JP5588569B2 - Light bulb shaped lamp and lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、電球形ランプ及び照明装置に関し、特に、半導体発光素子を用いた電球形ランプ及びこれを用いた照明装置に関する。 The present invention relates to a light bulb shaped lamp and a lighting device, and more particularly to a light bulb shaped lamp using a semiconductor light emitting element and a lighting device using the same.
近年、LED(Light Emitting Diode)等の半導体発光素子は、小型、高効率及び長寿命であることから、各種ランプの新しい光源として期待されており、LEDを光源とするLEDランプの研究開発が進められている。 In recent years, semiconductor light emitting devices such as LEDs (Light Emitting Diodes) are expected to be new light sources for various lamps due to their small size, high efficiency, and long life, and research and development of LED lamps using LEDs as light sources has been promoted. It has been.
このようなLEDランプとしては、フィラメントコイルを用いた白熱電球に代替する電球形のLEDランプ(電球形LEDランプ)がある。例えば、特許文献1には、従来の電球形LEDランプが開示されている。
As such an LED lamp, there is a bulb-type LED lamp (bulb-shaped LED lamp) that replaces an incandescent bulb using a filament coil. For example,
この特許文献1に開示された従来の電球形LEDランプでは、グローブと、グローブ内に配置された基板と、基板上に実装されたLEDとを備えている。
The conventional bulb-type LED lamp disclosed in
しかしながら、従来の電球形LEDランプでは、基板上に実装されたLEDから熱が発生し、この熱によって、LEDの発光効率が低下するという問題がある。このため、放熱性を向上させることが望まれており、特に、LEDチップが多用された高出力タイプの電球形LEDランプでは、放熱対策が極めて重要となる。 However, the conventional bulb-type LED lamp has a problem that heat is generated from the LED mounted on the substrate, and the light emission efficiency of the LED is lowered by this heat. For this reason, it is desired to improve heat dissipation. In particular, in a high-power type light bulb-type LED lamp in which LED chips are frequently used, a heat dissipation measure is extremely important.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、放熱性を向上させることができる電球形ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a light bulb shaped lamp and a lighting device that can improve heat dissipation.
上記目的を達成するために、本発明に係る電球形ランプの一態様は、グローブと、前記グローブ内方に配置された基板と、前記基板を支持する支柱と、前記基板の一方の面上に設けられた複数の半導体発光素子と、前記基板の他方の面上における前記複数の半導体発光素子のそれぞれと対向する位置に選択的に設けられ、前記支柱と熱的に接続されて前記複数の半導体発光素子が発生する熱を前記支柱に伝熱する伝熱部とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, one aspect of a light bulb shaped lamp according to the present invention includes a globe, a substrate disposed inside the globe, a support column supporting the substrate, and one surface of the substrate. The plurality of semiconductor light emitting elements provided and selectively provided at positions facing each of the plurality of semiconductor light emitting elements on the other surface of the substrate and thermally connected to the support pillars. And a heat transfer section that transfers heat generated by the light emitting element to the support column.
また、本発明に係る電球形ランプの一態様において、前記基板の他方の面には、前記複数の半導体発光素子のそれぞれと対向する位置に凹部が形成され、前記伝熱部は、前記凹部内方に配置されることにしてもよい。 Further, in one aspect of the light bulb shaped lamp according to the present invention, a recess is formed on the other surface of the substrate at a position facing each of the plurality of semiconductor light emitting elements, and the heat transfer portion is in the recess. It may be arranged in the direction.
また、本発明に係る電球形ランプの一態様において、前記基板の一方の面上には、前記複数の半導体発光素子がライン状に配置され、前記伝熱部は、ライン状に配置された前記複数の半導体発光素子に対応して、前記基板の他方の面上にライン状に設けられることにしてもよい。 Moreover, in one aspect of the light bulb shaped lamp according to the present invention, the plurality of semiconductor light emitting elements are arranged in a line on one surface of the substrate, and the heat transfer section is arranged in a line. Corresponding to a plurality of semiconductor light emitting elements, they may be provided in a line shape on the other surface of the substrate.
また、本発明に係る電球形ランプの一態様において、前記複数の半導体発光素子のそれぞれと対向する位置に、複数の前記伝熱部が設けられ、前記電球形ランプは、さらに、前記複数の伝熱部のそれぞれを前記支柱と繋ぐ繋ぎ部を備えることにしてもよい。 Further, in one aspect of the light bulb shaped lamp according to the present invention, a plurality of the heat transfer parts are provided at positions facing each of the plurality of semiconductor light emitting elements, and the light bulb shaped lamp further includes the plurality of heat transfer parts. You may decide to provide the connection part which connects each of a thermal part with the said support | pillar.
また、本発明に係る電球形ランプの一態様において、前記伝熱部は、前記基板の一方の面に平行な面における断面積が、前記半導体発光素子から遠ざかるほど小さくなるように形成されていることにしてもよい。 Further, in one aspect of the light bulb shaped lamp according to the present invention, the heat transfer section is formed such that a cross-sectional area in a plane parallel to one surface of the substrate becomes smaller as the distance from the semiconductor light emitting element is increased. You may decide.
また、本発明に係る電球形ランプの一態様において、前記伝熱部と前記支柱とは、一体に形成されていることにしてもよい。 Moreover, the aspect of the light bulb shaped lamp according to the present invention may be configured such that the heat transfer section and the support column are integrally formed.
また、本発明に係る電球形ランプの一態様において、前記基板は、透光性を有し、前記電球形ランプは、さらに、前記半導体発光素子を覆うように配置され、前記半導体発光素子が発する光の波長を変換する第1波長変換部と、前記基板と前記半導体発光素子との間に配置され、前記半導体発光素子が発する光の波長を変換する第2波長変換部とを備えることにしてもよい。 Further, in one aspect of the light bulb shaped lamp according to the present invention, the substrate has translucency, and the light bulb shaped lamp is further disposed so as to cover the semiconductor light emitting element, and the semiconductor light emitting element emits light. A first wavelength conversion unit that converts the wavelength of light, and a second wavelength conversion unit that is disposed between the substrate and the semiconductor light emitting element and converts the wavelength of light emitted by the semiconductor light emitting element. Also good.
また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記いずれかの電球形ランプを備える照明装置であることを特徴とする。 One embodiment of the lighting device according to the present invention is a lighting device including any one of the above-described light bulb shaped lamps.
本発明によれば、放熱性を向上させることができる電球形ランプ及び照明装置を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lightbulb-shaped lamp and illuminating device which can improve heat dissipation are realizable.
以下、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。 Hereinafter, a light bulb shaped lamp and an illumination device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Therefore, the numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of constituent elements, processes, order of processes, and the like shown in the following embodiments are merely examples and do not limit the present invention. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims showing the highest concept of the present invention are described as optional constituent elements. Each figure is a schematic diagram and is not necessarily illustrated exactly.
(電球形ランプの全体構成)
まず、本実施の形態に係る電球形ランプ1の全体構成について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1の外観斜視図である。また、図2は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1の分解斜視図である。(Overall configuration of bulb-type lamp)
First, the whole structure of the light bulb shaped
図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る電球形ランプ1は、電球形蛍光灯又は白熱電球の代替品となる電球形LEDランプであって、グローブ10と、光源であるLEDモジュール20と、LEDモジュール20を支持する支持部材40と、内方に駆動回路70が配置された筐体50と、筐体50内に配置された金属部材60と、LEDモジュール20に電力を供給する駆動回路70と、外部から電力を受電する口金80とを備える。なお、電球形ランプ1は、その他に、リード線70a〜70dと、リング状の結合部材30と、ネジ90とを備える。また、電球形ランプ1は、グローブ10と筐体50(外側筐体部52)と口金80とによって外囲器が構成されている。すなわち、グローブ10と筐体50(外側筐体部52)と口金80とは外部に露出しており、それぞれの外面は外気に曝されている。また、本実施の形態における電球形ランプ1は、例えば40W形相当の明るさとなるように構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, a light bulb shaped
なお、以降の説明においては、これらの図に示す上側の方向を上方、下側の方向を下方として、説明を行う。つまり、グローブ10は、口金80の上方に配置されている。なお、上記の方向の定義は、電球形ランプ1が点灯器具に取り付けられる場合の方向とは関係なく、電球形ランプ1が点灯器具に取り付けられる場合には、いずれの方向が上方又は下方になってもかまわない。
In the following description, the upper direction shown in these drawings is the upper direction, and the lower direction is the lower direction. That is, the
以下、本実施の形態に係る電球形ランプ1の各構成要素について、図2を参照しながら、図3及び図4を用いて詳細に説明する。図3は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1の一の断面を示す図である。図4は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1の構成の他の断面を示す図であって、図3の状態からランプ軸を中心に約90°回転したときの断面図を示している。なお、ランプ軸とは、電球形ランプ1を照明装置のソケットに取り付ける際の回転中心となる軸であり、口金80の回転軸と一致している。また、図3及び図4において、回路素子以外は、各構成部材の断面部分のみを図示している。また、図4では、回路素子を省略して図示している。
Hereinafter, each component of the light bulb shaped
(グローブ)
図3及び図4に示すように、グローブ10は、LEDモジュール20を収納するとともに、LEDモジュール20からの光をランプ外部に透光する透光性カバーである。グローブ10の内面に入射したLEDモジュール20の光は、グローブ10を透過してグローブ10の外部へと取り出される。(Glove)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
本実施の形態におけるグローブ10は、可視光に対して透明なシリカガラス製のガラスバルブ(クリアバルブ)である。したがって、グローブ10内に収納されたLEDモジュール20は、グローブ10の外側から視認することができる。
The
グローブ10の形状は、一端が球状に閉塞され、他端に開口部11を有する形状である。具体的には、グローブ10の形状は、中空の球の一部が、球の中心部から遠ざかる方向に伸びながら狭まったような形状であり、球の中心部から遠ざかった位置に開口部11が形成されている。このような形状のグローブ10としては、一般的な白熱電球と同様の形状のガラスバルブを用いることができる。例えば、グローブ10として、A形、G形又はE形等のガラスバルブを用いることができる。
The shape of the
また、グローブ10の開口部11は、支持部材40と筐体50との間に位置する。より具体的に、グローブ10の開口部11は、支持部材40と筐体50との間に配置された結合部材30の溝部に圧入されている。これにより、グローブ10が固定されている。さらに、グローブ10の開口部11と筐体50のグローブ側端部との間にはシリコーン樹脂が塗布されているが、このシリコーン樹脂は必ずしも必要ではない。
The
なお、グローブ10は、必ずしも可視光に対して透明である必要はなく、グローブ10に光拡散機能を持たせてもよい。例えば、シリカや炭酸カルシウム等の光拡散材を含有する樹脂や白色顔料等をグローブ10の内面又は外面の全面に塗布することによって乳白色の光拡散膜を形成してもよい。このように、グローブ10に光拡散機能を持たせることにより、LEDモジュール20からグローブ10に入射する光を拡散させることができるので、ランプの配光角を容易に拡大させることができる。
The
また、グローブ10の形状としては、A形等に限らず、回転楕円体又は偏球体であってもよい。また、グローブ10の材質としては、ガラス材に限らず、アクリル(PMMA)やポリカーボネート(PC)等の合成樹脂等による樹脂材を用いてもよい。
Further, the shape of the
(LEDモジュール)
LEDモジュール20は、半導体発光素子を有する発光モジュールであって、所定の光を放出する。図3及び図4に示すように、LEDモジュール20は、グローブ10の内方に配置されており、グローブ10によって形成される球形状の中心位置(例えば、グローブ10の内径が大きい径大部分の内部)に配置されることが好ましい。このように、グローブ10の中心位置にLEDモジュール20が配置されることにより、電球形ランプ1の配光特性は、従来のフィラメントコイルを用いた白熱電球と近似した配光特性となる。(LED module)
The
また、LEDモジュール20は、支持部材40によってグローブ10内に中空状態で保持されており、リード線70a及び70bを介して供給される電力によって発光する。なお、LEDモジュール20の詳細な構成についての説明は、後述する。
The
(結合部材)
結合部材30は、グローブ10と支持部材40と金属部材60とを結合する部材である。図2に示すように、結合部材30は、支持部材40の台座42(径小部42a)の周囲を囲むようにリング状に構成されている。結合部材30は、支持部材40の台座42の外周面と外側筐体部52の外郭部52aとの隙間に流し込まれた流動性絶縁樹脂(例えばシリコン)を硬化させることで成型することができる。(Coupling member)
The
図3及び図4に示すように、結合部材30は、グローブ10の開口部11が挿入されるように円環状に形成された縦溝部30aと、支持部材40の台座42に設けられた横溝部に嵌め込まれるように形成された横方向に突出する鍔部(環状凸部)30bと、台座42との位置合わせを行うために下方向(口金側)に突出する4つの凸部30cとを備える。なお、結合部材30の外面は、筐体50の外側筐体部52の内面と接触している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
(支持部材)
支持部材40は、LEDモジュール20を支持する部材であり、金属によって構成されている。ここで、支持部材40の構成について、図3及び図4を参照しながら、図5を用いて詳細に説明する。図5は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1における支持部材40の外観斜視図である。(Support member)
The
支持部材40(金属支柱)は、主にグローブ10の内部に位置する支柱41と、主に筐体50(外側筐体部52)に囲まれる台座42とによって構成されている。本実施の形態において、支柱41と台座42とは、同一材料によって一体成型されている。
The support member 40 (metal support column) is configured by a
支柱41は、グローブ10の開口部11の近傍からグローブ10の内方に向かって延びるように設けられた金属製のステムである。支柱41は、LEDモジュール20を保持する保持部材として機能し、支柱41の一端はLEDモジュール20に接続され、支柱41の他端は台座42に接続されている。
The
また、支柱41は、金属材料によって構成されているので、LEDモジュール20で発生する熱を放熱させるための放熱部材としても機能する。本実施の形態における支柱41は、アルミニウム合金によって構成されている。このように、支柱41が金属材料によって構成されているので、LEDモジュール20で発生する熱を、支柱41に効率良く伝導させることができる。これにより、温度上昇によるLED22の発光効率の低下及び寿命の低下を抑制することができる。
Moreover, since the support |
図5に示すように、支柱41は、主軸部41aと固定部41bとによって構成されている。主軸部41aは、断面積が一定の円柱体からなり、主軸部41aの一方側の端部は固定部41bに接続され、主軸部41aの他方側の端部は台座42に接続されている。
As shown in FIG. 5, the
また、固定部41bは、LEDモジュール20の基台21と固定される固定面(上面)を有する。当該固定面は、固定部41b(支柱41)と基台21の裏面(LEDモジュール20)との接触面となる。LEDモジュール20は、固定部41bの固定面に載置され、接着剤等によって固定面に接着される。さらに、固定部41bには、固定面から突出する突起部41b1が設けられている。突起部41b1は、LEDモジュール20の基台21に設けられた貫通孔21aと嵌合するように構成されている。突起部41b1は、LEDモジュール20の位置を規制する位置規制部として機能し、平面視形状が長尺状となるように構成されている。
The fixing
台座42は、支柱41を支持する部材であり、図3及び図4に示すように、グローブ10の開口部11を塞ぐように構成されている。台座42は、金属材料によって構成されており、本実施の形態では、支柱41と同様に、アルミニウム合金によって構成されている。これにより、支柱41に熱伝導したLEDモジュール20の熱を、台座42に効率良く伝導させることができる。また、図5に示すように、台座42は、段差部を有するキャップ状部材であって、直径が小さい径小部42aと直径が大きい径大部42bとによって構成されている。
The
径小部42aと径大部42bとの境界には、径小部42aの周方向に沿って横溝部が形成されている。また、台座42の段差部(径大部42bの上)には結合部材30が配置され、結合部材30の鍔部30bと台座42の横溝部とが嵌合することによって、結合部材30が台座42に固定される。
At the boundary between the
径小部42aは、図3及び図4に示すように、支柱41を支持するとともに、グローブ10の開口部11を塞ぐように構成された円盤状部材である。支柱41は、径小部42aの中央部に形成されている。なお、径小部42aの外周面と結合部材30の内周面とは面接触している。また、径小部42aには、リード線70a及び70bを挿通するための2つの貫通孔42a1が設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
径大部42bは、略円筒状に構成されており、外周面が金属部材60の内周面と面接触している。これにより、支持部材40(台座42)の熱を金属部材60に効率良く伝導させることができる。なお、径大部42bには、金属部材60とのカシメを行う時のガイド穴として4つの凹部42b1が形成されている。
The
(筐体)
筐体50は、内方に駆動回路70が配置された絶縁性を有する絶縁ケースであり、内側筐体部(第1筐体部)51と外側筐体部(第2筐体部)52とによって構成されている。筐体50は、絶縁性樹脂材料によって構成することができ、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)によって樹脂成型することができる。(Casing)
The
内側筐体部51は、図3及び図4に示すように、駆動回路70を囲むように配置されており、ランプ外部から視認できないように配置された内部部材(回路ケース)である。内側筐体部51は、駆動回路70を蓋するように配置された回路キャップ部51aと、駆動回路70の周囲を覆うように配置された回路ホルダ部51bとを有する。回路キャップ部51aと回路ホルダ部51bとは分離されており、回路キャップ部51aと回路ホルダ部51bとは非接触状態で配置されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
回路キャップ部51aの上面形状は、支持部材40の台座42の内面形状に沿うように構成されている。これにより、回路キャップ部51aは、支持部材40の台座42に嵌め込まれて、ネジ90によって支持部材40に締め付け固定される。
The upper surface shape of the
回路ホルダ部51bは、円筒形状に構成されている。回路ホルダ部51bの口金側端部は外側筐体部52と接続されており、本実施の形態では、回路ホルダ部51bと外側筐体部52とが一体成型されている。また、回路ホルダ部51bのグローブ側端部には、駆動回路70の回路基板71を載置する段差部が形成されている。
The
また、外側筐体部52は、少なくともランプ外囲器の一部となっており、ランプ外部から視認することができるように配置された外部部材である。外側筐体部52の外周面のうち口金80で覆われている部分以外の領域は、ランプ外部に露出されている。本実施の形態において、外側筐体部52は、ランプ外部に露出する外郭部52aと、口金80と螺合する螺合部52bとを有する。
The
外郭部52aは、螺合部52bよりも直径が大きい略円筒部材によって構成されている。本実施の形態において、外郭部52aは、口金80側に向かって漸次直径が小さくなるように構成されている。つまり、外郭部52aの内周面及び外周面は、ランプ軸に対して傾斜している。外郭部52aの外表面は大気に曝されているので、筐体50に伝導した熱は、主に外郭部52aの外表面から放熱される。
The
螺合部52bは、外郭部52aよりも直径が小さい略円筒部材によって構成される。螺合部52bには口金80がねじ込まれる。つまり、螺合部52bの外周面は、口金80の内周面と接触するように構成されている。
The screwing
このように構成される外側筐体部52(外郭部52a)は、内側筐体部51、金属部材60、支持部材40の台座42及び結合部材30を囲むように構成されている。また、外側筐体部52(外郭部52a)の内面と内側筐体部51(回路キャップ部51a及び回路ホルダ部51b)の外面との間には、所定の間隔が設けられている。さらに、本実施の形態において、外側筐体部52(外郭部52a)と金属部材60とは接触しておらず、図4に示すように、外側筐体部52(外郭部52a)の内面と金属部材60の外面との間には、一定の空隙が存在する。
The outer casing 52 (
(金属部材)
金属部材60は、筐体50における内側筐体部51を囲むようにスカート状に構成されており、内側筐体部51と外側筐体部52との間に配置される。これにより、金属部材60は駆動回路70と非接触状態とすることができ、駆動回路70の絶縁性を確保することができる。(Metal member)
The
また、金属部材60は、金属材料によって構成されており、ヒートシンクとして機能する。これにより、LEDモジュール20及び駆動回路70から発生する熱を、金属部材60を利用して効率良く放熱させることができる。具体的には、LEDモジュール20及び駆動回路70の熱は、内側筐体部51及び金属部材60を介して外側筐体部52へと伝搬され、外側筐体部52からランプ外部に放熱させることができる。
The
金属部材60の金属材料としては、例えばAl、Ag、Au、Ni、Rh、Pd、あるいは、これらのうちの2以上からなる合金、又はCuとAgとの合金などが考えられる。このような金属材料は、熱伝導性が良好であるため、金属部材60に伝搬した熱を効率良く伝搬させることができる。
As the metal material of the
また、金属部材60は、支持部材40と接触している。本実施の形態では、上述のように、金属部材60の内周面と支持部材40の台座42(径大部42b)の外周面とが面接触している。金属部材60と支持部材40とはいずれも金属からなるので、支持部材40に伝導してきたLEDモジュール20の熱は金属部材60へと効率良く伝導することになる。
Further, the
また、本実施の形態における金属部材60は、筐体50における外側筐体部52(外郭部52a、螺合部52b)に接触しておらず、内側筐体部51(回路キャップ部51a、回路ホルダ部51b)にも接触していない。すなわち、金属部材60は、内側筐体部51及び外側筐体部52のいずれにも非接触状態で配置されている。これにより、筐体50全体としての絶縁性を十分確保することができる。
In addition, the
(駆動回路)
駆動回路(回路ユニット)70は、LEDモジュール20のLED22を点灯(発光)させるための点灯回路(電源回路)であって、LEDモジュール20に所定の電力を供給する。例えば、駆動回路70は、一対のリード線70c及び70dを介して口金80から供給される交流電力を直流電力に変換し、一対のリード線70a及び70bを介して当該直流電力をLEDモジュール20に供給する。(Drive circuit)
The drive circuit (circuit unit) 70 is a lighting circuit (power supply circuit) for lighting (emitting) the
駆動回路70は、回路基板71と、回路基板71に実装された複数の回路素子(電子部品)72とによって構成されている。
The
回路基板71は、金属配線がパターン形成されたプリント基板であり、当該回路基板71に実装された複数の回路素子72同士を電気的に接続する。本実施の形態において、回路基板71は、主面がランプ軸と直交する姿勢で配置されている。回路基板71は、図4に示すように、内側筐体部51の回路ホルダ部51bに載置され挟持されている。
The
回路素子72は、例えば、各種コンデンサ、抵抗素子、整流回路素子、コイル素子、チョークコイル(チョークトランス)、ノイズフィルタ、ダイオード又は集積回路素子等である。
The
このように構成される駆動回路70は、筐体50における内側筐体部51によって覆われているので、金属部材60とは非接触状態となっている。これにより、駆動回路70の絶縁性が確保されている。
The
なお、駆動回路70は、平滑回路のみに限られるものではなく、調光回路や昇圧回路などを適宜選択して組み合わせることもできる。
Note that the
(リード線)
リード線70a〜70dは、いずれも合金銅リード線であり、合金銅からなる芯線と当該芯線を被覆する絶縁性の樹脂被膜とによって構成されている。(Lead)
Each of the
一対のリード線70a及び70bは、LEDモジュール20を点灯させるための直流電力を、駆動回路70からLEDモジュール20に供給するための電線である。駆動回路70とLEDモジュール20は、一対のリード線70a及び70bによって電気的に接続される。具体的には、リード線70a及び70bの各々の一方の端部(芯線)は、回路基板71の電力出力部(金属配線)と半田等によって電気的に接続されているとともに、各々の他方の端部(芯線)は、LEDモジュール20の電力入力部(電極端子)と半田等によって電気的に接続されている。
The pair of
また、一対のリード線70c及び70dは、口金80からの交流電力を駆動回路70に供給するための電線である。駆動回路70と口金80とは、一対のリード線70c及び70dによって電気的に接続される。具体的に、リード線70c及び70dの各々の一方の端部(芯線)は、口金80(シェル部又はアイレット部)と電気的に接続されるとともに、各々の他方の端部(芯線)は、回路基板71の電力入力部(金属配線)と半田等によって電気的に接続されている。
The pair of
(口金)
図3及び図4に示すように、口金80は、LEDモジュール20のLED22を発光させるための電力をランプ外部から受電する受電部である。口金80は、例えば、照明器具のソケットに取り付けられ、電球形ランプ1を点灯させる際、口金80は、照明器具のソケットから電力を受ける。例えば、口金80には商用電源(AC100V)から交流電力が供給される。本実施の形態における口金80は二接点によって交流電力を受電し、口金80で受電した電力は、一対のリード線70c及び70bを介して駆動回路70の電力入力部に入力される。(Base)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
口金80は、金属製の有底筒体形状であって、外周面が雄ネジとなっているシェル部と、シェル部に絶縁部を介して装着されたアイレット部とを備える。また、口金80の外周面には、照明装置のソケットに螺合させるための螺合部が形成されており、口金80の内周面には、外側筐体部52の螺合部52bに螺合させるための螺合部が形成されている。
The
口金80の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、ねじ込み型のエジソンタイプ(E型)の口金を用いている。例えば、口金80として、E26形又はE17形、あるいはE16形等が挙げられる。
The type of the
(LEDモジュールの詳細な構成)
次に、本発明の実施の形態に係るLEDモジュール20の各構成要素について、図6〜図9を用いて説明する。図6は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1におけるLEDモジュール20の構成を示す図である。つまり、図6の(a)は、LEDモジュール20の平面図であり、図6の(b)は、(a)のA−A’線に沿って切断したLEDモジュール20及び固定部41bの断面図である。(Detailed configuration of LED module)
Next, each component of the
図6の(a)及び(b)に示すように、LEDモジュール20は、基台21と、LED22と、封止部材23と、金属配線24と、蛍光体層27とを有する。また、基台21と支柱41の固定部41bとの間には、熱伝導部材28が配置されている。本実施の形態におけるLEDモジュール20は、ベアチップが基台21上に直接実装されたCOB(Chip On Board)構造である。以下、LEDモジュール20の各構成要素について詳細に説明する。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
まず、基台21について説明する。基台21は、LED22を実装するためのLED実装基板である。本実施の形態における基台21は、可視光に対して透光性を有する部材で構成されている。透光性を有する基台21を用いることにより、LED22の光は、基台21の内部を透過し、LED22が実装されていない面(裏面)からも出射される。したがって、LED22が基台21の一方の面(表面)だけに実装された場合であっても、他方の面(裏面)からも光が出射され、白熱電球と近似した配光特性を得ることが可能となる。
First, the
なお、基台21は、全透過率が高い部材によって作製されたものを用いることが好ましい。本実施の形態では、基台21として、可視光に対する全透過率が90%以上である焼結アルミナ(Al2O3)からなるセラミック基板を用いた。その他に、基台21としては、AlN又はMgOからなるセラミック基板を用いることもできる。また、基台21として、アルミ、銅等の金属基板、樹脂基板、あるいは、金属と樹脂との積層構造を有するようなメタルベース基板等を用いてもかまわない。The
また、本実施の形態における基台21の形状としては、平面視(グローブ10の頂部から見たとき)が長尺状となっている矩形基板を用いている。これにより、LEDモジュール20も平面視の形状が長尺状となっている。
In addition, as the shape of the base 21 in the present embodiment, a rectangular substrate having a long shape in plan view (when viewed from the top of the globe 10) is used. Thereby, the shape of the planar view of the
さらに、基台21には、貫通孔21a、21bが設けられている。貫通孔21aは、基台21と、支持部材40の支柱41の固定部41bとを嵌合させるために設けられている。本実施の形態において、貫通孔21aは、基台21の中心から長手方向にずらした位置に、平面視矩形状に形成されている。一方、貫通孔21bは、2本のリード線70a及び70bとの電気的接続を行うために2つ設けられており、本実施の形態では、基台21の長手方向の両端部に設けられている。
Furthermore, the
次に、LED22について説明する。LED22は、半導体発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップである。本実施の形態では、通電されれば青色光を発する青色発光LEDチップを用いている。また、LED22は、基台21の一方の面(表面)のみに実装されており、複数個(例えば12個)のLED22を一列とする素子列が直線状に4列配置されている。なお、LED22は、基台21の上に蛍光体層27を介して実装されている。すなわち、LED22は、蛍光体層27の上に実装されている。
Next, the
なお、本実施の形態では、複数のLED22を実装したが、LED22の個数は、電球形ランプの用途に応じて適宜変更されればよい。例えば、豆電球等に代替する低出力タイプのLEDランプでは、LED22は1個としてもよい。一方、高出力タイプのLEDランプでは、一列内のLED22の数は12個以上としてもよい。また、本実施の形態では、複数のLED22は基台21上に4列で実装したが、1列としてもよく、あるいは、4列以外の複数列としても構わない。但し、本実施の形態に係る電球形ランプ1は、高放熱性を図ることができることから、LED22の個数が多い高出力タイプのLEDランプに適している。
In the present embodiment, a plurality of
ここで、本実施の形態で用いられるLED22について、図7を用いて説明する。図7は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1のLEDモジュール20におけるLED(LEDチップ)22周辺の拡大断面図である。
Here, the
図7に示すように、LED22は、サファイア基板22aと、当該サファイア基板22a上に積層された、互いに異なる組成からなる複数の窒化物半導体層22bとを有する。
As shown in FIG. 7, the
窒化物半導体層22bの上面の端部には、カソード電極22cとアノード電極22dとが設けられている。また、カソード電極22c及びアノード電極22dの上には、ワイヤーボンド部22e、22fがそれぞれ設けられている。
A
互いに隣り合うLED22において一方のLED22のカソード電極22cと他方のLED22のアノード電極22dとは、ワイヤーボンド部22e、22fを介して、金ワイヤー25により電気的に直列に接続されている。各LED22は、サファイア基板22a側の面が基台21の実装面と対向するように、透光性のチップボンディング材26により基台21に実装されている。チップボンディング材26には、酸化金属からなるフィラーを含有したシリコーン樹脂などを使用できる。チップボンディング材26に透光性の材料を使用することにより、LED22のサファイア基板22a側の面とLED22の側面とから出る光の損失を低減することができ、チップボンディング材26による影の発生を防ぐことができる。
In the
図6に戻り、次に、封止部材23について説明する。封止部材23は、複数のLED22の一列分を覆う(一括封止する)ように直線状に形成されている。本実施の形態では、LED22の素子列が4列実装されているので、4本の封止部材23が形成される。また、封止部材23は、第1波長変換材である蛍光体を含み、LED22からの光を波長変換する波長変換層である第1波長変換部としても機能する。封止部材23としては、シリコーン樹脂に所定の蛍光体粒子(不図示)と光拡散材(不図示)とを分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。
Returning to FIG. 6, the sealing
蛍光体粒子としては、LED22が青色光を発光する青色発光LEDである場合、白色光を得るために、例えばYAG系の黄色蛍光体粒子を用いることができる。これにより、LED22が発した青色光の一部は、封止部材23に含まれる黄色蛍光体粒子によって黄色光に波長変換される。そして、黄色蛍光体粒子に吸収されなかった青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光とは、封止部材23中で拡散及び混合されることにより、封止部材23から白色光となって出射される。また、光拡散材としては、シリカなどの粒子が用いられる。なお、本実施の形態では、透光性を有する基台21を用いているので、封止部材23から出射された白色光は、基台21の内部を透過し、基台21の裏面からも出射される。
As the phosphor particles, when the
このように構成される封止部材23は、例えば、波長変換材を含む未硬化のペースト状の封止部材23を、ディスペンサーによって塗布して硬化させることによって形成することができる。
The sealing
なお、封止部材23は、必ずしもシリコーン樹脂によって形成する必要はなく、フッ素系樹脂などの有機材のほか、低融点ガラスやゾルゲルガラス等の無機材によって形成してもよい。
The sealing
次に、金属配線24について説明する。金属配線24は、LED実装面(表面)にパターン形成されたAg等の金属からなる配線であり、リード線70a及び70bからLEDモジュール20に給電された電力を各LED22に供給する。各LED22は、金ワイヤー25を介して金属配線24と電気的に接続されている。
Next, the
なお、貫通孔21bの周囲に形成された金属配線24は給電部となっている。2本のリード線70a及び70bの先端部は、図3に示すように貫通孔21bに挿通されており、半田によって金属配線24と電気的及び物理的に接続されている。
The
次に、蛍光体層27について説明する。蛍光体層27は、基台21と複数のLED22の各々との間に形成された、LED22が発する光の波長を変換する第2波長変換材を含む第2波長変換部である。第2波長変換材としては、封止部材23と同様に、LED22が発する光によって励起されて所望の色(波長)の光を放出する蛍光体粒子を用いることができる。本実施の形態における蛍光体層27は、第2波長変換材である蛍光体粒子と焼結用結合材とによって形成された焼結体膜である。
Next, the
蛍光体粒子(第2波長変換材)としては、LED22が青色光を発する青色LEDである場合、蛍光体層27から白色光を出射させるために、例えばYAG系の黄色蛍光体粒子を用いることができる。
When the
焼結用結合材としては、酸化シリコン(SiO2)を主成分とする材料で構成されるガラスフリット等の無機材料を用いることができる。ガラスフリットは、蛍光体粒子を基台21に結着させるための結合材(結着材)であり、可視光に対する透過率が高い材料で構成されている。ガラスフリットは、ガラス粉末を加熱して溶解することによって形成することができる。ガラスフリットのガラス粉末としては、SiO2−B2O3−R2O系、B2O3−R2O系又はP2O5−R2O系(但し、R2Oは、いずれも、Li2O、Na2O、又は、K2Oである)を用いることができる。また、焼結用結合材の材料としては、ガラスフリット以外に、低融点結晶からなるSnO2−B2O3等を用いることもできる。As the sintering binder, an inorganic material such as a glass frit made of a material mainly composed of silicon oxide (SiO 2 ) can be used. The glass frit is a binding material (binding material) for binding the phosphor particles to the
また、蛍光体層27は、基台21とLED22との間において、基台21と固着させることで形成されている。すなわち、蛍光体層27は、蛍光体層27自身が有する結着剤によって基台21に固着されている。本実施の形態における蛍光体層27は、各LED22それぞれの直下において、基台21上に島状に形成されている。すなわち、蛍光体層27は、複数のLED22のそれぞれに対応させて複数形成されている。なお、蛍光体層27は、隣り合うLED22の間に形成された金属配線24と接触しないように形成されている。
The
次に、熱伝導部材28(伝熱部28a、28b)について説明する。図8及び図9は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプ1の熱伝導部材28の構成を示す図である。具体的には、図8は、図6の(a)のB−B’線に沿って切断したLEDモジュール20及び固定部41bの断面図である。また、図9は、LEDモジュール20及び固定部41bを基台21の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図である。
Next, the heat conductive member 28 (
これらの図に示すように、熱伝導部材28は、基台21の裏面(Z軸マイナス側の面)上に設けられている。具体的には、熱伝導部材28は、基台21の表面(Z軸プラス側の面)に配置された複数のLED22のそれぞれと対向する位置に、選択的に設けられている。つまり、図8に示すように、熱伝導部材28は、LED22の直下(Z軸マイナス方向)に位置するように設けられ、熱伝導部材28とLED22とが基台21を挟んで対向するように配置されている。このように、熱伝導部材28とLED22とは、距離が最小になるように配置されている。
As shown in these drawings, the
また、基台21の裏面には、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に、凹部21cが形成されている。そして、熱伝導部材28は、基台21に形成された凹部21c内方に配置されている。このように、熱伝導部材28は、LED22との距離がさらに短くなるように配置されている。
Further, a
また、熱伝導部材28は、支柱41と熱的に接続されており、複数のLED22が発生する熱を支柱41に伝熱する伝熱部として機能する。例えば、熱伝導部材28としては、基台21の凹部21cに金属製のペースト状材料(金属ペースト)を塗り込んで焼成することで形成することができる。つまり、熱伝導部材28として、種々の材質からなる金属ペーストを用いることができる。なお、熱伝導部材28は、金属ペーストには限定されず、金属製の棒状部材などであってもよいし、材質についても金属には限定されず、熱伝導性の高い材質であれば樹脂などであってもかまわない。
In addition, the
具体的には、基台21の表面上には、複数のLED22がライン状に配置されており、熱伝導部材28は、ライン状に配置された複数のLED22に対応して、基台21の裏面上にライン状に設けられている。
Specifically, a plurality of
つまり、基台21のY軸マイナス側の表面上には、X軸方向に直線状に延びる複数のLED22で構成される2列の素子列が配置されており、当該2列の素子列に対応してX軸方向に直線状に延びる1つの凹部21cが形成されている。そして、熱伝導部材28は、当該2列の素子列に対応してX軸方向に直線状に延びる1つの伝熱部28aを、当該1つの凹部21cの内方に有している。
That is, on the surface of the base 21 on the negative side of the Y axis, two element rows composed of a plurality of
また、基台21のY軸プラス側の表面上には、X軸方向に直線状に延びる複数のLED22で構成される2列の素子列が配置されており、当該2列の素子列に対応してX軸方向に直線状に延びる1つの凹部21cが形成されている。そして、熱伝導部材28は、当該2列の素子列に対応してX軸方向に直線状に延びる1つの伝熱部28bを、当該1つの凹部21cの内方に有している。
In addition, on the surface of the base 21 on the Y axis plus side, two rows of element rows composed of a plurality of
このように、4列の素子列に対応して2つの凹部21cが形成されており、熱伝導部材28は、当該4列の素子列に対応して当該素子列の直下の2つの凹部21cの内方に、2つの伝熱部28a、28bを有している。
In this way, two
ここで、凹部21cは、LED22の配列方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状であり、伝熱部28a、28bは、凹部21cの形状に対応して、長手方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の部位である。また、凹部21cの深さ(Z軸方向の高さ)、つまり伝熱部28a、28bのZ軸方向の高さは、基台21の絶縁性が維持でき、かつ基台21に必要な強度が維持できる範囲であれば、大きいほど好ましい。そして、この2つの伝熱部28a、28bは、支柱41の固定部41bと当接することで、支柱41と熱的に接続されている。
Here, the
なお、凹部21cは2つには限定されず、1つまたは3つ以上であってもよく、熱伝導部材28が有する伝熱部も2つには限定されず、凹部21cの個数に対応して1つまたは3つ以上であってもよい。
The number of
以上のようにして、本実施の形態に係る電球形ランプ1が構成される。このように、本実施の形態における電球形ランプ1は、白熱電球に用いられるグローブ(バルブ)と同形状のグローブが用いられており、また、グローブ10の内方に向かって延伸する支柱41にLEDモジュール20が設けられている。これにより、広い配光角の配光特性を実現することができ、白熱電球と同様の配光特性を得ることができる。
The light bulb shaped
また、本実施の形態における電球形ランプ1によれば、基台21の裏面上における複数のLED22のそれぞれと対向する位置に選択的に設けられ、支柱41と熱的に接続されて複数のLED22が発生する熱を支柱41に伝熱する熱伝導部材28(伝熱部28a、28b)を備えている。これにより、LED22が発生した熱は、熱伝導部材28を介して支柱41に効率的に伝えられる。そして、当該熱は、支柱41を介して外部に放熱される。
Moreover, according to the light bulb shaped
ここで、一般的に、アルミナなどからなる透光性基板は、金属に比べて熱伝導率が低いため、LEDの温度が上昇しやすく、LEDの発光効率が低下するという問題があった。このため、本実施の形態における電球形ランプ1は、熱伝導部材28を備えることで、支柱41への熱伝導率が高くなり、LEDの放熱性を向上させることができる。これにより、LEDの発光効率の低下を抑制することができる。また、熱伝導部材28は、LED22が照射する光の妨げにはならないため、電球形ランプ1周囲への光拡散性を確保することができる。
Here, generally, a translucent substrate made of alumina or the like has a problem that the temperature of the LED is likely to rise because the thermal conductivity is lower than that of metal, and the luminous efficiency of the LED is lowered. For this reason, the light bulb shaped
また、基台21の裏面には、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に凹部21cが形成されており、熱伝導部材28は、凹部21c内方に配置されている。これにより、LED22と熱伝導部材28との距離が近くなるため、LED22が発生した熱の熱伝導部材28への伝熱性が高くなる。このため、電球形ランプ1は、基台21の凹部21c内方に熱伝導部材28を備えることで、放熱性を向上させることができる。
Moreover, the recessed
また、基台21の表面上には、複数のLED22がライン状に配置されており、熱伝導部材28は、ライン状に配置された複数のLED22に対応して、基台21の裏面上にライン状に設けられている。これにより、複数のLED22が発生した熱を効率的に熱伝導部材28に伝熱することができる。
In addition, a plurality of
また、基台21は、透光性を有しており、LED22を覆うように配置された第1波長変換部である封止部材23と、基台21とLED22との間に配置された第2波長変換部である蛍光体層27とを備えている。つまり、基台21とLED22との間に蛍光体層27が配置されている構成においては、LED22が発生した熱は基台21に伝熱しにくい。しかし、基台21の裏面に熱伝導部材28が配置されているため、LED22が発生した熱を効率的に熱伝導部材28に伝えて放熱することができる。
Moreover, the
また、本発明は、このような電球形ランプ1として実現することができるだけでなく、電球形ランプ1を備える照明装置としても実現することができる。以下、本発明の実施の形態に係る照明装置について、図10を用いて説明する。図10は、本発明の実施の形態に係る照明装置2の概略断面図である。
Further, the present invention can be realized not only as such a light bulb shaped
図10に示すように、本発明の実施の形態に係る照明装置2は、例えば、室内の天井に装着されて使用され、上記の実施の形態に係る電球形ランプ1と、点灯器具3とを備える。
As shown in FIG. 10, the lighting device 2 according to the embodiment of the present invention is used by being mounted on, for example, an indoor ceiling, and includes the light bulb shaped
点灯器具3は、電球形ランプ1を消灯及び点灯させるものであり、天井に取り付けられる器具本体4と、電球形ランプ1を覆うランプカバー5とを備える。
The
器具本体4は、ソケット4aを有する。ソケット4aには、電球形ランプ1の口金80が螺合される。このソケット4aを介して電球形ランプ1に電力が供給される。
The
次に、電球形ランプ1が備える熱伝導部材28(伝熱部28a、28b)の変形例について、図11A〜図16Bを用いて説明する。なお、以下の変形例では、電球形ランプが備えるLEDモジュール、熱伝導部材及び支柱以外の構成要素は、上記の実施の形態における電球形ランプ1が備える構成要素と同様であるため、LEDモジュール、熱伝導部材及び支柱以外の構成要素についての説明は省略する。
Next, a modified example of the heat conducting member 28 (
(変形例1)
図11A〜図11Cは、本発明の実施の形態の変形例1に係る熱伝導部材の構成を示す図である。具体的には、図11A〜図11Cは、LEDモジュール120〜320をYZ平面(図6の(a)のB−B’線)で切断した場合の断面図である。(Modification 1)
11A to 11C are diagrams showing a configuration of a heat conducting member according to
図11Aに示すように、LEDモジュール120は、凹部121cが形成された基台121を備えている。凹部121cは、LED22の配列方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が三角形状の凹部である。
As shown in FIG. 11A, the
熱伝導部材128(伝熱部128a、128b)は、凹部121cの形状に対応して、長手方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が三角形状の部位である。そして、この2つの伝熱部128a、128bは、支柱41の固定部41bと当接することで、支柱41と熱的に接続される。
The heat conducting member 128 (
また、図11Bに示すように、LEDモジュール220は、凹部221cが形成された基台221を備えている。凹部221cは、LED22の配列方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が半楕円形状の凹部である。
In addition, as shown in FIG. 11B, the
熱伝導部材228(伝熱部228a、228b)は、凹部221cの形状に対応して、長手方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が半楕円形状の部位である。そして、この2つの伝熱部228a、228bは、支柱41の固定部41bと当接することで、支柱41と熱的に接続される。
The heat conductive member 228 (
また、図11Cに示すように、LEDモジュール320は、凹部321cが形成された透光性の基台321を備えている。凹部321cは、LED22の配列方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が、LED22に近づくほど幅が大きくなるように(LED22から遠ざかるほど幅が小さくなるように)形成されている。つまり、凹部321cは、LED22に近づくほどXY平面における外縁形状が大きくなるように形成されている。
Moreover, as shown to FIG. 11C, the
熱伝導部材328(伝熱部328a、328b)は、凹部321cの形状に対応して、長手方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が、LED22に近づくほど幅が大きくなるように形成されている。つまり、伝熱部328a、328bは、LED22が配列されている基台321表面に平行な面(XY平面)における断面積が、LED22から遠ざかるほど小さくなるように形成されている。そして、この2つの伝熱部328a、328bは、支柱41の固定部41bと当接することで、支柱41と熱的に接続される。
The heat conduction member 328 (
なお、熱伝導部材328は、基台321の凹部321cに金属ペーストを塗り込んだり、固形の棒状部材をX軸マイナス方向からX軸プラス方向に挿入したりすることにより形成することができる。
The
以上のように、本変形例における電球形ランプによれば、上記実施の形態における電球形ランプ1と同等の効果を奏することができる。特に、図11Cにおける熱伝導部材328(伝熱部328a、328b)は、LED22から遠ざかるほど断面積が小さくなるように形成されているため、透光性の基台321を透過する光が熱伝導部材328によって遮られるのを抑制しつつLED22が発生した熱を効率的に熱伝導部材328に伝熱させることができる。
As described above, according to the light bulb shaped lamp in the present modification, it is possible to achieve the same effect as the light bulb shaped
(変形例2)
図12A及び図12Bは、本発明の実施の形態の変形例2に係る熱伝導部材の構成を示す図である。具体的には、図12Aは、LEDモジュール420をYZ平面で切断した場合の断面図であり、図12Bは、LEDモジュール520及び支柱の固定部541bをYZ平面で切断した場合の断面図である。(Modification 2)
12A and 12B are diagrams showing a configuration of a heat conducting member according to Modification 2 of the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 12A is a cross-sectional view when the
図12Aに示すように、LEDモジュール420は、凹部421cが形成された基台421を備えている。ここで、基台421は、X軸方向に直線状に延びる複数のLED22で構成される4列の素子列のそれぞれに対応して、4つの凹部421cを有している。凹部421cは、LED22の配列方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の凹部である。
As shown in FIG. 12A, the
熱伝導部材428は、4つの凹部421cの形状に対応して、長手方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の4つの伝熱部を有している。そして、この4つの伝熱部は、支柱41の固定部41bと当接することで、支柱41と熱的に接続される。
Corresponding to the shape of the four
また、図12Bに示すように、LEDモジュール520は、凹部521cが形成された基台521を備えている。凹部521cは、LED22の配列方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の凹部である。
As shown in FIG. 12B, the
熱伝導部材528は、2つの凹部521cの形状に対応して、長手方向(X軸方向)に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の2つの伝熱部を有している。そして、この2つの伝熱部は、支柱の固定部541bと一体に形成されることで、支柱と熱的に接続されている。
Corresponding to the shape of the two
以上のように、本変形例における電球形ランプによれば、上記実施の形態における電球形ランプ1と同等の効果を奏することができる。特に、図12Bにおける熱伝導部材528と支柱の固定部541bとは、一体に形成されている。これにより、電球形ランプの部品点数を低減させることができるので、電球形ランプ製造時の組立作業を簡素化することができる。
As described above, according to the light bulb shaped lamp in the present modification, it is possible to achieve the same effect as the light bulb shaped
(変形例3)
図13及び図14は、本発明の実施の形態の変形例3に係る熱伝導部材の構成を示す図である。具体的には、図13の(a)は、LEDモジュール620及び支柱の主軸部641aを基台621の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図であり、図13の(b)は、図13の(a)のC−C’線に沿って切断したLEDモジュール620の断面図である。また、図14の(a)は、LEDモジュール720及び支柱の主軸部741aを基台721の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図であり、図14の(b)は、図14の(a)のD−D’線に沿って切断したLEDモジュール720の断面図である。なお、本変形例では、支柱は固定部を有しておらず、主軸部がLEDモジュールまで延びている。(Modification 3)
13 and 14 are diagrams showing the configuration of the heat conducting member according to the third modification of the embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 13A is a perspective view of the
図13に示すように、LEDモジュール620は、凹部621c及び621dが形成された基台621を備えている。ここで、基台621は、Y軸方向に直線状に延びる複数(同図では4個)のLED22で構成される複数の素子列(同図では12列)のそれぞれに対応して、当該素子列の直下(Z軸マイナス方向)に複数(同図では12本)の凹部621cを有している。また、基台621は、当該複数の凹部621cの中心を繋ぐように形成されたX軸方向に直線状に延びる1本の凹部621dを有している。凹部621cは、LED22の配列方向(Y軸方向)に垂直な面(XZ平面)での断面形状が矩形状の凹部であり、凹部621dは、X軸方向に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の凹部である。
As shown in FIG. 13, the
熱伝導部材628は、複数の凹部621cの形状に対応して、Y軸方向に垂直な面(XZ平面)での断面形状が矩形状の複数(同図では12本)の伝熱部628aを有している。また、熱伝導部材628は、凹部621dの形状に対応して、複数の伝熱部628aを繋ぐように形成された、X軸方向に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の1本の繋ぎ部628bを有している。
Corresponding to the shape of the plurality of
また、繋ぎ部628bは、支柱の主軸部641aと当接している。つまり、繋ぎ部628bは、複数の伝熱部628aのそれぞれを支柱と熱的に繋ぐ。このように、複数の伝熱部628aは、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に設けられており、複数のLED22が発生した熱は、複数の伝熱部628aに伝熱される。そして、当該熱は、繋ぎ部628bを介して、支柱に伝熱される。
Further, the connecting
また、図14に示すように、LEDモジュール720は、凹部721c及び721dが形成された基台721を備えている。ここで、基台721は、Y軸方向に直線状に延びる複数(同図では2個)のLED22で構成される複数の素子列(同図では24列)のそれぞれに対応して、当該素子列の直下(Z軸マイナス方向)に複数(同図では24本)の凹部721cを有している。また、基台721は、当該複数の凹部721cのそれぞれと支柱の主軸部741aとを繋ぐように形成された複数(同図では24本)の凹部721dを有している。凹部721cは、LED22の配列方向(Y軸方向)に垂直な面(XZ平面)での断面形状が矩形状の凹部であり、凹部721dも断面形状が矩形状の凹部である。
As shown in FIG. 14, the
熱伝導部材728は、複数の凹部721cの形状に対応して、Y軸方向に垂直な面(XZ平面)での断面形状が矩形状の複数(同図では24本)の伝熱部728aを有している。また、熱伝導部材728は、凹部721dの形状に対応して、複数の伝熱部728aと主軸部741aとを繋ぐように形成された、断面形状が矩形状の複数(同図では24本)の繋ぎ部728bを有している。
Corresponding to the shape of the plurality of
つまり、繋ぎ部728bは、複数の伝熱部728aのそれぞれを支柱と熱的に繋ぐ。このように、複数の伝熱部728aは、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に設けられており、複数のLED22が発生した熱は、複数の伝熱部728aに伝熱される。そして、当該熱は、繋ぎ部728bを介して、支柱に伝熱される。
That is, the
以上のように、本変形例における電球形ランプによれば、上記実施の形態における電球形ランプ1と同等の効果を奏することができる。特に、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に、複数の伝熱部が設けられ、複数の伝熱部のそれぞれを支柱と繋ぐ繋ぎ部が備えられている。これにより、複数のLED22が発生した熱を効率的に複数の伝熱部に伝えて、支柱に伝熱することができる。
As described above, according to the light bulb shaped lamp in the present modification, it is possible to achieve the same effect as the light bulb shaped
(変形例4)
図15A〜図16Bは、本発明の実施の形態の変形例4に係る熱伝導部材の構成を示す図である。具体的には、図15Aは、LEDモジュール820及び支柱41を基台821の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図であり、図15Bは、LEDモジュール920及び支柱41を基台921の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図である。また、図16Aは、LEDモジュール1020及び支柱の主軸部1041aを基台1021の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図であり、図16Bは、LEDモジュール1120及び支柱の主軸部1141aを基台1121の裏面側(Z軸マイナス側)から見た場合の斜視図である。なお、図16A及び図16Bでは、支柱は固定部を有しておらず、主軸部がLEDモジュールまで延びている。(Modification 4)
15A to 16B are diagrams showing a configuration of a heat conducting member according to
図15Aに示すように、LEDモジュール820は基台821を備えており、熱伝導部材828が、基台821の裏面(Z軸マイナス側の面)上に設けられている。つまり、熱伝導部材828は、基台821の表面(Z軸プラス側の面)に配置された複数のLED22のそれぞれと対向する位置に、選択的に設けられている。また、熱伝導部材828は、支柱41と熱的に接続されており、複数のLED22が発生する熱を支柱41に伝熱する伝熱部として機能する。
As shown in FIG. 15A, the
ここで、基台821には、図9のような凹部21cは形成されておらず、熱伝導部材28と同形状の熱伝導部材828が、基台821の裏面に貼り付けられて配置されている。つまり、熱伝導部材828は、図9で示された熱伝導部材28が基台21から突出して配置されたような構成を有しており、基台821の裏面から突出して設けられている。
Here, the
また、図15Bに示すように、基台921には、図11Cのような凹部321cは形成されておらず、熱伝導部材328と同形状の熱伝導部材928が、基台921の裏面に貼り付けられて配置されている。つまり、熱伝導部材928は、図11Cで示された熱伝導部材328が基台321から突出して配置されたような構成を有しており、基台921の裏面から突出して設けられている。これにより、LED22から遠ざかるほど断面積が小さくなる形状の熱伝導部材928を、容易に基台921の裏面に配置することができる。
In addition, as shown in FIG. 15B, the
また、図16Aに示すように、基台1021には、図13のような凹部621c及び621dは形成されておらず、熱伝導部材628と同形状の熱伝導部材1028が、基台1021の裏面に貼り付けられて配置されている。つまり、熱伝導部材1028は、図13で示された熱伝導部材628が基台621から突出して配置されたような構成を有しており、基台1021の裏面から突出して設けられている。
Further, as shown in FIG. 16A, the
具体的には、熱伝導部材1028は、Y軸方向に直線状に延びる複数(同図では4個)のLED22で構成される複数の素子列(同図では12列)のそれぞれに対応して、当該素子列の直下(Z軸マイナス方向)に複数(同図では12本)の伝熱部1028aを有している。また、熱伝導部材1028は、当該複数の伝熱部1028aの中心を繋ぐように形成されたX軸方向に直線状に延びる1本の繋ぎ部1028bを有している。伝熱部1028aは、LED22の配列方向(Y軸方向)に垂直な面(XZ平面)での断面形状が矩形状の突出部であり、繋ぎ部1028bは、X軸方向に垂直な面(YZ平面)での断面形状が矩形状の突出部である。
Specifically, the
また、繋ぎ部1028bは、支柱の主軸部1041aと当接している。つまり、繋ぎ部1028bは、複数の伝熱部1028aのそれぞれを支柱と熱的に繋ぐ。このように、複数の伝熱部1028aは、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に設けられており、複数のLED22が発生した熱は、複数の伝熱部1028aに伝熱される。そして、当該熱は、繋ぎ部1028bを介して、支柱に伝熱される。
The connecting
また、図16Bに示すように、基台1121には、図14のような凹部721c及び721dは形成されておらず、熱伝導部材728と同形状の熱伝導部材1128が、基台1121の裏面に貼り付けられて配置されている。つまり、熱伝導部材1128は、図13で示された熱伝導部材728が基台721から突出して配置されたような構成を有しており、基台1121の裏面から突出して設けられている。
Further, as shown in FIG. 16B, the
具体的には、熱伝導部材1128は、Y軸方向に直線状に延びる複数(同図では2個)のLED22で構成される複数の素子列(同図では24列)のそれぞれに対応して、当該素子列の直下(Z軸マイナス方向)に複数(同図では24本)の伝熱部1128aを有している。また、熱伝導部材1128は、当該複数の伝熱部1128aのそれぞれと支柱の主軸部1141aとを繋ぐように形成された複数(同図では24本)の繋ぎ部1128bを有している。伝熱部1128aは、LED22の配列方向(Y軸方向)に垂直な面(XZ平面)での断面形状が矩形状の突出部であり、繋ぎ部1128bも断面形状が矩形状の突出部である。
Specifically, the
つまり、繋ぎ部1128bは、複数の伝熱部1128aのそれぞれを支柱と熱的に繋ぐ。このように、複数の伝熱部1128aは、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に設けられており、複数のLED22が発生した熱は、複数の伝熱部1128aに伝熱される。そして、当該熱は、繋ぎ部1128bを介して、支柱に伝熱される。
That is, the connecting
以上のように、本変形例における電球形ランプによれば、上記実施の形態における電球形ランプ1と同等の効果を奏することができる。特に、図15Bにおける熱伝導部材928は、LED22から遠ざかるほど断面積が小さくなるように形成されているため、透光性の基台921を透過する光が熱伝導部材928によって遮られるのを抑制しつつLED22が発生した熱を効率的に熱伝導部材928に伝熱させることができる。また、図16A及び図16Bにおいては、複数のLED22のそれぞれと対向する位置に、複数の伝熱部が設けられ、複数の伝熱部のそれぞれを支柱と繋ぐ繋ぎ部が備えられている。これにより、複数のLED22が発生した熱を効率的に複数の伝熱部に伝えて、支柱に伝熱することができる。
As described above, according to the light bulb shaped lamp in the present modification, it is possible to achieve the same effect as the light bulb shaped
以上、本発明に係る電球形ランプ及び照明装置について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。 As described above, the light bulb shaped lamp and the lighting device according to the present invention have been described based on the embodiments and the modified examples thereof, but the present invention is not limited to these embodiments and modified examples.
例えば、上記の実施の形態及び変形例において、LEDモジュールは基台上にLEDチップを直接実装したCOB型の構成としたが、これに限らない。例えば、樹脂成型されたキャビティの中にLEDチップを実装して当該キャビティ内を蛍光体含有樹脂を封入したパッケージ型のLED素子を用いて、このLED素子を基板上に複数個実装することで構成された表面実装型(SMD:Surface Mount Device)のLEDモジュールを用いても構わない。 For example, in the above-described embodiment and modification, the LED module has a COB type configuration in which the LED chip is directly mounted on the base, but is not limited thereto. For example, it is configured by mounting a plurality of LED elements on a substrate using a package type LED element in which an LED chip is mounted in a resin-molded cavity and a phosphor-containing resin is sealed in the cavity. A surface mount type (SMD) LED module may be used.
また、上記の実施の形態及び変形例において、LEDモジュールは、青色LEDと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色LEDと組み合わせることによりに白色光を放出するように構成しても構わない。 Moreover, in said embodiment and modification, although the LED module was comprised so that white light might be emitted by blue LED and yellow fluorescent substance, it is not restricted to this. For example, a phosphor-containing resin containing a red phosphor and a green phosphor may be used so that white light is emitted by combining this with a blue LED.
また、LED22は、青色以外の色を発光するLEDを用いても構わない。例えば、LED22として紫外線発光のLEDチップを用いる場合、蛍光体粒子としては、三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子を組み合わせたものを用いることができる。さらに、蛍光体粒子以外の波長変換材を用いてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。
Moreover, you may use LED which light-emits colors other than blue as LED22. For example, when an LED chip that emits ultraviolet rays is used as the
また、上記の実施の形態及び変形例において、発光素子としてLEDを例示したが、半導体レーザ等の半導体発光素子、有機EL(Electro Luminescence)又は無機EL等の発光素子を用いてもよい。 Further, in the above embodiments and modifications, the LED is exemplified as the light emitting element, but a semiconductor light emitting element such as a semiconductor laser, a light emitting element such as an organic EL (Electro Luminescence), or an inorganic EL may be used.
また、上記の実施の形態及び変形例において、LEDモジュールの基台としては透光性基板を用いたが、これに限らない。例えば、基台として、全透過率が極めて低いあるいは全透過率がほぼゼロである不透光基板を用いても構わない。不透光基板としては、不透光性セラミック基板又はメタルベース基板等を用いることができる。 Moreover, in said embodiment and modification, although the translucent board | substrate was used as a base of an LED module, it is not restricted to this. For example, an opaque substrate having a very low total transmittance or a substantially zero total transmittance may be used as the base. As the opaque substrate, an opaque ceramic substrate, a metal base substrate, or the like can be used.
また、上記の実施の形態及び変形例では、白熱電球と同形状のグローブ10を用いた電球形LEDランプとしたが、これに限らない。つまり、本実施の形態では、グローブ10の大きさを筐体50の大きさよりも大きくしているが、グローブ10の大きさを筐体50の大きさよりも小さくした電球形ランプにも適用することができる。
Moreover, in said embodiment and modification, although it was set as the light bulb-type LED lamp using the
また、上記の実施の形態及び変形例において、螺合部52bは、外側筐体部52の一部としたが、内側筐体部51の一部としても構わない。すなわち、螺合部52bを、駆動回路70を収納する回路ケースの一部とみなしてもよく、より具体的には、螺合部52bを回路ホルダ部51bの一部としても構わない。
In the embodiment and the modification described above, the screwing
その他、本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態及び変形例に施したもの、又は、実施の形態及び変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。 In addition, as long as it does not deviate from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art are applied to the present embodiment and the modified examples, or a form constructed by combining the constituent elements in the embodiments and modified examples, It is included within the scope of the present invention.
本発明は、従来の白熱電球等を代替する電球形ランプとして有用であり、照明装置等において広く利用することができる。特に、本発明に係る電球形ランプは、高放熱性を図ることができるので、高出力用タイプの電球形ランプに適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a light bulb shaped lamp that replaces a conventional incandescent light bulb and the like, and can be widely used in lighting devices and the like. In particular, since the light bulb shaped lamp according to the present invention can achieve high heat dissipation, it is suitable for a high output type light bulb shaped lamp.
1 電球形ランプ
2 照明装置
3 点灯器具
4 器具本体
4a ソケット
5 ランプカバー
10 グローブ
11 開口部
20、120、220、320、420、520、620、720、820、920、1020、1120 LEDモジュール
21、121、221、321、421、521、621、721、821、921、1021、1121 基台
21a、21b 貫通孔
21c、121c、221c、321c、421c、521c、621c、621d、721c、721d 凹部
22 LED
22a サファイア基板
22b 窒化物半導体層
22c カソード電極
22d アノード電極
22e、22f ワイヤーボンド部
23 封止部材
24 金属配線
25 金ワイヤー
26 チップボンディング材
27 蛍光体層
28、128、228、328、428、528、628、728、828、928、1028、1128 熱伝導部材
28a、28b、128a、128b、228a、228b、328a、328b、628a、728a、1028a、1128a 伝熱部
30 結合部材
30a 縦溝部
30b 鍔部
30c 凸部
40 支持部材
41 支柱
41a、641a、741a、1041a、1141a 主軸部
41b、541b 固定部
41b1 突起部
42 台座
42a 径小部
42a1 貫通孔
42b 径大部
42b1 凹部
50 筐体
51 内側筐体部
51a 回路キャップ部
51b 回路ホルダ部
52 外側筐体部
52a 外郭部
52b 螺合部
60 金属部材
70 駆動回路
70a〜70d リード線
71 回路基板
72 回路素子
80 口金
90 ネジ
628b、728b、1028b、1128b 繋ぎ部DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記グローブ内方に配置された基板と、
前記基板を支持する支柱と、
前記基板の一方の面上に設けられた複数の半導体発光素子と、
前記基板の他方の面上における前記複数の半導体発光素子のそれぞれと対向する位置に選択的に設けられ、前記支柱と熱的に接続されて前記複数の半導体発光素子が発生する熱を前記支柱に伝熱する伝熱部とを備え、
前記複数の半導体発光素子のそれぞれと対向する位置に、複数の前記伝熱部が設けられ、
さらに、
前記複数の伝熱部のそれぞれを前記支柱と繋ぐ繋ぎ部を備える
電球形ランプ。 With the globe,
A substrate disposed inside the globe;
A column supporting the substrate;
A plurality of semiconductor light emitting elements provided on one surface of the substrate;
Heat is selectively provided at a position facing each of the plurality of semiconductor light emitting elements on the other surface of the substrate, and thermally generated by the plurality of semiconductor light emitting elements is thermally connected to the support pillars. A heat transfer section for transferring heat ,
A plurality of the heat transfer portions are provided at positions facing each of the plurality of semiconductor light emitting elements,
further,
A connecting portion that connects each of the plurality of heat transfer portions to the support column is provided.
Power spherical lamp.
前記伝熱部は、前記凹部内方に配置される
請求項1に記載の電球形ランプ。 On the other surface of the substrate, a recess is formed at a position facing each of the plurality of semiconductor light emitting elements,
The light bulb shaped lamp according to claim 1, wherein the heat transfer section is disposed inside the recess.
前記伝熱部は、ライン状に配置された前記複数の半導体発光素子に対応して、前記基板の他方の面上にライン状に設けられる
請求項1又は2に記載の電球形ランプ。 On one surface of the substrate, the plurality of semiconductor light emitting elements are arranged in a line,
3. The light bulb shaped lamp according to claim 1, wherein the heat transfer section is provided in a line shape on the other surface of the substrate corresponding to the plurality of semiconductor light emitting elements arranged in a line shape.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電球形ランプ。 The electric bulb according to any one of claims 1 to 3 , wherein the heat transfer section is formed such that a cross-sectional area in a plane parallel to one surface of the substrate decreases as the distance from the semiconductor light emitting element increases. Shaped lamp.
請求項1〜4のいずれか1項に記載の電球形ランプ。 The light bulb shaped lamp according to any one of claims 1 to 4 , wherein the heat transfer section and the support column are integrally formed.
前記電球形ランプは、さらに、
前記半導体発光素子を覆うように配置され、前記半導体発光素子が発する光の波長を変換する第1波長変換部と、
前記基板と前記半導体発光素子との間に配置され、前記半導体発光素子が発する光の波長を変換する第2波長変換部とを備える
請求項1〜5のいずれか1項に記載の電球形ランプ。 The substrate has translucency,
The light bulb shaped lamp further includes:
A first wavelength converter disposed so as to cover the semiconductor light emitting element and converting a wavelength of light emitted by the semiconductor light emitting element;
The light bulb shaped lamp according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a second wavelength conversion unit that is disposed between the substrate and the semiconductor light emitting element and converts a wavelength of light emitted from the semiconductor light emitting element. .
照明装置。 An illumination device comprising the light bulb shaped lamp according to any one of claims 1 to 6 .
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