JP2014029866A - Lamp and luminaire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED(Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とするランプ及び照明装置に関する。 The present invention relates to a lamp and an illumination device that use a semiconductor light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
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LEDランプとして、高効率・長寿命なLEDを利用するランプ(以下、LEDランプと記載する。)が提案されている。
LEDランプは、例えば、多数のLEDを実装する実装基板が、一端に口金を備えるケースの他端側に装着され、口金から受電してLEDを点灯させる点灯回路ユニットがケース内に収容されてなる(特許文献1〜2)。
In recent years, from the viewpoint of energy saving, a lamp that uses a highly efficient and long-life LED (hereinafter referred to as an LED lamp) has been proposed as a bulb-type LED lamp that replaces an incandescent bulb.
For example, the LED lamp has a mounting circuit board on which a plurality of LEDs are mounted mounted on the other end of the case having a base at one end, and a lighting circuit unit that receives power from the base and lights the LED is accommodated in the case. (
LEDは点灯(発光)により熱を発生する。この熱によりLEDが過度に温度上昇すると、LEDの発光効率が低下したり、LEDの寿命が短くなったりする。このようなことから、点灯中のLEDの過度な温度上昇を防止するために種々の対策が施されている。
特許文献2では、金属製のケースの表面に放熱溝を設け、点灯中に実装基板からケースへと伝わった熱を効率良く放出させるようにしている。つまり、ケースをヒートシンクとして利用している。
The LED generates heat when turned on (light emission). When the temperature of the LED rises excessively due to this heat, the light emission efficiency of the LED is lowered or the life of the LED is shortened. For this reason, various measures are taken in order to prevent an excessive temperature rise of the LED during lighting.
In
近年、LEDランプへの軽量化の要望が強くなっており、上記技術ではこの要望に応えることができない。つまり、ヒートシンクとしての金属製のケースを樹脂製ケースに置き換えると、ケースの放熱特性が悪くなってしまい点灯回路ユニットへの熱負荷が増大してしまうのである。
本発明は、点灯回路ユニットへの熱負荷増大を招くことなく、軽量化に対応し得る新規構成のランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
In recent years, there has been a strong demand for weight reduction of LED lamps, and the above technology cannot meet this demand. That is, if a metal case as a heat sink is replaced with a resin case, the heat dissipation characteristics of the case are deteriorated and the heat load on the lighting circuit unit is increased.
An object of the present invention is to provide a lamp and a lighting device having a new configuration that can be reduced in weight without causing an increase in thermal load on the lighting circuit unit.
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係るランプは、受電用の口金と、前記口金が一端に装着された筒状のケースと、前記ケースの他端を塞ぐ基台と、前記基台の外側に位置する面に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆い前記ケースの他端側に装着されたグローブと、前記ケース内に収容され且つ前記口金を介して受電して前記半導体発光素子を点灯させる点灯回路ユニットとを備え、前記ケースは、樹脂材料からなり、前記点灯回路ユニットは、定格点灯中における前記半導体発光素子のジャンクション温度が100℃となる順方向の電流値以下の電流を、前記半導体発光素子に供給することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a lamp according to an aspect of the present invention includes a base for receiving power, a cylindrical case having the base attached to one end, a base for closing the other end of the case, A semiconductor light emitting device mounted on a surface located outside the base; a glove that covers the semiconductor light emitting device and is attached to the other end of the case; and that is received in the case and received through the base. A lighting circuit unit for lighting the semiconductor light emitting element, the case is made of a resin material, and the lighting circuit unit has a forward current at which the junction temperature of the semiconductor light emitting element is 100 ° C. during rated lighting. A current equal to or lower than the value is supplied to the semiconductor light emitting element.
上記の目的を達成するため、本発明の一態様に係る照明装置は、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、前記ランプは、上記構成を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an illumination device according to one embodiment of the present invention includes a lamp and a lighting fixture that is lit by being mounted with the lamp, and the lamp has the above-described configuration.
上記の構成によれば、ケースを樹脂材料で構成しているので、ケースを金属材料で構成した場合よりも軽量できる。また、定格点灯中における半導体発光素子のジャンクション温度が100℃となる順方向の電流値以下の電流を半導体発光素子に供給しているため、半導体発光素子が過度に温度上昇することもない。したがって、ケース内の点灯回路ユニットへの熱負荷も増大することはない。 According to said structure, since the case is comprised with the resin material, it can be lighter than the case where a case is comprised with a metal material. In addition, since the semiconductor light emitting element is supplied with a current equal to or lower than the forward current value at which the junction temperature of the semiconductor light emitting element is 100 ° C. during rated lighting, the temperature of the semiconductor light emitting element does not rise excessively. Therefore, the heat load on the lighting circuit unit in the case does not increase.
本発明に係る一形態のランプは、受電用の口金と、前記口金が一端に装着された筒状のケースと、前記ケースの他端を塞ぐ基台と、前記基台の外側に位置する面に実装された半導体発光素子と、前記半導体発光素子を覆い前記ケースの他端側に装着されたグローブと、前記ケース内に収容され且つ前記口金を介して受電して前記半導体発光素子を点灯させる点灯回路ユニットとを備え、前記ケースは、樹脂材料からなり、前記点灯回路ユニットは、定格点灯中における前記半導体発光素子のジャンクション温度が100℃となる順方向の電流値以下の電流を、前記半導体発光素子に供給する。 A lamp according to one aspect of the present invention includes a base for receiving power, a cylindrical case with the base attached to one end, a base that closes the other end of the case, and a surface that is located outside the base. A semiconductor light emitting device mounted on the semiconductor device, a glove that covers the semiconductor light emitting device and is attached to the other end of the case, and receives the power through the base and is lit by the semiconductor light emitting device. A lighting circuit unit, wherein the case is made of a resin material, and the lighting circuit unit has a current equal to or lower than a forward current value at which a junction temperature of the semiconductor light emitting element is 100 ° C. during rated lighting. Supply to light emitting element.
また、前記ケースの他端部は、前記基台と熱的に接続し、前記定格点灯中において、前記基台における前記ケースの他端部と熱的に接続する部分の温度が85℃以下である。
一方、本発明に係る一形態の照明装置は、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、上記構成のランプである。
<第1の実施形態>
以下、本発明をLEDランプに適用させた場合における実施形態を図1から図7を用いて説明する。
1.全体構成
図1は、第1の実施形態におけるLEDランプの一部を切り欠いた正面図である。
Further, the other end of the case is thermally connected to the base, and the temperature of the portion thermally connected to the other end of the case in the base is 85 ° C. or lower during the rated lighting. is there.
On the other hand, an illumination device according to one aspect of the present invention is a lighting device including a lamp and a lighting fixture that is lit by mounting the lamp, and the lamp is configured as described above.
<First Embodiment>
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an LED lamp will be described with reference to FIGS.
1. Overall Configuration FIG. 1 is a front view in which a part of an LED lamp in the first embodiment is cut away.
LEDランプ1は、図1に示すように、受電用の口金3と、口金3が一端に装着された筒状のケース5と、ケース5の他端を塞ぐ状態でケース5に装着された基台7と、基台7におけるケース5の一端と反対側の主面(外側に位置する面)に実装されたLEDモジュール9と、LEDモジュール9を覆いケース5の他端側に装着されたグローブ11と、ケース5内に収容され且つ口金3から受電した電力を利用してLEDモジュール9に給電する点灯回路ユニット13とを備える。
2.部品構成
(1)LEDモジュール9
図2は、第1の実施形態におけるLEDモジュールの平面図である。
As shown in FIG. 1, the
2. Component configuration (1)
FIG. 2 is a plan view of the LED module according to the first embodiment.
LEDモジュール9は、図1に示すように、実装基板21と、半導体発光素子であるLED23(図2参照)複数とを備える。ここでは、LED23は、所謂、ベアチップであり、例えばバンプを介して実装基板21に実装されている。なお、LEDモジュール9は、LED23がベアチップタイプであるため、LED23を封止する封止体25を備える。
As shown in FIG. 1, the
実装基板21は、ここでは、図2に示すように、円板状をしている。実装基板21は、所謂プリント基板であり、複数のLED23を所定の接続形態で接続する配線パターンを有する。実装基板21は、ガラスエポキシ材料、樹脂材料、セラミック材料等から構成される。
LED23は、所望の波長の光を発する。この際、発熱を伴う。LED23は複数あり、これらすべてにより、LEDランプ1に必要とされる光束を確保する。ここでは、複数のLED23は、行列状に配されている。なお、行中のLED23の数は、行によっては列方向に隣接する他の行中のLED23の数と異なっている。
Here, the
The
LED23は、実装基板21の配線パターンにバンプを介して実装されて電気的にも接続されていたが、例えば、LEDは、実装基板にダイボンドされ、金属ワイヤにより配線パターンと電気的に接続されてもよい。
封止体25は、LED23に水分が侵入するのを防止するためのものである。封止体25としては、例えば、樹脂材料等が利用される。LED23から発せられる光の波長を変換する必要がある場合には、波長変換材料が封止体25に利用される樹脂材料等の母材に混入される。
The
The sealing
LEDモジュール9は、基台7上に装着される。ここでは、図1に示すように、基台7の上面の凹部31に実装基板21が嵌る状態で装着される。装着は、ネジを利用する方法(螺着)、係合手段を利用する方法(係着)、接着剤を利用する方法、これらの組み合わせ等により行われる。ここでは、接着剤を利用している。
(2)基台7
図3は、第1の実施形態における基台の平面図であり、図4は、第1の実施形態における基台の正面図である。
The
(2)
FIG. 3 is a plan view of the base in the first embodiment, and FIG. 4 is a front view of the base in the first embodiment.
基台7は、図1、図3及び図4にも示すように、端壁33と周壁35とからなる。なお、基台7は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタラート)の樹脂材料が使用されている。この樹脂材料は、耐熱性に優れる。
まず、端壁33について説明する。この端壁33の表面(上面)は、上述の凹部31が形成されている上面に相当する。端壁33の表面にはLEDモジュール9を装着する装着部分が存する。端壁33は、LEDモジュール9を装着の際に保持する(移動規制する)ための凹部31を有する。また、端壁33は、図3に示すように、LEDモジュール9と点灯回路ユニット13とを接続する接続ケーブル37用の貫通孔39を2つ有する。
As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the
First, the
次に、基台7の周壁35について説明する。この周壁35には、図1及び図4に示すように、点灯回路ユニット13を固定するための固定手段が設けられている。
点灯回路ユニット13の固定は、ネジを利用する方法、接着剤を利用する方法、係合手段を利用する方法、これらを組み合わせた方法等を利用することができる。ここでは、係合手段を利用している。なお、図4では、基台7に装着された点灯回路ユニット13の様子を示すため、その回路基板61だけを破線で示している。
Next, the
The
点灯回路ユニット13の固定は、点灯回路ユニット13の回路基板61を端壁33側から支持する基板用支持部41と、回路基板61の口金3側の面に係合する基板用係合部43と、回路基板61の周縁に当接する当接部45がそれぞれ一対づつ形成されている。
周壁35には、基台7をケース5に装着するための装着手段が設けられている。装着手段は、ここでは、接着剤を利用する方法と係合手段を利用する方法との2つを用いている。なお、ここでは2つの方法を用いているが、どちらか一方でもよいし、他の方法(例えば、ネジを利用する方法)を用いてもよい。
The
The
周壁35は、その外周であって開口側(端壁33と反対側)の端縁に、径方向に張り出す鍔部47を全周に亘って有している。全周に亘る鍔部47は、図1に示すように、周壁35とケース5の間に配された接着剤85の漏れ(流下)を防ぐ。また、鍔部47は、ケース5の係合部55(図5参照)と係合し、基台7側の係合部でもある。
鍔部47には、ケース5に対して基台7が回転するのを規制するための回転規制手段49が設けられている。回転規制手段49は、ケース5の係合部55に対応する位置の左右両側に形成された一対の規制凸部49a,49bにより構成される。
The
The
一対の規制凸部49a,49bは、端壁33側(図4において上側)に突出している。一対の規制凸部49a,49b間に、ケース5の内周に形成されている係合部55が嵌るようになっている。
(3)ケース5
図5は、第1の実施形態におけるケースの縦断面図である。
The pair of restricting
(3)
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the case in the first embodiment.
ケース5は、図5に示すように、コーン状をし、開口の大きい筒部(以下、単に「大径筒部」という。)51が基台7の周壁35に被嵌する。また開口の小さい筒部(以下、単に「小径筒部」という。)53は、図1に示すような口金3が被着される。なお、大径筒部51と小径筒部53との間に、大径筒部51から小径筒部53に移るに従って細くなる傾斜筒部54がある。
As shown in FIG. 5, the
大径筒部51の内周には、基台7の周壁35に形成されている鍔部(係合部)47と係合する係合部55がケース5の中心軸を挟んで対向して一対形成されている。なお、図5は、ケース5の縦断面を示しているため、1つの係合部55だけが現れている。
小径筒部53の外周は、口金3を装着するための装着手段が設けられている。装着手段は、接着剤を利用する方法、ネジを利用する方法、かしめを利用する方法、これらを組合せた方法等により行うことができる。ここでは、口金3がネジ(エジソン)タイプであり、
口金3のシェル部71を利用したネジ方法を採用している。具体的には、小径筒部53の外周が、口金3のシェル部71と螺合するネジ部57となっている。
(4)点灯回路ユニット13
点灯回路ユニット13は、図1に示すように、回路基板61と各種の電子部品63,65とを含む。点灯回路ユニット13は、口金3を介して受電した商用電力(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。平滑された直流電力は、必要があれば、昇圧・降圧回路等により所定の電圧へと変換される。
An engaging portion 55 that engages with a flange portion (engaging portion) 47 formed on the
A mounting means for mounting the
A screw method using the
(4)
As shown in FIG. 1, the
回路基板61は、絶縁板と配線パターンと接続端子とを備える。絶縁板は、ここでは、全体として円板状をしている。
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。これらの電子部品63,65は回路基板61に実装される。なお、電子部品は、符号を付した「63」、「65」以外にも存在するが、ここでは、図面の便宜上、トランス63と電解コンデンサ65にのみ符号を付している。なお、点灯回路ユニット13と口金3とは配線ケーブルにより接続されている。
(5)口金3
口金3は、LEDランプ1を照明器具に装着するための装着手段としての機能と、照明器具のソケットから受電するための受電手段としての機能を有する。口金3は、一般電球に用いられている口金と同タイプのものが利用される。口金3は、例えばエジソンタイプ(ねじ込みタイプ)であり、シェル部71と、アイレット部73と、シェル部71とアイレット部73との絶縁性を確保するための絶縁部75とからなる。
(6)グローブ11
グローブ11は、LEDモジュール9を保護する機能を有する。このため、グローブ11は、LEDモジュール9を被覆する状態でケース5に装着される。なお、グローブ11は、透光性材料により構成されている。使用可能な透光性材料としては、例えば、ガラス材料や樹脂材料等がある。
The
Here, the rectifier circuit is constituted by a diode bridge, and the smoothing circuit is constituted by a capacitor. These
(5)
The
(6)
The
グローブ11は、例えば電球形蛍光ランプのグローブと同じAタイプである。グローブ11は、ケース5や基台7に装着されている。装着は、ねじを利用する方法、接着剤を利用する方法、係合手段を利用する方法等を用いることができる。ここでは、グローブ11の開口端部81が、基台7の周壁35とケース5との間の隙間に挿入され、接着剤85により固着されている。
3.具体的な構成について
LEDモジュール9は、青色光を出射するLED23と、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子とを利用することで白色光を出射する。波長変換材料としての蛍光体粒子は封止体25に混入されている。
The
3. Specific Configuration The
図6は、LEDランプの実装例を示す図である。
LEDランプ1は、20個のLED23を直列接続したLED群(図中の「20LED」である。)を3並列接続している。各LED23の順電圧Vfが3[V]、順電流Ifが87.5[mA]となるように点灯回路ユニット13が回路構成されている。
1つのLED群には、60[V]の電圧が印加され、約550[lm]の光束を発し、LEDモジュール9として、1650[lm]の光束を発する。このときの点灯状態は、定格点灯であり、各LEDのジャンクション温度Tjは約100[℃]となる。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of mounting an LED lamp.
The
One LED group is applied with a voltage of 60 [V], emits a luminous flux of about 550 [lm], and the
なお、LEDモジュール9に給電する電力は、LEDを複数搭載したランプに対して電力を供給し、このときのLED23の実際のジャンクション温度Tjと順電流・順電圧との関係から決定される(必要があれば、LEDの個数を変更したランプを作成し、同様の試験を行うことで電力が決定される)。
従って、LEDモジュール9を装着する基台7の温度は100[℃]以下となり、また、基台7と接続しているケース5の温度も85[℃]以下となり、ケース5として、汎用の樹脂材料を利用することができる。
The power supplied to the
Accordingly, the temperature of the
1つのLED群を構成する20個のLED23は、図2に示すように、6個、8個、6個の3列で実装され、この3列を3回繰り返すことで、60個のLED23が20直3並列で接続されている。つまり、60個のLED23は、9列に分配され、そのうち、各列が並ぶ方向(列と直交する方向)の2番目、5番目及び8番目の列が8個のLED23で構成され、他の列が6個のLED23で構成されている。
As shown in FIG. 2, the 20
LED23は、平面視において390[μm]×390[μm]の正方形で、高さが520[μm]の大きさである。各LED群の1列において6個または8個が並ぶ方向の隣接するLED23の間隔Aは、1.6[mm]であり、隣接する列の間隔Bは、2.0[mm]である(図2参照)。
図7は、実施例におけるLEDランプの回路構成図である。
The
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of the LED lamp in the embodiment.
LEDランプ1は、口金3を介して受電した電力を所定の電力に変換してLEDモジュール9に供給する。なお、受電した電力を所定電力に変換するのが点灯回路ユニット13である。
点灯回路ユニット13は、整流回路101、平滑回路103,105、電力変換回路107を備える。整流回路101は、口金3を介して受電した交流電流を直流電流に変換する。整流回路101は、4つのダイオードからなるダイオードブリッジにより構成されている。
The
The
平滑回路103は、整流された脈流を平滑化する。平滑回路103は、電解コンデンサ65により構成されている。電力変換回路107は、ここでは、降圧回路である。降圧回路は、トランス63と、スイッチング素子111、IC部113とから構成され、所謂、絶縁型フライバックコンバータである。
トランス63は、1次コイルと2次コイルとを有し、互いの巻数は、変換する電圧値により決定される。スイッチング素子111は、1次コイルに流れる電流をオン・オフするためのものであり、IC部113から信号によりオン・オフされる。なお、IC部113からの信号は、矩形信号であり、デューティ比を変えることで、1次コイルの電流を調整している。
The smoothing
The
2次コイルには、1次コイルに対応した直流電流が出力される。
平滑回路105は、2次コイルから出力された直流電流を平滑化するものであり、コンデンサ115が利用されている。
上記のトランス63の巻き数、スイッチング素子111のオン・オフのタイミングを調整することで、商用電力から、LEDモジュール9に対して、60[V]の電圧、262.5[mA]の電流を供給できる。
<第2の実施形態>
第1の実施形態では、特に、LEDランプについて説明したが、本発明は、上記LEDランプを利用した照明装置にも適用できる。
A DC current corresponding to the primary coil is output to the secondary coil.
The smoothing
By adjusting the number of turns of the
<Second Embodiment>
In the first embodiment, the LED lamp has been particularly described, but the present invention can also be applied to an illumination device using the LED lamp.
第2の実施形態では、第1の実施形態に係るLEDランプ1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8は、第2の実施形態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8に示すように、LEDランプ1と、LEDランプ1を装着して点灯・消灯をさせる照明器具203とを備える。
2nd Embodiment demonstrates the case where the
FIG. 8 is a schematic diagram of a lighting device according to the second embodiment.
The
As illustrated in FIG. 8, the
照明器具203は、例えば、天井202に取り付けられる器具本体205と、器具本体205に装着され且つLEDランプ1を覆うカバー207とを備える。カバー207は、ここでは下面が開口する開放型であり、LEDランプ1から出射された光を所定方向(ここでは下方である。)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1の口金3が取り付け(螺着)られるソケット209を備え、このソケット209を介してLEDランプ1に給電される。
The
ここでの照明器具は、一例であり、例えば、開放型のカバー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(LED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(LED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。
The lighting fixture here is an example. For example, the lighting fixture may not have the
In addition, the lighting device is a direct attachment type in which the lighting fixture is mounted in a state of being in contact with the ceiling or the wall, but it may be an embedded type in which the lighting fixture is mounted in a state of being embedded in the ceiling or the wall. Alternatively, a hanging type that is suspended from the ceiling by an electric cable of a lighting fixture may be used.
さらに、ここでは、照明器具は、装着される1つのLEDランプ1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なものであってもよい。
<変形例>
以上、本発明の構成を、第1及び第2の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、第1の実施形態に係るLEDランプや第2の実施形態に係る照明装置の部分的な構成および下記の変形例に係る構成を、適宜組み合わせてなるLEDランプや照明装置であってもよい。
Furthermore, although the lighting fixture is lighting one
<Modification>
As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated based on 1st and 2nd embodiment, this invention is not restricted to the said embodiment. For example, the LED lamp according to the first embodiment and the partial configuration of the illumination device according to the second embodiment and the configuration according to the following modification may be combined as appropriate. .
また、上記実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、LEDランプや照明装置の構成に適宜変更を加えることは可能である。
1.LEDランプ
第1の実施形態で説明したLEDランプは、口金3、ケース5及びグローブ11で外囲器を構成し、その外囲器の全体形状が電球型蛍光ランプのAタイプと同じであった。しかしながら、LEDランプは、電球型蛍光ランプの他のタイプ、例えば、Gタイプであってもよい。
In addition, the materials, numerical values, and the like described in the above embodiments are merely preferable examples, and are not limited thereto. Furthermore, it is possible to appropriately change the configuration of the LED lamp and the illumination device without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
1. LED lamp In the LED lamp described in the first embodiment, the
また、LEDランプの全体形状が電球に近い形状をしていてもよいし、電球と全く異なる形状をしていてもよい。
2.ケース
(1)材料
ケースの材料として利用できる樹脂材料としては、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、プラスチック、塩化ビニール樹脂、アクリル樹脂等がある。
(2)基台との関係
第1の実施形態では、LEDモジュール9が載置される基台7の周壁35に対して接着剤85で固定され、基台7の周壁35と直接接触していなかったが、ケースの内周面と基台の周壁とが直接するような構成であってもよい。この場合でも定常点灯中のLEDのジャンクション温度が100[℃]以下に設定されている(100[℃]以下となるような順電流が供給されている。)ので、ケースの温度も100[℃]以上になることはなく、樹脂材料によって構成することができる。
Further, the entire shape of the LED lamp may be a shape close to that of a light bulb, or may be a shape completely different from that of a light bulb.
2. Case (1) Material Examples of a resin material that can be used as a material for the case include PBT (polybutylene terephthalate), epoxy resin, silicon resin, plastic, vinyl chloride resin, and acrylic resin.
(2) Relationship with the Base In the first embodiment, the
第1の実施形態のケースは、表面積を大きくできる溝(所謂放熱フィンである。)を外周面に備えていないが、溝を有してもよい。これにより、放熱特性を向上させることができる。
(3)形状
第1の実施形態でのケース5は、大径筒部51と小径筒部53と傾斜筒部54とを有するような形状、つまり、口金3によって覆われていない部分の一部が大径筒部51で直管状をしていた。しかしながら、他の形状であってもよい。
The case of the first embodiment is not provided with a groove (so-called radiating fin) that can increase the surface area on the outer peripheral surface, but may have a groove. Thereby, the heat dissipation characteristic can be improved.
(3) Shape The
他の形状としては、口金によって覆われていない部分が、直管状をしていてもよい(この場合、大径筒部と小径筒部との間に段差部が存する。)し、傾斜状をしていてもよい(この場合、傾斜筒部のみで大径筒部が存在しない。)。
3.LEDモジュール
(1)半導体発光素子
(1−1)種類
第1の実施形態では、半導体発光素子はLED23であったが、例えば、LD(レーザダイオード)であってもよく、EL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であってもよい。この場合も、熱源となる半導体発光素子における定格点灯中のジャンクション温度がケースや基台に使用する樹脂材料が変色する温度よりも低くなるようにすればよい。
(1−2)配置
第1の実施形態では、LED23は実装基板21上に略行列状で配置されていたが、LEDの発光中の温度を100[℃]以下であれば、複数のLEDの配置の形態(以下、配置形態ともいう。)は特に限定されるものではなく、他の配置形態でもよい。他の配置形態としては、例えば、行方向と列方向とが交差する角度を90[度]以外の角度にしたような行列状、円環状や多角環状等の環状等がある。
As other shapes, the portion not covered by the base may have a straight tube shape (in this case, a stepped portion exists between the large-diameter cylindrical portion and the small-diameter cylindrical portion), and the inclined shape is formed. (In this case, there is no large-diameter cylindrical portion only with the inclined cylindrical portion).
3. LED Module (1) Kind of Semiconductor Light Emitting Element (1-1) In the first embodiment, the semiconductor light emitting element is LED 23, but it may be, for example, an LD (laser diode), or an EL element (electric luminescence element). ). In this case as well, the junction temperature during rated lighting in the semiconductor light-emitting element serving as a heat source may be set lower than the temperature at which the resin material used for the case or the base changes color.
(1-2) Arrangement In the first embodiment, the
以下、LEDを環状に配置したLEDモジュールを変形例1として説明する。なお、LEDを環状に配置することで、実装基板においてLEDが実装されている環状の内側の中央部分の温度上昇を抑制でき、実装基板下方の点灯回路ユニットへの熱負荷を削減することができる。
図9は、変形例1に係るLEDモジュールの平面図である。
Hereinafter, an LED module in which LEDs are arranged in a ring shape will be described as a first modification. In addition, by arranging the LEDs in a ring shape, it is possible to suppress the temperature rise in the center portion inside the ring on which the LEDs are mounted on the mounting board, and it is possible to reduce the thermal load on the lighting circuit unit below the mounting board. .
FIG. 9 is a plan view of an LED module according to the first modification.
LEDモジュール301は、図9に示すように、実装基板303と、複数のLED305と、封止体とを備える。図9では、LED305の配置形態を説明するために、封止体の図示を省略している。
実装基板303は、複数個、ここでは、60個のLED305を所定の接続形態で接続するための配線パターン307を有している。
As shown in FIG. 9, the
The mounting
LED305は、複数個、ここでは3個の同心円状に配されている。LED305は、各同心円上で周方向に等間隔をおいて実装され、径方向に隣接する同心円(異なる同心円)同士では同心円上に実装されるLED305の間隔が異なる。つまり、各同心円上のすべてのLED305は、周方向に18[度]の間隔(角度)で実装されている。なお、3つの同心円は、径方向に等間隔をおいた位置関係にある。
A plurality of the
実装基板303の中心側から一番目と三番目の同心円(最内周と最外周の2つの同心円である。)上に配置されているLED305は同じ径方向(一直線)上に位置し、中心側から二番目の円周(中間の同心円)上に配置されているLED305に対して、半ピッチ(9[度])分だけ周方向にずれている。
各同心円上には20個のLED305が実装され、合計で60個のLED305が実装基板303に実装されている。1つの同心円上の20個のLED305は直列接続され、この直列接続されたLED群が、径方向に隣接する他のLED群と並列接続される。これにより、第1の実施形態で説明したLEDモジュール9と同じように、20直列3並列となる。
The
Twenty
配線パターン307は、各同心円上で20個のLED305を直列接続すると共に、隣接するLED群を並列接続するための接続パターン307aと、点灯回路ユニット側と接続するための端子部307bとを有する。
(1−3)間隔
第1の実施形態及び変形例1では、隣接するLEDの間隔が一定であった(周方向では角度が一定であり、径方向には間隔が一定である。)。しかしながら、隣接するLEDの間隔は、一定でなくてもよく、一定の規則性で変化してもよいし、規則性なしで変化してもよい。
The
(1-3) Interval In the first embodiment and
以下、一定の規則性で間隔が異なる状態でLEDが実装されたLEDモジュールを変形例2として説明する。
図10は、変形例2に係るLEDモジュールの平面図である。
LEDモジュール351は、図10に示すように、実装基板353と、複数のLED355と、封止体とを備える。図10でも、LEDの間隔を説明するために、封止体の図示を省略している。
Hereinafter, an LED module in which LEDs are mounted with a constant regularity and different intervals will be described as a second modification.
FIG. 10 is a plan view of an LED module according to the second modification.
As shown in FIG. 10, the
実装基板353は、複数個、ここでも、60個のLED355を20直列3並列の接続形態で接続するための配線パターン357を有している。
LED355は、複数個、ここでも3個の同心円状に配されている。ここでは、中心に近い内側に位置する同心円から外側に位置する同心円に移るに従って、同心円上に実装されるLED355の数が多くなるような規則性を有して、各同心円上を周方向に等間隔をおいてLED355が実装されている。なお、3つの同心円は、径方向において、内側から外側へ移るに従って間隔は変化しないが、変化するようにしてもよい。
The mounting
The
具体的には、最内周の同心円359aには15個のLED355が周方向に等間隔で実装されている。中間の同心円359bには20個のLED355が周方向に等間隔で実装されている。最外周の同心円359cには25個のLED355が周方向に等間隔で実装されている。
配線パターン357は、3つの同心円に跨って、20個のLED355を直列接続すると共に、隣接するLED群を並列接続するための接続パターン357aと、点灯回路ユニット側と接続するための端子部357bとを有する。
Specifically, 15
The
上記のLEDモジュール351では、LED355を環状に配置しているので、実装基板353の中央部分の温度上昇を抑制できる。また、LED355の実装間隔を変えることで、実装基板353の温度上昇を抑制しつつLED355を多く実装することができる。
(1−4)タイプ
第1の実施形態では、LED23はベアチップタイプであったが、他のタイプでもよい。他のタイプとしては、砲弾タイプやSMDタイプ(表面実装型)がある。以下、SMDタイプのLEDを実装したLEDモジュールを変形例3として説明する。
In said
(1-4) Type In the first embodiment, the
図11は、変形例3に係るLEDモジュールの平面図である。
LEDモジュール401は、図11に示すように、実装基板403と複数のSMD405とを備える。SMD405は、実装基板403の配線パターン407にバンプを介して実装され、また電気的に接続されている。
SMD405は、ここでは、合計で12個ある。1つのSMD405は、5個のベアチップタイプのLEDを含み、封止体により封止されている。5個のLEDは直列接続されている。
FIG. 11 is a plan view of an LED module according to
As shown in FIG. 11, the
Here, there are 12
本例では、4つのSMD405を直列に接続してなる3つの直列群409a,409b,409cを並列に接続している。これにより、第1の実施形態で説明したLEDモジュール9と同じように、20直列3並列となる。
SMD405は、図11で示すように、円環状(1つの円状)に配されている。より具体的には、周方向に等間隔(同じ角度)をおいて実装基板403に実装されている。なお、配線パターン407は、複数個のSMD405を接続する接続部407aと、点灯回路ユニット側と接続するための端子部407bとを有する。
In this example, three
As shown in FIG. 11, the
ここでは、複数個のSMD405は1重の円環形状に配置されていたが、例えば、2重等の多重の円環形状(複数の同心円である。)に配置されてもよいし、第1の実施形態にように行列状に配置してもよい。さらに、複数個のSMDの実装間隔は、一定であってもよいし、一定でなくてもよい。つまり、SMDについて、変形例1や変形例2のように実装してもよい。
(2)実装基板
第1の実施形態での実装基板21は平面視において円形状をした円板状をしている。しかしながら、実装基板は、平面視において、他の形状、例えば、三角形、四角形等の多角形、楕円形状、環状等であってもよい。また、実装基板数も1個に限定するものでなく、2個以上の複数個であってもよい。
Here, the plurality of
(2) Mounting Board The mounting
さらに、実装基板21の厚みは一定であったが、部分的に厚く又は薄くしてもよい。例えば、実装基板においてLEDやSMD等(以下、「LED等」とする。)を実装する部分を厚くしてもよい。より具体的には、円環形状にLED等が実装される場合、その円周に対応する部分を厚くしてもよい。これにより、LED等を実装している部分での蓄熱を抑制することができる。
(3)封止体
第1の実施形態では、1つの封止体25はすべてのLED23を封止している。しかしながら、封止体は、LEDを封止できればよく、その形態は関係ない。例えば、1つのLEDに対して封止するようにしてもよい(LEDの数と封止体の数とが同じである。)し、全てのLEDのうち、所定数のLEDを1つの封止体により封止するようにしてもよい。
(4)その他
LEDモジュール9は、青色光を出射するLED23と、青色光を波長変換する蛍光体粒子とを利用することで白色光を出射するようにしていたが、例えば、紫外線発光の半導体発光素子と三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子とを組み合わせたものでもよい。
Furthermore, although the thickness of the mounting
(3) Sealing Body In the first embodiment, one sealing
(4) Others The
さらに、波長変換材料として半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を利用してもよい。
4.口金
第1の実施形態では,エジソンタイプの口金3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。
Further, a material containing a substance that absorbs light of a certain wavelength and emits light of a wavelength different from the absorbed light, such as a semiconductor, a metal complex, an organic dye, or a pigment, may be used as the wavelength conversion material.
4). Base In the first embodiment, the Edison-
また、上記実施形態では、口金3は、シェル部71のネジを利用してケース5のネジ部57に螺合させることで、ケース5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。
5.グローブ
第1の実施形態では、グローブ11をAタイプとしたが、他のタイプ、例えばGタイプ、Rタイプ等の形状であってもよいし、電球等の形状と全く異なるような形状であってもよい。
In the above embodiment, the
5. Globe In the first embodiment, the
第1の実施形態では、グローブの内面について特に説明しなかったが、例えば、LEDモジュール9から発せられた光を拡散させる拡散処理(例えば、シリカや白色顔料等による処理)が施されていてもよい。また、グローブは透光性材料により構成されていればよく、例えば、透明・不透明は特に関係ない。
第1の実施形態では、グローブ11は一体であった(1つのものとして製造されている)が、例えば、複数の部材を組み合わせた(接合させた)ものであってもよい。
6.基台
第1の実施形態では、基台7の端壁33は、LEDモジュール9の装着部分が薄くなっていたが、装着部分を厚くするようにしてもよいし、装着部分以外を厚くしてもよい。以下、LEDモジュール9を装着する部分が厚い基台を変形例4とし、LEDモジュールを装着する部分以外の部分が厚い基台を変形例5としてそれぞれ説明する。なお、装着部分とは、基台においてLEDモジュールと接触する部分をさす。
In the first embodiment, the inner surface of the globe has not been particularly described. For example, even though diffusion processing (for example, processing with silica, white pigment, or the like) that diffuses light emitted from the
In the first embodiment, the
6). Base In the first embodiment, the
また、第1の実施形態では、基台6におけるLEDモジュール(半導体発光素子)を実装する面は、1つの平面であったが、半導体発光素子を実装する面は、複数あってもよい。つまり、基台の外側に位置する(ケースと装着した状態で、外側に露出している)面が1つの平面内に収まらないような立体的に構成されていてもよい。以下、外側に位置する面が立体的に構成されている基台を変形例6として説明する。
(1)変形例4
図12は、変形例4に係る基台の断面図である。
In the first embodiment, the surface on which the LED module (semiconductor light emitting element) is mounted on the base 6 is a single plane, but there may be a plurality of surfaces on which the semiconductor light emitting element is mounted. That is, it may be three-dimensionally configured such that the surface located outside the base (exposed to the outside in a state of being attached to the case) does not fit in one plane. Hereinafter, a base in which the surface located outside is three-dimensionally configured will be described as a sixth modification.
(1) Modification 4
FIG. 12 is a cross-sectional view of a base according to the fourth modification.
基台451は、第1の実施形態における基台7と同様に、端壁453と周壁455とを備える。図12では、周壁455の下部の図示を省略しているが、周壁455の構成は第1の実施形態の基台7の周壁35と同じ構成であり、ここでの説明は省略する。
端壁453は、中央部分に厚肉部457を有している。厚肉部457の表面はLEDモジュール(9)を装着するための装着部分459となっている。装着部分459は、厚肉部457の中央が凹んでおり、LEDモジュール(9)のスライドが規制される。
The
The
なお、端壁453における厚肉部457の外周部分に、点灯回路ユニットとLEDモジュール(9)とを電気的に接続するリード線(図示省略)が通る貫通孔461が2つ設けられている。
このように、端壁453における装着部分459の肉厚を厚くすることで、基台(端壁453)451の包絡体積を大きくでき、放熱性を向上させることができる。
(2)変形例5
図13は、変形例5を説明する図であり、(a)は変形例5に係る基台に装着されるLEDモジュールの平面図であり、(b)は変形例5に係る基台の断面図である。
Two through
Thus, by increasing the thickness of the mounting
(2)
13A and 13B are diagrams for explaining the fifth modification, in which FIG. 13A is a plan view of the LED module mounted on the base according to the fifth modification, and FIG. 13B is a cross-section of the base according to the fifth modification. FIG.
変形例5では、図13の(a)に示すLEDモジュール471が、図13の(b)に示すように、基台473に装着される。
LEDモジュール471は、ここでは、中央に開口475を有し、平面視形状が環状をしている。具体的には、開口475は、平面視において略円形状をし、LEDモジュール471は円環状をしている。
In
Here, the
LEDモジュール471は、実装基板477、複数のLED479(図13の(b)参照)、封止体481を備える。実装基板477は、ここでは、円環状をしている。実装基板477は、その表面に配線パターンを有している。
配線パターンは、複数のLED479を所定の接続形態で接続するための接続部と、点灯回路ユニットからの配線483が接続されるための端子部485とを有する。配線パターンのうち、接続部は封止体481により覆われており、図13の(a)に示すように、端子部485のみが外部に現れている。
The
The wiring pattern has a connection part for connecting the plurality of
封止体481は、実装基板477に対して、円環状に設けられている。なお、LEDの形態、個数、接続形態は特に限定するものでない。
基台473は、第1の実施形態と同様に、端壁491を有している。端壁491は、図13の(b)に示すように、LEDモジュール471の開口475内へと張り出す張出部493を有する。張出部493は、LEDモジュール471が装着される装着部495よりも肉厚が厚くなっている。なお、張出部493には点灯回路ユニット側からの配線483が通る貫通孔497が設けられている。
The sealing
The
このように基台473におけるLEDモジュール471が装着される装着部495以外の部分の厚みを厚くすることで、包絡体積を確保して、基台473に蓄熱するのを抑制し、点灯回路ユニットへの熱負荷を低減することができる。
(3)変形例6
図14は、変形例6を説明する図であり、グローブを外した斜視図であり、図15は、変形例6に係る基台の説明図であり、図16は、LEDモジュールの展開図である。
In this way, by increasing the thickness of the portion other than the mounting
(3) Modification 6
FIG. 14 is a diagram for explaining the modification 6 and is a perspective view with the globe removed, FIG. 15 is an illustration of a base according to the modification 6, and FIG. 16 is a development view of the LED module. is there.
LEDランプ501は、図14に示すように、口金3、ケース5、基台503、LEDモジュール505、図示を省略しているグローブ、ケース5内に収容され且つ図14には現れていない点灯回路ユニットを備える。
変形例6に係るLEDランプ501の構成は、第1の実施形態に係るLEDランプ1に対して、基台503、LEDモジュール505が異なる。以下、基台503、LEDモジュール505について説明する。
As shown in FIG. 14, the
The configuration of the
基台503は、図14及び図15に示すように、LEDモジュール505を実装する実装面を複数面有している。本例では、実装面は17面ある。基台503は、図15に示すように、多角錐台状、ここでは、8角錐台に近い形状をし、その周面に実装面が形成されている。
基台503は、図15に示すように、筒状をした筒状部507と、筒状部507の上端を塞ぐ蓋部509と、筒状部507の下端から外方へと突出する外鍔部511とを備える。筒状部507は、断面形状が8角形状をしている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
As shown in FIG. 15, the
筒状部507は、8角形状の筒状部分507aと、8角錐形状の錐状部分507bとからなり、周面の合計16の面が実装面となる。
蓋部509は、上方から見たときに、8角形状をし、その中央に貫通孔513を有している。蓋部509の外面は、貫通孔513を除いた領域がLEDモジュール505(LED527)を実装する実装面となっている。
The
The
外鍔部511は、基台503をケース5に外鍔部511側から挿入した際に、ケース5の内周面と当接する。
LEDモジュール505は、図14に示すように、基台503の外周面に形成された実装面に実装される。基台503の実装面が複数面(17面)あるため、LEDモジュール505の実装基板515には、可撓性を有する、所謂、フレキシブル基板が用いられている。
The
As shown in FIG. 14, the
実装前の実装基板515は、図16に示すように、基台503を展開したときの実装面に似た形状をしている。具体的には、実装基板515は、仮想円の中心に位置する中央部517と、中央部517から周方向に間隔をおいて径方向に延出する複数個(8個)の延出部519とからなる。中央部517は、その中央に基台503の貫通孔513に対応した貫通窓517aを有する。
The mounting
実装基板515は、可撓性を有する絶縁板521と、絶縁板521の表面に形成された配線パターン523とを有する。配線パターン523は、LED527を所定の接続形態(例えば、直列、並列、直並列等である。)で接続するためのものである。
実装基板515の表面には、配線パターン523と点灯回路ユニットとを電気的に接続するためのコネクタ525と、複数個のLED527が設けられている。なお、配線パターン523と点灯回路ユニットとを接続する配線は、実装基板515の貫通窓517aと、基台503の貫通孔513とを利用して基台503の内部から引き出される。
The mounting
A
複数のLED527は、基台513の各実装面上に位置するように、実装基板515の表面に実装されている。なお、図14や図16に現れているLED527は、封止体で封止されている。
7.点灯回路ユニット
(1)回路構成
実施例での点灯回路ユニット13は、整流回路101、平滑回路103,105、電力変換回路107を備え、電力変換回路(電圧変換回路)として、降圧回路を用いた。しかしながら、電力変換回路として他の回路を用いてもよい。他の回路としては昇降圧回路、定電流回路、定電圧回路等がある。また、商用入力電圧よりも、LEDへの印加電圧が高い場合には、昇圧回路を用いることとなる。昇圧回路としては、例えばトランスを使用する回路等がある。
(2)配置
第1の実施形態では、特に説明しなかったが、基台7の端壁33の裏面と、点灯回路ユニット13の回路基板61との間隔(図1の「c」である。)は大きいほど、点灯中のLED23の熱の点灯回路ユニットへの影響が小さい。
The plurality of
7). Lighting Circuit Unit (1) Circuit Configuration The
(2) Arrangement Although not specifically described in the first embodiment, the distance between the back surface of the
1 LEDランプ
3 口金
7 基台
9 LEDモジュール
11 グローブ
13 点灯回路ユニット
23 LED
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記口金が一端に装着された筒状のケースと、
前記ケースの他端を塞ぐ基台と、
前記基台の外側に位置する面に実装された半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を覆い前記ケースの他端側に装着されたグローブと、
前記ケース内に収容され且つ前記口金を介して受電して前記半導体発光素子を点灯させる点灯回路ユニットと
を備え、
前記ケースは、樹脂材料からなり、
前記点灯回路ユニットは、定格点灯中における前記半導体発光素子のジャンクション温度が100℃となる順方向の電流値以下の電流を、前記半導体発光素子に供給する
ことを特徴とするランプ。 A base for receiving power,
A cylindrical case with the base attached to one end;
A base for closing the other end of the case;
A semiconductor light emitting device mounted on a surface located outside the base;
A glove that covers the semiconductor light emitting element and is attached to the other end of the case;
A lighting circuit unit that is housed in the case and receives power through the base and lights the semiconductor light emitting element;
The case is made of a resin material,
The lighting circuit unit supplies the semiconductor light emitting element with a current equal to or lower than a forward current value at which the junction temperature of the semiconductor light emitting element is 100 ° C. during rated lighting.
前記定格点灯中において、前記基台における前記ケースの他端部と熱的に接続する部分の温度が85℃以下である
ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。 The other end of the case is thermally connected to the base,
2. The lamp according to claim 1, wherein a temperature of a portion of the base that is thermally connected to the other end portion of the case is 85 ° C. or lower during the rated lighting.
前記ランプは、請求項1又は2に記載のランプである
ことを特徴とする照明装置。 In an illuminating device comprising a lamp and a lighting fixture that is lit by mounting the lamp,
The said lamp | ramp is a lamp | ramp of Claim 1 or 2. The illuminating device characterized by the above-mentioned.
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