WO2011105292A1

WO2011105292A1 - 照明装置

Info

Publication number: WO2011105292A1
Application number: PCT/JP2011/053474
Authority: WO
Inventors: 昌史山本; 英行赤尾
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-09-01
Also published as: EP2541122A1; EP2541122A4; US20120314420A1; JP5052634B2; JP2011175932A; CN102770706A

Abstract

　光源モジュール１と、光源モジュール１を保持するヒートシンク３と、ヒートシンク３に設けられ、光源モジュール１を覆う透光性のカバー５とを備える照明装置１００において、カバー５は、ヒートシンク３との間の少なくとも一部に隙間を有して塗布された接着剤５５によりヒートシンク３に接着してある。前記隙間により照明装置１００の内部及び外部間を連通することができる。照明装置１００の内外を連通することにより、照明装置１００の内部と外部の空気との間に温度差及び圧力差が生じることを抑制することができ、結露等による不具合の発生を回避することができる。

Description

照明装置

　本発明は、光源と、該光源を保持する保持体と、該保持体に設けられ、前記光源を覆う透光性のカバーとを備える照明装置に関する。

　照明装置は、一般に、光源と、該光源を保持する保持体と、該保持体に設けられ、光源を覆う透光性のカバーとを備え、光源を保持体及びカバーを有してなる外装体に収容するように構成してある。白熱電球等の電球型の照明装置においては、グローブ等のカバーの開口の側を保持体に接着剤等により固定して照明装置の内部を密閉するように構成された照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　特許文献１に開示された照明装置は、光源モジュール２０１と、光源モジュール２０１を覆う透光部２０４と、光源モジュール２０１が発する熱を放熱するための放熱部２０２と、光源モジュール２０１を駆動する駆動回路部２０３と、駆動回路部２０３に電気的に接続されると共に、外部電源に接続される口金部２０５と、口金部２０５及び放熱部２０２の間に介在する絶縁部２０６とを備えている（図１参照）。この照明装置は、透光部２０４の縁を放熱部２０２の放熱板２２１の鍔部２２４に当接した状態において放熱板２２１に固着してあり、絶縁部２０６の放熱部保持筒２６１を放熱部２０２の固定筒２２３の内側に挿入して固定すると共に、絶縁部２０６の放熱部保持筒２６１の連結部２６３に関して反対側の口金保持筒２６４を口金部２０５の内部に挿入して固定することにより、照明装置の内部を密閉するようにしてある。

特開２００９－４１３０号公報

　ところが、特許文献１に係る照明装置のように、照明装置の内部を密閉した場合、製造工程において照明装置の内部に閉じ込められた空気が冷却されて結露が生じたり、点灯等により内部の温度が上昇したときに、照明装置の内部の圧力が上昇したりすることがある。これら結露等により、美観を損なう、製品寿命に影響を与える等の不具合を生じる虞があった。

　本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、結露等による不具合の発生を回避することができる照明装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る照明装置は、光源と、該光源を保持する保持体と、該保持体に設けられ、前記光源を覆う透光性のカバーとを備える照明装置において、前記カバーは、前記保持体との間の少なくとも一部に隙間を有して塗布された接着剤により前記保持体に接着してあることを特徴とする。

　本発明にあっては、光源を覆う透光性のカバーと、光源を保持する保持体との間の少なくとも一部に隙間を有して接着剤を塗布することにより、カバーを保持体に接着してあるから、前記隙間により照明装置の内部及び外部間を連通することが可能となる。照明装置の内部と外部とが連通しているため、照明装置の内部の空気と外部の空気との間に温度差及び圧力差が生じることを抑制することができるから、結露等による不具合の発生を回避することができる。

　本発明に係る照明装置は、前記保持体には、前記カバーの端部を遊嵌する溝が設けてあり、該溝と前記カバーの端部との間の少なくとも一部に隙間を有して前記接着剤が塗布してあることを特徴とする。

　本発明にあっては、カバーの端部を遊嵌する溝が保持体に設けてあり、該溝とカバーの端部との間の少なくとも一部に隙間を有して前記接着剤が塗布してあるから、カバーの端部と保持体の溝との間に、塗布される接着剤の厚みに応じた隙間が生じることになる。塗布する接着剤の厚み及び範囲を適切に設定することにより、照明装置の内部と外部とを連通する連通口の断面積、換言すると空気の流路断面積を確保することができるから、照明装置の内部の空気と外部の空気との間に温度差及び圧力差が生じることを更に抑制することができ、結露等による不具合の発生をより確実に回避することができる。

　本発明に係る照明装置は、前記溝の側壁には、前記照明装置の内部及び外部間を連通するスリットが設けてあることを特徴とする。

　本発明にあっては、前記溝の側壁に、照明装置の内部及び外部間を連通するスリットを設けているから、照明装置の内部の空気と外部の空気とが温度差及び圧力差を低減すべく更に流動しやすくなるから、結露等による不具合の発生をより確実に回避することができる。

　本発明によれば、結露等による不具合の発生を回避することができる。

従来技術に係る照明装置の模式的縦断面図である。本発明の実施の形態に係る照明装置の模式的外観図である。本実施の形態に係る照明装置の模式的分解斜視図である。本実施の形態に係る照明装置の模式的縦断面図である。本実施の形態に係る照明装置のヒートシンクの模式的平面図である。図５のVI－VI線による模式的断面図である。本実施の形態に係る照明装置のカバーリングの模式的断面図である。本実施の形態に係る照明装置のカバーの模式的断面図である。本実施の形態に係る照明装置の要部の模式的部分拡大断面図である。本実施の形態に係る照明装置の要部の模式的部分拡大断面図である。

　以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて、球状の外形状を有する所謂ボール電球型の照明装置を例に詳述する。図２は、本発明の実施の形態に係る照明装置１００の模式的外観図である。図３は、本実施の形態に係る照明装置１００の模式的分解斜視図である。図４は、本実施の形態に係る照明装置１００の模式的縦断面図である。

　図において１は、光源としての光源モジュールである。光源モジュール１は、円板状をなすＬＥＤ基板１１と、該ＬＥＤ基板１１の一面に実装された複数のＬＥＤ１２とを備えてなる。ＬＥＤ基板１１は、ＬＥＤ１２からの熱を光源モジュール１が取付けられる伝熱板２に伝導する熱伝導体を兼ねており、例えば、鉄、アルミニウム等の金属製である。ＬＥＤ１２は、例えば、ＬＥＤ素子と、該ＬＥＤ素子を封止する封止樹脂と、入力端子及び出力端子とを備えてなる表面実装型のＬＥＤである。

　ＬＥＤ１２が実装されたＬＥＤ基板１１は、非実装側の面である他面にて伝熱板２に固定してある。伝熱板２は、アルミニウム等の金属製であり、円板状を有している。伝熱板２の一面２ａにＬＥＤ基板１１が固定してある。

　光源モジュール１が取付けられた伝熱板２は、他面２ｂにて光源を保持する保持体としてのヒートシンク３に取付けてある。なお、ＬＥＤ基板１１と伝熱板２との間、伝熱板２とヒートシンク３との間には、熱伝導シート又は熱良導性のグリースが介装してあることが望ましい。また、本実施の形態においては、光源モジュール１及びヒートシンク３間に伝熱板２を介装しているが、伝熱板２を省略してもよい。

　図５は、本実施の形態に係る照明装置１００のヒートシンク３の模式的平面図である。図６は、図５のVI－VI線による模式的断面図である。ヒートシンク３は、アルミニウム等の軽量かつ熱伝導性の高い金属製であり、その一端から他端に向けて縮径された筒部３１を備えている。筒部３１は、図４及び図６に示すように、球殻の一部をなす形状、より詳細には、球殻を平行な２平面にて切断してなる部分半球殻に形成してある。

　筒部３１の一端側には、鍔部３６が周設してある。ヒートシンク３の鍔部３６には、同心をなす扁平な円筒状の内周壁３３及び外周壁３５が立設してあり、内周壁３３及び外周壁３５を側壁とする環状の溝３４が設けてある。なお、溝３４は、溝幅、換言すると内周壁３３の外周面３３ｂと外周壁３５の内周面３５ａとの間隔が、後述する光源を覆う透光性のカバーの端部の肉厚よりも大になるようにしてある。これにより透光性のカバーの端部が溝３４に遊嵌されることになる。溝３４の側壁の一方である外周壁３５には、矩形状のスリット３５ｃが周方向に４等配をなして設けてある。このスリット３５ｃは、照明装置１００の内部及び外部間を連通する連通口の一部をなす。なお、本実施の形態においては、スリット３５ｃの長さは、外周壁３５の高さと略同一になるようにしてある。

　また、筒部３１の一端側には、内周壁３３の内周面から径方向内向きに突設され、伝熱板２が取付けられる環状の取付面を有する取付部３２が設けてある。取付部３２の内側には、ネジ用穴３２ａを有するボス部が周方向に適長離隔して複数設けてある。伝熱板２は、該伝熱板２の他面２ｂの側がヒートシンク３の取付部３２の側になるように、ＬＥＤ基板１１及び伝熱板２に設けられたネジ用穴（図示せず）、取付部３２のネジ用穴３２ａを整合するように取付部３２に載置した状態にて、ネジにより固定することにより、ヒートシンク３に取付けてある。これにより、ＬＥＤ１２が実装されたＬＥＤ基板１１がヒートシンク３に伝熱板２を介して固定される。

　一方、筒部３１の他端側には、後述する連結体に連結される円筒状の連結部３７が設けてある。また、筒部３１の外周面には、径方向外向きに筒部３１の略全長に亘って突設された複数のフィン３８が周方向に略等配をなして設けてある。複数のフィン３８の一端は、ヒートシンク３の鍔部３６に連設してある。

　ヒートシンク３の鍔部３６には、カバーリング４が取付けてある。図７は、本実施の形態に係る照明装置１００のカバーリング４の模式的断面図である。カバーリング４は、例えば、樹脂製であり、環状を有している。カバーリング４の内周面４ａの直径は、ヒートシンク３の鍔部３６に立設された外周壁３５の外周面３５ｂの直径より若干大となるように形成してある。カバーリング４の内周面４ａには、溝３４の一方の側壁である外周壁３５に設けたスリット３５ｃに遊嵌される突起４１が周方向に４等配をなして設けてある。カバーリング４は、一側面４ｂの側が鍔部３６の側になるように、突起４１をスリット３５ｃに遊嵌することにより、位置決めをした状態にて、ヒートシンク３の鍔部３６に取付けられる。なお、カバーリング４の他側面４ｃは、次に述べるカバーの形状に応じて、適切に形成してある。

　ヒートシンク３には、光源モジュール１を覆うように透光性のカバー５が設けてある。図８は、本実施の形態に係る照明装置１００のカバー５の模式的断面図である。カバー５は、半球殻状の形状を有する乳白色のガラス製である。カバー５は、半球殻状の透光部５１と、該透光部５１の開口部に連設された取付部５２とを備えてなる。取付部５２は、図８に示すように、透光部５１の側から他側に向けて連続的に縮径された筒状である。取付部５２は、カバー５の端部である開口端部５３をヒートシンク３の溝３４に遊嵌することが可能なように、溝３４に遊嵌される部分の内面５２ａの直径が、ヒートシンク３の鍔部３６に立設された内周壁３３の外周面３３ｂの直径よりも若干大になるように、溝３４に遊嵌される部分の外面５２ｂの直径が、ヒートシンク３の鍔部３６に立設された外周壁３５の内周面３５ａの直径よりも若干小になるように形成してある。このカバー５は、ヒートシンク３に次に述べるように取付けられる。

　まず、ヒートシンク３の溝３４に接着剤５５を塗布する。接着剤５５として、例えば、シリコン系の接着剤が用いられる。接着剤５５は、図５にハッチングにて示すように、溝３４のスリット３５ｃが設けられた位置を含む周方向の適長範囲（例えば、７ｍｍ）を除く略全周に亘って塗布してある。次に、カバー５を開口端部５３の側から溝３４に遊嵌し、ヒートシンク３に向けて所定の力にて押える。接着剤５５が固化することにより、カバー５がヒートシンク３に接着されて固定される。この固定状態において、図５に示すように、ヒートシンク３の溝３４とカバー５の開口端部５３との間の少なくも一部に隙間を有して接着剤５５が塗布してあるから、カバー５の開口端部５３とヒートシンク３の溝３４との間に、塗布される接着剤５５の厚みに応じた隙間が生じることになる。

　図９Ａ及び９Ｂは、本実施の形態に係る照明装置１００の要部の模式的部分拡大断面図であり、カバー５のヒートシンク３への接着状態の説明図である。図９Ａは、接着剤５５が塗布された部分のカバー５の開口端部５３近傍の照明装置１００の部分断面図であり、図９Ｂは、接着剤５５が塗布されていないスリット３５ｃ部分のカバー５の開口端部５３近傍の照明装置１００の部分断面図である。接着剤５５が塗布された部分（カバー５が溝３４に遊嵌された大部分）においては、図９Ａに示すように、カバー５の開口端部５３と溝３４との間には、接着剤５５が充填されることになる。

　一方、接着剤５５が塗布されていない部分においては、前述したように、内周壁３３の外周面３３ｂと外周壁３５の内周面３５ａとの間隔がカバー５の開口端部５３の肉厚よりも大になるようにしてあるから、溝３４の側壁である内周壁３３及び外周壁３５と開口端部５３との間に隙間が生じると共に、溝３４の底面と開口端部５３との間に、溝３４の他の部分に塗布された接着剤５５の厚みに応じて隙間が生じることになるから、図９Ｂに示すように、カバー５の開口端部５３と溝３４との間に隙間が生じることになる。なお、スリット３５ｃ部分でない接着剤５５が塗布された部分においても、図９Ａの接着剤５５が充填されていない状態となるから、カバー５の開口端部５３と溝３４との間に隙間が生じることになる。

　この結果、図９Ｂ中に矢符にて示すように、照明装置１００の内部と外部とを連通することが可能となる。塗布する接着剤５５の厚み及び範囲は、照明装置１００の内部と外部とを連通する連通口の必要断面積、換言すると空気の必要な流路断面積を得るべく、適切に設定してある。なお、カバーリング４、ヒートシンク３の溝３４の側壁である内周壁３３及び外周壁３５は、ヒートシンク３の溝３４に全く接着剤５５を塗布しない状態において、カバー５をヒートシンク３の溝３４に挿入して該溝３４の底面にカバー５の開口端部５３を当接させたときに、カバー５の取付部５２との間に適宜の隙間を有するように形成してあることが望ましい。この結果、接着剤５５の厚みに応じてカバー５の内部及び外部間を連通する空気量を適切に設定することが可能となる。

　ヒートシンク３の筒部３１の鍔部３６の反対側には、連結体６を介して口金７が設けてある。連結体６は、有底円筒状をなし、口金７を保持する口金保持部６１と、該口金保持部６１に連設され、ヒートシンク３を保持するヒートシンク保持部６２とを備えている。口金保持部６１は、底部に電線用の開口を有しており、外周面には、口金７と螺合するためのネジ加工が施してある。口金保持部６１及びヒートシンク保持部６２は、例えば、樹脂等の電気絶縁性材料製であり、一体成形してある。この連結体６は、ヒートシンク保持部６２の側をヒートシンク３の連結部３７にネジ用穴を整合させて位置合わせをした状態にてネジにより固定することにより、ヒートシンク３に一体化してある。なお、ヒートシンク３の連結部３７と連結体６のヒートシンク保持部６２との間には、水分等が内部に侵入しないように、樹脂製のパッキン６０が介装してある。

　口金７は、有底円筒形状を有しており、電球用のソケットと螺合するためのネジ加工が円筒部に施されてなる一極端子７１と、口金７の底面に突設された他極端子７２とを備えている。これら一極端子７１と他極端子７２とは絶縁してある。なお、口金７の円筒部の外形状は、例えばＥ２６のねじ込み形口金と同一形状に形成してある。口金７は、口金７の内部に連結体６の口金保持部６１を挿入して螺合することにより、連結体６と一体化してある。

　このように一体化された伝熱板２、ヒートシンク３、連結体６及び口金７により形成される空洞内には、電線を介して光源モジュール１に所定の電圧及び電流の電力を供給するための電源部８と、該電源部８を前記空洞内に保持する保持体９等が収容してある。

　電源部８は、矩形板状の電源回路基板８１と、該電源回路基板８１に実装された複数の回路部品８２とを備えてなる。電源部８を保持する保持体９は、例えば、樹脂等の電気絶縁性材料製であり、ヒートシンク３の筒部３１の内側に挿入可能な形状に、筒部３１の内周面を覆うように形成してある。また、電源部８と伝熱板２との間には、電源回路基板８１及び伝熱板２を適長離隔すべく、環状の保持リング８６が介装してある。保持リング８６は、例えば、樹脂等の電気絶縁性材料製である。また、伝熱板２の他面２ｂには、絶縁シート８７が取付けてある。これら連結体６、保持体９、保持リング８６及び絶縁シート８７により、電源部８と伝熱板２及びヒートシンク３との間は電気的に絶縁されている。

　電源部８は、口金７の一極端子７１及び他極端子７２と電線（図示せず）を介して電気的に接続してある。また、電源部８は、光源モジュール１と電線（図示せず）を介してコネクタにより電気的に接続してある。なお、電線ではなく、ピンプラグを用いて電気的に接続するようにしてもよい。

　以上のように構成された照明装置１００は、口金７を電球用のソケットに螺合することにより外部交流電源に接続される。この状態にて、電源を投入したとき、口金７を介して交流電流が電源部８に供給され、電源部８により所定の電圧及び電流の電力が光源モジュール１に供給されてＬＥＤ１２が点灯する。

　以上のように構成された照明装置１００は、カバー５とヒートシンク３との間に隙間を有して接着剤を塗布することにより、カバー５をヒートシンク３に接着しているから、前記隙間により照明装置１００の内部及び外部間を連通することができる。照明装置１００の内外を連通することにより、照明装置１００の内部と外部の空気との間に温度差及び圧力差が生じることを抑制することができ、結露等による不具合の発生を回避することができる。

　そして、本実施の形態に係る照明装置１００においては、カバー５の開口端部５３を遊嵌する溝３４がヒートシンク３に設けてあり、該溝３４とカバー５の開口端部５３との間に、前述したように、隙間を有して接着剤５５を塗布することにより、カバー５２をヒートシンク３に接着している。接着剤５５が塗布されていない部分においては、前述したように、内周壁３３の外周面３３ｂと外周壁３５の内周面３５ａとの間隔がカバー５の開口端部５３の肉厚よりも大になるようにしてあるから、溝３４の側壁である内周壁３３及び外周壁３５と開口端部５３との間に隙間が生じると共に、溝３４の底面と開口端部５３との間に、溝３４の他の部分に塗布された接着剤５５の厚みに応じて隙間が生じる。この結果、カバー５の開口端部５３とヒートシンク３の溝３４との間に隙間が生じることになるから、照明装置１００の内部と外部とをより確実に連通することができ、照明装置の内部の空気と外部の空気との間に温度差及び圧力差が生じることを更に抑制することができ、結露等による不具合の発生をより確実に回避することができる。

　さらに、ヒートシンク３の溝３４の側壁である外周壁３５に、照明装置１００の内部及び外部間を連通するスリット３５ｃを設けているから、外周壁３５の内外を空気が流動しやすくなり、照明装置１００の内部の空気と外部の空気とが温度差及び圧力差を低減すべく更に流動しやすくなるから、結露等による不具合の発生をより確実に回避することができる。

　また、使用する接着剤の量を、溝３４の全周に亘って塗布する場合と比較して、低減することができる。

　なお、本実施の形態においては、接着剤５５をヒートシンク３の溝３４の周方向に４等配をなして塗布してあるが、接着剤の塗布の範囲はこれに限定されず、少なくとも一部が溝３４とカバー５の開口端部５３との間に隙間を有するように塗布してあればよい。

　また、スリット３５ｃを接着剤５５の不連続部に対応する位置に設けているが、これに限定されず、連通口の一部をなすように設けてあればよい。また、スリット３５ｃを外周壁３５に設けているが、これに限定されず、外周壁３５に加えて内周壁３３にスリットを設けてもよい。また、スリットの形状も実施の形態に限定されないし、数も４つに限定されない。また、本実施の形態において、スリットは、カバーリング４の位置決め用の凹部を兼ねているが、別途設けてよいことは言うまでもない。

　また、カバー５は、半球殻状に限定されず、光源を覆うカバーを接着により取付ける照明装置に応じた形状であればよく、平板状でもよい。また、本実施の形態においては、乳白色のガラス製のカバーを用いているが、これに限定されず、透明色でもよいし、樹脂製でもよい。

　また、以上の実施の形態においては、光源としてＬＥＤを用いているが、これに限定されず、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）、白熱電球、蛍光灯等を用いてもよい。

　さらに、以上の実施の形態においては、電球用のソケットに取付ける電球型の照明装置を例に説明したが、このような照明装置に限定されず、他の型の照明装置にも適用可能であり、その他、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内において種々変更した形態にて実施することが可能であることは言うまでもない。

　１　光源モジュール（光源）
　３　ヒートシンク（保持体）
　３４　溝
　３５　外周壁（側壁）
　３５ｃ　スリット
　５　カバー
　５３　開口端部（端部）
　５５　接着剤

Claims

　光源と、該光源を保持する保持体と、該保持体に設けられ、前記光源を覆う透光性のカバーとを備える照明装置において、
　前記カバーは、前記保持体との間の少なくとも一部に隙間を有して塗布された接着剤により前記保持体に接着してあることを特徴とする照明装置。
　前記保持体には、前記カバーの端部を遊嵌する溝が設けてあり、
　該溝と前記カバーの端部との間の少なくとも一部に隙間を有して前記接着剤が塗布してあることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
　前記溝の側壁には、前記照明装置の内部及び外部間を連通するスリットが設けてあることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。