JP2017174780A - ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流制御用の抵抗器を備えた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、口金および抵抗器26を備える。筐体20は、一面側が開口される。発光モジュール22は、筐体内の一面側に配設される。口金は、筐体20の他面側から突出され発光モジュール22の一端に接続され直流電流が供給される第１のピン45aと、筐体20の他面側から突出され発光モジュール22の他端と接続される第２のピン45bと、筐体20の他面側から突出される第３のピン46aとを有し、筐体20の他面側に設けられる。抵抗器26は、筐体20内の一面側で発光モジュール22の周辺域に配設され、第２のピン45bと第３のピン46aとの間に接続される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光モジュールを備えたランプ装置、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を熱的に接続する放熱器とを組み合わせ、外部の電源装置からソケットを通じてランプ装置の発光モジュールに直流電流を供給し、発光モジュールを点灯させる照明装置がある。

通常、ランプ装置の発光モジュールに供給する電流値は、電源装置の側で設定している。

ランプ装置は、明るさや色温度等照明特性などによって、発光モジュールに必要とする電流値が異なる場合がある。そのため、必要な電流値が異なるランプ装置が照明装置に組み合わされた場合でも、電源装置から適切な電流値の直流電流をランプ装置に供給することが望まれる。

また、発光モジュールに必要とする電流値に応じた電流制御用の抵抗器を設け、この電流制御用の抵抗器を通じて検出される検出電圧に基づいて適切な電流値の直流電流を発光モジュールに供給する照明装置がある。

上述したランプ装置では、発光モジュールに電流制御用の抵抗器を設けることが難しい場合があるが、このような場合でも電流制御用の抵抗器を備えることが望まれる。

特開２０１５−１５３６８６号公報 特開２０１３−２５４５６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、電流制御用の抵抗器を備えた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、口金および抵抗器を備える。筐体は、一面側が開口される。発光モジュールは、筐体内の一面側に配設される。口金は、筐体の他面側から突出され発光モジュールの一端に接続され直流電流が供給される第１のピンと、筐体の他面側から突出され発光モジュールの他端と接続される第２のピンと、筐体の他面側から突出される第３のピンとを有し、筐体の他面側に設けられる。抵抗器は、筐体内の一面側で発光モジュールの周辺域に配設され、第２のピンと第３のピンとの間に接続される。

本発明によれば、電流制御用の抵抗器を備えたランプ装置を提供することが期待できる。

第１の実施形態を示すランプ装置の筐体の正面図である。 同上筐体の斜視図である。 同上ランプ装置の斜視図である。 同上ランプ装置の断面図である。 同上ランプ装置を用いた照明装置の斜視図である。 第２の実施形態を示すランプ装置の筐体の正面図である。 第３の実施形態を示すランプ装置の筐体の正面図である。 第４の実施形態を示すランプ装置の筐体の正面図である。 第５の実施形態を示すランプ装置の断面図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。

図５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。器具12には、ソケット13、放熱器14、および電源装置15が含まれる。

図１ないし図４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、放熱部23、反射板24および透光カバー25などを備え、さらに、電流制御用の抵抗器26を備えている。このランプ装置11の光照射方向に対して反対側に、ソケット13に装着される口金27が設けられている。なお、以下、ランプ装置11の光照射方向である一面側を前面側、光照射方向と反対側である他面側を背面側と呼ぶ。また、発光モジュール22の一端側を直流電流の陽極側、他端側を陰極側とする。

そして、筐体20は、例えば合成樹脂などの絶縁材料で形成されている。筐体20は、背面部30、およびこの背面部30の周囲から前面側に突出する円筒状の側面部31を備え、前面側が開口されている。この筐体20の背面側が口金27の一部として構成されている。

背面部30には、放熱部23が貫通および嵌合される嵌合開口32が形成されている。この嵌合開口32は、背面部30の中央部に形成された円形の中央開口部33、および背面部30の周辺部に形成された扇状の一対の周辺開口部34を備えている。中央開口部33の互いに対向する縁部には、背面部30から後方へ向けて突出する嵌合部35が形成されている。

背面部30の背面側には、複数の電極ピン21が突設されている。背面部30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36が突出されているとともに、抵抗器26を配設するための複数の検出基板取付部37が設けられている。検出基板取付部37には、断面Ｌ字形の保持突部38が対角線方向に互いに対向するように突設されている。

側面部31の内周には、周辺開口部34に対向する位置に、放熱部23をねじ39で固定するための固定部40が設けられている。側面部31の内面には、反射板24を取り付けるための複数の反射板取付部41、および透光カバー25を取り付けるための複数の透光カバー取付部42がそれぞれ設けられている。

また、電極ピン21は、筐体20の背面部30の周辺域から突設され、すなわち口金27から突設されている。本実施形態では、４本の電極ピン21が用いられており、そのうちの１本の電極ピン21は発光モジュール22への直流電流の供給のための第１のピン45aとして用いられ、残り２本の電極ピン21は第２のピン45b、第３のピン46aとして用いられる。ただし、本実施形態では、第４のピン46bは、電気的な接続には用いられない。第１のピン45aは直流電流の陽極側である発光モジュール22の一端側に接続され、第２のピン45bは直流電流の陰極側である発光モジュール22の他端側に接続される。そして、筐体20の外径側の円周上に第１のピン45a、第２のピン45bが配設され、筐体の内径側の円周上に第３のピン46a、第４のピン46bが配設されている。

第１のピン45aと第２のピン45b、第３のピン46aと第４のピン46bは、それぞれ離間して、筐体20の中心に対して対称位置で、筐体20の嵌合部35の外径側にそれぞれ対向する位置に配設されている。

また、発光モジュール22は、四角形状の基板50、およびこの基板50の前面側の中央に形成された発光部51を備えている。発光部51は、基板50に実装された複数の発光素子52を備えている。発光モジュール22は、基板50の前面側に複数の発光素子52として複数のＬＥＤチップが実装され、複数のＬＥＤチップを囲む円環状の枠部53の内側に蛍光体層54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。なお、発光素子52としては、表面実装形のＬＥＤパッケージでもよいし、あるいはＥＬ素子などの他の半導体発光素子でもよい。

基板50の前面側の両端には一対の端子部55a，55bが設けられ、これら端子部55a，55b間に複数の発光素子52が直列に接続されている。端子部55aは直流電流の陽極側の入力端子であり、端子部55bは直流電流の陰極側の入力端子である。

発光モジュール22は、基板50の後面側が熱伝導シート57を介して放熱部23に熱的に接続される。さらに、基板50の両端に一対のホルダ56a，56bが配設され、これらホルダ56a，56bがねじ58によって放熱部23に締め付け固定されることにより、基板50が放熱部23に押し付けられた状態に保持されている。各ホルダ56a，56bは、接続端子をそれぞれ内蔵している。各ホルダ56a，56bの接続端子は、基板50の端子部55a，55bにそれぞれ電気的に接続されるとともに、各ホルダ56a，56bに挿入される電線を電気的に接続し、基板50の端子部55a，55bと電線とをそれぞれ電気的に接続する。

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、筐体20の背面側から筐体20に組み込まれ、筐体20の固定部40を挿通したねじ39が螺着して筐体20に固定されている。

放熱部23は、筐体20の中央開口部33に嵌合される円柱部（本体部）60、およびこの円柱部60の側部から突出していて筐体20の周辺開口部34に嵌合される扇状の一対の拡大部61を有している。

円柱部60の前面側には、基板50の後面側が熱伝導シート57を介して配設される。円柱部60の背面側には、筐体20の背面部30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、放熱器14との熱的な接続を良好にするための熱伝導シート63が配設されている。突出部62の周囲には、筐体20の背面側から突出する嵌合部35が嵌合されている。

そして、放熱部23の円柱部60を含む背面側が、口金27の一部を構成している。

また、反射板24は、例えば合成樹脂などの絶縁材料で形成されている。反射板24は、中央に円形の開口部68を有する環状に形成されている。開口部68の周囲は、開口部68から前方へ向けて拡開するように傾斜状の反射面69が設けられている。反射板24の周辺部が筐体20の反射板取付部41と筐体20に取り付けられる透光カバー25との間に挟み込まれて保持される。

また、透光カバー25は、透光性および光拡散性を有する樹脂材料によって、筐体20の前面側を閉塞可能な円板状に形成されている。透光カバー25には、筐体20の内側に嵌め込まれる環状の突壁72、および筐体20の各透光カバー取付部42にそれぞれ取り付けられる複数の係止爪（図示せず）が設けられている。

また、抵抗器26は、検出基板76に実装されている。検出基板76は、長方形のプリント配線基板であり、表面である前面側にパターン77が形成され、このパターン77上に抵抗器26が実装されている。パターン77には、抵抗器26の両端側に、それぞれ電線を接続可能とする端子部78a，78bが設けられている。検出基板76は、筐体20の検出基板取付部37に取り付けられ、すなわち、検出基板76の対角線上の角部が一対の保持突部38にそれぞれ嵌合されて取り付けられている。そして、抵抗器26は、筐体20内で発光モジュール22の周辺に配設されている。

抵抗器26は、発光モジュール22が必要とする電流値に応じた所定の抵抗値に設定されている。ランプ装置11に用いられる発光モジュール22によって必要とする電流値が異なる場合には、それぞれの電流値に応じた所定の抵抗値に設定されている。

そして、図１に筐体20内での配線構造を示す。直流電流の陽極側の第１のピン45aと発光モジュール22の陽極側の端子部55aとが電線81aによって電気的に接続され、直流電流の陰極側の第２のピン45bと発光モジュール22の陰極側の端子部55bとが電線81bによって電気的に接続される。さらに、第３のピン46aと検出基板76の一方の端子部78aとが電線82aによって電気的に接続され、直流電流の陰極側の第２のピン45bと検出基板76の他方の端子部78bとが電線82bによって電気的に接続される。なお、電線81a，81bは、ホルダ56a，56bの接続端子を介して発光モジュール22の端子部55a，55bにそれぞれ電気的に接続される。

また、図５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および電源装置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の複数の電極ピン21（第１のピン45a、第２のピン45b、第３のピン46a、第４のピン46b）とそれぞれ個別に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27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の端子に各電極ピン21がそれぞれ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。

電源装置15は、放熱器14に取り付けられている。なお、電源装置15は、器具12に配置せず、別置きでもよい。電源装置15は、交流電源を入力し、発光素子52が点灯する所定の直流電流に変換して発光モジュール22に供給する電源回路、およびこの電源回路を制御する制御部を備えている。

そして、電源装置15では、ランプ装置11の第１のピン45aに直流電流を供給するとともに、ランプ装置11の第２のピン45bと第３のピン46a間の検出電圧に基づいて供給する直流電流を制御する。具体的には、第１のピン45a、発光モジュール22、第３のピン46a間に流れる直流電流が第２のピン45bと第３のピン46a間に接続された抵抗器26などの抵抗成分に流れることによって生じた電圧降下を検出電圧として検出する。

電源装置15からランプ装置11の第１のピン45aに直流電流を供給することにより、直流電流が発光モジュール22を流れ、抵抗器26に応じた検出電圧を第２のピン45bと第３のピン46aとの電圧差として電源装置15に入力される。従って、第１のピン45aおよび第３のピン46aは直流電流を供給するための一対の電源ピン、第２のピン45bを検出電圧を検出する検出ピンとしてもよいし、第１のピン45aおよび第２のピン45bを直流電流を供給するための一対の電源ピン、第３のピン46aを検出電圧を検出する検出ピンとしてもよい。

電源装置15に入力される検出電圧は、抵抗器26の抵抗値に応じた電圧降下が生じる。抵抗器26の抵抗値は、ランプ装置11に用いられる発光モジュール22によって必要とする電流値が異なる場合でも、その発光モジュール22毎に必要とする電流値に応じた抵抗値にそれぞれ設定されている。

そして、電源装置15は、抵抗器26によって生じた電圧降下を第２のピン45b、第３のピン46a間の電圧差を検出することで検出電圧として把握し、電源装置15に予め設定されている基準電圧とを比較し、検出電圧と基準伝仏とが一致するように、ランプ装置11に供給する直流電流の電流値をフィードバック制御する。

これにより、電源装置15に対して発光モジュール22の必要な電流値が異なるランプ装置11を組み合わせる場合でも、同じ電源装置15で対応できる。

そして、電源装置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52が発光し、発光部51から光が放出される。発光部51から放出される光は、反射板24の開口部68を透過し、透光カバー25を透過して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52が発生する熱は、基板50および熱伝導シート57を通じて放熱部23に伝わり、放熱部23の円柱部60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。

そして、本実施形態のランプ装置11では、筐体20内で発光モジュール22の周辺域に抵抗器26を配設することにより、抵抗器26によって発光モジュール22の光学的な影響を及ぼすことがないとともに、抵抗器26が発光モジュール22からの熱的な影響を受けにくく、筐体20内に抵抗器26を配設できる。

しかも、筐体20内で発光モジュール22の周辺域に抵抗器26を配設することにより、発光モジュール22の電気的な接続と抵抗器26の電気的な接続とが干渉しにくく、それぞれの接続を容易にできる。

また、抵抗器26を実装した検出基板76を用いることにより、抵抗器26を筐体20内に配設しやすくできるとともに、筐体20内での電線82a，82bによる配線を容易にできる。

また、抵抗器26を樹脂製の筐体20に配設することにより、抵抗器26が発光モジュール22からの熱的な影響をより受けにくくでき、抵抗器26の温度変化による抵抗値の変化を抑制することができる。

なお、筐体20は２つの検出基板取付部37を備えているが、いずれの検出基板取付部37に検出基板76を配設してもよく、また、一方の検出基板取付部37に検出基板76を配設し、他方の検出基板取付部37には例えば通信モジュールなどの他の種類の基板を配設してもよい。

また、電源供給用の電極ピン21は、２本に限らず、例えば発光モジュール22がＲＧＢの発光素子52を備えるなどして複数の発光素子回路を備えている場合などは、２本以上用いもよい。同様に、電圧検出のための電極ピン21についても、複数本用いてもよい。

次に、図６に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いてその構成および作用効果についての説明を省略する。

筐体20の内径側の円周上に第１のピン45a、第２のピン45bが配設され、筐体の外径側の円周上に第３のピン46a、第４のピン46bが配設されている。すなわち、第１のピン45a、第２のピン45bが第３のピン46a、第４のピン46bよりも筐体20の内径側に配設されている。

直流電流の陽極側の第１のピン45aと発光モジュール22の陽極側の端子部55aとが電線81aによって電気的に接続され、第２のピン45bと発光モジュール22の陰極側の端子部55bとが電線81bによって電気的に接続される。さらに、第３のピン46aと検出基板76の一方の端子部78aとが電線82aによって電気的に接続され、第４のピン46bと検出基板76の他方の端子部78bとが電線82bによって電気的に接続される。

この場合、ソケット13側で直流電流の陰極側の第２のピン45bと第４のピン46bとを電気的に接続し、第２のピン45bと第４のピン46bとは同電位にある。

この第２の実施形態においても、電源装置15では、ランプ装置11の第１のピン45aに直流電流を供給するとともに、ランプ装置11の第２のピン45bと第３のピン46aとの間に接続された抵抗器26による電圧降下の値を第２のピン45bと第３のピン46aとの間の電圧差によって検出することができ、この検出電圧に基づいて供給する直流電流を制御できる。

また、電極ピン21間の接続をソケット13側で行うため、ランプ装置11内の配線を簡略化することができる。

しかも、高電位となる第１のピン45aが筐体20の内径側に位置するため、例えばソケット13の一部が欠けるなどしていても、第１のピン45aが露出することがなく、高電位の箇所に手が触れるのを防止できる。

次に、図７に第３の実施形態を示す。なお、第１および第２の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いてその構成および作用効果についての説明を省略する。

筐体20の内径側の円周上に２本の第１のピン45a、第２のピン45bが配設され、筐体の外径側の円周上に２本の第３のピン46a、第４のピン46bが配設されている。すなわち、第１のピン45a，第２のピン45bが第３のピン46a第４のピン46bよりも筐体20の内径側に配設されている。

直流電流の陽極側の第１のピン45aと発光モジュール22の陽極側の端子部55aとが電線81aによって電気的に接続され、第２のピン45bと発光モジュール22の陰極側の端子部55bとが電線81bによって電気的に接続される。さらに、第３のピン46a、第４のピン46bと検出基板76の一方の端子部78b，78bとが電線82a，82aによってそれぞれ電気的に接続され、直流電流の陰極側の第２のピン45bと検出基板76の他方の端子部78bとが電線82bによって電気的に接続される。この場合、第３のピン46aと第４のピン46bとは同電位にある。

この第３の実施形態においても、電源装置15では、ランプ装置11の第１のピン45aに直流電流を供給するとともに、ランプ装置11の第２のピン45bと第３のピン46aまたは第４のピン46bとの電圧差を検出電圧として検出することで直流電流を制御できる。

しかも、第３のピン46aと第４のピン46bとは同電位にあるため、第３のピン46aと第４のピン46bとのいずれからも検出電圧を取得するための電極ピンとして使用することができる。

次に、図８に第４の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いてその構成および作用効果についての説明を省略する。

第１の実施形態の構成において、検出基板76に代えて、抵抗器26を中間に接続した電線85を用いる。電線85の一端が第３のピン46aに電気的に接続され、電線85の他端が直流電流の陰極側の第２のピン45bに電気的に接続される。

抵抗器26はカーボン抵抗が用いられる。抵抗器26はリード線を有し、このリード線と電線85とがはんだ接続またはかしめ接続されている。

この第４の実施形態においても、電源装置15では、ランプ装置11の第１のピン45aに直流電流を供給するとともに、ランプ装置11の第２のピン45bと第３のピン46aとの間に生じる電圧差に基づいて供給する直流電流を制御できる。

しかも、抵抗器26を接続した電線85を用いることにより、安価に構成できる。

なお、抵抗器26のリード線を第３のピン46aや第２のピン45bに直接接続してもよい。

次に、図９に第５の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を用いてその構成および作用効果についての説明を省略する。

反射板24の背面側に、筐体20の固定部40に対向してボス88を設ける。そして、反射体24の前面側からねじ39をボス88および固定部40を通じて放熱部23の拡大部61に螺着する。

これにより、反射板24のボス88と放熱部23との間で筐体20を挟み込んで固定し、さらに、反射板24の開口部68の周辺部が発光モジュール22の基板50の前面側に当接し、その基板50を放熱部23に押し付けて保持する。

反射板24の前面側を拡散性を有する透光カバー25で覆うことにより、反射板24の前面側のねじ39の頭部は目立たなくなる。

このように構成されるランプ装置11では、２本のねじ39で組み立てることができ、組立性を向上できる。しかも、発光モジュール22を放熱部23に保持するためのホルダ56a，56bなどが必要なく、構成を簡素化することができる。

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
15 電源装置
20 筐体
22 発光モジュール
26 抵抗器
27 口金
45a 第１のピン
45b 第２のピン
46a 第３のピン
46b 第４のピン

Claims (4)

1. 一面側が開口された筐体と；
   前記筐体内の一面側に配設される発光モジュールと；
   前記筐体の他面側から突出され前記発光モジュールの一端に接続され直流電流が供給される第１のピンと、前記筐体の他面側から突出され前記発光モジュールの他端と接続される第２のピンと、前記筐体の他面側から突出される第３のピンとを有し、前記筐体の他面側に設けられた口金と；
   前記筐体内の一面側で前記発光モジュールの周辺域に配設され、前記第２のピンと前記第３のピンとの間に接続される抵抗器と；
   を具備することを特徴とするランプ装置。
2. 前記第２のピンと電気的に接続される第４のピンをさらに有する
   ことを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
3. 前記口金は、前記第１のピンおよび前記第２のピンが他のピンよりも前記口金の内径側に設けられている
   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；
   前記ランプの口金を接続するソケットと；
   前記ランプ装置の前記第１のピンに直流電流を供給するとともに、前記第２のピンと前記第３のピンとの間の検出電圧に基づいて前記直流電流を制御する電源装置と；
   を具備することを特徴とする照明装置。

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