(57)【要約】【課題】放熱性の高い構造を有した電球形照明装置を提供する。【解決手段】一つ又は複数の半導体素子を有する発光体と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体が取り付けられ前記発光体で発生する熱を放出する放熱体と、前記半導体素子を発光させる電源回路基板と、一端面から他端面まで連通する筒状であり、かつ前記電源回路基板を前記一端面から収納する収納ケースと、前記収納ケースの一端側に取り付けられる口金と、を備え、前記放熱体は、前記発光体が取り付けられる載置面部と、該載置面部の外周側に位置し、前記載置面部の面積よりも広い面積の上向平面部を有し、該上向平面部が前記カバー部材の外側に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ又は複数の半導体素子を有する発光体と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体が取り付けられ前記発光体で発生する熱を放出する放熱体と、前記半導体素子を発光させる電源回路基板と、一端面から他端面まで連通する筒状であり、かつ前記電源回路基板を前記一端面から収納する収納ケースと、前記収納ケースの一端側に取り付けられる口金と、を備え、
前記放熱体は、前記発光体が取り付けられる載置面部と、該載置面部の外周側に位置し、前記載置面部の面積よりも広い面積の上向平面部を有し、
前記カバー部材を前記放熱体に取り付けた際に該上向平面部が前記カバー部材の外側に位置することを特徴とする電球形照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電球形照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体素子を有する発光体を備えた電球形照明装置は、白熱電球と比較して長寿命化・省エネルギー化を図ることができるため、近年注目が集まっている。ＬＥＤを用いた電球形照明装置では、高光束化及び高信頼性のために、放熱性の高い構造が望まれている。
【０００３】
例えば特許文献１には、本体と、光源と、光源取付部と、グローブとを備え、光源で発生する熱を光源取付部を介して本体及びグローブから外部に放出する電球形照明装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２１８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より一層、明るい電球形照明装置が望まれており、そのためには、ＬＥＤ素子の温度を下げるため、放熱性の高い構造が必要である。本発明は、放熱性の高い構造を有した電球形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】
【０００６】
前記課題を解決するために、本発明は、一つ又は複数の半導体素子を有する発光体と、前記発光体を覆うカバー部材と、前記発光体が取り付けられ前記発光体で発生する熱を放出する放熱体と、前記半導体素子を発光させる電源回路基板と、一端面から他端面まで連通する筒状であり、かつ前記電源回路基板を前記一端面から収納する収納ケースと、前記収納ケースの一端側に取り付けられる口金と、を備え、前記放熱体は、前記発光体が取り付けられる載置面部と、該載置面部の外周側に位置し、前記載置面部の面積よりも広い面積の上向平面部を有し、該上向平面部が前記カバー部材の外側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、放熱性の高い構造を有した電球形照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電球形照明装置の外観正面図である。
【図２】図１に示される電球形照明装置の分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。
【図５】カバー部材を取り外した状態の電球形照明装置の平面図である。
【図６】カバー部材と発光体とを取り外した状態の電球形照明装置の平面図である。
【図７】電球形照明装置の外観斜視図である。
【図８】カバー部材の外観正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１０】
図１は、電球形照明装置の外観正面図である。図１に示すように、電球形照明装置１００は、半導体発光素子としてのＬＥＤ３１（図２参照）を有する発光体３０（図２参照）と、発光体３０を覆うカバー部材１０と、発光体３０で発生する熱を放出する放熱体Ｐと、を備えている。本実施形態において、この電球形照明装置はボール電球を模しており、ボール電球形照明装置と呼ばれる。なお、本発明はボール電球形照明装置に限ったものではない。
【００１１】
放熱体Ｐは、本体部７０を備えている。
【００１２】
本体部７０は、下方に向けて縮径する中空かつ筒状の胴部７１と、この胴部７１と一体成形され、軸線を中心として放射状に配置された複数のフィン７２と、を備えている。それぞれのフィン７２は、胴部７１の外周面から径方向外向きに突出し、かつ、軸線方向に延在している。このようなフィン７２を備えることによって、放熱体Ｐの放熱性能を向上させることができる。  なお、フィン７２は、胴部７１の上端（カバー部材１０側の端）よりも所定長さだけ上方に延びる複数の延在部を有していてもよい。つまり、本体部７０の上部は側面視で、フィン７２の延在部と、胴部７１の上端とによる凹凸状を呈していてもよい。この場合、ドーム形状をしたカバー部材１０の裾には、フィン７２の延在部に対応する複数の溝部が形成されることが望ましい。カバー部材１０を本体部７０に取り付けると、それぞれのフィン７２の延在部が、カバー部材１０の溝部に嵌合されるため、カバー部材１０の回転を防止することができるという効果を奏する。
【００１３】
また、電球形照明装置１００は、口金８０と、本体部７０と口金８０を電気的に分離する為の絶縁体２０と、を備える。なお、口金８０については後記する。
【００１４】
図２は、図１に示される電球形照明装置の分解斜視図である。図２に示すように、カバー部材１０と本体部７０との間には、発光体３０などが介在している。発光体３０は、ＬＥＤ３１（半導体素子）と、基板３２と、を備えている。
【００１５】
ＬＥＤ３１に用いられる発光素子としては、例えば青色光を発するものが使用される。それぞれのＬＥＤ３１は、例えばシリコーン樹脂などの透明の封止樹脂により被覆されている。この封止樹脂内には、ＬＥＤ３１から放出される光を色変換する蛍光体が混入されている。蛍光体としては、例えば黄色発光のものが用いられ、当該蛍光体によってＬＥＤ３１からの青色光が色変換されて、白色光となる。なお、ＬＥＤ３１は、光の取り出し効率を向上させるために、半球状のレンズで覆われていてもよい。
【００１６】
基板３２は、平面視で略円形状を呈しており、４つの切り欠き３３、及び、４つの切り欠き３４が設けられている。切り欠き３３の位置は、放熱体Ｐの本体部７０に設けられたねじ穴７４に対応している。切り欠き３４の位置は、収納ケース６０の上部に設けられた突起６２に対応している。また、基板３２の表面には、ＬＥＤ３１に接続される所定のパターンが形成されている。
【００１７】
図８は、カバー部材１０の外観正面図である。
【００１８】
カバー部材１０は、ＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂製又はガラス製であり、発光体３０に向けて開口している。ちなみに、カバー部材１０には、発光体３０からの光を拡散させる光拡散材が含有されていてもよい。カバー部材１０の開口端部１１付近には、後記する収納ケース６０の係止ツメ６３に対応する孔部１２と、本体部７０の凹部の突起７９に嵌合して、カバー部材１０の回転防止の役割を担う溝部１３と、が形成されている。  また、カバー部材１０は開口端部１１からカバー表面１４に至るまでに平面１５ａと傾斜面１５ｂとを有してもよい。カバー表面１４は、頂部と、径最大部と、端部とを有している略半球形状の部分である。平面１５ａは、カバー表面１４の端部から内側方向に延伸した部分であり、傾斜面１５ｂは平面１５ａから内側下方向に傾斜した部分である。カバー部材１０をインジェクション・ブロー成形方式で製作する場合、開口端部１１と平面１５ａのみであると、開口端部１１から平面１５ａに到るところ近傍に座屈（突起）が発生しやすい。そこで、傾斜面１５ｂを追加することにより、座屈の無いカバー部材１０とすることができる。
【００１９】
なお、特許文献１のように平面１５ａが小さい場合は、座屈が生じる恐れがすくない。平面１５ａが大きくなればなるほどブロー成形の際に座屈が生じ易くなる。言い換えると、開口端部１１の開口直径と、カバー表面１４の端部の直径との差が大きくなればなるほどブロー成形の際に座屈が生じ易くなる。
【００２０】
ここで、座屈の発生の仕組みについて説明する。ブロー成形の空気は開口端部１１の開口から、開口端部１１に沿って吹き込まれる。特許文献１のように平面１５ａが小さいものは、吹き込まれた空気がカバー表面１４の頂部に到るように膨らみ、その後カバー表面１４の端部に到るように膨らんでいくが、平面１５ａが小さいため空気の流れがあまり乱れず、端部に座屈が発生する恐れが少ない。対して、平面１５ａが大きいものは、吹き込まれた空気がカバー表面の頂部に到るように膨らんだ後に端部に到るように膨らむ。この際、平面１５ａが大きいため開口端部１１から吹き込まれる空気と端部に至った後の空気の流れが乱れ、ぶつかるところである開口端部１１から平面１５ａに到るところ近傍に座屈（突起）が発生する。平面１５ａが大きいものに対して座屈を生じ難くするために、本実施形態のように傾斜部１５ｂを設けることが望ましい。傾斜部１５ｂを設けることにより、開口端部１１から吹き込まれた空気がカバー表面１４の頂部に到るよりも先に端部に到ることができるようになる。ただし、傾斜部１５ｂの角度が、平面部１５ａに対して急すぎる場合や緩やか過ぎる場合には、やはり端部に到るよりも頂部に到る可能性が高くなり、座屈が生じる恐れも生じる。傾斜部１５ｂの角度を、平面部１５ａに対して適切な角度とすることで、座屈が無いカバー部材１０を作成することができる。
【００２１】
開口端部１１の直径は、基板３２の直径よりも大きく、上面平面部７８の内径よりも小さい。開口端部１１の直径が基板３２の直径よりも大きいことにより、発光体３０を覆うようにしてカバー部材１０を上方から取り付けることが可能となる。開口端部１１の直径が上面平坦部７８の内径よりも小さいことにより、上面平端部７８がカバー部材１０の外側に位置することが可能となる。
【００２２】
電源回路基板５０は、複数の電子部品（図示せず）が基板に実装されたものである。電源回路基板５０は、下端にはコンデンサ５１が設置されている。また、電源回路基板５０は、商用電源からの交流電力を直流電力に整流する回路、整流後の直流電力の電圧を調整する回路などを備えている。
【００２３】
収納ケース６０は、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネート）などの樹脂製である。収納ケース６０は一端面から他端面まで連通する筒状である。電源回路基板５０は収納ケース６０の一端面側から収納される。収納ケース６０は、横断面が略楕円形状である。収納ケース６０の内壁には、電源回路基板５０をそれぞれ保持する保持部６５が形成される（図３参照）。保持部６５は、収納ケース６０の内周における向かい合う箇所に設けられている。保持部６５は収納ケース６０に設けられており、電源回路基板５０を保持できる形状、構造であれば、溝状の構造でも突起状の構造でもよい。保持部６５は収納ケース６０における上方から下方に亘って設けられていても良いし、一部のみに設けられていても良い。収納ケースにおける上方に保持部６５が設けられている場合は、電源回路基板５０を保持するという効果に加え、収納ケース６０に収納する際に入れ易くなるという効果を奏する。収納ケースにおける上方から下方に亘って保持部６５が設けられている場合は、一部のみに保持部６５が設けられている場合に比べて、より強く保持することが可能となる。
【００２４】
収納ケース６０は本体部７０の内側面の縮径形状に沿うような縮径部分と、縮径部分から連続して形成される細身部分と、からなる。これと、電源回路基板５０の形状と、により電源回路基板５０を収納ケース６０に上方向から入れた際に収納ケース６０の下方向から抜け落ちることがないという効果を奏する。細身部分の断面積は縮径部分の最小断面積と略同じとする。収納ケース６０にはカバー部材１０の孔部１２に係止される係止ツメ６３が設けられている。係止ツメ６３は孔部１２に係止されるものであればよい。カバー部材１０と収納ケース６０との係止を行う際、係止ツメは、収納ケース６０に対するカバー部材１０の係止の効果や、収納ケース６０に対するカバー部材１０の回転防止といった効果を奏する。
収納ケース６０には、電源回路基板５０の出力用のリード線（図示なし）を案内するためのガイド部６４が設けられている。
また、収納ケース６０の細身部分の下方の外周面には、口金８０の内周面に対応するねじ溝６１が形成されている。
【００２５】
本体部７０は、前記したように、筒状の胴部７１と、この胴部７１と一体成形され、軸線（図２参照）を中心として放射状に配置された複数のフィン７２と、を備えている。また、胴部７１の内側面は収納ケース６０を外嵌可能な形状となっており、かつ、下方に向かうにつれて縮径している。本体部７０の内側面は、上方から下方に向かうにつれて縮径している。
【００２６】
また、本体部７０は、胴部７１の内側面が内側に突出し、かつ、軸線方向に延在する平坦部７７と、胴部７１の上面で平坦部７７よりも外周側に位置する上向平面部７８と、を備えている。平坦部７７の上側（カバー部材１０側）には前記したねじ穴７４が設けられていて、基板３２（発光体３０）を取り付けることができる。ここで、平坦部７７において基板３２（発光体３０）を取り付けることができる部分を載置面部７７ａとする。上向平面部７８は、本体部７０における上側（カバー部材１０側）、かつ平担部７７や載置面部７７ａよりも外周側に位置する。また、本実施形態において、上向平面部７８は、内側から外側に向けて上方向に傾斜している。上向平面部７８の傾斜は、カバー部材１０における傾斜面１５ｂと略並行となる傾斜である。この構成によると、カバー部材１０と本体部７０との間の隙間が小さくなり意匠性が向上するという効果を奏する。上向平面部７８の面積は、載置面部７７ａおよび基板３２の面積よりも大きい。これにより放熱効果が高くなる。なお、上向平面部７８の傾斜は、上記に限るものではなく、傾斜面１５ｂの傾斜よりも緩やかなものでもよい。この構成によるとカバー部材１０と本体部７０との間の隙間が大きくなり放熱性が向上するという効果を奏する。  放熱体Ｐにおいて、載置面部７７ａと上向平面部７８の間にはカバー部材１０の開口端部１１が挿入される本体部７０の凹み部が設けられている。カバー部材１０を放熱体Ｐ（本体部７０）に取り付けると、載置面部７７ａは、カバー部材１０の開口の内部に位置する一方、上向平面部７８は、カバー部材１０の開口の外部に位置する。つまり、上向平面部７８は、カバー部材１０の外側に位置し、外部の空気に触れる為、放熱性が良い。
本体部７０の最外径に対して、カバー部材１０の開口部の面積を小さくすると、上向平面部７８の面積をより大きくすることができる。これにより、ＬＥＤ電球の放熱性が高くなり、高効率なＬＥＤ電球を実現することができる。
【００２７】
ＬＥＤ３１で発生する熱は、基板３２の下面から平坦部７７に伝導し、この平坦部７７と一体成形され、外部の空気に触れるフィン７１、及び、上向平面部７８から放出される。
【００２８】
本実施例において、胴部７１の上方の開口面積は、胴部７１の下方の開口面積よりも大きいものである。これと、収納ケース６０の形状と、により、収納ケース６０を胴部７１の上方向から入れた際に胴部７１の下方向から抜け落ちることがないという効果を奏する。
【００２９】
なお、本体部７０は、例えばアルミニウム（合金を含む）など、熱伝導率の高い材料から形成されている。したがって、発光体３０で発生する熱は、本体部７０に効率的に伝導され、本体部７０の外周面から外部の空気に放出されるようになっている。
【００３０】
口金８０は、収納ケース６０の下端側に取り付けられ、外部に設置された一般照明電球用のソケット（図示せず）にねじ込むことにより商用電源に電気的に接続するためのものである。
【００３１】
再び図２に戻り、電球形照明装置１００の組立方法の概略を説明する。
【００３２】
まず、電源回路基板５０を、長手方向を縦にして上方（一端側）から収納ケース６０内に挿入し、収納ケース６０内の保持部６５に係合させて収納する。電源回路基板５０に予め接続されている出力用のリード線（図示せず）の先端は、このとき収納ケース６０内から外に引き出された状態にする。そして、電源回路基板５０を収納した収納ケース６０を上方から本体部７０に嵌め込む。収納ケース６０を上方から本体部７０に嵌め込む際、収納ケース６０の縮径部分は、本体部７０の内面に接触し、収納ケース６０の細身部分は本体部７０の下側の開口から飛び出ることになる。この収納ケース６０の細身部分に本体部７０と口金８０を絶縁する為の環状の絶縁体２０を挿入した後、収納ケース６０の細身部分の下部と口金８０とを螺合する。そして、電源回路基板５０に予め接続されている入力用のリード線（図示せず）を口金８０の所定箇所に接続する。
【００３３】
続いて、収納ケース６０に収納された電源回路基板５０の周囲に、熱伝導性が良好で電気絶縁性が高い樹脂（図示せず）を充填してもよい。この樹脂によって、電源回路基板５０で発生した熱を放熱体Ｐに効率良く伝導させることができる。
【００３４】
次に、発光体３０の基板３２の切り欠き３４を収納ケース６０の上部の突起６２に嵌め、基板３２の位置決めを行う。
【００３５】
そして、ねじ部材Ｓを基板３２の切り欠き３３から本体部７０の平坦部７７に形成されたねじ穴７４にねじ込むことにより、発光体３０を本体部７０に組み付ける。
【００３６】
続いて、収納ケース６０内から外に引き出されているリード線（図示せず）を収納ケース６０のガイド部６４に沿わせて這い回し、リード線の先端を発光体３０の基板３２にコネクタ等によって接続する。
【００３７】
最後に、発光体３０を覆うようにして、カバー部材１０を上方から取り付ける。すなわち、収納ケース６０に形成されている係止片６３が、カバー部材１０の開口端部１１付近に形成されている孔部１２に係止するように、かつ、本体部７０の凹部の突起７９がカバー部材１０の開口端部１１付近に形成されている溝部１３に嵌合するように、カバー部材１０を取り付ける。
【００３８】
なお、電球形照明装置１００の組立方法は、前記した方法に限定されるものではなく適宜変更することが可能である。
【００３９】
図３は、図２のＡ−Ａ線に沿う電球形照明装置の縦断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ線に沿う電球形照明装置の縦断面図である。
図３及び図４に示すように、電球形照明装置１００が組立てられた状態において、発光体３０の基板３２の下面と、本体部７０の平坦部７７とが密着している。ＬＥＤ３１が発光する際に発生する熱は、基板３２、及び本体部７０の順に伝熱し、外部に放出される。
【００４０】
図５は、カバー部材１０を取り外した状態の電球形照明装置１００の平面図である。
【００４１】
図６は、カバー部材１０と発光体３０とを取り外した状態の電球形照明装置１００の平面図である。
【００４２】
図７は、電球形照明装置１００の外観斜視図である。
【００４３】
以上、本発明に係る電球形照明装置について実施形態により説明したが、本発明の実施態様はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変更などを行うことができる。
【００４４】
また、発光体３０からの光は白色に限定されるものではなく、発光色の異なるＬＥＤや蛍光体を用いて所望の色に設定可能である。
【００４５】
また、実施形態では、発光体３０が複数個のＬＥＤ３１を備える場合について説明したが、ＬＥＤの数はこれに限定されず、単数個でもよい。
【００４６】
また、実施形態では、ＬＥＤ３１がレンズで覆われていてもよい。
【００４７】
また、前記実施形態では、発光体３０がＬＥＤを備える場合について説明したが、発光体３０としてＥＬ（Electro-Luminescence）など他の半導体発光素子を用いてもよい。
【００４８】
なお、本実施形態における電球型照明装置１００はいわゆるボール電球形照明装置である。ボール電球形照明装置と一般電球形照明装置とで大きく異なる点は、外形である。ボール電球形照明装置は、一般電球形照明装置よりも大きく、球状である。そのため、ボール電球形照明装置と一般電球形照明装置とは構成部品の共通化が困難である。しかし、本実施形態に記載の電球型照明装置１００のようなカバー部材１０と放熱体Ｐとを用いれば、その他の構成部品の共通化を行うことができる。具体的には、発光体３０、電源回路基板５０、収納ケース６０、絶縁体２０、口金８０を、ボール電球形照明装置と一般電球形照明装置とで共通化することができる。これは、本実施形態に記載のカバー部材１０の開口端部１１が一般電球形照明装置のカバー部材の開口端部と略同じ大きさであること、放熱体Ｐの載置面部７７が一般電球形照明装置の載置面部と略同じ大きさであること、本体部７０の内側の構造が一般電球形照明装置の本体部の内側の構造と略同じであること、によるものである。本実施形態のようなカバー部材１０と放熱体Ｐによると、一般電球形照明装置との共通部品を用いることができ部材点数の低減効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００  電球形照明装置
１０  カバー部材
１１  開口端部
１２  孔部
１３  溝部
１４  カバー表面
１５ａ  平面
１５ｂ  傾斜面
２０  絶縁体
３０  発光体
３１  ＬＥＤ（半導体素子）
３２  基板
３３  切り欠き
３４  切り欠き
５０  電源回路基板
５１  コンデンサ
６０  収納ケース
６１  ねじ溝
６２  突起
６３  係止ツメ
６４  ガイド部
６５  保持部
７０  本体部
７１  胴部
７２  フィン
７４  ねじ穴
７７  平坦部
７７ａ  載置面部
７８  上向平面部
７９  突起
８０  口金
Ｐ  放熱体
Ｓ  ねじ部材
【図１】
2014235792.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014235792.tif 000007
【図６】
2014235792.tif 000008
【図７】
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【図８】
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