発光装置と発光装置のグローブ成形方法
【課題】配光特性が良好な照明用グローブを低コストで提供する。
【解決手段】中間品の高さ寸法が完成後のグローブ６の高さ寸法よりも高くし、且つ中間品内壁を周方向に広げて圧縮させるためのくさび機構を有するブロー成形金型を用いてブロー成形を行うことにより、グローブのヒートシンクへの挿入部の入口に段差６３を設け、ヒートシンクへの挿入部の厚みｔ２をその上部の光線通過部の厚みｔ１より薄くする。
【解決手段】中間品の高さ寸法が完成後のグローブ６の高さ寸法よりも高くし、且つ中間品内壁を周方向に広げて圧縮させるためのくさび機構を有するブロー成形金型を用いてブロー成形を行うことにより、グローブのヒートシンクへの挿入部の入口に段差６３を設け、ヒートシンクへの挿入部の厚みｔ２をその上部の光線通過部の厚みｔ１より薄くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明用電球と、照明用電球用合成樹脂グローブ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明用電球の代表的な構成図を図８に示す。図８は広配光を実現するＬＥＤ電球の構成図であり、アルミプレート１に半導体発光素子２１を実装した基台２が固定されており、更に第１反射板３１、第２反射板３２がアルミプレート１に固定されている。アルミプレート１の周囲にはヒートシンク４が固定されており、ヒートシンク４の下方には金具５が固定されている。アルミプレート１、ヒートシンク４、金具５に囲まれた空間部には図示しない電源回路が装着されており、アルミプレート１上面には基台２を保護するためのグローブ６が固定されている。
【０００３】
半導体発光素子２１より発光した光は第１反射板３１の窓部３１１を通過して直進する光７１、第１反射板３１の窓部３１１を通過した後に第２反射板３２にて反射して横方向に方向を変える光７２、第１反射板３１により反射して下方向に方向を変える光７３に分かれる。この電球の配光角を広げるためには第１反射板３１により反射され、グローブ６を通過した反射して下方向に方向を変える光７３をグローブ６にて拡散することが望ましい。そのため、通常グローブ６の材料には拡散材料を含有した合成樹脂材料が用いられる。
【０００４】
グローブ６の形状は、光の配光を均一にするために球状或は楕円体の形状をし、より後方の光を確保するためにはグローブ６の外径はヒートシンク４の外径に対して大きいことが望まれる。そのために、グローブ６は袋状の形状であることが好ましい。そのために従来では、グローブの製造方法として、射出成形法により有底筒状の中間品（パリソン）を予め製作しておき、ブロー成形型内において圧縮空気で膨らませることによって所望のグローブ形状に成形する方法が主に用いられている。
【０００５】
この従来のブロー成形法によるグローブ成形のプロセスを図９（ａ）から図９（ｄ）により説明する。図９（ａ）は中間品８をブロー成形型１０にセットした状態の図である。射出成形法により成形された中間品８を棒状の加熱具９に挿入して予め軟化させた後に、ブロー成形型１０にセットされ、ブロー成形型１０を閉じる。その後、圧縮空気供給口１１から供給さえた圧縮空気で膨らませる。図９（ｂ）は圧縮空気により中間品８が膨張し、所望のグローブ形状に成形された図である。
【０００６】
図９（ｃ）は上記により成形されたグローブ６の形状図であるが、ブロー成形においては中間品８に圧縮空気を供給するホルダー部９にエアー漏れが無いように強く抑える必要があるために中間品８に突起を有する押さえ代８２を設け、押さえ治具により強固に固定する。押さえ代８２は成形後に切断面１２より切断され、図９（ｄ）で示すようなグローブ形状に形成される。
【０００７】
特許文献１では、合成樹脂シートを真空吸引により治具に固定した後に成形型内において圧縮空気で膨らませることによって所望のグローブ形状に成形し、余分な部分を切り落とすという方法によりグローブ６を製造する方法も提案されている。
【０００８】
特許文献１の方法を、図１０（ａ）から図１０（ｆ）を用いて説明する。図１０（ａ）において、ブロー成形用の分割金型４０２上にクランプ４０３が配置され、その上方に棒状のプラグ４０４が配置された成形装置が準備されている。分割金型４０２は左右に分かれて待機しており、クランプ４０３は合成樹脂シート４０１が水平にはさまれている。合成樹脂シート４０１は予め加熱軟化され、クランプ４０３により固定されている。
【０００９】
プラグ４０４を下降させて、加熱により軟化した合成樹脂シート４０１を図１０（ｂ）に示すようにその球状の先端で垂直に押し、クランプ４０３の開口部４０５を境に分離金型４０２内に伸ばす。
【００１０】
プラグ４０４周壁には数箇所の通気孔４０６が有り、取付部内に配置された通路４０７を介して図示しない真空装置及び圧縮空気発生装置に通じている。そこで、まず真空装置を作動させて、軟化状態にある合成樹脂シート４０１をプラグ４０４の通気孔４０６を通じて直ちに真空で引き込み、図１０（ｃ）に示すようにプラグ４０４に密着させる。そして図１０（ｄ）に示すように分離金型４０２を閉じ、次に圧縮空気発生機を作動させ、通気孔４０６から噴出する圧縮空気により、図１０（ｅ）に示すようにてプラグ４０４に密着した合成樹脂シート４１０を型面４０８に密着させる。
【００１１】
その後、図１０（ｆ）に示すように分離金型４０２を開き、クランプ４０３を開放することにより、成形品４０９を取り出す。
【００１２】
取り出された成型品４０９は次工程で余分な部分がカットされ、グローブが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５８−２０９５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
反射板により光線を反射させてグローブ後方に光を導き、広配光を実現する照明用電球においては、上記反射板の外径をできるだけ大きくすることが求められる。グローブの取り付けは、上記反射板装着後に行われるために、グローブ内径は反射板外径よりも大きい必要があり、グローブ内径もできるだけ広くすることが望まれるが、上記のブロー成形法では、どちらもグローブのヒートシンクへの挿入部の厚みはその上部の光線通過部の厚みと同じ厚みになり、グローブ内径を大きくすることができないといった問題があった。
【００１５】
また、中間品の固定部である押さえ代８２（図９（ａ）参照）上部付近はブロー成形時に圧縮空気を注入する前に温度が低下することにより、その付近で白化等の外観不良が発生したり、逆に固定部の温度が高く固定部の形状変化が発生したりするため、固定部が外観品質を要求される箇所から離れた位置に設ける必要があった。そのため、図９に示すような、予め射出成形法により有底筒状の中間品を製作してブロー成形を行う方法では、グローブのヒートシンクに挿入する部分よりも下方に突起を有する押さえ代を設け成形後に切断していた。また図１０に示す特許文献１の合成樹脂シートを用いる方法においても、成形後に余分な箇所を切り落とす必要があった。
【００１６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、配光特性が良好な照明用グローブを低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記欠点や課題を解消するために、本発明は、半導体発光素子を実装した基台と、前記基台の下部に配置されたヒートシンクと、前記基台上方で前記ヒートシンクと組み合わされる中空で球状のグローブと、前記ヒートシンクの下部で電源へ接続される金具とからなる発光装置であって、前記グローブの前記ヒートシンクに組み合わされる外壁面に段差を設け、かつ、前記段差の下部の厚みを上部の部分の厚みより薄くしたことを特徴とする発光装置を用いる。
【００１８】
射出成形法により中間品を成形する成形工程と、前記中間品を加熱具にて軟化させ、圧縮空気で膨らませて、かつ、金型で圧縮してグローブ形状を形成するブロー工程とからなり、前記中間品の高さ寸法が完成後のグローブの高さ寸法よりも高くし、前記圧縮にて高さを低く圧縮し、且つ、前記中間品の内壁を周方向に広げて膨らませることを特徴とする発光装置のグローブ成形方法を用いる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法によると、光線通過部とグローブ挿入部との境界部に段差を設けることにより、グローブの光線通過部の最下点に対するグローブ最内周までの距離が短くできるために、反射板の外径を大きくすることが可能になり、より広い配光角を得ることが可能になる。また、ブロー成形後に余分な部分を切り落とす工程が不要になり、グローブの製造コストを大幅に削減できるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例のグローブ形状の断面図
【図２】（ａ）本発明の中間品の断面図、（ｂ）本発明のグローブの断面図
【図３】（ａ）実施例における射出成形金型の成形開始前（型開状態）の状態図、（ｂ）実施例における射出成形金型の型締め、射出後の状態図、（ｃ）実施例における射出成形金型の射出、冷却が完了し、型開き動作を行った後の状態図、（ｄ）実施例における射出成形金型の成形品（中間品）を取り出す時の状態図
【図４】（ａ）実施例の加熱具の加熱具に中間品を挿入する時の状態図、（ｂ）実施例の加熱具の加熱具の動作を示す図、（ｃ）実施例の加熱具の加熱具で中間品を加熱する時の状態図
【図５】実施例のブロー成形型の構成図
【図６】実施例のブロー成形型にいける（ａ）ブロー成形型に中間品を供給した時の状態図、（ｂ）ブロー成形型を閉じる工程において、中間品が固定側型板に接触した時点での状態図、（ｃ）ブロー成形型を閉じる工程において、ホルダー部がベース金型に接触した時点での状態図、（ｄ）ブロー成形型が完全に型締めされた野の状態図、（ｅ）圧縮空気を供給し、中間品を膨らませる時の状態図、（ｆ）圧縮空気を開放させる時の状態図、（ｇ）グローブ形成工程が完了し、型開きを開始する直前の状態図、（ｈ）ブロー成形型を開く途中での状態図、（ｉ）ブロー成形型の型開き動作が完了した時の状態図
【図７】実施例のブロー成形型の（ａ）くさびが下降した状態での中間品とくさびとの関係を示す図、（ｂ）くさびが上昇した状態での中間品とくさびとの関係を示す図
【図８】従来のＬＥＤ電球の断面図
【図９】従来例のブロー成形型の、（ａ）中間品をグローブ成形型にセットし、型を閉じた時の状態図、（ｂ）中間品を圧縮空気にて膨らませた後の状態図、（ｃ）ブロー成形直後のグローブ形状の状態図、（ｄ）不要部を切断した後のグローブ形状の状態図
【図１０】特許文献１を説明する、（ａ）合成樹脂シートをブロー成形装置にセットした状態図、（ｂ）プラグを合成樹脂シートに押し付けた時の状態図、（ｃ）真空吸引により、合成樹脂シートをプラグに密着させた時の状態図、（ｄ）金型を閉じた時の状態図、（ｅ）圧縮空気を供給し、合成樹脂シートを膨らませ、型面に密着させた時の状態図、（ｆ）金型を開いた時の状態図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（構造）
本発明の実施例のグローブ形状を図１に示す。グローブ６の材料には拡散材料を含有した合成樹脂材料（ポリメチルメタアクリレート、ポリスチレン、ＡＢＳ，ＡＳ，ポリアセタール、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニルなど）を使用している。グローブ６の光線通過部６１とヒートシンクへの挿入部６２の境界部には外壁面に段差６３を設けており、ヒートシンクへの挿入部６２の肉厚（グローブのヒートシンクへの挿入部の肉厚ｔ２）は光線通過部６１部の肉厚（グローブの光線通過部の膜厚ｔ１）の２／３以下になっている。また、グローブ６の内壁部には段差が無く連続した形状になっている。ここで、光線通過部６１部の肉厚は、ほぼ一定の厚みである。グローブの光線通過部の膜厚ｔ１は、この例では、約１．５ｍｍである。後の製法のところで説明するが、高さ方向に圧縮してグローブ６を成形するので、この例のグローブ６は、端面から段差６３まで直線で、その後、一端、外側、外径へ広がり（グローブ６の中心から離れ）、その後、球状となる。左右、前後、対称形状である。この広がり部分で、図８で説明した、反射して下方向に方向を変える光７３を、より広い配光角で放出することが可能である。
【００２２】
外形へ広がった領域は、半導体素子２１が実装された位置に対応する側面部分である。または、第１反射板３１、第２反射板３２に対応する側面である。上部部分は球面である。
【００２３】
照明装置としては、グローブ６以外は、図８に示す従来の照明装置と同様である。照明装置内部には、アルミプレート１に半導体発光素子２１を実装した基台２が固定されており、更に反射板３１、反射板３２がアルミプレート１に固定されている。アルミプレート１の周囲下部にはヒートシンク４が固定されており、ヒートシンク４の下方には金具５が固定されている。アルミプレート１、ヒートシンク４、金具５に囲まれた空間部には図示しない電源回路が装着されており、アルミプレート１上面には基台２を保護するためのグローブ６が固定されている。半導体発光素子２１より発光した光は反射板３１の窓部３１１を通過して直進する光７１、反射板３１の窓部３１１を通過した後に反射板３２にて反射して横方向に方向を変える光７２、反射板３１により反射して下方向に方向を変える光７３に分かれる。この電球の配光角を広げるためには反射板３１により反射され、グローブ６を通過した光７３をグローブ６にて拡散することが望ましい。そのため、通常グローブ６の材料には拡散材料を含有した合成樹脂材料が用いられる。
【００２４】
本願発明のグローブ６は、ヒートシンク４と組み合わされ、半導体素子２１を覆う中空で球状である。
【００２５】
（製造方法）
以下に、本発明の実施例における中間品８の成形から、グローブ６の成形までのプロセスを説明する。
【００２６】
本発明の実施例では、上記の合成樹脂材料を用いて、射出成形法により、図２（ａ）に示す中間品８を成形する。中間品８の外周部には段差８３を設け、ホルダー１０８への挿入部の押さえ代８２の肉厚をその上部の変形部８１肉厚の２／３以下にしている。中間品８の内壁部には段差が無く連続した形状になっている。
【００２７】
中間品８の高さ寸法は図２（ｂ）で示すブロー成形後に形成されるグローブ６（図１）の高さ寸法よりも△ｈだけ高い形状をしている。△ｈの値は、ブロー成形の型締め動作において、中間品８を完全に圧縮し、金型を完全に閉じきるのに必要な型締め力が図２のスプリング１０５をたわますのに必要な力以上になるように設定している。この△ｈの値は中間品８の形状（外径、肉厚等）及び上記スプリング力に依存する。全体の高さ５０ｍｍの場合、△ｈは、約５ｍｍ（約１割）程度である。
【００２８】
以下に、本発明の実施例におけるグローブ６の製造プロセスを説明する。本実施例において、グローブ６の製造プロセスは射出成形（図３）の工程、熱処理の工程（図４）、ブロー成形の工程（図６）からなる。
【００２９】
本発明の実施例では射出成形法により、図２（ａ）に示す中間品８を成形する。中間品８の高さ寸法は図２（ｂ）で示すブロー成形後に形成されるグローブ６の高さ寸法よりも△ｈだけ高い形状をしている。
【００３０】
（射出成形の工程）
図３（ａ）から図３（ｄ）に示す射出成形金型は本実施例で使用した３プレート金型の構成及び射出成形工程における状態を示すものである。
【００３１】
図３（ａ）は射出成形機において、型締め動作を開始する前の金型の状態図である。
【００３２】
固定側取付板２０３には、スプルーブッシュ２０１が配置されており、スプルーブッシュ２０１の内部には樹脂を注入するためのスプルー部２０２が形成されている。固定側取付板２０３下方部にはランナーストリッパープレート２０４が設けられている。ランナーストリッパープレート２０４の更に下方部には固定側型板２１１が設けられている。固定側取付板２０３、ランナーストリッパープレート２０４、及び固定側型板２１１はサポートピン２０７でそれぞれガイドされており、ランナーストリッパープレート２０４に固定されたストップボルト２０５によりランナーストリッパープレート２０４と固定側取付板２０３との開き量が規制されている。またランナーストリッパープレート２０４にはプラーボルト２０６が固定されており、固定側型板２１１との開き量が規制されている。
【００３３】
固定側型板２１１には、中間品８に相当するパリソン外周形状２１０が形成され、その上部に樹脂を流し込むためのランナー部２０８が形成されている。ランナー部２０８の先端部はテーパ形状で絞られ、ランナーと中間品８とを分離するためのランアーゲート２０９が形成されている。
【００３４】
固定側型板２１１の下方には可動側型板２１６が配置され、可動側型板２１６の中央部には中子２１３が固定されている。可動側型板２１６と中子２１３の間には成形後に中間品８を突き出すためのストリッパープレート２１４が配置されており、ストリッパープレート２１４はエジェクトピン２１５を介して、エジェクトプレート２１７に連結している。エジェクトプレート２１７は射出成形装置のエジェクトロッド２１８に接触している。固定側型板２１１と固定側型板２１１は引張りリンク２１２により連結されている。
【００３５】
図示しない射出成形機の型締め駆動装置により、可動側型板２１６が上昇し、型締め動作が行われた後に、図３（ｂ）に示すように、図示しない射出装置により、スプルー部２０２より溶融樹脂が射出注入され、固定側型板２１１と中子２１３の間に形成された空隙部２１９に溶融樹脂が充填され、中間品８が成形される。
【００３６】
空隙部２１９に充填された溶融樹脂は金型内で冷却固化され、図３（ｃ）に示すように、図示しない型締め駆動装置により型開き動作がなされ、固定側型板２１１と固定側型板２１１が開くことにより、ランナー部２０８と中間品８がランナーゲート２０９で分離される。更に型開き動作を続けることにより、引張りリンク２１２により固定側型板２１１が引っ張られ、固定側型板２１１が開き、続いてプラーボルト２０６により、ランナーストリッパープレート２０４が開く。
【００３７】
図３（ｄ）に示すように、図示しないエジェクト駆動装置によりエジェクトロッド２１８を突き出すことにより、エジェクトプレート２１７、エジェクトピン２１５を介してストリッパープレート２１４が突き出され、中間品８が中子２１３から離型され、図示しない取り出し装置により中間品８及びスプルーランナー２２０が取り出される。例えば、ポリカーボネート樹脂材料の場合、荷重たわみ温度が１２０℃から１３０℃のため、上記の取り出し温度は１００℃から１２０℃である。
【００３８】
（熱処理の工程）
本発明の実施例における加熱具の構成を図４に示す。図示しない架台に固定されたプリヒートベース３０１にはヒータ３０３及び温度センサー３０４が設けられており、樹脂材料の荷重たわみ温度より高い、一定の温度に制御されている。（ポリカーボネート樹脂材料の場合、１８０℃〜２３０℃）プリヒートベース３０１にはパリソンホルダー３０２が固定されており、プリヒートベース３０１からの熱伝導で樹脂材料の荷重たわみ温度より高い温度に保持されている。（ポリカーボネート樹脂材料の場合、１５０℃〜２００℃）。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、射出成形金型から図示しない取出し装置等により取出された中間品８はパリソンホルダー３０２に挿入される。その後、図４（ｂ）に示すように、図示しない上下駆動装置に連結したプリヒートブロック３０５が、上下駆動装置により下降し、中間品８に対して適正な位置に到達した時点で停止する（図４（ｃ）参照）。この時、プリヒートブロック３０５と中間品８との距離は１ｍｍ以下になっている。プリヒートブロック３０５にはバンドヒータ３０６及び温度センサー３０７が設けられており、樹脂材料の荷重たわみ温度よりも充分に高い温度に制御されている。（ポリカーボネート樹脂材料の場合、２００℃〜３００℃）一定時間が経過して、中間品８の温度が樹脂材料の荷重たわみ温度以上になり（ポリカーボネート樹脂材料の場合、１３０℃〜１４０℃）、中間品８が軟化した状態で、上下駆動装置によりプリヒートブロック３０５を上昇させ、図示しない取出し装置により、ブロー成形型に搬送する。
【００４０】
（ブロー成形の工程）
まず、上記合成樹脂グローブ６を製造するためのブロー成形型の構成図を図５に示す。
【００４１】
金型ベース１０１にはスプリングガイド１０４、スプリング１０５を介してホルダー１０８が接続されており、ホルダー１０８上部には可動側型板１０３が固定されている。ホルダー１０８の中央部にはくさびガイド１０６が固定されており、くさびガイド１０６の外周部にくさび１０７が接触している。くさび１０７にはシャフト１０９が固定されている。シャフト１０９はホルダー１０８を通過して金型ベース１０１に接触している。可動側型板１０３の上部には固定側型板１０２が配置されている。くさびガイド１０６には圧縮空気を注入するための圧縮空気供給口１１０と金型内の空気を開放するための圧縮空気排出口１１１が設けられている。
【００４２】
軟化した中間品８をブロー成形型に搬送した後のプロセスに関して、図６（ａ）から図６（ｉ）を用いて説明する。
【００４３】
熱処理工程の図４の上記加熱具により軟化させた中間品８は、図示しない搬送装置により、ホルダー１０８に挿入される（図６（ａ））。中間品８挿入後、図示しない型締め装置により可動側型板１０３が上昇し、中間品８の天面が固定側型板１０２に接触した時点（図６（ｂ））で、スプリング１０５がたわみ、ホルダー１０８と金型ベース１０１との隙間が減少し始める。上記動作により、くさび１０７に固定されたシャフト１０９が金型ベース１０１に接触して、くさび１０７が上昇して中間品８の押さえ代８２を内周部が広がる方向に圧縮し、中間品８がホルダー１０８に強固に固定される（図６（ｃ））。この時のくさび１０７及び中間品８の関係の拡大図を図７に示す。
【００４４】
図７（ａ）は、くさび１０７が下降した状態での中間品８と、くさび１０７と、可動側型板１０３との関係を示す図であり、図７（ｂ）は、くさび１０７が上昇した状態での中間品８と、くさび１０７と、可動側型板１０３との関係を示す図である。くさび１０７が、矢印の方向へ上昇することにより、中間品８は周方向（矢印の方向）に圧縮される。本実施例ではこの時の圧縮量を押さえ代８２の肉厚の３％から１０％になるように設定している。この圧縮量が少なすぎる場合は、ブロー成形時にホルダー１０８から中間品８が抜け、形状不良が発生するか或はホルダー１０８部からのエアー漏れが発生したりする。また、圧縮量が大きすぎる場合は、ブロー成形後にホルダー１０８からグローブ６を取り出す時の抵抗が大きくなり、取り出し不良が発生したり、上記抵抗による中間品８に変形が発生したりする。くさび１０７が上昇して、上記中間品８を圧縮する際に、中間品８にはその摩擦による上方向に押し上げる力が発生するために、スプリング１０５（図６）の設定値は、その押し上げ力以上の値に設定する必要がある。
【００４５】
くさび１０７が上昇した後も、更に型締め動作を続けることにより、中間品８は、圧縮され、周方向に膨張する（図６（ｄ））。一定時間経過し、中間品８の押さえ代８２が冷却され、その部分の温度が樹脂材料の荷重たわみ温度よりも充分に低くなった時点で、圧縮空気供給口１１０から、図示しない圧縮空気発生装置により高圧エアーを注入する。ここで注入するエアーの圧力は中間品８が塑性変形し、表面全体が固定側型板１０２の内壁に押し付けられるだけの圧力が必要であり、本実施例では３ＭＰａ〜４ＭＰａの高圧エアーを注入している（図６（ｅ））。
【００４６】
高圧エアーの注入により、中間品８が膨張し、所望のグローブ形状が形成された時点で、圧縮空気排出口１１１を開放し、金型内の空気を排出する（図６（ｆ））。中間品８が膨張して形成されたグローブ６全体の温度が樹脂材料の荷重たわみ温度以下になった時点で、図示しない型締め駆動装置により型開きを行い、図６（ｇ）から、図６（ｈ）、図６（ｉ）へ変化する。その後、図示しない搬送装置により、グローブ６を取り出す。
【００４７】
グローブ６の外壁面に段差を設け、ヒートシンクへの挿入部の肉厚を光線通過部の肉厚（グローブの光線通過部の膜厚ｔ１）より薄くすることにより、グローブ６の最内周の径を大きくでき、反射板の外径を大きくすることが可能になり、より広い配光角を得ることが可能になる。
【００４８】
また中間品８（パリソン）の外周部に段差を設け、ホルダーへの挿入部の肉厚をその上部の変形部肉厚よりも薄くすることにより、ホルダーへの挿入部とその上部の変形部との温度勾配を大きくすることが可能になり、ブロー成形時にホルダーへの挿入部の上方に発生する白化による外観不良や挿入部の変形等の不良が発生しにくくなる。
【００４９】
更に、くさび構造により中間品の内壁部を圧縮して中間品を固定するため、中間品をホルダーに固定するための突起形状が不要になり、ブロー成形後に不要な箇所を切断する工程が不要になる。
【００５０】
ヒートシンクへの挿入部の肉厚及び中間品のホルダーへの挿入部の肉厚は薄い程良いが、ヒートシンク４への挿入部の機械強度を満足させるために、本実施例ではヒートシンク４への挿入部の肉厚（グローブのヒートシンクへの挿入部の肉厚ｔ２）を０．４ｍｍ以上にしている。また、挿入部の厚みが、光線通過部の肉厚の３分の２以下の理由は、３分の２より厚いと、課題のところで説明したように、ブロー成形時に圧縮空気を注入する前に温度が低下することにより、その付近で白化等の外観不良が発生したり、逆に固定部の温度が高く固定部の形状変化が起こる。
【００５１】
この発明では、段差を設け、かつ、厚みを変えているので、温度差がつき、光線通過部には、白化、形状変化が起こらない。さらに、グローブ６のヒートシンクへのはめ込み部分を広くすることができ、光を広配光で放出できる。さらに、挿入部分が一段薄くできているので、ヒートシンク４へもはめ込みもしやすい。
【００５２】
なお、製造条件、製造装置などは１例であり、上記のものに限られない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は合成樹脂グローブの形状および合成樹脂グローブを製造するためのブロー成形金型に適用される。
【符号の説明】
【００５４】
１ アルミプレート
２ 基台
４ ヒートシンク
５ 金具
６ グローブ
８ 中間品
９ ホルダー
１０ ブロー成形型
１１ 圧縮空気供給口
１２ 切断面
２１ 半導体発光素子
３１ 第１反射板
３２ 第２反射板
６１ 光線通過部
６２ 挿入部
６３ 段差
７１ 通過して直進する光
７２ 反射して横方向に方向を変える光
７３ 反射して下方向に方向を変える光
８１ 変形部
８２ 押さえ代
８３ 段差
１０１ 金型ベース
１０２ 固定側型板
１０３ 可動側型板
１０４ スピリングガイド
１０５ スプリング
１０６ くさびガイド
１０７ くさび
１０８ ホルダー
１０９ シャフト
１１０ 圧縮空気供給口
１１１ 圧縮空気排出口
２０１ スプルーブッシュ
２０２ スプルー部
２０３ 固定側取付板
２０４ ランナーストリッパープレート
２０５ ストップボルト
２０６ プラーボルト
２０７ サポートピン
２０８ ランナー部
２０９ ランナーゲート
２１０ パリソン外周形状
２１１ 固定側型板
２１２ 引張りリンク
２１３ 中子
２１４ ストリッパープレート
２１５ エジェクトピン
２１６ 可動側型板
２１７ エジェクトプレート
２１８ エジェクトロッド
２１９ 空隙部
３０１ プリヒートベース
３０２ パリソンホルダー
３０３ ヒータ
３０４ 温度センサー
３０５ プリヒートブロック
３０６ バンドヒータ
３０７ 温度センサー
３１１ 窓部
４０１ 合成樹脂シート
４０２ 分割金型
４０３ クランプ
４０４ プラグ
４０５ 開口部
４０６ 通気孔
４０７ 通路
４０８ 型面
４０９ 成形品
４１０ 密着した合成樹脂シート
ｔ１ グローブの光線通過部の膜厚
ｔ２ グローブのヒートシンクへの挿入部の肉厚
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明用電球と、照明用電球用合成樹脂グローブ成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
照明用電球の代表的な構成図を図８に示す。図８は広配光を実現するＬＥＤ電球の構成図であり、アルミプレート１に半導体発光素子２１を実装した基台２が固定されており、更に第１反射板３１、第２反射板３２がアルミプレート１に固定されている。アルミプレート１の周囲にはヒートシンク４が固定されており、ヒートシンク４の下方には金具５が固定されている。アルミプレート１、ヒートシンク４、金具５に囲まれた空間部には図示しない電源回路が装着されており、アルミプレート１上面には基台２を保護するためのグローブ６が固定されている。
【０００３】
半導体発光素子２１より発光した光は第１反射板３１の窓部３１１を通過して直進する光７１、第１反射板３１の窓部３１１を通過した後に第２反射板３２にて反射して横方向に方向を変える光７２、第１反射板３１により反射して下方向に方向を変える光７３に分かれる。この電球の配光角を広げるためには第１反射板３１により反射され、グローブ６を通過した反射して下方向に方向を変える光７３をグローブ６にて拡散することが望ましい。そのため、通常グローブ６の材料には拡散材料を含有した合成樹脂材料が用いられる。
【０００４】
グローブ６の形状は、光の配光を均一にするために球状或は楕円体の形状をし、より後方の光を確保するためにはグローブ６の外径はヒートシンク４の外径に対して大きいことが望まれる。そのために、グローブ６は袋状の形状であることが好ましい。そのために従来では、グローブの製造方法として、射出成形法により有底筒状の中間品（パリソン）を予め製作しておき、ブロー成形型内において圧縮空気で膨らませることによって所望のグローブ形状に成形する方法が主に用いられている。
【０００５】
この従来のブロー成形法によるグローブ成形のプロセスを図９（ａ）から図９（ｄ）により説明する。図９（ａ）は中間品８をブロー成形型１０にセットした状態の図である。射出成形法により成形された中間品８を棒状の加熱具９に挿入して予め軟化させた後に、ブロー成形型１０にセットされ、ブロー成形型１０を閉じる。その後、圧縮空気供給口１１から供給さえた圧縮空気で膨らませる。図９（ｂ）は圧縮空気により中間品８が膨張し、所望のグローブ形状に成形された図である。
【０００６】
図９（ｃ）は上記により成形されたグローブ６の形状図であるが、ブロー成形においては中間品８に圧縮空気を供給するホルダー部９にエアー漏れが無いように強く抑える必要があるために中間品８に突起を有する押さえ代８２を設け、押さえ治具により強固に固定する。押さえ代８２は成形後に切断面１２より切断され、図９（ｄ）で示すようなグローブ形状に形成される。
【０００７】
特許文献１では、合成樹脂シートを真空吸引により治具に固定した後に成形型内において圧縮空気で膨らませることによって所望のグローブ形状に成形し、余分な部分を切り落とすという方法によりグローブ６を製造する方法も提案されている。
【０００８】
特許文献１の方法を、図１０（ａ）から図１０（ｆ）を用いて説明する。図１０（ａ）において、ブロー成形用の分割金型４０２上にクランプ４０３が配置され、その上方に棒状のプラグ４０４が配置された成形装置が準備されている。分割金型４０２は左右に分かれて待機しており、クランプ４０３は合成樹脂シート４０１が水平にはさまれている。合成樹脂シート４０１は予め加熱軟化され、クランプ４０３により固定されている。
【０００９】
プラグ４０４を下降させて、加熱により軟化した合成樹脂シート４０１を図１０（ｂ）に示すようにその球状の先端で垂直に押し、クランプ４０３の開口部４０５を境に分離金型４０２内に伸ばす。
【００１０】
プラグ４０４周壁には数箇所の通気孔４０６が有り、取付部内に配置された通路４０７を介して図示しない真空装置及び圧縮空気発生装置に通じている。そこで、まず真空装置を作動させて、軟化状態にある合成樹脂シート４０１をプラグ４０４の通気孔４０６を通じて直ちに真空で引き込み、図１０（ｃ）に示すようにプラグ４０４に密着させる。そして図１０（ｄ）に示すように分離金型４０２を閉じ、次に圧縮空気発生機を作動させ、通気孔４０６から噴出する圧縮空気により、図１０（ｅ）に示すようにてプラグ４０４に密着した合成樹脂シート４１０を型面４０８に密着させる。
【００１１】
その後、図１０（ｆ）に示すように分離金型４０２を開き、クランプ４０３を開放することにより、成形品４０９を取り出す。
【００１２】
取り出された成型品４０９は次工程で余分な部分がカットされ、グローブが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭５８−２０９５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
反射板により光線を反射させてグローブ後方に光を導き、広配光を実現する照明用電球においては、上記反射板の外径をできるだけ大きくすることが求められる。グローブの取り付けは、上記反射板装着後に行われるために、グローブ内径は反射板外径よりも大きい必要があり、グローブ内径もできるだけ広くすることが望まれるが、上記のブロー成形法では、どちらもグローブのヒートシンクへの挿入部の厚みはその上部の光線通過部の厚みと同じ厚みになり、グローブ内径を大きくすることができないといった問題があった。
【００１５】
また、中間品の固定部である押さえ代８２（図９（ａ）参照）上部付近はブロー成形時に圧縮空気を注入する前に温度が低下することにより、その付近で白化等の外観不良が発生したり、逆に固定部の温度が高く固定部の形状変化が発生したりするため、固定部が外観品質を要求される箇所から離れた位置に設ける必要があった。そのため、図９に示すような、予め射出成形法により有底筒状の中間品を製作してブロー成形を行う方法では、グローブのヒートシンクに挿入する部分よりも下方に突起を有する押さえ代を設け成形後に切断していた。また図１０に示す特許文献１の合成樹脂シートを用いる方法においても、成形後に余分な箇所を切り落とす必要があった。
【００１６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、配光特性が良好な照明用グローブを低コストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記欠点や課題を解消するために、本発明は、半導体発光素子を実装した基台と、前記基台の下部に配置されたヒートシンクと、前記基台上方で前記ヒートシンクと組み合わされる中空で球状のグローブと、前記ヒートシンクの下部で電源へ接続される金具とからなる発光装置であって、前記グローブの前記ヒートシンクに組み合わされる外壁面に段差を設け、かつ、前記段差の下部の厚みを上部の部分の厚みより薄くしたことを特徴とする発光装置を用いる。
【００１８】
射出成形法により中間品を成形する成形工程と、前記中間品を加熱具にて軟化させ、圧縮空気で膨らませて、かつ、金型で圧縮してグローブ形状を形成するブロー工程とからなり、前記中間品の高さ寸法が完成後のグローブの高さ寸法よりも高くし、前記圧縮にて高さを低く圧縮し、且つ、前記中間品の内壁を周方向に広げて膨らませることを特徴とする発光装置のグローブ成形方法を用いる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法によると、光線通過部とグローブ挿入部との境界部に段差を設けることにより、グローブの光線通過部の最下点に対するグローブ最内周までの距離が短くできるために、反射板の外径を大きくすることが可能になり、より広い配光角を得ることが可能になる。また、ブロー成形後に余分な部分を切り落とす工程が不要になり、グローブの製造コストを大幅に削減できるといった効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例のグローブ形状の断面図
【図２】（ａ）本発明の中間品の断面図、（ｂ）本発明のグローブの断面図
【図３】（ａ）実施例における射出成形金型の成形開始前（型開状態）の状態図、（ｂ）実施例における射出成形金型の型締め、射出後の状態図、（ｃ）実施例における射出成形金型の射出、冷却が完了し、型開き動作を行った後の状態図、（ｄ）実施例における射出成形金型の成形品（中間品）を取り出す時の状態図
【図４】（ａ）実施例の加熱具の加熱具に中間品を挿入する時の状態図、（ｂ）実施例の加熱具の加熱具の動作を示す図、（ｃ）実施例の加熱具の加熱具で中間品を加熱する時の状態図
【図５】実施例のブロー成形型の構成図
【図６】実施例のブロー成形型にいける（ａ）ブロー成形型に中間品を供給した時の状態図、（ｂ）ブロー成形型を閉じる工程において、中間品が固定側型板に接触した時点での状態図、（ｃ）ブロー成形型を閉じる工程において、ホルダー部がベース金型に接触した時点での状態図、（ｄ）ブロー成形型が完全に型締めされた野の状態図、（ｅ）圧縮空気を供給し、中間品を膨らませる時の状態図、（ｆ）圧縮空気を開放させる時の状態図、（ｇ）グローブ形成工程が完了し、型開きを開始する直前の状態図、（ｈ）ブロー成形型を開く途中での状態図、（ｉ）ブロー成形型の型開き動作が完了した時の状態図
【図７】実施例のブロー成形型の（ａ）くさびが下降した状態での中間品とくさびとの関係を示す図、（ｂ）くさびが上昇した状態での中間品とくさびとの関係を示す図
【図８】従来のＬＥＤ電球の断面図
【図９】従来例のブロー成形型の、（ａ）中間品をグローブ成形型にセットし、型を閉じた時の状態図、（ｂ）中間品を圧縮空気にて膨らませた後の状態図、（ｃ）ブロー成形直後のグローブ形状の状態図、（ｄ）不要部を切断した後のグローブ形状の状態図
【図１０】特許文献１を説明する、（ａ）合成樹脂シートをブロー成形装置にセットした状態図、（ｂ）プラグを合成樹脂シートに押し付けた時の状態図、（ｃ）真空吸引により、合成樹脂シートをプラグに密着させた時の状態図、（ｄ）金型を閉じた時の状態図、（ｅ）圧縮空気を供給し、合成樹脂シートを膨らませ、型面に密着させた時の状態図、（ｆ）金型を開いた時の状態図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（構造）
本発明の実施例のグローブ形状を図１に示す。グローブ６の材料には拡散材料を含有した合成樹脂材料（ポリメチルメタアクリレート、ポリスチレン、ＡＢＳ，ＡＳ，ポリアセタール、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、塩化ビニルなど）を使用している。グローブ６の光線通過部６１とヒートシンクへの挿入部６２の境界部には外壁面に段差６３を設けており、ヒートシンクへの挿入部６２の肉厚（グローブのヒートシンクへの挿入部の肉厚ｔ２）は光線通過部６１部の肉厚（グローブの光線通過部の膜厚ｔ１）の２／３以下になっている。また、グローブ６の内壁部には段差が無く連続した形状になっている。ここで、光線通過部６１部の肉厚は、ほぼ一定の厚みである。グローブの光線通過部の膜厚ｔ１は、この例では、約１．５ｍｍである。後の製法のところで説明するが、高さ方向に圧縮してグローブ６を成形するので、この例のグローブ６は、端面から段差６３まで直線で、その後、一端、外側、外径へ広がり（グローブ６の中心から離れ）、その後、球状となる。左右、前後、対称形状である。この広がり部分で、図８で説明した、反射して下方向に方向を変える光７３を、より広い配光角で放出することが可能である。
【００２２】
外形へ広がった領域は、半導体素子２１が実装された位置に対応する側面部分である。または、第１反射板３１、第２反射板３２に対応する側面である。上部部分は球面である。
【００２３】
照明装置としては、グローブ６以外は、図８に示す従来の照明装置と同様である。照明装置内部には、アルミプレート１に半導体発光素子２１を実装した基台２が固定されており、更に反射板３１、反射板３２がアルミプレート１に固定されている。アルミプレート１の周囲下部にはヒートシンク４が固定されており、ヒートシンク４の下方には金具５が固定されている。アルミプレート１、ヒートシンク４、金具５に囲まれた空間部には図示しない電源回路が装着されており、アルミプレート１上面には基台２を保護するためのグローブ６が固定されている。半導体発光素子２１より発光した光は反射板３１の窓部３１１を通過して直進する光７１、反射板３１の窓部３１１を通過した後に反射板３２にて反射して横方向に方向を変える光７２、反射板３１により反射して下方向に方向を変える光７３に分かれる。この電球の配光角を広げるためには反射板３１により反射され、グローブ６を通過した光７３をグローブ６にて拡散することが望ましい。そのため、通常グローブ６の材料には拡散材料を含有した合成樹脂材料が用いられる。
【００２４】
本願発明のグローブ６は、ヒートシンク４と組み合わされ、半導体素子２１を覆う中空で球状である。
【００２５】
（製造方法）
以下に、本発明の実施例における中間品８の成形から、グローブ６の成形までのプロセスを説明する。
【００２６】
本発明の実施例では、上記の合成樹脂材料を用いて、射出成形法により、図２（ａ）に示す中間品８を成形する。中間品８の外周部には段差８３を設け、ホルダー１０８への挿入部の押さえ代８２の肉厚をその上部の変形部８１肉厚の２／３以下にしている。中間品８の内壁部には段差が無く連続した形状になっている。
【００２７】
中間品８の高さ寸法は図２（ｂ）で示すブロー成形後に形成されるグローブ６（図１）の高さ寸法よりも△ｈだけ高い形状をしている。△ｈの値は、ブロー成形の型締め動作において、中間品８を完全に圧縮し、金型を完全に閉じきるのに必要な型締め力が図２のスプリング１０５をたわますのに必要な力以上になるように設定している。この△ｈの値は中間品８の形状（外径、肉厚等）及び上記スプリング力に依存する。全体の高さ５０ｍｍの場合、△ｈは、約５ｍｍ（約１割）程度である。
【００２８】
以下に、本発明の実施例におけるグローブ６の製造プロセスを説明する。本実施例において、グローブ６の製造プロセスは射出成形（図３）の工程、熱処理の工程（図４）、ブロー成形の工程（図６）からなる。
【００２９】
本発明の実施例では射出成形法により、図２（ａ）に示す中間品８を成形する。中間品８の高さ寸法は図２（ｂ）で示すブロー成形後に形成されるグローブ６の高さ寸法よりも△ｈだけ高い形状をしている。
【００３０】
（射出成形の工程）
図３（ａ）から図３（ｄ）に示す射出成形金型は本実施例で使用した３プレート金型の構成及び射出成形工程における状態を示すものである。
【００３１】
図３（ａ）は射出成形機において、型締め動作を開始する前の金型の状態図である。
【００３２】
固定側取付板２０３には、スプルーブッシュ２０１が配置されており、スプルーブッシュ２０１の内部には樹脂を注入するためのスプルー部２０２が形成されている。固定側取付板２０３下方部にはランナーストリッパープレート２０４が設けられている。ランナーストリッパープレート２０４の更に下方部には固定側型板２１１が設けられている。固定側取付板２０３、ランナーストリッパープレート２０４、及び固定側型板２１１はサポートピン２０７でそれぞれガイドされており、ランナーストリッパープレート２０４に固定されたストップボルト２０５によりランナーストリッパープレート２０４と固定側取付板２０３との開き量が規制されている。またランナーストリッパープレート２０４にはプラーボルト２０６が固定されており、固定側型板２１１との開き量が規制されている。
【００３３】
固定側型板２１１には、中間品８に相当するパリソン外周形状２１０が形成され、その上部に樹脂を流し込むためのランナー部２０８が形成されている。ランナー部２０８の先端部はテーパ形状で絞られ、ランナーと中間品８とを分離するためのランアーゲート２０９が形成されている。
【００３４】
固定側型板２１１の下方には可動側型板２１６が配置され、可動側型板２１６の中央部には中子２１３が固定されている。可動側型板２１６と中子２１３の間には成形後に中間品８を突き出すためのストリッパープレート２１４が配置されており、ストリッパープレート２１４はエジェクトピン２１５を介して、エジェクトプレート２１７に連結している。エジェクトプレート２１７は射出成形装置のエジェクトロッド２１８に接触している。固定側型板２１１と固定側型板２１１は引張りリンク２１２により連結されている。
【００３５】
図示しない射出成形機の型締め駆動装置により、可動側型板２１６が上昇し、型締め動作が行われた後に、図３（ｂ）に示すように、図示しない射出装置により、スプルー部２０２より溶融樹脂が射出注入され、固定側型板２１１と中子２１３の間に形成された空隙部２１９に溶融樹脂が充填され、中間品８が成形される。
【００３６】
空隙部２１９に充填された溶融樹脂は金型内で冷却固化され、図３（ｃ）に示すように、図示しない型締め駆動装置により型開き動作がなされ、固定側型板２１１と固定側型板２１１が開くことにより、ランナー部２０８と中間品８がランナーゲート２０９で分離される。更に型開き動作を続けることにより、引張りリンク２１２により固定側型板２１１が引っ張られ、固定側型板２１１が開き、続いてプラーボルト２０６により、ランナーストリッパープレート２０４が開く。
【００３７】
図３（ｄ）に示すように、図示しないエジェクト駆動装置によりエジェクトロッド２１８を突き出すことにより、エジェクトプレート２１７、エジェクトピン２１５を介してストリッパープレート２１４が突き出され、中間品８が中子２１３から離型され、図示しない取り出し装置により中間品８及びスプルーランナー２２０が取り出される。例えば、ポリカーボネート樹脂材料の場合、荷重たわみ温度が１２０℃から１３０℃のため、上記の取り出し温度は１００℃から１２０℃である。
【００３８】
（熱処理の工程）
本発明の実施例における加熱具の構成を図４に示す。図示しない架台に固定されたプリヒートベース３０１にはヒータ３０３及び温度センサー３０４が設けられており、樹脂材料の荷重たわみ温度より高い、一定の温度に制御されている。（ポリカーボネート樹脂材料の場合、１８０℃〜２３０℃）プリヒートベース３０１にはパリソンホルダー３０２が固定されており、プリヒートベース３０１からの熱伝導で樹脂材料の荷重たわみ温度より高い温度に保持されている。（ポリカーボネート樹脂材料の場合、１５０℃〜２００℃）。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、射出成形金型から図示しない取出し装置等により取出された中間品８はパリソンホルダー３０２に挿入される。その後、図４（ｂ）に示すように、図示しない上下駆動装置に連結したプリヒートブロック３０５が、上下駆動装置により下降し、中間品８に対して適正な位置に到達した時点で停止する（図４（ｃ）参照）。この時、プリヒートブロック３０５と中間品８との距離は１ｍｍ以下になっている。プリヒートブロック３０５にはバンドヒータ３０６及び温度センサー３０７が設けられており、樹脂材料の荷重たわみ温度よりも充分に高い温度に制御されている。（ポリカーボネート樹脂材料の場合、２００℃〜３００℃）一定時間が経過して、中間品８の温度が樹脂材料の荷重たわみ温度以上になり（ポリカーボネート樹脂材料の場合、１３０℃〜１４０℃）、中間品８が軟化した状態で、上下駆動装置によりプリヒートブロック３０５を上昇させ、図示しない取出し装置により、ブロー成形型に搬送する。
【００４０】
（ブロー成形の工程）
まず、上記合成樹脂グローブ６を製造するためのブロー成形型の構成図を図５に示す。
【００４１】
金型ベース１０１にはスプリングガイド１０４、スプリング１０５を介してホルダー１０８が接続されており、ホルダー１０８上部には可動側型板１０３が固定されている。ホルダー１０８の中央部にはくさびガイド１０６が固定されており、くさびガイド１０６の外周部にくさび１０７が接触している。くさび１０７にはシャフト１０９が固定されている。シャフト１０９はホルダー１０８を通過して金型ベース１０１に接触している。可動側型板１０３の上部には固定側型板１０２が配置されている。くさびガイド１０６には圧縮空気を注入するための圧縮空気供給口１１０と金型内の空気を開放するための圧縮空気排出口１１１が設けられている。
【００４２】
軟化した中間品８をブロー成形型に搬送した後のプロセスに関して、図６（ａ）から図６（ｉ）を用いて説明する。
【００４３】
熱処理工程の図４の上記加熱具により軟化させた中間品８は、図示しない搬送装置により、ホルダー１０８に挿入される（図６（ａ））。中間品８挿入後、図示しない型締め装置により可動側型板１０３が上昇し、中間品８の天面が固定側型板１０２に接触した時点（図６（ｂ））で、スプリング１０５がたわみ、ホルダー１０８と金型ベース１０１との隙間が減少し始める。上記動作により、くさび１０７に固定されたシャフト１０９が金型ベース１０１に接触して、くさび１０７が上昇して中間品８の押さえ代８２を内周部が広がる方向に圧縮し、中間品８がホルダー１０８に強固に固定される（図６（ｃ））。この時のくさび１０７及び中間品８の関係の拡大図を図７に示す。
【００４４】
図７（ａ）は、くさび１０７が下降した状態での中間品８と、くさび１０７と、可動側型板１０３との関係を示す図であり、図７（ｂ）は、くさび１０７が上昇した状態での中間品８と、くさび１０７と、可動側型板１０３との関係を示す図である。くさび１０７が、矢印の方向へ上昇することにより、中間品８は周方向（矢印の方向）に圧縮される。本実施例ではこの時の圧縮量を押さえ代８２の肉厚の３％から１０％になるように設定している。この圧縮量が少なすぎる場合は、ブロー成形時にホルダー１０８から中間品８が抜け、形状不良が発生するか或はホルダー１０８部からのエアー漏れが発生したりする。また、圧縮量が大きすぎる場合は、ブロー成形後にホルダー１０８からグローブ６を取り出す時の抵抗が大きくなり、取り出し不良が発生したり、上記抵抗による中間品８に変形が発生したりする。くさび１０７が上昇して、上記中間品８を圧縮する際に、中間品８にはその摩擦による上方向に押し上げる力が発生するために、スプリング１０５（図６）の設定値は、その押し上げ力以上の値に設定する必要がある。
【００４５】
くさび１０７が上昇した後も、更に型締め動作を続けることにより、中間品８は、圧縮され、周方向に膨張する（図６（ｄ））。一定時間経過し、中間品８の押さえ代８２が冷却され、その部分の温度が樹脂材料の荷重たわみ温度よりも充分に低くなった時点で、圧縮空気供給口１１０から、図示しない圧縮空気発生装置により高圧エアーを注入する。ここで注入するエアーの圧力は中間品８が塑性変形し、表面全体が固定側型板１０２の内壁に押し付けられるだけの圧力が必要であり、本実施例では３ＭＰａ〜４ＭＰａの高圧エアーを注入している（図６（ｅ））。
【００４６】
高圧エアーの注入により、中間品８が膨張し、所望のグローブ形状が形成された時点で、圧縮空気排出口１１１を開放し、金型内の空気を排出する（図６（ｆ））。中間品８が膨張して形成されたグローブ６全体の温度が樹脂材料の荷重たわみ温度以下になった時点で、図示しない型締め駆動装置により型開きを行い、図６（ｇ）から、図６（ｈ）、図６（ｉ）へ変化する。その後、図示しない搬送装置により、グローブ６を取り出す。
【００４７】
グローブ６の外壁面に段差を設け、ヒートシンクへの挿入部の肉厚を光線通過部の肉厚（グローブの光線通過部の膜厚ｔ１）より薄くすることにより、グローブ６の最内周の径を大きくでき、反射板の外径を大きくすることが可能になり、より広い配光角を得ることが可能になる。
【００４８】
また中間品８（パリソン）の外周部に段差を設け、ホルダーへの挿入部の肉厚をその上部の変形部肉厚よりも薄くすることにより、ホルダーへの挿入部とその上部の変形部との温度勾配を大きくすることが可能になり、ブロー成形時にホルダーへの挿入部の上方に発生する白化による外観不良や挿入部の変形等の不良が発生しにくくなる。
【００４９】
更に、くさび構造により中間品の内壁部を圧縮して中間品を固定するため、中間品をホルダーに固定するための突起形状が不要になり、ブロー成形後に不要な箇所を切断する工程が不要になる。
【００５０】
ヒートシンクへの挿入部の肉厚及び中間品のホルダーへの挿入部の肉厚は薄い程良いが、ヒートシンク４への挿入部の機械強度を満足させるために、本実施例ではヒートシンク４への挿入部の肉厚（グローブのヒートシンクへの挿入部の肉厚ｔ２）を０．４ｍｍ以上にしている。また、挿入部の厚みが、光線通過部の肉厚の３分の２以下の理由は、３分の２より厚いと、課題のところで説明したように、ブロー成形時に圧縮空気を注入する前に温度が低下することにより、その付近で白化等の外観不良が発生したり、逆に固定部の温度が高く固定部の形状変化が起こる。
【００５１】
この発明では、段差を設け、かつ、厚みを変えているので、温度差がつき、光線通過部には、白化、形状変化が起こらない。さらに、グローブ６のヒートシンクへのはめ込み部分を広くすることができ、光を広配光で放出できる。さらに、挿入部分が一段薄くできているので、ヒートシンク４へもはめ込みもしやすい。
【００５２】
なお、製造条件、製造装置などは１例であり、上記のものに限られない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は合成樹脂グローブの形状および合成樹脂グローブを製造するためのブロー成形金型に適用される。
【符号の説明】
【００５４】
１ アルミプレート
２ 基台
４ ヒートシンク
５ 金具
６ グローブ
８ 中間品
９ ホルダー
１０ ブロー成形型
１１ 圧縮空気供給口
１２ 切断面
２１ 半導体発光素子
３１ 第１反射板
３２ 第２反射板
６１ 光線通過部
６２ 挿入部
６３ 段差
７１ 通過して直進する光
７２ 反射して横方向に方向を変える光
７３ 反射して下方向に方向を変える光
８１ 変形部
８２ 押さえ代
８３ 段差
１０１ 金型ベース
１０２ 固定側型板
１０３ 可動側型板
１０４ スピリングガイド
１０５ スプリング
１０６ くさびガイド
１０７ くさび
１０８ ホルダー
１０９ シャフト
１１０ 圧縮空気供給口
１１１ 圧縮空気排出口
２０１ スプルーブッシュ
２０２ スプルー部
２０３ 固定側取付板
２０４ ランナーストリッパープレート
２０５ ストップボルト
２０６ プラーボルト
２０７ サポートピン
２０８ ランナー部
２０９ ランナーゲート
２１０ パリソン外周形状
２１１ 固定側型板
２１２ 引張りリンク
２１３ 中子
２１４ ストリッパープレート
２１５ エジェクトピン
２１６ 可動側型板
２１７ エジェクトプレート
２１８ エジェクトロッド
２１９ 空隙部
３０１ プリヒートベース
３０２ パリソンホルダー
３０３ ヒータ
３０４ 温度センサー
３０５ プリヒートブロック
３０６ バンドヒータ
３０７ 温度センサー
３１１ 窓部
４０１ 合成樹脂シート
４０２ 分割金型
４０３ クランプ
４０４ プラグ
４０５ 開口部
４０６ 通気孔
４０７ 通路
４０８ 型面
４０９ 成形品
４１０ 密着した合成樹脂シート
ｔ１ グローブの光線通過部の膜厚
ｔ２ グローブのヒートシンクへの挿入部の肉厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体発光素子を実装した基台と、
前記基台の下部に配置されたヒートシンクと、
前記基台上方で前記ヒートシンクと組み合わされ、前記半導体素子を覆う中空で球状のグローブと、
前記ヒートシンクの下部で電源へ接続される金具
とからなる発光装置であって、
前記グローブの前記ヒートシンクに組み合わされる外壁面に段差を設け、
かつ、前記段差の下部の厚みを上部の部分の厚みより薄くしたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記段差は、前記グローブの光通過部と、前記グローブのヒートシンクへの挿入部との間に設けた請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記グローブの前記段差の下部の厚みが、上部の前記グローブ部分の厚みの３分の２より薄い請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
前記グローブの前記段差の下部の厚みが、０．４ｍｍ以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記グローブの形状は、前記半導体発光素子の位置に対応する側面部分は、外側へ広がり、前記半導体発光素子の上部の領域は球状の形状であり、左右、前後対称の図形である請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
射出成形法により中間品を成形する成形工程と、
前記中間品を加熱具にて軟化させ、圧縮空気で膨らませて、かつ、金型で圧縮してグローブ形状を形成するブロー工程とからなり、
前記中間品の高さ寸法が完成後のグローブの高さ寸法よりも高くし、前記圧縮にて高さを低く圧縮し、且つ、前記中間品の内壁を周方向に広げて膨らませることを特徴とする発光装置のグローブ成形方法。
【請求項７】
前記中間品の外壁面に段差を設け、前記ブロー工程の前記金型の固定部に挿入する部分の厚みをその上部の前記中間品の厚みより薄くした請求項６記載の発光装置のグローブ成形方法。
【請求項８】
前記ブロー工程の前記金型の固定部に挿入する部分の厚みが、その上部の前記中間品の厚みの３分の２以下とした請求項７記載の発光装置のグローブ成形方法。
【請求項１】
半導体発光素子を実装した基台と、
前記基台の下部に配置されたヒートシンクと、
前記基台上方で前記ヒートシンクと組み合わされ、前記半導体素子を覆う中空で球状のグローブと、
前記ヒートシンクの下部で電源へ接続される金具
とからなる発光装置であって、
前記グローブの前記ヒートシンクに組み合わされる外壁面に段差を設け、
かつ、前記段差の下部の厚みを上部の部分の厚みより薄くしたことを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記段差は、前記グローブの光通過部と、前記グローブのヒートシンクへの挿入部との間に設けた請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
前記グローブの前記段差の下部の厚みが、上部の前記グローブ部分の厚みの３分の２より薄い請求項１または２記載の発光装置。
【請求項４】
前記グローブの前記段差の下部の厚みが、０．４ｍｍ以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記グローブの形状は、前記半導体発光素子の位置に対応する側面部分は、外側へ広がり、前記半導体発光素子の上部の領域は球状の形状であり、左右、前後対称の図形である請求項１から４のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項６】
射出成形法により中間品を成形する成形工程と、
前記中間品を加熱具にて軟化させ、圧縮空気で膨らませて、かつ、金型で圧縮してグローブ形状を形成するブロー工程とからなり、
前記中間品の高さ寸法が完成後のグローブの高さ寸法よりも高くし、前記圧縮にて高さを低く圧縮し、且つ、前記中間品の内壁を周方向に広げて膨らませることを特徴とする発光装置のグローブ成形方法。
【請求項７】
前記中間品の外壁面に段差を設け、前記ブロー工程の前記金型の固定部に挿入する部分の厚みをその上部の前記中間品の厚みより薄くした請求項６記載の発光装置のグローブ成形方法。
【請求項８】
前記ブロー工程の前記金型の固定部に挿入する部分の厚みが、その上部の前記中間品の厚みの３分の２以下とした請求項７記載の発光装置のグローブ成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１９５１３０（Ｐ２０１２−１９５１３０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５７５１１（Ｐ２０１１−５７５１１）
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１６日（２０１１．３．１６）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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