JP6234119B2 - 照明ランプ及び照明装置 - Google Patents

Description

この発明は、たとえば、街路灯用ＬＥＤ（発光ダイオード素子）電球に関するものである。

特許文献１のように、街路灯や防犯灯に使用されるＨＩＤランプ（Ｈｉｇｈ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌａｍｐ）に近い広い配光のＬＥＤ電球を実現するものがある。特許文献１では、光源ユニットをカバー内に挿入し、シリコーンを充填する技術が開示されている。

特開２０１３−１２３０２７号公報

以下に述べる実施の形態では、光源ユニットをカバー内に挿入し、シリコーンを充填する場合でも、できるだけ光源が長期間に渡って安定した光学的特性を維持できるようにしたい。

この発明に係る照明ランプは、
複数の通気孔を有する筒状の基板を有し、前記基板の外側面に光源を実装した光源ユニットと、
前記光源ユニットの発光面側を覆う透光性のカバーを有し、前記光源ユニットを内部に収納した筐体と、
前記基板の外側面と前記カバーの内壁面との間に充填されたシリコーンと、
を備え、
前記基板は、折り曲げ部に沿って折り曲げられた角筒状の基板であり、
前記複数の通気孔は、前記基板の折り曲げ部に沿って形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、基板の通気孔からシリコーンを経由して光源に空気が供給されるので、光源の光学的特性の経時劣化を抑制でき、光源が長期間に渡って安定した光学的特性を維持できる。

実施の形態１における照明ランプ５０の外観図。 実施の形態１における照明ランプ５０の口金無しの外観図。 実施の形態１における光源ユニット６０の図。 実施の形態１における基板６１の組立外観図。 実施の形態１における基板６１の展開図。 実施の形態１における筐体７０の口金周辺を拡大した外観図。 実施の形態１における蓋部９０と外縁突設部９１の外観図。 実施の形態１における蓋部９０と基板６１との組立外観図。 実施の形態１における基板突設部８１を示す図。 実施の形態１における基板突設部８１を示す図。 実施の形態１における基板６１の通気孔６６の形状を示す図。 実施の形態１の空気の経路を説明する図。 実施の形態１のシリコーン５３の充填方法を示す図。 実施の形態２における基板６１の展開図と組立外観図。 実施の形態２における基板６１の展開図と組立外観図。 実施の形態３における蓋部９０の舌状突設部９２を示す図。 実施の形態３における蓋部９０の舌状突設部９２を示す図。 実施の形態４における基板突設部８１を示す図。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における照明ランプ５０の口金有りの外観図である。
図２は、実施の形態１における照明ランプ５０の口金無しの外観図である。
照明ランプ５０は、照明装置のソケットに物理的に取り付けられ、照明ランプの光源を点灯させる点灯装置に電気的に接続され点灯する。

照明ランプ５０は、光源ユニット６０と筐体７０を有している。
光源ユニット６０は、ステム７６と基板６１と光源６５を有している。
光源ユニット６０は、筒状の基板６１の外側面８４に複数の光源６５を配列実装し、その他の電子部品を実装している。
基板６１は、筒状部６３と錐状部６４を有している。
基板６１は、アルミニウム製の金属板に絶縁層や回路層を形成した回路基板である。基板６１は、樹脂性、銅製、鉄製などでもよい。

基板６１は、複数の通気孔６６を有している。
光源であるＬＥＤ素子、ワイヤ、ダイなどを封止するための封止材料、例えば、ＬＥＤパッケージを構成する封止材料は、空気に触れないと、光学的特性が劣化するといわれている。この経時劣化を抑制するためには、光源（ＬＥＤパッケージ）に空気を供給する必要がある。通気孔６６は、基板６１の裏から表に対して空気を供給する穴である。

筒状部６３は、照明ランプ５０の中心軸Ｃに直交する断面形状が正１２角形の多角柱の形状をしている。筒状部６３の内部は空洞である。
錐状部６４は、正１２角錐または正１２角錐に類似した形状をしている。錐状部６４の内部も空洞であり、筒状部６３の内部空間と連続している。

筐体７０は、カバー７１と口金７２を有している。
筐体７０は、光源ユニット６０の発光面側を覆う透光性のカバー７１を有し、光源ユニット６０を内部に収納している。

カバー７１は、透明又は半透明のガラス製である。カバー７１は、バルブと呼ばれる。ガラス製の場合は、ガラスバルブとも呼ばれる。カバー７１は樹脂製でもよく、樹脂製の場合は、耐熱性を有することが好ましい。

カバー７１は、上部（図では左側）が半球状の円筒形の形状をしており、下部（図では右側）が口金７２で覆われている。照明ランプ５０の中心軸Ｃ（カバー７１の中心軸Ｃ）からカバー７１の内壁までの半径Ｒは一定であるが、０．５ｍｍ程度の製造時の製造ばらつきＢが存在する。

カバー７１に、光源ユニット１０が挿入されている。カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット１０の中心軸Ｚとが一致するように収納されているのが望ましい。
シリコーン５３は、基板６１の外側面とカバー７１の内壁面との間に充填されている。
シリコーン５３は、透明で熱伝導性のある樹脂であり、カバー７１と光源ユニット１０の空間部に存在している。
シリコーン５３は、カバー７１の半球状の頂部の内面から光源ユニット１０の基板６１の筒端部８６の端面近傍まで充填されている。
シリコーン５３は、ガス透過性を有し、通気孔６６から供給される空気は、シリコーン５３の内部を伝播し、光源６５に到達する。

光源６５は、発光ダイオード、レーザーダイオード、有機エレクトロルミネッセンスのいずれかである。図では、光源６５が発光ダイオードの場合を示しており、基板６１がＬＥＤ基板の場合を示している。

蓋部９０は、基板６１の筒端部８６に設けられている。
蓋部９０は、正１２角形または円形状の平板（プレート）である。
蓋部９０は、筒端部８６との間に蓋隙間９９を設けるようにして、ねじ９６で基板６１に固定される。
蓋部９０の周囲は、基板６１の筒状部６３の外側面８４よりも庇状にとび出ている外縁突設部９１を形成している。外縁突設部９１は、蓋部９０の外縁部である。外縁突設部９１は、突設部８０の一例である。
蓋部９０は、ステム７６に固定され、ステム７６は、カバー７１に固定されている。
カバー７１は、口金７２の下端部から口金７２の内側に向かって、１対のくぼみ７４を有している。１対のくぼみ７４は、１８０度方向に設けられている。くぼみ７４は、キー溝とも呼ばれる。くぼみ７４は、カバー７１の肩部から口金７２の下端部（ネジ切り部の下部）まで凹状にくぼんでいる。

図２に示すように、カバー７１のネジ切り部には、くぼみ７４と連続してＵ字溝が形成されており、このＵ字溝は、ネジ切り方向と直交しており、中心軸Ｃ方向に口金７２の内面との間に口金隙間７３を形成している。口金隙間７３は、中心軸Ｃ方向にリード線を通す隙間であり、かつ、カバー７１に口金７２が取り付けられても口金７２の内部空間と外部空間とを連通する隙間である。
図２に示すように、ステム７６には、チップ管７５の一端がステム口５６として開口しており、チップ管７５の他端が管口５７として口金７２側に開口している。チップ管７５は、カバー７１の内部空間と口金７２の内部空間とを連通させている。

図３は、実施の形態１における光源ユニット６０の図である。
蓋部９０は、締結金具９５とねじ９６により、筒状部６３の端部に締結固定される。
ステム７６は、カバー７１の端部に融着されるガラス製の封止部である。
支持柱５８は、ステム７６の下端部中央にあらかじめ融着されて固定されている。
蓋支持鋼線９８は、蓋部９０に溶接され、さらに、蓋支持鋼線９８の中央が、支持柱５８の下端に溶接される。
チップ管７５が、ステム７６の下部に連結され、ステム口５６を形成する。チップ管７５は、チップカットされ管口５７が形成される。ステム口５６と管口５７はチップ管７５により連通している。ステム口５６は、カバーの内部空間にある。管口５７は、口金７２の内部空間にある。

２本のリード線５９が、ステム７６を貫通しており、２個のステンレススリーブ７７に固定されている。
２本のＮＩＰ鉄線７８は、２本のリード線５９と電気的に接続され、基板６１の回路にはんだ付けされる。ＮＩＰ鉄線７８は、蓋部９０を通過する部分がポリイミドチューブ７９で覆われている。

図４は、実施の形態１における基板の組立外観図である。
図５は、実施の形態１における基板の展開図である。
基板６１は組立てられて、筒状になり、筒状部６３には、１２面のＬＥＤ実装平面（外側面８４）がある。基板６１の筒状部６３は、筒軸Ｚに直交する断面形状が正１２角形の１２角筒である。筒状部６３の内側面の一辺（短辺）の長さをＤとし、筒状部６３の対抗する１対の内側面の距離をＬ３とする。

基板６１になる平板のアルミニウム板には、回路が形成され、図５に示すように、ダイオードブリッジ６８、ヒューズ６９、光源６５、配線パッド８３等の電子部品や電子回路が搭載されている。平板のアルミニウム板は折り曲げ部６２で折り曲げられ、アルミニウム板の両サイド辺がはんだ付けされて筒状になる。
基板６１は、筒状部６３の対抗する面に、１対の基板ねじ孔８２を有している。基板ねじ孔８２は、蓋部９０に溶接された締結金具９５をねじ固定するためのねじ穴である。

複数の通気孔６６は、光源６５や電子部品や回路パターンが実装されていない箇所に形成されている。
例えば、複数の通気孔６６は、基板６１の折り曲げ部６２に形成されている。複数の通気孔６６を折り曲げ部６２に直線状に形成すると、アルミニウム板を折り曲げ部６２に沿って直線状に折り曲げ易くなり好適である。

例えば、基板６１の折り曲げ部６２には列状に径が約１．０ｍｍの通気孔６６が設けられる。通気孔６６はアルミニウム板（基板６１）を貫通している貫通孔である。はんだ留め部６７によって継合される継合部には基板隙間５５が形成されるため、通気孔６６が設けられていない。
通気孔６６は、全ての折り曲げ部６２に設けられてもよい。
通気孔６６は、ＬＥＤの単位面積当たりの実装密度に応じて、延べ開孔面積が大きくなるように設けられるのが望ましい。
通気孔６６は、ＬＥＤの発熱に伴う基板６１の温度上昇に応じて、延べ開孔面積が大きくなるように設けられてもよい。
通気孔６６は、錐状部６４の外側面８４に設けられてもよい。
通気孔６６は、筒状部６３の外側面８４に設けられてもよい。

図６は、実施の形態１における筐体７０のうち口金周辺を拡大した外観図である。
２本のリード線５９のうち、一方のリード線５９は、口金７２のトップの＋側に、はんだ付けされる。他方のリード線５９は、口金７２の側部の−側に、はんだ付けされる。
カバー７１には、カバー７１の管軸Ｃに直交する断面において管軸Ｃを中心として回転対称の位置に２つのくぼみ７４が設けられている。
口金７２の内部空間は、管口５７からチップ管７５を経由して、カバー７１の内部空間に通じている。また、口金７２の内部空間は、カバー７１と口金７２のネジ切りの間の口金隙間７３を経由し、くぼみ７４から外部空間に通じている。

カバー７１は、点灯に伴う発熱の影響を受けて膨張や収縮を繰り返し、これによるカバー７１内の気圧の変化で空気の出入りが発生し、カバー７１の内部と外部とで空気の交換が行われる。

図７は、実施の形態１における蓋部９０の外観図である。
図８は、実施の形態１における蓋部９０と基板６１との組立外観図である。

蓋部９０は、基板６１の筒端部８６を覆う平板である。
蓋部９０の面積は、筒状部６３の筒軸Ｚに直交する断面形状の断面積よりも大きく、蓋部９０は、筒状部６３の断面形状と相似形の多角形のアルミニウム平板である。ここでは、筒状部６３の断面形状が正１２角形なので、蓋部９０も正１２角形のアルミニウム平板である。蓋部９０は、筒状部６３の筒軸Ｚに直交する断面形状を覆う円形平板でもよい。
蓋部９０は、基板６１の筒端部８６全体を覆うように、かつ、基板の筒端部８６から筒軸Ｚ方向に離れて、基板に固定される。
蓋部９０は、筒軸Ｚ方向において筒状部６３の断面形状を完全に覆っておりに、筒状部６３の筒端部８６よりも外側にはみ出した外縁突設部９１を有している。

外縁突設部９１の対角線の長さ（あるいは、円形の蓋部９０の場合は直径）は、カバー７１の内径と同じである。あるいは、カバー７１の中心軸Ｃから半径方向に、カバー７１の半径方向の製造ばらつきＢ（０．５ｍｍ）だけ小さい。
外縁突設部９１は、筒状部６３の外側面８４より外側に突出している。
外縁突設部９１は、光源ユニット６０のカバー７１への挿入をガイドする突設部８０の一例である。

図８に示すように、外縁突設部９１の突出高さＷ２は、筒状部６３の光源６５や電子部品の高さＷ１より高く設定するのがよい。例えば、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとを一致させた状態で、外縁突設部９１の突出高さＷ２は、カバー７１の内壁までの高さＷ３（外側面８４と内壁との距離）よりも小さく、電子部品の最大の高さＷ１より０．５ｍｍ高くする。

カバー７１の筒軸Ｚから半径方向に見た高さの関係は以下のとおりである。
カバー７１の内壁の半径Ｒ＞外縁突設部９１の突出高さ＞電子部品の最大高さ＞筒状部６３の外側面８４
Ｗ３＝Ｗ２＋製造ばらつきＢ
Ｗ２＝Ｗ１＋０．５ｍｍ
なお、Ｗ１＝Ｗ２としてもよい。

外縁突設部９１を設けることで、ＬＥＤのレンズ先端部とカバー７１の内壁面が直接接触することを避けることができる。また、ＬＥＤパッケージの高さ寸法に依存せずに、外縁突設部９１（突設部８０）によって光源ユニット６０をカバー内に安定して、傾くことなく挿入でき、かつ、傾くことなく収納することができる。
外縁突設部９１は、光源ユニット６０のカバー７１への挿入途中から光源ユニット６０をカバー７１の中心に位置させる機能を有する。製造ばらつきＢがゼロであれば、理論的には、Ｗ３＝Ｗ２とすることができ、蓋部９０の外縁突設部９１では、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとが完全に一致する。

このように、外縁突設部９１は、蓋部９０がカバー７１に挿入される際に、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとを一致させる機能を有する。このため、光源ユニット６０をカバー７１内に挿入する際に、光源ユニット６０がカバー７１内で大きく傾くことなく挿入でき、さらに大きく傾くことなく収納できる。

基板６１の組立寸法としては、常温の環境下において、基板６１がカバー７１に傾かずに（挿入されて）収納された状態で、光源や電子部品の先端部とカバーの内壁面との間隔Ｋ１（Ｗ３−Ｗ１）は約０．５ｍｍ確保する。すなわち、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとを一致させた状態で、間隔Ｋ１は約０．５ｍｍ（Ｋ１＝Ｗ３−Ｗ１＝０．５ｍｍ）確保する。
また、蓋部９０の最大外径端とカバー７１の内壁面との間隔Ｋ２（Ｗ３−Ｗ２）は、製造ばらつきＢ（約０．５ｍｍ）以上であって製造ばらつきＢに近い値になるようにする。すなわち、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとを一致させた状態で、間隔Ｋ２は約０．５ｍｍ（Ｋ２＝Ｗ３−Ｗ２＝０．５ｍｍ）にする。

光源や電子部品の先端部がカバーの内壁面に接触しても問題はないが、光源や電子部品に機械的圧力やストレスを与えないようにするほうが望ましい。そこで、光源や電子部品の先端部がカバーの内壁面に接触しないようにするためには、間隔Ｋ１＞間隔Ｋ２とするのがよい。
間隔Ｋ１＝間隔Ｋ２の場合は、光源や電子部品の先端部がカバーの内壁面に接触する場合がある。
間隔Ｋ１＜間隔Ｋ２の場合は、光源や電子部品の先端部が蓋部９０の最大外径端よりも先にカバーの内壁面に接触してしまい、光源や電子部品に機械的圧力やストレスを与えることになる。

蓋部９０の口金側の面（表面）には、ランプマーク５４が印字される。
蓋部９０の口金側の面（表面）には、蓋支持鋼線９８がある。蓋支持鋼線９８は、コ形状をしており、両端が蓋部９０に溶接される。蓋支持鋼線９８の中央には、ステム７６に固定された支持柱５８が溶接され、ステム７６と蓋部９０とが固定される。

蓋部９０の光源ユニット６０側の面（裏面）には、締結金具９５がある。
締結金具９５は、短辺長Ｄの矩形板金をＣ字形状（コ字形状）に折り曲げたＣ金具であり、平らな背中板と背中板の両側にある２枚の締結側部８５がある。締結金具９５の中央にある背中板が蓋部９０にスポット溶接される。背中板の両側にある２枚の締結側部８５には、金具ねじ孔９７があり、締結側部８５は、ねじ９６により、基板６１に固定される。接着剤や嵌め込み機構等のねじ９６以外の締結部材を用いてもよい。締結金具９５と基板６１が固定されることにより、基板６１に対して蓋部９０が固定される。

前述したとおり、蓋支持鋼線９８と支持柱５８が溶接されるので、ステム７６と蓋部９０と基板６１とが一体形成され、ステム７６と蓋部９０と基板６１とにより光源ユニット６０が形成される。

蓋部９０の周囲には、１８０度方向に１対の幅広凹部９３（凹部の一例）がある。幅広凹部９３は矩形の切り取り部である。幅広凹部９３の長辺の長さは、筒状部６３の内側面の短辺（正１２角形の１辺）の長さＤと同じである。幅広凹部９３の短辺の長さは、筒状部６３の内部空間を露出させない長さ（図８の突出高さＷ以下）とする。すなわち、幅広凹部９３は、基板の外側面８４よりも外側に存在する。筒軸Ｚ方向において、幅広凹部９３が、筒状部６３の内部空間を露出させることはない。

蓋部９０の周囲には、１対の弧状凹部９４（凹部の一例）がある。弧状凹部９４は半円状又はＵ字状の形をしている。弧状凹部９４の幅と奥行きは、ポリイミドチューブ７９が通過できる大きさであればよい。弧状凹部９４の奥行きは、筒状部６３の内部空間を露出させない長さ（図８の突出高さＷ以下）とする。すなわち、弧状凹部９４は、基板の外側面８４よりも外側に存在する。筒軸Ｚ方向において、弧状凹部９４が、筒状部６３の内部空間を露出させることはない。

蓋部９０の中心（筒状部６３の筒軸Ｚ）から見て、電子部品が存在する半径方向の長さの関係は以下のとおりである。
カバー７１の内壁までの半径＞外縁突設部９１の半径方向の長さ＞電子部品の半径方向の高さ＞筒状部６３の外側面８４
例えば、図８に示すとおり、外縁突設部９１は、筒状部６３の外側面８４から、突出高さＷだけ、外側に突出している。突出高さＷとは、筒軸Ｚ方向に直交する断面における外縁突設部９１の一辺と筒状部６３の外側面８４との距離である。
幅広凹部９３と弧状凹部９４の場所を除き、蓋部９０は、周囲に突出高さＷの幅を有する外縁突設部９１を有している。

蓋部９０と基板６１の口金側端部（筒端部８６）との間隔は１．５ｍｍ以上確保されるように組立てられる。
２つの幅広凹部９３は、光源ユニット６０をカバー内に収納した後に、シリコーンを充填するための充填孔の機能を持つとともに、蓋部９０の基板側と口金側との通気経路としての機能を併せ持つ。

２つの弧状凹部９４は、ポリイミドチューブ７９に包覆されたＮＩＰ鉄線７８を挿通させる隙間となる。ＮＩＰ鉄線７８は、ステム７６のステンレススリーブ７７と基板６１の配線パッド８３とを電気的に接続する。
好ましくは、２つの弧状凹部９４は、ＮＩＰ鉄線７８の経路が最短となる位置に設けられる。

２つの弧状凹部９４は、蓋部９０の周縁部に回転対称に設けられてもよい。
２つの幅広凹部９３や２つの弧状凹部９４は、光源ユニット６０が傾かないように蓋部９０の最大外径を大きくしたことによって構造上必要となる構成である。すなわち、弧状凹部９４と幅広凹部９３とは、蓋部９０の最大外径端とカバー７１の内壁面との間隔を約０．５ｍｍ程度に狭めたことにより、電線やシリコーンの通過経路を確保するものである。

ＮＩＰ鉄線７８の一端は、ステンレススリーブ７７にスポット溶接され、他端は、ポリイミドチューブ７９に覆われて、蓋部９０の弧状凹部９４を通過し、配線パッド８３にはんだ付けされる。

締結金具９５は、ねじ９６により筒状部６３に固定される。Ｈ１＞＝Ｈ２＋１．５ｍｍなので、基板６１の筒端部８６の端面と蓋部９０の裏面の間には１．５ｍｍ以上の蓋隙間９９が形成される。蓋隙間９９があるので、基板６１の筒内部は密閉されることなく通気性が保たれる。

締結金具９５が折り曲げられて、蓋部９０から起立する締結側部８５の短辺長（締結金具９５の短辺長）は、基板６１の折り曲げ間隔Ｄ（多角形の一辺長Ｄ）と同寸法である。また、締結側部８５の短辺長（締結金具９５の短辺長）は、幅広凹部９３の幅とも同寸法である。したがって、締結側部８５の外面全面が基板６１の筒状部６３の内側面の筒端部全面に渡って当接する。すなわち、締結側部８５の両辺が折り曲げ部６２に沿って直線状に挿入される。このため、蓋部９０を基板６１にねじ留めする際に、蓋部９０にスポット溶接された締結金具９５の金具ねじ孔９７の中心を支点とした蓋部９０の回動を規制することができ、蓋部９０の面は基板６１の筒状部６３の筒軸Ｚに対して正確に直交して固定される。

蓋部９０と基板６１の口金側端部との間隔は１．５ｍｍ以上確保されるように組立てられる。この間隔は締結金具９５の金具ねじ孔９７の位置と基板６１の基板ねじ孔基板ねじ孔８２の位置との相対関係で決まるもので、設計仕様に応じて任意に設定できる。

以下に、長さの関係を示す。
Ｌ１：蓋部９０の平行な２辺の距離
Ｌ２：締結金具９５の背中板の長さ
Ｌ３：筒状部６３の平行な内側面の距離
Ｈ１：蓋部９０の裏面と金具ねじ孔９７の中心との距離
Ｈ２：基板６１の筒端部８６の端面と基板ねじ孔８２の中心との距離
Ｄ：筒状部６３の内側面の短辺の長さ（正１２角形の一辺の長さ）
Ｗ：筒軸Ｚ方向に直交する断面における外縁突設部９１の一辺と筒状部６３の外側面８４との距離
Ｌ１＞Ｌ２＝Ｌ３
Ｌ１−（Ｗ×２）＝Ｌ２＝Ｌ３
Ｗ＞幅広凹部９３の短辺の長さ
Ｗ＞弧状凹部９４の半径方向の奥行き
Ｌ１−（幅広凹部９３の短辺の長さ×２）＞Ｌ３
Ｌ１−（弧状凹部９４の半径方向の奥行き×２）＞Ｌ３
Ｈ１＞＝Ｈ２＋１．５ｍｍ
Ｄ＝幅広凹部９３の長編の長さ
Ｄ＝締結金具９５の幅（締結金具９５の短辺長）

図９は、実施の形態１における基板突設部８１を示す図である。
基板突設部８１は、アルミニウム板をエンボス加工して、周囲より山形に突出させたものである。基板突設部８１の天頂部は、カバー７１の内壁を傷つけないようにするために曲面を呈している。
基板突設部８１は、基板６１の筒状部６３の外側面８４の端部（錐状部６４側の端部）にあり、カバー７１の内壁面の方向（半径方向）に向かって突出している。
基板突設部８１は、光源ユニット６０のカバー７１への挿入をガイドする突設部の一例である。
基板突設部８１は、ＬＥＤ実装部や配線パタン付設部を避けて、基板６１を部分的に突設させて形成する。
基板突設部８１は、円周上に均等間隔で３箇所（例えば１２０度毎に）設ける。基板突設部８１は、円周上に均等間隔で４箇所以上あってもよい。

図１０に示すように、基板突設部８１の高さＴ２は、筒状部６３の光源６５や電子部品の高さＴ１より高く設定するのがよい。例えば、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとを一致させた状態で、基板突設部８１の高さＴ２は、カバー７１の内壁までの高さＴ３（外側面８４と内壁との距離）よりも小さく、電子部品の最大の高さＴ１より０．５ｍｍ高くする。

カバー７１の筒軸Ｚから半径方向に見た高さの関係は以下のとおりである。
カバー７１の内壁の半径Ｒ＞基板突設部８１の高さ＞電子部品の最大高さ＞筒状部６３の外側面８４
Ｔ３＝Ｔ２＋製造ばらつきＢ
Ｔ２＝Ｔ１＋０．５ｍｍ
なお、Ｔ１＝Ｔ２としてもよい。

基板突設部８１を設けることで、ＬＥＤのレンズ先端部とカバー７１の内壁面が直接接触することを避けることができる。また、ＬＥＤパッケージの高さ寸法に依存せずに、基板突設部８１（突設部８０）によって光源ユニット６０をカバー内に安定して、傾くことなく挿入でき、かつ、傾くことなく収納することができる。
光源ユニット６０をカバー７１に挿入する際に、ＬＥＤのパッケージ内の断線など、ＬＥＤに対する機械的ストレスを回避することができる。
基板突設部８１は、光源ユニット６０のカバー７１への挿入当初から光源ユニット６０をカバー７１の中心に位置させる機能を有する。製造ばらつきＢがゼロであれば、理論的には、Ｔ３＝Ｔ２とすることができ、基板突設部８１がある部分において、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとが完全に一致する。

結局、蓋部９０の外縁突設部９１と基板６１の基板突設部８１とがあることにより、外縁突設部９１のある位置と基板突設部８１のある位置との２箇所においてカバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとが完全に一致することになる。その結果、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとは全ての位置で一致することになり、カバー７１に対して光源ユニット６０が傾くことなく挿入でき、かつ、傾くことなく収納できる。仮に、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとにずれが生じたとしても、ずれの最大は製造ばらつきＢの範囲内になる。

基板突設部８１は、エンボス加工によらず切り起し曲げ加工によって、ＬＥＤ実装部や配線パタン付設部を避けて、基板６１を部分的に突設させて形成することができる。
あるいは、基板突設部８１は、釣鐘状の部品やドーム状の部品を筒状部６３に接着して形成してもよい。

図１１は、実施の形態１における基板の通気孔の形状を示す図である。
通気孔６６の形状は、円形でもよい。四角形でもよい。長孔やスリットでもよい。通気孔６６は単独で存在してもよいし、複数個配列されて存在していてもよい。
通気孔６６は、折り曲げ部６２以外に、ＬＥＤ以外や配線パタン以外の箇所であれば、外側面８４に配置してもよい。

図１２は、実施の形態１の空気の経路を説明する図である。
照明ランプ５０は、消灯状態と点灯状態との繰り返しや、設置環境温度の上昇と下降の繰り返しなどに伴って、カバー７１およびカバー７１の内部の空気は膨張と収縮とを繰り返す。

これによって、口金付近の２つのくぼみ７４、蓋部９０と基板６１との蓋隙間９９、および、基板６１の通気孔６６を介して、空気は照明ランプの外部空間とＬＥＤが実装されている照明ランプの内部空間との間で、吸排気方向に移動する。図１２の矢印は、吸気方向を示したおり、排気方向はその逆である。

シリコーン５３は、良好な放熱特性を有するが、良好なガスの透過性もある。例えば、シリコーンの気体透過性は天然ゴムを１００とした場合、以下の値をもつ。
水素：１０７０
酸素：２２００
窒素：３３００
二酸化炭素：１６００
空気：２７００

このため、光源６５がシリコーン５３で覆われていても、シリコーン内を空気が伝搬して光源６５に到達することができる。ここで、空気が伝搬するシリコーン内の距離を短くした方が通気性は向上するので、通気孔６６は、光源６５の近傍に設けるのが望ましい。
通気孔６６のサイズを大きくするとシリコーン５３を基板６１とカバー７１の間に充填する際に、シリコーン５３が通気孔６６を経由して、基板６１の内部空間に漏れ出てしまうので、通気孔６６のサイズは、シリコーン５３が通過しないサイズの穴、例えば、せいぜい直径が１ｍｍ程度の穴にする。あるいは、シリコーン５３の充填前に通気孔６６をシリコーン５３で目止め（コーキング）しておき、通気孔６６からシリコーン５３が基板６１の内部空間に漏れ出てしまうことを防止するのがよい。
基板６１の内部空間はシリコーン５３が存在せず空気で満たしておき、通気孔６６からシリコーン５３を経由して光源６５に空気を取り込ませるのがよい。

このため、ＬＥＤが実装される基板６１の内部空間には常に新鮮な空気が満たされ、ＬＥＤの動作温度を下げる効果に加え、ＬＥＤパッケージを構成する樹脂封止材料の経時劣化を抑制する効果を奏する。

空気の伝搬経路をまとめると以下のとおりである。
外気−くぼみ７４−口金隙間７３−口金７２の内部空間−管口５７−チップ管７５−ステム口５６−カバー７１の内部空間−蓋隙間９９−基板６１の内部空間−基板６１の通気孔６６−シリコーン５３−光源６５

以上のように、発光ダイオードの表面付近と照明ランプの外部との間に、空気が流動し得る経路を設けたので、ＬＥＤパッケージを構成する封止材料の光学的特性の経時劣化を抑制することができ、長期間に渡って安定した光学的特性を維持できる。

以下、照明ランプ５０の製造方法、特に、シリコーン充填方法について特徴的部分を説明する。

＜＜＜基板６１の製造方法＞＞＞
光源や回路が搭載されたアルミニウム基板を専用治具によって折り曲げる。折り曲げ後、基板隙間５５が最小になるようにモールで固定しておく。そして、基板の合わせ面の４箇所のはんだ留め部６７をはんだ付けする。錐状部６４の基板隙間５５は、表面からマスキングテープを貼って、塞いでおく。

次に、基板６１の内部空間にシリコーン５３が入り込む隙間をなくしておく。具体的には、基板６１を組立成形した後で、基板６１の内側から、通気孔６６及び基板隙間５５を、信越シリコーン製シリコーンゴムのうちシーリング用のシリコーン（例えばＫＥ−１８８５）でコーキング（シーリング）する。コーキングは、基板６１の内側より外側に向かって、かつ、折り曲げ部６２又は基板隙間５５に沿って行う。錐状部６４の基板隙間５５もコーキングする。コーキング後に、基板６１を恒温槽内で乾燥させる。

目止め材として、カバー７１内に充填するシリコーン５３と同じシリコーンあるいは通気性のある接着用シリコーンを塗布して目止めしてもよい。目止めする理由は、基板６１の内部空間にまでシリコーン５３が注入されることを防止するためである。基板６１の内部空間にまでシリコーン５３が注入されると、シリコーン５３の空気の伝播経路が長くなり、光源６５に空気が供給されにくくなってしまう。

＜＜＜蓋部９０の製造方法＞＞＞
蓋部９０にランプマーク５４をレーザ印字する。
蓋部９０の口金側面（表面）に、蓋支持鋼線９８を専用治具で固定して、スポット溶接する。
蓋部９０の基板側面（裏面）に、締結金具９５を専用治具で固定して、スポット溶接する。

＜＜＜光源ユニット６０の製造方法＞＞＞
締結金具９５の締結側部８５を基板６１の内面に挿入し、金具ねじ孔９７と基板ねじ孔８２とにねじ９６を通し、蓋部９０の裏面と基板６１の端面部の端面の距離が１．５ｍｍ以上になるように固定する。
ポリイミドチューブ７９にＮＩＰ鉄線７８を通し、ＮＩＰ鉄線７８と蓋部９０とが電気的に接触しないようにする。
ＮＩＰ鉄線７８を、弧状凹部９４の位置に嵌め込む。
ＮＩＰ鉄線７８の一端を基板６１の配線パッド８３にはんだ付けする。
蓋支持鋼線９８と支持柱５８をスポット溶接する。
ＮＩＰ鉄線７８の他端をステンレススリーブ７７にスポット溶接する。
リード線５９をステンレススリーブ７７にスポット溶接する。
この時点で、光源ユニット６０が完成する。

＜＜＜シリコーン５３の注入方法＞＞＞
一端が開放したカバー７１に光源ユニット６０を挿入し、カバー７１の開放部とステム７６の端部とを溶融して結合する。
図１３に示すように、チップ管７５の管口５７にシリコーンディスペンサーの注入針（専用ノズル）を挿入し、カバー７１内部にシリコーンディスペンサーから押し出されたシリコーン５３を注入する。この時、チップ管７５の開口部を上向きにしてディスペンサーの注入針を挿入する。つまり、口金７２が取り付けられる側を上向きに配置し、シリコーン５３を注入針の先端から重力により垂らして注入する。カバー７１は、一方の幅広凹部９３が斜め下（図１３では、左下）になり、他方の幅広凹部９３が斜め上（図１３では、右上）になるように、垂直方向に対して管軸Ｃがθ度（例えば、２０度〜３０度）傾けられる。

シリコーン５３は、信越シリコーン製シリコーンゴムＫＥ−１０９Ｅ−ＡとＫＥ−１０９Ｅ−Ｂとを２：１に混合したものが好適である。
シリコーン５３が注入されると、シリコーン５３は蓋部９０の表面に滴下する。５３は蓋部９０がθ度だけ傾斜しているので、左下に流れ、左下の幅広凹部９３から基板６１の外側面とカバー７１の内壁面の間に落下してゆく。蓋部９０が基板６１を覆っているので、シリコーン５３が基板６１の内部に入ることはない。
シリコーン５３の注入と同時に、注入されたシリコーン５３の体積分だけ、カバー７１内の空気は、右上にある幅広凹部９３を通過して、注入針２３０とチップ管７５の内面との隙間から外部に流出する。

シリコーン５３は、光源の放熱用であるから、光源が配置された部分が存在する高さまで充填すればよい。基板６１の筒端部８６までシリコーン５３を注入すると、蓋隙間９９が塞がれてしまい通気性がなくなるので、シリコーン５３は、全ての光源６５を覆う高さ以上で筒端部８６未満の高さまで注入する。例えば、シリコーン５３は、筒端部８６の端面から約１０ｍｍの位置まで注入する。

＜＜＜口金付け＞＞＞
シリコーン５３の充填後に、チップ管７５のチップカットを行う。
その後、口金７２を取り付け、２本のリード線５９を口金７２にはんだ付けする。
基板６１の−側のリード線は、口金隙間７３に配線され、カバー７１のくぼみ７４で口金サイドにはんだ付けする。
基板６１の＋側のリード線は、アイレット側にはんだ付けする。

実施の形態２．
以下、前述した実施の形態と異なる点を説明する。
図１４のように、通気孔６６を全ての折り曲げ部６２に設けてもよい。
図１４の場合は、筒状部６３の全ての光源６５の横に、３個１組の通気孔６６が１対１に対応して設けられている。３個１組の通気孔６６の長さは、光源６５の長さに等しい。

図１５のように、光源６５の配置が異なっていてもよい。光源６５の配置は、格子状、チェック状、ジグザグ状、ランダム状でもよい。
図１５のように、錐状部６４の形状が異なっていてもよい。錐状部６４の形状は、半球状、台錐状、釣鐘状、平板状、円錐状でもよい。錐状部６４がなくてもよく、筒状部６３が平面で覆われていてもよい。
図示しないが、筒状部６３は、正１２角柱でなくてもよく、３角柱、４角柱、５角柱、それ以上の角柱でもよい。均一な配光性の点からは、６角柱以上が望ましく、８角柱、１２角柱がより望ましい。

実施の形態３．
以下、前述した実施の形態と異なる点を説明する。
図１６は、実施の形態３における蓋部９０を示す図である。
図１６の蓋部９０の形状は、筒状部６３の断面形状と同じ正１２角形でかつ同じサイズである。
図１６の蓋部９０には、外縁突設部９１がなく、代わりに、舌状突設部９２がある。
舌状突設部９２は、蓋部９０の外周の複数の角に舌状に設けられ、外周から円弧状または半円状にまたは扇状に突設されている。

舌状突設部９２は、基板６１の折り曲げ部６２に対応する位置にあり、折り曲げ部６２よりもカバー７１の内面の方向に向かって突出している。
舌状突設部９２は、光源ユニット６０のカバー７１への挿入をガイドする突設部８０の一例である。
舌状突設部９２の数は２以上の任意の数である。
図１６の（ａ）の蓋部９０には、舌状突設部９２が円周上に均等間隔で３個ある。
図１６の（ｂ）の蓋部９０には、舌状突設部９２が円周上に均等間隔で４個ある。

舌状突設部９２の先端部を直角に折り曲げて、直角に折り曲げた先端部によりカバー７１の内壁面と当接する当接面を形成すれば、蓋部９０の面がカバー７１の中心軸Ｃに対して直交した状態を維持して収納させることができる。
光源ユニット６０をカバー７１に挿入する際の、当接面と内壁面との摩擦を軽減するために、当接面に滑りを促進する部材を付設してもよい。

図１７の舌状突設部９２は、折り曲げ部６２に対応する位置ではなく、基板６１の外側面８４の中央に対応する位置に存在している。
図１７の舌状突設部９２は、外側面８４の中央に配置された光源６５あるいは電子部品の最大高さよりも、前記カバー７１の内壁の方向に向かって突出している。
舌状突設部９２は、折り曲げ部６２に対応する位置と基板６１の外側面８４の中央に対応する位置との両方にあってもよい。

実施の形態４．
以下、前述した実施の形態と異なる点を説明する。
図１８は、基板突設部８１を筒軸Ｚ方向に３箇所設けた場合を示している。
また、基板突設部８１を、周上に６個配置した場合を示している。
このため、光源ユニット６０の挿入時に斜め挿入を防ぐことができる。
基板突設部８１を筒軸Ｚ方向に２箇所設けておけば、基板突設部８１のある２箇所においてカバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとが一致することになり、結局、カバー７１の中心軸Ｃと光源ユニット６０の中心軸Ｚとは全ての位置で一致することになる。このため、カバー７１に対して光源ユニット６０を傾くことなく挿入でき、かつ、傾くことなく収納できる。基板突設部８１を筒軸Ｚ方向に２箇所設けておけば、外縁突設部９１はなくてもよい。

５０ 照明ランプ、５１ ソケット、５２ 点灯装置、５３ シリコーン、５４ ランプマーク、５５ 基板隙間、５６ ステム口、５７ 管口、５８ 支持柱、５９ リード線、６０ 光源ユニット、６１ 基板、６２ 折り曲げ部、６３ 筒状部、６４ 錐状部、６５ 光源、６６ 通気孔、６７ はんだ留め部、６８ ダイオードブリッジ、６９ ヒューズ、７０ 筐体、７１ カバー、７２ 口金、７３ 口金隙間、７４ くぼみ、７５ チップ管、７６ ステム、７７ ステンレススリーブ、７８ ＮＩＰ鉄線、７９ ポリイミドチューブ、８０ 突設部、８１ 基板突設部、８２ 基板ねじ孔、８３ 配線パッド、８４ 外側面、８５ 締結側部、８６ 筒端部、９０ 蓋部、９１ 外縁突設部、９２ 舌状突設部、９３ 幅広凹部、９４ 弧状凹部、９５ 締結金具、９６ ねじ、９７ 金具ねじ孔、９８ 蓋支持鋼線、９９ 蓋隙間。

Claims (7)

1. 複数の通気孔を有する筒状の基板を有し、前記基板の外側面に光源及び電子部品を実装した光源ユニットと、
   前記光源ユニットの発光面側を覆う透光性のカバーを有し、前記光源ユニットを内部に収納した筐体と、
   前記基板の外側面と前記カバーの内壁面との間に充填されたシリコーンと、を備え、
   前記基板は、折り曲げ部に沿って折り曲げられた角筒状の基板であり、
   前記複数の通気孔は、前記基板の折り曲げ部に沿って形成されていることを特徴とする照明ランプ。
2. 前記筐体は、口金を備え、
   前記カバーと前記口金との間に、口金の内部空間と外部空間とを連通させた口金隙間を有し、
   前記カバーは、カバーの内部空間と口金の内部空間とを連通させたチップ管を有することを特徴とする請求項１記載の照明ランプ。
3. 前記複数の通気孔は、前記光源と前記電子部品とが実装されていない箇所に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明ランプ。
4. 前記複数の通気孔は、前記光源の横に対応して設けられていることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の照明ランプ。
5. 前記基板の筒端部を覆う蓋部であって、前記基板の筒端部から離れて前記基板に固定された蓋部を備え、
   前記蓋部と前記筒端部との間に、前記基板の筒内部の通気性を保つ蓋隙間を設けたことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の照明ランプ。
6. 前記蓋部は、前記基板の外側面よりも外側に凹部を有することを特徴とする請求項５記載の照明ランプ。
7. 請求項１〜６いずれかに記載の照明ランプと、
   前記照明ランプの光源を点灯させる点灯装置と
   を備えることを特徴とする照明装置。

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