JP2014232736A - ランプ装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】外部電源へのノイズ重畳が抑制可能なランプ装置および照明器具を提供する。
【解決手段】ランプ装置１は、半導体発光素子７を有する発光体２と、一対の電源入力端子が回路基板１３の一面に設けられ、スイッチング素子Ｑ１が一対の電源入力端子を結ぶ仮想線と平行である回路基板１３の中心線よりも一対の電源入力端子の反対側の領域に設けられている点灯装置３と、一対の電源入力端子に電気接続される給電部３２が配設され、点灯装置３が配設される筐体４とを具備している。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、半導体発光素子を用いたランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具に関する。

従来、フラット形のランプ装置として、ＧＸ５３形の口金を用いたランプ装置が提供されている。そして、ランプ装置には、ランプ装置から照射される光を制光体によって狭角配光にし、ダウンライトやスポットライトに適した配光としているものがある（例えば特許文献１参照。）。この従来技術のランプ装置は、一対のランプピンが設けられた環状の当接面およびこの当接面の中央側から一面側に突出した突出部を有し、この突出部の内面側にＬＥＤが実装されたモジュール基板が配置され、少なくとも他面側からＬＥＤの光が出射する扁平なランプ装置本体（筐体）を備えていて、円筒状の反射面部を有する制光体がランプ装置本体に対して他面側方向に進退可能に配設されているものである。そして、ＬＥＤを点灯する点灯装置は、ランプ装置本体と制光体の反射面部の外周面との間の環状の空間部分に収納配置されている。

この種の点灯装置の点灯回路は、交流電源から直流電源を生成するＡＣ−ＤＣ変換回路およびこのＡＣ−ＤＣ変換回路の出力電圧をスイッチング素子のスイッチング動作により調整してＬＥＤに所定の電流（電力）を供給するチョッパ回路を有して形成されるのが一般的である。そして、上記ランプ装置には、スイッチング素子とランプピンとの配置については記載されていなく、それらが接近していると、スイッチング素子のスイッチング動作によるノイズがランプピンに重畳することが危惧される。

特開２０１０−２６２７８１号公報（第５頁、第１図）

上述したように、円筒状の制光体を有するフラット形のランプ装置は、その点灯装置がランプ装置本体と制光体の反射面部の外周面との間の環状の空間部分に収納配置されるのが一般的であり、これにより、回路基板の実装面が小さくなって、スイッチング素子と点灯装置の入力部に接続されたランプピンとが接近し、スイッチング素子に発生したノイズがランプピンを介して交流電源に重畳しやすいという不具合がある。また、スイッチング素子に発生したノイズを抑制するために、点灯回路に高機能のノイズフィルタ回路を設けると、その分、点灯回路部品が増加して点灯回路部品の回路基板への実装が制約されるという問題がある。

本発明は、筒状の制光体によって配光制御を行うとともに外部電源へのノイズ重畳が抑制可能なランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。

実施形態のランプ装置は、発光体、点灯装置および筐体を具備して構成される。

発光体は、半導体発光素子を有してなる。

点灯装置は、半導体発光素子を点灯させるものであり、回路基板および点灯回路を有してなる。回路基板は、点灯回路を設けている。点灯回路は、高周波でスイッチングするスイッチング素子を有してなり、半導体発光素子を点灯させるように形成されている。また、点灯回路は、その一対の電源入力端子が回路基板の一面に設けられている。そして、スイッチング素子は、一対の電源入力端子を結ぶ仮想線と平行である回路基板の中心線よりも一対の電源入力端子の反対側の領域の回路基板の他面に設けられている。

筐体は、給電部が配設され、点灯装置が配設される。給電部には、点灯装置の一対の電源入力端子が電気接続される。

本発明によれば、点灯回路のスイッチング素子は、一対の電源入力端子を結ぶ仮想線と平行である回路基板の中心線よりも一対の電源入力端子の反対側の領域に設けられているので、スイッチング素子と一対の電源入力端子とは離間し、スイッチング素子に発生したノイズが一対の電源入力端子に重畳しにくくなり、外部の交流電源へのノイズの重畳が抑制できることが期待できる。

本発明の実施例１を示すランプ装置の概略正面図である。 同じく、ランプ装置を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図である。 同じく、ランプ装置の概略正面断面図である。 同じく、点灯装置を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図である。 同じく、点灯装置の概略回路図である。 本発明の実施例２を示す照明器具の概略斜視図である。 同じく、照明器具の一部切り欠き概略正面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態のランプ装置１は、図１ないし図５に示すように構成される。図３において、ランプ装置１は、発光体２、点灯装置３、筐体４および制光体５を備えている。

発光体２は、平板状の基板６、この基板６の一面６ａに複数個が設けられた半導体発光素子としてのＬＥＤベアチップ７およびＬＥＤベアチップ７を覆う封止樹脂８を有して形成されている。基板６は、例えばアルミニウム（Ａｌ）板からなり、略長方形状に形成されて、一面６ａに図示しない絶縁層を介してＬＥＤベアチップ７を実装し、図示しない配線パターンを形成している。ＬＥＤベアチップ７は、配線パターンにより直列接続されている。また、基板６の一面６ａには、コネクタ９が配設されており、このコネクタ９に点灯装置３の出力コード１０が接続されている。

ＬＥＤベアチップ７は、平板状の基板６の一面６ａに実装されることにより、平面状に設けられているとともに、その複数個が例えばマトリックス状に実装されている。ＬＥＤベアチップ７は、例えば青色光を放射する。そして、基板６の一面６ａには、複数個のＬＥＤベアチップ７を包囲して、例えばシリコーン樹脂の土手１１が長方形状に形成されている。この土手１１の内側に封止樹脂８が充填されて、ＬＥＤベアチップ７が埋められている。封止樹脂８の外表面は、平坦状に形成されている。

封止樹脂８は、透光性の例えばシリコーン樹脂であり、黄色蛍光体１２が混入されている。黄色蛍光体１２は、ＬＥＤベアチップ７から放射された青色光が入射されると、青色光を黄色光に波長変換する。この黄色光と、ＬＥＤベアチップ７から放射された青色光が封止樹脂８の外表面から出射し混色（混光）することにより、発光体２から白色光が放射される。封止樹脂８の外表面は、発光体２の発光面となっている。

点灯装置３は、回路基板１３およびこの回路基板１３に実装された点灯回路部品１４等により形成される点灯回路１５を有して形成されている。図４に示すように、回路基板１３は、例えばガラスエポキシ材からなり、略円形状に形成されているとともに、その中央部に切り欠き部１６ａを有する円形状の開口１６が設けられている。この開口１６周りの回路基板１３の一面１３ａに抵抗Ｒ１〜Ｒ３、コンデンサＣ１、トランスＴ１など、多種類かつ多数の電子部品等からなる点灯回路部品１４を実装している。また、回路基板１３の他面１３ｂは、点灯回路部品１４のはんだ面になっているとともに、スイッチング素子Ｑ１などの小型の面実装部品を実装している。回路基板１３に実装された点灯回路部品１４および回路基板１３に形成された図示しない配線パターンにより、点灯回路１５が形成されている。

図５に示すように、点灯回路１５は、直流電源回路１７、降圧チョッパ回路１８、電流検出回路１９および制御回路２０を有して形成されている。

直流電源回路１９は、整流器２１、コンデンサＣ１およびトランスＴ１からなるノイズフィルタ回路２２を有して形成されている。整流器２１の入力端は、ノイズフィルタ回路２２を介して一対の入力電源端子２３ａ，２３ｂに接続されている。一対の入力電源端子２３ａ，２３ｂは、商用交流電源Ｖｓに接続される。直流電源回路１９は、商用交流電源Ｖｓの交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサＣ１の両端間に出力する。

降圧チョッパ回路１８は、スイッチング素子Ｑ１、ダイオードＤ１、インダクタＬ１および平滑用コンデンサＣ２を有する既知の回路構成により形成されている。そして、スイッチング素子Ｑ１のオンオフ動作により、コンデンサＣ１の両端間に発生している直流電圧をチョッピングして、平滑用コンデンサＣ２の両端間に所定の直流電圧を出力する。スイッチング素子Ｑ１は、例えば５０〜８０ＫＨｚの高周波でスイッチングする。

電流検出回路１９は、抵抗Ｒ３を有して形成され、ＬＥＤベアチップ７に流れる電流を検出する。そして、制御回路２０は、ＬＥＤベアチップ７に所定の電流が流れるように、降圧チョッパ回路１８のスイッチング素子Ｑ１のオンオフ動作を制御する。また、制御回路２０は、外部から調光信号を入力すると、当該調光信号に応じてスイッチング素子Ｑ１のオンオフ動作を制御する。

平滑用コンデンサＣ２の両端間は、電流検出回路１９を介して出力端子２４ａ，２４ｂに接続されている。出力端子２４ａ，２４ｂは、出力コネクタ２５に設けられている。そして、出力端子２４ａ，２４ｂは、出力コード１０を介して直列接続されたＬＥＤベアチップ７のＬＥＤ回路２６に接続されている。こうして、点灯回路１５（点灯装置３）は、高周波でスイッチングするスイッチング素子Ｑ１を有してなり、ＬＥＤベアチップ７を点灯するように形成されている。

図４において、一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂは、回路基板１３に一面１３ａの周縁側に互いに隣り合うように設けられている。例えば、回路基板１３の中心１３ｃに対して例えば４５°の回転位置に配設されている。電源入力端子２３ａ，２３ｂは、それぞれリード線２７により後述するランプピン３２，３２に接続されている。また、出力端子２４ａ，２４ｂを有する出力コネクタ２５は、電源入力端子２３ａ，２３ｂの近辺の回路基板１３の一面１３ａに実装されている。

そして、スイッチング素子Ｑ１は、一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂを結ぶ仮想線Ａと平行であって、回路基板１３の中心１３ｃを通る中心線Ｂよりも一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂの反対側の領域（図中の斜線部分）に設けられている。スイッチング素子Ｑ１は、図４（ｂ）に示すように、回路基板１３の他面１３ｂの前記領域に実装されている。なお、スイッチング素子Ｑ１は、回路基板１３の前記領域に設けられていれば、回路基板１３の一面１３ａ又は他面１３ｂのどちらに実装されていてもよい。

図３において、筐体４は、合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂により略円筒状に形成され、一端側４ａにＧＸ５３形の口金としての口金部２８および他端側４ｂに開口部２９がそれぞれ設けられている。口金部２８は、天板部３０を有している。この天板部３０の上面３０ａには、その中央部に外方に突出する円筒状の突出部３１と、この突出部３１に隣接する給電部としての一対のランプピン３２，３２（図３中、一方のみを示す。）が配設されている。

また、天板部３０の下面３０ｂには、その中央部に上面３０ａに連通するとともに下方に小さく突出する筒状の突出体３３が配設されている。この突出体３３は、回路基板１３の円形状の開口１６よりも若干小さい円柱状の貫通孔を有する円柱状部３３ａと、切り欠き部１６ａよりも小さい略四角柱状の貫通孔を有する図示しない四角柱状部に形成されている。

突出部３１の上面には、例えばアルミダイキャストによって成型された蓋部３４が取り付けられている。蓋部３４は、その内面３４ｂ側に肉厚であって直方体形状の取付部３５が突出形成されている。この取付部３５に図示しない絶縁板を介して発光体２が図示しないねじにより取り付けられている。

そして、突出部３１から蓋部３４の外周縁に向かって略直方体の固定部３６が形成されている。この固定部３６の先端には、キー部３７が設けられている。また、固定部３６には、ねじ孔３８が設けられている。固定部３６は、図２（ａ）に示すように、蓋部３４の中心３４ｃに対して１２０°間隔で３個形成されている。

図３に示すように、天板部３０の上面３０ａには、段付きの貫通孔３９を有する円柱状のダボ４０が固定部３６に当接するように突出形成されている。そして、天板部３０の下面３０ｂから貫通孔３９に挿入されたねじ４１が固定部３６のねじ孔３８に螺着されている。これにより、蓋体３４は、突出部３１に取り付けられている。突出部３１は、固定部３６に対応する部位が切り欠きされている。

そして、蓋体３４は、突出部３１の外周面よりも当該外周面の法線方向に若干突出し、さらにキー部３７が突出している。蓋体３４は、突出部３１を略密閉する。キー部３７は、ランプ装置１が取り付けられるソケットのキー溝に挿入されて取り付けられる。

こうして、蓋体３４が突出部３１に取り付けられることにより、蓋体３４に取り付けられている発光体２が突出部３１に収容される。なお、蓋体３４の上面３４ａには、図示しない放熱シートが配設される。蓋体３４のねじ孔３８は、放熱シートにより、上面３４ａ側が閉じられる。

給電部としての一対のランプピン３２，３２は、例えば黄銅からなり、その頂部側が略半球状に形成された略円筒状に形成され、突出部３１に隣接するとともに、天板部３０の上面３０ａから上方に突出するように設けられている。そして、ランプピン３２，３２は、点灯装置３の回路基板１３に設けられた電源入力端子２３ａ，２３ｂに対応して設けられ、点灯装置３が筐体４内に配設されたときに、電源入力端子２３ａ，２３ｂの近傍に位置する部位に設けられている。

天板部３０の下面３０ｂには、下方に小さい突出長で突出する貫通孔を有するダボ４２が一対形成されている。このダボ４２にランプピン３２が圧入されて取り付けられている。ランプピン３２は、電源入力端子２３ａ，２３ｂに接続されているリード線２７を挿通して、その頂部側でリード線２７をはんだ付けしている。こうして、一対のランプピン３２，３２は、点灯装置３の一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂに電気接続されている。点灯装置３は、筐体４内において、口金部２８および開口部２９の中間に配設されている。

そして、開口部２９には、保護カバー４３が取り付けられている。保護カバー４３は、透光性を有する例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂にて成型されている。その外面４３ａは、平面であって円形状に形成されている。その内面４３ｂには、開口部２９の内面２９ｂに沿う突出体４４が断続的に複数設けられている。その突出体４４には、係止爪４５が設けられたものがあり、係止爪４５が開口部２９の内面２９ｂに形成された係止溝４６に係止される。これにより、保護カバー４３は、筐体４の開口部２９に取り付けられている。そして、保護カバー４３は、筐体４内をほぼ閉塞するように取り付けられている。

そして、保護カバー４３の外面４３ａの周縁側には、直方体状の指掛け部４７，４７が突出形成されている。図２（ｂ）に示すように、指掛け部４７，４７は、１８０°回転対称に設けられている。また、外面４３ａの周縁側には、照明器具への装着位置を表示する三角形のマーク４８が設けられている。

そして、図１に示すように、筐体４の口金部２８側の外周面には、三角形状の凹部４９が一定の間隔で形成されている。

図３において、制光体５は、例えばアルミダイキャストにより成型され、一端側５ａから他端側５ｂに向かうにつれ連続的にかつ段階的に拡開する円錐台状の筒状であって、他端側５ｂに円形状のフランジ部５０を形成している。制光体５は、一端側５ａに円形状の一端側開口５１、他端側５ｂに円形状の他端側開口５２を有し、その内面５ｄは反射面に形成されている。

制光体５は、一端側５ａが点灯装置３の回路基板１３の開口１６を挿通するとともに、筐体４の突出体３３に挿入されている。そして、保護カバー４３が筐体４の開口部２９に取り付けられることにより、一端側開口５１が発光体２に正対するように向かい、他端側開口５２が開口部２９に位置し、フランジ部５０が保護カバー４３の内面４３ｂに接している。

回路基板１３は、その開口１６の周縁側が制光体５の外面５ｃおよび筐体４の突出体３３に挟まれて、図３中上下方向の移動が規制される。また、回路基板１３は、その開口１６の切り欠き部１６ａに突出体３３の図示しない四角柱状部が挿入されていて、これにより、周方向への回転が規制されている。こうして、点灯装置３および制光体５は、筐体４に収容、配設されている。

次に、本発明の実施例１の作用について述べる。

筐体４の突出部３１が図示しないソケット装置の挿通孔に挿入され、一対のランプピン３２，３２がソケット装置の接続孔に挿入されて、筐体４が回動されることにより、一対のランプピン３２，３２がソケット装置の一対の受金に電気接続される。これにより、点灯装置３は、ソケット装置を介して外部電源が供給可能となる。

なお、突出部３１をソケット装置の挿通孔に挿入するときに、保護カバー４３のマーク４８が照明器具またはソケット装置に設けられる位置合わせマークに合わされる。そして、蓋体３４のキー部３７は、突出部３１がソケット装置の挿通孔に挿入されたときに、ソケット装置のキー溝に挿入され、筐体４が回動されたときに、キー溝に固定される。

外部電源が投入されると、点灯装置３に一対のランプピン３２，３２およびリード線２７，２７を介して外部電源の交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）が入力する。点灯装置３は、スイッチング素子Ｑ１が高周波例えば５０〜８０ＫＨｚでスイッチングするなど、その点灯回路１５が動作して、出力コード線１０を介して発光体２に定電流を供給する。これにより、ＬＥＤベアチップ７は、点灯し、発光体２から白色光が放射される。当該放射光は、制光体５により狭角配光に制御されて、保護カバー４３を通過して出射する。出射光は、外方の被照射面や被照射物などを狭角配光で照明する。

点灯装置３の点灯回路１５のスイッチング素子Ｑ１が高周波でスイッチング動作（オンオフ動作）をすると、高周波ノイズが発生する。このノイズは、点灯回路１５のノイズフィルタ回路２２で吸収される。また、スイッチング素子Ｑ１は、一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂを結ぶ仮想線Ａと平行である回路基板１３の中心線Ｂよりも一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂの反対側の領域に設けられていて、一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂとは離間しているので、スイッチング素子Ｑ１のスイッチング動作によって発生したノイズが一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂおよびリード線２７，２７を介してランプピン３２，３２に伝播しにくくなる。すなわち、商用交流電源Ｖｓの交流電圧に点灯装置３からのノイズが重畳することが抑制される。

上述したように、本実施形態のランプ装置１は、点灯装置３のスイッチング素子Ｑ１が一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂを結ぶ仮想線Ａと平行である回路基板１３の中心線Ｂよりも一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂの反対側の領域に設けられているので、スイッチング素子Ｑ１と一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂとは離間し、スイッチング素子Ｑ１に発生したノイズが一対の電源入力端子２３ａ，２３ｂに重畳しにくくなり、外部の交流電源Ｖｓへのノイズの重畳が抑制できるという効果を有する。

また、点灯回路１５のノイズフィルタ回路２２を簡素な構成にすることができ、開口１６が設けられることにより実装面積が小さくなっている回路基板１３に設計裕度を持って点灯回路部品１４を実装することができるとともに、点灯装置３を安価に形成することができるという効果を有する。

なお、本実施形態において、発光体２は、基板６を用いて形成したが、基板６を用いずに、ＬＥＤベアチップ７を蓋体３４の取付部３５に設けるようにして形成してもよい。この場合、蓋体３４は、金属であるので、取付部３５に絶縁層が形成され、この絶縁層上にＬＥＤベアチップ７などが実装される。

また、制光体５は、一端側５ａから他端側５ｂに向かうにつれ拡開するように形成したが、略円筒状など、筒状に形成されていればよいものである。また、その一部に切り欠きが設けられていてもよい。

そして、筐体４は、その口金部２８にランプピン３２，３２の他に調光ピンを設けてもよく、この調光ピンを点灯回路１５の制御回路２０に接続して、発光体２のＬＥＤベアチップ７を調光点灯させるように形成してもよい。

図６および図７は、本発明の実施例２を示す照明器具であり、図６は概略斜視図、図７は一部切り欠き概略正面図である。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図６および図７に示す照明器具５３は、天井等に埋設されるダウンライトである。図７において、照明器具５３は、ソケットとしてのソケット装置５４を有する器具本体５５および図１に示すランプ装置１を具備して構成されている。

器具本体５５は、アルミダイキャストによって成型され、下端側５５ａに開口部５６および外方に突出する環状のフランジ部５７を有し、上端側５５ｂに上端側５５ｂを閉塞するとともに平坦状に形成された上板部５８を有する略円筒状の箱体に形成されている。また、器具本体５５の外面５５ｃには、複数の放熱フィンを兼ねる補強片５９，６０などが形成されている。さらに、外面５５ｃの下端側５５ａには、フランジ部５７との間で天井等を挟持する一対の取付けばね６１，６１が設けられている。そして、器具本体５５の内面５５ｄは、例えば白色塗装により反射面に形成されている。

上板部５８の外面には、天板６２がねじ６３等により取り付けられている。天板６２は、図６に示すように、その下面６２ａに端子台６４を取り付けている。端子台６４には、外部電源からの図示しない電源線およびソケット装置５４に接続される図示しないリード線がそれぞれ接続されている。そして、器具本体５５の内面５５ｄには、ランプ装置１のマーク４８と位置合わせをするための三角形の位置合わせマーク６５が設けられている。

図７に示すように、上板部５８の内面には、ソケット装置５４が図示しないねじにより取り付けられている。ソケット装置５４は、ＧＸ５３形の口金である筐体４の口金部２８を装着する周知の構成で形成されている。そして、ソケット装置５４にランプ装置１が装着されている。ランプ装置１は、その筐体４の突出部３１（図示しない。）がソケット装置５４の図示しない挿通孔に挿入され、その一対のランプピン３２，３２（図示しない。）がソケット装置５４の図示しない一対の接続孔に挿入された後、回動されることにより、ソケット装置５４に固定されるとともに、一対のランプピン３２，３２がソケット装置５４の図示しない一対の受金に電気接続している。

照明器具５３は、端子台６４に外部電源が供給されると、ランプ装置１のＬＥＤベアチップ７（図示しない。）が点灯して発光体２（図示しない。）から白色光が放射され、当該白色光が保護カバー４３を透過する。白色光は、器具本体５５の開口部５６から外方に出射され、被照射面例えば床面を照明する。

ランプ装置１は、薄形であり、狭角配光の放射光を放射するので、照明器具５３は、天井等に埋設される奥行き側を小さく形成することができるとともに、ダウンライトとして適合し、被照射面例えば床面を狭角配光で照明できるという効果を有する。

１…ランプ装置、２…発光体、３…点灯装置、４…筐体、５…制光体、７…半導体発光素子としてのＬＥＤベアチップ、１３…回路基板、１５…点灯回路、２３ａ，２３ｂ…電源入力端子、口金部…２８、２９…開口部、３１…突出部、３２…給電部としてのランプピン、５３…照明器具、５４…ソケット、５５…器具本体、Ｑ１…スイッチング素子

Claims (2)

1. 半導体発光素子を有する発光体と；
   回路基板と、高周波でスイッチングするスイッチング素子を含み、前記半導体発光素子を点灯させる直流電圧を出力するように形成されて前記回路基板に実装された点灯回路と、前記回路基板の一面に設けられた一対の電源入力端子と、前記回路基板の一面に設けられ、前記半導体発光素子に電気接続される一対の出力端子とを有してなり、前記スイッチング素子が前記一対の電源入力端子を結ぶ仮想線と平行である前記回路基板の中心線よりも前記一対の電源入力端子の反対側の領域の他面に設けられ、前記一対の出力端子が前記回路基板の前記中心線よりも前記一対の電源入力端子の領域に設けられている点灯装置と；
   この点灯装置の一対の電源入力端子に電気接続される一対の給電部が配設されて前記点灯装置が配設される筐体と；
   を具備していることを特徴とするランプ装置。
2. 請求項１記載のランプ装置と；
   このランプ装置の口金部が接続されるソケットを有する器具本体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
   

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