WO2011148536A1 - ランプ及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

 効果的に回路素子の温度上昇を抑制することができるランプを提供する。そのランプ(10)は、LEDチップ(4b)からなるLEDモジュール(4)と、電力を受電する口金(2)と、口金(2)で受電された電力から、LEDモジュール(4)を発光させるための電力を生成する回路素子群(71)を有する点灯回路(7)と、点灯回路(7)を収納する樹脂製の筒体である内部ケース(6)と、内部ケース(6)を収納する筒体である外部ケース(3)とを備え、内部ケース(6)の外周面には、外部ケース(3)の内周面に直接、当接する突起部(65)が設けられている。

Description

ランプ及び照明装置
 本発明は、ランプ及び照明装置に関し、特に、半導体発光素子を用いたランプ及び照明装置に関する。
 近年、LED(Light Emitting Diode)等の半導体発光素子は、白熱電球及びハロゲン電球に比べて高エネルギー効率及び長寿命であることから、省エネルギー化による地球温暖化の防止に貢献できるランプの新しい光源として期待されており、LEDを光源とするLEDランプの研究開発が進められている。
 LEDは、その温度が上昇するに従って光出力が低下するとともに、寿命が短くなることが知られている。このため、LEDランプでは、LEDの温度上昇を抑制するために、効率的な放熱構造をもつことが求められる。そこで、従来、効率的な放熱構造をもつLEDランプが各種提案されている(例えば、特許文献1~3参照)。
 図12及び図13は、それぞれ、特許文献1に開示された従来のLEDランプの断面構造図、及び、そのLEDランプの分解斜視図である。この従来のLEDランプでは、図12に示すように、貫通孔228と第1の溝232とでLED素子236の周辺部がLED電球210の外部に連通されているため、これらの貫通孔228および第1の溝232を介して、LED素子236で発生した熱が外部に放出されるというものである。
 また、特許文献2には、外部に露出する周側面部と光源取り付け部とを一体で形成した金属ホルダを設けることで、LEDの温度上昇を抑制する技術が開示されている。
 さらに、特許文献3には、LEDランプの外周面に放熱性を向上させるためのフィンを形成することが開示されている。
特開2009-267082号公報 特開2009-037995号公報 特開2009-004130号公報
 ところで、LEDランプは、LEDを発光させるための点灯回路を有しており、LEDランプにおいては、LEDの温度上昇を抑制するだけではなく、点灯回路(より、厳密には、点灯回路を構成する回路素子)の温度上昇も抑制する必要がある。
 これは、LEDランプへの投入電力のうち回路素子によって2割程度も消費されるからであり、回路素子の温度上昇によって回路素子におけるエネルギー損(回路損)が大きくなるからである。従って、LEDランプの省エネルギー化を図るには、回路素子の温度上昇を抑制することも重要となる。
 しかしながら、上述した従来のLEDランプでは、いずれも、回路素子に対しては十分な放熱対策が講じられていない。このため、LEDの発光時においては、回路素子から発生した熱を効率よくランプ外部に放出することができず、回路素子の温度上昇を抑制することができないという問題がある。
 なお、図13に示される特許文献1に開示されたLEDランプでは、電子部品256を覆う内側ボディ258、及び、その外周面に設けられた凸部274を介して、電子部品256で発生した熱を放熱できるようにも見える。ところが、このLEDランプでは、内側ボディ258は、大径部260が電子部品256を覆うようにして筒状体214の内側に嵌め込まれ、凸部274が筒状体214の内面に形成された第2の溝(内側ボディ固定溝)234に沿うようにして内側ボディ258が外側ボディ212に嵌合されている。そのために、内側ボディ258と外側ボディ212との接触性が低く、電子部品256で発生した熱が十分には外側ボディ212に伝達されない。
 このように回路素子の温度上昇を抑制することができなければ、上述のとおり、回路素子による回路損によってエネルギー効率が悪くなってしまい、その結果、回路素子の寿命を著しく低下させてしまう。
 そこで、本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、効果的に回路素子の温度上昇を抑制することができるランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために、本発明に係るランプの一態様は、半導体発光素子からなる光源と、電力を受電する口金と、前記口金で受電された電力から、前記光源を発光させるための電力を生成する回路素子を有する点灯回路と、前記点灯回路を収納する樹脂製の筒体である内部ケースと、前記内部ケースを収納する筒体である外部ケースとを備え、前記内部ケースの外周面には、前記外部ケースの内周面に直接、当接する突起部が設けられている。
 これにより、内部ケースの外周面には外部ケースの内周面に直接、当接するので、回路素子で発生した熱は、内部ケースから突起部を経て確実に外部ケースに伝達され、外部に放出される。
 なお、「外部ケースの内周面に直接、当接する突起部」とは、その突起部が、上記特許文献1における筒状体214の内面に形成された第2の溝(内側ボディ固定溝)234等の他の構造物に接触したり、他の構造物を介したりすることなく、その突起部の先端が直接的に外部ケースの内周面に接触している意味である。また、本発明に係るランプの内部ケースの外周面には、少なくとも、「外部ケースの内周面に直接、当接する突起部」が設けられていればよく、そうでない突起部(他の物に接触する突起部)がさらに設けられていてもよいことはいうまでもない。さらに、突起部は、その先端部が変形した状態で外部ケースの内周面に当接していてもよい。突起部の先端部が変形した状態、すなわち、突起部の先端部が変形するほどの力で、突起部の先端部が外部ケースの内面に接触しているため、内部ケースと外部ケースとの密着性を高めることができて熱の伝達性を向上でき、また、内部ケースと外部ケースの部品に寸法誤差があっても突起部が変形することでこの寸法誤差を無くすことができる。
 ここで、前記突起部は、前記内部ケースの外周面の周方向に延びる線状構造を有してもよい。このとき、前記突起部は、前記線状構造を有する複数の線状構造体を含むのが好ましい。複数の線状構造体によって放熱効果が高められるからである。
 また、前記複数の線状構造体は、一定の間隔を置いて、前記内部ケースの外周面における一つの周上に並べられていてもよい。これにより、複数の線状構造体は一定の間隔を置いて並べられるので、隣接する線状構造体の間には隙間が確保され、内部ケースの外周面と外部ケースの内周面で囲まれた空間が線状構造体によって密閉化されることが回避され、その空間における空気の対流を確保することにより、局所的な高温化が防止される。
 また、前記複数の線状構造体は、前記内部ケースの外周面における複数の異なる周上に設けられてもよい。たとえば、前記内部ケースは、前記光源に向けて開口している第1の開口部と、前記第1の開口部と反対側に位置する第2の開口部とを有し、前記複数の線状構造体には、前記内部ケースの外周面において前記第1の開口部よりも前記第2の開口部に近い周上に設けられた線状構造体と、前記第2の開口部よりも前記第1の開口部に近い周上に設けられた線状構造体とが含まれてもよい。これにより、内部ケースの外周面の軸方向における複数の位置に設けられた線状構造体によって内部ケースの外周面と外部ケースの内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース内での内部ケースの仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、「軸方向」とは、ランプを回転体としてみたときの回転軸と並行な方向、又は、ほぼ並行な方向である。
 また、前記複数の線状構造体の少なくとも一つは、前記内部ケースの外周面における一つの周の全周に設けられていてもよい。これにより、内部ケースの外周面における周方向の位置に拘わらず、回路素子で発生した熱が突起部を介して確実に外部ケースに伝達され得る。
 また、前記突起部は、前記内部ケースの外周面において、前記筒体の軸方向に延びる線状構造を有してもよい。このとき、前記突起部は、前記線状構造を有する複数の線状構造体を含むのが好ましい。これにより、複数の線状構造体によって放熱効果が高められるとともに、内部ケースの外周面の軸方向における複数の位置に設けられた線状構造体によって内部ケースの外周面と外部ケースの内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース内での内部ケースの仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 また、前記突起部は、前記内部ケースの外周面から前記外部ケースの内周面に向けて立設する柱状構造を有する複数の柱状構造体を含んでもよい。このとき、前記複数の柱状構造体は、前記内部ケースの外周面における一つの周上に並べられるのが好ましい。これにより、複数の柱状構造体によって放熱効果が高められるとともに、内部ケースの外周面の軸方向における複数の位置に設けられた線状構造体によって内部ケースの外周面と外部ケースの内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース内での内部ケースの仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 また、前記突起部は、前記内部ケースの外周面のうち、少なくとも、前記回路素子を覆っている領域に設けられるのが好ましい。これにより、熱を発生する回路素子に近い位置に突起部が設けられることになるので、放熱性が向上される。なお、「内部ケースの外周面のうち、回路素子を覆っている領域」とは、内部ケースの外周面のうち、軸方向において、内部に回路素子が存在する範囲を意味する。
 また、前記突起部は、前記内部ケースと一体成型で形成されてもよい。これにより、内部ケースの製造に際しては、金型によって内部ケースと一体で突起部が形成されるので、部品点数が増加するがなく、組み立て工数が増加することが回避される。
 また、これとは逆に、前記突起部は、前記内部ケースとは別個独立に形成されたものであってもよい。たとえば、前記突起部は、前記内部ケースの外周面における一つの周の全周を囲う環状構造を有し、前記内部ケースに嵌め込まれることによって、前記内部ケースの突起部として機能するものであってもよい。これにより、突起部をもたない内部ケースをもつ従来型構造のランプであっても、内部ケースとは別体の突起部を部品として追加するだけで、その従来型構造のランプを本発明に係る放熱性に優れたランプに変えることができる。
 また、前記突起部は、前記内部ケースの側面の一部を切り起こして形成されたものであってもよい。これにより、内部ケースを切り起こして変形させたものが突起部として外部ケースの内周面に接触するために、密着性が向上し、放熱性が向上されるだけでなく、組み立て時における外部ケース内での内部ケースの仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 さらに、本発明は、ランプとして実現できるだけでなく、上記ランプ及びそのランプを支持する点灯器具等を備える照明装置として実現してもよい。
 内部ケースの外周面に設けられた突起部が外部ケースの内周面に直接、接触しているために、内部ケースと外部ケースとの接触面積が増え、これにより、回路素子から発生した熱に対する放熱性能が向上され、回路素子が熱から保護されるとともに、光源に対して所望の性能を発揮させることが可能になる。
図1は、本発明の実施の形態に係るランプの外観図である。 図2は、本発明の実施の形態に係るランプの断面図である。 図3は、本発明の実施の形態に係るランプの分解斜視図である。 図4(a)は本発明の実施の形態に係るランプが備える内部ケースの斜視図、図4(b)はその内部ケースをLEDモジュール側から見た平面図である。 図5(a)は本発明の第1の変形例に係る内部ケースの斜視図、図5(b)はその内部ケースをLEDモジュール側から見た平面図である。 図6(a)は本発明の第2の変形例に係る内部ケースの斜視図、図6(b)はその内部ケースをLEDモジュール側から見た平面図である。 図7(a)は本発明の第3の変形例に係る内部ケースの斜視図、図7(b)はその内部ケースをLEDモジュール側から見た平面図である。 図8(a)は本発明の第4の変形例に係る内部ケースの斜視図、図8(b)はその内部ケースをLEDモジュール側から見た平面図である。 図9(a)は本発明の第5の変形例に係る内部ケースの斜視図、図9(b)はその内部ケースをLEDモジュール側から見た平面図である。 図10(a)~(c)は、本発明の他の変形例に係る内部ケースの斜視図である。 図11は、本発明に係る照明装置の概略断面図である。 図12は、従来の電球型LEDランプの断面図である。 図13は、従来の電球型LEDランプの分解斜視図である。
 以下、本発明の実施の形態に係るランプ及び照明装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
 図1~図3は、それぞれ、本発明の実施の形態に係るランプ10の概観図、図1における中心軸AA’を含む面で切断して得られる断面図、及び、分解斜視図である。
 このランプ10は、電球型のLEDランプであって、グローブ1と、口金2と、グローブ1と口金2との間に配置される外部ケース3とによってランプ外囲器が構成されている。
 グローブ1は、LEDモジュール4から放出される光をランプ外部に放射するための半球状の透光性カバーである。LEDモジュール4は、このグローブ1によって覆われている。また、グローブ1は、LEDモジュール4から放出される光を拡散させるために、すりガラス処理等の光拡散処理が施されている。このグローブ1の開口側は絞った形状となっており、グローブ1の開口端部は光源取り付け部材5の上面に当接して配置される。グローブ1は、耐熱性を有するシリコン系接着剤によって外部ケース3に固着される。なお、グローブ1の形状は半球状のものに限らず、回転楕円体や偏球体であっても構わない。また、本実施の形態において、グローブ1の材質はガラス材としたが、グローブ1の材質はガラス材に限らず、合成樹脂等でグローブ1を成型しても構わない。
 口金2は、二接点によって交流電力を受電するための受電部である。口金2で受電した電力はリード線(不図示)を介して回路基板72の電力入力部に入力される。また、口金2は、金属製の有底筒体であって、内部に中空部2aを有する。本実施の形態において、口金2はE型であり、その外表面には照明装置のソケット(不図示)に螺合させるための螺合部2bが形成されている。また、口金2の内周面には、後述する内部ケース6の第2ケース部62と螺合させるための螺合部2cが形成されている。
 外部ケース3は、上下方向に2つの開口部を有する金属製の筒型放熱体の筐体であって、グローブ1側の開口を構成する第1開口部3aと、口金2側の開口を構成する第2開口部3bとを有する。第1開口部3aの口径は第2開口部3bの口径よりも大きく、外部ケース3は全体として逆円錐台形状の円筒体である。本実施の形態では、外部ケース3はアルミニウム合金材料で構成されている。また、外部ケース3の表面はアルマイト処理が施されており、熱放射率を向上させている。
 図2及び図3に示すように、本発明の実施の形態に係るランプ10は、さらに、LEDモジュール4と、光源取り付け部材5と、内部ケース6と、点灯回路7と、絶縁リング8とを備える。
 LEDモジュール4は、半導体発光素子からなる光源の一例であって、所定の光を放出する発光モジュール(発光ユニット)である。LEDモジュール4は、矩形状のセラミックス基板4aと、当該セラミックス基板4aの片面に実装された複数のLEDチップ4bと、LEDチップ4bを封止するための封止樹脂4cとによって構成されている。封止樹脂4cには、所定の蛍光体粒子が分散されており、蛍光体粒子によってLEDチップ4bからの発光が所望の色に変換される。
 本実施の形態では、LEDチップ4bとして青色の光を発光する青色LEDを用い、蛍光体粒子として黄色蛍光体粒子が用いられている。これにより、黄色蛍光体粒子からは、青色LEDからの青色光によって励起されて黄色光が放出され、その黄色光と青色LEDからの青色光との合成によって、白色光がLEDモジュール4から放出される。
 なお、本実施の形態において、約100個のLEDチップ4bがマトリクス状にセラミックス基板4a上に実装されている。LEDモジュール4には、回路基板72に形成された電力出力部から延出されるリード線に接続される2つの電極73a、73bが設けられている。これら2つの電極73a、73bからLEDモジュール4に直流電力が供給されることにより、LEDチップ4bが発光する。
 光源取り付け部材5は、LEDモジュール4を配置するための金属基板からなるホルダ(モジュールプレート)であり、アルミダイキャストによって円盤状に成型されている。この光源取り付け部材5は、LEDモジュール4から発生する熱を外部ケース3に伝達させる放熱体である。光源取り付け部材5は、外部ケース3の第1開口部3a側に装着されLEDモジュール4の光源と外部ケース3とは熱的に接続されており、光源取り付け部材5の側部は外部ケース3の第1開口部3aの上方内面に当接している。すなわち、光源取り付け部材5は外部ケース3の第1開口部3a側に嵌め込まれている。また、光源取り付け部材5には、LEDモジュール4を配置するための凹部5aが形成されている。本実施の形態において、凹部5aは、LEDモジュール4のセラミックス基板4aと同形状の矩形状に形成されている。凹部5aに配置されたLEDモジュール4は、止め金具4dによって挟持される。なお、光源の配置された光源取り付け部材5と外部ケース3とは別部材としたが一体物でも良い。
 内部ケース6は、回路素子群71を有する点灯回路7を収納する樹脂製の筒体であって、外部ケース3と略同形の逆円錐台形の円筒体である第1ケース部61と、口金2と略同形の円筒体である第2ケース部62とからなる。この内部ケース6は、回路素子群71が金属製の外部ケース3と接触することを防止する絶縁ケースとして機能する。
 第1ケース部61は、LEDモジュール4側(第2ケース部62とは反対側)に向けて開口している第1開口部61aを有し、その外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部65が設けられている。この突起部65は、回路素子群71で発生した熱を外部ケース3に伝達するとともに、内部ケース6と外部ケース3とを一定の隙間(2~3mm)だけ離すように固定する役割を果たしている。
 なお、突起部65は、外部ケース3の内周面に直接、接触しており、他の構造物に接触したり、他の構造物を介したりすることなく、その先端が直接的に外部ケース3の内周面に接触している。ただし、本発明に係る内部ケース6は、このような突起部65を備えていればよく、外部ケース3以外の構造物に接触する別の突起部がさらに備えられていてもよい。
 第2ケース部62は、口金2側(第1ケース部61側とは反対側)に向けて開口している第2開口部62aを有する。第2ケース部62の外周面は口金2の内周面と接触するように構成されている。本実施の形態では、第2ケース部62の外周面には口金2と螺合するための螺合部62bが形成されており、螺合部62bによって第2ケース部62は口金2に接触している。突起部65の先端部が、図4に示すような尖った形状である場合、この先端が変形するよう外部ケース3内に押し込めば突起部65と外部ケース3との接触性が向上する。また、口金2を内部ケース6の螺合部62bに螺合することによって、突起部65の尖った先端部が変形しながら外部ケース3内面に接触するようにしてもよい。
 本実施の形態では、内部ケース6を構成する第1ケース部61と突起部65と第2ケース部62とは、一体的に射出成型される。この内部ケース6(第1ケース部61と突起部65と第2ケース部62)は、例えば、粒径が1~10μmのアルミナを15~40%含有してなるポリブチレンテレフタレート(PBT)によって成型される。なお、内部ケース6の材料としては、このPBTの他に、粒径が1~10μmの酸化亜鉛(ZnO)を10~40%含有してなるポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)を用いても構わない。要するに、内部ケース6の材料としては、高熱伝達性樹脂を用いることが好ましい。
 第1ケース部61の光源取り付け部材5側の第1開口部61aには、樹脂キャップ63が取り付けられている。内部ケース6の光源取り付け部材5側は、樹脂キャップ63によって封止されている。
 樹脂キャップ63は、略円板形状であり、内面側の外周端部には、内部ケースの厚み方向に突出する環状の突出部63aが形成されている。突出部63aの内周面には、回路基板を係止するための複数個の係止爪(不図示)が形成されている。突出部63aは、内部ケース6の第1ケース部61の第1開口部61aの端部に嵌め込むことができるように構成されている。この樹脂キャップ63は、内部ケース6と同じ材料を用いて成型することができる。また、樹脂キャップ63の材料も高熱伝達性樹脂を用いることが好ましい。なお、樹脂キャップ63には、LEDモジュール4に給電するリード線を通すための貫通孔63bが形成されている。
 点灯回路7は、LEDモジュール4のLEDチップ4bを発光させるための回路(電源回路)を構成する回路素子群71と、回路素子群71の各回路素子が実装される回路基板72とを有する。
 回路素子群71は、口金2で受電された電力から、光源(LEDモジュール4)を発光させるための電力を生成するための複数の回路素子で構成されており、口金2で受電された交流電力を直流電力に変換し、電極73a、73bを介してLEDモジュール4のLEDチップ4bに直流電力を供給する。この回路素子群71には、電解コンデンサ(縦型コンデンサ)である第1容量素子71aと、セラミックコンデンサ(横型コンデンサ)である第2容量素子71bと、抵抗素子71cと、コイルからなる電圧変換素子71dと、IPD(インテリジェントパワーデバイス)の集積回路である半導体素子71eとが含まれる。回路素子群71を構成する回路素子のうち、放熱対策が特に必要な回路素子は、発熱量が大きい部品、つまり、コンデンサである容量素子(特に第1容量素子71a)と半導体素子71eである。
 回路基板72は、円盤状のプリント基板であり、一方の面に回路素子群71が実装されている。この回路基板72は、上述のとおり、樹脂キャップ63の係止爪によって樹脂キャップ63に保持される。なお、回路基板72には、切欠部が設けられている。この切欠部は、LEDモジュール4に直流電力を供給するためのリード配線を、回路素子群71が実装された面側から反対側の面に渡すための通路を構成する。
 絶縁リング8は、口金2と外部ケース3との絶縁を確保するものであり、口金2と外部ケース3との間に配置される。この絶縁リング8の内周面は内部ケース6の第2ケース部62の外周面に当接されている。この絶縁リング8は、内部ケース6の第2ケース部62と口金2とが螺着されることにより、口金2の開口端部と外部ケース3の開口端部とによって挟持される。なお、絶縁リング8は、高熱伝達性樹脂によって形成することが好ましい。
 次に、以上のように構成された本実施の形態におけるランプ10の特徴的な構成について説明する。
 図4(a)は、図1~図3に示されたランプ10が備える内部ケース6の斜視図であり、図4(b)は、その内部ケース6をLEDモジュール4側から見た平面図である。この内部ケース6(より厳密には、第1ケース部61)の外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部65が設けられている。
 この突起部65は、内部ケース6の外周面の周方向に延びる複数(ここでは、4個)の線状構造体65a~65dからなる。それら複数の線状構造体65a~65dは、本実施の形態では、内部ケース6の外周面から外部ケース3の内周面に向けて三角形状に突出した横長の柱体(断面が三角形の柱体を内部ケース6の周方向に沿って固定したもの)であり、内部ケース6にこのような形状の凸部を付着させるか、内部ケース6の側面の一部を隆起させるかによって形成されている。それら複数の線状構造体65a~65dは、一定の間隔(例えば、5~10mm)を置いて、内部ケース6の外周面における一つの周上に並べられている。なお、本明細書において、「横」及び「縦」とは、特に断らない限り、図面を正面から見たときの「横」及び「縦」を意味する。
 このような突起部65を構成する複数の線状構造体65a~65dによって、回路素子群71で発生した熱の内部ケース6から外部ケース3への放熱効果が高められるとともに、複数の線状構造体65a~65dが一定の間隔を置いて並べられることから、隣接する線状構造体65a~65dの間には隙間が確保され、内部ケース6の外周面と外部ケース3の内周面で囲まれた空間が線状構造体65a~65dによって密閉化されることが回避され、その空間における空気の対流を確保することにより、局所的な高温化が防止される。なお、本実施の形態におけるランプ10では、LEDモジュール4からの発熱も外部ケース3に伝達されることから、LEDモジュール4の発熱量が回路素子群71の発熱量よりも小さい場合に、回路素子群71で発生した熱が内部ケース6から突起部65を介して外部ケース3に効率よく放熱される。
 なお、複数の線状構造体65a~65dは、内部ケース6と一体成型で形成され、外部ケース3の内周面に向けて突出する凸構造であればよく、断面が三角形の柱体だけでなく、断面が四角形あるいは円弧の柱体であってもよい。また、内部ケース6の外周面における一つの周上に並べられる線状構造体の個数は、4に限られず、他の数(2、3、5以上など)であってもよい。さらに、複数の線状構造体65a~65dの配置間隔は、すべてが同一であっても、それぞれが異なっていてもよい。
 次に、本発明のランプが備える内部ケースの他の形態(変形例)について、説明する。
 (第1の変形例)
 まず、本発明のランプが備える内部ケースの第1の変形例について説明する。
 図5(a)は、第1の変形例に係る内部ケース16の斜視図であり、図5(b)はその内部ケース16をLEDモジュール4側から見た平面図である。
 この内部ケース16(より厳密には、第1ケース部16a)の外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部17が設けられている。
 この突起部17は、内部ケース16の外周面の周方向に延びる複数(ここでは、12個)の線状構造体17a~17hからなる。それら複数の線状構造体17a~17hは、上記実施の形態における4個の線状構造体65a~65dを一組とする、3組分に相当する。4個の線状構造体を一組とする3組は、それぞれ、内部ケース16の外周面における複数の異なる周上に設けられている。つまり、12個の線状構造体17a~17hのうち、4個の線状構造体17a~17dは、一定の間隔を置いて内部ケース16の外周面における一つの周上に並べられ、別の4個の線状構造体17e~17fは、一定の間隔を置いて内部ケース16の外周面における別の一つの周上に並べられ、さらに別の4個の線状構造体17g~17hは、一定の間隔を置いて内部ケース16の外周面におけるさらに別の一つの周上に並べられている。
 このような突起部17を構成する複数の線状構造体17a~17hによって、回路素子群71で発生した熱の内部ケース16から外部ケース3への放熱効果が高められるとともに、複数の線状構造体17a~17hが一定の間隔を置いて並べられることから、隣接する線状構造体17a~17hの間には隙間が確保され、内部ケース16の外周面と外部ケース3の内周面で囲まれた空間が線状構造体17a~17hによって密閉化されることが回避され、その空間における空気の対流を確保することにより、局所的な高温化が防止される。
 さらに、内部ケース16の外周面の軸(上述した中心軸)方向における複数の位置に設けられた線状構造体17a~17hによって内部ケース16の外周面と外部ケース3の内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース3内での内部ケース16の仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、複数の線状構造体17a~17hは、内部ケース16と一体成型で形成され、外部ケース3の内周面に向けて突出する凸構造であればよく、断面が三角形の柱体だけでなく、断面が四角形あるいは円弧の柱体であってもよい。また、内部ケース16の外周面における一つの周上に並べられる線状構造体の個数は、4に限られず、他の数(2、3、5以上など)であってもよい。さらに、複数の線状構造体17a~17hの配置間隔は、すべてが同一であっても、それぞれが異なっていてもよい。
 (第2の変形例)
 次に、本発明のランプが備える内部ケースの第2の変形例について説明する。
 図6(a)は、第2の変形例に係る内部ケース26の斜視図であり、図6(b)はその内部ケース26をLEDモジュール4側から見た平面図である。
 この内部ケース26(より厳密には、第1ケース部26a)の外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部27が設けられている。
 この突起部27は、内部ケース26の外周面の周方向に延びる複数(ここでは、3個)の線状構造体27a~27cからなる。それら複数の線状構造体27a~27cは、内部ケース26の外周面における複数の異なる周(ここでは、3つの異なる周)上に設けられ、かつ、いずれも、内部ケース26の外周面における一つの周の全周を取り囲むように設けられている。そして、それら複数の線状構造体27a~27cは、本変形例では、内部ケース26の外周面から外部ケース3の内周面に向けて凸状に突出した横長の柱体(断面が四角形の柱体を内部ケース26の周方向に沿って固定した形状)であり、内部ケース26にこのような形状の凸部を付着させるか、内部ケース26の側面の一部を隆起させるかによって形成されている。
 これら複数の線状構造体27a~27cには、内部ケース26の外周面において第1開口部61aよりも第2開口部62aに近い周上に設けられた線状構造体27b及び27cと、第2開口部62aよりも第1開口部61aに近い周上に設けられた線状構造体27aとが含まれる。上方に位置する線状構造体27aは、外部ケース3と内部ケース26との隙間を確保する位置決めとしての機能と回路素子群71からの熱を放熱させる機能とを果たす。一方、下方に位置する2つの線状構造体27b及び27cは、内部ケース26の外周面のうち、特に多くの熱を発する回路素子(例えば、第1容量素子71a)に近い周に位置しており、専ら、放熱としての機能を果たす。本実施の形態では、上方に位置する線状構造体27aの数(ここでは、1個)が下方に位置する線状構造体27b及び27cの数(ここでは、2個)よりも少ないのは、内部ケース26の外周面のうち、上方は高温となるLEDモジュール4に近いために放熱性が低い位置であり、一方、下方は口金2を介して外部に熱が伝達しやすいために放熱性が高い位置であることを考慮したからである。
 このような突起部27を構成する複数の線状構造体27a~27cによって、回路素子群71で発生した熱の内部ケース26から外部ケース3への放熱効果が高められる。
 また、内部ケース26の外周面の軸方向における複数の位置に設けられた線状構造体27a~27cによって内部ケース26の外周面と外部ケース3の内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース3内での内部ケース26の仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、複数の線状構造体27a~27cは、内部ケース26と一体成型で形成され、外部ケース3の内周面に向けて突出する凸構造であればよく、断面が四角形の柱体だけでなく、断面が三角形あるいは円弧の柱体であってもよい。また、内部ケース26の外周面に設けられる線状構造体の個数は、3に限られず、他の数(2、4以上など)であってもよい。
 (第3の変形例)
 次に、本発明のランプが備える内部ケースの第3の変形例について説明する。
 図7(a)は、第3の変形例に係る内部ケース36の斜視図であり、図7(b)はその内部ケース36をLEDモジュール4側から見た平面図である。
 この内部ケース36(より厳密には、第1ケース部36a)の外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部37が設けられている。
 この突起部37は、内部ケース36の外周面の軸(上下)方向に延びる複数(ここでは、4個)の線状構造体37a~37dからなる。それら複数の線状構造体37a~37dは、本変形例では、内部ケース36の外周面から外部ケース3の内周面に向けて三角形状に突出した縦長の突起体(断面が三角形であり、下方ほど断面が小さくなっている三角錐体)であり、内部ケース36にこのような形状の凸部を付着させるか、内部ケース36の側面の一部を隆起させるかによって形成されている。それら複数の線状構造体37a~37dは、一定の間隔を置いて(ここでは、内部ケース36の外周面の円周を90度ずつ分割する位置に)、内部ケース36の外周面に配置されている。
 これら複数の線状構造体37a~37dは、内部ケース36の外周面のうち、少なくとも、回路素子群71を覆っている領域、つまり、内部ケース36の外周面における軸(上下)方向において内部に回路素子群71が存在する範囲に設けられている。
 このような突起部37を構成する複数の線状構造体37a~37dは、熱を発生する回路素子に近い位置(軸方向における位置)に設けられることになるので、放熱性が向上される。また、内部ケース36の外周面の軸方向における複数の位置に設けられた線状構造体37a~37dによって内部ケース36の外周面と外部ケース3の内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース3内での内部ケース36の仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、複数の線状構造体37a~37dは、内部ケース36と一体成型で形成され、外部ケース3の内周面に向けて突出する凸構造であればよく、断面が三角形の突起体だけでなく、断面が四角形あるいは円弧の突起体であってもよい。また、内部ケース36の外周面に設けられる線状構造体の個数は、4に限られず、他の数(2、3、5以上など)であってもよい。さらに、複数の線状構造体37a~37dの配置間隔は、すべてが同一であっても、それぞれが異なっていてもよい。
 (第4の変形例)
 次に、本発明のランプが備える内部ケースの第4の変形例について説明する。
 図8(a)は、第4の変形例に係る内部ケース36の斜視図であり、図8(b)はその内部ケース46をLEDモジュール4側から見た平面図である。
 この内部ケース46(より厳密には、第1ケース部46a)の外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部47が設けられている。
 この突起部47は、内部ケース46の外周面の軸(上下)方向に延びる複数の線状構造体(フィン)47a~47cからなる。それら複数の線状構造体47a~47cのそれぞれは、本変形例では、内部ケース46の外周面から外部ケース3の内周面に向けて四角形状に突出した縦長の突起体(断面が四角形であり、下方ほど断面が小さくなっている四角錐体)であり、内部ケース46にこのような形状の凸部を付着させるか、内部ケース46の側面の一部を隆起させるかによって形成されている。それら複数の線状構造体47a~47cは、放熱フィンを構成し、内部ケース46の外周面の周方向に凹凸が繰り返されるように、一定の間隔を置いて内部ケース46の外周面に配置されている。
 これら複数の線状構造体47a~47cは、内部ケース46の外周面のうち、少なくとも、回路素子群71を覆っている領域、つまり、内部ケース46の外周面における軸(上下)方向において内部に回路素子群71が存在する範囲に設けられている。
 このような突起部47を構成する複数の線状構造体47a~47cは、熱を発生する回路素子に近い位置(軸方向における位置)に設けられることになるので、放熱性が向上される。また、内部ケース46の外周面の軸方向における複数の位置に設けられた線状構造体47a~47cによって内部ケース46の外周面と外部ケース3の内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース3内での内部ケース46の仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、複数の線状構造体47a~47cは、内部ケース46と一体成型で形成され、外部ケース3の内周面に向けて突出する凸構造であればよく、断面が四角形の突起体だけでなく、断面が三角形あるいは円弧の突起体であってもよい。また、突起部47は、内部ケース46の外周面の周方向における全周に設けられる必要はなく、周の一部、例えば、回路素子群71によって温度が高くなる位置だけに設けられてもよい。
 (第5の変形例)
 次に、本発明のランプが備える内部ケースの第5の変形例について説明する。
 図9(a)は、第5の変形例に係る内部ケース56の斜視図であり、図9(b)はその内部ケース56をLEDモジュール4側から見た平面図である。
 この内部ケース56(より厳密には、第1ケース部56a)の外周面には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部57が設けられている。
 この突起部57は、内部ケース56の外周面の周方向に並べて配置された複数(ここでは、4個)の柱状構造体57a~57dからなる。それら複数の柱状構造体57a~57dは、本変形例では、内部ケース56の外周面から外部ケース3の内周面に向けて立設した四角柱体であり、内部ケース56にこのような形状の凸部を付着させるか、内部ケース56の側面の一部を隆起させるかによって形成されている。それら複数の柱状構造体57a~57dは、一定の間隔を置いて(ここでは、内部ケース56の外周面の円周を90度ずつ分割する位置に)、内部ケース56の外周面に配置されている。
 このような突起部57を構成する複数の柱状構造体57a~57dによって、回路素子群71で発生した熱の内部ケース56から外部ケース3への放熱効果が高められるとともに、複数の柱状構造体57a~57dが一定の間隔を置いて並べられることから、隣接する柱状構造体57a~57dの間には隙間が確保され、内部ケース56の外周面と外部ケース3の内周面で囲まれた空間が柱状構造体57a~57dによって密閉化されることが回避され、その空間における空気の対流を確保することにより、局所的な高温化が防止される。
 また、内部ケース56の外周面の軸方向における複数の位置に設けられた柱状構造体57a~57dによって内部ケース56の外周面と外部ケース3の内周面とが一定の距離だけ離すように固定されるので、組み立て時における外部ケース3内での内部ケース56の仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、複数の柱状構造体57a~57dは、内部ケース56と一体成型で形成され、外部ケース3の内周面に向けて突出する凸構造であればよく、外部ケース3の内周面に向けて立設する四角柱体だけでなく、三角柱体あるいは円柱体であってもよい。また、内部ケース56の外周面に設けられる柱状構造体の個数は、4に限られず、他の数(2、3、5以上など)であってもよい。さらに、複数の柱状構造体57a~57dの配置間隔は、すべてが同一であっても、それぞれが異なっていてもよい。
 (その他の変形例)
 次に、本発明のランプが備える内部ケースの他の変形例について説明する。
 図10(a)は、他の変形例に係る内部ケース66の斜視図である。この内部ケース66の外周面(より厳密には、第1ケース部66a)には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部67が設けられている。この突起部67は、上記第2の変形例における線状構造体27aと同一構造の線状構造体67aと、上記第5の変形例における柱状構造体57a~57cと同一構造の柱状構造体67b~67dのからなる。
 ここで、柱状構造体67b~67dは、内部ケース56の外周面の周方向に均等に配置されるのではなく、周方向における一部、つまり、回路素子群71の中でも特に多くの熱を発する回路素子(例えば、第1容量素子71a)に対応する位置だけに配置されている。これにより、より発熱し易い回路素子に対しては、より高い放熱効果を発揮することができる。
 図10(b)は、他の変形例に係る内部ケース68の斜視図である。この内部ケース68の外周面(より厳密には、第1ケース部68a)には、外部ケース3の内周面に直接、当接する突起部69が設けられる。ここでは、突起部69は、図10(a)に示される線状構造体67aと同一形状の環状体69aと、図10(a)に示される柱状構造体67b~67dと同一位置に配置された凸部69b~69dとからなる。
 ここで、環状体69aは、構造としては、図10(a)に示される線状構造体67aと同一形状であるが、内部ケース68とは別個独立に形成されたものであり、内部ケース68の外周に嵌め込まれることによって内部ケース68の突起部として機能する点で、線状構造体67aとは異なる。このような独立した環状体69aにより、突起部をもたない内部ケースをもつ従来型構造のランプであっても、内部ケースとは別体の突起部(環状体69a)を部品として追加するだけで、その従来型構造のランプを本発明に係る放熱性に優れたランプに変えることができる。
 また、凸部69b~69dは、取り付け位置としては、図10(a)に示される柱状構造体67b~67dと同じであるが、内部ケース68の側面の一部を四角形状に切り起こして(四角形のうちの3辺を切断し、四角片を外側に起こして)形成されている点で、柱状構造体67b~67dと異なる。このように、内部ケース68を切り起こして変形させたものが突起部69の一部として外部ケース3の内周面に接触するために、密着性が向上し、放熱性が向上されるだけでなく、組み立て時における外部ケース3内での内部ケース68の仮固定が強固になり、組み立て作業性が向上される。
 なお、内部ケース68の側面の一部を切り起こす方向としては、図10(b)に示される凸部69b~69dのように、内部ケース68の一部(四角形部)の上辺を軸にして下辺を切り起こすだけでなく、これとは逆方向、つまり、図10(c)に示される凸部69e~69gのように、内部ケース68の一部(四角形部)の下辺を軸にして上辺を切り起こしてもよい。このような方向の凸部69e~69gを有する内部ケース68であれば、外部ケース3に挿入し易くなるとともに、凸部69e~69gの弾力によって外部ケースとの接触性も向上される。
 以上、本発明の実施の形態及び変形例では、特にランプについて説明したが、本発明の実施の形態及び変形例に係るランプは、照明装置に適用することができる。以下、本発明に係る照明装置について、図11を参照しながら説明する。図11は、本発明に係る照明装置100の概略断面図である。
 本発明に係る照明装置100は、例えば、室内の天井200に装着されて使用され、図11に示すように、ランプ110と点灯器具120とを備える。ランプ110としては、上記の実施の形態及び変形例に係るランプを用いることができる。
 点灯器具120は、ランプ110を消灯及び点灯させるものであり、天井200に取り付けられる器具本体121と、ランプ110を覆うランプカバー122とを備える。
 器具本体121には、ランプ110の口金111が螺着されるソケット121aを有し、当該ソケット121aを介してランプ110に所定の電力が給電される。
 なお、ここでの照明装置100は、一例であり、本発明に係る照明装置は、ランプ110の口金111を螺着するためのソケット121aを備える照明装置であれば構わない。また、図11に示す照明装置100は、1つのランプを備えるものであるが、複数、例えば、2個以上のランプを備えるものであっても構わない。
 以上、本発明に係るランプ及び照明装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲で、これらの実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施してえられる形態や、これらの実施の形態及び変形例における構成要素を任意に組み合わせて実現される形態も、本発明に含まれる。
 たとえば、本発明に係るランプが備える内部ケースに設ける突起部として、上記実施の形態における線状構造体65a~65dと、第3の変形例における線状構造体37a~37dとを設けてもよい。内部ケースの上方(LEDモジュール4に近い位置)には、位置決めと放熱とを兼用させるために、周方向に線状構造体65a~65dを配置し、内部ケースの下方(内部に回路素子群71が存在する位置)には、専ら放熱としての機能を発揮させるために、軸(上下)方向に延びる線状構造体37a~37dを配置することで、内部ケースの固定性と放熱性を向上させることができるからである。
 本発明は、LED等の半導体発光素子を光源とするLEDランプ及び照明装置等として、特に、サイズ及び構造上で放熱設計が難しくなる小型の電球型LEDランプ及びそれを用いた照明装置として、有用である。
    1  グローブ
    2、111  口金
    2a 中空部
    2b 螺合部
    2c 螺合部
    3  外部ケース
    3a 第1開口部
    3b 第2開口部
    4  LEDモジュール
    4a セラミックス基板
    4b LEDチップ
    4c 封止樹脂
    4d 止め金具
    5 光源取り付け部材
    5a 凹部
    6、16、26、36、46、56、66、68  内部ケース
    7  点灯回路
    8  絶縁リング
   10、110  ランプ
   16a、26a、36a、46a、56a、61、66a、68a 第1ケース部
   17、27、37、47、57、65、67、69  突起部
   17a~17h、27a~27c、37a~37d、47a~47c、65a~65d、67a 線状構造体
   57a~57d、67b~67d 柱状構造体
   61a 第1開口部
   62  第2ケース部
   62a 第2開口部
   62b 螺合部
   63  樹脂キャップ
   63a 突出部
   63b 貫通孔
   69a 環状体
   69b~69g 凸部
   71  回路素子群
   71a、71b 容量素子
   71c 抵抗素子
   71d 電圧変換素子
   71e 半導体素子
   72  回路基板
   73a、73b 電極
  100  照明装置
  120  点灯器具
  121  器具本体
  121a ソケット
  122  ランプカバー
  200  天井

Claims (18)

  1.  半導体発光素子からなる光源と、
     電力を受電する口金と、
     前記口金で受電された電力から、前記光源を発光させるための電力を生成する回路素子を有する点灯回路と、
     前記点灯回路を収納する樹脂製の筒体である内部ケースと、
     前記内部ケースを収納する筒体である外部ケースとを備え、
     前記内部ケースの外周面には、前記外部ケースの内周面に直接、当接する突起部が設けられている
     ランプ。
  2.  前記突起部は、前記内部ケースの外周面の周方向に延びる線状構造を有する
     請求項1記載のランプ。
  3.  前記突起部は、前記線状構造を有する複数の線状構造体を含む
     請求項2記載のランプ。
  4.  前記複数の線状構造体は、一定の間隔を置いて、前記内部ケースの外周面における一つの周上に並べられている
     請求項3記載のランプ。
  5.  前記複数の線状構造体は、前記内部ケースの外周面における複数の異なる周上に設けられている
     請求項3記載のランプ。
  6.  前記内部ケースは、前記光源に向けて開口している第1開口部と、前記第1開口部と反対側に位置する第2開口部とを有し、
     前記複数の線状構造体には、前記内部ケースの外周面において前記第1開口部よりも前記第2開口部に近い周上に設けられた線状構造体と、前記第2開口部よりも前記第1開口部に近い周上に設けられた線状構造体とが含まれる
     請求項3記載のランプ。
  7.  前記複数の線状構造体の少なくとも一つは、前記内部ケースの外周面における一つの周の全周に設けられている
     請求項3記載のランプ。
  8.  前記突起部は、前記内部ケースの外周面において、前記筒体の軸方向に延びる線状構造を有する
     請求項1記載のランプ。
  9.  前記突起部は、前記線状構造を有する複数の線状構造体を含む
     請求項8記載のランプ。
  10.  前記突起部は、前記内部ケースの外周面から前記外部ケースの内周面に向けて立設する柱状構造を有する複数の柱状構造体を含む
     請求項1記載のランプ。
  11.  前記複数の柱状構造体は、前記内部ケースの外周面における一つの周上に並べられている
     請求項10記載のランプ。
  12.  前記突起部はさらに、前記内部ケースの外周面の周方向に延びる線状構造を有する線状構造体を含む
     請求項11記載のランプ。
  13.  前記突起部は、前記内部ケースの外周面のうち、少なくとも、前記回路素子を覆っている領域に設けられている
     請求項1記載のランプ。
  14.  前記突起部は、前記内部ケースと一体成型で形成されたものである
     請求項1記載のランプ。
  15.  前記突起部は、前記内部ケースとは別個独立に形成されたものである
     請求項1記載のランプ。
  16.  前記突起部は、前記内部ケースの外周面における一つの周の全周を囲う環状構造を有し、前記内部ケースに嵌め込まれることによって、前記内部ケースの突起部として機能する
     請求項15記載のランプ。
  17.  前記突起部は、前記内部ケースの側面の一部を切り起こして形成されたものである
     請求項1記載のランプ。
  18.  請求項1~17のいずれか1項に記載のランプを備える照明装置。
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