以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明を省略する場合がある。
なお、実施の形態において例示される各構成要素の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。また、各図における各構成要素の寸法は、実際の寸法と異なる場合がある。
<第1の実施形態>
図1は、第1の実施形態に係るランプ100の外観を示す斜視図である。なお、図1においては直管200の一部を切り欠いてランプ100の内部が示されている。ランプ100は、電極コイルを用いた従来の一般的な直管蛍光灯と略同形の直管型LEDランプである。
図1において、X,Y,Z方向の各々は、互いに直交する。以下の図に示されるX,Y,Z方向の各々も、互いに直交する。
図1を参照して、ランプ100は、直管200と、口金201a,201bと、一対の口金ピン202と、複数のLEDモジュール300と、基台400とを備える。
直管200は、LEDモジュール300及び基台400を収納するための筐体(外囲器)である。
直管200は、長尺筒体である。直管200の両端部には開口部が形成される。また、直管200の断面形状は、円環状である。直管200は、透光性を有するガラス管又はプラスチック管等である。
本実施形態では、直管200は、ガラス管であるとする。当該ガラス管は、例えば、シリカ(SiO2)が70〜72[%]で構成されたソーダ石灰ガラスからなる。
なお、直管200は、ガラス管に限定されず、アクリル管及びポリカーボネート管等であってもよい。
直管200は、JIS(日本工業規格)に規定されている蛍光灯の製造に用いられる直管と同じ寸法規格の直管である。直管200の各サイズは、例えば、長さ1198[mm]、外径30[mm]、厚み0.7[mm]である。
また、直管200の外面又は内面には拡散処理が施されていることが好ましい。これにより、LEDモジュール300が発する光を拡散させることができる。拡散処理としては、例えば、直管200の内面にシリカや炭酸カルシウム等を塗布する方法がある。
次に、LEDモジュール300について説明する。
図2は、第1の実施形態に係るLEDモジュール300の平面図である。
LEDモジュール300は、COB型(Chip On Board)の発光モジュールである。LEDモジュール300は、ライン状(線状)に光を発するライン状光源である。
図2を参照して、LEDモジュール300は、基板310と、発光部320とを備える。
基板310は、直管200の管軸方向に延びる長尺矩形状の基板である。以下においては、直管200の管軸方向を、単に、管軸方向ともいう。
基板310は、例えば、セラミック基板である。当該セラミック基板は、アルミナ又は透光性の窒化アルミニウムからなる。
なお、基板310は、セラミック基板に限定されず、樹脂基板、ガラス基板、可撓性のフレキシブル基板、アルミニウム基板等であってもよい。
ここで、基板310の長手方向の長さをL1とし、短手方向の長さをL2とする。この場合、L1およびL2は、一例として、10≦L1/L2なる関係式により規定される。すなわち、L1は、L2の10倍以上である。
本実施形態に係る基板310の各種サイズは、一例として、長辺(長手方向の長さ)が140[mm]、短辺(短手方向の長さ)が5.5〜7[mm]、厚みが1[mm]である。
基板310の主面には、光を発する発光部320が設けられる。以下、本明細書において、基板310の主面とは、発光部320が設けられる面とする。
具体的には、基板310の主面において、発光部320は、基板310の長手方向の両端縁まで形成されている。すなわち、発光部320は、基板310の一方の短辺の端面から対向する他方の短辺の端面まで途切れることなく形成されている。
発光部320は、複数のLED321と、封止部材322とから構成される。
複数のLED321は、基板310の長手方向(管軸方向)に沿って基板310の主面に直線状に実装される。本実施形態では、一例として、各基板310に24個のLED321が実装されている。
LED321は、単色の可視光を発するベアチップである。各LED321は、ダイアタッチ材(ダイボンド材)により、基板310に接着される。LED321は、一例として、青色光を発光する青色LEDチップである。青色LEDチップは、InGaN系の材料によって構成された、中心波長が440nm〜470nmの窒化ガリウム系の半導体発光素子である。
発光部320に含まれる複数のLED321は、基板310の表面に形成された後述の配線330により電気的に直列接続される。以下においては、発光部320に含まれる複数のLED321を、総括的に、発光部内LED群という。
なお、発光部内LED群を構成する複数のLED321の全ては、直列接続されてなくてもよい。例えば、発光部内LED群を構成する24個のLED321は、電気的に並列接続された3組のLED群から構成されてもよい。この場合、当該3組のLED群の各々を構成する8個のLED321は、電気的に直列接続される。
封止部材322は、1つの基板310に実装される全てのLED321を一括封止する。基板310の主面において、封止部材322は、基板310の長手方向の両端縁まで形成されている。すなわち、封止部材322は、基板310の一方の短辺の端面から対向する他方の短辺の端面まで途切れることなく形成されている。
なお、直線状の封止部材322は、基板310の短手方向の中心を通る直線よりも一方の長辺側に寄って形成されている。なお、封止部材322は、基板310の短手方向の中心を通る直線上に形成されてもよい。
封止部材322の形状は、断面が上に凸の略半円状のドーム形状である。また、封止部材322は、波長変換体である蛍光体が含有された蛍光体含有樹脂である。また、封止部材322は、LED321からの光を波長変換する波長変換層である。
また、波長変換層は、光の波長を変換するための光波長変換体を備える。本実施形態において、波長変換層である封止部材322は、光波長変換体として蛍光体を備える。
従って、封止部材322は、LED321の光を励起する蛍光体微粒子を含む蛍光体層である。なお、蛍光体微粒子として黄色蛍光体微粒子が用いられており、これをシリコーン樹脂に分散させることによって蛍光体含有樹脂が構成されている。
黄色蛍光体粒子は、一例として、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系蛍光体材料である。なお、黄色蛍光体粒子は、YAG系蛍光体材料に限定されず、例えば、シリケート系蛍光体材料であってもよい。
以上のとおり、発光部320は、青色LEDチップとしての複数のLED321と黄色蛍光体粒子が含有された封止部材322とからなる。そのため、黄色蛍光体粒子は青色LEDチップの青色光によって励起されて黄色光を放出する。これにより、発光部320からは、励起された黄色光と青色LEDチップの青色光とによって白色光が放出される。
LEDモジュール300は、さらに、配線330と、静電保護素子340と、2つの電極端子350と、ワイヤ331とを備える。
配線330は、タングステン(W)又は銅(Cu)等からなる金属配線である。配線330は、基板310の主面にパターン形成されている。
2つの電極端子350の各々は、配線330と電気的に接続される。
静電保護素子340は、例えばツェナダイオードである。静電保護素子340は、基板310上に生じる逆方向極性の静電気によってLED321が破壊されることを防止する。静電保護素子340は、複数のLED321と配線330により電気的に接続される。
電極端子350は、基板310の主面に形成される。電極端子350は、外部電源から直流電力を受電するとともにLED321に直流電力を給電するための受給電部(外部接続端子)である。電極端子350は、配線330と電気的に接続されている。
例えば、電極端子350からLED321に直流電流が供給されることにより、LED321が発光し、LED321から所望の光が放出される。
なお、本実施形態において、2つの電極端子350は、封止部材322を基準として基板310の一方の長辺側に片寄せられている。
ワイヤ331は、隣接するLED321および配線330を電気的に接続するための電線である。ワイヤ331は、例えば、金ワイヤである。LED321の上面には電流を供給するためのp側電極及びn側電極が形成されている。p側電極及びn側電極の各々と配線330とがワイヤ331によってワイヤボンディングされている。
次に、基台400について説明する。
図3は、第1の実施形態に係る基台400を説明するための図である。
図3(a)は、基台400の一部を拡大して示す平面図である。
図3(b)は、基台400の断面図である。具体的には、図3(b)は、図3(a)のA−A’線に沿った基台400の断面図である。なお、図3(a)および図3(b)には、基台400に含まれない、LEDモジュール300も示される。また、図3(b)には、直管200も示される。
図4は、第1の実施形態に係る基台400の拡大斜視図である。
基台400は、直管200の内部に配置され、直管200に固定される。図3(a)及び図3(b)に示すように、基台400は、複数のLEDモジュール300を配置するための長尺状の基板である。
図3(a)及び図4に示すように、基台400の形状は、直管200の管軸方向に沿って延びる長尺形状である。基台400の一方の面(表側の面)には、凸部410が形成されている。凸部410は、管軸方向に沿って延びる。凸部410は、基台400の長手方向の一端から他端まで同じ形状を有する。
2つの凸部410は所定間隔をあけて対向するように設けられる。基台400には、対向する2つの凸部410によって管軸方向に沿って延びる、溝としての凹部430が形成されている。
また、基台400には、凹部440が形成される。凹部440は、管軸方向に沿って延びる凹部である。
また、図3(b)に示すように、基台400の裏面の凹部440が形成された領域以外の領域は、直管200の内面形状と一致するように構成された円筒面形状を有する曲面部で構成されている。
従って、曲面部の外面形状の曲率は直管内面の曲率と同じであり、本実施形態において、曲面部の外面形状は、直管200の内径の半分の長さ(半径)の曲率を有する円弧形状である。そして、基台400は、図3(b)に示すように、曲面部が直管200の内面に接触するようにして配置されている。
凹部440に接着材30が充填されることにより、基台400は、直管200の内面の下部に接合(接着)される。接着材30は、例えば、シリコーン樹脂又はセメント等からなる接着剤である。
また、接着材30の熱伝導率を高めるために、接着材30に無機粒子を適宜混入しても構わない。当該無機粒子は、銀、銅あるいはアルミニウム等の金属粒子、又はアルミナ、窒化アルミニウム、炭化珪素あるいはグラファイト等の非金属粒子である。
なお、放熱性の観点から、接着材30は、熱伝導率が1[W/m・K]以上の接着材であることが好ましい。また、軽量化の観点から、接着材30は、比重が2以下の接着材であることが好ましい。
本実施形態では、基台400の一部と直管200とが直接接触されており、直管200と基台400との接触部分によって直接熱伝導を行うことができる。そのため、接着材30は、ランプ100の軽量化を図るために、比重が2以下のシリコーン樹脂からなる接着剤である。
なお、凹部440(接着材30)内には、配線20が、管軸方向に沿って延びる。
基台400は、LEDモジュール300の熱を放熱するための放熱体(ヒートシンク)としても機能する。従って、基台400は、金属等の高熱伝導性材料によって構成することが好ましい。基台400は、例えば、アルミニウムからなる。
直管200とLEDモジュール300との間に基台400を介在させることにより、LEDモジュール300の熱を効率的に直管200に導くことができる。これにより、LEDモジュール300の熱を直管200の外側表面から放熱することができる。
図3(a)、図3(b)及び図4に示すように、凹部430の底面である平面431には、複数のLEDモジュール300が基台400の長手方向(管軸方向)に沿って直線状に配置される。
すなわち、複数のLEDモジュール300は直管200内に配置される。つまり、LEDモジュール300の基板310は、直管200内に配置され、半導体発光素子(LED321)が実装された基台である。
また、図3(a)に示すように、各隣接する2つのLEDモジュール300のうち、一方のLEDモジュール300の電極端子350と、他方のLEDモジュール300の電極端子350とが、配線10によって電気的に接続される。
これにより、基台400上の複数のLEDモジュール300における複数のLED321は直列接続される。なお、配線10は、例えば、絶縁被膜された導線からなるリード線等の導電部材からなる。
次に、口金について説明する。
直管200の両端部には、口金201a、201bが設けられる。以下においては、口金201a、201bの各々を単に、口金201とも表記する。口金201の形状は、直管200の開口部を閉塞する形状である。口金201の形状は、例えば、G型口金と同様な形状である。
すなわち、口金201は、直管200の端部の開口部に設けられる。
口金201には、一対の口金ピン202が固定される(設けられる)。
口金ピン202は、導電性の金属からなる。口金ピン202は、管軸方向に沿って延びる。
なお、口金ピン202の全体の形状は、直線状に限定されない。例えば、口金ピン202の端部が直線形状であれば、口金ピン202の端部以外の部分は屈曲していてもよい。この場合、少なくとも、口金ピン202の一方の端部は、管軸方向に沿って延びる。
なお、ランプ100の内部又は外部には、口金201a、201bの一方または両方を利用して、給電を受けてLEDモジュール300のLEDを発光させるための点灯回路(不図示)が設置される。点灯回路は、例えば、4個のツェナダイオードを用いたダイオードブリッジからなる整流回路で構成することができる。
本実施形態に係るランプ100は、口金201a、201bのうち、一例として、口金201aを利用して、LEDモジュール300へ電力が供給される。この場合、口金201a内には、後述する点灯回路が設けられる。また、この場合、口金201bは、照明器具に装着するために使用される。
また、この場合、口金201aは、外部の商用の交流電源から口金ピン202を介して、半導体発光素子(LED321)の発光に利用される電力(交流電力)を受電する。すなわち、口金201aには、外部から交流電力が供給される。すなわち、口金201aの口金ピン202は、外部の商用の交流電源から前記交流電力を受電するためのピンである。
前述の配線20は、口金201aとは反対側の口金201b側にまで延設されている。また、配線20は、口金201aから最も遠い箇所に載置されるLEDモジュール300における基板310の電極端子350と電気的に接続される。
また、口金201a内の点等回路は、配線20と、口金201aに最も近い箇所に載置されるLEDモジュール300における基板310の電極端子350と電気的に接続される配線とに接続される。この構成により、点等回路は、直管200内の複数のLEDモジュール300と電気的に接続される。これにより、点等回路は、直管200内の全てのLED321に電力を供給することができる。
ランプ100は、さらに、上記点灯回路が設けられる後述の基板510を備える。
なお、LEDモジュール300への電力供給は、1つの口金に限定されず、口金201a、201bの両方が用いられてもよい。
次に、本実施形態に係る口金201a付近の構成について、詳細に説明する。
図5は、第1の実施形態に係る口金201aの構成を説明するための図である。
図5(a)は、口金201aの断面図である。具体的には、図5(a)は、X軸およびY軸を含むXY平面に沿った、口金201aの断面図である。
なお、図5(a)には、説明のために、直管200、配線20,21、LEDモジュール300、基台400および基板510も示される。
図5(b)は、口金201aの断面図である。具体的には、図5(b)は、図5(a)のB−B’線に沿った口金201aの断面図である。
図5(c)は、第1の実施形態に係る基板510の斜視図である。ランプ100は、さらに、基板510と、整流回路素子530とを備える。
図5(a)〜図5(c)を参照して、前記基板510の主面の形状は円である。
なお、基板510の主面の形状は円に限定されず、例えば、矩形であってもよい。
口金ピン202の一方の端部は、口金201aの内側に設けられる。すなわち、口金201aには、一方の端部が、口金201aの内側に設けられる導電性のピンが固定される。口金ピン202の一方の端部は、管軸方向に沿って口金201aから基板510側に向かって延びる。
整流回路素子530は、基板510に設けられる。整流回路素子530は、交流電力を直流電力に変換する機能を有する回路素子(点灯回路)である。当該直流電力は、各LED321の発光に利用される。すなわち、整流回路素子530は、前記交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を半導体発光素子としてのLED321へ供給するための回路部品である。つまり、整流回路素子530は、半導体発光素子としてのLED321の発光に利用される電子部品である。
すなわち、ランプ100は、点灯回路としての整流回路素子530が設けられた基板510を備える。
また、基板510には、2つの貫通孔520および電極端子541,542が形成される。
2つの貫通孔520の各々は、基板510を貫通する孔である。2つの貫通孔520には、それぞれ、2つの口金ピン202が挿入される。各貫通孔520に挿入される口金ピン202の端部は、半田等により、基板510に固定される。これにより、2つの口金ピン202は、配線を介して、整流回路素子530と電気的に接続される。
また、整流回路素子530は、配線により、電極端子541,542と電気的に接続される。
整流回路素子530は、2つの口金ピン202から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を、電極端子541,542へ供給する。
電極端子541,542は、それぞれ、配線21,20と電気的に接続される。なお、配線21は、前述の口金201aに最も近い箇所に載置されるLEDモジュール300における基板310の電極端子350と電気的に接続される配線である。
これにより、点灯回路としての整流回路素子530は、配線20,21を介して、直流電力を、直管200内の全てのLED321に供給することができる。
次に、本実施形態に係る口金201aの構成について、詳細に説明する。
図6は、第1の実施形態に係る口金201aの斜視図である。
図7は、第1の実施形態に係る口金201aの構成を説明するための図である。
図7(a)は、口金201aの断面図である。具体的には、図7(a)は、XY平面に沿った、口金201aの断面図である。
図7(b)は、図7(a)のC−C’線に沿った口金201aの断面図である。
図5(a)、図6、図7(a)および図7(b)を参照して、口金201aは、さらに、筒体211と、平面部212と、2個の係合部220とを含む。
係合部220は、基板510を口金201aに固定するための部材である。
筒体211の形状は、筒形状である。
筒体211の一方の端部には、平面部212が形成される。筒体211のうち、平面部212が形成されてない他方の端部により、口金201aの開口部が形成される。
平面部212の形状は、板形状である。平面部212の表面は、直管200の管軸と直交する。
平面部212には、2つの係合部220が形成される。
筒体211、平面部212および2つの係合部220は一体形成される。
筒体211と、係合部220とにより溝部213が形成される。溝部213は、直管200を差し込むための溝である。
筒体211、平面部212および係合部220の各々は、同一の材料から構成される。
2つの係合部220は、平面部212のうち、口金201aの内側の面に接続される。
係合部220は、弾性変形可能で電気的絶縁性にも優れた樹脂から構成される。すなわち、係合部220は、弾性変形するように構成される。係合部220は、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などから構成される。
係合部220の先端部分には、固定部230が形成される。固定部230には、溝としての凹部231が形成される。すなわち、係合部220には、凹部231が形成される。基板510の端部は、凹部231に係合される。
本実施形態に係る口金201aの2個の係合部220の各々は、基板510の側面のうち、異なる部分と係合する。
基板510は、該基板510の端部と係合部220とが係合した状態において前記基板510の主面が直管200の管軸と直交するように配置される。
また、固定部230には、管軸方向に対し傾いた斜面232が形成される。
なお、口金201bは、口金201aと比較して、係合部220が形成されていない点が異なる。それ以外の口金201bの構成は、口金201aと同様なので詳細な説明は繰り返さない。
なお、口金201bには、2つの口金ピン202の代わりに、例えば、アース用のピンが設けられていてもよい。
次に、本実施形態に係る口金201aに基板510を固定するための方法について説明する。
図8は、口金201aに基板510を固定するときの工程を説明するための図である。図8(a)〜図8(c)は、口金201aの断面図である。
まず、図8(a)に示されるように、基板510の各貫通孔520に口金ピン202が挿入されるように、基板510を、口金201aの開口部側から口金201aの平面部212側へ向かって挿入する。
図8(a)に示されるように、基板510の端部が係合部220の斜面232に接した状態で、口金201aの平面部212側へ基板510をさらに押し込むと、係合部220に筒体211方向への応力が加わり、図8(b)に示されるように、係合部220が、口金201aの筒体211側に向かって弾性変形する。
また、係合部220が弾性変形した状態において、基板510の各貫通孔520に口金ピン202の端部が挿入される。すなわち、貫通孔520は、基板510を口金201aに固定する際に、口金ピン202の一方の端部が挿入される貫通孔である。
この場合、貫通孔520により、基板510の移動方向を管軸方向に規制することができる。すなわち、貫通孔520は、基板510を口金201aに固定する際に、口金ピン202の一方の端部により前記基板510の移動方向を前記管軸方向に規制する規制部である。
したがって、基板510の各貫通孔520は、基板510を口金201aに固定する際に、基板510の位置あわせを行う機能を有する。すなわち、貫通孔520は、基板510を口金201aに固定する際に、口金ピン202の一方の端部を基板510の一方の面から前記基板510の前記一方の面と反対側の他方の面に導く貫通孔である。
図8(b)に示されるように、係合部220が弾性変形した状態で、さらに、口金201aの平面部212側に基板510をさらに押し込むと、係合部220に加えられていた応力が開放し、弾性変形していた係合部220の状態が元に戻る。その結果、図8(c)に示されるように、基板510の端部は、係合部220の凹部231に係合する。
すなわち、係合部220は、基板510の端部と係合する。基板510の端部と前記係合部220とが係合することにより、基板510は、口金201aに固定される。
そして、図5(b)のように、貫通孔520に挿入された口金ピン202の端部に半田づけを行うことにより、口金ピン202は、基板510に固定される。
以上の工程により、基板510を口金201aに容易に固定することができる。
そして、図5(a)のように、半田等により、配線21,20は、それぞれ、電極端子541,542と電気的に接続される。また、口金201aの溝部213に直管200の端部を差し込むことにより、直管200に口金201aが固定される。
以上、第1の実施形態に係るランプ100によれば、基板510の端部と、弾性変形するように構成される係合部220とが係合することにより、基板510は口金201aに固定される。したがって、半導体発光素子としてのLEDの発光に利用される基板を口金に容易に固定することができる。
なお、ランプ100が備える口金201aは、2つの係合部220を含む構成であったがこれに限定されない。すなわち、基板510を口金に固定するための係合部220は、3つ以上であってもよい。
例えば、ランプ100は、口金201aの代わりに、以下の口金201Bを備えてもよい。
図9は、口金201Bの斜視図である。
口金201Bは、口金201aと比較して、2つの係合部220の代わりに3つの係合部220を含む点が異なる。それ以外の口金201Bの構成は、口金201aと同様なので詳細な説明は繰り返さない。
口金201Bにおける、筒体211、平面部212および3つの係合部220は一体形成される。3つの係合部220は、口金201aの2つの係合部220と同様に、平面部212のうち、口金201Bの内側の面と接続される。
基板510を口金201Bに固定する場合、基板510の端部は、口金201Bの3つの係合部220の凹部231に係合する。これにより、基板510は、口金201Bに固定される。
なお、口金201Bに基板510を固定する際の工程は、口金201aを用いた場合の工程と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係るランプ100Aについて説明する。
ランプ100Aは、図1のランプ100と比較して、口金201aの代わりに口金201Cを備える点が異なる。ランプ100Aのそれ以外の構成は、ランプ100と同様なので、詳細な説明は繰り返さない。
図10は、第2の実施形態に係るランプ100Aにおける口金201C付近の構成を示す断面図である。
図11は、第2の実施形態に係る口金201Cの斜視図である。
図12は、第2の実施形態に係る口金201Cの構成を説明するための図である。
図12(a)は、XY平面に沿った口金201Cの断面図である。
図12(b)は、図12(a)のD−D’線に沿った口金201Cの断面図である。
図10、図11、図12(a)および図12(b)を参照して、口金201Cは、図7(a)の口金201aと比較して、口金201Cに口金ピン202が設けられてない点と、平面部212に2つの貫通孔240が形成されている点とが異なる。口金201Cのそれ以外の構成は、口金201aと同様なので詳細な説明は繰り返さない。
すなわち、基板510の端部は、各係合部220の凹部231に係合される。また、口金201Cの2個の係合部220の各々は、基板510の側面のうち、異なる部分と係合する。
基板510は、該基板510の端部と係合部220とが係合した状態において前記基板510の主面が直管200の管軸と直交するように配置される。
2つの貫通孔240の各々は、平面部212を貫通する孔である。2つの貫通孔240には、それぞれ、2つの口金ピン202が挿入される。
なお、基板510の2つの貫通孔520には、それぞれ、2つの口金ピン202が挿入される。各貫通孔520に挿入される口金ピン202の端部は、半田等により、基板510に固定される。すなわち、前記基板510には、導電性の口金ピン202が固定される。基板510に固定される口金ピン202は、一方の端部が管軸方向に沿って前記基板510から前記平面部212側に向かって延びる。
次に、第2の実施形態に係る口金201Cに基板510を固定するための方法について説明する。なお、第2の実施形態に係る基板510は、配線20,21によりLEDモジュール300と予め接続されている。
図13は、口金201Cに基板510を固定するときの工程を説明するための図である。図13(a)〜図13(c)は、口金201Cの断面図である。
まず、図8(a)に示されるように、平面部212の各貫通孔240に口金ピン202が挿入されるように、基板510を、口金201Cの開口部側から口金201Cの平面部212側へ向かって挿入する。すなわち、貫通孔240は、基板510を口金201aに固定する際に、口金ピン202の一方の端部が挿入される貫通孔である。
この場合、貫通孔240により、基板510の移動方向を管軸方向に規制することができる。すなわち、貫通孔240は、基板510を口金201Cに固定する際に、口金ピン202の一方の端部により基板510の移動方向を前記管軸方向に規制する規制部である。
したがって、平面部212の各貫通孔240は、基板510を口金201Cに固定する際に、基板510の位置あわせを行う機能を有する。すなわち、貫通孔240は、基板510を口金201Cに固定する際に、口金ピン202の一方の端部を口金201Cの内側から前記口金201Cの外側に導く貫通孔である。
次に、平面部212の各貫通孔240に口金ピン202が挿入された状態で、口金201Cの平面部212側へ基板510をさらに押し込むと、図13(b)に示されるように、基板510の端部が、係合部220の斜面232に接する。
図13(b)に示されるように、基板510の端部が係合部220の斜面232に接した状態で、口金201Cの平面部212側へ基板510をさらに押し込むと、係合部220に筒体211方向への応力が加わり、図13(c)に示されるように、係合部220が、口金201Cの筒体211側に向かって弾性変形する。
図13(c)に示されるように、係合部220が弾性変形した状態で、さらに、口金201Cの平面部212側に基板510をさらに押し込むと、係合部220に加えられていた応力が開放し、弾性変形していた係合部220の状態が元に戻る。その結果、図13(d)に示されるように、基板510の端部は、係合部220の凹部231に係合する。
すなわち、係合部220は、基板510の端部と係合する。基板510の端部と前記係合部220とが係合することにより、基板510は、口金201Cに固定される。
以上の工程により、基板510を口金201Cに容易に固定することができる。
なお、第2の実施形態では、基板510は、配線20,21によりLEDモジュール300と予め接続されている。そのため、配線21,20を、それぞれ、電極端子541,542と電気的に接続する工程等が不要になる。したがって、第2の実施形態によれば、第1の実施形態よりも、ランプの製造工程を簡略化することができる。
以上、第2の実施形態に係るランプ100Aによれば、基板510の端部と、弾性変形するように構成される係合部220とが係合することにより、基板510は口金201Cに固定される。したがって、半導体発光素子としてのLEDの発光に利用される基板を口金に容易に固定することができる。
なお、ランプ100Aが備える口金201Cは、2つの係合部220を含む構成であったがこれに限定されない。すなわち、基板510を口金に固定するための係合部220は、3つ以上であってもよい。
例えば、ランプ100Aは、口金201Cの代わりに、以下の口金201Dを備えてもよい。
図14は、口金201Dの斜視図である。
口金201Dは、図11の口金201Cと比較して、2つの係合部220の代わりに3つの係合部220を含む点が異なる。それ以外の口金201Dの構成は、口金201Cと同様なので詳細な説明は繰り返さない。
口金201Dにおける、筒体211、平面部212および3つの係合部220は一体形成される。3つの係合部220は、口金201Cの2つの係合部220と同様に、平面部212のうち、口金201Dの内側の面と接続される。
基板510を口金201Dに固定する場合、基板510の端部は、口金201Dの3つの係合部220の凹部231に係合する。これにより、基板510は、口金201Dに固定される。
なお、口金201Dに基板510を固定する際の工程は、口金201Cを用いた場合の工程と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態に係る照明装置について説明する。
図15は、第3の実施形態に係る照明装置600の構成を示す斜視図である。
照明装置600は、ランプ60と、照明器具610とを備える。
照明器具610は、一対のソケット611と、器具本体612と、図示しない回路ボックス(図外)とを備える。
一対のソケット611は、ランプ60と電気的に接続される。一対のソケット611は、ランプ60を保持する。器具本体612には、ソケット611が取り付けられている。
器具本体612の内面612aは、ランプ60から発せられた光を所定方向(例えば、下方向)に反射させる反射面である。
回路ボックスは、その内部に、スイッチ(図外)がオン状態ではランプ60に給電し、オフ状態では給電しない点灯回路を収納する。
照明器具610は、天井等に固定具を介して装着される。
ランプ60は、前述の第1の実施形態に係るランプ100、第2の実施形態に係るランプ100Aのいずれかである。
<その他の変形例>
次に、上述した本発明の実施形態およびその変形例に係るランプの変形例について、以下に説明する。なお、以下の各変形例は、第3の実施形態に係る照明装置に適用することもできる。
<変形例A>
第1の実施形態では、基板を口金に固定する際に、基板の位置あわせを行うための貫通孔を基板に形成する構成としていたがこの構成に限定されず、貫通孔以外のものを基板に形成してもよい。
図16は、変形例Aに係る基板510Aを説明するための図である。なお、図16には、図の簡略化のため、基板510Aに形成される整流回路素子530、電極端子541,542等は示されない。
図16に示されるように、基板510Aは、図5の基板510と比較して、2つの貫通孔520の代わりに、2つの切り欠き部521が形成されている点が異なる。基板510Aのそれ以外の構成は、基板510と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
基板510Aは、第1の実施形態において、基板510の代わりに使用される基板である。
2つの切り欠き部521の各々は、基板510Aを、口金201aに固定する際に、貫通孔520と同様に、口金ピン202により、基板510の移動方向を管軸方向に規制することができる。すなわち、切り欠き部521は、基板510Aを口金201aに固定する際に、口金ピン202の一方の端部により前記基板510の移動方向を前記管軸方向に規制する規制部である。
したがって、各切り欠き部521は、基板510Aを口金201aに固定する際に、基板510の位置あわせを行う機能を有する。
<変形例B>
上記実施形態では、口金ピン202の形状は、直線状としたがこれに限定されない。
図17に示されるように、口金ピン202の先端部の形状は、L字形状であってもよい。この構成により、変形例Bに係る口金ピン202を有するランプを、照明器具からはずれにくくすることができる。
<変形例C>
上記実施形態では、2つの口金のうち、一方の口金のみで電力を受電する構成とした。この場合、口金201bは、以下の構成であってもよい。
図18は、変形例Cに係る口金201bの構成を示す図である。
図18に示されるように、口金201bは、図5(a)の口金201aと比較して、一対の口金ピン202の代わりに、口金ピン202bを含む点が異なる。口金201bのそれ以外の構成は、口金201aと同様なので詳細な説明は繰り返さない。
口金ピン202bは、接地のためのアースピンである。口金ピン202bは、平面部212に固定される。口金ピン202bの一方の端部の形状は、照明器具にとりつけるために、例えば、T字形状とされる。なお、変形例Cにかかる基板510は、2つの貫通孔520の代わりに、1つの貫通孔520bが形成される。
貫通孔520bは、基板510を口金201bに固定する際に、口金ピン202bの他方の端部が挿入されるための貫通孔である。貫通孔520bは、第1の実施形態で説明した貫通孔520と同様な機能を有する。すなわち、貫通孔520bは、基板510を口金201bに固定する際に、口金ピン202bの他方の端部により基板510の移動方向を管軸方向に規制する規制部である。
なお、口金ピン202bの他方の端部は、半田等により、基板510に固定される。また、口金ピン202bは、例えば、基台400に設けられた図示しないアース端子に、配線を介して電気的に接続される。
なお、口金ピン202bは、アースピンとして使用されなくてもよい。
<変形例D>
また、口金201aおよび口金201bの形状は、前述した形状に限定されない。例えば、口金201aの形状は、図19(a)に示されるように、口金201aの側面が、管軸方向に沿って、直管200の外側の面と揃うような形状であってもよい。すなわち、口金201aは、筒体211を設けない形状であってもよい。
また、図19(b)に示されるように、口金201bの形状は、口金201bの側面が、管軸方向に沿って、直管200の外側の面と揃うような形状であってもよい。すなわち、口金201bは、筒体211を設けない形状であってもよい。
<変形例E>
上記の実施形態では、基台400の凹部440を利用して配線を引き回す構成としたがこの構成に限定されない。例えば、基板の内部に配線を設ける構成としてもよい。
変形例Eに係るランプは、図1のランプ100と比較して、複数のLEDモジュール300の代わりに、複数のLEDモジュール300Aを備える点が異なる。変形例Eに係るランプのそれ以外の構成は、ランプ100と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
図20は、変形例Eに係るLEDモジュール300Aを説明するための図である。
図20(a)は、LEDモジュール300Aの平面図である。なお、図20(a)には、図の簡略化のため、LEDモジュール300Aに設けられる静電保護素子340等は示されない。
図20(b)は、LEDモジュール300Aの断面図である。具体的には、図20(b)は、図20(a)のV−V’線に沿ったLEDモジュール300Aの断面図である。
図20(a)および図20(b)を参照して、LEDモジュール300Aは、図2のLEDモジュール300と比較して、基板310の代わりに基板310Aを備える点と、2つの電極端子360をさらに備える点とが異なる。LEDモジュール300Aのそれ以外の構成は、LEDモジュール300と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
基板310Aは、複数の基板が積層して構成される多層基板である。基板310Aは、基板310と比較して、2つの電極端子360、2つのビア361および配線362が形成されている点が異なる。基板310Aのそれ以外の構成は、基板310と同様なので詳細な説明は繰り返さない。
基板310Aの主面に形成される発光部320は、図示しない複数のLED321と、図示しない封止部材322とから構成される。発光部320に含まれる複数のLED321は、図示しない配線により電気的に直列接続される。
前述したように、発光部320に含まれる複数のLED321を、発光部内LED群という。
なお、発光部内LED群を構成する複数のLED321の全ては、直列接続されてなくてもよい。
発光部内LED群を構成する複数のLED321の両端に位置する2つのLED321は、それぞれ、2つの電極端子350と電気的に接続される。すなわち、2つの電極端子350の間には、電気的に接続される複数のLED321が設けられる。
また、基板310Aの内部には配線362が形成される。配線362は、例えば、銅からなる配線である。
また、基板310Aの主面には、2つの電極端子360が形成される。2つの電極端子360には、それぞれ、2つのビア361が形成される。各ビア361は、配線362と電気的に接続される。
すなわち、2つの電極端子360は、ビア361および配線362により電気的に接続される。
図20(c)は、複数のLEDモジュール300Aを示す平面図である。
図20(c)に示されるように、変形例Eに係る複数のLEDモジュール300Aは、基台400の凹部430の平面431において、基台400の長手方向(管軸方向)に沿って直線状に配置される。
また、図20(c)に示されるように、各隣接する2つのLEDモジュール300Aのうち、一方のLEDモジュール300Aの電極端子350と、他方のLEDモジュール300Aの電極端子350とが、配線10によって電気的に接続される。
また、各隣接する2つのLEDモジュール300Aのうち、一方のLEDモジュール300Aの電極端子360と、他方のLEDモジュール300Aの電極端子360とが、配線10によって電気的に接続される。
また、変形例Eに係るランプに含まれる複数のLEDモジュール300Aのうち、口金201aに最も近い箇所に載置されるLEDモジュール300Aの電極端子350,360は、直流電力を供給する整流回路(整流回路素子530)に電気的に接続される。すなわち、上記の電極端子350,360は、それぞれ、電極端子541,542に電気的に接続される。
上記構成により、複数のLEDモジュール300Aにおける複数のLED321は直列接続される。したがって、複数のLEDモジュール300Aにおける複数のLED321に、直流電力を供給可能な構成とすることができる。
また、基板310Aの内部に配線362を設ける構成とすることにより、変形例Eに係るランプでは、第1の実施形態のように、基台400の凹部440を利用して配線を引き回す必要がない。そのため、変形例Eに係るランプの製造工程を簡略化することができる。
<変形例F>
上記実施形態において、LEDモジュール300は基板310上にLEDそのもの(ベアチップ)を直接実装するCOB型(Chip On Board)であるとした。
しかし、LEDモジュール300は、樹脂等で成型されたキャビティの中にLEDチップを実装し、当該キャビティ内を蛍光体含有樹脂によって封入したパッケージ型、つまり表面実装型(SMD:Surface Mount Device)であってもよい。
このようなSMD型の本発明の変形例Fに係るLEDモジュール300Bについて以下に説明する。
図21は、変形例Fに係るLEDモジュール300Bの斜視図である。
図21に示すように、LEDモジュール300Bでは、基板310の表面に、複数のパッケージ390が一列に並んで直線状に実装されている。
パッケージ390は、樹脂等で構成され、そのキャビティ内にはLED321が実装されている。そして、実装されたLED321は封止部材322で覆われている。複数のパッケージ390は、配線パターン及びワイヤ等で互いに電気的に接続される。
以上、本発明のランプ及び照明装置について、実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
例えば、上記実施形態において、LEDモジュール300の基板310上の複数のLED321は共通の封止部材322により一括封止されるとした。しかし、複数のLED321のそれぞれは別の封止部材322により個別に封止されてもよい。
また、上記の実施形態では、直管の一方の端部から給電される片側給電形のランプについて説明したが、直管の両端から給電される両端給電形であってもよい。
また、上記実施形態において、半導体発光素子としてLEDを例示したが、半導体レーザ及び有機EL(Electro Luminescence)であってもよい。
なお、基板510は、複数の係合部により、口金に固定される構成としたがこれに限定されない。例えば、係合部220の形状を筒状とすることにより、基板510は、1つの係合部により口金に固定することができる。
また、口金と直管200との間には、外部からの応力を分散するための部材を設けてもよい。
例えば、図22のように、口金201aと、直管200との間に、複数のリブ250を設けてもよい。リブ250は、例えば、外部からの力(応力)を吸収する材料により構成される。
図22は、管軸方向に垂直な面に沿った、口金201aの断面図である。
図22の構成により、例えば、ランプ100を照明器具に取り付ける際に、口金201aに対し、管軸方向に垂直な方向に応力が生じたとしても、直管200に伝わる応力を大幅に小さくすることができる。したがって、例えば、直管200等の破損といった、応力による不具合の発生を抑制することができる。
また、直管200の内面のうち、発光部320からの光照射側は、図23のように、発光部320が発する光を拡散可能な形状(例えば、凹凸のある形状)に加工されてもよい。
図23は、管軸方向に垂直な面に沿った、直管200の断面の一部を示す図である。なお、図23に示される形状の加工は、直管200の内面の全部に施されてもよい。
また、上記の実施形態では、断面形状が矩形状の基板310を用いたが、断面形状が四角形(矩形)以外の多角形の基板を用いても構わない。すなわち、基板310の形状は、三角柱、五角柱、六角柱等であってもよい。
また、上記実施形態に係る口金(例えば、口金201a,201b,201B,201C,201D等)は、一体化された1つの筺体から構成されるとしたがこれに限定されない。上記実施形態に係る口金は、例えば、断面形状が半円弧状の2つの筺体から構成されてもよい。
また、上記実施形態に係る直管200は、断面形状が半円弧状の2つの筺体から構成されてもよい。
また、基板510には、整流回路が設けられなくてもよい。すなわち、基板510には、点灯回路としての整流回路素子530が設けられなくてもよい。この場合、基板510には、他の用途で使用される回路素子が設けられてもよい。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。