JP2017062934A - ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部の温度上昇を抑制できるランプ装置を提供する。
【解決手段】ランプ装置11は、筐体20、発光モジュール22および放熱部23を備える。発光モジュール22は、基板52、およびこの基板52の前面側に設けられた発光部を有し、筐体20の前面側から光が放出されるように筐体20内に配設される。放熱部23は、発光モジュール22の基板52の後面側を配設する接触面部61、筐体20の後面側から突出する突出部62、および接触面部61から側方に突出する拡大部67を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光モジュール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装置に関する。

従来、発光モジュールを有するフラット形のランプ装置と、このランプ装置をソケットに装着することによってランプ装置が熱的に接続される放熱器と、を組み合わせて構成する照明装置がある。

ランプ装置は、筐体に発光モジュールおよび放熱部を設けている。放熱部は、円筒状または円錐台形状に形成され、その前面側の接触面部に発光モジュールが配設され、後部側が筐体の後面側から突出されて放熱器との熱的接続が可能となっている。そして、ランプ装置の点灯時、発光モジュールの発光部からの光が筐体の前面側から放出されるとともに、発光部で発生する熱が放熱部に伝わり、放熱部から放熱器に放熱される。

発光部からの熱が伝わる放熱部の接触面部付近で熱がこもって温度が高くなりやすく、発光部の放熱効率が低下し、発光部の温度が上昇することがある。

特開２０１５−１５３６８６号公報

本発明が解決しようとする課題は、発光部の温度上昇を抑制できるランプ装置および照明装置を提供することである。

実施形態のランプ装置は、筐体、発光モジュールおよび放熱部を備える。発光モジュールは、基板、およびこの基板の前面側に設けられた発光部を有し、筐体の前面側から光が放出されるように筐体内に配設される。放熱部は、発光モジュールの基板の後面側を配設する接触面部、筐体の後面側から突出する突出部、および接触面部から側方に突出する拡大部を有する。

本発明によれば、発光部の温度上昇を抑制することが期待できる。

一実施形態を示すランプ装置の後面側から見た分解斜視図である。 同上ランプ装置の後面側の斜視図である。 同上ランプ装置の前面側から見た分解斜視図である。 同上ランプ装置の前面側の斜視図である。 同上ランプ装置の断面図である。 同上ランプ装置の筐体、放熱部および発光モジュールの前面側から見た正面図である。 同上ランプ装置とソケットとの関係を示す側面図である。 同上ランプ装置を用いた照明装置の斜視図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図８を参照して説明する。

図８に照明装置10を示す。照明装置10は、例えばダウンライトである。照明装置10は、ランプ装置11、および器具12を備えている。さらに、器具12には、ソケット13、放熱器14、および電源部15が含まれる。

図１ないし図５に示すように、ランプ装置11は、筐体20、複数の電極ピン21、発光モジュール22および放熱部23などを備えている。

そして、筐体20は、絶縁性を有しており、円筒状に形成されたケース25、およびこのケース25の前面側を覆うカバー26を備えている。

ケース25は、例えば合成樹脂などの絶縁材料で形成されている。ケース25は、環状の後面部28、およびこの後面部28の周囲から前面側に突出する筒状の側面部29を備えている。

後面部28には、放熱部23が貫通および嵌合される開口部30が形成されている。この開口部30は、後面部28の中央部に形成された円形の中央開口部31、後面部28の周辺部に形成された一対の周辺開口部32を備えている。一対の周辺開口部32は、中央開口部31に連通されているとともに、中央開口部31を中心として対称位置に形成されている。周辺開口部32は、中央開口部31から放射状に設けられていて、外径側の円弧幅が内径側の円弧幅よりも広い扇状に形成されている。周辺開口部32の外径側は側面部29の内面まで開口されている。中央開口部31の互いに対向する縁部には、後面部28から後方へ向けて突出する嵌合部33が形成されている。嵌合部33は、中央開口部31の中心側に突出するとともに中央開口部31の縁部に沿って断面円弧状に形成されている。周辺開口部32の縁部には、ケース25の前面側に突出するガイド部34が形成されている。

後面部28の後面側には、複数の電極ピン21が突設されている。後面部28の前面側には、複数の電極ピン21がそれぞれ挿通固定される複数のボス35が突出されている。

側面部29の外周の後側には、ソケット13に組み合わされる溝状の段部36が形成されている。側面部29の内周には、周辺開口部32に対向して固定部37がそれぞれ突設されている。固定部37は、後面部28の後面側よりも前方に位置し、放熱部23をねじ止めするためのボス（取付孔）38を備えている。側面部29の内面には、カバー26を取り付けるための位置決め突起39および複数の係止突起40が突設されている。

カバー26は、例えば合成樹脂などの絶縁材料で形成されている。カバー26は、中央に円形の照射開口42を有する環状に形成されている。照射開口42の周囲は、照射開口42から前方へ向けて拡開するように傾斜状に設けられている。カバー26の後面側の周辺部には、ケース25の側面部29の内側に嵌り込む壁部43が突設されているとともに、ケース25の係止突起40に係止される複数の係止爪44が突設されている。壁部43の一部には、位置決め突起39が嵌り込む位置決め溝45が形成されている。

また、カバー26の後面側には、照射開口42を覆う透光板47、およびこの透光板47を発光モジュール22との間に挟み込んで保持する弾性体48が配設される。

透光板47は、透光性を有する例えばガラスあるいは樹脂材料で、円板状に形成されている。

弾性体48は、例えばシリコーンゴム等の弾性を有するとともに耐熱性を有する材料で円筒状に形成されている。弾性体48の前面側には、透光板47を嵌合する溝部49が形成されている。

また、電極ピン21は、ケース25の後面部28から突設されている。電極ピン21は、筐体20の中心に対して対称位置で、ケース25の嵌合部33の外径側にそれぞれ対向する位置に配設されている。なお、本実施形態では、発光モジュール22への電源供給路が２系統の場合に対応して４本の電極ピン21を用いているが、発光モジュール22への電源供給路が１系統の場合には２本の電極ピン21のみを用いればよい。

また、発光モジュール22は、四角形状の基板52、および基板52の前面側の中央に形成された発光部53を備えている。発光部53は、基板52に実装された複数の発光素子54を備えている。発光モジュール22は、基板52の前面側に複数の発光素子54として複数の発光ダイオードが実装され、複数の発光ダイオードを囲む円環状の枠部55の内側に蛍光体層が充填されたＣＯＢ（Chip On Board）モジュールによって構成されている。したがって、発光部53は、枠部55の内側の蛍光体層の表面にて、円形状に形成されている。なお、発光素子54としては、発光ダイオードを用いたＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージでもよいし、あるいはＥＬ素子等の他の半導体発光素子でもよい。

そして、発光モジュール22は、基板52の後面側が熱伝導シート56を介して放熱部23に熱的に接続されている。熱伝導シート56は、発光部53の直径よりも少し大きく、基板52の外形よりも小さい円形状に形成されている。また、図６に示すように、基板52の周辺部がケース25の前面側に突出する２つのボス35および２つの固定部37の間に嵌め込まれ、ケース25の後面部28に平行な方向（回転方向を含む）の位置が位置決め保持されている。

また、放熱部23は、例えばアルミダイカストなどの金属材料で形成されている。放熱部23は、ケース25の後面側からケース25に組み込まれる。

放熱部23は、円柱部（本体部）60を有している。円柱部60の直径は、この円柱部60がケース25の中央開口部31に嵌合可能な寸法に形成されている。

円柱部60の前面側には、基板52の後面側が熱伝導シート56を介して配設される接触面部61が設けられている。接触面部61の直径は発光部53の直径よりも大きく、接触面部61に対向する領域内に発光部53が配設されている。

円柱部60の後部側には、ケース25の後面部28から突出する突出部62が設けられている。突出部62の後面側には、六角形状の熱伝導シート63を介して放熱器14に熱的に接続される接続面部64が設けられている。

円柱部60の周面には、ケース25の嵌合部33がそれぞれ嵌合する一対の溝部65が形成されている。溝部65は、円柱部60の周面とともに前面側に開口されている。溝部65に嵌合部33が嵌合した状態で、円柱部60の周面と嵌合部33の周面とが略連続した曲面となり、円柱部60の周面の一部を嵌合部33が構成する。

円柱部60の周面には、複数のキー66a，66bが突設されている。キー66a，66bは、４つで、このうちの２つはソケット13に取り付けるためのキー66aであり、残りの２つはソケット13との組み合わせを一定にするためのキー66bである。

放熱部23は、接触面部61から側方に突出する一対の拡大部67を備えている。一対の拡大部67は、円柱部60を中心として対称方向に一体に突出されている。拡大部67は、ケース25の周辺開口部32にそれぞれ嵌合可能に形成されている。すなわち、拡大部67は、円柱部60から放射状に突出されていて、外径側の円弧幅が内径側の円弧幅よりも広い扇状に形成されている。さらに、拡大部67は、電極ピン21とは異なる方向に突出されているとともに、筐体20の後面側から露出されている。

拡大部67の前面側は、円柱部60の接触面部61と面一に形成されている。拡大部67の前面側で周辺部には、ケース25の固定部37に嵌合する窪み部68が形成され、この窪み部68にケース25をねじ止めするための取付孔69が形成されている。

そして、ランプ装置11を組み立てる場合には、ケース25の後面側から開口部30に、放熱部23を嵌合する。このとき、放熱部23の溝部65に嵌合部33を嵌合し、中央開口部31に放熱部23の円柱部60を嵌合するとともに、周辺開口部32に放熱部23の拡大部67を嵌合し、拡大部67の窪み部68をケース25の固定部37に嵌合する。さらに、ケース25の前面側から、ねじをボス38に通して放熱部23の取付孔69に螺着し、放熱部23とケース25とを固定する。

ケース25の前面側から、放熱部23の接触面部61に、熱伝導シート56を介して、発光モジュール22の基板52を配置する。このとき、基板52の周辺部をケース25の前面側に突出する２つのボス35および２つの固定部37の間に嵌め込み、ケース25の後面部28に平行な方向（回転方向を含む）の位置を位置決めする。さらに、ケース25の電極ピン21と発光モジュール22とを配線などによって電気的に接続する。

ケース25の前面側から、発光モジュール22の枠部55の周囲に弾性体48の開口部を嵌合するとともに、弾性体48の溝部49に透光板47を嵌合する。

ケース25の前面側からカバー26を被せ、ケース25の係止突起40にカバー26の係止爪44を係止し、ケース25とカバー26とを固定する。このとき、ケース25とカバー26との間で、熱伝導シート56、発光モジュール22の基板52、弾性体48および透光板47を挟み込み、弾性変形する弾性体48の反発力によって、各部品が保持されている。

組み立てられたランプ装置11は、発光モジュール22の発光部53が照射開口42に対向し、照射開口42は透光板47で閉塞されている。また、ランプ装置11の筐体20の後面側および放熱部23の後面側が、ソケット13に着脱可能に装着する口金71として構成されている。

また、図８に示すように、器具12は、天井板に開口された埋込口に埋め込み設置される埋込形ダウンライトである。器具12は、ソケット13、放熱器14および電源部15を備えている。さらに、図示していないが、放熱器14の前面側には円筒状の反射体が取り付けられ、この反射体が埋込口に嵌め込まれるとともに、反射体の外面に取り付けられた複数の取付ばねが天井板上に係合し、器具12が天井板に設置されるように構成されている。

ソケット13は、放熱器14の前面側に取り付けられている。ソケット13は円筒状に形成されており、ソケット13の中央にはランプ装置11の突出部62が挿通される挿通口が形成されている。ソケット13は、ランプ装置11の電極ピン21と電気的に接続される端子を備えている。そして、ソケット13にランプ装置11の口金71が挿入されるとともにランプ装置11が所定角度回転されることにより、ソケット13にキー66a，66bを介してランプ装置11が取り付けられるとともにソケット13の端子に電極ピン21が電気的に接続される。

放熱器14は、例えばアルミダイカストなどの金属材料によって形成されている。放熱器14の前面側に、ソケット13が取り付けられるとともに、このソケット13に装着されるランプ装置11の放熱部23が熱伝導シート63を介して熱的に接続される接続面が形成されている。放熱器14の後部側には、放熱フィン14aが形成されている。

電源部15は、放熱器14に取り付けられている。電源部15は、交流電源を入力し、発光素子54が点灯する所定の直流電源に変換して発光モジュール22に供給する電源回路を備えている。なお、電源部15は、器具12に配置せず、別置きでもよい。

そして、このように構成された照明装置10において、電源部15からソケット13を通じてランプ装置11の発光モジュール22に直流電源が供給されることにより、発光モジュール22の発光素子54が発光し、発光部53から光が放出される。発光部53から放出される光は、透光板47を透過して照射開口42から照明空間に照射される。

ランプ装置11の点灯時に発光素子54が発生する熱は、基板52および熱伝導シート56を通じて放熱部23の接触面部61に伝わり、放熱部23の円柱部60内を熱伝導するとともに接触面部64から熱伝導シート63を通じて放熱器14に伝わり、放熱器14の放熱フィン14aから空気中に放熱される。

発光モジュール22の発光部53から放熱部23の接触面部61に伝わった熱は、接触面部61から側方に突出する拡大部67に伝わって拡散される。そのため、発光部53からの熱が伝わる放熱部23の接触面部61の付近で熱がこもって温度が高くなるのを抑制することができ、発光部53の放熱効率が維持し、発光部53の温度の上昇を抑制することができる。

拡大部67は筐体20の後面側から露出されているため、拡大部67に伝わった熱を拡大部67からソケット13側に逃がすことができ、放熱部23からの放熱性を向上させることができる。

放熱部23の拡大部67は、電極ピン21とは異なる方向に突出されているため、電極ピン21との絶縁性に影響を及ぼすことなく、放熱部23の拡大部67を設けることができる。

放熱部23の拡大部67は、筐体20の固定部37に嵌合されているため、筐体20と放熱部23との結合強度を確保することができる。しかも、この放熱部23の拡大部67と筐体20の固定部37との嵌合部分をねじ止めするため、筐体20と放熱部23とのより高い結合強度を確保することができる。

放熱部23の拡大部67は、外径側の幅が内径側の幅よりも広い扇状に形成されているため、拡大部67の体積を増加させることができ、熱の分散効果を向上できる。

また、ランプ装置11をソケット13に装着する際、ランプ装置11の筐体20を持ってソケット13に挿入するとともに回転操作することにより、放熱部23の突出部62がソケット13側に係合するとともに放熱器14に熱的に接続されるが、この筐体20を回転操作するとき、放熱器14に接する放熱部23には回転抵抗がかかる。筐体20と放熱部23とはねじで固定しているが、このねじによる結合部分に負荷が集中的に加わる虞がある。そこで、本実施形態のランプ装置11は、ねじによる結合構造に加えて、筐体20の嵌合部33と放熱部23の突出部62に設けられた溝部65とが嵌合する構造を備えるため、回転方向に対する筐体20と放熱部23との結合強度を確保することができる。

また、ランプ装置11が小形で、放熱部23の突出部62と電極ピン21との距離が近い場合でも、筐体20の嵌合部33が電極ピン21に対向することにより、放熱部23の突出部62と電極ピン21との沿面距離を確保し、絶縁性を向上できる。

図７に示すように、ランプ装置11をソケット13に装着した状態では、放熱部23の突出部62と電極ピン21との間にソケット13の絶縁部分が介在されるが、装着ばらつきなどによってはソケット13の絶縁部分と筐体20の後面部28との間に隙間が生じることがある。この場合、筐体20の後面部28から突出する嵌合部33の高さh1は、ソケット13と筐体20の後面部28との間に生じる隙間の高さh2よりも高い関係にある。この関係により、ソケット13と筐体20の後面部28との間に隙間が生じても、放熱部23の突出部62と電極ピン21との間に嵌合部33が介在し、絶縁性を確実に確保できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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。これら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。

10 照明装置
11 ランプ装置
13 ソケット
14 放熱器
20 筐体
21 電極ピン
22 発光モジュール
23 放熱部
37 固定部
52 基板
53 発光部
61 接触面部
62 突出部
67 拡大部

Claims (5)

1. 筐体と；
   基板、およびこの基板の前面側に設けられた発光部を有し、前記筐体の前面側から光が放出されるように前記筐体内に配設された発光モジュールと；
   前記発光モジュールの前記基板の後面側を配設する接触面部、前記筐体の後面側から突出する突出部、および前記接触面部から側方に突出する拡大部を有する放熱部と；
   を具備することを特徴とするランプ装置。
2. 前記筐体の後面側から突出され、前記発光モジュールに電気的に接続される電極ピンを具備し、
   前記放熱部の前記拡大部は、前記電極ピンとは異なる方向に突出されている
   ことを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
3. 前記放熱部の前記拡大部は、前記筐体の後面側から露出されている
   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. 前記筐体は、前記筐体の周辺部に設けられていて前記放熱部を固定する固定部を有し、
   前記放熱部の前記拡大部は、前記固定部に嵌合されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置。
5. 請求項１ないし４いずれか一記載のランプ装置と；
   前記ランプ装置を装着するソケットと；
   前記ソケットに装着された前記ランプ装置の前記突出部が熱的に接続される放熱器と；
   を具備することを特徴とする照明装置。

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