JPWO2013014822A1 - Lamp and lighting device - Google Patents
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Abstract
ランプ(1)は、LEDモジュール(11)がグローブ(35)内部で支持部材により支持されていると共に、口金(7)を備えるケース(5)がグローブ(35)の端部側に装着されてなり、グローブ(35)は、グローブ(35)の開口を塞ぐステム(37)とでバルブ(3)を構成し、バルブ(3)内に空気よりも高い熱伝導率を有する流体が封入されており、支持部材は、複数本の棒状部材(9)から構成され、1本以上の棒状部材(9)がバルブ(3)から外部へと導出されて、その導出先端部がケース(5)に熱的に接合されている。In the lamp (1), the LED module (11) is supported by a support member inside the globe (35), and the case (5) including the base (7) is mounted on the end side of the globe (35). The globe (35) forms a valve (3) with a stem (37) that closes the opening of the globe (35), and a fluid having a higher thermal conductivity than air is enclosed in the valve (3). The support member is composed of a plurality of rod-shaped members (9), and one or more rod-shaped members (9) are led out from the valve (3) to the outside, and the leading end portion of the support member is attached to the case (5). Thermally bonded.
Description
本発明は、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子を光源とするランプ及び照明装置に関する。 The present invention relates to a lamp and an illumination device that use a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
近年、省エネルギーの観点から、白熱電球に代替する電球形ランプとして、高効率・長寿命なLEDを利用するランプ(以下、LEDランプと記載する。)が提案されている。 In recent years, from the viewpoint of energy saving, a lamp using an LED with high efficiency and long life (hereinafter referred to as an LED lamp) has been proposed as a light bulb shaped lamp that replaces an incandescent light bulb.
LEDランプは、例えば、多数のLEDを実装する実装基板がケースの端部に装着され、LEDを発光させるための回路ユニットをケース内に収納している(特許文献1)。 In the LED lamp, for example, a mounting substrate on which a large number of LEDs are mounted is mounted on an end portion of the case, and a circuit unit for causing the LED to emit light is housed in the case (Patent Document 1).
回路ユニットを構成する電子部品に熱負荷に弱い部品が含まれる一方、LEDは発光時に熱を発生する。熱負荷に弱い電子部品は、LED発光時の熱により、動作が不安定になったり、寿命が短くなったりするおそれがある。 While the electronic components constituting the circuit unit include components that are vulnerable to heat load, the LED generates heat when emitting light. Electronic components that are vulnerable to thermal load may be unstable in operation or have a short life due to heat generated during LED emission.
このようなことから、回路ユニットへの熱負荷を抑制するために、LED発光時の熱をLEDランプの外部へ放熱させるための種々の技術が提案されている。具体的には、ケースの表面に放熱溝を設けたり(特許文献2)、ケースを良熱伝導材料である金属で形成することによりLEDの熱を口金へと伝導してケース内に熱が蓄積しないようにしたり(非特許文献1(第12頁)参照)等している。 For this reason, in order to suppress the thermal load on the circuit unit, various techniques for dissipating the heat at the time of LED emission to the outside of the LED lamp have been proposed. Specifically, a heat radiating groove is provided on the surface of the case (Patent Document 2), or the case is formed of a metal that is a good heat conducting material, whereby the heat of the LED is conducted to the base and heat is accumulated in the case. (See Non-Patent Document 1 (page 12)).
近年のLEDランプへの高輝度化の要望が強くなっており、上記技術ではこの要望に答えることができない。つまり、高輝度化に伴ってLEDの発熱量が増大し、この熱を放出・伝熱するために、ケースが大型化するのである。ケースの大型化はLEDランプの大型化につながり、既存の照明装置に適用できない。 In recent years, there has been a strong demand for higher brightness of LED lamps, and the above-described technology cannot answer this demand. That is, the amount of heat generated by the LED increases as the brightness increases, and the case becomes larger in order to release and transfer this heat. Increasing the case leads to an increase in the size of the LED lamp and cannot be applied to existing lighting devices.
本発明は、ランプの大型化を招くことなく、高輝度化に対応し得る新規構成のランプを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lamp having a new configuration that can cope with an increase in brightness without causing an increase in size of the lamp.
上記の目的を達成するため、本発明に係るランプは、光源としての発光素子がグローブ内部で支持部材により支持されていると共に、口金が装着されているケースが前記グローブの端部側に装着されてなるランプであって、前記グローブは、端部側にある開口を塞ぐ蓋部材とで容器を構成し、当該容器内に空気よりも高い熱伝導率を有する流体が封入されており、前記支持部材は、複数本の棒状部材から構成され、1本以上の前記棒状部材が前記容器から外部へと導出されて、その導出先端部が前記ケース又は口金の少なくとも一方に熱的に接合されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the lamp according to the present invention includes a light emitting element as a light source supported by a support member inside the globe, and a case in which a base is attached is attached to the end of the globe. The globe includes a lid member that closes an opening on an end side, and a fluid having a thermal conductivity higher than that of air is sealed in the container, and the support The member is composed of a plurality of rod-shaped members, and one or more of the rod-shaped members are led out from the container to the outside, and the leading end portion is thermally joined to at least one of the case or the base. It is characterized by that.
上記の構成によれば、空気よりも高い熱伝導率を有する流体がバルブ内に封入されているので、発光素子から発生した熱を流体によりバルブへ伝導させることができる。この結果、バルブを利用して発光時の熱を外部へと放熱することができる。 According to said structure, since the fluid which has a heat conductivity higher than air is enclosed in the bulb | ball, the heat | fever generated from the light emitting element can be conducted to a bulb | bulb with a fluid. As a result, the heat at the time of light emission can be radiated to the outside using a bulb.
また、バルブから導出する棒状部材の導出先端がケース又は口金の少なくとも一方に接続されているため、流体を介してバルブへと伝えることができなかった熱を棒状部材からバルブ外のケース又は口金の少なくとも一方に伝えることができる。 In addition, since the leading end of the rod-shaped member led out from the valve is connected to at least one of the case or the base, the heat that could not be transferred to the valve via the fluid is transferred from the rod-shaped member to the case or the base outside the valve. Can tell at least one.
≪第1の実施形態≫
1.全体構成
図1は、第1の実施形態に係るLEDランプ1の構造を示す斜視図である。図2は、LEDランプ1の断面図である。<< First Embodiment >>
1. Overall Configuration FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an
LEDランプ1は、図1に示すように、空気よりも熱伝導性の高い流体が内部に封入されたバルブ3と、バルブ3の一端に装着されたケース5と、ケース5に設けられた口金7と、バルブ3を貫通してケース5内へ延出する棒状部材9と、棒状部材9のバルブ3内側端に設けられたLEDモジュール11とを備え、棒状部材9のケース5内側端がケース5に接触している。
As shown in FIG. 1, the
LEDランプ1は、口金7を介して受電してLEDモジュール11を発光させるための回路ユニット13をケース5内に格納し、全体形状が従来の白熱電球に似た形状をしている。
The
以下、LEDランプ1を構成する各部分について説明する。なお、本明細書では、LEDランプ1のランプ軸X(図2参照)の延伸する方向であって、口金7がある側を下側、グローブがある側を上側とする。
2.各部構成
(1)LEDモジュール11
図3は、LEDモジュール11の構造を示す図である。(a)はLEDモジュール11の平面図であり、(b)は同図の(a)におけるA−A’線矢視断面図であり、(c)は同図の(a)におけるB−B’線矢視断面図である。Hereinafter, each part which comprises the
2. Configuration of each part (1)
FIG. 3 is a diagram showing the structure of the
LEDモジュール11は、図1〜図3、特に図3に示すように、実装基板21と、実装基板21の上面に実装された複数のLED23と、複数のLED23を被覆する封止体25とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, particularly FIG. 3, the
実装基板21は、図3の(a)に示すように、平面視形状が矩形状をし、LED23から下方に発せられた光が透過するように、例えばガラスやアルミナ等の透光性材料により構成されている。
As shown in FIG. 3A, the
実装基板21は、複数のLED23を接続する(直列接続又は/及び並列接続である。)ための接続パターン27aと、回路ユニット13に接続されたリード線67,69と接続するための端子パターン27b,27cとからなる導電路27を有する。
The
なお、導電路27も、LED23からの光が透過するように、例えばITO等の透明電極が用いられている。
The
リード線67,69は、図3の(b)に示すように、実装基板21の貫通孔29を下側から上側へと挿通する先端部が端子パターン27b,27cに半田31により接続される。
As shown in FIG. 3B, the
LED23は、所謂、チップの形態で実装基板21に実装されている。複数のLED23は、図3で示すように、間隔(例えば、等間隔である。)をおいて、実装基板21の長手方向と平行に2列状に配置されている。なお、LED23の個数、配列等は、LEDランプ1に要求される輝度等により適宜決定される。
The
封止体25は、例えばシリコーン樹脂等の透光性材料からなり、2列状に配されたLED23を列単位で被覆し、LED23への空気・水分の侵入を防止している。
The sealing
封止体25は、LED23から発せられた光の波長を変換する必要がある場合は波長変換機能を有する。波長変換機能は、例えば、蛍光体粒子等の波長変換材料を透光性材料に混入することで実施できる。
The sealing
本実施形態では、LED23は青色光を発光色とするものであり、波長変換材料は青色光を黄色光に変換する。これにより、LEDモジュール11は、LED23から発せられた青色光と、波長変換材料により波長変換された黄色光とにより混色された白色光を出射することとなる。
(2)バルブ3
バルブ3は、図2に示すように、開口を有するグローブ35と、LEDモジュール11をグローブ35の略中央に格納する状態でグローブ35の開口を気密状に塞ぐステム37とを有し、内部に空気よりも熱伝導率の高いヘリウム(He)ガスが封入されている。これにより、点灯時のLEDモジュール11の熱を効率良くグローブ35に伝えることができる。In the present embodiment, the
(2)
As shown in FIG. 2, the
グローブ35は、所謂、Aタイプであり、透光性材料であるガラス材料により構成されている。グローブ35は、図2に示すように、中空状の球状部35aと、球状部35aから下方に延伸する筒状部35bとを有し、筒状部35bの下端開口がステム37により封止されている。
The
ステム37は、所謂、フレアタイプであり、透光性材料であるガラス材料で構成されている。ステム37には、バルブ3内を排気等に利用された排気管39が設けられている他、LEDモジュール11への電力供給用のリード線67,69と、LEDモジュール11を支持する支持体として機能する棒状部材9とがそれぞれ封着されている。
The
ステム37とグローブ35との接合は、両者の接合予定部位を加熱して、当該部位のガラス材料を溶融させることで行われる。
(3)棒状部材9(支持部材)
棒状部材9は、上下方向に延伸する状態でその中間部がステム37に封着され、ステム37がグローブ35に装着されることでバルブ3を貫通する。棒状部材9は、金属材料、例えばジュメット材料により構成されている。The joining of the
(3) Rod-shaped member 9 (support member)
The rod-shaped
棒状部材9は、複数本(ここでは4本である。)あり、バルブ2内に位置する端部ではLEDモジュール11を支持する。
There are a plurality of rod-shaped members 9 (here, four), and the
LEDモジュール11の支持は、4本の棒状部材9の端部が平面視矩形状のLEDモジュール11の4角に近い部分に接合されることで行われる。棒状部材9の接合は、図3の(c)に示すように、棒状部材9の端部がLEDモジュール11の実装基板21の凹部41に挿入された状態で接着剤43により行われる。
The
棒状部材9の下端部は、ケース5と接触する伝熱板15に熱的に接続されている。これにより、点灯時のLEDモジュール11の熱を、棒状部材9を介してバルブ3外へと取り出し、取り出した熱を伝熱板15からケース5、口金7、照明装置のソケットへと放熱(伝熱)する。
(4)ケース5
ケース5は、樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)により構成された筒状をし、中心軸方向のグローブ35側半分が大径部5aに、口金7側半分が小径部5bにそれぞれなっている。The lower end portion of the rod-shaped
(4)
The
大径部5aはバルブ3の下端部に対して外嵌する状態で装着され、小径部5bは口金7により套設されている。小径部5bの外周には雄ネジが形成され、エジソンタイプの口金7の雌ネジと螺合する。
The large-
ケース5の小径部5bの外周には、口金7と接続するリード線65を固定するための固定溝5cがケース5の中心軸と平行に形成され、ケース5の内部には、回路ユニット13の回路基板55を固定するための固定手段(係止手段)59が設けられている。固定方法については、回路ユニット13の説明の際に行う。
(5)伝熱板15
図4は、ケース内の伝熱板の様子を示す斜視図であり、(a)は伝熱板を上側からみた図であり、(b)は伝熱板を下側からみた図である。A fixing
(5)
4A and 4B are perspective views showing a state of the heat transfer plate in the case, in which FIG. 4A is a view of the heat transfer plate as viewed from above, and FIG. 4B is a view of the heat transfer plate as viewed from below.
なお、図4では、ケース、バルブ等の図示を省略している。 In FIG. 4, the case, the valve, and the like are not shown.
伝熱板15は、熱伝導性の優れた材料、ここでは、アルミニウム材料が用いられ、ケース5の大径部5aの内周形状に対応した円板状をしている。伝熱板15は、同図に示すように、排気管39用の貫通孔46を中心した円周上に、LEDモジュール11と回路ユニット13とを接続するリード線67,69用の2個の貫通孔45と棒状部材9用の4個の貫通孔47とを等ピッチで有する。
The
リード線67,69は貫通孔45をそのまま通過し、棒状部材9は、その下端部が貫通孔47から少し突出した状態で伝熱板15の下面に接着剤49で固着される。
The
伝熱板15は、上側に小径部15aと下側に大径部15bとを有し、小径部15aの外周面がステム37の内周面に、大径部15bの外周面がケース5の内周面にそれぞれ接着剤(無機系・有機系どちらでも良い。)51を介して固着されている。これにより、LEDモジュール11から棒状部材9、伝熱板15を経由したケース5への熱伝導路が確立される。
(6)回路ユニット13
回路ユニット13は、回路基板55と、当該回路基板55に実装された各種の電子部品57,58とを備え、各種電子部品57,58によって、口金11を介して受電した商業電力(交流)を整流する整流回路と、整流された直流電力を平滑化する平滑回路とが構成される。The
(6)
The
整流回路は回路基板55の上面側のダイオードブリッジ57により、平滑回路は回路基板55の下面側のコンデンサ58によりそれぞれ構成され、コンデンサ58の本体部が口金7の内部に位置する。
The rectifier circuit is constituted by a
回路基板55は、ケース5の内部の係止手段59により固定される。具体的には、ケース5の内部の段差部59aに回路基板55の下面の周縁部分が当接し、係止部59bにより回路基板の55の上面が係止されている。係止部59bは、周方向に間隔(例えば、等間隔である。)をおいて複数個(例えば4個である。)形成され、段差部59aに近づくに従ってケース5の中心軸側に張り出す。
The
回路ユニット13は、口金7とはリード線63,65で、LEDモジュール11とはリード線67,69で接続されている。
(7)口金7
口金7は、LEDランプ1の照明器具への取付機能を有する他、商業電源と電気的に接続する機能を有する。口金7は、白熱電球で利用されているエジソンタイプであり、筒状であって周壁がネジ状をしたシェル部71と、シェル部71に絶縁材料73を介して装着されたアイレット部75とからなる。The
(7)
The
回路ユニット13と接続する一方のリード線65は、ケース5の小径部5bの下端の開口端で外周面側へと折り返されて、ケース5の固定溝5cに嵌められた状態でシェル部71に覆われることで、シェル部71に接続される。他方のリード線63は、半田付けによりアイレット部75に接続される。
One
口金7は、シェル部71がケース5の小径部5bに螺合する状態で、シェル部71の上端部がカシメられて、ケース5に取り付けられる。
3.製造方法
本実施形態に係るLEDランプ1の製造方法について、主に、図5〜7に基づいて説明する。The
3. Manufacturing method The manufacturing method of the
図5は、ステムの製造を説明する図であり、図6及び図7は、ランプの組み立て工程を説明する図である。
(1)ステム37の製造について
ステム37には、排気管39と一対のリード線67,69と4本の棒状部材9が気密状に取着されている。ここでは、これらが一体になったマウント93の製造方法について説明する。FIG. 5 is a diagram illustrating the manufacture of the stem, and FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating the assembly process of the lamp.
(1) Manufacture of
まず、図5の(a)に示すように、末広がり状をしたフレア管81、排気管39用の細管83、リード線67,69用の2本の金属線85、棒状部材9用の金属棒87を準備し、細管83の上端をフレア管81内の上部に配置し、2本の金属線85と4本の金属棒87とをフレア管81の一方の端部から挿入させて、フレア管81の両端から延出させる。細管83、金属線85及び金属棒87の位置関係は、細管83を中心とする円周上であって、2本の金属線85が細管83を挟んで対向し、2本を1組した各組の2本の金属棒85が細管83を挟んで対向する(図4参照)。
First, as shown in FIG. 5A, a
この位置関係を維持した状態で、フレア管81の上部をバーナー89で加熱する。加熱により、溶融したフレア管81の上部と細管83の上端部とが変形・溶融し、2本の金属線85と4本の金属棒87との間に溶融したガラス材料が回り込み、フレア管81の上部の開口81aが塞がれる。これにより、図5の(b)に示すように、フレア管81と細管83とが溶着したステム37が完成すると共に金属線85と金属棒87とがステム37に封着される。
While maintaining this positional relationship, the upper part of the
次に、ステム37における細管83の上方に位置する部分を、図5の(b)に示すように、バーナー89で加熱し、加熱部分が溶融し始めると、細管83の下端開口から空気を吹き込む。やがて、溶融した部分から空気が噴出し、図5の(c)に示すように、細管83に連通する排気口91がステム37に形成される。これにより、LEDモジュール11を保持するためのマウント93が完成する。
(2)LEDランプ1の組み立て
次に、LEDランプ1の組み立てについて図6及び図7を用いて説明する。Next, as shown in FIG. 5B, the portion of the
(2) Assembly of
図6の(a)のように、マウント93とLEDモジュール11を準備し、4本の金属棒87を実装基板21の凹部41(図3の(c)参照)へと挿入した状態で金属棒87の先端部と実装基板21とを接着剤43により固着する。これによりLEDモジュール11が金属棒87に支持される。
As shown in FIG. 6A, the
次に、2本の金属線85を実装基板21の貫通孔29に通し、金属線85の先端部と端子パターン27b,27c(図3の(a)参照)とを半田31で固定する。これにより、金属線85がLEDモジュール11に接続されると共に、図6に示すようにLEDモジュール11付マウント93が完成する。
Next, the two
次に、LEDモジュール11付マウント93のLEDモジュール11をグローブ35内に挿入させ、ステム37の周縁部とグローブ35の開口端部とを付き合せ、付き合せ部位をバーナー89で加熱してステム37とグローブ35とを溶着する。これによりバルブ3が完成し、排気管39を利用してバルブ3内の排気・ヘリウムガスの封入を行った後、排気管39をチップ・オフ封止する。なお、細管83は、バルブ3内を真空等する際に排気管39となる。
Next, the
続いて、図7の(a)に示すように、バルブ3の下端から延出する排気管39と2本の金属線85と4本の金属棒87とを伝熱板15用の金属板95の対応する貫通孔95a,95b,95cに通し、金属板95をバルブ3に近づけて、バルブ3の下端部の内周面と金属板95の小径部の外周とを接着剤51で固着する。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, an
そして、回路ユニット13をケース5に格納し、2本の金属線85を回路基板55に接続した後、ケース5をバルブ3の下端部に接着剤51にて固着する。なお、金属棒87、金属板95は、ケース5と金属板95とが接続されて、LEDモジュール11(まだ点灯されない)の熱をケース5に伝達できる状態になると、棒状部材9、伝熱板15となる。
Then, after the
次に、ケース5の小径部5bに口金7を螺着して、回路ユニット13に接続されている金属線を口金7に接続する。これで、LEDランプ1が完成する。なお、金属線85等は、回路ユニット13やLEDモジュール11と電気的に接続されてリード線67,69等になる。
4.配光特性
本実施形態に係るLEDランプ1では、バルブ37内であって、白熱電球の光源(フィラメント)位置に対応した位置にLEDモジュール11を設けている。これにより、LEDランプ1の発光中心を従来の白熱電球の発光中心に近づけることができる。Next, the
4). Light Distribution Characteristics In the
また、LEDモジュール11は透光性の実装基板21を用いて構成されているため、LED23から下方に発せられた光は実装基板21を通過してバルブ3から外部へと出射される。
In addition, since the
LEDモジュール11用の支持部材は、4本の棒状部材9により構成されているので、LED23から斜め下方へと発せられた光が棒状部材9により遮られるのを少なくできる。
5.放熱特性
本実施形態に係るLEDランプ1は、点灯時に発生するLED23の熱と回路ユニット13の熱を複数経路から放出している。
(1)LED23で発生した熱
LED23で発生した熱は、LEDモジュール11からバルブ3内のヘリウムガスを経由してグローブ35に伝わり(第1の経路である。)、さらに、LEDモジュール11から棒状部材9、ステム37を経由してグローブ35に伝わる(第2の経路である。)。グローブ35に伝導された熱は、グローブ35の外面から伝導・対流・輻射により大気へと放出される。Since the support member for the
5. Heat Dissipation Characteristics The
(1) Heat generated in the
特に、熱伝導性の優れたヘリウムガスを介して熱をグローブ35に伝導させる構造としているため、LED23の熱をグローブ内の空気を介して伝える構造よりも伝熱作用を大幅に向上させることができる。
In particular, since the structure is such that heat is conducted to the
また、LEDモジュール11をグローブ35の球状部35aの略中央に配置しているため、バルブ3内のヘリウムに均等に熱を伝え易くなり、グローブ35を白熱電球のガラスバルブ3に似た大きさ・形状としているため、グローブ35の包絡面積が大きくなり、グローブ35から大気へと放熱特性を高めることができる。
In addition, since the
一方、LED23の熱は、LEDモジュール11から棒状部材9、伝熱板15を経由してケース5や口金7に伝わる(第3の経路である)。ケース5の熱は、伝導・対流・輻射により大気へと放出されたり、さらに口金7へと伝わったりする。口金7へと伝わった熱は、ソケットから照明器具側へと伝わる。
On the other hand, the heat of the
このように、放熱するための熱の経路を複数有することで高い放熱特性を得ることができる。例えば、第1及び第2の経路を伝わった熱によりバルブ3の温度が上昇し、それ以上の放熱できないような場合でも、LEDモジュール11に残る熱を、バルブ3以外の部材であってまだ高温となっていないケース5や口金7に棒状部材9を介して伝えることができる。
(2)回路ユニット13で発生した熱
回路ユニット13から発生した熱は、伝熱、対流、輻射によりケース5に伝わる。ケース5に伝わった熱の一部がケース5から外部へと伝熱・対流・輻射により放出し、残りの熱が口金7から照明器具側のソケットへと伝わる。Thus, high heat dissipation characteristics can be obtained by having a plurality of heat paths for radiating heat. For example, even when the temperature of the
(2) Heat generated in the
LEDランプ1では、グローブ35の大きさ・形状を白熱電球に合わせ、グローブ35の略中央にLEDモジュール11を備えているため、LEDモジュール11と回路ユニット13との間の距離が大きくなり、回路ユニット13がLED23から受ける熱負荷を削減することができる。その分、ケース5の蓄熱量が少なくなり、LED23から棒状部材9を介して伝わる熱量を多くでき、LEDランプ1の高輝度化に対応可能となる。
6.LEDモジュールと棒状部材との固定方法
棒状部材とLEDモジュールと固定方法における他の例について説明する。In the
6). Fixing method of LED module and rod-shaped member Another example of the fixing method of the rod-shaped member and LED module will be described.
図8の(a)は例1に係る固定方法を説明する図であり、上図は棒状部材を固定する前の状態の斜視図であり、下図が固定後における、上図のC−C’線に相当する位置での矢視断面図であり、(b)は例2に係る固定方法を説明する図であり、上図は棒状部材を固定する前の状態の斜視図であり、下図が固定後における、上図のD−D’線に相当する位置での矢視断面図である。 (A) of FIG. 8 is a figure explaining the fixing method which concerns on Example 1, the upper figure is a perspective view of the state before fixing a rod-shaped member, and the lower figure is CC 'of the upper figure after fixing. It is an arrow sectional view in the position equivalent to a line, (b) is a figure explaining the fixing method concerning Example 2, the upper figure is a perspective view of the state before fixing a rod-shaped member, and the lower figure is It is arrow sectional drawing in the position equivalent to the DD 'line of the upper figure after fixation.
なお、図8から図11に示すLEDモジュールは、略図であり、LED23、封止体25、導電路、リード線67,69用の貫通孔29,29等の図示は省略している。
(1)例1
例1の固定方法は、図8の(a)に示すように、棒状部材101の端部103をLEDモジュール105の貫通孔107に挿通させた状態で、棒状部材101の先端103をLEDモジュール105に接着剤109等で固着している。8 to 11 are schematic views, and illustration of the
(1) Example 1
In the fixing method of Example 1, as shown in FIG. 8A, the
本例の場合、リード線67,69用の貫通孔29を形成する際に、棒状部材9用の貫通孔107も同時に形成することができ、リード線67,69を接続するための半田31を棒状部材9の固着用の接着剤として利用することもできる。
In the case of this example, when the through
なお、本例では、棒状部材9の端部103は、先端だけが貫通孔107に合わせて細くなっており、太い部分でLEDモジュール11を下側から棒状部材9で支持する。
(2)例2
例2の固定方法は、図8の(b)に示すように、棒状部材111の先端部113がLEDモジュール115の貫通孔117を上側から挿通するピン119によりLEDモジュール115に固定される。本例の場合も、リード線67,69用の貫通孔29を形成する際に、ピン119用の貫通孔117も同時に形成することができる。In this example, the
(2) Example 2
In the fixing method of Example 2, as shown in FIG. 8B, the
なお、棒状部材111の端部113は、貫通孔117の径より大きくなっており、端面でLEDモジュール115を下側から支持する。
7.LEDモジュールの支持方法
棒状部材によるLEDモジュールの支持方法における他の例について説明する。Note that the
7). LED Module Support Method Another example of the LED module support method using a rod-like member will be described.
図9の(a)は例3に係る支持方法を説明する図であり、(a−1)、(a−2)は支持状態を示す斜視図であり、(a−3)は(a−1)、(a−2)のE−E’線矢視断面図であり、(b)は例4に係る支持方法を説明する図であり、(b−1)、(b−2)は支持状態を示す斜視図であり、(b−3)は(b−1)、(b−2)のF−F’線矢視断面図である。
(1)例3
例3の支持方法は、図9の(a)に示すように、棒状部材121の端部がLEDモジュール123の端部を把持する把持部材125に接合されることで、棒状部材121がLEDモジュール123を支持している。(A) of FIG. 9 is a figure explaining the support method based on Example 3, (a-1), (a-2) is a perspective view which shows a support state, (a-3) is (a- 1) It is EE 'arrow sectional drawing of (a-2), (b) is a figure explaining the support method which concerns on Example 4, (b-1), (b-2) is It is a perspective view which shows a support state, (b-3) is FF 'arrow directional cross-sectional view of (b-1) and (b-2).
(1) Example 3
As shown in FIG. 9A, the support method of Example 3 is such that the end of the bar-shaped
把持部材125は、平面視矩形状のLEDモジュール123の短辺側の端部に設けられており、(a−1)の例のように各端部に1個あっても良いし、(a−2)の例のように各辺に複数個(ここでは2個である。)あっても良い。
The
なお、(a−1)に示す把持部材を符号「125a」で示し、(a−2)に示す把持部材を符号「125b」で示し、把持部材125a,125bを区別せずに説明する際には、符号「125」で示す。
When the gripping member shown in (a-1) is indicated by reference numeral “125a”, the gripping member shown in (a-2) is indicated by reference numeral “125b”, and the gripping
把持部材125は、金属や樹脂材料から構成され、断面形状が「U」字状をし、LEDモジュール123の上下面に当接する一対の当接部127a,127bと、一対の当接部127a,127bの端部を連結する連結部127cとを有する。
The holding
一対の当接部127a,127bの間隔は、LEDモジュール123を把持しない状態では、連結部127cから離れるに従って狭くなっており、LEDモジュール123に装着する際に一対の当接部127a,127bの間隔が広がる。
The distance between the pair of
把持部材125と棒状部材121との接合は、本例では接着剤を利用している(図示省略)が、把持部材125が金属の場合は溶接することもできる。
(2)例4
例4の支持方法は、図9の(b)に示すように、棒状部材131の端部がLEDモジュール133の端部を固定する固定手段135に接合されることで支持している。In this example, an adhesive is used for joining the gripping
(2) Example 4
As shown in FIG. 9B, the support method of Example 4 is supported by joining the end portion of the rod-shaped
固定手段135は、平面視矩形状のLEDモジュール11の短辺側の端部に設けられており、(b−1)の例のように各端部に1個あっても良いし、(b−2)の例のように各辺に複数個(ここでは2個である。)あっても良い。
The fixing means 135 is provided at the end portion on the short side of the
固定手段135は、LEDモジュール131の端部の上下面に当接する一対の当接部137a,137bを有する当接部材137と、当接部材137とLEDモジュール131とを結合する連結具であるネジ139とを備える。
The fixing means 135 includes a
上側の当接部137aにはネジ139用の貫通孔が、下側の当接部137bにはネジ139用のネジ孔がそれぞれ形成されている。当接部材137は、当接部137a,137bの他、これら端部同士を連結する連結部137cを備え、断面形状が「U」字状をしている。
A through hole for the
連結具は、本例ではネジ139を利用しているが、リベット、ピン等を利用することができる他、接着剤も利用することもできる。
In this example, the connector uses a
なお、固定手段135と棒状部材131との接合は、例3と同様に接着剤を利用しているが、当接部材137が金属の場合は溶接することもできる。
8.棒状部材9の態様と支持方法
棒状部材9の他の形態と支持方法について説明する。The fixing means 135 and the rod-shaped
8). The aspect of the rod-shaped
図10は棒状部材の形態を示す図であり、(a)は例5に係る棒状部材を、(b)は例6に係る棒状部材をそれぞれ示す。 10A and 10B are views showing the form of a rod-shaped member. FIG. 10A shows a rod-shaped member according to Example 5, and FIG. 10B shows a rod-shaped member according to Example 6. FIG.
図10の(a)における上図は例5に係る棒状部材の形態を説明する斜視図であり、下図は、上図のG−G’線矢視断面図であり、(b)における上図は例6に係る棒状部材の形態を説明する斜視図であり、下図は、上図のH−H’線矢視断面図である。 The upper diagram in FIG. 10A is a perspective view for explaining the form of the rod-shaped member according to Example 5, the lower diagram is a sectional view taken along the line GG ′ in the upper diagram, and the upper diagram in FIG. These are perspective views explaining the form of the rod-shaped member which concerns on Example 6, and a lower figure is a HH 'arrow directional cross-sectional view of an upper figure.
なお、図10に示すLEDモジュールも略図であり、LED23、封止体25、導電路27、リード線67,69用の貫通孔29等の図示は省略している。
The LED module shown in FIG. 10 is also a schematic diagram, and illustration of the
棒状部材201,211は、実施形態での2本の棒状部材9を1本で構成し、中央の第1直線部201a,211aと、第1直線部201a,211aの両側の第2直線部201b,201c,211b,211cとを有し、第2直線部201b,201c,211b,211cが第1直線部201a,211aに対して下方に折り曲げられた「U」字状をしている。つまり、第2直線201b,201c,211b,211cが実施形態における1本の棒状部材9のそれぞれに相当する。
The rod-shaped
例5では、U字状の棒状部材201が2本あり、図10の(a)に示すように、これらの2本の第1直線部201aが平行に配され、この上にLEDモジュール203が固定される。この場合、LEDモジュール203の1列状に配された複数のLED23に合わせて第1直線部201aを配置すると、LED23の熱を効率的にバルブ3外に導出することができる。
In Example 5, there are two U-shaped rod-shaped
例6では、U字状の棒状部材211が2本あり、図10の(b)に示すように、これらの2本の第1直線部211aがLEDモジュール213の対角線に対応してクロス状に配され、この上にLEDモジュール213が固定される。
In Example 6, there are two U-shaped rod-shaped
この場合、複数のLEDがマトリクス状に配されている場合、LEDの実装領域の中央部分の温度がもっとも高くなり、実装領域の中央部分で第1直線部211aを交差させると、LEDの熱を効率的にバルブ3外に導出することができる。
In this case, when a plurality of LEDs are arranged in a matrix, the temperature of the central portion of the LED mounting region is the highest, and when the first
図11の(a)は、例5におけるLEDモジュールの支持方法を説明する斜視図であり、(b)は(a)のI−I’線矢視断面図であり、(c)は(a)のJ−J’線矢視断面図である。 (A) of FIG. 11 is a perspective view explaining the support method of the LED module in Example 5, (b) is II 'line sectional view taken on the line of (a), (c) is (a). ) Is a cross-sectional view taken along line JJ ′.
棒状部材201は、第1直線部201aが取付部材227を介してLEDモジュール203に取り付けられる。取付部材227は、第1直線部201aを下方から受ける受部221と、受け部221の両側に配され且つLEDモジュール203の下面と当接する当接部223,225とを有する。なお、取付部材227は、ネジ、リベット等の連結部材229でLEDモジュール203に固定される。
As for the rod-shaped
≪第2の実施形態≫
第1の実施形態に係るLEDランプ1では、棒状部材9の下端が伝熱板15を介してケース5に熱的に接続されていたが、棒状部材の下端は、口金に接続されても良いし、ケースと口金とに接続されても良い。<< Second Embodiment >>
In the
第2の実施形態では、棒状部材の下端を口金に接続したLEDランプ301について説明する。
2nd Embodiment demonstrates the
図12は、LEDランプ301の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
LEDランプ301は、同図に示すように、バルブ303、ケース305、口金307、棒状部材309、LEDモジュール11及び回路ユニット311とを備え、棒状部材309は、バルブ303を貫通してケース305内を通って口金307へと延伸し、口金307内に充填された樹脂材料313に接続されている。
As shown in the figure, the
バルブ303は、グローブ321と、グローブ321の開口を気密状に塞ぐステム323とからなり、グローブ321の頂部に設けられた排気管325を介して真空排気された後ヘリウムガスが封入されている。
The
ステム323には、LEDモジュール11と回路ユニット311間のリード線67,69と、4本の棒状部材309とが、当該ステム323を上下方向に貫通する状態で封着されている。
The
回路ユニット315は、回路基板325と、回路基板325の上面の略中央に実装された電子部品327,329とを備え、回路基板325が係合手段59によりケース305に固定されている。なお、電子部品であるコンデンサ329は、電子部品であるダイオードブリッジ327の上方に位置している。
The circuit unit 315 includes a
回路基板325は、平面視したときに、電子部品327,329を中心とする円周上であって等間隔を置いて、リード線67,69や棒状部材309用の貫通孔(図4における45,47を参照)が複数形成されている。リード線67,69は前記貫通孔を通過したところで実装基板325の下面に半田付けされ、棒状部材309はそのまま延伸して樹脂材料313内にまで達している。
The
回路ユニット315と接続するリード線331は、ケース305の内側から、ケース305と口金307とを貫通して外側へ導出され、導出先端が半田333によりシェル部335に接続されている。
The
≪第3の実施形態≫
実施形態等では、特に、LEDランプについて説明したが、本発明は、上記LEDランプを利用した照明装置にも適用できる。<< Third Embodiment >>
In the embodiment and the like, the LED lamp has been particularly described, but the present invention can also be applied to an illumination device using the LED lamp.
背景技術で説明したLEDランプは、ケースを放熱部材としているため、ケースが大型化している。この場合、LEDの配置位置が、白熱電球におけるフィラメント位置よりも口金から遠くなる。つまり、LEDランプ全体におけるLEDの配置位置(口金から距離)が、白熱電球全体におけるフィラメントの位置(口金からの距離)と異なることになる。 Since the LED lamp described in the background art uses a case as a heat dissipation member, the case is enlarged. In this case, the LED arrangement position is farther from the base than the filament position in the incandescent bulb. That is, the LED arrangement position (distance from the base) in the entire LED lamp is different from the filament position (distance from the base) in the entire incandescent lamp.
このようなLEDランプを、白熱電球が装着されていた照明器具であって反射鏡を有するもの、例えばダウンライトに使用すると、被照射面に円環状の影が発生する等の問題が生じる。つまり、従来の白熱電球と光源位置が相違することにより、配光特性等に不具合が生じるのである。 When such an LED lamp is used in a lighting fixture having an incandescent bulb and having a reflecting mirror, for example, a downlight, a problem such as an annular shadow occurs on the irradiated surface. That is, when the light source position is different from that of the conventional incandescent bulb, a problem occurs in the light distribution characteristics and the like.
本変形例では、第1の実施形態に係るLEDランプ1を照明器具(ダウンライトタイプである。)に装着する場合について説明する。
In this modification, the case where the
図13は、本発明に係る照明装置の概略図である。 FIG. 13 is a schematic view of a lighting device according to the present invention.
照明装置401は、例えば、天井402に装着されて使用される。
The
照明装置401は、図11に示すように、LEDランプ(例えば、第1の実施形態で説明したLEDランプ1である。)と、LEDランプ1を装着して点灯・消灯をさせる照明器具403とを備える。
As shown in FIG. 11, the
照明器具403は、例えば、天井402に取着される器具本体405と、器具本体405に装着され且つLEDランプ1を覆うカバー407とを備える。カバー407は、ここでは開口型であり、LEDランプ1から出射された光を所定方向(ここでは下方である。)に反射させる反射膜411を内面に有している。
The
器具本体405には、LEDランプ1の口金7が取着(螺着)されるソケット409を備え、このソケット409を介してLEDランプ1に給電される。
The
本実施形態では、照明器具403に装着されるLEDランプ1のLED23(LEDモジュール11)の配置位置が白熱電球のフィラメントの配置位置に近いため、LEDランプ1における発光中心と、白熱電球における発光中心とが近いものとなる。
In the present embodiment, since the arrangement position of the LED 23 (LED module 11) of the
このため、白熱電球が装着されていた照明器具(403)にLEDランプ1を装着しても、ランプとしての発光中心の位置が似ているため、被照射面に円環状の影が発生する等の問題が生じ難くなる。
For this reason, even if the
なお、ここでの照明器具は、一例であり、例えば、開口型のカバー407を有さずに、閉塞型のカバーを有するものであっても良いし、LEDランプが横を向くような姿勢(ランプの中心軸が水平となるような姿勢)や傾斜する姿勢(ランプの中心軸が照明器具の中心軸に対して傾斜する姿勢)で点灯させるような照明器具でも良い。
Note that the lighting fixture here is an example. For example, the lighting fixture may not have the opening-
また、照明装置は、天井や壁に接触する状態で照明器具が装着される直付タイプであったが、天井や壁に埋め込まれた状態で照明器具が装着される埋込タイプであっても良いし、照明器具の電気ケーブルにより天井から吊り下げられる吊下タイプ等であっても良い。 In addition, the lighting device is a direct attachment type in which the lighting fixture is mounted in a state of being in contact with the ceiling or the wall, but it may be an embedded type in which the lighting fixture is mounted in a state of being embedded in the ceiling or the wall. It may be a hanging type that can be hung from the ceiling by an electric cable of a lighting fixture.
さらに、ここでは、照明器具は、装着される1つのLEDランプを点灯させているが、複数、例えば、3個のLEDランプが装着されるようにものであっても良い。 Furthermore, although the lighting fixture is lighting one LED lamp with which it is mounted here, a plurality of, for example, three LED lamps may be mounted.
≪変形例≫
以上、本発明の構成を、第1〜第3の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、第1〜第3の実施形態に係るLEDランプや照明装置の部分的な構成および下記の変形例に係る構成を、適宜組み合わせてなるLEDランプや照明装置であっても良い。≪Modification≫
As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated based on the 1st-3rd embodiment, this invention is not restricted to the said embodiment. For example, the LED lamp and lighting device which combine suitably the partial structure of the LED lamp and lighting device which concern on 1st-3rd embodiment, and the structure which concerns on the following modification may be sufficient.
また、上記実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、LEDランプや照明装置の構成に適宜変更を加えることは可能である。
1.バルブ
実施形態では、グローブ35,321とステム37,323とをガラス材料で構成し、棒状部材9,309をガラス材料と相性の良い(密着性の良い)ジュメット材料で構成したが、バルブの機密性を保持することができれば、他の材料を用いても良い。In addition, the materials, numerical values, and the like described in the above embodiments are merely preferable examples, and are not limited thereto. Furthermore, it is possible to appropriately change the configuration of the LED lamp and the illumination device without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
1. In the valve embodiment, the
他の材料としては、グローブとステムとを樹脂材料で構成し、棒状部材を金属材料により構成することもできる。樹脂材料の場合、例えば、熱可塑性材料を用いると、グローブとステムとの接合部分を加熱溶融させることで実施できるし、熱硬化性樹脂を用いると、接着剤を利用することで実施でき、さらに、ガスバリアー用の樹脂を用いて気密性を高めても良い。 As other materials, the globe and the stem can be made of a resin material, and the rod-like member can be made of a metal material. In the case of a resin material, for example, when a thermoplastic material is used, it can be carried out by heating and melting the joint portion between the glove and the stem, and when a thermosetting resin is used, it can be carried out by using an adhesive. Further, the gas tightness may be improved by using a gas barrier resin.
実施形態では、バルブ3,303をAタイプの形状としたが、他のタイプ、例えばGタイプ、Rタイプ等の形状であっても良いし、電球等の形状と全く異なるような形状であっても良い。さらに、ステム37,323をフレアタイプとしてが、例えば、円盤状をしたボタンタイプ等の他のタイプであっても良い。
In the embodiment, the
実施形態では、バルブ3,303内にヘリウムガスが封入されていたが、空気よりも熱伝導率が高い他の種類のガスを封入しても良い。他のガスとしてはネオン等がある。
2.棒状部材
実施形態では、棒状部材9,309を4本設けたが、4本以外でも良い。ただし、LEDモジュールを安定して支持するには3本以上あるのが好ましい。棒状部材の断面形状について特に説明しなかったが、ステムへの封着を考慮すると円形状が好ましい。In the embodiment, the helium gas is enclosed in the
2. Rod-shaped member In the embodiment, four rod-shaped
実施形態では、ステム37,323との封着性を考慮してジュメット材料で棒状部材9,309を構成したが、例えば、ステムとの封着部分にのみジュメット材料を用い、他の部分を別の材料、例えばニッケル鉄線等の材料で構成しても良い。この場合、複数の材料からなる部材を溶接等で接合して所定の長さの棒状部材にする必要がある。
In the embodiment, the rod-shaped
実施形態では、棒状部材は、バルブ内に配された部分では複数箇所に屈曲部を有していたが、屈曲部を設けずに1直線状としても良いし、湾曲状としても良い。
3.バルブとケースの結合
第1の実施形態では、バルブ3とケース5とが接着剤51により固着されている。このため、点灯時にバルブ3の熱がバルブ3からケース5にも伝わるような構成となっている。しかしながら、バルブ内に熱伝導率の高い流体を封入すると、バルブの温度が上がり、その熱がケースに伝わりケースの温度が上昇するおそれもある。このような場合、ケース内の回路ユニットへの熱負荷を削減するために、バルブとグローブとの間に熱伝導率の低い材料を介在させて、両者を接合しても良い。この際、バルブから導出される棒状部材の先端は、口金に熱的に接続するのが好ましい。
4.LEDモジュール
(1)発光素子
実施形態等では、発光素子はLED23であったが、例えば、LD(レーザダイオード)であっても良く、EL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であっても良い。In the embodiment, the rod-shaped member has a bent portion at a plurality of locations in the portion arranged in the valve, but it may be a straight line or a curved shape without providing the bent portion.
3. Connection of Valve and Case In the first embodiment, the
4). LED Module (1) Light Emitting Element In the embodiment and the like, the light emitting element is the
また、LED23はチップタイプで実装基板に実装されていたが、LEDは例えば、表面実装タイプ(いわゆる、SMDである。)や砲弾タイプで実装基板に実装されても良い。さらに、複数のLEDは、チップタイプと表面実装タイプとの混合であっても良い。
(2)実装基板
第1及び第2の実施形態での実装基板21は平面視において矩形状をしている。Moreover, although LED23 was mounted on the mounting board by the chip type, LED may be mounted on the mounting board by the surface mounting type (what is called SMD) or a shell type, for example. Further, the plurality of LEDs may be a mixture of a chip type and a surface mount type.
(2) Mounting Board The mounting
しかしながら、実装基板は、他の形状を例えば、正方形状、5角形等の多角形(正多角形状を含む。)、楕円形状、円形状、環状等であっても良い。 However, the mounting substrate may have other shapes such as a polygon such as a square shape and a pentagon (including a regular polygon shape), an elliptical shape, a circular shape, an annular shape, and the like.
また、実装基板数も1個の限定するものでなく、2以上の複数個であっても良い。さらに、実施形態では、実装基板21の表面にLED23を実装していたが、裏面にもLEDを実装するようにしても良い。
(3)封止体
第1及び第2の実施形態では、封止体25は2列状に配されたLED23を列単位で被覆していたが、2列分をまとめて被覆しても良いし、複数の一定数のLED群に対して1つの封止体で被覆しても良いし、すべてのLEDに対して1つの封止体で被覆しても良い。
(4)LEDの配置
第1及び第2実施形態では、複数のLED23は2列状に配されていたが、平面視において、四角形の4辺上に位置するように配されていても良いし、楕円(円を含む)の円周上に位置するように配されていても良い。さらには、マトリクス状に配されても良い。
(5)その他
LEDモジュール11は、青色光を出射するLED23と、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子とを利用することで白色光を出射するようにしていたが、例えば、紫外線発光の半導体発光素子と三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子とを組み合わせたものでも良い。Further, the number of mounting boards is not limited to one, but may be two or more. Furthermore, in the embodiment, the
(3) Sealing body In the first and second embodiments, the sealing
(4) Arrangement of LEDs In the first and second embodiments, the plurality of
(5) Others The
さらに、波長変換材料として半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を利用しても良い。
5.ケース
第1及び第2の実施形態等では、ケース5,305は樹脂材料により構成していたが、他の材料で構成することもできる。他の材料として、金属材料を利用する場合、口金との絶縁性を確保する必要がある。口金との絶縁性は、例えば、ケースの小径部に絶縁膜を塗布したり、小径部に対して絶縁処理をしたりすることで確保できる他、ケースのグローブ側を金属材料により、ケースの口金側を樹脂材料によりそれぞれ構成(2以上部材を結合する。)することでも確保できる。Further, a material containing a substance that absorbs light of a certain wavelength and emits light of a wavelength different from the absorbed light, such as a semiconductor, a metal complex, an organic dye, or a pigment, may be used as the wavelength conversion material.
5. Case In the first and second embodiments and the like, the
上記実施形態では、ケース5,305の表面について特に説明しなかったが、例えば、放熱フィンを設けても良いし、輻射率を向上させるための処理を行っても良い。
6.口金
第1の実施形態等では,エジソンタイプの口金7,307を利用したが、他のタイプ、例えば、ピンタイプ(具体的にはGY、GX等のGタイプである。)を利用しても良い。In the above embodiment, the surface of the
6). Base In the first embodiment, etc.,
また、上記実施形態では、口金7,307は、シェル部の雌ネジを利用してケース5,305のネジ部に螺合させることで、ケース5,305に装着(接合)されていたが、他の方法でケースと接合されても良い。他の方法としては、接着剤による接合、カシメによる接合、圧入による接合等があり、これらの方法を2つ以上組合せても良い。
Further, in the above embodiment, the
本発明に係るランプは、例えば、白熱電球に代替する電球形LEDランプとして好適に利用可能である。 The lamp according to the present invention can be suitably used, for example, as a bulb-type LED lamp that replaces an incandescent bulb.
1 LEDランプ
3 バルブ
5 ケース
7 口金
9 支持部材(棒状部材)
11 LEDモジュール
13 回路ユニット
15 伝熱板1
11
本発明は、LED(Light Emitting Diode)等の発光素子を光源とするランプ及び照明装置に関する。 The present invention relates to a lamp and an illumination device that use a light emitting element such as an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
近年、省エネルギーの観点から、白熱電球に代替する電球形ランプとして、高効率・長寿命なLEDを利用するランプ(以下、LEDランプと記載する。)が提案されている。 In recent years, from the viewpoint of energy saving, a lamp using an LED with high efficiency and long life (hereinafter referred to as an LED lamp) has been proposed as a light bulb shaped lamp that replaces an incandescent light bulb.
LEDランプは、例えば、多数のLEDを実装する実装基板がケースの端部に装着され、LEDを発光させるための回路ユニットをケース内に収納している(特許文献1)。 In the LED lamp, for example, a mounting substrate on which a large number of LEDs are mounted is mounted on an end portion of the case, and a circuit unit for causing the LED to emit light is housed in the case (Patent Document 1).
回路ユニットを構成する電子部品に熱負荷に弱い部品が含まれる一方、LEDは発光時に熱を発生する。熱負荷に弱い電子部品は、LED発光時の熱により、動作が不安定になったり、寿命が短くなったりするおそれがある。 While the electronic components constituting the circuit unit include components that are vulnerable to heat load, the LED generates heat when emitting light. Electronic components that are vulnerable to thermal load may be unstable in operation or have a short life due to heat generated during LED emission.
このようなことから、回路ユニットへの熱負荷を抑制するために、LED発光時の熱をLEDランプの外部へ放熱させるための種々の技術が提案されている。具体的には、ケースの表面に放熱溝を設けたり(特許文献2)、ケースを良熱伝導材料である金属で形成することによりLEDの熱を口金へと伝導してケース内に熱が蓄積しないようにしたり(非特許文献1(第12頁)参照)等している。 For this reason, in order to suppress the thermal load on the circuit unit, various techniques for dissipating the heat at the time of LED emission to the outside of the LED lamp have been proposed. Specifically, a heat radiating groove is provided on the surface of the case (Patent Document 2), or the case is formed of a metal that is a good heat conducting material, whereby the heat of the LED is conducted to the base and heat is accumulated in the case. (See Non-Patent Document 1 (page 12)).
近年のLEDランプへの高輝度化の要望が強くなっており、上記技術ではこの要望に答えることができない。つまり、高輝度化に伴ってLEDの発熱量が増大し、この熱を放出・伝熱するために、ケースが大型化するのである。ケースの大型化はLEDランプの大型化につながり、既存の照明装置に適用できない。 In recent years, there has been a strong demand for higher brightness of LED lamps, and the above-described technology cannot answer this demand. That is, the amount of heat generated by the LED increases as the brightness increases, and the case becomes larger in order to release and transfer this heat. Increasing the case leads to an increase in the size of the LED lamp and cannot be applied to existing lighting devices.
本発明は、ランプの大型化を招くことなく、高輝度化に対応し得る新規構成のランプを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lamp having a new configuration that can cope with an increase in brightness without causing an increase in size of the lamp.
上記の目的を達成するため、本発明に係るランプは、光源としての発光素子がグローブ内部で支持部材により支持されていると共に、口金が装着されているケースが前記グローブの端部側に装着されてなるランプであって、前記グローブは、端部側にある開口を塞ぐ蓋部材とで容器を構成し、当該容器内に空気よりも高い熱伝導率を有する流体が封入されており、前記支持部材は、複数本の棒状部材から構成され、1本以上の前記棒状部材が前記容器から外部へと導出されて、その導出先端部が前記ケース又は口金の少なくとも一方に熱的に接合されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the lamp according to the present invention includes a light emitting element as a light source supported by a support member inside the globe, and a case in which a base is attached is attached to the end of the globe. The globe includes a lid member that closes an opening on an end side, and a fluid having a thermal conductivity higher than that of air is sealed in the container, and the support The member is composed of a plurality of rod-shaped members, and one or more of the rod-shaped members are led out from the container to the outside, and the leading end portion is thermally joined to at least one of the case or the base. It is characterized by that.
上記の構成によれば、空気よりも高い熱伝導率を有する流体がバルブ内に封入されているので、発光素子から発生した熱を流体によりバルブへ伝導させることができる。この結果、バルブを利用して発光時の熱を外部へと放熱することができる。 According to said structure, since the fluid which has a heat conductivity higher than air is enclosed in the bulb | ball, the heat | fever generated from the light emitting element can be conducted to a bulb | bulb with a fluid. As a result, the heat at the time of light emission can be radiated to the outside using a bulb.
また、バルブから導出する棒状部材の導出先端がケース又は口金の少なくとも一方に接続されているため、流体を介してバルブへと伝えることができなかった熱を棒状部材からバルブ外のケース又は口金の少なくとも一方に伝えることができる。 In addition, since the leading end of the rod-shaped member led out from the valve is connected to at least one of the case or the base, the heat that could not be transferred to the valve via the fluid is transferred from the rod-shaped member to the case or the base outside the valve. Can tell at least one.
≪第1の実施形態≫
1.全体構成
図1は、第1の実施形態に係るLEDランプ1の構造を示す斜視図である。図2は、LEDランプ1の断面図である。
<< First Embodiment >>
1. Overall Configuration FIG. 1 is a perspective view showing the structure of an
LEDランプ1は、図1に示すように、空気よりも熱伝導性の高い流体が内部に封入されたバルブ3と、バルブ3の一端に装着されたケース5と、ケース5に設けられた口金7と、バルブ3を貫通してケース5内へ延出する棒状部材9と、棒状部材9のバルブ3内側端に設けられたLEDモジュール11とを備え、棒状部材9のケース5内側端がケース5に接触している。
As shown in FIG. 1, the
LEDランプ1は、口金7を介して受電してLEDモジュール11を発光させるための回路ユニット13をケース5内に格納し、全体形状が従来の白熱電球に似た形状をしている。
The
以下、LEDランプ1を構成する各部分について説明する。なお、本明細書では、LEDランプ1のランプ軸X(図2参照)の延伸する方向であって、口金7がある側を下側、グローブがある側を上側とする。
2.各部構成
(1)LEDモジュール11
図3は、LEDモジュール11の構造を示す図である。(a)はLEDモジュール11の平面図であり、(b)は同図の(a)におけるA−A’線矢視断面図であり、(c)は同図の(a)におけるB−B’線矢視断面図である。
Hereinafter, each part which comprises the
2. Configuration of each part (1)
FIG. 3 is a diagram showing the structure of the
LEDモジュール11は、図1〜図3、特に図3に示すように、実装基板21と、実装基板21の上面に実装された複数のLED23と、複数のLED23を被覆する封止体25とを備える。
As shown in FIGS. 1 to 3, particularly FIG. 3, the
実装基板21は、図3の(a)に示すように、平面視形状が矩形状をし、LED23から下方に発せられた光が透過するように、例えばガラスやアルミナ等の透光性材料により構成されている。
As shown in FIG. 3A, the mounting
実装基板21は、複数のLED23を接続する(直列接続又は/及び並列接続である。)ための接続パターン27aと、回路ユニット13に接続されたリード線67,69と接続するための端子パターン27b,27cとからなる導電路27を有する。
The mounting
なお、導電路27も、LED23からの光が透過するように、例えばITO等の透明電極が用いられている。
The
リード線67,69は、図3の(b)に示すように、実装基板21の貫通孔29を下側から上側へと挿通する先端部が端子パターン27b,27cに半田31により接続される。
As shown in FIG. 3B, the
LED23は、所謂、チップの形態で実装基板21に実装されている。複数のLED23は、図3で示すように、間隔(例えば、等間隔である。)をおいて、実装基板21の長手方向と平行に2列状に配置されている。なお、LED23の個数、配列等は、LEDランプ1に要求される輝度等により適宜決定される。
The
封止体25は、例えばシリコーン樹脂等の透光性材料からなり、2列状に配されたLED23を列単位で被覆し、LED23への空気・水分の侵入を防止している。
The sealing
封止体25は、LED23から発せられた光の波長を変換する必要がある場合は波長変換機能を有する。波長変換機能は、例えば、蛍光体粒子等の波長変換材料を透光性材料に混入することで実施できる。
The sealing
本実施形態では、LED23は青色光を発光色とするものであり、波長変換材料は青色光を黄色光に変換する。これにより、LEDモジュール11は、LED23から発せられた青色光と、波長変換材料により波長変換された黄色光とにより混色された白色光を出射することとなる。
(2)バルブ3
バルブ3は、図2に示すように、開口を有するグローブ35と、LEDモジュール11をグローブ35の略中央に格納する状態でグローブ35の開口を気密状に塞ぐステム37とを有し、内部に空気よりも熱伝導率の高いヘリウム(He)ガスが封入されている。これにより、点灯時のLEDモジュール11の熱を効率良くグローブ35に伝えることができる。
In the present embodiment, the
(2)
As shown in FIG. 2, the
グローブ35は、所謂、Aタイプであり、透光性材料であるガラス材料により構成されている。グローブ35は、図2に示すように、中空状の球状部35aと、球状部35aから下方に延伸する筒状部35bとを有し、筒状部35bの下端開口がステム37により封止されている。
The
ステム37は、所謂、フレアタイプであり、透光性材料であるガラス材料で構成されている。ステム37には、バルブ3内を排気等に利用された排気管39が設けられている他、LEDモジュール11への電力供給用のリード線67,69と、LEDモジュール11を支持する支持体として機能する棒状部材9とがそれぞれ封着されている。
The
ステム37とグローブ35との接合は、両者の接合予定部位を加熱して、当該部位のガラス材料を溶融させることで行われる。
(3)棒状部材9(支持部材)
棒状部材9は、上下方向に延伸する状態でその中間部がステム37に封着され、ステム37がグローブ35に装着されることでバルブ3を貫通する。棒状部材9は、金属材料、例えばジュメット材料により構成されている。
The joining of the
(3) Rod-shaped member 9 (support member)
The rod-shaped
棒状部材9は、複数本(ここでは4本である。)あり、バルブ2内に位置する端部ではLEDモジュール11を支持する。
There are a plurality of rod-shaped members 9 (here, four), and the
LEDモジュール11の支持は、4本の棒状部材9の端部が平面視矩形状のLEDモジュール11の4角に近い部分に接合されることで行われる。棒状部材9の接合は、図3の(c)に示すように、棒状部材9の端部がLEDモジュール11の実装基板21の凹部41に挿入された状態で接着剤43により行われる。
The
棒状部材9の下端部は、ケース5と接触する伝熱板15に熱的に接続されている。これにより、点灯時のLEDモジュール11の熱を、棒状部材9を介してバルブ3外へと取り出し、取り出した熱を伝熱板15からケース5、口金7、照明装置のソケットへと放熱(伝熱)する。
(4)ケース5
ケース5は、樹脂材料、例えばポリブチレンテレフタレート(PBT)により構成された筒状をし、中心軸方向のグローブ35側半分が大径部5aに、口金7側半分が小径部5bにそれぞれなっている。
The lower end portion of the rod-shaped
(4)
The
大径部5aはバルブ3の下端部に対して外嵌する状態で装着され、小径部5bは口金7により套設されている。小径部5bの外周には雄ネジが形成され、エジソンタイプの口金7の雌ネジと螺合する。
The large-
ケース5の小径部5bの外周には、口金7と接続するリード線65を固定するための固定溝5cがケース5の中心軸と平行に形成され、ケース5の内部には、回路ユニット13の回路基板55を固定するための固定手段(係止手段)59が設けられている。固定方法については、回路ユニット13の説明の際に行う。
(5)伝熱板15
図4は、ケース内の伝熱板の様子を示す斜視図であり、(a)は伝熱板を上側からみた図であり、(b)は伝熱板を下側からみた図である。
A fixing
(5)
4A and 4B are perspective views showing a state of the heat transfer plate in the case, in which FIG. 4A is a view of the heat transfer plate as viewed from above, and FIG. 4B is a view of the heat transfer plate as viewed from below.
なお、図4では、ケース、バルブ等の図示を省略している。 In FIG. 4, the case, the valve, and the like are not shown.
伝熱板15は、熱伝導性の優れた材料、ここでは、アルミニウム材料が用いられ、ケース5の大径部5aの内周形状に対応した円板状をしている。伝熱板15は、同図に示すように、排気管39用の貫通孔46を中心した円周上に、LEDモジュール11と回路ユニット13とを接続するリード線67,69用の2個の貫通孔45と棒状部材9用の4個の貫通孔47とを等ピッチで有する。
The
リード線67,69は貫通孔45をそのまま通過し、棒状部材9は、その下端部が貫通孔47から少し突出した状態で伝熱板15の下面に接着剤49で固着される。
The
伝熱板15は、上側に小径部15aと下側に大径部15bとを有し、小径部15aの外周面がステム37の内周面に、大径部15bの外周面がケース5の内周面にそれぞれ接着剤(無機系・有機系どちらでも良い。)51を介して固着されている。これにより、LEDモジュール11から棒状部材9、伝熱板15を経由したケース5への熱伝導路が確立される。
(6)回路ユニット13
回路ユニット13は、回路基板55と、当該回路基板55に実装された各種の電子部品57,58とを備え、各種電子部品57,58によって、口金11を介して受電した商業電力(交流)を整流する整流回路と、整流された直流電力を平滑化する平滑回路とが構成される。
The
(6)
The
整流回路は回路基板55の上面側のダイオードブリッジ57により、平滑回路は回路基板55の下面側のコンデンサ58によりそれぞれ構成され、コンデンサ58の本体部が口金7の内部に位置する。
The rectifier circuit is constituted by a
回路基板55は、ケース5の内部の係止手段59により固定される。具体的には、ケース5の内部の段差部59aに回路基板55の下面の周縁部分が当接し、係止部59bにより回路基板の55の上面が係止されている。係止部59bは、周方向に間隔(例えば、等間隔である。)をおいて複数個(例えば4個である。)形成され、段差部59aに近づくに従ってケース5の中心軸側に張り出す。
The
回路ユニット13は、口金7とはリード線63,65で、LEDモジュール11とはリード線67,69で接続されている。
(7)口金7
口金7は、LEDランプ1の照明器具への取付機能を有する他、商業電源と電気的に接続する機能を有する。口金7は、白熱電球で利用されているエジソンタイプであり、筒状であって周壁がネジ状をしたシェル部71と、シェル部71に絶縁材料73を介して装着されたアイレット部75とからなる。
The
(7)
The
回路ユニット13と接続する一方のリード線65は、ケース5の小径部5bの下端の開口端で外周面側へと折り返されて、ケース5の固定溝5cに嵌められた状態でシェル部71に覆われることで、シェル部71に接続される。他方のリード線63は、半田付けによりアイレット部75に接続される。
One
口金7は、シェル部71がケース5の小径部5bに螺合する状態で、シェル部71の上端部がカシメられて、ケース5に取り付けられる。
3.製造方法
本実施形態に係るLEDランプ1の製造方法について、主に、図5〜7に基づいて説明する。
The
3. Manufacturing method The manufacturing method of the
図5は、ステムの製造を説明する図であり、図6及び図7は、ランプの組み立て工程を説明する図である。
(1)ステム37の製造について
ステム37には、排気管39と一対のリード線67,69と4本の棒状部材9が気密状に取着されている。ここでは、これらが一体になったマウント93の製造方法について説明する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the manufacture of the stem, and FIGS. 6 and 7 are diagrams illustrating the assembly process of the lamp.
(1) Manufacture of
まず、図5の(a)に示すように、末広がり状をしたフレア管81、排気管39用の細管83、リード線67,69用の2本の金属線85、棒状部材9用の金属棒87を準備し、細管83の上端をフレア管81内の上部に配置し、2本の金属線85と4本の金属棒87とをフレア管81の一方の端部から挿入させて、フレア管81の両端から延出させる。細管83、金属線85及び金属棒87の位置関係は、細管83を中心とする円周上であって、2本の金属線85が細管83を挟んで対向し、2本を1組した各組の2本の金属棒85が細管83を挟んで対向する(図4参照)。
First, as shown in FIG. 5A, a
この位置関係を維持した状態で、フレア管81の上部をバーナー89で加熱する。加熱により、溶融したフレア管81の上部と細管83の上端部とが変形・溶融し、2本の金属線85と4本の金属棒87との間に溶融したガラス材料が回り込み、フレア管81の上部の開口81aが塞がれる。これにより、図5の(b)に示すように、フレア管81と細管83とが溶着したステム37が完成すると共に金属線85と金属棒87とがステム37に封着される。
While maintaining this positional relationship, the upper part of the
次に、ステム37における細管83の上方に位置する部分を、図5の(b)に示すように、バーナー89で加熱し、加熱部分が溶融し始めると、細管83の下端開口から空気を吹き込む。やがて、溶融した部分から空気が噴出し、図5の(c)に示すように、細管83に連通する排気口91がステム37に形成される。これにより、LEDモジュール11を保持するためのマウント93が完成する。
(2)LEDランプ1の組み立て
次に、LEDランプ1の組み立てについて図6及び図7を用いて説明する。
Next, as shown in FIG. 5B, the portion of the
(2) Assembly of
図6の(a)のように、マウント93とLEDモジュール11を準備し、4本の金属棒87を実装基板21の凹部41(図3の(c)参照)へと挿入した状態で金属棒87の先端部と実装基板21とを接着剤43により固着する。これによりLEDモジュール11が金属棒87に支持される。
As shown in FIG. 6A, the
次に、2本の金属線85を実装基板21の貫通孔29に通し、金属線85の先端部と端子パターン27b,27c(図3の(a)参照)とを半田31で固定する。これにより、金属線85がLEDモジュール11に接続されると共に、図6に示すようにLEDモジュール11付マウント93が完成する。
Next, the two
次に、LEDモジュール11付マウント93のLEDモジュール11をグローブ35内に挿入させ、ステム37の周縁部とグローブ35の開口端部とを付き合せ、付き合せ部位をバーナー89で加熱してステム37とグローブ35とを溶着する。これによりバルブ3が完成し、排気管39を利用してバルブ3内の排気・ヘリウムガスの封入を行った後、排気管39をチップ・オフ封止する。なお、細管83は、バルブ3内を真空等する際に排気管39となる。
Next, the
続いて、図7の(a)に示すように、バルブ3の下端から延出する排気管39と2本の金属線85と4本の金属棒87とを伝熱板15用の金属板95の対応する貫通孔95a,95b,95cに通し、金属板95をバルブ3に近づけて、バルブ3の下端部の内周面と金属板95の小径部の外周とを接着剤51で固着する。
Subsequently, as shown in FIG. 7A, an
そして、回路ユニット13をケース5に格納し、2本の金属線85を回路基板55に接続した後、ケース5をバルブ3の下端部に接着剤51にて固着する。なお、金属棒87、金属板95は、ケース5と金属板95とが接続されて、LEDモジュール11(まだ点灯されない)の熱をケース5に伝達できる状態になると、棒状部材9、伝熱板15となる。
Then, after the
次に、ケース5の小径部5bに口金7を螺着して、回路ユニット13に接続されている金属線を口金7に接続する。これで、LEDランプ1が完成する。なお、金属線85等は、回路ユニット13やLEDモジュール11と電気的に接続されてリード線67,69等になる。
4.配光特性
本実施形態に係るLEDランプ1では、バルブ37内であって、白熱電球の光源(フィラメント)位置に対応した位置にLEDモジュール11を設けている。これにより、LEDランプ1の発光中心を従来の白熱電球の発光中心に近づけることができる。
Next, the
4). Light Distribution Characteristics In the
また、LEDモジュール11は透光性の実装基板21を用いて構成されているため、LED23から下方に発せられた光は実装基板21を通過してバルブ3から外部へと出射される。
In addition, since the
LEDモジュール11用の支持部材は、4本の棒状部材9により構成されているので、LED23から斜め下方へと発せられた光が棒状部材9により遮られるのを少なくできる。
5.放熱特性
本実施形態に係るLEDランプ1は、点灯時に発生するLED23の熱と回路ユニット13の熱を複数経路から放出している。
(1)LED23で発生した熱
LED23で発生した熱は、LEDモジュール11からバルブ3内のヘリウムガスを経由してグローブ35に伝わり(第1の経路である。)、さらに、LEDモジュール11から棒状部材9、ステム37を経由してグローブ35に伝わる(第2の経路である。)。グローブ35に伝導された熱は、グローブ35の外面から伝導・対流・輻射により大気へと放出される。
Since the support member for the
5. Heat Dissipation Characteristics The
(1) Heat generated in the
特に、熱伝導性の優れたヘリウムガスを介して熱をグローブ35に伝導させる構造としているため、LED23の熱をグローブ内の空気を介して伝える構造よりも伝熱作用を大幅に向上させることができる。
In particular, since the structure is such that heat is conducted to the
また、LEDモジュール11をグローブ35の球状部35aの略中央に配置しているため、バルブ3内のヘリウムに均等に熱を伝え易くなり、グローブ35を白熱電球のガラスバルブ3に似た大きさ・形状としているため、グローブ35の包絡面積が大きくなり、グローブ35から大気へと放熱特性を高めることができる。
In addition, since the
一方、LED23の熱は、LEDモジュール11から棒状部材9、伝熱板15を経由してケース5や口金7に伝わる(第3の経路である)。ケース5の熱は、伝導・対流・輻射により大気へと放出されたり、さらに口金7へと伝わったりする。口金7へと伝わった熱は、ソケットから照明器具側へと伝わる。
On the other hand, the heat of the
このように、放熱するための熱の経路を複数有することで高い放熱特性を得ることができる。例えば、第1及び第2の経路を伝わった熱によりバルブ3の温度が上昇し、それ以上の放熱できないような場合でも、LEDモジュール11に残る熱を、バルブ3以外の部材であってまだ高温となっていないケース5や口金7に棒状部材9を介して伝えることができる。
(2)回路ユニット13で発生した熱
回路ユニット13から発生した熱は、伝熱、対流、輻射によりケース5に伝わる。ケース5に伝わった熱の一部がケース5から外部へと伝熱・対流・輻射により放出し、残りの熱が口金7から照明器具側のソケットへと伝わる。
Thus, high heat dissipation characteristics can be obtained by having a plurality of heat paths for radiating heat. For example, even when the temperature of the
(2) Heat generated in the
LEDランプ1では、グローブ35の大きさ・形状を白熱電球に合わせ、グローブ35の略中央にLEDモジュール11を備えているため、LEDモジュール11と回路ユニット13との間の距離が大きくなり、回路ユニット13がLED23から受ける熱負荷を削減することができる。その分、ケース5の蓄熱量が少なくなり、LED23から棒状部材9を介して伝わる熱量を多くでき、LEDランプ1の高輝度化に対応可能となる。
6.LEDモジュールと棒状部材との固定方法
棒状部材とLEDモジュールと固定方法における他の例について説明する。
In the
6). Fixing method of LED module and rod-shaped member Another example of the fixing method of the rod-shaped member and LED module will be described.
図8の(a)は例1に係る固定方法を説明する図であり、上図は棒状部材を固定する前の状態の斜視図であり、下図が固定後における、上図のC−C’線に相当する位置での矢視断面図であり、(b)は例2に係る固定方法を説明する図であり、上図は棒状部材を固定する前の状態の斜視図であり、下図が固定後における、上図のD−D’線に相当する位置での矢視断面図である。 (A) of FIG. 8 is a figure explaining the fixing method which concerns on Example 1, the upper figure is a perspective view of the state before fixing a rod-shaped member, and the lower figure is CC 'of the upper figure after fixing. It is an arrow sectional view in the position equivalent to a line, (b) is a figure explaining the fixing method concerning Example 2, the upper figure is a perspective view of the state before fixing a rod-shaped member, and the lower figure is It is arrow sectional drawing in the position equivalent to the DD 'line of the upper figure after fixation.
なお、図8から図11に示すLEDモジュールは、略図であり、LED23、封止体25、導電路、リード線67,69用の貫通孔29,29等の図示は省略している。
(1)例1
例1の固定方法は、図8の(a)に示すように、棒状部材101の端部103をLEDモジュール105の貫通孔107に挿通させた状態で、棒状部材101の先端103をLEDモジュール105に接着剤109等で固着している。
8 to 11 are schematic views, and illustration of the
(1) Example 1
In the fixing method of Example 1, as shown in FIG. 8A, the
本例の場合、リード線67,69用の貫通孔29を形成する際に、棒状部材9用の貫通孔107も同時に形成することができ、リード線67,69を接続するための半田31を棒状部材9の固着用の接着剤として利用することもできる。
In the case of this example, when the through
なお、本例では、棒状部材9の端部103は、先端だけが貫通孔107に合わせて細くなっており、太い部分でLEDモジュール11を下側から棒状部材9で支持する。
(2)例2
例2の固定方法は、図8の(b)に示すように、棒状部材111の先端部113がLEDモジュール115の貫通孔117を上側から挿通するピン119によりLEDモジュール115に固定される。本例の場合も、リード線67,69用の貫通孔29を形成する際に、ピン119用の貫通孔117も同時に形成することができる。
In this example, the
(2) Example 2
In the fixing method of Example 2, as shown in FIG. 8B, the
なお、棒状部材111の端部113は、貫通孔117の径より大きくなっており、端面でLEDモジュール115を下側から支持する。
7.LEDモジュールの支持方法
棒状部材によるLEDモジュールの支持方法における他の例について説明する。
Note that the
7). LED Module Support Method Another example of the LED module support method using a rod-like member will be described.
図9の(a)は例3に係る支持方法を説明する図であり、(a−1)、(a−2)は支持状態を示す斜視図であり、(a−3)は(a−1)、(a−2)のE−E’線矢視断面図であり、(b)は例4に係る支持方法を説明する図であり、(b−1)、(b−2)は支持状態を示す斜視図であり、(b−3)は(b−1)、(b−2)のF−F’線矢視断面図である。
(1)例3
例3の支持方法は、図9の(a)に示すように、棒状部材121の端部がLEDモジュール123の端部を把持する把持部材125に接合されることで、棒状部材121がLEDモジュール123を支持している。
(A) of FIG. 9 is a figure explaining the support method based on Example 3, (a-1), (a-2) is a perspective view which shows a support state, (a-3) is (a- 1) It is EE 'arrow sectional drawing of (a-2), (b) is a figure explaining the support method which concerns on Example 4, (b-1), (b-2) is It is a perspective view which shows a support state, (b-3) is FF 'arrow directional cross-sectional view of (b-1) and (b-2).
(1) Example 3
As shown in FIG. 9A, the support method of Example 3 is such that the end of the bar-shaped
把持部材125は、平面視矩形状のLEDモジュール123の短辺側の端部に設けられており、(a−1)の例のように各端部に1個あっても良いし、(a−2)の例のように各辺に複数個(ここでは2個である。)あっても良い。
The
なお、(a−1)に示す把持部材を符号「125a」で示し、(a−2)に示す把持部材を符号「125b」で示し、把持部材125a,125bを区別せずに説明する際には、符号「125」で示す。
When the gripping member shown in (a-1) is indicated by reference numeral “125a”, the gripping member shown in (a-2) is indicated by reference numeral “125b”, and the gripping
把持部材125は、金属や樹脂材料から構成され、断面形状が「U」字状をし、LEDモジュール123の上下面に当接する一対の当接部127a,127bと、一対の当接部127a,127bの端部を連結する連結部127cとを有する。
The holding
一対の当接部127a,127bの間隔は、LEDモジュール123を把持しない状態では、連結部127cから離れるに従って狭くなっており、LEDモジュール123に装着する際に一対の当接部127a,127bの間隔が広がる。
The distance between the pair of
把持部材125と棒状部材121との接合は、本例では接着剤を利用している(図示省略)が、把持部材125が金属の場合は溶接することもできる。
(2)例4
例4の支持方法は、図9の(b)に示すように、棒状部材131の端部がLEDモジュール133の端部を固定する固定手段135に接合されることで支持している。
In this example, an adhesive is used for joining the gripping
(2) Example 4
As shown in FIG. 9B, the support method of Example 4 is supported by joining the end portion of the rod-shaped
固定手段135は、平面視矩形状のLEDモジュール11の短辺側の端部に設けられており、(b−1)の例のように各端部に1個あっても良いし、(b−2)の例のように各辺に複数個(ここでは2個である。)あっても良い。
The fixing means 135 is provided at the end portion on the short side of the
固定手段135は、LEDモジュール131の端部の上下面に当接する一対の当接部137a,137bを有する当接部材137と、当接部材137とLEDモジュール131とを結合する連結具であるネジ139とを備える。
The fixing means 135 includes a
上側の当接部137aにはネジ139用の貫通孔が、下側の当接部137bにはネジ139用のネジ孔がそれぞれ形成されている。当接部材137は、当接部137a,137bの他、これら端部同士を連結する連結部137cを備え、断面形状が「U」字状をしている。
A through hole for the
連結具は、本例ではネジ139を利用しているが、リベット、ピン等を利用することができる他、接着剤も利用することもできる。
In this example, the connector uses a
なお、固定手段135と棒状部材131との接合は、例3と同様に接着剤を利用しているが、当接部材137が金属の場合は溶接することもできる。
8.棒状部材9の態様と支持方法
棒状部材9の他の形態と支持方法について説明する。
The fixing means 135 and the rod-shaped
8). The aspect of the rod-shaped
図10は棒状部材の形態を示す図であり、(a)は例5に係る棒状部材を、(b)は例6に係る棒状部材をそれぞれ示す。 10A and 10B are views showing the form of a rod-shaped member. FIG. 10A shows a rod-shaped member according to Example 5, and FIG. 10B shows a rod-shaped member according to Example 6. FIG.
図10の(a)における上図は例5に係る棒状部材の形態を説明する斜視図であり、下図は、上図のG−G’線矢視断面図であり、(b)における上図は例6に係る棒状部材の形態を説明する斜視図であり、下図は、上図のH−H’線矢視断面図である。 The upper diagram in FIG. 10A is a perspective view for explaining the form of the rod-shaped member according to Example 5, the lower diagram is a sectional view taken along the line GG ′ in the upper diagram, and the upper diagram in FIG. These are perspective views explaining the form of the rod-shaped member which concerns on Example 6, and a lower figure is a HH 'arrow directional cross-sectional view of an upper figure.
なお、図10に示すLEDモジュールも略図であり、LED23、封止体25、導電路27、リード線67,69用の貫通孔29等の図示は省略している。
The LED module shown in FIG. 10 is also a schematic diagram, and illustration of the
棒状部材201,211は、実施形態での2本の棒状部材9を1本で構成し、中央の第1直線部201a,211aと、第1直線部201a,211aの両側の第2直線部201b,201c,211b,211cとを有し、第2直線部201b,201c,211b,211cが第1直線部201a,211aに対して下方に折り曲げられた「U」字状をしている。つまり、第2直線201b,201c,211b,211cが実施形態における1本の棒状部材9のそれぞれに相当する。
The rod-shaped
例5では、U字状の棒状部材201が2本あり、図10の(a)に示すように、これらの2本の第1直線部201aが平行に配され、この上にLEDモジュール203が固定される。この場合、LEDモジュール203の1列状に配された複数のLED23に合わせて第1直線部201aを配置すると、LED23の熱を効率的にバルブ3外に導出することができる。
In Example 5, there are two U-shaped rod-shaped
例6では、U字状の棒状部材211が2本あり、図10の(b)に示すように、これらの2本の第1直線部211aがLEDモジュール213の対角線に対応してクロス状に配され、この上にLEDモジュール213が固定される。
In Example 6, there are two U-shaped rod-shaped
この場合、複数のLEDがマトリクス状に配されている場合、LEDの実装領域の中央部分の温度がもっとも高くなり、実装領域の中央部分で第1直線部211aを交差させると、LEDの熱を効率的にバルブ3外に導出することができる。
In this case, when a plurality of LEDs are arranged in a matrix, the temperature of the central portion of the LED mounting region is the highest, and when the first
図11の(a)は、例5におけるLEDモジュールの支持方法を説明する斜視図であり、(b)は(a)のI−I’線矢視断面図であり、(c)は(a)のJ−J’線矢視断面図である。 (A) of FIG. 11 is a perspective view explaining the support method of the LED module in Example 5, (b) is II 'line sectional view taken on the line of (a), (c) is (a). ) Is a cross-sectional view taken along line JJ ′.
棒状部材201は、第1直線部201aが取付部材227を介してLEDモジュール203に取り付けられる。取付部材227は、第1直線部201aを下方から受ける受部221と、受け部221の両側に配され且つLEDモジュール203の下面と当接する当接部223,225とを有する。なお、取付部材227は、ネジ、リベット等の連結部材229でLEDモジュール203に固定される。
As for the rod-shaped
≪第2の実施形態≫
第1の実施形態に係るLEDランプ1では、棒状部材9の下端が伝熱板15を介してケース5に熱的に接続されていたが、棒状部材の下端は、口金に接続されても良いし、ケースと口金とに接続されても良い。
<< Second Embodiment >>
In the
第2の実施形態では、棒状部材の下端を口金に接続したLEDランプ301について説明する。
2nd Embodiment demonstrates the
図12は、LEDランプ301の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the
LEDランプ301は、同図に示すように、バルブ303、ケース305、口金307、棒状部材309、LEDモジュール11及び回路ユニット311とを備え、棒状部材309は、バルブ303を貫通してケース305内を通って口金307へと延伸し、口金307内に充填された樹脂材料313に接続されている。
As shown in the figure, the
バルブ303は、グローブ321と、グローブ321の開口を気密状に塞ぐステム323とからなり、グローブ321の頂部に設けられた排気管325を介して真空排気された後ヘリウムガスが封入されている。
The
ステム323には、LEDモジュール11と回路ユニット311間のリード線67,69と、4本の棒状部材309とが、当該ステム323を上下方向に貫通する状態で封着されている。
The
回路ユニット315は、回路基板325と、回路基板325の上面の略中央に実装された電子部品327,329とを備え、回路基板325が係合手段59によりケース305に固定されている。なお、電子部品であるコンデンサ329は、電子部品であるダイオードブリッジ327の上方に位置している。
The circuit unit 315 includes a
回路基板325は、平面視したときに、電子部品327,329を中心とする円周上であって等間隔を置いて、リード線67,69や棒状部材309用の貫通孔(図4における45,47を参照)が複数形成されている。リード線67,69は前記貫通孔を通過したところで実装基板325の下面に半田付けされ、棒状部材309はそのまま延伸して樹脂材料313内にまで達している。
The
回路ユニット315と接続するリード線331は、ケース305の内側から、ケース305と口金307とを貫通して外側へ導出され、導出先端が半田333によりシェル部335に接続されている。
The
≪第3の実施形態≫
実施形態等では、特に、LEDランプについて説明したが、本発明は、上記LEDランプを利用した照明装置にも適用できる。
<< Third Embodiment >>
In the embodiment and the like, the LED lamp has been particularly described, but the present invention can also be applied to an illumination device using the LED lamp.
背景技術で説明したLEDランプは、ケースを放熱部材としているため、ケースが大型化している。この場合、LEDの配置位置が、白熱電球におけるフィラメント位置よりも口金から遠くなる。つまり、LEDランプ全体におけるLEDの配置位置(口金から距離)が、白熱電球全体におけるフィラメントの位置(口金からの距離)と異なることになる。 Since the LED lamp described in the background art uses a case as a heat dissipation member, the case is enlarged. In this case, the LED arrangement position is farther from the base than the filament position in the incandescent bulb. That is, the LED arrangement position (distance from the base) in the entire LED lamp is different from the filament position (distance from the base) in the entire incandescent lamp.
このようなLEDランプを、白熱電球が装着されていた照明器具であって反射鏡を有するもの、例えばダウンライトに使用すると、被照射面に円環状の影が発生する等の問題が生じる。つまり、従来の白熱電球と光源位置が相違することにより、配光特性等に不具合が生じるのである。 When such an LED lamp is used in a lighting fixture having an incandescent bulb and having a reflecting mirror, for example, a downlight, a problem such as an annular shadow occurs on the irradiated surface. That is, when the light source position is different from that of the conventional incandescent bulb, a problem occurs in the light distribution characteristics and the like.
本変形例では、第1の実施形態に係るLEDランプ1を照明器具(ダウンライトタイプである。)に装着する場合について説明する。
In this modification, the case where the
図13は、本発明に係る照明装置の概略図である。 FIG. 13 is a schematic view of a lighting device according to the present invention.
照明装置401は、例えば、天井402に装着されて使用される。
The
照明装置401は、図11に示すように、LEDランプ(例えば、第1の実施形態で説明したLEDランプ1である。)と、LEDランプ1を装着して点灯・消灯をさせる照明器具403とを備える。
As shown in FIG. 11, the
照明器具403は、例えば、天井402に取着される器具本体405と、器具本体405に装着され且つLEDランプ1を覆うカバー407とを備える。カバー407は、ここでは開口型であり、LEDランプ1から出射された光を所定方向(ここでは下方である。)に反射させる反射膜411を内面に有している。
The
器具本体405には、LEDランプ1の口金7が取着(螺着)されるソケット409を備え、このソケット409を介してLEDランプ1に給電される。
The
本実施形態では、照明器具403に装着されるLEDランプ1のLED23(LEDモジュール11)の配置位置が白熱電球のフィラメントの配置位置に近いため、LEDランプ1における発光中心と、白熱電球における発光中心とが近いものとなる。
In the present embodiment, since the arrangement position of the LED 23 (LED module 11) of the
このため、白熱電球が装着されていた照明器具(403)にLEDランプ1を装着しても、ランプとしての発光中心の位置が似ているため、被照射面に円環状の影が発生する等の問題が生じ難くなる。
For this reason, even if the
なお、ここでの照明器具は、一例であり、例えば、開口型のカバー407を有さずに、閉塞型のカバーを有するものであっても良いし、LEDランプが横を向くような姿勢(ランプの中心軸が水平となるような姿勢)や傾斜する姿勢(ランプの中心軸が照明器具の中心軸に対して傾斜する姿勢)で点灯させるような照明器具でも良い。
Note that the lighting fixture here is an example. For example, the lighting fixture may not have the opening-
また、照明装置は、天井や壁に接触する状態で照明器具が装着される直付タイプであったが、天井や壁に埋め込まれた状態で照明器具が装着される埋込タイプであっても良いし、照明器具の電気ケーブルにより天井から吊り下げられる吊下タイプ等であっても良い。 In addition, the lighting device is a direct attachment type in which the lighting fixture is mounted in a state of being in contact with the ceiling or the wall, but it may be an embedded type in which the lighting fixture is mounted in a state of being embedded in the ceiling or the wall. It may be a hanging type that can be hung from the ceiling by an electric cable of a lighting fixture.
さらに、ここでは、照明器具は、装着される1つのLEDランプを点灯させているが、複数、例えば、3個のLEDランプが装着されるようにものであっても良い。 Furthermore, although the lighting fixture is lighting one LED lamp with which it is mounted here, a plurality of, for example, three LED lamps may be mounted.
≪変形例≫
以上、本発明の構成を、第1〜第3の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、第1〜第3の実施形態に係るLEDランプや照明装置の部分的な構成および下記の変形例に係る構成を、適宜組み合わせてなるLEDランプや照明装置であっても良い。
≪Modification≫
As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated based on the 1st-3rd embodiment, this invention is not restricted to the said embodiment. For example, the LED lamp and lighting device which combine suitably the partial structure of the LED lamp and lighting device which concern on 1st-3rd embodiment, and the structure which concerns on the following modification may be sufficient.
また、上記実施形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、LEDランプや照明装置の構成に適宜変更を加えることは可能である。
1.バルブ
実施形態では、グローブ35,321とステム37,323とをガラス材料で構成し、棒状部材9,309をガラス材料と相性の良い(密着性の良い)ジュメット材料で構成したが、バルブの機密性を保持することができれば、他の材料を用いても良い。
In addition, the materials, numerical values, and the like described in the above embodiments are merely preferable examples, and are not limited thereto. Furthermore, it is possible to appropriately change the configuration of the LED lamp and the illumination device without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
1. In the valve embodiment, the
他の材料としては、グローブとステムとを樹脂材料で構成し、棒状部材を金属材料により構成することもできる。樹脂材料の場合、例えば、熱可塑性材料を用いると、グローブとステムとの接合部分を加熱溶融させることで実施できるし、熱硬化性樹脂を用いると、接着剤を利用することで実施でき、さらに、ガスバリアー用の樹脂を用いて気密性を高めても良い。 As other materials, the globe and the stem can be made of a resin material, and the rod-like member can be made of a metal material. In the case of a resin material, for example, when a thermoplastic material is used, it can be carried out by heating and melting the joint portion between the glove and the stem, and when a thermosetting resin is used, it can be carried out by using an adhesive. Further, the gas tightness may be improved by using a gas barrier resin.
実施形態では、バルブ3,303をAタイプの形状としたが、他のタイプ、例えばGタイプ、Rタイプ等の形状であっても良いし、電球等の形状と全く異なるような形状であっても良い。さらに、ステム37,323をフレアタイプとしてが、例えば、円盤状をしたボタンタイプ等の他のタイプであっても良い。
In the embodiment, the
実施形態では、バルブ3,303内にヘリウムガスが封入されていたが、空気よりも熱伝導率が高い他の種類のガスを封入しても良い。他のガスとしてはネオン等がある。
2.棒状部材
実施形態では、棒状部材9,309を4本設けたが、4本以外でも良い。ただし、LEDモジュールを安定して支持するには3本以上あるのが好ましい。棒状部材の断面形状について特に説明しなかったが、ステムへの封着を考慮すると円形状が好ましい。
In the embodiment, the helium gas is enclosed in the
2. Rod-shaped member In the embodiment, four rod-shaped
実施形態では、ステム37,323との封着性を考慮してジュメット材料で棒状部材9,309を構成したが、例えば、ステムとの封着部分にのみジュメット材料を用い、他の部分を別の材料、例えばニッケル鉄線等の材料で構成しても良い。この場合、複数の材料からなる部材を溶接等で接合して所定の長さの棒状部材にする必要がある。
In the embodiment, the rod-shaped
実施形態では、棒状部材は、バルブ内に配された部分では複数箇所に屈曲部を有していたが、屈曲部を設けずに1直線状としても良いし、湾曲状としても良い。
3.バルブとケースの結合
第1の実施形態では、バルブ3とケース5とが接着剤51により固着されている。このため、点灯時にバルブ3の熱がバルブ3からケース5にも伝わるような構成となっている。しかしながら、バルブ内に熱伝導率の高い流体を封入すると、バルブの温度が上がり、その熱がケースに伝わりケースの温度が上昇するおそれもある。このような場合、ケース内の回路ユニットへの熱負荷を削減するために、バルブとグローブとの間に熱伝導率の低い材料を介在させて、両者を接合しても良い。この際、バルブから導出される棒状部材の先端は、口金に熱的に接続するのが好ましい。
4.LEDモジュール
(1)発光素子
実施形態等では、発光素子はLED23であったが、例えば、LD(レーザダイオード)であっても良く、EL素子(エレクトリックルミネッセンス素子)であっても良い。
In the embodiment, the rod-shaped member has a bent portion at a plurality of locations in the portion arranged in the valve, but it may be a straight line or a curved shape without providing the bent portion.
3. Connection of Valve and Case In the first embodiment, the
4). LED Module (1) Light Emitting Element In the embodiment and the like, the light emitting element is the
また、LED23はチップタイプで実装基板に実装されていたが、LEDは例えば、表面実装タイプ(いわゆる、SMDである。)や砲弾タイプで実装基板に実装されても良い。さらに、複数のLEDは、チップタイプと表面実装タイプとの混合であっても良い。
(2)実装基板
第1及び第2の実施形態での実装基板21は平面視において矩形状をしている。
Moreover, although LED23 was mounted on the mounting board by the chip type, LED may be mounted on the mounting board by the surface mounting type (what is called SMD) or a shell type, for example. Further, the plurality of LEDs may be a mixture of a chip type and a surface mount type.
(2) Mounting Board The mounting
しかしながら、実装基板は、他の形状を例えば、正方形状、5角形等の多角形(正多角形状を含む。)、楕円形状、円形状、環状等であっても良い。 However, the mounting substrate may have other shapes such as a polygon such as a square shape and a pentagon (including a regular polygon shape), an elliptical shape, a circular shape, an annular shape, and the like.
また、実装基板数も1個の限定するものでなく、2以上の複数個であっても良い。さらに、実施形態では、実装基板21の表面にLED23を実装していたが、裏面にもLEDを実装するようにしても良い。
(3)封止体
第1及び第2の実施形態では、封止体25は2列状に配されたLED23を列単位で被覆していたが、2列分をまとめて被覆しても良いし、複数の一定数のLED群に対して1つの封止体で被覆しても良いし、すべてのLEDに対して1つの封止体で被覆しても良い。
(4)LEDの配置
第1及び第2実施形態では、複数のLED23は2列状に配されていたが、平面視において、四角形の4辺上に位置するように配されていても良いし、楕円(円を含む)の円周上に位置するように配されていても良い。さらには、マトリクス状に配されても良い。
(5)その他
LEDモジュール11は、青色光を出射するLED23と、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体粒子とを利用することで白色光を出射するようにしていたが、例えば、紫外線発光の半導体発光素子と三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子とを組み合わせたものでも良い。
Further, the number of mounting boards is not limited to one, but may be two or more. Furthermore, in the embodiment, the
(3) Sealing body In the first and second embodiments, the sealing
(4) Arrangement of LEDs In the first and second embodiments, the plurality of
(5) Others The
さらに、波長変換材料として半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を利用しても良い。
5.ケース
第1及び第2の実施形態等では、ケース5,305は樹脂材料により構成していたが、他の材料で構成することもできる。他の材料として、金属材料を利用する場合、口金との絶縁性を確保する必要がある。口金との絶縁性は、例えば、ケースの小径部に絶縁膜を塗布したり、小径部に対して絶縁処理をしたりすることで確保できる他、ケースのグローブ側を金属材料により、ケースの口金側を樹脂材料によりそれぞれ構成(2以上部材を結合する。)することでも確保できる。
Further, a material containing a substance that absorbs light of a certain wavelength and emits light of a wavelength different from the absorbed light, such as a semiconductor, a metal complex, an organic dye, or a pigment, may be used as the wavelength conversion material.
5. Case In the first and second embodiments and the like, the
上記実施形態では、ケース5,305の表面について特に説明しなかったが、例えば、放熱フィンを設けても良いし、輻射率を向上させるための処理を行っても良い。
6.口金
第1の実施形態等では,エジソンタイプの口金7,307を利用したが、他のタイプ、例えば、ピンタイプ(具体的にはGY、GX等のGタイプである。)を利用しても良い。
In the above embodiment, the surface of the
6). Base In the first embodiment, etc.,
また、上記実施形態では、口金7,307は、シェル部の雌ネジを利用してケース5,305のネジ部に螺合させることで、ケース5,305に装着(接合)されていたが、他の方法でケースと接合されても良い。他の方法としては、接着剤による接合、カシメによる接合、圧入による接合等があり、これらの方法を2つ以上組合せても良い。
Further, in the above embodiment, the
本発明に係るランプは、例えば、白熱電球に代替する電球形LEDランプとして好適に利用可能である。 The lamp according to the present invention can be suitably used, for example, as a bulb-type LED lamp that replaces an incandescent bulb.
1 LEDランプ
3 バルブ
5 ケース
7 口金
9 支持部材(棒状部材)
11 LEDモジュール
13 回路ユニット
15 伝熱板
1
11
Claims (5)
前記グローブは、端部側にある開口を塞ぐ蓋部材とで容器を構成し、当該容器内に空気よりも高い熱伝導率を有する流体が封入されており、
前記支持部材は、複数本の棒状部材から構成され、
1本以上の前記棒状部材が前記容器から外部へと導出されて、その導出先端部が前記ケース又は口金の少なくとも一方に熱的に接合されている
ことを特徴とするランプ。A light-emitting element as a light source is supported by a support member inside the globe, and a case in which a base is attached is attached to the end side of the globe,
The glove constitutes a container with a lid member that closes the opening on the end side, and a fluid having a higher thermal conductivity than air is enclosed in the container,
The support member is composed of a plurality of rod-shaped members,
One or more said rod-shaped members are derived | led-out from the said container to the exterior, The leading-end | tip part is thermally joined to at least one of the said case or a nozzle | cap | die.
ことを特徴とする請求項1に記載のランプ。The lamp according to claim 1, wherein the rod-shaped member is made of a metal material.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のランプ。The lamp according to claim 1 or 2, wherein the fluid having a higher thermal conductivity than air is helium gas.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のランプ。The said cover member consists of glass materials, and the junction part with the said cover member in the said rod-shaped member consists of dimet materials. The lamp | ramp of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
前記ランプは、請求項1〜4のいずれか1項に記載のランプである
ことを特徴とする照明装置。In an illuminating device comprising a lamp and a lighting fixture that is lit by mounting the lamp,
The said lamp | ramp is a lamp | ramp of any one of Claims 1-4. The illuminating device characterized by the above-mentioned.
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