JP2017050141A - 電球形照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】見栄えと光軸方向の照度を確保しつつ、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を向上させることができる電球形照明装置を提供する。
【解決手段】
半導体発光素子を備えた発光体と、前記発光体を覆い、頂部と開口端部を有し、前記頂部と前記開口端部の間の少なくとも一部の領域における肉厚が前記頂部及び前記開口端部の肉厚よりも薄いグローブと、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、電球形照明装置に関し、特に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子を備えた発光体を有する電球形照明装置に関する。

ＬＥＤ等の半導体発光素子を備えた発光体を有する電球形照明装置は、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。一方、ＬＥＤは、指向性の強い光を放出するため、見栄えを確保するために、発光体が直視されず、白熱電球に近い広い配光特性を実現するために、ＬＥＤから放出された光を分散する必要がある。

例えば、特許文献１には、頂部の肉厚が薄く形成されるグローブを具備することで、見栄えを確保しつつ、光軸方向の照度を効率よく向上できる電球形照明装置が提案されている。

特開２０１４−１２３５２２号公報

ところで、特許文献１に記載の技術では、頂部の肉厚が薄く形成される一方、側部となる一端部は、頂部より肉厚が厚く形成されているグローブを具備することが記載されている。

したがって、グローブ取付部が外部から目視されにくいため見栄えが良く、さらに、光軸方向の照度を効率よく向上できる。

ＬＥＤなどの半導体発光素子を使用した電球形照明装置は、半導体発光素子の技術的な進歩により、明るさが向上されてきた。したがって、近年では白熱電球により近い光の広がり方を表現するため、より広い配光特性をもつ電球形照明装置が望まれており、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を向上することが課題となっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、見栄えが良く、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を向上させることができる電球形照明装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、半導体発光素子を備えた発光体と、前記発光体を覆い、頂部と開口端部を有し、前記頂部と前記開口端部の間の少なくとも一部の領域における肉厚が前記頂部及び前記開口端部の肉厚よりも薄いグローブと、を有する。

本発明によれば、見栄えと光軸方向の照度を確保しつつ、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を向上させることができる電球形照明装置を提供できる。

本発明に係る電球形照明装置の形状を示す図である。 本発明に係る電球形照明装置の構成を示す図である。 本発明に係る電球形照明装置のグローブの形状を示す図である。 本発明に係る電球形照明装置に使用されるＬＥＤの配光特性の一例を示す図である。

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形照明装置の外観正面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３は、図２のＸで囲われる箇所の部分拡大図である。図４は、本発明の実施形態に係るＬＥＤの配光特性の一例を示す図である。図４は、光軸方向の照度を１００とした場合の、各配光角度における相対的な照度を示している。図１〜３に示すように、電球形照明装置１０におけるグローブ４０の方向を上方向、口金５０の方向を下方向、グローブ４０と口金５０を結ぶ線に略垂直となる方向を左右方向とする。

図１に示すように、第１実施形態に係る電球形照明装置１０は、半導体発光素子としてのＬＥＤ２１（図３参照）を備えた発光体２０（図２参照）と、発光体２０を覆うグローブ４０と、グローブ４０の開口端部４１が取り付けられると共に発光体２０で発生する熱を放出する放熱体３０とを有している。

また、電球形照明装置１０は、室内の天井等の外部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口金５０と、を有している。

図２および図３に示すように、発光体２０は、例えば略円形状の基板２２を有しており、当該基板２２の一方の面である実装面に、複数のＬＥＤ２１（チップ）が例えば放射状に配列されて実装されている。

ＬＥＤ２１としては、例えば青色光を発するものが使用される。複数のＬＥＤ２１は、例えばシリコーン樹脂等の透明の封止樹脂により被覆されている。この封止樹脂内には、ＬＥＤ２１から出射される光を色変換する蛍光体が混入されている。蛍光体としては、例えば黄色発光のものが用いられ、当該蛍光体によってＬＥＤ２１からの青色光が色変換されて、白色光となる。ＬＥＤ２１からの光は、指向性が強く、例えば図４に示すような配光特性となる。ただし、図４に示す配光特性は代表的なものであり、これに限るものではない。

グローブ４０は、透光性を有する例えば乳白色の、ガラス製又はＰＣ（ポリカーボネイト）等の樹脂製であり、発光体２０を覆うように、ここでは略半球面状に形成されている。グローブ４０は放熱体３０に向けて開口しており、この開口端部４１が、放熱体３０のグローブ取付部３２に当接され、嵌合や接着剤等によって固定されている。

グローブ４０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。このように構成すれば、発光体２０のＬＥＤ２１からの光は、例えば、図４に示すように指向性の強いものであるが、グローブ４０を透過する際に拡散されるため、配光特性が広くなり、見栄えが向上するとともに、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を向上させることができる。ここで、見栄えが向上するとは、外部から見た際にグローブ４０によって、光が拡散され、電球形照明装置１０の内部が目視されにくくなることである。また、光軸方向とは、ＬＥＤ２１から照射される光のうち最も照度が高くなる方向であり、図１〜３に示すところの上方向である。

グローブ４０は、頂部４２と開口端部４１を有しており、略半球形状をしている。グローブ４０における、頂部４２の肉厚をＬ１、開口端部４１の肉厚をＬ３、頂部４２と開口端部４１の間の少なくとも一部の領域の肉厚をＬ２とした場合、Ｌ３≧Ｌ１＞Ｌ２となるように形成する。このようにグローブにおいて肉厚が薄い部分を形成することで、そこから出射される光の量は増す。光軸方向にある頂部の肉厚Ｌ１を薄くすると、光軸方向の照度は増すが、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度が低くなり、配光が狭まる。本実施形態のようにＬ３≧Ｌ１＞Ｌ２となるよう形成すれば、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を効率良く向上させることができるうえ、光が拡散されるため見栄えが良くなる。
さらに、ＬＥＤ２１を点灯させた場合のグローブ４０の内面４５におけるＬＥＤ２１からの光の照度について、頂部４２の内面の照度をＦ１とした場合、０．９５×Ｆ１以上の照度Ｆ２となる内面４５の領域Ｓ２の肉厚Ｌ２を、頂部４１の肉厚Ｌ１よりも薄肉に形成することで、例えば、図４に示すような配光特性をもつＬＥＤ２１から放出された光の光軸方向近傍の照度が高い成分を損失少なく外部に放出出来、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度をさらに効率良く向上させることができる。例えば、Ｌ１及びＬ３の肉厚を１．０ｍｍから３．０ｍｍの範囲で形成し、頂部４２と開口端部４１の間の肉厚Ｌ２をＬ１及びＬ３の肉厚よりは薄い範囲で、例えば０．８ｍｍから１．５ｍｍの範囲で形成することで、良好な配光特性が得られることが、種々の検討から分かっている。
電球型照明装置１０において、発光体２０からグローブ４０の外部における頂部４１までの長さをＬ４，グローブ４０の外部における最大直径をＬ５とする。グローブ４０は、光軸方向の長さＬ４を光軸方向に垂直な方向の長さである最大直径Ｌ５よりも長くすることで（ＬＥＤ２１からグローブ４０までの長さについて、上方向までの長さよりも左右方向までの長さを短くすることで）、ＬＥＤ２１から放出された光を、グローブ４０の側面側、図３に示す右方向側に多く入射出来るため、より広い配光特性を得ることができる。

放熱体３０は、発光体２０が取り付けられる発光体取付部３１を備えており、発光体取付部３１を介して発光体２０と放熱体３０と熱伝導可能に接続される。

これにより、発光体２０で発生する熱は、発光体取付部３１を介して効率的に伝導され、放熱体３０から外部の空気に放出されることになる。なお、放熱体３０の外部に形成された、複数の放熱フィン３３が外方に突出しているが、なくてもよい。また、放熱体の外面に、放熱性を高めるための放熱塗料が塗布されていてもよい。

放熱体３０は、熱伝導率の高い材料から形成されていることが望ましい。例えばアルミニウム（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。ただし、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネイト）等の樹脂材料で形成されていてもよい。

電源回路基板５０は、複数の電子部品（一部図示せず）が基板に実装されたものである。電源回路基板５０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おり、収納ケース６０に収納される。

収納ケース６０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネイト）等の耐熱性及び電気絶縁性を有する樹脂材料から形成されている。

次に、電球形照明装置１０の組立方法について説明する。
あらかじめ射出成形などで成形された収納ケース６０に電源回路基板５０を挿入する。続いて、収納ケース６０に口金５０を取り付ける。この際、電源回路基板５０に予め接続されている入力用のリード線（図示せず）を口金５０の所定箇所に接続する。

口金５０に接続されないリード線（図示せず）の先端は、このとき収納ケース６０内から、口金５０と他方向に外に引き出された状態とされる。

そして、収納ケース６０を放熱体３０に挿入する。続いて、発光体２０を発光体取付部３１にネジや接着剤等を用いて取り付ける。続いて、収納ケース６０内から口金と他方向に外に引き出されているリード線（図示せず）を発光体２０に半田付けやコネクタ等によって接続する。

最後に、グローブ４０が、発光体２０を覆うようにして、接着材等により放熱体３０のグローブ取付部３１に取り付けられて、電球形照明装置１０の組立が完了する。但し、電球形照明装置１０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。

前記したように、電球形照明装置１０は、ＬＥＤ２１を備えた発光体２０と、発光体２０を覆うグローブ４０と、グローブ４０の開口端部４２が取り付けられると共に、発光体２０で発生する熱を放出する放熱体３０と、を有している。そして、放熱体３０は、発光体２０が取り付けられる発光体取付部３１を備えている。グローブ４０は、頂部４２と開口端部４１を有しており、頂部４２と開口端部４１の肉厚が同等、もしくは、頂部４２よりも開口端部４１の方が厚肉に形成され、頂部４２と開口端部４１の間の少なくとも一部の領域は、頂部４２および、開口端部４１よりも薄肉に形成される。

このような実施形態によれば、頂部４２から開口端部４１の間に薄肉部を作ることで、ＬＥＤ２１から放出された光の光軸方向近傍の照度が高い成分を損失少なく外部に放出出来、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度をさらに効率良く向上させ、白熱電球の配光により近づけることが可能となる。以上から、見栄えが良く、光軸方向に対する光軸方向以外の相対的な照度を向上させることができる電球形照明装置１０を提供することができる。

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、グローブ４０の内面４５におけるＬＥＤ２１からの光の照度について、頂部４２の内面の照度をＦ１とした場合、０．９５×Ｆ１以上の照度Ｆ２となる内面４５の領域Ｓ２の肉厚Ｌ２を、頂部４１の肉厚Ｌ１よりも薄肉に形成されるが、例えば、ＬＥＤ２１の配光特性によって、０．９５×Ｆ１未満の照度となる内面４５の領域を薄肉としてもよい。ただし、ＬＥＤの配光は、光軸から離れるに従って、均等に照度が低下しないため、広い面積を薄肉にすると、光の損失が少なくなる一方で、配光が狭まるため、０．９０×Ｆ１以上の照度となる領域を薄肉とすることが望ましい。

また、前記実施形態では、発光体２０にＬＥＤ２１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 電球形照明装置
２１ ＬＥＤ（半導体発光素子）
２２ 基板
２０ 発光体
３０ 放熱体
３１ 発光体取付部
３２ グローブ取付部
３３ 放熱フィン
４０ グローブ
４１ 開口端部
４２ 頂部
５０ 電源回路基板
６０ 収納ケース

Claims (4)

1. 半導体発光素子を備えた発光体と、
   前記発光体を覆い、頂部と開口端部を有し、前記頂部と前記開口端部の間の少なくとも一部の領域における肉厚が前記頂部及び前記開口端部の肉厚よりも薄いグローブと、
   を有することを特徴とする電球型照明装置。
2. 前記グローブは、光軸方向の長さよりも光軸方向に垂直な方向の長さが短いことを特徴とする請求項１に一記載の電球形照明装置。
3. 前記グローブの頂部の内面における前記半導体発光素子からの光の照度をＦ１とした場合、前記頂部と前記開口端部の間の少なくとも一部の領域は、０．９０×Ｆ１以上の照度である内面を有する領域であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電球形照明装置。
4. 前記グローブの頂部の内面における前記半導体発光素子からの光の照度をＦ１とした場合、前記頂部と前記開口端部の間の少なくとも一部の領域は、０．９５×Ｆ１以上の照度である内面を有する領域であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電球形照明装置。

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