発光素子ランプ及び照明器具
【課題】発光素子が配設された基板の温度上昇を反射体を利用して効果的に抑制できる発光素子ランプ及び照明器具を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面２ａが設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体２と、この反射体２にカバー部３を介して接続された口金４と、反射体２の内周面に設けられ、反射体２ａと熱的に結合された熱伝導性の放熱部材８と、発光素子６が配設され、前記放熱部材８に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板７と、前記カバー部３に収納され、発光素子６を点灯させる点灯回路９と、反射体２の照射開口部２ｃを覆う透光性カバー５とを備える発光素子ランプ１である。
【解決手段】本発明は、照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面２ａが設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体２と、この反射体２にカバー部３を介して接続された口金４と、反射体２の内周面に設けられ、反射体２ａと熱的に結合された熱伝導性の放熱部材８と、発光素子６が配設され、前記放熱部材８に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板７と、前記カバー部３に収納され、発光素子６を点灯させる点灯回路９と、反射体２の照射開口部２ｃを覆う透光性カバー５とを備える発光素子ランプ１である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を光源として適用した発光素子ランプ及びこの発光素子ランプを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光出力の低下とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とするランプでは、寿命、効率の諸特性を改善するために発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。従来、この種、ＬＥＤランプにおいて、効率よく放熱するため、ＬＥＤを配置した基板と口金との間に円柱形状の放熱部を備え、この円柱形状の放熱部の周縁に基板を取付けるものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８６２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、放熱対策として特別に放熱部を設けたものであり、しかも、放熱部の周縁にのみ基板が接する形態であり、換言すれば、放熱部と基板とが線状的に接触しているに他ならず、十分な放熱効果が得にくいものとなっている。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発光素子が配設された基板の温度上昇を反射体を利用して効果的に抑制できる発光素子ランプ及び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】
請求項１に記載の発光素子ランプは、照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面が設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体と；この反射体にカバー部を介して接続された口金と；反射体の内周面に設けられ、反射体と熱的に結合された熱伝導性の放熱部材と；発光素子が配設され、前記放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板と；前記カバー部に収納され、発光素子を点灯させる点灯回路と；反射体の前記照射開口部を覆う透光性カバーと；を具備することを特徴とする。
【０００６】
発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等である。カバー部は、反射体と一体であっても、別体であってもよい。さらに、発光素子の配設は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、配設は特に限定されず、例えば、砲弾型のＬＥＤを用いて基板に配設してもよい。また、発光素子の配設個数には特段制限はない。点灯回路は、カバー部に全体が収納されてもよいし、一部が収納され、残部が例えば、口金内に収納されるような形態でもよい。加えて、反射体の光の照射方向の拡開は、連続的に拡開する形態であっても、段階的に拡開、換言すれば、不連続的な形状をもって拡開する形態であってもよい。口金は、ねじが形成されたシェルを有するＥ型口金が最適であるが、ピンタイプの口金であってもよい。「放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合」とは、基板面が放熱部材に直接的に接触するものの他、熱伝導性の部材を介して間接的に結合されたものを含む。
【０００７】
請求項２に記載の発光素子ランプは、請求項１に記載の発光素子ランプにおいて、放熱部材は、反射体の内周面と連続した面を形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発光素子ランプは、請求項１又は請求項２に記載の発光素子ランプにおいて、前記放熱部材は、反射体と一体的に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の照明器具は、ソケットを有する器具本体と；この器具本体のソケットに装着される請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子ランプと；を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、発光素子の点灯によって発生した基板の熱を照射開口部に向けて拡開した形状を有する反射体の比較的大きな面積の外周面を利用して効果的に放熱することができるので、発光素子ランプの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、放熱部材は、反射体の内周面と連続した面を形成しているので、接触面積が多くとれ、反射機能が損なわれることもない。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、放熱部材は、反射体と一体的に形成されているので、熱伝導性が良好となる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、前記各請求項の発明の効果を奏する照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の発光素子ランプの第１の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、発光素子ランプを示す斜視図、図２は、発光素子ランプの一部を断面して示す正面図、図３は、発光素子ランプにおける透光性カバーを取外して示す概略上面図である。まず、本実施形態の発光素子ランプは、いわゆるビームランプと指称される既存の反射形白熱電球に置き換えて取り付けることが可能であり、かつその外観寸法もビームランプと略同等となる構成を有していることを前提としている。ビームランプは、店舗のスポットライト、ビルや看板等の投光照明、工事現場等の照明に適するランプである。
【００１５】
図１及び図２において、発光素子ランプ１は、既存のビームランプと同様な外観形態をなしており、反射体２、カバー部３、口金４、透光性カバーとしての前面レンズ５とを備えている。反射体２は、例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、内面側に反射面２ａが設けられ、根元部２ｂから照射開口部２ｃにわたって拡開し、外周面が外方に露出するように椀状に形成されている。なお、反射体２の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。
【００１６】
カバー部３は、同様に例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、ほぼ筒状に形成されている。カバー部３の一端側は、反射体２の根元部２ｂに固着され、他端側には、口金４が固着されている。口金４は、口金規格Ｅ２６の口金であり、発光素子ランプ１を照明器具に装着する際に、照明器具のランプソケットにねじ込まれる部分である。前面レンズ５は、反射体２の開口部２ｃを気密に覆うようにパッキンを介して取付けられている。なお、前面レンズ５には、集光形や散光形があるが、用途に応じて選択できる。以上の構成部材（反射体２、カバー部３、口金４、前面レンズ５）は、既存のビームランプの構成部材を基本的にはそのまま用いている。
【００１７】
続いて、反射体２内の根元部２ｂには、光源となる発光素子が設けられている。ここで発光素子は、ＬＥＤチップ６であり、このＬＥＤチップ６は、チップ・オン・ボード方式でプリント基板７に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ６をプリント基板７の表面上に、縦１０個×横１０個＝１００個マトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。プリント基板７は、金属又は絶縁材のほぼ正方形の平板からなる（図３参照）。基板７を金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。また、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００１８】
そして、基板７は、放熱部材８に接着剤により取付けられている。この接着剤には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。放熱部材８は、アルミニウムの一体成形品であり、ほぼ円形皿状に形成されている。基板７が取付けられる取付面８ａは平坦面をなし、この取付面８ａから外周方向に鍔部８ｂが形成されている。基板７の放熱部材８への取付けにあたっては、まず、放熱部材８の取付面８ａに接着剤を塗布し、その上から基板７裏面を配置し、放熱部材８と面接触するように取付ける。
【００１９】
放熱部材８の鍔部８ｂは、反射体２の内面側、すなわち、反射面２ａに沿う形状に形成されて、反射体２と密着状態で面接触して取付けられている。この取付けにおいても、前記と同様に熱伝導性が良好な接着剤を用いるのが好ましい。したがって、放熱部材８は、反射体２の反射面２ａと連続した面を形成するように構成されている。
【００２０】
次に、カバー部３内には点灯回路９が収納されている。点灯回路９は、ＬＥＤチップ６を点灯させるものであり、回路基板には、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品を実装して構成されている。また、この点灯回路９からは、リード線が導出されており、プリント基板７及び口金４と電気的に接続されている（図示しない）。さらに、点灯回路９の周囲には点灯回路９を電気的に絶縁する絶縁保護筒１０が配設されている。なお、点灯回路９は、カバー部３内に全体が収納されてもよいし、一部が収納され、残部が口金４内に収納されるような形態でもよい。
【００２１】
以上のように構成された発光素子ランプ１の作用について説明する。口金４を照明器具のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路９が動作して基板７に電力が供給され、ＬＥＤチップ６が発光する。ＬＥＤチップ６から出射された光の多くは直接前面レンズ５を通過して前方に照射され、一部の光は反射体２の反射面２ａに反射されて前面レンズ５を通過して前方に照射される。一方、これに伴いＬＥＤチップ６から発生する熱は、主として、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８へ伝わり、さらに放熱部材８の鍔部８ｂを経由して、鍔部８ｂと面接触する放熱面積の大きい反射体２へと伝導され、放熱される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板７の温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
よって、本実施形態によれば、ＬＥＤチップ６が配設された基板７の温度上昇を反射体２を利用して効果的に抑制できる。基板７は、放熱部材８に面接触状態となっているので熱伝導が良好である。また、放熱部材８も反射体２に面接触状態となっているので熱伝導がよく、結果的に放熱性を促進できる。さらに、反射体２は、光の照射方向に拡開しているので、放熱作用を奏する外周面の面積が大きく、また、他の発熱源であり、熱的保護を必要とする点灯回路９から離反する側に設けられているので、この反射体２を放熱要素として活用することは基板２の温度上昇の抑制に有効となる。さらにまた、放熱部材８、特にその鍔部８ｂは、反射面２ａに沿う形状であり、反射体２の反射面２ａと連続した面を形成するように構成されているので、反射面２ａの反射効果の障害となる可能性が少ない。加えて、既存のいわゆるビームランプの構成部材を用いることができるので、部品を共通化でき、安価な発光素子ランプを提供することが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の発光素子ランプの第２の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、発光素子ランプにおける透光性カバーを取外して示す概略上面図であり、第１の実施形態の図３に相当する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。プリント基板７−２を円形の平板で構成したものである。そして、この円形上に規則的にＬＥＤチップ６が配設されている。また、この円形のプリント基板７−２は、図示のように放熱部材８、反射体２とほぼ同心円をなして配置されている。
【００２４】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、プリント基板７−２の円形の外周と反射体２との熱伝導の距離が均一となっているので、ほぼ均一にプリント基板７−２の温度上昇を抑制することが期待できる。
【００２５】
次に、本発明の発光素子ランプの第３乃至第５の実施形態について図５乃至図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。第１の実施形態と異なるのは、放熱部材８の構成である。
【００２６】
まず、図５は、第３の実施形態の発光素子ランプの一部を断面して示す正面図である。放熱部材８−２はキャップ状をなし、反射体２内の根元部２ｂに外周面８−２ｂが密着状態で面接触して接着剤により取付けられている。
【００２７】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ＬＥＤチップ６から発生する熱は、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８−２へ伝わり、さらに放熱部材８−２の外周面８−２ｂを経て、外周面８−２ｂと面接触する放熱面積の大きい反射体２へと伝導され、放熱され、基板７の温度上昇を抑制することができる。また、放熱部材８−２は、反射体２の反射面２ａに突出することなく連続した面を形成するように構成されているので、反射面２ａの反射効果の障害となることがない。
【００２８】
図６は、第４の実施形態の発光素子ランプの一部を断面して示す正面図である。放熱部材８−３は、反射体２とほぼ相似形に形成され、反射体２の照射開口部２ｃの縁を内側から外側へ包むように面接触状態で取付けられている。この形態においてもＬＥＤチップ６から発生する熱は、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８−３へ伝わり、さらに放熱部材８−３の開口縁８−３ｂを経て、開口縁８−３ｂと面接触する反射体２の照射開口部２ｃの縁へ伝わり、放熱面積の大きい反射体２の外周面へと伝導され、効果的に放熱されることで基板７の温度上昇を抑制することができる。
【００２９】
図７は、第５の実施形態の発光素子ランプの一部を断面して示す正面図である。放熱部材８−４を反射体２の根元部２ｂに一体的に形成したものである。本実施形態によれば、ＬＥＤチップ６から発生する熱は、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８−４へ伝わり、さらに直接的に放熱面積の大きい反射体２へと伝わり、放熱され、基板７の温度上昇を抑制することができる。また、放熱部材８−４は、反射体２の反射面２ａと一体的であり、反射面２ａに突出することなく連続した面を形成するように構成されているので、反射面２ａの反射効果の障害となることがない。
【００３０】
次に、本発明の第６の実施形態に係る発光素子ランプについて図８乃至図１１を参照して説明する。図８は、発光素子ランプ（実施例１）を示す断面図、図９は、同第１の反射体を取外して示す平面図、図１０は、第２の反射体を示す斜視図、図１１は、発光素子ランプ（実施例２）を示す断面図である。本実施形態の発光素子ランプは、第１の実施形態と同様に、いわゆるビームランプと指称されるランプである。また、第５の実施形態と同様に、放熱部材を反射体に一体的に形成したものである。
【００３１】
（実施例１）図８において、発光素子ランプ１は、既存のビームランプと同様な外観形態をなしており、屋外での使用に適するように防水機能を有し、熱伝導性の第１の反射体２、光源部３、第２の反射体３ａ、発光素子４、熱伝導性のカバー５、絶縁性のカバー６、口金７及び透光性カバーとしての前面レンズ８とを備えている。第１の反射体２は、例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、白色のアクリル焼付け塗装がなされており、根元部２ａから照射開口部２ｂにわたって拡開し、外周面が外方に露出するように有底椀状に形成されている。内周面の底壁は、平坦面をなし、放熱部材２ｃが一体的に形成されている。一方、外周面の底壁周縁は、後述する熱伝導性のカバー５と接続する環状の接続部２ｄをなしている。また、底壁には、ねじ貫通孔が約１２０度の間隔を空けて３箇所に形成されている。第１の反射体２の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。さらに、第１の反射体２の内周面は、アルマイト処理することが好ましい。アルマイト処理することにより、第１の反射体２の放熱効果を高めることが可能となる。アルマイト処理すると、この第１の反射体２の内周面は、反射効果が低下するが、別途後述する第２の反射体３ａを設けているので、この反射効果の低下は、性能上支障がない。一方、第１の反射体２の反射効果を高めるには内周面を鏡面加工等によって形成すればよい。
【００３２】
第１の反射体２の底壁には、光源部３が設けられている。光源部３は、基板９とこの基板９に実装された発光素子４とを備えている。ここで発光素子４は、ＬＥＤチップであり、このＬＥＤチップは、チップ・オン・ボード方式で基板９に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップを基板９の表面上に、複数個マトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。基板９は、金属製、例えば、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料で形成され略円形の平板からなる。基板９を絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００３３】
そして、基板９は、第１の反射体２の底壁に形成された放熱部材２ｃに面接触して密着するように取付けられている。この取付に際しては、接着剤を用いてもよく、接着材を用いる場合には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。なお、この基板９と放熱部材２ｃとの面接触は、全面的な接触ではなく、部分的な接触であってもよい。
【００３４】
基板９の表面側には、白色のポリカーボネートやＡＳＡ樹脂等によって形成された第２の反射体３ａが配設されている。第２の反射体３ａは、ＬＥＤチップから放射される光をＬＥＤチップごとに配光制御し、効率的に照射する機能をなしている。第２の反射体３ａは、円板状をなし、稜線部によって区画されて複数の入射開口３ｂが形成されている。この第２の反射体３ａの入射開口３ｂは、基板９の各ＬＥＤチップと対向配置されるようになっており、したがって、第２の反射体３ａには、入射開口３ｂごとに、入射開口３ｂから照射方向、すなわち、稜線部に向かって拡開した略椀状の反射面３ｃが形成されている。また、第２の反射体３ａの外周部には、ねじが挿通係止する切欠き３ｄが約１２０度の間隔を空けて３箇所に形成されている。
【００３５】
次に、熱伝導性のカバー５は、アルミダイカスト製であり、白色のアクリル焼付け塗装がなされており、前記第１の反射体２の外周面と連続して先細りの略筒状に形成されている。なお、このカバー５の長さ寸法や厚さ寸法は、放熱効果等を考慮し適宜決定すればよい。カバー５の前記第１の反射体２との接続部５ａは、所定の幅を有して環状をなしている（図２参照）。したがって、前記第１の反射体２の接続部２ｄは、当該接続部５ａと対向して形成されており、面接触状態で熱的に結合されて接続される。接続部５ａには、環状の溝が形成されており、この溝には、合成ゴム等からなるＯリング１０が嵌入されており、このＯリング１０の内側には、３つのねじ穴１１が約１２０度の間隔を空けて形成されている。
【００３６】
熱伝導性のカバー５の内側には、この熱伝導性のカバー５の形状に沿って、ＰＢＴ樹脂によって成形された絶縁性のカバー６が設けられている。したがって、この絶縁性のカバー６は、一端側を熱伝導性のカバー５に接続し、他端側を熱伝導性のカバー５から突出させており、この突出部分６ａには、口金７が固着されている。口金７は、口金規格Ｅ２６の口金であり、発光素子ランプ１を照明器具に装着する際に、照明器具のランプソケットにねじ込まれる部分である。なお、突出部分６ａには、空気孔６ｂが形成されている。空気孔６ｂは、絶縁性のカバー６内の内圧が高まった場合に、減圧する作用をなす小孔である。
【００３７】
次に、絶縁性のカバー６内には点灯回路１２が収納されている。点灯回路１２は、ＬＥＤチップを点灯制御するものであり、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品から構成されている。点灯回路１２は、回路基板に実装されており、この回路基板は、略Ｔ字状をなして、絶縁性のカバー６内に縦方向に収納されている。これにより、狭隘な空間を有効的に利用して回路基板を配設することが可能となる。また、この点灯回路１２からは、リード線１２ａが導出されており、このリード線１２ａは、放熱部材２ｃに形成されたリード線挿通孔１２ｂを介して光源部３の基板９と電気的に接続されている。さらに、点灯回路１２は、口金７と電気的に接続されている（図示を省略）。なお、点灯回路１２は、絶縁性のカバー６に全てが収納されてもよいし、一部が収納され、残部が口金７内に収納されるような形態でもよい。
【００３８】
絶縁性のカバー６内は、点灯回路１２を含めて覆うように充填材１３が充填されている。充填材１３は、シリコーン樹脂製であり、弾性、絶縁性及び熱伝導性を有している。充填材１３の充填にあたっては、まず、液状の充填材１３を絶縁性のカバー６の上方から注入する。充填材１３を絶縁性のカバー６の上端部レベルまで注入し、以後、高温雰囲気内で充填材１３を硬化、安定させる。
【００３９】
前面レンズ８は、第１の反射体２の照射開口部２ｂを気密に覆うようにシリコーン樹脂のパッキンを介して取付けられている。なお、前面レンズ８には、集光形や散光形があるが、用途に応じて適宜選択できる。
【００４０】
次に、熱伝導性の第１の反射体２と熱伝導性のカバー５との接続状態について説明する。熱伝導性のカバー５の接続部５ａに、第１の反射体２の接続部２ｄを対向配置する。そして、第１の反射体２の放熱部材２ｃに基板９を配置し、その上に第２の反射体３ａを重ね合わせる。続いて、ねじ１４を第２の反射体３ａの切欠き３ｄ、第１の反射体２のねじ貫通孔を介して、熱伝導性のカバー５のねじ穴１１にねじ込む。これにより、熱伝導性の第１の反射体２は、熱伝導性のカバー５に固定されるとともに、第２の反射体３ａの下端が基板９の表面側を押圧し、第２の反射体３ａ及び基板９が共に第１の反射体２の底壁に固定される。このような状態では、Ｏリング１０は、接続部５ａと接続部２ｄとの間で弾性変形し、これらの間を気密状態とし、すなわち、Ｏリング１０の内側が気密状態に保持される。したがって、点灯回路１２とＬＥＤチップが実装された基板９とのリード線１２ａによる電気的接続等の配線処理は、Ｏリング１０の内側でなされるようになっている。
【００４１】
以上のように構成された発光素子ランプ１の作用について説明する。口金７を照明器具のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路１２が動作して基板９に電力が供給され、ＬＥＤチップが発光する。ＬＥＤチップから出射された光は、ＬＥＤチップごとに第２の反射体３ａの反射面３ｃによって配光制御され、また、第１の反射体２によって反射され、前面レンズ８を通過して前方に照射される。これに伴いＬＥＤチップから発生する熱は、基板９裏面の略全面から放熱部材２ｃへ伝わり、さらに、放熱面積の大きい第１の反射体２へと伝導される。さらにまた、第１の反射体２の接続部２ｄから熱伝導性のカバー５の接続部５ａへ熱伝導され、熱伝導性のカバー５全体へ伝導される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板９の温度上昇を抑制することができる。一方、点灯回路１２から発生する熱は、充填材１３を介して第１の反射体２へ伝わり、放熱され、また、口金７へ伝わり、口金７から照明器具のランプソケット等に伝導され放熱される。
【００４２】
さらに、本実施例の発光素子ランプ１においては、前面レンズ８は、第１の反射体２の照射開口部２ｂにパッキンを介して取付けられており、第１の反射体２の接続部２ｄと熱伝導性のカバー５の接続部５ａとの間には、Ｏリング１０が設けられており、加えて、点灯回路１２は充填材１３によって覆われているので、電気絶縁性が保たれ、耐候性、防雨性の機能を有し、屋外での使用に適する構成となっている。また、このため、密閉構造を採っているが、点灯回路部品に異常を来たし、仮に、コンデンサが破損、破裂し、絶縁性のカバー６の内圧が上昇すると、二次的な破損を誘引する可能性があるが、空気孔６ｂによって絶縁性のカバー６の内の上昇した圧力を排気することができる。
【００４３】
以上のように本実施例によれば、発光素子４が実装された基板９の温度上昇を熱伝導性の第１の反射体２及びカバー５を利用して効果的に抑制できる。さらに、第１の反射体２は、照射開口部２ｂに向けて拡開しているので、放熱作用を奏する外周面の面積が大きく、放熱効果に有効である。しかも、熱伝導性の第１の反射体２と伝導性のカバー５とは、面接触状態となっているので熱伝導が良好となる。また、ＬＥＤチップごとに第２の反射体３ａの反射面３ｃによって配光制御でき、所望の光学的処理を行うことができる。さらに、第１の反射体２の接続部２ｄと熱伝導性のカバー５の接続部５ａとの間にＯリング１０を設けて密閉性を保つようにしたので、簡単な構成により防水機能を維持しつつ、光源部３への給電経路を確保することができる。加えて、既存のいわゆるビームランプの構成部材を用いることができるので、部品を共通化でき、安価な発光素子ランプを提供することが可能となる。
【００４４】
（実施例２）図１１において、本実施例では、前記第１の実施例における第２の反射体を備えていない形態を示している。なお、第１の実施例と同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施例によっても、第１の実施例と同様に、ＬＥＤチップから発生する熱は、基板９裏面の略全面から放熱部材２ｃへ伝わり、さらに、放熱面積の大きい第１の反射体２へと伝導される。したがって、効果的な放熱を行うことができる。
【００４５】
次に、発光素子ランプを光源とした照明器具の実施形態について図１２を参照して説明する。この照明器具２０は、ガーデンライトを示している。照明器具２０は、器具本体２１とこの器具本体２１が取付けられるベース２２とを備えている。器具本体２１内にはソケット２３が設けられており、このソケット２３に発光素子ランプ１の口金４がねじ込まれて装着されている。なお、照明器具２０の設置は、ベース２２を地面等に固定して行われ、また、器具本体２１は、ベース２２に対して向きが変更可能であり、光の照射方向を任意に変えることができる。このような照明器具２０によれば、基板の温度上昇を反射体を利用して効果的に抑制できる照明器具を提供できる。
【００４６】
以上の各実施形態においては、既存のビームランプの構成部材を適用して構成することを前提として説明したが、本発明は、既存のランプの構成部材を用いることは必須ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の発光素子ランプの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】同一部を断面して示す正面図である。
【図３】同概略上面図である。
【図４】本発明の発光素子ランプの第２の実施形態を示す概略上面図である。
【図５】同第３の実施形態の一部を断面して示す正面図である。
【図６】同第４の実施形態の一部を断面して示す正面図である。
【図７】同第５の実施形態の一部を断面して示す正面図である。
【図８】同第６の実施形態（実施例１）を示す断面図である。
【図９】同第１の反射体を取外して示す平面図である。
【図１０】同第２の反射体を示す斜視図である。
【図１１】同第６の実施形態（実施例２）を示す断面図である。
【図１２】本発明の発光素子ランプを照明器具に用いた実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・発光素子ランプ、２・・・反射体、２ａ・・・反射面、
３・・・カバー部、４・・・口金、５・・・透光性カバー（前面レンズ）、
６・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、７・・・基板、８・・・放熱部材、
９・・・点灯回路、２０・・・照明器具
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を光源として適用した発光素子ランプ及びこの発光素子ランプを用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光出力の低下とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とするランプでは、寿命、効率の諸特性を改善するために発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。従来、この種、ＬＥＤランプにおいて、効率よく放熱するため、ＬＥＤを配置した基板と口金との間に円柱形状の放熱部を備え、この円柱形状の放熱部の周縁に基板を取付けるものが知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８６２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示されたものは、放熱対策として特別に放熱部を設けたものであり、しかも、放熱部の周縁にのみ基板が接する形態であり、換言すれば、放熱部と基板とが線状的に接触しているに他ならず、十分な放熱効果が得にくいものとなっている。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、発光素子が配設された基板の温度上昇を反射体を利用して効果的に抑制できる発光素子ランプ及び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】
請求項１に記載の発光素子ランプは、照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面が設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体と；この反射体にカバー部を介して接続された口金と；反射体の内周面に設けられ、反射体と熱的に結合された熱伝導性の放熱部材と；発光素子が配設され、前記放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板と；前記カバー部に収納され、発光素子を点灯させる点灯回路と；反射体の前記照射開口部を覆う透光性カバーと；を具備することを特徴とする。
【０００６】
発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等である。カバー部は、反射体と一体であっても、別体であってもよい。さらに、発光素子の配設は、チップ・オン・ボード方式や表面実装方式によって配設されたものが好ましいが、本発明の性質上、配設は特に限定されず、例えば、砲弾型のＬＥＤを用いて基板に配設してもよい。また、発光素子の配設個数には特段制限はない。点灯回路は、カバー部に全体が収納されてもよいし、一部が収納され、残部が例えば、口金内に収納されるような形態でもよい。加えて、反射体の光の照射方向の拡開は、連続的に拡開する形態であっても、段階的に拡開、換言すれば、不連続的な形状をもって拡開する形態であってもよい。口金は、ねじが形成されたシェルを有するＥ型口金が最適であるが、ピンタイプの口金であってもよい。「放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合」とは、基板面が放熱部材に直接的に接触するものの他、熱伝導性の部材を介して間接的に結合されたものを含む。
【０００７】
請求項２に記載の発光素子ランプは、請求項１に記載の発光素子ランプにおいて、放熱部材は、反射体の内周面と連続した面を形成するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発光素子ランプは、請求項１又は請求項２に記載の発光素子ランプにおいて、前記放熱部材は、反射体と一体的に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の照明器具は、ソケットを有する器具本体と；この器具本体のソケットに装着される請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子ランプと；を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、発光素子の点灯によって発生した基板の熱を照射開口部に向けて拡開した形状を有する反射体の比較的大きな面積の外周面を利用して効果的に放熱することができるので、発光素子ランプの温度上昇を効果的に抑制することができる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、放熱部材は、反射体の内周面と連続した面を形成しているので、接触面積が多くとれ、反射機能が損なわれることもない。
【００１２】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の発明の効果に加え、放熱部材は、反射体と一体的に形成されているので、熱伝導性が良好となる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、前記各請求項の発明の効果を奏する照明器具を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の発光素子ランプの第１の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図１は、発光素子ランプを示す斜視図、図２は、発光素子ランプの一部を断面して示す正面図、図３は、発光素子ランプにおける透光性カバーを取外して示す概略上面図である。まず、本実施形態の発光素子ランプは、いわゆるビームランプと指称される既存の反射形白熱電球に置き換えて取り付けることが可能であり、かつその外観寸法もビームランプと略同等となる構成を有していることを前提としている。ビームランプは、店舗のスポットライト、ビルや看板等の投光照明、工事現場等の照明に適するランプである。
【００１５】
図１及び図２において、発光素子ランプ１は、既存のビームランプと同様な外観形態をなしており、反射体２、カバー部３、口金４、透光性カバーとしての前面レンズ５とを備えている。反射体２は、例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、内面側に反射面２ａが設けられ、根元部２ｂから照射開口部２ｃにわたって拡開し、外周面が外方に露出するように椀状に形成されている。なお、反射体２の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。
【００１６】
カバー部３は、同様に例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、ほぼ筒状に形成されている。カバー部３の一端側は、反射体２の根元部２ｂに固着され、他端側には、口金４が固着されている。口金４は、口金規格Ｅ２６の口金であり、発光素子ランプ１を照明器具に装着する際に、照明器具のランプソケットにねじ込まれる部分である。前面レンズ５は、反射体２の開口部２ｃを気密に覆うようにパッキンを介して取付けられている。なお、前面レンズ５には、集光形や散光形があるが、用途に応じて選択できる。以上の構成部材（反射体２、カバー部３、口金４、前面レンズ５）は、既存のビームランプの構成部材を基本的にはそのまま用いている。
【００１７】
続いて、反射体２内の根元部２ｂには、光源となる発光素子が設けられている。ここで発光素子は、ＬＥＤチップ６であり、このＬＥＤチップ６は、チップ・オン・ボード方式でプリント基板７に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ６をプリント基板７の表面上に、縦１０個×横１０個＝１００個マトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。プリント基板７は、金属又は絶縁材のほぼ正方形の平板からなる（図３参照）。基板７を金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。また、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００１８】
そして、基板７は、放熱部材８に接着剤により取付けられている。この接着剤には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。放熱部材８は、アルミニウムの一体成形品であり、ほぼ円形皿状に形成されている。基板７が取付けられる取付面８ａは平坦面をなし、この取付面８ａから外周方向に鍔部８ｂが形成されている。基板７の放熱部材８への取付けにあたっては、まず、放熱部材８の取付面８ａに接着剤を塗布し、その上から基板７裏面を配置し、放熱部材８と面接触するように取付ける。
【００１９】
放熱部材８の鍔部８ｂは、反射体２の内面側、すなわち、反射面２ａに沿う形状に形成されて、反射体２と密着状態で面接触して取付けられている。この取付けにおいても、前記と同様に熱伝導性が良好な接着剤を用いるのが好ましい。したがって、放熱部材８は、反射体２の反射面２ａと連続した面を形成するように構成されている。
【００２０】
次に、カバー部３内には点灯回路９が収納されている。点灯回路９は、ＬＥＤチップ６を点灯させるものであり、回路基板には、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品を実装して構成されている。また、この点灯回路９からは、リード線が導出されており、プリント基板７及び口金４と電気的に接続されている（図示しない）。さらに、点灯回路９の周囲には点灯回路９を電気的に絶縁する絶縁保護筒１０が配設されている。なお、点灯回路９は、カバー部３内に全体が収納されてもよいし、一部が収納され、残部が口金４内に収納されるような形態でもよい。
【００２１】
以上のように構成された発光素子ランプ１の作用について説明する。口金４を照明器具のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路９が動作して基板７に電力が供給され、ＬＥＤチップ６が発光する。ＬＥＤチップ６から出射された光の多くは直接前面レンズ５を通過して前方に照射され、一部の光は反射体２の反射面２ａに反射されて前面レンズ５を通過して前方に照射される。一方、これに伴いＬＥＤチップ６から発生する熱は、主として、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８へ伝わり、さらに放熱部材８の鍔部８ｂを経由して、鍔部８ｂと面接触する放熱面積の大きい反射体２へと伝導され、放熱される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板７の温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
よって、本実施形態によれば、ＬＥＤチップ６が配設された基板７の温度上昇を反射体２を利用して効果的に抑制できる。基板７は、放熱部材８に面接触状態となっているので熱伝導が良好である。また、放熱部材８も反射体２に面接触状態となっているので熱伝導がよく、結果的に放熱性を促進できる。さらに、反射体２は、光の照射方向に拡開しているので、放熱作用を奏する外周面の面積が大きく、また、他の発熱源であり、熱的保護を必要とする点灯回路９から離反する側に設けられているので、この反射体２を放熱要素として活用することは基板２の温度上昇の抑制に有効となる。さらにまた、放熱部材８、特にその鍔部８ｂは、反射面２ａに沿う形状であり、反射体２の反射面２ａと連続した面を形成するように構成されているので、反射面２ａの反射効果の障害となる可能性が少ない。加えて、既存のいわゆるビームランプの構成部材を用いることができるので、部品を共通化でき、安価な発光素子ランプを提供することが可能となる。
【００２３】
次に、本発明の発光素子ランプの第２の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、発光素子ランプにおける透光性カバーを取外して示す概略上面図であり、第１の実施形態の図３に相当する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。プリント基板７−２を円形の平板で構成したものである。そして、この円形上に規則的にＬＥＤチップ６が配設されている。また、この円形のプリント基板７−２は、図示のように放熱部材８、反射体２とほぼ同心円をなして配置されている。
【００２４】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、プリント基板７−２の円形の外周と反射体２との熱伝導の距離が均一となっているので、ほぼ均一にプリント基板７−２の温度上昇を抑制することが期待できる。
【００２５】
次に、本発明の発光素子ランプの第３乃至第５の実施形態について図５乃至図７を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。第１の実施形態と異なるのは、放熱部材８の構成である。
【００２６】
まず、図５は、第３の実施形態の発光素子ランプの一部を断面して示す正面図である。放熱部材８−２はキャップ状をなし、反射体２内の根元部２ｂに外周面８−２ｂが密着状態で面接触して接着剤により取付けられている。
【００２７】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、ＬＥＤチップ６から発生する熱は、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８−２へ伝わり、さらに放熱部材８−２の外周面８−２ｂを経て、外周面８−２ｂと面接触する放熱面積の大きい反射体２へと伝導され、放熱され、基板７の温度上昇を抑制することができる。また、放熱部材８−２は、反射体２の反射面２ａに突出することなく連続した面を形成するように構成されているので、反射面２ａの反射効果の障害となることがない。
【００２８】
図６は、第４の実施形態の発光素子ランプの一部を断面して示す正面図である。放熱部材８−３は、反射体２とほぼ相似形に形成され、反射体２の照射開口部２ｃの縁を内側から外側へ包むように面接触状態で取付けられている。この形態においてもＬＥＤチップ６から発生する熱は、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８−３へ伝わり、さらに放熱部材８−３の開口縁８−３ｂを経て、開口縁８−３ｂと面接触する反射体２の照射開口部２ｃの縁へ伝わり、放熱面積の大きい反射体２の外周面へと伝導され、効果的に放熱されることで基板７の温度上昇を抑制することができる。
【００２９】
図７は、第５の実施形態の発光素子ランプの一部を断面して示す正面図である。放熱部材８−４を反射体２の根元部２ｂに一体的に形成したものである。本実施形態によれば、ＬＥＤチップ６から発生する熱は、基板７裏面のほぼ全面から接着剤を介して放熱部材８−４へ伝わり、さらに直接的に放熱面積の大きい反射体２へと伝わり、放熱され、基板７の温度上昇を抑制することができる。また、放熱部材８−４は、反射体２の反射面２ａと一体的であり、反射面２ａに突出することなく連続した面を形成するように構成されているので、反射面２ａの反射効果の障害となることがない。
【００３０】
次に、本発明の第６の実施形態に係る発光素子ランプについて図８乃至図１１を参照して説明する。図８は、発光素子ランプ（実施例１）を示す断面図、図９は、同第１の反射体を取外して示す平面図、図１０は、第２の反射体を示す斜視図、図１１は、発光素子ランプ（実施例２）を示す断面図である。本実施形態の発光素子ランプは、第１の実施形態と同様に、いわゆるビームランプと指称されるランプである。また、第５の実施形態と同様に、放熱部材を反射体に一体的に形成したものである。
【００３１】
（実施例１）図８において、発光素子ランプ１は、既存のビームランプと同様な外観形態をなしており、屋外での使用に適するように防水機能を有し、熱伝導性の第１の反射体２、光源部３、第２の反射体３ａ、発光素子４、熱伝導性のカバー５、絶縁性のカバー６、口金７及び透光性カバーとしての前面レンズ８とを備えている。第１の反射体２は、例えば、アルミニウムの一体成形品からなり、白色のアクリル焼付け塗装がなされており、根元部２ａから照射開口部２ｂにわたって拡開し、外周面が外方に露出するように有底椀状に形成されている。内周面の底壁は、平坦面をなし、放熱部材２ｃが一体的に形成されている。一方、外周面の底壁周縁は、後述する熱伝導性のカバー５と接続する環状の接続部２ｄをなしている。また、底壁には、ねじ貫通孔が約１２０度の間隔を空けて３箇所に形成されている。第１の反射体２の材料は、アルミニウムに限らず、熱伝導性の良好な金属材料又は樹脂材料等を用いることができる。さらに、第１の反射体２の内周面は、アルマイト処理することが好ましい。アルマイト処理することにより、第１の反射体２の放熱効果を高めることが可能となる。アルマイト処理すると、この第１の反射体２の内周面は、反射効果が低下するが、別途後述する第２の反射体３ａを設けているので、この反射効果の低下は、性能上支障がない。一方、第１の反射体２の反射効果を高めるには内周面を鏡面加工等によって形成すればよい。
【００３２】
第１の反射体２の底壁には、光源部３が設けられている。光源部３は、基板９とこの基板９に実装された発光素子４とを備えている。ここで発光素子４は、ＬＥＤチップであり、このＬＥＤチップは、チップ・オン・ボード方式で基板９に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップを基板９の表面上に、複数個マトリクス状に配設し、その表面にコーティング材を塗布した構造をなしている。基板９は、金属製、例えば、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料で形成され略円形の平板からなる。基板９を絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、耐久性に優れたセラミック材料又は合成樹脂材料を適用できる。合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００３３】
そして、基板９は、第１の反射体２の底壁に形成された放熱部材２ｃに面接触して密着するように取付けられている。この取付に際しては、接着剤を用いてもよく、接着材を用いる場合には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いるのが好ましい。なお、この基板９と放熱部材２ｃとの面接触は、全面的な接触ではなく、部分的な接触であってもよい。
【００３４】
基板９の表面側には、白色のポリカーボネートやＡＳＡ樹脂等によって形成された第２の反射体３ａが配設されている。第２の反射体３ａは、ＬＥＤチップから放射される光をＬＥＤチップごとに配光制御し、効率的に照射する機能をなしている。第２の反射体３ａは、円板状をなし、稜線部によって区画されて複数の入射開口３ｂが形成されている。この第２の反射体３ａの入射開口３ｂは、基板９の各ＬＥＤチップと対向配置されるようになっており、したがって、第２の反射体３ａには、入射開口３ｂごとに、入射開口３ｂから照射方向、すなわち、稜線部に向かって拡開した略椀状の反射面３ｃが形成されている。また、第２の反射体３ａの外周部には、ねじが挿通係止する切欠き３ｄが約１２０度の間隔を空けて３箇所に形成されている。
【００３５】
次に、熱伝導性のカバー５は、アルミダイカスト製であり、白色のアクリル焼付け塗装がなされており、前記第１の反射体２の外周面と連続して先細りの略筒状に形成されている。なお、このカバー５の長さ寸法や厚さ寸法は、放熱効果等を考慮し適宜決定すればよい。カバー５の前記第１の反射体２との接続部５ａは、所定の幅を有して環状をなしている（図２参照）。したがって、前記第１の反射体２の接続部２ｄは、当該接続部５ａと対向して形成されており、面接触状態で熱的に結合されて接続される。接続部５ａには、環状の溝が形成されており、この溝には、合成ゴム等からなるＯリング１０が嵌入されており、このＯリング１０の内側には、３つのねじ穴１１が約１２０度の間隔を空けて形成されている。
【００３６】
熱伝導性のカバー５の内側には、この熱伝導性のカバー５の形状に沿って、ＰＢＴ樹脂によって成形された絶縁性のカバー６が設けられている。したがって、この絶縁性のカバー６は、一端側を熱伝導性のカバー５に接続し、他端側を熱伝導性のカバー５から突出させており、この突出部分６ａには、口金７が固着されている。口金７は、口金規格Ｅ２６の口金であり、発光素子ランプ１を照明器具に装着する際に、照明器具のランプソケットにねじ込まれる部分である。なお、突出部分６ａには、空気孔６ｂが形成されている。空気孔６ｂは、絶縁性のカバー６内の内圧が高まった場合に、減圧する作用をなす小孔である。
【００３７】
次に、絶縁性のカバー６内には点灯回路１２が収納されている。点灯回路１２は、ＬＥＤチップを点灯制御するものであり、コンデンサやスイッチング素子としてのトランジスタ等の部品から構成されている。点灯回路１２は、回路基板に実装されており、この回路基板は、略Ｔ字状をなして、絶縁性のカバー６内に縦方向に収納されている。これにより、狭隘な空間を有効的に利用して回路基板を配設することが可能となる。また、この点灯回路１２からは、リード線１２ａが導出されており、このリード線１２ａは、放熱部材２ｃに形成されたリード線挿通孔１２ｂを介して光源部３の基板９と電気的に接続されている。さらに、点灯回路１２は、口金７と電気的に接続されている（図示を省略）。なお、点灯回路１２は、絶縁性のカバー６に全てが収納されてもよいし、一部が収納され、残部が口金７内に収納されるような形態でもよい。
【００３８】
絶縁性のカバー６内は、点灯回路１２を含めて覆うように充填材１３が充填されている。充填材１３は、シリコーン樹脂製であり、弾性、絶縁性及び熱伝導性を有している。充填材１３の充填にあたっては、まず、液状の充填材１３を絶縁性のカバー６の上方から注入する。充填材１３を絶縁性のカバー６の上端部レベルまで注入し、以後、高温雰囲気内で充填材１３を硬化、安定させる。
【００３９】
前面レンズ８は、第１の反射体２の照射開口部２ｂを気密に覆うようにシリコーン樹脂のパッキンを介して取付けられている。なお、前面レンズ８には、集光形や散光形があるが、用途に応じて適宜選択できる。
【００４０】
次に、熱伝導性の第１の反射体２と熱伝導性のカバー５との接続状態について説明する。熱伝導性のカバー５の接続部５ａに、第１の反射体２の接続部２ｄを対向配置する。そして、第１の反射体２の放熱部材２ｃに基板９を配置し、その上に第２の反射体３ａを重ね合わせる。続いて、ねじ１４を第２の反射体３ａの切欠き３ｄ、第１の反射体２のねじ貫通孔を介して、熱伝導性のカバー５のねじ穴１１にねじ込む。これにより、熱伝導性の第１の反射体２は、熱伝導性のカバー５に固定されるとともに、第２の反射体３ａの下端が基板９の表面側を押圧し、第２の反射体３ａ及び基板９が共に第１の反射体２の底壁に固定される。このような状態では、Ｏリング１０は、接続部５ａと接続部２ｄとの間で弾性変形し、これらの間を気密状態とし、すなわち、Ｏリング１０の内側が気密状態に保持される。したがって、点灯回路１２とＬＥＤチップが実装された基板９とのリード線１２ａによる電気的接続等の配線処理は、Ｏリング１０の内側でなされるようになっている。
【００４１】
以上のように構成された発光素子ランプ１の作用について説明する。口金７を照明器具のソケットに装着して通電が行われると、点灯回路１２が動作して基板９に電力が供給され、ＬＥＤチップが発光する。ＬＥＤチップから出射された光は、ＬＥＤチップごとに第２の反射体３ａの反射面３ｃによって配光制御され、また、第１の反射体２によって反射され、前面レンズ８を通過して前方に照射される。これに伴いＬＥＤチップから発生する熱は、基板９裏面の略全面から放熱部材２ｃへ伝わり、さらに、放熱面積の大きい第１の反射体２へと伝導される。さらにまた、第１の反射体２の接続部２ｄから熱伝導性のカバー５の接続部５ａへ熱伝導され、熱伝導性のカバー５全体へ伝導される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板９の温度上昇を抑制することができる。一方、点灯回路１２から発生する熱は、充填材１３を介して第１の反射体２へ伝わり、放熱され、また、口金７へ伝わり、口金７から照明器具のランプソケット等に伝導され放熱される。
【００４２】
さらに、本実施例の発光素子ランプ１においては、前面レンズ８は、第１の反射体２の照射開口部２ｂにパッキンを介して取付けられており、第１の反射体２の接続部２ｄと熱伝導性のカバー５の接続部５ａとの間には、Ｏリング１０が設けられており、加えて、点灯回路１２は充填材１３によって覆われているので、電気絶縁性が保たれ、耐候性、防雨性の機能を有し、屋外での使用に適する構成となっている。また、このため、密閉構造を採っているが、点灯回路部品に異常を来たし、仮に、コンデンサが破損、破裂し、絶縁性のカバー６の内圧が上昇すると、二次的な破損を誘引する可能性があるが、空気孔６ｂによって絶縁性のカバー６の内の上昇した圧力を排気することができる。
【００４３】
以上のように本実施例によれば、発光素子４が実装された基板９の温度上昇を熱伝導性の第１の反射体２及びカバー５を利用して効果的に抑制できる。さらに、第１の反射体２は、照射開口部２ｂに向けて拡開しているので、放熱作用を奏する外周面の面積が大きく、放熱効果に有効である。しかも、熱伝導性の第１の反射体２と伝導性のカバー５とは、面接触状態となっているので熱伝導が良好となる。また、ＬＥＤチップごとに第２の反射体３ａの反射面３ｃによって配光制御でき、所望の光学的処理を行うことができる。さらに、第１の反射体２の接続部２ｄと熱伝導性のカバー５の接続部５ａとの間にＯリング１０を設けて密閉性を保つようにしたので、簡単な構成により防水機能を維持しつつ、光源部３への給電経路を確保することができる。加えて、既存のいわゆるビームランプの構成部材を用いることができるので、部品を共通化でき、安価な発光素子ランプを提供することが可能となる。
【００４４】
（実施例２）図１１において、本実施例では、前記第１の実施例における第２の反射体を備えていない形態を示している。なお、第１の実施例と同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。本実施例によっても、第１の実施例と同様に、ＬＥＤチップから発生する熱は、基板９裏面の略全面から放熱部材２ｃへ伝わり、さらに、放熱面積の大きい第１の反射体２へと伝導される。したがって、効果的な放熱を行うことができる。
【００４５】
次に、発光素子ランプを光源とした照明器具の実施形態について図１２を参照して説明する。この照明器具２０は、ガーデンライトを示している。照明器具２０は、器具本体２１とこの器具本体２１が取付けられるベース２２とを備えている。器具本体２１内にはソケット２３が設けられており、このソケット２３に発光素子ランプ１の口金４がねじ込まれて装着されている。なお、照明器具２０の設置は、ベース２２を地面等に固定して行われ、また、器具本体２１は、ベース２２に対して向きが変更可能であり、光の照射方向を任意に変えることができる。このような照明器具２０によれば、基板の温度上昇を反射体を利用して効果的に抑制できる照明器具を提供できる。
【００４６】
以上の各実施形態においては、既存のビームランプの構成部材を適用して構成することを前提として説明したが、本発明は、既存のランプの構成部材を用いることは必須ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の発光素子ランプの第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】同一部を断面して示す正面図である。
【図３】同概略上面図である。
【図４】本発明の発光素子ランプの第２の実施形態を示す概略上面図である。
【図５】同第３の実施形態の一部を断面して示す正面図である。
【図６】同第４の実施形態の一部を断面して示す正面図である。
【図７】同第５の実施形態の一部を断面して示す正面図である。
【図８】同第６の実施形態（実施例１）を示す断面図である。
【図９】同第１の反射体を取外して示す平面図である。
【図１０】同第２の反射体を示す斜視図である。
【図１１】同第６の実施形態（実施例２）を示す断面図である。
【図１２】本発明の発光素子ランプを照明器具に用いた実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・発光素子ランプ、２・・・反射体、２ａ・・・反射面、
３・・・カバー部、４・・・口金、５・・・透光性カバー（前面レンズ）、
６・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、７・・・基板、８・・・放熱部材、
９・・・点灯回路、２０・・・照明器具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面が設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体と；
この反射体にカバー部を介して接続された口金と；
反射体の内周面に設けられ、反射体と熱的に結合された熱伝導性の放熱部材と；
発光素子が配設され、前記放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板と；
前記カバー部に収納され、発光素子を点灯させる点灯回路と；
反射体の前記照射開口部を覆う透光性カバーと；
を具備することを特徴とする発光素子ランプ。
【請求項２】
前記放熱部材は、反射体の内周面と連続した面を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ランプ。
【請求項３】
前記放熱部材は、反射体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子ランプ。
【請求項４】
ソケットを有する器具本体と；
この器具本体のソケットに装着される請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子ランプと；
を具備することを特徴とする照明器具。
【請求項１】
照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面が設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体と；
この反射体にカバー部を介して接続された口金と；
反射体の内周面に設けられ、反射体と熱的に結合された熱伝導性の放熱部材と；
発光素子が配設され、前記放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板と；
前記カバー部に収納され、発光素子を点灯させる点灯回路と；
反射体の前記照射開口部を覆う透光性カバーと；
を具備することを特徴とする発光素子ランプ。
【請求項２】
前記放熱部材は、反射体の内周面と連続した面を形成するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子ランプ。
【請求項３】
前記放熱部材は、反射体と一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子ランプ。
【請求項４】
ソケットを有する器具本体と；
この器具本体のソケットに装着される請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光素子ランプと；
を具備す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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−１１７３４２（Ｐ２００９−１１７３４２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９８６２５（Ｐ２００８−１９８６２５）
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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