JP5363687B1 - Lamp and lighting device - Google Patents
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Abstract
ランプは、グローブとケースとからなる筺体内に半導体発光素子が設けられたランプであって、良熱伝導性のフィルムが、その一部が前記半導体発光素子からの発光中の熱の伝導域と接触し、他の一部が前記グローブの内面と接触してある。 The lamp is a lamp in which a semiconductor light-emitting element is provided in a casing made up of a globe and a case, and a heat-conductive film is partly composed of a heat conduction region during light emission from the semiconductor light-emitting element. In contact with the other part of the inner surface of the globe.
Description
本発明は、半導体発光素子を光源とするランプ及び照明装置に関する。 The present invention relates to a lamp and a lighting device using a semiconductor light emitting element as a light source.
近年、省エネルギーの観点から、白熱電球に代替する電球形ランプとして、半導体発光素子の1つであるLEDを光源として利用するランプ(以下、LEDランプとする。)が提案されている。 In recent years, from the viewpoint of energy saving, a lamp that uses an LED, which is one of semiconductor light emitting elements, as a light source (hereinafter, referred to as an LED lamp) has been proposed as a light bulb shaped lamp that can replace an incandescent light bulb.
このLEDランプは、実装基板に多数のLEDを実装し、当該実装基板が、口金を一端に備えるケースの他端に装着され、LEDを発光(点灯)するための回路ユニットがケースの内部に収納されてなる構造を有するものがある(特許文献1)。 In this LED lamp, a large number of LEDs are mounted on a mounting board, the mounting board is mounted on the other end of the case having a base at one end, and a circuit unit for emitting (lighting) the LED is housed inside the case. There is one having a structure formed (Patent Document 1).
LEDは発光中に熱を発生し、LEDの温度が過度に上昇すると、LEDの寿命が短くなったり、発光効率が低下したりする。このため、従来のLEDランプでは、発光中に、LEDが過度に温度上昇するのを抑制するために、ケースを大型化すると共に放熱特性の良い材料で構成して、ケースにヒートシンク機能を持たせている。 The LED generates heat during light emission, and if the temperature of the LED rises excessively, the life of the LED is shortened or the light emission efficiency is lowered. For this reason, in the conventional LED lamp, in order to suppress an excessive temperature rise of the LED during light emission, the case is made larger and made of a material having good heat dissipation characteristics, and the case has a heat sink function. ing.
上述のような構成を有するLEDランプは、点灯(発光)時のLEDの熱をケースから積極的に放出しており、グローブを利用した放熱がされていない。 The LED lamp having the above-described configuration actively releases the heat of the LED during lighting (light emission) from the case, and is not dissipated using a glove.
本発明は、グローブを利用して当該グローブから積極的に放熱させることができるランプと照明装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the lamp | ramp and the illuminating device which can be thermally radiated actively from the said glove | globe using a glove | globe.
本発明の一態様に係るランプは、グローブとケースとからなる筺体内に半導体発光素子が設けられたランプであって、良熱伝導性のフィルムが、その一部が前記半導体発光素子からの発光中の熱の伝導域と接触し、他の一部が前記グローブの内面と接触してあることを特徴としている。 A lamp according to one embodiment of the present invention is a lamp in which a semiconductor light-emitting element is provided in a casing made of a globe and a case, and a heat-conductive film is a part of which emits light from the semiconductor light-emitting element. It is characterized in that it is in contact with the heat conduction region inside and the other part is in contact with the inner surface of the globe.
また、本発明の一態様に係る照明装置は、ランプと、前記ランプを装着して点灯させる照明器具とを備える照明装置であって、前記ランプは、上記構成を含むランプであることを特徴としている。 An illuminating device according to one embodiment of the present invention is a lighting device including a lamp and a lighting fixture that is lit by mounting the lamp, and the lamp is a lamp including the above-described configuration. Yes.
上記構成によれば、フィルムにより半導体発光素子の発光中の熱をグローブに積極的に伝導させることができ、グローブを放熱部材として有効に利用できる。 According to the said structure, the heat | fever during light emission of a semiconductor light-emitting element can be actively conducted to a globe with a film, and a globe can be utilized effectively as a heat radiating member.
発明の実施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。さらに、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる。 The materials and numerical values used in the embodiments of the invention are merely preferred examples, and the present invention is not limited to these forms. In addition, changes can be made as appropriate without departing from the scope of the technical idea of the present invention. Further, combinations with other embodiments are possible as long as no contradiction occurs. Furthermore, the scale of the members in each drawing is different from the actual one.
発明に係る一形態は、グローブとケースとからなる筺体内に半導体発光素子が設けられたランプであって、良熱伝導性のフィルムが、その一部が前記半導体発光素子からの発光中の熱の伝導域と接触し、他の一部が前記グローブの内面と接触してあることを特徴としている。 One aspect of the present invention is a lamp in which a semiconductor light emitting element is provided in a housing composed of a globe and a case, and a film having a good thermal conductivity is partially heated by light emitted from the semiconductor light emitting element. The other conductive region is in contact with the inner surface of the globe.
また、発明に係る一形態は、前記グローブの開口は基台により塞がれ、当該塞がれた空間に前記半導体発光素子とフィルムとが収容されているとしてもよいし、あるいは、前記塞がれた空間内に、前記半導体発光素子と熱的に結合して前記半導体発光素子の発光中の熱を前記基台に伝導させる1以上の伝導部材が収容され、前記伝導域は、前記1以上の伝導部材に形成されているとしてもよい。 Further, according to one aspect of the invention, the opening of the globe may be closed by a base, and the semiconductor light emitting element and the film may be accommodated in the closed space. One or more conductive members that are thermally coupled to the semiconductor light emitting element to conduct heat during light emission of the semiconductor light emitting element to the base are accommodated in the formed space. It may be formed on the conductive member.
また、発明に係る一形態は、前記1以上の伝導部材は、前記半導体発光素子が実装される実装基板と、前記基台から前記グローブ内の中央部に延出して前記実装基板を支持する支持部材とを含むとしてもよいし、あるいは、前記伝導域は、前記実装基板に形成されているとしてもよいし、さらには、前記フィルムは、帯状で、前記筺体内の空間を徘徊状態で設けられているとしてもよいし、前記フィルムは、銅網入り透明フィルム材料からなるとしてもよい。 According to another aspect of the invention, the one or more conductive members include a mounting substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted, and a support that supports the mounting substrate by extending from the base to a central portion in the globe. Or the conductive region may be formed on the mounting substrate. Further, the film is in a band shape, and the space in the housing is provided in a saddle state. The film may be made of a transparent film material containing a copper net.
ここでの良熱伝導性とは、フィルムを収容したときに、当該フィルムと接触する気体よりも熱伝導性が優れていることをいう。 The good thermal conductivity here means that the thermal conductivity is superior to the gas in contact with the film when the film is accommodated.
≪第1の実施形態≫
1.全体構成
図1は、第1の実施形態に係るLEDランプ1の構造を示す斜視図である。図2は、LEDランプ1の断面図である。<< First Embodiment >>
1. Overall Configuration FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an
LEDランプ1は、図1に示すように、空気よりも熱伝導性の高い流体が内部に封入されたバルブ3と、バルブ3の一端に装着されたケース5と、ケース5に設けられた口金7と、バルブ3を貫通して内部へと延伸する棒状部材9と、棒状部材9のバルブ3内側の端部に設けられたLEDモジュール11とを備え、点灯中にLEDモジュール11から発せられた熱をバルブ3側に伝導する熱伝導フィルム(本発明の良熱伝導性のフィルムの一例である。)13をバルブ3内に備える。
As shown in FIG. 1, the
LEDランプ1は、口金7を介して受電してLEDモジュール11を発光させるための回路ユニット15をケース5内に格納し、全体形状が従来の白熱電球に似た形状をしている。
The
以下、LEDランプ1を構成する各部分について説明する。なお、本明細書では、LEDランプ1のランプ軸X(図2参照)の延伸する方向であって、口金7がある側を下側、グローブがある側を上側とする。
2.各部構成
(1)LEDモジュール
図3は、LEDモジュール11の構造を示す図である。(a)はLEDモジュール11の平面図であり、(b)は同図の(a)におけるA−A’線矢視断面図であり、(c)は同図の(a)におけるB−B’線矢視断面図である。Hereinafter, each part which comprises the
2. Configuration of Each Part (1) LED Module FIG. 3 is a diagram showing the structure of the
LEDモジュール11は、図1〜図3、特に図3に示すように、実装基板21と、実装基板21の上面に実装された複数のLED23と、複数のLED23を被覆する封止体25とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, particularly FIG. 3, the
実装基板21は、図3の(a)に示すように、平面視形状が矩形状をし、LED23から下方に発せられた光が透過するように、例えばガラスやアルミナ等の透光性材料により構成されている。
As shown in FIG. 3A, the mounting
実装基板21は、複数のLED23を接続する(直列接続又は/及び並列接続である。)ための接続パターン27aと、回路ユニット15に接続されたリード線67,69と接続するための端子パターン27b,27cとからなる導電路27を有する。
The mounting
なお、導電路27も、LED23からの光が透過するように、例えばITO等の透明電極が用いられている。
The
リード線67,69は、図3の(b)に示すように、実装基板21の貫通孔29を下側から上側へと挿通する先端部が端子パターン27b,27cに半田31により接続される。
As shown in FIG. 3B, the
LED23は、所謂、チップの形態で実装基板21に実装されている。複数のLED23は、図3の(b)で示すように、間隔(例えば、等間隔である。)をおいて、実装基板21の長手方向と平行に2列状に配置されている。なお、LED23の個数、配列等は、LEDランプ1に要求される輝度等により適宜決定される。
The
封止体25は、例えばシリコーン樹脂等の透光性材料からなり、2列状に配されたLED23を列単位で被覆し、LED23への空気・水分の侵入を防止している。
The sealing
封止体25は、LED23から発せられた光の波長を変換する必要がある場合は波長変換機能を有する。波長変換機能は、例えば、蛍光体粒子等の波長変換材料を透光性材料に混入することで実施できる。
The sealing
本実施形態では、LED23は青色光を発光色とするものであり、波長変換材料は青色光を黄色光に変換する。これにより、LEDモジュール11は、LED23から発せられた青色光と、波長変換材料により波長変換された黄色光とにより混色された白色光を出射することとなる。
(2)バルブ
バルブ3は、図2に示すように、開口を有するグローブ35と、LEDモジュール11をグローブ35の略中央に格納する状態でグローブ35の開口を気密状に塞ぐステム(本発明の基台の一例である。)37とを有し、内部に空気よりも熱伝導率の高いヘリウム(He)ガスが封入されている。これにより、点灯中のLEDモジュール11の熱を効率良くグローブ35に伝えることができる。なお、グローブ35とケース5とから本発明の筺体が構成される。In the present embodiment, the
(2) Valve As shown in FIG. 2, the
グローブ35は、所謂、Aタイプであり、透光性材料であるガラス材料により構成されている。グローブ35は、図2に示すように、中空状の球状部35aと、球状部35aから下方に延伸する筒状部35bとを有し、筒状部35bの下端開口がステム37により封止されている。
The
ステム37は、所謂、フレアタイプであり、透光性材料であるガラス材料で構成されている。ステム37には、バルブ3内の排気等に利用された排気管39が設けられている他、LEDモジュール11への電力供給用のリード線67,69と、LEDモジュール11を支持する支持体として機能する棒状部材9とがそれぞれ封着されている。
The
ステム37とグローブ35との接合は、両者の接合予定部位を加熱して、当該部位のガラス材料を溶融させることで行われる。バルブ3内には、LEDモジュール11、リード線67,69及び棒状部材9の一部、熱伝導フィルム13が収容されている。
(3)棒状部材
棒状部材9は、上下方向に延伸する状態でその中間部がステム37に封着され、ステム37がグローブ35に装着されることでバルブ3を貫通する。棒状部材9は、金属材料、例えばジュメット材料により構成されている。The joining of the
(3) Bar-shaped member The bar-shaped
棒状部材9は、複数本(ここでは4本である。)あり、バルブ3内に位置する端部ではLEDモジュール11を支持する。なお、棒状部材9は、本発明の支持部材の一例である。
There are a plurality of rod-like members 9 (here, four), and the
LEDモジュール11の支持は、4本の棒状部材9の端部が平面視矩形状のLEDモジュール11の4角に近い部分に接合されることで行われる。棒状部材9の接合は、図3の(c)に示すように、棒状部材9の端部がLEDモジュール11の実装基板21の凹部41に挿入された状態で接着剤43により行われる。
The
棒状部材9の下端部は、ケース5と接触する伝熱板17に熱的に接続されている。これにより、点灯中のLEDモジュール11の熱を、棒状部材9を介してバルブ3外へと取り出し、取り出した熱を伝熱板17からケース5、口金7、照明装置のソケットへと積極的に放熱(伝熱)する。
(4)ケース
ケース5は、樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)により構成された筒状をし、中心軸方向のグローブ35側半分が大径部5aに、口金7側半分が小径部5bにそれぞれなっている。The lower end of the rod-shaped
(4) Case The
大径部5aはバルブ3の下端部に対して外嵌する状態で装着され、小径部5bは口金7により套設されている。小径部5bの外周には雄ネジが形成され、エジソンタイプの口金7の雌ネジと螺合する。
The large-
ケース5の小径部5bの外周には、口金7と接続するリード線65を固定するための固定溝5cがケース5の中心軸と平行に形成されている。ケース5の内部には、回路ユニット15の回路基板55を固定するための固定手段(係止手段)59が設けられている。固定方法については、回路ユニット15の説明の際に行う。
On the outer periphery of the
ケース5は、ケース5の内部に収納する回路ユニット15が点灯中に発生する熱を外部に放出する機能を有する。放熱は、ケース5から外気への熱伝導、外気による対流、輻射等により行われる。
(5)伝熱板
図4は、ケース内の伝熱板の様子を示す斜視図であり、(a)は伝熱板を上側から見た図であり、(b)は伝熱板を下側から見た図である。The
(5) Heat Transfer Plate FIG. 4 is a perspective view showing the state of the heat transfer plate in the case, (a) is a view of the heat transfer plate from above, and (b) is the heat transfer plate below. It is the figure seen from the side.
なお、図4では、ケース、バルブ等の図示を省略している。 In FIG. 4, the case, the valve, and the like are not shown.
本実施形態に係るLEDランプ1は、点灯中のLEDモジュール11の熱をケース5からも積極的に放出する構造を採用している。具体的には、棒状部材9におけるバルブ3の外側の端部とケース5とを伝熱板17を介して熱的に接続している。
The
伝熱板17は、熱伝導性の優れた材料、ここでは、アルミニウム材料が用いられ、ケース5の大径部5aの内周形状に対応した円板状をしている。伝熱板17は、同図に示すように、排気管39用の貫通孔46を中心した仮想の円周上に、LEDモジュール11と回路ユニット15とを接続するリード線67,69用の2個の貫通孔45と棒状部材9用の4個の貫通孔47とを等ピッチで有する。
The
リード線67,69は貫通孔45をそのまま通過し、棒状部材9は、その下端部が貫通孔47から少し突出した状態で伝熱板17の下面に接着剤49で固着される。接着剤49は、ケース5の熱伝導率と同等もしくはそれ以上の熱伝導率を有している。
The
伝熱板17は、上側に小径部15aと下側に大径部15bとを有し、小径部15aの外周面がステム37の内周面に、大径部15bの外周面がケース5の内周面にそれぞれ接着剤(無機系・有機系どちらでもよい。)51を介して固着されている。
The
接着剤51は、ケース5の熱伝導率と同等もしくはそれ以上の熱伝導率を有している。これにより、LEDモジュール11から棒状部材9、伝熱板17を経由してケース5へと積極的に熱を伝える熱伝導路が確立される。
The adhesive 51 has a thermal conductivity equal to or higher than that of the
なお、接着剤49,51の熱伝導率は、ケース5の材料と同じ樹脂材料を用いる場合は当然ケース5と同等の熱伝導率を有することとなり、ケース5の熱伝導率よりも低い材料(例えば樹脂材料)を利用する場合は、例えば、金属製のフィラー等を混入することで熱伝導率をケース5と同等もしくはそれ以上にすることができる。
(6)回路ユニット
回路ユニット15は、回路基板55と、当該回路基板55に実装された各種の電子部品57,58とを備え、各種電子部品57,58によって、口金7を介して受電した商業電力(交流)を整流する整流回路と、整流された直流電力を平滑化する平滑回路とが構成される。なお、回路ユニット15は、口金7とはリード線63,65で、LEDモジュール11とはリード線67,69でそれぞれ接続されている。In addition, when using the same resin material as the material of the
(6) Circuit Unit The
整流回路は回路基板55の上面側のダイオードブリッジ57により、平滑回路は回路基板55の下面側のコンデンサ58によりそれぞれ構成され、コンデンサ58の本体部が口金7の内部に位置する。
The rectifier circuit is constituted by a
回路基板55は、ケース5の内部の係止手段59により固定される。具体的には、ケース5の内部の段差部59aに回路基板55の下面の周縁部分が当接し、係止部59bにより回路基板55の上面が係止されている。係止部59bは、周方向に間隔(例えば、等間隔である。)をおいて複数個(例えば4個である。)形成され、段差部59aに近づくに従ってケース5の中心軸側に張り出す。
The
回路基板55を装着する際には、回路ユニット15をケース5の大径部5a側から挿入し、回路基板55の下面(口金7側の面)が係止部59bに到達すると、回路基板55をさらに押し込んで係止部59bを通過させる。これにより、回路基板55が係止部59bにより係止され、回路ユニット15がケース5に装着される。
(7)口金
口金7は、LEDランプ1の照明器具への取付機能を有する他、商業電源と電気的に接続する機能を有する。口金7は、白熱電球で利用されているエジソンタイプであり、筒状であって周壁がネジ状をしたシェル部71と、シェル部71に絶縁材料73を介して装着されたアイレット部75とからなる。When mounting the
(7) Base The
回路ユニット15と接続する一方のリード線65は、ケース5の小径部5bの下端の開口端で外周面側へと折り返されて、ケース5の固定溝5cに嵌められた状態でシェル部71に覆われることで、シェル部71に接続される。他方のリード線63は、半田付けによりアイレット部75に接続される。
One
口金7は、シェル部71がケース5の小径部5bに螺合する状態で、シェル部71の上端部がカシメられて、ケース5に取り付けられる。
(8)熱伝導フィルム
熱伝導フィルム13は、グローブ35とケース5とからなる筐体内、具体的には、バルブ3内の空間を徘徊する状態で設けられている。熱伝導フィルム13は、LED23の点灯中に発生する熱が伝導している部材(バルブ3内のヘリウムガス等の気体を除く。)と、グローブ35とに接触する。上記熱が伝導している部材とは、LEDモジュール11(正確には、実装基板21である。)、棒状部材9、リード線67,69等があり、第1の実施形態では、LEDモジュール11である。The
(8) Thermal Conductive Film The thermal
熱伝導フィルム13は、ここでは、ランプ軸と直交する方向であって矩形状のLEDモジュール11の長辺と直交する方向から見たとき(図2である。)に全体形状としては環状をしている。なお、ここでの環状は、全体として環状をしておればよく、帯状の熱伝導フィルム(13)をドーム形状(環状の一部が除去されたような形状)も環状の概念に含まれる。
Here, the heat
熱伝導フィルム13は可撓性を有する。このため、熱伝導フィルム13は、グローブ35の内周面に当接して変形することで、グローブ35の内周面に接触している。
The heat
熱伝導フィルム13は、帯状をし、両端部がLEDモジュール11の実装基板21におけるLED23が実装されている側の主面に接着剤を利用して固着されている。より具体的は、実装基板21上の2列の封止体25間に固着されている。
The heat
熱伝導フィルム13は、熱伝導性の良い樹脂材料から形成されたものである。熱伝導フィルム13がLEDモジュール11の光の出射線上に配される場合(図2では、LEDモジュール11の上方になる。)は、熱伝導フィルム13は透光性を有する材料により構成されるのが好ましい。
The heat
逆に、熱伝導フィルム13がLEDモジュール11の光の出射線上に配されない場合(例えば、図2では、LEDモジュール11の下方となる。)は、熱伝導フィルム13は透光性を有する材料により構成されなくてもよい。また、LEDモジュール11に装着される場合、伝導路と接触するおそれがある場合は、絶遠材料により構成されるのが好ましい。
Conversely, when the heat
熱伝導フィルム13の具体的な材料としては、銅網入り透明フィルム等がある。特に、より良い伝導性が必要な場合は、メソゲン骨格を有するエポキシ樹脂や、良熱伝導性を有するセラミック等を含有した樹脂材料等を利用することができる。
3.製造方法
第1の実施形態に係るLEDランプ1の製造方法について、主に、図5〜7に基づいて説明する。Specific materials for the heat
3. Manufacturing Method A manufacturing method of the
図5は、ステムの製造を説明する図であり、図6及び図7は、ランプの組み立て工程を説明する図である。
(1)ステムの製造について
ステム37には、排気管39と一対のリード線67,69と4本の棒状部材9が気密状に取着されている。ここでは、これらが一体になったマウント93の製造方法について説明する。FIG. 5 is a diagram illustrating the manufacture of the stem, and FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating the assembly process of the lamp.
(1) About Manufacture of Stem On the
まず、図5の(a)に示すように、末広がり状をしたフレア管81、排気管39用の細管83、リード線67,69用の2本の金属線85、棒状部材9用の金属棒87を準備し、細管83の上端をフレア管81内の上部に配置し、2本の金属線85と4本の金属棒87とをフレア管81の一方の端部から挿入させて、フレア管81の両端から延出させる。細管83、金属線85及び金属棒87の位置関係は、細管83を中心とする仮想の円周上であって、2本の金属線85が細管83を挟んで対向し、2本を1組した各組の2本の金属線85が細管83を挟んで対向する(図4参照)。
First, as shown in FIG. 5A, a
この位置関係を維持した状態で、フレア管81の上部をバーナー89で加熱する。加熱により、溶融したフレア管81の上部と細管83の上端部とが変形・溶融し、2本の金属線85と4本の金属棒87との間に溶融したガラス材料が回り込み、フレア管81の上部の開口81aが塞がれる。これにより、図5の(b)に示すように、フレア管81と細管83とが溶着したステム37が完成すると共に金属線85と金属棒87とがステム37に封着される。
While maintaining this positional relationship, the upper part of the
次に、ステム37における細管83の上方に位置する部分を、図5の(b)に示すように、バーナー89で加熱し、加熱部分が溶融し始めると、細管83の下端開口から空気を吹き込む。やがて、溶融した部分から空気が噴出し、図5の(c)に示すように、細管83に連通する排気口91がステム37に形成される。これにより、LEDモジュール11を保持すためのマウント93が完成する。
(2)ランプの組み立て
次に、LEDランプ1の組み立てについて図6及び図7を用いて説明する。Next, as shown in FIG. 5B, the portion of the
(2) Assembling the lamp Next, the assembling of the
図6の(a)のように、マウント93とLEDモジュール11を準備し、4本の金属棒87を実装基板21の凹部41(図3の(c)参照)へと挿入した状態で金属棒87の先端部と実装基板21とを接着剤43により固着する。これによりLEDモジュール11が金属棒87に支持される。
As shown in FIG. 6A, the
次に、2本の金属線85を実装基板21の貫通孔29に通し、金属線85の先端部と端子パターン27b,27c(図3の(a)参照)とを半田31で固定する。
Next, the two
図6の(b)のように、帯状の熱伝導フィルム13用のフィルム(13)を準備して、各端部をLEDモジュール11の実装基板21の2列の封止体25間に熱伝導性の高い接着剤により固着する。これにより、金属線85がLEDモジュール11に接続されると共に、図6の(c)に示すように、LEDモジュール11付のマウント93に熱伝導フィルム13が装着される。なお、熱伝導フィルム13が装着されたLEDモジュール11付のマウント93を、高伝導性LEDモジュール付マウント93とする。
As shown in FIG. 6B, a film (13) for the belt-like heat
次に、図6の(c)のように、高伝導性LEDモジュール付マウント93のLEDモジュール11を、グローブ35の開口から熱伝導フィルム13側から内部へと挿入し、熱伝導フィルム13をグローブ35の内面と接触させる。そして、LEDモジュール11(高伝導性LEDモジュール付マウント93)をさらにグローブ35内部へと挿入してステム37の周縁部とグローブ35の開口端部とを付き合せる。このとき、熱伝導フィルム13は、可撓性を有するため、LEDモジュール11の挿入に伴って変形して、グローブ35との接触面積が増加する。
Next, as shown in FIG. 6C, the
ステム37の周縁部とグローブ35の開口端部とを付き合せた状態で、その付き合せ部位をバーナー89で加熱してステム37とグローブ35とを溶着する。これによりバルブ3が完成し、排気管39を利用してバルブ3内の排気・ヘリウムガスの封入を行った後、排気管39をチップ・オフ封止する。
With the peripheral edge of the
続いて、図7の(a)に示すように、バルブ3の下端から延出する排気管39と2本の金属線85と4本の金属棒87とを伝熱板17用の金属板95の対応する貫通孔95a,95b,95cに通し、金属板95をバルブ3に近づけて、バルブ3の下端部の内周面と金属板95の小径部の外周縁とを接着剤51で固着する。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, the
そして、図7の(b)に示すように、回路ユニット15をケース5に格納し、2本の金属線85を回路基板55に接続した後、ケース5をバルブ3の下端部に接着剤51にて固着する。なお、金属棒87、金属板95は、ケース5と金属板95とが接続されて、LEDモジュール11(まだ点灯されない)の熱をケース5に伝達できる状態になると、棒状部材9、伝熱板17となる。
7B, the
次に、ケース5の小径部5bに口金7を螺着して、回路ユニット15に接続されている金属線を口金7に接続する。これで、図7の(c)のような、LEDランプ1が完成する。なお、金属線85等は、回路ユニット15やLEDモジュール11と電気的に接続されてリード線67,69等になる。
4.放熱特性
LED23で発生した熱は、複数の経路でグローブ35へと伝わる。Next, the
4). Heat Dissipation Characteristics The heat generated in the
第1の経路は、LEDモジュール11から熱伝導フィルム13を経由してグローブ35へと伝わる経路である。第2の経路は、LEDモジュール11からバルブ3内のヘリウムガスを経由してグローブ35へと伝わる経路である。第3の経路は、LEDモジュール11から棒状部材9、ステム37を経由してグローブ35に伝わる経路である。
The first path is a path that is transmitted from the
上記の経路からグローブ35に伝導された熱は、グローブ35の外面から伝導・対流・輻射により大気へと放出される。特に、第1の経路では、熱伝導フィルム13がLED23に近い実装基板21に固着されているため、熱伝導フィルム13に伝導する熱量が多くなり、LED23の温度上昇を抑制することができる。
The heat conducted from the above path to the
熱伝導フィルム13に伝導した熱は、温度の低いグローブ35側へと伝導する。その際、熱伝導フィルム13から、当該熱伝導フィルム13に接触するヘリウムガスに熱が伝導し、LEDモジュール11から熱伝導フィルム13への熱伝導を促進させることができる。
The heat conducted to the
また、熱伝導性の優れたヘリウムガスを介してLED23からの熱をグローブ35に伝導させる構造としているため、LED23の熱をグローブ内の空気を介して伝える構造よりも伝熱作用を大幅に向上させることができる。
In addition, since the heat from the
さらに、LEDモジュール11をグローブ35の球状部35aの略中央に配置しているため、バルブ3内のヘリウムガスに均等に熱を伝え易くなる。また、グローブ35を白熱電球のガラスバルブに似た大きさ・形状としているため、グローブ35の包絡面積が大きくなり、グローブ35から大気へと放熱特性を高めることができる。
Furthermore, since the
一方、棒状部材9、伝熱板17及びケース5を熱伝導性の優れた接着剤49,51で接続している(LEDモジュール11からの熱を積極的にケース5へと伝導させている)。このため、LED23の熱は、LEDモジュール11から棒状部材9、伝熱板17を経由してケース5や口金7に伝わる(第4の経路である)。ケース5の熱は、伝導・対流・輻射により大気へと放出されたり、さらに口金7へと伝わったりする。口金7へと伝わった熱は、ソケットから照明器具側へと伝わる。
On the other hand, the rod-shaped
このように、放熱するための熱経路を複数有することで高い放熱特性を得ることができる。例えば、上述の第1〜第3の経路を伝わった熱によりバルブ3の温度が上昇し、それ以上の熱を放熱できないような場合でも、LEDモジュール11に残る熱を、第4の経路を利用して、バルブ3以外の部材であってまだ高温となっていないケース5や口金7に棒状部材9を介して伝えることができる。
<第2の実施形態>
本発明を実施するための第2の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
1.全体構成
図8は、第2の実施形態に係るLEDランプの斜視図であり、図9は、LEDランプの正面断面図であり、図10は、LEDランプの分解斜視図である。Thus, high heat dissipation characteristics can be obtained by having a plurality of heat paths for radiating heat. For example, even when the temperature of the
<Second Embodiment>
A second embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1. Overall Configuration FIG. 8 is a perspective view of an LED lamp according to the second embodiment, FIG. 9 is a front sectional view of the LED lamp, and FIG. 10 is an exploded perspective view of the LED lamp.
LEDランプ(本発明のランプの一例である。)100は、光源であるLED103(図9の拡大図参照)を備えるLEDモジュール105をグローブ107内に有している。グローブ107の開口側の端部にはケース109が取着されている。グローブ107とケース109とから本発明の筺体が構成される。
An LED lamp (an example of the lamp of the present invention) 100 has an
ケース109は筒状をしている。ケース109の一端(図8における下側である。)には口金111が取着されている。また、ケース109の他端側の開口は基台113により塞がれている。
The
ケース109と基台113とにより容器が構成されている。容器内には、LEDモジュール105と、当該LEDモジュール105に取着され且つグローブ107と接触する熱伝導フィルム119とが収容されている。
The
ケース109の内部には回路ユニット115が格納されている。基台113には、グローブ107内へと延伸する延伸部材117が取着されている。延伸部材117の延伸先端にはLEDモジュール105が取着されている。なお、延伸部材117は、容器内に収容され、本発明の支持部材の一例である。
2.各部構成
(1)LEDモジュール
LEDモジュール105は、実装基板121、LED103及び封止体123を備える。A
2. Component Configuration (1) LED Module The
実装基板121は、ここでも、透光性材料により構成され、平面視形状が矩形状をしている。なお、実装基板121は、接続パターンと端子パターンとを含む導電路を有する。導電路は、透光性の材料であるITO等により構成されている。
The mounting
LED103は、図9の拡大図で示すように、間隔(例えば、等間隔である。)をおいて、矩形状の実装基板121の長手方向に沿って直線状に4列に配置され、封止体123は、列状に配された複数のLED103を2列単位で被覆している。
As shown in the enlarged view of FIG. 9, the
実装基板121は、回路ユニット115と電気的に接続されたリード線149,151が導電路と接続する部分又はその周辺に貫通孔を有し、当該貫通孔を通ったリード線149,151の他端が半田124等により導電路の端子パターンと接続される。
(2)グローブ
グローブ107は、一般白熱電球(フィラメントを有する電球)と似た形状をした、いわゆるAタイプである。グローブ107は、第1の実施形態と同様に、球状部107aと筒状部107bとを有し、透光性材料により構成されている。筒状部107bは、球状部107aから離れるに従って縮径している。なお、筒状部107bにおける球状部107aと反対側の端部に開口が存在し、この端部を開口側端部107cとする。
(3)ケース
ケース109は、白熱電球のバルブの口金側に近い部分と同じような形状をしている。ケース109は、第1の実施形態と同様に、大径部109aと小径部109bとを有し、大径部109aと小径部109bとの間には段差部109cが生じている。ケース109は、大径部109aの端部が上述したように基台113により塞がれている。グローブ107はケース109の大径部109aと基台113とに固着されている。The mounting
(2)
(3) Case The
ケース109の小径部109bには口金111が被着している。口金111は、エジソンタイプである。このため、小径部109bの外周が雄ネジとなっており、この雄ネジ部分が口金111内にねじ込まれている。これにより、口金111とケース109とが結合される。
A
また、ケース109の小径部109bには、ケース109の中心軸が延伸する方向と平行に延伸する溝109dが形成されている(図10参照)。この溝109dは、後述する口金111と回路ユニット115とを接続するリード線133を固定する(リード線133の移動を規制する)ものである。
Further, a
ケース109は、その上端側の開口が上述の基台113により塞がれ、下端側の開口が口金111により塞がれることで、内部に密閉状の空間を有する。この空間には回路ユニット115が収納される。回路ユニット115の装着方法については、第1の実施形態と同様であり、回路ユニット115と係止して装着する係止手段147がケース109内に設けられている。
(4)口金
口金111は、LEDランプ100が照明器具に取着されて点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるためのものである。口金111は、第1の実施形態と同様に、シェル部127、絶縁材料129及びアイレット部131からなる。The
(4) Base The
シェル部127はリード線133を介して、アイレット部131はリード線135を介して、それぞれ回路ユニット115と接続されている。なお、リード線133は、ケース109の小径部109bの内側から下端の開口を経由して外側へと引き出されてケース109の溝109dに嵌められた状態で、シェル部127に覆われている。これにより、ケース109の外周とシェル部127の内周とにリード線133が挟まれ、リード線133と口金111とが電気的に接続される。
(5)基台
基台113は、ケース109の大径部109aに挿入される。基台113は、ケース109の内部に挿入されるため、ケース109の大径部109aの内面に対応した外面(周面)を有する。ここでは、ケース109の内周面と基台113の外周面とが対応しており、大径部109aの横断面の内周面の形状が円形状をしているため、基台113も横断面形状が円形状をした円盤状をしている。The
(5) Base The
基台113は、小径部113aと、小径部113aよりも径の大きな大径部113bとを有する。大径部113bの外周面がケース109の大径部109aの内周面に対応(当接)する。基台113がケース109に挿入されると、小径部113aとケース109の内周面との間に、ケース109の内周面に沿った溝137が形成される。
The
溝137には、図9に示すように、グローブ107の開口側端部107cが挿入され、接着剤139により固着されている。また、基台113は、ケース109の大径部109aに挿入された状態で、接着剤139によってケース109及びグローブ107に接合されている。
As shown in FIG. 9, the opening-
基台113は、ケース109の大径部109aの開口を塞ぐ機能を有する他、内部に格納する回路ユニット115がLED103を発光させる際に発生する熱をケース109に伝える機能を有する。また、点灯中にLED103に生じた熱であって、延伸部材117から伝導してきた熱を、グローブ107とケース109とに伝える機能を有する。このため、基台113は、熱伝導性の良好な材料で構成されている。具体的には、金属、樹脂等である。
(6)回路ユニット
回路ユニット115は、第1の実施形態と同様に、回路基板141と、当該回路基板141に実装された各種の電子部品143,145とから構成されている。回路基板141は、ケース109の内部に、第1の実施形態と同様に、係止構造を利用して固定される。なお、本実施形態においても、整流回路はダイオードブリッジ145により、平滑回路はコンデンサ143により構成されている。
(7)延伸部材
延伸部材117は、LEDモジュール105をグローブ107の中央位置で支持する。延伸部材117は、棒状をし、上端部はLEDモジュール105に結合され、下端部は基台113に取着されている。つまり、延伸部材117は、基台113からグローブ107の内部へと延伸する状態で基台113に設けられている。The
(6) Circuit Unit The
(7) Stretching member The stretching
延伸部材117の上端部とLEDモジュール105との結合は、例えば、係合構造を利用している。図10に示すように、延伸部材117の上面には凸部117aが形成され、LEDモジュール105の実装基板121の略中央には孔部121aが形成されている。凸部117aの形状と孔部121aの形状とは互いに対応しており、延伸部材117の上面の凸部117aがLEDモジュール105の孔部121aに挿入(嵌合)することで両者が結合される。
For example, an engagement structure is used for the connection between the upper end portion of the extending
延伸部材117の下端部と基台113との結合は、例えば接着構造を利用している。延伸部材117の下面は平坦となっている。延伸部材117の平坦な下面が基台113の平坦な上面に接着剤(図示省略)により固着(結合)されている。
The bonding between the lower end portion of the stretching
延伸部材117は、基台113とでLEDモジュール105を支持する機能や、発光中にLED103に発生する熱を基台113に伝える機能を有する。この伝熱機能は、熱伝導性の高い材料を用いることで実施できる。このような材料としては金属材料があり、例えば、アルミニウムで構成すると、延伸部材117の軽量化も図ることができる。
The extending
LEDモジュール105は、実装基板121を透光性材料により構成することで、後方へも光を出射させることができる。このため、延伸部材117は、LED103(LEDモジュール105)から後方へ発せられた光を遮らないように、なるべく棒状に近い形状をしている。
The
つまり、延伸部材117の中間領域は、断面が円形状をした円柱部117bとなっている。延伸部材117の上側領域は、矩形状の実装基板121の短手方向に偏平な(短手方向に厚みが薄い)形状をした偏平部117cとなっている。延伸部材117の下側領域は、基台113に近づくに従って拡径する裁頭円錐状をした円錐部117dとなっている。これにより、LED103から後方へと発せられた光であって延伸部材117の下端部に達した光は反射され易くなる。
That is, the intermediate region of the extending
延伸部材117は、LED103からの後方の光を遮らないように、透光性の材料(例えば、ガラス材料により構成されている。また、延伸部材117は、LEDモジュール105の実装基板121の裏面の一部と接触して、LEDモジュール105を支持している。これにより、LEDモジュール105は、実装基板121の裏面の広い範囲から光を出射することができる。
The extending
なお、延伸部材117には、回路ユニット115とLEDモジュール105とを電気的に接続するリード線149,151を挿通させるための貫通孔153,155が形成され、また、基台113にもリード線149,151を挿通させるための貫通孔157,159が形成されている。
(8)熱伝導フィルム
熱伝導フィルム119は、LED103が点灯中に発生する熱が伝導している部材と、グローブ107とに接触する。上記熱が伝導している部材とは、LEDモジュール105(正確には、実装基板121である。)、延伸部材117、リード線149,151等があり、ここでは、前記部材は、LEDモジュール105である。The extending
(8) Thermal Conductive Film The thermal
熱伝導フィルム119は、ここでは、ランプ軸と直交する方向であって矩形状のLEDモジュール105の長辺と直交する方向から見たとき(図9である。)に全体形状としては環状をしている。熱伝導フィルム119は可撓性を有し、変形することでグローブ107の内周面に接触する。
Here, the heat
熱伝導フィルム119は、両端部がLEDモジュール105の実装基板121におけるLED103が実装されている側の主面と反対側の主面に接着剤を利用して固着されている。熱伝導フィルム119は、リード線149,151に対応する部分に切欠き部を有している。なお、熱伝導フィルム119は、第1の実施形態と同様に、高い熱伝導性、絶縁性、透光性を有する材料により構成されている。
3.放熱特性
熱伝導フィルムを利用した場合の効果について確認試験を行った。Both ends of the heat
3. Heat Dissipation Characteristics A confirmation test was conducted on the effect of using a heat conductive film.
試験は、図8〜図9に示すLEDランプ100と、当該ランプから熱伝導フィルムを取り除いたLEDランプとで、実際に点灯させ、LED103のジャンクション温度(Tj)を測定した。
In the test, the
試験に用いたランプのLEDモジュール105は、48個のLED103を実装し、12直4並に接続したものであり、投入電力が7[W]である。ジャンクション温度測定は、点灯してから1時間経過後である。
The
熱伝導フィルム119は、幅5[mm]、厚さ0.5[mm]であり、LEDモジュール105との接触面積が125[mm2]であり、グローブ107との接触面積が380[mm2]である。The heat
熱伝導フィルム119を備えるLEDランプ100では、ジャンクション温度が120[℃]であるのに対し、熱伝導フィルム119を備えないLEDランプでは、ジャンクション温度が125[℃]である。つまり、熱伝導フィルム119を設けることによりジャンクション温度が5[℃]程度下がることが確認できた。
<第3の実施形態>
第1及び第2の実施形態では、特に、LEDランプ1,101について説明したが、本発明は、上記LEDランプを利用した照明装置にも適用できる。第3の実施形態では、第1の実施形態に係るLEDランプ1を照明器具(ダウンライトタイプである。)に装着する場合について説明する。In the
<Third Embodiment>
In the first and second embodiments, the
図11は、第3の実施形態に係る照明装置の概略図である。 FIG. 11 is a schematic diagram of a lighting apparatus according to the third embodiment.
照明装置201は、例えば、天井202に装着されて使用される。
The
照明装置201は、図11に示すように、LEDランプ(例えば、第1の実施形態で説明したLEDランプ1である。)1と、LEDランプ1を装着して点灯・消灯をさせる照明器具203とを備える。
As shown in FIG. 11, the
照明器具203は、例えば、天井202に取着される器具本体205と、器具本体205に装着され且つLEDランプ1を覆うカバー207とを備える。カバー207は、ここでは開口型であり、LEDランプ1から出射された光を所定方向(ここでは下方である。)に反射させる反射膜211を内面に有している。
The
器具本体205には、LEDランプ1の口金7が取着(螺着)されるソケット209を備え、このソケット209を介してLEDランプ1に給電される。
The appliance
本実施形態では、照明器具203に装着されるLEDランプ1のLED23(LEDモジュール11)の配置位置が白熱電球のフィラメントの配置位置に近いため、LEDランプ1における発光中心と、白熱電球における発光中心とが近いものとなる。
In the present embodiment, since the arrangement position of the LED 23 (LED module 11) of the
なお、ここでの照明器具は、一例であり、例えば、開口型のカバー207を有さずに、閉塞型のカバーを有するものであってもよいし、LEDランプが横を向くような姿勢(ランプの中心軸が水平となるような姿勢)や傾斜する姿勢(ランプの中心軸が照明器具の中心軸に対して傾斜する姿勢)で点灯させるような照明器具でもよい。
Note that the lighting fixture here is an example. For example, the lighting fixture may not have the opening-
また、照明装置は、天井や壁に接触する状態で照明器具が装着される直付タイプであったが、天井や壁に埋め込まれた状態で照明器具が装着される埋込タイプであってもよいし、照明器具の電気ケーブルにより天井から吊り下げられる吊下タイプ等であってもよい。 In addition, the lighting device is a direct attachment type in which the lighting fixture is mounted in a state of being in contact with the ceiling or the wall. Alternatively, a hanging type that is suspended from the ceiling by an electric cable of a lighting fixture may be used.
さらに、ここでは、照明器具は、装着される1つのLEDランプ1を点灯させているが、複数、例えば、3個のLEDランプが装着されるようにものであってもよい。
<変形例>
以上、本発明の構成を第1〜第3の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態等に限られない。例えば、以下のような変形例を挙げることができる。
1.熱伝導フィルム
第1の実施形態及び第2の実施形態では、熱伝導フィルムは、LEDモジュールにおけるLEDの実装面側に1つ配されていたが、LEDの発光中の熱をグローブに伝えることができれば、他の位置に配置してもよいし、複数配置してもよい。Furthermore, although the lighting fixture is lighting one
<Modification>
As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated based on the 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to the said embodiment etc. For example, the following modifications can be given.
1. Thermal Conductive Film In the first and second embodiments, one thermal conductive film is disposed on the LED mounting surface side of the LED module, but can transmit heat during light emission of the LED to the globe. If possible, they may be arranged at other positions or a plurality of them.
以下、熱伝導フィルムの配置及び個数についての変形例を説明する。 Hereinafter, the modification about arrangement | positioning and the number of heat conductive films is demonstrated.
図12〜図15は変形例に係るランプの要部断面図である。
(1)変形例1
図12は変形例1に係るランプの要部断面図である。12-15 is principal part sectional drawing of the lamp | ramp which concerns on a modification.
(1)
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part of a lamp according to the first modification.
ランプ301は、グローブ303と基台とからなる容器305内に、LEDモジュール307、支持部材309及び熱伝導フィルム311を収容する。なお、支持部材309は基台からグローブ303の中央へと延出している。
The
LEDモジュール307は筒状の支持部材309により支持されている。LEDモジュール307は、支持されている側と反対側の主面(表面)にLEDを備える。なお、回路ユニットとLEDモジュール307とを電気的に接続するリード線313,315は、支持部材309内の空洞部を挿通する。
The
熱伝導フィルム311は、LEDモジュール307におけるLEDが実装されている主面と反対側の主面(裏面)とグローブ303との間に配されている。熱伝導フィルム311は、帯状をした環状に構成され、LEDモジュール307の裏面に固着されている。
The heat
ここでの熱伝導フィルム311は、2つあり、支持部材309を、矩形状のLEDモジュール307の短手方向から挟むように配されている。図12の熱伝導フィルム311は支持部材309の奥に配された熱伝導フィルム311である。各熱伝導フィルム311は、図12に示すように、グローブ303の内面と2か所(2つの領域)で接触している。
(2)変形例2
図13は変形例2に係るランプの要部断面図である。There are two heat
(2) Modification 2
FIG. 13 is a cross-sectional view of a main part of a lamp according to the second modification.
ランプ351は、グローブ353と基台とからなる容器355内に、LEDモジュール357、支持部材359及び熱伝導フィルム361を収容する。図13は、矩形状のLEDモジュール357の短辺と直交する方向から見た図である。
The
LEDモジュール357は筒状の支持部材359により支持されている。LEDモジュール357は、支持されている側と反対側の主面(表面)にLEDを備える。支持部材359は基台からグローブ353の中央へと延出している。なお、回路ユニットとLEDモジュール357とを電気的に接続するリード線363,365は、支持部材359内の空洞部を挿通する。
The
熱伝導フィルム361は、帯状をし、その端部がLEDモジュール357におけるLEDが実装されている主面と反対側の主面(裏面)に取着され、中間部がLEDモジュール357の表側に配されている。つまり、LEDモジュール357に取着する前の状態で、帯状の中間部をLEDモジュール357の長手方向に沿うようにLEDモジュール357の表側に配置し、両端部をLEDモジュール357の裏面に取着している。
The heat
ここでの熱伝導フィルム361は2つあり、LEDモジュール357の2列の封止体367に沿って(封止体367と平行となるように)配されている。なお、熱伝導フィルム361の端部は、実装基板369におけるLED実装領域の裏側に位置する。
(3)変形例3
図14は変形例3に係るランプの要部断面図である。The two heat
(3)
FIG. 14 is a cross-sectional view of a main part of a lamp according to the third modification.
ランプ401は、グローブ403と基台405とからなる容器407内に、LEDモジュール409、支持部材411及び熱伝導フィルム413を収容する。支持部材411は基台405からグローブ403の中央へと延出している。
The
LEDモジュール409は筒状の支持部材411により支持されている。LEDモジュール409は、支持されている側と反対側の主面(表面)にLEDを備える。なお、回路ユニットとLEDモジュール409とを電気的に接続するリード線415,417は、支持部材411内の空洞部を挿通する。
The
熱伝導フィルム413は、LEDモジュール409と支持部材411とグローブ403との間に配されている。熱伝導フィルム413は、帯状をした環状に構成され、LEDモジュール307の裏面と支持部材411とに固着されている。
The heat
ここでの熱伝導フィルム413は、2つあり、支持部材411を、矩形状のLEDモジュール409の長手方向から挟むように配されている。図14は、支持部材411の左右に熱伝導フィルム413が配されている。各熱伝導フィルム413は、図14に示すように、グローブ403の内面と1か所(1つの領域)で接触している。
(4)変形例4
図15は変形例4に係るランプの要部断面図である。There are two heat
(4) Modification 4
FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part of a lamp according to the fourth modification.
ランプ451は、グローブ453と基台455とからなる容器457内に、LEDモジュール459、支持部材461及び熱伝導フィルム463を収容する。支持部材461は基台455からグローブ453の中央へと延出している。
The
LEDモジュール459は筒状の支持部材461により支持されている。LEDモジュール459は、支持されている側と反対側の主面(表面)にLEDを備える。なお、回路ユニットとLEDモジュール459とを電気的に接続するリード線465,467は、支持部材461内の空洞部を挿通する。
The
熱伝導フィルム463は、グローブ453の内面に接触すると共に、基台455における支持部材461が取着されている面に接触する。ここでは、基台455は、変形例1〜3における基台よりもグローブ453の内側へと張り出している。熱伝導フィルム463は、ここでは、帯状をした環状に構成され、基台455とグローブ453とに固着されている。
(5)その他
熱伝導フィルムの配置位置等は、上記の実施形態や変形例1〜4を適宜組み合わせた位置に配してもよいし、個数も実施形態や変形例1〜4と適宜組み合わせた個数としてもよい。さらに、熱伝導フィルムの幅は、グローブとの接触面積や伝熱量を考慮して決定すればよい。The heat
(5) Others The arrangement position of the heat conductive film and the like may be arranged at a position where the above-described embodiment and modification examples 1 to 4 are appropriately combined, and the number is also appropriately combined with the embodiment and modification examples 1 to 4. It is good also as a number. Furthermore, the width of the heat conductive film may be determined in consideration of the contact area with the globe and the amount of heat transfer.
また、熱伝導フィルムは、環状でなくてもよく、例えば、帯状に構成し、一方端をLEDモジュール等の熱伝導部材に接触され、他方端をグローブに接触させるように、設けてもよい。この場合、熱伝導フィルムとして複数本用いてもよく、熱伝導フィルムを重ねるようにしてもよい。
2.LEDモジュール
(1)LED
上記実施形態や変形例では、光源としてLED素子を利用したが、例えば、表面実装タイプや砲弾タイプのLEDを利用してもよい。この場合、LED素子は樹脂封止されており、LEDモジュールは、実装基板とLEDとを有することとなる。Moreover, the heat conductive film may not be cyclic | annular, for example, it may comprise in strip | belt shape, and may be provided so that one end may be contacted with heat conductive members, such as an LED module, and the other end may be contacted with a glove. In this case, a plurality of heat conductive films may be used, or heat conductive films may be stacked.
2. LED module (1) LED
In the said embodiment and modification, although the LED element was utilized as a light source, you may utilize surface mount type or a shell type LED, for example. In this case, the LED element is resin-sealed, and the LED module has a mounting substrate and LEDs.
上記実施形態や変形例では、LEDの発光色は青色光であり、蛍光体粒子は青色光を黄色光に変換するものを例にして説明したが、他の組合せであってもよい。他の組み合わせの一例として、白色を発光させる場合、LEDの発光色を紫外線光とし、蛍光体粒子として、赤色光へ変換する粒子、緑色光へ変換する粒子、青色光へ変換する粒子の3種類を用いることができる。 In the embodiment and the modification described above, the emission color of the LED is blue light, and the phosphor particles are described as an example of converting blue light into yellow light, but other combinations may be used. As an example of other combinations, when emitting white light, the LED emission color is ultraviolet light, and phosphor particles are converted into red light, particles converted into green light, and particles converted into blue light. Can be used.
さらに、LEDの発光色を、赤色発光、緑色発光、青色発光の3種類のLED素子を用いて、混色させて白色光としてもよい。なお、LEDモジュールから発せられる光色は、いうまでもなく、白色に限定されるものでなく、用途によって種々のLED(素子、表面実装タイプを含む)や蛍光体粒子を利用することができる。
(2)実装基板
上記実施形態や変形例では、平面視形状が矩形状をした実装基板を例にして説明したが、基板の平面視形状は特に限定するものではない。他の形状としては、平面視形状が円板状、楕円状、三角形や5角形等の多角形状等がある。Furthermore, the light emission color of the LED may be mixed into white light by using three types of LED elements of red light emission, green light emission, and blue light emission. Needless to say, the light color emitted from the LED module is not limited to white, and various LEDs (including elements and surface mount types) and phosphor particles can be used depending on the application.
(2) Mounting Board In the embodiment and the modification described above, the mounting board having a rectangular shape in plan view has been described as an example, but the shape in plan view of the board is not particularly limited. As other shapes, the shape in plan view includes a disk shape, an elliptical shape, a polygonal shape such as a triangle or a pentagon, and the like.
また、上記実施形態や変形例では、薄い板(上面の面積に比べて側面の面積が小さいもの)を例にして説明したが、例えば、厚肉の板を利用してもよいし、ブロック状のものを利用してもよい。 Moreover, in the said embodiment and modification, although demonstrated as an example the thin board (thickness of a side surface is small compared with the area of an upper surface), you may utilize a thick board, for example, block shape May be used.
なお、本明細書での実装基板は、形状、厚み、形態に関係なく、LED(素子、表面実装タイプを含む)を実装すると共にLEDと電気的に接続するパターンを有したものを指している。従って、基板が、上述のブロック状をしていてもよく、実施形態における基台上に直接LEDを実装してもよい(この場合、基台を実装基板としてもよく、また、基台が実装基板であり、支持部材でもある。)し、実装基板と延伸部材とが一体になったようなものも実装基板とすることができる(この場合、基台が支持部材でもある。)。 In addition, the mounting board | substrate in this specification points out what has the pattern which mounts LED (an element and a surface mounting type are included) and is electrically connected with LED irrespective of a shape, thickness, and a form. . Therefore, the board may be in the above-described block shape, and the LED may be directly mounted on the base in the embodiment (in this case, the base may be used as a mounting board, and the base is mounted). In addition, the mounting substrate and the extending member can be integrated into the mounting substrate (in this case, the base is also the supporting member).
実施形態では、実装基板は透光性材料により構成していたが、後方に光を取り出す必要がない場合は、透光性材料以外の材料で構成してもよい。
(3)実装位置
上記実施形態や変形例におけるLEDモジュールは、実装基板を透光性材料で構成して、後方も照射するようにしていたが、他の方法で後方へ光を照射するようにしてもよい。In the embodiment, the mounting substrate is made of a translucent material, but may be made of a material other than the translucent material when it is not necessary to extract light backward.
(3) Mounting position In the LED modules in the above-described embodiments and modifications, the mounting substrate is made of a light-transmitting material so that the rear side is irradiated, but the light is irradiated rearward by other methods. May be.
他の方法としては、実装基板を透光性材料でない材料で構成し、実装基板の表裏両面にLEDを実装してもよい。さらに、実装基板を透光性材料でない材料で構成し、実装基板を球状、立方体状等に構成(例えば、6枚の絶縁板を立体的に貼り合せて、立方体状にする。)して、その表面にLED(砲弾やSMDを含む)実装してもよい。
(4)半導体発光素子
上記実施形態や変形例では、半導体発光素子としてLEDを用いたが、LED以外の半導体発光素子を用いてもよい。他の発光素子としては、例えば、LDやEL発光素子(有機及び無機を含む。)等があり、LEDを含めて、これらを組合せて使用してもよい。
3.筺体
上記実施形態では、グローブがステムや基台により塞がれてなる容器内にLEDと熱伝導フィルムとが収容されていたが、LEDと熱伝導フィルムは、グローブとケースとからなる筺体内に配され、熱伝導フィルムは、グローブと接触し、点灯中のLEDの熱をグローブへと伝導できればよく、必ずしも容器内に収容される必要はない。As another method, the mounting substrate may be made of a material that is not a light-transmitting material, and the LEDs may be mounted on both the front and back surfaces of the mounting substrate. Further, the mounting substrate is made of a material that is not a light-transmitting material, and the mounting substrate is formed in a spherical shape, a cubic shape, or the like (for example, six insulating plates are three-dimensionally bonded to form a cube). You may mount LED (a shell and SMD are included) on the surface.
(4) Semiconductor light emitting element In the said embodiment and modification, although LED was used as a semiconductor light emitting element, you may use semiconductor light emitting elements other than LED. Examples of other light-emitting elements include LD and EL light-emitting elements (including organic and inorganic), and these may be used in combination, including LEDs.
3. In the above embodiment, the LED and the heat conductive film are housed in a container in which the globe is closed by a stem or a base. However, the LED and the heat conductive film are contained in a housing made up of a globe and a case. The heat conductive film is not limited to be housed in the container as long as it can contact the globe and conduct the heat of the LED during lighting to the globe.
以下、LEDと熱伝導フィルムとがグローブとケースとからなる筺体内に収容された変形例5について説明する。
Hereinafter,
図16は、変形例5に係るランプの断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a lamp according to
ランプ500は、グローブ503とケース505とからなる筺体507内に、基台509、LEDモジュール511、回路ユニット513、回路ホルダー515及び熱伝導フィルム517を収容する。なお、筺体507の一端、つまり、ケース505におけるグローブ503と反対側の端部に口金519が装着されている。
The
円筒状のケース505の他端には基台509が装着され、この基台509における口金519と反対側の主面にLEDモジュール511が装着されている。なお、基台509のケース505への装着は、例えば、接着剤を利用している。熱伝導フィルム517は、基台509に装着されている。ここでは、ネジ521により固定されている。なお、熱伝導フィルムは、LEDモジュール511と基台509との間に挟むようにしてもよい。
4.グローブ
(1)形状
上記実施形態や変形例では、Aタイプのグローブを利用したが、他のタイプ、例えば、B、G、Rタイプであってもよく、白熱電球のバルブ形状や電球形蛍光ランプのグローブ形状と全く異なる形状であってもよい。
(2)構造
上記実施形態や変形例では、グローブは、一体構造をしたものであったが、例えば、グローブを複数に分割したものに相当するものを個別に製造し、これらを接合して1つのグローブとしてもよい。この際、すべてを同じ材料のもので構成する必要はなく、例えば、樹脂からなるものとガラスからなるものと組合せてもよい。なお、グローブを組合せ構造とすると、グローブの開口よりも大きなLEDモジュールも利用することができる。A
4). Globe (1) shape In the above-described embodiments and modifications, an A-type glove is used. However, other types, for example, B, G, and R types, may be used. The shape may be completely different from the glove shape.
(2) Structure In the embodiment and the modification described above, the glove has a monolithic structure, but for example, a glove that is divided into a plurality of parts is individually manufactured and joined together. It may be one glove. At this time, it is not necessary to configure all of them with the same material, and for example, a combination of a resin and a glass may be used. In addition, if a glove is made into the combined structure, an LED module larger than the opening of a glove can also be utilized.
以下、分割構造のグローブについて変形例6として説明する。 Hereinafter, a globe having a divided structure will be described as a sixth modification.
図17は、変形例6に係るグローブの分解斜視図である。 FIG. 17 is an exploded perspective view of a glove according to Modification 6.
変形例6に係るグローブ551は、変形例5に係るランプ500のグローブ503に近い形状をしているが、グローブ503よりも全長が長い形状をしている。
The
グローブ551は、フレーム553と複数のグローブ片555とからなる。ここでは、グローブ片555の数は、4個であり、符号「555a」,「555b」,「555c」,「555d」で表す。
The
フレーム553は、透光性材料、例えば、透光性樹脂から構成されている。フレーム553は、図17に示すように、4本の足部553a,553b,553c,553dを有している。
The
4本の足部553a,553b,553c,553dは、頂部553eで結合している。フレーム553を上方から見ると、4つの足部553a,553b,553c,553dは、周方向に等間隔をおいて、仮想円の中心から径方向に延伸している。仮想円の中心部分が頂部553eに相当する。
The four
各足部553a,553b,553c,553dは、グローブ551の内周面に沿うように、所定の幅を有しながら湾曲状に延出している。足部553a,553b,553c,553dの幅は、グローブ551に組み立てる際に、隣接するグローブ片555a,555b,555c,555d同士を突き合わせた状態で、足部553a,553b,553c,553d上に載置できる寸法である。
Each
各グローブ片555a,555b,555c,555dは、グローブ551を上方から見たときに、周方向に4等分した形状をしている。
Each of the
グローブ片555a,555b,555c,555dとフレーム553との組み立ては、フレーム553の足部553a,553b,553c,553d上に各グローブ片555a,555b,555c,555dの突き合せ部分が位置するように、グローブ片555a,555b,555c,555dを足部553a,553b,553c,553d上に載置する。
When assembling the
グローブ片555a,555b,555c,555dのフレーム553への接合は、フレーム553の足部553a,553b,553c,553d上に配された接着剤(図示省略)により行われる。なお、分割構造のグローブ551においても、熱伝導フィルムは、グローブ片555a,555b,555c,555d及びフレーム553の足部553a,553b,553c,553dの少なくとも一方に接触している。
The
また、グローブは、内部が見えるように透明であってもよいし、内部が見えないように半透明であってもよい。半透明は、例えば、内面に炭酸カルシウム、シリカや白色顔料等を主成分とする拡散層を施したり、内面を荒らす処理(例えばブラスト処理)を施したりすることで実施できる。
(2)大きさ
上記実施形態や変形例等では、ランプ全長におけるグローブの比について特に説明していない。ここでのグローブ比は、ランプ全長に対するグローブの全長であり、グローブの全長は、グローブのうち、外気に晒されている部分のランプ軸方向の長さである。Further, the globe may be transparent so that the inside can be seen, or may be translucent so that the inside cannot be seen. Translucency can be carried out, for example, by applying a diffusion layer mainly composed of calcium carbonate, silica, white pigment, or the like on the inner surface, or applying a treatment (for example, blasting) to roughen the inner surface.
(2) Size In the above-described embodiment and modification examples, the ratio of the globe in the entire lamp length is not particularly described. The glove ratio here is the total length of the glove with respect to the total length of the lamp, and the total length of the glove is the length of the portion of the glove that is exposed to the outside air in the lamp axis direction.
ランプ全長におけるグローブの比は、0.54以上が好ましい。0.54より小さい場合、グローブにおける外気に晒されている部分の面積が小さくなり、十分な放熱特性を得ることができない。また、グローブが小さくなると、LEDモジュールと回路ユニットとの距離が小さくなり、点灯中に、回路ユニットがLEDモジュールから受ける熱の影響が大きくなる。
5.ケース
上記実施形態や変形例では、ケースは樹脂材料により構成していたが、他の材料で構成することもできる。他の材料として、金属材料を利用する場合、口金との絶縁性を確保する必要がある。口金との絶縁性は、例えば、ケースの小径部に絶縁層を塗布したり、小径部に対して絶縁処理をしたりすることで確保できる他、ケースのグローブ側を金属材料により、ケースの口金側を樹脂材料によりそれぞれ構成(2以上部材を結合する。)することでも確保できる。The ratio of the globe in the entire lamp length is preferably 0.54 or more. If it is smaller than 0.54, the area of the glove exposed to the outside air becomes small, and sufficient heat dissipation characteristics cannot be obtained. Further, when the globe is reduced, the distance between the LED module and the circuit unit is reduced, and the influence of the heat that the circuit unit receives from the LED module during lighting is increased.
5. Case In the above-described embodiments and modifications, the case is made of a resin material, but can be made of other materials. When using a metal material as another material, it is necessary to ensure insulation from the base. Insulation with the base can be ensured by, for example, applying an insulating layer to the small-diameter portion of the case or by insulating the small-diameter portion. It can also be ensured by configuring each side with a resin material (two or more members are combined).
上記実施形態や変形例では、ケースの表面について特に説明しなかったが、例えば、放熱フィンを設けてもよいし、輻射率を向上させるための処理を行ってもよい。
6.口金
上記実施形態や変形例では,エジソンタイプの口金を利用したが、他のタイプ、例えば、ピンタイプ(具体的にはGY、GX等のGタイプである。)を利用してもよい。In the said embodiment and modification, although it did not demonstrate in particular about the surface of a case, for example, you may provide a radiation fin and may perform the process for improving a radiation rate.
6). In the above-described embodiment and modification, an Edison type base is used, but other types, for example, a pin type (specifically, G type such as GY, GX, etc.) may be used.
また、上記実施形態や変形例では、口金は、シェル部の雌ねじを利用してケースのネジ部に螺合させることで、ケースに装着(接合)されていたが、他の方法でケースと接合されてもよい。他の方法としては、接着剤による接合、カシメによる接合、圧入による接合等があり、これらの方法を2つ以上組合せてもよい。
7.基台
上記第2の実施形態や変形例5では、基台はケースに挿入された状態で接着剤によりケースに接合されているが、他の方法で、ケースに固定されてもよい。他の方法としては、基台の大径部をケースの開口よりも少し大きくしてケースに圧入する方法、基台をケースに挿入後にケースの開口側をかしめる方法等がある。
8.ランプ
第1及び第2の実施形態に係るランプは、口金を介して受電した電力を変換して半導体発光素子を点灯させる回路ユニットを内部に備えているが、本発明に係るランプは、回路ユニットを内部に備えないタイプのランプであってもよい。Moreover, in the said embodiment and the modification, the nozzle | cap | die was mounted | worn (joined) to the case by screwing in the screw part of a case using the internal thread of a shell part, However, it joins with a case by another method. May be. Other methods include bonding by an adhesive, bonding by caulking, bonding by press-fitting, and the like, and two or more of these methods may be combined.
7). Base In the second embodiment and the fifth modification, the base is joined to the case by an adhesive while being inserted into the case, but may be fixed to the case by other methods. Other methods include a method in which the large-diameter portion of the base is slightly larger than the opening of the case and press-fit into the case, and a method in which the opening side of the case is crimped after the base is inserted into the case.
8). Lamps The lamps according to the first and second embodiments include a circuit unit for turning on the semiconductor light emitting element by converting the electric power received through the base, but the lamp according to the present invention includes a circuit unit. May be a type of lamp that does not include
1 LEDランプ
3 グローブ
5 ケース
7 口金
9 棒状部材(支持部材)
11 LEDモジュール
13 熱伝導フィルム
37 ステム(基台)1
11
Claims (6)
前記グローブの開口は基台により塞がれ、
前記塞がれた空間内に、前記半導体発光素子と熱的に結合して前記半導体発光素子の発光中の熱を前記基台に伝導させる1以上の伝導部材と、前記半導体発光素子と、良熱伝導性のフィルムとが収容され、
前記フィルムが、その一部が前記半導体発光素子からの発光中の熱の伝導域と接触し、他の一部が前記グローブの内面と接触しており、
前記伝導域は、前記1以上の伝導部材に形成されている
ことを特徴とするランプ。 A lamp in which a semiconductor light emitting element is provided in a housing made up of a globe and a case,
The opening of the glove is blocked by a base,
One or more conductive members that are thermally coupled to the semiconductor light emitting element and conduct heat emitted from the semiconductor light emitting element to the base in the closed space, the semiconductor light emitting element, A thermally conductive film, and
A part of the film is in contact with a heat conduction region during light emission from the semiconductor light emitting element, and the other part is in contact with an inner surface of the globe,
The lamp is characterized in that the conductive region is formed in the one or more conductive members .
ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。 The one or more conductive members include a mounting substrate on which the semiconductor light emitting element is mounted, and a support member that extends from the base to a central portion in the globe and supports the mounting substrate. The lamp according to claim 1 .
ことを特徴とする請求項2に記載のランプ。 The lamp according to claim 2 , wherein the conduction region is formed in the mounting substrate.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のランプ。 The film is a strip lamp according to any one of claims 1 to 3, it is characterized in that provided between front Kisora in wandering state.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のランプ。 The lamp according to any one of claims 1 to 4 , wherein the film is made of a transparent film material containing a copper net.
前記ランプは、請求項1〜5のいずれか1項に記載のランプである
ことを特徴とする照明装置。 In an illuminating device comprising a lamp and a lighting fixture that is lit by mounting the lamp,
The said lamp | ramp is a lamp | ramp of any one of Claims 1-5 . The illuminating device characterized by the above-mentioned.
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