JP2013178954A - 口金付ランプおよび照明器具 - Google Patents

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Takumi Suwa
巧 諏訪
Makoto Sakai
誠 酒井
Yoshihiro Aonami
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Shigeko Katano
慈子 片野
Takushi Takenaga
拓志 武長
Ryotaro Matsuda
良太郎 松田
Maki Yokoyama
真樹 横山
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Abstract

【課題】広い面積を照明することができるとともに、耐圧性能を向上させることが可能な口金付ランプおよび照明器具を提供する。
【解決手段】口金付ランプ10は、基板12、本体15、反射体16、固定部材17、カバー部材18、口金部材20を具備する。基板12は、一面側に固体発光素子11が配設される。本体15は、筒状の導電性を有する部材からなり、基板の他面側が一端部側に配設される。反射体16は、電気絶縁性を有する部材からなり、基板の外周に位置する反射部16aと、基板を基板の一面側から本体に支持する支持部16bを有する。固定部材17は、導電性を有する部材からなり、反射体の支持部を介して基板を本体に固定する。カバー部材18は、透光性を有する部材からなり、本体の一端部側に固体発光素子を被うように配設される。口金部材20は、本体の他端部側に配設される。
【選択図】 図1

Description

本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とする口金付ランプおよび照明器具に関する。
近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない固体発光素子である発光ダイオード(以下「LED」と称する)を光源とした電球形LEDランプ等の口金付ランプが各種照明器具の光源として採用されるようになっている。また、最近では、既存のHIDランプ(高輝度放電灯)に代替が可能な大光量の口金付ランプが開発されている。
特開2011−181248号公報 特開2011−023299号公報
この種の大光量の口金付ランプは、面積の広いビル壁面や看板等の照明に使用され、省エネや長寿命化をはかると同時に、特に広い面積を均一に照明する必要があるため、配光角を広く、例えば110°以上とし、さらに広角な配光特性を得ることによって光度が低下し易い中心部の光度低下を抑制した配光特性が要求される。同時に、使用電圧が200V程度と高くなるために、充電部であるLEDと、放熱性を持たせるために熱伝導性を有する金属で構成される本体との間の耐圧性能を向上させることが要求され、これら性能を如何にして実現するかが重要な課題となっている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、広い面積を照明することができるとともに、耐圧性能を向上させることが可能な口金付ランプおよび照明器具を提供しようとするものである。
本発明の実施形態における口金付ランプは、基板、本体、反射体、固定部材、カバー部材、口金部材を具備する。基板は、一面側に固体発光素子が配設される。本体は、筒状の導電性を有する部材からなり、基板の他面側が一端部側に配設される。反射体は、電気絶縁性を有する部材からなり、基板の外周に位置する反射部と、基板を基板の一面側から本体に支持する支持部を有する。固定部材は、導電性を有する部材からなり、反射体の支持部を介して基板を本体に固定する。カバー部材は、透光性を有する部材からなり、本体の一端部側に固体発光素子を被うように配設される。口金部材は、本体の他端部側に配設される。
本実施形態によれば、広い面積を照明することができるとともに、耐圧性能を向上させることが可能な口金付ランプおよび照明器具を提供することができる。
本発明の実施形態である口金付ランプを示す縦断面図。 同じく口金付ランプの構成部品を示し、(a)は基板の一面側を示す正面図、(b)は電気絶縁体の一面側を示す正面図、(c)は放熱体の一面側を示す正面図。 同じく口金付ランプの反射体を示し、(a)は一面側を示す正面図、(b)は他面側を示す裏面図、(c)は本(a)図のc−c線に沿う断面図。 同じく口金付ランプ示し、(a)は図1右方の基板の支持部分を拡大して示す断面図、(b)は図1左方の基板の支持部分を拡大して示す断面図。 同じく口金付ランプを分解して示す斜視図。 同じく口金付ランプを光源とした照明器具を概略的に示す断面図。 同じく口金付ランプの変形例を示し、(a)は本図4(a)に相当する断面図、(b)は本図4(b)に相当する断面図。
以下、本発明に係る口金付ランプおよび照明器具の実施形態について説明する。本実施形態は、既存のHIDランプに代替が可能な定格電圧200V用のLEDを光源とする口金付ランプを構成するもので、図1に示すように、口金付ランプ10は、導電性を有する部材からなり一面側に固体発光素子11が配設された基板12、筒状の導電性を有する部材からなり基板12の他面側が一端部側に電気絶縁体13および放熱体14を介して配設された本体15、電気絶縁性を有する部材からなり基板12の外周に位置する反射部16aと基板12を基板の一面側から本体15に支持する支持部16bを有する反射体16、導電性を有する部材からなり反射体の支部部16bを介して基板12を本体15に固定する固定部材17、透光性を有する部材からなり本体15の一端部側に固体発光素子11を被うように配設されたカバー部材18、本体15内に収納された点灯装置19、本体15の他端部側に配設された口金部材20等で構成する。
固体発光素子11は、本実施形態ではLEDで構成し、同一性能を有する青色LEDチップと黄色蛍光体からなる高輝度・高出力のSMD(Surface Mount Device)タイプの白色を発光するLEDからなる。LEDは、COB(Chip on Board)タイプでもよい。そして、複数個の各LED11は、略円形をなす基板12の一面側(図2(a))における表面側)に、基板12の中心点oを中心とする3個の直径の異なる同心円上に対して、略等間隔に位置するように実装されて配設される。3個の同心円上に配設された各LED11は、お互いが干渉しないように略千鳥状に配設され、各LED11から放射される光が略円形をなす基板12の一面側から略均等に放射されるように構成される。
基板12は、図2(a)に示すように、本実施形態では、点灯時にLED11から発生する熱を放熱するために熱伝導性の良好な薄い略円形の導電性を有するアルミニウム板で構成し、この基板12の一面側にシリコーン樹脂等からなる電気絶縁層を形成し、この電気絶縁層を介して上述した各LED11を実装し、略円形で薄い面状をなす発光モジュールAに構成される。この発光モジュールAは、上述した青色LEDチップから放射される青色光を透過させるとともに、青色光を黄色蛍光体によって黄色光に変換し、透過した青色光と黄色光が混光して白色の光を放射する。
なお、基板12の直径寸法d1は、後述する反射体16裏面側の段部からなる基板嵌合部16cの直径寸法d2(図3(b))と等しいか若干小さく形成する(d1≦d2)。また、図2(a)中、12aは、基板12の中心点oに形成された貫通孔からなる電線挿通孔、12bは、基板12の外周の一部を略等間隔に切り欠くことによって形成した3個の支持孔、12cは、電線挿通孔12a近傍に取り付けられ、各LED11の入力側と後述する点灯装置19の出力側とを電気的に接続するためのコネクタである。
電気絶縁体13は、図2(b)に示すように、本実施形態では、熱伝導性を有するシリコーン樹脂やシリコーンゴムで構成され、基板12と略同一の形状をなす薄い円形の絶縁シートに形成される。なお、電気絶縁体13の直径寸法d3は、後述する反射体16の外形寸法d4(図3(a))と略等しい寸法に形成する(d3≒d4)。また、図2(b)中、13aは、電気絶縁体13の中心点oに形成された貫通孔からなる電線挿通孔、13bは、電気絶縁体13の外周の一部を略等間隔に切り欠くことによって形成した3個の支持孔で、この電線挿通孔13a、支持孔13bは、上述した基板12の電線挿通孔12aと支持孔12bにそれぞれ対向した位置に形成されることによって、それぞれが連通した二重の電線挿通孔および支持孔を形成する。上記に構成された電気絶縁体13は、基板12の他面側(裏面側)に介在することにより、アルミニウム製の基板12と、基板12の多面側(裏面側)に配設されるアルミニウム製の放熱体14との間の電気絶縁を図ることが可能になる。
放熱体14は、図2(c)に示すように、LED11から発生する熱を放熱するための部材で、熱伝導性が良好な部材、本実施形態では、導電性を有するアルミニウム板で構成され、電気絶縁体13と略同一の形状をなす薄い円形の放熱板となるように形成される。なお、放熱体14の直径寸法d5は、後述する反射体16の直径寸法d4(図3(a))と略等しい寸法に形成する(d5≒d4)。したがって、上述の電気絶縁体13の直径寸法d3、反射体16の外径寸法d4および放熱体14の直径寸法d5は略等しい寸法に構成される(d3≒d4≒d5)。また、図2(c)中、14aは、放熱体14の中心点oに形成された貫通孔からなる電線挿通孔、14bは、放熱体14の外周の一部を略等間隔に切り欠くことによって形成した3個の支持孔で、この電線挿通孔14a、支持孔14bは、上述した基板12および電気絶縁体13の各電線挿通孔12a、13aと各支持孔12b、13bにそれぞれ対向した位置に形成されることによって、それぞれが連通した三重の電線挿通孔および支持孔を形成する。
本体15は、図1に示すように、放熱性を持たせるために熱伝導性の良好な部材、本実施形態では、さらに、軽量化を図るために中空の横断面形状が略円形の円筒状をなす導電性を有するマグネシウムダイカストで構成し、一端部側に径の大きな開口部15aが、他端部側には径の小さな開口部15bがそれぞれ形成される。大きな開口部15aの内周には、リング状をなす段部を一体に形成することによって表面が平滑な平面状をなす基板支持部15cが形成される。基板支持部15cには、後述する固定部材17であるネジをねじ込むためのネジ孔15c1が略等間隔に3個形成され、このネジ孔15c1は、上述した基板12、電気絶縁体13および放熱体14の各支持孔12b、13b、14bにそれぞれ対向した位置に形成される。
そして、本体15の外周部は、円筒の軸心、すなわち、光軸x−x線方向に沿って一端部側から他端部側に向かい順次直径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成し、外周面に多数の放熱フィン15dを一体に形成する。また、本体15内の略中間部分には、リング状の2段の段部を形成することによって、後述する絶縁ケース21を支持するためのケース支持部15eと、その下方にパッキング支持部15fを一体に形成する。なお、他端部側の径の小さな開口部15bの内径寸法は、後述する絶縁ケース21の下端部が挿通できる大きさに形成する。これら構成の本体15は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工され、外周部にはアクリル焼付け塗装がなされ、メタリックシルバー色または白色等の外観を有して構成される。
反射体16は、図3に示すように、電気絶縁性を有する部材、本実施形態では、白色のポリカーボネート樹脂で円形の枠体をなす形状に一体に構成し、一面側(表面側)の外周部の全周を一体に立ち上げることによって、背の低い「すり鉢状」をなす反射部16aを形成し、枠体内周に略等間隔に3個の支持部16bを一体に形成する。支持部16bは、中実の半円筒体をなし、中心部には後述する固定部材17であるネジを挿通するための貫通する孔からなる支持孔16b1が一体に形成される。この支持孔16b1は、上述した基板12、電気絶縁体13、放熱体14の各支持孔12b、13b、14bにそれぞれ対向した位置に形成されることによって、それぞれが四重の連通した支持孔を形成する。なお、反射部16aは、アルミ蒸着仕上げを施した鏡面に形成してもよい。
さらに、反射体16における多面側(裏面側)の内周部の全周に対し、浅い段部を形成することによって、基板12を嵌め込んで支持するための基板嵌合部16cを一体に形成する。これにより、基板嵌合部16cに基板12を嵌め込んだ状態で、図1に示すように、基板12の外周に反射部16aが位置する反射体16が構成される。また、同時に、基板12を基板12の一面側から本体15に支持するための支持部16bを有する反射体16が構成される。なお、反射体16の外径寸法d4は、基板支持部15cの内径寸法d6(図1)と等しいか若干小さく形成する(d4≦d6)。したがって、電気絶縁体13の直径寸法d3、放熱体14の直径寸法d5も基板支持部15cの内径寸法d6と等しいか若干小さく形成される(d3≒d4≒d5≦d6)。図3中、16dは、枠体内周面で構成された入射開口である。
固定部材17は、図1に示すように、反射体16の支部部16bによって基板12を本体15に固定するための部材で、本実施形態では、導電性を有するステンレス製の小さな3本のネジ17によって構成した。なお、ネジ17の軸の直径寸法は、基板12、電気絶縁体13、放熱体14および反射体16の各支持孔12b、13b、14b、16b1の四重の孔の直径寸法より若干小さく形成し、ネジ17の軸部が各支持孔に挿通できるネジを用いる。
以上のように構成された基板12、本体15、反射体16は、広角の配光特性を得るように構成するとともに、充電部であるLED11と、放熱性を持たせるために導電性を有するマグネシウムダイカストで構成された本体15との間の耐圧性能を向上させるために、次のようにして組み立てられる。
すなわち、図1に示すように、本体15の基板支持部15cに対し、放熱体14を嵌め込み、次に電気絶縁体13を嵌め込む。次に、反射体16の多面側(裏面側)の基板嵌合部16cに基板12を、発光面を表面側にして嵌め込む。次に、基板支持部15cに嵌め込まれた電気絶縁体13の一面側(表面側)に対し、基板12を嵌め込んだ反射体16を基板12の裏面側が電気絶縁体13に接する向きにして嵌め込む。
この際、基板12、電気絶縁体13、放熱体14および反射体16の各支持孔12b、13b、14b、16b1と、本体15のネジ孔15c1とが合致するように位置合わせ行い、四重の支持孔となるようにしてそれぞれを嵌め込む。次に、ネジ17を、最上部に位置する3個の支持孔16b1から各支持孔に挿通し、本体15のネジ孔15c1に対してねじ込み固定する。これにより、基板12を基板12の一面側(表面側)から本体15の基板支持部15cに対して支持することができる。
上記のように基板12、本体15、反射体16が組み立てられることによって、各LED11から放射される光が略円形をなす基板12の一面側(表面側)から広角に放射されるように構成された発光モジュールAと、基板12の外周、すなわち、発光モジュールAの外周に反射体16の反射部16aが位置する発光部Bが構成される。この際、図1に示すように、反射体16の光軸が発光部Bの光軸x−x線に合致し、反射体16の入射開口16dが発光モジュールAの外周部全体を囲み対向するように配設する。
この発光部Bは、点灯すると、図1に矢印で示すように、各LEDから広角(110°以上)に光aが放射される配光特性を得ることができる。これは、基板12が、本体15の一端部側の大きな開口部15aに面して配設されることによって実現される。また、各LED11から放射される一部の光bは、反射体16の入射開口16dで光ロスなく取り込まれ、反射部16aによって発光部Bの光軸x−x方向に向かって反射される。これによって、被照射体における中心光度の低下を防止することができ、広い面積を略均等に照明することが可能になる。
これは、広角な配光特性を得ることによって光度が低下し易い中心部の光度低下を抑制することを可能にする(中心光度の低下は、基板12の中心部に電線挿通孔12aやコネクタ12cが存在していることも一つの要因となっている)。本実施形態によれば、反射体16を有しないランプに比し、中心光度を約3〜4%向上させることができた。
また、一般的に広角の配光特性を得るために、LEDの使用個数を多くすることが行われるが、LEDを多くするとコスト的な問題が生じ、またランプが大型化する問題も生じる。しかし、本実施形態によれば、LEDの個数を多くせずに、広角の配光特性が得ることが可能になった。これにより、小型化を、さらには本体15の材質としてマグネシウムダイカストを採用することによって軽量化をも同時に達成することが可能になった。
また、図4に示すように、基板12に実装された充電部である特に外周に実装されたLED11と本体15との間の電気絶縁、換言すれば本体15に固定された導電性を有するネジ17との間の電気絶縁は、発光モジュールAの外周に設けられた電気絶縁体からなる反射体16によって電気絶縁距離l1を確保することができるとともに、特に、図4(a)に示すように、支持部16bは、中実な半円筒体をなし、基板12を基板12の一面側から本体15に支持する構成となしたことから、半円筒体の頂面とネジ17のネジ頭との間に段差sが形成され、電気絶縁のための屈曲した長い沿面距離l2をも容易に確保して電気絶縁性を強化することができ、耐圧性能を向上させることが可能になる。
これは、特に、定格電圧200V程度で使用されるHID代替ランプや設計電圧200V以上のランプにおいて、特に有効な耐圧性能を確保することが可能になる。因みに、設計電圧200V以上の海外向け製品においては、耐電圧基準値が高いため、電圧に耐えることができず、例えば、LED11のエッジ部とネジ17の頭との間に放電現象等が生じ、製造工程においてモジュール破壊による不良品が発生し易い。これに対し、本実施形態によれば耐電圧限界値の向上により、検査不良品の削減を図ることが可能になる。
また、所望の配光特性を得るため、すなわち、中心光度の低下を抑制するために発光モジュールAの外周に位置する反射体16を利用して、本体15(ネジ17)に近接する外周部のLED11における耐圧性能を確保することができ、格別な耐圧構造を構成することなく実現できるため、部品点数の削減および組み立て作業の簡素化等からコスト的に有利な口金付ランプを提供することが可能になる。これは、本実施形態のランプは、上記のように小型化を達成することが可能になり、個数の少ないLEDで広角を得るためには、必然的にLEDを外周部に配置することが必要となる。このため外周部のLED11とネジ17との電気絶縁を図るための電気絶縁体は、外周部に設けることが必要となり、その結果、外周部に位置する反射体16を兼用することによって中心光度の低下を抑制した広角の配光特性を得ることが可能になった。
また、同時に、アルミニウム製の基板12の外周は、支持部16bの段差sの介在によってネジ17との絶縁が確保される。また、基板12の多面側(裏面側)は、絶縁シートからなる電気絶縁体13によって、アルミニウム製の放熱体14の一面側(表面側)の全面と絶縁される。これら構成によって、放熱性を持たせるために導電性を有するアルミニウムで構成された基板12と、同じく放熱性を持たせるために導電性を有するマグネシウムダイカストで構成された本体15との間の電気絶縁を確実に確保することができ、耐圧性能を向上させることが可能になる。
また、各LED11から発生する熱は、熱伝導性の良好なアルミニウム製の基板12から、熱伝導性を有するシリコーン樹脂等で構成された電気絶縁体13を介し、同じくアルミニウム製の放熱体14さらにマグネシウムダイカストからなる本体15の放熱フィン15dから外部に放熱させることができ、発光効率の低下を抑制することが可能になる。特に、ネジ17の締め付け力によって、電気絶縁体13は、基板12の多面側(裏面側)と放熱体14の一面側(表面側)との間に密着して固定され、さらに放熱体14の多面側(裏面側)が本体15における表面が平滑な平面状をなす基板支持部15cに対し、確実に密着して固定されることから熱抵抗を少なくすることができ効果的な放熱作用を行うことが可能になる。
次に、カバー部材18の構成を説明する。カバー部材18は、本体15の一端部側に各LED11を被うように配設されて、ランプのグローブを構成するもので、例えば、合成樹脂やガラスなどの材質で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色などの半透明、本実施形態では透明なアクリル樹脂で、一端部に開口18aを有する浅い盆状をなす形状に形成する。そして、図4(a)に示すように、盆の縁となる内周面にネジ部18bを一体に形成し、縁の開口縁、すなわち、開口18aの縁部にパッキング、本実施形態ではOリングP1が嵌め込まれるように構成する。
上記に構成されたカバー部材18は、本体15の一端部側の開口部15aにねじ込むことによって支持される。すなわち、図4(a)に示すように、本体15の開口部15aには、基板支持部15cを形成することによって構成される外周側に環状の段部15gが一体に形成され、この段部の外周面に本体側ネジ部15hを一体に形成し、本体側ネジ部15hの下方、すなわち、段部の肩部分に環状の凹段部15iを一体に形成する。
これにより、カバー部材18の開口18aを、各LED11および反射体16を覆うようにして本体15の段部15gに嵌め込み、本体15の本体側ネジ部15hに対し、カバー部材18のネジ部18bをねじ込むことによってカバー部材18が本体11に着脱が可能に取り付けられる。この際、本体15の環状の凹段部15iに、OリングP1を予め嵌め込んだ状態でカバー部材18を本体15にねじ込む。これにより、OリングP1が圧縮されて密着し、カバー部材18と本体15の開口部15aとが気密状態となるように構成され、防水性能の信頼性を向上させることができる。
また、上記に構成された本体15内には、絶縁ケース21が収容されて設置され、この絶縁ケースの内部に点灯装置19が収容される。絶縁ケース21は、図1に示すように、電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態ではPBT(ポリブチレンテレフタレート)などの耐熱性で電気絶縁性の良好な合成樹脂で構成され、両端部を開口した円筒状をなす筒体に構成される。なお、筒体の一端部側の開口部21aは、本体15内に組み込んだ際に発光部Bの放熱体14の多面側(裏面側)に対向するように配設される。
筒体の他端部側の開口部21bには、口金支持部21cが一体に形成され、口金支持部21cの外周面に、後述する口金部材20をねじ込むことができるようにネジ部21dを一体に形成する。筒体の内周面には、後述する点灯装置19を支持するための一対の縦溝からなる支持溝21eを一体に縦方向に形成する。また、筒体の外周面には、本体15のパッキング支持部15fとの間にパッキング、本実施形態では、OリングP2を嵌め込むためのリング状の支持段部21fを一体に形成し、さらに、支持段部21fの上方に位置して放射方向に略等間隔に突出する3個の支持片21hを一体に形成する。
上記に構成された絶縁ケース21には、内部に点灯装置19が収容され、口金支持部21cに対して口金部材20が装着される。先ず、点灯装置につき説明する。点灯装置19は、図1に示すように、各LED11の点灯回路を構成する回路部品19aと、回路部品を実装した回路基板19bからなる。点灯回路は、交流電圧200Vを50V程度の直流電圧に変換して各LED11に定電流の直流電流を供給するように構成される。回路基板19bは短冊状をなすガラスエポキシ材からなり、片面または両面に電子部品からなる回路部品19aが実装され、この回路基板19bを縦方向にし、絶縁ケース21の内面に形成した一対の支持溝21eに挿入し嵌め込む。これにより、点灯装置19が絶縁ケース21の内部に縦方向に光軸x−xから偏心した位置に収容されて支持される。なお、回路基板19bの出力端子には電線w1が接続され、入力端子には口金部材20に接続される入力線(図示せず)が接続される。
次に、口金部材20は、本体15の他端部側に配設されるもので、図1に示すように、エジソンタイプの口金で、本実施形態では、既存のHIDランプと同様のE26形で構成し、ねじ山を備えた導電性を有する金属、本実施形態では銅板からなる筒状のシェル部20aと、このシェル部の下端の頂部に絶縁部20bを介して設けられたアイレット部20cを備えている。そして、絶縁ケース21における口金支持部21cのネジ部21dに対し、シェル部20aの開口部を嵌め込んでねじ込み口金部材20を絶縁ケース21に支持する。この際、予め点灯装置19の回路基板19bの入力端子から導出された入力線が、口金部材20のシェル部20aとアイレット部20cにそれぞれ接続される。これにより、口金部材20が絶縁ケース21の他端部側に装着され、マグネシウムダイカスト製の本体15と口金部材20との電気絶縁が図られる。
上記により、点灯装置19を収容し他端部側の口金支持部21cに口金部材20を装着した絶縁ケース21は、口金部材20を下にして、本体15の一端部側の開口部15aから挿入し、さらに、他端部側の小さな径の開口部15bに挿通させて本体15の他端部側から突出させる。これにより、口金部材20が本体15の他端部側に設けられるとともに、絶縁ケース21の支持片21hが本体11の内周面のケース支持部15eに載置され、支持片21hが本体15の内周面に対してネジ等の固定手段22によって固定される。
また、絶縁ケース21は、その外周部に形成された支持段部21fにOリングP2を嵌め込んだ状態で、OリングP2の弾性に抗しながら押し込むことによって挿入する。これにより、OリングP2が本体15の内周面およびパッキング支持部15fに密着し、絶縁ケース21と本体15とが気密状態となるように支持される。そして、回路基板19bの出力端子に接続された電線w1が、絶縁ケース21の一端部側の開口部21aから導出されて、発光モジュールAを構成する放熱体14、電気絶縁体13、基板12の三重の各電線挿通14a、13a、12aに挿通され、基板12の一面側に引き出されてコネクタ12cに接続される。
次に、上記に構成される口金付ランプ10の組み立て手順につき図5に従い説明する。先ず、絶縁ケース21に点灯装置19の回路基板19bを収容する。この際、回路基板19bの出力端子に接続された電線w1を絶縁ケース21の一端部側の開口部21aから導出し、入力線を他端部側の開口部21bから導出させておく。
次に、絶縁ケース21の他端部側の開口部21bから導出された入力線を口金部材20のシェル部20aおよびアイレット部20cに接続する。次に、絶縁ケース21の口金支持部21cに口金部材20のシェル部20aをねじ込む。
次に、口金部材20を取り付けた絶縁ケース21の口金支持部21cを、本体15の一端部側の開口部15aから挿入し、他端部側の開口部15bに挿通させ、本体15の他端部側から突出させる。この際、絶縁ケース21の外周部に嵌めこまれたOリングP2の弾性に抗しながら押し込むことによって挿入し、絶縁ケース21の支持片21hを本体15内のケース支持部15eに当接しネジ22によって固定する。
次に、本体15の基板支持部15cに対し、放熱体14と電気絶縁体13を順に嵌め込む。次に、反射体16の裏面側の基板嵌合部16cに基板12を嵌め込む。次に、基板12を嵌め込んだ反射体16を基板12が電気絶縁体13に接する向きにして嵌め込む。次に、図4(a)に示すように、3本のネジ17を3個の支持部16bの支持孔16b1から各支持孔に挿通し、本体15のネジ孔15c1に対してねじ込み固定する。これにより、反射体16の入射開口16dが発光部Bの発光モジュールAに対向して配設される。
次に、カバー部材18の開口18aを、発光部Bおよび反射体16を覆うようにして本体15の段部15gに嵌め込み、本体15の本体側ネジ部15hに対し、カバー部材18のネジ部18bをねじ込むことによって固定する。この際、OリングP1の弾性に抗し嵌め込みながらねじ込んで固定する。上記により、LED11を光源とし、口金をE26形で構成した既存のHIDランプに代替が可能な口金付ランプ10が構成される。なお、口金付ランプ10の組み立て手順は、上記に限らず別の組み立て手順であってもよい。
次に、上記に構成された口金付ランプ10の作動につき説明する。口金付ランプ10の口金部材20を器具のソケットに装着して電源を供給し点灯させると、発光部Bの略円形をなす面状の発光モジュールAから光が放射される。これにより、各LED11から広角に光aが放射されるとともに、反射体16により反射された光bによって、被照射体における中心光度の低下を防止することができ、広い面積を略均等に照明することができる。また、基板12に実装された充電部である、特に外周に実装されたLED11と導電性を有するネジ17との間の電気絶縁を電気絶縁体からなる反射体16によって確保することができ、製造工程においてモジュール破壊による不良品の発生を抑制することができる。
また、口金付ランプ10が点灯すると、各LED11の温度が上昇し熱が発生するが、アルミニウム製の基板12から、シリコーン樹脂等で構成された電気絶縁体13を介し、同じくアルミニウム製の放熱体14さらにマグネシウムダイカストからなる本体15の放熱フィン15dから外部に放熱させることができる。また、口金付ランプ10が屋外に設置され、雨水等がかかった場合には、OリングP1、P2によって本体15内への水の侵入を確実に防止することができる。
次に、上記のように構成された電球形の口金付ランプ10を光源とした照明器具の構成を説明する。図6に示すように、30は建物の屋上等の被設置部Xに設置され、屋外の看板等を照明するE26形の口金を有する既存のHIDランプを光源とした照明器具で、開口部31aを有する金属製のラッパ状をなす器具本体31と、既存のHIDランプに設けられたE26形の口金をねじ込むことが可能なソケット32と、器具本体31が回動可能に取り付けられるベース部33で構成される。器具本体31は、例えば、塗装鋼板等の金属板で構成し、ラッパ状の底部にソケット32が設けられる。
上記に構成されたHIDランプ用の既存の照明器具30において、省エネや長寿命化などのためにHIDランプに替えて、上述したLEDを光源とする口金付ランプ10を装着する。すなわち、本実施形態の口金付ランプ10は、口金部材20をE26形に構成してあるので、上記照明器具30のソケット32にそのまま差し込むことができる。
また、口金付ランプ10は、ネック部が細い形状に構成されているので、ネック部がソケット周辺の器具本体31の内面等に当たることなくスムーズに差し込むことができ、LEDを光源とした口金付ランプ10における既存照明器具への適合率が向上する。これにより、既存のHIDランプを光源とする照明器具を、LEDを光源とした口金付ランプ10が設置された省エネ形の照明器具に簡単に変えることができる。勿論、既存器具のみでなく、新規構成の照明器具も同様にして構成することができる。
上記に構成された照明器具30に電源を投入すると、ソケット32から口金付ランプ10に対し、口金部材20を介して商用電源が供給され、全てのLEDが同時に点灯して白色の光が放射され、上述したように看板等における中心光度の低下を防止することができ、看板等の広い面積を略均等に照明することができる。同時に、LEDを光源とした本実施形態の口金付ランプ10を光源としているので、長期にわたり明るさが低下することない長寿命の照明器具を提供することが可能となる。
以上、本実施形態において、基板12は、放熱体14を介在させて本体15の基板支持部15cに固定するように構成したが、放熱体14を省略して、基板12の多面側(裏面側)をシリコーン樹脂等からなる電気絶縁体13を介して直接固定するようにしてもよい。この場合、電気絶縁体13は、基板支持部15cと略同形のリング体に構成するとよい。
また、基板12は、熱伝導性および導電性を有する金属、本実施形態では、アルミニウムで構成したが、導電性を有しないガラスエポキシ樹脂やセラミックス等で構成したものであってもよい。この場合、LEDは基板12の一面側に電気絶縁層を形成することを省略して実装することが可能になる。同時に、電気絶縁体13を省略することも可能になり、よりコスト的に有利な口金付ランプを提供することが可能になる。
また、樹脂製等の基板の場合には、基板12に一体に反射体16を形成して構成するようにしてもよい。すなわち、図7に示すように、基板12は、電気絶縁性を有する合成樹脂で構成し、基板12の外周部に対し、反射部16a、支持部16b等を有する反射体16を一体に樹脂成形によって形成する。これによれば、より一層コスト的に有利となる。なお、変形例を示す図7には、図1〜図6と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。
また、本実施形態において、口金付ランプ10は、既存HIDランプに代替が可能な口金付ランプに構成したが、一般白熱電球の形状に近似させた電球形(A形またはPS形)、ボール形(G形)、円筒形(T形)などに構成してもよい。また既存の白熱電球の形状に近似させた口金付ランプに限らず、その他各種の外観形状、用途をなす口金付ランプに適用することができる。
また、固体発光素子11は、LEDに限らず、有機ELまたは半導体レーザなどを発光源とした固体発光素子が許容される。固体発光素子は、白色で発光するように構成することが好ましいが、使用される照明器具の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。
また、LED11を配設した発光モジュール部Aの形状は、略円形に形成したが、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよく、目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。
本体15は、軽量なマグネシウムダイカストで構成したが、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)の少なくとも一種を含む金属で形成してもよい。この他に、窒化アルミニウム(AlN)、シリコーンカーバイト(SiC)などの工業材料で構成しても、さらに高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。また、本体15は、アルミニウム等の金属板を絞り成形等することにより形成するようにしてもよい。
点灯装置19は、固体発光素子11を調光するための調光機能や調色機能を有するものであってもよい。点灯装置19は絶縁ケース21内に全てが収容され配設されたものでも、口金部材20に一部が収容されるものであってもよい。また、点灯装置19は、本体15内に収納したが、既存HIDランプと同様に、点灯装置をランプとは別に設置するように構成してもよい。また、本実施形態によれば、点灯装置19を本体15内に収納したので、バラストレス形HIDランプに相当する口金付ランプを提供することが可能となった。
口金部材20は、一般的に最も普及しているエジソンタイプのE26形やE39形、E17形等の口金が好適である。また、材質は口金全体が金属で構成されたものでも、電気的接続部分を銅板等の金属で構成し、それ以外の部分を合成樹脂で構成した樹脂製の口金であってもよい。さらに、ピン形の端子を有する口金部材でも、L字形の端子を有する口金部材でもよく、特定の口金部材には限定されない。
また、本実施形態において、照明器具は、屋外の床面取付形、壁面取付形等が許容され、器具本体に制光体としてグローブ、セード、反射体などが取付けられるものであってもよい。また、器具本体に1個の口金付ランプを取付けたものに限らず、複数個が配設されるものであってもよい。さらに屋外に限らず屋内用の各種の照明器具であってもよい。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、例えば、GX53形の口金部材を備えた口金付ランプを構成するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
10 口金付ランプ
11 固体発光素子
12 基板
15 本体
16 反射体
17 固定部材
18 カバー部材
20 口金部材
30 照明器具
31 器具本体
32 ソケット

Claims (2)

  1. 一面側に固体発光素子が配設された基板と;
    筒状の導電性を有する部材からなり、基板の他面側が一端部側に配設された本体と;
    電気絶縁性を有する部材からなり、基板の外周に位置する反射部と、基板を基板の一面側から本体に支持する支持部を有する反射体と;
    導電性を有する部材からなり、反射体の支持部を介して基板を本体に固定する固定部材と;
    透光性を有する部材からなり、本体の一端部側に固体発光素子を被うように配設されたカバー部材と;
    本体の他端部側に配設された口金部材と;
    を具備していることを特徴とする口金付ランプ。
  2. ソケットが設けられた器具本体と;
    器具本体のソケットに装着された請求項1に記載の口金付ランプと;
    を具備していることを特徴とする照明器具。
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