(57)【要約】【課題】  発光モジュールの基板を加工することなく、基板および光学部品が容易に位置合わせされて固定されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明装置を提供する。【解決手段】  ランプ装置１は、一端側に底部１１を有する開口部１２が設けられた筐体２と、基板１６および発光部１７を有し、底部１１に設けられた発光モジュール３と、発光部１７に対向して開口部１２内に配設されたレンズ４と、基板１６を底部１１との間で挟み込んで底部１１に固定され、レンズ４が発光部１７に対して所定の位置関係となるように載置される樹脂製の固定部材５と、筐体２との間でレンズ４を挟持して筐体２に取り付けられたカバー体６と、筐体２の他端側に配設された給電部７と、筐体２内に配設され、発光部１７を発光する点灯回路８と、を具備している。【選択図】図１
2017021940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に平面状の底部を有する開口部が設けられた筐体と；
基板およびこの基板の一面側に設けられた発光部を有し、前記基板の他面側が前記底部に密接するように前記基板が前記底部上に設けられた発光モジュールと；
この発光モジュールの前記発光部に対向するように前記開口部内に配設され、前記発光部の放射光を配光制御するレンズと；
前記基板を前記底部との間で挟み込むように前記底部に固定され、前記レンズが前記発光部に対して所定の位置関係となるように載置される樹脂製の固定部材と；
前記筐体との間で前記レンズを挟持するように前記筐体の一端側に取り付けられたカバー体と；
前記筐体の他端側に配設された給電部と；
この給電部からの給電により動作して前記発光部を発光するように形成され、前記筐体内に配設された点灯回路と；
を具備していることを特徴とするランプ装置。
【請求項２】
前記基板は、セラミックスからなり、中央部に前記発光部が設けられ、周縁部が前記固定部材に押圧されて前記底部に固定してい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】
前記固定部材は、前記底部に固定する固定部および前記基板を押圧する押圧部を有して形成され、前記固定部および前記押圧部の少なくとも一方の上面が前記レンズの外周面形状に沿うように形成されて前記レンズを載置してい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】
請求項１ないし３いずれか一記載のランプ装置と；
このランプ装置の前記給電部が装着されるソケットを有する装置本体と；
を具備してい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、レンズを備えたランプ装置およびこのランプ装置を用いる照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源としてＬＥＤを用いるとともに、このＬＥＤの放射光を配光制御するレンズを用いたランプ装置がある。ＬＥＤは、その複数個が基板に実装され、ＬＥＤモジュールに構成されている。ＬＥＤモジュールは、その基板が熱伝導性を有する基台上に配置され、レンズは、ＬＥＤに対して設計通りの位置関係となるように配設されている。ランプ装置は、ＬＥＤとレンズとの位置関係が設計通りでないと、所望の配光制御ができなくなる。このため、ねじ等の固定手段を用いて、レンズをＬＥＤに位置合わせして基板や基台に取り付けている。
【０００３】
ところで、ＬＥＤモジュールには、高熱伝導率を有するとともに電気絶縁性が高いセラミックス基板を用いているものがある。このセラミックス基板にねじ等の締め付けによる負荷がかかると、セラミックス基板に欠けや割れなどが発生することがある。このため、セラミックス基板を損傷させることなく、ＬＥＤとレンズとの位置合わせが容易に行えてレンズが固定される発光装置が提案されている（例えば特許文献１参照。）。この発光装置は、基板に貫通孔が形成され、この貫通孔に例えば基台の一部である突出部を挿入し、この突出部にねじ等の固定手段でレンズを取り付けることにより、レンズがＬＥＤに位置合わせされるとともに、基板との間に隙間が形成されるものである。基板は、例えば、シリコーン樹脂等の接着剤により基台に固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−７９７１８号公報（第８，１２，１３頁、第１〜３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セラミックス基板の貫通孔は、例えばレーザ加工により形成するので、ＬＥＤモジュールが高価になるという欠点を有する。また、基台は、例えば基板の貫通孔に挿入する突出部を形成するので、基台の構造が複雑となるという欠点を有する。
【０００６】
本実施形態は、発光モジュールの基板を加工することなく、発光モジュールおよびレンズが容易に位置合わせされて固定されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明装置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】
【０００７】
本実施形態のランプ装置は、筐体、発光モジュール、レンズ、固定部材、カバー体、給電部および点灯回路を有して構成される。
【０００８】
筐体は、一端側に平面状の底部を有する開口部が設けられ、他端側に給電部が配設され、内部に点灯回路が配設される。発光モジュールは、基板およびこの基板の一面側に設けられた発光部を有してなる。そして、発光モジュールは、基板が筐体の開口部の底部上に設けられて、基板の他面側が底部に密接している。
【０００９】
レンズは、発光モジュールの発光部から放射される放射光を配光制御するものであり、発光部に対向するように筐体の開口部内に配設される。固定部材は、樹脂製であり、発光モジュールの基板を筐体の底部との間で挟み込むように底部に固定される。そして、固定部材は、レンズが発光モジュールの発光部に対して所定の位置関係となるように載置される。また、カバー体は、筐体との間でレンズを挟持するように筐体の一端側に取り付けられる。
【００１０】
給電部は、外部電源から電力を入力するものであり、筐体の他端側に配設されている。点灯回路は、筐体内に配設されている。そして、点灯回路は、給電部からの給電により動作して発光モジュールの発光部を発光するように形成されている。
【発明の効果】
【００１１】
本実施形態のランプ装置によれば、レンズは、固定部材に載置されて筐体とカバー体とにより挟持されるので、発光モジュールの発光部に対して所定の位置関係となって固定できることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を示すランプ装置の概略縦断面斜視図である。
【図２】同上、ランプ装置の開口部を上方から見た概略斜視図である。
【図３】同上、ランプ装置を用いた照明装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１４】
本実施形態のランプ装置１は、図１ないし図３に示すように、電球形ランプに構成されている。ランプ装置１は、図１に示すように、筐体２、発光モジュール３、レンズ４、固定部材５、カバー体６、給電部としての口金７および点灯回路８を有して形成されている。
【００１５】
筐体２は、アルミニウムなどの高熱伝導率を有する金属材料によって一体成形されている。筐体２の一端側には、一端側へ向けて拡開する略半球形状の本体部９が形成され、他端側には、他端側へ向けて開口する円筒部１０が形成されている。筐体２は、いわゆるＪＤＲランプの形状に近似するように形成されている。そして、本体部９には、平面状の底部１１を有して筐体２の一端側に開口する開口部１２が形成され、円筒部１０には、筐体２の他端側に開口する円柱状の凹部１３が形成されている。開口部１２および凹部１３の間が底部１１となっており、開口部１２および凹部１３を仕切っている。また、本体部９の開放端側には、その内周側にレンズ４を取り付けて固定するためのレンズ取付部１４が環状に形成され、外周側にカバー体６を取り付けるカバー取付部１５が形成されている。
【００１６】
発光モジュール３は、基板１６および発光部１７を有してなる。基板１６は、セラミックス板からなり、所定の厚さの円盤状に形成されている。発光部１７は、基板１６の一面側の中央部に円柱状に設けられている。すなわち、発光部１７は、基板１６の一面に複数個のＬＥＤチップがＣＯＢ（Chip On Board）方式により実装され、ＬＥＤチップを包囲して円筒状の土手が設けられて、この土手内に蛍光体を含有する透光性樹脂を充填して形成している。発光部１７の上面は、例えば凸面に形成されている。そして、発光部１７は、ＬＥＤチップへの通電により例えば白色光を放射する。なお、発光部１７は、ＬＥＤのパッケージ品や有機ＥＬ素子等の発光素子を用いて形成してもよい。
【００１７】
本実施形態の基板１６は、セラミックスからなるので、高熱伝導率を有するともに高い電気絶縁性を有している。また、基板１６の一面側は、白色であり、高反射面となっている。そして、発光モジュール３は、基板１６が筐体２の底部１１上に設けられて、開口部１２内に配置されている。基板１６の他面側は、底部１１に密接している。また、発光モジュール３は、筐体２（本体部９）の中心軸上に発光部１７の中心が位置するように筐体２の底部１１に設けられている。底部１１には、例えば基板１６を設置する位置を示す目印等の位置規制物が形成されている。基板１６は、位置規制物によって底部１１上への設置が規制されている。
【００１８】
レンズ４は、透光性を有するガラスあるいは合成樹脂などの部材により形成されている。レンズ４は、レンズ本体１８およびこのレンズ本体１８の周辺部に設けられた取付部１９を有する中実に形成されている。レンズ本体１８の下面側は、中央部から周辺部に向かうにつれて徐々に拡径された回転楕円面あるいは回転放物面に形成されているとともに、中央部に球面形状の窪み部２０が形成されている。また、レンズ本体１８の上面側は、楕円面形状の窪み部２１に形成されている。取付部１９は、レンズ本体１８から外径方向に突出され、レンズ本体１８の周囲に環状に形成されている。
【００１９】
そして、レンズ４は、その窪み部２０の空間に発光モジュール３の発光部１７の一部が挿入し、窪み部２０の外面が発光部１７に接近して対向するように筐体２の開口部１２内に配設されている。すなわち、レンズ４は、その中心軸上に発光モジュール３の発光部１７を位置させて、発光部１７の放射光を窪み部２０の外面から入射するように設けられている。レンズ４は、その本体部１８の形状により、入射した発光部１７の放射光をレンズ４の中心軸側に集光するように、上側の窪み部２１の外面から外方に出射する。このように、レンズ４は、本実施形態では、発光部１７の放射光を集光するように配光制御する。そして、レンズ４は、固定部材５に載置されている。
【００２０】
固定部材５は、発光モジュール３を筐体２の底部１１に固定し、レンズ４を筐体２の開口部１２内に配置するものであり、電気絶縁性および耐熱性を有する合成樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、図２に示すように、ランドルト環の形状に形成されている。そして、固定部材５は、外側の固定部２２および内側の押圧部２３に形成されている。
【００２１】
固定部２２は、下面および上面２２ａがそれぞれ平面であり、周回に亘って一定の高さを有する環状に形成されている。また、固定部２２は、周回の３か所において外方に突出する突出部２４を有し、この突出部２４に上面２２ａ側から略長方形の凹部２５が形成されている。押圧部２３は、固定部２２から内側に突出する弓形に形成され、突出部２４の反対側に形成されている。また、押圧部２３は、下面が平面に形成され、上面２３ａが固定部２２との境界から内側に傾斜する傾斜面に形成されている。
【００２２】
そして、押圧部２３の上面２３ａは、レンズ４を載置したときに、レンズ４が発光モジュール３の発光部１７に対して所定の位置関係となるように、レンズ４の載置部分の外周面形状に沿うように形成されている。レンズ４は、その下側の外周面が押圧部２３の上面２３ａに密接するように載置されている。
【００２３】
固定部２２の凹部２５には、ねじ２６の挿通孔が形成されている。筐体２の底部１１には、ねじ２６の挿通孔に対応してねじ２６の取付孔（ねじ孔）が形成されている。このねじ２６の取付孔は、発光モジュール３と固定部材５との位置関係を設定している。
【００２４】
固定部材５は、凹部２５に形成されたねじ２６の挿通孔および筐体２の底部１１に形成されたねじ２６の取付孔が合されることにより、固定部２２の内側部分が発光モジュール３の基板１６の周縁部上に位置し、固定部２２の外側部分が基板１６の外側に位置するようにして筐体２の底部１１上に設けられている。発光モジュール３の基板１６は、その周縁部が略周回に亘って筐体２の底部１１と固定部材５の固定部２２との間に挟み込まれている。また、基板１６は、底部１１と押圧部２３との間に挟み込まれている。
【００２５】
そして、固定部材５は、固定部２２の凹部２５の挿通孔に通したねじ２６が筐体２の底部１１の取付孔にねじ込まれることにより、底部１１に固定されている。発光モジュール３は、基板１６の周縁部およびその近傍が固定部材５の固定部２２および押圧部２３よって押圧され、基板１６の他面側が筐体２の底部１１に密接して、底部１１に固定されている。そして、固定部材５は、底部１１に固定された状態で、図１に示すように、押圧部２３の上面２３ａにレンズ４が載置されている。
【００２６】
レンズ４は、押圧部２３の上面２３ａに載置されるときに、外径方向に環状に突出形成された取付部１９が周回に亘って筐体２のレンズ取付部１４に載置される。このとき、押圧部２３の上面２３の傾斜面と、レンズ４の外周面とが合致して、押圧部２３の上面２３ａとレンズ４とが密接するとともに、レンズ４の窪み部２０の外面が発光モジュール３の発光部１７に接近して対向する。レンズ４および発光モジュール３の発光部１７のそれぞれの中心軸がほぼ一致する。
【００２７】
筐体２の底部１１に形成されたねじ２６の取付孔は、発光モジュール３とレンズ４との位置関係を設定している。すなわち、底部１１に形成された発光モジュール３の基板１６の設置位置を示す目印等の規制物およびねじ２６の取付孔のそれぞれの設定によって、筐体２、発光モジュール３の発光部１７およびレンズ４のそれぞれの中心軸がほぼ一致されている。そして、レンズ４は、押圧部２３の上面２３ａに密接した状態で、カバー体６と筐体２のレンズ取付部１４との間に挟持されている。
【００２８】
なお、固定部材５は、固定部２２の上面２２ａがレンズ４の外周面形状に沿うように形成されてレンズ４を載置するように形成されてもよい。また、固定部２２および押圧部２３のそれぞれの上面２２ａ，２３ａがレンズ４の外周面形状に沿うように形成されてレンズ４を載置するように形成されてもよい。すなわち、固定部材５は、固定部２２の上面２２ａおよび押圧部２３の上面２３ａの少なくとも一方がレンズ４の外周面形状に沿うように形成されてレンズ４を載置するように形成されていればよい。また、押圧部２３は、固定部２２の内側に弓形に複数個形成したが、これに限らず、例えば固定部２２に沿う環状に形成されてもよい。
【００２９】
カバー体６は、透光性を有する合成樹脂例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂からなり、中心に開口部２７を有する環状に形成されている。カバー６体は、レンズ４のレンズ取付部１９を覆い被さるようにして、例えば不図示の爪部により筐体２のカバー取付部１５に取り付けられている。すなわち、カバー体６は、レンズ４を筐体２との間に挟持するように筐体２の一端側に取り付けられている。
【００３０】
そして、筐体２の円筒部１０の凹部１３内には、ケース２８が取り付けられている。ケース２８は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂などの絶縁材料により、円筒状に形成されている。このケース２８は、筐体２の凹部１３に取り付けられる円筒状のケース本体部２９およびこのケース本体部２９の他端側に連続し筐体２の凹部１３から突出する口金取付部３０を備えている。口金７は、一般照明電球用のソケットに接続可能な給電部であり、本実施形態ではＥ形口金であり、ケース２８の口金取付部３０に取り付けられている。
【００３１】
点灯回路８は、筐体２のケース２８内に配設されており、回路を構成する複数の回路素子が実装された回路基板３１を有している。この回路基板３１は、ケース２８の軸方向に沿って挿入されてケース２８内にてケース本体部２９ないし口金取付部３０に亘って収納されている。点灯回路８の入力側には、口金７が電気的に接続され、出力側には、発光モジュール３と電気的に接続するための不図示の電線が電気的に接続されている。電線は、筐体２の底部１１に設けた不図示の配線孔を通じて配線されている。そして、点灯回路８は、口金７からの給電により動作し、交流電源を所定の直流電源に変換して発光モジュール３の発光部１７に供給し、発光部１７を発光（点灯）するように形成されている。
【００３２】
こうして形成されたランプ装置１は、図３に示すように、照明装置３１に装着されている。照明装置３１は、例えばダウンライトであり、装置本体３２を有し、この装置本体３２内にソケット３３および反射体３４が配設されている。ソケット３３は、ランプ装置１の口金７が装着されることにより、口金７と電気的に接続されている。これにより、ランプ装置１は、ソケット３３を介して交流電源が供給可能となっている。
【００３３】
次に、本発明の実施形態の作用について述べる。
【００３４】
照明装置３１は、外部電源が投入されると、ソケット３３に装着されたランプ装置１に交流電源が供給される。ランプ装置１は、その点灯回路８が交流電源を所定の直流電源に変換して発光モジュール３の発光部１７に供給する。発光部１７は、発光して白色光を放射するとともに発熱する。
【００３５】
発光部１７から放射された白色光は、主としてレンズ４の窪み部２０の外面からレンズ４内に入射し、レンズ４を透過して窪み部２１の外面からランプ装置１の前方の外部空間に出射する。このとき、白色光は、レンズ４の窪み部２０および窪み部２１のそれぞれの外面においてレンズ４の中心軸側に屈折される。レンズ４から出射された白色光は、集光的に前方の外部空間に出射して照明する。
【００３６】
また、発光部１７の発熱は、主として基板１６から筐体２の底部１１に熱伝導し、本体部１２の外面から外部空間に放出される。ここで、基板１６は、高熱伝導率を有するセラミックス板からなり、筐体２は、高熱伝導率を有するアルミニウムなどの金属材料からなり、また、基板１６は、底部１１に密接しているので、発光部１７の発熱は、基板１６から底部１１に迅速に熱伝導し、底部１１から本体部１２の外面側に迅速に熱伝達する。これにより、発光モジュール３は、発光部１７の発熱による温度上昇が抑制されて、長寿命化される。ランプ装置１は、所定の寿命が確保される。
【００３７】
そして、ランプ装置１において、発光モジュール３は、固定部材５が筐体２の底部１１に固定されることにより、その基板１６が底部１１と固定部材５との間に挟み込まれて固定されるので、基板１６の他面側が底部１１に密接されるようにして底部１１に容易に取り付けられる。また、基板１６は、樹脂製の固定部材５により押圧されるので、押圧力に対する対抗力が固定部材５に吸収されて、金属よりも強力に押圧されなくなる。これにより、基板１６は、セラミックス製であっても、欠けや割れなどを生じなくなる。
【００３８】
また、固定部材５は、基板１６を底部１１に固定する固定部２２および基板１６を押圧するとともにレンズ４を載置する押圧部２３に形成され、固定部２２および押圧部２３が基板１６の周縁部側を押圧するので、基板１６の中央部に設けられた発光部１７から放射された白色光が固定部材５に遮られることなくレンズ４に入射する。これによって、発光部１７の放射光の光損失が低減される。
【００３９】
そして、レンズ４は、固定部材５の押圧部２３の上面２３ａに載置されて、その取付部１９が周回に亘って筐体２のレンズ取付部１４に載置されることにより、押圧部２３の上面２３ａとレンズ４の外周面が合致して、発光モジュール３の発光部１８に対して所定の位置関係となる。したがって、発光モジュール３の発光部１８とレンズ４との位置合わせが容易に行える。そして、レンズ４は、カバー体６を筐体２のカバー取付部１５に取り付けることにより、その取付部１９がカバー体６と筐体２のレンズ取付部１４により挟持されるので、筐体２の開口部１２内に容易に配設して固定される。
【００４０】
本実施形態のランプ装置１によれば、レンズ４は、固定部材５に載置されて筐体２とカバー体６とにより挟持されるので、発光モジュール３の発光部１７に対して所定の位置関係にして容易に固定することができるという効果を有する。
【００４１】
また、発光モジュール３は、基板１６がセラミックスからなり、基板１６の中央部に発光部１８が設けられ、基板１６の周縁部が固定部材５に押圧されて筐体２の底部１１に固定されているので、基板１６に欠けや割れなどを生じなくして容易に底部１１に固定できるとともに、発光部１８の放射光を固定部材５で遮断させなくしてレンズ４に入射することができるという効果を有する。
【００４２】
また、固定部材５は、筐体２の底部１１に固定する固定部２２および基板１６を押圧する押圧部２３に形成されるとともに、押圧部２３の上面２３ａがレンズ４の外周面形状に沿うように形成されているので、押圧部２３の上面２３ａにレンズ４を載置することにより、発光モジュール３の発光部１８とレンズ４との位置合わせを容易に行うことができるという効果を有する。
【００４３】
そして、本実施形態の照明装置３１は、ランプ装置１のレンズ４により、被照射物や被照射面を所望の配光例えば集光的な配光により照明できるという効果を有する。
【００４４】
なお、本発明の上述した実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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】
【００４５】
１…ランプ装置、  ２…筐体、  ３…発光モジュール、  ４…レンズ、  ５…固定部材、  ６…カバー体、  ７…給電部としての口金、  ８…点灯回路、  １１…底部、  １２…開口部、  １６…基板、  １７…発光部、  ２２…固定部、  ２３…押圧部、  ３１…照明装置、  ３２…装置本体、  ３３…ソケット
【図１】
2017021940.tif 000003
【図２】
2017021940.tif 000004
【図３】
2017021940.tif 000005