JP2017130397A - 電球形照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性が高く、組立性のよい電球形照明装置を提供する。【解決手段】筺体と、ホルダ２０により前記筺体に取り付けられる発光体と、を有し、ホルダ２０は、発光体を係止する発光体係止部２５と、筺体と固定するための筺体固定部と、を有し、発光体係止部２５と筺体固定部と、は異なる位置にある。【選択図】図４

Description

本発明は、電球形照明装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体素子を有する発光体を備えた電球形照明装置は、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。ＬＥＤを用いた電球形照明装置では、長寿命化による長期使用に対する高い信頼性と、普及が急速に進んだために生産性を向上させる組立性のよさと、を備えた構造が望まれている。

例えば特許文献１には、発光体と、発光体を覆うグローブと、発光体で発生する熱を放出する放熱体と、発光体を放熱体に固定するホルダを備え、ホルダに設けられたねじの貫通孔近傍にグローブが固定される係止ツメが形成されることによって、グローブが抜け落ちにくく、安全性の高めることを目的とした電球形照明装置が記載されている。

特開２０１４−２０３７９６号公報

特許文献１に記載の電球形照明装置では、発光体を本体部に取り付けたあとに、ホルダをねじによって取り付けるとともに、発光体を固定する構造が記載されている。

発光体を本体部に取り付けたあとに、ホルダをねじによって取り付ける場合、発光体が本体部と係止されていないと、ホルダの取り付けの際に、発光体が可動状態なため、組立がしにくくなる恐れがある。さらに、ホルダ取り付け時に発光体が可動した場合、ねじを締め付ける力が可動した発光体に加わり、発光体が破損する恐れがある。

本発明は、安全性が高く、組立性のよい電球形照明装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、筺体と、ホルダにより前記筺体に取り付けられる発光体と、を有し、前記ホルダは、前記発光体を係止する発光体係止部と、前記筺体と固定するための筺体固定部と、を有し、前記発光体係止部と前記筺体固定部と、は異なる位置にある。

本発明により、安全性が高く、組立性のよい電球形照明装置を提供することができる。

電球形照明装置の外観正面図である。 図１に示される電球形照明装置の分解斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。 ホルダを下方から見た平面図である。 ホルダと発光体の係止状態における下方からの平面図である。

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。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、電球形照明装置の外観正面図である。図１に示すように、電球形照明装置１００は、半導体発光素子としてのＬＥＤ３１（図３参照）を有する発光体３０（図３参照）と、発光体３０を覆うカバー部材１０と、発光体３０で発生する熱を放出する筺体７０と、発光体３０を放熱体７０に取り付けるためのホルダ２０（図３参照）と、発光体３０を発光させるための電源回路基板５０（図３参照）と、電源回路基板５０を収納する収納ケース６０と、口金８０と、を備えている。

筺体７０は、中空かつ筒状の胴部７１と、この胴部７１と一体成形され、軸線を中心として放射状に配置された複数のフィン７２と、を備えている。それぞれのフィン７２は、胴部７１の外周面から径方向外向きに突出し、かつ、軸線方向に延在している。このようなフィン７２を備えることによって、筺体７０の放熱性能を向上させることができる。

なお、フィン７２は、胴部７１の上端（カバー部材１０側の端）よりも所定長さだけ上方に延びる複数の延在部を有している。つまり、図１に示すようにフィン７２の延在部と、胴部７１の上端とによる凹凸状を呈していてもよい。この場合、ドーム形状をしたカバー部材１０の裾には、フィン７２の延在部に対応する複数の溝部が形成されることが望ましい。カバー部材１０を筺体７０に取り付けると、それぞれのフィン７２の延在部が、カバー部材１０の溝部に嵌合されるため、カバー部材１０の回転を防止することができるという効果を奏する。

また、電球形照明装置１００は、口金８０を備えている。なお、口金８０については後記する。

図２は、図１に示される電球形照明装置の分解斜視図である。図２に示すように、カバー部材１０と筺体７０との間には、発光体３０などが介在している。発光体３０は、ＬＥＤ３１（半導体素子）と、基板３２と、を備えている。ＬＥＤ３１は基板３２の表面に載置されている。

ＬＥＤ３１に用いられる発光素子としては、例えば青色光を発するものが使用される。それぞれのＬＥＤ３１は、例えばシリコーン樹脂など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、ＬＥＤ３１から放出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ＬＥＤ３１からの青色光が色変換されて、白色光となる。なお、ＬＥＤ３１は、光の取り出し効率を向上させるために、半球状のレンズで覆われていてもよい。

基板３２は、４つの切り欠き３３が設けられている。また、基板３２の表面には、ＬＥＤ３１に接続される所定のパターンが形成されている。４つの切り欠き３３は、ホルダ２０を筺体７０に固定する際にねじＳを避けるためのものである。

カバー部材１０は、ＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂製又はガラス製であり、発光体３０に向けて開口している。ちなみに、カバー部材１０には、発光体３０からの光を拡散させる光拡散材が含有されていてもよい。カバー部材１０の開口１１付近には、後記するホルダ２０の係止ツメ２４に対応する孔部１３が形成されている。

ホルダ２０は、発光体３０を上方から筺体７０に固定すると共に、発光体３０と筺体７０とを熱的に接触させるものである。また、本実施形態においてホルダ２０は外形が略円形状の枠体である環状構造を呈しており、発光体３０を筺体７０に固定する場合に、この発光体３０の（基板３２の）上面縁部に当接し、ＬＥＤ３１を取り囲むようになっている。ホルダ２０は、略平面形状の平面部２６と、平面部２６から下方向に突出する発光体係止部２５と、が形成されている。なお、ホルダ２０は、発光体３０を筺体７０に固定する場合に、発光体３０の上面縁部に当接し、ＬＥＤ３１を取り囲むようになっていればよく、外形が略円形状の枠体である環状構造に限るものではない。

また、ホルダ２０には、ねじＳを貫通させるための貫通孔２１、及び、電源回路基板５０との接続線であるリード線（図示せず）を案内するガイド部２３が設けられている。なお、ホルダ２０の詳細については後記する。ここで、貫通孔２１は、ホルダ２０をねじＳにより筐体７０へ固定するための筺体固定部である。なお、筺体固定部は、ホルダ２０を筺体へ固定するための部分であれば孔に限るものではない。

電源回路基板５０は、複数の電子部品が基板に実装されたものである。電源回路基板５０は、下端付近にはコンデンサ５１が設置されている。また、電源回路基板５０は、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などを備えている。

収納ケース６０は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂製である。収納ケース６０は一端面から他端面まで連通する筒状である。電源回路基板５０は収納ケース６０の一端面側から収納される。収納ケース６０は、本実施形態において横断面が略楕円形状であるが、電源回路基板５０を収納出来、かつ、口金８０を取り付けられればよく、横断面が略楕円形状に限るものではない。

収納ケース６０の一端側には、口金８０の内周面に対応するねじ溝６１が形成されている。

筺体７０は、前記したように、筒状の胴部７１と、この胴部７１と一体成形され、軸線（図２参照）を中心として放射状に配置された複数のフィン７２と、を備えている。また、胴部７１の内側面は収納ケース６０を収納可能な形状となっている。

また、筺体７０は、発光体３０とホルダ２０を取り付ける置載部７７を備えており、置載部７７の上面には、ホルダ２０を筺体７０にねじＳで固定するためのねじ穴７４が設けられている。

置載部７７は、幅方向に肉厚に形成される。発光体３０を筺体７０に取り付けた場合、発光体３０と置載部７７の接触面積が、置載部７７を設けていないものの接触面積よりも大きくなる。接触面積が大きくなることで、熱源である発光体３０から筺体である筺体７０への伝熱性が高くなる。これにより、ＬＥＤ電球の放熱性が高くなり、長期使用に対する信頼性を向上させることができる。

また、発光体３０がホルダ２０により筺体７０へ係止されることにより、収納ケース６０の上方向が発光体３０で少なくとも一部覆われることになり、収納ケース６０が筺体７０の上方向から抜けることがなくなるという効果を奏する。

なお、筺体７０は、例えばアルミニウム（合金を含む）など、熱伝導率の高い材料から形成されている。したがって、発光体３０で発生する熱は、筺体７０に効率的に伝導され、筺体７０の外周面から外部の空気に放出されるようになっている。また、筺体７０をＰＣ（ポリカーボネート）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂材料で形成することで、放熱性はアルミニウムなどに対して劣るものの、電気的絶縁性を高めることができ、安全性を高めることができる。

口金８０は、収納ケース６０の下端側に取り付けられ、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ものである。

次に、ホルダ２０について詳細に説明する。

本実施形態においてホルダ２０は環状構造であり、その上部には、ねじＳの形状に対応する座ぐり形状２２が複数（図２では、４つ）設けられている。また、それぞれの座ぐり形状２２の底面中央には、ねじＳを貫通させる貫通孔が設けられている。また、ホルダ２０には、外縁から径方向内向きに凹む凹形状であるガイド部２３が設けられている。ガイド部２３は、リード線(図示せず)を案内するために設けられており、凹形状に限るものではない。

ホルダ２０は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、又はエポキシ樹脂など、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。なお、ホルダ２０はガラス製などの透光性を有する材料であってもよい。

図４は、ホルダ２０を下方からみた平面図である。
ホルダ２０には、発光体３０の位置を規制する発光体係止部２５（図４では、8つ）が設けられている。発光体係止部２５は図４における紙面の奥方向から手前方向に突出するリブであり、リブの先端が径方向外側から内側に向かって傾斜するものである。また、発光体係止部２５の側面の一部は、発光体３０の側面の一部に当接することができる。このように発光体係止部２５を形成することで、発光体３０の位置を規制することができる。本実施形態では、発光体係止部２５は、ホルダ２０における長手方向の一方向に２箇所、他方向に２箇所、長手方向と垂直となる短手方向の一方向に１箇所、他方向に３箇所設けられている（図４参照）。ホルダ２５の発光体係止部２５により、発光体３０の径方向である長手方向及び短手方向（長手方向方向に垂直）の位置を規制することができる。また、発光体係止部２５と当接することで、発光体３０の軸線方向（上下方向）の位置を規制し、発光体３０を係止することができる。軸線方向の位置を規制することで、発光体３０を筺体７０の置載部７７に取り付ける際に、ホルダ２０の発光体係止部２５に係止した状態でホルダ２０と合わせて取り付けることができる。更に、ホルダ２０を筺体７０へねじ締めする際の回転方向への応力に対して、発光体３０の位置のずれなどを防ぐ効果を奏し、組立性を向上させることができる。さらに、発光体係止部２５は、ホルダ２０におけるねじ座ぐり形状２２やねじＳを貫通させる貫通孔とは径方向で異なる位置（隣り合うねじ座ぐり形状２２の間となる位置）に配置することで、ホルダ２０を筺体７０へねじ締めする際や使用時のねじＳによる固定構造から発生する応力が発光体３０へ強く加わることを防ぎ、長期使用に対する信頼性を向上させることができる。

ホルダ２０の外周側外部（径方向外側）には、カバー部材１０の孔部１３に係止される係止ツメ２４が４箇所設けられている。係止ツメ２４は孔部１３に係止される。カバー部材１０とホルダ２０との係止を行う際、係止ツメ２４は、ホルダ２０に対するカバー部材１０の係止の効果や、ホルダ２０に対するカバー部材１０の回転防止といった効果を奏する。

なお、係止ツメ２４は上側（図４，５では紙面奥側）の方が下側（図４，５では紙面手前側）よりも長い形状であり、カバー部材１０が上から入り易く抜けづらい構造となっている。

電球形照明装置１００において、ホルダ２０はカバー部材１０の内側に位置するように取り付けられる。ここで、係止ツメ２４は、ホルダ２０の径方向外側に向かって突出するよう出ているため、孔部１３と係止ツメ２４とを係止した後にカバー部材１０の径方向外側から径方向内側に向けて力を加えても、孔部１３と係止ツメ２４との係止を解除しづらいという効果を奏する。

以上のように、発光体３０をねじＳで固定するホルダ２０において、発光体３０の側面の一部に当接するような側面を備えた発光体係止部２５を、ねじＳの形状に対応するねじ座ぐり形状２２やねじＳを貫通させる貫通孔（筺体固定部）とは異なる位置（隣り合うねじ座ぐり形状２２の間となる位置）に配置することで、発光体３０を筺体７０の置載部７７に取り付ける際に、ホルダ２０と合わせて取り付けることができるとともに、ねじ締め時の回転方向への応力に対して位置のずれなどを防ぎ、組立性がよく、さらに、ねじ締め時や使用時のねじＳによる固定構造から発生する応力が発光体３０へ強く加わることを防ぐことで、長期使用に対する信頼性の高い電球形照明装置１００を提供することが可能となる。

再び図２に戻り、電球形照明装置１００の組立方法の概略を説明する。

まず、収納ケース６０を上方から筺体７０に嵌め込む。収納ケース６０を上方から筺体７０に嵌め込む際、収納ケース６０のねじ溝６１は、筺体７０の下側の開口から飛び出ることになる。続いて、電源回路基板５０を、長手方向（軸線方向）を縦にして上方（一端側）から収納ケース６０内に挿入し収納する。なお、電源回路基板５０に予め接続されている出力用のリード線（図示せず）の先端は、このとき収納ケース６０内から外に引き出された状態にする。

一方、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８０の所定箇所に接続する。さらに、収納ケース６０のねじ溝６１と口金８０とを螺合する。収納ケース６０が絶縁性の樹脂であること、および収納ケース６０のねじ溝６１が筺体７０から飛び出しており、かつ、ねじ溝６１と口金８０とが螺合した際に、口金と筺体７０の間に３ｍｍ以上の距離を設ければ、口金８０と筺体７０とが接触する恐れがなくなり、絶縁ゴムなどが不要になる。これにより、部品点数の低減が可能となるという効果を奏する。このとき、筺体７０から伝搬してくる熱が口金８０側に伝わりにくくなることによって、口金８０の近傍に収容されているコンデンサ５１の温度上昇の抑制が可能となるという効果を奏する。

続いて、収納ケース６０に収納された電源回路基板５０の周囲に、熱伝導性が良好で電気絶縁性が高い樹脂（図示せず）を充填してもよい。この樹脂によって、電源回路基板５０で発生した熱を筺体７０に効率良く伝導させることができる。

次に、発光体３０をホルダ２０に設けられた発光体係止部２５によってホルダ２０に係止する。

発光体３０とホルダ２０を筺体７０の置載部７７に取り付ける。

そして、ねじＳをホルダ２０の貫通孔２１に貫通させ、筺体７０の置載部７７に形成されたねじ穴７４にねじ込むことにより、発光体３０及びホルダ２０を筺体７０に組み付ける。この状態において、環状構造のホルダ２０がＬＥＤ３１の周囲を取り囲んでいる。

続いて、収納ケース６０内から外に引き出されているリード線（図示せず）をホルダ２０のガイド部２３に沿わせて這い回し、リード線の先端を発光体３０のＬＥＤ３１に半田付けなどによって接続する。

最後に、発光体３０を覆うようにして、カバー部材１０を上方から取り付ける。すなわち、ホルダ２０に形成されている係止ツメ２４が、カバー部材１０の下方に形成されている孔部１３に係止するように、カバー部材１０を取り付ける。

なお、電球形照明装置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適宜変更することが可能である。

図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。

ＬＥＤ３１が発光する際に発生する熱は、基板３２、筺体７０の順に伝熱し、外部に放出される。

図５は、ホルダ２０と発光体３０の係止状態における下方からの平面図である。

図５に示すように、発光体係止部２５によって、長手方向と短手方向（図５の平面に平行な方向）や軸線方向の発光体２０の位置を規制することができる。

以上、本発明に係る電球形照明装置について実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。

また、発光体３０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。

また、実施形態では、発光体３０が７個のＬＥＤ３１を備える場合について説明したが、ＬＥＤの数はこれに限定されず、１つでもよい。

また、実施形態では、ＬＥＤ３１がレンズで覆われていてもよい。

また、前記実施形態では、発光体３０がＬＥＤを備える場合について説明したが、発光体３０としてＥＬ（Electro-Luminescence）など他の半導体発光素子を用いてもよい。

１００ 電球形照明装置
１０ カバー部材
２０ ホルダ
２１ ねじ貫通孔（筺体固定部）
２５ 発光体係止部
３０ 発光体
３１ ＬＥＤ（半導体素子）
５０ 電源回路基板
６０ 収納ケース
８０ 口金
７０ 筺体

Claims (1)

1. 筺体と、
   ホルダにより前記筺体に取り付けられる発光体と、を有し、
   前記ホルダは、前記発光体を係止する発光体係止部と、前記筺体と固定するための筺体固定部と、を有し、
   前記発光体係止部と前記筺体固定部と、は異なる位置にある電球形照明装置。

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