(57)【要約】【課題】半導体発光素子の光束の低下を抑制することができるとともに輝度ムラを低減させることができる照明器具を提供する。【解決手段】足元灯１は、内部空間２ａを有したケース２を備えている。ケース２は前面が開口しており、かつ後面が閉口している。ケース２の内部には、基板３が収容されている。基板３の中央部には複数のＬＥＤ５が実装されており、基板３の外周部にはＬＥＤ５が実装された実装部分の外側に位置するように、かつほぼ等間隔に複数の抵抗体７が実装されている。【選択図】      図２
2004265724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと；
前記ケース内に収容された基板と；
前記基板に実装された複数の半導体発光素子と；
前記半導体発光素子が配置された実装部分の外側に位置し、かつ前記基板上にほぼ等間隔に実装された複数の抵抗体と；
を具備することを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記半導体発光素子を電気的に接続する半導体発光素子用配線パターンは前記抵抗体を電気的に接続する抵抗体用配線パターンによって取り囲まれており、前記抵抗体用配線パターンは幅が前記半導体発光素子用配線パターンの幅よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
前記ケース内に充填された放熱性充填剤をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子を有する照明器具に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、例えば、マンションの外壁等に設置される足元灯の光源としては、電球が使用されてきたが、近年、長寿命等の点から発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）が使用されつつある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４５６０９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、現在、ＬＥＤを使用した足元灯において、ＬＥＤに流す電流を大きくして、足元灯の明るさを向上させることが試みられている。
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤに流す電流を大きくすると、明るさは向上するが、ＬＥＤの光束維持率が低下するという問題が生じる。これは、ＬＥＤに流す電流を大きくすることによるＬＥＤの周囲温度の上昇が原因であると考えられる。即ち、ＬＥＤにおいては、ＬＥＤの周囲温度が上昇すると、光束維持率が低下する傾向がある。一方、足元灯には、ＬＥＤに流す電流を制御するための抵抗体が備えられている。この抵抗体は電流が流されると発熱する。ここで、抵抗体に流れる電流が大きくなると、抵抗体から発せられる熱量も多くなる傾向がある。それ故、ＬＥＤに流す電流を大きくすると、ＬＥＤの周囲温度が上昇し、上記したような問題が生じるものと考えられる。
【０００６】
また、各ＬＥＤに流す電流を大きくすると、足元灯全体としての輝度ムラが発生するという問題が生じる。これは、ＬＥＤに流す電流を大きくすることによるＬＥＤの周囲温度のバラツキが原因であると考えられる。即ち、ＬＥＤにおいては、上述したようにＬＥＤの周囲温度が上昇すると、光束維持率が低下する傾向がある。一方、上述したように、抵抗体に流れる電流が大きくなると、抵抗体から発せられる熱量も多くなる。従って、抵抗体に近接しているＬＥＤと抵抗体から離間しているＬＥＤとでは、周囲温度に差ができる。特に、抵抗体に流れる電流が大きくなると、その差は顕著になる。それ故、ＬＥＤに流す電流を大きくすると、ＬＥＤの周囲温度のバラツキが大きくなり、上記したような問題が生じるものと考えられる。
【０００７】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものである。即ち、半導体発光素子の光束の低下を抑制することができるとともに輝度ムラを低減させることができる照明器具を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】請求項１記載の照明器具は、ケースと；ケース内に収容された基板と；基板に実装された複数の半導体発光素子と；半導体発光素子が配置された実装部分の外側に位置し、かつ基板上にほぼ等間隔に実装された複数の抵抗体と；を具備することを特徴としている。請求項１記載の照明器具は、上記したような抵抗体を備えているので、半導体発光素子の光束の低下を抑制することができるとともに輝度ムラを低減させることができる。即ち、基板に複数の抵抗体を実装することにより、各抵抗体にかかる負荷が軽減され、各抵抗体から発せられる熱量が少なくなる。その結果、半導体発光素子の周囲温度の上昇を抑制することができる。また、複数の抵抗体をこのような配置で基板上に実装することにより、各半導体発光素子の周囲温度がほぼ均一になり、半導体発光素子の周囲温度のバラツキが小さくなる。それ故、半導体発光素子の光束の低下を抑制することができるとともに輝度ムラを低減させることができる。
【０００９】
請求項２記載の照明器具は、請求項１記載の照明器具であって、半導体発光素子を電気的に接続する半導体発光素子用配線パターンが抵抗体を電気的に接続する抵抗体用配線パターンによって取り囲まれており、抵抗体用配線パターンは幅が前記半導体発光素子用配線パターンの幅よりも大きくなるように形成されていることを特徴としている。このような抵抗体用配線パターンを形成することにより、抵抗体用配線パターンを伝わる熱が放出され易くなる。これにより、効果的な放熱を行うことができる。
【００１０】
請求項３記載の照明器具は、請求項１又は２記載の照明器具であって、ケース内に充填された放熱性充填剤をさらに備えていることを特徴としている。ケース内に放熱性充填剤を充填させることにより、抵抗体から発せられた熱を効率良く吸収し、放出することができる。これにより、効果的な放熱を行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。図１（ａ）は本実施の形態に係る足元灯の模式的な正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の足元灯をＡ−Ａ´線で切断したときの模式的な垂直断面図であり、図２は本実施の形態に係るケース及び基板の模式的な斜視図である。図３（ａ）は本実施の形態に係るケースの模式的な正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のケースをＢ−Ｂ´線で切断したときの模式的な垂直断面図である。図４（ａ）は本実施の形態に係る基板の模式的な表面図であり、図４（ｂ）は本実施の形態に係る基板の模式的な裏面図である。
【００１２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示されるように、足元灯１（照明器具）は、内部空間２ａを有する矩形のケース２を備えている。ケース２は、前面が開口しているとともに後面が閉口している。
【００１３】
ケース２の内部には、ケース２の前面に対して略平行になるように矩形の基板３が収容されている。なお、基板３は、基板３の表面がケース２の前面側に向くようにケース２に収容されている。また、ケース２の内部には、シリコーン４（放熱性充填剤）が充填されている。シリコーン４は、後述するＬＥＤ５の上部がシリコーン４の表面から突出するようにケース２内に充填されている。
【００１４】
以下、ケース２について詳細に説明する。図２、図３（ａ）、及び図３（ｂ）に示されるように、ケース２の内壁面には４箇所に突起部２ｂが形成されており、突起部２ｂの側面には突起部２ｃが形成されている。突起部２ｂは基板３を突起部２ｃの位置まで案内するガイドとして機能するものであり、突起部２ｃは基板３を支持する台座として機能するものである。
【００１５】
突起部２ｂは略半円柱状に形成されており、突起部２ｃは略角柱状に形成されている。ここで、突起部２ｃは、ケース２の前後方向における長さがケース２の前後方向における突起部２ｂの長さよりも短くなるように形成されている。このように突起部２ｃを形成することにより、突起部２ｂが基板３を突起部２ｃの位置まで案内するガイドとして機能し、突起部２ｃが基板３を支持する台座として機能する。
【００１６】
ケース２の内部の４隅には、突起部２ｄが形成されている。突起部２ｄは、ケース２の前後方向における長さがケース２の前後方向における突起部２ｃの長さとほぼ同じくなるように形成されている。このように突起部２ｄを形成することにより、突起部２ｄも基板３を支持する台座として機能する。
【００１７】
ケース２の内部にはブロック２ｅが形成されており、ブロック２ｅには後述する電源コード１０をケース２の外部に引き出すための電源コード引出孔２ｆが２箇所に形成されている。なお、電源コード引出孔２ｆは、ケース２の後面を貫通している。
【００１８】
ケース２の外壁面には４箇所に突起部２ｇが形成されており、突起部２ｇにはケース２を後述する取付金具２５にネジ止めするためのネジ孔２ｈが形成されている。
【００１９】
次に、基板３及び基板３に実装された部品について詳細に説明する。図２、図４（ａ）、及び図４（ｂ）に示されるように、基板３の４箇所には、突起部２ｂに対応した形状の切り欠き３ａが突起部２ｂと対応する位置にそれぞれ形成されている。具体的には、基板３の切り欠き３ａは直径が突起部２ｂの直径とほぼ等しい略半円状に形成されている。これにより、基板３が突起部２ｂをガイドとして突起部２ｃの前面まで案内される。
【００２０】
基板３には、シリコーン４を充填するためのシリコーン充填孔３ｂが複数形成されている。本実施の形態では、基板３の中央部４箇所にシリコーン充填孔３ｂが形成されている。シリコーン充填孔３ｂを形成することにより、注射針やディスペンサ等で容易にケース２の後部からシリコーン４を充填させることができ、平滑性に優れたシリコーン４の充填が可能になる。なお、シリコーン４を充填する際には、少なくとも１箇所のシリコーン充填孔３ｂだけは注射針やディスペンサ等を挿入しないで膜泡用の孔として利用する。
【００２１】
基板３には、所定の位置に後述するＬＥＤ５等と配線パターン９とを電気的に接続するための図示しない接続孔が形成されている。接続孔に後述するリードフレーム５ａ等を挿入し、リードフレーム５ａ等と配線パターン９とを半田付けすることにより、ＬＥＤ５等と配線パターン９が電気的に接続される。
【００２２】
基板３の表面側には、複数のＬＥＤ５（半導体発光素子）が実装されている。本実施の形態では、９個の砲弾型のＬＥＤ５が基板３に実装されている。ＬＥＤ５は、格子状を成すように基板３の中央部に実装されている。
【００２３】
ＬＥＤ５は、全てのＬＥＤ５の取り付け方向が同じになるように基板３に実装されている。即ち、ＬＥＤ５は一対のリードフレーム５ａを備えているが、一方のリードフレーム５ａから他方のリードフレーム５ａに向かう方向が全て同じ方向になるように基板３にリードフレーム５ａが取り付けられている。
【００２４】
ＬＥＤ５には、ＬＥＤ５から発せられる光を拡散させるための拡散キャップ６が被せられている。拡散キャップ６は、例えばシリコーン等から構成されている。ＬＥＤ５に拡散キャップ６を被せることにより、ＬＥＤ５から発せられた光が拡散し、輝度ムラが低減される。
【００２５】
基板３の表面側には、電流を所定値まで低下させるための複数の抵抗体７、及び交流電流を全波整流して直流電流を取り出す整流ブリッジ８が実装されている。本実施の形態では、４個の抵抗体７が基板３に実装されている。抵抗体７は、ＬＥＤ５が実装された実装部分の外側に位置するように基板３に実装されている。具体的には、抵抗体７は、基板３の外周に沿うように、また基板３の各辺に対し１個ずつ配置されるように基板３の外周部に実装されている。また、抵抗体７は、ほぼ等間隔になるように基板３に実装されている。なお、「ほぼ等間隔」とは、ある抵抗体７からこの抵抗体７と隣り合う抵抗体７までの距離を基準値としたとき、抵抗体７とこの抵抗体７と隣り合う抵抗体７までの距離と、基準値との差が基準値の１０％以内であることを意味する。
【００２６】
基板３の裏面側には、配線パターン９が形成されている。配線パターン９は、主に、ＬＥＤ５同士を繋ぐＬＥＤ用配線パターン９ａと、抵抗体７同士を繋ぐ抵抗体用配線パターン９ｂとから構成されている。なお、ＬＥＤ用配線パターン９ａはＬＥＤ５同士を直列に繋いでおり、抵抗体用配線パターン９ｂは抵抗体７同士を直列に繋いでいる。また、ＬＥＤ用配線パターン９ａと抵抗体用配線パターン９ｂとは、整流ブリッジ８を介して電気的に接続されている。
【００２７】
抵抗体用配線パターン９ｂは、ＬＥＤ用配線パターン９ａを取り囲むように基板３に形成されている。具体的には、抵抗体用配線パターン９ｂは、基板３の外周に沿うように基板３の外周部に形成されている。また、抵抗体配線用パターン９ｂは、幅がＬＥＤ用配線パターン９ａの幅よりも大きくなるように形成されている。このように抵抗体用配線パターン９ｂを形成することにより、ＬＥＤ用配線パターン９ａよりも面積が大きくなる。
【００２８】
配線パターン９には、図示しない電源に接続される２本の電源コード１０が半付けされている。電源コード１０と配線パターン９とを半田付けすることにより、整流ブリッジ８等に図示しない電源から交流電流が供給される。ここで、電源コード１０は、張力止めにより基板３に固定されている。具体的には、基板３の外周部の４箇所には、電源コード挿通孔が形成されており、２箇所の電源コード挿通孔には電源コード１０が基板３の裏面側から表面側に向けて挿通されている。また、電源コード挿通孔に挿通された電源コード１０の先端部は、更に他の２箇所の電源コード挿通孔に基板３の表面側から裏面側に向けて挿通され、配線パターン９に半田付けされている。
【００２９】
このような足元灯１は、以下のようにして、マンションの外壁等に設置される。図５（ａ）は本実施の形態に係る足元灯１をマンションの外壁に設置したときの状態を模式的に示した正面図であり、図５（ｂ）は本実施の形態に係る足元灯１をマンションの外壁に設置したときの状態を模式的に示した側面図である。
【００３０】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、外壁ＯＷには、内部空間２１ａを有し、かつ前面が開口した箱体２１が埋め込まれている。箱体２１は、外壁ＯＷを形成する際に埋め込まれるものである。
【００３１】
箱体２１の前面は、ＬＥＤ５から発せられた光を出射させるための化粧板２２で覆われている。化粧板２２の外周部には、金属製の枠体２３が取り付けられている。枠体２３は、ゴム製の枠体２４で覆われている。
【００３２】
枠体２３には、箱体２１の前面から後面に向けて突出した突出部２３ａが形成されている。突出部２３ａの先端部は上方に向けて折れ曲がっており、この先端部には足元灯１を取り付けるための取付金具２５が固定されている。取付金具２５には、ネジ孔２ｈと位置が合うようにネジ孔が形成されている。このネジ孔とネジ孔２ｈにはネジ２６が挿入されており、ケース２の前面が化粧板２２の裏面に対して略平行になるようにケース２と取付金具２５がネジ止めされている。
【００３３】
本実施の形態では、ＬＥＤ５が実装された実装部分の外側に位置するように、かつほぼ等間隔に複数の抵抗体７が基板３に実装されているので、足元灯１に流す電流を大きくした場合であっても、ＬＥＤ５の光束の低下を抑制することができるとともに輝度ムラを低減させることができる。即ち、本実施の形態では、複数の抵抗体７が基板３に実装されているので、各抵抗体７にかかる負荷が軽減され、各抵抗体７から発せられる熱量が少なくなる。その結果、ＬＥＤ５の周囲温度の上昇を抑制することができる。それ故、足元灯１に流す電流を大きくした場合であっても、ＬＥＤ５の光束の低下を抑制することができる。また、本実施の形態では、ＬＥＤ５が実装された実装部分の外側に位置するように、かつほぼ等間隔に抵抗体７が基板３に実装されているので、各ＬＥＤ５の周囲温度がほぼ均一になり、ＬＥＤ５の周囲温度のバラツキが小さくなる。それ故、足元灯１に流す電流を大きくした場合であっても、輝度ムラを低減させることができる。
【００３４】
本実施の形態では、抵抗体配線用パターン９ｂの幅がＬＥＤ用配線パターン９ａの幅よりも大きくなるように抵抗体配線用パターン９ｂが形成されているので、抵抗体配線用パターン９ｂを伝わる熱が効率良く放出される。これにより、効果的な放熱を行うことができる。
【００３５】
本実施の形態では、抵抗体７が基板３の外周部に実装されているので、ＬＥＤ５の周囲温度をより低下させることができる。即ち、抵抗体７を基板３の外周部に実装すると、抵抗体７とケース２との距離が短くなる。これにより、抵抗体７から発せられた熱がケース２に伝わり易くなり、効果的な放熱が行われる。それ故、ＬＥＤ５の周囲温度をより低下させることができる。
【００３６】
本実施の形態では、ケース２内にシリコーン４が充填されているので、ＬＥＤ５の周囲温度をより低下させることができるとともに防水、防湿を図ることができる。即ち、シリコーン４は放熱性に優れているので、ケース２にシリコーン４を充填すると、抵抗体７から発せられる熱を効率良く吸収し、放出することができる。また、シリコーン４は防水性、防湿性に優れている。それ故、ＬＥＤ５の周囲温度をより低下させることができるとともに防水、防湿を図ることができる。
【００３７】
本実施の形態では、基板３に複数のシリコーン充填孔３ｂが形成されているので、シリコーン４の充填性を高めることができる。即ち、基板３とケース２との隙間は狭くなっているので、基板３にシリコーン充填孔３ｂを１箇所だけ形成し、そこからシリコーン４を充填すると、ケース２の後面と基板３とで形成される空間の空気が抜け難く、シリコーン４が充填され難くなる。これに対し、本実施の形態では、基板３に複数のシリコーン充填孔３ｂが形成されているので、これらの空間に存在する空気が抜け易い。それ故、シリコーン４の充填性を高めることができる。
【００３８】
本実施の形態では、基板３に複数のシリコーン充填孔３ｂが形成されているので、確実に防湿を図ることができる。即ち、基板３とケース４との隙間は狭くなっているので、基板３にシリコーン充填孔３ｂを１箇所だけ形成すると、ケース２の後面と基板３とで形成される空間の空気が抜け難く、シリコーン４内に空気の泡が発生し易い。ここで、シリコーン４内に空気の泡が発生すると、熱により空気が膨張してしまい、防湿が図れない可能性がある。これに対し，本実施の形態では、基板に複数のシリコーン充填孔３ｂが形成されているので、これらの空間に存在する空気が抜け易くなる。それ故、確実に防湿を図ることができる。
【００３９】
本実施の形態では、電源コード１０は基板３に対して張力止めにより固定されているので、基板３をケース２に収容する作業の作業効率を確実に向上させることができる。即ち、ケース２と基板３との間隔は狭いので、基板３をケース２に収容する作業は困難である。ここで、この作業の作業効率を向上させるために電源コード１０を引っ張りながら基板３を収容することがあるが、電源コード１０を引っ張ると、基板３から電源コード１０が外れてしまうことがある。これに対し、本実施の形態では、電源コード１０が基板３に対して張力止めにより固定されているので、電源コード１０を引っ張った場合であっても、基板３から電源コード１０が外れ難い。それ故、基板３をケース２に収容する作業の作業効率を確実に向上させることができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記実施の形態では、ケース２内にシリコーン４を充填しているが、シリコーン４を充填しなくともよい。また、シリコーン４に限らず、その他の放熱性充填剤をケース２の内部に充填してもよい。放熱性充填剤としては、シリコーン４の他、例えばウレタン或いはエポキシ樹脂等が挙げられる。
【００４１】
上記実施の形態では、ＬＥＤ５の上部がシリコーン４から突出するようにシリコーン４をケース２内に充填しているが、ＬＥＤ５が隠れる位置までシリコーン４をケース２内に充填してもよい。ここで、この場合には、ＬＥＤ５の上端からシリコーン４の表面までの距離が拡散キャップ６の厚さとほぼ等しくなるようにシリコーン４を充填する。また、この場合には、拡散キャップ６はＬＥＤ５に被せないものとする。このようにシリコーン４をケース２内に充填することにより、拡散キャップ６をＬＥＤ５に被せない場合であっても、拡散キャップ６とほぼ同様の効果が得られる。
【００４２】
上記実施の形態では、電源コード１０を基板３に対して張力止めにより固定しているが、張力止めにより固定しなくてもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上詳説したように、請求項１記載の照明器具によれば、半導体発光素子の光束の低下を抑制することができるとともに輝度ムラを低減させることができる。
【００４４】
請求項２及び請求項３記載の照明器具によれば、効果的な放熱を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は実施の形態に係る足元灯の模式的な正面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の足元灯をＡ−Ａ´線で切断したときの模式的な垂直断面図である。
【図２】図２は実施の形態に係るケース及び基板の模式的な斜視図である。
【図３】図３（ａ）は実施の形態に係るケースの模式的な正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のケースをＢ−Ｂ´線で切断したときの模式的な垂直断面図である。
【図４】図４（ａ）は実施の形態に係る基板の模式的な表面図であり、図４（ｂ）は実施の形態に係る基板の模式的な裏面図である。
【図５】図５（ａ）は実施の形態に係る足元灯をマンションの外壁に設置したときの状態を模式的に示した正面図であり、図５（ｂ）は実施の形態に係る足元灯をマンションの外壁に設置したときの状態を模式的に示した側面図である。
【符号の説明】
１…足元灯、２…ケース、３…基板、４…シリコーン、５…ＬＥＤ、７…抵抗体。
【図１】
2004265724.tif 000003
【図２】
2004265724.tif 000004
【図３】
2004265724.tif 000005
【図４】
2004265724.tif 000006
【図５】
2004265724.tif 000007