JP6014311B2 - ランプ - Google Patents

Description

本発明は、例えばＬＥＤや有機ＥＬ等の発光素子を光源に備え、既設のソケットに装着可能な口金を備えたランプに関する。

近年、ＬＥＤの高出力化、及び低コスト化に伴い、電球の代替として使用可能な電球型のＬＥＤランプが普及している。この種のＬＥＤランプは、一般に、ＬＥＤを実装したＬＥＤ基板を平円板に載置し、この平円板の裏面に、電源回路等の電気回路基板を収めた筒状の胴体部を接続し、この胴体部の終端に口金を設けて構成されている（例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３参照）。
また、この種のＬＥＤランプでは、平円板及び胴体部を熱伝導性材で形成するとともに、当該胴体部には多数の放熱フィンを設けた放熱構造が一般的に採用されている。かかる放熱構造を備えることで、高出力なＬＥＤが搭載可能になっている。

特開２０１０−０１０１３４号公報 特開２００９−２０６１０４号公報 特開２０１１−６０７５４号公報

しかしながら、ＬＥＤランプでは、一般に、耐候性や意匠性を高めるために塗料や薬品等の塗布が平円板部、及び胴体部に施される。この塗布工程において、胴体部から延びる放熱フィンの根元部分は、隣り合うフィンと胴体部との間で閉空間となり、塗料が入り難いため塗りムラや塗料戻りが発生し、また塗布量を増やすとフィン手前側にタレが生じるなどの理由により、複数回に分けて少量ずつ塗料等の塗布が行われている。
このため、塗布回数が増えて高コスト化を招く、という問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、塗料等の塗布が容易なランプ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、本発明は、発光素子を実装した基板と、当該基板を載置した平板部と、前記平板部の裏面から延びて終端に口金が設けられた筒状部と、を備えたランプにおいて、前記筒状部には、前記発光素子を点灯させるための電源、及び駆動回路が内蔵され、前記平板部の裏面に、前記筒状部に沿って延びる複数の放熱フィンを備え、前記平板部、前記筒状部、及び前記放熱フィンは一体成型物であり、かつ、当該一体成型物には塗布層が形成されており、前記放熱フィンのそれぞれと前記筒状部との間には、前記放熱フィンの根本部分から先端に亘り隙間を設け、前記平板部の裏面において前記筒状部と前記放熱フィンのそれぞれの間には、前記平板部の裏面の他の部分と同一平面であり、なおかつ、それぞれの前記放熱フィン同士の間と連通する平坦部が形成されており、前記平板部、前記筒状部、及び前記放熱フィンの一体成型物の前記塗布層には液溜まりが無いことを特徴とする。

また本発明は、上記ランプにおいて、前記放熱フィンの根本部分から先端に亘って、前記平板部の裏面から補強リブを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、筒状部、及び放熱フィンの間が隙間によって切り離されているため、塗料を塗布する際に、放熱フィンと筒状部の間に液溜まりが生じることがない。これにより、１回あたりに塗布する液量を多くして塗布回数を抑えることができ、ムラなく簡単に塗料を塗布することができる。特に、スプレー等を用いて塗料を吹き付けることで、隙間を通じて塗料が筒状部の周囲に回り込み、１回の塗布で広範囲にムラなく塗料を塗ることができる。

本発明の実施形態に係るＬＥＤランプを備えたＬＥＤランプ装置を示す図である。 ＬＥＤランプの外観構成を示す斜視図であり、（Ａ）は上方からみた外観斜視図、（Ｂ）は下方からみた外観斜視図である。 ＬＥＤランプの外観構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 ＬＥＤランプを分解して示す上方斜視図である。 ＬＥＤランプを分解して示す下方斜視図である。 図３（Ｂ）のＩ−Ｉ線における断面図である。 ビームランプ用光学部品の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 集中配光光学素子の構成を示す図である。 隣接した集中配光光学素子の作用を示す光線図である。 隣接した集中配光光学素子のラップ量を示す図である。 隣接した集中配光光学素子のラップ量を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るＬＥＤランプの外観構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 ＬＥＤランプを分解して示す上方斜視図である。 ＬＥＤランプを分解して示す下方斜視図である。 図１２（Ｂ）のＩ−Ｉ線における断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
なお、以下の実施形態では、発光素子を光源に備えるランプとして、ＬＥＤを光源に備えたＬＥＤランプを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば有機ＥＬ等の他の発光素子を光源に備えるランプにも適用可能である。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態に係るＬＥＤランプ１を備えたＬＥＤランプ装置９５を示す図である。
同図に示すＬＥＤランプ装置９５は、屋外の看板照明等に用いられる屋外設置型の照明器具であり、ＬＥＤランプ１と、ＬＥＤランプ１が装着されるランプホルダー６０と、ＬＥＤランプ１に取り付けられた環状防水パッキン７０とを備えている。
ランプホルダー６０は、既存の電球を装着可能なホルダーであり、ＬＥＤランプ１は、既存の電球と形状及び光学特性が略同じになるように構成され、既存の電球の代わりにランプホルダー６０に装着して使用可能となっている。

ランプホルダー６０について詳細には、ランプホルダー６０は、筒状のホルダー筐体６２を備え、このホルダー筐体６２の終端部６２Ａには、図示せぬ支持アームが回動自在に取り付けられるアーム取付部６４が設けられている。
ホルダー筐体６２の先端６０Ｂは、既存の電球を装着したときに当該電球のガラス球の表面に図示せぬ防水パッキンを挟んで隙間無く係合する径で開口し、電球装着時には、当該開口縁部６６からの水の浸入が防止されている。なお、同図において、ホルダー筐体６２の先端６０Ｂに設けられた突起６８は、ＬＥＤランプ１、或いは既存の電球を覆って保護する網状のガード部材（図示せず）を固定するための部材である。

ホルダー筐体６２の内部には、既存の電球ランプの口金、及びＬＥＤランプ１の口金３が螺合するソケット６５が配設されている。このソケット６５には、外部から引き込まれた電力供給線が接続されており、ソケット６５を通じて口金３からＬＥＤランプ１、或いは、既存の電球ランプに電力が供給される。
環状防水パッキン７０は、ゴム成型部材であり、ＬＥＤランプ１の胴体部２（後述）に着脱自在に装着され、ＬＥＤランプ１をランプホルダー６０に装着したときにランプホルダー６０の開口を塞ぎ、ランプホルダー６０とＬＥＤランプ１の隙間からの水の侵入を防止する。
なお、環状防水パッキン７０は、ランプホルダー６０への水の浸入防止を目的に使用されるため、例えば屋内に設置されたランプホルダー６０、或いは、外部に露出したソケットにＬＥＤランプ１を装着して使用する場合など、防水が不要な場合には、環状防水パッキン７０を装着する必要はない。ただし、屋内使用時に環状防水パッキン７０を装着することで、ほこり等の侵入を防止できる。

次いで、ＬＥＤランプ１の構成について詳述する。
図２は本実施形態に係るＬＥＤランプ１の外観構成を示す斜視図であり、図２（Ａ）は上方からみた外観斜視図、図２（Ｂ）は下方からみた外観斜視図である。また、図３はＬＥＤランプ１の外観構成を示す図であり、図３（Ａ）は平面図、図３（Ｂ）は側面図、図３（Ｃ）は底面図である。図４はＬＥＤランプ１を分解して示す上方斜視図であり、図５はＬＥＤランプ１を分解して示す下方斜視図である。また図６は、図３（Ｂ）のＩ−Ｉ線における断面図である。

本実施形態のＬＥＤランプ１は、配光に集光性を有するビームランプ型として構成されており、上面１２Ａの中央部が若干膨出した円盤状の発光部１２と、この発光部１２の裏面の略中央から下方に向かって略垂直に延び終端に口金３を備える筒状部としての胴体部２と、発光部１２の裏面に設けられた複数の放熱フィン２５とを備え、さらに胴体部２には上記環状防水パッキン７０が嵌め込まれている。
発光部１２は、上面１２Ａの略全体から上方に向けて光を放射するものであり、図４に示すように、光源たる複数のＬＥＤ１５と、これらのＬＥＤ１５を実装した平面視略円形のＬＥＤ基板１６と、ビームランプ用光学部品４６と、カバー２２と、胴体部２の先端２Ｃに一体に設けられた平板部としてのベース板１３とを備えている。

ベース板１３は、胴体部２よりも径が大きな上面視略円板状の部材であり、上記胴体部２は、このベース板１３の裏面の略中央部から下方に向かって略垂直に延びている。ベース板１３の表面には、図４に示すように、胴体部２に繋がる挿入開口１４が開口し、ＬＥＤ１５を点灯する電源（電力変換装置）や駆動回路を実装した電気回路基板８が挿入開口１４から挿入されて胴体部２に収められる。
これらベース板１３、及び胴体部２は同一の材料、すなわち熱伝導性樹脂材から金型を用いた樹脂成型によって一体に成型されており、これらベース板１３、胴体部２、及び後述の絶縁筒部１０により、ＬＥＤランプ１の筐体３５が構成されている。

ＬＥＤ１５は、例えばＬＥＤ素子をパッケージ化してなるものであり、本実施形態では、ＬＥＤ１５に白色ＬＥＤが用いられている。なお、ＬＥＤ１５に白色以外の他の発光色のＬＥＤを用いても良いことは勿論である。
ＬＥＤ基板１６は、図４、及び図５に示すように、略円板状に形成され、上面たる表面に複数のＬＥＤ１５が実装され、図４〜図６に示すように、ベース板１３の上面にネジ１８によりネジ止め固定されている。

ＬＥＤ基板１６の略中央には、リード線引出開口１７が開口し、胴体部２に収められた電気回路基板８から電力供給用のリード線（図示せず）がリード線引出開口１７を通じて引出されて、このＬＥＤ基板１６の上面に形成されている回路パターン８０に電気的に接続され、当該回路パターン８０を通じて各ＬＥＤ１５に電力が供給されて点灯する。

ベース板１３は、図４〜図６に示すように、平円板の周縁に沿って側壁１９を有したトレー状を成し、この側壁１９の内周面にＬＥＤ基板１６を覆うグローブとしてのカバー２２が螺合して取り付けられている。このカバー２２とベース板１３の間にはＯリング２６が設けられており、カバー２２を側壁１９にねじ込むに伴い、Ｏリング２６がカバー２２とベース板１３の間に挟み込まれる。このように、カバー２２のベース板１３への取付構造をネジ構造とするとともに、カバー２２とベース板１３との間にＯリング２６を挟み込むことで発光部１２の防水性が高められている。
カバー２２には、図示を省略するが、ＬＥＤランプ１の銘番を内面に印刷や刻印等で設けている。これにより、ＬＥＤランプ１が風雨に晒されても銘板が消えることがなく、また擦れによって消えたりすることもない。

ビームランプ用光学部品４６は、ＬＥＤランプ１の発光部１２の配光を制御する光学部品であり、ＬＥＤ１５のそれぞれを覆う１つの部材として形成され、各ＬＥＤ１５のそれぞれの発光の配光を制御してカバー２２の上面１２Ａから放射することでビームランプ型の配光、すなわち、所定のビーム開き角の範囲への集中配光を実現する。このビームランプ用光学部品４６の詳細な構成については後述する。

放熱フィン２５は、ベース板１３の裏面からみて胴体部２の周囲に放射状に設けられている。各放熱フィン２５は、ベース板１３の裏面から胴体部２に沿って延在するように設けられており、ベース板１３に載置されたＬＥＤ基板１６が発する熱を放熱する。各放熱フィン２５は、筐体３５の射出成型時に胴体部２と一体に形成される。

ところで、上述のＬＥＤ基板１６を熱伝導性の高い例えばアルミニウム材等の金属材で構成することで、ＬＥＤ１５の発熱を効率良くベース板１３に伝えて放熱フィン２５から放熱させることができる。しかしながら、ＬＥＤ基板１６を金属基板とすると電気的な絶縁性能が低下してしまう、という問題がある。
そこで本実施形態では、ＬＥＤ基板１６に電気的絶縁性を有する樹脂基板を用い、その厚みを、いわゆる２重絶縁構造と同じ絶縁性能が得られる程度の厚みとし、高い絶縁性能を実現している。
ただし、樹脂材から成るＬＥＤ基板１６は、何ら対策を施さなければ、金属基板に比べて放熱性能が低いために、光出力の高出力化の妨げになる。
そこで本実施形態においては、ＬＥＤ基板１６の表裏面のそれぞれを放熱層としての銅箔で覆うことでＬＥＤ基板１６の放熱性を高めることとしている。

具体的には、ＬＥＤ基板１６の表裏面のそれぞれには、図３〜図５に示すように、導電性及び熱伝導性を有する放熱層として略円形の銅箔８３が表面を覆って設けられている。各銅箔８３は、ＬＥＤ基板１６を囲む上記ベース板１３の側壁１９との間で電気的な絶縁が図れる程度の隙間、及び、ＬＥＤ基板１６をネジ止めする際のネジ１８との間の絶縁を図るための切り欠き８３Ａだけを除き、極力、ＬＥＤ基板１６の表裏面を覆う大きさに形成されている。

ＬＥＤ基板１６の表裏面のうち、ＬＥＤ１５のＬＥＤ実装面には、複数のＬＥＤ１５が同心円状に実装されており、各ＬＥＤ１５の回路パターン８０が上記銅箔８３を用いて形成されている。
すなわち、ＬＥＤ実装面では、図３及び図４に示すように、銅箔８３に放射状に複数のスリット８４が形成されており、各スリット８４によって銅箔８３が複数の略扇形の導電エリア８５に分割（区画）される。各スリット８４は、導電エリア８５の間の電気的な絶縁を得るに十分な幅を有し、各スリット８４には、ＬＥＤ１５の裏面に設けられた正極端子及び負極端子（不図示）をそれぞれ隣り合う導電エリア８５に接続するようにスリット８４を跨いでＬＥＤ１５が設けられている。また、これらの導電エリア８５のうち、少なくとも、隣接する２つの導電エリア８５は、それぞれ電気回路基板８の電源回路に電気的に接続されており、これにより、各ＬＥＤ１５が、各導電エリア８５によって直列に接続された直列回路が形成される。

このように、ＬＥＤ実装面を覆う銅箔８３をスリット８４によって、電源回路に電気的に接続する面状の導電エリア８５に区画し、このスリット８４を跨いでＬＥＤ１５を各導電エリア８５に電気的に接続して、当該ＬＥＤ１５を点灯するための回路パターン８０を構成したため、ＬＥＤ実装面に高い放熱性が得られる。
特に、銅箔８３にスリット８４を放射状に設けたため、各導電エリア８５が略扇形に形成されることとなり、各導電エリア８５では径方向外側に向かうほど熱抵抗が小さくなることから、ＬＥＤ１５の発熱を効率良く外側に伝達して拡散させることができる。

ＬＥＤ基板１６の裏面側では、図５に示すように、銅箔８３のうち、胴体部２の挿入開口１４に対応する箇所をくり抜いて絶縁樹脂製のＬＥＤ基板１６を露出させた露出部１６Ａが設けられている。これにより、挿入開口１４に挿入された電気回路基板８に対向する箇所が露出部１６Ａとなるため、電気回路基板８との間の電気的な絶縁性が維持される。
このとき、銅箔８３に露出部１６Ａを設ける分だけ、放熱性能が低くなるものの、この露出部１６Ａには、ベース板１３に載置固定されたＬＥＤ基板１６で押されて電気回路基板８を胴体部２の底部に押しつける後述の固定ブッシュ２７が密着するように構成されている。この固定ブッシュ２７には、胴体部２に密着する冷却用片２７Ａが一体に形成されており、露出部１６Ａの熱は、固定ブッシュ２７の冷却用片２７Ａを通じて胴体部２に伝熱され、露出部１６Ａの過度な温度上昇を防止できる。

なお、放熱層として銅箔８３を例示したが、これに限らず、熱伝導性と、電気配線として機能し得る導電性を有する材料であれば、任意のものを用いることができる。また、ＬＥＤ基板１６の表裏面の放熱層の材料が同一である必要はない。
さらに、回路パターン８０はＬＥＤ１５の直列回路に限らず、並列回路等の任意の回路とすることができる。

次いで、胴体部２の口金３の構成について説明する。
胴体部２の終端２Ａには、口金３と胴体部２の絶縁を図るために、絶縁性を有する材料から形成された筒状の絶縁筒部１０が設けられており、図６に示すように、この絶縁筒部１０の終端１０Ａに上記口金３が冠着されている。電気回路基板８は、胴体部２から絶縁筒部１０に亘って収められており、絶縁筒部１０側の端部で図示せぬリード線を通じて口金３と電気的に接続されている。

口金３は、既設のランプホルダー６０のソケット６５（例えばＥ２６型ソケット）に螺合するネジ山が切られた筒状のシェル５と、このシェル５の端部の頂部に絶縁部６を介して設けられたアイレット７とを備え、シェル５及びアイレット７が既存のソケットに装着可能な形状寸法に構成されている。これにより、当該ＬＥＤランプ１は、天井や壁面に既設のソケットや、既存の電球を装着して使用する上記ランプホルダー６０のソケット６５に装着でき、既存の電球の代替として使用できる。
シェル５と胴体部２とは、上述のように、絶縁筒部１０によって電気的に絶縁されていることから、胴体部２の放熱性を高めるべく導電性を有する材料で構成しても、口金３のシェル５と胴体部２との間の絶縁が良好に維持される。

ところで、胴体部２にアルミニウム等の金属材料を用いることで高い放熱性能が得られるものの当該胴体部２を含む筐体３５が重くなることから、既設のソケットでは強度が不足することがあり、また胴体部２が金属材であるのに対し絶縁筒部１０が非金属材となることから、胴体部２と絶縁筒部１０の接合が弱くなる、という問題もある。
そこで本実施形態では、胴体部２の材料に熱伝導性樹脂を用いるとともに、絶縁筒部１０の材料に絶縁性樹脂を用い、胴体部２及び絶縁筒部１０をインサート成型により形成している。

胴体部２を熱伝導性樹脂から形成することで、アルミニウム等の金属材料で筐体３５を形成したときよりもＬＥＤランプ１の軽量化が図られ、電球の代替としてＬＥＤランプ１を既存のソケットや既存のランプホルダー６０に装着する場合でも、当該ＬＥＤランプ１の重量を支えるために既存のソケットや既存のランプホルダー６０を補強する作業や部材が必要なく、そのまま使用することができる。また軽量化により、放熱フィン２５の枚数を増やすことができるので、表面積が増え、より効率的に放熱性を高めることができる。このような熱伝導性樹脂としては、熱伝導率が２Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導性に優れた樹脂材が好ましく、例えば高熱伝導性のカーボン繊維（本実施形態では帝人（株）製ラヒーマ（登録商標））を混入したポリカーボネイト樹脂を好適に用いることができる。

胴体部２と絶縁筒部１０とを樹脂材のインサート成型により一体に形成することで接合が強固なものとなるが、経年劣化により、胴体部２と絶縁筒部１０との接合面（合わせ面）に隙間が生じ防水性が損なわれるおそれがある。
そこで、図６に示すように、胴体部２の終端２Ａには、胴体部２の径方向内側に突出する係合凸部２Ｂを形成するとともに、絶縁筒部１０の開口端手前の外周面には、内面側に窪んだ環状の係合凹部１０Ｂを形成し、また絶縁筒部１０の開口端には胴体部２の内周面及び係合凸部２Ｂに当接する当接部１０Ｃを形成している。
この係合凸部２Ｂが係合凹部１０Ｂに係合するとともに当接部１０Ｃが胴体部２に当接することで、胴体部２と絶縁筒部１０との接合部が、いわゆるラビリンス状に構成され、また、この接合部の面積が大きくなって接合強度が高められている。このラビリンス状の構成により、胴体部２と絶縁筒部１０との接合部に経年劣化によるひび割れ等によりインサート成型面に隙間が生じた場合でも防水性が維持され、ＬＥＤ１５の寿命に見合った耐久性が得られる。
なお、胴体部２の終端２Ａと絶縁筒部１０の開口端（挿入端）との接合面の形状は、上記ラビリンス状に限らず、防水性と接合強度の向上が得られる形状であれば例えば楔状等の任意の形状とできる。

次いで、胴体部２への電気回路基板８の収容構造について更に説明する。
電気回路基板８は、図６に示すように、胴体部２の先端２Ｃから絶縁筒部１０に亘る長さに形成され、また、図４、及び図５に示すように、胴体部２及び絶縁筒部１０の内部形状に係合する形状を有して形成されている。
すなわち、胴体部２の上部直径Ｒ（図６）は、電気回路基板８の上部横幅と略同程度に形成されており、かかる電気回路基板８が胴体部２に挿入されると、絶縁筒部１０の内部に形成された挟持部（図示せず）に電気回路基板８の下端が挟み込まれて電気回路基板８が胴体部２内に固定される。

このとき、胴体部２にあっては上部直径Ｒを電気回路基板８の上部幅程度まで小さくしてコンパクト化を図ると、胴体部２に電気回路基板８が近接し、胴体部２と電気回路基板８との間の電気的な絶縁性能が劣化する。そこで、胴体部２の中には、電気回路基板８を囲むように巻いた絶縁シート２８を設けており、胴体部２の内側面の全体を絶縁シート２８で覆い、電気回路基板８と胴体部２の間の絶縁性能を高めることとしている。
絶縁シート２８は、可撓性及び絶縁性を有する１枚のシートを帯状に形成したものであり、胴体部２への装着時には、かかる１枚の帯状シートに胴体部２の延在方向に沿って延びる凹部２８Ｃ（図４）を折り曲げによって形成した後、帯状シートの両端同士を重ねるように環状に巻き、凹部２８Ｃを胴体部２の内部の係合片（図示せず）に係合させながらベース板１３の挿入開口１４から挿入する。
胴体部２に挿入すると、絶縁シート２８が巻き戻りによって拡がり、このときの巻き戻る力によって胴体部２の内側面を覆うように装着される。
このように、絶縁シート２８を帯状に形成し、巻いた状態でベース板１３の挿入開口１４に挿入し、絶縁シート２８の巻き戻りによって胴体部２の中に装着する構成としたため、胴体部２の内側面の全面を覆うように絶縁シート２８を簡単に装着することができる。

胴体部２に収められた電気回路基板８は、図６に示すように、上端部８Ｃが固定ブッシュ２７を介してＬＥＤ基板１６によって押圧されて強固に固定される。この固定ブッシュ２７には、上述の通り、胴体部２に密着する冷却用片２７Ａが一体に形成されており、露出部１６Ａの熱が固定ブッシュ２７の冷却用片２７Ａを通じて胴体部２に伝熱され、露出部１６Ａの過度な温度上昇が防止されている。
また、電気回路基板８の発熱も固定ブッシュ２７を介して胴体部２に伝熱され放熱される。

なお、上述の通り、胴体部２の内側面は絶縁シート２８が覆うが、この絶縁シート２８には高熱伝導性を有するものが用いられており、固定ブッシュ２７の冷却用片２７Ａから胴体部２への伝熱を阻害しないようになっている。
このように、絶縁シート２８が高熱伝導性を有し、電気回路基板８の回路部品と絶縁シート２８との間に、これらを熱的に繋ぐ熱伝導性部材たる冷却用片２７Ａを設けることで、電気回路基板８の絶縁性と放熱性との両方を高めることができる。
また固定ブッシュ２７に冷却用片２７Ａを一体に形成しているため、電気回路基板８の固定と冷却とを簡単に行うことができる。

かかる胴体部２とベース板１３を含む筐体３５は、上述のように、複数の放熱フィン２５を一体に備えることで放熱性が維持されている。
放熱フィン２５は、それぞれ薄い板状であり、ベース板１３の裏面からみて胴体部２の軸線を中心にして放射状に多数立設されている。これらの放熱フィン２５は、根元部分であるフィン根元部２５Ｂがベース板１３の裏面１３Ａに繋がっており、これら放熱フィン２５、胴体部２及びベース板１３が上述の熱伝導性樹脂から金型を用いた樹脂成型により一体に形成されている。このように、ベース板１３、及び放熱フィン２５を一体成型することで、ベース板１３と放熱フィン２５の間の熱抵抗が抑えられ、放熱フィン２５への伝熱量が増加して高い放熱性能が得られる。

放熱フィン２５は、図１に示すように、ベース板１３の裏面１３Ａ（図２）からホルダー筐体６２の開口縁部６６に向かって緩やかな弧を描く側面視略扇形状に形成されており、ランプホルダー６０にＬＥＤランプ１を装着した際に、ランプホルダー６０との一体感を高めることで、意匠性を高めている。
各放熱フィン２５のフィン先端２５Ａは、図６に示すように、水平（胴体部２の軸線に対して垂直）に形成されており、胴体部２に装着された環状防水パッキン７０が当接する。

環状防水パッキン７０は、図１〜図６に示すように、側面視したときに、放熱フィン２５の外形２５Ｄが描く弧に連続する略切頭円錐状（断面略台形状）を成しており、これら放熱フィン２５、及び環状防水パッキン７０から成る輪郭形状が既存の電球のガラス球の輪郭形状と等しくなるように形成されており、既存の電球との代替時に形状の相違から生じる不具合の防止が図られている。

ここで、胴体部２の素材には、高熱伝導性のカーボン繊維（以下、「熱伝導性繊維」と言う）を混入した樹脂材が用いられているが、この樹脂材にあっては、熱伝導性繊維の配向によって熱伝導率に異方性が生じることが知られている。
本実施形態では、胴体部２及びベース板１３から放熱フィン２５への熱伝導率が高くなるように熱伝導繊維を配向させることで、胴体部２の放熱能力を高めることとしている。かかる熱伝導繊維の配向は、樹脂射出成型時に樹脂を流す向きによって制御される。

また放熱フィン２５には、例えば図１に示すように、落下防止用のワイヤを通すためのワイヤ孔８９が設けられており、このワイヤ孔８９によって放熱フィン２５の強度が低下しないように熱伝導性繊維の配向を変えても良い。

次いで、筐体３５の製造について説明する。
筐体３５は、上述の通り、樹脂成型によって製造されるが、ベース板１３、放熱フィン２５、及び胴体部２から成る部分に熱伝導性樹脂が用いられ、絶縁筒部１０に絶縁性樹脂が用いられることから、筐体３５の樹脂成型は二色成型、或いはインサート成型によって形成される。

筐体３５の樹脂成型後には、耐候性や意匠性を高めるために表面に塗料や薬品が塗布される。この塗布工程において、従来の一般的な構成のＬＥＤランプでは、胴体部２から放熱フィン２５が放射状に延び、なおかつ、放熱フィン２５のベース板１３側の端部が当該ベース板１３の裏面に繋がる構成であるため、胴体部２及び放熱フィン２５とベース板１３との繋ぎ目の隅部は塗料が入り難く、また塗布量を増やすとフィン手前側にタレが生じる、という問題がある。このため、塗布工程においては、複数回に分けて少量ずつ塗料等を塗布する必要があり、塗布回数が増えて高コスト化を招いている。
この問題に対し、放熱フィン２５をベース板１３の裏面から切り離して隙間を設けることで、ある程度の解決にはなるが、この場合には、ＬＥＤ基板１６の発熱を受けるベース板１３の放熱性能が低下することから、ＬＥＤ１５に高出力型のものを用いることができない。

そこで本実施形態のＬＥＤランプ１では、全ての放熱フィン２５を胴体部２から切り離すことで、ベース板１３の放熱性を損なうことなく、塗布工程における液溜まりの問題を解決している。
すなわち、図６に示すように、全ての放熱フィン２５と胴体部２との間に、ベース板１３との繋ぎ箇所である放熱フィン２５の根元部分であるフィン根元部２５Ｂからフィン先端２５Ａに亘り、放熱フィン２５と胴体部２を切り離す切離部９１を設けることで、これら放熱フィン２５と胴体部２との間に隙間を設けている。

これにより、筐体３５への塗料の塗布工程において、放熱フィン２５と胴体部２の間に液溜まりが生じることがないため、１回あたりに塗布する液量を多くして塗布回数を少なくすることができ、ムラなく簡単に塗料を筐体３５に塗布することができる。特に、スプレー等を用いて塗料を吹き付けることで、切離部９１を通じて塗料が胴体部２の周囲に回り込み、１回の塗布で広範囲にムラなく塗料を塗ることができる。
さらに、切離部９１を設けることで、筐体３５の軽量化が図られ、また材料費を抑えることができる。またＬＥＤランプ１の使用時には、放熱フィン２５と胴体部２との間に雨水等が溜まることもない。
また、胴体部２から放熱フィン２５を放射状に設ける従来構成においては、設置可能な放熱フィン２５の枚数が胴体部２の外周長を、放熱フィン２５のフィン根元部２５Ｂの成型可能な最小厚みで除算して得られる枚数に制限されるが、放熱フィン２５を胴体部２から切り離すことで、放熱フィン２５の枚数をより多く設けることができ、放熱性能を高めることができる。

ところで、放熱フィン２５を胴体部２から切り離す構成とした場合、胴体部２と接続している構成に比べて放熱フィン２５の強度が下がる。
また、射出成型時に放熱フィン２５に前記胴体部２からの材料の流れが無くなり、ベース板１３から材料が流れ込むのみとなり、さらに本実施形態で用いる熱伝導性繊維を混入した樹脂の場合、成型時の樹脂の流れは混入しないものに比べ悪く、薄いフィン形状の先端まで充填不足することなく中実に成型するための射出圧力の管理も難しい。また、放熱性を高めるために放熱フィン２５の枚数を増やすと、成型時に金型と樹脂との接触面積が増加する。その結果、成型品の型離れが悪くなり、成型サイクル時間が増加し成型性が落ちる欠点が生ずる。
そこで本実施形態では、図１〜図５に示すように、全ての放熱フィン２５に、当該放熱フィン２５のフィン根元部２５Ｂからフィン先端２５Ａに亘って延びる補強リブ９２を設けている。放熱フィン２５に補強リブ９２を設けることで、放熱フィン２５が胴体部２についていた場合と同等程度の強度とすることができるとともに樹脂の流れが改善され成型性が向上する。さらに、金型からの製品取り出しの際に補強リブ９２のリブ端部９３に金型の突き出しピンの押し当てが可能となるため、製品の金型からの取り出しが確実に行うことができるとともに、製品の破損を防止できる。

次いで、上記ビームランプ用光学部品４６の構成について詳述する。
ＬＥＤランプ１は、上述の通り、発光部１２にビームランプ用光学部品４６を備え、当該ビームランプ用光学部品４６によって照射光が所定のビーム開き角の範囲に集中配光されている。
ビームランプ用光学部品４６は、図３〜図６に示すように、発光部１２が備えるＬＥＤ１５の全てを覆う１枚の光学部品として構成されており、ネジ１８によりＬＥＤ基板１６とともにベース板１３にネジ止め固定されている。

図７は、ビームランプ用光学部品４６の構成を示す図であり、図７（Ａ）は平面図、図７（Ｂ）は側面図、図７（Ｃ）は底面図である。
ビームランプ用光学部品４６は、同図に示すように、ＬＥＤ基板１６に実装されたＬＥＤ１５ごとに設けられ各ＬＥＤ１５の真上に位置するように配置された集中配光光学素子４７と、それぞれの集中配光光学素子４７を覆って各集中配光光学素子４７の出射面４７Ｂに繋がる透光板部４８とを備えている。投光部材４８の面内には、略中央（すなわち、ＬＥＤ基板１６のリード線引出開口１７に対応する位置）に貫通孔９０が設けられている。

図８は、１つの集中配光光学素子４７を拡大して示す図である。
集中配光光学素子４７は、図８に示すように、ＬＥＤ１５の光軸Ｋと同軸に配置され、当該ＬＥＤ１５の発光を所定の開き角の範囲に収まるように集光して同軸に沿って出力する透過型光学素子であり、集光レンズ４９と反射面５０とを透明樹脂材により一体に成型して構成されている。
集光レンズ４９は、球面状の入射面４９Ａと平らな出射面４９Ｂとを有する平凸レンズである。集光レンズ４９は、ＬＥＤ１５の直上に入射面４９Ａを位置させて光軸Ｋと同軸に配置され、入射面４９Ａから入射するＬＥＤ１５の光Ｈ１を集光して出射面４９Ｂから出射する。
反射面５０は、回転曲面状（例えば、回転放物面、或いは回転楕円面）に形成され、集光レンズ４９、及びＬＥＤ１５を内部に含むように光軸Ｋと同軸に設けられ、集光レンズ４９の入射面４９Ａから反れるＬＥＤ１５の光Ｈ２を出射面４９Ｂに向けて反射する。

この構成により、ＬＥＤ１５の発光は、その殆どが集光レンズ４９、及び反射面５０のいずれかに入射して出射面４９Ｂから出力されるため、ＬＥＤ１５の利用効率が高められ、また集光レンズ４９、及び反射面５０のそれぞれで配光が制御されることから良好な集光性が得られる。

かかる集中配光光学素子４７の形状について説明すると、集中配光光学素子４７は、上記反射面５０の底部を略水平に切り落とした外観形状を成している。当該反射面５０の底部にＬＥＤ１５を収める凹部５０Ａが形成され、当該凹部５０Ａの底面（ＬＥＤ１５と対向する面）が略球状に形成されて上記集光レンズ４９の入射面４９Ａが形成されている。
本実施形態においては、図８に示すように、集光レンズ４９のレンズ焦点Ｐ１と、反射面５０の反射面焦点Ｐ２とは、それぞれ凹部５０Ａの外で光軸Ｋ上の互いに異なる位置であって、レンズ焦点Ｐ１よりも反射面焦点Ｐ２が凹部５０Ａに近い位置になるように設計されている。

このとき、集中配光光学素子４７の反射面５０、及び集光レンズ４９の入射面４９Ａのそれぞれの寸法形状は、ＬＥＤ１５の発光面からの発光の殆どを反射面５０、及び集光レンズ４９に入射させることができ、なおかつ、入射光を十分に集光して平行度を高くして出射させることができることを前提に規定される。
ただし、ＬＥＤランプ１にあっては、複数のＬＥＤ１５が設けられているため、ＬＥＤ１５が隣接して配置されていると、上記集中配光光学素子４７の寸法形状を規定の形状とすることができない。

これに対し、例えばＬＥＤ１５の配置間隔を大きくすれば、集中配光光学素子４７を規定の寸法形状にできるものの、ＬＥＤランプ１の発光部１２が大型化し、また筐体３５の材料費のコストも増加する。また、集中配光光学素子４７のそれぞれをダウンサイズすることで、各ＬＥＤ１５に集中配光光学素子４７を設けることができるものの、寸法形状が規定値からズレるため、ＬＥＤ１５の利用効率や集光性が劣化する、という問題がある。

そこで本実施形態では、図７、及び図９に示すように、隣接する集中配光光学素子４７の反射面５０同士をラップさせて連結する構成としている。これにより、集中配光光学素子４７のそれぞれをダウンサイズすることなく、各ＬＥＤ１５に集中配光光学素子４７を設けることができ、ＬＥＤ１５の利用効率や集光性の劣化を抑えることができる。さらに、集中配光光学素子４７を連結することで、それらを一体のビームランプ用光学部品４６として取り扱うことができ、取り扱いが容易となり、また構造的な強度を増すことができる。特に、各集中配光光学素子４７の出射面４９Ｂに透光板部４８を一体に設けているため、構造的な強度が更に高められている。

ただし、反射面５０をラップさせるに際し、集中配光光学素子４７の集光レンズ４９に他の集中配光光学素子４７の反射面５０が侵入する程度までラップ量α（図９）を増やすと、ラップ領域Ｒａが大きく増加し、集中配光光学素子４７の集光性が劣化し過ぎるため、反射面５０のラップ量αは、図１０に示すように、集光レンズ４９の終端である出射面４９Ｂ以下であって反射面５０の高さＡの約１／２程度を限度としている。
なお、集光性を問題にしなければ、ランプ量αが反射面５０の高さＡの約１／２程度を超えて集光レンズ４９まで侵入させても良い。しかしながら、図９、及び図１０に示すように、反射面５０がラップしたラップ領域Ｒａに侵入する光Ｈ３は、反射面５０で反射されることなく直進するため、ラップ量αを増やし過ぎると、配光が制御されずに出射され迷光の原因となる。したがって、ラップ領域Ｒａを抜けた光による迷光が顕著にならない範囲のラップ量α（本実施形態の構成では、図１１に示すように、反射面５０の高さＡの約３／４程度）とすることが好ましい。

以上説明した実施形態によれば次のような効果を奏する。
すなわち、本実施形態では、発光素子たるＬＥＤ１５を実装したＬＥＤ基板１６と、当該ＬＥＤ基板１６を載置した平板部としてのベース板１３と、このベース板１３の裏面１３Ａから延びて終端２Ａに口金３が設けられた筒状部としての胴体部２と、を備えたＬＥＤランプ１において、ベース板１３の裏面１３Ａに、胴体部２に沿って延びる複数の放熱フィン２５を備え、これら放熱フィン２５のそれぞれと胴体部２との間に、放熱フィン２５の根元部分であるフィン根元部２５Ｂからフィン先端２５Ａに亘り隙間を設ける構成とした。
この構成によれば、ベース板１３、胴体部２、及び放熱フィン２５を含む筐体３５への塗料の塗布工程において、放熱フィン２５と胴体部２の間に液溜まりが生じることがないため、１回あたりに塗布する液量を多くして塗布回数を抑えることができ、ムラなく簡単に塗料を筐体３５に塗布することができる。特に、スプレー等を用いて塗料を吹き付けることで、切離部９１を通じて塗料が胴体部２の周囲に回り込み、１回の塗布で広範囲にムラなく塗料を塗ることができる。
さらに、切離部９１を設けることで、筐体３５の軽量化が図られ、また材料費を抑えることができる。またＬＥＤランプ１の使用時には、放熱フィン２５と胴体部２との間に雨水等が溜まることもない。
また、胴体部２から放熱フィン２５を放射状に設ける従来構成においては、設置可能な放熱フィン２５の枚数が胴体部２の外周長を、放熱フィン２５のフィン根元部２５Ｂの成型可能な最小厚みで除算して得られる枚数に制限されるが、放熱フィン２５を胴体部２から切り離すことで、放熱フィン２５の枚数をより多く設けることができ、放熱性能を高めることができる。

また本実施形態によれば、放熱フィン２５のフィン根元部２５Ｂからフィン先端２５Ａに亘って補強リブ９２を設けた。
放熱フィン２５に補強リブ９２を設けることで、放熱フィン２５が胴体部２についていた場合と同等程度の強度とすることができるとともに樹脂の流れが改善され、成型性が向上する。さらに、金型からの製品取り出しの際に補強リブ９２のリブ端部９３に金型の突き出しピンの押し当てが可能となるため、製品の金型からの取り出しが確実に行うことができるとともに、製品の破損を防止できる。

また本実施形態によれば、複数のＬＥＤ１５を備える発光部１２の光を所定範囲に集中配光するビームランプ用光学部品４６が、入射面４９Ａから入射する光を集光して出射面４９Ｂから出力する集光レンズ４９と、入射面４９Ａから反れる光を出射面４９Ｂ側に反射する反射面５０とを一体に有した集中配光光学素子４７を発光部１２のＬＥＤ１５ごとに備えつつ、隣接する集中配光光学素子４７の反射面５０をラップさせる構成とした。

この構成によれば、ＬＥＤ１５の発光を十分に集光レンズ４９で集光し、かつ集光レンズ４９に入射しなかった光を十分に反射面５０で反射するように集中配光光学素子４７の寸法形状を設計した際に、当該集中配光光学素子４７の寸法よりもＬＥＤ１５の配置間隔が狭い場合でも、集中配光光学素子４７をダウンサイズすることなく各ＬＥＤ１５に設けることができ、集光性、及びＬＥＤ１５の利用効率の低下を抑えることができる。

また本実施形態によれば、集中配光光学素子４７の各々の出射面４９Ｂ上に、集中配光光学素子４７の各々を一体的に覆う板状の透光板部４８を設ける構成とした。
これにより、各集中配光光学素子４７を強固に連結することができる。

＜第２実施形態＞
上述した実施形態では、所定のビーム開き角の範囲に集中配光するビームランプ型のＬＥＤランプ１を説明した。これに対して、本実施形態では、配光がより広いタイプのＬＥＤランプ１００について説明する。

図１２は本実施形態に係るＬＥＤランプ１００の外観構成を示す図であり、図１２（Ａ）は平面図、図１２（Ｂ）は側面図、図１２（Ｃ）は底面図である。図１３はＬＥＤランプ１００を分解して示す上方斜視図であり、図１４はＬＥＤランプ１００を分解して示す下方斜視図である。また図１５は、図１２（Ｂ）のＩ−Ｉ線における断面図である。なお、これらの図において、第１実施形態で説明した部材に対応するものは、同一の符号を付して、その説明を省略する。
これらの図に示すように、第１実施形態で説明したＬＥＤランプ１が発光部１２にビームランプ用光学部品４６を備えるのに対し、本実施形態のＬＥＤランプ１００は、発光部１２に反射体２１を備える点で相違する。

すなわち、本実施形態のＬＥＤランプ１００では、発光部１２からビームランプ用光学部品４６を取り外すことで、広範囲に照射する配光（拡散型の配光）が形成されている。
ただし、ベース板１３がトレー状を成すことから、トレー内のＬＥＤ１５の放射光の一部が側壁１９に遮蔽される。
そこで、本実施形態では、側壁１９で遮光される光線成分をカバー２２の側に向けることで照明に有効に利用可能にするために反射体２１を発光部１２に設けている。具体的には、反射体２１は、ベース板１３の側壁１９に沿って延在し、各ＬＥＤ１５を取り囲む環状を成し、各ＬＥＤ１５から側壁１９に入射する光線成分をカバー２２の側に向けて反射する反射面２１Ａを有する。

このように、本実施形態では、発光部１２が反射体２１を備えることで、ＬＥＤランプ１の効率が向上し、また、水平方向（ＬＥＤ基板１６の面に平行な方向）への光の拡がりが抑えられる。
なお、反射体２１の反射面２１Ａは、高い反射率が得られるように高反射グレード素材を使用しているが、アルミニウム蒸着等仕様でも良い。また、反射面２１Ａを限定させても配光が変わらないようにするためカバーには拡散材を添加しているが、ショットを上記カバーに施してもよい。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。

１、１００ ＬＥＤランプ
２ 胴体部（筒状部）
２Ａ 終端
２Ｃ 先端
３ 口金
８ 電気回路基板
１０ 絶縁筒部
１２ 発光部
１３ ベース板（平板部）
１３Ａ 裏面
１５ ＬＥＤ（発光素子）
１６ ＬＥＤ基板
２５ 放熱フィン
２５Ａ フィン先端
２５Ｂ フィン根元部
３５ 筐体
６０ ランプホルダー
９１ 切離部
９２ 補強リブ
９３ リブ端部

Claims (2)

1. 発光素子を実装した基板と、
   当該基板を載置した平板部と、
   前記平板部の裏面から延びて終端に口金が設けられた筒状部と、を備えたランプにおいて、
   前記筒状部には、前記発光素子を点灯させるための電源、及び駆動回路が内蔵され、
   前記平板部の裏面に、前記筒状部に沿って延びる複数の放熱フィンを備え、
   前記平板部、前記筒状部、及び前記放熱フィンは一体成型物であり、かつ、当該一体成型物には塗布層が形成されており、
   前記放熱フィンのそれぞれと前記筒状部との間には、前記放熱フィンの根本部分から先端に亘り隙間を設け、
   前記平板部の裏面において前記筒状部と前記放熱フィンのそれぞれの間には、前記平板部の裏面の他の部分と同一平面であり、なおかつ、それぞれの前記放熱フィン同士の間と連通する平坦部が形成されており、
   前記平板部、前記筒状部、及び前記放熱フィンの一体成型物の前記塗布層には液溜まりが無い
   ことを特徴とするランプ。
2. 前記放熱フィンの根本部分から先端に亘って、前記平板部の裏面から補強リブを設けたことを特徴とする請求項１記載のランプ。

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