(57)【要約】【課題】高輝度でありながら、ＬＥＤの発熱に対して放熱効果の優れ、発光特性、耐久性の良好で、しかも外径形状の小さな照明ユニットを供給すること。【解決手段】発光源が実装された回路基板と、回路基板と筒状内壁面で接続する照明本体と、照明本体の外壁面から放射状に延び、照明本体と一体に形成される複数の放熱フィンと、口金本体に、発光源に電力を供給するための電極ピンが、照明本体から突出して設けられた口金と、を有する照明ユニットにおいて、口金の外形を、電極ピンが設けられた領域が、他の領域に比べて突出した径大部形状で、他の領域が径小部形状であり、複数の放熱フィンは、他の領域の径小部に形成される構成とした。【選択図】図１
2012048899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光源が実装された回路基板と、
前記回路基板と、筒状内壁面で接続する照明本体と、
前記照明本体の外壁面から放射状に延び、前記照明本体と一体に形成される複数の放熱フィンと、
口金本体に、前記発光源に電力を供給するための電極ピンが、前記照明本体から突出して設けられた口金と、を有する照明ユニットにおいて、
前記口金の外形は、前記電極ピンが設けられた領域を、他の領域に比べて突出した径大部形状とし、他の領域を径小部形状としており、
前記複数の放熱フィンは、前記他の領域の径小部に形成されている
ことを特徴とする照明ユニット。
【請求項２】
前記複数の放熱フィンは、前記電極ピンが設けられた径大部領域にも形成されており、
前記径大部の放熱フィンのフィン長さは、前記径小部のフィン長さに比べて短い
ことを特徴とする請求項１に記載の照明ユニット。
【請求項３】
前記照明本体は、一対の放熱ブロックからなり、前記回路基板の外縁部を挟持してなる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明ユニット
【請求項４】
前記回路基板は、金属基板である
ことを特徴とする請求項３に記載の照明ユニット。
【請求項５】
前記口金は、ＧＸ５３型口金である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の半導体発光素子を備えた照明ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高輝度で半永久的な寿命を有するＬＥＤ（Light emitting diode）が用いられ、更に、ＩＥＣ（国際電気標準会議）で規格化されたＧＸ５３型の口金を形成して、ランプソケット（受金）との着脱を容易にし、微小チップのＬＥＤを組み込んだコンパクトな照明ユニットが要望されている。
【０００３】
しかし、この高輝度でコンパクトな照明ユニットは、発光源のＬＥＤの輝度を高輝度にすればするほど、ＬＥＤの発熱が増大し、ＬＥＤ自体の発光効率や寿命に悪影響を及ぼすだけでなく、その発熱が照明ユニットの構成部品も劣化させるため、発光特性、耐久性に問題が生じ、放熱対策が重要である。
【０００４】
従って、ＧＸ５３型の口金を有する照明ユニットとランプソケットをツイスト＆ロック方式で装填して、照明ユニットと照明器具本体が面接触する部分を形成し、その部分からＬＥＤの発熱を放熱する構造が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
一方、非特許文献１には、特許文献１と同様に、照明ユニットにＧＸ５３型の口金を形成しながら、口金の外周に、放熱フィンを形成する構造が提案されている。
【０００６】
図６は、非特許文献１の発表された写真から要点を説明するための模式的な図の外観斜視図である。
【０００７】
図６に示すように、照明ユニット１００は、ＧＸ５３の規格で定められた外径を有する口金本体１０１から突出した一対の電極ピン１０２が定められた形状と間隔で構成され、そして、口金本体１０１の外周に放熱フィン１０３が形成されている。従って、この非特許文献１の照明ユニット１００は、実装された高輝度のＬＥＤから発生した熱を、放熱フィン１０３が優れた放熱特性を有し、良好な発光特性、耐久性を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１２９４８８号公報（第５頁、図１）
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】東芝ライテック株式会社、プレスリリース、これからのあかりのカタチを実現するLED照明LEDユニット「フラット形6.4W」の発売について（写真）、［online］、2009年9月30日、[2010年7月9日検索]、インターネット＜https://www3.toshiba.co.jp/tlt/topix/press/p090930a/p090930a.htm＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に示した従来技術は、照明ユニットと照明器具本体が互いに面接触する部分を形成し、照明ユニットを照明器具本体に組み込こんではじめて、ＬＥＤの発熱が照明ユニットから照明器具本体に伝熱し、放熱する構成である。従って、この照明ユニットを、同じＧＸ５３型のランプソケットを有する他の照明器具本体に装着しても
、互いに面接触する部分がなく、放熱が不可能な構造であった。
【００１１】
また、非特許文献１に示した従来の照明ユニット１００は、ＧＸ５３型の口金を用いて、着脱の容易さや互換性を有し、放熱フィン１０３が形成されて放熱特性が優れているものの、規格で５３ｍｍに定められた間隔の電極ピン１０２の外周に放熱フィン１０３が形成されているから、更に小型で外径の小さな照明ユニットとすることが不可能であった。
【００１２】
本発明の目的は、高輝度でありながら、ＬＥＤの発熱に対して放熱効果の優れ、発光特性、耐久性の良好で、しかも外径の小さな小型の照明ユニットを提供することを目的とし、更に、規格化された口金を取り込んだ構成にすることにより、着脱の容易さや互換性のある照明ユニット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】
【００１３】
本発明の照明ユニットは、上記目的を達成するために、下記記載の構成を採用するものである。
【００１４】
本発明の照明ユニットは、発光源が実装された回路基板と、回路基板と筒状内壁面で接続する照明本体と、照明本体の外壁面から放射状に延び照明本体と一体に形成される複数の放熱フィンと、口金本体に発光源に電力を供給するための電極ピンが照明本体から突出して設けられた口金と、を有する照明ユニットにおいて、口金の外形を、電極ピンが設けられた領域が、他の領域に比べて突出した径大部形状で、他の領域を径小部形状とし、複数の放熱フィンを、他の領域の径小部に形成したことを特徴とする。
【００１５】
この複数の放熱フィンは、電極ピンが設けられた径大部領域にも形成されており、電極ピンが設けられた領域の径大部の放熱フィンのフィン長さを、他の領域の径小部のフィン長さに比べて短くしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように本発明によれば、外径が小さく小型でありながら、放熱フィンを形成し、その放熱フィンによる確実な放熱によって、高輝度のＬＥＤを用いても、発光特性や耐久性が良好な照明ユニットを提供することが可能となる。
【００１７】
更に、着脱が容易で、互換性のある照明ユニットを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の照明ユニットの実施例１の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示した照明ユニットを上下面を逆さにした外観を示す斜視図である。
【図３】本発明の照明ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図４】図１に示した照明ユニットのＡ−Ｏ―Ａ断面図である。
【図５】本発明の照明ユニットの実施例２の外観を示す斜視図である。
【図６】従来の照明ユニットの外観の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【００２０】
なお、以下に説明する実施例において、照明ユニットの口金は、ＩＥＣ（国際電気標準会議）で規格化されたＧＸ５３型の口金で構成されている例として説明する。
［実施例１］
図１から図４は、本実施例１の照明ユニットの構成を説明するための図面であり、図１
は、この照明ユニットの外観をＧＸ５３型の口金側から示す斜視図であり、図２は、照明ユニットの外観を図１の上下面を逆さにして示す斜視図であり、図３は、図1の分解斜視図で照明ユニットの構成を説明するための図であり、図４は、図１に示すＡ−Ｏ―Ａ断面線の断面図で照明ユニットの構成を説明するための図である。
[実施例１の照明ユニットの構成：図１から図４]
まず、図１から図４を用いて実施例１の照明ユニットの全体構成を説明する。なお、各図において、同一の構成部材には同一の番号を付して、重複する説明は省略する。図１は、照明ユニットを口金側から示した外観の斜視図であって、照明用の白色光が下方に向かって出射される図である。
【００２１】
図１に示すように、照明ユニット１は、ＧＸ５３型の口金２と、放熱上ブロック３と、放熱下ブロック４と、カバー８（図２参照）で構成され、内部に、電源回路、及び、発光源が実装された回路基板を内蔵している（詳細は図３、４で説明する）。
【００２２】
上述した口金２は、口金本体２１から径方向に突出した一対の突出部２２が径大部を形成し、その突出部２２のそれぞれに、電極ピン２３がＧＸ５３型の規格に基づいた形状寸法（５３ｍｍの間隔）で形成されている。すなわち、口金本体２１は、ＧＸ５３型の形状寸法の電極ピン２３と、それを保持する領域の径大部と、突出部２２以外を内側に絞った領域の径小部で形成されている。そして、この電極ピン２３によって、図示しない外部ソケットに装填したときに、外部電源から内部の電源回路に電力が供給される。なお、この照明ユニット１の外部ソケットへの固定は、図中の口金２の側壁部に設けたＬ字のガイド溝２４に、外部ソケットの突起を係合させて、ツイスト＆ロック方式で装填する。
【００２３】
放熱上ブロック３は、その内側が口金２の口金本体２１と突出部２２に沿って、すなわち、径大部形状と径小部形状に沿って形成され、そして、径小部の外側には、放射状に多数個の放熱フィン３２が延伸して形成されている。その放熱フィン３２のフィン長さは、突出部２２と係合する突出係合部３５の出っ張り量に相当している。
【００２４】
放熱下ブロック４は、放熱上ブロック３と同様の外形形状をなし、放射状の多数個の放熱フィン４２と突出係合部４５を形成している。そして、放熱下ブロック４は、放熱上ブロック３と対をなして照明本体１０を形成する。
【００２５】
そして、この照明本体１０に形成された放射状の多数の放熱フィン３２、４２が、発光源のＬＥＤの発熱を放熱することにより、発光特性や耐久性が良好であり、しかも、外径は、突出係合部３５、４５まで絞られた小型の照明ユニット１を提供することが可能となる。
【００２６】
次に、図１の裏側の照明ユニット１の構成について説明する。図２は、図１の照明ユニット１の上下面を逆さにした外観の斜視図であって、照明用の白色光が上方に向かって出射される図である。
【００２７】
図２に示すように、カバー８は、放熱下ブロック４に形成された沈み部分にネジ止めされている。そして、口金２と照明本体１０とカバー８によって、照明ユニット１を密閉して、この内部に組み込まれた電源回路、発光源のＬＥＤを保護するように形成している。
【００２８】
次に、この照明ユニット１の内部構成について説明する。図３は、照明ユニット１をさらに詳細に説明するための分解斜視図であり、ネジ類は煩雑となるので省略する。
【００２９】
図３に示すように、照明ユニット１は、前述したように、口金２と、放熱上ブロック３と、電源回路５と、回路基板６と、発光源７と、放熱下ブロック４と、カバー８から形成
されている。
【００３０】
そして、口金２は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなる絶縁性の樹脂からなり、その形状は、２段の円筒形状である口金本体２１と、その口金本体２１から径方向に突出した一対の突出部２２と、それぞれの突出部２２に、規格化された寸法形状と間隔で形成された一対の電極ピン２３が形成されている。一対の電極ピン２３は、内部の電源回路５と電気的に接続して、外部ソケットから電力の供給を受ける。即ち、口金２は、ＧＸ５３型の口金と等価の形状であって、ＧＸ５３型のソケットに着脱が容易な構造に形成されている。
【００３１】
放熱上ブロック３は、例えばアルミ材質の押出材あるいはダイキャストからなり、筒状の内壁面３３が口金本体２１と突出部２２の外周に沿って形成され、突出部２２に一致した突出係合部３５を形成している。
【００３２】
放熱上ブロック３の外壁面３１からは、放射状に多数の放熱フィン３２が延伸され、その放熱フィン３２のフィン長さは、突出係合部３５の出っ張り量に一致した長さで形成されている。従って、放熱フィン３２の先端と突出係合部３５の出っ張りが同一円周上にあり、放熱上ブロック３の外径を形成している。
【００３３】
即ち、照明ユニット１の外径は、突出係合部３５を超えない寸法に形成され、外径の小さな小型の照明ユニット１を提供することが可能であり、そして、口金本体２１の直径を可能な限り絞り込むことで、放熱フィン３２のフィン長を延伸し、放熱特性の向上を図り、高輝度の照明ユニット１を提供することが可能となる。
【００３４】
そして、内壁面３３には、放熱下ブロック４と回路基板６と放熱上ブロック３と口金２をネジで共締めするための内壁突出部３４が３箇所等間隔で形成されており、回路基板６と密着結合して良好な熱伝導を確保している。
【００３５】
放熱下ブロック４は、放熱上ブロック３と同様の材質からなり、更に、放熱上ブロック３とほとんど同じ外形形状であって、外壁面４１には放熱フィン４２と突出係合部４５を形成し、筒状の内壁面４３には、放熱上ブロック３と回路基板６と放熱下ブロック４と口金２をネジで共締めするための内壁突出部４４が３箇所等間隔で形成されている。そして、放熱下ブロック４の上面と下面それぞれに、回路基板６とカバー８を嵌め込む、沈み部分が形成されている。そして、カバー８が、回路基板６に実装された発光源７を保護するように外側に配置される。
【００３６】
電源回路５は、ガラエポ基板からなる電源回路基板５１の片面に複数の電源回路部品５２を実装して、一対の電極ピン２３と回路基板６に電気的に接続されている。そして、電源回路５は、電極ピン２３から供給される電力を変換して、発光源７が実装された回路基板６に電力を供給する。
【００３７】
回路基板６は、メタルコア基板、いわゆる、銅またはアルミ板の上に配線回路を形成したメタルベース基板からなり、実装された発光源７の発生する熱を伝導しやすい材質で形成されている。この回路基板６の表側は、ベース材が露出した金属面６４であって、放熱上ブロック３と密着結合して熱伝導性を良好にしている。
【００３８】
続けて回路基板６の裏側の構成（ＬＥＤ実装面の構成）を、矢印Ｂで示した図Ｂの分解斜視図で説明する。
【００３９】
発光源７は、ＬＥＤ７１、サブプレート７２、ＦＰＣ７３で構成されている。青色を発
光するＬＥＤ７１は、熱伝導性のセラミクスまたは高反射アルミニウムからなるサブプレート７２に実装され、そして、ＹＡＧ系の黄色蛍光体が分散混合された透光性のシリコーン樹脂で封止されている。ＬＥＤ７１の電気的接続は、ボンディングワイヤ等でサブプレート７２に接続し、そして、ＦＰＣ７３を介して回路基板６の実装面６１に接続される。
【００４０】
この実装面６１には、反射率の高い白色のレジストが塗布されており、ＬＥＤ７１の点灯の制御を行うＬＥＤドライバ及び制御回路（回路部品の表示は省略する）が実装されている。そして、電極ピン２３に電力が供給されると、制御回路やＬＥＤドライバによって、ＬＥＤ７１が青色に発光し、その発光が黄色蛍光体により波長変換されて発光源７から白色光が出射される。
【００４１】
回路基板６の裏面の発光源貼り付け面６２及び外縁部６３は、回路基板６のベース材が露出している。発光源貼り付け面６２には、発光源７が矢印Ｃの方向に配置されて、放熱シート或いは放熱用シリコングリースなどで直接密着しネジ止めで固着される。そして、外縁部６３は、放熱下ブロック４と内壁突出部４４が直接接触する面であって、発光源７から発生した熱を放熱下ブロック４に伝達して、良好な放熱を可能としている。
【００４２】
即ち、発光源７が実装された回路基板６は、そのベース材の露出した部分で、放熱上ブロック３と放熱下ブロック４に直接結合し、熱伝導性の良い金属同士を結合させることで、伝熱特性の良好な構造を形成している。
【００４３】
カバー８は、透光性を有する透明或いは光拡散性を有する樹脂、或いは、ガラスからなり、放熱下ブロック４に嵌め込まれてネジ止めされている。
【００４４】
そして、図４に示すように、発光源７が実装された回路基板６は、放熱上ブロック３と放熱下ブロック４に挟持され、口金２と共に口金止めネジ１１で共締めされている。従って、高輝度の発光源７で発生した熱は、回路基板６から放熱上ブロック３を経由して放熱フィン３２で放熱される経路と、放熱下ブロック４を経由して放熱フィン４２で放熱される経路の両方の放熱経路を形成して、良好な放熱特性が得られている。
【００４５】
電源回路５は、電源回路基板５１が回路基板６に配置されたスペーサ６５を介して、発光源７と共締めされてスペーサネジ１２で固定されている。従って、電源回路５が口金２と放熱上ブロック３の形成する内部空間に収納されている。なお、スペーサ６５の材質は、絶縁性の良好な材料、例えばナイロン等が望ましい。
【００４６】
上述したように、照明ユニット１は、ＧＸ５３型の口金と同じ外径でありながら、照明本体１０に放射状の多数の放熱フィン３２、４２が形成され、良好な放熱特性を得ることが可能である。
【００４７】
従って、本発明の照明ユニット１によれば、小型でありながら高輝度であって、発光特性と耐久性に優れた照明ユニットを提供することが可能となる。更に、ＧＸ５３型の口金で容易に着脱が可能な汎用性のある照明ユニット１を提供することが可能となる。
［実施例２］
次に、本発明に係る照明ユニットの実施例２について説明する。図５は、図１と同様に照明ユニットの外観を口金側から示す斜視図である。
【００４８】
実施例２の実施例１と異なる点は、さらに高輝度の照明ユニット１を実現するために、放熱特性を向上したことにある。即ち、実施例１に比べて若干外形サイズが大きくなるが、電極ピンを設けた径大部にも外形形状を損なわない程度の長さの放熱フィンを設け、実施例１に比べて更に放熱特性向上させたことにある。それ以外は、実施例１と構造、材質
、機能が全く同じで、更に、同一の構成部材には同一の番号を付して、重複する説明は省略する。
［実施例２の構成の説明：図５］
図５に示すように、照明ユニット１は、実施例１とほぼ同一形状であって、ＧＸ５３型の口金２と、放熱上ブロック３と、放熱下ブロック４と、ここでは図示しないカバーで構成され、内部には、電源回路、及び、発光源が実装された回路基板を内蔵している。
【００４９】
この実施例２の照明ユニット１において、放熱上ブロック３の突出係合部３５及び放熱下ブロック４の突出係合部の外壁面にも放熱フィン３６、４６が形成される。つまり、この短いフィン長さの放熱フィン３６、４６の存在により、第１の実施形態で示した、放熱上ブロック３と放熱下ブロック４のそれぞれの外壁面３１、４１から放射状に延伸された多数個の放熱フィン３２、４２のフィン長さに各々に加算されて、結果的には、放熱フィンの表面積が飛躍的に増加する。
【００５０】
従って、放熱上ブロック３と放熱下ブロック４の照明本体全体の外径をわずかに増加するだけで、放熱フィンの表面積が増大するから、放熱特性が更に向上し、照明ユニットの輝度、発光特性、耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００５１】
上記発明では、本発明による照明ユニットの実施例について詳細に説明したが、本発明の基本的な技術思想は、規格化されたＧＸ５３型の口金にあって、形状寸法が定められた電極ピンとそれを保持する領域以外を内側に絞り、放熱フィンの長さを充分確保できるように形成し、良好な放熱特性を得ることにある。従って、外径が小さく小型でありながら高輝度であって、発光特性、耐久性の良好な照明ユニット１を提供することが可能となる。
【００５２】
また、本発明においては、発光源７のＬＥＤ７１は、青色の発光を波長変換して白色光を出射する例で説明したが、紫色の発光を波長変換してもよく、また、青色、赤色、緑色のＬＥＤを用いて発光源としても、なんら問題は無い。更に、口金の規格をＧＸ５３の例で説明したが、ＧＵ１０型であっても問題のないことは言うまでもない。
【００５３】
また、上述した本発明の照明ユニット１の実施例１と実施例２に限定されることはなく、それらの全てを行う必要もなく、特許請求の範囲の各請求項に記載した内容の範囲で種々に変更や省略をすることが出来ることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５４】
１：照明ユニット
２：口金
３：放熱上ブロック
４：放熱下ブロック
５：電源回路
６：回路基板
７：発光源
８：カバー
１１：口金止めネジ
１２：スペーサネジ
２１：口金本体
２２：突出部
２３：電極ピン
２４：ガイド溝
３１：外壁面
３２：放熱フィン
３３：内壁面
３４：内壁突出部
３５：突出係合部
４１：外壁面
４２：放熱フィン
４３：内壁面
４４：内壁突出部
４５：突出係合部
５１：電源回路基板
５２：電源回路部品
６１：実装面
６２：発光源貼り付け面
６３：外縁部
６４：金属面
７１：ＬＥＤ
７２：サブプレート
７３：ＦＰＣ
【図１】
2012048899.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2012048899.tif 000007
【図６】
2012048899.tif 000008