JP4569465B2

JP4569465B2 - ランプ

Info

Publication number: JP4569465B2
Application number: JP2005371406A
Authority: JP
Inventors: 滋大澤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP2006313731A

Description

本発明は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を光源として用いたランプに関する。

ＬＥＤは、その温度が上昇するに従い、光出力の低下とともに寿命も短くなることが知られている。このため、ＬＥＤを光源とするランプでは、ＬＥＤの温度上昇を抑制することが求められている。

従来、こうした要請に配慮して、ＬＥＤから伝わる熱を外部に放出するための放熱部を備え、この放熱部を外部に露出させたＬＥＤ電球が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１のＬＥＤ電球は、略球体の内部に設けた金属基板の外面にＬＥＤを実装している。略球体は、一端に口金が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状をなす金属製放熱部と、前記開口部に取付けられた透光性カバーとにより形成されている。金属基板は、絶縁性を有する高熱伝導部材を介して前記開口部に固着されている。

これにより、ＬＥＤ電球の点灯中にＬＥＤが発生した熱は、金属基板から高熱伝導部材を介してラッパ状の金属製放熱部に伝えられ、この放熱部の外周面から外部に放出されるので、ＬＥＤの温度上昇を抑制できる。
特開2001−243809号公報(段落0005、0011−0013、図１)

特許文献１の技術では、ＬＥＤ電球の外部に露出する放熱部と、ＬＥＤが直に実装された金属基板とが別部材である。このため、両者が高熱伝導部材を介して固着されているといえども、金属基板から放熱部への熱伝導経路では、高熱伝導部材と金属基板との間、及び高熱伝導部材と放熱部との間で、夫々熱抵抗が生じる。したがって、ＬＥＤの温度上昇を抑制する上では改善の余地がある。

又、特許文献１では、ＬＥＤを点灯させるための点灯回路について言及した記載がない。又、点灯回路をＬＥＤ電球に設ける場合、それによってＬＥＤ電球が軸方向に大きくならないようにすることが要請されている。更に、点灯回路の温度が異常に上昇すると、この回路の動作信頼性及び寿命を損なう恐れがあることは、一般的に知られている。このため、点灯回路をＬＥＤ電球に設ける場合には、点灯回路の温度が異常に上昇しないようにすることも要請される。しかし、これらの要請は特許文献１では満たすことができない。

本発明の目的は、光源の温度上昇を効果的に抑制できるとともに、小形化を図りつつ、点灯回路の動作信頼性及び寿命の低下を抑制できるランプを提供することにある。

請求項１の発明は、一端側に光源取付け部を有するとともに、他端側に開口する凹部を有し、かつ、周部に形成され両端の吸気口及び排気部を介して大気中に開放される放熱通路を有する外郭部材と；この外郭部材の他端側に配設された口金と；前記光源取付け部に熱伝導するように装着された点状の光源と；この光源を覆って前記外郭部材に取付けられた光源カバーと；前記凹部に収容された点灯回路と；前記凹部の内面と前記点灯回路との間に設けられた絶縁部材と；を具備している。

この発明で、点状の光源には、電気エネルギーを光に変換する発光素子、例えば半導体発光素子とも称される発光ダイオード（ＬＥＤ）を好適に用いることができるが、エレクトリックルミネッセンス素子（ＥＬ素子）を用いることも可能であり、又、使用する点状の光源の数は1以上であればよい。この発明で、点状の光源は、光源取付け部の外面に直接熱伝導するように直に実装することもでき、或いは、点状の光源を光源基板に実装して、この基板を介して光源取付け部の外面に熱伝導するように装着することもできる。

この発明で、光源カバーは、主に充電部をなす光源に対して他のものが接触することを妨げるため等に設けられるものであって、グローブ形状をなしていても、フラット状をなしていてもよい。光源カバーがグローブである場合、その内面の一部に反射膜を設けることは妨げないとともに、光源カバーの形状は光源が発した光を例えば拡散又は集光させるために任意形状とすることができる。更に、光源カバーとして、光源が発した光を集光又は拡散させるためのレンズを有したものを用いることも可能である。

この発明で、点灯回路は凹部に収容されるものであるが、その一部が口金の内側に収容される状態に配置されていてもよい。この発明で、絶縁部材には、合成樹脂例えばＰＰ（ポリプロピレン）又はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などを好適に用いることができる。この発明で、絶縁部材は、凹部の内面にコーテングされた絶縁層で形成することもできる。

請求項１の発明では、外郭部材の光源取付け部に伝導された点状の光源の熱を、外郭部材の周部に伝導させて、この周部から放熱通路に放出し、更にこの放熱通路を通る気流によって大気中に放出できる。したがって、外郭部材からの放熱による光源に対する冷却性能が優れている。又、外郭部材に凹部を設けて、そこに点灯回路を収容したので、点灯回路を配置するためのスペースを外郭部材に対してその軸方向に並べて確保する必要がない。これにより、ランプの軸方向長さを短くできる。更に、外郭部材と、その凹部に収容された点灯回路とは、これら両者間に設けた絶縁部材によって電気的に絶縁できるとともに、この絶縁部材によって光源の放熱経路をなす外郭部材から点灯回路への伝熱を抑制できる。

請求項１に係る発明のランプによれば、光源の温度上昇を効果的に抑制できるとともに、軸方向の小形化を図りつつ、点灯回路の動作信頼性及び寿命の低下を抑制できる。

図１〜図４を参照して本発明の第１参考例を説明する。

図１及び図２中符号１は例えば電球型のランプを示している。このランプ１は、金属製の外郭部材２と、点状の光源１１と、光源カバー例えば透光性のカバー１８と、点灯回路２１と、絶縁部材２６と、口金３１とを具備している。

外郭部材２は例えばアルミニウムの一体成形品からなる。図２及び図３に示すように外郭部材２は、周部３と、これと一体の光源取付け部４とからなり、周部３の内側に凹部５が形成されている。光源取付け部４は周部３の軸方向一端を閉じた奥壁で形成されており、凹部５は周部３の軸方向他端に開口されている。

周部３の外周面３ａ（図２参照）は、放熱面として機能するものであって、光源取付け部４から凹部５の開口縁部２ａに向けて次第に径が小さくなる円錐状のテーパ面で形成されている。開口縁部２ａの内周面に環状をなす係止溝２ｂが設けられている。周部３と光源取付け部４とが一体に連続する部位にカバー取付け溝２ｃが形成されている。カバー取付け溝２ｃは環状であって、光源取付け部４の周部外面に開放されている。

図２及び図４に示すように光源取付け部４の中央部にねじ孔４ａが開けられている。図４に示すように光源取付け部４に、ねじ孔４ａを間において一対の通孔４ｂが開けられている。これらねじ孔４ａ及び通孔４ｂの一端は、光源取付け部４の平坦な外面４ｃに開口され、この外面４ｃと平行な光源取付け部４の内面にねじ孔４ａ及び通孔４ｂの他端が開口されている。

点状の光源１１をなすチップ状の発光素子にはＬＥＤが用いられている。この光源１１は、平板状の光源基板１２に例えば複数実装されていて、光源基板１２を光源取付け部４の外面４ｃに固定することによって、光源取付け部４に熱伝導するように装着されている。

詳しくは、図４に示すように光源基板１２は、絶縁板１２ａの一面に、銅等の金属箔からなるパターン層１２ｂとともに、このパターン層１２ｂを覆った絶縁レジスト層１２ｃを設けるとともに、絶縁板１２ａの他面に、銅等の金属箔からなる熱拡散層１２ｄとこれを覆った絶縁レジスト層１２ｅを設けて形成されている。熱拡散層１２ｄは、パターン層１２ｂよりも厚く形成されている。この光源基板１２のパターン層１２ｂに光源１１が接続して面実装されている。

光源基板１２は、その熱拡散層１２ｄを裏側にして、言い換えれば、熱拡散層１２ｄが光源取付け部４の外面４ｃに向くようにして光源取付け部４にその外面４ｃに重ねられている。この状態で、光源基板１２の中心部を貫通してねじ孔４ａにねじ１３をねじ込むことにより、光源取付け部４の外面４ｃに光源基板１２が密接して固定されている。これにより、光源１１が発する熱を、絶縁板１２ａを介して良熱伝導性の熱拡散層１２ｄに伝えて、この熱拡散層１２ｄで拡散させてから絶縁レジスト層１２ｅを介して光源取付け部４に直接的に伝導させることができる。

こうした光源基板１２から光源取付け部４への熱伝導経路での熱抵抗をより小さくするために、光源基板１２と光源取付け部４との間に、シリコンやグリースなどの伝熱要素を充填するなどして良熱伝導性の伝熱層を設けてもよい。

透光性のカバー１８は、合成樹脂製などにより例えば半球状に形成されたグロープからなる。カバー１８はその開口縁部１８ａを外郭部材２のカバー取付け溝２ｃに嵌めることによって外郭部材２に装着されている。したがって、カバー１８は、光源取付け部４を覆い隠しており、光源１１はカバー１８の内面に対向している。

光源１１を点灯させるための点灯回路２１は、図２に示すように回路基板２２に各種の回路部品２３を取付けユニット化されて形成されている。点灯回路２１は凹部５に収容されている。この点灯回路２１は光源１１に電気的に接続するための２本の絶縁被覆電線２４（図４参照）と、後述する口金３１に接続するための絶縁被覆電線（図示しない）とを有している。絶縁被覆電線２４は通孔４ｂを通って光源基板１２のパターン層１２ｂに接続されている。したがって、これらの絶縁被覆電線２４によって点灯回路２１は図２に示したランプ１の向きでは吊られた状態で凹部５内に支持されている。

絶縁部材２６は、合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレートの成形体であり、カップ状をなしている。図２に示すように絶縁部材２６の軸方向の長さＡは、光源取付け部４の内面から係止溝２ｂに至る外郭部材２の軸方向に沿った長さＢより短い。

この絶縁部材２６は、その外周面を凹部５の内周面に接触させるとともに、閉鎖壁部２６ａの外面を光源取付け部４の内面に接触させて設けられているとともに、その内側に点灯回路２１を収容している。したがって、絶縁部材２６は凹部５の内面と点灯回路２１とを仕切ってこれらの間に設けられている。なお、絶縁部材２６の閉鎖壁部２６ａには、図４に示すように絶縁被覆電線２４を通すための通孔２６ｂが開けられている。

点灯回路２１に電源を供給するために外郭部材２の開口縁部２ａ側に配設された口金３１は、口金要素３２と、この口金要素３２に固定され連結部材３３とを有している。図示しないランプソケットに着脱自在に取付けられる口金要素３２は、その周部に例えば螺旋溝を有していて、図示しないランプソケットに着脱自在にねじ込まれる部分をなしている。連結部材３３は、合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレートなどの絶縁材製であり、凹部５の開口縁部２ａに接続されている。

この接続のために、連結部材３３の先端部に環状の係止凸部３３ａ（図３参照）が形成されている。この係止凸部３３ａを開口縁部２ａの係止溝２ｂに嵌入させて係止させることによって、図１、図２に示すように口金３１と外郭部材２とが連結されている。この連結を担った連結部材３３は、口金要素３２の金属部と金属製の外郭部材２との間に介在して、これら両者間を電気的に絶縁するとともに、熱的にも絶縁している。

この連結状態で周部３の外周面３ａと連結部材３３の外周面とは面一に連続される。また、凹部５への連結部材３３の先端部の挿入深さは、連結部材３３の段部３３ｂが周部３の端面に当たることにより規制されている。寸法のばらつきによる係止溝２ｂへの係止凸部３３ａの係合不良を生じないようにするために、前記規制により係止凸部３３ａが絶縁部材２６の開口縁に当たらないようになっている（図２参照）。

前記構成のランプ１は、外郭部材２に設けた凹部５に点灯回路２１を収容したので、点灯回路２１を配置するためのスペースを外郭部材２に対してその軸方向に並べて確保する必要がない。これにより、ランプ１の軸方向長さが短くなり、コンパクトなランプ１とすることができる。

こうしたランプ１のコンパクト化において、外郭部材２と点灯回路２１との間に絶縁部材２６を介在させたので、後述のように放熱を担う外郭部材２が金属製であるにも拘わらず、その凹部５に内蔵された点灯回路２１を、外郭部材２に対して電気的に絶縁できる。

このランプ１が点灯された時には、光源１１に熱が発生する。この熱は、カバー１８内での対流による冷却などに加えて、以下のように冷却される。

すなわち、光源１１の熱は、金属製の外郭部材２の光源取付け部４に直接的に伝導されて、ここから外郭部材２の周部３に伝導して、この周部３の外周面３ａからランプ１の外部、つまり、大気中に放出される。

このランプ１が備えた外郭部材２の周部３と光源取付け部４とは一体に成形されていて接合部がないので、放熱通路をなす外郭部材２での熱抵抗が小さい。このため、光源１１の熱を受ける光源取付け部４から周部３に至る熱伝導が良好で、以上の放熱による光源１１に対する冷却性能が優れている。したがって、光源１１の温度が異常に上昇することが抑制されて、光源１１の発光効率の低下と寿命の低下とを抑制できる。

しかも、光源１１の熱は、これが実装された光源基板１２の熱拡散層１２ｄを通ることによって、広範囲な面積で直接的に光源取付け部４に授受されるので、光源１１から外郭部材２への熱伝導が良好である。この点においても光源１１に対する冷却性能を向上できる。

また、放熱経路をなす外郭部材２に対して点灯回路２１を電気的に絶縁したカップ状の絶縁部材３６は、外郭部材２よりも低い熱伝導性の絶縁材料で作られているので、この絶縁部材３６によって、外郭部材２に内蔵された点灯回路２１に、外郭部材２の熱が伝わることを抑制できる。こうして凹部５内の点灯回路２１を熱的に保護できるので、点灯回路２１の動作信頼性及び寿命の低下を抑制できる。

また、点灯回路２１は、一端が光源取付け部４で閉じられた外郭部材２と、この外郭部材２の他端を閉じるように開口縁部２ａに接続された口金３１とで仕切られた空間に収容されていて、この空間にはランプ１の外部空気が流通することがない。このため、トラッキング現象の原因となる空気中の埃が点灯回路２１に付着することもない。

図５及び図６を参照して本発明の第２参考例を説明する。第２参考例は基本的には第１参考例と同じであるので、同じ部分には第１参考例と同じ符号を付して説明を省略する。

第２参考例では、凹部５の奥部に環状段部などからなるストッパ部５ａを設けて、凹部５の奥部の内径を狭めている。この狭まった内径は、カップ状の絶縁部材２６の最小外径をなす閉鎖壁部２６ａの直径よりも小さい。ストッパ部５ａは環状ではなく、複数の凸部で形成することもできる。

ストッパ部５ａを設けたことにより、凹部５の最も奥まで絶縁部材２６が収容された場合にも、図６に示すように凹部５の奥壁を兼ねた光源取付け部４と絶縁部材２６の閉鎖壁部２６ａとは互いに離されて、これらの間に空隙Ｇが設けられるようになっている。

この空隙Ｇにより光源１１が装着された光源取付け部４に対して絶縁部材２６が非接触となるので、ランプ１の点灯中に光源１１から光源取付け部４に直接的に伝わった熱が、光源取付け部４から絶縁部材２６に直接的に伝導することを空隙Ｇによって防止できる。このため、光源１１の放熱経路をなす外郭部材２内に配置された点灯回路２１に対する熱的保護性能をより向上できるに伴い、点灯回路２１の動作信頼性を確保できるとともに、この点灯回路２１の寿命低下も抑制できる。

また、第２参考例のランプ１では、外郭部材２の周部３の外径を、口金３１側の端部を除いて外径に変化がないストレート形状としていて、外郭部材２に円筒状の視覚的形態を与えている。更に、ランプ１の透光性のカバー１８をなすグローブは、その開口縁部１８ａから次第に大径となるテーパ状のレフレクター部１８ｂと、このレフレクター部１８ｂに一体に連続して半球状の投光部１８ｃとから形成されていて、レフレクター部１８ｂはその内面には反射膜１８ｄを有している。このような透光性のカバー１８を用いたことにより、反射膜１８ｄで拡散させた光を投光部１８ｃに通して集光させながら投光できる。

以上説明した事項以外は第１参考例と同じである。従って、この第２参考例でも、第１参考例と同様な作用を得て、光源１１の温度上昇を効果的に抑制できるとともに、軸方向の小形化を図りつつ、点灯回路２１の動作信頼性及び寿命の低下を抑制できるランプ１を提供できる。

図７〜図１１を参照して本発明の第１実施形態を説明する。

図７中符号４１はランプを示している。ランプ４１は、金属製の外郭部材４２、チップ状の発光素子５４を有する光源５１、伝熱シート６０、光源カバー６２、カバー押さえ７１、点灯回路８１、絶縁部材８５、口金９１、及び外郭カバー９５を備えている。

外郭部材４２は例えばアルミニウムの一体成形品からなる。図８及び図１０に示すように外郭部材４２は、円筒状の周部４３と、円形状の光源取付け部４４とで形成されている。外郭部材４２はその内側に凹部４５を有している。凹部４５の奥端は円形の光源取付け部４４で閉じられている。凹部４５の奥部には環状の段差などからなるストッパ部４２ａが形成されている。光源取付け部４４と反対側に位置した凹部４５の端は開口されている。周部４３の開口縁部４３ａの内周面には環状をなす係止溝４３ｂが形成されている。

周部４３の外径は略一定であり、その外周面４３ｃは放熱面として用いられる。周部４３と光源取付け部４４とが一体に連続する部位には、円形の溝４６が設けられている。溝４６は光源取付け部４４を囲んでおり、その内面にねじ部４７が形成されている。このため、ねじ部４７はランプ４１を正面から見て光源取付け部４４を囲んでいる。このねじ部４７は、溝４６の内側面、言い換えれば、光源取付け部４４の外周面に設けた雄ねじ部で形成されているが、これに代えて、光源取付け部４４の外周面と対向する溝４６の外側面に設けた雌ねじ部で形成してもよい。

図１０等に示すように光源取付け部４４には、二つの通孔４８が光源取付け部４４の周方向に沿って１８０度隔てて開けられているとともに、二つの位置決め部４９が光源取付け部４４の周方向に沿って１８０度隔てて設けられている。位置決め部４９は、凸部例えば円柱状のピンで形成されていて、光源取付け部４の表面に対して直角に一体に突設されている。

光源５１は、点状光源を光源基板に実装して、この基板を介して光源取付け部に熱伝導するように装着されるものであって、具体的には、ベース５２の表面に光源基板５３を配設して形成されている。ベース５２はアルミニウム製である。光源基板５３の中央部にチップ状の発光素子５４が実装されている。発光素子５４にはＬＥＤが使用されている。この発光素子５４は半球状をなした透明な保護ガラス５５で封止されている。光源基板５３の表面は、透明な保護ガラス５５と、その周囲に周方向に等間隔で設けた複数のランド５６（図１０参照）を露出させて絶縁層で絶縁されている。

図１０に示すように光源５１には、二つの電線通し部５７が光源５１の周方向に沿って１８０度隔てて設けられているとともに、二つの回り止め係合部５８が光源５１の周方向に沿って１８０度隔てて設けられ、更に、二つの嵌合部５９が光源５１の周方向に沿って１８０度隔てて設けられている。これら電線通し部５７、回り止め係合部５８、嵌合部５９は、光源５１の周方向に隣接するランド５６間に夫々設けられている。電線通し部５７、回り止め係合部５８、嵌合部５９は、光源５１の周縁に開放するＵ字状の切欠き溝で形成されているが、通孔で形成してもよい。

図７及び図８に示すように光源５１は、そのベース５２を光源取付け部４４の表面に向けて、この表面との間に伝熱シート６０を挟んで光源取付け部４４上に配置されている。この配置状態において、一対の回り止め係合部５８に位置決め部４９が例えば嵌合状態に係合されている。光源５１の周方向の回転を防止するために、円柱状ピンからなる位置決め部４９の径と、溝からなる回り止め係合部５８の幅は略同じであるとともに、光源５１が径方向に移動しないようにするために、位置決め部４９は回り止め係合部５８の奥面に接するように回り止め係合部５８に嵌合されている。こうした回り止めにより、外郭部材４２の中心軸線上に発光素子５４が配置されるとともに、電線通し部５７と通孔４８とが連通する状態に光源５１が位置決めされている。

伝熱シート６０は、熱伝導性に優れた弾性材料からなるシートであり、シリコン樹脂製シートを好適に使用できる。伝熱シート６０は光源５１より大形である。図１０に示すように伝熱シート６０の周部には、光源５１の電線通し部５７、回り止め係合部５８、嵌合部５９の夫々に個別に対向して連通する逃げ部６０ａ〜６０ｆが設けられている。これらの逃げ部６０ａ〜６０ｆは、例えばＵ字形状の溝からなる。

図７及び図８に示すように光源カバー６２は、例えば、ホルダー６３と、配光制御機能を有する配光制御部材例えばレンズ６４とを組合せてなる。この構成は、レンズ６４を成形した透明材料とは異なる材料でホルダー６３を形成できる点で好ましい。

図１１に示すようにホルダー６３は、電気絶縁性の材料例えば非透光性合成樹脂を半円筒状に成形してなる一対のホルダー部材６３ａを、互いの合せ面に設けた突起６５と穴６６とを嵌合させることによって組立てられている。ホルダー６３の軸方向一端部は受け部６７をなしており、この受け部６７には内周面に開放する係合溝６８が設けられている。

ホルダー６３の軸方向他端部は、光源５１の周部表面に接する当接部６９をなしている。当接部６９はホルダー６３の軸方向他端部に設けた切欠き６３ｂによりホルダー６３の周方向に沿って複数に分かれている。更に、ホルダー６３の軸方向他端部には前記嵌合部５９と同数の凸部７０（図８及び図１１参照）が突設されている。

図７、図８、及び図１０に示すようにレンズ６４は、透明の合成樹脂やガラスにより一体成形されたもので、例えば円錐面状の反射面６４ａと、出射面６４ｂと、この出射面６４ｂの反対側において入射面６４ｃにより区画された凹部６４ｄとを有しているとともに、出射面６４ｂ側の端部に周方向に連続して突設されたフランジ６４ｅとを有している。

レンズ６４は、そのフランジ６４ｅを係合溝６８に嵌めこむことによって、一対のホルダー部材６３ａ間に挟持され、それにより、出射面６４ｂを受け部６７と略面一にしてホルダー６３の内側に支持されている。

光源カバー６２は光源５１を覆って配置される。すなわち、光源５１が有した光源基板５３の周部表面に各ランド５６を避けて当接部６９を接触させるとともに、一対の凸部７０を光源５１の嵌合部５９に夫々嵌合させて、光源カバー６２が光源５１に対して配置されている（図８参照）。凸部７０は円柱状ピンからなり、その外径は溝からなる嵌合部５９の幅と略同じであるとともに、光源５１に対して光源カバー６２が径方向に移動しないようにするために、凸部７０は嵌合部５９の奥面に接するように嵌合部５９に嵌合されている。これらを嵌合させて光源５１を覆って配置された光源カバー６２は、そのレンズ６４の光軸Ａ（図７参照）が、光源５１が有した発光素子５４の光軸と一致するように光源５１に対して位置決めされている。又、この位置決め状態において、凹部６４ｄには保護ガラス５５が収容され、切欠き６３ｂは電線通し部５７又は回り止め係合部５８に夫々対向するようになっている。

カバー押さえ７１は、光源５１及び光源カバー６２を収容できる長さと外郭部材４２の周部４３と同じ外径の多角筒又は円筒からなり、例えば金属好ましい例としてアルミニウム又はその合金で作られている。カバー押さえ７１はその一端部に押圧部７２を有している。図７及び図８に示すように押圧部７２は光源取付け部４に向けて光源カバー６２の受け部６７に当たるものであって、カバー押さえ７１の内側に突出するフランジで形成されている。カバー押さえ７１の他端部は前記凹部４５に挿入される環状凸部７１ａをなしており、この環状凸部７１ａにねじ部７３が設けられている。ねじ部７３は例えば環状凸部７１ａの内周面に形成された雌ねじ部からなる。なお、ねじ部７３は、外郭部材４２のねじ部４７が雌ねじ部である場合には、環状凸部７１ａの外周面に形成した雄ねじ部とすればよい。

カバー押さえ７１は、そのねじ部７３を外郭部材４２のねじ部４７にねじ込むことにより外郭部材４２に連結されている。このねじ込みによって、押圧部７２が受け部６７に当接して、光源カバー６２が光源取付け部４方向に押して、光源カバー６２と光源取付け部４との間に光源５１が挟持されている。カバー押さえ７１は光源カバー６２の脱落防止部材として機能している。

カバー押さえ７１のねじ込みにおいて、図７及び図８に示すように溝４６を囲んだ外周部４６ａの端面をカバー押さえ７１の段差面７１ｂに当接させるとよい。それにより、外郭部材４２からカバー押さえ７１への熱伝導経路を増やして、カバー押さえ７１からの放熱を促進させることが可能である。

点灯回路８１は、光源５１の発光素子５４を点灯させるためのもので、図７に示すように回路基板８２に各種の回路部品８３を実装してユニット化されている。この点灯回路８１は、光源５１に電気的に接続するための２本の絶縁被覆電線８４（図１０中二点差線参照）を有している。

外郭部材４２の凹部４５にはカップ状に成形された絶縁部材８５が、ストッパ部４２ａに位置決めされて光源取付け部４から離れた状態に収容されている。そのため、凹部４５の奥壁を兼ねた光源取付け部４４と絶縁部材８５の閉鎖壁部８５ａとの間に形成された空隙Ｇにより、ランプ４１の点灯中に光源５１から光源取付け部４４に直接的に伝わった熱が、光源取付け部４４から絶縁部材８５に直接的に伝導することを防止できる。したがって、光源５１の放熱経路をなす外郭部材４２内に配置された点灯回路８１に対する熱的保護性能をより向上できるに伴い、点灯回路８１の動作信頼性を確保できるとともに、この点灯回路８１の寿命低下も抑制できる。

絶縁部材８５は合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート等で成形されている。この絶縁部材８５の内側に点灯回路８１が収容されている。このように凹部４５に点灯回路８１を収容したので、点灯回路８１を配置するスペースを外郭部材４２に対してその軸方向に並べて確保する必要がなく、ランプ４１の軸方向長さをコンパクトにできる。

絶縁部材８５は点灯回路８１と金属製の外郭部材４２との間の電気絶縁を図っている。光源取付け部４４と対向した絶縁部材８５の壁部８５ａの二箇所に図示しない電線通孔が開けられている。絶縁被覆電線８４は、電線通孔及び光源取付け部４４の通孔４８に通されるとともに、更に、光源５１に形成された一対の電線通し部５７に個別に通されて、これら電線通し部５７の近傍位置のランド５６に半田付けされている。

図７に示すように口金９１は点灯回路８１に電源を供給するために外郭部材４２の開口縁部４３ａ側に配設されている。口金９１は、口金要素９２と、この口金要素９２に固定された連結部材９３とを有している。口金要素９２は、その周部に螺旋溝を有していて、図示しないランプソケットに着脱自在にねじ込まれるようになっている。ランプ４１はランプソケットに対して通常図７に示すように口金９１を上向きにした姿勢で取付けられる。連結部材９３は、外郭部材４２をなす金属材料より熱伝導性が低い合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレートなどの絶縁材からなり、開口縁部４３ａに接続されている。

この接続のために、連結部材９３の先端部外周に環状の係止凸部５３ａが形成されている。この係止凸部５３ａを外郭部材４２の係止溝４３ｂに嵌入させ係止させることによって、口金９１と外郭部材４２とが連結されている。これにより、連結部材９３は、口金要素９２と外郭部材４２との間を電気的かつ熱的に絶縁して、口金要素９２と外郭部材４２との間に介在してこれらの連結を担っている。

図７に示すように外郭部材４２の開口縁部４３ａ側の連結部材９３の端部９３ａは、開口縁部４３ａより大径であって、開口縁部４３ａから外側に張出すように形成されている。この端部９３ａは、外周面に雄ねじ溝が形成されて下向きに突出する円環状の連結壁９３ｂを一体に有している。更に、端部９３ａには例えば排気孔からなる排気部９３ｃが複数形成されていて、これら排気部９３ｃは連結壁９３ｂの内側の空間領域に連通されている。

図７及び図８に示すように外郭カバー９５は、例えば外郭部材４２の周部４３及びこの軸方向に連続して接続された光源カバー６２のカバー押さえ７１よりも大径で、且つ、これら周部４３及びカバー押さえ７１全体を覆うに足る長さを有した円筒状に成形されている。この外郭カバー９５は、外郭部材４２をなす金属材料より熱伝導性が低い合成樹脂製の一体成形品である。

外郭カバー９５の軸方向の一端部は連結部９５ａをなしている。この連結部９５ａの内周面には連結壁９３ｂに螺合される雌ねじ溝が形成されている。外郭カバー９５の軸方向の他端部は接続部９５ｂをなしている。接続部９５ｂは周方向に連続するフランジ状をなして外郭カバー９５の内側に突出されている。この接続部９５ｂには吸気部として例えば複数の吸気孔９６が形成されている。

外郭カバー９５は、その連結部９５ａを連結壁９３ｂに螺合させるとともに、それに伴い接続部９５ｂをカバー押さえ７１の先端面に当接することによって、周部４３及びカバー押さえ７１を覆って配設されている。この外郭カバー９５と周部４３及びカバー押さえ７１との間には放熱通路９７が形成されている。放熱通路９７の一端には、この放熱通路からの排気口をなす排気部９３ｃが対向した状態で連通されている。放熱通路９７の他端には、この放熱通路９７への外気入口をなす吸気孔９６が対向した状態で連通されている。

なお、接続部９５ｂに吸気孔を設ける代わりに、カバー押さえ７１の先端面に当接する複数の凸部を、接続部９５ｂの内面に一体に設けて、これらの凸部とカバー押さえ７１の先端面との間に間隙からなる吸気部を形成することもできる。又、前記連結部材９３に排気部を設ける代わりに、外郭カバー９５の一端部に複数の通孔を排気部として設けてもよく、更に、接続部９５ｂに吸気孔を設ける代わりに、外郭カバー９５の一端部に複数の通孔を吸気部として設けることもできる。

ランプ４１は以下の手順で組立てられる。

まず、外郭部材４２の凹部４５に絶縁部材８５と点灯回路８１とを収容して、点灯回路８１の２本の絶縁被覆電線８４を光源取付け部４４の通孔４８に通す。

この後、光源取付け部４４の表面に伝熱シート６０を載せるとともに、この伝熱シート６０にベース５２を接触させて光源５１を載せる。この場合、光源５１が有した二つの回り止め係合部５８を対応する位置決め部４９に夫々嵌合させて、光源５１を光源取付け部４４の表面に位置決めするとともに、２本の絶縁被覆電線８４を光源５１の電線通し部５７に通す。この状態で、絶縁被覆電線８４の皮むきされた芯線の先端部を光源５１が有した光源基板５３のランド５６に半田付けする。

次に、既に組立てられた光源カバー６２を光源５１上に載せる。この場合、光源カバー６２の２本の凸部７０を対応する光源５１の嵌合部５９に夫々嵌合させて、光源５１に対して光源カバー６２を位置決めする。それにより、光源５１の発光素子５４の光軸と光源カバー６２の光軸Ａとが合致されるとともに、光源カバー６２の当接部６９が光源５１の光源基板５３の表面部周縁に当接される。

次に、カバー押さえ７１のねじ部７３を外郭部材４２のねじ部４７にねじ込んで、このカバー押さえ７１を外郭部材４２に取付ける。これに伴い、カバー押さえ７１の押圧部７２が光源カバー６２の受け部６７に当接し、光源カバー６２を光源取り付け部４４に向けて押圧する。したがって、光源カバー６２の当接部６９により光源５１全体が伝熱シート６０を介して光源取付け部４４の表面に押付けられて、光源カバー６２と光源取付け部４４とが伝熱シート６０及び光源５１を挟持する。

この挟持により、伝熱シート６０は弾性変形して、光源取付け部４４の表面に密接するとともに、光源５１のベース５２の裏面に密接する。そのため、光源取付け部４４の表面及びベース５２の裏面の表面精度が粗い場合であっても、光源取付け部４４の表面に対するベース５２の裏面の伝熱性が高められる。すなわち、光源５１から光源取付け部４４への熱伝導性を、伝熱シート６０を用いない構成に比較して向上できる。これとともに、伝熱シート６０の弾性反発力により、ねじ部４７，７３の噛み合いが緩むことも抑制できる。なお、本発明において、伝熱シート６０は省略することが可能である。

前記カバー押さえ７１のねじ込みに伴い、光源５１が光源取付け部４４に向けて押される段階では、光源カバー６２及び光源５１にはカバー押さえ７１の回転力が作用する。しかし、既述のように位置決め部９と回り止め係合部５８との嵌合により光源取付け部４４に対して光源５１が位置決めされているとともに、嵌合部５９と凸部７０との嵌合により光源５１に対して光源カバー６２が位置決めされている。

このため、既述の回転力で光源５１及び光源カバー６２が回転されることがない。したがって、光源５１と絶縁被覆電線８４との半田付け部に負荷が加わって半田層にストレスが与えられてクラックを発生する原因となったり、半田層が剥がれたりする恐れを招くことなく、ランプ４１を組立てることができる。

次に、外郭部材４２に口金９１を取付ける。口金９１の取付け作業において、点灯回路８１が光源取付け部４４に向けて押されることがあり、その場合には、絶縁被覆電線８４を介して光源５１が押される。しかし、光源５１は既述のようにカバー押さえ７１にねじ込みにより光源カバー６２と光源取付け部４４との間に挟持されているので、既述の押力が作用しても、光源取付け部４４の表面から浮く恐れがない。このため、光源取付け部４４の表面に対する光源５１の密接性が維持されるとともに、光源カバー６２の光軸Ａと光源５１の光軸とがずれることがなく、組立てられる。

最後に、周部４３及びカバー押さえ７１の外側に外郭カバー９５を遊嵌させて、この外郭カバー９５の連結部９５ａを連結部材９３の連結壁９３ｂに螺合させることによって、外郭カバー９５の接続部９５ｂをカバー押さえ７１の先端面に当接させて、ランプ４１の組立てを完了する。この組立て完了によって、周部４３及びカバー押さえ７１と、これらを覆った外郭カバー９５との間に、吸気孔９６及び排気部９３ｃを介して両端が大気中に開放された放熱通路９７が形成される。

ランプ４１の点灯時、ＬＥＤからなる発光素子５４は熱を発生する。この熱は、光源５１のベース５２から伝熱シート６０を介して光源取付け部４４に効率よく伝導された後、光源取付け部４４と一体に成形された外郭部材４２の周部４３に伝導されて、この周部４３の外周面４３ｃから放熱通路９７に放出される。この場合、光源取付け部４４から周部４３への熱抵抗が小さく、その熱伝導が良好であることとともに、周部４３の外周面４３ｃはその全面が放熱通路９７に露出しているので、他の部材に妨げられることなく放熱できる。したがって、光源５１の冷却性能が良好である。

しかも、外郭部材４２にねじ込まれたカバー押さえ７１にも、ねじ部４７，７３が噛み合わされた螺合箇所を介して外郭部材４２の熱が伝導される。このため、カバー押さえ７１の露出された全周面からも放熱通路９７に放熱できる。このようにカバー押さえ７１を利用して放熱面積を増やしているので、光源５１の冷却性能を更に良好にできる。

そして、放熱通路９７には、それへの放熱による上昇気流が生起され、下側の吸気孔９６からランプ４１の周囲の外気が取込まれるとともに、上側の排気部９３ｃから熱気が大気中に放出される。したがって、以上の放熱により、光源５１の発光素子５４の温度が異常に上昇することが抑制されて、発光素子５４の発光効率の低下と寿命の低下とを抑制できる。

又、金属製の外郭部材４２は既述の光源５１から熱伝導で高温となるが、この外郭部材４２を覆い隠している外郭カバー９５は、合成樹脂製であるので、外郭部材４２ほどには温度が高くならず低温状態を維持できる。しかも、本実施形態では、連結部材９３が外郭部材４２に対して外郭カバー９５を熱絶縁しているとともに、光源５１の熱が伝導するカバー押さえ７１に接触した接続部９５ｂは、そこを通って放熱通路９７に流入する外気によって冷却されるので、外郭カバー９５の温度上昇をより抑制できる。

このため、点灯時又は消灯直後にランプ交換等を行うのに、作業者が外郭カバー９５を掴んでランプ４１を外す操作をする場合に、過大な熱さを作業者に与えないようにできる。したがって、過大な熱さを受けるに伴い誤ってランプ４１を取り落としてしまう虞を回避できる。

なお、この第１実施形態において、外郭カバー９５は、多数の小孔、又は軸方向に延びるスリット、或いは周方向に延びるスリットを有していてもよい。

図１２及び図１３を参照して本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態は基本的に第１実施形態と同じであるので、同じ部分には第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

第２実施形態では、第１実施形態の外郭カバーに代えて以下の構成を備えている。すなわち、金属製外郭部材４２の周部４３は外部(大気中)に露出するものであって、この周部４３は、その外周面４３ｃから放射状に一体に突出する複数の放熱凸部１０１を有している。同様に、金属製カバー押さえ７１も、外部(大気中)に露出するものであって、その外周面から放射状に一体に突出する複数の放熱凸部１０２を有している。これら外郭部材４２の放熱凸部１０１とカバー押さえ７１の放熱凸部１０２とは、ランプ４１の軸方向に連続するように設けることが好ましい。そして、各放熱凸部１０１，１０２の夫々には、その先端部を覆ってカバー部材１０３，１０４が接着などにより取付けられている。これらカバー部材１０３，１０４は、外郭部材４２及びバー押さえ７１をなす金属材料よりも熱伝導性が低い合成樹脂材料で作られている。

そのため、第２実施形態での外郭部材４２の周部４３の放熱面積は、複数の放熱凸部１０１によって、この放熱凸部１０１がない構成に比較して大きい。同様に、カバー押さえ７１の周部の放熱面積も、複数の放熱凸部１０２によって、この放熱凸部１０２がない構成に比較して大きい。したがって、ランプ４１の外周からの放熱性能が向上されるので、光源５１に対する冷却性能が優れている。

しかも、各放熱凸部１０１，１０２の先端部を覆っているカバー部材１０３，１０４が合成樹脂製であることにより、それらの表面温度を、光源５１からの熱伝導で昇温する外郭部材４２及びカバー押さえ７１よりも低く抑制できる。このため、点灯時又は消灯直後にランプ交換等を行うのに、作業者が外郭カバー９５を掴んでランプ４１を外す操作をする場合に、過大な熱さを作業者に与えないようにできる。したがって、過大な熱さを受けるに伴い誤ってランプを取り落としてしまう虞を回避できる。

以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。従って、この第２実施形態でも、第１実施形態と同様な作用を得て、光源５１の温度上昇を効果的に抑制できるとともに、軸方向の小形化を図りつつ、点灯回路８１の動作信頼性及び寿命の低下を抑制できるランプ４１を提供できる。

図１４及び図１５を参照して本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態は基本的に第１実施形態と同じであるので、同じ部分には第１実施形態と同じ符号を付して説明を省略する。

第３実施形態では、第１実施形態の外郭カバーに代えて以下の構成を備えている。すなわち、金属製外郭部材４２の周部４３は外部に露出するものであって、この周部４３は、その外周面４３ｃから放射状に一体に突出する複数の放熱凸部１０１を有している。同様に、金属製カバー押さえ７１も、外部に露出するものであって、その外周面から放射状に一体に突出する複数の放熱凸部１０２を有している。これら外郭部材４２の放熱凸部１０１とカバー押さえ７１の放熱凸部１０２とは、ランプ４１の軸方向に連続して設けることが好ましい。

そして、各放熱凸部１０１，１０２の先端部はカバー部材１０５で覆われている。カバー部材１０５は、外郭部材４２の周部４３及び光源カバー６２のカバー押さえ７１に渡る長さを有し、且つ両端が開放された筒状をなし、その内周面を各放熱凸部１０１，１０２の先端部に接触させて設けられている。したがって、カバー部材１０５は、周方向に隣接した放熱凸部１０１に渡って設けられているとともに、同じく周方向に隣接した放熱凸部１０２に渡っても設けられている。そのため、このカバー部材１０５と外郭部材４２の周部４３及びカバー押さえ７１との間にはランプ４１の軸方向に連続し上下両端が開放された放熱通路９７（図１５参照）が形成されている。

カバー部材１０５は、外郭部材４２及びバー押さえ７１をなす金属材料よりも熱伝導性が低い合成樹脂材料で作られている。このカバー部材１０５は熱収縮性の合成樹脂製とすることができる。この場合には、周部４３及びカバー押さえ７１にわたってカバー部材１０５を遊嵌させた状態で、このカバー部材１０５を加熱処理して熱収縮させることにより、カバー部材１０５の内面を各放熱凸部１０１，１０２の先端部に接触させた状態に、容易かつ確実にカバー部材１０５を取付けることができる。

第３実施形態での外郭部材４２の周部４３の放熱面積は、複数の放熱凸部１０１によって、この放熱凸部１０１がない構成に比較して大きい。同様に、カバー押さえ７１の周部の放熱面積も、複数の放熱凸部１０２によって、この放熱凸部１０２がない構成に比較して大きい。さらに、放熱通路９７に上昇気流を生起させることができる。したがって、ランプ４１の外周からの放熱性能が向上されるので、光源５１に対する冷却性能が優れている。

しかも、各放熱凸部１０１，１０２の先端部を覆っているカバー部材１０５が合成樹脂製であることにより、それらの表面温度を、光源５１からの熱伝導で昇温する外郭部材４２及びカバー押さえ７１よりも低く抑制できる。このため、点灯時又は消灯直後にランプ交換等を行うのに、作業者が外郭カバー９５を掴んでランプ４１を外す操作をする場合に、過大な熱さを作業者に与えないようにできる。したがって、過大な熱さを受けるに伴い誤ってランプ４１を取り落としてしまう虞を回避できる。

以上説明した事項以外は第１実施形態と同じである。従って、この第３実施形態でも、第１実施形態と同様な作用を得て、光源５１の温度上昇を効果的に抑制できるとともに、軸方向の小形化を図りつつ、点灯回路８１の動作信頼性及び寿命の低下を抑制できるランプ４１を提供できる。

本発明は前記各実施形態には制約されない。たとえば、ランプ４１の外径の大きさに制約がない場合には、点灯回路８１を、それが凹部４５の内側と口金９１の絶縁性の連結部材９３の内側とにわたって収まるように配置できる。これにより、カップ状の絶縁部材８５の軸方向長さを短くできることに応じて、外郭部材４２の周部４３の軸方向長さが短くなるので、ランプ４１の軸方向長さをより短くできる。しかし、この場合には、周部４３の軸方向長さが短くなることに応じて、その外周面（放熱面）４３ｃの表面積が減るので、それを補うために周部４３の外径を大きくすればよい。

本発明の第１参考例に係るランプを示す斜視図。図１のランプを示す断面図。図１のランプを分解して示す断面図。図２中Ｆ４−Ｆ４線に沿って示す断面図。本発明の第２参考例に係るランプを示す斜視図。図５のランプを示す断面図。本発明の第１実施形態に係るランプを示す断面図。図７のランプの一部を示す断面図。図７のランプを一部切欠いて示す正面図。図７のランプが備える外郭部材と、伝熱シートと、光源とを分解して示す斜視図。図７のランプが備える光源カバーを分解して示す斜視図。本発明の第２実施形態に係るランプを示す断面図。図１２のランプを示す正面図。本発明の第３実施形態に係るランプを示す断面図。図１４のランプを示す正面図。

符号の説明

４１…ランプ、４２…外郭部材、４３…外郭部材の周部、４４…外郭部材の光源取付け部、４５…外郭部材の凹部、５４…点状の光源、１２，５３…光源基板、８１…点灯回路、８５…絶縁部材、９１…口金、６２…光源カバー、９３ｃ…排気部、９６…吸気孔（吸気口）、９７…放熱通路

Claims

一端側に光源取付け部を有するとともに、他端側に開口する凹部を有し、かつ、周部に形成され両端の吸気口及び排気部を介して大気中に開放される放熱通路を有する外郭部材と；
この外郭部材の他端側に配設された口金と；
前記光源取付け部に熱伝導するように装着された点状の光源と；
この光源を覆って前記外郭部材に取付けられた光源カバーと；
前記凹部に収容された点灯回路と；
前記凹部の内面と前記点灯回路との間に設けられた絶縁部材と；
を具備したランプ。