JP5059984B2

JP5059984B2 - ランプ

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Publication number: JP5059984B2
Application number: JP2012515265A
Authority: JP
Inventors: 哲志田村; 健治高橋; 泰成富吉; 伸幸松井; 真也作本; 智成橋本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: CN103189681B; WO2012060103A1; CN103189681A; JP2012256602A; US20130201700A1; JPWO2012060103A1; EP2636941A1; JP5379278B2

Description

本発明は、発光素子を光源とし、回路ユニットを内蔵するランプに関する。

近年、照明器具の光源として使用されてきた白熱電球及びミニクリプトン電球並びに電球形蛍光ランプ等（これらをまとめて、「従来のランプ」ともいう。）を代替するものとして、半導体発光素子の１つである光高率な長寿命のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を利用したランプが提案されている。なお、このＬＥＤを用いたランプを、従来のランプと区別するために、ＬＥＤランプとする。

上記ＬＥＤランプは、例えば、基板にＬＥＤが実装されてなるＬＥＤモジュールと、ＬＥＤの発光時の熱を放熱する筒状のヒートシンクと、ヒートシンクの一端側に設けられた口金と、ＬＥＤモジュールを表面に搭載し且つヒートシンクの他端開口を塞いで発光時の熱をヒートシンクに伝える熱伝導部材と、口金から受電してＬＥＤを発光させる回路ユニットと、ヒートシンク内に配され且つ内部に回路ユニットを格納する回路格納部材とを備えたものがある（例えば、特許文献１）。

このＬＥＤランプでは、ＬＥＤ発光時の熱を、熱伝導部材からヒートシンクへと伝え、ヒートシンクに伝わった熱は、一部が対流・輻射によりヒートシンクから放熱され、一部が伝導により口金からソケットを経由して照明装置や天井・壁等に伝わる。これにより、ＬＥＤモジュール内のＬＥＤが高温になるのを抑制している。

国際公開２０１０／０９００１２号特開２００６−３１３７１８号公報

上記構成のＬＥＤランプでは、発光時のＬＥＤの熱を放出して、ＬＥＤが過度に高温となるのを抑制できるものの、回路ユニットを構成する電子部品が過度に高温になるのを抑制することができない。
つまり、回路ユニットは、回路基板と電子部品とからなり、回路基板が、回路ケース内に装着されている。電子部品の中には、ＬＥＤ点灯時に高温となるもの（例えば、集積回路部品である。）があり、回路基板における高温となる電子部品を実装する部分が炭化して、絶縁性が劣化する等の問題が生じる。

特に、近年、ＬＥＤランプの小型化の要望が強く、回路ユニットを格納する回路ケースやヒートシンクの小型化に伴って回路ユニット周辺温度が上昇したり、調光点灯可能な回路ユニットでは電子部品数の増加に伴って回路ユニットの温度やその周辺温度が上昇したりする傾向にある。
本発明は、大型化することなく、回路ユニットの温度上昇を抑制することができるランプを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係るランプは、基板に発光素子が実装されてなる発光モジュールと、前記発光素子の発光時の熱を放熱する筒状のヒートシンクと、前記ヒートシンクの一端側に設けられた口金と、前記発光モジュールを表面に搭載する載置部材と、前記ヒートシンク内に格納され且つ前記口金を介して受電し前記発光素子を発光させる回路ユニットとを備えるランプであって、前記載置部材と前記ヒートシンクとが接触して前記発光時の熱を前記ヒートシンクに伝える構成であり、前記回路ユニットは、回路基板と、前記回路基板に実装された複数の電子部品とからなり、前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つが、前記載置部材に熱伝導部材を介して熱接合されていることを特徴としている。

本発明に係るランプでは、回路基板又は複数の電子部品の少なくとも１つが、載置部材に熱伝導部材を介して熱接合されているので、回路基板又は電子部品の熱が載置部材に伝わり、回路基板又は電子部品に熱が蓄積するのを防止することができる。これにより、回路基板又は電子部品が過度に温度上昇するのを抑制できる。
また、前記回路ユニットは、回路ケースに格納された状態で、前記ヒートシンク内に格納され、
前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つが、前記回路ケースの内面に第１熱伝導部材により熱結合されていると共に、前記回路ケースの外面と前記載置部材の裏面とが第２熱伝導部材を介して熱接合されていることを特徴としている。ここでいう格納とは、回路ユニットの全部が格納されている場合、回路ユニットの一部が格納されている場合の両方を含む概念である。これにより、前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つに発生・蓄積された熱を効率用良く回路ケースを経由して載置部材に伝導することができる。

さらに、前記複数の電子部品には、前記回路基板における前記載置部材側に位置する主面に実装された集積回路部品が含まれ、前記複数の電子部品の少なくとも１つは前記集積回路部品であり、前記第１熱伝導部材はシリコーンシートであることを特徴としている。これにより、前記複数の電子部品の少なくとも１つである集積回路部品に発生・蓄積された熱を効率用良く回路ケースに伝導することができる。

また、前記載置部材における前記発光モジュールを搭載する部分が、前記ヒートシンクの中心軸に対して傾斜していることを特徴としている。これにより、ダウンライト用の照明器具であってソケットが器具本体の中心軸に対して傾斜して設けられている照明器具に装着されても、器具本体の下方を明るく照らすことができる。
さらに、前記回路ケースは、前記ヒートシンク内に格納される本体部と前記ヒートシンクの一端から外部へと突出して前記口金が装着される口金装着部とを備える第１ケースと、前記第１ケースの他端を塞ぐ第２ケースとを有し、前記第２ケースが前記第１ケースよりも熱伝導率が高く、前記第１ケースが前記第２ケースよりも強度が高く、前記回路ケースの内面は、前記第２ケースの内面であることを特徴としている。これにより、前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つに発生・蓄積された熱を効率用良く回路ケースから載置部材側へと伝導することができるとともに、第１ケースは口金を装着する構造部材としての機能を果たす。

前記第２ケースの熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１５Ｗ／ｍＫ以下の範囲内にあることを特徴としている。これにより、前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つに発生・蓄積された熱を効率用良く回路ケースから載置部材側へと伝導することができる。

第１の実施の形態に係る照明装置の断面図である。第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの概観斜視図である。第１の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す断面図である。ＬＥＤランプの分解斜視図である。ＬＥＤランプ上部の分解斜視図である。第２の実施の形態に係るＬＥＤランプを示す断面図である。

以下、本発明に係るＬＥＤランプ及び照明装置の例である実施の形態について図面を参照しながら説明する。
なお、発明の実施の形態で使用している、材料、数値は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更は可能である。また、他の実施の形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。
＜第１の実施の形態＞
１．照明装置
図１は、第１の実施の形態に係る照明装置１の断面図である。

照明装置１は、天井３の開口３ａを利用して天井３に埋設された照明器具５と、照明器具５に取り付けられたＬＥＤランプ７とを備える。なお、ＬＥＤランプ７については後で説明する。
照明器具５は、所謂、ダウンライト用であり、碗状の器具本体９と、ランプを装着するためのソケット１１と、ソケット１１を器具本体９に対して所定角度で傾斜させて器具本体９に連結する連結部材１３と、商用電源と接続される接続部１５とを有する。なお、ソケットは、本実施の形態にかかるＬＥＤランプ７や、白熱電球及びミニクリプトン電球並び電球形蛍光ランプ等の従来のランプを装着できる。

ソケット１１は、ソケット１１の中心軸（ＬＥＤランプ７の中心軸でもある。）Ｙが器具本体９の中心軸Ｘに対して所定の傾斜角度Ａ、例えば７０度で傾斜している。なお、ソケットの傾斜角度は、中心軸Ｘ，Ｙの交点Ｏを中心として、当該交点Ｏよりも上方に延伸している中心軸Ｘを起点としている。
２．ＬＥＤランプ
図２は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ７の概観斜視図であり、図３は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ７を示す断面図である。また、図４は、ＬＥＤランプ７の分解斜視図であり、図５は、ＬＥＤランプ７上部の分解斜視図である。

図３の仮想線Ｚは、口金２０の中心軸でもあり、ＬＥＤランプ７の中心軸であるランプ軸でもある。また、図３における仮想線Ｚは、ＬＥＤランプ７が照明器具５に装着されると、図１に示す仮想線Ｙになる。
ＬＥＤランプ７は、照明器具５のソケット１１に装着自在に装着される口金２０と、口金２０に対し口金２０の中心軸Ｚを中心とする軸回りに回転可能に連結され且つ口金２０（ＬＥＤランプ７）の中心軸Ｚに対して所定の角度Ｂで傾斜する平坦面を有する本体２２と、本体２２の平坦面に搭載されたＬＥＤモジュール２４と、ＬＥＤモジュール２４を点灯させる回路ユニット２６と、本体２２内に収容され且つ回路ユニット２６を覆う回路ケース２８と、ＬＥＤモジュール２４を覆うグローブ３０とを有する。

つまり、ランプであるＬＥＤランプ１は、基板である実装基板７２に発光素子であるＬＥＤ７４が実装されてなる発光モジュールであるＬＥＤモジュール２４と、発光素子であるＬＥＤ７４の発光時の熱を放熱する筒状のヒートシンクである筒体４２と、ヒートシンクである筒体４２の一端側に設けられた口金２０と、発光モジュールであるＬＥＤモジュール２４を表面に搭載する載置部材である蓋体４４と、ヒートシンクである筒体４２内に格納され且つ口金２０を介して受電し前記発光素子であるＬＥＤ７４を発光させる回路ユニット２６とを備える。
（１）口金２０
口金２０は、図２〜図４に示すように、従来のランプの電球を装着する照明器具５にも適合できるように、従来のランプの口金と同じものであり、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）に規定するＥタイプやＧタイプが用いられる。

ここでの口金２０は、Ｅ１７であり、図３に示すように、筒状のシェル３４にアイレット３６が絶縁接続体３８を介して接続されている。シェル３４及びアイレット３６は、配線４０ａ，４０ｂを介して回路ユニット２６と接続される。なお、口金２０は、シェル３４の雌ネジ部を利用して、回路ケース２８の口金装着部１２６に螺着されている。
（２）本体２２
本体２２は、図３及び図４に示すように、両端に開口を有する筒体４２と、筒体４２の一端側の開口を塞ぐように一端部に装着された蓋体４４とを備える。ここでの筒体４２の一端は、口金２０の存する側と反対側の端、つまりグローブ３０の存する側の端を指し、他端はグローブ３０の存する側と反対側の端、つまり口金２０の存する側の端を指す。

筒体４２と蓋体４４は、例えば、蓋体４４を筒体４２に圧入したり、接着剤により固着したりされており、本体２２は口金２０に対して後述する機構により回転自在（但し、後述するが、回転可能な角度３６０［°］未満である。）となっている。なお、他の公知な技術、例えば、ネジ、かしめ、溶接等により筒体４２と蓋体４４とを一体的に接合しても良い。
（２−１）筒体４２
筒体４２は、図２〜図４に示すように、横断面形状が円環状の筒状をし、中心軸Ｚ上を一端から他端に移るに従って直径が小さくなるコーン状をしている。具体的には、筒体４２の中心軸Ｚ上を一端から他端に移るに従って筒体４２の中心軸Ｚに近づくように傾斜する傾斜部４６と、他端で屈曲して中心軸Ｚに向かって延出する延出部４８と、延出部４８から中心軸Ｚと平行な方向であって外方へと突出する突出部５０とからなる。なお、筒体４２は、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウム等により構成され、放熱機能を有している。

なお、延出部４８は筒体４２の中心軸Ｚにまで達しておらず、延出部４８の内周縁により開口４９が形成されている。また、筒体４２の一端側は、他端側よりも径が大きいため、一端を大径側端、他端を小径側端ともいう。
（２−２）蓋体４４
蓋体４４は、図３及び図５に示すように、球体を２つの平面で切断したような形状をしている。２つの平面は、球体の中心を通る仮想直線と直交する第１の平面と、第１の平面と離れた位置で前記仮想直線に対して傾斜した第２の平面とであり、蓋体４４の外観を構成する周縁上で互いに交差することはない。

ここで、第１の平面で切断された底部５２が筒体４２の一端側を塞ぎ、第２の平面で切断された取付部５４にグローブ３０が装着されている。
蓋体４４は、底部５２、取付部５４の他に、取付部５４（第２の平面）から内方へと凹入する第１凹入部５６と、底部５２の中央から内方へと凹入する第２凹入部５８と、底部５２（第１の平面）の外周縁に形成された段部６０とを備える。なお、蓋体４４は、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウム等により構成されている。

第１凹入部５６は、その底面６２が、図３に示すように、中心軸Ｚに対して角度Ｂで傾斜するように凹入している。つまり、図３の矢印Ｃ方向から見たとき（ランプ軸Ｚと直交する方向からＬＥＤランプ７を見たとき）に、底面６２が、下側部分が手前側であって、上側部分が奥側になるように傾斜している。この傾斜した底面６２の中央位置にＬＥＤモジュール２４が搭載（載置）されている。

底面６２は、図３に示すように、矢印Ｃ方向から見たときに、取付部５４の周縁を含む平面（つまり、上記の第２の平面である。）に対して、下部側が陥没し、上部側が隆起している。
第１凹入部５６は、ＬＥＤモジュール２４を搭載する部分（底面６２の中央部分である）が第２の平面に対して徐々に隆起するように傾斜しているため、その隆起した部分の外側（外周）には、グローブ３０の開口側端部６４を装着するための装着溝６５が形成されている。

第２凹入部５８は、図３に示すように、回路ケース２８の一部が挿入されるように、当該一部の形状・大きさに対応して凹入している。具体的には、凹入形状は第１凹入部５６の底面６２と平行な平面で柱を斜めに切断したような形状であり、Ｃ方向から見たときに、底部５２の下面（第１の平面）に対して、手前側から奥側に移るに従って深くなるように凹入している。

このため、第１凹入部５６と第２凹入部５８との間に位置する底板６６は、ＬＥＤモジュール２４を搭載（載置）する部分ではその厚みが略一定となっている。第１凹入部５６と第２凹入部５８との間の底板６６には、ＬＥＤモジュール２４と回路ユニット２６とを電気的に接続する配線８２，８４用の貫通孔６８，７０が形成されている（図５参照）。
（３）ＬＥＤモジュール２４
ＬＥＤモジュール２４は、図３に示すように、表面に配線パターン（図示省略）を有する実装基板７２と、実装基板７２の表面に実装された複数のＬＥＤ素子７４と、複数のＬＥＤ素子７４を封止する封止体７６とを備える。

図３では、ＬＥＤモジュール２４に実装されているＬＥＤ素子７４は６個現れているが、封止体７６により覆われている他のＬＥＤ素子（７４）を含めて合計３６個が実装されている。なお、ＬＥＤ素子７４の実装数はこれに限定するものではなく、ランプの仕様、ＬＥＤ素子の仕様等により適宜決定される。
実装基板７２は、絶縁性材料（例えば、セラミックである。）により構成され、ここでは平面視正方形状をしている。配線パターンは、実装基板７２上に実装される複数のＬＥＤ素子７４を直列及び／又は並列に接続するための接続部と、回路ユニット２６から受電するための端子部７８，８０とを有する（図５参照）。

なお、端子部７８，８０は、図５に示すように、蓋体４４を貫通する貫通孔６８，７０を通って、蓋体４４の内部から外部に導出された一対の配線８２，８４（図４参照）と接続端子部材８６，８８（図３及び図５参照）を介して接続される。
封止体７６は、例えば、透光性樹脂（例えば、シリコーン樹脂である。）等により構成され、ＬＥＤ素子７４から発せられた光の波長を変換する必要がある場合は、蛍光体粉末等の波長変換機能を有する材料が透光性樹脂に混入される。

例えば、ＬＥＤモジュール２４から白色光を出射させる場合、ＬＥＤ素子７４として青色発光するＧａＮ系の素子を用いると、蛍光体粉末として、(Ｂａ,Ｓｒ)₂ＳｉＯ₄:Ｅｕ²⁺やＹＡＧ：Ｃｅ^３＋等の黄緑色蛍光体粉末とＳｒ₂Ｓｉ₅Ｎ₈:Ｅｕ²⁺や（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ_３：Ｅｕ^２＋等の赤色蛍光体粉末とを用いれば実施できる。
なお、ＬＥＤ素子７４から発せられた光の波長を変換する必要がある場合、例えば、グローブ３０の内周面に蛍光体粉末を含む蛍光膜を形成することでも実施できる。

ＬＥＤモジュール２４は、押さえ板９０によって蓋体４４の第１凹入部５６の底面６２に押圧・固定されている。押さえ板９０は、図５に示すように、ＬＥＤモジュール２４よりも大きく、ＬＥＤモジュール２４の封止体７６に対応する部分に開口９２を有している。また、押さえ板９０は、四角形のＬＥＤモジュール２４で互いに対向する一組の辺であって端子部７８，８０が形成されてない辺に相当する部分９４，９６が、他の対向し合う一組の辺に相当する部分９８，１００よりも高くなっており、この高くなっている部分９４，９６とＬＥＤモジュール２４の実装基板７２との間に接続端子部材８６，８８が配される（図３参照）。

これにより、押さえ板９０をＬＥＤモジュール２４に被せたときに、押さえ板９０の低い部分９８，１００が実装基板７２の表面に当接し、高い部分９４，９６が接続端子部材８６，８８の上面に当接する。この状態で、押さえ板９０は、低い部分９８，１００がネジ１０２，１０４により蓋体４４に螺着されることで、ＬＥＤモジュール２４が蓋体４４に装着される。

なお、接続端子部材８６，８８は、配線８２，８４に接続される金属製の板バネを有し、この板バネが、ＬＥＤモジュール２４の実装基板７２上の端子部７８，８０に接触し、押さえ板９０の蓋体４４への装着時に弾性変形する。
なお、ＬＥＤモジュール２４は、蓋体４４の第１凹入部５６の底面６２に接着剤により固着されても良い。この場合、ＬＥＤモジュール２４と底面６２とが接着剤を介して完全に密着するので、ＬＥＤモジュール２４の熱を効率良く蓋体４４に伝えることができる。なお、ＬＥＤモジュール２４を底面６２に熱グリスを介して熱接合させても良い。
（４）回路ユニット２６
回路ユニット２６は、口金２０を介して受電する電力を利用してＬＥＤ素子７４を点灯させる。回路ユニット２６は、図３及び図４に示すように、回路基板１１０に実装されている複数の電子部品等から構成され、例えば、整流・平滑回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、制御回路等から構成されている。

複数の電子部品は、例えば、平滑回路の電解コンデンサ１１２、ＤＣ／ＤＣコンバータのチョークコイル１１４、制御回路のＩＣ部品１１６等がある。
回路基板１１０は、その一の主面にチョークコイル１１４等の電子部品が、他の主面にＩＣ部品１１６をそれぞれ実装している。電解コンデンサ１１２は、後述するが、口金２０内に配されるように、リード線１１２ａ，１１２ｂが回路基板１１０に接続されている。

なお、回路ユニット２６は、上述したように、回路ケース２８に全部又は一部が格納された状態で、本体２２内に配されている。回路ユニット２６の回路ケース２８への装着については、後述する。
（５）回路ケース２８
回路ケース２８は、図３及び図４に示すように、主に本体２２の筒体４２と口金２０の内部に格納されている第１ケース１２０と、主に本体２２の蓋体４４の内部に格納されている第２ケース１２２とを有する。なお、第１ケース１２０は第２ケース１２２に対して回転自在となっている。
（５−１）第１ケース１２０
第１ケース１２０は、筒体４２内に格納される本体部１２４と、口金２０が装着される口金装着部１２６とを備え、口金装着部１２６が筒体４２の口金２０側の端部から筒体４２の外部へと突出する。第１ケース１２０は、後述するように、口金２０とで本体２２の筒体４２を回転自在に挟持するため、構造部材としての機能を有している。

本体部１２４は、筒体４２の内周面形状に対応して、上側広がりのコーン状をしたコーン部分１２８と、コーン部分１２８の口金２０の端部から中心軸に向かって延出する延出部分１３０とを有する。延出部分１３０の外面は、図３に示すように、筒体４２の延出部４８の内面に当接している。なお、本体部１２４は、上側の端部、つまり、口金２０と反対側の端部が、第２ケース１２２により塞がれる。

口金装着部１２６は、本体部１２４の延出部分１３０から口金２０に向かって筒状、ここでは、円筒状に延出している。口金装着部１２６は、本体部１２４側から、本体部１２４の延出部分１３０の最外外径よりも小さい外径の第１外径部分１３２と、第１外径部分１３２の外径よりも小さい外径の第２外径部分１３４と、外周面がネジとなったネジ部分１３６とを有する。

第１外径部分１３２は、筒体４２の延出部４８に形成されている開口４９の径よりも小さく、さらに、ネジ部分１３６は第２外径部分１３４よりも外径が小さい。これにより、口金装着部１２６が筒体４２の小径側の開口４９から外部へと突出できる。
第１ケース１２０は、構造部材として利用されるため、所望の機械特性（強度、剛性）を有し、例えば、樹脂（ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、熱伝導率が０．２［Ｗ／ｍＫ］〜０．３［Ｗ／ｍＫ］である。）等が利用される。
（５−２）第２ケース１２２
第２ケース１２２は、板状のベース部１４０と、回路ユニット２６の回路基板１１０を保持して回路ユニット２６の一部を格納するユニット格納部１４２とを備え、口金２０に対して回転自在に設けられている。

ユニット格納部１４２は、外観形状が、円柱を、上面を少し残して斜め方向に切断したような形状をしている。斜め方向に切断された部分、つまり、傾斜した部分を傾斜部１４２ａとする。
ユニット格納部１４２は、所定の略一定の厚みを有し、内面は、前記外観形状を構成する外面に沿った形状をし、内面によって回路ユニット２６の一部を格納する格納空間が形成される。

ユニット格納部１４２の内面には、回路ユニット２６の回路基板１１０を固定する固定手段が形成されている。具体的には回路基板１１０の裏面（ＩＣ部品１１６が実装されている側の面である。）を支持する支持突起と、回路基板１１０の表面（チョークコイル１１４が実装されている側の面）の周縁に係止する係止爪とから構成される。
傾斜部１４２ａには、図４に示すように、外方へ延出する延出筒部分１４４，１４６が形成されている。この延出筒部分１４４，１４６は、ランプとして組み立てられる際に、蓋体４４の貫通孔６８，７０内に挿入され、内部をＬＥＤモジュール２４と電気的に接続する配線８２，８４が通る。

傾斜部１４２ａは、図３に示すように、その裏面が回路ユニット２６のＩＣ部品１１６とシリコーンシート１５４を介して熱的に接合されており、表面は本体２２の蓋体４４とシリコーンシート１５６を介して熱的に接合されている。このため、第２ケース１２２は、ＩＣ部品１１６の熱を本体２２に伝導させる機能を有している。
第２ケース１２２は、回路ユニット２６側の熱を蓋体４４に伝える機能を有するため、少なくとも第１ケース１２０や空気より高い熱伝導率を有する材料で構成され、例えば、樹脂（ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）に高熱伝導性のフィラー（例えば、アルミナフィラー等である。）を混入させた材料で、熱伝導率が１［Ｗ／ｍＫ］〜１５［Ｗ／ｍＫ］である。）等が利用される。

なお、第１ケース１２０及び第２ケース１２２とも主材料を樹脂で構成する場合、熱伝導率は、樹脂に混入するフィラー量で調整することができ、フィラー量を増やすと熱伝導率が高くなり、少なくすると機械特性が高くなる。
（６）グローブ３０
グローブ３０は、例えば半球状をし、外観上、ミニクリプトン電球のバルブ（ガラス部分）形状の一部に似せている。つまり、グローブ３０が蓋体４４に装着された状態では、グローブ３０と蓋体４４とで白熱電球のバルブ形状に似た形状となる。グローブ３０は、ＬＥＤモジュール２４を被覆する状態で、本体２２に装着されている。

グローブ３０は、図１及び図２に示すように、開口周縁を含む仮想面がＬＥＤランプ７の中心軸に対して傾斜する状態で本体２２に装着されている。
ここでは、グローブ３０の開口側端部６４が、蓋体４４の第１凹入部５６又は装着溝６５に挿入された状態で、第１凹入部５６又は装着溝６５に配された接着剤１５０により蓋体４４に固着されている。
（７）嵌合リング１５２
嵌合リング１５２は、回路ケース２８（第１ケース１２０である。）とで口金装着部１２６に装着された口金２０に対して本体２２の筒体４２を回転自在に保持するためのものである。嵌合リング１５２は、筒体４２の他端側の形状に対応した形状の内周面を備える。具体的には、筒体４２の他端部は段差状になっており、嵌合リング１５２の内周面も段差状になっている。

ここでは、嵌合リング１５２の内周面は２段状になっており、嵌合リング１５２の筒体４２側の一段目が筒体４２の他端部の段差に当接し、３段目が口金装着部１２６の第１外径部分１３２と第２外径部分１３４との段差に当接する。嵌合リング１５２の最内周面が第１外径部分１３２の外周面と互いの回転に支障がない程度に略当接（これにより位置決めされている。）している。

これにより、筒体４２を回路ケース２８とでガタツキなく保持できる。
嵌合リング１５２は、口金２０の一端側端面が当該嵌合リング１５２に当接した状態で、口金装着部１２６に口金２０を固着することで、回路ケース２８に装着される。
３．回転規制機構
本実施の形態では、本体２２が口金２０に対して３６０［°］以上回転するのを規制する回転規制機構が設けられている。これは、回路ユニット２６は、本体２２の回転に伴って回転し、さらに口金２０と配線４０ａ，４０ｂにより接続されているため、本体２２の回転に伴って、配線４０ａ，４０ｂが切断したり口金２０から外れたりするのを防止するためである。また、ＬＥＤランプ７をソケット１１に装着する際に、グローブ３０や蓋体４４を把持して、ＬＥＤランプ７をソケット１１にねじ込むときに、グローブ３０や蓋体４４が口金２０に対して空回りするのを防止するためである。

回転規制機構は、回路ケース２８側に設けられた係止手段と、筒体４２側に設けられた被係止手段とが、口金２０（回路ケース２８）に対して筒体４２(本体２２）が回転した際に所定の回転位置で係合することで行われる。なお、係止手段は筒体側に、被係止手段は回路ケース側にそれぞれ設けられても良い。また、他の手段、例えば、回路ケースと口金との中心軸上に位置するネジにより回路ケースを口金に装着し、回路ケースをネジに対して回転自在にすることで、回路ケースを口金に対して回転自在としても良い。

具体的には、回路ケース２８の第１ケース１２０の第１外径部分１３２であって、筒体４２の開口４９の内周面に対向する部分の１箇所に筒体４２の開口４９に向かって突出して筒体４２の開口４９の内周面に当接する凸部１６２を有する。一方、筒体４２の開口４９を構成する内周面であって、第１ケース１２０の第１外径部分１３２に対向する部分の１箇所に筒体４２の中心軸Ｚに向かって突出する凸部１６４を有する。

上記構成により、筒体４２の凸部１６４が回路ケース２８の第１ケース１２０の第１大径部分１３２の外周面に当接する状態で、筒体４２が回転し、やがて、第１ケース１２０の第１大径部分１３２の凸部１６２が筒体４２の凸部１６４に当接（係合）して、その回転が規制されることとなる。
また、上記説明では本体２２が口金２０に対して回転自在な構造となっていたが、例えば、本体２２を構成している蓋体（４４）を筒体（４２）に対して回転自在に装着しても良い。
４．組み立て
ＬＥＤランプの組み立ての一例について以下説明する。言うまでもなく以下の工程の順序は一例であり、他の順序でもＬＥＤランプを組み立てることができる。
（１）第２ケース１２２の蓋体４４への組み込み（図４参照）
第２ケース１２２を蓋体４４に組み込む。この際、第２ケース１２２の傾斜部１４２ａにシリコーンシート１５６を設けておく。蓋体４４への組み込みは、第２ケース１２２の延出筒部分１４４，１４６を蓋体４４の貫通孔６８，７０に圧入することで行われる。

なお、第２ケース１２２を蓋体４４に組み込んだ際、シリコーンシート１５６が第２ケース１２２の傾斜部１４２ａと蓋体４４の底板６６に接触するように、傾斜部１４２ａと蓋体４４の底板６６との距離が設計されている。
（２）第２ケース１２２への回路ユニット２６の組み込み（図４参照）
回路ユニット２６を第２ケース１２２の内部に挿入する。具体的には、回路ユニット２６における電解コンデンサ１１２が実装されている側と反対側から、第２ケース１２２の内部へと挿入する。この際、傾斜部１２２ａと対向する回路基板１１０の面は、ＩＣ部品１１６を実装する側の面であり、回路基板１１０を傾斜部１２２ａと平行な状態で挿入する。なお、挿入時に、回路ユニット２６とＬＥＤモジュール２４とを接続する配線８２，８４を、第２ケース１２２の延出筒部分１４４，１４６を通して、蓋体４の貫通孔６８，７０から外部へと導出しておく。

そして、回路基板１１０の挿入方向の先端が第２ケース１２２と当接すると、回路基板１１０を傾斜部１２２ａ側に押し付けて、固定手段により回路ユニット２６を第２ケース１２２に固定する。
このとき、ＩＣ部品１１６の上面（傾斜部１４２ａ側の面である。）にシリコーンシート１５６を貼り付けておく。これにより、回路ユニット２６を第２ケース１２２に装着した際に、傾斜部１２２ａとＩＣ部品１１６とが熱的に結合することとなる。

なお、回路基板１１０が第２ケース１２２に装着された状態では、図３に示すように、回路基板１１０の一部、チョークコイル１１４及び電解コンデンサ１１２が第２ケース１２２から張り出している。
（３）第２ケース１２２へ第１ケース１２０と筒体４２の組み込み（図４参照）
第２ケース１２２から張り出している回路基板１１０の一部や電解コンデンサ１１２、チョークコイル１１４の一部を第１ケース１２０の内部へ挿入し、第１ケース１２０の開口を第２ケース１２２のベース部１４０で蓋をする。これにより、内部に回路ユニット２６を格納する回路ケース２８が完成する。

次に、回路ケース２８における第１ケース１２０の口金装着部１２６を筒体４２の小径側の開口から外部へと突出させるように、第１ケース１２０を筒体４２内に挿入する。
（４）蓋体４４の筒体４２への装着（図４参照）
蓋体４４と筒体４２とを装着する。具体的には、蓋体４４の底部５２を筒体４２の大径側の開口に圧入する。つまり、蓋体４４の段部６０を筒体４２の大径側の開口に位置合わせをし、その状態で、蓋体４４を筒体４２側に押入する。

これにより、回路ユニット２６を格納する回路ケース２８を内部に有する本体２２が完成する。
（５）本体２２へのＬＥＤモジュール２４及びグローブ３０の装着（図５参照）
本体２２の貫通孔６８，７０から延出する配線８２，８４を接続端子部材８６，８８に接続した後、ＬＥＤモジュール２４を本体２２の蓋体４４の底面６２の中央に搭載する。

そして、接続端子部材８６，８８の板ばねをＬＥＤモジュール２４の接続部７８，８０に接触させた状態で、押さえ板９０の開口９２がＬＥＤモジュール２４の封止体７６に嵌るようにして押さえ板９０を被せ、ネジ１０２，１０４で押さえ板９０を蓋体４４に固定する。
次に、蓋体４４のグローブ用の装着溝６５と第１凹入部５６の一部に接着剤１５０を塗布した後、装着溝６５及び第１凹入部５６にグローブ３０の開口側端部６４を挿入してグローブ３０を本体２２に固着する。
（６）回路ケース２８への口金２０の装着（図４参照）
回路ケース２８の口金装着部１２６に嵌合リング１５２を嵌めた後、回路ユニット２６とシェル３４とを接続する配線４０ａを口金装着部１２６の外周に沿うように折り曲げ、配線４０ｂをアイレット３６の貫通孔から外部へと導出する。

そして、口金２０のシェル３４のネジ部分を口金装着部１２６の外周のネジ部分１３６に螺合させて、嵌合リング１５２と回路ケース２８とで筒体４２を回転自在に挟持した状態で、口金２０のシェル３４の根元部分（嵌合リング１５２に近い側の部分）をかしめる。
最後に配線４０ｂをアイレット３６に半田により接続することで、ＬＥＤランプ７が完成する。
５．熱伝導
ＬＥＤランプ７を点灯させた際の回路ユニット２６からの熱伝導について説明する。

回路ユニット２６は口金２０を介して受電すると、回路ユニット２６を構成する回路によりＬＥＤモジュール２４に給電を行う。
このとき、電子部品のうち、例えば、ＩＣ部品１１６の温度が上昇する。ＩＣ部品１１６の温度はＬＥＤモジュール２４の温度よりも高くなる場合があり、このような場合、ＩＣ部品１１６の熱は、シリコーンシート１５４を介して回路ケース２８（第２ケース１２２）に伝わり、回路ケース２８に伝わった熱は、シリコーンシート１５６を介して本体２２の蓋体４４に伝わる。

蓋体４４に伝わった熱は、その一部が放熱機能を有する筒体４２から外気へと放熱され、残りが口金２０を介して照明器具５へと伝わる。
このように、ＩＣ部品１１６の熱は、ＩＣ部品１１６に蓄積され難く、過度な温度上昇を抑制することができる。
＜第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、ＬＥＤモジュール２４がランプ中心軸Ｚに対して傾斜した状態で本体２２に搭載されている。第２の実施の形態では、ＬＥＤモジュールがランプ中心軸Ｚに対して直交する状態で搭載されている形態について説明する。

図６は、第２の実施の形態に係るＬＥＤランプ２０１を示す断面図である。
ＬＥＤランプ２０１は、ＬＥＤ２１８を光源として備えるＬＥＤモジュール２０３と、ＬＥＤモジュール２０３を搭載する載置部材２０５と、載置部材２０５が一端に装着されるケース２０７と、ＬＥＤモジュール２０３を覆うグローブ２０９と、ＬＥＤ２１８を点灯させる回路ユニット２１１と、回路ユニット２１１を内部に格納し且つケース２０７内に配された回路ケース２１３と、ケース２０７の他端に設けられた口金部材２１５とを備える。

なお、ケース２０７と載置部材２０５とを組合せたものが、第１の実施の形態での本体２２に相当する。
ＬＥＤモジュール２０３は、第１の実施の形態と同様に、実装基板２１７、複数のＬＥＤ２１８、封止体２１９を備え、封止体２１９は、透光性材料に波長変換材料が混入されてなる。

載置部材２０５は、盤状の部材からなり、その表面にＬＥＤモジュール２０３を搭載すると共に、後述のケース２０７の一端を塞いでいる。載置部材２０５は、点灯時にＬＥＤ２１８に発生する熱をケース２０７へと伝える機能も有しており、熱伝導性の高い材料（例えば、アルミニウムである。）が利用される。
本第２の実施の形態では、円盤状の部材により構成され、ケース２０７の一端に圧入され、また、ネジ２２１により回路ケース２１３に連結されている。載置部材２０５の外周面は、段差状になっており、段差部分とケース２０７の一端との間にできた溝部にグローブ２０９の開口側の端部が挿入され接着剤２２３で固着されている。

ケース２０７は、筒状をし、その一端に上記載置部材２０５が、他端に口金部材２１５がそれぞれ装着される。ケース２０７は、点灯時のＬＥＤ２１８からの熱を載置部材２０５から受け、この熱を放射する機能も有しており、熱放射性の高い材料（例えば、アルミニウムである。）が利用される。
ケース２０７の内部には回路ケース２１３の本体部が収容され、一部がケース２０７の他端側から外部へと延出し、その延出部分に口金部材２１５が装着されている。

グローブ２０９は、載置部材２０５とケース２０７とを組み合わせたときに形成される上記溝部に嵌め込まれ、その溝部に接着剤２２３が充填されることにより載置部材２０５及びケース２０７に固定（固着）されている。
回路ユニット２１１は、回路基板２２５に複数の電子部品が実装されたものであり、回路ケース２１３に格納されている。回路ユニット２１１とＬＥＤモジュール２０３とは配線２２７，２２７により電気的に接続されている。電子部品の１つであるＩＣ部品２２６は、回路基板２２５の載置部材２０５に近い側の主面に実装されている。

回路ケース２１３は、ケース本体２１３ａと蓋体２１３ｂとを有し、それぞれ絶縁性材料からなる。絶縁性材料としては、例えば、合成樹脂（具体的には、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。）を利用することができる。ＩＣ部品２２６はシリコーンシート２３０により蓋体２１３ｂに熱的に接合されている。
蓋体２１３ｂは、回路ユニット２１１側の熱を載置部材２０５に伝導する機能を有するため、熱伝導性の高い材料で構成されている。なお、ケース本体２１３ａは、蓋体２０３ｂと同じ材料で構成しても良いし、第１の実施の形態における第１ケース１２０と同様に、機械特性に優れた材料で構成しても良い。

また、蓋体２１３ｂの外面であってＩＣ部品２２６とシリコーンシート２３０を介して熱的に接合されている部分の裏面に相当する部分が、シリコーンシート２３２を介して載置部材２０５の裏面に熱的に接合されている。
口金部材２１５は、ここでも、エジソン式であり、口金２２８と、口金２２８とケース２０７との絶縁性を確保するための絶縁部材２２９とを有する。
＜変形例＞
１．回路ケース
上記実施の形態では、回路ユニット２６，２１１は、回路ケース２８，２１３に格納されていたが、回路ケースに格納されずに、ケースや本体内に格納されていても良い。この場合、例えば、係止構造、ネジ構造、接着剤等を利用して、蓋体に回路ユニットを装着すれば実施できる。

また、第１の実施の形態に係る回路ケース２８では、第１ケース１２０と第２ケース１２２とで、熱伝導性や機械特性が異なる材料でそれぞれ構成されていた。これに対し、第２の実施の形態に係る回路ケース２１３を構成するケース本体２１３ａの材料は特に限定していない。
これは、第１の実施の形態においては、本体２２が口金２０に対して３６０［°］以内で回転自在な構成となっており、ＬＥＤランプ７をソケット１１に装着する際等に生じる負荷を第１ケース１２０で負担するために、第２ケース１２２の材料（フィラーが混入された材料である。）では脆いために適しておらず、第１ケース１２０には所望の機械特性（強度、弾性、延性等）が必要されるからである。これに対し、第２の実施の形態に係るケース本体２１３ａは、ケース２０７が口金部材２１５に対して回転する構成となっていないため、第１の実施の形態に係る第１ケース１２０ほど機械特性が必要とされないからである。

なお、第１の実施の形態において、第１ケースに機械特性があまり必要としない構成（例えば、蓋体と筒体とを回転自在にして筒体に口金を装着するような構成である。）として、第１ケースを汎用的な材料（例えば、フィラーを含まない樹脂材料、あるいはフィラーの少ない樹脂材料である。）で構成したり、第２の実施の形態において、ケース本体２１３ａを汎用的な材料で構成したりすれば、安価に実施できるという効果が得られる。

さらに、回路ケースは、第１ケース１２０やケース本体２１３ａに口金を装着しないような構成の場合、第１ケース１２０やケース本体２１３ａを備えなくても良い。
また、回路ケース２８，２１３は、熱伝導部材１５６，２３２により載置部材４４，２０５に熱結合されていたが、直接載置部材に接触する状態や、熱グリスを介して接触する状態で、載置部材に装着されていても良い。
２．電子部品
上記実施の形態では、ＩＣ部品１１６等がシリコーンシート１５４，１５６等を介して蓋体４４等に熱接合されていたが、熱接合される電子部品は、実施の形態では点灯時に最も高温となるおそれのある電子部品であったが、最も高温になる電子部品に限定するものでなく、他の電子部品でも良い。他の電子部品としては、発光時の電子部品の温度がその電子部品の熱破壊する温度に近くなるような部品、発光時の電子部品の温度がその電子部品に隣接する他の電子部品を熱破壊させるおそれがあるような場合の他の電子部品に影響を与える部品等がある。

また、熱結合は、電子部品でなく基板であっても良い。例えば、点灯時に高温となる電子部品を実装している部分や耐熱温度の低い電子部品を実装している部分を熱接合しても良い。
また、実施の形態では、高温となる電子部品が、空気よりも熱伝導率の高い材料（実施の形態ではシリコーンシートである。）によりＬＥＤモジュールを搭載（載置）する部材（蓋体４４、載置部材２０５）に熱接合されていたが、他の部材、例えば、放熱部材（筒体４２、ケース２０７、回路ケース２８）に熱接合しても良い。例えば、回路ケースに熱接合した場合、回路ケースの方が回路基板や電子部品よりも熱容量が大きいため、回路基板や電子部品の熱を回路ケース側に伝導させることができ、回路基板や電子部品等が高温となるのを抑制することができる。
３．熱伝導部材
実施の形態では、熱伝導部材としてシリコーンシート１５４，１５６，２３０，２３２を利用している。このシリコーンシートは、上述したように、アルミナフィラや、アルミナ以外の高伝導性のフィラーをシリコーン樹脂に混入させたものであり、フィラーの含有量によってシリコーンシートの熱伝導率が規定される。

回路ユニットの電子部品や回路基板の熱の載置部材への伝導を考慮すると、回路ケース（第２のケース１２２や蓋体２１３ｂ）の熱伝導率と同程度であることが好ましい。
つまり、第２のケース１２２の熱伝導率が１［Ｗ／ｍＫ］〜１５［Ｗ／ｍＫ］であるので、熱伝導部材の熱伝導率も１［Ｗ／ｍＫ］〜１５［Ｗ／ｍＫ］であるのが好ましい。しかしながら、混入させるフィラーの材料や量によっては、熱伝導率を１［Ｗ／ｍＫ］〜１５［Ｗ／ｍＫ］とすることもできない場合もある。例えば、シリコーンシートの場合、シート材としての操作性、粘着性、変形性を考慮すると、その熱伝導率が１［Ｗ／ｍＫ］〜１０［Ｗ／ｍＫ］となる。

実施の形態では、熱伝導部材として、シリコーンシート１５４，１５６，２３０，２３２を利用したが、他の形態の部材を利用しても良い。
他の形態としては、シリコーン樹脂を利用して、複数の部材と熱結合しても良い。例えば、電子部品と回路ケースとを熱結合しても良い。この場合、両部材を組合せた後、接合部分（両部材間の隙間）にシリコーン樹脂を注入して硬化することで実施できる。

さらに、熱伝導部材は、シリコーン系材料以外のものも利用することができる。ただ、熱伝導率が高い材料ほど、好ましいのは言うまでもない。
４．載置部材
第１の実施の形態における蓋体４４や、第２の実施の形態における載置部材２０５は、その表面について特に説明していないが、種々の加工を施しても良い。例えば、ＬＥＤモジュールの搭載面にアルマイト処理や塗装による絶縁性被膜を形成しても良い。これにより、ランプとしての耐電圧を向上させることができる。また、反射被膜を形成しても良い。これにより、ＬＥＤから発せられた光をグローブ側に反射して、光の取り出し効率を向上させることができる。

なお、押さえ板９０にも同様の上記被膜を形成しても良い。

本発明は、一般白熱電球、ミニクリプトン電球、電球形蛍光ランプ等の既存の電球の代替として有用な技術である。

７、２０１ＬＥＤランプ（ランプ）
２０、２２８口金
２４、２０３ＬＥＤモジュール
２８、２１１回路ユニット
３０グローブ
４４蓋体（載置部材）
４６筒体（ヒートシンク）
７２、２１７実装基板
１１０、２２５回路基板
１１６、２２６電子部品
２０５載置部材
２０７ケース（ヒートシンク）

Claims

基板に発光素子が実装されてなる発光モジュールと、
前記発光素子の発光時の熱を放熱する筒状のヒートシンクと、
前記ヒートシンクの一端側に設けられた口金と、
前記発光モジュールを表面に搭載する載置部材と、
前記口金を介して受電し前記発光素子を発光させる回路ユニットと、
前記回路ユニットを格納する状態で前記ヒートシンク内に配された回路ケースと
を備えるランプであって、
前記載置部材と前記ヒートシンクとが接触して前記発光時の熱を前記ヒートシンクに伝える構成であり、
前記回路ユニットは、回路基板と、前記回路基板に実装された複数の電子部品とからなり、
前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つが、前記載置部材に熱伝導部材を介して熱接合され、
前記回路ケースは、前記ヒートシンク内に格納される本体部と前記ヒートシンクの一端から外部へと突出して前記口金が装着される口金装着部とを備える第１ケースと、前記第１ケースの他端を塞ぐ第２ケースとを有し、
前記第１ケースが前記第２ケースよりも強度が高く、
前記回路基板又は前記複数の電子部品の少なくとも１つが、前記第２ケースの内面に第１熱伝導部材により熱結合されていると共に、前記回路ケースの外面と前記載置部材の裏面とが第２熱伝導部材を介して熱接合されている
ことを特徴とするランプ。
前記複数の電子部品には、前記回路基板における前記載置部材側に位置する主面に実装された集積回路部品が含まれ、
前記複数の電子部品の少なくとも１つは前記集積回路部品であり、
前記第１熱伝導部材はシリコーンシートである
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
前記載置部材における前記発光モジュールを搭載する部分が、前記ヒートシンクの中心軸に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
前記第２ケースが前記第１ケースよりも熱伝導率が高く、
前記第２ケースの熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上１５Ｗ／ｍＫ以下の範囲内にある
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のランプ。