(57)【要約】【課題】簡単な構成で広角の配光特性を得ることができる口金付ランプ及びこの口金付ランプを用いた照明器具を提供する。【解決手段】口金付ランプ１は、本体２の一端部側に配設され、略中央部に位置する主として前面方向へ光を出射する少なくとも１つの第１の固体発光素子３２-1と、この第１の固体発光素子３２-1の周囲に位置する主として側面方向へ光を出射する複数の第２の固体発光素子３２-2とを備えた光源部３を有している。この光源部３を覆うように本体２に設けられた透光性を有するグローブ４と、本体２内に配設され第１の固体発光素子３２-1及び第２の固体発光素子３２-2を点灯制御する点灯装置６と、本体２の他端部側に設けられた口金部材７とを備えている。【選択図】図１
2013251096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体と；
本体の一端部側に配設され、略中央部に位置する主として前面方向へ光を出射する少なくとも１つの第１の固体発光素子と、この第１の固体発光素子の周囲に位置する主として側面方向へ光を出射する複数の第２の固体発光素子とを備えた光源部と；
光源部を覆うように本体に設けられた透光性を有するグローブと；
本体内に配設され第１の固体発光素子及び第２の固体発光素子を点灯制御する点灯装置と；
本体の他端部側に設けられた口金部材と；
を具備することを特徴とする口金付ランプ。
【請求項２】
光源部は、第１の固体発光素子及び第２の固体発光素子を配置した基板を有し、この基板には、基板側と点灯装置側とを電気的に接続するコネクタが設けられていて、このコネクタは第２の固体発光素子から出射される光の障害物とならない位置に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の口金付ランプ。
【請求項３】
器具本体と；
器具本体に設けられたソケットと；
ソケットに装着される請求項１又は請求項２に記載の口金付ランプと；
を具備することを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の固体発光素子を光源とした口金付ランプ及びこの口金付ランプを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、白熱電球に代替可能で、寿命が長く、消費電力の少ないＬＥＤを光源としたＬＥＤ電球が各種照明器具に用いられるようになってきている。このＬＥＤ電球は、基板に複数のＬＥＤが実装された光源部を有しており、光源部は、透光性を有するグローブに覆われている。
【０００３】
一般的に、白熱電球は広角の配光特性を有し、ランプの軸方向及び軸方向に交差する方向の双方における光度が高くなっている。しかし、前記ＬＥＤ電球の場合、ＬＥＤから出射される光の指向性が強いことから、ランプの軸方向（前面側）における光度が高く、軸方向に交差する方向の光度が低くなり、白熱電球に近似した広角の配光特性を得ることが困難となる。
【０００４】
このため、例えば、光源部を構成するにあたり、ＬＥＤを実装した複数の基板を立体的に組み合わせて配置したり、基板を前面側へ突出するようにして構成したりして広角の配光特性を得ることができるようにしたＬＥＤ電球が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３２４６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−５５９９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７５７７１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１６１２１５号公報
【特許文献２】実用新案登録第３１７１０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のようなＬＥＤ電球においては、光源部を複数の基板を用いて組み合わせたり、基板を特別な形状に形成したりする必要がある。したがって、構成が複雑化し、製作工程が煩雑化する可能性が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、簡単な構成で広角の配光特性を得ることができる口金付ランプ及びこの口金付ランプを用い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】
【０００８】
本発明の実施形態による口金付ランプは、本体の一端部側に配設され、略中央部に位置する主として前面方向へ光を出射する少なくとも１つの第１の固体発光素子と、この第１の固体発光素子の周囲に位置する主として側面方向へ光を出射する複数の第２の固体発光素子とを備えた光源部を有している。この光源部を覆うように本体に設けられた透光性を有するグローブと、本体内に配設され第１の固体発光素子及び第２の固体発光素子を点灯制御する点灯装置と、本体の他端部側に設けられた口金部材とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、簡単な構成で広角の配光特性を得ることができる口金付ランプ及びこの口金付ランプを用いた照明器具を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る口金付ランプとしてのＬＥＤ電球の一部を断面にして示す正面図である。
【図２】同ＬＥＤ電球におけるグローブを取外して示す平面図である。
【図３】同ＬＥＤ電球における光源部を示す斜視図である。
【図４】同ＬＥＤ電球が装着された照明器具としてのダウンライトを示す断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る口金付ランプとしてのＬＥＤ電球の一部を断面にして示す正面図である。
【図６】同ＬＥＤ電球における光源部を示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る口金付ランプにおける光源部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施形態に係る口金付ランプ及び照明器具について図１乃至図４を参照して説明する。図１及び図２は、口金付ランプを示し、図３は、光源部を示し、図４は、照明器具を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１２】
図１において、口金付ランプとしてＬＥＤ電球１が示されている。このＬＥＤ電球１は、略円筒状の本体２と、この本体２の一端部側に配設された光源部３と、光源部３を覆うように本体２に設けられた透光性を有するグローブ４と、本体２の内側に配設された絶縁カバー５と、本体２内に配設され光源部３を点灯制御する点灯装置６と、本体２の他端部側に設けられた口金部材７とを備えている。
【００１３】
このようなＬＥＤ電球１は、一般の白熱電球に近似した外観をなして形成されていて、ランプの軸方向における光の照射方向側を前面側とし、反対側を背面側としている。
【００１４】
本体２は、図１に示すように、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、一端部側から他端部側へ向かって徐々に縮径されたテーパ状の略円筒状をなし、一端部側には径寸法の大きな開口部２１を有し、他端部側には径寸法の小さな開口部２２を有している。また、開口部２１の内周縁部には、取付段部２３が形成されており、さらに、本体２の内部には、収納空間部２４が形成されている。
このような本体２は、アルミニウム合金製のダイカストやプレス加工によって形成することができる。
【００１５】
光源部３は、図１乃至図３に示すように、基板３１と、この基板３１の表面上に実装された複数の固体発光素子３２とを備えている。このような光源部３は、前記本体２の一端部側、すなわち、前面側に配設されている。
【００１６】
基板３１には、各個体発光素子３２の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料をベース板として適用するのが好ましい。このような基板３１として、アルミニウム製のべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板が用いられている。なお、ベース板の材料は、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又はエポキシ樹脂等の合成樹脂材料を適用できる。
【００１７】
基板３１は、略四角形状の平板で構成され、角部には取付ねじが貫通する外側に開放した切欠き３１ａが形成されている。また、基板３１における絶縁層の上には、銅箔等からなる図示しない配線パターン層が形成されている。さらに、配線パターン層の上には、適宜反射率の高い白色等のレジスト層が形成されている。
【００１８】
複数の固体発光素子３２は、第１の固体発光素子３２-1と第２の固体発光素子３２-2とから構成されている。第１の固体発光素子３２-1は、主として前面方向へ光を出射する機能を有しており、第２の固体発光素子３２-2は、主として側面方向へ光を出射する機能を有している。
【００１９】
第１の固体発光素子３２-1は、基板の略中央部に位置して実装されており、第２の固体発光素子３２-2は、第１の固体発光素子３２-1の周囲に位置して複数個、具体的には４個実装されている。
【００２０】
詳しくは、第２の固体発光素子３２-2は、ランプの外径Ｄの１／３以下である直径ｄを有する同心円の円周上又は円内に位置している（図２参照）。因みに、本実施形態では、ランプの外径Ｄは、グローブ４の最大外径と等しくなっている。
【００２１】
固体発光素子３２は、ＬＥＤのパッケージであり、ＳＭＤ（surface mount device）のパッケージである。概略的にはセラミックスや合成樹脂で形成されたケースボディーと、このケースボディー内に接合部材で固定され配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。
【００２２】
また、ケースボディーからは、アノード側の電極とカソード側の電極とが導出して設けられていて、このアノード側の電極とカソード側の電極とは、金ワイヤによってＬＥＤチップに接続されている。さらに、アノード側の電極とカソード側の電極とは、前述の基板３１上に形成された配線パターン層に半田付けされるようになっている。
【００２３】
第１の固体発光素子３２-1は、基板３１の実装面に対して前面方向へ光を出射するように実装される現行のＬＥＤ電球に用いられているタイプのＬＥＤのパッケージであり、第２の固体発光素子３２-2は、基板３１の実装面に対して側面方向へ光を出射するように実装されるタイプの側面発光形のＬＥＤのパッケージであり、いわゆるサイドエミッタ形のものである。この第２の固体発光素子３２-2からは、一側面方向へ光が出射される。
【００２４】
したがって、図３に代表して矢印で示すように、第１の固体発光素子３２-1からは、前面方向へ光が出射されるようになり、第２の固体発光素子３２-2からは、側面方向へ光が出射されるようになり、複数の第２の固体発光素子３２-2から光が外側方向へ放射状に照射される。
【００２５】
ＬＥＤチップは、青色光を発光するＬＥＤチップである。透光性樹脂には、昼光色や電球色等の白色系の光を出射できるようにするために黄色系の蛍光体が混入されている。
【００２６】
蛍光体は、固体発光素子３２が発する光で励起されて、固体発光素子３２が発する光の色とは異なる色の光を放射する。固体発光素子３２が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
固体発光素子３２が発する青色光によって蛍光体から黄色光が放射され、この黄色光と蛍光体を透過した青色光とが混光して白色の光が放射される。
【００２７】
なお、第２の固体発光素子３２-2としてのサイドエミッタ形のＬＥＤは、上記の構成に限定されるものではない。例えば、ＬＥＤチップから前面方向に出る光をモールド用の透光性樹脂内で全反射させたり、凹レンズで屈折させたりして、側面方向の全周へ光を放射させるようにしたものを用いるようにしてもよい。つまり、光を主として側面方向（横方向）へ放射できるものであれば、その構成は格別限定されるものではない。
【００２８】
また、基板３１上の縁部近傍には、コネクタ３３が取付けられている。コネクタ３３は、配線パターン層の入力端子部を構成する正極側端子及び負極側端子に半田付けされて固定されている。このコネクタ３３からはリード線３４が導出されており、基板３１はリード線３４を介して点灯装置６に接続されている。
【００２９】
以上のように構成された光源部３は、放熱板８を介して本体２の一端部側に取付けられる。放熱板８は、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料で形成するのが好ましく、略円形状に形成されている。光源部３は、その基板３１の裏面側が放熱板８に面接触して熱的に結合されるようにねじ止めされて取付けられている。
【００３０】
放熱板８は、外周縁部が本体２の開口部２１における取付段部２３に載置されるように配置され、ねじ止めされて本体２に取付けられている。また、放熱板８の外周縁部に形成された切欠孔にはリード線保護部材８１が嵌合して挿入されている。これによりリード線保護部材８１を挿通するリード線３４を保護することができる。
【００３１】
グローブ４は、図１に示すように、透光性及び光拡散性を有する合成樹脂又はガラス等の材質で球面状に形成されており、球面状の頂部から徐々に下方に向かって拡開するように形成されている。本実施形態では、光拡散性を有する乳白色のポリカーボネート材料によって一般の白熱電球に近似した外観に形成されている。
グローブ４の開口縁部には、本体２の開口部２１の内側に嵌合する嵌合部が形成されており、この嵌合部が嵌合されて、グローブ４は本体２に取付けられる。
【００３２】
絶縁カバー５は、耐熱性を有するとともに電気的絶縁性を有するＰＢＴ樹脂等の合成樹脂で形成され、本体２と同様に、一端部側には径寸法の大きな開口部を有し、他端部側には径寸法の小さな開口部を有して、本体２の収納空間部２４の内面形状に適合する形状をなして本体２の内側に配設されている。
また、絶縁カバー５の他端部側には、本体２の他端部側から突出する口金取付部が形成されている。
【００３３】
点灯装置６は、光源部３の固体発光素子３２に電力を供給してその点灯を制御するものであり、点灯回路基板６１と、この点灯回路基板６１に実装された点灯回路部品６２とを備えている。点灯装置６は、交流電圧を直流電圧に変換して各固体発光素子３２に定電流の直流電流を供給する。
【００３４】
点灯回路基板６１は、略長方形状に形成されていて、両面に点灯回路部品６２が実装されている。また、点灯回路基板６１は、絶縁カバー５の一端部側から差し込まれて、絶縁カバー５に形成された保持溝によって保持されるようになっている。したがって、点灯回路基板６１は、本体２内の収納空間部２４に絶縁カバー５を介してランプの軸方向に沿って縦形に配設されている。
【００３５】
また、点灯回路基板６１は、ガラスエポキシ樹脂等から形成されており、固体発光素子３２を点灯制御するうえで必要な点灯回路部品６２が実装されている。例えば、制御用IC、スイッチングトランジスタQ、抵抗素子R、定電圧ダイオードZD、全波整流器REC及びコンデンサC等の回路部品が実装されている。
【００３６】
口金部材７は、エジソンタイプのＥ２６形の一般照明電球用のソケットに接続可能なもので、点灯回路基板６１と配線により電気的に接続されている。また、口金部材７は、絶縁カバー５における口金取付部の周面に螺合されて取付けられており、照明器具のランプソケットにねじ込まれるねじ山を備えた筒状で導電性を有するシェル７１と、このシェル７１の頂部に絶縁部７２を介して設けられたアイレット７３とを備えている。
【００３７】
次に、図４を参照して上記のように構成された口金付ランプ１を光源とした照明器具の構成を説明する。照明器具は、ダウンライト１０であり、ダウンライト１０は、天井面の埋め込み穴に挿入されて設置されるもので、下側が開放した円筒状の器具本体１１と、この器具本体１１内に収容され光の照射方向に拡開した曲面状の反射鏡１２と、ソケット１３と、端子台１４と、反射鏡１２の照射開口に配設された化粧枠１５とを備えている。
【００３８】
器具本体１１は、冷間圧延鋼板等で形成された金属製であり、その内部には、反射鏡１２が取付けられており、反射鏡１２の上部には、図示しない支持金具によって器具本体１１の上面壁にソケット１３が取付けられている。このソケット１３には、口金付ランプ１の口金部材７がねじ込まれて装着されるようになっている。端子台１４は、器具本体１１の上面壁に取付けられており、この端子台１４には、ソケット１３が電気的に接続されるとともに電源線が接続されて商用電源から電力が供給されるようになっている。
【００３９】
次に、口金付ランプ１が装着されたダウンライト１０の作動につき説明する。ダウンライト１０に電源を投入すると、口金付ランプ１の点灯装置６が動作して直流電圧が出力される。この直流電圧は、点灯装置６から各固体発光素子３２に印加されて定電流の直流電流が供給され、各固体発光素子３２が点灯して白色の光が出射される。この各固体発光素子３２から出射された光は、乳白色のグローブ４によって拡散されて外部へ放射される。
【００４０】
ここで、第１の固体発光素子３２-1からは、主として前面方向へ光が出射される。一方、その周囲に位置する第２の固体発光素子３２-2からは、主として側面方向へ光が出射される。したがって、グローブ４から外部へ放射される光は、ランプの軸方向（前面側）及び軸方向に交差する方向の光度ともに所定の光度を確保することができ、白熱電球に近似した広角の配光特性を得ることが可能となる。
【００４１】
また、第２の固体発光素子３２-2は、ランプの外径Ｄの１／３以下である直径ｄを有する円の円周上又は円内に位置してグローブ４から離間しているので、例えば、グローブ４に、固体発光素子３２の光の指向性が強いことに起因するつぶつぶ感が投影されたり、縦縞模様が投影されたりして配光が不均一になることを抑制することが可能となる。
【００４２】
固体発光素子３２が点灯すると、各固体発光素子３２が発熱する。この熱は、主として基板３１の裏面側に伝導し、さらに放熱板８に伝導されて本体２の取付段部２３から本体２の全体に伝導されて放熱される。これにより、各固体発光素子３２の温度上昇が抑制され、発光効率等の特性を改善することができる。また、同時に長寿命化を図ることが可能となる。
【００４３】
以上のように本実施形態によれば、広角の配光特性を得ることができる口金付ランプ１及びこの口金付ランプ１を用いた照明器具１０を提供することが可能となる。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施形態に係る口金付ランプについて図５及び図６を参照して説明する。図５は、口金付ランプを示し、図６は、光源部を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
本実施形態は、第１の実施形態の口金付ランプと基本的構成を略同じくしているが、主には、基板３１における固体発光素子３２の配置関係が異なっている。
【００４５】
基板３１は、略円形状の平板で構成され、外周縁部がグローブ４の内面近傍まで至るような大きさに形成されている。複数の固体発光素子３２は、主として前面方向へ光を出射する機能を有する第１の固体発光素子３２-1と、主として側面方向へ光を出射する機能を有する第２の固体発光素子３２-2とから構成されている。第２の固体発光素子３２-2は、いわゆるサイドエミッタ形のＬＥＤである。
【００４６】
第１の固体発光素子３２-1は、基板の略中央部に位置して実装されており、第２の固体発光素子３２-2は、第１の固体発光素子３２-1の周囲に位置して複数個実装されている。具体的には、第２の固体発光素子３２-2は、第１の固体発光素子３２-1と比較的離間距離を空けて基板３１の周縁部に位置して実装されている。
また、第２の固体発光素子３２-2は、ランプの外径Ｄの２／３以上である直径ｄを有する同心円の円周上又は円外に位置している（図５参照）。
【００４７】
さらに、コネクタ３３は、第１の固体発光素子３２-1と第２の固体発光素子３２-2との間に配設されている。この配設は、第１の固体発光素子３２-1と第２の固体発光素子３２-2との離間距離が空けられているため可能となる。なお、基板３１におけるコネクタ３３の近傍には、コネクタ３３から導出されるリード線（図示を省略している）が通る切欠き３１ｂが形成されている。
【００４８】
図５に示すように、本実施形態における本体２の開口部２１には、背面側へ凹む環状の段部２５が形成されている。このため、グローブ４の開口縁部は、段部２５の外周側に位置されるようになっている。したがって、グローブ４は、基板３１面より背面方向に延出して光源部３を覆うようになる。
【００４９】
このような構成の口金付ランプ１が点灯されると、第１の固体発光素子３２-1からは、主として前面方向へ光が出射され、その周囲に位置する第２の固体発光素子３２-2からは、主として側面方向へ光が出射される。したがって、グローブ４から外部へ放射される光は、ランプの軸方向（前面側）及び軸方向に交差する方向の光度ともに所定の光度を確保することができ、白熱電球に近似した広角の配光特性を得ることが可能となる。
【００５０】
また、第２の固体発光素子３２-2は、ランプの外径Ｄの２／３以上である直径ｄを有する同心円の円周上又は円外に位置しているので、軸方向に交差する方向の光度を確保しやすく、広角の配光特性を得ることが容易となる。
【００５１】
さらに、コネクタ３３は、第１の固体発光素子３２-1と第２の固体発光素子３２-2との間に配設されているので、コネクタ３３が第２の固体発光素子から側面方向へ出射される光の障害物となるのを防ぐことができる。つまり、コネクタ３３は、第２の固体発光素子から出射される光の障害物とならない位置に配設されている。
【００５２】
加えて、グローブ４は、基板３１面より背面方向に延出して光源部３を覆うようになっているので、第２の固体発光素子から側面方向へ出射される光を効果的にグローブ４を透過して外部へ放射することが可能となり、一層広角の配光特性を得やすい口金付ランプ１を実現できる。
【００５３】
次に、本発明の第３の実施形態に係る口金付ランプにおける光源部について図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００５４】
本実施形態は、基板３１における固体発光素子３２の配置関係の変形例を示している。基板３１は、第１の実施形態と同様に、略四角形状の平板で構成されている。複数の固体発光素子３２は、主として前面方向へ光を出射する機能を有する第１の固体発光素子３２-1と、主として側面方向へ光を出射する機能を有する第２の固体発光素子３２-2とから構成されている。
【００５５】
また、第１の固体発光素子３２-1は、基板３１の略中央部に複数個、具体的には３個実装されている。第２の固体発光素子３２-2は、第１の固体発光素子３２-1と所定の離間距離を空けてその周囲に位置して複数個、具体的には４個実装されている。なお、第１の固体発光素子３２-1及び第２の固体発光素子３２-2の個数は、特段限定されるものではない。目的に応じた配光特性を得るために適宜変更することが可能である。
【００５６】
また、コネクタ３３は、第２の固体発光素子３２-2における周方向に隣接する発光素子３２-2同士の離間部に配設されている。つまり、コネクタ３３は、第２の固体発光素子３２-2と位置をずらせて第２の固体発光素子から出射される光の障害物とならない位置に配設されている。
【００５７】
このような構成によれば、第１の実施形態と同様な作用効果を奏することができ、広角の配光特性を得ることができる口金付ランプ１を提供することが可能となる。
【００５８】
なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。また、上記各実施形態は、一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。
【００５９】
例えば、口金付ランプは、白熱電球に近似させた外観をなす電球形、ボール形、レフ形、円筒形等に構成してもよい。また、口金部材は、エジソンベース形に限定されるものではない。
【００６０】
固体発光素子は、発光ダイオードに限らず有機ＥＬ等を用いることができる。また、基板に実装される固体発光素子の個数は格別限定されるものではない。さらに、基板の材質や形状も特段限定されるものではなく、目的とする配光特性を得るために種々の形態を採用し得る。
【００６１】
また、光を主として側面方向へ出射する固体発光素子は、光を側面方向へ出射する機能を有していれば、その形式や構成が限定されるものではない。さらに、レンズ、プリズム、反射体等の光学的制御手段をグローブ内に付加してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・口金付ランプ（ＬＥＤ電球）
２・・・本体
３・・・光源部
４・・・グローブ
５・・・絶縁カバー
６・・・点灯装置
７・・・口金部材
１０・・・照明器具（ダウンライト）
１３・・・ソケット
３１・・・基板
３２・・・固体発光素子（ＬＥＤ）
３２-1・・・第１の固体発光素子
３２-2・・・第２の固体発光素子
３３・・・コネクタ
【図１】
2013251096.tif 000003
【図２】
2013251096.tif 000004
【図３】
2013251096.tif 000005
【図４】
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【図５】
2013251096.tif 000007
【図６】
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【図７】
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