JP2012238502A - 発光装置、照明装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置、照明装置および照明器具を提供する。
【解決手段】発光装置１０は、複数の基板１１と接続部材１５を具備する。複数の基板１１は、固体発光素子１２および固体発光素子に電気的に接続される電極１３を有し、少なくとも一辺に凹部１４が設けられ、凹部が設けられた一辺を対向させることにより嵌合凹部１６が形成される。接続部材１５は、少なくとも一部が前記嵌合凹部に嵌合し、隣接する基板の各電極を電気的に接続する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とする発光装置、照明装置および照明器具に関する。

近年、フィラメント電球や蛍光ランプに代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない固体発光素子である発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）を光源とした発光装置、およびこの発光装置を用いたＬＥＤランプ等の照明装置が商品化されている。これら照明装置においては、屋内外の照明器具に広く使用されている直管形の蛍光ランプに代えて使用することが可能な直管状をなすＬＥＤランプや灯具等の照明装置が提案され商品化されている。

特開２０１１−０２３２２７号公報

これら直管状をなすＬＥＤランプは、全長が６００〜２４００ｍｍ程度の長さを有し、発光モジュールを構成する発光装置も長尺な基板が必要となる。この基板は、製造性等を考慮して短く構成した基板を複数構成し、この複数の基板を長手方向に連結して長尺な発光装置を構成している。

このため、複数の各基板を電気的に接続する必要が生じることから、一般的には各基板にコネクタを設け、ワイヤハーネスによって各コネクタを接続する構成が採用されている。しかしながら、これらワイヤハーネスとコネクタとの接続作業は人手を介さなければならず、量産化を必要とするこの種の発光装置、照明装置および照明器具においては自動化に不向きな問題が生じる。

このため、如何にして自動化に適した電気的な接続手段を構成するかが重要な課題となっている。これらの課題は、直管状をなす照明装置に限らず、円形や四角形等の環状をなす照明装置を構成する場合にも同様の課題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置、照明装置および照明器具を提供しようとするものである。

実施形態における発光装置は、複数の基板と接続部材を具備する。複数の基板は、固体発光素子および固体発光素子に電気的に接続される電極を有し、少なくとも一辺に凹部が設けられ、凹部が設けられた一辺を対向させることにより嵌合凹部が形成される。接続部材は、少なくとも一部が前記嵌合凹部に嵌合し、隣接する基板の各電極を電気的に接続する。

本発明によれば、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置、照明装置および照明器具を提供することが可能となる。

実施形態に係る発光装置を示し、（ａ）は複数の基板同士を連結する部分を拡大して示す斜視図、（ｂ）は分解した状態を縮小して示す斜視図。 同じく発光装置を示し、（ａ）は基板の連結部分を拡大して示す斜視図、（ｂ）は接続部材を拡大して示す斜視図。 同じく発光装置を示し、（ａ）は図１（ａ）のａ−ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図１（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。 同じく発光装置の基板および接続部材の組み立て手順を示す斜視図。 同じく発光装置の半田およびネジ止めにおける組み立て手順を示す斜視図。 同じく発光装置の概略的な電気回路図。 同じく発光装置の第１の変形例を示し、（ａ）は接続部材の斜視図、（ｂ）は図３（ｂ）に相当する断面図。 同じく発光装置の第２の変形例を示し、（ａ）は接続部材の斜視図、（ｂ）は図３（ｂ）に相当する断面図。 同じく発光装置の変形例を示し、（ａ）は第３の変形例を示す図１（ａ）に相当する斜視図、（ｂ）は第４の変形例を示す図１（ａ）に相当する斜視図、（ｃ）は第５の変形例を示す凹部および電極部分の断面図。 実施形態に係る照明装置を示し、（ａ）は照明装置を分解し、一部を切り欠いて示す斜視図、（ｂ）は口金を外した状態で示す端面図。 同じく照明装置の変形例を示し、（ａ）は第１の変形例を、口金を外した状態で示す端面図、（ｂ）は第２の変形例を、口金を外した状態で示す端面図。 実施形態に係る照明器具を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。 同じく照明器具に用いられる照明装置の変形例を示し、（ａ）は第３の変形例を概略的に示す平面図、（ｂ）は第４の変形例を概略的に示す平面図。

以下、発光装置、照明装置および照明器具の実施形態につき、図に従い説明する。

先ず、発光装置につき説明する。本実施形態の発光装置は、現行４０Ｗタイプの直管形蛍光ランプに相当する全長が約１２００ｍｍの直管形ＬＥＤランプに用いられる発光モジュールを構成するもので、図１に示すように、発光装置１０は、固体発光素子１２および固体発光素子に電気的に接続される電極１３を有する複数の基板１１と、隣接する基板の各電極１３を電気的に接続する接続部材１５等で構成される。

基板１１は、光源体を構成するもので、電気絶縁性の良好な部材、本実施形態では、長さ約３００ｍｍ、幅約２０ｍｍ、厚さ約１．６ｍｍ程度の平板状の薄く細長い矩形状のガラスエポキシ樹脂からなる回路基板で構成され、その表面（図１（ａ）における上方の面）に銅箔等で構成された配線パターン（図示省略）が形成され、この配線パターン上に複数個の発光部を構成するように固体発光素子１２が基板１１の長手方向の軸線ｘ−ｘに沿って略直線状に一列に略等間隔に配設される。

また、基板１１の表面には、配線パターンの形成時に同時に一対の電極１３が形成され、この電極１３に隣接して一対の凹部１４が形成される。そして、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、上記に構成された同様構成の４枚の基板１１が用意され、４枚の各基板１１が基板の長手方向の軸線ｘ−ｘに沿って連結され、全長が約１２００ｍｍの長尺基板が構成される。なお、基板１１は、セラミックスで構成しても、さらには、エポキシ樹脂等で電気絶縁処理を施した熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウムや銅等で構成したものであってもよい。

固体発光素子１２は、本実施形態では発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）で構成し、複数個のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプのＬＥＤからなり、これら各ＬＥＤ１２は、基板１１の配線パターン上に実装され直列に接続される。なお、固体発光素子は、基板に直接実装される複数個のＬＥＤチップおよびこのＬＥＤチップから照射される光により励起される蛍光体を含む樹脂で封止し、白色（昼白色、昼光色、電球色等を含む）を発光するように構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプであってもよい。

電極１３は、基板１１の両端の短手方向の辺１１ａ、１１ａに沿って一対ずつ計４個が形成される。各電極１３は、図２（ａ）に示すように、短手方向の辺１１ａ、１１ａからそれぞれ所定の間隔寸法ｌ１を有し、かつ長手方向の辺１１ｂ、１１ｂからもそれぞれ所定の間隔寸法ｌ２を有するようにして形成される。この各電極１３は、同様の形状をなし、配線パターンの形成時に同時に形成されることによって、配線パターンと同様に銅箔等で構成され、配線パターンによって形成される電路とともに、各ＬＥＤ１２に電気的に接続されるように構成される。

凹部１４は、細長い矩形状をなす基板１１の少なくとも一辺、本実施形態においては、４枚の基板１１を連結するために、基板１１の両端の短手方向の辺１１ａ、１１ａに沿って、一辺当たり一対ずつ計４個、二辺で計８個が形成される。なお、２枚の基板のみを連結する場合には、基板の一端の短手方向の辺のみに、一対ずつ計４個を形成すればよく、凹部は少なくとも基板の一辺に形成されていればよい。

各凹部１４は、本実施形態では縦に矩形状に切り込んだ溝で構成され、各電極１３の両側に隣接して一対が形成される。すなわち、図２（ａ）に示すように、凹部１４を構成する一対の溝は、一端部が基板１１の短手方向の辺１１ａの端面１１ａ１に開放し、他端部が長手方向の辺１１ｂに略平行して電極１３の略中間部まで延伸させて形成する。

凹部１４は、その溝の開口幅寸法ｗ１が狭く、高さ寸法ｈ１が基板１１の厚さ寸法の中間部分より若干深く切り込んだ寸法を有し、長さ寸法ｌ３が電極１３の中間部分までの寸法ｌ４と略等しい寸法に形成する（ｌ３≒ｌ４）。上記に構成される凹部１４は、同様構成の一対ずつ計４個の電極１３に対して、それぞれ同様の形状・寸法を有する溝で構成される。

接続部材１５は、図２（ｂ）に示すように、導電性を有する金属、本実施形態では幅寸法が電極１３の幅寸法より大きい銅板で構成され、連結される際、隣接する基板１１の各一対の電極１３同士を、それぞれ電気的に連結して接続する部材で、両側部に鉤形の脚部１５ａが一体に折曲された断面形状が略逆Ｕ字状をなすように構成される。

そして、脚部１５ａの厚さ寸法ｔ１は、凹部１４の溝の開口幅寸法ｗ１と等しいか若干大きい寸法に形成する（ｔ１≧ｗ１）。脚部１５ａの高さ寸法ｈ２は、凹部１４を構成する溝の高さ寸法ｈ１より短く形成する（ｈ２＜ｈ１）。また、接続部材１５の長さ寸法ｌ５は、図１（ａ）のように、複数の各基板１１を連結した際に、隣り合う各基板１１の対向する各電極１３の中間部分までの間の寸法ｌ６（ｌ６＝ｌ４×２）より短い寸法（ｌ５＜ｌ６）、換言すれば、凹部１４の長さ寸法ｌ３の２倍より短い寸法（ｌ５＜ｌ３×２）に形成する。

そして、上記に構成された接続部材１５は、少なくとも一部、本実施形態では、脚部１５ａが、２個の凹部１４が連続した長い溝（ｌ３＋ｌ３）からなる嵌合凹部１６に嵌合される。すなわち、図１（ａ）に示すように、複数の各基板１１を連結する際に、各基板１１の短手方向の辺１１ａ、１１ａが突き合わされる。これにより隣接する各基板１１の各凹部１４を構成する溝の開口が対向して合致し、連続した長い溝（ｌ３＋ｌ３）からなる一対の嵌合凹部１６が形成される。

そして、この一対の嵌合凹部１６に対して、上方から接続部材１５の両脚部１５ａを差し込む。換言すれば、隣接する各基板１１の凹部１４、１４に跨って、上方から接続部材１５の両脚部１５ａを差し込む。この際、図１（ａ）に示すように、接続部材１５の中心線ｙ−ｙが各基板１１の合わせ目の線ｚ−ｚに合致するように位置させて差し込む。これにより、接続部材１５における両端が、電極１３の略半分程度を覆い、接続部材１５の両端の内面が電極１３の表面に接触し、隣接する各基板１１の電極１３同士が、銅板からなる接続部材１５によって電気的に接続される。

この際、接続部材１５の長さ寸法ｌ５、脚部１５ａの厚さ寸法ｔ１、高さ寸法ｈ２および凹部１４の溝の長さ寸法（ｌ３）、嵌合凹部１６を構成する溝の長さ寸法（ｌ３＋ｌ３）、各凹部１４を構成する溝の幅寸法ｗ１、高さ寸法ｈ１は、上記のように、ｌ５＜ｌ３＋ｌ３、ｔ１≧ｗ１、ｈ２＜ｈ１の関係を有するように構成されており、接続部材１５の脚部１５ａが嵌合溝１６に確実に嵌合される。特に、接続部材１５の長さ寸法ｌ５は、凹部１４の長さ寸法ｌ３の２倍、すなわち、嵌合凹部１６の長さより短い寸法（ｌ５＜ｌ３＋ｌ３）に形成されているので、接続部材１５と嵌合凹部１６との、基板軸線ｘ−ｘ方向への多少の位置ずれを吸収することができ、より確実に接続部材１５を嵌合凹部１６に差し込むことが可能となる。

これにより、接続部材１５の内面を電極１３の表面に対して確実に接触させることができるとともに、接続部材１５によって、隣接する各基板１１同士が短手方向の辺１１ａ、１１ａに確実に当接して機械的な連結が行われる。同時に、連結される各基板１１同士の位置合せを確実に行うことが可能になる。

また、上記のように、一対の電極１３間の寸法、一対の接続部材１５間の寸法は、電気絶縁性を十分に確保する必要があることから、沿面距離・空間距離は、１ｍｍ以上若しくは３ｍｍ以上を確保するように配置して構成する。特に、図３（ａ）に示すように、接続部材１５の脚部１５ａの先端と、後述する金属製の筐体１７との距離寸法ａは、１ｍｍ若しくは３ｍｍ以上を確保できるように、脚部１５ａの高さ寸法ｈ２は、凹部１４を構成する溝の高さ寸法ｈ１より短く形成する（ｈ２＜ｈ１）。

上記により、ＬＥＤ１２およびＬＥＤ１２に電気的に接続される電極１３を有し、少なくとも一辺、本実施形態では、両端の短手方向に凹部１４が設けられ、凹部が設けられた一辺を対向させることにより嵌合凹部が形成される複数の基板１１と、少なくとも一部が嵌合凹部１６に嵌合し、隣接する基板１１の各電極１３を電気的に接続する接続部材１５とを具備する発光モジュール、すなわち、発光装置１０が構成され、熱伝導性を有する筐体１７に取り付けられる。

筐体１７は、ＬＥＤ１２の点灯時に発生する熱を外部に放熱させるための放熱部材を兼ねるもので、熱伝導性を有する部材、本実施形態では、熱伝導性の良好なアルミニウムの押し出し成形によって、長手方向に延在する細く長い形状に構成する。本実施形態では、上述した４枚の発光装置１０を設置できるように約１２００ｍｍの長さ寸法を有して形成される。筐体１７は、図１（ｂ）に示すように、断面形状が円弧部１７ａと直線部１７ｂからなり、全体の断面形状が円弧状底面を有する略半月状をなすように形成する。

筐体１７は、長尺状をなし、４枚の発光装置１０の長手方向に沿って延在して補強材の作用をなすことから、細く長い発光装置１０の強度を強くすることが可能になる。また、筐体１７は、図１１（ａ）に示すように、軽量化、強度アップさらに材料費削減のために中空のパイプ状をなすように構成してもよい。そして、筐体１７は、直線部１７ｂを形成する表面側に、電気絶縁性を有する絶縁部材１８を介して４枚の発光装置１０が筐体１７の長手方向に沿い、かつ発光装置１０および筐体１７におけるそれぞれの長手方向の軸線が合致して載置される。

絶縁部材１８は、本実施形態では、電気絶縁性および熱伝導性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなるシートまたは接着剤等で構成され、４枚の発光装置１０を構成する各基板１１が絶縁部材１８を介して、上方からネジ等の固定手段Ｓ１によって筐体１７の表面側に固定される。

これにより、基板１１は、電気絶縁性を有する絶縁部材１８を介して、アルミニウムからなる電気伝導性を有する筐体１７に取り付けられ、この絶縁部材１８は接続部材１５と筐体１７との間に介在し、基板１１と筐体１７との間、すなわち、電極１３および接続部材１５と筐体１７との間の電気絶縁性を十分に確保することが可能になる。なお、本実施形態において、電気絶縁性を十分に確保することが可能であれば、絶縁部材１８を省略して電気絶縁性を有する樹脂からなる基板１１を直接、筐体１７に設けるように構成してもよい。

次に、上記に構成される発光装置１０の組み立て手順につき、図４、図５に従い説明する。先ず、上記のように構成された４枚の発光装置１０と、１本の筐体１７を用意し、図４中の矢印Ａに示すように、筐体１７の直線部１７ｂを形成する表面側に、上方から絶縁部材１８を載置し、さらに絶縁部材１８の表面側に上方から連結する４枚の発光装置１０を順次載置する。この際、隣接する各基板１１両端の短手方向の辺１１ａ、１１ａ同士を突き合わせ、各凹部１４を対向させて合致し、各凹部１４を連続させて嵌合凹部１６を形成する。

次に、矢印Ｂに示すように、嵌合凹部１６に対して上方から接続部材１５を、その両脚部１５ａが位置するように搬送して載置する。次に、上方から接続部材１５を押圧して、両脚部１５ａを嵌合凹部１６に差し込み、隣接する２枚の基板１１同士を連結する。

次に、残り２枚の基板１１を順次、上記と同様にして連結する。これにより、４枚の基板１１が連結されると同時に、４枚の隣接する基板１１の各電極１３が導電性を有する接続部材１５によって電気的に接続される。さらに、各基板１１同士の位置合せがなされる。

次に、さらに、電気的な接続を確実に行うために、図５中の矢印Ｃに示すように、上方から、接続部材１５の表面と電極１３の表面に対して半田やスポット溶接等の手段によって溶接Ｙを行う。この際、上記のように、連結される各基板１１同士が接続部材１５によって位置合せが確実になされていることから、半田等の作業を所定の位置に対して上方から確実に行うことが可能になり、組み立て性を向上させることができる。

最後に、上記のように連結された各基板１１の表面側の４箇所程度に対して、図５中の矢印Ｃに示すように、上方からネジＳ１をねじ込んで筐体１７に固定する。これにより、放熱部材を兼ねる筐体１７を備えた長さ約１２００ｍｍの長尺な発光装置１０が構成される。

上記のように、本実施形態における４枚の発光装置１０の組み立てに際しては、全ての工程が上方から下方への操作方向によって行われる。すなわち、筐体１７に対する絶縁部材１８の載置工程（矢印Ａ）、絶縁部材１８に対する４枚の発光装置１０を順次載置する工程（矢印Ａ）、嵌合凹部１６に対する接続部材１５の載置工程（矢印Ｂ）、接続部材１５を押圧して、両脚部１５ａを嵌合凹部１６に差し込み連結する工程（矢印Ｂ）、接続部材１５の表面と電極１３の表面に対して半田やスポット溶接等の手段によって溶接する工程（矢印Ｃ）、ネジＳ１によって各基板１１を筐体１７に固定する工程（矢印Ｃ）は、全て上方から下方への操作方向によって行うことができ、これら全ての工程を簡易な手段によって自動化することが可能になる。換言すれば、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能になった。

なお、４枚の発光装置１０は、接続部材１５によって、図６の電気回路図に示すように、一方の電路Ｒ１に対して各ＬＥＤ１２が直列になるように接続され、ループ電路Ｌ１によって他方の電路Ｒ２に接続される。各電路Ｒ１、Ｒ２の開放端が入力端子Ｐ１、Ｐ１となる。上記に構成された１本の長尺の発光装置１０は、直管形ＬＥＤランプ等を構成する照明装置の光源として用いられる。

以上、本実施形態によれば、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置を提供することができ、設備投資も従来のコネクタ実装方式よりも低く抑えられ、さらに、コネクタ間のワイヤハーネスによる配線作業のための人件費を削減することができ、製造原価を大きく削減することが可能になる。

また、その構成は、各凹部１４を対向させることによって形成される嵌合凹部１６に対して、接続部材１５の脚部１５ａを単に差し込む簡単な構成および操作によって電気的な接続とともに、複数の基板１１の機械的な接続や位置合せも同時に行うことができる。これにより、製造原価に対して占める部品単価が大きなコネクタやワイヤハーネス等の部品を省略することができ、より一層のコスト削減が可能になる。

さらに、接続部材１５は、嵌合凹部１６に差し込まれるので、基板１１の表面に接続部材１５が突出することがなく、光の影が形成され難くなる。また、連結する基板１１間の隙間をなくすことも可能になり、隙間によって発光部分に暗部が形成されることが防止される。さらに、従来のように接続のためのコネクタやワイヤハーネス等が基板１１から外方に突出することがなく、外観意匠的にも良好で商品性に優れた発光装置を提供することが可能になる。

以上、本実施形態において、接続部材１５は、図７（ａ）に示すように、一対の脚部１５ａの中間部分を、それぞれ切り欠いて切欠部１５ａ１を形成してもよい。この構成によれば、図７（ｂ）に示すように、連結する各基板１１の短手方向の辺１１ａ、１１ａとの間に形成される合せ目部分における接続部材１５と筐体１７との間の空間距離ｌ７を、切欠部１５ａ１によって十分に確保することが可能になり、電気絶縁性のより良好な発光装置１０を構成することが可能になる。

また、図８（ａ）に示すように、接続部材１５の一対の脚部１５ａを合成樹脂で形成し、一対の脚部を結ぶ連結部分１５ａ２を銅板等の導電性の金属によって構成してもよい。この構成によれば、図８（ｂ）に示すように、連結する各基板１１の短手方向の辺１１ａ、１１ａとの間に形成される合せ目部分における接続部材１５と筐体１７との間の空間距離ｌ７を含む、接続部材１５の連結部分１５ａ２と筐体１７との空間距離を、十分に確保することが可能になり、電気絶縁性のより一層良好な発光装置１０を構成することが可能になる。

また、図９（ａ）に示すように、比較的幅広の凹部１４を形成し、この凹部に嵌合する脚部を構成する突部１５ａを接続部材１５の下面に一体に形成してもよい。さらに、図９（ｂ）に示すように、凹部１４を角形等なす凹みで形成し、この凹部に嵌合する脚部を構成する角形等をなす一対の突部１５ａを接続部材１５の下面に一体に形成してもよい。

また、電極１３は、図９（ｃ）に示すように、凹部１４を構成する溝内に銅箔等からなる電極を形成するようにしてもよい。この構成によれば、接続部材１５の脚部１５ａを凹部１４に挿入することによって、脚部１５ａと電極１３が強固に密着して接触させることができ、半田等による接続手段を省略することも可能になる。なお、発光装置１０の変形例を示す図７〜図９には、図１〜図６と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。

次に、上記に構成された長尺の発光装置１０を用いた照明装置の構成を、図１０に従い説明する。本実施形態の照明装置２０は、透光性のカバー部材２１と、カバー部材２１内に配設される上述した発光装置１０等で構成される。

カバー部材２１は、合成樹脂で構成された透光性を有する部材、本実施形態では、乳白色の半透明のポリカーボネート製で、断面が略円形で両端に開口２１ａ、２１ａを有する長さが約１２００ｍｍの長尺の略直管状をなす筒形に構成される。なお、カバー部材２１は、発光装置１０を内部に挿入し配設するための作業性を考慮すると、両端が開口されていることが好ましいが、いずれか一方の端部が閉口されたものであってもよい。

上記のように構成されたカバー部材２１に対して、上記のように構成された発光装置１０が挿入され配設される。すなわち、発光装置１０の一端部をカバー部材２１の一方の開口２１ａから差し込む。この際、筐体１７の円弧部１７ａをカバー部材２１の内面に嵌合してガイドにしながらスライドさせて差し込む。そして、さらなる押し込み操作によって、カバー部材２１の他方の開口２１ａ近傍までスライドさせる。

これにより、発光装置１０が、カバー部材２１の長手方向に沿って挿入され内部に配設されるとともに、図１０（ｂ）に示すように、筐体１７の円弧部１７ａがカバー部材２１の内面に載置されて支持される。これにより、基板１１に設けられた各ＬＥＤ１２が、カバー部材２１の断面における円の中心Ｏより片方（図１０（ｂ）中、下方）に偏位した位置に支持され、筐体１７の円弧部１７ａがカバー部材２１の円弧内面に密着して支持される。

上記のように構成されたカバー部材２１および発光装置１０は、カバー部材２１内に発光装置１０が挿入によって配設された状態で、カバー部材２１の両端の開口２１ａ、２１ａに対し、図１０（ａ）に示すように、口金部材２２が嵌め込まれ両端の開口が塞がれる。口金部材２２は、耐熱性および電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態では、白色のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で円形のキャップ状に形成され、キャップをカバー部材２１の両端の開口２１ａ、２１ａに被せ、筐体１７の両端面に対してネジ等の固定手段Ｓ２によって固定される。

また、一方の口金部材２２には、給電用の一対のＬ型の端子２２ａが設けられ、端子２２ａと発光装置１０の入力端子Ｐ１、Ｐ１がリード線等によって電気的に接続されて発光装置の各ＬＥＤ１２に電源が供給される。他方の口金部材２２には、発光装置１０のループ電路Ｌ１を構成する端子２２ｂが設けられ、基板１１のループ電路側の各電極１３とリード線等によって電気的に接続される。さらに、アース端子２２ｃが設けられてＬ型口金付直管形ＬＥＤランプからなる照明装置２０が構成される。

本実施形態の照明装置は、カバー部材２１の長さが約１２００ｍｍ、カバー部材２１の外径が約２５．５ｍｍで、現行４０Ｗ形の直管形蛍光ランプに相当するＬ型口金付直管形ＬＥＤランプを構成した。なお、発光装置１０の各ＬＥＤ１２を点灯するための点灯装置は、上記に構成された照明装置２０が組み込まれる照明器具側に設けられる。そして、商用電源Ｅから器具内の点灯装置を介し、器具に装着された照明装置１０のＬ型の端子２２ａから各ＬＥＤ１２に電源が供給され点灯制御される。なお、点灯装置は、照明装置２０に内蔵させるように構成してもよい。この場合、点灯装置を基板１１の裏側（発光面の裏側）に配設することによって、基板１１の面積、すなわち、発光面の面積を減少させることなく構成することが可能になる。

上記のように、本実施形態によれば、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置を光源として用いることにより、量産化に適した照明装置を提供することができるとともに、放熱部材を兼ねる筐体１７の円弧部１７ａが、カバー部材２１の円弧内面に合致して密着し、熱的に結合された状態で支持され、各ＬＥＤ１２で発生する熱を筐体１７からカバー部材２１に伝達させ、外部に効果的に放熱させることができる。これにより、各ＬＥＤの温度上昇を防止して発光効率の低下を抑制することができ、また寿命の長い照明装置を提供することが可能になる。

以上、本実施形態において、乳白色の半透明のプラスチック製のカバー部材２１を用いたが、ガラス製のカバー部材を用いて構成したものであってもよい。また、カバー部材２１は、青色や赤色等に着色したものであってもよい。

また、カバー部材２１は、図１１（ａ）に示すように、略半円形の断面形状を有する樋状に形成し、筐体１７の直線部１７ｂの表面側に基板１１を覆い被せるように支持してもよい。この構成によれば、カバー部材１２の材料費を削減してコストダウンを図ることが可能になると同時に、放熱部材を兼ねる筐体１７を外部に露出させることができ、一層効果的な放熱を行うことが可能になる。

さらに、図１１（ｂ）に示すように、発光装置１０の基板１１を熱伝導性の良好なセラミックスや電気絶縁処理を施したアルミニウム等で構成した場合には、筐体１７を設けずに、基板１１単独で発光装置１０を構成し、カバー部材２１内に挿入することにより、筐体レスの照明装置１０を構成するようにしてもよい。これによれば、筐体１７を省略することによって、一層のコストダウンおよび照明装置の軽量化を図ることが可能になる。なお、照明装置２０の変形例を示す図１１には、図１〜図１０と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。

次に、上記のように構成された照明装置２０を用いた照明器具の構成を説明する。本実施形態の照明器具３０は、店舗、オフィスなど施設・業務用のベースライト等の照明器具を構成したもので、図１２に示すように、器具本体３１と、器具本体に装着される上述した照明装置２０等で構成される。

器具本体３１は、白色の塗装鋼板等で構成された長尺の矩形箱状をなすベース部３１ａと、ベース部の下面に設けられた逆富士形をなす一対の反射板３１ｂ、３１ｂで構成され、ベース部３１ａに点灯装置３１ｃが内蔵されている。点灯装置３１ｃは、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖ程度に変換して照明装置２０の各ＬＥＤ１２に定電流を供給する点灯回路で構成されている。

各反射板３１ｂには、照明装置２０に設けられた口金部材２２が装着される一対のソケット３１ｄ、３１ｄが設けられている。そして、一対のソケット３１ｄ、３１ｄに対し、上述した構成の２本の照明装置２０が装着され、照明器具３０が構成される。上記に構成された照明器具３０は、商用電源に配線され部屋の天井等の被設置部Ｘに直付けされて設置される。

設置された照明器具３０を点灯すると、商用電源から点灯装置３１ｃ、ソケット３１ｄ、３１ｄから照明装置２０の口金部材２２、２２を介して各ＬＥＤ１２に電源が供給され白色の光を放射し部屋の照明を行う。

この際、カバー部材２１は乳白色のポリカーボネートで構成され光を拡散させることができ、明るく、しかもＬＥＤ点灯時に生じる輝点を抑制し、眩しさ感を減じた照明を行うことができる。特に、基板１１の各ＬＥＤ１２は、カバー部材２１の円の中心Ｏから偏位した位置に設けられているので、光が１８０°を越えた角度で放射されるので、一層広範囲にわたって光を拡散させた照明を行うことが可能になる。

以上、本実施形態の照明器具によれば、自動化に適した電気的な接続手段を構成することが可能な発光装置および照明装置を光源として用いることにより、量産化に適した照明器具を提供することができる。本実施形態において、照明器具は、上記に例示した店舗やオフィスなど施設・業務用等に限らず、住宅用の各種の照明器具、さらには防犯灯・街路灯・道路灯など屋外用の各種照明器具を構成してもよい。

以上、本実施形態において、発光装置１０は、平板状の薄く細長い矩形状をなす基板を用いて構成し、一般の直管形蛍光ランプに代えることが可能な直管形の照明装置を構成したが、その他各種の外観形状、用途をなす照明装置、例えば、図１３（ａ）に示すように、円形の環状形をなす照明装置２０に適用することができる。この場合、発光装置１０の基板１１は、円弧状をなす回路基板で構成し、例えば、この基板４枚を環状に連結して構成し、環状の筒形をなすカバー部材２１内に挿入して配設することにより構成することが可能になる。

また、図１３（ｂ）に示すように、四角形の環状をなす照明装置２０を構成してもよい。この場合、発光装置１０の基板１１は、長い矩形状をなす回路基板で構成し、例えば、この基板８枚を環状に連結して構成し、四角形の環状で樋状をなすカバー部材２１により覆うことによって構成することが可能になる。なお、四角形の横方向に連結される基板１１には、短手方向と長手方向の辺にそれぞれ凹部１４および電極１３を設けることによって、縦方向に連結された基板１１との電気接続および機械的な接続を行うことができる。

また、口金付の照明装置を構成したが、口金を有さない、例えば、器具へ直接組み込まれる口金を有さない照明装置に適用されてもよい。また、本実施形態では、全長が約１２００ｍｍの照明装置を構成したが、全長が約６００ｍｍ、さらには、約２４００ｍｍの照明装置を構成し、用途に合わせた長さの各種の照明装置を構成するようにしてもよい。さらに、管外径の細い照明装置を構成してもよい。

発光装置１０を構成する固体発光素子１２は、例えば、青色を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなるＬＥＤチップで構成されることが好適であるが、半導体レーザ、有機ＥＬなどを発光源とした固体発光素子が許容される。また、白色で発光するようにしたが、照明装置の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。また、固体発光素子は、矩形状の基板に直線状をなすように１列に実装したが、多数の固体発光素子をマトリックス状に配置したものや、千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が面状に配置され実装されたものであってもよい。

さらに、固体発光素子１２は、ＳＭＤタイプでもＣＯＢタイプでもよく、ＳＭＤタイプの場合は、複数個の固体発光素子で構成されていることが好ましいが、照明の用途に応じて必要な個数は選択され、例えば、４個程度の素子群を構成し、この群１個、若しくは複数の群をなすように構成してもよい。さらには、１個の固体発光素子で構成されたものであってもよい。

基板１１の形状は、直管形の照明装置を構成するために、長方形や正方形などの矩形状をなしていることが好ましいが、六角形や八角形などの多角形状、さらには、円形や楕円形状等をなすものを直線状や環状に配設したものであってもよい。

カバー部材２１は、配光特性向上のため内面の一部に反射膜等の反射手段が形成されていてもよい。また、カバー部材２１は、発光部を実質的に密閉する外囲器を構成することが好ましいが、完全に密閉することが条件ではなく、光学的に密閉していればよく、例えば、一部に小さな通気用の孔等を形成したものであってもよい。

筐体１７は、固体発光素子の放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成することが好ましいが、この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成してもよい。さらに、高熱伝導樹脂で構成してもよい。さらに、外周面には放熱性能をより高めるために一端部側から他端部側に向かい放射状に突出する多数の放熱フィンや、放射方向に突出する放熱ピン等を一体に形成してもよい。

口金部材２２は、一般の直管形蛍光ランプで使用されるピン形の端子でも、例えば、白熱電球や電球形蛍光ランプ等に用いられているエジソンタイプのＥ１７やＥ２６等の口金であってもよい。さらに、フラットな薄型構造のランプに用いられるＧＸ５３口金でもよく、特定の口金には限定されない。また、固体発光素子１２を点灯制御するための点灯装置は、固体発光素子を調光するための調光回路や調色回路等を有するものであってもよい。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

１０ 発光装置
１１ 基板
１２ 固体発光素子
１３ 電極
１４ 凹部
１５ 接続部材
１６ 嵌合凹部
１７ 筐体
１８ 絶縁部材
２０ 照明装置
２１ カバー部材
３０ 照明器具
３１ 器具本体

Claims (4)

1. 固体発光素子および固体発光素子に電気的に接続される電極を有し、少なくとも一辺に凹部が設けられ、凹部が設けられた一辺を対向させることにより嵌合凹部が形成される複数の基板と；
   少なくとも一部が前記嵌合凹部に嵌合し、隣接する基板の各電極を電気的に接続する接続部材と；
   を具備していることを特徴とする発光装置。
2. 前記基板は、電気絶縁性を有する絶縁部材を介して電気伝導性を有する筐体に取り付けられ、この絶縁部材は前記接続部材と筐体との間に介在することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
3. 透光性のカバー部材と；
   カバー部材内に配設される請求項１または２記載の発光装置と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。
4. 器具本体と；
   器具本体に装着される請求項３に記載の照明装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
   

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