(57)【要約】【課題】主に点灯回路の放熱性の向上を図ることにより装置全体の放熱性の向上を図ったランプ装置および照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤチップ９と；ＬＥＤチップ９を点灯させる点灯回路１３と；この点灯回路１３を収容する収容部を有する絶縁ケース３と；絶縁ケース３の内側と連通可能に絶縁ケース３に取り付けられ、端部が閉塞された口金４と；絶縁ケース３の収容部内に点灯回路１３を収容した状態で絶縁ケース３の内側に注入されて少なくとも口金４の閉塞端部側まで充填された熱伝導性樹脂１４と；投光開口部を有し、絶縁ケース３の外面を被覆しＬＥＤチップ９を内部に設けた金属製の外部ケース２と；を具備している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と；
発光素子を点灯させる点灯回路と；
この点灯回路を収容する収容部を有する絶縁ケースと；
絶縁ケースの内側と連通可能に絶縁ケースに取り付けられ、端部が閉塞された口金と；
絶縁ケースの収容部内に点灯回路を収容した状態で絶縁ケースの内側に注入されて少なくとも口金の閉塞端部側まで充填された熱伝導性樹脂と；
投光開口部を有し、絶縁ケースの外面を被覆し発光素子を内部に設けた金属製ケースと；
を具備していることを特徴とするランプ装置。
【請求項２】
絶縁ケースは、熱伝導性樹脂が充填される充填部において、金属製ケースの内面に対向する通孔が形成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。
【請求項３】
請求項１または２記載のランプ装置と；
このランプ装置の口金が装着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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を光源として用いたランプ装置およびこのランプ装置を具備した照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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や有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子等の固体発光素子を光源とするランプ装置では、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。従来、この種、ＬＥＤランプ装置において、効率よく放熱するためにＬＥＤの発熱を熱伝導性グラファイトにより放熱体へ熱伝達して放熱性の向上を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、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るものも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１００１１０号公報
【特許文献２】特開２００５−２８６２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１記載の発明は、主にＬＥＤの放熱性の向上を図るものであり、点灯回路の放熱性は殆ど改善されていない。また、特許文献２に示されたものは、放熱対策として特別に放熱部を設けたものであり、しかも、放熱部の周縁にのみ基板が接する形態であり、換言すれば、放熱部と基板とが線状的に接触しているに過ぎず、十分な放熱効果を得にくいものとなっている。
【０００４】
本発明は、主に点灯回路の放熱性の向上を図ることにより装置全体の放熱性の向上を図ったランプ装置および照明器具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】
【０００５】
請求項１に記載のランプ装置は、発光素子と；発光素子を点灯させる点灯回路と；この点灯回路を収容する収容部を有する絶縁ケースと；絶縁ケースの内側と連通可能に絶縁ケースに取り付けられ、端部が閉塞された口金と；絶縁ケースの収容部内に点灯回路を収容した状態で絶縁ケースの内側に注入されて少なくとも口金の閉塞端部側まで充填された熱伝導性樹脂と；投光開口部を有し、絶縁ケースの外面を被覆し発光素子を内部に設けた金属製ケースと；を具備していることを特徴とする。
【０００６】
請求項１以下の発明において、発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等である。発光素子の配設は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、配設は特に限定されず、例えば、砲弾型のＬＥＤを用いて基板に配設してもよい。また、発光素子の配設個数には特段制限はない。点灯回路は、絶縁カバーと口金内に跨って収納され、その一部が、例えば、口金内に収納されるような形態が好ましい。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。
【０００７】
請求項２に記載のランプ装置は、絶縁ケースは、熱伝導性樹脂が充填される充填部において、金属製ケースの内面に対向する通孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の照明器具は、請求項１または２記載のランプ装置と；このランプ装置の口金が装着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。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、点灯回路の発熱の一部は、熱伝導性樹脂を介して絶縁ケースから金属製ケースに熱伝達されるので、この金属製ケースから外部へ高い効率で放熱される。また、点灯回路の発熱は熱伝導性樹脂を介して口金の閉塞端部側にも熱伝達されるので、この口金に装着されるソケットを具備した照明器具からも放熱される。このために、ランプ装置全体の放熱性を向上させることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明によれば、絶縁ケースの通孔を通して熱伝導性樹脂の一部が金属製ケースの内面に接触または固着されるので、熱伝導性樹脂を介して金属製ケースへ直接熱伝導されることにより放熱性を高めることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明によれば、点灯回路の発熱の一部を口金を介して照明器具にも熱伝達することができるので、照明器具全体の放熱性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態に係るランプ装置を添付図面に基づいて説明する。なお、これら複数の添付図面中、同一または相当部分には同一符号を付している。
【００１３】
図１は図２で示すランプ装置の一部を断面で示す正面図、図２は本発明の第１の実施形態に係るランプ装置の外観正面図、図３は図１で示す絶縁ケースの上下を逆にして示す外観正面図である。
【００１４】
本実施形態のランプ装置１は、いわゆるビームランプと指称される既存の反射形白熱電球に置き換えて取り付けることが可能であり、かつその外観寸法もビームランプと略同等となる構成を有していることを前提としている。ビームランプは、店舗のスポットライト、ビルや看板等の投光照明、工事現場等の照明に適するランプである。
【００１５】
図１および図２に示すように、ランプ装置１は、既存のビームランプとほぼ同様な外観形態をなしており、ほぼ円錐台状の金属製の外部ケース２、円錐台状の絶縁ケース３、口金４、透光性カバーとしての前面レンズ５、円環状の放熱フィン部６とを備えている。外部ケース２は、例えば、アルミニウムの一体成形品により円錐台状に形成され、図１，図２中上部の円錐台状の第１の外部ケース２ａと、下部の有蓋円錐台状の第２の外部ケース２ｂとを具備している。第１の外部ケース２ａの図中開口下端には、第２の外部ケース２ｂの図中上蓋部２ｂ１が密に結合２ｃされている。
【００１６】
すなわち、これら結合部２ｃは、第２の外部ケース２ｂの上蓋部２ｂ１に接合する第１の外部ケース２ａの図１中下端外周縁部の接合面に、Ｏリング７を同心状に配設し、このＯリング７の内周側にて同心状に環状に配設された複数の止めねじ８，８，…の締付けにより水密に結合されている。
【００１７】
第２の外部ケース２ｂは、その上蓋部２ｂ１をアルミニウム等の熱伝導性の良好な金属等により放熱板に形成しており、この上蓋部２ｂ１の図１中下面の中央部に、光源となる発光素子を設けている。発光素子は、ＬＥＤチップ９であり、このＬＥＤチップ９は、チップ・オン・ボード方式でメタル基板１０に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ９を基板１０の表面上に、縦１０個×横１０個＝１００個の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、裏面に絶縁被膜が形成されたほぼ正方形の平板からなる。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が、絶縁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。
【００１８】
そして、基板１０は、第２の外部ケース２ｂの上蓋部２ｂ１に接着剤により取付けられている。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。上蓋部２ｂ１は、アルミニウムの一体成形品であり、ほぼ円形皿状に形成されている。
【００１９】
そして、第２の外部ケース２ｂは、その内部に、円錐台状の反射体１１を同心状に配設している。反射体１１は、その図１中上端１１ａと下端１１ｂとを共に開口させており、その上端開口１１ａは上記光源部と同心状に開口している。
【００２０】
反射体１１は、例えばアルミニウムの一体成形品からなり、白色アクリル焼付け塗装等が施されている。また。反射体１１は、その内面を例えばアルマイト処理により反射面１１ｃに形成し、開口上端１１ａから開口下端１１ｂに向けて漸次拡開する円錐台状に形成され、その開口下端１１ｂを投光開口として開口させている。この開口下端部１１ｂの外周には外向係止爪１１ｄを周方向に一体に形成している。
【００２１】
また、第２の外部ケース２ｂは、その内部にて、反射体１１の外周を環状に囲む直胴円筒状の円筒部１２を同心状に一体に形成している。この円筒部１２は、その図１中開口上端部を、第２の外部ケース２ｂの上部内面に一体に連結する一方、開口下端部１２ａを、前面レンズ５の環状のフランジ部５ａを嵌入させる開口部に形成している。
【００２２】
すなわち、前面レンズ５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。また、前面レンズ５はその外周縁部内面に、ほぼ垂直に起立する環状のフランジ部５ａを一体に形成し、このフランジ部５ａの内端部に内向係止爪５ｂを一体に形成し、この内向係止爪５ｂを反射体１１の外向係止爪１１ｄと係止するように構成している。
【００２３】
つまり、第２の外部ケース２ｂの円筒部１２ｂの開口下端内周面と、反射体１１の投光開口端１１ｂの外周面との微小間隙内に、その下方から、これら両者の弾性復元力に抗して、前面レンズ５の環状のフランジ部５ａを強く押し込むと、このフランジ部５ａの内向係止爪５ｂが円筒部１２の開口下端部１２ａの弾性復元力により、その内方へ強く弾圧されて反射体１１の外向係止爪１１ｂに係止され、かつその係止状態が維持される。
【００２４】
さらに、第２の外部ケース２ｂは、その投光開口端１１ｂ側の下端部外周に、例えばアルミニウムや熱伝導性の良好な素材よりなる環状の放熱フィン部６を同心状に配設している。この放熱フィン部６は、環状帯状のベースに、軸方向に延在する複数のフィンを周方向に所要のピッチを置いて立設している。
【００２５】
そして、第１の外部ケース２ａは、その内部に電気絶縁性を有する絶縁材よりなる絶縁ケース３を同心状に収容している。絶縁材としては、放熱特性が比較的良好で耐久性に優れたセラミックスまたは合成樹脂を用いることができる。合成樹脂としては、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等を使用することができる。
【００２６】
そして、絶縁ケース３は、ほぼ円錐台状の本体部３ａの図１中開口上端に、直胴円筒状の円筒部３ｂを一体に形成してなり、その本体部３ａの外周面を金属製の外部ケース２の第１の外部ケース２ａの内面にほぼ密着させた状態で熱伝導性のシリコーン樹脂により同心状に固着している。また、絶縁ケース３は、その円筒部３ｂ樹脂としての外面に、口金４の開口端部をねじ込み等により装着している。
【００２７】
さらに、この絶縁ケース３は、その内部に、収容部が設けられており、この収容部内に点灯回路１３を収容されている。絶縁ケース３の内部には、熱伝導性樹脂であるシリコーン樹脂１４が充填固化させている。点灯回路１３は、その一部（図１では上端部）が口金４の内部まで延在している。シリコーン樹脂１４は、口金４内にも充填固化されている。口金４は、口金規格Ｅ２６の口金であり、一端側にアイレットからなる給電端子が取り付けられた閉塞端部４ａを有している。口金４は、ランプ装置１を照明器具に装着する際に、照明器具のランプソケットにねじ込まれる部分である。
【００２８】
点灯回路１３は、ＬＥＤチップ９を点灯させるものであり、回路基板には、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品を実装して構成されている。また、この点灯回路１３からは、図示しないリード線が導出されており、基板１０および口金４の内面と電気的に接続されている（図示しない）。
【００２９】
また、図３にも示すように、絶縁ケース３は、その円錐台状の本体部３ａには、通孔としての矩形等所要形状の複数のスリット３ｃ，３ｃ，３ｃ，…を周方向に所要のピッチを置いて形成している。各スリット３ｃは絶縁ケース３の板厚方向に貫通する貫通孔であり、絶縁ケース３内にシリコーン樹脂が充填されたときに、これら各スリット３ｃからシリコーン樹脂が食み出し、外部ケース２の内面に固着される。これにより、絶縁ケース３と外部ケース２との固着強度の増強を図ることができると共に、熱的な結合力を強めることができる。
【００３０】
図３は絶縁ケース３と口金４内にシリコーン樹脂１４を充填する場合の一方法を示す。すなわち、この場合は、まず、点灯回路１３のリード線を口金１４の内面の所要箇所に接続する。次に、点灯回路１３を絶縁ケース３内に収容し、その収容状態で絶縁ケース３の円筒部３ｂに口金４をねじ込み等により固着する。
【００３１】
この後、図３に示すように口金４を絶縁ケース３よりも下方に向けた状態で、絶縁ケース３内に、その上方の図中白矢印に示す方向からシリコーン樹脂１４を所要量注入する。すると、シリコーン樹脂１４が絶縁ケース３の円筒部３ｂの図３中開口下端またはリード線挿通孔の間隙から口金４内に、その端部４ａまで充填される。この後、シリコーン樹脂１４が乾燥固化される。これにより、点灯回路１３が絶縁ケース３と口金４内に収容された状態で絶縁ケース３と口金４にシリコーン樹脂１４により固着される。
【００３２】
次に、このように構成されたランプ装置１の作用について説明する。口金４を図示しない照明器具のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路１３が動作して基板１０に電力が供給され、複数のＬＥＤチップ９が発光する。ＬＥＤチップ９から出射された光の多くは直接前面レンズ５を通過して前方に照射され、一部の光は反射体１１の反射面１１ｃに反射されて前面レンズ５を通過して前方に照射される。
【００３３】
一方、これに伴いＬＥＤチップ９から発生する熱は、主として、基板１０裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材の上蓋部２ｂ１へ伝わり、さらに上蓋部２ｂ１を経由して、外面が外部に露出している第１，第２の外部ケース２ａ，２ｂへと伝導され、これら第１，第２の外部ケース２ａ，２ｂから外部へ放熱される。
【００３４】
さらに、第２の外部ケース２ｂと反射体１１は、光の照射方向に拡開しているので、放熱作用を奏する外周面の面積が大きく、また、他の発熱源であり、熱的保護を必要とする点灯回路１３から離反する側に設けられているので、この反射体１１を放熱要素として活用することは基板２の温度上昇の抑制に有効となる。さらにまた、ＬＥＤチップ９と共に発熱する点灯回路１３の発熱を熱伝導性のシリコーン樹脂１４を介して口金４と絶縁ケース３へ熱伝達することができる。そして、絶縁ケース３へ伝達された熱は、この絶縁ケース３と面接触し、外部へ露出する金属製の外部ケース２へ熱伝達し、外部ケース２から外部へ放熱することができる。
【００３５】
また、口金４へ伝達された熱は、図示省略の照明器具のソケットを介して照明器具全体に伝達されるので、この照明器具全体からも放熱されるので、放熱性を一段と向上させることができる。
【００３６】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る照明器具２０の斜視図である。
【００３７】
この照明器具２０は、ランプ装置１を具備した、例えばガーデンライトを示している。照明器具２０は、器具本体２１とこの器具本体２１が取付けられるベース２２とを備えている。器具本体２１内にはソケット２３が設けられており、このソケット２３には上記ランプ装置１の口金４がねじ込まれて装着されている。なお、照明器具２０の設置は、ベース２２を地面等に固定して行われ、また、器具本体２１は、ベース２２に対して向きが変更可能であり、光の照射方向を任意に変えることができる。このような照明器具２０によれば、基板の温度上昇を反射体を利用して効果的に抑制できる照明器具を提供できる。
【００３８】
以上の各実施形態においては、既存のビームランプの構成部材を適用して構成することを前提として説明したが、本発明は、既存のランプの構成部材を用いることは必須ではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るランプ装置の一部を断面で示す正面図。
【図２】図１で示すランプ装置の外観正面図。
【図３】図１で示す絶縁ケースに口金を装着した状態の一部を断面で示す正面図。
【図４】図１〜図３で示すランプ装置を照明器具に用いた実施形態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１…ランプ装置、３…絶縁ケース、３ｃ…絶縁ケースの通孔としてのスリット、４…口金、４ａ…閉塞端部、９…発光素子（ＬＥＤチップ）、１３…点灯回路、１４…熱伝導性樹脂（シリコーン樹脂）、２０…照明器具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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