(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体発光素子が実装される回路基板と、
前記固体発光素子から生じた熱を放熱するためのヒートシンク部材と、
前記回路基板と前記ヒートシンク部材との間に設けられる回路基板保持部材と、を備え、
前記ヒートシンク部材に前記回路基板保持部材がインサート成形されており、
前記ヒートシンク部材は、前記回路基板保持部材が設けられる面に形成されて前記回路基板に接続されるリード線を挿通させるための挿通孔を有し、前記挿通孔の端部エッジに前記回路基板保持部材が一部被覆していることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記回路基板保持部材は、絶縁性を有する樹脂材料から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記回路基板保持部材は、前記ヒートシンク部材と接する面に複数の凸状部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記樹脂材料は、フィラーを含有することを特徴とする請求項２又は請求項２を引用する請求項３に記載の発光装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発光装置を備えた照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として固体発光素子を用いた発光装置及びこの発光装置を備えた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明器具には、光源から出射される光の拡散、配光制御又は光源の保護等のため、器具本体の開口近傍に光を透過する透過パネルが設置されている。また、光源として蛍光灯を用いた照明器具では、蛍光灯が空気流で冷却されて発光効率が低下することを抑制するため、器具本体の開口が透過パネルで塞がれる。一方、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明器具では、一般的に、ＬＥＤ基板が光透過部材でハウジングされたＬＥＤ基板ユニットによって器具本体の開口が塞がれている。
【０００３】
しかし、ＬＥＤは、蛍光灯とは異なり、温度上昇によって発光効率が顕著に低下するため、ＬＥＤ基板ユニットに放熱部材を密着させて熱伝導による放熱が一般的に行われている。この発光装置において、基板上の発光素子の設置箇所に貫通孔を設け、基板を挟んで貫通孔を介して熱伝導部材であるヒートシンクと発光素子であるＬＥＤパッケージとを直接かつ密接に接触させたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１４７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載された光源装置において、ヒートシンクとＬＥＤパッケージとは、夫々が個別に成形されたものであるため、それらを隙間無く正確に密着させることは容易でない。また、特許文献１には、貫通孔に充填材を設けた形態が記載されているが、この場合でも、充填材とヒートシンクとの間に若干の隙間が形成されることがある。このような隙間が存在すると、ＬＥＤパッケージからヒートシンクへの熱流量が低下し、放熱性が悪くなる。また、充填材は軟性があるので、ＬＥＤパッケージとヒートシンクとの間に充填材を均一に設けることは容易でなく、器具組立の作業性が良くない。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するものであり、光源として用いられる固体発光素子からの熱を効率的に放熱することができ、しかも器具組立の作業性の良い発光装置及びこの発光装置を備えた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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の発光装置は、固体発光素子が実装される回路基板と、前記固体発光素子から生じた熱を放熱するためのヒートシンク部材と、前記回路基板と前記ヒートシンク部材との間に設けられる回路基板保持部材と、を備え、前記ヒートシンク部材に前記回路基板保持部材がインサート成形されており、前記ヒートシンク部材は、前記回路基板保持部材が設けられる面に形成されて前記回路基板に接続されるリード線を挿通させるための挿通孔を有し、前記挿通孔の端部エッジに前記回路保持部材が一部被覆していることを特徴とする。
【０００８】
上記発光装置において、前記回路基板保持部材は、絶縁性を有する樹脂材料から形成されていることが好ましい。
【０００９】
また、上記発光装置において、前記回路基板保持部材は、前記ヒートシンク部材と接する面に複数の凸状部が形成されていることが好ましい。
【００１０】
また、上記発光装置において、前記樹脂材料は、フィラーを含有することが好ましい。
【００１１】
上記発光装置は、照明装置に備えられることが好ましい。。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、インサート成形によって回路基板保持部材とヒートシンク部材とが実質的に一体的に形成されているので、固体発光素子からの熱を回路基板保持部材を介してヒートシンク部材に効率的に放熱することができ、しかも器具組立の作業性が良い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光装置を用いた照明器具の斜視図。
【図２】同発光装置の分解斜視図。
【図３】同発光装置の側断面図。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は、同発光装置において、ヒートシンク部材に回路基板保持部材をインサート成形する手順を示す側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態に係る発光装置について、図１乃至図４（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態の発光装置１は、天井、壁面等に埋め込まれる埋込型の照明器具１０に組み込まれている。照明器具１０は、発光装置１を保持すると共に、発光装置１を点灯させる電源ユニット（不図示）を収容する本体部１１と、天井等に形成された開口部に嵌め込まれ、光源等を保持する枠体部１２と、商用電源から電源供給を受けるための電源線が接続される端子台１３と、枠体部１２を天井等に固定するための取付バネ１４と、を備える。
【００１５】
図２に示すように、発光装置１は、固体発光素子（以下、ＬＥＤ２）が実装される回路基板３と、ＬＥＤ２の熱を放熱するためのヒートシンク部材４と、回路基板３とＬＥヒートシンク部材４との間に設けられる回路基板保持部材（以下、保持部材５）と、を備える。これらヒートシンク部材４及び保持部材５は、一方が他方に対してインサート成形される。本実施形態においては、保持部材５が、絶縁性を有する樹脂材料から形成され、同保持部材５の一方の面は回路基板３と密着し、他方の面はヒートシンク部材４とインサート成形されている構成例に基いて説明する。この構成例では、ヒートシンク部材４が放熱性の高いアルミニウム合金等の金属材料から形成され、このヒートシンク部材４に対して、樹脂材料から構成される保持部材５がインサート成形される。
【００１６】
発光装置１は、ＬＥＤ２を保護する保護カバー６を備える。保護カバー６の裏面側にはネジホルダ（不図示）が設けられており、ヒートシンク部材４（本体部１１）内側から挿通されたネジ（不図示）によって保護カバー６とヒートシンク部材４とが固定される。回路基板３は、保護カバー６と、インサート成形によって保持部材５と実質的に一体となっているヒートシンク部材４とによって挟持される。
【００１７】
ＬＥＤ２には、例えば、青色ＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の発光面を囲むように配置された蛍光体部材から成る白色ＬＥＤを用いたＬＥＤパッケージが用いられる。青色ＬＥＤ素子は、ＬＥＤ２の発熱を放熱するための金属板から成る放熱板上に絶縁基板を介して実装されることが好ましい。また、例えば、発光効率の高い汎用の１Ｗ（ワット）クラスのものが好適に用いられる。
【００１８】
回路基板３は、ガラスエポキシ等から形成された基板３１に複数のＬＥＤ２が設けられたものである。回路基板３の平面外形は、本体部１１の内部形状に合わせた形状、例えば略円形であり、ヒートシンク部材４に取り付けるための切欠き穴３２が周囲に形成されている。ＬＥＤ２は、基板３１の裏面から接合され、基板３１に形成された開口部から発光面側に露出している。基板３１の裏面には、導電パターン（図示せず）が形成されており、各ＬＥＤ２がこの導電パターンに接続される。導電パターンは、リード線３３により本体部１１に収容された電源ユニットに接続される。このリード線３３は、基板３１に設けられたスルーホール（不図示）に挿通されて、導電パターンに電気的に接続される。
【００１９】
ヒートシンク部材４は、上述したように、本体部１１と一体的に又は本体部１１の一部として、例えば、上述したようなアルミニウム合金等から形成されており、好ましくは、汎用のアルミダイキャストが用いられる。保持部材５がインサート成形される面には、回路基板３を固定するためのネジ等の固定部材を挿通させるための固定孔（不図示）や、リード線３３を本体部１１内に挿通させるための挿通孔（不図示）が形成されている。また、外気に触れる表面積を大きくして放熱性を高めるため、複数の突条４１が形成されている。
【００２０】
保持部材５は、絶縁性を有すると共に、高い熱伝導性を有する樹脂材料から形成される。好ましくは、絶縁性が４ｋＶ程度、熱伝導性が５〜１０Ｗ/ｍｋである樹脂材料が用いられる。この樹脂材料には、適宜にフィラーを含有させる。フィラーの種類、添加量等を調整することにより、保持部材５の絶縁性と熱伝導性を任意に制御することができる。このものとしては、例えば、セラミック微粒子等をフィラーとして混入したＡＢＳ樹脂又はＰＢＴ樹脂等が挙げられる。また、フィラーとして、絶縁性を有し、且つ熱伝導性が高い、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又は酸化チタン（ＴｉＯ２）等の金属酸化物の粒子が用いられてもよい。また、保持部材５に用いられる樹脂材料は、低硬度でクッション性が良く、表面にゲル特有のタック性（粘着性）を有するものが望ましい。また、保持部材５には、回路基板３をヒートシンク部材４に固定するためのネジ等の固定部材を挿通させるための固定孔５１や、リード線３３を本体部１１内に挿通させるための挿通孔５２が、夫々ヒートシンク部材４の固定孔及び挿通孔と対応する位置に形成されている。
【００２１】
保護カバー６は、例えば、透明アクリル等の光透過材料を有底円筒形状に射出成型したものである。保護カバー６は、ＬＥＤ２の設置位置に対応するように複数の出射口６１が設けられており、この出射口６１には、ＬＥＤ２からの光を配光制御するためのレンズ６２が嵌め込まれる。レンズ６２は、保護カバー６と一体的に成形されていてもよい。出射口６１の内周面は、反射面として形成されていてもよい。また、好ましくは、保護カバー６の底部表面、すなわち、回路基板３と対向する面には、シボ加工が施される。こうすれば、回路基板３等の発光装置１の内部構造を外部から見え難くすることができる。
【００２２】
図３に示すように、ヒートシンク部材４における保持部材５が成形される面には、複数の凹状部材４２が設けれている。そのため、インサート成形される保持部材５は、そのインサート成形される面に複数の凸状部５３が形成される。また、保持部材５の回路基板３が密着される面は、回路基板３の裏面に対応する形状に形成される。このように、保持部材５に、複数の凸状部５３が形成され、これらがヒートシンク部材４の凹状部材４２と嵌まり込むことにより、ヒートシンク部材４と保持部材５とが接する面積が大きくなり、保持部材５からヒートシンク部材４への熱流量が大きくなる。その結果、発光装置１は、光源として用いられるＬＥＤ２からの熱を保持部材５を介して効率的に放熱することができる。
【００２３】
次に、ヒートシンク部材４に保持部材５をインサート成形する手順を図４（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、保持部材５の形状に対応するように成形加工された所定形状の金型７が、ヒートシンク部材４に取り付けられる。次に、図４（ｂ）に示すように、ヒートシンク部材４に保持部材５を構成する樹脂材料Ｒが充填される。樹脂材料Ｒが硬化した後、図４（ｃ）に示すように、金型７が取り外され、ヒートシンク部材４に保持部材５がインサート成形される。なお、発光装置１の形状が直線型である場合には、ヒートシンク部材４と保持部材５とを同時押し出し製法で製造することもできる。また、ヒートシンク部材４は、高い放熱性と、筐体としての十分な剛性とを有するものであれば、樹脂材料から形成されていてもよく、この場合も、ヒートシンク部材４と保持部材５とを同時押し出し製法で製造することができる。
【００２４】
このように、ヒートシンク部材４に保持部材５をインサート成形することにより、保持部材５とヒートシンク部材４とが実質的に一体化され、それらが隙間なく密着するので、保持部材５からヒートシンク部材４へ熱が効率的に伝わる。その結果、発光装置１は、光源として用いられるＬＥＤ２からの熱を保持部材５を介してより効率的に放熱することができる。また、従来のような、ヒートシンク部材４との回路基板３との間に充填材等を設ける作業が不要であるため、発光装置１を照明器具１０として組み立てる際の作業性が良い。更に、リード線３３を挿通させるためにヒートシンク部材４に形成された挿通孔の端部エッジに、保持部材５を構成する樹脂材料が一部被覆される。そのため、この端面エッジにリード線３３が直接的には接触し難くなり、リード線３３の被覆損傷を抑制することがきる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、保持部材５が放熱性の高いアルミニウム合金等の金属材料から形成され、この保持部材５に対して、樹脂材料から構成されるヒートシンク部材４がインサート成形されていてもよい。すなわち、ＬＥＤ２又は電源ユニット等といった発熱部に近い部材に、熱伝導性の高い材料を適宜に用いることにより、より放熱性を向上させた発光装置１が得られる。この場合、例えば、回路基板３表面に絶縁性を確保するための絶縁層等が形成されていてもよく、また、保持部材５自体が絶縁性を有する金属酸化物等から形成されていてもよい。なお、ヒートシンク部材４は、保持部材５がインサート成形される箇所が少なくとも一部材あれば、複数の部材から形成されたものであってもよく、本体部１１とは別の構成部材であってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１    発光装置
１０  照明器具
２    ＬＥＤ（固体発光素子）
３    回路基板
４    ヒートシンク部材
５    回路基板保持部材
５３    凸状部
【図１】
0005657319.tif 000002
【図２】
0005657319.tif 000003
【図３】
0005657319.tif 000004
【図４】
0005657319.tif 000005