JP2012216305A - ランプ装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明の実施形態は、照明光を放射する発光体の熱が放熱されるとともに光取出し効率が向上されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具を提供する。
【解決手段】
ランプ装置１は、一端側１６ａに開口部１９および他端側１６ｂに平板部２０を有する筒状の筐体１６と、平板部２０の中央部に外方に突出形成された筒状の突出体１７と、突出体１７の内側の平板部２０に形成された挿通部１８とを有する装置本体４と、放射光が挿通部１８を通過して開口部１９から出射するように突出体１７内に配設された発光体２と、発光体２に正対するように装置本体４内に配設され、発光体２からの放射光を開口部１９側に集光させるレンズ３と、装置本体４の平板部２０の内側であって挿通部１８周りに配設され、発光体２に電力を供給する点灯装置５と、装置本体４の開口部１９に配設された透光性のカバー６とを具備している。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、発光体の放射光が制御されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具に関する。

従来、フラット形のランプ装置として、ＧＸ５３形の口金を用いたランプ装置が提供されている。そして、ランプ装置には、ランプ装置から出射される光を制光体によって狭角配光にし、ダウンライトやスポットライトに適した配光としているものがある（例えば特許文献１参照。）。この従来技術のランプ装置は、一対のランプピンが設けられた環状の当接面およびこの当接面の中央側から一面側に突出した突出部を有し、この突出部の頂部側内壁面にＬＥＤが実装されたモジュール基板が配置され、少なくとも他面側からＬＥＤの光が出射する扁平なランプ装置本体（筐体）を備えていて、円筒状の反射面部を有する制光体がランプ装置本体に対して他面側方向に配設されている。

すなわち、モジュール基板は、ＬＥＤがランプ装置の中心に位置するように、基板の接触面が前記突出部の頂部側内壁面に面接触して熱的に接触した状態に固定されている。これにより、ＬＥＤが発生する熱を突出部から照明器具の器具本体に熱伝導させて放熱している。そして、ＬＥＤを点灯する点灯装置は、ランプ装置本体と制光体の反射面部の外周面との間の環状の空間部分に収納配置されている。

特開２０１０−２６２７８１号公報（第５頁、第１図）

モジュール基板が突出部の頂部側内壁面に配置されていると、ＬＥＤの放射光の一部が制光体で反射を繰り返した場合、反射光が減衰し、光の取出し効率が低下するという欠点を有する。

本発明の実施形態は、照明光を放射する発光体の熱が放熱されるとともに光取出し効率が向上されるランプ装置およびこのランプ装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。

実施形態のランプ装置は、装置本体、発光体、レンズ、点灯装置および透光性のカバーを具備して構成される。

装置本体は、筐体、突出体および挿通部を有して形成される。筐体は、一端側に開口部および他端側に平板部を有する筒状に形成される。突出体は、平板部の中央部に外方に突出形成された筒状に形成される。挿通部は、突出体の内側の平板部に形成される。

発光体は、その放射光が装置本体の挿通部を通過して開口部から出射するように突出体内に配設される。

レンズは、発光体に正対するように装置本体内に配設されていて、発光体からの放射光を装置本体の開口部側に集光させるように形成される。

点灯装置は、装置本体の平板部の内側であって挿通部周りに配設されていて、発光体に電力を供給するように形成される。

透光性のカバーは、装置本体の開口部に配設される。

本発明の実施形態によれば、発光体からの放射光がレンズにより装置本体の開口部側に集光されるので、放射光が装置本体の開口部から直接出射する割合を大きくすることができ、仮に制光体を設けたとしても放射光の減衰に伴う損失を少なくできて、これにより、光の取出し効率が向上することが期待できる。

本発明の第１の実施形態を示すランプ装置の概略正面図である。 同じく、ランプ装置を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図である。 同じく、ランプ装置の概略正面断面図である。 本発明の第２の実施形態を示すランプ装置の概略正面図である。 本発明の第３の実施形態を示す照明器具の概略斜視図である。 同じく、照明器具の一部切り欠き概略正面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

本実施形態のランプ装置１は、図１ないし図３に示すように構成される。図３において、ランプ装置１は、発光体２、レンズ３、装置本体４、点灯装置５およびカバー６を備えている。

発光体２は、平板状の基板７、この基板７の一面７ａに複数個が設けられたＬＥＤベアチップ８およびＬＥＤベアチップ８を覆う封止樹脂９を有して形成されている。基板７は、例えばアルミニウム（Ａｌ）板からなり、略長方形状に形成されて、一面７ａに図示しない絶縁層を介してＬＥＤベアチップ８を実装し、図示しない配線パターンを形成している。ＬＥＤベアチップ８は、配線パターンにより直列接続されている。また、基板７の一面７ａには、コネクタ１０が配設されており、このコネクタ１０に点灯装置５の出力コード１１が接続されている。

ＬＥＤベアチップ８は、平板状の基板７の一面７ａに実装されることにより、平面状に設けられているとともに、その複数個が例えばマトリックス状に実装されている。ＬＥＤベアチップ８は、例えば青色光を放射する。そして、基板７の一面７ａには、複数個のＬＥＤベアチップ８を包囲して、例えばシリコーン樹脂の土手１２が長方形状に形成されている。この土手１２の内側に封止樹脂９が充填されて、ＬＥＤベアチップ８が埋められている。封止樹脂９の外表面は、平坦状に形成されている。

封止樹脂９は、透光性の例えばシリコーン樹脂であり、黄色蛍光体１３が混入されている。黄色蛍光体１３は、ＬＥＤベアチップ８から放射された青色光が入射されると、青色光を黄色光に波長変換する。この黄色光と、ＬＥＤベアチップ８から放射された青色光が封止樹脂９の外表面から出射し混色（混光）することにより、発光体２から白色光が放射される。封止樹脂８の外表面は、発光体２の発光面となっている。

レンズ３は、例えばガラスからなり、内側に発光体２の長方形の土手１２を収容する凹部１４を有する半球状に形成され、その底面側に外側に突出する一対の耳部１５，１５を有して形成されている。レンズ３は、凹部１４に長方形の土手１２を収容するようにして、一対の耳部１５，１５が基板７の一面７ａ側に例えば接着材により固着されている。すなわち、レンズ３は、発光体２に対向するように装置本体４内に配設されている。そして、レンズ３は、発光体２の放射光をカバー６の中心６ｃ側や装置本体４の開口部１９側に集光するように形成されている。

装置本体４は、筐体１６、突出体１７および挿通部１８を有して形成されている。筐体１６および突出体１７は、合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂により一体に形成されている。

筐体１６は、一端側１６ａに開口部１９および他端側１６ｂに平板部２０を有する円筒状に形成されている。突出体１７は、平板部２０の中央部に外方に略円筒状に突出形成されている。挿通部１８は、突出体１７の内側の平板部２０に円形状に形成されている。そして、平板部２０の上面２０ａには、突出体１７に隣接する一対のランプピン２１，２１（図中、一方のみを示す。）が配設されている。

また、突出体１７の上面には、例えばアルミダイキャストによって成型された放熱部材２２が取り付けられている。放熱部材２２は、挿通部１８に対向するように設けられている。放熱部材２２の内面２２ｂ側には、肉厚であって直方体形状の取付部２３が突出形成されている。この取付部２３に発光体２が図示しない絶縁材を介して図示しないねじにより面接触して取り付けられている。

そして、取付部２３から放熱部材２２の外周縁に向かって略直方体の固定部２４が形成されている。この固定部２４の先端には、キー部２５が設けられている。また、固定部２４には、ねじ孔２６が設けられている。固定部２４は、図２（ａ）に示すように、放熱部材２２の中心２２ｃに対して１２０°間隔で３個形成されている。

図３に示すように、平板部２０の上面２０ａには、段付きの貫通孔２７を有する円柱状のダボ２８が固定部２４に当接するように突出形成されている。そして、平板部２０の下面２０ｂから貫通孔２７に挿入されたねじ２９が固定部２４のねじ孔２６に螺着されている。これにより、放熱部材２２は、突出体１７に取り付けられている。突出体１７は、固定部２４に対応する部位が切り欠きされている。

そして、放熱部材２２は、突出体１７の外周面よりも当該外周面の法線方向に若干突出し、さらにキー部２５が突出している。放熱部材２２は、突出体１７を略密閉する。キー部２５は、ランプ装置１が取り付けられるソケットのキー溝に挿入されて取り付けられる。

なお、放熱部材２２の上面２２ａには、図示しない放熱シートが配設される。放熱部材２２のねじ孔２６は、放熱シートにより、上面２２ａ側が閉じられる。

一対のランプピン２１，２１は、金属製であり、その頂部側が略半球状に形成された略円筒状に形成され、突出体１７に隣接するとともに、平板部２０の上面２０ａから上方に突出するように設けられている。そして、ランプピン２１，２１は、点灯装置５の回路基板３０に設けられた電源入力端子３１，３１（図中、一方のみを示す。）に対応して設けられ、点灯装置５が装置本体４の筐体１６内に収納されたときに、電源入力端子３１，３１の近傍に位置する部位に設けられている。

平板部２０の下面２０ｂには、下方に小さい突出長で突出する図示しない貫通孔を有するダボ３２が一対形成されている。このダボ３２にランプピン２１が圧入されて取り付けられている。ランプピン２１は、電源入力端子３１に接続されているリード線３３を挿通して、その頂部側でリード線３３をはんだ付けしている。こうして、一対のランプピン２１，２１は、点灯装置５の一対の電源入力端子３１，３１に電気接続されている。

また、平板部２０の下面２０ｂには、挿通部１８の周回において、下方に小さく突出する筒状の突出部３４が形成されている。挿通部１８は、回路基板３０の円形状の中央開口３５よりも若干小さくなるように形成されている。そして、突出部３４には、点灯装置５の出力コード１１が挿通される図示しない切り欠き部が設けられている。

図１に示すように、筐体１６の平板部２０側の外周面には、放熱面積を増加させるために、三角形状の凹部３６が一定の間隔で形成されている。

図３において、装置本体４内には、制光体３７が配設されている。制光体３７は、例えばアルミダイキャストにより成型され、一端側３７ａから他端側３７ｂに向かうにつれ連続的にかつ段階的に狭開する円錐台状の筒状であって、一端側３７ａに円形状のフランジ部３８を形成している。制光体３７は、一端側３７ａに円形状の一端側開口３９、他端側３７ｂに円形状の他端側開口４０を有し、その内面３７ｄは反射面に形成されている。

制光体３７は、他端側３７ｂが点灯装置５の回路基板３０の中央開口３５を挿通するとともに、突出体１７に挿入されている。そして、カバー６が筐体１６の開口部１９に取り付けられることにより、他端側開口４０が発光体２に正対するように向かい、一端側開口４０が開口部１９に位置し、フランジ部３８がカバー６の内面６ｂに接している。

点灯装置５は、回路基板３０およびこの回路基板３０に実装された点灯回路部品４１等により形成される点灯回路４２を有して形成されている。回路基板３０は、例えばガラスエポキシ材からなり、略円形状に形成されているとともに、その中央部に図示しない切り欠き部を有する円形状の中央開口３５が設けられている。この中央開口３５周りの一面３０ａに抵抗Ｒ１，Ｒ２、コンデンサＣ１、トランスＴ１など、多種類かつ多数の電子部品等からなる点灯回路部品４３を実装している。また、回路基板３０の他面３０ｂは、点灯回路部品４１のはんだ面になっているとともに、スイッチング素子Ｑ１などの小型の面実装部品を実装している。

点灯回路部品４１および回路基板３０に形成された図示しない配線パターンにより、点灯回路４２が形成されている。点灯回路４２は、発光体２のＬＥＤベアチップ８に電力を供給する既知の構成により形成されている。そして、回路基板３０は、その中央開口３５が筐体１６の平板部２０に形成された突出部３４（挿通部１８）に正対するようにして、平板部２０の内側であって挿通部１８周りに配設されている。すなわち、点灯装置５は、その回路基板３０が突出部３４および制光体３７に挟まれるようにして、装置本体４内に収納されている。

カバー６は、装置本体４の筐体１６の開口部１９に配設されている。カバー６は、透光性および光拡散性を有する例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂にて成型されている。その外面６ａは、平面であって円形状に形成されている。その内面６ｂには、開口部１９の内面１９ｂに沿う起立体４３が断続的に複数設けられている。その起立体４３には、係止爪４４が設けられたものがあり、係止爪４４が開口部１９の内面１９ｂに形成された係止溝４５に係止される。これにより、カバー６は、装置本体４の開口部１９に取り付けられている。そして、カバー６は、装置本体３内をほぼ閉塞するように取り付けられている。

そして、カバー６の外面６ａの周縁側には、直方体状の指掛け部４６，４６が突出形成されている。図２（ｂ）に示すように、指掛け部４６，４６は、１８０°回転対称に設けられている。また、外面６ａの周縁側には、照明器具への装着位置を表示する三角形のマーク４７が設けられている。

次に、第１の実施形態の作用について述べる。

装置本体４の突出体１７が図示しないソケット装置の挿通部に挿入され、一対のランプピン２１，２１がソケット装置の接続孔に挿入されて、装置本体４が回動されることにより、一対のランプピン２１，２１がソケット装置の一対の受金に電気接続される。これにより、点灯装置５は、ソケット装置を介して外部電源が供給可能となる。

なお、突出体１７をソケット装置の挿通部に挿入するときに、カバー６のマーク４７が照明器具またはソケット装置に設けられる位置合わせマークに合わされる。そして、放熱部材２２のキー部２５は、突出体１７がソケット装置の挿通部に挿入されたときに、ソケット装置のキー溝に挿入され、装置本体４が回動されたときに、キー溝に固定される。

外部電源が投入されると、点灯装置５に一対のランプピン２１，２１およびリード線３３，３３を介して外部電源の交流電圧（例えばＡＣ１００Ｖ）が入力する。点灯装置５は、その点灯回路４３が動作して、出力コード線１１を介して発光体２に電力を供給する。これにより、ＬＥＤベアチップ８は、点灯し、発光体２から白色光が放射される。

レンズ３は、発光体２に正対するように装置本体４内に配設されている。このレンズ３には発光体２の放射光が入射し、レンズ３内を通過して、レンズ３の外面３ａ側から放射される。そして、レンズ３の外面３ａから出射するときにカバー６の中心６ｃ側に集光されるように屈折される。すなわち、当該放射光は、その大部分が制光体３７の一端側開口３９側（筐体１６の開口部１９側）に屈折されて、開口部１９側に向かって放射されるので、制光体３７側に向かう割合が少なくなる。

そして、放射光は、筐体１６の開口部１９に配設されているカバー６に入射し、カバー６内で光拡散されて、カバー６の外面６ａから外方に出射される。この出射光により、外方の被照射面や被照射物などが照明される。

また、ＬＥＤベアチップ８の点灯により、発光体２に熱が発生する。この熱は、装置本体４の突出体１７に取り付けられた放熱部材２２の取付部２３に伝熱される。そして、放熱部材２２から放熱部材２２に接触している照明器具の器具本体などに伝熱されて放熱される。放熱部材２２は、熱伝導性を有する金属例えばアルミニウム（Ａｌ）により形成されているとともに、発光体２が面接触して取り付けられているので、発光体２の発生熱は、迅速に熱伝導されてランプ装置１の外部に放出される。

本実施形態によれば、ランプ装置１は、発光体２に発生した熱を放熱部材２２に熱伝導させて放熱部材２２から放熱させることができるとともに、発光体２の放射光がレンズ３により制光体３７の一端側開口２９側（装置本体４の開口部１９側）に集光するように放射されるので、制光体３７の一端側開口３９から直接出射する割合を大きくすることができて、制光体３７による放射光の減衰に伴う損失を少なくでき、これにより、カバー６からの光の取出し効率が向上できるという効果を有する。

そして、装置本体４の開口部１９に光拡散性を有するカバー６を設けることにより、装置本体４の開口部１９側に集光された発光体２の放射光を光拡散させることができて、光の取出し効率が向上した拡散光で被照射面や被照射物などを照明できるという効果を有する。

また、発光体２の放射光が制光体３７で反射される割合が少なくなることにより、制光体３７の内面３７ｄに反射膜を形成しなくても光損失を最小限にすることができ、制光体３７に反射膜を設けない分、ランプ装置１を安価に形成できるという効果を有する。

なお、本実施形態において、カバー６は、光拡散性を有しないものであってもよい。また、カバー６の内面６ａ側にフレネルレンズを形成して、筐体１６の開口部１９に放射した光をさらに集光させるようにしてもよい。

また、レンズ３は、発光体２の基板７に設けたが、発光体２に正対するように、他端側開口４０側の制光体３７内に配設してもよい。

また、制光体３７は、設けなくてもよく、この場合、点灯装置５などがカバー６を介して外方から見えないように、目隠し板などを設けるとよい。

また、発光体２は、基板７を用いて形成したが、基板７を用いずに、ＬＥＤベアチップ８を放熱部材２２の取付部２３に設けるようにして形成してもよい。この場合、放熱部材２２は、金属であるので、取付部２３に絶縁層が形成され、この絶縁層上にＬＥＤベアチップ８などが実装される。

そして、装置本体４は、その平板部２０にランプピン２１，２１の他に調光ピンを設けてもよく、この調光ピンを点灯回路４３に接続して、発光体２のＬＥＤベアチップ８を調光点灯させるように形成してもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態のＬＥＤランプ４８は、図４に示すように、図３に示すランプ装置１のレンズ３に替えて、レンズとしてのフレネルレンズ４９が設けられたものである。なお、ランプ装置１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。

発光体２の基板７は、フレネルレンズ４９が正対される配光部材５０を配設している。この配光部材５０は、例えば長方形または円形状に形成された平面部５１と、この平面部５１の両側からほぼ直角に起立するように設けられ、互いに反対側を向くように形成された断面略Ｌ形の一対の取付け片５２，５２とを有している。

配光部材５０は、透光性を有する例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂により形成されている。そして、フレネルレンズ４９は、平面部５１の外面側に中心５１ｃから外側に向かって複数個が同心円状に形成され、その形成領域が発光体２の土手１２内の形成領域（発光体２の発光面）よりも可能な限り大きくなるように形成されている。そして、フレネルレンズ４９は、発光体２の放射光をその中心５１ｃ側へ集光させるように形成されている。フレネルレンズ４９は、切削加工または型材による成型などにより形成することができる。

そして、配光部材５０は、フレネルレンズ４９が発光体２に正対するように、一対の取付け片５２，５２が発光体２の基板７に例えば接着材により固着されている。

発光体２の放射光は、フレネルレンズ４９により、制光体３７の一端側開口３９側（筐体１６の開口部１９側）に集光され、一端側開口３９からカバー６に入射し、カバー６内で光拡散されて外方に出射される。

本実施形態によれば、発光体２の放射光がフレネルレンズ４９により制光体３７の一端側開口３９側（装置本体４の開口部１９側）に集光するように放射されるので、制光体３７の一端側開口３９から直接出射する割合を大きくすることができて、制光体３７による放射光の減衰に伴う損失を少なくでき、これにより、カバー６からの光の取出し効率が向上できるという効果を有する。

また、フレネルレンズ４９が形成される配光部材５０は、合成樹脂により形成されるので、比較的軽量であり、これにより、ランプ装置４８の軽量化を図ることができるという効果を有する。

なお、本実施形態において、フレネルレンズ４９は、発光体２に正対するように、他端側開口４０側の制光体３７内に配設してもよい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態は、本発明の照明器具５３であり、図５および図６に示すように構成されている。なお、図１および図２と同一部分には、同一符号を付している。

照明器具５３は、天井等に埋設されるダウンライトである。図６において、照明器具５３は、ソケットとしてのソケット装置５４を有する器具本体５５および図１に示すランプ装置１を具備して構成されている。

器具本体５５は、アルミダイキャストによって成型され、下端側５５ａに開口部５６および外方に突出する環状のフランジ部５７を有し、上端側５５ｂに上端側５５ｂを閉塞するとともに平坦状に形成された上板部５８を有する略円筒状の箱体に形成されている。また、器具本体５５の外面５５ｃには、複数の放熱フィンを兼ねる補強片５９，６０などが形成されている。さらに、外面５５ｃの下端側５５ａには、フランジ部５７との間で天井等を挟持する一対の取付けばね６１，６１が設けられている。そして、器具本体５５の内面５５ｄは、例えば白色塗装により反射面に形成されている。

上板部５８の外面には、天板６２がねじ６３等により取り付けられている。天板６２は、図５に示すように、その下面６２ａに端子台６４を取り付けている。端子台６４には、外部電源からの図示しない電源線およびソケット装置５４に接続される図示しないリード線がそれぞれ接続されている。そして、器具本体５５の内面５５ｄには、ランプ装置１のマーク４７と位置合わせをするための三角形の位置合わせマーク６５が設けられている。

図６に示すように、上板部５８の内面には、ソケット装置５４が図示しないねじにより取り付けられている。ソケット装置５４は、装置本体４の突出体１７を装着する周知の構成で形成されている。そして、ソケット装置５４にランプ装置１が装着されている。ランプ装置１は、その突出体１７（図示しない。）がソケット装置５４の図示しない挿通部に挿入され、その一対のランプピン２１，２１（図示しない。）がソケット装置５４の図示しない一対の接続孔に挿入された後、回動されることにより、ソケット装置５４に固定されるとともに、一対のランプピン２１，２１がソケット装置５４の図示しない一対の受金に電気接続している。

照明器具５３は、端子台６４に外部電源が供給されると、ランプ装置１のＬＥＤベアチップ８（図示しない。）が点灯して発光体２（図示しない。）から白色光が放射され、当該白色光がカバー６を透過する。白色光は、器具本体５５の開口部５６から外方に出射され、被照射面例えば床面を照明する。

照明器具５３は、光取出し効率が向上しているランプ装置１を装着するので、被照射面例えば床面を所定値以上の照度で照明できるという効果を有する。

１，４６…ランプ装置、 ２…発光体、 ３…レンズ、 ４…装置本体、 ５…点灯装置、 ６…カバー、 １６…筐体、 １７…突出体、 １８…挿通部、 １９…開口部、 ２０…平板部、 ４９…レンズとしてのフレネルレンズ、 ５３…照明器具、 ５４…ソケット、 ５５…器具本体

Claims (2)

1. 一端側に開口部および他端側に平板部を有する筒状の筐体、前記平板部の中央部に外方に突出形成された筒状の突出体およびこの突出体の内側の前記平板部に形成された挿通部を有する装置本体と；
   放射光が前記挿通部を通過して前記開口部から出射するように前記突出体内に配設された発光体と；
   この発光体に正対するように前記装置本体内に配設され、前記発光体からの放射光を前記開口部側に集光させるレンズと；
   前記装置本体の平板部の内側であって挿通部周りに配設され、前記発光体に電力を供給する点灯装置と；
   前記装置本体の開口部に配設された透光性のカバーと；
   を具備していることを特徴とするランプ装置。
2. 請求項１記載のランプ装置と；
   このランプ装置が接続されるソケットを有する器具本体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

Images