JP6453660B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤを光源とする照明装置に関する。

一般に、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）を用いた照明装置は、ＬＥＤが実装された基台と、ＬＥＤを覆う拡散グローブと、を有している。ＬＥＤが発した光は、拡散グローブを通じて周囲環境に拡散および射出される。

ＬＥＤを用いた照明装置では、一般の電球や蛍光灯等を用いた照明装置と同程度の配光角、全光束、サイズおよび点灯中の外観の実現が求められている。加えて、ＡＣ−ＤＣ変換回路のような電源回路ばかりでなく、例えば通信や蓄電などの様々な付加機能を照明装置に搭載することが求められている。

一般に、ＬＥＤを用いた照明装置において、配光角を制御するためには、拡散グローブの発光面から前方に照射される光が、所望の方向に向けて射出されるように拡散グローブの形状や拡散率を規定する必要がある。

さらに、全光束を増加させるためには、より高い電流でＬＥＤを発光させる必要があるので、ＬＥＤや電源回路の発熱量が増加する。加えて、通信や蓄電などの付加機能を使用する際には、通信回路や蓄電池等の部品も発熱を伴う。

電源回路を含む付加部品およびＬＥＤの性能劣化を防ぐためには、照明装置の熱抵抗を低減し、ＬＥＤの温度および付加部品の温度を、夫々の耐熱温度以下に抑える必要がある。

特開２０１３−１７５４０６号公報 特許第５２８４７３４号公報

照明装置の各部の熱抵抗が十分に小さければ、照明装置の温度は略均一となり、ＬＥＤおよび付加部品と周囲環境との間の熱抵抗は、略最小となる。

一方、ＬＥＤと付加部品との間の温度差が小さくなるため、照明装置の耐熱温度は、ＬＥＤと付加部品の中で、耐熱温度が最も低い部品の耐熱温度に略等しくなる。したがって、ＬＥＤに積極的に電力を投入することが困難となる。

この結果、ＬＥＤの耐熱温度よりも前記付加部品の耐熱温度が低い場合には、ＬＥＤの高出力化を図る上での妨げとなる。

本発明の目的は、光源および付加部品の発熱に伴う性能劣化を防止しつつ、光源の放熱性能を充分に確保できる照明装置を得ることにある。

実施形態によれば、照明装置は、熱伝導性を有する中空の本体、少なくとも一つの半導体発光素子を有する光源、付加部品および断熱部材を備えている。前記光源は、前記本体に支持されるとともに、前記本体に熱的に接続されている。前記付加部品は、耐熱温度が前記光源と異なるとともに、前記本体に熱的に接続された状態で前記本体に収容されている。前記断熱部材は、前記光源と前記付加部品との間を熱的に遮断するように、前記光源と前記付加部品との間に介在されている。前記断熱部材は縁部を有し、当該縁部は、前記本体の外郭を構成する部分を前記光源に熱的に接続された放熱領域と、前記付加部品に熱的に接続された少なくとも一つの他の放熱領域とに区画し、前記縁部により、前記光源に熱的に接続された前記放熱領域が前記付加部品に熱的に接続された前記他の放熱領域から熱的に切り離されている。

第１の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの側面図である。 第１の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１の実施形態のＬＥＤランプで用いるＣＯＢ型の発光モジュールを一部断面で示す平面図である。 第１の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの放熱経路を概略的に示す断面図である。 第２の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの側面図である。 第２の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの断面図である。 図６のＦ７−Ｆ７線に沿う断面図である。 第３の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第３の実施形態において、導光体の筒状部の内部を光が入射角４５°で全反射する時のｄ／λと反射率との関係を示すグラフである。 第４の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第４の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの放熱経路を概略的に示す断面図である。 第５の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第６の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第６の実施形態において、第１の導光体の受光部を通過する光の経路を示す断面図である。 第７の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第８の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第９の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１０の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１０の実施形態において、蓄電池の温度と時間との関係を示す特性図である。 第１１の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 図２０の中の矢印Ｆ２１の方向から見たＬＥＤランプの平面図である。 図２０の中の矢印Ｆ２２の方向から見たＬＥＤランプの平面図である。 第１２の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１３の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１４の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１５の実施形態に係るボール電球形のＬＥＤランプの断面図である。 第１６の実施形態に係るＬＥＤランプの断面図である。 第１７の実施形態に係るＬＥＤランプの断面図である。

[第１の実施形態]
以下、第１の実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。

図１および図２は、照明装置の一例である一般電球形のＬＥＤランプ１を示している。本実施形態のＬＥＤランプ１は、例えば屋内の天井に設けられたソケットに装着して使用する場合を想定している。ＬＥＤランプ１は、重力方向に延びる真っ直ぐな中心軸線Ｏ１を中心とする対称な形状を有している。

図１および図２に示すように、ＬＥＤランプ１は、本体２、Ｅ形の口金３、ＣＯＢ(Chip On Board)型の発光モジュール４、電源回路５およびグローブ６を主要な要素として備えている。

本体２は、中空円筒状の外郭部８および光源支持部９を含んでいる。外郭部８は、ＬＥＤランプ１の中心軸線Ｏ１に対し同軸状に設けられているとともに、軸方向に沿う一端から他端に向けて次第に拡開された形状を有している。外郭部８は、例えばアルミニウム、銅、鉄のような金属材料、あるいは熱伝導性に優れたセラミックスで形成され、放熱部としての機能を兼ね備えている。

光源支持部９は、外郭部８の他端側の開口を塞いでいる。光源支持部９としては、例えばアルミニウム、銅、鉄のような金属材料、熱伝導性に優れたセラミックスあるいは耐熱性に優れた樹脂材料を用いることができる。光源支持部９は、外郭部８の反対側に位置された支持面９ａを有している。支持面９ａは、例えば白色の光反射面とすることが望ましい。

口金３は、商用交流電源に接続されたソケットに取り外し可能にねじ込まれる要素であって、電源接続部と言い換えることができる。口金３は、外郭部８の一端に固定されている。

発光モジュール４は、ＬＥＤランプ１の光源となる要素であって、支持面９ａの中央部に配置されている。図３に示すように、発光モジュール４は、基板１０、複数のＬＥＤ１１、フレーム１２および封止材１３を主要な要素として備えている。

基板１０は、光源支持部９の支持面９ａの上に図示しない螺子あるいはコネクタにより固定されている。さらに、基板１０は、例えば熱伝導シート、熱伝導性グリスあるいは熱伝導性接着剤を介して本体２に熱的に接続されている。

ＬＥＤ１１は、半導体発光素子の一例であって、例えば基板１０の上にマトリクス状に配列されている。フレーム１２は、ＬＥＤ１１を取り囲むように基板１０に接着されている。封止材１３は、蛍光体粒子を含む透明又は半透明な樹脂材料で構成されている。封止材１３は、ＬＥＤ１１を覆うようにフレーム１２で囲まれた領域に充填されている。

発光モジュール４は、例えば白色光のような可視光を発する。一例として、波長４５０ｎｍの青紫色光を発するＬＥＤ１１を採用した場合、青紫色光を吸収して波長５６０ｎｍ近傍の黄色光を発する蛍光体粒子を含む封止材１３でＬＥＤ１１を覆うことにより、白色光が封止材１３の表面から射出される。

そのため、封止材１３の表面は、面状に発光する円形の発光面１４を構成している。ＬＥＤランプ１の中心軸線Ｏ１は、発光面１４の中心又は中心の近傍を通って発光面１４と直交する方向に延びている。

発光面１４の形状は円形に限らず、例えば四角形のような任意な形状とすることができ、発光面１４の形状に特に制約はない。さらに、発光面１４が中心に非発光部を有する円環形である場合、中心軸線Ｏ１が位置する発光面１４の中心は、発光面１４の形状を規定する外円又は内円の中心であって、発光面１４の上には存在しない。

電源回路５は、ＬＥＤランプ１に内蔵された付加部品の一例であって、天井のソケットから印加される商用交流電圧を直流電圧に変換して発光モジュール４に供給する。電源回路５は、動作中に発熱を伴う。電源回路５を構成する各種の回路要素の中には、その耐熱温度がＬＥＤ１１の耐熱温度よりも低い回路素子が含まれている。回路素子の耐熱温度とは、回路素子の耐熱性ばかりでなく、回路素子の寿命、効率等を考慮した所望の温度のことを指している。

本実施形態では、電源回路５は、外郭部８の一端部の内側に収容されて、口金３で取り囲まれている。さらに、電源回路５は、図示しないシリコーン等の充填剤、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材を介して口金３および外郭部８に熱的に接続されている。

グローブ６は、例えば光透過性を有する樹脂材料あるいはガラスで形成されている。グローブ６は、球状の頭部１６ａと、頭部１６ａと向かい合う開口部１６ｂと、を含んでいる。グローブ６の開口部１６ｂは、本体２の外郭部８の他端に同軸状に連結されて、光源支持部９の支持面９ａおよび発光モジュール４を覆っている。本実施形態によると、口金３を有する本体２およびグローブ６は、互いに協働して一般電球に類似した外形状を形作っている。

図１および図２に示すように、本体２の外郭部８は、断熱部材１８によって第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとに区画されている。第１の外郭要素１９ａおよび第２の外郭要素１９ｂは、外郭部８の軸方向に並んでいる。

第１の外郭要素１９ａは、第１の領域の一例であって、光源支持部９に連続する円筒状の形状を有するとともに、光源支持部９に熱的に接続されている。第２の外郭要素１９ｂは、第２の領域の一例であって、口金３に連続する円筒状の形状を有している。第２の外郭要素１９ｂは、口金３と協働して電源回路５を包囲している。

断熱部材１８は、例えば発光モジュール４よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。断熱部材１８の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、断熱部材１８をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、当該断熱部材１８に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、断熱部材１８の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、断熱部材１８の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、断熱部材１８がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、断熱部材１８とその他の部材との間に隙間を設けてもよい。このようにすれば、断熱部材１８に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材１８がその他の部材と対向する場合は、断熱部材１８とその他の部材との間の間隔を維持するため、断熱部材１８とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、断熱部材１８およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材１８の表面や内面、および断熱部材１８と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、断熱部材１８およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、断熱部材１８の熱抵抗が増加する。

断熱部材１８とその他の部材との間に規定される空間、および断熱部材１８の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により断熱部材１８を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて断熱部材１８を形成してもよく、断熱部材１８の材質に特に制約はない。

図２に示すように、断熱部材１８は、第１の外郭要素１９ａの内周面を覆う円筒状の周壁部２１と、光源支持部９の内面を覆う円盤状の端壁部２２と、を備えている。端壁部２２は、外郭部８の内側で発光モジュール４と電源回路５との間に介在されて、発光モジュール４と電源回路５との間を熱的に遮断している。

さらに、周壁部２１は、端壁部２２とは反対側の縁部にフランジ部２３を有している。フランジ部２３は、外郭部８の周方向に連続するとともに、第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとの間に介在されている。

このため、第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとの間は、断熱部材１８のフランジ部２３によって熱的に切り離されており、第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとの間での熱の授受が抑制されている。

本実施形態では、断熱部材１８を一体構造物としたが、周壁部２１、端壁部２２およびフランジ部２３を互いに別な要素としてもよい。この場合には、各要素をねじ等の接合機構、接着剤あるいはテープ等を用いて本体２に固定したり、要素同士を一体的に接合するとよい。

さらに、図２では、周壁部２１を外郭部８の形状に沿わせるとともに、端壁部２２を光源支持部９の形状に沿わせているが、周壁部２１および端壁部２２の形状に特に制約はない。すなわち、周壁部２１および端壁部２２は、例えば本体２に内包する部品の形状に応じて自由な形状とすることができる。

加えて、周壁部２１をＬＥＤランプ１の中心軸線Ｏ１と同軸のストレートな円筒状に形成するとともに、端壁部２２を光源支持部９から離してもよい。この構成によれば、断熱部材１８を本体２に容易に組み込むことができる。それとともに、断熱部材１８の加工精度を下げることができ、断熱部材１８の製造コストを低く抑えることができる。

しかも、断熱部材１８と本体２との間に空隙が生じるので、断熱性能がさらに向上する。空隙を規定する断熱部材１８の面および本体２の面を例えば研磨、塗装、金属蒸着等により光沢面とすれば、面からの輻射が抑制され、断熱性能がより一層向上する。

前記空隙の内部を減圧したり、あるいは空隙にアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、空隙の熱抵抗が増加し、断熱性能がより向上する。

さらに、断熱部材１８で囲まれた領域に収容された部品が電源あるいは液体等の供給を必要とする場合は、断熱部材１８の一部に配線又は配管を通すための孔を開ける。配線・配管と孔との間に隙間が生じた時は、当該隙間を接着剤等で埋めるとよい。これにより、断熱部材１８に孔を開けたことによる断熱性能の低下を抑制することができる。

発光モジュール４に電源回路５から直流電圧が印加されると、複数のＬＥＤ１１が一斉に発光し、発光面１４が面状に発光する。発光面１４から放射された光は、グローブ６の内面に入射する。グローブ６に入射された光は、グローブ６に含まれる拡散材により散乱されるとともに、当該グローブ６を透過してＬＥＤランプ１の周囲に放射される。この結果、グローブ６の表面から広範囲に亘って光が放射され、ＬＥＤランプ１は広配光な照明装置として機能する。

ＬＥＤランプ１を点灯させると、発光モジュール４のＬＥＤ１１、蛍光体粒子および電源回路５が発熱する。発光モジュール４が発した熱は、基板１０から光源支持部９に一様に伝わる。光源支持部９に伝わった熱は、光源支持部９から外郭部８の第１の外郭要素１９ａに一様に伝わるとともに、第１の外郭要素１９ａの表面から周囲環境に放出される。

一方、電源回路５が発した熱は、充填剤を介して主に外郭部８の第２の外郭要素１９ｂに一様に伝わるとともに、第２の外郭要素１９ｂの表面から周囲環境に放出される。さらに、電源回路５が発した熱の一部は、口金３にも伝わり、当該口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ１の外に放出される。

本実施形態のＬＥＤランプ１によると、発光モジュール４の熱が伝わる第１の外郭要素１９ａと、電源回路５の熱が伝わる第２の外郭要素１９ｂとの間が断熱部材１８によって熱的に切り離され、第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとの間での熱の授受が抑制されている。

この結果、発光モジュール４の熱は、主に第１の外郭要素１９ａの表面から周囲環境に放出される。同様に、電源回路５の熱は、主に第２の外郭要素１９ｂの表面から周囲環境に放出されるとともに、口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ１の外に放出される。

このことから、ＬＥＤ１１よりも耐熱温度が低い電源回路５が発光モジュール４の熱影響を受けるのを回避することができる。よって、電源回路５の熱および発光モジュール４の熱を外郭部８の表面から周囲環境に適切に放出しつつ、電源回路５および発光モジュール４の温度を夫々の耐熱温度の範囲内に止めることが可能となる。

したがって、発光モジュール４の熱を積極的に第１の外郭要素１９ａに伝えることができ、その分、より高出力のＬＥＤ１１を用いてＬＥＤランプ１の全光束を増加させることができる。

次に、断熱部材１８により外郭部８の第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとの間が完全に断熱されている場合において、第１の外郭要素１９ａおよび第２の外郭要素１９ｂの好ましい放熱面積について説明する。

本体２の外郭部８の全体の表面積をＡ_ａｌｌ、
発光モジュール４に熱的に接続された第１の外郭要素１９ａの表面積をＡ_１、
電源回路５に熱的に接続された第２の外郭要素１９ｂの表面積をＡ_２とすると、
表面積Ａ_ａｌｌ、表面積Ａ_１および表面積Ａ_２は、次の式（１）を満たす。

発光モジュール４が耐熱温度上昇ΔＴ_１ｍａｘとなる第１の外郭要素１９ａの表面積をＡ_１ｍｉｎ、
電源回路５が耐熱温度上昇ΔＴ_２ｍａｘとなる第２の外郭要素１９ｂの表面積をＡ_２ｍｉｎとすると、第１の外郭要素１９ａの表面積Ａ_１は下記の式（２）を満たし、第２の外郭要素１９ｂの表面積Ａ_２は下記の式（３）を満たす。

さらに、表面積Ａ_ａｌｌは下記の式（４）を満たす。

式（１）に式（２）を適用すると、下記の式（５）が成立する。

式（１）に式（３）を適用すると、下記の式（６）が成立する。

式（２）と式（５）を纏めると、下記の式（７）が成立する。

式（３）と式（６）を纏めると、下記の式（８）が成立する。

例えば、ＬＥＤランプ１の発光効率などの短期性能、又は寿命などの長期性能の向上に、発光モジュール４の温度低下のみが寄与する場合には、第１の外郭要素１９ａの表面積Ａ_１は、下記の式（９）のように規定するのが最適である。

同様に、第２の外郭要素１９ｂの表面積Ａ_２は、下記の式（１０）のように規定するのが最適である。

ここで、発光モジュール４から周囲環境への熱抵抗をＲ_１（Ａ_１）、発光モジュール４の発熱量をＱ_１、ジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_１ｍａｘ、電源回路５から周囲環境への熱抵抗をＲ_２（Ａ_２）、電源回路５の発熱量をＱ_２、耐熱温度上昇をΔＴ_２ｍａｘとすると、前記Ａ_１ｍｉｎおよび前記Ａ_２ｍｉｎは、夫々次の式（１１）、式（１２）を満たす。

ここで、図４は、ＬＥＤランプ１の放熱経路を概略的に示している。図４に示すように、発光モジュール４のジャンクションから外郭部８の第１の外郭要素１９ａまでの熱抵抗をＲ_１ｃｉ、第１の外郭要素１９ａから周囲環境までの熱抵抗をＲ_１ｃｏ、電源回路５から外郭部８の第２の外郭要素１９ｂまでの熱抵抗をＲ_２ｃｉ、第２の外郭要素１９ｂから周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｃｏ、電源回路５から口金３までの熱抵抗をＲ_２ｓｉ、口金３から周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｓｏとすると、Ａ_１を含むＲ_１（Ａ_１）、およびＡ２を含むＲ_２（Ａ_２）は、夫々次の式（１３）、式（１４）を満たす。

ここで、外郭部８の第１の外郭要素１９ａから周囲環境までの熱抵抗をＲ_１ｃｏについて考える。Ａ_１を含む熱抵抗Ｒ_１ｃｏ（Ａ_１）は、対流による熱抵抗をＲ_１ｃｏｃ（Ａ_１）、輻射による熱抵抗をＲ_１ｃｏｒ（Ａ_１）とすると、次の式（１５）を満たす。

外郭部８の第２の外郭要素１９ｂから周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｃｏについても、対流による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｃ（Ａ_２）と、輻射による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｒ（Ａ_２）により、式（１５）と同様の式で表すことができる。

まず、対流による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｃ（Ａ_１）について考える。外郭部８の第１の外郭要素１９ａから周囲環境への熱伝達率をｈ_１とすると、対流による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｃ（Ａ_１）は、次の式（１６）を満たす。

さらに、熱伝達率ｈ_１が垂直等温平板に沿った自然対流と同等であるとすれば、熱伝達率ｈ_１は、外郭部８の第１の外郭要素１９ａの重力方向の長さをｄ_１、周囲環境の気体の熱伝導率をｋ_１、ヌッセルト数をＮｕ_１とすると、次の式（１７）から求めることができる。

前記ヌッセルト数Ｎｕ_１は、レイリー数をＲａ_１とすれば、次の式（１８）の関係が知られている。

気体のレイリー数Ｒａ_１は、外郭部８の平均温度をＴ_１ｃ、周囲環境の温度をＴ_ａ、重力加速度をｇ、気体の体積弾性率をβ_１、気体の動粘性係数をν_１、気体の温度伝導率をα_１とすると、次の式（１９）から求めることができる。

対流による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｃ（Ａ_２）についても、同様の式で求めることができる。対流に関する式（１７）〜（１９）は、垂直等温平板に沿った自然対流以外にも、対流に関する任意のモデルを用いることができる。

次に、前記輻射による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｒ（ｒ_ｉ）を考える。

凸面とこれを囲む面との間の輻射に関して、凸面に対して囲む面の面積が十分に大きい場合、外郭部８の第１の外郭要素１９ａの面積をＡ_１、温度をＴ_１ｃ、輻射率をε_１、周囲環境の温度をＴ_ａ、シュテファン＝ボルツマン定数をσとすると、次の式（２０）の関係が知られている。

輻射による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｒ（Ａ_２）についても、同様の式で求めることができる。輻射に関する式（２０）については、凸面とこれを囲む面との間の輻射以外にも、輻射に関する任意のモデルを用いることができる。

次に、ＬＥＤランプの各部の好ましい放熱面積について、部品点数を一般化した場合について説明する。

ＬＥＤランプの本体の外郭部の全体の表面積をＡ_ａｌｌ、
第ｉ番目の発熱体に接続された第ｉの外郭要素の表面積をＡ_ｉ、発熱体の総数をｎとすると、表面積Ａ_ａｌｌは次の式を満たす。

第ｉ番目の前記発熱体が耐熱温度上昇ΔＴ_ｉｍａｘとなる前記第ｉの外郭要素の表面積をＡ_ｉｍｉｎとすると、Ａ_ｉは次の式を満たす。

さらに、表面積Ａ_ａｌｌは次の式を満たす。

式（２１）に式（２２）を適用すると、下記の式（２４）が成立する。

式（２２）と式（２４）を纏めると、下記の式（２５）が成立する。

ＬＥＤランプの発光効率などの短期性能、又は寿命などの長期性能の向上に、第ｉ番目の前記発熱体の温度低下のみが寄与する場合には、第ｉ番目の前記発熱体に接続された第ｉの外郭要素の表面積Ａ_ｉは、下記の式（２６）のように規定するのが最適である。

ここで、第ｉ番目の前記発熱体から周囲環境への熱抵抗をＲ_ｉ（Ａ_ｉ）、第ｉ番目の前記発熱体の発熱量をＱ_ｉ、ジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_ｉｍａｘとすると、Ａ_ｉｍｉｎは次の式（２７）を満たす。

第ｉ番目の前記発熱体から前記第ｉの外郭要素までの熱抵抗をＲ_ｉｃｉ、前記第ｉの外郭要素から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｃｏとすると、Ａ_ｉを含むＲ_ｉ（Ａ_ｉ）は次の式（２８）を満たす。

一方、第ｉ番目の前記発熱体の放熱経路に口金が含まれる場合には、第ｉ番目の前記発熱体から前記口金までの熱抵抗をＲ_ｉｓｉ、前記口金から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｓｏとすると、Ａ_ｉを含むＲ_ｉ（Ａ_ｉ）は次の式（２９）を満たす。

ここで、前記外郭部の前記第ｉの外郭要素から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｃｏについて考える。Ａ_ｉを含む熱抵抗Ｒ_ｉｃｏ（Ａ_ｉ）は、対流による熱抵抗をＲ_ｉｃｏｃ（Ａ_ｉ）、輻射による熱抵抗をＲ_ｉｃｏｒ（Ａ_ｉ）とすると、次の式（３０）を満たす。

例えば、発光モジュールが複数のＬＥＤで構成される場合、回路基板が複数の素子で構成される場合、あるいは蓄電池モジュールが複数の蓄電池で構成される場合などのように、第ｉ番目の前記発熱体がｍ個の複数の小発熱体Ｑ_ｊで構成される場合には、発熱量Ｑ_ｉは、次の式（３１）を満たす。

なお、断熱部材によって囲まれる複数の小発熱体Ｑ_ｊは、同一の耐熱温度を有していることが望ましい。

以上のことから、発光モジュール４に熱的に接続された第１の外郭要素１９ａの表面積および電源回路５に熱的に接続された第２の外郭要素１９ｂの表面積を、夫々発光モジュール４および電源回路５の発熱量・耐熱温度に見合った適切な放熱面積に割り振ることができる。したがって、より高出力のＬＥＤ１１を用いてＬＥＤランプ１の全光束を向上させることができる。

第１の実施形態においては、断熱部材１８のフランジ部２３の周面が第１の外郭要素１９ａと第２の外郭要素１９ｂとの間から外郭部８の外に露出されている。そのため、例えばフランジ部２３の周面および外郭部８の表面に塗装を施したり、装飾シートを貼り付けるようにしてもよい。これにより、ＬＥＤランプ１の外観を向上させて商品価値を高めることができる。

第１の実施形態では、光源としてＣＯＢ型の発光モジュールを採用したが、ＳＭＤ（Surface Mount Device）型の発光モジュールあるいは砲弾型の発光モジュール等を用いてもよい。

加えて、発光モジュールの数は一つに限らず、複数の発光モジュールを用いることができる。それとともに、ＬＥＤの配列および個数にしても第１の実施形態に特定されず、例えば一つのＬＥＤをＬＥＤランプの中心軸線上に配置してもよい。

ＬＥＤランプは、一般電球形に限らず、例えばミニクリプトン電球形、Ｔ形、ボール電球形、ハロゲン電球形、ミゼットレフ形、ビームランプ形、チョークレス水銀ランプ形、ＨＩＤ形、ユニットフラット形、ダウンライト形、常夜灯形、直管形、シーリング形、シャンデリア球形、スポットライト形に類似した形状としてもよい。

[第２の実施形態]
図５ないし図７は、第２の実施形態を開示している。第２の実施形態に係るＬＥＤランプ１は、本体２の外郭部８が熱的に三つの要素に分割された点が第１の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１の構成は、基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図５および図６に示すように、本体２の外郭部８は、断熱部材３１によって第１の外郭要素３２ａないし第３の外郭要素３２ｃに三分割されている。第１の外郭要素３２ａないし第３の外郭要素３２ｃは、外郭部８の軸方向に並んでいる。

第１の外郭要素３２ａは、第１の領域の一例であって、光源支持部９に連続する円筒状の形状を有するとともに、光源支持部９に熱的に接続されている。第２の外郭要素３２ｂは、第２の領域の一例であって、口金３に連続する円筒状の形状を有している。第２の外郭要素３２ｂは、口金３と協働して電源回路５を包囲している。第３の外郭要素３２ｃは、第３の領域の一例であって、第１の外郭要素３２ａと第２の外郭要素３２ｂとの間に同軸状に介在されている。

断熱部材３１は、第１の実施形態と同様の材料で形成されている。図６に示すように、断熱部材３１は、第１の断熱要素３３および第２の断熱要素３４を備えている。第１の断熱要素３３は、第１の外郭要素３２ａの内周面を覆う円筒状の周壁部３５と、光源支持部９の内面を覆う円盤状の端壁部３６と、を備えている。

さらに、周壁部３５は、端壁部３６とは反対側の縁部にフランジ部３７を有している。フランジ部３７は、外郭部８の周方向に連続するとともに、第１の外郭要素３２ａと第３の外郭要素３２ｃとの間に介在されている。

このため、第１の外郭要素３２ａと第３の外郭要素３２ｃとの間は、断熱部材３１のフランジ部３７によって熱的に切り離されており、第１の外郭要素３２ａと第３の外郭要素３２ｃとの間での熱の授受が抑制されている。

第２の断熱要素３４は、第１の区画壁部３８および第２の区画壁部３９を含んでいる。第１の区画壁部３８は、円盤状であるとともに、その外周縁部が第２の外郭要素３２ｂと第３の外郭要素３２ｃとの間に介在されている。これにより、第２の外郭要素３２ｂと第３の外郭要素３２ｃとの間は、第１の区画壁部３８の外周縁部によって熱的に切り離されており、第２の外郭要素３２ｂと第３の外郭要素３２ｃとの間での熱の授受が抑制されている。さらに、第１の区画壁部３８は、外郭部８の内側で第１の断熱要素３３の端壁部３６と向かい合っている。

第２の区画壁部３９は、第１の区画壁部３８の中央部から第１の断熱要素３３の端壁部３６に向けて一体的に突出されている。図６および図７に示すように、第２の区画壁部３９の突出端は、第１の断熱要素３３の端壁部３６の内面に突き当てられている。それとともに、第２の区画壁部３９の側縁部は、第１の断熱要素３３の周壁部３５、第１の外郭要素３２ａおよび第３の外郭要素３２ｃを貫通して外郭部８の外に露出されている。

このため、第２の区画壁部３９は、外郭部８の第１の外郭要素３２ａおよび第３の外郭要素３２ｃによって囲まれた領域を第１の収容室４１ａと第２の収容室４１ｂとの二室に熱的に仕切っている。第１の収容室４１ａおよび第２の収容室４１ｂは、個々に第１の断熱要素３３および第２の断熱要素３４で囲まれているとともに、外郭部８の第３の外郭要素３２ｃの内面が第１の収容室４１ａおよび第２の収容室４１ｂに露出されている。

本実施形態によると、第２の区画壁部３９の側縁部は、第３の外郭要素３２ｃを貫通することで、第３の外郭要素３２ｃを第１の周壁部３２ｄと第２の周壁部３２ｅとに熱的に区画している。第１の周壁部３２ｄは、第１の収容室４１ａに臨むとともに、第２の周壁部３２ｅは、第２の収容室４１ｂに臨んでいる。

言い換えると、第１の収容室４１ａに面した第１の周壁部３２ｄと、第２の収容室４１ｂに面した第２の周壁部３２ｅとは、互いに熱的に切り離された状態に保たれている。

蓄電池４２が第１の収容室４１ａに収容されている。蓄電池４２は、付加部品の一例であって、電源回路５および発光モジュール４に電気的に接続されている。蓄電池４２は、充電時および放電時に発熱を伴う。蓄電池４２は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって第３の外郭要素３２ｃの第１の周壁部３２ｄに熱的に接続されている。

充電・放電回路４３が第２の収容室４１ｂに収容されている。充電・放電回路４３は、付加機能を有する部品の一例であって、蓄電池４２に電気的に接続されている。充電・放電回路４３は、プリント配線板に実装された複数の回路要素を備えている。回路要素のうちの幾つかは、動作中に発熱を伴う。充電・放電回路４３は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって第３の外郭要素３２ｃの第２の周壁部３２ｅに熱的に接続されている。

本実施形態によると、蓄電池４２および充電・放電回路４３は、耐熱温度が互いに相違している。さらに、蓄電池４２および充電・放電回路４３の耐熱温度とＬＥＤ１１の耐熱温度とは、互いに相違している。具体的には、蓄電池４２および充電・放電回路４３の耐熱温度は、ＬＥＤ１１の耐熱温度よりも低い。

第２の実施形態のＬＥＤランプ１によると、発光モジュール４が発した熱は、光源支持部９から外郭部８の第１の外郭要素３２ａに一様に伝わるとともに、第１の外郭要素３２ａの表面から周囲環境に放出される。

電源回路５が発した熱は、充填剤を介して主に外郭部８の第２の外郭要素３２ｂに一様に伝わるとともに、第２の外郭要素３２ｂの表面から周囲環境に放出される。さらに、電源回路５が発した熱の一部は、口金３にも伝わり、当該口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ１の外に放出される。

発光モジュール４の熱が伝わる第１の外郭要素３２ａと、電源回路５の熱が伝わる第２の外郭要素３２ｂとの間は断熱部材３１によって熱的に切り離され、第１の外郭要素３２ａと第２の外郭要素３２ｂとの間での熱の授受が抑制されている。この結果、発光モジュール４の熱は、主に第１の外郭要素３２ａの表面から周囲環境に放出される。さらに、電源回路５の熱は、主に第２の外郭要素３２ｂの表面から周囲環境に放出されるとともに、口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ１の外に放出される。

このため、前記第１の実施形態と同様に、発光モジュール４と耐熱温度が異なる電源回路５が発光モジュール４の熱影響を受けるのを回避することができる。よって、電源回路５の熱および発光モジュール４の熱を外郭部８の表面から周囲環境に適切に放出しつつ、電源回路５および発光モジュール４の温度を夫々の耐熱温度の範囲内に止めることができる。

加えて、蓄電池４２が収容された第１の収容室４１ａは、第１の断熱要素３３の端壁部３６により発光モジュール４から熱的に切り離され、第２の断熱要素３４の第１の区画壁部３８を介して電源回路５から熱的に切り離されている。

同様に、充電・放電回路４３が収容された第２の収容室４１ｂは、第１の断熱要素３３の端壁部３６により発光モジュール４から熱的に切り離され、第２の断熱要素３４の第１の区画壁部３８を介して電源回路５から熱的に切り離されている。

さらに、蓄電池４２を収容した第１の収容室４１ａと、充電・放電回路４３を収容した第２の収容室４１ｂとの間は、第２の断熱要素３４の第２の区画壁部３９により熱的に切り離されている。加えて、第１の収容室４１ａに面した第２の外郭要素３２ｃの第１の周壁部３２ｄと、第２の収容室４１ｂに面した第２の外郭要素３２ｃの第２の周壁部３２ｅとは、第２の区画壁部３９により熱的に切り離されている。

このため、蓄電池４２の熱が第２の外郭要素３２ｃを通じて充電・放電回路４３が収容された第２の収容室４１ｂに回り込むのを防止できる。同様に、充電・放電回路４３の熱が第２の外郭要素３２ｃを通じて蓄電池４２が収容された第２の収容室４１ａに回り込むのを防止できる。

この結果、蓄電池４２が発する熱は、主に第３の外郭要素３２ｃの第１の周壁部３２ｄの表面から周囲環境に放出される。それとともに、充電・放電回路４３が発する熱は、主に第３の外郭要素３２ｃの第２の周壁部３２ｅの表面から周囲環境に放出される。したがって、第１の収容室４１ａを蓄電池４２の耐熱温度に即した温度環境に維持できるとともに、第２の収容室４１ｂにしても充電・放電回路４３の耐熱温度に即した温度環境に維持することができる。

第２の実施形態では、断熱部材３１の第１の断熱要素３３を一体構造物としたが、例えば周壁部３５、端壁部３６およびフランジ部３７を互いに別な要素で構成してもよい。この場合には、各要素をねじ等の接合機構、接着剤あるいはテープを用いて一体的に組み立てるようにしてもよい。

同様に、断熱部材３１の第２の断熱要素３４にしても、第１の区画壁部３８と第２の区画壁部３９とを互いに別な要素で構成し、これら各要素を一体的に組み立てるようにしてもよい。

さらに、第２の実施形態では、本体２の内側に電源回路と共に蓄電池４２および充電・放電回路４３を収容したが、これ以外にも付加機能を有する任意のデバイスを任意の組み合わせで本体２の内側に収容してもよい。

付加機能を有するデバイスとしては、例えば調色回路、調光回路、無線回路、一次電池、ペルチェ素子、マイク、スピーカー、ラジオ、アンテナ、時計、超音波発生装置、カメラ、プロジェクター、液晶ディスプレイ、インターホン、火災報知機、警報機、ガス成分分析センサ、パーティクルカウンター、煙センサ、人感センサ、距離センサ、照度センサ、気圧センサ、磁力センサ、加速度センサ、温度センサ、湿度センサ、傾きセンサ、ＧＰＳ，ガイガーカウンター、換気扇、加湿器、除湿器、空気清浄機、消火剤、除菌剤、消臭剤、芳香剤、虫避け剤、ＣＰＵ、メモリ、モータ、プロペラ、ファン、フィン、ポンプ、ヒートポンプ、ヒートパイプ、ワイヤ、掃除機、集塵フィルター、無線ＬＡＮアクセスポイント、中継器、電磁シールド機能、無線給電送信機、無線給電受信機、光触媒、太陽電池等を含めることができる。

[第３の実施形態]
図８および図９は、第３の実施形態を開示している。第３の実施形態に係る一般電球形のＬＥＤランプ５０は、主に発光するグローブ部５１の構成が第１の実施形態と相違している。それ以外の口金３、発光モジュール４および電源回路５に関する事項は、第１の実施形態と同様である。そのため、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図８に示すように、グローブ部５１は、ＬＥＤランプ５０の外郭を構成する中空の要素であって、本実施形態では、一般電球のガラスバルブに類似した形状を有している。グローブ部５１は、重力方向に延びるＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１に対し同軸状に設けられている。

グローブ部５１は、本体５２と導光体５３とを備えている。本体５２は、例えばアルミニウム、銅、鉄のような金属材料、あるいは熱伝導性に優れたセラミックスで形成され、放熱部としての機能を兼ねている。

本体５２は、ＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１と同軸の中空状に形成されている。具体的に述べると、本体５２は、一端が開口されたネック部５２ａと、ネック部５２ａに連続する球状部５２ｂと、を備えている。ネック部５２ａの一端は、口金３と同等の口径を有している。口金３は、電気絶縁性を有する接着剤あるいはグリスを介してネック部５２ａの一端に固定されている。

球状部５２ｂは、ネック部５２ａの一端と向かい合う頂部５２ｃと、ネック部５２ａから頂部５２ｃに向けて口径が次第に増加する拡径部５２ｄと、球状部５２ｂの最大径を規定する最大径部５２ｅと、最大径部５２ｅから頂部５２ｃに向けて口径が次第に減少する縮径部５２ｆと、を備えている。

球状部５２ｂの頂部５２ｃは、支持面５４を有している。支持面５４は、ＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１と直交するフラットな面であって、当該支持面５４の中央部に発光モジュール４が配置されている。発光モジュール４の基板１０は、図示しない螺子あるいはコネクタを介して支持面５４に固定されている。さらに、基板１０は、例えば熱伝導シート、熱伝導性グリスあるいは熱伝導性接着剤を介してグローブ部５１の本体５２に熱的に接続されている。

図８に示すように、電源回路５は、例えば本体５２の拡径部５２ｄの内側から口金３の内側に至る領域に収容されている。電源回路５は、図示しないシリコーン等の充填剤、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材を介して口金３およびネック５２ａに熱的に接続されている。

導光体５３は、支持面５４を含む本体５２の外表面を連続して覆う中空の要素である。導光体５３は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンあるいはガラスのような光透過性を有する材料で形成されている。導光体５３は、筒状部５７と光学レンズユニット５８とを備えている。

筒状部５７は、本体５２のネック部５２ａ、拡径部５２ｄ、最大径部５２ｅおよび縮径部５２ｆを連続して取り囲んでいる。筒状部５７の肉厚ｔは、本体５２の縮径部５２ｆからネック部５２ａの方向に進むに従い次第に減じられている。

さらに、筒状部５７は、外周面５７ａおよび内周面５７ｂを有している。外周面５７ａおよび内周面５７ｂは、夫々ネック部５２ａから縮径部５２ｆに至る本体５２の外周面の形状に沿うような円弧を描いて湾曲されている。

筒状部５７の内周面５７ｂは、例えば多数の微細な凹凸が形成された光拡散面となっている。凹凸は、光を散乱させるための散乱マークであって、本実施形態では、微細な研磨材を筒状部５７の内周面５７ｂに吹き付ける、いわゆるサンドブラストによって形成されている。

散乱マークは、凹凸に限らず、例えば光を拡散させる粒子を含む塗料を筒状部５７の内周面５７ｂに塗布したり、内周面５７ｂにシルク印刷を施すことで形成してもよい。加えて、散乱マークは、筒状部５７の外周面５７ａに形成してもよいとともに、外周面５７ａおよび内周面５７ｂの双方に形成してもよい。

散乱マークは、筒状部５６の内周面５７ｂまたは外周面５７ａに均一に形成することに限定されない。例えば、散乱マークは、発光モジュール４の近傍では疎または薄く形成し、発光モジュール４の遠方では密または厚く形成するようにしてもよい。このようにすれば、ＬＥＤランプ５０の表面の発光分布を均一化することができる。

さらに、導光体５３は、一体構造物に限らず、任意に分割された複数の要素を組み合わすことで構成してもよい。例えば、導光体５３を中心軸線Ｏ１と平行な方向に複数の要素に分割すれば、発光モジュール４の光を口金３の付近まで容易に導くことができる。さらに、導光体５３を中心軸線Ｏ１に対し直交する方向に複数の要素に分割すれば、分割された要素の端面での光の反射を防ぐ加工が必要となるが、導光体５３の外観は向上する。

分割された複数の要素の接合手段としては、例えば超音波溶着、振動溶着、誘導溶着、高周波溶着、半導体レーザー溶着、熱溶着、スピン溶着のような各種の溶着方法、あるいは接着剤、両面テープ、グリスを用いた接着方法を適用することができる。

図８に示すように、本体５２と導光体５３の筒状部５７との間に隙間５９が形成されている。隙間５９は、例えば本体５２と筒状部５７との間に図示しないスペーサを介在させることで形成されている。スペーサは、本体５２の外表面に一体に形成してもよいし、筒状部５７の内周面５７ｂに一体に形成してもよい。さらに、スペーサは、本体５２および筒状部５７とは別の部材で構成してもよい。

本実施形態では、隙間５９に充填された媒質、例えば空気層を媒体として本体５２と導光体５３の筒状部５７との間が熱的に接続されている。ここで、空気層の厚さを規定する隙間５９の適正値ｄについて考察する。

隙間５９の適正値ｄは、基本的に発光モジュール４から放射される光の波長λよりも大きく設定される。それとともに、本体５２から導光体５３に熱を伝え易くするためには、隙間５９は極力狭いことが望ましい。したがって、隙間５９の適正値ｄは、筒状部５７の加工上の精度を確保することを考慮すると、例えば０．０１〜１．０ｍｍ程度に設定される。

図８に示すように、導光体５３の光学レンズユニット５８は、広配光レンズ６１および拡散レンズ６２を備えている。広配光レンズ６１は、本体５２の縮径部５２ｆを取り囲んだ筒状部５７の端部と一体化されている。広配光レンズ６１は、ＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１に対し回転対称となる形状を有している。

具体的に述べると、広配光レンズ６１は、貫通孔６３、入射面６４、射出面６５および全反射面６６を備えている。貫通孔６３は、広配光レンズ６１を貫通するようにＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１と同軸状に設けられている。

入射面６４は、中心軸線Ｏ１と直交するフラットな面である。入射面６４の中央部は、発光モジュール４の発光面１４と向かい合うとともに、当該中央部に貫通孔６３が開口されている。入射面６４の外周部は、本体５２の支持面５４と向かい合っている。

射出面６５は、中心軸線Ｏ１を同軸状に取り囲むように筒状部５７の端部の外周面５７ａに連続されている。射出面６５および外表面５７ａは、口金３に向けて広配光レンズ６１の径方向に広がるように球面状に湾曲されている。

全反射面６６は、射出面６５の先端縁と貫通孔６３に臨む入射面６４との間を結んでいる。言い換えると、全反射面６６は、貫通孔６３を規定する面であって、入射面６４から遠ざかるに従い広配光レンズ６１の径方向に広がるように円弧状に湾曲された形状を有している。

光学レンズユニット５８の拡散レンズ６２は、背面６９、表面７０および端面７１を有している。背面６９は、広配光レンズ６１の貫通孔６３を覆うように全反射面６６に面している。表面７０は、ＬＥＤランプ５０の周囲環境に露出するように背面６９の反対側に位置されている。背面６９および表面７０は、夫々ＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１と同軸状に設けられているとともに、中心軸線Ｏ１を中心に全反射面６６から遠ざかる方向に球面状に盛り上がっている。

本実施形態によると、表面７０は、多数の微細な凹凸が設けられた白色の光拡散面となっている。光拡散面は、微細な研磨材を表面７０に全面的に吹き付ける、いわゆるサンドブラストによって形成されている。

光拡散面は、サンドブラストに限らず、光を拡散させる粒子を含む塗料を表面７０に塗布したり、拡散粒子を拡散レンズ６２の内部に封入することで形成してもよい。さらに、光拡散面は、表面７０に限らず、背面６９に形成してもよいし、表面７０および背面６９の双方に形成してもよい。

拡散レンズ６２の端面７１は、背面６９の外周縁と表面７０の外周縁との間を結ぶ円環形である。端面７１は、広配光レンズ６１の全反射面６６の外周部と向かい合っている。

拡散レンズ６２の端面７１は、周方向に沿う複数個所が接着剤７２を介して広配光レンズ６１の全反射面６６の外周部に接着されている。それとともに、拡散レンズ６２の端面７１と広配光レンズ６１の全反射面６６との間には、接着剤７２の箇所を除き隙間７３が形成されている。

図８に示すように、本体５２の内側に断熱部材７６が設けられている。断熱部材７６は、本体５２の縮径部５２ｆから頂部５２ｃに至る領域の内面を全面的に覆っている。このため、断熱部材７６は、本体５２の内側で発光モジュール４と電源回路５との間に介在されているとともに、電源回路５と発光モジュール４との間を熱的に遮断している。

さらに、断熱部材７６は、フランジ部７７を有している。フランジ部７７は、本体５２の縮径部５２ｆの周方向に連続するとともに、縮径部５２ｆと最大径部５２ｅとの間に介在されている。言い換えると、縮径部５２ｆと最大径部５２ｅとの間は、断熱部材７６のフランジ部７７によって熱的に切り離されており、縮径部５２ｆと最大径部５２ｅとの間での熱の授受が抑制されている。

このため、本実施形態によると、断熱部材７６のフランジ部７７は、本体５２を第１の領域と第２の領域とに熱的に区画するように構成されている。第１の領域は、本体５２の頂部５２ｃおよび縮径部５２ｆを含んでいる。第２の領域は、本体５２のネック部５２ａ、拡径部５２ｄおよび最大径部５２ｅを含んでいる。

断熱部材７６は、例えば発光モジュール４よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。断熱部材７６の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、断熱部材７６をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、当該断熱部材７６に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、断熱部材７６の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、断熱部材７６の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、断熱部材７６がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、断熱部材７６とその他の部材との間に隙間を設けてもよい。このようにすれば、断熱部材７６に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材７６がその他の部材と対向する場合は、断熱部材７６とその他の部材との間の間隔を維持するため、断熱部材７６とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、断熱部材７６およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材７６の表面や内面、および断熱部材７６と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、断熱部材７６およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、断熱部材７６の熱抵抗が増加する。

断熱部材７６とその他の部材との間に規定される空間、および断熱部材７６の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴン、ヘリウムのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により断熱部材７６を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて断熱部材７６を形成してもよく、断熱部材７６の材質に特に制約はない。

発光モジュール４に電源回路５から直流電圧が印加されると、複数のＬＥＤ１１が一斉に発光し、発光面１４が面状に発光する。発光面１４の中央部から放射された光は、広配光レンズ６１の入射面６４に入射する。中心軸線Ｏ１が交わる発光面１４の中心付近から放射された光は、広配光レンズ６１の貫通孔６３を通過して拡散レンズ６２に入射する。

具体的に述べると、図８に光線Ａで示すように、入射面６４の上の任意な点Ｑ１に入射した光は、広配光レンズ６１を通過して全反射面６６に至る。当該光は、全反射面６６において射出面６５に向けて全反射される。射出面６５に導かれた光の一部は、射出面６５を透過してグローブ部５１の周囲に放射される。射出面６５に導かれた残りの光は、射出面６５で中心軸線Ｏ１の軸方向に屈折されて導光体５３の筒状部５７に入射される。

筒状部５７に入射された光のうち、筒状部５７の外周面５７ａに対する入射角が臨界角以上の光、すなわち全反射条件を満たす光は、筒状部５７の外周面５７ａおよび内周面５７ｂで全反射を繰り返しながら、筒状部５７の壁の内部を口金３に向けて進行する。

筒状部５７に入射された光のうち、散乱マークにより散乱されて全反射条件を満たさない光は、筒状部５７の外周面５７ａで全反射することなく、筒状部５７を透過してグローブ部５１の周囲に放出される。この結果、導光体５３の筒状部５７の外周面５７ａが全面的に発光する。

図８に光線Ｂで示すように、広配光レンズ６１の貫通孔６３を通過した光は、拡散レンズ６２に入射する。拡散レンズ６２に入射した光は、拡散レンズ６２の光拡散面を透過する過程で広範囲に拡散された後、グローブ部５１の周囲に放出される。

この結果、グローブ部５１の導光体５３から光が全方位に放射され、光の広がり方および光り方が一般電球に類似した広配光なＬＥＤランプ５０が得られる。

ＬＥＤランプ５０を点灯させると、発光モジュール４および電源回路５が発熱する。発光モジュール４が発した熱は、本体５２の支持面５４から頂部５２ｃに伝わる。頂部５２ｃに伝わった熱は、本体５２の球状部５２ｂに拡散される。

さらに、本実施形態では、導光体５３の筒状部５７と本体５２との間に０．０１〜１．０ｍｍ程度の隙間５９が形成され、当該隙間５９内の空気層を媒体として本体５２と導光体５３の筒状部５７との間が熱的に接続されている。このため、本体５２に拡散された発光モジュール４の熱は、空気層を介して筒状部５７に伝わるとともに、筒状部５７の外周面５７ａから周囲環境に放出される。

図９は、例えば導光体５３をアクリル製とし、本体５２をアルミニウム製としたＬＥＤランプ５０において、導光体５３の筒状部５７の内部を光が入射角４５°で全反射する時のｄ／λと反射率との関係を示すグラフである。図９において、ｄは隙間５９の適正値、λは光の波長である。

図９によれば、ｄ／λ＞１、すなわちｄ＞λであれば、導光体５３の光反射率は１００％に近いことが分かる。これに対し、ｄ／λ＜１、すなわちｄ＜λの場合は、本体５２に光が吸収されてしまい、ｄ＝０に近づく程に反射率が低減することが分かる。

したがって、本実施形態のＬＥＤランプ５０のように、導光体５３の筒状部５７と本体５２との間に適正な隙間５９を設けることで、筒状部５７の壁の内部を通過する光の反射率を１００％に近づけることができる。

この結果、筒状部５７に導かれる光の大部分を照明光として筒状部５７の外周面５７ａから取り出すことができ、本体５２が光を吸収することによる光のロスを低減することができる。すなわち、これはエバネッセント波によって光が筒状部５７から本体５２に伝搬するのを防ぎ、それにより光のロスを低減できることを意味する。

一方、電源回路５が発した熱は、主に本体５２のネック部５２ａに伝わるとともに、ネック部５２ａから隙間５９内の空気層を通じて導光体５３の筒状部５７に伝わる。そのため、電源回路５の熱は、導光体５３の筒状部５７の外周面５７ａから周囲環境に放出される。加えて、電源回路５が発した熱の一部は、口金３にも伝わり、当該口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ５０の外に放出される。

本実施形態のＬＥＤランプ５０によると、発光モジュール４の熱が伝わる本体５２の頂部５２ｃおよび縮径部５２ｆと、電源回路５が位置された本体５２の拡径部５２ｄとの間が断熱部材７６によって熱的に切り離され、縮径部５２ｆと拡径部５２ｄとの間での熱の授受が抑制されている。

しかも、断熱部材７６は、発光モジュール４が熱的に接続された本体５２の頂部５２ｃの内面を全面的に覆うことで、発光モジュール４の熱が本体５２の拡径部５２ｄおよび本体５２の内側の領域に伝わるのを抑制している。

この結果、発光モジュール４と耐熱温度が異なる電源回路５が発光モジュール４の熱影響を受けるのを回避することができる。このため、電源回路５の熱および発光モジュール４の熱を導光体５３の筒状部５７の外周面５７ａから周囲環境に適切に放出しつつ、発光モジュール４および電源回路５の温度を夫々の耐熱温度の範囲内に止めることができる。

よって、電源回路５の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール４の熱を積極的に本体５２から導光体５３の周囲に放出することができ、より高出力のＬＥＤ１１を用いてＬＥＤランプ５０の全光束を増加させることができる。

[第４の実施形態]
図１０および図１１は、第４の実施形態を開示している。第４の実施形態に係るＬＥＤランプ５０は、発光モジュール４および電源回路５の夫々の耐熱温度・放熱量に見合うように本体５２の放熱面積を割り振りした点が第３の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ５０の基本的な構成は、第３の実施形態と同様である。このため、第４の実施形態において、第３の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図１０に示すように、断熱部材７６は、本体５２の球状部５２ｂの内面を全面的に覆っている。そのため、断熱部材７６は、第３の実施形態のＬＥＤランプ５０よりも口金３の側に大きく延長されている。

断熱部材７６のフランジ部７７は、本体５２の拡径部５２ｄの周方向に連続するとともに、拡径部５２ｄとネック部５２ａとの間に介在されている。言い換えると、拡径部５２ｄの端部とネック部５２ａの端部との間が断熱部材７６のフランジ部７７によって熱的に切り離されており、拡径部５２ｄとネック部５２ａとの間での熱の授受が抑制されている。さらに、フランジ部７７は、拡径部５２ｄとネック部５２ａとの境界を規定しており、当該境界は本体５２の中心Ｃ１よりも口金３の側に片寄っている。

このため、本実施形態によると、フランジ部７７によって区画された本体５２の第１の領域は、本体５２の球状部５２ｂの全てを含み、本体５２の第２の領域は、本体５２のネック部５２ａを含んでいる。よって、第１の領域の表面積が第２の領域の表面積よりも格段に大きく設定されている。

ＬＥＤランプ５０を点灯させると、発光モジュール４および電源回路５が発熱する。発光モジュール４および電源回路５が発した熱は、第３の実施形態と同様の経路を通じてＬＥＤランプ５０の外に放出される。

次に、断熱部材７６により本体５２の第１の領域（球状部５２ｂ）と第２の領域（ネック部５２ａ）との間が完全に断熱されている場合において、本体５２の第１の領域および第２の領域の好ましい放熱面積について説明する。

本体５２の全体の表面積をＡ_ａｌｌ、
発光モジュール４に熱的に接続された本体５２の第１の領域の表面積をＡ_１、
電源回路５に熱的に接続された本体５２の第２の領域の表面積をＡ_２とすると、
表面積Ａ_ａｌｌ、表面積Ａ_１および表面積Ａ_２は、次の式（３２）を満たす。

発光モジュール４が耐熱温度上昇ΔＴ_１ｍａｘとなる第１の領域の表面積をＡ_１ｍｉｎ、電源回路５が耐熱温度上昇ΔＴ_２ｍａｘとなる第２の領域の表面積をＡ_２ｍｉｎとすると、第１の領域の表面積Ａ_１は下記の式（３３）を満たし、第２の領域の表面積Ａ_２は下記の式（３４）を満たす。

さらに、表面積Ａ_ａｌｌは下記の式（３５）を満たす。

式（３２）に式（３３）を適用すると、下記の式（３６）が成立する。

式（３２）に式（３４）を適用すると、下記の式（３７）が成立する。

式（３３）と式（３６）を纏めると、下記の式（３８）が成立する。

式（３４）と式（３７）を纏めると、下記の式（３９）が成立する。

例えば、ＬＥＤランプ５０の発光効率などの短期性能、又は寿命などの長期性能の向上に、発光モジュール４の温度低下のみが寄与する場合には、本体５２の第１の領域の表面積Ａ_１は、下記の式（４０）のように規定するのが最適である。

同様に、本体５２の第２の領域の表面積Ａ_２は、下記の式（４１）のように規定するのが最適である。

ここで、発光モジュール４から周囲環境への熱抵抗をＲ_１（Ａ_１）、発光モジュール４の発熱量をＱ_１、ジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_１ｍａｘ、電源回路５から周囲環境への熱抵抗をＲ_２（Ａ_２）、電源回路５の発熱量をＱ_２、耐熱温度上昇をΔＴ_２ｍａｘとすると、前記Ａ_１ｍｉｎおよび前記Ａ_２ｍｉｎは、夫々次の式（４２）、式（４３）を満たす。

ここで、図１１は、ＬＥＤランプ５０の放熱経路を示している。図１１に示すように、発光モジュール４のジャンクションから本体５２の球状部５２ｂまでの熱抵抗をＲ_１ｃｉ、球状部５２ｂから周囲環境までの熱抵抗をＲ_１ｃｏ、電源回路５から本体５２のネック部５２ａまでの熱抵抗をＲ_２ｃｉ、ネック部５２ａから周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｃｏ、電源回路５から口金３までの熱抵抗をＲ_２ｓｉ、口金３から周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｓｏとすると、Ａ_１を含むＲ_１（Ａ_１）、およびＡ２を含むＲ_２（Ａ_２）は、夫々次の式（４４）、式（４５）を満たす。

ここで、本体５２の球状部５２ｂから周囲環境までの熱抵抗をＲ_１ｃｏについて考える。Ａ_１を含む熱抵抗Ｒ_１ｃｏ（Ａ_１）は、対流による熱抵抗をＲ_１ｃｏｃ（Ａ_１）、輻射による熱抵抗をＲ_１ｃｏｒ（Ａ_１）とすると、次の式（４６）を満たす。

本体５２のネック部５２ａから周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｃｏについても、対流による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｃ（Ａ_２）と、輻射による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｒ（Ａ_２）により、式（４６）と同様の式で表すことができる。

まず、対流による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｃ（Ａ_１）について考える。本体５２の球状部５２ｂから周囲環境への熱伝達率をｈ_１とすると、対流による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｃ（Ａ_１）は、次の式（４７）を満たす。

さらに、熱伝達率ｈ_１が垂直等温平板に沿った自然対流と同等であるとすれば、熱伝達率ｈ_１は、本体５２の球状部５２ｂの重力方向の長さをｄ_１、周囲環境の気体の熱伝導率をｋ_１、ヌッセルト数をＮｕ_１とすると、次の式（４８）から求めることができる。

ヌッセルト数Ｎｕ_１は、レイリー数をＲａ_１とすれば、次の式（４９）の関係が知られている。

気体のレイリー数Ｒａ_１は、本体５２の平均温度をＴ_１ｃ、周囲環境の温度をＴ_ａ、重力加速度をｇ、気体の体積弾性率をβ_１、気体の動粘性係数をν_１、気体の温度伝導率をα_１とすると、次の式（５０）から求めることができる。

対流による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｃ（Ａ_２）についても、同様の式で求めることができる。対流に関する式（４８）〜（５０）は、垂直等温平板に沿った自然対流以外にも、対流に関する任意のモデルを用いることができる。

次に、前記輻射による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｒ（ｒ_ｉ）を考える。

凸面とこれを囲む面との間の輻射に関して、凸面に対して囲む面の面積が十分に大きい場合、本体５２の球状部５２ｂの面積をＡ_１、温度をＴ_１ｃ、輻射率をε_１、周囲環境の温度をＴ_ａ、シュテファン＝ボルツマン定数をσとすると、次の式（５１）の関係が知られている。

輻射による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｒ（Ａ_２）についても、同様の式で求めることができる。輻射に関する式（５１）については、凸面とこれを囲む面との間の輻射以外にも、輻射に関する任意のモデルを用いることができる。

次に、ＬＥＤランプの好ましい放熱面積について、部品点数を一般化した場合について説明する。

ＬＥＤランプの本体の全体の表面積をＡ_ａｌｌ、
第ｉ番目の発熱体に接続された第ｉの球状部の表面積をＡ_ｉ、発熱体の総数をｎとすると、表面積Ａ_ａｌｌは次の式を満たす。

第ｉ番目の前記発熱体が耐熱温度上昇ΔＴ_ｉｍａｘとなる第ｉの球状部の表面積をＡ_ｉｍｉｎとすると、Ａ_ｉは次の式を満たす。

さらに、表面積Ａ_ａｌｌは次の式を満たす。

式（５２）に式（５３）を適用すると、下記の式（５５）が成立する。

式（５３）と式（５５）を纏めると、下記の式（５６）が成立する。

ＬＥＤランプの発光効率などの短期性能、又は寿命などの長期性能の向上に、第ｉ番目の前記発熱体の温度低下のみが寄与する場合には、第ｉ番目の前記発熱体に接続された第ｉの球状部の表面積Ａ_ｉは、下記の式（５７）のように規定するのが最適である。

ここで、第ｉ番目の前記発熱体から周囲環境への熱抵抗をＲ_ｉ（Ａ_ｉ）、第ｉ番目の前記発熱体の発熱量をＱ_ｉ、ジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_ｉｍａｘとすると、Ａ_ｉｍｉｎは次の式（５８）を満たす。

第ｉ番目の前記発熱体から第ｉの球状部までの熱抵抗をＲ_ｉｃｉ、第ｉの球状部から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｃｏとすると、Ａ_ｉを含むＲ_ｉ（Ａ_ｉ）は次の式（５９）を満たす。

一方、第ｉ番目の前記発熱体の放熱経路に口金が含まれる場合には、第ｉ番目の前記発熱体から前記口金までの熱抵抗をＲ_ｉｓｉ、前記口金から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｓｏとすると、Ａ_ｉを含むＲ_ｉ（Ａ_ｉ）は次の式（６０）を満たす。

ここで、第ｉの球状部から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｃｏについて考える。Ａ_ｉを含む熱抵抗Ｒ_ｉｃｏ（Ａ_ｉ）は、対流による熱抵抗をＲ_ｉｃｏｃ（Ａ_ｉ）、輻射による熱抵抗をＲ_ｉｃｏｒ（Ａ_ｉ）とすると、次の式（６１）を満たす。

例えば、発光モジュールが複数のＬＥＤで構成される場合、回路基板が複数の素子で構成される場合、あるいは蓄電池モジュールが複数の蓄電池で構成される場合などのように、第ｉ番目の前記発熱体がｍ個の複数の小発熱体Ｑ_ｊで構成される場合には、発熱量Ｑ_ｉは、次の式（６２）を満たす。

なお、断熱部材によって囲まれる複数の小発熱体Ｑ_ｊは、同一の耐熱温度を有していることが望ましい。

第４の実施形態によれば、発光モジュール４の放熱に寄与する本体５２の第１の領域（球状部５２ｂ）の表面積および電源回路５の放熱に寄与する本体５２の第２の領域（ネック部５２ａ）の表面積が、発光モジュール４および電源回路５の耐熱温度・放熱量に見合うような適切な値となる。

この結果、電源回路５の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール４の熱を積極的に本体５２から導光体５３を介してＬＥＤランプ５０の外に放出することができる。したがって、より高出力のＬＥＤ１１を用いてＬＥＤランプ５０の全光束を増加させることができる。

[第５の実施形態]
図１２は、第５の実施形態を開示している。第５の実施形態に係るＬＥＤランプ５０は、グローブ部５１の本体５２の構成が第３の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ５０の構成は、基本的に第３の実施形態と同様である。そのため、第５の実施形態において、第３の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図１２に示すように、グローブ部５１の本体５２は、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２により第１ないし第３の熱伝導部８３ａ，８３ｂ，８３ｃに区画されている。

第１の熱伝導部８３ａは、第１の領域の一例であって、発光モジュール４が熱的に接続された頂部５２ｃおよび縮径部５２ｆを含んでいる。第２の熱伝導部８３ｂは、第２の領域の一例であって、ネック部５２ａを含んでいる。第３の熱伝導部８３ｃは、第３の領域の一例であって、拡径部５２ｄおよび最大径部５２ｅを含んでいる。第３の熱伝導部８３ｃは、第１の熱伝導部８３ａと第２の熱伝導部８３ｂとの間に位置されている。

第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２は、例えば発光モジュール４よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、第１の断熱部材８１とその他の部材との間および第２の断熱部材８２とその他の部材との間に夫々隙間を設けてもよい。このようにすれば、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２がその他の部材と対向する場合は、第１の断熱部材８１とその他の部材との間の間隔および第２の断熱部材８２とその他の部材との間の間隔を維持するため、第１の断熱部材８１とその他の部材との間および第２の断熱部材８２とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、第１の断熱部材８１、第２の断熱部材８２およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の表面や内面、および第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、第１の断熱部材８１、第２の断熱部材８２およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の熱抵抗が増加する。

第１の断熱部材８１とその他の部材との間に規定される空間および第２の断熱部材８２とその他の部材との間に規定される空間、および第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２を形成してもよく、第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２の材質に特に制約はない。

第１の断熱部材８１は、第１の熱伝導部８３ａの内面に積層されて、第１の熱伝導部８３ａの内面を全面的に覆っている。第１の断熱部材８１の外周縁部にフランジ部８４が形成されている。フランジ部８４は、中心軸線Ｏ１を中心とする本体５２の周方向に連続するとともに、第１の熱伝導部８３ａと第３の熱伝導部８３ｃとの間に介在されている。

このため、第１の熱伝導部８３ａと第３の熱伝導部８３ｃとの間は、第１の断熱部材８１のフランジ部８４によって熱的に切り離されており、第１の熱伝導部８３ａと第３の熱伝導部８３ｃとの間での熱の授受が抑制されている。

第２の断熱部材８２は、本体５２の内側に収容されている。第２の断熱部材８２は、一端が閉塞された筒状部８５を有し、当該筒状部８５の開口端部が第２の熱伝導部８３ｂと第３の熱伝導部８３ｃとの間に介在されている。

このため、第２の熱伝導部８３ｂと第３の熱伝導部８３ｃとの間は、第２の断熱部材８１によって熱的に切り離されており、第２の熱伝導部８３ｂと第３の熱伝導部８３ｃとの間での熱の授受が抑制されている。

図１２に示すように、第２の断熱部材８２は、本体５２の内側を第１の収容室８７ａと第２の収容室８７ｂとに仕切っている。第１の収容室８７ａおよび第２の収容室８７ｂは、第２の断熱部材８２により熱的に切り離されているとともに、ＬＥＤランプ５０の中心軸線Ｏ１の軸方向に並んでいる。第２の収容室８７ｂは、第１の収容室８７ａよりも口金３の側に位置されている。

さらに、第１の断熱部材８１は、第１の収容室８７ａに露出されているとともに、発光モジュール４と第１の収容室８７ａとの間を熱的に隔てている。

蓄電池８８が第１の収容室８７ａに収容されている。蓄電池８８は、付加部品の一例であって、電源回路５および発光モジュール４に電気的に接続されている。蓄電池８８は、充電時および放電時に発熱を伴う。蓄電池８８は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって本体５２の第３の熱伝導部８３ｃに熱的に接続されている。本実施形態によると、蓄電池８８は、第１の収容室８７ａ内のスペースの大部分を占有するような大きさを有している。

充電・放電回路８９が第２の収容室８７ｂに収容されている。充電・放電回路８９は、付加機能を有する部品の一例である。充電・放電回路８９は、蓄電池８８に電気的に接続されているとともに、動作中に発熱を伴う。充電・放電回路８９は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって本体５２の第２の熱伝導部８３ｂに熱的に接続されている。

本実施形態によると、蓄電池８８の耐熱温度および充電・放電回路８９の耐熱温度は、互いに相違しているが、ＬＥＤ１１の耐熱温度よりも低い。さらに、充電・放電回路８９は、口金３の内側に収容された電源回路５と隣り合っている。充電・放電回路８９の耐熱温度は、電源回路５の耐熱温度と異なっている。

断熱板９０が電源回路５と充電・放電回路８９との間に介在されている。断熱板９０は、本体５２のネック部５２を径方向に貫通することで、電源回路５と充電・放電回路８９との間を熱的に遮断している。断熱板９０は、例えば第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２と同等の断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。

第５の実施形態によると、発光モジュール４および電源回路５が発した熱は、第３の実施形態と同様の経路を通じてＬＥＤランプ５０の外に放出される。

蓄電池８８が発した熱は、本体５２の第１の収容室８７ａから第３の熱伝導部８３ｃを経由して導光体５３の筒状部５７に伝わり、筒状部５７の外周面５７ａから周囲環境に放出される。

さらに、充電・放電回路８９が発した熱は、本体５２の第２の収容室８７ｂから第２の熱伝導部８３ｂを経由して導光体５３の筒状部５７に伝わる。筒状部５７に伝えられた充電・放電回路８９の熱は、筒状部５７の外周面５７ａから周囲環境に放出される。

第５の実施形態によれば、グローブ部５１の本体５２が第１の断熱部材８１および第２の断熱部材８２を介して第１ないし第３の熱伝導部８３ａ，８３ｂ，８３ｃに熱的に区画されている。そのため、第１ないし第３の熱伝導部８３ａ，８３ｂ，８３ｃの表面積を、夫々発光モジュール４、蓄電池８８、充電・放電回路８９の耐熱温度および放熱量に見合うように割り振りすることができる。

したがって、発光モジュール４の放熱に寄与する第１の熱伝導部８３ａの表面積、蓄電池８８の放熱に寄与する第３の熱伝導部８３ｃの表面積および充電・放電回路８９の放熱に寄与する第２の熱伝導部８３ｂの表面積が夫々適切に定まる。

この結果、本体５２に収容された蓄電池８８および充電・放電回路８９の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール４の熱を積極的に本体５２から導光体５３を通じて周囲環境に放出することができる。よって、より高出力のＬＥＤ１１を用いてＬＥＤランプ５０の全光束を増加させることができる。

第５の実施形態において、蓄電池８８の耐熱温度と充電・放電回路８９の耐熱温度とが同一又は近似している場合には、第２の断熱部材８２を省略して蓄電池８８および充電・放電回路８９を共通の室に収容するようにしてもよい。

[第６の実施形態]
図１３および図１４は、第６の実施形態を開示している。第６の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、発光および放熱に寄与する構成が第３の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１００の構成は、基本的に第３の実施形態と同様である。そのため、第６の実施形態において、第３の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図１３に示すように、ＬＥＤランプ１００は、ボール電球に類似した形状を有している。ＬＥＤランプ１００は、支柱１０１、グローブ部１０２、光源としてのＳＭＤ型の発光モジュール１０３および反射リング１０４を主要な要素として備えている。

支柱１０１は、中空の円筒状の要素であって、例えばアルミニウム合金又は銅合金のような熱伝導性に優れた金属材料で形成されている。支柱１０１は、その軸方向に沿う一端部に口金支持部１０５を備えている。口金支持部１０５は、口金３の内側にねじ込まれている。このねじ込みにより、支柱１０１が口金３に機械的かつ熱的に接続されているとともに、支柱１０１の他端部が口金３から同軸状に突出されている。

さらに、本実施形態では、電源回路５は、支柱１０１の内側に収容されている。電源回路５は、例えば図示しないシリコーン等の充填剤、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材を介して支柱１０１に保持されているとともに、支柱１０１に熱的に接続されている。

図１３に示すように、グローブ部１０２は、ＬＥＤランプ１００の外郭を構成する中空の要素であって、ボール電球のガラスバルブに類似した球状を有している。グローブ部１０２は、重力方向に延びるＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１に対し同軸状に設けられている。

グローブ部１０２は、本体１０７、第１の導光体１０８および第２の導光体１０９を備えている。本体１０７は、例えばアルミニウム、銅、鉄のような金属材料、あるいは熱伝導性に優れたセラミックスで形成され、放熱部としての機能を兼ねている。

本体１０７は、伝熱部１１０および光源支持部１１１を有している。伝熱部１１０は、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１と同軸の中空の球状に形成されている。伝熱部１１０は、中心軸線Ｏ１が交差する頂部１１０ａを有している。

光源支持部１１１は、伝熱部１１０の頂部１１０ａに対し中心軸線Ｏ１の軸方向に沿う反対側に位置されている。光源支持部１１１は、伝熱部１１０の周面の一部をフラットに凹ませることで構成されている。光源支持部１１１は、中心軸線Ｏ１を中心として当該中心軸線Ｏ１と直交する方向に円盤状に広がるような形状を有している。

光源支持部１１１は、その中央部に円形の開口部１１３を有している。開口部１１３の周縁部にリング状の座部１１４が形成されている。座部１１４は、中心軸線Ｏ１を同軸状に取り囲んでいるとともに、光源支持部１１１から支柱１０１に向けて僅かに突出されている。したがって、座部１１４と支柱１０１とは、中心軸線Ｏ１の軸方向に同軸状に並んでいる。

第１の導光体１０８は、本体１０７の外表面を連続して覆う中空の球状の要素である。第１の導光体１０８は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンあるいはガラスのような光透過性を有する材料で形成されている。

第１の導光体１０８は、球状部１１６および受光部１１７を含んでいる。球状部１１６は、内周面１１６ａおよび外周面１１６ｂを有している。球状部１１６の内周面１１６ａは、例えば多数の微細な凹凸が形成された光拡散面となっている。凹凸は、光を散乱させるための散乱マークであって、本実施形態では、微細な研磨材を球状部１１６の内周面１１６ａに吹き付ける、いわゆるサンドブラストによって形成されている。

散乱マークは、凹凸に限らず、例えば光を拡散させる粒子を含む塗料を球状部１１６の内周面１１６ａに塗布したり、内周面１１６ａにシルク印刷を施すことで形成してもよい。加えて、散乱マークは、球状部１１６の外周面１１６ｂに形成してもよいとともに、内周面１１６ａおよび外周面１１６ｂの双方に形成してもよい。

受光部１１７は、支柱１０１の他端部を同軸状に取り囲むように球状部１１６に連続して設けられている。受光部１１７は、本体１０７の光源支持部１１１と向かい合うフラットな入射面１１８と、入射面１１８の縁に連続する第１の反射面１１９と、を有している。第１の反射面１１９は、支柱１０１の他端部に向けて張り出すように円弧状に湾曲されている。さらに、第１の反射面１１９は、入射面１１８の反対側に回り込むとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂに滑らかな円弧を描いて連続されている。

本実施形態では、第１の導光体１０８の球状部１１６の肉厚ｔは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１が交差する球状部１１６の頂点から受光部１１７の方向に進むに従い連続的に増加している。

図１３に示すように、本体１０７の伝熱部１１０の外周面に複数の突起１４０が一体に形成されている。突起１４０は、例えば半球状であるとともに、伝熱部１１０の外周面の広範囲に分散して配置されている。突起１４０の頂部は、第１の導光体１０８の球状部１１６の内周面１１６ａに突き当たっている。

この結果、突起１４０の突出高さに相当するような隙間１４１が伝熱部１１０の外表面と球状部１１６の内周面１１６ａとの間に形成されている。隙間１４１は、空気層と言い換えることができる。隙間１４１の適正値は、発光モジュール１０３から放射される光の波長λよりも大きく設定することが望ましい。

第２の導光体１０９は、第１の導光体１０８と同様に光透過性を有する材料で形成されている。第２の導光体１０９は、第１の導光体１０８の受光部１１７と口金３との間に介在されたリング状の要素であって、受光部１１７と協働して支柱１０１を取り囲んでいる。

第２の導光体１０９は、第１の面１２０および第２の面１２１を有している。第１の面１２０は、球状部１１６の外周面１１６ｂと支柱１０１の外表面との間を滑らかに結ぶように湾曲されている。第２の面１２１は、第１の反射面１１９に沿うように円弧状に湾曲されているとともに、第１の反射面１１９から僅かに離れている。そのため、第２の面１２１と第１の反射面１１９との間には、間隙１２３が形成されている。

図１３および図１４に示すように、発光モジュール１０３は、リング状の基板１２５と、基板１２５の上に実装された複数のパッケージ１２６とを備えている。基板１２５は、本体１０７の座部１１４の上に同軸状に支持されている。各パッケージ１２６は、例えば光拡散材および蛍光体を含む封止樹脂で封止された少なくとも一つのＬＥＤ１２７を有している。ＬＥＤ１２７は、半導体発光素子の一例である。

複数のパッケージ１２６は、基板１２５の口金３の側の面に実装されている。パッケージ１２６は、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１を取り囲むように基板１２５の上に互いに間隔を存して配列されている。図１４に示すように、パッケージ１２６の一部は、受光部１１７の入射面１１８の内周部と向かい合っている。パッケージ１２６の残りの部分は、受光部１１７と支柱１０１との間に張り出している。このため、本実施形態では、発光モジュール１００および支柱１０１の内側の電源回路５は、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１の軸方向に並んでいる。

反射リング１０４は、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１を同軸状に取り囲むように受光部１１７と支柱１０１との間に配置されている。反射リング１０４は、例えばアルミニウムのような金属材料で形成されている。反射リング１０４の外周面に凹部１２９が形成されている。凹部１２９は、受光部１１７の第１の反射面１１９で取り囲まれている。

凹部１２９の内面は、例えば鏡面加工が施された第２の反射面１３０となっている。第２の反射面１３０は、第１の反射面１１９と向かい合うとともに、第１の反射面１１９から遠ざかる方向に凹むように円弧状に湾曲されている。さらに、第２の反射面１３０は、パッケージ１２６のうち入射面１１８から外れた部分と向かい合っている。

図１３に示すように、本体１０７の内側に断熱部材１３２が設けられている。断熱部材１３２は、例えば発光モジュール１０３よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。断熱部材１３２の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、断熱部材１３２をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、当該断熱部材１３２に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、断熱部材１３２の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、断熱部材１３２の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、断熱部材１３２がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、断熱部材１３２とその他の部材との間に隙間を設けてもよい。このようにすれば、断熱部材１３２に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材１３２がその他の部材と対向する場合は、断熱部材１３２とその他の部材との間の間隔を維持するため、断熱部材１３２とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、断熱部材１３２およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材１３２の表面や内面、および断熱部材１３２と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、断熱部材１３２およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、断熱部材１３２の熱抵抗が増加する。

断熱部材１３２とその他の部材との間に規定される空間、および断熱部材１３２の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により断熱部材１３２を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて断熱部材１３２を形成してもよく、断熱部材１３２の材質に特に制約はない。

断熱部材１３２は、本体１０７の伝熱部１１０の頂部１１０ａを除いた領域の内面および光源支持部１１１の内面を連続して覆うとともに、光源支持部１１１の開口部１１３を伝熱部１１０の内側から閉じている。言い換えると、断熱部材１３２は、本体１０７の内側の領域と発光モジュール１０３との間を熱的に遮断している。

断熱部材１３２は、伝熱部１１０の頂部１１０ａに対応する位置に開口部１３３を有している。開口部１３３の開口縁部にフランジ部１３４が形成されている。フランジ部１３４は、開口部１３３の周方向に連続するとともに、伝熱部１１０を貫通している。

断熱部材１３２のフランジ部１３４は、本体１０７の伝熱部１１０を第１の部分１０７ａと第２の部分１０７ｂとに区画している。第１の部分１０７ａは、第１の領域の一例であって、光源支持部１１１から伝熱部１１０の頂部１１０ａの周囲に至る領域を含んでいる。第２の部分１０７ｂは、第２の領域の一例であって、伝熱部１１０の頂部１１０ａを含んでいる。このため、第１の部分１０７ａの表面積は、第２の部分１０７ｂの表面積よりも格段に大きく設定されている。

さらに、本体１０７の第１の部分１０７ａと第２の部分１０７ｂとの間は、断熱部材１３２のフランジ部１３４によって熱的に切り離されている。これにより、第１の部分１０７ａと第２の部分１０７ｂとの間での熱の授受が制限されている。

本実施形態によると、球状の本体１０７および球状の第１の導光体１０８は、ＬＥＤランプ１００の組み立て性を考慮すると、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１に沿う方向又は中心軸線Ｏ１と直交する方向に沿って複数の要素に分割することが望ましい。分割された複数の要素は、例えば接着等の手段で互いに接合することで一体構造物として組み立てられる。

図１３に示すように、本体１０７の内側の領域は、第１の断熱壁１３６ａにより第１の収容室１３７ａと第２の収容室１３７ｂとの二室に区画されている。第１の断熱壁１３６ａは、断熱部材１３２と同等の断熱性能を有する材料で形成することが好ましい。

第１の断熱壁１３６ａは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１から偏心した位置で中心軸線Ｏ１の方向に延びており、その外周縁部の多くの領域が断熱部材１３２に接合されている。第１の断熱壁１３６ａの外周縁部の残りの領域は、断熱部材１３２の開口部１３３を通じて本体１０７の第２の部分１０７ｂの内側に張り出すとともに、第２の部分１０７ｂを貫通して隙間１４１に露出されている。

したがって、第１の収容室１３７ａと第２の収容室１３７ｂとは、断熱部材１３２および第１の断熱壁１３６ａを介して互いに熱的に切り離された状態に保たれている。第１の収容室１３７ａの容積は、第２の収容室１３７ｂの容積よりも大きい。

図１３に示すように、蓄電池１３８が第１の収容室１３７ａに収容されている。蓄電池１３８は、付加部品の一例であって、電源回路５および発光モジュール１０３に電気的に接続されている。蓄電池１３８は、充電時および放電時に発熱を伴う。蓄電池１３８は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって本体１０７の第２の部分１０７ｂに熱的に接続されている。本実施形態によると、蓄電池１３８は、第１の収容室１３７ａ内のスペースの大部分を占有するような大きさを有している。

充電・放電回路１３９が第２の収容室１３７ｂに収容されている。充電・放電回路１３９は、付加機能を有する部品の一例であって、蓄電池１３８に電気的に接続されている。充電・放電回路１３９は、プリント配線板に実装された複数の回路素子を有する。回路素子のうちの幾つかは、動作中に発熱を伴う。充電・放電回路１３９は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって本体１０７の第２の部分１０７ｂに熱的に接続されている。

本実施形態によると、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９は、耐熱温度が互いに相違している。さらに、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の耐熱温度とＬＥＤ１２７の耐熱温度とは、互いに相違している。具体的には、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の耐熱温度は、ＬＥＤ１２７の耐熱温度よりも低い。

第２の断熱壁１３６ｂが電源回路５と発光モジュール１０３との間に介在されている。第２の断熱壁１３６ｂは、支柱１０１を径方向に貫通することで、電源回路５と発光モジュール１０３との間を熱的に遮断している。第２の断熱壁１３６ｂは、例えば第１の断熱壁１３６ａと同等の断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。

発光モジュール１０３に電源回路５から直流電圧が印加されると、複数のＬＥＤ１２７が一斉に発光する。ＬＥＤ１２７から放射された光の一部は、図１４に光線Ｃで示すように、第１の導光体１０８の入射面１１８から直接第１の導光体１０８の受光部１１７に入射される。

受光部１１７に入射された光は、受光部１１７を通過して第１の反射面１１９に至る。第１の反射面１１９は、入射面１１８から導かれた光の多くを全反射させるように湾曲されているので、第１の反射面１１９で全反射された光は、受光部１１７を通過して第１の導光体１０８の球状部１１６に導かれる。

一方、ＬＥＤ１２７から放射された光のうち入射面１１８から外れた光は、図１４に光線Ｄで示すように、反射リング１０４の第２の反射面１３０に向かう。第２の反射面１３０は、ＬＥＤ１２７からの光の多くを受光部１１７の第１の反射面１１９に向けて反射させる。第２の反射面１３０で反射された光は、第１の反射面１１９から受光部１１７に入射されるとともに、受光部１１７を通過して第１の導光体１０８の球状部１１６に導かれる。

球状部１１６に入射された光のうち、球状部１１６の外周面１１６ｂに対する入射角が臨界角以上の光、すなわち、全反射条件を満たす光は、球状部１１６の外周面１１６ｂと球状部１１６の内周面１１６ａとの間で全反射を繰り返しながら、球状部１１６の壁の内部を口金３の側から球状部１１６の頂点に向けて進行する。

球状部１１６に入射された光のうち、球状部１１６の内周面１１６ａの散乱マークにより散乱されて全反射条件を満たさない光は、球状部１１６の外周面１１６ｂで全反射することなく、球状部１１６を透過してグローブ部１０２の外に放射される。

第１の導光体１０８の受光部１１７に入射された光のうち、第１の反射面１１９を透過した光は、第２の導光体１０９の第２の面１２１から第２の導光体１０９に入射される。第２の導光体１０９に入射された光は、第１の面１２０からＬＥＤランプ１００の口金３の側に放射される。

この結果、第１の導光体１０８および第２の導光体１０９から全面的に光が放射され、ＬＥＤランプ１００は広配光な照明装置として機能する。

さらに、本体１０７の伝熱部１１０と第１の導光体１０８の球状部１１６との間に空気層が存在するので、球状部１１６の内周面１１６ａで屈折された光は、空気層を通じて伝熱部１１０の外表面に向かうとともに、伝熱部１１０の外表面で反射される。このため、球状部１１６の壁の内部を通過する光を広範囲に亘って拡散させることができ、その分、導光効率が向上する。

よって、第１の導光体１０８の球状部１１６の外周面１１６ｂから放射される光の配光角を広げることができる。

ＬＥＤランプ１００を点灯させると、電源回路５、発光モジュール１０３、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９が発熱する。電源回路５が発した熱は、支柱１０１から第２の導光体１０９および口金３に伝わる。第２の導光体１０９に伝わった熱は、第２の導光体１０９の第１の面１２０から周囲環境に放出される。口金３に伝わった熱は、口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ１００の外に放出される。

発光モジュール１０３が発した熱は、本体１０７の座部１１４から伝熱部１１０の光源支持部１１１を通じて伝熱部１１０の第１の部分１０７ａに拡散される。伝熱部１１０と、当該伝熱部１１０を覆う第１の導光体１０８の球状部１１６との間には、発光モジュール１０３から放射される光の波長λよりも大きな隙間１４１が形成され、当該隙間１４１内の空気層を媒体として伝熱部１１０と第１の導光体１０８の球状部１１６との間が熱的に接続されている。

このため、伝熱部１１０の第１の部分１０７ａに拡散された発光モジュール１０３の熱は、空気層を介して球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

一方、蓄電池１３８が収容された第１の収容室１３７ａは、断熱部材１３２により発光モジュール１０３の熱が伝わる伝熱部１１０の第１の部分１０７ａから熱的に遮断されている。このため、蓄電池１３８が発した熱は、伝熱部１１０の第２の部分１０７ｂから空気層を介して球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

充電・放電回路１３９が収容された第２の収容室１３７ｂは、断熱部材１３２により発光モジュール１０３の熱が伝わる伝熱部１１０の第１の部分１０７ａから熱的に遮断されている。加えて、第２の収容室１３７ｂは、第１の断熱壁１３６ａにより第１の収容室１３７ａから熱的に切り離されている。このため、充電・放電回路１３９が発した熱は、伝熱部１１０の第２の部分１０７ｂから空気層を介して球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

さらに、発光モジュール１０３の熱が伝わる伝熱部１１０の第１の部分１０７ａと、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の熱が伝わる第２の部分１０７ｂとの間は、断熱部材１３２のフランジ部１３４によって熱的に切り離されている。

このため、発光モジュール１０３の熱が伝熱部１１０の第１の部分１０７ａを通じて蓄電池１３８が収容された第１の収容室１３７ａおよび充電・放電回路１３９が収容された第２の収容室１３７ｂに回り込むのを防止できる。同様に、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の熱が伝熱部１１０の第２の部分１０７ｂから第１の部分１０７ａを通じて発光モジュール１０３が支持された光源支持部１１１に回り込むのを防止できる。

加えて、第１の収容室１３７ａと第２の収容室１３７ｂとの間に介在された第１の断熱壁１３６ａの外周縁部は、伝熱部１１０の第２の部分１０７ｂを貫通している。このため、蓄電池１３８の熱が第２の部分１０７ｂを通じて充電・放電回路１３９が収容された第２の収容室１３７ｂに回り込むのを防止できる。同様に、充電・放電回路１３９の熱が第２の部分１０７ｂを通じて蓄電池１３８が収容された第１の収容室１３７ａに回り込むのを防止できる。

したがって、第１の収容室１３７ａを蓄電池１３８の耐熱温度に即した温度環境に維持できるとともに、第２の収容室１３７ｂにしても充電・放電回路１３９の耐熱温度に即した温度環境に維持することができる。

以上のことから、電源回路５、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール１０３の熱を積極的に本体１０７に伝えることができ、より高出力のＬＥＤ１２７を用いてＬＥＤランプ１００の全光束を増加させることができる。

例えばＬＥＤランプ１００を天井のソケットに取り付けた場合、ＬＥＤランプ１００は、口金３を上向きとした垂直の姿勢で点灯することになる。ＬＥＤランプ１００の点灯中、第１の導光体１０８の球状部１１６の外周面１１６ｂから放出された熱は、グローブ部１０２の周囲の空気を暖める。

図１３に矢印で示すように、グローブ部１０２の周囲の温められた空気は、自然対流により球状部１１６の外周面１１６ｂに沿って上昇する。この結果、上昇する空気流により球状部１１６の外周面１１６ｂが冷却される。

本実施形態によると、発熱源の一つである発光モジュール１０３が口金３の付近に位置するので、第１の導光体１０８の球状部１１６の温度は、口金３の付近で最も高くなり、口金３よりも下方に位置された球状部１１６の頂点の付近で最も低くなる。このため、球状部１１６の外周面１１６ｂに沿って上昇する空気は、口金３に近づくに従い温度が高くなる。

第６の実施形態では、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９よりも耐熱温度が高い発光モジュール１０３が口金３の付近に配置されている。このため、球状部１１６の外周面１１６ｂに沿って上層する空気の温度が口金３の付近で最も高くなっても、発光モジュール１０３の耐熱性に悪影響を及ぼすことはない。

さらに、自然対流により上昇する空気が球状部１１６の重力方向に沿う下端部に接触する時点では、空気の温度が口金３の付近よりも低く抑えられている。このため、球状部１１６の頂点を含む下端部を自然対流により効率よく冷却することができ、球状部１１６で囲まれた蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の放熱性を十分に確保できる。

[第７の実施形態]
図１５は、第６の実施形態と関連性を有する第７の実施形態を開示している。第７の実施形態に係るＬＥＤランプ１００では、第１の導光体１０８の球状部１１６の内周面１１６ａに複数の突起１５０が一体に形成されている。突起１５０は、例えば半球状であるとともに、球状部１１６の内周面１１６ａの広範囲に分散して配置されている。突起１５０の頂部は、本体１０７の伝熱部１１０の外表面に突き当たっている。

この結果、伝熱部１１０の外表面と球状部１１６の内周面１１６ａとの間に突起１５０の突出高さに相当するような隙間１５１が形成されている。隙間１５１の存在により、第１の導光体１０８の内部を通過して球状部１１６の内周面１１６ａに至る光は全反射する。さらに、隙間１５１は、伝熱部１１０と第１の導光体１０８の球状部１１６との間を熱的に接続する空気層として機能する。

このような第７の実施形態においても、電源回路５、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール１０３の熱を積極的に本体１０７に伝えることができる。よって、前記第６の実施形態と同様の効果を得ることができる。

[第８の実施形態]
図１６は、第８の実施形態を開示している。第８の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、二種類の光源を備えている。一方の光源は、第３の実施形態で用いたＣＯＢ型の発光モジュール４である。他方の光源は、第６の実施形態で用いたＳＭＤ型の発光モジュール１０３である。第８の実施形態において、第３の実施形態および第６の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図１６に示すように、本体１０７は、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２により第１ないし第３の熱伝導部１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃに区画されている。第１の熱伝導部１６３ａは、第１の領域の一例であって、ＣＯＢ型の発光モジュール４が埋め込まれた頂部１１０ａを含んでいる。第２の熱伝導部１６３ｂは、第２の領域の一例であって、ＳＭＤ型の発光モジュール１０３が支持された光源支持部１１１を含んでいる。第３の熱伝導部１６３ｃは、第３の領域の一例であって、第１の熱伝導部１６３ａと第２の熱伝導部１６３ｂとの間に介在されている。

第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２は、例えば発光モジュール４，１０３よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、第１の断熱部材１６１とその他の部材との間および第２の断熱部材１６２とその他の部材との間に夫々隙間を設けてもよい。このようにすれば、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２がその他の部材と対向する場合は、第１の断熱部材１６１とその他の部材との間の間隔および第２の断熱部材１６２とその他の部材との間の間隔を維持するため、第１の断熱部材１６１とその他の部材との間および第２の断熱部材１６２とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、第１の断熱部材１６１、第２の断熱部材１６２およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の表面や内面、および第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、第１の断熱部材１６１、第２の断熱部材１６２およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の熱抵抗が増加する。

第１の断熱部材１６１とその他の部材との間に規定される空間および第２の断熱部材１６２とその他の部材との間に規定される空間、および第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２を形成してもよく、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２の材質に特に制約はない。

第１の断熱部材１６１は、第１の熱伝導部１６３ａの内面に積層されて、第１の熱伝導部１６３ａの内面を全面的に覆っている。第１の断熱部材１６１の外周縁部にフランジ部１６１ａが形成されている。フランジ部１６１ａは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１を中心とする本体１０７の周方向に連続するとともに、第１の熱伝導部１６３ａと第３の熱伝導部１６３ｃとの間に介在されている。

このため、第１の熱伝導部１６３ａと第３の熱伝導部１６３ｃとの間は、第１の断熱部材１６１のフランジ部１６１ａによって熱的に切り離されており、第１の熱伝導部１６３ａと第３の熱伝導部１６３ｃとの間での熱の授受が抑制されている。

第２の断熱部材１６２は、光源支持部１１１を有する第２の熱伝導部１６３ｂの内面に積層されて、第２の熱伝導部１６３ｂの内面を全面的に覆っている。第２の断熱部材１６２の外周縁部にフランジ部１６２ａが形成されている。フランジ部１６２ａは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１を中心とする本体１０７の周方向に連続するとともに、第２の熱伝導部１６３ｂと第３の熱伝導部１６３ｃとの間に介在されている。

このため、第２の熱伝導部１６３ｂと第３の熱伝導部１６３ｃとの間は、第２の断熱部材１６２によって熱的に切り離されており、第２の熱伝導部１６３ｂと第３の熱伝導部１６３ｃとの間での熱の授受が抑制されている。

図１６に示すように、第１の導光体１０８の球状部１１６の頂点を含む領域は、本体１０７の頂部１１０ａに位置された発光モジュール４の発光面１４を覆っている。球状部１１６のうち発光モジュール４の発光面１４と向かい合う部分に拡散レンズ１６５が埋め込まれている。拡散レンズ１６５は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィン、ガラス等の光透過性を有する材料で形成され、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１と同軸状に位置されている。

拡散レンズ１６５は、発光面１４から第１の導光体１０８の球状部１１６に入射した光の一部をグローブ部１０２の外に導くとともに、残りの光を球状部１１６の壁の内部に向けて反射させるように構成されている。

図１６に示すように、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２で覆われた本体１０７の内側の領域は、第１の断熱壁１６６ａにより第１の収容室１６７ａと第２の収容室１６７ｂとの二室に区画されている。第１の断熱壁１６６ａは、第１の断熱部材１６１および第２の断熱部材１６２と同等の断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。

第１の断熱壁１６６ａは、本体１０７の第３の熱伝導部１６３ｃに対応した位置でＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１と直交する方向に延びている。第１の断熱壁１６６ａの外周縁部は、第３の熱伝導部１６３ｃを貫通して隙間１４１に露出されている。

このため、第１の収容室１６７ａは、ＣＯＢ型の発光モジュール４が埋め込まれた伝熱部１１０の頂部１１０ａと隣り合うように、第１の断熱部材１６１と第１の断熱壁１６６ａとの間に位置されている。それとともに、第２の収容室１６７ｂは、ＳＭＤ型の発光モジュール１０３が支持された伝熱部１１０の光源支持部１１１と隣り合うように、第２の断熱部材１６２と第１の断熱壁１６６ａとの間に位置されている。

さらに、第１の断熱壁１６６ａの外周縁部は、本体１０７の第３の熱伝導部１６３ｃを第１の収容室１６７ａに臨む第１の部分１７０ａと、第２の収容室１６７ｂに臨む第２の部分１７０ｂとに熱的に分断している。この結果、第１の収容室１６７ａと第２の収容室１６７ｂとの間は、熱的に切り離されており、第１の収容室１６７ａと第２の収容室１６７ｂとの間での熱の授受が制限されている。

図１６に示すように、蓄電池１６８が第１の収容室１６７ａに収容されている。蓄電池１６８は、付加部品の一例であって、電源回路５および二つの発光モジュール４，１０３に電気的に接続されている。蓄電池１６８は、充電時および放電時に発熱を伴う。蓄電池１６８は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって第３の熱伝導部１６３ｃの第１の部分１７０ａに熱的に接続されている。さらに、蓄電池１６８は、第１の収容室１６７ａ内のスペースの大部分を占有するような大きさを有している。

充電・放電回路１６９が第２の収容室１６７ｂに収容されている。充電・放電回路１６９は、付加機能を有する部品の一例であって、蓄電池１６８に電気的に接続されている。充電・放電回路１６９は、プリント配線板に実装された複数の回路素子を有する。回路素子のうちの幾つかは、動作中に発熱を伴う。充電・放電回路１６９は、例えばシリコーン等の充填材、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって第３の熱伝導部１６３ｃの第２の部分１７０ｂに熱的に接続されている。

本実施形態によると、蓄電池１６８および充電・放電回路１６９は、耐熱温度が互いに相違している。さらに、蓄電池１６８および充電・放電回路１６９の耐熱温度とＬＥＤ１１，１２７の耐熱温度とは、互いに異なっている。具体的には、蓄電池１６８および充電・放電回路１６９の耐熱温度は、ＬＥＤ１１，１２７の耐熱温度よりも低い。

第２の断熱壁１６６ｂが電源回路５と発光モジュール１０３との間に介在されている。第２の断熱壁１６６ｂは、支柱１０１を径方向に貫通することで電源回路５と発光モジュール１０３との間を熱的に遮断している。第２の断熱壁１６６ｂは、例えば第１の断熱壁１６６ａと同等の断熱性能を有する材料で形成するとよい。

第８の実施形態によると、ＣＯＢ型の発光モジュール４から放射された光は、拡散レンズ１６５に入射される。拡散レンズ１６５に入射された光の一部は、拡散レンズ１６５を透過してグローブ部１０２の外に放射される。さらに、残りの光は、拡散レンズ１６５と第１の導光体１０８の球状部１１６との界面で反射し、球状部１１６の壁の内部に入射する。

球状部１１６に入射された光のうち、球状部１１６の外周面１１６ｂに対する入射角が臨界角以上の光、すなわち全反射条件を満たす光は、球状部１１６の外周面１１６ｂおよび球状部１１６の内周面１１６ａとの間で全反射を繰り返しながら、球状部１１６の壁の内部を球状部１１６の頂点の側から口金３に向けて進行する。

球状部１１６に入射した光のうち、散乱マークにより散乱されて全反射条件を満たさない光は、球状部１１６の外周面１１６ｂにおいて全反射することなく、球状部１１６を透過して周囲環境に放射される。

ＳＭＤ型の発光モジュール１０３から放射された光は、図１３および図１４に示す第６の実施形態と同様に、第１の導光体１０８の受光部１１７を透過して球状部１１６に導かれる。球状部１１６に入射された光のうち、球状部１１６の外周面１１６ｂに対する入射角が臨界角以上の光、すなわち、全反射条件を満たす光は、球状部１１６の外周面１１６ｂと内周面１１６ａとの間で全反射を繰り返しながら、球状部１１６の壁の内部を口金３の側から球状部１１６の頂点に向けて進行する。

球状部１１６に入射された光のうち、球状部１１６の内周面１１６ａの散乱マークにより散乱されて全反射条件を満たさない光は、球状部１１６の外周面１１６ｂで全反射することなく、球状部１１６を透過して周囲環境に放射される。

第１の導光体１０８の受光部１１７に入射された光のうち、第１の反射面１１９を透過した光は、第２の導光体１０９の第２の面１２１から第２の導光体１０９に入射される。第２の導光体１０９に入射された光は、第１の面１２０からＬＥＤランプ１００の口金３の側に放射される。

この結果、第１の導光体１０８および第２の導光体１０９から全面的に光が放射され、ＬＥＤランプ１００は広配光な照明装置として機能する。

さらに、本体１０７の伝熱部１１０と第１の導光体１０８の球状部１１６との間に空気層が存在するので、球状部１１６の内周面１１６ａで屈折された光は、空気層を通じて伝熱部１１０の外表面に向かうとともに、伝熱部１１０の外表面で反射される。このため、球状部１１６の壁の内部を通過する光を広範囲に亘って拡散させることができる。

一方、発光モジュール４が発した熱は、本体１０７の第１の熱伝導部１６３ａに伝わるとともに、第１の熱伝導部１６３ａから空気層としての隙間１１４を通じて第１の導光体１０８の球状部１１６に伝わる。

発光モジュール１０３が発した熱は、本体１０７の座部１１４から光源支持部１１１を通じて本体１０７の第２の熱伝導部１６３ｂに伝わるとともに、第２の熱伝導部１６３ｂから隙間１１４内の空気層を通じて第１の導光体１０８の球状部１１６に伝わる。この結果、二つの発光モジュール４，１０３の熱は、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

電源回路５が発した熱は、支柱１０１から第２の導光体１０９および口金３に伝わる。第２の導光体１０９に伝わった熱は、第２の導光体１０９の第１の面１２０から周囲環境に放出される。口金３に伝わった熱は、口金３からソケットを通じてＬＥＤランプ１００の外に放出される。

蓄電池１６８が収容された第１の収容室１６７ａは、第１の断熱部材１６１により発光モジュール４の熱が伝わる第１の熱伝導部１６３ａから熱的に遮断されている。しかも、第１の収容室１６７ａは、第１の断熱壁１６６ａにより第２の収容室１６７ｂから熱的に切り離されている。このため、蓄電池１６８が発した熱は、伝熱部１１０の第３の熱伝導部１６３ｃの第１の部分１７０ａから空気層を介して球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

充電・放電回路１６９が収容された第２の収容室１６７ｂは、第２の断熱部材１６２により発光モジュール１０３の熱が伝わる第２の熱伝導部１６３ｂから熱的に遮断されている。しかも、第２の収容室１６７ｂは、第１の断熱壁１６６ａにより第１の収容室１６７ａから熱的に切り離されている。このため、充電・放電回路１６９が発した熱は、第３の熱伝導部１６３ｃの第２の部分１７０ｂから空気層を介して球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

さらに、本実施形態によると、発光モジュール４の熱が伝わる第１の熱伝導部１６３ａと、蓄電池１６８の熱が伝わる第３の熱伝導部１６３ｃの第１の部分１７０ｂとの間は、第１の断熱部材１６１のフランジ部１６１ａによって熱的に切り離されている。そのため、発光モジュール４の熱が第１の熱伝導部１６３ａから第３の熱伝導部１６３ｃを通じて蓄電池１６８が収容された第１の収容室１６７ａに回り込むのを防止できる。

発光モジュール１０３の熱が伝わる第２の熱伝導部１６３ｂと、充電・放電回路１６９の熱が伝わる第３の熱伝導部１６３ｃの第２の部分１７０ｂとの間は、第２の断熱部材１６２のフランジ部１６２ａによって熱的に切り離されている。このため、発光モジュール１０３の熱が第２の熱伝導部１６３ｂから第３の熱伝導部１６３ｃを通じて充電・放電回路１６９が収容された第２の収容室１６７ｂに回り込むのを防止できる。

加えて、第１の収容室１６７ａと第２の収容室１６７ｂとの間に介在された第１の断熱壁１６６ａは、伝熱部１１０の第３の熱伝導部１６３ｃを第１の収容室１６７ａに臨む第１の部分１７０ａと第２の収容室１６７ｂに臨む第２の部分１７０ｂとに熱的に遮断している。このため、蓄電池１６８の熱が第３の熱伝導部１６３ｃを通じて充電・放電回路１６９が収容された第２の収容室１６７ｂに回り込むのを防止できる。同様に、充電・放電回路１６９の熱が第３の熱伝導部１６３ｃを通じて蓄電池１６８が収容された第１の収容室１６７ａに回り込むのを防止できる。

したがって、第１の収容室１６７ａを蓄電池１６８の耐熱温度に即した温度環境に維持できるとともに、第２の収容室１６７ｂにしても充電・放電回路１６９の耐熱温度に即した温度環境に維持することができる。

この結果、電源回路５、蓄電池１６８および充電・放電回路１６９の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール４，１０３が発した熱を積極的に本体１０７に伝えることができ、より高出力のＬＥＤ１１，１２７を用いてＬＥＤランプ１００の全光束を増加させることができる。

[第９の実施形態]
図１７は、第９の実施形態を開示している。第９の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、本体１０７の構成が第６の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１００の構成は、基本的に第６の実施形態と同様である。そのため、第９の実施形態において、第６の実施形態と同一の構成要素に関しては同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図１７に示すように、本体１０７の伝熱部１１０は、第１の領域としての第１の熱伝導部１７１と、第２の領域としての第２の熱伝導部１７２とに二分割されている。第１の熱伝導部１７１は、伝熱部１１０の頂部１１０ａを含む略半球状の形状を有している。第２の熱伝導部１７２は、光源支持部１１１を含む半球状の形状を有している。

第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２とは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１の軸方向に互いに離れている。本実施形態では、第２の熱伝導部１７２の表面積が第１の熱伝導部１７１の表面積よりも大きく設定されている。

図１７に示すように、第２の熱伝導部１７２の内面は、断熱部材１７４で覆われている。断熱部材１７４は、例えばＰＥＥＫ樹脂あるいはＡＢＳ樹脂のような樹脂材料で形成されている。断熱部材１７４は、例えば発光モジュール１０３よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料が望ましい。断熱部材１７４の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、断熱部材１７４をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、当該断熱部材１７４に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、断熱部材１７４の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、断熱部材１７４の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、断熱部材１７４がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、断熱部材１７４とその他の部材との間に隙間を設けてもよい。このようにすれば、断熱部材１７４に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材１７４がその他の部材と対向する場合は、断熱部材１７４とその他の部材との間の間隔を維持するため、断熱部材１７４とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、断熱部材１７４およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材１７４の表面や内面、および断熱部材１７４と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、断熱部材１７４およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、断熱部材１７４の熱抵抗が増加する。

断熱部材１７４とその他の部材との間に規定される空間、および断熱部材１７４の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により断熱部材１７４を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて断熱部材１７４を形成してもよく、断熱部材１７４の材質に特に制約はない。

第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２との間に複数の中継部材１７６が介在されている。中継部材１７６は、例えば熱伝導性に優れた形状記憶合金で構成されている。中継部材１７６は、ＬＥＤ１２７の熱が伝わる第２の熱伝導部１７２の温度に応じて形状が変化する特性を有している。

具体的に述べると、中継部材１７６は、蓄電池１６８の耐熱温度を記憶しており、第２の熱伝導部１７２の温度が蓄電池１６８の耐熱温度を下回っている限り、第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２との間に跨る形状を有している。そのため、第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２との間は、中継部材１７６を介して熱的に接続された状態に保たれている。

本実施形態によると、第１の熱伝導部１７１の内面、中継部材１７６および断熱部材１７４が第１の収容室１３７ａおよび第２の収容室１３７ｂに露出されている。言い換えると、伝熱部１１０の第１の熱伝導部１７１は、第１の収容室１３７ａに収容された蓄電池１３８および第２の収容室１３７ｂに収容された充電・放電回路１３９に直に面している。

ＬＥＤランプ１００の点灯時にＬＥＤ１２７が発した熱は、伝熱部１１０の光源支持部１１１から第２の熱伝導部１７２および中継部材１７６を介して第１の熱伝導部１７１に伝わり、ＬＥＤ１２７の熱が伝熱部１１０の全体に拡散される。伝熱部１１０に拡散されたＬＥＤ１２７の熱は、伝熱部１１０の外表面の全面から空気層としての隙間１４１を通じて球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。よって、ＬＥＤ１２７の熱を放出する領域を球状部１１６の上に充分に確保することができ、ＬＥＤ１２７の熱を周囲環境に積極的に放出できる。

一方、第２の熱伝導部１７２の温度が蓄電池１６８の耐熱温度に達するか、あるいは蓄電池１６８の耐熱温度を上回ると、図１７に二点鎖線で示すように、中継部材１７６が第２の熱伝導部１７２との接続部を支点として伝熱部１１０の内側に向けて変形する。これにより、中継部材１７６が第１の熱伝導部１７１から離脱し、第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２との間が熱的に切り離される。

このため、ＬＥＤ１２７の放熱に寄与する伝熱部１１０の面積は減少するものの、第１の収容室１３７ａおよび第２の収容室１３７ｂに露出された第１の熱伝導部１７１にＬＥＤ１２７の熱が伝わらなくなる。したがって、発光モジュール１０３よりも耐熱温度が低い蓄電池１３８および充電・放電回路１３９にＬＥＤ１２７の熱が及ぶのを回避することができ、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の温度環境を適正に保つことができる。

加えて、ＬＥＤランプ１００の消灯時に蓄電池１３８を充電する場合、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９が発熱する。この際、ＬＥＤ１２７は発熱を伴わないので、伝熱部１１０の第２の熱伝導部１７２は、蓄電池１３８の耐熱温度を下回っている。したがって、中継部材１７６は第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２との間に跨った状態を維持し、当該中継部材１７６を介して第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２との間が熱的に接続されている。

このことから、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９が発した熱は、第１の熱伝導部１７１から中継部材１７６を介して第２の熱伝導部１７２に伝わり、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の熱が伝熱部１１０の全体に拡散される。伝熱部１１０に拡散された蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の熱は、伝熱部１１０外表面の全面から空気層を介して球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

よって、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の熱を放出する領域を球状部１１６の上に十分に確保することができ、充電中の蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の過熱を防止することができる。

伝熱部１１０の表面積を変化させる構成は、第９の実施形態に特定されるものではない。例えば、蓄電池１３８の温度を検出するセンサと、当該センサからの信号を受けて動作するアクチュエータとを組み合わせ、当該アクチュエータを用いて本体１０７の第１の熱伝導部１７１と第２の熱伝導部１７２の間を選択的に切り離し可能に接続するようにしてもよい。

[第１０の実施形態]
図１８および図１９は、第１０の実施形態を開示している。第１０の実施形態は、第６の実施形態のＬＥＤランプ１００をベースとしている。

すなわち、第１０の実施形態のＬＥＤランプ１００では、伝熱部１１０の第１の収容室１３７ａに蓄熱材１８０が充填されている。蓄熱材１８０は、第１の収容室１３７ａに収容された蓄電池１３８を覆っている。蓄熱材１８０は、空気よりも有意に熱容量が大きな材料で構成されている。空気よりも熱容量が大きい材料としては、例えば銅、鉄のような金属材料、ＰＢＳあるいはＰＥＥＫのような樹脂材料、パラフィンのような相変化材を用いることができる。

ＬＥＤランプ１００の口金３をソケットに接続した状態では、蓄電池１３８が充電および放電を繰り返す。蓄電池１３８が充電されている期間中は、蓄電池１３８が発熱するので、蓄電池１３８の温度が時間の経過とともに上昇する。

蓄電池１３８の充電が完了すると、蓄電池１３８の温度が時間の経過に伴って次第に低下する。このため、蓄電池１３８が第１の収容室１３７ａで充電、放電を繰り返すことにより、図１９に破線で示すように蓄電池１３８の温度が特定の温度サイクルで変動する。図１９の破線は、蓄電池１３８が第１の収容室１３７ａに露出された時の蓄電池１３８の温度の変化幅Ｖ１を示している。

第１０の実施形態において、蓄電池１３８が発した熱は、伝熱部１１０の第２の部分１０７ｂから隙間１４１内の空気層を通じて球状部１１６に伝わるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

さらに、第１０の実施形態では、第１の収容室１３７ａ内の蓄電池１３８が蓄熱材１８０で覆われている。このため、蓄熱材１８０は、蓄電池１３８が発する熱の一部を吸収する。蓄熱材１８０に吸収された蓄電池１３８の熱は、蓄電池１３８の充電が完了して蓄電池１３８が熱を発しなくなった時に、時間の経過と共に緩やかに蓄熱材１８０から放出される。

この結果、蓄電池１３８が第１の収容室１３７ａで充電、放電を繰り返した場合、図１９に実線で示すように、蓄電池１３８の温度の変化幅Ｖ２がＶ１よりも減少する。したがって、蓄電池１３８の温度変化に伴う性能の劣化を極力抑えることができ、蓄電池１３８の寿命が長くなる。

[第１１の実施形態]
図２０ないし図２２は、第１１の実施形態を開示している。第１１の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、本体１０７の内側の構成が第６の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１００の構成は、基本的に第６の実施形態と同様である。そのため、第１１の実施形態において、第６の実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図２０に示すように、本体１０７は、第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２により第１ないし第３の熱伝導部１９３ａ，１９３ｂ，１９３ｃに区画されている。第１の熱伝導部１９３ａは、第１の領域の一例であって、ＳＭＤ型の発光モジュール１０３が支持された光源支持部１１１、伝熱部１１０の頂部１１０ａおよび伝熱部１１０のうち光源支持部１１１と頂部１１０ａとの間を結ぶ球面状の部分を含んでいる。さらに、第１の熱伝導部１９３ａは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１に対し同軸状に位置されている。

第２の熱伝導部１９３ｂは、第２の領域の一例であって、本体１０７のうち光源支持部１１１と伝熱部１１０の頂部１１０ａとの間を結ぶ球面状の部分を含んでいる。同様に、第３の熱伝導部１９３ｃは、本体１０７のうち光源支持部１１１と伝熱部１１０の頂部１１０ａとの間を結ぶ球面状の部分を含んでいる。言い換えると、第２の熱伝導部１９３ｂおよび第３の熱伝導部１９３ｃは、第１の熱伝導部１９３ａを間に挟んで本体１０７の径方向に互いに振り分けられている。

第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２は、例えば発光モジュール１０３よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成するとよい。第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

第１の断熱部材１９１は、本体１０７の内側に収容されているとともに、その外周縁部１９１ａが第１の熱伝導部１９３ａと第２の熱伝導部１９３ｂとの間に介在されている。このため、第１の熱伝導部１９３ａと第２の熱伝導部１９３ｂとの間は、第１の断熱部材１９１の外周縁部１９１ａによって熱的に切り離されており、第１の熱伝導部１９３ａと第２の熱伝導部１９３ｂとの間での熱の授受が抑制されている。

第２の断熱部材１９２は、本体１０７の内側に収容されているとともに、その外周縁部１９２ａが第１の熱伝導部１９３ａと第３の熱伝導部１９３ｃとの間に介在されている。このため、第１の熱伝導部１９３ａと第３の熱伝導部１９３ｃとの間は、第２の断熱部材１９２の外周縁部１９２ａによって熱的に切り離されており、第１の熱伝導部１９３ａと第３の熱伝導部１９３ｃとの間での熱の授受が抑制されている。

さらに、第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２は、本体１０７の内側を第１ないし第３の室１９４ａ，１９４，１９４ｃに仕切っている。第１の室１９４ａは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１と同軸状に位置されているとともに、本体１０７の第１の熱伝導部１９３ａ、第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２で囲まれている。

第２の室１９４ｂは、本体１０７の第２の熱伝導部１９３ｂおよび第１の断熱部材１９１で囲まれている。同様に、第３の室１９４ｃは、本体１０７の第３の熱伝導部１９３ｃおよび第２の断熱部材１９２で囲まれている。

図２０ないし図２２に示すように、グローブ部１０２は、複数の第１ないし第６の通気孔１９６ａ，１９６ｂ，１９６ｃ，１９６ｄ，１９６ｅ，１９６ｆを有している。第１ないし第３の通気孔１９６ａ，１９６ｂ，１９６ｃ、第５の通気孔１９６ｅおよび第６の通気孔１９６ｆは、夫々本体１０７の伝熱部１１０および第１の導光体１０８の球状部１１６を連続して貫通している。第４の通気孔１９６ｄは、第１の導光体１０８の球状部１１６を貫通している。

図２０および図２１に示すように、複数の第１の通気孔１９６ａは、伝熱部１１０の頂部１１０ａを中心とする領域に互いに間隔を存して配列されているとともに、第１の室１９４ａに開口されている。複数の第２の通気孔１９６ｂは、第２の室１９４ｂに開口するように伝熱部１１０の頂部１１０ａの周囲において互いに間隔を存して配列されている。複数の第３の通気孔１９６ｃは、第３の室１９４ｃに開口するように伝熱部１１０の頂部１１０ａの周囲において互いに間隔を存して配列されている。

複数の第４の通気孔１９６ｄは、発光モジュール１０３の周囲に位置するように球状部１１６の周方向に間隔を存して配列されている。第４の通気孔１９６ｄは、本体１０７の光源支持部１１１に開けた複数の連通孔１９７を通じて第１の室１９４ａに通じている。複数の第５の通気孔１９６ｅは、第２の通気孔１９６ｂよりも口金３の側に位置されている。第５の通気孔１９６ｅは、第１の室１９４ａおよび第２の室１９４ｂに開口するように本体１０７の周方向に間隔を存して並んでいる。同様に、複数の第６の通気孔１９６ｆは、第３の通気孔１９６ｃよりも口金３の側に位置されている。第６の通気孔１９６ｆは、第１の室１９４ａおよび第３の室１９４ｃに開口するように本体１０７の周方向に間隔を存して並んでいる。

このため、第１の通気孔１９６ａと第４の通気孔１９６ｄ、第２の通気孔１９６ｂと第５の通気孔１９６ｅ、および第３の通気孔１９６ｃと第６の通気孔１９６ｆは、夫々ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１の軸方向に互いに離れている。

図２０に示すように、蓄電池１９８が第１の室１９４ａに収容されている。蓄電池１９８は、付加部品の一例であって、電源回路５および発光モジュール１０３に電気的に接続されている。蓄電池１９８は、充電時および放電時に発熱を伴う。本実施形態によると、蓄電池１９８は、第１の室１９４ａ内のスペースの大部分を占有するような大きさを有するが、第１の室１９４ａ内で第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２から離れている。そのため、蓄電池１９８と第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２との間には、通気用の隙間が確保されている。

充電・放電回路１９９が第２の室１９４ｂに収容されている。充電・放電回路１９９は、付加機能を有する部品の一例であって、蓄電池１９８に電気的に接続されている。充電・放電回路１９９は、プリント配線板に実装された複数の回路素子を有する。回路素子のうちの幾つかは、動作中に発熱を伴う。

さらに、過充電防止回路２００が第３の室１９４ｃに収容されている。過充電防止回路２００は、付加機能を有する部品の一例であって、充電・放電回路１９９に電気的に接続されている。過充電防止回路２００は、プリント配線板に実装された複数の回路素子を有する。回路素子のうちの幾つかは、動作中に発熱を伴う。

本実施形態によると、蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００は、耐熱温度が互いに相違している。さらに、蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００の耐熱温度は、発光モジュール１０３の耐熱温度よりも低い。

第１１の実施形態において、ＬＥＤランプ１００を点灯させると、電源回路５および発光モジュール１０３が発熱する。電源回路５および発光モジュール１０３が発した熱は、前記第６の実施形態と同様の経路を通じて周囲環境に放出される。

一方、蓄電池１９８の充電時にあっては、蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００が発熱する。蓄電池１９８から放出された熱は、第１の室１９４ａ内の空気を暖める。充電・放電回路１９９から放出された熱は、第２の室１９４ｂ内の空気を暖める。同様に、過充電防止回路２００から放出された熱は、第３の室１９４ｃ内の空気を暖める。

第１の室１９４ａないし第３の室１９４ｃ内の暖められた空気は、ＬＥＤランプ１００の周囲の空気（外気）に比べて密度が小さいため、第１の室１９４ａないし第３の室１９４ｃに夫々浮力が発生する。このため、例えばＬＥＤランプ１００が口金３を上向きとした垂直の姿勢で天井に保持されている場合、ＬＥＤランプ１００の周囲の空気が第１ないし第３の通気孔１９６ａ，１９６ｂ，１９６ｃから第１の室１９４ａないし第３の室１９４ｃに流入する。

詳しく述べると、図２０に実線の矢印で示すように、第１の通気孔１９６ａから第１の室１９４ａに流入した空気は、第１の室１９４ａを通過する過程で蓄電池１９８を冷却する。

さらに、第１の室１９４ａに流入した空気の一部は、光源支持部１１１に開けた連通孔１９７から発光モジュール１０３の付近を流通し、発光モジュール１０３を冷却する。蓄電池１９８および発光モジュール１０３を冷却した空気は、第４の通気孔１９６ｄを通じてグローブ部１０２の外に排出される。これにより、蓄電池１９８および発光モジュール１０３の放熱性能が高まる。

図２０に破線の矢印で示すように、第２の通気孔１９６ｂから第２の室１９４ｂに流入した空気は、充電・放電回路１９９の周囲を流れる過程で充電・放電回路１９９を冷却する。充電・放電回路１９９を冷却した空気は、第５の通気孔１９６ｅを通じてグローブ部１０２の外に排出される。これにより、充電・放電回路１９９の放熱性能が高まる。

さらに、図２０に破線の矢印で示すように、第３の通気孔１９６ｃから第３の室１９４ｃに流入した空気は、過充電防止回路２００の周囲を流れる過程で過充電防止回路２００を冷却する。過充電防止回路２００を冷却した空気は、第６の通気孔１９６ｆを通じてグローブ部１０２の外に排出される。これにより、過充電防止回路２００の放熱性能が高まる。

したがって、本実施形態では、グローブ部１０２の重力方向に沿う下端部に位置された第１ないし第３の通気孔１９６ａ，１９６ｂ，１９６ｃが空気流入孔として機能し、口金３の周囲に位置された第４ないし第６の通気孔１９６ｄ，１９６ｅ，１９６ｆが空気流出孔として機能する。

第１の室１９４ａないし第３の室１９４ｃの夫々において、空気流入孔の断面積と空気流出孔の断面積を同程度にすれば、質量保存則により、空気流入孔の面積と空気流出孔の面積の和に対しておおよそ最大限の冷却効果を得ることができる。空気流入孔の断面積および空気流出孔の断面積は、空気の流通方向に対して垂直になる。

第１１の実施形態によれば、発光モジュール１０３よりも耐熱温度が低い蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００は、第１の断熱部材１９１および第２の断熱部材１９２によって熱的に仕切られた第１ないし第３の室１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃに個別に収容されている。それとともに、蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００は、第１ないし第３の室１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃを流通する空気により強制的に冷やされる。

言い換えると、蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００を個々に冷却する空気の流路が本体１０７の内側で熱的に切り離されている。このため、蓄電池１９８、充電・放電回路１９９および過充電防止回路２００の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール１０３の熱を積極的に本体１０７の伝熱部１１０に伝えることができる。この結果、より高出力の発光ダイオード１２７を用いることが可能となり、ＬＥＤランプ１００の全光束を増加させることができる。

[第１２の実施形態]
図２３は、第１２の実施形態を開示している。第１２の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、グローブ部２０５および発光モジュール２０６の構成が第６の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１００の構成は、基本的に第６の実施形態と同様である。そのため、第１２の実施形態において、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図２３に示すように、グローブ部２０５は、本体２０７と導光体２０８とを備えている。本体２０７は、伝熱部２１０および支持部２１１を有している。伝熱部２１０は、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１と同軸の中空の球状に形成されている。伝熱部２１０は、中心軸線Ｏ１が交差する頂部２１０ａを有している。フラットな光源支持面２１２が頂部２１０ａに形成されている。光源支持面２１２は、中心軸線Ｏ１と直交する方向に広がるような形状を有している。

支持部２１１は、光源支持面２１２に対しＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１の軸方向に沿う反対側に位置されている。支持部２１１は、伝熱部２１０の周面の一部をフラットに凹ませることで構成されている。支持部２１１は、中心軸線Ｏ１を中心として当該中心軸線Ｏ１と直交する方向に円盤状に広がるような形状を有している。

本実施形態によると、本体２０７の伝熱部２１０は、光源支持面２１２を有する第１の部分２１０ｂと、支持部２１１を有する第２の部分２１０ｃとに分割されている。第１の部分２１０ｂは、第１の領域の一例である。第２の部分２１０ｃは、第２の領域の一例である。第１の部分２１０ｂおよび第２の部分２１０ｃは、夫々円形の開口端を有する半球状に形成されている。

導光体２０８は、本体２０７の外表面を連続して覆う中空の球状の要素である。導光体２０８は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンあるいはガラスのような光透過性を有する材料で形成されている。

導光体２０８は、支柱１０１が挿入されたベース部２１５と、ベース部２１５に連続する球状部２１６と、を含んでいる。球状部２１６は、内周面２１６ａおよび外周面２１６ｂを有している。球状部２１６の内周面２１６ａは、本体２０７の外表面と向かい合っている。外周面２１６ｂは、ＬＥＤランプ１００の外に露出されている。

本実施形態では、導光体２０８の球状部２１６の肉厚ｔは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１が交差する球状部２１６の頂点からベース部２１５の方向に進むに従い連続的に増加している。

図２３に示すように、導光体２０８の球状部２１６の頂点を含む領域は、光源支持面２１２と向かい合っている。拡散レンズ２１３が球状部１１６の頂点を含む領域に埋め込まれている。拡散レンズ２１３は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィン、ガラス等の光透過性を有する材料で形成され、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１と同軸状に位置されている。拡散レンズ２１３は、光源支持面２１２の中心部に向けて突出するような形状を有している。

球状部２１６の内周面２１６ａと本体２０７の外表面との間に隙間２１７が形成されている。隙間２１７の存在により、導光体２０８の内部を通過して球状部２１６の内周面２１６ａに至る光は全反射する。さらに、隙間２１７は、本体２０７から導光体２０８への熱伝導を許容する空気層と言い換えることができる。伝熱部２１０の光源支持面２１２は、隙間２１７に露出されている。

光源としての発光モジュール２０６が伝熱部２１０の光源支持面２１２に支持されている。発光モジュール２０６は、隙間２１７に露出されている。発光モジュール２０６は、光源支持面２１２に固定された基板２１９と、基板２１９の上にマトリクス状に配列された複数のＬＥＤ２２０と、を主要な要素として備えている。ＬＥＤ２２０は、半導体発光素子の一例であって、本実施形態では、例えば波長４５０ｎｍの青色光を発する青色ＬＥＤを使用している。ＬＥＤ２２０は、隙間２１７を介して拡散レンズ２１３と向かい合っている。

図２３に示すように、断熱部材２２３が本体２０７の伝熱部２１０の内側に設けられている。断熱部材２２３は、例えば発光モジュール２０６よりも高い耐熱温度（１００℃以上）を有し、しかも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以下となる断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。断熱部材２２３の材料としては、特にＰＣ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂およびＡＢＳ樹脂のような耐熱温度が高い樹脂材料が好適する。

さらに、断熱部材２２３をアルミニウム、ステンレス、鉄あるいは前述の耐熱温度が高い樹脂材料で形成し、当該断熱部材２２３に複数の孔や複数の凹凸を設けたり、断熱部材２２３の内部に空洞を設けてもよい。この構成によれば、孔、凹凸あるいは空洞によって規定される空間により、断熱部材２２３の熱抵抗が金属素材や樹脂素材のみの場合よりも増加する。

加えて、断熱部材２２３がその他の部材と接する場合に、その他の部材の面に凹凸を設け、断熱部材２２３とその他の部材との間に隙間を設けてもよい。このようにすれば、断熱部材２２３に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材２２３がその他の部材と対向する場合は、断熱部材２２３とその他の部材との間の間隔を維持するため、断熱部材２２３とその他の部材との間に金属、樹脂、シート、テープのような別部材としてのスペーサを介在させてもよい。このようにすれば、断熱部材２２３およびその他の部材に凹凸を設けた場合と同様の効果が得られる。

断熱部材２２３の表面や内面、および断熱部材２２３と対向するその他の部材の面を、例えば研磨、塗装、金属蒸着等の手段により光沢面としてもよい。このようにすれば、断熱部材２２３およびその他の部材からの熱の輻射が抑制されるとともに、断熱部材２２３の熱抵抗が増加する。

断熱部材２２３とその他の部材との間に規定される空間、および断熱部材２２３の内側の空間を減圧したり、当該空間に例えばアルゴンのような熱伝導率が低い気体を封入してもよい。このようにすれば、前記空間の熱抵抗が増加する。

さらに、例えばグラスウール、ロックウール、セルロースファイバー、炭化コルク、羊毛断熱材のような繊維系断熱材、ウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポロスチレンフォームのような発泡系断熱材、エアロゲル、煉瓦、コンクリートのようなその他の断熱材、エポキシ系の耐熱性接着剤あるいは高耐熱な塗料により断熱部材２２３を形成してもよい。加えて、前記したような各種の断熱材を組み合わせて断熱部材２２３を形成してもよく、断熱部材２２３の材質に特に制約はない。

断熱部材２２３は、伝熱部２１０の頂部２１０ａおよび第１の部分２１０ｂの内周面を全面的に覆っている。断熱部材２２３は、フランジ部２２４を有している。フランジ部２２４は、伝熱部２１０の周方向に連続するとともに、伝熱部２１０の第１の部分２１０ｂの開口端と第２の部分２１０ｃの開口端との間に介在されている。

このため、伝熱部２１０の第１の部分２１０ｂと第２の部分２１０ｃとの間は、断熱部材２２３のフランジ部２２４によって熱的に切り離されており、第１の部分２１０ｂと第２の部分２１０ｃとの間での熱の授受が制限されている。

断熱部材２２３で覆われた本体２０７の内側の領域は、第１の断熱壁２２５ａにより第１の収容室２２６ａと第２の収容室２２６ｂとの二室に区画されている。第１の断熱壁２２５ａは、断熱部材２２３と同等の断熱性能を有する材料で形成することが好ましい。

第１の断熱壁２２５ａは、ＬＥＤランプ１００の中心軸線Ｏ１から偏心した位置で中心軸線Ｏ１の方向に延びており、その外周縁部の略半分の領域が断熱部材２２３に接合されている。第１の断熱壁２２５ａの外周縁部の残りの領域は、本体２０７の第２の部分２１０ｃおよび支持部２１１に接合されている。

このため、第１の収容室２２６ａと第２の収容室２２６ｂとは、断熱部材２２３および第１の断熱壁２２５ａを介して互いに熱的に切り離された状態に保たれている。第１の収容室２２６ａの容積は、第２の収容室２２６ｂの容積よりも大きい。

図２３に示すように、蓄電池２２７が第１の収容室２２６ａに収容されている。蓄電池２２７は、付加部品の一例である。蓄電池２２７は、電源回路５および発光モジュール２０６に電気的に接続されており、充電時および放電時に発熱を伴う。蓄電池２２７は、シリコーン等の充填剤、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって伝熱部２１０の第２の部分２１０ｃに熱的に接続されている。本実施形態によると、蓄電池２２７は、第１の収容室２２６ａ内のスペースの大部分を占有するような大きさを有している。

充電・放電回路２２８が第２の収容室２２６ｂに収容されている。充電・放電回路２２８は、付加機能を有する部品の一例であって、蓄電池２２７に電気的に接続されている。充電・放電回路２２８は、プリント配線板に実装された複数の回路素子を有する。回路素子のうちの幾つかは、動作中に発熱を伴う。充電・放電回路２２８は、シリコーン等の充填剤、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材によって伝熱部２１０の第２の部分２１０ｃに熱的に接続されている。

本実施形態によると、蓄電池２２７および充電・放電回路２２８は、耐熱温度が互いに相違している。さらに、蓄電池２２７および充電・放電回路２２８の耐熱温度は、ＬＥＤ２２０の耐熱温度よりも低い。

第２の断熱壁２２５ｂが電源回路５と蓄電池２２７の間に介在されている。第２の断熱壁２２５ｂは、支柱１０１を径方向に貫通することで、電源回路５と蓄電池２２７との間を熱的に遮断している。第２の断熱壁２２５ｂは、例えば第１の断熱壁２２５ａと同等の断熱性能を有する材料で形成することが望ましい。

蛍光体被膜２２１が導光体２０８の球状部２１６の内周面２１６ａに積層されている。蛍光体被膜２２１は、球状部２１６の内周面２１６ａからベース部２１５の内面を連続して覆っている。蛍光体被膜２２１に含まれる蛍光体粒子は、発光ダイオード２２０が発する光により励起されて、発光ダイオード２２０が発する光と補色の関係にある色の光を発する。

具体的には、蛍光体粒子は、発光ダイオード２２０が発する青色光を吸収して波長５６０ｎｍ付近の黄色光を発する。この結果、白色の光が導光体２０８の頂点を含む領域に入射される。導光体２０８に入射された光の一部は、拡散レンズ２１３を透過してグローブ部２０５の外に放射される。導光体２０８に入射された残りの光は、拡散レンズ２１３により導光体２０８の球状部２１６の壁の内部に向けて反射される。

球状部２１６に入射された光のうち、球状部２１６の外周面２１６ｂに対する入射角が臨界角以上の光、すなわち、全反射条件を満たす光は、球状部２１６の外周面２１６ｂと内周面２１６ａとの間で全反射を繰り返しながら、球状部２１６の壁の内部を球状部２１６の頂点の側から口金３に向けて進行する。

本実施形態によると、球状部２１６の内周面２１６ａに積層された蛍光体被膜２２１は、導光体２０８を透過する光を散乱させる散乱マークとして機能する。このため、散乱マークにより散乱されて全反射条件を満たさない光は、球状部２１６の外周面２１６ｂで全反射することなく、球状部２１６を透過してグローブ部２０５の外に放射される。

この結果、導光体２０８から全面的に光が放射され、ＬＥＤランプ１００は広配光な照明装置として機能する。

第１２の実施形態によると、蛍光体被膜２２１は、導光体２０８の球状部２１６の内周面２１６ａに積層されているので、当該蛍光体被膜２２１が発光モジュール２０６のＬＥＤ２２０から離れている。このため、蛍光体被膜２２１が励起することで発熱しても、蛍光体被膜２２１の熱がＬＥＤ２２０に直に伝わるのを回避できる。よって、ＬＥＤ２２０の過度の温度上昇を防止でき、ＬＥＤ２２０の寿命が長くなる。

さらに、蛍光体被膜２２１は、球状部２１６の内周面２１６ａに積層されているので、蛍光体被膜２２１からＬＥＤ２２０に戻る光の割合が少なくなる。このため、光の損失を少なく抑えることができ、白色の光を導光体２０８の球状部２１６の外周面２１６ｂから周囲環境に効率よく放出することができる。

第１２の実施形態において、蛍光体被膜２２１は、球状部２１６の内周面２１６ａに積層することに限定されない。例えば、図２３に二点鎖線で示すように、蛍光体被膜２２１を球状部２１６の外周面２１６ｂに積層したり、あるいは球状部２１６の内周面２１６ａおよび外周面２１６ｂの双方に積層してもよい。

第１２の実施形態において、蛍光体被膜２２１は、球状部２１６の内周面２１６ａに均一に積層することに限定されない。例えば、蛍光体被膜２２１は、発光モジュール２０６の近傍では疎または薄く積層し、発光モジュール２０６の遠方では密または厚く積層するようにしてもよい。このようにすれば、ＬＥＤランプ１００の表面の発光分布を均一化することができる。

加えて、球状の導光体２０８は、一体構造物に限らず、任意に分割された複数の要素を組み合わすことで構成してもよい。例えば、導光体２０８を中心軸線Ｏ１と平行な方向に複数の要素に分割すれば、発光モジュール２０６の光を口金３の付近まで容易に導くことができる。

さらに、導光体２０８を中心軸線Ｏ１に対し直交する方向に複数の要素に分割すれば、分割された要素の端面での光の反射を防ぐ加工が必要となるが、導光体２０８の外観は向上する。分割された複数の要素の接合手段としては、例えば超音波溶着、振動溶着、誘導溶着、高周波溶着、半導体レーザー溶着、熱溶着、スピン溶着のような各種の溶着方法、あるいは接着剤、両面テープ、グリスを用いた接着方法を適用することができる。

[第１３の実施形態]
図２４は、第１３の実施形態を開示している。第１３の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、グローブ部１０２の構成が第６の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１００の構成は、基本的に第６の実施形態と同様である。そのため、第１３の実施形態において、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図２４に示すように、蓄電池１３８が収容された第１の収容室１３７ａおよび充電・放電回路１３９が収容された第２の収容室１３７ｂは、夫々グローブ部１０２の外から隔離された密閉空間となっている。

本体１０７の内面は、断熱部材１３２から離れている。言い換えると、本体１０７の内面と断熱部材１３２との間に密閉された第１の隙間２３１が形成されている。第１の隙間２３１は、例えば本体１０７の内面から突出された複数の突起（図示せず）を断熱材１３２の表面に突き当てることで形成してもよいし、あるいは本体１０７の内面と断熱部材１３２との間に複数のスペーサ（図示せず）を介在させることで形成してもよい。第１の収容室１３７ａ、第２の収容室１３７ｂおよび第１の隙間２３１は、真空もしくは真空に近い減圧雰囲気に保たれている。

本体１０７と第１の導光体１０８との間に密閉された第２の隙間２３２が形成されている。第２の隙間２３２は、前記第６の実施形態と同様に、本体１０７の表面から突出された複数の突起（図示せず）を第１の導光体１０８の内面に突き当てることで形成してもよいし、あるいは前記第７の実施形態と同様に、第１の導光体１０８の内面から突出された複数の突起（図示せず）を本体１０７の表面に突き当てることで形成してもよい。

第２の隙間２３２には、空気よりも熱伝導性に優れた気体が封入されている。封入する気体としては、例えばヘリウムあるいは水素が好ましい。したがって、第２の隙間２３２の熱伝導率は、第１の収容室１３７ａ、第２の収容室１３７ｂおよび第１の隙間２３１の熱伝導率よりも大きく設定されている。

第１３の実施形態によると、発光モジュール１０３と蓄電池１３８、および発光モジュール１０３と充電・放電回路１３９との間が断熱部材１３２で熱的に遮断されている。それとともに、蓄電池１３８が収容された第１の収容室１３７ａ、充電・放電回路１３９が収容された第２の収容室１３７ｂおよび本体１０７と断熱部材１３２との間に規定された第１の隙間２３１が共に真空もしくは真空に近い減圧雰囲気に保たれている。

この結果、第１の収容室１３７ａ、第２の収容室１３７ｂおよび本体１０７と断熱部材１３２との間で熱の移動が抑制され、断熱部材１３２の存在と相まって蓄電池１３８および充電・放電回路１３９が発光モジュール１０３の熱影響を受け難くなる。

さらに、本実施形態によると、第２の隙間２３２に封入されたヘリウム又は水素は、空気よりも熱伝導性に優れている。このため、本体１０７に伝えられた発光モジュール１０３、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の熱は、ヘリウム又は水素を通じて第１の導光体１０８に効率よく伝達されるとともに、第１の導光体１０８の外周面１１６ｂから周囲環境に放出される。

この結果、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の耐熱温度に左右されることなく、発光モジュール１０３の熱を積極的に本体１０７に伝えることができる。したがって、より高出力のＬＥＤ１２７を用いることが可能となり、ＬＥＤランプ１００の全光束を増加させることができる。

[第１４の実施形態]
図２５は、第１３の実施形態のＬＥＤランプ１００と関連性を有する第１４の実施形態を開示している。第１４の実施形態に係るＬＥＤランプ１００では、第１の収容室１３７ａ、第２の収容室１３７ｂ、第１の隙間２３１および第２の隙間２３２に夫々空気が充填されている。

図２５に示すように、第１の収容室１３７ａおよび第２の収容室１３７ｂに露出された断熱部材１３２の内面、第１の隙間２３１に露出された断熱部材１３２の表面および第１の隙間２３１に露出された本体１０７の内面は、熱放射率が低い光沢面２４０となっている。

さらに、第２の隙間２３２に露出された本体１０７の表面には、熱放射率が高い塗料が塗布されている。そのため、本体１０７の表面は、光沢面２４０に比べて熱を放射し易い塗装面２４１となっている。

したがって、本実施形態では、本体１０７と断熱部材１３２との間の熱放射率よりも本体１０７と第１の導光体１０８との間の熱放射率が大きく設定されている。

第１４の実施形態によると、第１の収容室１３７ａおよび第２の収容室１３７ｂに露出された断熱部材１３２の内面、第１の隙間２３１に露出された断熱部材１３２の表面および第１の隙間２３１に露出された本体１０７の内面を夫々光沢面２４０とすることで、本体１０７と断熱部材１３２との間での熱交換を抑制することができる。このため、断熱部材１３２の存在と相まって、発光モジュール１０３と蓄電池１３８、および発光モジュール１０３と充電・放電回路１３９との間の断熱性が向上する。

さらに、第１の導光体１０８で覆われた本体１０７の表面を塗装面２４１とすることで、本体１０７に伝えられた発光モジュール１０３の熱、蓄電池１３８の熱および充電・放電回路１３９の熱を第２の隙間２３２に効率よく放射することができる。

この結果、発光モジュール１０３の熱、蓄電池１３８の熱および充電・放電回路１３９の熱を本体１０７から第１の導体体１０８に積極的に伝えて、第１の導光体１０８の外周面１１６ｂから周囲環境に放出することができる。

よって、蓄電池１３８および充電・放電回路１３９の耐熱温度に左右されることなく、より高出力のＬＥＤ１２７を用いることが可能となり、ＬＥＤランプ１００の全光束を増加させることができる。

第１４の実施形態では、第１の収容室１３７ａ、第２の収容室１３７ｂ、第１の隙間２３１および第２の隙間２３２が空気で満たされているが、これに特定されるものではない。例えば第１３の実施形態と同様に、第１の収容室１３７ａ、第２の収容室１３７ｂおよび第１の隙間２３１を真空もしくは真空に近い減圧雰囲気とするとともに、第２の隙間２３２にヘリウム又は水素のような気体を封入してもよい。

[第１５の実施形態]
図２６は、第１５の実施形態を開示している。第１５の実施形態に係るＬＥＤランプ１００は、グローブ部１０２の構成が第６の実施形態と相違している。それ以外のＬＥＤランプ１００の構成は、基本的に第６の実施形態と同様である。そのため、第１５の実施形態において、第６の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図２６に示すように、グローブ部１０２は、第６の実施形態の第２の導光体１０９に代わって拡散カバー２５０を備えている。拡散カバー２５０は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンあるいはガラスのような光透過性を有する材料で形成されている。

拡散カバー２５０は、第１の導光体１０８の受光部１１７と口金３との間で支柱１０１を取り囲んでいる。拡散カバー２５０は、肉厚が略一定の薄い板であって、口金３から受光部１１７に向けてフレア状に拡開された傘のような形状を有している。拡散カバー２５０は、受光部１１７の第１の光反射面１１９および反射リング１０４を口金３の側から覆い隠している。

拡散カバー２５０は、第１の面２５１および第２の面２５２を含んでいる。第１の面２５１は、第１の導光体１０８の球状部１１６の外周面１１６ｂと支柱１０１の外表面との間を滑らかに結ぶように湾曲されている。第２の面２５２は、第１の面２５１に沿うように湾曲されている。そのため、拡散カバー２５０と受光部１１７および拡散カバー２５０と反射リング１０４との間には、空間２５３が形成されている。

拡散カバー２５０の第１の面２５１は、例えば多数の微細な凹凸が設けられた白色の光拡散面となっている。光拡散面は、微細な研磨材を第１の面２５１に全面的に吹き付ける、いわゆるサンドブラストによって形成されている。

光拡散面は、サンドブラストに限らず、光を拡散させる粒子を含む塗料を第１の面２５１に塗布したり、散乱粒子を拡散カバー２５０に封入することで形成してもよい。さらに、光拡散面は、第１の面２５１に限らず、第２の面２５２に形成してもよいし、第１の面２５１および第２の面２５２の双方に形成しても良い。

第１５の実施形態によると、発光モジュール１０３のＬＥＤ１２７が発した光は、第６の実施形態と同様に直接もしくは間接的に第１の導光体１０８の受光部１１７に入射される。

受光部１１７に入射された光のうち、第１の反射面１１９を透過した光は、空間２５３を通じて拡散カバー２５０の第２の面２５２に入射される。拡散カバー２５０に入射された光は、拡散カバー２５０を透過する過程で広範囲に拡散された後、第１の面２５１からＬＥＤランプ１００の口金３の側に放射される。

この結果、第１の導光体１０８および拡散カバー２５０から全面的に光が放射され、ＬＥＤランプ１００は広配光な照明装置として機能する。

なお、拡散カバーは、第１５の実施形態に係るＬＥＤランプの専用の要素ではなく、例えば第６の実施形態ないし第１１の実施形態に係るＬＥＤランプおよび第１３の実施形態に係るＬＥＤランプにおいても、その第２の導光体と置き換えて使用することができる。

[第１６の実施形態]
図２７は、第１６の実施形態を開示している。第１６の実施形態に係るＬＥＤランプ３００は、グローブ部１０２の主要部を除いた部分の構成が第６の実施形態と相違している。そのため、第１６の実施形態では、第６の実施形態と構成が異なる部分について説明し、第６の実施形態と同一の構成部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

図２７に示すように、口金３がねじ込まれた支柱１０１は、グローブ部１０２に向けて延長された延長部３０１を有している。延長部３０１は、中空の円筒状であり、ＬＥＤランプ３００の中心軸線Ｏ１と同軸状に設けられている。

本実施形態では、電源回路５は、延長部３０１の内側に収容されて、口金３から外れている。さらに、電源回路５は、例えば図示しないシリコーン等の充填剤、あるいは金属、セラミックス、プラスチックス等の部材を介して延長部３０１に熱的に接続されている。

延長部３０１は、口金３の反対側に位置された先端部３０１ａを有している。先端部３０１ａは、第１の導光体１０７の受光部１１７で取り囲まれている。受光部１１７に面した先端部３０１ａの外周縁部に凹部３０２が形成されている。凹部３０２の内面は、例えば鏡面加工が施された第２の反射面３０３となっている。第２の反射面３０３は、受光部１１７の第１の反射面１１９と向かい合うとともに、第１の反射面１１９から遠ざかる方向に凹むように円弧状に湾曲されている。

さらに、前記第６の実施形態と同様に、発光モジュール１０３が有する複数のパッケージ１２６の一部は、受光部１１７の入射面１１８の内周部と向かい合っている。パッケージ１２６の残りの部分は、延長部３０１の第２の反射面３０３と向かい合っている。

図２７に示すように、支柱１０１の延長部３０１は、拡散カバー３０４で覆われている。拡散カバー３０４は、例えばアクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンあるいはガラスのような光透過性を有する材料で形成されている。

拡散カバー３０４は、ＬＥＤランプ３００の中心軸線Ｏ１と同軸の円筒状であり、口金３と第１の導光体１０８の受光部１１７との間に配置されている。拡散カバー３０４は、口金３から受光部１１７の方向に進むに従って連続的に拡開するような形状を有し、受光部１１７を口金３の方向から覆い隠している。

さらに、拡散カバー３０４は、外周面３０５および内周面３０６を含んでいる。外周面３０５は、支柱１０１の外表面と第１の導光体１０８の球状部１１６の外周面１１６ｂとの間を直線状に結んでいる。外周面３０５は、口金３から球状部１１６の方向に進むに従いＬＥＤランプ３００の中心軸線Ｏ１から遠ざかるように傾いている。内周面３０６は、外周面３０５に沿うように直線状に延びている。

そのため、延長部３０１と拡散カバー３０４との間には、受光部１１７の第１の反射面１１９が臨む空間３０７が形成されている。空間３０７は、受光部１１７から口金３に向けて次第に狭まるような形状を有している。

拡散カバー３０４の外周面３０５は、例えば多数の微細な凹凸が設けられた白色の光拡散面となっている。光拡散面は、微細な研磨材を外周面３０５に全面的に吹き付ける、いわゆるサンドブラストによって形成されている。

光拡散面は、サンドブラストに限らず、光を拡散させる粒子を含む塗料を外周面３０５に塗布したり、散乱粒子を拡散カバー３０４に封入することで形成してもよい。さらに、光拡散面は、外周面３０５に限らず、内周面３０６に形成してもよいし、外周面３０５および内周面３０６の双方に形成しても良い。

第１６の実施形態において、発光モジュール１０３から放射された光の一部は、第６の実施形態と同様に、第１の導光体１０８の入射面１１８から直接受光部１１７に入射される。受光部１１７に入射された光の多くは、受光部１１７を通過して第１の反射面１１９に至るとともに、第１の反射面１１９で全反射される。第１の反射面１１９で全反射された光は、受光部１１７を透過して第１の導光体１０８の球状部１１６に導かれる。

発光モジュール１０３から放射された光のうち入射面１１８から外れた光は、支柱１０１の延長部３０１の第２の反射面３０３に向かう。第２の反射面３０３は、発光モジュール１０３からの光の多くを第１の反射面１１９に向けて反射させる。第２の反射面３０３で反射された光は、第１の反射面１１９から受光部１１７に入射されるとともに、受光部１１７を通過して第１の導光体１０８の球状部１１６に導かれる。球状部１１６に導かれた光は、第６の実施形態と同様の経路で球状部１１６の外に放射される。

第１の導光体１０８の受光部１１７に入射された光のうち、第１の反射面１１９を透過した光は、空間３０７を通じて拡散カバー３０４の内周面３０６から拡散カバー３０４に入射される。空間３０７に導かれた光の一部は、延長部３０１の外周面で反射されて拡散カバー３０４の内周面３０６に向かう。

空間３０７に面した延長部３０１の外周面に例えば研磨あるいは金属蒸着を施したり、白色に塗装することで、延長部３０１の外周面の上での光損失を抑制することができる。

拡散カバー３０４に入射された光は、拡散カバー３０４を透過する過程で広範囲に拡散された後、拡散カバー３０４の外周面３０５からＬＥＤランプ３００の周囲に放射される。

この結果、第１の導光体１０８および拡散カバー３０４から全面的に光が放射され、ＬＥＤランプ３００は広配光な照明装置として機能する。

実施形態によると、支柱１０１の延長部３０１を覆う拡散カバー３０４は、ＬＥＤランプ３００の中心軸線Ｏ１の軸方向に延びた円筒状の形状を有している。そのため、延長部３０１の表面積が増大し、ＬＥＤランプ３００の発光面積が広くなる。

本実施形態では、発熱する電源回路５が熱伝導性を有する延長部３０１の内側に収容されている。電源回路５が発した熱は、延長部３０１から空間３０７内の媒質である空気層を通じて拡散カバー３０４に伝わるとともに、拡散カバー３０４の外周面３０５から周囲環境に放出される。

さらに、延長部３０１に伝えられた電源回路５の熱の一部は、延長部３０１から支柱１０１を経由して口金３に伝わり、口金３からソケットを経てＬＥＤランプ３００の外に放出される。したがって、支柱１０１の延長部３０１は、放熱用の熱伝導部としての機能を兼ね備えている。

拡散カバーおよび延長部を有する支柱は、第１６の実施形態に係るＬＥＤランプの専用の要素ではなく、例えば第６の実施形態ないし第１１の実施形態に係るＬＥＤランプにおいても、その支柱および第２の導光体と置き換えて使用することができる。

[第１７の実施形態]
図２８は、第１７の実施形態を開示している。第１７の実施形態は、支柱１０１の延長部３０１を導光体４００で包囲した点が第１６の実施形態と相違している。これ以外のＬＥＤランプ３００の構成は、第１６の実施形態と同様である。そのため、第１７の実施形態において、第１６の実施形態と同一の構成については同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

導光体４００は、第１６の実施形態と同様に光透過性を有する材料で形成されている。導光体４００は、外周面４０１、内周面４０２および端面４０３を有している。

外周面４０１は、支柱１０１の外表面と第１の導光体１０８の球状部１１６の外周面１１６ｂとの間を直線状に結んでいる。外周面４０１は、口金３から球状部１１６の方向に進むに従いＬＥＤランプ３００の中心軸線Ｏ１から遠ざかるように傾いている。

内周面４０２は、延長部３０１を同軸状に取り囲むようにＬＥＤランプ３００の中心軸線Ｏ１と平行に延びている。したがって、導光体４００の肉厚Ｔは、口金３から球状部１１６の方向に進むに従い連続的に増加している。導光体４００の内周面４０２と延長部３０１との間には、隙間４０４が形成されている。

端面４０３は、受光部１１７の第１の反射面１１９と向かい合うとともに、第１の反射面１１９に沿うように円弧状に湾曲されている。端面４０３と第１の反射面１１９との間には、隙間４０５が形成されている。隙間４０４，４０５は、発光モジュール１０３から放射される光の波長λよりも大きく設定することが望ましく、隙間４０４，４０５の適正値は、例えば０．０１〜１．０ｍｍである。

さらに、導光体４００の内周面４０２は、例えば多数の微細な凹凸が設けられた白色の光拡散面となっている。光拡散面は、微細な研磨材を内周面４０２に全面的に吹き付ける、いわゆるサンドブラストによって形成されている。

光拡散面は、サンドブラストに限らず、光を拡散させる粒子を含む塗料を内周面４０２に塗布したり、散乱粒子を導光体４００に封入することで形成してもよい。さらに、光拡散面は、内周面４０２に限らず、外周面４０１に形成してもよいし、内周面４０２および外周面４０１の双方に形成しても良い。

第１７の実施形態によると、発光モジュール１０３から放射された光は、第１６の実施形態と同様の経路を通って第１の導光体１０８の球状部１１６に導かれるとともに、球状部１１６の外周面１１６ｂから周囲環境に放射される。

第１の導光体１０８の受光部１１７に入射された光のうち、第１の反射面１１９を透過した光は、隙間４０５を通じて導光体４００の端面４０３から導光体４００の壁の内部に入射される。導光体４００に入射された光の一部は、導光体４００の内周面４０２および外周面４０１で全反射を繰り返して口金３の側に向けて進行する。

全反射条件を満たさない光は、導光体４００の外周面４０１を透過して周囲環境に放射される。この結果、第１の導光体１０８および導光体４００から全面的に光が放射され、ＬＥＤランプ３００は広配光な照明装置として機能する。

導光体４００は、一体構造物に限らず、任意に分割された要素を組み合わすことで構成してもよい。例えば、導光体４００を中心軸線Ｏ１と平行な方向に複数の要素に分割すれば、発光モジュール１０３の光を口金３まで容易に導くことができる。さらに、導光体４００を中心軸線Ｏ１に対し直交する方向に複数の要素に分割すれば、分割された要素の端面での光の反射を防ぐ加工が必要となるが、導光体４００の外観は向上する。

分割された複数の要素の接合手段としては、例えば超音波溶着、振動溶着、誘導溶着、高周波溶着、半導体レーザー溶着、熱溶着、スピン溶着のような各種の溶着方法、あるいは接着剤、両面テープ、グリスを用いた接着方法を適用することができる。

なお、導光体および支柱の延長部は、第１８の実施形態に係るＬＥＤランプの専用の要素ではなく、例えば第６の実施形態ないし第１１の実施形態に係るＬＥＤランプにおいても、その支柱および第２の導光体と置き換えて使用することができる。

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。

例えば、照明装置は、電球形のＬＥＤランプに特定されるものではなく、室内の天井面あるいは壁面に直付けする照明用構造体あるいは天井面から吊り下げる形式の照明用構造体であっても同様に実施可能である。

１，５０，１００，３００…照明装置（ＬＥＤランプ）、
２，５２，１０７，２０７…本体、
４，１０３，２０６…光源（発光モジュール）、
５，４２，４３，８８，８９，１３８，１３９，１６８，１６９，１９８，１９９，２００…付加部品（電源回路、蓄電池、充電・放電回路、過充電防止回路）、
１１，１２７，２２０…半導体発光素子（ＬＥＤ）、
１８，３１，７６，８１，８２，１３２，１６１，１６２，１９１，１９２，２２３…断熱部材、
１９ａ，１９ｂ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅ，８３ａ，８３ｂ，８３ｃ，１０７ａ，１０７ｂ，１６３ａ，１６３ｂ，１６３ｃ，１７１，１７２，１９３ａ，１９３ｂ，１９３ｃ，２１０ｂ，２１０ｃ…放熱領域(領域)、
５３，１０８，２０８…導光体、
１９４ａ，１９４ｂ，１９４ｃ…室（第１の室、第２の室、第３の室）。

Claims (20)

1. 熱伝導性を有する中空の本体と、
   少なくとも一つの半導体発光素子を有し、前記本体に支持されるとともに、前記本体に熱的に接続された光源と、
   前記光源と異なる耐熱温度を有し、前記本体に熱的に接続された状態で前記本体に収容された付加部品と、
   前記光源と前記付加部品との間に介在され、前記光源と前記付加部品との間を熱的に遮断する断熱部材と、を具備し、
   前記断熱部材は縁部を有し、当該縁部は、前記本体の外郭を構成する部分を前記光源に熱的に接続された放熱領域と、前記付加部品に熱的に接続された少なくとも一つの他の放熱領域とに区画し、前記縁部により、前記光源に熱的に接続された前記放熱領域が前記付加部品に熱的に接続された前記他の放熱領域から熱的に切り離された照明装置。
2. 前記本体は、前記付加部品が収容された中空筒状の外郭部と、前記外郭部の開口端を塞ぐとともに前記外郭部の反対側に位置された支持面を有する光源支持部と、を含み、前記光源が前記光源支持部の前記支持面に支持され、前記本体の前記外郭部が前記断熱部材の前記縁部によって前記放熱領域と前記他の放熱領域とに区画された請求項１に記載の照明装置。
3. 前記断熱部材は、前記本体の前記放熱領域の内周面を覆う筒状の周壁部と、前記光源支持部を前記外郭部の側から覆う端壁部と、を備え、前記周壁部が前記縁部を有する請求項２に記載の照明装置。
4. 熱伝導性を有する中空の本体と、
   少なくとも一つの半導体発光素子を有し、前記本体に支持されるとともに、前記本体に熱的に接続された光源と、
   前記光源および前記本体の表面の少なくとも一部を覆うように設けられ、前記光源が発する光が入射されるとともに、当該光が前記本体の前記表面に沿って透過する導光体と、
   前記光源と異なる耐熱温度を有し、前記本体に熱的に接続された状態で前記本体に収容された付加部品と、
   前記光源と前記付加部品との間に介在され、前記光源と前記付加部品との間を熱的に遮断する断熱部材と、を具備し、
   前記断熱部材は縁部を有し、当該縁部は、前記本体の外郭を構成する部分を前記光源に熱的に接続された放熱領域と、前記付加部品に熱的に接続された少なくとも一つの他の放熱領域と、に区画し、前記縁部により、前記光源に熱的に接続された前記放熱領域が前記付加部品に熱的に接続された前記他の放熱領域から熱的に切り離された照明装置。
5. 前記付加部品は、前記光源よりも耐熱温度が低い請求項１又は請求項４に記載の照明装置。
6. 前記本体と前記導光体との間に、前記本体から前記導光体への熱伝導を許容する空気層が設けられた請求項５に記載の照明装置。
7. 前記本体の前記表面から前記導光体に向けて突出され、前記本体と前記導光体との間に前記空気層を形成する少なくとも一つの突起を備えた請求項６に記載の照明装置。
8. 前記導光体の内面から前記本体の表面に向けて突出され、前記本体と前記導光体との間に前記空気層を形成する少なくとも一つの突起を備えた請求項６に記載の照明装置。
9. 前記本体の表面積が前記光源の温度に応じて変化するように構成された請求項４ないし請求項８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 前記付加部品が蓄熱材で覆われた請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 前記半導体発光素子が発する光により励起されて、前記半導体発光素子が発する光と補色の関係にある光を発する蛍光体粒子を含む蛍光体被膜をさらに備え、当該蛍光体被膜が前記導光体の内周面又は外周面の少なくともいずれか一方に設けられた請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 前記付加部品が収容された収容室と、前記本体と前記断熱部材との間に位置された第１の隙間と、前記本体と前記導光体との間に位置された第２の隙間と、をさらに備え、
    前記第２の隙間の熱伝導率が前記収容室および第１の隙間の熱伝導率よりも大きく設定された請求項４に記載の照明装置。
13. 前記付加部品が収容された収容室と、前記本体と前記断熱部材との間に位置された第１の隙間と、前記本体と前記導光体との間に位置された第２の隙間と、をさらに備え、前記収容室の圧力が前記第２の隙間の圧力よりも小さく設定された請求項４に記載の照明装置。
14. 前記第２の隙間に臨む前記本体の表面の輻射率が、前記第１の隙間に臨む前記本体の内周面および前記断熱部材の表面の輻射率よりも大きく設定された請求項１２に記載の照明装置。
15. 前記本体の全体の表面積をＡ_ａｌｌ、
    前記光源に熱的に接続された前記本体の前記領域の表面積をＡ_１、
    前記付加部品に熱的に接続された前記本体の前記他の領域の表面積をＡ_２とすると、
    前記表面積Ａ_ａｌｌ、前記表面積Ａ_１および前記表面積Ａ_２は、次の式（１）を満たし、
    

    

    前記光源が耐熱温度上昇ΔＴ_１ｍａｘとなる前記本体の前記領域の表面積をＡ_１ｍｉｎ、前記付加部品が耐熱温度上昇ΔＴ_２ｍａｘとなる前記本体の前記他の領域の表面積をＡ_２ｍｉｎとすると、前記本体の前記領域の表面積Ａ_１は下記の式（２）を満たし、
    

    

    前記本体の前記他の領域の表面積Ａ_２は下記の式（３）を満たし、
    

    

    さらに、前記表面積Ａ_ａｌｌは下記の式（４）を満たし、
    

    

    前記式（１）に前記式（２）を適用すると、下記の式（５）が成立し、
    

    

    前記式（１）に前記式（３）を適用すると、下記の式（６）が成立し、
    

    

    前記式（２）と前記式（５）を纏めると、下記の式（７）が成立し、
    

    

    前記式（３）と前記式（６）を纏めると、下記の式（８）が成立し、
    

    

    前記光源から周囲環境への熱抵抗をＲ_１（Ａ_１）、前記光源の発熱量をＱ_１、ジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_１ｍａｘ、前記付加部品から周囲環境への熱抵抗をＲ_２（Ａ_２）、前記付加部品の発熱量をＱ_２、耐熱温度上昇をΔＴ_２ｍａｘとすると、前記Ａ_１ｍｉｎおよび前記Ａ_２ｍｉｎは、夫々次の式（９）および式（１０）を満たし、
    

    

    

    前記光源のジャンクションから前記本体の前記領域までの熱抵抗をＲ_１ｃｉ、前記本体の前記領域から周囲環境までの熱抵抗をＲ_１ｃｏ、前記付加部品から前記本体の前記他の領域までの熱抵抗をＲ_２ｃｉ、前記本体の前記他の領域から周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｃｏ、前記付加部品から前記本体に設けた口金までの熱抵抗をＲ_２ｓｉ、前記口金から周囲環境までの熱抵抗をＲ_２ｓｏとすると、前記Ａ_１を含む前記Ｒ_１（Ａ_１）、および前記Ａ２を含む前記Ｒ_２（Ａ_２）は、夫々次の式（１１）、式（１２）を満たし、
    

    

    

    前記本体から周囲環境までの前記熱抵抗Ｒ_１ｃｏ（Ａ_１）は、対流による熱抵抗をＲ_１ｃｏｃ（Ａ_１）、輻射による熱抵抗をＲ_１ｃｏｒ（Ａ_１）とすると、次の式（１３）を満たし、
    

    

    前記本体の前記他の領域から周囲環境までの熱抵抗Ｒ_２ｃｏ（Ａ_２）は、対流による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｃ（Ａ_２）と、輻射による熱抵抗Ｒ_２ｃｏｒ（Ａ_２）により、前記式（１３）と同様の式を満たし、
    前記本体の前記領域から周囲環境への熱伝達率をｈ_１とすると、対流による熱抵抗Ｒ_１ｃｏｃ（Ａ_１）は、次の式（１４）を満たし、
    

    

    さらに、前記熱伝達率ｈ_１が垂直等温平板に沿った自然対流と同等であるとした時、前記熱伝達率ｈ_１は、前記本体の前記領域の重力方向の長さをｄ_１、周囲環境の気体の熱伝導率をｋ_１、ヌッセルト数をＮｕ_１とした時、次の式（１５）から得られ、
    

    

    前記ヌッセルト数Ｎｕ_１は、レイリー数をＲａ_１とすれば、次の式（１６）の関係を満たし、
    

    

    気体のレイリー数Ｒａ_１は、前記本体の平均温度をＴ_１ｃ、周囲環境の温度をＴ_ａ、重力加速度をｇ、気体の体積弾性率をβ_１、気体の動粘性係数をν_１、気体の温度伝導率をα_１とすると、次の式（１７）から求められ、
    

    

    前記本体の前記領域の面積をＡ_１、温度をＴ_１ｃ、輻射率をε_１、周囲環境の温度をＴ_ａ、シュテファン＝ボルツマン定数をσとすると、次の式（１８）の関係が成立する、
    

    

    請求項１又は請求項４に記載の照明装置。
16. 発光効率のような短期性能、又は寿命のような長期性能の向上に前記光源の温度低下のみが寄与する場合、前記本体の前記領域の表面積Ａ_１は、下記の式（１９）で規定され、
    

    

    前記本体の前記他の領域の表面積Ａ_２は、下記の式（２０）で規定される、
    

    

    請求項１５に記載の照明装置。
17. 前記本体の全体の表面積をＡ_ａｌｌ、
    発熱する第ｉ番目の発熱体に接続された第ｉの本体の表面積をＡ_ｉ、前記発熱体の総数をｎとすると、前記表面積Ａ_ａｌｌは次の式を満たし、
    

    

    前記第ｉ番目の前記発熱体が耐熱温度上昇ΔＴ_ｉｍａｘとなる前記第ｉの本体の表面積をＡ_ｉｍｉｎとすると、Ａ_ｉは次の式を満たし、
    

    

    さらに、表面積Ａ_ａｌｌは次の式を満たし、
    

    

    式（２１）に式（２２）を適用すると、下記の式（２４）が成立し、
    

    

    式（２２）と式（２４）を纏めると、下記の式（２５）が成立し、
    

    

    前記第ｉ番目の前記発熱体から周囲環境への熱抵抗をＲ_ｉ（Ａ_ｉ）、前記第ｉ番目の前記発熱体の発熱量をＱ_ｉ、ジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_ｉｍａｘとすると、Ａ_ｉｍｉｎは次の式（２６）を満たし、
    

    

    前記第ｉ番目の前記発熱体から前記本体までの熱抵抗をＲ_ｉｃｉ、前記本体から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｃｏとすると、Ａ_ｉを含むＲ_ｉ（Ａ_ｉ）は次の式（２７）を満たし、
    

    

    第ｉ番目の前記発熱体の放熱経路に口金が含まれる場合は、第ｉ番目の前記発熱体から前記口金までの熱抵抗をＲ_ｉｓｉ、前記口金から周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｓｏとすると、Ａ_ｉを含むＲ_ｉ（Ａ_ｉ）は次の式（２８）を満たし、
    

    

    前記本体から前記周囲環境までの熱抵抗をＲ_ｉｃｏ（Ａ_ｉ）は、対流による熱抵抗をＲ_ｉｃｏｃ（Ａ_ｉ）、輻射による熱抵抗をＲ_ｉｃｏｒ（Ａ_ｉ）とすると、次の式（２９）を満たす、
    

    

    請求項１６に記載の照明装置。
18. 発光効率などの短期性能、又は寿命などの長期性能の向上に、第ｉ番目の前記発熱体の温度低下のみが寄与する場合には、第ｉ番目の前記発熱体に接続された前記本体の表面積Ａ_ｉは、下記の式（３０）のように規定される、
    

    

    請求項１７に記載の照明装置。
19. 第ｉ番目の前記発熱体がｍ個の複数の小発熱体Ｑ_ｊで構成される場合は、発熱量Ｑ_ｉは、次の式（３１）を満たす、
    

    

    請求項１７に記載の照明装置。
20. 熱伝導性を有する中空の本体と、
    少なくとも一つの半導体発光素子を有し、前記本体に支持されるとともに、前記本体に熱的に接続された光源と、
    前記光源および前記本体の表面を覆うように設けられ、前記光源が発する光が入射されるとともに、当該光が前記本体の前記表面に沿って透過する導光体と、
    前記本体の内部を複数の室に仕切るとともに、複数の前記室に対応するように前記本体の外郭を構成する部分を前記光源の熱が伝わる放熱領域と、前記放熱領域から熱的に切り離された複数の他の放熱領域と、に区画する断熱部材と、
    前記光源と異なる耐熱温度を有し、耐熱温度毎に複数の前記室に振り分けて収容された複数の付加部品と、
    前記本体および前記導光体に設けられ、前記付加部品が収容された前記室に外気を流通させるように構成された複数の通気孔と、を具備した照明装置。

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