(57)【要約】【課題】樹脂製のグローブの成形時に用いられるゲート部分を、発光モジュールとグローブとの位置決め用のリブの代わりとして利用することにより、発光素子を用いた照明装置において、グローブの成形品としての品質を担保するとともに、発光モジュールとグローブとの位置合わせの精度を確保する。【解決手段】本発明に係る照明装置１００は、光を出射する発光素子１１１と、１または複数の発光素子１１１が配置される発光素子基板１１３とを有する発光モジュール１１０と、発光素子基板１１３を基準として、環の中心軸方向の一側に設けられる筐体１３０と、発光モジュール１１０を覆うように設けられる樹脂製のグローブ１５０と、を備え、グローブ１５０は、該グローブ１５０の成形に用いられたゲート部の少なくとも一部を残存させた突出部１５３ａを２以上有し、発光素子基板１１３は、突出部１５３と掛合する切欠き部１１３ａを有する。【選択図】図３
2013127874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する発光素子と、１または複数の前記発光素子が配置される発光素子基板とを有する発光モジュールと、
前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の一側に設けられる筐体と、
前記発光モジュールを覆うように設けられる樹脂製のグローブと、
を備え、
前記グローブは、該グローブの成形に用いられたゲート部の少なくとも一部を残存させた突出部を２以上有し、
前記発光素子基板は、前記突出部と掛合する切欠き部を有することを特徴とする、照明装置。
【請求項２】
光を出射する発光素子と、１または複数の前記発光素子が配置される発光素子基板とを有する発光モジュールと、
前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の一側に設けられる筐体と、
前記発光モジュールを覆うように設けられる樹脂製のグローブと、
前記発光素子基板と前記筐体の双方に接触するように設けられ、前記発光モジュールで発生した熱を前記筐体に伝達する放熱板と、
を備え、
前記グローブは、該グローブの成形に用いられたゲート部の少なくとも一部を残存させた突出部を２以上有し、
前記発光素子基板と前記放熱板の少なくともいずれか一方は、前記突出部と掛合する切欠き部を有することを特徴とする、照明装置。
【請求項３】
前記各突出部が、等間隔に配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記グローブが、前記発光素子基板側の端部に円形状の開口部を有しており、該開口部の周縁に沿って前記突出部が設けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギー化を図るために、白熱電球の代替品として、半導体発光素子としてＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このようなＬＥＤ照明装置は、一般に、発光素子が基板上に配置された発光モジュールが、グローブにより覆われた構造を有している。ここで、ＬＥＤ照明装置の配光設計をする場合には、光源となる発光モジュールと、光学レンズの役割を有するグローブとの位置合わせをすることが必要となる。このような位置合わせの際、従来は、例えば、グローブに位置決め用のリブを設け、このリブを介して発光モジュールと接続することにより位置合わせを行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、グローブを樹脂から成形する場合には、成形品の型への樹脂の流入口となるゲートを形成するが、このゲートは、通常、樹脂成形後には不要となるため、ゲートカッターにより切り取られている。このように、ゲートは、成形後に不要となるものであるため、できる限り小さい方が好ましく、特に、例えばスポークゲートのように円状の開口部の周縁に沿ってゲートを設ける場合には、ゲートの大きさが大きくなるほどゲートカットが困難となるという問題もある。しかし、ゲートのサイズを小さくし過ぎると、ウェルドやゲートフローといった成形不良が発生しやすくなることから、成形品の品質を担保するためには、ゲートのサイズをある程度確保する必要がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであって、樹脂製のグローブの成形時に用いられるゲート部分を、発光モジュールとグローブとの位置決め用のリブの代わりとして利用することにより、発光素子を用いた照明装置において、グローブの成形品としての品質を担保するとともに、発光モジュールとグローブとの位置合わせの精度を確保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に、本発明のある観点によれば、光を出射する発光素子と、１または複数の前記発光素子が配置される発光素子基板とを有する発光モジュールと、前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の一側に設けられる筐体と、前記発光モジュールを覆うように設けられる樹脂製のグローブと、を備え、前記グローブは、該グローブの成形に用いられたゲート部の少なくとも一部を残存させた突出部を２以上有し、前記発光素子基板は、前記突出部と掛合する切欠き部を有する、照明装置が提供される。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、光を出射する発光素子と、１または複数の前記発光素子が配置される発光素子基板とを有する発光モジュールと、前記発光素子基板を基準として、前記環の中心軸方向の一側に設けられる筐体と、前記発光モジュールを覆うように設けられる樹脂製のグローブと、前記発光素子基板と前記筐体の双方に接触するように設けられ、前記発光モジュールで発生した熱を前記筐体に伝達する放熱板と、を備え、前記グローブは、該グローブの成形に用いられたゲート部の少なくとも一部を残存させた突出部を２以上有し、前記発光素子基板と前記放熱板の少なくともいずれか一方は、前記突出部と掛合する切欠き部を有する、照明装置が提供される。
【０００９】
ここで、前記各照明装置において、前記各突出部が、等間隔に配置されていることが好ましい。
【００１０】
また、前記各照明装置において、前記グローブが、前記発光素子基板側の端部に円形状の開口部を有しており、該開口部の周縁に沿って前記突出部が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、樹脂製のグローブの成形時に用いられるゲート部分を、発光モジュールとグローブとの位置決め用のリブの代わりとして利用することにより、発光素子を用いた照明装置において、グローブの成形品としての品質を担保するとともに、発光モジュールとグローブとの位置合わせの精度を確保することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な実施形態に係る照明装置の全体構成を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図２】同実施形態に係る照明装置を図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。
【図３】図２のＰ部を拡大した断面図である。
【図４】同実施形態に係るグローブの構成を示す平面図である。
【図５】同実施形態に係る発光モジュールの構成を示す平面図である。
【図６】同実施形態に係るグローブの成形方法を示す説明図である。
【図７】図２のＰ部に対応する構成として、本実施形態に係る照明装置の変更例を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１４】
［照明装置の構成］
まず、図１〜図５を参照しながら、本発明の好適な実施形態に係る照明装置の構成について詳細に説明する。図１は、本発明の好適な実施形態に係る照明装置１００の全体構成を示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。図２は、同実施形態に係る照明装置１００を図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ線で切断した断面図である。図３は、図２のＰ部を拡大した断面図である。図４は、本実施形態に係るグローブ１５０の構成を示す平面図である。図５は、本実施形態に係る発光モジュール１１０の構成を示す平面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る照明装置１００は、発光モジュール１１０と、筐体１３０と、グローブ１５０と、放熱板１７０と、を主に有する。
【００１６】
（発光モジュール１１０）
発光モジュール１１０は、発光素子１１１と発光素子基板１１３とを有し、照明装置１００の光源となる部材である。
【００１７】
発光素子１１１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子であり、光を出射する。この発光素子１１１の発光色は、特に限定されないが、グローブ１５０の構成材料により異なるようにしてもよい。例えば、グローブ１５０が蛍光体を含有した材料（樹脂等）で構成される場合、発光素子１１１の発光色は青色であり、グローブ１５０において光の波長が変換され、白色となる。一方、グローブ１５０が光拡散材を含有した材料（樹脂等）で構成される場合、発光素子１１１の発光色は白色（６５００Ｋ〜２０００Ｋ）である。発光素子１１１から出射された光は、グローブ１５０で拡散されて外部に放射される。
【００１８】
また、図５に示すように、発光素子１１１は、本実施形態では複数用意され、これら複数の発光素子１１１が、発光素子基板１１３の一方の面上に環状に配置される。ここでいう「環状」とは、図５に示すような円形の環状だけでなく、楕円形の環状、多角形の環状も含む概念である。また、発光素子１１１の数は、図５に示すような複数でなくてもよく、単一の発光素子１１１が発光素子基板１１３上に実装されていてもよい。単一の場合の発光素子１１１の位置も特に限定はされないが、配光性を考慮すると、略中心部に位置することが好ましい。
【００１９】
発光素子基板１１３は、発光素子１１１が実装される基板であり、好ましくは、アルミニウム、ニッケル等の金属や、ガラスコンポジット（ＣＥＭ３）や、セラミック等の熱伝導性の高い材料で形成される。これにより、発光モジュール１１０で発生した熱を効率よく筐体１３０に伝達でき、照明装置１００の放熱効率を向上させることができる。発光素子基板１１３の形状は特に限定されるものではないが、電球型照明装置のサイズの規格であるＡＮＳＩ規格を満たすためには、略円形状または略多角形状であることが好ましい。
【００２０】
また、本実施形態における発光素子基板１１３には、図３及び図５に示すように、切欠き部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｂが形成されており、これらの切欠き部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｂは、それぞれ、後述するグローブ１５０の突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃと掛合する。これにより、発光素子基板１１３とグローブ１５０との相対位置が固定される。
【００２１】
ここで、発光素子基板１１３に形成される切欠き部の数は、グローブ１５０に形成する突出部の数に対応して決めればよいが、少なくとも２以上形成することが必要である。このように、発光素子基板１１３とグローブ１５０との掛合箇所が２箇所以上となることにより、発光素子基板１１３とグローブ１５０との相対位置が固定されるだけでなく、発光素子基板１１３とグローブ１５０とが相対的に回転することを防止することもできる。
【００２２】
なお、発光素子基板１１３は、筐体１３０の上部（または放熱板１７０）に保持されることにより、位置が固定される。
【００２３】
（筐体１３０）
筐体１３０は、その一端（図１及び図２の下端）で口金（図示せず。）と接続されるとともに、発光素子１１１を駆動させるための駆動回路（図示せず。）が収納される筐体としての機能を有する。本実施形態では、筐体１３０の中空の本体部の内部に、駆動回路を設置することができる。
【００２４】
また、筐体１３０は、発光モジュール１１０で発生した熱と、駆動回路で発生した熱を外部に放出する、所謂ヒートシンクとしての機能を有する。この放熱機能を実現するために、筐体１３０は、熱伝導性の高い樹脂で形成される。本実施形態において、筐体１３０が、金属ではなく樹脂で形成されているのは、照明装置１００を軽量化するためであり、また、樹脂は絶縁性であることから、口金と接続された際のかしめ部分に絶縁対策を施す必要がないためである。従って、照明装置１００の重量増が問題とならない場合には、筐体１３０の材質として、アルミニウムや銅などの金属材料を使用してもよい。ただし、筐体１３０を金属材質とした場合には、口金のかしめ部分に絶縁対策を施す必要がある。
【００２５】
また、放熱効果を更に高めるために、筐体１３０の表面に、凹部や複数のフィンなどが設けられることにより、筐体１３０の表面積を大きくすることが好ましい。
【００２６】
この点、本実施形態では、筐体１３０は、両端に開口部を有する中空の略筒状の本体部の外周面に、複数のフィン１３９が設けられている。この複数のフィン１３９を有することにより、筐体１３０の外部に露出した面の表面積（熱を放散するのに用いられる面の面積）が大きくなり、放熱効果を高めることができる。なお、放熱効果を高めるための構成は、このようなフィン１３９のみならず、例えば、筐体１３０の本体部の外周面に、複数の凹部（図示せず。）を有するような構成であってもよい。
【００２７】
また、筐体１３０は、発光素子基板１１３を基準として、発光素子１１１の配置により構成される環の中心軸方向の一側（発光素子１１１が配置されていない方の面側）に設けられる。これにより、筐体１３０は、駆動回路や発光モジュール１１０で発生した熱を外部に放出することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態では、筐体１３０は、樹脂１３１と、この樹脂１３１内部に挿入された金属部材１３３とで構成されている。そして、筐体１３０は、樹脂１３１と金属部材１３３とが一体でインサート成形されることにより得られるものである。これは、樹脂１３１だけであると、アルミニウムや銅などの金属と比較するとやや熱伝導性が低いため、さらに熱伝導性を高めるために、アルミニウムや銅などの金属部材１３３を挿入したものである。従って、発光モジュール１１０や駆動回路の性能により発熱が抑制されるなどして、放熱効果が十分である場合には、金属部材１３３を挿入する必要はない。
【００２９】
また、金属部材１３３を挿入する場合には、発光モジュール１１０で発生した熱が、筐体１３０に伝達されやすくなるようにするために、放熱板１７０（放熱板１７０が設置されない場合には、発光素子基板１１３）と接触するように、金属部材１３３を配置することが好ましい。
【００３０】
（グローブ１５０）
グローブ１５０は、発光モジュール１１０を覆うように略球状に設けられ、発光素子１１１から出射された光の色（発光素子１１１の発光色）を制御する役割、及び、これらの光をグローブ１５０の表面上で拡散させることで照明装置１００の配光角を広くする役割を有する。
【００３１】
グローブ１５０は、発光素子１１１の発光色を制御する役割を実現するために、発光素子１１１の発光色に応じて、蛍光体や光拡散材を含んでいる。具体的には、発光素子１１１が、青色で発光するＬＥＤである場合には、グローブ１５０の素材が蛍光体を含有する材料か、または、グローブ１５０の表面に蛍光体が塗布されている。そして、発光素子１１１から出射され、グローブ１５０に到達した光の波長が、グローブ１５０の蛍光体により変換され、白色の発光となる。
【００３２】
ここで、蛍光体による発光は、光拡散度が大きいことから、発光素子１１１から出射された光の配光分布が不十分であっても、蛍光体による発光の際の光拡散で、良好な配光分布を得ることが可能となる。従って、従来のように、配光角を広げるために、グローブを拡散性の高い材質で形成した結果、光の透過率が低下して、グローブ内部の発光モジュール等の部材が透けて見えてしまう、という問題も解消することができる。また、青色ＬＥＤと蛍光体とを組み合わせることにより、自然光に近い色で発光させることができるようになる。
【００３３】
さらに、照明装置１００の配光角をより広げるために、グローブ１５０の素材が、蛍光体に加えてさらに光拡散材を含有する材料であるか、または、グローブ１５０の表面に、蛍光体に加えてさらに光拡散材が塗布されていてもよい。
【００３４】
一方、発光素子１１１が、白色光を発するＬＥＤである場合には、グローブ１５０の素材が光拡散材を含有する材料であるか、または、グローブ１５０の表面に光拡散材が塗布されていてもよい。この場合にも、光拡散材により、発光素子１１１から出射された光が、グローブ１５０の表面で拡散され、照明装置１００の配光角を広げることができる。
【００３５】
次に、図４及び図６を参照しながら、本実施形態に係るグローブ１５０の特徴的構成について説明する。図６は、本実施形態に係る樹脂製グローブ１５０の成形方法を示す説明図である。
【００３６】
図４に示すように、本実施形態におけるグローブ１５０は、上述した発光素子基板１１３の切欠き部１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃのそれぞれと掛合する突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃを有する。これらの突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃは、グローブ１５０の成形の際に用いられたゲート部の少なくとも一部をカットせずに残存させたものであり、グローブ１５０の底部（発光素子基板１１３と連結される側の端部）に形成された開口部１５１の周縁に沿って設けられている。このように、本実施形態では、樹脂成形の際に用いられるゲート部を利用することから、グローブ１５０の材質は、樹脂製である。
【００３７】
ここで、図６を参照しながら、グローブ１５０の成形方法について説明する。なお、図６には、ゲート形状として、略球状に成形するのに適したスポークゲートの例を示している。図６に示すように、グローブ１５０の成形の際には、ノズルから溶融状態の樹脂が射出され、この樹脂が、スプルー１５５、ランナー１５７ａ、１５７ｂ、１５７ｃ（ランナーの数は３本には限られない。）を通り、成形品となる空洞部分（型）への流入口であるゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃを通る。このゲートとしては、様々な種類のものが存在するが、これらのうち、成形品の外観、強度、精度、その他目的の製品を得るために最適なゲートが選択される。
【００３８】
ゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃは、グローブ１５０の成形用の型に流入した溶融状態の樹脂が、冷却固化するまで流路を遮断して逆流を防ぎ、ゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃ付近に起こる成形品の歪み、割れ、反りなどの残留応力を軽減する。一般には、樹脂成形後のゲートは、ゲートカッターなどを用いて切除されるものである。このように、成形後に不要となるゲート部分は、なるべく小さくしたい。特に、ゲートが、図６に示すように円形の開口部１５１の周縁に沿って形成されるような場合には、ゲートの幅（図４の幅Ｄ）が大きいと、ゲート部分が残らないように切除することが困難となる。逆に、ゲートの幅を小さくしすぎると、ゲート部分の流速が下がり、ウェルドやゲートフローなどの成形不良が発生しやすくなるため、製品品質の低下につながる、という問題もある。
【００３９】
これに対して、本実施形態では、図４に示すように、グローブ１５０の成形時に使用したゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃの少なくとも一部を残し（図４では、全部残した例を示している。）、これをそのまま、発光素子基板１１３との位置決め用の突出部（リブ）１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃとして利用している。すなわち、ゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃをカットする必要がないことから、ゲートの幅Ｄを大きくしても、ゲートカット時に切除が困難になるという問題は起こらない。また、ゲートの幅Ｄを大きくできるため、ウェルドやゲートフローなどの成形不良の発生を防止することもできる。従って、ゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃのサイズや形状の自由度が向上する。特に、ゲートが、円形の開口部１５１の周縁に沿って形成されるような場合には、その効果が大きい。
【００４０】
このように、ゲートのサイズや形状の自由度が向上することにより、グローブ１５０の成形時のゲート部における樹脂の流動性が改善され、ウェルドやゲートフローなどの成形不良の低減に寄与することから、グローブ１５０の製品品質の向上にもつながる。
【００４１】
また、グローブ１５０の成形時における型への樹脂の供給のされ方を均一にするためには、ゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃが等間隔に配置されていることが好ましい。この場合、当然のことながら、グローブ１５０の突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃも等間隔に配置されることとなる。
【００４２】
また、ゲート１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃを、そのまま、発光素子基板１１３との位置決め、かつ、グローブ１５０の回転止め用の突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃとして使用することで、グローブ１５０に新たに位置決め及び回転止め用のリブ等の部材を設けるスペースを省略することができる。
【００４３】
さらに、本実施形態に係る突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃは、少なくとも２つ以上設けることが必要である。このように、発光素子基板１１３との位置決め、かつ、グローブ１５０の回転止め用の突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃを複数設けることにより、光学レンズとしても機能するグローブ１５０の位置決め精度を高めることができる。グローブ１５０の位置決め精度をより高めるという観点からは、突出部の個数が３個以上であることが好ましいが、この場合、グローブ１５０の発光素子基板１１３への取り付け時の遊びがなくなるため、照明装置１００の用途に応じて突出部の数を適宜定めることが好ましい。
【００４４】
（放熱板１７０）
放熱板１７０は、発光素子基板１１３と筐体１３０の双方に接触するように設けられ、主に、発光モジュール１１０で発生した熱を筐体１３０に伝達する役割を有する。この放熱板１７０は、上記熱伝達の役割を実現するために、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属で構成される。
【００４５】
また、本実施形態に係る照明装置１００では、グローブ１５０の突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃと掛合する切欠き部が、発光素子基板１１３ではなく、図７に示すように、放熱板１７０に設けられていてもよい。この場合には、グローブ１５０と放熱板１７０との間で位置決めがされるため、発光素子基板１１３をねじ止め等により放熱板１７０に固定しておく必要がある。
【００４６】
なお、グローブ１５０の突出部１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃと掛合する切欠き部を、放熱板１７０と発光素子基板１１３の両方に設けてもよいが、この場合は、グローブ１５０と発光素子基板１１３と放熱板１７０の３つの部材の間で位置決めをすることが必要となるので、組立がやや複雑になる可能性がある。
【００４７】
また、照明装置１００の放熱効率が十分に高く、また、発光素子基板１１３及びグローブ１５０の位置決め精度が確保できれば、放熱板１７０は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４８】
（その他の構成）
その他、本実施形態に係る照明装置１００は、必要に応じて他の部材を備えていてもよい。例えば、照明装置１００の配光性を向上させるために、照明装置１００は、発光素子１１１から出射させた光を反射して口金方向に光を配光させるためのリフレクタ（図示せず。）を有していてもよい。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５０】
例えば、上述した実施形態では、発光素子基板１１３、筐体１３０、グローブ１５０、および放熱板１７０の、中心軸に対して直交する方向に切断したときの断面形状を円形としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、上記各部材の断面形状は、多角形や楕円形であってもよい。
【００５１】
また、上述した実施形態では、発光素子基板１１３に複数の発光素子１１１を環状に配置して構成される１つの発光素子群のみを設けているが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、発光素子基板１１３に、同心円状に複数の発光素子群を設けてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１００    照明装置
１１０    発光モジュール
１１１    発光素子
１１３    発光素子基板
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ    切欠き部
１３０    筐体
１３１    樹脂
１３３    金属部材
１５０    グローブ
１５３ａ、１５３ｂ、１５３ｃ    突出部
１７０    放熱板
【図１】
2013127874.tif 000003
【図２】
2013127874.tif 000004
【図３】
2013127874.tif 000005
【図４】
2013127874.tif 000006
【図５】
2013127874.tif 000007
【図６】
2013127874.tif 000008
【図７】
2013127874.tif 000009