(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明に係る
照明ユニット、照明具
、照明装置の好適な実施の形態について図を参照して説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、図の形態によって本発明が限定されるものではない。そして、実施の形態の説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、「表」、「裏」、「縦」、「横」といった文言は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであり、装置、器具、部品などの配置や向きなどを限定するものではない。
【0010】
実施の形態1.
図1は、実施の形態1の照明ユニットの構成を示す展開図であり、
図1(a)が部品実装面(第1面)から見た図、
図1(b)が部品非実装面(第2面)側から見た図である。
【0011】
実施の形態1の照明ユニット12は、1枚の基板120を区分けし、例えば、
図1(a)のように、右上部に光源部121、右下部に電源部124、光源部121と電源部124との間に接続部120d、電源部124から左側に延びる配線部127、及び光源部121、電源部124の左側に配置された放熱部128で主に構成されている。なお、実施の形態1では、光源部121の下部に放熱部128の一部(第1熱誘導部128e)が配置されている。
【0012】
基板120は、例えば、曲げることが可能なシート状のフレキシブル基板(Flexible Printed Circuits:以下、FPCと称す。)が用いられる。基板120は、両外表面に絶縁外層(絶縁層)を備え、絶縁外層に挟まれた内部に導電性を有する導電内層(電極層)を備える。つまり、電極層(図示しない)は、LED123と電気接続される部分を除いて絶縁層(図示しない)に覆われている。電極層(図示しない)は金属などの導電性の材料を用いて形成され、絶縁層(図示しない)はポリイミド(Polyimide)などの樹脂材料を用いて形成される。
【0013】
次に、主に
図1(a)を用いて照明ユニット12各構成の詳細を説明する。
【0014】
(光源部121)
光源部121は、長方形の第1光源部122aと、第1光源部122aに接続された略六角形状の第2光源部122bとで構成され、各々に回路パターンが電極層に形成されている。
【0015】
また、第1光源部122aには、上下方向における略中央部分に横並びで、4個のLED123が配置され、第2光源部122bの略中央には1個のLED123が配置されている。これらLED123は、回路パターンに電気的に接続され、波長が440nm〜480nmの青色光を出射するLEDチップと、これを覆うように塗布され、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体とからなるCOF(Chip On Film)方式で実装されている。
【0016】
光源部121は、横並びの4個のLED123の下方に位置する第1熱誘導部128eを有している。第1熱誘導部128eは略全体に面状の電極層が形成されている。そして、第1光源部122aの右端部には台形状に突出した凸部129a1が形成され、左端部にはスリット状の開孔部129b1が形成されている。
【0017】
さらに、第2光源部122bの上端部には台形状に突出した凸部129a2が形成されている。なお、凸部129a1、129a2、開孔部129b1は、それぞれ差込片129a1、129a2、差込孔129b1とも称する。
【0018】
これらの差込片と差込孔とは、組み立てられた照明ユニット12の全体の形状を維持し構造的な強度を増大させる固定機構129である。
【0019】
(電源部124)
電源部124は略長方形であり、電極層に電源回路を構成する回路パターンが形成された電源配置部125を有し、複数の電源回路部品126が、基板120におけるLED123が配置された面と同じ面に配置され、回路パターンと電気的に接続するように実装されている。電源回路部品126は面実装部品であることが望ましい。また、電源配置部125は、折り曲げ線120cによって第1電源部125aと第2電源部125bとに区画されている。
【0020】
さらに、電源部124は右側端に台形状に突出した2つの凸部129a3を有し、左側端に2つのスリット状の開孔部129b3を有している。なお、凸部129a3、開孔部129b3は、それぞれ差込片129a3、差込孔129b3とも称する。
【0021】
電源部124は、複数の電源回路部品126が回路パターンによって接続された電力変換回路を有する。外部供給電力が配線部127を介して電源部124へ入力(供給)されると、電力変換回路は、同じ基板に配置された光源部121のLED123を点灯させるための点灯電力を生成し供給する。詳しくは、電源部124と電気的に接続されている配線部127を経由して外部から供給される外部供給電力が供給されると(受電)、外部供給電力から点灯電力を生成するとともに、接続部120dを経由して光源部121に配置されたLED123へ点灯電力を供給する(給電)。
【0022】
(接続部120d)
接続部120dは、第1電源部125aと第2光源部122bとを繋ぐように配置され、電源部124の回路パターンと光源部121の回路パターンとを電気的に接続する電極層を有する。接続部120dの電極層は、電源部124から出力された点灯電力を光源部121へ入力(供給)する伝達する伝達経路(供給経路)であり、電源部124から出力された点灯電力が、伝達経路を介して光源部121へ入力(供給)されることによって、光源部121のLED123が点灯する。
【0023】
つまり、接続部120dを介して光源部121と電源部124とは構造的かつ電気的に接続されている。
【0024】
(配線部127)
配線部127は、電源部124が有する第2電源部125bから左に向かって延設された第1配線部127aと第2配線部127bとからなる。2つの配線部は、電源回路の入力部と繋がる配線電極層を有する。2つの配線電極層は、樹脂材料を用いて形成される絶縁層によって絶縁されており、電源部124の電源回路部品126、又は後述する口金11の内壁部と電気的に接触すること防止している。2つの配線電極層のそれぞれの端部は、後述する口金11のアイレット(第1給電端子)112とはんだ付部(第2給電端子)113とはんだ14などを用いて電気的に接続される。2つの配線電極層は、照明ユニット12が外部から外部供給電力の供給を受ける受電経路である。外部供給電力が配線部127を介して電源部124へ入力(供給)されることによって、電源部124はLED124を点灯させる点灯電力を生成して出力する。2つの配線部の長さ寸法L4は、口金11の所定の接続箇所と接続された際にストレスが加わらない様に、照明ユニット12の形状、大きさ、後述する電球形ランプ1のカバー10内に配置される照明ユニット12の位置などを勘案して適宜決定される。
【0025】
(放熱部128)
放熱部128は、光源部121の左側に配置され、主に光源部121で発生した動作熱を照明ユニット12の外部に放散させる第1放熱部(光源放熱部)128aと、電源部124の左側に配置され、主に電源部124で発生した動作熱を照明ユニット12の外部に放散させる第2放熱部(電源放熱部)128b、とで構成されている。さらに、光源部121と繋がり光源部121の動作熱を第2放熱部128b側に誘導する第1熱誘導部128e、及び第2放熱部(電源放熱部)128bと繋がる第2熱誘導部128fを有する。なお、第1放熱部(光源放熱部)128aには第1放熱電極層128cが、第2放熱部(電源放熱部)128bには第2放熱電極層128dが、ポリイミド(Polyimide)などの絶縁層に覆われて略全体に面状に形成されている。
【0026】
放熱部128の面積は、電球形ランプ1の定格電力、発光効率、電源回路の回路効率などに応じて決定される。詳しくは、第1放熱部(光源放熱部)128aの面積H1は長さT1を調整することによって、第2放熱部(光源放熱部)128bの面積H2は長さT2を調整することによって、それぞれ決定される。
【0027】
照明ユニット12を実際に電球形ランプ1に搭載して用いるためには、複数個所で折り曲げるなどして、コンパクトな形状に組み立てる必要がある。この組立は、まず光源部121、及び第1放熱部(光源放熱部)128aの組立、次に、電源部124、及び第2放熱部(電源放熱部)128bの組立の順で行われる。次に、それぞれの段階における、組立状態の詳細を説明する。
【0028】
図2は、光源部121、及び第1放熱部(光源放熱部)128aが組み立てられた段階を示しており、
図2(a)は左側面図、
図2(b)は正面図、
図2(c)は右側面図、
図2(d)は上面図である。
【0029】
第1放熱部(光源放熱部)128aは、左端部から円筒状に巻き重ねられ、それを覆うように、第1光源部122aが、4個のLED123が表面に現れるように巻かれ、差込片129a1が差込孔129b1に差し込まれることによって、光源部121に取り囲まれた第1放熱部(光源放熱部)128aは、第1光源部122aと一体的に形状が維持される。この後に、円筒状に巻き重ねられた第1放熱部128aと第1光源部122aの上部を覆うように、第2光源部122bが、LED123が表面に現れるように折り曲げられ、差込片129a2が第1放熱部128aと第1光源部122aとの間に差し込まれることによって、第2光源部122b、第1放熱部128a、及び第1光源部122aは一体的に形状が維持される。このように、第1放熱部128aは、第1光源部122aと第2光源部122bとに収納されており、第1光源部122a、第2光源部122b、及び第1放熱部128aは、絶縁層とともに多層に巻き重ねられた第1放熱電極層128cの材料と理論体積に応じた熱容量を有しているので、光源部121に配置されたLED123の温度上昇を抑制することができる。
【0030】
次に、電源回路部品126が表側となるように右端部から折り曲げられ、差込片129a3が差込孔129b3に差し込まれて折り曲げ形状が維持された電源部124を覆うように、第2放熱部(電源放熱部)128bは左端部から電源部124の外側に少なくとも1周回以上筒状に巻かれる。第2放熱部128bを複数回以上巻く(多層に巻き重ねる)場合は、予め1周回分の長さに折り重ねてから電源部124を覆うように電源部124の外側に巻く。そして、第2放熱部128bの端部が粘着テープ、接着剤などの接着部材などを用いて固定されることによって、電源部124と第2放熱部128bとは一体的に形状が維持される。このように、電源部124は第2放熱部128bに収納されており、電源部124、及び第2放熱部128bは、絶縁層とともに多層に巻き重ねられた第2放熱電極層128dの材料と理論体積に応じた熱容量を有しているので、電源部124に配置された電源回路部品126の温度上昇を抑制することができる。
【0031】
図3は、
図2に示した組み立て段階を経て組み立てられた照明ユニット12の最終的な形状を示した図であり、
図3(a)は横正面図、
図3(b)はG−G部分での横断面図、
図3(c)はH−H部分での横断面図である。
【0032】
図3に示すように、照明ユニット12が組み立てられた状態では、全体として略円筒形状である。円筒形状の外周部は、上部分が第1光源部122a、下部分が第2放熱部128bで構成されており、それぞれ中心軸Pを共有している。そして第1光源部122aの上部には、中心軸Pの方向にLED123の光軸が沿うように第2光源部122bが配置されている。第2光源部122bは円筒形状の底部である。
【0033】
そして、照明ユニット12が組み立てられた状態では、第2放熱部128bと繋がる第2熱誘導部128fが、第1光源部122aと第2放熱部128bとの間に配置されて外周部を構成している。第2熱誘導部128fは、光源部121と繋がる第1熱誘導部128eの外側に重なるように配置されており、光源部121、及び光源部121と繋がる第1放熱部から、第2放熱部128bへの熱の誘導が促進される機能を有している。すなわち、第1熱誘導部128eと第2熱誘導128fとは、相互に重なるように配置されることによって熱の誘導経路を構成する。
【0034】
本実施の形態では、第1放熱部128a及び第2放熱部128bは、それぞれ1つの光源配置部、1つの電源配置部に繋がるように配置されているが、これに限らず、複数の光源配置部と繋がるように配置したり、複数の電源配置部に繋がるように配置したりしてもよく、全体として光源部121のLED123及び電源部124の電源回路部品126が所定の動作品質と動作寿命を満足するように決定される。なお、放熱部128は光源部121に配置されたLED123から発せられる光を遮らないように配置されることが望ましい。
【0035】
第1放熱電極層128cと第2放熱電極層128dとは、同じ電位となるように電気的に接続されることが好ましい。また、第1放熱電極層128cと第2放熱電極層128dとは、電源回路の2次側の接地電位となるように電気的に接続されることが好ましい。これによって、電源回路のインピーダンスが下がり動作を安定させることができるとともに、電球形ランプ1の外部から印加される外来ノイズに対する耐性を向上させることができる。
【0036】
接続部120dは、折り曲げられた電源部124の長手方向の延長線上に第2光源部122bに配置されるLED123の光軸が重なるように、電源部124と光源部121との間に傾斜して配置されている。接続部120dの長さ、及び傾斜の度合い(傾斜角度)は、照明ユニット12が用いられる電球形ランプ1の大きさ、及び形状に基づいて決定することができる。
【0037】
接続部120dと電源部124との間、及び接続部120dと光源部121との間には折り曲げ線120cが形成されている。接続部120dと電源部124との間に形成された折り曲げ線120cは第1面(部品実装面)120a側が山となるように折り曲げられ、接続部120dと光源部121との間に形成された折り曲げ線120cは第2面(部品非実装面)120b側が山となるように折り曲げられる。
【0038】
このように折り曲げることによって、電源部124が折り曲げられて対向(又は当接)する第1電源部125a、及び第2電源部125bの第2面120bの位置を、光源部121の筒軸と重なるように調整することができる。つまり、接続部120dは光源部121と電源部124との相対的な位置を調整する機能も有している。
【0039】
次に、
図1から3に示した照明ユニット12の製造方法について説明する。
【0040】
図4は、実施の形態1の照明ユニット12の製造工程の一例を示すフローチャートである。
図4に示すように、実施の形態1の照明ユニット12の製造工程J1は次の工程を含むものである。
【0041】
(基板製造工程S11)
基板製造工程S11は、光源回路、又は電源回路を形成するための回路パターン、光源回路と電源回路とを繋ぐ接続パターン、及び第1、第2放熱電極層などが形成された電極層、電極層を覆い絶縁する絶縁層、及び複数の光源配置部と複数の電源配置部などを区画する折り曲げ線120cを、曲げることが可能なシート状のフレキシブルな基板120として形成する工程である。
【0042】
(部品実装工程S12)
部品実装工程S12は、光源部を構成する光源素子であるLED123、及び電源部を構成する電源回路部品126cをフレキシブルな基板120に配置するとともに、はんだなどを用いてこれらを電気接続する工程である。LED123がCOF(Chip On Film)方式で実装される場合は、LEDチップを覆うように青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を塗布する工程も含む。
【0043】
(基板組み立て工程S13)
基板組み立て工程S13には、有底筒状の光源部121と光源部121に収納される第1放熱部(光源放熱部)128aとを一体的な構成とする組み立て第1工程S130、折り畳まれる電源部124と電源部124に巻きつけられる第2放熱部(電源放熱部)128bとを一体的な構成とする組み立て第2工程S131、及び光源部121と電源部124との相対的な位置を調整する位置調整工程S132が含まれる。
【0044】
詳しくは、組み立て第1工程S130は、第1放熱部(光源放熱部)128aを多層に巻き重ね、第2光源部122bによって第1放熱部(光源放熱部)128aを筒状に覆い、差込片129a1を差込孔129b1に差し込むとともに、差込片129a2を第2光源部122bに固定する工程であり、組み立て第1工程S131は、電源部124を折り畳み、差込片129a3を差込孔129b3に差し込み、第2放熱部(電源放熱部)128bを電源部124の外側に少なくとも1周回以上巻きつけ、第2放熱部(電源放熱部)128bの端部を接着部材などで固定する工程である。
【0045】
(照明ユニット検査工程S14)
照明ユニット12の配線部127から商用交流電力に相当する外部供給電力を供給し、LED123の点灯状況などを確認する工程である。なお、照明ユニット12は基板120に電気的な機能が全て配置されるため、部品実装工程S12が終了した後であれば、LED123の点灯状況などを確認することができる。
【0046】
以上のように、本発明の照明ユニットは簡素な構成であるため、さまざまな種類の部品を用いることなく、簡単に製造することができる。
【0047】
次に、
図4のフローチャートの流れに従って完成した
図3に示す照明ユニットを組み込んだ照明具である電球形ランプの構成について説明する。
【0048】
図5は、
図3に示した照明ユニットを用いて作られた電球形ランプを示す図であり、外郭部の長さL3が67mmで最大径D1がφ35mmの小形電球形ランプであり、一般にミニクリプトン形ランプとも称されるものである。この電球形ランプ1は、球状のカバー(第1外郭部)10と口金(第2外郭部)11とからなる外郭部、この外郭部の内部に収納される照明ユニット12、及びカバー(第1外郭部)10の内部の照明ユニット12以外の領域に充填される充填部材13で主に構成されている。
【0049】
カバー10は、電球形ランプ1の中心軸Oに対して回転対称の形状をなす。外形形状は全体として茄子型である。カバー10は、詳しくは、最大径D1がφ35mmの球面となる球状部100を、外周径D3がφ19mmの円筒面となる筒状部101の一端である上端部に重ねた形状である。そして、この球状部100と筒状部101とが接続される第1接続部であるネック部103は、長手方向における断面視において曲率Rbが7mmとなる、電球形ランプ1の中心軸Oに対して回転対称の曲面で構成されている。筒状部101の他端である下端部には口金取付部102(図示しない)が設けられており、口金11の螺合部111が螺着される。口金11と接続される第2接続部104は、長手方向における断面視において曲率Rsが1.9mmとなる、電球形ランプ1の中心軸Oに対して回転対称の曲面で構成されている。外周径D3,曲率Rb、曲率Rsは、電球形ランプ1の器具装着性を考慮して決定される寸法である。
【0050】
また、カバー10は、透光性のガラス材料、又は、例えば、ポリカーボネート、アクリルなどの樹脂材料を用いて、ブロー成形などの成形方法を用いて製造される。
【0051】
なお、カバー10は、光学的な機能、すなわち拡散、集光、反射、導光などの機能を有するように構成されてもよい。
【0052】
口金11は、電球形ランプ1における外郭部の一部であり、カバー10以外の外郭部を構成する第2外郭部である。ここでは、口金11は小形電球形ランプに用いられるE17口金(D5=17mm)を例示しているが、これに限らず、例えば、E11口金(D5=11mm)、E26口金(D5=26mm)などの口金を用いてもよいし、E型以外の口金を用いてもよい。また、カバー10と口金11との固定は螺着固定に限らず、圧入固定、係合固定などでもよい。なお、カバー10と口金11とからなる外郭部の長さ寸法L3は67mmであるが、これに限定されない。
【0053】
電球形ランプ1の、口金11を除く外郭部は絶縁材料を用いて形成される。カバー10に用いられる透光性のガラス材料、又は、ポリカーボネート、アクリルなどの樹脂材料は電気絶縁性を有する材料である。口金11を除く外郭部の全てが絶縁材料で構成されるので、使用者が感電する原因となる充電部は、絶縁材料であるカバー10の内部に完全に隔離される。このため、電球形ランプ1に要求される安全上の絶縁距離が緩和され、照明ユニット12を含む電球形ランプ1全体を、小さく形成することができる。
【0054】
照明ユニット12は、電球形ランプ1の外郭部の内部に収納され光源部121の中心がカバー10の球状部100の中心と略重なるように配置されている。照明ユニット12は、光源部121の筒軸と法線方向の最大寸法W1が筒状部101の内径寸法D4、口金取付部102の内径寸法(図示しない)のいずれよりも小さい寸法となるように管理されており、口金取付部102の端部に形成される開孔部(図示しない)からカバー10の内部に挿入することができる。
【0055】
光源部121の中心がカバー10の球状部100の中心と略重なるように照明ユニット12を仮固定した状態で、カバー10の内部の照明ユニット12以外の領域に充填部材13が充填される。充填部材13は透光性と硬化性を有する樹脂材料からなり、例えばシリコーン樹脂などが用いられる。充填材が硬化すると照明ユニット12はカバー10内に安定して固定される。
【0056】
照明ユニット12に形成され、電源部124と繋がる第1配線部127aと第2配線部127bとからなる2つの配線部127が有する配線電極層のそれぞれの端部は、口金11のアイレット(第1給電端子)112、はんだ付部(第2給電端子)113とはんだ14などを用いてそれぞれ電気的に接続されている。配線部127は、照明ユニット12が口金11を経由して外部から外部供給電力の供給を受ける受電経路である。
【0057】
ここで、特許文献1に記載されている電球形LEDランプのように、電球形ランプが照明器具に取り付けられた状態において使用者が接触できる部分に導電性の材料が用いられて構成されている場合(例えば、外郭筐体の一部が金属材料を用いたヒートシンクを兼ねている従来構成の場合)、導電性のヒートシンクと電源部の間、導電性のヒートシンク光源部との間、及び導電性のヒートシンクと外部から電力の供給を受ける口金との間には、安全規格に定められた絶縁距離を確保して、導電性のヒートシンク、電源部、光源部、口金を配置する必要があった。実施の形態1の電球形ランプ1では、照明ユニット12が絶縁性のカバー(第1外郭部)10に完全に収納され、電球形ランプ1が照明器具に装着された状態で使用者が接触できる部分に導電性の材料が用いられていない。このため、使用者が感電するおそれがなく、照明ユニット12は安全規格に定められた絶縁距離を緩和して小型に構成することができ、電球形ランプ1も安全性が向上し小型に構成することができる。
【0058】
図6は、
図5に係る照明具である電球形ランプ1の製造工程を示すフローチャートである。電球形ランプ1の製造工程の概略は、照明ユニット12を製造する照明ユニット製造工程J1、カバー10を製造するカバー製造工程J2、及び電球形ランプ1を製造する照明具製造工程J3からなる。以下、上述した照明ユニット製造工程J1を除く、カバー製造工程J2、及び照明具製造工程J3について説明する。
【0059】
カバー製造工程J2は、例えば、透光性の樹脂材料を用いて、カバー10をブロー成形などの方法によってカバー10を成形するカバー成形工程S21と成形されたカバーの検査を行うカバー検査工程を含む。
【0060】
照明具製造工程J3は、照明ユニット12をカバー10の内部に仮保持するライトユニット仮保持工程S31、カバー10の内部に所定量の液状、又は半液状の充填部材13を充填する充填工程S32、充填部材13を乾燥固化させる乾燥固化工程S33、配線部127を口金11の所定の箇所に接続する接続工程S34、口金11をカバー10に取り付けて固定する口金取付工程S35、及び電球形ランプ1の検査を行う照明具検査工程S37を有する。
【0061】
ここで、照明ユニット製造工程J1、及びカバー製造工程J2は、照明具製造工程J3の前に配置される。また、照明ユニット製造工程J1とカバー製造工程J2とは、同時に行われてもよく、さらに、照明ユニット製造工程J1とカバー製造工程J2とは、いずれかの工程が先に行われてもよい。
【0062】
以上のように、製造工程が簡素に構成されているので、電球形ランプ1は、製造コストを低減することができるとともに、製造品質を向上させることができる。なお、照明ユニット製造工程J1、カバー製造工程J2、及び照明具製造工程J3、それぞれ別々の工程として管理されてもよいし、各工程を俯瞰した一体の工程としてもよい。
【0063】
<<作用効果>>
次に、実施の形態1に係る照明ユニット12の作用効果を纏めて述べる。
【0064】
照明ユニット12は、例えば、フレキシブル基板などの曲げることが可能な基板120が組み立てられ、固定機構129によって組立形状が維持されて、光源部121と電源部124とが一体の自立体を構成する。この結果、実施の形態1における照明ユニット12は、従来の電球形ランプで用いられていた、光源部121と電源部124とが取り付けられる外郭筐体、ネジなどの取付部材を必要としないので、簡単に組み立てることができる。
【0065】
放熱部128は、光源部121と繋がり主に光源部121(LED123)の温度上昇を抑制する第1放熱部(光源放熱部)128a、及び電源部124と繋がり主に電源部124(電源回路部品126)の温度上昇を抑制する第2放熱部(電源放熱部)128bが基板120に一体的に形成されている。
【0066】
放熱部128は、シート状の基板120に形成された電極層が多層に巻き重ねられて理論体積に応じた熱容量を有した放熱経路となるので、電球形ランプ1の外殻部を兼ねた放熱体などを用いなくてもよく、照明ユニット12は簡単に製造することができる。
【0067】
放熱部128は、光源部121で発生した動作熱を第2放熱部128b側に誘導する第1熱誘導部128e、及び第2熱誘導部128fを備えており、外殻部を兼ねた放熱体などを用いなくても、光源部121(LED123)の温度上昇を抑制することができるので、照明ユニット12、及び電球形ランプ1は、質量を小さくすることができる。
【0068】
光源部121は、基板120の同じ面(実装面)上の第1光源部122aに4個、第2光源部122bに1個のLED123が光軸を同じ向きに揃えて実装することが可能である。そして、LED123が表面に現れるように組み立てられると、5個のLED123の光軸がそれぞれ異なる向きとなり、5個のLED123からそれぞれ異なる向きに光が出射される。
【0069】
詳しくは、光源部121は、組み立てられた状態で周部となる第1光源部122aに略等間隔に4個のLED123が配置されており、周方向に隣接する4個のLED123の光軸どうしは略90°の角度をなす。そして、組み立てられた状態で底部となる第2光源部122bに配置されたLED123の光軸は、第1光源部122aに配置された4個のLED123の光軸のいずれとも略90°の角度をなす。
【0070】
すなわち、光源部121は、配置される5個のLED123の異なる5つの光軸が相互に略90°の角度をなすように構成されているので、広い配光特性を有する光源とすることができる。
【0071】
光源部121は、多層に巻き重ねられた第1放熱部128aを覆うように組み立てられ、差込片129a1が差込孔129b1に差し込まれ、さらに差込片129a2が第1放熱部128aと第1光源部122aとの間に差し込まれることによって、有底筒状の形状が維持されるので、放熱性に加え構造的な強度を増大させることができる。
【0072】
光源部121と電源部124とは、接続部120dを介して一体的に構成されているので、照明ユニット12は、ネジ、絶縁被覆電線などの部品を用いずに、簡単に製造することができる。つまり、光源部121は接続部120dを介して電源部124と電気的に接続されているので、絶縁被覆電線などの配線部材を用いなくても、LED123を点灯させるための点灯電力を電源部124から光源部121に供給(給電)することができる。つまり材料コストと組み立てコストを低減することができるとともに、配線部材の接続不良を発生させないことにより電球形ランプ1の品質を向上させることができる。
【0073】
配線部127と電源部124とは、構造的かつ電気的に一体的に構成されているので、絶縁被覆電線などの配線部材を用いなくても口金11と電源部124とを電気的に接続することができ、電球形ランプ1の外部から口金11を経由して商用電力などの外部電力を受電することができる。つまり材料コストと組み立てコストを低減することができるとともに、配線部材の接続不良を発生させないことにより電球形ランプ1の品質を向上させることができる。
【0074】
接続部120dの光源部121側、及び電源部124側の折り曲げ線120cは、光源部121の筒軸、及び電源部124第2面(部品非実装面)120bを、いずれも照明ユニット12の中心軸Pと略重なるように折り曲げることができる。このように折り曲げることによって、電球形ランプ1のカバー10に収納されて使用される照明ユニット12は、電源部124の面積を最大にすることができる。
【0075】
<<変形例>>
次に、実施の形態1に係る照明ユニット12の変形例を纏めて述べる。
【0076】
光源部121の筒軸と法線方向の最大寸法W1は、照明ユニット12が用いられる電球形ランプの大きさ、及び形状を考慮して決定される。
【0077】
また、LED123の種類、実装態様、数、実装位置などは、照明ユニット12の仕様に対応して決定されるものであり、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、光束(光量)を調整するために5個以外の数のLED123が配置されてもよい。
【0078】
さらに、第1光源部122aは、側方へ照射される光の均一性、又は指向性に応じて、3個以下、又は5個以上の数のLED123が配置されてもよいし、実装間隔(実装密度)が異なるようにLED123が配置されてもよい。
【0079】
そして、LED123は曲げることが可能な基板に実装可能な形態であればよい。
【0080】
第2放熱部(電源放熱部)128bの筒軸と法線方向の最大寸法W2は、照明ユニット12が用いられるランプの大きさ、及び形状を考慮して決定される。すなわち、第2放熱部128bを多層に巻き重ねる場合の積層数は、照明ユニット12が用いられる電球形ランプの大きさ、及び形状に基づいて決定することができる。
【0081】
電源部124は、並んで配置され略同じ寸法(面積)の長方形状である第1電源部125aと第2電源部125bとの間の折り曲げ線を折り曲げて折り畳まれると重なるように配置されているが、これに限定されるものではなく、電源部124は1又は3以上に区画されて配置されてもよい。
【0082】
なお、3以上の数に区画された場合は、折り曲げ線に区画された3以上の電源配置部は折り曲げ線が折り曲げられて筒状に配置されてもよい。
【0083】
そして、折り曲げられた第2面(非部品実装面)120bどうしを粘着テープ、接着剤などの接着部材などを用いて接着固定することによって、折り曲げられた電源部124の形状がより強固に維持されてもよい。
【0084】
第1電源部125aと第2電源部125bとに配置される電源回路部品126の種類、電力変換回路の方式は限定されない。例えば、電気的に光源部121から近い2次側回路の部品を第1電源部125aに、電気的に光源部121から遠い1次側回路の部品を第2電源部125bにそれぞれ配置してもよいし、電源回路部品126の寸法、上限管理温度などに基づいて配置する電源回路部品126の種類、電力変換回路の部分を決定してもよい。
【0085】
電源部124は、複数の電源配置部にLED123の数に基づいた複数の電力変換回路を有し、光源部121に配置された複数のLED123のそれぞれに独立して点灯電力を供給するように構成されてもよい。
【0086】
また、複数のLED123をいくつかの複数の系統に分割し、分割された各系統の複数のLED123に対応させて複数の電力変換回路から系統別に点灯電力を供給するように構成されてもよい。
【0087】
固定機構129を構成する差込片(差込フラップ)、及び差込孔は、図示した態様に限定されるものではなく、照明ユニット12の寸法仕様、組立形状の維持能力などに応じて、その形状、数、配置位置を適宜決定できる。
【0088】
接続部120dは、第1電源部125aと第2光源部122bの1箇所とを繋ぐように配置されているが、第2電源部125bと第2光源部122bの1箇所とを繋ぐように配置されてもよいし、第1電源部125a、及び第2電源部125bと第2光源部122bの複数箇所とを繋ぐように配置されもよい。
【0089】
接続部120dは、電源部124の第2面(部品非実装面)120bを照明ユニット12の中心軸Pとは重ならないように、接続部120dの光源部121側、及び電源部124側の折り曲げ線120cが折り曲げられてもよい。このように折り曲げることによって、電源部124の第1電源部125aと第2電源部125bとに配置される電源回路部品126の寸法、上限管理温度などに基づいて、接続部120dの光源部121側、及び電源部124側の折り曲げ線120cが折り曲げられ、照明ユニット12の中心軸Pに対する電源部124の第2面(部品非実装面)120bの位置を決定することができる。
【0090】
なお、光源素子は、LEDに限定されず、有機エレクトロルミネッセンス素子(Organic Electro−Luminescence、以下、有機EL素子と称す。)、レーザ素子(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)などの、他の固体発光素子を用いてもよい。有機EL素子はフレキシビリティを有する面状光源であり、本発明の光源素子として好適である。
【0091】
実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1に対して主に光源部の構成を変更した点が異なる。その他の構成については実施の形態1と同一又は同等であり、実施の形態1と同一又は同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0092】
図7は、実施の形態2の照明ユニットの展開図であり、
図7(a)が部品実装面(第1面)側から見た図、
図7(b)が部品非実装面(第2面)側から見た図である。
【0093】
実施の形態2の照明ユニット42は、光源部421、電源部124、放熱部128、接続部120d、及び配線部127が1つの基板420上に配置されており、一体的な基板ユニットとして構成されている。照明ユニット42は、1枚の基板420を区分けし、例えば、
図7(a)のように、右上部に光源部421、右下部に電源部124、光源部421と電源部124との間に接続部120d、電源部124から左側に延びる配線部127、及び光源部421、電源部124の左側に配置された放熱部128で主に構成されている。なお、実施の形態2では、光源部421の下部に放熱部128の一部(128e)が配置されている。そして、基板420は、実施の形態1における基板120と同一又は同等の構造、及び材料を採用することができる。
【0094】
次に、実施の形態1と異なる光源部421の詳細について説明する。
(光源部421)
光源部421は、略正方形状の4個の第1光源区画422aa〜第4光源区画422adが横並びに接続された長方形の第1光源部422aと、第1光源部422aの第1光源区画422aaに接続された略正方形状の第2光源部422bとで構成され、各々に回路パターンが電極層に形成されている。
【0095】
また、第1光源部422aの各光源区画422aa〜422ad、及び第2光源部422bの略中央には1個のLED423が配置されている。これらLED423は、例えば、波長が440nm〜480nmの青色光を出射するLEDチップ上に青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を配してパッケージ化した疑似白色LEDが用いられ、それぞれ、はんだ付けなどの方法を用いて回路パターンに電気的に接続される。なお、溶接、異方性導電膜を用いた圧接などの方法によって電気的に接続されてもよい。
【0096】
照明ユニット42を実際に電球形ランプ1に搭載して用いるためには、複数個所で折り曲げるなどして、コンパクトな形状に組み立てる必要がある。照明ユニット42の組立は、光源部421、及び第1放熱部(光源放熱部)128aの組立、電源部124、及び第2放熱部(電源放熱部)128bの組立、の順で行われる。次に、実施の形態1と構成が異なる光源部421を中心に、組立段階における組立状態の詳細を説明する。
【0097】
図8は、光源部421、及び第1放熱部(光源放熱部)128aが組み立てられた段階を示しており、
図8(a)は左側面図、
図8(b)は正面図、
図8(c)は右側面図、
図8(d)は上面図である。
【0098】
第1放熱部(光源放熱部)128aは、左端部から円筒状に巻き重ねられ、それを覆うように、第1光源部422aの第1光源区画422aa〜第4光源区画422adが、LED423が表面に現れるように折り曲げられ、差込片129a1が差込孔129b1に差し込まれることによって、角筒状に折り曲げられた光源部421に取り囲まれて第1光源部422aと一体的に形状が維持される。この後に、円筒状に巻き重ねられた第1放熱部128aと第1光源部422aの上部を覆うように、第2光源部122bが、LED423が表面に現れるように折り曲げられ、差込片129a2が第1放熱部128aと第1光源部422aとの間に差し込まれることによって、第2光源部122b、第1放熱部128a、及び第1光源部422aは一体的に形状が維持される。このように、第1放熱部128aは、第1光源部422aと第2光源部122bとに収納されており、第1光源部422a、第2光源部122b、及び第1放熱部128aは、絶縁層とともに多層に巻き重ねられた第1放熱電極層128cの材料と理論体積に応じた熱容量を有しているので、光源部421に配置されたLED423の温度上昇を抑制することができる。
【0099】
<<作用効果>>
次に、実施の形態2に係る照明ユニット42の作用効果を纏めて述べる。
【0100】
光源部421は、基板420の同じ面(実装面)上の第1光源部422aに4個、第2光源部122bに1個のLED423が光軸を同じ向きに揃えて実装することが可能である。そして、LED423が表面に現れるように組み立てられると、5個のLED423の光軸がそれぞれ異なる向きとなり、5個のLED423からそれぞれ異なる向きに光が出射される。
【0101】
詳しくは、光源部421は、組み立てられた状態で周部となる第1光源部422aの第1光源区画422aa〜第4光源区画422adは、周方向の寸法が同一であり、周方向に隣接する各光源区画(422aa〜422ad)に配置された4個のLED423の光軸どうしは略90°の角度をなす。そして、組み立てられた状態で底部となる第2光源部422bに配置されたLED423の光軸は、第1光源部422aに配置された4個のLED423の光軸のいずれとも略90°の角度をなす。
【0102】
すなわち、光源部421は、配置される5個のLED423の異なる5つの光軸が相互に略90°の角度をなすように構成されているので、広い配光特性を有する光源とすることができる。
【0103】
光源部421は、多層に巻き重ねられた第1放熱部128aを覆うように組み立てられ、差込片129a1が差込孔129b1に差し込まれ、さらに差込片129a2が第1放熱部128aと第1光源部122aとの間に差し込まれることによって、有底筒状の形状が維持されるので、放熱性に加え構造的な強度が増大させることができる。
【0104】
<<変形例>>
次に、実施の形態2に係る照明ユニット42の変形例を纏めて述べる。
【0105】
光源部421の筒軸と法線方向の最大寸法W1は、照明ユニット42が用いられる電球形ランプの大きさ、及び形状を考慮して決定される。
【0106】
また、LED423の種類、実装態様、数、実装位置などは、照明ユニット42の仕様に対応して決定されるものであり、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、光束(光量)を調整するために5個以外の数のLED423が配置されてもよい。
【0107】
さらに、第1光源部422aは、側方へ照射される光の均一性、又は指向性に応じて、各光源区画(422aa〜422ad)に2個以上の数のLED423が配置されてもよいし、各光源区画(422aa〜422ad)に異なる数のLED423が配置されてもよい。
【0108】
そして、LED423は曲げることができる基板に実装可能な形態であればよい。
【0109】
なお、光源部421は、周部と底部とが略正方形の面であり、全体として略正6面体の5面にLEDが配置できる形状であるが、光源部421の態様はこれに限定されるものではなく、周部を構成するLEDが配置できる面の数をn(nは3以上の自然数である。)とし、周部の横断面形状をn角形としてもよい。また、光源素子であるLED423が、曲面に実装されることを許容する場合は、光源部421は、周部、底部を構成する各面の形状が曲面を含む形状であってもよい。さらに、光源部421は、筒状以外の多面体状に構成されてもよい。
【0110】
実施の形態1、2に記載したとおり、本発明に係る照明ユニットは、曲げることができる基板に、複数の光源素子であるLEDが配置された光源部と、点灯電力を生成して光源部に供給する電源部と、LEDが発する動作熱を放熱する光源放熱部と、電源部は発する動作熱を放熱する電源放熱部とが配置されたので、構成が簡素であるとともに、簡単に製造することができる。
【0111】
実施の形態3.
図10は、実施の形態3の照明装置の主要な構成を示す図であり、実施の形態1,2の照明ユニットを用いた電球形ランプが照明器具に取り付けられた状態を示す。
【0112】
図10に示すように、照明装置6は、天井7に設けられた開口70を利用して埋設設置された照明器具2と、照明器具2に取り付けられた電球形ランプ1とを備える。照明器具2は、中心軸Zに対して略回転対称であるドーム状の器具本体20と、器具本体20の最上部(最深部)に取り付けられたソケット21と、器具本体20の最下部(開口端部)に取り付けられた器具カバー22と、器具本体20の外周部に取り付けられた2つの取付バネ23とを備える。ここで、取付バネ23の数は限定されない。照明器具2は、ダウンライト用の照明器具の一例であり、フィラメントを用いた旧来のミニクリプトンランプを取り付けて使用することもできる。
【0113】
照明器具2は、器具本体20の最下部(開口端部)に、器具本体20と一体的に取り付けられた器具カバー22と、器具本体20の外周部に、器具本体20と一体的に取り付けられた取付バネ23とによって、天井7を挟持することにより、天井7に固定されている。電球形ランプ1は、口金11をソケット21に螺合して取り付けられる。
【0114】
電球形ランプ1を点灯させる場合、照明器具2は、ソケット21を経由して外部供給電力を電球形ランプ1に供給する。電球形ランプ1は、口金11を経由して入力された外部供給電力を点灯電力に変換するとともに、LED123に供給してLED123を点灯させる。そして、LED123から照射された光は、直接又は器具本体20の内側のリフレクタで反射されて、器具カバー22を経由して照射空間(室内)を照射する。
【0115】
電球形ランプ1は、旧来のミニクリプトンランプが装着できる照明器具に取り付けることができる形状と寸法を兼ね備えている場合、電球形ランプ1がソケット21に取り付けられた状態で、ソケット21を除く器具本体20、器具カバー22と接触しない。換言すると、電球形ランプ1は、口金11以外の外郭部が照明器具2と干渉しない、このため、電球形ランプ1は、
図10に示すような旧来のミニクリプトンランプを取り付けて使用するダウンライト用の照明器具2に取り付けて使用することができる。
【0116】
実施の形態4.
図11は、実施の形態4の照明装置の主要な構成を示す図であり、実施の形態1,2の照明ユニットを用いた電球形ランプが実施の形態3とは別の照明器具に取り付けられた状態を示す。
【0117】
図11に示すように、照明措置6Aは、天井7に設けられた開口70を利用して埋設設置された照明器具3と、照明器具3に取り付けられた電球形ランプ1とを備える。照明器具3は、中心軸Zに対して略回転対称であるドーム状の器具本体30と、中心軸Zに対して所定角度で傾斜させて器具本体30に取り付けられたソケット31と、ソケット31を器具本体30に対して所定角度で傾斜させて器具本体30に連結する連結部材35と、器具本体30の最下部(開口端部)に取り付けられた鍔部301とを備える。照明器具3は、ダウンライト用の照明器具の他の例であり、フィラメントを用いた旧来のミニクリプトンランプを取り付けて使用することもできる。
【0118】
照明器具3は、鍔部301を貫通させて天井7にねじ込まれるネジ(図示しない)などを用いて天井7に固定されている。電球形ランプ1は、口金11をソケット21に螺合して取り付けられる。
【0119】
ソケット31は、ソケット31の中心軸Oが器具本体30の中心軸Zに対して所定の傾斜角度A(例えば70度)で傾斜して配置されている。電球形ランプ1は、口金11をソケット21に螺合して取り付けられる。そして、ソケット31と電球形ランプ1とは中心軸Oを共有する。なお、ソケット31は、本発明に係る電球形ランプ1の他、白熱電球、及び電球形蛍光ランプなどの従来のランプを取り付けることができる。
【0120】
電球形ランプ1を点灯させる場合、照明器具3は、ソケット31を経由して外部供給電力を電球形ランプ1に供給する。電球形ランプ1は、口金11を経由して入力された外部供給電力を点灯電力に変換するとともに、LED123に供給してLED123を点灯させる。そして、LED123から照射された光は、直接又は器具本体30の内側のリフレクタで反射されて、照射空間(室内)を照射する。
【0121】
電球形ランプ1は、ミニクリプトンランプが斜め方向に装着できる照明器具に取り付けることができる形状と寸法を兼ね備えている場合、電球形ランプ1がソケット21に取り付けられた状態で、ソケット31を除く器具本体30とは接触していない。換言すると、電球形ランプ1は、口金11以外の外郭部が照明器具3と干渉しない、このため、電球形ランプ1は、
図11に示すような旧来のミニクリプトンランプを取り付けて使用するダウンライト用の照明器具3に取り付けて使用することができる。
【0122】
電球形ランプ1の外郭部は、ミニクリプトンランプが装着できる照明器具に取り付けることができる形状と寸法で形成されている。なお、実施の形態1におけるカバー10は、旧来のミニクリプトンランプのようにガラス材料を用いて形成された場合と比べて、樹脂材料を用いて形成された場合の方が、高い精度で成形寸法を管理することができるとともに、旧来のミニクリプトンランプよりもネック部103を更に大きく括れさせることができる。これによって、照明器具をさらに小型化させることができ、狭小な施工空間であっても照明器具の取り付けが可能となる。
【0123】
以上、本発明の態様について説明したが、実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。