照明器具
【課題】 半導体発光モジュールを保護するカバーが高温になるのを抑制することが可能な照明器具を提供することを目的とする。
【解決手段】 照明器具１であって、平面方向に延在した矩形状の板状部材２ａおよび板状部材２ａの長手方向の両側に沿って配置された側壁部材２ｂを備え、側壁部材２ｂ間に板状部材２ａの上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部Ｈを有する筐体２と、板状部材２ａに設けられた、開口部Ｈに向かって光を発する半導体発光モジュール３とを備え、板状部材２ａと側壁部材２ｂとが接続されている個所において、板状部材２ａおよび側壁部材２ｂの両方にかけて長手方向に沿った凹部Ｐが設けられていることを特徴とする照明器具。
【解決手段】 照明器具１であって、平面方向に延在した矩形状の板状部材２ａおよび板状部材２ａの長手方向の両側に沿って配置された側壁部材２ｂを備え、側壁部材２ｂ間に板状部材２ａの上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部Ｈを有する筐体２と、板状部材２ａに設けられた、開口部Ｈに向かって光を発する半導体発光モジュール３とを備え、板状部材２ａと側壁部材２ｂとが接続されている個所において、板状部材２ａおよび側壁部材２ｂの両方にかけて長手方向に沿った凹部Ｐが設けられていることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光モジュールを含む照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とする半導体発光モジュールおよび照明器具の開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。半導体発光モジュールを有する照明器具は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。この照明器具は、半導体発光モジュールが発光時に発する熱が半導体発光モジュールを保護するカバーに伝わるが、例えば住宅用照明分野などにおいては、カバーが高温になるのを抑制する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、半導体発光モジュールを保護するカバーが高温になるのを抑制することが可能な照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る照明器具は、平面方向に延在した矩形状の板状部材および前記板状部材の長手方向の両側に沿って配置された側壁部材を備え、前記側壁部材間に前記板状部材の上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部を有する筐体と、前記板状部材に設けられた、前記開口部に向かって光を発する半導体発光モジュールとを備え、前記板状部材と前記側壁部材とが接続されている個所において、前記板状部材および前記側壁部材の両方にかけて長手方向に沿った凹部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、半導体発光モジュールを保護するカバーが高温になるのを抑制することが可能な照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る照明器具の概観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る照明器具の分解した概観斜視図である。
【図３】本実施形態に係る照明器具の筐体を拡大して示した概観斜視図である。
【図４】本実施形態に係る照明器具の半導体発光モジュールを拡大して示した概観斜視図である。
【図５】本実施形態に係る照明器具のリフレクターを拡大して示した概観斜視図である。
【図６】本実施形態に係る照明器具の断面図である。
【図７】本実施形態に係る半導体発光モジュールの内部を示した断面斜視図である。
【図８】本実施形態に係る半導体発光モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る照明器具の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る照明器具の概観斜視図であって、筐体の開口部からリフレクターおよび半導体発光モジュールの一部が見えている状態を示している。図２は、図１に示す照明器具の分解斜視図であって、光透過性カバー、リフレクター、半導体発光モジュールおよび筐体を示している。図３は、図２に示す照明器具におけるリフレクターを拡大した概観斜視図であって、リフレクターの一端を示している。図４は、図２に示す照明器具における半導体発光モジュールを拡大した概観斜視図であって、半導体発光モジュールの一端を示している。図５は、図２に示す照明器具における筐体を拡大した概観斜視図であって、筐体の一端を示している。図６は、図１のＸ−Ｘ’線に沿った照明器具の断面図である。図７は、１つの半導体発光モジュールの内部を示した断面斜視図である。図８は、図７のＹ−Ｙ’線に沿った半導体発光モジュールの断面図である。
【００１０】
＜照明器具の構成＞
照明器具１は、天井または壁等の室内に直接取り付けるか、あるいは、屋外にて使用するものである。そして、照明器具１から発せられる光は、室内または屋外を照らすことができる。
【００１１】
照明器具１は、開口部Ｈを有する筐体２と、開口部Ｈに向かって光を発する半導体発光モジュール３と、半導体発光モジュール３が発する光を反射して開口部Ｈに向かって光を進行させるリフレクター４とを含んでいる。筐体２は、平面方向に延在した矩形状の板状部材２ａと、縦断面視して板状部材２ａの短手方向における両端部に設けられた側壁部材２ｂとを備えている。
【００１２】
リフレクター４は、半導体発光モジュール３が発する光を反射するものであって、例えばアルミ二ウム、銅またはステンレス等から構成されている。また、リフレクター４は、金型によって成型されたポリカーボネート樹脂から成るリフレクター４の内壁面に、アルミニウムを蒸着することによって構成されてもよい。リフレクター４は、各発光素子３ａを取り囲む態様で配置されている。なお、リフレクター４の熱伝導率は、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。
【００１３】
リフレクター４は、筐体２の内側にひっかけるように設けられ、半導体発光モジュール３と間を空けて配置されている。図６に示すように、側壁部材２ｂの一端には、平面方向であって筐体２の内側に向かって延在した支持部２ｂｘが設けられており、支持部２ｂｘから下方に向かって延在した凸部２ｂｙが設けられている。また、リフレクター４は、リフレクター４の出射口の縁から、実装基板３ｂに向かって折れ曲がって形成されている。そして、リフレクター４の端部４ｂは、実装基板３ｂに向かって折れ曲がった先にあり、その端部４ｂが凸部２ｂｙに引っ掛けられる。
【００１４】
リフレクター４は、凸部２ｂｙにひっかけて設けられることで、筐体２が熱によって変形したとしても、リフレクター４は凸部２ｂｙに対して固着されていないので、筐体２から加わる熱応力を緩和することができる。その結果、リフレクター４は、半導体発光モジュール３に対して、リフレクター４が位置ずれしたり、歪んだり、反ったりするのを抑制することができ、半導体発光モジュール３が発する光を効果的に反射して、指向性が優れた状態で外部に取り出すことができる。
【００１５】
リフレクター４は、半導体発光モジュール３と間を空けて設けられることによって、発光素子３ａが発する熱が直接的に半導体発光モジュール３を介して伝達されない。その結果、リフレクター４は、半導体発光モジュール３に対して熱によって位置がずれたり、歪んだり、反ったりすることが抑制されて、半導体発光モジュール３が発する光を効果的に反射して指向性が優れた状態で外部に取り出すことができる。
【００１６】
リフレクター４は、図５に示すように、筐体２内に実装したときに、半導体発光モジュール３の光源としての発光素子３ａに対応する開口孔４ａが複数設けられている。
【００１７】
リフレクター４は、発光素子３ａからリフレクター４の出射口に向かうにつれて広がって形成されている。リフレクター４は、いわゆるパラボラ形状の円筒体である。リフレクター４で囲まれる領域が、リフレクター４の出射口に向かうにつれて大きくなることで、リフレクター４によって発光素子３ａの発する光を遮りにくくすることができ、発光素子３ａの発する光の照射面積を広くすることができる。つまり、開口孔４ａは、図６に示すように、開口孔４ａで囲まれる横断面の領域は、下部から上部に向かって広がるように形成されている。そして、開口孔４ａの下方に位置する発光素子３ａが発する光を、開口孔４ａを通して、開口孔４ａの内壁面にて反射させて、上方に向かって指向性よく取り出すことができる。なお、開口孔４ａの板状部材２ａの上面に沿った平面方向に対する傾斜角度は、例えば３０度以上８５度以下に設定されている。
【００１８】
光透過性カバー５は、筐体２内を覆うものであって、半導体発光モジュール３を保護するものである。光透過性カバー５は、半導体発光モジュール３から発せられる光が透過する材料からなり、例えば樹脂またはガラス等の光透過性材料から構成されている。そして、半導体発光モジュール３の発する光が、光透過性カバー５を通過して外部に取り出される。なお、光透過性カバー５は、矩形状の板体であって、平面視して長手方向の長さが、例えば４８ｍｍ以上１９９８ｍｍ以下であって、平面視して短手方向の長さが、例えば９ｍｍ以上４９ｍｍ以下に設定されている。また、光透過性カバー５は、縦断面視したときの上下方向の長さが、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１９】
光透過性カバー５は、筐体２の開口縁に設けられる。光透過性カバー５は、筐体２内の支持部２ｂｘの一方から他方にかけて設けられている。光透過性カバー５は、筐体２の長手方向に沿って筐体２の側面からスライドさせて、支持部２ｂｘにひっかけることができる。そして、筐体２の側壁部材２ｂ、側面カバー６および光透過性カバー５によって、筐体２内の半導体発光モジュール３を外部から保護することができる。また、光透過性カバー５は、筐体２の支持部２ｂｘにて挟持して保持されることで、光透過性カバー５が落下するのを防止することができる。
【００２０】
次に、半導体発光モジュール３について説明する。半導体発光モジュール３は、半導体発光素子からなる複数の発光素子３ａと、複数の発光素子３ａを実装するための実装基板３ｂとを備えている。複数の発光素子３ａは、筐体２内に直線状に配置されており、各発光素子３ａの直上にリフレクター４の開口孔４ａが位置するように位置合わせされている。
【００２１】
実装基板３ｂは、矩形状であって、その長手方向寸法が筐体２の開口部Ｈと略同じ長さを有した長尺の板体である。実装基板３ｂは、例えば樹脂からなるプリント配線基板等の樹脂基板、あるいはガラス基板、あるいはアルミ基板等の金属板が用いられる。なお、実装基板３ｂには、筐体２に固定するための螺子孔（図示せず）が設けられている。そして、実装基板３ｂと筐体２とを螺子を介して固定することができる。なお、実装基板３ｂの上面には、複数の発光素子３ａが等間隔に実装されている。
【００２２】
次に、発光素子３ａについて説明する。発光素子３ａは、チップ実装基板３１と、チップ実装基板３１上に設けられる光半導体素子３２と、光半導体素子３２を取り囲む枠体３３と、枠体３３で囲まれる領域に設けられる封止樹脂３４と、枠体３３によって支持され、接着樹脂３５を介して枠体３３に接続される波長変換部材３６とを備えている。
【００２３】
発光素子３ａは、例えば発光ダイオードであって、光半導体素子３２内のｐｎ接合中の電子と正孔とが再結合することによって、光半導体素子３２が光を放出する。
【００２４】
チップ実装基板３１には、実装基板３ｂ上に設けられる。実装基板３ｂとチップ実装基板３１とは、例えば半田または導電性接着剤を介して電気的に導通されるように接合される。チップ実装基板３１は、例えばアルミナ、ムライトまたはガラスセラミック等のセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から構成することができる。また、チップ実装基板３１は、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
【００２５】
チップ実装基板３１の表面が拡散面である場合は、光半導体素子３２から発せられる光が、チップ実装基板３１の表面に照射されて拡散反射される。そして、光半導体素子３２が発する光を拡散反射によって多方向に放射し、光半導体素子３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。
【００２６】
ここで、チップ実装基板３１には、配線導体が設けられており、配線導体を介して実装基板３ｂに電気的に接続されている。配線導体は、例えばタングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えばタングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、チップ実装基板３１に所定パターンで印刷することにより得られる。
【００２７】
光半導体素子３２は、チップ実装基板３１上に実装される。具体的には、光半導体素子３２は、チップ実装基板３１上に形成される配線導体上に、例えば半田または導電性接着剤等の接着材料、あるいはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
【００２８】
光半導体素子３２は、例えばサファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等の基体に有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、半導体層を成長させることによって作製される。なお、光半導体素子３２の厚みは、例えば３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００２９】
光半導体素子３２は、第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。
【００３０】
第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えばIII族窒化物半導体、ガリウム燐
またはガリウムヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは窒化ガリウム、窒化アルミニウムま
たは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導
体層の厚みは、例えば１μｍ以上５μｍ以下である。発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された光半導体素子３２では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。
【００３１】
チップ実装基板３１上には、光半導体素子３２を取り囲むように枠状の枠体３３が設けられている。枠体３３は、チップ実装基板３１上に例えば半田または接着剤を介して接続される。枠体３３は、セラミック材料であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の多孔質材料からなる。枠体３３は、多孔質材料からなり、枠体３３の表面は微細な孔が多数形成される。
【００３２】
枠体３３は、光半導体素子３２と間を空けて、光半導体素子３２の周りを取り囲むように形成されている。また、枠体３３は、傾斜する内壁面が下端から上端に行く従って外方
に向かって広がるように形成されている。そして、枠体３３の内壁面が、光半導体素子３２から発せられる励起光の反射面として機能する。また、枠体３３の内壁面が拡散面である場合には、光半導体素子３２から発せられる光が、枠体３３の内壁面にて拡散反射する。そして、光半導体素子３２から発せられる光は、特定箇所に集中されず、上方に向かって光を進行させることができる。
【００３３】
また、枠体３３の傾斜する内壁面は、例えばタングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成る鍍金金属層を形成してもよい。この鍍金金属層は、光半導体素子３２の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体３３の内壁面の傾斜角度は、チップ実装基板３１の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
【００３４】
枠体３３で囲まれる領域には、封止樹脂３４が充填されている。封止樹脂３４は、光半導体素子３２を封止するとともに、光半導体素子３２から発せられる光が透過する機能を備えている。封止樹脂３４は、枠体３３の内方に光半導体素子３２を収容した状態で、枠体３３で囲まれる領域であって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂を用いることができる。
【００３５】
波長変換部材３６は、枠体３３に支持されるとともに、光半導体素子３２と間を空けて対向するように設けられる。また、波長変換部材３６は、光半導体素子３２を封止する封止樹脂３４と空隙を介して枠体３３に設けられる。
【００３６】
波長変換部材３６は、接着樹脂３５を介して枠体３３に接合されている。接着樹脂３５は、波長変換部材３６の下面の端部から波長変換部材３６の側面、さらに波長変換部材３６の上面の端部にかけて被着している。
【００３７】
接着樹脂３５は、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、接着樹脂３５は、例えばポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００３８】
接着樹脂３５の材料は、枠体３３の熱膨張率と波長変換部材３６の熱膨張率との間の大きさの熱膨張率の材料を選択される。接着樹脂３５の材料としてこのような材料を選択することで、枠体３３と波長変換部材３６とが熱膨張するときに、両者の熱膨張率の差に起因して両者が剥離しようとするのを抑制することができ、両者を良好に繋ぎ止めることができる。
【００３９】
接着樹脂３５が、波長変換部材３６の下面の端部にまで被着することで、接着樹脂３５が被着する面積を大きくし、枠体３３と波長変換部材３６とを強固に接続することができる。その結果、枠体３３と波長変換部材３６の接続強度を向上させることができ、波長変換部材３６の撓みが抑制される。そして、光半導体素子３２と波長変換部材３６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。
【００４０】
波長変換部材３６は、光半導体素子３２から発せられる励起光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体が励起されて、光を発するものである。ここで、波長変換部材３６には、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等から成り、その樹脂中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体
が含有されている。なお、蛍光体は、波長変換部材３６中に均一に分散するように含有されている。なお、波長変換部材３６の厚みは、例えば０．５以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００４１】
また、波長変換部材３６の端部の厚みは一定に設定されている。波長変換部材３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。ここで、厚みが一定とは、波長変換部材３６の厚みの誤差が０．１ｍｍ以下のものを含む。波長変換部材３６の厚みを一定にすることにより、波長変換部材３６にて励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材３６における輝度むらを抑制することができる。
【００４２】
次に、筐体２について説明する。筐体２は、半導体発光モジュール３を保持する機能と、半導体発光モジュール３の発する熱を外部に放散させる機能を有している。側壁部材２ｂは、例えばアルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成され、平面視して直方体形状であって、開口部Ｈを有している。そして、開口部Ｈ内に、複数の半導体発光モジュール３を実装することができる。なお、筐体２は、平面視して長手方向の長さが、例えば５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であって、平面視して短手方向の長さが、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、筐体２は、縦断面視したときの上下方向の長さが、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。
【００４３】
筐体２は、半導体発光モジュール３の発する熱を効率よく外部に放散することによって、半導体発光モジュール３の傾斜角度が変化するのを低減することができ、それによって外部に取り出される光の指向性を良好に維持することができる。筐体２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。なお、筐体２内には、半導体発光モジュール３が、板状部材２ａに螺子またはボルト等の固定部材を介して固定する。
【００４４】
側壁部材２ｂは、縦断面視して外側面が平面状に形成されている。側壁部材２ｂの外側面が平面状であることで、外部の平坦面に側壁部材２ｂを接続するときに、両者の接触面積を大きくすることでき、両者を接続しやすくするとともに、外部の平坦面との接続部を介して半導体発光モジュール３からの熱を効率よく放熱することができる。
【００４５】
側壁部材２ｂのそれぞれの一端には内方に向かって突出した支持部２ｂｘが設けられている。そして、対向する一対の支持部２ｂｘの一方から他方にわたって矩形状の光透過性カバー５が設けられる。さらに、支持部２ｂｘの内壁面には、リフレクター４を嵌める溝Ｌが設けられている。溝Ｌが設けられることで、リフレクター４を脱着可能なように接続することができる。その結果、支持部２ｂｘに対してリフレクター４を簡単に取り外すことができ、照明器具の組み立て容易性を向上させることができる。さらに、溝Ｌは、半導体発光モジュールから側壁部材２ｂを介してリフレクター４に伝達される熱を低減することができるとともに、溝Ｌの内周面から筐体２の内部に放散することができ、半導体発光モジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００４６】
筐体２は、図３に示すように、板状部材２ａの両端部に側壁部材２ｂが接続されている。そして、板状部材２ａと側壁部材２ｂとが接続される個所に、板状部材２ａの長手方向に沿って凹部Ｐが設けられている。凹部Ｐは、板状部材２ａの長手方向に沿って板状部材２ａの一端から他端にかけて設けられている。なお、凹部Ｐは、板状部材２ａの長手方向に沿った方向に貫通しており、内壁面が曲面に形成されている。
【００４７】
板状部材２ａは、半導体発光モジュール３が実装されるため、半導体発光モジュール３が光を発するときに、光の一部が熱となって、半導体発光モジュール３が高温になること
がある。そして、半導体発光モジュール３の熱が板状部材２ａに伝わり、板状部材２ａから一対の側壁部材２ｂに熱が伝わろうとする。側壁部材２ｂの一端には、支持部２ｂｘが設けられており、支持部２ｂｘに光透過性カバー５が支持されているため、光透過性カバー５に半導体発光モジュール３が発する熱の多くが伝わると、光透過性カバー５が熱変形したり、光透過性カバー５の透明度が悪化したりして、光透過性カバー５が破壊される虞がある。そこで、板状部材２ａと側壁部材２ｂとが接続される個所に、板状部材２ａの長手方向に沿って凹部Ｐを設けることで、板状部材２ａから側壁部材２ｂに伝わる熱量を低減することができ、側壁部材２ｂから支持部２ｂｘを介して光透過性カバー５に伝わる熱量を抑えることができる。その結果、側壁部材２ｂおよび光透過性カバー５が高温になるのを抑制することができ、側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５が破壊される虞を少なくすることができる。
【００４８】
また、筐体２を側面視したときに、筐体２の側面部分が貫通して内部が露出している。そこで、筐体２の側面部分を覆うように、側面カバー６が設けられる。側面カバー６には、螺子孔６ａが設けられている。また、螺子孔６ａは、側面視して筐体２の凹部Ｐと重なる位置に設けられている。そして、側面カバー６は、螺子６ｂを螺子孔６ａおよび凹部Ｐの端部に通して、筐体２に接続することができる。なお、螺子孔６ａの大きさは、凹部Ｐの大きさと一致するように形成されている。
【００４９】
筐体２に対して側面カバー６を接続するのに、筐体２に設けられた凹部Ｐを用いることができ、筐体２に別の螺子孔を設ける必要がなく、螺子孔６ａとして凹部Ｐを兼用することができる。その結果、筐体２に新たな螺子孔加工を必要とせず、筐体２の製造工程を単純化することができる。
【００５０】
照明器具１に用いられる半導体発光モジュール３は、特に、配向分布においてサイドローブの光の強度が小さく配向分布の中央部に集中するため、指向性が優れている。そのため、半導体発光モジュール３を用いた照明を店舗内に使用した場合は、店舗内では照明が光っていることを認識することができるが、店舗外から店舗内を見たときは、発光ダイオードの光は店舗内から店舗外に漏れ出にくいため、店舗が暗く見えてしまう。そのため、半導体発光モジュール３に用いる発光素子３ａを多く用いることで、照明器具１の発する輝度を向上させることができるが、多くの発光素子３ａを用いた場合は、熱が半導体発光モジュール３から多く発生することになる。そこで、筐体２に凹部Ｐを設けることで、半導体発光モジュール３の発する熱が筐体２の側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５に伝わりにくくすることができ、筐体２の側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５が高温になるのを抑制することができる。
【００５１】
本実施形態によれば、筐体２内に半導体発光モジュール３が発する熱が伝わりにくいように、筐体２の板状部材２ａと筐体２の側壁部材２ｂとが接続される個所に、板状部材２ａの長手方向に沿って凹部Ｐを設けることで、筐体２の側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５が高温になるのを抑制することができ、半導体発光モジュール３が発する光の指向性を良好に維持することができるとともに、照明器具１を天井面などに取り付ける際に加えられる、螺子止めなどによる筐体２への応力を凹部Ｐで緩和することができ、外的な応力による半導体発光モジュール３、リフレクター４または光透過性カバー５の割れや歪み、反りなどの損傷や変形を抑制することができる。
【００５２】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５３】
＜照明器具の製造方法＞
ここで、図１に示す照明器具の製造方法を説明する。まず、発光素子３ａを準備する。
チップ実装基板３１および枠体３３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウムの原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。
【００５４】
チップ実装基板３１は、混合物がシート状のセラミックグリーンシートに成形され、枠体３３は、型枠内に混合物が充填されて乾燥され、焼結前のチップ実装基板３１および枠体３３が取り出される。
【００５５】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出したチップ実装基板３１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層するとともに焼成され、所定の形状に切断される。また、枠体３３は、所望の温度で焼結されることによって形成される。
【００５６】
次に、チップ実装基板３１上の配線パターンに光半導体素子３２を半田を介して電気的に実装した後、光半導体素子３２を取り囲むように枠体３３を基板上にアクリル樹脂等の接着剤を介して接着する。そして、枠体３３で囲まれた領域に、例えばシリコーン樹脂を充填して、このシリコーン樹脂を硬化させることで、封止樹脂３４を形成する。
【００５７】
次に、波長変換部材３６を準備する。波長変換部材３６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて、作製することができる。例えば、波長変換部材３６は、未硬化の波長変換部材３６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによって、得ることができる。
【００５８】
そして、準備した波長変換部材３６を枠体３３上に、例えば樹脂からなる接着樹脂３５を介して接着することで、発光素子３ａを作製することができる。
【００５９】
さらに、実装基板３ｂを準備する。実装基板３ｂは、例えばプリント配線基板を用いることができる。そして、実装基板３ｂに発光素子３ａを半田を介して電気的に実装することで、半導体発光モジュール３を作製することができる。
【００６０】
次に、筐体２およびリフレクター４を準備する。筐体２およびリフレクター４は、例えば、押出成形法によって一体に成形されている。しかしながら、必ずしも一体成形で形成する必要はなく、各部材を別個に製造して、これらを螺子等の締結手段で締結してもよく、また、各部材を接着剤で接着して一体化させてもよい。なお、リフレクター４には、例えばアルミニウム材料を用いて蒸着を行うことで、リフレクター４の表面を光が反射しやすい反射面にすることができる。
【００６１】
そして、半導体発光モジュール３を筐体２内に収容し、リフレクター４を筐体２の凸部２ｂｙに引っ掛けてはめることで固定する。そして、筐体２に光透過性カバー５を取り付けることで、照明器具１を作製することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 照明器具
２ 筐体
２ａ 板状部材
２ｂ 側壁部材
２ｂｘ 支持部
２ｂｙ 凸部
３ 半導体発光モジュール
３ａ 発光素子
３ｂ 実装基板
３１ チップ実装基板
３２ 光半導体素子
３３ 枠体
３４ 封止樹脂
３５ 接着樹脂
３６ 波長変換部材
４ リフレクター
４ａ 開口孔
４ｂ 端部
５ 光透過性カバー
６ 側面カバー
６ａ 螺子孔
６ｂ 螺子
Ｈ 開口部
Ｐ 凹部
Ｌ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光モジュールを含む照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード(ＬＥＤ：Light Emitting Diode)等の半導体発光素子を光源とする半導体発光モジュールおよび照明器具の開発が進められている（例えば、特許文献１を参照）。半導体発光モジュールを有する照明器具は、消費電力または製品寿命に関して注目されている。この照明器具は、半導体発光モジュールが発光時に発する熱が半導体発光モジュールを保護するカバーに伝わるが、例えば住宅用照明分野などにおいては、カバーが高温になるのを抑制する技術が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、半導体発光モジュールを保護するカバーが高温になるのを抑制することが可能な照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態に係る照明器具は、平面方向に延在した矩形状の板状部材および前記板状部材の長手方向の両側に沿って配置された側壁部材を備え、前記側壁部材間に前記板状部材の上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部を有する筐体と、前記板状部材に設けられた、前記開口部に向かって光を発する半導体発光モジュールとを備え、前記板状部材と前記側壁部材とが接続されている個所において、前記板状部材および前記側壁部材の両方にかけて長手方向に沿った凹部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、半導体発光モジュールを保護するカバーが高温になるのを抑制することが可能な照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係る照明器具の概観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る照明器具の分解した概観斜視図である。
【図３】本実施形態に係る照明器具の筐体を拡大して示した概観斜視図である。
【図４】本実施形態に係る照明器具の半導体発光モジュールを拡大して示した概観斜視図である。
【図５】本実施形態に係る照明器具のリフレクターを拡大して示した概観斜視図である。
【図６】本実施形態に係る照明器具の断面図である。
【図７】本実施形態に係る半導体発光モジュールの内部を示した断面斜視図である。
【図８】本実施形態に係る半導体発光モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る照明器具の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されないものである。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係る照明器具の概観斜視図であって、筐体の開口部からリフレクターおよび半導体発光モジュールの一部が見えている状態を示している。図２は、図１に示す照明器具の分解斜視図であって、光透過性カバー、リフレクター、半導体発光モジュールおよび筐体を示している。図３は、図２に示す照明器具におけるリフレクターを拡大した概観斜視図であって、リフレクターの一端を示している。図４は、図２に示す照明器具における半導体発光モジュールを拡大した概観斜視図であって、半導体発光モジュールの一端を示している。図５は、図２に示す照明器具における筐体を拡大した概観斜視図であって、筐体の一端を示している。図６は、図１のＸ−Ｘ’線に沿った照明器具の断面図である。図７は、１つの半導体発光モジュールの内部を示した断面斜視図である。図８は、図７のＹ−Ｙ’線に沿った半導体発光モジュールの断面図である。
【００１０】
＜照明器具の構成＞
照明器具１は、天井または壁等の室内に直接取り付けるか、あるいは、屋外にて使用するものである。そして、照明器具１から発せられる光は、室内または屋外を照らすことができる。
【００１１】
照明器具１は、開口部Ｈを有する筐体２と、開口部Ｈに向かって光を発する半導体発光モジュール３と、半導体発光モジュール３が発する光を反射して開口部Ｈに向かって光を進行させるリフレクター４とを含んでいる。筐体２は、平面方向に延在した矩形状の板状部材２ａと、縦断面視して板状部材２ａの短手方向における両端部に設けられた側壁部材２ｂとを備えている。
【００１２】
リフレクター４は、半導体発光モジュール３が発する光を反射するものであって、例えばアルミ二ウム、銅またはステンレス等から構成されている。また、リフレクター４は、金型によって成型されたポリカーボネート樹脂から成るリフレクター４の内壁面に、アルミニウムを蒸着することによって構成されてもよい。リフレクター４は、各発光素子３ａを取り囲む態様で配置されている。なお、リフレクター４の熱伝導率は、例えば１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。
【００１３】
リフレクター４は、筐体２の内側にひっかけるように設けられ、半導体発光モジュール３と間を空けて配置されている。図６に示すように、側壁部材２ｂの一端には、平面方向であって筐体２の内側に向かって延在した支持部２ｂｘが設けられており、支持部２ｂｘから下方に向かって延在した凸部２ｂｙが設けられている。また、リフレクター４は、リフレクター４の出射口の縁から、実装基板３ｂに向かって折れ曲がって形成されている。そして、リフレクター４の端部４ｂは、実装基板３ｂに向かって折れ曲がった先にあり、その端部４ｂが凸部２ｂｙに引っ掛けられる。
【００１４】
リフレクター４は、凸部２ｂｙにひっかけて設けられることで、筐体２が熱によって変形したとしても、リフレクター４は凸部２ｂｙに対して固着されていないので、筐体２から加わる熱応力を緩和することができる。その結果、リフレクター４は、半導体発光モジュール３に対して、リフレクター４が位置ずれしたり、歪んだり、反ったりするのを抑制することができ、半導体発光モジュール３が発する光を効果的に反射して、指向性が優れた状態で外部に取り出すことができる。
【００１５】
リフレクター４は、半導体発光モジュール３と間を空けて設けられることによって、発光素子３ａが発する熱が直接的に半導体発光モジュール３を介して伝達されない。その結果、リフレクター４は、半導体発光モジュール３に対して熱によって位置がずれたり、歪んだり、反ったりすることが抑制されて、半導体発光モジュール３が発する光を効果的に反射して指向性が優れた状態で外部に取り出すことができる。
【００１６】
リフレクター４は、図５に示すように、筐体２内に実装したときに、半導体発光モジュール３の光源としての発光素子３ａに対応する開口孔４ａが複数設けられている。
【００１７】
リフレクター４は、発光素子３ａからリフレクター４の出射口に向かうにつれて広がって形成されている。リフレクター４は、いわゆるパラボラ形状の円筒体である。リフレクター４で囲まれる領域が、リフレクター４の出射口に向かうにつれて大きくなることで、リフレクター４によって発光素子３ａの発する光を遮りにくくすることができ、発光素子３ａの発する光の照射面積を広くすることができる。つまり、開口孔４ａは、図６に示すように、開口孔４ａで囲まれる横断面の領域は、下部から上部に向かって広がるように形成されている。そして、開口孔４ａの下方に位置する発光素子３ａが発する光を、開口孔４ａを通して、開口孔４ａの内壁面にて反射させて、上方に向かって指向性よく取り出すことができる。なお、開口孔４ａの板状部材２ａの上面に沿った平面方向に対する傾斜角度は、例えば３０度以上８５度以下に設定されている。
【００１８】
光透過性カバー５は、筐体２内を覆うものであって、半導体発光モジュール３を保護するものである。光透過性カバー５は、半導体発光モジュール３から発せられる光が透過する材料からなり、例えば樹脂またはガラス等の光透過性材料から構成されている。そして、半導体発光モジュール３の発する光が、光透過性カバー５を通過して外部に取り出される。なお、光透過性カバー５は、矩形状の板体であって、平面視して長手方向の長さが、例えば４８ｍｍ以上１９９８ｍｍ以下であって、平面視して短手方向の長さが、例えば９ｍｍ以上４９ｍｍ以下に設定されている。また、光透過性カバー５は、縦断面視したときの上下方向の長さが、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００１９】
光透過性カバー５は、筐体２の開口縁に設けられる。光透過性カバー５は、筐体２内の支持部２ｂｘの一方から他方にかけて設けられている。光透過性カバー５は、筐体２の長手方向に沿って筐体２の側面からスライドさせて、支持部２ｂｘにひっかけることができる。そして、筐体２の側壁部材２ｂ、側面カバー６および光透過性カバー５によって、筐体２内の半導体発光モジュール３を外部から保護することができる。また、光透過性カバー５は、筐体２の支持部２ｂｘにて挟持して保持されることで、光透過性カバー５が落下するのを防止することができる。
【００２０】
次に、半導体発光モジュール３について説明する。半導体発光モジュール３は、半導体発光素子からなる複数の発光素子３ａと、複数の発光素子３ａを実装するための実装基板３ｂとを備えている。複数の発光素子３ａは、筐体２内に直線状に配置されており、各発光素子３ａの直上にリフレクター４の開口孔４ａが位置するように位置合わせされている。
【００２１】
実装基板３ｂは、矩形状であって、その長手方向寸法が筐体２の開口部Ｈと略同じ長さを有した長尺の板体である。実装基板３ｂは、例えば樹脂からなるプリント配線基板等の樹脂基板、あるいはガラス基板、あるいはアルミ基板等の金属板が用いられる。なお、実装基板３ｂには、筐体２に固定するための螺子孔（図示せず）が設けられている。そして、実装基板３ｂと筐体２とを螺子を介して固定することができる。なお、実装基板３ｂの上面には、複数の発光素子３ａが等間隔に実装されている。
【００２２】
次に、発光素子３ａについて説明する。発光素子３ａは、チップ実装基板３１と、チップ実装基板３１上に設けられる光半導体素子３２と、光半導体素子３２を取り囲む枠体３３と、枠体３３で囲まれる領域に設けられる封止樹脂３４と、枠体３３によって支持され、接着樹脂３５を介して枠体３３に接続される波長変換部材３６とを備えている。
【００２３】
発光素子３ａは、例えば発光ダイオードであって、光半導体素子３２内のｐｎ接合中の電子と正孔とが再結合することによって、光半導体素子３２が光を放出する。
【００２４】
チップ実装基板３１には、実装基板３ｂ上に設けられる。実装基板３ｂとチップ実装基板３１とは、例えば半田または導電性接着剤を介して電気的に導通されるように接合される。チップ実装基板３１は、例えばアルミナ、ムライトまたはガラスセラミック等のセラミック材料、あるいはこれらの材料のうち複数の材料を混合した複合系材料から構成することができる。また、チップ実装基板３１は、金属酸化物微粒子を分散させた高分子樹脂を用いることができる。
【００２５】
チップ実装基板３１の表面が拡散面である場合は、光半導体素子３２から発せられる光が、チップ実装基板３１の表面に照射されて拡散反射される。そして、光半導体素子３２が発する光を拡散反射によって多方向に放射し、光半導体素子３２から発せられる光が特定箇所に集中するのを抑制することができる。
【００２６】
ここで、チップ実装基板３１には、配線導体が設けられており、配線導体を介して実装基板３ｂに電気的に接続されている。配線導体は、例えばタングステン、モリブデン、マンガンまたは銅等の導電材料からなる。配線導体は、例えばタングステン等の粉末に有機溶剤を添加して得た金属ペーストを、チップ実装基板３１に所定パターンで印刷することにより得られる。
【００２７】
光半導体素子３２は、チップ実装基板３１上に実装される。具体的には、光半導体素子３２は、チップ実装基板３１上に形成される配線導体上に、例えば半田または導電性接着剤等の接着材料、あるいはボンディングワイヤ等を介して電気的に接続される。
【００２８】
光半導体素子３２は、例えばサファイア、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、酸化亜鉛、シリコンカーバイド、シリコンまたは二ホウ化ジルコニウム等の基体に有機金属気相成長法または分子線エピタキシャル成長法等の化学気相成長法を用いて、半導体層を成長させることによって作製される。なお、光半導体素子３２の厚みは、例えば３０μｍ以上１０００μｍ以下である。
【００２９】
光半導体素子３２は、第１半導体層と、第１半導体層上に形成される発光層と、発光層上に形成される第２半導体層とから構成されている。
【００３０】
第１半導体層、発光層および第２半導体層は、例えばIII族窒化物半導体、ガリウム燐
またはガリウムヒ素等のIII−Ｖ族半導体、あるいは窒化ガリウム、窒化アルミニウムま
たは窒化インジウム等のIII族窒化物半導体などを用いることができる。なお、第１半導
体層の厚みは、例えば１μｍ以上５μｍ以下である。発光層の厚みは、例えば２５ｎｍ以上１５０ｎｍ以下である。第２半導体層の厚みは、例えば５０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。また、このように構成された光半導体素子３２では、例えば３７０ｎｍ以上４２０ｎｍ以下の波長範囲の励起光を発することができる。
【００３１】
チップ実装基板３１上には、光半導体素子３２を取り囲むように枠状の枠体３３が設けられている。枠体３３は、チップ実装基板３１上に例えば半田または接着剤を介して接続される。枠体３３は、セラミック材料であって、例えば酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウムまたは酸化イットリウム等の多孔質材料からなる。枠体３３は、多孔質材料からなり、枠体３３の表面は微細な孔が多数形成される。
【００３２】
枠体３３は、光半導体素子３２と間を空けて、光半導体素子３２の周りを取り囲むように形成されている。また、枠体３３は、傾斜する内壁面が下端から上端に行く従って外方
に向かって広がるように形成されている。そして、枠体３３の内壁面が、光半導体素子３２から発せられる励起光の反射面として機能する。また、枠体３３の内壁面が拡散面である場合には、光半導体素子３２から発せられる光が、枠体３３の内壁面にて拡散反射する。そして、光半導体素子３２から発せられる光は、特定箇所に集中されず、上方に向かって光を進行させることができる。
【００３３】
また、枠体３３の傾斜する内壁面は、例えばタングステン、モリブデン、銅または銀等から成る金属層と、金属層を被覆するニッケルまたは金等から成る鍍金金属層を形成してもよい。この鍍金金属層は、光半導体素子３２の発する光を反射させる機能を有する。なお、枠体３３の内壁面の傾斜角度は、チップ実装基板３１の上面に対して例えば５５度以上７０度以下の角度に設定されている。
【００３４】
枠体３３で囲まれる領域には、封止樹脂３４が充填されている。封止樹脂３４は、光半導体素子３２を封止するとともに、光半導体素子３２から発せられる光が透過する機能を備えている。封止樹脂３４は、枠体３３の内方に光半導体素子３２を収容した状態で、枠体３３で囲まれる領域であって、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等の透光性の絶縁樹脂を用いることができる。
【００３５】
波長変換部材３６は、枠体３３に支持されるとともに、光半導体素子３２と間を空けて対向するように設けられる。また、波長変換部材３６は、光半導体素子３２を封止する封止樹脂３４と空隙を介して枠体３３に設けられる。
【００３６】
波長変換部材３６は、接着樹脂３５を介して枠体３３に接合されている。接着樹脂３５は、波長変換部材３６の下面の端部から波長変換部材３６の側面、さらに波長変換部材３６の上面の端部にかけて被着している。
【００３７】
接着樹脂３５は、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアネート樹脂、シリコーン樹脂またはビスマレイミドトリアジン樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。また、接着樹脂３５は、例えばポリエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂またはポリフェニレンエーテル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００３８】
接着樹脂３５の材料は、枠体３３の熱膨張率と波長変換部材３６の熱膨張率との間の大きさの熱膨張率の材料を選択される。接着樹脂３５の材料としてこのような材料を選択することで、枠体３３と波長変換部材３６とが熱膨張するときに、両者の熱膨張率の差に起因して両者が剥離しようとするのを抑制することができ、両者を良好に繋ぎ止めることができる。
【００３９】
接着樹脂３５が、波長変換部材３６の下面の端部にまで被着することで、接着樹脂３５が被着する面積を大きくし、枠体３３と波長変換部材３６とを強固に接続することができる。その結果、枠体３３と波長変換部材３６の接続強度を向上させることができ、波長変換部材３６の撓みが抑制される。そして、光半導体素子３２と波長変換部材３６との間の光学距離が変動するのを効果的に抑制することができる。
【００４０】
波長変換部材３６は、光半導体素子３２から発せられる励起光が内部に入射して、内部に含有される蛍光体が励起されて、光を発するものである。ここで、波長変換部材３６には、例えばシリコーン樹脂、アクリル樹脂またはエポキシ樹脂等から成り、その樹脂中に、例えば４３０ｎｍ以上４９０ｎｍ以下の蛍光を発する青色蛍光体、例えば５００ｎｍ以上５６０ｎｍ以下の蛍光を発する緑色蛍光体、例えば５４０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の蛍光を発する黄色蛍光体、例えば５９０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の蛍光を発する赤色蛍光体
が含有されている。なお、蛍光体は、波長変換部材３６中に均一に分散するように含有されている。なお、波長変換部材３６の厚みは、例えば０．５以上３ｍｍ以下に設定されている。
【００４１】
また、波長変換部材３６の端部の厚みは一定に設定されている。波長変換部材３６の厚みは、例えば０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下に設定されている。ここで、厚みが一定とは、波長変換部材３６の厚みの誤差が０．１ｍｍ以下のものを含む。波長変換部材３６の厚みを一定にすることにより、波長変換部材３６にて励起される光の量を一様になるように調整することができ、波長変換部材３６における輝度むらを抑制することができる。
【００４２】
次に、筐体２について説明する。筐体２は、半導体発光モジュール３を保持する機能と、半導体発光モジュール３の発する熱を外部に放散させる機能を有している。側壁部材２ｂは、例えばアルミニウム、銅またはステンレス等の金属、プラスチックまたは樹脂等から構成され、平面視して直方体形状であって、開口部Ｈを有している。そして、開口部Ｈ内に、複数の半導体発光モジュール３を実装することができる。なお、筐体２は、平面視して長手方向の長さが、例えば５０ｍｍ以上２０００ｍｍ以下であって、平面視して短手方向の長さが、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。また、筐体２は、縦断面視したときの上下方向の長さが、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下に設定されている。
【００４３】
筐体２は、半導体発光モジュール３の発する熱を効率よく外部に放散することによって、半導体発光モジュール３の傾斜角度が変化するのを低減することができ、それによって外部に取り出される光の指向性を良好に維持することができる。筐体２の熱伝導率は、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上５００Ｗ／ｍ・Ｋ以下で設定されている。なお、筐体２内には、半導体発光モジュール３が、板状部材２ａに螺子またはボルト等の固定部材を介して固定する。
【００４４】
側壁部材２ｂは、縦断面視して外側面が平面状に形成されている。側壁部材２ｂの外側面が平面状であることで、外部の平坦面に側壁部材２ｂを接続するときに、両者の接触面積を大きくすることでき、両者を接続しやすくするとともに、外部の平坦面との接続部を介して半導体発光モジュール３からの熱を効率よく放熱することができる。
【００４５】
側壁部材２ｂのそれぞれの一端には内方に向かって突出した支持部２ｂｘが設けられている。そして、対向する一対の支持部２ｂｘの一方から他方にわたって矩形状の光透過性カバー５が設けられる。さらに、支持部２ｂｘの内壁面には、リフレクター４を嵌める溝Ｌが設けられている。溝Ｌが設けられることで、リフレクター４を脱着可能なように接続することができる。その結果、支持部２ｂｘに対してリフレクター４を簡単に取り外すことができ、照明器具の組み立て容易性を向上させることができる。さらに、溝Ｌは、半導体発光モジュールから側壁部材２ｂを介してリフレクター４に伝達される熱を低減することができるとともに、溝Ｌの内周面から筐体２の内部に放散することができ、半導体発光モジュールの温度上昇を抑制することができる。
【００４６】
筐体２は、図３に示すように、板状部材２ａの両端部に側壁部材２ｂが接続されている。そして、板状部材２ａと側壁部材２ｂとが接続される個所に、板状部材２ａの長手方向に沿って凹部Ｐが設けられている。凹部Ｐは、板状部材２ａの長手方向に沿って板状部材２ａの一端から他端にかけて設けられている。なお、凹部Ｐは、板状部材２ａの長手方向に沿った方向に貫通しており、内壁面が曲面に形成されている。
【００４７】
板状部材２ａは、半導体発光モジュール３が実装されるため、半導体発光モジュール３が光を発するときに、光の一部が熱となって、半導体発光モジュール３が高温になること
がある。そして、半導体発光モジュール３の熱が板状部材２ａに伝わり、板状部材２ａから一対の側壁部材２ｂに熱が伝わろうとする。側壁部材２ｂの一端には、支持部２ｂｘが設けられており、支持部２ｂｘに光透過性カバー５が支持されているため、光透過性カバー５に半導体発光モジュール３が発する熱の多くが伝わると、光透過性カバー５が熱変形したり、光透過性カバー５の透明度が悪化したりして、光透過性カバー５が破壊される虞がある。そこで、板状部材２ａと側壁部材２ｂとが接続される個所に、板状部材２ａの長手方向に沿って凹部Ｐを設けることで、板状部材２ａから側壁部材２ｂに伝わる熱量を低減することができ、側壁部材２ｂから支持部２ｂｘを介して光透過性カバー５に伝わる熱量を抑えることができる。その結果、側壁部材２ｂおよび光透過性カバー５が高温になるのを抑制することができ、側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５が破壊される虞を少なくすることができる。
【００４８】
また、筐体２を側面視したときに、筐体２の側面部分が貫通して内部が露出している。そこで、筐体２の側面部分を覆うように、側面カバー６が設けられる。側面カバー６には、螺子孔６ａが設けられている。また、螺子孔６ａは、側面視して筐体２の凹部Ｐと重なる位置に設けられている。そして、側面カバー６は、螺子６ｂを螺子孔６ａおよび凹部Ｐの端部に通して、筐体２に接続することができる。なお、螺子孔６ａの大きさは、凹部Ｐの大きさと一致するように形成されている。
【００４９】
筐体２に対して側面カバー６を接続するのに、筐体２に設けられた凹部Ｐを用いることができ、筐体２に別の螺子孔を設ける必要がなく、螺子孔６ａとして凹部Ｐを兼用することができる。その結果、筐体２に新たな螺子孔加工を必要とせず、筐体２の製造工程を単純化することができる。
【００５０】
照明器具１に用いられる半導体発光モジュール３は、特に、配向分布においてサイドローブの光の強度が小さく配向分布の中央部に集中するため、指向性が優れている。そのため、半導体発光モジュール３を用いた照明を店舗内に使用した場合は、店舗内では照明が光っていることを認識することができるが、店舗外から店舗内を見たときは、発光ダイオードの光は店舗内から店舗外に漏れ出にくいため、店舗が暗く見えてしまう。そのため、半導体発光モジュール３に用いる発光素子３ａを多く用いることで、照明器具１の発する輝度を向上させることができるが、多くの発光素子３ａを用いた場合は、熱が半導体発光モジュール３から多く発生することになる。そこで、筐体２に凹部Ｐを設けることで、半導体発光モジュール３の発する熱が筐体２の側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５に伝わりにくくすることができ、筐体２の側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５が高温になるのを抑制することができる。
【００５１】
本実施形態によれば、筐体２内に半導体発光モジュール３が発する熱が伝わりにくいように、筐体２の板状部材２ａと筐体２の側壁部材２ｂとが接続される個所に、板状部材２ａの長手方向に沿って凹部Ｐを設けることで、筐体２の側壁部材２ｂまたは光透過性カバー５が高温になるのを抑制することができ、半導体発光モジュール３が発する光の指向性を良好に維持することができるとともに、照明器具１を天井面などに取り付ける際に加えられる、螺子止めなどによる筐体２への応力を凹部Ｐで緩和することができ、外的な応力による半導体発光モジュール３、リフレクター４または光透過性カバー５の割れや歪み、反りなどの損傷や変形を抑制することができる。
【００５２】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
【００５３】
＜照明器具の製造方法＞
ここで、図１に示す照明器具の製造方法を説明する。まず、発光素子３ａを準備する。
チップ実装基板３１および枠体３３が、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合には、酸化アルミニウムの原料粉末に、有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して混合物を得る。
【００５４】
チップ実装基板３１は、混合物がシート状のセラミックグリーンシートに成形され、枠体３３は、型枠内に混合物が充填されて乾燥され、焼結前のチップ実装基板３１および枠体３３が取り出される。
【００５５】
また、タングステンまたはモリブデン等の高融点金属粉末を準備し、この粉末に有機バインダー、可塑剤または溶剤等を添加混合して金属ペーストを得る。そして、取り出したチップ実装基板３１となるセラミックグリーンシートに所定パターンで印刷し、複数のセラミックグリーンシートを積層するとともに焼成され、所定の形状に切断される。また、枠体３３は、所望の温度で焼結されることによって形成される。
【００５６】
次に、チップ実装基板３１上の配線パターンに光半導体素子３２を半田を介して電気的に実装した後、光半導体素子３２を取り囲むように枠体３３を基板上にアクリル樹脂等の接着剤を介して接着する。そして、枠体３３で囲まれた領域に、例えばシリコーン樹脂を充填して、このシリコーン樹脂を硬化させることで、封止樹脂３４を形成する。
【００５７】
次に、波長変換部材３６を準備する。波長変換部材３６は、未硬化の樹脂に蛍光体を混合して、例えばドクターブレード法、ダイコーター法、押し出し法、スピンコート法またはディップ法等のシート成形技術を用いて、作製することができる。例えば、波長変換部材３６は、未硬化の波長変換部材３６を型枠に充填し、硬化して取り出すことによって、得ることができる。
【００５８】
そして、準備した波長変換部材３６を枠体３３上に、例えば樹脂からなる接着樹脂３５を介して接着することで、発光素子３ａを作製することができる。
【００５９】
さらに、実装基板３ｂを準備する。実装基板３ｂは、例えばプリント配線基板を用いることができる。そして、実装基板３ｂに発光素子３ａを半田を介して電気的に実装することで、半導体発光モジュール３を作製することができる。
【００６０】
次に、筐体２およびリフレクター４を準備する。筐体２およびリフレクター４は、例えば、押出成形法によって一体に成形されている。しかしながら、必ずしも一体成形で形成する必要はなく、各部材を別個に製造して、これらを螺子等の締結手段で締結してもよく、また、各部材を接着剤で接着して一体化させてもよい。なお、リフレクター４には、例えばアルミニウム材料を用いて蒸着を行うことで、リフレクター４の表面を光が反射しやすい反射面にすることができる。
【００６１】
そして、半導体発光モジュール３を筐体２内に収容し、リフレクター４を筐体２の凸部２ｂｙに引っ掛けてはめることで固定する。そして、筐体２に光透過性カバー５を取り付けることで、照明器具１を作製することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１ 照明器具
２ 筐体
２ａ 板状部材
２ｂ 側壁部材
２ｂｘ 支持部
２ｂｙ 凸部
３ 半導体発光モジュール
３ａ 発光素子
３ｂ 実装基板
３１ チップ実装基板
３２ 光半導体素子
３３ 枠体
３４ 封止樹脂
３５ 接着樹脂
３６ 波長変換部材
４ リフレクター
４ａ 開口孔
４ｂ 端部
５ 光透過性カバー
６ 側面カバー
６ａ 螺子孔
６ｂ 螺子
Ｈ 開口部
Ｐ 凹部
Ｌ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面方向に延在した矩形状の板状部材および前記板状部材の長手方向の両側に沿って配置された側壁部材を備え、前記側壁部材間に前記板状部材の上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部を有する筐体と、
前記板状部材に設けられた、前記開口部に向かって光を発する半導体発光モジュールとを備え、
前記板状部材と前記側壁部材とが接続されている個所において、前記板状部材および前記側壁部材の両方にかけて長手方向に沿った凹部が設けられていることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
請求項１に記載の照明器具であって、
前記側壁部材の一端には、前記筐体の内方に向かって突出した支持部が設けられており、前記支持部に矩形状の光透過性カバーがさらに設けられていることを特徴とする照明器具。
【請求項３】
請求項２に記載の照明器具であって、
前記筐体内には、前記半導体発光モジュールの発する光を反射するリフレクターがさらに設けられており、前記リフレクターは、前記筐体の内側にひっかかるように、前記半導体発光モジュールと間を空けて配置されていることを特徴とする照明器具。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明器具であって、
前記カバーは、縦断面視して外側面が平面状であることを特徴とする照明器具。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の照明器具であって、
前記凹部の内壁面は、曲面であることを特徴とする照明器具。
【請求項１】
平面方向に延在した矩形状の板状部材および前記板状部材の長手方向の両側に沿って配置された側壁部材を備え、前記側壁部材間に前記板状部材の上方に位置するように長手方向に沿って設けられた開口部を有する筐体と、
前記板状部材に設けられた、前記開口部に向かって光を発する半導体発光モジュールとを備え、
前記板状部材と前記側壁部材とが接続されている個所において、前記板状部材および前記側壁部材の両方にかけて長手方向に沿った凹部が設けられていることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
請求項１に記載の照明器具であって、
前記側壁部材の一端には、前記筐体の内方に向かって突出した支持部が設けられており、前記支持部に矩形状の光透過性カバーがさらに設けられていることを特徴とする照明器具。
【請求項３】
請求項２に記載の照明器具であって、
前記筐体内には、前記半導体発光モジュールの発する光を反射するリフレクターがさらに設けられており、前記リフレクターは、前記筐体の内側にひっかかるように、前記半導体発光モジュールと間を空けて配置されていることを特徴とする照明器具。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明器具であって、
前記カバーは、縦断面視して外側面が平面状であることを特徴とする照明器具。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の照明器具であって、
前記凹部の内壁面は、曲面であることを特徴とする照明器具。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２３４６４１（Ｐ２０１２−２３４６４１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１００６７５（Ｐ２０１１−１００６７５）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]