JP5699753B2 - ランプ装置および照明器具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、照明光を放射する発光体からの熱が放熱部材を介して放熱されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具に関する。

従来、フラット形のランプ装置として、ＧＸ５３形の口金を用いたランプ装置が提供されている。そして、ランプ装置には、ランプ装置から出射される光を制光体によって狭角配光にし、ダウンライトやスポットライトに適した配光としているものがある（例えば特許文献１参照。）。この従来技術のランプ装置は、一対のランプピンが設けられた環状の当接面およびこの当接面の中央側から一面側に突出した突出部を有し、この突出部の頂部側内壁面にＬＥＤが実装されたモジュール基板が配置され、少なくとも他面側からＬＥＤの光が出射する扁平なランプ装置本体（筐体）を備えていて、円筒状の反射面部を有する制光体がランプ装置本体に対して他面側方向に進退可能に配設されている。

すなわち、モジュール基板は、ＬＥＤがランプ装置の中心に位置するように、基板の接触面が前記突出部の頂部側内壁面に面接触して熱的に接触した状態に固定されている。これにより、ＬＥＤが発生する熱を突出部から照明器具の器具本体に熱伝導させて放熱している。そして、ＬＥＤを点灯する点灯装置は、ランプ装置本体と制光体の反射面部の外周面との間の環状の空間部分に収納配置されている。

特開２０１０−２６２７８１号公報（第５頁、第１図）

モジュール基板が突出部の頂部側内壁面に配置されていると、ＬＥＤの放射光の一部が制光体で反射を繰り返した場合、反射光が減衰し、光の取出し効率が低下するという欠点を有する。また、放射光の経路を塞がないように点灯装置を配置するので、点灯装置の回路基板の大きさが制約を受けて、当該回路基板への部品配置に支障を来たす場合があった。

本発明の実施形態は、照明光を放射する発光体の熱が効率的に放熱されるとともに光取出し効率が向上されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。

実施形態のランプ装置は、装置本体、放熱部材、発光体、支持部材および点灯装置を具備して構成される。

装置本体は、一端側に開口部および他端側に平板部を有する筒状に形成されているとともに、平板部の中央部に挿通部が形成されている。この挿通部に対向するように放熱部材が平板部の外方側に設けられている。

発光体は、その放射光が装置本体の開口部から出射するように装置本体内に収納されている。

支持部材は、熱伝導性を有するものであり、発光体が装置本体の挿通部から離間するように、装置本体の挿通部を介して発光体を放熱部材に熱伝導可能に支持している。

点灯装置は、発光体よりも平板部側に位置するように支持部材の周囲に設けられた回路基板を有する。

本発明の実施形態によれば、発光体に発生した熱を支持部材により放熱部材に熱伝導させて放熱部材から放熱させることができるとともに回路基板に相応の実装面積を確保できる。さらに、発光体と装置本体の開口部との距離を小さくして発光体の放射光が装置本体の開口部から直接出射する割合を大きくすることができ、仮に制光体を設けたとしても放射光の減衰に伴う損失を少なくできて、これにより、光の取出し効率が向上することが期待できる。

本発明の第１の実施形態を示すランプ装置の概略正面図である。 同じく、ランプ装置を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図である。 同じく、ランプ装置の概略正面断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す照明器具の概略斜視図である。 同じく、照明器具の一部切り欠き概略正面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

第１の実施形態は、ランプ装置１であり、図１ないし図３に示すように構成されている。図３において、ランプ装置１は、発光体２、装置本体３、放熱部材４、支持部材５および点灯装置６を備えている。

発光体２は、平板状の基板７、この基板７の一面７ａに複数個が設けられたＬＥＤベアチップ８およびＬＥＤベアチップ８を覆う封止樹脂９を有して形成されている。基板７は、例えばアルミニウム（Ａｌ）板からなり、略長方形状に形成されて、一面７ａに図示しない絶縁層を介してＬＥＤベアチップ８を実装し、図示しない配線パターンを形成している。ＬＥＤベアチップ８は、配線パターンにより直列接続されている。また、基板７の一面７ａには、コネクタ１０が配設されており、このコネクタ１０に点灯装置６の出力コード１１が接続されている。

ＬＥＤベアチップ８は、平板状の基板７の一面７ａに実装されることにより、平面状に設けられているとともに、その複数個が例えばマトリックス状に実装されている。ＬＥＤベアチップ８は、例えば青色光を放射する。そして、基板７の一面７ａには、複数個のＬＥＤベアチップ８を包囲して、例えばシリコーン樹脂の土手１２が長方形状に形成されている。この土手１２の内側に封止樹脂９が充填されて、ＬＥＤベアチップ８が埋められている。封止樹脂９の外表面は、平坦状に形成されている。

封止樹脂９は、透光性の例えばシリコーン樹脂であり、黄色蛍光体１３が混入されている。黄色蛍光体１３は、ＬＥＤベアチップ８から放射された青色光が入射されると、青色光を黄色光に波長変換する。この黄色光と、ＬＥＤベアチップ８から放射された青色光が封止樹脂９の外表面から出射し混色（混光）することにより、発光体２から白色光が放射される。封止樹脂９の外表面は、発光体２の発光面となっている。そして、発光体２は、装置本体３に収納されている。

装置本体３は、合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂により、一端側３ａに開口部１４、他端側３ｂに平板部１５およびこの平板部１５の中央部に形成された円形状の挿通部１６を有する略円筒状に形成されている。

平板部１５の上面１５ａには、その中央部に外方に突出する円筒状の突出部１７と、この突出部１７に隣接する一対のランプピン１８，１８（図３中、一方のみを示す。）が配設されている。挿通部１６は、突出部１７の内側の平板部１５に円形状に形成されている。そして、突出部１７に放熱部材４が設けられている。

放熱部材４は、例えばアルミダイキャストによって成型され、突出部１７の上面に取り付けられている。すなわち、放熱部材４は、装置本体３の挿通部１６に対向するように平板部１５の外方側に設けられている。放熱部材４の内面４ｂ側には、肉厚であって直方体形状の取付部１９が突出形成されている。この取付部１９に支持部材５が取り付けられている。

そして、取付部１９から放熱部材４の外周縁に向かって略直方体の固定部２０が形成されている。この固定部２０の先端には、キー部２１が設けられている。また、固定部２０には、ねじ孔２２が設けられている。固定部２０は、図２（ａ）に示すように、放熱部材４の中心４ｃに対して１２０°間隔で３個形成されている。

図３に示すように、平板部１５の上面１５ａには、段付きの貫通孔２３を有する円柱状のダボ２４が固定部２０に当接するように突出形成されている。そして、平板部１５の下面１５ｂから貫通孔２３に挿入されたねじ２５が固定部２０のねじ孔２２に螺着されている。これにより、放熱部材４は、突出部１７に取り付けられている。突出部１７は、固定部２０に対応する部位が切り欠きされている。

そして、放熱部材４は、突出部１７の外周面よりも当該外周面の法線方向に若干突出し、さらにキー部２１が突出している。放熱部材４は、突出部１７を略密閉する。キー部２１は、ランプ装置１が取り付けられるソケットのキー溝に挿入されて取り付けられる。

なお、放熱部材４の上面４ａには、図示しない放熱シートが配設される。放熱部材４のねじ孔２２は、放熱シートにより、上面４ａ側が閉じられる。

一対のランプピン１８，１８は、例えば黄銅からなり、その頂部側が略半球状に形成された略円筒状に形成され、突出部１７に隣接するとともに、平板部１５の上面１５ａから上方に突出するように設けられている。そして、ランプピン１８，１８は、点灯装置６の回路基板２６に設けられた電源入力端子２７，２７（図３中、一方のみを示す。）に対応して設けられ、点灯装置６が装置本体３内に収納されたときに、電源入力端子２７，２７の近傍に位置する部位に設けられている。

平板部１５の下面１５ｂには、下方に小さい突出長で突出する図示しない貫通孔を有するダボ２８が一対形成されている。このダボ２８にランプピン１８が圧入されて取り付けられている。ランプピン１８は、電源入力端子２７に接続されているリード線２９を挿通して、その頂部側でリード線２９をはんだ付けしている。こうして、一対のランプピン１８，１８は、点灯装置６の一対の電源入力端子２７，２７に電気接続されている。

そして、装置本体３の開口部１４には、保護カバー３０が取り付けられている。保護カバー３０は、透光性を有する例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂にて成型されている。その外面３０ａは、平面であって円形状に形成されている。その内面３０ｂには、開口部１４の内面１４ｂに沿う突出体３１が断続的に複数設けられている。その突出体３１には、係止爪３２が設けられたものがあり、係止爪３２が開口部１４の内面１４ｂに形成された係止溝３３に係止される。これにより、保護カバー３０は、装置本体３の開口部１４に取り付けられている。そして、保護カバー３０は、装置本体３内をほぼ閉塞するように取り付けられている。

そして、保護カバー３０の外面３０ａの周縁側には、直方体状の指掛け部３４，３４が突出形成されている。図２（ｂ）に示すように、指掛け部３４，３４は、１８０°回転対称に設けられている。また、外面３０ａの周縁側には、照明器具への装着位置を表示する三角形のマーク３５が設けられている。

そして、図１に示すように、装置本体３の平板部１５側の外周面には、三角形状の凹部３６が一定の間隔で形成されている。

図３において、支持部材５は、熱伝導性の金属例えばアルミニウム（Ａｌ）により形成され、円柱状に形成された柱状部３７およびこの柱状部３７の一端側３７ａに設けられた取付け板部３８を有している。柱状部３７は、装置本体３の挿通部１６を挿通する外径を有するように、かつ取付け板部３８が挿通部１６から離間する全長を有するように形成されている。取付け板部３８は、平面であって発光体２よりも大きく、装置本体３の挿通部１６を挿通不能な外形（大きさ）を有するように形成されている。なお、柱状部３７は、回路基板２６の中央孔３９を挿通している。すなわち、回路基板２６には、柱状部３７を挿通することのできる中央孔３９が形成されている。また、取付け板部３８は、挿通部１６を挿通できるように形成されていてもよいものである。

取付け板部３８には、発光体２の放射光が装置本体３の開口部１４から出射するように、発光体２が図示しないねじにより取り付けられている。

そして、柱状部３７の他端側３７ｂが放熱部材４の取付部１９に固定手段としての複数個のねじ３９により固定されている。すなわち、柱状部３７には、ねじ３９が螺着されるねじ孔４０が形成されている。そして、放熱部材４には、ねじ孔４０に対応して、ねじ３９が挿通される貫通貫４１およびねじ３９の頭部３９ａが埋め込まれる凹部４２が形成されている。ねじ３９を凹部４２および貫通孔４１に挿入して、柱状部３７のねじ孔３９に完全にねじ込むことにより、柱状部３７が放熱部材４の取付部１９に面接触して取り付けられている。このとき、ねじ３９の頭部３９ａは、放熱部材４の上面４ａから突出しないものである。また、柱状部３７は、回路基板２６の中央孔３９を挿通した状態で、装置本体３の開口部１４側から放熱部材４に取り付けられる。

こうして、支持部材５は、発光体２が装置本体３の挿通部１６から離間するように、挿通部１６を介して発光体２を放熱部材４に熱伝導可能に支持している。また、発光体２は、その放射光が装置本体３の開口部１４から出射するように装置本体３内に収納されている。

点灯装置６は、回路基板２６およびこの回路基板２６に実装された点灯回路部品４３等により形成される点灯回路４４を有して形成されている。回路基板２６は、例えばガラスエポキシ材からなり、略円形状に形成されているとともに、その中央部に円形状の中央孔３９が設けられている。この中央孔３９の周囲の一面２６ａに抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１、トランスＴ１など、多種類かつ多数の電子部品等からなる点灯回路部品４３を実装している。また、回路基板２６の他面２６ｂには、スイッチング素子Ｑ１などの面実装部品を実装され、一部の面実装部品４５が装置本体３の突出部１７内に侵入している。

回路基板２６に実装された点灯回路部品４３および回路基板２６に形成された図示しない配線パターンにより、点灯回路４４が形成されている。点灯回路４４は、発光体２のＬＥＤベアチップ８に定電流を供給して、ＬＥＤベアチップ８を発光（点灯）させる既知の構成により形成されている。

回路基板２６は、その中央孔３９に支持部材５の柱状部３７が挿通されていることにより、発光体２よりも装置本体３の平板部１５側に位置するように支持部材５の柱状部３７の周囲に設けられている。そして、回路基板２６は、図示しない規制手段により、図３中、上下方向、左右方向や回転方向が規制されている。なお、回路基板２６は、２分割以上の分割体により形成されていてもよい。

次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。

装置本体３の突出部１７が図示しないソケット装置の挿通部に挿入され、一対のランプピン１８，１８がソケット装置の接続孔に挿入されて、装置本体３が回動されることにより、一対のランプピン１８，１８がソケット装置の一対の受金に電気接続される。これにより、点灯装置６は、ソケット装置を介して外部電源が供給可能となる。

なお、突出部１７をソケット装置の挿通部に挿入するときに、保護カバー３０のマーク３５が照明器具またはソケット装置に設けられる位置合わせマークに合わされる。そして、放熱部材４のキー部２１は、突出部１７がソケット装置の挿通部に挿入されたときに、ソケット装置のキー溝に挿入され、装置本体３が回動されたときに、キー溝に固定される。

外部電源が投入されると、点灯装置６に一対のランプピン１８，１８およびリード線２９，２９を介して外部電源の交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）が入力する。点灯装置６は、その点灯回路４４が動作して、出力コード線１１を介して発光体２に定電流を供給する。これにより、ＬＥＤベアチップ８は、点灯し、発光体２から白色光が放射される。当該放射光は、保護カバー３０を通過して出射する。この出射光により、外方の被照射面や被照射物などが照明される。

そして、発光体２は、装置本体３の挿通部１６から離間するように装置本体３内に収納されていることにより、装置本体３の開口部１４との距離が小さくなっている。また、点灯装置６の回路基板２６は、発光体２よりも装置本体３の平板部１５側に設けられているので、発光体２の放射光が点灯装置６の回路基板２６や点灯回路部品４３によって遮られない。これらにより、発光体２の放射光は、損失が少ない状態で、装置本体３の開口部１４から保護カバー３０を介して出射されることになり、これにより、ランプ装置１の光取出し効率が向上する。

また、ＬＥＤベアチップ８の点灯により、発光体２に熱が発生する。この熱は、発光体２を取り付けている支持部材５の取付け板部３８に伝熱され、柱状部３７から柱状部３７に面接触している放熱部材５の取付部１９に伝熱される。そして、放熱部材５から放熱部材５に接触している照明器具の器具本体などに伝熱されて放熱される。放熱部材４および支持部材５は、共に熱伝導性を有する金属例えばアルミニウム（Ａｌ）により形成されているので、発光体２に発生した熱は、迅速に熱伝導されてランプ装置１の外部に放出される。すなわち、発光体２の熱は、熱伝導性を有する放熱部材４および支持部材５により効率的に放熱される。

そして、点灯装置６の回路基板２６は、発光体２よりも装置本体３の平板部１５側に位置して設けられていることにより、その一部が発光体２と重なり合うように設けられている。これにより、回路基板２６の実装面積が大きくなって、点灯回路部品４３を所望に配置可能となっている。

本実施形態によれば、ランプ装置１は、発光体２に発生した熱を支持部材５により放熱部材４に熱伝導させて放熱部材５から放熱させることができるとともに点灯装置６の回路基板２６に相応の実装面積を確保できるという効果を有する。また、ランプ装置１は、発光体２と装置本体３の開口部１４との距離を小さくして発光体２の放射光が装置本体３の開口部１４から直接出射する割合を大きくすることができ、仮に反射板等の制光体を設けたとしても放射光の減衰に伴う損失を少なくすることができて、これにより、光の取出し効率が向上するという効果を有する。

また、支持部材５は、装置本体３の挿通部１６を挿通する柱状部３７および柱状部３７の一端側３７ａに設けられた取付け板部３８を有して形成していることにより、挿通部１６の大きさを小さく形成しても、柱状部３７の他端側３７ｂを装置本体３の開口部１４側から挿通部１６に挿通させて放熱部材４に固定することができるので、簡易な熱伝導の構成となってランプ装置１のコストアップを抑制できるという効果を有する。

なお、本実施形態において、点灯装置６などが保護カバー３０を介して外方から見えないように、支持部材５の取付け板部３８側から装置本体３の開口部１４側へ喇叭状に拡開する反射板又は目隠し板を設けてもよい。

また、発光体２は、基板７を用いて形成したが、基板７を用いずに、ＬＥＤベアチップ８を放熱部材４の取付け板部３８に設けるようにして形成してもよい。この場合、放熱部材４は、金属であるので、取付け板部３８に絶縁層が形成され、この絶縁層上にＬＥＤベアチップ８などが実装される。

また、装置本体３は、その平板部１５にランプピン１８，１８の他に調光ピンを設けてもよく、この調光ピンを点灯回路４４に接続して、発光体２のＬＥＤベアチップ８を調光点灯させるように形成してもよい。

次に、第２の実施形態について説明する。

図４および図５は、本発明の第２実施形態を示す照明器具であり、図４は概略斜視図、図５は一部切り欠き概略正面図である。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

図４および図５に示す照明器具４６は、天井等に埋設されるダウンライトである。図５において、照明器具４６は、ソケットとしてのソケット装置４７を有する器具本体４８および図１に示すランプ装置１を具備して構成されている。

器具本体４８は、アルミダイキャストによって成型され、下端側４８ａに開口部４９および外方に突出する環状のフランジ部５０を有し、上端側４８ｂに上端側４８ｂを閉塞するとともに平坦状に形成された上板部５１を有する略円筒状の箱体に形成されている。また、器具本体４８の外面４８ｃには、複数の放熱フィンを兼ねる補強片５２，５３などが形成されている。さらに、外面４８ｃの下端側４８ａには、フランジ部５０との間で天井等を挟持する一対の取付けばね５４，５４が設けられている。そして、器具本体４８の内面４８ｄは、例えば白色塗装により反射面に形成されている。

上板部５１の外面には、天板５５がねじ５６等により取り付けられている。天板５５は、図４に示すように、その下面５５ａに端子台５７を取り付けている。端子台５７には、外部電源からの図示しない電源線およびソケット装置４７に接続される図示しないリード線がそれぞれ接続されている。そして、器具本体４８の内面４８ｄには、ランプ装置１のマーク３５と位置合わせをするための三角形の位置合わせマーク５８が設けられている。

図５に示すように、上板部５１の内面には、ソケット装置４７が図示しないねじにより取り付けられている。ソケット装置４７は、ランプ装置１の装置本体３の突出部１７を装着する周知の構成で形成されている。そして、ソケット装置４７にランプ装置１が装着されている。ランプ装置１は、その装置本体３の突出部１７（図示しない。）がソケット装置４７の図示しない挿通部に挿入され、その一対のランプピン１８，１８（図示しない。）がソケット装置４７の図示しない一対の接続孔に挿入された後、回動されることにより、ソケット装置４７に固定されるとともに、一対のランプピン１８，１８がソケット装置４７の図示しない一対の受金に電気接続している。

照明器具４６は、端子台５７に外部電源が供給されると、ランプ装置１のＬＥＤベアチップ８（図示しない。）が点灯して発光体２（図示しない。）から白色光が放射され、当該白色光が保護カバー３０を透過する。白色光は、器具本体４８の開口部４９から外方に出射され、被照射面例えば床面を照明する。

照明器具４６は、光取出し効率が向上しているランプ装置１を装着しているので、被照射面例えば床面を所定値以上の照度で照明できるという効果を有する。

１…ランプ装置、 ２…発光体、 ３…装置本体、 ４…放熱部材、 ５…支持部材、 ６…点灯装置、 １４…開口部、 １５…平板部、 １６…挿通部、 ２６…回路基板、 ３７…柱状部、 ３８…取付け板部、 ３９…固定手段としてのねじ、 ４６…照明器具、 ４７…ソケット、 ４８…器具本体

Claims (3)

1. 一端側に開口部、他端側に平板部およびこの平板部の中央部に形成された挿通部を有す
   る筒状の装置本体と；
   前記挿通部に対向するように前記平板部の外方側に設けられた放熱部材と；
   放射光が前記装置本体の開口部から出射するように前記装置本体内に収納される発光体
   と；
   前記発光体が前記装置本体の挿通部から離間するように、前記挿通部を介して前記発光
   体を前記放熱部材に熱伝導可能に支持する熱伝導性の支持部材と；
   前記発光体よりも前記平板部側に位置するように前記支持部材の周囲に設けられた回路
   基板を有する点灯装置と；
   を具備し、
   前記回路基板は、
   基板の中央部に前記支持部材が挿通される中央孔を有し、当該基板の一面に配設される回路が、前記支持部材の一端に設けられ前記発光体が取り付けられる取付け板部よりも外側に前記中央孔を囲むように設けられる
   ことを特徴とするランプ装置。
2. 前記支持部材は、前記装置本体の挿通部を挿通する柱状部およびこの柱状部の一端側に
   設けられた取付け板部を有してなり、前記取付け板部に前記発光体が取り付けられ、前記
   柱状部の他端側が前記放熱部材に固定手段により固定されていることを特徴とする請求項
   １記載のランプ装置。
3. 請求項１または２記載のランプ装置と；
   このランプ装置が接続されるソケットを有する器具本体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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