(57)【要約】【課題】  発光素子の温度低減が向上される筒状体を有するランプ装置およびこのランプ装置を配設する照明器具を提供する。【解決手段】  ランプ装置１は、発光素子６が配設された基板２と、基板２が一端側３ａの内面に取り付けられている熱伝導体３と、熱伝導体３の他端側３ｂに設けられた放熱手段４と、一端側５ａが基板２および熱伝導体３とは非接触状態であり、かつ他端側５ｂが熱伝導体３の他端側３ｂに固定されている筒状体５と、一端側１２ａに口金１３を有するカバー１１と、発光素子８を点灯させる点灯回路７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】
発光素子が配設された基板と；
この基板が一端側の内面に取り付けられ、外面が一端側から他端側へ向けて拡開している熱伝導体と；
前記熱伝導体の他端側に設けられた放熱手段と；
一端側および他端側が開口した筒状に形成され、一端側が前記基板および前記熱伝導体とは非接触状態であり、かつ他端側が前記熱伝導体の他端側に固定されている筒状体と；
一端側に口金を有し、他端側が前記熱伝導体の一端側に取り付けられたカバーと；
このカバー内に収容され、前記発光素子を点灯させる点灯回路と；
を具備していることを特徴とするランプ装置。
【請求項２】
前記熱伝導体は、その内面に熱吸収性塗料が塗布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】
前記熱伝導体は、その外面に熱放射性塗料が塗布されていることを特徴とする請求項１または２記載のランプ装置。
【請求項４】
器具本体と；
この器具本体に配設されたランプソケットと；
口金が前記ランプソケットに装着されている請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置と；
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、発光素子を用いたランプ装置およびこのランプ装置を配設している照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電球に代替使用可能で、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いるランプ装置では、ＬＥＤを設けた基板を金属性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り付けられるとともに、カバー内にＬＥＤを点灯させる点灯回路が収容されていた。
【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。また、ＬＥＤを点灯させる点灯回路の回路部品の温度低減も信頼性確保の観点から求められている。このため、放熱体の周囲などに複数の放熱フィンを設けているものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００７−４８６３８号公報（第４頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ランプ装置には、ＬＥＤからの放射光を制光する反射体（筒状体）が設けられるものがあり、この反射体を伝わって熱が移動するため内部に熱がこもりやすく、結果としてＬＥＤの熱を効率よく低温側の放熱フィンへ導くことができなくなり、放熱フィンからの放熱がＬＥＤの温度上昇を十分に抑制できないという問題がある。
本発明は、発光素子の温度低減が向上される筒状体を有するランプ装置およびこのランプ装置を配設する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の発明は、発光素子が配設された基板と；この基板が一端側の内面に取り付けられ、外面が一端側から他端側へ向けて拡開している熱伝導体と；前記熱伝導体の他端側に設けられた放熱手段と；一端側および他端側が開口した筒状に形成され、一端側が前記基板および前記熱伝導体とは非接触状態であり、かつ他端側が前記熱伝導体の他端側に固定されている筒状体と；一端側に口金を有し、他端側が前記熱伝導体の一端側に取り付けられたカバーと；このカバー内に収容され、前記発光素子を点灯させる点灯回路と；を具備していることを特徴とする。
本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り各構成は、以下による。
発光素子は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬなどの固体発光素子である。
基板は、例えば、熱伝導性の良好なアルミニウム（Ａｌ）を含む金属材料などで形成され、複数のＬＥＤを設けたＬＥＤモジュールとしてもよい。
【０００６】
熱伝導体は、例えば、熱伝導性の良好なアルミニウム（Ａｌ）を含む金属材料などで形成されている他に、放熱性の良好なセラミックなどにより形成されていても構わない。要は、熱伝導可能な材料または放熱性に優れた材料であれば全て許容する。その外面は周方向に放熱フィンなどの凹凸がない連続した曲面であっても構わない。また、熱伝導体の一端側から他端側へ向けて拡開される外面にも例えば凹凸状の放熱構造を有していても構わない。
【０００７】
放熱手段は、例えば複数の放熱フィンであり、熱伝導体の他端側に放射状に配置され、その内側空間を発光素子からの光が通過する。放熱手段は、熱伝導体と別体に形成して組み合わせてもよいし、熱伝導体と一体に形成してもよい。
カバーは、例えば、絶縁性を有する合成樹脂で形成される。
口金は、例えば、Ｅ２６型などの電球用のソケットに接続可能なものが用いられる。
点灯回路は、例えば、定電流の直流電源をＬＥＤに供給する。
【０００８】
筒状体は、熱伝導体の内側に基板を囲むように配設され、発光素子からの光を反射する。筒状体は、その他端側が熱伝導体の他端側に直接的に取り付けられてもよく、熱伝導体や放熱手段に取り付けられている他の部材に固定されることにより熱伝導体に間接的に取り付けられてもよい。
【０００９】
本発明によれば、筒状体の一端側は基板および熱伝導体に接触していなく、発光素子および基板からの熱が筒状体に伝熱しにくくなり、筒状体の温度が過度に上昇しないので、筒状体の内側空間に熱がこもりにくく、この内側空間に臨む発光素子の温度上昇が抑制される。一方、発光素子および基板の熱は、主として熱伝導体に伝熱され、熱伝導体の外面および放熱手段から外部空間に放出される。
請求項２に記載のランプ装置の発明は、請求項１記載のランプ装置において、前記熱伝導体は、その内面に熱吸収性塗料が塗布されていることを特徴とする。
熱吸収性塗料は、熱伝導体の内面の一部に塗布されてもよく、内面の全面に塗布されてもよい。
熱吸収性塗料は、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）である。
本発明によれば、熱伝導体の内部空間の熱は、熱伝導体に吸収され、熱伝導体の外面および放熱手段から外部空間に放出される。
【００１０】
請求項３に記載のランプ装置の発明は、請求項１または２記載のランプ装置において、前記熱伝導体は、その外面に熱放射性塗料が塗布されていることを特徴とする。
【００１１】
ここで言う熱放射性塗料は、前述の熱吸収性塗料のことである。熱の授受は、すなわち輻射現象なので、高温部から低温部に流れる。熱放射性塗料（熱吸収性塗料）は、この輻射現象を促進するための材料なので、高温部に塗れば放熱が促進され、低温部に塗れば吸収が促進される。
【００１２】
本発明によれば、基板から熱伝導体に伝熱した熱および熱伝導体が内部空間から吸収した熱は、熱放射性塗料が塗布された熱伝導体の外面から迅速に放熱される。
【００１３】
請求項４に記載の照明器具の発明は、器具本体と；この器具本体に配設されたランプソケットと；口金が前記ランプソケットに装着されている請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置と；を具備していることを特徴とする。
照明器具は、屋内用または屋外用のいずれであってもよい。
本発明によれば、請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置を具備しているので、発光素子の温度低減が向上される照明器具が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、筒状体の一端側が基板および熱伝導体に非接触状態で配設されていることにより、発光素子の温度低減が向上するので、筒状体を有するランプ装置であっても発光素子の光出力の低下や短寿命を防止することができる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、熱伝導体は、その内面に熱吸収性塗料が塗布され、その内部空間の熱を吸収して、熱伝導体の外面および放熱フィン体から外部空間に放出させるので、筒状体の一端側の温度上昇をさらに低減させることができ、発光素子の温度低減がさらに向上して、発光素子の光出力の低下や短寿命をさらに防止することができる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、熱伝導体は、その外面に熱放射性塗料が塗布され、基板から伝熱された熱および内部空間から吸収した熱を熱伝導体の外面から外部空間に迅速に放出させるので、筒状体の一端側の温度上昇をさらに低減させることができ、発光素子の温度低減がさらに向上して、発光素子の光出力の低下や短寿命をさらに防止することができる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項１または３いずれか一記載のランプ装置を具備するので、筒状体を有する長寿命のランプ装置を配設する照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態を、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。
図１は、本発明の第１の実施形態を示すランプ装置の一部切り欠き側面図である。
ランプ装置１は、基板２、熱伝導体３、放熱手段としての放熱フィン体４、筒状体５、カバー６および点灯回路７を有して構成されている。
【００１９】
ランプ装置１は、基板２および発光ダイオード８を有して構成されたＬＥＤモジュール９を備えている。そして、このＬＥＤモジュール９が熱伝導体３のランプ軸方向の一端側３ａの内面に取り付けられ、熱伝導体３の他端側３ｂに環状の放熱フィン体４が取り付けられ、この放熱フィン体４に筒状体５および透光板１０が取り付けられている。そして、熱伝導体３の一端側３ａにカバー６としての外側カバー１１および内側カバー１２が取り付けられ、内側カバー１２の一端側１２ａに口金１３が取り付けられ、内側カバー１２の内側に点灯回路７が収容されている。
【００２０】
基板２は、例えば略円板状に形成され、一面に設けられた複数の発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）８を実装している。基板２は、例えば熱伝導性が良好なアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料により形成されている。この基板２の他面が熱伝導体３に面接触するように密着固定されている。熱伝導体３に対する基板２の固定には、熱伝達性に優れたシリコーン系の接着剤やねじなどが用いられている。
【００２１】
発光ダイオード８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、各発光ダイオード８が白色系の照明光を得るように構成されている。
【００２２】
熱伝導体３は、例えば熱伝導性が良好な金属材料例えばアルミニウム（Ａｌ）などで形成されている。すなわち、その熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上、例えば２３６Ｗ／ｍＫの金属材料で形成されている。そして、熱伝導体３は、その一端側３ａには平円板状の基板取付部１４が形成され、この基板取付部１４の周縁部から他端側３ｂへ向かって拡開開口するように拡径部１５が形成されている。拡径部１５の外面は、凹凸がない平滑面であって周方向へ連続した曲面に形成されている。
【００２３】
拡径部１５の他端側の外面には、器具取付部１６が周回に亘って突出形成されている。拡径部１５の他端側の端面には、放熱フィン体４との間を液密に密着させる環状のパッキング１７を配置する環状の溝部１８が形成されている。
【００２４】
また、熱伝導体３は、その内面３ｃの一部または全面に図示しない熱吸収性塗料が塗布されている。この熱吸収性塗料は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするコーティング液を熱伝導体３の内面３ｃにスプレーや刷毛で塗布した後、熱伝導体３を３００〜５００℃で焼成して形成している。
【００２５】
また、熱伝導体３は、その外面３ｄに図示しない熱放射性塗料が塗布されている。この熱放射性塗料は、熱吸収性塗料と同じであり、熱吸収性塗料と同様に、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を主成分とするコーティング液を熱伝導体３の外面３ｄにスプレーや刷毛で塗布した後、熱伝導体３を３００〜５００℃で焼成して形成している。
【００２６】
放熱手段としての放熱フィン体４は、例えば放熱性が良好なアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料により形成されている。この放熱フィン体４は、熱伝導体３の端面に接合する環状の基部１９を有し、この基部１９の中心側に発光ダイオード８の光が通過する開口部２０が形成され、基部１９には複数の放熱フィン２１が放射状に形成されている。
【００２７】
放熱フィン２１は、基部１９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２１間に間隙２２が形成されている。これら放熱フィン２１の間の間隙２２は、ランプ装置１の他端側すなわち正面側および周囲へ向けてそれぞれ開口されている。放熱フィン２１の他端側の角部は面取りされている。
基部１９の内周には、筒状体５および透光板１０を液密に取り付ける筒状体取付部２３が形成されている。
【００２８】
筒状体５は、反射体となるものであり、例えば、金属材料や樹脂材料により、ランプ軸方向に開口する、すなわち一端側５ａおよび他端側５ｂが開口した円筒状に形成されているとともに一端側５ａから他端側５ｂへ向けて拡開するように形成され、他端側５ｂには放熱フィン体４の筒状体取付部２３に取り付けられるフランジ部２４が形成されている。筒状体５は、その一端側５ａがＬＥＤモジュール９に対向し、かつＬＥＤモジュール９（基板２）および熱伝導体３の基板取付部１４に接触しないようにして、フランジ部２４が放熱フィン体４の筒状体取付部２３に固定されている。そして、筒状体５の内面には、発光ダイオード８の光を透光板１０の方向へ反射する反射面２５が形成されている。
【００２９】
透光板１０は、例えば、ガラスや樹脂材料により円板状に形成され、周縁部が放熱フィン体４の筒状体取付部２３に図示しないパッキングを介して液密に取り付けられている。透光板１０の前面には、フィルム２６が貼り付けられている。
【００３０】
また、外側カバー１１は、金属材料や樹脂材料により、熱伝導体３とともに連続した円錐形となる形状に形成されている。この外側カバー１１の他端側の端面には、熱伝導体３との間を液密に密着させる環状のパッキング２７を配置する環状の溝部２８が形成されている。この外側カバー１１は、熱伝導体３からねじ２９がねじ込まれることによって熱伝導体３に固定されている。
【００３１】
また、内側カバー１２は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの絶縁性を有する樹脂材料により、外側カバー１１の内面形状に沿った円筒状に形成され、一端側１２ａが外側カバー１１より突出して口金１３が取り付けられ、他端側１２ｂが熱伝導体３の他端側３ｂに固定されている。
【００３２】
口金１３は、例えばＥ２６型などであり、ねじ山を備えた筒状のシェル３０と、このシェル３０の他端の頂部に絶縁部３１を介して設けられたアイレット３２を備えている。これらシェル３０およびアイレット３１が点灯回路７に図示しないリード線によって電気的に接続されている。
【００３３】
点灯回路７は、図示しないリード線によってＬＥＤモジュール９の基板２に電気的に接続され、発光ダイオード８に対して定電流を供給するように形成されている。
【００３４】
このように構成されたランプ装置１は、例えば、防水機能を有する屋外用の照明器具３３に配設されている。この照明器具３３は、器具本体３４およびこの器具本体３４内に配置されたランプソケット３５を有して構成されている。器具本体３４は、一端面に開口を有する円筒状に形成されている。そして、ランプ装置１は、その口金１３がランプソケット３５に装着され、熱伝導体３の器具取付部１６がパッキング３６を介して器具本体３４に液密に密着して取り付けられる。そして、ランプ装置１を器具本体３４に取り付けた状態で、器具本体３４の他端側の端面よりも外部に放熱フィン体４の放熱フィン２１が突出している。
次に、本発明の第１の実施形態の作用について述べる。
【００３５】
照明器具３３のランプソケット３５からランプ装置1に給電すると、点灯回路７が動作してＬＥＤモジュール９の基板２に電力が供給され、各発光ダイオード８が点灯（発光）する。
【００３６】
各発光ダイオード８からの光は、一部が透光板１０へ直接向かい、一部は筒状体５で反射して透光板１０へ向かい、透光板１０を透過して外部空間に放出される。
【００３７】
各発光ダイオード８の点灯によって発生する熱は、主として、基板２から熱伝導体３に伝達され、この熱伝導体３から放熱フィン体４に伝達され、さらに、筒状体４から放熱フィン体４に伝達され、この放熱フィン体４の複数の放熱フィン２１から照明器具３３の外部の空気中に放熱される。
【００３８】
そして、筒状体５は、その一端側５ａが基板２および熱伝導体３の基板取付部１４に接触していないので、当該接触しているよりも、発光ダイオード８の発生熱が筒状体５に伝熱しにくくなり、筒状体５の一端側５ａの温度上昇が抑制される。
【００３９】
そして、筒状体５は、発光ダイオード８からの熱を遮断し、当該熱が熱伝導体３の内面３ｃに直接的に放射することを防止している。これにより、ＬＥＤモジュール９側の高温部から熱伝導体３の外面側の低温部に向かって熱が移動しやすくなる。
【００４０】
また、熱伝導体３は、その熱伝導率が１５０Ｗ／ｍＫ以上の金属例えばアルミニウム（Ａｌ）により形成されているので、ＬＥＤモジュール９から基板取付部１４に伝熱した熱を迅速に放熱フィン体４に伝熱させて外部空間に放出させる。これにより、筒状体５の一端側５ａの内側空間に熱がこもりにくくなり、筒状体５の一端側５ａに臨んでいる発光ダイオード８および基板２（ＬＥＤモジュール９）の温度上昇が抑制され、発光ダイオード８の光出力の低下や短寿命が防止される。
【００４１】
また、熱伝導体３は、その内面３ｃに熱吸収性塗料が塗布されているので、その内部空間の熱を吸収し、放熱フィン体４に伝熱させて外部空間に放出させる。また、熱伝導体３は、その外面３ｄに熱放射性塗料が塗布されているので、ＬＥＤモジュール９から伝熱した熱および熱伝導体３の内部空間から吸収した熱を迅速に外部空間に放出させる。これらにより、発光ダイオード８から筒状体５に放射、伝熱される熱量がさらに少なくなる。
【００４２】
したがって、筒状体５の一端側５ａの温度上昇がさらに低減され、筒状体５の一端側５ａの内側空間に熱がさらにこもりにくくなる。これにより、筒状体５の一端側５ａの近くに位置して一端側５ａに臨んでいる発光ダイオード８および基板２（ＬＥＤモジュール９）の温度上昇がさらに低減され、発光ダイオード８の温度低減が向上するものである。この結果、発光ダイオード８の光出力の低下や短寿命をさらに防止することができる。
なお、ランプ装置１は、熱伝導体３と放熱フィン体４を別体に形成しているが、これらを一体形成してもよい。
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
図２は、本発明の第２の実施形態を示す照明器具の概略側面図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
図２に示す照明器具３６は、屋内または屋外で使用される投光器であり、器具本体としての灯具３７にランプ装置１が取り付けられている。
【００４３】
灯具３７は、例えばアルミダイキャストにより形成され、一端側３７ａに開口３８を有する有底の略円錐台に形成されている。そして、内部にランプ装置１の口金１３が螺着されるランプソケット３９を配設している。
【００４４】
そして、灯具３７は、ジョイント（継手）４０に接続されている。このジョイント４０には、電源コード４１が導入されている。この電源コード４１は、図示しない孔から灯具３７の内部に導入され、ランプソケット３９に接続されている。
【００４５】
ランプ装置１は、その口金１３がランプソケット３９に完全に螺着されることにより、灯具３７に取り付けられているとともに、ランプソケット３９から給電される。
照明器具３６は、光出力の低下や短寿命が防止されるランプ装置１を装着しているので、長期間に亘って安定した照明光を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示すランプ装置の一部切り欠き概略側面図。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す照明器具の概略側面図。
【符号の説明】
【００４７】
１…ランプ装置
２…基板
３…熱伝導体
４…放熱手段としての放熱フィン体
５…筒状体
６…カバー
７…点灯回路
３３，３６…照明器具
３４…器具本体
３７…器具本体としての灯具
【図１】
2010086750.tif 000003
【図２】
2010086750.tif 000004