JP2020021691A - ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体のねじ取付部の強度を向上させ、安定した放熱性を確保できるランプ装置および照明装置を提供する。【解決手段】ランプ装置１００は、放熱部２０と、筐体１０と、グローブ６０と、給電部５０と、点灯回路４０とを備える。放熱部２０は、発光素子３１を備えた基板３２を一面側に配設する。筐体１０は、内部に収容空間を有する筐体部１１と、筐体部１１と一体に形成され、筐体部１１の一端側において放熱部２０がねじ止め固定され、かつ筐体部１１よりも引張強度が高い部材により形成される取付部１４とを有する。グローブ６０は、筐体１０の一端部側に配設される。給電部５０は、筐体１０の他端側に配置される。点灯回路４０は、筐体内に配置される。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、ランプ装置および照明装置に関する。

従来、発光素子を光源とする発光モジュールを用いたランプ装置では、金属や樹脂で形成された筒状の筐体を備えるものがある。このランプ装置では、金属筐体の内側に樹脂製のケースを挿入するとともに、ケース内に点灯回路を挿入し、発光モジュールを有する放熱板とケースとをねじ止めすることにより、放熱板を樹脂製のケースに固定している。

しかしながら、筐体が金属であるため筐体の放熱性は向上するが発光モジュールや点灯回路に流れる電流が筐体に流れないように、沿面距離や絶縁距離など絶縁性能を確保する必要があり、設計の自由度が低い懸念点があった。一方、筐体が樹脂の場合、筐体の絶縁性は容易に確保できるが熱伝導率が小さいため筐体の放熱性が低い。そのため、近年では筐体の放熱性を向上させるためフィラーを混入した熱伝導率が高い樹脂を用いるものがある。

しかし、この樹脂は、フィラーを混入することにより熱伝導率が向上するが、一方でフィラーを混入していない樹脂と比べて部材の引張強度が低下するため、割れやすい性質となる。そのため、この樹脂を用いた筐体に放熱板をねじ止めした場合、ねじの締め付けによる負荷によりねじ取付部にひびや割れが発生する虞がある。ねじ取付部にひびや割れが発生すると放熱板の固定が不安定となり放熱板と筐体との間に隙間が生じ、発光モジュールの熱を放熱板を介して筐体へ熱伝導することが困難となる。

特開２０１２−７４１４５号公報

本発明が解決しようとする課題は、筐体のねじ取付部の強度を向上させ、安定した放熱性を確保できるランプ装置および照明装置を提供する。

実施形態のランプ装置は、放熱部と、筐体と、グローブと、給電部と、点灯回路とを備える。放熱部は、発光素子を備えた基板を一面側に配設する。筐体は、内部に収容空間を有する筐体部と、筐体部と一体に形成され、筐体部の一端側において放熱部がねじ止め固定され、かつ筐体部よりも引張強度が高い部材により形成される取付部とを有する。グローブは、筐体の一端部側に配設される。給電部は、筐体の他端側に配置される。点灯回路は、筐体内に配置される。

本発明によれば、筐体のねじ取付部の強度を向上させ、安定した放熱性を確保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。

第１の実施形態のランプ装置の正面図である。 同上ランプ装置において、グローブを取外して示す断面図である。 同上ランプ装置の分解状態の斜視図である。 同上ランプ装置を用いた照明装置の断面図である。 第２の実施形態のランプ装置において、グローブを取外して示す断面図である。

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ないし図３に、ランプ装置１００を示す。このランプ装置１００は、筐体１０、筐体１０の一端側に配置された発光モジュール３０を搭載した放熱部としての放熱板２０、筐体１０の一端側で発光モジュール３０を覆うグローブ６０、筐体１０の内側に配置された点灯回路４０、および筐体１０の他端側に取り付けられた口金５０を備えている。なお、グローブ６０から口金５０に亘ってランプ装置１００の中心を通る中心線をランプ軸といい、グローブ６０側を一端側、口金５０側を他端側という。

筐体１０は、一端側の径が大きく、他端側の径が小さく、一端側から他端側に向けて縮径する筒状に形成されている。筐体１０は、たとえば、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）やナイロン等の樹脂に、熱伝導率の高い酸化アルミニウムや炭素などからなるフィラーを混入した絶縁性の樹脂である第１の部材で形成された筐体部１１と、たとえば、ＰＥＴやナイロン等の絶縁性を有する樹脂である第２の部材で形成された取付部１４とを有している。取付部１４の詳細については後述する。

筐体部１１は、樹脂材料にフィラーを混入して形成されており、フィラーの密度によって所定の熱伝導率に設定されている。筐体部１１は、この筐体１０の周囲部であり内面が放熱板２０に当接する外壁部１２、筐体１０の内部であり、一端側および他端側が開口し点灯回路４０を収容する円筒状の収容空間を形成する内壁部１３、およびこれら外壁部１２および内壁部１３に連続して他端側に向けて突出し、口金５０を取り付ける口金取付部１７を有している。

外壁部１２は、他端側から一端側に向けて径が大きくなる傾斜状に形成されており、一端側にはランプ軸方向へ内壁部１３よりも突出し、内面側にグローブ６０が取り付けられるグローブ取付部１６が形成される。

内壁部１３は、円筒状に形成されており、点灯回路４０を収容可能とし、内壁部１３の一端側には放熱板２０が取り付けられる。この内壁部１３の一端側には、外壁部１２および内壁部１３とは異なる第２の部材により形成され、放熱板２０をねじ止めするためのねじ孔を有する取付部１４が一体形成されている。この取付部１４は、たとえばフィラーを混入していない絶縁性を有する樹脂により形成され、外壁部１２、内壁部１３および口金取付部１７を形成している第１の部材であるフィラーを混入した樹脂材料よりも引張強度が高い部材で形成される。この取付部１４と内壁部１３は、たとえば２色成形により第１の部材である酸化アルミニウムのフィラーを混入したＰＥＴやナイロン等の樹脂で内壁部１３を形成した後に、第２の部材であるフィラーを混入していないＰＥＴやナイロン等の樹脂で取付部１４を形成することで一体に形成される。

つまり、筐体１０は、第１の部材で形成される外壁部１２、内壁部１３および口金取付部１７からなる筐体部１１と、第２の部材で形成される取付部１４とを有しており、取付部１４は筐体部１１の部材よりも引張強度が高い部材で形成されている。そのため、放熱板２０をねじ止めした際に、ねじの締めつけにより負荷が取付部１４にかかった場合でも、取付部１４にひびや割れなどが発生することを抑制することができる。取付部１４を筐体部１１と同じ部材で形成した場合と比べ、ひびや割れが発生しにくいため、放熱板２０を取付部１４に強固に固定することができる。

また、筐体部１１はフィラーを混入した樹脂で形成されているため、フィラーを混入していない樹脂で形成されている取付部１４よりも熱伝導率が高い。つまり、第１の部材で形成されている筐体部１１は、第２の部材で形成されている取付部１４よりも放熱性が高い。

また、内壁部１３は、一端側において取付部１４とランプ軸に対称となる位置に凸部１５を有しており、この凸部１５を放熱板２０の取付孔２３に挿通し、ねじ７１をねじ孔２４に挿通させ放熱板２０を取付部１４にねじ止めすることにより、放熱板２０の回動を防止するとともに、放熱板２０を筐体１０に固定する。

また、口金取付部１７は、外壁部１２および内壁部１３に連続して円筒状に形成されているとともに、他端側に向けて開口されており、点灯回路４０を収容可能としている。この口金取付部１７の外側には、口金５０を螺合装着するためのねじ山が突出された螺合部１８が形成されている。

放熱板２０は、熱伝導性に優れたたとえばアルミニウムなどの金属で他端側が開口した円筒状に形成されている。この放熱板２０は、一面側に発光モジュール３０が配設される平面部２１と、筐体１０の外壁部１２の内面に当接される側面部２２を有する。平面部２１は、筐体１０の内壁部１３に設けられた取付部１４にねじ止めするためのねじ７１を挿通するねじ孔２４、筐体１０の内壁部１３に設けられた凸部１５を挿通する取付孔２３、発光モジュール３０をねじ止めするためのねじ７２を挿通するねじ孔２５、点灯回路４０と発光モジュール３０とを電気的に接続するケーブル（図示しない）を挿通する配線挿通孔２６が設けられる。側面部２２は、筐体１０の外壁部１３の内面に沿って一端側から他端側に向けて縮径する筒状に形成されている。この放熱板２０は、取付孔２３に内壁部１３の凸部１６を挿通させ、ねじ７１によりねじ孔２４を介して取付部１４にねじ止めされることにより筐体１０に取り付けられる。また、放熱板２０は、平面部２１がねじ止めされることにより側面部２２が筐体１０の外壁部１２の内面に当接される。

発光モジュール３０は、複数の発光素子３１、および複数の発光素子３１を一端側の面である実装面に実装した基板３２を有している。発光素子３１は、たとえばＬＥＤ素子であり、基板３２の実装面に互いに離間して実装された、接続端子付きのＳＭＤ(Surface Mount Device)パッケージが用いられる。基板３２は、たとえばアルミニウムなどの金属であり平板円状に形成される。また、発光素子３１は、実装面において筐体１０の外壁部１２と内壁部１３との間の位置に円環状に並べて配置される。

また、基板３２は円環状に配置された発光素子３１の内側に点灯回路４０から伸びたケーブルを挿通する配線挿通孔３３およびこの配線を取り付けるコネクタ（図示しない）、ねじ７２が挿通するねじ孔３４、ねじ７１を挿通するねじ孔３５を有する。発光モジュール３０は、ねじ７２によりねじ孔３４を介して放熱板２０のねじ孔２５にねじ止めされるとともに、ねじ７１によりねじ孔３５およびねじ孔２４を介して取付部１４にねじ止めされる。

グローブ６０は、たとえばポリカーボネートなどの合成樹脂中に拡散材を混入して白色を呈している。グローブ６０は、他端側が開口した円筒状に形成され、一端側から他端側に沿って徐々に拡開するように形成されている。なお、このグローブ６０の形状は、一般の白熱電球に近似した形状でもよい。グローブ６０の他端側の開口縁部には、溝部６１が形成されており、この溝部６１と筐体１０の外壁部１２のグローブ取付部１６とが嵌合することにより、グローブ６０は筐体１０に取り付けられる。

点灯回路４０は、回路基板４１、およびこの回路基板４１に実装された複数の電子部品４２を有している。点灯回路４０の電源入力部がリード線などによって口金５０に接続され、負荷出力部がケーブルによって発光モジュール３０に接続されており、口金５０から入力する交流電力を所定の直流電力に変換して発光モジュール３０の複数の発光素子３１に供給する。点灯回路４０は、筐体１０の内壁部１３および口金取付部１７の内側に収容される。なお、絶縁性を確保するために、点灯回路４０と放熱板２０および筐体１０との間には絶縁性を有する樹脂などの充填剤が充填されるか、点灯回路４０と放熱板２０との間に例えば蓋状の絶縁部材が介在されてもよい。

また、口金５０は、例えばＥ２６形などの一般照明用のソケットに接続可能なもので、筐体１０の螺合部１８に螺合されて固定されるシェル５１、このシェル５１の他端側に設けられる絶縁部５２、および絶縁部５２の頂部に設けられるアイレット５３を有している。

そして、ランプ装置１００を組み立てるには、筐体１０の内側に点灯回路４０を配置し、筐体１０に放熱板２０および発光モジュール３０をねじ止め固定し、点灯回路４０からのケーブルを発光モジュール３０に電気的に接続する。グローブ６０の溝部６１を筐体１０の凸部１６に嵌合させグローブを取り付ける。次いで点灯回路４０と口金５０とを電気的に接続し、口金５０を筐体１０の螺合部５１に螺合して固定する。なお、組立順序は、これに限られるものではない。

次に、図４には、ランプ装置１００を使用するダウンライトである照明装置２００を示す。照明装置２００は、器具本体７０を有し、この器具本体７０内に、ランプ装置１００を接続するソケット８０、およびランプ装置１００が発生する光を反射する反射体９０が配設される。

ソケット８０に装着されたランプ装置１００に交流電力を供給すると、点灯回路４０によって交流電力を直流電力に変換して複数の発光素子３１に供給し、複数の発光素子３１が点灯する。

複数の発光素子３１が発生する熱は、主に基板３２に熱伝導され、基板３２から放熱板２０に熱伝導され、放熱板２０の側面部２２から外壁部１２に熱伝導され、外壁部１２の表面から外気中に放熱される。また、放熱板２０から内壁部１３に熱伝導され、内壁部１３から口金取付部１７に取り付けられている口金５０からソケット８０側に放熱される。

このように、ランプ装置１０は、放熱板２０がねじ止めされる筐体１０の取付部１４を、筐体部１１を形成する第１の部材よりも引張強度が高い第２の部材で形成することにより、ねじ止めの負荷によるひびや割れなどの発生を抑制することができるため、放熱板２０を筐体１０に強固に固定することができ、、放熱板２０と筐体１０の密着性が増し放熱性が向上する。これにより、安定した放熱性を得ることができる。また、筐体１０の筐体部１１は、フィラーを混入させ熱伝導率を向上させた第１の部材を使用することにより発光素子３１が発生した熱を外気へ放熱しやすくなる。つまり、筐体部１１よりも引張強度が高い部材で取付部１４を形成し、取付部１４よりも熱伝導率が高い部材で筐体部１１を形成することにより筐体１０は、ねじ止めの機械的な強度を向上させるとともに放熱性を向上させることができる。

また、発光素子３１は筐体１０の外壁部１２と内壁部１３との間に円環状に配置されているため、発光素子３１が点灯時に発生した熱は放熱板２０を介して外壁部１２だけでなく内壁部１３にも放熱されやすくなる。また、放熱板２０は側面部２２が筐体１０の外壁面の内面に当接しているため、発光モジュール３０の熱を放熱板２０を介して筐体１０の外壁部１２に熱伝導しやすくなり放熱性が向上する。

なお、実施形態では、ねじ７１が発光モジュール３０のねじ孔３５および放熱板２０のねじ孔２４を挿通し、発光モジュール３０および放熱板２０を筐体１０の取付部１４にねじ止めする構成について説明したが、ねじ７１は発光モジュール３０のねじ孔３５を挿通しない構成でもよい。この場合、ねじ７１は放熱板２０のねじ孔２４を介して筐体１０の取付部１４にねじ止めされる。つまり、放熱板２０を筐体１０にねじ７１でねじ止めしたあとに、発光モジュール３０は、ねじ７２により放熱板２０にねじ止めされる。

次に第２の実施形態について図５を参照して説明する。

第２の実施形態のランプ装置１０１の基本構成は第１の実施形態と同様であるが放熱板２０を有していない点が相違している。なお、第１の実施形態と同じ符号を用い、同じ構成および作用効果についてはその説明を省略する。

図５に示すように、第２の実施形態のランプ装置１０１は、発光モジュール３０が筐体１０にねじ止めされる。筐体１０は、内壁部１３の一端側でありランプ軸に対し対称となる位置に取付部１４を有する。また、発光モジュール３０の基板３２は、円環状に配置された発光素子３１の内側にねじを挿通するねじ孔３５が設けられ、発光モジュール３０はこのねじ孔３５を介して取付部１４にねじ止めされ、基板３１の裏面の一部が内壁部１３に当接される。これにより、発光素子３１が点灯時に発生する熱が基板３１に熱伝導され、基板３１から内壁部１３に熱伝導され、内壁部１３から口金取付部１７に取り付けられている口金５０からソケット８０側に放熱される。

また、内壁部１３に熱伝導された熱は、口金取付部１７に熱伝導されるとともに外壁部１７へ熱伝導され、外壁部１７から外気へ放熱される。

このように取付部１４は筐体部１１よりも引張強度が高い部材で形成されているため、発光モジュール３０を強固に固定することができ、基板３１の裏面の一部を内壁部１３へ十分に密着することで発光モジュール３０の熱を筐体１０に放熱することができる。そのため、点灯時の発熱量が小さい発光モジュール３０の場合、放熱板２０を使用せずに、所定の放熱性を確保することができる。また、第２の実施形態において、たとえば、基板３１の側面を筐体１０の外壁部１２の内面に当接する構造でもよい。この場合、発光素子３１が発生する熱は、主に基板３２に熱伝導され、基板３２の側面から外壁部１２に熱伝導され、外壁部１２の表面から外気中に放熱される。

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。

１００ ランプ装置
１０ 筐体
１１ 筐体部
１４ 取付部
２０ 放熱板
３０ 発光モジュール
３１ 発光素子
３２ 基板
４０ 点灯回路
５０ 口金部
６０ グローブ
２００ 照明装置
７０ 器具本体
８０ ソケット
９０ 反射体

Claims (4)

1. 発光素子を備えた基板を一面側に配設した放熱部と；
   内部に収容空間を有する筐体部と、前記筐体部と一体に形成され、前記筐体部の一端側において前記放熱部がねじ止め固定され、かつ前記筐体部よりも引張強度が高い部材により形成される取付部とを有する筐体と；
   前記筐体の一端部側に配設されるグローブと；
   前記筐体の他端側に配置される給電部と；
   前記収容空間に配置される点灯回路と；
   を備えたことを特徴とするランプ装置
2. 発光素子を備えた基板と；
   内部に収容空間を有する筐体部と、前記筐体部と一体に形成され、前記筐体部の一端側において前記基板がねじ止め固定され、かつ前記筐体部よりも引張強度が高い部材により形成される取付部とを有する筐体と；
   前記筐体の一端部側に配設されるグローブと；
   前記筐体の他端側に配置される給電部と；
   前記筐体内に配置される点灯回路と；
   を備えたことを特徴とするランプ装置
3. 前記筐体部は前記取付部よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のランプ装置。
4. ソケットと；
   前記ソケットに前記給電部が装着される請求項１ないしは請求項３のいずれか一項に記載のランプ装置と；
   を具備することを特徴とする照明装置。

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