JP2016170855A - ランプ装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
大容量の出力であっても、簡易な構成により放熱性が図れるランプ装置およびこのランプ装置を配設する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８を有する発光体２と、本体部９、本体部９の一端側３ａに設けられ、発光体２を取り付ける取付部１０、取付部１０の外周に一端側３ａから他端側３ｂに向けて通気可能な通気孔１８が複数形成されるように設けられた外周壁部１１および外周壁部１１の他端側１１ｂに設けられ、他端側３ｂに向かうにしたがって内側方向に傾斜する傾斜部１２を有する筐体３と、発光体２を覆うように通気孔１８よりも内方の取付部１０側に取り付けられた透光性のカバー６と、を具備している。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、口金付きのランプ装置およびこのランプ装置を装着する照明器具に関する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）は、省電力や長寿命に加えて、色光の選択や組み合わせが容易であるので、多種の照明器具やランプ装置の光源として用いられている。そして、当該照明器具およびランプ装置は、ＬＥＤの性能向上に伴って小型化、大型化や大出力化されている。例えば、ＬＥＤは、大容量の口金付き灯光器の光源となっている。

しかしながら、照明器具およびランプ装置は、小型化、大型化や大出力化されるにしたがい、高出力のＬＥＤや多数個のＬＥＤが使用されるので、ＬＥＤからの熱の放熱性の向上が図られている。例えば、大容量の口金付き灯光器においては、筐体の外周面に多数の放熱フィンを配設し、この放熱フィンに空気流通孔を設けるものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。

また、本体（筐体）の内部の空洞と接続する開口を前面および外周面にそれぞれ設けて、本体（筐体）の内部を通気するＬＥＤ照明装置（ランプ装置）が提案されている（例えば特許文献２参照。）。このＬＥＤ照明装置は、本体前面の開口の外周にＬＥＤが配置され、口金内にＬＥＤを点灯する点灯回路が設けられている。

特開２０１４−１１１００号公報（第４頁、第１，４図） 特表２０１２−５０２４３２号公報（第８−９頁、第１図）

筐体の外周面に放熱フィンを配設し、さらに放熱フィンに空気流通孔を設ける照明器具は、ＬＥＤが大容量化される照明器具、例えば大型の口金付き灯光器においては、ＬＥＤの温度上昇を抑制できるほどの放熱性が期待できないおそれがある。また、筐体内の空洞を通気路とするランプ装置は、口金内に設けられる点灯回路を超集積化して超小型化する必要があるので、高価になるという欠点を有する。

本発明の実施形態は、大容量の出力であっても、簡易な構成により放熱性が図れるランプ装置およびこのランプ装置を配設する照明器具を提供することを目的とする。

本実施形態のランプ装置は、発光体、筐体、口金および透光性のカバーを有して構成される。発光体は、半導体発光素子を有してなる。

筐体は、本体部、取付部、外周壁部および傾斜部を有してなる。本体部は、一端側から他端側に亘る大きさに形成される。取付部は、本体部の一端側に設けられており、発光体を取り付ける。外周壁部は、取付部の外周に一端側から他端側に向けて通気可能な通気孔が複数形成されるように設けられる。傾斜部は、外周壁部の他端側に設けられて、本体部の他端側に向かうにしたがって内側方向に傾斜するように形成される。

口金は、筐体の他端側に設けられる。透光性のカバーは、発光体を覆うように通気孔よりも内方の取付部側に取り付けられる。

本実施形態のランプ装置によれば、通気孔を通気する空気が傾斜部の傾斜によって筐体の一端側の外周面に沿って流れるので、筐体の一端側の放熱が迅速に行えて、一端側の取付部に取り付けられる発光体の温度上昇を抑制できることが期待できる。

本発明の一実施形態を示すランプ装置の上側から見た概略斜視図である。 同上、ランプ装置の下側から見た概略斜視図である。 同上、ランプ装置の概略側断面図である。 同上、照明器具の概略側断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、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３に示すように構成される例えば口金付きの灯光器である。ランプ装置１は、図３に示すように、発光体２、筐体３、口金４、電源装置５およびカバー６を有して構成されている。

発光体２は、基板７および半導体発光素子としてのＬＥＤ８を有して形成されている。基板７は、例えば高熱伝導率を有する金属板例えばアルミニウム板からなり、円形状に形成されている。基板７の一面側には、不図示の絶縁層が形成され、当該絶縁層上に複数個のＬＥＤ８が実装されている。ＬＥＤ８は、例えば白色光を放射するパッケージ品からなっている。複数個のＬＥＤ８は、基板７の一面側に同心円状に設けられており、直列接続または直並列接続されている。

筐体３は、一端側３ａから他端側３ｂに亘る本体部９、取付部１０、外周壁部１１および傾斜部１２を有して形成されている。本体部１０は、本実施形態では、金属製の外ケース体１３と樹脂製の取付け体１４との合体からなっている。外ケース体１３は、例えば高熱伝導率を有する金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）もしくはマグネシウム合金からなり、一端側３ａにシャーレ型の取付部１０を有する円筒状に形成されている。取付部１０の底部の一部は、段差部１５に形成されている。

取付け体１４は、電気絶縁性を有する合成樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、一端側３ａに突出部１６を有し、他端側３ｂが縮径された円筒状に形成されている。外ケース体１３および取付け体１４は、取付け体１４が外ケース体１３内に嵌め込まれ、突出部１６が段差部１５に係止する状態にして、接着剤またはねじ等により互いに固着されている。

そして、取付け体１４内には、電源装置５が設けられ、取付け体１４の他端側３ｂには、口金４が設けられている。また、外ケース体１３は、外周面１３ａに複数個のフィン１７を有するように形成されている。フィン１７は、外周面１３ａから突出する板状に形成され、一端側３ａから他端側３ｂに沿うとともに一端側３ａから他端側３ｂに向かうにつれて突出長が緩やかに小さくなるように形成されている。そして、複数個のフィン１７は、外ケース体１３の周回方向に等間隔に設けられている。

このように、本体部９は、一端側３ａに取付部１０、他端側３ｂに口金４、内部に電源装置５を設けているとともに、外周面１３ａに複数個のフィン１７を設けている。

取付部１０は、その内部に発光体２を配設している。発光体２は、基板７の背面が取付部１０の底部に密着するようにして、接着剤またはねじ等の取付手段により取付部１０に取り付けられている。取付部１０は、ＬＥＤ８が取付部１０から外方に突出しない大きさに形成されている。

外周壁部１１および傾斜部１２は、本体部９の外ケース体１３と一体に形成されたものであり、取付部１０の外周に通気孔１８が複数形成されるように設けられている。外周壁部１１および傾斜部１２は、図１に示すように、フィン１７により取付部１０に連結されている。外周壁部１１は、取付部１０の外周面と平行となるようにリング状に形成されている。そして、取付部１０、外周壁部１１、傾斜部１２およびフィン１７によって通気孔１８が形成されている。通気孔１８は、取付部１０の外周に亘って形成されている。また、通気孔１８は、傾斜部１２によって外周壁部１１の一端側１１ａから流入する空気を本体部９の一端側３ａから他端側３ｂに向けて通気可能に形成されている。

傾斜部１２は、図３に示すように、外周壁部１１の他端側１１ｂに設けられたものであり、本体部９の他端側３ｂに向かうにしたがって、外周壁部１１の他端側１１ｂから外周壁部１１の内側方向に傾斜する筒状に形成されている。そして、傾斜部１２は、外周壁部１１に対する傾斜角度Ｋ１が６０°〜９０°となるように形成されている。

傾斜部１２が外周壁部１１に対して６０°を下回る傾斜であると、傾斜部１２の先端側が取付部１０と離れることにより、通気孔１８の傾斜部１２側の開口が大きくなる。これにより、当該開口を流入または流出する空気が外ケース体１３の一端側３ａの外周面１３ａに沿う割合が小さくなるおそれがある。また、傾斜部１２が外周壁部１１に対して９０°を上回る傾斜であると、傾斜部１２の先端側が取付部１０に接近することにより、通気孔１８の傾斜部１２側の開口が小さくなる。これにより、当該開口を介して通気孔１８に流入または流出する空気が流れにくくなるおそれがある。したがって、傾斜部１２の外周壁部１１に対する傾斜角度Ｋ１は、６０°〜９０°の範囲に設定している。そして、本実施形態では、傾斜部１２は、本体部９の一端側３ａ側において、図２に示すように、複数個のフィン１７を包囲し、通気孔１８がフィン１７，１７間に連通するように設けられている。

本実施形態において、外ケース体１３、取付部１０、フィン１７、外周壁部１１および傾斜部１２は、アルミダイキャストもしくはマグネシウムダイキャストにより形成されている。

口金４は、例えばＥ形口金を用いている。口金４は、照明器具のソケットに接続される。また、図３において、電源装置５は、回路基板と、回路基板に実装された回路部品を有してなり、発光体２のＬＥＤ８に流れる電流を制御するように形成されている。電源装置５は、口金４を介して給電され、ＬＥＤ８に所定電流を供給する。これにより、ＬＥＤ８は、点灯する。また、電源装置５は、ＬＥＤ８に過電流が流れたときに、電流を遮断する保護回路機能を備えている。

カバー６は、透光性の合成樹脂、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂からなり、低底の椀形の器体に形成されている。そして、カバー６は、取付部１０の開口側端面に接着剤により取り付けられている。すなわち、カバー６は、発光体２を覆うとともに、カバー６の外側に通気孔１８が位置するように、通気孔１８よりも内方の取付部１０側に設けられている。

そして、ランプ装置１は、図４に示すように、照明器具２１に搭載される。照明器具２１は、箱状に形成された器具本体２２内にソケット２３および反射鏡２４を配設している。ソケット２３は、不図示の端子台を介して外部電源に電気接続されている。反射鏡２４は、例えばアルミニウム板により放物形に形成されている。そして、器具本体２２は、取付部材２５や造営物などに取り付けられている。

ランプ装置１は、その口金４がソケット２３にねじ込まれて接続されている。この状態において、ランプ装置１は、反射鏡２４の内側に配置されている。ランプ装置１は、ソケット２３に直流電源が投入されることにより点灯し、例えば白色光を放射する。放射光は、器具本体２２の前面側の照射開口２６から外部空間に出射される。放射光の漏れ光は、反射鏡２４で反射されて外部空間に出射される。

次に、本発明の実施形態の作用について述べる。

今、照明器具２１は、鉛直下向きに配置され、ランプ装置１が地面や床面などに放射光を照射するものとする。ランプ装置１は、照明器具２１のソケット２３に外部電源が投入されると、直流電圧が口金４に印加されて、電源装置５に入力される。電源装置５は、発光体２に逆電流が流れないように制御するとともに、所定電流をＬＥＤ８に供給する。ＬＥＤ８は、点灯し、白色光を放射するとともに発熱する。白色光は、透光性のカバー６を透過して、器具本体２２の照射開口２６から地面等を照明する。

そして、ＬＥＤ８に発生した熱は、主として、発光体２から外ケース体１３の取付部１０に熱伝導し、取付部１０からフィン１７に熱伝導するとともに、外ケース体１３の一端側３ａから他端側３ｂに熱伝導していく。このとき、熱は、外ケース体１３からフィン１７に熱伝導される。そして、外ケース体１３の外周面１３ａおよびフィン１７の表面から外部空間に放熱される。

外ケース体１３およびフィン１７において、熱が一端側３ａから他端側３ｂに熱伝導することにより、一端側３ａの温度が高く、他端側３ｂの温度が低い温度勾配が発生する。これにより、ランプ装置１は、カバー６側が高温度側となり、口金４側が低温度側となる。ランプ装置１の近傍の空気は、カバー６側から口金４側に流れるようになる。すなわち、ランプ装置１の近傍の外部空間において、鉛直方向の下側から上側に気流が発生する。この気流の一部の空気は、外周壁部１１の一端側１１ａから通気孔１８に流入する。

通気孔１８に流入した空気は、傾斜部１２により通気方向が制御されて、通気孔１８から流出する。ここで、傾斜部１２は、外周壁部１１に対して６０°〜９０°傾斜しているので、通気孔１８に流入した空気を抑えることなく通気孔１８から迅速に流出させるとともに、流出する空気を外ケース体１３の一端側３ａに導かせる。これにより、通気孔１８を流出した空気の一部は、外ケース体１３の一端側３ａの外周面１３ａに当たった後に、一端側３ａから他端側３ｂに流れる。

そして、本実施形態では、外ケース体１３（本体部９）の外周面１３ａに、一端側３ａから他端側３ｂに沿う複数個のフィン１７が本体部９の周回に亘って設けられ、フィン１７，１７間に外周壁部１１および傾斜部１２により通気孔１８が形成されている。したがって、通気孔１８を流出した空気は、フィン１７，１７間を流れて、一端側３ａから他端側３ｂに沿って流れやすくなる。このとき、一部の空気は、外ケース体１３の外周面１３ａおよびフィン１７の表面に沿って流れる。この気流によって、外ケース体１３およびフィン１７の全領域から熱が迅速に奪われる。すなわち、外ケース体１３およびフィン１７から外部空間へ迅速に放熱される。これにより、取付部１０側の温度が低下して、発光体２（ＬＥＤ８）の温度上昇が抑制されるとともに、ランプ装置１全体の温度上昇が抑制される。

照明器具２１において、ランプ装置１から放出された熱は、反射鏡２４から器具本体２２に熱伝導して器具本体２２から外部空間に放出されるとともに、反射鏡２４の内側で対流して、照射開口２６側の外部空間に放出される。

上述したように、ランプ装置１は、通気孔１８を通気する空気が本体部９の一端側３ａから他端側３ｂに沿って流れることにより、外ケース体１３の外周面１３ａおよびフィン１７の表面から迅速に放熱される。したがって、ランプ装置１は、筐体３内を通気させる構造でなくても、多数個のＬＥＤ８や高出力のＬＥＤ８を用いて、発光体２の出力を大容量とすることができ、また、大型の口金付きの灯光器などに形成可能となる。

本実施形態のランプ装置１によれば、通気孔１８を通気する空気が傾斜部１２の傾斜によって本体部９（外ケース体１３）の外周面１３ａを一端側３ａから他端側３ｂに沿って流れるので、筐体３内を通気させる構造でなくても、本体部９の放熱を迅速に行うことができて発光体２の温度上昇を抑制でき、これにより、発光体２を大容量にでき、またはランプ装置１を大型化に形成できるという効果を有する。

また、ランプ装置１は、傾斜部１２が外周壁部１１に対して６０°〜９０°傾斜しているので、通気孔１８を通気する空気を流れ易くできるとともに、本体部９の一端側３ａに気流を発生させて一端側３ａから放熱できるという効果を有する。

また、本体部９の外周面１３ａには、一端側３ａから他端側３ｂに沿う複数個のフィン１７が本体部９の周回に亘って設けられているので、通気孔１８を通気する空気をフィン１７，１７間で一端側３ａから他端側３ｂに亘って流通することができて、本体部９およびフィン１７から迅速に放熱できるという効果を有する。

なお、本実施形態において、照明器具２１は、照射開口２６が鉛直上向きとなるように設けられてもよい。すなわち、ランプ装置１は、鉛直上向きに取り付けられてもよい。この場合、通気孔１８には、口金４側からカバー６側へ空気が流れるが、上述と同様の作用、効果が得られる。

また、ランプ装置１は、器具本体２２の外側で外部空間に露出するようにソケット２３に設けられてもよい。

また、本実施形態において、電源装置５は、筐体３内に設けたが、ランプ装置１と別置し、例えば器具本体２２に設けてもよい。この場合、筐体３内には、ヒューズなどの保護回路を設けてもよい。また、口金４は、Ｅ形口金を用いたが、これに限らず、差込形の口金を用いてもよい。

また、本発明の上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…ランプ装置、 ２…発光体、 ３…筐体、 ４…口金、 ６…カバー、 ８…半導体発光素子としてのＬＥＤ、 ９…本体部、 １０…取付部、 １１…外周壁部、 １２…傾斜部、 １７…フィン、 １８…通気孔、 ２１…照明器具、 ２２…器具本体、 ２３…ソケット

Claims (4)

1. 半導体発光素子を有する発光体と；
   一端側から他端側に亘る本体部、この本体部の一端側に設けられ、前記発光体を取り付ける取付部、この取付部の外周に一端側から他端側に向けて通気可能な通気孔が複数形成されるように設けられた外周壁部およびこの外周壁部の他端側に設けられ、他端側に向かうにしたがって内側方向に傾斜する傾斜部を有する筐体と;
   この筐体の他端側に設けられた口金と；
   前記発光体を覆うように前記通気孔よりも内方の前記取付部側に取り付けられた透光性のカバーと；
   を具備していることを特徴とするランプ装置。
2. 前記傾斜部は、前記外周壁部に対して６０°〜９０°傾斜していることを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
3. 前記本体部の外周面には、一端側から他端側に沿う複数個のフィンが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のランプ装置。
4. 請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置と；
   このランプ装置の前記口金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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