JP2011181252A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】固体発光素子および点灯装置の回路部品から発生する熱を効果的に放熱し、固体発光素子の発光効率を向上させると共に、回路部品の信頼性を高めることが可能な照明器具を提供する。
【解決手段】熱伝導性部材からなる本体１１と；本体内に、本体と熱的に結合されて収容され、一面側に固体発光素子１２を配設する第１基板１３と；第１基板の他面側に本体と実質的に離間して配設され、点灯装置１４を構成する回路部品の一部を配設する第２基板１５と；第２基板と離間するように設けられ、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第３基板１６と；第２または第３基板の少なくとも一方と電気的に接続される口金部材１７と；口金部材に電気的に接続されると共に、前記第２または第３基板の少なくとも一方と熱的に結合される熱伝導性部材からなるソケット１８と；を具備する照明器具１０を構成する。
【選択図】 図１

Description

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発光ダイオード等の固体発光素子を光源として採用したスポットライトやダウンライト等の照明器具が商品化されている。一方、発光ダイオードは点灯時の発熱量が多く、この温度上昇により発光効率が低下して光束の低下が生じ、所定の照度が得られない問題がある。

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［０００７］［０００８］［００１２］参照）には、基板に白色発光ダイオードを設置し、この基板の前方にレンズ固定板を配置し、レンズ固定板の前側に前カバーを配設し、この基板、レンズ固定板、前カバーをランプシェード内位置させ、これら構成部品を熱伝導率のよい金属で構成し、ランプシェードには放熱用の溝孔を透設して、発光ダイオードから発生する熱を放散するようにしたスポットライトが示されている。

また、例えば、特許文献２（特に、段落番号［００８８］）には、一端部に発光ダイオードからなる光源部を配設し、他端部に電源端子台を配設し、内部に電源部を収容する熱伝導性の良好なアルミニウムで構成した器具本体により、発光ダイオードから発生する熱を効果的に外部に放熱し、器具本体の小形化を図りつつ、放熱性能を向上させることが可能な照明器具が示されている。

特開２００６−２９４５２６号公報 特開２００８−１８６７７６号公報

一方、この種の発光ダイオードを光源とする照明器具においては、特許文献２にも示されているように、発光ダイオードを点灯させるための電源部を器具本体内に収容させて施工性を簡易化している。この電源部は、発光ダイオードを点灯させるための点灯装置を構成するもので、商用交流電源を直流に整流して直流電源を生成する電源回路と、この直流電源により発光ダイオードを点灯制御する点灯回路で構成されている。これらの回路を構成する部品には、例えば、点灯回路のスイッチング素子や定電圧ダイオードなどのように高い発熱を伴う部品がありこれら部品は長期間の使用により熱によって劣化する虞がある。

特許文献２では、段落番号［００６０］および［００８５］に示されるように、電源部の配線基板を器具本体の支持段部に当接してネジで固定し、電源部の電気部品から発生する熱も器具本体から直接放熱させている。

しかし、このように、発光ダイオードから発生する熱と、電源部の回路部品から発生する熱を、共通の熱経路である器具本体から放熱させた場合、それぞれの熱が互いに干渉し合い、それぞれの放熱効果が損なわれる問題が生じる。これを解決するためには放熱容量、すなわち、アルミニウム製の器具本体の面積を大きく構成することが必要となり、器具の小型化を達成することができない。このため、この種の発光ダイオード等の固体発光素子を光源とする照明器具においては、固体発光素子から発生する熱を効果的に放熱して発光効率を向上させると共に、点灯装置を構成する回路部品から発生する熱を如何に効果的に放熱し、長期にわたって回路部品の信頼性を高めるかが重要な課題となっている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、固体発光素子および点灯装置の回路部品から発生する熱を効果的に放熱し、固体発光素子の発光効率を向上させると共に、回路部品の信頼性を高めることが可能な照明器具を提供しようとするものである。

請求項１に記載の照明器具の発明は、熱伝導性部材からなる本体と；本体内に、本体と熱的に結合されて収容され、一面側に固体発光素子を配設する第１基板と；第１基板の他面側に本体と実質的に離間して配設され、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第２基板と；第２基板と離間するように設けられ、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第３基板と；第２または第３基板の少なくとも一方と電気的に接続される口金部材と；口金部材に電気的に接続されると共に、前記第２または第３基板の少なくとも一方と熱的に結合される熱伝導性部材からなるソケットと；を具備していることを特徴とする。
本発明によれば、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第２基板と、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第３基板と、第２または第３基板の少なくとも一方と熱的に結合される熱伝導性部材からなるソケットにより、固体発光素子および点灯装置の回路部品から発生する熱を、それぞれ別の熱経路によって効果的に放熱することが可能となる。

本発明において、照明器具は、スポットライトやダウンライト等、住宅用の照明器具に限らず、店舗、オフィスなど施設・業務用の各種の照明器具を構成してもよい。本体は、固体発光素子から発生する熱を放熱するために、熱伝導性の良好なアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成するのが好ましい。この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコーンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成しても、さらには高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。また、本体の外周面には、放熱面積を広くするために放熱フィンや放熱ピン等を多数形成してもよい。

固体発光素子は、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ことが許容される。第１基板の一面側に配設される固体発光素子は、例えば、円形をなす基板に、多数の固体発光素子、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たものが好ましいが、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのものを用いて発光ダイオードが面状に配置され実装されたものであってもよい。固体発光素子の個数は複数個で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、１個の固体発光素子で構成されるものであってもよい。

本発明における、固体発光素子を配設する第１基板および点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第２、第３基板は、熱伝導性の観点から、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ることが好ましいが、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も、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材で構成されたものであってもよい。また、第１基板の形状は、円形の光源体を構成するために円形の基板で構成されることが好ましいが、正方形や長方形等の矩形状をなしていても、三角形、六角形、八角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものでもよく、目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。

また、固体発光素子を配設する第１基板は、本体と熱的に結合されて収容されるが、例えば、基板が設置される本体の基板支持部を平滑面で形成して基板を密着して結合することにより、固体発光素子から発生する熱をロスなく本体に伝達できるようにすることが好ましいが、基板支持部は厳密に平滑にした面で構成する必要はなく、例えば、電気絶縁性および熱伝導性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等のシートや接着剤等で、粗面や凹凸面の粗さを吸収して基板が基板支持部に密着して設置されるようにしてもよい。

第１基板の他面側に本体と実質的に離間して配設される第２基板は、例えば、本体内面との間に空間を有して支持することにより、本体と離間させて配設されるようにしても、または、熱絶縁性を有する合成樹脂等からなる接着剤や支持材を介して本体内面に支持することによって、本体と離間させるように配設されるものであってもよい。あるいは、本体または第２基板全体の熱量に比して実質的な熱結合とならない程度に部分的に互いが結合しているものであってもよい。また、第２基板は、第１基板からの熱的な影響を受けないように、例えば、熱絶縁性を有する合成樹脂等からなる絶縁板を介在させて第１基板の他面側に配設されることが好ましいが、ここでは、第２基板が第１基板と熱的に絶縁されていることは条件ではなく、第１基板の他面側に、第２基板を直接対向させて配設されたものであってもよい。

第２基板と離間するように設けられる第３基板は、例えば、第２基板を、水平に第３基板を垂直に配置して、それぞれが、略直交する方向に離間させることが、放熱性能を向上させることができると共に、限られたスペースからなる本体内に有効に部品配置ができ、小形化を達成できることから好ましいが、ここでは、略直交させて離間させることが条件ではなく、両者が同一の方向に配置されたものであってもよい。第２基板と第３基板とに、耐熱性の大きい、または、発熱量の大きい回路部品と、耐熱性の小さい、または、発熱量の小さい回路部品とを略区分して配設する場合、これら基板を互いに熱的に分離することが好ましい。

また、第２基板と第３基板を熱的に連結することも可能であり、この場合、連結部材は、例えば、剛性を有し、かつ、熱伝導性の良好な銅やアルミニウム等の金属で構成し、例えば、第２基板と第３基板を略直交させて機械的に支持するための機能と、第２基板で発生する熱を効果的に第３基板に伝達させて放熱させる機能とを兼用させて構成することが、構造が簡素化されて好ましい。しかし、連結部材が放熱作用と機械的な支持作用を兼用することが条件ではなく、例えば、第２基板と第３基板の熱的な連結は、例えば、熱伝導性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等を充填することによって連結し、第２基板と第３基板の機械的な支持は、それぞれを本体内面に対して、別個に構成した支持材等によって機械的に支持するようにしてもよい。第３基板は、本体に対して熱的に結合する場合、しない場合のいずれをも許容する。

点灯装置は、例えば、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖに変換して直流電源を生成する電源回路と、固体発光素子に定電流の直流電流、または、定電圧の直流電圧を供給する点灯回路で構成されることが許容される。また、点灯装置は、固体発光素子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。また、点灯装置を構成する回路部品は、例えば、点灯回路に用いられるスイッチングトランジスタや定電圧ダイオード、チップ抵抗等の発熱の高い回路部品を、後述す放熱機能を有するソケットの近くに設けられる第３基板に配設し、例えば、電源回路に用いられる整流用のダイオード等、比較的発熱し難い回路部品を第１基板の近くに設けられる第２基板に配設することが放熱性能を効果的に発揮できることから好ましいが、逆に、発熱の高い回路部品を第２基板に配設し、比較的発熱し難い回路部品を第３基板に配設したものであってもよい。

口金部材は、照明器具をスポットライトからなる小形の照明器具を構成する場合には、導電性を有する軸部と突設したプラグ部からなる口金ピン（ＧＸ５３形）で構成することが好ましいが、ピン形の端子を有する口金でも、引掛シーリングに使用されるようなＬ字形の端子を有する口金、さらには、一般的に最も普及しているエジソンタイプのＥ２６形やＥ１７形等の口金であってもよく、特定の口金には限定されない。

ソケットは、上記ＧＸ５３形の口金部材が電気的に接続される接続金具を備えた円筒状をなすケース体で構成されたものが好適であるが、上記に例示したピン形の端子、Ｌ字形の端子を有する口金、さらにはエジソンタイプの口金がそれぞれ接続されるソケットが許容される。ソケットは、第２基板、第３基板に配設された回路部品の熱を放熱するために、本体と同様、熱伝導性の良好なアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成するのが好ましい。この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコーンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成しても、さらには高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。また、本体と同様に、ソケットの外周面に、放熱面積を広くするために放熱フィンや放熱ピン等を多数形成してもよい。また、上述した本体およびソケットに設けた放熱フィンや放熱ピン等は、外部に直接露出させるように形成することが好ましいが、放熱性能を阻害しない範囲で、例えば、器具にデザイン性を持たせるための外囲器等を設けるように構成してもよい。

また、ソケットを第２または第３基板の少なくとも一方と熱的に結合する手段は、例えば、第３基板を本体の底板に支持し、この底板をソケット外表面と面接触させることによって第３基板とソケットが熱的に結合されるようにして、第３基板に配設された回路部品の熱がソケットを介して外部に放熱させるように構成してもよい。または、上記ＧＸ５３形の口金部材を延長して第２基板と連結し、口金部材がソケットの接続金具に接続されることによって、第２基板に配設された回路部品の熱がソケットを介して外部に放熱させるように構成してもよい。さらに、上述した底板および口金部材の両方の放熱経路を構成し、第２基板を口金部材に熱的に結合し、第３基板をソケットに熱的に結合させることによって、それぞれの放熱経路を独立させて放熱させるようにしてもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の照明器具において、前記第３基板は、発熱の高い回路部品を配設し、第１基板および第２基板より口金部材側に位置していることを特徴とする。本発明によれば、第３基板は、発熱の高い回路部品を配設し、第１基板および第２基板より口金部材側に位置していることによって、点灯装置の回路部品から発生する熱を、固体発光素子から発生する熱とは別の熱経路によって確実に放熱させることが可能となる。

発熱の高い回路部品は、一般的には電源回路の２次側となる点灯回路に用いられるスイッチトランジスタや定電圧ダイオード、チップ抵抗等が該当するが、これら部品に限定されず、点灯回路における他の部品であっても、一次側となる電源回路に用いられる部品であってもよい。

請求項１に記載の発明によれば、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第２基板と、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第３基板と、前記第２または第３基板の少なくとも一方と熱的に結合される熱伝導性部材からなるソケットにより、固体発光素子および点灯装置の回路部品から発生する熱を、それぞれ別の熱経路によって効果的に放熱し、固体発光素子の発光効率を向上させると共に、回路部品の信頼性を高めることが可能な照明器具を提供することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第３基板は、発熱の高い回路部品を配設し、第１基板および第２基板より口金部材側に位置していることによって、点灯装置の回路部品から発生する熱を、固体発光素子から発生する熱とは別の熱経路によって確実に放熱させることができ、固体発光素子の発光効率を向上させると共に、回路部品の信頼性を高めることが可能な照明器具を提供することができる。

本発明の実施形態である照明器具の縦断面図。 同じく照明器具のレンズ部材を取り外して示す上面図。 同じく照明器具における点灯装置の概略的な電気回路図。 同じく照明器具を分解して示す斜視図。 同じく照明器具を天井面に設置した状態を示す縦断面図。 同じく照明器具の第１の変形例を示す縦断面図。 同じく照明器具の第２の変形例を示す縦断面図。

以下、本発明に係る照明器具の実施形態について説明する。

本実施例の照明器具は、小形のスポットライトを構成したもので、図１、図２に示すように、スポットライト１０は、熱伝導性部材からなる本体１１、一面側に固体発光素子１２を配設する第１基板１３、点灯装置１４を構成する回路部品の一部を配設する第２基板１５と、点灯装置１４を構成する回路部品の一部を配設する第３基板１６、第２基板に電気的に接続される口金部材１７、口金部材に電気的に接続されるソケット１８、固体発光素子に対向して設けられるレンズ部材１９で構成する。

本体１１は、図１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、本実施例では、アルミダイカストで構成された横断面形状が略円形の円筒状をなし、一端部側の開口部１１ａには、円形の凹段部からなる基板支持部１１ｂが一体に形成される。基板支持部１１ｂは、その凹段部の底面が平坦な面になるように形成される。また、本体１１の他端部側の開口部１１ｃにも、円形の凹段部が形成され、この凹段部に円板からなる底板１１ｄが設けられて本体１１の他端部側が閉塞される。底板１１ｄは、本体１１と同様にアルミダイカストで構成され、本体１１の他端部側の凹段部に対して合成樹脂等からなる熱絶縁パッキング１１ｅを介してネジ等の固定手段によって、本体１１と熱絶縁された状態で固定される。

固体発光素子１２は、本実施例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１２は、同一性能を有する複数個のＬＥＤチップ、本実施例では高輝度、高出力の青色ＬＥＤチップで構成する。

第１基板１３は、一面側（表面側）に上記ＬＥＤチップ１２を実装し配設するための部材で、本実施例では、熱伝導性を有し電気絶縁性を有するセラミックス製の薄い四隅をカットした略正方形の平板で構成する。第１基板１３の表面側には内周面が略円形をなす土手部を形成して浅い円形の収容凹部１２ａを形成し、この収容凹部の底面、すなわち、第１基板１３の表面に銅箔からなる配線パターンを形成する。この際、第１基板１３はセラミックスで構成されており電気絶縁性を有しているので、配線パターンとの間には電気絶縁処理を施す必要がなくなり、コスト的に有利となる。この第１基板１３は、ＣＯＢ技術を使用して基板の収容凹部１２ａにおける配線パターンに隣接して、上述した複数のＬＥＤチップ１２（青色ＬＥＤチップ）を略マトリックス状に実装する。また、略マトリックス状に規則的に配置された各青色ＬＥＤチップ１２は、隣接する配線パターンとボンディングワイヤによって直列に接続される。

上記に構成された第１基板１３の収容凹部には、黄色蛍光体を分散・混合した封止部材１２ｂが塗布または充填されて発光部Ａが構成される。そして、上述した青色ＬＥＤチップ１２から放射される青色光を透過させると共に、青色光によって黄色蛍光体を励起して黄色光に変換し、透過した青色光と黄色光が混光して白色の光が発光部Ａから放射されるものである。

上記に構成された第１基板１３は、本体１１の一端部側の基板支持部１１ｂに熱的に結合するように固定されて収容される。すなわち、第１基板１３のＬＥＤチップ１２を実装した発光部Ａが表面側となるようにして、第１基板１３の他面側（裏面側）を基板支持部１１ｂの凹段部の平坦な底面上に載置し、密着されるようにネジ１１ｆによって固定する。必要に応じて、電気絶縁性および熱伝導性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等のシートや接着剤等（図示せず）を介して、平坦な面をなす基板支持部１１ｂの底面に密着して固定される。そして、ＬＥＤチップ１２で発生した熱は、第１基板１３の裏面側から基板支持部１１ｂを介してアルミダイカストからなる本体１１に伝達され、本体を介して外部に放熱される。

この際、第１基板１３は、本体１１の基板支持部１１ｂに確実に密着され、さらに、基板がセラミックスで構成され、本体１１がアルミニウムで構成されていることと相まって、ＬＥＤチップ１２から発生する熱は、これら部材を介して効果的に本体１１に伝達され外部に放熱される。上記により、一面側にＬＥＤチップ１２が配設された第１基板１３が、本体１１内に、本体と熱的に結合されて収容され、本体１１の一端部側の円形中心に位置して発光部Ａが設けられる。

点灯装置１４は、図３に基本的な電気回路として概略的に示すように、電源回路１４ａと点灯回路１４ｂからなり電源回路１４ａは、商用電源Ｅの交流電圧１００ＶをダイオードブリッジＤＢおよび平滑コンデンサＣ１により整流平滑して直流電圧２４Ｖに変換する。生成された２４Ｖの直流を点灯回路１４ｂの各ＬＥＤチップ１２に供給する。Ｒ１は各ＬＥＤチップ１２に流れる電流を設定するチップ抵抗、ＴｒはＬＥＤチップ１２の点灯制御用のスイッチングトランジスタ、このトランジスタのベース電位はチップ抵抗Ｒ２および定電圧ダイオードＤにより設定される。これにより、商用電源Ｅから電源を供給すると、交流電圧１００ＶがダイオードブリッジＤＢおよび平滑コンデンサＣ１により直流電圧２４Ｖに変換され、各ＬＥＤチップ１２に対してチップ抵抗Ｒ２およびツェナダイオードＤにより設定された定電圧が印加され、スイッチングトランジスタＴｒで制御された電流が各ＬＥＤチップ１２に流れることで各ＬＥＤチップ１２が点灯して発光する。

上記に構成された点灯装置１４を構成する各回路部品は、その一部、本実施例では、電源回路１４ａを構成するダイオードブリッジＤＢおよび平滑コンデンサＣ１等の回路部品１４ａ１を第２基板１５に配設し、点灯回路１４ｂを構成する発熱の高いスイッチングトランジスタＴｒ、定電圧ダイオードＤ、チップ抵抗Ｒ１、Ｒ２等の回路部品１４ｂ１を第３基板１６に配設する。

第２基板１５は、ガラスエポキシ材からなる配線基板で構成され、電源回路１４ａを構成する平滑コンデンサＣ１等の比較的大きな部品を片側の面（図中下側）に集中して配置し、小さいチップ部品等を他方の面（図中上側）に実装する。これら回路部品１４ａ１を実装した第２基板１５は、本体１１内の上部に第１基板１３の裏面側に対向させ、かつ水平方向に位置させて本体１１内面との間に空間を有するように支持して収容される。これによって、点灯装置１４を構成する回路部品の一部、すなわち、点灯回路１４ａの回路部品１４ａ１を配設した第２基板１５が第１基板１３の他面側に本体１１と離間して配設される。

第３基板１６は、第２基板１５と同様に、ガラスエポキシ材からなる配線基板で構成され、点灯回路１４ｂを構成する回路部品１４ｂ１を片側の面（図中右側）に集中して配置し実装する。これら回路部品１４ｂ１を実装した第３基板１６は、水平に位置して本体１１内に収容された第２基板１５に対して、略垂直方向になるように位置させて収容し、第３基板１６が第２基板１５に対して、略直交する方向に離間させるように収容する。そして、第２基板１５と第３基板１６は、連結部材２０によって熱的に連結されて支持される。

すなわち、連結部材２０は、剛性を有しかつ熱伝導性の良好な金属、本実施例では、銅板で構成し、この連結部材２０の途中に第２基板１５を略水平方向に位置させて固定し、連結部材２０の下端に第３基板１６を略垂直方向に位置させて固定する。連結部材２０と、第２基板１５および第３基板１６の固定は、連結部材２０と各基板の外周縁部との間に、電気絶縁性を有しかつ熱伝導性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤２３を介在させて熱的に連結して固定する。これにより、第３基板１６が、第２基板１５と離間するように設けられ、連結部材２０によって第２基板１５と熱的に連結される。

また、連結部材２０は、さらに上方に延長して設けられ、その上端に上述した接着剤２３によって絶縁板２１が固定される。絶縁板２１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し、かつ熱絶縁性を有する合成樹脂で円板状に形成され、第１基板１３を支持した基板支持部１１ｂの下面側に、第１基板１３の下面側に対向させるようにして当接させる。これにより、第１基板１３と第２基板１５とが熱的に遮断され、第２基板１５がＬＥＤチップ１２から発生する熱の影響を直接受けないように構成される。

なお、第２基板１５の出力側の端子すなわち電源回路１４ａの出力端子と、第３基板１６の入力側の端子すなわち点灯回路１４ｂの入力端子には、それぞれコネクタが設けられリード線ｗ１を各コネクタに接続するとによって配線接続される。また、第３基板１６の出力側の端子すなわち点灯回路１４ｂの出力端子および発光部Ａを有する第１基板１３の入力端子には、それぞれコネクタが設けられリード線ｗ２を各コネクタに接続するとによって配線接続される。リード線ｗ２の先端は、絶縁板２１の貫通孔を介して外方に引き出され、第１基板１３の入力端子のコネクタに接続される。

口金部材１７は、導電性を有する軸部１７ａと突設したプラグ部１７ｂからなるＧＸ５３形の一対の口金ピンで構成する。この口金ピンは、底板１１ｄの表面側に設けられた支持基板２２に樹脂成型により一体に埋め込まれて支持されている。支持基板２２は、ＰＢＴなどの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で円板状に形成され、底板１１ｄの表面側に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ている。そして、口金部材１７の軸部１７ａが、第２または第３基板の少なくとも一方、本実施例では、電源回路１４ａを構成する回路部品１４ａ１が配設された第２基板１５の入力端子となるコネクタにリード線ｗ３によって電気的に接続される。

ソケット１８は、図１に示すように、上記ＧＸ５３形の口金部材１７が電気的に接続される一対の接続金具（図示せず）を備えた円筒状をなすケース体１８ａで構成される。このケース体１８ａは、本体１１と同様に熱伝導性の良好なアルミダイカストで構成され、外周面にリング状の多数の放熱フィン１８ｂを一体に形成して構成する。

また、ソケット１８は、前記第２または第３基板１６の少なくとも一方、本実施例では、第３基板１６と熱的に結合される。先ず、第３基板１６の下端を本体１１の底板１１ｄの上面側に対して、第３基板１６の下端と本体１１の底板１１ｄとの間に、電気絶縁性を有しかつ熱伝導性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤２３を介在させ熱的に連結して固定する。これにより、図５に示すように、本体１１をソケット１８に接続することによって、アルミダイカストからなる底板１１ｄの底面とアルミダイカストからなるソケット１８の外表面とが面接触し、第３基板１６が底板１１ｄを介してソケット１８に熱的に結合される。

そして、第３基板１６の回路部品から発生した熱は、第３基板１６の下端から底板１１ｄを介してソケット１８に伝達され、ソケットを介して外部に放熱される。同時に、第２基板の回路部品から発生する熱は少ないが、銅板からなる連結部材２０→第３基板１６→底板１１ｄ→ソケット１８の伝熱経路を介して放熱される。これらの放熱作用は、本体１１を介さずに放熱することから、ＬＥＤチップ１２で発生する熱の放熱経路とは独立した別の伝熱経路で放熱させることができ効果的な放熱が行われる。同時に、ＬＥＤチップ１２から発生する熱も回路部品からの熱と干渉することなく本体１１から効果的に放熱される。

１９はレンズ体で、発光部Ａから放射される光がスポット配光をなすように制御するもので、透明なガラスまたは合成樹脂で円形の凸レンズとして構成する。そして、第１基板１３に実装されたＬＥＤチップ１２に対向し、本体１１の一端部側の開口部１１ａを塞ぐようにして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。上記により、本体１１の一端部側にレンズ体１９およびＬＥＤチップ１２からなる発光部Ａが設けられ、他端部側にＧＸ５３形の口金部材１７が設けられた小形のスポットライト１０が構成される。

次に、上記に構成されるスポットライト１０の組立手順につき説明する。なお、第２基板１５、第３基板１６は、予め別工程で組み立てられる。図４に示すように、連結部材２０の先端側に絶縁板２１を固定し、絶縁板の下方に位置させて第２基板１５を略水平方向に位置させて固定し、連結部材２０の下端に第３基板１６を略垂直方向に位置させて固定する。さらに、第３基板の下端を、接着剤２３を介在させて底板１１ｄに固定する。そして、第２基板１５の入力端子と、底板１１ｄに設けられた口金部材１７とをリード線ｗ３で接続し、第２基板１５の出力側と第３基板１６の入力側をリード線ｗ１で接続し、第３基板１６の出力側からリード線ｗ２を引き出す。これにより、第２基板１６、第３基板１６、連結部材２０、底板１１ｄからなり電気的に配線された組立体３０を構成する。

組立て手順は、先ず、上記に構成され予め組立てられた組立体３０を、絶縁板２１を先にして本体１１の他端部側の開口部１１ｃから挿入し、絶縁板２１を基板支持部１１ｂの下面側に対向させるようにして当接させる。この際、第３基板１６の出力端子のコネクタに一端が接続されたリード線ｗ２の他端を、開口部１１ａから引き出しておく。

この状態で、底板１１ｄが本体１１の他端部側の開口部１１ｃに当接した状態となっているので、底板１１ｄの外周縁部と本体１１の開口部１１ｃとの間に熱絶縁パッキング１１ｅを介在させネジによって固定する。

次に、引き出されたリード線ｗ２の他端を、発光部Ａを有する第１基板１３における入力端子のコネクタに接続し、第１基板１３を本体１１の一端部側の基板支持部１１ｂに載置してネジ１１ｆにより固定する。最後にレンズ部材１９を本体１１の一端部側の開口部１１ａに嵌め込み接着剤で固定する。これにより組み立て作業が終了する。

この際、組立体３０を単に本体１１内に挿入する簡単な作業によって、図１に示すように、第２基板１５が本体１１内の上部に、第１基板１３の裏面側で、本体１１内面との間に空間を有するように離間して配設される。同時に、第３基板１６が第２基板１５と略直交する方向に離間するように設けられ、連結部材２０によって第２基板１５と熱的に連結されるように自動的に構成される。

上記に構成されたスポットライト１０は、図５に示すように、被設置部、本実施例では、店舗の天井面Ｘに予め設置されたソケット１８に対して、そのＧＸ５３形の一対の口金部材１７をソケット１８に装着して一対の接続金具に接続する。これにより、スポットライト１０とソケット１８の電気接続がなされ、スポットライト１０に１００Ｖの商用電源が供給される。

電源が供給されることにより点灯装置１４の電源回路１４ａで２４Ｖに直流電圧が生成され、点灯回路１４ｂによって制御され発光部ＡのＬＥＤチップ１２が発光する。発光部Ａから放射された光は、レンズ部材１９で制御されてスポットライトとしての配光特性をもった照明を行う。

この際、点灯時に各ＬＥＤチップ１２から発生する熱は、第１基板１３の裏面から基板支持部１１ｂを介してアルミダイカストからなる本体１１に伝達され、本体１１を介して外部に放熱される。また、第３基板１６の点灯回路１４ｂを構成する回路部品１４ｂ１から発生した温度の高い熱は、第３基板１６の下端から底板１１ｄを介してソケット１８に伝達され、ソケットを介して外部に放熱される。同時に、第２基板１５の電源回路１４ａを構成する回路部品１４ａから発生する熱は少ないが、銅板からなる連結部材２０→第３基板１６→底板１１ｄ→ソケット１８の伝熱経路を介して放熱される。

これらＬＥＤチップ１２から発生する熱は本体１１から放熱され、また回路部品１４ａ１、１４ｂ１からそれぞれ発生する熱はソケット１８から放熱され、それぞれの放熱経路は独立した別の伝熱経路で放熱されるので、互いの熱が干渉されることなく、それぞれの熱が効果的に放熱される。

以上、本実施例によれば、一面側にＬＥＤチップ１２を実装した第１基板１３は、基板支持部１１ｂの凹段部の平坦な底面上に密着されるように固定したので、ＬＥＤチップ１２で発生した熱は、第１基板１３の裏面側から基板支持部１１ｂを介してアルミダイカストからなる本体１１に伝達され、本体を介して外部に放熱される。特に、第１基板１３は、本体１１の基板支持部１１ｂに確実に密着され、さらに、基板がセラミックスで構成され、本体１１がアルミニウムで構成されていることと相まって、ＬＥＤチップ１２から発生する熱は、これら部材を介して効果的に本体１１に伝達され外部に放熱される。

また、点灯装置１４の電源回路１４ａを構成する回路部品１４ａ１を実装した第２基板１５は、第１基板１３の他面側に略水平に位置して本体１１内面と離間して配設し、点灯装置１４の点灯回路１４ｂを構成する回路部品１４ｂ１を実装した第３基板１６は、第２基板１５に対して略垂直方向に位置して離間するように収容し、さらに、第２基板１５と第３基板１６を銅板からなる連結部材２０によって熱的に連結するように構成した。また、ソケット１８は、口金部材１７が電気的に接続される一対の接続金具を有するケース体１８ａを熱伝導性の良好なアルミダイカストで構成した。

これら構成により、第３基板１６の点灯回路１４ｂの回路部品１４ｂ１から発生した温度の高い熱は、第３基板１６の下端から底板１１ｄを介してソケット１８に伝達され、ソケットを介して外部に放熱される。同時に、第２基板１５の電源回路１４ａを構成する回路部品１４ａ１から発生する熱は少ないが、銅板からなる連結部材２０→第３基板１６→底板１１ｄ→ソケット１８の伝熱経路を介して効果的に放熱される。

これらの放熱作用、すなわち、ＬＥＤチップ１２から発生する熱は本体１１から放熱され、また、回路部品１４ａ１、１４ｂ１から発生する熱はソケット１８から放熱され、それぞれの放熱経路は独立した別の伝熱経路で放熱されるので、互いの熱が干渉されることなく、より一層効果的に放熱させることができる。同時にスポットライトは、図５に示すように、天井面Ｘ等の被設置部に略垂直方向に設置されることから、本体１１から放熱されるＬＥＤチップ１２の熱は、上方向に効率よく流れて放熱され、さらに本体１１の底板１１ｄから放熱される回路部品１４ａ１、１４ｂ１の熱は、そのままソケット１８に伝達させることができ、格別に効率のよい放熱を行うことができる。これにより、ＬＥＤチップ１２の発光効率の低下が抑制され、光束低下による照度の低下を防止することができ、ＬＥＤチップの長寿命化も図ることができる。また、発光部ＡのＬＥＤチップ１２に対して高いワットを投入することが可能となるので、小形で高光束のＬＥＤを光源とする照明器具を提供することができる。同時に、点灯装置１４を構成する回路部品１４ａ１、１４ｂ１の温度上昇を防ぎ、これら部品の熱による劣化を防止して部品の信頼性を高めることができる。

また、絶縁板２１によって、第１基板１３と第２基板１５とが熱的に遮断され、第２基板１５がＬＥＤチップ１２から発生する熱の影響を直接受けないように構成されるので、第２基板１５に実装された電源回路１４ａを構成する回路部品１４ａ１の熱による劣化を一層防止することができる。また、第２基板１５を略水平に、第３基板１６を略垂直方向に配置することによって第３基板１６を第２基板１５から離間させることができ、第３基板１６に実装された点灯回路１４ｂを構成する発熱の高い回路部品１４ｂ１から、第２基板１５に実装された回路部品１４ａ１を離間させることができ、より一層熱による劣化を防止することができる。

また、スポットライト１０の組み立てに際しては、予め組み立てられた第２基板１５、第３基板１６、連結部材２０、底板１１ｄからなる組立体３０を、単に本体１１内に挿入する簡単な作業によって、第２基板１５が本体１１内の上部に、第１基板１３の裏面側で、本体１１内面との間に空間を有するように離間して自動的に配設され、また、第３基板１６が第２基板１５と略直交する方向に離間するように設けられ、連結部材２０によって第２基板１５と熱的に連結されるように自動的に構成される。これにより、量産化に適したコスト的にも有利な照明器具を提供することができる。

以上、本実施例において、第２基板１５を略水平に、第３基板１６を略垂直に配置して、それぞれが、略直交する方向に離間させるように構成したが、図６に示すように、第２基板１５と第３基板１６を共に略水平に配置するように構成してもよい。すなわち、連結部材２０を長く形成し、連結部材２０上端部に第３基板１６を略水平に固定し、この第３基板１６と所定の間隔を有して、下側に第２基板１５を略水平に配置して固定する。また、連結部材２０の下端を底板１１ｄの表面側にシリコーン樹脂等の接着剤２３によって固定する。さらに、口金部材１７は長さを延長して構成し、上端を第２基板１５の裏面側に当接させてシリコーン樹脂等の接着剤２３によって固定し、同時に、第２基板１５の入力端子とコネクタを用いずに直接、半田付けで電気的に接続する。

この構成によれば、リード線ｗ３を用いずに配線を行うことができ、一層量産化に適した簡素な構成の照明器具を提供することができる。また、第３基板１６の回路部品１４ｂ１から発生した温度の高い熱は、銅板からなる連結部材２０の下端から底板１１ｄを介してソケット１８に伝達されソケットを介して外部に放熱される。同時に、第２基板１５の回路部品１４ａ１から発生する熱は少ないが、口金部材１７から直接ソケット１８へ伝熱され放熱される。これにより、第３基板１６の回路部品１４ｂ１から発生した熱の放熱経路と、第２基板１５の回路部品１４ａ１から発生する熱の放熱経路が独立した別の伝熱経路となるので、互いの熱が干渉されることなく、より一層効果的に放熱させることができる。

また、発熱の高い回路部品１４ｂ１を第３基板１６に配設したが、図７に示すように、逆に、発熱の高い回路部品１４ｂ１を第２基板１５に配設し、比較的発熱し難い回路部品１４ａ１を第３基板１６に配設したものであってもよい。これによれば、点灯装置１４の電源回路１４ａを構成する回路部品１４ａ１が第３基板１６に実装され、点灯回路１４ｂを構成する回路部品１４ｂ１が第２基板１５に実装されることから、電源側となる口金部材１７と電源回路１４ａを有する第３基板１６が近くなり、また出力側となる点灯回路１４ｂを有する第２基板１５と負荷側の発光部を有する第１基板１３とが近くなり、それぞれを接続するためのリード線ｗ２、ｗ３が短くなり、短いハーネスで構成することが可能になり、配線作業が簡素化されより一層量産化に適した簡素な構成の照明器具を提供することができる。

なお、変形例を示す図６、図７には、図１〜図５と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

１０ 照明器具
１１ 本体
１２ 固体発光素子
１３ 第１基板
１４ 点灯装置
１５ 第２基板
１６ 第３基板
１７ 口金部材
１８ ソケット
１９ レンズ部材
２０ 連結部材

Claims (2)

1. 熱伝導性部材からなる本体と；
   本体内に、本体と熱的に結合されて収容され、一面側に固体発光素子を配設する第１基板と；
   第１基板の他面側に本体と実質的に離間して配設され、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第２基板と；
   第２基板と離間するように設けられ、点灯装置を構成する回路部品の一部を配設する第３基板と；
   第２または第３基板の少なくとも一方と電気的に接続される口金部材と；
   口金部材に電気的に接続されると共に、前記第２または第３基板の少なくとも一方と熱的に結合される熱伝導性部材からなるソケットと；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
2. 前記第３基板は、発熱の高い回路部品を配設し、第１基板および第２基板より口金部材側に位置していることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
   

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