(57)【要約】【課題】発光素子基板と回路部品基板とを分割し、これらを段差を設けて配設することにより、簡単な構成により、発光素子と回路部品との相互の熱的影響を抑制することができる照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、発光素子２１が実装された発光素子基板２と、前記発光素子２１を点灯制御する回路部品Ｐが実装された回路部品基板３と、回路部品基板３が発光素子基板２の周囲に位置されるとともに、前記発光素子基板２が回路部品基板３に対し、前面側へ突出するように段差を設けて配設され、かつこれら発光素子基板２及び回路部品基板３が取付けられた被取付手段４とを備える照明装置１である。【選択図】図２
2011129326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が実装された発光素子基板と；
前記発光素子を点灯制御する回路部品が実装された回路部品基板と；
回路部品基板が発光素子基板の周囲に位置されるとともに、前記発光素子基板が回路部品基板に対し、前面側へ突出するように段差を設けて配設され、かつこれら発光素子基板及び回路部品基板が取付けられた被取付手段と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記段差の寸法は、回路部品基板に実装された回路部品の実装高さ寸法より大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記発光素子基板は、略円形状に形成され、回路部品基板は、略リング状に形成されており、発光素子基板の直径に対し、回路部品基板の幅寸法は１／２以下に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、光源としてＬＥＤ等の発光素子を基板に複数配設して所定の光量を得るようにする照明装置が開発されている。これら照明装置の中には、小形化を図るため、一枚の基板に発光素子と、この発光素子を点灯制御する回路部品とを実装するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、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ＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする照明装置では、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。特許文献１に示されたものでは、発光素子から発生する熱と、回路部品のうち、半導体部品や抵抗素子等の発熱部品から発生する熱とが相互に影響し、発光素子の温度上昇を抑制するのが困難となるとともに、回路部品の温度上昇を抑制するのも困難となる。
【０００４】
そこで、基板に複数の基板貫通孔を形成し、この貫通孔によって素子実装領域と回路部品実装領域とに区画し、放熱部材に形成された通気孔と貫通孔とを連通することにより、ＬＥＤと回路部品との相互熱干渉を抑制する照明装置が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−６８１２９号公報
【特許文献２】特開２００９−１４０７１８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、特許文献２に示されたものは、発光素子と回路部品とは、同一の基板に実装されるため相互の熱的干渉の抑制が十分ではない。また、貫通孔を形成して素子実装領域と回路部品実装領域とを区画したり、貫通孔と連通するように放熱部材に通気孔を形成したりする必要があり、構成が複雑化する可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発光素子基板と回路部品基板とを分割し、これらを段差を設けて配設することにより、簡単な構成により、発光素子と回路部品との相互の熱的影響を抑制することができる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】
【０００８】
請求項１に記載の照明装置は、発光素子が実装された発光素子基板と；前記発光素子を点灯制御する回路部品が実装された回路部品基板と；回路部品基板が発光素子基板の周囲に位置されるとともに、前記発光素子基板が回路部品基板に対し、前面側へ突出するように段差を設けて配設され、かつこれら発光素子基板及び回路部品基板が取付けられた被取付手段と；を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の技術的意味及び解釈は次による。発光素子基板及び回路部品基板は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料をベース板として適用するのが好ましいが、格別構成材料が限定されるものではない。ベース板の材料は、絶縁材とする場合には、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。発光素子基板の形状は、円形状や四角形状等の多角形状に形成でき、格別その形状が限定されるものではない。
【００１０】
発光素子とは、ＬＥＤ等の固体発光素子である。また、発光素子の実装個数には特段制限はない。発光素子基板への発光素子の実装方式は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式が適用でき、実装方式が格別限定されるものではない。さらに、発光素子基板には、発光素子のみならず回路部品を実装することを妨げるものではない。
【００１１】
被取付手段は、基板が取付けられる部材を意味する。好ましくは、放熱部材であることが望ましいが、放熱部材に限定されない。放熱部材である場合には、いわゆるヒートシンク、装置の本体、ケースあるいはカバー等と称されるものが含まれる。つまり、放熱部材は、基板と熱的に結合される熱伝導性を有する部材を意味する。また、被取付手段は、発光素子基板が取付けられるものと、回路部品基板が取付けられるものとが分割されて構成されていてもよい。
照明装置には、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置等が含まれる。
【００１２】
請求項２に記載の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記段差の寸法は、回路基板に実装された回路部品の実装高さ寸法より大きく設定されていることを特徴とする。このような構成により、発光素子から出射された光が、回路部品基板に実装された回路部品に遮られるのを効果的に軽減できる。
【００１３】
請求項３に記載の照明装置は、請求項１又は請求項２に記載の照明装置において、前記発光素子基板は、略円形状に形成され、回路部品基板は、略リング状に形成されており、発光素子基板の直径に対し、回路部品基板の幅寸法は１／２以下に設定されていることを特徴とする。このような構成により、前面側における非発光部の領域を少なくすることができる。なお、略リング状に形成された回路部品基板は、必ずしも一体化されていなくてもよい。例えば、分割されていてもよく、全体としてリング状に形成されていればよい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、発光素子及び回路部品の相互の熱的干渉を抑制でき、発光素子及び回路部品の過度の温度上昇を抑制することができる。また、発光素子から出射された光が、回路部品に遮られるのを軽減することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、発光素子から出射された光が、回路部品基板に実装された回路部品に遮られるのを一層効果的に軽減できる。
請求項３に記載の発明によれば、上記請求項の発明の効果に加え、前面側における非発光部の領域を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置としての電球形ＬＥＤランプを示す斜視図である。
【図２】同断面図である。
【図３】同グローブを取外して示す斜視図である。
【図４】同別の実施形態（実施例１）を示す断面図である。
【図５】同別の実施形態（実施例２）を示す断面図である。
【図６】同別の実施形態（実施例３）において、グローブを取外して示す平面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る照明装置としてのダウンライトを示す斜視図である。
【図８】同ダウンライトにおいて、中心線から左側を断面で示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の第１の実施形態に係る照明装置について図１乃至図３を参照して説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１８】
図において、照明装置として電球形ＬＥＤランプ１が示されている。ＬＥＤランプ１は、複数の発光素子２１が実装された発光素子基板２と、発光素子２１を点灯制御する点灯回路部品Ｐが実装された回路部品基板３と、これら発光素子基板２及び回路部品基板３が取付けられた被取付手段、具体的には、発光素子基板２及び回路部品基板３が熱的に結合された放熱部材である本体４と、この本体４に取付けられた口金５と、発光素子基板２及び回路部品基板３を覆って本体４に取付けられたグローブ６とを備えている。
【００１９】
本体４は、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円柱をなし、外周面には複数の放熱フィン４１が一体に形成されている。本体４の他端側は、図２及び図３に示すように、略円形状をなし、基板取付面４２が形成されている。この基板取付面４２は、発光素子基板取付面４２ａ及び回路部品基板取付面４２ｂからなり、取付面４２ａは、中央部に位置し、短円筒状に前面側へ突出して形成されている。一方、取付面４２ｂは、取付面４２ａの周囲を囲むようにリング状の溝部として形成されている。すなわち、取付面４２ａと取付面４２ｂとは、段差を設けて形成されている。  
【００２０】
また、本体４の他端側の外周部には、グローブ６の開口側に対向する段部４３が全周に亘って形成されており、この段部４３には、グローブ６から下方に拡散された光を反射するリング６１が取付けられている。放熱フィン４１は、本体４の一端側から他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おり、これら放熱フィン４１は、周方向に互いに略等間隔で形成されている。  
【００２１】
本体４の一端側には、口金５が絶縁部材５１を介して取付けられている。絶縁部材５１は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の材料により、略円筒状に形成されており、本体４との接合部の外周面には、本体４の一端側と口金５との間を絶縁するためのフランジ部５２が径方向に突出して周方向全体に介在している。  
【００２２】
口金５は、Ｅ型のものであり、回路部品基板３と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５３と、このシェル５３の頂部に絶縁部５４を介して設けられたアイレット５５とを備えている。
【００２３】
グローブ６は、光拡散性を有するガラス又は合成樹脂等により球面状に形成されており、本体４の他端側と連続する形状となっている。また、このグローブ６は、球面状の頂部から徐々に下方に向かって拡開するように形成され、最大径位置から縮径されるように形成されている。  
【００２４】
発光素子基板２は、発光素子基板取付面４２ａに取付けられている。発光素子基板２には、複数の発光素子２１が実装され、枠部材２２が設けられて、この枠部材２２内に封止部材２３が充填されている。  
【００２５】
発光素子基板２は、発光素子基板取付面４２ａと対応して略円板状に形成されている。基板２には、各発光素子２１の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料をベース板として適用するのが好ましい。このような基板２として、アルミニウム製のべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板が用いられている。なお、ベース板の材料は、絶縁材とする場合には、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エポキシ樹脂等の合成樹脂材料を適用できる。  
【００２６】
複数の発光素子２１は、ＬＥＤのベアチップからなる。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このＬＥＤのベアチップは、配線パターンが形成された基板２の表面上に、シリコーン樹脂系の接着剤を用いてマトリクス状に並べられて接着されている。  
【００２７】
枠部材２２は、例えば、ディスペンサを用いて所定の粘度を有する未硬化のシリコーン樹脂を基板２上に円形枠状に塗布し、その後に加熱硬化することにより、基板２上に接着されている。  
【００２８】
封止部材２３は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、枠部材２２の内側に充填されて基板２上に設けられている。封止部材２３は、各発光素子２１及び各発光素子２１を接続するボンディングワイヤを封止している。  
【００２９】
封止部材２３は、蛍光体を適量含有している。蛍光体は、発光素子２１が発する光で励起されて、発光素子２１が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子２１が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。封止部材２３は、未硬化の状態で枠部材２２の内側に所定量注入された後に加熱硬化させて設けられている。そのため、封止部材２３の封止面積は枠部材２２で規定されている。  
【００３０】
回路部品基板３は、回路部品基板取付面４２ｂと対応してリング状で板状に形成されている。したがって、回路部品基板３は、発光素子基板２の周囲を囲むように位置されている。また、発光素子基板２に対して、背面側へ没入するように段差を設けて配設されている。換言すれば、発光素子基板２は、回路部品基板３に対して、前面側へ突出するように段差を設けて配設されている。回路部品基板３は、ガラスエポキシ樹脂等から形成されており、発光素子２１を点灯制御するうえで必要な回路部品Ｐが実装されている。例えば、制御用IC、スイッチングトランジスタQ、抵抗素子R、定電圧ダイオードZD、全波整流器REC及びコンデンサC等の回路部品Ｐが実装されている。  
【００３１】
なお、回路部品基板３は、発光素子基板２とリード線やコネクタ等を介して接続されており、発光素子２１を点灯制御するようになっている。また、図２に示すように、回路部品基板３の幅Ｗは、発光素子基板２の直径Ｄの１／２以下になるように設定されている。これにより、前面側、つまり、照射面側の発光しない回路部品基板３の部分（非発光部）の領域を少なくすることができる。  
【００３２】
次に、このように構成された電球形ＬＥＤランプ１の作用を説明する。口金５を照明器具のソケットに装着して通電が行われると、回路部品基板３に電力が供給され点灯回路が動作して発光素子基板２の発光素子２１が発光し点灯する。発光素子２１から出射された光は、グローブ６を介して拡散照射される。  
【００３３】
この場合、発光素子基板２は、前面側の中央部に配置されているので、発光素子２１から出射された光を目的とする方向に照射しやすい構成となっている。また、発光素子基板２は、回路部品基板３に対して前面側へ突出しているので、発光素子２１から出射された光が、回路部品基板３に実装された回路部品Ｐに遮られるのを軽減できる。さらに、回路部品基板３の幅Ｗは、発光素子基板２の直径Ｄの１／２以下になっているので、前面側における非発光部の領域を少なくすることができ、いわゆる暗部を少なくすることが可能となる。加えて、回路部品基板３は、発光素子基板２の周囲に位置しているのでコンパクトな構成とすることができる。  
【００３４】
一方、発光素子２１が点灯すると、各発光素子２１が発熱するが、この熱は、主として発光素子基板２の背面側に伝導し、さらに発光素子基板取付面４２ａから本体４に伝導して放熱される。また、このとき、回路部品Ｐのうち、制御用IC、スイッチングトランジスタQ、抵抗素子R等の発熱部品も発熱するが、この熱は、同様に、回路部品基板３の背面側に伝導し、さらに回路部品基板取付面４２ｂから本体４に伝導して放熱される。このように、発光素子基板２及び回路部品基板３は、放熱部材である本体４と熱的に結合されている。  
【００３５】
各発光素子２１及び回路部品Ｐの熱は上述したように放熱されるが、発光素子基板２と回路部品基板３とは、分割されており、しかも段差を設けて配設されているので、各発光素子２１及び回路部品Ｐは、熱的に分離され、これらの熱の相互の干渉を抑制できる。つまり、各発光素子２１からの熱が回路部品Ｐに影響するのを抑制でき、回路部品Ｐの発熱部品からの熱が発光素子２１に影響するのを抑制できる。したがって、発光素子２１及び回路部品Ｐの過度の温度上昇を抑制することが可能となる。  
【００３６】
以上のように本実施形態によれば、発光素子２１及び回路部品Ｐの相互の熱的干渉を抑制でき、発光素子２１及び回路部品Ｐの過度の温度上昇を抑制することができる。また、発光素子２１から出射された光が、回路部品に遮られるのを軽減することができる。  
【００３７】
次に、第１の実施形態に係る別の実施形態について図４乃至図６を参照して説明する。なお、上記実施形態と同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。              （実施例１）
【００３８】
図４に示すように、本実施例では、発光素子基板２と回路部品基板３との段差の寸法ｈを回路部品基板３に実装される回路部品Ｐの実装高さ寸法より大きく設定したものである。つまり、複数の回路部品Ｐのうち、最も実装高さ寸法の大きい回路部品Ｐより、段差の寸法ｈが大きくなるように設定したものである。
【００３９】
このような構成により、上記第１の実施形態が奏する効果に加え、発光素子２１から出射された光が、回路部品基板３に実装された回路部品に遮られるのを一層軽減できる。
（実施例２）
【００４０】
図５に示すように、本実施例では、発光素子基板２と回路部品基板３との段差を傾斜状に形成したものである。この段差を傾斜状に形成することにより、発光素子基板２と回路部品基板３との分離距離を長くすることができ、発光素子２１及び回路部品Ｐの相互の熱的干渉を抑制する効果を高めることができる。
（実施例３）
【００４１】
図６に示すように、本実施例では、回路部品基板３を扇形状に形成し、発光素子基板２の周囲に段差を設けて配設したものである。このような態様の場合にも上記第１の実施形態と同様な効果を奏することが可能となる。
【００４２】
次に、第２の実施形態に係る照明装置について図７及び図８を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。図は、照明装置として天井Ｃに埋め込んで使用されるダウンライト１を示している。本実施形態では、第１の実施形態における発光素子基板２と回路部品基板３との配設構成をダウンライト１に適用した形態を示すものである。
【００４３】
ダウンライト１は、複数の発光素子が実装された発光素子基板２と、発光素子を点灯制御する点灯回路部品が実装された回路部品基板３と、これら発光素子基板２及び回路部品基板３が熱的に結合された放熱部材としての本体４と、この本体４に取付けられた配光部材７と、発光素子基板２及び回路部品基板３を覆って前方に配設された透光性のカバー６とを備えている。また、本体２の外周側には、取付け用板ばね８が装着されている（図８では図示を省略している）。
【００４４】
本体４は、熱伝導性を有して略筒状をなし、内周面が下方に向かって広がる傾斜状に形成されている。本体４は、熱伝導性の良好な材料、例えば、アルミニウム合金製のダイカストで形成されている。本体４の外面は、白色のメラミン樹脂系塗料によって焼付塗装されている。また、本体４の外面には、鉛直方向に延びる複数の放熱フィン４１が形成されている。
【００４５】
第１の実施形態と同様に、本体４には、基板取付面４２が形成されている。この基板取付面４２は、発光素子基板取付面４２ａ及び回路部品基板取付面４２ｂからなり、取付面４２ａは、前面側へ突出して形成されている。一方、取付面４２ｂは、取付面４２ａの周囲を囲むようにリング状の溝部として形成されており、取付面４２ａと取付面４２ｂとは、段差を設けて形成されている。
【００４６】
発光素子基板２は、発光素子基板取付面４２ａに取付けられている。発光素子基板２には、複数の発光素子２１が実装され、枠部材２２が設けられて、この枠部材２２内に封止部材２３が充填されている。
【００４７】
回路部品基板３は、回路部品基板取付面４２ｂと対応してリング状で板状に形成されている。したがって、回路部品基板３は、発光素子基板２の周囲を囲むように位置されている。また、発光素子基板２は、回路部品基板３に対して、前面側へ突出するように段差を設けて配設されている。
【００４８】
配光部材７は、本体４の内周面に沿うように形成されている。つまり、本体４の内周面と同様に、下方に向かって広がる傾斜状に形成されている。配光部材７の内周面は、反射面をなし、下方に向かって広がる傾斜状の形態によって、発光素子２１から出射される光を配光制御する機能を有する。また、この配光部材７には、透光性のカバー６が取付けられている。
【００４９】
このように構成されたダウンライト１によれば、回路部品基板３に電力が供給されると点灯回路が動作して発光素子基板２の発光素子２１が発光し点灯する。発光素子２１から出射された光は、カバー６を介して配光部材７によって配光制御され前方へ照射される。
【００５０】
各発光素子２１及び回路部品Ｐから発生する熱は、主として本体４に伝導して放熱される。このとき、各発光素子２１及び回路部品Ｐは、相互の熱的干渉が抑制される。したがって、発光素子２１及び回路部品Ｐの過度の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００５１】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、発光素子２１及び回路部品Ｐの相互の熱的干渉を抑制でき、これらの過度の温度上昇を抑制することができる。また、発光素子２１から出射された光が、回路部品に遮られるのを軽減することができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、装置本体を被取付手段としたが、発光素子基板、回路部品基板及び被取付手段を一体化して単体のモジュールとして構成し、このモジュールを照明装置本体に組み込むようにしてもよい。また、発光素子基板への発光素子の実装方式は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式が適用でき、実装方式が格別限定されるものではない。
【００５３】
さらに、発光素子基板には、発光素子のみならず回路部品を実装することを妨げるものではない。例えば、点灯回路にノイズが重畳されることによる発光素子の誤点灯を防止するため、コンデンサ等を実装してもよい。加えて、発光素子基板の形状は、円形状に限らず、四角形等の多角形状に形成できる。
また、照明装置としては、光源や屋内又は屋外で使用される照明器具、ディスプレイ装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・照明装置（ＬＥＤランプ、ダウンライト）、２・・・発光素子基板、
３・・・回路部品基板、４・・・被取付手段（本体）、２１・・・発光素子（ＬＥＤ）、
Ｐ・・・回路部品
【図１】
2011129326.tif 000003
【図２】
2011129326.tif 000004
【図３】
2011129326.tif 000005
【図４】
2011129326.tif 000006
【図５】
2011129326.tif 000007
【図６】
2011129326.tif 000008
【図７】
2011129326.tif 000009
【図８】
2011129326.tif 000010