(57)【要約】【課題】放熱性を向上できるランプ装置を提供する。【解決手段】ランプ装置10は、基板20および筐体12を備える。基板20の一端側の面に発光素子21を実装する。筐体12は、一端側に基板20を収容する本体部30、本体部30の他端側から突出する突出部31、および突出部31の一端側から本体部30内へ向けて突出するとともに内側に突出部31の他端側に開口する凹部46が設けられ基板20に熱的に接続される接続部43を有する。【選択図】図１
2016126931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側の面に発光素子を実装した基板と；
一端側に前記基板を収容する本体部、この本体部の他端側から突出する突出部、およびこの突出部の一端側から前記本体部内へ向けて突出するとともに内側に前記突出部の他端側に開口する凹部が設けられ前記基板に熱的に接続される接続部を有する筐体と；
を具備することを特徴とするランプ装置。
【請求項２】
前記接続部と前記基板との間に介在されて前記接続部と前記基板とを熱的に接続する熱伝導部材を具備し、
前記本体部は、前記基板を固定する固定部を有し、
前記基板を前記固定部に固定した状態で、前記固定部と前記熱伝導部材とで前記基板を支持する
ことを特徴とする請求項１記載のランプ装置。
【請求項３】
前記本体部の他端側の面に配置される電極ピンと；
前記基板および前記本体部を挿通して前記電極ピンに螺着され、前記電極ピンを前記本体部に固定するとともに前記電極ピンを前記基板に電気的に接続するねじと；
を具備することを特徴とする請求項１または２記載のランプ装置。
【請求項４】
前記基板に実装された点灯回路を具備し、
前記点灯回路は、前記基板の他端側の面に実装されるとともに前記突出部内で前記接続部の周囲に配置される電子部品を有する
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４いずれか一記載のランプ装置と；
前記ランプ装置を装着するソケットと；
を具備することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、発光素子を用いたランプ装置および照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子を用いたランプ装置としては、例えばＧＸ５３形口金を用いたフラット形のランプ装置がある。
【０００３】
ランプ装置は、筐体の一端側に発光素子を実装した基板を収容し、筐体の他端側に口金部が設けられている。発光素子の点灯時に発生する熱は、基板から筐体に伝わり、筐体の外面から空気中に放熱される。発光素子が発生する熱を基板に効率よく逃すために、基板を金属製としたり基板に金属ブロックを搭載するなど、基板の構成を工夫していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５７６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ランプ装置は、発光素子が発生する熱を筐体の外面から空気中に放熱する構造であるため、筐体内に収容される基板の構成を工夫しただけでは、基板から筐体に効率よく熱が伝わらず、放熱性の向上が望めない場合がある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、放熱性を向上できるランプ装置および照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態のランプ装置は、基板および筐体を備える。基板の一端側の面に発光素子を実装する。筐体は、一端側に基板を収容する本体部、本体部の他端側から突出する突出部、および突出部の一端側から本体部内へ向けて突出するとともに内側に突出部の他端側に開口する凹部が設けられ基板に熱的に接続される接続部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、放熱性を向上させることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態を示すランプ装置の断面図である。
【図２】同上ランプ装置の分解状態の斜視図である。
【図３】同上ランプ装置の分解状態の斜視図である。
【図４】同上ランプ装置を用いた照明装置の斜視図である。
【図５】第２の実施形態を示すランプ装置の断面図である。
【図６】第３の実施形態を示すランプ装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。
【００１１】
図１ないし図４に、フラット形のランプ装置10を示す。なお、以下、ランプ装置の一端側を下側、他端側を上側として説明する。
【００１２】
ランプ装置10は、基板ユニット11、この基板ユニット11を収容する筐体12、この筐体12の上側面から突設された複数の電極ピン13、および筐体12の下側に配置される透光カバー14等を備えている。
【００１３】
そして、基板ユニット11は、基板20、この基板20の下側面に実装された発光素子21、および基板20上に形成された点灯回路22を備えている。
【００１４】
基板20は、円板状のプリント配線基板によって構成されている。基板20の下側面は、配線パターンが形成された配線面20aである。基板20には、基板20を筐体12に取り付けるための取付孔24が形成されている。
【００１５】
発光素子21は、基板20の下側面である配線面20aの中央領域に配置されている。発光素子21は、例えば、ＬＥＤチップを備えたＳＭＤ（Surface Mount Device）パッケージが用いられている。そして、複数の発光素子21が基板20の下側面の中央領域に集中配置されている。なお、発光素子21には、実装基板に複数のＬＥＤチップを実装するとともにＬＥＤチップを蛍光体入りの透明樹脂で封止したＣＯＢ（Chip On Board）モジュールを用いてもよい。
【００１６】
点灯回路22は、ランプ装置10の外部から入力する交流電力を所定の直流電力に変換して発光素子21に供給する。点灯回路22は、基板20に実装される各種の電子部品25を有している。電子部品25のうち、少なくともリードを有する電子部品25は、基板20の上側面に配置され、リードが基板20の下側に挿通して配線パターンにはんだ付け接続されている。電子部品25のうち、チップ状の小形電子部品は、基板20の下側面で配線パターンに配置されてはんだ付け接続されている。基板20の上側面に配置される電子部品25は、基板20の上側面の中央領域の周囲に配置され、すなわち、発光素子21が実装された基板20の下側面の中央領域とは反対側となる基板20の上側面の中央領域には配置されていない。そのため、基板20の上側面の中央領域には、基板20が露出する空間部26が形成されている。そして、点灯回路22の交流電力入力部に配線パターンを介して電極ピン13が電気的に接続されるように構成され、点灯回路22の直流電力出力部となる配線パターンに発光素子21が電気的に接続されている。
【００１７】
また、筐体12は、例えばポリカーボネート等の絶縁性を有する材料によって一体に形成されている。筐体12は、本体部30、およびこの本体部30の上側面の中央から突出する突出部31を備えている。
【００１８】
本体部30は、環状の平面部33、およびこの平面部33の周辺から下側に突出する壁部34を有している。平面部33の下側面には、基板20を配置して固定する複数の固定部35が突設されている。固定部35の下側部分にはねじ36が挿通する挿通孔37が形成され、固定部35の上側部分には電極ピン13を嵌め込む嵌込み孔38が形成され、挿通孔37と嵌込み孔38とが同軸に形成されている。そして、ねじ36が基板20の取付孔24および固定部35の挿通孔37を挿通して電極ピン13に螺着されることにより、基板20、筐体12および電極ピン13が一体に固定されているとともに、ねじ36を介して点灯回路22の交流電力入力部と電極ピン13とが電気的に接続されている。ねじ36は、基板20を筐体12に固定する際に、ねじ36の頭部36aが基板20の配線パターンに電気的に接続され、配線パターンを通じて点灯回路22の交流電力入力部に電気的に接続されている。
【００１９】
突出部31は、本体部30の中央すなわち平面部33の中央から上方へ突設されている。突出部31は、円筒状の周面部40、および周面部40の上端の端面部41を有している。そして、突出部31は、本体部30の上部側とともに、例えばＧＸ５３形の規格に対応した形状および寸法の口金部42が構成されている。
【００２０】
突出部31の端面部41には、端面部41の下側面の中央から本体部30内へ向けて突出する接続部43が形成されている。接続部43は、円筒状の筒部44、およびこの筒部44の下端を閉塞する接続面部45を有している。接続部43の内側には、上方に開口する円筒状の凹部46が形成されている。突出部31の内側で接続部43の周囲には、本体部30に連通し、点灯回路22の電子部品25が配置される収容部47が形成されている。
【００２１】
接続部43は、筐体12に基板20が固定された状態で、基板20の中央領域の上方の空間部26に配置されている。この状態では、接続部43の接続面部45と基板20の上側面との間に隙間があるが、接続部43の接続面部45と基板20の上側面との間には熱伝導部材48が介在されて接続部43と基板20とが熱的に接続されている。熱伝導部材48は、例えば、熱伝導性、絶縁性および弾性を有する熱伝導シートによって構成されている。熱伝導部材48は、円板状に形成されている。そして、ねじ36で筐体12、基板20および電極ピン13が一体に固定された際に、熱伝導部材48が接続部43と基板20との間に挟み込まれて弾性変形し、熱伝導部材48の上側面および下側面が接続部43および基板20にそれぞれ圧接されている。また、接続部43の接続面部45および熱伝導部材48の下側面の下方領域内に、基板20の下側面に実装されている全ての発光素子21が配置されている。
【００２２】
突出部31の周面部40には、突出部31の中心に対して対称位置であって一対の電極ピン13を配置する位置からずれた位置に、一対のＬ字形のキー溝49が形成されている。
【００２３】
また、一対の電極ピン13は、導電性を有する金属材料によって形成されている。電極ピン13の上側には径大部50が形成されている。電極ピン13の下側には筐体12の嵌込み孔38に嵌め込まれる嵌込み部51が形成されているとともにねじ36が螺着するねじ孔52が形成されている。
【００２４】
また、透光カバー14は、透光性および拡散性を有する合成樹脂材料によって円板状に形成されている。透光カバー14の周辺には、筐体12の壁部34の内側に嵌り込む突壁60が突設され、突壁60に筐体12の壁部34に係止して透光カバー14を筐体12に固定する爪部61が設けられている。透光カバー14の内面には、発光素子21の光を所定の配光に制御する例えばフレネルレンズ等のレンズ62が形成されている。
【００２５】
次に、ランプ装置10の組み立てについて説明する。
【００２６】
筐体12の上側から電極ピン13を嵌込み孔38に嵌め込み、筐体12の下側から基板ユニット11を配置するとともにねじ36を基板20の取付孔24および固定部35の挿通孔37を挿通して電極ピン13のねじ孔52に螺着する。
【００２７】
筐体12の下側から基板ユニット11を配置する際には、接続部43が基板20上の空間部26に挿入されるとともに、接続部43の接続面部45と基板20の上側面との間に熱伝導部材48が介在される。なお、熱伝導部材48は、接続部43または基板20のいずれかに貼り付けておくことにより、組立性を良好にできる。また、基板20の上側面から突出する電子部品25が、突出部31内で接続部43の周囲の収容部47に挿入される。
【００２８】
ねじ36を電極ピン13のねじ孔52に螺着して締め付けることにより、筐体12、基板20および電極ピン13が一体に固定される。このとき、基板20の上側面が筐体12の固定部35に当接して基板20が筐体12に固定されるとともに、熱伝導部材48が接続部43と基板20との間に挟み込まれて弾性変形し、熱伝導部材48の上側面および下側面が接続部43および基板20にそれぞれ圧接され、熱伝導部材48によって接続部43と基板20とが熱的に接続される。そして、基板20を固定部35に固定した状態で、基板20は、固定部35と熱伝導部材48とで支持される。ここで、基板20が接する固定部35と熱伝導部材48とは多少の寸法誤差を含んで略面一となり、熱伝導部材48による接続部43と基板20との熱的な接続状態が安定して得られる。
【００２９】
さらに、ねじ36の頭部36aが基板20の配線パターンに電気的に接続され、ねじ36によって点灯回路22の交流電力入力部と電極ピン13とが電気的に接続される。
【００３０】
最後に、筐体12に透光カバー14を取り付ける。
【００３１】
次に、図４には、ランプ装置10を用いる照明装置80を示す。照明装置80は、例えばダウンライトである。照明装置80は、器具本体81、ソケット82、およびランプ装置10を備える。
【００３２】
器具本体81は、下方に開口され、反射体としても構成されている。
【００３３】
ソケット82は、ソケット本体83、およびこのソケット本体83内に収容された端子を備えている。ソケット本体83は、絶縁性を有する樹脂製で環状に形成され、中央にはランプ装置10の突出部31が挿通される挿通孔84が形成されている。
【００３４】
ソケット本体83の下面には、ソケット82の中心に対して対称位置に、ランプ装置10の各電極ピン13を差し込んで回動する一対の接続孔85が形成されている。これら接続孔85は、ソケット本体83の周方向に沿って長い長孔で、その一端には電極ピン13の径大部50が挿通可能な孔部86が形成されている。各接続孔85の内側に、接続孔85に差し込まれた電極ピン13が電気的に接続される端子が収容されている。
【００３５】
ソケット本体83の内周面には、電極ピン13を接続孔85に差し込んで回動するのに伴って、突出部31の外周面に形成されているＬ字形のキー溝49に嵌り込んでランプ装置10をソケット本体83に支持するキー87が突設されている。
【００３６】
そして、ランプ装置10をソケット82に装着した状態で、ソケット82の端子およびランプ装置10の電極ピン13を通じて点灯回路22に交流電力を供給することにより、点灯回路22が交流電力を所定の直流電力に変換して発光素子21に供給し、発光素子21が発光する。
【００３７】
発光素子21の光は、透光カバー14を透過して照明空間に照射される。
【００３８】
発光素子21が発光時に発生する熱は、主に、基板20に熱伝導され、発光素子21とは反対側で基板20に接触している熱伝導部材48を通じて筐体12の接続部43に効率よく熱伝導される。接続部43に伝わった熱は、接続部43の内側の凹部46の内表面から空気中に放熱されるとともに、接続部43から筐体12の全体に伝わって筐体12の表面から空気中に放熱される。さらに、筐体12から透光カバー14に熱が伝わり、透光カバー14の表面からも空気中に放熱される。また、ランプ装置10はソケット82に接続されているため、筐体12の熱の一部はソケット82に放熱される。
【００３９】
そして、本実施形態によれば、突出部31から本体部30内へ向けて突出するとともに基板20に熱的に接続される接続部43を設けているため、発光素子21の熱を効率よく接続部43に伝えることができ、さらに、接続部43の内側に突出部31の上方に開口する凹部46を設けているため、周囲の空気と接する接続部43の表面積を大きくとることができ、接続部43に効率よく伝わった発光素子21の熱を凹部46の内表面から空気中に放熱することができ、放熱性を向上させることができる。
【００４０】
また、接続部43と基板20との間に介在される熱伝導部材を用いることにより、基板20から接続部43への熱伝導を安定させることができる。さらに、基板20を筐体12の固定部35に固定した状態で、基板20は固定部35と熱伝導部材48に支持されるとともに、固定部35と熱伝導部材48とが面一となっているため、熱伝導部材48による接続部43と基板20との熱的な接続状態を安定して得られる。
【００４１】
また、複数の発光素子21が基板20の下側面の中央領域に集中配置され、接続部43および熱伝導部材48の下側面の下方領域内に、基板20の下側面に実装されている全ての発光素子21が配置されているため、発光素子21の熱を熱伝導部材48および接続部43に効率よく熱伝導できる。
【００４２】
また、基板20の上側面から突出する電子部品25が、突出部31内で接続部43の周囲の収容部47に配置されるため、ランプ装置10を薄形化できるとともに、電子部品25が発生する熱を突出部31に放熱しやすくできる。
【００４３】
また、ねじ36を基板20および筐体12を挿通して電極ピン13に螺着することにより、基板20、筐体12および電極ピン13を一体に固定できるとともに、ねじ36を介して点灯回路22と電極ピン13とを電気的に接続することができ、コネクタ等の専用の接続部品が不要となり、組立性を向上できる。
【００４４】
次に、図５に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。
【００４５】
基板20の下側に、発光素子21の光を反射させる反射体90が配設されている。反射体90の中央には、発光素子21が露出する開口部91が形成されている。
【００４６】
反射体90により、基板20の下側面の周辺部を覆い、透光カバー14の内面で反射した光を再び透光カバー14に向かわせることにより、透光カバー14から出射される光を増加させ、光取出効率を向上させることができる。
【００４７】
次に、図６に第３の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ構成については同じ符号を用いて、その構成および作用効果についての説明を省略する。
【００４８】
筐体12の接続部43の内部、すなわち筒部44および接続面部45の内部に亘って、金属板95が配設されている。金属板95は、接続部43の形状と同じに形成されている。そして、筐体12は、本体部30および突出部31を構成する樹脂材料で金属板95を覆うインサート成形によって形成されている。
【００４９】
そして、発光素子21の発光時に発生する熱は、基板20および熱伝導部材48を通じて接続部43の接続面部45に伝わり、この接続面部45の内部で金属板95に伝わって、金属板95の全体に拡散する。これにより、接続部43の全体に熱が効率よく拡散され、凹部46の内表面から空気中への放熱効果が向上される。
【００５０】
なお、金属板95は、接続部43の領域から、端面部41の領域まで、さらに周面部40の領域まで、さらに平面部33の領域まで、さらに壁部34の領域まで、それぞれ設けてもよい。接続部43の領域から平面部33または壁部34の領域まで設ける場合には、金属板95に電極ピン13が挿通する開口が設けられる。
【００５１】
なお、接続部43と基板20とは熱伝導部材48を介して熱的に接続されているが、接続部43と基板20とが直接接触するようにしてもよい。
【００５２】
また、ランプ装置は、ＧＸ５３形口金を備えたランプ装置に限らず、ＧＨ７６ｐ形口金やＧＨ６９形口金を備えたランプ装置でもよい。
【００５３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５４】
10    ランプ装置
12    筐体
13    電極ピン
20    基板
21    発光素子
22    点灯回路
25    電子部品
30    本体部
31    突出部
35    固定部
36    ねじ
43    接続部
46    凹部
48    熱伝導部材
80    照明装置
82    ソケット
【図１】
2016126931.tif 000003
【図２】
2016126931.tif 000004
【図３】
2016126931.tif 000005
【図４】
2016126931.tif 000006
【図５】
2016126931.tif 000007
【図６】
2016126931.tif 000008