JP6898590B2

JP6898590B2 - ランプ装置および照明装置

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Publication number: JP6898590B2
Application number: JP2017182750A
Authority: JP
Inventors: 康広鎌田; 光寺崎; 光三小川
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2021-07-07
Anticipated expiration: 2037-09-22
Also published as: JP2019057480A

Description

本発明の実施形態は、導光体を用いたランプ装置、およびこのランプ装置を用いた照明装置に関する。

従来、導光体を用いたランプ装置では、円柱状の導光体を支持体で支持し、この支持体を筐体の一端側に取り付けることにより、導光体の一端側である出射部側を筐体の一端側に設けられるグローブ内の所定の位置に配置するとともに、導光体の他端側である入射部側を筐体の一端側に設けられる発光部に対向する所定の位置に配置している。

しかし、導光体は円柱状であるため、この導光体を支持体で支持して筐体に取り付けても、グローブおよび発光部に対して導光体の軸方向の位置にばらつきが生じ、つまり、グローブ内での導光体の出射部側の位置のばらつき、導光体の入射部側と発光部との距離のばらつきが生じ、光学特性に影響する虞がある。

特開２０１６−２１９３２６号公報

本発明が解決しようとする課題は、導光体をグローブおよび発光部に対して一定の位置関係に配置できるランプ装置および照明装置を提供することである。

実施形態のランプ装置は、筐体、発光部、グローブ、導光体、支持体および給電部を備える。発光部は、筐体の一端側に設ける。グローブは、筐体の一端側を覆う。導光体は、一端側がグローブ内に突出するとともに他端側が発光部に対向する導光柱、および導光柱の他端側周面から突出する取付部を有する。支持体は、一端側に導光体の導光柱が挿通する挿通孔を備え、挿通孔を頂部とする円錐状に設けられたカバー部と、カバー部の他端側に設けられ導光体の取付部の一端側を位置決めする第１位置決め部と、カバー部の他端側に設けられ取付部の他端側を位置決めする第２位置決め部と、カバー部の周辺部に一端側へ向けて突設された膨出部と、膨出部の周縁部から突設され、筐体に係止される複数の爪部とを有する。支持体は、導光体を保持し、筐体の一端側に取り付ける。給電部は、筐体の他端側に設ける。

本発明によれば、導光体をグローブおよび発光部に対して一定の位置関係に配置することが期待できる。

一実施形態を示すランプ装置の一部の断面図である。同上ランプ装置の分解状態の斜視図である。同上ランプ装置の斜視図である。同上ランプ装置の導光体と支持体との組立手順を説明する斜視図である。同上ランプ装置の図４に続く組立手順を説明する斜視図である。同上ランプ装置の図５に続く組立手順を説明する斜視図である。同上ランプ装置の支持体の筐体への組立手順を説明する断面図である。同上ランプ装置の支持体を筐体に組み立てた平面図である。同上ランプ装置を用いた照明装置の概略正面図である。

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１ないし図３にランプ装置10を示す。ランプ装置10は、一般照明に用いられる白熱電球用のソケットに接続して使用可能な電球形ランプである。ランプ装置10は、例えば、Ｅ１７型口金を用いるミニクリプトンに相当する寸法および形状に形成されている。

ランプ装置10は、筐体11を備えている。この筐体11の一端側に、放熱板12、発光モジュール13、光学ユニット14の導光体15および支持体16、グローブ17が配設され、また、筐体11の内部に、絶縁ケース18および電源部19が配設され、さらに、筐体11の他端側に、給電部20が配設されている。なお、ランプ装置10は、グローブ17から給電部20に亘って仮想のランプ中心軸ｚを有しており、このランプ中心軸ｚに沿った方向において、グローブ17側を一端側、給電部20側を他端側と呼んで説明する。また、図３にはグローブ17を透過した状態を示す。

そして、筐体11は、金属材料によって形成されている。例えば、筐体11はアルミダイカスト製である。筐体11は、一端側の径が他端側の径よりも大きく、一端側から他端側に向けて縮径する円筒状に形成されている。筐体11の内部には、一端および他端に開口する空洞部が形成されている。筐体11の一端面には、放熱板12の周辺部が載置される載置面23が形成され、この載置面23に放熱板12および発光モジュール13を一体に共締め固定する複数のねじ24が螺着するねじ孔を有する複数のボス部が形成されている。筐体11の一端側には、載置面23の周辺部から環状の環状部25が突設され、この環状部25の先端内周から環状の係止縁部26が突設されている。係止縁部26の一部には、支持体16を位置決めするための切欠部27が形成されている。

また、放熱板12は、例えばアルミニウムなどの金属材料によって略円板状に形成されている。放熱板12の一端面に発光モジュール13が熱伝導可能に接触され、放熱板12の他端面の周辺部が筐体11の載置面23に載置されて熱伝導可能に接触される。

また、発光モジュール13は、基板29、この基板29の一端側の面に形成された発光部30を備えている。

基板29は、絶縁材料または金属材料で略円板状に形成され、一端側の面に配線パターンが形成されている。基板29が金属材料の場合には、基板29の一端側の面に絶縁膜が形成され、この絶縁膜上に配線パターンが形成されている。基板29の一端側の面の中央に発光部30が実装され、周辺部には電源部19との接続用のコネクタ31やノイズ対策用のコンデンサ32などの電気部品が実装されている。また、基板29の周辺部には、各ねじ24が挿通する複数の挿通孔が形成されているとともに、発光モジュール13と電源部19との配線用の切欠き33が形成されている。

発光部30は、発光素子を用いている。発光部30の表面は、平面状の発光面として構成されている。発光部30は、発光素子としてのＬＥＤを用いたＳＭＤ(Surface Mount Device)パッケージが用いられている。なお、発光モジュール13はＣＯＢ（Chip On Board）モジュールで構成してもよく、また、発光部30にはＬＥＤ以外の例えば有機ＥＬなどを用いてもよい。

また、図１ないし図８に示すように、光学ユニット14は、導光体15と支持体16とが一体に組み立てられて構成されている。

光学ユニット14の導光体15は、例えばシリコーン樹脂等の透明な樹脂、またはガラスなどによって形成されている。導光体15は、一端側がグローブ17内に突出するとともに他端側が発光部30に対向する円柱状の導光柱36、およびこの導光柱36の他端側周面から突出する一対の取付部37を有している。

導光柱36の直径は、例えば４〜９ｍｍ程度である。導光柱36は、一端側の直径が他端側の直径よりも細く、一端側に向かって先細りとなる形状に形成されている。導光柱36の一端側は、グローブ17内の軸方向の中央域に突出されている。グローブ17内の軸方向の中央域は、グローブ17内の軸方向の中心、およびその中心付近を含む。

導光柱36の他端側の面には、発光部30から放射される光が入射する入射面38が形成されている。入射面38は取付部37の他端側の面と同一面に形成されている。入射面38の大きさ（直径）は、発光部30の発光面の外形よりも大きくなっている。

導光柱36の一端側には、入射面38から入射して導光柱36内を導光される光を導光柱36の外部に放射する光放射部39が形成されている。この光放射部39には、導光柱36内を導光される光を、導光柱36の一端側である前方から他端側である斜め後方に亘る広い範囲へ向けて放射するためのプリズム40が形成されている。そして、この導光柱36の光放射部39から強い光を放射することにより、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感が再現される。

導光体15の取付部37は、一対で、導光柱36の他端側周面から互いに反対方向に向けて突設されている。取付部37は、導光柱36の他端側の直径よりもわずかに広い幅で、平板状に形成されている。取付部37の外端面は、導光体15の中心軸を中心とする円弧状に形成されている。一方の取付部37の他端側の面には、支持体16との位置決め用の凹部41が形成されている。

また、光学ユニット14の支持体16は、導光体15を保持し、筐体11の一端側に取り付けられる。支持体16は、絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。支持体16は、中央が一端側に突出する円錐状のカバー部42を有している。カバー部42は、筐体11の一端側に取り付けられ、その筐体11の一端側および発光モジュール13などを覆う。カバー部42の一端側の面である表面には、例えばメッキ処理によって高反射率の反射面が形成されている。

カバー部42の中央の頂部には、導光柱36が挿通される挿通孔43が形成されている。この挿通孔43の周辺部で周方向の対称位置には成形時の型抜き用の一対の溝部44が連通形成されている。溝部44の周方向の幅寸法は、導光体15の取付部37の幅寸法よりも狭い寸法とされている。

カバー部42の他端側の面である内側には、各溝部44の周方向両側および外径側を含む周囲に台部45が突設されている。溝部44の内側に位置する台部45の周方向両側部分の角部には傾斜面46が形成されている。各台部45の外径側からは周壁部47が突設され、この周壁部47の先端から溝部44に対向する係止部48が突設されている。一方の係止部48の一端側の面には、導光体15の一方の取付部37に設けられている凹部41と嵌合する半球状の凸部49が突設されている。

互いに対向する一対の台部45は、周方向両側の外側で間隔が最小となり、その最小間隔は導光体15の取付部37の幅よりも狭く形成されている。互いに対向する一対の周壁部47の間隔は、導光体15の一対の取付部37の最大長さ寸法（径寸法）よりも広く形成されている。係止部48は、溝部44と同一幅で、導光体15の取付部37の幅寸法よりも狭く形成されている。互いに対向する一対の係止部48の間隔は、導光体15の取付部37の幅よりも広く形成されている。係止部48の一端側の面と台部45の他端側の面との間には、導光体15の取付部37が圧入配置される保持溝50が形成されている。この保持溝50の溝寸法は、導光体15の取付部37の厚み寸法と同一または少し狭く形成されている。そして、この寸法関係により、図４および図５に示すように、導光体15の導光柱36を支持体16の他端側から挿通孔43に挿入し、導光体15の取付部37を支持体16の一対の係止部48間を通じて一対の台部45に当接させ、さらに、図５および図６に示すように、導光柱36の軸を中心として導光体15を９０°回動させることによって取付部37を台部45と係止部48との間に圧入し、導光体15を支持体16に取り付けることができる。

台部45の他端側の面には、導光体15の取付部37の一端側の面を位置決めする第１位置決め部51が形成されている。係止部48の一端側の面には、導光体15の取付部37の他端側の面を位置決めする第２位置決め部52が形成されている。

カバー部42の周辺部には、一端側に突出する膨出部53が形成されている。膨出部53の内側に、発光モジュール13の基板29に実装されているコネクタ31やコンデンサ32などが収容配置される。膨出部53の外周面はランプ中心軸ｚに沿って略垂直となる周壁によって構成されている。

カバー部42の周辺部には、発光モジュール13の基板29を筐体11に取り付けているねじ24との干渉を避けるための窪み状の逃げ部54が形成されている。

カバー部42の他端側の面の周辺部には、発光モジュール13の基板29に当接する当接部55が設けられている。

カバー部42の周辺部からは、筐体11の切欠部27を挿通し、筐体11に組み合わせる支持体16の周方向の位置を位置決めする突起部56が突設されている。さらに、カバー部42の周辺部からは、支持体16を筐体11に取り付けるための一対の爪部57，58が突設されている。一対の爪部57，58は、突起部56の位置とは異なり、支持体16の中心に対して１８０°反対となる対称位置に設けられている。一方の爪部57は、筐体11の内側から係止縁部26に引っ掛けて固定する固定爪である。また、他方の爪部58は、スナップフィット方式などの固定方式が用いられており、一方の爪部57を筐体11の係止縁部26に引っ掛けた後に他方の爪部58側を筐体11へ向けて近付けていくことにより、他方の爪部58が筐体11の係止縁部26に当接して弾性変形するとともに係止縁部26を乗り越えることによって係止縁部26に引っ掛かるように構成されている。

また、グローブ17は、例えば透明な材料によって形成されている。透明な材料としては、樹脂やガラスが用いられる。グローブ17は、中空状で、一端側が半球形状に形成され、他端側が開口されている。グローブ17の他端側には、筐体11の係止縁部26の内側に嵌合される嵌合縁61が突設されている。この嵌合縁61には係止縁部26に係止される複数の係止爪62が突設されている。そして、グローブ17の軸方向の中央領域に、導光体15の先端の光放射部39が配置されている。

また、絶縁ケース18は、絶縁性を有する樹脂材料によって円筒状に形成されている。絶縁ケース18は筐体11に一端側から挿入され、筐体11の他端側から突出する絶縁ケース18の他端側に固定リング64が取り付けられることにより、絶縁ケース18が筐体11に固定されている。絶縁ケース18の他端側には給電部20が取り付けられている。絶縁ケース18内の対向する２箇所には、一対の基板保持部65が中心軸に沿って形成されている。

また、電源部19は、給電部20から入力する交流電源などの外部電源を直流電源などの点灯電源に変換して発光モジュール13に供給する。電源部19は、回路基板68、およびこの回路基板68に実装された複数の回路部品69を有している。回路基板68は、絶縁ケース18の一端側から、一対の基板保持部65間に挿入されて絶縁ケース18に保持されている。そして、電源部19の外部電源の入力部は配線によって給電部20に電気的に接続され、電源部19の点灯電源の出力部は配線によって発光モジュール13のコネクタ31に電気的に接続されている。

また、給電部20は、例えばＥ１７型の一般照明白熱電球用のソケットに接続可能な口金が用いられている。なお、給電部20は、ランプ種類に合わせてＥ２６型などの口金を用いてもよい。また、給電部20は、口金に限らず、ランプ種類によっては一対のピンでもよい。

次に、図９には、ランプ装置10を使用する照明装置80の概略正面図を示す。照明装置80は、例えば壁面取付器具であり、台座81の上面に例えば透明な透光カバー82が配設されているとともに、この透光カバー82の内側にソケット83がランプ接続方向を上方へ向けて配設されている。

ランプ装置10は、給電部20がソケット83に接続されることにより、グローブ17の頂部が上方に向けられた状態に装着される。

そして、本実施形態の作用を説明する。

まず、ランプ装置10の組み立てについて説明する。

筐体11の一端側から絶縁ケース18を組み込み、固定リング64で固定する。絶縁ケース18の一端側から電源部19を組み込むとともに、筐体11の一端側に放熱板12および発光モジュール13を配置し、複数のねじ24で発光モジュール13の基板29および放熱板12を筐体11に共締め固定し、基板29および放熱板12を筐体11に熱的に結合する。電源部19と発光モジュール13のコネクタ31とを配線で接続する。

その後、導光体15と支持体16を一体に組み立てた光学ユニット14を筐体11の一端側に取り付ける。

光学ユニット14の導光体15と支持体16を組み立てるには、図４および図５に示すように、導光体15の導光柱36を支持体16の他端側から挿通孔43に挿入し、導光体15の取付部37を支持体16の一対の係止部48間を通じて一対の台部45に当接させる。さらに、図５および図６に示すように、導光柱36の軸を中心として導光体15を９０°回動させ、取付部37を台部45と係止部48との間に圧入する。このとき、取付部37の凹部41が係止部48の凸部49に嵌合することにより、その感触で導光体15が支持体16の所定の位置に取り付けられたことを確認することができるとともに、導光体15を回し過ぎるのを防止できる。

そして、導光体15と支持体16を組み立てた状態では、導光体15の取付部37の一端側の面の両側部が支持体16の台部45に当接し、導光体15の取付部37の他端側の面の中央部が支持体16の係止部48に当接し、導光体15の取付部37が支持体16の台部45と係止部48との間に挟まれた状態で、導光体15が支持体16に保持される。

さらに、導光体15の導光柱36が支持体16の挿通孔43に挿通されていることによって、支持体16に対する導光体15の径方向の位置が位置決めされ、また、導光体15の取付部37が台部45と係止部48との間に挟み込まれていることによって、つまり第１位置決め部51と第２位置決め部52とによって、支持体16に対する導光体15の軸方向の位置が位置決めされ、さらに、取付部37の凹部41が係止部48の凸部49に嵌合されることによって、支持体16に対する導光体15の周方向の位置が位置決めされる。

そして、光学ユニット14を筐体11の一端側に取り付けるには、図８に示すように、支持体16の突起部56を筐体11の切欠部27の位置に合わせ、図７に示すように、一方の爪部57を筐体11の内側から係止縁部26に引っ掛ける。この一方の爪部57を筐体11の係止縁部26に引っ掛けた状態で、他方の爪部58側を筐体11へ向けて近付けていくことにより、他方の爪部58が筐体11の係止縁部26に当接するが、爪部58が弾性変形し、支持体16の周辺部の当接部55が発光モジュール13の基板29に押し当てられる際に、爪部58が係止縁部26を乗り越え、係止縁部26に引っ掛かる。

そのため、支持体16の一対の爪部57，58が筐体11の係止縁部26に引っ掛かることにより、図１に示すように、支持体16の周辺部の当接部55が発光モジュール13の基板29に押し当てられ、光学ユニット14が筐体11に対してがたつきなく取り付けられる。

その後、グローブ17を筐体11の一端側に取り付け、また、給電部20を筐体11（絶縁ケース18）の他端側に取り付ける。

なお、ランプ装置10の組立順序は、このような順序に限定されるものではなく、組立順序を適宜変更してもよい。

そして、ランプ装置10を装着した照明装置80において、外部電源がソケット83を通じてランプ装置10に供給されると、電源部19が外部電源を所定の点灯電源に変換して発光モジュール13に供給する。これにより、発光モジュール13の発光部30から光が放射される。

発光部30から放射される光は、導光体15の入射面38から導光柱36内に入射し、導光柱36内を光放射部39へ向けて導光される。光放射部39に導光された光は、プリズム40の作用により、導光柱36の一端側である前方から他端側である斜め後方に亘る広い範囲へ向けて放射される。導光柱36の光放射部39から放射される光は、グローブ17を透過し、照明空間に照射される。

ランプ装置10の点灯時には、導光体15の導光柱36の先端つまり光放射部39から強い光が放射されるため、白熱クリア電球が点灯しているような、きらめき感を再現することができる。

支持体16のカバー部42の表面に高反射率の反射面が形成されているため、カバー部42の表面に向かった一部の光がグローブ17の外へ反射され、ランプ効率が向上する。

そして、ランプ装置10の導光体15を支持体16によって位置決め保持し、この支持体16を筐体11の一端側に取り付けているため、導光体15とグローブ17や発光部30との位置関係が一定に保たれ、安定した光学特性が得られる。

すなわち、導光体15の取付部37が支持体16の第１位置決め部51（台部45）に当接して位置決めされるため、支持体16から突出する導光柱36の先端側の突出量が一定に保たれる。これにより、導光柱36の光放射部39をグローブ17内の一定の位置に配置できる。

導光体15の取付部37が支持体16の第２位置決め部52（係止部48）に当接して位置決めされるため、導光柱36の入射面38と発光部30との距離が一定に保たれる。これにより、発光部30から導光柱36への光の入射量を一定できる。

導光体15の導光柱36が支持体16の挿通孔43を挿通して位置決めされているため、導光柱36の入射面38と発光部30との面方向の位置が一定に保たれる。これにより、導光柱36の光放射部39をグローブ17内の一定の位置に配置できるとともに、発光部30から導光柱36への光の入射量が一定できる。

このように、本実施形態のランプ装置10では、支持体16の挿通孔43を挿通する導光体15の径方向の位置を位置決めできることに加えて、支持体16の第１位置決め部51および第２位置決め部52によって導光体15の軸方向の位置を位置決めできるため、導光体15をグローブ17および発光部30に対して一定の位置関係に配置することができ、安定した光学特性を得ることができる。

さらに、導光体15と発光部30との距離を一定にできることにより、光学特性の安定化とともに、導光体15と発光部30との距離のばらつきによって接近し過ぎた場合のように、発光部30からの熱によって導光体15の異常劣化が生じるのを防止できる。

また、導光体15の導光柱36を支持体16の挿通孔43に挿入した後、導光体15を回動させ、導光体15の取付部37を支持体16の第１位置決め部51と第２位置決め部52との間に圧入して取り付ける構造であるため、導光体15と支持体16とを確実に固定でき、例えば導光体15と支持体16とを接着する接着剤およびその塗布工程などを不要にできる。

また、支持体16は、爪部57，58によって筐体11に取り付けることができるため、金属製ねじなどの別の取付部品を不要にできる。このように、熱膨張係数が大きい金属製ねじを使用しないことで済むことにより、金属製ねじの熱膨張や熱収縮による支持体16の破損を防止することができる。

さらに、支持体16の爪部57，58は、カバー部42の周辺部の他の箇所よりも強度の高い膨出部53の部分に設けられているため、組立時の爪部57，58の破損を防止できるとともに、爪部57，58による筐体11への取付強度を向上できる。

なお、ランプ装置10は、電源部19を備えていなくてもよい。この場合、器具側に配設した電源部から発光モジュール13に必要な点灯電源をランプ装置10に供給してもよいし、器具側にも電源部を設けず、給電部20を介して点灯電源を直接、発光モジュール13に供給するようにしてもよい。

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

10 ランプ装置
11 筐体
15 導光体
16 支持体
17 グローブ
20 給電部
30 発光部
36 導光柱
37 取付部
42 カバー部
43 挿通孔
51 第１位置決め部
52 第２位置決め部
53 膨出部
57，58 爪部
80 照明装置
83 ソケット

Claims

筐体と；
前記筐体の一端側に設けられる発光部と；
前記筐体の一端側を覆うグローブと；
一端側が前記グローブ内に突出するとともに他端側が前記発光部に対向する導光柱、およびこの導光柱の他端側周面から突出する取付部を有する導光体と；
一端側に前記導光体の前記導光柱が挿通する挿通孔を備え、この挿通孔を頂部とする円錐状に設けられたカバー部と、このカバー部の他端側に設けられ前記導光体の前記取付部の一端側を位置決めする第１位置決め部と、前記カバー部の他端側に設けられ前記取付部の他端側を位置決めする第２位置決め部と、前記カバー部の周辺部に一端側へ向けて突設された膨出部と、この膨出部の周縁部から突設され、前記筐体に係止される複数の爪部とを有し、前記導光体を保持し、前記筐体の一端側に取り付けられる支持体と；
前記筐体の他端側に設けられる給電部と；
を具備することを特徴とするランプ装置。
請求項１記載のランプ装置と；
前記ランプ装置の前記給電部を接続するソケットと；
を具備することを特徴とする照明装置。