(57)【要約】  半導体発光素子で発生した熱を効率良く放熱することができるランプを提供する。  本発明に係るランプ（１）は、光を照射するランプであって、半導体発光素子が実装された実装基板（１２ａ）と、実装基板（１２ａ）と熱的に結合された第１の筐体（２０）と、半導体発光素子を発光するための電力を受電する受電部を有する第２の筐体（１１）と、を備える。第１の筐体（２０）は、第２の筐体（１１）よりも光照射側に配置されるとともに、少なくとも光照射側に露出する第１の露出面部（２０Ｘａ）を有する。
2012063488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射するランプであって、
半導体発光素子が実装された実装基板と、
前記実装基板と熱的に結合された第１の筐体と、
前記半導体発光素子を発光するための電力を受電する受電部を有する第２の筐体と、を備え、
前記第１の筐体は、前記第２の筐体よりも光照射側に配置されるとともに、少なくとも前記光照射側に露出する第１の露出面部を有する
ランプ。
【請求項２】
前記第１の筐体は、さらに、当該ランプの側方に露出する第２の露出面部を有し、
前記第１の露出面部と前記第２の露出面部とは、前記第１の筐体の一部を折り曲げることによって構成される
請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
さらに、前記実装基板よりも前記光照射側に配置された透光性カバーを備える
請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項４】
前記第１の筐体は、前記実装基板よりも前記光照射側に向かって突出する突出部を有し、
前記突出部の前記光照射側面が、前記第１の露出面部である
請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項５】
前記突出部は、前記実装基板を囲むように環状に構成されている
請求項４に記載のランプ。
【請求項６】
前記突出部は、当該突出部の前記実装基板からの高さが前記半導体発光素子からの射出光の１／２ビーム角の範囲外の領域に設けられる
請求項４又は５に記載のランプ。
【請求項７】
前記突出部における前記実装基板からの高さをｈ３とし、前記突出部における光出射側端の内径をＤ３とし、前記半導体発光素子を被覆する封止部材が形成された領域の最大径をＤＬとしたときにおいて、
ｈ３＜（Ｄ３−ＤＬ）／２×３１／２の関係を満たす
請求項４〜６のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項８】
前記第１の露出面部の熱伝導率は、ガラスの熱伝導率よりも大きい
請求項１〜７のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項９】
前記第１の露出面部の放射率は、０．６以上である
請求項１〜８のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項１０】
前記第２の筐体の熱伝導率は、前記第１の露出面部の熱伝導率よりも小さい
請求項１〜９のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のランプ及び当該ランプを装着するための照明器具を備え、
前記照明器具は、
前記ランプを覆うように構成された器具本体と、
前記器具本体に取り付けられ、前記ランプに給電を行うためのソケットと、を有する
照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として半導体発光素子が用いられるランプ及び当該ランプを備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられたＬＥＤランプとして、例えばＧＸ５３形の口金を用いたものがある。【０００３】
このＬＥＤランプは、一般的に、円盤状で、照明器具側に配置されたＧＸ５３形の口金と、上面側に当該口金が取り付けられた金属製カバーと、金属製カバーの光照射側に取り付けられたＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板を覆うように金属製カバーに取り付けられた樹脂製の透光性カバーとを備える。また、ＬＥＤ基板にはＬＥＤが実装されており、口金の内部にはＬＥＤを点灯させる点灯回路が収納されている。【０００４】
このようなＬＥＤランプにおいて、特許文献１では、ＬＥＤランプの側面において金属製カバーと透光性カバーとが熱的に接触するように、金属製カバーと透光性カバーとを嵌合するように構成されている。これにより、ＬＥＤの点灯で生じる熱は、金属製カバーの側面から大気中に放熱されるとともに、透光性カバーからも大気中に放熱される。さらには金属製カバーの上面からも口金を介して外部に放熱される。このようにして、ＬＥＤや点灯回路などへの熱的影響を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９２３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＧＸ５３形の口金等を用いた扁平状のランプは照明器具内に設置した場合、熱がこもりやすく放熱性が悪いことから、特許文献１に開示された従来のＬＥＤランプでは十分に放熱することができない。従って、ＬＥＤの温度上昇によって、ＬＥＤの明るさが低下する等の性能低下を引き起こしたり、ＬＥＤの寿命が短くなったりするという問題がある。【０００７】
すなわち、上記従来のＬＥＤランプは、ランプのみを宙に浮かせた状態で点灯（単体点灯）すれば、自然対流の条件下で所望の放熱性を得ることができると考えられる。しかし、ＧＸ５３形の口金を用いたＬＥＤランプは、当該ＬＥＤランプを覆うように構成された照明器具に装着されて使用されるので、自然対流による放熱効果は期待できない。特に、断熱施工された照明器具に装着される場合、放熱されたはずの熱が照明器具内でよどんで滞留し、自然対流による放熱性を低下させ、期待する程のＬＥＤの温度低減効果を得ることができない。また、樹脂製の透光性カバーでは、透光性カバーに効率良く熱伝達することができないばかりか、透光性カバーから大気中に効率良く放熱することも難しい。【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、半導体発光素子で発生した熱を効率良く放熱することができるランプ及び照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るランプの一態様は、光を照射するランプであって、半導体発光素子が実装された実装基板と、前記実装基板と熱的に結合された第１の筐体と、前記半導体発光素子を発光するための電力を受電する受電部を有する第２の筐体と、を備え、前記第１の筐体は、前記第２の筐体よりも光照射側に配置されるとともに、少なくとも前記光照射側に露出する第１の露出面部を有するものである。【００１０】
これにより、半導体発光素子で発生する熱は、実装基板を介して第１の筐体に熱伝導され、光照射側の冷えた外気に露出する第１の筐体の第１の露出面部を介して効率良く外気に伝熱させることができる。従って、半導体発光素子で発生した熱を効率良く放熱することができる。【００１１】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記第１の筐体は、当該ランプの側方に露出する第２の露出面部を有し、前記第１の露出面部と前記第２の露出面部とは、前記第１の筐体の一部を折り曲げることによって構成されることが好ましい。【００１２】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記実装基板よりも前記光照射側に配置された透光性カバーを備えることが好ましい。【００１３】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記第１の筐体は、前記実装基板よりも前記光照射側に向かって突出する突出部を有し、前記突出部の前記光照射側面が、前記第１の露出面部であることが好ましい。【００１４】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記突出部は、前記実装基板を囲むように環状に構成されていることが好ましい。【００１５】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記突出部は、当該突出部の前記実装基板からの高さが前記半導体発光素子からの射出光の１／２ビーム角の範囲外の領域に設けられることが好ましい。【００１６】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記突出部における前記実装基板からの高さをｈ３とし、前記突出部における光出射側端の内径をＤ３とし、前記半導体発光素子を被覆する封止部材が形成された領域の最大径をＤＬとしたときにおいて、ｈ３＜（Ｄ３−ＤＬ）／２×３１／２の関係を満たすことが好ましい。【００１７】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記第１の露出面部の熱伝導率は、ガラスの熱伝導率よりも大きいことが好ましい。【００１８】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記第１の露出面部の放射率は、０．６以上であることが好ましい。【００１９】
さらに、本発明に係るランプの一態様において、前記第２の筐体の熱伝導率は、前記第１の露出面部の熱伝導率よりも小さいことが好ましい。【００２０】
また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記の態様のランプ及び当該ランプを装着するための照明器具を備え、前記照明器具は、前記ランプを覆うように構成された器具本体と、前記器具本体に取り付けられ、前記ランプに給電を行うためのソケットと、を有するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るランプ及び照明装置によれば、半導体発光素子で発生する熱を効率良く大気中に放熱することができる。これにより、半導体発光素子の温度上昇を抑制することができるとともに、半導体発光素子の性能低下及び熱劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係るランプを斜め上方から見たときの斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第１の実施形態に係るランプを斜め下方から見たときの斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係るランプの平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１の実施形態に係るランプの側面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２ＡのＸ−Ｘ’線に沿って切断した本発明の第１の実施形態に係るランプの断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の第２の実施形態に係るランプを斜め上方から見たときの斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るランプを斜め下方から見たときの斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係るランプの平面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るランプの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４ＡのＸ−Ｘ’線に沿って切断した本発明の第２の実施形態に係るランプの断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態に係るランプを、下側を照射するように取り付けた状態を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る照明装置において、ソケットにランプを装着する様子を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の変形例１に係るランプの平面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の変形例１に係るランプの側面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明の変形例２に係るランプの平面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明の変形例２に係るランプの側面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の変形例３に係るランプの平面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の変形例３に係るランプの側面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９ＡのＸ−Ｘ’線に沿って切断した本発明の変形例３に係るランプの断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の変形例４に係るランプの平面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０ＡのＹ−Ｙ’線に沿って切断した本発明の変形例４に係るランプの断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の変形例５に係るランプの側面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例に係るランプにおいて、第１の筐体の突出部の突出長ｈ３を変化させたときの突出長ｈ３とＬＥＤ実装基板及び口金天面の温度との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施例に係るランプにおいて、第１の筐体の表面放射率とＬＥＤ実装基板及び口金天面の温度との関係を示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の他の変形例に係るランプの構成を示す側面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の他の変形例に係るランプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係るランプ及び照明装置について、図面を参照して説明する。但し、本実施形態において例示される構成の寸法、材質、形状などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるものであり、本発明はそれらの例示に限定されるものではない。すなわち、本発明は、請求の範囲だけによって特定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。なお、各図において、寸法等は厳密に一致しない。
【００２４】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係るランプ１の概略構成について、図１Ａ及び図１Ｂを用いて説明する。図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係るランプを斜め上方から見たときの斜視図であり、図１Ｂは、同ランプを斜め下方から見たときの斜視図である。
【００２５】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本発明の第１の実施形態に係るランプ１は、全体形状が円盤状又は扁平状であるとともにＧＸ５３形の口金を有するＬＥＤランプであって、光が照射される側（光照射側）に配置される第１の筐体１０と、光照射側とは反対側である照明器具（不図示）に取り付けられる側（照明器具側）に配置される第２の筐体１１とを備える。本実施形態において、光照射側とは、光が出射する側であって、ランプ１を基準にして、ランプ１から光が取り出される側（光取り出し側）である。
【００２６】
なお、図１Ａでは、光照射側が上側となるように、また、図１Ｂでは、光照射側が下側となるように図示されている。以下、本実施形態では、図１Ａのように、光照射側が上側となるようにＬＥＤランプを配置した状態を基準として、上（上側）及び下（下側）を規定する。
【００２７】
次に、本発明の第１の実施形態に係るランプ１の詳細構成について、図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係るランプの平面図であり、図２Ｂは、同ランプの側面図であり、図２Ｃは、図２ＡのＸ−Ｘ’線に沿って切断した同ランプの断面図である。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、本発明の第１の実施形態に係るランプ１は、第１の筐体１０と、第２の筐体１１（第２の部材）と、ＬＥＤモジュール１２と、光源取り付け部材１３と、給電端子１４と、透光性カバー１５と、一対の口金ピン１６と、点灯回路１７とを備える。
【００２９】
第１の筐体１０は、ＬＥＤモジュール１２（実装基板１２ａ）を保持するための部材（第１の部材）であって、第２の筐体１１よりも光照射側に配置される。第１の筐体１０は、金属等の熱伝導率の高い高熱伝導率の材料で構成され、本実施形態では、熱伝導率が２３７［Ｗ／ｍ・Ｋ］のアルミニウムからなる金属筐体で構成した。
【００３０】
また、第１の筐体１０は、光照射側（上側）に露出する面を構成する第１の露出面部（光照射側露出面部）１０ａと、ランプ１の側方、すなわち照明器具側（横側）に露出する面を構成する第２の露出面部１０ｂとを有する。このように、第１の露出面部１０ａ及び第２の露出面部１０ｂの外表面は、大気中に露出するように構成されている。
【００３１】
第１の露出面部１０ａは、中央に円形開口を有する平面部によって構成されている。第１の露出面部１０ａは、第１の筐体１０のうち、本実施形態に係るランプ１を上面視したときに見える部分である。第２の露出面部１０ｂは、第１の露出面部１０ａの縁に接続された平盤円筒形状の円筒部によって構成されている。本実施形態では、第１の露出面部１０ａと第２の露出面部１０ｂとは、第１の筐体１０の一部を９０度折り曲げることによって構成されている。
【００３２】
また、本実施形態において、第１の筐体１０の最外径Ｄ１０は、３０［ｍｍ］〜１５０［ｍｍ］であり、好ましくは６５［ｍｍ］〜８５［ｍｍ］である。これらの範囲より小さいと一般に市販されているＬＥＤ実装基板が組み込めなくなり、逆に、これらの範囲より大きいと持ち難くなり著しく取り扱い性が低下してしまう。なお、本実施形態では、Ｄ１０＝７２［ｍｍ］とした。
【００３３】
第２の筐体１１は、ＬＥＤモジュール１２のＬＥＤを発光するための電力を受電する受電部を有する部材（第２の部材）である。第２の筐体１１は、ＧＸ５３形の口金構造が採用されており、絶縁性を有する合成樹脂からなる樹脂筐体で構成される。本実施形態では、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）によって第２の筐体１１を構成した。
【００３４】
また、第２の筐体１１は、平盤状で有底円筒形状のベース部１１ａと、平盤状で有底円筒形状の突出部１１ｂとを有する。突出部１１ｂは、ベース部１１ａの底面の中央部から光照射側とは反対側に向けて突出するように構成されている。なお、ベース部１１ａの底面は口金基準面であり、突出部１１ｂの底面は口金天面である。
【００３５】
本実施形態において、第２の筐体１１の最外径Ｄ１１は、６０［ｍｍ］〜１５０［ｍｍ］であり、好ましくは６５［ｍｍ］〜７５．２［ｍｍ］である。これらの範囲より小さくなっても大きくなっても口金部分がＩＥＣ（International Electrotechnical Commission）規格より外れてしまい当該ランプ１を照明器具のソケットに装着できなくなる。なお、第２の筐体１１において、口金部分ではない部分の外径は拡大することができるが、極端に大きくすると持ち難くなり著しく取り扱い性が低下してしまう。本実施形態では、Ｄ１１＝７５［ｍｍ］とした。
【００３６】
このようにして構成される第１の筐体１０と第２の筐体１１とは、第２の筐体１１のベース部の円筒内側面に第１の筐体１０の側面部の円筒外側面が接するようにして、第１の筐体１０と第２の筐体１１とが嵌合されている。第１の筐体１０と第２の筐体１１とは、例えば、複数のねじによって固定することができる。あるいは、第１の筐体１０と第２の筐体１１とが接する部分にそれぞれ螺合部を設け、第１の筐体１０と第２の筐体１１とを螺合することによって互いに固定することもできる。
【００３７】
ＬＥＤモジュール１２は、半導体発光素子を有する光源であって、ＬＥＤ実装基板１２ａと、ＬＥＤ実装基板１２ａに設けられた発光部１２ｂとを備える。
【００３８】
ＬＥＤモジュール１２において、ＬＥＤ実装基板１２ａは、ＬＥＤチップを実装するための基板である。ＬＥＤ実装基板１２ａは、例えば、平板状で構成されており、ＬＥＤチップが搭載される一方の面と光源取り付け部材１３に対して熱的に接続可能な他の面とを有する。ＬＥＤ実装基板１２ａは、熱伝導性が高い材料で構成することが好ましく、本実施形態では、アルミナからなるアルミナ基板を用いた。なお、ＬＥＤ実装基板１２ａとしては、アルミナ基板以外に、窒化アルミニウム等のその他のセラミックス基板、あるいは、金属板と樹脂基板との積層構造を有するようなメタルコア基板等を用いても構わない。
【００３９】
ＬＥＤモジュール１２において、発光部１２ｂは、複数のＬＥＤチップ（不図示）と、封止部材（不図示）とを備える。ＬＥＤチップは、ＬＥＤ実装基板１２ａの一方の面上にダイボンディング等によって実装される。なお、ＬＥＤチップとしては、例えば、中心波長が４４０［ｎｍ］〜４７０［ｎｍ］の青色光を発光する青色発光ＬＥＤチップが用いられる。また、封止部材は、ＬＥＤチップを封止してＬＥＤチップを保護するとともにＬＥＤチップからの光を波長変換するために、蛍光体を含む樹脂で構成された蛍光体含有樹脂である。封止部材としては、例えば、ＬＥＤチップが青色発光ＬＥＤである場合、白色光を得るために、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。これにより、発光部１２ｂ（封止部材）からは、蛍光体粒子によって波長変換された黄色光と青色ＬＥＤチップからの青色光とによって白色光が放出される。
【００４０】
また、本実施形態では、角型の発光部１２ｂを例示したが、本発明において、発光部の形状又は構造は角型のものに限定されない。例えば、丸型の発光部を用いてもよい。また、本実施形態では、給電端子が２つの場合を例示したが、リード線が平行線や同軸線の場合は、給電端子が一つだけあるような構造でもよい。
【００４１】
光源取り付け部材１３は、ＬＥＤモジュール１２（光源）が取り付けられる台座であって、例えば、板状部材で構成することができる。光源取り付け部材１３は、熱伝導性が高い材料で構成することが好ましく、本実施形態では、アルミニウムからなるアルミニウム板で構成した。なお、光源取り付け部材１３は、第１の筐体１０と一体成形で構成してもよい。
【００４２】
光源取り付け部材１３の一方の面には、ＬＥＤモジュール１２のＬＥＤ実装基板１２ａが接するように固着されている。これにより、光源取り付け部材１３とＬＥＤ実装基板１２ａとは熱的に結合されている。
【００４３】
また、光源取り付け部材１３は、第１の筐体１０の開口を塞ぐようにして第１の筐体１０の第１の露出面部１０ａの内面に取り付けられている。光源取り付け部材１３と第１の筐体１０とは接するように取り付けられており、これにより、光源取り付け部材１３と第１の筐体１０とは熱的に結合されている。なお、光源取り付け部材１３と第１の筐体１０とは、複数のねじによって固定することができる。また、光源取り付け部材１３は、第１の筐体１０の第１の露出面部１０ａの外面に取り付けても構わない。また、放熱性の観点からは、光源取り付け部材１３と第１の筐体１０の開口付近の部材との接触する面積は、大きい方が好ましい。これは、接触面積が大きくなればなるほど、ＬＥＤモジュール１２から発せられる熱が筐体に伝熱し、放熱性の向上が見込めるからである。
【００４４】
給電端子１４は、ＬＥＤモジュール１２のＬＥＤ実装基板１２ａに形成された電極端子（不図示）と電気的に接続されているとともに、リード線を介して点灯回路１７とも電気的に接続されている。点灯回路１７からの電力は、リード線及び給電端子１４を介してＬＥＤモジュール１２に供給される。これにより、ＬＥＤモジュール１２のＬＥＤチップが発光する。
【００４５】
透光性カバー１５は、実装基板１２ａよりも光照射側に配置され、ＬＥＤモジュール１２の発光部１２ｂを保護するためにＬＥＤモジュール１２を覆うように構成される。本実施形態において、透光性カバー１５は、平盤状の有底円筒形状部材で構成した。また、透光性カバー１５は、ＬＥＤモジュール１２の発光部１２ｂから出射する出射光を透光するように、光透過率の高い合成樹脂材料によって構成されている。さらに、本実施形態において、透光性カバー１５の内面には、光拡散性を促すための塗料が塗布されている。なお、透光性カバー１５は、第１の筐体１０の開口内に配置され、光源取り付け部材１３に固定されている。なお、光拡散性を促す塗料は必要に応じて適宜使用すればよい。
【００４６】
一対の口金ピン１６は、交流電力を受電するための受電部であり、第２の筐体１１のベース部１１ａの底面から外部に突出するように構成されるとともに、ランプ１の中心に対して対称位置に設けられている。口金ピン１６で受電した交流電力は、リード線を介して点灯回路１７に入力される。各口金ピン１６は、照明器具のソケットと係止するように、その先端部には径大部が形成されている。
【００４７】
点灯回路１７は、ＬＥＤモジュール１２のＬＥＤチップを発光させるための電源回路であって、口金ピン１６から受電した交流電力を直流電力に変換するための回路素子（電子部品）と回路素子を実装するための回路基板とによって構成される。点灯回路１７の入力部と一対の口金ピン１６とがリード線等によって電気的に接続されており、また、点灯回路１７の出力部とＬＥＤモジュール１２とがリード線等によって電気的に接続されている。点灯回路１７によって変換された直流電力は、給電端子１４を介してＬＥＤモジュール１２に供給される。なお、本実施形態では、点灯回路１７は、第２の筐体１１の突出部１１ｂの内側に配置されている形態を示したが、その配置箇所は特に限定されるものではなく、適宜設計すればよい。
【００４８】
以上、本発明の第１の実施形態に係るランプ１によれば、ランプ１の点灯時において、ＬＥＤで発生する熱は、ＬＥＤ実装基板１２ａ及び光源取り付け部材１３を介して第１の筐体１０に伝導される。そして、本実施形態に係るランプ１では、第１の筐体１０の第１の露出面部１０ａが光照射側の大気に対して露出している。ここで、光照射側には光照射物以外の障害物がないので、光照射側のランプ周辺領域は自然対流によって冷えた外気側に面している。従って、第１の筐体１０に熱伝導された熱は、第１の露出面部１０ａに伝熱し、第１の露出面部１０ａから当該第１の露出面部１０ａに接する冷えた外気に伝導する。この結果、効率良く放熱させることができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るランプ１において、第２の筐体１１の熱伝導率が第１の筐体１０の熱伝導率よりも低くなるように構成することが好ましい。これにより、第２の筐体１１の熱抵抗が第１の筐体１０の熱抵抗よりも大きくなるので、第１の筐体１０に熱伝導した熱は、第２の筐体１１ではなく第１の筐体１０の露出面部分から大気中に効率良く放熱する。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るランプ２の概略構成について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、本発明の第２の実施形態に係るランプを斜め上方から見たときの斜視図であり、図３Ｂは、同ランプを斜め下方から見たときの斜視図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂにおいて、図２Ａ及び図２Ｂに示す構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付しており、詳しい説明は省略化又は簡略化する。
【００５１】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、本発明の第２の実施形態に係るランプ２は、第１の実施形態と同様に、全体形状が円盤状又は扁平状であるとともにＧＸ５３形の口金を有するＬＥＤランプであって、光照射側に配置される第１の筐体２０と、照明器具側に配置される第２の筐体１１とを備える。
【００５２】
また、第１の実施形態と同様に、図３Ａでは、光照射側が上側となるように、図３Ｂでは、光照射側が下側となるように図示されている。なお、第１の実施形態と同様に、本実施形態でも、光照射側が上側となるようにランプを配置した状態を基準として、上（上側）及び下（下側）を規定する。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施形態に係るランプ２の詳細構成について、図４Ａ〜図４Ｃを用いて説明する。図４Ａは、本発明の第２の実施形態に係るランプの平面図であり、図４Ｂは、同ランプの側面図であり、図４Ｃは、図４ＡのＸ−Ｘ’線に沿って切断した同ランプの断面図である。なお、図４Ａ〜図４Ｃにおいて、図２Ａ及び図２Ｂに示す構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付しており、詳しい説明は省略化又は簡略化する。
【００５４】
図４Ａ〜図４Ｃに示すように、本発明の第２の実施形態に係るランプ２は、第１の筐体２０と、第２の筐体１１と、ＬＥＤモジュール１２と、光源取り付け部材１３と、給電端子１４と、透光性カバー２２と、一対の口金ピン１６と、点灯回路１７とを備える。
【００５５】
第１の筐体２０は、ＬＥＤモジュール１２（実装基板１２ａ）を保持するための部材（第１の部材）であって、第２の筐体１１よりも光照射側に配置される。第１の筐体２０は、金属等の熱伝導率の高い高熱伝導率の材料で構成されており、本実施形態では、第１の実施形態と同様に、アルミニウムからなる金属筐体で構成した。
【００５６】
また、第１の筐体２０は、実装基板１２ａよりも光照射側に向かって突出するように形成された突出部２０Ｘを有する。すなわち、第１の筐体２０は、第２の筐体１１側に凹むように構成されている。
【００５７】
第１の筐体２０の突出部２０Ｘは、ＬＥＤモジュール１２を囲むように円環状に構成されている。また、第１の筐体２０の突出部２０Ｘは、光照射側（上側）に露出する面を構成する第１の露出面部（光照射側露出面部）２０Ｘａと、ランプ２の側方、すなわち、照明器具側（横側）に露出する面を構成する第２の露出面部２０Ｘｂとを有する。このように、第１の露出面部２０Ｘａ及び第２の露出面部２０Ｘｂの外表面は、大気中に露出するように構成されている。
【００５８】
第１の露出面部２０Ｘａは、突出部２０Ｘの頂部面であり、中央に円形開口を有する平面部によって構成されている。すなわち、突出部２０Ｘの光照射側面が第１の露出面部２０Ｘａである。第１の露出面部２０Ｘａは、第１の筐体２０のうち、本実施形態に係るランプ２を上面視したときに見える部分である。第２の露出面部２０Ｘｂは、第１の露出面部２０Ｘａの縁に接続された円筒形状の円筒部によって構成されている。本実施形態では、第１の露出面部２０Ｘａと第２の露出面部２０Ｘｂとは、第１の筐体２０の一部を９０度折り曲げることによって構成されている。
【００５９】
また、第１の筐体２０の内側底面には開口が形成されており、当該開口から光源取り付け部材１３が露出するように構成されている。なお、本実施形態では、第１の筐体２０の内側底面と光源取り付け部材１３とは、ねじ２１によって固定されている。また、光源取り付け部材１３は、第１の筐体２０の内側底面の内面に取り付けられているが、第１の筐体２０の内側底面の外面に取り付けても構わない。なお、本実施形態では、第１の筐体２０に対して光源取り付け部材１３をねじ２１で固定する方法を示したが、その固定方法は特に限定されるものではない。例えば、接着剤などの接着部材を利用して固定してもよいし、筐体と光源取り付け部材とに対して、互いに嵌合する嵌合部材をそれぞれに設けて固定してもよい。
【００６０】
本実施形態において、第１の筐体２０の最外径Ｄ２０は、第１の実施形態と同様に、３０［ｍｍ］〜１５０［ｍｍ］であり、好ましくは６５［ｍｍ］〜８５［ｍｍ］である。本実施形態では、Ｄ２０＝７２［ｍｍ］とした。また、第１の筐体２０の高さ、すなわち、突出部２０Ｘの高さｈ１は、１０［ｍｍ］〜１００［ｍｍ］であり、好ましくは１５［ｍｍ］〜５５［ｍｍ］である。これらの範囲より小さいと十分な放熱面積を確保することができず、逆に、これらの範囲より大きいと照明器具からのランプのはみ出し部分が多くなり美観性が低下する。本実施形態では、ｈ１＝２０［ｍｍ］とした。なお、本発明において、第１の筐体の高さｈ１とは、第１の筐体２０を水平面に載置した状態で、第１の筐体２０の露出面部における任意の点から第２の筐体１１との組合せ部側に向かって下ろした鉛直線の長さをいう。例えば、図４Ｃにおいて、第１の筐体２０を水平面に載置した状態で、第１の露出面部２０Ｘａから第２の筐体１１に向かって下ろした鉛直線の長さである。
【００６１】
第２の筐体１１は、第１の実施形態と同様の構成である。なお、第２の筐体１１のベース部１１ａの側面部の高さ（口金基準面からの高さ）ｈ２は、１０［ｍｍ］〜９０［ｍｍ］であり、好ましくは１５［ｍｍ］〜４５［ｍｍ］である。これらの範囲より小さいとＩＥＣ規格から外れてしまい当該ランプ２を照明器具のソケットに装着できず、これらの範囲より大きいと照明器具からのランプのはみ出し部分が多くなり美観性が低下する。本実施形態では、ｈ２＝２０［ｍｍ］とした。
【００６２】
なお、第１の筐体２０と第２の筐体１１とは、第１の実施形態と同様の方法で互いに固定することができる。
【００６３】
透光性カバー２２は、実装基板１２ａよりも光照射側に配置され、ＬＥＤモジュール１２の発光部１２ｂを保護するためにＬＥＤモジュール１２を覆うように構成される。本実施形態において、透光性カバー２２は、円板状部材で構成した。また、透光性カバー２２は、ＬＥＤモジュール１２の発光部１２ｂから出射する出射光を透光するように、透過率の高い合成樹脂材料によって構成されている。さらに、本実施形態において、透光性カバー２２の内面には、光拡散性を促すための塗料が塗布されている。なお、透光性カバー２２は、第１の筐体２０の突出部２０Ｘの内壁面に形成された段差部に載置され、複数のリベット又はねじ、あるいは接着剤等によって当該段差部に固定されている。
【００６４】
以上、本発明の第２の実施形態に係るランプ２によれば、ランプ２の点灯時において、ＬＥＤで発生する熱は、ＬＥＤ実装基板１２ａ及び光源取り付け部材１３を介して第１の筐体２０に伝導される。そして、本実施形態に係るランプ２では、第１の筐体２０の第１の露出面部２０Ｘａが光照射側の大気に対して露出している。これにより、第１の実施形態と同様に、第１の筐体２０に熱伝導された熱は、第１の露出面部２０Ｘａに伝導し、第１の露出面部２０Ｘａから当該第１の露出面部２０Ｘａに接する冷えた外気側に伝導する。この結果、効率良く放熱させることができる。
【００６５】
また、本実施形態に係るランプ２は突出部２０Ｘを備えているので、第１の実施形態に対して、さらに放熱性を向上させることができる。すなわち、本実施形態では、冷えた外気となっている光照射側のランプ周辺領域に、第１の露出面部２０Ｘａだけではなく、第２の露出面部２０Ｘｂも存在することになる。これにより、第２の露出面部２０Ｘｂからも効率良く放熱させることができるので、放熱性を向上させることができる。
【００６６】
ここで、第１の筐体２０の突出部２０Ｘは、配光性の観点から、次のように構成することが好ましい。図５は、本発明の第２の実施形態に係るランプ２を、下側を照射するように取り付けた状態を示す断面図であり、図４Ｃに示す本発明の第２の実施形態に係るランプ２を上限反転させた図である。
【００６７】
ここで、ＬＥＤモジュール１２におけるＬＥＤが発する光の光度分布は、光軸となす角度（α）の余弦（ｃｏｓα）に比例するランバーシアンの配光分布を持つので、１／２ビーム角はおおよそ１２０度となる。なお、１／２ビーム角とは、発光面から出る光の最大光度の１／２の光度となる方向を定め、その方向と光軸とがなす角度の２倍の角度として定義される。
【００６８】
第１の筐体２０の突出部２０Ｘにおける実装基板１２ａからの高さ（突出部２０Ｘの凹みの深さ）をｈ３とすると、ＬＥＤモジュール１２は外部に露出させないように保護する必要があるので、高さｈ３は０よりも大きくする必要がある。一方、高さｈ３が大きすぎると、ＬＥＤモジュール１２から出射された光は突出部２０Ｘの内壁面に反射し、ランプ２の照射光の配光に乱れが生じて、その一部は吸収されてしまう。ここで、第１の筐体２０の突出部２０Ｘにおける光出射側端の内径をＤ３とし、ＬＥＤモジュール１２の発光部１２ｂ（封止部材形成領域）の最大径をＤＬとすると、ｈ３の最大値は、（Ｄ３−ＤＬ）／２×３１／２となる。また、突出部２０Ｘの内壁面の途中に段差を付ける場合であっても、突出部２０Ｘは、高さｈ３がＬＥＤモジュール１２からの射出光の１／２ビーム角の範囲内に達しないように構成することが好ましい。すなわち、突出部２０Ｘは、ＬＥＤモジュール１２からの射出光の１／２ビーム角の範囲外の領域に設けることが好ましい。
【００６９】
また、本実施形態に係るランプ２は、突出部２０Ｘによって露出部分を増加させることができる。すなわち、側方（水平方向）にランプ外径を大きくして露出部分を増加させるのではなく、突出部２０Ｘによって光照射側にランプを大きくして露出部分を増加させることができる。これにより、照明器具にランプ２を装着したときに、照明器具（器具本体）とランプ２との離間距離を確保することができるので、離間部分に指が入り込むことができるので、ランプ２を容易に照明器具に着脱することができる。このように、本実施形態に係るランプ２は、放熱性を維持又は向上させることができるとともに、照明器具への取り付け容易性を向上させることができる。
【００７０】
なお、本実施形態に係るランプ２においても、第１の実施形態と同様に、第２の筐体１１の熱伝導率が第１の筐体２０の熱伝導率よりも低くなるように構成することが好ましい。これにより、第２の筐体１１の熱抵抗が第１の筐体１０の熱抵抗よりも大きくなるので、第１の筐体２０に熱伝導した熱は、第２の筐体１１ではなく第１の筐体２０の露出部分から大気中に効率良く放熱させることができる。
【００７１】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１００について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、本発明の第３の実施形態に係る照明装置の断面図であり、図６Ｂは、本発明の第３の実施形態に係る照明装置において、ソケットにランプを装着する様子を示す図である。なお、本実施形態に係る照明装置では、本発明の第２の実施形態に係るランプ２を用いている。従って、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、図４Ａ及び図４Ｂに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００７２】
図６Ａに示すように、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１００は、例えばダウンライトであり、器具本体１１０及びソケット１２０からなる照明器具と、本発明の第２の実施形態に係るランプ２とを備える。
【００７３】
器具本体１１０は、全体が略カップ形状であってランプ２全体を覆うように構成されており、円形の平板部１１１と、この平板部１１１の周縁から下方に向かって内径が漸次拡大するように形成された円筒部１１２とを備える。円筒部１１２は、光照射側に開口を有する。また、円筒部１１２は、ランプ２からの光を反射するように構成されている。本実施形態において、器具本体１１０は、絶縁性を有する白色の合成樹脂によって構成されている。なお、反射率を向上させるために、器具本体１１０の内面に反射膜をコーティングしても構わない。また、本実施形態において、器具本体１１０は、開口端の開口径が１２０［ｍｍ］のものを用いた。なお、本発明のランプが適用される器具本体は、合成樹脂製のものに限定されず、金属板をプレス加工して形成されたような金属製の器具本体を用いてもよい。
【００７４】
ソケット１２０は、ＧＸ５３形口金に対応しているものであり、ランプ２に対して交流電力を供給する。ソケット１２０は、図６Ｂに示すように、円筒形状であり、中央には挿通孔１２１が上下方向に貫通して形成されており、下面にはソケット１２０の中心に対して対称位置に一対の接続孔１２２（電気接続部）が形成されている。各接続孔１２２は、円弧状の長孔であり、長孔の一端には拡径部が形成されている。なお、接続孔１２２の内側には電源供給するための接続端子として機能する金属片が配置されている。
【００７５】
なお、ランプ２は、ソケット１２０に対して着脱可能に取り付けられている。
【００７６】
本実施形態において、器具本体１１０とソケット１２０を備える照明器具に対してランプ２を取り付ける場合、図６Ｂに示すように、ランプ２の各口金ピン１６の径大部をソケット１２０の各接続孔１２２の拡径部から挿入するとともに、ランプ２の第２の筐体１１の突出部１１ｂをソケット１２０の挿通孔１２１に挿入し、所定角度（例えば１０度程度）でランプ２を回動させる。これにより、口金ピン１６が接続孔１２２の内側に配置される接続端子に電気的に接続されるとともに、口金ピン１６の径大部が接続孔１２２の縁部に引っ掛かり、ランプ２がソケット１２０に保持される。これにより、ランプ２を照明器具に装着することができるとともに、ランプ２に給電することができる。
【００７７】
以上、本発明の第３の実施形態に係る照明装置１００によれば、ランプ２の点灯時において、ＬＥＤで発生する熱は、ＬＥＤ実装基板１２ａ及び光源取り付け部材１３を介して第１の筐体２０に伝導される。ランプ２の光照射側領域は自然対流が発生して冷えた外気となっていることから、第１の筐体２０に熱伝導された熱は、光照射側（下方側）に露出する第１の露出面部２０Ｘａから大気中に効率良く放熱させることができる。
【００７８】
また、ランプ２は第１の筐体２０に突出部２０Ｘが設けられているので、第１の露出面部２０Ｘａだけではなく第２の露出面部２０Ｘｂからも放熱する。これにより、優れた放熱性を有する照明装置１００を実現することができる。
【００７９】
なお、本実施形態に係る照明装置１００では、第２の実施形態に係るランプ２を用いたが、第１の実施形態に係るランプ１を用いても構わない。
【００８０】
（変形例）
次に、上述した本発明の実施形態に係るランプの５つの変形例について、図７Ａ〜図１１を用いて説明する。なお、各変形例は、本発明の第２の実施形態に係るランプ２の変形例として説明するが、本発明の第１の実施形態に係るランプ１に適用しても構わない。また、各図において、図４Ａ及び図４Ｂに示した構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付しており、その説明は省略する。
【００８１】
（変形例１）
まず、本発明の変形例１に係るランプ３について、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、本発明の変形例１に係るランプの平面図であり、図７Ｂは、同変形例１に係るランプの側面図である。
【００８２】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、本発明の変形例１に係るランプ３は、第１の筐体２０の突出部２０Ｘの上側部分（光照射側部分）に複数の放熱フィン３０が設けられている。放熱フィン３０は、突出部２０Ｘの第１の露出面部２０Ｘａ及び第２の露出面部２０Ｘｂに跨るようにして形成されている。
【００８３】
このように、本変形例では、複数の放熱フィン３０が設けられているので、第２の実施形態と比べて、一層放熱性を向上させることができる。また、放熱フィン３０は、冷えた外気の領域である突出部２０Ｘの光照射側部分に形成されているので、高い放熱効果を得ることができる。
【００８４】
（変形例２）
次に、本発明の変形例２に係るランプ４について、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、本発明の変形例２に係るランプの平面図であり、図８Ｂは、同変形例２に係るランプの側面図である。
【００８５】
図８Ａ及び図８Ｂに示すように、本発明の変形例２に係るランプ４は、第１の筐体２０の突出部２０Ｘの上方に放熱部４０が設けられている。放熱部４０は、円筒状の放熱部本体４１と、放熱部本体４１の周囲に設けられた複数の放熱フィン４２とで構成されている。放熱フィン４２は、放熱部本体４１と第１の露出面部２０Ｘａに跨るようにして形成されている。
【００８６】
このように、本変形例では、放熱部４０が設けられているので、放熱部分の表面積を大きくすることができる。これにより、第２の実施形態と比べて、一層放熱性を向上させることができる。また、放熱部４０は、冷えた外気の領域である突出部２０Ｘの光照射側部分に形成されているので、高い放熱効果を得ることができる。
【００８７】
（変形例３）
次に、本発明の変形例３に係るランプ５について、図９Ａ〜図９Ｃを用いて説明する。図９Ａは、本発明の変形例３に係るランプの平面図であり、図９Ｂは、同変形例３に係るランプの側面図であり、図９Ｃは、図９ＣのＸ−Ｘ’線に沿って切断した同変形例の断面図である。
【００８８】
図９Ａ〜図９Ｃに示すように、本発明の変形例３に係るランプ５は、放熱性の高い放熱膜５０を有する。放熱膜５０は、第１の筐体２０の突出部２０Ｘの第１の露出面部２０Ｘａの上面に形成されている。本実施形態において、放熱膜５０は、突出部２０Ｘの第１の露出面部２０Ｘａと同形状の環状に形成されている。なお、放熱膜５０は、放熱性の高い塗料を塗布したり、放熱シールを利用したり、蒸着膜を用いたりするなどの方法で形成することができる。また、放熱膜５０を設ける箇所は筐体の上面に限定されない。放熱性を向上させるという観点からは、第１の筐体２０の側面及び／又は全面に設けてもよい。することによって形成することができる。
【００８９】
このように、本変形例では、放熱性の高い放熱膜５０が形成されているので、第２の実施形態と比べて、一層放熱性を向上させることができる。
【００９０】
（変形例４）
次に、本発明の変形例４に係るランプ６について、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。図１０Ａは、本発明の変形例４に係るランプの平面図であり、図１０Ｂは、図１０ＡのＹ−Ｙ’線に沿って切断した同変形例４に係るランプの断面図である。
【００９１】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、本発明の変形例４に係るランプ６は、第１の筐体２０の突出部に所定幅の溝６０が設けられている。本実施形態では、図１０Ａに示すように、３個の溝６０が等間隔で形成されている。
【００９２】
このように、本変形例では、溝６０が設けられているので、放熱部分の表面積を大きくすることができる。従って、第２の実施形態と比べて、一層放熱性を向上させることができる。
【００９３】
（変形例５）
次に、本発明の変形例５に係るランプ７について、図１１を用いて説明する。図１１は、本発明の変形例５に係るランプの側面図である。
【００９４】
図１１に示すように、本発明の変形例５に係るランプ７は、第２の筐体１１に取り付けられた固定部７１と、固定部７１に取り付けられた蛇腹部７０とを備える。そして、第１の筐体２０は、蛇腹部７０に取り付けられている。蛇腹部７０は、伸縮可能に構成されており、蛇腹部７０の伸縮の動きと連動して第１の筐体２０の位置が変動する。
【００９５】
このように、本変形例では、蛇腹部７０によって第１の筐体２０の位置を変動させることができる。従って、ランプ７を照明器具に装着したときに、第１の筐体２０の位置を器具本体から飛び出すように調整することができる。これにより、第１の筐体２０に伝導した熱をさらに効率良く放熱させることができる。
【００９６】
（実施例）
次に、本発明の第１及び第２の実施形態に係るランプの実施例について説明する。
【００９７】
まず、第１の筐体及び第２の筐体の材料及び寸法について検討した。表１は、その検討結果である。
【００９８】
本実施例を検討するにあたり、第２の筐体１１には口金部分が含まれており、その部分は絶縁する必要があるので、第２の筐体１１については、最外周の側面のみの材料を変更した。また、ＬＥＤチップそのものではなくＬＥＤ実装基板の温度を測定した。これは、ＬＥＤチップとＬＥＤ実装基板との間には相関性があるとともに、ＬＥＤ実装基板の温度を測定する方が容易であるからである。
【００９９】
なお、温度測定は、図示しないが、特定点の定点観測で行った。また、温度測定は、同一のＬＥＤ実装基板及び同一の点灯回路を載せ換えて行った。
【０１００】
また、ランプは照明器具に取り付け、電圧１００［Ｖ］、周波数６０［Ｈｚ］の電源供給を行った。周囲温度は３０±１［℃］に調整した無風環境下とし、温度が十分に安定するように１時間の待ち時間をおいた。
【０１０１】
【表１】
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【０１０２】
表１において、実施例１は上記の第１の実施形態に対応し、実施例２〜４は上記の第２の実施形態に対応する。また、比較例１は、第２の実施形態において、第１の筐体の材料をＰＢＴとし、第２の筐体の材料をアルミニウムとした例である。表１の「ｈ３」は、第１の筐体２０の突出部２０ＸにおけるＬＥＤ実装基板１２ａからの突出長であり、表１の「筐体の最外径」は、第１の筐体１０、２０及び第２の筐体１１の最外径のうちの大きい方である。
【０１０３】
表１に示すように、比較例１及び実施例１を比べると、実施例１のように突出部２０Ｘがなくても、第１の筐体１０の材料をアルミニウムとし、第２の筐体１１の材料をＰＢＴとすることにより、放熱性を向上させることができる。すなわち、第１の筐体１０の熱伝導率を第２の筐体１１の熱伝導率よりも大きくすることにより、放熱性を向上させることができる。これは、比較例１では、照明器具内に熱を溜め込んでいるからであると考えられる。
【０１０４】
また、実施例１（突出部無し）及び実施例２（突出部有り）の結果から分かるように、突出部２０Ｘを設けることにより放熱性をさらに向上させることができる。
【０１０５】
また、実施例２及び実施例３の結果から分かるように、第２の筐体１１の材料もアルミニウムとすることにより、さらに放熱性を向上させることができる。なお、実施例２程度の放熱効果があれば放熱効果としては十分であるような場合は、第２の筐体１１は樹脂で構成した方が口金部分との一体成形ができるとともに、金属の切り口が露出することを回避できるので取り扱いやすい。
【０１０６】
なお、実施例２及び実施例４の結果から分かるように、筐体の最外径は大きいことが好ましいことが分かる。
【０１０７】
次に、第１の筐体２０の突出部２０ＸにおけるＬＥＤ実装基板１２ａからの突出長ｈ３と放熱との関係について、図１２を用いて説明する。図１２は、第１の筐体の突出部の突出長ｈ３を変化させたときの突出長ｈ３とＬＥＤ実装基板及び口金天面の温度との関係を示す図である。なお、図１２において、第１の筐体２０の材料はアルミニウムとし、第２の筐体１１の材料はＰＢＴとした。また、第２の筐体１１の口金基準面とＬＥＤ実装基板１２ａとの距離は１５［ｍｍ］とし、筐体の最外径は９０［ｍｍ］とした。
【０１０８】
また、図１２において、ｈ３＝３０［ｍｍ］の場合は、ランプの光照射側端面と照明器具の光照射側端面とがほぼ同じ位置の場合である。従って、ｈ３＝４０［ｍｍ］の場合は、ランプ（突出部２０Ｘ）が照明器具（器具本体）から約１０［ｍｍ］飛び出した状態であり、ｈ３＝５０［ｍｍ］の場合は、ランプ（突出部２０Ｘ）が照明器具（器具本体）から約２０［ｍｍ］飛び出した状態である。
【０１０９】
図１２に示すように、第１の筐体２０の突出部２０Ｘを大きくすればする程、ＬＥＤ実装基板１２ａの温度も口金天面の温度も低下し、放熱性が向上することが分かる。特に、ｈ３が３０［ｍｍ］以上になると、放熱効果が著しく向上することが分かる。
【０１１０】
次に、第１の筐体２０の表面放射率と放熱との関係について、図１３を用いて説明する。図１３は、第１の筐体２０の表面放射率とＬＥＤ実装基板１２ａ及び口金天面の温度との関係を示す図である。なお、図１３において、第１の筐体２０の材料はアルミニウムとし、第２の筐体１１の材料はＰＢＴとした。また、第２の筐体１１の口金基準面とＬＥＤ実装基板１２ａとの距離は１５［ｍｍ］とし、筐体の最外径は９０［ｍｍ］とし、第１の筐体２０の突出部２０Ｘの突出長ｈ３は１５［ｍｍ］とした。なお、第１の筐体２０の外表面にはアルマイト処理を施し、放射率は０．８とした。
【０１１１】
図１３に示すように、第１の筐体２０の表面放射率が高くなればなる程、ＬＥＤ実装基板１２ａの温度も口金天面の温度も低下し、放熱性が向上することが分かる。これは、次の理由によると考えられる。
【０１１２】
ランプを照明器具に装着した状態では、自然対流などによる熱伝達はあまり期待できないが、外気（大気）に対する熱伝導や熱放射はランプの放熱においては大きな役割を果たし、熱放射の寄与が実は全く無視はできないこともある。
【０１１３】
高い熱伝導率により筐体の表面の広い範囲に分散された熱は、放射現象によっても大気中や周辺物に放熱されるが、その熱の移動量を決定するのは筐体表面の熱放射率である。例えば、筐体をアルミニウムで構成する場合、表面が未処理のときでは放射率が０．１にも満たないが、表面にアルマイト処理を施すと放射率は０．７〜０．９に向上する。また、金属の表面処理の他にも筐体表面に放射性の高い塗料を塗布することでも同様の効果を得ることができる。いずれにしても放射率は、１．０が上限であり、高ければ高いほど放熱効果を得ることができる。
【０１１４】
但し、図１３に示すように、放射率が０．６を越えるあたりから放熱効果は飽和して大きな差がなくなる。従って、第１の筐体２０の表面の放射率は、０．６以上とすることが好ましい。例えば、本実施形態では、第１の筐体２０の表面にはアルマイト加工を施して、第１の筐体２０の放射率を０．８程度にまで向上させている。
【０１１５】
以上、本発明に係るランプ及び照明装置について、各実施形態、変形例及び実施例に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態、変形例及び実施例に限定されるものではない。
【０１１６】
例えば、上記実施形態では、第１の筐体１０、２０はアルミニウムで構成したが、これに限るものではない。少なくとも第１の筐体１０、２０の第１の露出面部１０ａ、２０Ｘａは、ガラスの熱伝導率（１．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］）よりも大きい高熱伝導率の材料、すなわち、少なくとも熱伝導率が１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の材料で構成することが好ましい。例えば、熱伝導率が１６［Ｗ／ｍ・Ｋ］のステンレス、熱伝導率が８０［Ｗ／ｍ・Ｋ］の鉄又は熱伝導率が３９８［Ｗ／ｍ・Ｋ］の銅等の金属系材料を用いてもよいし、熱伝導率が３６［Ｗ／ｍ・Ｋ］のアルミナ、熱伝導率が１００［Ｗ／ｍ・Ｋ］程度の窒化アルミニウム、熱伝導率が１１４８［Ｗ／ｍ・Ｋ］の珪素又は熱伝導率が２７２［Ｗ／ｍ・Ｋ］のベリリア等の無機系材料を用いることができる。
【０１１７】
これは、放熱は、自然対流よりもむしろ第１の筐体の光照射側面に接する冷えた外気への熱伝導や熱放射に依存するからである。従って、ＬＥＤで発生した熱を素早く広範に拡散させるためには１０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上の高い熱伝導率の材料で構成することが好ましい。
【０１１８】
また、上記実施形態では、第２の筐体１１の内面と第１の筐体１０又は２０の外面とが接するようにして、第１の筐体１０又は２０と第２の筐体１１とを嵌合したが、この構成に限るものではない。例えば、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、第２の筐体１１の外面と第１の筐体２０の内面とが接するようにして、第１の筐体２０と第２の筐体１１とを嵌合することができる。すなわち、第１の筐体２０で第２の筐体１１を覆うように構成する。これにより、熱伝導率の高い第１の筐体２０の露出部分を増加させることができるので、放熱性を一層向上させることができる。
【０１１９】
また、上記実施形態において、第１の筐体１０、２０又は第２の筐体１１においては、円筒形状部材を用いたが、これに限らない。例えば、四角柱、五角柱、六角柱あるいは八角柱等の多角柱形状又は円錐台形状で構成しても構わない。
【０１２０】
また、上記実施形態において、第１の筐体１０、２０と光源取り付け部材１３とは別体で構成したが、第１の筐体１０、２０と光源取り付け部材１３とを一体で形成し、一体物で構成しても構わない。一体物で構成することにより熱抵抗がなくなるので、放熱性を向上させることができる。なお、第２の筐体１１についても、口金部分は必ずしも筐体部分と一体物である必要はなく、別体でも構わない。
【０１２１】
また、上記実施形態において、第１の筐体１０、２０は絞り加工によって構成された中空構造としたが、ダイカスト加工品のように中実構造で構成しても構わない。また、第２の筐体１１は射出成型品のように中空構造で構成したが、中実構造でも構わない。なお、第１の筐体１０、２０及び第２の筐体１１の外形は、テーパ形状であっても丸みをつけた曲面形状であっても構わない。
【０１２２】
また、上記実施形態において、点灯回路１７は、ランプ内に配置したが、これに限るものではない。点灯回路１７は、照明器具に取り付ける等、ランプ外に配置してもよいが、実施形態のようにランプ内に収納することが好ましい。
【０１２３】
また、上記実施形態において、例えば、ＬＥＤモジュール１２からの光を集光するためのレンズやリフレクタ等の光学部品、又は、色調調節のための光学フィルタ等を用いてもよい。但し、これらの部品は、本発明の必須の構成ではない。
【０１２４】
また、上記実施形態では、第２の筐体は、口金ピン１６が照明器具側の方向に延びるように構成されたＧＸ５３形の口金を有する構成を例にとって示したが、口金ピンが第２の筐体１１の突出部１１ｂの側面から側方（水平方向）に延びるように構成された口金を有する構成であっても構わない。
【０１２５】
また、上記実施形態において、半導体発光素子の一例としてＬＥＤを用いたが、半導体レーザ及び有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等の他の半導体発光素子を用いることも可能である。
【０１２６】
その他、例えば、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で当業者が思いつく各種変形を施したものも本発明の範囲内に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、複数の実施形態、変形例及び実施例における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明に係るランプは、例えばＧＸ５３形の口金を有するランプ等の扁平状のランプとして、広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１、２、３、４、５、６、７  ランプ
１０、２０  第１の筐体
１０ａ、２０Ｘａ  第１の露出面部
１０ｂ、２０Ｘｂ  第２の露出面部
１１  第２の筐体
１１ａ  ベース部
１１ｂ、２０Ｘ  突出部
１２  ＬＥＤモジュール
１２ａ  ＬＥＤ実装基板（実装基板）
１２ｂ  発光部
１３  光源取り付け部材
１４  給電端子
１５、２２  透光性カバー
１６  口金ピン
１７  点灯回路
２１  ねじ
３０、４２  放熱フィン
４０  放熱部
４１  放熱部本体
５０  放熱膜
６０  溝
７０  蛇腹部
７１  固定部
１００  照明装置
１１０  器具本体
１１１  平板部
１１２  円筒部
１２０  ソケット
１２１  挿通孔
１２２  接続孔
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2012063488.tif 000005
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2012063488.tif 000009
【図３Ｂ】
2012063488.tif 000010
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
2012063488.tif 000017
【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
2012063488.tif 000019
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2012063488.tif 000021
【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
2012063488.tif 000024
【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年4月6日(2012.4.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射し、かつ全体形状が円盤状又は扁平状のランプであって、
半導体発光素子が実装された実装基板と、
前記実装基板と熱的に結合された第１の筐体と、
前記半導体発光素子を発光するための電力を受電する受電部を有する第２の筐体と、を備え、
前記第１の筐体は、前記第２の筐体よりも光照射側に配置されるとともに、少なくとも前記光照射側に露出する第１の露出面部を有する
ランプ。
【請求項２】
前記第１の筐体は、さらに、当該ランプの側方に露出する第２の露出面部を有し、
前記第１の露出面部と前記第２の露出面部とは、前記第１の筐体の一部を折り曲げることによって構成される
請求項１に記載のランプ。
【請求項３】
さらに、前記実装基板よりも前記光照射側に配置された透光性カバーを備える
請求項１又は２に記載のランプ。
【請求項４】
前記第１の筐体は、前記実装基板よりも前記光照射側に向かって突出する突出部を有し、
前記突出部の前記光照射側面が、前記第１の露出面部である
請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項５】
前記突出部は、前記実装基板を囲むように環状に構成されている
請求項４に記載のランプ。
【請求項６】
前記突出部は、当該突出部の前記実装基板からの高さが前記半導体発光素子からの射出光の１／２ビーム角の範囲外の領域に設けられる
請求項４又は５に記載のランプ。
【請求項７】
前記突出部における前記実装基板からの高さをｈ３とし、前記突出部における光出射側端の内径をＤ３とし、前記半導体発光素子を被覆する封止部材が形成された領域の最大径をＤＬとしたときにおいて、
ｈ３＜（Ｄ３−ＤＬ）／２×３１／２の関係を満たす
請求項４〜６のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項８】
前記第１の露出面部の熱伝導率は、ガラスの熱伝導率よりも大きい
請求項１〜７のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項９】
前記第１の露出面部の放射率は、０．６以上である
請求項１〜８のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項１０】
前記第２の筐体の熱伝導率は、前記第１の露出面部の熱伝導率よりも小さい
請求項１〜９のいずれか１項に記載のランプ。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のランプ及び当該ランプを装着するための照明器具を備え、
前記照明器具は、
前記ランプを覆うように構成された器具本体と、
前記器具本体に取り付けられ、前記ランプに給電を行うためのソケットと、を有する
照明装置。
【国際調査報告】
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2012063488.tif 000032
2012063488.tif 000033
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