JP5547595B2 - ランプ - Google Patents

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本発明は、ランプに関し、特に、口金を有しかつ回路ユニットを内蔵したランプに関する。
半導体発光素子を発光体とするランプの一つとして、電球形のLEDランプが普及しつつある。
当該LEDランプは、一般的に、一の実装基板に多数のLEDを実装し、当該実装基板の裏側、口金との間に存する筐体空間内にLEDを点灯するための回路ユニットが収納され、LEDから発せられる光を、グローブを介して外部に出射する構成を有している(特許文献1)。
また、筐体を良熱伝導材料である金属で形成し、LEDで発生した熱を口金へと伝導し、
当該筐体に熱が蓄積しないようにしているものもある(非特許文献1(第12頁)参照)。
特開2006−313717号公報
「ランプ総合カタログ 2010」発行:パナソニック株式会社 ライティング社他
ところで、金属筐体を伝導する熱は、筐体内部にも放熱され、回路ユニットはその影響を受ける。回路ユニットを構成する電子部品の中には、熱の影響により寿命が大きく左右されるものがある。
そこで、本願の発明者らは、回路ユニットの寿命を低下させることなく、LEDへの通電量を増大し、一層輝度を向上させることができる電球形のLEDランプとして、実装基板を挟んで口金と反対側のグローブ内に回路ユニットを収納する構成とした発明を創作した。これによれば、LEDから口金に至る熱伝導経路に回路ユニットが存在しないため、回路ユニットの制約を受けることがなくなり、LEDへの通電量を増大することができる。また、LEDからの光の出射方向に回路ユニットが位置することによる配光特性への悪影響もさほど問題とならないことも確認した。
しかしながら、さほど問題にならないとはいえ、光出射方向に回路ユニットを配したことにより、当該回路ユニットの存在により光出射方向前方の光量が低減されてしまう。
そこで、本発明は、グローブ内に回路ユニットを配した構成を有するランプにおいて、当該回路ユニットによる光出射方向の光量の低減を可能な限り抑制したランプを提供することを目的とする。
本発明の一態様であるランプは、グローブと口金とを含む外囲器内に、半導体発光素子と、前記口金から受電された電力を変換して前記半導体発光素子を発光させる回路ユニットとが格納されたランプにおいて、前記半導体発光素子が光の出射方向を前記口金と反対方向に向けた姿勢で配され、前記回路ユニットが前記半導体発光素子に対して前記口金と反対側に配され、前記グローブが拡散反射性を具備し、その拡散反射率が、前記グローブの口金側の端部から前記グローブの口金と反対側の端部に向うにつれて低くなる。
上記構成によれば、半導体発光素子の出射光のうちグローブに到達した光は、一部が拡散反射され残部が拡散透過される。拡散反射された光は、さらに、グローブの別の領域に到達し、そこで一部が拡散反射され残部が拡散透過される。このような過程が繰り返されることにより、回路ユニットの背後まで半導体発光素子の出射光を回り込ませることができる。加えて、上記構成によれば、グローブの口金側の端部から口金と反対側の端部に向うにつれて拡散反射率が低くなるので、グローブの口金側の端部での透過光よりも口金と反対側の端部での透過光を増やすことができる。したがって、グローブ内に回路ユニットによる光出射方向前方の光量の低減を可能な限り抑制することができる。
第1の実施の形態に係るLEDランプの構造を示す断面図 LEDランプを口金と反対側から見た平面図 第1の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図 光拡散膜の形成工程の一例を説明するための図 第2の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図 第3の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図 第4の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図 第5の実施の形態に係るLEDランプの構造を示す断面図 第6の実施の形態に係るLEDランプの構造を示す図であり、(a)はLEDランプの断面図、(b)はLEDモジュールの斜視図
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。
また、ここでは、半導体発光素子としてLEDを利用する形態について説明するが、半導体発光素子は、例えば、LD(レーザダイオード)やEL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であっても良い。
<第1の実施の形態>
本発明を実施するための第1の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
1.全体構成
図1は、第1の実施の形態に係るLEDランプの構造を示す断面図であり、図2は、LEDランプを口金と反対側(グローブ側)から見た平面図である。
LEDランプ1は、LEDを光源として備えるLEDモジュール3と、LEDモジュール3を搭載する台座5と、LEDモジュール3を覆うグローブ7と、LEDを発光させるための回路ユニット9と、回路ユニット9と電気的に接続されている口金11とを備える。なお、LEDランプ1は、所謂、電球形のLEDランプである。
グローブ7は、口金と反対側の端部である先端部7aが閉塞され、口金側の端部である基端部7bが開口されている。口金11は、グローブ7の基端部7bを閉塞するように台座5を介して固定されている。これらにより、LEDモジュール3および回路ユニット9が格納される外囲器が構成されている。LEDモジュール3は、光の出射方向を口金11と反対方向に向けた姿勢で配されている。回路ユニット9がLEDモジュール3に対して口金11と反対側に配されている。即ち、回路ユニット9は、外囲器内においてLEDモジュール3の光の出射方向に配されている。
(1)LEDモジュール
LEDモジュール3は、実装基板13と、実装基板13の表面に実装された複数のLED15と、実装基板13上において複数のLED15を被覆する封止体17とを備える。封止体17は、主に、透光性材料からなり、LED15から発せられた光の波長を所定の波長へと変換する必要がある場合は、光の波長を変換する変換材料が混入されてなる。
透光性材料としては例えばシリコーン樹脂を利用することができ、また、変換材料としては例えば蛍光体粒子を利用することができる。
ここでは、LED15は青色光を発光色とするものであり、変換材料として青色光を黄色光に変換する蛍光体粒子が利用されている。これにより、LED15から出射された青色光と、蛍光体粒子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がLEDモジュール3(LEDランプ1)から発せられることとなる。
(2)台座
台座5は、他端(回路ユニット9側であり、口金11と反対側である。)が閉塞した筒状をした部材からなり、筒状の筒部19と、筒部19の他端を塞ぐ蓋部21とからなる。
蓋部21の他端側の表面にはLEDモジュール3が搭載されている。また、筒部19の他端部は口金11に内嵌している。これにより、台座5と口金11とが組み合わさると共に口金11の開口が塞がれる。
台座5は、点灯時にLED15に発生する熱を口金11へと伝える熱伝導性部材としての機能も有している。
台座5は、その他端の周縁部に段差部23を有し、後述のグローブ7の基端部7bの端面が段差部23に当接するように、グローブ7が台座5に被せられ、この状態で接着剤25により固着されている。
なお、LEDモジュール3は、グローブ7の先端部7aと基端部7bとを結ぶ中心軸上に配されるように台座5に装着されている。LEDモジュール3の台座5への装着は、例えば、ネジ、接着剤、係合構造を利用することで行われる。
(3)グローブ
グローブ7は、ここでは、基端部7bが台座5に装着され、台座5の筒部19の一部と、口金11とで外囲器を構成する。グローブ7の形状(タイプ)は特に限定するものではないが、ここでは、一般白熱電球に似た形状のAタイプが利用されている。
グローブ7は、同図に示すように、筒状をした筒状部27と、筒状部27の他端から球状に膨らんだ球状部29とを有する。
また、グローブ7は、二層構造になっており、透光性の基体7cと、基体7cの内面に形成された光拡散膜7dとを含む。LEDモジュール3の出射光のうち光拡散膜7dに到達した光は、一部が拡散反射され残部が拡散透過される。拡散反射された光は、さらに、光拡散膜7dの別の領域に到達し、そこで一部が拡散反射され残部が拡散透過される。このような過程が繰り返されることにより、回路ユニット9の背後までLEDモジュールの出射光を回り込ませることができる。
(4)回路ユニット
回路ユニット9は、円板状の回路基板31と、回路基板31に実装された各種の電子部品33,35とから構成され、グローブ7内、特に球状部29内に収納されている。なお、電子部品は、便宜上「33」、「35」の2個の符号だけを用いているが、電子部品は「33」、「35」以外にもある。
回路ユニット9の出力端子とLEDモジュール3の入力端子とは、配線37,39により電気的に接続されている。回路ユニット9の入力端子と口金11とは、台座5の蓋部21に設けられた貫通孔41,43を通る配線45,47により電気的に接続されている。なお、配線39は、図1における断面よりも手前側に位置するため、図1には現れていない。
また、配線37,39は、回路ユニット9及びLEDモジュール3に半田等により接続・固定され、配線45,47も同様に回路ユニット9及び口金11に半田等により接続・固定されている。
貫通孔41,43は、台座5を平面視したときに、グローブ7の中心軸に相当する点(円板状の蓋部21の中心である。)を通る一本の仮想線分上であって中心点を挟んだ両側に設けられている。
配線37,39,45,47は、口金11に接続される2本と、LEDモジュール3に接続される2本との合計4本である。これらの配線37,39,45,47は、例えば、一般的に用いられる絶縁被覆されたリード線により構成されている。
各配線37,39,45,47は、ガラス製等の透明チューブ38,40,46,48内に挿入されており、この透明チューブ38,40,46,48によって回路ユニット9がグローブ7内で支持されている。つまり、これら4つの透明チューブ38,40,46,48は、回路ユニット9をグローブ7内に支持する支持具として構成され、本発明の「支持具」の一例に相当する。なお、透明チューブ40は、配線39と同様に、図1における断面よりも手前側に位置するため、図1には現れていない。
このような支持具は、台座5上におけるLEDモジュール3の周囲であってその周方向に等間隔をおいて且つランプ軸方向に延伸する状態で配置されている。等間隔に配置された支持具に回路ユニット9が支持されることで、回路ユニット9の重さをバランス良く支持具に分散させることができると共に、振動などに対して回路ユニット9を強固に支持することができる。
なお、回路基板31上の電子部品33,35等の配置に応じて透明チューブ等の間隔を等間隔ではなく、異ならせた間隔で透明チューブ等を配置しても良い。例えば、重量の大きな電子部品の近くに透明チューブを配する等の配置にしても良い。
また、配線37,39,45,47が挿通されたチューブ38,40,46,48は貫通孔41,43内において接着剤42,44で固定されている。なお、配線37の接着剤による固定はLEDモジュール3の影になるため、また配線39の接着剤による固定は図1における断面よりも手前に位置するため、それぞれ図1には現れていない。
回路基板31は、ここでは、円板状をし、LEDランプを平面視したとき(図2の状態である。)に、LEDモジュール3の封止体17の上方に位置し、封止体17に回路基板31が重なっている(ここでは、封止体17の全領域が回路基板31の領域内に位置している。)。
(5)口金
口金11は、LEDランプ1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11の種類は、特に限定するものではないが、ここではエジソンタイプが使用されている。口金11は、筒状であって周面が雄ネジとなっているシェル部49と、シェル部49に絶縁材料51を介して装着されたアイレット部53とからなる。
2.グローブの詳細
図3は、第1の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図である。
前述の通り、グローブ7は、基体7cと光拡散膜7dとを含む。
基体7cの材料としては、透光性を具備していればよく、例えば、ガラスおよび樹脂が挙げられる。基体7cの厚みは、領域に応じて異ならせてもよいし、どの領域でも一律としてもよい。例えば、基体7cがガラス製の場合には、先端部が閉塞され基端部が開口されたガラス管を軟化させ、基端部からガスを吹き込むことにより先端部付近を膨出させることにより作製されることが想定される。この場合、基体7cの球状部29に相当する領域では、筒状部27に相当する領域よりも厚みが薄くなる。また、例えば、基体7cが樹脂製の場合には、基体7cを2分割したパーツをそれぞれ樹脂成型し、それらを溶着することにより作製されることが想定される。この場合、基体7cの厚みを領域に応じて異ならせることもできるし、どの領域でも一律にすることもできる。
一方、光拡散膜7dの材料としては、拡散反射性を具備していればよく、例えば、粒子状または繊維状のフィラーを含む透光性樹脂が挙げられる。本実施の形態では、粒子状のフィラー57を含む透光性樹脂55とする。光拡散膜7dの厚みは、グローブの基端部7bから先端部7aに向うにつれて薄くなるように形成されている。厚みは連続的に変化してもよいし、段階的に変化してもよい。本実施の形態では、光拡散膜7dの厚みが連続的に薄くなることとする。光拡散膜7dの領域A、B、Cでの厚みt1、t2、t3は、t1<t2<t3の関係にある。光拡散膜7dの厚みは、拡散反射率の大きさに関係する。即ち、領域Cでは光拡散膜7dの厚みが比較的厚いので、光拡散膜7dに到達した光のうちフィラー57で拡散される光の光量が多く、その反面、透過する光の光量が少ない。一方、領域Aでは光拡散膜7dの厚みが比較的薄いので、光拡散膜7dに到達した光のうちフィラー57で拡散される光の光量が少なく、その反面、透過する光の光量が多い。したがって、光拡散膜7dの厚みが薄くなるに従って拡散反射率が低くなると言える。
このように、グローブ7は、光拡散膜7dの存在により拡散反射性を具備することとなる。LEDモジュール3の出射光のうちグローブ7に到達した光は、一部が拡散反射され残部が拡散透過される。拡散反射された光は、さらに、グローブ7の別の領域に到達し、そこで一部が拡散反射され残部が拡散透過される。このような過程が繰り返されることにより、回路ユニット9の背後までLEDモジュール3の出射光を回り込ませることができる。加えて、光拡散膜7dの拡散反射率は、グローブ7の基端部7bから先端部7aに向うにつれて低くなるので、グローブ7の基端部7bでの透過光よりも先端部7aでの透過光を増やすことができる。したがって、グローブ7内に回路ユニット9による光出射方向前方の光量の低減を可能な限り抑制することができる。
なお、光拡散膜7dの拡散反射率の最小値に対する最大値の比は、1.05以上99以下であるのが好ましい。
次に、厚みが連続的に変化する光拡散膜7dの形成方法を説明する。図4は、光拡散膜の形成工程の一例を説明するための図である。
この例では、光拡散膜7dを構成する透光性樹脂として熱硬化性樹脂を利用している。まず、基体7cの基端部が鉛直方向上側に位置し先端部が鉛直方向下側に位置するように基体7cを保持し、その状態で基体7c内に未硬化の透光性樹脂59を流し込む(図4(a))。未硬化の透光性樹脂59にはフィラーが分散されている。
次に、基体7cの姿勢を反転させて未硬化の透光性樹脂59を容器61に排出する(図4(b))。このとき、基体7cの内面には未硬化の透光性樹脂59により膜が形成される。そして、この姿勢をしばらく維持すると、透光性樹脂59が自然に鉛直方向下側に垂れてきて、先端部7aの厚みよりも基端部7bの厚みが厚くなる。
次に、基体7cを加熱炉63内の網65上に載置し、加熱炉63内の雰囲気を透光性樹脂59の硬化温度まで加熱する(図4(c))。
これにより、厚みが連続的に変化する光拡散膜7dを形成することができる。
3.放熱経路
実施の形態に係るLEDランプ1は、上記構成を有するため、例えば、LED15への投入電流を高めることができる。つまり、本LEDランプ1では、LED15に発生した熱は、台座5から口金11へと伝熱し、口金11から照明器具のソケットを経由して照明器具や壁・天井へと放熱される。
したがって、LED15への投入電流を高めると、発光時のLED15に生じる熱が増加し、その熱は口金11から照明装置側へと伝導される。このとき、LEDモジュール3と口金11との間には回路ユニット9を格納する必要がないため、LEDモジュール3と口金11との距離を小さくでき、LEDモジュール3から口金11へと伝導する熱量を増加させることができる。
また、LED15により発生した熱のすべてが口金11側に伝導せずにLEDモジュール3や台座5に残留し、LEDモジュール3や台座5の温度が上昇したとしても、回路ユニット9がLEDモジュール3に対して口金11と反対側であってグローブ7の内部に格納されているため、回路ユニット9に作用する熱負荷は結果的に小さくなる。
このようにLEDモジュール3や台座5の温度が上昇しても、回路ユニット9への熱負荷が増大しない構成であるため、LEDモジュール3や台座5の温度を下げる必要性が少なく、新たにヒートシンク等の放熱手段を設ける必要がなく、LEDランプが大型化するようなこともない。
また、回路ユニット9をグローブ内に配設することで、LEDモジュール3と口金11との間に回路ユニット9用のスペースを確保する必要がなくなり、台座5を小型化できる。この際、LEDモジュール3を搭載する台座5に温度上昇が生じるが、上述のように、LEDモジュール3と口金11との間に回路ユニット9を格納していないため、LEDモジュール3や台座5の温度を下げる必要がない。
4.その他
本実施の形態では、回路ユニット9をグローブ7内に格納しているため、台座5と口金11との間に回路ユニット9を格納するスペースが不要となり、LEDモジュール3を口金11に近い位置に搭載することが可能となり、白熱電球のバルブに近い形状・大きさのグローブ7を利用することができる。これにより、白熱電球を利用していた従来の照明器具へのLEDランプ1の装着適合率を略100[%]にすることができる。
さらに、LEDモジュール3を口金11に近づけることで、LEDモジュール3とグローブ7の先端部7aとの間隔を大きくでき、回路ユニット9を格納するスペースを十分に確保することができる。
<第2の実施の形態>
第1の実施の形態では、グローブが二層構造であるが、第2の実施形態ではグローブが単層構造である。第2の実施の形態では、グローブの構造以外の点は第1の実施形態と同様なので説明を省略する。
図5は、第2の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図である。
グローブ67は、粒子状のフィラー71を含む透光性樹脂69からなる。グローブ67の厚みは、グローブ67の基端部67bから先端部67aに向うにつれて薄くなるように形成されている。即ち、厚みt4、t5、t6は、t4<t5<t6の関係にある。これにより、第1の実施の形態と同様、グローブ67が、拡散反射性を具備し、しかも、拡散反射率がグローブ67の基端部67bから先端部67aに向かうにつれて低くなる。グローブ67の形成方法としては、例えば、グローブ67を2分割したパーツをそれぞれ樹脂成型し、それらを溶着すればよい。
<第3の実施の形態>
第1の実施の形態では、光拡散膜の厚みが連続的に変化しているが、第3の実施形態では光拡散膜の厚みが段階的に変化している。第3の実施の形態では、グローブの構造以外の点は第1の実施形態と同様なので説明を省略する。
図6は、第3の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図である。
グローブ73は、先端部73aが閉塞し基端部73bが開口した円筒状であり、透光性の基体73cと光拡散膜73dとを含む。透光性の基体73cの材料および厚みは、第1の実施の形態と同様である。光拡散膜73dは、厚みの異なる光拡散シート73d1〜73d5からなる。光拡散シート73d1〜73d5の厚みが薄いほど拡散反射率が低くなる。第3の実施の形態では、グローブ73の基端部73bから先端部73aに向うにつれて光拡散シートの厚みが薄くなるように、光拡散シート73d1〜73d5が配されている。これにより、第1の実施の形態と同様、グローブ73が、拡散反射性を具備し、しかも、拡散反射率がグローブ73の基端部73bから先端部73aに向かうにつれて低くなる。グローブ73の形成方法としては、例えば、円筒状の基体73cの内面に、光拡散シート73d1から73d5まで順番に貼着すればよい。
<第4の実施の形態>
第1の実施の形態では、グローブが光透過性および拡散反射性を具備することとしているが、第4の実施の形態では、グローブがさらに光の波長を変換する機能を具備することとしている。第4の実施の形態では、グローブの構造以外の点は第1の実施の形態と同様なので説明を省略する。
図7は、第4の実施の形態に係るLEDランプに備えられたグローブの構造を示す断面図である。
グローブ75は、透光性の基体75cと光拡散膜75dとを含む。透光性の基体75cの材料および厚みは、第1の実施の形態と同様である。光拡散膜75dは、粒子状のフィラー79および粒子状の蛍光体物質81を含む透光性樹脂77からなる。蛍光体物質81は、例えば、青色光を黄色光に変換するものである。蛍光体物質81は、入射された光を吸収し、その光の波長を変換し、変換後の光を等方的に出射するため、波長変換機能だけでなく光拡散機能も発揮する。即ち、光拡散膜75dに光拡散性を持たせるためのフィラーの一部として含まれていると言える。
このように、グローブ75が光の波長を変換する波長変換機能を具備しているので、LEDモジュール3の波長変換機能だけでは足りない場合にそれを補助することができる。
<第5の実施の形態>
第1の実施の形態では、回路ユニット9の回路基板31がグローブ7の中心軸に対して直交する状態でグローブ内に設けられ、また、LEDモジュール3から発せられる光色が白色であった。第5の実施の形態では、回路ユニットの回路基板がランプ軸に対して平行な状態でグローブ内に設けられ、また、LEDモジュールから発せられる光色が青色の場合について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構成のものについては、そのまま第1の実施の形態と同じ符号を用いる。
図8は、第5の実施の形態に係るLEDランプの構造を示す断面図である。
第5の実施の形態に係るLEDランプ101は、LEDモジュール103、台座105、グローブ107、回路ユニット108及び口金11を備える他、回路支持具109を備える。
LEDモジュール103は、実装基板13、複数のLED15及び封止体111からなる。LED15は青色光を発するが、ここでの封止体111には第1の実施の形態で説明した蛍光体粒子は含んでいない。したがって、LEDモジュール103からは青色光が出力される。
台座105は、第1の実施の形態と同様に、筒部と蓋部113を有している。蓋部113には、回路ユニット108を支持する後述の回路支持具109を装着するための装着穴115,117,119が形成されている。なお、装着穴119は図面の関係で図8には現れていない。
グローブ107は、第4の実施の形態と同様のものが利用されている。即ち、光拡散膜107dに、LEDモジュール103から発せられた青色光を黄色光に変換する蛍光体物質が含まれている。これにより、LEDモジュール103からの青色光と、蛍光体物質からの黄色光とにより混色された白色光がLEDランプ101から発せられることとなる。
なお、グローブ107は、台座105の周縁部の段差部125に接着剤127を介して装着されている。
回路ユニット108は、回路基板31と電子部品33,35とからなる点は第1の実施の形態と同じである。回路基板31は、その主面がグローブの中心軸と平行な状態でグローブ107内に配され、また、電子部品33,35が回路基板31の両面に実装されている点で、第1の実施の形態と異なる。
回路基板31におけるLEDモジュール103側の端部が、回路支持具109により支持されている。回路支持具109は、ここでは、3本のロッド131,133,135を利用した三脚である。三脚を構成する3本のロッド131,133,135の一端が台座105の装着穴115,117,119に挿入されて、回路支持具109が台座105に装着され、他端が回路基板31の一端に取着されている。
第5の実施の形態においても、回路ユニット108が、LEDモジュール103に対して口金11と反対側に位置しているため、第1の実施の形態と同様に、例えば、LED15への投入電流を高めることができたり、グローブ107の形状・大きさを白熱電球と同じようにしたりすることができる。
また、蛍光体物質は高温になると波長変換効率が低下する。したがって、蛍光体物質をグローブ107の光拡散膜107dに含めることにより、LEDを封止している封止体内に蛍光体物質を混入させた場合より、LED発光時の熱の影響を受け難く、蛍光体物質の波長変換効率の低下を抑制することができる。
<第6の実施の形態>
第1から第5までの実施の形態に係るLEDランプ1,101は、LED15の発光層がランプ軸と直交している。つまり、LED15が回路ユニット9,108と対向している。しかしながら、LEDの発光層の向きは特に限定するものでなく、第6の実施の形態では、LEDの発光層がランプ軸に対して傾斜しているLEDランプについて説明する。
図9は、第6の実施の形態に係るLEDランプの構造を示す図であり、(a)はLEDランプの断面図、(b)はLEDモジュールの斜視図である。
第6の実施の形態に係るLEDランプ201は、LEDモジュール203、台座5、グローブ7、回路ユニット9及び口金11を備え、第1の実施の形態に係るLEDランプ1とはLEDモジュールが異なる。
LEDモジュール203は、実装基板205と、実装基板205に実装されたLED207と、実装されたLED207を封止する封止体209とを備える。
実装基板205は、図9に示すように、ベース部211と、ベース部211の中央部分に設けられた裁頭四角錐状の実装部213とからなり、図9において、ベース部211上であって実装部213を挟む2箇所には、配線37,39が電気的に接続される端子部215,217が形成されている。
ベース部211は、実装部213の廻りであって実装部213の4辺に対応する位置に、配線37,39,45,47が挿通される貫通孔229,231,233,235が設けられている。
実装部213は、上述したように裁頭四角錐状をし、台形状の斜面を4つ有する。そして、この4つの斜面にLED207が実装され、封止体209が形成されている。LED207のひとつに着目すると、その光出射方向は四角錐の斜面に垂直な方向となるが、4個のLED207を総合すると、その光出射方向はベース部211の主面に垂直な方向となる。
<変形例>
以上、本発明の構成を第1から第6の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の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.グローブ
(1)グローブの形状
実施の形態等では、所謂、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タイプであっても良い。
また、白熱電球のバルブ形状や電球形のLEDランプのグローブ形状と全く異なる形状であっても良い。
(2)グローブの構造
第1の実施の形態では、基体7cの内面に光拡散膜7dが形成されているが、本発明は、これに限らない。例えば、基体7cの外面に光拡散膜7dを形成してもよいし、基体7cの内面および外面の両方に光拡散膜7dを形成してもよい。第1の実施の形態以外でも、グローブが二層構造であれば同様である。
2.口金
実施の形態等では,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。)を利用しても良い。
また、実施の形態等では、口金や台座の内部は中空であったが、例えば、伝導率が空気よりも高い絶縁性の材料を充填しても良い。これにより、発光時のLEDモジュールからの熱は、口金、ソケットを介して照明器具へと伝わり、ランプ全体としての放熱特性を向上させることができる。なお、上記材料としては、例えばシリコーン樹脂等がある。
3.LEDモジュール
(1)実装基板
実装基板は、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とから成る金属ベース基板等、既存の実装基板を利用することができる。
(2)LED
実施の形態等では、青色発光のLEDと、青色光を黄色光に変換する変換部材について説明したが、他の発光色のLEDを用いても良い。その場合、LEDランプに要求されている所望の光色に変換する変換材料を用いる必要がある。
また、実施の形態では、1種類のLEDを用いて、LEDモジュール(LEDランプ)から白色光を出力しているが、例えば、青色発光、赤色発光、緑色発光の3種類のLEDを用いて、これらの発光色を混色して白色光としても良い。
(3)封止体
実施の形態等では、封止体は、実装基板上に実装されたすべてのLEDを被覆していたが、例えば、一つのLEDに対して1つの封止体で被覆しても良いし、複数のLEDをグループ分けして、所定数のLEDに対して1つの封止体で被覆しても良い。
また、実施の形態等では、透光性材料内に蛍光体粒子を混入させていたが、例えば、透光性材料の表面に蛍光体粒子を含んだ蛍光体層を形成しても良く、さらには、封止体(LEDモジュール)とは別に、LEDにおける光の出射方向に蛍光体粒子を含んだ蛍光板等の波長変換部材を設けても良い。
4.支持具
第1の実施の形態では、ガラス製等の透明チューブ38,40,46,48内に配線37,39,45,47を通して、支持具として利用したが、他に、回路ユニット9の保持が可能な剛性・硬さのあるチューブや支持棒等を用いても良い。
なお、チューブ及び支持棒は、配光特性や光吸収性等を考慮すると、光透過性の高い材料が好ましい。また、支持棒を用いる場合は、リード線をこの支持棒に巻き付けたり、沿わせたりしても良い。
5.回路ユニット
実施の形態における回路ユニットは、複数の電子部品が1つの回路基板に実装されていたが、複数の回路基板、例えば、2つの回路基板に、複数の電子部品を分けて実装するようにしても良い。この場合、すべての電子部品がグローブ内に配される必要はなく、例えば、熱に強い電子部品を台座におけるLEDモジュールの裏側に配しても良いし、口金の内部に配しても良い。なお、ここでの熱に強いとは、点灯時のLEDモジュールの温度よりも高い耐熱温度を有することをいう。
また、電子部品を実装している回路基板の向きを、ランプ軸に対して直交する方向や平行となる方向以外に、ランプ軸に対して傾斜する方向に傾けて配置しても良い。回路基板を傾けて配置した場合、ランプ軸に直交して設けた場合と比べてLEDから出射された光は回路基板により遮光されにくくなり、ランプとしての発光光束や配光特性を改善できる。
また、実施の形態における回路ユニットは、グローブ内に電子部品等が露出していたが、例えば、表面に反射機能を有する回路ケース内に格納されていても良い。この場合、LEDモジュールから出力された光が回路ユニットに吸収されることがなくなり、LEDモジュールからの光を有効に利用することができる。
本発明は、LEDランプを小型化したり、輝度を向上させたりするのに利用可能である。
1 LEDランプ
3 LEDモジュール
5 台座
7 グローブ
7a 先端部
7b 基端部
7c 基体
7d 光拡散膜
9 回路ユニット
11 口金
13 実装基板
15 LED
17 封止体
19 筒部
21 蓋部
23 段差部
25 接着剤
27 筒状部
29 球状部
31 回路基板
33,35 電子部品
37,39,45,47 配線
41,43 貫通孔
49 シェル部
51 絶縁材料
53 アイレット部
55 透光性樹脂
57 フィラー
59 透光性樹脂
61 容器
63 加熱炉
65 網
67 グローブ
67a 先端部
67b 基端部
69 透光性樹脂
71 フィラー
73 グローブ
73a 先端部
73b 基端部
73c 基体
73d 光拡散膜
73d1,73d2,73d3,73d4,73d5 光拡散シート
75 グローブ
75c 基体
75d 光拡散膜
77 透光性樹脂
79 フィラー
81 蛍光体物質
101 LEDランプ
103 LEDモジュール
105 台座
107 グローブ
107d 光拡散膜
108 回路ユニット
109 回路支持具
111 封止体
113 蓋部
115,117,119 装着穴
125 段差部
127 接着剤
131,133,135 ロッド
201 LEDランプ
203 LEDモジュール
205 実装基板
207 LED
209 封止体
211 ベース部
213 実装部
215,217 端子部
229,231,233,235 貫通孔

Claims (9)

  1. グローブと口金とを含む外囲器内に、半導体発光素子と、前記口金から受電された電力を変換して前記半導体発光素子を発光させる回路ユニットとが格納されたランプにおいて、
    前記半導体発光素子が光の出射方向を前記口金と反対方向に向けた姿勢で配され、
    前記回路ユニットが前記半導体発光素子に対して前記口金と反対側に配され、
    前記グローブが拡散反射性を具備し、その拡散反射率が、前記グローブの口金側の端部から前記グローブの口金と反対側の端部に向うにつれて低くなること
    を特徴とするランプ。
  2. 前記グローブが、透光性の基体と、前記基体の内面または外面の少なくとも一方に形成された光拡散膜とを含み、前記光拡散膜の厚みが、前記グローブの口金側の端部から前記グローブの口金と反対側の端部に向うにつれて薄くなること
    を特徴とする請求項1に記載のランプ。
  3. 前記光拡散膜が、光拡散性を持たせるためのフィラーを含む透光性材料からなること
    を特徴とする請求項2に記載のランプ。
  4. 前記フィラーの一部に、前記半導体発光素子から出射された光の波長を変換する波長変換材料を含むこと
    を特徴とする請求項3に記載のランプ。
  5. 前記グローブが、光拡散性のフィラーを含む透光性材料からなり、
    前記グローブの厚みが、前記グローブの口金側の端部から前記グローブの口金と反対側の端部に向うにつれて薄くなること
    を特徴とする請求項1に記載のランプ。
  6. 前記グローブが、透光性の基体と、前記基体の内面または外面の少なくとも一方に貼着された拡散反射率の異なる複数の光拡散シートとを含み、
    前記複数の光拡散シートが、前記グローブの口金側の端部から前記グローブの口金と反対側の端部に向うにつれて拡散反射率が低くなる順番に並んでいること
    を特徴とする請求項1に記載のランプ。
  7. 前記半導体発光素子および前記回路ユニットが、前記グローブの口金側の端部と前記グローブの口金と反対側の端部とを結ぶ中心軸上に配されていること
    を特徴とする請求項1に記載のランプ。
  8. 前記半導体発光素子が、熱伝導性部材を介して前記外囲器に取り付けられていること
    を特徴とする請求項1に記載のランプ。
  9. 前記回路ユニットが、支持具に支持された状態で前記外囲器に取り付けられていること
    を特徴とする請求項1に記載のランプ。
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