JP5906436B2 - 発光装置およびそれを用いた照明器具 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置およびそれを用いた照明器具に関するものである。
従来から、発光素子を有する発光装置(照明ユニット)が提案されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1には、屋外で使用可能な照明ユニットが記載されている。
照明ユニットは、複数の発光素子が配設された基板と、この基板の一表面側に配置される光学部材と、基板の他表面側に配置され光学部材と合わせて筐体を構成する放熱ケース部材とを備えている。
基板は、放熱ケース部材に、ねじにより装着されている。ここで、特許文献1には、基板の材料として、熱伝導性の高い材料を用いることが好ましいと記載されている。
光学部材は、基板に配設された発光素子を覆うように設けられている。
また、従来から、発光素子を有する発光装置を用いた照明装置が提案されている(例えば、特許文献2)。
特許文献2には、屋内および屋外で使用される照明装置の一例として、図10に示す構成を有するLEDランプ81が記載されている。
LEDランプ81は、ランプ本体82、グローブ83、E型の口金84、点灯装置85およびCOB(chip on board)型の発光装置86を備えている。
ランプ本体82は、金属材料で構成され、放熱部材としての機能を兼ね備えている。また、ランプ本体82の支持面82aには、発光装置86が取り付けられている。
発光装置86は、矩形状の基板88を備えている(図11参照)。この基板88は、白色系のセラミックス材料で形成され、電気絶縁性を有している。また、基板88は、一表面側(図11では、上面側)の中央部に、配線パターン(図示せず)が形成された実装領域88aを有している。この実装領域88aには、複数の発光ダイオードチップ89(図10参照)が配置されている。なお、特許文献2には、各発光ダイオードチップ89のプラス側電極およびマイナス側電極それぞれが、ボンディングワイヤ(図示せず)を介して上記配線パターンと電気的に接続されていることが記載されている。また、特許文献2には、上記配線パターンおよび各発光ダイオードチップ89が、封止材90で覆われていることが記載されている。
また、ランプ本体82の支持面82aには、一対の押圧部材91,92が、ねじ93により取り付けられている。各押圧部材91,92の各々は、ステンレス鋼板を階段状に折り曲げた板ばねにより構成されている。また、各押圧部材91,92の各々は、固定部91a,92a、起立部91b,92bおよび押圧部91c,92cを有している(図11参照)。ここで、特許文献2には、各押圧部材91,92の押圧部91c,92cの各々が、基板88の周部(実装領域88a以外の部位)に、配置される旨が記載されている。また、特許文献2には、各押圧部材91,92の押圧部91c,92cの各々が、ランプ本体82の支持面82aに向かって発光装置86を弾性的に押圧する旨が記載されている。
特開2010−33757号公報 特開2011−82141号公報
ところで、特許文献1に開示された照明ユニットでは、光学部材が、基板に配設された発光素子を覆うように設けられているので、発光素子から発光される光の配光を調整することが可能となる。
しかしながら、特許文献1に開示された照明ユニットでは、基板を、ねじにより放熱ケース部材に装着しているので、例えば、基板の材料として、セラミック材料を用いた場合に、基板が割れてしまう可能性がある。
また、特許文献2に開示されたLEDランプ81では、各押圧部材91,92の押圧部91c,92cの各々が、ランプ本体82の支持面82aに向かって発光装置86の基板88を弾性的に押圧するので、基板88に応力が生じ難くなり、基板88の割れを防止することが可能となる。
しかしながら、特許文献1に開示されたLEDランプ81では、ステンレス鋼板の板ばねにより構成された各押圧部材91,92の各々が、ねじ93を用いて金属製のランプ本体82に取り付けられている。そのため、このLEDランプ81では、基板88の充電部(上記配線パターン)の絶縁性能を高めようとすると、各押圧部91c,92cと、封止材90により覆われた上記配線パターンおよび各発光ダイオードチップ89との間の沿面距離が長くなり、基板88の平面サイズが大きくなるという懸念がある。
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、所望の配光を得ることが可能で、且つ、実装基板の平面サイズを大きくすることなく、実装基板の充電部の絶縁性能を高めることが可能な発光装置およびそれを用いた照明器具を提供することにある。
本発明の発光装置は、放熱部材と、前記放熱部材の一面側に配置されてなり前記放熱部材側とは反対の一表面側の中央部にLEDと電気的に接続された一対の電極を有する実装基板と、前記実装基板の側部および前記一表面の周部を覆う絶縁カバーと、前記実装基板を、前記絶縁カバーを介して前記放熱部材側に押圧する押圧部材と、前記LEDから放射された光の配光を制御するレンズ部とを備え、前記レンズ部は、前記レンズ部の外周部から前記放熱部材側へ突設されて前記絶縁カバーおよび前記押圧部材の周辺で前記放熱部材に取り付けられる取付部を有し、前記レンズ部の光入射面側と前記取付部との間に空間が形成されてなり、前記絶縁カバーは、前記実装基板の前記一表面の周部を覆う蓋部と、前記実装基板の側部を覆う側壁部とを備え、前記押圧部材には、前記側壁部の外側と接触する一対の突出部が設けられていることを特徴とする。
この発光装置において、前記レンズ部は、前記レンズ部の前記光入射面側に、前記レンズ部の前記外周部から前記実装基板の前記中央部に向かって傾斜する傾斜部が設けられてなることが好ましい。
この発光装置において、前記レンズ部は、平面視形状が楕円形状であり、前記取付部を少なくとも2つ有してなり、前記各取付部は、平面視における前記レンズ部の長軸方向の両端部にそれぞれ配置されてなることが好ましい。
この発光装置において、前記レンズ部は、前記取付部を2つ有してなり、前記各取付部は、平面視で前記レンズ部の短軸方向において長軸を挟んで互いに異なる側に配置されてなることが好ましい。
本発明の照明器具は、前記発光装置と、前記発光装置を保持する器具本体とを備えてなることを特徴とする。
本発明の発光装置においては、所望の配光を得ることが可能で、且つ、実装基板の平面サイズを大きくすることなく、実装基板の充電部の絶縁性能を高めることが可能となる。
本発明の照明器具においては、所望の配光を得ることが可能で、且つ、実装基板の平面サイズを大きくすることなく、実装基板の充電部の絶縁性能を高めることが可能な発光装置を用いた照明器具を提供することができる。
実施形態の発光装置の概略断面図である。 同上の発光装置を示し、(a)は一部破断した概略斜視図、(b)は(a)のA−A断面図である。 同上の発光装置を示す一部破断した概略平面図である。 同上の発光装置においてレンズ部を取り外した状態の一部破断した概略斜視図である。 同上の発光装置のレンズ部の光入射面側から見た概略斜視図である。 同上の発光装置のレンズ部を示し、(a)は概略平面図、(b)は概略側面図、(c)は(a)のB−B断面図である。 同上の発光装置の押圧部材を示し、(a)は概略斜視図、(b)は(a)のC−C断面図である。 実施形態の照明器具の一部破断した概略斜視図である。 同上の照明器具の他の構成例を示し、(a)は概略断面図、(b)はレンズ部の光出射面側から見た概略斜視図である。 従来例の照明装置の断面図である。 同上の照明装置の一部を示す斜視図である。
以下、本実施形態の発光装置について、図1〜図8を参照しながら説明する。
本実施形態の発光装置10は、例えば、照明器具30(図8参照)の光源として用いることができる。発光装置10は、放熱部材1と、LED(図示せず)が実装される実装基板2bと、実装基板2bの側部および一表面(図1では、上面)の周部を覆う絶縁カバー3と、実装基板2bを、絶縁カバー3を介して放熱部材1側に押圧する押圧部材4とを備えている。また、発光装置10は、LEDから放射された光の配光を制御するレンズ部40を備えている。
放熱部材1は、板状(本実施形態では、略矩形板状)に形成されている。この放熱部材1は、樹脂に比べて熱伝導率が高い材料(例えば、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属材料)により形成することができる。
実装基板2bは、例えば、白色系のセラミック材料(例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウムなど)により形成された電気絶縁性を有するセラミック基板である。また、実装基板2bには、LEDに電気的に接続可能な導体パターン(図示せず)が設けられている。なお、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bの外周形状を、矩形状に形成しているが、この形状を特に限定するものではない。また、本実施形態では、実装基板2bとして、セラミック基板を用いているが、これに限らず、例えば、ガラスエポキシ樹脂などからなる絶縁性基材により形成されたプリント配線板などを用いてもよい。
実装基板2bの上記一表面側の中央部には、1つないし複数のLEDが実装されている。
LEDとしては、例えば、青色光を放射するLEDチップ(以下、青色LEDチップと称する)と、青色LEDチップから放射された青色光により励起されブロードな黄色光を放射する黄色蛍光体からなる蛍光体とを組み合わせて白色光を得る白色LEDを用いることができる。このような白色LEDは、青色LEDチップを覆い黄色蛍光体を含有した第1の透光性材料からなる色変換部(図示せず)を有している。第1の透光性材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用することができる。
本実施形態の発光装置10では、第2の透光性材料からなる封止部2aが、青色LEDチップおよび上記色変換部を封止している。第2の透光性材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを採用することができる。また、本実施形態では、封止部2aの外周形状を、矩形状としているが、この形状を特に限定するものではなく、例えば、円形状、楕円形状などであってもよい。
ここにおいて、LEDの蛍光体は、黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを採用してもよい。また、LEDは、紫〜近紫外線を放射するLEDチップと、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体とを組み合わせて白色光を得る白色LEDを用いてもよい。また、LEDは、赤色光を放射するLEDチップと緑色光を放射するLEDチップと青色LEDチップとを組み合わせて白色光を得る白色LEDを用いてもよい。また、LEDの発光色は、白色に限るものではない。以下、本実施形態では、説明の便宜上、封止部2aと封止部2aで封止されたLEDと実装基板2bとを合わせて、光源部2と称することもある。なお、本実施形態の発光装置10では、封止部2aの前面(図1では、上面)が、光源部2の発光面を構成している。
また、実装基板2bの上記一表面側の中央部には、LEDを電気的に接続する一対の第1電極部(図示せず)が、上記導体パターンの一部により形成されている。本実施形態の発光装置10では、LEDのアノード側が、上記一対の第1電極部の一方と電気的に接続されている。また、本実施形態では、LEDのカソード側が、上記一対の第1電極部の他方と電気的に接続されている。なお、本実施形態の発光装置10では、上記一対の第1電極部が、LEDと電気的に接続された充電部を構成している。
また、実装基板2bの上記一表面側の周部には、LEDに給電するための一対の第2電極部(図示せず)が、上記導体パターンの一部により形成されている。本実施形態の発光装置10では、実装基板2bの上記一対の第2電極部に、一対の電線5a,5b(図2,3など参照)を電気的に接続可能な一対の端子部6a,6b(図2(b)参照)が、半田により電気的に接続されている。具体的に説明すると、本実施形態の発光装置10では、一対の端子部6a,6bの各々が、U字状の端子板により構成されており、これら端子板の両脚片が、実装基板2bの上記一対の第2電極部に半田により電気的に接続されている。なお、図2(b)では、一対の端子部6a,6bのうち一方の端子部6aが見えている。
一対の電線5a,5bの各々は、各端子部6a,6bと電気的に接続可能な導電体5c(図2(b)参照)が絶縁被覆部5d(図2(b)参照)により覆われた被覆電線である。また、一対の電線5a,5bの各々は、各端子部6a,6bと電気的に接続される導電体5cの一部が露出している。本実施形態の発光装置10では、一対の端子部6a,6bの各々に、各電線5a,5bの導電体5cの一部が、例えば、半田からなる接合部(図示せず)により電気的に接続されている。なお、本実施形態の発光装置10では、一対の端子部6a,6bに電気的に接続された一対の電線5a,5bの一端部(図2(b)では、右端部)とは反対の他端部に、コネクタ(図示せず)を有するようにしてもよい。
絶縁カバー3は、実装基板2bの上記一表面側を覆う蓋部3aと、実装基板2bの側部を覆う側壁部3bとで構成されている。本実施形態では、絶縁カバー3の材料として、例えば、電気絶縁性を有する合成樹脂材料などを採用することができる。
また、絶縁カバー3の蓋部3aには、光源部2の発光面と対向する部位に、開口窓3cが貫設されている。本実施形態の発光装置10では、開口窓3cの内周形状を、矩形状としているが、この形状を特に限定するものではなく、例えば、円形状、楕円形状などであってもよい。また、本実施形態では、開口窓3cの開口サイズが、実装基板2bの平面サイズよりも小さく、且つ、光源部2の発光面のサイズよりも大きく設定されている。これにより、本実施形態の発光装置10では、絶縁カバー3が、実装基板2bの側部および上記一表面の周部を覆うことが可能となる。
また、絶縁カバー3の側壁部3bの一端部(図4では、左下端部)には、実装基板2bに電気的に接続された一対の電線5a,5bの一部を収納する収納部3fが、この側壁部3bの上記一端部と一体に形成されている。
収納部3fは、放熱部材1側(図2(b)では、下側)に、一対の電線5a,5bの一部を収納するための収納室12が設けられている。具体的に説明すると、収納部3fは、各電線5a,5bの露出した導電体5cを収納するための第1の収納室12aと、各電線5a,5bの絶縁被覆部5dの一部を収納するための第2の収納室12bとが設けられている。本実施形態の発光装置10では、第1の収納室12aと第2の収納室12bとが、仕切壁部13により仕切られている。この仕切壁部13には、実装基板2bに電気的に接続された一対の電線5a,5bを挿入する一対の電線挿入穴(図示せず)が設けられている。
第1の収納室12aは、絶縁カバー3の蓋部3aおよび側壁部3bにより囲まれた空間と連通している。また、第1の収納室12aは、仕切壁部13に形成された上記一対の電線挿入穴を通して、第2の収納室12bと連通している。
第1の収納室12aの底壁には、絶縁カバー3の開口窓3c側へ近づくに従って収納部3fと実装基板2bとの間の距離が徐々に小さくなるように形成された傾斜部3gが設けられている。傾斜部3gは、絶縁カバー3の開口窓3cへ近づくに従って、この傾斜部3gにおける実装基板2b側とは反対側の一表面(図2(b)では、上面)と実装基板2bの上記一表面との間の距離が徐々に小さくなるように形成されている。これにより、本実施形態の発光装置10では、光源部2のLEDから放射された光が、傾斜部3gの上記一表面(以下、傾斜面と称する)で反射するのを低減することが可能となる。また、本実施形態の発光装置10では、光源部2のLEDから放射された光が、傾斜部3gの傾斜面で反射するのを低減することが可能となるので、光源部2のLEDから放射される光の配光を広くすることが可能となる。なお、本実施形態の発光装置10では、仕切壁部13が、側壁部3bの一部を構成している。
ここにおいて、本実施形態の発光装置10では、各電線5a,5bの露出した導電体5cを、各端子部6a,6bを介して、実装基板2bの上記一対の第2電極部に電気的に接続しているが、これに限らず、各電線5a,5bの露出した導電体5cを、上記接合部により、直接、実装基板2bの上記一対の第2電極部に電気的に接続してもよい。これにより、本実施形態の発光装置10では、傾斜部3gの傾斜面において実装基板2bの上記一表面に対する傾斜角を、より小さくすることが可能となり、光源部2のLEDから放射された光が、傾斜部3gの傾斜面で反射するのを抑制することが可能となる。また、本実施形態の発光装置10では、光源部2のLEDから放射された光が、傾斜部3gの傾斜面で反射するのを抑制することが可能となるので、光源部2のLEDから放射される光の配光をより広くすることが可能となる。
第2の収納室12bの底壁には、放熱部材1側(図2(b)では、下側)へ突出する第1のリブ14が設けられている。この第1のリブ14は、仕切壁部13の上記一対の電線挿入穴のうち一方の電線挿入穴に挿入した電線5aの一部を、第2の収納室12bの内周壁とで挟持する。また、第2の収納室12bの底壁には、放熱部材1側へ突出する第2のリブ(図示せず)が設けられている。この第2のリブは、仕切壁部13の上記一対の電線挿入穴のうち他方の電線挿入穴に挿入した電線5bの一部を、第2の収納室12bの内周壁とで挟持する。つまり、本実施形態の発光装置10では、第1のリブ14が、電線5aの一部を第2の収納室12bの内周壁とで挟持する第1の張力止部を構成している。また、本実施形態では、上記第2のリブが、電線5bの一部を第2の収納室12bの内周壁とで挟持する第2の張力止部を構成している。これにより、本実施形態の発光装置10では、一対の電線5a,5bに作用する張力を低減するための別部品が不要となり、低コストで一対の電線5a,5bの張力止め機能を付与することが可能となる。また、本実施形態の発光装置10では、一対の電線5a,5bに作用する張力を低減することが可能となるので、一対の電線5a,5bにおける露出した導電体5cの各々と一対の端子部6a,6bとの上記接合部の各々に応力が作用して断線するのを防止することが可能となる。
また、第2の収納室12bの底壁には、放熱部材1側へ突出する第3のリブ46が設けられている。この第3のリブ46は、仕切壁部13の上記一対の電線挿入穴のうち一方の電線挿入穴に挿入した電線5aの一部を、第2の収納室12bの内周壁とで挟持する。また、第2の収納室12bの底壁には、放熱部材1側へ突出する第4のリブ(図示せず)が設けられている。この第4のリブは、仕切壁部13の上記一対の電線挿入穴のうち他方の電線挿入穴に挿入した電線5bの一部を、第2の収納室12bの内周壁とで挟持する。つまり、本実施形態の発光装置10では、第3のリブ46が、電線5aの一部を第2の収納室12bの内周壁とで挟持する第3の張力止部を構成している。また、本実施形態では、上記第4のリブが、電線5bの一部を第2の収納室12bの内周壁とで挟持する第4の張力止部を構成している。これにより、本実施形態の発光装置10では、一対の電線5a,5bに作用する張力をさらに低減することが可能となる。
また、第2の収納室12bの一側壁(図2(b)では、左側壁)には、実装基板2bに電気的に接続された一対の電線5a,5bを導出する一対の導出穴3h,3h(図2(a)および図4参照)が形成されている。本実施形態の発光装置10では、実装基板2bに電気的に接続された一対の電線5a,5bを収納部3fの一対の導出穴3h,3hから導出した後に、例えば、シリコーン樹脂などを第2の収納室12bの内部に充填してもよい。これにより、本実施形態の発光装置10では、収納部3fの一対の導出穴3h,3hを通して収納室12の内部に水などが浸入するのを防止することが可能となる。
本実施形態の発光装置10では、放熱部材1の一側部(図4では、左下側部)に、収納部3fの一対の導出穴3h,3hから導出した一対の電線5a,5bを、発光装置10の外部へ導出する導出部16が設けられている。
導出部16は、放熱部材1の上記一側部の一部に形成された切欠き部であって、放熱部材1の上記一面(図4では、上面)、側面(図4では、左下側面)および他面(図4では、下面)それぞれの一部が開放されている。
また、絶縁カバー3の側壁部3bは、一対の電線5a,5bを導出した方向(図4では、左下方向)に直交する方向の両側壁部(図4では、左上側壁部および右下側壁部)の各々に、外方へ突出した鍔部3d(図1参照)が設けられている。これら各鍔部3dの各々は、上記両側壁部の一端側(図1では、下端側)に配置されている。
押圧部材4は、平面視形状がU字状に形成された板状の本体部4aと、この本体部4aに延設された板状の延設片4bと、延設片4bの先端部に設けられ絶縁カバー3を押圧する板状の押圧部4cとを有している(図4,7など参照)。この押圧部材4は、金属板(例えば、ステンレス鋼板など)により形成することができる。本実施形態の発光装置10では、押圧部材4の厚み寸法を、0.3mmとしているが、この数値を特に限定するものではない。また、本実施形態では、押圧部材4が、延設片4bを複数(本実施形態では、4つ)備えている。また、本実施形態では、各延設片4bにおける本体部4aの一表面(図7(b)では、上面)に対する傾斜角が、90度よりも小さな角度に設定されている。これにより、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4の各押圧部4cの各々が、各延設片4bの押圧部4c側とは反対側の端部を支点として、絶縁カバー3を放熱部材1側に向かって弾性的に押圧することが可能となる。
本体部4aは、2つの脚片4a1,4a2と、各脚片4a1,4a2の一端部(図7(a)では、右上端部)の各々に連結された連結片4a3とで構成されている。
本体部4aの脚片4a1は、対向する脚片4a2側の端部(図7(a)では、右下端部)に、2つの延設片4bが設けられている。また、本体部4aの脚片4a2は、対向する脚片4a1側の端部(図7(a)では、左上端部)に、2つの延設片4bが設けられている。
脚片4a1の各延設片4bの押圧部4cの各々は、対向する延設片4bの押圧部4c側(図7(b)では、右側)に向かって突設されている。また、脚片4a2の各延設片4bの押圧部4cの各々は、対向する延設片4bの押圧部4c側(図7(b)では、左側)に向かって突設されている。
ここにおいて、本実施形態の発光装置10では、延設片4bの数を4つとしているが、この数を特に限定するものではなく、延設片4bの数は、各脚片4a1,4a2の各々に少なくとも1つずつあればよい。つまり、押圧部材4の本体部4aに、少なくとも一対の延設片4b,4bがあればよい。言い換えれば、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4が、少なくとも一対の押圧部4c,4cを有していればよい。また、本実施形態の発光装置10では、一対の押圧部4c,4cが、収納部3fの一対の導出穴3h,3hから導出された一対の電線5a,5bの導出方向に沿った直線を対称軸として、線対称となる位置に配置されることが好ましい。これにより、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4の一対の押圧部4c,4cが絶縁カバー3を略均一に押圧することが可能となり、絶縁カバー3が実装基板2bへ略均一に負荷をかけることが可能となる。また、本実施形態の発光装置10では、絶縁カバー3が実装基板2bへ略均一に負荷をかけることが可能となるので、実装基板2bの割れを抑制することも可能となる。
また、脚片4a1は、対向する脚片4a2側の端部(図7(a)では、右下端部)に、対向する脚片4a2側へ突出する第1の突出部4eが設けられている。本実施形態では、第1の突出部4eが、脚片4a1に延設された2つの延設片4bの間に配置されている。言い換えれば、第1の突出部4eは、脚片4a1の各延設片4bの各々とは異なる位置に配置されている。
また、脚片4a2は、対向する脚片4a1側の端部(図7(a)では、左上端部)に、対向する脚片4a1側へ突出する第2の突出部4fが設けられている。本実施形態では、第2の突出部4fが、脚片4a2に延設された2つの延設片4bの間に配置されている。言い換えれば、第2の突出部4fは、脚片4a2の各延設片4bの各々とは異なる位置に配置されている。
押圧部材4の作製方法としては、例えば、まず、金属板から押圧部材4の展開図に相当する形を打ち抜き加工し、打ち抜き加工された押圧部材4の各延設片4bの各々を曲げ加工する。そして、この曲げ加工された各延設片4bの先端部の各々を曲げ加工することによって、押圧部4cがそれぞれ形成される。
レンズ部40は、透光性材料(例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ガラスなど)により形成されている。このレンズ部40は、光源部2の発光面を覆うドーム状の本体部41と、本体部41の外周部から放熱部材1側へ突設されて絶縁カバー3および押圧部材4の周辺で放熱部材1に取り付けられる取付部43とを有している(図1参照)。要するに、レンズ部40は、このレンズ部40の外周部から放熱部材1側へ突設されて絶縁カバー3および押圧部材4の周辺で放熱部材1に取り付けられる取付部43を有している。本実施形態の発光装置10では、取付部43の数を、複数(本実施形態では、2つ)としているが、この数を特に限定するものではなく、1つであってもよい。また、本実施形態では、取付部43の数を、2つとしているが、少なくとも2つあればよい。
本体部41は、中空の半楕円球状に形成されている。また、本体部41は、光出射面側(図5では、上面側)が凸面に形成されている。本体部41の光出射面側における中央部の曲率半径は、この本体部41の光出射面側における外周部の曲率半径よりも大きく設定されている。
本体部41の光入射面側の中央部は、光源部2の発光面と対向する部位に、凹面41aが形成されている。本実施形態の発光装置10では、本体部41の凹面41aと光源部2の発光面との間に、空隙44が形成されている。また、本実施形態では、凹面41aの形状を、半楕円球状に形成してある。また、本実施形態では、凹面41aの開口サイズを、光源部2の封止部2aの平面サイズよりも大きく設定してある。これにより、本実施形態の発光装置10では、光源部2の発光面から出射された光が、本体部41の凹面41aに入射可能となり、光の利用効率を高めることが可能となる。
また、本体部41は、この本体部41の光入射面側の外周部に、本体部41の外周部から実装基板2bの中央部に向かって傾斜する傾斜部41bが設けられることが好ましい。要するに、レンズ部40は、このレンズ部40の光入射面側に、レンズ部40の外周部から実装基板2bの中央部に向かって傾斜する傾斜部41bが設けられることが好ましい。これにより、本実施形態の発光装置10では、光源部2の発光面から出射された光が、本体部41の凹面41aに入射しやすくなり、光の利用効率をさらに高めることが可能となる。
また、本体部41は、平面視形状が楕円形状である(図3および図6(a)参照)。要するに、レンズ部40は、平面視形状が楕円形状である。ここにおいて、平面視における本体部41の短軸は、収納部3fの一対の導出穴3h,3hから導出した一対の電線5a,5bの導出方向と一致させている(図3参照)。また、本体部41は、平面視における本体部41の長軸方向の両端部に、各取付部43がそれぞれ配置されることが好ましい。要するに、レンズ部40は、平面視におけるレンズ部40の長軸方向の両端部に、各取付部43がそれぞれ配置されることが好ましい。これにより、本実施形態の発光装置10では、放熱部材1におけるレンズ部40の短軸方向の寸法を小さくすることが可能となり、小型化を図ることが可能となる。
本体部41の厚み寸法は、平面視における本体部41の長軸上で、本体部41の光軸から離れるに従って光路長が徐々に長くなる寸法に設定されている(図1参照)。また、本体部41の厚み寸法は、平面視における本体部41の短軸上で、本体部41の光軸から離れるに従って光路長が徐々に短くなる寸法に設定されている(図2(b)参照)。
各取付部43には、これら各取付部43の一端部(図5では、下端部)から外方へ延設され放熱部材1の上記一面側に取り付け可能な突片42が設けられている。
また、各取付部43は、平面視で本体部41の短軸方向において長軸を挟んで互いに異なる側に配置されることが好ましい(図3および図6(a)参照)。要するに、各取付部43は、平面視でレンズ部40の短軸方向において長軸を挟んで互いに異なる側に配置されることが好ましい。これにより、本実施形態の発光装置10では、レンズ部40の平面視形状を楕円形状としているので、放熱部材1におけるレンズ部40の長軸方向の寸法を小さくすることが可能となり、小型化を図ることが可能となる。
本実施形態の発光装置10では、本体部41の光入射面側と各取付部43との間に空間45(図1参照)が形成されている。具体的に説明すると、本実施形態の発光装置10では、本体部41の光入射面側の外周部と各取付部43との間に空間45が形成されている。要するに、本実施形態の発光装置10では、レンズ部40の光入射面側と各取付部43との間に空間45が形成されている。
ところで、放熱部材1の一面側(図1では、上面側)の中央部には、押圧部材4の本体部4aを配置するための第1の凹所1aが設けられている。ここにおいて、各脚片4a1,4a2および連結片4a3の各々の厚み寸法は、第1の凹所1aの深さ寸法よりも小さく設定されている。
第1の凹所1aの内底壁には、押圧部材4を放熱部材1に固定するための第1の固定ねじ11を螺合する第1の固定ねじ穴(図示せず)が、複数箇所(本実施形態では、2箇所)に形成されている。ここにおいて、押圧部材4の本体部4aは、放熱部材1の第1の凹所1aにおける上記各第1の固定ねじ穴に対応する位置の各々に、第1の固定ねじ11を挿通する第1の固定ねじ挿通孔4d(図7参照)が貫設されている。具体的に説明すると、押圧部材4の本体部4aは、各脚片4a1,4a2の各々に、上述の第1の固定ねじ挿通孔4dが貫設されている。これにより、本実施形態の発光装置10では、第1の固定ねじ11を、押圧部材4の本体部4aにおける各第1の固定ねじ挿通孔4dに挿通して、放熱部材1の上記各第1の固定ねじ穴に螺合することによって、押圧部材4を放熱部材1に固定することができる。
また、放熱部材1の上記一面側は、押圧部材4が放熱部材1に固定された状態において各脚片4a1,4a2と連結片4a3とで囲まれた部位に、絶縁カバー3を配置するための第2の凹所1b(図1および図2(b)参照)が設けられている。第2の凹所1bの内周形状は、矩形状に形成されている。また、放熱部材1の上記一面側の周部は、収納部3fの第2の収納室12bと対向する部位に、収納部3fを配置するための第3の凹所1g(図2,3,4参照)が設けられている。第3の凹所1gは、第2の凹所1gと連通するように形成されている。また、第3の凹所1gは、導出部16と連通するように形成されている。なお、第2の凹所1bおよび第3の凹所1gの各々の深さ寸法は、第1の凹所1aの深さ寸法よりも大きく設定されている。
また、放熱部材1の上記一面側の周部には、レンズ部40を取り付けるための柱状(本実施形態では、円柱状)の突起部19(図4参照)が、複数箇所(本実施形態では、2箇所)に設けられている。これら各突起部19の各々には、レンズ部40を放熱部材1に取り付けるためのねじ17(図1,3など参照)を螺合するねじ穴19aが形成されている。ここにおいて、レンズ部40の各突片42の各々には、放熱部材1の各突起部19を挿通する挿通孔42a(図5および図6(a)参照)が貫設されている。これにより、本実施形態の発光装置10では、放熱部材1の各突起部19を、レンズ部40の各突片42の各挿通孔42aに挿通した後に、ねじ17を放熱部材1の各突起部19のねじ穴19aに螺合することによって、レンズ部40を放熱部材1に取り付けることができる。
第2の凹所1bの内底壁の中央部には、放熱部材1の上記一面側(図1では、上側)へ突出した突台部1cが設けられている。本実施形態の発光装置10では、突台部1cの外周形状を、矩形状に形成しているが、この形状を特に限定するものではない。また、本実施形態では、突台部1cの先端面1e側に、実装基板2bが配置される。要するに、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bが、放熱部材1の一面側(放熱部材1の突台部1cの先端面1e側)に配置される。ここで、実装基板2bの平面サイズは、実装基板2bの側部および上記一表面の周部を絶縁カバー3により覆うときに、実装基板2bの側部が絶縁カバー3の側壁部3bおよび仕切壁部13に当接するように設定されている。これにより、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bが側方へ移動するのを規制することが可能となる。また、本実施形態では、放熱部材1の突台部1cの平面サイズを、実装基板2bの平面サイズよりも小さく設定しているが、実装基板2bの平面サイズと同じ大きさに設定してもよい。これにより、本実施形態の発光装置10では、光源部2のLEDで発生した熱を、放熱部材1へ効率よく伝導することが可能となる。
ここにおいて、絶縁カバー3の各鍔部3dの突出寸法は、放熱部材1の突台部1cの側面と、放熱部材1の第2の凹所1bの内側面との間の距離よりも小さく設定されている(図1参照)。また、各鍔部3dの厚み寸法は、突台部1cの突出寸法よりも小さく設定されている(図1参照)。また、絶縁カバー3の蓋部3aの周部は、上記直交する方向の両端部(図4では、左上端部および右下端部)の各々に、放熱部材1側(図4では、下側)へ突出する凸部3e(図1参照)が設けられている。各凸部3eは、放熱部材1の突台部1cとで実装基板2bを挟持する。
また、押圧部材4の各突出部4e,4fの突出寸法は、押圧部材4が放熱部材1に固定されたときに、絶縁カバー3の側壁部3bの外側と接触可能な寸法に設定されている(図1参照)。これにより、本実施形態の発光装置10では、各突出部4e,4fの各々が、絶縁カバー3が実装基板2bの側方へ移動するのを規制する。
本実施形態の発光装置10では、仮に、押圧部材4の各延設片4bの弾性変形に起因して絶縁カバー3が光源部2の発光面側(図1では、上側)へ移動する場合、絶縁カバー3の各鍔部3dが押圧部材4の各突出部4e,4fに当たるので、絶縁カバー3が押圧部材4から外れるのを防ぐことが可能となる。
また、放熱部材1の側部には、発光装置10を照明器具30の器具本体20(図8参照)に取り付けるための複数(本実施形態では、3つ)の取付片1f(図2,3,4参照)が、側方へ延設されている。各取付片1fの各々には、発光装置10を器具本体20に取り付けるための第1の取付ねじ(図示せず)を挿通する第1の取付ねじ挿通孔1dが設けられている。なお、本実施形態では、取付片1fの数を、3つとしているが、この数を特に限定するものではない。
以下、本実施形態の発光装置10を組み立てる手順について説明する。なお、本実施形態では、一対の電線5a,5bが、実装基板2bに予め電気的に接続されているものとして説明する。
本実施形態の発光装置10では、まず、実装基板2bの側部および上記一表面の周部を絶縁カバー3により覆う。このとき、絶縁カバー3の開口窓3cから光源部2の封止部2aが露出される。次に、光源部2の実装基板2bを、放熱部材1の突台部1cの先端面1e側に配置して、絶縁カバー3を放熱部材1の第2の凹所1bおよび第3の凹所1gに配置する。そして、押圧部材4の本体部4aを放熱部材1の第1の凹所1aに配置して、第1の固定ねじ11により押圧部材4を放熱部材1に固定する。最後に、レンズ部40を放熱部材1に取り付けることによって、発光装置10が組み立てられる。これにより、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4の各押圧部4cの各々が、絶縁カバー3を放熱部材1側に向かって押圧することが可能となる。つまり、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4が、実装基板2bを、絶縁カバー3を介して放熱部材1側に押圧することが可能となる。また、実装基板2bは、絶縁カバー3を介して押圧部材4により放熱部材1に固定される。これにより、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bの割れを抑制することが可能となる。
また、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4が、実装基板2bを、絶縁カバー3を介して放熱部材1側に押圧することが可能となるので、図10に示した構成の従来例のLEDランプ81に比べて、実装基板2bの平面サイズを大きくすることなく、押圧部材4の各押圧部4cと、実装基板2bの充電部(上記一対の第1電極部)との間の沿面距離を長くすることが可能となる。また、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4の各押圧部4cと、実装基板2bの上記充電部との間の沿面距離を長くすることが可能となるので、耐雷サージ性を高めることが可能となり、実装基板2bの上記充電部の電気的な絶縁性能を高めることも可能となる。要するに、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bの平面サイズを大きくすることなく、実装基板2bの上記充電部の絶縁性能を高めることが可能となる。
また、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4に、絶縁カバー3が実装基板2bの側方へ移動するのを規制する規制部(各突出部4e,4f)を設けているので、絶縁カバー3が実装基板2bの側方へ移動するのを規制することが可能となり、上述の沿面距離を略一定に保つことが可能となる。これにより、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bの上記充電部の電気的な絶縁性能をより高めることが可能となる。
また、本実施形態の発光装置10では、押圧部材4が、実装基板2bを、絶縁カバー3を介して放熱部材1側に押圧することが可能となるので、光源部2のLEDで発生した熱を、実装基板2bを通して、放熱部材1へ効率よく伝導することが可能となり、LEDの温度上昇を抑制することが可能となる。ここにおいて、本実施形態の発光装置10では、実装基板2bと放熱部材1の突台部1cとの間に、例えば、放熱用のグリースや熱伝導性シートなどの熱伝導性部材(図示せず)を配置することが好ましい。これにより、本実施形態の発光装置10では、光源部2のLEDで発生した熱を、実装基板2bおよび上記熱伝導性部材を通して、放熱部材1へ効率よく伝導することが可能となり、光源部2の放熱性を高めることが可能となる。そして、本実施形態の発光装置10では、絶縁カバー3が実装基板2bへ略均一に負荷をかけることが可能となるので、実装基板2bと放熱部材1の突台部1cとの間の熱抵抗を低減することが可能となり、光源部2のLEDで発生した熱を、放熱部材1へさらに効率よく伝導することが可能となる。
以上説明した本実施形態の発光装置10では、放熱部材1と、放熱部材1の一面側(突台部1cの先端面1e側)に配置されてなり放熱部材1側とは反対の上記一表面側の中央部にLEDと電気的に接続された充電部(上記一対の第1電極部)を有する実装基板2bと、実装基板2bの側部および上記一表面の周部を覆う絶縁カバー3と、実装基板2bを、絶縁カバー3を介して放熱部材1側に押圧する押圧部材4と、LEDから放射された光の配光を制御するレンズ部40とを備えている。また、本実施形態の発光装置10では、レンズ部40が、このレンズ部40の外周部から放熱部材1側へ突設されて絶縁カバー3および押圧部材4の周辺で放熱部材1に取り付けられる取付部43を有し、レンズ部40の光入射面側と取付部43との間に空間45を形成しているので、図10に示した構成の従来例のLEDランプ81に比べて、所望の配光を得ることが可能で、且つ、実装基板2bの平面サイズを大きくすることなく、実装基板2bの上記充電部の絶縁性能を高めることが可能となる。
以下、本実施形態の発光装置10を用いた照明器具の一例について、図8に基づいて説明する。
本実施形態の照明器具30は、街路灯である。この照明器具30は、上述の発光装置10と、この発光装置10を保持する器具本体20と、器具本体20に保持された発光装置10を覆う透光性のグローブ21とを備えている。なお、本実施形態の照明器具30では、1つの器具本体20に、複数(本実施形態では、4つ)の発光装置10が保持されている。また、本実施形態では、発光装置10の数を、複数としているが、1つであってもよい。
器具本体20は、例えば、アルミニウムなどの金属材料により形成することができる。ここで、器具本体20は、金属材料としてアルミニウムを採用した場合、例えば、アルミダイカストにより形成することができる。
また、器具本体20は、下側に開口面を有する椀状の本体部20aと、この本体部20aの内底壁に固定され各発光装置10を保持する保持部20bとを有している。
保持部20bは、中空の四角錐台形状に形成されている。
保持部20bの底面部(図8では、上面部)には、この保持部20bを本体部20aに固定するための鍔部20cが設けられている。本実施形態では、鍔部20cの外周形状が、円形状に形成されている。なお、本実施形態の照明器具30では、保持部20bの形状を、四角錐台形状に形成しているが、この形状を特に限定するものではない。また、本実施形態では、鍔部20cの外周形状を、円形状に形成しているが、この形状を特に限定するものではない。
保持部20bの鍔部20cには、この保持部20bを本体部20aに固定する第2の固定ねじ23を挿通する第2の固定ねじ挿通孔(図示せず)が複数箇所(本実施形態では、4箇所)に設けられている。ここにおいて、本体部20aの内底壁には、鍔部20cの上記各第2の固定ねじ挿通孔の各々に対応する位置に、第2の固定ねじ23を螺合する第2の固定ねじ穴(図示せず)が設けられている。本実施形態の照明器具30では、第2の固定ねじ23を、保持部20bの鍔部20cにおける上記各第2の固定ねじ挿通孔に挿通して、本体部20aの上記各第2の固定ねじ穴に螺合することによって、保持部20bを本体部20aに固定することができる。
保持部20bの底面部側とは反対側の一面部(図8では、下面部)には、例えば、道路などに立てられた円柱状のポール22の一端部(図8では、上端部)に、照明器具30を着脱自在に固定することが可能な固定部(図示せず)が設けられている。
本実施形態の照明器具30では、各発光装置10の各々が、保持部20bの各側面部で保持されている。具体的に説明すると、保持部20bの各側面部には、発光装置10の放熱部材1における各第1の取付ねじ挿通孔1dの各々に対応する位置に、上記第1の取付ねじを螺合する第1の取付ねじ穴(図示せず)が設けられている。本実施形態の照明器具30では、上記第1の取付ねじを、発光装置10の放熱部材1における各第1の取付ねじ挿通孔1dに挿通して、保持部20bの上記各第1の取付ねじ穴に螺合することによって、各発光装置10の各々が保持部20bに固定される。これにより、保持部20bは、発光装置10を保持することができる。
ところで、発光装置10は、放熱部材1の他面側(図1および図2(b)では、下面側)に、この発光装置10を保持部20bに位置決めするための突起15が設けられている。また、保持部20bの各側面部には、発光装置10の放熱部材1の各突起15の各々に対応する位置に、窪部(図示せず)が設けられている。これにより、本実施形態の照明器具30では、発光装置10を保持部20bに取り付けるときに、発光装置10を保持部20bに位置決めすることが可能となり、発光装置10を保持部20bに取り付ける作業性を向上させることが可能となる。
また、本実施形態の照明器具30では、保持部20bの内部に、各発光装置10を点灯させる点灯装置(図示せず)が配置されている。ここにおいて、各発光装置10の一対の電線5a,5bは、上記点灯装置と電気的に接続されている。なお、図8では、各発光装置10の一対の電線5a,5bの図示を省略している。
グローブ21は、上側に開口面を有する椀状に形成されている。本実施形態の照明器具30では、グローブ21の材料として、透光性材料を採用している。透光性材料としては、透光性の樹脂(例えば、ABS樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂など)やガラスなどを採用することができる。また、本実施形態では、グローブ21の開口面のサイズが、本体部20aの開口面のサイズよりも小さく設定されている。
グローブ21の底壁には、ポール22を挿通する挿通孔21aが形成されている。
グローブ21の上側の外周壁には、グローブ21を器具本体20に取り付けるための第2の取付ねじ(図示せず)を螺合する第2の取付ねじ穴21bが複数設けられている。ここにおいて、器具本体20の本体部20aにおける下側の周壁は、グローブ21の各第2の取付ねじ穴21bの各々に対応する位置に、上記第2の取付ねじを挿通する第2の取付ねじ挿通孔20dが貫設されている。本実施形態の照明器具30では、上記第2の取付ねじを、器具本体20の本体部20aにおける各第2の取付ねじ挿通孔20dに挿通して、グローブ21の上記各第2の取付ねじ穴21bに螺合することによって、グローブ21が器具本体20に取り付けられる。なお、本実施形態の照明器具30では、器具本体20とグローブ21とが、図示しない締結具(金具)を介して上記第2の取付ねじにより固定されている。また、本実施形態の照明器具30では、グローブ21を器具本体20に取り付ける手段として、上記締結具および上記第2の取付ねじを用いているが、この手段を特に限定するものではない。
また、上述の発光装置10を用いた照明器具30は、図8に示した構成の照明器具30に限らず、例えば、図9に示した構成の照明器具30でもよい。この照明器具30は、投光器であり、上述の発光装置10と、この発光装置10を保持する器具本体50と、器具本体50に保持された発光装置10を覆う透光性のカバー55とを備えている。また、照明器具30は、発光装置10に取り付けられ発光装置10から出射された光をカバー55側へ反射する反射板49を備えている。図9に示した構成の照明器具30では、1つの器具本体50に、複数(本実施形態では、8つ)の発光装置10が保持されている。なお、本実施形態では、発光装置10の数を、複数としているが、1つであってもよい。また、図9(b)では、カバー55の図示を省略している。
器具本体50は、各発光装置10を取り付けるための取付部51aを有する箱状の本体部51と、例えば壁面の造営面などに照明器具30を固定するための固定具53と、本体部51と固定具53とを回動自在に連結する連結部52とを有している。図9に示した構成の照明器具30では、本体部51の内部に、各発光装置10を点灯させる点灯装置54が配置されている。
以上説明した本実施形態の各照明器具30では、上述の発光装置10と、この発光装置10を保持する器具本体20,50とを備えているので、所望の配光を得ることが可能で、且つ、実装基板2bの平面サイズを大きくすることなく、実装基板2bの上記充電部の絶縁性能を高めることが可能な発光装置10を用いた照明器具30を提供することができる。
1 放熱部材
2b 実装基板
3 絶縁カバー
4 放熱部材
10 発光装置
20 器具本体
30 照明器具
40 レンズ部
41b 傾斜部
43 取付部
45 空間
50 器具本体

Claims (5)

  1. 放熱部材と、前記放熱部材の一面側に配置されてなり前記放熱部材側とは反対の一表面側の中央部にLEDと電気的に接続された一対の電極を有する実装基板と、前記実装基板の側部および前記一表面の周部を覆う絶縁カバーと、前記実装基板を、前記絶縁カバーを介して前記放熱部材側に押圧する押圧部材と、前記LEDから放射された光の配光を制御するレンズ部とを備え、前記レンズ部は、前記レンズ部の外周部から前記放熱部材側へ突設されて前記絶縁カバーおよび前記押圧部材の周辺で前記放熱部材に取り付けられる取付部を有し、前記レンズ部の光入射面側と前記取付部との間に空間が形成されてなり、
    前記絶縁カバーは、前記実装基板の前記一表面の周部を覆う蓋部と、前記実装基板の側部を覆う側壁部とを備え、
    前記押圧部材には、前記側壁部の外側と接触する一対の突出部が設けられていることを特徴とする発光装置。
  2. 前記レンズ部は、前記レンズ部の前記光入射面側に、前記レンズ部の前記外周部から前記実装基板の前記中央部に向かって傾斜する傾斜部が設けられてなることを特徴とする請求項1記載の発光装置。
  3. 前記レンズ部は、平面視形状が楕円形状であり、前記取付部を少なくとも2つ有してなり、前記各取付部は、平面視における前記レンズ部の長軸方向の両端部にそれぞれ配置されてなることを特徴とする請求項1または請求項2記載の発光装置。
  4. 前記レンズ部は、前記取付部を2つ有してなり、前記各取付部は、平面視で前記レンズ部の短軸方向において長軸を挟んで互いに異なる側に配置されてなることを特徴とする請求項3記載の発光装置。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の発光装置と、前記発光装置を保持する器具本体とを備えてなることを特徴とする照明器具。
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