JP5152698B2

JP5152698B2 - 発光素子ランプ及び照明装置

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Publication number: JP5152698B2
Application number: JP2008298655A
Authority: JP
Inventors: 滋大澤
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2028-11-21
Also published as: JP2010123527A

Description

本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を光源として適用した発光素子ランプ及び照明装置に関する。

ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光出力の低下とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とするランプでは、寿命、効率の諸特性を改善するために発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。一方、発光素子を点灯制御する点灯回路の回路部品には、半導体素子等の発熱部品が複数用いられており、発光素子の点灯時におけるこれら発熱部品の自己発熱により、発熱部品の寿命が短くなったり、特性が変化したりする現象が生じ、これを防ぐため発熱部品の放熱を効果的に行う必要がある。

従来、この種、ＬＥＤランプにおいて、効率よく放熱するため、ＬＥＤを配置した基板と口金との間に円柱形状の放熱部を備え、この円柱形状の放熱部の周縁に基板を取付け、さらに、基板と口金との間に点灯回路素子を配置した点灯回路基板を備えたものが知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−２８６２６７号公報

しかしながら、特許文献１には、点灯回路素子による発熱を効果的に放熱する技術的手段が何ら開示されていない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発光素子が実装された基板の温度上昇を抑制するとともに、点灯回路基板に実装された発熱部品の放熱を効果的に行うことができる発光素子ランプ及び照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発光素子ランプは、発光素子が実装された基板と；この基板と熱的に結合された放熱部材と；この放熱部材に絶縁性を有するカバー部材を介して接続された口金と；前記発光素子を点灯制御する点灯回路と;前記カバー部材に縦形配置されて収納され、点灯回路を構成する回路部品のうち、少なくとも２個の発熱部品相互が所定の間隔をもって離間され、当該発熱部品の一方側が前記放熱部材に熱的に結合され、他方側が口金に熱的に結合されるように実装された点灯回路基板と；を具備することを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等である。発光素子の実装は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって実装されたものが好ましいが、本発明の性質上、実装方式は特に限定されない。また、発光素子の実装個数には特段制限はない。点灯回路基板は、カバー部材に一部が収納され、残部が口金内に収納されてもよいし、全体がカバー部材に収納されるような形態でもよい。さらに、縦形配置とは、例えば、縦方向に斜めに傾斜して配置されるような場合も含む主旨である。発熱部品が例えば、３個以上ある場合、少なくとも２個が離間され、一方側が放熱部材に熱的に結合され、他方側が口金に熱的に結合されるように実装されていればよい。また、「発熱部品の一方側が前記放熱部材に熱的に結合され、他方側が口金に熱的に結合され」とは、例えば、発熱部品の一方側が主として放熱部材によって放熱され、補助的に口金によっても放熱されるような場合を許容する。口金は、ねじが形成されたシェルを有するＥ型口金が最適であるが、ピンタイプの口金であってもよい。「熱的に結合」とは、発熱部品が放熱部材又は口金に直接的に接触するものの他、間接的に結合されたものを含む。

請求項２に記載の発光素子ランプは、請求項１に記載の発光素子ランプにおいて、前記発熱部品相互は、点灯回路基板の両面に亘って所定の間隔をもって離間されて実装されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発光素子ランプは、請求項１又は請求項２に記載の発光素子ランプにおいて、前記発熱部品は、熱伝達部材を介して放熱部材又は口金に熱的に結合されていることを特徴とする。熱伝達部材は、放熱部材、口金の双方に介在している場合、又はどちらか一方に介在している場合を許容する。

請求項４に記載の照明装置は、ソケットを有する装置本体と；この装置本体のソケットに装着される請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子ランプと；を具備することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、発光素子が実装された基板の熱を放熱部材に伝導させて放熱することができる。また、点灯回路基板に実装された発熱部品の相互の熱的影響を少なくすることができるとともに、発熱部品から発生する熱を放熱部材及び口金によって効果的に放熱することができ、点灯回路の所定の寿命を確保し得る。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、発熱部品相互の離間距離を長く確保でき、熱的影響を少なくすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、発熱部品から発生する熱を効率的に放熱部材又は口金に伝導することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、前記各請求項に記載の発明の効果を奏する照明装置を提供することができる。

以下、本発明の第１の実施形態に係る発光素子ランプについて図１乃至図４を参照して説明する。図１は、発光素子ランプを示す斜視図、図２は、発光素子ランプを示す断面図、図３は、図２と直交する面で切断して示す断面図、図４は、発光素子ランプの回路図である。

図１乃至図３において、発光素子ランプ１は、電球形をなし、複数の発光素子が実装された基板１０、この基板１０と熱的に結合された放熱部材としての本体２０、発光素子を点灯制御する点灯回路３０が配設された点灯回路基板３１、この点灯回路基板３１が収納されたカバー部材４０、カバー部材４０に取付けられた口金５０及び基板１０を覆って本体２０に取付けられたグローブ１５を備えて構成されている。

基板１０は、金属又は絶縁材の略円形の平板からなり、光源となる発光素子としてＬＥＤチップ１１が設けられている。このＬＥＤチップ１１は、表面実装方式で基板１０の表面上に略等間隔で、基板１０の中心位置を中心とする同一円周上に８個配設されている。基板１０を金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。また、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。そして、基板１０は、裏面側が本体２０の上部に密着するようにねじ等の固定手段によって固定されている。なお、基板１０は、本体２０に接着剤を用いて取付けるようにしてもよい。この接着剤には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。

また、基板１０には、中心位置に対して径方向にずれた位置に配線孔１２が開口して形成されている。配線孔１２は、基板１０側と点灯回路基板３１とを電気的に接続する図示しないリード線を挿通するものである。

本体２０は、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円柱をなし、外周面には複数の放熱フィン２１が一体に形成されている。本体２０の他端側には、基板１０を取付けるための取付凹部２２が形成されているとともに、一端側に、カバー部材４０を挿入する嵌合凹部２３が形成されている。また、本体２０には、これら取付凹部２２と嵌合凹部２３とを連通する挿通孔２４が貫通して形成されている。さらに、本体２０の他端側の外周部には、グローブ１５の開口側に対向する段部２５が全周に亘って形成されている。放熱フィン２１は、本体２０の一端側から他端側へと径方向への突出量が徐々に大きくなるように傾斜して形成されており、これら放熱フィン２１は、周方向に互いに略等間隔で形成されている。段部２５には、グローブ１５から下方に拡散された光を反射するリング１６が取付けられている。

点灯回路３０は、四角形平板状の点灯回路基板３１に回路部品が実装されて構成されている。点灯回路基板３１には、その両面に亘って、トランジスタQ、抵抗素子R、定電圧ダイオードZD、全波整流器REC及びコンデンサC等の回路部品が実装されている。また、点灯回路基板３１は、縦方向、つまり、長手方向を上下に縦形配置してカバー部材４０内に収納されている。ここで、回路部品のうち、いわゆる発熱部品、例えば、トランジスタQや抵抗素子Rは、所定の間隔をもって離間して実装されている。具体的には、トランジスタQは、基板３１の上側に配置され、抵抗素子Rは、基板３１の他方の面の下側に配置されており、すなわち、点灯回路基板３１の縦方向の中間部を挟んで配置されており、また、これらは、基板３１の両面に亘って図３に示すように対角線上に配置されている。なお、発熱部品は、一般的には、自己発熱が大きな部品であり、勿論、トランジスタQや抵抗素子Rに限るものではない。

カバー部材４０は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の絶縁性を有する材料により、嵌合凹部２３内の形状に沿って略円筒状に形成されている。カバー部材４０の一端側は、閉塞状に形成されており、この部分には挿通孔２４と連通する連通孔４１が開口して形成されている。したがって、前記点灯回路基板３とＬＥＤチップ１１が実装された基板１０とは、連通孔４１、挿通孔２４及び配線孔１２を通る図示しないリード線によって電気的に接続される。また、カバー部材４０の中間部の外周面には、本体２０の一端側と口金５０との間を絶縁するための絶縁部であるフランジ部４２が径方向に突出して周方向全体に介在している。なお、カバー部材４０の内部には、点灯回路基板３１を埋没させるように放熱性及び絶縁性を有する充填材であるシリコーン系の樹脂等を充填してもよい。

口金５０は、例えば、Ｅ１７型のものであり、点灯回路基板３１と配線により電気的に接続されており、図示しない照明装置のランプソケットにねじ込まれるねじ山を備えた筒状のシェル５１と、このシェル５１の頂部に絶縁部５２を介して設けられたアイレット５３とを備えている。

グローブ１５は、光拡散性を有するガラス又は合成樹脂等により球面状に形成されており、本体２０の他端側と連続する形状となっている。また、このグローブ１５は、球面状の頂部から徐々に下方に向かって拡開するように形成され、最大径位置から縮径されるように形成されており、最大径位置が基板１０の各ＬＥＤチップ１１よりも上方の位置となっている。

次に、図４において、商用交流電源ACの両端にコンデンサCが接続されている。このコンデンサCは商用交流電源AC等からの雑音を防止するものである。コンデンサCの両端には全波整流器RECが接続され、全波整流器RECの出力端には、温度ヒューズFを介して抵抗素子R1と定電圧ダイオードZD1とを接続した直列回路が接続されている。さらに、この直列回路の両端には、複数個の直列に接続されたＬＥＤチップ１１、具体的には、８個の直列に接続されたＬＥＤチップ１１、ＮＰＮトランジスタQ1及び抵抗素子R2の直列回路が接続されている。また、抵抗素子R1と定電圧ダイオードZD1との接続点には、トランジスタQ1のベースが接続されている。

ＬＥＤチップを所定の特性で点灯し、最大定格電流を超えないためには、ＬＥＤチップに流れる電流、すなわち、順電流IFを一定にする必要がある。このため、定電圧ダイオードZD1で決まる電圧によりトランジスタQ1のベース電圧Ｖ_Bを一定にしておき、順電流I_F＝（ベース電圧Ｖ_B―ベース・エミッタ間の電圧Ｖ_BE）／抵抗素子R2として一定の順電流I_Fを得るようにする。このような回路は定電流回路を構成しており、まず、商用交流電源ACから供給された電流が全波整流器RECにより直流に変換され、この出力電圧に基づき、ＬＥＤチップ１１、ＮＰＮトランジスタQ1及び抵抗素子R2の直列回路に一定の順電流IFが流れるようになっている。

なお、温度ヒューズＦは、回路部品等の寿命に至る前に溶断するように設定されている。例えば、ＬＥＤチップ１１は比較的長寿命であるため、ＬＥＤチップ１１の寿命の時期まで発光素子ランプ１の使用を継続すると、その前に他の回路部品の劣化や基板１０、３１の絶縁劣化等、すなわち、寿命を来たし、安全性を損なう事態が生じる可能性がある。したがって、温度に対して溶断時間が変動する特性を有する温度ヒューズＦを選定し、この温度ヒューズＦを回路部品等の寿命に至る前に溶断するような温度環境下に配設する。つまり、温度ヒューズＦの溶断時間を調整して回路部品等の寿命に至る前に溶断し、安全性を確保するものである。

以上にように構成された発光素子ランプ１の作用について説明する。口金５０を照明装置のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路３０が動作して基板１０に電力が供給され、ＬＥＤチップ１１が発光する。ＬＥＤチップ１１から出射された光はグローブ１５を介して拡散照射される。これに伴いＬＥＤチップ１１から発生する熱は、主として、基板１０裏面の略全面から放熱部材としての本体２０へ伝わり、その放熱で基板１０の温度上昇を抑制することができる。

一方、点灯回路基板３１に実装された発熱部品であるトランジスタQ、抵抗素子Rは、自己発熱により温度上昇するが、これら発熱部品は、離間し、分散して配設されているので相互に熱的影響を受けることが少ない。さらに、トランジスタQから発生する熱は、カバー部材４０を介して本体２０へ伝導され、また、抵抗素子Rから発生する熱は、カバー部材４０を介して口金５０、ソケットへと伝導され放熱される。したがって、発熱部品は、本体２０及び口金５０に熱的に結合されており、発熱部品の過度の温度上昇を抑制でき、発熱部品の所定の寿命、ひいては、点灯回路３０の所定の寿命を確保し得る。

よって、本実施形態によれば、ＬＥＤチップ１１が実装された基板１０の熱を本体２０に伝導させ放熱することができる。また、点灯回路基板３１に実装された発熱部品の相互の熱的影響を少なくすることができるとともに、発熱部品から発生する熱を本体２０及び口金５０によって効果的に放熱することができ、点灯回路３０の所定の寿命を確保し得る。

次に、本発明の第２の実施形態に係る発光素子ランプについて図５を参照して説明する。図５は、発光素子ランプを示す断面図である。なお、以降各図において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施形態においては、発熱部品、すなわち、トランジスタQ、抵抗素子Rの配設位置に対応するカバー部材４０に放熱孔４３を形成したものである。したがって、トランジスタQ、抵抗素子Rから発生する熱は、放熱孔４２を介して直接的に本体２及び口金５０に輻射され、伝導されて効率よく放熱される。

次に、本発明の第３の実施形態に係る発光素子ランプについて図６を参照して説明する。図６は、発光素子ランプを示す断面図である。本実施形態においては、前記第２の実施形態の構成に加え、カバー部材４０に放熱孔４３を介して、発熱部品であるトランジスタQ、抵抗素子Rと本体２及び口金５０とを熱伝達部材として例えば、シリコーン系の熱伝導率の高い接着剤Ａを用いて接続し、熱的に結合したものである。したがって、トランジスタQ、抵抗素子Rから発生する熱は、接着剤Ａに伝導され、さらに、本体２及びは口金５０に伝導されて効率的に放熱される。なお、熱伝達部材は、発熱部品と本体２、口金５０の双方に介在させるようにしてもよいし、どちらか一方に介在させるようにしてもよい。

本発明の第４の実施形態に係る発光素子ランプについて図７及び図８を参照して説明する。図７及び図８は、発光素子ランプを示す断面図である。本実施形態においては、発熱部品であるトランジスタQ、抵抗素子Rを点灯回路基板３１の一面側に、上下に離間して実装したものである。本実施形態によっても、発熱部品の相互の熱的影響を少なくすることができ、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

続いて、本発明の第５の実施形態に係る発光素子ランプについて図９を参照して説明する。図９は、発光素子ランプを示す断面図である。本実施形態においては、発熱部品であるトランジスタQ、抵抗素子Rを点灯回路基板３１の一面側に、対角線上に離間して実装したものである。なお、これらトランジスタQ、抵抗素子Rを両面に亘って、しかも、対角線上に配置するようにしてもよい。すなわち、例えば、抵抗素子Rを図示上、裏面側の同位置に配置するようにしてもよい。本実施形態によれば、発熱部品相互の離間距離を長く確保でき、熱的影響を一層少なくすることができるとともに、発熱部品から発生する熱を効果的に放熱することができる。

本発明の第６の実施形態に係る発光素子ランプについて図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、発光素子ランプを示す断面図、図１１は、発光素子ランプの回路図である。本実施形態では、点灯回路３０の回路部品として複数個のトランジスタQを用いており、この発熱部品であるトランジスタQを基板３１の両面に亘って対角線上に上下に配置したものである。図１１の回路図に示すように、第１の実施形態の構成（図4）に、抵抗素子R3及び定電圧ダイオードZD2を接続した直列回路と、複数個、すなわち、８個の直列に接続されたＬＥＤチップ１１、ＮＰＮトランジスタQ2及び抵抗素子R4の直列回路とを並列に追加接続したものである。なお、この場合、発熱部品としての抵抗素子Ｒは、点灯回路基板３１の中央部に実装してもよく、また、トランジスタＱと点灯回路基板３１の幅方向に離間させるようにして実装してもよい。要は、少なくとも２個の発熱部品相互が離間して配置され、それらの熱が本体２及び口金５０に伝導され放熱されるように構成されていればよい。本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

次に、本発明の第７の実施形態に係る発光素子ランプについて図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３は、発光素子ランプを示す断面図である。本実施形態の発光素子ランプ１は、既存のビームランプと指称されるランプと同様な外観形態をなしており、屋外での使用に適するように防水機能を有し、熱伝導性の第１の反射体６１、光源部６０、第２の反射体６２、発光素子としてのＬＥＤチップ１１、熱伝導性のカバー６３、絶縁性のカバー部材４０、口金５０及び透光性カバーとしての前面レンズ６４とを備えている。第１の反射体６１は、例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、白色のアクリル焼付け塗装がなされており、根元部６１ａから照射開口部６１ｂにわたって拡開し、その肉厚寸法が根元部６１ａから照射開口部６１ｂに向かって漸次小さくなるように形成され、外周面が外方に露出するように有底椀状に形成されている。具体的には、根元部６１ａの肉厚寸法に対し、照射開口部６１ｂの肉厚寸法が４０％〜８０％になるように形成するのが好ましい。そして、内周面の底壁は、平坦面をなし、外周面の底壁周縁は、後述する熱伝導性のカバー６３と接続する環状の接続部６１ｃをなしている。また、底壁には、ねじ貫通孔が約１２０度の間隔を空けて３箇所に形成されている。

第１の反射体６１の底壁には、光源部６０が設けられている。光源部６０は、基板１０とこの基板１０に実装されたＬＥＤチップ１１を備えており、このＬＥＤチップ１１は、チップ・オン・ボード方式で基板１０に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ１１を基板１０の表面上に、複数個マトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。基板１０は、金属製、例えば、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料で形成され略円形の平板からなる。

そして、基板１０は、第１の反射体６１の底壁に面接触して密着するように取付けられている。この取付けに際しては、接着剤を用いてもよく、接着材を用いる場合には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。なお、この基板９と第１の反射体６１の底壁との面接触は、全面的な接触ではなく、部分的な接触であってもよい。

基板１０の表面側には、ＰＢＴ樹脂で成形され、その表面にアルミを蒸着して形成された第２の反射体６２が配設されている。第２の反射体６２は、ＬＥＤチップ１１から放射される光をＬＥＤチップ１１ごとに配光制御し、効率的に照射する機能をなしている。第２の反射体６２は、円板状をなし、稜線部によって区画されて複数の入射開口６２ａが形成されている。この第２の反射体６２の入射開口６２ａは、基板１０の各ＬＥＤチップ１１と対向配置されるようになっており、したがって、第２の反射体６２には、入射開口６２ａごとに、入射開口６２から照射方向、すなわち、稜線部に向かって拡開した略椀状の反射面６２ｂが形成されている。また、第２の反射体６２の外周部には、ねじが挿通係止する切欠き６２ｃが約１２０度の間隔を空けて３箇所に形成されている。

次に、熱伝導性のカバー６３は、アルミダイカスト製であり、白色のアクリル焼付け塗装がなされており、前記第１の反射体６１の外周面と連続して先細りの略筒状に形成されている。なお、このカバー６３の長さ寸法や厚さ寸法は、放熱効果等を考慮し適宜決定すればよい。カバー６３の前記第１の反射体６１との接続部６３ａは、所定の幅を有して環状をなしている。したがって、前記第１の反射体６１の接続部６１ｃは、当該接続部６３ａと対向して形成されており、面接触状態で接続され、第１の反射体６１及び熱伝導性のカバー６３によって放熱部材が構成されている。接続部６３ａには、環状の溝が形成されており、この溝には、合成ゴム等からなるＯリング６５が嵌入されており、このＯリング６５の内側には、３つのねじ穴が約１２０度の間隔を空けて形成されている。

熱伝導性のカバー６３の内側には、この熱伝導性のカバー６３の形状に沿って、ＰＢＴ樹脂によって成形された絶縁性のカバー部材４０が設けられている。したがって、この絶縁性のカバー部材４０は、一端側を熱伝導性のカバー６３に接続し、他端側を熱伝導性のカバー６３から突出させており、この突出部分には、口金５０が固着されている。口金５０は、口金規格Ｅ２６の口金であり、発光素子ランプ１を照明装置に装着する際に、照明装置のランプソケットにねじ込まれる部分である。なお、突出部分には、空気孔４５が形成されている。空気孔４５は、絶縁性のカバー部材４０内の内圧が高まった場合に、減圧する作用をなす小孔である。

次に、絶縁性のカバー部材４０内には点灯回路３０が設けられた点灯回路基板３１が収納されている。点灯回路基板３１には、その両面に亘って、トランジスタQ、抵抗素子R、定電圧ダイオードZD、全波整流器REC及びコンデンサC等の回路部品が実装されている。そして、発熱部品、例えば、トランジスタQや抵抗素子Rは、所定の間隔をもって離間し、トランジスタQは、基板３１の上側に配置され、抵抗素子Rは、基板３１の他方の面の下側に配置されており、これらは、基板３１の両面に亘って図１３に示すように対角線上に配置されている。点灯回路基板３１は、略Ｔ字状をなして、絶縁性のカバー部材４０内に縦方向に収納されている。これにより、狭隘な空間を有効的に利用して点灯回路基板３１を配設することが可能となる。また、この点灯回路基板３１からは、リード線６６が導出されており、このリード線６６は、第１の反射体６１の底壁に形成されたリード線挿通孔を介して光源部６０の基板１０と電気的に接続されている。さらに、点灯回路基板３１は、口金５０と電気的に接続されている（図示を省略）。なお、点灯回路基板３１は、絶縁性のカバー部材４０に一部が収納され、残部が口金５０内に収納されてもよいし、全部がカバー部材４０に収納されるような形態でもよい。つまり、トランジスタQの熱は、主として放熱部材によって放熱され、抵抗素子Rの熱は、主として口金５０によって放熱されるような形態であればよい。

絶縁性のカバー部材４０内は、点灯回路基板３１を含めて覆うように充填材６７が充填されている。充填材６７は、シリコーン樹脂製であり、弾性、絶縁性及び熱伝導性を有している。充填材６７の充填にあたっては、まず、液状の充填材６７を絶縁性のカバー部材４０の上方から注入する。充填材６７を絶縁性のカバー部材４０の上端部レベルまで注入し、以後、高温雰囲気内で充填材６７を硬化、安定させる。

前面レンズ６４は、第１の反射体６１の照射開口部６１ｂを気密に覆うようにシリコーン樹脂のパッキンを介して取付けられている。なお、前面レンズ６４には、集光形や散光形があるが、用途に応じて適宜選択できる。

次に、熱伝導性の第１の反射体６１と熱伝導性のカバー６３との接続状態では、ねじ６８が第２の反射体６２の切欠き６２ｃ、第１の反射体６１のねじ貫通孔を介して、熱伝導性のカバー６３のねじ穴にねじ込まれている。これにより、熱伝導性の第１の反射体６１は、熱伝導性のカバー６３に固定されるとともに、第２の反射体６２の下端が基板１０の表面側を押圧し、第２の反射体６２及び基板１０が共に第１の反射体６１の底壁に固定される。このような状態では、Ｏリング６５は、接続部６１ｃと接続部６３ａとの間で弾性変形し、これらの間を気密状態とし、すなわち、Ｏリング６５の内側が気密状態に保持される。したがって、点灯回路基板３１とＬＥＤチップ１１が実装された基板１０とのリード線６６による電気的接続等の配線処理は、Ｏリング６５の内側でなされるようになっている。

以上のように構成された発光素子ランプ１の作用について説明する。口金５０を照明装置のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路３０が動作して基板１０に電力が供給され、ＬＥＤチップ１１が発光する。ＬＥＤチップ１１から出射された光は、ＬＥＤチップ１１ごとに第２の反射体６２の反射面６２ｂによって配光制御され、また、第１の反射体６１によって反射され、前面レンズ６４を通過して前方に照射される。これに伴いＬＥＤチップ１１から発生する熱は、基板１０裏面の略全面から第１の反射体６１の底壁へ伝わり、さらに、放熱面積の大きい第１の反射体６１へと伝導される。さらにまた、第１の反射体６１の接続部６１ｃから熱伝導性のカバー６３の接続部６３ａへ熱伝導され、熱伝導性のカバー６３全体へ伝導される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板１０の温度上昇を抑制することができる。

一方、点灯回路基板３１に実装された発熱部品であるトランジスタQ、抵抗素子Rは、自己発熱により温度上昇するが、これら発熱部品は、離間し、分散して配設されているので相互の熱的影響を軽減できる。さらに、トランジスタQから発生する熱は、充填材６７、カバー部材４０を介して熱伝導性のカバー６３、第１の反射体６１へ伝導され、また、抵抗素子Rから発生する熱は、充填材６７を介して口金５０、ソケットへと伝導され放熱される。したがって、発熱部品は、熱伝導性のカバー６３及び口金５０に熱的に結合されており、発熱部品の過度の温度上昇を抑制できる。

また、上記第１の反射体６１は、根元部６１ａから照射開口部６１ｂに向かって肉厚寸法が漸次小さくなるように形成されているので、軽量化が可能となる。つまり、熱源であるＬＥＤチップ１１や発熱部品から遠ざかるに従い肉厚寸法が小さくなるように形成されており、これは、熱源から遠ざかるに従い、その過程で放熱が行われるため、熱量が減少することに起因して、熱源から遠ざかるほど放熱量を少なくしても放熱効果への影響が少ないからである。したがって、目標とする放熱量との関係で肉厚寸法を適宜設定すればよい。

さらに、本実施形態の発光素子ランプ１においては、前面レンズ６４は、第１の反射体６１の照射開口部６１ｂにパッキンを介して取付けられており、第１の反射体６１の接続部６１ｃと熱伝導性のカバー６３の接続部６３ａとの間には、Ｏリング６５が設けられており、加えて、点灯回路基板３１は充填材６７によって覆われているので、電気絶縁性が保たれ、耐候性、防雨性の機能を有し、屋外での使用に適する構成となっている。また、このため、密閉構造を採っているが、点灯回路部品に異常を来たし、仮に、コンデンサが破損、破裂し、絶縁性のカバー部材４０の内圧が上昇すると、二次的な破損を誘引する可能性があるが、空気孔４５によって絶縁性のカバー部材４０の内の上昇した圧力を排気することができる。

以上のように本実施形態によれば、ＬＥＤチップ１１が実装された基板１０の温度上昇を放熱部材としての第１の反射体６１及びカバー６３を利用して抑制できる。また、点灯回路基板３１に実装された発熱部品の相互の熱的影響を少なくすることができるとともに、発熱部品から発生する熱をカバー６３及び第１の反射体６１、並びに口金５０によって効果的に放熱することができ、点灯回路３０の所定の寿命を確保し得る。さらに、第１の反射体６１は、根元部６１ａから照射開口部６１ｂに向かって肉厚寸法が漸次小さくなるように形成されているので、軽量化が可能となる。また、ＬＥＤチップ１１ごとに第２の反射体６２の反射面６２ｂによって配光制御でき、所望の光学的処理を行うことができる。加えて、第１の反射体６１と熱伝導性のカバー６３との間にＯリング６５を設けて密閉性を保つようにしたので、簡単な構成により防水機能を維持しつつ、光源部６０への給電経路を確保することができる。

次に、本発明の実施形態に係る照明装置について説明する。図示は省略するが、上記実施形態の発光素子ランプ１は、ソケットを有する装置本体に配設し、照明装置として構成できる。この照明装置は、屋内又は屋外で使用される照明装置に適用可能である。よって、このような照明装置によれば、上記実施形態の発光素子ランプ１の効果を奏する照明装置を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る発光素子ランプを示す斜視図である。同発光素子ランプを示す断面図である。同じく発光素子ランプを示す断面図である。同発光素子ランプの回路図である。本発明の第２の実施形態に係る発光素子ランプを示す断面図である。本発明の第３の実施形態に係る発光素子ランプを示す断面図である。本発明の第４の実施形態に係る発光素子ランプを示す断面図である。同じく発光素子ランプを示す断面図である。本発明の第５の実施形態に係る発光素子ランプを示す断面図である。本発明の第６実施形態に係る発光素子ランプを示す断面図である。同発光素子ランプの回路図である。本発明の第７実施形態に係る発光素子ランプを示す断面図である。同じく発光素子ランプを示す断面図である。

符号の説明

１・・・発光素子ランプ、１０・・・基板、１１・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、
２０、６１、６３・・・放熱部材、３０・・・点灯回路、３１・・・点灯回路基板、
４０・・・カバー部材、５０・・・口金、Ａ・・・熱伝達部材（接着剤）、
Ｑ、Ｒ・・・発熱部品（トランジスタ、抵抗素子）

Claims

発光素子が実装された基板と；
この基板と熱的に結合された放熱部材と；
この放熱部材に絶縁性を有するカバー部材を介して接続された口金と；
前記発光素子を点灯制御する点灯回路と;
前記カバー部材に縦形配置されて収納され、点灯回路を構成する回路部品のうち、少なくとも２個の発熱部品相互が所定の間隔をもって離間され、当該発熱部品の一方側が前記放熱部材に熱的に結合され、他方側が口金に熱的に結合されるように実装された点灯回路基板と；
を具備することを特徴とする発光素子ランプ。
前記発熱部品相互は、点灯回路基板の両面に亘って所定の間隔をもって離間されて実装されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ランプ。
前記発熱部品は、熱伝達部材を介して放熱部材又は口金に熱的に結合されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子ランプ。
ソケットを有する装置本体と；この装置本体のソケットに装着される請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子ランプと；
を具備することを特徴とする照明装置。