JPWO2012049803A1 - ランプ - Google Patents
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Abstract
Description
<実施の形態1>
[概略構成]
図1は、実施の形態1に係るLEDランプの構造を示す断面図であり、図2は、図1におけるA−A線に沿った断面矢視図である。
(1)LEDモジュール
LEDモジュール10は、実装基板11と、実装基板11の表面に実装された光源としての複数のLED12と、それらLED12を被覆するように実装基板11上に設けられた封止体13とを有する。封止体13は、透光性材料からなり、例えばシリコーン樹脂を利用することができる。
(2)台座
台座20は、一端側が開口し他端側が閉塞した有底筒状であって、円筒状の筒体21と、当該筒体21に延設されており筒体21の回路ユニット40側の開口を塞ぐ円板状の蓋体22とを有する。台座20の回路ユニット40側の端部の外周縁には、外管30の開口側端部31が嵌め込まれる円環状の凹入部23が設けられており、当該凹入部23に外管30の開口側端部31を嵌め込んで接着剤3で固定することによって、台座20と外管30とが接合されている。また、台座20の回路ユニット40とは反対側の端部には口金60が外嵌されており、これによって筒体21の回路ユニット40とは反対側の開口が塞がれている。
(3)外管
外管30は、一端側が開口し他端側が閉塞した有底筒状であって、円筒状の筒部32と、当該筒部32に延設された半球状の頂部33とを有する。外管30の形状(タイプ)は特に限定されるものではないが、本実施の形態では直管形のHIDランプの外管を模したストレートタイプの外管30が利用されている。なお、外管30は、一端側が開口し他端側が閉塞した有底筒状に限定されず、両端が開口した筒状であっても良い。
(4)回路ユニット
回路ユニット40は、円板状の回路基板41と、当該回路基板41に実装された各種の電子部品42,43とを有し、各電子部品42,43は回路基板41における口金60とは反対側に配置されている。なお、図面では一部の電子部品にのみ符号を付しており、符号を付していない電子部品も存在する。
(5)導光部材
導光部材80は、例えばアクリル樹脂からなり、その形状は柱状(ここでは円柱状)である。なお、アクリル樹脂に限らず、その他の透光性材料で形成しても構わない。
(6)波長変換部材
波長変換部材90は、透光性材料に光の波長を変換する変換材料が混入されてなり、その形状は例えば板状(ここでは円板状)である。透光性材料としては封止体13と同様、例えばシリコーン樹脂を利用することができる。また、変換材料としては例えば蛍光体粒子を利用することができる。
(7)プレート
プレート91は、透光性材料からなり、例えばガラス、セラミック、樹脂等を利用することができる。図2に示すように、プレート91の形状は環状(ここでは円環状)であり、その中空部分に波長変換部材90が嵌め込まれている。この状態で波長変換部材90とプレート91とが例えば接着剤により固着されることにより、波長変換部材90がプレート91に取り付けられている。
(8)反射鏡
反射鏡50は、凹形状の反射面51を有し、反射面51を波長変換部材90に向けるようにして、一対の支持具70によって支持された状態で配置されている。
(9)口金
口金60は、ランプ1が照明器具に取り付けられ点灯された際に、照明器具のソケットから電力を受けるためのものである。口金60の種類は、特に限定されるものではないが、ここではエジソンタイプであるE26口金が使用されている。口金60は、筒状であって周面が雄ネジとなっているシェル部61と、シェル部61に絶縁材料62を介して装着されたアイレット部63とを有する。
(10)支持具
各支持具70は、例えば、ガラス製、金属製または樹脂製の円筒状であって、それぞれの一端部が回路ユニット40に固定され、それぞれの他端部が台座20の蓋体22に設けられた貫通孔26,27に差し込まれた状態で、蓋体22に接着されている。
図2に示すように、LEDモジュール10は、ランプ1を平面視したときに(ランプ1を口金60とは反対側からランプ軸Zに沿った方向に見たときに、すなわち図2において紙面上方から下方を見たときに)、導光部材80の真下に位置し、LEDモジュール10は導光部材80によって完全に覆われる。したがって、LEDモジュール10から主出射方向に出射された光(図2において真上に出射された光)は、略全てが導光部材80を経て波長変換部材90に導光されることになる。
図3は、外管の中心および外管の管軸方向中央領域を説明するための図である。上述したように、導光部材80により導光された光は、波長変換部材90から放出される。また、放出された光のうち反射鏡50に向かった光の大部分が波長変換部材90に向かって反射され、再び波長変換部材90から放出されることになる。したがって、波長変換部材90の中心がランプの光中心となる。波長変換部材90は、外管30内の管軸方向中央領域に、ランプ1の光中心となる波長変換部材90の中心O(図1参照。)と外管30の中心M(図3参照)とが一致した状態で配置されている。なお、本実施の形態では、ランプ軸Zと外管30の管軸Jとが一致している。
本実施の形態に係るランプ1は、上記構成を有するため、例えば、LED12の数量を増やしたりLED12への投入電流を高めたりすることができる。LED12の数量を増やしたりLED12への投入電流を高めたりすると、LEDモジュール10の発熱量が増加し、その熱が口金60から照明器具側へ伝導される。このとき、LEDモジュール10と口金60との間には回路ユニット40が存在していないため、LEDモジュール10と口金60との距離を短くすることができ、LEDモジュール10から口金60へと伝導する熱量を増加させることができる。
本実施の形態では、外管30内に回路ユニット40が格納されているため、台座20と口金60との間に回路ユニット40を格納するスペースが不要であり、台座20を小型化することが可能であるため、HIDランプに近い形状・大きさのランプ1にすることができる。これにより、従来の照明器具への装着適合率を向上させることができる。さらに、台座20の小型化により外管30を大きくすることができるため、外管30内における回路ユニット40を格納するスペースを十分に確保することができる。
<変形例1−1>
反射鏡の形状を替えた一変形例について説明する。
<実施の形態2>
図5は、実施の形態2に係るLEDランプ1を示す断面図である。本実施の形態のLEDランプ1は、主として台座20の形状及び光学部材が異なる以外は、基本的に実施の形態1のLEDランプ1と同様の構成をしている。したがって、図5において、実施の形態1に係るLEDランプ1と同様の構成部分の説明は省略し、以下異なる部分を中心に説明する。
<変形例2−1>
反射鏡の形状を替えた一変形例について説明する。
<補足>
以上、本発明に係るLEDランプについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限られないことは勿論である。
1.口金
実施の形態等では、口金や台座の内部は中空であったが、例えば、伝導率が空気よりも高い絶縁性の材料を充填しても良い。これにより、発光時のLEDモジュールからの熱は、口金、ソケットを介して照明器具へと伝わり、ランプ全体としての放熱特性を向上させることができる。なお、上記材料としては、例えばシリコーン樹脂等がある。
2.LEDモジュール
(1)実装基板
実装基板は、樹脂基板、セラミック基板、樹脂板と金属板とから成る金属ベース基板等、既存の実装基板を利用することができる。
(2)LED
実施の形態等では、青色LEDを用いたが、青色LEDではなく、他の発光色のLEDを用いてもよい。例えば、LEDモジュール10に搭載されたLEDが紫外LEDであるとしてもよい。この場合には、波長変換部材90は、透光性材料にR,G,Bの蛍光体粒子を含んで構成されることになる。
(3)封止体
封止体は、実装基板上に実装されたすべてのLEDを被覆していたが、例えば、一つのLEDに対して1つの封止体で被覆しても良いし、複数のLEDをグループ分けして、所定数のLEDに対して1つの封止体で被覆しても良い。
3.プレート
実施の形態等では、プレート91の形状は環状であり、その中空部分に波長変換部材90が嵌め込まれている構成としたが、プレートが板状(例えば円板状)であり、プレートの導光部材側の表面に波長変換部材からなる波長変換層が形成されているとしてもよい。
4.波長変換部材
実施の形態等では、波長変換部材90は、プレート91の中空部分に取り付けられる構成としたが、プレート91を用いず導光部材上に載置固定するとしてもよい。固定方法としては、例えば透明の接着剤により固着することが考えられる。
5.反射鏡
実施の形態等では、反射鏡は凹形状の反射面51を有する、または半球状の反射面を有する構成としたが、反射鏡の外管形状は、反射鏡に到達した光の少なくとも一部を波長変換部材に向かって反射することができる形状であれば、これらに限らない。
6.回路ユニット
上記実施の形態等では、複数の電子部品が1つの回路基板に実装された回路ユニットを利用しており、回路ユニット全体が波長変換部材90を挟んでLEDモジュール10とは反対側に配置された構成であったが、回路ユニットの一部が別の領域に配置されている構成であっても良い。例えば、2つの回路基板に複数の電子部品が分けて実装された回路ユニットを利用して、一方の回路基板とその回路基板に実装された電子部品とが波長変換部材90を挟んでLEDモジュール10とは反対側に配置され、他方の回路基板とその回路基板に実装された電子部品とが、一方のものが配置された領域と別の領域に配置されている構成としても良い。この場合、すべての電子部品が外管内に配置される必要はなく、例えば、熱に強い電子部品はLEDモジュールと口金との間に配置しても良い。このような構成とすれば、LEDモジュールと口金との間に配置した電子部品の体積ぶんだけ、外管内に収納する回路ユニットを小型化することができる。
上記実施の形態等において、支持具70が放熱部材として機能していたが、当該支持具70とは別に、回路ユニットと口金との間に、前記回路ユニットの熱を前記口金に伝えるためのヒートパイプをさらに設けても良い。例えば、熱伝導性の良い材料で形成された柱状のヒートパイプを、一端が回路ユニットと熱的に接続され、他端が口金と熱的に接続されるように、前記回路ユニットと前記口金との間に配置しても良い。その場合、ヒートパイプを介し回路ユニットと口金との間に電気が流れないように、絶縁性を確保することが好ましい。
2 外囲器
12 半導体発光素子
20 台座
30 外管
40 回路ユニット
44〜47 電気配線
50 反射鏡
51 反射面
60 口金
70 支持具
80 導光部材
81 レンズ
90 波長変換部材
91 プレート
Claims (7)
- 光源としての半導体発光素子と、当該半導体発光素子を発光させるための回路ユニットとが、筒状の外管と口金とを含む外囲器内に格納されたランプであって、
前記外管内の管軸方向中央領域には、入射した光を波長変換する波長変換部材が配され、
当該波長変換部材よりも口金寄りには、主出射方向を前記口金と反対方向に向けた状態で前記半導体発光素子が配され、
前記波長変換部材と前記半導体発光素子との間には、前記半導体発光素子から出射された光を前記波長変換部材に導く光学部材が配されており、
前記回路ユニットの少なくとも一部は前記波長変換部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配されており、
前記回路ユニットの少なくとも一部と前記波長変換部材との間に、前記波長変換部材から出射された光の少なくとも一部を前記波長変換部材側へ反射させる反射鏡が配されている
ことを特徴とするランプ。 - 前記光学部材が柱状の導光部材であり、前記半導体発光素子の光を入射させる入射部を有し、その入射部が前記半導体発光素子の光の出射部に対向させた状態で設けられている
請求項1記載のランプ。 - 前記光学部材が、前記半導体発光素子から出射された光を前記波長変換部材に集めるレンズである
請求項1記載のランプ。 - 前記半導体発光素子は前記口金の開口側に設けられた台座に搭載されており、
当該台座には、前記回路ユニットの少なくとも一部を支持する筒状の支持具の一端部が取り付けられており、
前記半導体発光素子と前記回路ユニットの少なくとも一部とを接続する電気配線、および、前記口金と前記回路ユニットの少なくとも一部とを接続する電気配線が、それぞれ前記支持具の内部を通して配線されている
請求項1から3の何れかに記載のランプ。 - 前記支持具はさらに、環状の透光性部材からなるプレートを支持しており、
前記プレートの中空部分に前記波長変換部材が取り付けられている
請求項4記載のランプ。 - 前記支持具はさらに、前記反射鏡を支持している
請求項5記載のランプ。 - 前記回路ユニットは、一部が前記波長変換部材を挟んで前記半導体発光素子とは反対側に配されており、残りの部分が前記口金と前記半導体発光素子との間に配置されている
請求項1から6の何れかに記載のランプ。
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