JP6264546B2 - ランプ装置および照明装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、発光モジュールを用いたランプ装置、およびこのランプ装置を用いた照明装置に関する。

従来、発光モジュールを有するランプ装置と、このランプ装置をソケットに装着することによってランプ装置が熱的に接続される放熱体と、を組み合わせて構成する照明装置がある。

ランプ装置は、筐体の後側に放熱部が設けられ、筐体内で放熱部の前側に発光モジュールが配置され、筐体の前側に発光モジュールからの光が透過する透光板が配置された構成となっている。

このようなランプ装置では、外方から筐体内に透光板が押されて動き、筐体内の部材等を介して発光モジュールに負荷が加わった場合、発光モジュールが有する基板が割れたり、基板に発光素子を電気的に接続しているはんだ接続部やワイヤボンディング等の断線が生じる虞がある。

特開２０１３−３０４０１号公報

本発明が解決しようとする課題は、透光板への外力に対して発光モジュールを保護できるランプ装置、およびこのランプを用いる照明装置を提供することである。

実施形態のランプ装置は、筐体、発光モジュール、透光板、弾性体および支持体を備える。筐体は、ケース、ケースの前側に配置される開口部を有するカバー、およびケースの後側に設けられる放熱部を有する。発光モジュールは、基板、およびこの基板の前側の面に形成された発光部を有し、基板の後側の面が放熱部に熱的に接続するとともに発光部が開口部に対向する。透光板は、カバーの開口部と発光モジュールとの間に配置する。弾性体は、透光板と基板との間に挟み込み、基板を放熱部に押圧する。支持体は、カバーに取り付けられ、カバーとの間に透光板を挟み込んで保持している。

本発明によれば、透光板と基板との間に挟み込む弾性体によって基板を放熱部に押圧する構造でありながら、透光板を支持体で筐体に支持することにより、透光板が外方から押されても、発光モジュールに負荷が加わるのを低減でき、発光モジュールを保護することが期待できる。

一実施形態を示すランプ装置の断面図である。 同上ランプ装置の図１とは異なる位置での断面図である。 同上ランプ装置の分解状態の斜視図である。 同上ランプ装置およびソケットの斜視図である。 同上ランプ装置およびソケットを用いた照明装置の断面図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。

図５に照明装置10を示す。照明装置10は、例えばダウンライトである。照明装置10は、ランプ装置11および器具12を備えている。さらに、照明装置10は、器具12に配置された電源回路13およびソケット14を備えている。なお、電源回路13は、器具12に配置せず、別置きでもよい。

そして、図１ないし図５に示すように、ランプ装置11は、筐体20、および筐体20内に収容される発光モジュール21、筐体20から突出する複数の電極22、および発光モジュール21と電極22とを電気的に接続する接続線23等を備えている。なお、以下、ランプ装置11の光照射方向である前側を下側とし、光照射方向に対して反対側である後側を上側として説明する。

筐体20は、例えば合成樹脂などの絶縁材料で円筒状に形成されたケース26、ケース26の下側を覆うカバー27、およびケース26の上側に取り付けられた放熱部28を備えている。

ケース26の上面中央部に筒状の壁部30が突出され、壁部30を貫通するように放熱部28が取り付けられている。これら壁部30および放熱部28によって筐体20の上面中央から突出する突出部31が構成されている。ケース26の外側部の内側、および壁部30の下側に、それぞれカバー27を係止するための複数の爪部32および複数の爪部33が形成されている。ケース26の周辺部には、ケース26の上面から突出する電極22が取り付けられる複数の取付孔34が形成されている。ケース26の周辺部の下面には、発光モジュール21の周辺部（四隅）を嵌め込んで位置決めする複数の位置決め部35が設けられているとともに、接続線23を保持する複数の保持部36が設けられている。また、ケース26の下面には、発光モジュール21とは干渉しない位置に、カバー27側を支えるための支え部37が設けられている。

カバー27には透光板40、弾性体41および支持体42が組み込まれ、一体化されたカバーユニットとして構成されている。

カバー27は、中央部に開口部44が開口された環状のカバー本体45を備えている。カバー本体45の上面周辺部には、ケース26の内側に嵌り込む外側壁部46が突設されているとともに、外側壁部46の一部にケース26の爪部32に係止される爪部47が設けられている。カバー本体45の上面で開口部44の周縁部には、透光板40の下面周縁部を保持する保持部48が形成されているとともに、この保持部48よりも外径側に内側壁部49が突設されている。内側壁部49には、ケース26の爪部33に係止される複数の係止孔50が設けられているとともに、支持体42を係止する複数の係止孔51が設けられている。

透光板40は、透光性を有する例えばガラスあるいは樹脂材料で円板状に形成されている。

弾性体41は、例えばシリコーンゴム等の弾性を有するとともに耐熱性を有する材料で円筒状に形成されている。弾性体41は上端から下端へ向けて拡開するように形成されている。上端は発光モジュール21に当接され、下端は透光板40に当接され、これら発光モジュール21と透光板40との間に挟み込まれて弾性変形し、その反発力により透光板40に対して発光モジュール21を放熱部28に押圧している。弾性体41の下端周辺部には透光板40と支持体42との間に挟み込まれて保持されるフランジ部53が形成されている。

弾性体41の上端の一部には、弾性体41の内周側と外周側とに連通する通気部54が形成されている。通気部54は、例えば、断面Ｖ字形溝、断面半円形溝、断面四角形溝等の何れの溝形状でもよい。なお、通気部54は、溝形状に限らず、弾性体41の上端から突出する突起で構成し、突起の周辺に発光モジュール21との間に隙間を生じさせることによって構成してもよい。また、通気部54は、上端に設ける場合に限らず、下端に設けてもよく、上下両端に設けてもよい。さらに、通気部54は、周方向の１個所または複数個所に設けてもよい。さらに、通気部54を弾性体41の上端に溝形状で構成するとともに、通気部54を除く弾性体41の上端に複数の突起を設けてもよい。このように溝と突起とを組み合わせて構成することによって、弾性体41が弾性変形する際にまず突起が変形することで応力を吸収し、通気部54の変形を抑制することで弾性体41の内周側と外周側との通気を確保しやすくすることができる。

支持体42は、筒状に形成されており、透光板40の周囲を嵌め込む枠部56、および枠部56の上端から内周側に突出する押え部57を有している。枠部56は、カバー27の内側壁部49の内側に嵌合可能とし、外周面には内側壁部49の各係止孔51に係止される複数の爪部58が突設されている。そして、支持体42に弾性体41のフランジ部53を介して透光板40を嵌合し、支持体42を内側壁部49の内側に嵌合するとともに各爪部58を各係止孔51に係止することにより、透光板40、弾性体41および支持体42がカバー27に取り付けられている。この取付状態では、支持体42の押え部57とカバー27の保持部48との間で透光板40および弾性体41のフランジ部53が挟み込まれている。

放熱部28は、例えばアルミダイカスト等の金属材料で形成されている。放熱部28の下側が筐体20内に突出し、放熱部28の平面状の下面に発光モジュール21が熱的に接続された状態に取り付けられている。放熱部28の上側周辺部には、壁部30の上側に配置されるとともに壁部30よりも径方向に突出する縁部60が形成されている。縁部60には、複数の溝61が形成されている。さらに、縁部60には、複数のキー62が径方向に突設されている。また、放熱部28の上面には熱伝導シート63が取り付けられている。

そして、筐体20の上側が、ソケット14に着脱可能に装着する口金65として構成されている。そして、筐体20は、ソケット14に対して着脱可能でかつソケット14に対して一定の向きで組み合わされるように構成されている。

また、発光モジュール21は、基板68、および基板68上に形成された発光部69を備えている。発光部69は、基板68に実装された複数の発光素子70を備えている。発光モジュール21は、基板68に複数の発光素子70として複数の発光ダイオードを実装し、複数の発光ダイオードを蛍光体を含有した透光性樹脂で覆ったＣＯＢ（Chip On Board）モジュールによって構成されている。なお、発光素子70としては、発光ダイオードを用いたＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージでもよいし、あるいはＥＬ素子等の他の半導体発光素子でもよい。

発光モジュール21は、直流電源の−極用と＋極用の一対の電源入力部71を有している。一対の電源入力部71は、基板68と弾性体41との接触位置よりも外側に配置されている。一対の電源入力部71間に複数の発光素子70が電気的に接続されている。

そして、基板68が熱伝導シート72を介して放熱部28に熱的に接続されている。また、基板68の周辺部（四隅）がケース26の複数の位置決め部35間に嵌め込まれ、基板68の面に平行な方向の位置が位置決め保持されている。

また、電極22は、導電性を有する金属製で、ピン状に形成されている。電極22は、ケース26の取付孔34に挿通されて取り付けられ、突出部31の周囲であるケース26の上面周辺部から上方に突出されている。

また、接続線23は、発光モジュール21と電極22とを電気的に接続する。接続線23は、発光モジュール21の電源入力部71の一方と電極22とを電気的に接続する第１の接続ユニット75、および発光モジュール21の電源入力部71と電極22とを電気的に接続する第２の接続ユニット76を備えている。これら接続ユニット75，76は、発光モジュール21と電極22との間で保持部36に保持されている。

また、図５に示すように、器具12は、器具本体としての放熱体90、この放熱体90の下側に取り付けられた反射体91およびソケット14を備えている。さらに、器具12の周囲には、天井取付用の複数の取付ばねが取り付けられている。

放熱体90は、例えばアルミダイカストなどの金属材料によって形成されている。放熱体90には、円板状の基部92、およびこの基部92の上面から突出する複数の放熱フィン93が形成されている。基部92の下面には、平面状の接続面が形成されている。放熱体90には側方に突出するブラケット94が取り付けられ、このブラケット94に電源回路13が取り付けられている。

反射体91は、下方へ向けて拡開する円筒状に形成されている。

また、電源回路13は、商用交流電源を整流平滑して直流電源に変換する電源回路、この直流電源をスイッチング素子のスイッチングにより所定の直流出力として負荷（ランプ装置11の発光素子70）に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ、およびスイッチング素子の発振を制御する制御ＩＣ等を備えている。

また、図４および図５に示すように、ソケット14は、ソケット本体100、およびこのソケット本体100に配置された複数の端子101を備えている。

ソケット本体100は、絶縁性を有する合成樹脂製で環状に形成されている。ソケット本体100の中央には、ランプ装置11の口金65の突出部31が挿通する円形の挿通孔102が形成されている。

ソケット本体100の内周面には、複数の突起103が突設されている。複数の突起103は、ソケット本体100に組み合わされるランプ装置11の各溝61の位置と対応した位置に配置されている。そして、ソケット本体100の挿通孔102にランプ装置11の突出部31を挿入し、各突起103の位置と各溝61の位置とが一致することにより、ソケット本体100の挿通孔102にランプ装置11の突出部31を挿通可能とされている。したがって、ランプ装置11がソケット14に対して一定の向きで組み合わされるように構成されている。

ソケット本体100の内周面には、複数のキー溝104が形成されている。複数のキー溝104は、ソケット本体100に組み合わされるランプ装置11の各キー62の位置と対応した位置に形成されている。キー溝104は、下側が縦溝およびこの縦溝の上側で横溝が連通する略Ｌ字形に形成されている。そして、各キー溝104の縦溝に各キー62が挿入されるとともに、ランプ装置11が装着方向へ向けて回動されることによって各キー溝104の横溝に各キー62が嵌り込んで装着することができる。また、ランプ装置11が装着方向とは反対の取外し方向へ向けて回動されることによって各キー溝104の横溝から各キー62が外れ、各キー溝104の縦溝から各キー62を下方へ抜き外すことができる。したがって、ソケット14に対してランプ装置11が着脱可能に構成されている。

ソケット本体100の下面には、ランプ装置11の電極22が挿入される複数の接続孔105が形成されている。接続孔105は、ソケット本体100に組み合わされるランプ装置11の各電極22の位置と対応した位置に配置されている。接続孔105は、ソケット本体100の周方向に沿って長孔状に形成されている。各接続孔105の上側に各端子101がそれぞれ配置されており、接続孔105に挿入されたランプ装置11の各電極22が各端子101にそれぞれ電気的に接続される。

なお、ソケット14は、支持機構によって放熱体90に支持されている。この支持機構では、ソケット14にランプ装置11の口金65が装着することにより、その口金65の上面すなわち放熱部28を熱伝導シート63を介在して放熱体90の下面に押し付け、ランプ装置11から放熱体90への熱伝導性を高めるように構成されている。

そして、ランプ装置11が器具12のソケット14に装着された状態において、電源回路13からランプ装置11に電源供給がなされることにより、発光モジュール21の発光部69が発光し、発光部69からの光が透光板40を透過して下方の照明空間に出射される。

発光部69の発光時に発生する熱は、基板68から放熱部28に伝わり、放熱部28から放熱体90に伝わって空気中に放熱される。

そして、ランプ装置11は、発光モジュール21と透光板40との間に挟み込まれる弾性体41によって、透光板40に対して発光モジュール21を放熱部28に押圧している。これにより、ねじ等を用いて発光モジュール21を放熱部28側に固定しなくても、基板68を放熱部28に密着させ、基板68から放熱部28への高い熱伝導性能を確保することができる。

また、透光板40に対して発光モジュール21を放熱部28に押圧する構造であるため、透光板40が外方から押され、透光板40が動くと、弾性体41を介して発光モジュール21に過剰な負荷が加わる虞がある。

本実施形態のランプ装置11では、支持体42により透光板40を筐体20に支持しているため、透光板40が外方から押されても、透光板40の動きを最小限に留め、弾性体41を介して発光モジュール21に過剰な負荷が加わるのを低減することかできる。具体的には、透光板40と支持体42との間に弾性体41のフランジ部53が介在されているため、少なくともフランジ部53が弾性変形可能なわずかな範囲で透光板40が動く可能性はあるが、支持体42によってそれ以上大きく動くのを規制し、弾性体41を介して発光モジュール21に過剰な負荷が加わるのを低減することができる。

このように、ランプ装置11によれば、透光板40と基板68との間に挟み込む弾性体41によって基板68を放熱部28に押圧する構造でありながら、透光板40を支持体42で筐体20に支持することにより、透光板40が外方から押されても、弾性体41を介して発光モジュール21に負荷が加わるのを低減でき、発光モジュール21を保護できる。

また、支持体42がケース26の支え部37に当接されている。そのため、透光板40が外方から強く押されても、その外力を支持体42を介してケース26で支えることができ、支持体42が透光板40と一緒に動くのを規制し、発光モジュール21に負荷が加わるのを確実に低減できる。

また、支持体42は、カバー27に取り付けられ、カバー27との間に透光板40および弾性体41を挟み込んで保持しているため、ユニット化でき、ランプ装置11の組立性を向上できる。

また、筒状の弾性体41の上端が発光モジュール21に密着し、下端が透光板40に密着すると、弾性体41の内部が気密空間となり、点灯時の発光部69からの熱で気密空間の圧力が上昇する虞がある。本実施形態では、弾性体41の内周側と外周側とに連通する通気部54を形成しているため、弾性体41の内部が気密空間とならず、圧力が上昇するのを防止できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 照明装置
11 ランプ装置
14 ソケット
20 筐体
21 発光モジュール
26 ケース
27 カバー
28 放熱部
40 透光板
41 弾性体
42 支持体
44 開口部
54 通気部
68 基板
69 発光部
90 放熱体

Claims (5)

1. ケース、ケースの前側に配置される開口部を有するカバー、および前記ケースの後側に設けられる放熱部を有する筐体と；
   基板、およびこの基板の前側の面に形成された発光部を有し、前記基板の後側の面が前記放熱部に熱的に接続されるとともに前記発光部が前記開口部に対向される発光モジュールと；
   前記カバーの開口部と前記発光モジュールとの間に配置される透光板と；
   前記透光板と前記基板との間に挟み込まれ、前記基板を前記放熱部に押圧する弾性体と；
   前記カバーに取り付けられ、前記カバーとの間に前記透光板を挟み込んで保持している支持体と；
   を具備することを特徴とするランプ装置。
2. 前記支持体の後側が前記ケースに当接されている
   ことを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
3. 前記支持体は、前記カバーとの間に前記弾性体を挟み込んで保持している
   ことを特徴とする請求項１または２記載のランプ装置。
4. 前記弾性体は、筒状に形成されるとともに、内周側と外周側とに連通する通気部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置。
5. 請求項１ないし４いずれか一記載のランプ装置と；
   前記ランプ装置を装着するソケットと；
   前記ソケットに装着された前記ランプ装置の前記放熱部が熱的に接続される放熱体と;
   を具備することを特徴とする照明装置。

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