JP2012169192A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電球筐体（外郭部材）の表面積を大きくすることなく、ＬＥＤ搭載部で生じた熱量を口金部に効率的に逃がすことにより、電球筐体（外郭部材）からの放射と口金伝熱の両方の放熱対策が可能であり、ＬＥＤ部の温度上昇を抑制する効果のあるＬＥＤ電球を提供する。
【解決手段】基板と、基板の一面側に設けられる発光素子と、外郭部材と、口金とを有する照明装置において、外郭部材は熱伝導性部材で構成され、基板は外郭部材の上部と接するように設けられ、口金は外郭部材と重なる面を有し、外郭部材と重なる面とは離隔部材を介して接するよう設けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いた電球型ランプ及び前記ランプを用いた照明装置に関し、特にその光源であるＬＥＤによる温度上昇を抑制するのに適した冷却構造に関する。

近年、地球温暖化防止への意識の高まりと共に家電製品における省エネルギー（以下、省エネ）に関する関心が高くなってきており、その中でも従来の白熱電球に代わる電球として消費電力の少ないＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いた電球型ランプが開発され、広く普及し始めている。

ＬＥＤは温度が上昇するに従い、光出力の低下と共に寿命も短くなることが知られている。このため、ＬＥＤを発光素子として用いた電球ではＬＥＤの温度上昇を抑制することが求められている。

従来、このような課題に対し、たとえば、特許文献１記載のランプ装置のようにＬＥＤから発する熱を外部に放出するための金属製放熱部（フィン等）を備えてＬＥＤ部の温度上昇を防止する構造が開示されている。

また、前記の課題に対し、特許文献２記載の照明装置では、ＬＥＤ部の熱はＬＥＤが配設された基板，金属体，支持部材，口金部，ソケット，照明器具の順に伝熱される構造が開示されており、前記伝熱方法によりＬＥＤ部の温度上昇が抑制され、ＬＥＤが長寿命化される構造が開示されている。

さらに、特許文献３記載の電球型ランプでは、弾性絶縁部材からなる封止部材と弾性絶縁部材に埋設された熱伝導部材を口金部周囲のケース部に設けて、電球のソケット装着時にケース部の熱を熱伝導部材を介してソケットに伝達する構造が開示されている。

特開２０１０−７３５６９号公報 特開２００５−２５１６３７号公報 特開２０１０−１８２５３３号公報

特許文献１記載のランプ装置では、金属製放熱部の表面積が放熱する熱量に比例するため、放熱部の面積が小さい場合には、放熱量が少なくなり、温度低下も減少する。そのため、発熱量に応じた一定以上の表面積が必要であり、例えば、電球の筐体部が小型の電球の場合には表面積の確保が難しくなることや、従来の照明器具に取り付ける際に、表面積を確保するために金属製放熱部の体積を大きくすることにより取り付け時に不具合が生じるなどの恐れがある。

また、特許文献２記載の照明装置では、ＬＥＤ部の熱は、基板，金属体，支持部材，口金部，ソケット，照明器具の順に伝熱される構造となっており、ＬＥＤ部と口金部の距離が短く、ＬＥＤ部の基板及び口金部内の電源回路で生じた熱をグローブ内部の金属体等で逃がし、外部に金属製放熱部のない構造となっている。このような口金伝熱のみによる放熱構造では、ＬＥＤの温度を低減し長寿命化を実現することが困難となる恐れがある。

また、特許文献３記載の電球型ランプでは、弾性絶縁部材からなる封止部材と弾性絶縁部材に埋設された熱伝導部材を口金部周囲のケース部に設けて、電球のソケット装着時にケース部の熱を熱伝導部材を介してソケットに伝達する構造となっている。しかし、ソケットは陶器、セラミックやプラスチック等の絶縁性の非金属部材で構成されることが多いため、ケース部の熱が埋設された熱伝導部材を介してソケット部に伝熱されたとしても、熱伝導率が低い部材が使用されているため、熱抵抗が高く、熱が逃げにくく、ＬＥＤ部やケース部の温度を低減しにくい等の恐れがある。

また、図１３のような従来例においては、発光素子３において発生した熱は、基板４，電球筐体である外郭部材２を通って口金部６に伝導し、ソケット３０の電極受金を経由して電源配線へ熱放散するように期待される。しかし、口金部６には電流が通るが、外郭部材２には電流は通らないという構造上の制約から、前記２つの部材は、異なる部材で構成され、また、接合部分にも従来の絶縁部材２３を設けることが必要なため、伝熱経路が分断されることが多く、熱が効率的に伝導しにくい構造となっていた。この場合の外郭部材（筐体）−口金接続構造の詳細は図１４（ａ）〜（ｂ）に示す通りである。図１４（ａ）は従来のＬＥＤ電球の外郭部材（筐体）−口金接続構造を示す全体図であり、（ｂ）は外郭部材２が円筒形状の場合の外郭部材（筐体）−口金接続構造の詳細図である。

また、図１５には外郭部材（筐体）−口金接続構造９の口金部６，絶縁部材２３，外郭部材２の斜視図を示す。図１４及び図１５より、口金部６は絶縁部材２３を介して、外郭部材２に圧着，接着，ねじ込み等で固定される。絶縁部材２３には、ＰＢＴ樹脂等の樹脂性部材や磁気，プラスチック，ガラス等の耐熱性を有する絶縁部材で構成されることが一般的である。前記のような材料の絶縁部材では熱伝導率が金属に比較して低いものが多く、かつ絶縁部材２３と口金部６との接触部分及び絶縁部材２３と外郭部材２との接触部分の面積が小さいため、熱抵抗が高くなり、ＬＥＤ搭載部から外郭部材２に伝導した熱の口金部６に移動する熱流束量は低く制限されるため、熱が外郭部材２に滞留し、電球全体の温度が上昇する要因となることがわかっている。

本発明は、電球筐体（外郭部材）の表面積を大きくすることなく、ＬＥＤ搭載部で生じた熱量を口金部に効率的に逃がすことにより、電球筐体（外郭部材）からの放射と口金伝熱の両方の放熱対策が可能であり、ＬＥＤ部の温度上昇を抑制する効果のあるＬＥＤ電球を提供するものである。

前記課題を解決するために、本発明の照明装置は、基板と、基板の一面側に設けられる発光素子と、外郭部材と、口金とを有する照明装置において、外郭部材は熱伝導性部材で構成され、基板は外郭部材の上部と接するように設けられ、口金は外郭部材と重なる面を有し、外郭部材と重なる面とは離隔部材を介して接するよう設けられていることを特徴とする。

あるいは、前記課題を解決するために、本発明の照明装置は、基板と、基板の一面側に設けられる発光素子と、基板の他面側に設けられる点灯回路と、点灯回路を覆う収容容器と、収容容器を覆う外郭部材と、口金とを有する照明装置において、収容容器は樹脂で構成され、外郭部材は熱伝導性部材で構成され、基板は外郭部材の上部と接するように設けられ、外郭部材の基板と接する側の一端面は開口しており、外郭部材の他端面は底面部を有しており、口金の開口面には底面部と重なるよう延伸した部分が設けられており、底面部と延伸した部分とは離隔部材を介して接するように設けられていることを特徴とする。

あるいは、前記課題を解決するために、本発明の照明装置は、基板と、基板の一面側に設けられる発光素子と、基板の他面側に設けられる点灯回路と、点灯回路を覆う収容容器と、収容容器を覆う外郭部材と、伝熱部材と、口金とを有する照明装置において、収容容器は樹脂で構成され、外郭部材は熱伝導性部材で構成され、基板は外郭部材の上部と接するように設けられ、外郭部材の基板と接する側の一端面は開口しており、外郭部材の他端面は底面部を有しており、伝熱部材は、円筒部分と、底面部と重なるよう延伸した部分とからなり、底面部と延伸した部分とは離隔部材を介して接するように設けられ、円筒部分は口金の内側面又は外側面に接触するように設けられることを特徴とする。

さらに、離隔部材の面積が外郭部材の底面部分と同等の面積を有すること、あるいは離隔部材の厚さが絶縁性を損なわない程度に最大限薄く構成されることが望ましい。

また、離隔部材と延伸した部分と外郭部材の一部とを覆う絶縁カバーを設けることが望ましい。

以上のように本発明によれば、発光素子を搭載する基板に発光により生じた熱を金属製の外郭部材，離隔部材，口金の延伸した部分，口金を介した熱伝導により逃がすと同時に外郭部材の表面から熱放射により逃がすという２つの冷却構造の効果が得られるため、発光素子の温度上昇を抑制することが可能となり、発光素子の長寿命化を図ることが可能となる。

また、他の発明では、発光素子を搭載する基板に発光により生じた熱を金属製の外郭部材，離隔部材，伝熱部材，口金を介した熱伝導により逃がすと同時に外郭部材の表面から熱放射により逃がすという２つの冷却構造の効果が得られるため、発光素子の温度上昇を抑制することが可能となり、発光素子の長寿命化を図ることが可能となる。

また、離隔部材の面積が外郭部材の底面部分と同等の面積を有することで底面部分から離隔部材へ熱が伝わり易くなり、離隔部材の厚さが絶縁性を損なわない程度に最大限薄く構成されることで伝熱性も良く、絶縁性も高いという効果を奏する。

また、絶縁カバーを設けることにより電球取り付け時の安全性を確保するという効果を奏する。

本発明を用いた照明装置の縦断面図。 （ａ）〜（ｃ）は本発明を用いた照明装置の外郭部材（筐体）−口金接続構造を示す図。 本発明の図２（ａ）に示した部材の断面構成図。 本発明の第１の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を示す斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を説明する断面構成図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の他の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を説明する断面構成図。 本発明の第２の実施例の照明装置の外郭部材（筐体）−口金接続構造を示す図。 図７に示した部材の断面構成図。 本発明の第２の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を説明する斜視図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を説明する断面構成図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の他の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を説明する断面構成図。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の他の実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造を説明する断面構成図。 従来の照明装置の構成を示す全体図。 （ａ）〜（ｃ）は従来の照明装置の照明装置の外郭部材（筐体）−口金接続構造を示す図。 従来の外郭部材（筐体）−口金接続構造を示す斜視図。 本発明の別実施例を示す部材の断面構造図。

以下、本発明の実施例を説明する。各実施例において同一番号は同一の構成部位を示している。

図１は電球１の縦断面図である。図１において１は本発明の照明装置であるＬＥＤ電球である。ＬＥＤ電球１は、金属製の外郭部材２で構成される電球筐体（外郭部材２）と、発光素子３と、発光素子３を搭載した基板４と、透光性カバー５と、外郭部材２の内部に格納された点灯回路２１と、点灯回路２１を収容し保護する樹脂製収容部材２２と、ツバ付口金１６と絶縁部材２４と電線８ａ，８ｂとを具備している。外郭部材２は例えばアルミニウム等の金属の成形品で構成されている。外郭部材２は図１に示すように基板４を取り付け可能な載置部７を有している。ＬＥＤ等の発光素子３は、基板４の一方面（基板４の上）に配置される。基板４は外郭部材２の載置部７に、ネジ，圧着、または接着剤等により密着するよう取り付けられている。これにより、発光素子３で生じた熱は発光素子３が設けられている基板４に至る。基板４に至った熱は基板４が取り付けられる載置部７に至る。

外郭部材２は、外郭部材２の外部の空気等に熱を伝える放熱面としての機能と、口金へ熱を伝えるという機能とを有するものである。本実施例では、外郭部材２は、載置部７から口金部６に向けて（上方向から下方向に向けて）次第に径が小さくなる円錐状の部分と円筒状の部分とで形成されている。載置部７は円錐状の部分の底面部（外郭部材の上方向）に設けられている。外郭部材２は上記形状に限るものではなく、円筒形状や円錐形状でもよい。円筒形状や円錐形状でも同様の放熱面としての機能や口金への伝熱機能は期待できる。

外郭部材２は本実施例に記載した金属製に限るものではない。外郭部材２は放熱する機能と、口金へ伝熱する機能を有することが求められるため、高熱伝導性部材で構成されればよい。

外郭部材２の載置部７には透光性カバー５を取り付けるための図示しない溝部が形成されている。透光性カバー５は、時にケース部の熱を熱伝導部材を介してソケットに伝達する構造が開示されている。

透光性カバー５は、半球状をしておりその開口縁部を外郭部材２の溝部に嵌め込み、ネジや接着剤等により外郭部材２に固定される。その結果、透光性カバー５は発光素子３を覆うこととなり、発光素子３は透光性カバー５の内面に対向することとなる。

透光性カバー５はガラスまたは合成樹脂等の材料により構成される。

外郭部材２とツバ付口金１６の内部は中空となっている。外郭部材２とツバ付口金１６の内部には樹脂製収容部材２２が格納される。樹脂製収容部材２２はＰＢＴ樹脂等の絶縁部材で製作されており、電線８や基板４以外と導電することを防いでいる。樹脂製収容部材２２内部には点灯回路２１と電線８の一部が格納されている。点灯回路２１の温度が上昇すると素子等の寿命を低下させる恐れがある。収容部材２２により点灯回路２１を覆うことで、外郭部材２の熱が点灯回路２１に伝わることを防ぎ、点灯回路２１を熱より防いでいる。ここで、収容部材２２は樹脂で製作するとしたが、この限りでない。外部からの熱が点灯回路２１に伝わらなければよいので熱伝導性が低い部材であればよい。

また、樹脂製収容部材２２内部に図示しない高伝導性樹脂を埋め込むことにより、点灯回路２１が発する熱を樹脂製収容部材２２を介して外郭部材２等へ伝熱し逃がすことも可能である。

図２は本発明の外郭部材（筐体）−口金接続構造の詳細を説明する説明図である。

点灯回路２１は、ツバ付口金１６より電線８ａと８ｂを介して電源を供給され、交流を直流に変換して基板４を介して発光素子３を発光させる構成となっている。電線は２本設けられており、一方の電線８ａは口金先端部１６ｃと接しており、他方の電線８ｂは口金の円筒部分１６ｂと接している。

また、ＬＥＤ電球１は一般的にソケット３０等を搭載した図示しない照明器具に取り付けられて使用される。取り付けられた際、ソケット３０等とツバ付口金１６とが接することでソケット３０等からツバ付口金１６に電力が供給される。

図２（ａ）は図１のＬＥＤ電球から透光性カバー５を取り除いた状態を示している。

図２（ａ）に示すように、外郭部材２とツバ付口金１６は外郭部材（筐体）−口金接続構造９により接続されている。その際にツバ付口金１６は電流が流れるため、銅等の導電性の部材が用いられることが多く、ツバ付口金１６から電線８ａ，８ｂを介して樹脂製収容部材２２内の点灯回路２１に電流が供給される構成となっている。

図２（ｂ），（ｃ）は外郭部材（筐体）−口金接続構造９の詳細を説明する説明図であり、図２（ｂ）は外郭部材２が発光素子３に向かって円筒形状を有する場合の形状図であり、図２（ｃ）は外郭部材２が発光素子３に向かって外側に広がっていく円錐状の傾斜を有する場合の形状図を示している。図２（ｂ），（ｃ）に示すように、ツバ付口金１６と外郭部材２との間には絶縁部材２４が設けられており、外郭部材２には電流が流れないように構成されている。

図３は本発明の図２（ａ）に示した部材の断面構成図である。外郭部材２は上方向と下方向に開口部を有している。上方向の開口部と下方向の開口部は連通している。上方向の開口部には載置部７が設けられている。下方向の開口部には底面部２ａが設けられている。底面部２ａはリング状となっている。これは絶縁部材２４（離隔部材）やツバ付口金１６との連結を行うためである。

図４は本発明の外郭部材（筐体）−口金接続構造９の斜視図を示している。

従来は片側のみ開放された円筒状の部材であった口金部６を、図４に示すように外郭部材２の底面部２ａに接するようなツバ部１６ａを有するツバ付のツバ付口金１６に変更することとした。図４においては、これまでの口金部６の開放された側の端面を外周方向に延伸し、円筒状の口金部６から帽子形状のツバ付口金１６へと外郭部材２のリング状の底面部２ａと接する面積を大きくすることで、熱抵抗を下げる効果を奏する。

ツバ付口金１６は円筒状部分１６ｂと、先端部１６ｃと、ツバ部１６ａを有している。先端部１６ｃはその先端から円筒状部分１６ｂまでその径が徐々に大きくなる構成をしている。先端部１６ｃの他端と円筒状部分１６ｂの一端はつながっている。円筒状部分１６ｂにはソケット等と接続するための部分を有している。ソケット等と接続するための部分は螺旋形状や蛇腹形状をしている。円筒状部分１６ｂの他端とツバ部１６ａの一端はつながっている。ツバ部１６ａは円筒状部分１６ｂの外径よりも大きな外径を有する円盤形状をしている。ツバ付口金１６においてはツバ部１６ａのある側のみが開口している。

また、本実施例ではツバ付口金１６は一体で形成されているが、サイズ調整を行うために切り欠いた場合や、加工，製造上の容易さから２つ以上の部材（例えば半円形状部材）等の複数の分割部材で構成された場合も同等の放熱効果が期待できる。

図５（ａ）〜（ｄ）にツバ付口金１６を用いた場合の外郭部材（筐体）−口金接続構造９の断面構成図を示す。

図５（ａ）〜（ｄ）において、ツバ付口金１６のツバ部１６ａは、外郭部材２の口金側の底面部２ａと重複するように構成される。然るに、ツバ付口金１６のツバ部１６ａと外郭部材２の底面部２ａがそのまま接触するように構成すると、外郭部材２の口金側の底面部２ａからツバ付口金１６に熱が伝達されると共にツバ付口金１６から外郭部材２の口金側の底面部２ａに電気も伝達されることになる。ツバ付口金１６から外郭部材２に電気が伝達される構成では、電球１をソケット等に取り付けた後に人が外郭部材２に触れると感電する恐れが生じる。ツバ付口金１６から外郭部材２への電気の伝達を防ぐため、ツバ付口金１６と外郭部材２との間には絶縁部材２４が挿入される。絶縁部材２４が挿入されることで電気の伝達を防ぐことができる。また、絶縁部材２４は、ツバ付口金１６と外郭部材２の底面部２ａとにほぼ重複するようなリング状の部材で構成されている。絶縁部材２４において、ツバ付口金１６や外郭部材２と接触する部の面積は、ツバ付口金１６のツバ部１６ａや外郭部材２の底面部２ａとほぼ同等程度の面積を有することが望ましい。絶縁部材２４の接触部の面積をツバ付口金１６のツバ部１６ａや外郭部材２のリング状の底面部２ａの面積と同程度とすることで熱抵抗を低くすることができ、リング状の底面部２ａからツバ部１６ａへの伝熱効果が高くなる。絶縁部材２４は、熱の伝導を良くするためには絶縁性を損なわない程度に最大限薄く、例えば１.６mmの厚さに構成されることが望ましい。これは、ツバ付口金１６と外郭部材２の底面部２ａとの間に空気層が生じる可能性がある場合にはツバ付の口金１６のツバ部１６ａと外郭部材２の底面部２ａ間の沿面距離は１.６mm以上が必要という電気安全法令等（ＪＩＳ規格：Ｃ６９５０−１）の制約条件があるためである。

ただし、ツバ付口金１６と絶縁部材２４と外郭部材２が後述の絶縁カバー２６で覆われ、かつ内部に空気層が生じない場合には、沿面距離は上記制約条件に制限されることはない。

さらに、ツバ付口金１６と絶縁部材２４と外郭部材２との間に空気層が生じると熱伝導が妨げられることから、前記の３部材は可能な限り圧着して接触することが望ましい。

ツバ付口金１６はセラミックや樹脂等でも形成可能であるが、材料の熱伝導性・導電性・コスト・加工上の容易性やネジを切る必要があることから耐久性などの点で優位性を持つ金属材料で形成されることがより望ましい。

さらに絶縁部材２４には、絶縁性を有すると共に高い熱伝導性を有する材料、たとえば窒化アルミ（ＡｌＮ）や高熱伝導樹脂部材であるエラストマ等を用いることが望ましい。なお、絶縁部材２４の材料は、高絶縁性と高熱伝導性を兼ね備える材料であれば良く、前記材料に限るものではない。さらに、耐熱性，密着容易性等も兼ね備えることがあればより好ましい。絶縁部材２４は金属，磁器，セラミックス、または樹脂材料等で構成される。

図５（ａ），（ｂ）では前記に示したように外郭部材（筐体）−口金接続構造９においては、外郭部材２と絶縁部材２４とツバ付口金１６の３部材の重複部分に人が触っても感電しないように絶縁カバー２６が設けられている。絶縁カバー２６はＡＢＳ樹脂等の絶縁性部材で構成されており、電球取り付け，取り外し時の安全性を確保するのに必要な部材となっている。なお、絶縁カバー２６の部材は絶縁性が確保できれば、他の材料を用いることも可能である。絶縁カバー２６はツバ付口金１６のツバ部１６ａと絶縁部材２４をそれぞれの部材の外側から覆うように設けられている。

図５（ａ）は前記３部材の重複部分の面積が最大限確保された場合における絶縁カバー２６のカバー状態を示す図である。図５（ａ）の場合、重複部分の面積が最大限確保されることから熱抵抗を低く保つことが可能となる。図５（ａ）に示すとおり、絶縁カバー２６は外郭部材２より外側に少し突出した状態で構成されている。この場合、外郭部材２のリング状の底面部２ａの面積と絶縁部材２４の接触部の面積とツバ付口金１６のツバ部１６ａの面積はほぼ同じである。これにより熱抵抗を低くすることができ、伝熱効果が大きくなる。外郭部材２のリング状の底面部２ａの面積と絶縁部材２４の接触部の面積とツバ付口金１６のツバ部１６ａの面積がほぼ同じであるため、これらの部材の外側から絶縁カバー２６を設けると絶縁カバー２６の厚さ分外側に出た形状となる。つまり図５（ａ）のように絶縁カバー２６を設けた場合、外郭部材２の口金部側の外径は絶縁カバー２６の外径よりも小さくなる。

一方、図５（ｂ）ではデザイン性やコンパクト性を重視した場合の外郭部材（筐体）−口金接続構造９を示している。前記３部材の重複部分の面積が図５（ｂ）に比較して少し小さくなっており、絶縁カバー２６が外郭部材２の外周部分と段差が無い状態になるように構成されている。この場合、絶縁部材２４の接触部の面積とツバ付口金１６のツバ部１６ａの面積はほぼ同じであるが、これらの面積は外郭部材２のリング状の底面部２ａの面積よりも小さくなる。外郭部材２の外周部分と段差がない状態になるようにするためには、絶縁部材２４の外径とツバ付口金１６のツバ部１６ａの外径が外郭部材２のリング状の底面部２ａの外径よりも絶縁部材２４の厚さ分小さければよい。段差が無いことで電球自体がコンパクトになる効果や、電球取り付けの際の引っかかりなどが無くなる効果を奏する。つまり図５（ｂ）のように絶縁カバー２６を設けた場合、外郭部材２の口金部側の外径と絶縁カバー２６の外径とは略同一となる。

ここで、電球の大きさは小型電球タイプのＥ１７口金と一般電球タイプのＥ２６口金とがある。本実施例の図５（ｂ）に示すものにおいてはＥ１７口金では絶縁部材２４の外径は１９.６mm、内径は１５.２mmであり、Ｅ２６口金では絶縁部材２４の外径は３０mm、内径は２３.２mmである。外郭部材２のリング状の底面部やツバ部１６ａはこれに応じた大きさとなる。３部材の面積が大きいほど伝熱効果が高くなり電球は大きくなる。反対に３部材の面積が小さいほど電球は小さくなり伝熱効果は低くなる。

図５（ｃ）は図５（ａ）と外形状態は同一であるが、絶縁部材２４と絶縁カバー２６を一体で構成した絶縁離隔カバー部材２７を用いた場合の構成である。図５（ｃ）のような構成とすることで構成部材を減らしてコスト低減するという効果と共に加工工程を簡略化できるという効果の２つの効果が見込める。絶縁離隔カバー部材２７の取り付けは例えば２つに分割した絶縁離隔カバー部材２７を外郭部材２やツバ付口金１６の外側から取り付け、熱や圧力等により圧着するという方法で行ってもよい。

また、上述したように外郭部材２とツバ付口金１６間の沿面距離は１.６mm以上が必要であるという電気安全法令等（ＪＩＳ規格：Ｃ６９５０−１）の制約条件がある。

ただ沿面距離はツバ付口金１６と絶縁部材２４と外郭部材２とが絶縁離隔カバー部材２７で覆われ、かつ内部に空気層が生じない場合は、上記制約条件に制限されることはない。

また、図５（ｄ）は図５（ｂ）の外形状態と同一である。図５（ｂ）と異なる点は、絶縁部材２４と絶縁カバー２６の代わりに図５（ｃ）に示したものと同様の絶縁離隔カバー部材２７を用いたところである。これにより図５（ｂ）と同様にデザイン性やコンパクト性を持つと共に、図５（ｃ）と同様にコスト低減，加工工程も簡略化できるという効果が見込まれる。

図５（ａ）〜（ｄ）に示す外郭部材（筐体）−口金接続構造でＬＥＤ電球を製作することにより、ＬＥＤを搭載した基板４で生じた熱を、外郭部材２の載置部７，外郭部材２，外郭部材２の底面部２ａ，絶縁部材２４または絶縁離隔カバー部材２７，ツバ付口金１６と伝え、ツバ付口金１６からソケット３０を介した熱伝導により効果的に逃がすと同時に、外郭部材２の表面から熱放射により逃がすことができる。これにより２つの冷却構造の効果が得られるため、電球全体の温度上昇を防止することが可能となる。

また、図６（ａ）〜（ｄ）は、図５（ａ）〜（ｄ）と同様の構成であるが、外郭部材２とツバ付口金１６間の離隔部の厚さが１.６mm以下で形成された場合の構成を示している。電気安全法令等（ＪＩＳ規格：Ｃ６９５０−１）により、絶縁部材２４と絶縁離隔カバー部材２７の外郭部材２とツバ付口金１６間の沿面距離は１.６mm以上が必要であるが、その厚さが維持できない可能性のある場合には、図６（ａ）〜（ｄ）に記載のようにツバ付口金１６のリング状の半径を短く構成することにより、ツバ付口金１６と外郭部材２の間の沿面距離１.６mmを確保する構成を示している。上記の構造とすることにより、電気的な安全を確保することが可能となる。

ただ沿面距離はツバ付口金１６と絶縁部材２４，外郭部材２が絶縁カバー２６または絶縁離隔カバー部材２７で覆われ、かつ内部に空気層が生じない場合は、上記制約条件に制限されることはない。

本実施例において、ツバ付口金１６のツバ部１６ａをツバ付口金１６の円筒部分の一端から外側に延伸するように設けられるとしたが、この限りではない。ツバ部１６ａは外郭部材２から絶縁部材２４を介してツバ付口金１６に熱が至る際に、熱抵抗が低くなるようにするために設けられている。そのためにはツバ部１６ａがツバ付口金１６の円筒部分の一端から外側に延伸するように設けられる形状に限るものではなく、ツバ部１６ａが円筒部分の一端から内側に延伸するように設けられる構成や、ツバ部１６ａが円筒部分の内側と外側に係るように設けられる構成としてもよい。この場合、外側に延伸するように設けた場合と同様の効果を奏することができる。

また、本実施例においてはツバ付口金１６のツバ部１６ａをツバ付口金１６の外周方向（平行方向）に延伸するようにし、外郭部材２の底面部２ａと絶縁部材を介して接触するようにしたが、この限りではない。図１６に示すようにツバ部１６ａに当たる部分を平行方向でなく垂直方向に延伸させた口金３６を、外郭部材２の外周と絶縁部材３４を介して接触させるようにする構成でも同様の伝熱効果を奏することができる。図示はしないが、口金３６を外郭部材２の内周と絶縁部材３４を介して接触させるようにする構成でも同様の伝熱効果を奏することができる。

次に本発明の他の実施例について、図７〜図９を参照して説明する。なお、この実施例２においても、実施例１と同一の構成要素については、同一の参照番号を付与しており、重複を避けるため、その詳細な説明は省略する。

図７は本実施例の外郭部材（筐体）−口金接続構造の詳細を説明する説明図である。図８は本発明の図７に示した部材の断面構成図である。図９は本発明の外郭部材（筐体）−口金接続構造の第二の実施例の斜視図を示している。図９においては図４で示したツバ付口金１６の代用として、従来の口金部６に新たに付与する帽子形状の伝熱部材２５を設けてツバ付口金１６と同様の効果を狙ったものである。

伝熱部材２５は、従来の口金部６の内側面にその外周面が接触する円筒部分２５ｂと外郭部材２の口金部側のリング状の底面部２ａと重複するように延伸するリング形状のツバ部２５ａを併せ持つ中空の帽子形状である。伝熱部材２５のツバ部２５ａと外郭部材２の口金部側のリング状の底面部２ａとの間にリング状の絶縁部材２４を設けた構造となっている。

図９に示した伝熱部材２５を新たに設けることにより、これまでの口金部６の形状は変更する必要が無くなり、実施例１のツバ付口金１６のように特殊な構造を用いないためコストが安い口金部６がそのまま利用可能となる。

図１０（ａ）〜（ｄ）に伝熱部材２５を用いた場合の断面構成図を示す。

図１０（ａ）〜（ｄ）においては、伝熱部材２５は口金部６の内側面と接触しており、また実施例１と同様に、伝熱部材２５のツバ部２５ａは、外郭部材２の口金側の底面部２ａと重複するような形状に構成される。

さらに、伝熱部材２５のツバ部２５ａと外郭部材２の底面部２ａは絶縁部材２４を介して接触する。絶縁部材２４は伝熱部材２５のツバ部２５ａと外郭部材２の底面部２とにほぼ重複するようなリング状の部材で構成されている。伝熱部材２５のツバ部２５ａや外郭部材２の底面部２ａと接触する絶縁部材２４の面積は熱抵抗を低くするために、外郭部材２の底面部２ａとほぼ同等程度の面積を有することが望ましく、かつ熱の伝導を良くするためには絶縁性を損なわない程度に最大限薄く構成されることが望ましい。さらに、伝熱部材２５のツバ部２５ａと絶縁部材２４と外郭部材２との間に空気層が生じると熱伝導が妨げられることから、前記３部材は可能な限り圧着して接触することが望ましい。

また、帽子形状の伝熱部材２５は一体で形成されているが、サイズ調整を行うために切り欠いた場合や、加工，製造上の容易さから２つ以上の部材（例えば半円形状部材）等の複数の分割部材で構成された場合も同等の効果が期待できる。

また、帽子形状の伝熱部材２５はセラミックや樹脂等でも形成可能であるが、材料の熱伝導性・導電性・コスト・加工上の容易性や耐久性等で優位性を持つ金属材料で形成されることがより望ましい。

さらに絶縁部材２４には、絶縁性を有すると共に高い熱伝導性を有する材料、たとえば窒化アルミ（ＡｌＮ）や高熱伝導樹脂部材であるエラストマ等を用いることが望ましい。なお、絶縁部材２４の材料は、高い絶縁性と高い熱伝導性を兼ね備える材料であれば材料に限るものではない。さらに、材料に耐熱性，密着性等も兼ね備えることがあればより好ましい。絶縁部材２４は金属，磁器，セラミックス、または樹脂材料等で構成される。

また、上述したように絶縁部材２４の厚さ、すなわち外郭部材２と帽子形状の伝熱部材２５間の沿面距離は１.６mm以上が必要という電気安全法令等（ＪＩＳ規格：Ｃ６９５０−１）の制約条件がある。

ただ沿面距離は伝熱部材２５と絶縁部材２４，外郭部材２が完全に後述する絶縁カバー２６で覆われ、かつ内部に空気層が生じない場合は、上記制約条件に制限されることはない。

さらに、図１０（ａ），（ｂ）では実施例１に示したように外郭部材（筐体）−口金接続構造９において、外郭部材２と絶縁部材２４と伝熱部材２５の３部材の重複部分に人が触らないように絶縁カバー２６が設けられている。絶縁カバー２６はＡＢＳ樹脂等の絶縁性部材で構成されており、電球取り付け，取り外し時の安全性を確保するのに必要な部材となっている。絶縁カバー２６の材料は絶縁性が確保されれば、材料に限るものではない。

図１０（ａ）は前記３部材の重複部分が熱抵抗を低く保つために最大限確保された場合のカバー状態であり、絶縁カバー２６が外郭部材２より外側に少し突出した状態で構成されている。つまり図１０（ａ）のように絶縁カバー２６を設けた場合、外郭部材２の口金部側の外径は絶縁カバー２６の外径よりも小さくなる。

一方、図１０（ｂ）ではデザイン性やコンパクト性を重視した場合の外郭部材（筐体）−口金接続構造９を示しており、前記３部材の重複部分の面積が図１０（ａ）に比較して少し小さくなっており、絶縁カバー２６が外郭部材２の外周部分と段差が生じない状態になるように構成されている。つまり図１０（ｂ）のように絶縁カバー２６を設けた場合、外郭部材２の口金部側の外径と絶縁カバー２６の外径とは略同一となる。

ここで、電球の大きさは小型電球タイプのＥ１７口金と一般電球タイプのＥ２６口金とがある。本実施例の図１０（ｂ）に示すものにおいてはＥ１７口金では絶縁部材２４の外径は１９.６mm、内径は１５.２mmであり、Ｅ２６口金では絶縁部材２４の外径は３０mm、内径は２３.２mmである。外郭部材２のリング状の底面部やツバ部２５ａはこれに応じた大きさとなる。３部材の面積が大きいほど伝熱効果が高くなり電球は大きくなる。反対に３部材の面積が小さいほど電球は小さくなり伝熱効果は低くなる。

図１０（ｃ）は図１０（ａ）と外形状態は同一であるが、絶縁部材２４と絶縁カバー２６を一体で構成した絶縁離隔カバー部材２７を用いることにより、構成部材を減らしてコスト低減すると共に加工工程を簡略化できるという２つの効果が見込める構成を示している。

図１０（ｄ）は図１０（ｂ）の外形，構成において、絶縁離隔カバー部材２７を用いたものであり、図１０（ｂ）と同様にデザイン性やコンパクト性を持つと共に、コスト低減，加工工程も簡略化できるという効果が見込まれる。

図１１（ａ）〜（ｄ）は帽子形状の伝熱部材２５の口金部６と接する部分である伝熱部材２５の内周部が口金部６の外部に接するように形成した他の実施例を示している。このように伝熱部材２５が口金部６と外部で接続されることにより、加工及び密着性の確認がさらに簡単に行うことができるというメリットがある。

図１１（ａ），（ｂ）では図１０（ａ），（ｂ）と同様に外郭部材（筐体）−口金接続構造９において、外郭部材２と絶縁部材２４と伝熱部材２５の３部材の重複部分に人が触って感電しないように絶縁カバー２６が設けられている。絶縁カバー２６はＡＢＳ樹脂等の絶縁性部材で構成されており、電球取り付け，取り外し時の安全性を確保するのに必要な部材となっている。本実施例において、伝熱部材２５は絶縁カバー２６により全てが覆われておらず、絶縁部材２４のリング状部分と伝熱部材２５のツバ部２５ａの重複部分のみが覆われる構成となっている。これは通常の口金部の露出部分と同様の箇所が露出する構成となっているためである。ただし、構成はこの限りではなく安全性を重視する場合は２５を全て覆っても良い。また、伝熱部材２５の円筒部分２５ｂの側面積の大きさは口金部への伝熱に影響し、側面積が大きいほど伝熱効果が高くなる。

図１１（ａ）は前記３部材の重複部分が熱抵抗を低く保つために最大限確保された場合のカバー状態であり、絶縁カバー２６が外郭部材２より外側に少し飛び出した状態で構成されている。

一方、図１１（ｂ）ではデザイン性やコンパクト性を重視した場合の外郭部材（筐体）−口金接続構造９を示しており、前記３部材の重複部分の面積が図１１（ｂ）に比較して少し小さくなっており、絶縁カバー２６が外郭部材２の外周部分と段差が生じない状態になるように構成されている。つまり図１１（ｂ）のように絶縁カバー２６を設けた場合、外郭部材２の口金部側の外径と絶縁カバー２６の外径とは略同一となる。

図１１（ｃ）は図１１（ａ）と外形状態は同一であるが、絶縁部材２４と絶縁カバー２６を一体で構成した絶縁離隔カバー部材２７を用いることにより、構成部材を減らしてコスト低減すると共に加工工程を簡略化できるという２つの効果が見込める構成を示している。

また、図１１（ｄ）は図１１（ｂ）の外形，構成において、絶縁離隔カバー部材２７を用いたものであり、図１１（ｂ）と同様にデザイン性やコンパクト性を持つと共に、コスト低減，加工工程も簡略化できるという効果が見込まれる。

図１２（ａ）〜（ｄ）は、図１０（ａ）〜（ｄ）と同様の構成であるが、外郭部材２と伝熱部材２５間の離隔部の厚さ（沿面距離）が１.６mm以下で形成された場合の構成を示している。既に述べたように、電気安全法令等（ＪＩＳ規格：Ｃ６９５０−１）により、外郭部材２と伝熱部材２５間の離隔部の厚さ（沿面距離）は１.６mm以上が必要であるが、その厚さが維持できない場合には、図１２（ａ）〜（ｄ）に記載のように帽子形状の伝熱部材２５のリング状の半径を短く構成することにより、伝熱部材２５と外郭部材２の間の距離１.６mmを確保する構成を示している。上記の構造とすることにより、電気的な安全を確保することが可能となる。

ただ沿面距離は伝熱部材２５，絶縁部材２４と外郭部材２が完全に絶縁カバー２６または絶縁離隔カバー部材２７で覆われ、かつ内部に空気層が生じない場合は上記制約条件に制限されることはない。

本実施例において、伝熱部材２５のツバ部２５ａを伝熱部材２５の円筒部分２５ｂの一端から外側に延伸するように設けられるとしたが、この限りではない。ツバ部２５ａは外郭部材２から絶縁部材２４，伝熱部材２５を介して口金部６に熱が至る際に、熱抵抗が低くなるようにするために設けられている。そのためにはツバ部２５ａが伝熱部材２５の円筒部分２５ｂの一端から外側に延伸するように設けられる形状に限るものではなく、ツバ部２５ａが円筒部分２５ｂの一端から内側に延伸するように設けられる構成や、ツバ部２５ａが円筒部分２５ｂの内側と外側に係るように設けられる構成としても外側に延伸するように設けた場合と同様の効果を奏することができる。

また、本実施例において、絶縁部材２４を外郭部材２と伝熱部材２５の間に設け、リング形状としたがこの限りではない。絶縁部材２４を設ける目的は外郭部材２に電気が伝わらないようにすることである。そのため、絶縁部材２４を外郭部材２と伝熱部材２５の間に設けるのではなく、伝熱部材２５と口金部６との間に設けても同じ効果を奏することができる。その場合、絶縁部材２４の形状は伝熱部材２５の円筒部分２５ｂを覆うような円筒形状となってもよいし、伝熱部材２５と同様の帽子形状であってもよい。

以上述べたように、図７〜図１２に示す構成でＬＥＤ電球を製作することにより、ＬＥＤ搭載部４で生じた熱を外郭部材２，絶縁部材２４または絶縁離隔カバー部材２７，伝熱部材２５，口金部６，ソケット３０を介した熱伝導により効果的に逃がすと同時に外郭部材２の表面から熱放射により逃がすという２つの冷却構造の効果が得られるため、電球全体の温度上昇を防止することが可能となる。

さらに図１〜図１２の構成で製作することにより、製品の加工においても外郭部材２と絶縁部材２４とツバ付口金１６のツバ部１６ａ、または、外郭部材２と絶縁部材２４と伝熱部材２５と口金部６、絶縁離隔カバー部材２７と口金部６の接触（圧着）において、電球外部における加工であるため、容易に圧力をかけることが可能であり、間隙の有無の確認も簡単に行えることが考えられる。従って、製作及び加工，確認も比較的容易で安価な構成である。

前記のような構成とすることにより、発光素子３に生じた熱が基板４，外郭部材２，絶縁部材２４または絶縁離隔カバー部材２７，ツバ付口金１６または伝熱部材２５，口金部６，ソケット３０，照明器具を介して効果的に伝熱するとともに外郭部材２の絶縁性は確保することができ、さらに外郭部材２からの放射も同時に行うことが可能である。

以上述べたように、本発明のＬＥＤ電球は、簡単な構造で発光素子部の熱を効果的にソケット等に逃がすことにより温度上昇を抑制し、ＬＥＤ電球の長寿命を確保することが可能となる。

１ 電球
２ 外郭部材
３ 発光素子
４ 基板
５ 透光性カバー
６ 口金部
７ 載置部
８ 電線
１６ ツバ付口金
２０ 中空部
２１ 点灯回路
２２ 樹脂製収容部材
２３，２４ 絶縁部材
２５ 伝熱部材
２６ 絶縁カバー
２７ 絶縁離隔カバー部材

Claims (13)

1. 基板と、該基板の一面側に設けられる発光素子と、外郭部材と、口金とを有する照明装置において、
   前記外郭部材は熱伝導性部材で構成され、
   前記外郭部材は前記基板を載置する部分を設け、
   前記口金は前記外郭部材と重なる面を有し、
   前記外郭部材と前記重なる面とは離隔部材を介して接するよう設けられていることを特徴とする照明装置。
2. 基板と、該基板の一面側に設けられる発光素子と、前記基板の他面側に設けられる点灯回路と、前記点灯回路を覆う収容容器と、前記収容容器を覆う外郭部材と、口金とを有する照明装置において、
   前記収容容器は樹脂で構成され、
   前記外郭部材は熱伝導性部材で構成され、
   前記外郭部材は前記基板を載置する部分を設け、
   前記外郭部材の前記基板を載置する部分側の一端面は開口しており、前記外郭部材の他端面は底面部を有しており、
   前記口金の開口面には前記底面部と重なるよう延伸した部分が設けられており、
   前記底面部と前記延伸した部分とは離隔部材を介して接するように設けられていることを特徴とする照明装置。
3. 基板と、該基板の一面側に設けられる発光素子と、前記基板の他面側に設けられる点灯回路と、前記点灯回路を覆う収容容器と、前記収容容器を覆う外郭部材と、伝熱部材と、口金とを有する照明装置において、
   前記収容容器は樹脂で構成され、
   前記外郭部材は熱伝導性部材で構成され、
   前記外郭部材は前記基板を載置する部分を設け、
   前記外郭部材の前記基板を載置する部分側の一端面は開口しており、前記外郭部材の他端面は底面部を有しており、
   前記伝熱部材は、円筒部分と、前記底面部と重なるよう延伸した部分とからなり、
   前記底面部と前記延伸した部分とは離隔部材を介して接するように設けられ、
   前記円筒部分は前記口金の内側面又は外側面に接触するように設けられることを特徴とする照明装置。
4. 請求項２又は３に記載の照明装置において、
   前記底面部と前記延伸した部分とは略同一の大きさを有していることを特徴とする照明装置。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の照明装置において、
   前記離隔部材は絶縁性と伝熱性を備えていることを特徴とする照明装置。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載の照明装置において、
   前記底面部あるいは前記外郭部材と、前記離隔部材と、前記延伸した部分とが密着して形成されることを特徴とする照明装置。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の照明装置において、
   前記離隔部材の面積が前記底面部あるいは前記外郭部材と同等の面積を有することを特徴とする照明装置。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の照明装置において、
   前記離隔部材の厚さが１.６mm以上で構成されることを特徴とする照明装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の照明装置において、
   前記離隔部材と、前記延伸した部分あるいは前記重なる面と、前記外郭部材の一部とを覆う絶縁カバーを設けたことを特徴とする照明装置。
10. 請求項９に記載の照明装置において、
    前記絶縁カバーが前記外郭部材の周囲部分と段差が生じない状態で構成されることを特徴とする照明装置。
11. 請求項９または１０に記載の照明装置において、
    前記離隔部材と前記絶縁カバーが一体で構成されることを特徴とする照明装置。
12. 請求項１乃至１１の何れかに記載の照明装置において、
    前記離隔部材が金属，磁器，セラミックス、または、樹脂材料等で構成されることを特徴とする照明装置。
13. 請求項２又は３に記載の照明装置において、
    前記外郭部材の底面部、前記延伸する部分、前記離隔部材がリング形状であることを特徴とする照明装置。

Images