JP5574204B2 - 照明装置および照明器具 - Google Patents

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照明装置および照明器具に関する。

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ランプ等の照明装置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。この種の発光ダイオードを光源とする照明装置を構成する場合には、発光ダイオードの利点を生かして小形に構成することは勿論、量産化のための生産性を向上させ、かつ白熱電球に相当する光束を得ることが必要となる。

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。

また、特許文献２には、複数の発光ダイオードを搭載した略平板状のＬＥＤモジュールに、このＬＥＤモジュールへの給電電線を直接接続するための端子台を設け、電線の接続が容易なＬＥＤモジュールを用いたＬＥＤ照明器具が示されている。

さらに、特願２００８−２６９５７７には、発光素子に電力を供給する電線を基板裏面から表面に向けて挿通させて電気接続部に接続するための貫通孔を基板に形成した発光モジュールが提案されている。

特開２００８−９１１４０号公報 特開２００３−５９３３０号公報

しかしながら、特許文献２に示されるものは、発光ダイオードへの給電電線を、基板の裏側から外側に回して基板表面に設けられた端子部に配線させている。このため、給電電線が基板の外周縁に突出した形態となり、ＬＥＤモジュールを器具本体に装着する場合に、器具本体との電気的な絶縁距離をとるため必然的に器具本体の外径寸法を大きくしなければならない。このため器具本体を小形に構成することができない。また、特許文献２には、給電電線を基板の裏面側から接続できるように構成してもよい旨の記載があるが、給電電線が基板裏面と基板を支持する器具本体との間に介在することになる。このため、特許文献２に示された発光モジュールにより、特許文献１に示すようなＬＥＤ電球を構成しようとすると、基板の裏面側と器具本体との間に給電電線が存在するために基板を基台に密着して支持することができない。このため基板に実装された発光ダイオードの熱をアルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成された器具本体に効果的に伝達することができず、発光ダイオードの発光効率が低下して所定の光束を得ることが困難となる。

また、基板の裏面側に給電電線を接続する場合には、基板を器具本体に固定した後では配線接続ができないため、予め基板の裏面に給電電線を接続しておかなければならない。そして、このような給電電線が接続され、浮いた状態の基板を器具本体に設置することになる。このため、基板を器具本体に固定する際に給電電線の接続部に外力が加わって断線したり、端子台の速結端子から電線が外れてしまう虞があり量産化に適さない問題が生じる。

さらに、特願２００８−２６９５７７に示される発光モジュールでは、電線を基板裏面から表面に向け貫通孔を狙って挿通させる手間のかかる工程が必要となり、量産化には適さない問題が生じてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置および照明器具を提供しようとするものである。

請求項１に記載の照明装置の発明は、一端部に基板支持部を有する熱伝導性の本体と；半導体発光素子が実装され、本体の基板支持部に配設される基板と；基板の一端側に配設され半導体発光素子に接続される電気接続部と；本体内に収容され半導体発光素子を点灯する点灯装置と；一端が点灯装置に接続され、他端が電気接続部に接続される電線と；本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金部材と；を具備する照明装置であって、本体は、少なくとも一部が基板支持部の外周付近に位置する電線収容部を基板支持部に備え、基板は、電線収容部の少なくとも外周付近を露出させるように、本体の基板支持部に配設され、電線は、基板の他端側において照明装置の内方から外方に延び、本体の電線収容部の基板に対する露出部分を介して基板の一端側に導出し、基板の一端側において屈曲して電気接続部に接続されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の照明装置において、本体は、外周面が一端側から他端部に向かい直径が小さくなるテーパ形状であり、基板支持部の外径は、本体における点灯装置を収容する収容空間の直径よりも大きいことを特徴とする。

本発明において、照明装置は、一般白熱電球の形状に近似させた電球形の照明装置（Ａ形またはＰＳ形）、ボール形の電球形の照明装置（Ｇ形）、円筒形の電球形の照明装置（Ｔ形）、レフ形の電球形の照明装置（Ｒ形）などに構成してもよい。さらに、グローブレスの電球形の照明装置を構成するものであってもよい。また本発明は、一般白熱電球の形状に近似させた照明装置に限らず、その他各種の外観形状、用途をなす照明装置に適用することができる。

半導体発光素子は、発光ダイオード、半導体レーザ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、４個程度の素子群を構成し、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。半導体発光素子はＳＭＤ形（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）で構成されたものでも、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て実装されたものであってもよい。半導体発光素子は、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。

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。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、一般白熱電球に近似させることは条件でなく、限られた特定の外観形状には限定されない。本体の一端部の基板支持部は、半導体発光素子を配設した基板を密着して支持するために平坦な面を有していることが好ましいが、ここでは、特に平坦な面である必要はなく、熱伝導性の良好な接着剤等の部材で密着させることが可能であれば、凹凸を有する面で構成されたものであってもよい。

基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔は、基板支持部の略中央部に形成されることが好ましいが、中央部から外周部側に偏位した位置であっても、さらには外周部に形成されたものであってもよく、本体の一端部から他端部に貫通する全ての孔が許容される。貫通孔に連続する溝部は、貫通孔から基板支持部の外周方向に向けて略直線状に形成された溝であることが配線上好ましいが、貫通孔を中心とする回転方向に向かう曲線状の溝であってもよい。

基板は、光源としての半導体発光素子を配設するための部材で、例えば、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、その表面にシリコーン樹脂等の電気絶縁層を介して配線パターンを形成し、この配線パターン上に半導体発光素子を実装して配設されることが好ましいが、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。基板の材質も、例えば、エポキシ樹脂等の合成樹脂やガラスエポキシ材、紙フェノール材等の非金属性の部材で構成されてもよい。さらにセラミックスで構成されたものであってもよい。また、基板の形状は、点または面モジュールを構成するために板状の円形、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよく、目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。

電気接続部は、基板に配設された半導体発光素子に電力を供給する電線を接続するためのものであり、半導体発光素子との接続は、基板に形成された配線パターンにコネクタを用いて接続するのもであっても、または、配線パターンに電線が直接半田付けやネジ止め等の手段で接続されるものであってもよい。さらには、配線パターンを介さずに半導体発光素子に電線を直接接続するものであってもよい。

点灯装置は、例えば、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖに変換して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。

電線は、点灯装置の出力を半導体発光素子に供給するための手段であり、本体の貫通孔および貫通孔に連続する溝部内に収容される形状・寸法を有するリード線等、全ての電線が許容される。

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Ｅ１７形やＥ２６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。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の照明装置において、前記基板の周縁には、切欠状の電線挿通部が形成されており、この電線挿通部が溝部に対向するようにして基板が本体の基板支持部に配設されていることを特徴とする。

本発明において、基板の周縁に形成される切欠状の電線挿通部の形状は、長孔状、丸孔状や角孔状等、特定の形状には限定されない。また、溝部の幅寸法よりも大きい幅寸法を有する切欠であることが配線作業上好ましい。

請求項４に記載の照明装置の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置において、電線は、基板の一端側で照明装置の外方から内方に折り返されていることを特徴とする。

請求項５に記載の照明装置の発明は、請求項１ないし４いずれか一記載の照明装置において、電線収容部は、内方から外方に延びる溝、電気接続部はコネクタであることを特徴とする。

電気接続部は、基板の電線挿通部に挿通された電線を、即接続できるように、電線挿通部に対向し近接して配設されることが好ましいが、近接して配設されることが条件ではなく、電線挿通部から離間した所定の位置に配設されるものであってもよい。

電線は、点灯装置の出力を半導体発光素子に供給するための手段であり、本体の貫通孔および基板の電線挿通部に挿通することが可能で、かつ溝部内に収容される形状・寸法を有するリード線等、全ての電線が許容される。
基板支持部は、一端部側に突出した段部により形成されていてもよい。

段部によって形成される基板支持部は、少なくとも電線を挿通させることが可能な溝を形成できる高さを有し、また、段部に囲まれた基板支持部の表面積は半導体が実装された基板との良好な熱伝導を果たすために、基板の表面積と同一若しくは基板の表面積より広い面積を有していることが照明装置の小形化の達成および所定の光束を得るために好ましいが、これら高さおよび表面積を形成する段部の形状については、設計上で選択された全ての形状が許容される。
基板は、少なくとも電線が対向する周縁部に電気絶縁性の保護部材が設けられていてもよい。

保護部材は柔軟性を有するシリコーン樹脂やナイロン等の合成樹脂、または合成ゴム等で構成することが許容される。保護部材は、基板の周縁部全体に設けても、電線が引き出される溝の開口に対向する部分にのみ設けるようにしてもよい。保護部材は開口において、開口の周囲から外方に向けて突出するように突出部を形成し、電線が突出部に沿い迂回して電気接続部に接続できるように構成し、沿面距離を増大させることにより基板との電気絶縁距離を形成するようにしてもよい。さらに、保護部材を基板の周縁部から溝および貫通孔に向けて連続して被覆するように設けてもよい。また、基板の周縁部に一体に形成しても、基板から着脱ができるように基板と別体に形成してもよい。

請求項６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５いずれか一記載の照明装置と；を具備していることを特徴とする。

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照明装置が露出するものであってもよい。また、器具本体に１個の照明装置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、オフィス等、施設・業務用の大型の照明器具などを構成してもよい。

請求項１記載の発明によれば、一端部に基板支持部を有し、基板支持部に一端部から他端部に貫通する貫通孔および貫通孔に連続する溝部が形成された熱伝導性の本体と、一端が点灯装置に接続され、他端が本体の貫通孔および溝部を介して挿通され電気接続部に接続される電線により、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、本体は、外周面が一端側から他端部に向かい直径が小さくなるテーパ形状であり、基板支持部の外径は、本体における点灯装置を収容する収容空間の直径よりも大きいことにより、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、基板の周縁には、切欠状の電線挿通部が形成されており、この電線挿通部が溝部に対向するようにして基板が本体の基板支持部に配設されているので、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項４に記載の照明装置によれば、電線は、基板の一端側で照明装置の外方から内方に折り返されていることにより、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項５に記載の照明装置によれば、電線収容部は、内方から外方に延びる溝、電気接続部はコネクタであることにより、装置の小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、小形化を図ると共に、量産化に適した構成でかつ所定の光束を得ることが可能な照明装置を用いた照明器具を提供することができる。

本発明の第１の実施形態である照明装置を示す縦断面図。 同じく照明装置の基板支持部を拡大して示す断面図。 同じく照明装置の基板支持部を示し、（ａ）は基板を支持した状態を示す斜視図、（ｂ）は基板を取り外した状態を示す斜視図。 同じく照明装置を装着した照明器具を、天井に設置した状態を概略的に示す断面図。 同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は基板支持部を拡大して示す断面図、（ｂ）は基板を支持した状態を示す斜視図。 本発明の第２の実施形態である照明装置を示し、（ａ）はカバー部材を外した状態で示す上面図、（ｂ）は縦断面図。 同じく照明装置の基板支持部を拡大して示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は電線を溝部に挿通し、電気接続部に接続する前の状態を示す断面図、（ｃ）は実施例１における（ｂ）図に相当する断面図。 同じく照明装置の基板支持部を示し、（ａ）は基板を支持した状態を示す斜視図、（ｂ）は基板を取り外した状態を示す斜視図。 同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は基板の一部を切り欠いて示す上面図、（ｂ）は（ａ）図におけるｓ−ｓ線に沿う一部断面図、（ｃ）は保護部材の他の変形例を示す（ｂ）図に相当する一部断面図、（ｄ）は他の変形例の基板支持部を拡大して示す断面図、（ｅ）は（ｄ）図における保護部材を拡大して示す斜視図。

以下、本発明に係る照明装置及び照明器具の実施形態について説明する。

本実施例の照明装置は、ミニクリプトン電球に相当する小形の電球形の照明装置１０を構成するもので、半導体発光素子１１、半導体発光素子を点灯する点灯装置１２、一端部に基板支持部１３ｅを他端部に点灯装置を有する本体１３、半導体発光素子を配設する基板１４、半導体発光素子に接続される電気接続部１５、一端が点灯装置に接続され他端が電気接続部に接続される電線１６、本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金部材１７およびカバー部材１８で構成する。

半導体発光素子１１は、本実施例では発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）で構成し、同一性能を有する複数個、本実施例では４個のＬＥＤ１１が用意され、青色ＬＥＤチップとこの青色ＬＥＤチップにより励起される黄色蛍光体により白色を発光する高輝度、高出力のＳＭＤ形のＬＥＤからなり、さらに、一方向、すなわちＬＥＤの光軸に光線が主として放射される。ここで光軸は、ＬＥＤ１１が実装される基板１４の面に対して略鉛直方向のことである。

ＬＥＤ１１を点灯する点灯装置１２は、上記４個のＬＥＤ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１２ａ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ＬＥＤ１１に供給するように構成される。回路基板１２ａ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１２ｂが実装され、後述する本体１３の他端部の絶縁ケース２０内に、回路基板１１ａを縦方向にして収容される。また、回路基板の出力端子には半導体発光素子１１へ給電するための電線１６を接続し、入力端子には入力線（図示せず）を接続する。

本体１３は、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た横断面形状が略円形の円柱状をなし、一端部に径の大きな開口部１３ａを他端部に径の小さな開口部１３ｂを有する収納凹部１３ｃ一体に形成する。また、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、外観がミニクリプトン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。外周面には一端部から他端部に向かい放射状に突出する多数の放熱フィン１３ｄを一体に形成する。これら構成の本体１３は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工され、内部に空洞の少ない肉厚の円柱体として構成される。

本体１３の一端部の開口部１３ａ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１３ｅが一体に形成され、この凹部の周囲にリング状をなす凸条部１３ｆを一体に形成する。さらに、基板支持部１３ｅの中央部から他端部の開口部１３ｂに向けて本体の中心軸ｘ−ｘ方向に沿って直線状に貫通する貫通孔１３ｇを形成する。この貫通孔は給電用の電線１６を挿通させるための貫通孔で、その中心軸ｙ−ｙが本体１３の中心軸ｘ―ｘから寸法ａだけ外周方向に偏位した位置に形成する。また、基板支持部１３ｅには貫通孔１３ｇに連続し、かつ貫通孔が中心軸ｘ−ｘからａ寸法偏位した外周方向に沿って略直線状に延びる溝部１３ｈを一体に形成する。溝部の幅および深さ寸法は、給電用の電線１６が基板支持部１３ｅの表面から突出しないように、溝部１３ｈ内に嵌め込まれて収容できるように構成する。

また、本体１３の他端部に一体に形成された収納凹部１３ｃは、その内部に点灯装置１２を構成する回路基板１２ａを配設するための凹部で、横断面が本体１３の中心軸ｘ−ｘを中心とした略円形をなし底面に上述した貫通孔１３ｇが貫通されている。収納凹部１３ｃ内には、点灯装置１２とアルミニウムからなる本体１３との電気絶縁を図るために絶縁ケース２０が嵌め込まれる。絶縁ケースは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、一端部に開口部２０ａが形成され他端部が閉塞されて収納凹部１３ｃ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収納凹部１３ｃ内に固定される。絶縁ケース２０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２０ｂを一体に形成し、この係止部から先に突出する部分には外周を段状になして口金取付部２０ｃを一体に形成する。図中２０ｄは、絶縁ケースの閉塞された底面を貫通し本体１３の貫通孔１３ｇに合致するようにして形成された電線１６を通すための挿通孔である。

基板１４は、熱伝導性の良好な金属、本実施例では平板状の薄い略円板状をなすアルミニウムで構成され、その表面（図１における上方の面）にシリコーン樹脂等の電気絶縁層を介して銅箔からなる配線パターン１４ｐが形成され（図２）、この配線パターン上に４個の各ＬＥＤ１１が略同心円状をなすように略等間隔に実装して配設される。これにより円板状の基板１４の中心ｘにおいて、４個のＬＥＤ１１が略対称となるように配設される（図３（ａ））。なお、各ＬＥＤ１１は配線パターンにより直列に接続される。また、基板１４の周縁には配線パターンおよび電気絶縁層を貫通するように切り欠いて切欠状の電線挿通部１４ａを形成する。切欠状の電線挿通部１４ａは、隣接するＬＥＤ１１の略中間に位置して基板支持部１３ｅの溝部１３ｈの直線に沿い、幅寸法が溝部１３ｈの幅より大きい長孔形状の切欠部で構成する。

上記に構成された基板１４は、本体１３の基板支持部１３ｅに電気絶縁を図り、かつ密着されるように装着される。すなわち、図２に示すように、切欠状の電線挿通部１４ａが直線状の溝部１３ｈの先端部分に対向して位置するように配置し、シリコーン樹脂等で構成された電気絶縁シート（図示せず）を介して、平坦な面をなす基板支持部１３ｅにネジ等の固定手段を用い密着して装着される。これにより、各ＬＥＤ１１と基板１４からなる光源体の光軸が、本体の中心軸ｘ−ｘに略合致し、全体として平面視で略円形の発光面を有する光源部が構成される。

電気接続部１５は、小形のコネクタで構成され、コネクタの出力側端子が各ＬＥＤ１１を直列に配線した配線パターン１４ｐの入力側に、例えば、半田付けｓで接続されることにより、同時にコネクタ自体も基板１４における切欠状の電線挿通部１４ａの奥に支持固定される。これにより、コネクタからなる電気接続部１５が、基板１４の電線挿通部１４ａに対向し近接した位置に配設されると共に、基板表面に実装された４個の各ＬＥＤ１１に電気的に接続される。コネクタの入力側端子は、ネジレスの速結端子で構成され上記点灯装置１２の出力端子に接続された給電用の電線１６が差し込まれて接続される。

電線１６は、本体１３の貫通孔１３ｇおよび基板１４の電線挿通部１４ａを挿通することが可能で、かつ基板支持部１３ｅの平坦な表面から突出しないように溝部１３ｈ内に沿って嵌め込まれ収容されるような形状・寸法を有し、電気絶縁被覆がなされた２芯の細いリード線で構成する。

口金部材１７は、エジソンタイプのＥ１７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１７ａと、このシェル部の下端の頂部に電気絶縁部１７ｂを介して設けられた導電性のアイレット部１７ｃを備えている。シェル部１７ａの開口部が、絶縁ケース２０の口金取付部２０ｃ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１３との電気絶縁をなして本体１３の他端部側に固定される。シェル部１７ａおよびアイレット部１７ｃには、点灯装置１２における回路基板１２ａの入力端子から導出された入力線（図示せず）が接続される。

カバー部材１８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１８ａを有するミニクリプトン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１８は開口１８ａの開口端部を、基板１４の発光面を覆うようにして基板支持部１３ｅの凸条部１３ｆ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１３の傾斜する外周面がグローブ１８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、ミニクリプトン電球のシルエットに近似させた形状に構成される。

次に、上記に構成される電球形の照明装置１０の組立手順につき説明する。先ず、絶縁ケース２０を本体１３の収納凹部１３ｃ内に嵌め込み、絶縁ケースの挿通孔２０ｄを本体の貫通孔１３ｇに位置合わせし、絶縁ケース２０の外周面と収納凹部１３ｃ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１２の回路基板１２ａの出力端子にあらかじめ接続された電線１６を、絶縁ケース２０の挿通孔２０ｄから本体１３の貫通孔１３ｇに向けて通しながら、回路基板１２ａを縦にして絶縁ケース２０内に挿入しガイド溝に嵌合させて支持し収容する。このとき電線１６の先端は本体１３の貫通孔１３ｇの上端から引き出す。次に、貫通孔１３ｇから引き出された電線１６を基板支持部１３ｅの溝部１３ｈ内に、溝部の直線に沿って嵌め込み先端を溝部の先端部分から引き出す。

次に、各ＬＥＤ１１を実装した基板１４を、その切欠状の電線挿通部１４ａが溝部１３ｈに対向するように位置させて載置し、上面側（表面側）から周囲２箇所をねじ等の固定手段を用いて固定する（図３（ａ））。このとき熱伝導性を有し電気絶縁性を有する絶縁シート（図示せず）を基板支持部１３ｅの平坦な面と基板１４裏面との間に介在させておく。これにより、基板１４の裏面と基板支持部１３ｅの平坦な面が密着して固定される。

次に、既に溝部１３ｈから引き出された電線１６の先端を、基板１４の切欠状の電線挿通部１４ａを通して電気接続部１５の入力端子に差し込み接続する。この際、電線１６の電気接続部１５への接続作業は基板１４の表面側で行える。

次に、点灯装置１２の回路基板１２ａの入力端子から導出された入力線(図示せず)を、口金部材１７のシェル部１７ａおよびアイレット部１７ｃに接続し、接続した状態でシェル部１７ａの開口部を絶縁ケース２０の口金取付部２０ｃに嵌め込み接着剤で固着する。

次に、カバー部材１８を用意し、本体１３の基板支持部１３ｅを覆うようにして被せ、開口１８ａの開口端部を本体の凸条部１３ｆ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１８であるグローブを有し、他端部にＥ１７形の口金部材１７が設けられ、全体の外観形状がミニクリプトン電球のシルエットに近似した小形の電球形の照明装置１０が構成される。

次に、上記のように構成された照明装置１０を光源とした照明器具の構成を説明する。図４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、Ｅ１７形の口金を有するミニクリプトン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、ミニクリプトン電球のＥ１７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。

上記に構成されたミニクリプトン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ミニクリプトン電球に替えて、上述したＬＥＤ１１を光源とする小形の電球形の照明装置１０を使用する。すなわち、照明装置１０は口金部材１７をＥ１７形に構成してあるので、上記照明器具のミニクリプトン電球用のソケット３３にそのまま差し込むことができる。この際、照明装置１０の外周面が略円錐状のテーパー面をなすようにして、外観がミニクリプトン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、電球形の照明装置１０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、ＬＥＤ１１を光源とした省エネ形のダウンライトが構成される。

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から照明装置１０の口金部材１７を介して電源が供給され、点灯装置１２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１２の出力端子に接続された給電用の電線１６を介して直列に接続された各ＬＥＤ１１に印加される。これにより、全てのＬＥＤ１１が同時に点灯して白色の光が放射される。

また、電球形の照明装置１０が点灯されると、各ＬＥＤ１１の温度が上昇し熱が発生する。その熱は、アルミニウムからなる基板１４から基板が密着して固定された基板支持部１３ｅに伝達され、アルミニウムからなる本体１３から放熱フィン１３ｄを介して外部に効果的に放熱される。

以上、本実施例によれば、基板１４の表面に４個のＬＥＤ１１が略同心円状をなすように略等間隔に実装して配設されているので、各ＬＥＤ１１から放射される光は、カバー部材１８の内面全体に向かって略均等に放射され、乳白色のグローブで光が拡散され、ミニクリプトン電球に近似した配光特性をもった照明を行うことができる。

また、電気接続部１５が基板１４の中心部、すなわち、発光部分の中心部ではなく外周部に位置することから、配光特性へ影響を回避することができ、ＬＥＤがその周囲に等間隔に複数設けられることと相俟ってグローブ全体が略均一に光り均一な配光をもった照明を行うことができる。特に、電気接続部１５は、デッドスペースとなる隣接するＬＥＤ１１の略中間に位置して設けられた電線挿通部１４ａに対向し近接して配設したので、電気接続部１５によって隣接する各ＬＥＤ１１から放射される光が遮られることが防止され暗部が形成されに難くなり、一層均一な配光をもった照明を行うことができる。

特に、光源となる照明装置１０の配光がミニクリプトン電球の配光に近づくことで、照明器具３０内に配置されたソケット３３近傍の反射体３２への光の照射量が増大し、ミニクリプトン電球用として構成された反射体３２の光学設計通りの器具特性を略得ることが可能となる。

また、各ＬＥＤ１１から発生する熱は、アルミニウムからなる基板１４から基板が密着して固定された基板支持部１３ｅに伝達され、アルミニウムからなる本体１３から放熱フィン１３ｄを介して外部に効果的に放熱される。この際、電線１６は基板支持部１３ｅの溝部１３ｈに収容され、基板１４と基板支持部１３ｅとの間に介在していないので、基板と基板支持部は確実に密着して固定され熱伝導性が良好となって、より効果的に放熱させることができる。これにより、各ＬＥＤ１１の温度上昇および温度むらが防止され、発光効率の低下が抑制され、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可能な照明装置を提供することができる。同時にＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

また、電線１６を収容し基板１４と基板支持部１３ｅを密着させるための溝部１３ｈおよび貫通孔１３ｇ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、コスト的に有利な照明装置を提供することができる。因みに、薄いアルミニウムからなる基板をプレス加工によって折り曲げて溝部を成形し構成する方法もあるが、基板の表面側に溝部の底面が凸の形に突出することとなり、ＬＥＤを実装するための平坦な面が少なくなって、多くのＬＥＤ実装することが困難となり照明装置の高出力化の支障となる。

また、本体１３の基板支持部１３ｅに貫通孔１３ｇおよび貫通孔に連続して溝部１３ｈを形成し、基板１４に切欠状の電線挿通部１４ａを形成し、給電用の電線１６を貫通孔１３ｇ、溝部１３ｈおよび基板の電線挿通部１４ａを介して挿通し電気接続部１５に接続するようにした。これにより、電線１６の電気接続部１５への接続作業は、基板１４の表面側で全て行うことができ、配線作業がし易くなり製造が容易な量産化に適した照明装置を提供することができ、コストダウンが可能となって照明装置の低コスト化を図ることができる。

給電用の電線１６は、特願２００８−２６９５７７に示されるように、電線を基板裏面から表面に向けて、貫通孔を狙って挿通して引き出し、一端引き出した電線をさらに折り返して電気接続部に接続する手間のかかる工程が不要となる。さらに、配線作業の際に基板１４は既に本体１３の基板支持部１３ｅに固定されているので、特許文献２のように基板が本体に固定されない浮いた不安定な状態で、これらの配線接続作業を行う必要がなく一層配線作業がし易くなり、より一層量産化に適した照明装置を提供することができる。

また、特許文献２のように、電線が接続された状態の基板を本体に設置することがなくなり、電線の接続部に外力が加わって断線または速結端子から電線が外れてしまうようなことを防止することができる。同時に、電線１６は、基板１４の外周縁に突出した形態とならないため、基板１４を本体１３の基板支持部１３ｅに装着する場合に、電線１６と本体１３との電気的な絶縁距離をとる必要がなくなり、本体１３の径方向の寸法を小さく構成することができ、小形化を達成することができる。

また、特願２００８−２６９５７７では、電線を基板裏面から表面に向けて、貫通孔を狙って挿通して引き出し、一端引き出した電線をさらに折り返して電気接続部に接続する作業を行うために、折り返しの際に基板の切欠状の電線挿通部および本体の貫通孔、特にアルミニウムからなる本体の金属の角部に電線が引きずられて懸かるために電線を角部から保護するための保護チューブが必要になる。しかし、本実施例によれば引き出した電線を折り返す工程が不要になるため、保護チューブを省略することも可能となり、コスト的に有利となると共に、工程の簡素化によって一層量産化に適した構成となる。同時に引き出した電線を折り返す工程が不要になるために、必要以上に電線を長くする必要がなくなりコスト的にも有利になる。

また、本実施例によれば、本体１３の貫通孔１３ｇから引き出された電線１６は、貫通孔に連続して形成された直線状の溝部１３ｈを目標にして沿わせて所定の位置に配置することができ、配線作業時の作業目標位置を容易に確認することができ、生産性の向上を図ることもできる。また、基板１４の電線挿通部１４ａは、周縁に切欠状をなして形成されているので、電線１６の電気接続部１５への接続は、基板周縁から切欠きを通して行うこともでき、生産性を一層向上させることもできる。

本体１３の貫通孔１３ｇは、その中心軸ｙ−ｙが本体１３の中心軸ｘ―ｘから寸法ａだけ外周方向に偏位した位置に形成し、溝部１３ｈは、貫通孔１３ｇに連続しかつ外周方向に沿って直線状に延びる溝部１３ｈを形成したので、這わす電線の長さを極力短くすることが可能となって一層コスト的に有利となる。

以上、本実施例において、本体１３の貫通孔１３ｇは、その中心軸ｙ―ｙが本体１３の中心軸ｘ―ｘから外周方向に偏位した位置に寸法ａだけ離間させて形成したが、図５（ａ）（ｂ）に示すように、本体１３の中心軸ｘ−ｘに貫通孔１３ｇの中心軸ｙ―ｙを略一致させて形成してもよい。また、同図に示すように、基板１４の電線挿通部１４ａを切欠部でなく貫通する比較的広い開口で構成し、電気接続部１５を基板支持部１３ｅの中心部により近い位置に設けるように構成してもよい。これによれば、電気接続部１５を貫通孔１３ｇに近い位置に設けることができ、電線１６の長さを一層短くすることができる。また、図５（ａ）に点線で示すように、電気接続部１５であるコネクタの下方に速結端子からなる入力側端子を設け、電線１６´をコネクタの下方から接続するように構成してもよい。これによれば、より一層電線の長さを短くすることができる。

本体１３は、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、電球形の照明装置１０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１３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、カバー部材は、発光ダイオード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。
なお、本実施例において変形例を示す図５には、図１〜図４と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。

本実施例は、ＳＭＤ形のＬＥＤに替えて、ＣＯＢ技術を使用し基板に複数のＬＥＤチップを略マトリックス状に実装し、基板とＬＥＤからなる発光モジュールを小形に構成することにより、照明装置の小形化を図ると共に、ランプの光による影の多重化を抑制するようにしたものである。

本実施例の照明装置は、実施例１と同様にミニクリプトン電球に相当する小形の電球形の照明装置１０を構成するもので、図６〜図８に示すように、基板１４は、四隅をカットした略正方形をなす薄いアルミニウム製の平板で構成する。基板１４の表面側には内周面が略円形をなす土手部１４ｂを形成し、浅い円形の収容凹部１４ｃを形成して底面に銅箔からなる配線パターンを形成する。この基板１４は、ＣＯＢ技術を使用して基板の収容凹部１４ｃにおける配線パターンに隣接して複数のＬＥＤチップ１１（青色ＬＥＤチップ）を略マトリックス状に実装する。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とボンディングワイヤによって直列に接続される。

上記に構成された基板１４の収容凹部１４ｃには、黄色蛍光体を分散・混合した封止部材１４ｄが塗布または充填され、上述した青色ＬＥＤチップ１１から放射される青色光を透過させると共に、青色光によって黄色蛍光体を励起して黄色光に変換し、透過した青色光と黄色光が混光して白色の光が放射されるものである。１４ｅは、基板１２の両端部に一体に形成された支持部であり、本体１３の基板支持部１３ｅに基板１４を支持するための部材である。また、１４ｆ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。

本体１３は、一端部の開口部１３ａに、本体の一端部側に突出した段部により形成された台状の基板支持部１３ｅを一体に形成する。この基板支持部は、その表面を平坦な面に形成した円形の台状をなす凸部１３ｅ１を、本体の開口部１３ａの一端部側に一体に突出させて形成する。台状をなす凸部１３ｅ１は、給電用の電線１６を挿通させることが可能な溝１３ｈを形成できる高さを有し、また、段部に囲まれた基板支持部１３ｅの表面積はＬＥＤ１１が実装された基板１４との良好な熱伝導を果たすために、基板１４の表面積と略同様の面積を有して形成される。

さらに、実施例１と同様に基板支持部１３ｅの中央部から他端部の開口部１３ｂに向けて貫通する貫通孔１３ｇを形成すると共に、この貫通孔１３ｇに一端が連続し他端が基板支持部１３ｅの周縁１３ｅ２に開口する開口部１３ｈ１を形成した略直線状の溝部１３ｈを一体に形成する。溝部１３ｈの幅および深さ寸法は、給電用の電線１６が凸部１３ｅ１の表面から突出しないように、溝部１３ｈ内に嵌め込まれて収容できるように構成する。

上記に構成した溝部１３ｈには、次のようにして電線１６が挿通され嵌め込まれる。すなわち、貫通孔１３ｇから引き出された電線１６は、図７（ａ）に示すように、基板支持部１３ｅの溝部１３ｈ内に、溝部の直線に沿って嵌め込み先端を溝部の開口部１３ｈ１から引き出す。さらに、各ＬＥＤ１１を実装した基板１４を、その電気接続部１５が溝部１３ｈの開口部１３ｈ１に対向するように位置させて載置し、上面側（表面側）から周囲２箇所をねじ等の固定手段を用いて固定する（図８（ａ））。

さらに、既に溝部１３ｈの開口部１３ｈ１から引き出された電線１６の先端を、折り返して基板１４の周縁に取り付けられた電気接続部１５に差し込み接続する。この際、電線１６は、図７（ｂ）に示すように、溝部１３ｈの上方から溝を狙って単に挿入し、開口部１３ｈ１から左方に引き出しておけばよい。因みに、実施例１では、基板支持部１４の平坦な面に溝部１３ｈを掘る形で溝を形成するために、図７（ｃ）に示すように、電線は溝の終端で略直角に曲げられる。このため、電線１６には図中点線１６´で示すように、常に元の形に戻ろうとする力が働いて、電線が溝から上方に飛び出すことが生じる。このため基板１４を基板支持部１３ｅに支持する際に電線を挟む虞があり、電線を押えながら作業を行う必要が生じ作業がし難くなる。

これに対し、本実施例では、図７（ｂ）に示すように、溝部１３ｈは本体の開口部１３ａから突出する台状をなす凸部１３ｅ１で形成されているので、溝の終端、すなわち、開口部１３ｈ１で電線１６が直角に曲げられることがなく電線が飛び出すことが抑制され、電線が基板１４と基板支持部１３ｅとの間に挟まれる虞がなくなって電線を押える必要がなくなり作業がし易くなる。

これにより、作業性がよく量産化に適した照明装置を構成することができると共に、基板１４が基板支持部１３ｅに確実に密着して支持され、ＬＥＤ１１の熱が基板１４から基板支持部１３ｅに良好に伝達され本体１３から効果的に放熱されてＬＥＤの発光効率の低下を抑制し所定の光束を得ることができる。

同時に、本実施例は、ＣＯＢ技術を使用し基板に複数のＬＥＤチップを略マトリックス状に実装し、基板１４とＬＥＤ１１からなる発光モジュールを小形に構成したので、照明装置の小形化を図ることができると共に、ＬＥＤチップを密に実装することができ面状の光源を構成することができることから影の多重化を抑制することができる。

因みに、ＳＭＤ形のＬＥＤでは、円板状をなす基板に略等間隔に、例えば、４個程度が実装して配設されているため、光源から近ければ近いほど、ランプの光によってできる影は多重化し、机上照明の電気スタンド用光源としては不向きなものとなる問題が生じる。これに対し、本実施例ではＣＯＢにより面状光源を構成でき、またランプ中心と発光部中心を略合致させることができるため影が多重化することなく電気スタンド等の光源としても使用することができる。

なお、溝部１３ｈの開口部１３ｈ１は、図８（ｂ）に点線で示すように、開口の角部をなくすように、基板支持部１３ｅの周縁１３ｅ２に向けて緩やかに拡開するＲ形状となし、電線１６を電気接続部１５に接続する際のガイドおよび被覆の保護作用をなすようにしてもよい。

また、基板１４の周縁部には、電気絶縁性の保護部材Ｐを設けて電線１６の保護作用をなすようにしてもよい。すなわち、図９（ａ）に示すように、保護部材Ｐを基板１４の周縁部の周囲の長さと略等しい周囲の長さ寸法を有するリング状をなすシリコーン樹脂で形成する。この保護部材の断面形状は、図９（ｂ）に示すように略コ字形をなすように形成し、シリコーン樹脂の柔軟性を利用してコ字形の溝を広げるようにして基板１４の周縁部に嵌め込む。これにより保護部材Ｐが基板１４の周縁部に着脱が可能になるようにして支持される。

本構成によれば、溝部１３ｈの開口部１３ｈ１から引き出された電線１６を折り返して電気接続部１５に接続する際に、基板１４周縁部のアルミ暴露部分がなくなり、保護部材でカバーされているので電線１６の被覆を保護でき、被覆損傷による漏電を防止することができる。同時に電線１６と基板１４との沿面距離を確保でき電気絶縁不足による短絡を防止することができる。特に、保護部材Ｐは、断面がコ字形をなし、基板の表面から上方にａ寸法（図９（ｂ））だけ突出しており、より確実に沿面距離を確保することができる。また、保護部材Ｐは着脱が可能に基板に支持されているので、不要な設計仕様の場合には簡単に取り外すことができる。

なお、保護部材Ｐは、基板１４の周縁部に接着剤により接着固定するようにしてもよい。また、保護部材の断面形状は、コ字形でなく、図９（ｃ）に示すように、基板１４と略同一の厚さ寸法を有する断面角形のリングとして形成し、基板１４の周縁部に接着剤で固着するようにしてもよい。この場合でも、基板１４と電線１６との沿面距離を確保することができる。

また、図９（ｄ）に示すように、保護部材Ｐを溝部１３ｈおよび貫通孔１３ｇに向けて連続して被覆するように設けてもよい。すなわち、保護部材Ｐを図９（ｅ）に示すように、開口カバー部Ｐ１と溝カバー部Ｐ２と孔カバー部Ｐ３とをシリコーン樹脂で一体に形成し、開口カバー部Ｐ１を開口部１３ｈ１に当接し、溝カバー部Ｐ２を溝部１３ｈに嵌合し、さらに孔カバー部Ｐ３を貫通孔１３ｇに挿入して嵌め込むようにして支持する。なお、開口カバー部Ｐ１には縦に切り込みＰ４を形成し、電線１６を上方から挿通できるように構成する。

この構成によれば電線１６を貫通孔１３ｇの角部から保護でき、さらに溝部１３ｈにおける固い金属部分からも保護でき、さらに基板１４の周縁部からも保護することができ、被覆損傷による漏電を確実に防止することができる。さらに、アルミニウムからなる貫通孔１３ｇ、溝１３ｈおよび基板１４と、これらに沿って配設される電線１６との沿面距離を確保することができ、電気絶縁不足による短絡をより確実に防止することができる。

以上、本実施例における他の構成、組立手順、作動、作用効果および変形例等は、実施例１と同様である。なお、本実施例において変形例を示す図９には、図６〜図８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、本発明は上述の各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。

１０ 照明装置
１１ 半導体発光素子
１２ 点灯装置
１３ 本体
１３ｅ 基板支持部
１３ｇ 貫通孔
１３ｈ 溝部
１４ 基板
１４ａ 電線挿通部
１５ 電気接続部
１６ 電線
１７ 口金部材
１８ カバー部材
３０ 照明器具
３１ 器具本体
３３ ソケット

Claims (6)

1. 一端部に基板支持部を有する熱伝導性の本体と；
   半導体発光素子が実装され、本体の基板支持部に配設される基板と；
   基板の一端側に配設され半導体発光素子に接続される電気接続部と；
   本体内に収容され半導体発光素子を点灯する点灯装置と；
   一端が点灯装置に接続され、他端が電気接続部に接続される電線と；
   本体の他端部側に設けられ点灯装置に接続される口金部材と；
   を具備する照明装置であって、
   本体は、少なくとも一部が基板支持部の外周付近に位置する電線収容部を基板支持部に備え、基板は、電線収容部の少なくとも外周付近を露出させるように、本体の基板支持部に配設され、電線は、基板の他端側において照明装置の内方から外方に延び、本体の電線収容部の基板に対する露出部分を介して基板の一端側に導出し、基板の一端側において屈曲して電気接続部に接続されていることを特徴とする照明装置。
2. 本体は、外周面が一端側から他端部に向かい直径が小さくなるテーパ形状であり、基板支持部の外径は、本体における点灯装置を収容する収容空間の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 基板は、周縁に切欠状の電線挿通部を備えており、電線挿通部が電線収容部に対向するように、本体の基板支持部に配設されていることを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。
4. 電線は、基板の一端側で照明装置の外方から内方に折り返されていることを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。
5. 電線収容部は、内方から外方に延びる溝、電気接続部はコネクタであることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の照明装置。
6. 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５いずれか一記載の照明装置と；を具備していることを特徴とする照明器具。
   

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