JP5298162B2 - Ｌｅｄランプ - Google Patents

Description

本発明は、例えばＬＥＤを用いたランプに関する。

従来、この種のランプについては、例えば、ＬＥＤチップが実装される基板と、基板が取り付けられる器具本体と、ＬＥＤチップから照射される光の配光を制御するレンズ部を保持する保持部材と、を有したものがある（例えば特許文献１の図１参照）。

このような従来のランプにおいて、保持部材は、合成樹脂によって成形されており、略円板状の底部と、この底部の外縁から全周に渡って上方に延出する側部とを有する。

この従来のランプでは、ＬＥＤチップからの熱を外部に放出するために、保持部材の底部と側部に放熱孔が形成されている。このランプは、空気の対流によって、ＬＥＤチップの熱を放熱孔から外部に放出できるようになっている。

特開２００８−１８６６３６号公報

従来のランプでは、保持部材に放熱孔を形成して、空気の対流によって内部のＬＥＤチップの熱を放出しているため、ＬＥＤチップの熱が外部に放出されるまでに時間がかかってしまい、放熱の効率が低くなってしまっていた。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、放熱を効率良く行うことができるＬＥＤランプを提供することを課題とする。

本発明は、上記の課題を解決するためのものであって、端子部を有する口金と、レンズ部材と、口金及びレンズ部材を連結する連結部材と、ＬＥＤ素子が設けられるＬＥＤ基板とを有し、少なくとも口金と連結部材とによってＬＥＤ基板が収納される収納空間が形成されるＬＥＤランプであって、口金と連結部材との間には、収納空間と外部の空間とを連通する連通口が形成され、この連通口からＬＥＤ基板の一部が外部に突出するとともに、口金の外面と前記ＬＥＤ基板の一部とを熱伝導性部材で連結してなることを特徴とする。

かかる構成によれば、ＬＥＤランプから外部に突出されるＬＥＤ基板の一部と口金の外面とが熱伝導性部材によって連結されることにより、ＬＥＤ素子によって発せられる熱は、熱伝導性部材を介してＬＥＤ基板から口金に直接伝達されることとなる。これにより、ＬＥＤランプは、効率の良い放熱を行うことができる。また、この熱伝導性部材は金属で構成されることが望ましい。

また、本発明に係るＬＥＤランプは、前記連結部材は、口金の内部に挿入されるとともにこの口金の壁部と重なるように突出する突出部を有し、この突出部は、板状に構成されるとともに、板厚方向に貫通する貫通孔を有し、口金は、その外面から内面に向かって壁部を貫通する孔を有し、この孔は、その縁部に形成される突起部を有しており、口金の突起部が連結部材の突出部に形成される孔に挿通されることで、連結部材と口金が連結されていることが望ましい。

かかる構成によれば、連結部材と口金の連結が、口金の外面から貫通孔を形成するだけで行われることから、ＬＥＤランプの組み立ての作業性が良くなる。

本発明に係るＬＥＤランプによれば、放熱を効率良く行うことが可能になる。

図１は、ＬＥＤランプの一実施形態における正面図である。 図２は、同実施形態におけるＬＥＤランプの断面図である。 図３は、同実施形態におけるＬＥＤランプの分解斜視図である。 図４は、同実施形態におけるＬＥＤランプの底面図である。 図５は、同実施形態におけるＬＥＤランプの平面図である。 図６は、同実施形態におけるＬＥＤランプの要部断面図である。 図７は、同実施形態におけるＬＥＤランプの要部断面図である。

以下、本発明に係るＬＥＤランプを実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図７は、本発明に係るＬＥＤランプ１の一実施形態を示す。

図１〜図３に示すように、ＬＥＤランプ１は、口金２と、ＬＥＤ素子３を搭載するＬＥＤ基板と、このＬＥＤ素子３を制御するための制御基板５と、レンズ部材６と、このレンズ部材６と口金２とを連結する連結部材（ジョイント）７とを備える。なお、本実施形態では、説明の便宜上、ＬＥＤランプ１のレンズ部材６側の部分を「上部」といい、口金２側の部分を下部という。また、口金２からレンズ部材６に向かう方向を「上方」といい、レンズ部材６から口金２に向かう方向を「下方」といい、これらに沿う方向を「上下方向」という場合がある。

口金２は、図１〜図３に示すように、金属製で円筒状に構成されている。この口金２は、筒心方向の一端部（下端部）が閉塞されており、この端面（底面）に２つの端子部１１が設けられている（図４参照）。口金２は、筒心方向の他端部（上端部）にフランジ部１２を有する。口金２の外面には、ＬＥＤランプ１が接続されるソケット等の機器と係合可能なように、外方に突出する突起部１３が形成されている。

ＬＥＤ基板４は、略円形状の中央部４ａと、この中央部４ａから半径方向外方に突出する２つの突出部４ｂ，４ｂとを有する。

ＬＥＤ基板４の中央部４ａには、ＬＥＤ素子３が搭載されている。この中央部４ａには、制御基板５が電気的に接続されている。

また、ＬＥＤ基板４には、ＬＥＤ素子３から発生する熱を伝熱するための伝熱パターン１５が形成されている（図６参照）。この伝熱パターン１５は、ＬＥＤ基板４の表面と裏面とに繋がって形成されている。本実施形態では、この伝熱パターン１５は、金属（例えば銅）による薄膜をＬＥＤ基板４の両面に形成することによって構成される。

ＬＥＤ基板４の各突出部４ｂには、その先端から中央部４ａに向かって凹む凹部２３が形成されている。図６に示すように、前記ＬＥＤ基板４の伝熱パターン１５は、凹部２３を跨いでＬＥＤ基板４の表面側と裏面側とに連続的に形成されている。より具体的には、この伝熱パターン１５は、ＬＥＤ基板４の表面（上面）側のパターンと、裏面（下面）側のパターンとを連結する連結部１６を有する。この連結部１６は、ＬＥＤ基板４の凹部２３を構成する面に設けられている。換言すると、この伝熱パターン１５は、ＬＥＤ基板４の凹部２３を経由してＬＥＤ基板４の表面側と裏面側とに繋がって形成されている。

ＬＥＤ基板４は、口金２のフランジ部１２に載置されるように、その長さ（一方の突出部４ｂから他方の突出部４ｂまでの長さ）がフランジ部１２の外径よりも大きく設定されている。このことから、ＬＥＤ基板４が口金２のフランジ部１２に載置された場合、各突出部４ｂの下面がフランジ部１２に接触する。この状態において、各突出部４ｂは、口金２のフランジ部１２から外方に突出する（露出する）こととなる。

このＬＥＤ基板４は、半田１７によって口金２に固定されている。具体的には、図１、図６に示すように、口金２のフランジ部１２に載置されて外方に突出する突出部４ｂの凹部２３と、その直下の口金２の一部とが半田１７によって連結される。ＬＥＤ基板４の口金２への固定については、半田１７のような合金の他、銅その他の金属が使用されてもよい。

制御基板５は、ＬＥＤ素子３を制御するためのＩＣチップ１９等の素子を搭載している。この制御基板５は、その一端部にＬＥＤ基板４に接続される２つの突起部５ａ，５ａを有する。制御基板５の他端部には、口金２の各端子部１１に接続される２つの電極２０，２０が設けられている。

レンズ部材６は、透明又は半透明の樹脂によって平面視円形状（図５参照）に構成されている。このレンズ部材６は、レンズ部２１と、レンズ部２１の下部に形成されるとともに、連結部材７に連結される連結部２２とを有する。

図２に示すように、レンズ部２１の外面には、上端から下方に凹む凹部２１ａが形成されている。レンズ部材６は、ＬＥＤ素子３からの光を透過し、この光をレンズ部２１の凹部２１ａ及びその側面から外部に照射することができる。

連結部２２は、レンズ部２１の下部から下方に突出する円環状（又は円筒状）に形成される。この連結部２２の外面には、このレンズ部材６を連結部材７に連結するための突起部２４が形成されている。この突起部２４は、連結部２２の半径方向外方に突出して形成される。

連結部材７は、図２、図３に示すように、環状の本体部３１と、この本体部３１から下方に突出する突出部３２ａ〜３２ｄとを有する。

本体部３１は、レンズ部材６の連結部２２が内側に入るように、その内径が連結部２２の外径よりも大きく形成されている。この本体部３１の内面には、レンズ部材６の連結部２２に形成される突起部２４を係止する突起部３３が形成されている。この突起部３３は、本体部３１の半径方向内方に突出して形成される。

また、本体部３１には、その下面から上方に向かって凹む２つの凹部３４，３４が形成されている。この凹部３４は、本体部３１の周方向において所定間隔をおいて形成される。具体的には、２つの凹部３４，３４は、本体部３１の半径方向に沿う直線上に位置している。

本体部３１の下面３１ａは、口金２の上部のフランジ部１２に当接するように構成される。本体部３１の下面３１ａが口金２のフランジ部１２に当接した状態では、本体部３１の凹部３４の縁部と口金２のフランジ部１２との一部との間に内外を連通する連通口１４が形成される（図１参照）。この連通口１４は、ＬＥＤ基板４や制御基板５を収納するためにＬＥＤランプ１内に形成される収納空間とＬＥＤランプ１の外部の空間とを連通している。

この連通口１４は、口金２のフランジ部１２に載置されるＬＥＤ基板４に本体部３１を接触させないようにするためのものでもある。具体的には、図１、図６に示すように、ＬＥＤ基板４が口金２のフランジ部１２に載置された状態において、ＬＥＤ基板４の突出部４ｂは、本体部３１に接触することなく、この連通口１４を通じて外側に突出している。

本体部３１の外面には、半径方向外方に突出する２つの突起部３５，３５が形成されている。この突起部３５は、本体部３１の上下方向に沿って所定の長さを有する直線状に構成される。

連結部材７の突出部３２ａ〜３２ｄは、本体部３１の内面に対応する位置から下方に突出して形成される。本実施形態において、連結部材７には、４つの突出部３２ａ〜３２ｄが形成されている。各突出部３２ａ〜３２ｄは、断面視円弧状の板形状に構成される。４つの突出部３２ａ〜３２ｄのうち、２つの突出部３２ａ，３２ｂは、本体部３１に形成される２つの凹部３４のうちの一方の凹部３４を挟むように、この凹部３４の側縁部３４ａに対応して形成されている。同様の他の２つの突出部３２ｃ、３２ｄは他方の凹部３４を挟むように、この凹部３４の側縁部３４ａに対応して形成されている。

連結部材７の突出部３２ａ〜３２ｄは、口金２の内部に挿入されて、口金２と連結部材７とを連結するためのものである。したがって、円弧状に構成される突出部３２ａ〜３２ｄの曲率半径は、口金２の中途部の内径よりも小さく設定されている。

一方の凹部３４に対応して設けられる２つの突出部３２ａ，３２ｂのうち、一方の突出部３２ａには、その厚さ方向（板厚方向）に貫通する孔３６が形成されている。また、他方の凹部３４に対応して設けられる２つの突出部３２ｃ，３２ｄのうち、一方の突出部３２ｃにも、同様な孔（図示略）が形成されている。

この孔３６は、本体部３１の外面に形成されている直線状の突起部３５の長手方向（上下方向）に沿う位置に形成されている。すなわち、直線状の突起部３５から下方に延長する延長線を引いたとき、この孔３６は、この延長線上に位置している。ＬＥＤランプ１を組み立てたときに、口金２の内側に挿入されることから、外側から視認できなくなる。このとき、この突起部３５は、その直下に孔３６が存在することを確認するための目印として機能する。

各突出部３２ａ，３２ｃに形成される孔３６は、連結部材７と口金２との連結のために用いられる。図７（ａ）に示すように、連結部材７と口金２との連結は、尖端状の工具４１を口金２の外面から内方に貫通させることによって行われる。具体的には、連結部材７の突出部３２ａ〜３２ｄが口金２の内部に挿入され、これらが口金２の側壁部と重なるように位置する状態において、連結部材７の突出部３２ａ，３２ｃに形成された孔３６に対応する口金２の所定の位置に、尖端状の工具４１によって、口金２の外面側から内面側に向かって貫通孔４２が形成される。このとき、貫通孔４２には、その縁部から内方に突出する筒状の突起部４３が形成される（図７（ｂ）参照）。この筒状の突起部４３は、連結部材７の突出部３２ａ，３２ｃの孔３６に挿入され、これによって口金２と連結部材７とが連結される。

以下、本実施形態におけるＬＥＤランプ１の製造方法（組み立て方法）について説明する。ＬＥＤランプ１を製造するには、まず、ＬＥＤ基板４と制御基板５とが電気的に接続され、これによってＬＥＤユニットが構成される。次に、このＬＥＤユニットは、口金２内に収容される。このとき、ＬＥＤ基板４の突出部４ｂが口金２のフランジ部１２に載置される。そして、制御基板５の電極２０と口金２の底部に形成される端子部１１，１１とが電気的に接続される。

次に、ＬＥＤ基板４の凹部２３と口金２とが半田１７によって連結される。その後、連結部材７の突出部３２ａ〜３２ｄが口金２の内側に挿入される。

連結部材７の突出部３２ａ〜３２ｄが口金２の内側に挿入されると、本体部３１の下面３１ａが口金２のフランジ部１２に載置される。このとき、本体部３１とＬＥＤ基板４の突出部４ｂとが接触しないように、本体部３１に形成される凹部３４とＬＥＤ基板４の突出部４ｂとが重なるようにすることが望ましい。

この状態において、連結部材７の突出部３２ａ，３２ｃに形成されている孔３６に対応する口金２の位置に外側から貫通孔４２が形成され、その縁部に筒状の突起部４３が形成される。この筒状の突起部４３が前記突出部３２ａ，３２ｃの孔３６に挿通されることで、連結部材７と口金２との連結が行われる。このように、連結部材７と口金２との連結が完了すると、これらの内側にＬＥＤ基板４及び制御基板５を収納する収納空間が形成される。

その後、レンズ部材６が連結部材７に固定される。この固定は、レンズ部材６の連結部２２を連結部材７の本体部３１に上方から挿入し、本体部３１の突起部３３と連結部２２の突起部２４とを掛止させることにより行われる。これにより、ＬＥＤランプ１内の収納空間は、レンズ部材６によって、その上側が覆われた状態となる。以上によってＬＥＤランプ１が完成する。

以上説明したＬＥＤランプ１によれば、ＬＥＤ基板４の一部である突出部４ｂが内部の収納空間から外部に突出し、半田１７によって突出部４ｂと口金２が連結されることにより、ＬＥＤ基板４は、口金２に確実に固定されることとなる。さらに、この構成により、ＬＥＤ素子３から発せられる熱は、熱伝導性部材である半田１７を介して、ＬＥＤ基板４から口金２に直接伝達される。これによって、ＬＥＤランプ１は効率の良い放熱を行うことができる。また、外部から半田付けを行うことでＬＥＤ基板４を口金２に固定できるので、ＬＥＤランプ１の製造も容易に行うことができる。

また、半田１７によってＬＥＤ基板４を口金２に固定する場合、このＬＥＤ基板４の突出部４ｂには凹部２３が形成されていることから、この凹部２３に半田１７が留まり易くなる。また、凹部２３により、半田１７を付ける範囲を限定でき、半田１７が余計な範囲にまで及ぶことはない。さらに、口金２の上部にフランジ部１２が形成されることにより、半田１７が接触する面積が大きく確保される。これらの構成により、ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ基板４と口金２とを連結する半田１７の連結力を十分に確保できる。

さらに、ＬＥＤ基板４に形成される伝熱パターン１５は、凹部２３に形成される連結部１６を介してＬＥＤ基板４の両面に形成されていることから、ＬＥＤ基板４の両面の伝熱パターン１５を伝わる熱が、半田１７を介して口金２に同時に伝達されることとなる。これによっても、ＬＥＤランプ１は効率の良い放熱を行うことができる。

また、口金２と連結部材７の本体部３１との間に連通口１４が形成されていることから、この連通口１４を通じて空気の対流による放熱も可能になる。

また、口金２の外部から貫通孔４２を形成するだけで、連結部材７と口金２とを連結することができることから、ＬＥＤランプ１は、組み立てにおける作業性が良いものとなる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、種々の変更・変形が可能である。

例えば、上記実施形態では、口金２の上部にフランジ部１２が形成された例を示したが、これに限らず、口金２の上部にフランジ部１２を形成しなくてもよい。

上記の実施形態では、ＬＥＤ基板４の突出部４ｂに凹部２３が形成された例を示したが、これに限らず、突出部４ｂに凹部２３を形成することなく、この突出部４ｂの先端と口金２の外面とを半田１７によって連結してもよい。

上記の実施形態では、半田１７によってＬＥＤ基板４と口金２の外面とを連結した例を示したが、これに限らず、金属片をＬＥＤ基板４と口金２の外面とに接触させた状態で接着剤等の手段によって固定するようにしてもよい。

上記の実施形態では、口金２の外面に突起部１３を形成し、この突起部１３がソケット等の機器に保持されるように構成された例を示したが、これに限らず、例えば、口金２の外周面に雄ネジ部を形成し、この雄ネジ部がソケット等の機器の雌ねじ部に螺合されるような構成を採用できる。

上記の実施形態では、口金２の底部に２つの端子部１１が形成された例を示したが、これに限らず、口金２の底部に１つの端子部１１を設け、口金２の側壁部が他の端子となるようにした構成を採用してもよい。

本発明に係るＬＥＤランプは、いわゆるウェッジ電球タイプのものにも対応可能である。この場合、口金２は、円筒状ではなく、ＬＥＤ電球の基部の形状に対応して、扁平な形の筒形状に構成される。

１…ＬＥＤランプ、２…口金、３…ＬＥＤ素子、４…ＬＥＤ基板、４ａ…中央部、４ｂ…突出部、５…制御基板、５ａ…突起部、６…レンズ部材、７…連結部材、１１…端子部、１２…フランジ部、１３…突起部、１４…連通口、１５…伝熱パターン、１６…連結部、１７…半田、１９…ＩＣチップ、２０…電極、２１…レンズ部、２１ａ…凹部、２２…連結部、２３…凹部、２４…突起部、３１…本体部、３２ａ〜３２ｄ…突出部、３３…突起部、３４…凹部、３４ａ…側縁部、３５…突起部、３６…孔、４１…工具、４２…貫通孔、４３…突起部

Claims (3)

1. 端子部を有する口金と、レンズ部材と、口金及びレンズ部材を連結する連結部材と、ＬＥＤ素子が設けられるＬＥＤ基板とを有し、少なくとも口金と連結部材とによってＬＥＤ基板が収納される収納空間が形成されるＬＥＤランプであって、
   口金と連結部材との間には、収納空間と外部の空間とを連通する連通口が形成され、この連通口からＬＥＤ基板の一部が外部に突出するとともに、口金の外面と前記ＬＥＤ基板の一部とを熱伝導性部材で連結してなることを特徴とするＬＥＤランプ。
2. 前記熱伝導性部材は金属である請求項１に記載のＬＥＤランプ。
3. 前記連結部材は、口金の内部に挿入されるとともにこの口金の壁部と重なるように突出する突出部を有し、
   この突出部は、板状に構成されるとともに、板厚方向に貫通する貫通孔を有し、
   口金は、その外面から内面に向かって壁部を貫通する孔を有し、この孔は、その縁部に形成される突起部を有しており、
   口金の突起部が連結部材の突出部に形成される孔に挿通されることで、連結部材と口金が連結されてなる請求項１または２に記載のＬＥＤランプ。

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