(57)【要約】【課題】多数のＬＥＤを使用したとしてもＬＥＤの発熱による短寿命等の不具合を抑制することができる電球形ランプを提供することを目的とする。【解決手段】シロッコファン４５の回転により、電球形ランプ１１の外部の空気が口金側の低温領域に形成された吸気孔５５からグローブに当接するように形成された通気孔３７から排気するので、効率よく電球形ランプ１１を空冷することができる。【選択図】図１
2010086708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が実装された基板を有する発光体と；
この発光体がランプ軸方向の一端に取り付けられる熱伝導部が設けられるとともに、熱伝導部の内側に収容空間が形成されており、この熱伝導部の周囲に複数の放熱フィンが放射状に設けられた放熱体と；
放熱体の他端側に設けられた口金と；
発光体を覆って放熱体の熱伝導部の一端側に取り付けられた透光性のグローブと；
前記収容空間内に配設されており、放熱体外部から吸気した外気を放熱体内に取り込みグローブ側に向けて排気するように動作する送風ファンと；
を具備していることを特徴とする電球形ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般照明電球に代替使用可能な電球形ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電球に代替使用可能で、発光素子としてＬＥＤを用いるランプ装置では、ＬＥＤを設けた基板を金属製の放熱体に取り付け、この放熱体にカバーを介して口金が取付けられるとともに、カバー内にＬＥＤを点灯させる点灯装置が収容されていた。
【０００３】
このようなランプ装置では、ＬＥＤから発生する熱でＬＥＤが温度上昇し、ＬＥＤの光出力の低下とともに寿命も短くなるため、ＬＥＤの温度上昇を抑制することが求められている。そのため、放熱体の周囲などに複数の放熱フィンを設けている。
【０００４】
しかし、さらに高出力に発光するようなＬＥＤランプにおいては、この放熱フィンのみでは放熱が十分ではなく、ランプ寿命を確保することが困難であるため、回転自在のファンを設けるＬＥＤランプが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−２６５８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような回転自在のファンを設けていても外気を取り込む吸気側と温風を排出する排気側が近接していると、この温風を再度電球形ランプ内に吸気されるため放熱効果が悪化し、電球形ランプの温度を効率よく低減することが難しかった。さらに、ファンにより外気を取り込み、放熱フィンを介して放熱できたとしても、点灯中の主な熱源である発光体はグローブで覆われており、グローブ内は非常に高温となるため、この熱影響は電球形ランプ全体におよんでしなうため温度低減には限界があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、電球形ランプの熱源であるグローブ内空間の温度を効率よく低減することができる電球形ランプ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】
【０００７】
請求項１記載の電球形ランプは、発光素子が実装された基板を有する発光体と；この発光体がランプ軸方向の一端に取り付けられる熱伝導部が設けられるとともに、熱伝導部の内側に収容空間が形成されており、この熱伝導部の周囲に複数の放熱フィンが放射状に設けられた放熱体と；放熱体の他端側に設けられた口金と；発光体を覆って放熱体の熱伝導部の一端側に取り付けられた透光性のグローブと；前記収容空間内に配設されており、放熱体外部から吸気した外気を放熱体内に取り込みグローブ側に向けて排気するように動作する送風ファンと；を具備しているものである。
発光体素子は、光を発光するものであればよく、例えば、ＬＥＤや有機ＥＬなどの固体発光素子を用いてもよい。
基板は、例えば、放熱性の良好なアルミニウムを含む金属材料などで形成され、複数の
ＬＥＤを設けた一体形の基板でもよいし、ＬＥＤ毎に複数に分割した基板でもよい。
【０００８】
放熱体は、例えば、金属材料や樹脂材料のいずれを用いてもよい。放熱体の他端側には、送風ファンが配置される空間が形成されている。放熱体の複数の放熱フィンは例えば、放熱体の周辺部に放射状に形成されたり、格子状に分離されて形成される。放熱体の複数の放熱フィンが放熱体の周辺部に放射状に形成される場合には、周方向の隙間の間隔は５ｍｍ以下とすることが望ましい。この間隔を５ｍｍ以下とすれば、放熱フィンの数を多くし、送風ファンによる強制送風と協働して放熱効果を向上させることができ、一方、５ｍｍより大きいと、放熱フィンの数が少なく、放熱効率を十分に向上させることができない。
【０００９】
熱伝導部の内側に形成された収容空間は、発光体を取り付ける一端から口金側他端まで貫通するような空間であっても、口金側他端側は閉塞されているような有底状の収容空間であっても構わない。またその収容空間形状としては、筒状、円錐、多角形錐など、送風ファンが配設可能であれば全て許容する。さらに、収容空間から送風手段により内側から外部へ強制的に通気させるため、通気可能な孔を適宜設けていても構わない。
【００１０】
収容空間内に配設される送風ファンとして、例えば複数枚の羽部を回転軸を中心にして回転させるものであり、例えば、シロッコファンや遠心ファンなどが用いられる。シロッコファンであれば、中心部に空間を形成し、この空間にＬＥＤと点灯装置とを接続する配線を通してもよい。ファンは、駆動回路で制御されるファンモータの駆動により回転し、口金に通電されている間は、ファンモータにより連続して駆動してもよいし、また、温度センサを設け、この温度センサが検知する温度が所定温度以上となったときのみファンモータにより駆動してもよい。また、ファンは、ＬＥＤから放熱体に伝達された熱に限らず、点灯回路の熱も放熱可能とする。
【００１１】
なお、口金側から吸気した外気を放熱体内に取り込みグローブ面に向けて排気するよう強制的に通気させるとは、単に熱伝導の内側から回転ファンにより外部へ排気するものとは異なり、電球形ランプの熱源から離れた口金側から外気を取り込み、点灯中最も熱くなる発光体が収容されたグローブ外面に向けて排気することをいう。すなわち、点灯中比較的温度が低い口金側から外気を取り込み、口金中心軸方向、電球形ランプの低温領域から高温領域に向けて長手方向に外気を流動することで放熱フィンを空冷しつつ、点灯中高温であるグローブに向けて強制的に排気させることをいう。点灯中高温となるグローブは外気にさらされているだけでなく、熱源から離れた口金側の比較的温度の低い外気を吸気しグローブ表面に直接的に外気を排気し吹きつけることでグローブ内空間温度を効率よく低減することができる。口金側とは口金側の放熱体に吸気孔を設けても、放熱体の他端に取り付ける際の凹凸隙間を利用しても構わない。要は電球形ランプの低温領域である口金側から外気を吸気可能であればその構成は限定されない。さらに、グローブ側に向けて排気させる場合も同様にグローブに向けて排気可能であればその方法や構成は限定されない。
電球形ランプの送風手段がランプ点灯時に動作するとは、口金に電力が投入されているときに動作することを意味する。
口金は、例えば、Ｅ１７型やＥ２６型などの一般照明電球用のソケットに接続可能なものが用いられる。
【００１２】
グローブは、発光体から照射される光を透光するものであれば材質や形状は限定されない。例えば、光拡散性を有するガラスや樹脂などの材料で、略球形に一体形成してもよいし、複数に分割形成して略半球形に組み合わせたものでよい。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の電球形ランプによれば、口側から外気を取り込みグローブに当接するように排気することで、効率よくグローブ温度を低下させることができるので、電球形ランプの発熱による短寿命等の不具合を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１および図２に第１の実施の形態を示し、図１は電球形ランプの断面図、図２は電球形ランプの側面図である。
【００１５】
図１および図２において、１１は電球形ランプで、この電球形ランプ１１は、ＬＥＤモジュールである基板１２が放熱体１３の一端側に取り付けられ、この放熱体１３の一端側に、基板１２を覆ってグローブ１４が取り付けられ、放熱体１３の他端側に、ファン１５が回転可能に配置されているとともに、点灯回路およびファン１５用の駆動回路を含む回路部Ａを収容したケース１６が取り付けられ、このケース１６に口金１７が取り付けられて構成されている。そして、この電球形ランプ１１は、いわゆるミニクリプトン電球と同等の全長を有している。
【００１６】
基板１２は、平面視円形状の基板本体２１と、この基板本体２１の一端側である一主面２１ａa側に実装された複数、例えば８つの発光素子であるＬＥＤ２２とを有している。
【００１７】
基板本体２１は、例えば放熱性が良好なアルミニウムなどの金属材料、あるいは絶縁材料などにより形成されている。この基板本体２１は、他主面２１ｂが、放熱体１３の一端面に面接触するように密着固定されている。放熱体１３に対する基板本体２１の固定には、ねじや、熱伝達性に優れたシリコーン系の接着剤が用いられる。
【００１８】
ＬＥＤ２２は、例えば青色の光を発する図示しないベアチップと、このベアチップを覆うシリコーン樹脂などにより形成された図示しない樹脂部とを備え、この樹脂部内に、ベアチップが発する青色光の一部により励起されて青色の補色である黄色の光を主として放射する蛍光体が混入されており、各ＬＥＤ２２が白色系の照明光を得るように構成され、例えば０．５Ｗ程度の消費電力を有している。
【００１９】
また、放熱体１３は、熱伝導性が良好なアルミニウムなどの金属材料などにより一体に形成されており、放熱体本体部３１と、この放熱体本体部３１の外周面に設けられた複数の放熱フィン３２とを有している。放熱体本体部３１の他端側で複数の放熱フィン３２の内側には、ファン１５が配置されるファン収容空間部３３が形成されている。
【００２０】
放熱体本体部３１は、他端側から一端側へ向けて扁平な球体状に拡径して形成されており、一端面には基板１２の基板本体２１の他主面２１ｂが密着状態に取り付けられる平坦状の基板取付面３４が形成されている。放熱体本体部３１の一端側の外縁部には、グローブ１４の他端側の端部が嵌着係止されるグローブ取付部３６が周方向に沿って環状に形成されている。このグローブ取付部３６の位置には、周方向に等間隔毎に複数の通気孔３７が形成され、これら通気孔３７の内側には通気性を有するとともに塵埃や虫などの侵入を防止する図示しない通気フィルタが配置される。
【００２１】
放熱フィン３２は、放熱体１３の他端側から一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いる。また、これら放熱フィン３２は放熱体１３の周方向に互いに略等間隔で放射状に形成され、これら放熱フィン３２の間にスリット状の放熱孔が形成されている。
【００２２】
また、グローブ１４は、光拡散性を有するガラスあるいは合成樹脂などにより扁平な球面状に形成されており、放熱体１３のグローブ取付部３６と略連続する形状となっている。グローブ１４の端部には、放熱体１３の放熱体通気孔３５と連通し、グローブに直接排気が当接するように通気孔３７が形成されている。
【００２３】
また、ファン１５は、例えば、シロッコファン４５と、このシロッコファン４５を回転駆動する図示しないファンモータとを有している。このファン１５は、ケース１６に対して、シロッコファン４５が中心軸４６によって回転可能に支持されているとともに、ファンモータが取り付けられている。中心軸４６は、筒状で、内部には、回路部Ａと基板１２とを接続するリード線４７が通されている。
【００２４】
シロッコファン４５は、このシロッコファン４５の中心域が開口され、周辺部に複数の羽根が配置されたもので、回転時に、通気孔５５から電球形ランプ１１内に空気を吸い込み、放熱体連通孔３５を介してグローブ表面に当接するよう通気孔３７より排気する。
【００２５】
また、ケース１６は、例えばＰＢＴ樹脂などの絶縁性を有する材料により略円筒状に形成されている。また、このケース１６の一端側には隔壁部５１が形成され、この隔壁部５１には一端の放熱体１３側と他端の口金１７側とを連通するケース連通孔５２が開口形成されている。このケース連通孔５２に連通するとともに、外気を取り込む吸気孔５５がケース１６周囲に複数形成されている。ケース１６の一端側と他端側との中間には、口金１７が取り付けられる口金取付部５３が形成されている。ケース１６の他端側には、口金１７の内側に配置され、口金１７と回路部Ａとの間を絶縁する円筒状の絶縁部５４が形成されている。なお、ケース１６の内部には、回路部Ａを埋没させるように放熱性および絶縁性を有する充填材であるシリコーン系の樹脂などを充填してもよい。
【００２６】
また、回路部Ａの点灯回路は、例えばＬＥＤ２２に対して定電流を供給する回路などであり、点灯回路基板と、この点灯回路基板に実装され点灯回路を構成する複数の回路素子とを有している。この点灯回路には点灯回路側からＬＥＤ２２へと給電するリード線４７が接続され、電気的に接続されている。
また、回路部Ａの駆動回路は、ファン１５のファンモータの駆動を制御するもので、口金１７に通電されている間はファンモータを連続して駆動する。
【００２７】
また、口金１７は、例えばＥ１７型であり、回路部Ａ側と図示しない配線により電気的に接続されており、図示しない照明器具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６１と、このシェル６１の一端側の頂部に絶縁部６２を介して設けられたアイレット６３とを備えている。
【００２８】
シェル６１は、図示しない電源側と電気的に接続されるもので、このシェル６１の内部には、ケース１６との間に、回路部Ａへと給電するための図示しない電源線が挟み込まれてシェル６１に対して導通されている。
【００２９】
アイレット６３は、図示しないグランド電位と電気的に接続されるもので、このアイレット６３には、回路部Ａのグランド電位と電気的に接続されたアース線が半田付けなどにより電気的に接続されている。
次に、第１の実施の形態の動作を説明する。
【００３０】
電球形ランプ１１の組み立ての際には、放熱体１３の基板取付面３４上に、ＬＥＤ２２などを実装した基板１２の基板本体２１の他主面２１ｂ側を載置して固定し、基板１２と放熱体１３とを熱的に結合する。
【００３１】
回路部Ａを収容するとともにファン１５を取り付けたケース１６を、放熱体１３に組み合わせて係止固定する。このとき、回路部Ａからのリード線を、ケース連通孔５２、シロッコファン４５の中心軸４６の内側空間、放熱体連通孔３５に通して、基板１２に電気的に接続する。
【００３２】
回路部Ａとアース線を介してアイレット６３を接続した口金１７を、回路部Ａに電気的に接続した電源線をシェル６１の外側に導出した状態で、ケース１６の他端側から挿入し、ケース１６とシェル６１との間で電源線を挟み込む。このとき、ケース１６と口金１７とを、図示しない凹凸構造などにより係止固定する。
【００３３】
そして、グローブ１４内空間内は密閉状態となるよう基板１２を覆ってグローブ１４の開口端部を放熱体１３のグローブ取付部３６に嵌め込み、シリコーン系の接着剤などにより固定し、電球形ランプ１１を完成する。
【００３４】
このように完成した電球形ランプ１１は、口金１７を所定のソケットに装着して通電すると、点灯回路が動作して、配線を介して基板１２側に電力が供給され、各ＬＥＤ２２が発光し、これら発光がグローブ１４を介して拡散照射される。
【００３５】
また、駆動回路が動作して、ファン１５のファンモータに電力が供給され、ファン１５のシロッコファン４５が回転する。このシロッコファン４５の回転により、外気吸気孔５５から外気を取り込み、外気吸気孔５５から連通する連通孔５２，３５を通って通気孔３７を介してグローブ１４に当接するよう排気する外気の流れにより、放熱体１３の複数の放熱フィン３２およびグローブを空冷することで暖められた空気が外部に排気する。そのため、基板１２にて各ＬＥＤ２２から発生する熱は、主に、基板取付面３４を介して放熱体１３に伝達され、この放熱体１３の各放熱フィン３２から、シロッコファン４５による強制送風によって電球形蛍光ランプ１１の口金１７からグローブ１４に向かう軸方向の低温領域から高温領域に向け効率よく放熱される。
【００３６】
さらに、シロッコファン４５の回転により、電球形ランプ１１の外部の空気が口金側の低温領域に形成された吸気孔５５からグローブ１４外面に当接するよう外部に排気されるので、点灯中の熱源が収容され高温となったグローブ１４外面にむけて外気を排気させるので、効率よく空冷することができる。
【００３７】
このように、複数の放熱フィン３２が設けられた放熱体１３の内側にファン１５を設けるとともに、直接グローブ１４外面に当接するよう排気するので高温領域のグローブ１４を効率よく放熱することで電球形ランプ１１の放熱効率を向上できる。そのため、ＬＥＤ２２の明るさを落とさず、ＬＥＤ２２の寿命を長くできる。
【００３８】
また、通気孔３７には通気フィルタを配置しているとともに、グローブ１４内空間は気密な空間であるため、塵埃や虫などがグローブ１４内に侵入するのを防止できる。
【００３９】
また、放熱体１３と口金１７との間に配置された絶縁するケース１６に回路部Ａを収容することにより、回路部Ａを放熱体１３に対して容易に絶縁できるとともに、回路部Ａの配置を容易にできる。
【００４０】
また、ファン１５に、シロッコファン４５を用いることにより、シロッコファン４５の回転軸４６の内側空間に回路部Ａと基板１２とを接続するリード線４７を通すことができ、このリード線４７による送風抵抗も少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す電球形ランプの断面図である。
【図２】同上電球形ランプの側面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１１・・電球形ランプ、１２・・基板、１３・・放熱体、１４・・グローブ、１５・・ファン、１７・・口金、２２・・発光素子としてのＬＥＤ、３２・・放熱フィン、３５・・放熱体連通孔、３７・・通気孔、５５・・吸気孔
【図１】
2010086708.tif 000003
【図２】
2010086708.tif 000004