JP2011204653A - ランプ装置、ソケット装置および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプ装置をソケット装置に装着した状態での放熱性を向上できる照明装置を提供する。
【解決手段】ランプ装置14は、ＬＥＤが実装された基板35、基板35を取り付ける基体21、および基体21に設けた口金24を備える。基体21には基板取付部28を設け、基板取付部28の下面に基板35を取り付け、基板取付部28の上面の周辺部には外部に露出する環状の熱伝導面30を設ける。ソケット装置13は、開口部66を設けた放熱体61、および放熱体61の開口部66内に配置するソケット本体62を備える。ソケット本体62は、ランプ装置14の口金24が着脱可能に装着するとともに、装着状態でランプ装置14の基体21の熱伝導面30を放熱体61に密着させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源として半導体発光素子を用いるランプ装置、このランプ装置を装着するソケット装置、およびこれらランプ装置とソケット装置とを用いる照明装置に関する。

従来、ＧＸ５３形の口金を用いたランプ装置と、このランプ装置が着脱可能に装着されるＧＸ５３形口金用のソケット装置とを備えた照明装置がある。

ランプ装置は、金属製の基体の一面に光源が配置され、他面全体にＧＸ５３形の口金が取り付けられ、口金内に点灯回路が収納されている。口金には、一対のランプピンが突設されている。

ソケット装置は、口金の一部が挿入される開口部を有する筒状のソケット本体を備え、このソケット本体に口金から突出するランプピンが接続される一対のソケット部が形成されている。

そして、ランプ装置をソケット装置に装着した状態において、点灯時に光源が発生する熱を基体に受け、外部に露出している基体の外周面から空気中へ放熱するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−１５７３６７号公報（第６−１１頁、図１−２）

ランプ装置の点灯時には、光源が発熱し、特に光源がＬＥＤの場合には、発熱による温度上昇によってＬＥＤの寿命などに悪影響を及ぼすため、十分な放熱性を確保する必要がある。

しかしながら、従来のＧＸ５３形の口金を用いたランプ装置では、ソケット装置に装着した状態において、点灯時に光源が発生する熱を基体に受け、外部に露出している基体の外周面から空気中への放熱を主体として考えられているため、光源がＬＥＤの場合には十分な放熱性が得られない。ＬＥＤの十分な放熱性が得られないと、ＬＥＤの温度が過度に高くなって悪影響を及ぼしたり、温度上昇の抑制のためにＬＥＤへの入力電力を抑制する必要があって光出力を高くできないなどの問題が生じる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ソケット装置に装着することで良好な放熱性を得られるランプ装置、このランプ装置を装着することでランプ装置の良好な放熱性を得られるソケット装置、およびランプ装置の良好な放熱性を得られる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１記載のランプ装置は、半導体発光素子が実装された基板と；一面に基板が取り付けられる基板取付部を有し、基板取付部の他面の周辺部に外部に露出する環状の熱伝導面が形成された基体と；基体の他面で熱伝導面より内側域から突出して設けられた口金と；口金内に収納された点灯回路と；を具備しているものである。

半導体発光素子は、例えば、ＬＥＤやＥＬなどが含まれる。

基板は、例えば、アルミニウムなどの金属や熱伝導性を有するセラミックスなどで形成され、一面には半導体発光素子が実装される配線パターンが絶縁層を介して形成され、他面には基体の基板取付部の一面に面接触して熱伝導可能な平面状に形成されていればよい。基板を基体の基板取付部に密着させるために、ねじなどの固定具で基板を基体の基板取付部に締め付けて固定してもよい。

基体は、例えば、アルミダイカストなどの金属製で、外部に露出する表面には焼付塗装方法などにより塗装を施していてもよい。基体の熱伝導面は、ソケット装置の放熱体に面接触して熱伝導可能な平面状に形成されていればよく、熱伝導性を考慮すると接触面積を大きくするために表面粗さが小さい方がよい。なお、基体の一面には、基体に取り付けられた基板を覆うグローブを備えていてもよい。

口金は、例えば、ＧＸ５３形で、絶縁性を有する合成樹脂製でも、熱変形の少ないアルミダイカスト製でもよい。ＧＸ５３形の口金の場合には、口金の他面の中央から円筒状の突出部が突出されているとともに他面の周辺部から一対のランプピンが突出され、突出部の周面には突出部の他面に連通する略Ｌ字形のキー溝部が形成されている。口金の本体部分が金属製の場合には、絶縁物を介在してランプピンが設けられる。

点灯回路は、例えば、定電流の直流電力を出力する電源回路を構成するもので、口金内に取り付けられる回路基板、およびこの回路基板の一面、他面のいずれか一方または両方に実装される電子部品を備えている。口金がＧＸ５３形の場合には、基板の他面に大形の電子部品が実装され、この大形の電子部品が口金の突出部の内側に配置される。

請求項２記載のソケット装置は、請求項１記載のランプ装置の熱伝導面が接触する環状の接触面が形成されているとともに、接触面の内側域にランプ装置の口金が挿入される開口部が形成された筒状の放熱体と；放熱体の開口部内に配置され、ランプ装置の口金が着脱可能に装着されるとともに装着状態でランプ装置の熱伝導面が放熱体の接触面に接触する状態に保持するソケット本体と；を具備しているものである。

ソケット装置は、例えば、照明装置の器具本体に取り付けられ、あるいは器具本体を介さずに設置面に取り付けることも可能である。

放熱体は、例えば、熱伝導性および放熱性に優れるとともに熱変形の少ないアルミダイカストなどの材料で形成されていることが好ましく、外周面には複数の放熱フィンを設けてもよい。

ソケット本体は、例えば、ランプ装置の口金がＧＸ５３形の場合、口金のランプピンが差し込まれて回動されるのを許容する長孔状の接続孔が形成された絶縁性を有する環状のソケットカバー、およびこのソケットカバーの接続孔に差し込まれて回動されたランプピンと接続される受金などを備えている。ソケットカバーの内周面には、口金のランプピンがソケットカバーに差し込まれて回動されるのに伴って、口金の突出部の外周面に形成されている略Ｌ字形のキー溝部内に嵌り込んで口金をソケット本体に引き寄せて支持するキー部が突設されている。

ランプ装置の口金をソケット装置に装着した状態で、ランプ装置の熱伝導面が放熱体の接触面に接触する状態に保持する構造には、例えば、ランプ装置には略Ｌ字形のキー溝部の中間角部位置に傾斜部分を設け、一方、ソケット本体を放熱体の開口部の軸方向つまり放熱体の接触面に垂直な方向に動くように支持するとともにばねやゴムなどの弾性体を含む付勢手段によって放熱体の接触面から離反する放熱体の開口部の奥側へ向けて付勢し、そして、ランプ装置の口金をソケット本体に挿入して回動させることにより、ランプ装置の熱伝導面が放熱体の接触面に接触するとともに、ソケットカバーのキー部とランプ装置の略Ｌ字形のキー溝部の傾斜部分との当接によって、ソケットカバーが付勢に抗して口金側に移動し、これにより、付勢手段の付勢によってソケットカバーを介してランプ装置の熱伝導面が放熱体の接触面に所定の接触圧力で接触される。ただし、このような接触構造に限られるものではなく、他の接触構造を用いることもできる。

請求項３記載の照明装置は、請求項１記載のランプ装置と；請求項２記載のソケット装置と；を具備しているものである。

請求項１記載のランプ装置によれば、半導体発光素子を実装した基板が一面に取り付けられる基板取付部の他面の周辺部に外部に露出する環状の熱伝導面を形成し、この基体の他面で熱伝導面より内側域に口金を設けているため、ソケット装置に装着することで、点灯時の半導体発光素子の熱を基板取付部の熱伝導面からソケット装置側へ効率よく熱伝導させることが可能となり、良好な放熱性を得ることができる。

請求項２記載のソケット装置によれば、請求項１記載のランプ装置の熱伝導面が接触する環状の接触面が形成されているとともに、接触面の内側域にランプ装置の口金が挿入される開口部が形成された筒状の放熱体を備え、この放熱体の開口部内に配置されたソケット本体にランプ装置の口金が着脱可能に装着されるとともに、ソケット装置に装着した状態でランプ装置の熱伝導面が放熱体の接触面に接触する状態に保持するため、点灯時の半導体発光素子の熱を基板取付部の熱伝導面から放熱体へ効率よく熱伝導させることができ、ランプ装置の良好な放熱性を得ることができる。

請求項３記載の照明装置によれば、請求項１記載のランプ装置と請求項２記載のソケット装置を用いるため、ランプ装置の良好な放熱性を得ることができる。

本発明の一実施の形態を示す照明装置のランプ装置およびソケット装置の断面図である。 同上ランプ装置およびソケット装置を下側から見た分解状態の斜視図である。 同上ランプ装置およびソケット装置を上側から見た分解状態の斜視図である。 同上ランプ装置をソケット装置に装着する過程の一部の断面図である。 同上ランプ装置をソケット装置に装着した状態の一部の断面図である。 同上照明装置の断面図である。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図６に示すように、照明装置11は、器具本体12、この器具本体12に取り付けられたソケット装置13、およびこのソケット装置13に着脱可能に装着されるフラット形のランプ装置14を備えている。なお、以下、これらの上下方向などの方向関係については、フラット形のランプ装置14を水平に取り付ける状態を基準として、ランプ装置14の一面である光源側を下側、他面である口金側を上側として説明する。

器具本体12は、例えば、金属製で、反射体機能を一体に有するものであり、平板状の平板部17、およびこの平板部17の周辺部から下方へ湾曲状に折り曲げられた反射面部18が形成されている。

次に、図１ないし図３に示すように、ランプ装置14は、基体21、この基体21の一面である下面に取り付けられる発光モジュール22、発光モジュール22を覆って基体21に取り付けられたグローブ23、基体21の他面である上面に取り付けられた口金24、およびこの口金24内に収納された点灯回路25を備えている。

基体21は、例えば、熱伝導性および放熱性に優れたアルミダイカストなどの金属あるいはセラミックスで平円板状に形成された基板取付部28を有している。この基板取付部28の下面には、発光モジュール22が熱伝導可能に密着して取り付けられる基板取付面29が形成されている。基板取付部28の上面の周辺部には外部に露出する平面でかつ環状の熱伝導面30が形成され、この熱伝導面30の内側領域に口金24を収容する環状の口金収容部31が形成されている。基板取付部28の周辺部には、グローブ23が取り付けられる環状の縁部32が形成されている。この縁部32の周囲には、複数の放熱フィンを設けてもよい。

なお、基板取付部28には、図示していないが、発光モジュール22と点灯回路25とを電気的に接続するための配線を通すための配線孔、発光モジュール22を基板取付部28に密着させて取り付けるためのねじが螺着するねじ孔、および口金24を基板取付部28に取り付けるためのねじが挿通する挿通孔などが形成されている。

基体21の熱伝導面30を含む外部に露出する表面は、例えば、アクリル樹脂などの焼付塗装が施され、表面粗さがＲａ６．３以下の小さい値に形成されている。

また、発光モジュール22は、例えば、熱伝導性および放熱性に優れたアルミダイカストなどの金属あるいはセラミックスで平円板状に形成された基板35、およびこの基板35の一面である下面に実装された複数の半導体発光素子としてのＬＥＤ素子を有している。

基板35に対する複数のＬＥＤ素子の実装方式は、例えば、基板35上に青色光を発する複数のＬＥＤ素子を実装するとともにこれらＬＥＤ素子からの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する蛍光体を混合したシリコーン樹脂などの封止樹脂で封止するＣＯＢ（Chip On Board）方式、ＬＥＤ素子が搭載された接続端子付きの複数のＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージを基板35に実装する方式などが用いられている。

また、グローブ23は、例えば、合成樹脂製やガラス製で、透光性および拡散性を有しており、円板状の前面部38、およびこの前面部38の周辺部に形成される環状の側面部39を有し、側面部39が基体21の縁部32に接着剤によって取り付けられている。

また、口金24は、ＧＸ５３形であり、口金本体42、およびこの口金本体42の下側に嵌合される口金カバー43を有し、口金カバー43側から口金本体42に螺着されるねじによって結合固定されている。口金24の下部側が基体21の口金収容部31に挿入されて収納され、基体21を挿通して口金カバー43に螺着されるねじにより基体21に取り付けられている。

口金本体42は、例えば、絶縁性を有する合成樹脂製で、上部側が基体21の口金収容部31から突出され、基体21の熱伝導面30と平行な環状の口金面部44、およびこの口金面部44の中央領域から上方に突出される円筒状の突出部45を有している。

口金面部44には、口金24の中心に対して対称位置に一対のランプピン46が突設されている。これらランプピン46の先端には径大部47が形成されている。なお、口金本体42は熱変形の少ないアルミダイカストなどの金属で形成してもよいが、その場合には絶縁物を介在してランプピン46が設けられる。

突出部45の周面には、口金24の中心に対して対称位置に一対のキー溝部48が形成されている。各キー溝部48は、突出部45の上面に連通する上下方向に沿って形成される縦溝部49、および突出部45の下部側で突出部45の周方向に沿って形成される横溝部50を有する略Ｌ字形に形成されている。これら縦溝部49と横溝部50との間には傾斜部51が形成されている。

また、点灯回路25は、例えば、定電流の直流電力を出力する電源回路を構成するもので、回路基板54、およびこの回路基板54に実装された複数の電子部品55を備えている。回路基板54は、口金本体42の口金面部44の内面側に接合されてねじで固定されている。回路基板54に実装される電子部品55のうち、大形の電子部品55は、口金本体42の突出部45の内側に配置されている。

次に、ソケット装置13は、筒状の放熱体61、およびこの放熱体61の内側に配置されるソケット本体62を備えている。

放熱体61は、例えば、熱伝導性および放熱性に優れるとともに熱変形の少ないアルミダイカストで円筒状に形成されている。放熱体61の下面周辺部にはランプ装置14の熱伝導面30が面接触する平面で環状の接触面65が形成され、この接触面65の内側領域にソケット本体62が配置されるとともにランプ装置14の口金24が挿入される開口部66が形成されている。放熱体61の開口部66の上方には閉塞部67が形成され、この閉塞部67に、ソケット装置13を器具本体12などにねじで取り付けるための複数の取付孔68、ソケット本体62を放熱体61に取り付けるための複数のねじ孔69、およびソケット本体62に電源線を配線するための配線孔70が形成されている。開口部66の内周面には、放熱体61の中心に対して対象位置に、一対のガイド突起71が突設されている。なお、放熱体61の外周面には複数の放熱フィンを形成してもよい。

また、ソケット本体62は、ランプ装置14のＧＸ５３形の口金24に対応したもので、環状のソケットカバー72、およびこのソケットカバー72を放熱体61に対して上下方向に移動可能に取り付けるソケット支持手段73を備えている。

ソケットカバー72は、例えば、絶縁性を有する合成樹脂製で、環状のカバー部74、およびこのカバー部74の内周部に形成された筒部75を有し、筒部75の内側に口金24の突出部45が挿入されるソケット開口部76が形成されている。

カバー部74には、ソケットカバー72の中心に対して対称位置に、口金24の各ランプピン46が差し込まれて回動されるのを許容する一対の接続孔77が形成されている。これら接続孔77は、カバー部74の周方向に沿って長い長孔で、その一端にはランプピン46の径大部47が挿通可能な拡径部78が形成されている。各接続孔77の位置の上方には端子収納部79が形成され、各端子収納部79内には接続孔77に差し込まれたランプピン46が電気的に接続される図示しない端子が収納されている。

カバー部74の周辺部には、放熱体61の各ガイド突起71に沿って上下動可能に嵌合する一対のガイド溝81が形成されているとともに、これら一対のガイド溝81に対して直交する位置に一対の切欠部82が形成されている。

カバー部74の上面には複数のボス83が突設され、これらボス83の上面壁部の中央に挿通孔84が形成されている。

筒部75の内周面には、口金24のランプピン46がソケットカバー72に差し込まれて回動されるのに伴って、口金24の突出部45の外周面に形成されている略Ｌ字形のキー溝部48内に嵌り込んで口金24をソケット本体62に支持するキー部85が突設されている。

また、ソケット支持手段73は、ソケットカバー72の各ボス83の挿通孔84を通じて放熱体61に螺着される複数のねじ86、およびこれらねじ86の頭部とボス83の上面壁部との間に介在された弾性体としてのリング状のゴム87を有している。なお、リング状のゴム87に代えて、コイルばねを用いてもよい。

次に、照明装置11の作用について説明する。

ランプ装置14をソケット装置13に装着するには、ランプ装置14をソケット装置13の下方から押し上げ、ランプ装置14の口金24をソケット装置13の放熱体61の開口部66に挿入するとともに、口金24の突出部45をソケット本体62のソケット開口部76に挿入し、ランプ装置14の周方向の位置を調整して各ランプピン46の径大部47をソケット本体62の接続孔77の径大部78に差し込み、これにより、口金24のキー溝部48の縦溝部49がソケットカバー72のキー部85に嵌り込む。

ソケット装置13をさらに押し上げると、図４に示すように、ランプ装置14の基体21の熱伝導面30が放熱体61の接触面65に接触する。このとき、ソケットカバー72はゴム87の反発力によって上方へ付勢され、ボス83の上面壁部が放熱体61の閉塞部67に当接している。

その後、ランプ装置14を装着方向に回動させることにより、口金24のキー溝部48の傾斜部51がソケットカバー72のキー部85に当接してそのキー部85をソケットカバー72とともにゴム87の付勢に抗して押し下げながら、キー溝部48の横溝部50がキー部85に嵌り込み、ランプ装置14がソケット装置13に支持される。

ランプ装置14の装着方向への回動により、ランプ装置14の各ランプピン46がソケットカバー72の端子収納部79に収納されている各端子に電気的に接続される。

図５に示すように、ソケットカバー72がゴム87の付勢に抗して押し下げられることにより、ゴム87のより強い反発力によって放熱体61に対してランプ装置14が上方へ向けて押し上げられ、ランプ装置14の基体21の熱伝導面30が放熱体61の接触面65に所定の接触圧力で面接触する状態に保持される。そのため、基体21の熱伝導面30と放熱体61の接触面65との密着性が高くなり、基体21から放熱体61に高い熱伝導性が確保される。

そして、電源ラインからソケット装置13の端子およびランプ装置14のランプピン46を通じて点灯回路25に給電され、発光モジュール22のＬＥＤ素子が点灯する。

点灯する発光モジュール22のＬＥＤ素子が発生する熱は、主に、基板35に熱伝導され、この基板35から基体21の基板取付部28に熱伝導され、この基板取付部28から熱伝導面30に接触面65が接触する放熱体61に効率よく熱伝導され、この放熱体61から熱が器具本体12に熱伝導されるとともに放熱体61の表面から空気中に放熱される。

このように、ＬＥＤ素子を実装した基板35が取り付けられる基板取付部28に外部に露出する熱伝導面30を形成し、ランプ装置14をソケット装置13に装着した状態で、熱伝導面30が放熱体の接触面に面接触することにより、発光モジュール22のＬＥＤ素子が発生する熱を基板取付部28の熱伝導面30からソケット装置13の放熱体61に効率よく熱伝導させることができ、ランプ装置14の良好な放熱性を得ることができる。

また、基体21に熱伝導されたＬＥＤ素子からの熱は、放熱体61に面接触する熱伝導面30以外に、放熱体61の開口部66内に挿入されてその内周面に近接対向する口金収容部31の外周面から放熱体61にも伝達でき、放熱性を向上できる。

なお、ランプ装置14をソケット装置13に装着した状態で、口金24の突出部45の先端面が放熱体61の閉塞部67に当接するようにしてもよく、これにより、口金24内に収納された点灯回路25が発生する熱を放熱体61に効率よく熱伝導して放熱し、点灯回路25の温度上昇を抑制し、電子部品55の寿命を長くすることができる。

11 照明装置
13 ソケット装置
14 ランプ装置
21 基体
24 口金
25 点灯回路
28 基板取付部
30 熱伝導面
35 基板
61 放熱体
62 ソケット本体
65 接触面
66 開口部

Claims (3)

1. 半導体発光素子が実装された基板と；
   一面に基板が取り付けられる基板取付部を有し、基板取付部の他面の周辺部に外部に露出する環状の熱伝導面が形成された基体と；
   基体の他面で熱伝導面より内側域から突出して設けられた口金と；
   口金内に収納された点灯回路と；
   を具備していることを特徴とするランプ装置。
2. 請求項１記載のランプ装置の熱伝導面が接触する環状の接触面が形成されているとともに、接触面の内側域にランプ装置の口金が挿入される開口部が形成された筒状の放熱体と；
   放熱体の開口部内に配置され、ランプ装置の口金が着脱可能に装着されるとともに装着状態でランプ装置の熱伝導面が放熱体の接触面に接触する状態に保持するソケット本体と；
   を具備していることを特徴とするソケット装置。
3. 請求項１記載のランプ装置と；
   請求項２記載のソケット装置と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。

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