JP2015046242A

JP2015046242A - ランプ

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Publication number: JP2015046242A
Application number: JP2013175382A
Authority: JP
Inventors: 健太渡邉; Kenta Watanabe; 淳志元家; Atsushi Motoie; 吉典覚野; Yoshinori Kakuno; 田村　哲志; Tetsushi Tamura; 哲志田村; 泰成富吉; Yasunari Tomiyoshi
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-08-27
Filing date: 2013-08-27
Publication date: 2015-03-12
Anticipated expiration: 2033-08-27
Also published as: JP6191910B2

Abstract

【課題】従来よりも良好な放熱特性を有するランプの提供を目的とする。【解決手段】発光モジュール５０を配置するベース４０と、点灯回路ユニット３０と、点灯回路ユニット３０を収納する筐体１０と、ＬＥＤ５２と熱結合させた放熱フィン４４を有するランプ１とする。各放熱フィン４４の間隙４５には外気を流通させる。ＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄの間に貫通口５５Ａ〜５５Ｄを存在させる。ベース４０に外気を筐体１０まで取り込むスリット４３Ａ〜４３Ｄを形成する。【選択図】図７

Description

本発明はＬＥＤ（Light Emitting Device）等の半導体発光素子を用いたランプに関する。

近年、省電力性に優れるランプとして、ＬＥＤ等の半導体発光素子を光源に用いたランプが普及している（例えば、特許文献１）。
特許文献１に開示されたランプ１１００を図１２の一部断面図に示す。ランプ１１００は、ＬＥＤを有する発光モジュール１１１０と、点灯回路ユニット１１２０と、点灯回路ユニット１１２０を収容する円筒状の筐体１１３０とを備える。筐体１１３０の外周面には、複数の板状の放熱フィン１１４０がランプ１１００の軸周りに放射状に設けられる。発光モジュール１１１０と点灯回路ユニット１１２０とは筐体１１３０に対して熱結合するように配置される。筐体１１３０の端部には口金１１５０が形成される。

通常、ランプ１１００は造営材の天井に設けられた照明用器具のソケットに口金１１５０を装着し、主出射方向を鉛直方向（図１２の紙面下方）に向けて取り付けられる。ランプ１１００の点灯時には、発光モジュール１１１０と点灯回路ユニット１１２０との各駆動により生じた熱でランプ１１００の周囲の空気が温められる。これにより、ランプ１１００の周囲には上方に向かう空気の流れが発生する。この空気は隣り合う放熱フィン１１４０の間隙を流れる。これにより各放熱フィン１１４０の熱が外気に放熱される。放熱フィン１１４０は空気の整流作用がある。このため放熱手段として放熱フィン１１４０を用いると、放熱フィン１１４０の間隙に新たな空気をスムーズに送り込み、放熱後の空気を速やかに排気できる。

特開２０１１−２５８３７２号公報

上記のような半導体発光素子を用いたランプの長寿命化を図るためには、半導体発光素子と点灯回路ユニットとの各駆動により生じた熱をさらに効率よく放熱することが重要である。このため、ランプが良好な放熱特性を有することが望まれている。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、従来よりも良好な放熱特性を有するランプの提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一態様に係るランプは、基板と、前記基板に実装された複数の半導体発光素子と、板状であって、第一主面の一部領域に前記基板が配置されたベースと、前記ベースの第二主面に配置された筐体と、前記筐体内に収納され、前記各半導体発光素子を点灯させる点灯回路ユニットと、前記ベースの第二主面において、前記筐体と干渉しない位置に立設された複数の放熱フィンとを備え、前記ベースには、第一主面の前記一部領域を除く領域から前記筐体の一部を第一主面側に外部露出させるスリットが存在し、外部から前記スリットを経て前記筐体に至る外気の流通路を有する構成とする。

また、本発明の別の態様では、複数の前記半導体発光素子が複数のグループに分けられ、前記基板には隣り合ういずれかの前記グループ間において、前記ベースのスリットに外気を流通可能な貫通口が存在する構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記基板は前記ベースの第一主面に間隔をおいて配置された複数のサブ基板を有し、前記各グループは前記各サブ基板と一対一に対応して前記各サブ基板上に実装され、前記貫通口は隣り合う前記各サブ基板間に存在する構成とすることもできる。

また、本発明の別の態様では、前記筐体は前記ベース側に突設された複数のリブを有し、前記各リブの頂部が前記ベースに接合され、前記各リブ間には前記各放熱フィンの間隙と連通する空間が存在し、前記スリットは、前記貫通口とともに前記空間と連通している構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、複数のサブカバーを有する透光性カバーを有し、前記各サブカバーは、それぞれ前記各サブ基板を被覆するように配置されている構成とすることもできる。

また、本発明の別の態様では、前記ベースの第二主面において、前記筐体は前記ベースの周縁より内方に配置され、前記各放熱フィンは前記筐体の外周を囲繞するように配置されている構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記各半導体発光素子は、前記ベースの第一主面に沿った平面上における一の点に対して点対称の位置に配置されている構成とすることもできる。

また、本発明の別の態様では、前記ベースの第一主面は円形であり、前記スリットは前記一の点を中心として放射状に複数形成されている構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記各放熱フィンは前記ベースの第二主面の内側から周縁に向けて放射状に形成されている構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記複数のスリットは、前記一の点を通り且つ直線状に連通する一対のスリットを含む構成とすることもできる。

また、本発明の別の態様では、前記ベースは金属部材を用いて構成され、前記筐体は電気絶縁性部材を用いて構成される構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記ベースと前記筐体とが電気絶縁部材を用いて一体に構成されている構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様では、前記点灯回路ユニットを複数有し、複数の前記半導体発光素子が複数の素子群に分けられ、前記各点灯回路ユニットは前記各素子群と一対一に対応して、前記各素子群中の前記各半導体発光素子と電気接続されている構成とすることもできる。

また、本発明の別の態様では、前記筐体は、外部より前記点灯回路ユニットを介して前記各半導体発光素子に給電するための口金を有する構成とすることもできる。

本発明の一態様に係るランプでは、各半導体発光素子の駆動により生じた熱がベースを介して各放熱フィンに伝熱される。各放熱フィンの熱は、各放熱フィンの間隙を流通する外気に放熱される。一方、点灯回路ユニットの駆動により生じた熱は筐体に伝熱される。ここで筐体の一部がベースに存在するスリットを通じてベースの第一主面側に外部露出されている。従って、筐体の熱はスリットを介して外部から取り込まれた外気に放熱される。

このように本発明の一態様に係るランプでは、半導体発光素子と点灯回路ユニットの各熱を互いに異なる流通路を通る外気に対して放熱させる。よって、半導体発光素子と点灯回路ユニットとをそれぞれ効率よく放熱できる。
またランプを傾斜して配置する場合には、ベースの第一主面を斜め下方向に向け、スリットの長手方向を水平方向に対して傾斜させると、スリットの長手方向に沿って上昇気流の外気をスリットから筐体まで良好に送り込むことができる。これにより筐体内の点灯回路ユニットを効率よく放熱できる。

結果として、従来よりも良好な放熱特性を有するランプを提供することができる。

実施の形態１のランプ１の斜め上方から見た外観構成図実施の形態１のランプ１の斜め下方から見た外観構成図ランプ１の内部構成を示す分解図斜め上方から見たベース４０と発光モジュール５０との外観構成図ベース４０の斜め下方から見た外観構成図比較例ランプの課題を説明するための模式図ランプ１で奏される効果を説明するための模式断面図ランプ１で奏される効果を説明するための模式図実施の形態２の発光モジュール５０と筐体１０Ａの外観構成図実施の形態３の発光モジュール５０Ｂの構成を示す正面図実施の形態４の発光モジュール５０Ｃの構成を示す正面図従来のランプ１１００の外観構成図

＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１に係るランプについて、図面を用いて説明する。
（ランプ１の構成）
図１と図２に示すように、ランプ１は電球形としている。
図３に示すように、ランプ１は、筐体１０と、弾性部材２０と、点灯回路ユニット３０と、ベース４０と、放熱フィン４４と、発光モジュール５０と、透光性カバー６０とを備えている。ランプ１は、筐体１０の口金１１を装着可能な照明用器具のソケットに装着して使用できる。

次にランプ１をその構成要素毎に説明する。
［筐体１０］
図３に示すように、筐体１０は、口金１１と、回路収納部１２と、蓋１３とを備える。筐体１０は全体として円筒状である。
口金１１はランプ１を照明用器具のソケットに接続するための部品である。また、口金１１は外部の商用電源の交流電力を点灯回路ユニット３０に給電する。口金１１は雄ねじ状のシェル１１１と、シェル１１１に対して電気絶縁が図られたアイレット１１２とを備える。シェル１１１とアイレット１１２とはそれぞれ金属材料等の導電性部材で構成される。口金１１の形状は照明用器具のソケットの規格に合わせ、例えばＥ２６規格やＥ３９規格とすることができる。

回路収納部１２は点灯回路ユニット３０を内部に収納する。回路収納部１２は円筒体である。回路収納部１２の内部には不図示のリブが複数立設されている。この各リブの間に点灯回路ユニット３０の基板３１が挟設される。これにより点灯回路ユニット３０と回路収納部１２とが熱結合される。回路収納部１２の外周には蓋１３の係合ツメ１３４と係合可能な係合孔１２０が設けられる。口金１１は回路収納部１２の長手方向一端に配置されている。

蓋１３は回路収納部１２の長手方向他端に装着される。これにより蓋１３は回路収納部１２の内部を封止する。蓋１３は、円盤状の基台１３０と、複数のリブ１３１とを有する。
各リブ１３１は、蓋１３の表面に立設される。これにより各リブ１３１は筐体１０においてベース４０側に突設される。具体的に各リブ１３１は、基台１３０の表面の周縁に沿って立設される。隣り合うリブ１３１の間には間隙１３２が存在する。これによりランプ１では、蓋１３とベース４０との間において、間隙１３２を介し、放熱フィン４４の間隙４５と連通する空間Ｐが存在するように図られる。基台１３０の中央には、点灯回路ユニット３０の配線３３を外部露出させる挿通孔１３３が設けられる。基台１３０の周囲には回路収納部１２の係合孔１２０と係合される係合ツメ１３４が延設される。蓋１３は、係合ツメ１３４と係合孔１２０とを用いて回路収納部１２に装着される。これにより回路収納部１２と蓋１３とが熱結合する。

リブ１３１はベース４０に筐体１０を接合する部位である。ベース４０と対向するリブ１３１の頂部には接着部材が配設される。この接着部材によりリブ１３１とベース４０の第二主面４０Ｙ（図３参照）とが接合される。接着部材としては公知のものを使用できる。低熱伝導性の接着部材を用いると、筐体１０とベース４０との間における伝熱を抑制できる。或いはネジ止めの方法を利用してリブ１３１とベース４０とを連結してもよい。

回路収納部１２と蓋１３とは、いずれも樹脂材料等の電気絶縁性部材で構成される。
［弾性部材２０］
弾性部材２０は口金１１を照明用器具のソケットに装着した際、口金１１周辺を覆う。これにより口金１１周辺に外部から水分やゴミ等が付着するのを防止する。弾性部材２０は柔軟な環状部材である。弾性部材２０は一例として柔軟な樹脂材料やエラストマー材料等で構成される。弾性部材２０は筐体１０の外周に装着される。ランプ１において、弾性部材２０は回路収納部１２の外周の全周にわたり、密に装着される。

［点灯回路ユニット３０］
点灯回路ユニット３０は、口金１１を通じて外部より供給される交流電力を直流電力に変換する。さらに点灯回路ユニット３０は、直流電力を発光モジュール５０の各ＬＥＤ５２に供給して点灯させる。図３に示すように、点灯回路ユニット３０は、基板３１と、基板３１に実装された複数の電子部品３２と、基板３１に接続された複数の配線３３とを有する。

電子部品３２には電解コンデンサ等の素子が含まれる。
各配線３３は一端にコネクタ３３Ａを有する。コネクタ３３Ａは発光モジュール５０のソケット５３（図４参照）と接続される。コネクタ３３Ａがソケット５３と接続されることで、各配線３３を介し、点灯回路ユニット３０が各ＬＥＤ５２と電気接続される。さらに点灯回路ユニット３０は基板３１に接続された不図示の配線を有する。この配線は、口金１１のシェル１１１とアイレット１１２とにそれぞれ電気接続される。

［ベース４０］
ベース４０は発光モジュール５０が配置される部品である。また、ベース４０は発光モジュール５０のＬＥＤ５２で生じた熱を放熱フィン４４に伝熱する。図４と図５とに示すように、ベース４０は、平板部４１ａ〜４１ｄと、区画壁４２ａ〜４２ｄと、リブ４２ｅとを備える。ベース４０は一例として良好な熱伝導性材料、例えばアルミニウムやアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属材料を用いて構成される。

平板部４１ａ〜４１ｄは、それぞれ平面視すると中心角が９０°の同一サイズの扇形に形成される。各平板部４１ａ〜４１ｄは同一平面上において、互いに一定の間隔をおき、且つ、対称的な位置に配置される。このような平板部４１ａ〜４１ｄによって、第一主面４０Ｘと第二主面４０Ｙとを有する板状のベース４０が構成される。第一主面４０Ｘと第二主面４０Ｙとは全体的な形状がともに円形である。

図５に示すように、平板部４１ａ〜４１ｄには配線３３を挿通するための挿通孔４６ａ〜４６ｄが設けられている。
区画壁４２ａ〜４２ｄは、ベース４０の第一主面４０Ｘにおいて、平板部４１ａ〜４１ｄの直線状の２辺に沿って立設される。リブ４２ｅは区画壁４２ａ〜４２ｄと連続するように、平板部４１ａ〜４１ｄの各円弧状の一辺に沿って立設される。区画壁４２ａ〜４２ｄとリブ４２ｅとによって、第一主面４０Ｘにおける平板部４１ａ〜４１ｄの各内側領域が囲繞される。

ここでベース４０の特徴として、平板部４１ａ〜４１ｄの間には、互いに連通するスリット４３Ａ〜４３Ｄが存在する。スリット４３Ａ〜４３Ｄは、同順に隣接する平板部の４１ａと４１ｂ、４１ｂと４１ｃ、４１ｃと４１ｄ、４１ｄと４１ａの各間をそれぞれ分断する。ベース４０において、スリット４３Ａ〜４３Ｄは互いに十字状に連通している。スリット４３Ａ〜４３Ｄは、発光モジュール５０の貫通口５５Ａ〜５５Ｄを介して筐体１０の一部（具体的には基台１３０の表面）を外部露出させるように設けられる（図１、図３参照）。スリット４３Ａ〜４３Ｄは外気を筐体１０の周りに送り込む流通路の一部として機能する。

尚、スリット４３Ａ〜４３Ｄの各幅は適宜個別に調整することが可能である。スリット４３Ａ〜４３Ｄの各幅としては、外気の取込効率と発光モジュール５０の面積確保とを両立できる範囲とするのが望ましい。例えば、平面視した際のベース４０の外径が２０ｃｍ以下の場合、その外径の１／５〜１／１０程度とすることができる。
［放熱フィン４４］
放熱フィン４４は、主としてＬＥＤ５２の駆動により生じた熱を外気に放熱する。一例として、放熱フィン４４はベース４０と一体的に構成される。すなわち、放熱フィン４４はベース４０の第二主面４０Ｙに対し、外気に接するように互いに間隔をおいて複数立設されている。図５に示すように、各放熱フィン４４は板体であって、第二主面４０Ｙの表面に垂直な方向（ランプ軸方向）の長さを高さＨとする。また各放熱フィン４４は、その両主面と平行且つ第二主面４０Ｙの表面に沿った方向の長さを幅Ｗとする。さらに各放熱フィン４４は、両主面間の距離を厚みＤとする。具体的に各放熱フィン４４は、互いに間隙４５をおき、第二主面４０Ｙの内側（ここでは第二主面４０Ｙに沿った面の中心）から周縁に向けて放射状に立設される。間隙４５は、スリット４３Ａ〜４３Ｄと貫通口５５Ａ〜５５Ｄとに連通している。

尚、第二主面４０Ｙには筐体１０がベース４０の周縁よりも内方の領域Ａ（図５参照）に配置される。このとき放熱フィン４４は、ベース４０上の筐体１０と干渉しない位置において、筐体１０の外周を囲繞するように立設される。このように放熱フィン４４と筐体１０とを離間させるのは、各放熱フィン４４と筐体１０との間における伝熱経路の形成を抑制するための工夫である。また、放熱フィン４４と筐体１０とをともに第二主面４０Ｙ上に配置することで、ランプ１の包絡体積を比較的コンパクトに設計できる。

尚、放熱フィン４４の幅Ｗを比較的短く確保するか、放熱フィン４４の厚みＤを比較的薄くしてもよい。これらのいずれかの工夫を行うことにより間隙４５が広がり、ランプ１の周囲に存在する外気を間隙４５に豊富に取り込むことができる。
［発光モジュール５０］
図３と図４とに示すように、発光モジュール５０は、基板５１と、ＬＥＤ５２と、ソケット５３とを有する。

基板５１にはＬＥＤ５２が配置される。基板５１は互いに離間して配置された４つのサブ基板５１ａ〜５１ｄを有してなる。
サブ基板５１ａ〜５１ｄは、金属基板と、金属基板に積層された絶縁層と、絶縁層上に形成された配線パターン（ともに不図示）とを有してなる。サブ基板５１ａ〜５１ｄの平面形状は、ベース４０の平板部４１ａ〜４１ｄの形状に合わせて扇形である。金属基板はＬＥＤ５２の駆動で生じた熱をベース４０側に伝熱する。絶縁層は金属基板と配線パターンとを絶縁する。サブ基板５１ａ〜５１ｄは厚み方向に貫通するねじ孔（不図示）を有する。

サブ基板５１ａ〜５１ｄの上面５１Ｘには各ＬＥＤ５２が実装される。サブ基板５１ａ〜５１ｄの下面５１Ｙはベース４０の第一主面４０Ｘの一部領域（具体的には平板部４１ａ〜４１ｄの表面）に密着するように配置される。サブ基板５１ａ〜５１ｄは、各々のねじ孔に挿通させたねじを平板部４１ａ〜４１ｄに螺合させることにより、平板部４１ａ〜４１ｄに対して固定される。

ＬＥＤ５２はランプ１の光源である。ＬＥＤ５２はＳＭＤ（Surface Mount Device）型である。ＬＥＤ５２は半導体発光素子の一例である。ＬＥＤ５２は素子本体と、素子本体を取り囲む擂鉢状の反射部材と、反射部材の内部に充填された封止体とを有する。
ランプ１では、複数のＬＥＤ５２を用いている。各ＬＥＤ５２は複数のグループ（ＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄ）に分けられ、各サブ基板５１ａ〜５１ｄ上に実装されている。具体例として発光モジュール５０では、合計４８個のＬＥＤ５２が、それぞれ１２個ずつのＬＥＤ５２を含む４つのＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄに分けられている。各ＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄは各サブ基板５１ａ〜５１ｄに対し、一対一に対応してサブ基板５１ａ〜５１ｄの各配線パターンに実装されている。

サブ基板５１ａ〜５１ｄは、ベース４０の第一主面４０Ｘに対し、互いに間隔をおいて配置される。これにより基板５１には、５４ａ〜５４ｄのうち、隣り合うＬＥＤグループ間において、ベース４０のスリット４３Ａ〜４３Ｄに外気を流通可能な貫通口５５Ａ〜５５Ｄが存在する。具体的には、隣り合う各サブ基板５１ａ〜５１ｄ間に貫通口５５Ａ〜５５Ｄが存在する（図３参照）。貫通口５５Ａ〜５５Ｄの周縁形状は、スリット４３Ａ〜４３Ｄの形状に合わせたスリット状としている。ランプ１では、貫通口５５Ａ〜５５Ｄとスリット４３Ａ〜４３Ｄにより外部から筐体１０に至る外気の流通路が存在する。

サブ基板５１ａ〜５１ｄを平板部４１ａ〜４１ｄに配置することで、各ＬＥＤ５２は第一主面４０Ｘに沿った平面上における一の点（具体的には第一主面４０Ｘの中心）に対して点対称の位置に配置される。具体的には図３と図４とに示すように、各ＬＥＤ５２は第一主面４０Ｘの中心の周りで二重の円環の配列をなすように配置される。これによりランプ１の駆動時には、広範囲な配光分布が得られるように図られている。

ソケット５３は点灯回路ユニット３０の配線３３のコネクタ３３Ａと電気接続される。ソケット５３はＬＥＤ５２と同様にサブ基板の配線パターンに実装される。
［透光性カバー６０］
透光性カバー６０は発光モジュール５０を被覆する。また透光性カバー６０は、各ＬＥＤ５２からの出射光を透過する。図３に示すように、透光性カバー６０は複数（一例として４つ）のサブカバー６０ａ〜６０を有してなる。

サブカバー６０ａ〜６０ｄは、それぞれ平面視した際にサブ基板５１ａ〜５１ｄと形状及びサイズに合わせた扇形に形成されている。サブカバー６０ａ〜６０ｄは、各サブ基板５１ａ〜５１ｄをそれぞれ被覆するように配される。サブカバー６０ａ〜６０ｄの側面６１ａ〜６１ｄは平坦面である。これによりサブカバー６０ａ〜６０ｄが各サブ基板５１ａ〜５１ｄにおける各ＬＥＤ５２を被覆し、且つ、スリット４３Ａ〜４３Ｄを閉塞しないように図られている。

透光性カバー６０は、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シリコン樹脂等の透明な樹脂材料、或いはガラス材料のいずれかを用いて形成される。透光性カバー６０は、例えばベース４０のリブ４２ｅの頂部と接着剤により接合される。
以上のように、ランプ１は、基板（サブ基板５１ａ〜５１ｄ）と、基板（サブ基板５１ａ〜５１ｄ）に実装された複数の半導体発光素子（ＬＥＤ５２）と、板状であって、第一主面４０Ｘの一部領域に基板（サブ基板５１ａ〜５１ｄ）が配置されたベース４０と、ベース４０の第二主面４０Ｙに配置された筐体１０と、筐体１０内に収納され、各半導体発光素子（ＬＥＤ５２）を点灯させる点灯回路ユニット３０と、ベース４０の第二主面４０Ｙにおいて、筐体１０と干渉しない位置に立設された複数の放熱フィン４４とを備え、ベース４０には、第一主面４０Ｘの前記一部領域を除く領域から筐体１０の一部を第一主面４０Ｘ側に外部露出させるスリット４３Ａ〜４３Ｄが存在し、外部からスリット４３Ａ〜４３Ｄを経て筐体１０に至る外気の流通路を有する構成としている。

（ランプ１の駆動）
ランプ１を駆動する際、ユーザは予めランプ１の口金１１を照明用器具のソケットに装着する。ユーザは電源装置を操作し、照明用器具のソケットを通じてランプ１に交流電力を投入する。これによりランプ１の点灯回路ユニット３０が交流電力を直流電力に変換する。点灯回路ユニット３０が直流電力を各ＬＥＤ５２に供給することにより、各ＬＥＤ５２が点灯する。各ＬＥＤ５２の出射光は透光性カバー６０に入射される。入射光は透光性カバー６０より外部に出射され、照明光として利用される。

ここでランプ１では、以下の諸効果を期待できる。
［ランプ１が奏する放熱効果］
まず、スリット４３Ａ〜４３Ｄを有さない比較例ランプについて説明し、続いてランプ１が奏する放熱効果について述べる。
（i）スリット４３Ａ〜４３Ｄを有さない比較例ランプについて
図６を用いてスリット４３Ａ〜４３Ｄを有さない比較例ランプを説明する。当図に示すランプ１１００は、図１２を用いて先に説明したランプ１１００と同じ構成である。

ランプ１１００を下方に向けて配置し、点灯させた場合、ランプ１１００の周囲の外気はランプ１１００の発熱により熱せられて上昇気流となる。この上昇気流は隣り合う放熱フィン１１４０の間隙を流通する。ランプ１１００では、点灯回路ユニット１１２０の駆動により生じた熱と、発光モジュール１１１０の駆動により生じた熱が、ともに放熱フィン１１４０に伝熱される。従って放熱フィン１１４０の熱は、隣り合う放熱フィン１１４０の間隙を流通する上昇気流と熱交換される。

ランプ１１００では、点灯回路ユニット１１２０の駆動により生じた熱と、発光モジュール１１１０の駆動により生じた熱とが、放熱フィン１１４０に集中する。従って、隣り合う放熱フィン１１４０の間隙を流通する上昇気流に対して比較的大量の熱を放熱しなければ、ランプ１１００の過熱を招くおそれがある。また、ランプ１１００では発光モジュール１１１０と点灯回路ユニット１１２０と放熱フィン１１４０とが熱結合されている。このため、発光モジュール１１１０と点灯回路ユニット１１２０との各発熱量が異なると、このうち高温度側が放熱フィン１１４０を介して低温度側を加熱させるおそれもある。

さらに、放熱フィン１１４０に対して点灯回路ユニット１１２０がランプ１１００の奥まった位置にあるため、ランプ１１００の内部に熱がこもり易い。このため点灯回路ユニット１１２０の熱を外気に放熱しにくい場合がある。
また、ランプ１１００を鉛直方向に対して傾斜するように配置した場合、上方に位置する放熱フィン１１４０の間には上昇気流が流通しにくい。このため、ランプ１１００の放熱特性が低下する問題も生じうる。

（ii）
図７を用いてランプ１の効果を説明する。当図では説明のため筐体１０以外の構造部を断面で図示している。
図７に示すようにランプ１を点灯させた場合、ランプ１の周囲で発生した上昇気流の一部が、放熱フィン４４の間隙４５を流通する（以下、この空気を「第１の外気」と称する。）。第１の外気には、ＬＥＤ５２の駆動により生じた熱が放熱フィン４４より放熱される。

一方、サブ基板５１ａ〜５１ｄの周囲で発生した上昇気流の一部が、貫通口５５Ａ〜５５Ｄおよびスリット４３Ａ〜４３Ｄからランプ１の内部に取り込まれる（以下、この空気を「第２の外気」と称する。）。第２の外気には、点灯回路ユニット３０の駆動により生じた熱が筐体１０（主として蓋１３及び回路収納部１２）の表面より放熱される。
このようにランプ１では、第１の外気と第２の外気とが互いに異なる流通路でランプ１に入り込む。従ってランプ１では、ＬＥＤ５２と点灯回路ユニット３０とを個別に効率よく放熱させることができる。このため、ＬＥＤ５２と点灯回路ユニット３０との各発熱温度が異なる場合であっても、一方が他方を加熱するのを防ぎつつ、それぞれを放熱できる。また、スリット４３Ａ〜４３Ｄは貫通口５５Ａ〜５５Ｄとともに空間Ｐと連通し、空間Ｐは放熱フィン４４の間隙４５と連通している。これにより第２の外気が第１の外気とともに間隙４５より速やかに外部に排気される。

尚、スリット４３Ａ〜４３Ｄから取り込まれる第２の外気には、平板部４１ａ〜４１ｄや区画壁４２ａ〜４２ｄ等を介し、ベース４０の中心付近に位置する各ＬＥＤ５２の駆動により生じた熱の一部が伝熱される。これにより、従来では放熱しにくかったベースの中心付近に位置する各ＬＥＤ５２を効率よく放熱できる。
（iii）
図８は、ベース４０の第一主面４０Ｘを斜め下方向に向け、且つランプ１を水平方向から見た場合にスリット４３Ａ、４３Ｃの長手方向が水平方向に対して傾斜するように（図８の例ではスリット４３Ａ、４３Ｃをベース４０の第一主面４０Ｘの最大傾斜線に沿うように）ランプ１を配置した場合に奏される効果を模式的に示したものである。

ランプ１では、貫通口５５Ａ〜５５Ｄと連通するスリット４３Ａ〜４３Ｄを設ける。これにより、第一主面４０Ｘを斜め下方向に向け、スリット４３Ａ〜４３Ｄのいずれかの長手方向を水平方向に対して傾斜するように配置すれば、スリット４３Ａ〜４３Ｄを介し、上昇気流の第２の外気をスリット４３Ａ〜４３Ｄの長手方向に沿って筐体１０の周りまで良好に送り込むことができる。よって点灯回路ユニット３０の駆動により生じた熱を、筐体１０を介して第２の外気に効率よく熱交換でき、優れた放熱効果を期待できる（図８中の矢印を参照）。

（iv）
ランプ１では、ＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄがサブ基板５１ａ〜５１ｄとともに、貫通口５５Ａ〜５５Ｄによって分け隔てられている。この貫通口５５Ａ〜５５Ｄにより隣り合うＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄ間における伝熱経路の形成が抑制されている。従って５４ａ〜５４ｄのうち、一のＬＥＤグループがこれに隣り合う他のＬＥＤグループにより伝熱されて加熱されるのを抑制する効果も奏される。

以上の諸効果が奏されることで、結果として、従来よりも良好な放熱特性を有するランプ１を提供できる。
以下、本発明の別の実施の形態について、実施の形態１との差異を説明する。
＜実施の形態２＞
実施の形態２のランプにおける、回路収納部１２Ａと点灯回路ユニット３０ａ〜３０ｄとサブ基板５１ａ〜５１ｄとを図９に示す。

実施の形態２のランプが実施の形態１のランプ１と異なる点として、点灯回路ユニットを複数備える（３０ａ〜３０ｄ）。
一方、発光モジュール５０では、複数のＬＥＤ５２が複数の素子群（一例としてＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄ）に分けられている。各点灯回路ユニット３０ａ〜３０ｄはＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄと一対一に対応して、ＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄ中の各ＬＥＤ５２と電気接続される。

また、回路収納部１２Ａの内部には仕切り１２１が設けられている。各点灯回路ユニット３０ａ〜３０ｄは仕切り１２１により互いに電気絶縁されて回路収納部１２Ａに収納される。
このような構成を有する実施の形態２のランプにおいても、実施の形態１のランプ１と同様の効果を期待できる。また、各サブ基板５１ａ〜５１ｄの各ＬＥＤ５２を直列接続し、一括して点灯回路ユニットより電力供給する場合等に比べ、点灯回路ユニット３０ａ〜３０ｄに含まれる電子部品の各耐圧特性がそれほど高くなくてもよい。従って点灯回路ユニット３０ａ〜３０ｄの電子部品に高耐圧特性のものを用いる必要がない。これにより比較的低コストでランプを実現できる利点がある。
＜実施の形態３＞
実施の形態３のランプにおける発光モジュール５０Ｂの構成を図１０に示す。

実施の形態３のランプが実施の形態１のランプ１と異なる点として、発光モジュール５０Ｂがサブ基板を有さず、単一の基板５１Ａを有する。基板５１Ａの表面には、発光モジュール５０Ｂを平面視した際に十字状となる貫通口５５Ｆが設けられている。基板５１Ａ上で隣り合う各ＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄは貫通口５５Ｆにより隔てられている。
実施の形態３のランプのベースは図示しないが、リブ４２ｅに近接する区画壁４２ａ〜４２ｄ（図４参照）を一部切欠き、発光モジュール５０が収まる形状としている。

以上の構成を有する実施の形態３のランプにおいても、実施の形態１のランプ１と同様の効果を期待できる。また、単一の基板５１Ａを用いることで発光モジュール５０Ｂを比較的容易にベースに収納できる。このためランプの製造工程を簡略化できる利点も有する。
＜実施の形態４＞
実施の形態４のランプにおける、発光モジュール５０Ｃの構成を図１１に示す。

実施の形態４のランプが実施の形態１のランプ１と異なる点として、発光モジュール５０Ｃが３つのサブ基板５１ｅ〜５１ｇを有する。各サブ基板５１ｅ〜５１ｇの中心角はそれぞれ１２０°であり、互いに間隔をおいて円形に配置される。これにより隣り合うサブ基板５１ｅ〜５１ｇの間には３つの貫通口５５Ｇ〜５５Ｉが設けられている。
実施の形態４のランプのベースは図示しないが、平板部及び区画壁（図４参照）の形状はサブ基板５１ｅ〜５１ｇを配置可能な形状としている。

以上の構成を有する実施の形態４のランプにおいても、実施の形態１のランプ１と同様の効果を期待できる。また、実施の形態１に比べて貫通口の数が少ないので、その分、サブ基板５１ｅ〜５１ｇの実装面積を増大させることができる。このため、各サブ基板５１ｅ〜５１ｇに豊富な数のＬＥＤ５２を実装することが可能である。
＜その他の事項＞
発光モジュールの基板に「貫通口」を複数設ける場合には、必ずしも各貫通口を連通させなくてもよい。しかしながら各貫通口を連通させることで、外気を各貫通口間にスムーズに流通できる利点がある。

貫通口の形状は連続的な直線状（または帯状）に限定されず、断続的に設けることもできるし、曲線状に設けることも可能である。
本発明において、半導体発光素子はＬＥＤに限定されない。例えばレーザダイオード（ＬＤ）、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）のいずれかであってもよい。
また、発光モジュール５０、５０Ｂ、５０Ｃの基板は全体的な形状を円形としたが、本発明はこれに限定されない。例えば多角形状、楕円状、矩形状のいずれかとすることもできる。

発光モジュール５０におけるＬＥＤ５２の総数は各図に示した個数に限定されず、これ以外の数であってもよい。
発光モジュール５０とベース４０との間には、熱伝導性シートや熱伝導性グリース等の熱伝導性部材を介設してもよい。
本発明のランプにおける放熱手段は放熱フィンを有することが望ましい。ピンや突起物等を備える放熱手段に比べ、放熱フィンを備える放熱部では空気の良好な整流作用が発揮される。これにより隣り合う放熱フィンの間隙を空気がスムーズに流通できるので好適である。

放熱フィン４４はベース４０と一体的に構成する必要はなく、これらを別々の部材で構成してもよい。
発光モジュール５０におけるＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄは、ベース４０の第一主面４０Ｘに沿って、一の点（例えば第一主面４０Ｘの中心）に対して点対称の位置に配置することが望ましい。このようなＬＥＤグループ５４ａ〜５４ｄの配置とすることで、点灯時の配光特性の偏りを防止することができる。またこの場合、スリットはベース４０の第一主面４０Ｘに沿った一の点（一例えば第一主面４０Ｘの中心）からベース４０の周縁に向けて放射状に形成すると、ランプ１の内側に位置する各ＬＥＤ５２を放熱させやすくなるので望ましい。

ベースに設ける各スリットの位置は適宜調節が可能である。ベース４０を平面視する際、ベース４０の中心を通り且つ直線状に連通する一対のスリット（図８の例ではスリット４３Ａと４３Ｃ）を含むようにすることもできる。この場合、鉛直方向に対してランプを傾斜配置した場合でも点灯回路ユニット３０の良好な放熱効果を期待できるので望ましい。

実施の形態１のランプ１では、ベース４０を放熱性に優れる金属材料で構成した。また、筐体１０を絶縁性に優れる樹脂材料で構成する場合を示した。しかしながらベース４０と筐体１０の材料はこれに限定されない。例えばベース４０と筐体１０とをともに放熱性及び絶縁性に優れる材料で構成することもできる。このような材料として、カーボンファイバー等の炭素材料やセラミック等の無機材料を樹脂材料に混入させたものを例示することができる。このような材料を用いる場合には、ベース４０と筐体１０とを射出成形等により一体部材として構成することも可能である。

実施の形態１のランプ１においてサブカバー６０ａ〜６０ｄの側面６１ａ〜６１ｄには、各ＬＥＤ５２と対向する面に可視光反射性の反射膜を形成してもよい。これにより各ＬＥＤ５２から斜めに出射される光の一部を側面６１ａ〜６１ｄで反射することができる。従って広範囲な配光分布が得られる可能性がある。
実施の形態２では、複数の点灯回路ユニット３０ａ〜３０ｄを用いる例を示した。しかしながらこの場合、点灯回路ユニットを個別に設ける構成に限定されない。例えば一の基板を用いて複数の点灯回路を構成した点灯回路ユニットを用い、各点灯回路を各サブ基板５１ａ〜５１ｄのＬＥＤ５２に電気接続することもできる。

１、１１００ランプ
１０、１１３０筐体
１１、１１５０口金
１２、１２Ａ回路収納部
１３蓋
２０弾性部材
３０、３０ａ〜３０ｄ点灯回路ユニット
４０ベース
４０Ｘベースの第一主面
４０Ｙベースの第二主面
４１ａ〜４１ｄ平板部
４２ａ〜４２ｄ区画壁
４２ｅベースのリブ
４３Ａ〜４３Ｄスリット
４４、１１４０放熱フィン
４５放熱フィンの間隙
５０、５０Ｂ、５０Ｃ、１１１０発光モジュール
５１基板
５１Ｘ上面
５１Ｙ下面
５１ａ〜５１ｇサブ基板
５２ＬＥＤ（半導体発光素子）
５３ソケット
５４ａ〜５４ｄＬＥＤグループ（半導体発光素子グループ）
５５Ａ〜５５Ｄ、５５Ｆ、５５Ｇ〜５５Ｉ貫通口
６０透光性カバー
６０ａ〜６０ｄサブカバー
６１ａ〜６１ｄカバー側面
１２１仕切り
１３０基台
１３１蓋のリブ
１３２蓋のリブの間隙

Claims

基板と、
前記基板に実装された複数の半導体発光素子と、
板状であって、第一主面の一部領域に前記基板が配置されたベースと、
前記ベースの第二主面に配置された筐体と、
前記筐体内に収納され、前記各半導体発光素子を点灯させる点灯回路ユニットと、
前記ベースの第二主面において、前記筐体と干渉しない位置に立設された複数の放熱フィンとを備え、
前記ベースには、第一主面の前記一部領域を除く領域から前記筐体の一部を第一主面側に外部露出させるスリットが存在し、
外部から前記スリットを経て前記筐体に至る外気の流通路を有する
ことを特徴とするランプ。
複数の前記半導体発光素子が複数のグループに分けられ、
前記基板には隣り合ういずれかの前記グループ間において、前記ベースのスリットに外気を流通可能な貫通口が存在する
請求項１に記載のランプ。
前記基板は前記ベースの第一主面に間隔をおいて配置された複数のサブ基板を有し、
前記各グループは前記各サブ基板と一対一に対応して前記各サブ基板上に実装され、
前記貫通口は隣り合う前記各サブ基板間に存在する
請求項２に記載のランプ。
前記筐体は前記ベース側に突設された複数のリブを有し、前記各リブの頂部が前記ベースに接合され、
前記各リブ間には前記各放熱フィンの間隙と連通する空間が存在し、
前記スリットは、前記貫通口とともに前記空間と連通している
ことを特徴とする請求項２または３に記載のランプ。
複数のサブカバーを有する透光性カバーを有し、
前記各サブカバーは、それぞれ前記各サブ基板を被覆するように配置されている
ことを特徴とする請求項３または４に記載のランプ。
前記ベースの第二主面において、前記筐体は前記ベースの周縁より内方に配置され、
前記各放熱フィンは前記筐体の外周を囲繞するように配置されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のランプ。
前記各半導体発光素子は、前記ベースの第一主面に沿った平面上における一の点に対して点対称の位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のランプ。
前記ベースの第一主面は円形であり、
前記スリットは前記一の点を中心として放射状に複数形成されている
ことを特徴とする請求項７に記載のランプ。
前記各放熱フィンは前記ベースの第二主面の内側から周縁に向けて放射状に形成されている
ことを特徴とする請求項８に記載のランプ。
前記複数のスリットは、前記一の点を通り且つ直線状に連通する一対のスリットを含む
ことを特徴とする請求項８または９に記載のランプ。
前記ベースが金属部材を用いて構成され、
前記筐体が電気絶縁性部材を用いて構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のランプ。
前記ベースと前記筐体とが電気絶縁部材を用いて一体に構成されている
ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のランプ。
前記点灯回路ユニットを複数有し、
複数の前記半導体発光素子が複数の素子群に分けられ、
前記各点灯回路ユニットは前記各素子群と一対一に対応して、前記各素子群中の前記各半導体発光素子と電気接続されている
ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のランプ。
前記筐体は、外部より前記点灯回路ユニットを介して前記各半導体発光素子に給電するための口金を有する
ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のランプ。