JP5320627B2 - Lamp with lamp and lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とした発光モジュールを有する口金付ランプおよび照明器具に関する。 The present invention relates to a lamp with a base and a lighting fixture having a light emitting module using a semiconductor light emitting element such as a light emitting diode as a light source.
近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長くまた消費電力の少ない半導体発光素子である発光ダイオードを光源とした電球形LED電球等の口金付ランプが各種照明器具の光源として採用されるようになってきている。例えば、特許文献1には、基板に実装された発光ダイオードと、発光ダイオードを点灯させる点灯装置と、点灯装置が収容され一方側に口金を装着し、他方側に基板を取付けたカバーと、発光ダイオードを覆うように設けられた透光性のグローブからなるLED電球および照明器具が示されている。 In recent years, instead of filament light bulbs, lamps with caps such as light bulb shaped LED bulbs that use light-emitting diodes, which are semiconductor light-emitting elements with long life and low power consumption, have come to be adopted as light sources for various lighting fixtures. ing. For example, Patent Document 1 discloses a light-emitting diode mounted on a substrate, a lighting device that lights the light-emitting diode, a cover in which the lighting device is accommodated, a base attached to one side, and a substrate attached to the other side; Shown are an LED bulb and a luminaire consisting of a translucent globe provided to cover the diode.
この種の発光ダイオードを光源とする口金付ランプを構成する場合には、白熱電球に相当する光の放射性能が必要となる。白熱電球は点光源に近いフィラメントより、口金を除いた略360°の角度にわたって光を放射する性能を有している。しかしながら、特許文献1に示されるLED電球は、発光ダイオードが実装された基板の表面側のみから光が放射されるため、外観形状を白熱電球に近似させても、その配光特性は白熱電球とは異なるものとなる。 When a lamp with a cap using this type of light-emitting diode as a light source is configured, light emission performance corresponding to an incandescent lamp is required. Incandescent light bulbs have the ability to emit light over an angle of approximately 360 ° excluding the base from a filament close to a point light source. However, since the LED bulb shown in Patent Document 1 emits light only from the surface side of the substrate on which the light-emitting diode is mounted, even if the external shape is approximated to an incandescent bulb, the light distribution characteristic is that of an incandescent bulb. Will be different.
特に、白熱電球を光源としたダウンライト等の照明器具において、裸点灯の場合には直下照度が重要となるが、白熱電球用に設計されたダウンライトに上記のようなLED電球を取り付けた場合、背面側の光量、すなわち、ソケット近傍の反射板に放射される光量が不足し、器具における配光特性が大きく異なってしまい所望の照度が得られない問題が生じる。 In particular, in lighting fixtures such as downlights that use incandescent bulbs as the light source, illuminance directly below is important in the case of bare lighting, but when the above LED bulbs are attached to downlights designed for incandescent bulbs The amount of light on the back side, that is, the amount of light radiated to the reflector near the socket is insufficient, resulting in a problem that the light distribution characteristics of the instrument are greatly different and the desired illuminance cannot be obtained.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、白熱電球に相当する光放射性能を得る
ことが可能な発光モジュールを有する口金付ランプを提供し、白熱電球に相当する配光特性を得ることが可能な照明器具を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a lamp with a base having a light emitting module capable of obtaining light emission performance corresponding to an incandescent bulb, and obtains a light distribution characteristic corresponding to the incandescent bulb. It is intended to provide a luminaire capable of this.
請求項1に記載の口金付ランプの発明は、半導体発光素子、半導体発光素子を表面側に配設して表面側に光を放射すると共に、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する透光性の基板を有する発光モジュールと;一端部に基板支持部を備え、発光モジュールの表面側が一端側の方向を向くように、かつ発光モジュールの裏面側から放射された光が他端側へ放射可能なように、基板の裏面側が基板支持部に支持される本体と;発光モジュールを覆うように設けられた透光性のカバー部材と;発光モジュールを点灯する点灯装置と;本体の他端部に設けられ点灯装置に接続される口金部材と;を具備していることを特徴とする。本発明によれば、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する透光性の基板により、基板の表裏両面から光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な発光モジュールを構成することができる。さらに、上記発光モジュールを光源として用いることにより、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを構成することができる。 The invention of the lamp with a cap according to claim 1 is characterized in that the semiconductor light emitting device , the semiconductor light emitting device is disposed on the front surface side, radiates light on the front surface side, transmits light of the semiconductor light emitting device, and transmits light on the back surface side. A light-emitting module having a light-transmitting substrate that emits light; a substrate support at one end, and the light emitted from the back side of the light-emitting module so that the front side of the light-emitting module faces the direction of one end A main body in which the back side of the substrate is supported by the substrate support portion so as to radiate to the end side; a translucent cover member provided so as to cover the light emitting module; a lighting device for lighting the light emitting module; And a cap member provided at the other end of the base and connected to the lighting device . According to the present invention, a light-transmitting substrate that transmits light from a semiconductor light-emitting element and emits light also on the back surface side can emit light from both the front and back surfaces of the substrate. A light emitting module capable of obtaining the above can be configured. Furthermore, by using the light emitting module as a light source, it is possible to configure a lamp with a base that can emit light also to the back side of the lamp and can obtain light emission performance equivalent to an incandescent bulb.
本発明において、半導体発光素子は、発光ダイオード、半導体レーザや有機ELなど、半導体を発光源とした発光素子が許容される。半導体発光素子は複数個で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、複数個の素子群を構成し、この群1個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、1個の半導体発光素子で構成されたものであってもよい。 In the present invention, as the semiconductor light emitting device, a light emitting device using a semiconductor as a light emitting source such as a light emitting diode, a semiconductor laser, or an organic EL is allowed. It is preferable that a plurality of semiconductor light-emitting elements are formed. However, a necessary number is selected according to the use of illumination. For example, a plurality of element groups are formed, and one or more groups are formed. You may comprise. Furthermore, it may be composed of one semiconductor light emitting element.
基板は、光源としての半導体発光素子を表面側に配設するための部材であると共に、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも放射するための透光性を有する部材であり、例えば、薄いセラミックスで構成されたものが好適であるが、ガラスやエポキシ樹脂等の合成樹脂で構成されたものであってもよい。また半導体発光素子から発生する熱を放熱するために、上述した透光性部材の一部をアルミニウム、銅、ステンレス等の熱伝導性の良好な金属で構成したものであってもよい。 The substrate is a member for disposing a semiconductor light emitting element as a light source on the front surface side, and a member having translucency for transmitting the light of the semiconductor light emitting element and emitting it to the back surface side, for example, A thin ceramic is preferably used, but may be a synthetic resin such as glass or epoxy resin. Further, in order to dissipate heat generated from the semiconductor light emitting element, a part of the above-described translucent member may be made of a metal having good thermal conductivity such as aluminum, copper, and stainless steel.
また、基板には半導体発光素子が、例えば、COB(Chip on board)技術を用いて、マトリックス状や千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が配列され実装されたものが好ましいが、SMD形(Surface Mount Device)で構成されたものであってもよく、基板の構成および実装するための手段は特定のものに限定されない。さらに、基板の形状は、点または面モジュールを構成するために四角形、六角形などの多角形状、さらには円形や楕円形状等をなすものであってもよく、光源である半導体発光素子を効率よく配置でき、かつ目的とする配光を得るための全ての形状が許容される。 In addition, a semiconductor light emitting element is mounted on a substrate in a partly or entirely arranged in a regular order such as a matrix, a staggered pattern or a radial pattern using, for example, COB (Chip on board) technology. However, SMD type (Surface Mount Device) may be used, and the configuration and mounting means of the substrate are not limited to specific ones. Further, the shape of the substrate may be a polygonal shape such as a quadrangle or a hexagon, or a circle or an ellipse to form a point or surface module. All shapes that can be arranged and obtain the desired light distribution are acceptable.
基板に配設される半導体発光素子は、例えば、白色光を発光させるために青色発光ダイオードチップで構成し、この青色発光ダイオードチップを基板の表面側に実装し、黄色蛍光体を基板の表面側および裏面側に設け、基板の両面から白色光を放射させることが好ましいが、白色光を得るための手段は、例えば、赤色発光ダイオードチップ(R)、緑色発光ダイオードチップ(G)、青色発光ダイオードチップ(B)の3個の発光ダイオードチップの組み合わせによって白色を発光するチップ群を構成するものであってもよく、ここでは、蛍光体を基板の表面側および裏面側に設けることは、本発明を構成するための必須の手段ではない。また、半導体発光素子は、昼光色、昼白色、電球色などの白色で発光するように構成することが好ましいが、照明器具の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。半導体発光素子の前面に光路を制御するためのレンズ体等、別個の光制御手段を付加したものであってもよい。 The semiconductor light emitting device disposed on the substrate is composed of, for example, a blue light emitting diode chip to emit white light, the blue light emitting diode chip is mounted on the surface side of the substrate, and the yellow phosphor is disposed on the surface side of the substrate. It is preferable to provide white light from both sides of the substrate, provided on the back side, and means for obtaining white light include, for example, a red light emitting diode chip (R), a green light emitting diode chip (G), and a blue light emitting diode. A chip group that emits white light may be configured by a combination of three light emitting diode chips of the chip (B). Here, the phosphor is provided on the front side and the back side of the substrate. It is not an indispensable means for constructing. In addition, the semiconductor light emitting element is preferably configured to emit white light such as daylight color, day white color, and light bulb color, but depending on the use of the lighting fixture, red, blue, green, etc. You may comprise combining. A separate light control means such as a lens body for controlling the optical path may be added to the front surface of the semiconductor light emitting element.
本発明における発光モジュールは、半導体発光素子および透光性の基板で構成されるが、例えば、口金付ランプの光源として使用される場合、モジュール形態にあらかじめ製造されたモジュール部品として構成したものであっても、口金付ランプに、上述した個々の構成部品を個々に組み立てることによってランプ本体内に構成される発光ユニットからなる発光モジュールであってもよい。 The light emitting module according to the present invention is composed of a semiconductor light emitting element and a translucent substrate. For example, when used as a light source of a lamp with a cap, it is configured as a module component manufactured in advance in a module form. Or the light emitting module which consists of the light emitting unit comprised in a lamp main body by assembling | assembling each component mentioned above individually to a lamp | ramp with a nozzle | cap | die may be sufficient.
また、発光モジュールは、口金を除いた略360°の角度にわたって光を放射する白熱電球に相当する光放射性能を得るための口金付ランプに適用されることが好適であるが、外観形状を一般白熱電球に近似させた口金付ランプに限らず、その他各種の外観形状・用途をなす表裏両面にわたり照明が必要な住宅用・業務用など一般照明用の照明装置や表示装置等に適用されてもよい。 Further, the light emitting module is preferably applied to a lamp with a base for obtaining light emission performance corresponding to an incandescent bulb that emits light over an angle of about 360 ° excluding the base, but the appearance shape is generally Not only lamps with caps approximated to incandescent bulbs, but also applied to lighting devices and display devices for general lighting such as residential and commercial use that require lighting on both the front and back sides that make various external shapes and applications Good.
本発明において、口金付ランプは、一般白熱電球の外観形状に近似させた口金付ランプ(A形またはPS形)、ボール形の口金付ランプ(G形)、円筒形の口金付ランプ(T形)、レフ形の口金付ランプ(R形)などに構成してもよい。さらに、グローブレスの口金付ランプを構成するものであってもよい。 In the present invention, the lamp with a cap is a lamp with a cap (A type or PS type) approximated to the external shape of a general incandescent bulb, a ball-shaped lamp with a cap (G type), a cylindrical lamp with a cap (T type ), A lamp with a reflex base (R type) or the like. Furthermore, it may constitute a globeless lamp with a base.
本体は、半導体発光素子の放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)の少なくとも一種を含む金属で形成するのが好ましいが、この他に、窒化アルミニウム(AlN)、シリコンカーバイト(SiC)などの工業材料で構成してもよい。さらには、高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。 The main body is formed of a metal having good thermal conductivity, for example, a metal including at least one of aluminum (Al), copper (Cu), iron (Fe), and nickel (Ni) in order to enhance heat dissipation of the semiconductor light emitting device. In addition to this, other industrial materials such as aluminum nitride (AlN) and silicon carbide (SiC) may be used. Furthermore, you may comprise with synthetic resins, such as high heat conductive resin.
本体における透光性の機能、すなわち、発光モジュールの裏面側から放射された光が他端側へ放射させることが可能に構成された本体は、光を透過しない金属、例えば、アルミニウムからなる筒体に、筒体の内外を貫通する多数の孔やスリットを形成することにより光を透過させるようにすることが好ましいが、本体自体を透明または半透明など、透光性を有する合成樹脂やガラスで構成し、光を透過させるようにしたものであってもよい。 The light transmitting function of the main body, that is, the main body configured to be able to radiate the light emitted from the back side of the light emitting module to the other end side is a cylindrical body made of a metal that does not transmit light, for example, aluminum. In addition, it is preferable to transmit light by forming a large number of holes and slits penetrating the inside and outside of the cylinder, but the main body itself is made of a transparent synthetic resin or glass such as transparent or translucent. It may be configured to transmit light.
本体の外観形状は、一端部から他端部に向けて直径が順次小さくなるような、一般白熱電球におけるネック部分のシルエットに近似させた形状に形成することが、既存照明器具への適用率が向上して好ましいが、ここでは、外観形状を一般白熱電球に近似させることは必要な条件ではなく、限られた特定の外観形状に限定されない。 The appearance shape of the main body can be formed in a shape that approximates the silhouette of the neck portion of a general incandescent bulb so that the diameter gradually decreases from one end to the other. Although it is preferable to improve, it is not a necessary condition that the appearance shape approximates that of a general incandescent lamp, and the shape is not limited to a limited specific appearance shape.
点灯装置は、例えば、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換して半導体発光素子に供給する点灯回路を構成するものが許容される。また、点灯装置は、半導体発光素子を調光するための調光回路を有するものであってもよい。点灯装置は本体内に収容されても、本体の他端部に設けられる口金内に収容されるものでもよく、要は本体に設けられた全ての構成が許容される。 As the lighting device, for example, one that constitutes a lighting circuit that converts an AC voltage of 100 V into a DC voltage of 24 V and supplies the converted voltage to the semiconductor light emitting element is allowed. Moreover, the lighting device may have a dimming circuit for dimming the semiconductor light emitting element. The lighting device may be housed in the main body, or may be housed in a base provided at the other end of the main body. In short, all configurations provided in the main body are allowed.
口金部材は、一般白熱電球が取付けられるソケットに装着可能な全ての口金が許容されるが、一般的に最も普及しているエジソンタイプのE26形やE17形等の口金が好適である。また、材質は口金全体が金属で構成されたものでも、電気的接続部分を銅板等の金属で構成し、それ以外の部分を合成樹脂で構成した樹脂製の口金であっても、さらには、蛍光ランプに使用されるピン形の端子を有する口金でも、引掛シーリングに使用されるL字形の端子を有する口金でもよく、特定の口金には限定されない。 As the base member, all bases that can be attached to a socket to which a general incandescent light bulb is attached are allowed, but generally, the most widely used bases such as Edison type E26 type and E17 type are suitable. In addition, even if the material is a metal base as a whole, the electrical connection part is made of a metal such as a copper plate, and the other part is a plastic base made of a synthetic resin. It may be a base having a pin-shaped terminal used for a fluorescent lamp or a base having an L-shaped terminal used for hook sealing, and is not limited to a specific base.
請求項2に記載の口金付ランプの発明は、請求項1に記載の口金付ランプにおいて、本体の他端部には開口部が形成されており、この開口部には点灯装置を収容する絶縁ケースの少なくとも一部が嵌め込まれていることを特徴とする。請求項3に記載の口金付ランプの発明は、請求項1または2に記載の口金付ランプにおいて、基板の表面側には半導体発光素子を覆うように蛍光体が設けられていると共に、基板の裏面側にも蛍光体が設けられていることを特徴とする。 The lamp with a cap according to claim 2 is the lamp with a cap according to claim 1, wherein an opening is formed in the other end of the main body, and the opening accommodates the lighting device. It is characterized in that at least a part of the case is fitted . The lamp with a cap according to claim 3 is the lamp with a cap according to claim 1 or 2, wherein a phosphor is provided on the surface side of the substrate so as to cover the semiconductor light emitting element, and A phosphor is also provided on the back side.
請求項4に記載の照明器具の発明は、ソケットが設けられた器具本体と;この器具本体のソケットに装着される請求項1ないし3いずれか一に記載の口金付ランプと;を具備していることを特徴とする。本発明によれば、請求項1ないし3いずれか一に記載の口金付ランプを用いることにより、電球の背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する配光特性を得ることが可能な照明器具を構成することができる。本発明において、照明器具は天井埋込形、直付形、吊下形、さらには壁面取付形等が許容され、器具本体に制光体としてグローブ、セード、反射体などが取付けられるものであっても、光源となる口金付ランプが露出するものであってもよい。また、器具本体に1個の口金付ランプを取付けたものに限らず、複数個が配設されるものであってもよい。さらに、一般住宅用に限らずオフィス等、施設・業務用の大形の照明器具などを構成してもよい。 The invention of the lighting fixture according to claim 4 comprises: a fixture main body provided with a socket; and the lamp with cap according to any one of claims 1 to 3 attached to the socket of the fixture main body. It is characterized by being. According to the present invention, by using the lamp with a cap according to any one of claims 1 to 3, light can be emitted also to the back side of the bulb, and light distribution characteristics corresponding to an incandescent bulb can be obtained. It is possible to configure a lighting fixture capable of In the present invention, the lighting fixture may be a ceiling-embedded type, a direct-attached type, a suspended type, or a wall-mounted type. Alternatively, a lamp with a cap serving as a light source may be exposed. Moreover, not only what attached the lamp | ramp with one nozzle | cap | die to the instrument main body, A plurality may be arrange | positioned. Furthermore, it is not limited to a general house, and a large luminaire for facilities and business such as an office may be configured.
請求項1記載の発明によれば、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する
透光性の基板により、基板の表裏両面から光を放射させることができ、白熱電球に相当す
る光放射性能を得ることが可能な発光モジュールを提供することができる。さらに、上記発光モジュールを光源として用いることにより、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを提供することができる。
According to the first aspect of the present invention, the translucent substrate that transmits the light of the semiconductor light emitting element and emits the light to the back side can also emit light from both the front and back surfaces of the substrate, which corresponds to an incandescent light bulb. It is possible to provide a light emitting module capable of obtaining the light emission performance. Furthermore, by using the light emitting module as a light source, it is possible to provide a lamp with a base that can emit light also to the back side of the lamp and can obtain light emission performance equivalent to an incandescent bulb.
請求項2記載の発明によれば、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを提供することができる。請求項3記載の発明によれば、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to provide a lamp with a cap that can radiate light to the back side of the lamp and can obtain light emission performance equivalent to an incandescent lamp. According to the third aspect of the present invention, it is possible to provide a lamp with a cap that can radiate light to the back side of the lamp and can obtain light emission performance equivalent to an incandescent lamp.
請求項4記載の発明によれば、請求項1ないし3いずれか一に記載の口金付ランプを用いることにより、電球の背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する配光特性を得ることが可能な照明器具を提供することができる。 According to the invention described in claim 4, by using the lamp with cap according to any one of claims 1 to 3 , light can be emitted also to the back side of the bulb, and the light distribution corresponding to the incandescent bulb It is possible to provide a lighting fixture capable of obtaining characteristics.
以下、本発明に係る発光モジュールを有する口金付ランプおよび照明器具の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a lamp with a cap and a lighting fixture having a light emitting module according to the present invention will be described.
先ず、発光モジュールの構成につき説明する。図1〜図2に示すように、本実施例の発光モジュール10は、後述する口金付ランプ20用の光源として構成されるもので、本発明における半導体発光素子を構成する発光ダイオードチップ11(以下「LEDチップ」と称す)、このLEDチップ11を配設する基板12で構成する。LEDチップ11は、発光モジュール10の光源となるもので、同一性能を有する複数個のLEDチップが用意され、この各LEDチップは、本実施例では高輝度、高出力の青色LEDチップで構成する。
First, the configuration of the light emitting module will be described. As shown in FIGS. 1-2, the
基板12は、LEDチップ11を配設するための部材で、透光性を有するセラミックス材からなり、四隅をカットした略正方形をなす厚さ寸法が約0.4〜1.2mm程度、好ましくは、0.5〜1.0mmの薄い平板で構成する。基板12の表面側Fには内周面が略円形をなす土手部12aを一体に形成し、浅い円形の収容凹部12bを形成する。この収容凹部12bには底面に銅箔からなる配線パターン12cを形成する。
The
上記に構成されたLEDチップ11および基板12は、COB技術を使用して、基板12の収容凹部12bにおける配線パターン12cに隣接して複数のLEDチップ11を略マトリックス状に実装する。この際、複数のLEDチップ11は、透光性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で基板12の表面上に直接支持され、各LEDチップ11の裏面側から放射される光が基板12に対して透過できるように支持される。また、略マトリックス状に規則的に配置された各LEDチップ11は、隣接する配線パターン12cとボンディングワイヤwによって直列に接続される(図2)。図1中12dは、基板12の両端部に一体に形成された支持部であり、後述する口金付ランプ20の本体21に発光モジュール10を支持するための部材である。また、12eは直列に接続されたLEDチップ11における一対の入力端子である。
The
上記に構成された発光モジュール10の表面側Fには、図1(b)および図2に示すように、封止部材13が塗布または充填される。すなわち、封止部材13は上述した青色LEDチップから放射される青色光を透過させると共に、青色光によって蛍光体を励起して黄色光に変換するもので、透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体14を混合・分散したもので、LEDチップ11および配線パターン12c等を含めて埋め込むように基板12の収容凹部12bの表面全体にわたり塗布または充填する。これにより、埋め込まれたLEDチップ11の周囲および隣接するLEDチップとの間に形成される間隔スペースが、透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体を混合・分散させた層によって覆われ、これにより各LEDチップ11(青色LEDチップ)が基板12の表面側Fに封止されて実装される。
The surface side F of the
また、基板12の裏面側Bには、表面側Fの収容凹部12bに対応した位置に、円形の土手部12fを一体に形成して収容凹部12gを形成し、この収容凹部12g内に、上記同様の透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体14´を混合・分散した封止部材13´を塗布または充填する。
Further, on the back surface B of the
これにより、本実施例では、各LEDチップ11を青色LEDチップで構成したので、図2に実線矢印で示すように、この青色LEDチップの表面側から放射される青色光が封止部材13の蛍光体14を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板12の表面側Fから白色光として放射される。同時に点線矢印で示すように、青色LEDチップの裏面側からも放射される青色光が、透光性の基板12を透過し裏面側Bの封止部材13´の蛍光体14´を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板12の裏面側Bから白色光として放射される。これにより、基板12の表面側に白色光を放射すると共に、裏面側にも白色光を放射させる光軸をx−x(図2)とし、外形が四隅をカットした略正方形をなす発光モジュール10が構成される。
Accordingly, in this embodiment, each
上記に構成された発光モジュール10を使用して口金付ランプ20が構成される。すなわち、図4に示すように、口金付ランプ20は、上記に構成された発光モジュール10、一端部に発光モジュールを支持する本体21、本体に設けられ発光モジュールを点灯する点灯装置22、本体の他端部に設けられ点灯装置に接続される口金部材24で構成される。
The
本体21は、図3に示すように、熱伝導性の良好な金属、本実施例ではアルミニウムで構成され全体が略円筒状をなすように構成される。すなわち、円筒の一端部に略円形をなす端板21aを有し、この端板の裏面側に放射状に多数の放熱フィン21bを一体に形成する。この多数の放熱フィンの外周面は、一端部から他端部に向かい順次直径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成し、全体の外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成する。これら構成の本体21は、例えば、鋳造、鍛造または切削等で加工され、内部に空間部21cを有し、各放熱フィン間にスリット状の多数の隙間21dが外部と空間部21cとを連通するように本体21の中心軸線y−yを中心線とする放射方向に多数形成され、全体として略円筒状をなす形状に構成される。
As shown in FIG. 3, the
本体21の一端部の端板21aには、円形の凹部が形成されるように表面を平坦な面に形成した基板支持部21eが一体に形成され、この基板支持部21eの周囲にリング状をなす凸条部21fを一体に形成する。さらに、基板支持部21eの中央部に本体21の中心軸線y−yを中心とする円形の貫通孔21gを形成する。この貫通孔は発光モジュール10における基板12の裏面側Bから放射される白色光を透過させるように、裏面側Bの収容凹部12gに対応した大きさの円形で、空間部21cに貫通する孔として形成する。これにより、本体21は、発光モジュール10の裏面側Bから放射された光が他端側へ放射させることが可能に構成される。
The
上記に構成された本体21の基板支持部21eには、上記構成の発光モジュール10が、電気絶縁を図りかつ密着されるように装着される。すなわち、図3に示すように、発光モジュール10の表面側Fを上にして裏面側Bを、平坦な面をなす基板支持部21eにネジ等の固定手段を用い密着して装着する。必要に応じシリコーン樹脂等の電気絶縁シートを介し密着して装着する。これにより、基板12の裏面側Bの収容凹部12g、すなわち、裏面側の発光部分が基板支持部21eの円形の貫通孔21gに合致し裏面側から放射される白色光が、図3(b)点線矢印で示すように、貫通孔21gを透過し空間部21cに向けて放射されるように構成される。これにより、本体21の一端部に、発光モジュール10の表面側Fが一端側の方向を向くように発光モジュールが支持され、発光モジュール10の光軸x−xが、本体21の中心軸線y−yに略合致し、全体として上面視で略円形の発光面を有する光源部が構成される。
The
また、図4に示すように、本体21の他端部には各放熱フィン21bの下端部の内周面によって開口部21hが形成され、この開口部内には点灯装置22を収容する絶縁ケース23が嵌め込まれ、点灯装置22が本体21に設けられる。絶縁ケース23は、アルミニウムからなる本体21と点灯装置22との電気絶縁を図るためにPBT(ポリブチレンテレフタレート)などの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で構成され、一端部に開口23aが形成され他端部が閉塞されて本体の空間部21cおよび開口部21hの内面形状に略合致する有底円筒状をなす形状に構成し、ネジまたはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤で空間部21c内に固定される。絶縁ケース23は、その外周面の略中間部分に位置してリング状の鍔をなすように突出して係止部23bを一体に形成し、この係止部から先(下方)に突出する部分には外周を段状になして口金取付部23cを一体に形成する。
As shown in FIG. 4, an
各LEDチップ11を点灯する点灯装置22は、各LEDチップの点灯回路を構成する回路部品を実装した平板状の回路基板22aからなる。点灯回路は、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換して各LEDチップ11に供給するように構成される。回路基板22aは短冊状の縦に長い形状に構成して片面または両面に回路パターンが形成され、その実装面に小形の電解コンデンサ等のリード部品やトランジスタ等のチップ部品等、点灯回路を構成するための複数の小形の電子部品22bが実装され、本体21の他端部に設けられた絶縁ケース23内に、回路基板22aを縦方向にして収容される。また、回路基板22aの出力端子には各LEDチップ11へ給電するための出力線(図示せず)を接続し、入力端子には入力線(図示せず)を接続する。
The
口金部材24は、エジソンタイプのE26形を構成する口金で、ねじ山を備えた銅板製の筒状のシェル部24aと、このシェル部の下端の頂部に電気絶縁部24bを介して設けられた導電性のアイレット部24cを備えている。シェル部24aの開口部が、絶縁ケース23の口金取付部23cに嵌め込まれ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤による接着やカシメなどの手段により本体21の他端部側に固定されて設けられ、アルミニウムからなる本体21と口金部材24の電気絶縁がなされる。シェル部24aおよびアイレット部24cには、点灯装置22における回路基板22aの入力端子から導出された入力線が接続される。
The
カバー部材25は、グローブを構成するもので、透光性を有し、例えば、厚さが薄いガラスやポリカーボネート等の合成樹脂で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色、ここでは乳白色のポリカーボネートで一端部に開口25aを有する白熱電球のシルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成する。カバー部材25は開口25aの開口端部を、基板12の表面側Fの発光面を覆うようにして基板支持部21eの凸条部21fに嵌め込み、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤により固定する。これにより、本体21の放熱フィン21bで形成された傾斜する外周面がグローブ25の曲面状の外周面に一体的に略連続した外観形状になり、白熱電球のシルエットに近似させた形状に構成される。
The
次に、上記に構成される口金付ランプ20の組立手順につき説明する。先ず、絶縁ケース23を本体21の開口部21h内に嵌め込み、絶縁ケース23の外周面と空間部21cの内周面との接触部分に接着剤を塗布して固定する。次に、点灯装置22の回路基板22aを縦にして絶縁ケース23内に挿入しガイド溝に嵌合させて支持し収容する。必要に応じて接着剤で固定する。
Next, a procedure for assembling the lamp with
次に、発光モジュール10の基板12を、その表面側Fを上にして裏面側Bを基板支持部21eの平坦な面に載置し、上面側(表面側F)から周囲4箇所をねじsで固定する(図3(a))。これにより、基板12の裏面側Bと基板支持部21eの平坦な面が密着し、同時に基板12の裏面側Bの収容凹部12g、すなわち、裏面側の発光部分が基板支持部21eの円形の貫通孔21gに合致して固定される。なお、点灯装置22の出力線は、本体21の端板21aに形成された貫通孔21gを介して基板12の入力端子12eに接続する。
Next, the
次に、回路基板22aの入力端子から導出された入力線を、口金部材24のシェル部24aおよびアイレット部24cに接続し、接続した状態でシェル部24aの開口部を絶縁ケース23の口金取付部23cに嵌め込み接着剤で固着する。
Next, the input line led out from the input terminal of the
次に、カバー部材25を本体21の基板支持部21eを覆うようにして被せ、開口25aの開口端部を本体21の凸条部21fに嵌め込み、凸条部との当接部分に接着剤を塗布して固定する。これにより、一端部にカバー部材25である乳白色のグローブを有し、他端部にE26形の口金部材24が設けられ、全体の外観形状が白熱電球のシルエットに近似した口金付ランプ20が構成される(図4)。
Next, the
次に、上記のように構成された口金付ランプ20を光源とした照明器具の構成を説明する。図5に示すように、30は店舗等の天井面Xに埋め込み設置され、E26形の口金を有する白熱電球を光源としたダウンライト式の既存の照明器具で、下面に開口部31aを有する金属製の箱状をなした器具本体31と、開口部31aに嵌合される金属製の反射体32と、白熱電球のE26形の口金をねじ込むことが可能なソケット33で構成されている。反射体32は、例えばステンレス等の金属板で構成し、反射体32の上面板の中央部にソケット33が設置されている。
Next, the structure of the lighting fixture which used the lamp | ramp 20 with a nozzle | tip comprised as mentioned above as a light source is demonstrated. As shown in FIG. 5,
上記に構成された白熱電球用の既存の照明器具30において、省エネや長寿命化などのために白熱電球に替えて、上述した発光モジュール10を光源とする口金付ランプ20を使用する。すなわち、口金付ランプ20は口金部材24をE26形に構成してあるので、上記照明器具の白熱電球用のソケット33にそのまま差し込むことができる。この際、口金付ランプ20の外周面が略円錐状のテーパー面をなすようにして、外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成されているので、ネック部がソケット33周辺の反射体32などに当たることなくスムーズに差し込むことができ、口金付ランプ20における既存照明器具への適用率が向上する。これにより、LEDチップ11を光源とした省エネ形のダウンライトが構成される。
In the existing
上記に構成されたダウンライトに電源を投入すると、ソケット33から口金付ランプ20の口金部材24を介して電源が供給され、点灯装置22が動作し24Vの直流電圧が出力される。この直流電圧は点灯装置22を介して直列に接続された各LEDチップ11に印加される。これにより、全てのLEDチップ11が同時に点灯して白色の光が放射される。
When power is applied to the downlight configured as described above, power is supplied from the socket 33 via the
この際、本実施例では、各LEDチップ11を青色LEDチップで構成したので、この青色LEDチップの表面側から放射される青色光が基板12の表面側Fの封止部材13の蛍光体14を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板12の表面側Fから白色光として放射される(図2の実線矢印)。この表面側Fから放射された白色光は、図4の実線矢印で示すように、カバー部材25であるグローブの内周面全体にわたって放射され乳白色のグローブで光が拡散されて白熱電球と同様に、主として器具直下方向を直接照らす照明を行う(図5実線矢印)。
At this time, in this embodiment, each
同時に青色LEDチップの裏面側から放射される青色光が、透光性の基板12を透過し裏面側Bの封止部材13´の蛍光体14´を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板12の裏面側Bからも白色光が放射される(図2の点線矢印)。この裏面側Bから放射された白色光は、図3(b)の点線矢印で示すように、本体21の端板21aに形成された貫通孔21gを介して空間部21cに向けて放射され、さらに放熱フィン21b間に放射状に設けられた隙間21dを介し、本体21の背面方向に向けて放射される。この本体21の背面方向に放射された白色光は、図5に点線矢印で示すように、照明器具30内に配置されたソケット33近傍の反射体32へ向けて放射され、反射体への光の照射量が白熱電球と同等となるように増大される。
At the same time, the blue light emitted from the back side of the blue LED chip is transmitted through the
なお、各LEDチップ11は、透光性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で基板12表面側Fに支持されているので接着剤によって光が遮られることが防止され、光を効果的にセラミックスからなる基板12に対して透過させることができる。また、各LEDチップ11から発生する熱は、セラミックスからなる基板12から、基板が密着して固定された基板支持部21eに伝達され、アルミニウムからなる本体12から多数の放熱フィン21bを介して外部に効果的に放熱される。特に各放熱フィン21bの間にはスリット状の隙間21dが形成されているので、本体12の空間部21c内に熱が篭ることがなく、より効果的に各LEDチップ11の温度上昇および温度むらを防止することができる。
Each
以上、本実施例の発光モジュール10によれば、基板12の表面側に光を放射すると共に、裏面側にも光を放射することができる。このため本実施例の発光モジュールを光源として口金付ランプ20を構成することにより、口金部材24の部分を除き、略360°の角度にわたって光を放射する白熱電球に相当する白熱電球と同等、若しくは近似した光放射性能を得ることができる。
As described above, according to the
また、この口金付ランプ20を用いて照明器具30を構成することにより、白熱電球に相当する白熱電球と同等、若しくは近似した配光特性を得ることが可能な照明器具を提供することができる。特に、本体21の背面方向に放射された白色光は、照明器具30内に配置されたソケット33近傍の反射体32へ向けて放射され、反射体への光の照射量が白熱電球と同等となるように増大され、白熱電球用として構成された反射体32の光学設計通りの配光特性を得ることができる。また、シャンデリア等においても、ガラスグローブの背面側(上部側)に暗部ができ難くなり、白熱電球と同等の演出効果をもった照明を行うことができる。
In addition, by configuring the
また、本実施例の発光モジュール10は、基板12の裏面側Bに黄色蛍光体14´を混合・分散した封止部材13´を塗布または充填して構成したので、表面側Fから放射される白色光と同様の白色光を裏面側Bからも放射させることができる。このため、口金付ランプ20を構成した場合に、表面側F、すなわち、ランプのグローブから放射される光と、裏面側B、すなわち、ランプの背面側から放射される光が異なる光色とならず、同一の白色光を放射させることができ演色性に優れた電球形照明ランプ20を提供することができる。因みに、裏面側Bに黄色蛍光体を混合・分散した封止部材を設けない場合には、青色LEDチップから直接青色光が基板12を透過して放射され、背面側の光が、青みがかった光色となりグローブ側と背面側で色が異なる違和感を伴ったランプになってしまい、商品性に問題が生じる。
Further, since the
また、各LEDチップ11から発生する熱は、各放熱フィン21bおよび光を背面側に透過させるスリット状の隙間21dを利用して効果的に放熱され、これによって発光効率の低下が一層抑制され、光束低下による照度の低下を防止することができ、所定の白熱電球並みの光束を十分に得ることができる。同時にLEDの長寿命化を図ることができる。
In addition, the heat generated from each
また、本体21は、アルミニウムの切削加工等で容易に形成することができると共に、多数の放熱フィン21bの間にはスリット状の隙間21dを多数形成したため、本体21を構成するためのアルミニウムの使用量を低減させることができ、軽量でかつコスト的にも有利な口金付ランプ20を提供することができる。
Further, the
以上、本実施例の発光モジュール10において、基板12の表面側FにLEDチップ11に隣接して配線パターン12cを形成し、LEDチップ11と配線パターン12cとをボンディングワイヤwによって接続して構成したが、図6(a)に示すように、基板12に配線パターンを形成せずに、各LEDチップ11を直接ボンディングワイヤwによって接続して構成してもよい。この構成によれば、配線パターンによって光が遮られることが防止され、光を効果的にセラミックスからなる基板12に対して透過させることができ、裏面側Bに向かう光の量をさらに増大することができる。
As described above, in the
また、LEDチップ11は、COB技術を使用して基板12に実装して構成したが、図6(b)に示すように、SMD形で構成してもよい。この場合、基板12を透明なエポキシ樹脂で構成し、基板の表面側Fに収容凹部12bを形成し、その底面にLEDチップ11を実装する。さらに、収容凹部12bの内面にアルミニウム等をコーティングして反射面となし、内部に黄色蛍光体14を混合・分散した封止部材13を充填する。また基板12の裏面側Bに収容凹部12bに対応して黄色蛍光体14´を混合・分散した封止部材13´を塗布して構成する。
Further, the
また、図6(c)に示すように、反射面となした凹部12b内に赤色LEDチップ(R)、緑色LEDチップ(G)、青色LEDチップ(B)の3個の各LEDチップを実装し、蛍光体を含有しない透明なシリコーン樹脂からなる封止部材13を充填して、R・G・Bの組み合わせによる白色光を得るように構成してもよい。この場合、基板の裏面側Bには黄色蛍光体14´を混合・分散した封止部材13´を設けなくても所望の白色光を得ることができ、コスト的に有利な発光モジュールを構成することも可能となる。
Further, as shown in FIG. 6C, the three LED chips, the red LED chip (R), the green LED chip (G), and the blue LED chip (B), are mounted in the
また、各LEDチップ11を基板12の円形の凹部12bに対して、略マトリックス状に規則的に配設したが、図7に示すように、外周部に多くのLEDチップ11を配設するか、若しくは、外周部におけるLEDチップ11の実装密度が高くなるようにしてもよい。さらに、図1に示す略マトリックス状にLEDチップ11を配置した構成と図7の構成を組み合わせてもよい。これら構成によれば、図7(b)に点線矢印で示すように、本体21の背面側の側面上方部分により多くの光を放射することができ、背面側における光の量をより増大することが可能となり、白熱電球の光放射性能により一層近似させることが可能となる。
Further, each
また、本実施例の発光モジュール10は、透光性の基板12を用いることにより、基板12の表面側Fに光を放射すると共に、裏面側Bにも光を放射するように構成したので、表面側Fと裏面側Bに異なる蛍光体を混合・分散した封止部材を塗布または充填して構成することも可能となり、方向によって発光色の異なる演出効果を備えたランプを構成するようにしてもよい。
In addition, the
また、基板12の裏面側Bに収容凹部12bに対応して黄色蛍光体14´を混合・分散した封止部材13´を塗布または充填したが、封止部材をシート状に形成して貼り付けるようにしてもよい。また、本体21の放熱フィン21bの外方に露出する外面部分を、例えば、凹凸若しくは梨地状に形成して表面積を大きくしたり、白色塗装や白色アルマイト処理を施して外面部分の熱放射率を高めるようにしてもよい。また、白色塗装や白色アルマイト処理を施した場合には、口金付ランプ20を照明器具30に装着して点灯した場合、外面に露出するアルミニウム製の本体21外面の反射率が高くなり、器具効率を高めることが可能となり、また外観、意匠的にも良好となり商品性を高めることもできる。また、カバー部材25は、LEDチップ11の充電部等を外部から保護するための透明または半透明の保護カバーで構成してもよい。
In addition, the sealing member 13 'in which the yellow phosphor 14' is mixed and dispersed corresponding to the
また、口金付ランプ20の本体21は、アルミニウムで構成してスリット状の隙間21dを形成し、基板12裏面側Bの光を、隙間を透過させて背面側に放射するように構成したが、図8に示すように、本体21自体を透明、若しくは乳白色等の半透明など透光性の合成樹脂、若しくはガラス等で構成し、点線矢印で示すように、裏面側Bの光を背面側に透過させ放射するようにしてもよい。これによれば、グローブに加えてランプの背面側全体が光り、より白熱電球に相当する白熱電球と同等、若しくは近似した配光および発光状態を呈する口金付ランプを構成することができる。
In addition, the
なお、変形例を示す図6〜図8には、図1〜図5と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。 6 to 8 showing the modified examples, the same parts as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
10 発光モジュール
11 半導体発光素子
12 基板
14 14´蛍光体
F 表面側
B 裏面側
20 口金付ランプ
21 本体
21e 基板支持部
21h 開口部
22 点灯装置
23 絶縁ケース
24 口金部材
25 カバー部材
30 照明器具
31 器具本体
33 ソケット
DESCRIPTION OF
14 14 'phosphor F front side B back
21e Substrate support
21h opening 22 lighting device
23 Insulating
Claims (4)
一端部に基板支持部を備え、発光モジュールの表面側が一端側の方向を向くように、かつ
発光モジュールの裏面側から放射された光が他端側へ放射可能なように、基板の裏面側が基板支持部に支持される本体と;
発光モジュールを覆うように設けられた透光性のカバー部材と;
発光モジュールを点灯する点灯装置と;
本体の他端部に設けられ点灯装置に接続される口金部材と;
を具備していることを特徴とする口金付ランプ。 A light emitting module including a semiconductor light emitting element , a semiconductor light emitting element disposed on the front surface side to emit light to the front surface side, and a light transmissive substrate that transmits light from the semiconductor light emitting element and emits light to the back surface side ; ;
Provided with a substrate support at one end, so that the surface side of the light emitting module faces the direction of one end, and
A main body whose back side is supported by a substrate support so that light emitted from the back side of the light emitting module can be emitted to the other end;
A translucent cover member provided to cover the light emitting module;
A lighting device for lighting the light emitting module;
A base member provided at the other end of the main body and connected to the lighting device;
A lamp with a base, characterized by comprising:
この器具本体のソケットに装着される請求項1ないし3いずれか一に記載の口金付ランプと;A lamp with a base according to any one of claims 1 to 3, which is mounted on a socket of the instrument body;
を具備していることを特徴とする照明器具。The lighting fixture characterized by comprising.
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