発光装置及び照明装置
【課題】簡単な構成でセラミックス製の基板の破損を抑制できる発光装置及びこの発光装置を備えた照明装置を提供すること。
【解決手段】本発明は、複数の発光素子３２が実装されるとともに、ねじ貫通部３６が形成されたセラミックス製の基板３１と、前記ねじ貫通部３６を貫通し、前記基板３１が取付けられる取付部２にねじ込まれるとともに、ねじ込まれることにより、ねじ貫通部３６の縁部Ｅにねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段を有して基板３１を取付部２に保持する取付ねじ３３とを備えた発光装置３である。
【解決手段】本発明は、複数の発光素子３２が実装されるとともに、ねじ貫通部３６が形成されたセラミックス製の基板３１と、前記ねじ貫通部３６を貫通し、前記基板３１が取付けられる取付部２にねじ込まれるとともに、ねじ込まれることにより、ねじ貫通部３６の縁部Ｅにねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段を有して基板３１を取付部２に保持する取付ねじ３３とを備えた発光装置３である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置及びこれを備えた照明装置に関する。
【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、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする発光装置にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。
このような発光装置において、発光素子を実装する基板には、放熱性の向上の他、電気絶縁性や耐熱性の確保が要求される。
【０００３】
これらの要求を充足するため、発光素子を実装する基板としてセラミックス製の基板を用いる発光装置が知られている。このセラミックス製の基板は、放熱部材等の取付部に取付ねじによって固定されている。
【０００４】
ところが、セラミックス製の基板は、脆く割れやすい性質を有している。このため、セラミックス製の基板を取付部に取付ねじによって固定すると、取付ねじの締付け力が基板にかかり、基板に割れが発生する場合がある。
さらに、セラミックス製の基板と取付部との熱膨張率の相違から、発光装置の使用中に、セラミックス製の基板に応力がかかり、基板が破損することがある。
【０００５】
このようなセラミックス製の基板の破損を回避するため、セラミックス製の基板を取付部に固定する方法として、基板の表面側から弾性部材によって押圧して取付部に固定する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２７４１２号公報
【特許文献２】特開２００９−９４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような固定方法では、構成が複雑化するとともに、部品点数が増加し、固定作業が煩雑化する虞が生じる。
【０００８】
本発明の実施形態は、上記課題に鑑みなされたもので、簡単な構成によりセラミックス製の基板の破損を抑制できる発光装置及びこの発光装置を備えた照明装置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】
【０００９】
本発明の実施形態による発光装置は、複数の発光素子が実装されるとともに、ねじ貫通部が形成されたセラミックス製の基板を備えている。
【００１０】
また、前記ねじ貫通部を貫通し、前記基板が取付けられる取付部にねじ込まれるとともに、ねじ込まれることにより、ねじ貫通部の縁部にねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段を有して基板を取付部に保持する取付ねじを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、簡単な構成によりセラミックス製の基板の破損を抑制できる発光装置及びこの発光装置を備えた照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置（ＬＥＤランプ）を示す斜視図である。
【図２】同断面図である。
【図３】同発光装置を取付けた状態を示す斜視図である。
【図４】同発光装置を示す斜視図である。
【図５】同取付ねじを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図６】同発光装置の取付状態を示す一部断面図である。
【図７】同発光装置の取付状態を示す断面図である。
【図８】同じく、発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す断面図である。
【図９】同発光装置を照明装置（道路灯）に配設した例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る発光装置における取付ねじを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図１１】同発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る発光装置における取付ねじを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図１３】同発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【図１５】従来例に係る発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図８を参照して説明する。図１及び図２は、照明装置として電球形ＬＥＤランプを示している。図３乃至図８は、前記電球形ＬＥＤランプに配設された発光装置を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、ＬＥＤランプ１は、ランプ本体２と、このランプ本体２に配設された発光装置３と、点灯装置４と、この点灯装置４が収容されたカバー部材５と、カバー部材５に取付けられた口金６と、発光装置３を覆ってランプ本体２に取付けられたグローブ７とを備えている。
【００１５】
ランプ本体２は、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、放熱部材としての機能を有している。また、詳細を後述する発光装置３の取付部としての機能を兼ね備えている。
【００１６】
ランプ本体２は、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円柱をなしている。複数の放熱フィン２１がランプ本体２の外周面に一体に形成されている。ランプ本体２の他端側には、発光装置３を取付けるための取付凹部２２が形成されているとともに、一端側に、カバー部材５を挿入する嵌合凹部２３が形成されている。
【００１７】
また、ランプ本体２の他端側の外周部には、グローブ７の開口側に対向する段部２４が全周に亘って形成されており、この段部２４には、グローブ７から下方に拡散された光を反射するリング２５が取付けられている。
【００１８】
放熱フィン２１は、ランプ本体２の一端側から他端側へと径方向への突出量が徐々に大きくなるように傾斜して形成されており、これら放熱フィン２１は、周方向に互いに略等間隔で形成されている。
【００１９】
図２乃至図４に示すように、発光装置３は、基板３１と、この基板３１の一面側、すなわち、表面側に実装された複数の発光素子３２と、基板３１を取付部としてのランプ本体２に取付ける取付ねじ３３とを備えている。
【００２０】
基板３１は、絶縁性を有し、白色系の酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックス材料から形成されている。基板３１は、略四角形状の多角形状に形成されており、各角部は、Ｒ形状をなしている。
【００２１】
なお、基板３１の材料は、ボロンナイトライド、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、フォルステライト、ステアタイト、低温焼結セラミックス等が適用でき、格別特定の材料に限定されるものではない。また、基板３１の形状は、四角形状に限らず、円形や六角形等の多角形であってもよく、設計に応じて適宜選択が可能である。
【００２２】
基板３１の表面側には、配線パターンが形成されており、この配線パターンは、給電導体及び給電端子から構成されている。給電導体及び給電端子は、基板３１上に例えば、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を主成分とする合金をスクリーン印刷することによって形成されている。なお、スクリーン印刷に代えてめっき処理によって形成することもできる。また、この形成材料には、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の導電性に優れた金属を適用できる。
【００２３】
なお、給電端子には、図示しないコネクタが接続されるようになっており、このコネクタを介して給電端子、給電導体、発光素子３２へと給電されるようになっている。
【００２４】
基板３１の表面上には、複数の発光素子３２が実装されている。発光素子３２は、ＬＥＤのベアチップからなり、基板３１の表面上に直に接着されている。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。これら複数の発光素子３２は、複数の列（発光素子列）を形成して並べられている。
【００２５】
ＬＥＤのベアチップは、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて略直方体形状に形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、上面側に設けられており、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。
【００２６】
これら、電極は、ボンディングワイヤにより電気的に接続されている。ボンディングワイヤは、金（Ａｕ）の細線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤのベアチップの損傷低減のため金（Ａｕ）を主成分とするバンプを介して接続されている。なお、ボンディングワイヤには、例えば、銅線、アルミニウム線及び白金線等の金属細線を適用することができる。
【００２７】
発光素子３２の接続は、個々の発光素子列において、その列が延びる方向に隣接された発光素子３２の異極の電極同士が接続されるようになっている。つまり、隣接された発光素子３２の内で一方の発光素子３２のプラス側電極と、隣接された発光素子３２の内で他方の発光素子３２のマイナス側電極とがボンディングワイヤで順次接続されている。これによって、個々の発光素子列を構成する複数の発光素子３２は電気的に直列に接続される。
【００２８】
基板３１の表面上には、枠部材３４が設けられている。この枠部材３４は、白色の合成樹脂製であり略四角形状に塗布され、内周面で囲まれた枠部材３４の内側に、各発光素子３２が配設されている。つまり、発光素子３２の実装領域は、枠部材３４によって囲まれた状態となっている。
【００２９】
枠部材３４の内側には、封止部材３５が充填されて基板３１上に設けられている。封止部材３５は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、発光素子３２の実装領域を封止している。
【００３０】
また、封止部材３５は、蛍光体を適量含有している。蛍光体は、発光素子３２が発する光で励起されて、発光素子３２が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子３２が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。封止部材３５は、未硬化の状態で枠部材３４の内側に所定量注入された後に加熱硬化させて設けられている。
【００３１】
さらに、基板３１の対角線上の角部には、一対のねじ貫通部３６が形成されている。このねじ貫通部３６は、円形状であり、基板３１の表裏に貫通して形成されている。
【００３２】
一方、ランプ本体２における取付凹部２２には、一対のねじ穴２６が形成されている。このねじ穴２６は、基板３１のねじ貫通部３６と対向して形成されている。
【００３３】
したがって、発光装置３は、取付ねじ３３によってランプ本体２に取付けられる。つまり、発光装置３は、取付凹部２２に載置された状態で、基板３１のねじ貫通部３６を貫通し、取付凹部２２のねじ穴２６にねじ込まれる取付ねじ３３によって取付けられている。
【００３４】
この発光装置３の取付状態について図５乃至図８を参照して詳細に説明する。図５は、取付ねじ３３を示し、図６、図７及び図８は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態を示しており、図６は、取付ねじ３３の側面を示し、ランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。図７及び図８は、取付ねじ３３、ランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。
【００３５】
図５に示すように、本実施形態の取付ねじ３３には、ＴＰねじ（トリプルスクリューねじ）と呼ばれるねじが用いられている。取付ねじ３３は、例えば、ステンレス材料から形成されており、頭部３３ａ、軸部３３ｂ、座面３３ｃを一体に有している。頭部３３ａは、なべ形であり、頂部にはプラスドライバが係合できる十字穴３３ａ1が形成されている。頭部３３ａの下側からは円筒状の軸部３３ｂが延出していて、この軸部３３ｂの外周にはねじ山が形成され雄ねじとして構成されている。
【００３６】
座面３３ｃは、頭部３３ａと軸部３３ｃとの繋ぎ部位である首部に形成されている。座面３３ｃは、皿ばね座金の形状をなし、ばね性を有し比較的大きな外径で鍔状に形成されている。具体的には、座面３３ｃは、頭部３３ａの下側から、この頭部２２ａの外径より大きく、かつ軸部３３ｂの先端方向に向かって傘状に傾斜して形成されている。したがって、座面３３ｃの内側、すなわち、軸部３３ｂ側には、傘状の傾斜に応じた環状のスペース３３ｄが形成されるようになっている。
【００３７】
図６及び図７に示すように、基板３１のねじ貫通部３６が取付凹部２２のねじ穴２６に対応して載置された状態で、取付ねじ３３がねじ穴２６にねじ込まれる。ねじ穴２６の内周にはねじ溝が形成され雌ねじとして構成されている。
【００３８】
取付ねじ３３の軸部３３ｂをねじ貫通部３６に貫通させて、プラスドライバ等の工具の先端を十字穴３３ａ1に挿入し、取付ねじ３３を回動してねじ穴２６にねじ込む。取付ねじ３の回動を進めると、図８に示すように、座面３３ｃの外周部が基板３１の表面上に当接する。さらに、回動を進めると、傘状に傾斜した座面３３ｃが平坦になる方向に弾性変形する。したがって、座面３３ｃに図示矢印Ｆで示すように下側方向、つまり、基板３１を取付凹部２２に圧接するような力が作用し、基板３１が取付凹部２２に固定され保持される。因みに、この場合、取付ねじ３３の締付トルクは、０．２〜０．３Ｎ・ｍに設定されている。
【００３９】
ところで、図１５を参照して従来行われていた発光装置３の取付状態について説明する。図１５は、取付ねじＳによって基板３１が取付凹部２２に固定されている状態を示している。取付ねじＳには、一般的な、なべ形小ねじが用いられている。
【００４０】
取付ねじＳは、頭部Ｓａ、軸部Ｓｂ、座面Ｓｃを一体に有している。この場合、取付ねじＳの座面Ｓｃが小さいことに起因して、締め付け力が貫通部３６の外周縁において座面Ｓｃが食い込むように下側方向に集中し、この力が図示矢印Ｆで示すように、下方斜め横方向に向かって作用する。つまり、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじＳのねじ込み方向と交差する方向の力（矢印Ｆ）が作用することとなる。この力は、ねじ貫通部３６を広げる方向の応力であり、このため、前記のように例えば、０．２〜０．３Ｎ・ｍの締付トルクで取付ねじＳをねじ込むと、ねじ貫通部３６を起点として基板３１に割れが生じる虞が生じる。
【００４１】
加えて、セラミックス製の基板３１と取付部としてランプ本体２との熱膨張率の相違から、発光装置３の使用中に、セラミックス製の基板３１に応力がかかり、上記の取付ねじＳのねじ込みに伴う応力と相俟って、基板３１の割れの発生を助長する結果となる。
【００４２】
しかしながら、再度図５乃至図８に示すように、本実施形態においては、座面３３ｃの内側には、環状のスペース３３ｄが形成されている。このため、取付ねじ３３をねじ穴２６にねじ込んだ際、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに座面３３ｃが当接して、その縁部Ｅに応力がかかることが抑制される。すなわち、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制することが可能となる。
【００４３】
したがって、前記スペース３３ｄは、座面３３ｃがねじ貫通部３６の縁部Ｅに当接するのを回避又は抑制する逃げ部として作用し、換言すれば、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段となっている。
なお、本実施形態の場合、０．８〜０．９Ｎ・ｍの締付トルクで取付ねじ３３をねじ込んだ場合においても基板３１に割れが生じないことが確認できた。
【００４４】
続いて、図２に代表して示すように、点灯装置４は、四角形平板状の点灯回路基板４１に回路部品が実装されて構成されている。点灯回路基板４１には、その両面に亘って、トランジスタQ、抵抗素子R、定電圧ダイオードZD、全波整流器REC及びコンデンサC等の回路部品が実装されている。また、点灯回路基板４１は、縦方向、つまり、長手方向を上下に縦形配置してカバー部材５内に収納されている。なお、前記基板３１と点灯装置４とは、図示しない配線孔を挿通するリード線によって電気的に接続されている。
【００４５】
カバー部材５は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の絶縁性を有する材料により、嵌合凹部２３内の形状に沿って略円筒状に形成されている。また、カバー部材５の中間部の外周面には、ランプ本体２の一端側と口金６との間を絶縁するための絶縁部であるフランジ部５１が径方向に突出して周方向全体に介在している。なお、カバー部材５の内部には、点灯回路基板４１を埋没させるように放熱性及び絶縁性を有する充填材であるシリコーン系の樹脂等を充填してもよい。
【００４６】
口金６は、Ｅ型のものであり、点灯回路基板４１と配線により電気的に接続されており、図示しない照明器具のランプソケットにねじ込まれるねじ山を備えた筒状のシェル６１と、このシェル６１の頂部に絶縁部６２を介して設けられたアイレット６３とを備えている。
【００４７】
グローブ７は、光拡散性を有するガラス又は合成樹脂等により略半球状に形成されており、ランプ本体２の他端側と連続する形状となっている。また、このグローブ７は、球状の頂部から徐々に下方に向かって拡開するように形成され、最大径位置から縮径されるように形成されている。
【００４８】
以上のようなＬＥＤランプ１では、商用電源から点灯装置４を通じて発光装置３に電力が供給される。この結果、基板３１上の発光素子３２が一斉に発光する。発光素子３２から出射された光は、封止部材３５を透過して白色光となる。白色光は、グローブ７に向けて放射されるとともに、グローブ７を透過して外部に照射される。グローブ７のうち最大径の部分を透過してランプ本体２の方向に向かう光は、リング２５により反射されて光の利用方向に照射される。
【００４９】
発光素子３２の発光時には、熱が発生する。この熱は、基板３１の裏面側からランプ本体２の取付凹部２２に伝導される。ランプ本体２に伝導された熱は、放熱フィン２１に伝わり放熱される。この結果、発光素子３２の温度上昇が抑制され、発光効率を良好に維持できる。
【００５０】
発光素子３２から発生した熱によりセラミックス製の基板３１及び取付部としてランプ本体２が加熱される。そうすると、基板３１とランプ本体２は、材質の相違から熱膨張率に差異が生じるので、セラミックス製の基板３１に応力がかかる。
【００５１】
しかしながら、取付ねじ３３の座面３３ｃには、逃げ部としてスペース３３ｄが形成され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのが抑制されているので、基板３１に応力が重畳的にかかるのを抑制し得る。
したがって、ＬＥＤランプ１の使用中に、セラミックス製の基板３１が割れるといった不具合を回避することができる。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えたＬＥＤランプ１を提供することができる。
【００５３】
次に、図９は、上記発光装置３が複数配設された照明装置として道路灯１０を示している。道路灯１０は、支柱１１の上端部に灯具１２が取付けられて構成されている。支柱１１は、道路際に立設され、灯具１２から照射される光によって道路上が照明されるようになっている。灯具１２内には、上記発光装置３が配設されており、発光装置３からの光が透光性のカバー１３を透過して放射されるようになっている。
【００５４】
このような照明装置によれば、上記発光装置３が奏する作用効果を実現することができ、また、特に、発光装置３が振動を受けやすい環境におかれることになるが、この場合にも基板３１の破損を抑制することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１は、発光装置３の取付状態を示しており、図１０は、取付ねじ３３を示し、図１１は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態をランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。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。
【００５６】
図１０に示すように、本実施形態の取付ねじ３３には、ワッシャーヘッドねじと呼ばれるタイプのねじが用いられている。取付ねじ３３は、例えば、ステンレス材料から形成されており、頭部３３ａ、軸部３３ｂ、座面３３ｃを一体に有している。頭部３３ａは、なべ形であり、頂部には十字穴３３ａ1が形成されている。頭部３３ａの下側からは円筒状の軸部３３ｂが延出していて、この軸部３３ｂの外周にはねじ山が形成され雄ねじとして構成されている。
【００５７】
座面３３ｃは、頭部３３ａと軸部３３ｃとの繋ぎ部位である首部に形成されている。座面３３ｃは、円形の平坦状でありワッシャー形状をなして頭部３３ａの下面より大きな外径で鍔状に形成されている。
【００５８】
図１１に示すように、基板３１のねじ貫通部３６が取付凹部２２のねじ穴２６に対応して載置された状態で、取付ねじ３３がねじ穴２６にねじ込まれる。ねじ穴２６の内周にはねじ溝が形成され雌ねじとして構成されている。
【００５９】
取付ねじ３３の軸部３３ｂをねじ貫通部３６に貫通させて、取付ねじ３３を回動してねじ穴２６にねじ込む。取付ねじ３の回動を進めると、座面３３ｃが基板３１の表面上に当接する。さらに、回動を進めると、座面３３ｃの平坦状の部分に図示矢印Ｆで示すように下側方向、つまり、基板３１を取付凹部２２に圧接するような力が作用し、基板３１が取付凹部２２に固定され保持される。
【００６０】
この場合、座面３３ｃの外径が大きいため、取付ねじ３３の締付けによって生じる基板３１への力は、矢印Ｆで示すように分散され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに作用する応力は抑制される。具体的には、座面３３ｃの外径寸法Ｄは、ねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上であることが好ましく、基板３１表面における領域の有効利用の観点を加味すると、２倍〜４倍が好適値となる。
【００６１】
したがって、座面３３ｃの外径寸法Ｄをねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上に設定する構成は、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段となっている。
【００６２】
以上のように本実施形態によれば、座面３３ｃの外径寸法Ｄをねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上に設定することにより、取付ねじ３３の締付けによって生じる力を分散させることができ、第１の実施形態と同様に、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えた照明装置を提供することができる。
【００６３】
次に、本発明の第３の実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３は、発光装置３の取付状態を示しており、図１２は、取付ねじ３３を示し、図１３は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態をランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。なお、第２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。
【００６４】
図１２に示すように、本実施形態の取付ねじ３３には、トラスねじと呼ばれるタイプのねじが用いられている。この取付ねじ３３の頭部３３ａは、なべ形であり大きく形成されている。したがって、頭部３３ａの下面側に形成される座面３３ｃの外径が大きいものとなっている。
座面３３ｃの外径寸法Ｄは、第２の実施形態と同様に、ねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上であることが好ましく、２倍〜４倍が好適値である。
【００６５】
図１３に示すように、以上の構成により、座面３３ｃの外径が大きいため、取付ねじ３３の締付けによって生じる基板３１への力は、矢印Ｆで示すように分散され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに作用する応力は抑制される。
【００６６】
以上のように本実施形態によれば、取付ねじ３３の締付けによって生じる力を分散させることができ、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えた照明装置を提供することができる。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態をランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。なお、第２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。
【００６８】
本実施形態の取付ねじ３３には、一般的な、なべ形小ねじが用いられている。そして、取付ねじ３３における頭部３３ａの下面と基板３１の表面との間には、リング状のワッシャー３３ｅが介在されるようになっている。したがって、このワッシャー３３ｅによって座面３３ｃが形成されるようになっており、座面３３ｃは頭部３３ａの下面より大きな外径を有している。
座面３３ｃの外径寸法Ｄは、第２の実施形態と同様に、ねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上であることが好ましく、２倍〜４倍が好適値である。
【００６９】
このように、ワッシャー３３ｅが形成する座面３３ｃの外径が大きいため、取付ねじ３３の締付けによって生じる基板３１への力は、矢印Ｆで示すように分散され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに作用する応力は抑制される。
【００７０】
以上のように本実施形態によれば、取付ねじ３３の締付けによって生じる力を分散させることができ、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えた照明装置を提供することができる。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１の実施形態において、座面の逃げ部で構成される抑制手段に加え、第２の実施形態の抑制手段、すなわち、座面の外径寸法をねじ穴の穴径寸法の２倍以上とする構成を採用するようにしてもよい。また、基板に形成されるねじ貫通部は、貫通孔であっても切欠きであってもよい。
発光素子は、ＬＥＤ等の固体発光素子を適用できる。さらに、発光素子の実装個数には特段制限はない。
【００７２】
また、上記実施形態の発光装置は、ＬＥＤランプとしての光源や屋内又は屋外で使用される各種照明器具、ディスプレイ装置等の装置本体に組込んで照明装置として構成できる。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・照明装置（ＬＥＤランプ）、２・・・取付部（ケース本体）、
３・・・発光装置、１０・・・照明装置（道路灯）、
２６・・・ねじ穴、３１・・・基板、
３２・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、３３・・・取付ねじ、
３３ａ・・・頭部、３３ｂ・・・軸部、
３３ｃ・・・座面、３３ｄ・・・スペース、
３３ｅ・・・ワッシャー、３６・・・ねじ貫通部、
Ｅ・・・縁部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた発光装置及びこれを備えた照明装置に関する。
【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、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする発光装置にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。
このような発光装置において、発光素子を実装する基板には、放熱性の向上の他、電気絶縁性や耐熱性の確保が要求される。
【０００３】
これらの要求を充足するため、発光素子を実装する基板としてセラミックス製の基板を用いる発光装置が知られている。このセラミックス製の基板は、放熱部材等の取付部に取付ねじによって固定されている。
【０００４】
ところが、セラミックス製の基板は、脆く割れやすい性質を有している。このため、セラミックス製の基板を取付部に取付ねじによって固定すると、取付ねじの締付け力が基板にかかり、基板に割れが発生する場合がある。
さらに、セラミックス製の基板と取付部との熱膨張率の相違から、発光装置の使用中に、セラミックス製の基板に応力がかかり、基板が破損することがある。
【０００５】
このようなセラミックス製の基板の破損を回避するため、セラミックス製の基板を取付部に固定する方法として、基板の表面側から弾性部材によって押圧して取付部に固定する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２２７４１２号公報
【特許文献２】特開２００９−９４３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような固定方法では、構成が複雑化するとともに、部品点数が増加し、固定作業が煩雑化する虞が生じる。
【０００８】
本発明の実施形態は、上記課題に鑑みなされたもので、簡単な構成によりセラミックス製の基板の破損を抑制できる発光装置及びこの発光装置を備えた照明装置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】
【０００９】
本発明の実施形態による発光装置は、複数の発光素子が実装されるとともに、ねじ貫通部が形成されたセラミックス製の基板を備えている。
【００１０】
また、前記ねじ貫通部を貫通し、前記基板が取付けられる取付部にねじ込まれるとともに、ねじ込まれることにより、ねじ貫通部の縁部にねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段を有して基板を取付部に保持する取付ねじを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態によれば、簡単な構成によりセラミックス製の基板の破損を抑制できる発光装置及びこの発光装置を備えた照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明装置（ＬＥＤランプ）を示す斜視図である。
【図２】同断面図である。
【図３】同発光装置を取付けた状態を示す斜視図である。
【図４】同発光装置を示す斜視図である。
【図５】同取付ねじを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図６】同発光装置の取付状態を示す一部断面図である。
【図７】同発光装置の取付状態を示す断面図である。
【図８】同じく、発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す断面図である。
【図９】同発光装置を照明装置（道路灯）に配設した例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る発光装置における取付ねじを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図１１】同発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る発光装置における取付ねじを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は断面図である。
【図１３】同発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態に係る発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【図１５】従来例に係る発光装置の取付状態（取付完了状態）を示す一部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図８を参照して説明する。図１及び図２は、照明装置として電球形ＬＥＤランプを示している。図３乃至図８は、前記電球形ＬＥＤランプに配設された発光装置を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し重複した説明は省略する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、ＬＥＤランプ１は、ランプ本体２と、このランプ本体２に配設された発光装置３と、点灯装置４と、この点灯装置４が収容されたカバー部材５と、カバー部材５に取付けられた口金６と、発光装置３を覆ってランプ本体２に取付けられたグローブ７とを備えている。
【００１５】
ランプ本体２は、例えば、熱伝導性が良好なアルミニウム等の金属材料からなり、放熱部材としての機能を有している。また、詳細を後述する発光装置３の取付部としての機能を兼ね備えている。
【００１６】
ランプ本体２は、一端側から他端側へ向かって徐々に拡径された略円柱をなしている。複数の放熱フィン２１がランプ本体２の外周面に一体に形成されている。ランプ本体２の他端側には、発光装置３を取付けるための取付凹部２２が形成されているとともに、一端側に、カバー部材５を挿入する嵌合凹部２３が形成されている。
【００１７】
また、ランプ本体２の他端側の外周部には、グローブ７の開口側に対向する段部２４が全周に亘って形成されており、この段部２４には、グローブ７から下方に拡散された光を反射するリング２５が取付けられている。
【００１８】
放熱フィン２１は、ランプ本体２の一端側から他端側へと径方向への突出量が徐々に大きくなるように傾斜して形成されており、これら放熱フィン２１は、周方向に互いに略等間隔で形成されている。
【００１９】
図２乃至図４に示すように、発光装置３は、基板３１と、この基板３１の一面側、すなわち、表面側に実装された複数の発光素子３２と、基板３１を取付部としてのランプ本体２に取付ける取付ねじ３３とを備えている。
【００２０】
基板３１は、絶縁性を有し、白色系の酸化アルミニウムや窒化アルミニウム等のセラミックス材料から形成されている。基板３１は、略四角形状の多角形状に形成されており、各角部は、Ｒ形状をなしている。
【００２１】
なお、基板３１の材料は、ボロンナイトライド、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、フォルステライト、ステアタイト、低温焼結セラミックス等が適用でき、格別特定の材料に限定されるものではない。また、基板３１の形状は、四角形状に限らず、円形や六角形等の多角形であってもよく、設計に応じて適宜選択が可能である。
【００２２】
基板３１の表面側には、配線パターンが形成されており、この配線パターンは、給電導体及び給電端子から構成されている。給電導体及び給電端子は、基板３１上に例えば、銀（Ａｇ）又は銀（Ａｇ）を主成分とする合金をスクリーン印刷することによって形成されている。なお、スクリーン印刷に代えてめっき処理によって形成することもできる。また、この形成材料には、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の導電性に優れた金属を適用できる。
【００２３】
なお、給電端子には、図示しないコネクタが接続されるようになっており、このコネクタを介して給電端子、給電導体、発光素子３２へと給電されるようになっている。
【００２４】
基板３１の表面上には、複数の発光素子３２が実装されている。発光素子３２は、ＬＥＤのベアチップからなり、基板３１の表面上に直に接着されている。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。これら複数の発光素子３２は、複数の列（発光素子列）を形成して並べられている。
【００２５】
ＬＥＤのベアチップは、例えば、ＩｎＧａＮ系の素子であり、透光性のサファイア素子基板に発光層が積層されており、発光層は、ｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮ発光層と、ｐ型窒化物半導体層とが順次積層されて略直方体形状に形成されている。そして、発光層に電流を流すための電極は、上面側に設けられており、ｐ型窒化物半導体層上にｐ型電極パッドで形成されたプラス側電極と、ｎ型窒化物半導体層上にｎ型電極パッドで形成されたマイナス側電極とで構成されている。
【００２６】
これら、電極は、ボンディングワイヤにより電気的に接続されている。ボンディングワイヤは、金（Ａｕ）の細線からなっており、実装強度の向上とＬＥＤのベアチップの損傷低減のため金（Ａｕ）を主成分とするバンプを介して接続されている。なお、ボンディングワイヤには、例えば、銅線、アルミニウム線及び白金線等の金属細線を適用することができる。
【００２７】
発光素子３２の接続は、個々の発光素子列において、その列が延びる方向に隣接された発光素子３２の異極の電極同士が接続されるようになっている。つまり、隣接された発光素子３２の内で一方の発光素子３２のプラス側電極と、隣接された発光素子３２の内で他方の発光素子３２のマイナス側電極とがボンディングワイヤで順次接続されている。これによって、個々の発光素子列を構成する複数の発光素子３２は電気的に直列に接続される。
【００２８】
基板３１の表面上には、枠部材３４が設けられている。この枠部材３４は、白色の合成樹脂製であり略四角形状に塗布され、内周面で囲まれた枠部材３４の内側に、各発光素子３２が配設されている。つまり、発光素子３２の実装領域は、枠部材３４によって囲まれた状態となっている。
【００２９】
枠部材３４の内側には、封止部材３５が充填されて基板３１上に設けられている。封止部材３５は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、発光素子３２の実装領域を封止している。
【００３０】
また、封止部材３５は、蛍光体を適量含有している。蛍光体は、発光素子３２が発する光で励起されて、発光素子３２が発する光の色とは異なる色の光を放射する。発光素子３２が青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。封止部材３５は、未硬化の状態で枠部材３４の内側に所定量注入された後に加熱硬化させて設けられている。
【００３１】
さらに、基板３１の対角線上の角部には、一対のねじ貫通部３６が形成されている。このねじ貫通部３６は、円形状であり、基板３１の表裏に貫通して形成されている。
【００３２】
一方、ランプ本体２における取付凹部２２には、一対のねじ穴２６が形成されている。このねじ穴２６は、基板３１のねじ貫通部３６と対向して形成されている。
【００３３】
したがって、発光装置３は、取付ねじ３３によってランプ本体２に取付けられる。つまり、発光装置３は、取付凹部２２に載置された状態で、基板３１のねじ貫通部３６を貫通し、取付凹部２２のねじ穴２６にねじ込まれる取付ねじ３３によって取付けられている。
【００３４】
この発光装置３の取付状態について図５乃至図８を参照して詳細に説明する。図５は、取付ねじ３３を示し、図６、図７及び図８は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態を示しており、図６は、取付ねじ３３の側面を示し、ランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。図７及び図８は、取付ねじ３３、ランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。
【００３５】
図５に示すように、本実施形態の取付ねじ３３には、ＴＰねじ（トリプルスクリューねじ）と呼ばれるねじが用いられている。取付ねじ３３は、例えば、ステンレス材料から形成されており、頭部３３ａ、軸部３３ｂ、座面３３ｃを一体に有している。頭部３３ａは、なべ形であり、頂部にはプラスドライバが係合できる十字穴３３ａ1が形成されている。頭部３３ａの下側からは円筒状の軸部３３ｂが延出していて、この軸部３３ｂの外周にはねじ山が形成され雄ねじとして構成されている。
【００３６】
座面３３ｃは、頭部３３ａと軸部３３ｃとの繋ぎ部位である首部に形成されている。座面３３ｃは、皿ばね座金の形状をなし、ばね性を有し比較的大きな外径で鍔状に形成されている。具体的には、座面３３ｃは、頭部３３ａの下側から、この頭部２２ａの外径より大きく、かつ軸部３３ｂの先端方向に向かって傘状に傾斜して形成されている。したがって、座面３３ｃの内側、すなわち、軸部３３ｂ側には、傘状の傾斜に応じた環状のスペース３３ｄが形成されるようになっている。
【００３７】
図６及び図７に示すように、基板３１のねじ貫通部３６が取付凹部２２のねじ穴２６に対応して載置された状態で、取付ねじ３３がねじ穴２６にねじ込まれる。ねじ穴２６の内周にはねじ溝が形成され雌ねじとして構成されている。
【００３８】
取付ねじ３３の軸部３３ｂをねじ貫通部３６に貫通させて、プラスドライバ等の工具の先端を十字穴３３ａ1に挿入し、取付ねじ３３を回動してねじ穴２６にねじ込む。取付ねじ３の回動を進めると、図８に示すように、座面３３ｃの外周部が基板３１の表面上に当接する。さらに、回動を進めると、傘状に傾斜した座面３３ｃが平坦になる方向に弾性変形する。したがって、座面３３ｃに図示矢印Ｆで示すように下側方向、つまり、基板３１を取付凹部２２に圧接するような力が作用し、基板３１が取付凹部２２に固定され保持される。因みに、この場合、取付ねじ３３の締付トルクは、０．２〜０．３Ｎ・ｍに設定されている。
【００３９】
ところで、図１５を参照して従来行われていた発光装置３の取付状態について説明する。図１５は、取付ねじＳによって基板３１が取付凹部２２に固定されている状態を示している。取付ねじＳには、一般的な、なべ形小ねじが用いられている。
【００４０】
取付ねじＳは、頭部Ｓａ、軸部Ｓｂ、座面Ｓｃを一体に有している。この場合、取付ねじＳの座面Ｓｃが小さいことに起因して、締め付け力が貫通部３６の外周縁において座面Ｓｃが食い込むように下側方向に集中し、この力が図示矢印Ｆで示すように、下方斜め横方向に向かって作用する。つまり、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじＳのねじ込み方向と交差する方向の力（矢印Ｆ）が作用することとなる。この力は、ねじ貫通部３６を広げる方向の応力であり、このため、前記のように例えば、０．２〜０．３Ｎ・ｍの締付トルクで取付ねじＳをねじ込むと、ねじ貫通部３６を起点として基板３１に割れが生じる虞が生じる。
【００４１】
加えて、セラミックス製の基板３１と取付部としてランプ本体２との熱膨張率の相違から、発光装置３の使用中に、セラミックス製の基板３１に応力がかかり、上記の取付ねじＳのねじ込みに伴う応力と相俟って、基板３１の割れの発生を助長する結果となる。
【００４２】
しかしながら、再度図５乃至図８に示すように、本実施形態においては、座面３３ｃの内側には、環状のスペース３３ｄが形成されている。このため、取付ねじ３３をねじ穴２６にねじ込んだ際、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに座面３３ｃが当接して、その縁部Ｅに応力がかかることが抑制される。すなわち、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制することが可能となる。
【００４３】
したがって、前記スペース３３ｄは、座面３３ｃがねじ貫通部３６の縁部Ｅに当接するのを回避又は抑制する逃げ部として作用し、換言すれば、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段となっている。
なお、本実施形態の場合、０．８〜０．９Ｎ・ｍの締付トルクで取付ねじ３３をねじ込んだ場合においても基板３１に割れが生じないことが確認できた。
【００４４】
続いて、図２に代表して示すように、点灯装置４は、四角形平板状の点灯回路基板４１に回路部品が実装されて構成されている。点灯回路基板４１には、その両面に亘って、トランジスタQ、抵抗素子R、定電圧ダイオードZD、全波整流器REC及びコンデンサC等の回路部品が実装されている。また、点灯回路基板４１は、縦方向、つまり、長手方向を上下に縦形配置してカバー部材５内に収納されている。なお、前記基板３１と点灯装置４とは、図示しない配線孔を挿通するリード線によって電気的に接続されている。
【００４５】
カバー部材５は、例えば、ＰＢＴ樹脂等の絶縁性を有する材料により、嵌合凹部２３内の形状に沿って略円筒状に形成されている。また、カバー部材５の中間部の外周面には、ランプ本体２の一端側と口金６との間を絶縁するための絶縁部であるフランジ部５１が径方向に突出して周方向全体に介在している。なお、カバー部材５の内部には、点灯回路基板４１を埋没させるように放熱性及び絶縁性を有する充填材であるシリコーン系の樹脂等を充填してもよい。
【００４６】
口金６は、Ｅ型のものであり、点灯回路基板４１と配線により電気的に接続されており、図示しない照明器具のランプソケットにねじ込まれるねじ山を備えた筒状のシェル６１と、このシェル６１の頂部に絶縁部６２を介して設けられたアイレット６３とを備えている。
【００４７】
グローブ７は、光拡散性を有するガラス又は合成樹脂等により略半球状に形成されており、ランプ本体２の他端側と連続する形状となっている。また、このグローブ７は、球状の頂部から徐々に下方に向かって拡開するように形成され、最大径位置から縮径されるように形成されている。
【００４８】
以上のようなＬＥＤランプ１では、商用電源から点灯装置４を通じて発光装置３に電力が供給される。この結果、基板３１上の発光素子３２が一斉に発光する。発光素子３２から出射された光は、封止部材３５を透過して白色光となる。白色光は、グローブ７に向けて放射されるとともに、グローブ７を透過して外部に照射される。グローブ７のうち最大径の部分を透過してランプ本体２の方向に向かう光は、リング２５により反射されて光の利用方向に照射される。
【００４９】
発光素子３２の発光時には、熱が発生する。この熱は、基板３１の裏面側からランプ本体２の取付凹部２２に伝導される。ランプ本体２に伝導された熱は、放熱フィン２１に伝わり放熱される。この結果、発光素子３２の温度上昇が抑制され、発光効率を良好に維持できる。
【００５０】
発光素子３２から発生した熱によりセラミックス製の基板３１及び取付部としてランプ本体２が加熱される。そうすると、基板３１とランプ本体２は、材質の相違から熱膨張率に差異が生じるので、セラミックス製の基板３１に応力がかかる。
【００５１】
しかしながら、取付ねじ３３の座面３３ｃには、逃げ部としてスペース３３ｄが形成され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのが抑制されているので、基板３１に応力が重畳的にかかるのを抑制し得る。
したがって、ＬＥＤランプ１の使用中に、セラミックス製の基板３１が割れるといった不具合を回避することができる。
【００５２】
以上のように本実施形態によれば、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えたＬＥＤランプ１を提供することができる。
【００５３】
次に、図９は、上記発光装置３が複数配設された照明装置として道路灯１０を示している。道路灯１０は、支柱１１の上端部に灯具１２が取付けられて構成されている。支柱１１は、道路際に立設され、灯具１２から照射される光によって道路上が照明されるようになっている。灯具１２内には、上記発光装置３が配設されており、発光装置３からの光が透光性のカバー１３を透過して放射されるようになっている。
【００５４】
このような照明装置によれば、上記発光装置３が奏する作用効果を実現することができ、また、特に、発光装置３が振動を受けやすい環境におかれることになるが、この場合にも基板３１の破損を抑制することができる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。図１０及び図１１は、発光装置３の取付状態を示しており、図１０は、取付ねじ３３を示し、図１１は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態をランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。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。
【００５６】
図１０に示すように、本実施形態の取付ねじ３３には、ワッシャーヘッドねじと呼ばれるタイプのねじが用いられている。取付ねじ３３は、例えば、ステンレス材料から形成されており、頭部３３ａ、軸部３３ｂ、座面３３ｃを一体に有している。頭部３３ａは、なべ形であり、頂部には十字穴３３ａ1が形成されている。頭部３３ａの下側からは円筒状の軸部３３ｂが延出していて、この軸部３３ｂの外周にはねじ山が形成され雄ねじとして構成されている。
【００５７】
座面３３ｃは、頭部３３ａと軸部３３ｃとの繋ぎ部位である首部に形成されている。座面３３ｃは、円形の平坦状でありワッシャー形状をなして頭部３３ａの下面より大きな外径で鍔状に形成されている。
【００５８】
図１１に示すように、基板３１のねじ貫通部３６が取付凹部２２のねじ穴２６に対応して載置された状態で、取付ねじ３３がねじ穴２６にねじ込まれる。ねじ穴２６の内周にはねじ溝が形成され雌ねじとして構成されている。
【００５９】
取付ねじ３３の軸部３３ｂをねじ貫通部３６に貫通させて、取付ねじ３３を回動してねじ穴２６にねじ込む。取付ねじ３の回動を進めると、座面３３ｃが基板３１の表面上に当接する。さらに、回動を進めると、座面３３ｃの平坦状の部分に図示矢印Ｆで示すように下側方向、つまり、基板３１を取付凹部２２に圧接するような力が作用し、基板３１が取付凹部２２に固定され保持される。
【００６０】
この場合、座面３３ｃの外径が大きいため、取付ねじ３３の締付けによって生じる基板３１への力は、矢印Ｆで示すように分散され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに作用する応力は抑制される。具体的には、座面３３ｃの外径寸法Ｄは、ねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上であることが好ましく、基板３１表面における領域の有効利用の観点を加味すると、２倍〜４倍が好適値となる。
【００６１】
したがって、座面３３ｃの外径寸法Ｄをねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上に設定する構成は、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに取付ねじ３３のねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段となっている。
【００６２】
以上のように本実施形態によれば、座面３３ｃの外径寸法Ｄをねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上に設定することにより、取付ねじ３３の締付けによって生じる力を分散させることができ、第１の実施形態と同様に、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えた照明装置を提供することができる。
【００６３】
次に、本発明の第３の実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２及び図１３は、発光装置３の取付状態を示しており、図１２は、取付ねじ３３を示し、図１３は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態をランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。なお、第２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。
【００６４】
図１２に示すように、本実施形態の取付ねじ３３には、トラスねじと呼ばれるタイプのねじが用いられている。この取付ねじ３３の頭部３３ａは、なべ形であり大きく形成されている。したがって、頭部３３ａの下面側に形成される座面３３ｃの外径が大きいものとなっている。
座面３３ｃの外径寸法Ｄは、第２の実施形態と同様に、ねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上であることが好ましく、２倍〜４倍が好適値である。
【００６５】
図１３に示すように、以上の構成により、座面３３ｃの外径が大きいため、取付ねじ３３の締付けによって生じる基板３１への力は、矢印Ｆで示すように分散され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに作用する応力は抑制される。
【００６６】
以上のように本実施形態によれば、取付ねじ３３の締付けによって生じる力を分散させることができ、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えた照明装置を提供することができる。
【００６７】
次に、本発明の第４の実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は、取付ねじ３３によって基板３１がランプ本体２に取付けられる状態をランプ本体２及び基板３１を断面にして示している。なお、第２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。
【００６８】
本実施形態の取付ねじ３３には、一般的な、なべ形小ねじが用いられている。そして、取付ねじ３３における頭部３３ａの下面と基板３１の表面との間には、リング状のワッシャー３３ｅが介在されるようになっている。したがって、このワッシャー３３ｅによって座面３３ｃが形成されるようになっており、座面３３ｃは頭部３３ａの下面より大きな外径を有している。
座面３３ｃの外径寸法Ｄは、第２の実施形態と同様に、ねじ穴２６の穴径寸法ｄの２倍以上であることが好ましく、２倍〜４倍が好適値である。
【００６９】
このように、ワッシャー３３ｅが形成する座面３３ｃの外径が大きいため、取付ねじ３３の締付けによって生じる基板３１への力は、矢印Ｆで示すように分散され、ねじ貫通部３６の縁部Ｅに作用する応力は抑制される。
【００７０】
以上のように本実施形態によれば、取付ねじ３３の締付けによって生じる力を分散させることができ、簡単な構成でセラミックス製の基板３１の破損を抑制できる発光装置３及びこの発光装置３を備えた照明装置を提供することができる。
【００７１】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、第１の実施形態において、座面の逃げ部で構成される抑制手段に加え、第２の実施形態の抑制手段、すなわち、座面の外径寸法をねじ穴の穴径寸法の２倍以上とする構成を採用するようにしてもよい。また、基板に形成されるねじ貫通部は、貫通孔であっても切欠きであってもよい。
発光素子は、ＬＥＤ等の固体発光素子を適用できる。さらに、発光素子の実装個数には特段制限はない。
【００７２】
また、上記実施形態の発光装置は、ＬＥＤランプとしての光源や屋内又は屋外で使用される各種照明器具、ディスプレイ装置等の装置本体に組込んで照明装置として構成できる。
【符号の説明】
【００７３】
１・・・照明装置（ＬＥＤランプ）、２・・・取付部（ケース本体）、
３・・・発光装置、１０・・・照明装置（道路灯）、
２６・・・ねじ穴、３１・・・基板、
３２・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、３３・・・取付ねじ、
３３ａ・・・頭部、３３ｂ・・・軸部、
３３ｃ・・・座面、３３ｄ・・・スペース、
３３ｅ・・・ワッシャー、３６・・・ねじ貫通部、
Ｅ・・・縁部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が実装されるとともに、ねじ貫通部が形成されたセラミックス製の基板と；
前記ねじ貫通部を貫通し、前記基板が取付けられる取付部にねじ込まれるとともに、ねじ込まれることにより、ねじ貫通部の縁部にねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段を有して基板を取付部に保持する取付ねじと；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記抑制手段は、取付ねじの座面の内側に形成された逃げ部であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記抑制手段は、取付ねじの座面の外径寸法が取付部に形成されたねじ穴の穴径寸法の２倍以上に形成されることにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
装置本体と；
装置本体に配設された請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光装置と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項１】
複数の発光素子が実装されるとともに、ねじ貫通部が形成されたセラミックス製の基板と；
前記ねじ貫通部を貫通し、前記基板が取付けられる取付部にねじ込まれるとともに、ねじ込まれることにより、ねじ貫通部の縁部にねじ込み方向と交差する方向の力が作用するのを抑制する抑制手段を有して基板を取付部に保持する取付ねじと；
を具備することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記抑制手段は、取付ねじの座面の内側に形成された逃げ部であることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記抑制手段は、取付ねじの座面の外径寸法が取付部に形成されたねじ穴の穴径寸法の２倍以上に形成されることにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項４】
装置本体と；
装置本体に配設された請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の発光装置と；
を具備することを特徴とする照明装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２５６４３８（Ｐ２０１２−２５６４３８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７３６３（Ｐ２０１１−１２７３６３）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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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