JP2016076457A - 電球型照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、組立時の工程コスト及び不良による仕損費を低減することが出来るように構成した、電球型照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体発光素子を備えた発光体と、前記発光体を駆動するための電源基板と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体で発生する熱を放出する放熱体と、防水のためのシールと、を有し、前記放熱体には、前記シールを載置するためのシール取付部が設けられ、前記カバー部材の前記発光体への取り付け方向と、前記カバー部材と前記発光体の取り付けによる前記シールが圧縮される方向と、が同じ方向である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電球型照明装置に関する。

ＬＥＤ等の半導体発光素子を備えた発光体を有する電球型照明装置は、白熱電球と比較して長寿命化、省エネルギー化を図ることができるため、近年注目が集まっている。

また、低コスト化も進んでおり、市場への普及も飛躍的に進んでいる一方で、屋外での使用等、抵コストを維持しつつ、防水性等を有し、様々な環境での使用への適用が可能な製品が望まれている。

例えば、特許文献１に記載の技術では、発光体と、装置外周に面する領域に形成されるカバー部材と、口金と、前記発光体で発生した熱を放熱するための放熱体と、前記発光体を発光させるための電源基板と、防水のためのシールにより、防水性を向上させた照明器具の構成を提供している。

特開２０１２−３９４３号公報

特許文献１の構造では、シールを放熱体の外周に設けられた溝に嵌め合うことで防水性を向上している一方、カバー部材の取り付け時に、カバー部材の取り付け方向に応力がかかり、シールが脱落する可能性があり、信頼性と組立性の観点から改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、組立時の工程コスト及び不良による仕損費を低減することが出来るように構成した、電球型照明装置を提供することを目的とする。

前記目的を解決するために、本発明では、半導体発光素子を備えた発光体と、前記発光体を駆動するための電源基板と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体で発生する熱を放出する放熱体と、防水のためのシールを有し、前記放熱体には、前記シールを載置するための、シール取付部が設けられ、前記カバー部材の取り付け方向と、シールの圧縮方向が同一であることを特徴とする。

発明によれば、カバー部材の取り付け方向と、シールの圧縮方向が同一である構造を形成することで、組立時の工程コスト及び不良による仕損費を低減することが出来るように構成した電球型照明装置を提供することができる。

第１実施形態に係る電球型照明装置の外観正面図である 図１に示される電球型照明装置の分解斜視図である。 図１に示される電球型照明装置の上方から見た平面図である。 図１に示される電球型照明装置のＡ―Ａ断面図である。 図１に示される電球型照明装置のＢ−Ｂ断面図である。 カバー部材の下方（ホルダ側）から見た平面図である。 放熱体の斜視図である。 カバー部材が取り外された状態の斜視図である。 カバー部材とシールＡを除いた構成による分解斜視図である。 電源基板が収納ケースに挿入された状態の上方からの平面図である。 図１に示される電球型照明装置のＡ−Ａ断面とＡ−Ａ断面の部分拡大図である。 発光体が収納ケースに取り付けられた状態を示す側面図である。 発光体が収納ケースに取り付けられた状態を示す正面図である。 発光体が収納ケースに取り付けられた状態を示す下方からの平面図である。 発光体が収納ケースに取り付けられた状態を示す下方からの斜視図である。 ホルダが放熱体に取り付けられた状態を示す上方からの平面図である。 図１６に示されるホルダが放熱体に取り付けられた状態でのＤ−Ｄ断面図とホルダのネジ孔の部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る電球型照明装置の外観正面図である。図２は、図１に示される電球型照明装置の分解斜視図である。図１、図２に示すように、第１実施形態に係る電球型照明装置１００は、カバー部材１０と、発光体２０と、電源基板３０と、収納ケース４０と、放熱体５０と、ホルダ６０と、口金７０と、シールＡ８０と、シールＢ９０を有している。

発光体２０は、例えば概円形形状の基板２１を有しており、当該基板２１の一方の面である実装面に、半導体発光素子として、複数のＬＥＤ２２（モジュール）が配列されて実装されている。

口金７０は、屋内や屋外に設置された一般照明電球用のソケット（図示せず）にねじ込むことにより商用電源に電気的に接続するためのものである。

カバー部材１０は、放熱体５０に取り付けられる。カバー部材１０は、透光性を有する例えば透明や乳白色の、ガラス製又はＰＣ（ポリカーボネイト）等の樹脂製であり、カバー部材１０に設けた開口部１１に、カバー部材取付爪１２（図８）を有しており、放熱体５０のカバー部材取付部５４（図８）と嵌め合うことで固定される。

シールＡ８０は、放熱体５０に設けられたシールＡ取付部５５に取り付けられ、カバー部材１０と、放熱体５０が嵌め合うことにより、カバー部材１０と放熱体５０に挟まれるかたちで固定される。シールＡ８０は、例えばガスケットやパッキン等のシールを使用し、前記カバー部材１０と放熱体５０で圧縮することで、外部からの水などの液体や粉塵等の浸入を防ぐことができる。また、カバー部材１０と放熱体５０との固定は、カバー部材１０の放熱体５０に対する回転により行うため、シールＡ９０は摩擦係数が高い材料を用いることが望ましい。シールＡを取り付けることで、回転方向を固定するための部品や構造を省略することができる。

カバー部材１０には、発光体２０からの光を拡散させる光拡散部材が含有されていてもよい。カバー部材１０に光拡散部材を含有させることで、発光体２０のＬＥＤ２２からの光がカバー部材１０を透過する際に拡散されるため、光をより広く配光することができる。また、光拡散部材の含有の代わりに、カバー部材１０の表面に凹凸形状を形成することでも、発光体２０からの光を拡散することができる。さらに、カバー部材１０には、適宜求める配光特性によって、図６で示すように、カバー部材レンズ部１３のような、レンズやプリズム等の形状を設けてもよい。

放熱体５０は、発光体２０で発生する熱を放出する。放熱体５０は、筒状であり、本体部５１と、本体部５１に連なる胴部５２と、を有している。胴部５２は略円筒形状であり、本体部５１は胴部５２から離れるに従い外径が大きくなる形状である。放熱体５０は、発光体２０が取り付けられる発光体取付部５３を備えており、熱伝導率の高い材料から形成されている。放熱体５０の材料としては、例えばアルミニウムやマグネシウム（合金を含む）等の金属材料が挙げられる。アルミニウムは、軽量で熱伝導率が高く、しかも耐食性、加工性に優れ、強固でコストも低く外観も美麗であるため好ましい。マグネシウムは、アルミニウムより密度が低く、より軽量にすることができる。

これらにより、発光体２０で発生する熱は、発光体取付部５３を介して放熱体５０に効率的に伝導され、本体部５１と胴部５２から外部の空気に放出されることになる。また、本体部５１や胴部５２の外表面に、アルマイト等の放熱性を高めるための表面処理や、放熱塗料が塗布されていてもよい。

放熱体５０の筒状の内部には、出力リード線３１を介して発光体２０のＬＥＤ２２に所定の電力を供給しＬＥＤ２２を駆動するための電源基板３０と、電源基板３０を収納する樹脂製の収納ケース４０とが配設される。なお、電源基板３０と口金７０とは、商用電源を電源基板３０に供給するための電源リード線３２で接続される。

電源基板３０は、複数の電子部品が実装されたものである。電源基板３０は、例えば、商用電源からの交流電力を直流電力に整流する回路、整流後の直流電力の電圧を調整する回路等を備えている。

収納ケース４０は、筒状である。収納ケース４０の内部には、電源基板３０を収納ケース４０へ収納するためのガイド溝４２が形成される。収納ケース４０には、固定袖部４４が２個配置されている。

固定袖部４４は電源基板３０から発光体２０に出力リード線３１を導くための、１対の電線ガイド爪部４５を配置している。固定袖部４４には発光体２０を係止するための発光体係止爪４１が設けられており、収納ケース４０の発光体係止爪４１を除く部分の最大外径が、発光体２０より小さくなるように形成される。また、収納ケース４０の下端部には口金７０のねじの内側とかみ合うケースねじ部４９が設けられている。また、シールＢ９０を取り付けるシールＢ取付部４３が設けられ、放熱体５０の内側に設けられたシールＢ固定部５６（図７）と挟まれことにより、シールＢ９０は、固定される。収納ケース４０は、電気的絶縁性を有する材料、例えば、ＰＢＴ等の樹脂材料等で形成されることが望ましい。

シールＢ９０は、例えばガスケットやパッキン等のシールを使用することで、外部からの水などの液体や粉塵等の浸入を防ぐことができる。

発光体２０は、収納ケース４０に設けられた発光体係止爪４１により、収納ケース４０と係止された状態で、発光体取付部５４上に載置され、発光体２０が収納ケース４０における発光体係止爪４１を除く部分の最大外径より大きいことで、発光体２０と放熱体５０が熱的に接触され、高い放熱性能を実現できる。

また、収納ケース４０は、発光体２０と発光体係止爪４１により係止され、発光体２０が固定されることで、収納ケース４０も固定することができる。

ホルダ６０は、ねじ孔６１を有しており、発光体２０に設けられたねじ切欠２３と、放熱体５０に設けられたねじ孔５９により、ねじ部材等によって放熱体５０と固定される。ホルダ６０が、放熱体５０と固定される際に、発光体２０と、収納ケース４０と、シールＢ９０も放熱体５０と固定される。前記の構造により、放熱体５０と、発光体２０と、収納ケース４０と、ホルダ６０を最低１つのねじ部材によって固定することができ、部品の削減と作業量の低減により、材料コストの低減、良好な組立性を実現することができる。また、ホルダ６０に設けられたねじ孔６１は、内部の面に対して、凹形状にすることで、発光体２０から放出された光を邪魔することなく、効率良く外部に光を放出することができる。ねじ孔６１の発光体２０側には、発光体係止部６２（図９）を有し、発光体２０に設けられたねじ切欠２３と発光体係止部６２を係止することで、ホルダ６０と、発光体２０を係止することができる。また、発光体２０と接するホルダ６０の下面を、基板２１の上面と平行にすることで、発光体２０の下面全体を放熱体５０に当接することができ、発光体２０からの熱を、効率良く放熱体５０に伝えることができ、高い放熱性能を実現できる。

ホルダ６０は、高い可視光反射性を有した、例えば、白色や銀色等の樹脂材料や金属材料で形成されることによって、発光体２０からの光を効率良く外部に放出することができる。ただし、ホルダ６０の内部に、白色や銀色等の光反射性を高めるための表面処理や、塗料塗布がされていても同様の効果が得られる。ただし、高い可視光反射性を有していれば、前記した材料や方法に限定されるものではない。
[組立方法]
次に、電球型照明装置１００の組立方法について説明する。

図１０に示すように、電源基板３０を、長手方向を上下方向となるようにして（縦にして）収納ケース４０内のガイド溝４２に端部を沿わせて挿入する。ここで電源基板３０に予め接続されている出力リード線３１の先端は、このとき収納ケース４０内の固定袖部４４から外に引き出された状態とされる。一方、電源基板３０に予め接続されている入力用の電源リード線３２を口金７０の所定箇所に接続する。そして、口金７０を収納ケース４０のケースネジ部４９にねじ込み取り付ける。

続いて、発光体２０を収納ケース４０に設けられた発光体係止爪４１によって、取り付ける。収納ケース４０内から外に引き出されている出力リード線３１を電線ガイド爪部４５の隙間に嵌めこみ、先端を発光体２０のＬＥＤ２２に半田付けやコネクタ等によって電気的に接続する。この状態で、口金７０より給電することにより、発光体２０を発光させることができ、収納ケース４０に設けられた発光体係止爪４１により、発光体２０が固定されているため、発光体２０から放出される光の向きも制御される。

続いて、収納ケース４０に設けられた、シールＢ取付部４３に、シールＢ９０を取り付ける。そして、収納ケース４０を放熱体５０の発光体取付部５４側から、収納ケース４０に設けられた固定袖部４４と放熱体５０に設けられた収納ケース係止溝５７が嵌め合うように、放熱体５０の内部に挿入する。収納ケース係止溝５７は、収納ケース４０に設けられた固定袖部４４を誘導するように形成されている。ここで、発光体２０が、収納ケース４０に設けられた発光体係止爪４１によって、固定されているため、収納ケース４０を挿入する作業だけで、発光体２０も発光体取付部５３に載置される。

続いて、ホルダ６０を発光体２０に載置し、ねじ部材６４をねじ孔６１と、発光体２０の基板２１に設けられたねじ切欠２３と、放熱体５０の発光体取付部５４に形成されたねじ孔５９にねじ込むことにより、ホルダ６０と、発光体２０と、発光体２０と係止されている収納ケース４０と、収納ケース４０のシールＢ取付部４３に取り付けられているシールＢ９０が放熱体５０に組み付けられる。前記作業の際に、発光体２０が、収納ケース４０に設けられた発光体係止爪４１によって、固定されており、ホルダ６０は、発光体２０と係止されるために、シールＢ９０が、例えば、ゴムやシリコーン等の柔らかい材料で形成されていても、ガタつき等が抑制される。

最後に、シールＡ８０を放熱体５０のシールＡ取付部５５に載置し、カバー部材１０を放熱体５０に取り付けることにより、電球型照明装置１００の組立が完了する。カバー部材１０と放熱体５０は、カバー部材１０の開口部１１に設けられたカバー部材取付爪１２と、放熱体５０のカバー部材取付部５４により嵌合し、シールＡ８０と共に固定される。

但し、電球型照明装置１００の組立方法は、前記した方法に限定されるものではなく変更が可能である。

次に、収納ケース４０に、発光体２０を取り付ける作業と構造について、図１０、図１２〜図１５を用いて述べる。図１０は、電源基板３０が、収納ケース４０に取り付けられ、収納ケース４０に、口金７０が取り付けられ、発光体２０が取り付けられる前の状態である。図１１〜図１５は、図１０から発光体１０を収納ケース４０に設けられた、発光体係止部４１に、発光体２０が取り付けられた状態である。発光体係止部４１は、ツメ形状になっており、発光体２０との係止しろは、０．２ｍｍ以下であれば、例えば、不具合により、発光体２０を外す必要が生じた際に、着脱が容易であることが、組立作業の詳細な検討により分かっている。次に、先端を発光体２０のＬＥＤ２２に半田付けやコネクタ等によって電気的に接続する。この状態は、既に照明装置としての機能を有しており、本実施例の構造に限らず、様々な照明装置へ応用して使用することができるうえ、この状態で電気的特性等の検査を行い、製造上の不具合を発見することが可能である。さらに、この状態では、ネジ等による締め付けが行われておらず、分解が容易なため、不具合箇所を容易に取り除くことができる効果を奏する。

また、この状態から、放熱体５０に取り付けた際に、図１４、図１５に示す通り、発光体２０の外形が、収納ケース４０の固定袖部４４を除いた部分よりも大きいため、図７に示す放熱体５０に設けられた、発光体取付部５３に、発光体２０が接触することができ、放熱するための放熱体５０に、効率良く発光体２０で発生した熱を伝導できるため、高い放熱性を実現できるとともに、図７に示す放熱体５０に設けられたシールＢ固定部５６に、シールＢ９０が設置した際に、シールＢ９０が、ゴムやシリコーン等の柔らかい材料で形成されていても、発光体２０と放熱体５０が接触することにより、ガタつき等を抑制する効果を奏する。 また、収納ケース４０を放熱体５０に挿入する際、収納ケース４０に設けられた固定袖部４４と、放熱体５０に設けられた収納ケース係止溝５７が、嵌め合うことで、収納ケース４０と放熱体５０が、互いに回転するのを抑制できる硬化を奏する。さらに、収納ケース係止溝５７は、収納ケース４０に設けられた固定袖部４４を誘導するように形成されており、収納ケース４０を挿入する際に、挿入位置が決まることで、良好な作業性を実現できる。

次に、ホルダ６０を放熱体５０に取り付ける作業と構造について、図９、図１６、図１７を用いて述べる。図９に示すとおり、ホルダ６０を発光体２０に載置し、ねじ部材６４をねじ孔６１と、発光体２０の基板２１に設けられたねじ切欠２３と、放熱体５０の発光体取付部５４に形成されたねじ孔５９に、ねじ込むことにより、ホルダ６０と、発光体２０と、発光体２０と、発光体２０が係止されている収納ケース４０と、収納ケース４０のシールＢ取付部４３に取り付けられているシールＢ９０が放熱体５０に組み付けられる。組み付けられた状態を、図１６、図１７で示す。前記のように、一度のねじ込み作業で前記複数の部品を固定することができるため、良好な組立性が実現される。

次に、シールＡ８０の取り付け状態から、カバー部材１０を取り付けるまでの組立作業と構造について、図８と図１１を用いて述べる。図８に示す状態では、シールＡ８０が放熱体５０に取り付けられている。この際に、図１１に示す放熱体５０に設けられたシールＡ取付部内壁５８の高さが、シールＡ８０の線直径の大きさより高くすることで、シールＡ８０の取付作業時の脱落を防止することができる。カバー部材１０は、図８に示した状態から取り付けられるが、本実施例の構造では、シールＡ８０が、カバー部材１０によって、挟まれ、潰されることにより固定されるが、この際に、シールＡ８０が潰される方向と、カバー部材１０が取り付けられる方向が、図１１の下方向で同一であるため、カバー部材１０取付作業時のシールＡ８０のずれを防止することができる。

以上述べたとおり、本実施例の構造により、電源基板が収納される収納ケースと、収納ケースに取り付けられ給電部になる口金と、半導体発光素子を備えた発光体で構成され、前記収納ケースに前記発光体が係止できるように発光体取付部が設けられ、前記収納ケースの前記発光体を取り付ける固定袖部を除く最大外径より前記発光体が大きく、前記発光体の一部が、収納ケースを覆う放熱体になる筺体に載置される構造を形成することで、高放熱性を維持しつつ、品質管理が容易で、工程の組立コスト及び不良による仕損費を低減することが出来る。

以上、本発明について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、前記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、各実施形態に記載した構成を適宜組み合わせ乃至選択することを含め、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

例えば、前記実施形態では、発光体２０からの光は、白色に限定されるものではなく、発光色の異なるＬＥＤや蛍光体を用いて所望の色に設定可能である。さらに、ＬＥＤの実装方式は、前記実施形態に限定されるものではなく、発光体２０は１個以上のＬＥＤを備えるものであればよい。

また、前記実施形態では、発光体２０にＬＥＤ２２が備えられているが、例えばＥＬ（Electro-Luminescence）等の他の半導体発光素子が備えられていてもよい。

１０ カバー部材
１１ 開口部
１２ カバー部材取付爪
１３ カバー部材レンズ部
２０ 発光体
２１ 基板
２２ ＬＥＤ
２３ ねじ切欠
３０ 電源基板
３１ 出力リード線
３２ 電源リード線
３３ コネクタ
４０ 収納ケース
４１ 発光体係止部
４２ ガイド溝
４３ シールＢ取付部
４４ 固定袖部
４５ 電線ガイド爪部
５０ 放熱体
５１ 本体部
５２ 胴部
５３ 発光体取付部
５４ カバー部材取付部
５５ シールＡ取付部
５６ シールＢ固定部
５７ 収納ケース回転防止溝
５８ シールＡ取付部内壁
５９ ねじ孔
６０ ホルダ
６１ ねじ孔
６２ 発光体係止部
７０ 口金
８０ シールＡ
９０ シールＢ
１００ 電球型照明装置
Ｓ 螺子

Claims (2)

1. 半導体発光素子を備えた発光体と、前記発光体を駆動するための電源基板と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体で発生する熱を放出する放熱体と、防水のためのシールと、を有し、
   前記放熱体には、前記シールを載置するためのシール取付部が設けられ、
   前記カバー部材の前記発光体への取り付け方向と、前記カバー部材と前記発光体の取り付けによる前記シールが圧縮される方向と、が同じ方向であることを特徴とする電球型照明装置。
2. 前記放熱体が、マグネシウムで形成されることを特徴とする請求項１に記載の電球型照明装置。