WO2011105030A1 - 口金付ランプおよび照明器具 - Google Patents

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light emitting
light source
heat
source body
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惣彦 別田
西村　潔
信雄 柴野
瀬川　雅雄
周平 松田
壮一 渋沢
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東芝ライテック株式会社
株式会社 東芝
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    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors

Definitions

  • the present invention relates to a lamp with a base using a solid light emitting element such as a light emitting diode as a light source, and a lighting fixture using the lamp with the base.
  • lamps with caps such as light bulb shaped LED lamps using light emitting diodes, which are solid light emitting elements with long life and low power consumption, have come to be used as light sources for various lighting fixtures. Yes.
  • light emitting diodes that serve as light sources are configured in a planar manner on the surface of a substrate made of a disc. For this reason, the light emitted from the light emitting diode is mainly emitted to the front side, and the light distribution characteristic equivalent to that of the incandescent bulb cannot be obtained. Such light distribution characteristics cannot be obtained.
  • Patent Document 1 particularly paragraph numbers [0004] and [0005], show an LED bulb that can be operated so as to obtain a continuous and uniform illumination with a high luminous flux.
  • the substrate has a regular polyhedron of at least four surfaces, and the surface of the polyhedron is provided with at least one LED having a luminous flux of at least 5 lm during operation of the bulb, and the gear column includes the substrate and the bulb base.
  • An LED bulb is shown that is provided with heat dissipation means for interconnecting the two.
  • Patent Document 2 when a light emitting diode is arranged on the surface of a substrate made of a disk, the substrate is attached to a base made of aluminum or the like, and the base is made of aluminum. It is possible to directly connect to the cover (main body) and dissipate heat through the main body (see Patent Document 2, paragraph number [0029]).
  • Patent Document 1 in the case of a cubic shape having six planes, the substrate to which the light emitting diode is fixed and the main body cannot be directly connected. For this reason, in patent document 1, it has comprised by providing the heat-dissipating means which consists of a metal connection part between a board
  • ramp with a base which is embodiment of this invention is shown, (a) is a perspective view which shows the state which provided the three-dimensional light source body in the one end part side of a main body, (b) is sectional drawing of a light emission part.
  • the perspective view which shows the state which similarly supports the light source body of a lamp
  • die is similarly shown, (a) is the top view which removes and shows a cover member, (b) is a longitudinal cross-sectional view.
  • Sectional drawing which shows schematically the state which installed the lighting fixture which similarly equipped with the lamp
  • the longitudinal cross-sectional view which similarly shows the 1st modification of a lamp
  • die is shown, (a) is a perspective view equivalent to FIG. 2 in a 2nd modification, (b) is a front view which expand
  • the perspective view which removes a cover member and shows the 4th modification of a lamp with a cap similarly.
  • the longitudinal cross-sectional view which shows the 6th modification of a lamp
  • die is a perspective view equivalent to FIG. 2 in a 2nd modification
  • (b) is a front view which expand
  • a lamp with a cap includes a substrate on which a solid light-emitting element is mounted on one side; a heat dissipation member fixed to the other side of the substrate with a fixing member having fluid thermal conductivity; and the substrate And a light emitting part constituted by a heat radiating member; a heat conductive support member that constitutes the three-dimensional light source body using a plurality of the light emitting parts, and that thermally supports and supports the heat radiating member; A heat conductive main body provided with the support member so as to project the three-dimensional light source body to one end side; and a base member provided on the other end side of the main body.
  • FIG. 1 to 3 show a lamp with a cap according to an embodiment of the present invention, which is a light bulb-shaped lamp with a cap 10 having a shape similar to an incandescent lamp.
  • positioned from the multiple light-emitting part 15 are comprised, and the heat conductivity which couple
  • the solid-state light emitting element 11 includes a light emitting diode chip (hereinafter referred to as “LED chip”) in the present embodiment, and the LED chip 11 includes a plurality of LED chips having the same performance, In this embodiment, it is composed of a blue LED chip with high brightness and high output.
  • LED chip light emitting diode chip
  • the solid light emitting element 11 is composed of a solid light emitting element such as a light emitting diode, a semiconductor laser, or an organic EL.
  • the solid-state light-emitting element 11 mounted on the one surface side of the substrate 12 is, for example, a matrix-shaped substrate 12 formed on a square-shaped substrate 12 using a COB (Chip on Board) technology. A part or the whole is arranged and mounted in a plane with a regular order such as a staggered pattern or a radial pattern.
  • an SMD Surface Mount Device
  • one or a plurality of light emitting diodes may be mounted in a planar shape.
  • the substrate 12 is composed of a DCB (Direct Copper Bonding) substrate, that is, a composite ceramic substrate, from the viewpoint of thermal conductivity and electrical insulation.
  • the substrate 12 is a ceramic substrate 12a serving as a ceramic core, a metal pattern 12b for forming a wiring pattern made of a copper plate provided on one surface side (hereinafter referred to as "surface side") of the ceramic substrate 12a, and a metal pattern 12b.
  • LED chip 11 mounted on the front surface side of the substrate 11 and a metal member 12c made of a copper plate provided on the other surface side of the substrate 11 (hereinafter referred to as “back surface side”).
  • the ceramic substrate 12a is made of alumina and is formed of a flat plate having a side of about 15 mm square and a thickness of about 0.32 mm.
  • a DCB substrate made of a ceramic made of a sintered body such as aluminum nitride, silicon nitride, alumina, or a compound such as alumina and zirconia.
  • a metal having good thermal conductivity such as aluminum or copper.
  • it may be composed of a synthetic resin such as an epoxy resin or glass epoxy, or may be composed of a flexible material.
  • the substrate 12 preferably has a rectangular shape such as a square or a rectangle in order to form a three-dimensional light source body such as a prism. Various shapes for obtaining the light distribution characteristics can be adopted.
  • the metal pattern 12b is bonded to the surface side of the ceramic substrate 12a by solder so as to constitute a wiring pattern.
  • the thickness of the metal pattern 12b is about 0.3 mm.
  • the surface of the metal pattern 12b is plated with nickel (Ni) to prevent oxidation. Gold (Au), silver (Ag), or the like may be plated. Since these metals are plated so as to cover the surface of the metal pattern 12b, the light emitted from the semiconductor light emitting element can be effectively reflected with high reliability. Further, the heat generated in the LED chip 11 can be effectively transmitted to the heat radiating member 14 through the metal pattern 12b and the metal member 12c, so that more effective heat dissipation is performed.
  • the plurality of blue LED chips 11 are mounted on the surface of the metal pattern 12b configured as described above, and each LED chip 11 is connected to the metal pattern 12b by a bonding wire made of a gold wire.
  • Each blue LED chip 11 is filled with a sealing member 12d in which a yellow phosphor is mixed with a transparent silicone resin.
  • the blue LED chip 11 excites the yellow phosphor to emit yellow light.
  • White light (including light bulb color, daylight white, daylight color) is emitted by mixing with blue light.
  • substrate 12 is comprised by what is called a chip-on-board (COB) type
  • COB chip-on-board
  • the metal member 12c made of a copper plate provided on the back surface side of the ceramic substrate 12a is composed of a metal plate made of a copper plate thinner than the plate thickness of the metal pattern 12b provided on the front surface side of the ceramic substrate 12a.
  • the metal member 12c has a thickness of about 0.25 mm.
  • the metal member 12c is bonded to the back surface side of the ceramic substrate 12a by solder and is formed by a flat surface having substantially the same shape as the back surface of the substrate.
  • the surface of the metal member 12c is plated with nickel (Ni) to prevent oxidation. Gold (Au), silver (Ag), or the like may be plated.
  • the metal pattern 12b and the metal member 12c described above are joined to the ceramic substrate 12a by soldering.
  • a copper foil is directly welded to the ceramic substrate 12a by active metal brazing or a thin metal layer formed by etching. May be.
  • the substrate 12 including the ceramic substrate 12a, the metal pattern 12b, the LED chip 11, and the metal member 12c is configured.
  • the light source body 16 that forms a quadrangular prism four substrates 12 that constitute the side surfaces of the quadrangular prism and the upper surface are configured. A total of five substrates 12 are used. These substrates 12 have the same shape.
  • the heat dissipation member 14 is fixed to the exposed surface of the metal member 12c of the substrate 12 configured as described above.
  • the heat radiating member 14 is a member for radiating heat generated from the LED chip 11 mounted on the surface side of the substrate 12, and is configured in a rectangular parallelepiped shape using a metal having good thermal conductivity, in this embodiment, copper.
  • the Five rectangular parallelepiped-shaped heat radiation members 14 are disposed on the four side surface light emitting portions and the upper surface light emitting portion of the quadrangular prism. Each heat radiating member 14 disposed in the side light emitting portion is formed in a rectangular parallelepiped shape having a substantially square one surface with a thickness of about 3 mm and a side of about 15 mm.
  • the heat radiating member 14 disposed in the upper surface light emitting portion is formed in a rectangular parallelepiped shape having a substantially square surface with a thickness (height dimension) of about 17 mm and a side of about 15 mm. That is, the heat radiation members 14 of the four side surface light emitting units are disposed so as to surround the heat radiation member 14 of the upper surface light emitting unit. As will be described later, these five heat dissipating members 14 constitute an integral heat dissipating member for dissipating heat to the main body.
  • the area of the planar portion of the rectangular parallelepiped heat dissipation member 14 is configured to be substantially the same as the area of the plane of the substrate 12, but the area of the heat dissipation member is increased to increase the heat dissipation area. You may comprise.
  • the five heat dissipating members 14 configured as described above are bonded to the metal members 12c of the five substrates 12 having fluid heat conductivity before the light source body 16 described later is three-dimensionalized. It is fixed by.
  • solder is used as the fixing member from the viewpoint of heat conduction performance and fixing strength.
  • the substrate 12 is placed on a flat and horizontal work table so that the metal member 12c is horizontal, and molten solder is poured onto the surface of the metal member 12c.
  • the heat dissipation member 14 is pressed against the solder, and the solder is solidified and fixed.
  • the metal member 12c can be reliably fixed to the heat radiating member 14 by a simple operation suitable for mass production. For example, automation of soldering such as reflow is possible.
  • the heat dissipation member 14 can be made of a metal having good thermal conductivity, such as aluminum or aluminum alloy, in addition to copper or copper alloy. Furthermore, it may be composed of a synthetic resin such as ceramics or high thermal conductive resin.
  • the shape of the heat dissipation member 14 is preferably the same shape as the shape of the substrate 12 in order to constitute a three-dimensional light source body 16 such as a prism, but is different in size and shape from the substrate 12. It may be formed. In particular, in order to effectively exhibit heat dissipation, the substrate 12 may have a larger area and a larger thickness.
  • the heat radiating member 14 is fixed by the fixing member 13 having fluid heat conductivity, it is desirable that the heat radiating member 14 be formed in a flat plate shape having a flat surface so that the fixing member 13 does not flow out. However, a part or the whole may be curved to the extent that the fixing member 13 does not flow out, and a warped shape or a groove or the like may be formed on the surface.
  • the fixing member 13 having fluid thermal conductivity it is suitable to use solder from the viewpoints of thermal conductivity, fixing strength, etc., but it is possible to use a wax material made of metal such as copper, and further heat resistance and thermal conductivity. It may be a fluid resin adhesive made of, for example, a silicone resin or an epoxy resin.
  • the blocked light emitting units 15 are divided into four light emitting units 15 forming a side light emitting unit and one light emitting unit forming an upper surface light emitting unit (hereinafter referred to as “side light emitting unit”).
  • a total of five light emitting units 15 a) are prepared, and these are arranged on five surfaces with respect to the support member 17, thereby forming a three-dimensional light source body 16.
  • the support member 17 constitutes a light source body 16 that forms a three-dimensional square pillar by arranging and supporting a plurality of light-emitting portions 15 that are made into a multi-sided shape, and a heat dissipation member.
  • 14 is a member having a function for transmitting heat transmitted to 14 to a main body 18 side to be described later to dissipate heat to the outside.
  • the support member 17 is made of a metal having good thermal conductivity, for example, copper in this embodiment, like the heat radiating member 14, and is formed in a thick truncated cone block shape.
  • the support member 17 is formed in a truncated cone shape (Mt. Fuji) to form a cone-shaped inclined reflecting surface 17e, and the reflecting surface 17e can reflect light emitted from the light emitting portion 15.
  • the four light-emitting portions 15 having a plurality of light-emitting surfaces that are formed into blocks are substantially fixed to the support member 17 configured as described above by screws. That is, among the five light emitting portions 15 and 15a, the four side light emitting portions 15 that form a substantially square side surface portion are formed on the bottom surface portion of the rectangular parallelepiped in the state in which the heat radiating member 14 is vertical. Two screw holes 14a are formed. A screw hole 14b is formed at the center of the lower surface portion of the heat dissipation member 14 in the rectangular parallelepiped upper surface light emitting portion 15a constituting the upper surface portion of the quadrangular prism.
  • two insertion holes 17 a penetrating from the lower surface of the truncated cone to the upper surface corresponding to the screw holes 14 a of the heat radiating member 14, corresponding to the heat radiating member 14 of the light emitting part 15, are provided in total 8 in total. Individually formed. Furthermore, one insertion hole 17b penetrating from the lower surface to the upper surface is formed at the center portion of the truncated cone corresponding to the screw hole 14b of the heat radiating member 14 in the rectangular light emitting portion 15a.
  • the heat radiating member 14 having two screw holes 14a and 14a, that is, the light emitting portion 15 is provided.
  • the two bolts 14c are inserted into the respective insertion holes 17a from the lower surface of the support member 17, and the tip ends of the bolts 14c are screwed into the screw holes 14a of the heat dissipation member 14 and fixed.
  • the remaining three light-emitting portions 15 are fixed to the upper surface of the support member 17 by bolts 14c, and constitute side portions of the light source body 16 having a quadrangular prism shape.
  • a rectangular parallelepiped light-emitting portion 15a is incorporated in the internal space formed by the four side portions.
  • a screw hole 14b is formed in the light emitting portion 15a of the rectangular parallelepiped, and the bolt 14d is inserted into the insertion hole 17b from the lower surface of the support member 17, and the tip of the bolt 14d is screwed into the screw hole 14b of the heat radiating member 14. Fix (FIG. 1 (a)).
  • the four side light emitting portions 15 and the one upper surface light emitting portion 15a that are three-dimensionally formed into a quadrangular prism are connected between the positive and negative terminals of each metal pattern 12a on the substrate 12 by the lead wires w1.
  • the parts are wired in series.
  • the five light emitting units 15 are simultaneously connected to each other by the lead wires w1 and mechanically connected, and then folded. Wiring can also be performed. That is, a rectangular prism light source body 16 to which wiring is previously attached may be configured, and the light source body 16 may be fixed to the support member 17 as described above.
  • a three-dimensional light source body 16 is configured by arranging a plurality of light emitting units, that is, four side light emitting units 15 and one upper surface light emitting unit 15a in a polyhedral shape.
  • each insertion hole 17a, 17b is formed in a countersink so that the lower surface of the truncated cone-shaped support member 17 may become a flat surface, and each bolt 14c14d uses the bolt which consists of a countersunk screw.
  • the bottom surface of the radiating member 14 having a rectangular parallelepiped shape between the bottom surface of the heat radiation member 14 constituting the side light emitting portion 15 of the square pillar and the upper surface portion of the support member 17, and the light emitting portion 15 a constituting the top light emitting portion, and the support member 17.
  • An adhesive or sheet made of silicone resin, epoxy resin, or the like that has heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation is interposed between the upper surface portion of each of the heat dissipation members 14 and the support members 17. You may make it fix in the closely_contact
  • a plurality of light emitting units for example, five light emitting units each having a light emitting surface with a square light emitting surface, are arranged in a polyhedral shape to constitute a three-dimensional light source body composed of quadrangular prisms. Is.
  • the plurality of light emitting units are individually configured, they are electrically connected in advance by a lead plate or the like continuous with a lead wire or a wiring pattern, and mechanically. It may be connected.
  • the shape of the light source body that is three-dimensionalized by arranging a plurality of light emitting units in a multi-faceted shape is not limited to a quadrangular prism, and may be a polygonal prism such as a pentagonal prism, a hexagonal prism, or an octagonal prism. May be a triangular prism.
  • the light emitting portion may be configured by small pieces, and may be configured to have a substantially cylindrical shape by using a large number of these small pieces, or may be configured to have a substantially spherical shape or an elliptical spherical shape.
  • the heat radiating member 14 of the upper surface light emitting unit 15a formed to form a thick block shape with a metal having good thermal conductivity is disposed. It is desirable to effectively dissipate heat from the substrate 12 of the top light emitting portion 15a.
  • a part of the internal space is a space. It may be left as it is.
  • the heat radiating member 14 is not limited to metal, and is formed of, for example, an adhesive, a sheet, a block, or the like made of a silicone resin or an epoxy resin having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation. It may be a thing. Moreover, you may form these heat radiating members 14 integrally with the support member mentioned later.
  • the thermally conductive main body 18 provided with the support member 17 is provided so as to project the three-dimensional light source body 16 toward one end side as described above, and the LED chip 11 transmitted from the support member 17. Heat from the outside is dissipated to the outside.
  • a metal having good thermal conductivity for improving heat dissipation in this embodiment, a substantially circular cylindrical cross section made of aluminum and having a large diameter on one end side.
  • a housing recess 18c having an opening 18b with a small diameter on the other end side is formed integrally with the portion 18a.
  • the outer peripheral surface is formed so as to form a substantially conical tapered surface whose diameter is gradually decreased from one end side to the other end side, and the appearance is configured to approximate the silhouette of the neck portion of the incandescent bulb. .
  • a large number of heat dissipating fins 18d that project radially from one end side to the other end side are integrally formed on the outer peripheral surface.
  • the main body 18 having these configurations is formed as a thick cylindrical body that is processed by casting, forging, cutting, or the like and has a cavity inside.
  • a heat conductive support member 17 that thermally couples and supports each heat radiating member 14 transmits heat generated in the LED chip 11 to the main body 18 side through the heat radiating member 14 to dissipate the heat to the outside. It is a member having a function as a heat sink.
  • the support member 17 can be made of a metal having good thermal conductivity, for example, aluminum or aluminum alloy in addition to copper or copper alloy, like the heat radiating member 14. Furthermore, it may be a heat pipe or may be composed of a synthetic resin such as ceramics or a high thermal conductive resin.
  • the support member 17 is formed integrally with the main body 18 in order to effectively transfer heat to the main body side, the support member 17 is configured separately from the main body 18 in consideration of workability during assembly.
  • the support member 17 and the main body 18 may be closely attached and fixed via an adhesive or sheet made of silicone resin, epoxy resin or the like having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation. .
  • the shape of the support member 17 projects toward one end of the main body 18 so that the light emitted from the three-dimensional light source body 16 becomes, for example, a 1/2 beam angle of 200 ° or more like an incandescent bulb. It is desirable to be provided. However, here, it is not a condition that the 1 ⁇ 2 beam angle is strictly equal to or greater than 200 °, and it is only necessary to be configured to project toward one end so that light is emitted to the rear surface (surface on the base side). . Further, in order to reflect light effectively, the support member 17 may be processed into a mirror surface or a semi-mirror surface by coating the surface with white, or by depositing or plating a metal such as aluminum or silver.
  • the heat conductive main body 18 is a metal having good heat conductivity to improve heat dissipation, for example, a metal containing at least one of copper, iron and nickel, industrial materials such as aluminum nitride and silicon carbide, Furthermore, it is composed of a synthetic resin such as a high thermal conductive resin.
  • a light source body support portion 18e having a flat bottom surface is formed so as to form a circular concave step portion.
  • a ring-shaped protrusion 18f is integrally formed.
  • a support member 17 is provided on the light source support 18e so that the three-dimensional light source 16 described above protrudes toward one end of the main body 18. That is, the flat lower surface of the support member 17 is fixed to the flat light source body support portion 18e formed on the one end side of the main body 18 by the screws 17c so as to have electrical insulation and to be in close contact therewith.
  • a light source having a flat surface through an electrical insulating sheet (not shown) made of silicone resin, epoxy resin, etc. that has heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation as required It is fixed in close contact with the surface of the body support 18e.
  • the three-dimensional light source body 16 is provided so as to protrude from the one end portion side of the main body 18.
  • the light source body 16 has an angle ⁇ 1 formed between the light emitting surfaces of the four side light emitting portions 15 and the outer peripheral portion of the light source body supporting portion 18e in the main body 18, that is, the upper end of the ring-shaped protruding portion 18f. 90 ° or more, in this embodiment, about 115 °, and is provided so as to form 100 ° or more.
  • the three-dimensional light source body 16 is provided to project from one end of the main body 18 so that the light emitted from the light source body 16 has a 1/2 beam angle of 200 ° or more like an incandescent bulb, It is comprised so that light may be radiated
  • the half beam angle is preferably about 200 ° to 310 °, so that an optimum shape can be obtained which has an external shape approximating that of an incandescent lamp and can obtain the desired light distribution characteristics.
  • An attached lamp can be provided.
  • the lower surface of the support member 17 to which the light source body 16 is fixed is securely attached to the light source body support portion 18e of the main body 18, and the substrate 12 of the light emitting portion 15 is made of thermally conductive ceramics.
  • the heat radiating member 14 and the support member 17 are made of copper having good thermal conductivity, and the upper surface light emitting portion 15a is thermally connected directly to the support member 17 by a rectangular parallelepiped heat radiating member 14 which is also formed of copper.
  • the heat generated from the LED chips 11 disposed on the upper surface and the side surface is effectively transmitted to the main body 18 made of aluminum through these members and radiated to the outside.
  • the heat of the four heat dissipating members 14 constituting the side surfaces of the quadrangular prism is also conducted to the heat dissipating member 14 of the upper surface light emitting portion 15a that is thermally coupled to be more effectively dissipated.
  • a housing recess 18c formed integrally with the main body 18 is a recess for disposing a circuit board constituting the lighting device 20 to be described later, and its transverse section is centered on the central axis xx of the main body 18.
  • a substantially circular cylindrical recess is formed.
  • An insulating case 25 is fitted in the housing recess 18c in order to achieve electrical insulation between the lighting device 20 and the main body 18 made of aluminum.
  • the insulating case 25 is made of a heat-resistant and electrically insulating synthetic resin such as PBT (polybutylene terephthalate), and an opening 25a is formed on one end side, and the other end side is closed to form the inner shape of the storage recess 18c.
  • the lighting device 20 is fixed in the housing recess 18c with an adhesive such as a silicone resin or an epoxy resin having a screw or heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation.
  • an adhesive such as a silicone resin or an epoxy resin having a screw or heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation.
  • a base mounting portion 25b having a stepped outer periphery is integrally formed.
  • a base member 19 provided on the other end side of the main body 18 is a base constituting an Edison type E26 type as shown in FIG. 3B, and is a cylindrical shell portion 19a made of a copper plate having a thread. And a conductive eyelet portion 19c provided on the top of the lower end of the shell portion via an electrical insulating portion 19b.
  • the opening portion of the shell portion 19a is fitted into the base mounting portion 25b of the insulating case 25 from the outside, and is bonded or caulked with an adhesive such as silicone resin or epoxy resin having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation.
  • the body 18 is electrically insulated by such means as described above and fixed to the other end side of the body.
  • An input line derived from an input terminal of a circuit board 20a in the lighting device 20 described later is connected to the shell portion 19a and the eyelet portion 19c.
  • the lighting device 20 includes a flat circuit board 20a on which circuit components constituting the lighting circuit of the LED chip 11 are mounted.
  • the lighting circuit is configured to convert the AC voltage 100V to the DC voltage 90V and supply a constant DC current to each LED chip 11.
  • the circuit board 20a has a strip-like vertically long circuit pattern formed on one or both sides thereof, and the mounting surface of the circuit board 20a constitutes a lighting circuit such as a lead part such as a small electrolytic capacitor or a chip part such as a transistor.
  • a plurality of small electronic components 20b for mounting are mounted.
  • the circuit board 20a is housed in the insulating case 25 provided in the housing recess 18c of the main body 18 with the circuit board 20a in the vertical direction.
  • the lighting device 20 that is housed in the housing recess 18 c of the main body 18 and lights the LED chip 11 is configured.
  • a lead wire w2 for supplying power to each LED chip 11 is connected to the output terminal of the circuit board 20a, and an input line (not shown) is connected to the input terminal.
  • the power supply lead wire w2 is led out from the housing recess 18c of the main body 18 to one end side of the main body 18 through a through hole 18g formed through the light source body support portion 18e. It is connected to the input terminal 12b1 of the light emitting unit 15.
  • the lighting device 20 for stably lighting the solid light emitting element 11 in the main body 11 in that a light source such as an incandescent light bulb can be replaced as it is, but it can also be provided separately.
  • the lighting device 20 may include a light control circuit, a color control circuit, and the like for dimming the solid light emitting element 11.
  • the cover member 21 constitutes a lamp glove and has translucency.
  • the cover member 21 is made of a synthetic resin such as polycarbonate having a small thickness, and is translucent such as milky white having transparency or light diffusibility.
  • the polycarbonate is substantially hemispherical that approximates the silhouette of an incandescent bulb having an opening 21a on one end side, and the outer surface is formed to have a smooth curved surface.
  • the cover member 21 covers the three-dimensional light source body 16, and the annular fitting part integrally formed in the opening edge part of the opening 21a is in the protruding item
  • the cover member 21 is fixed with an adhesive made of silicone resin or epoxy resin having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation. As described above, the cover member 21 is disposed on one end side of the main body 18 so that the inclined outer peripheral surface of the main body 18 is a curved surface of the cover member 21 forming a glove as shown in FIG.
  • the overall shape of the lamp is substantially continuous with the outer peripheral surface of the lamp, and the entire lamp is configured to approximate the silhouette of an incandescent bulb.
  • the assembly procedure of the bulb-shaped lamp with cap 10 configured as described above will be described.
  • the insulating case 25 is fitted into the housing recess 18c of the main body 18, and an adhesive is applied and fixed to the contact portion between the outer peripheral surface of the insulating case 25 and the inner peripheral surface of the storage recess 18c.
  • the circuit board 20a of the lighting device 20 is inserted vertically into the insulating case 25, fitted into the guide groove, and supported and accommodated.
  • the lead wire w2 is inserted into the through hole 18g, and the tip is drawn out from the one end side of the main body 18.
  • the support member 17 to which the light source body 16 that has been three-dimensionalized in a rectangular prism is fixed is placed on the light source body support portion 18e of the main body 18, and the surrounding four locations from the upper surface side of the support member 17 are fixed using screws 17c. To do.
  • an insulating sheet (not shown) having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation is interposed between the upper surface of the light source body support portion 18e and the lower surface of the support member 17.
  • the lower surface of the support member 17 and the flat surface of the light source body support part 18e are closely attached and fixed.
  • the leading end of the drawn lead wire w2 is connected to the input terminal 12b1 of the light emitting unit 15 of the fixed light source body 16.
  • the input line led out from the input terminal of the circuit board 20a of the lighting device 20 is connected to the shell portion 19a and the eyelet portion 19c of the base member 19, and the opening of the shell portion 19a is connected to the insulating case 25 in the connected state. Is fitted into the base mounting portion 25c and fixed with an adhesive.
  • the cover member 21 is prepared and covered so as to cover the light source body 16 provided so as to protrude toward the one end portion of the main body 18, and the annular fitting portion provided at the opening end portion of the opening 21 a is used as the light source.
  • the body support portion 18e is fitted into the projecting ridge portion 18f, and an adhesive is applied and fixed to the contact portion with the projecting ridge portion 18f.
  • the globe which is the cover member 18 is provided at one end portion with the light source body 16 made of three-dimensional LED, and the E26-type base member 19 is provided at the other end portion.
  • a small bulb-shaped lamp 10 with a cap similar to a silhouette is formed.
  • the lamp with cap is a light bulb-shaped lamp with cap (A type or PS type) approximated to the shape of a general incandescent bulb, a ball-shaped lamp with cap (G type), a cylindrical lamp with cap ( (T type), ref type lamp with cap (R type), etc. may be used. These may be globeless lamps with caps.
  • the present embodiment is not limited to a lamp with a cap approximated to the shape of an incandescent bulb, but can be applied to a lamp with a cap that has various other external shapes and uses.
  • the lighting fixture 30 is an existing downlight type lighting fixture that is embedded in a ceiling surface X of a store or the like and uses an incandescent bulb having an E26-type base as a light source. It comprises a metal box-shaped appliance body 31 having a metal reflector 32 fitted into the opening 31a, and a socket 33 into which an E26-type cap of an incandescent bulb can be screwed. .
  • the reflector 32 is made of, for example, a metal plate such as stainless steel, and a socket 33 is installed at the center of the upper surface plate of the reflector 32.
  • a light bulb shaped cap-mounted lamp 10 using the LED chip 11 as a light source is used instead of the incandescent light bulb for energy saving and long life. use. That is, since the cap-equipped lamp 10 has the cap member 19 in the shape of E26, it can be directly inserted into the incandescent lamp socket 33 of the lighting fixture. At this time, the outer peripheral surface of the cap-equipped lamp 10 forms a substantially conical tapered surface, and the appearance is configured to approximate the silhouette of the neck portion of the incandescent lamp. It can be smoothly inserted without hitting the reflector 32 or the like, and the application rate of the light bulb-shaped lamp with cap 10 to the existing lighting fixture is improved. Thereby, an energy-saving downlight using the LED chip 11 as a light source is configured.
  • the power is supplied from the socket 33 through the base member 19 of the lamp 10 with the base, and the lighting device 20 operates to output a DC voltage of 90V.
  • This DC voltage is applied from the lighting device 20 to each LED chip 11, and a constant direct current is supplied to turn on all the LED chips 11 at the same time.
  • White light is radiated simultaneously from the entire surface, that is, a total of five sides including the four sides of the quadrangular prism.
  • the three-dimensional light source body 16 is provided so as to protrude from the circular center on the one end portion side of the main body 18, the light source body 16 is emitted almost uniformly toward the entire inner surface of the cover member 21.
  • the angle ⁇ 1 formed by the light emitting surface of the light emitting section 15 constituting the side surface of the quadrangular prism and the upper end of the ring-shaped protruding portion 18f of the light source body supporting section 18e in the main body 18 is 90 ° or more.
  • the main body 18 is provided so as to be approximately 115 ° and 100 ° or more, and is provided so as to protrude toward the one end portion of the main body 18 so as to have a 1/2 beam angle of 200 ° or more.
  • sufficient light is radiated to the rear surface (surface on the base side), and the light is further diffused by the milky white glove. Therefore, sufficient reflection as in the optical design designed as a reflector for incandescent bulbs. Performance can be obtained, and illumination with light distribution characteristics substantially equivalent to incandescent bulbs can be performed.
  • an LED as a light source is arranged on a flat surface on the surface of a substrate, and light emitted from the LED is mainly emitted to the front side, and has a light distribution characteristic equivalent to that of an incandescent bulb. I can't get it. In particular, uniform light distribution characteristics in almost all directions including the rear surface cannot be obtained. For this reason, in the lighting fixture which has the reflecting plate originally optically designed by using the incandescent lamp as the light source, there is a problem that sufficient reflecting performance as the optical design cannot be obtained.
  • the lighting fixture is a ceiling-embedded type, a direct-attached type, a suspended type, or a wall-mounted type, and a glove, shade, reflector or the like is attached to the fixture body as a light control body. Even if it exists, the lamp
  • FIG. 6 shows a first modification of the present embodiment.
  • the support member 17 is configured by extending the frustoconical reflection surface 17e to the end of the light source body support portion 18e, that is, to the vicinity of the ring-shaped protrusion 18f.
  • the angle ⁇ 1 formed by the inclined portion of the reflecting surface 17e and the light emitting surface of the light emitting portion 15 is 90 ° or more, in this embodiment, about 113 °, and is configured to be 100 ° or more.
  • the reflecting surface 17e having a larger area can reflect light more effectively, and a 1 ⁇ 2 beam angle of 200 ° or more can be reliably set.
  • the surface of the reflecting surface 17e may be painted white.
  • the surface of the light source body support portion 18e of the main body 18 to which the light source body 16 is fixed may be painted white.
  • FIG. 7A shows a second modification of the present embodiment.
  • the heat radiating member 14 provided on the substrate 12 of the upper surface light emitting portion 15a has a rectangular parallelepiped shape for radiating the heat of the substrate 12, and is directly coupled to the support member 17 directly. However, it may be formed integrally with the support member 17. With this configuration, the thermal resistance at the joint between the heat dissipation member 14 and the support member 17 is eliminated, and a more effective heat dissipation action can be performed. Further, the work for fixing the cuboid-shaped heat radiation member 14 to the support member 17 and the screws, the adhesive, and the sheet for fixing are unnecessary, and it is possible to provide a lamp with a cap that is advantageous in terms of cost.
  • a heat conductive member 50 such as an adhesive or a sheet made of a silicone resin or an epoxy resin having heat resistance and good heat conductivity and electrical insulation.
  • the heat conductive member 50 such as an adhesive or a sheet is between the support member 17 and the four heat radiating members 14 (the heat radiating member 14 constituting the side surface portion of the quadrangular column) located on the inner side surface of the quadrangular column.
  • the four heat radiating members 14 and the rectangular parallelepiped heat radiating member 14 of the upper surface light emitting portion 15a disposed in the internal space may be brought into thermal contact with each other.
  • the heat generated from the LED chips 11 disposed on each surface including the upper surface of the quadrangular prism is reliably transmitted to the main body 11 side via the rectangular parallelepiped heat radiation member 14 and the support member 17 disposed in the internal space. Can be transmitted, and more effective heat dissipation can be performed.
  • the support member 17 that supports the light emitting unit 15 is formed in a truncated cone shape, it may be formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the frustoconical and rectangular parallelepiped support members 17 may be formed so as to protrude integrally from the light source body support portion 18 e of the main body 18.
  • the main body 18 and the support member 17 may be integrally formed of aluminum, or may be integrally formed of copper.
  • the thermal resistance at the joint portion between the support member 17 and the main body 18 is eliminated, and a more effective heat dissipation action can be performed, and the work for fixing the support member 17 and the screws for fixing the support member 17
  • the rectangular parallelepiped heat radiation member 14 is formed integrally with the support member 17, and further the support member 17 is formed integrally with the main body 11, thereby further effective. A heat dissipation action can also be performed. According to this configuration, it is possible to provide a cap-attached lamp that is advantageous in terms of cost.
  • FIG. 7B shows a third modification.
  • wiring of the plurality of light emitting units 15 is performed by connecting the lead wire w1 after the light source body 16 is three-dimensionalized into a quadrangular prism.
  • the metal pattern 12b of the substrate 12 in each light emitting section 15 is connected with a lead plate w3 that is integrally extended, and wiring is connected in advance, and each lead plate w3 is folded as a folding line.
  • the wired rectangular prism light source body 16 may be configured and fixed to the support member 17. According to this configuration, the soldering work by the lead wire w1 is unnecessary, the work is simplified, and a lamp with a cap suitable for further mass production can be provided.
  • FIG. 8 shows a fourth modification.
  • the circuit board 20 a of the lighting device 20 is provided on the light source body support portion 18 e of the main body 18. That is, as shown in FIG. 8, the circuit board 20a is configured in a ring shape, and the circuit component 20b is mounted on the substrate surface side.
  • the circuit board 20a is placed on a light source body support portion 18e having a flat surface so as to surround the support member 17 to which the light source body 16 is fixed, and is a silicone resin having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation. It is fixed by fixing means such as screws with an adhesive made of epoxy resin or the like, or a sheet made of such resin.
  • heat generated from the circuit component 20b can also be dissipated from the main body 18 to the outside via the light source support 18e, so that the reliability of the circuit can be improved and the life can be further extended.
  • the circuit board 20a is accommodated using the ring-shaped gap formed around the light source body 16, the above-described insulating case 25 for accommodating the circuit board is not necessary, which is advantageous in terms of cost. become.
  • emitted from the light source body 16 can be effectively reflected by covering the surface of the circuit board 20a with a white resist. Therefore, it is possible to provide a lamp with a cap that can further increase the luminous flux without light extraction loss.
  • FIG. 9 shows a fifth modification.
  • the portion that becomes the ridgeline of the light source body 16 composed of a quadrangular prism formed by assembling the light emitting portion into a polyhedral shape absorbs light and becomes a dark portion.
  • a frame-shaped closed side 26 that closes each ridge line with a white synthetic resin for example, a heat-resistant and electrically insulating resin such as PBT, is provided.
  • the frame is formed and covered from above the light source body 16 having a quadrangular prism shape.
  • This frame is fixed with an adhesive made of a silicone resin, an epoxy resin, or the like having heat resistance and good thermal conductivity and electrical insulation.
  • the light emitted from the light emitting unit is not absorbed by the ridge line part, and the light is effectively reflected by the white closed side 26, thereby improving the light extraction efficiency. It is possible to provide a lamp with a cap that can further increase the luminous flux. It is to be noted that the same function and effect can be obtained even when the ridge line that is a dark portion is closed by applying a white heat-resistant paint instead of the closed side 26.
  • FIG. 10 shows a sixth modification.
  • the heat of the LED chip is radiated by forced air cooling in order to further increase the heat radiation effect and improve the light emission efficiency. That is, as shown in FIG. 10, the support portions 40 are integrally formed radially in the cylindrical recess 18 c of the main body 18, and the fan motor 41 is fixed to the center of the support portion 40. Further, a large number of vertically long vent holes 42 penetrating from the inner wall surface of the housing recess 18c to the outside are formed in the radial direction, and the radiating fins 43 along the center axis of the housing recess 18c (the center axis xx of the main body 18). Many are formed.
  • the heat radiation fin 43 is for efficiently radiating the heat from the light source body 16 transmitted to the housing recess 18 c via the support member 17.
  • the circuit board 20a of the lighting device 20 is provided so as to surround the support member 17 on the light source body support portion 18e on the one end side of the main body 18, similarly to the one shown in FIG.
  • the fan motor 41 always rotates when the lamp with cap 10 is turned on, and as shown by an arrow in FIG. 10, the vertically long vent hole 42 through which external air from the outside penetrates from the inner wall of the housing recess 18 c to the outside.
  • the air that has been taken into the housing recess 18c of the main body 18 and cooled the radiating fins 43 is discharged to the outside.
  • outside air may be taken in from the direction opposite to the arrow by reversing the motor with a changeover switch according to the lamp installation status.
  • the heat of the LED chip 11 transmitted to the main body 18 through the heat radiating member 14 and the support member 17 is forcibly released to the outside by the fan motor 41, and a more effective heat radiating action is performed. It is possible to significantly improve the luminous efficiency. According to this embodiment, it is possible to provide a lamp with a base having excellent light distribution characteristics and heat dissipation, and improved luminous efficiency. Moreover, by using the lamp with a cap of the present embodiment, it is possible to provide a lighting apparatus having sufficient reflection performance as in the optical design and having a long life.

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Abstract

　口金付ランプ１０は固体発光素子１１が一面側に実装された基板１２と；基板１２の他面側に、流動性の熱伝導性を有する固着部材１３で固着された放熱部材１４と；前記基板１２および放熱部材１４で構成された発光部１５と；この発光部１５を複数用いて立体化された光源体１６を構成すると共に、放熱部材１４を熱的に結合して支持する熱伝導性の支持部材１７と；立体化された光源体１６を一端部側に突出させるように、前記支持部材１７が設けられる熱伝導性の本体１８と；この本体１８の他端部側に設けられる口金部材１９とを具備している。

Description

口金付ランプおよび照明器具
　本発明は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とした口金付ランプおよびこの口金付ランプを用いた照明器具に関する。
　近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長くまた消費電力の少ない固体発光素子ある発光ダイオードを光源とした電球形ＬＥＤランプ等の口金付ランプが各種照明器具の光源として採用されるようになってきている。これら従来の口金付ランプは、例えば、特許文献１に示すように、光源となる発光ダイオードは、円板からなる基板の表面に平面状に配置されて構成されている。このため、発光ダイオードから放射される光は、前面側に主として放射され、白熱電球と同等の配光特性が得られない、特に、後面（口金側の面）を含めた略全方向への一様な配光特性が得られない。これによって、白熱電球に代替可能な発光素子を備えた口金付ランプを照明器具に組み込む際、元々白熱電球を光源として光学設計された反射板を有する照明器具においては、その光学設計とおりの十分な反射性能を得ることができないという問題が生じていた。
　この問題を解決するため、例えば、特許文献１、特に段落番号［０００４］［０００５］には、高光束の連続した一様な照明が得られるように動作させることが可能なＬＥＤ電球が示されている。基板が少なくとも４つの面の正多面体を有し、この多面体の面には電球の動作中において、少なくとも５ｌｍの光束を有する少なくとも１個のＬＥＤが設けられ、さらにギア柱には、基板と電球口金とを相互接続する熱放散手段が設けられたＬＥＤ電球が示されている。
　一方、この種の口金付ランプにおいては、白熱電球との代替を可能にするために、各種サイズの電球形の口金付ランプが要望されている。これら多様なサイズの口金付ランプの内部に発光部を収納して所望の特性を得るためには、発光ダイオードの発光効率を一層向上させる必要があり、基板やランプ本体における放熱性のさらなる改善が求められている。それに加え、近年では白熱電球と同等の光学性能が要求され、全光束は勿論、配光特性においても上記問題を解消するために白熱電球と同等の１／２ビーム角２００°以上の特性を達成することが要求されている。
　また、特許文献２に示すように、円板からなる基板の表面に発光ダイオードを配置して構成した場合には、基板をアルミニウム等で構成された基台に取り付け、この基台をアルミニウムからなるカバー（本体）に直接接続し、本体を介して放熱させることが可能である（特許文献２、段落番号［００２９］参照）。
　しかしながら、特許文献１に示すように、６つの面の平面を持つ立方体形状に構成した場合には、発光ダイオードを固着した基板と本体とを直接接続することができない。このため、特許文献１では、基板と電球口金との間に金属接続部からなる熱放散手段を設けて構成している。具体的には、ギア柱の外側表面を金属または金属合金で構成し、金属からなる基板を立方体形状に組み立て、立方体の頂点を介してギア柱に接続して熱放散手段を構成している（特許文献１、段落番号［００２０］「００２３」参照）。　
　このような立方体とギア柱を接続するには、両者の熱伝導性を損なうことなく確実に接続する固着手段を用いる必要がある。固着手段としては、熱伝導性も良好なことから半田による固着が行われるが、立体化された基板とギア柱との間に半田を流し込んで固着する際に、半田は流動性があり固化する前に接続する部分から流れ出てしまう。このため、その作業が極めて困難となり量産に適さないという問題が生じる。この点に関し、特許文献１の段落番号［００２３］には「立方体の頂点を介してギア柱に接続されている。」と記載されているのみで、如何に固着するかについては開示されておらず、改善するには至っていない。
特許第４２９０８８７号公報 特開２００８－９１１４０号公報
本発明の実施形態である口金付ランプを示し、（ａ）は立体化した光源体を本体の一端部側に設けた状態を示す斜視図、（ｂ）は発光部の断面図。 同じく口金付ランプの光源体を支持部材に支持する状態を示す斜視図。 同じく口金付ランプを示し、（ａ）はカバー部材を取り外して示す上面図、（ｂ）は縦断面図。 同じく口金付ランプを、カバー部材を取り外して示す斜視図。 同じく口金付ランプを装着した照明器具を、天井に設置した状態を概略的に示す断面図。 同じく口金付ランプの第１の変形例を示す縦断面図。 同じく口金付ランプのさらなる変形例を示し、（ａ）は第２の変形例における図２に相当する斜視図、（ｂ）は第３の変形例の発光部を展開して示す正面図。 同じく口金付ランプの第４の変形例を、カバー部材を取り外して示す斜視図。 同じく口金付ランプの第５の変形例を、カバー部材を取り外して示す斜視図。 同じく口金付ランプの第６の変形例を示す縦断面図。
　一実施形態に係る口金付ランプは、固体発光素子が一面側に実装された基板と；この基板の他面側に流動性の熱伝導性を有する固着部材で固着された放熱部材と；前記基板および放熱部材で構成された発光部と；前記発光部を複数用いて立体化された前記光源体を構成すると共に、前記放熱部材を熱的に結合して支持する熱伝導性の支持部材と；立体化された前記光源体を一端部側に突出させるように前記支持部材が設けられる熱伝導性の本体と；この本体の他端部側に設けられる口金部材と；を具備している。
　以下、本発明に係る口金付ランプおよび照明器具の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前出したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　図１乃至図３は本発明の実施形態である口金付ランプを示し、白熱電球に近似した形状を有する電球形の口金付ランプ１０を構成したものである。図１に示すように、固体発光素子１１が一面側に実装された基板１２、この基板の他面側に流動性の熱伝導性を有する固着部材１３で固着された放熱部材１４、基板１２および放熱部材１４で構成された発光部１５、複数の発光部１５を多面的に配置して立体化された光源体１６を構成すると共に、放熱部材１４を熱的に結合して支持する熱伝導性の支持部材１７、立体化された光源体１６を一端部側に突出させるように支持部材１７が設けられる熱伝導性の本体１８、この本体１８の他端部側に設けられた口金部材１９、本体１８に収容されて設けられ固体発光素子１１を点灯する点灯装置２０、さらに、グローブを構成するカバー部材２１で構成されている。
　固体発光素子１１は、図１（ｂ）に示すように本実施形態では発光ダイオードチップ（以下「ＬＥＤチップ」と称す）で構成し、ＬＥＤチップ１１は、同一性能を有する複数個のＬＥＤチップ、本実施形態では高輝度、高出力の青色ＬＥＤチップで構成する。
　固体発光素子１１は、発光ダイオード、半導体レーザ、有機ＥＬなどの固体発光素子で構成される。基板１２の一面側に実装される固体発光素子１１は、例えば、正方形をなす基板１２に、多数の固体発光素子１１、例えば、発光ダイオードがＣＯＢ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｂｏａｒｄ）技術を用いて、マトリックス状や千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が面状に配置され実装されている。しかしながら、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｍｏｕｎｔ　Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのものを用いて１個または複数個の発光ダイオードが面状に配置されて実装されたものであってもよい。
　基板１２は、熱伝導性および電気絶縁性の観点から、ＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｃｏｐｐｅｒ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）基板、すなわち複合セラミックス基板で構成される。基板１２は、セラミックコアとなるセラミックス基板１２ａと、このセラミックス基板１２ａの一面側（以下「表面側」と称す）に設けられる銅板からなり配線パターンを形成するための金属パターン１２ｂと、金属パターン１２ｂの表面側に実装されたＬＥＤチップ１１と、基板１１の他面側（以下「裏面側」と称す）に設けられた銅板からなる金属部材１２ｃで構成される。セラミックス基板１２ａは、本実施形態ではアルミナからなり一辺が約１５ｍｍ角、厚さが約０．３２ｍｍの略正方形をなす平板で構成されている。
　また基板１２として、熱伝導性および電気絶縁性の観点から、窒化アルミニウム、窒化珪素、アルミナ、アルミナとジルコニア等の化合物等の焼結体からなるセラミックスで構成されたＤＣＢ基板を使用することが好適であるが、アルミニウムや銅等の熱伝導性の良好な金属で構成されたものであってもよい。さらに、例えば、エポキシ樹脂等の合成樹脂やガラスエポキシで構成されても、さらには、フレキシル性を有して構成されたものであってもよい。また、基板１２の形状は、角柱等の立体化された光源体を構成するために、正方形や長方形等の矩形状をなしていることが好ましいが、三角錐を形成するための三角形等、目的とする配光特性を得るための種々の形状を採用することができる。
　　金属パターン１２ｂは、配線パターンを構成するように、セラミックス基板１２ａの表面側に半田によって接合する。金属パターン１２ｂの厚さは約０．３ｍｍである。この金属パターン１２ｂの表面には、酸化を防止するためにニッケル（Ｎｉ）をメッキする。金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などをメッキしてもよい。これらの金属は金属パターン１２ｂの表面を覆ってメッキされることから、信頼性が高くしかも半導体発光素子から放射された光を効果的に反射させることができる。またＬＥＤチップ１１で発生した熱をこれら金属パターン１２ｂや金属部材１２ｃを介して効果的に放熱部材１４に伝達することができ一層効果的な放熱が行われる。
　上述したように構成された金属パターン１２ｂの表面に上記の複数個の青色ＬＥＤチップ１１が実装され、各ＬＥＤチップ１１は金線からなるボンディングワイヤによって金属パターン１２ｂに接続される。それぞれの青色ＬＥＤチップ１１には、透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体を混合した封止部材１２ｄが充填され、青色ＬＥＤチップ１１により黄色蛍光体を励起して黄色光を発光させ、この黄色光と青色光とを混光させて白色（電球色、昼白色、昼光色を含む）を発光させる。これにより、基板１２は、複数個のＬＥＤチップ１１をＤＣＢ基板の表面側に対して実装した、いわゆるチップオンボード（ＣＯＢ）型で構成される。
　また、セラミックス基板１２ａの裏面側に設けられる銅板からなる金属部材１２ｃは、セラミックス基板１２ａの表面側に設けられる金属パターン１２ｂの板厚より薄い銅板からなる金属板で構成される。金属部材１２ｃの厚さは約０．２５ｍｍに形成されている。この金属部材１２ｃは、セラミックス基板１２ａの裏面側に対して半田によって接合され、基板裏面とほぼ同じ形状の平坦な面によって形成される。この金属部材１２ｃの表面には、酸化を防止するためにニッケル（Ｎｉ）をメッキする。金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などをメッキしてもよい。なお、上述した金属パターン１２ｂおよび金属部材１２ｃは、セラミックス基板１２ａに半田付けで接合したが、銅箔を直接セラミックス基板１２ａに活性金属蝋着によって溶着し、あるいはエッチングによって形成した薄い金属層で構成してもよい。
　上述したように、セラミックス基板１２ａ、金属パターン１２ｂ、ＬＥＤチップ１１、金属部材１２ｃからなる基板１２が構成される。後述するように、多面形状に立体化された光源体１６、本実施形態では四角柱をなす光源体１６を構成するために、四角柱の側面を構成する４枚の基板１２と、上面を構成する１枚の基板１２の計５枚が使用される。これら基板１２は同一の形状をなしている。
　上述したように構成された基板１２の金属部材１２ｃの露出する表面に、放熱部材１４が固着される。放熱部材１４は、基板１２の表面側に実装されたＬＥＤチップ１１から発生する熱を放熱させるための部材で、熱伝導性の良好な金属、本実施形態では銅を用いて直方体形状に構成される。四角柱の四つの側面発光部および上面発光部には５個の直方体形状の放熱部材１４が配設される。側面発光部に配設されるそれぞれの放熱部材１４は、厚さが約３ｍｍ、一辺が約１５ｍｍのほぼ正方形の一面を有する直方体形状に形成されている。同じように、上面発光部に配設される放熱部材１４は、厚さが（高さ寸法）約１７ｍｍ、一辺が約１５ｍｍのほぼ正方形の一面を有する直方体形状に形成されている。すなわち、上面発光部の放熱部材１４を囲むように四つの側面発光部の放熱部材１４が配設されている。これら、５個の放熱部材１４は後述するように、本体に熱を放熱するために一体となった放熱部材を構成している。これら直方体形状の放熱部材１４の平面形状をなす部分の面積は、本実施形態では基板１２の平面の面積と略同一に構成したが、放熱部材の面積を大きく形成して放熱面積が大きくなるように構成してもよい。
　上述したように構成された５個の放熱部材１４は、後述する光源体１６を立体化する前に、５枚の基板１２のそれぞれの金属部材１２ｃに流動性の熱伝導性を有する固着部材１３により固着される。固着部材は、本実施形態では熱伝導性能および固着強度等の観点から半田が用いられる。この半田付けの作業は、平坦で水平な作業台に対して、基板１２を金属部材１２ｃが水平になるように載置し、金属部材１２ｃの表面に溶融した半田を流し、この溶融した状態の半田に放熱部材１４を押し当て、半田を固化させて固着することにより行われる。この際、平坦で水平な作業台で、平坦な面からなる金属部材１２ｃに半田を流し、平坦な放熱部材１４を押し当てることができ、不用意に半田が流れ出すようなことがない。したがって量産に適した簡易な作業によって金属部材１２ｃを放熱部材１４に確実に固着することができる。例えば、リフロー等半田付けの自動化が可能である。
　なお、上記の放熱部材１４は、熱伝導性の良好な金属、例えば、銅や銅合金の他に、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成することも可能である。さらには、セラミックスや高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成されたものであってもよい。また放熱部材１４の形状は、角柱等の立体化された光源体１６を構成するために、基板１２の形状と同形状に構成されることが好ましいが、基板１２とは異なる大きさ、形状に形成されたものであってもよい。特に、放熱性を効果的に発揮させるために、基板１２よりも面積が大きく、かつ厚さをより大きく形成したものであってもよい。また、放熱部材１４は、流動性の熱伝導性を有する固着部材１３で固着されるために、固着部材１３が流れ出さないように表面が平坦な平板形状に形成されることが望ましい。しかし固着部材１３が流れ出さない程度に一部若しくは全体が湾曲し、また反った形状や表面に溝等を形成したものであってもよい。
　流動性の熱伝導性を有する固着部材１３として、熱伝導性および固着強度等の観点から半田を用いることが適しているが、銅等の金属による蝋材、さらには耐熱性で熱伝導性を有する、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる流動性の樹脂の接着剤であってもよい。
　因みに、基板１２を立体化して光源体１６を構成した後に基板表面に放熱部材１４を固着する場合には、立体の側面に配置される基板１２は縦方向に置かれるため半田が流れてしまい、確実に固着することはかなり困難な作業となってしまう。これを防止するためには、基板１２が水平になるように置いて半田付けを行う必要がある。特に、立体化した光源体１６の各面に対して半田付けを行う必要があることから、その都度回転させて位置決めを行い、半田付けの作業を行わなければならず、作業が複雑化して量産化が困難になる。これらの作業は、立体の内面側（内部空間側）に位置する基板裏面の金属部材に対して放熱部材を固着することから、狭い空間における作業となり一層作業は困難となる。
　上述したように、基板１２および放熱部材１４が予め固着された５個の発光部１５が構成される。このブロック化された発光部１５は、本実施形態では側面発光部を形成する４個の発光部１５と上面発光部を構成する１個の発光部（以下、側面発光部と区別する場合に「発光部１５ａ」と称す）の計５個が用意され、これらを支持部材１７に対して５面にそれぞれ配置することによって、立体化した光源体１６が構成される。
　支持部材１７は、図２に示すように複数のブロック化された発光部１５を、多面形状に配置して支持することにより立体化された四角柱をなす光源体１６を構成すると共に、放熱部材１４に伝達された熱を後述する本体１８側に伝達して外部に放熱させるための機能を有する部材である。支持部材１７は放熱部材１４と同様に熱伝導性の良好な金属、たとえば本実施形態では銅で構成し、肉厚の円錐台形のブロック形状に形成する。支持部材１７は、円錐台形状（富士山形）に形成されることによって円錐形の傾斜した反射面１７ｅが形成され、この反射面１７ｅにより発光部１５から放射される光を反射させることができる。
　上述したように構成された支持部材１７に、複数のブロック化された発光面がほぼ正方形をなす４個の発光部１５がネジによって固着される。すなわち、５個の発光部１５、１５ａの内、四角柱の側面部分を構成するほぼ正方形をなす４個の側面発光部１５には、その放熱部材１４を縦にした状態における直方体の底面部分に２個のネジ孔１４ａが形成される。また、四角柱の上面部分を構成する直方体形状の上面発光部１５ａには、放熱部材１４の下面部分の中央にネジ孔１４ｂが形成される。
　一方、支持部材１７には、上記放熱部材１４のネジ孔１４ａに対応して円錐台の下面から上面に貫通する挿通孔１７ａが発光部１５の放熱部材１４に対応して２個ずつ、計８個形成される。さらに、円錐台の中心部には、直方体の発光部１５ａにおける放熱部材１４のネジ孔１４ｂに対応して下面から上面に貫通する１個の挿通孔１７ｂが形成される。
　上述したように構成された円錐台形の支持部材１７の上面に形成された２個の挿通孔１７ａに対して、２個のネジ孔１４ａ、１４ａが形成された放熱部材１４、すなわち発光部１５を縦にして載置し、支持部材１７の下面から２本のボルト１４ｃをそれぞれの挿通孔１７ａに挿通し、さらに放熱部材１４のネジ孔１４ａにボルト１４ｃの先端をねじ込んで固定する。残り３個の各発光部１５も同様にしてボルト１４ｃによって支持部材１７の上面に固定し、四角柱の光源体１６の側面部分を構成する。さらに、四つの側面部分により形成された内部空間に直方体の発光部１５ａを組み込む。この直方体の発光部１５ａには、ネジ孔１４ｂが形成されており、支持部材１７の下面からボルト１４ｄを挿通孔１７ｂに挿通し、さらに放熱部材１４のネジ孔１４ｂにボルト１４ｄの先端をねじ込んで固定する（図１（ａ））。
　上述したように四角柱に立体化された４個の側面発光部１５と１個の上面発光部１５ａは、基板１２における各金属パターン１２ａの正負両端子間がリードワイヤｗ１によって接続され、各発光部は直列に配線接続される。また発光部１５の金属部材１２ｃに予め放熱部材１４を半田付けする作業の際に、同時に５個の発光部１５をリードワイヤｗ１によって配線接続して機械的に連結した状態にし、これを折り畳むことによっても配線を行うことができる。すなわち、予め配線が装着された四角柱の光源体１６を構成し、この光源体１６を上記のように支持部材１７に固定するようにしてもよい。
　以上により、複数の発光部、すなわち、４個の側面発光部１５と１個の上面発光部１５ａを多面形状に配置して立体化された光源体１６が構成される。なお、円錐台形の支持部材１７の下面が平坦な面となるように、各挿通孔１７ａ、１７ｂは皿孔に形成し、各ボルト１４ｃ１４ｄも皿ネジからなるボルトを使用する。また、四角柱の側面発光部１５構成する放熱部材１４の底面と支持部材１７の上面部分との間、および上面発光部を構成する発光部１５ａの直方体形状の放熱部材１４の底面と支持部材１７の上面部分との間に、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤やシートを介在させ、各放熱部材１４と支持部材１７が熱的により密着した状態で固定するようにしてもよい。
　本実施形態では発光部を複数個、例えば、発光面が正方形の光出射面を備えた５個の発光部を用いて多面形状に配置し、四角柱からなる立体化された光源体を構成するものである。ここで、上述したように複数個の発光部は個々に独立して構成されたものであっても、リードワイヤや配線パターンに連続するリード板等によって予め電気的に接続され、かつ機械的に連結されたものであってもよい。また、複数個の発光部を多面形状に配置して立体化される光源体の形状は、四角柱に限らず、５角柱、６角柱、８角柱などの多角形の角柱であっても、さらには三角柱であってもよい。また、発光部を小片で構成して、これらの小片を多数使用することによって略円筒体形状をなすように構成しても、略球形状や楕円球形状をなすように構成してもよい。
　側面発光部１５によって立体化された光源体１６における立体の内部空間に、熱伝導性の良好な金属によって肉厚のブロック状をなすように形成された上面発光部１５ａの放熱部材１４を配設することが、上面発光部１５ａの基板１２の放熱を効果的に行うために望ましい。しかしながら、例えば、上面発光部１５ａの基板１２と支持部材１７とを熱的に結合することが可能な肉厚の棒状のネジ部材によって放熱部材１４を構成することにより、内部空間の一部が空間のままでもよい。また、この放熱部材１４は金属に限らず、例えば、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等で構成された接着剤やシート、ブロック等で構成されたものであってもよい。また、これらの放熱部材１４は、後述する支持部材と一体に形成してもよい。
　次に、支持部材１７が設けられる熱伝導性の本体１８は、上述したようにより立体化された光源体１６を一端部側に突出させるように設けると共に、支持部材１７から伝達されたＬＥＤチップ１１からの熱を外部に放熱させるものである。図３に示すように、放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、本実施形態ではアルミニウムで構成された横断面形状が略円形の円筒状をなし、一端部側に径の大きな開口部１８ａを他端部側に径の小さな開口部１８ｂを有する収納凹部１８ｃを一体に形成する。また、外周面は一端部側から他端部側に向かい順次直径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成し、外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成する。外周面には一端部側から他端部側に向かい放射状に突出する多数の放熱フィン１８ｄを一体に形成する。これら構成の本体１８は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工され、内部に空洞を有する肉厚の円筒体として構成される。
　それぞれの放熱部材１４を熱的に結合して支持する熱伝導性の支持部材１７は、ＬＥＤチップ１１で発生した熱を放熱部材１４を介して本体１８側に伝達して外部に放熱させるためのヒートシンクとしての機能を有する部材である。支持部材１７は放熱部材１４と同様に熱伝導性の良好な金属、例えば銅や銅合金の他にアルミニウムやアルミニウム合金等で構成することもできる。さらには、ヒートパイプであっても、あるいは、セラミックスや高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。
　支持部材１７は、効果的に熱を本体側に伝達させるために本体１８と一体に形成しても、また組立時の作業性を考慮して支持部材１７を本体１８と別体に構成し、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤やシートを介して支持部材１７と本体１８とを密着させて固定することによって構成してもよい。
　また、支持部材１７の形状は、立体化された光源体１６から放射される光が白熱電球のように、例えば１／２ビーム角２００°以上になるように、本体１８の一端部側に突出させるように設けられることが望ましい。しかし、ここでは、厳密に１／２ビーム角２００°以上にすることが条件ではなく、後面（口金側の面）に光が放射されるように一端部側に突出して構成されていればよい。また、支持部材１７は効果的に光を反射させるために、その表面に白色に塗装あるいは、アルミニウムや銀等の金属を蒸着若しくはメッキなどを施して鏡面または半鏡面に加工してもよい。
　熱伝導性の本体１８は放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えばアルミニウムのほかに、銅、鉄、ニッケルの少なくとも一種を含む金属、窒化アルミニウム、シリコンカーバイトなどの工業材料、さらには、高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成される。
　本体１８の一端部側の開口部１８ａには、円形の凹段部が形成されるように凹段部の底面を平坦な面に形成した光源体支持部１８ｅが一体に形成され、この周囲にリング状をなす凸条部１８ｆが一体に形成される。この光源体支持部１８ｅ上に、上述した立体化された光源体１６が本体１８の一端部側に突出するように支持部材１７が設けられる。すなわち、支持部材１７の平坦な下面が本体１８の一端部側に形成された平坦な光源体支持部１８ｅに、電気絶縁を有しかつ密着するようにネジ１７ｃによって固定される。また、必要に応じて耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等で構成された電気絶縁シート等（図示せず）を介して、平坦な面をなす光源体支持部１８ｅの表面に密着して固定される。
　このように、本体１８の一端部側に立体化された光源体１６が突出して設けられる。そして、光源体１６は、４個の側面発光部１５の発光面と、本体１８における光源体支持部１８ｅの外周部、すなわち、リング状をなす凸条部１８ｆの上端とのなす角度α１が、９０°以上、本実施形態では約１１５°で、１００°以上をなすようにして設けられる。したがって、立体化された光源体１６は、光源体１６から放射される光が、白熱電球のように１／２ビーム角２００°以上になるように、本体１８の一端部に突出して設けられ、後面（口金側の面）にも光が放射されるように構成される（図３（ｂ）中、矢印ａ）。本実施例において１／２ビーム角は、好ましくは２００°～３１０°程度にすることで、白熱電球に近似する外観形状をなし、かつ目的とする配光特性を得ることが可能な最適な口金付ランプを提供することができる。
　光源体１６を固定した支持部材１７は下面が本体１８の光源体支持部１８ｅに確実に密着され、さらに発光部１５の基板１２は熱導電性のセラミックスで構成されている。また、放熱部材１４および支持部材１７が熱伝導性の良好な銅で構成され、さらに上面発光部１５ａは、同じく銅で形成された直方体形状の放熱部材１４により直接支持部材１７に熱的に連結されている。上面および側面に配設されたＬＥＤチップ１１から発生する熱は、これら部材を介して効果的にアルミニウムで構成された本体１８に伝達され外部に放熱される。この際、四角柱の側面を構成する４個の放熱部材１４の熱も熱的に結合された上面発光部１５ａの放熱部材１４に伝導され一層効果的に放熱される。
　なお、本体１８に一体に形成された収納凹部１８ｃは、その内部に後述する点灯装置２０を構成する回路基板を配設するための凹部で、横断面が本体１８の中心軸ｘ－ｘを中心としたほぼ円形をなす円筒状の凹部をなしている。収納凹部１８ｃ内には、点灯装置２０とアルミニウムからなる本体１８との電気絶縁を図るために絶縁ケース２５が嵌め込まれる。絶縁ケース２５はＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で構成され、一端部側に開口部２５ａが形成され、他端部側が閉塞されて収納凹部１８ｃの内面形状に略合致する有底の円筒状をなす形状に構成されている。点灯装置２０はネジまたは耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤により収納凹部１８ｃ内に固定される。絶縁ケース２５の一端部側（開口部２５ａ側）には、外周が段状形状の口金取付部２５ｂが一体に形成されている。
　本体１８の他端部側に設けられる口金部材１９は、図３（ｂ）に示すように、エジソンタイプのＥ２６形を構成する口金で、ねじ山を備えた銅板製の筒状のシェル部１９ａと、このシェル部の下端の頂部に電気絶縁部１９ｂを介して設けられた導電性のアイレット部１９ｃを備えている。シェル部１９ａの開口部が、絶縁ケース２５の口金取付部２５ｂに外側から嵌め込まれ、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤による接着やカシメなどの手段により本体１８との電気絶縁をなして本体の他端部側に固定される。シェル部１９ａおよびアイレット部１９ｃには、後述する点灯装置２０における回路基板２０ａの入力端子から導出された入力線が接続される。
　点灯装置２０は、ＬＥＤチップ１１の点灯回路を構成する回路部品を実装した平板状の回路基板２０ａからなる。点灯回路は、交流電圧１００Ｖを直流電圧９０Ｖに変換して各ＬＥＤチップ１１に定電流の直流電流を供給するように構成される。回路基板２０ａの片面または両面には短冊状の縦に長い形状の回路パターンが形成され、回路基板２０ａの実装面に小形の電解コンデンサ等のリード部品やトランジスタ等のチップ部品等、点灯回路を構成するための複数の小形の電子部品２０ｂが実装される。回路基板２０ａは上述した本体１８の収納凹部１８ｃ内に設けられる絶縁ケース２５内に、回路基板２０ａを縦方向にして収容される。これによって、本体内１８の収容凹部１８ｃに収容されＬＥＤチップ１１を点灯する点灯装置２０が構成される。また、回路基板２０ａの出力端子には各ＬＥＤチップ１１へ給電するためのリード線ｗ２を接続し、入力端子には入力線（図示せず）を接続する。なお、給電用のリード線ｗ２は、本体１８の収納凹部１８ｃから、光源体支持部１８ｅに貫通して形成された貫通孔１８ｇを介して本体１８の一端部側に導出され、光源体１６における発光部１５の入力端子１２ｂ１に接続される。
　また、固体発光素子１１を安定に点灯するための点灯装置２０は、本体１１内に設けることが白熱電球等の光源をそのまま置き換えられる点で有利であるが、別置きとすることもできる。また、点灯装置２０は、固体発光素子１１を調光するための調光回路や調色回路等を有するものであってもよい。
　カバー部材２１は、ランプのグローブを構成するもので透光性を有し、例えば厚さが薄いポリカーボネート等の合成樹脂で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色等の半透明、ここでは乳白色のポリカーボネートで一端部側に開口２１ａを有する白熱電球のシルエットに近似させた略半球状をなし、外面が滑らかな曲面状をなすように形成されている。そして、カバー部材２１は、立体化された光源体１６を覆うようにして、開口２１ａの開口端部に一体に形成された環状の嵌合部が光源体支持部１８ｅの凸条部１８ｆ内に嵌め込まれる。さらにカバー部材２１は耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂からなる接着剤等で固定される。上述したようにより、カバー部材２１が本体１８の一端部側に配設されることによって、図３（ｂ）に示すように本体１８の傾斜する外周面が、グローブをなすカバー部材２１の曲面状の外周面に一体的にほぼ連続した外観形状になり、ランプ全体が白熱電球のシルエットに近似させた形状に構成される。
　次に、上述したように構成される電球形の口金付ランプ１０の組立手順につき説明する。先ず、絶縁ケース２５を本体１８の収納凹部１８ｃ内に嵌め込み、絶縁ケース２５の外周面と収納凹部１８ｃ内周面との接触部分に接着剤を塗布して固定する。次に、点灯装置２０の回路基板２０ａを縦にして絶縁ケース２５内に挿入しガイド溝に嵌合させて支持し収容する。このときリード線ｗ２は貫通孔１８ｇに挿通し、先端を本体１８の一端部側から引き出しておく。
　さらに、予め四角柱に立体化された光源体１６を固定した支持部材１７を本体１８の光源体支持部１８ｅに載置し、支持部材１７の上面側から周囲４箇所をねじ１７ｃを用いて固定する。このとき、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好な絶縁シート（図示せず）を光源体支持部１８ｅの上面と支持部材１７下面との間に介在させておく。これにより、支持部材１７の下面と光源体支持部１８ｅの平坦な面が密着して固定される。次に、固定された光源体１６の発光部１５の入力端子１２ｂ１に、引き出されたリード線ｗ２の先端を接続する。
　次に、点灯装置２０の回路基板２０ａの入力端子から導出された入力線を、口金部材１９のシェル部１９ａおよびアイレット部１９ｃに接続し、接続した状態でシェル部１９ａの開口部を絶縁ケース２５の口金取付部２５ｃに嵌め込み接着剤で固着する。
　次に、カバー部材２１を用意し本体１８の一端部側に突出するように設けられた光源体１６を覆うようにして被せ、開口２１ａの開口端部に設けられた環状の嵌合部を光源体支持部１８ｅの凸条部１８ｆ内に嵌め込み、凸条部１８ｆとの当接部分に接着剤を塗布して固定する。これにより、立体化されたＬＥＤからなる光源体１６を有し一端部にカバー部材１８であるグローブが、また他端部にＥ２６形の口金部材１９が設けられ、全体の外観形状が白熱電球のシルエットに近似した小形の電球形の口金付ランプ１０が構成される。
　本発明において、口金付ランプは、一般白熱電球の形状に近似させた電球形の口金付ランプ（Ａ形またはＰＳ形）、ボール形の口金付ランプ（Ｇ形）、円筒形の口金付ランプ（Ｔ形）、レフ形の口金付ランプ（Ｒ形）などの形状に構成してもよい。これらは、グローブレスの口金付ランプであってもよい。また本実施形態は、白熱電球の形状に近似させた口金付ランプに限らず、その他各種の外観形状、用途をなす口金付ランプに適用することができる。
　次に、上記のように構成された口金付ランプ１０を光源とした照明器具の構成を説明する。図５に示すように、照明器具３０は店舗等の天井面Ｘに埋め込み設置され、Ｅ２６形の口金を有する白熱電球を光源としたダウンライト式の既存の照明器具で、下面に開口部３１ａを有する金属製の箱状をなした器具本体３１と、開口部３１ａに嵌合される金属製の反射体３２と、白熱電球のＥ２６形の口金をねじ込むことが可能なソケット３３で構成されている。反射体３２は、例えばステンレス等の金属板で構成し、反射体３２の上面板の中央部にソケット３３が設置されている。
　上述したように構成された白熱電球用の既存の照明器具３０において、省エネや長寿命化などのために白熱電球に替えて、上述したＬＥＤチップ１１を光源とする電球形の口金付ランプ１０を使用する。すなわち、口金付ランプ１０は口金部材１９をＥ２６形に構成してあるので、上記照明器具の白熱電球用のソケット３３にそのまま差し込むことができる。この際、口金付ランプ１０の外周面が略円錐状のテーパー面をなすようにして、外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成されているので、ネック部がソケット周辺の反射体３２などに当たることなくスムーズに差し込むことができ、電球形の口金付ランプ１０における既存照明器具への適用率が向上する。これにより、ＬＥＤチップ１１を光源とした省エネ形のダウンライトが構成される。
　この状態で電源を投入すると、ソケット３３から口金付ランプ１０の口金部材１９を介して電源が供給され点灯装置２０が動作し９０Ｖの直流電圧が出力される。この直流電圧は点灯装置２０から各ＬＥＤチップ１１に印加され、定電流の直流電流が供給されて全てのＬＥＤチップ１１が同時に点灯し、四角柱に立体化された光源体１６における発光部１５の全面、すなわち四角柱の４面をなす側面部と頂部の計５面から同時に白色の光が放射される。
　この際、立体化された光源体１６が本体１８の一端部側の円形中心に位置して突出して設けられているので、カバー部材２１の内面全体に向かって略均等に放射される。同時に、光源体１６は、四角柱の側面を構成する発光部１５の発光面と、本体１８における光源体支持部１８ｅのリング状をなす凸条部１８ｆ上端とのなす角度α１が、９０°以上、本実施形態では約１１５°で、１００°以上をなすようにして設けられ、１／２ビーム角２００°以上になるように、本体１８の一端部側に突出させるように設けられている。これにより、特に、後面（口金側の面）にも光が十分に放射され、さらに乳白色のグローブで光が拡散されるので、白熱電球用の反射板として設計された光学設計とおりの十分な反射性能を得ることができ、白熱電球と略同等の配光特性をもった照明を行うことができる。
　因みに、従来の口金付ランプでは、光源となるＬＥＤが基板の表面に平面上に配置されて構成され、ＬＥＤから放射される光は前面側に主として放射され、白熱電球と同等の配光特性が得られない。特に、後面を含めて略全方向へ一様な配光特性が得らない。このため、元々白熱電球を光源として光学設計された反射板を有する照明器具においは、その光学設計とおりの十分な反射性能を得ることができないという問題が生じている。
　本実施形態において、照明器具は天井埋込形、直付形、吊下形、さらには壁面取付形等が適用され、器具本体に制光体としてグローブ、セード、反射体などが取付けられるものであっても光源となる口金付ランプが露出するものであってもよい。また、器具本体に１個の口金付ランプを取付けたものに限らず、複数個が配設されるものであってもよい。さらに、オフィス等、施設・業務用の大型の照明器具などを構成してもよい。また、照明器具は、白熱電球用に設計された器具であっても、固体発光素子を光源とする口金付ランプ専用に設計された器具であってもよい。
　図６は、本実施形態の第１の変形例を示すものである。本変形例において、支持部材１７は、図６に示すように、円錐台形状の反射面１７ｅを、光源体支持部１８ｅの端部、すなわち、リング状の凸条部１８ｆ近傍まで延長して構成したものである。この場合、反射面１７ｅの傾斜部と発光部１５の発光面のなす角度α１を９０以上°、本実施形態では約１１３°で、１００°以上となるように構成する。これによって、面積が広くなった反射面１７ｅによって、より効果的に光を反射させることができると共に、１／２ビーム角２００°以上を確実に設定することができる。
　さらに、反射面１７ｅの表面を白色に塗装するようにしてもよい。また、光源体１６を固定する本体１８の光源体支持部１８ｅの表面も白色に塗装してもよい。これら白色の塗装を施すことによって、光ロスのない光の取り出し向上による一層の高光束化が可能な口金付ランプを提供することができる。
　図７（ａ）は、本実施形態の第２の変形例を示すものである。図７（ａ）に示すように、上面発光部１５ａの基板１２に設けられた放熱部材１４は、この基板１２の熱を放熱させるために直方体形状をなし、直接支持部材１７に熱的に結合するように配置されているが、支持部材１７と一体に形成してもよい。この構成により、放熱部材１４と支持部材１７との接合部における熱抵抗がなくなり、一層効果的な放熱作用を行うことができる。さらに直方体形状の放熱部材１４を支持部材１７に固定するための作業および固定するためのネジ、接着剤やシートが不要となり、コスト的にも有利な口金付ランプを提供することが可能となる。
　このように、放熱部材１４と支持部材１７を一体に形成した場合、上面発光部１５ａの基板１２の裏面側の金属部材１２ｃと、直方体をなす放熱部材１４の上面、すなわち、支持部材１７上面との熱的な結合は、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤やシートなどの熱伝導性部材５０を介在させることが望ましい。これにより、四角柱の上面部分に設けられたＬＥＤチップ１１で発生する熱も効果的に直方体の放熱部材１４および支持部材１７を介して本体１１側に伝達することができる。また、これら接着剤やシートなどの熱伝導性部材５０は、支持部材１７と四角柱の内側面に位置する４個の放熱部材１４（四角柱の側面部分を構成する放熱部材１４）との間に対しても介在させることによって、これら４個の放熱部材１４と内部空間に配置された上面発光部１５ａの直方体形状の放熱部材１４とを熱的に密着させてもよい。これにより、四角柱の上面を含め各面に配設されたＬＥＤチップ１１から発生する熱を、内部空間に配置された直方体形状の放熱部材１４および支持部材１７を介して本体１１側により確実に伝達することができ、一層効果的な放熱を行うことができる。
　また、発光部１５を支持する支持部材１７を円錐台形に形成したが、直方体の形状で構成してもよい。これら円錐台形および直方体形状の支持部材１７は、本体１８の光源体支持部１８ｅから一体に突出するように形成してもよい。この場合、アルミニウムで本体１８と支持部材１７を一体に形成しても、また銅で一体に形成してもよい。この構成によれば、支持部材１７と本体１８との接合部における熱抵抗がなくなり、一層効果的な放熱作用を行うことができると共に、支持部材１７を固定するための作業および固定するためのネジや接着剤やシートが不要となり、コスト的にも有利な口金付ランプを提供することが可能となる。また、上述の図７（ａ）に示すように、直方体形状の放熱部材１４を支持部材１７と一体に形成し、さらに支持部材１７を本体１１と一体に形成することにより、より一層効果的な放熱作用を行うこともできる。この構成によれば、一層コスト的にも有利な口金付ランプを提供することが可能となる。
　図７（ｂ）は第３の変形例を示すものである。本実施形態では複数個の発光部１５の配線は、光源体１６を四角柱に立体化した後で、リードワイヤｗ１を接続することによって行っている。しかしながら、図７（ｂ）に示すように、各発光部１５における基板１２の金属パターン１２ｂを一体に延長したリード板ｗ３で連結して予め配線接続を行い、各リード板ｗ３を折り曲げ線として折り畳むことによって配線済みの四角柱の光源体１６を構成し、支持部材１７に固定するようにしてもよい。この構成によれば、リードワイヤｗ１による半田付け作業が不要となって作業が簡素化され、一層量産化に適した口金付ランプを提供することができる。
　図８は、第４の変形例を示すものである。この変形例では点灯装置２０の回路基板２０ａを本体１８の光源体支持部１８ｅに設けている。すなわち、図８に示すように、回路基板２０ａをリング状に構成し、その基板表面側に回路部品２０ｂを実装して構成する。この回路基板２０ａを、光源体１６を固定した支持部材１７を囲むようにして平坦な面からなる光源体支持部１８ｅに載置し、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤、または、これら樹脂製のシートを介在させてネジ等の固定手段で固定する。これによれば、回路部品２０ｂから発生する熱も光源体支持部１８ｅを介して本体１８から外部に放熱させることができ回路の信頼性を向上および一層の長寿命化を図ることができる。同時に、光源体１６の周囲に形成されるリング状の隙間を利用して回路基板２０ａを収容しているため、上述した回路基板を収容するための絶縁ケース２５等が不要となりコスト的にも有利になる。また、回路基板２０ａの表面を白色レジスト覆うことにより、光源体１６から放射される光を効果的に反射させることができる。したがって、光取り出しロスのない一層の高光束化が可能な口金付ランプを提供することができる。
　図９は、第５の変形例を示すものである。発光部を多面形状に組み立てて構成した四角柱からなる光源体１６の稜線となる部分は光が吸収されて暗部となる。これを防止するために、この変形例では、図９に示すように、白色の合成樹脂、例えば、ＰＢＴなどの耐熱性で電気絶縁性を有する樹脂で各稜線を塞ぐ枠状の閉止辺２６を形成し、この枠を四角柱の光源体１６の上方から被せている。この枠は、耐熱性を有し熱伝導性および電気絶縁性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で固定される。このような構成によれば、稜線部分によって、発光部から放射される光が吸収されることがなくなり、白色の閉止辺２６によって光が効果的に反射されることから、光の取り出し効率向上による一層の高光束化が可能な口金付ランプを提供することが可能となる。なお、閉止辺２６の代わりに、暗部となる稜線を白色の耐熱性を有する塗料を塗布することによって塞ぐようにしても同様の作用効果を奏するこができる。
　図１０は、第６の変形例を示すものである。この変形例では上述したように構成された口金付ランプにおいて、より一層の放熱効果を上げて発光効率を向上させるために、ＬＥＤチップの熱を強制空冷によって放熱させている。すなわち、図１０に示すように、本体１８の円筒形をなす収容凹部１８ｃ内に、放射状に支持部４０を一体に形成し、この支持部４０の中心にファンモータ４１を固定する。さらに、収容凹部１８ｃの内壁面から外部に貫通させた縦長の通気孔４２を放射方向に多数形成し、また収容凹部１８ｃの中心軸線（本体１８の中心軸線ｘ－ｘ）に沿った放熱フィン４３を多数形成する。この放熱フイン４３は、支持部材１７を介して収容凹部１８ｃに伝達された光源体１６からの熱を効率よく放熱させるためのものである。なお、点灯装置２０の回路基板２０ａは、図８に示したものと同様に、本体１８の一端部側の光源体支持部１８ｅ上に支持部材１７を囲むように設けられる。
　上記構成によれば、口金付ランプ１０の点灯時には常にファンモータ４１が回転し、図１０において矢印で示すように、外部からの外気が収容凹部１８ｃの内壁から外部に貫通した縦長の通気孔４２を介して本体１８の収容凹部１８ｃ内に取り込まれ、放熱フィン４３を冷却して温まった空気は外部に放出される。なお、ランプの設置状況に応じ、切換スイッチによってモータを逆転することにより、矢印とは逆の方向から外気を取り込むようにしてもよい。これら作用によって、放熱部材１４および支持部材１７を介して本体１８に伝達されたＬＥＤチップ１１の熱がファンモータ４１によって強制的に外部に放出され、より一層効果的な放熱作用が行われＬＥＤチップの発光効率を格段に向上させることが可能となる。 
　本実施形態によると、優れた配光特性と放熱性を備え、発光効率が向上した口金付ランプを提供することができる。また、本実施形態の口金付ランプを用いることにより、光学設計とおりの十分な反射性能を有し、寿命が長い照明器具を提供することができる。
　以上において幾つかの実施形態を述べたが、これらの実施形態は、単に例として示したもので、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。実際、ここに於いて述べた新規な装置は種々の他の形態に具現化されてもよいし、さらに、本発明の主旨またはスピリットから逸脱することなくここに於いて述べた装置の形態における種々の省略、置き換えおよび変更を行ってもよい。付随する請求項およびそれらの均等物は、本発明の範囲および主旨またはスピリットに入るようにそのような形態もしくは変形を含むことを意図している。
関連出願の引用
　本出願は、２０１０年２月２３日に出願した先行する日本国特許出願２０１０－０３７５１０号による優先権の利益に基礎をおき、かつ、その利益を求めており、その内容全体が引用によりここに包含される。
　１０　口金付ランプ
　１１　固体発光素子
　１２　基板
　１３　固着部材
　１４　放熱部材
　１５　発光部
　１６　光源体
　１７　支持部材
　１８　本体
　１９　口金部材
　２０　点灯装置
　２１　カバー部材
　３０　照明器具
　３１　器具本体
　３３　ソケット

Claims (19)

  1. 　固体発光素子が一面側に実装された基板と；
    　前記基板の他面側に、流動性の熱伝導性を有する固着部材で固着された放熱部材と；
    　前記基板および放熱部材で構成された発光部と；
    　前記発光部を複数用いて立体化された光源体を構成すると共に、前記放熱部材を熱的に結合して支持する熱伝導性の支持部材と；
    　立体化された前記光源体を一端部側に突出させるように前記支持部材が設けられた熱伝導性の本体と；
    　前記本体の他端部側に設けられた口金部材と；
    を具備していることを特徴とする口金付ランプ。
  2. 　前記立体化された光源体は、１／２ビーム角２００°以上の特性となるように、本体の前記一端部側に突出して設けられたことを特徴とする請求項１記載の口金付ランプ。
  3. 　前記光源体は、角柱形状に形成されこの角柱の側面に配置された側面発光部と上面に配置された上面発光部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の口金付ランプ。
  4. 　前記側面発光部は内部空間を形成し、この内部空間に前記上面発光部の放熱部材が配置されていることを特徴とする請求項３記載の口金付ランプ。
  5. 　前記側面発光部および上面発光部はほぼ直方体形状に形成され、前記側面および上面発光部のそれぞれの放熱部材は、前記直方体の一面が前記支持部材に密着するように取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の口金付ランプ。
  6. 　前記側面発光部の夫々の放熱部材は、前記上面発光部の放熱部材に熱的に結合されていることを特徴とする請求項４記載の口金付ランプ。
  7. 前記側面発光部の夫々の放熱部材は、前記上面発光部の放熱部材に熱伝導性かつ電気絶縁性物質で熱的に結合されていることを特徴とする請求項４記載の口金付ランプ。
  8. 　前記支持部材は、前記発光部からの光を反射する斜面を備えた円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の口金付ランプ。
  9. 　前記光源体部を構成する角柱の稜線を覆う枠体を備えたことを特徴とする請求項３記載の口金付ランプ。
  10. 　前記光源体部を構成する角柱の稜線を白色樹脂で覆ったことを特徴とする請求項３記載の口金付ランプ。
  11. 　光源体が実装される光源体実装基板と；
    　一端部が他端部より大きいほぼ円錐台状に形成され、前記実装基板を一端部に配設する熱導電性の本体と；
    　前記本体の他端部に設けられ前記光源体に接続される口金部材と；
    　前記光源体実装基板上に前記本体から突出するように配置され前記光源体を載置する熱導電性の支持部材と；を備え、前記光源体は
    　固体発光素子が一面側に実装された基板と、
    　前記基板の他面側に流動性の熱伝導性を有する固着部材で固着された放熱部材と、
    　前記基板および放熱部材で構成された発光部を備え、この発光部を複数用いて立体化されていることを特徴とする口金付ランプ。
  12. 　前記支持部材は、前記発光部からの光を反射する斜面を備えた円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項１１記載の口金付ランプ。
  13. 　電子部品が実装された回路基板が前記支持部材を取り囲むように、前記光源体実装基板上に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の口金付ランプ。
  14. 　前記回路基板は、白色に塗装されていることを特徴とする請求項１３記載の口金付ランプ。
  15. 　前記本体は収容凹部を備え、さらにこの収容凹部に収容された強制空冷手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の口金付ランプ。
  16. 　前記収容凹部内壁に形成され、光源体から伝達された熱を前記収容凹部に放熱する複数の放熱フィンを備えたことを特徴とする請求項１５記載の口金付ランプ。
  17. 　前記円錐台形状の支持部材の斜面が、前記光源体実装基板の端部まで延びるように形成されていることを特徴とする請求項１２記載の口金付ランプ。
  18. 　ソケットが設けられた器具本体と；
    　器具本体のソケットに装着される口金付ランプとを備え；前記口金付ランプは、
    　固体発光素子が一面側に実装された基板と、
    　前記基板の他面側に流動性の熱伝導性を有する固着部材で固着された放熱部材と、
    　前記基板および放熱部材で構成された発光部と、
    　前記発光部を複数用いて立体化された光源体を構成すると共に前記放熱部材を熱的に結合して支持する熱伝導性の支持部材と、
    　立体化された前記光源体を一端部側に突出させるように前記支持部材が設けられた熱伝導性の本体と、
    　前記本体の他端部側に設けられた口金部材と、
    を具備していることを特徴とする照明器具。
  19. 　前記立体化された光源体は、１／２ビーム角２００°以上の特性となるように本体の一端部側に突出して設けられていることを特徴とする請求項１８記載の照明器具。
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