昇の抑制を図ることができる。

また、本発明に係るランプは、上記流体が、ヘリウムガスであってもよい。
また、本発明に係るランプは、上記流体が、水であってもよい。
また、本発明に係るランプは、上記発光素子を点灯させる回路ユニットと、回路ユニットの一部が内壁に接触した状態で回路ユニットを収納する筐体とを備え、上記グローブが、筐体に取着されてなり、グローブと筐体との間に断熱材が介在してなるものであってもよい。

本構成によれば、回路ユニットで発生し筐体に伝導した熱が、グローブへ伝導しないので、回路ユニットで発生した熱が発光モジュールに伝導してしまうことを防止できるから、発光モジュールの温度上昇を抑制することができる。
また、本発明は、上記のランプを備える照明器具であってもよい。

第１の実施形態に係るランプの概略斜視図。 第１の実施形態に係るランプの概略断面図。 第１の実施形態に係る発光モジュールを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図。 第１の実施形態に係るランプの製造方法について主要な工程を示す図。 第１の実施形態に係るランプの製造方法について主要な工程を示す図。 第１の実施形態に係るランプの製造方法について主要な工程を示す図。 第２の実施形態に係るランプの概略斜視図。 第２の実施形態に係るランプの概略断面図。 第２の実施形態に係るランプの製造方法について主要な工程を示す図。 第２の実施形態に係るランプの製造方法について主要な工程を示す図。 第２の実施形態に係るランプの製造方法について主要工程を示す図。 第３の実施形態に係る照明器具を示す概略側面図。 変形例に係るランプを示す概略断面図。 変形例に係るランプを示す概略断面図。 変形例に係るランプを示す概略断面図。 変形例に係るランプの要部を示す概略断面図。

＜第１の実施形態＞
＜１＞構成
第１の実施形態に係るランプ１の全体構成について、図１および図２を参照しながら説明する。ここで、図１は、ランプ１の斜視図、図２は、ランプ１の断面図である。
図１および図２に示すように、第１の実施形態に係るランプ１は、白熱電球に代替する電球形のＬＥＤランプであって、光源であるＬＥＤモジュール（発光モジュール）５と、透光性のグローブ７と、ケース（筐体）９と、電力を受電する口金１１と、回路ユニット１５とを備える。
＜１−１＞ＬＥＤモジュール
ＬＥＤモジュール５は、実装基板２１と、実装基板２１の表面（上面でもあり、口金１１と反対側である。）に実装された複数のＬＥＤ２２と、ＬＥＤ２２を被覆する封止体２３とを備える。

実装基板２１は、ＬＥＤ２２から発せられた光のうち、後方へ発せられた光を遮らないように、透光性材料により構成されている。つまり、実装基板２１の上面側のＬＥＤ２２で発せられて実装基板２１に向かう光が、そのまま実装基板２１を透過してグローブ７から出射するように、実装基板２１を透光性材料により構成している。
図３は、ＬＥＤモジュール５の構造を示す図である。図３（ａ）は、ＬＥＤモジュール５の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ’線矢視断面図である。

図３（ａ）に示すように、実装基板２１は、平面視形状が矩形をしている。材料は、例えば、ガラスやアルミナ等により構成されている。なお、実装基板２１には、ＬＥＤ２２を電気的に接続（直列接続又は／及び並列接続である。）したり、回路ユニット１５と接続したりするための配線パターン（図示せず）が形成されている。ＬＥＤ２２から後方へ発せられた光の利用を考慮すると、配線パターンも透光性の材料で構成されるのが好ましく、このような透光性の材料としてはＩＴＯ等がある。

ＬＥＤ２２は、実装基板２１の上面に実装されている。ＬＥＤ２２の個数、配列等は、ランプ１に要求される輝度等により適宜決定される。本実施形態では、ＬＥＤ２２は複数あり、間隔（例えば、等間隔である。）をおいて、矩形状の実装基板２１の長手方向に沿って直線状に２列に配置されている。
封止体２３は、主に、透光性材料からなる。封止体２３は、ＬＥＤ２２への空気・水分の侵入を防止する機能を有する。ここでは、複数のＬＥＤ２２が直線状に配されている列単位で、当該列を構成するＬＥＤ２２を被覆している。

封止体２３は、空気等の侵入防止機能の他、ＬＥＤ２２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、ＬＥＤ２２からの光の波長を変換する波長変換機能も有する。なお、波長変換機能は、例えば、所定の光の波長を変換する変換材料を透光性材料に混入することで実施できる。この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る。また、波長変換機能を持たせる場合には、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、ＬＥＤ２２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、ＬＥＤ２２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５（ランプ１）から発せられることとなる。
実装基板２１には、配線パターンの給電端子２４ａ，２４ｂおよびその周辺に貫通孔２６が形成されている。これにより、当該貫通孔２６を通ったリード線４９，５１の一端は、半田９０等により配線パターンの給電端子２４ａ，２４ｂと接続される。

リード線４９は、回路ユニット１５からＬＥＤモジュール５に正電圧を供給する正電圧供給線である。リード線４９のＬＥＤモジュール５側の一端部は、給電端子２４ａと半田接続により電気的に接続されており、リード線４９の回路ユニット１５側の他端部は、回路ユニット１５の電力出力部と電気的に接続されている。
一方、リード線５１は、回路ユニット１５からＬＥＤモジュール５に負電圧を供給する負電圧供給線である。リード線５１のＬＥＤモジュール５側の一端部は、給電端子２４ｂと半田接続により電気的に接続されており、リード線５１の回路ユニット１５側の他端部は、回路ユニット１５の電力出力部と電気的に接続されている。

実装基板２１の略中央に設けられている貫通孔２５は、実装基板２１と支持部材１７の凸部１７ａとの結合に用いられるものである。貫通孔２５に支持部材１７の凸部１７ａが挿入されることにより、ＬＥＤモジュール５が支持部材１７によりグローブ７内に支持される。さらに、ＬＥＤモジュール５は、支持部材１７だけでなく、リード線４９，５１によっても支持されているので、ＬＥＤモジュール５を安定に支持することが可能である。この結果、例えば、ＬＥＤランプ１００の使用時や搬送時等に、ＬＥＤモジュール５の発光中心がランプ軸Ｊからずれることを防止することができる。
＜１−２＞グローブ
グローブ７は、全体形状が一般的な白熱電球（フィラメントを有する電球）のそれと似た形状をした、いわゆるＡタイプと称される電球に近似する。グローブ７全体は、ガラス等の透光性材料により形成されている。このグローブ７は、上半分の第１部位７ａと下半分の第２部位７ｂと、第１部位７ａと第２部位７ｂとの間に挟まる円板状の隔壁７ｃとを備える。

第１部位７ａは、下側が開口した半球状の形状を有しており、その開口端が隔壁７ｃの上面の周縁部に溶着されている。
第２部位７ｂは、一端側から他端側に向かうにつれて縮径する第１円筒状部７ｂ１と、略円錐状に形成されたステムヘッド１３ａと、第１円筒状部７ｂ１の内側に位置する第２円筒状部７ｂ２とを備える。そして、第１円筒状部７ｂ１の一端側の開口端が、隔壁７ｃの下面の周縁部に溶着されており、他端側の開口端が、ステムヘッド１３ａの周縁部に溶着されている。また、隔壁７ｃの略中央部には開口部が設けられており、ステムヘッド１３ａの頂部にも開口部が設けられており、第２円筒状部７ｂ２は、一端側が隔壁７ｃに設けられた開口部の周部に溶着され他端側がステムヘッド１３ａに設けられた開口部の周部に溶着されている。そして、この第２円筒状部７ｂ２の内部が、第１部位７ａの内部（第１領域Ｓ１）からグローブ７の外部にまで連通する連通孔７ｄを構成している。また、ステムヘッド１３ａには、排気管封止部１３ｂが溶着されており、このステムヘッド１３ａおよび排気管封止部１３ｂから基台が構成される。

隔壁７ｃの上面には、ＬＥＤモジュール５が熱伝導性の接着剤により固着されている。これにより、ＬＥＤモジュール５は、第１領域Ｓ１内に配置されることになる。また、隔壁７ｃの上面には、開口部から互いに離れる方向へ延長する溝部７ｅが形成されており、ＬＥＤモジュール５の裏面から導出されたリード線４９，５１が、溝部７ｅを通って開口部から連通孔７ｄに挿入されている。

また、第２部位７ｂの内部（第２領域Ｓ２）は、第１円筒状部７ａと、隔壁７ｃの下面と、第２円筒状部７ｂと、ステムヘッド１３ａとが互いに溶着されてなることにより、密閉されている。そして、この第２領域Ｓ２には、空気に比べて熱伝導率の高いヘリウムガスが充填されており、第２領域Ｓ２の内圧は、大気圧と略同じになっている。これにより、ＬＥＤモジュール５で発生した熱は、隔壁７ｃの下面に到達した後、ヘリウムガスを介して第２部位７ｂの周壁に伝導し、第２部位７ｂの外表面から放出され易くなっている。
＜１−３＞ケース
ケース９は、樹脂材料（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）やガラス繊維等を混入させた樹脂材料）により形成され、白熱電球のバルブの口金側に近い部分と同じような形状をしている。図２に示すように、本実施形態では、ケース９は、ランプ軸Ｊ方向におけるグローブ側半分に大径部９ａを、口金側半分に小径部９ｂをそれぞれ有する。また、大径部９ａと小径部９ｂとの間には、図２における左下に示す拡大図のように段差部９ｃが生じている。大径部９ａの上端部には、グローブ７が接着剤で固着されている。小径部９ｂにおける大径部９ａ側とは反対側には口金１１が被着している。ここで、小径部９ｂの外周が雄ネジとなっており、口金１１内にねじ込まれている。これにより、口金１１とケース９とが結合される。また、小径部９ｂには、ケース９の中心軸が延伸する方向と平行に延伸する溝が形成されている（図２の溝９ｄ）。この溝は、後述する口金１１と回路ユニット１５とを接続するリード線３３を固定する（リード線３３の移動を規制する）ものである。

図２に示すように、ケース９は、その上端側の開口が後述のステム１３により塞がれ、下端側の開口が口金１１により塞がれることで、内部に密閉状の空間を有する。この空間には回路ユニット１５が収納される。なお、回路ユニット１５の装着方法については、回路ユニット１５の説明の際に行う。
＜１−４＞口金
口金１１は、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。口金１１は、筒状であって周壁が螺子状をしたシェル部２７と、シェル部２７に絶縁部２９を介して装着されたアイレット部３１とからなる。
シェル部２７は、リード線３３を介して、アイレット部３１はリード線３５を介して、それぞれ回路ユニット１５と接続されている。なお、リード線３３は、ケース９の小径部９ｂの内側から下端の開口を経由して外側へと引き出されてケース９の溝９ｄに嵌められた状態で、シェル部２７に覆われている。これにより、ケース９の外周とシェル部２７の内周とにリード線３３が挟まれ、リード線３３と口金１１とが電気的に接続される。
＜１−４＞ケース（筐体）
ケース９は、回路ユニット１５を収納するためのケースである。ケース９は、上側に位置する円筒状の第１ケース部９ａと、下側に位置する円筒状の第２ケース部９ｂとからなる。

第１ケース部９ａは、内径がグローブ７の開口部７ａ側の外径とほぼ同じであり、内表面がグローブ７と接着剤を介して接触するように構成されている。また、第１ケース部９ａの下端部には、周壁の全周に亘って溝部９ｃが形成されており、回路ユニット１５の回路基板１５ａの周部がこの溝部９ｃに嵌合した形で、回路ユニット１５が第１ケース部９ａに固定される。従って、回路ユニット１５で発生した熱は、後述の回路基板１５ａの周部から第１ケース部９ａに伝導する。そして、第１ケース部９ａの外表面は外気に露出しており、ケース９に伝導した熱は、第１ケース部９ａの外表面から放熱される。

第２ケース部９ｂは、外周面が口金１１の内周面と接触するように構成されており、第２ケース部９ｂの外周面には口金１１と螺合するための螺合部が形成されている。この螺合部によって、第２ケース部９ｂと口金１１とが接触している。従って、回路ユニット１５からケース９に伝導した熱は、第２ケース部９ｂを介して口金１１にも伝導し、口金１１の外表面からも放熱される。また、第２ケース部９ｂの外壁の一部には、リード線３３の先端部が嵌め込まれる溝部９ｄが形成されている。

このケース９は、射出成形によって一体的に成形される。また、このケース９は、ガラス繊維を５乃至１５％含有してなる熱伝導率が０．３５［Ｗ／ｍ・Ｋ］のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）によって成形されている。
＜１−５＞回路ユニット
回路ユニット１５は、回路基板１５ａと、当該回路基板１５ａに実装された各種の電子部品１５ｂとから構成されている。

回路基板１５ａは、ケース９の内部に係止構造を利用して固定される。具体的には、ケース９の内部の段差部９ｃに回路基板４１の裏面の周縁部分が当接し、大径部９ａの内面の係止部４７により回路基板４１の表面が係止されている。
係止部４７は、周方向に間隔（例えば、等間隔である。）をおいて複数個（例えば４個である。）形成されている。係止部４７は、段差部９ｃに近づくに従ってケース９の中心軸側に張り出す形状をし、係止部４７と段差部９ｃとの距離は、回路基板４１の厚みに相当する。

なお、回路基板４１を装着する際には、回路ユニット１５をケース９の大径部９ａ側から挿入し、回路基板４１の下面（口金１１側の面）が係止部４７に到達すると、回路基板４１をさらに押し込んで係止部４７を通過させる。これにより、回路基板４１が係止部４７により係止され、回路ユニット１５がケース９に装着される。
回路ユニット１５は、口金１１を介して受電した商業電力（交流）を整流する整流回路と、整流された直流電力を平滑化する平滑回路とを備える。ここで、整流回路と平滑回路とから整流平滑回路１５ａが構成される。平滑された直流電力は、必要があれば、昇圧・降圧回路等により、ＬＥＤ２２への印加電圧である所定の電圧へと変換される。

ここでは、整流回路はダイオードブリッジにより、平滑回路はコンデンサにより構成されている。ダイオードブリッジは回路基板４１のグローブ７側の主面に実装されている。コンデンサは、回路基板４１の口金１１側の主面に実装され、口金１１の内部に位置する。
第１の実施形態に係るランプ１では、ＬＥＤモジュール５がグローブ７におけるケース９から離間した位置に配置されていることにより、ＬＥＤモジュール５の裏面側に放射される光をグローブ７の外部に放出することができるので、配光特性の向上を図ることができる。

また、第１の実施形態に係るランプ１では、ＬＥＤモジュール５で発生した熱が、第２領域Ｓ２に充填されたヘリウムガスに伝導し、ヘリウムガスに伝導した熱が、第２部位７ｂの周壁や第１部位７ａの周壁に伝導する。その後、第１部位７ａの外表面或いは第２部位７ｂの外表面（即ち、グローブ７の外表面）から外部へ放出される。このように、ＬＥＤモジュール５で発生した熱が、ヘリウムガスおよびグローブ７を介して外部へ放出され易くなるので、輝度向上のためにＬＥＤモジュール５への供給電力を増加させてもＬＥＤモジュール５の温度上昇を十分に抑制することができるから、輝度を向上させながらもランプ１全体の小型化を図ることができる。
＜２＞製造方法
第１の実施形態に係るランプ１の製造方法について、図４乃至図６に基づいて説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、グローブ７の第２部位７ｂの基となる第２基材７ｂ’を形成する。この第２基材７ｂ’は、第１円筒状部７ｂ１の一端側に隔壁７ｃの基となる円板状の板材７ｃ’を溶着するととに他端側に排気管１３ｂ１が溶着されたドーム状のステムヘッド１３ａを溶着することにより形成される。ここで、ステムヘッド１３ａは、第２基材７ｂ’の内部に突出する状態で溶着される。また、板材７ｃ’の略中央部とステムヘッド１３ａの頂部それぞれには、孔７ｃ１’、１３ａ１とが形成されており、孔７ｃ１’と孔１３ａ１とは、第１円筒状部７ｂ１に溶着された状態で第１円筒状部７ｂ１の軸上に位置するように形成されている。

次に、円筒状部材を孔７ｃ１’および孔１３ａ１の両方に挿通し、当該円筒状部材の一端側を板材７ｃ’に溶着するとともに他端側をステムヘッド１３ａに溶着することで、第２円筒状部７ｂ２が形成される。そして、第２円筒状部７ｂ２の内側に２本のリード線４９，５１を挿通する。こうして、図４（ａ）に示すような第２基材７ｂ’が形成される。ここで、第２基材７ｂ’の内部が、第２領域Ｓ２に相当する。

次に、２本のリード線４９，５１の先端部をＬＥＤモジュール５の給電端子２４ａ，２４ｂに導電性接合部材９０（図２参照）を用いて接続する。その後、２本のリード線４９，５１を下方へ引っ張るようにして、ＬＥＤモジュール５を第２基材７ｂ’の一部を構成する板材７ｃ’の上面に接近させる。そして、ＬＥＤモジュール５を板材７ｃ’に熱伝導性樹脂からなる接着剤で固着する（図４（ｂ）参照）。このとき、リード線４９，５１は、第２円筒状部７ｂ２内部の連通孔７ｄから溝部７ｅに沿ってＬＥＤモジュール５の給電端子２４ａ，２４ｂにまで延長された状態となる。

その後、第２基材７ｂ’における板材７ｃ’側にＬＥＤモジュール５を覆うように略半球状の第１基材７ａ’を被せる。そして、第１基材７ａ’の周部を第２基材７ｂ’の一部を構成する板材７ｃ’の周部に当接させた状態で、第１基材７ａ’と第２基材７ｂ’との当接部位を加熱することにより、第１基材７ａ’の周部と第２基材７ｂ’の周部とを溶着する。こうして、図４（ｃ）に示すようなグローブ７の第１空間Ｓ１にＬＥＤモジュール５が配置されてなる構造体が形成される。

次に、排気管１３ｂ１を介して第２領域Ｓ２に存在する空気を外部に排気した後（図５（ａ）参照）、排気管１３ｂ１を介して第２領域Ｓ２にヘリウムガスを封入する（図５（ｂ）参照）。このとき、第２領域Ｓ２に充填されるヘリウムガスの圧力は、大気圧と略同じか、若しくは、大気圧に比べて若干高圧となる。
次に、排気管１３ｂ１の一部を加熱することにより排気管１３ｂ１を封じ切ることにより、排気管封止部１３ｂが形成される（図５（ｃ）参照）。

続いて、リード線４９，５１それぞれのＬＥＤモジュール５の給電端子２４ａ，２４ｂに接続される一端部とは反対側の他端部を回路ユニット１５の電力出力部に接続し、一端部が絶縁ケース９の第２ケース部９ｃのスリット９ｃに配置されたリード線３３の他端部と、一端部が口金１１のアイレット部３１に接続されたリード線３５それぞれの他端部とを、回路ユニット１５の電力入力部に接続する（図６（ａ）参照）。

そして、口金１１を絶縁ケース９の第２ケース部９ｂに螺着するとともに、グローブ７を絶縁ケース９の第１ケース部９ａの内側に嵌合させることによりランプ１の組み立てが完了する（図６（ｂ）参照）。
＜第２の実施形態＞
＜１＞構成
第２の実施形態に係るランプ２の全体構成について、図７および図８を参照しながら説明する。ここで、図７は、ランプ２の斜視図、図８は、ランプ２の断面図である。

第２の実施形態に係るランプ２は、第１の実施形態に係るランプと略同様の構成であり、図７および図８に示すように、第１支持部材６７および第２支持部材６３を備える点が相違するとともに、グローブ５７の構造が相違する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。
＜１−１＞グローブ
グローブ５７は、可視光に対して透明なシリカガラスにより形成されている。このグローブ５７の形状は、球状部分の一部が外方へ突出してなる一般的な白熱電球と同様のＡ形（ＪＩＳ Ｃ７７１０）である。

このグローブ５７は、その内側に透光性材料により形成され且つＬＥＤモジュール５や第１支持部材６７を収納するための筒状部５７ａが設けられている。
ここで、筒状部５７ａの内壁と第２支持部材６３の上面とで囲まれた領域は、第１領域Ｓ１に相当し、透光性の熱伝導性樹脂５８が充填されている。また、グローブ５７の内壁と筒状部５７ａの外壁とで囲まれた領域は、第２領域Ｓ２に相当し、ヘリウムガスが充填されている。そして、筒状部５７ａの周壁が、隔壁に相当する。これにより、ＬＥＤモジュール５が、熱伝導性樹脂５８を介して筒状部５７ａの周壁からなる隔壁に熱的に結合されている。なお、グローブ５７の形状は、必ずしもＡ形である必要はない。例えば、グローブ５７の形状は、Ｇ形またはＥ形等であってもよい。
＜１−２＞第１支持部材
第１支持部材６７は、ステム１３からグローブ１０の内方に向かって延出し、先端部でＬＥＤモジュール５を保持する。この第１支持部材６７は、略棒状形状であり、一端側に形成された頂部６７ｃの上面にＬＥＤモジュール５が載置され、他端側が第２支持部材６３に固着されている。

また、第１支持部材６７の頂部６７ｃの上面は、平坦に形成され、その略中央部に第１支持部材６７の延出方向に突出する平面視矩形状の凸部６７ｄが設けられている。この凸部６７ｄの平面視形状は、ＬＥＤモジュール５の実装基板２１の略中央部に設けられた平面視矩形状の貫通孔２５（図７参照）の平面視形状と一致している。そして、凸部６７ｄと実装基板２１の貫通孔２５とが嵌合した状態で、第１支持部材６７の頂部６７ｃの上面にＬＥＤモジュール５の実装基板２１が固着される。ここで、第１支持部材６７と実装基板２１とは、シリコーン樹脂等の熱伝導性樹脂からなる接着剤により固着されている。これにより、ＬＥＤモジュール５が、第１支持部材６７の頂部６７ｃの上面で第１支持部材６７の延出方向を軸として回転するのをより確実に抑止できる。

また、第１支持部材６７は、ＬＥＤモジュール５の実装基板２１の熱伝導率よりも大きい熱伝導率の材料により形成された中実構造である。具体的には、第１支持部材６７は、金属材料やセラミックス等により形成されている。このように、第１支持部材６７がＬＥＤモジュール５の実装基板２１の熱伝導率よりも大きい熱伝導率の材料で構成されていることにより、ＬＥＤモジュール５で発生した熱が、実装基板２１を介して第１支持部材６７に効率良く伝導する。なお、第１支持部材６７は、厚み一定の中空構造であってもよく、ガラス等の透光性材料により形成されてなるものであってもよい。

また、第１支持部材６７の下端部は、第２支持部材６３にシリコーン樹脂等の熱伝導性樹脂からなる接着剤により固定されている。これにより、ＬＥＤモジュール５から第１支持部材６７に伝導した熱を第２支持部材６３に効率良く伝導させることができる。
また、第１支持部材６７の下方の円錐台形状の径大部には、リード線４９、５１を挿通するための２つの挿通孔が形成されている。この第１支持部材６７は、リード線４９、５１の挿通孔以外は材料がつまった中実構造としたが、厚み一定の中空構造としても構わない。
＜１−３＞第２支持部材（基台）
第２支持部材６３は、略円板状に形成され、グローブ５７の開口部５７ｂに嵌合されグローブ５７ｂの開口部５７ｂを塞いでいる。ここで、第２支持部材６３の周面は、グローブ５７の下端部の内壁に接しており、第２支持部材６３の周面とグローブ５７の内壁との間にシリコーン樹脂等の熱伝導性樹脂からなる接着剤３３７が介在している。これにより、第２支持部材６３がグローブ５７の下端部に固着されることになる。また、第２支持部材６３の上面側（グローブ５７の内側を臨む面側）には、第１支持部材６７が固着される。

また、第２支持部材６３の一部には、第２支持部材６３の厚み方向に貫通する貫通孔６３ａが形成されており、この貫通孔６３ａを介して、円筒状部５７ａの内側の第１領域Ｓ１に、シリコーン樹脂等の熱伝導性樹脂が充填されることになる。また、第２支持部材６３は、金属材料またはセラミックス等の無機材料により形成されている。
第２の実施形態に係るランプ１では、ＬＥＤモジュール５で発生した熱が、熱伝導性樹脂５８を介して筒状部５７ａの周壁（隔壁）に伝導した後、第２領域Ｓ２に充填されたヘリウムガスに伝導する。そして、ヘリウムガスに伝導した熱が、第２部位７ｂの周壁や第１部位７ａの周壁に伝導し、その後、第１部位７ａの外表面或いは第２部位７ｂの外表面（即ち、グローブ７の外表面）から外部へ放出される。このように、ＬＥＤモジュール５で発生した熱が、ヘリウムガスおよびグローブ７を介して外部へ放出され易くなるので、輝度向上のためにＬＥＤモジュール５への供給電力を増加させてもＬＥＤモジュール５の温度上昇を十分に抑制することができるから、輝度を向上させながらもランプ２全体の小型化を図ることができる。
＜２＞製造方法
第２の実施形態に係るランプ２の製造方法について、図９に基づいて説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、グローブ５７の基となるグローブ用部材５７’の内側に、透光性材料により形成された有底円筒状の円筒状部材５７ａ’を挿入する。この円筒状部材５７ａ’は、側壁に形成された排気口５７ｃ１に連通する排気管５７ｃ’が溶着されている（図９（ａ）参照）。
次に、円筒状部材５７ａ’がグローブ用部材５７’の内側に配置された状態で、円筒状部材５７ａ’の開口部５７ｂの周部とグローブ用部材５７’の開口部とが互いに当接する部位を加熱することにより、円筒状部材５７ａ’とグローブ用部材５７’とを溶着して、グローブ５７の内側に円筒状部５７ａが設けられてなる構造体が形成される（図９（ｂ）参照）。ここで、円筒状部５７ａの内部が第１領域Ｓ１に相当し、グローブ５７の内壁と円筒状部５７ａの外壁とで囲まれた領域が第２領域Ｓ２に相当する。

その後、排気管５７ｃ’を介して、第２領域Ｓ２に存在する空気を外部に排気した後（図９（ｂ）参照）、排気管５７ｃ’を介して第２領域Ｓ２にヘリウムガスを封入する（図９（ｃ）参照）。このとき、第２領域Ｓ２に充填されるヘリウムガスの圧力は、大気圧と略同じか、若しくは、大気圧に比べて若干高圧となる。
次に、排気管５７ｃ’の一部を加熱することにより排気管５７ｃ’を封じ切ることにより、細管部５７ｃが形成される（図１０（ａ）参照）。

続いて、図１０（ｂ）に示すように、第１領域Ｓ１に、ＬＥＤモジュール５、第１支持部材６７および第２支持部材６３から構成される構造体を挿入し、第２支持部材６３がグローブ５７の開口部５８ｂに嵌合した状態で、第２支持部材６３の周面とグローブ５７の下端部の内壁との間にシリコーン樹脂等の熱伝導性樹脂からなる接着剤を流し込むことで、第２支持部材６３をグローブ５７の下端部に固着させる。

その後、第２支持部材６３の一部に形成された貫通孔６３ａから、第１領域Ｓ１に、シリコーン樹脂等の熱伝導性樹脂を封入する（図１０（ｃ）参照）。
そして、リード線４９，５１それぞれにおける給電端子２４ａ，２４ｂに接続される一端部とは反対側の他端部を回路ユニット１５の電力出力部に接続する。また、一端部が絶縁ケース９の第２ケース部９ｃのスリット９ｃに配置されたリード線３３の他端部と、一端部が口金１１のアイレット部３１に接続されたリード線３５それぞれの他端部とを、回路ユニット１５の電力入力部に接続する（図１１（ａ）参照）。

最後に、口金１１を絶縁ケース９の第２ケース部９ｂに螺着するとともに、グローブ５７を絶縁ケース９の第１ケース部９ａの内側に嵌合させることによりランプ２の組み立てが完了する（図１０（ｂ）参照）。
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態に係る照明器具について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、第３の実施形態に係る照明器具１００の概略断面図である。

図１２に示すように、照明器具１００は、例えば、室内の天井Ｃに装着されて使用され、前述の第１の実施形態に係るランプ１と、点灯器具１０２とを備える。
点灯器具１０２は、ランプ１を消灯および点灯させるものであり、天井Ｃに取り付けられる器具本体１０３と、ランプ１を覆うランプカバー１０４とを備える。
器具本体１０３は、ソケット１０３ａを有する。ソケット１０３ａには、ランプ１の口金１１が螺着される。外部電源からは、このソケット１０３ａを介してランプ１に電力が供給される。

なお、図１２に示した照明器具１００は、一例であって、ランプ１を保持するとともに、ランプ１に電力を供給するためのソケットを少なくとも備えていればよい。また、図１２に示す照明器具１００は、１つのランプ１を備えていたが、複数のランプ１を備えるものであってもよい。或いは、第２の実施形態に係るランプ２を備えるものであってもよい。
＜変形例＞
（１）前述の第１の実施形態では、回路ユニット１５がケース９に当接した状態でケース９内に配置され、回路ユニット１５で発生した熱がケース９を介して外部に放出され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、図１３に示すように、回路ユニット１５の一部が、第２部位７ｂの一部を構成するステムヘッド１３ａに近接して設けられてなるランプ３であってもよい。このランプ３では、回路ユニット１５で発生した熱が、第２部位７ｂの周壁から第２部位７ｂの内部に充填されたヘリウムガスに伝導する。そして、第２部位７ｂの内部のヘリウムガスに伝導した熱は、第２の部位７ｂの周壁のうち外部に露出した部位に伝導して外部に放出されることになる。

本変形例では、回路ユニット１５を構成する部品１５ｂのうち、特に発熱量の大きいコンデンサやスイッチング素子等がステムヘッド１３ａに近接するように回路ユニット１５を配置するのが好ましい。
（２）前述の第２の実施形態では、マウントが円筒状部５７ａの内側に配置されるとともに、円筒状部５７ａの内部が熱伝導性樹脂で充填されてなるランプ３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、図１４に示すように、第２領域Ｓ２が、第１支持部材６７とＬＥＤモジュール５の上面側の除く部分を覆うように配置されてなるランプ４であってもよい。

或いは、図１５に示すように、第２領域Ｓ２が、マウントのうち第１支持部材６７の周囲のみを覆うように配置され、ＬＥＤモジュール５全体が、第１領域Ｓ１に露出するように配置されてなるランプ５であってもよい。
（３）前述の第２の実施形態では、ＬＥＤモジュール５が第１支持部材６７で支持されてな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、リード線４９，５１によりＬＥＤモジュール５を支持することができるのであれば、第１支持部材６７を省いた構成としてもよい。

（４）前述の第１の実施形態および２に係るランプ１，２並びに前述（１）および（２）で説明したランプ３，４，５では、グローブ７，５７の第２領域Ｓ２にヘリウムガスを充填してなるランプ１，２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、第２領域Ｓ２に水が封入されてなるものであってもよい。或いは、第２領域Ｓ２に、ネオンガス、水素ガスやシリコンオイルであってもよい。

（５）前述の第１の実施形態に係るランプ１は、図１６（ａ）に示すように、グローブ７の第２部位７ｂと第１ケース部９ａとの間には、断熱性樹脂からなる接着剤３３９が介在してなるものであってもよい。
これにより、回路ユニット１５で発生しケース９に伝導した熱が、第２部位７ｂへ伝導しないので、回路ユニット１５で発生した熱がＬＥＤモジュール５に伝導してしまうことを防止できるから、ＬＥＤモジュール５の温度上昇を抑制することができる。

（６）前述の第２の実施形態に係るランプ２は、図１６（ｂ）に示すように、グローブ５７とケース９の第１ケース部９ａとは、断熱性樹脂からなる接着剤３３９により固着されてなるものであってもよい。
これにより、回路ユニット１５からケース９の第１ケース部９ａに伝導した熱は、グローブ５７や第２支持部材６３の方へ伝導しにくく、一方、ＬＥＤモジュール５から第１支持部材６７を介して第２支持部材６３に伝導した熱は、グローブ５７に伝導しやすくなっている。従って、回路ユニット１５で発生した熱が、グローブ５７および第２支持部材６３を介してＬＥＤモジュール５側へ伝導しにくくなっているので、ＬＥＤモジュール５の温度上昇の抑制を図ることができている。

（７）前述の第２の実施形態における第１支持部材６７は、凸部６７ｄおよび貫通孔２５の上面視形状は長方形としたが、これに限らない。例えば、凸部６７ｄおよび貫通孔２５の上面視形状は、三角形等の多角形若しくは楕円形、その他これら以外の非円形または非正方形とすることができる。また、凸部６７ｄの上面視形状を、ＬＥＤモジュール５が所定の一つの姿勢に決定される形状、例えば、上面視形状が上下非対称かつ左右非対称の形状としてもよい。

（８）前述の第２の実施形態における第１領域Ｓ１に充填される熱伝導性樹脂は、蛍光体粒子が含まれるものであってもよい。この蛍光体粒子としては、赤色光へ変換する粒子、緑色光へ変換する粒子、青色光へ変換する粒子の３種類を用いることができる。
（９）前述の第１、第２の実施形態では、光源としてＬＥＤを利用したが、例えば、表面実装タイプや砲弾タイプのＬＥＤを利用してもよい。この場合、ＬＥＤ素子は樹脂封止されており、ＬＥＤモジュールは、実装基板とＬＥＤとを有することとなる。

前述の第１、第２の実施形態では、ＬＥＤの発光色は青色光であり、蛍光体粒子は青色光を黄色光に変換するものを例にして説明したが、他の組合せであってもよい。他の組合せの一例として、白色を発光させる場合、ＬＥＤの発光色を紫外線光とし、蛍光体粒子として、赤色光へ変換する粒子、緑色光へ変換する粒子、青色光へ変換する粒子の３種類を用いることができる。

さらに、ＬＥＤの発光色を、赤色発光、緑色発光、青色発光の３種類のＬＥＤを用いて、混色させて白色光としてもよい。なお、ＬＥＤモジュール５から発せられる光色は、言うまでも無く、白色に限定されるものではなく、用途によって種々のＬＥＤ（素子、表面実装タイプを含む）や蛍光体粒子を利用することができる。
（１０）前述の実施形態では、封止体内に蛍光体粒子を混入させていたが、例えば、グローブの内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。ここで、蛍光体粒子は高温になると波長変換効率が低下する。したがって、蛍光体層をグローブの内面に形成することにより、ＬＥＤを封止している封止体内に蛍光体粒子を混入させた場合より、ＬＥＤ発光時の熱の影響を受け難く、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。

（１１）前述の第１、第２の実施形態では、平面視形状が矩形状あるいは円形状をした実装基板１５ａを例にして説明したが、基板の平面視形状は特に限定するものではない。
また、前述の第１、第２の実施の形態では、薄い板（上面の面積に比べて側面の面積が小さいもの）を例にして説明したが、例えば、厚肉の板を利用しても良いし、ブロック状のものを利用しても良い。

なお、本明細書での実装基板は、形状、厚み、形態に関係なく、ＬＥＤ（素子、表面実装タイプを含む）を実装すると共にＬＥＤと電気的に接続するパターンを有したものを指している。従って、基板が、ブロック状をしていても良い。
前述の実施形態では、実装基板は透光性材料により構成していたが、後方に光を取り出す必要がない場合は、透光性材料以外の材料で構成しても良い。

（１２）前述の第１、第２の実施形態におけるＬＥＤモジュール５は、実装基板を透光性材料で構成して、後方も照射するようにしていたが、他の方法で後方へ光を照射するようにしてもよい。
他の方法としては、実装基板を透光性材料でない材料で構成し、実装基板の表裏両面にＬＥＤを実装してもよい。さらに、実装基板を透光性材料でない材料で構成し、実装基板を球状、立方体状等の多面体構成（例えば、６枚の絶縁板を立体的に貼り合わせて、立方体状にする。）にして、その表面にＬＥＤ（砲弾やＳＭＤを含む）を実装してもよい。

（１３）前述の第１、第２の実施形態では、発光素子としてＬＥＤを用いたが、ＬＥＤ以外の発光素子を用いてもよい。他の発光素子としては、例えば、ＬＤやＥＬ発光素子（有機および無機を含む）等があり、ＬＥＤを含めて、これらを組み合わせて使用してもよい。
（１４）前述の第１、第２の実施形態では、Ａタイプ、Ｒタイプのグローブを利用したが、他のタイプ、例えば、Ｂ、Ｇタイプであっても良く、白熱電球のバルブ形状や電球形蛍光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。

グローブは、内部が見えるように透明であっても良いし、内部が見えないように半透明であっても良い。半透明は、例えば、内面に炭酸カルシウム、シリカや白色顔料等を主成分とする拡散層を施したり、内面を凹凸状にする処理（例えばブラスト処理）を施したりすることで実施できる。また、前述の第１、第２の実施形態では、グローブはガラス材料により構成されていたが、他の材料で構成することもできる。他の材料としては、透光性の樹脂やセラミックである。

（１５）前述の第１、第２の実施形態では、ケース９は樹脂材料により構成していたが、他の材料で構成することもできる。他の材料として、金属材料を利用する場合、口金との絶縁性を確保する必要がある。口金との絶縁性は、例えば、ケースの小径部に絶縁層を塗布したり、小径部に対して絶縁処理をしたりすることで確保できる他、ケースのグローブ側を金属材料により、ケースの口金側を樹脂材料によりそれぞれ構成（２以上部材を結合する。）することでも確保できる。

前述の第１、第２の実施形態では、ケース９の表面について特に説明しなかったが、例えば、輻射率を向上させるための処理を行っても良い。
前述の第１、第２の実施形態では、ケース９は１つの部材から構成されていたが、複数の部材で構成することもできる。例えば、実施形態における大径部に相当する大径部材と、小径部に相当する小径部材とを接着剤により接合したものであっても良い。この際、大径部材を金属で、小径部材を樹脂でそれぞれ構成しても良い。

前述の第１、第２の実施形態では、ケース９内に回路ユニット１５が格納されていたが、例えば、樹脂材料により内部を充填しても良い。この場合、回路ユニット１５で発生した熱をケースに伝熱することができ、回路ユニット１５に作用する熱負荷を削減することができる。
（１６）前述の第１、第２の実施形態では、エジソンタイプの口金１１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）を利用してもよい。また、前述の第１、第２実施形態では、口金１１が、シェル部２７の雌螺子を利用してケース９の螺子部に螺合させることで、ケース９に装着されていたが、他の方法でケースに接合されてもよい。他の方法としては、接着剤による接合、かしめによる接合、圧入による接合等があり、これらの方法を２つ以上組み合わせてもよい。或いは、口金１１の内部に樹脂を充填し、口金の周壁への熱伝導率を向上させるようにしてもよい。

（１５）回路ユニット１５は、前述の第１、第２の実施形態で説明した構成に限られない。例えば、回路ユニットは、口金１１から受電した交流電力を、半導体発光素子を点灯させるための直流電力に変換するための回路に加えて、外部からの無線信号を送受信するとともに、当該無線信号を基に半導体発光素子を点灯制御するための回路を備えてもよい。なお、ここでの「点灯制御」には、例えば、点灯、消灯、調光、照明色変更等が含まれる。

また、回路基板１５ａがケース内部に固定的に収容される姿勢については、回路基板の主面がランプ軸Ｊと略直交する姿勢に限られない。例えば、回路基板が、ランプ軸Ｊと略平行になるような姿勢で収容されてもよいし、ランプ軸Ｊに対して所定の傾斜角を有する姿勢で収容されてもよい。
また、回路基板は、円盤状に限られず、平面視形状が矩形や多角形、さらにはハート形等の不定形であってもよいし、フレキシブル基板等の可撓性の部材により形成され、曲げられた状態でケース内部に収容されてもよい。

また、回路基板がケース内部に固定される方法は、係止部による係止構造に限られず、例えば、ねじ止め、接着などより回路基板がケース内部に固定されてもよい。

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。

１，２，３，４ ランプ
５ ＬＥＤモジュール（発光モジュール）
７ グローブ
７ａ 第１部位
７ｂ 第２部位
７ｂ２ 円筒状部
７ｃ 隔壁
９ ケース（筐体）
９ａ 第１ケース部
９ｂ 第２ケース部
１１ 口金
１３ａ ステムヘッド
１３ｂ 細管部
１５ 回路ユニット
１５ａ 回路基板
１５ｂ 電子部品
１７ 支持部材
２１ 実装基板（基板）
２２ ＬＥＤチップ
２３ 封止材
３３，３５，４９，５１ リード線
３３９ 接着剤（断熱材）
Ｓ１ 第１領域
Ｓ２ 第２領域

Claims (9)

1. 光源としての発光素子を有する発光モジュールと、前記発光モジュールを囲むグローブとを備えるランプであって、
   前記グローブの内側は、第１領域と、前記第１領域とは隔壁により隔てられた第２領域とを含み、且つ、前記第１領域および前記第２領域は、前記隔壁を介して熱交換可能であり、
   前記第１領域には、前記発光モジュールが前記隔壁に熱的に結合された状態で配置されてなり、
   前記第２領域には、空気よりも高い熱伝導率を有する流体が充填されてなる
   ことを特徴とするランプ。
2. 前記グローブは、更に、内部が前記第１領域から前記グローブの外部まで連通する筒状部を有し、
   前記第１領域は、前記グローブにおけるランプ軸に沿った一方側に配置され、
   前記第２領域は、前記グローブにおける前記一方側とは反対側の他方側に配置され且つ前記筒状部の外側を囲む
   ことを特徴とする請求項１記載のランプ。
3. 前記隔壁は、ランプ軸方向に直交する形で配置され、
   前記発光モジュールは、前記隔壁における前記第１領域側に取着されてなる
   ことを特徴とする請求項２記載のランプ。
4. 前記第１領域は、前記グローブの外部に連通し且つランプ軸に沿う形で配置された筒状部の内部から構成され、
   前記第２領域は、前記グローブの内壁と前記筒状部の外壁とで囲まれた領域から構成される
   ことを特徴とする請求項１記載のランプ。
5. 前記第１領域に熱伝導性樹脂が充填されてなる
   ことを特徴とする請求項４記載のランプ。
6. 前記流体は、ヘリウムガスである
   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。
7. 前記流体は、水である
   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。
8. 前記発光素子を点灯させる点灯回路と、
   前記点灯回路の一部が内壁に接触した状態で前記点灯回路を収納する筐体とを備え、
   前記グローブは、前記筐体に取着されてなり、
   前記グローブと前記筐体との間に断熱材が介在してなる
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のランプ。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載のランプを備える
   ことを特徴とする照明器具。

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