JP2013165040A - ランプ、照明装置及び発光モジュール - Google Patents

ランプ、照明装置及び発光モジュール Download PDF

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Abstract

【課題】高輝度化に伴う発熱量増大に対応し得る放熱構造を有するランプを提供する。
【解決手段】棒状部材が立設された基台と、基台により開口が閉塞されたグローブと、実装基板21の2つの主面の一方にLED3が配されてなり、実装基板21の2つの主面の他方が棒状部材と当接することによりグローブ内に支持されたLEDモジュール5とを備え、実装基板21の2つの主面の他方における、棒状部材と当接する部分を除く領域(X)に、凹凸加工が施されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子を光源とするランプ、照明装置及び発光モジュールに関する。
近年、省エネルギーの観点から、白熱電球に代替する電球形ランプとして、半導体発光素子の1つであるLEDを光源として利用するランプ(以下、LEDランプと記載する。)が提案されている(例えば、特許文献1〜2)。
本出願人が販売するLEDランプとして、商品名「LDA4LC」がある(非特許文献1)。このクリア電球タイプのLEDランプは、棒状部材が立設された基台、基台により開口が閉塞されたグローブ、基板の2つの主面の一方に発光素子としてのLEDが配されてなり、基板の2つの主面の他方が棒状部材と当接することによりグローブ内で支持された、発光モジュールとしてのLEDモジュールを備える。このような構成により、白熱電球に近似した配光特性を得ることが可能となっている。
また、LEDは点灯時に熱を発生するが、LEDが過度に発熱するとLEDの発光効率低下やLEDの寿命低下のおそれが生じる。しかしながら、このクリア電球タイプのLEDランプにおいては、LEDから発生した熱が、基板または棒状部材からグローブ内の空気を介してグローブに伝熱されることにより、グローブ全体を使った効率的な放熱が可能となっている。
特開2006−313717号公報 特開2010−003580号公報
パナソニック株式会社ホームページ<URL http://ctlg.panasonic.jp/product/info.do?pg=04&hb=LDA4LC>
近年、LEDランプの高輝度化の要望が強い。高輝度化に伴ってLEDの発熱量は増大するが、上記のようなクリア電球タイプのLEDランプを高輝度化する場合においても、放熱性についてさらなる対策を講じる必要がある。
本発明は、高輝度化に伴う発熱量増大に対応し得る放熱構造を持たせることを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係るランプは、棒状部材が立設された基台と、前記基台により開口が閉塞されたグローブと、基板の2つの主面の一方に発光素子が配されてなり、前記基板の2つの主面の他方が前記棒状部材と当接することにより前記グローブ内に支持された発光モジュールと、を備え、前記基板の2つの主面の他方における、前記棒状部材と当接する部分を除く領域に、凹凸加工が施されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、発光モジュールにおける基板の2つの主面の他方に凹凸加工が施されていることにより、基板の2つの主面の他方とグローブ内の空気との接触面積を増大させることができる。LEDから発生し基板に伝わった熱の、グローブへの伝熱が促進される結果、従来よりも効率的な放熱を実現できる。
以上説明したように、本発明によれば高輝度化に伴う発熱量増大に対応し得る放熱構造を持たせることが可能となる。
第1の実施形態に係るLEDランプ100の構造を示す斜視図である。 図1に示すLEDランプ100のA−A’線矢視断面図である。 LEDランプ100の分解斜視図である。 LEDモジュール5の構造を示す図である。 実装基板における他の凹凸加工例を示す図である。 第2の実施形態に係るLEDランプ200の構造を示す斜視図である。 図6に示すLEDランプ200のD−D’線矢視断面図である。 図6に示すLEDランプ200のE−E’線矢視断面図である。 第2の実施形態に係るLEDランプ200の製造方法の一例を説明するための図である。 第2の実施形態に係るLEDランプ200の製造方法の一例を説明するための図である。 第2の実施形態に係るLEDランプ200の製造方法の一例を説明するための図である。 第2の実施形態に係るLEDランプ200の製造方法の一例を説明するための図である。 第2の実施形態に係るLEDランプ200の製造方法の変形例を説明するための図である。 本発明に係る照明装置201の概略図である。
≪第1の実施形態≫
[1.全体構成]
図1は、第1の実施形態に係るLEDランプ100の構造を示す斜視図である。図2は、図1に示すLEDランプ100のA−A’線矢視断面図であり、図3は、LEDランプ100の分解斜視図である。図2において、紙面上下方向に沿って描かれた一点鎖線は、LEDランプ100のランプ軸Jを示している。
LEDランプ100は、上述したクリア電球タイプのランプである。図1〜3に示すように、LEDランプ100はその主な構成として、発光素子の一種であるLED3が配されてなる発光モジュールとしてのLEDモジュール5、LEDモジュール5を覆うグローブ7、グローブ7に取着されたケース9、ケース9に被着された口金11、棒状部材17が立設され、グローブ7の開口を閉塞する基台としてのベース部材13、口金11から受電してLEDを発光させるための回路ユニット15を備える。以下、図1〜3中の各部分について説明する。
[2.各部構成]
<LEDモジュール>
図1〜3に示すように、LEDモジュール5は、実装基板21、複数のLED3、封止体23を備える。
LED3は、実装基板21における2つの主面の一方に配されている。ここで、LED3からの出射光における出射方向のうち、実装基板21側へ向かう出射方向を後方、実装基板21と反対側へ向かう出射方向を前方と定義する。すなわち、実装基板21におけるLED3が配されている側の主面である一方の主面は、前方側の主面ということができる。以下の説明において、「実装基板における前方側の主面」を単に「実装基板の前面」と記載する。
実装基板21は、透光性を有する材料により構成されている。よって、LED3から発せられた光は、LEDランプ100の前方側へ出射されるだけでなく、実装基板21を透過して後方側へも出射される。実装基板21として用いることが可能な材料としては、例えば、ガラス、アルミナ、サファイア、樹脂等が挙げられる。なお、本実施形態におけるLED3は、青色光を発光色とするものが用いられている。
図4は、LEDモジュール5の構造を示す図である。図4(a)は、LEDランプ100の前方側から見たLEDモジュール5の平面図であり、図4(b)は、図4(a)におけるB−B’線矢視断面図である。また、図4(c)は、図4(a)におけるC−C’線矢視断面図であり、図4(d)は、LEDランプ100の後方側から見たLEDモジュール5の斜視図である。なお、図4(b),(c)の断面図において、図示を省略した部分がある。
図4(a)に示すように、実装基板21は平面視形状が矩形状をしている。また、実装基板21の前面には、LED3を電気的に接続(直列接続又は/及び並列接続である。)にしたり、回路ユニット15と接続したりするための配線パターン22が形成されている。LEDランプ100では、LED3から出射された光が実装基板21を透過することにより、後方側へも光を出射させることとしている。このため、本実施形態においては、配線パターン22も透光性の材料で構成されることが望ましく、このような透光性の材料としては、例えばITO等がある。
図4(b)に示すように、LED3は実装基板21に複数実装されており、間隔(例えば、等間隔である。)をおいて、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。LED3の個数、配列等は、LEDランプ100に要求される輝度等により適宜決定される。
封止体23は、LED3からの光の波長を変換する波長変換機能、およびLED3への空気や水分の侵入を防止する機能を有しており、本実施形態における封止体23は、1列分のLED3を被覆している。
封止体23は、主に透光性材料で構成されており、封止体23を構成する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、封止体23には、青色光を黄色光に変換する蛍光体粒子が混入されている。これにより、LED3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の混色により生成された白色光がLEDモジュール5(LEDランプ100)から発せられることとなる。
図4(a),(b)に示すように、実装基板21には、配線パターン22における給電端子22a,22bの周辺に貫通孔26が形成されている。貫通孔26は、回路ユニット15からLED3へ給電するためのリード線49,51(図1〜3)を挿通させるためのものである。リード線49,51の一端が、半田24(図1,2)により配線パターン22の給電端子22a,22bと接続されることにより、LEDモジュール5と接続される。リード線49,51の他端は、図2に示すように、回路ユニット15に接続されている。また、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と棒状部材17の凸部17a(図2,3)との結合に用いられるものである。
また、図4(c),(d)に示すように、実装基板21における2つの主面の他方における棒状部材17と当接する部分を除く領域に、凹凸加工が施されている。すなわち、実装基板21における凹凸加工が施されている側の主面である他方の主面は、後方側の主面ということができる。以下の説明において、「実装基板における後方側の主面」を単に「実装基板の後面」と記載する。実装基板21の後面に凹部28が形成されていることにより、実装基板21の後面が凹凸形状となっている。なお、図4(d)において、実装基板21の後面における棒状部材17と当接する部分を領域(X)で示している。本実施形態においては、凹凸が規則的に配列されるように、格子状に凹凸加工が施されている。
実装基板21の後面に凹凸加工が施されていることにより、実装基板21の後面とグローブ7内の空気との接触面積を増大させることができる。上述したように、LEDランプ100は、LED3からの熱をグローブ7内の空気を介してグローブ7に伝熱させるという放熱構造を有しているところ、LED3で発生した熱のグローブ7への伝熱が促進される結果、従来のクリア電球タイプのLEDランプよりも効率的な放熱を実現することが可能である。
さらに、本実施形態においては、LED3が配されている領域に対応する実装基板21の後面の領域に凹凸加工が施されている。このようにすることで、熱の発生源であるLED3の近傍においてグローブ7内の空気との接触面積を増やすことが可能である。この結果、LED3からの熱をより効率的にグローブ7内の空気に伝熱させることができる。なお、LEDランプ100における放熱経路の詳細については後述する。
本実施形態に係る実装基板21は、例えば、金型により成形することで製造できる。従来の実装基板成形用の金型に代えて、実装基板21の凹部28に対応する凸部が形成された金型で成形することにより、工程数を増やすことなく本実施形態に係る実装基板21を製造することが可能である。
凹凸加工における凹凸の実装基板21の厚み方向に沿った深さ、換言すると、凹部28におけるZ軸方向の深さは特に限定されるものではないが、例えば、実装基板21におけるZ軸方向の厚みに対して約20〜60[%]程度である。
図4においては、格子状に凹凸加工を施した実装基板21について例示したが、これに限定されるものではない。
図5は、実装基板における他の凹凸加工例を示す図である。図5(a)に示す実装基板21Aのように、ストライプ状の凹部28Aとしてもよい。図5(a)においてはY方向に沿ったストライプ状としているが、X方向に沿ったストライプ状、またはXY平面における斜め方向に沿ったストライプ状とすることとしてもよい。また、図5(b)に示す実装基板21Bのように、三角形状の凹部28Bとしてもよい。さらに、図5(c)に示す実装基板21Cのように、六角形状(ハニカム状)の凹部28Cとしてもよい。図5に示すいずれの実装基板であっても、実装基板21の後面とグローブ7内の空気との接触面積を増大させることができ、かつ、上述した金型成形により製造することが可能である。なお、凹部の個数は特に限定されるものではない。
また、上述したように、実装基板21を透光性材料で構成することにより、LEDランプ100の後方側へも光を出射させることとしている。実装基板21の後面に施された凹凸加工は、放熱性を向上させるだけではなく、LEDモジュール5の後方側からの光取出し効率の向上にも貢献する。すなわち、実装基板21の後方側へ透過した光が凹凸加工部において拡散されることで、光取出し効率の向上を図ることが可能である。さらに、本実施形態のように、凹凸が規則的に配列されるように凹凸加工を施すことで、凹凸が不規則的である場合と比較して、光の拡散方向のムラを低減することができる。
<グローブ>
図1〜3に戻り、グローブ7は、白熱電球のグローブと同じような形状、つまりAタイプである。グローブ7は、透光性材料により構成される。グローブ7に用いる透光性材料としては、例えば、ガラス材料や樹脂材料等が挙げられる。
図2に示すように、グローブ7は、中空の球状をした球状部7aと、筒状をした筒状部7bとを有している。筒状部7bは、球状部7aから離れるにしたがって縮径している。また、グローブ7は、LEDランプ100のランプ軸Jに沿った全長における半分以上を占めている。そのため、LEDランプ100を構成する部品の中で、最も包絡体積が大きい。さらに、筒状部7bにおける球状部7aと反対側の端部(グローブ7における後方側の端部)には開口が存在し、この開口はベース部材13により塞がれている。
<ケース>
図1〜3に示すように、ケース9は、白熱電球のグローブにおける口金側に近い部分と同じような形状をしており、樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)により構成されている。また、ケース9は、内部に収容する回路ユニット15が点灯時に発生する熱を外部に放出する機能を有する。放熱は、ケース9から外気への熱伝導、外気により対流、輻射により行われる。
図2に示すように、ケース9は、ランプ軸J方向における前方側半分に大径部9aを、後方側半分に小径部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が形成されている。ケース9は、その前方側の開口がベース部材13により塞がれるとともに、後方側の開口が口金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。小径部9bの外周が雄ネジとなっており、これが口金11内にねじ込まれることにより、口金11とケース9とが結合される。
また、図3に示すように、ケース9の小径部9bには、ケース9の中心軸と平行に延伸する溝9dが形成されている。この溝9dは、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。
なお、グローブ7とケース9とで構成される外囲器の全体形状が白熱電球と類似するように、大径部9aは口金11側からグローブ7側に移るにしたがって曲線的に拡径する形状となっている。
<口金>
口金11は、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、本実施形態において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ネジ状をしたシェル部27と、シェル部27に絶縁材料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の内側から後方側端部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35が挟まれ、リード線35と口金11とが電気的に接続される。
<ベース部材>
ベース部材13は、ケース9の大径部9aに挿入される。ベース部材13は、ケース9の内部に挿入されるため、ケース9の大径部9aの内面に対応した外面(周面)を有する。ここでは、ケース9の内周面とベース部材13の外周面とが対応しており、大径部9aの内周面の横断面形状が円形状をしているため、ベース部材13も横断面形状が円形状をした円盤状をしている。
ベース部材13は、小径部13aと、小径部13aよりも径の大きな大径部13bとを有する。大径部13bの外周面がケース9の大径部9aの内周面に対応(当接)する。ベース部材13がケース9に挿入されると、小径部13aとケース9の内周面との間に、ケース9の内周面に沿った溝37が形成される。図2に示すように、溝37にはグローブ7の開口側端部7cが挿入されており、この溝37に接着剤39が充填されることにより、ベース部材13とグローブ7、ケース9とグローブ7が互いに固着される。
ベース部材13は、グローブ7の後方側の開口およびケース9の大径部9aの開口を塞ぐ機能を有するほか、点灯時に回路ユニット15から発光する熱をケース9に伝える機能を有する。さらに、LED3に発生した熱のうち、棒状部材17から伝導してきた熱をグローブ7およびケース9に伝える機能を有する。このため、ベース部材13は、金属、樹脂等の熱伝導性の良好な材料で構成されていることが望ましい。
図1〜3に示すように、ベース部材13の前方側には棒状部材17が立設されている。棒状部材17は、LEDモジュール5の支持具としての機能、LEDランプ100の点灯時には放熱部材としての機能を併有する。
棒状部材17は、LEDモジュール5をグローブ7の中央位置で支持する。棒状部材17は、その前方側の端部がLEDモジュール5に結合され、後方側の端部が接着剤によりベース部材13に取着されている。
上述したように、棒状部材17の前方側の端部とLEDモジュール5との結合は、係合構造を利用している。棒状部材17における前方側の面には凸部17a(図2,3)が形成されており、LEDモジュール5の実装基板21の略中央には貫通孔25(図3,4)が形成されている。凸部17aの形状と貫通孔25の形状とは互いに対応しており、棒状部材17の凸部17aが実装基板21の貫通孔25に挿入(嵌合)された状態で、凸部17aと貫通孔25との間に接着剤を充填することで、棒状部材17とLEDモジュール5とが結合される。
棒状部材17の後方側の端部とベース部材13との結合は、例えば接着構造を利用している。棒状部材17の後方側の面は平坦となっており、接着剤(不図示)によりこの後方側の面がベース部材13における前方側の面に固着されている。
接着剤としては、熱伝導性の高いものが望ましい。このようにすることで、LED3で発生した熱を、LEDモジュール5の実装基板21、棒状部材17を介してベース部材13へ伝導するのを促進することができる。熱伝導性の高い接着剤としては、例えば、セラミックス、セメント等の無機材料系の接着剤、放熱性シリコーン等の有機材料系の接着剤が挙げられる。
また、接着構造のほか、ベース部材13と棒状部材17とを一体成型することとしてもよい。このようにすることで、接着構造とする場合と比較して、棒状部材17からベース部材13への熱の流れをよりスムーズにすることができる。
ここで、棒状部材17とLEDモジュール5との結合の際には、偏平部17cの頂面と実装基板21後面における領域(X)(図4(d))との間に接着剤が塗布されることで、偏平部17cの頂面と領域(X)が結合される。上述したように、実装基板21の後面における凹凸加工は領域(X)を除く領域に施されている。言い換えると、領域(X)には凹凸加工は施されていない。このようにすることで、偏平部17cの頂面と領域(X)との間には凹凸加工は存在しないため、密着性良く両者を結合することができる。この結果、LEDモジュール5の実装基板21から棒状部材17への熱の移動を、促進させることができる。
放熱部材としての機能は、具体的には、(1)LED3の点灯時に発生した熱であって、棒状部材17に伝わってきた熱をグローブ7内に含まれる空気に伝導させる機能、(2)LED3の点灯時に発生した熱であって、棒状部材17に伝わってきた熱をベース部材13に伝導させる機能である。
(1)の機能により、LEDモジュール5から直接、グローブ7内に含まれる空気に伝熱させる経路に加え、棒状部材17を介して空気に伝熱させる経路を構成することが可能である。(2)の機能により、ベース部材13に伝導した熱はグローブ7およびケース9に伝えられ、これらのグローブ7およびケース9からLEDランプ100の外部への放熱が行われる。このように、棒状部材17は放熱部材としての機能も有しているため、棒状部材17を構成する材料としては、熱伝導性の良好な材料が望ましく、具体的には、金属、樹脂等である。棒状部材17を、例えばアルミニウムで構成すると、LEDランプ100の軽量化も図ることができる。
上述したように、LEDモジュール5の実装基板21を透光性材料により構成することで、後方へもLEDモジュール5からの光を出射させることが可能となっている。このため、棒状部材17は、LED3(LEDモジュール5)から後方へ発せられた光を遮らないように、なるべく棒状に近い形状をしている。
つまり、棒状部材17の中間領域は、断面が円形状をした円柱部17bとなっている。棒状部材17の前方側領域は、矩形状の実装基板21の短手方向に偏平な(短手方向に厚みが薄い)形状をした偏平部17cとなっている。棒状部材17の後方側領域は、ベース部材13に近づくにしたがって拡径する裁頭円錐状をした円錐部17d(図3)となっている。これにより、棒状部材17の偏平部17cにおいては、LEDモジュール5を安定に保持しつつ、円柱部17bにおいては、LED3から後方へと発せられた光をなるべく遮らないような構成としている。
また、図2に示すように、棒状部材17の後方側領域にはリード線49,51を挿通させるための貫通孔53,55が形成され、ベース部材13にも同様に、リード線49,51を挿通させるための貫通孔57,59が形成されている。
<回路ユニット>
回路ユニット15は、口金11を介して受電した商業電力を、LED3点灯用電力に変換する。回路ユニット15は、回路基板41と、回路基板41に実装された各種の電子部品43,45とから構成されている。
回路ユニット15の回路構成としては、主に、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が含まれる。本実施形態においては、整流回路はダイオードブリッジ45により、平滑回路はコンデンサ43により構成されている。ダイオードブリッジ45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43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。
回路基板41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に近づくにしたがってケース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(回路ユニット15)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の後方側の面(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。
[3.放熱経路]
本実施形態に係るLEDランプ100は、点灯時に発生する熱を複数経路から放出している。ここでの点灯時の熱には、LED3から発生した熱と、回路ユニット15から発生した熱とがある。
(1)LEDで発生した熱
LED3で発生した熱が、伝導によりLEDランプ100の外部へ放熱される場合、考えられる放熱経路は、大別して以下の3つである。
(a)1つ目は、LEDモジュール5の実装基板21からグローブ7内に含まれる空気を介して、グローブ7へ伝導する経路である。グローブ7に蓄積した熱は、グローブ7の外面からLEDランプの外部へ放出される。本実施形態においては、特に、実装基板21からグローブ7内の空気に伝熱する経路において、従来よりも熱の移動を促進させることが可能である。
(b)2つ目は、LEDモジュール5の実装基板21から棒状部材17へ伝わった熱が、グローブ7内の空気を介してグローブ7へ伝導する経路である。LEDランプ100が棒状部材17を備えていることにより、LEDモジュール5から直接的にグローブ7内の空気へ伝導する経路だけでなく、棒状部材17からもグローブ7内の空気への熱伝導を行うことが可能である。棒状部材17が金属材料等の熱伝導性の良好な材料で形成されている場合には、この経路でグローブ7へ伝導する熱量をより増大させることが可能である。
(c)3つ目は、LEDモジュール5の実装基板21、棒状部材17、ベース部材13へと伝わる経路である。ベース部材13に伝わった熱は、ケース9に伝熱して当該ケース9から外部へと伝熱、対流および輻射により放出されたり、グローブ7へ伝熱されたり、口金11から照明器具側のソケットへと伝わったりする結果、LEDランプ100の外部へ放熱される。
さらに、上記(a),(b),(c)いずれの場合においても、本実施形態に係るLEDランプ100では、グローブ7を白熱電球のグローブに似た大きさ・形状としている。このため、グローブ7の包絡体積が大きくなり、グローブ7の熱をより多く放出することができる。
(2)回路ユニットで発生した熱
回路ユニット15から発生した熱は、伝熱、対流および輻射によりケース9に伝わる。ケース9に伝わった熱の一部がケース9から外部へと伝熱、対流および輻射により放出し、残りの熱が口金11から照明器具側のソケットへと伝わる。
(3)回路ユニットへの熱負荷
本実施形態に係るLEDランプ100では、グローブ7を白熱電球のグローブに似た大きさ・形状とし、グローブ7の略中心位置にLEDモジュール5を備えている。このため、LEDモジュール5と回路ユニット15との間の距離が大きくなり、回路ユニット15がLED3から受ける熱負荷を削減することができる。これにより、例えば、ケース9の大きさを小さくすることができ、逆にグローブ7を大きくすることができる。
≪第2の実施形態≫
クリア電球タイプのLEDランプにおいては、上述しているように、LEDランプ点灯時にLEDから発生する熱を、LEDモジュールからグローブ内に含まれる空気を介してグローブへと伝熱させる放熱構造を有している。本実施形態では、空気よりも高い熱伝導性を有する流体をグローブ内に封入することにより、よりグローブへの伝熱を促進させることが可能なLEDランプについて説明する。
[1.構成]
図6は、第2の実施形態に係るLEDランプ200の構造を示す斜視図である。図7は図6に示すLEDランプ200のD−D’線矢視断面図であり、図8はE−E’線矢視断面図である。なお、図8においては、LEDランプ200の一部断面図としている。
本実施形態に係るLEDランプ200は、その主な構成として、LEDモジュール5、グローブ7、ケース9、口金11、棒状部材17が立設されグローブ7の開口を閉塞する基台としてのステム14、回路ユニット15を備える。以下、第1の実施形態と相違する点を中心に説明する。なお、LEDランプ200におけるLEDモジュール5、口金11および回路ユニット15は、第1の実施形態に係るものと同様の構成である。
<グローブ>
本実施形態に係るグローブ7は、LEDランプ100におけるものと同様に透光性材料により構成されるが、ここではガラス材料により構成されている。さらに、本実施形態に係るグローブ7は、後述するようにステム14と一体的に成形されている。
<ケース>
図7に示すように、ケース9の大径部9aは、ステム14の端部14aを覆っている。ケース9の大径部9aには、ステム14の端部14aを安定に保持するために、段差部9eが形成されている。ステム14とケース9の大径部9aとは、接着剤58で固着されている。接着剤58としては、例えば、樹脂等の有機系接着剤や無機系接着剤を用いることができる。
なお、特に図示しないが、ステム14の端部14aと段差部9eとの界面に、さらに接着剤を塗布することとしてもよい。このようにすることで、ステム14とケース9とをより外れにくくすることが可能である。
<ステム>
図6〜8に示すように、グローブ7における後方側の端部には、グローブ7の後方側の開口を閉塞するステム14が取着されている。本実施形態におけるステム14は、グローブ7と同一の透光性材料、すなわちガラス材料で形成されている。以下、グローブ7およびステム14からなる外囲器を、単にバルブと称する。
バルブ内、すなわち、ステム14により閉塞されたグローブ7内(グローブ7とその開口を閉塞するステム14とで形成される空間)には、空気よりも高い熱伝導性を有する流体が封入されている。本実施形態では、ヘリウム(He)ガスが封入されている。ヘリウムガスを用いる利点としては、不活性であること、安価であること、他部材への腐食性、還元性が極めて小さいこと等が挙げられる。また、前述したように、本実施形態においてはグローブ7とステム14が一体的に成形されているので、バルブ内を密に封止することが可能である。
バルブ内に、空気よりも熱伝導性の高いヘリウムガスを封入することにより、LED3点灯時に発生した熱を、実装基板21からグローブ7へ効率良く伝導させることが可能である。
ヘリウムガスの他に、空気よりも高い熱伝導性を有する流体として使用することが可能なものとしては、ネオン(Ne)ガス、水素(H2)ガス等のガス、水、シリコーンオイル等の液体が挙げられる。なお、水素ガスを用いる場合には、バルブ内に酸素が含まれないようにする必要がある。また、水を使用する場合には、錆による劣化を防止するため、リード線49,51を樹脂等でコーティングしておく必要がある。
図6,8に示すように、ステム14には排気口61が設けられている。後述するように、上記のヘリウムガスの封入は、この排気口61とそれに連続する排気管を通じて行われる。図8に示す排気管封止部60は、ヘリウムガスを封入した後、バルブ内を密閉するために端部が焼き切られた、排気管の残部である。なお、図7に示すように、ステム14にリード線49,51が挿通していることで、ステム14とリード線49,51とが一体化しているが、この一体化は、後述するステム14の形成工程においてなされるものである。
また、図6〜8に示すように、棒状部材17は接着剤19によりステム14に取着されている。接着剤を用いることで、棒状部材17を構成する材料とステム14を構成する材料が異なる場合であっても、ステム14に対し棒状部材17を密着性良く固着することが可能である。さらに、棒状部材17の後方側の端面およびステム14のステムヘッド14b(図7,8)の両方が平坦な面でない場合の固着にも対応することができる。
さらに、接着剤を用いることにより、LEDランプ200の製造工程において、ステム14に棒状部材17を固定する際の位置決めが容易になる。この結果、LEDモジュール5の発光中心をランプ軸J上に精度良く位置させることができるように、棒状部材17をステム14に固定することが可能である。
[2.放熱経路]
本実施形態に係るLEDランプ200における放熱経路は、ベース部材13がステム14と置き換わっている点を除き、第1の実施形態の[3.放熱経路]で説明したものと略同様である。以下、第1の実施形態における説明のベース部材13をステム14に置き換えて説明する。
まず、本実施形態に係るLEDランプ200は、第1の実施形態と同様に、凹凸加工が施された実装基板21を備える。よって、(1)(a)の放熱経路のように、LEDモジュール5の実装基板21からグローブ7内に含まれる空気を介してグローブ7へ伝導する場合において、実装基板21からグローブ7への伝熱を促進することができる。
また、本実施形態においては、空気よりも熱伝導性が高いヘリウムがバルブ内に封入されている。したがって、(1)(a)、(1)(b)で説明した放熱経路のように、グローブ7内に含まれる気体を介してLED3の熱をグローブ7へ伝熱させる場合に、第1の実施形態と比較してより効果的な放熱効果を得ることができる。
さらに、(1)(c)の放熱経路においては、実装基板21からステム14へと伝わった熱がケース9、グローブ7および口金11に移動する。本実施形態の場合、ステム14とグローブ7が一体的に成形されているため、ステム14へと伝わった熱はグローブ7へ伝熱しやすくなる。
[3.製造方法]
本実施形態に係るLEDランプ200の製造方法の一例について、図7,8も併せて参照しながら、図9〜12に基づいて説明する。
図9は、リード線49,51が挿通されるとともに、排気口61(図8)とそれに連続する排気管を有するステム14を形成する方法を示す断面図である。図9(a)’〜(c)’は、図6におけるE−E’線矢視断面図に相当する。また、図9(a)は図9(a)’におけるF−F’線矢視断面図に、図9(b)は図9(b)’におけるF−F’線矢視断面図に、図9(c)は図9(c)’におけるF−F’線矢視断面図にそれぞれ相当する。
まず、図9(a),(a)’に示すように、ステム14(図7,8)の基となるフレア管69の内側に、2本のリード線49,51を挿通する。さらに、図9(a)’に示すように、細管67を、フレア管69の中心軸(LEDランプ100完成後におけるランプ軸Jに相当する。)よりもやや壁面側に位置するように配置する。
次に、図9(a),(a)’に示すように、フレア管69の前方側(LEDランプ100の前方側)の端部をバーナー65で加熱溶融する。これにより、溶融したフレア管69が細管67の前方側の端部に溶着する。この結果、図9(b),(b)’に示すような、リード線49,51が挿通されるとともに、細管67の前方側の端部が溶着されてなる、フレア状部材71を得る。
続いて、フレア状部材71における細管67が溶着された部位をバーナー65で加熱する(図9(b),(b)’)。フレア状部材71における細管67が溶着された部位が軟化した状態で、細管67からこの部位に空気を吹き込むことにより、細管67に所定の内圧を加える。すると、フレア状部材71における細管67が溶着された部位に圧力が加わることにより、排気口61が形成される(図9(c),(c)’)。これと同時に、排気口61に連続する排気管63も形成される。なお、細管67に吹き込む気体は、空気に限られず、窒素ガス等であってもよい。
以上の工程を経ることで、リード線49,51が挿通されるとともに、排気口61とそれに連続する排気管63を有するステム14が完成する。
図10〜12は、リード線49,51が挿通されたステム14に、グローブ7、ケース9、口金11を取着することによりLEDランプ100が完成するまでの、各製造工程を示す概略斜視図である。
まず、図10(a)に示すように、リード線49,51の先端49a,51aを実装基板21の貫通孔26(図4)に挿通できるように、予めリード線49,51を所定の角度に曲げておく。次に、ステム14のステムヘッド14bに接着剤19を塗布し、棒状部材17をステム14と固着させる(図10(b))。
次に、棒状部材17の先端部に、LEDモジュール5を取着する(図10(c))。ここでは、棒状部材17の先端部に形成された凸部17aを、実装基板21に形成された貫通孔25(図4)に挿通させる。さらに、リード線49,51の先端49a,51aを、実装基板21に形成された貫通孔26(図4)に挿通させる。リード線49,51の先端49a,51aを貫通孔26に挿通させた状態で、先端49a,51aと貫通孔26の周辺に半田24を塗布する。これにより、リード線49,51の一端は、それぞれ、実装基板21の配線パターン22の給電端子22a,22b(図4)と接続される。
以上の工程を経ることでマウント54が完成する(図10(c))。ここでの「マウント」とは、ステム14、接着剤19、棒状部材17、リード線49,51、LEDモジュール5からなる構造体を指す。
続いて、マウント54の外側に、グローブ7の基となるガラス製のグローブ用部材73を被せる。その後、図10(d)に示すように、グローブ用部材73の筒状部73a(グローブ7の筒状部7b(図6)となる部分である。)における、ステム14の後方側の端部と接触する部分をバーナー65で加熱する。すると、図11(a)に示すように、グローブ用部材73の筒状部73aとステム14の後方側の端部とが溶着されるとともに、筒状部73aにおけるステム14と溶着された部分よりも後方側の部分73bが切り取られる。この結果、グローブ7およびバルブ(ステム14により開口が塞がれたグローブ7)が形成される(図11(a))。
次に、図11(b)に示すように、バルブの内部75内に存在する空気等の不純物ガスを、排気管63ならびに排気口61を介して排気する。このとき、バルブの内部75に存在する空気等の不純物ガスを全て排気する必要はなく、バルブの内部75内に多少の不純物ガスが残留していてもよい。
そして、図11(c)に示すように、排気管63ならびに排気口61を介して、バルブの内部75にヘリウムガスを封入する。このとき、バルブの内部75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、図12(a)に示すように、排気管63の一部をバーナー65で加熱することにより、排気管63を封じ切る。そうすると、図12(b)に示すように、排気管封止部60が形成され、バルブの内部75が封止される。
続いて、図12(b)に示すように、リード線49,51それぞれの他端(実装基板21における給電端子22a,22b(図4)に接続される一端とは反対側の端部)を回路ユニット15の電力出力部に接続する。また、リード線33の一端を、ケース9における小径部9bの溝9dに配置し、リード線33の他端を、回路ユニット15の電力入力部に接続する。さらに、リード線35の一端を口金11のアイレット部31に接続し、リード線35の他端を、回路ユニット15の電力入力部に接続する。
そして、口金11をケース9の小径部9bに螺着するとともに、グローブ7をケース9の大径部9aの内側に嵌合させる。この後、大径部9aとグローブ7とを接着剤(図7,8における接着剤58に相当)で固着することにより、LEDランプ100の組み立てが完了する(図12(c))。
なお、図10(d)および図12(a)において、バーナー65で加熱部分とLEDモジュール5との距離が短い、具体的には、両者の距離が2〜3[cm]以内である場合には、バーナー65の熱によるLEDモジュール5への熱負荷を低減するため、遮熱板を設けることが望ましい。
<製造方法の変形例>
ステムとグローブ用部材を接合する方法について、図10,11においては、いわゆるドロップシール方式について説明した。本実施形態においては、ドロップシール方式に限られず、いわゆるバットシール方式によってもステムとグローブ用部材を接合することが可能である。
図13は、バットシール方式に基づき、ステムとグローブ用部材を接合する工程を示す概略斜視図である。
まず、図13(a)に示すように、グローブ用部材73Aを準備する。バットシール方式で用いるグローブ用部材73Aは、ドロップシール方式において用いるグローブ用部材73と比較して、筒状部73aに相当する部分の長さが短い。次に、準備したグローブ用部材73Aの後方側の端部77をバーナー65で溶融させる。
そして、図13(b)に示すように、端部77が溶融したグローブ用部材73Aを、マウント54のステム14と接合させる。さらに、ステム14と接合した端部77をバーナー65でさらに溶融させ、ステム14と端部77とを溶着させる。これにより、開口がステム14により閉塞されたグローブ7A(バルブ)が形成される(図13(c))。
≪第3の実施形態≫
本発明は、第1および第2の実施形態で説明したLEDランプ100,200を利用した照明装置にも適用できる。本実施形態では、一例として、第1の実施形態に係るLEDランプ100を照明器具(ダウンライトタイプである。)に装着する場合について説明する。
図14は、本発明に係る照明装置の概略図である。
照明装置201は、例えば、天井202に装着されて使用される。
照明装置201は、図14に示すように、LEDランプ100と、LEDランプ100を装着して点灯・消灯をさせる照明器具203とを備える。
照明器具203は、例えば、天井202に取着される器具本体205と、器具本体205に装着され且つLEDランプ100を覆うカバー207とを備える。カバー207は、ここでは開口型であり、LEDランプ100から出射された光を所定方向(ここでは後方である。)に反射させる反射膜211を内面に有している。
器具本体205には、LEDランプ100の口金11が取着(螺着)されるソケット209を備え、このソケット209を介してLEDランプ100に給電される。
本実施形態では、照明器具203に装着されるLEDランプ100のLED3(LEDモジュール5)の配置位置が白熱電球のフィラメントの配置位置に近いため、LEDランプ100における発光中心と、白熱電球における発光中心とが近いものとなる。
このため、白熱電球が装着されていた照明器具にLEDランプ100を装着しても、ランプとしての発光中心の位置が似ているため、被照射面に円環状の影が発生する等の問題が生じ難くなる。
なお、ここでの照明器具は、一例であり、例えば、開口型のカバー207を有さずに、閉塞型のカバーを有するものであってもよいし、LEDランプが横を向くような姿勢(ランプの中心軸が水平となるような姿勢)や傾斜する姿勢(ランプの中心軸が照明器具の中心軸に対して傾斜する姿勢)で点灯させるような照明器具でもよい。
また、照明装置は、天井や壁に接触する状態で照明器具が装着される直付タイプであったが、天井や壁に埋め込まれた状態で照明器具が装着される埋込タイプであってもよいし、照明器具の電気ケーブルにより天井から吊り下げられる吊下タイプ等であってもよい。
さらに、ここでは、照明器具は、装着される1つのLEDランプを点灯させているが、複数、例えば、3個のLEDランプが装着されるようにものであってもよい。なお、第2の実施形態および後述する変形例のLEDランプを、本実施形態に係る照明装置のLEDランプとして用いることも可能である。
≪変形例・その他≫
以上、本発明の構成を第1から第3の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態等に限られない。例えば、以下のような変形例等を挙げることができる。
(1)LEDモジュール
(1−1)発光素子
上記の実施形態においては、LEDとしてLED素子を利用した場合について説明したが、これに限られない。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。
また、上記の実施形態においては、発光素子としてLEDを利用する形態について説明したが、発光素子は、例えば、LD(レーザダイオード)やEL素子(エレクトリックルミネッセンス素子、有機及び無機を含む。)等であってもよい。また、LEDを含めて、これらを組合せて使用してもよい。
上記の実施形態においては、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。他の組み合わせの一例として、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素子を用いて、混色させて白色光としてもよい。なお、発光部から発せられる光色は、言うまでもなく、白色に限定されるものでなく、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。
(1−2)実装基板
上記の実施形態においては、LEDを実装する実装基板を透光性基板とし、実装基板の片面のみにLEDが実装されていることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、実装基板を非透光性基板とし、実装基板の両面にLEDを実装することとしても、LEDからの光を後方側へ出射させることが可能である。また、実装基板として非透光性の基板を用いる場合、例えば、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とから成る金属ベース基板等、既存の絶縁基板を利用することができる。なお、後方に光を取り出す必要がない場合においても、実装基板を非透光性の基板とすることができる。
実装基板の後面に施す凹凸加工は、図4,5に図示したものに限定されない。例えば、凹部の形状を円形、五角形等の多角形、円環状等としてもよい。また、1つの凹部において、Z軸方向の厚み(深さ)が均一であるとしたが、例えば、ZX平面に沿った断面がドーム状である場合のように、Z軸方向の厚みが均一でないようにしてもよい。さらに、例えば、XY平面の中央部から離れるにしたがってZ軸方向の厚みを厚くするといったように、実装基板の場所によってZ軸方向の厚みを変えることとしてもよい。
さらに、凹凸加工は、実装基板の後面における棒状部材と当接する部分を除く領域(図4(d)の領域(X))に施されていればよい。したがって、図4,5において凹凸加工が施されている領域のほかに、例えば、貫通孔26(図4)の近傍にさらに凹凸加工を施すこととしてもよい。
また、上記の実施形態においては、平面視形状が矩形状である実装基板を例にして説明したが、実装基板の平面視形状は特に限定するものではない。矩形状のほか、例えば、円形状、円環状、三角形状、四角形状および多角形状等がある。
上記の実施形態においては、薄い板(主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よいし、ブロック状のものを利用してもよい。
なお、本明細書での実装基板は、形状、厚み、形態に関係なく、半導体発光素子(素子、表面実装タイプを含む)を実装すると共に半導体発光素子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。したがって、基板が、ブロック状をしていてもよい。
(1−3)封止体
上記の実施形態では、封止体は、実装基板上に直線状に実装された複数のLEDを被覆していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、1つのLEDを1つの封止体で被覆してもよいし全てのLEDを1つの封止体で被覆することとしてもよい。
また、上記の実施形態では、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よい。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点灯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。
(2)グローブ
上記の実施形態においてはAタイプのグローブを利用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、Bタイプ、GタイプおよびRタイプのグローブ、または白熱電球のバルブ形状や電球形蛍光LEDランプのグローブ形状と全く異なる形状であってもよい。
また、上記の実施形態においてはクリア電球タイプのLEDランプ、すなわち、グローブは内部が見えるような透明の部材で構成されていることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、内部が見えないように半透明であってもよい。半透明にする方法としては、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)を施したりする方法がある。
(3)ケース
上記の実施形態においては、ケース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には、口金との間の絶縁性を確保する必要がある。口金との間の絶縁性は、例えば、ケースの小径部の外周面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。さらには、ケースのグローブ側を金属材料により構成し、ケースの口金側を樹脂材料により構成して、双方を結合することによっても確保できる。
また、上記の実施形態においては、ケースの表面については特に説明しなかったが、例えば、放熱フィンを設けてもよいし、輻射率を向上させるための処理を施してもよい。
さらに、ケースは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、第1の実施形態に係るLEDランプ100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よい。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よい。
また、上記の実施形態においては、ケース内部に空間があり、当該空間内部に回路ユニットが格納されていたが、例えば、前記空間に樹脂材料が充填されていてもよい。この場合、絶縁性および高い熱伝導性を有する樹脂を充填することにより、回路ユニットで発生した熱をケースにより効率よく伝熱することができ、回路ユニットに作用する熱負荷を低減することができる。
上記の実施形態においては、バルブの後方側の端部がケースの大径部内周面に設けられた段差部上に載置されることによりバルブとケースとの位置決めが行われていたが、本発明はこれらに限られない。例えば、大径部内周面に段差部を備えない構成としてもよい。この場合、グローブの最頂部とアイレット部における後方側の端部との間のランプ軸Jに沿った長さ、即ち、LEDランプの全長が所定の長さとなるような位置において、接着剤等を用いてグローブとケースとが固着される。
(4)口金
口金の形状について、上記の実施形態では、エジソンタイプの口金を利用したが、他のタイプ、例えば、ピンタイプ(具体的にはGY、GX等のGタイプである。)を利用してもよい。
また、口金は、シェル部の雌ねじを利用してケースのネジ部分(小径部)に螺合させることで、ケースに装着(接合)されていたが、他の方法でケースと接合されてもよい。他の方法としては、接着剤による接合、カシメによる接合、圧入による接合等があり、これらの方法を2つ以上組合せてもよい。
また、シェル部の半分以上がケースの筒状をした小径部のネジ部分に螺合していたが、小径部が実施形態よりも短いケースに装着されてもよい。この場合、シェル部の内側に回路ユニットの電子部品が位置する場合もある。このような場合、シェル部内に絶縁性を有する樹脂が充填されてもよい。これにより、電子部品と口金との間の絶縁が確保されると共に、高い熱伝導性を有する樹脂を用いることにより電子部品で発生した熱を口金により効率よく伝熱することができる。
(5)ベース部材
上記の実施形態におけるベース部材は、小径部と大径部とを有しているが、外径がほとんど変化しない円板状であっても良い。この場合、グローブの開口側端部が挿入される溝をベース部材における前方側の面に形成し、この溝にグローブの開口側端部を挿入して接着剤にて固着することで、グローブをベース部材に装着することができる。
上記の実施形態におけるベース部材は、ケースに挿入された状態で接着剤によりケースに接合されているが、他の方法で、ケースに固定されても良い。他の方法としては、ベース部材の大径部をケースの開口よりも少し大きくしてケースに圧入する方法、ベース部材をケースに挿入後にケースの開口側をかしめる方法等がある。
なお、高熱伝導層は、ベース部材とグローブとを接続すれば良く、ケースとベース部材との接合方法・接合の仕方に関係なく、ベース部材からグローブへの伝熱量を増やすことができる。
上記の実施形態等では、棒状部材の中間領域が円柱状、すなわちランプ軸Jに垂直な断面の形状が円状であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、三角形、または四角形以上の多角形等であってもよい。
(6)ステム
第2の実施形態では、グローブとステムが一体的に成形されていることとしたが、これに限定されず、一体的に成形されていないこととしてもよい。この場合、グローブとステムとの固着は、例えば接着剤を用いることができる。接着剤を用いることで、バルブ内が密に封止される。ここでの接着剤としては、例えば、セラミックス、セメント等の無機材料系の接着剤、放熱性シリコーン等の有機材料系等の熱伝導性の高い接着剤が望ましい。
グローブとステムとの固着については、接着剤のほか、例えばグローブとステムとを封止膜で覆うことにより、バルブ内を封止することが可能である。また、ステムで閉塞されたグローブの内側(バルブの内側)に封止膜を形成することも可能である。この場合、不純物ガスの排気、ヘリウムガスの封入を行う排気管および排気口から封止膜材料を注入することにより、グローブの内側に封止膜を形成することができる。
上記の実施形態においては、ステムがガラス材料で形成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、樹脂材料でステムを形成することとしてもよい。さらに、グローブおよびステムを構成する樹脂材料が熱可塑性材料である場合には、ガラス材料の場合と同様の成形方法を採用することも可能である。
また、第2の実施形態においては、製造工程においてバルブ内の排気、ヘリウムガス封入を行う排気口および排気管が、ステムに形成されている構成とした。しかしながら、本発明はこれに限定されず、例えば、グローブに形成されていることとしてもよい。
(7)回路ユニット
回路基板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。
また、回路ユニットに、無線信号等に基づきLEDを点灯制御させるための回路が設けられていることとしてもよい。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。
(8)その他
(8−1)第2の実施形態において、ステムと棒状部材との接合に接着剤を用いることとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、嵌合構造、係合構造等を利用することも可能である。この場合、図10の(a)と(b)で示す工程の間に、ステムヘッド14bをバーナーで溶融することにより、ステムヘッド14bに、棒状部材17における脚部と嵌合構造を形成することで実現できる。
(8−2)上記の実施形態等では、口金やケースの内部が中空であることとしたが、本発明はこれに限定されない。口金やケースの内部を、例えば、伝導性が空気よりも高い絶縁性の材料を充填することとしてもよい。このような材料としては、例えば、シリコーン樹脂等がある。また、ケース内に絶縁性の材料等を充填することにより、回路ユニット動作時の振動を抑制し、LEDランプから発せられる騒音を低減することが可能である。
(8−3)上記の実施形態で使用している、材料、数値等は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。さらに、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。なお、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
本発明に係るランプは、例えば、白熱電球に代替する電球形LEDランプとして好適に利用可能である。
100、200 LEDランプ
3 LED
5 LEDモジュール
7、7A グローブ
9 ケース
11 口金
13 ベース部材
14 ステム
15 回路ユニット
17 棒状部材
19 接着剤
21 実装基板
22 配線パターン
23 封止体
24 半田
25 貫通孔
26 貫通孔
27 シェル部
28 凹部
29 絶縁材料
31 アイレット部
33 リード線
35 リード線
37 溝
39 接着剤
41 回路基板
43 コンデンサ
45 ダイオードブリッジ
47 係止部
49,51 リード線
54 マウント
53 貫通孔
55 貫通孔
57 貫通孔
58 接着剤
59 貫通孔
60 排気管封止部
61 排気口
63 排気管
65 バーナー
67 細管
69 フレア管
71 フレア状部材
73、73A グローブ用部材
75 バルブの内部
77 開口側端部
201 照明装置
202 天井
203 照明器具
205 器具本体
207 カバー
209 ソケット
211 反射膜

Claims (12)

  1. 棒状部材が立設された基台と、
    前記基台により開口が閉塞されたグローブと、
    基板の2つの主面の一方に発光素子が配されてなり、前記基板の2つの主面の他方が前記棒状部材と当接することにより前記グローブ内に支持された発光モジュールと、を備え、
    前記基板の2つの主面の他方における、前記棒状部材と当接する部分を除く領域に、凹凸加工が施されている
    ことを特徴とするランプ。
  2. 凹凸が規則的に配列されるように、前記凹凸加工が施されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  3. 前記凹凸加工は格子状に施されている
    ことを特徴とする請求項2に記載のランプ。
  4. 前記凹凸加工における凹凸の前記基板の厚み方向に沿った深さは、前記基板の厚みに対して20〜60%である
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  5. 前記凹凸加工は、前記発光素子が配されている領域に対応する、前記基板の2つの主面の他方における領域に施されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  6. 前記棒状部材は、金属材料からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  7. 前記基台により閉塞された前記グローブ内に、空気よりも高い熱伝導性を有する流体が封入されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  8. 前記空気よりも高い熱伝導性を有する流体は、ヘリウムガスである
    ことを特徴とする請求項7に記載のランプ。
  9. 前記基板は透光性を有する材料からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  10. 前記基台における、少なくとも前記グローブと反対側の端部を覆うように筒状のケースが取着され、
    前記ケースにおける、前記グローブと反対側の開口端部に口金が被着され、
    前記ケースの内部に、前記口金から受電して前記発光素子を発光させるための回路ユニットが格納されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  11. ランプと、前記ランプを装着して点灯させる照明器具とを備える照明装置において、
    前記ランプは、請求項1〜10のいずれか1項に記載のランプである
    ことを特徴とする照明装置。
  12. ランプの光源として用いられ、棒状部材によりグローブ内で支持される発光モジュールであって、
    発光素子と、2つの主面の一方に前記発光素子が配されるとともに2つの主面の他方が前記棒状部材に当接する基板と、を備え、
    前記基板の2つの主面の他方における、前記棒状部材と当接する部分を除く領域に、凹凸加工が施されている
    ことを特徴とする発光モジュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019117936A (ja) * 2014-10-15 2019-07-18 シム ライティング デザイン カンパニー リミテッド Led封止に使用する基板、3次元led封止体、3次元led封止体を有する電球及びこれらの製造方法

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JP2019117936A (ja) * 2014-10-15 2019-07-18 シム ライティング デザイン カンパニー リミテッド Led封止に使用する基板、3次元led封止体、3次元led封止体を有する電球及びこれらの製造方法

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