JP2013127878A

JP2013127878A - 電球形照明装置

Info

Publication number: JP2013127878A
Application number: JP2011276479A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Morishita; 一郎森下; Hiromitsu Takenaka; 博満竹中
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-27

Abstract

【課題】駆動回路からの発熱に対し、発光モジュールからの発熱の影響を受けることなく、駆動回路の放熱効率を向上させることが可能な電球形照明装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る電球形照明装置１００は、発光素子１１１と複数の発光素子１１１が環状に配置される発光素子基板１１３とを有する発光モジュール１１０と、発光素子基板１１３を基準として、前記環の中心軸方向の一側及び他側にそれぞれ設けられる第１のヒートシンク１２０及び第２のヒートシンク１３０と、発光モジュール１１０を覆うように設けられるグローブ１５０と、第２のヒートシンク１３０の内部に設置され発光素子１１１を駆動させる駆動回路１６０と、を備え、第１のヒートシンク１２０は、発光モジュール１１０と駆動回路１６０のいずれか一方のみで発生した熱を外部に放出し、第２のヒートシンク１３０は、いずれか他方のみで発生した熱を外部に放出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の発光素子を用いた電球形照明装置に関する。

近年、省エネルギー化を図るために、白熱電球の代替品として、半導体発光素子としてＬＥＤを用いた電球形ＬＥＤ照明装置の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１を参照）。

このような電球形ＬＥＤ照明装置では、発光素子（ＬＥＤ）が基板上に配置された発光モジュールや、発光素子を駆動させるための駆動回路が発熱し、この熱により電球形ＬＥＤ照明装置の性能が低下するため、効率よく放熱する対策を講じることが必要である。

放熱効率を高めるための対策として、例えば、特許文献２及び３には、駆動回路の放熱方法に関し、光源側からの熱を遮断して駆動回路からの発熱を抑制する方法や、発光モジュールの放熱に使用しているヒートシンクを駆動回路の放熱と共用して放熱させる方法が開示されている。

特開２０１１−１３４５６８号公報特開２０１１−１２４１８２号公報特開２０１１−１６５４３８号公報

しかしながら、上記特許文献２及び３に開示された方法では、いずれも、駆動回路からの熱の伝達経路の最後には必ず、発光モジュールからの熱の伝達経路と共用される部分が存在する。そのため、発光モジュール側の発熱量が多い場合には、駆動回路からの放熱の際に、発光モジュールからの発熱の影響を受けてしまい、結果として、駆動回路の放熱効率の低下につながる、という問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、新たな放熱構造を設けることにより、駆動回路からの発熱に対し、発光モジュールからの発熱の影響を受けることなく、駆動回路の放熱効率を向上させることが可能な電球形照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、光を出射する発光素子と、複数の前記発光素子が環状に配置される発光素子基板とを有する発光モジュールと、前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の一側に設けられる第１のヒートシンクと、前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の他側に設けられる第２のヒートシンクと、前記発光モジュールを覆うように設けられるグローブと、前記第２のヒートシンクの内部に設置され、前記発光素子を駆動させる駆動回路と、を備え、前記第１のヒートシンクは、前記発光モジュールと前記駆動回路のいずれか一方のみで発生した熱を外部に放出し、前記第２のヒートシンクは、前記発光モジュールと前記駆動回路のいずれか他方のみで発生した熱を外部に放出する、電球形照明装置が提供される。

ここで、前記電球形照明装置において、前記第１のヒートシンクが、前記駆動回路で発生した熱を外部に放出し、前記第２のヒートシンクが、前記発光モジュールで発生した熱を外部に放出するようにしてもよい。

この場合に、前記第１のヒートシンクが、略筒状または略柱状であり、前記発光素子基板の中央部には、前記第１のヒートシンクと接触しない開口部が設けられており、前記発光素子基板が、前記第２のヒートシンクと熱的に結合されるとともに、前記駆動回路が、熱伝導性を有する材料からなる熱伝導部材を介して前記第１のヒートシンクと熱的に結合されていてもよい。

さらに、前記電球形照明装置は、前記発光素子基板と前記第２のヒートシンクとの間に、前記発光素子基板で発生した熱を前記第２のヒートシンクに伝達する放熱板をさらに備え、前記放熱板の中央部には、前記第１のヒートシンクと接触しない開口部が設けられていてもよい。

また、前記電球形照明装置において、前記第１のヒートシンクが、前記発光モジュールで発生した熱を外部に放出し、前記第２のヒートシンクが、前記駆動回路で発生した熱を外部に放出するようにしてもよい。

本発明によれば、新たな放熱構造を設けることにより、駆動回路からの発熱に対し、発光モジュールからの発熱の影響を受けることなく、駆動回路の放熱効率を向上させることが可能な電球形照明装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の全体構成を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。同実施形態に係る照明装置を図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。（ａ）は、同実施形態に係る発光モジュールの構成を示す上面図であり、（ｂ）は、同実施形態に係る放熱板１７０の構成を示す上面図である。同実施形態に係る照明装置における熱の流れを示す説明図である。同実施形態に係る照明装置の製造方法の一例を示す説明図である。本発明の第２の実施形態に係る照明装置の全体構成及び熱の流れを示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［１．第１実施形態］
まず、図１〜図３を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る照明装置の構成について詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１００の全体構成を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。図２は、同実施形態に係る照明装置１００を図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。図３（ａ）は、本実施形態に係る発光モジュール１１０の構成を示す上面図であり、図３（ｂ）は、本実施形態に係る放熱板１７０の構成を示す上面図である。

［１．１．電球形照明装置の構成］
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る照明装置１００は、発光モジュール１１０と、第１のヒートシンク（以下、「上部ヒートシンク」と称する。）１２０と、第２ヒートシンク（以下、「下部ヒートシンク」と称する。）１３０と、グローブ１５０と、駆動回路１６０と、放熱板１７０と、熱伝導部材１８０と、を主に有する。

（発光モジュール１１０）
発光モジュール１１０は、発光素子１１１と発光素子基板１１３とを有し、照明装置１００の光源となる部材である。

発光素子１１１は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の半導体発光素子であり、光を出射する。この発光素子１１１の発光色は、後述するグローブ１５０の構成材料により異なる。具体的には、グローブ１５０が蛍光体を含有した材料（樹脂等）で構成される場合、発光素子１１１の発光色は青色であり、グローブ１５０において光の波長が変換され、白色となる。一方、グローブ１５０が光拡散剤を含有した材料（樹脂等）で構成される場合、発光素子１１１の発光色は白色（６５００Ｋ〜２０００Ｋ）である。発光素子１１１から出射された光は、後述するリフレクタ１４０で反射して、あるいは直接グローブ１５０に到達し、グローブ１５０で拡散されて外部に放射される。

また、発光素子１１１は、本実施形態では複数用意され、これら複数の発光素子１１１が、発光素子基板１１３の一方の面上に環状に配置される。ここでいう「環状」とは、図３（ａ）に示すような円形の環状だけでなく、楕円形の環状、多角形の環状も含む概念である。

発光素子基板１１３は、発光素子１１１が実装される基板であり、好ましくは、アルミニウム、ニッケル等の金属や、ガラスコンポジット（ＣＥＭ３）や、セラミック等の熱伝導性の高い材料で形成される。これにより、発光モジュール１１０で発生した熱を効率よく下部ヒートシンク１３０に伝達でき、照明装置１００の放熱効率を向上させることができる。

発光素子基板１１３の形状は特に限定されるものではないが、上述したＡＮＳＩ規格を満たすためには、略円形状（図３（ａ）を参照）または略多角形状であることが好ましい。ここで、本実施形態に係る発光素子基板１１３は、図３（ａ）に示すように、中央に開口部１１３ａを有している。開口部１１３ａの形状は、略円形状、略楕円形状、略多角形状等、特に限定されるものではない。ただし、開口部１１３ａの大きさは、上部ヒートシンク１２０の底部よりも大きく、発光素子基板１１３と上部ヒートシンク１２０とが接触しないようにする必要がある。これは、後述するように、本実施形態では、上部ヒートシンク１２０は、発光モジュール１１０とは熱的に遮断され、かつ、駆動回路１６０で発生した熱のみを外部に放出するように設けられる必要があるためである。

また、発光素子基板１１３は、下部ヒートシンク１３０の上部（または放熱板１７０）に保持されることにより、位置が固定される。

（上部ヒートシンク１２０）
上部ヒートシンク１２０は、駆動回路１６０で発生した熱を外部に放出する機能を有する。この放熱機能を実現するために、上部ヒートシンク１２０は、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属や、熱伝導性の高い樹脂などの材質で形成される。また、放熱効果を更に高めるために、上部ヒートシンク１２０には、凹部や複数のフィンなどが設けられることにより、上部ヒートシンク１２０の表面積を大きくすることが好ましい。

この点、本実施形態では、上部ヒートシンク１２０は、一端に開口部１２１を有する中空の略筒状の形状を有している。この略筒状の形状の中空部を有することにより、上部ヒートシンク１２０の外部に露出した面の表面積（熱を放散するのに用いられる面の面積）が大きくなり、放熱効果を高めることができる。なお、放熱効果を高めるための構成は、このような中空形状のみならず、例えば、上部ヒートシンク１２０は、略筒状または略柱状の本体部を有し、この本体部に外部に露出した複数のフィンを有するような構成であってもよい。

また、上部ヒートシンク１２０は、発光素子基板１１３を基準として、発光素子１１１の配置により構成される環の中心軸方向の一側に設けられる。このとき、上部ヒートシンク１２０は、駆動回路１６０と熱伝導部材１８０を介して接触するように設けられる。このように、上部ヒートシンク１２０が、駆動回路１６０と熱伝導部材１８０を介して接触して設けられることにより、駆動回路１６０で発生した熱を外部に放出する役割を有する。ここで、上部ヒートシンク１２０は、上述したように、発光モジュール１１０と接触しないように設けられており、また、上部ヒートシンク１２０は、（後述する断熱材１８１により）下部ヒートシンク１３０とも熱的に遮断されている（完全に遮断されていなくてもよい。以下同様。）ので、駆動回路１６０からの発熱に対し、発光モジュール１１０からの発熱の影響を受けることなく、駆動回路１６０の放熱効率を向上させることができる。

なお、図１及び図３では、上部ヒートシンク１２０は、円筒状となるように描かれているが、上部ヒートシンク１２０の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、発光素子基板１１３から離隔するに従い拡径する逆錐台状の形状であってもよい。

（下部ヒートシンク１３０）
下部ヒートシンク１３０は、その一端（図１〜図３の下端）で口金（図示せず。）と接続されるとともに、発光モジュール１１０で発生した熱を外部に放出する機能を有する。この放熱機能を実現するために、下部ヒートシンク１３０は、熱伝導性の高い樹脂で形成される。本実施形態において、下部ヒートシンク１３０が、金属ではなく樹脂で形成されているのは、照明装置１００を軽量化するためであり、また、樹脂は絶縁性であることから、口金と接続された際のかしめ部分に絶縁対策を施す必要がないためである。従って、照明装置１００の重量増が問題とならない場合には、下部ヒートシンク１３０の材質として、アルミニウムや銅などの金属材料を使用してもよい。ただし、下部ヒートシンク１３０を金属材質とした場合には、口金のかしめ部分に絶縁対策を施す必要がある。

また、放熱効果を更に高めるために、下部ヒートシンク１３０にも、凹部や複数のフィンなどが設けられることにより、下部ヒートシンク１３０の表面積を大きくすることが好ましい。

この点、本実施形態では、下部ヒートシンク１３０は、両端に開口部を有する中空の略筒状の本体部の外周面に、複数のフィン１３９が設けられている。この複数のフィン１３９を有することにより、下部ヒートシンク１３０の外部に露出した面の表面積（熱を放散するのに用いられる面の面積）が大きくなり、放熱効果を高めることができる。なお、放熱効果を高めるための構成は、このようなフィン１３９のみならず、例えば、下部ヒートシンク１３０の本体部の外周面に、複数の凹部（図示せず。）を有するような構成であってもよい。

また、下部ヒートシンク１３０は、発光素子基板１１３を基準として、発光素子１１１の配置により構成される環の中心軸方向の他側に設けられる。これにより、下部ヒートシンク１３０は、上部ヒートシンク１２０とは独立して駆動回路１６０や発光モジュール１１０で発生した熱を外部に放出することができる。従って、ヒートシンクが１つしかない場合と比べて、照明装置１００の放熱効率を格段に高めることができる。

ここで、下部ヒートシンク１３０は、後述するように、断熱材１８１により、駆動回路１６０と熱的に遮断されており、また、上部ヒートシンク１２０とも熱的に遮断されている。従って、下部ヒートシンク１３０は、発光モジュール１１０からの発熱に対し、駆動回路１６０からの発熱の影響を受けることなく、発光モジュール１１０の放熱効率を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、下部ヒートシンク１３０は、樹脂１３１と、この樹脂１３１内部に挿入された金属部材１３３とで構成されている。そして、下部ヒートシンク１３０は、樹脂１３１と金属部材１３３とが一体でインサート成形されることにより得られるものである。これは、樹脂１３１だけであると、アルミニウムや銅などの金属と比較するとやや熱伝導性が低いため、さらに熱伝導性を高めるために、アルミニウムや銅などの金属部材１３３を挿入したものである。従って、発光モジュール１１０の性能により発熱が抑制されるなどして、放熱効果が十分である場合には、金属部材１３３を挿入する必要はない。

また、金属部材１３３を挿入する場合には、発光モジュール１１０で発生した熱が、下部ヒートシンク１３０に、より伝達されやすくなるようにするために、放熱板１７０（放熱板１７０が設置されない場合には、発光素子基板１１３）と接触するように、金属部材１３３を配置することが好ましい。

なお、下部ヒートシンク１３０は、上述した放熱機能の他に、駆動回路１６０が収納される筐体としての機能も有する。本実施形態では、下部ヒートシンク１３０の中空の本体部の内部に、駆動回路１６０が設置されている。

また、一般に、ＬＥＤ等の半導体発光素子を用いた照明装置では、駆動回路１６０よりも発光モジュール１１０の方が発熱量が大きい。本実施形態に係る照明装置１００の構成によれば、発熱量の大きな発光モジュール１１０が、上部ヒートシンク１２０よりもサイズ（表面積）が大きく、放熱量も大きな下部ヒートシンク１３０と熱的に結合されていることにより、逆の場合と比較して、放熱効率を上げることができる。

（グローブ１５０）
グローブ１５０は、発光モジュール１１０を覆うように略球状に設けられ、発光素子１１１から出射された光の色（発光素子１１１の発光色）を制御する役割、及び、これらの光をグローブ１５０の表面上で拡散させることで照明装置１００の配光角を広くする役割を有する。

グローブ１５０は、発光素子１１１の発光色を制御する役割を実現するために、発光素子１１１の発光色に応じて、蛍光体や光拡散剤を含んでいる。具体的には、発光素子１１１が、青色で発光するＬＥＤである場合には、グローブ１５０の素材が蛍光体を含有する材料か、または、グローブ１５０の表面に蛍光体が塗布されている。例えば、グローブ１５０が樹脂からなる場合には、この樹脂中に蛍光顔料を含有させるようにしてもよく、グローブ１５０がガラス材料からなる場合には、このグローブの表面に蛍光塗料を塗布するようにしてもよい。そして、発光素子１１１から出射され、グローブ１５０に到達した光の波長が、グローブ１５０の蛍光体により変換され、白色の発光となる。

ここで、蛍光体による発光は、光拡散度が大きいことから、発光素子１１１から出射された光の配光分布が不十分であっても、蛍光体による発光の際の光拡散で、良好な配光分布を得ることが可能となる。また、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせることにより、自然光に近い色で発光させることができるようになる。

さらに、照明装置１００の配光角をより広げるために、グローブ１５０の素材が、蛍光体に加えてさらに光拡散剤を含有する材料であるか、または、グローブ１５０の表面に、蛍光体に加えてさらに光拡散剤が塗布されていてもよい。

一方、発光素子１１１が、白色光を発するＬＥＤである場合には、グローブ１５０の素材が光拡散剤を含有する材料であるか、または、グローブ１５０の表面に光拡散剤が塗布されていてもよい。この場合にも、光拡散剤により、発光素子１１１から出射された光が、グローブ１５０の表面で拡散され、照明装置１００の配光角を広げることができる。

本実施形態では、グローブ１５０の頂部（発光モジュール１１０側とは反対側の端部）には、上部ヒートシンク１２０の上端部（開口部１２１が形成されている側の端部）と接続される開口部が形成されている。これにより、上部ヒートシンク１２０の中空部分が外部に露出されることになるため、照明装置１００の放熱効率を高めることができる。

なお、グローブ１５０の底部（発光モジュール１１０側の端部）にも開口部（図示せず。）が設けられており、グローブ１５０は、この開口部において、発光素子基板１１３、放熱板１７０または下部ヒートシンク１３０と接続される。

（駆動回路１６０）
駆動回路１６０は、下部ヒートシンク１３０の内部に設置され、口金を介して外部から供給される電力を利用して発光素子１１１を駆動（点灯）させる電源回路である。駆動回路１６０は、基板に実装されている複数の電子部品から構成されており、発光素子１１１を駆動させる際に複数の電子部品から発熱する。この駆動回路１６０で発生した熱は、熱伝導部材１８０を介して上部ヒートシンク１２０に伝達され、外部に放出される。

また、本実施形態に係る駆動回路１６０は、交流を直流に変換するための電解コンデンサを有していない。市販されているＬＥＤ照明装置の製品寿命は、数万時間とされているが、実際には、電解コンデンサの寿命が数千時間であるため、ＬＥＤ照明装置全体としての製品寿命に到達する前に、電解コンデンサを交換する必要がある。しかし、本実施形態に係る駆動回路１６０は、交流を直流に変換するための電解コンデンサを有していないため、数千時間で部品を交換する必要がなく、照明装置１００の製品寿命を格段に延ばすことができる。

（放熱板１７０）
放熱板１７０は、下部ヒートシンク１３０に接触するように設けられ、発光モジュール１１０で発生した熱を下部ヒートシンク１３０に伝達する役割を有する。放熱板１７０は、上記熱伝達の役割を実現するために、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属で構成される。

ここで、本実施形態に係る放熱板１７０は、図３（ｂ）に示すように、中央に開口部１７０ａを有している。開口部１７０ａの形状は、略円形状、略楕円形状、略多角形状等、特に限定されるものではない。ただし、開口部１７０ａの大きさは、上部ヒートシンク１２０の底部よりも大きく、放熱板１７０と上部ヒートシンク１２０とが接触しないようにする必要がある。これは、本実施形態では、上部ヒートシンク１２０は、発光モジュール１１０とは熱的に遮断され、かつ、駆動回路１６０で発生した熱のみを外部に放出するように設けられる必要があるためである。

なお、照明装置１００の放熱効率が十分に高く、また、発光素子基板１１３、グローブ１５０、上部ヒートシンク１２０の位置決め精度が確保できれば、放熱板１７０は、必ずしも設けられていなくてもよい。

（熱伝導部材１８０）
熱伝導部材１８０は、熱伝導性を有する材料（以下、「熱伝導材」と称する。）からなり、上部ヒートシンク１２０と駆動回路１６０とを熱的に結合する役割を有する。上記熱伝導材としては、シート状または膜状に成形できる材料、あるいは型に注入して充填できるような性状を有する材料などが挙げられる。このような材料としては、例えば、熱伝導性を有する樹脂などがあるが、このような樹脂の中でも、特に、熱伝導性の高いシリコン系の樹脂またはエポキシ系の樹脂が好ましい。

また、熱伝導部材１８０が、下部ヒートシンク１３０や発光モジュール１１０と接触するなどして、上部ヒートシンク１８０が、下部ヒートシンク１３０及び発光モジュール１１０と熱的に結合されてしまうと、発光モジュール１１０で発生した熱が駆動回路１６０や上部ヒートシンク１２０に伝達されてしまうことになる。従って、本実施形態では、樹脂等の断熱材１８０を下部ヒートシンク１３０の内周面に沿って、さらには、上部ヒートシンク１２０の底部や熱伝導部材１８０の周面を覆うように設けることにより、上部ヒートシンク１２０を、下部ヒートシンク１３０及び発光モジュール１１０と熱的に遮断するようにしている。

（その他の構成）
その他、本実施形態に係る照明装置１００は、必要に応じて他の部材を備えていてもよい。例えば、照明装置１００の配光性を向上させるために、照明装置１００は、発光素子１１１から出射させた光を反射して口金方向に光を配光させるためのリフレクタ（図示せず。）を有していてもよい。

［１．２．電球形照明装置の作用効果］
次に、図４を参照しながら、上述した構成を有する照明装置１００の作用効果について説明する。図４は、本実施形態に係る照明装置１００における熱の流れを示す説明図である。なお、図４では、説明をわかりやすくするために、グローブ１５０を省略してある。

照明装置１００では、主に、発熱する部分（発熱体）が２つある。１つ目は、発光モジュール１１０である。発光モジュール１１０では、発光素子１１１が駆動回路１６０におり駆動され、光が出射される際に熱を発生する。そして、各発光素子１１１で発生した熱は、この発光素子１１１が実装されている発光素子基板１１３に伝達される。ここで、発光素子基板１１３、放熱板１７０、及び下部ヒートシンク１３０（樹脂１３１、金属部材１３３）は、熱伝導性の高い材質である。

従って、発光モジュール１１０で発生した熱（発光素子１１１で発生し、発光素子基板１１３に伝達された熱）は、まず、発光素子基板１１３の下面に接触している放熱板１７０に伝達され、図４の矢印Ｂ_１に示すように、金属部材１３３を通過して樹脂１３１まで伝達される。樹脂１３１まで伝達された熱は、矢印Ｂ_２に示すように、フィン１３９などから外部に放出される。

一方、発熱体となる２つ目は、駆動回路１６０である。駆動回路１６０で発生した熱は、図４の矢印Ｔ_１に示すように、駆動回路１６０から、熱伝導部材１８０を通って、上部ヒートシンク１２０に伝達され、図４の矢印Ｔ_２に示すように、上部ヒートシンク１２０の開口部１２１内の周面から外部に放出される。

ここで、本実施形態においては、上部ヒートシンク１２０は、２つの発熱体のうち駆動回路１６０のみと熱的に結合されており、発光素子１１０及び下部ヒートシンク１３０とは熱的に遮断されている。また、下部ヒートシンク１３０は、２つの発熱体のうち発光モジュール１１０のみと熱的に結合されており、駆動回路１６０及び上部ヒートシンク１２０とは熱的に遮断されている。そのため、下部ヒートシンク１３０は、発光モジュール１１０からの発熱に対し、駆動回路１６０からの発熱の影響を受けることなく、発光モジュール１１０の放熱効率を向上させることができる。逆に、上部ヒートシンク１２０は、駆動回路１６０からの発熱に対し、発光モジュール１１０からの発熱の影響を受けることなく、駆動回路１６０の放熱効率を向上させることができる。

以上説明したように、照明装置１００は、上部ヒートシンク１２０からの放熱と、下部ヒートシンク１３０からの放熱の２つの放熱経路を有するが、これらの２つの放熱経路が、２つの発熱体のうちのいずれか一方のみの放熱に利用されるため、各放熱経路（特に、上部ヒートシンク１２０）からの放熱効率を向上させることができる。

［１．３．電球形照明装置の製造方法］
次に、図５を参照しながら、本実施形態に係る照明装置１００の製造方法について詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る照明装置１００の製造方法の一例を示す説明図である。

照明装置１００を組み立てる際には、まず、各部品、すなわち、発光モジュール１１０、上部ヒートシンク１２０、下部ヒートシンク１３０、グローブ１５０、駆動回路１６０、必要に応じて放熱板１７０を用意する。次いで、下部ヒートシンク１３０の内部（中空部）に駆動回路１６０を設置し、駆動回路１６０が設置された下部ヒートシンク１３０の上部に放熱板１７０を配置する。放熱板１７０は、この時点で下部ヒートシンク１３０の金属部材１３３に固定する。

次に、放熱板１７０上に、発光モジュール１１０を固定する。さらに、発光モジュール１１０覆うようにグローブ１５０を被せ、グローブ１５０の開口部から、上部ヒートシンク１２０の開口部側の端部の位置とグローブ１５０の開口部の位置とが合うように、上部ヒートシンク１２０を挿入する。また、下部ヒートシンク１３０の内周面に沿って、樹脂等の断熱材１８０を配置し、断熱材１８０の端部が上部ヒートシンク１２０の底部の周縁部と接触するようにする。

次に、ここまで組み立てた状態で全体を上下反転させ、下部ヒートシンク１３０の口金接続側の開口部から、例えば、ノズル１８３等を用いて、溶融状態の熱伝導材を下部ヒートシンク１３０の中空部に注入する。そして、少なくとも、上部ヒートシンク１２０の底部と駆動回路１６０とが熱伝導材により熱的に結合されるまで、熱伝導材を注入した後に、この熱伝導材を硬化させることにより、熱伝導部材１８０を形成する。

最後に、図示していないが、下部ヒートシンク１３０の下端部に口金を接続することで、本実施形態に係る照明装置１００を製造することができる。

［２．第２実施形態］
次に、図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る照明装置について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態に係る照明装置２００の全体構成及び熱の流れを示す説明図である。

上述した第１の実施形態に係る照明装置１００において、上部ヒートシンク１２０が駆動回路１６０で発生した熱を放出し、下部ヒートシンク１３０が発光モジュール１１０で発生した熱を放出しているのに対し、本実施形態に係る照明装置２００では、上部ヒートシンク１２０が発光モジュール１１０で発生した熱を放出し、下部ヒートシンク１３０が駆動回路１６０で発生した熱を放出している。

上述したように、一般的には、発光モジュール１１０で発生する熱量の方が、駆動回路１６０で発生する熱量よりも大きいため、構造的に表面積を大きくしやすい下部ヒートシンク１３０から発光モジュールで発生した熱を放出することが好ましい。しかし、例えば、上部ヒートシンク１２０の材質として、アルミニウムや銅などよりも熱伝導率が高く、放熱効率に優れた材質（例えば、カーボンなど）を用いることにより、発光モジュール１１０で発生する多量の熱を放出することが可能であれば、上部ヒートシンク１２０が発光モジュール１１０で発生した熱を放出し、下部ヒートシンク１３０が駆動回路１６０で発生した熱を放出するようにすることができる。

このように、発熱量の比較的小さな駆動回路１６０からの熱を下部ヒートシンク１３０により放出するようにすることで、下部ヒートシンク１３０のサイズを小型化することができるため、発光素子１１１から出射された光を水平方向より口金方向側に配光させやすくなる。以下、照明装置２００の各構成要素について説明する。

［２．１．電球形照明装置の構成］
図６に示すように、本実施形態に係る照明装置２００は、発光モジュール２１０と、上部ヒートシンク２２０と、下部ヒートシンク２３０と、熱伝導部材２４０、グローブ２５０と、駆動回路２６０と、断熱材２８０と、を主に有する。

（発光モジュール２１０）
発光モジュール２１０の構成は、第１の実施形態に係る発光モジュール１１０の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。

（上部ヒートシンク２２０）
上部ヒートシンク２２０は、発光モジュール１１０で発生した熱を外部に放出する機能を有する。この放熱機能を実現するために、上部ヒートシンク２２０は、熱伝導性の高い金属や熱伝導性の高い樹脂や無機材料などの材質で形成されるが、本実施形態に係る上部ヒートシンク２２０は、特に高い放熱効率を要求されるため、例えば、カーボン等の材料を使用することが好ましい。また、放熱効果を更に高めるために、上部ヒートシンク２２０には、凹部や複数のフィンなどが設けられることにより、上部ヒートシンク２２０の表面積を大きくすることが好ましい。

この点、本実施形態では、上部ヒートシンク２２０は、一端に開口部２２１を有する中空の略筒状の本体部の端部に略円板状の底部が連結されたような形状を有している。この略筒状の形状の中空部を有することにより、上部ヒートシンク２２０の外部に露出した面の表面積（熱を放散するのに用いられる面の面積）が大きくなり、放熱効果を高めることができる。なお、放熱効果を高めるための構成は、このような中空形状のみならず、例えば、上部ヒートシンク２２０は、略筒状または略柱状の本体部を有し、この本体部に外部に露出した複数のフィンを有するような構成であってもよい。また、上部ヒートシンク２２０が上記略円板状の底部を有し、この底部に第１の実施形態と同様のドーナツ状の発光素子基板２１３を配置することにより、上部ヒートシンク２２０と発光素子基板２１３とを直接接触させることができる。

また、上部ヒートシンク２２０は、発光素子基板２１３を基準として、発光素子２１１の配置により構成される環の中心軸方向の一側に設けられる。このとき、上部ヒートシンク２２０は、発光素子基板２１３のみと接触するように設けられる。このように、上部ヒートシンク２２０が、発光素子基板２１３のみと接触して設けられることにより、発光モジュール２１０で発生した熱を外部に放出する役割を有する。ここで、上部ヒートシンク２２０は、後述する断熱材２８０により、駆動回路２６０及び下部ヒートシンク２３０と熱的に遮断されているので、発光モジュール２１０からの発熱に対し、駆動回路２６０からの発熱の影響を受けることなく、発光モジュール２１０の放熱効率を向上させることができる。

なお、図６では、上部ヒートシンク２２０の本体部は、円筒状となるように描かれているが、上部ヒートシンク２２０の本体部の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、円板状の底部から離隔するに従い拡径する逆錐台状の形状であってもよい。

（下部ヒートシンク２３０）
下部ヒートシンク２３０は、その一端（図６の下端）で口金（図示せず。）と接続されるとともに、駆動回路２６０で発生した熱を外部に放出する機能を有する。この放熱機能を実現するために、下部ヒートシンク２３０は、熱伝導性の高い樹脂で形成される。本実施形態において、下部ヒートシンク２３０が、金属ではなく樹脂で形成されているのは、照明装置２００を軽量化するためであり、また、樹脂は絶縁性であることから、口金と接続された際のかしめ部分に絶縁対策を施す必要がないためである。従って、照明装置２００の重量増が問題とならない場合には、下部ヒートシンク２３０の材質として、アルミニウムや銅などの金属材料を使用してもよい。ただし、下部ヒートシンク２３０を金属材質とした場合には、口金のかしめ部分に絶縁対策を施す必要がある。

また、放熱効果を更に高めるために、下部ヒートシンク２３０にも、凹部や複数のフィンなどが設けられることにより、下部ヒートシンク２３０の表面積を大きくすることが好ましい。

また、下部ヒートシンク２３０は、発光素子基板２１３を基準として、発光素子２１１の配置により構成される環の中心軸方向の他側に設けられる。これにより、下部ヒートシンク２３０は、上部ヒートシンク２２０とは独立して駆動回路２６０で発生した熱を外部に放出することができる。従って、ヒートシンクが１つしかない場合と比べて、照明装置２００の放熱効率を格段に高めることができる。

ここで、下部ヒートシンク２３０は、後述するように、断熱材２８０により、発光モジュール２１０と熱的に遮断されており、また、上部ヒートシンク２２０とも熱的に遮断されている。従って、下部ヒートシンク２３０は、駆動回路２６０からの発熱に対し、発光モジュール２１０からの発熱の影響を受けることなく、駆動回路２６０の放熱効率を向上させることができる。

なお、下部ヒートシンク２３０は、上述した放熱機能の他に、駆動回路２６０が収納される筐体としての機能も有する。本実施形態では、下部ヒートシンク２３０の中空の本体部の内部に、駆動回路２６０が設置されている。

ただし、本実施形態では、下部ヒートシンク２３０と駆動回路２６０とを熱的に結合させるために、下部ヒートシンク２３０の中空部が、熱伝導材２４０で充填されている。この熱伝導材２４０としては、シート状または膜状に成形できる材料、あるいは型に注入して充填できるような性状を有する材料などが挙げられる。このような材料としては、例えば、熱伝導性を有する樹脂などがあるが、このような樹脂の中でも、特に、熱伝導性の高いシリコン系の樹脂またはエポキシ系の樹脂が好ましい。

（グローブ２５０）
グローブ２５０の構成は、第１の実施形態に係るグローブ１５０の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。

（駆動回路２６０）
駆動回路２６０は、下部ヒートシンク２３０の内部に設置され、口金を介して外部から供給される電力を利用して発光素子２１１を駆動（点灯）させる電源回路である。駆動回路２６０は、基板に実装されている複数の電子部品から構成されており、発光素子２１１を駆動させる際に複数の電子部品から発熱する。この駆動回路２６０で発生した熱は、熱伝導材２４０を介して下部ヒートシンク２３０に伝達され、外部に放出される。

また、駆動回路２６０のその他の構成は、第１の実施形態に係る駆動回路１６０の構成と同様であるので、詳細な説明を省略する。

（断熱材２８０）
断熱材２８０は、熱伝導性を有しない樹脂等からなり、下部ヒートシンク２３０及び駆動回路２６０と、上部ヒートシンク２２０とを熱的に遮断する役割を有する。上部ヒートシンク２２０が、下部ヒートシンク２３０及び駆動回路２６０と熱的に結合されてしまうと、発光モジュール２１０で発生した熱が駆動回路２６０や下部ヒートシンク２３０に伝達されてしまうことになる。従って、本実施形態では、略円板状の断熱材２８０を上部ヒートシンク２２０の底部と下部ヒートシンク２３０との間に配置することにより、上部ヒートシンク２２０を、下部ヒートシンク２３０及び駆動回路２６０と熱的に遮断するようにしている。なお、断熱材２８０の形状は特に限定されるものではなく、下部ヒートシンク２３０及び駆動回路２６０と、上部ヒートシンク２２０とを熱的に遮断できる形状であれば、任意の形状を有することができる。

（その他の構成）
その他、本実施形態に係る照明装置２００は、必要に応じて他の部材を備えていてもよい。例えば、照明装置２００の配光性を向上させるために、照明装置２００は、発光素子２１１から出射させた光を反射して口金方向に光を配光させるためのリフレクタ（図示せず。）を有していてもよい。

［２．２．電球形照明装置の作用効果］
次に、再び図６を参照しながら、上述した構成を有する照明装置２００の作用効果について説明する。

照明装置２００では、主に、発熱する部分（発熱体）が２つある。１つ目は、発光モジュール２１０である。発光モジュール２１０では、発光素子２１１が駆動回路２６０におり駆動され、光が出射される際に熱を発生する。そして、各発光素子２１１で発生した熱は、この発光素子２１１が実装されている発光素子基板２１３に伝達される。ここで、発光素子基板２１３及び上部ヒートシンク２２０は、熱伝導性の高い材質である。

従って、発光モジュール２１０で発生した熱（発光素子２１１で発生し、発光素子基板２１３に伝達された熱）は、図６の矢印Ｔ_３に示すように、発光素子基板２１３の下面に接触している上部ヒートシンク２２０の底部に伝達される。上部ヒートシンク２２０の底部に伝達された熱は、矢印Ｔ_４に示すように、そのまま上部ヒートシンク２２０の開口部２２１内の底面から外部に放出される。あるいは、上部ヒートシンク２２０の底部に伝達された熱は、矢印Ｔ_３に示すように、上部ヒートシンク２２０の本体部に伝達された後に、矢印Ｔ_４に示すように、上部ヒートシンク２２０の本体部の内周面のいずれかの部分から外部に放出される。

一方、発熱体となる２つ目は、駆動回路２６０である。駆動回路２６０で発生した熱は、図６の矢印Ｂ_３に示すように、駆動回路２６０から、熱伝導材２４０を通って、下部ヒートシンク２３０に伝達され、矢印Ｂ_４に示すように、下部ヒートシンク２３０の外周面から外部に放出される。

ここで、本実施形態においては、上部ヒートシンク２２０は、２つの発熱体のうち発光モジュール２１０のみと熱的に結合されており、駆動回路２６０及び下部ヒートシンク２３０とは熱的に遮断されている。また、下部ヒートシンク２３０は、２つの発熱体のうち駆動回路２６０のみと熱的に結合されており、発光モジュール２１０及び上部ヒートシンク２２０とは熱的に遮断されている。そのため、上部ヒートシンク２２０は、発光モジュール２１０からの発熱に対し、駆動回路２６０からの発熱の影響を受けることなく、発光モジュール２１０の放熱効率を向上させることができる。逆に、下部ヒートシンク２３０は、駆動回路２６０からの発熱に対し、発光モジュール２１０からの発熱の影響を受けることなく、駆動回路２６０の放熱効率を向上させることができる。

以上説明したように、照明装置２００は、上部ヒートシンク２２０からの放熱と、下部ヒートシンク２３０からの放熱の２つの放熱経路を有するが、これらの２つの放熱経路が、２つの発熱体のうちのいずれか一方のみの放熱に利用されるため、各放熱経路からの放熱効率を向上させることができる。

［２．３．電球形照明装置の製造方法］
次に、本実施形態に係る照明装置２００の製造方法について詳細に説明する。

照明装置２００を組み立てる際には、まず、各部品、すなわち、発光モジュール２１０、上部ヒートシンク２２０、下部ヒートシンク２３０、グローブ２５０、駆動回路２６０、断熱材２８０を用意する。次いで、下部ヒートシンク２３０の内部（中空部）に駆動回路２６０を設置し、駆動回路２６０が設置された下部ヒートシンク２３０の上部に断熱材２８０を配置する。断熱材２８０は、この時点で下部ヒートシンク２３０に固定する。

次に、断熱材２８０上に、上部ヒートシンク２２０を固定する。さらに、上部ヒートシンク２２０の底部の上に発光モジュール２１０を設置し、発光モジュール２１０覆うようにグローブ２５０を被せる。この際、上部ヒートシンク２２０の開口部側の端部の位置とグローブ２５０の開口部の位置とが合うように設置する。

次に、ここまで組み立てた状態で全体を上下反転させ、下部ヒートシンク２３０の口金接続側の開口部から、例えば、ノズル等を用いて、溶融状態の熱伝導材２４０を下部ヒートシンク２３０の中空部に注入する。そして、下部ヒートシンク２３０の中空部内に熱伝導材２４０が充填されるまで、熱伝導材２４０を注入した後に、この熱伝導材２４０を硬化させる。

最後に、図示していないが、下部ヒートシンク２３０の下端部に口金を接続することで、本実施形態に係る照明装置２００を製造することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した第１及び第２の実施形態では、発光素子基板、第１のヒートシンク、第２のヒートシンク、グローブ、および放熱板の、中心軸に対して直交する方向に切断したときの断面形状を円形としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上記各部材の断面形状は、多角形や楕円形であってもよい。

また、上述した第１及び第２の実施形態では、発光素子基板に複数の発光素子を環状に配置して構成される１つの発光素子群のみを設けているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、発光素子基板に、同心円状に複数の発光素子群を設けてもよい。

１００、２００電球形照明装置
１１０、２１０発光モジュール
１１１、２１１発光素子
１１３、２１３発光素子基板
１１３ａ、１７０ａ開口部
１２０、２２０上部ヒートシンク
１３０、２３０下部ヒートシンク
１３１樹脂
１３３金属部材
１５０、２５０グローブ
１６０、２６０駆動回路
１７０放熱板
１８０熱伝導部材
１８１、２８０断熱材
２４０熱伝導材

Claims

光を出射する発光素子と、複数の前記発光素子が環状に配置される発光素子基板とを有する発光モジュールと、
前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の一側に設けられる第１のヒートシンクと、
前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の他側に設けられる第２のヒートシンクと、
前記発光モジュールを覆うように設けられるグローブと、
前記第２のヒートシンクの内部に設置され、前記発光素子を駆動させる駆動回路と、
を備え、
前記第１のヒートシンクは、前記発光モジュールと前記駆動回路のいずれか一方のみで発生した熱を外部に放出し、
前記第２のヒートシンクは、前記発光モジュールと前記駆動回路のいずれか他方のみで発生した熱を外部に放出することを特徴とする、電球形照明装置。
前記第１のヒートシンクが、前記駆動回路で発生した熱を外部に放出し、
前記第２のヒートシンクが、前記発光モジュールで発生した熱を外部に放出することを特徴とする、請求項１に記載の電球形照明装置。
前記第１のヒートシンクが、略筒状または略柱状であり、
前記発光素子基板の中央部には、前記第１のヒートシンクと接触しない開口部が設けられており、
前記発光素子基板が、前記第２のヒートシンクと熱的に結合されるとともに、前記駆動回路が、熱伝導性を有する材料からなる熱伝導部材を介して前記第１のヒートシンクと熱的に結合されていることを特徴とする、請求項２に記載の電球形照明装置。
前記発光素子基板と前記第２のヒートシンクとの間に、前記発光素子基板で発生した熱を前記第２のヒートシンクに伝達する放熱板をさらに備え、
前記放熱板の中央部には、前記第１のヒートシンクと接触しない開口部が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の電球形照明装置。
前記第１のヒートシンクが、前記発光モジュールで発生した熱を外部に放出し、
前記第２のヒートシンクが、前記駆動回路で発生した熱を外部に放出することを特徴とする、請求項１に記載の電球形照明装置。