発光装置
【課題】ＬＥＤが放出する熱から電源回路を保護できるだけでなく、放熱面の形状と光の放射角度や照射パターンとの間に関連性がなく放熱面の形状を自由に設定できるとともに、屋外で使用したときに雨水等が溜まらず、腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれが低い発光装置を提供する。
【解決手段】発光装置１０を、ＬＥＤ１２と、ＬＥＤ取付部２０、放熱フィン２２、およびＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４を有するＬＥＤ保持部材１４と、電源回路１８と、ソケット１６とで構成し、ソケット１６の他方端１６ｂから、ＬＥＤ保持部材１４の係合部２４と係合してＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２を離間させた状態で保持する被係合部４０を突設し、ＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２の熱伝導率を被係合部４０の熱伝導率よりも高くすることにより上記課題を解決できる。
【解決手段】発光装置１０を、ＬＥＤ１２と、ＬＥＤ取付部２０、放熱フィン２２、およびＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４を有するＬＥＤ保持部材１４と、電源回路１８と、ソケット１６とで構成し、ソケット１６の他方端１６ｂから、ＬＥＤ保持部材１４の係合部２４と係合してＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２を離間させた状態で保持する被係合部４０を突設し、ＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２の熱伝導率を被係合部４０の熱伝導率よりも高くすることにより上記課題を解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に屋外で使用することを目的として設計されており、水銀灯やハロゲンランプ等の白熱灯に代えて使用される、ＬＥＤを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の白熱灯（例えば、水銀灯やハロゲンランプ）に比べて消費電力が低く、かつ、長寿命といった長所を有する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）は、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとしてその使用範囲が急速に広まっており、とりわけ白熱灯の代替としてＬＥＤを使用したいという要望が高まっている。
【０００３】
このような要望は、もちろん、屋内で使用される発光装置だけに限られず、例えば看板の照明用に使用されるような、屋外使用を目的とする発光装置においても高まっている。
【０００４】
ところで、一般的なＬＥＤは数Ｖの直流電圧で発光することから、通常の商用電圧（１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）で発光する白熱灯の代替えとして使用される「ＬＥＤを用いた発光装置」には、商用電圧を所定の直流電圧に変換する電源回路が必須となる。その一方で、ＬＥＤは発光と同時に発熱もすることから、当該ＬＥＤからの熱によって電源回路が過度の高温になるのを防止する必要があった。とりわけ、発光量を増加させるために複数のＬＥＤを備える発光装置の場合、発熱総量が更に多くなることから、当該熱からの電源回路の保護は重要な問題であった。
【０００５】
電源回路の保護を目的とする技術は種々開発されており、例えば特許文献１に開示された発光装置では、ＬＥＤと電源回路との間にＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂の板材および断熱材を介在させることにより、ＬＥＤからの熱が電源回路に伝わり難くしている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発光装置では、ソケットの内部にファンが内蔵されており、当該ファンが駆動することにより、ソケットの口金側端に形成された吸気スリットから内部に空気を流入させるとともに、当該ソケットの出光側端の側周に形成された排気スリットから当該空気を排出することができ、ヒートシンクを介して受けたＬＥＤからの熱を強制的に排出して電源回路を保護している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１− ９０８４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５７５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１および２に開示された発光装置にも問題が残っていた。すなわち、特許文献１の発光装置では、ＬＥＤと当該ＬＥＤからの光を透過させるグローブとの間に「熱伝導率の高い材質で形成された透光部材」を充填することにより、電源回路の方に伝達し難いＬＥＤからの熱を、当該透光部材を介してグローブの表面から放散させるようになっており、光の出射面であるグローブ表面は放熱面を兼ねている。このため、フィン形状等を用いて放熱面を増加させ、放熱能力を向上させようとしても、光の放射角度や照射パターンが変わってしまうことから、グローブの形状の設計が極めて難しくかつ煩雑になるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２の発光装置では、当該発光装置を屋外で使用した場合、ソケットに形成された吸気スリットや排気スリットからソケット内に流入した雨水等が溜まってしまい、溜まった雨水等が原因で腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれがあった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、ＬＥＤが放出する熱から電源回路を保護できるだけでなく、放熱面の形状と光の放射角度や照射パターンとの間に関連性がなく放熱面の形状を自由に設定できるとともに、屋外で使用したときに雨水等が溜まらず、腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれが低い発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載した発明は、
「ＬＥＤ１２と、
前記ＬＥＤ１２が取り付けられたＬＥＤ取付部２０、および前記ＬＥＤ取付部２０の裏面あるいは周縁から延びる放熱フィン２２が一体的に形成されているとともに、前記ＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４を有するＬＥＤ保持部材１４と、
前記ＬＥＤ１２に駆動電力を供給する電源回路１８と、
前記電源回路１８を収容する内部空間４４ｃを有しており、その一方端部４４ａに口金４８が取り付けられているとともに、その他方端１６ｂに前記ＬＥＤ保持部材１４が取り付けられるソケット１６とを備えており、
前記ソケット１６の他方端１６ｂには、前記ＬＥＤ保持部材１４の前記係合部２４と係合して、前記ＬＥＤ取付部２０および前記放熱フィン２２を前記ソケット１６から離間させた状態で保持する被係合部４０が突設されており、
前記ＬＥＤ保持部材１４における前記ＬＥＤ取付部２０および前記放熱フィン２２の熱伝導率は、前記ソケット１６における前記被係合部４０の熱伝導率よりも高いことを特徴とする発光装置１０」である。
【００１２】
請求項１に記載した発明によれば、ＬＥＤ１２が発光する際に発生する熱は、当該ＬＥＤ１２が取り付けられたＬＥＤ保持部材１４のＬＥＤ取付部２０から放熱フィン２２に伝導して放熱される。ここで、ソケット１６における被係合部４０の熱伝導率は、ＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２の熱伝導率に比べて低いこと、さらに、ＬＥＤ保持部材１４は、ソケット１６から離間した状態で保持されていることにより、ＬＥＤ１２からの熱はソケット１６側に伝導し難く、当該ソケット１６の内部空間４４ｃに収容された電源回路１８がＬＥＤ１２からの熱によって不所望に高温になることがない。
【００１３】
加えて、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６は、基本的に互いに離間した状態であり、ＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４および被係合部４０でのみ繋がっているだけであることから、請求項１の発光装置１０を屋外で使用したとき、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６の間に雨水等が入ってきたとしても直ちに流出して溜まることがないので、当該雨水等によって腐食や漏電等の問題が生じるのを回避することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＬＥＤが放出する熱から電源回路を保護できるだけでなく、放熱面の形状と光の放射角度や照射パターンとの間に関連性がなく放熱面の形状を自由に設定できるとともに、屋外で使用したときに雨水等が溜まらず、腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれが低い発光装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用された発光装置を示す分解断面図である。
【図２】本発明が適用された発光装置を示す断面図である。
【図３】本発明が適用された発光装置を示す斜視図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が適用された発光装置１０について、図面を用いて説明する。発光装置１０は、図１ないし３に示すように、大略、ＬＥＤ１２と、ＬＥＤ保持部材１４と、ソケット１６と、電源回路１８と、必要に応じて設けられるフロントカバー１９とで構成されている。
【００１７】
ＬＥＤ１２は、所定の電圧が印加されることによって発光する半導体素子であり、ＬＥＤ保持部材１４におけるＬＥＤ取付部２０の上面に実装保持されている。本実施例におけるＬＥＤ１４の発光面は略楕円状に形成されているが、もちろん、矩形であってもよいし、円形であってもよく、形状選択には制限がない。また、ＬＥＤ１２の数も特に限定されるものではなく、本実施例のように３つ（図３参照）でもよいし、１つ、２つ、あるいは４つ以上のＬＥＤ１２をＬＥＤ保持部材１４に実装してもよい。
【００１８】
なお、ＬＥＤ１２の配光パターンは、いわゆるランバーシアン型であり、光軸とその近傍にほとんどの光が集まっているのが特徴で、当該光軸と成す角度が±３０°の範囲内にＬＥＤ１２から放射される全光の５０％が含まれており、±４５°の範囲内には全光の７０％が含まれており、さらに±６０°の範囲内には全光の９０％が含まれている。
【００１９】
ＬＥＤ保持部材１４は、ＬＥＤ取付部２０と、放熱フィン２２と、係合部２４とで一体的に構成されている。
【００２０】
ＬＥＤ取付部２０は、上述のようにＬＥＤ１２が実装される部分であり、本実施例では、図１に示すように、ＬＥＤ１２が取り付けられる円盤状のＬＥＤ取付盤２６と当該ＬＥＤ取付盤２６の周縁から立ち上がる筒状部２８とを有しており、熱伝導率の高い材料（例えば、アルミニウムやセラミック）で形成されている。ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａにはＬＥＤ１２およびこれに給電するための給電回路（図示せず）が形成されており、また、筒状部２８の外側面２８ａには、フロントカバー１９の係合頸部３０が被せられてこれと螺合する筒状部雄ネジ３２が形成されている。さらに、ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａには、給電回路押さえ板６６がネジ留めされている。
【００２１】
また、筒状部２８と係合頸部３０との間には、雨水等がＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに侵入するのを防止する筒状部側Ｏリング３４が配設されている。もちろん、Ｏリングに代えて、細径のパッキン／ガスケットを筒状部２８の外側面２８ａに巻き付けてもよい。
【００２２】
給電回路押さえ板６６には、図４に示すように、各ＬＥＤ１２に対応する位置に、各ＬＥＤ１２を避けてこれらが内側に入り込む窓部６８が設けられており、各ＬＥＤ１２からの光は、当該窓部６８を通過して出光するようになっている。
【００２３】
各窓部６８における互いに対向する２辺には、当該窓部６８から突設された弾性押圧部７２が形成されている。各ＬＥＤ１２には、一組（プラスとマイナス）のターミナル７０が形成されており、当該ターミナル７０には、ターミナル７０と給電回路と電気的に接続する給電線７３が半田で接続されている。弾性押圧部７２は、給電線７３を半田接続して盛り上がった半田接続部Ｚに一致して形成されており、給電回路押さえ板６６をＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに配設した時に、半田接続部Ｚに弾接してこれを当該出光側表面２６ａに向けて押圧するようになっている。
【００２４】
このような給電回路押さえ板６６を使用することにより、その弾性押圧部７２がＬＥＤ１２のターミナル７０と給電線７３との半田接続部Ｚを出光側表面２６ａに向けて押圧することができるので、発光時のＬＥＤ１２からの熱が、上記ターミナル７０に給電線７３を固定する半田接続部Ｚに長期間に渡って連続的あるいは断続的に伝わることにより、万一、当該半田接続部Ｚにクリープ、クラック、および半田の剥離が生じたとしても、給電線あるいは半田接続部Ｚがターミナル７０から外れてＬＥＤ１２が点灯不能になるのを回避することができる。
【００２５】
放熱フィン２２は、ＬＥＤ取付部２０の周縁および裏面２０ａ（出光側表面２６ａとは反対の面）から突設された複数枚の薄い板状材であり、ＬＥＤ取付部２０と同様に熱伝導率の高い材料で形成されている。本実施例では、各放熱フィン２２が、ＬＥＤ取付盤２６の裏面２６ｂから出光方向とは反対の方向（つまり、ソケット１６に向かう方向）に形成された略台形状のフィン基部３６と、当該フィン基部３６の外周端辺およびＬＥＤ取付部２０の周縁からさらに外方に延びる矩形状の外側フィン３８とを有している。なお、本実施例では、図３に示すように、各放熱フィン２２の外側フィン３８の周端上部にそれぞれ連接し、外側フィン３８が不所望に曲がってしまうのを防止する放熱フィン固定リング８０が形成されている。
【００２６】
また、放熱フィン２２の外端部には、万一、発光装置１０が照明器具から外れた場合であっても当該発光装置１０が落下するのを防止する落下防止ワイヤー（図示せず）を通すための落下防止ワイヤー取付孔５８を形成しておくのが好適である。特に発光装置１０を屋外の看板照明に使用する場合等、高所に設置する場合に効果的である。
【００２７】
係合部２４は、ＬＥＤ取付部２０におけるＬＥＤ取付盤２６の裏面２６ｂ中央部から突設された筒状部材であり、ＬＥＤ取付部２０と同様に熱伝導率の高い材料で形成されている。また、係合部２４の外側面２４ａには、当該係合部２４に被せられる、ソケット１６の他方端面１６ｃから突設された被係合部４０に螺合する係合部雄ネジ４２が形成されている。
【００２８】
また、ＬＥＤ取付盤２６の中央部（より正確には、係合部２４の中心部）には、一端が電源回路１８に接続され、他端がＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに形成された給電回路に接続される給電回路用給電線（図示せず）を通すＬＥＤ取付部貫通孔５６が形成されている。
【００２９】
なお、ＬＥＤ取付部２０、放熱フィン２２、および係合部２４は、一体的に形成してもよいし、あるいは、それぞれ別々のパーツおよび材質で構成してもよいが、少なくともＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２は、ソケット１６の被係合部４０よりも高い熱伝導率を有している必要がある。
【００３０】
ソケット１６は、ソケット本体４４と蓋部材４６とで構成されている。ソケット本体４４は、その一方端部４４ａ（すなわちソケット１６の一方端１６ａ）が細径に、他方端部４４ｂ（ソケット１６の他方端１６ｂ）が太径に形成され、他方端面１６ｃが開口する有底筒状体であり、熱伝導率の低い材料（例えば、ＰＢＴ［ポリブチレンテレフタレート］樹脂）で形成されている。また、ソケット本体４４の一方端部４４ａには発光装置１０の口金４８が取り付けられており、ソケット本体４４の内部空間４４ｃには、電源回路１８および必要な給電回路用給電線（図示せず）が収容される。
【００３１】
また、本実施例のソケット本体４４では、その他方端面の全周縁からフランジ部６２が外向きに延出されており、ソケット本体４４の周側面４４ｄからは、当該フランジ部６２を支える側面フィン６４が複数形成されている。
【００３２】
蓋部材４６は、ソケット本体４４と同じ材質（例えば、ＰＢＴ樹脂）で形成された円盤状の部材であり、その径は、ソケット本体４４の他方端面に形成された開口を覆い、ソケット本体４４のフランジ部６２に一致して重なるような寸法に設定されている。このため、蓋部材４６をソケット本体４４の他方端面４４ｅに取り付けることにより、ソケット本体４４の内部空間４４ｃを水密することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、ソケット本体４４の他方端面４４ｅにおける蓋部材４６との接触部分にソケット本体側Ｏリング５０が取り付けられており、さらに、ソケット本体４４のフランジ部６２の裏面側から、当該フランジ部６２と蓋部材４６の周縁部とがネジ７４によってネジ留めされていることより、より確実に水密できるようになっている。
【００３４】
また、蓋部材４６における対応部分にネジ受け部７６が当該蓋部材４６から出光方向に突設されており、ネジ７４の先端部が露出して見栄えが悪くなるのを回避できるようになっている。もちろん、ソケット本体４４への蓋部材４６の取り付け手段はネジ留めに限られず、接着等の他の手段を用いることができる。さらに、図３に示すように、蓋部材４６の周縁部からネジ受け部７６と同方向に一対のストッパー７８を並べて配設し、これらストッパー７８で１つの放熱フィン２２の周縁部を挟むことにより、外力や振動等でＬＥＤ保持部材１４（およびフロントカバー１９）がソケット１６に対して不所望に回転しないようにするのが好適である。
【００３５】
蓋部材４６の中央部には、ＬＥＤ保持部材１４の係合部２４と係合して、ＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２をソケット１６から離間させた状態で保持する被係合部４０がＬＥＤ保持部材１４に向けて突設されている。また、蓋部材４６の中央部（より正確には、被係合部４０の中心部）には、一端が電源回路１８に接続された他端がＬＥＤ１２に接続され給電回路用給電線（図示せず）を通すソケット蓋貫通孔５４が形成されている。
【００３６】
係合部２４と被係合部４０とは互いに螺合するようにしてもよいし、接着剤を用いた嵌め込み式であってもよい。係合部２４と被係合部４０との係合部分をより確実に水密するため、当該係合部分に係合部側Ｏリング５２を取り付けることが好適である。
【００３７】
もちろん、本実施例のようにソケット本体４４と蓋部材４６とに分けてソケット１６を構成する必要はなく、ソケット１６の他方端１６ｂに被係合部４０を有する一体的形状としてもよい。
【００３８】
電源回路１８は、口金４８を介して外部から供給された電力（通常は、商用交流電力）をＬＥＤ１２の仕様に合わせた電力（通常は、数ボルトの直流電力）に変換し、然る後、ＬＥＤ１２に給電するために、例えばコンデンサやダイオード等を組み合わせて構成された回路であり、上述のように、ソケット１６におけるソケット本体４４の内部空間４４ｃに収容されている。
【００３９】
フロントカバー１９は、屋外で使用される発光装置１０に取り付けるのが好適な部材であり、少なくともＬＥＤ保持部材１４におけるＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａを水密的に覆う、出光方向に滑らかに凸湾曲した透明部材あるいは透光性部材である。本実施例では、フロントカバー１９は、ＬＥＤ取付盤２６だけでなく、放熱フィン２２の外周端近くまで覆う径に設定されている。
【００４０】
また、フロントカバー１９の裏面（出光方向とは逆の凹湾曲面）の中心部からは、ＬＥＤ取付部２０における筒状部２８に被せて螺着される係合頸部３０が突設されている。
【００４１】
なお、放熱フィン２２に正対するフロントカバー１９の外周部１９ａ（ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａを水密的に覆う部分以外の部分）の裏面側には、ＬＥＤ保持部材１４とソケット１６の他方端面１６ｃとの間を通って侵入してきた雨水等が溜まるおそれがあることから、発光装置１０を屋外で使用する場合には、当該外周部１９ａに水抜き孔６０を形成しておくことが好適である。さらに言えば、当該発光装置１０がどのような角度で屋外に設置されるかはユーザー次第であるから、水抜き孔６０を複数箇所に形成しておくとよい。
【００４２】
本実施例に係る発光装置１０の製造手順について簡単に説明すると、口金４８を取り付けたソケット本体４４の内部空間４４ｃに電源回路１８および必要な給電回路用給電線を収容し、一端が電源回路１８に接続された当該給電回路用給電線の他端を、ソケット蓋貫通孔５４およびＬＥＤ取付部貫通孔５６を貫通させてＬＥＤ取付部２０の出光側表面２６ａに出し、然る後、ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに形成された給電回路（図示せず）に接続する。ＬＥＤ取付部２０の出光側表面２６ａにＬＥＤ１２を実装し、ＬＥＤ１２のターミナル７０と給電回路とを給電線７３で電気的に接続した後、給電回路押さえ板６６を取り付ける。
【００４３】
その後、蓋部材４６をソケット本体４４の他方端面４４ｅにネジ７４等の手段によって取り付け、当該蓋部材４６の被係合部４０にＬＥＤ保持部材１４の係合部２４を係合させてＬＥＤ保持部材１４をソケット１６に固定する。最後に、フロントカバー１９をＬＥＤ保持部材１４の出光側面に取り付けることにより、発光装置１０が完成する。
【００４４】
本実施例に係る発光装置１０によれば、ＬＥＤ１２が発光する際に発生する熱は、当該ＬＥＤ１２が取り付けられたＬＥＤ保持部材１４のＬＥＤ取付部２０から放熱フィン２２に伝導して放熱される。ここで、ソケット１６における被係合部４０の熱伝導率は、ＬＥＤ取付部２０や放熱フィン２２の熱伝導率に比べて低いこと、さらに、ＬＥＤ保持部材１４は、ソケット１６から離間した状態で保持されていることから、ＬＥＤ１２からの熱はソケット１６側に伝導し難く、当該ソケット１６の内部空間４４ｃに収容された電源回路１８がＬＥＤ１２からの熱によって不所望に高温になることはない。
【００４５】
加えて、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６は、基本的に互いに離間した状態であって、ＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４および被係合部４０でのみ繋がっているだけであることから、本実施例の発光装置１０を屋外で使用したとき、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６の間に雨水等が入ってきたとしても直ちに流出して溜まることがないので、当該雨水等によって腐食や漏電等の問題が生じるのを回避することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…発光装置
１２…ＬＥＤ
１４…ＬＥＤ保持部材
１６…ソケット
１６ａ…一方端
１６ｂ…他方端
１６ｃ…他方端面
１８…電源回路
１９…フロントカバー
１９ａ…外周部
２０…ＬＥＤ取付部
２２…放熱フィン
２４…係合部
２４ａ…外側面
２６…ＬＥＤ取付盤
２６ａ…出光側表面
２６ｂ…裏面
２８…筒状部
３０…係合頸部
３２…筒状部雄ネジ
３４…筒状部側Ｏリング
３６…フィン基部
３８…外側フィン
４０…被係合部
４２…係合部雄ネジ
４４…ソケット本体
４４ａ…一方端部
４４ｂ…他方端部
４４ｃ…内部空間
４４ｄ…周側面
４４ｅ…他方端面
４６…蓋部材
４８…口金
５０…ソケット本体側Ｏリング
５２…係合部側Ｏリング
５４…ソケット蓋貫通孔
５６…ＬＥＤ取付部貫通孔
５８…落下防止ワイヤー取付孔
６０…水抜き孔
６２…フランジ部
６４…側面フィン
６６…給電回路押さえ板
６８…窓部
７０…（給電回路の）ターミナル
７２…弾性押圧部
７３…給電線
７４…ネジ
７６…ネジ受け部
７８…ストッパー
８０…放熱フィン固定リング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に屋外で使用することを目的として設計されており、水銀灯やハロゲンランプ等の白熱灯に代えて使用される、ＬＥＤを用いた発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の白熱灯（例えば、水銀灯やハロゲンランプ）に比べて消費電力が低く、かつ、長寿命といった長所を有する発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）は、需要者のエコロジー意識の高まりとともに、省エネ対策のひとつとしてその使用範囲が急速に広まっており、とりわけ白熱灯の代替としてＬＥＤを使用したいという要望が高まっている。
【０００３】
このような要望は、もちろん、屋内で使用される発光装置だけに限られず、例えば看板の照明用に使用されるような、屋外使用を目的とする発光装置においても高まっている。
【０００４】
ところで、一般的なＬＥＤは数Ｖの直流電圧で発光することから、通常の商用電圧（１００Ｖ、５０／６０Ｈｚ）で発光する白熱灯の代替えとして使用される「ＬＥＤを用いた発光装置」には、商用電圧を所定の直流電圧に変換する電源回路が必須となる。その一方で、ＬＥＤは発光と同時に発熱もすることから、当該ＬＥＤからの熱によって電源回路が過度の高温になるのを防止する必要があった。とりわけ、発光量を増加させるために複数のＬＥＤを備える発光装置の場合、発熱総量が更に多くなることから、当該熱からの電源回路の保護は重要な問題であった。
【０００５】
電源回路の保護を目的とする技術は種々開発されており、例えば特許文献１に開示された発光装置では、ＬＥＤと電源回路との間にＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂の板材および断熱材を介在させることにより、ＬＥＤからの熱が電源回路に伝わり難くしている。
【０００６】
また、特許文献２に記載された発光装置では、ソケットの内部にファンが内蔵されており、当該ファンが駆動することにより、ソケットの口金側端に形成された吸気スリットから内部に空気を流入させるとともに、当該ソケットの出光側端の側周に形成された排気スリットから当該空気を排出することができ、ヒートシンクを介して受けたＬＥＤからの熱を強制的に排出して電源回路を保護している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１− ９０８４３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５７５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１および２に開示された発光装置にも問題が残っていた。すなわち、特許文献１の発光装置では、ＬＥＤと当該ＬＥＤからの光を透過させるグローブとの間に「熱伝導率の高い材質で形成された透光部材」を充填することにより、電源回路の方に伝達し難いＬＥＤからの熱を、当該透光部材を介してグローブの表面から放散させるようになっており、光の出射面であるグローブ表面は放熱面を兼ねている。このため、フィン形状等を用いて放熱面を増加させ、放熱能力を向上させようとしても、光の放射角度や照射パターンが変わってしまうことから、グローブの形状の設計が極めて難しくかつ煩雑になるという問題があった。
【０００９】
また、特許文献２の発光装置では、当該発光装置を屋外で使用した場合、ソケットに形成された吸気スリットや排気スリットからソケット内に流入した雨水等が溜まってしまい、溜まった雨水等が原因で腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれがあった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、ＬＥＤが放出する熱から電源回路を保護できるだけでなく、放熱面の形状と光の放射角度や照射パターンとの間に関連性がなく放熱面の形状を自由に設定できるとともに、屋外で使用したときに雨水等が溜まらず、腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれが低い発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載した発明は、
「ＬＥＤ１２と、
前記ＬＥＤ１２が取り付けられたＬＥＤ取付部２０、および前記ＬＥＤ取付部２０の裏面あるいは周縁から延びる放熱フィン２２が一体的に形成されているとともに、前記ＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４を有するＬＥＤ保持部材１４と、
前記ＬＥＤ１２に駆動電力を供給する電源回路１８と、
前記電源回路１８を収容する内部空間４４ｃを有しており、その一方端部４４ａに口金４８が取り付けられているとともに、その他方端１６ｂに前記ＬＥＤ保持部材１４が取り付けられるソケット１６とを備えており、
前記ソケット１６の他方端１６ｂには、前記ＬＥＤ保持部材１４の前記係合部２４と係合して、前記ＬＥＤ取付部２０および前記放熱フィン２２を前記ソケット１６から離間させた状態で保持する被係合部４０が突設されており、
前記ＬＥＤ保持部材１４における前記ＬＥＤ取付部２０および前記放熱フィン２２の熱伝導率は、前記ソケット１６における前記被係合部４０の熱伝導率よりも高いことを特徴とする発光装置１０」である。
【００１２】
請求項１に記載した発明によれば、ＬＥＤ１２が発光する際に発生する熱は、当該ＬＥＤ１２が取り付けられたＬＥＤ保持部材１４のＬＥＤ取付部２０から放熱フィン２２に伝導して放熱される。ここで、ソケット１６における被係合部４０の熱伝導率は、ＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２の熱伝導率に比べて低いこと、さらに、ＬＥＤ保持部材１４は、ソケット１６から離間した状態で保持されていることにより、ＬＥＤ１２からの熱はソケット１６側に伝導し難く、当該ソケット１６の内部空間４４ｃに収容された電源回路１８がＬＥＤ１２からの熱によって不所望に高温になることがない。
【００１３】
加えて、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６は、基本的に互いに離間した状態であり、ＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４および被係合部４０でのみ繋がっているだけであることから、請求項１の発光装置１０を屋外で使用したとき、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６の間に雨水等が入ってきたとしても直ちに流出して溜まることがないので、当該雨水等によって腐食や漏電等の問題が生じるのを回避することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ＬＥＤが放出する熱から電源回路を保護できるだけでなく、放熱面の形状と光の放射角度や照射パターンとの間に関連性がなく放熱面の形状を自由に設定できるとともに、屋外で使用したときに雨水等が溜まらず、腐食や漏電等の問題を生じさせるおそれが低い発光装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用された発光装置を示す分解断面図である。
【図２】本発明が適用された発光装置を示す断面図である。
【図３】本発明が適用された発光装置を示す斜視図である。
【図４】図３の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明が適用された発光装置１０について、図面を用いて説明する。発光装置１０は、図１ないし３に示すように、大略、ＬＥＤ１２と、ＬＥＤ保持部材１４と、ソケット１６と、電源回路１８と、必要に応じて設けられるフロントカバー１９とで構成されている。
【００１７】
ＬＥＤ１２は、所定の電圧が印加されることによって発光する半導体素子であり、ＬＥＤ保持部材１４におけるＬＥＤ取付部２０の上面に実装保持されている。本実施例におけるＬＥＤ１４の発光面は略楕円状に形成されているが、もちろん、矩形であってもよいし、円形であってもよく、形状選択には制限がない。また、ＬＥＤ１２の数も特に限定されるものではなく、本実施例のように３つ（図３参照）でもよいし、１つ、２つ、あるいは４つ以上のＬＥＤ１２をＬＥＤ保持部材１４に実装してもよい。
【００１８】
なお、ＬＥＤ１２の配光パターンは、いわゆるランバーシアン型であり、光軸とその近傍にほとんどの光が集まっているのが特徴で、当該光軸と成す角度が±３０°の範囲内にＬＥＤ１２から放射される全光の５０％が含まれており、±４５°の範囲内には全光の７０％が含まれており、さらに±６０°の範囲内には全光の９０％が含まれている。
【００１９】
ＬＥＤ保持部材１４は、ＬＥＤ取付部２０と、放熱フィン２２と、係合部２４とで一体的に構成されている。
【００２０】
ＬＥＤ取付部２０は、上述のようにＬＥＤ１２が実装される部分であり、本実施例では、図１に示すように、ＬＥＤ１２が取り付けられる円盤状のＬＥＤ取付盤２６と当該ＬＥＤ取付盤２６の周縁から立ち上がる筒状部２８とを有しており、熱伝導率の高い材料（例えば、アルミニウムやセラミック）で形成されている。ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａにはＬＥＤ１２およびこれに給電するための給電回路（図示せず）が形成されており、また、筒状部２８の外側面２８ａには、フロントカバー１９の係合頸部３０が被せられてこれと螺合する筒状部雄ネジ３２が形成されている。さらに、ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａには、給電回路押さえ板６６がネジ留めされている。
【００２１】
また、筒状部２８と係合頸部３０との間には、雨水等がＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに侵入するのを防止する筒状部側Ｏリング３４が配設されている。もちろん、Ｏリングに代えて、細径のパッキン／ガスケットを筒状部２８の外側面２８ａに巻き付けてもよい。
【００２２】
給電回路押さえ板６６には、図４に示すように、各ＬＥＤ１２に対応する位置に、各ＬＥＤ１２を避けてこれらが内側に入り込む窓部６８が設けられており、各ＬＥＤ１２からの光は、当該窓部６８を通過して出光するようになっている。
【００２３】
各窓部６８における互いに対向する２辺には、当該窓部６８から突設された弾性押圧部７２が形成されている。各ＬＥＤ１２には、一組（プラスとマイナス）のターミナル７０が形成されており、当該ターミナル７０には、ターミナル７０と給電回路と電気的に接続する給電線７３が半田で接続されている。弾性押圧部７２は、給電線７３を半田接続して盛り上がった半田接続部Ｚに一致して形成されており、給電回路押さえ板６６をＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに配設した時に、半田接続部Ｚに弾接してこれを当該出光側表面２６ａに向けて押圧するようになっている。
【００２４】
このような給電回路押さえ板６６を使用することにより、その弾性押圧部７２がＬＥＤ１２のターミナル７０と給電線７３との半田接続部Ｚを出光側表面２６ａに向けて押圧することができるので、発光時のＬＥＤ１２からの熱が、上記ターミナル７０に給電線７３を固定する半田接続部Ｚに長期間に渡って連続的あるいは断続的に伝わることにより、万一、当該半田接続部Ｚにクリープ、クラック、および半田の剥離が生じたとしても、給電線あるいは半田接続部Ｚがターミナル７０から外れてＬＥＤ１２が点灯不能になるのを回避することができる。
【００２５】
放熱フィン２２は、ＬＥＤ取付部２０の周縁および裏面２０ａ（出光側表面２６ａとは反対の面）から突設された複数枚の薄い板状材であり、ＬＥＤ取付部２０と同様に熱伝導率の高い材料で形成されている。本実施例では、各放熱フィン２２が、ＬＥＤ取付盤２６の裏面２６ｂから出光方向とは反対の方向（つまり、ソケット１６に向かう方向）に形成された略台形状のフィン基部３６と、当該フィン基部３６の外周端辺およびＬＥＤ取付部２０の周縁からさらに外方に延びる矩形状の外側フィン３８とを有している。なお、本実施例では、図３に示すように、各放熱フィン２２の外側フィン３８の周端上部にそれぞれ連接し、外側フィン３８が不所望に曲がってしまうのを防止する放熱フィン固定リング８０が形成されている。
【００２６】
また、放熱フィン２２の外端部には、万一、発光装置１０が照明器具から外れた場合であっても当該発光装置１０が落下するのを防止する落下防止ワイヤー（図示せず）を通すための落下防止ワイヤー取付孔５８を形成しておくのが好適である。特に発光装置１０を屋外の看板照明に使用する場合等、高所に設置する場合に効果的である。
【００２７】
係合部２４は、ＬＥＤ取付部２０におけるＬＥＤ取付盤２６の裏面２６ｂ中央部から突設された筒状部材であり、ＬＥＤ取付部２０と同様に熱伝導率の高い材料で形成されている。また、係合部２４の外側面２４ａには、当該係合部２４に被せられる、ソケット１６の他方端面１６ｃから突設された被係合部４０に螺合する係合部雄ネジ４２が形成されている。
【００２８】
また、ＬＥＤ取付盤２６の中央部（より正確には、係合部２４の中心部）には、一端が電源回路１８に接続され、他端がＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに形成された給電回路に接続される給電回路用給電線（図示せず）を通すＬＥＤ取付部貫通孔５６が形成されている。
【００２９】
なお、ＬＥＤ取付部２０、放熱フィン２２、および係合部２４は、一体的に形成してもよいし、あるいは、それぞれ別々のパーツおよび材質で構成してもよいが、少なくともＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２は、ソケット１６の被係合部４０よりも高い熱伝導率を有している必要がある。
【００３０】
ソケット１６は、ソケット本体４４と蓋部材４６とで構成されている。ソケット本体４４は、その一方端部４４ａ（すなわちソケット１６の一方端１６ａ）が細径に、他方端部４４ｂ（ソケット１６の他方端１６ｂ）が太径に形成され、他方端面１６ｃが開口する有底筒状体であり、熱伝導率の低い材料（例えば、ＰＢＴ［ポリブチレンテレフタレート］樹脂）で形成されている。また、ソケット本体４４の一方端部４４ａには発光装置１０の口金４８が取り付けられており、ソケット本体４４の内部空間４４ｃには、電源回路１８および必要な給電回路用給電線（図示せず）が収容される。
【００３１】
また、本実施例のソケット本体４４では、その他方端面の全周縁からフランジ部６２が外向きに延出されており、ソケット本体４４の周側面４４ｄからは、当該フランジ部６２を支える側面フィン６４が複数形成されている。
【００３２】
蓋部材４６は、ソケット本体４４と同じ材質（例えば、ＰＢＴ樹脂）で形成された円盤状の部材であり、その径は、ソケット本体４４の他方端面に形成された開口を覆い、ソケット本体４４のフランジ部６２に一致して重なるような寸法に設定されている。このため、蓋部材４６をソケット本体４４の他方端面４４ｅに取り付けることにより、ソケット本体４４の内部空間４４ｃを水密することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、ソケット本体４４の他方端面４４ｅにおける蓋部材４６との接触部分にソケット本体側Ｏリング５０が取り付けられており、さらに、ソケット本体４４のフランジ部６２の裏面側から、当該フランジ部６２と蓋部材４６の周縁部とがネジ７４によってネジ留めされていることより、より確実に水密できるようになっている。
【００３４】
また、蓋部材４６における対応部分にネジ受け部７６が当該蓋部材４６から出光方向に突設されており、ネジ７４の先端部が露出して見栄えが悪くなるのを回避できるようになっている。もちろん、ソケット本体４４への蓋部材４６の取り付け手段はネジ留めに限られず、接着等の他の手段を用いることができる。さらに、図３に示すように、蓋部材４６の周縁部からネジ受け部７６と同方向に一対のストッパー７８を並べて配設し、これらストッパー７８で１つの放熱フィン２２の周縁部を挟むことにより、外力や振動等でＬＥＤ保持部材１４（およびフロントカバー１９）がソケット１６に対して不所望に回転しないようにするのが好適である。
【００３５】
蓋部材４６の中央部には、ＬＥＤ保持部材１４の係合部２４と係合して、ＬＥＤ取付部２０および放熱フィン２２をソケット１６から離間させた状態で保持する被係合部４０がＬＥＤ保持部材１４に向けて突設されている。また、蓋部材４６の中央部（より正確には、被係合部４０の中心部）には、一端が電源回路１８に接続された他端がＬＥＤ１２に接続され給電回路用給電線（図示せず）を通すソケット蓋貫通孔５４が形成されている。
【００３６】
係合部２４と被係合部４０とは互いに螺合するようにしてもよいし、接着剤を用いた嵌め込み式であってもよい。係合部２４と被係合部４０との係合部分をより確実に水密するため、当該係合部分に係合部側Ｏリング５２を取り付けることが好適である。
【００３７】
もちろん、本実施例のようにソケット本体４４と蓋部材４６とに分けてソケット１６を構成する必要はなく、ソケット１６の他方端１６ｂに被係合部４０を有する一体的形状としてもよい。
【００３８】
電源回路１８は、口金４８を介して外部から供給された電力（通常は、商用交流電力）をＬＥＤ１２の仕様に合わせた電力（通常は、数ボルトの直流電力）に変換し、然る後、ＬＥＤ１２に給電するために、例えばコンデンサやダイオード等を組み合わせて構成された回路であり、上述のように、ソケット１６におけるソケット本体４４の内部空間４４ｃに収容されている。
【００３９】
フロントカバー１９は、屋外で使用される発光装置１０に取り付けるのが好適な部材であり、少なくともＬＥＤ保持部材１４におけるＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａを水密的に覆う、出光方向に滑らかに凸湾曲した透明部材あるいは透光性部材である。本実施例では、フロントカバー１９は、ＬＥＤ取付盤２６だけでなく、放熱フィン２２の外周端近くまで覆う径に設定されている。
【００４０】
また、フロントカバー１９の裏面（出光方向とは逆の凹湾曲面）の中心部からは、ＬＥＤ取付部２０における筒状部２８に被せて螺着される係合頸部３０が突設されている。
【００４１】
なお、放熱フィン２２に正対するフロントカバー１９の外周部１９ａ（ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａを水密的に覆う部分以外の部分）の裏面側には、ＬＥＤ保持部材１４とソケット１６の他方端面１６ｃとの間を通って侵入してきた雨水等が溜まるおそれがあることから、発光装置１０を屋外で使用する場合には、当該外周部１９ａに水抜き孔６０を形成しておくことが好適である。さらに言えば、当該発光装置１０がどのような角度で屋外に設置されるかはユーザー次第であるから、水抜き孔６０を複数箇所に形成しておくとよい。
【００４２】
本実施例に係る発光装置１０の製造手順について簡単に説明すると、口金４８を取り付けたソケット本体４４の内部空間４４ｃに電源回路１８および必要な給電回路用給電線を収容し、一端が電源回路１８に接続された当該給電回路用給電線の他端を、ソケット蓋貫通孔５４およびＬＥＤ取付部貫通孔５６を貫通させてＬＥＤ取付部２０の出光側表面２６ａに出し、然る後、ＬＥＤ取付盤２６の出光側表面２６ａに形成された給電回路（図示せず）に接続する。ＬＥＤ取付部２０の出光側表面２６ａにＬＥＤ１２を実装し、ＬＥＤ１２のターミナル７０と給電回路とを給電線７３で電気的に接続した後、給電回路押さえ板６６を取り付ける。
【００４３】
その後、蓋部材４６をソケット本体４４の他方端面４４ｅにネジ７４等の手段によって取り付け、当該蓋部材４６の被係合部４０にＬＥＤ保持部材１４の係合部２４を係合させてＬＥＤ保持部材１４をソケット１６に固定する。最後に、フロントカバー１９をＬＥＤ保持部材１４の出光側面に取り付けることにより、発光装置１０が完成する。
【００４４】
本実施例に係る発光装置１０によれば、ＬＥＤ１２が発光する際に発生する熱は、当該ＬＥＤ１２が取り付けられたＬＥＤ保持部材１４のＬＥＤ取付部２０から放熱フィン２２に伝導して放熱される。ここで、ソケット１６における被係合部４０の熱伝導率は、ＬＥＤ取付部２０や放熱フィン２２の熱伝導率に比べて低いこと、さらに、ＬＥＤ保持部材１４は、ソケット１６から離間した状態で保持されていることから、ＬＥＤ１２からの熱はソケット１６側に伝導し難く、当該ソケット１６の内部空間４４ｃに収容された電源回路１８がＬＥＤ１２からの熱によって不所望に高温になることはない。
【００４５】
加えて、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６は、基本的に互いに離間した状態であって、ＬＥＤ取付部２０の裏面中央部から突設された係合部２４および被係合部４０でのみ繋がっているだけであることから、本実施例の発光装置１０を屋外で使用したとき、ＬＥＤ保持部材１４およびソケット１６の間に雨水等が入ってきたとしても直ちに流出して溜まることがないので、当該雨水等によって腐食や漏電等の問題が生じるのを回避することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１０…発光装置
１２…ＬＥＤ
１４…ＬＥＤ保持部材
１６…ソケット
１６ａ…一方端
１６ｂ…他方端
１６ｃ…他方端面
１８…電源回路
１９…フロントカバー
１９ａ…外周部
２０…ＬＥＤ取付部
２２…放熱フィン
２４…係合部
２４ａ…外側面
２６…ＬＥＤ取付盤
２６ａ…出光側表面
２６ｂ…裏面
２８…筒状部
３０…係合頸部
３２…筒状部雄ネジ
３４…筒状部側Ｏリング
３６…フィン基部
３８…外側フィン
４０…被係合部
４２…係合部雄ネジ
４４…ソケット本体
４４ａ…一方端部
４４ｂ…他方端部
４４ｃ…内部空間
４４ｄ…周側面
４４ｅ…他方端面
４６…蓋部材
４８…口金
５０…ソケット本体側Ｏリング
５２…係合部側Ｏリング
５４…ソケット蓋貫通孔
５６…ＬＥＤ取付部貫通孔
５８…落下防止ワイヤー取付孔
６０…水抜き孔
６２…フランジ部
６４…側面フィン
６６…給電回路押さえ板
６８…窓部
７０…（給電回路の）ターミナル
７２…弾性押圧部
７３…給電線
７４…ネジ
７６…ネジ受け部
７８…ストッパー
８０…放熱フィン固定リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ取付部、および前記ＬＥＤ取付部の裏面あるいは周縁から延びる放熱フィンが一体的に形成されているとともに、前記ＬＥＤ取付部の裏面中央部から突設された係合部を有するＬＥＤ保持部材と、
前記ＬＥＤに駆動電力を供給する電源回路と、
前記電源回路を収容する内部空間を有しており、その一方端部に口金が取り付けられるとともに、その他方端に前記ＬＥＤ保持部材が取り付けられるソケットとを備えており、
前記ソケットの他方端には、前記ＬＥＤ保持部材の前記係合部と係合して、前記ＬＥＤ取付部および前記放熱フィンを前記ソケットから離間させた状態で保持する被係合部が突設されており、
前記ＬＥＤ保持部材における前記ＬＥＤ取付部および前記放熱フィンの熱伝導率は、前記ソケットにおける前記被係合部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする発光装置。
【請求項１】
ＬＥＤと、
前記ＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ取付部、および前記ＬＥＤ取付部の裏面あるいは周縁から延びる放熱フィンが一体的に形成されているとともに、前記ＬＥＤ取付部の裏面中央部から突設された係合部を有するＬＥＤ保持部材と、
前記ＬＥＤに駆動電力を供給する電源回路と、
前記電源回路を収容する内部空間を有しており、その一方端部に口金が取り付けられるとともに、その他方端に前記ＬＥＤ保持部材が取り付けられるソケットとを備えており、
前記ソケットの他方端には、前記ＬＥＤ保持部材の前記係合部と係合して、前記ＬＥＤ取付部および前記放熱フィンを前記ソケットから離間させた状態で保持する被係合部が突設されており、
前記ＬＥＤ保持部材における前記ＬＥＤ取付部および前記放熱フィンの熱伝導率は、前記ソケットにおける前記被係合部の熱伝導率よりも高いことを特徴とする発光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３０４２４（Ｐ２０１３−３０４２４Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６７１２８（Ｐ２０１１−１６７１２８）
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（５１０１３８７４１）フェニックス電機株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２９日（２０１１．７．２９）
【出願人】（５１０１３８７４１）フェニックス電機株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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