JP2019029207A - ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光束維持率を改善できるランプ装置を提供する。
【解決手段】ランプ装置10は、グローブ15、光源部24、希ガスＧおよび給電部16を備える。グローブ15は、ランプ中心軸ｚの一端側に設けられ、密封された内部空間42を有する。光源部24は、グローブ15の内部空間42に配置され、ランプ中心軸ｚに対して交差する方向に沿って配列された複数の発光素子31を有する。希ガスＧは、グローブ15の内部空間42に封入される。給電部16は、ランプ中心軸ｚの他端側に設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、複数の発光素子を有する光源部をグローブの内部空間に配置したランプ装置および照明装置に関する。

従来、複数の発光素子を有する光源部をグローブの内部空間に配置した電球形のランプ装置がある。この場合、光源部の複数の発光素子をランプ中心軸に沿って配列していることが多い。

このようなランプ装置の光束維持率は光源部の劣化に大きく依存している。光源部の劣化には、例えば、発光素子の光を反射させる反射面に使用している銀が空気中の硫黄成分によって黒化する劣化や、発光素子の温度が過度に高くなることによる劣化等がある。

ランプ装置は、例えばダウンライトやペンダント等に多く使用されており、この場合、ランプ中心軸を鉛直方向に向けて使用していることが多い。このような使用状況では、ランプ中心軸に沿って複数の発光素子を配列していると、上下方向の複数の発光素子が配列されるため、上側と下側とで発光素子の温度分布にばらつきが生じ、上側に位置する発光素子の温度が過度に高くなって劣化が進みやすい。

このように、ランプ装置では、光源部の劣化により、光束維持率が低下してしまう。

特開２０１５−５３２６９号公報

本発明が解決しようとする課題は、光束維持率を改善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、グローブ、光源部、希ガスおよび給電部を備える。グローブは、ランプ中心軸の一端側に設けられ、密封された内部空間を有する。光源部は、グローブの内部空間に配置され、ランプ中心軸に対して交差する方向に沿って配列された複数の発光素子を有する。希ガスは、グローブの内部空間に封入される。給電部は、ランプ中心軸の他端側に設けられる。

本発明によれば、光束維持率を改善することが期待できる。

一実施形態を示すランプ装置の正面図である。 同上ランプ装置を用いた照明装置の概略正面図である。

以下、一実施形態を、図１および図２を参照して説明する。

図１にランプ装置10を示す。ランプ装置10は、一般照明用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、このランプ中心軸ｚに沿った方向においてランプ装置10の一端側、他端側として説明する。

ランプ装置10は、筐体11、この筐体11の一端側に配設される光源ユニット12、筐体11内に配設される電源部13および絶縁ケース14、筐体11の一端側に配設されるグローブ15、および絶縁ケース14によって筐体11の他端側に配設される給電部16を備えている。なお、図１にはグローブ15を透過した状態を示す。

そして、筐体11は、例えばアルミニウム等の金属材料または樹脂材料によって円筒状に形成されている。筐体11は、円筒状の外筒部20、およびこの外筒部20の内側に設けられる円筒状の内筒部21を備えている。内筒部21の一端側は、外筒部20の一端側よりも突出されている。外筒部20と内筒部21との間の一端側には、グローブ15を密封状態に取り付ける密封部が形成されている。

また、光源ユニット12は、光源部24、およびこの光源部24を給電部16側である筐体11に対して支持する支持部25を有している。

光源部24は、発光モジュール27、光源ホルダ28および拡散レンズ29を備えている。

光源部24の発光モジュール27は、細長い略長方形の基板30、およびこの基板30上に基板30の長手方向に沿って直線状に実装された複数の発光素子31を備えている。基板30は、熱伝導性の良好な例えば金属やセラミックス等の材料で形成され、表面である実装面に複数の発光素子31を実装する配線パターンが形成されている。基板30の表面には発光素子31の光を反射させるための反射面が形成されている。反射面には、反射率の高い銀等の材料が用いられている。また、発光素子31は、例えば表面実装形のＬＥＤが用いられている。複数の発光素子31は、基板30の長手方向に沿って１列状に配列されている。なお、発光モジュール27は、基板30に実装された複数のＬＥＤチップを蛍光体層で覆ったＣＯＢモジュールを用いてもよい。あるいは、発光素子31として有機ＥＬ等の他の発光素子を用いてもよい。

光源部24の光源ホルダ28は、発光モジュール27の基板30を配置する。

光源部24の拡散レンズ29は、発光モジュール27を覆うとともに、光源ホルダ28との間に発光モジュール27を挟み込んで保持する。拡散レンズ29は、例えば樹脂製やガラス製で、発光素子31が発する光が透過する透光性を有するとともに、透過する光を拡散させる拡散性を有する。なお、図１には拡散レンズ29を透過した状態を示す。

支持部25は、例えば絶縁性を有する樹脂製で、筐体11に取り付けられるカバー部33、およびこのカバー部33から突出された二股状の一対のアーム部34を有している。各アーム部34の先端には光源部24の両端部を保持する光源保持部35が設けられている。そして、支持部25は、グローブ15内に突出し、光源部24をグローブ15内の中央域に支持している。また、支持部25の内部には、発光モジュール27と電源部13を電気的に接続する配線が挿通されている。

そして、支持部25により、光源部24がグローブ15の中央域でかつランプ中心軸ｚに対して直交した方向に沿って配置されているとともに、光源部24の複数の発光素子31がランプ中心軸ｚに対して直交した方向に沿って配列されている。

また、電源部13は、給電部16から入力する交流電源等の外部電源を直流電源等の点灯電源に変換して発光モジュール27に供給する。電源部13は、回路基板38、およびこの回路基板38に実装された複数の電子部品39を有している。そして、電源部13の外部電源入力部が図示しない入力用配線によって給電部16に電気的に接続され、電源部13の点灯電源出力部に発光モジュール27からの給電線が電気的に接続されている。

また、絶縁ケース14は、絶縁性を有する樹脂製で、円筒状に形成されており、筐体11と給電部16との間に介在されている。

また、グローブ15は、例えばガラスやポリカーボネイト等の樹脂等の透明な材料で形成されている。グローブ15は、中空状で、内部に光源ユニット12を収容する内部空間42を有している。グローブ15の一端側には球形部43が形成され、一端側から他端側に向けて直径が縮径する縮径部44が形成されている。グローブ15の他端側には開口部が形成され、このグローブ15の他端側が筐体11と組み合わせて密封されている。すなわち、グローブ15の他端側の開口部は筐体11等によって密封されることにより、グローブ15の内部空間42が密封されている。

ランプ中心軸ｚが通るグローブ15の頂部45には、グローブ15の内部空間42を封止した封止部46が設けられている。封止部46は、封止前の段階でグローブ15の内部空間42に連通する排気管が設けられており、封止段階で排気管を加熱して封止するとともに除去した痕跡となっている。

グローブ15の内部空間42には、空気と置換された希ガスＧが封入されている。希ガスＧは、光源部24の反射面を劣化させない不活性ガスであり、例えばアルゴンガスや窒素ガス等が用いられている。なお、希ガスＧには、光源部24が発生する熱の放熱性を向上させる例えばヘリウムガス等のガスも混合してもよい。

次に、給電部16は、筐体11の他端側であって絶縁ケース14の他端側に取り付けられている。給電部16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16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。

次に、ランプ装置10の製造について説明する。

筐体11の一端側に光源ユニット12を取り付け、筐体11の他端側に絶縁ケース14、電源部13および給電部16を取り付けるとともにその際に電源部13と発光モジュール27および給電部16とを電気的に接続する。

また、グローブ15の他端側の開口部から内部空間42に光源ユニット12を挿入し、グローブ15の他端側を筐体11に組み合わせて密封する。すなわち、グローブ15の他端側の開口部を筐体11等によって密封する。

グローブ15の封止前の段階ではグローブ15の頂部45に内部空間42と連通する排気管が突設されている。グローブ15の他端側の開口部が筐体11等によって密封された後、排気管を通じてグローブ15の内部空間42の空気を排気し、希ガスＧを充填して置換する。

グローブ15の内部空間42に希ガスＧを充填した後、排気管を加熱して封止するとともに除去する。グローブ15の頂部45には排気管の封止痕跡となる封止部46が残る。

なお、ランプ装置10の組立順序はこのような順序に限定されるものではない。

そして、ランプ装置10の組立状態では、グローブ15の内部空間42の中央域に、ランプ中心軸ｚに対して直交する方向に沿って光源部24が配置され、すなわち、ランプ中心軸ｚに対して直交する方向に沿って複数の発光素子31が配列される。したがって、グローブ15内の光源部24の複数の発光素子31が、白熱クリア電球のグローブ内のフィラメントと略同位置に配置される。

次に、図２には、ランプ装置10を使用する照明装置50の概略正面図を示す。照明装置50は、例えば壁面取付器具であり、台座51の上面に、例えば透明な透光カバー52が配設されているとともに、この透光カバー52の内側にソケット53がランプ接続方向を上方へ向けて配設されている。なお、図２には透光カバー52を透過した状態に示す。

ランプ装置10は、給電部16がソケット53に接続されることにより、グローブ15の頂部45が上方に向けられた状態に装着される。

そして、外部電源がソケット53を通じてランプ装置10に供給されると、電源部13が外部電源を点灯電源に変換して発光モジュール27に供給する。これにより、発光モジュール27の複数の発光素子31が発光し、この光が拡散レンズ29を拡散透過するとともにグローブ15を透過して外部へ出射される。

このとき、光源部24は、グローブ15の内部空間42の中央域で、グローブ15のランプ中心軸ｚに対して直交する方向に沿って配置されており、つまり、白熱クリア電球のフィラメントと略同位置に配置されているため、白熱クリア電球が点灯しているような点灯状態を再現することができる。

しかも、拡散レンズ29によって発光素子31からの光が拡散されるため、ランプ装置10の給電部16側である後方へも光が出射する。そのため、ランプ装置10の配光を、白熱クリア電球の配光に近付けることができる。

また、密封されたグローブ15の内部空間42に希ガスＧを空気に置換して封入しているため、光源部24の銀等の金属材料で形成された反射面が空気中の硫黄分と化合して黒く変色する硫化の現象を生じるのを防止できる。

このように本実施形態のランプ装置10によれば、密封されたグローブ15の内部空間42に希ガスＧを空気に置換して封入しているため、光源部24の銀等の金属材料で形成された反射面が劣化するのを防止でき、光束維持率を改善することができる。

さらに、ランプ装置10は、ランプ中心軸ｚを鉛直方向に向けて使用されることが多いが、複数の発光素子31をランプ中心軸ｚに対して交差する方向に沿って配列しているため、複数の発光素子31が水平方向に沿って配列され、複数の発光素子31の温度分布が均等化され、一部の発光素子31のみ温度が過度に高くなって劣化が進むようなことがなく、光束維持率を維持できる。

したがって、ランプ装置10は、空気中の硫黄成分による光源部24の劣化や、過度な温度上昇による発光素子31の劣化を抑制し、光束維持率を改善できる。これにより、ランプ装置10は、定格の寿命時の光束維持率を９０％以上確保することができる。

しかも、支持部25によって支持される光源部24が、グローブ15の内部空間42の中央域で、グローブ15のランプ中心軸ｚに対して直交する方向に沿って配置されるため、白熱クリア電球のフィラメントと略同位置に配置されることになり、白熱クリア電球が点灯しているような点灯状態を再現できる。

また、密封されたグローブ15の内部空間42に希ガスＧを空気に置換して封入しているため、発光素子31が発生する熱を希ガスＧによってグローブ15に効率よく伝達し、グローブ15から外気中に放熱することができ、放熱性を向上できる。

また、グローブ15の頂部45に封止部46を設けているため、グローブ15の開口部を筐体11側と組み合わせて密封した後、最後にグローブ15の頂部45の排気管から排気、希ガスＧの封入、および封止を行うことができ、製造性を良好にできる。さらに、排気管を加熱して封止するが、その封止の際の熱が発光素子31等に加わりにくくできる。

ところで、グローブ15の頂部45とは反対側に排気管を設けた場合、封止した排気管の一部が残って電源部13を収容する領域内に突出し、電源部13の収容に制約が生じる。本実施形態のランプ装置10では、グローブ15の頂部45に封止部46を設けているため、電源部13の収容に影響せず、高性能および高機能化に対応した電源部13を用いることもできる。

さらに、グローブ15の頂部45に封止部46を設けているため、光学的な影響を少なくできる。

なお、グローブ15の封止部46は、グローブ15の頂部45に限らず、ランプ装置10の組立状態でグローブ15の外部に露出している箇所であればどこに設けてもよく、この場合にも、製造性が向上し、封止部46が電源部13の収容に影響しないようにできる。

また、グローブ15の他端側の開口部は筐体11等によって密封する構成に限らず、例えば、光源ユニット12にステムを用い、光源部24等をグローブ15の他端側の開口部から挿入した後、ステムをグローブ15の他端側の開口部に封止して密封してもよい。

また、ランプ装置10は、電源部13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給電部16に必要な点灯電源を供給してもよい。

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
15 グローブ
16 給電部
24 光源部
25 支持部
31 発光素子
42 内部空間
46 封止部
50 照明装置
53 ソケット
Ｇ 希ガス
ｚ ランプ中心軸

Claims (4)

1. ランプ中心軸の一端側に設けられ、密封された内部空間を有するグローブと；
   前記グローブの前記内部空間に配置され、前記ランプ中心軸に対して交差する方向に沿って配列された複数の発光素子を有する光源部と；
   前記グローブの前記内部空間に封入された希ガスと；
   前記ランプ中心軸の他端側に設けられた給電部と；
   を具備することを特徴とするランプ装置。
2. 前記給電部側から前記グローブの前記内部空間に突出され、前記光源部を前記内部空間の中央域に配置する支持部を具備する
   ことを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
3. 前記グローブは、外部に露出している箇所に前記内部空間を封止する封止部を有する
   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。

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