JP6296738B2 - 照明ランプ及びそれを備えた照明装置 - Google Patents
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Description
特許文献2に記載の技術は、LEDユニットが取り付けたヒートシンクと、ヒートシンクの内側に設けられ、点灯回路ユニットを収容する回路用ケースとの間に空隙を形成し、LEDユニットの熱がヒートシンクを介して回路用ケース内の点灯ユニットに伝達されることを抑制するようにしたものである。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る照明ランプ100の縦断面図である。図2は、実施の形態1に係る照明ランプ100の縦断面図であって図1とは直交する断面の縦断面図である。図3は、実施の形態1に係る照明ランプ100の水平断面図であって図1及び図2に示すA−A断面図である。なお、図1(a)は照明ランプ100の全体についての縦断面図であり、図1(b)は図1(a)に記載された第2の筐体部31、LED10及びLED基板11を抜き出した縦断面図であり、図1(c)は図1(a)に記載された第1の筐体部30及び点灯回路5を抜き出した縦断面図である。
本実施の形態に係る照明ランプ100は、照明ランプ100内の空間を有効利用しながら、光源1から点灯回路5に熱が伝達されることを抑制することができる。
図1は、本発明の主要な構成を示す図である。図1に示すように、照明ランプ100は、発光ダイオード(Light Emitting Diode。以下、LED)10を有する光源1と、光源1を覆うように設けられるグローブ2と、照明ランプ100の外郭の一部を構成する筐体3と、商用電力を照明ランプ100に入力する入力端として利用される口金部4と、回路基板500及び回路基板500に取り付けられる回路部品501を有する点灯回路5とを備えた電球形の照明ランプである。
光源1は、発光手段であるLED10と、LED10が実装されるLED基板11とを備えている。光源1の構成要素には、LED10及びLED基板11のほか、点灯回路5と電気的に接続され駆動電力を点灯回路5から光源1に伝達するワイヤーハーネス及びコネクタなどの配線部材(図示せず)、及び照明ランプ100の設計仕様に応じて必要となる電子部品などが含まれる。なお、本実施の形態1では、LED10を採用する場合を例に説明するが、たとえば、レーザーダイオード、有機EL、及び蛍光ランプなどを採用してもよい。
グローブ2は、たとえばガラス、樹脂などの光源1から出射される光が透過する素材(透光性を有する素材)で構成され、光源1の光の出射側を覆うように配設されている。グローブ2を構成する樹脂としては、たとえばポリカーボネート(PC)、アクリルなどが製品仕様に応じて選択される。グローブ2は、図1の例では、外形が曲面形状である。グローブ2は、透光性を有し光源1から出射される光を透過させるとともに、照明ランプ100の仕様に応じて、光を拡散、集光、反射させる機能を併せ持つ。これらの機能は、グローブ2の基材であるガラスまたは樹脂を成形する際に拡散層(あるいは面)、レンズ、反射層(あるいは面)などを形成して基材自身で直接的に実現してもよいし、基材の表面にそれらの機能を実現する別部材を組み合わせて構成してもよい。
筐体3は、内部に点灯回路5を収納する第1の筐体部30と、第1の筐体部30の外側に取り付けられる第2の筐体部31とを備える。第1の筐体部30は、絶縁性の素材で構成され、たとえば、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブテレンテレフタレート(PBT)などの樹脂素材、セラミックなどから構成される。第2の筐体部31は、熱伝導性の素材で構成され、たとえば、鉄、アルミニウムなどの金属素材、熱伝導フィラーを混合したセラミックなどから構成されるものである。第1の筐体部30及び第2の筐体部31を有する筐体3とグローブ2とが組み合わさると、これらは全体として電球形の外形をなす。なお、第1の筐体部30と第2の筐体部31は、一般的な成型方法を用いて製造される。
第1の筐体部30と第2の筐体部31との間には、光源1側から点灯回路5側に熱が伝達されることを抑制するのに利用される空隙7が形成されているが、それについては後段で詳しく説明する。
口金部4は、一端が照明装置150のソケット160に嵌合する構造を有しており、照明装置150経由で商用電力を照明ランプ100に入力する入力端である。また、口金部4の他端は、筐体3に嵌合し、商用電源は口金部4を介して点灯回路5に供給される。
点灯回路5は、回路基板500及び回路基板500に取り付けられる回路部品501を有しているものである。そして、点灯回路5は、商用電力である交流からLED10を駆動する直流に変換するAC−DCコンバータ回路を有するものである。また、点灯回路5は、筐体3内に収容され、口金部4を経由して供給される商用電力を光源1の駆動に利用される駆動電力に変換して光源1に供給する。好ましくは、点灯回路5は、LED10を安定駆動するために、負荷変動の検出機能、負荷変動に応じてAC−DCコンバータ回路から出力される駆動電流を制御する制御機能、商用電力の供給経路を介して流入、流出するノイズを低減するフィルタ機能などをさらに有する。なお、図1〜図3では、点灯回路5の回路部品501の位置が点線で示しているが、この点線によって回路部品501の種類、配置などが限定されるものではない。
第1の筐体部30と第2の筐体部31との間には、取付部31Aと第1の筐体部30との間に予め設定された大きさの空隙(第1の空隙D1)が形成されるとともに、筒状部31Bと第1の筐体部30との間にも予め設定された大きさの空隙(第2の空隙D2)が形成されるように構成されている。すなわち、第1の筐体部30と第2の筐体部31とには、照明ランプ100が組み立てられた状態において、第1の空隙D1及び第2の空隙D2で構成される空隙7が形成されている。
このように、第1の筐体部30と第2の筐体部31との間には、空気が満たされる空隙7が形成されているため、第1の筐体部30と第2の筐体部31とは相互に断熱されることとなり、光源1側から点灯回路5に熱が伝達されることが抑制される。
第2の空隙D2は、筒状部31Bの内面と、収容部309の外面との間に形成されているものである。なお、筒状部31Bが光源1側から口金部4側に向かうにしたがって内径が小さくなるように形成されているので、第2の空隙D2は、光源1側から口金部4側に向かうにしたがって小さくなるように形成されている。第2の空隙D2は、光源1側から口金部4側に向かうにしたがって小さくなっていくが、光源1側から口金部4側に向かうにしたがって、熱の発生源である光源1から離れていくため、点灯回路5に熱が伝達されることを抑制する効果を得ることができる。
図4は、光源1及び点灯回路5から生じる熱の放熱経路について説明する図である。
図4で示す実線の矢印は、第2の筐体部31が主に光源1の発熱を放熱するための第1熱伝達経路として機能することを表している。また、図4で示す点線の矢印は、第1の筐体部30及び口金部4が主に点灯回路5の発熱を放熱するための第2熱伝達経路として機能することを表している。
本実施の形態1に係る照明ランプ100は、空隙7が形成される第1の筐体部30及び第2の筐体部31を有しているので、光源1の熱を、第1の熱伝達経路を介して逃がすことができ、光源1の熱が点灯回路5側に伝達されることを抑制することができる。
また、第1の筐体部30の内部に、第1の筐体部30よりも熱伝導性が高い充填部材などを充填してもよい。これにより、空隙7の断熱層を利用して光源1側から点灯回路5側に熱が伝達されることを抑制することを確保しながらも、より高効率に点灯回路5が駆動することで発生する熱を口金部4側に逃がすことができる。
図5は、実施の形態2に係る照明ランプ100aの水平断面図であって図1及び図2に示すA−Aに対応する部分の断面図である。実施の形態2では、実施の形態1と同様の構成については同じ符号を付して説明し、実施の形態1との相違点について中心に説明する。
実施の形態2では、第1の筐体部30aの収容部309aに、平面部305を形成したものである。すなわち、実施の形態1では、収容部309が円筒状部材であったが、実施の形態2の収容部309aは、収容部309を水平断面視したときに、予め設定された径の円における弦に対応する平面部305と、予め設定された径の円の円弧に対応する曲面部314とが形成された形状となっている。平面部305と第2の筐体部31との間の第2の空隙D2は、曲面部314と第2の筐体部31との間の第2の空隙D2よりも大きくなっている。
本実施の形態2に係る照明ランプ100aは、実施の形態1に係る照明ランプ100の有する効果に加えて次の効果を有する。すなわち、本実施の形態2に係る照明ランプ100aは、平面部305と第2の筐体部31との間の第2の空隙D2を広げるように収容部309を形成したので、回路部品501のうち、回路基板500を境にして平面部305側に取り付けられているものに、光源1側の熱が伝達されることを高効率に抑制することができる。
図6は、実施の形態3に係る照明ランプ100bの水平断面図であって図1及び図2に示すA−Aに対応する部分の断面図である。実施の形態3では、実施の形態1、2と同様の構成については同じ符号を付して説明し、実施の形態1、2との相違点について中心に説明する。
実施の形態3は、実施の形態2に係る照明ランプ100aの態様とは次の点で異なっている。すなわち、実施の形態3では、曲面部314と第2の筐体部31bとを当接させている。
この実施の形態3は、光源1からの熱伝達を抑制したい部分(図6下側)と、点灯回路5からの熱伝達を促進させたい部分(図6上側)とがある場合に好適な構成である。たとえば、回路基板500を境にして平面部305が形成されている側に発熱量が小さい回路部品501を配置し、基板を境にして平面部305が形成されていない側に発熱量が大きい回路部品501を配置する。この場合には、発熱量が小さい回路部品501を光源1側から伝達される熱から保護すること、及び、発熱量の大きい回路部品501の熱を口金部4側だけでなく第2の筐体部31b側から放熱させることができる。
本実施の形態3に係る照明ランプ100bは、実施の形態1に係る照明ランプ100の有する効果に加えて次の効果を有する。すなわち、本実施の形態3に係る照明ランプ100bは、光源1からの熱伝達を抑制したい回路部品501、及び、光源1からの熱伝達の抑制よりも放熱促進をしたい回路部品501の両方がある場合に、いずれも満足させることができる。
図7は、実施の形態4に係る照明ランプ100cの水平断面図であって図1及び図2に示すA−Aに対応する部分の断面図である。実施の形態4では、実施の形態1〜3と同様の構成については同じ符号を付して説明し、実施の形態1〜3との相違点について中心に説明する。実施の形態4に係る照明ランプ100cの第2の筐体部31cの筒状部31Bcは、内面の断面形状が正六角形となるように形成されたものである。このような態様の第2の筐体部31cであっても実施の形態1に係る照明ランプ100と同様の効果をえることができる。
実施の形態4に係る照明ランプ100c及び照明ランプ100dは、実施の形態1に係る照明ランプ100と同様の効果を有する。また、実施の形態4に係る照明ランプ100c及び照明ランプ100dの態様と、実施の形態2に係る照明ランプ100a及び実施の形態3に係る照明ランプ100bの態様とを適宜組み合わせてもよい。
なお、角数に関しては、第1の筐体部30の容積と、空隙7の容積(=断熱効果)と、第2の筐体部31c、31dの外形サイズと、のバランスを勘案して設定するとよい。角数を少なくした場合(たとえば三角形だと)には、第2の筐体部31の容積が減少するので、第1の筐体部30の容積が少なくなるように第1の筐体部30の形状を設定したり、第2の筐体部31c、31dの外形サイズを増大させたりするとよい。
図9は、実施の形態5に係る照明ランプ100eの水平断面図であって図1及び図2に示すA−Aに対応する部分の断面図である。実施の形態5では、実施の形態1〜4と同様の構成については同じ符号を付して説明し、実施の形態1〜4との相違点について中心に説明する。実施の形態4では、第2の筐体部31cの筒状部31Bcの内面の断面形状を、正多角形としたが、実施の形態5では、第1の筐体部30eの内面及び外面の断面形状を、正多角形としたものである。図9の態様では、第1の筐体部30eの収容部309eの内面及び外面の断面形状を、正六角形としている。
実施の形態5に係る照明ランプ100e及び照明ランプ100fは、実施の形態1に係る照明ランプ100と同様の効果を有する。また、実施の形態5に係る照明ランプ100e及び照明ランプ100fの態様と、実施の形態2〜4に係る照明ランプ100a〜100dの態様とを適宜組み合わせてもよい。
図11は、実施の形態6に係る照明ランプ100gの縦断面図である。図12は、実施の形態6に係る照明ランプ100gの係止構造の拡大説明図である。実施の形態6では、実施の形態1〜5と同様の構成については同じ符号を付して説明し、実施の形態1〜5との相違点について中心に説明する。
実施の形態1においてはネジ9を第1ボス部303及び第2ボス部304に挿入して第1の筐体部30と第2の筐体部31とを固定していたが、実施の形態6では収容部309gに第1ボス部303及び第2ボス部304を形成せず、その代わりに第1の筐体部30gの収容部309g及び第2の筐体部31gの筒状部31Bgに係止構造である係止部6を形成したものである。
第2の筐体部31gの筒状部31Bgの一端側の内側面には、挿入鉤306が挿入される挿入溝313が形成されている。挿入溝313の形状は、図12に示す例では、紙面下側から紙面上側(口金部4側から光源1側)に延出した後に、筒状部31Bgの内側面の周方向に延出し、その後、紙面上側から下側(光源1側から口金部4側)に延出した形状を有している。
まず、照明ランプ100gを組み立てる者は、挿入鉤306が、相対的に光源1側に移動するように挿入溝313に挿入鉤306を挿入する。次に、挿入鉤306が、相対的に第2の筐体部31gに対して回転するように第1の筐体部30g或いは第2の筐体部31gを回転させる。そして、挿入鉤306が、相対的に口金部4側に移動するよう挿入溝313に沿って挿入鉤306を移動させる。
実施の形態6に係る照明ランプ100gは、実施の形態1に係る照明ランプ100と同様の効果を有する。
また、第1の筐体部30gと第2の筐体部31gとは、係止部6のみで固定し、実施の形態1におけるネジ9、第1ボス部303、及び第2ボス部304を削減することができるため、量産性(組立性及び経済性)で利点がある。さらに、実施の形態6に係る照明ランプ100gの態様と、実施の形態2〜5に係る照明ランプ100a〜100fの態様とを適宜組み合わせてもよい。
上記実施の形態1〜6で示した照明ランプ100〜100gは、この照明ランプの口金部に嵌合するソケットおよび1つあるいは複数の照明ランプを収容する筐体と組み合わされて、照明装置を構成することができる。図13は、実施の形態1〜6に係る照明ランプ100〜100gが適用された照明装置150の構成を示す断面図である。なお、図13では、実施の形態1に係る照明ランプ100が適用された場合を例に示している。
図13に例示する照明装置150は、天井190に形成された開口部に挿入され、天井190側から室内を照明する照明装置である。このような天井取り付け型の照明装置のほか、たとえば、壁に設置される照明装置、卓上に載置される照明装置などに、実施の形態1〜6で示した照明ランプ100〜100gを適用することができる。
Claims (9)
- 口金部と、
前記口金部が設けられている第1の筐体部と、
前記第1の筐体部を収容している第2の筐体部と、
前記第2の筐体部に設けられている光源と、
前記第1の筐体部内に収容され、前記口金部を介して供給される商用電力を駆動電力に変換するとともに前記光源に前記駆動電力を供給することによって、前記光源を点灯させる点灯回路と、
を有し、
前記第1の筐体部の外側面と、前記第1の筐体部の前記外側面に対向する前記第2の筐体部の内側面との間には空隙が形成され、
前記第1の筐体部は、
前記光源側から前記口金部側に向かう方向に直交する面で断面視したときにおいて直線状に形成されている平面部と、
前記光源側から前記口金部側に向かう方向に直交する面で断面視したときにおいて前記平面部を弦とする円弧状に形成されている曲面部とが形成され、
前記平面部は、前記点灯回路に向かい合う第1の面と、前記第1の筐体部の前記外側面に含まれ、前記第1の面の裏面にあたる第2の面とが形成され、
前記第1の面及び前記第2の面は、前記光源側から前記口金部側に向かう方向に直交する面で断面視したときにおいて直線状に形成されている
照明ランプ。 - 前記第2の筐体部は、前記光源が取り付けられる取付部と、前記取付部側から前記口金部側にかけて延出するように形成された筒状部とを有し、
前記曲面部と前記筒状部とは当接し、前記平面部と前記筒状部との間には前記空隙が形成されている請求項1に記載の照明ランプ。 - 前記第2の筐体部は、前記光源が取り付けられる取付部と、前記取付部側から前記口金部側にかけて延出するように形成された筒状部とを有し、
前記曲面部と前記筒状部との間に前記空隙が形成され、且つ、前記平面部と前記筒状部との間に前記空隙が形成されている請求項1に記載の照明ランプ。 - 口金部と、
前記口金部が設けられている第1の筐体部と、
前記第1の筐体部を収容している第2の筐体部と、
前記第2の筐体部に設けられている光源と、
前記第1の筐体部内に収容され、前記口金部を介して供給される商用電力を駆動電力に変換するとともに前記光源に前記駆動電力を供給することによって、前記光源を点灯させる点灯回路と、
を有し、
前記第1の筐体部の外側面と、前記第1の筐体部の前記外側面に対向する前記第2の筐体部の内側面との間には空隙が形成され、
前記第1の筐体部は、
前記光源側から前記口金部側に向かう方向に直交する面で断面視したときにおいて直線状に形成されている平面部と、
前記光源側から前記口金部側に向かう方向に直交する面で断面視したときにおいて前記平面部を弦とする円弧状に形成されている曲面部とを有し、
前記第2の筐体部は、前記光源が取り付けられる取付部と、前記取付部側から前記口金部側にかけて延出するように形成された筒状部とを有し、
前記曲面部と前記筒状部とは当接し、前記平面部と前記筒状部との間には前記空隙が形成されている
照明ランプ。 - 口金部と、
前記口金部が設けられている第1の筐体部と、
前記第1の筐体部を収容している第2の筐体部と、
前記第2の筐体部に設けられている光源と、
前記第1の筐体部内に収容され、前記口金部を介して供給される商用電力を駆動電力に変換するとともに前記光源に前記駆動電力を供給することによって、前記光源を点灯させる点灯回路と、
を有し、
前記第1の筐体部の外側面と、前記第1の筐体部の外側面に対向する前記第2の筐体部の内側面との間には空隙が形成され、
前記第2の筐体部は、一方側の端部の内側面に形成されている挿入鉤を有し、
前記第1の筐体部は、前記挿入鉤の対向位置に形成され、前記挿入鉤が挿入される挿入溝を有し、
前記挿入溝は、前記口金部側から前記光源側へ延びる第1の溝と、前記第1の溝に繋がっており、前記第2の筐体部の周方向に延びる第2の溝と、前記第2の溝に繋がっており、前記光源側から前記口金部側へ延びる第3の溝とを有している
照明ランプ。 - 前記第1の筐体部と前記第2の筐体部とを接続する固定手段を有し、
前記取付部には、前記固定手段が挿入される開口が形成され、
前記第1の筐体部は、端部から前記取付部の前記開口側に向かって突出するように形成され、前記固定手段が挿入されるボス部を有する請求項2〜4のいずれか一項に記載の照明ランプ。 - 前記筒状部は、前記第1の筐体部との間に形成される前記空隙が、前記取付部側から前記口金部側に向かうにしたがって小さくなるように形成されている請求項2〜4、6のいずれか一項に記載の照明ランプ。
- 前記第1の筐体部は、絶縁性素材で構成され、
前記第2の筐体部は、熱伝導性素材で構成された請求項1〜7のいずれか一項に記載の照明ランプ。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の照明ランプを有する照明装置。
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