JP6277762B2

JP6277762B2 - 照明ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JP6277762B2
Application number: JP2014029143A
Authority: JP
Inventors: 恒人西岡
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2014-02-19
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2034-02-19
Also published as: JP2015153711A

Description

この発明は、照明ランプおよび照明装置に関する。

従来のＬＥＤランプとして、管体の両端部に配置する口金の外周全周に放熱溝を設けることで、ＬＥＤから発生する熱を効果的に口金外に放熱し、管体の内部の温度上昇を抑制するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１９８９２７号公報

上述した従来技術では、口金を複雑な形状とするために製造コストが上昇してしまうという問題があった。また、放熱溝の内部に蓄積した塵埃が放熱効率を低下させてしまう恐れがあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で筒管の内部の温度上昇を抑制することができる照明ランプおよび照明装置を提供することを目的とする。

この発明の照明ランプは、筒管と、筒管内に設けられ、発光素子が実装された基板と、一方が開放した有底筒状に形成されて筒管の端部を覆う筐体および筐体に固定されて一部が筐体の外側に突出して照明器具のソケットに支持されるランプピンを有する口金とを備え、筐体は、熱伝導性絶縁樹脂で構成されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、口金の筐体を熱伝導性絶縁樹脂で構成しているので、口金の形状を複雑にすることなく、簡単な構造で筒管の内部の温度上昇を抑制することができる。

実施の形態１の照明装置を示す斜視図である。実施の形態１の照明ランプを示す斜視図である。実施の形態１の口金を示す斜視図である。実施の形態１の照明ランプを示す断面図である。実施の形態１の照明ランプの放熱経路を示す断面図である。実施の形態１の照明ランプにおいてＬＥＤと基板とを接合するはんだ部分の温度の測定結果を比較例の照明ランプと比較して示す図である。実施の形態１の照明ランプの熱伝導率とΔＴ１との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、以下の各図において同一符号は同一または相当の構成を示す。また、本発明は図に記載したのみに限定されるものではない。実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」といった方向は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置、器具、部品等の配置や向き等を限定するものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１の照明装置の斜視図である。図１に示すように、実施の形態１の照明装置６００は、照明器具５００と、この照明器具５００に着脱自在に取り付けられた照明ランプ１とを備えている。照明器具５００は、照明ランプ１に給電して照明ランプ１を点灯させるものであり、ここでは図示しない固定具を介して天井に取り付けられる。そして、照明ランプ１が点灯することによって床面や室内空間が照射される。

なお、照明装置６００は図１に示した形態以外のものであってもよい。例えば、照明装６００は、複数の照明ランプ１を着脱自在に取り付けられるものであってもよいし、天井に埋め込まれるものであってもよい。

また、照明装置６００は、天井以外に取り付けられるものであってもよい。例えば、照明装置６００は、卓上に設置されて卓上を照らすものであってもよいし、壁に固定具を介して取り付けられるものであってもよいし、他の場所あるいは用途で用いられるものであってもよい。

図１に示すように、照明器具５００は、給電ソケット１００、アースソケット１１０、反射板１２０、器具本体１４０、および器具本体１４０に収納される点灯装置１３０を備える。

給電ソケット１００およびアースソケット１１０は、照明ランプ１と電気的に接続される。また、給電ソケット１００およびアースソケット１１０は、照明ランプ１を機械的に保持する役割も有する。

なお、アースソケット１１０は照明ランプ１と電気的に接続されず、照明ランプ１を機械的に保持する役割のみを有するようにしてもよい。

給電ソケット１００およびアースソケット１１０は器具本体１４０に取り付けられている。器具本体１４０には、スイッチ（図示しない）をＯＮの状態に切り替えると給電ソケット１００を介して照明ランプ１に給電し、スイッチをＯＦＦの状態に切り替えると給電を停止する点灯装置１３０が収納される。点灯装置１３０は専用の筐体に収納されている。

図２は、実施の形態１の照明ランプ１を示す斜視図である。照明ランプ１は、直管状の円筒ケース５を備えている。円筒ケース５はこの発明の筒管に相当する。なお、図２では、円筒ケース５の内部の構成は図示していない。また、ここでは照明ランプ１として直管形のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）ランプを例に説明を進めるが、照明ランプ１の形状は直管形に限定されるものではなく、照明ランプ１の光源素子の種類もＬＥＤに限定されるものではない。例えば、ＬＥＤに代えて、レーザダイオード、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の発光素子を使用することもできる。

円筒ケース５の材質はガラス又は樹脂とすることができ、樹脂とする場合、その樹脂素材は、例えばアクリルまたはポリカーボネートとすることができる。円筒ケース５はガラスまたは樹脂で構成されているため、内部に収納される光源モジュールから出射される光を透過する。

円筒ケース５の両端部には一対の口金が設けられている。この口金はＪＩＳＣ８１５９−１：２０１３として日本電球工業規格に規定されているＧＸ１６ｔ−５口金である。図３は、実施の形態１の口金を示す斜視図であって、（ａ）は給電口金を示す斜視図、（ｂ）はアース口金を示す斜視図である。図２および図３（ａ）に示すように、円筒ケース５の一端部に設けられた口金は、給電用の給電口金２ａである。給電口金２ａは、一方が開放した有底筒状に形成されて円筒ケース５の一端部を覆う筐体３ａと、一部が筐体３ａの外側に突出して照明器具５００の給電ソケット１００に支持される一対の給電端子４ａとを備えている。

給電端子４ａは、断面Ｌ字状に形成され、筐体３ａを貫通して筐体３ａに一体的に固定されている。各給電端子４ａは、Ｌ字の曲がり部分が相互に外側を向くように設けられている。

図２および図３（ｂ）に示すように、円筒ケース５の他端部に設けられた口金は、アース用のアース口金２ｂである。アース口金２ｂは、一方が開放した有底筒状に形成されて円筒ケース５の他端部を覆う筐体３ｂと、一部が筐体３ｂの外側に突出して照明器具５００のアースソケット１１０に支持されるアース端子４ｂとを備えている。

アース端子６ｂは、断面Ｔ字状に形成され、筐体３ｂを貫通して筐体３ｂに一体的に固定されている。

なお、給電端子４ａおよびアース端子４ｂはそれぞれ例えば金属で形成されている。実施の形態１において、筐体３ａと給電端子４ａ、筐体３ｂとアース端子４ｂはインサート成形により一体的に形成されている。

実施の形態１において、筐体３ａ，３ｂは熱伝導性絶縁樹脂で構成されている。熱伝導性絶縁樹脂は、電気絶縁性と熱伝導性を両立した材料であり、例えば、熱可塑性樹脂に非導電性の熱伝導性フィラーを配合することにより製造できる。

図４は実施の形態１の照明ランプを示すものであって、（ａ）は図２のＡＡ線に沿って示す断面図、（ｂ）は図２のＢＢ線に沿って示す断面図である。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、円筒ケース５の内部には、円筒ケース５の管軸方向に延びる基板６が配置されている。基板６には、円筒ケース５の管軸方向に平行に、発光素子としてのＬＥＤ７が複数実装されている。

なお、ここでは１枚の基板６を配置する例を示しているが、基板６は複数枚配置するようにしてもよい。この場合、隣接する基板６同士はコネクタ等により電気的に接続するように構成する。

また、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、円筒ケース５の内部には、ＬＥＤ７から発生する熱を放熱するための放熱部材として、円筒ケース５の管軸方向に延びるヒートシンク８が設けられている。ヒートシンク８の円筒ケース５に接する面は、円筒ケース５の内壁に沿うように円弧状になっており、ヒートシンク８と円筒ケース５とは、接着剤又は接着テープ等を用いて接着されている。なお、ここではヒートシンク８の円筒ケース５に接する面を円弧状に形成するものを示しているが、面の形状はこれに限るものではない。また、ヒートシンク８と円筒ケース５とをはめ合わせ構造を用いて固定するようにしてもよい。

ヒートシンク８の一端は給電口金２ａの筐体３ａにねじ９を用いて固定され、他端はアース口金２ｂの筐体３ｂにねじ９を用いて固定されている。なお、図４以外の図面においてねじ９はその記載を省略している。

図５は、実施の形態１の照明ランプの放熱経路を示す断面図である。図５において、破線矢印は熱の流れを示しており、ＬＥＤ７から発生した熱は基板６を介してヒートシンク８に伝わる。実施の形態１では、筐体３ａ，３ｂが熱伝導性絶縁樹脂で構成されているので、ヒートシンク８に伝わった熱は、筐体３ａ，３ｂを介して円筒ケース５の外部に放出される。この結果、円筒ケース５内部の温度上昇を抑制することができる。

次に、実施の形態１の照明ランプと比較例の照明ランプとの比較を、図６および図７を用いて説明する。図６は、実施の形態１の照明ランプにおいてＬＥＤと基板とを接合するはんだ部分の温度の測定結果を比較例の照明ランプと比較して示す図である。また、図７は、実施の形態１の照明ランプの熱伝導率とΔＴ１との関係を示す図である。

図６において、記号Ａは比較例の照明ランプを示している。比較例の照明ランプは筐体の材料を熱伝導率が０．３４Ｗ／ｍ・Ｋであり、体積固有抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍである絶縁樹脂で構成している。なお、比較例の照明ランプは、実施の形態１の照明ランプと筐体の材料以外は同様の構成であるのでその説明を省略する。

図６において、記号Ｂないし記号Ｆは実施の形態１の照明ランプを示している。実施の形態１の照明ランプは、熱伝導率がそれぞれ１．１０，１．５０，１．５０，２．００，３．００Ｗ／ｍ・Ｋであり、体積固有抵抗率がそれぞれ１０^１４，１０^１４，１０^１６，１０^１４，１０^１４Ω・ｃｍである熱伝導性絶縁樹脂で構成している。

各照明ランプにおいて、ＬＥＤを点灯させた状態とし、ＬＥＤと基板とを接合するはんだ部分の温度の平均値を得た。図６において、ΔＴ１は比較例の照明ランプの温度の平均値と各照明ランプの温度の平均値との差を示す。

図６および図７に示すように、比較例の照明ランプと比較すると、実施の形態１の照明ランプは、それぞれ０．８０℃、０．９０℃、０．９０℃、１．４０℃、１．６０℃の温度上昇の抑制効果が得られた。

以上説明したように、実施の形態１によれば、口金２ａ，２ｂの筐体３ａ，３ｂを熱伝導性絶縁樹脂で構成するようにしたので、口金の形状を複雑にすることなく、簡単な構造で円筒ケース５の内部の温度上昇を抑制することができる。円筒ケース５の内部の温度上昇が抑制されることで、円筒ケース５の反りを抑制することができる。

また、発光素子であるＬＥＤ７の温度上昇が抑制されて動作信頼性が向上し、照明ランプ１の信頼性が向上する。

さらに、筐体３ａ，３ｂを熱伝導率が１．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であるとともに体積固有抵抗率が１０^１４Ω・ｃｍ以上である熱伝導性絶縁樹脂で構成したので、所期の絶縁性能を保ったまま円筒ケース５の内部の温度上昇を抑制することができる。

なお、実施の形態１において、給電ソケット１００，アースソケット１１０を熱伝導性絶縁樹脂で構成するようにしてもよい。このようにすることで、より円筒ケース５の内部の温度上昇を抑制することができる。

また、実施の形態１では筐体３ａ，３ｂの両方を熱伝導性絶縁樹脂で構成する例を示したが、いずれか一方のみを熱伝導性絶縁樹脂で構成した場合でも所期の効果を得ることができる。

また、実施の形態１では、日本電球工業規格に規定されているＧＸ１６ｔ−５口金に本発明を適用したものを示したが、本発明は例えばＧ１３口金にも適用可能である。

１照明ランプ
２ａ給電口金
２ｂアース口金
３ａ，３ｂ筐体
４ａ給電端子
４ｂアース端子
５円筒ケース
６基板
７ＬＥＤ
８ヒートシンク
９ねじ
１００給電ソケット
１１０アースソケット
１２０反射板
１３０点灯回路
１４０器具本体
５００照明器具
６００照明装置

Claims

筒管と、
前記筒管内に設けられ、発光素子が実装された基板と、
一方が開放した有底筒状に形成されて前記筒管の端部を覆う筐体および当該筐体に固定されて一部が前記筐体の外側に突出して照明器具のソケットに支持されるランプピンを有する口金とを備え、
前記筐体は、全体が、熱可塑性樹脂に非導電性の熱伝導性フィラーが配合された熱伝導性絶縁樹脂を用いて形成されることを特徴とする照明ランプ。
前記熱伝導性絶縁樹脂は、
熱伝導率が１．１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることを特徴とする請求項１に記載の照明ランプ。
前記熱伝導性絶縁樹脂は、
体積固有抵抗率が１０ ^１４Ω・ｃｍ以上であることを特徴とする請求１または２に記載の照明ランプ。
前記発光素子は、発光ダイオード素子、レーザダイオード素子または有機ＥＬ素子で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の照明ランプ。
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の照明ランプと、
前記口金が取り付けられるソケットが設けられた照明器具とを備えたことを特徴とする照明装置。
前記ソケットは、熱伝導性絶縁樹脂を用いて形成されていることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。