JP2017084534A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に配置された発光素子で発生する熱を効率良く放熱することができる照明装置を提供する。
【解決手段】基板１１と、基板１１の第１の面１１ａに配置された発光素子１２と、基板１１を保持する外郭筐体２０とを備え、基板１１は、基板１１の第１の面１１ａとは反対側の第２の面１１ｂが外郭筐体２０に接する状態で外郭筐体２０に固定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を有する照明装置に関する。

ＬＥＤ等の半導体発光素子は、小型、高効率及び長寿命であることから、様々な製品の光源として利用されている。例えば、ＬＥＤを光源とする照明装置（ＬＥＤ照明）が実用化されている。

ＬＥＤ照明としては、従来から知られる電球形蛍光灯や白熱電球に代替する電球形ＬＥＤランプ（ＬＥＤ電球）、又は、直管形蛍光灯に代替する直管ＬＥＤランプ等の口金付きのものが知られている。その他にも、ＬＥＤ照明として、シーリングライト、ダウンライト又はスポットライト等の照明器具も知られている。

例えば、従来のＬＥＤ電球は、基板及び基板に実装されたＬＥＤ素子からなる発光モジュールと、発光モジュールを覆うグローブと、発光モジュールを載置するための基台（モジュールプレート）と、基台を支持する筐体と、口金とを備える（例えば特許文献１参照）。ＬＥＤ電球は、口金から受電した交流電力を筐体内に収納された回路ユニットで直流電力に変換して発光モジュールに供給することによって点灯する。

特開２０１５−０７６２８１号公報

照明装置では、光源となる発光素子で熱が発生するので、この熱を効率よく放熱させる必要がある。特に、発光素子としてＬＥＤ等の半導体発光素子を用いた場合には、半導体発光素子自身の発熱によって発光効率が低下して光出力が低下する。このため、半導体発光素子で発生する熱を効率良く放熱させることが重要となる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、基板に配置された発光素子で発生する熱を効率良く放熱することができる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置の一態様は、基板と、前記基板の第１の面に配置された発光素子と、前記基板を保持する外郭筐体とを備え、前記基板は、前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面が前記外郭筐体に接する状態で前記外郭筐体に固定されている。

本発明によれば、基板に配置された発光素子で発生する熱を効率良く放熱することができる。

実施の形態１に係るＬＥＤ電球の外観斜視図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ電球の分解斜視図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ電球の断面斜視図である。 実施の形態１に係るＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。 実施の形態１の変形例に係るＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。 実施の形態２に係るＬＥＤ電球の断面斜視図である。 実施の形態２に係るＬＥＤ電球における外郭筐体の斜視図である。 実施の形態２に係るＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。 実施の形態２の変形例に係るＬＥＤ電球の要部拡大断面図である。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の機能を有する構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

以下の実施の形態では、照明装置の一例として、電球形蛍光灯又は白熱電球の代替品となるＬＥＤ電球について説明する。

（実施の形態１）
［ＬＥＤ電球］
実施の形態１に係るＬＥＤ電球１の全体構成について、図１、図２及び図３を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係るＬＥＤ電球１の外観斜視図である。図２は、同ＬＥＤ電球１の分解斜視図である。図３は、図１のIII−III線における同ＬＥＤ電球１の断面斜視図である。

図１〜図３に示すように、ＬＥＤ電球１は、ＬＥＤモジュール１０と、ＬＥＤモジュール１０を保持する外郭筐体２０と、ＬＥＤモジュール１０を覆うグローブ３０と、ＬＥＤモジュール１０を発光させるための回路ユニット４０と、口金５０とを備える。図１に示すように、ＬＥＤ電球１は、外郭筐体２０とグローブ３０と口金５０とによって外囲器が構成されている。

以下、ＬＥＤ電球１の詳細な構成について、図１〜図３と図４とを用いて説明する。図４は、実施の形態１に係るＬＥＤ電球１の要部拡大断面図であり、図３の破線で囲まれる領域Ｘの構造を示している。

［ＬＥＤモジュール］
ＬＥＤモジュール１０は、所定の色の光を放出する発光モジュールの一例であり、例えば白色光を放出する。図３に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、グローブ３０の内方に配置されており、回路ユニット４０から供給される電力によって発光する。

ＬＥＤモジュール１０は、外郭筐体２０に固定されている。具体的には、ＬＥＤモジュール１０は、外郭筐体２０の開口部２１を覆うように外郭筐体２０の開口部２１に固定されている。

図２及び図３に示すように、ＬＥＤモジュール１０は、基板１１と、基板１１に配置された発光素子１２とによって構成されている。

基板１１は、発光素子１２を実装するための実装基板であり、図３及び図４に示すように、発光素子１２が実装される第１の面（オモテ面）１１ａと第１の面１１ａとは反対側の第２の面（ウラ面）１１ｂとを有する。基板１１は、例えば平面視において全体として略円形の板状の基板であるが、基板１１の形状は、これに限るものではなく、矩形状等の多角形であってもよい。また、基板１１の厚さは、例えば０．５ｍｍ〜５ｍｍであるが、特に限定されるものではない。なお、図２に示すように、基板１１にはオリフラが形成されている。

図４に示すように、基板１１は、第２の面１１ｂが外郭筐体２０に接する状態で外郭筐体２０に固定されている。具体的には、基板１１は、外郭筐体２０の開口部２１を覆うように開口部２１に設けられた載置面２１ａ１に載置されることで外郭筐体２０に接している。つまり、基板１１は、外郭筐体２０の載置部２１ａに支持されている。

また、基板１１には、貫通孔１１ｃが設けられている。貫通孔１１ｃには、基板１１と外郭筐体２０とを固定するためのねじ６０が挿通される。本実施の形態では、２本のねじ６０によって基板１１と外郭筐体２０とが固定されるので、基板１１には２つの貫通孔１１ｃが設けられている。

基板１１としては、例えば、アルミニウム又は銅等の金属材料からなる基材に絶縁被膜を施すことで得られるメタルベース基板、アルミナ等のセラミック材料の焼結体であるセラミックス基板、又は、樹脂材料からなる樹脂基板等が用いられる。発光素子１２で発生する熱の放熱の観点では、これらの中で熱伝導率が最も高いメタルベース基板を用いるよい。なお、基板１１は、リジッド基板であるが、フレキシブル基板であってもよい。

また、図２及び図３に示すように、基板１１の第１の面１１ａの中央部には、給電部としてコネクタ端子１３が設けられている。コネクタ端子１３の一部は、基板１１を貫通しており、第２の面１１ｂ側において、回路ユニット４０と連結されている。なお、図示しないが、基板１１の第１の面１１ａには、コネクタ端子１３と発光素子１２とを電気的に接続するための金属配線（不図示）が形成されている。

発光素子１２は、基板１１の第１の面１１ａに配置されている。本実施の形態では、複数の発光素子１２が、円環状の配列となるように基板１１に実装されている。なお、本実施の形態では、６つの発光素子１２が実装されているが、発光素子１２の実装数は、これに限るものではなく、１つであってもよい。

本実施の形態における発光素子１２は、個々にパッケージ化された表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤ素子であり、図３に示すように、容器（パッケージ）１２ａと、容器１２ａ内に一次実装されたＬＥＤチップ１２ｂと、ＬＥＤチップ１２ｂを封止する封止部材１２ｃとを有する。ＳＭＤ型のＬＥＤ素子である発光素子１２は、基板１１に二次実装されている。

容器１２ａは、白色樹脂からなる樹脂成形品又は白色のセラミック成形品であり、逆円錐台形状の凹部（キャビティ）を有する。凹部の内側面は傾斜しており、ＬＥＤチップ１２ｂからの光を上方に反射させるように構成されている。

ＬＥＤチップ１２ｂは、容器１２ａの凹部の底面に実装されている。ＬＥＤチップ１２ｂは、所定の直流電力により発光する半導体発光素子の一例であって、単色の可視光を発するベアチップである。ＬＥＤチップ１２ｂは、例えば、通電されると青色光を発する青色ＬＥＤチップである。

封止部材１２ｃは、シリコーン樹脂等の透光性の絶縁性樹脂材料である。本実施の形態における封止部材１２ｃは、ＬＥＤチップ１２ｂからの光の波長を変換する波長変換材として蛍光体を含む。つまり、封止部材１２ｃは、透光性樹脂に蛍光体が含有された蛍光体含有樹脂であり、ＬＥＤチップ１２ｂからの光を所定の波長に波長変換（色変換）する。封止部材１２ｃは、容器１２ａの凹部に充填されている。

封止部材１２ｃとしては、例えばＬＥＤチップ１２ｂが青色ＬＥＤチップである場合、白色光を得るために、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の黄色蛍光体粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。これにより、黄色蛍光体粒子は青色ＬＥＤチップの青色光によって励起されて黄色光を放出するので、封止部材１２ｃからは、黄色蛍光体粒子からの黄色光と青色ＬＥＤチップからの青色光との合成光として白色光が放出される。なお、封止部材１２ｃには、シリカ等の光拡散材及びフィラー等が分散されていても構わない。

このように構成される複数の発光素子１２は、例えば直列接続されており、コネクタ端子１３を介して回路ユニット４０から供給される直流電力によって発光する。なお、複数の発光素子１２の接続の態様（直列接続、並列接続、及び、直列接続と並列接続との組み合わせの接続等）は特に限定されるものではない。

［外郭筐体］
図２及び図３に示すように、外郭筐体２０は、グローブ３０側に設けられた開口部２１（第１開口部）と口金５０側に設けられた開口部２２（第２開口部）とを有する筒状の筒体である。開口部２１の外径は、開口部２２の外径よりも大きくなっており、外郭筐体２０を構成する筒体は、外径が漸次変化する略円筒形状である。外郭筐体２０は、ＬＥＤ電球１の外郭部材を構成しており、外郭筐体２０の外面は外部（大気中）に露出している。なお、外郭筐体２０は、グローブ３０と口金５０との間に配置されている。

外郭筐体２０は、ＬＥＤモジュール１０を支持するための支持部材として機能する。ＬＥＤモジュール１０は、外郭筐体２０に固定されて外郭筐体２０に支持されている。

具体的には、図４に示すように、外郭筐体２０の開口部２１には、ＬＥＤモジュール１０の基板１１を載置するための載置面２１ａ１を有する載置部２１ａが設けられている。載置面２１ａ１には、基板１１の第２の面１１ｂが面接触している。

本実施の形態において、載置面２１ａ１は、開口部２１の端面を構成する環状の平面を有する。つまり、載置面２１ａ１の一部は、開口部２１の端面を構成する環状の平面となっており、例えば、円環状の平面である。このように、載置面２１ａ１が環状の平面を有することで、基板１１は、外周領域のみが外郭筐体２０（載置部２１ａ）と接触することになる。なお、基板１１の第２の面１１ｂの中央領域は開口部２１の開口と対向しており、基板１１の中央領域は外郭筐体２０と接触していない。

図２〜図４に示すように、外郭筐体２０は、外郭筐体２０の内面に沿って外郭筐体２０の開口部２１から奥側（口金５０側）に向かって延伸するリブ２３を有する。つまり、リブ２３は、外郭筐体２０の内面から内方に向かって突出し、かつ、外郭筐体２０の開口部２１から開口部２２に向かって延在する突条部である。

本実施の形態において、リブ２３の一方の端面（グローブ３０側の端面）は、載置部２１ａの載置面２１ａ１の一部を構成している。つまり、リブ２３の一方の端部と載置部２１ａとは面一となっており、リブ２３の一方の端面にも基板１１の第２の面１１ｂが面接触している。

リブ２３は、外郭筐体２０の内面の周方向に沿って複数設けられている。図２に示すように、本実施の形態では、２つのリブ２３が設けられている。２つのリブ２３は、対向する位置に設けられている。つまり、２つのリブ２３は、外郭筐体２０の内面の周方向に沿って１８０°間隔で設けられている。

２つのリブ２３の各々には、外郭筐体２０の筒軸方向に延伸するねじ穴２３ａが設けられている。図３及び図４に示すように、ねじ穴２３ａには、基板１１の貫通孔１１ｃを挿通させたねじ６０がねじ込まれている。したがって、ねじ穴２３ａの軸方向と貫通孔１１ｃの軸方向とは一致している。基板１１と外郭筐体２０とは、貫通孔１１ｃに挿通されたねじ６０をリブ２３のねじ穴２３ａにねじ込むことで固定されている。このように、ＬＥＤモジュール１０は、基板１１と外郭筐体２０とがねじ６０によって固定されることで、外郭筐体２０に保持されている。ねじ６０は、例えば金属製の小ねじである。

リブ２３のねじ穴２３ａにねじ込まれたねじ６０は、上面視（基板１１の第１の面１１ａの法線方向から見たとき）において、発光素子１２よりも外側に位置している。具体的には、基板１１の貫通孔１１ｃは基板１１の外周領域に設けられており、ねじ６０は基板１１の外周領域を押さえるように取り付けられている。つまり、ねじ６０は、外郭筐体２０の筒体を構成する外壁に近い位置に存在している。

図４に示すように、ねじ６０の軸部と基板１１の貫通孔１１ｃとの間には、隙間が設けられている。本実施の形態において、貫通孔１１ｃの内径は、リブ２３のねじ穴２３ａの内径よりも大きくなっている。

また、開口部２１には、載置部２１ａよりも外側に環状の溝部２１ｂが形成されている。この溝部２１ｂには、グローブ３０の開口部３１の端部が配置されている。グローブ３０と外郭筐体２０とは、溝部２１ｂに充填された接着剤２４によって固着されている。溝部２１ｂに充填する接着剤２４としては、例えばシリコーン樹脂からなる接着剤が用いられる。

本実施の形態において、溝部２１ｂは、基板１１の第２の面１１ｂに対向する位置にまで形成されている。つまり、溝部２１ｂは基板１１のウラ側にまで形成されており、基板１１の外周端部は、溝部２１ｂの凹部に突出する状態となっている。これにより、溝部２１ｂに充填された接着剤２４が基板１１の第２の面１１ｂの部分（基板１１のウラ側）にまで存在させることができる。

なお、開口部２２（口金５０側の開口部）の外面には、口金５０を装着するための螺合部が形成されている。開口部２２には口金５０がねじ込まれている。

外郭筐体２０は、開口部２１においてＬＥＤモジュール１０と熱的に結合されており、ＬＥＤモジュール１０で発生する熱を放熱する放熱部材（ヒートシンク）として機能する。したがって、外郭筐体２０は、ＬＥＤモジュール１０（発光素子１２）で発生する熱を効率良く放熱させるために、金属材料又は高熱伝導樹脂材料等の熱伝導率の高い材料によって構成されているとよい。例えば、外郭筐体２０は、基板１１よりも熱伝導率の高い材料で構成されているとよい。本実施の形態において、外郭筐体２０は、樹脂製であり、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の絶縁性樹脂材料によって構成されている。また、外郭筐体２０は、一体成形品である。

図３に示すように、外郭筐体２０の内部には、回路ユニット４０が配置されている。したがって、外郭筐体２０は、回路ユニット４０で発生する熱も放熱することができる。本実施の形態において、外郭筐体２０は、回路ユニット４０を直接囲んでいる。つまり、外郭筐体２０は、回路ユニット４０を絶縁保護する回路ケース（絶縁ケース）として機能している。

また、外郭筐体２０は、回路ユニット４０を保持するホルダとしても機能している。具体的には、図３に示すように、外郭筐体２０の開口部２２の内面には、回路基板４１を固定するための構造として、スリットが形成された凸部２５が形成されている。回路ユニット４０は、回路基板４１がスリットに挟まれる状態で凸部２５に係止されて外郭筐体２０に保持されている。

［グローブ］
図３及び図４に示すように、グローブ３０は、発光素子１２を覆う透光カバーの一例である。本実施の形態において、グローブ３０は、ＬＥＤモジュール１０全体を覆うように構成されている。つまり、グローブ３０は、基板１１を覆っている。

グローブ３０は、ＬＥＤモジュール１０（発光素子１２）から放出される光をランプ外部に取り出すように構成されている。つまり、グローブ３０の内面に入射したＬＥＤモジュール１０の光は、グローブ３０を透過してグローブ３０の外部へと取り出される。

グローブ３０は、開口部３１を有する中空部材であり、開口部３１とは反対側の頂部が閉塞された略半球状である。グローブ３０は、例えば、中空の回転体であり、開口部３１が絞られた形状となっている。

グローブ３０は、外郭筐体２０の開口部２１に固定される。本実施の形態では、グローブ３０の開口部３１の端部が、外郭筐体２０の開口部２１に設けられた溝部２１ｂに配置されており、溝部２１ｂに接着剤２４を充填することでグローブ３０と外郭筐体２０とが固着されている。

グローブ３０の材料としては、可視光に対して透明なシリカガラス等のガラス材、又は、アクリル（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）等の樹脂材等からなる透光性材料を用いることができる。本実施の形態において、グローブ３０は、樹脂材よりも熱伝導率の高いガラス材を用いて形成されている。

グローブ３０には、ＬＥＤモジュール１０から放出される光を拡散させるための拡散処理が施されていてもよい。例えば、グローブ３０の内面又は外面に光拡散膜（光拡散層）を形成することでグローブ３０に光拡散機能を持たせることができる。

具体的には、シリカや炭酸カルシウム等の光拡散材を含有する樹脂や白色顔料等をグローブ３０の内面又は外面の全面に塗布することによって乳白色の光拡散膜を形成することができる。あるいは、グローブ３０に複数の光拡散ドット又は複数の微小な窪みを形成することによって、グローブ３０に光拡散機能を持たせることもできる。このように、グローブ３０に光拡散機能を持たせることにより、ＬＥＤモジュール１０からグローブ３０に入射する光を拡散させることができるので配光角を広くすることができる。また、ＬＥＤの光は指向性が強いことから発光素子１２の光源としてＬＥＤを用いると、複数の発光素子１２（ＬＥＤ素子）によってつぶつぶ感（輝度むら）が発生するが、グローブ３０に光拡散機能を持たせることで、複数の発光素子１２によるつぶつぶ感を抑制できる。

なお、グローブ３０に光拡散機能を持たせずに、内部のＬＥＤモジュール１０が視認できるようにグローブ３０を透明にしてもよい。また、グローブ３０の形状は、回転楕円体又は偏球体であってもよく、また、一般的な電球形状であるＡ型のバルブに準拠した形状であってもよい。

［回路ユニット］
図２及び図３に示される回路ユニット４０は、ＬＥＤモジュール１０（発光素子１２）を発光させるための駆動回路である。つまり、回路ユニット４０は、ＬＥＤモジュール１０を発光させるための電力をＬＥＤモジュール１０に供給する。本実施の形態において、回路ユニット４０は、ＬＥＤモジュール１０の点灯及び消灯を行うための点灯回路であり、電源ユニット（電源回路）を構成している。回路ユニット４０は、例えば、口金５０から供給される交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力をＬＥＤモジュール１０に供給する。回路ユニット４０（点灯回路）から供給される直流電力によってＬＥＤモジュール１０（発光素子１２）が点灯又は消灯する。

回路ユニット４０は、回路基板４１と、当該回路基板４１に実装された複数の電子部品４２とを有する。回路ユニット４０は、ＬＥＤモジュール１０と口金５０との間に配置される。具体的に、回路ユニット４０は、外郭筐体２０に収納されている。本実施の形態において、回路ユニット４０は、外郭筐体２０のみで収納されている。図３に示すように、回路ユニット４０は、外郭筐体２０に設けられた凸部２５のスリットに回路基板４１をスライド挿入させて凸部２５に係止させることで外郭筐体２０に保持されている。なお、回路基板４１の固定手段は、これに限るものではなく、ねじ等で回路基板４１を外郭筐体２０に固定してもよい。

回路基板４１は、一方の面（半田面）に銅箔等の金属配線が形成されたプリント回路基板（ＰＣＢ）である。回路基板４１に実装された複数の電子部品４２は、回路基板４１に形成された金属配線によって互いに電気的に接続されている。

回路基板４１には、出力端子４３と入力端子（不図示）が設けられている。出力端子４３は、ＬＥＤモジュール１０の基板１１に設けられたコネクタ端子１３と機械的及び電気的に連結されている。一方、入力端子には一対のリード線（不図示）が接続されている。入力端子に接続された一対のリード線の他方端は口金５０に接続されている。

回路基板４１は、例えば、外郭筐体２０の筒軸と略平行する姿勢（縦置き）で配置されている。なお、回路基板４１は、縦置きの配置に限るものではなく、当該回路基板４１の主面が外郭筐体２０の筒軸と略直交する姿勢（横置き）で配置してもよい。また、回路基板４１に形成された金属配線は、回路基板４１の一方の面（片面）のみに形成するのではなく、回路基板４１の両面に形成してもよい。つまり、回路基板４１は両面配線基板であってもよい。

回路基板４１に実装される電子部品４２は、ＬＥＤモジュール１０を点灯させるための複数の回路素子であり、例えば、電解コンデンサやセラミックコンデンサ等の容量素子、抵抗器等の抵抗素子、整流回路素子、コイル素子、チョークコイル（チョークトランス）、ノイズフィルタ、ダイオード又は集積回路素子等の半導体素子等である。

このように構成される回路ユニット４０は、絶縁樹脂材料によって構成された外郭筐体２０に収納されることで絶縁性が確保されている。なお、ＬＥＤモジュール１０の発光状態を制御するために、回路ユニット４０には、調光回路や調色回路などの光制御回路、又は、無線通信回路などが組み合わされていてもよい。

［口金］
図２及び図３に示される口金５０は、ＬＥＤモジュール１０（発光素子１２）を発光させるための電力をランプ外部から受電する受電部である。口金５０は、外郭筐体２０における開口部２１とは反対側の部分に取り付けられている。具体的には、口金５０は、外郭筐体２０の開口部２２に取り付けられている。

口金５０の内周面には、外郭筐体２０の開口部２２に形成された螺合部に螺合させるための螺合部が形成されている。口金５０は、開口部２２の螺合部にねじ込まれることで外郭筐体２０に外嵌される。

ＬＥＤ電球１は、外郭筐体２０に外嵌された口金５０を、例えば照明器具の器具本体のソケットに装着することで、器具本体に取り付けられる。具体的には、口金５０の外周面には、器具本体のソケットに螺合させるための螺合部が形成されている。口金５０が器具本体のソケットに装着されることで、口金５０は器具本体から電力を受けることができる状態となる。口金５０には、例えば商用電源から交流電力が供給される。本実施の形態における口金５０は二接点によって交流電力を受電し、口金５０で受電した電力は、一対のリード線を介して回路ユニット４０の入力端子に入力される。

口金５０は、例えば、金属製の有底筒形状であって、図３に示すように、外周面が螺合部となっているシェル部５１と、シェル部５１に絶縁部５２を介して装着されたアイレット部５３とを有する。絶縁部５２は、例えばガラスカレットによって構成される。回路ユニット４０に接続される一対のリード線は、一方が口金５０のシェル部５１に接続され、一方が口金５０のアイレット部５３に接続される。

口金５０の種類は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、ねじ込み式のエジソンタイプ（Ｅ型）の口金を用いている。例えば、口金５０として、Ｅ２６形、Ｅ１７形又はＥ１６形等が挙げられる。また、口金５０は、エジソンタイプではなく、スワンタイプ（差し込み式）であってもよい。

［効果等］
次に、本実施の形態におけるＬＥＤ電球１の特徴となる構成と作用効果について説明する。

図４に示すように、ＬＥＤ電球１は、基板１１と、基板１１の第１の面１１ａに配置された発光素子１２と、基板１１を保持する外郭筐体２０とを備えており、基板１１は、第２の面１１ｂが外郭筐体２０に接する状態で外郭筐体２０に固定されている。

つまり、従来のＬＥＤ電球では、基板１１と外郭筐体２０との間に基台（モジュールプレート）が配置されていたが、本実施の形態におけるＬＥＤ電球１では、従来用いられていた基台を用いることなく、基板１１が外郭筐体２０に直接接続されている。

このように、本実施の形態におけるＬＥＤ電球１では、基台（モジュールプレート）を用いていないので、基台を用いた従来のＬＥＤ電球と比べて基板１１から外郭筐体２０までの熱抵抗を低減することができる。これにより、発光素子１２で発生した熱は、基板１１から外郭筐体２０へと直接伝導することになり、外郭筐体２０から外部（大気中）へと導かれる。したがって、発光素子１２で発生した熱を効率良く放熱させることができる。この結果、高効率のＬＥＤ電球１を実現できるとともに、容易に高ワット化を図ることができる。

しかも、基台（モジュールプレート）を用いないことで、従来のＬＥＤ電球と比べて部品点数を削減することができる。したがって、本実施の形態におけるＬＥＤ電球１によれば、部品コスト及び組み立て工数を削減することもできる。

また、本実施の形態において、外郭筐体２０は、開口部２１を有する筒状の筒体であり、開口部２１には、基板１１を載置するための載置面２１ａ１を有する載置部２１ａが設けられている。そして、基板１１は、開口部２１を覆うように載置面２１ａ１に載置されることで外郭筐体２０に接している。

これにより、基板１１を載置部２１ａの載置面２１ａ１に面接触させることができるので、基板１１に伝導した発光素子１２の熱を外郭筐体２０に効率良く伝導させることができる。したがって、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。

また、本実施の形態において、載置部２１ａの載置面２１ａ１は、外郭筐体２０の開口部２１の端面を構成する環状の平面を有している。

これにより、基板１１は、基板１１の外周領域において外郭筐体２０（載置部２１ａ）と接触することになる。つまり、基板１１と外郭筐体２０とは環状に接触することになる。本実施の形態では、基板１１と外郭筐体２０との接触面は円環状となっている。このように、基板１１と外郭筐体２０とが環状に接触することで、発光素子１２で発生した熱が基板１１の周方向に均一に分散して伝導するので、発光素子１２で発生した熱をより一層効率良く放熱させることができる。

また、本実施の形態において、外郭筐体２０は、外郭筐体２０の内面に沿って外郭筐体２０の開口部２１から奥側（口金５０側）に向かって延伸するリブ２３を有しており、リブ２３の一方の端面は、載置部２１ａの載置面２１ａ１の一部を構成している。

これにより、リブ２３を設けた分だけ基板１１と外郭筐体２０との接触面積を増やすことができるので、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。

なお、外郭筐体２０のリブ２３は、外郭筐体２０の内面の周方向に沿って複数設けられているとよい。

これにより、外郭筐体２０との接触面積をさらに増やすことができるので、発光素子１２で発生した熱をさらに効率良く放熱させることができる。このとき、リブ２３の高さ（肉厚）を大きくすることで、さらに放熱性を向上させることができる。これにより、より高ワットのＬＥＤ電球１を実現することができる。

また、本実施の形態において、リブ２３には、外郭筐体２０の筒軸方向に延伸するねじ穴２３ａが設けられており、基板１１には、貫通孔１１ｃが設けられている。そして、基板１１と外郭筐体２０とは、貫通孔１１ｃに挿通されてねじ穴２３ａにねじ込まれたねじ６０によって固定されている。

これにより、リブ２３を利用して基板１１と外郭筐体２０とを固定することができる。さらに、金属製のねじ６０は樹脂製の外郭筐体２０よりも熱伝導率が大きいので、ねじ６０を用いることでねじ６０が熱伝導経路として機能する。したがって、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。

また、本実施の形態において、ねじ６０は、上面視において、発光素子１２よりも外側に位置している。

このように、熱伝導経路として機能するねじ６０を発光素子１２よりも外側に配置することによって、発光素子１２で発生した熱が外側へと導かれやすくなる。したがって、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。

また、本実施の形態において、ねじ６０の軸部と基板１１の貫通孔１１ｃとの間には、隙間が設けられている。

これにより、ねじ６０を締め付けたときに発生する応力をこの隙間で吸収して緩和させることができる。

また、本実施の形態において、ＬＥＤ電球１は、発光素子１２を覆うグローブ３０を備えている。

これにより、発光素子１２を保護することができるので、信頼性に優れたＬＥＤ電球１を実現できる。

この場合、グローブ３０は、樹脂製よりもガラス製であるとよい。

これにより、樹脂製とするよりもグローブ３０の熱伝導率を大きくすることができる。したがって、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。実際、発光素子１２のジャンクション温度（Ｔｓ）を測定したところ、ガラス製のグローブ３０を用いた場合は、樹脂製のグローブ３０を用いた場合よりも、ジャンクション温度を約９℃低減できた。

また、本実施の形態において、外郭筐体２０の開口部２１には、載置部２１ａよりも外側に環状の溝部２１ｂが形成されており、グローブ３０の開口部３１の端部は、溝部２１ｂに配置されている。

これにより、グローブ３０の位置決めを容易に行うことができるので、グローブ３０を精度良く外郭筐体２０に固定することができる。

また、本実施の形態において、グローブ３０と外郭筐体２０とは、外郭筐体２０の開口部２１の溝部２１ｂに充填された接着剤２４によって固着されている。

これにより、グローブ３０と外郭筐体２０とを接着剤２４によって隙間無く固着することができるので、グローブ３０内に虫や水分等が侵入することを抑制することができる。

また、本実施の形態において、溝部２１ｂは、基板１１の第２の面１１ｂに対向する位置にまで形成されている。

これにより、基板１１の第２の面１１ｂ側（ウラ側）にまで接着剤２４を充填させることができる。この結果、硬化した接着剤２４が基板１１の外周端部に引っ掛かる構造となるので、グローブ３０が接着剤２４とともに外郭筐体２０から抜け落ちることを抑制できる。

また、本実施の形態において、ＬＥＤ電球１は、さらに、発光素子１２を発光させるための回路ユニット４０を備えており、回路ユニット４０は、外郭筐体２０に収納されている。

このように、外郭筐体２０で回路ユニット４０を収納することで、回路ユニット４０を内蔵するＬＥＤ電球１を実現することができる。

また、本実施の形態において、回路ユニット４０は、外郭筐体２０のみで収納されている。

これにより、回路ユニット４０を外郭筐体２０で保護することができる。つまり、外郭筐体２０をＬＥＤ電球１の外郭ケースとして利用するだけではなく、回路ケースとして利用することもできる。したがって、部品点数を削減することができる。なお、この場合、回路ユニット４０の絶縁耐圧を確保するために、外郭筐体２０は絶縁材料によって構成するとよい。

また、本実施の形態において、ＬＥＤ電球１は、さらに、発光素子１２を発光させるための電力を受電する口金５０を備えており、口金５０は、外郭筐体２０における開口部２１とは反対側の部分に取り付けられている。具体的には、口金５０が、外郭筐体２０の開口部２２に取り付けられている。

これにより、照明器具の器具本体のソケットに脱着可能なＬＥＤ電球１を実現することができる。

また、本実施の形態において、外郭筐体２０は、樹脂製である。

これにより、安全性に優れたＬＥＤ電球１を低コストで作製することができる。

（実施の形態１の変形例）
図５は、実施の形態１の変形例に係るＬＥＤ電球１Ａの要部拡大断面図である。

本変形例におけるＬＥＤ電球１Ａと上記実施の形態１におけるＬＥＤ電球１とでは、発光素子１２と外郭筐体２０に設けられたリブ２３との相対的な位置関係が異なる。これ以外の構成については、本変形例と上記実施の形態１とは同様の構成となっている。

具体的には、上記実施の形態１におけるＬＥＤ電球１では、基板１１の上面視において、発光素子１２とリブ２３とはオーバーラップしていなかったが、本変形例におけるＬＥＤ電球１Ａでは、図５に示すように、基板１１の上面視において、発光素子１２とリブ２３とがオーバーラップしている。つまり、発光素子１２の少なくとも一部が、基板１１を介して外郭筐体２０のリブ２３と対向しており、発光素子１２とリブ２３とで基板１１を挟むように構成されている。

例えば、発光素子１２の一部は、基板１１を介してリブ２３の直上に位置している。言い換えると、リブ２３は、基板１１を介して発光素子１２の一部の直下に位置している。

このように、発光素子１２の少なくとも一部を、基板１１を介して外郭筐体２０のリブ２３と対向させることで、発光素子１２からリブ２３への熱伝導経路を短くすることができる。したがって、発光素子１２で発生した熱を効率良く外郭筐体２０に伝導させることができるので、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。

なお、発光素子１２とリブ２３とをオーバーラップさせる場合、発光素子１２を構成するＬＥＤチップ１２ｂの直下にリブ２３が位置するとよい。これにより、熱源であるＬＥＤチップ１２ｂからリブ２３への熱伝導経路をさらに短くすることができるので、発光素子１２で発生した熱を一層効率良く放熱させることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係るＬＥＤ電球２について、図６〜図８を用いて説明する。図６は、実施の形態２に係るＬＥＤ電球２の断面斜視図である。図７は、同ＬＥＤ電球２における外郭筐体２０Ａの斜視図である。図８は、同ＬＥＤ電球２の要部拡大断面図であり、図６の破線で囲まれる領域Ｙの構造を示している。なお、図６において、回路ユニット４０は省略している。

本実施の形態におけるＬＥＤ電球２と上記実施の形態１におけるＬＥＤ電球１とでは、外郭筐体の形状が異なる。これ以外の構成については、実施の形態２と実施の形態１とは同様の構成となっている。

具体的には、本実施の形態においても実施の形態１と同様に、外郭筐体２０には複数のリブ２３が設けられている。しかし、実施の形態１では、２つのリブ２３の全てにねじ穴２３ａが形成されていたのに対して、本実施の形態では、外郭筐体２０に１０個のリブ２３が設けられており、このうちの２つのリブ２３にはねじ穴２３ａが形成されているが、残りの８つのリブ２３にはねじ穴２３ａが形成されていない。つまり、本実施の形態では、複数のリブ２３のうちの少なくとも一部のリブ２３にだけねじ穴２３ａが形成されている。

ねじ穴２３ａが形成されていないリブ２３は、ねじ穴２３ａが形成されたリブ２３と同様に、一方の端面（グローブ３０側の端面）が載置部２１ａの載置面２１ａ１の一部を構成している。つまり、図８に示すように、ねじ穴２３ａが形成されていないリブ２３の一方の端面には基板１１の第２の面１１ｂが面接触している。

このように、本実施の形態では、実施の形態１のＬＥＤ電球１に対して、リブ２３の数を増やしている。これにより、リブ２３の数を増やした分だけ基板１１と外郭筐体２０との接触面積を増やすことができる。したがって、実施の形態１のＬＥＤ電球１と比べて、発光素子１２で発生した熱をより一層効率良く放熱させることができる。

また、リブ２３の数を増やすことで外郭筐体２０の熱容量を大きくできるので、外郭筐体２０の放熱性能を向上させることができる。しかも、リブ２３は、開口部２１から開口部２２に向かう方向に延在しているので、外郭筐体２０に伝導した発光素子１２の熱が口金５０側に伝導しやすくなる。この結果、発光素子１２で発生した熱をより一層効率良く放熱させることができる。

なお、ねじ穴２３ａが形成されていないリブ２３は、ねじ穴２３ａが形成されたリブ２３と同様に、外郭筐体２０の内面の周方向に沿って複数設けられている。具体的には、ねじ穴２３ａが形成されていないリブ２３とねじ穴２３ａが形成されたリブ２３とは、外郭筐体２０の内面の周方向に沿って等間隔に設けられている。つまり、全てのリブ２３が等間隔となるように放射状となる位置に設けられている。

これにより、発光素子１２で発生した熱が基板１１の放射状に伝導するので、発光素子１２で発生した熱をより一層効率良く放熱させることができる。

また、図９に示すように、本実施の形態においても、基板１１の上面視において、発光素子１２とリブ２３とがオーバーラップしているとよい。つまり、発光素子１２の少なくとも一部が、基板１１を介して外郭筐体２０のリブ２３と対向しているとよい。この場合、発光素子１２と対向するリブ２３は、図９に示すように、ねじ穴２３ａが形成されていないものでもよいし、ねじ穴２３ａが形成されていないものでもよい。

このように、発光素子１２の少なくとも一部を、基板１１を介して外郭筐体２０のリブ２３と対向させることで、発光素子１２からリブ２３への熱伝導経路を短くすることができる。したがって、発光素子１２で発生した熱をより一層効率良く放熱させることができる。

なお、この場合も、発光素子１２を構成するＬＥＤチップ１２ｂの直下にリブ２３が存在するとよい。

（その他変形例等）
以上、本発明に係る照明装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び各変形例に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態１、２及び変形例では、基板１１と外郭筐体２０とを２本のねじ６０で固定したが、基板１１と外郭筐体２０とは３本以上のねじ６０で固定する方がよい。上記の実施の形態１、２のように２本のねじ６０で基板１１と外郭筐体２０とを固定した場合には、照明装置の点灯及び消灯による熱応力によって基板１１（モジュール基板）に反りが発生する。これに対して、少なくとも３本のねじ６０で基板１１と外郭筐体２０とを固定した場合には、上記熱応力による基板１１の反りを低減することができる。しかも、３本以上のねじ６０で基板１１と外郭筐体２０とを固定することで、基板１１と外郭筐体２０との間に隙間が発生することを抑制したり隙間ができてもその間隔を小さくしたりできるので、基板１１から外郭筐体２０への熱伝導性を向上させることができる。

また、本発明は、ＬＥＤ電球として実現することができるだけでなく、ＬＥＤ電球と、当該ＬＥＤ電球が取り付けられる器具本体とを備える照明器具としても実現することができる。器具本体には、ＬＥＤ電球の口金が装着されるソケットが設けられている。また、照明器具は、ＬＥＤ電球を覆う透光性のランプカバーを備えていてもよい。

また、上記の実施の形態１、２及び変形例では、ＬＥＤ電球を例にとって説明したが、本発明は、直管形蛍光灯に代替する直管ＬＥＤランプ、又は、ＧＸ５３口金又はＧＨ７６ｐ口金等を有するフラット型のＬＥＤランプ等、その他の口金付きのＬＥＤランプにも適用することできる。

また、上記の実施の形態１、２及び変形例では、照明装置として、照明器具に装着して使用する口金付きの照明装置を例にとって説明したが、本発明に係る照明装置は、照明器具そのものとして実現することもできる。このような照明装置としては、天井等に設置されるダウンライト、スポットライト、シーリングライト、又は、スタンドライト等の照明器具が挙げられる。

また、上記の実施の形態１、２及び変形例において、基板１１と外郭筐体２０とはねじ６０によって固定したが、基板１１と外郭筐体２０との固定方法はねじ止めに限るものではなく、接着剤等の他の固定手段によって基板１１と外郭筐体２０とを固定してもよい。

また、上記の実施の形態及び変形例において、発光素子１２は、ＳＭＤ型ＬＥＤ素子であるとしたが、これに限らない。例えば、ベアチップが基板上に直接実装（１次実装）されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）型のＬＥＤモジュールを用いてもよい。つまり、発光素子１２として、ＬＥＤチップそのものが採用されてもよい。この場合、封止部材によって、複数のＬＥＤチップを一括又は個別に封止してもよい。封止部材には、上述のように黄色蛍光体等の波長変換材が含有されていてもよい。

また、上記の実施の形態１、２及び変形例において、発光素子１２は、青色ＬＥＤチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するＢ−Ｙタイプの白色ＬＥＤ素子としたが、これに限らない。例えば、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色ＬＥＤチップと組み合わせることによりに白色光を放出するように構成してもよい。また、演色性を高める目的で、黄色蛍光体に加えて、さらに赤色蛍光体や緑色蛍光体を混ぜても構わない。また、青色以外の色を発するＬＥＤチップを用いてもよく、例えば、青色ＬＥＤチップが放出する青色光よりも波長が短い紫外光を放出する紫外ＬＥＤチップを用いて、主に紫外光により励起されて青色光、赤色光及び緑色光を放出する青色蛍光体、緑色蛍光体及び赤色蛍光体によって白色光を放出するように構成してもよい。

また、上記の実施の形態１、２及び変形例において、ＬＥＤモジュール１０は、調光制御可能及び／又は調色制御可能に構成されていてもよい。例えば、ＬＥＤモジュール１０が、赤色光を発する赤色ＬＥＤ光源、緑色光を発する緑色ＬＥＤ光源及び青色光を発する青色ＬＥＤ光源を備えることで、ＲＧＢ制御を行うことができる。これにより、調色制御可能なＬＥＤモジュールを実現できる。

また、上記の実施の形態１、２及び変形例において、発光素子１２の光源としてＬＥＤを例示したが、半導体レーザなどの半導体発光素子、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）又は無機ＥＬ等、その他の固体発光素子を用いてもよい。

その他、上記の各実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記の各実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１、１Ａ、２ ＬＥＤ電球（照明装置）
１１ 基板
１１ａ 第１の面
１１ｂ 第２の面
１１ｃ 貫通孔
１２ 発光素子
２０、２０Ａ 外郭筐体
２１、２２ 開口部
２１ａ 載置部
２１ａ１ 載置面
２１ｂ 溝部
２３ リブ
２３ａ ねじ穴
２４ 接着剤
３０ グローブ（透光カバー）
４０ 回路ユニット
５０ 口金
６０ ねじ

Claims (18)

1. 基板と、
   前記基板の第１の面に配置された発光素子と、
   前記基板を保持する外郭筐体とを備え、
   前記基板は、前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面が前記外郭筐体に接する状態で前記外郭筐体に固定されている
   照明装置。
2. 前記外郭筐体は、開口部を有する筒状の筒体であり、
   前記開口部には、前記基板を載置するための載置面を有する載置部が設けられ、
   前記基板は、前記開口部を覆うように前記載置面に載置されることで前記外郭筐体に接している
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記載置面は、前記開口部の端面を構成する環状の平面を有する
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記外郭筐体は、前記外郭筐体の内面に沿って前記外郭筐体の前記開口部から奥側に向かって延伸するリブを有し、
   前記リブの一方の端面は、前記載置面の一部を構成する
   請求項２又は３に記載の照明装置。
5. 前記リブは、前記外郭筐体の内面の周方向に沿って複数設けられている
   請求項４に記載の照明装置。
6. 前記発光素子の少なくとも一部は、前記基板を介して前記リブと対向している
   請求項４又は５に記載の照明装置。
7. 前記リブの少なくとも１つには、前記外郭筐体の筒軸方向に延伸するねじ穴が設けられ、
   前記基板には、貫通孔が設けられ、
   前記基板と前記外郭筐体とは、前記貫通孔に挿通されて前記ねじ穴にねじ込まれたねじによって固定されている
   請求項４〜６のいずれか１項に記載の照明装置。
8. 上面視において、前記ねじは、前記発光素子よりも外側に位置する
   請求項７に記載の照明装置。
9. 前記ねじの軸部と前記貫通孔との間には、隙間が設けられている
   請求項７又は８に記載の照明装置。
10. さらに、前記発光素子を覆う透光カバーを備える
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の照明装置。
11. 前記透光カバーは、ガラス製である
    請求項１０に記載の照明装置。
12. 前記開口部には、前記載置部よりも外側に環状の溝部が形成されており、
    前記透光カバーの開口部の端部は、前記溝部に配置されている
    請求項１０又は１１に記載の照明装置。
13. 前記透光カバーと前記外郭筐体とは、前記溝部に充填された接着剤によって固着されている
    請求項１２に記載の照明装置。
14. 前記溝部は、前記基板の前記第２の面に対向する位置にまで形成されている
    請求項１３に記載の照明装置。
15. さらに、前記発光素子を発光させるための回路ユニットを備え、
    前記回路ユニットは、前記外郭筐体に収納されている
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の照明装置。
16. 前記回路ユニットは、前記外郭筐体のみで収納されている
    請求項１５に記載の照明装置。
17. さらに、前記発光素子を発光させるための電力を受電する口金を備え、
    前記口金は、前記外郭筐体における前記開口部とは反対側の部分に取り付けられている
    請求項１〜１６のいずれか１項に記載の照明装置。
18. 前記外郭筐体は、樹脂製である
    請求項１〜１７のいずれか１項に記載の照明装置。

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