JP5736925B2 - 電球 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、光源を覆うグローブを備える電球に関する。

ＬＥＤモジュールが取付けられた放熱部に、ＬＥＤモジュールを覆ってこのＬＥＤモジュールからの放射光を外部に出射するグローブを取付けたＬＥＤ電球が、従来技術として知られている。

半球状のグローブに比較して、グローブ周囲への配光性能を高めるためには、放熱部に取付けられるグローブの開口部をグローブの最大径部より小径としたグローブ形状例えば略ボール状に形成して、グローブの表面積をより多く確保することが好ましい。こうしたグローブは、型抜きの関係から射出成形では製造できず、ブロー成形によって製造される。

ブロー成形では、所定の成形空間を形成するために閉じた金型内で、軟化された合成樹脂等の成形材料を膨らませて、この成形材料を金型内面に沿って広げることで、開口部を有した所定形状の成形品を成形する。しかし、ブロー成形により製造された成形品は、成形に起因する変形が大きい。例えば、設計上は平坦面で指示された部位などが、製造時に成形材料が膨張されることを原因として、実際には丸みを帯びて成形されることがある。

それにより、ブロー成形された成形品の寸法精度は、射出成形された成形品の寸法精度より低い。このため、グローブとこれを支持する放熱部との接合部の接合精度が低く、グローブを放熱部に適正に接合させ難い。

これに起因して、接合部に、外部から視認される楔状の隙間が周方向に沿って環状に形成されることがあり、こうした構成では、ＬＥＤ電球の商品性が低下する。又、グローブとこれを支持する放熱部との接合部の接合精度が低いと、接合部にできる楔状の隙間が広くなる傾向があって、グローブと放熱部とを略面接触した状態に接合させることが困難である。このため、ＬＥＤ電球の点灯状態で放熱部の熱をグローブに伝導させて、このグローブからも外部へ放熱するには不適当であり、したがって、発熱を伴うＬＥＤモジュールの放熱性能を十分確保する上では不利である。

特開２０１０−５６０５９号公報

実施形態は、光源が取付けられた本体と、この本体に光源を覆って取付けられたブロー成形品製のグローブとの接合精度を向上させることが可能な電球を提供することにある。

前記課題を解決するために、実施形態の電球は、ブロー成形品製のグローブ、本体、及び光源を具備する。光源を覆うグローブは、グローブ主部、及びこの主部の最大径より小径な開口を区画してグローブ主部に一体に連続された開口縁部を有する。開口縁部とこの縁部に折れ曲がるように連続したグローブ主部の開口側部位とが挟む角度を鈍角とする。本体は、開口縁部の外側に嵌合された接合筒部と、グローブの開口に臨んだ光源取付け部を有し、光源取付け部に光源を取付ける。接合筒部の先端面を開口側部位の外面に沿うように形成し、この先端面を外面に接触させてグローブを本体に支持したことを特徴としている。

実施形態の電球によれば、光源が取付けられた本体と、この本体に光源を覆って取付けられたブロー成形品製のグローブとの接合精度を向上させることが可能である、という効果を期待できる。

実施例１に係る電球を示す断面図である。 図１の電球の一部を示す斜視図である。 図１中Ｆ３部を示す拡大図である。 図１の電球が備える本体を示す斜視図である。 図４の本体を示す正面図である。 図５中矢印Ｆ６−Ｆ６線に沿う断面図である。 図６中Ｆ７部を示す拡大図である。 図１の電球が備えるグローブを示す側面図である。 図８のグローブを示す平面図である。 図８中矢印Ｆ１０−Ｆ１０線に沿う断面図である。

実施形態１の電球は、グローブ主部、及びこの主部の最大径より小径な開口を区画して前記グローブ主部に一体に連続された開口縁部を有し、かつ、この開口縁部とこの縁部に折れ曲がるように連続された前記グローブ主部の開口側部位が挟む角度を鈍角としたブロー成形品製のグローブと；前記開口縁部の外周に嵌合された接合筒部及び前記開口に臨んだ光源取付け部を有し、前記接合筒部の先端面が前記開口側部位の外面に沿うように形成されていて、この先端面を前記外面に接触させて前記グローブを支持した本体と；前記グローブ内に臨んで前記光源取付け部に取付けられた光源と；を具備することを特徴としている。

実施形態１は、ＬＥＤ電球に好適に適用できるが、光源がＬＥＤ発光モジュールではない発光モジュール等を光源とした他の電球にも適用可能である。実施形態１で、グローブは、透光性材料をブロー成形してなる成形品からなり、例えば透光性合成樹脂のブロー成形品からなるグローブであっても、ガラス材料をブロー成形してなる成形品からなるグローブであっても差し支えない。実施形態１で、グローブの開口縁部とは、本体に接続される部分を指しており、この開口縁部を例えば接着剤を用いて本体に接着することで、グローブが本体に支持される。

実施形態１で、本体は、金属又は合成樹脂の成形体により形成されるものであって、本体をなす材料は光源の種類等に応じて選択すればよく、例えば光源の発熱性が高く大気中への放熱の必要がある場合には、本体を金属製例えばアルミニウム合金製とすればよい。実施形態１で、本体の接合筒部は、グローブの開口縁部を外周側からカバーするとともに、グローブに接合する部位を担っている。

実施形態１で、光源取付け部は、本体と別体に形成されて本体に連結された部材で形成されていても、或いは本体と一体の部位で形成されていてもよい。実施形態１で、光源には、ＬＥＤ発光モジュールを好適に使用できるが、ＬＥＤ発光モジュールではない発光部、例えばＥＬ素子を用いた発光モジュール等も使用することが可能である。

実施形態１で、「接合筒部の先端面が前記開口側部位の外面に沿うように形成されている」とは、接合筒部の先端面がグローブの開口側部位の外面に略面接触するような斜面又は円弧面で形成された態様、又は、接合筒部の外周と先端面とがなす角部が少なくともグローブの開口側部位の外面に接する斜面で形成された態様を含んでいる。

この実施形態１では、光源を覆って本体に取付けられるグローブがブロー成形品製であることに起因して、グローブ主部の開口側部位と開口縁部が挟む角度が鈍角に形成されているにも拘らず、グローブを支持する本体の接合筒部の先端面がグローブの開口側部位の外面に接触されて、この先端面が開口側部位の外面に沿うように設けられているので、グローブ本体の開口側部位と、グローブの開口縁部の外側に嵌合された本体の接合筒部との接合精度が向上されることを期待できる。

実施形態２の電球は、実施形態１において、前記先端面の傾斜角度が、前記開口側部位の外面の傾斜角度より大きいことを特徴としている。

この実施形態２で、先端面の傾斜角度とは、接合筒部の外周と先端面とがなす角を通る水平面と先端面とで挟まれる角度を指しており、又、開口側部位の外面の傾斜角度とは、開口縁部と開口側部位とがなす角を通る水平面と開口側部位の外面とで挟まれる角度を指している。

実施形態２では、実施形態１において、更に、接合筒部の先端面と接合筒部の外周とがなす角部をグローブの開口側部位の外面に確実に接触させて、グローブが本体に支持されるので、グローブの開口縁部と本体の接合筒部との接合部に、外部から視認可能な隙間が形成されることが抑制される。このため、電球の外観品質を向上させることを期待できる。

以下、実施例１の電球について、図１〜図１０を参照して詳細に説明する。

図１及び図２中符号１は電球を示しており、この電球１は、本体２と、光源１１と、絶縁ケース１５と、点灯回路２１と、口金２５と、グローブ３１等を具備している。

本体２は、金属例えばアルミニウムのダイカスト製品からなり、図４及び図６等に示すように略椀形状に形成されていて、その縮径された中央部分には通孔３が形成されている。本体２は、その円形をなす開口を区画する平面視円環形(図４及び図５参照)の接合筒部４を有している。図６及び図７等に示すように本体２に、その開口に連続する円形の溝５が、接合筒部４をその内周側から抉って設けられている。

図３及び図７に示すように接合筒部４の先端面４ａと接合筒部４の外周４ｂとがなす角部４ｃは、例えば鋭角となっている。先端面４ａは、後述する開口側部位３２ｂの外面に沿うような斜状面、例えば角部４ｃから前記開口に近付くほど次第に溝５に近付く斜面で形成されている。この先端面４ａの傾斜角度を図７に符号θ１で示す。この傾斜角度θ１は、角部４ｃを通る水平面と先端面４ａとで挟まれた角度である。図４及び図５に示すように接合筒部４の複数個所例えば三箇所に、本体２の開口に開放する切欠部４ｄが等間隔毎に設けられている。

図４及び図５等に示すように本体２はその開口に対向する環形の段部２ａを有している。段部２ａは接合筒部４の内周よりも本体２の中心側に迫り出している。段部２ａの内周に複数のねじ受け部６が等間隔毎に形成されていて、これらねじ受け部６には本体２の開口に向けて開放するねじ穴６ａが夫々形成されている。本体２の開口に臨んだ段部２ａの面及び本体２の開口に臨んだ各ねじ受け部６の面と、接合筒部４の根元に連続した溝５の側面とは、面一、つまり、同一高さで連続されている。尚、接合筒部４の先端面４ａ、溝５、段部２ａ並びにねじ受け部６の前記本体２の開口に臨んだ面、及び切欠部４ｄは、いずれもダイカスト製品に対して切削加工を施すことで設けられたものである。

図１及び図２に示すように本体２は光源取付け部７を有している。実施例１の光源取付け部７は、本体２とは別体でかつ本体２と同じ金属製で円形をなした放熱板からなる。この光源取付け部７の直径は、本体２の開口の径より小さい。

光源取付け部７は、その周部を段部２ａ及びねじ受け部６に接触させた状態で、この周部を通って各ねじ受け部６のねじ穴６ａにねじ込まれた図示しないねじで本体２に固定されている。このため、光源取付け部７は、その周部と段部２ａとの密接部を経由して本体２に熱伝導可能に接続されている。光源取付け部７はその中央部から外れた位置に孔７ａを有している。

光源１１には例えばＬＥＤ発光モジュールが用いられている。このため、電球１はＬＥＤ電球として構成されている。

この電球１のＬＥＤ発光モジュールは、図１に示すように配線基板１２に半導体発光部例えばＳＭＤ型のＬＥＤ１３を複数実装して形成されている。配線基板１２は、そのＬＥＤ実装面とは反対の裏面に設けた熱拡散層を光源取付け部７に面接触させるとともにＬＥＤ実装面を本体２の開口に対向させて、ねじ止め等により光源取付け部７の中央部分に固定されている。このため、ＬＥＤ１３が発する熱を、配線基板１２を経由して光源取付け部７に直接的に伝導(放出)させることができる。更に、光源取付け部７の熱は、本体２に伝導されて、本体２の外面から大気中に放出される。

ＳＭＤ型のＬＥＤ１３は、電極が設けられたベース上に円錐台状の孔を有した反射器を接着し、この反射器の底面をなすベース上に半導体発光素子であるＬＥＤチップを実装するとともに、このＬＥＤチップをワイヤボンディング等で前記電極に接続し、更に、蛍光体が混ぜられた透光性封止部材を反射器の孔に充填しＬＥＤチップを封止して形成されている。このＳＭＤ型のＬＥＤ１３は、そのベースの裏面に引き回されている電極を配線基板１２のパターン層に接続して所定位置に配設されている。

ＬＥＤチップは例えば青色を発光するベアチップからなり、このチップはその発光時に発熱をする。封止部材に混ぜられた蛍光体には、ＬＥＤ１３から例えば白色系の光が発光されるようにするために、ＬＥＤチップが発する青色の光で励起されて黄色系の光を放射する黄色蛍光体が用いられている。ＬＥＤチップは電気エネルギーを直接光に変換する半導体であり、その発光は半導体のｐ−ｎ接合に順方向電流を流すことで実現される。こうした発光原理で発光する半導体発光素子は、通電によりフィラメントを高温に白熱させて、その熱放射により可視光を放射させる白熱電球と比較して、省エネルギー効果を有するものである。

絶縁ケース１５は電気絶縁材料例えば合成樹脂の成形体からなる。図１及び図２に示すように絶縁ケース１５は、本体２の内面を覆って設けられているとともに、本体２外に突出する円筒状の突出部１５ａと、本体２内に位置された受け部１５ｂを有している。突出部１５ａは本体２の通孔３に通されている。突出部１５ａの外周に図示しない環状の係止溝が形成されていて、この係止溝に合成樹脂製の結合リング１９を嵌合して取付けられている。この結合リング１９と受け部１５ｂとは通孔３を区画した本体２の筒状端部２ｂを挟んでいる。これにより、本体２と絶縁ケース１５が連結されている。

絶縁ケース１５は、光源取付け部７の裏面に向けて突出された基板カバー部１６を有しており、この基板カバー部１６に通線開口１６ａが設けられている。更に、絶縁ケース１５は線カバー部１７を有している。線カバー部１７は相対向する一対の壁部と、これらの壁部にわたる他の壁部（図示しない）とから平面視略コの字形をなしていて、前記一対の壁部のうちの一方に通線溝１７ａ（図２参照）が設けられている。この線カバー部１７は、光源取付け部７の孔７ａに挿入されている。

図１及び図２に示す点灯回路２１は、回路基板２１ａに図示しない回路部品を複数実装して形成されている。点灯回路２１は、突出部１５ａと基板カバー部１６とにわたって支持されて、絶縁ケース１５に内蔵されている。

この点灯回路２１は光源１１に電気的に接続されている。具体的には、点灯回路２１に接続された図示しない絶縁被覆電線が、通線開口１６ａ及び通線溝１７ａを経由して配線されるとともに、線カバー部１７に通されて光源取付け部７の表面（図１及び図２では下面）側に引出されている。この電線の先端に接続されている電線側電気コネクタを、光源１１に取付けられた図示しない光源側電気コネクタに接続させることによって、前記電気的接続が行われている。

点灯回路２１に電源を供給する口金２５（図１及び図２参照）は、例えば金属製の周面部に螺旋溝を有したＥ型のもので、絶縁ケース１５の突出部１５ａの外側に装着されている。口金２５は点灯回路２１に図示しない絶縁被覆電線を介して接続されている。この口金２５は図示しないランプソケットに着脱可能にねじ込んで取付けられる。

グローブ３１は、例えば透光性の合成樹脂、具体的には拡散透光性の白色ポリカーボネイト樹脂をブロー成形してなるブロー成形品製である。グローブ３１は、その表面積、言い換えれば、拡散透過する光の出射面積をより多く確保するために、図１及び図８等に示すようにグローブ主部３２及び開口縁部３３を有して略ボール形状に成形されている。

詳しくは、グローブ主部３２は、その最大径部を境にこれから先端に向けて次第に縮径した半球状部位（図１では最大径部より下側部位）に、前記先端と反対側に向けて次第に縮径した縮径部位（図１では最大径部より上側部位）を連続して形成されている。グローブ主部３２の最大径を図１及び図８中符号Ｄで示す。

開口縁部３３は円形の開口３２ａを区画してグローブ主部３２の前記縮径部位に一体に連続されている。したがって、開口３２ａはグローブ主部３２の最大径より小径である。図３及び図１０に示すように開口縁部３３は、短い円筒部３３ａと、この円筒部３３ａの先端部外周に周方向に等間隔毎に一体に突設された複数の突起３３ｂを有している。

円筒部３３ａの直径は前記接合筒部４の内径より若干小さい。各突起３３ｂは前記切欠部４ｄを通過できるとともに、それらの突起３３ｂの先端を通って描かれる円の直径は、接合筒部４の内径、つまり、開口３２ａの径より大きい。

図１０に示すようにグローブ主部３２の開口側部位３２ｂは、開口縁部３３の円筒部３３ａにこれから折れ曲がるように連続されている。開口側部位３２ｂの傾斜角度θ２は、開口側部位３２ｂと円筒部３３ａとがなす角を通る水平面と開口側部位３２ｂとで挟まれる角度である。この傾斜角度θ２は前記接合筒部４の先端面４ａの傾斜角度θ１に近似し、かつ、この傾斜角度θ１より小さい。逆に言えば、開口側部位３２ｂの外面に沿うように斜状に形成された接合筒部４の先端面４ａの傾斜角度θ１は、開口側部位３２ｂの外面の傾斜角度θ２より大きい。

更に、円筒部３３ａと開口側部位３２ｂが挟む角度θ３は鈍角である。これは、グローブ３１がブロー成形されることで、開口側部位３２ｂを円筒部３３ａに対して厳密に水平に成形することが困難で、ブロー成形後に開口側部位３２ｂがグローブ主部３２の内側から外側に向けて膨らむことに起因して形成された構成である。

次に、グローブ３１以外の全ての部品が取付けられた本体２にグローブ３１を取付ける手順を説明する。

まず、本体２の開口が上を向くように本体２を保持して、溝５内全体又は数箇所に例えば耐熱性の接着剤３７（図３参照）を塗布する。この場合、光源取付け部７の周面と溝５の内周との間に接着剤溜まりとして環状の隙間が形成されており、この隙間に未硬化の接着剤３７が塗布される。

次に、グローブ３１の各突起３３ｂを、接合筒部４の各切欠部４ｄに合わせて、これら切欠部４ｄに上方から通すとともに開口縁部３３を接合筒部４の内側に挿入する。即ち、相対的には、接合筒部４が開口縁部３３の外側に嵌合される。こうした嵌合により、開口縁部３３の先端部分が、未硬化の接着剤３７に埋まる。これとともに、光源取付け部７がグローブ３１の開口３２ａに臨んだ状態、例えば、光源取付け部７の一部が開口３２ａに入り込んだ状態となる。

引き続いて、グローブ３１を所定角度回転させる。それにより、各突起３３ｂが溝５に臨んだ接合筒部４の裏面に引っ掛かり得る位置に配置される。したがって、仮に、接着不良があった場合に、電球１の組立て後にグローブを下向き３１にしても、グローブ３１が不用意に本体２から脱落することを抑制可能である。

この後、図示しない冶具でグローブ３１を下方に押す。これにより、グローブ３１の開口側部位３２ｂの外面が、本体２が有した接合筒部４の先端面４ａに接する。具体的には、図３に示すように接合筒部４の最も外周側に位置された角部４ｃに開口側部位３２ｂの外面が接触する。これと同時に、この開口側部位３２ｂの外面が接合筒部４の先端面４ａに近接し、かつ、これらの間に僅かな間隙が形成される。言い換えれば、開口側部位３２ｂの外面が先端面４ａに沿うように設けられる。

最後に、既述の冶具でグローブ３１が押された状態のまま加熱炉に通して接着剤３７を硬化させる。それにより、本体２にグローブ３１が接着して取付けられ、図１に示すようにグローブ３１により光源１１が覆われる。

前記構成の電球１では、グローブ３１を支持する本体２の接合筒部４の先端面４ａをグローブ主部３２の開口側部位３２ｂの外面に接触して、この先端面４ａが開口側部位３２ｂの外面に沿うように設けられている。このため、グローブ主部３２の開口側部位３２ｂと、グローブ３１の開口縁部３３の外側に嵌合された本体２の接合筒部４との接合精度を向上させることが可能である。

更に、接合筒部４の先端面４ａの傾斜角度θ１が、グローブ主部３２の開口側部位３２ｂの外面の傾斜角度θ２より大きいことにより、既述のように接合筒部４の先端面４ａと接合筒部４の外周４ｂとがなす角部４ｃが、開口側部位３２ｂの外面に接触された状態で、グローブ３１を本体２に支持できる。このため、グローブ３１の開口縁部３３と本体２の接合筒部４との接合部に、外部から視認可能な楔状の隙間が周方向に沿って環状に形成されることを確実に抑制可能である。したがって、電球１の外観品質を向上させることが可能である。

しかも、接合精度の向上により、前記接合部に形成される隙間が形成される場合にも、この隙間を極めて狭くできるので、ＬＥＤ電球の点灯状態で本体２の熱が前記接合部を経由してグローブ３１に伝導され易い。このため、本体２の外面から大気中での放熱に加えて、グローブ３１からも放熱することを期待できる。したがって、ＬＥＤモジュールからなる光源１１に対する放熱性能を十分確保することが可能で、それに伴い、光源１１の温度過昇による発光効率の低下や発光色の変化などを抑制することが可能である。

又、本体２及びこれから熱伝導されるグローブ３１の温度上昇に伴う熱膨張により、前記極めて狭い隙間が消失されて、接合筒部４の先端面４ａと開口側部位３２ｂの外面とが略面接触した状態に接合することを期待できる。こうした状況に至った場合には、更に、本体２からグローブ３１への放熱性を向上することが可能となる。

１…電球、２…本体、４…接合筒部、４ａ…先端面、７…光源取付け部、１１…光源、３１…グローブ、３２…グローブ主部、３２ａ…開口、３２ｂ…開口側部位、３３…開口縁部、３３ａ…円筒部、θ１…先端面の傾斜角度、θ２…開口側部位の傾斜角度、θ３…鈍角

Claims (3)

1. グローブ主部、及びこの主部の最大径より小径な開口を区画して前記グローブ主部に一体に連続された開口縁部を有し、かつ、この開口縁部とこの縁部に折れ曲がるように連続された前記グローブ主部の開口側部位が挟む角度を鈍角としたブロー成形品製のグローブと；
   前記開口縁部の外側に嵌合された接合筒部及び前記開口に臨んだ光源取付け部を有し、前記接合筒部の先端面が前記開口側部位の外面に沿うように形成されていて、この先端面を前記外面に接触させて前記グローブを支持した本体と；
   前記グローブ内に臨んで前記光源取付け部に取付けられた光源と；
   を具備し、
   前記先端面の傾斜角度が、前記開口側部位の外面の傾斜角度より大きく、
   前記接合筒部には、内周側から抉られ前記開口に連続する溝が設けられ、
   前記溝には、接着剤が設けられており、
   前記グローブは、前記開口縁部の先端部分が前記接着剤により前記溝に接着されることを特徴とする電球。
2. 前記グローブの前記開口縁部は、円筒部と、前記円筒部の先端部外周に周方向に突設された突起とを有し、
   前記本体の前記接合筒部は、前記開口に開放する切欠部を有し、
   前記開口縁部は、前記突起を前記切欠部に合わせて前記接合筒部に挿入され、
   前記突起は、前記溝に臨んだ接合筒部の裏面に引っ掛かり得る位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電球。
3. 前記接着剤は、前記光源取付け部の周面と前記溝の内周との間に形成される隙間に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電球。

Images