JP5677891B2 - ランプ - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の半導体発光素子を用いたランプに関する。

近年、ＬＥＤ等の半導体発光素子は、高効率および長寿命であることから、各種ランプの新しい光源として期待されており、ＬＥＤを光源とするＬＥＤランプの研究開発が進められている。

このようなＬＥＤランプとしては、直管形のＬＥＤランプ（直管形ＬＥＤランプ）および電球形のＬＥＤランプ（電球形ＬＥＤランプ）がある。また、いずれのランプにおいても複数のＬＥＤが基板に実装されて構成されるＬＥＤモジュール（発光モジュール）が用いられる。

例えば、特許文献１には、従来の直管形ＬＥＤランプが開示されている。

特開２００９−０４３４４７号公報

従来のＬＥＤランプは、基本的な構成として、ＬＥＤモジュールと、ＬＥＤモジュールを内包する外殻部材（ガラス管、樹脂製、または、ガラス製のグローブなど）とを備えている。

このような構成のＬＥＤランプにおいて、外殻部材の端部には、例えばＬＥＤモジュールを内部に挿入するための開口が設けられている。

このような外殻部材において、例えば端部開口が気密に封止されていない場合、水滴等の水分や、ゴミ、埃等の異物が外殻部材の内部に浸入する可能性が生じる。特に、水分が外殻部材の内部に侵入してしまうと、ＬＥＤモジュールを劣化させ、その寿命を短くする要因となるため、外殻部材の端部開口の封止は重要である。

そこで、ＬＥＤランプを製造する際に、ガラス製の外殻部材の端部開口を熱で封止することが考えられる。具体的には、例えば、端部開口を加熱後、金型等にて挟み込んで圧潰し熱溶着させること（ピンチシールと呼ばれる）、または、端部開口に、当該端部開口に対応する形状および大きさの封止体を熱溶着させることが考えられる。

しかしながら、このような熱溶着は、開口端部に、高熱（例えば７００℃程度）を所定の時間（例えば数十秒）照射するものであるため（例えば、ガスバーナー等による加熱）、この照射の際の放射熱によって、外殻部材の内部のＬＥＤモジュールが劣化する等の悪影響を受けることが考えられる。

また、放射熱によるＬＥＤモジュールの劣化を防止するために、例えば、熱溶着の際に、ＬＥＤモジュール近傍の温度を監視しながら、熱溶着に用いる熱源の温度、および、熱の照射時間を細かく制御すること考えられる。

しかし、この方法は、例えば、生産効率の観点から現実的に採りうる方法ではなく、また、熱溶着の確実性が保障される方法でもない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、外殻部材内に配置した半導体発光素子が、外殻部材の端部開口を封止する際の熱によって悪影響を受けることなく、半導体発光素子を気密性の高い外殻部材の内部に設けることができるとともに、効率よく量産することのできるランプ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、本発明の一態様に係るランプは、半導体発光素子が配置された基体と、内方に前記基体が配置され、透光性を備える外殻部材と、前記外殻部材の端部開口が熱により封止されることで形成された封止端部と前記基体との間に配置された遮熱体とを備える。

この構成によれば、外殻部材の端部開口は、熱溶着により封止されているため、当該端部開口の気密性は高い状態で維持される。また、端部開口を封止する際に生じる放射熱は、封止端部と基体との間に配置された遮熱体によって遮蔽されるため、半導体発光素子が配置された基体側の空間に移動し難くなり、当該放射熱によって、半導体発光素子が配置された基体が悪影響を受けることを抑制することができる。

そのため、本発明に係るランプを生産する際に、例えば、半導体発光素子の近傍の温度を監視しながら封止端部を加熱するような手間のかかる工程は不要である。

このように、本態様のランプは、半導体発光素子を気密性の高い外殻部材の内部に備えたランプを得ることができ、また効率よく量産可能なランプである。また、遮蔽体によって放射熱を遮蔽するので、端部開口と基体との距離を短くすることが可能となって、ランプを小型化することができる。

また、外殻部材の気密性が高いため、例えば、水分等の異物の外殻部材への浸入が防止される。また、例えば、熱伝導性の高い気体（例えばヘリウム）を外殻部材に封入することも可能となり、これにより半導体発光素子の放熱効率を向上させることができる。

従って、本態様のランプによれば、半導体発光素子の長寿命化も実現される。

また、本発明の一態様に係るランプは、前記端部開口を封止する封止体を備え、前記封止端部は、前記端部開口に前記封止体が熱により溶着されることで形成されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、端部開口が比較的に大きい場合であっても、当該端部開口を確実に封止することができる。

また、本発明の一態様に係るランプにおいて、前記封止体には、前記外殻部材の外部から前記半導体発光素子に電力を供給するための導電部材を封着するともに貫通させる第一孔が形成されているとしてもよい。

この構成によれば、端部開口を通過する導電部材を介して半導体発光素子に電力が供給される場合であっても、封止体によって当該端部開口は確実に封止される。また、電力供給のための導電部材は第一孔において封着されるため、封止端部における気密性は担保される。

また、本発明の一態様に係るランプにおいて、前記遮熱体には前記導電部材が貫通する第二孔が形成されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、基体から延ばされた導電部材が遮熱体と封止体とを貫通するため、導電部材を介して封止体と遮熱体と基体とが連結された状態となる。つまり、当該ランプを組み立てる際に、これら封止体と遮熱体と基体とを、互いに連結された一つの部材として扱うことができるため、例えば、当該ランプの生産効率が向上される。

また、本発明の一態様に係るランプにおいて、前記遮熱体は、前記封止体と接合されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、導電部材が通過しない端部開口を封止体で封止する場合に、当該端部口と基体との間で遮熱体を固定するための手段を別途用いる必要がない。

また、本発明の一態様に係るランプにおいて、前記遮熱体は、セラミックで構成されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、軽量であってかつ遮熱性能の高い材料で遮熱体が構成されるため、例えば、ランプの重量を不要に増加させることなく、かつ、高い遮熱効果を得ることができる。

また、本発明の一態様に係るランプにおいて、前記遮熱体は、赤外線反射膜付きガラスで構成されているとしてもよい。

この構成によれば、この場合、基体から見て、遮熱体の外側にまで、半導体発光素子からの光を到達させることができる。つまり、照明光として利用される光束を増加させることができる。

また、本発明の一態様に係るランプにおいて、前記遮熱体は、板状の部材であって、前記封止端部から見た場合に、前記基体の、前記封止端部側の側面を覆うように配置されているとしてもよい。

この構成によれば、例えば、半導体発光素子が配置された基体に対する熱放射の影響が確実に抑制される。

本発明によれば半導体発光素子を気密性の高い外殻部材の内部に備えたランプであって、効率よく生産可能なランプを提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態１におけるランプの構成概要を示す上面図および斜視図である。 図２は、実施の形態１におけるランプの分解斜視図である。 図３は、実施の形態１における保持部材の形状の例を示す図である。 図４は、実施の形態１における保持部材の上面視における形状の例を示す図である。 図５は、実施の形態１における、端部開口の内径を他の部分より小さく形成した場合の外殻部材の外観を示す斜視図である。 図６は、図５に示す外殻部材と口金との関係を示す上面図である。 図７は、図５に示す外殻部材に、保持部材が取り付けられた基体が挿入される様子を示す斜視図である。 図８は、実施の形態１における保持部材が形状記憶合金により構成されている場合のランプの製造工程の一部を示す斜視図である。 図９は、表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤを有するＬＥＤモジュールの外観を示す斜視図である。 図１０は、長尺状の１枚の基板を備えるＬＥＤモジュールの外観を示す斜視図である。 図１１Ａは、実施の形態１における封止体と遮熱体とが接合された状態を示す上面図である。 図１１Ｂは、実施の形態１における遮熱体の別の形状の一例を示す図である。 図１２は、実施の形態２におけるランプの分解斜視図である。 図１３は、図１３は、実施の形態２におけるランプの正面図である。

以下に、本発明の実施形態に係るランプについて、図面を参照しながら説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。

（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１におけるランプについて、図１〜図１１Ｂを用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態１におけるランプ１００の構成概要を示す上面図および斜視図であり、図２は、実施の形態１におけるランプ１００の分解斜視図である。

なお、図１を含む各図において、ランプ１００の構造が分かり易いように、便宜上、ランプ１００において半導体発光素子（ＬＥＤ１１２）が配置された側を上方に向けて図示している。

図１および図２に示すように、本発明の実施の形態１におけるランプ１００は、直管形ＬＥＤランプであり、複数のＬＥＤモジュール１１０が並べられた基台１１５と、透光性を備える外殻部材１２０とを備える。

ＬＥＤモジュール１１０は、基板１１４と、基板１１４上に配置された発光部１１１とを有する。発光部１１１は、複数のＬＥＤ１１２と、これら複数のＬＥＤ１１２を封止する封止部材１１３とにより構成されている。

ＬＥＤ１１２としては、例えば青色ＬＥＤが採用され、封止部材１１３としては、例えば、シリコーン樹脂等の透光性材料に所定の蛍光体粒子が分散された材料が採用される。また、この蛍光体粒子としては、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が採用される。

黄色蛍光体粒子は、ＬＥＤ１１２からの青色光によって励起されると黄色光を放出する。その結果、当該黄色光とＬＥＤモジュール１１０からの青色光とによって得られる白色光が発光部１１１から放出される。

なお、本実施の形態では、基板１１４と基台１１５とによって構成される構造物を基体１１６と呼ぶ。また、この場合、基体１１６にＬＥＤ１１２が配置されていると表現される。

外殻部材１２０は、本実施の形態ではガラス管である。なお、図１等において、外殻部材１２０の内部の構造を説明するために、外殻部材１２０は透明に描かれているが、外殻部材１２０は透明である必要はない。

例えば、透明である外殻部材１２０の外面または内面に、拡散膜が形成されていてもよい。これにより、ＬＥＤモジュール１１０が発する光を拡散させることができる。このような拡散膜としては、例えば、外殻部材１２０の内面にシリカまたは炭酸カルシウム等が塗布されることで形成された拡散膜が例示される。

また、基体１１６（基板１１４および基台１１５）の材料に特に限定はないが、例えば、ＬＥＤ１１２からの光を透過させる透光性を有する材料（ガラス、または、透光性を有するセラミックスなど）で構成されている。

ここで、ＬＥＤ１１２からの光が、直接的に基体１１６に到達した場合、または、上記の拡散膜等を経て、間接的に基体１１６に到達した場合を想定する。この場合、当該光は、基体１１６を透過することができ、その結果、外殻部材１２０の外方まで放出される。つまり、基体１１６が透光性を有することで、ランプ１００は、より広範囲に光を放射することができる。

また、基体１１６は、保持部材１４０によって、外殻部材１２０の内方の所定の位置に保持されている。なお、本実施の形態では、図１の平面図に示すように、３つの保持部材１４０によって基体１１６が保持されているが、保持部材１４０の数は１以上であればよい。

また、本実施の形態では、例えば、ＬＥＤ１１２が、外殻部材１２０の長手方向（Ｘ軸方向）に垂直な断面の中心付近に位置するように、基体１１６が保持されている。

保持部材１４０は、複数の線状部材１４１を有し、複数の線状部材１４１のそれぞれが外殻部材１２０の内面と接触することで、基体１１６を外殻部材１２０の内方の所定の位置に保持する。

簡単に言うと、保持部材１４０は、基体１１６から外殻部材１２０の内面の方向に向かう複数の腕（線状部材１４１）を備えている。

また、複数の線状部材１４１のそれぞれは、弾性を有し、かつ、基体１１６から外殻部材１２０の内面の方向であって互いに異なる方向に延びている。

本実施の形態では、保持部材１４０は、２つの線状部材１４１を有し、これら２つの線状部材１４１は、基体１１６を挟んで、およそ互いに反対方向に延びており、外殻部材１２０の内面方向に広がる弾性力によって、言わば突っ張ることで基体１１６を所定の位置に保持している。

線状部材１４１はその先端部分が外殻部材１２０内面に線接触で接触している。線状部材１４１は外殻部材１２０内面に対して点接触でもよいが、線接触の方が接触面積が多いため強固に保持できる。

１つの保持部材１４０は、例えば１本の弾性を有する金属棒または金属板が折り曲げられることで形成されている。保持部材１４０の形状等の詳細については、図３を用いて後述する。

外殻部材１２０は、基体１１６の挿入口である端部開口１２１が熱により封止されることで形成された封止端部１２５を有する。

具体的には、外殻部材１２０には、保持部材１４０が取り付けられた状態の基体１１６が端部開口１２１から挿入される。その後、端部開口１２１に、例えば軟質ガラスで構成された封止体１３０が熱により溶着されることで、封止端部１２５が形成される。これにより、端部開口１２１が封止され閉塞される。すなわち、端部開口１２１の周縁と封止体１３０のフレア部分（端部開口１２１に対応する形状および大きさの部分）の周縁とを熱溶着している。

このように、外殻部材１２０の端部開口１２１が封止されることで、外殻部材１２０内をほぼ密閉状態にできるので、例えば、長期間に渡り、水あるいは水蒸気などが外殻部材１２０内に浸入することを防ぐことができ、水分によるＬＥＤモジュール１１０の劣化等を抑制することができる。

また、例えば、ヘリウムを外殻部材１２０に封入することが可能である。この場合、ＬＥＤ１１２で発生する熱についての放熱効率が向上される。

つまり、金属製のヒートシンクのような、光の照射の妨げとなる構成要素を基体１１６に取り付けることなく、実効的な放熱性が保障される。その結果、例えばＬＥＤ１１２の光出力の低下および寿命の短縮化が抑制される。

なお、図２では省略されているが、封止体１３０のほぼ中央には排気管として機能する１本の細管を備えており、この排気管を介して、外殻部材１２０の内部の大気と、ヘリウム等のガスとの置き換えが行われ、その後、熱により排気管の先端部が封止され閉塞（チップオフ）される。

また、封止体１３０を端部開口１２１に熱溶着する工程では、例えば、バーナー等からの約７００℃の熱が数十秒の間、ＬＥＤ１１２等を有する基体１１６の方向に放射されることになる。

そこで、本実施の形態のランプ１００は、封止端部１２５と基体１１６との間に配置された遮熱体１３５を備える。

遮熱体１３５は、耐熱性のある物体である。本実施の形態では、遮熱体１３５は、板状の部材であり、より具体的には、円盤状のセラミックである。

また、本実施の形態では、遮熱体１３５は、封止端部１２５から見た場合に、基体１１６の、封止端部１２５側の側面を覆うように配置されている。

本実施の形態のランプ１００では、この遮熱体１３５により、上記の熱溶着の工程で発生する放射熱が基体１１６の方向へ直接向かうのを遮蔽するので、放射熱による基体１１６への悪影響が抑制される。

なお、遮熱体１３５は、上記の熱溶着の工程で発生する放射熱に対する耐性を有し、かつ、放射熱の基体１１６への影響を抑制できれば、その形状および素材に限定はない。

本実施形態では、厚みが１ｍｍの遮熱体１３５を用いた。厚みが薄いと遮熱効果が無くなっていき、厚みが厚くなると重くなり好ましくない。また、遮熱体１３５側面と外殻部材１２０の内面との間隔を約２ｍｍとしている。この間隔を開けすぎると遮熱効果が減少していき、間隔が狭いと、遮熱体１３５が外殻部材１２０内面に接触し、挿入時に傷がつきやすくなったり、振動などで衝突したりして、割れの原因となったり、異音の原因となり好ましくない。

また、遮熱体１３５は、例えば、赤外線反射膜付きガラスで構成されていてもよい。この場合、基体１１６から見て、遮熱体１３５の外側にまで、ＬＥＤ１１２からの光を到達させることができる。つまり、照明光として利用される光束を増加させることができる。

また、封止端部１２５は、封止体１３０を用いずに形成されていてもよい。例えば、封止端部１２５は、加熱軟化状態において金型で挟んで圧潰封止するピンチシール工法により形成されていてもよい。

また、本実施の形態のランプ１００は、一対の口金ピン１５１を有する口金１５０と、ランプ１００を照明器具に取り付けるための取付部材１６０とを備える。

口金１５０は、例えば、口金ピン１５１を介して受け取った交流電力を直流電力に変換する点灯回路（図示せず）を有する。これにより口金１５０は、口金ピン１５１と、導電部材１５２および１５３を介して、複数のＬＥＤモジュール１１０に直流電力を供給することができる。

具体的には、図２に示すように、封止体１３０には、外殻部材１２０の外部からＬＥＤ１１２に電力を供給するための導電部材１５２を封着するともに貫通させる第一孔１３２が形成されている。つまり、導電部材１５２は、気密性が保たれる状態で第一孔１３２を貫通している。

なお、導電部材１５２は、第一孔１３２で封着されている部分を含む一部と、他の部分とが別体で構成されていてもよい。

さらに、本実施の形態では、遮熱体１３５には導電部材１５３が貫通する第二孔１３７が形成されている。なお、導電部材１５３は、導電部材１５２と連結され、かつ、複数のＬＥＤモジュール１１０と電気的に接続されている。つまり、導電部材１５３は、導電部材１５２とともに、ＬＥＤ１１２に電力を供給するための部材として機能する。

このように、本実施の形態のランプ１００では、ＬＥＤ１１２が配置された基体１１６から延ばされたリード線（導電部材１５２＋導電部材１５３）が遮熱体１３５と封止体１３０とを貫通している。

つまり、この場合、封止体１３０を貫通しているリード線（導電部材１５２＋導電部材１５３）が遮熱体１３５を貫通して基体１１６に接続されて一体化したマウント体を、端部開口１２１から外殻部材１２０の内方に挿入する。

保持部材１４０の線状部材１４１は弾性を有している。そのため、この挿入作業の際には、保持部材１４０は、弾性変形しながら無理なく外殻部材１２０の内方に挿入され、基体１１６が所定の位置まで挿入された後は、復元力により、基体１１６を適切に保持することができる。

例えば、線状部材１４１を縮めた状態で挿入し、挿入後、復元させて広げることにより所定位置に突っ張った状態で配置させる。その後、封止体１３０と外殻部材１２０とが接触した箇所を周状に熱溶着し封止端部１２５を形成する。外殻部材１２０外部に位置する導電部材１５２と口金１５０の口金ピン１５１との接続、および口金１５０の外殻部材１２０端部への固着等の作業を経てランプ１００の製造工程が完了する。

なお、基体１１６を外殻部材１２０に挿入する時点で、導電部材１５２と口金１５０とが接続されていてもよい。

ここで、外殻部材１２０の、封止端部１２５とは反対側の端部、つまり、取付部材１６０が設置された端部では、導電部材等を外部まで延ばす必要がない。そのため、本実施の形態のように、外殻部材１２０の気密性を保持する必要がある場合、例えば、当該端部が閉じられた状態で外殻部材１２０が形成されてもよい。

また、当該端部は、封止端部１２５と同じく、封止体１３０によって封止されてもよい。この場合は、封止端部１２５と同じく、遮熱体１３５を、当該端部と基体１１６との間に所定の手段によって固定することで、当該端部に対する加熱時の放射熱の基体１１６への影響が抑制される。

また、上述のように、当該端部は、導電部材等を外部まで延ばす必要がないため、当該端部の封止に用いられる封止体１３０には、第一孔１３２は設けられない。

また、外殻部材１２０の長さが比較的に短い場合など、口金１５０と照明器具との結合部分によるランプ１００の片持ちが可能な場合、取付部材１６０はなくてもよい。

取付部材１６０が取り付けられた端部においても、口金１５０側と同様に２ピン構成の口金を用いてランプと機能するよう構成してもよい。

図３は、実施の形態１における保持部材１４０の形状の例を示す図である。

具体的には、図３には、（ａ）〜（ｆ）の６種類の形状のバリエーションが示されている。また、図３の（ａ）〜（ｆ）それぞれ、保持部材１４０の管軸方向（Ｘ軸方向）から見た場合の形状を示している。

図３の（ａ）に示す保持部材１４０は、図１および図２に示す保持部材１４０と同じ形状であり、基体１１６から左右に延びた線状部材１４１が外殻部材１２０の内面と接触している。

なお、保持部材１４０の基体１１６への取り付け方法に特に限定はなく、例えば、接着剤により取り付けられてもよく、また、保持部材１４０の一部が基体１１６に埋め込まれることで保持部材１４０が基体１１６に取り付けられてもよい。

また、例えば、図３の（ｂ）に示すように、保持部材１４０の一部で基体１１６の端部を挟み込むことで、保持部材１４０を基体１１６に取り付けてもよい。これにより、保持部材１４０を容易かつ確実に基体１１６に取り付けることができる。

また、この場合、例えば、基体１１６に、保持部材１４０の当該一部と係合する溝または切り欠きを設けることで、保持部材１４０をより確実かつ安定的に基体１１６に取り付けることができる。

また、保持部材１４０は、例えば、図３の（ｃ）に示すように、図３の（ａ）に示す保持部材１４０の上下を逆にした形状であってもよい。

また、図３の（ｃ）に示すように、保持部材１４０の一部が、基体１１６の、ＬＥＤ１１２が配置された側に取り付けられる場合、例えば、隣接する２つのＬＥＤモジュール１１０に挟み込むようにして、保持部材１４０を基体１１６に取り付けてもよい。これにより、例えば、保持部材１４０がより確実に基体１１６に固定される。

また、２つの線状部材１４１が延ばされる方向は、左右でなくてもよく、例えば、図３の（ｄ）に示すように、上下であってもよい。

この場合、ＬＥＤモジュール１１０の発光部１１１の直上に、線状部材１４１が存在することになる。しかし、当該線状部材１４１を、例えば、可能な範囲で細くすることで、当該線状部材１４１による遮光量を極小化することができる。

また、複数の線状部材１４１それぞれの長さまたは形状は均一である必要はなく、例えば、図３の（ｄ）および（ｅ）に示すように、２つの線状部材１４１それぞれの長さまたは形状が異なっていてもよい。

これにより、２つの線状部材１４１それぞれの固有振動数を異ならせることができ、その結果、これら２つの線状部材１４１の共振の発生が抑制される。そのため、例えば、ランプ１００の運搬時および照明器具への取り付け時などに、基体が大きく揺れることが防止される。

また、例えば、図３の（ｆ）に示すように、保持部材１４０は３以上の線状部材１４１を有してもよい。

図３の（ｆ）に示す保持部材１４０は、３つの線状部材１４１を有しており、基体１１６を中心として、右斜め上、左斜め上、および真下の方向に、それぞれ線状部材１４１が延びている。

このように、保持部材１４０が３以上の線状部材１４１を有することで、例えば、基体１１６がより安定的にランプ１００に配置される。

また、線状部材１４１の上面視における形状（Ｚ軸方向から見た形状）も直線である必要なく、全体または一部が湾曲または屈曲した形状であってもよい。

図４は、実施の形態１における保持部材１４０の上面視における形状の例を示す図である。

例えば、図４の（ａ）に示すように、保持部材１４０の基体１１６を横切る部分を蛇行させてもよい。これにより、例えば、保持部材１４０のＹ軸周りの回転が規制され、その結果、保持部材１４０がより安定的に基体１１６に固定される。

また、図４の（ｂ）に示すように、保持部材１４０の全体を、その上面視において蛇行するように形成してもよい。これにより、例えば、線状部材１４１を径方向に縮めやすくなり、その結果、保持部材１４０が取り付けられた基体１１６の外殻部材１２０への挿入がより容易になる。

以上説明した図３および図４に示す複数の保持部材１４０のいずれも、重力以外の外力を与えない状態（自然状態）では、外径の最大値は、外殻部材１２０の内径よりも大きく、弾性変形しながら外殻部材１２０の内方に挿入される。

つまり、各保持部材１４０は自身が有する復元力により、基体１１６を、外殻部材１２０の内方の所定の位置に保持することができる。

なお、図３および図４に示す、保持部材１４０の形状のバリエーションのそれぞれは、保持部材１４０として採用し得る形状の例である。すなわち、保持部材１４０は、図３および図４に示される形状以外の形状であってもよい。

また、線状部材１４１の長手方向に垂直な断面は、円形または楕円形である必要はなく、長方形等の多角形でもよい。

つまり、１つの保持部材１４０は、例えば金属板から打ち抜かられる、または、切り出されることで作製されてもよく、線状部材１４１は、全体として長細い直線形状または曲線形状であればよい。

すなわち、線状部材１４１として、長手方向に垂直な方向（例えば図３におけるＸ軸方向）に数ミリ程度の幅を有する弾性体が採用されてもよい。

また、保持部材１４０は、部分ごとに断面の形状およびサイズが異なっていてもよい。また、保持部材１４０は、互いに別体である、基体１１６に取り付けられる部分と、複数の線状部材１４１とが連結されることで形成されてもよい。

以上説明したように、本実施の形態のランプ１００は、簡素な構成であることから、その組み立ても容易である。その結果、例えば複数のランプ１００を生産する際に効率よく生産することができる。

また、本実施の形態では、外殻部材１２０は、その内径が全長において均一であるガラス管である場合について説明した。しかしながら、外殻部材１２０は、例えば端部開口１２１の内径が他の部分より小さく形成されていてもよい。

図５は、実施の形態１における、端部開口１２１の内径を他の部分より小さく形成した場合の外殻部材１２０の外観を示す斜視図であり、図６は、図５に示す外殻部材１２０と口金１５０との関係を示す上面図である。

図５に示すように、端部開口１２１の内径をＤ１とし、外殻部材１２０の、保持部材１４０の位置における内径をＤ２とした場合、Ｄ１＜Ｄ２となるように、外殻部材１２０が形成されている。なお、この場合、Ｄ１に応じて、封止体１３０の外径が決定される。

この場合、長尺状のガラス管である外殻部材１２０において破損しやすい部分である端部開口１２１の強度が向上される。そのため、例えば、ランプ１００を製造する工程における外殻部材１２０の破損が防止される。

また、図６に示すように、口金１５０の外径を、Ｄ１に応じた大きさにすること、すなわち、少なくとも口金１５０の肉厚の厚み分を、端部開口の外径を小さくすれば端部開口に口金を取り付けた場合に、外殻部材１２０の外周面と口金１５０の外周面との段差を少なくすることができる。これにより、例えば、ランプの集合容器等、ある一定の空間に複数のランプ１００を並列に並べて保管する際に、段差が少ない分、当該空間を有効に利用し、段差を持ったものと比べ、一層多くのランプ１００を保管・収納することが可能となる。

図７は、図５に示す外殻部材１２０に、保持部材１４０が取り付けられた基体１１６が挿入される様子を示す斜視図である。

このように端部開口１２１の内径Ｄ１が比較的に小さく形成された場合であっても、ランプ１００の組み立ての際には、基体１１６に取り付けられた保持部材１４０は、全長が縮まる方向に弾性変形することで端部開口１２１を通過し外殻部材１２０内に挿入することができる。

具体的には、保持部材１４０に対して外側から内側へ向く外力を与えることで、その外径を端部開口１２１の内径Ｄ１より小さくすることができる。その結果、保持部材１４０は、端部開口１２１を通過可能な大きさとなり、外殻部材１２０に挿入することができる。

また、保持部材１４０は、その後に自然状態に復元し、あるいは後述するように、熱によって変形前の形状に復元し、外径が大きくなるため、このときの復元力により、適切に基体１１６を所定の位置に保持することができる。

なお、保持部材１４０の素材としては、弾性を有し、かつ、経年変化し難い金属等が例示される。

また、例えば、保持部材１４０の少なくとも１つの線状部材１４１が、形状記憶合金により構成されていてもよい。

図８は、実施の形態１における保持部材１４０が形状記憶合金により構成されている場合のランプ１００の製造工程の一部を示す斜視図である。

例えば、形状記憶合金を加工することで保持部材１４０が作製された場合を想定する。つまり、２つの線状部材１４１はいずれも形状記憶合金である。

この場合、保持部材１４０は、図８に示すように、２つの線状部材１４１が径方向に縮められ、保持部材１４０の外径が、端部開口の内径Ｄ１よりも小さくされた状態を保ったまま、外殻部材１２０の内方に挿入される。

これにより、基体１１６の外殻部材１２０への挿入時における、保持部材１４０と外殻部材１２０の内面との擦れ合いが防止され、傷の発生を防止できる。

特に、図８に示すように、端部開口の内径Ｄ１が比較的に小さく形成された場合、外殻部材１２０の内部の内径Ｄ２と、保持部材１４０との距離が比較的に大きくなるため、当該擦れ合いの防止の確実性が向上される。

また、形状記憶合金は変態点の温度以上まで加熱されると元の形状に戻るため、例えば、ＬＥＤモジュール１１０の発光熱で、保持部材１４０の外径は自然状態に戻るように大きくなり、その結果、基体は安定的に保持される。

また、端部開口１２１に封止体１３０を熱溶着する場合、この熱溶着の際に発生する熱を利用して保持部材１４０の外径を大きくさせることもできる。

また、ＬＥＤモジュール１１０は、本実施の形態では、複数のＬＥＤ１１２と、これら複数のＬＥＤ１１２を封止する封止部材１１３とを有するとした。しかし、ＬＥＤモジュール１１０とは異なる構造のＬＥＤモジュールを、ランプ１００の光源として採用してもよい。

図９は、表面実装（ＳＭＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）型のＬＥＤを有するＬＥＤモジュール１１０ａの外観を示す斜視図である。

図９に示すＬＥＤモジュール１１０ａは、基板１１４と、基板１１４上に配置されたＳＭＤ型ＬＥＤ１１８とを有する。

ＳＭＤ型ＬＥＤ１１８は、キャビティ（凹部）を有する樹脂製のパッケージと、キャビティ内に実装されたＬＥＤチップと、ＬＥＤチップを封止するようにキャビティ内に封入された蛍光体含有樹脂とで構成されている。

このような構成を有する、ＳＭＤ型ＬＥＤ１１８をランプ１００の光源として採用した場合であっても、ランプ１００は、簡素な構成で多方向の配光特性を実現することができる。

また、複数のＬＥＤモジュール１１０を１つのＬＥＤモジュールに置き換えてもよい。

図１０は、長尺状の１枚の基板１１４ａを備えるＬＥＤモジュール１１０ｂの外観を示す斜視図である。

例えば、外殻部材１２０の全長に近い長さの１枚の基板１１４ａに、複数のＬＥＤ１１２と封止部材１１３とにより構成される発光部１１１ａであって、基板１１４ａの長さに応じた長さの発光部１１１ａを形成する。

このようにして得られたＬＥＤモジュール１１０ｂに、本実施の形態における基体１１６と同じく、１以上の保持部材１４０を取り付け、外殻部材１２０に挿入する。すなわち、この場合、基板１１４ａが基体１１６としても機能する。

つまり、本実施の形態において複数のＬＥＤモジュール１１０で担っていた発光機能を、１以上の他の形状および大きさのＬＥＤモジュールに置き換えてもよい。また、この場合であっても、ランプ１００は、簡素な構成で多方向の配光特性を実現することができる。

また、本実施の形態において、封止体１３０と遮熱体１３５とは別体である。しかし、封止体１３０と遮熱体１３５とが接合されていてもよい。

図１１Ａは、実施の形態１における封止体１３０と遮熱体１３５とが接合された状態を示す上面図である。

このように、封止体１３０と遮熱体１３５とを接合した場合、例えば、外殻部材１２０の、封止端部１２５とは反対側の端部の封止に封止体１３０を用いる場合に、遮熱体１３５を、当該端部と基体１１６との間で固定するための手段を別途用いる必要がない。

なお、互いに接合された封止体１３０および遮熱体１３５を実現する場合、それぞれ別体として作製された封止体１３０と遮熱体１３５とを接着剤等で接合してもよく、また、例えば、封止体１３０と遮熱体１３５とを一体成形してもよい。

例えば、封止体１３０と遮熱体１３５とをガラスにより一体成形した場合を想定する。この場合、遮熱体１３５の部分に、例えば、耐熱性が高くかつ赤外線を通し難い塗料を塗布することで、遮熱体１３５の、放射熱に対する遮断効果を向上させることができる。

また、本実施の形態では、遮熱体１３５の管軸方向（Ｘ軸方向）から見た場合の形状は円である。しかし、遮熱体１３５の形状は、他の形状であってもよい。

例えば、図１１Ｂに示すように、遮熱体１３５管軸方向（Ｘ軸方向）から見た場合の形状は、８角形等の多角形であってもよい。例えば、遮熱体１３５の形状の複数の候補の中から、製造が容易な形状を選択すればよい。

（実施の形態２）
以下、実施の形態１における保持部材１４０および遮熱体１３５等を、電球形ランプに適用した例について、図１２および図１３を用いて説明する。

図１２は、実施の形態２におけるランプ２００の分解斜視図であり、図１３は、実施の形態２におけるランプ２００の正面図である。

ランプ２００は、電球形ランプであり。透光性を有する外殻部材の一例であるグローブ２２０に口金２９０が取り付けられた電球である。グローブ２２０内には、複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤモジュール２１０が収納されている。

また、ランプ２００は、２本のリード線２５２と、点灯回路２８０とを備え、点灯回路２８０からリード線２５２を介して、ＬＥＤモジュール２１０に発光のための電力が供給される。

また、ＬＥＤモジュール２１０には保持部材１４０が取り付けられており、ＬＥＤモジュール２１０は保持部材１４０によって、グローブ２２０の内方の所定の位置に保持されている。

つまり、本実施の形態では、ＬＥＤモジュール２１０の基板が、実施の形態１における基体１１６と同様の役割を担っている。

また、ランプ２００は、封止体２３０を備える。具体的には、封止体２３０は、グローブ２２０の端部開口２２１に熱により溶着されている。すなわち、端部開口２２１の周縁と封止体２３０のフレア部分（端部開口２２１に対応する形状および大きさの部分）の周縁とを熱溶着している。

さらに、ランプ２００は、封止体２３０が端部開口２２１に熱溶着されることで形成された封止端部と、ＬＥＤモジュール２１０との間に、遮熱体２３５を備える。

以下、ランプ２００の基本的な構成要素のそれぞれについて説明する。

グローブ２２０は、可視光に対して透明なシリカガラス製の中空部材である。従って、ユーザは、グローブ２２０内に収納されたＬＥＤモジュール２１０を、グローブ２２０の外側から視認できる。また、ランプ２００は、ＬＥＤモジュール２１０で生じた光がグローブ２２０によって損失することを抑制することができる。さらに、ランプ２００は、高い耐熱性を得ることができる。

ＬＥＤモジュール２１０は、上述の本発明の実施の形態１におけるＬＥＤモジュール１１０と同じ構成を有している。

つまり、このランプ２００を例えば天井から下方に向けて吊り下げて設置した場合、ＬＥＤモジュール２１０の下方および全ての側方を含めた広い範囲に白色光が放出される。

また、本実施の形態では、グローブ２２０の形状は、一般的な白熱電球と同様のＡ形（ＪＩＳ Ｃ７７１０）である。

なお、グローブ２２０の形状は、必ずしもＡ形である必要はない。例えば、グローブ２２０の形状は、Ｇ形またはＥ形等であってもよい。また、グローブ２２０は、シリカガラス製である必要はない。例えば、グローブ２２０は、アクリル等の樹脂製の部材であってもよい。

また、封止体２３０の下端は、図１２に示すように、端部開口２２１の形状と一致するようにフレア状に形成されている。そして、フレア状に形成された封止体２３０の下端は、グローブ２２０の端部開口２２１を塞ぐように熱により溶着されている。

また、封止体２３０は、可視光に対して透明な軟質ガラスから構成される。これにより、ランプ２００は、ＬＥＤモジュール２１０で生じた光が封止体２３０によって損失することを抑制することができる。また、ランプ２００は、封止体２３０によって影が形成されることを防ぐこともできる。また、ＬＥＤモジュール２１０が発した光によって封止体２３０が光り輝くので、ランプ２００は、視覚的に優れた美観を発揮することも可能となる。

また、封止体２３０内には、２本のリード線２５２それぞれの一部が封着されている。その結果、グローブ２２０内の気密性が保たれた状態で、グローブ２２０内にあるＬＥＤモジュール２１０にグローブ２２０外から電力を供給することが可能となる。

従って、ランプ２００は、実施の形態１におけるランプ１００と同様に、水あるいは水蒸気などのグローブ２２０の内方への浸入を防止することができ、その結果、ＬＥＤモジュール２１０の劣化等が抑制される。

また、例えばヘリウムをグローブ２２０に封入することができるため、金属製のヒートシンク等を用いることなく、ＬＥＤモジュール２１０で発生した熱についての放熱効率が向上される。

また、遮熱体２３５は、図１２に示すように、封止体２３０の上端とＬＥＤモジュール２１０との間に配置されていてもよく、図１３の点線で示すように、封止体２３０の上下方向の途中に配置されてもよい。

例えば、遮熱体２３５を、遮熱体２３５が遮断すべき放射熱の発生源により近い位置に配置することで、遮熱体２３５による放射熱の遮断効率を向上させることができる。

なお、リード線２５２は、必ずしも２本である必要はない。例えば、ランプ２００は、複数のＬＥＤモジュール２１０をグローブ２２０内に備える場合、ＬＥＤモジュール２１０ごとに２本のリード線２５２を備えてもよい。

また、リード線２５２にも、ＬＥＤモジュール２１０を保持する役割を担わせてもよい。これにより、ランプ２００における、ＬＥＤモジュール２１０に対する保持力を向上させることができる。

また、ランプ２００が光源として採用するＬＥＤモジュールの種類について特に限定はなく、例えば、図９に示す、ＳＭＤ型ＬＥＤ１１８を有するＬＥＤモジュール１１０ａが、ランプ２００の光源として採用されてもよい。

また、ランプ２００が備える保持部材１４０の形状も、図１２および図１３に示す形状以外であってもよい。例えば、図３に示す各種形状の保持部材１４０のいずれかが、ランプ２００に備えられてもよい。

以上、本発明のランプについて、実施の形態１および２に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、これらの説明内容に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態１および２のいずれかに施したもの、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、ＬＥＤモジュール１１０および２１０では、光源として青色ＬＥＤチップが採用され、かつ、青色光から白色光への波長変換材として黄色蛍光体粒子が採用されている。しかし、ＬＥＤモジュール２１０と蛍光体粒子の組み合わせは、この組み合わせに限定されない。

例えば、ＬＥＤモジュール１１０および２１０は、青色光を放出する青色ＬＥＤチップと、青色光により励起されて緑色光を放出する緑色蛍光体粒子および赤色光を放出する赤色蛍光体粒子とによって白色光を放出してもよい。

また例えば、ＬＥＤモジュール１１０および２１０は、青色光よりも短波長である紫外光を放出する紫外ＬＥＤチップと、主に紫外光により励起されて青色光、赤色光および緑色光を放出する青色蛍光体粒子、緑色蛍光体粒子および赤色蛍光体粒子とによって白色光を放出してもよい。

また、実施の形態１では、図１に示すように、基台１１５上に、複数のＬＥＤモジュール１１０が１列に並べられている。しかし、複数のＬＥＤモジュール１１０の並べ方はこれに限られず、２列以上に並べてもよく、ジグザグ状に並べてもよい。

また、実施の形態１では、ＬＥＤモジュール１１０は、基台１１５の厚み方向に垂直な２つの主面のうちの一方の面にのみ配置されている。しかし、当該２つの主面の双方にＬＥＤモジュール１１０を配置してもよい。

このことは、実施の形態２でも同様であり、例えば、２つのＬＥＤモジュール２１０の裏面同士を張り合わせたものを、ランプ２００の光源として採用することで、ランプ２００は、より広範囲な配光特性を得ることもできる。

また、実施の形態１および２におけるＬＥＤモジュール１１０および２１０が備える半導体発光素子としてＬＥＤを例示した。しかし、ＬＥＤモジュール１１０および２１０が備える半導体発光素子は、半導体レーザまたは有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）であってもよい。

また、封止体１３０および２３０は、必ずしも可視光に対して透明である必要はなく、また軟質ガラス製である必要もない。

また、リード線２５２等の導電部材は、熱伝導率が高い銅を含む金属線であることが好ましい。これにより、ＬＥＤモジュール１１０または２１０で生じた熱を、積極的に導電部材を介して、口金１５０または２９０に逃がすことができる。

上記各実施形態では、外殻部材１２０，２２０としてガラス製のものを用いたが、この場合、生産設備として従来の蛍光ランプや白熱電球の設備を用いることができるため、生産コスト等を低減することができる。

また、封止体１３０、２３０を用いて外殻部材１２０、２２０封止したが、封止体１３０、２３０のような別部材を用いずに、外殻部材１２０、２２０の端部開口１２１，２２１を、リード線を外部に延出した状態で、このリード線とともに圧潰し封止してもよい。これは外殻部材の端部開口の外径が小さいほど有効である。

また、遮熱体１３５および２３５はセラミックで構成されているとした。これにより、例えばランプ１００および２００の重量を不要に増加させることなく、かつ、高い遮熱効果を得ることができる。

しかし、遮熱体１３５および２３５はセラミックで構成されている必要はない。遮熱体１３５および２３５を、例えば、多孔質であってかつ赤外線を通し難い素材を用いて作製することで、放射熱に対する効果的な遮断が可能である。

また、遮熱体１３５または２３５を備えるランプ１００または２００において、保持部材１４０は必須ではない。つまり、保持部材１４０以外の部材により、基体（ＬＥＤモジュールの基板が基体である場合も含む）が保持されている場合であっても、遮熱体１３５及び２３５のそれぞれによる遮熱効果は発揮される。

本発明は、ＬＥＤ等の半導体発光素子を備えるランプ等として広く利用することができる。

１００、２００ ランプ
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、２１０ ＬＥＤモジュール
１１１、１１１ａ 発光部
１１２ ＬＥＤ
１１３ 封止部材
１１４、１１４ａ 基板
１１５ 基台
１１６ 基体
１１８ ＳＭＤ型ＬＥＤ
１２０ 外殻部材
１２１、２２１ 端部開口
１２５ 封止端部
１３０、２３０ 封止体
１３２ 第一孔
１３５、２３５ 遮熱体
１３７ 第二孔
１４０ 保持部材
１４１ 線状部材
１５０、２９０ 口金
１５１ 口金ピン
１５２、１５３ 導電部材
１６０ 取付部材
２２０ グローブ
２５２ リード線
２８０ 点灯回路

Claims (7)

1. 半導体発光素子が配置された基体と、
   内方に前記基体が配置され、透光性を備える外殻部材と、
   前記外殻部材の端部開口が熱により封止されることで形成された封止端部と前記基体との間に配置された遮熱体とを備え、
   前記遮熱体は、板状の部材であって、前記封止端部から見た場合に、前記基体の、前記封止端部側の側面を覆うように配置されている
   ランプ。
2. 前記端部開口を封止する封止体を備え、
   前記封止端部は、前記端部開口に前記封止体が熱により溶着されることで形成されている
   請求項１記載のランプ。
3. 前記封止体には、前記外殻部材の外部から前記半導体発光素子に電力を供給するための導電部材を封着するともに貫通させる第一孔が形成されている
   請求項２記載のランプ。
4. 前記遮熱体には前記導電部材が貫通する第二孔が形成されている
   請求項３記載のランプ。
5. 前記遮熱体は、前記封止体と接合されている
   請求項２〜４のいずれか１項に記載のランプ。
6. 前記遮熱体は、セラミックで構成されている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のランプ。
7. 前記遮熱体は、赤外線反射膜付きガラスで構成されている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のランプ。

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