JP6523972B2 - 電球形照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、電球形照明装置に関する。

ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体素子を有する発光体を備えた電球形照明装置は、白熱電球と比較して長寿命化・省エネルギー化を図ることができるため、近年注目が集まっている。ＬＥＤを用いた電球形照明装置では、長寿命化による長期使用に対する高い信頼性と、普及が急速に進んだために生産性を向上させる組立性のよい構造が望まれている。

例えば特許文献１には、発光体と、発光体を覆うグローブと、発光体で発生する熱を放出する筺体と、発光体を筺体に固定するホルダを備え、ホルダに設けられたねじの貫通孔近傍にグローブが固定される係止ツメが形成されることによって、グローブが抜け落ちにくく、安全性の高めることを目的とした電球形照明装置が記載されている。

特開２０１４−２０３７９６号公報

特許文献１に記載の電球形照明装置では、発光体を本体部に取り付けたあとに、ホルダをねじによって取り付けるとともに、発光体を固定する構造が記載されている。

発光体を本体部に取り付けたあとに、ホルダをねじによって取り付ける場合、発光体が本体部と固定されていないため、ホルダの取り付けの際に、発光体が可動状態なため、組立がしにくくなる恐れがある。

本発明は、組立性のよい電球形照明装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、一つ又は複数の半導体素子を有する発光体と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体で発生する熱を放出する筺体と、前記半導体素子を発光させる電源回路基板と、前記電源回路基板を一端側から収納する収納ケースと、前記収納ケースの他端側に取り付けられる口金と、を備え、前記発光体は前記収納ケースに設けられた係止部によって係止され、前記収納ケースに設けられた係止部と係止可能なように設けられた複数の被係止部を備えたホルダを備え、前記発光体は前記ホルダとともにねじによって前記筺体と固定され、前記被係止部は、ホルダに設けられたねじの貫通孔から遠方に配置され、前記被係止部の側面の一部は、前記発光体の側面の一部に当接するように形成される。

本発明により、組立性のよい電球形照明装置を提供することができる。

電球形照明装置の外観正面図である。 図１に示される電球形照明装置の分解斜視図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。 カバー部材を取り外した状態の分解斜視図とホルダの下面図である カバー部材を取り外した状態の上面図である。 カバー部材を取り外した状態の側面図である。 図３の分解図である。 （ａ）は、図２や図５のＡ−Ａ線に沿う電球形照明装置の縦断面図、（ｂ）は、図８（ａ）の拡大図

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。

図１は、本実施形態における電球形照明装置の外観正面図である。図１に示すように、電球形照明装置１００は、カバー部材１０と、筺体７０と、絶縁リング９０と、口金８０と、を有している。後述するが、電球形照明装置１００は、半導体発光素子としてのＬＥＤ３１（図３参照）を有する発光体３０（図３参照）と、発光体３０を筺体７０に取り付けるためのホルダ２０（図３参照）と、発光体３０を発光させるための電源回路基板５０（図３参照）と、電源回路基板５０を収納する収納ケース６０と、を有している。

筺体７０は、中空かつ筒状の胴部７０ａと、この胴部７０ａと一体成形され、軸線を中心として放射状に配置された複数のフィン７０ｂと、を備えている。それぞれのフィン７０ｂは、胴部７０ａの外周面から径方向外向きに突出し、かつ、軸線方向（上下方向）に延在している。このようなフィン７０ｂを備えることによって、筺体７０の放熱性能を向上させることができる。

なお、フィン７０ｂは、胴部７０ａの上端（カバー部材１０側の端）よりも所定長さだけ上方に延びる複数の延在部を備えていてもよい。つまり、筺体７０の上部は側面視で、フィン７０ｂの延在部と、胴部７０ａの上端とによる凹凸状を呈していてもよい。この場合、ドーム形状をしたカバー部材１０の裾には、フィン７０ｂの延在部に対応する複数の溝部が形成されることが望ましい。カバー部材１０を筺体７０に取り付けると、それぞれのフィン７０ｂの延在部が、カバー部材１０の溝部に嵌合されるため、筺体７０に対するカバー部材１０の回転を防止することができるという効果を奏する。

図２は、図１に示される電球形照明装置１００の分解斜視図である。図２に示すように、カバー部材１０と筺体７０との間には、発光体３０などが介在している。発光体３０は、基板３２と、基板３２に載置される１つ以上のＬＥＤ（半導体発光素子）３１と、を有している。

ＬＥＤ３１に用いられる発光素子としては、例えば青色光を発するものが使用される。それぞれのＬＥＤ３１に用いられる発光素子は、例えばシリコーン樹脂などの透明の封止樹脂により被覆されている。この封止樹脂内には、ＬＥＤ３１に用いられる発光素子から放出される光を色変換する蛍光体が混入されている。蛍光体としては、例えば黄色発光のものが用いられ、当該蛍光体によってＬＥＤ３１に用いられる発光素子からの青色光が色変換されて、白色光となる。なお、ＬＥＤ３１は、光の取り出し効率を向上させるために、半球状のレンズで覆われているものでもよい。なお、ＬＥＤ３１として、本実施形態ではＳＭＤタイプを例としたが、この限りでない。ＬＥＤ３１の種類としては、ＳＭＤタイプでもＣＯＢタイプでも、レンズで覆われているタイプでも、その他のタイプでも良い。

基板３２は、その外周側に４つの切り欠き（発光体被係止部）３２ａが設けられている。切り欠き３２ａは、基板３２の外周に等間隔となるように設けられている。つまり、隣り合う切り欠き３２ａが略９０度の位置になるよう設けられている。また、基板３２は、その外周に４つの基板貫通孔３２ｂが設けられている。基板貫通孔３２ｂは、切り欠き３２ａと同様に、基板３２の外周に等間隔となるよう、つまり隣り合う基板貫通孔３２ｂが略９０度の位置になるよう設けられている。切り欠き３２ａと基板貫通孔３２ｂとは異なる位置に設けられており、隣り合う切り欠き３２ａの間に１つの基板貫通孔３２ｂが設けられている。また、基板３２の表面には、ＬＥＤ３１に接続される所定のパターンが形成されている。
切り欠き３２ａは、収納ケース係止部６０ａに係止可能である。

カバー部材１０は、ＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂製又はガラス製であり、一部開口しており、略球形状で透光性の部材である。なお、カバー部材１０には、発光体３０からの光を拡散させる光拡散材が含有されていてもよい。カバー部材１０は、カバー孔部１０ａを備える。カバー孔部１０ａには、後記するホルダ２０のホルダ係止部２０ｅを係止することができる。

ホルダ２０は、発光体３０を上方から筺体７０に取り付けるためのものである。ホルダ２０により発光体３０を筺体７０に取り付けることで、発光体３０と筺体７０とを熱的に接触させることができる。また、本実施形態においてホルダ２０は外形が略円形状の枠体である環状構造を呈している。ホルダ２０により発光体３０を筺体７０に取り付けた場合に、ホルダ２０はこの発光体３０における基板３２の上面縁部に接し、ＬＥＤ３１を取り囲むようになっている。なお、ホルダ２０は、発光体３０を筺体に取り付けた場合に、発光体３０の上面縁部に接し、ＬＥＤ３１を取り囲むようになっていればよく、環状構造に限るものではない。

ホルダ２０には、ねじ部材Ｓを貫通させるためのねじ貫通孔２０ａねじ貫通孔２０ａ０ａ、及び、リード線（図示せず）を案内するガイド部２０ｂが設けられている。なお、ホルダ２０の詳細については後記する。

電源回路基板５０は、複数の電子部品が基板に実装されたものである。電源回路基板５０は、下端にはコンデンサ５１が設置されている。また、電源回路基板５０は、商用電源からの交流電力を直流電力に整流する回路、整流後の直流電力の電圧を調整する回路などを備えている。

収納ケース６０は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂製である。収納ケース６０は一端側の開口から他端側の開口まで連通する筒形状の部材である。
電源回路基板５０は収納ケース６０に収納される。収納ケース６０は、本実施形態において横断面が略円形状であるが、電源回路基板５０を収納出来、かつ、口金８０を取り付けられればよく、横断面が略円形状に限るものではない。

収納ケース６０の一端側には、発光体３０を係止することができる収納ケース係止部６０ａを備えている。発光体３０を収納ケース６０ａに係止することができるため、発光体３０を筺体７０に取り付ける際に、発光体３０の位置を規制し、可動しづらくすることができる。収納ケース係止部６０ａは図４では５箇所に備えているが、この限りでない。収納ケース係止部６０ａには、上方向に向けて勾配が設けられており、発光体３０を上部から取り付ける際にガイドとなる効果を奏する。収納ケース６０の他端側には、口金８０の内周面に対応するねじ溝６０ｂが形成されている。

筺体７０は、前記したように、筒状の胴部７０ａと、この胴部７０ａと一体成形され、軸線（図２参照）を中心として放射状に配置された複数のフィン７０ｂと、を備えている。また、胴部７０ａの内側面は収納ケース６０を収納し、かつ嵌合することが可能な形状となっている。

また、筺体７０は、発光体３０とホルダ２０を取り付ける筺体置載部７０ｃを備えており、筺体置載部７０ｃの上面には、発光体３０とホルダ２０を筺体７０にねじで固定するための筺体ねじ孔７０ｄが設けられている。

筺体置載部７０ｃは、上下方向に肉厚に形成される。発光体３０を筺体７０に取り付けた場合、発光体３０と筺体置載部７０ｃの接触面積が、筺体置載部７０ｃを設けていないものの接触面積よりも大きくなる。接触面積が大きくなることで、熱源である発光体３０から筺体７０への伝熱性が高くなる。これにより、ＬＥＤ電球の放熱性が高くなり、長期使用に対する信頼性を向上させることができる。
また、収納ケース６０を筺体７０内に収納した状態で、発光体３０の上部からホルダ２０を筺体にねじで固定することにより、収納ケース６０が筺体７０の上方向から抜けることがなくなるという効果を奏する。

なお、本実施形態において、筺体７０は、例えばアルミニウム（合金を含む）など、熱伝導率の高い材料から形成されている。したがって、発光体３０で発生する熱は、筺体７０に効率的に伝導され、筺体７０の外周面から外部の空気に放出されるようになっている。また、筺体７０をＰＣ（ポリカーボネート）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの樹脂材料で形成することで、放熱性はアルミニウムなどに対して劣るものの、電気的絶縁性を高めることができ、安全性を高めることができる。

口金８０は、収納ケース６０の下端側に取り付けられ、外部に設置された一般照明電球用のソケット（図示せず）にねじ込むことにより商用電源に電気的に接続するためのものである。

次に、ホルダ２０について説明する。
本実施形態においてホルダ２０は環状構造であり、その上部には、ねじ部材Ｓの形状に対応する座ぐり形状２０ｃが複数（図２では、４つ）設けられている。また、それぞれの座ぐり形状部２０ｃの底面中央には、ねじ部材Ｓを貫通させるねじ貫通孔２０ａが設けられている。また、ホルダ２０には、径方向内向きに凹み、リード線(図示せず)を案内するためのガイド部２０ｂが設けられている。

ホルダ２０は、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、又はエポキシ樹脂など、耐熱性、及び電気絶縁性を有する樹脂材料から形成されている。なお、ホルダ２０はガラス製などの透光性を有する材料であってもよい。

ホルダ２０には、収納ケース６０に設けられた収納ケース係止部６０ａに係止することができるように凹形状のホルダ被係止部２０ｄ（図４では、５つ）が設けられている。ホルダ被係止部２０ｄは下方向に向けて勾配が設けられており、ホルダ２０を取り付ける際にガイドとなる効果を奏する。また、ホルダ被係止部２０ｄの側面の一部は、発光体３０の側面の一部に当接している。ホルダ被係止部２０ｄを形成することで、ホルダ２０の短手方向（軸線方向に垂直な方向）の位置を規制することができ、ねじ締め時の回転方向への応力に対して位置のずれなどを防ぐ効果を奏し、組立性を向上させることができる。さらに、ホルダ被係止部２０ｄは、ねじ部材Ｓの形状に対応する座ぐり形状部２０ｃとねじ部材Ｓを貫通させるねじ貫通孔２０ａに対して遠方に配置することで、ねじ締め時や使用時のねじによる固定構造から発生する応力が発光体３０へ強く加わることを防ぎ、長期使用に対する信頼性を向上させることができる。

ホルダ２０には、カバー部材１０のカバー孔部１０ａに係止されるホルダ係止部２０ｅが設けられている。本実施形態において、ホルダ係止部２０ｅは爪形状である。ホルダ係止部２０ｅはカバー孔部１０ａに係止される。カバー部材１０とホルダ２０との係止を行う際、ホルダ係止部２０ｅは、ホルダ２０に対するカバー部材１０の係止の効果や、ホルダ２０に対するカバー部材１０の回転防止といった効果を奏する。本実施形態において、ホルダ係止部２０ｅは爪形状、カバー孔部１０ａは孔形状であるが、双方の係止を行うことができる形状であればこれに限らない。

なお、ホルダ係止部２０ｅの爪形状は上側の方が下側よりも長い形状であり、カバー部材１０が上から入り易く抜けづらい構造となっている。

電球形照明装置１００において、ホルダ２０は大半がカバー部材１０の内側に位置するように取り付けられる。ここで、ホルダ係止部２０ｅは、ホルダ２０の外側に向かって突出するよう出ているため、カバー孔部１０ａとホルダ係止部２０ｅとを係止した後にカバー部材１０の外側から内側に向けて力を加えても、カバー孔部１０ａとホルダ係止部２０ｅとの係止を解除しづらいという効果を奏する。

以上のように、電源回路基板５０が収納される収納ケース６０に上方向に勾配形状の収納ケース係止部６０ａを、発光体３０を固定するホルダ２０に下方向に勾配形状のホルダ被係止部２０ｄをねじ部材Ｓの形状に対応する座ぐり形状２０ｃとねじ部材Ｓを貫通させるねじ貫通孔２０ａに対して遠方に配置することで、ねじ締め時の回転方向への応力に対して位置のずれなどを防ぎ、組立性がよい電球形照明装置を提供することができる。さらに、ねじ締め時や使用時のねじによる固定構造から発生する応力が発光体３０へ強く加わることを防ぐことができ、長期使用に対する信頼性の高い電球形照明装置１００を提供することが可能となる。

図２より、電球形照明装置１００の組立方法の概略を説明する。

まず、収納ケース６０を上方から筺体７０に収納する。収納ケース６０を上方から筺体７０に収納する際、収納ケース６０のねじ溝６０ｂは、筺体７０の下側の開口から飛び出ることになる。続いて、電源回路基板５０を、長手方向（軸線方向）を縦にして上方（一端側）から収納ケース６０内に挿入し収納する。なお、電源回路基板５０に予め接続されている出力用のリード線（図示せず）の先端は、このとき収納ケース６０内から外に引き出された状態にする。

一方、電源回路基板５０に予め接続されている入力用のリード線（図示せず）を口金８０の所定箇所に接続する。さらに、収納ケース６０のねじ溝６０ｂと口金８０とを螺合する。収納ケース６０が絶縁性の樹脂であること、および収納ケース６０のねじ溝６０ｂが筺体７０から飛び出しており、かつ、ねじ溝６０ｂと口金８０とが螺合した際に、口金８０と筺体７０の間に３ｍｍ以上の距離を設ければ、口金８０と筺体７０とが接触する恐れがなくなる。この場合、絶縁リング９０が不要になる。これにより、部品点数の低減が可能となるという効果を奏する。口金８０と筺体７０の間に距離を設けることで、筺体７０から伝搬してくる熱が口金８０側に伝わりにくくなり、口金８０の近傍に収容されているコンデンサ５１の温度上昇の抑制が可能となるという効果を奏する。

口金８０を取り付けた後、収納ケース６０に収納された電源回路基板５０の周囲に、熱伝導性が良好で電気絶縁性が高い樹脂（図示せず）を充填してもよい。この樹脂によって、電源回路基板５０で発生した熱を筺体７０に効率良く伝導させることができる。

次に、発光体３０を収納ケース６０に係止する。この際、発光体３０における切り欠き３２ａが収納ケース係止部６０ａの勾配に沿うことで係止し易くなる。発光体３０を収納ケース６０に係止することにより、発光体３０は筺体７０の筺体置載部７０ｃに接触する。

次に、ホルダ２０を収納ケース６０に係止する。具体的にはホルダ被係止部２０ｄを収納ケース係止部６０ａに係止させる。

そして、ねじ部材Ｓをホルダ２０のねじ貫通孔２０ａに貫通させ、筺体７０の筺体置載部７０ｃに形成された筺体ねじ孔７０ｄにねじ込むことにより、発光体３０を間に挟みつつホルダ２０を筺体７０に取り付けることができる。この状態において、環状のホルダ２０がＬＥＤ３１を取り囲む。

続いて、収納ケース６０内から外に引き出されているリード線（図示せず）をホルダ２０のガイド部２０ｂに沿わせて這い回し、リード線の先端を発光体３０のＬＥＤ３１に半田付けなどによって接続する。

最後に、発光体３０を覆うようにして、カバー部材１０を上方から取り付ける。すなわち、ホルダ２０に形成されているホルダ係止部２０ｅが、カバー部材１０に形成されているカバー孔部１０ａに係止するように、カバー部材１０を取り付ける。

なお、電球形照明装置１００の組立方法は、前記した方法に限定されるものではなく適宜変更することが可能である。

図３は、図５のＢ−Ｂ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。図７は、図３の分解図である。図８（ａ）は、図２や図５のＡ−Ａ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）の拡大図である。

ＬＥＤ３１が発光する際に発生する熱は、カバー部材１０への輻射熱の他、基板３２、筺体７０の順に伝熱し、外部に放出される。
図３に示すように、発光体３０を挟みホルダ２０を筺体７０に取り付けた状態で、ホルダ係止部２０ｅの上面は、発光体３０における基板３２の上面よりも低い位置となる。基板３２の上面という発光体３０の発光面（ＬＥＤ３１の上面）よりも低い位置より更に低い位置でカバー部材１０が係止されるため、発光体３０を覆うようにカバー部材１０が取り付けられ、発光体３０から放出される光を透光することができるという効果を奏する。

図４は、カバー部材１０を取り外した状態の分解斜視図とホルダの背面図である。図５は、カバー部材１０を取り外した状態の上面図である。図６は、カバー部材１０を取り外した状態の側面図である。

図４に示すように、ホルダ被係止部２０ｄによって、短手方向（図４の筺体置載部７０ｃの上面に平行な方向）の発光体２０の位置を規制することができる。

図４に示すように、ホルダ被係止部２０ｄと収納ケース係止部６０ａが嵌合することによって、ホルダ２５の短手方向（軸線方向に垂直な方向、図４の筺体置載部７０ｃの上面に平行な方向）の位置を規制することができる。

以上、本発明に係る電球形照明装置について、本実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。

また、発光体３０からの光は白色に限定されるものではなく、発光色の異なるＬＥＤや蛍光体を用いて所望の色に設定可能である。

また、実施形態では、発光体３０が７個のＬＥＤ３１を備える場合について説明したが、ＬＥＤの数はこれに限定されず、１つでもよい。

また、実施形態では、ＬＥＤ３１がレンズで覆われていてもよい。

また、実施形態では、発光体３０がＬＥＤを備える場合について説明したが、発光体３０としてＥＬ（Electro-Luminescence）など他の光源を用いてもよい。

１００ 電球形照明装置
１０ カバー部材
１０ａ カバー孔部
２０ ホルダ
２０ａ ねじ貫通孔
２０ｂ ガイド部
２０ｃ 座ぐり形状
２０ｄ ホルダ被係止部
２０ｅ ホルダ係止部
３０ 発光体
３１ ＬＥＤ
３２ 基板
３２ａ 切り欠き
５０ 電源回路基板
５１ コンデンサ
６０ 収納ケース
６０ａ 収納ケース係止部
６０ｂ ねじ溝
７０ 筺体
７０ａ 胴部
７０ｂ フィン
７０ｃ 筺体載置部
７０ｄ 筺体ねじ孔
８０ 口金
９０ 絶縁リング
Ｓ ねじ部材

Claims (3)

1. 一つ又は複数の半導体素子を有する発光体と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体で発生する熱を放出する筺体と、前記半導体素子を発光させる電源回路基板と、前記電源回路基板を一端側から収納する収納ケースと、前記収納ケースの他端側に取り付けられる口金と、を備え、
   前記発光体は前記収納ケースに設けられた係止部によって係止され、
   前記収納ケースに設けられた係止部と係止可能なように設けられた複数の被係止部を備えたホルダを備え、
   前記発光体は前記ホルダとともにねじによって前記筺体と固定され、
   前記被係止部は、ホルダに設けられたねじの貫通孔から遠方に配置され、前記被係止部の側面の一部は、前記発光体の側面の一部に当接するように形成されることを特徴とする電球形照明装置。
2. 発光体と、
   前記発光体を発光させる電源回路基板を収納する収納ケースと、前記発光体を載置し、前記収納ケースを収納する筺体と、前記発光体の上部から前記筺体に取り付けられるホルダと、を有し、
   前記収納ケースは収納ケース係止部を備え、
   前記発光体は、発光体被係止部を備え、
   前記ホルダは、複数の被係止部と、２つ以上のねじ貫通孔とを備え、前記被係止部の側面の一部は、前記発光体の側面の一部に当接するように形成され、
   前記筺体は筺体ねじ孔を備え、
   前記収納ケース係止部は、前記発光体被係止部と前記被係止部に係止可能であり、
   前記ホルダ被係止部は、隣り合うねじ貫通孔の間に位置する
   電球形照明装置。
3. 前記係止部と前記被係止部が互いに嵌め合うように、前記係止部と前記被係止部とに、勾配形状を有する請求項１又は２に記載の電球形照明装置。

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