JP2018045953A

JP2018045953A - ランプ装置および照明装置

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Publication number: JP2018045953A
Application number: JP2016181823A
Authority: JP
Inventors: 光寺崎; Hikaru Terasaki; 光三小川; Kozo Ogawa
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2016-09-16
Publication date: 2018-03-22
Also published as: TW201814210A; CN206656166U; KR20180030743A

Abstract

【課題】きらめき感が得られ、放熱性のよいランプ装置を提供する。【解決手段】ランプ装置10は、筐体11、筐体11に対向する放熱部12、筐体11と放熱部12との間に設けられる筒状の透明部39を備える。透明部39の内側で筐体11および放熱部12のいずれか一方に発光源14を設ける。透明部39の内側で発光源14に対向して筐体11および放熱部12のいずれか他方に反射部15を設ける。筐体11と放熱部12とを熱的に接続する熱伝導部16を設ける。筐体11側に給電部18を設ける。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、きらめき感が得られるランプ装置、およびこのランプ装置を用いた照明装置に関する。

従来、透明なガラスグローブを用いることで、フィラメントが見える白熱クリア電球がある。この白熱クリア電球の点灯時には、透明なガラスグローブを透過して見えるフィラメントから強い光が出ることで、きらめき感が得られる。

また、発光素子を光源とし、透明なグローブを用い、白熱クリア電球に代替え可能なランプ装置がある。このランプ装置においては、発光素子からの光を導光体によってグローブの中心部に導光して放出するようにしたり、複数の発光素子を備えた発光モジュールをグローブの内部空間に配置している。

このようなランプ装置において、白熱クリア電球のようなきらめき感を得るには、発光源が高光束で輝度が高く、かつ発光寸法が小さいことが好ましいが、発光源の発熱が大きく、十分な放熱性を確保しなければならない。

特開２０１６−９６１２０号公報

本発明が解決しようとする課題は、きらめき感が得られ、放熱性のよい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、筐体に対向する放熱部、筐体と放熱部との間に設けられる筒状の透明部を備える。透明部の内側で筐体および放熱部のいずれか一方に発光源を設ける。透明部の内側で発光源に対向して筐体および放熱部のいずれか他方に反射部を設ける。筐体と放熱部とを熱的に接続する熱伝導部を設ける。筐体側に給電部を設ける。

本発明によれば、きらめき感が得られ、放熱性のよいことが期待できる。

第１の実施形態を示すランプ装置の断面図である。同上ランプ装置の斜視図である。同上ランプ装置を用いた照明装置の１つの灯体の概略図である。第２の実施形態を示すランプ装置の断面図である。同上ランプ装置の斜視図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。

図１および図２に、ランプ装置10を示す。なお、図２には透明な部分（グローブ13）を透過した状態を示す。

ランプ装置10は、一般照明に用いられる白熱電球用のソケットに装着して使用可能な電球形ランプである。なお、ランプ装置10は、仮想のランプ中心軸ｚを有しており、ランプ中心軸ｚに沿ったランプ装置10の一端側を前端側、他端側を後端側として説明する。

ランプ装置10は、筐体11、この筐体11の前端側に対向して配設される放熱部12、筐体11と放熱部12との間に配設されるグローブ13、グローブ13の内側で放熱部12に配設される発光源14、およびグローブ13の内側で発光源14に対向して筐体11に配設される反射部15、筐体11と放熱部12とを熱的に接続する熱伝導部16、筐体11の内側に配設される絶縁ケース17、筐体11側であって絶縁ケース17の後端側に配設される給電部18、および筐体11の絶縁ケース17の内側に配設される電源部19を備えている。

そして、筐体11は、例えば金属材料によって前後方向に開口する円筒状に形成されている。すなわち、筐体11は、前端側の径が後端側の径よりも大きく、後端側から前端側に向かって拡径する円筒状に形成されている。

筐体11の前端側には、ランプ中心軸ｚに略平行な円筒状の周壁部22が形成され、この周壁部22の内側に沿って環状の溝部23が形成され、この周壁部22の内側で溝部23に臨む前面側に筐体11の内側に突出する環状の当接部24が設けられている。さらに、筐体11の前端側内側には、当接部24よりも筐体11の内側に突出する複数の突出部25が突設されている。当接部24および突出部25の前端面は面一に形成されている。そして、これら周壁部22、溝部23、当接部24および突出部25等によって共通取付構造（筐体側共通取付構造）26が構成されている。

筐体11の前端側には、筐体側放熱板29が配設されている。すなわち、筐体11の共通取付構造26に筐体側放熱板29が取り付けられている。筐体側放熱板29は、金属製で板状に形成されており、当接部24および突出部25の前端面に接するように配置されている。そして、反射部15を介して筐体11の突出部25にそれぞれ螺着される複数のねじにより、反射部15および筐体側放熱板29が筐体11に固定されている。

また、放熱部12は、例えば金属材料によって、後面側が開口する中空状に形成されている。放熱部12は、前端側の径が後端側の径よりも小さく、後端側から前端側に縮径するように形成され、さらに、前端面は平面状に形成されている。なお、放熱部12の前端側は、平面状でなくてもよく、例えば円錐状に形成されていてもよい。

放熱部12の後端側には、ランプ中心軸ｚに略平行な円筒状の周壁部32が形成され、この周壁部32の内側に沿って環状の溝部33が形成され、この周壁部32の内側で溝部33に臨む後面側に放熱部12の内側に突出する環状の当接部34が設けられている。さらに、放熱部12の後端側内側には、当接部34よりも放熱部12の内側に突出する複数の突出部35が突設されている。当接部34および突出部35の後端面は面一に形成されている。そして、これら周壁部32、溝部33、当接部34および突出部35等によって、筐体11側に設けられる共通取付構造26と形状および寸が同じ共通取付構造（放熱部側共通取付構造）36が構成されている。

また、グローブ13は、例えば樹脂やガラス等の透明な材料で円筒状に形成されている。グローブ13は、前後に開口する円筒状の透明部39を有している。透明部39は、筐体11および放熱部12の外面に連続するように、ランプ中心軸ｚに沿って同径の円筒状に形成され、前後端部が筐体11の周壁部22および放熱部12の周壁部32にそれぞれ嵌め込まれて固着されている。

また、発光源14は、発光モジュール42によって構成されている。発光モジュール42としては、例えば、基板43、この基板43に実装された複数の発光素子（ＬＥＤ）44、これら発光素子44の周囲を囲む枠部45、および枠部45内に発光素子44を封止するように充填された蛍光体層46を備えるＣＯＢ（Chip On Board）モジュールが用いられる。発光源14は、蛍光体層46の表面で構成される円形の発光面14aを有している。発光面14aの径は、きらめき感を得るうえで、例えば４〜９ｍｍの範囲が好ましく、より好ましくは６ｍｍ以下である。さらに、発光面14aの面積は、きらめき感を得るうえで、例えば１６．６ｍｍ²以下であることが好ましい。

発光源14（発光モジュール42）は、放熱部12の後面側に、放熱部側放熱板49、およびこの放熱部側放熱板49との間の図示しない熱伝導シートを介し、または放熱部側放熱板49のみを介して配設されている。放熱部側放熱板49は、金属製で板状に形成されており、放熱部12の当接部34および突出部35の後端面に接するように配置されている。なお、放熱部側放熱板49は放熱部12と一体的に構成してもよいし、発光源14は放熱部側放熱板49を介さずに直接、放熱部12の後面側に配設してもよい。そして、発光モジュール42の基板43の周囲に配設される絶縁カラー50を介して放熱部12の突出部35にそれぞれ螺着される複数のねじにより、絶縁カラー50、基板43および放熱部側放熱板49が放熱部12に共締め固定されている。したがって、発光モジュール42の基板43は放熱部側放熱板49および放熱部12に熱的に接続されている。

また、反射部15は、筐体11の前端側に配設され、複数のねじで筐体11に対して筐体側放熱板29とともに共締め固定されている。反射部15は、樹脂材料または金属材料によって、発光源14の中央に対向して突出するように円錐状に形成されている。反射部15の頂部は、ランプ中心軸ｚと一致されている。反射部15の表面には、例えば鏡面で構成される反射面52が形成されている。

反射部15の周辺部には、ねじが挿通される取付孔53、および熱伝導部16が挿通される挿通孔54が形成されている。

ランプ中心軸ｚに直交する方向に対する反射部15の反射面52の傾斜角度α（発光源14の発光面14aに対する反射部15の反射面52の傾斜角度α）は、２１°以上３０°以下の範囲にある。さらに、反射部15の反射面52は、頂部から周辺部に亘って傾斜角度αが連続的に変化するように形成されている。

この反射部15は、発光源14からの光を透明部39へ向けて反射させるとともに、その反射方向をランプ中心軸ｚに対して９０°以内の角度でかつ反射させる光が放熱部12に当たらない角度（反射させる光が放熱部12の周辺部に当たる角度よりも大きい角度）の範囲とする。

より具体的には、発光源14の周辺部の１箇所から、ランプ中心軸ｚを介して反対側に位置する反射部15の周辺部へ向かった光が、ランプ中心軸ｚに対して９０°以内に反射させる。また、発光源14の周辺部の１箇所から反射部15の中央側（頂部側）へ向かった光が、放熱部12の側方を通過して外部へ出るように反射させる。

また、熱伝導部16は、例えば金属製で筒状または柱状に形成されている。熱伝導部16は、筐体側放熱板29の周辺部と放熱部側放熱板49の周辺部とにそれぞれ接触し、これらを熱的に接続している。すなわち、熱伝導部16は、筐体側放熱板29および放熱部側放熱板49をそれぞれ介して筐体11と放熱部12とを熱的に接続している。そして、熱伝導部16の端面が筐体側放熱板29および放熱部側放熱板49の表面に接触していてもよいし、あるいは、筐体側放熱板29および放熱部側放熱板49に設けられた孔や溝に熱伝導部16の端部が嵌合し、熱伝導部16の周面が筐体側放熱板29および放熱部側放熱板49に接触するようにしてもよい。

熱伝導部16は、筐体11側の電源部19と放熱部12側の発光源14とを電気的に接続する出力用配線を通すための配線路56を有している。本実施形態では、熱伝導部16が円筒状に形成され、その内部空間に配線路56が貫通形成されている。また、熱伝導部16の両端周面部に、配線路56に連通する配線溝57が形成されている。

熱伝導部16の表面は、例えば黒色で、光を吸収するように構成されている。

熱伝導部16は、本実施形態では１つの例を示すが、数を増やすことにより、放熱部12側から筐体11側への熱伝導量を増加させることができる。

また、絶縁ケース17は、絶縁性を有する樹脂によって円筒状に形成されている。絶縁ケース17は筐体11に前端側から挿入され、筐体11の後端側から突出する絶縁ケース17の後端側に絶縁性を有する固定リング60が取り付けられることにより、絶縁ケース17が筐体11に固定されている。絶縁ケース17内の対向する２箇所には、一対の基板保持部61がランプ中心軸ｚに沿って設けられている。

また、給電部18は、筐体11の後端側であって絶縁ケース17の後端側に取り付けられている。給電部18は、例えばＥ１７やＥ２６等の一般照明に用いられる白熱電球用のソケットに接続可能な口金が用いられている。なお、給電部18は、口金に限らず、ランプ種類によっては一対のピンでもよい。

また、電源部19は、給電部18から入力する交流電源または直流電源を所定の直流電源に変換して発光源14（発光モジュール）に供給する。交流電源は、位相制御された電源であってもよく、この場合には電源部19は交流電源を発光源14に必要な直流電源に変換し位相制御に応じて調光するようにしてもよい。また、給電部18から直流電源が入力される場合には、電源部19が給電部18から入力された直流電源を発光源14に必要な直流電源に変換する。このとき、電源部19は給電部18から入力される直流電源の電圧の値に応じて発光源14の出力を制御し調光するようにしてもよい。電源部19は、回路基板64、およびこの回路基板64に実装された複数の電子部品65を有している。回路基板64は、絶縁ケース17の前端側から一対の基板保持部61間に挿入され、絶縁ケース17内に収容されている。そして、電源部19の交流電源の入力部が入力用配線によって給電部18に電気的に接続され、電源部19の直流電源の出力部が図示しない出力用配線によって発光源14（発光モジュール）に電気的に接続されている。

電源部19と発光源14とを接続する出力用配線は、例えば被覆電線によって構成されており、一端側が回路基板64に電気的に接続され、他端側が筐体側放熱板29に設けられた図示しない配線孔、熱伝導部16の配線溝57および配線路56等を通じて発光源14側に導かれるとともに発光モジュール42の基板43に電気的に接続されている。

次に、図３にはランプ装置10を使用する照明装置70の１つの灯体71の概略図を示す。照明装置70は、例えば、シャンデリア器具であり、器具本体から突設された複数のアームによって複数の灯体71が支持されている。

照明装置70の灯体71は、台座72の上面に、例えばガラス製で円筒状の筒体73が配設されているともに、この筒体73の内側にソケット74がランプ接続方向を上方へ向けて配設されている。

ランプ装置10は、給電部18がソケット74に接続されることにより、放熱部12およびグローブ13が上方に向けられた状態に配置される。

そして、交流電源がソケット74を通じてランプ装置10に供給されると、電源部19が交流電源を所定の直流電源に変換して発光源14（発光モジュール42）に供給する。これにより、発光源14が発光し、発光源14の発光面14aから光が出射される。

発光源14の発光面14aから出射される光の一部は、透明部39に直接向かい、透明部39を透過して外部へ放射される。

さらに、発光源14の発光面14aから出射される光の一部は、対向する反射部15の反射面52に入射し、この反射面52で反射して透明部39から外部へ放射される。このとき、反射部15の反射面52に入射した光の大部分は、この反射面52で反射して透明部39から外部へ放射される。しかも、その反射光の反射方向をランプ中心軸ｚに対して９０°以内の角度でかつ反射させる光が放熱部12に当たらない角度（反射させる光が放熱部12の周辺部に当たる角度よりも大きい角度）の範囲とする。

そして、ランプ装置10は、発光源14の発光面14aを後方に向けて配設しているため、発光源14から透明部39を通過してランプ装置10の後方へ向かう光が確保される。さらに、発光源14の発光面14aに対向して反射部15を配設しているため、発光源14から透明部39を通過してランプ装置10の側方から斜め前方の範囲へ向かう光も確保される。

そのため、図３に示したように、シャンデリア器具では、ランプ装置10の真後にはソケット74や台座72等があるため、ランプ装置10の真後への配光は不要（不要領域）であり、斜め後方への配光は必要（必要領域）である。かつ、ランプ装置10の上方への配光は天井側であるため少なくてよい。そのため、ランプ装置10の配光は、シャンデリア器具に適する。

また、ランプ装置10を斜め後方から見た場合、発光源14が直接見える。このとき、反射部15で反射する光は、ランプ中心軸ｚに対して９０°以内の角度であって、側方や斜め前方へ向かうため、ランプ装置10を斜め後方からでは反射部15が光っているようには見えない。そのため、ランプ装置10を斜め後方から見た場合、発光源14が１つの小さい発光部として見えやすく、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感を再現することができる。

また、ランプ装置10を斜め前方から見た場合、反射部15に映る発光源14の像が見える。このとき、ランプ装置10を斜め前方からでは発光源14は放熱部12に隠れて直接見えない。そのため、反射部15に映る発光源14の像が１つの小さい発光部として見えやすく、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感を再現することができる。

また、ランプ装置10を側方から見た場合にも、発光源14が直接見えるときには、反射部15は光っているようには見えず、また、反射部15に映る発光源14の像が見えるときには、発光源14は直接見えないため、発光源14または反射部15に映る発光源14の像のいずれか一方が１つの小さい発光部として見えやすく、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感を再現することができる。

したがって、ランプ装置10の後方から前方の範囲のどの方向からみても、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感を再現することができる。

また、グローブ13内には熱伝導部16が配設されているが、熱伝導部16の表面が反射部15よりも光の拡散または反射を抑制するように形成されている。このため、熱伝導部16が光っても、きらめき感の再現が損なわれることがない。なお、熱伝導部16の表面が光の拡散または反射を抑制する態様として、少なくとも発光源14から照射された直接光および反射部15からの反射光が当たる熱伝導部16の面が黒色等のように光を吸収する面として構成されていることが好ましく、熱伝導部16全体を黒色等のように光を吸収するように構成してもよい。

また、発光源14が発光時に発生する熱は、放熱部側放熱板49を通じて放熱部12に伝わり、この放熱部12の表面からが空気中に放熱される。

さらに、発光源14が発光時に発生する熱は、放熱部側放熱板49を通じて熱伝導部16に伝わり、この熱伝導部16から筐体11側に伝わる。すなわち、熱は、熱伝導部16から筐体側放熱板29を通じて筐体11に伝わる。そして、この筐体11に伝わった熱が、筐体11の表面から空気中に放熱される。なお、熱伝導部16の数を増やすことにより、放熱部12側から筐体11側への熱伝導量を増加させることができる。

したがって、発光源14が発光時に発生する熱は、放熱部12および筐体11の両方から放熱される。

このように、第１の実施形態のランプ装置10によれば、熱伝導部16によって筐体11側と放熱部12側とを熱的に接続しているため、発光源14が発光時に発生する熱を放熱部12側と筐体11側との両方から放熱することができ、放熱性を高めることができる。そのため、ランプ装置10の高光出力化および小形化に対応できる。

また、放熱部12側に発光源14を配設している場合、発光源14が発光時に発生する熱を、熱伝導部16によって放熱部12側から筐体11側に伝えることにより、放熱部12側と筐体11側との両方から放熱することができる。

さらに、熱伝導部16に配線路56を設けることにより、筐体11側の電源部19から放熱部12側の発光源14に給電できる。

なお、配線路としては、熱伝導部16とは別に設けてもよく、例えば、筐体11および放熱部12に対して絶縁された状態で電源部19と発光源14との間に導電性を有するワイヤや電線を設けてもよい。

また、発光源14に対向して反射部15を配設し、この反射部15により、発光源14からの光を透明部39へ向けて反射させるとともに、その反射方向をランプ中心軸ｚに対して９０°以内の角度でかつ反射させる光が放熱部12に当たらない角度（反射させる光が放熱部12の周辺部に当たる角度よりも大きい角度）の範囲とするため、ランプ装置10をどの方向からみても、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感を再現することができる。

しかも、反射部15は、反射させる光が放熱部12に当たらない角度（反射させる光が放熱部12の周辺部に当たる角度よりも大きい角度）としているため、光が放熱部12で遮られるのを低減し、グローブ13（透明部39）内での不要な光の散乱を防止できるとともに、発光源14の光をランプ装置10の外部に取り出すことができる光取出効率を高くできる。

さらに、反射部15は、発光源14に対向して突出する円錐状に設けているため、光の反射方向を上述した適切な範囲に制御できる。例えば、ランプ中心軸ｚに直交する方向に対する反射部15の反射面52の傾斜角度α（発光源14の発光面14aに対する反射部15の反射面52の傾斜角度α）を、２１°以上３０°以下の範囲にすることにより、光の反射方向を上述した適切な範囲に制御できる。

さらに、反射部15の反射面52は、頂部から周辺部に亘って傾斜角度が連続的に変化するように形成しているため、反射部15に映る発光源14の像が分割せず、１つの小さい発光部として見えやすくでき、ひらめき感を再現することができる。

また、発光源14の発光面14aを後方に向けて配設しているランプ装置10では、後方への配光分布を確保することができるため、シャンデリア器具等に対応できる。

次に、図４および図５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の説明を省略する。また、図５には透明な部分（グローブ13）を透過した状態を示す。

ランプ装置10は、発光源14が筐体11側に配設され、反射部15が放熱部12側に配設されており、発光源14と反射部15の配置が第１の実施形態のランプ装置10に対して逆配置となっている。すなわち、発光源14は、筐体側放熱板29の前面側に配設され、筐体11側に固定されているとともに熱的に接続されている。また、反射部15は、発光源14に対向して放熱部側放熱板49の後面側に配設され、放熱部12に固定されているとともに熱的に接続されている。

そして、発光源14と反射部15を第１の実施形態とは逆に配設した場合においても、第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

すなわち、発光源14が発光時に発生する熱は、筐体側放熱板29を通じて筐体11に伝わり、この筐体11の表面からが空気中に放熱される。

さらに、発光源14が発光時に発生する熱は、筐体側放熱板29を通じて熱伝導部16に伝わり、この熱伝導部16から放熱部12側に伝わる。つまり、熱は、熱伝導部16から放熱部側放熱板49を通じて放熱部12に伝わる。そして、この放熱部12に伝わった熱が、放熱部12の表面から空気中に放熱される。なお、熱伝導部16の数を増やすことにより、筐体11側から放熱部12側への熱伝導量を増加させることができる。

このように、第２の実施形態のランプ装置10においても、熱伝導部16によって筐体11側と放熱部12側とを熱的に接続しているため、発光源14が発光時に発生する熱を筐体11側と放熱部12側との両方から放熱することができ、放熱性を高めることができる。そのため、ランプ装置10の高光出力化および小形化に対応できる。

なお、第２の実施形態では、熱伝導部16に配線路56を設ける必要がないため、熱伝導部16を円柱状に形成し、熱伝導性を高めてもよい。

なお、ランプ装置10は、電源部19を備えていなくてもよい。この場合、器具側に配設した電源部から発光源14に必要な直流電源をランプ装置10に供給してもよいし、器具側にも電源部を設けず、給電部18を介して交流電源または直流電源を直接発光源14に供給するようにしてもよい。

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 ランプ装置
11 筐体
12 放熱部
14 発光源
15 反射部
16 熱伝導部
18 給電部
39 透明部
56 配線路
70 照明装置
74 ソケット

Claims

筐体と；
前記筐体に対向する放熱部と；
前記筐体と前記放熱部との間に設けられる筒状の透明部と；
前記透明部の内側で前記筐体および前記放熱部のいずれか一方に設けられる発光源と；
前記透明部の内側で前記発光源に対向して前記筐体および前記放熱部のいずれか他方に設けられる反射部と；
前記筐体と前記放熱部とを熱的に接続する熱伝導部と；
前記筐体側に設けられる給電部と；
を具備することを特徴とするランプ装置。
前記熱伝導部は、前記筐体側と前記放熱部側との間の配線路を有する
ことを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
請求項１または２記載のランプ装置と；
前記ランプ装置の前記給電部を接続するソケットと；
を具備することを特徴とする照明装置。