JPWO2015145827A1 - 照明装置 - Google Patents

Abstract

一つの実施形態によれば、照明装置は、一端に開口を有し内部が空洞のグローブと、前記グローブ内に収容され少なくとも１つのＬＥＤを有した光源と、前記グローブ内で前記光源を支持した柱状部と、前記柱状部に直接的または他の部材を介して間接的に接続された口金コネクタと、前記口金コネクタに取り付けられ、前記光源に電気的に接続された口金と、を備える。前記グローブの内面と前記柱状部の側面との間には、熱伝導層が設けられている。

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

一般に、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）を用いた照明装置は、光を発生するＬＥＤを基台の一つの面に配置し、ＬＥＤを覆うようにして球状のグローブを設けて、ＬＥＤからの光を外部に拡散および射出している。このような照明装置では、ＬＥＤからの熱を基台に伝熱し、外気に接している基台の他の表面（放熱面）から外部へと放熱している。

ＬＥＤを用いた照明装置では、一般のフィラメント等を用いた照明装置（例えば白熱電球等）と同程度の、配光角（すなわちＬＥＤが発する光の広がりの程度を示す尺度）と、全光束（すなわちＬＥＤが発する光の明るさの程度を示す尺度）と、透明感（すなわち照明装置の光を透過する面の割合を示す尺度）と、白熱電球のような光源の位置の実現とが求められている。なお、白熱電球は、フィラメントが位置するグローブの中心から光が射出され、光源の位置はグローブの中心となる。

ＬＥＤを用いた照明装置において、配光角を増加させるためには、光が最終的に射出されるグローブの外表面の面積を増加させるとともに、ＬＥＤの発光面から前方に照射される光を、できるだけ全方位に向けて射出されるように配光制御する必要がある。

また、全光束を増加させるためには、より高出力のＬＥＤを用いることが必要となるので、ＬＥＤからの発熱量が増加する。ＬＥＤが発する熱は、ＬＥＤ素子自体や、電源回路等の回路基板等に影響を与え、これらＬＥＤ素子や回路基板等の性能に劣化が生じる場合がある。このため、照明装置の放熱性能を向上させるためには、基台の放熱面の面積を増加させることが望ましい。

また、透明感を向上させるためには、照明装置の外表面におけるグローブ表面の割合を増加させるとともに、グローブ内部に配置される不透明部材の表面積を縮小させる必要がある。光源をグローブ中心に配置するためには、光源から発生する熱をグローブおよび口金に効果的に伝熱させるとともに、グローブ中心からの光を不透明部材によって遮らない構成が望ましい。

特開２０１２−２１２６８２号公報

本実施形態は、放熱性の向上を図ることができる照明装置を提供する。

実施形態によれば、照明装置は、一端に開口を有し内部が空洞のグローブと、前記グローブ内に収容され少なくとも１つのＬＥＤを有した光源と、前記グローブ内で前記光源を支持した柱状部と、前記柱状部に直接的または他の部材を介して間接的に接続された口金コネクタと、前記口金コネクタに取り付けられ、前記光源に電気的に接続された口金とを備える。前記グローブの内面と前記柱状部の側面との間には、熱伝導層が設けられている。

第１実施形態に係る照明装置を示す正面図。 図１に示された照明装置のＦ２−Ｆ２線に沿う断面図。 図１に示された照明装置のＦ２−Ｆ２線に沿う断面図。 図１に示された照明装置の内部に生じる対流を示す断面図。 図１に示された照明装置の変形例を示す断面図。 図１に示された照明装置の放熱経路を模式的に示す断面図。 図１に示された照明装置の放熱経路を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図８に示された照明装置の合成樹脂の注入方法の一例を示す断面図。 図８に示された照明装置の第１変形例を示す断面図。 図８に示された照明装置の第２変形例を示す断面図。 図８に示された照明装置の第３変形例を示す断面図。 図８に示された熱伝導層の形成方法の一例を示す断面図。 図８に示された熱伝導層の形成方法の別の一例を示す断面図。 第３実施形態に係る照明装置の組立方法を示す断面図。 図１５に示された照明装置を示す断面図。 図１５に示された照明装置のフィンのＦ１７−Ｆ１７線に沿う断面図。 図１５に示された照明装置の変形例を示す断面図。 第４実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図１９に示された照明装置の変形例を示す断面図。 第５実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図２１に示された熱伝導部材のＦ２２−Ｆ２２線に沿う断面図。 図２１に示された照明装置の変形例を示す断面図。 第６実施形態に係る照明装置を示す断面図。 図２４に示されたレンズを拡大して示す断面図。 層の厚さをｄ、光の波長をλとしたときのｄ／λと反射率の間係を示す図。

以下、図面を参照して実施形態について説明する。
本明細書では、いくつかの要素に複数の表現の例を付している。なおこれら表現の例はあくまで例示であり、上記要素が他の表現で表現されることを否定するものではない。また、複数の表現が付されていない要素についても、別の表現で表現されてもよい。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る照明装置１００の外形を示す。図２及び図３は、図１に示された照明装置１００のＦ２−Ｆ２線に沿う断面をそれぞれ示し、図２は熱伝導層８０の厚さを、図３は配光角と部品配置の関係を示す。

本実施形態で説明される照明装置１００は、例えば室内の天井等に設けられたソケットに装着されて使用されるＬＥＤランプである。本実施形態の照明装置１００は、光の広がり方および光り方を白熱電球に近付けた、いわゆるレトロフィットのＬＥＤランプである。なお、照明装置１００の構成は、上記に限らず、種々の照明装置（発光装置）に広く適用可能である。

図１に示すように、本実施形態の照明装置１００は、グローブ１０と、口金６０と、を備えている。グローブ１０は、例えば白熱電球の外形に類似した球状の外形を有し、例えばポリカーボネイトやアクリルのような透明または半透明な合成樹脂材料、あるいはフロストガラスやクリアガラスで形成されている。グローブ１０は、該グローブ１０に内包される光源４０（後述）から射出された光を、その表面から外部に射出する。

口金６０は、照明装置１００を、図示しないソケットに対して例えば螺合等により固定する際に、電気的かつ機械的な接続部分となる。なお本実施形態においては、照明装置１００は、中心軸Ｃに対して略対称形状を有する。

図１に示すように、中心軸Ｃを重力方向に一致させて照明装置１００をソケットに装着する状態では、口金６０が上側に位置し、グローブ１０が下側に位置する。室内の電源等により図示しないソケットに対して給電されると、グローブ１０内に設けられた光源４０から光が射出し、グローブ１０の表面を通して外部に射出され、照明装置１００は照明として機能する。

図２に示すように、グローブ１０は、内部が空洞である。グローブ１０は、球面状の頂部１０ａを有するとともに、この頂部１０ａとは反対側の一端（端部１０ｂ）に開口１１を有する。開口１１の直径（内径）は、口金６０の開口の直径に相当する。

グローブ１０は、端部１０ｂ（開口１１）から光源４０の光軸方向ＯＤに沿って頂部１０ａに向いて進むに従い、中心軸Ｃに垂直な断面におけるグローブ１０の外表面の周長（以下、外周長）が次第に増加する拡径部１２ａと、グローブ１０の外周長が最大となる最大外径部１２ｂと、頂部１０ａに向いて進むに従い外周長が次第に縮小する縮径部１２ｃとを有する。ここで、光源４０の光軸方向ＯＤは、グローブ１０の端部１０ｂ（開口１１）から頂部１０ａに向かう方向であり、照明装置１００の中心軸Ｃと略一致する。

図２に示すように、本実施形態の照明装置１００は、更に、グローブ１０の内部に設けられた板状のベース２０と、このベース２０上に配置された基板４１と、基板４１上に設けられた光源４０と、光源４０に電気的に接続された配線９０と、光源４０の発光面側に配置され、光の透過性を有する導光柱３０と、ベース２０に隣接して設けられ、導光柱３０を固定するレンズコネクタ５１と、ベース２０を支持する支柱２１と、支柱２１に接続され、グローブ１０を支持するグローブコネクタ２２と、支柱２１に接続され、支柱２１を口金６０に繋ぐ口金コネクタ２３と、を備えている。なお、口金コネクタ２３は、支柱２１に代えて、または支柱２１に加えて、グローブコネクタ２２に接続され、グローブコネクタ２２を口金６０に繋いでもよい。

ベース２０は、支柱２１に取り付けられ、光源４０を支持する。ベース２０は、基板４１が配置される平板形状を有する部材であり、光源４０が発する熱を内部で伝導し、支柱２１に伝える。ベース２０は、光源４０側となる第１面２０ａ（例えば下面）と、該第１面２０ａとは反対側に位置した第２面２０ｂ（例えば上面）とを有する。ベース２０の材質としては、例えばアルミニウム合金や銅合金などの熱伝導性に優れる材料が用いられる。

ベース２０は、例えば図２に示すように、略円盤形状でもよいし、多角形状でもよい。ベース２０の一部には、例えば、レンズコネクタ５１および支柱２１に接続されるためのねじ穴、ねじ切り、もしくは孔が設けられている。

また、ベース２０は、第２面２０ｂから第１面２０ａに配線９０を通すための貫通孔２０ｃが設けられている。なお、ベース２０に貫通孔２０ｃを設ける代わりに支柱２１の側面２１ａに穴２０ｄ、及び、レンズコネクタ５１や基板コネクタ５０に図示しない穴を設け、穴２０ｄを含むそれらの穴に配線９０を通すことで、配線９０をベース２０の第１面２０ａ側に到達させてもよい。

ベース２０の第１面２０ａと導光柱３０との間には、例えば基板コネクタ５０（基板保持部）が設けられている。基板コネクタ５０は、例えば基板４１を囲む円環状に形成されるとともに、ベース２０と導光柱３０との間に挟まれて、ベース２０と導光柱３０との間に基板４１および光源４０が収容される空間を形成している。なお、基板コネクタ５０については詳しく後述する。なお、支柱２１は口金６０から光源４０まで貫通させず、ベース２０の第２面２０ｂと接するための面を設けても良い。この場合、支柱２１とベース２０との間の熱抵抗は低減する。また、支柱２１とベース２０を一体で形成してもよい。この場合は、支柱２１とベース２０との間の熱抵抗をさらに低減できる。

図３に示すように、一つの観点では、ベース２０の外周長は、光源４０、基板４１、及び、基板コネクタ５０の外周長以上、かつ、導光柱３０の散乱体３１（後述）の原点Ｐ（基点）から照射される光の配光に沿う線７０に収まる範囲の中で、グローブ１０の開口１１の内面の周長に極力近づけたものが好ましい。このような構成によれば、ベース２０の表面積が大きくなり、支柱２１に対する接触熱抵抗が減少することで、照明装置１００の放熱性が向上する。なお、照明装置１００の放熱性が満たされる範囲、言い換えれば、光源４０と支柱２１が内包する電源回路の発熱量に対して、光源４０、電源回路の耐熱温度を超えない範囲であれば、ベース２０の外周長を、光源４０、基板４１、及び、基板コネクタ５０の外周長に極力近づけるのが望ましい。この場合は、照明装置１００の透明感が向上する。

なお本実施形態では「散乱体の原点」は、例えば散乱体３１の口金６０側の端部に設定される。「光の配光に沿う線７０に収まる範囲」とは、光軸方向ＯＤと光線方向との成す角の２倍を配光角とし、この配光角で規定される光線（線７０に沿う光）を阻害しない範囲、つまり線７０よりも中心軸Ｃの近くに位置することを意味する。たとえば、白熱電球の場合、配光角は２７０°以上となることが一般的であり、本実施例も同程度であることが望ましいが、この限りではない。

次に、支柱２１、グローブコネクタ２２、および口金コネクタ２３について詳しく説明する。

図２に示すように、支柱２１は、例えば略円筒状に形成され、内部に空洞を有する。支柱２１は、グローブ１０の開口１１と光源４０との間に位置する。支柱２１は、グローブ１０内で光源４０を支持するとともに、光源４０に熱的に接続されている。本実施形態では、支柱２１は、中心軸Ｃと略平行に延びた側面２１ａと、中心軸Ｃを例えば垂直に横切る端面２１ｂとを有する。支柱２１の端面２１ｂは、ベース２０の第２面２０ｂに接しており、ベース２０を支持している。

これにより、支柱２１は、ベース２０および基板４１を介して光源４０を支持するとともに光源４０に熱的に接続されている。支柱２１の材料としては、例えばアルミニウム合金や銅合金などの熱伝導性に優れる材料が用いられる。支柱２１は、光源４０が発する熱を内部で伝導するとともに、一部の熱をグローブ１０および口金６０に伝える。

一つの観点では、支柱２１の外周長は、光源４０、基板４１、及び、基板コネクタ５０の外周長以上、かつ、導光柱３０の散乱体３１の原点Ｐから照射される光の配光に沿う線７０に収まる範囲の中で、グローブ１０の開口１１の内面の周長に極力近付けたものが好ましい。このような構成によれば、支柱２１の表面積が大きくなり、グローブ１０への熱抵抗が減少することで、照明装置１００の放熱性が向上する。なお、照明装置１００の放熱性が満たされる範囲、言い換えれば、光源４０と支柱２１が内包する電源回路の発熱量に対して、光源４０、電源回路の耐熱温度を超えない範囲であれば、支柱２１の外周長を、光源４０、基板４１、及び、基板コネクタ５０の外周長に極力近づけるのが望ましい。この場合は、照明装置１００の透明感が向上する。

支柱２１の外周長は、中心軸Ｃに沿って進むに従い変化しても良い。この場合、支柱２１の外周長は、光の配光に沿う線７０に収まる範囲に設定される。なお、支柱２１の外周長とは、支柱２１の中心軸に垂直な断面における周長を意味する。

支柱２１の内部は、例えば空気が満たされているが、空気以外の気体、例えばヘリウム等を封入してもよく、または、加圧した気体を封入してもよい。また支柱２１の内部には、液体である水、シリコングリス、フロロカーボンなどを封入してもよい。また支柱２１の内部には、合成樹脂（高分子化合物）である、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ＰＢＴ(Polybutylene terephthalate)、ポリカーボネイト、ＰＥＥＫ(Polyetheretherketone)、などのプラスチックや、シリコーンゴム、ウレタンゴムなどのエストラマーなどを封入してもよく、また、アルミ、銅などの金属や、ガラスなどを封入してもよい。空気よりも熱伝導性が高まることにより、伝熱が促進される。電気絶縁性の高い素材を用いれば、電源回路を電気的に絶縁することができる。また、支柱２１の内部には、ヒートパイプを挿入し、さらに伝熱を促進してもよい。

支柱２１の表面には、表面処理により形成したアルマイトや塗装など、熱輻射性の高い輻射層を設けてもよい。輻射層に白色塗装など可視光の吸収性が低い材料を用いれば、支柱２１の表面での光の損失を小さくすることができる。支柱２１の表面は、研磨、塗装、金属蒸着などにより光沢面としてもよい。この場合は、輻射が抑制されるが、グローブコネクタ２２の表面での光の損失を小さくすることができる。なお、以下では、支柱２１の中空側の面を内面、この内面とは反対の面を外面（表面）と呼ぶ。

図２に示すように、支柱２１の側面２１ａは、中心軸Ｃを横切る方向（例えば水平方向）でグローブ１０の内面１３に面する。支柱２１の側面２１ａは、例えばグローブ１０の拡径部１２ａの内面１３ａに面する。

グローブコネクタ２２（グローブ保持部、フランジ）は、グローブ１０の端部１０ｂに取り付けられ、グローブ１０と支柱２１とを固定する。グローブコネクタ２２は、例えばグローブ１０の端部１０ｂに接する部分と、支柱２１の側面２１ａに接する部分とを有する。グローブコネクタ２２の材質としては、例えばアルミニウム合金や銅合金などの熱伝導性に優れる材料が用いられる。光源４０で発生した熱の一部は、支柱２１を経由してグローブコネクタ２２に伝わり、グローブ１０に伝えられる。

詳しく述べると、グローブコネクタ２２は、例えば図２に示すように、略円筒形状を有する。グローブコネクタ２２は、支柱２１と一体に形成されてもよく、あるいは支柱２１に接続されるためのねじ穴、ねじ切り、もしくは孔が設けられてもよい。また、グローブコネクタ２２は、グローブ１０への接触面積を大きくするための凸部または凹部などを含む熱接続部１５を有してもよい。

グローブコネクタ２２とグローブ１０との接続には、例えば耐熱性を有する接着剤が用いられる。あるいは、グローブ１０の開口１１をねじ形状とし、グローブコネクタ２２と螺合させてもよい。もしくは、グローブ１０は、グローブコネクタ２２を用いずに、口金６０に直接螺合や接着などの手段により接続させてもよい。グローブ１０を口金６０に直接接続する場合には、口金コネクタ２３は、グローブ１０の内側に螺合や接着などの手段により接続される。換言すれば、口金コネクタ２３は、直接的または他の部材を介して間接的に支柱２１（柱状部２６）に接続される。なおここで言う「他の部材」の一例は、グローブコネクタ２２であるが、これに限らず、グローブ１０やその他の部材でもよい。

なお、グローブコネクタ２２の空気に接する面には、表面処理により形成したアルマイトや塗装など、熱輻射性の高い輻射層を設けてもよい。輻射層に白色塗装など可視光の吸収性が低い材料を用いれば、グローブコネクタ２２の表面での光の損失を小さくすることができる。グローブコネクタ２２の表面は、研磨、塗装、金属蒸着などにより光沢面としてもよい。この場合は、輻射が抑制されるが、グローブコネクタ２２の表面での光の損失を小さくすることができる。

口金コネクタ２３（口金保持部）は、支柱２１またはグローブコネクタ２２のいずれかに接続されている。口金コネクタ２３は、例えば口金６０と螺合可能な部材であり、光源４０が発する熱を内部で伝導し、口金６０に伝える。口金コネクタ２３は、例えば図２に示すような円筒形状を有するとともに、両端に開口２３ａを有する。つまり、口金コネクタ２３は、支柱２１と接続する面に開口２３ａを有する。

口金コネクタ２３の一部には、例えば支柱２１、グローブコネクタ２２、および口金６０の少なくとも一つに接続されるためのねじ穴、ねじ切り、もしくは孔が設けられる。なお、口金コネクタ２３の材料としては、例えばセラミックスや金属材料（例えばアルミニウム合金、銅合金）等の熱伝導性に優れる材料が用いられる。口金６０は、口金コネクタ２３に取り付けられる。口金６０は、例えば配線９０を介して光源４０に電気的に接続される。

なお、口金６０と他の部品間を電気的に絶縁する必要がある場合には、口金６０と口金コネクタ２３との間、もしくは、口金コネクタ２３と支柱２１との間に電気伝導率の低い素材を挿入してもよいし、口金コネクタ２３自体に樹脂等の電気伝導率の低い材質を用いてもよい。以下では、口金コネクタ２３のグローブコネクタ２２側の面を下面、口金６０と螺合する面を側面と定義する。

次に、基板コネクタ５０、導光柱３０、レンズコネクタ５１、および光源４０について詳しく説明する。

基板コネクタ５０は、基板４１をベース２０に固定するための部材である。また、基板コネクタ５０は、導光柱３０を基板４１またはベース２０に固定するためにも用いることができる。基板コネクタ５０は、例えば図２に示すように略円盤形状を有する。基板コネクタ５０の一部には、基板４１をベース２０に押し付けるための凸部（支持部）が設けられていても良い。この凸部は、光源４０の発光面、および基板４１上の電極部を避けて設けられる。

基板コネクタ５０は、ベース２０に接続されるためのねじ穴、ねじ切り、もしくは孔が設けられても良い。基板コネクタ５０の材料としては、ポリカーボネイト等の、強度および耐熱性に優れるプラスチックや、セラミックスや、金属材料（例えばアルミニウム合金、銅合金）等の熱伝導性に優れる材料が用いられる。

基板コネクタ５０と、光源４０、及び、基板４１間を電気的に絶縁する必要がある場合には、基板コネクタ５０と基板４１間との間に電気伝導率の低い素材を挿入してもよいし、基板コネクタ５０自体にプラスチックやセラミックなどの電気伝導率の低い材質を用いてもよい。

基板コネクタ５０は、導光柱３０を固定するとき、基板４１および光源４０周辺のスペーサの役割を果たす。また、導光柱３０が樹脂製、ベース２０が金属製であるとき、樹脂製の基板コネクタ５０を、ねじによりベース２０に固定し、導光柱３０と基板コネクタ５０を接着剤により接着すれば、同種の材料間は接着、異種材料間はねじ止めになるため、確実な接合が可能となる。

なお、導光柱３０に直接ねじ穴を設け、ベース２０とねじにより螺合することも可能である。しかしこの場合は、ねじ穴およびねじによる、光の反射あるいは吸収が発生し、導光柱３０による配光制御が困難となる場合がある。基板コネクタ５０には、導光柱３０の端面の凸部（または凹部）に一致する凹部（または凸部）を設けても良い。この場合は、基板コネクタ５０とレンズコネクタ５１に挟まれることで導光柱３０は固定されることになる。このように、基板コネクタ５０を用いることにより、確実な固定、および容易な配光制御を実現することができる。以下では、基板コネクタ５０の光源４０側の面を下面、この下面とは反対の面を上面と定義する。

導光柱３０は、「導光部材」の一例である。導光柱３０は、例えば基部３０ａと、該基部３０ａとは別体として形成された先端部３０ｂとを含む複数のパーツで構成され、両者を接合することで内部に空洞が形成される。この空洞には、例えば散乱体３１が挿入される。散乱体３１は、例えば、粒径が１μｍ〜１０μｍ程度の酸化チタンの粉末を透明レジンで封止したものを球状に丸めた構造を有する。あるいは、散乱体３１として、上記空洞の内面をサンドブラストで粗らしても良いし、塗装してもよい。すなわち散乱体３１は、所定の処理が施された空洞の内面（散乱面）で形成されてもよい。

光源４０から導光柱３０に入射した光は、空洞部で散乱されることで外部に射出される。導光柱３０を用いることで、光源４０から離れた位置から、外部に光を射出することができ、外観がより白熱電球に近づく。なお、先端部３０ｂを用いずに、基部３０ａのみで導光柱３０を構成してもよい。この場合は、例えば基部３０ａに設けられた凹部によって散乱体３１（散乱面）が形成されてもよい。導光柱３０の端面には、レンズコネクタ５１および基板コネクタ５０によって固定されるための凸部を設けても良い。

例えば、導光柱３０の配光の中心点Ｏを、グローブ１０の中心に一致するように設ければ、光源４０からの光は、中心点Ｏすなわちグローブ１０の中心から射出されるようになる。導光柱３０の最大直径は、グローブ１０の開口１１の直径以下とする。これにより、グローブ１０の内部へ、導光柱３０の挿入が可能となる。導光柱３０の材質としては、光の透過性の高い、アクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンポリマー、ガラス等を用いることが好ましい。

レンズコネクタ５１（カバー、保持カバー）は、支柱２１の先端部に取り付けられ、導光柱３０（導光部材）を固定する。詳しく述べると、レンズコネクタ５１は、光源４０と導光柱３０との隙間から放出される漏れ光を防ぐとともに、導光柱３０をベース２０に固定し、支柱２１と同様に光源４０の熱をグローブ１０へと放熱するための部材である。レンズコネクタ５１は、例えば図２に示すように略円筒状に形成されている。

詳しく述べると、支柱２１の端部は、例えばレンズコネクタ５１の肉厚だけ外径が小さくなった取付部２１ｃを有する。レンズコネクタ５１は、支柱２１の取付部２１ｃに取り付けられ、支柱２１に支持される。これにより、レンズコネクタ５１は、例えば支柱２１の側面２１ａに連続する側面５１ａを有する。レンズコネクタ５１の側面５１ａは、中心軸Ｃを横切る方向（例えば水平方向）でグローブ１０の内面１３に面する。レンズコネクタ５１の側面５１ａは、例えばグローブ１０の拡径部１２ａの内面１３ａに面する。

換言すると、照明装置１００は、支柱２１とレンズコネクタ５１とによって構成された柱状部２６（全支柱、支持部、光源支持部）を有する。柱状部２６は、グローブ１０の内部に挿入され、中心軸Ｃに沿って延びている。柱状部２６の外形は、角柱でも円柱でもよいし、中心軸Ｃに沿って進むに従い変化しても良い。この場合、柱状部２６の外周長は、光の配光に沿う線７０に収まる範囲に設定される。なお、柱状部２６の外周長とは、柱状部２６の中心軸に垂直な断面における周長を意味する。柱状部２６の側面２６ａは、支柱２１の側面２１ａとレンズコネクタ５１の側面５１ａとを含む。

一方で、レンズコネクタ５１は、導光柱３０が通される開口５１ｂを有する。導光柱３０は、レンズコネクタ５１の開口５１ｂに通されて、レンズコネクタ５１の内部から外部に突出している。

レンズコネクタ５１には、支柱２１もしくは基板コネクタ５０に接続されるためのねじ穴、ねじ切り、もしくは孔が設けられてもよい。また、レンズコネクタ５１の一部には、導光柱３０の端面の凸部（または凹部）に一致する凹部（または凸部）を設けても良い。この場合は、基板コネクタ５０とレンズコネクタ５１に挟まれることで導光柱３０は固定されることになる。

レンズコネクタ５１には、漏れ光を透過させないための不透明な材質、もしくは、不透明な塗装を施した部材が用いられる。レンズコネクタ５１の材質としては、例えばポリカーボネイト等の、強度および耐熱性に優れる合成樹脂や、アルミニウム合金や銅合金などの熱伝導性に優れる材料が用いられる。なお、レンズコネクタ５１の外面および内面には図示しない輻射層を設けても良い。輻射層は、表面処理により形成したアルマイトや、塗装などにより形成される。輻射層に白色塗装など可視光の吸収性が低い材料を用いれば、レンズコネクタ５１の表面での光の損失を小さくすることができる。レンズコネクタ５１の外面および内面は、研磨、塗装、金属蒸着などにより光沢面としてもよい。この場合は、輻射が抑制されるが、レンズコネクタ５１表面での光の損失を小さくすることができる。

光源４０は、板状の基板４１の一方の面にＬＥＤ等の発光素子４０ａが１つまたは複数実装された部品であり、例えば白色光等の可視光を発生する。一例としては、波長４５０ｎｍの青紫色光を発生する発光素子４０ａを用いる場合、この発光素子４０ａを、青紫色光を吸収して波長５６０ｎｍ近傍の黄色光を発生する蛍光体を含む樹脂材等で覆うことにより、光源４０は白色光を発生する。

基板４１が金属等の電気伝導性の高い材料からなる場合には、光源４０が設けられている面とは逆の面を、電気絶縁性を有しかつ熱伝導性に優れるシートを介してベース２０の表面に接するように設けられることが好ましい。これは、後述するように、光源４０が発する熱をベース２０に伝えるためには、光源４０とベース２０との間の接触熱抵抗は小さいほど好ましく、また、光源４０とベース２０とは、電気的に絶縁関係であることが好ましいためである。なお、基板４１が、セラミックス等の電気伝導性の低い素材の場合には、前記絶縁シートは必ずしも必要ではない。

図４は、図１に示された照明装置１００の内部に生じる対流を示す。図４の流線７１に示すように、導光柱３０の近傍の空気は、導光柱３０からの放熱により密度が小さくなり、重力の方向と逆方向に流れる。また、グローブ１０近傍の空気は、低温のグローブ１０に吸熱され、密度が大きくなり、重力に対して順方向（同じ方向）に流れる。この循環流による支柱２１からの放熱、グローブ１０への放熱のサイクルにより、効率的に光源４０を冷却することができる。

口金６０、口金コネクタ２３、または支柱２１の内部には、光源４０に対して電力を供給する電源回路を備えていてもよい。電源回路は、交流電圧（例えば、１００Ｖ）を受けて、直流電圧に変換した後に、配線９０を通じて光源４０に対してこの直流電圧を印加する。その場合、外部電源を用いずに光源４０に電力を供給することができる。また口金６０、口金コネクタ２３、または支柱２１の内部には、電源回路以外にも、任意の組み合わせで任意のデバイスを配置してよい。例えば、調色回路、調光回路、無線回路、一次電池、二次電池、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、加速度センサ、ＧＰＳ、ガイガーカウンター、換気扇、加湿器、除湿器、空気清浄器、消火剤、除菌剤、消臭剤、芳香剤、虫避け剤、アンテナ、ＣＰＵ、メモリ、モーター、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、太陽電池などを含めることができる。

（熱伝導層の説明）
次に、熱伝導層８０について詳しく説明する。
図２に示すように、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間には、気体、液体、合成樹脂、ガラス、または金属などの少なくとも一つによって形成される熱伝導層８０が設けられる。熱伝導層８０は、グローブ１０の内面１３と支柱２１の側面２１ａとの間にのみ設けられてもよいし、これに加えてグローブ１０の内面１３とレンズコネクタ５１の側面５１ａとの間に設けられてもよい。熱伝導層８０は、柱状部２６からグローブ１０への放熱を促進する。

詳しく述べると、熱伝導層８０は、グローブ１０の内面１３において端部１０ｂ（開口１１）に隣接した領域と、柱状部２６の側面２６ａとの間に設けられる。本実施形態では、熱伝導層８０は、例えばグローブ１０の拡径部１２ａの内面１３ａと柱状部２６の側面２６ａとの間に設けられる。

熱伝導層８０は、例えば光軸方向ＯＤに沿って所定の長さに亘って設けられる。本実施形態では、支柱２１の長手方向は、光源４０の光軸方向ＯＤに沿う。熱伝導層８０は、例えば支柱２１の長さの略半分以上（または柱状部２６の長さの略半分以上）に亘って設けられている。

本実施形態では、熱伝導層８０は、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａの間に位置した気体（例えば空気）で形成されている。すなわち、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の隙間ｇを所定値よりも小さく（狭く）することで、気体の粘性が支配的になる状態を実現し、これにより、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の、実質的に動かない気体の層を熱伝導層８０として機能させる。なお、熱伝導層８０を形成する気体は、空気に限らず、例えばヘリウムのような熱伝導性が高い気体でもよい。また、熱伝導層８０を含むグローブ１０内に、気体に限らず、水、シリコングリス、フロロカーボンなどを封入しても良い。

具体的には、熱伝導層８０の厚さ（つまり、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の隙間ｇの厚さ）をｄ、柱状部２６の熱伝導層８０に接する部分の長さをｌ、前記気体の体積膨張率をβ、柱状部２６の側面２６ａの温度をＴｐ、グローブ１０の熱伝導層８０に接する部分の内面１３の温度をＴｇ、前記気体の動粘性係数をνとすると、次の式（１）を満たすように各種の寸法等が設定される。

また、ここでのグラスホフ数Ｇｒ_ｌは、次の式（２）で表される。

なお、柱状部２６の側面２６ａに後述する拡散シート９８のような部材が取り付けられる場合は、上記「柱状部」、「柱状部の側面」は、この「部材」、「部材の表面」と読み替えてもよい。また、グローブ１０の内面に拡散シート９８のような部材が取り付けられる場合は、「グローブ１０」、「グローブ１０の内面」は、この「部材」、「部材の表面（内面）」と読み替えてもよい。

このとき、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の気体による伝熱は、熱伝導が支配的になり、熱抵抗は減少し、伝熱が促進される。また、対流によらない伝熱になるため、電球の方向変化による放熱性能への影響を抑制することが可能になる。

ここで、上記式（１）の導出過程について述べると、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に位置した気体は、密閉鉛直平行平板間の流体層とみなすことができる。この場合、代表長さをｌ、流体層厚さをｄとすると、次の式（３）を満たす場合に熱伝導が支配的になることが知られている。

この式（３）の両辺にｌ^３／ｄ^３を掛けることでグラスホフ数をｌで纏め、式の左辺にｄを持ってくることで上記式（１）が導出される。

なお、本実施形態のように、熱伝導層８０の厚さｄが光軸方向ＯＤにおいて変化する場合は、熱伝導層８０の最大厚さｄ_ｍａｘが上記式（１）を満たせばよい。

本実施形態では、柱状部２６の外径を太くするとともに、例えばグローブ１０の厚さｔを厚くすることで、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の隙間ｇが上記式（１）を満たすように形成している。なお、グローブ１０の厚さｔとは、グローブ１０の外部に露出された外面１７と、グローブ１０の内部に露出された内面１３との間の厚さ（肉厚）である。

一方で、熱伝導層８０の厚さｄは、例えば光源４０が射出する光の波長λよりも大きくなるように設定される。すなわち、熱伝導層８０の厚さｄは、次の式（４）を満たすように設定される。

ここで、図２６は、グローブ１０をアクリルとし、支柱２１（柱状部２６）をアルミとした場合において、グローブ１０内を入射角４５°で全反射する場合の、ｄ／λと反射率の関係を示した図である。この図２６によれば、ｄ／λ＞１、すなわちｄ＞λの場合、反射率は１００％に近く、一方、ｄ／λ＜１、すなわちｄ＜λの場合には、柱状部２６により光が吸収されて、ｄ＝０に近づくにつれ反射率は低減してしまうことがわかる。

したがって、図１の照明装置１００では、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に光の波長以上の間隔ｄの隙間ｇを設けることで、グローブ１０内を伝わる光の反射率を１００％に近くすることができる。すなわち、グローブ１０内を伝わる光のほとんどを照明光として外面から取り出すことができ、支柱２１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。これは、つまり、エバネッセント波によって光が柱状部２６に伝搬するのを防ぎ、それによりロスを低減できることを意味する。このとき、柱状部２６が照明装置１００の外部から目立たなくなり、外観の見栄えも向上する。

なお本実施形態のように、熱伝導層８０の厚さｄが光軸方向ＯＤにおいて変化する場合は、熱伝導層８０の最小厚さｄ_ｍｉｎが上記式（４）を満たせばよい。

次に、より広配光を得るための条件について図３を参照して説明する。光源４０から照射された光は、導光柱３０を介して照明装置１００の周囲に照射される。このとき、導光柱３０からの光の配光角の原点をＰとする。また、導光柱３０の原点Ｐから照射される光の配光角の１／２を角度θ_ａで表す。導光柱３０の原点Ｐを通り鉛直下方に延びる照明装置の中心軸Ｃに垂直な平面において、中心軸Ｃから、口金６０、口金コネクタ２３、グローブコネクタ２２、支柱２１、ベース２０、レンズコネクタ５１、及び、その他の光学的に不透明な部品それぞれの端部までの距離をｒ_ｍとし、導光柱３０の原点Ｐを通り中心軸Ｃに垂直な平面から、上記端部までの距離をｌ_ｍとし、光源４０の導光柱３０に対向する面（例えば端面）の縁までの中心軸Ｃからの最小距離をｒ_ｌとすると、距離ｒ_ｍが次の（５）式に示す範囲にあることが好ましい。

なお、光源４０の導光柱３０に対向する面の距離ｒ_ｌとは、中心軸Ｃと上記面との交点である上記面の原点から上記面の外周部までの最小距離を意味する。また、導光柱３０の原点Ｐを通り中心軸Ｃに垂直な平面から上記端部までの距離ｌ_ｍとは、上記端部から上記平面上の各点までの距離の最小値を意味する。なお、図３では配光角の原点Ｐを中心軸Ｃ上の散乱体３１の上端（基端）に配置したが、導光柱３０の任意の場所に配置してよい。なお、θ_ａは必要とされる配光角に応じて、例えば下方光度の２分の１の範囲とするなど、任意に設定して良い。なお、ここでは配光の対称軸を照明装置１００の中心軸Ｃと同一としたが、配光の対称軸は光源４０の発光面内のうち、どの点を通っても良い。

このように構成することで、照明装置１００は、導光柱３０相当の配光角を得ることが可能になり、発光効率も向上する。なお、図３においては、距離ｒ_ｍ、距離ｌ_ｍは、レンズコネクタ５１の端部を一例として対象にしている。

なお、図３に示す場合と異なり、柱状部２６は、中心軸Ｃと平行でなくても良い。図５に示すように、柱状部２６は、中心軸Ｃに対して傾斜した表面を有していても良いし、中心軸Ｃに対して湾曲していても良い。柱状部２６を湾曲もしくは傾斜させることで、柱状部２６の重量を削減できる。

次に、柱状部２６の好ましい外形形状（好ましい表面積）について説明する。
柱状部２６およびグローブ１０の表面は平滑とし、柱状部２６の表面積をＡ_ｉ、柱状部２６を表面積が等価な球に近似した場合の半径をｒ_ｉ、光源４０のジャンクション（発光素子中心部）が耐熱温度となる場合の前記半径ｒ_ｉをｒ_ｉｍｉｎとすると、表面積Ａ_ｉは次の式（６）を満たす。

ここで、照明装置１００全体の熱抵抗をＲ_ｂｕｌｂ（ｒ_ｉ）、光源４０の発熱量をＱ_ｌ、光源４０のジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_ｊｍａｘとすると、ｒ_ｉｍｉｎは次の式（７）を満たす。

ここで図６および図７は、照明装置１００の放熱経路をそれぞれ示し、図７は図６を簡略化したものである。図６および図７に示すように、光源４０のジャンクションから、熱伝導層８０でない気体（空気）に接する柱状部２６の第１面ｐ（第１領域）までの熱抵抗をＲ_ｌｐ、柱状部２６の第１面ｐから熱伝導層８０に接する柱状部２６の第２面ｑ（第２領域）までの熱抵抗をＲ_ｐｑ、柱状部２６の第２面ｑから口金６０とグローブコネクタ２２の外気に接する面ｃ（外面、外面領域）までの熱抵抗をＲ_ｑｃ、柱状部２６の第１面ｐから熱伝導層８０でない気体（空気）に接するグローブ１０の第１面ｇｔ（第１領域）までの熱抵抗をＲ_ｐｇｔ（ｒ_ｉ）、柱状部２６の第２面ｑから熱伝導層８０に接するグローブ１０の第２面ｇｂ（第２領域）までの熱抵抗をＲ_ｑｇｂ（ｒ_ｉ）、グローブ１０の第１面ｇｔから周囲環境への熱抵抗をＲ_ｇｔａ、グローブ１０の第２面ｇｂから周囲環境への熱抵抗をＲ_ｇｂａ、口金６０とグローブコネクタ２２の面ｃから周囲環境への熱抵抗をＲ_ｃａとすると、ｒ_ｉを含むＲ_ｂｕｌｂ（ｒ_ｉ）は次の式（８）を満たす。なお、グローブコネクタ２２が設けられていない照明装置１００の場合は、面ｃは、口金６０によって形成されてもよい。

ここで、Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３は、式（９）のとおりである。

ここで、柱状部２６の第１面ｐとグローブ１０の第１面ｇｔとの間の熱抵抗Ｒ_ｐｇｔについて考える。ｒ_ｉを含む熱抵抗Ｒ_ｐｇｔ（ｒ_ｉ）は、柱状部２６の第１面ｐとグローブ１０の第１面ｇｔとの間の対流による熱抵抗をＲ_ｐｇｔｃ（ｒ_ｉ）、柱状部２６の第１面ｐとグローブ１０の第１面ｇｔとの間の輻射による熱抵抗をＲ_ｐｇｔｒ（ｒ_ｉ）とすると、次の式（１０）を満たす。

すなわち、柱状部２６の第１面ｐとグローブ１０の第１面ｇｔとの間の熱抵抗Ｒ_ｐｇｔは、対流による熱抵抗Ｒ_ｐｇｔｃ（ｒ_ｉ）と、輻射による熱抵抗Ｒ_ｐｇｔｒ（ｒ_ｉ）とによって構成される。

そこでまず、対流による熱抵抗Ｒ_ｐｇｔｃ（ｒ_ｉ）について考える。
ここで、同心二重球面間の対流に関して、内球面の半径と温度をｒ_ｉ、Ｔ_ｉ、外球面の半径と温度をｒ₀、Ｔ₀、実効熱伝導率をｋ_ｅｆｆ、単位面積あたりの熱流量をｑとすると、式（１１）の関係が知られている。

本実施形態では、柱状部２６の第１面ｐとグローブ１０の第１面ｇｔとを同心二重球面と見做して近似する。すなわち本実施形態では、上記式（１１）を応用し、柱状部２６の第１面ｐの平均温度をＴ_ｐ、グローブ１０の第１面ｇｔの平均温度をＴ_ｇｔ、柱状部２６の面ｐを球体に近似した場合の等価半径をｒ_ｐ、グローブ１０の面ｇｔを球体に近似した場合の等価半径をｒ_ｇｔとすると、ｒ_ｉを含むＲ_ｐｇｔｃ（ｒ_ｉ）は次の式（１２）を満たす。

ここで、実効熱伝導率ｋ_ｅｆｆは、気体の熱伝導率をｋ、気体のプラントル数をＰｒ、気体のレイリー数をＲａ_ｓとすると、次の式（１３）から求めることができる。

さらに、レイリー数Ｒａ_ｓは、重力加速度をｇ、気体の体積弾性率をβ、気体の動粘性係数をν、気体の温度伝導率をαとすると、次の式（１４）から求めることができる。

また代表長さＬ_ｓは、次の式（１５）から求めることができる。

次に、上記輻射による熱抵抗Ｒ_ｐｇｔｒ（ｒ_ｉ）を考える。
ここで、２平面系における凸面とこれを囲む面との間の輻射に関して、上記凸面の面積、温度、平均輻射率をＡ_１、Ｔ_１、ε_１、上記囲む面の面積、温度、平均輻射率をＡ_２、Ｔ_２、ε_２、シュテファン＝ボルツマン定数をσ、熱流量をＱとすると、式（１６）の関係が知られている。

本実施形態では、柱状部２６の第１面ｐとグローブ１０の第１面ｇｔとを上記２平面系における凸面とこれを囲む面と見做して近似する。すなわち本実施形態では、上記式（１６）を応用し、支柱２１の面ｐの平均輻射率をε_ｐ、グローブ１０の面ｇｔの平均輻射率をε_ｇｔとすると、ｒ_ｉを含むＲ_ｐｇｔｒ（ｒ_ｉ）は次の式（１７）を満たす。

次に、柱状部２６の第２面ｑとグローブ１０の第２面ｇｂとの間の熱抵抗Ｒ_ｑｇｂについて考える。ｒ_ｉを含む熱抵抗Ｒ_ｑｇｂ（ｒ_ｉ）は、柱状部２６の第２面ｑとグローブ１０の第２面ｇｂとの間の熱伝導による熱抵抗をＲ_ｑｇｂｃ（ｒ_ｉ）、柱状部２６の第２面ｑとグローブ１０の第２面ｇｂとの間の輻射による熱抵抗をＲ_ｑｇｂｒ（ｒ_ｉ）とすると、次の式（１８）を満たす。

すなわち、柱状部２６の第２面ｑとグローブ１０の第２面ｇｂとの間の熱抵抗Ｒ_ｑｇｂは、熱伝導による熱抵抗Ｒ_ｑｇｂｃ（ｒ_ｉ）と、輻射による熱抵抗Ｒ_ｑｇｂｒ（ｒ_ｉ）とによって構成される。

そこでまず、熱伝導による熱抵抗Ｒ_ｐｇｂｃ（ｒ_ｉ）について考える。
ここで、同心二重円筒間の対流に関して、内円筒の半径をＲ_１、外円筒の半径をＲ_２、円筒の長さをＬ、熱伝導率をｋ、熱抵抗をＲとすると、式（１９）の関係が知られている。

本実施形態では、柱状部２６の第２面ｑとグローブ１０の第２面ｇｂとを同心二重円筒と見做して近似する。すなわち本実施形態では、上記式（１９）を応用し、柱状部２６の第２面ｑの平均温度をＴ_ｑ、グローブ１０の第２面ｇｂの平均温度をＴ_ｇｂ、柱状部２６の第２面ｑを円筒に近似した場合の等価半径をｒ_ｑ、グローブ１０の第２面ｇｂを円筒に近似した場合の等価半径をｒ_ｇｂ、柱状部２６の熱伝導層８０に接する部分の長さをｌ_ｑ、熱伝導層８０の熱伝導率をｋとすると、ｒ_ｉを含むＲ_ｑｇｂｃ（ｒ_ｉ）は次の式（２０）を満たす。

次に、上記輻射による熱抵抗Ｒ_ｑｇｂｒ（ｒ_ｉ）を考える。
ここで、２平面系における平行二平面間の輻射に関して、内面の温度と平均輻射率をＴ_１、ε_１、外面の温度と平均輻射率をＴ_２、ε_２、シュテファン＝ボルツマン定数をσ、単位面積あたりの熱流量をｑとすると、式（２１）の関係が知られている。

本実施形態では、柱状部２６の第２面ｑとグローブ１０の第２面ｇｂとを、上記２平面系における平行二平面と見做して近似する。すなわち本実施形態では、上記式（２１）を応用し、支柱２１の第２面ｑの平均輻射率をε_ｑ、グローブ１０の第２面ｇｂの平均輻射率をε_ｇｂとしたとき、ｒ_ｉを含むＲ_ｑｇｂｒ（ｒ_ｉ）は次の式（２２）を満たす。

本実施形態では、以上のようにして各放熱経路の熱抵抗を考慮し、上記式（６）を満たすように柱状部２６の表面積Ａ_ｉが設定される。

なお、柱状部２６の表面積Ａ_ｉは、次の式（２３）を満たすように設定されてもよい。

すなわち、式（２３）を満たす構成では、柱状部２６は、光源４０のジャンクションの耐熱温度を考慮した限界まで小さく設計され、外部からさらに目立たなくなる。すなわちこのような構成によれば、照明装置１００の見栄えをさらに向上させることができる。

なお、ここでは発熱体として光源４０のみを想定したが、光吸収によるグローブ１０や導光柱３０の発熱、電源回路などの支柱２１内部の部品による発熱も考慮してよい。

（機能の説明）
室内の天井等や灯具に設けられるソケットに照明装置１００の口金６０が装着された状態で、室内の電源等によりソケットに対して給電されると、口金６０、口金コネクタ２３、および支柱２１のいずれかに内包される電源回路、または外部電源を介して光源４０に定電流が供給される。これにより光源４０は光を照射する。

導光柱３０は、光源４０から発せられた光を、散乱体３１に到達するまで導光させる。散乱体３１に到達した光は、散乱体３１によって拡散され導光柱３０から外部に射出される。このように、導光と散乱体３１による拡散の２つの効果により、導光柱３０から最終的に射出される光束は、広配光となる。

光源４０は発光に伴い熱を発生する。この熱は、光源４０から基板４１に伝わる。続いて、基板４１内を伝熱してベース２０、および、基板コネクタ５０に伝わる。ベース２０に伝わった熱は、ベース２０内を通って支柱２１とレンズコネクタ５１によって構成される柱状部２６に伝わる。柱状部２６に伝わった熱は、一部が柱状部２６の側面２６ａの熱伝導層８０に接する部分から主に熱伝導によりグローブ１０に伝わり、他のグローブ１０内の流体に接する部分から対流・輻射によりグローブ１０に伝わり、他の一部は熱伝導によりグローブコネクタ２２、及び、口金コネクタ２３に伝わる。基板コネクタ５０に伝わった熱は、一部が導光柱３０に伝わり、他の一部はレンズコネクタ５１に伝わる。導光柱３０に伝わった熱は、表面からの対流・輻射によりグローブ１０に伝わる。グローブ１０へと伝わった熱は、対流・輻射により外部に放出される。

グローブコネクタ２２に伝わった熱は、一部がグローブ１０に伝わり、他の一部は対流・輻射により外部に放出される。そして、口金コネクタ２３に伝わった熱は、口金コネクタ２３を介して口金６０に伝わる。口金６０に伝わった熱は、図示しないソケットを介して外部に放出される。

この際、前述のように基板４１とベース２０との間、ベース２０と支柱２１との間、ベース２０と基板コネクタ５０との間、支柱２１とグローブコネクタ２２の間、グローブコネクタ２２とグローブ１０の間、グローブコネクタ２２と口金コネクタ２３との間、口金コネクタ２３と口金６０との間、基板コネクタ５０とレンズコネクタ５１の間、および、レンズコネクタ５１と支柱２１の間は、それぞれ熱伝導性に優れるグリス、シート、もしくはテープ等、またはねじ等の螺合により熱的に接続されており、効率的に伝熱させることができる。

本実施形態では、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に熱伝導層８０が設けられている。このような構成によれば、柱状部２６に伝わった熱を熱伝導層８０の熱伝導によってグローブ１０に効果的に逃がすことができ、照明装置１００の放熱性能を高めることができる。これにより、例えばグローブ１０の外表面の面積を増加させることで配光角の増加と透明感の向上を図りつつ、高出力のＬＥＤの搭載することで全光束を増加させることができる。

本実施形態では、グローブ１０は、端部１０ｂから光源４０の光軸方向ＯＤに沿って進むに従いグローブ１０の外周長が拡大する拡径部１２ａを有する。熱伝導層８０は、拡径部１２ａの内面１３ａと柱状部２６の側面２６ａとの間に設けられている。このような構成によれば、レトロフィットな外形を有したグローブ１０の拡径部１２ａを利用して放熱性の向上を図ることができる。

本実施形態では、支柱２１の長手方向は、光源４０の光軸方向ＯＤに沿う。熱伝導層８０は、支柱２１の長さの略半分以上（または柱状部２６の長さの半分以上）に亘って設けられている。これらのような構成によれば、比較的長い距離に亘って熱伝導層８０が形成されることになるので、照明装置１００の放熱性をさらに高めることができる。

本実施形態では、上記式（１）を満たすように各種の寸法等が設定され、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に位置した気体の層が熱伝導層８０として機能する。これにより、気体による熱伝導層８０の熱伝導によって、柱状部２６の熱をグローブ１０に効果的に伝熱し、グローブ１０を介して外部に拡散することができる。

本実施形態では、熱伝導層８０の厚さｄは、光源４０が射出する光の波長λよりも大きくなるように設定される。これにより、グローブ１０内を伝わる光の反射率を１００％に近くすることができ、グローブ１０内を伝わる光のほとんどを照明光として外面から取り出すことができ、柱状部２６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。これにより、柱状部２６が照明装置１００の外部から目立たなくなり、外観の見栄えも向上する。

なお、柱状部２６の表面には図示しない輻射層を設けても良い。輻射層は、表面処理により形成したアルマイトや、塗装などにより形成される。輻射層に白色塗装など可視光の吸収性が低い材料を用いれば、柱状部２６の表面での光の損失を小さくすることができる。柱状部２６の表面は、研磨、塗装、金属蒸着などにより光沢面としてもよい。この場合は、輻射が抑制されるが、支柱２１表面での光の損失を小さくすることができる。

本実施形態では、グローブコネクタ２２の端部にグローブ１０との接続面を増やすための熱接続部１５（凸部または凹部）が設けられてもよい。グローブコネクタ２２とグローブ１０は、耐熱性の高い接着剤により固定するか、互いにねじ形状に加工して螺合する。

もしくは、グローブ１０は、グローブコネクタ２２を用いずに、口金６０に直接螺合や接着などの手段により接続させてもよい。グローブ１０を口金６０に直接接続する場合には、口金コネクタ２３は、グローブ１０の内側に螺合や接着などの手段により接続される。

グローブコネクタ２２から環境への放熱を促進するために、グローブコネクタ２２の空気と接する面に輻射層を設けてもよい。輻射層は、表面処理により形成したアルマイトや、塗装などにより形成される。輻射層に白色塗装など可視光の吸収性が低い材料を用いれば、グローブコネクタ２２表面での光の損失を小さくすることができる。

一方、照明装置１００の配光角が縮小しないように、図３に示すように、導光柱３０の散乱体３１の原点Ｐから、配光角θａに沿う線７０以内に支柱２１およびレンズコネクタ５１を収めてもよい。

なお、本実施形態では、グローブ１０は、口金６０以外の、照明装置１００の略全表面を覆う構成を例に説明したが、金属筐体を併用し、一部のみを覆う構成であってもよい。この場合には、グローブ１０表面からの放熱に加え、金属筐体の表面から直接放熱することができる。

また、導光柱３０およびグローブコネクタ２２から排出された熱は、グローブ１０内部の空気を暖める。そして、図４の流線７１に示すように、暖められた空気は自然対流により、柱状部２６の表面に沿って、重力逆方向へ上昇する。柱状部２６の上端に至った空気は、グローブ１０の内面で次第に冷却され、重力方向へと下降する。この空気の流れにより、柱状部２６からグローブ１０への伝熱は促進され、照明装置１００はさらに冷却される。

この際、柱状部２６の周囲に沿って、空気が上側へ流れて行くにつれ、流れる空気の温度は徐々に上昇していく。すなわち、柱状部２６の表面近傍において、柱状部２６の下端付近の空気の温度が最も低く、上端に近づくにつれ空気の温度が上昇していく。本実施形態のように、導光柱３０および光源４０を柱状部２６の下端に設けることで、より低温の空気によって効率的に光源４０を冷却することができる。

本実施形態のように、支柱２１の内部に空洞を設けるとともに、口金６０側の一端のみ、もしくは光源４０側の端部を含む両端に開口を有し、支柱２１の略円筒部の側面に穴２０ｄを設けることで、光源４０に電気的に接続される配線９０を、口金６０まで内包することができ、外観を向上させると同時に配線９０の遊びが意図せず光を遮る可能性を減らすことができる。これは、配線９０を通すための貫通孔２０ｃをベース２０に設ける場合も同様である。

基板コネクタ５０およびレンズコネクタ５１は、例えばねじ等によりベース２０もしくは支柱２１と螺合する。導光柱３０端面の凸部または凹部と一致するよう、基板コネクタ５０、もしくは、レンズコネクタ５１に凹部または凸部を設けることで、基板コネクタ５０、レンズコネクタ５１間に導光柱３０を固定することができる。そして図２に示すように導光柱３０と光源４０の間に隙間を設けることができる。

導光柱３０と光源４０に隙間を設けることで、光源４０と導光柱３０の熱膨張率の差による影響を回避することができる。また、高温となる光源４０から、導光柱３０を遠ざける、すなわち、導光柱３０の温度を、光源４０の温度以下にすることができる。この構成により、導光柱３０の材料として、光源４０の耐熱温度以下の材質、例えばアクリル等の材料を用いた場合に、光源４０に、より大きな電力を投入し、より大きな全光束を得ることが可能となる。

配線９０は、口金６０に直接接続するか、もしくは、その一方をベース２０に接続してもよい。ベース２０に配線９０を接続することにより、配線９０の量を減らすとともに、外観を向上させることができる。この場合にはベース２０、支柱２１、グローブコネクタ２２、口金コネクタ２３の全て、もしくは一部に導電性のある部品とするなど、支柱２１と基板４１を電気的に接続する手段が必要となる。これにより、口金コネクタ２３は、クローブコネクタ２２、支柱２１、ベース２０及び基板４１の全て、もしくは一部を介して、光源４０に電気的に接続されてもよい。

本実施形態では、ベース２０、支柱２１、グローブコネクタ２２、基板コネクタ５０、レンズコネクタ５１、口金コネクタ２３を別部品としたが、一部、もしくは全てを一体の部品としてもよい。この場合には、部品製作は難しくなる。しかし、部品間の接合部での接触熱抵抗を除去することが可能となり、放熱性能をさらに向上させることができる。

本実施形態では、口金コネクタ２３は電気伝導性を有するとしたが、口金コネクタ２３は、電気的な絶縁性の高い素材（ＰＢＴ(Polybutylene terephthalate)、ポリカーボネイト、ＰＥＥＫ(Polyetheretherketone)など）により製作するか、もしくは、その表面に電気絶縁性の高い層を形成しても良い。この場合には、口金コネクタ２３内部に図示しない電気回路を配置する際に、電気的な不具合を回避することができる。なお、配線９０は、正極および負極どちらも電気回路に接続する。なお、配線９０は、電気回路が存在しない場合には口金６０に直接接続する。

本実施形態では、電源回路を照明装置１００の外部に配置する場合を想定しているが、電源回路を、口金６０、口金コネクタ２３、支柱２１の内部に収納することもできる。支柱２１内部にさらにケースを設け、その中に電源回路を収納しても良い。ケースの材質としては、電気的な絶縁性の高い素材（ＰＢＴ(Polybutylene terephthalate)、ポリカーボネイト、ＰＥＥＫ(Polyetheretherketone)など）により製作するか、もしくは、その表面に電気絶縁性の高い層を形成しても良い。この場合には、支柱２１内部に図示しない電気回路を配置する際に、電気的な不具合を回避することができる。

本実施形態の照明装置１００によれば、支柱２１がグローブ１０内に設けられるために、効率的に放熱を行うことができ、照明装置１００の放熱性能を向上させることが可能となる。

以下に、第２乃至第６の実施形態に係る照明装置について説明する。なお、第１実施形態の構成と同一または類似の機能を有する構成は、同一の符号を付してその説明を省略する。また、下記に説明する以外の構成は、第１実施形態と同じである。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の照明装置１００Ａを示す。図９は、図８に示された照明装置１００Ａの合成樹脂の注入方法を示す。

照明装置１００Ａは、図１乃至図７に示す第１実施形態の照明装置１００において、熱伝導層８０が気体の代わりに、例えば接着剤等の、通常流動性を持ち、温度や乾燥等で固化する材料（充填剤）を用いた構成を示している。なお充填剤は、必ずしも固化される必要はなく、グローブ１０と柱状部２６との間の隙間ｇの間で流動性に比べて粘性が支配的な状態（隙間ｇから実質的に流出しない状態）であれば、固化される必要は必ずしもない。

本実施形態の熱伝導層８０は、例えばグローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に注入されて固化された合成樹脂で形成される。この場合、上記式（１）は満たされる必要はない。合成樹脂は、例えばグローブ１０の内面１３に沿って注入される。

熱伝導層８０は、例えば光を通す透明な合成樹脂や接着剤で形成される。なお、熱伝導層８０を形成する合成樹脂は、光を散乱（拡散）させるような粒子を含んでもよい。このような散乱粒子が含まれると、柱状部２６が照明装置１００Ａの外部から目立たなくなり、外観の見栄えも向上する。また、熱伝導層８０に熱伝導フィラーを含ませ、熱伝導性をさらに高めてもよい。

本実施形態では、支柱２１の内部に空洞が設けられるとともに、支柱２１の側面２１ａに注入孔９１Ａおよび排出孔９１Ｂが設けられている。注入孔９１Ａおよび排出孔９１Ｂは、支柱２１の内部の空洞部を、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の隙間ｇに連通させている。注入孔９１Ａおよび排出孔９１Ｂは、例えば其々１つでもよいが、例えば粘性が強い合成樹脂を注入する場合などは複数設けられると好ましい。

ここで、支柱２１は、ベース２０を支持する第１端部９２と、該第１端部９２とは反対側に位置した第２端部９３とを有する。第２端部９３は、グローブ１０の開口１１の内面に面する。本実施形態では、支柱２１の第２端部９３に注入孔９１Ａを設けるとともに、支柱２１の第１端部９２に排出孔９１Ｂを設けている。

このような構成によれば、例えば図９に示すように、合成樹脂を注入するためのノズルＮを支柱２１の空洞部に差し込んで注入孔９１Ａに合わせることで、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間の隙間ｇに支柱２１の内部から合成樹脂を比較的容易に注入することができる。

合成樹脂の注入に伴い、グローブ１０内の空気の一部が排出孔９１Ｂから支柱２１の内部を通って外部に排出される。また、注入された合成樹脂は、グローブ１０と支柱２１との間の隙間ｇに充填されるとともに、例えばその一部が排出孔９１Ｂから支柱２１の内部に戻る。これにより、合成樹脂が過度に注入されることが抑制され、熱伝導層８０の先端部の高さが安定して定まる。

合成樹脂は、グローブ１０と柱状部２６との間の隙間ｇに注入された後に、例えば熱または紫外線を与えることで固化されてもよい。また、合成樹脂は、２種類の液が混ざることで固化するものでもよい。なお、排出孔９１Ｂは必ずしも必要ではない。合成樹脂が注入されるに伴い、グローブ１０内の気体はグローブ１０内で圧縮されてもよい。

なお、本実施形態では、注入孔９１Ａから合成樹脂を注入する例について説明したが、これに限らず、注入孔９１を通じて熱伝導層８０を形成する他の素材（例えばガラスや金属）を注入してもよい。排出孔９１Ｂは、ガラスや金属が注入孔９１Ａから注入されるときに、グローブ１０内の気体を逃がすものでもよい。

このような照明装置１００Ａによれば、上記第１実施形態と同様に、放熱性の向上を図ることができる。さらに本実施形態では、熱伝導層８０は、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に注入された合成樹脂で形成される。このような構成によれば、柱状部２６からグローブ１０に効果的に熱を伝えることができる。

本実施形態では、柱状部２６は、グローブ１０の内面１３と柱状部２６の側面２６ａとの間に該柱状部２６の内部から合成樹脂を注入可能な注入孔９１Ａが設けられている。このような構成によれば、グローブ１０と柱状部２６との間の隙間ｇに比較的容易に合成樹脂を注入することができる。

本実施形態では、柱状部２６は、合成樹脂の注入時にグローブ１０内の気体を該柱状部２６の内部を通して外部に逃がす排出孔９１Ｂが設けられている。このような構成によれば、グローブ１０と柱状部２６との間の隙間ｇに空気が残りにくく、合成樹脂をさらに充填しやすくなる。

図１０は、本実施形態の第１変形例に係る照明装置１００Ａを示す。この第１変形例では、注入孔９１Ａおよび排出孔９１Ｂの位置が、図９に示される例とは逆である。この第１変形例では、支柱２１の第１端部９２に注入孔９１Ａを設け、支柱２１の第２端部９３に排出孔９１Ｂを設けている。このような構成でも、グローブ１０と柱状部２６との間の隙間ｇに柱状部２６の内部から合成樹脂を比較的容易に注入することができる。

図１１は、本実施形態の第２変形例に係る照明装置１００Ａを示す。この第２変形例では、例えば流動性が高い第１合成樹脂９５を注入した後に、第１合成樹脂９５に比べて流動性が低い第２合成樹脂９６を注入し、この第２合成樹脂９６を蓋として機能させた例である。第１合成樹脂９５および第２合成樹脂９６は、固化されなくてもよい。なお、このような構成に代えて、注入孔９１Ａおよび排出孔９１Ｂには、蓋９７が取り付けられてもよい。

図１２は、本実施形態の第３変形例に係る照明装置１００Ａを示す。この第３変形例では、グローブ１０の内面１３と熱伝導層８０（例えば合成樹脂）との間に、光拡散性を有した拡散シート９８が設けられている。拡散シート９８は、グローブ１０の内面１３もしくは柱状部２６の側面２６ａに沿って取り付けられる。このような構成によれば、柱状部２６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とともに、柱状部２６が照明装置１００の外部から目立たなくなり、外観の見栄えも向上する。

なお、熱伝導層８０として封入する合成樹脂や接着剤がグローブ１０と同一の色（例えば透明もしくはフロスト色）であれば目立たなくなり、照明装置１００Ａの外観はさらに向上する。合成樹脂や接着剤が支柱２１やレンズコネクタ５１と同一の色の場合にも目立たなくなり、照明装置１００Ａの外観は向上する。

ここでの注入孔９１Ａは、接着剤等で埋まらない場合には通風孔としても機能する。重力方向に開放された複数の孔が存在する場合には、重力方向下方の孔を通して支柱２１内部に空気が流入し、上方の孔から支柱２１外部に空気が流出するため、支柱２１の内壁も放熱面積として寄与し、支柱２１とグローブ１０の間の熱抵抗はさらに減少する。通風孔として利用する場合には、孔は重力方向に３つ以上設けてよい。

図１３に示すように、合成樹脂や接着剤を注入・硬化させる際に、支柱２１を用いずに、支柱２１と同形状、もしくはそれ以上の直径を有するジグ９４を用いても良い。図１３は、中心軸Ｃは重力方向と逆であり、口金６０が下側に位置し、グローブ１０が上側に位置する。ジグ９４は、グローブ１０の開口１１を下方に向けた状態で、グローブ１０の内面１３とジグ９４の側面９４ａとの間の隙間を下方から閉じる蓋部９４ｂを有する。このため、グローブ１０の内面１３とジグ９４の側面９４ａとの間に熱伝導層８０を形成する素材を未硬化の状態で入れた場合でもその素材を蓋部９４ｂが支持することができる。

この場合には、グローブ１０の溶融温度を超えない範囲で、ＬＥＤの耐熱温度を超える溶融温度を持つ樹脂や接着剤やガラスを挿入することができる。また、口金６０側と同様に、ジグ９４の先端側の面（支柱２１では光源４０が配置）も開放することができ、挿入がより容易になる。なお、グローブ１０を耐熱ガラス、挿入物をフロートガラスにするなど、グローブ１０よりも溶融温度が低いガラスを挿入物として用いる必要がある。

また、支柱２１自体に注入孔９１Ａなどを設ける必要が無いため、外観が向上し、製造コストが削減される。支柱２１と熱伝導層８０に任意の隙間を設けることもできるため、光の波長以上の隙間を空ければ、支柱２１表面での光の吸収も防ぐことができる。ジグ９４の表面に挿入物と密着しないよう表面加工を施せば、硬化後に容易にジグ９４を取り外すことができる。グローブ１０の内面に挿入物と密着しないよう表面加工を施せば、硬化時にグローブ１０にかかる負荷を低減し、グローブ１０の破損を防ぐことができる。

また、ジグ９４を取り外さず、ジグ９４の内部に支柱２１を挿入する形で照明装置１００Ａを作成してもよい。この場合、ジグ９４は、支柱２１（柱状部２６）の周囲に設けられた筒部（外筒部）として照明装置１００Ａに残る。熱伝導層８０は、グローブ１０の内面１３とジグ９４の側面９４ａとの間に設けられる。この場合にはジグ９４と挿入物（熱伝導層８０）との固着が許容される。合成樹脂や金属・ガラスは溶融した状態で挿入する必要はなく、固化した状態でも良い。固体の材料をジグ９４とグローブ１０の内面との間に挿入し、グローブ１０、ジグ９４、および材料を炉内に入れて溶融させ、その後固化させることもできる。

固体材料を挿入する場合には、溶融・固化後の形状が支柱２１の形状に沿うようにジグ９４の径および長さを設定することが望ましい。例えば粉末状の材料を溶融・固化させる場合には、粉と紛の間に隙間が出来るため、粉末全体の包絡体積に比べ、溶融時の体積は小さくなる。この場合、ジグ９４の長さは支柱２１（または柱状部２６）より長くするのが望ましい。ジグ９４の形状をグローブ１０の形状に沿わせることで、グローブ１０の内面１３と外面１７の曲率の違い（すなわちグローブ１０の内容物と外面１７との曲率の違い）を抑制することができ、外観が向上する。

グローブ１０の内面１３、および、柱状部２６の側面２６ａに沿う形状の柔軟物質（ゲル）を、柱状部２６の挿入前にグローブ１０の内部に挿入させても良い。この場合には、注入作業、及び、硬化までの待機時間が必要なくなるため、製造性が向上する。なお、図１４に示すように、中心軸Ｃを重力方向と一致、すなわち、口金６０が上側に位置し、グローブ１０が下側に位置させた状態で、熱伝導層８０を形成する材料の注入を行ってもよい。この場合には、グローブ１０の先端まで材料を注入することができ、グローブ１０内部の熱抵抗は全体的に低減する。

（第３実施形態）
図１５は、第３実施形態に係る照明装置１００Ｂの組立方法を示す。図１６は、図１５に示された方法で組み立てられる照明装置１００Ｂを示す。図１７は、図１５に示されたフィンのＦ１７−Ｆ１７線に沿う断面を示す。この照明装置１００Ｂは、図１および図２に示す第１実施形態の照明装置１００において、熱伝導層８０が気体の代わりに、合成樹脂、セラミックス、ガラス、または金属等の固体を用いた構成を示している。

本実施形態の熱伝導層８０は、グローブ１０の内面１３に接する板状のフィン２５で形成される。フィン２５は、「固体部材」の一例である。フィン２５は、支柱２１のスリット１１１に挿入されて支柱２１に支持されるとともに、グローブ１０の内面１３に向いて展開可能（移動可能）である。フィン２５は、例えばグローブ１０の内面１３に沿う外形を有する。フィン２５は、アクリル、ポリカーボネイトの、ガラス、透明セラミックス等の透明性を有する部材、もしくは、アルミニウム、銅などの高い熱伝導率を有する部材である。フィン２５は、支柱２１がグローブ１０の開口１１に挿入された後に展開されてグローブ１０の拡径部１２ａの内面１３ａに接する。

照明装置１００Ｂは、例えば図１５および図１６に示すように。支柱２１をグローブ１０内に挿入した後にグローブ１０の内面１３に向けて押し出すための押出部材２４を備える。押出部材２４は、例えばテーパ状の先端部を有し、複数のフィン２５の間に挿入される。押出部材２４を複数のフィン２５の間に挿入することで、複数のフィン２５がグローブ１０の内面１３に向けて押し出されてグローブ１０の内面１３に接する。

このような照明装置１００Ｂによれば、第１実施形態と同様に、放熱性の向上を図ることができる。さらに本実施形態では、グローブ１０の内面に接するフィン２５で熱伝導層８０が形成され、支柱２１からグローブ１０に効果的に熱を伝えることができる。

本実施形態では、フィン２５は、グローブ１０の開口１１に挿入された後に展開して拡径部１２ａの内面１３ａに接する。このような構成によれば、開口１１よりも外周長が大きな拡径部１２ａの内面１３ａにフィン２５を接触させることができる。

なお、図１７に示すように、フィン２５、支柱２１、および、グローブ１０の間に、さらに合成樹脂１１２（例えば接着剤）を注入して熱伝導層８０の一部とすれば、熱伝導層８０の熱抵抗をさらに減少させることができるとともに、フィン２５が外部から目立たなくなる。なお、本実施形態において、グローブ１０の内面１３もしくは支柱２１の側面２１ａ、もしくはフィン２５の表面に、第２実施形態と同様の拡散シート９８を取り付けてもよい。グローブ１０もしくはフィン２５が透明な場合には、合成樹脂１１２も透明であれば、合成樹脂１１２が目立たなくなり、外観が向上する。グローブ１０もしくはフィン２５が有色（例えばフロスト）の場合には、透明樹脂１１２も同色であれば、合成樹脂１１２が目立たなくなり、外観が向上する。

図１８は、図１５に示された照明装置１００Ｂの変形例を示す。この変形例では、フィン２５の外面に柔軟性がある熱伝導部材１１３（例えば熱伝導性シート）を取り付けてもよい。熱伝導部材１１３は、例えば複数のフィン２５の外面に取り付けられ、フィン２５の展開に伴い開かれる。このような熱伝導部材１１３が取り付けられると、グローブ１０の内面１３に接触するフィン２５を保護するとともに、フィン２５が外部から目立たなくなる。

（第４実施形態）
図１９は、第４実施形態の照明装置１００Ｃを示す。この照明装置１００Ｃは、図１および図２に示す第１実施形態の照明装置１００において、グローブ１０の厚さが均一ではない例を示している。

詳しく述べると、グローブ１０は、外面１７と、内面１３とを有する。外面１７は、例えば第１実施形態のグローブ１０の外面１７と略同じ球状に形成されている。本実施形態では、内面１３は、例えば支柱２１の側面２１ａ（柱状部２６の側面２６ａ）に沿って略直線状に延びている。グローブ１０の内面１３は、開口１１から導光柱３０の側面に至るまで略同一の直径を有することで、合成樹脂（例えば接着剤）やフィン２５を挿入せずに（または合成樹脂の量やフィン２５の大きさを小さくするとともに）、グローブ１０と柱状部２６を近接させ、柱状部２６とグローブ１０間の熱抵抗をさらに減少させることができる。

本実施形態では、グローブ１０の拡径部１２ａの内面１３は、支柱２１の側面２１ａ（柱状部２６の側面２６ａ）と略平行に略直線状に延びた部分を有する。このような構成によれば、拡径部１２ａにおいても、合成樹脂（接着剤）やフィン２５を挿入せずに、グローブ１０と柱状部２６を近接させることができる。

図２０は、第４実施形態の照明装置１００Ｄの変形例を示す。この変形例では、図１９に示す第４実施形態の照明装置１００Ｄにおいて、グローブ１０の形状が異なる。本実施形態では、グローブ１０の内面１３が、開口１１からレンズコネクタ５１の側面に至るまで同一の直径を有するとともに、それ以降のグローブ厚さｔを均一とすることで、合成樹脂（例えば接着剤）やフィン２５を挿入せずに、グローブ１０と柱状部２６を近接させ、柱状部２６とグローブ１０間の熱抵抗を減少させると共に、グローブ球部の外観をさらに向上させることができる。

（第５実施形態）
図２１は、第５実施形態の照明装置１００Ｄを示す。図２２は、図２１に示された光源４０のＦ２２−Ｆ２２に沿う断面図を示す。この照明装置１００Ｄは、図１および図２に示す第１実施形態の照明装置１００において、導光柱３０が中心軸に孔１２１を有し、その内部に、セラミックス、ガラス、金属等の導光柱３０の基材以上の熱伝導率を有する熱伝導部材３３を挿入した構成を示している。

本実施形態では、導光柱３０と熱伝導部材３３の間には、間隔ｄの隙間ｓを設ける。間隔ｄは、例えば光源４０が射出する光の波長λ以上になるように設定される。すなわち、隙間ｓの間隔ｄは、次の式（２４）を満たすように設定される。

ここで、図２６は、グローブ１０をアクリルとし、支柱２１をアルミとした場合において、グローブ１０内を入射角４５°で全反射する場合の、ｄ／λと反射率の関係を示した図である。この図２６によれば、ｄ／λ＞１、すなわちｄ＞λの場合、反射率は１００％に近く、一方、ｄ／λ＜１、すなわちｄ＜λの場合には、支柱２１により光が吸収されて、ｄ＝０に近づくにつれ反射率は低減してしまうことがわかる。

したがって、図２１の照明装置１００Ｄにおいて、導光柱３０の内面と熱伝導部材３３の側面との間に光の波長以上の間隔ｄの隙間ｓを設けることで、導光柱３０内を伝わる光の反射率を１００％に近くすることができる。すなわち、導光柱３０内を伝わる光のほとんどを照明光として外面から取り出すことができ、熱伝導部材３３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。これは、つまり、エバネッセント波によって光が熱伝導部材３３に伝搬するのを防ぎ、それによりロスを低減できることを意味する。このとき、熱伝導部材３３が照明装置１００Ｄの外部から目立たなくなり、外観の見栄えも向上する。

熱伝導部材３３は、例えば導光柱３０を貫通した貫通柱であり、基板４１に接して光源４０に熱的に接続される。光源４０の複数の発光素子４０ａは、熱伝導部材３３を囲むように円環状に配置される。

このような照明装置１００Ｄによれば、第１実施形態と同様に、放熱性の向上を図ることができる。さらに本実施形態では、照明装置１００Ｄは、光源４０に対して支柱２１とは反対側に位置し光源４０からの光を通す導光部（導光柱３０）と、前記導光部に設けられ、光源４０が発する熱の一部を前記導光部の先端部に向いて導く熱伝導部材３３と、をさらに備える。

このような熱伝導部材３３が設けられることで、導光柱３０がより均熱化され、導光柱３０とグローブ１０間の気体の対流が促進され、導光柱３０とグローブ１０間の熱抵抗をさらに減少させることができる。

図２３は、本実施形態の照明装置１００Ｄの変形例を示す。この変形例では、熱伝導部材３３は、導光柱３０から突出し、グローブ１０の内面１３に接している。詳しく述べると、熱伝導部材３３は、導光柱３０の内部に位置した第１部分３３ａと、導光柱３０の外部に位置してグローブ１０の内面１３に接した第２部分３３ｂとを有する。第２部分３３ｂは、第１部分３３ａに比べて太く形成され、例えばグローブ１０の内面１３に沿う円弧部を有する。このような構成によれば、照明装置１００Ｄの放熱性の向上をさらに図ることができる。

また図２１に変形例として示すように、熱伝導部材３３を挿入する導光柱３０の孔は、貫通していなくても良い。この場合には、導光柱３０先端の端面のまぶしさ（グレア）が低減すると共に、先端が半球状になることで外観が向上する。

（第６実施形態）
図２４は、第６実施形態の照明装置１００Ｅを示す。この照明装置１００Ｅは、図１および図２に示す第１実施形態の照明装置１００において、導光柱３０の代わりに、レンズ３２を用いた構成を有している。なお、レンズ３２は、「導光部材」の一例である。

レンズ３２は、例えばガラスや合成樹脂等の光を透過する部材であり、その各面において光を反射、屈折、拡散する。あるいは、レンズ３２の内部に、散乱体３１などの光を散乱させる粒子を封止し、拡散機能を持たせてもよい。

図２５は、レンズ３２の一具体例の断面図を示す。レンズ３２は、拡散部３２ａと、全反射部３２ｂと、中央部３２ｃと、を有している。拡散部３２ａは、全面が拡散面となっている。この拡散面は、例えばサンドブラストによって作成される。しかし、このサンドブラストに限るものではなく、白塗装などを用いて形成してもよい。

拡散部３２ａは、円筒形状の第１部分３２ａ１と、この第１部分３２ａ１と接合面で接続する第２部分３２ａ２と、を有している。全反射部３２ｂは、拡散部３２ａに覆われ、全面が鏡面仕上げとなっている。中央部３２ｃは、全反射部３２ｂの中央に設けられ、光源４０側から中心軸に沿って拡散部３２ａまで延在している。光源４０から中央部３２ｃに入射した光は、そのまま直進し、拡散部３２ａを通して外部に射出される。

拡散部３２ａの第２部分３２ａ２は、上記接合面における中心点Ｏを中心とした半球状の外面を有している。この外面は、グローブ１０の内面形状と相似となる。すなわち、グローブ１０の内面１３と、拡散部３２ａの外面との距離はほぼ一定となる。また、中心点Ｏは、グローブ１０の中心に一致するように設けられる。

これにより、光源４０からの光は、中心点Ｏすなわちグローブ１０の中心から射出されるようになる。拡散部３２ａおよび全反射部３２ｂの最大直径は、グローブ１０の開口１１の直径以下とする。これにより、グローブ１０の内部へ、レンズ３２の挿入が可能となる。レンズ３２の材質としては、光の透過性の高い、アクリル、ポリカーボネイト、シクロオレフィンポリマー、ガラス等を用いることが好ましい。

（機能の説明）
図２５を参照して、レンズ３２の機能について説明する。光源４０から発せられた光の主な成分は、全反射部３２ｂの上面（窪んでいる面）により全反射され、全反射部３２ｂの円筒状の側面から一旦射出する。さらに、拡散部３２ａに入射し、この拡散部３２ａから拡散および透過される。これにより、後方側すなわち光源４０の射出方向よりも図２５上で横方向および斜め上方向へ光が射出される。

また、反射部３２ｂの上面すなわち窪んでいる面で全反射されなかった光は、反射部３２ｂの上面から透過する。さらに、拡散部３２ａに入射し、この拡散部３２ａより拡散透過される。これにより、前方側すなわち光源４０射出方向へ光が射出される。

以上により、光源４０から発せられた光は、最終的に拡散部３２ａより広配光にされ、かつ均一な配光で拡散透過される。

また、拡散部３２ａは，グローブ１０の内面形状が相似となる外面を有しているため、この外面とグローブ１０との間隔が至るところ実質的同じになっている。これにより、拡散部３２ａの面から射出された光の配光特性がグローブ１０に投影されることになる。つまり、光の配光が均一であれば、グローブ１０が均一に光るように見えるという効果がある。

拡散部３２ａおよび全反射部３２ｂの最大直径はグローブ１０の開口１１の直径以下とする。これにより、グローブ１０内部へのレンズ３２の挿入が可能となる。一方、レンズ３２の最大直径がグローブ１０の開口１１の直径以上である場合には、グローブ１０を分割する等の加工が必要となる。これにより、加工プロセスの負荷を低減するという効果がある。また、レンズ３２を用いることで、直径の大きな支柱２１を用いた場合でも広配光を実現することができる。

なお、レンズ３２の最大径は、グローブ１０の開口１１の直径よりも小さい。このような構成によれば、レンズ３２をグローブ１０の内側にスムーズに挿入することができる。

なお、以上のいくつかの実施形態および変形例は、互いに組み合わせて、または置換して実施することができる。例えば第４乃至第６実施形態およびそれらの変形例の熱伝導層８０は、第１実施形態のように気体で形成されてもよく、第２実施形態のように合成樹脂で形成されてもよく、第３実施形態のように固体部材で形成されてもよく、またはこれら以外のもので形成されてもよい。

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。これらの実施形態は、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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

Claims (30)

1. 一端に開口を有し内部が空洞のグローブと、
   前記グローブ内に収容され少なくとも１つのＬＥＤを有した光源と、
   前記グローブ内で前記光源を支持した柱状部と、
   前記柱状部に直接的または他の部材を介して間接的に接続された口金コネクタと、
   前記口金コネクタに取り付けられ、前記光源に電気的に接続された口金と、
   を備え、
   前記グローブの内面と前記柱状部の側面との間に熱伝導層が設けられた照明装置。
2. 請求項１の記載において、
   前記熱伝導層は、前記グローブの内面において前記一端に隣接する領域と前記柱状部の側面との間に設けられた照明装置。
3. 請求項１または請求項２の記載において、
   前記グローブは、前記一端から前記光源の光軸方向に沿って進むに従い前記グローブの外周長が拡大する拡径部を有し、
   前記熱伝導層は、前記拡径部の内面と前記柱状部の側面との間に設けられた照明装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかの記載において、
   前記柱状部は、前記グローブの開口と前記光源との間に位置した支柱を含み、
   前記熱伝導層は、前記支柱の長さの略半分以上に亘って設けられた照明装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかの記載において、
   前記熱伝導層は、前記グローブの内面と前記柱状部の側面との間に位置した気体で形成され、
   前記熱伝導層の厚さをｄ、前記柱状部の前記熱伝導層に接する部分の長さをｌ、前記気体の体積膨張率をβ、前記柱状部の側面の温度をＴｐ、前記グローブの前記熱伝導層に接する部分の内面の温度をＴｇ、前記気体の動粘性係数をν、グラスホフ数をＧｒ_ｌとすると、
   

   

   

   の間係を満たす照明装置。
6. 請求項５の記載において、
   前記光源から射出される光の波長をλとすると、
   

   

   の間係を満たす照明装置。
7. 請求項１乃至請求項４のいずれかの記載において、
   前記熱伝導層は、前記グローブの内面と前記柱状部の側面との間に注入された合成樹脂、ガラス、および金属の少なくとも一つで形成された照明装置。
8. 請求項７の記載において、
   前記柱状部は、前記グローブの内面と前記柱状部の側面との間に該柱状部の内部から前記熱伝導層を形成する素材を注入可能な注入孔が設けられた照明装置。
9. 請求項８の記載において、
   前記柱状部は、前記熱伝導層を形成する素材の注入時に前記グローブ内の気体を該柱状部の内部を通して外部に逃がす排出孔が設けられた照明装置。
10. 請求項７の記載において、
    前記柱状部の周囲に設けられたジグを有し、
    前記熱伝導層は、前記グローブの内面と前記ジグの側面との間に設けられた照明装置。
11. 請求項１乃至請求項４のいずれかの記載において、
    前記熱伝導層は、前記グローブの内面に接する固体部材である照明装置。
12. 請求項１１の記載において、
    前記グローブは、前記一端から前記光源の光軸方向に沿って進むに従い前記グローブの外周長が拡大する拡径部を有し、
    前記固体部材は、前記グローブの開口に挿入された後に展開されて前記拡径部の内面に接する照明装置。
13. 請求項１乃至請求項１２のいずれかの記載において、
    前記光源に対して前記口金とは反対側に位置し前記光源からの光を通す導光部材をさらに備えた照明装置。
14. 請求項１３の記載において、
    前記導光部材に設けられ、前記光源が発する熱の一部を前記導光部材の先端部に向いて導く熱伝導部材をさらに備えた照明装置。
15. 請求項１４の記載において、
    前記熱伝導部材は、前記導光部材の内部を延びた金属部材である照明装置。
16. 請求項１３乃至請求項１５のいずれかの記載において、
    前記導光部材は、レンズである照明装置。
17. 請求項１３乃至請求項１５のいずれかの記載において、
    前記導光部材は、導光柱である照明装置。
18. 請求項１７の記載において、
    前記導光柱は、基部と、該基部とは別体として形成された先端部とを含む複数のパーツによって構成される照明装置。
19. 請求項１３乃至請求項１８のいずれかの記載において、
    前記導光部材の最大径は、前記グローブの前記開口の直径よりも小さい照明装置。
20. 請求項１３乃至請求項１９のいずれかの記載において、
    前記導光部材から照射される光の配光角の１／２を角度θ_ａとし、前記光源の光軸方向に沿う該照明装置の中心軸と垂直な平面において、前記口金、前記口金コネクタ、および前記柱状部のなかで光学的に不透明な部品の、前記中心軸からそれぞれの端部までの距離をｒ_ｍとし、前記導光部材の基端を通り前記中心軸と垂直な平面から前記端部までの距離をｌ_ｍとし、前記光源の前記導光部材に対向する面の縁までの前記中心軸からの最小距離をｒ_ｌとすると、前記口金、前記口金コネクタ、および前記柱状部の各々において、前記距離ｒ_ｍは、
    

    

    の関係を満たす照明装置。
21. 請求項１乃至請求項２０のいずれかの記載において、
    前記グローブは、前記一端から前記光源の光軸方向に沿って進むに従い前記グローブの外周長が拡大する拡径部を有し、
    前記拡径部の内面は、前記柱状部の側面と略平行に略直線状に延びた部分を有した照明装置。
22. 請求項１乃至請求項２１のいずれかの記載において、
    前記柱状部の内部に、空洞が設けられた照明装置。
23. 請求項１乃至請求項２２のいずれかの記載において、
    前記柱状部に取り付けられ、前記光源を支持するベースをさらに備え、
    前記柱状部の中心軸に垂直な断面における前記柱状部の周長は、前記口金側に向かって進むに従い変化するとともに、前記ベースの周長以下である照明装置。
24. 請求項１乃至請求項２３のいずれかの記載において、
    前記柱状部の中心軸に垂直な断面における前記柱状部の周長は、前記光源から照射される光の配光角を阻害しない範囲である照明装置。
25. 請求項１乃至請求項２４のいずれかの記載において、
    前記他の部材は、前記グローブと前記柱状部とを固定するグローブコネクタであり、
    前記グローブコネクタは、凸部もしくは溝を有して前記グローブに接する熱接続部を有した照明装置。
26. 請求項１乃至請求項２５のいずれかの記載において、
    前記光源に電気的に接続された配線をさらに備え、
    前記柱状部は、前記配線が通される少なくとも１つの孔を有した照明装置。
27. 請求項１乃至請求項２６のいずれかの記載において、
    前記柱状部に取り付けられ、前記光源を支持したベースをさらに備え、
    前記ベース、前記柱状部、前記口金コネクタの全て、もしくは一部が導電性を有し、前記口金コネクタは、前記光源と電気的に接続される照明装置。
28. 請求項１乃至請求項２７のいずれかの記載において、
    前記口金コネクタは、セラミックスまたは金属材料により形成され、前記柱状部と接続する面に開口を有する照明装置。
29. 請求項１乃至請求項２８のいずれかの記載において、
    前記他の部材は、前記グローブと前記柱状部とを固定するグローブコネクタであり、
    前記柱状部の表面積をＡ_ｉ、前記柱状部を表面積が等価な球に近似した場合の半径をｒ_ｉ、前記光源のジャンクションが耐熱温度となる場合の前記ｒ_ｉをｒ_ｉｍｉｎとすると、式（５）を満たし、
    

    

    該照明装置全体の熱抵抗をＲ_ｂｕｌｂ（ｒ_ｉ）、前記光源の発熱量をＱ_ｌ、前記光源のジャンクションの耐熱温度上昇をΔＴ_ｊｍａｘとすると、式（６）を満たし、
    

    

    前記光源のジャンクションから、前記熱伝導層でない気体に接する前記柱状部の第１面までの熱抵抗をＲ_ｌｐ、前記柱状部の第１面から前記熱伝導層に接する前記柱状部の第２面までの熱抵抗をＲ_ｐｑ、前記柱状部の第２面から前記口金および前記グローブコネクタの外気に接する面までの熱抵抗をＲ_ｑｃ、前記柱状部の第１面から前記熱伝導層でない気体に接する前記グローブの第１面までの熱抵抗をＲ_ｐｇｔ（ｒ_ｉ）、前記柱状部の第２面から前記熱伝導層に接する前記グローブの第２面までの熱抵抗をＲ_ｑｇｂ（ｒ_ｉ）、前記グローブの第１面から周囲環境への熱抵抗をＲ_ｇｔａ、前記グローブの第２面から周囲環境への熱抵抗をＲ_ｇｂａ、前記口金および前記グローブコネクタの面から周囲環境への熱抵抗をＲ_ｃａとすると、ｒ_ｉを含むＲ_ｂｕｌｂ（ｒ_ｉ）は式（７）及び（８）を満たし、
    

    

    

    前記柱状部の第１面と前記グローブの第１面との間の対流による熱抵抗をＲ_ｐｇｔｃ（r_ｉ）、前記柱状部の第１面と前記グローブの第１面との間の輻射による熱抵抗をＲ_ｐｇｔｒ（r_ｉ）とすると、式（９）を満たし、
    

    

    前記柱状部の第１面の平均温度Ｔ_ｐ、前記グローブの第１面の平均温度をＴ_ｇｔ、前記柱状部の第１面を球体に近似した場合の等価半径をｒ_ｐ、前記グローブの第１面を球体に近似した場合の等価半径をｒ_ｇｔ、実効熱伝導率をｋ_ｅｆｆ、前記気体の熱伝導率をｋ、前記気体のプラントル数をＰｒ、前記気体のレイリー数をＲａ_ｓ、重力加速度をｇ、前記気体の体積弾性率をβ、前記気体の動粘性係数をν、前記気体の温度伝導率をα、代表長さをＬ_ｓとすると、式（１０）、（１１）、（１２）、（１３）を満たし、
    

    

    

    

    

    前記柱状部の第１面の平均輻射率をε_ｐ、前記グローブの第１面の平均輻射率をε_ｇｔ、シュテファン＝ボルツマン定数をσとすると、式（１４）を満たし、
    

    

    前記柱状部の第２面と前記グローブの第２面との間の熱伝導による熱抵抗をＲ_ｑｇｂｃ（ｒ_ｉ）とし、前記柱状部の第２面と前記グローブの第２面との間の輻射による熱抵抗をＲ_ｑｇｂｒ（ｒ_ｉ）とすると、式（１５）を満たし、
    

    

    前記柱状部の第２面の平均温度をＴ_ｑ、前記グローブの第２面の平均温度をＴ_ｇｂ、前記柱状部の第２面を円筒に近似した場合の等価半径をｒ_ｐ、前記グローブの第２面を円筒に近似した場合の等価半径をｒ_ｇｂ、前記柱状部の前記熱伝導層に接する部分の長さをｌ_ｑ、前記熱伝導層の熱伝導率をｋとすると、式（１６）を満たし、
    

    

    前記柱状部の第２面の平均輻射率をε_ｑ、前記グローブの第２面の平均輻射率をε_ｇｂとすると、式（１７）を満たし、
    

    

    式（５）乃至（１７）を満たすように前記柱状部の表面積Ａ_ｉが設定された照明装置。
30. 請求項２９の記載において、
    前記柱状部の表面積Ａ_ｉは、
    

    

    の関係を満たす照明装置。

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