JP5942151B2 - 照明用光源 - Google Patents

Description

本発明は、照明用光源に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた小型のＬＥＤ電球に関する。

ＬＥＤは、高効率で省スペースな光源（ＬＥＤ光源）として様々な製品に用いられている。中でも、ＬＥＤ電球（電球形ＬＥＤランプ）は、従来から知られる電球形蛍光灯や白熱電球に代替する照明用光源として積極的に研究開発が進められている。

近時、自転車用及び懐中電灯用（携帯電灯用）の小型の電球（豆電球等）に代替するＬＥＤ電球の開発も進められている。小型のＬＥＤ電球として、例えば、Ｅ１０口金を用いるＬＥＤ電球が知られている。

小型のＬＥＤ電球は、その用途上、コンパクト性が要求される。例えばバルブ形状がＧ形のＬＥＤ電球では、最大径が１５ｍｍ以下、最大長が２８．５ｍｍ以下とする必要がある。したがって、一般的に小型のＬＥＤ電球では単純な構造が採用されている。

例えば、特許文献１には、ＬＥＤモジュールとレンズカバーとが取り付けられたスペーサーを口金に取り付けた構成の小型のＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球）が開示されている。特許文献１に開示されたＬＥＤランプによれば、スペーサーによってＬＥＤモジュール及びレンズカバーの取り付け位置の精度を確保している。なお、スペーサー自体は、口金に対して接着剤によって接着されている。

特開平１１−１６３４２０号公報

ＬＥＤ電球では、ＬＥＤモジュール（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。小型のＬＥＤ電球にも明るさが求められており、１ＷクラスのＬＥＤが使用される場合がある。したがって、小型のＬＥＤ電球であってもＬＥＤで発生する熱の放熱対策は重要となっている。この場合、ＬＥＤの熱を放熱させるために、放熱体（ヒートシンク）を用いることが考えられる。

しかしながら、単に放熱体を用いただけでは、部品点数の増加に伴って所望のコンパクト性を確保することが困難になるだけではなく、放熱体を含めた各部品同士の組立作業性が低下するという問題がある。

特に、小型のＬＥＤ電球では、バルブにレンズが形成されているものもあるが、この場合、レンズとＬＥＤモジュールとの距離が所定の値となるようにＬＥＤモジュールを配置する必要がある。具体的には、光中心距離が所定の位置となるようにＬＥＤモジュールを配置する必要がある。このため、各部品同士を精度良く組み合わせなければならない。

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、組立作業性を低下させることなく放熱性を向上させることができる照明用光源を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明用光源の一態様は、発光モジュールと、開口部を有し、内部に前記発光モジュールが位置するバルブと、前記発光モジュールを発光させるための電力を受電する口金と、前記口金に嵌め込まれた有底筒状の放熱体とを備え、前記発光モジュールは、前記放熱体によって支持されており、前記放熱体は、前記口金に嵌め込まれる部分に形成された膨出部を有し、前記バルブの前記開口部は、前記口金と前記放熱体との間の隙間に挿入され、前記口金及び前記放熱体の少なくとも一方と固着されていることを特徴とする。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記発光モジュールを点灯させるための点灯回路を備え、前記点灯回路は、前記放熱体の内部に配置されていてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記放熱体の内部に、熱伝導性部材が充填されていてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記点灯回路から導出されたリード線が前記膨出部と前記口金とで挟持されていてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記放熱体は、金属製であってもよい。

本発明によれば、組立作業性を低下させることなく放熱性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球の外観図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球の断面図である。 図３（ａ）は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球における放熱体及び絶縁シートの構成を示す上面図であり、図３（ｂ）は、同ＬＥＤ電球における放熱体及び絶縁シートの構成を示す側面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球の組立方法を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態に係る照明用光源について、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（ステップ）、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されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

以下の実施の形態では、照明用光源の一例として、豆電球タイプのＬＥＤ電球について説明する。

［全体構成］
まず、本実施の形態に係るＬＥＤ電球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ＬＥＤ電球の外観図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球の断面図である。なお、図２は、ＬＥＤ電球１のランプ軸（口金軸）を通る平面で切断したときの断面を示している。

図１及び図２に示すように、本実施の形態に係るＬＥＤ電球１は、豆電球の代替品となる豆電球タイプであって、バルブ１０と、口金２０と、ＬＥＤモジュール３０と、放熱体４０と、点灯回路５０と、絶縁シート６０とを備える。

本実施の形態におけるＬＥＤ電球１は、バルブ１０と口金２０とによって外囲器が構成されている。なお、ＬＥＤ電球１において、最大径（バルブ１０の外径）が１１．５ｍｍで、最大長（バルブ１０の先端から口金２０の先端までの長さ）が３０ｍｍである。

以下、本実施の形態に係るＬＥＤ電球１の各構成要素について、図２及び図３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ＬＥＤ電球における放熱体及び絶縁シートの構成を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図を示している。

［バルブ］
バルブ１０は、ＬＥＤモジュール３０から放出される光をランプ外部に取り出すための透光性カバーである。バルブ１０は、樹脂材料やガラス材料等の透光性材料によって構成することができる。本実施の形態におけるバルブ１０は、アクリルからなる樹脂バルブである。バルブ１０の全体形状は、一方端に開口部が形成されるとともに他方端が閉塞された有底円筒状であり、バルブ１０の閉塞された部分（頂部）は、略半球状に構成されている。

図２に示すように、バルブ１０の内部にＬＥＤモジュール３０が位置しており、バルブ１０はＬＥＤモジュール３０を内包している。また、バルブ１０は、放熱体４０の一部を収納しており、バルブ１０の内周面は放熱体本体部４１の外周面と対面している。

本実施の形態におけるバルブ１０は、外面が外部（大気中）に露出する部分であるバルブ本体部１１と、口金２０内に挿入される部分であるバルブ口金挿入部１２とによって構成されている。

バルブ本体部１１は、ＬＥＤモジュール３０を囲むように構成されており、ＬＥＤモジュール３０はバルブ本体部１１内の所定の位置に配置されている。バルブ本体部１１の頂部にはレンズ部１１ａが形成されている。レンズ部１１ａは、例えば凸レンズであり、ＬＥＤモジュール３０が発する光を集光、拡散するように構成されている。所望のレンズ効果を得るために、レンズ部１１ａとＬＥＤモジュール３０とは、レンズ部１１ａとＬＥＤモジュール３０との距離が所定の値となるように精度良く配置されていることが好ましい。なお、必ずしもレンズ部１１ａを形成する必要はない。

バルブ口金挿入部１２は、開口部１２ａを有しており、肉厚がバルブ本体部１１の肉厚よりも薄くなるように構成されている。具体的には、バルブ本体部１１の内径とバルブ口金挿入部１２の内径とは同じであって、バルブ本体部１１の外径はバルブ口金挿入部１２の外径よりも大きくなっている。本実施の形態において、バルブ本体部１１の外径は、φ１１．５ｍｍとなるように構成されている。このように、バルブ本体部１１の肉厚とバルブ口金挿入部１２の肉厚とを異ならせているので、バルブ本体部１１とバルブ口金挿入部１２との境界部分には段差が形成されている。

また、バルブ口金挿入部１２の開口部１２ａは、口金２０と放熱体４０との間に設けられた隙間に挿入されて、口金２０及び放熱体４０の少なくとも一方に固着されている。本実施の形態では、バルブ口金挿入部１２の全体が、口金２０と放熱体４０との間の隙間に挿入されている。バルブ口金挿入部１２の開口部１２ａと膨出部４２と口金２０とで囲まれる領域にはシリコーン樹脂等の接着剤が充填されている。このように、本実施の形態において、バルブ１０の開口部１２ａは、放熱体４０及び口金２０のいずれにも接着固定されている。

［口金］
口金２０は、ＬＥＤモジュール３０のＬＥＤを発光させるための電力を外部から受電する受電部である。図２に示すように、口金２０で受電した電力は、一対のリード線５１ｃ及び５１ｄを介して点灯回路５０に入力される。

口金２０は、金属製の有底筒体形状であって、第１導電部であるシェル部２１と、第２導電部であるアイレット部２２と、シェル部２１とアイレット部２２とを絶縁する絶縁部２３とによって構成されている。シェル部２１は、リード線５１ｃと電気的に接続されており、アイレット部２２は、リード線５１ｄと電気的に接続されている。絶縁部２３は、例えば黒ガラスによって構成されており、アイレット部２２は絶縁部２３によってシェル部２１に装着されている。

シェル部２１の一部には、螺合部（雄ネジ）が形成されており、当該螺合部は、ＬＥＤ電球１が装着される照明器具（懐中電灯等）のソケットの螺合部（雌ネジ）にねじ込まれる。本実施の形態におけるシェル部２１は、アイレット部側部分に螺合部が形成されており、開口部側部分は螺合部が形成されていないストレート部となっている。

また、口金２０は、当該口金２０の開口部に形成されたフランジ状の鍔部２０ａを有する。バルブ１０は、口金２０の鍔部２０ａによって位置決めされている。具体的には、バルブ１０の開口部１２ａを口金２０と放熱体４０との隙間に挿入していったときに、バルブ１０の段差部におけるバルブ本体部１１の口金側端縁が鍔部２０ａの表面に当接することでバルブ１０の挿入が停止する。これにより、バルブ１０と口金２０との相対的な位置関係が決まる。なお、鍔部２０ａの周囲の三カ所に位置規制のため凸部を等間隔で設けて、この凸部にバルブ１０の段差部を当接させることでバルブ１０の挿入を停止するように構成してもよい。

なお、口金２０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。また、口金２０のサイズについても特に限定されるものではないが、例えば、Ｅ１０形以外に、Ｐ１３．５Ｓ形等が挙げられる。

［ＬＥＤモジュール］
ＬＥＤモジュール３０は、ＬＥＤ等の発光素子を有する発光モジュールであって、白色光等の所定の色（波長）の光を放出する。図２に示すように、ＬＥＤモジュール３０は、バルブ１０に収納されており、リード線５１ａ及び５１ｂを介して供給される電力によって発光する。

ＬＥＤモジュール３０は、放熱体４０によって支持されてバルブ１０内の所定の位置に配置されている。図２に示すように、ＬＥＤモジュール３０は、光中心距離Ｌが所定の値となるように配置される。光中心距離Ｌは、口金２０の鍔部２０ａとＬＥＤモジュール３０のレンズ３３との間の距離であり、本実施の形態では、Ｌ＝６．７±０．１ｍｍとなるように設定されている。

ＬＥＤモジュール３０は、点光源型のＬＥＤモジュールであって、発光部３１と、発光部３１が設けられた基板３２と、発光部３１を覆うように形成されたレンズ３３とを備える。

発光部３１は、発光素子の一例として、ＬＥＤを有する。ＬＥＤは、ＬＥＤチップ（ベアチップ）又はパッケージ型のＬＥＤ素子である。

基板３２は、発光部３１（ＬＥＤ）が実装される実装基板であり、セラミック基板、樹脂基板、又は、メタルベース基板等を用いることができる。基板３２には、発光部３１（ＬＥＤ）とリード線５１ａ及び５１ｂとを電気的に接続するために、所定形状の金属配線が形成されている。

レンズ３３は、発光部３１で発生する光を集光、拡散させるために半球状に形成されており、例えば透明樹脂によって構成されている。なお、必ずしもレンズ３３を設ける必要はない。

ＬＥＤモジュール３０の構造としては、例えば、ＬＥＤチップを直接基板３２に実装することによって構成されるＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型の構造、又は、パッケージ型のＬＥＤ素子を基板３２に実装することによって構成されるＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型の構造とすることができる。

ＣＯＢ型のＬＥＤモジュールは、基板３２上に直接実装された１つ又は複数のＬＥＤチップ（発光部３１）と、ＬＥＤチップを封止する封止部材とを備える。

ＳＭＤ型のＬＥＤモジュールは、基板３２上に実装された１つ又は複数のパッケージ型のＬＥＤ素子（発光部３１）とを備える。パッケージ型のＬＥＤ素子は、樹脂製の容器と、容器の凹部（キャビティ）の中に実装されたＬＥＤチップと、容器の凹部内に封入された封止部材とを備える。

ＬＥＤモジュール３０におけるＬＥＤチップは、単色の可視光を発するベアチップであり、例えば、通電されれば青色光を発する青色発光ＬＥＤチップとすることができる。ＬＥＤチップを覆う封止部材としては、光波長変換材として蛍光体を含み、ＬＥＤチップの光を波長変換するものを用いることができる。このような封止部材としては、例えば、シリコーン樹脂に所定の蛍光体粒子とシリカ等の光拡散材とを分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。蛍光体粒子としては、ＬＥＤチップ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、ＬＥＤチップが発した青色光の一部は、封止部材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ＬＥＤチップの青色光と、黄色蛍光体粒子によって波長変換された黄色光とは、封止部材内で拡散及び混合されることにより、白色光となって封止部材から出射される。なお、封止部材として、波長変換材（蛍光体粒子等）が含まれていないもの（例えば、透明なシリコーン樹脂のみで構成されたもの）を用いてもよい。

このように構成されるＬＥＤモジュール３０は、放熱体４０に固定された絶縁シート６０の上に配置される。ＬＥＤモジュール３０は、例えば基板３２の裏面と絶縁シート６０の表面との間にシリコーン樹脂等の接着剤を塗布することによって絶縁シート６０に固着されている。

［放熱体］
放熱体４０は、ＬＥＤモジュール３０（ＬＥＤ）で発生する熱を放熱させるためのヒートシンクである。したがって、放熱体４０は、熱伝導率の高い材料、例えば金属等によって構成することが好ましい。本実施の形態における放熱体４０はアルミニウムによって構成されている。また、図２に示すように、放熱体４０の内部には点灯回路５０が配置されており、放熱体４０は、点灯回路５０で発生する熱も放熱する。

放熱体４０は、一方端に開口部が形成されるとともに他方端が閉塞された有底筒状形状である。放熱体４０は、バルブ１０及び口金２０に収納されており、少なくとも放熱体４０の開口部は口金２０に嵌め込まれている。

図２及び図３に示すように、本実施の形態における放熱体４０は、円形の開口部と円形平面状の底部（上面部）とを有する略有底円筒形状であり、放熱体４０の底部を有する放熱体本体部４１と、放熱体４０の開口部を有する膨出部４２とによって構成されている。図３に示すように、本実施の形態では、高さｈ_４０が１２．８ｍｍである放熱体４０に対して、膨出部４２の高さｈ_４２が３．５ｍｍとなるよう構成した。この場合、放熱体本体部４１の高さｈ_４１は９．３ｍｍ±０．０５ｍｍである。

放熱体本体部４１は、放熱体４０におけるバルブ１０内に収納される部分である。したがって、放熱体本体部４１の外周面はバルブ１０の内周面と対面している。放熱体本体部４１の頂部（底部）の上面（外面）には、絶縁シート６０を介してＬＥＤモジュール３０が配置されている。これにより、ＬＥＤモジュール３０で発生する熱は、絶縁シート６０を介して放熱体本体部４１（放熱体４０）に伝導する。

また、図２及び図３に示すように、放熱体本体部４１の頂部（底部）には、リード線５１ａ及び５１ｂを挿通するために貫通孔４０ａ及び４０ｂが設けられている。本実施の形態において、放熱体４０と口金２０とが電気的に接続されるので、放熱体４０とリード線５１ａ及び５１ｂとがショートしないように、貫通孔４０ａ及び４０ｂは比較的大き目に形成されている。具体的に、貫通孔４０ａ及び４０ｂは、開口径が絶縁シート６０の貫通孔６０ａ及び６０ｂの開口径よりも大きくなるように構成されている。

本実施の形態では、リード線５１ａ及び５１ｂの直径が０．３８ｍｍであるのに対して、貫通孔６０ａ及び６０ｂの開口径をφ０．５ｍｍとし、貫通孔４０ａ及び４０ｂの開口径をφ２．０ｍｍとしている。これにより、貫通孔４０ａ及び４０ｂの開口端縁とリード線５１ａ及び５１ｂと間の距離を大きく確保することができるので、放熱体４０とリード線５１ａ及び５１ｂとのショートを防止することができる。なお、図３に示すように、本実施の形態において、貫通孔４０ａと貫通孔４０ｂとの中心間距離ｄは、４．４ｍｍとしている。

膨出部４２は、放熱体４０における口金２０に嵌め込まれる部分（嵌合部）である。したがって、膨出部４２の外面は口金２０の内面と接触している。これにより、放熱体４０に伝導したＬＥＤモジュール３０の熱を効率良く口金２０に伝導させることができる。なお、膨出部４２と口金２０とが接触しているので、放熱体４０が金属製であって導電性を有する場合、放熱体４０と口金２０とは電気的に接続された状態となる。

また、膨出部４２は、肉厚一定の円筒部材の一部の外周面全体を外側方向に膨らませるようにして構成されている。したがって、膨出部４２の円筒部分の外径及び内径は、放熱体本体部４１の円筒部分の外径及び内径よりも大きくなっている。このように放熱体４０に膨出部４２を設けることによって、放熱体４０（膨出部４２）を口金２０に嵌め込んだときに、口金２０と放熱体４０（放熱体本体部４１）との間に隙間を設けることができる。

なお、本実施の形態において、膨出部４２における放熱体本体部４１との境界部分は曲面状に形成されており、図２及び図３に示すように、その断面形状は所定の曲率を有する円弧状である。

［点灯回路］
点灯回路５０は、ＬＥＤモジュール３０（ＬＥＤ）を点灯（発光）させるための駆動回路（電源回路）であって、ＬＥＤモジュール３０に所定の電力を供給する。点灯回路５０は、例えば、口金２０から供給される交流電力（例えば自転車用発電機でＡＣ６Ｖ程度）を直流電力に変換し、当該直流電力をＬＥＤモジュール３０に供給する。

点灯回路５０は、回路基板と、回路基板に実装された複数の回路素子（電子部品）とによって構成されている。回路基板は、金属配線がパターン形成されたプリント基板であり、当該回路基板に実装された複数の回路素子同士を電気的に接続するとともに、複数の回路素子とリード線５１ａ〜５１ｄとを電気的に接続する。また、回路素子は、例えば、各種コンデンサ等の容量素子、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の半導体素子等である。

このように構成される点灯回路５０は、図２に示すように、放熱体４０内に収納される。また、本実施の形態において、放熱体４０の内部には、絶縁性を有する熱伝導性部材（不図示）が充填されており、点灯回路５０は、熱伝導性部材によって覆われている。これにより、ＬＥＤ電球１の点灯中に発生する点灯回路５０の熱を効率良く放熱体４０に伝導させることができる。また、熱伝導性部材は絶縁性を有するので、口金２０と同電位となる放熱体４０と点灯回路５０との絶縁状態を確保することができる。さらに、点灯回路５０を熱伝導性部材で覆うことにより点灯回路５０を保護することができるので、ＬＥＤ電球１が自転車や携帯電灯などの過酷な環境で使用される場合であっても外部から水分や有害ガスなどの侵入を防ぐことができ、回路基板の金属配線が腐食すること等を防止できる。なお、熱伝導性部材としては、所定の熱伝導率を有するシリコーン樹脂を用いることができる。

点灯回路５０からは４本のリード線５１ａ〜５１ｄが導出されている。一対のリード線５１ａ及び５１ｂは、点灯回路５０とＬＥＤモジュール３０とを電気的に接続する。また、一対のリード線５１ｃ及び５１ｄは、点灯回路５０と口金２０とを電気的に接続する。

具体的に、図２に示すように、リード線５１ａ及び５１ｂの一方の端部は、放熱体４０に設けられた貫通孔４０ａ、４０ｂ及び絶縁シート６０に設けられた貫通孔６０ａ、６０ｂの中心を通るように挿通され、絶縁シート６０に形成された金属配線と半田接続されている。一方、リード線５１ａ及び５１ｂの他方の端部は、点灯回路５０の回路基板の金属配線と半田接続されている。

また、リード線５１ｃの一方の端部は、口金２０のシェル部２１と電気的に接続されている。この場合、リード線５１ｃの一方の端部は、放熱体４０の膨出部４２と口金２０のシェル部２１（ストレート部）とで挟持されている。また、膨出部４２とシェル部２１との内径差はリード線５１ｃの線径よりも小さい。本実施の形態において、放熱体４０の膨出部４２の外径をφ８．７（図３のφ_４０）とし、口金２０のシェル部２１の内径をφ８．８ｍｍ（図２のφ_２０）とし、膨出部４２とシェル部２１との内径差を０．１ｍｍとしている。これにより、線径がφ０．３８ｍｍのリード線５１ｃを膨出部４２と口金２０とで挟んだときに、膨出部４２と口金２０とでリード線５１ｃを押さえ続けることができるとともに膨出部４２を口金２０に嵌合させることができる。

なお、リード線５１ｄの一方の端部は、口金２０のアイレット部２２と電気的に接続されている。また、リード線５１ｃ及び５１ｄの他方の端部は、点灯回路５０の回路基板の電力入力部（金属配線）と半田等によって電気的に接続されている。

［絶縁シート］
絶縁シート６０は、絶縁性を有するシート状の絶縁基板であり、図２及び図３に示すように、放熱体４０とＬＥＤモジュール３０との間に配置される。絶縁シート６０は、放熱体４０とＬＥＤモジュール３０とを絶縁分離するセパレータである。絶縁シート６０によって、放熱体４０とＬＥＤモジュール３０との間の絶縁性を確保することができる。絶縁シート６０としては、例えば、ポリイミド基板を用いることができる。また、絶縁シート６０と放熱体４０とは、例えばシリコーン樹脂等の接着剤によって固着されている。

本実施の形態における絶縁シート６０には、金属配線が形成されている。さらに、絶縁シート６０には、リード線５１ａ及び５１ｂを挿通するための貫通孔６０ａ及び６０ｂが設けられている。貫通孔６０ａ及び６０ｂに挿通されたリード線５１ａ及び５１ｂは、絶縁シート６０の金属配線と半田等によって電気的に接続される。これにより、金属配線を介してリード線５１ａ及び５１ｂとＬＥＤモジュール３０とが電気的に接続される。なお、絶縁シート６０における貫通孔６０ａ（６０ｂ）の開口径の中心と、放熱体４０における貫通孔４０ａ（４０ｂ）の開口径の中心とは一致している。

［ＬＥＤ電球の組立方法］
次に、本実施の形態におけるＬＥＤ電球１の組立方法について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ電球の組立方法を説明するための図である。

まず、図４（ａ）に示すように、放熱体４０の内部に点灯回路５０を配置して、放熱体４０内を熱伝導性樹脂（不図示）で充填するとともに、ＬＥＤモジュール３０が実装された絶縁シート６０をシリコーン樹脂等によって放熱体４０の上部に固定する。また、点灯回路５０から導出されたリード線５１ａ及び５１ｂを、放熱体４０の貫通孔４０ａ、４０ｂ及び絶縁シート６０の貫通孔６０ａ、６０ｂに挿通して、リード線５１ａ及び５１ｂの先端と絶縁シート６０の金属配線とを半田接続する。

次に、図４（ｂ）に示すように、放熱体４０を口金２０に嵌め込む。このとき、点灯回路５０から導出されるリード線５１ｃが口金２０のシェル部２１と放熱体４０の膨出部４２とで挟持されるようにして膨出部４２を口金２０に嵌め込む。この場合、専用治具を用いて、放熱体４０が口金２０内の所定の位置まで押し込める。これにより、放熱体４０と口金２０との相対的な位置関係を決定することができる。

また、本実施の形態では、膨出部４２とシェル部２１との内径差をリード線５１ｃの線径よりも小さくしているので、膨出部４２とシェル部２１とでリード線５１ｃを挟んだときに、リード線５１ｃによって膨出部４２は変形するとともに膨出部４２の一部が口金２０の内面に対して押圧を付与することになる。この結果、膨出部４２と口金２０とでリード線５１ｃを押さえ続けることができるとともに、膨出部４２を口金２０に嵌合させることができる。また、膨出部４２とシェル部２１とでリード線５１ｃを挟持することによって、半田等の固定部材を別途用いることなく、リード線５１ｃと口金２０のシェル部２１との電気的な接続を行うことができる。

なお、リード線５１ｄについても、所定の方法によって、口金２０のアイレット部２２と電気的に接続する。

また、放熱体４０には膨出部４２が形成されているので、図４（ｃ）に示すように、放熱体４０（膨出部４２）を口金２０内の所定の位置に嵌め込まれると同時に、放熱体本体部４１と口金２０との間には所定の深さ（口金２０の奥行き方向）の隙間ができることになる。

そして、バルブ１０のバルブ口金挿入部１２の開口部１２ａに予めシリコーン樹脂（不図示）を塗布しておき、同図に示すように、口金２０と放熱体本体部４１との間の隙間にバルブ１０（バルブ口金挿入部１２）の開口部１２ａを挿入する。これにより、上述の図２に示すように、口金２０と放熱体本体部４１との間の隙間に、バルブ口金挿入部１２が配置されることになる。

このとき、バルブ１０の段差部が口金２０の鍔部２０ａに当接するまで、バルブ１０の開口部を上記隙間に挿入する。これにより、バルブ１０と口金２０との相対的な位置関係を決定することができる。すなわち、図２に示す光中心距離Ｌが決定される。このように、本実施の形態では、特別な治具を使用することなく、バルブ１０の位置決めを精度よく行うことができる。

なお、バルブ１０の開口部１２ａを口金２０と放熱体本体部４１との間の隙間に挿入した後、シリコーン樹脂を硬化させるために必要に応じて熱処理等を施してもよい。

次に、このように構成されるＬＥＤ電球１の作用効果について説明する。

本実施の形態のＬＥＤ電球１では、ＬＥＤモジュール３０が、口金２０に嵌め込まれた放熱体４０に支持されている。このように、放熱体４０と口金２０とが嵌め込まれているので放熱体４０と口金２０とが接触することになるので、放熱体４０と口金２０との間の熱伝導性を高めることができる。これにより、ＬＥＤ電球１の点灯中に発生するＬＥＤモジュール３０の熱を、放熱体４０を介して効率良く口金２０に伝導させることができる。したがって、ＬＥＤモジュール３０の放熱性を向上させることができる。

また、放熱体４０内には点灯回路５０が配置されているが、放熱体４０が口金２０に嵌め込まれているので、点灯回路５０で発生する熱についても放熱体４０を介して効率良く口金２０に伝導させることができる。したがって、ＬＥＤ電球１の点灯中に発生する点灯回路５０の放熱性を向上させることができる。さらに、本実施の形態では、放熱体４０の内部に熱伝導性部材が充填されているので、点灯回路５０の熱を一層効率良く放熱体４０に伝導させることができる。また、点灯回路５０を熱伝導性部材で覆うことにより、上述のとおり、点灯回路５０を水分等から保護することができる。

また、本実施の形態では、放熱体４０と口金２０とを嵌め込むことによって放熱体４０と口金２０とを固定している。これにより、接着剤等の固定部材を別途用いることなく、放熱体４０と口金２０とを固定することができる。したがって、放熱体４０と口金２０とを容易に組み立てることができるので、ＬＥＤ電球１の部分として放熱体４０を用いた場合であっても、ＬＥＤ電球１の組立作業性が低下することを抑制することができる。また、接着剤を用いないので接着剤を硬化させるための時間を短縮することができ、製造時間を短縮化することもできる。

さらに、本実施の形態では、放熱体４０に膨出部４２が設けられているので、放熱体４０（膨出部４２）を口金２０に嵌め込んだときに、口金２０と放熱体４０（放熱体本体部４１）との間に隙間を形成することができる。本実施の形態では、この隙間を利用してバルブ１０を固定している。具体的には、バルブ１０の開口部１２ａに予め接着剤を塗布しておき、当該バルブ１０の開口部１２ａを上記隙間に挿入して、バルブ１０の開口部１２ａを口金２０又は放熱体４０に固着させている。これにより、放熱体４０を用いた場合であっても、ＬＥＤ電球１の組立作業性が低下することを抑制することができる。

さらに、放熱体４０と口金２０との間の隙間を利用してバルブ１０を固定することにより、バルブ１０の位置決めを、容易にかつ精度良く行うことができる。すなわち、本実施の形態のように、バルブ１０にレンズ部１１ａが形成されたＬＥＤ電球１では、レンズ部１１ａとＬＥＤモジュール３０との距離が所定の値となるようにバルブ１０とＬＥＤモジュール３０とを精度良く配置する必要があるが、放熱体４０と口金２０との間の隙間を利用することで、バルブ１０とＬＥＤモジュール３０との相対的な位置関係を決定することができる。

この場合、本実施の形態では、バルブ１０の開口部１２ａを上記隙間に挿入していったときに、バルブ１０の段差部を口金２０に鍔部２０ａに当接させることで、バルブ１０と口金２０との相対的な位置決めを行っている。また、ＬＥＤモジュール３０は、口金２０に固定された放熱体４０に支持固定されている。したがって、バルブ１０の段差部を口金２０に鍔部２０ａに当接させることで、バルブ１０とＬＥＤモジュール３０との相対的な位置関係を決定することができる。

さらに、膨出部４２を設けることによって、放熱体４０や口金２０の製造上の寸法公差を吸収することもできる。つまり、放熱体４０や口金２０の製造上の寸法公差によって、多少なりとも放熱体４０と口金２０との間の隙間が狭くなった場合であっても、バルブ１０のバルブ口金挿入部１２を口金２０内に挿入する際に、膨出部４２が放熱体４０や口金２０の形状に応じて変形することによって、あるいは、膨出部４２によって放熱体４０や口金２０の形状を整えることができる。これにより、寸法公差による放熱体４０や口金２０の製造ばらつきによってバルブ１０が上記隙間に挿入し難くなったとしても、膨出部４２によって挿入のし難さを緩和することができる。

また、本実施の形態では、放熱体４０と口金２０との嵌合部分を利用して、点灯回路５０と口金２０との電気的接続を行っている。具体的には、点灯回路５０から導出されるリード線５１ｃを、放熱体４０（膨出部４２）と口金２０（シェル部２１）とで挟持している。これにより、放熱体４０を口金２０に嵌合するときに、リード線５１ｃと口金２０との電気的接続を行うことができるので、電気的接続を行うために半田等の固定部材を別途用いる必要がない。このように、放熱体４０を導入しても組立作業性が低下するどころか、むしろ簡易な構成によって点灯回路５０（リード線５１ｃ）と口金２０との電気的な接続を行うことができるので、組立作業性を向上させることができる。

以上、本実施の形態によれば、放熱性にも組立作業性にも優れたＬＥＤ電球を実現することができる。

（その他）
以上、本発明に係る照明用光源について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態において、ＬＥＤモジュール３０は、青色ＬＥＤチップ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。具体的には、演色性を高めるために、黄色蛍光体に加えて、さらに赤色蛍光体や緑色蛍光体を混ぜても構わない。また、黄色蛍光体を用いずに、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チップとを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することもできる。

また、上記の実施の形態において、ＬＥＤチップは、青色以外の色を発光するＬＥＤチップを用いても構わない。例えば、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。

また、上記の実施の形態において、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。

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上記実施の形態に施したもの、又は、実施の形態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。

本発明は、従来の白熱電球等に代替する電球形ランプ等の照明用光源として利用することができ、特に、自転車用及び懐中電灯用（携帯電灯用）の小型の電球（豆電球）として有用である。

１、１Ａ ＬＥＤ電球
１０、１０Ａ バルブ
１１ バルブ本体部
１１ａ レンズ部
１２、１２Ａ バルブ口金挿入部
１２ａ 開口部
２０ 口金
２０ａ 鍔部
２１ シェル部
２２ アイレット部
２３ 絶縁部
３０ ＬＥＤモジュール
３１ 発光部
３２ 基板
３３ レンズ
４０ 放熱体
４１ 放熱体本体部
４０ａ、４０ｂ、６０ａ、６０ｂ 貫通孔
４２ 膨出部
５０ 点灯回路
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ リード線
６０ 絶縁シート

Claims (5)

1. 発光モジュールと、
   開口部を有し、内部に前記発光モジュールが位置するバルブと、
   前記発光モジュールを発光させるための電力を受電する口金と、
   前記口金に嵌め込まれた有底筒状の放熱体とを備え、
   前記発光モジュールは、前記放熱体によって支持されており、
   前記放熱体は、前記口金に嵌め込まれる部分に形成された膨出部を有し、
   前記バルブの前記開口部は、前記口金と前記放熱体との間の隙間に挿入され、前記口金及び前記放熱体と固着されており、
   前記開口部と前記膨出部と前記口金とで囲まれる領域には接着剤が充填されている
   照明用光源。
2. 前記発光モジュールを点灯させるための点灯回路を備え、
   前記点灯回路は、前記放熱体の内部に配置されている
   請求項１に記載の照明用光源。
3. 前記放熱体の内部に、熱伝導性部材が充填されている
   請求項２に記載の照明用光源。
4. 前記点灯回路から導出されたリード線が前記膨出部と前記口金とで挟持されている
   請求項２又は３に記載の照明用光源。
5. 前記放熱体は、金属製である
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明用光源。

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