WO2018134906A1

WO2018134906A1 - ランプ

Info

Publication number: WO2018134906A1
Application number: PCT/JP2017/001502
Authority: WO
Inventors: 遼伏江; 卓生村井; 大介松原; 吉野　勇人
Original assignee: 三菱電機株式会社; 三菱電機照明株式会社
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-07-26
Also published as: JPWO2018134906A1; JP6658919B2

Abstract

ランプ（１Ａ）は、電気ソケットに対して接続可能な口金（２）と、光源ユニット（５）とを備える。光源ユニット（５）は、ヒートシンク（６）と、発光素子（７）とを備える。ヒートシンク（６）は、軸線（Ａｘ）に平行な方向または軸線（Ａｘ）に対して斜めの方向に沿う表面（８ａ）を有するベース（８）と、ベース（８）に対して表面（８ａ）の反対側に位置する複数の放熱フィン（９）とを備える。発光素子（７）は、ベース（８）の表面（８ａ）に支持される。ランプ（１Ａ）の重心（１３）と近位端（３）との間の軸線（Ａｘ）の方向の距離（Ｌ５）が、ランプ（１Ａ）の全長（Ｌ４）の１／２未満である。

Description

ランプ

　本発明は、ランプに関する。

　ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）のような発光素子を光源として備えるランプが広く用いられている。下記特許文献１には、発光素子が実装される光源基板を有する平板状の光源ユニットの裏面を内側に向け、ランプ中心軸の周りに、上記光源ユニットを複数配置したランプが開示されている。このランプは、光源ユニットの裏面側に、放熱フィンを有するヒートシンク、及び、空気が流通する空間を備える。

日本特許第５５５９８２４号公報

　ランプにおいて、発光素子の発熱により、発光素子の温度が高くなる場合がある。特に、大光束のランプでは、発光素子の温度が高くなりやすい。発光素子の温度が高くなると、エネルギー消費効率が低下したり、発光素子の寿命が短くなったりする。発光素子の温度が高くならないように、ヒートシンクの大型化が必要になることがある。特許文献１のランプでは、以下の課題がある。ヒートシンクの大型化に伴い、ランプ質量が重くなる。その結果、ランプの口金に作用する曲げモーメントが大きくなる。特に、ランプが横向きに取り付けられた場合には、ランプの口金に作用する曲げモーメントがより大きくなる。

　本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、口金に作用する曲げモーメントを軽減できるランプを提供することを目的とする。

　本発明のランプは、電気ソケットに対して接続可能な口金と、少なくとも一つの光源ユニットとを備えるランプにおいて、口金により形成されるランプの末端が近位端であり、口金に対して反対側のランプの末端が遠位端であり、口金の中心を通る直線が軸線であり、近位端と遠位端との間の軸線の方向の長さがランプの全長であり、少なくとも一つの光源ユニットのそれぞれは、ヒートシンクと、少なくとも一つの発光素子とを備え、ヒートシンクは、軸線に平行な方向または軸線に対して斜めの方向に沿う表面を有するベースと、ベースに対して表面の反対側に位置する複数の放熱フィンとを備え、少なくとも一つの発光素子は、ベースの表面に支持され、ランプの重心と近位端との間の軸線の方向の距離が、ランプの全長の１／２未満であるものである。

　本発明のランプによれば、ランプの重心と近位端との間の軸線の方向の距離が、ランプの全長の１／２未満であることにより、口金に作用する曲げモーメントを軽減することが可能となる。

実施の形態１によるランプを示す断面斜視図である。図１に示すランプの縦断面図である。実施の形態２によるランプの断面斜視図である。実施の形態３によるランプの断面斜視図である。実施の形態４によるランプの断面斜視図である。実施の形態５によるランプの断面斜視図である。実施の形態６によるランプの斜視図である。図７に示すランプが備える光源ユニットの斜視図である。実施の形態７によるランプの斜視図である。実施の形態８によるランプの斜視図である。実施の形態９によるランプの断面斜視図である。

　以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１によるランプ１Ａを示す断面斜視図である。図２は、図１に示すランプ１Ａの縦断面図である。これらの図に示す本実施の形態のランプ１Ａの用途は、特に限定されるものではない。本実施の形態のランプ１Ａは、例えば、街路灯、道路灯、公園灯、高天井灯などの、屋内及び屋外の照明器具（図示せず）が備える電気ソケットに対して取り付け可能である。ランプ１Ａは、例えば水銀ランプのような、従来のＨｉｇｈ　Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ（ＨＩＤ）ランプの代替として使用されるものでもよい。

　ランプ１Ａは、口金２を備える。本実施の形態における口金２は、電気ソケットに対してねじ込むことで接続可能なねじ込み式の口金である。口金２は、例えば、直径３９ｍｍのＥ３９口金、直径２６ｍｍのＥ２６口金などでもよい。照明器具が備える電気ソケットに口金２をねじ込むことで、ランプ１Ａを当該照明器具に取り付けることができる。ランプ１Ａは、図示のようなねじ込み式の口金２に代えて、差し込み式の口金を備えてもよい。

　本実施の形態では、以下のように用語を定義する。「近位端３」は、口金２により形成されるランプ１Ａの末端である。「遠位端４」は、口金２に対して反対側のランプ１Ａの末端である。「軸線Ａｘ」は、口金２の中心を通る仮想の直線である。「近位方向」は、軸線Ａｘに沿う方向であって、遠位端４側から近位端３側へ向かう方向である。「遠位方向」は、軸線Ａｘに沿う方向であって、近位端３側から遠位端４側へ向かう方向である。

　軸線Ａｘは、ランプ１Ａの中心軸に相当する。ランプ１Ａは、口金２が上向きまたは斜め上向き、口金２が下向きまたは斜め下向き、口金２が横向き、などのいかなる姿勢で使用されてもよい。

　図１及び図２は、軸線Ａｘを含む平面でランプ１Ａを切断した図である。ランプ１Ａは、当該切断面に対して実質的に対称の構造を有する。

　本実施の形態においてランプ１Ａは、複数の光源ユニット５を備える。複数の光源ユニット５は、互いに同一または類似の構成を有する。複数の光源ユニット５は、軸線Ａｘを中心とする周方向に関して互いに異なる位置に配置されている。複数の光源ユニット５のそれぞれは、ヒートシンク６と、少なくとも一つの発光素子７とを備える。本実施の形態において、光源ユニット５は、複数の発光素子７を備える。ヒートシンク６は、高い熱伝導率を有する材料、例えば金属材料で形成されることが望ましい。以下の説明では、「周方向」とは、特に断らない限り、軸線Ａｘを中心とする周方向を意味する。

　ヒートシンク６は、ベース８と、複数の放熱フィン９とを備える。本実施の形態においてベース８は、軸線Ａｘの方向を長手方向とする形状を有する。本実施の形態においてベース８は、平板状の形状を有する。この構成に代えて、例えば、ベース８は、湾曲した板状の形状を有してもよい。本実施の形態においてベース８は、軸線Ａｘに平行な方向に沿う表面８ａを有する。表面８ａは、平面に沿う形状を有する。このような構成に代えて、以下のようにしてもよい。ベース８は、曲面に沿う形状の表面を有してもよい。ベース８は、軸線Ａｘに対して斜めの方向に沿う表面を有してもよい。当該表面と軸線Ａｘとの距離が近位方向に向かって漸減してもよい。当該表面と軸線Ａｘとの距離が遠位方向に向かって漸減してもよい。軸線Ａｘに対するベース８の表面の角度は一定でなくてもよい。例えば、ベース８は、軸線Ａｘとの距離が近位方向に向かって漸減する第一表面と、当該第一表面に対して遠位側にあり、軸線Ａｘとの距離が遠位方向に向かって漸減する第二表面とを有してもよい。

　本実施の形態においてベース８の表面８ａは、ランプ１Ａの外側に面する。発光素子７は、ベース８の表面８ａに支持されている。発光素子７は、半導体光源でもよい。発光素子７は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子でもよい。発光素子７は、例えば、表面実装型ＬＥＤパッケージ、チップ・スケール・パッケージのＬＥＤ、砲弾型ＬＥＤパッケージ、配光レンズ付きＬＥＤパッケージ、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）タイプのＬＥＤパッケージのいずれかでもよい。発光素子７は、ＬＥＤ素子に限らず、例えば、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子、半導体レーザ素子などでもよい。本実施の形態では、複数の発光素子７が、ベース８の長手方向に沿って、並んでいる。本実施の形態であれば、ベース８に複数の発光素子７を配置することで、発光素子７の数を多くできる。このため、ランプ１Ａの光束を大きくする上で有利になる。

　発光素子７は、ベース８に対して熱的に接続される。発光素子７で発生した熱は、熱伝導によりベース８へ移動する。発光素子７が実装された光源基板と、ベース８の表面８ａとの間に、例えば、熱伝導性グリス、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、熱伝導性両面粘着テープ、のような熱伝導性材料（図示せず）が挟まれていてもよい。あるいは、発光素子７が実装された光源基板と、ベース８とが一体的に形成されていてもよい。

　放熱フィン９は、ベース８に対して表面８ａの反対側に位置する。放熱フィン９は、ベース８の表面８ａに対して反対側の表面から突出する。放熱フィン９は、ランプ１Ａの内部空間に面する。本実施の形態では、放熱フィン９の形状は、板状である。放熱フィン９は、軸線Ａｘに平行な方向に沿って延びる。放熱フィン９は、ベース８と一体的に形成されていてもよい。放熱フィン９を備えたことで、ヒートシンク６の表面積を大きくできるので、熱の散逸を促進できる。

　ランプ１Ａは、支持体１０及び口金保持部１１を備える。支持体１０は、複数の光源ユニット５を支持する。光源ユニット５に対して近位側に支持体１０が連結されている。支持体１０に対して近位側に口金保持部１１が連結されている。口金保持部１１に対して近位側に口金２が連結されている。光源ユニット５を支持体１０に固定する方法は、例えば、ネジ止め、凹部と凸部との嵌合、差し込み、スライド、接着、溶接など、いかなる方法でもよい。

　支持体１０は、高い熱伝導率を有する材料、例えば金属材料で構成されることが望ましい。ヒートシンク６から支持体１０へ熱伝導することで、支持体１０の表面からも放熱でき、放熱性がさらに向上する。口金保持部１１の少なくとも一部は、絶縁性を有する樹脂材料で構成されてもよい。口金保持部１１は、耐熱性及び放熱性に優れた樹脂材料、金属材料、またはこれらの組み合わせにより構成されることが望ましい。

　ランプ１Ａが備える複数の光源ユニット５は、軸線Ａｘから等距離、かつ、軸線Ａｘの周りに等角度間隔で配置されている。本実施の形態１では、６個の光源ユニット５が６０°間隔で配置されている。各々の光源ユニット５は、他の光源ユニット５を軸線Ａｘを中心に回転移動した位置にある。各々の光源ユニット５は、隣り合う光源ユニット５を、軸線Ａｘを中心に６０°回転移動した位置にある。このような構成によれば、ランプ１Ａによる配光を、周方向に沿って、より均等に近くできる。

　本実施の形態では、複数のヒートシンク６のベース８が全体として角筒状の形状を呈するように、複数の光源ユニット５が組み合わされている。この構成に代えて、例えば、円筒状または角筒状のベースを有するヒートシンクを備えた光源ユニットをランプが一つのみ備えるようにしてもよい。

　口金２と、発光素子７が実装された光源基板との間は、配線１２を介して電気的に接続されている。口金２に印加された直流電力が配線１２により光源基板へ供給されることで、発光素子７が点灯する。配線１２は、口金２、口金保持部１１及び支持体１０の内部に形成された空洞に収納されている。本実施の形態であれば、光源基板に給電する配線１２が外部空間に露出せずに収納されていることで、配線１２を汚れなどから確実に保護できる。光源基板は、配線１２と接続されるコネクタを備えてもよい。ランプ１Ａの組立時に、当該コネクタにより配線１２を光源基板に電気的に接続できるので、組立性を良好にできる。

　上記の構成に代えて、ランプ１Ａは、口金２に印加された交流電力を直流電力に変換する電源回路（図示省略）を内蔵し、口金２からその電源回路を介して光源基板へ給電するように構成されていてもよい。

　図１に示すように、ヒートシンク６が備える複数の放熱フィン９には、第一放熱フィン９ａ及び第二放熱フィン９ｂが含まれる。第一放熱フィン９ａは、第一突出長さＬ１を有する。第一突出長さＬ１は、ベース８から第一放熱フィン９ａの末端までの長さである。第二放熱フィン９ｂは、第一突出長さＬ１より小さい第二突出長さＬ２を有する。第二突出長さＬ２は、ベース８から第二放熱フィン９ｂの末端までの長さである。第二放熱フィン９ｂは、第一放熱フィン９ａに対して遠位側に位置する。第二放熱フィン９ｂは、第一放熱フィン９ａにつながっていてもよい。第二放熱フィン９ｂは、第一放熱フィン９ａから分離していてもよい。

　軸線Ａｘの方向のヒートシンク６の長さを全長ＨＬとする。図２に示すように、軸線Ａｘの方向のヒートシンク６の全長ＨＬを二等分することを仮想する。ヒートシンク６の遠位側の半分に相当する、長さＨＬ／２の部分の質量は、ヒートシンク６の近位側の半分に相当する、長さＨＬ／２の部分の質量に比べて、小さい。この質量の差は、上述した第一放熱フィン９ａ及び第二放熱フィン９ｂの分布に起因する。ヒートシンク６の遠位側の半分には、突出長さの短い第二放熱フィン９ｂのみが分布している。このため、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量は、比較的軽い。ヒートシンク６の近位側の半分には、突出長さの長い第一放熱フィン９ａが分布している。このため、ヒートシンク６の近位側の半分の質量は、比較的重い。

　図２中のＬ４は、ランプ１Ａの全長を示す。ランプ１Ａの全長Ｌ４は、近位端３と遠位端４との間の軸線Ａｘの方向の長さである。図２中のＬ５は、ランプ１Ａの重心１３と、近位端３との間の軸線Ａｘの方向の距離を示す。ランプ１Ａの重心１３は、ランプ１Ａ全体の重心である。

　ランプ１Ａの重心１３と近位端３との間の距離Ｌ５は、ランプ１Ａの全長Ｌ４の１／２未満である。すなわち、距離Ｌ５は、全長Ｌ４の０．５倍より小さい。

　一般に、ヒートシンクは、口金に比べて、質量が大きくなる。したがって、従来のランプでは、口金を含む近位側の半長に相当する部分の質量は、口金を含まない遠位側の半長に相当する部分の質量に比べて小さくなる。よって、ランプ全体の重心の位置は遠位側に偏る。例えば、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量がヒートシンク６の近位側の半分の質量に等しいランプを仮想すると、当該ランプの重心の位置は、当該ランプの近位端よりも当該ランプの遠位端に近くなる。すなわち、当該ランプの重心と近位端との間の距離は、当該ランプの全長の１／２より長くなる。

　対照的に、本実施の形態では、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量がヒートシンク６の近位側の半分の質量に比べて小さい。これにより、ランプ１Ａの重心１３と近位端３との間の距離Ｌ５を、ランプ１Ａの全長Ｌ４の１／２未満にすることが可能となる。

　本実施の形態であれば、ランプ１Ａの重心１３と近位端３との間の距離Ｌ５が、ランプ１Ａの全長Ｌ４の１／２未満であることにより、以下の効果が得られる。電気ソケットに支持された口金２に作用する曲げモーメントを軽減できる。特に、軸線Ａｘが水平になる向き、または軸線Ａｘが水平に近くなる向きでランプ１Ａが取り付けられた場合においても、口金２に作用する曲げモーメントを軽減できる。地震による振動が作用したときでも、口金２に作用する曲げモーメントを軽減できる。電気ソケットに対する口金２の接続が緩んだり、口金２が変形したりすることを確実に防止できる。

　ランプ１Ａの重心１３と近位端３との間の距離Ｌ５を、ランプ１Ａの全長Ｌ４で割った値が０．４５以下になるようにしてもよい。そのようにすることで、上記効果をさらに向上することが可能となる。

　図１及び図２中の第一位置１４は、複数の発光素子７の発光面のうちで近位端３に最も近い位置である。図１及び図２中の第二位置１５は、複数の発光素子７の発光面のうちで遠位端４に最も近い位置である。図２中のＬ６は、第一位置１４と第二位置１５との間の軸線Ａｘの方向の距離を示す。当該距離Ｌ６をランプ１Ａの全長Ｌ４で割った値は、０．５以上が好ましく、０．６以上がより好ましく、０．６５以上がさらに好ましい。上記のようにすることで、発光素子７が配置される領域を十分に広くできるので、ランプ１Ａの光束を大きくする上で特に有利になる。

　軸線Ａｘの方向のヒートシンク６の全長ＨＬを、ランプ１Ａの全長Ｌ４で割った値は、０．５以上が好ましく、０．６以上がより好ましく、０．６５以上がさらに好ましい。上記のようにすることで、発光素子７が配置される領域を十分に広くできるので、ランプ１Ａの光束を大きくする上で特に有利になる。

　複数の発光素子７が配置された領域は、近位領域と、遠位領域とに分けて考えることができる。近位領域の裏側に第一放熱フィン９ａがある。遠位領域の裏側に第二放熱フィン９ｂがある。遠位領域は、近位領域に対して遠位側に位置する。ランプ１Ａの点灯時に、突出長さの長い第一放熱フィン９ａが裏側にある近位領域は、突出長さの短い第二放熱フィン９ｂが裏側にある遠位領域に比べて、熱を散逸させやすい。このため、本実施の形態であれば、近位領域に位置する発光素子７の温度を十分に低くすることができる。遠位領域の熱は、ベース８の熱伝導により、近位領域へ移動する。このため、本実施の形態であれば、遠位領域に位置する発光素子７の温度も十分に低くすることができる。

　ランプ１Ａは、発光素子７を保護するための透光性カバー（図示省略）をさらに備えてもよい。当該透光性カバーは、光を正透過させてもよいし、光を拡散透過させてもよい。当該透光性カバーは、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂などの樹脂材料で構成されてもよい。当該透光性カバーの表面にハードコート処理が施されてもよい。当該透光性カバーは、防水性を有してもよい。当該透光性カバーと接合する接合部に、防水性を有するシール材または接着剤（図示省略）が備えられてもよい。当該シール材または接着剤は、例えば、軟性樹脂材料、シリコーン系などのシーリング材料、ゴム系材料などで構成されてもよい。当該透光性カバーを設けることで、発光素子７を汚れあるいは水などから確実に保護することができ、発光素子７の劣化あるいは故障を確実に抑制できる。各々の光源ユニット５に個別の透光性カバーが備えられてもよいし、複数の光源ユニット５を全体的に覆う透光性カバーが備えられてもよい。

　本実施の形態では、ヒートシンク６のベース８の端面によって遠位端４が形成される。遠位端４は、ヒートシンク６以外により形成されてもよい。例えば、上記透光性カバーにより遠位端４が形成されてもよい。

　前述したように、本実施の形態では、突出長さの異なる第一放熱フィン９ａ及び第二放熱フィン９ｂの分布により、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量がヒートシンク６の近位側の半分の質量に比べて小さいことを達成している。この構成に代えて、例えば、以下のようにしてもよい。ベース８の厚さが、遠位方向に向かって、連続的または段階的に、減少するようにしてもよい。これにより、ベース８の遠位側の半分の質量がベース８の近位側の半分の質量に比べて小さくなる。その結果、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量がヒートシンク６の近位側の半分の質量に比べて小さいことを達成できる。この場合には、ヒートシンク６が備える放熱フィン９の突出高さが軸線Ａｘの方向に沿って一定であってもよい。

　図１に示すように、ランプ１Ａの遠位端４の内側には、ランプ１Ａの内部空間と外部空間との間を空気が通過可能な開口が形成されている。これにより、放熱フィン９の周囲の対流が促進され、放熱フィン９からの熱の散逸を促進できる。また、本実施の形態であれば、放熱フィン９が軸線Ａｘの方向に沿って延びていることで、放熱フィン９に沿って流れた空気を上記開口から効率良く排出することが可能となる。

　図示の構成に代えて、放熱フィン９は、軸線Ａｘに対して斜めの方向に沿って延びてもよいし、軸線Ａｘに対して垂直な方向に沿って延びてもよい。また、放熱フィン９は、板状の形状を有するものに限らず、例えば、ピン形の形状を有してもよい。

実施の形態２．
　次に、図３を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図３は、実施の形態２によるランプ１Ｂの断面斜視図である。

　本実施の形態のランプ１Ｂにおけるヒートシンク６が備える複数の放熱フィン９には、第一放熱フィン９ｃ及び第二放熱フィン９ｄが含まれる。第一放熱フィン９ｃは、第一の比重を有する。第二放熱フィン９ｄは、第一の比重より小さい第二の比重を有する。第二放熱フィン９ｄは、第一放熱フィン９ｃに対して遠位側にある。第一放熱フィン９ｃは、例えば、銅、銀のうちの少なくとも一つを含んでもよい。第二放熱フィン９ｄは、例えば、アルミニウム、炭素繊維のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

　図示の構成では、ベース８からの第一放熱フィン９ｃの突出長さは、ベース８からの第二放熱フィン９ｄの突出長さに等しい。この構成に限らず、第一放熱フィン９ｃの突出長さと第二放熱フィン９ｄの突出長さとが異なってもよい。

　本実施の形態では、ヒートシンク６の遠位側の半分には、比重の小さい第二放熱フィン９ｄのみが分布している。このため、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量は、比較的軽い。ヒートシンク６の近位側の半分には、比重の大きい第一放熱フィン９ｃが分布している。このため、ヒートシンク６の近位側の半分の質量は、比較的重い。これにより、ランプ１Ｂの重心と近位端３との間の距離は、ランプ１Ｂの全長の１／２未満になる。その結果、実施の形態１に類似した効果が得られる。

　放熱フィン９の比重を異ならせることに代えて、または放熱フィン９の比重を異ならせることと併せて、ベース８の比重を異ならせてもよい。例えば、遠位側の半分のベース８の比重が、近位側の半分のベース８の比重に比べて小さくなるようにしてもよい。その場合であっても、本実施の形態に類似した効果が得られる。

実施の形態３．
　次に、図４を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図４は、実施の形態３によるランプ１Ｃの断面斜視図である。

　本実施の形態のランプ１Ｃは、ヒートシンク６に接するヒートパイプ１６を備える。ヒートパイプ１６は、放熱フィン９と放熱フィン９との間の溝に沿って配置されている。ヒートパイプ１６は、ベース８と放熱フィン９との少なくとも一方に対して熱的に接続される。

　前述したように、突出長さの長い第一放熱フィン９ａが裏側にある近位領域は、突出長さの短い第二放熱フィン９ｂが裏側にある遠位領域に比べて、熱を散逸させやすい。ヒートパイプ１６は、遠位領域から近位領域まで延びている。ヒートパイプ１６は、遠位領域の熱を近位領域へ移動させる。本実施の形態であれば、遠位領域の熱がベース８の熱伝導によって近位領域へ移動するだけでなく、遠位領域の熱がヒートパイプ１６を介して近位領域へ移動する。このため、本実施の形態であれば、遠位領域にある発光素子７の温度をさらに低くすることができる。遠位領域にある発光素子７の温度と、近位領域にある発光素子７の温度を均等に近くできる。よって、ランプ１Ｃの大光束化に有利になる。

実施の形態４．
　次に、図５を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図５は、実施の形態４によるランプ１Ｄの断面斜視図である。

　本実施の形態のランプ１Ｄのヒートシンク６が備える複数の放熱フィン９には、第一放熱フィン９ａ、第二放熱フィン９ｂ、及び第三放熱フィン９ｅが含まれる。第三放熱フィン９ｅは、第一放熱フィン９ａに等しい第一突出長さＬ１を有する。第三放熱フィン９ｅは、第一放熱フィン９ａがある近位領域から、第二放熱フィン９ｂがある遠位領域まで延びている。

　以下の説明では、ベース８の表面８ａに平行、かつ軸線Ａｘに垂直な方向を、ベース８の幅方向と呼ぶ。第三放熱フィン９ｅは、ベース８の幅方向の中央部分に配置されている。第二放熱フィン９ｂは、ベース８の幅方向に関して、第三放熱フィン９ｅの両側にそれぞれ配置されている。

　実施の形態１では、突出長さの短い第二放熱フィン９ｂがある遠位領域において、ベース８の幅方向の中央部分は、近位領域に比べて特に温度が高くなりやすい。対照的に、本実施の形態であれば、遠位領域において、ベース８の幅方向の中央部分には突出長さの長い第三放熱フィン９ｅがある。このため、遠位領域においてベース８の幅方向の中央部分の温度を確実に低減できる。よって、当該部分にある発光素子７の温度を確実に低減できる。

実施の形態５．
　次に、図６を参照して、実施の形態５について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図６は、実施の形態５によるランプ１Ｅの断面斜視図である。

　本実施の形態において、複数の発光素子７が配置された領域は、近位領域と、遠位領域とに分けて考えることができる。近位領域の裏側に第一放熱フィン９ａがある。遠位領域の裏側に第二放熱フィン９ｂがある。遠位領域は、近位領域に対して遠位側に位置する。説明の便宜上、近位領域に配置された発光素子７を「第一発光素子７－１」と呼び、遠位領域に配置された発光素子７を「第二発光素子７－２」と呼ぶ。

　第一発光素子７－１の総数を近位領域の面積で割った第一配置密度は、第二発光素子７－２の総数を遠位領域の面積で割った第二配置密度に比べて、高い。これにより、以下の効果が得られる。突出長さの長い第一放熱フィン９ａが裏側にある近位領域は、突出長さの短い第二放熱フィン９ｂが裏側にある遠位領域に比べて、熱を散逸させやすい。よって、近位領域の上記第一配置密度を比較的高くしても、第一発光素子７－１の温度を十分に低くできる。遠位領域は、近位領域に比べて、熱を散逸させる効果が小さい。遠位領域の上記第二配置密度を比較的低くすることで、第二発光素子７－２の温度を十分に低くできる。

　近位領域の裏側にある部分のヒートシンク６の質量を近位領域の面積で割った面積当たりの質量は、遠位領域の裏側にある部分のヒートシンク６の質量を遠位領域の面積で割った面積当たりの質量に比べて、大きい。本実施の形態において、この面積当たりの質量の違いは、第一放熱フィン９ａ及び第二放熱フィン９ｂの突出長さの違いに起因する。面積当たりのヒートシンク６の質量が比較的大きい近位領域は、面積当たりのヒートシンク６の質量が比較的小さい遠位領域に比べて、熱を散逸させやすい。よって、近位領域の上記第一配置密度を比較的高くしても、第一発光素子７－１の温度を十分に低くできる。遠位領域は、近位領域に比べて、熱を散逸させる効果が小さい。遠位領域の上記第二配置密度を比較的低くすることで、第二発光素子７－２の温度を十分に低くできる。

実施の形態６．
　次に、図７及び図８を参照して、実施の形態６について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図７は、実施の形態６によるランプ１Ｆの斜視図である。

　図７に示すように、本実施の形態のランプ１Ｆは、複数の光源ユニット１７を備える。ランプ１Ｆが備える複数の光源ユニット１７は、軸線Ａｘから等距離、かつ、軸線Ａｘの周りに等角度間隔で配置されている。本実施の形態１では、３個の光源ユニット１７が１２０°間隔で配置されている。各々の光源ユニット１７は、他の光源ユニット１７を軸線Ａｘを中心に回転移動した位置にある。各々の光源ユニット１７は、隣り合う光源ユニット１７を、軸線Ａｘを中心に１２０°回転移動した位置にある。

　図８は、図７に示すランプ１Ｆが備える光源ユニット１７の斜視図である。光源ユニット１７は、ヒートシンク１８と、少なくとも一つの発光素子７とを備える。本実施の形態において、光源ユニット１７は、複数の発光素子７を備える。

　ヒートシンク１８は、ベース１９と、複数の放熱フィン２０とを備える。本実施の形態においてベース１９は、軸線Ａｘの方向を長手方向とする形状を有する。本実施の形態においてベース１９は、平板状の形状を有する。この構成に代えて、例えば、ベース１９は、湾曲した板状の形状を有してもよい。本実施の形態においてベース１９は、軸線Ａｘに平行な方向に沿う表面１９ａを有する。

　ヒートシンク１８が備える複数の放熱フィン２０には、第一放熱フィン２０ａ及び第二放熱フィン２０ｂが含まれる。第二放熱フィン２０ｂは、第一放熱フィン２０ａに比べて、ベース１９からの突出長さが短い。第二放熱フィン２０ｂは、第一放熱フィン２０ａに対して遠位側に位置する。第二放熱フィン２０ｂは、第一放熱フィン２０ａにつながっていてもよい。第二放熱フィン２０ｂは、第一放熱フィン２０ａから分離していてもよい。

　ヒートシンク１８の遠位側の半分の質量は、ヒートシンク１８の近位側の半分の質量に比べて、小さい。この質量の差は、上述した第一放熱フィン２０ａ及び第二放熱フィン２０ｂの分布に起因する。ヒートシンク１８の遠位側の半分には、突出長さの短い第二放熱フィン２０ｂが分布している。このため、ヒートシンク１８の遠位側の半分の質量は、比較的軽い。ヒートシンク１８の近位側の半分には、突出長さの長い第一放熱フィン２０ａが分布している。このため、ヒートシンク１８の近位側の半分の質量は、比較的重い。

　本実施の形態であれば、上記のようなヒートシンク１８を備えたことで、ランプ１Ｆの重心と近位端との間の距離を、ランプ１Ｆの全長の１／２未満にすることが可能となる。これにより、実施の形態１に類似した効果が得られる。

　本実施の形態では、隣り合う光源ユニット１７同士の間を空気が通過可能である。これにより、以下の効果が得られる。複数の光源ユニット１７により囲まれる内部空間に熱がこもることをより確実に防止できる。発光素子７の温度をより低くできる。発光素子７が発生した熱を効率良く散逸させることができる。発光素子７の温度が上昇しにくいので、発光素子７の電流を高くすることも可能となる。発光素子７の電流を高くした場合には、搭載すべき発光素子７の個数を減らすことが可能となる。その場合、ヒートシンク１８を小さくすることができるため、ランプ１Ｆの小型化及び軽量化が可能となる。

実施の形態７．
　次に、図９を参照して、実施の形態７について説明するが、前述した実施の形態６のランプ１Ｆとの相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図９は、実施の形態７によるランプ１Ｇの斜視図である。

　図９に示すように、本実施の形態のランプ１Ｇは、実施の形態６のランプ１Ｆと比べて、光源ユニット１７の向きが異なる。実施の形態６のランプ１Ｆでは、発光素子７がランプ１Ｆの外側に向くように、光源ユニット１７が取り付けられている。対照的に、本実施の形態のランプ１Ｇでは、発光素子７がランプ１Ｇの内側に向くように、光源ユニット１７が取り付けられている。光源ユニット１７が備える放熱フィン９は、ランプ１Ｇの外部空間に面する。

　本実施の形態であれば、実施の形態６と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。ランプ１Ｇの外部空間に放熱フィン９が面しているので、熱をより効率良く散逸させることができ、発光素子７の温度をさらに低くできる。

　説明の便宜上、ランプ１Ｇが備える３個の光源ユニット１７を、第一光源ユニット１７－１、第二光源ユニット１７－２、及び第三光源ユニット１７－３と呼んで区別する。第一光源ユニット１７－１から放射された光は、第二光源ユニット１７－２と第三光源ユニット１７－３との間を通過して、ランプ１Ｇの外部空間へ放射される。第二光源ユニット１７－２から放射された光は、第一光源ユニット１７－１と第三光源ユニット１７－３との間を通過して、ランプ１Ｇの外部空間へ放射される。第三光源ユニット１７－３から放射された光は、第一光源ユニット１７－１と第二光源ユニット１７－２との間を通過して、ランプ１Ｇの外部空間へ放射される。このような構成によれば、周方向についての配光を均等に近くすることが可能となる。

　本実施の形態の変形例として、光源ユニットの数を４個以上とすることも可能である。その場合、４個以上の光源ユニットのうちの３個を、第一光源ユニット、第二光源ユニット、及び第三光源ユニットとし、それら３個の光源ユニットに関して上記の関係を満足することで、上記効果に類似した効果が得られる。

　ヒートシンク１８の表面特性は、光拡散性及び高反射性を有することが望ましい。例えば、それらの表面に、高反射白色塗装が施されてもよい。これらの構成によれば、ヒートシンク１８の表面で反射した光をランプ１Ｇの外部空間へ効率良く放射することができ、さらに広配光化が図れる。

実施の形態８．
　次に、図１０を参照して、実施の形態８について説明するが、前述した実施の形態７のランプ１Ｇとの相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１０は、実施の形態８によるランプ１Ｈの斜視図である。

　図１０に示すように、本実施の形態のランプ１Ｈは、実施の形態７のランプ１Ｇと同じ構成に加えて、光透過性を有するカバー部材２１をさらに備える。カバー部材２１は、周方向に隣り合う２個の光源ユニット１７同士の間の開口を覆う。本実施の形態のランプ１Ｈは、光源ユニット１７と同数のカバー部材２１を備える。複数の光源ユニット１７及びカバー部材２１は、周方向に沿って交互に配置される。ランプ１Ｈは、複数の光源ユニット１７及びカバー部材２１により囲まれる内部空間を有する。発光素子７からランプ１Ｈの内部空間へ放射された光は、カバー部材２１を透過して、ランプ１Ｈの外側空間へ出射する。

　カバー部材２１は、ランプ１Ｈの外部空間へ向けて凸になるように湾曲した曲面を有する。本実施の形態であれば、カバー部材２１を備えたことで、ランプ１Ｈの外部空間へ光が出射する出射面の表面積を大きくできるので、優れた照明効率及び配光特性が得られる。

　カバー部材２１は、光を拡散透過させてもよい。カバー部材２１が光を拡散透過させる場合には、カバー部材２１からランプ１Ｈの外部空間へ放射される光は、カバー部材２１の表面の法線方向に放射されるだけでなく、カバー部材２１の表面からあらゆる方向へ向かって放射される。その結果、ランプ１Ｈの配光特性がより良好になる。

　カバー部材２１は、光拡散剤となる粒子が基材に分散された乳白色の樹脂材料で構成されてもよい。カバー部材２１は、高い曇り度すなわちヘーズと、高い全光線透過率とを有することが望ましい。カバー部材２１の基材は、例えば、優れた強度耐性、耐熱性、及び耐水性を有するポリカーボネート樹脂でもよい。カバー部材２１の基材がポリカーボネート樹脂である場合には、カバー部材２１の表面及び裏面にアクリル系樹脂のハードコート処理を施すことで、耐光性すなわち耐変色性をさらに向上してもよい。カバー部材２１の基材は、その他の樹脂、例えば、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂などでもよい。カバー部材２１の光拡散剤は、例えば、シリコーン系微粒子、アクリル系微粒子、ポリスチレン微粒子などでもよい。カバー部材２１は、上記の構成に代えて、透明基材の表面にディンプル加工あるいはシボ加工のような微細な凹凸を形成したものでもよい。

　カバー部材２１は、光源ユニット１７との間に隙間が生じないように取り付けられることが望ましい。本実施の形態では、カバー部材２１の縁部がヒートシンク１８に接する。カバー部材２１とヒートシンク１８との接触部にてカバー部材２１がヒートシンク１８に固定されてもよい。そのようにすることで、カバー部材２１をヒートシンク１８によって支持できる。カバー部材２１をヒートシンク１８に固定する方法は、例えば、ネジ止め、嵌合、接着など、いかなる方法でもよい。

　本実施の形態において、ランプ１Ｈの内部空間は、軸線Ａｘを中心とする柱状の空間となる。カバー部材２１は、円柱面に沿う曲面を有してもよい。ランプ１Ｈの内部空間の形状は、円柱に近い形状でもよい。

　ランプ１Ｈの内部空間の外部空間との間は、カバー部材２１及び光源ユニット１７の遠位側に形成された、空気が通過可能な開口を介して、連通している。これにより、ランプ１Ｈの内部空間に熱がこもることを防止できるので、発光素子７をより低温にできる。

　上記の構成に代えて、カバー部材２１及び光源ユニット１７の遠位側に形成された開口を塞ぐ透光性のカバー部材（図示省略）を設けてもよい。当該カバー部材を設けた場合には、当該カバー部材から遠位方向へ良好に配光できる。

　ランプ１Ｈの内部空間の外部空間との間は、カバー部材２１及び光源ユニット１７の近位側に形成された、空気が通過可能な開口を介して、連通している。これにより、ランプ１Ｈの内部空間に熱がこもることを防止できるので、発光素子７をより低温にできる。

　上記の構成に代えて、カバー部材２１及び光源ユニット１７の近位側に形成された開口を塞ぐ透光性のカバー部材（図示省略）を設けてもよい。当該カバー部材を設けた場合には、当該カバー部材から近位方向へ良好に配光できる。

実施の形態９．
　次に、図１１を参照して、実施の形態９について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図１１は、実施の形態９によるランプ１Ｊの断面斜視図である。

　本実施の形態のランプ１Ｊは、実施の形態１のランプ１Ａの放熱フィン９に代えて、放熱フィン２２を備える。放熱フィン２２は、開口２２ａを有する。開口２２ａは、軸線Ａｘの方向のヒートシンク６の中心位置に対して、遠位側に偏った位置にある。開口２２ａが形成されていることにより、ヒートシンク６の遠位側の半分の質量は、ヒートシンク６の近位側の半分の質量に比べて、軽い。これにより、ランプ１Ｊの重心と近位端３との間の距離は、ランプ１Ｊの全長の１／２未満になる。その結果、実施の形態１に類似した効果が得られる。

　本実施の形態において、複数の発光素子７が配置された領域は、近位領域と、遠位領域とに分けて考えることができる。放熱フィン２２の開口２２ａは、遠位領域の裏側にある。遠位領域は、近位領域に対して遠位側に位置する。説明の便宜上、近位領域に配置された発光素子７を「第一発光素子７－１」と呼び、遠位領域に配置された発光素子７を「第二発光素子７－２」と呼ぶ。

　第一発光素子７－１の総数を近位領域の面積で割った第一配置密度は、第二発光素子７－２の総数を遠位領域の面積で割った第二配置密度に比べて、高い。これにより、以下の効果が得られる。裏側に開口２２ａがない近位領域は、裏側に開口２２ａがある遠位領域に比べて、熱を散逸させやすい。よって、近位領域の上記第一配置密度を比較的高くしても、第一発光素子７－１の温度を十分に低くできる。遠位領域は、近位領域に比べて、熱を散逸させる効果が小さい。遠位領域の上記第二配置密度を比較的低くすることで、第二発光素子７－２の温度を十分に低くできる。

　近位領域の裏側にある部分のヒートシンク６の質量を近位領域の面積で割った面積当たりの質量は、遠位領域の裏側にある部分のヒートシンク６の質量を遠位領域の面積で割った面積当たりの質量に比べて、大きい。本実施の形態において、この面積当たりの質量の違いは、放熱フィン２２の開口２２ａの有無に起因する。面積当たりのヒートシンク６の質量が比較的大きい近位領域は、面積当たりのヒートシンク６の質量が比較的小さい遠位領域に比べて、熱を散逸させやすい。よって、近位領域の上記第一配置密度を比較的高くしても、第一発光素子７－１の温度を十分に低くできる。遠位領域は、近位領域に比べて、熱を散逸させる効果が小さい。遠位領域の上記第二配置密度を比較的低くすることで、第二発光素子７－２の温度を十分に低くできる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｊ　ランプ、　２　口金、　３　近位端、　４　遠位端、　５　光源ユニット、　６　ヒートシンク、　７　発光素子、　８　ベース、　９　放熱フィン、　９ａ　第一放熱フィン、　９ｂ　第二放熱フィン、　９ｃ　第一放熱フィン、　９ｄ　第二放熱フィン、　９ｅ　第三放熱フィン、　１３　重心、　１４　第一位置、　１５　第二位置、　１６　ヒートパイプ、　１７　光源ユニット、　１８　ヒートシンク、　１９　ベース、　２０　放熱フィン、　２０ａ　第一放熱フィン、　２０ｂ　第二放熱フィン、　２１　カバー部材、　２２　放熱フィン

Claims

　電気ソケットに対して接続可能な口金と、少なくとも一つの光源ユニットとを備えるランプにおいて、
　前記口金により形成される前記ランプの末端が近位端であり、前記口金に対して反対側の前記ランプの末端が遠位端であり、前記口金の中心を通る直線が軸線であり、前記近位端と前記遠位端との間の前記軸線の方向の長さが前記ランプの全長であり、
　前記少なくとも一つの光源ユニットのそれぞれは、ヒートシンクと、少なくとも一つの発光素子とを備え、
　前記ヒートシンクは、前記軸線に平行な方向または前記軸線に対して斜めの方向に沿う表面を有するベースと、前記ベースに対して前記表面の反対側に位置する複数の放熱フィンとを備え、
　前記少なくとも一つの発光素子は、前記ベースの前記表面に支持され、
　前記ランプの重心と前記近位端との間の前記軸線の方向の距離が、前記ランプの前記全長の１／２未満である、
　ランプ。
　前記軸線の方向の前記ヒートシンクの全長を二等分した場合に、前記ヒートシンクの遠位側の半分の長さの部分の質量が、前記ヒートシンクの近位側の半分の長さの部分の質量に比べて、小さい請求項１に記載のランプ。
　前記複数の放熱フィンは、第一突出長さを有する第一放熱フィンと、前記第一突出長さより小さい第二突出長さを有し、前記第一放熱フィンに対して遠位側にある第二放熱フィンとを備える請求項１または請求項２に記載のランプ。
　前記複数の放熱フィンは、第一の比重を有する第一放熱フィンと、前記第一の比重より小さい第二の比重を有し、前記第一放熱フィンに対して遠位側にある第二放熱フィンとを備える請求項１または請求項２に記載のランプ。
　前記ヒートシンクに接するヒートパイプを備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のランプ。
　前記少なくとも一つの発光素子は、近位領域に配置された第一発光素子と、前記近位領域に対して遠位側にある遠位領域に配置された第二発光素子とを含み、
　前記第一発光素子の総数を前記近位領域の面積で割った第一配置密度が、前記第二発光素子の総数を前記遠位領域の面積で割った第二配置密度に比べて、高い請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のランプ。
　前記近位領域の裏側にある部分の前記ヒートシンクの質量を前記近位領域の面積で割った面積当たりの質量は、前記遠位領域の裏側にある部分の前記ヒートシンクの質量を前記遠位領域の面積で割った面積当たりの質量に比べて、大きい請求項６に記載のランプ。
　前記少なくとも一つの発光素子は、前記ランプの外側に向く請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のランプ。
　前記少なくとも一つの光源ユニットは、前記軸線を中心とする周方向に関して互いに異なる位置に配置された複数の光源ユニットを含む請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のランプ。
　前記少なくとも一つの発光素子は、前記ランプの内側に向く請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のランプ。
　前記少なくとも一つの光源ユニットは、前記軸線を中心とする周方向に関して互いに異なる位置に配置された第一光源ユニット、第二光源ユニット、及び第三光源ユニットを含み、
　前記第一光源ユニットから放射された光が、前記第二光源ユニットと前記第三光源ユニットとの間を通過する請求項１０に記載のランプ。
　前記複数の放熱フィンは、前記軸線に平行な方向に沿って延びる放熱フィンを備える請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のランプ。
　前記少なくとも一つの発光素子の発光面のうちで前記近位端に最も近い第一位置と前記遠位端に最も近い第二位置との間の前記軸線の方向の距離を、前記ランプの前記全長で割った値が、０．５以上である請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のランプ。
　前記軸線の方向の前記ヒートシンクの全長を、前記ランプの前記全長で割った値が、０．５以上である請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載のランプ。
　前記ランプの重心と前記近位端との間の前記軸線の方向の前記距離を、前記ランプの前記全長で割った値が、０．４５以下である請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載のランプ。