JP6011863B2 - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明用光源及び照明装置に関し、特に、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いた電球形ＬＥＤランプ及びこれを用いた照明装置に関する。

ＬＥＤ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、様々な製品の光源として期待されている。中でも、電球形ＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球）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開発が進められている（特許文献１）。

電球形ＬＥＤランプは、例えば、ＬＥＤを有する発光モジュールと、発光モジュールを覆うグローブと、発光モジュールを支持する支持台と、発光モジュールを駆動する駆動回路と、駆動回路を囲むように構成された外郭筐体と、発光モジュールを点灯させるための電力を受電する口金とを備える。

特開２００６−３１３７１７号公報

ＬＥＤは、発光によりＬＥＤ自身から熱が発生し、この熱によってＬＥＤの温度が上昇して光出力が低下する。このため、例えば、発光モジュールを支持する支持台と外郭筐体とを接触させることによって、発光モジュール（ＬＥＤ）で発生する熱を放熱する構造が考えられている。

しかしながら、この構造だけでは、発光モジュール（ＬＥＤ）で発生する熱を十分に放熱することができない。

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、発光モジュールで発生する熱を効率良く放熱することができる照明用光源及び照明装置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、前記発光モジュールを支持する支持台と、前記発光モジュールを駆動する駆動回路と、少なくとも一部が前記支持台と前記駆動回路の間に配置され、前記駆動回路を保持する回路ホルダと、前記駆動回路を囲むように構成された筐体とを備え、前記回路ホルダは、前記支持台との間に空隙を介して配置され、前記筐体は、前記回路ホルダよりも前記駆動回路側に空間領域を有し、前記空隙と前記空間領域とは、空間的に接続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、前記回路ホルダは、前記空隙と前記空間領域とを空間的に接続するための切り欠き部を有する、としてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記切り欠き部は、複数個設けられている、としてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記回路ホルダ及び前記支持台の各々は、平板部を有し、前記回路ホルダの前記平板部と前記支持台の平板部との間の領域が前記空隙である、としてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記支持台は、前記平板部を底部として当該底部の周囲に設けられた側壁部を有するキャップ状であって、前記回路ホルダを覆うように構成されており、前記空隙と前記空間領域とは、前記回路ホルダの側部と前記支持台の前記側壁部との間の領域を介して空間的に接続されている、としてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記駆動回路は、回路素子が実装された回路基板を有し、前記回路ホルダを平面視したときに、前記回路基板は、前記回路ホルダに隠れるように配置されている、としてもよい。

また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記回路基板は、当該回路基板の主面が前記回路ホルダの前記平板部の主面に対して略垂直となるように前記回路ホルダに保持されている、としてもよい。

また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記いずれかに記載の照明用光源を備えることを特徴とする。

本発明によれば、発光モジュールで発生する熱を効率良く放熱することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプの側面図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプの分解斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプの断面図である。 図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプの上面図（グローブ、ＬＥＤモジュール及び支持台は不図示）であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’線における同電球形ランプの一部切り欠き断面図（グローブは不図示）である。 図５は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る照明用光源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。

以下の実施の形態では、照明用光源の一例として、電球形ＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球）について説明する。

（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の側面図である。また、図２は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプの分解斜視図である。

図１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と筐体６０と口金７０とによって外囲器が構成されている。

図２に示すように、電球形ランプ１は、グローブ１０と、ＬＥＤモジュール２０と、ＬＥＤモジュール２０を支持する支持台３０と、ＬＥＤモジュール２０（ＬＥＤ２２）を駆動する駆動回路４０と、駆動回路４０を保持する回路ホルダ５０と、駆動回路４０を囲むように構成された筐体６０と、外部から電力を受電する口金７０とを備える。

以下、電球形ランプ１の各構成部材について、図２を参照しながら、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電球形ランプの断面図である。

なお、図３において、紙面上下方向に沿って描かれた一点鎖線は電球形ランプのランプ軸Ｊ（中心軸）を示しており、本実施の形態において、ランプ軸Ｊは、グローブ軸と一致している。また、ランプ軸Ｊとは、電球形ランプ１を照明装置（不図示）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７０の回転軸と一致している。

（グローブ）
図３に示すように、グローブ１０は、ＬＥＤモジュール２０を覆う透光性カバーであって、ＬＥＤモジュール２０から放出される光をランプ外部に取り出すように構成されている。したがって、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。

グローブ１０は、開口部１１を有する中空の回転体であり、本実施の形態では、開口部１１が絞られた略半球状に構成されている。図３に示すように、グローブ１０の開口部１１は支持台３０に当接している。開口部１１と支持台３０と筐体６０とは、シリコーン樹脂等の接着剤（不図示）によって固着される。

グローブ１０は、内部のＬＥＤモジュール２０を視認できるように透明であってもよく、また、グローブ１０に光拡散機能を持たせて透明でなくてもよい。グローブ１０に光拡散機能を持たせる場合、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すればよい。

グローブ１０の材質としては、シリカガラス等のガラス材、又は、アクリル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材等を用いることができる。なお、グローブ１０の形状としては、白熱電球と同様のものを用いてもよい。

（ＬＥＤモジュール）
ＬＥＤモジュール２０は、発光素子を有する発光モジュールであって、白色等の所定の色（波長）の光を放出する。図３に示すように、ＬＥＤモジュール２０は、支持台３０に載置されており、駆動回路４０から供給される電力によって発光する。

図２及び図３に示すように、ＬＥＤモジュール２０は、基板２１と、基板２１に実装されたＬＥＤ２２とを備える。本実施の形態におけるＬＥＤモジュール２０は、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ２２を用いて構成されている。

基板２１は、ＬＥＤ２２を実装するための実装基板である。基板２１は、例えば、アルミナ等のセラミックスからなるセラミックス基板、樹脂基板又はメタルベース基板であり、平面視形状が略矩形又は円形の板状基板を用いることができる。

基板２１は、裏面が支持台３０の表面と面接触するようにして支持台３０に取り付けられる。図２に示すように、基板２１の表面の２箇所には、給電部として電極端子２３が形成されている。

なお、図示されていないが、電極端子２３の各々には、駆動回路４０から導出されるリード線が半田接続される。また、基板２１の表面には、電極端子２３と複数のＬＥＤ２２とを電気的に接続するための金属配線がパターン形成されている。

基板２１の表面上には、複数個のＬＥＤ２２が実装されている。図２に示すように、本実施の形態では、８個のＬＥＤ２２と、１個のゼロ抵抗素子とが実装されている。なお、ゼロ抵抗素子の代りに、ＬＥＤ２２を実装してもよい。

各ＬＥＤ２２は、発光素子の一例であって、所定の電力により発光する。本実施の形態におけるＬＥＤ２２は、ＳＭＤ型の発光素子であり、例えば、凹部を有する樹脂製の容器と、凹部の中に実装されたＬＥＤチップと、凹部内に封入された封止部材（蛍光体含有樹脂）とを備える。

ＬＥＤチップとしては、例えば、通電されれば青色光を発する青色ＬＥＤチップを用いることができる。この場合、封止部材としては、ＹＡＧ系の黄色蛍光体粒子が含有されたシリコーン樹脂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、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が混ざって白色光となって出射される。

（支持台）
支持台３０（モジュールプレート）は、ＬＥＤモジュール２０を支持する支持部材であり、ＬＥＤモジュール２０が載置される平板部３１と、当該平板部３１に立設された側壁部３２とを有する。本実施の形態における支持台３０は、平板部３１を底部とし側壁部３２を周部とするキャップ状部材であり、図３に示すように、回路ホルダ５０を覆うように構成されている。また、支持台３０は、グローブ１０の開口部１１を塞ぐように構成されている。

平板部３１（平面部）は、円板状であり、ランプ軸Ｊと直交する平面を主面としている。平板部３１のグローブ１０側の主面は、ＬＥＤモジュール２０が載置される載置面３１ａである。本実施の形態において、載置面３１ａは、凹部のない平面のみで構成されている。これにより、支持台３０を容易に加工することができるので、低コストで支持台３０を作製することができる。

また、平板部３１には、第１貫通孔３３ａ及び第２貫通孔３３ｂが２つずつ設けられている。第１貫通孔３３ａには、平板部３１の駆動回路側の主面からグローブ側の主面に向かって回路ホルダ５０のモジュール基板保持部５６が挿通される。また、第２貫通孔３３ｂには、平板部３１の駆動回路側の主面からグローブ側の主面に向かって、回路ホルダ５０のモジュール基板規制部５７と駆動回路４０から導出されるリード線とが挿通される。

側壁部３２は、平板部３１から駆動回路側に向けて突出するようにして平板部３１の周囲に設けられる。本実施の形態における側壁部３２は、全周に段差を有するように構成されており、直径の小さい径小部３２ａと直径の大きい径大部３２ｂとを有する。つまり、径小部３２ａと径大部３２ｂとの直径差によって側壁部３２の段差が構成されている。側壁部３２の段部（径大部３２ｂの上面）には、グローブ１０の開口部１１が当接している。これにより、グローブ１０の開口部１１が塞がれている。

径大部３２ｂは、筐体６０の開口部に接続される部分である。径大部３２ｂの外周面が筐体６０の内周面に接することで支持台３０が筐体６０に接続される。これにより、支持台３０に伝導したＬＥＤモジュール２０の熱を筐体６０に直接伝導させることができる。

このように、支持台３０は、ＬＥＤモジュール２０（ＬＥＤ２２）で発生する熱を放熱させるための放熱部材（ヒートシンク）としても機能する。なお、効率良く熱伝導させるために、支持台３０は、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）又は鉄（Ｆｅ）等を主成分とする金属材料又は熱伝導率の高い樹脂材料によって構成することが好ましい。本実施の形態において、支持台３０は、アルミニウムによって構成されている。

このように構成される支持台３０は、径大部３２ｂの開口部の端部を筐体６０の凸部６１の上面に当接させることで位置決めされて、筐体６０に固定される。

（駆動回路）
駆動回路（回路ユニット）４０は、ＬＥＤモジュール２０（ＬＥＤ２２）を発光（点灯）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。駆動回路４０は、例えば、口金７０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ＬＥＤモジュール２０に供給する。

駆動回路４０は、回路基板４１と、ＬＥＤモジュールを駆動させるための複数の回路素子（不図示）とによって構成されている。

回路基板４１は、一方の面（半田面）に銅箔等の金属配線がパターニングされたプリント基板（ＰＣＢ基板）である。回路基板４１に実装された複数の回路素子は、金属配線によって互いに電気的に接続されている。また、回路基板４１には、回路素子のリード線（脚）が挿入される貫通孔が複数形成されている。

本実施の形態において、回路基板４１は、当該回路基板４１の主面の法線がランプ軸Ｊと略直交する姿勢（縦置き配置）で回路ホルダ５０に取り付けられている。つまり、回路基板４１は、当該回路基板４１の主面が回路ホルダ５０の平板部５１の主面に対して略垂直となる姿勢で回路ホルダ５０に保持されている。また、回路基板４１の回路ホルダ側の端部は、回路ホルダ５０の平板部５１の裏面に当接している。

回路基板４１は、縦置き配置であっても大きな実装面積が得られるように、筐体６０の第２開口部６０ｂから第１開口部６０ａに向かって幅広となるように構成されている。また、回路基板４１の周縁には、凸部（段差部）４１ａが形成されている。凸部４１ａは、回路基板４１の主面を平面視したときの輪郭線が段差状となるように横方向に突出する部分であり、回路基板４１の横方向の両側に対向するようにして形成されている。回路ホルダ５０に回路基板４１が保持される際、凸部４１ａは、回路ホルダ５０における回路基板保持部５４の係止爪５４ａに係止される。

回路素子（回路部品）は、例えば、電解コンデンサやセラミックコンデンサ等の容量素子、抵抗器等の抵抗素子、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。回路素子の多くは、回路基板４１の一方の主面に実装されている。

駆動回路４０とＬＥＤモジュール２０とは、一対のリード線（出力側リード線）によって電気的に接続されている。また、駆動回路４０と口金７０とは、一対のリード線（入力側リード線）によって電気的に接続されている。これら４本のリード線は、例えば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からなる。

出力側リード線は、ＬＥＤモジュール２０を点灯させるための電力を、駆動回路４０からＬＥＤモジュールに供給するための電線であり、支持台３０に設けられた第２貫通孔３３ｂに挿通されてＬＥＤモジュール側（グローブ１０内）に引き出される。なお、出力側リード線は、一端（芯線）がＬＥＤモジュール２０の基板２１の電極端子２３と半田接続されており、他端（芯線）が回路基板４１の金属配線と半田接続されている。

また、入力側リード線は、ＬＥＤモジュール２０を点灯させるための電力を、口金７０から駆動回路４０に供給するための電線である。入力側リード線は、一端（芯線）が口金７０（シェル部又はアイレット部）と電気的に接続されており、他端（芯線）が回路基板４１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。

（回路ホルダ）
回路ホルダ５０は、駆動回路４０を保持するための保持部材であり、少なくとも一部が支持台３０と駆動回路４０との間に配置されるように構成されている。回路ホルダ５０は、筐体６０に固定されている。

本実施の形態における回路ホルダ５０は、キャップ状の絶縁部材（絶縁キャップ部材）によって構成されており、支持台３０と駆動回路４０との間に配置される平板部５１と、平板部５１に立設された側壁部５２と、平板部５１の側方に設けられた切り欠き部５３とを有する。このように構成される回路ホルダ５０は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁性樹脂材料等を用いて、樹脂成型によって一体成形されている。

平板部５１（平面部）は、板状であり、ランプ軸Ｊと直交する平面を主面としている。図３に示すように、回路ホルダ５０の平板部５１と支持台３０の平板部３１とは所定の間隔をあけて対面するよう配置されている。

側壁部５２は、平板部５１の周縁から駆動回路側に向けて突出するようにして設けられている。本実施の形態では、対向する一対の側壁部５２として構成されている。回路ホルダ５０は、側壁部５２の駆動回路側の端部を筐体６０の凸部６１の上面に当接させることで位置決めされて筐体６０に固定される。側壁部５２の外周面には、筐体６０の係止部６２に係止される爪部５２ａが設けられている。

また、本実施の形態における側壁部５２は、外周面に段差を有するように構成されており、直径の小さい径小部と直径の大きい径大部を有する。図３に示すように、回路ホルダ５０における側壁部５２と支持台３０における側壁部３２とは、各々の段差が組み合うように配置されている。これにより、回路ホルダ５０と支持台３０との位置合わせを行うことができ、回路ホルダ５０と支持台３０との間に空隙を設けることができる。

切り欠き部５３は、回路ホルダ５０（平板部５１）と支持台３０（平板部３１）との間の空隙と、筐体６０における回路ホルダ５０よりも駆動回路側に空間領域と、を空間的に接続するために設けられる。切り欠き部５３は、所定形状の一部が切り欠かれた領域であり、本実施の形態では、有底円筒形状のキャップ状部材における周部を含む一部分を、対向するようにして切り欠いた２つの領域である。つまり、本実施の形態において、切り欠き部５３は、平板部５１の周囲のうち側壁部５２が形成されていない部分であって、対向する２箇所に設けられている。

図３に示すように、平板部５１には、回路基板４１を保持するための一対の回路基板保持部５４と、保持された回路基板４１が主面垂直方向に移動することを規制するための一対の回路基板規制部５５とが設けられている。

一対の回路基板保持部５４の各々は、例えば、平板部５１の駆動回路側の主面から駆動回路側に突出するように設けられた突出部である。一対の回路基板保持部５４は、回路基板４１の側面を当該回路基板４１の主面水平方向から挟み込むように構成されている。また、一対の回路基板保持部５４の各々の先端には係止爪５４ａが形成されており、係止爪５４ａは回路基板４１の凸部４１ａと係止するように構成されている。

具体的に、係止爪５４ａには、回路基板４１の凸部４１ａを挟み込む凹部が形成されている。このような凹部を設けることで、回路基板４１を保持するだけではなく、回路基板４１の主面垂直方向の動きを規制することができる。

一対の回路基板規制部５５の各々は、例えば、平板部５１の駆動回路側の主面から駆動回路側に突出するように設けられた凸部である。一対の回路基板規制部５５は、回路基板４１を当該回路基板４１の主面垂直方向から挟み込むように構成されている。これにより、回路基板４１の主面垂直方向の動きを規制することができるので、回路ホルダ５０に保持された回路基板４１の横滑りを抑制することができる。

なお、本実施の形態において、一対の回路基板規制部５５は、２箇所に設けられている。つまり、４つの凸部が設けられている。

また、図２に示すように、平板部５１には、ＬＥＤモジュール２０（基板２１）を保持するための２つのモジュール基板保持部５６と、ＬＥＤモジュール（基板２１）の水平方向の動きを規制するための２つのモジュール基板規制部５７とが設けられている。このように、回路ホルダ５０は、回路基板４１を保持するだけではなく、基板２１を保持するための保持部材としても機能する。

モジュール基板保持部５６の各々は、平板部５１のグローブ側の主面からグローブ側に突出するように設けられており、モジュール基板保持部５６の各々には、基板２１の短辺に係止する係止爪５６ａが形成されている。具体的に、２つのモジュール基板保持部５６は、基板２１の対向する２つの短辺を挟むように設けられている。また、係止爪５６ａは、基板２１の短辺の端部表面に当接するように構成されている。基板２１の表面が係止爪５６ａで押さえつけられることで、基板２１が支持台３０に保持される。

また、モジュール基板規制部５７の各々は、平板部５１のグローブ側の主面からグローブ側に突出するように設けられており、モジュール基板規制部５７の各々には、基板２１が支持台３０に載置されたときに基板２１の側面に当接する平面部５７ａが形成されている。具体的に、２つのモジュール基板規制部５７は、基板２１の対向する２つの長辺を挟むように設けられている。基板２１の側面が２つの平面部５７ａによって挟まれることにより、基板２１の横滑りを防止することができる。

さらに、モジュール基板規制部５７の各々には、駆動回路４０とＬＥＤモジュール２０とを接続するリード線（出力側リード線）を、回路ホルダ５０の駆動回路側からグローブ側へと引き出すための挿通孔が設けられている。一方のモジュール基板規制部５７の挿通孔には、２本の出力側リード線のうちの一方の出力側リード線が挿通され、他方のモジュール基板規制部５７の挿通孔には、他方の出力側リード線が挿通される。

また、モジュール基板規制部５７の各々には、挿入孔を挿通させてグローブ側に引き出した出力側リード線の動きを規制するリード線規制部として２つのスリット５７ｂが設けられている。このように、本実施の形態におけるモジュール基板規制部５７は、基板２１の横滑りを防止するだけではなく、出力側リード線を保持する機能も兼ねている。

スリット５７ｂは、溝状に形成されており、駆動回路４０とＬＥＤモジュール２０とを接続するリード線を挟み込むように構成されている。スリット５７ｂの溝幅は、リード線の線幅よりも僅かに小さくなるように構成されている。これにより、出力側リード線をスリット５７ｂ内に押し込むことによって、出力側リード線をスリット５７ｂに固定することができる。したがって、出力側リード線と電極端子２３との半田付けを容易に行うことができる。また、出力側リード線の動きを規制することで、出力側リード線と電極端子２３との半田接続部分における応力負荷を大幅に低減できるので、出力リード線と電極端子２３との間の断線不良を防止できる。なお、一例として、スリット５７ｂの溝幅は１．１ｍｍであり、出力リード線の線幅は１．２３ｍｍである。

ＬＥＤモジュール２０を支持台３０に保持固定させる場合、基板２１を支持台３０の載置面３１ａに載置し、係止爪５６ａが基板２１の短辺の表面に引っ掛けるようにしてモジュール基板保持部５６を支持台３０の第１貫通孔３３ａに貫通させるとともに、平面部５７ａが基板２１の長辺に当接するようにしてモジュール基板規制部５７を支持台３０の第２貫通孔３３ｂに貫通させる。これにより、基板２１は、係止爪５６ａによって支持台３０に押さえ付けられるようにして支持台３０に保持固定される。また、基板２１の長辺の側面がモジュール基板規制部５７の平面部５７ａに当接するので、基板２１の主面水平方向の動きがモジュール基板規制部５７によって規制される。

なお、基板２１と支持台３０との間にはシリコーン樹脂等を形成するとよい。これにより、係止爪５６ａと基板２１の表面との間に寸法公差による隙間が生じたとしても、係止爪５６ａと基板２１の表面とを接触させることができるので、基板２１の主面垂直方向の動きを規制することができる。

（筐体）
図３に示すように、筐体６０は、駆動回路４０、支持台３０及び回路ホルダ５０を囲むように構成されており、筐体６０の内部に所定の空間領域が存在する。本実施の形態における筐体６０は、外郭部材（外郭筐体）であり、筐体６０の外面はランプ外部（大気中）に露出している。また、図２に示すように、筐体６０には、凸部６１及び係止部６２が設けられている。

筐体６０は、グローブ側の開口部である第１開口部６０ａと、口金側の開口部である第２開口部６０ｂと、第１開口部６０ａと第２開口部６０ｂとの間に位置する本体部６０ｃとによって構成されている。筐体６０は、漏斗状（ラッパ状）であり、第１開口部６０ａの開口が第２開口部６０ｂの開口よりも大きくなるように構成されている。

第１開口部６０ａは、内径及び外径が一定である略円筒部材によって構成されている。図３に示すように、第１開口部６０ａは、支持台３０の側壁部３２との接続部分であり、具体的には、第１開口部６０ａの内周面と側壁部３２（径大部３２ｂ）の外周面とが面接触している。これにより、ＬＥＤモジュール２０で発生した熱を、支持台３０を介して筐体６０に効率良く伝導させることができる。

また、第１開口部６０ａは、支持台３０によって開口が塞がれるように構成されている。すなわち、筐体６０の第１開口部６０ａは、支持台３０によって蓋されている。

第２開口部６０ｂは、略円筒部材によって構成されており、図３に示すように、第２開口部６０ｂには口金７０が外嵌される。本実施の形態では、第２開口部６０ｂには口金７０と螺合するための螺合部が形成されており、口金７０は第２開口部６０ｂにねじ込まれることによって筐体６０（第２開口部６０ｂ）に固定される。このように口金７０を筐体６０に固定することによって、第２開口部６０ｂが口金７０によって塞がれる。すなわち、筐体６０の第２開口部６０ｂは、口金７０によって蓋されている。

本体部６０ｃは、第１開口部６０ａ側から第２開口部６０ｂ側に向かって内径及び外径が漸次変化する略円筒部材によって構成されている。本体部６０ｃの内面には、３つの凸部６１と２つの係止部６２が設けられている。

図３に示すように、筐体６０と支持台３０と口金７０とで囲まれる空間領域内には、回路ホルダ５０と駆動回路４０（回路基板４１）が配置されている。当該空間領域は、回路ホルダ５０の平板部５１によって第１空間領域と第２空間領域に仕切られている。すなわち、筐体６０は、第１空間領域と第２空間領域とを有する。第１空間領域は、回路ホルダ５０の平板部５１を基準として支持台側の空間領域であって、回路ホルダ５０（平板部５１）と支持台３０（平板部３１）との間の空隙である。また、第２空間領域は、回路ホルダ５０の平板部５１を基準として駆動回路側（口金側）の空間領域であり、第１空間領域よりも容積が大きい。

凸部６１は、本体部６０ｃの内面から内方に向かって突出するようにリブ状に形成されている。また、凸部６１は、段差状に形成されており、第１開口部６０ａ側に面する異なる２つの平面を有する。図３に示すように、凸部６１の一方の平面には、支持台３０の側壁部３２（径大部３２ｂ）の開口部端縁が当接し、凸部６１の他方の平面には、回路ホルダ５０の側壁部５２の端縁が当接する。これにより、支持台３０及び回路ホルダ５０と筐体６０との位置決めを行うことができる。

係止部６２は、回路ホルダ５０の爪部５２ａが係止されるように構成されている。回路ホルダ５０を回転させて回路ホルダ５０の爪部５２ａを筐体６０の係止部６２に引っ掛けて係止させることで回路ホルダ５０を筐体６０に固定することができる。

このように構成される筐体６０は、例えばＰＢＴ等の絶縁性樹脂材料等を用いて、樹脂成型によって一体成形されている。

（口金）
口金７０は、ＬＥＤモジュール２０（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７０は、例えば、照明器具のソケットに取り付けられる。これにより、口金７０は、電球形ランプ１を点灯させる際に、照明器具のソケットから電力を受けることができる。口金７０には、例えば商用の交流電力が供給される。本実施の形態における口金７０は二接点によって交流電力を受電し、口金７０で受電した電力は、一対の入力側リード線を介して駆動回路４０の電力入力部に入力される。

口金７０は、金属製の有底筒体形状であって、例えば、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るアイレット部とによって構成することができる。口金７０の外周面には、照明器具のソケットに螺合させるための螺合部が形成されている。また、口金７０の内周面には、筐体６０の螺合部に螺合させるための螺合部が形成されている。

口金７０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７０として、Ｅ２７形等が挙げられる。

次に、本実施の形態に係る電球形ランプ１の特徴的な構成について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る電球形ランプの上面図（グローブ、ＬＥＤモジュール及び支持台３０は不図示）であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’線における同電球形ランプの一部切り欠き断面図（グローブは不図示）である。

上述のとおり、回路ホルダ５０（平板部５１）と支持台３０（平板部３１）とは所定の間隔をあけて対面するよう配置されている。これにより、図４（ｂ）に示すように、回路ホルダ５０（平板部５１）と支持台３０（平板部３１）との間には、空隙Ｇ（第１空間領域）が存在する。また、筐体６０は、回路ホルダ５０よりも駆動回路側に空間領域Ｓ（第２空間領域）を有する。空隙Ｇと空間領域Ｓとは、回路ホルダ５０の平板部５１を境界として上下に分けられている。そして、電球形ランプ１では、この空隙Ｇと空間領域Ｓとが空間的に接続された構成となっている。

本実施の形態では、回路ホルダ５０の切り欠き部５３によって、空隙Ｇと空間領域Ｓとを空間的に接続している。つまり、図４（ａ）に示すように、有底円筒形状のキャップ状部材の一部分を切り欠いて切り欠き部５３を設けることによって、図４（ｂ）に示すように、キャップ状の支持台３０の側壁部３２の内面と回路ホルダ５０の側部（切り欠き部５３）との間に、空隙Ｇと空間領域Ｓとを空間的に接続する接続領域として気体流路Ｐを設けている。より具体的には、上記キャップ状部材を切り欠く前（切り欠き部５３を設けない場合）は、当該キャップ状部材と支持台３０とは側壁部全周において密着しているが、当該キャップ状部材に切り欠き部５３を設けることによって気体流路Ｐを形成することができる。

このように気体流路Pを設けることによって、支持台３０に伝導したＬＥＤモジュール２０の熱を、空隙Ｇ及び気体流路Ｐを介して筐体６０内の空間領域Ｓへと伝導させることができる。つまり、支持台３０に伝導したＬＥＤモジュール２０の熱は、支持台３０と接触する筐体６０に伝導するだけではなく、ＬＥＤモジュール２０直下の空隙Ｇの気体（空気）に伝導し、熱伝導経路である気体流路Ｐを介して対流によって空間領域Ｓへと移動する。

このように、本実施の形態では、ＬＥＤモジュール２０の熱は、支持台３０から筐体６０への物理的構造による熱伝導経路（放熱経路）と、空隙Ｇから空間領域Ｓへの空間的な熱伝導経路（放熱経路）とを伝導して放熱される。これにより、ＬＥＤモジュール２０で発生する熱を効率良く放熱させることができる。

また、切り欠き部５３は複数個設けることが好ましく、図４（ａ）に示すように、本実施の形態では、２つの切り欠き部５３が設けられている。つまり、有底円筒形状のキャップ状部材の２箇所を切り欠いている。

これにより、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、２つの気体流路Ｐを得ることができるので、対流を生じさせやすくすることができる。したがって、ＬＥＤモジュール２０で発生する熱を一層効率良く放熱させることができる。

また、図４（ａ）に示すように、本実施の形態において、回路ホルダ５０を平面視したときに、駆動回路４０は、回路ホルダ５０に隠れるように配置されている。具体的に、少なくとも回路基板４１は、回路ホルダ５０の平板部５１に覆われるように配置されていることが好ましく、さらに、回路素子も平板部５１に隠れるように配置されることが好ましい。

これにより、回路基板４１によって切り欠き部５３による気体流路Ｐが遮蔽されてしまうことを抑制することができるので、対流を生じさせやすくすることができる。したがって、ＬＥＤモジュール２０で発生する熱を効率良く放熱させることができる。

また、図４（ｂ）に示すように、本実施の形態において、回路基板４１は、回路ホルダ５０の平板部５１に対して略垂直となる姿勢で配置されている。

これにより、平面視したときに、回路ホルダ５０によって回路基板４１を容易に隠すことができる。したがって、対流をさらに生じさせやすくすることができるので、ＬＥＤモジュール２０で発生する熱をさらに効率良く放熱させることができる。

なお、本実施の形態では、複数の回路素子を主として回路基板４１の一方の面に実装した片面実装であるので、図４（ａ）に示すように、回路基板４１は回路ホルダ５０の平板部５１の中心からずらして配置している。これにより、片面実装の回路基板４１であっても、回路ホルダ５０の平板部５１に駆動回路４０（回路基板４１及び回路素子）を容易に隠すことができる。

以上、本実施の形態に係る電球形ランプ１によれば、回路ホルダ５０と支持台３０との間の空隙Ｇと筐体６０内の空間領域Ｓとが空間的に接続されているので、ＬＥＤモジュール２０で発生する熱を効率良く放熱することができる。

実際に、ＬＥＤモジュール２０のチップ温度Ｔｓを測定したところ、図４に示すように２つの切り欠き部５３を設けた構成では、図４において２つの切り欠き部５３を設けない構成と比べて、チップ温度Ｔｓを４℃低減することができた。

なお、空隙Ｇ内を熱伝導（対流）させて効率良くチップ温度を低減するためには、空隙Ｇは２ｍｍ以上とすることが好ましい。つまり、回路ホルダ５０（平板部５１）と支持台３０（平板部３１）との間の距離は、２ｍｍ以上とすることが好ましい。

（照明装置）
また、本発明は、このような電球形ランプとして実現することができるだけでなく、電球形ランプ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５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概略断面図である。

図５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。

点灯器具３は、電球形ランプ１を消灯及び点灯させる機能を有し、天井に取り付けられる器具本体４と、電球形ランプ１を覆う透光性のランプカバー５とを備える。

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７０がねじ込まれる。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。

なお、照明器具としては、図５に示す構成のものに限らず、ダウンライトやスポットライトのように天井に埋込配設された天井埋込型の照明器具等を用いることもできる。

（その他）
以上、本発明に係る電球形ランプ及び照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの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、筐体６０は樹脂によって構成したが、アルミニウム等の金属によって構成してもよい。なお、金属製の筐体６０を用いる場合、駆動回路４０の絶縁性を確保するために、金属製の筐体６０の内側に、さらに、駆動回路４０を囲むように構成された樹脂製の筐体（回路ケース）を配置するとよい。金属製の筐体６０を用いる場合は、さらに、外郭筐体として、筐体６０を囲むように構成された樹脂製の筐体を配置するとよい。

また、上記の実施の形態では、回路ホルダ５０に切り欠き部５３を設けることによって空隙Ｇと空間領域Ｓとを空間的に接続したが、空隙Ｇと空間領域Ｓとを空間的に接続する手段としては、これに限らない。例えば、回路ホルダ５０の平板部５１に貫通孔を設けることによって、空隙Ｇと空間領域Ｓとを空間的に接続してもよい。また、このような貫通孔は、切り欠き部５３を形成した上で、さらに形成されていてもよい。

また、上記の実施の形態において、出力側リード線を回路ホルダ５０の駆動回路側からグローブ側に引き出すための挿通孔は、モジュール基板規制部５７に設けたが、モジュール基板保持部５６に設けてもよい。

また、上記の実施の形態において、各モジュール基板規制部５７の挿通孔には１本の出力側リード線を挿通させたが、いずれか一方のモジュール基板規制部５７の挿通孔に、高電圧側及び負電圧側の２本の出力側リード線を挿通させてもよい。但し、上記の実施の形態のように、１つのモジュール基板規制部５７の挿通孔に１本の出力側リード線を挿通させる方がよい。このようにすることで、２本の出力側リード線の引き出す位置を分けることができるので、出力側リード線を電極端子２３に半田付けする場合、高圧側の出力側リード線と低圧側の出力側リード線とを容易に識別して半田付けすることができる。

また、上記の実施の形態では、ＬＥＤ２２としてパッケージ化されたＳＭＤ型のＬＥＤ素子を用いたが、これに限らない。例えば、ＬＥＤ２２としてベアチップを用いて、基板２１上に複数のＬＥＤ２２（ベアチップ）を直接実装することで構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）構造のＬＥＤモジュール２０を用いても構わない。なお、この場合、複数のベアチップは蛍光体含有樹脂によって一括封止される。

また、上記の実施の形態において、ＬＥＤモジュール２０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。例えば、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、又は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）や無機ＥＬ等のＥＬ素子等その他の固体発光素子を用いてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

本発明は、従来の白熱電球等の代替品となる電球形ランプ等として有用であり、照明装置等において広く利用することができる。

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 ＬＥＤモジュール
２１ 基板
２２ ＬＥＤ
２３ 電極端子
３０ 支持台
３１、５１ 平板部
３１ａ 載置面
３２、５２ 側壁部
３２ａ 径小部
３２ｂ 径大部
３３ａ 第１貫通孔
３３ｂ 第２貫通孔
４０ 駆動回路
４１ 回路基板
４１ａ 凸部
５０ 回路ホルダ
５２ａ 爪部
５３ 切り欠き部
５４ 回路基板保持部
５４ａ、５６ａ 係止爪
５５ 回路基板規制部
５６ モジュール基板保持部
５７ モジュール基板規制部
５７ａ 平面部
５７ｂ スリット
６０ 筐体
６０ａ 第１開口部
６０ｂ 第２開口部
６０ｃ 本体部
６１ 凸部
６２ 係止部
７０ 口金

Claims (8)

1. 発光モジュールと、
   前記発光モジュールを支持する支持台と、
   前記発光モジュールを駆動する駆動回路と、
   少なくとも一部が前記支持台と前記駆動回路の間に配置され、前記駆動回路を保持する回路ホルダと、
   前記駆動回路を囲むように構成された筐体とを備え、
   前記回路ホルダは、前記支持台との間に空隙を介して配置され、
   前記筐体は、前記回路ホルダよりも前記駆動回路側に空間領域を有し、
   前記空隙と前記空間領域とは、前記回路ホルダの平板部を境界として上下に分けられており、
   前記空隙と前記空間領域とは、空間的に接続されている
   照明用光源。
2. 前記回路ホルダは、前記空隙と前記空間領域とを空間的に接続するための切り欠き部を有する
   請求項１に記載の照明用光源。
3. 前記切り欠き部は、複数個設けられている
   請求項２に記載の照明用光源。
4. 前記回路ホルダ及び前記支持台の各々は、平板部を有し、
   前記回路ホルダの前記平板部と前記支持台の平板部との間の領域が前記空隙である
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明用光源。
5. 前記支持台は、前記平板部を底部として当該底部の周囲に設けられた側壁部を有するキャップ状であって、前記回路ホルダを覆うように構成されており、
   前記空隙と前記空間領域とは、前記回路ホルダの側部と前記支持台の前記側壁部との間の領域を介して空間的に接続されている
   請求項４に記載の照明用光源。
6. 前記駆動回路は、回路素子が実装された回路基板を有し、
   前記回路ホルダを平面視したときに、前記回路基板は、前記回路ホルダに隠れるように配置されている
   請求項４又は５に記載の照明用光源。
7. 前記回路基板は、当該回路基板の主面が前記回路ホルダの前記平板部の主面に対して略垂直となるように前記回路ホルダに保持されている
   請求項６に記載の照明用光源。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明用光源を備える
   照明装置。

Images