(57)【要約】【課題】発光素子は発熱が大きいが、当該発光素子を基板に実装し、当該基板を放熱部材に熱伝導グリス等で接続した照明器具の場合、前記発光素子から前記放熱部材までの間に金属基板内絶縁層と熱伝導グリス等を介している為高放熱化が困難であるといった問題が生じる。【解決手段】放熱部上面には直接半田パターンを形成し、当該半田パターン上には発光素子を直接搭載するとともに、放熱部上面を平面状ではなく立体面の組合せで形成し、発光素子を当該立体面に沿う如く位置することで照明器具の斜面または側面方向に当該発光素子の照射角度を設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック材から形成された放熱部と、当該放熱部の上面に発光素子を配置し、
当該発光素子の駆動回路をひとつのパッケージとして備えた照明器具において、
前記放熱部上面には直接半田パターンを形成し、
当該半田パターン上には前記発光素子を直接搭載したことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
略円筒形の軸方向一端面を放熱部上面として略平面を形成したセラミック材からなる放熱部と、前記放熱部上面には発光素子を備えると共に当該放熱部上面を覆う如く設けられるカバーを有し、
前記放熱部の他端面には前記発光素子の発光駆動を制御する駆動回路を収容する基板収容部を設けている照明器具において、
前記放熱部上面には前記発光素子と駆動回路を接続する配線パターンが施してあり、
当該配線パターンがセラミック材の上面に直接半田を引き回す半田パターンで形成されると共に、前記発光素子は前記半田パターン上に直接搭載されたことを特徴とする照明器具。
【請求項３】
発光素子を複数個搭載し、当該発光素子間を半田パターンで接続することを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
【請求項４】
半田パターンが超音波による半田付け工法でなされる請求項１乃至３に記載の照明器具。
【請求項５】
放熱部上面を平面状ではなく立体面の組合せで形成し、
発光素子を当該立体面に沿う如く位置することで照明器具の斜面または側面方向に当該発光素子の照射角度を設定した請求項１乃至４に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を備えた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より高輝度であるＬＥＤ等の発光素子を備えた照明器具においては、当該発光素子の発熱が大きいことが知られており、当該発光素子の放熱方法としては、当該発光素子を基板に実装し、当該基板を放熱部材に熱伝導グリス等で接続するものが知られている。
【０００３】
例えば、特開２００８−２９３９６６号公報（以下「特許文献１」）では、内面、該内面と反対側の外面及び底部を具える基板であって、搬送部及び該搬送部の周囲に接続した環状枠を具え、該搬送部が複数の開口部を有する基板と、それぞれが前記開口部内に配置された複数のワイヤ単位であって、それぞれがワイヤ及び該ワイヤの周囲を覆う絶縁材を具える複数のワイヤ単位と、前記基板の搬送部に配置された複数のＬＥＤチップであって、それぞれが対応するワイヤと電気的に接続された複数のＬＥＤチップと、前記基板の底部に配置され、二つの電力接点が提供されたランプ口金と、前記基板と前記ランプ口金との間に配置され、ワイヤ及び二つの電力接点と電気的に接続された制御回路モジュールとを具える発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプとしている。また、前記基板が金属材料で作製され、前記金属材料が、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅又は銅合金によって形成される複合材料、及びアルミニウム又はアルミニウム合金によって形成される複合材料よりなる群から選択されている。
【０００４】
また、前記基板が、更に該基板の内面に配置された光反射膜を具え、前記光反射膜の材料が、銀、アルミニウム、ステンレス鋼及びニッケルよりなる群から選択されている。さらに、前記絶縁材が、重合物質、ガラス及びセラミックよりなる群から選択されている。
【０００５】
また、前記ＬＥＤチップが、ワイヤボンディング技術によって対応するワイヤと電気的に接続される若しくは、前記ＬＥＤチップが、フリップチップボンディング技術によって対応するワイヤと電気的に接続されている。さらに、前記ランプ口金が、ねじ込みランプ口金である若しくは、前記ランプ口金が、差し込みランプ口金である。
【０００６】
また、前記基板の外面に配置された放熱素子を具えられ、前記放熱素子が、複数の放熱フィン及びヒートパイプよりなる群から選択されている。さらに、前記基板の内側に配置され、前記ＬＥＤチップを覆う成形材料を具えるＬＥＤランプが提案されている。また、発光素子の放熱対策に関する他の従来例としては、特開２０１０−４５０３０号（以下「特許文献２」）や特開２０１０−１６２３３号（以下「特許文献３」）などいくつかの発明が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８―２９３９６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−４５０３０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上記従来の照明器具では次のような問題が生じている。即ち、特許文献１のＬＥＤランプでは、導電性の金属と絶縁性の材料から成る基板状の搬送部を用いる必要があり、更にワイヤによりLEDと搬送部を電気的に接続する必要があり、複雑な構成部品である搬送部が必要であり、更に製造工数が増すという問題があった。また、発光素子を基板に実装し、基板を放熱部材に熱伝導グリス等で接続するものでは、発熱部品である発光素子から放熱部材までの間に金属基板内絶縁層と熱伝導グリス等を介している為高放熱化が困難であるという問題点があった。また、その他の先行例においても、特許文献２あるいは特許文献３に代表されるように発熱体となる発光素子と放熱部の間には回路基板や熱伝導部材が介在しておりさらなる放熱効果の向上が望まれている。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、第１の目的は発光素子の放熱を効率よく行うことであり、第２の目的は第１の目的に加えて消費者の希望する光の広がりに応じて設計できる照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明は次のような構成とする。即ち、請求項１の発明においては、セラミック材から形成された放熱部と、当該放熱部の上面に発光素子を配置し、当該発光素子の駆動回路をひとつのパッケージとして備えた照明器具において、前記放熱部上面には直接半田パターンを形成し、当該半田パターン上には前記発光素子を直接搭載したことを特徴とする照明器具とする。
【００１１】
また、請求項２の発明おいては、略円筒形の軸方向一端面を放熱部上面として略平面を形成したセラミック材からなる放熱部と、前記放熱部上面には発光素子を備えると共に当該放熱部上面を覆う如く設けられるカバーを有し、前記放熱部の他端面には前記発光素子の発光駆動を制御する駆動回路を収容する基板収容部を設けている照明器具において、前記放熱部上面には前記発光素子と駆動回路を接続する配線パターンが施してあり、当該配線パターンがセラミック材の上面に直接半田を引き回す半田パターンで形成されると共に、前記発光素子は前記半田パターン上に直接搭載されたことを特徴とする照明器具とする。
【００１２】
上記構成においては、発光素子を複数個搭載し、当該発光素子間を半田パターンで接続してもよいし、半田パターンが超音波による半田付け工法してもよい。また、放熱部上面を平面状ではなく立体面の組合せで形成し、発光素子を当該立体面に沿う如く位置することで照明器具の斜面または側面方向に当該発光素子の照射角度を設定してもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記の通り、放熱部上面には直接半田パターンを形成し、当該半田パターン上には発光素子を直接搭載するとともに、放熱部上面を平面状ではなく立体面の組合せで形成し、発光素子を当該立体面に沿う如く位置することで照明器具の斜面または側面方向に当該発光素子の照射角度を設定し、放熱面積が拡大することによって、絶縁部材が不要であり、消費者の希望する光の広がりに応じて設計でき、発光素子の放熱を効率よく行うことができる照明器具が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例とする照明器具の分解斜視図を示す。
【図２】図１の組立後側面断面図を示す。
【図３】本発明の第１の実施例の放熱部上面に発光素子を取り付けた図を示す。
【図４】本発明の第２の実施例を示す。
【図５】本発明の第３の実施例を示す。
【図６】従来の照明器具の側面断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態を示す実施例を図１乃至図５に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
次に本発明の実施例について説明する。本発明の実施例とする照明器具の組立前の各部品分解斜視図を図１に、この組立後の側面断面図を図２に示し説明する。本発明の照明器具は、従来口金によって照明を行っていた白熱電球或いは蛍光灯、蛍光灯スタンド等に使用される照明器具である。
【００１７】
本発明の照明器具は、図１と２に示す如く、ＬＥＤ等の表面実装型の発光素子４０を光源としており、当該発光素子は外形構造の大部分を占める放熱部３０の放熱部上面３１に配置され、当該放熱部上面３１は発光素子４０の光の広がりと保護を兼ねた略半球状のカバー２０で覆われている。前記放熱部３０は例えばアルミナを材料とするセラミック材の成型物であり、放熱効果を上げるために側面外周には放熱フィン３２を一体形成し、略円筒形の軸方向一端面を放熱部上面として略平面状を形成している。また当該放熱部３０の内部は空洞になっており、この空間には前記発光素子４０の消点灯または調光の制御を行う駆動回路６０が配置されている。通常前記駆動回路６０は基板収容部７０に収容され当該基板収容部７０の外周壁が前記放熱部３２の内周壁に嵌り込む如く成形されている。なお、本実施例においては前記基板収容部７０は樹脂材を成形したものを用いている。また、当該基板収容部７０の下端には従来同様電源端子となる口金８０が備えられており、電気的には口金８０−駆動回路６０−発光素子４０が接続されている。
【００１８】
次に、本発明の第１の実施例として、発光素子４０の取り付け構造を図３を参照しながら説明する。図３は前述した放熱部上面３１を上方向からみた上面図であり、カバー２０は取り外している状態となっている。図３において、セラミック材で一体成型される放熱部３０の放熱部上面３０には超音波半田ゴテを使用して直接配線パターン（以下「半田パターン５０」という）が形成されている。本第１の実施例においては、発光素子４０として４個の表面実装型ＬＥＤを設け、当該それぞれの発光素子を直列接続となるよう配置しており、この直列接続されるＬＥＤの両端部は放熱部上面３１の駆動回路接続部３３から前記駆動回路６０に接続される。当該接続は、例えば図２の如く放熱部上面３１から放熱部３０を貫通し駆動回路に至ものとしている。
【００１９】
次に本実施例の照明器具の発光素子搭載部分の製造方法について述べる。本実施例では放熱部をセラミック材で一体成型しており、この上面３１に予め超音波半田ゴテを使用して半田パターン５０を引き回しておく。その後表面実装型の発光素子４０をパターン状に搭載した後に、発光素子４０の電極に一般的な溶融半田処理またはクリーム半田等でリフロー処理を施して半田パターン５０上に発光素子４０を固定および電気接続を完了する。
【００２０】
上記構成により、放熱部３０を形成しているセラミック材の上に直接配線パターンを引き回せるため、従来の配線基板の設置に必要であった電気的な絶縁部材あるいは接着剤等の介在物が省略でき、発熱体である発光素子４０の熱が直接放熱部３０に伝達されることになる。
【実施例２】
【００２１】
次に本発明の第２の実施例について図４に基づき説明する。図４は前記第１の実施例における平面状に形成されている放熱部上面３１を立体的に形成している。図４において発光素子４０は斜面３４に形成された半田パターン５０は当該発光素子３４を直列接続する如く当該斜面３４に沿って形成されている。当該斜面３４は放熱部３０を形成するセラミック材によって当該放熱部と一体成型で形成されており、本実施例においては発光素子４０の光軸即ち照射角度を斜めにすることができ、消費者の希望する光の広がりに応じて照明器具を設計することが可能となるばかりか、第１の実施例のような平面状の放熱部上面と比較してより放熱面積の拡大が実現でき、発光素子のさらなる放熱効果が期待できるものである。なお、その他の構造については上述した第１の実施例と同一もしくは相当分であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００２２】
次に本発明の第３の実施例について図５に基づき説明する。図５は前記第２の実施例と同様に、前記第１の実施例における平面状に形成されている放熱部上面３１を立体構造とし、発光素子４０は放熱部上面３１に略垂直に形成された上面壁３５に形成された半田パターン５０は当該発光素子３４を直列接続する如く当該上面壁３５に沿って形成されている。当該上面壁３５は放熱部３０を形成するセラミック材によって当該放熱部と一体成型で形成されており、本実施例においては発光素子４０の光軸即ち照射角度を斜めにすることができ、消費者の希望する光の広がりに応じて照明器具を設計することが可能となるばかりか、第１の実施例のような平面状の放熱部上面と比較してより放熱面積の拡大が実現でき、発光素子のさらなる放熱効果が期待できるものである。なお、その他の構造については上述した第１の実施例と同一もしくは相当分であるので説明は省略する。
【００２３】
なお、上記それぞれの実施例において説明した発光素子４０は表面実装型のＬＥＤに限定しなくても他の発光素子で発熱が問題になる素子であれば置き換え可能であり、この数についても上記それぞれの実施例数に限定されるものではない。またアルミナで形成した放熱部は他の電気的絶縁が実現できるセラミック材に置き換えてもよいし、フィンの有無、カバーの形状等においても上記に限定されるものではなく、本発明は絶縁材であるセラミック材に直接半田で配線パターンを形成してその上に発光素子を搭載するものであれば上記構成は適宜変更しても同様の効果が得られるものである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  照明装置
２０  カバー
３０  放熱部
３１  放熱部上面
３２  放熱フィン
３３  駆動回路接続部
３４  斜面
３５  上面壁
４０  発光素子
５０  半田パターン
６０  駆動回路
７０  基板収容部
８０  口金
【図１】
2012018881.tif 000003
【図２】
2012018881.tif 000004
【図３】
2012018881.tif 000005
【図４】
2012018881.tif 000006
【図５】
2012018881.tif 000007
【図６】
2012018881.tif 000008