JP6167744B2 - ランプ - Google Patents

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Description

本発明は、例えばLED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro Luminescence)などの発光素子を光源に用いた口金型のランプに関する。
近年、半導体発光素子の一種であるLEDの高出力化、及び低コスト化に伴い、電球の代替として使用可能な口金型のLEDランプが普及している。この種のLEDランプは、一般に、平板状のLED基板の表面に複数のLEDを実装し、複数のLEDに電気を供給するリード線を、LED基板の裏面側から延びる筒状部の内部を通して、筒状部の終端に設けられた口金に接続している(例えば、特許文献1、特許文献2、及び特許文献3参照)。
特開2010−010134号公報 特開2009−206104号公報 特開2011−60754号公報
ところで、LEDランプは、高出力化に伴って、LEDの発熱を放熱する放熱構造により重くなる。この放熱構造は、LED基板を保持する光源保持部に一体に設けられ、当該光源保持部に筒状部が固定されているのが一般的である。しかしながら、光源保持部の重量により、光源保持部と筒状部との固定部分に負荷がかかるため、光源保持部と筒状部との堅固な固定構造が望まれていた。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、光源保持部と筒状部とを堅固に固定することが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、本発明は、発光素子を実装した基板、当該基板を表面に載置して保持する光源保持部と、前記光源保持部の裏面から延びて終端に口金が設けられた筒状部とを備えたランプにおいて、前記光源保持部に表裏に貫通する貫通孔を設け、前記貫通孔に前記筒状部を挿入し、前記貫通孔の縁部に前記筒状部に設けたフランジ部を固定し、前記光源保持部の表面の中央部を凹ませて凹部を前記光源保持部に一体に設け、当該凹部の底部に前記貫通孔を設けたことを特徴とする。
また本発明は、上記ランプにおいて、絶縁性を有する材料により前記筒状部を成形し、前記光源保持部を放熱性を有する金属で形成したことを特徴とする。
また本発明は、上記ランプにおいて、前記光源保持部は、裏面に複数の放熱フィンを備えたことを特徴とする。
また、本発明は、前記放熱フィンは、前記基板が載置される前記光源保持部の載置部の裏面に設けられるとともに、前記筒状部の径方向において前記凹部との間に隙間をあけて形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記ランプにおいて、前記筒状部は、前記貫通孔に挿入される第1の筒状部と、当該第1の筒状部と前記フランジ部との間に設けられ、第1の筒状部よりも大径の第2のフランジ部とを備え、前記凹部には、当該凹部よりも小径の第2の凹部が設けられ、前記第2のフランジ部は、前記第2の凹部に収容されることを特徴とする。
また、本発明は、上記ランプにおいて、前記筒状部は、前記第1の筒状部よりも大径且つ前記フランジ部が連結される第2の筒状部を備え、当該第2の筒状部と前記第1の筒状部とは、前記フランジ部よりも小径の前記第2のフランジ部により連結されることを特徴とする。
さらに、本発明は、上記ランプにおいて、前記第2のフランジ部と前記第1の筒状部との連結部の隅部の曲率半径は、前記フランジ部と前記第2の筒状部との連結部の隅部の曲率半径よりも、大きいことを特徴とする。
また、本発明は、上記ランプにおいて、前記第2のフランジ部と前記第2の凹部との間に、防水パッキンが設けられることを特徴とする。
また、本発明は、上記ランプにおいて、前記フランジ部及び/又は前記第2のフランジ部と前記光源保持部との間に、断熱材が設けられることを特徴とする。
また、本発明は、上記ランプにおいて、前記フランジ部は、前記貫通孔の縁部にねじ止めされていることを特徴とする。
本発明によれば、光源保持部の座部に筒状部のフランジ部を引き掛けて、筒状部と光源保持部とを固定することができるため、筒状部と光源保持部とを堅固に固定することができる。
本発明の第1の実施形態に係るLEDランプを備えた照明装置を示す模式図である。 LEDランプの重心を示す図である。 LEDランプとランプホルダーの断面図である。 LEDランプの上面斜視図である。 LEDランプの下面斜視図である。 LEDランプの分解斜視図である。 (A)はLEDランプの断面図であり、(B)は図中B部拡大図である。 LEDランプの上面図である。 グローブ取付部とLEDとの配置関係を示す図である。 光源保持部と筒状部との分解斜視図である。 ホルダー部の構成を示す図であり、(A)はホルダー部の構成を示す斜視図、(B)はホルダー部に電気回路基板を支持した状態を示す正面斜視図、(C)はホルダー部に電気回路基板を支持した状態を示す背面斜視図である。 電気回路基板の回路図である。 第2の実施形態に係るLEDランプの正面図である。 LEDランプを上方から見た平面図である。 LEDランプの下面斜視図である。 LEDランプの分解斜視図である。 図14のXVII−XVII断面図である。 筒状部の正面図である。 図18のXIX−XIX断面図である。 図18のXX−XX断面図である。 基板支持プレート及び筒状部を上方から見た平面図である。 図17の接続部及び筒状部接続部の近傍の拡大図である。 ソケットが取り付けられた状態のLEDランプの下面斜視図である。 ソケットと口金との接続部を示す断面図である。 拡径部側から見た緩み防止部材の平面図である。 ソケット側から見た緩み防止部材の平面図である。 緩み防止部材の斜視図である。 図26のXXVIII−XXVIII断面図である。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
なお、以下の第1の実施形態では、発光素子を光源に備えるランプとして、LEDを光源に備えたLEDランプを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば有機EL等の他の発光素子を光源に備えるランプにも適用可能である。
図1は、第1の実施形態に係るLEDランプ1を備えたランプ装置100を示す図である。
同図に示すランプ装置100は、屋外の看板照明等に用いられる屋外設置型の照明器具であり、LEDランプ1と、LEDランプ1が装着されるランプホルダー110と、ランプホルダー110に電力供給線102で接続された電源ユニット101と、を備える。
ランプホルダー110は、既存の電球を装着可能なホルダーであり、LEDランプ1は、既存の電球と形状及び光学特性が略同じになるように構成され、既存の電球の代わりにランプホルダー110に装着して使用可能となっている。LEDランプ1の先端にはグローブ(カバー)12が取り付けられる。グローブ12は、例えば、表面に磨り加工(フロスト加工)を施したガラスや樹脂を用いて形成され、光拡散性を有する。LEDランプ1の発光は、グローブ12により拡散されて、放射される。LEDランプ1には、ランプホルダー110の外周面に沿って延びる複数の放熱フィン25が設けられる。
ランプホルダー110は、筒状のホルダー筐体(ホルダー部)111を備え、このホルダー筐体111の終端部112には、図示せぬ支持アームが回動自在に取り付けられるアーム取付部113が設けられている。
電源ユニット101には、LEDランプ1のLED15を点灯する直流電流を生成する電源(電力変換装置)や駆動回路を実装した電源基板(図示略)が収容される。このように、本実施形態のLEDランプ1は、電源基板を収めた電源ユニット101を別体に備えている。ランプホルダー110に既存の電球、例えば水銀灯、を装着して使用する際には、電球と別体の安定器を備える必要があった。既存の電球の代わりにランプホルダー110にLEDランプ1装着して使用する際には、電源ユニット101を安定器と置き換えて使用することができる。この構成によれば、LED15を点灯させる電源基板を内蔵した電源ユニット101をLEDランプ1と別体に備えたため、LEDランプ1の軽量化を図ることができる。
LEDランプ1は、図2に示すように、自重中心位置Xが、ランプ光軸方向において放熱フィン25内に位置するように構成されている。ホルダー筐体111の先端114には、LEDランプ1が挿入される先端開口115が設けられる。ホルダー筐体111の先端開口115は、LEDランプ1を装着したときに、LEDランプ1に当接して閉封される。また、先端開口115には、防水パッキン(シール部材)116が設けられ、当該防水パッキン116をLEDランプ1との間に挟んで、開口縁部からの水の浸入を確実に防止することができる。これにより、ランプ装置100は、屋外等で雨水の影響を受ける場所に設置して好適に用いることができる。
LEDランプ1の自重中心位置Xは、当該LEDランプ1が上述したようにランプホルダー110に装着されたときに、ホルダー筐体111の先端開口115がLEDランプ1に当接する位置よりも、ホルダー筐体111の内側に位置するように構成されている。
ホルダー筐体111の内部には、図3に示すように、LEDランプ1の口金3が螺合する図示しないソケットが配設されている。このソケットには、図示は省略するが、外部から引き込まれ、電源ユニット101を介した電力を供給する電力供給線102が接続されており、口金3からLEDランプ1に電力が供給される。
これらの構成によれば、ランプホルダー110は、LEDランプ1を、口金3が螺合するソケットと、LEDランプ1に当接するホルダー筐体111の先端開口115との2箇所で支持することができるため、LEDランプ1を保持するための強度を向上することができる。また、LEDランプ1の自重中心位置Xをホルダー筐体111の内側に位置するように構成したため、LEDランプ1をホルダー筐体111の先端開口115の位置でも支えることができ、ランプホルダー110にLEDランプ1を装着した状態での振動に対する強度を向上することができる。
さらに、LEDランプ1は、光軸方向において、ホルダー筐体111の内部に収容される部分の長さが、ホルダー筐体111の外部の露出する部分の長さよりも長くなるように形成される。LEDランプ1は、ホルダー筐体111の先端114の位置で支持され、ホルダー筐体111の外部に露出する長さが短く形成されるため、振動に対する強度が向上される。
次にLEDランプ1の構成について説明する。図4はLEDランプ1の上面斜視図であり、図5はLEDランプ1の下面斜視図であり、図6はLEDランプ1の分解斜視図であり、図7はLEDランプ1の断面図である。
LEDランプ1は、図4〜図7に示すように、発光部10と、この発光部10に直交して下方に向かって延び、終端30Bに口金3が設けられた筒状部30と、発光部10の裏面に設けられた複数の放熱フィン25とを備えている。
発光部10は、上面10Aの略全体から上方に向けて光を放射するものであり、図4に示すように、上面視円形状に形成されたグローブ12を備えている。発光部10は、図8に示すように、光源たる複数のLED15と、これらのLED15を実装したLED基板(基板)11と、グローブ12と、LED15を実装したLED基板11を保持する光源保持部20とを備えている。
グローブ12は、光源たるLED15の放射範囲の光束が入射する面が一定の曲率に形成されている。グローブ12には、図4に示すように、グローブ12を光源保持部20に固定するためのねじ41をねじ止めするねじ止め部13が設けられている。ねじ止め部13は、グローブ12の縁部12Aの複数箇所を、グローブ12の中心に向かって凹ませて形成される。本実施形態では、ねじ止め部13は、グローブ12の周方向に等間隔で4箇所形成されている。
ねじ止め部13は、図9に示すように、LED15の放射範囲αから外れた箇所に設けられる。詳述すると、ねじ止め部13は、LED15が発する光が最大光度となる、LED15の光軸Cから、LED15が発する光が最大光度の2分の1となる放射範囲αから外れた箇所に設けられる。なお、本実施形態では、LED15から出る光の光度が、最大光度の2分の1となる光度方向と、光軸Cと、の間の角度の2倍の角度である2分の1ビーム角βは、120度である。そして、ねじ止め部13は、LED15の2分の1ビーム角βから外れた箇所に設けられる。つまり、グローブ12は、少なくともLED15の2分の1ビーム角度βの範囲の光束が入射する面が一定の曲率に形成されている。
ねじ止め部13が設けられた位置では、グローブ12の、光束が入射する面を一定の曲率とすることができず、LED15の配光に影響を与える場合があるが、この構成によれば、ねじ止め部13を2分の1ビーム角βから外れた箇所に設けたため、ねじ止め部13による色ムラや照度ムラ等の影響を少なくすることができる。
光源保持部20は、図6に示すように、筒状部30よりも径が大きな上面視略円形状の部材である。光源保持部20は、放熱性を有する金属により形成される。本実施形態においては、光源保持部20は、アルミダイカストにより形成される。光源保持部20は、LED基板11が表面に載置される載置部21を備え、上記放熱フィン25は載置部21の裏面に設けられている。なお、放熱フィン25は、光源保持部20に一体成形により形成されている。このように、放熱フィン25を光源保持部20に一体成形することで、LED基板11が載置される載置部21と放熱フィン25との間の熱抵抗が抑えられ、放熱フィン25への伝熱量が増加して高い放熱性能が得られる。
放熱フィン25は、それぞれ略同形状の薄い板状であり、光源保持部20の裏面20Bからみて筒状部30の軸線を中心にして略放射状に多数、光源保持部20の裏面20Bに立設されている。また、放熱フィン25は、載置部21の外周よりも外側に、光源保持部20の径方向に張り出すように形成される。更に放熱フィン25は、筒状部30の軸線に沿って、口金3に向かって延びている。発光部10は、これらの放熱フィン25により、光源保持部20の載置部21に載置されたLED基板11が発する熱を効率良く放熱させることができる。また、放熱フィン25を光源保持部20の裏面20Bに立設し、筒状部30の軸線に沿って口金3の方向に延ばしたため、上述したように、LEDランプ1の自重中心位置Xを、LEDランプ1がランプホルダー110に装着されたときに、ホルダー筐体111の内側に位置するように構成することができる。なお、放熱フィン25は、LEDランプ1を図2に示すように、ランプホルダー110に装着した際に、ホルダー筐体111の外周面との間に隙間Sが形成されるように構成される。この構成によれば、隣り合う放熱フィン25間を流れる空気の流通がホルダー筐体111により阻害されることなく、放熱フィン25の冷却性能を向上させることができる。
LED15は、例えばLED素子をパッケージ化してなるものであり、本実施形態では、LED15に白色LEDが用いられている。なお、LED15に白色以外の他の発光色のLEDを用いても良いことは勿論である。
LED基板11は、略十字形状に形成され(図8参照)、表面に複数のLED15が実装され、裏面を光源保持部20の載置部21に当接させて、載置部21の上面にねじ42によりねじ止め固定されている。LED基板11には、略中央に電力供給用のリード線(図示せず)が通される配線孔11Aが設けられている。配線孔11AからLED基板11の表面側に引き出されたリード線は、4つのLED15から成るLED発光回路70(図12参照)に電気的に接続される。
光源保持部20の表面20Aには、載置部21の外周縁近傍に、LED基板11を覆うグローブ12をねじ41によりねじ止めするための固定部29が、周方向に等間隔で複数設けられる。固定部29は、グローブ12に設けられたねじ止め部13に対応する位置に設けられる。また、光源保持部20の表面20Aには、固定部29を避けるように固定部29の内側に設けられ、載置部21の外周縁に沿って形成された溝26が備えられている。溝26には、発光部10を防水する防水部材27が嵌め込まれる。防水部材27は、例えばシリコン等の弾性部材により、溝26の形状に合った形状に予め形成され、溝26に嵌め込まれる。グローブ12には、溝26に嵌め込まれた防水部材27に当接するフランジ14が設けられる。フランジ14は、グローブ12の外周に沿って、グローブ12に一体に形成される。上述したねじ止め部13は、グローブ12の外周より内側に形成されているため、フランジ14を光源保持部20にねじ止めする場合に比べて、グローブ12の外形寸法を小型化することができる。
防水部材27は、ねじ止め部13に挿通されたねじ41を、光源保持部20の表面20Aの固定部29に設けられたボス29Aにねじ込むに伴い、防水部材27がグローブ12のフランジ14と載置部21との間で押し潰されて、挟み込まれる。このように、グローブ12の載置部21への取付構造をねじ構造とするとともに、グローブ12のフランジ14と載置部21との間に防水部材27を挟み込むことで発光部10の防水性が高められている。特に、フランジ14と載置部21との間に防水部材27を挟み込むことで、平らな面状の載置部21の周縁近傍に、平らな面状のグローブ12のフランジ14を当接させて、グローブ12を光源保持部20に固定しても、フランジ14と光源保持部20との間の当接面間から雨水等の水が発光部10内に浸入することがなく、LEDランプ1を防水構造とすることができる。
なお、グローブ12のねじ止め部13に設けられたねじ孔は、光源保持部20の表面20Aに設けられた固定部29に設けられたボス29Aが挿入可能な大きさに形成されている。この構成によれば、グローブ12を光源保持部20に固定する際に、グローブ12のねじ孔に、光源保持部20のボス29Aを挿入して、グローブ12を光源保持部20に対して所定の位置に位置決めすることができるため、グローブ12の光源保持部20への取付作業性が向上する。
LED基板11は、外周縁が、載置部21に設けられた溝26の形状に沿った形状に形成されている。つまり、LED基板11は、平円板の外周の一部、特に、光源保持部20の表面20Aに設けられた固定部29に対応する位置を切り欠いた略十字形状に形成されている(図8参照)。LED基板11は、載置部21に載置されて、溝26の内側に、ねじ42により、載置部21に固定される。また、LED基板11は、熱伝導性の高い例えばアルミニウム材等の金属材で構成されているため、LED15の発熱を効率良く光源保持部20の載置部21に伝熱して放熱フィン25から放熱させることができる。LED15は、LED基板11の表面である実装面に、同心円状に複数実装され、特に、LED基板11の外周縁近傍に実装される。LED基板11は、特に、グローブ12が光源保持部20にねじ41によりねじ止めされる位置を避けた位置で、LED基板11の中心から径方向に最も離れた位置に配設されている。これにより、LEDランプ1の照射範囲を広くすることができる。
筒状部30は、終端30Bに、口金3が冠着されて設けられている。筒状部30は、絶縁性を有する、例えばポリカーボネイト等の樹脂材を用いて形成されている。これにより、筒状部30と口金3との絶縁が図られている。この構成によれば、筒状部30を樹脂材を用いて成形することで、筒状部30の軽量化を図ることができる。
なお、筒状部30は、熱伝導性を有する金属で形成した部材と、絶縁性を有する材料から形成された部材とをインサート成型により形成する構成であっても良い。
筒状部30は、光源保持部20に固定される先端30Aにフランジ部31を備える。フランジ部31は、樹脂成形により筒状部30と一体に形成される。この構成によれば、筒状部30を樹脂材を用いて一体成形したため、筒状部30の軽量化を図ることができる。
筒状部30の内部には、電気回路基板50が、基板ホルダー55に保持されて収められている。電気回路基板50は、口金3側の端部で図示せぬリード線を通じて口金3と電気的に接続されている。
口金3は、既設のランプホルダー110のソケット(例えばE26型ソケット)に螺合するねじ山が切られた筒状のシェル6と、このシェル6の端部の頂部に絶縁部4を介して設けられたアイレット5とを備え、シェル6及びアイレット5が既存のソケットに装着可能な形状寸法に構成されている。これにより、当該LEDランプ1は、天井や壁面に既設のソケットや、既存の電球を装着して使用する上記ランプホルダー110のソケットに装着でき、既存の電球の代替として使用できる。
ところで、光源保持部20は、アルミニウム等の金属材料を用いることで高い放熱性能が得られるものの、重量が重くなるため、樹脂製の筒状部30との接続部の強度が不足する、という問題もある。そこで、本実施形態のLEDランプ1では、光源保持部20と筒状部30との固定構造は、光源保持部20と筒状部30とを堅固に固定するための固定構造とされている。
光源保持部20と筒状部30との固定構造について詳述すると、光源保持部20は、図6、及び、図10に示すように、表面20Aの略中央部を凹ませて形成された凹部22を備えている。また、光源保持部20の略中央には、凹部22の底部22Aに、表裏を貫通する貫通孔23が設けられている。貫通孔23は、筒状部30を貫通させることができる径寸法に形成されている。凹部22は、底部22Aに向かって径が小さくなる円錐台形状に形成されている。凹部22の側面22Bには、薄い板状のフィン28が複数立設されている。フィン28は、光源保持部20の載置部21にLED基板11が載置された際に、LED基板11の裏面に上端28Aが当接されるように構成されている。フィン28は、特に、光源保持部20の載置部21に載置されたLED基板11に実装されたLED15が配設される位置の近傍に設けられるのが望ましい。この構成によれば、光源保持部20は、LED基板11に当接する載置部21の面積を小さくして、凹部22を形成し、光源保持部20の軽量化を図り、かつ、フィン28からLED15が発した熱をLED基板11を介して光源保持部20に伝熱させ、放熱フィン25により効率良く放熱させることができる。
凹部22の底部22Aには、表面に、筒状部30を光源保持部20にねじ止めするためのボス24が互いに等間隔に4箇所設けられている。
筒状部30は、光源保持部20の貫通孔23に、光源保持部20の表面側から挿入される。筒状部30の先端30Aには、円盤状のフランジ部31がつば状に設けられている。フランジ部31は、樹脂成形により、筒状部30と一体成形される。フランジ部31の外径は、光源保持部20の底部22Aの外径と略同じか、若干小さい径に形成される。また、フランジ部31の表面には、複数のリブ31Aが立設され、当該リブ31Aによりフランジ部31の強度が向上されている構成であっても良い。筒状部30を光源保持部20の表面側から貫通孔23に挿入すると、貫通孔23の縁部に沿ってある底部22Aに、筒状部30のフランジ部31が引き掛けられる。
フランジ部31には、表裏に貫通するボス孔33が設けられている。ボス孔33は、凹部22の底部22Aに設けられたボス24に対応する位置に設けられている。筒状部30を光源保持部20の貫通孔23に挿入した際には、ボス孔33にボス24が挿入される。つまり、筒状部30は、光源保持部20の貫通孔23に挿入され、フランジ部31が、光源保持部20の底部22Aに引き掛けられ、さらに、フランジ部31のボス孔33に、底部22Aのボス24が挿入されて、光源保持部20に係止される。そして、筒状部30は、図10に示すように、ボス孔33から挿入され、ボス24に螺合されるねじ43により光源保持部20に固定される。なお、ねじ43と、ボス24との間には、ワッシャ―44が挟み込まれている構成であっても良い。
本実施形態では、光源保持部20は金属で形成されているため、重量が重い。光源保持部20にねじ43により固定された筒状部30は、金属よりも強度が低くなり易い樹脂で形成されている。そのため、筒状部30は、ねじ43が挿入されるボス孔33に、光源保持部20の重量による負荷がかかり易い。また、樹脂材料により成形された筒状部30は、紫外線や振動等の外部要因により劣化し、強度が低下する場合がある。そして、これらの要因により、フランジ部31には、ボス孔33から割れが生じる場合がある。本願構成によれば、光源保持部20の貫通孔23の筒状部30を挿入して、貫通孔23の縁部の底部22Aに筒状部30のフランジ部31を引きかけて、筒状部30を光源保持部20に固定しているため、たとえフランジ部31に劣化による割れが生じても、光源保持部20が筒状部30から離脱することがなく、接続機能が失われることがない。
また、筒状部30のフランジ部31は、光源保持部20の表面20Aに設けられた凹部22の底部22Aに固定されるため、フランジ部31が光源保持部20の載置部21に載置されたLED基板11に直接触れることがない。これにより、樹脂材料により成形されたフランジ部31が、LED基板11の熱抵抗となるのを防ぐことができる。また、筒状部30をLED基板11から離して配設することができるため、樹脂材から形成された筒状部30が、LED15の発する熱により高温になるLED基板11に直接触れて変形や劣化などの不具合が生じるのを防止することができる。
光源保持部20の裏面20Bは、図5に示すように、光源保持部20の表面20Aに形成された凹部22に沿った形状に形成される。また、裏面20Bには、貫通孔23の縁部に沿って形成され、底部22Aから筒状部30に沿ってシャフト状に延びる延出部37が設けられている。また、底部22Aの裏面からは底部22Aの表面に形成されたボス24の有底の端部38が突出している。光源保持部20の裏面20Bには、放熱フィン25と、凹部22との間に、LEDランプ1をランプホルダー110に装着した際に、ホルダー筐体111の先端開口115が図示せぬ防水パッキン(シール部材)116を間に挟んで当接される当接部36が形成される。当接部36は、光源保持部20の載置部21に略平行な面であり、防水パッキン116が予め取り付けられた先端開口115が当接部36に当接してランプホルダー110内部が確実に閉封されるように構成されている。
筒状部30には、図6に示すように、筒状部30を光源保持部20の貫通孔23に挿入する前に、Oリング32が装着される。筒状部30を、光源保持部20の貫通孔23に挿入すると、筒状部30に装着されたOリング32は、貫通孔23の縁部から延びる延出部37と、筒状部30との間に挟まれて圧縮される。これにより、貫通孔23と、筒状部30との間の隙間から雨水等の水が発光部10内に侵入するのを防止することができる。
これらの構成によれば、LEDランプ1は、光源保持部20とグローブ12との間に配設された防水部材27、筒状部30と光源保持部20との間に配設されたOリング32、及び、筒状部30の終端30Bに冠着された口金3により密閉された防水構造に構成される。
なお、LED基板11及びグローブ12は、筒状部30を光源保持部20に固定した後に、光源保持部20に固定される。また、口金3は、筒状部30を光源保持部20に固定した後に、筒状部30に冠着される。
筒状部30の内部には、図7に示すように、電気回路基板50が収容される。電気回路基板50は、基板ホルダー55に保持されて、筒状部30内に挿入される。基板ホルダー55は、図11(A)に示すように、電気回路基板50を挟持する一対の挟持部59と、一対の挟持部59間に架け渡された橋架部58と、を備える。なお、以下の説明において、基板ホルダー55の前後とは、図11(A)で示した方向から基板ホルダー55を視た際の方向に基づくものである。挟持部59と、橋架部58とは、一体に形成される。
挟持部59は、前面支持部59A、後面支持部59B、及び、下端支持部59Cを有する。電気回路基板50は、図11(B)及び(C)に示すように、前面支持部59Aと後面支持部59Bとの間にスライドさせて挟み込み、下端を下端支持部59C上に載置させて、ホルダー部57に保持される。
基板ホルダー55は、図7(A)に示すように、挟持部59で電気回路基板50を挟持した状態で、筒状部30内に挿入され、橋架部58の両端部58Aが筒状部30のフランジ部31に引掛けられて、係止される。基板ホルダー55は、図7(B)に示すように、筒状部30をねじ43により光源保持部20に固定する際に、ねじ43を、橋架部58に形成されたねじ孔58Bに挿入して、筒状部30と共に、ねじ43により光源保持部20の底部22Aに固定される。
ところで、LED15は、極性を有するため、正極と負極とが反転して接続された場合には点灯しなくなるという問題がある。そのため、ランプ装置100の設置時には、電源ユニット101を介した電力をLEDランプ1に口金3を介して供給する電力供給線102の正極/負極を見極めて配線する必要があり、効率が悪かった。本実施形態では、ランプ装置100の設置作業の効率化を図るべく、LEDランプ1に電気回路基板50が内蔵されている。
電気回路基板50には、図12に示すように、LEDランプ1と別置きされた電源ユニット101から端子53,54を介して入力される直流電流の入力側にヒューズ51が接続されている。なお、ヒューズ51は、ランプホルダー110に電源ユニット101ではなく、例えば、交流200V等が間違って接続された場合に、事故が起こるのを防止する為に電気回路基板50に取り付けられる。
また、電気回路基板50は、ヒューズ51の下流側に整流器52を備える。LED基板11の裏面に形成されたLED発光回路70には、整流器52により整流された電力が供給される。この構成によれば、LEDランプ1は、電気回路基板50を備えているため、LEDランプ1の入力端子である端子53あるいは端子54のいずれが正極端子、或いは、負極端子となってもLED15を発光させることができる。これにより、ランプ装置100の設置時には、電源ユニット101を介した電力をLEDランプ1に口金3を介して供給する電力供給線102を、正極/負極の配線を気にすることなく、ランプホルダー110内のソケットに接続することができ、設置作業の効率化を図ることができる。
以上説明したように、本発明を適用した第1の実施形態によれば、LED15を実装したLED基板11、及び、当該LED基板11を表面に載置して保持する光源保持部20と、光源保持部20の裏面20Bから延びて終端30Bに口金3が設けられた筒状部30とを備えたLEDランプ1において、光源保持部20に表裏に貫通する貫通孔23を設け、貫通孔23に筒状部30を挿入し、貫通孔23の縁部に沿って設けられた底部22Aに筒状部30に設けたフランジ部31を引掛けて固定した。
この構成によれば、筒状部30のフランジ部31を、光源保持部20の内側に引掛けて固定した。これにより、フランジ部31を光源保持部20に螺合するねじ43が挿入されるボス孔33に、光源保持部20の重量による負荷がかかり、ボス孔33に割れが発生する等の破損が生じる等で、ねじ止め等による筒状部30と光源保持部20との接続機能が失われた場合でも、光源保持部20が筒状部30から離脱することがなく、光源保持部20と筒状部30とを堅固に固定することができる。
また、本発明を適用した第1の実施形態によれば、絶縁性を有する材料により筒状部30を成形し、光源保持部20を放熱性を有する金属で形成した。これにより、口金3と筒状部30との絶縁性を図ることができる。また、筒状部30を樹脂材料により成形し、筒状部30を金属で形成した場合にくらべて軽量にするこができるため、LEDランプ1の軽量化を図ることができる。また、光源保持部20を放熱性を有する金属で形成したため、LED基板11の熱を光源保持部20に効率良く伝熱させることができる。
また、本発明を適用した第1の実施形態によれば、光源保持部20の表面20Aに凹部22を設け、当該凹部22の底部22Aに貫通孔23を設けた。これにより、光源保持部20の表面20Aに設けられた載置部21に載置されたLED基板11の裏面に、筒状部30のフランジ部31が直接触れることがない。よって、樹脂材料により成形されたフランジ部31がLED基板11の熱抵抗となるのを防止することができる。
また、本発明を適用した第1の実施形態によれば、光源保持部20は、裏面20Bに複数の放熱フィン25を備えた。この構成によれば、放熱性を有する金属で形成した光源保持部20の裏面20Bに複数の放熱フィン25を一体に形成し、光源保持部20に伝熱されたLED基板11の熱を、放熱フィン25により効率良く放熱させることができる。
[第2の実施の形態]
以下、本発明の第2の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
なお、第2の実施形態では、発光素子を光源に備えるランプとして、LEDを光源に備えたLEDランプを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば有機EL等の他の発光素子を光源に備えるランプにも適用可能である。
図13は、第2の実施形態に係るLEDランプ200の正面図である。図14は、LEDランプ200を上方から見た平面図である。図15は、LEDランプ200の下面斜視図である。図16は、LEDランプ200の分解斜視図である。図17は、図14のXVII−XVII断面図である。
図13〜図17に示すように、LEDランプ200は、上面の発光部210と、この発光部210に直交して下方に向かって延びる筒状部230と、筒状部230の終端230Bに設けられた口金3と、発光部210の裏面に設けられた複数の放熱フィン225と、筒状部230において口金3に隣接して設けられる緩み防止部材260とを備えている。
発光部210は、その上面210Aの略全体から図1中の上方に向けて光を放射するものであり、図14に示すように、上面視で略円形状に形成されたグローブ212(カバー)を備える。
詳細には、発光部210は、図16に示すように、光源たる複数のLED215(発光素子)と、これらのLED215を実装したLED基板(基板)211と、LED基板211を保持する基板支持プレート220(光源保持部)と、グローブ212とを備えている。なお、基板支持プレート220は、上記第1の実施の形態の光源保持部20に相当するものである。グローブ212は、LED基板211を覆うカバーであり、LED215の光はグローブ212を透過して外側に照射される。
基板支持プレート220は、筒状部230よりも径が大きな略円形状に形成されており、LED基板211が表面に載置される円板状の基板載置部221と、筒状部230が接続される筒状部接続部261と、放熱フィン225とを一体に備える。基板支持プレート220は、高い放熱性を有する金属により形成され、本実施形態においては、アルミ合金をダイカスト法によって鋳造して形成される。また、基板支持プレート220は、例えば、マグネシウム合金を鋳造して形成されてもよい。
基板載置部221の表面は、LED基板211が載置される平坦な載置面221Cである。基板載置部221の径方向の中間部には、ねじ穴部221A(図16)が周方向に略等間隔をあけて複数設けられており、ねじ穴部221Aには、LED基板211を基板載置部221に固定するねじ242が締結される。
基板載置部221の載置面221Cの外縁部には、LED基板211よりも大径な円環状の溝226が全周に亘って形成されている。溝226には、例えばシリコン等の弾性材料により構成される防水部材227が嵌め込まれる。
基板支持プレート220は、基板載置部221の外周部から径方向外側に延びる板状のカバー固定部262を複数備え、カバー固定部262には、グローブ212が固定されるボス部262Aが形成されている。
グローブ212は、溝226を上方から覆う外周フランジ部214を外周部に備え、外周フランジ部214は、カバー固定部262に対応した位置に、さらに径方向外側に延びる固定部214aを有する。グローブ212は、固定部214aに挿通されてボス部262Aに締結されるねじ241を介してカバー固定部262に固定される。この状態では、防水部材227は外周フランジ部214に圧縮されている。
LED215は、例えばLED素子をパッケージ化してなるものであり、本実施形態では、LED215に白色LEDが用いられている。なお、LED215に白色以外の他の発光色のLEDを用いても良いことは勿論である。
LED基板211は、円板状に形成されており、LED215は、LED基板211の表面である実装面の外周部に同心円状に複数並べて実装される。
LED基板211は、その裏面を基板支持プレート220の基板載置部221に当接させた状態で、ねじ242により固定されている。LED基板211の略中央には、LED215の電力供給用のリード線263が通される配線孔211Aが形成されている。
LED基板211は、熱伝導性の高い、例えばアルミニウム材等の金属材料で構成されている。このため、LED215の発熱を効率良く基板支持プレート220の基板載置部221に伝熱でき、放熱フィン225から効果的に放熱させることができる。
基板支持プレート220の筒状部接続部261は、基板載置部221の表面の中央部を口金3側に凹ませるようにして形成された凹部であり、円筒状の筒部264と、筒状部接続部261の底部を貫通する貫通孔223とを備える。貫通孔223には、筒状部230の始端230Aが嵌合して接続される。
放熱フィン225は、基板支持プレート220の基板載置部221の裏面に略直角に立設される薄板であり、各板は略同一形状に形成されている。放熱フィン225は、筒状部230の軸線を中心にして複数枚が筒状部接続部261の周囲に略放射状に配列されており、周方向に略等間隔をあけて配置されている。なお、放熱フィン225は、放射状に配置されるものに限定されず、互いに間隔をあけて配置されていればよい。
放熱フィン225の高さは、内端部225Aを除き、径方向の略全体に亘って筒状部接続部261の深さに略等しい。内端部225Aは、筒部264に近づくほど高さが小さくなるように傾斜して形成されている。
放熱フィン225は、径方向においては、筒状部接続部261の筒部264の近傍から外周側へ延び、基板支持プレート220の基板載置部221の外縁部221B(図17)を超えて外側に突出している。すなわち、放熱フィン225は、外縁部221Bよりも径方向の外側に突出する外端部225Bを有する。また、放熱フィン225の内端部225Aと筒部264の外周面との間には、隙間265が設けられている。隙間265を設けることで、筒状部接続部261の周囲に空気を流通させることができる。
筒状部230の終端230Bには、口金3が冠着される。筒状部230は、絶縁性を有する、例えばポリカーボネイト等の樹脂材料を用いて形成されている。これにより、筒状部230と口金3との絶縁が図られている。この構成によれば、筒状部230を樹脂材料で成形することで、筒状部230の軽量化を図ることができる。
なお、筒状部230は、熱伝導性を有する金属で形成した部材と、絶縁性を有する材料から形成された部材とをインサート成型により形成する構成であっても良い。
筒状部230の内部には、電気回路基板50(図17)が、基板ホルダー55に保持されて収められている。電気回路基板50は、口金3側の端部で図示せぬリード線を通じて口金3と電気的に接続されている。基板ホルダー55は、図16及び図17に示すように、電気回路基板50を挟持した状態で、筒状部230内に挿入されて固定されている。
口金3は、既設の照明器具(不図示)のソケット290(図23)に螺合するねじ山が切られた筒状のシェル6と、このシェル6の端部の頂部に絶縁部4を介して設けられたアイレット5とを備え、シェル6及びアイレット5が既存のソケットに装着可能な形状寸法に構成されている。これにより、当該LEDランプ200は、天井や壁面に既設のソケットや、既存の電球を装着して使用するランプホルダー等(不図示)のソケットに装着でき、既存の電球の代替として使用できる。上記ソケットの例としては、例えばE26型ソケットが挙げられる。
図18は、筒状部230の正面図である。図19は、図18のXIX−XIX断面図である。図20は、図18のXX−XX断面図である。
図18〜図20に示すように、筒状部230は、電気回路基板50が収納される筒状部本体267と、口金3が固定される終端230Bと、緩み防止部材260が取り付けられる回転防止部材取付部268と、筒状部接続部261に接続される接続部269とを備える。
筒状部本体267は、断面正多角形状(本実施の形態では正八角形)に形成されており、筒状部230の軸方向において最も長さを占める部分である。また、筒状部本体267は、口金3側へ向けて先細るテーパー状に形成されている。終端230Bの底部には、電気回路基板50から口金3に延びるリード線(不図示)が接続される孔285A,285Bが形成されている。
回転防止部材取付部268は、断面略円形に形成されており、筒状部本体267と終端230Bとの間に形成されている。
筒状部230は、分割式の金型(不図示)を用いた樹脂成型によって形成される。この金型のパーティングラインは、筒状部本体267の正八角形形状の角部267Aの位置に合わせて設けられている。これにより、パーティングラインに起因して筒状部本体267の表面に現れる線が角部267Aに重なるため、上記線が目立つことがなく、外観性を向上できる。また、筒状部本体267が多角形であるため、筒状部本体267を手で把持し易く、作業性が良い。
接続部269は、筒状部230の始端230Aに設けられている。
接続部269は、筒状部接続部261の貫通孔223の内周部に嵌合する第1の筒状部271と、第1の筒状部271よりも大径に形成される第2の筒状部272と、第1の筒状部271から径方向外側へ鍔状に突出して第1の筒状部271と第2の筒状部272とを連結する第2のフランジ部278と、第2の筒状部272から径方向外側へ鍔状に突出するフランジ部231とを備える。
フランジ部231は、筒状部230の最も始端側に設けられ、第2の筒状部272及び第2のフランジ部278は、筒状部230の軸方向において、フランジ部231と第1の筒状部271との間に設けられている。第2のフランジ部278の外径は、フランジ部231の外径よりも小さい。
第1の筒状部271は、断面略円形に形成されており、筒状部本体267に連続している。第2のフランジ部278の下面(口金3側の面)は、環状の当接面278Aとなっている。
筒状部230において、第2のフランジ部278と第1の筒状部271との連結部の隅部279の曲率半径(いわゆる曲げ部の内R部の半径)は、フランジ部231と第2の筒状部272との連結部の隅部280の曲率半径よりも、大きく形成されている。
図21は、基板支持プレート220及び筒状部230を上方から見た平面図である。
図16、図18及び図21に示すように、フランジ部231の上面には、フランジ部231の内周部の周縁部に沿って軸方向に突出する壁部231Aが形成されている。また、フランジ部231には、フランジ部231の上面と壁部231Aの外側面とを連結するリブ231Bが複数設けられている。壁部231Aは、壁部231Aが設けられていない切り欠き部231Cを一対有している。
フランジ部231の上面には、フランジ部231を貫通するボス孔231Dが複数形成されており、ボス孔231Dには、フランジ部231を筒状部接続部261に固定するフランジ部固定ねじ243(図16)が挿通される。
図22は、図17の接続部269及び筒状部接続部261の近傍の拡大図である。
図22に示すように、筒状部230は、貫通孔223に挿通され、フランジ部231及び第2のフランジ部278が筒状部接続部261に引っ掛けられるようにして基板支持プレート220に固定される。筒状部接続部261の筒部264は、筒状部230のフランジ部231及び第2のフランジ部278の形状に合わせて階段状に形成されている。
詳細には、筒状部接続部261は、基板載置部221の中央部を口金3側に窪ませた第1の凹部273と、第1の凹部273の中央部を口金3側に窪ませた第2の凹部274と、第2の凹部274の中央部から口金3側に延出する嵌合筒部275とを備える。貫通孔223は、嵌合筒部275の内周部により構成されている。
フランジ部231は、第1の凹部273に収容される。第1の凹部273の内径は、フランジ部231の外径よりもわずかに大きく形成されており、フランジ部231を受ける第1の凹部273の底部273Aは、平坦に形成されている。貫通孔223の周縁部でもある底部273Aには、フランジ部固定ねじ243が締結される固定穴部273B(図21)が複数形成されている。
フランジ部231と底部273Aとの間には、平板状且つリング状の断熱部材276(断熱材)が介装される。断熱部材276は、例えば、不織布や、シリコンパッキン等が用いられる。断熱部材276を設けることで、基板支持プレート220とフランジ部231との間の断熱性を確保でき、基板支持プレート220から伝わる熱によってフランジ部231が劣化する等の影響を低減できる。さらに、断熱部材276は撓むことで防振部材としても機能するため、フランジ部231に作用する振動の影響も低減できる。
第2の筒状部272及び第2のフランジ部278は、第2の凹部274に収容される。第2の凹部274の内径は、第2の筒状部272の外径よりもわずかに大きく形成されており、第2のフランジ部278の当接面278Aを受ける第2の凹部274の底部274Aは、平坦に形成されている。
第1の筒状部271の外周面には、弾性材料で構成されるリング状のシール部材277(防水パッキン)が嵌合されており、シール部材277は、当接面278Aと底部274Aとの間に圧縮された状態で介装されている。シール部材277は、例えば、ゴム等の素材からなるパッキンが用いられる。シール部材277を設けることで、基板支持プレート220と第2の筒状部272との間の防水性を確保でき、さらに、シール部材277は撓むことで防振部材としても機能するため、第2の筒状部272近傍に作用する振動の影響も低減できる。ここで、シール部材277は、シール性に加えて断熱性も備えたものであってもよい。すなわち、断熱材は、フランジ部231及び/又は第2のフランジ部278と基板支持プレート220との間に設けることができる。
筒状部230を基板支持プレート220に接続する際には、まず、筒状部230の第1の筒状部271及びフランジ部231に、シール部材277及び断熱部材276がそれぞれ装着される。次いで、筒状部230が貫通孔223に通され、フランジ部231及び第2のフランジ部278が第1の凹部273及び第2の凹部274に引っ掛けられる。その後、フランジ部固定ねじ243(図16)が固定穴部273B(図21)に締結されることで、接続部269が筒状部接続部261に固定される。
また、図16に示すように、基板ホルダー55は、フランジ部231の切り欠き部231C(図21)に通される橋架部(不図示)を上端に有し、この橋架部にフランジ部固定ねじ243が挿通されることで、フランジ部231に共締めされて固定される。
第2の実施の形態では、基板支持プレート220は金属で形成されているため、高い放熱性能が得られるものの、重量が大きい。基板支持プレート220に対しフランジ部固定ねじ243によって固定された筒状部230は、金属よりも強度が低くなり易い樹脂で形成されている。そのため、筒状部230は、フランジ部固定ねじ243が挿入されるボス孔231D(図21)に、基板支持プレート220の重量による負荷がかかり易い。また、樹脂材料により成形された筒状部230は、紫外線や振動等の外部要因により劣化し、強度が低下する場合がある。そして、これらの要因により、フランジ部231には、ボス孔231Dから割れが生じる可能性がある。
本願構成によれば、基板支持プレート220の貫通孔223に筒状部230を挿入し、貫通孔223の外周側の第1の凹部273の底部273Aに筒状部230のフランジ部231を引っ掛けることで、筒状部230を基板支持プレート220に固定している。これにより、たとえボス孔231D近傍に劣化による割れが生じても、フランジ部231が引っ掛かるため、基板支持プレート220が筒状部230から離脱することがなく、接続機能が失われることを防止できる。また、フランジ部231が損傷したとしても、筒状部230の第2のフランジ部278が、第2の凹部274に引っ掛けられているため、基板支持プレート220が筒状部230から離脱することがなく、接続機能が失われることを防止できる。
また、第2のフランジ部278側の隅部279の曲率半径が、フランジ部231側の隅部280の曲率半径よりも、大きく形成されているため、第2のフランジ部278の強度が高い。このため、第2のフランジ部278の損傷を防止でき、第2のフランジ部278による接続機能を維持できる。
また、筒状部230のフランジ部231及び第2のフランジ部278は、基板載置部221を窪ませた第1の凹部273及び第2の凹部274に固定されるため、フランジ部231及び第2のフランジ部278が、基板載置部221に載置されたLED基板211に直接触れることがない。これにより、樹脂材料により構成されるフランジ部231及び第2のフランジ部278が、LED基板211の熱抵抗となるのを防ぐことができ、LED基板211の熱を放熱フィン225から効率良く放熱できる。
また、筒状部230をLED基板211から離して筒状部接続部261内に配設するため、樹脂材から構成された筒状部230が、高温になるLED基板211に直接触れることが無く、熱による変形や劣化などの不具合が筒状部230に生じることを防止できる。
また、基板支持プレート220は、基板載置部221、筒状部接続部261及び放熱フィン225が鋳造により一体に形成される。このため、基板支持プレート220の強度を高くしながら基板支持プレート220を容易に製造でき、さらに、一体化により熱抵抗が低減されるため、放熱フィン225から効果的に放熱することができる。
次に、放熱フィン225の周辺の構成について詳細に説明する。
図14、図17及び図21に示すように、基板載置部221の外縁部221B及びグローブ212の外周フランジ部214の外径は略等しく形成されており、平面視では、外周フランジ部214の外縁と外縁部221Bとは略重なる。
放熱フィン225の外端部225Bは、基板載置部221の外縁部221Bよりも径方向外側に突出し、グローブ212の外縁に対しても径方向外側に突出する。
図13〜図17に示すように、放熱フィン225は、外端部225Bの径方向の先端部225Cを周方向に連結して基板載置部221を外側から囲う筒状の連結部281を備える。連結部281は、平面視では、放熱フィン225と同等の厚さか、或いは、放熱フィン225よりも薄く形成される薄板であり、放熱フィンとしても機能する。放熱フィン225は、連結部281によって互いに連結されることで、強度が増加する。特に、最も外周側の先端部225Cに連結部281を設けたため、放熱フィン225の強度を効果的に増加させることができる。
連結部281は、先端部225Cに連結されており、放熱フィン225の上端225D(図16)は、連結部281の上縁281Aよりもわずかに上方に突出する。また、連結部281は、放熱フィン225の高さ方向において、上下の中間部よりも上端225D側に設けられており、放熱フィン225の下端225E側には設けられていない。
放熱フィン225の外端部225Bの先端が連結部281で閉じられることで、基板載置部221の周囲には、隣接する放熱フィン225,225と、外縁部221Bと、連結部281とで区画される平面視で略矩形の開口282が複数形成されている。放熱フィン225の周囲を流れる気流は、開口282を通って筒状部230の軸方向に流れる。本実施の形態では、放熱フィン225の先端部225Cに連結部281を設けたため、連結部281が邪魔にならず、開口282を大きく形成できる。このため、開口282に気流をスムーズに流すことができ、効率良く放熱できる。
連結部281は、その筒形状の一部を切り欠いて開口282を外周側に開放させる切り欠き部283,283を有する。詳細には、切り欠き部283,283は、一対の切り欠き部283,283が互いに略対向する配置、すなわち、周方向に略180°異なる位置に設けられている。切り欠き部283,283が設けられた部分の開口282は、外周側に開放した開放部284,284となる。つまり、連結部281は、全ての放熱フィン225の先端部225Cを繋ぐのではなく、一部の放熱フィン225を除き、隣接する放熱フィン225の先端部225C同士を連結している。
開放部284,284は、カバー固定部262と重ならない箇所に設けられている。開放部284,284には、外周側からも気流が流れるため、開放部284の放熱フィン225によって効果的に放熱できる。
また、開放部284,284は、LEDランプ200を組み立てる際に、基板支持プレート220を位置決めする冶具(不図示)が嵌合する位置決め部として使用される。このため、専用の位置決め部を設ける必要が無く、構造を簡略化できる。また、上記冶具を用いない場合であっても、開放部284,284を基準位置の目印として位置決めすることができる。
グローブ212の外周フランジ部214が固定されるカバー固定部262は、一部の開口282を塞ぐように、隣接する外端部225B,225Bの上端225Dに設けられている。カバー固定部262は、周方向に略等間隔で複数配置されており、開口282は、隣接するカバー固定部262,262の間に配置されている。
カバー固定部262の外縁は、連結部281の上縁281Aに連結されている。このため、カバー固定部262の剛性を連結部281によって増加させることができ、グローブ212をカバー固定部262に強固に安定して固定できる。
図15に示すように、ねじ穴部221A及びボス部262Aは、平面視で放熱フィン225に重なる位置に配置されており、ねじ穴部221A及びボス部262Aの底部は、基板載置部221の裏面から下方に突出して放熱フィン225に一体的に形成されている。このように、ねじ穴部221A及びボス部262Aを放熱フィン225と一体的に設けたため、ねじ穴部221A及びボス部262Aの底部が放熱フィン225,225の間の流路を塞ぐことがない。このため、放熱フィン225に気流をスムーズに流すことができ、放熱性が良い。また、ねじ穴部221A及びボス部262Aの底部が放熱フィン225に隠れて目立たなくなるため、外観性が良い。
連結部281は、基板支持プレート220の鋳造の際に、放熱フィン225と一体成形される。このため、放熱フィン225と連結部281との熱抵抗を小さくでき、高い放熱性が得られるとともに、高い強度が得られる。
また、基板支持プレート220の鋳造の際に、湯が連結部281を介して放熱フィン225に流れ、放熱フィン225に湯を行き渡らせ易いため、鋳造性が良い。
次に、緩み防止部材260の周辺の構成について詳細に説明する。
図23は、ソケット290が取り付けられた状態のLEDランプ200の下面斜視図である。図24は、ソケット290と口金3との接続部を示す断面図である。
図23及び図24に示すように、ソケット290は、一端が開口した容器状に形成されており、有底円筒型のソケット本体部291と、口金3が挿入される接続用開口292とを有する。ソケット本体部291内には、口金3が締結される雌ねじ部としての受金(不図示)が設けられている。ソケット290は、例えば、底部が天井に設置されており、接続用開口292を介して接続されたLEDランプ200は下方を照らすように設置される。
図16及び図24に示すように、筒状部230における回転防止部材取付部268の発光部210側の端には、径方向に鍔状に突出する拡径部293が形成されている。拡径部293は、一部を切り欠くようにして形成された一対の溝部293Aを備える。
緩み防止部材260は、回転防止部材取付部268に外周に嵌合されて取り付けられ、拡径部293とソケット290の接続用開口292の周縁部292Aとの間に圧縮された状態で設けられる。
図25は、拡径部293側から見た緩み防止部材260の平面図である。図26は、ソケット290側から見た緩み防止部材260の平面図である。図27は、緩み防止部材260の斜視図である。図28は、図26のXXVIII−XXVIII断面図である。
図24〜図28に示すように、緩み防止部材260は、筒状部230に対して同軸の位置関係で装着されるリング状部材である。緩み防止部材260は、平面視で略円形のリング本体部294と、リング本体部294の中央に形成され、回転防止部材取付部268に嵌合する嵌合孔部295とを有する。
嵌合孔部295の内周面には、全周に亘って径方向内側に突出する環状の突起部295Aが形成されている。突起部295Aは、嵌合孔部295の軸方向に複数形成されている。
リング本体部294は、拡径部293の下面に当接するランプ側当接面296と、ランプ側当接面296の裏面側で、ソケット290の周縁部292Aに当接するソケット側当接面297(当接部)とを有する。
リング本体部294の外周部においてランプ側当接面296の側の角部には、略45°の面取り部298が形成されている。面取り部298のランプ側当接面296側の端は、リング本体部294の厚さ方向の中間部よりもランプ側当接面296側に位置する。
ランプ側当接面296において嵌合孔部295の周縁部には、リング本体部294の軸方向に突出する凸部299(係合部)が一対形成されている。凸部299は、筒状部230の拡径部293の溝部293Aに係合し、緩み防止部材260の回転を規制する。
リング本体部294のソケット側当接面297には、平面視において嵌合孔部295側へ先細る略台形状の穴部300が、リング本体部294の周方向に略等間隔で複数形成されている。穴部300の深さは、リング本体部294の厚さの略半分まで達している。
穴部300が形成されることで、ソケット側当接面297側には、嵌合孔部295の内周面に沿って延びる環状の内周壁部301と、リング本体部294の外周に沿って延びる環状の外周壁部302と、内周壁部301と外周壁部302とを連結する連結壁部303(回転防止手段)とが形成されている。外周壁部302及び内周壁部301は、ソケット側当接面297側におけるリング本体部294の外周部及び嵌合孔部295の一部をそれぞれ構成している。
連結壁部303は、嵌合孔部295を中心として放射状に配置される板状の部材であり、内周壁部301と外周壁部302とを径方向に連結する。また、連結壁部303は、穴部300の底面から立設された板状の凸状部である。
連結壁部303の厚さは、穴部300の周方向の幅に比して小さく形成されている。また、連結壁部303の厚さは、内周壁部301及び外周壁部302の厚さよりも小さい。連結壁部303は薄板であるため、比較的容易に変形する。連結壁部303及び内周壁部301の高さは、外周壁部302よりも一段低く形成されている。
外周壁部302の径は、ソケット290の周縁部292Aの径よりも大きく、内周壁部301の径は、ソケット290の周縁部292Aの径よりも小さい。ソケット290がLEDランプ200に取り付けられた状態では、連結壁部303の上端が周縁部292Aに当接する。
穴部300の底部において内周壁部301側の隅部には、斜面状の肉盛り部300Aが形成されている。肉盛り部300Aを設けることで、連結壁部303を設けた構成としながら、緩み防止部材260の剛性が確保されている。
緩み防止部材260は、例えば、シリコンゴム等の比較的大きな弾性を有する樹脂製の弾性材料で構成される。緩み防止部材260は、連結壁部303を含む全体が、樹脂成形によって一体成型される。
LEDランプ200をソケット290に取り付ける際には、LEDランプ200の口金3がソケット290の接続用開口292に挿入され、LEDランプ200が図26中の締結方向Fに回転されることで、口金3がソケット290の受金(不図示)に締結される。
LEDランプ200がソケット290に締め込まれて行くと、緩み防止部材260は筒状部230と一体に回転し、連結壁部303がソケット290の周縁部292Aに当接する。詳細には、LEDランプ200の締め込みに伴って、連結壁部303は、ソケット290の周縁部292Aに当接して圧縮されながら回転し、締結方向Fとは反対の反対方向Lに向く力を周縁部292Aから受ける。反対方向Lの力を受けると、各連結壁部303は、連結壁部303の基端部303Aを支点として反対方向Lに倒れるように変形する。
すなわち、LEDランプ200の締結に伴い、連結壁部303は、軸方向に圧縮されながら反対方向Lに曲げられて行く。LEDランプ200がソケット290に完全に締結されて連結壁部303が所定量だけ変形した状態(以下、この状態を回転防止状態と呼ぶ)では、連結壁部303の変形は、弾性変形及び塑性変形が両方存在している。また、緩み防止部材260は、回転防止状態では、主として連結壁部303が大きく変形し、外観上は、外周壁部302には大きな変形は見られない。
第2の実施の形態では、緩み防止部材260が回転防止状態とされると、変形している連結壁部303の反発力が発生し、この反発力がソケット290の周縁部292Aに作用してLEDランプ200の締結の緩みの抵抗となる。すなわち、連結壁部303は、LEDランプ200の締結に伴って、LEDランプ200の緩み方向の回転を抑制するように変形する。このため、LEDランプ200の緩み方向の回転を防止でき、LEDランプ200の締結が振動等によって緩んでしまうことを防止できる。
また、緩み防止部材260は、連結壁部303が圧縮されるに伴って、嵌合孔部295が径方向に収縮し、嵌合孔部295が回転防止部材取付部268の外周面に密着することによっても、LEDランプ200の緩み方向の回転を防止する。
さらに、緩み防止部材260の凸部299が拡径部293の溝部293Aに係合し、緩み防止部材260の回転が規制されるため、LEDランプ200を締結して行く際に、緩み防止部材260を確実にLEDランプ200と一体に回転させることができる。このため、連結壁部303を効果的に変形させることができ、LEDランプ200の緩み方向の回転を防止できる。
また、LEDランプ200をソケット290に締結して行く際に、連結壁部303が徐々に変形して行き、LEDランプ200を締結方向Fに回転させるために必要な力も徐々に増加する。このため、例えば、連結壁部303を備えていない平板状のパッキンを用いた場合に比して、作業者が締結の状態を認識し易い。このため、LEDランプ200が過大な締め付け力で締結されてしまうことを防止できる。
また、弾性材料で構成された緩み防止部材260をソケット290とLEDランプ200との間に介装するため、防振効果が得られ、LEDランプ200の振動を低減できる。
以上説明したように、本発明を適用した第2の実施の形態によれば、筒状部230は、貫通孔223に挿入される第1の筒状部271と、第1の筒状部271とフランジ部231との間に設けられ、第1の筒状部271よりも大径の第2のフランジ部278とを備え、第1の凹部273には、第1の凹部273よりも小径の第2の凹部274が設けられ、第2のフランジ部278は、第2の凹部274に収容される。このため、フランジ部231が損傷したとしても、第2のフランジ部278が第2の凹部274に収容されて引っ掛かっているため、基板支持プレート220が筒状部230から脱落することを防止できる。
また、フランジ部231が設けられる第2の筒状部272と第1の筒状部271とを連結する第2のフランジ部278によって、簡単な構造で基板支持プレート220の脱落を防止できる。
また、第2のフランジ部278と第1の筒状部271との連結部の隅部279の曲率半径は、フランジ部231と第2の筒状部272との連結部の隅部280の曲率半径よりも大きいため、第2のフランジ部278の強度が大きくなる。このため、第2のフランジ部278によって、筒状部230からの基板支持プレート220の脱落を効果的に防止できる。
さらに、第2のフランジ部278と第2の凹部274との間に設けられるシール部材277によって、防水性を確保できるとともに、防振効果も得られる。
また、フランジ部231と基板載置部221の第1の凹部273との間に設けられる断熱部材276によって、基板載置部221からフランジ部231に伝わる熱を低減でき、フランジ部231の熱による劣化を抑制できる。
また、フランジ部231がねじ止めの箇所であるボス孔231Dで損傷したとしても、ボス孔231D以外のフランジ部231の部分、及び、第2のフランジ部278によって、筒状部230からの基板支持プレート220の脱落を防止できる。
また、本発明を適用した第2の実施の形態によれば、LED215を実装したLED基板211を保持する基板載置部221と、基板載置部221の裏面から延びる筒状部230と、基板載置部221の裏面に、筒状部230の周方向に間隔をあけて設けられた複数の放熱フィン225と、放熱フィン225同士を連結する連結部281と、を備え、放熱フィン225は、基板載置部221よりも外側に突出した外端部225Bを有し、連結部281は、放熱フィン225の外端部225Bの先端部225C同士を連結する。このため、放熱フィン225の外端部225Bの先端部225C同士を連結する連結部281によって放熱フィン225の強度を増加させることができるとともに、放熱フィン225と連結部281とにより形成される開口282を大きくでき、この開口282には空気を効率良く流すことができる。従って、放熱フィン225の強度を増加させながら、高い放熱効率を得ることができる。
また、基板載置部221と放熱フィン225と連結部281とは、一体成型されているため、熱抵抗が小さくなって高い放熱効率を得られるとともに、高い強度が得られる。
また、連結部281は、放熱フィン225の一部を除き連結するため、連結部281に連結されておらず開放している一部の放熱フィン225の間に径方向の外側から風を流して高い放熱効率を得られるとともに、開放した開口282である開放部284を位置決め等の目印としたり、開放部284を位置決め冶具等の嵌合部としたりすることができ、組み立て性を向上できる。
さらに、基板載置部221の表側を覆うグローブ212を固定するカバー固定部262は、放熱フィン225の上端225D同士を連結した板状を成し、かつ、外端部225Bの連結部281に連結されているため、カバー固定部262の強度を連結部281で補強でき、グローブ212をカバー固定部262に強固に固定できる。
さらに、本発明を適用した第2の実施の形態によれば、筒状部230に設けられた口金3を備え、口金3がソケット290に締結されるLEDランプ200であって、筒状部230の外周に設けられるリング状の緩み防止部材260を備え、緩み防止部材260は、ソケット290の接続用開口292の周縁部292Aに当接するソケット側当接面297を有し、ソケット側当接面297は、LEDランプ200の回転を防止する連結壁部303を備えた。これにより、緩み防止部材260のソケット側当接面297をソケット290の接続用開口292の周縁部292Aに当接させると、ソケット側当接面297の連結壁部303によってLEDランプ200の回転を防止できるため、ソケット290に対するLEDランプ200の締結の緩みを防止できる。
また、連結壁部303は、ソケット290の周縁部292A側へ突出して周縁部292Aに当接する凸状部であるため、凸状部の変形の反発力によってLEDランプ200の回転を効果的に防止できる。
また、連結壁部303は、筒状部230の周囲に放射状に配置される板状の凸状部であるため、板状の凸状部の変形の反発力によってLEDランプ200の回転を効果的に防止できる。
さらに、連結壁部303は、ソケット290に対するLEDランプ200の締結に伴って、LEDランプ200の緩み方向の回転を抑制するように変形するため、連結壁部303の変形によってLEDランプ200の回転を防止できる。
また、筒状部230は、径方向外側に突出する拡径部293を備え、緩み防止部材260は、拡径部293と周縁部292Aとの間で圧縮され、緩み防止部材260は、拡径部293に係合して緩み防止部材260の回転を規制する凸部299を備える。これにより、凸部299によって緩み防止部材260の回転を規制でき、連結壁部303を効果的に機能させることができるため、ソケット290に対するLEDランプ200の締結の緩みを防止できる。
なお、上記第2の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第2の実施の形態に限定されるものではない。
上記第2の実施の形態では、筒状の連結部281は、外周側に開放した開放部284を備えるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無く、例えば、連結部281は開放部284を備えない完全な筒状であってもよい。
また、上記第2の実施の形態では、回転防止手段は、筒状部230の周囲に放射状に配置される板状の凸状部である連結壁部303であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものでは無い。例えば、回転防止手段は、連結壁部303に替えて筒状部230の周囲に互いに間隔をあけて複数配置される柱状の凸状部であってもよい。
また、上記第2の実施形態の連結部281を上記第1の実施形態に適用し、放熱フィン25の径方向の外端部の先端部同士を連結部で連結してもよい。
また、第2の実施の形態の、LEDランプ200、LED基板211、LED215、貫通孔223、放熱フィン225、筒状部230、終端230、フランジ部231、基板支持プレート220、及び第1の凹部273は、第1の実施の形態の、LEDランプ1、LED基板11、LED15、貫通孔23、放熱フィン25、筒状部30、終端30、フランジ部31、光源保持部20、及び、凹部22にそれぞれ対応するものである。
1,200 LEDランプ(ランプ)
3 口金
11,211 LED基板(基板)
15,215 LED(発光素子)
20 光源保持部
22 凹部
22A 底部(縁部)
23,223 貫通孔
25,225 放熱フィン
30,230 筒状部
30B,230 終端
31,231 フランジ部
100 ランプ装置
101 電源ユニット
110 ランプホルダー
220 基板支持プレート(光源保持部)
271 第1の筒状部
272 第2の筒状部
273 第1の凹部(凹部)
274 第2の凹部
276 断熱部材(断熱材)
277 シール部材(防水パッキン)
278 第2のフランジ部
279 隅部
280 隅部

Claims (10)

  1. 発光素子を実装した基板、当該基板を表面に載置して保持する光源保持部と、前記光源保持部の裏面から延びて終端に口金が設けられた筒状部とを備えたランプにおいて、
    前記光源保持部に表裏に貫通する貫通孔を設け、前記貫通孔に前記筒状部を挿入し、前記貫通孔の縁部に前記筒状部に設けたフランジ部を固定し
    前記光源保持部の表面の中央部を凹ませて凹部を前記光源保持部に一体に設け、当該凹部の底部に前記貫通孔を設けたことを特徴とするランプ。
  2. 絶縁性を有する材料により前記筒状部を成形し、前記光源保持部を放熱性を有する金属で形成したことを特徴とする請求項1に記載のランプ。
  3. 前記光源保持部は、裏面に複数の放熱フィンを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のランプ。
  4. 前記放熱フィンは、前記基板が載置される前記光源保持部の載置部の裏面に設けられるとともに、前記筒状部の径方向において前記凹部との間に隙間をあけて形成されていることを特徴とする請求項3記載のランプ。
  5. 前記筒状部は、前記貫通孔に挿入される第1の筒状部と、当該第1の筒状部と前記フランジ部との間に設けられ、前記第1の筒状部よりも大径の第2のフランジ部とを備え、
    前記凹部には、当該凹部よりも小径の第2の凹部が設けられ、
    前記第2のフランジ部は、前記第2の凹部に収容されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載のランプ。
  6. 前記筒状部は、前記第1の筒状部よりも大径且つ前記フランジ部が連結される第2の筒状部を備え、当該第2の筒状部と前記第1の筒状部とは、前記フランジ部よりも小径の前記第2のフランジ部により連結されることを特徴とする請求項5に記載のランプ。
  7. 前記第2のフランジ部と前記第1の筒状部との連結部の隅部の曲率半径は、前記フランジ部と前記第2の筒状部との連結部の隅部の曲率半径よりも、大きいことを特徴とする請求項6に記載のランプ。
  8. 前記第2のフランジ部と前記第2の凹部との間に、防水パッキンが設けられることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載のランプ。
  9. 前記フランジ部及び/又は前記第2のフランジ部と前記光源保持部との間に、断熱材が設けられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載のランプ。
  10. 前記フランジ部は、前記貫通孔の縁部にねじ止めされていることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載のランプ。
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