(57)【要約】【課題】低コストな直管形ランプ及び照明装置を提供する。【解決手段】直管形ランプ11は、基板35と、この基板35の一面側35aに発光素子36が実装された発光モジュール21と；前記基板35の他面側35bが熱的に接続される配設部28、この配設部28の両側に前記基板35の両側部35cが配置される溝部27を設けた保持部29、前記配設部28と対向する方向に形成された透光部24、を有し、前記配設部28の線膨張率が前記透光部24の線膨張率よりも低くなるように形成された樹脂製の直管カバー20と；前記直管カバー20の両端に配設される口金22,23と；を具備することを特徴とする。【選択図】図１
2015195087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板の一面側に発光素子が実装された発光モジュールと；
前記基板の他面側が熱的に接続される配設部、この配設部の両側に前記基板の両側部が配置される溝部を設けた保持部、前記配設部と対向する方向に形成された透光部、を有し、前記配設部の線膨張率が前記透光部の線膨張率よりも低くなるように形成された樹脂製の直管カバーと；
前記直管カバーの両端に配設される口金と；
を具備することを特徴とする直管形ランプ。
【請求項２】
前記配設部は、前記透光部よりも熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１に記載の直管形ランプ。
【請求項３】
前記保持部の一部が、前記基板の一面側に向かって近接するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の直管形ランプ。
【請求項４】
前記基板の一面側には、前記発光素子に電力を供給するための導電性の配線パターンが少なくとも一部が露出するように設けられており、前記保持部が前記露出した配線パターンに接触することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載の直管形ランプ。
【請求項５】
前記保持部が少なくとも一部の弾性変形による応力で前記基板を位置決めすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一に記載の直管形ランプ。
【請求項６】
前記基板はフレキシブル基板で構成され、自己の弾性変形により前記配設部に対して前記基板の他面側が押圧されるように配設されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一に記載の直管形ランプ。
【請求項７】
前記保持部は、前記透光部よりも線膨張率が低くなるように形成されたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一に記載の直管形ランプ。
【請求項８】
前記配設部の両側に前記配設部よりも強度の高い線状部材を配設したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一に記載の直管形ランプ。
【請求項９】
前記透光部の前記配設部と対向する位置に前記線状部材をさらに配設したことを特徴とする請求項８に記載の直管形ランプ。
【請求項１０】
器具本体と；
前記器具本体に設置されたソケットと；
前記ソケットに装着される請求項１ないし９いずれか一記載の直管形ランプと；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、直管形ランプおよび照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直管形ランプが広く利用されている。直管形ランプには、従来の蛍光ランプに加え、近年は、発光素子、例えば発光ダイオード素子（以下、LEDという）、を利用した直管形ランプも広く普及してきている。
【０００３】
LEDを用いた直管形ランプ（以下、LEDランプという）では、通常、発光部としての複数のLEDが実装されたモジュール基板がアルミプレート上に固着され、直管カバー内に設けられる。
【０００４】
アルミプレートが直管形ランプ自体の機械的強度の保持と、長手軸方向の長さの維持を図り、給電は、アルミプレートの両端に固定された例えばG13形口金のランプピン又はL形に形成したランプピンにより行われる。２つの口金は、アルミプレートの両端に設けられた孔に螺子止めされる。すなわち、モジュール基板が固着されたアルミプレートは、２つの口金により保持された被保持部材であり、直管形ランプの機械的強度と長手軸方向の長さは、このアルミプレートにより保たれている。
【０００５】
しかし、熱伝導率が高いアルミニウム等の部材は、その体積が大きくなると、部材自体のコストが高くなるという問題がある。  
【０００６】
一方で、円管カバーを硬質なガラス製にして、直管カバーの両端に口金を設け、円管
【０００７】
カバー内にモジュール基板を固定することも考えられるが、ガラス割れに対する安全性の担保として熱収縮性の防飛膜で覆う必要があり、部品点数も増え、コスト上昇になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２-２１６３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
実施形態は、低コストの直管形ランプ及び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】
【００１０】
本実施形態の直管形ランプは、基板と、この基板の一面側に発光素子が実装された発光モジュールと；前記基板の他面側が熱的に接続される配設部、この配設部の両側に前記基板の両側部が配置される溝部を設けた保持部、前記配設部と対向する方向に形成された透光部、を有し、前記配設部の線膨張率が前記透光部の線膨張率よりも低くなるように形成された樹脂製の直管カバーと；前記直管カバーの両端に配設される口金と；を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、低コストで直管カバーの熱膨張による変形を抑制した直管形ランプを提供することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態を示す直管形ランプの断面図である。
【図２】同上直管形ランプの直管カバーを透過した正面図である。
【図３】本実施形態の照明装置の斜視図である。
【図４】第２の実施形態を示す直管形ランプの断面図である。
【図５】第３の実施形態を示す直管形ランプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１４】
図３に示すように、照明装置10は、長尺な直管形ランプ11を使用するものであり、長尺な器具本体12、この器具本体12の長手方向の両端に配置されるソケット13，14、および器具本体12内に配設される電源回路15等を備えている。
【００１５】
そして、図１および図２に、直管形ランプ11を示す。直管形ランプ11は、直管カバー20、この直管カバー20内に挿入配置される発光モジュール32、直管カバー20および発光モジュール32の両端に配設される口金22，23を備えている。
【００１６】
発光モジュール32は、長尺な帯状のフレキシブル配線基板35、およびこのフレキシブル配線基板35の一面側である表面35aの幅方向中央に実装された複数の発光素子36を備えている。なお、以下ではフレキシブル配線基板を用いた発光モジュール32について説明するが、リジッド配線基板を用いてもよい。
【００１７】
フレキシブル配線基板35は、フィルム状の絶縁材と配線パターンを積層して構成されている。配線パターンに複数の発光素子36が電気的に接続され、配線パターンにより複数の発光素子36が例えば直列に電気的に接続されている。また、配線パターンは少なくとも一部が露出する露出部35fが形成されており、他のフレキシブル配線基板35の表面35aの領域には、絶縁層または光の反射率が高い高反射膜を形成してもよい。
【００１８】
発光素子36は、例えばＬＥＤや有機ＥＬ等が用いられている。本実施形態では、ＬＥＤが用いられ、複数のＬＥＤがフレキシブル配線基板35の表面35aの幅方向中央で長手方向に沿って所定の間隔をあけて実装されている。
【００１９】
発光モジュール32は、フレキシブル配線基板35の幅方向の両側部35cの強度が幅方向の中央部35dの強度よりも低くなるように構成してもよい。例えば、フレキシブル配線基板35の中央部35dのみに配線パターンを形成したり、フレキシブル配線基板35の表面35aの中央部35dに高反射膜を形成することにより、フレキシブル配線基板35の両側部35cの強度が中央部35dの強度よりも低くなるように構成できる。あるいは、フレキシブル配線基板35の両側部35cの厚みを中央部35dの厚みよりも薄くしたり、フレキシブル配線基板35の両側部35cに孔をあけることにより、フレキシブル配線基板35の両側部35cの強度が中央部35dの強度よりも低くなるように構成できる。なお、フレキシブル配線基板35の中央部35dの幅寸法は、フレキシブル配線基板35の両側部35cのそれぞれの幅寸法より広い。
【００２０】
直管カバー20は、フレキシブル配線基板35の中央部35dが接触して配設される配設部28、この配設部28の両側に形成されて、溝部としての保持溝27を有する保持部29、および配設部28と対向する方向に形成された透光部24を有し、配設部28の線膨張率が透光部24の線膨張率よりも低くなるように形成された樹脂製で一体成型されている。
【００２１】
透光部24は、例えば基材の樹脂にグラスファイバーを分散した材料で略一定の肉厚で構成される。透光部24は、直管カバー20の保持部29よりも光出射側、例えば３/４以上の大部分を構成し、発光素子36から出射した光が外部に透過するように透明または光拡散性を有する。また、透光部24はグラスファイバーが分散されることにより基材の樹脂のみの場合に比べて強度が高くなっている。
【００２２】
配設部28および保持部29は、基材となる樹脂にタルクを分散させて構成し、光反射性を有する白色で、透光部24よりも線膨張率が低く、熱伝導率が高くなるように構成されている。配設部28および保持部29を白色で構成することによって、発光素子36から出射した光を透光部24へ反射させて光の取り出し効率を向上させることができる。なお、配設部28および保持部29にはタルクの他グラスファイバー、カーボン等を分散した樹脂を用いてもよい。
【００２３】
配設部28は、透光部24に比べて肉厚で空洞のない中実に形成され、基板35が載置される平面状の基板載置面28a、直管カバー20の外面の一部を構成する円弧状の外周面28bを有している。配設部28の材料および構造により長手方向に直交する方向に対する曲げ応力を向上させている。また、基板載置面28aから外周面28bに至る経路は基板35の熱を外部へ放熱するための放熱経路となっており、配設部28の熱伝導率が透光部24よりも高いため、配設部28は直管カバー20のヒートシンクとしても機能する。
【００２４】
保持部29は、配設部28の両側部から直管カバー20の内面側に突出する立ち上がり部29a、立ち上がり部29aからフレキシブル配線基板35の表面35aに向かって対向配置する爪部29bが形成され、爪部29bの内側にフレキシブル配線基板35の両側部35cが配置される保持溝27が形成されている。つまり、爪部29bは立ち上がり部29aから表面35aに向かって近接するように形成され、基板35の位置を規制している。保持溝27は、フレキシブル配線基板35の両側部を保持するとともにフレキシブル配線基板35を弾性変形させて、基板35の他面35bを配設部28に押圧している。フレキシブル配線基板35自身の変形によって、フレキシブル配線基板35は配設部28に密着し、配設部28の基板載置面28aに熱的に接続されている。
【００２５】
さらに、フレキシブル配線基板35の露出部35fと爪部29bの先端とは近接配置されているが、互いが接触するように構成することができる。この場合、爪部29bが基板35を弾性変形させるようにフレキシブル配線基板35を配設しその弾性変形による応力によって両者を接触させるように構成してもよいし、保持部29がその一部、または全体で弾性を有するように構成し、爪部29ｂと露出部35fとをその弾性を利用して接触させてもよい。保持部29に弾性を持たせる手段としては一部または全体を薄肉化することで実現できる。また、保持部29の弾性変形による応力によって、フレキシブル配線基板35を位置決めすることができる。
【００２６】
保持部29は、配設部28と同様に高い熱伝導率を有しており、少なくとも一部を基板35の表面35aに近接配置、好ましくは接触させることで基板の表面35aから保持部29へ放熱させることができる。
【００２７】
このように構成された透光部24、配設部28、保持部29を有する直管カバー20は、例えば２色成形等の成形技術によって、異なる材料から一体的に形成する。すなわち、透光部24と配設部28および保持部29とは基材に含まれる材料または材料比が異なる別部材であるが、一つの部材として一体的に形成されている。
【００２８】
口金22，23は、一般社団法人日本照明工業会規格の口金ＧＸ１６ｔ−５である。口金22，23は、電気絶縁性を有する合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂により、それぞれ有底の円筒状に形成されている。口金22，23には、直管カバー20の長手方向の両端部が挿入されて図示しない固定手段によって固定される。
【００２９】
口金22は、給電端子側口金であり、一対の給電端子54が配設されている。一対の給電端子54は、例えば黄銅からなり、Ｌ字形に形成されているとともに、互いに反対向きとなるように口金22から突出されている。一対の給電端子54は、口金22内および直管カバー20内に配線された図示しない接続線により、プリント配線基板35の表面35aに実装されたコネクタ56に接続されている。
【００３０】
口金23は、非給電端子側口金あるいはアース端子側口金であり、１個の保持子55を配設している。
【００３１】
次に、本実施形態の作用を説明する。
【００３２】
直管形ランプ11を組み立てるには、直管カバー20の一端側から発光モジュール32を挿入する。すなわち、フレキシブル配線基板35の両側部35cを保持部29の保持溝27に挿入する。このとき、フレキシブル配線基板35の端部の両側部分を先細り状にカットしておくことにより、フレキシブル配線基板35の中央部35dを配設部28上に挿入すれば、フレキシブル配線基板35の両側部35cが両側の保持部29の保持溝27に自動的に挿入されやすくなり、フレキシブル配線基板35の端部の挿入操作を容易にすることができる。
【００３３】
フレキシブル配線基板35の端部を保持溝27に挿入したら、そのままフレキシブル配線基板35を保持溝27に沿って摺動させ、フレキシブル配線基板35を保持溝27の所定位置に配置する。そして、保持溝27または基板載置面28aと保持部29により、フレキシブル配線基板35の両側部35cを湾曲させ、フレキシブル配線基板35の他面35bが配設部28に沿って接触する状態にフレキシブル配線基板35を保持することができる。
【００３４】
フレキシブル配線基板35を保持溝27の所定位置に配置した状態では、保持部29により、フレキシブル配線基板35の両側部35cを湾曲させ、フレキシブル配線基板35の中央部35dが基板載置面28aの平面に沿って平面状となって押圧して密着されるため、フレキシブル配線基板35の他面35bと基板載置面28aとの接触面積が増大し、フレキシブル配線基板35から配設部28への熱伝導が良好になる。
【００３５】
また、保持部29は、フレキシブル配線基板35でなく、比較的強固なリジッド基板を用いた発光モジュールを組み合わせる場合には、配設部28に対して爪部29bが弾性力でリジッド基板を押圧するようにしてもよい。
【００３６】
また、直管形ランプを組み立てるには、直管カバー20内に発光ユニット21を挿入し、口金22とフレキシブル配線基板35とを電気的に接続し、直管カバー20の両端に口金22，23を被着し固定する。
【００３７】
そして、図３に示すように、直管形ランプ11の口金22，23が照明装置10のソケット13，14に装着される。
【００３８】
電源回路15からソケット13を通じて直管形ランプ11に点灯電力を供給することにより、複数の発光素子36が点灯する。複数の発光素子36が発生する光は直管カバー20の透光部24を透過し、照明空間に照射される。
【００３９】
複数の発光素子36が点灯時に発生する熱は、フレキシブル配線基板35から配設部28に伝達され、配設部28の外周面28bから外部に放熱される。
【００４０】
このとき、フレキシブル配線基板35から配設部28に伝わった熱により、直管カバー20は熱膨張するが、配設部28はフレキシブル配線基板35と熱的に接続されており、本実施形態ではフレキシブル配線基板35が配設部28に直接密着しているため、配設部28の温度上昇は透光部24に比べて早くなる。本実施形態では、直管カバー20の両端に配設した口金22、23を架橋するＡｌ等の保持部材を具備しておらず、直管カバー20の熱膨張による影響は直管カバー20に取り付けられる口金22、23に影響することになる。このため、透光部24と配設部28との温度差による熱膨張差が直管カバー20の変形を招来し、口金がソケットから脱落しやすくなる。
【００４１】
しかしながら、本実施形態では透光部24に対して配設部28および保持部29の線膨張率が低いため、温度差による熱膨張差が緩和され、結果的に直管カバー20の変形を抑制することができる。
【００４２】
また、配設部28および保持部29は透光部24に比べて熱伝導率が高く、配設部28は直管カバー20の外面の一部を構成する外周面28bを有しているため、透光部24に比べて放熱しやすくなっている。これによって、透光部24と配設部28との温度差を小さくすることで直管カバー20の変形を抑制することができる。
【００４３】
また、透光部24よりも熱伝導率の高い保持部29の一部がフレキシブル配線基板35の配線パターンが露出する露出部35fに近接または接触するため、フレキシブル配線基板35の表面35aからも伝熱させることができ、配設部28のとくに基板載置面28a近傍に熱が集中することを緩和し、透光部24と配設部28との温度差を小さくすることで直管カバー20の変形を抑制することができる。
【００４４】
また、フレキシブル配線基板35が弾性変形されて配設部28に押圧することで、中央部35dが平面の基板載置面28aに沿って設けられるため、フレキシブル配線基板35と配設部28との接触面積が増大するとともに高い放熱性能を確保することができる。
【００４５】
また、配設部28および保持部29はタルクが分散されて光反射性を有する例えば白色の樹脂で構成されており、発光素子36から出射した光を透光部24へ反射することができる。また、フレキシブル配線基板35が透光性の場合にも基板を透過する光を配設部28が透光部24側へ反射することができるため、光の取り出し効率が向上する。
【００４６】
なお、保持部29が弾性を有して基板を位置決めする構成としたことによって、フレキシブル配線基板およびリジッド基板の両方に対応することができる。
【００４７】
次に、図４に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成および作用効果については同一符号を用いてその説明を省略する。
【００４８】
第２の実施形態では基板35と配設部28との間に基台33が設けられている。配設部28の基板載置面28aに凹部28cが形成され、凹部28cに基台33が配設され、基台33と配設部28とは熱的に結合している。
【００４９】
基台33は、例えばアルミニウム等の熱伝導率が高い材料で、薄板状に形成されている。基台33は、基板35の長手方向への熱伝導を行うことを意図したものである。これによって、発光素子36で発生した熱は配設部28全体に伝熱しやすくなる。一方で、基台33の強度自体はそれほど高いものでなくてよく、例えば直管カバー20に比べて長手方向の面に直交する応力に対しては弱い。従って、直管形ランプ11の長手方向に直交する応力に対しては、直管カバー20が主に支える構造になっている。
【００５０】
基板35は例えば第１の実施形態と同様のフレキシブル配線基板35であり、自己の弾性変形によって基台33に押圧されて密着し、フレキシブル配線基板35と基台33とは熱的に結合される。つまり、フレキシブル配線基板35と配設部28とは熱的に結合しており、発光素子36で発生した熱は、フレキシブル配線基板35および基台33を介して配設部28に熱伝導する。
【００５１】
次に、図５に第３の実施形態を示す。なお、第１、２の実施形態と同じ構成および作用効果については同一符号を用いてその説明を省略する。
【００５２】
第３の実施形態では、配設部28の両側に配設部28よりも強度の高い線状部材40を配設したことを特徴とする。
【００５３】
線状部材40は、配設部28よりも強度の高い線状の部材を直管カバー20の長手方向に亘って配設されている。ここで、強度が高いとは、引張強度、ヤング率等の応力に対する変形量が少ないことをいい、例えば金属の単線、ガラスファイバー等を使用することができる。
【００５４】
この線状部材40によって、直管カバー20の熱膨張による変形を抑制することができる。線状部材40は、変形を抑制する際にバランスを保持するために、熱源からの熱伝導部である配設部28に対して対称位置に設けることが望ましく、本実施形態では少なくとも左右一対に一本ずつ線状部材40を設けている。
【００５５】
さらに、本実施形態では配設部28と対向する透光部24の位置に直管カバー20の内面側に突出形成されたリブ25に線状部材40を設けている。これによって、配設部28の両側に設けた一対の線状部材40との３か所で直管カバー20の熱膨張による変形を強固に抑制することができる。なお、リブ25自体も直管カバー20の強度を向上させている。
【００５６】
また、透光部24側に設けた線状部材は透明であることが好ましく、例えばガラスファイバーを用いる。
【００５７】
また、透光部24に対して配設部28側の方が温度上昇が大きく、より強固に変形を抑制する必要があるため、線状部材40は透光部24側よりも配設部28側の方が全体で強度が高くなるように、例えば配設部28側の方が線状部材28を多く用いる。本実施形態では、透光部24側に１本、配設部28側に２本の線状部材が使用されている。
【００５８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５９】
10    照明装置
11    直管形ランプ
12    器具本体
13，14    ソケット
20    直管カバー
21    発光ユニット
22，23    口金
32    発光モジュール
35    フレキシブル配線基板
35a   表面
35b   他面
36    発光素子
28    配設部
27    溝部としての保持溝
【図１】
2015195087.tif 000003
【図２】
2015195087.tif 000004
【図３】
2015195087.tif 000005
【図４】
2015195087.tif 000006
【図５】
2015195087.tif 000007