JP5320627B2

JP5320627B2 - 口金付ランプおよび照明器具

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Publication number: JP5320627B2
Application number: JP2009117561A
Authority: JP
Inventors: 雄右柴原
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-05-14
Also published as: JP2010267482A

Description

本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とした発光モジュールを有する口金付ランプおよび照明器具に関する。

近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長くまた消費電力の少ない半導体発光素子である発光ダイオードを光源とした電球形ＬＥＤ電球等の口金付ランプが各種照明器具の光源として採用されるようになってきている。例えば、特許文献１には、基板に実装された発光ダイオードと、発光ダイオードを点灯させる点灯装置と、点灯装置が収容され一方側に口金を装着し、他方側に基板を取付けたカバーと、発光ダイオードを覆うように設けられた透光性のグローブからなるＬＥＤ電球および照明器具が示されている。

特開２００８−９１１４０号公報

この種の発光ダイオードを光源とする口金付ランプを構成する場合には、白熱電球に相当する光の放射性能が必要となる。白熱電球は点光源に近いフィラメントより、口金を除いた略３６０°の角度にわたって光を放射する性能を有している。しかしながら、特許文献１に示されるＬＥＤ電球は、発光ダイオードが実装された基板の表面側のみから光が放射されるため、外観形状を白熱電球に近似させても、その配光特性は白熱電球とは異なるものとなる。

特に、白熱電球を光源としたダウンライト等の照明器具において、裸点灯の場合には直下照度が重要となるが、白熱電球用に設計されたダウンライトに上記のようなＬＥＤ電球を取り付けた場合、背面側の光量、すなわち、ソケット近傍の反射板に放射される光量が不足し、器具における配光特性が大きく異なってしまい所望の照度が得られない問題が生じる。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、白熱電球に相当する光放射性能を得る
ことが可能な発光モジュールを有する口金付ランプを提供し、白熱電球に相当する配光特性を得ることが可能な照明器具を提供しようとするものである。

請求項１に記載の口金付ランプの発明は、半導体発光素子、半導体発光素子を表面側に配設して表面側に光を放射すると共に、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する透光性の基板を有する発光モジュールと；一端部に基板支持部を備え、発光モジュールの表面側が一端側の方向を向くように、かつ発光モジュールの裏面側から放射された光が他端側へ放射可能なように、基板の裏面側が基板支持部に支持される本体と；発光モジュールを覆うように設けられた透光性のカバー部材と；発光モジュールを点灯する点灯装置と；本体の他端部に設けられ点灯装置に接続される口金部材と；を具備していることを特徴とする。本発明によれば、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する透光性の基板により、基板の表裏両面から光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な発光モジュールを構成することができる。さらに、上記発光モジュールを光源として用いることにより、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを構成することができる。

本発明において、半導体発光素子は、発光ダイオード、半導体レーザや有機ＥＬなど、半導体を発光源とした発光素子が許容される。半導体発光素子は複数個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、複数個の素子群を構成し、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個の半導体発光素子で構成されたものであってもよい。

基板は、光源としての半導体発光素子を表面側に配設するための部材であると共に、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも放射するための透光性を有する部材であり、例えば、薄いセラミックスで構成されたものが好適であるが、ガラスやエポキシ樹脂等の合成樹脂で構成されたものであってもよい。また半導体発光素子から発生する熱を放熱するために、上述した透光性部材の一部をアルミニウム、銅、ステンレス等の熱伝導性の良好な金属で構成したものであってもよい。

また、基板には半導体発光素子が、例えば、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐｏｎｂｏａｒｄ）技術を用いて、マトリックス状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配列され実装されたものが好ましいが、ＳＭＤ形（ＳｕｒｆａｃｅＭｏｕｎｔＤｅｖｉｃｅ）で構成されたものであってもよく、基板の構成および実装するための手段は特定のものに限定されない。さらに、基板の形状は、点または面モジュールを構成するために四角形、六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であってもよく、光源である半導体発光素子を効率よく配置でき、かつ目的とする配光を得るための全ての形状が許容される。

基板に配設される半導体発光素子は、例えば、白色光を発光させるために青色発光ダイオードチップで構成し、この青色発光ダイオードチップを基板の表面側に実装し、黄色蛍光体を基板の表面側および裏面側に設け、基板の両面から白色光を放射させることが好ましいが、白色光を得るための手段は、例えば、赤色発光ダイオードチップ（Ｒ）、緑色発光ダイオードチップ（Ｇ）、青色発光ダイオードチップ（Ｂ）の３個の発光ダイオードチップの組み合わせによって白色を発光するチップ群を構成するものであってもよく、ここでは、蛍光体を基板の表面側および裏面側に設けることは、本発明を構成するための必須の手段ではない。また、半導体発光素子は、昼光色、昼白色、電球色などの白色で発光するように構成することが好ましいが、照明器具の用途に応じ、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。半導体発光素子の前面に光路を制御するためのレンズ体等、別個の光制御手段を付加したものであってもよい。

本発明における発光モジュールは、半導体発光素子および透光性の基板で構成されるが、例えば、口金付ランプの光源として使用される場合、モジュール形態にあらかじめ製造されたモジュール部品として構成したものであっても、口金付ランプに、上述した個々の構成部品を個々に組み立てることによってランプ本体内に構成される発光ユニットからなる発光モジュールであってもよい。

また、発光モジュールは、口金を除いた略３６０°の角度にわたって光を放射する白熱電球に相当する光放射性能を得るための口金付ランプに適用されることが好適であるが、外観形状を一般白熱電球に近似させた口金付ランプに限らず、その他各種の外観形状・用途をなす表裏両面にわたり照明が必要な住宅用・業務用など一般照明用の照明装置や表示装置等に適用されてもよい。

本発明において、口金付ランプは、一般白熱電球の外観形状に近似させた口金付ランプ（Ａ形またはＰＳ形）、ボール形の口金付ランプ（Ｇ形）、円筒形の口金付ランプ（Ｔ形）、レフ形の口金付ランプ（Ｒ形）などに構成してもよい。さらに、グローブレスの口金付ランプを構成するものであってもよい。

本体は、半導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のが好ましいが、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。さらには、高熱伝導樹脂等の合成樹脂で構成してもよい。

本体における透光性の機能、すなわち、発光モジュールの裏面側から放射された光が他端側へ放射させることが可能に構成された本体は、光を透過しない金属、例えば、アルミニウムからなる筒体に、筒体の内外を貫通する多数の孔やスリットを形成することにより光を透過させるようにすることが好ましいが、本体自体を透明または半透明など、透光性を有する合成樹脂やガラスで構成し、光を透過させるようにしたものであってもよい。

本体の外観形状は、一端部から他端部に向けて直径が順次小さくなるような、一般白熱電球におけるネック部分のシルエットに近似させた形状に形成することが、既存照明器具への適用率が向上して好ましいが、ここでは、外観形状を一般白熱電球に近似させることは必要な条件ではなく、限られた特定の外観形状に限定されない。

点灯装置は、例えば、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖに変換して半導体発光素子に供給する点灯回路を構成するものが許容される。また、点灯装置は、半導体発光素子を調光するための調光回路を有するものであってもよい。点灯装置は本体内に収容されても、本体の他端部に設けられる口金内に収容されるものでもよく、要は本体に設けられた全ての構成が許容される。

口金部材は、一般白熱電球が取付けられるソケットに装着可能な全ての口金が許容されるが、一般的に最も普及しているエジソンタイプのＥ２６形やＥ１７形等の口金が好適である。また、材質は口金全体が金属で構成されたものでも、電気的接続部分を銅板等の金属で構成し、それ以外の部分を合成樹脂で構成した樹脂製の口金であっても、さらには、蛍光ランプに使用されるピン形の端子を有する口金でも、引掛シーリングに使用されるＬ字形の端子を有する口金でもよく、特定の口金には限定されない。

請求項２に記載の口金付ランプの発明は、請求項１に記載の口金付ランプにおいて、本体の他端部には開口部が形成されており、この開口部には点灯装置を収容する絶縁ケースの少なくとも一部が嵌め込まれていることを特徴とする。請求項３に記載の口金付ランプの発明は、請求項１または２に記載の口金付ランプにおいて、基板の表面側には半導体発光素子を覆うように蛍光体が設けられていると共に、基板の裏面側にも蛍光体が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の照明器具の発明は、ソケットが設けられた器具本体と；この器具本体のソケットに装着される請求項１ないし３いずれか一に記載の口金付ランプと；を具備していることを特徴とする。本発明によれば、請求項１ないし３いずれか一に記載の口金付ランプを用いることにより、電球の背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する配光特性を得ることが可能な照明器具を構成することができる。本発明において、照明器具は天井埋込形、直付形、吊下形、さらには壁面取付形等が許容され、器具本体に制光体としてグローブ、セード、反射体などが取付けられるものであっても、光源となる口金付ランプが露出するものであってもよい。また、器具本体に１個の口金付ランプを取付けたものに限らず、複数個が配設されるものであってもよい。さらに、一般住宅用に限らずオフィス等、施設・業務用の大形の照明器具などを構成してもよい。

請求項１記載の発明によれば、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する
透光性の基板により、基板の表裏両面から光を放射させることができ、白熱電球に相当す
る光放射性能を得ることが可能な発光モジュールを提供することができる。さらに、上記発光モジュールを光源として用いることにより、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを提供することができる。請求項３記載の発明によれば、ランプの背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する光放射性能を得ることが可能な口金付ランプを提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３いずれか一に記載の口金付ランプを用いることにより、電球の背面側にも光を放射させることができ、白熱電球に相当する配光特性を得ることが可能な照明器具を提供することができる。

本発明の実施形態である発光モジュールを示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。同じく発光モジュールを示し、図１（ａ）のａ−ａ線に沿い断面し拡大して示す断面図。同じく発光モジュールを口金付ランプの本体に組み込んだ状態を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ｃ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は底面図。同じく発光モジュールを組み込んだ口金付ランプを中心軸線ｙ−ｙに沿い断面して示す断面図。同じく口金付ランプを装着した照明器具を、天井に設置した状態を概略的に示す断面図。本発明の実施形態における発光モジュールの変形例を示し、（ａ）は第１の変形例を示す図２に相当する断面図、（ｂ）は第２の変形例を示す縦断面図、（ｃ）は第３の変形例を示す縦断面図。本発明の実施形態における口金付ランプの変形例を示し、（ａ）は第１の変形例を示す図３（ａ）に相当する上面図、（ｂ）は同じく第１の変形例を示す図３（ｂ）に相当する断面図。同じく口金付ランプの第２の変形例を示す図４に相当する断面図。

以下、本発明に係る発光モジュールを有する口金付ランプおよび照明器具の実施形態について説明する。

先ず、発光モジュールの構成につき説明する。図１〜図２に示すように、本実施例の発光モジュール１０は、後述する口金付ランプ２０用の光源として構成されるもので、本発明における半導体発光素子を構成する発光ダイオードチップ１１（以下「ＬＥＤチップ」と称す）、このＬＥＤチップ１１を配設する基板１２で構成する。ＬＥＤチップ１１は、発光モジュール１０の光源となるもので、同一性能を有する複数個のＬＥＤチップが用意され、この各ＬＥＤチップは、本実施例では高輝度、高出力の青色ＬＥＤチップで構成する。

基板１２は、ＬＥＤチップ１１を配設するための部材で、透光性を有するセラミックス材からなり、四隅をカットした略正方形をなす厚さ寸法が約０．４〜１．２ｍｍ程度、好ましくは、０．５〜１．０ｍｍの薄い平板で構成する。基板１２の表面側Ｆには内周面が略円形をなす土手部１２ａを一体に形成し、浅い円形の収容凹部１２ｂを形成する。この収容凹部１２ｂには底面に銅箔からなる配線パターン１２ｃを形成する。

上記に構成されたＬＥＤチップ１１および基板１２は、ＣＯＢ技術を使用して、基板１２の収容凹部１２ｂにおける配線パターン１２ｃに隣接して複数のＬＥＤチップ１１を略マトリックス状に実装する。この際、複数のＬＥＤチップ１１は、透光性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で基板１２の表面上に直接支持され、各ＬＥＤチップ１１の裏面側から放射される光が基板１２に対して透過できるように支持される。また、略マトリックス状に規則的に配置された各ＬＥＤチップ１１は、隣接する配線パターン１２ｃとボンディングワイヤｗによって直列に接続される（図２）。図１中１２ｄは、基板１２の両端部に一体に形成された支持部であり、後述する口金付ランプ２０の本体２１に発光モジュール１０を支持するための部材である。また、１２ｅは直列に接続されたＬＥＤチップ１１における一対の入力端子である。

上記に構成された発光モジュール１０の表面側Ｆには、図１（ｂ）および図２に示すように、封止部材１３が塗布または充填される。すなわち、封止部材１３は上述した青色ＬＥＤチップから放射される青色光を透過させると共に、青色光によって蛍光体を励起して黄色光に変換するもので、透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体１４を混合・分散したもので、ＬＥＤチップ１１および配線パターン１２ｃ等を含めて埋め込むように基板１２の収容凹部１２ｂの表面全体にわたり塗布または充填する。これにより、埋め込まれたＬＥＤチップ１１の周囲および隣接するＬＥＤチップとの間に形成される間隔スペースが、透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体を混合・分散させた層によって覆われ、これにより各ＬＥＤチップ１１（青色ＬＥＤチップ）が基板１２の表面側Ｆに封止されて実装される。

また、基板１２の裏面側Ｂには、表面側Ｆの収容凹部１２ｂに対応した位置に、円形の土手部１２ｆを一体に形成して収容凹部１２ｇを形成し、この収容凹部１２ｇ内に、上記同様の透明なシリコーン樹脂に黄色蛍光体１４´を混合・分散した封止部材１３´を塗布または充填する。

これにより、本実施例では、各ＬＥＤチップ１１を青色ＬＥＤチップで構成したので、図２に実線矢印で示すように、この青色ＬＥＤチップの表面側から放射される青色光が封止部材１３の蛍光体１４を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板１２の表面側Ｆから白色光として放射される。同時に点線矢印で示すように、青色ＬＥＤチップの裏面側からも放射される青色光が、透光性の基板１２を透過し裏面側Ｂの封止部材１３´の蛍光体１４´を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板１２の裏面側Ｂから白色光として放射される。これにより、基板１２の表面側に白色光を放射すると共に、裏面側にも白色光を放射させる光軸をｘ−ｘ（図２）とし、外形が四隅をカットした略正方形をなす発光モジュール１０が構成される。

上記に構成された発光モジュール１０を使用して口金付ランプ２０が構成される。すなわち、図４に示すように、口金付ランプ２０は、上記に構成された発光モジュール１０、一端部に発光モジュールを支持する本体２１、本体に設けられ発光モジュールを点灯する点灯装置２２、本体の他端部に設けられ点灯装置に接続される口金部材２４で構成される。

本体２１は、図３に示すように、熱伝導性の良好な金属、本実施例ではアルミニウムで構成され全体が略円筒状をなすように構成される。すなわち、円筒の一端部に略円形をなす端板２１ａを有し、この端板の裏面側に放射状に多数の放熱フィン２１ｂを一体に形成する。この多数の放熱フィンの外周面は、一端部から他端部に向かい順次直径が小さくなる略円錐状のテーパー面をなすように形成し、全体の外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成する。これら構成の本体２１は、例えば、鋳造、鍛造または切削等で加工され、内部に空間部２１ｃを有し、各放熱フィン間にスリット状の多数の隙間２１ｄが外部と空間部２１ｃとを連通するように本体２１の中心軸線ｙ−ｙを中心線とする放射方向に多数形成され、全体として略円筒状をなす形状に構成される。

本体２１の一端部の端板２１ａには、円形の凹部が形成されるように表面を平坦な面に形成した基板支持部２１ｅが一体に形成され、この基板支持部２１ｅの周囲にリング状をなす凸条部２１ｆを一体に形成する。さらに、基板支持部２１ｅの中央部に本体２１の中心軸線ｙ−ｙを中心とする円形の貫通孔２１ｇを形成する。この貫通孔は発光モジュール１０における基板１２の裏面側Ｂから放射される白色光を透過させるように、裏面側Ｂの収容凹部１２ｇに対応した大きさの円形で、空間部２１ｃに貫通する孔として形成する。これにより、本体２１は、発光モジュール１０の裏面側Ｂから放射された光が他端側へ放射させることが可能に構成される。

上記に構成された本体２１の基板支持部２１ｅには、上記構成の発光モジュール１０が、電気絶縁を図りかつ密着されるように装着される。すなわち、図３に示すように、発光モジュール１０の表面側Ｆを上にして裏面側Ｂを、平坦な面をなす基板支持部２１ｅにネジ等の固定手段を用い密着して装着する。必要に応じシリコーン樹脂等の電気絶縁シートを介し密着して装着する。これにより、基板１２の裏面側Ｂの収容凹部１２ｇ、すなわち、裏面側の発光部分が基板支持部２１ｅの円形の貫通孔２１ｇに合致し裏面側から放射される白色光が、図３（ｂ）点線矢印で示すように、貫通孔２１ｇを透過し空間部２１ｃに向けて放射されるように構成される。これにより、本体２１の一端部に、発光モジュール１０の表面側Ｆが一端側の方向を向くように発光モジュールが支持され、発光モジュール１０の光軸ｘ−ｘが、本体２１の中心軸線ｙ−ｙに略合致し、全体として上面視で略円形の発光面を有する光源部が構成される。

また、図４に示すように、本体２１の他端部には各放熱フィン２１ｂの下端部の内周面によって開口部２１ｈが形成され、この開口部内には点灯装置２２を収容する絶縁ケース２３が嵌め込まれ、点灯装置２２が本体２１に設けられる。絶縁ケース２３は、アルミニウムからなる本体２１と点灯装置２２との電気絶縁を図るためにＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で構成され、一端部に開口２３ａが形成され他端部が閉塞されて本体の空間部２１ｃおよび開口部２１ｈの内面形状に略合致する有底円筒状をなす形状に構成し、ネジまたはシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤で空間部２１ｃ内に固定される。絶縁ケース２３は、その外周面の略中間部分に位置してリング状の鍔をなすように突出して係止部２３ｂを一体に形成し、この係止部から先（下方）に突出する部分には外周を段状になして口金取付部２３ｃを一体に形成する。

各ＬＥＤチップ１１を点灯する点灯装置２２は、各ＬＥＤチップの点灯回路を構成する回路部品を実装した平板状の回路基板２２ａからなる。点灯回路は、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖに変換して各ＬＥＤチップ１１に供給するように構成される。回路基板２２ａは短冊状の縦に長い形状に構成して片面または両面に回路パターンが形成され、その実装面に小形の電解コンデンサ等のリード部品やトランジスタ等のチップ部品等、点灯回路を構成するための複数の小形の電子部品２２ｂが実装され、本体２１の他端部に設けられた絶縁ケース２３内に、回路基板２２ａを縦方向にして収容される。また、回路基板２２ａの出力端子には各ＬＥＤチップ１１へ給電するための出力線（図示せず）を接続し、入力端子には入力線（図示せず）を接続する。

口金部材２４は、エジソンタイプのＥ２６形を構成する口金で、ねじ山を備えた銅板製の筒状のシェル部２４ａと、このシェル部の下端の頂部に電気絶縁部２４ｂを介して設けられた導電性のアイレット部２４ｃを備えている。シェル部２４ａの開口部が、絶縁ケース２３の口金取付部２３ｃに嵌め込まれ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤による接着やカシメなどの手段により本体２１の他端部側に固定されて設けられ、アルミニウムからなる本体２１と口金部材２４の電気絶縁がなされる。シェル部２４ａおよびアイレット部２４ｃには、点灯装置２２における回路基板２２ａの入力端子から導出された入力線が接続される。

カバー部材２５は、グローブを構成するもので、透光性を有し、例えば、厚さが薄いガラスやポリカーボネート等の合成樹脂で構成され、透明または光拡散性を有する乳白色、ここでは乳白色のポリカーボネートで一端部に開口２５ａを有する白熱電球のシルエットに近似させた滑らかな曲面状に形成する。カバー部材２５は開口２５ａの開口端部を、基板１２の表面側Ｆの発光面を覆うようにして基板支持部２１ｅの凸条部２１ｆに嵌め込み、例えば、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤により固定する。これにより、本体２１の放熱フィン２１ｂで形成された傾斜する外周面がグローブ２５の曲面状の外周面に一体的に略連続した外観形状になり、白熱電球のシルエットに近似させた形状に構成される。

次に、上記に構成される口金付ランプ２０の組立手順につき説明する。先ず、絶縁ケース２３を本体２１の開口部２１ｈ内に嵌め込み、絶縁ケース２３の外周面と空間部２１ｃの内周面との接触部分に接着剤を塗布して固定する。次に、点灯装置２２の回路基板２２ａを縦にして絶縁ケース２３内に挿入しガイド溝に嵌合させて支持し収容する。必要に応じて接着剤で固定する。

次に、発光モジュール１０の基板１２を、その表面側Ｆを上にして裏面側Ｂを基板支持部２１ｅの平坦な面に載置し、上面側（表面側Ｆ）から周囲４箇所をねじｓで固定する（図３（ａ））。これにより、基板１２の裏面側Ｂと基板支持部２１ｅの平坦な面が密着し、同時に基板１２の裏面側Ｂの収容凹部１２ｇ、すなわち、裏面側の発光部分が基板支持部２１ｅの円形の貫通孔２１ｇに合致して固定される。なお、点灯装置２２の出力線は、本体２１の端板２１ａに形成された貫通孔２１ｇを介して基板１２の入力端子１２ｅに接続する。

次に、回路基板２２ａの入力端子から導出された入力線を、口金部材２４のシェル部２４ａおよびアイレット部２４ｃに接続し、接続した状態でシェル部２４ａの開口部を絶縁ケース２３の口金取付部２３ｃに嵌め込み接着剤で固着する。

次に、カバー部材２５を本体２１の基板支持部２１ｅを覆うようにして被せ、開口２５ａの開口端部を本体２１の凸条部２１ｆに嵌め込み、凸条部との当接部分に接着剤を塗布して固定する。これにより、一端部にカバー部材２５である乳白色のグローブを有し、他端部にＥ２６形の口金部材２４が設けられ、全体の外観形状が白熱電球のシルエットに近似した口金付ランプ２０が構成される（図４）。

次に、上記のように構成された口金付ランプ２０を光源とした照明器具の構成を説明する。図５に示すように、３０は店舗等の天井面Ｘに埋め込み設置され、Ｅ２６形の口金を有する白熱電球を光源としたダウンライト式の既存の照明器具で、下面に開口部３１ａを有する金属製の箱状をなした器具本体３１と、開口部３１ａに嵌合される金属製の反射体３２と、白熱電球のＥ２６形の口金をねじ込むことが可能なソケット３３で構成されている。反射体３２は、例えばステンレス等の金属板で構成し、反射体３２の上面板の中央部にソケット３３が設置されている。

上記に構成された白熱電球用の既存の照明器具３０において、省エネや長寿命化などのために白熱電球に替えて、上述した発光モジュール１０を光源とする口金付ランプ２０を使用する。すなわち、口金付ランプ２０は口金部材２４をＥ２６形に構成してあるので、上記照明器具の白熱電球用のソケット３３にそのまま差し込むことができる。この際、口金付ランプ２０の外周面が略円錐状のテーパー面をなすようにして、外観が白熱電球におけるネック部のシルエットに近似させた形状に構成されているので、ネック部がソケット３３周辺の反射体３２などに当たることなくスムーズに差し込むことができ、口金付ランプ２０における既存照明器具への適用率が向上する。これにより、ＬＥＤチップ１１を光源とした省エネ形のダウンライトが構成される。

上記に構成されたダウンライトに電源を投入すると、ソケット３３から口金付ランプ２０の口金部材２４を介して電源が供給され、点灯装置２２が動作し２４Ｖの直流電圧が出力される。この直流電圧は点灯装置２２を介して直列に接続された各ＬＥＤチップ１１に印加される。これにより、全てのＬＥＤチップ１１が同時に点灯して白色の光が放射される。

この際、本実施例では、各ＬＥＤチップ１１を青色ＬＥＤチップで構成したので、この青色ＬＥＤチップの表面側から放射される青色光が基板１２の表面側Ｆの封止部材１３の蛍光体１４を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板１２の表面側Ｆから白色光として放射される（図２の実線矢印）。この表面側Ｆから放射された白色光は、図４の実線矢印で示すように、カバー部材２５であるグローブの内周面全体にわたって放射され乳白色のグローブで光が拡散されて白熱電球と同様に、主として器具直下方向を直接照らす照明を行う（図５実線矢印）。

同時に青色ＬＥＤチップの裏面側から放射される青色光が、透光性の基板１２を透過し裏面側Ｂの封止部材１３´の蛍光体１４´を励起して黄色光に変換され、青色光と黄色光とが混光して基板１２の裏面側Ｂからも白色光が放射される（図２の点線矢印）。この裏面側Ｂから放射された白色光は、図３（ｂ）の点線矢印で示すように、本体２１の端板２１ａに形成された貫通孔２１ｇを介して空間部２１ｃに向けて放射され、さらに放熱フィン２１ｂ間に放射状に設けられた隙間２１ｄを介し、本体２１の背面方向に向けて放射される。この本体２１の背面方向に放射された白色光は、図５に点線矢印で示すように、照明器具３０内に配置されたソケット３３近傍の反射体３２へ向けて放射され、反射体への光の照射量が白熱電球と同等となるように増大される。

なお、各ＬＥＤチップ１１は、透光性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で基板１２表面側Ｆに支持されているので接着剤によって光が遮られることが防止され、光を効果的にセラミックスからなる基板１２に対して透過させることができる。また、各ＬＥＤチップ１１から発生する熱は、セラミックスからなる基板１２から、基板が密着して固定された基板支持部２１ｅに伝達され、アルミニウムからなる本体１２から多数の放熱フィン２１ｂを介して外部に効果的に放熱される。特に各放熱フィン２１ｂの間にはスリット状の隙間２１ｄが形成されているので、本体１２の空間部２１ｃ内に熱が篭ることがなく、より効果的に各ＬＥＤチップ１１の温度上昇および温度むらを防止することができる。

以上、本実施例の発光モジュール１０によれば、基板１２の表面側に光を放射すると共に、裏面側にも光を放射することができる。このため本実施例の発光モジュールを光源として口金付ランプ２０を構成することにより、口金部材２４の部分を除き、略３６０°の角度にわたって光を放射する白熱電球に相当する白熱電球と同等、若しくは近似した光放射性能を得ることができる。

また、この口金付ランプ２０を用いて照明器具３０を構成することにより、白熱電球に相当する白熱電球と同等、若しくは近似した配光特性を得ることが可能な照明器具を提供することができる。特に、本体２１の背面方向に放射された白色光は、照明器具３０内に配置されたソケット３３近傍の反射体３２へ向けて放射され、反射体への光の照射量が白熱電球と同等となるように増大され、白熱電球用として構成された反射体３２の光学設計通りの配光特性を得ることができる。また、シャンデリア等においても、ガラスグローブの背面側（上部側）に暗部ができ難くなり、白熱電球と同等の演出効果をもった照明を行うことができる。

また、本実施例の発光モジュール１０は、基板１２の裏面側Ｂに黄色蛍光体１４´を混合・分散した封止部材１３´を塗布または充填して構成したので、表面側Ｆから放射される白色光と同様の白色光を裏面側Ｂからも放射させることができる。このため、口金付ランプ２０を構成した場合に、表面側Ｆ、すなわち、ランプのグローブから放射される光と、裏面側Ｂ、すなわち、ランプの背面側から放射される光が異なる光色とならず、同一の白色光を放射させることができ演色性に優れた電球形照明ランプ２０を提供することができる。因みに、裏面側Ｂに黄色蛍光体を混合・分散した封止部材を設けない場合には、青色ＬＥＤチップから直接青色光が基板１２を透過して放射され、背面側の光が、青みがかった光色となりグローブ側と背面側で色が異なる違和感を伴ったランプになってしまい、商品性に問題が生じる。

また、各ＬＥＤチップ１１から発生する熱は、各放熱フィン２１ｂおよび光を背面側に透過させるスリット状の隙間２１ｄを利用して効果的に放熱され、これによって発光効率の低下が一層抑制され、光束低下による照度の低下を防止することができ、所定の白熱電球並みの光束を十分に得ることができる。同時にＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

また、本体２１は、アルミニウムの切削加工等で容易に形成することができると共に、多数の放熱フィン２１ｂの間にはスリット状の隙間２１ｄを多数形成したため、本体２１を構成するためのアルミニウムの使用量を低減させることができ、軽量でかつコスト的にも有利な口金付ランプ２０を提供することができる。

以上、本実施例の発光モジュール１０において、基板１２の表面側ＦにＬＥＤチップ１１に隣接して配線パターン１２ｃを形成し、ＬＥＤチップ１１と配線パターン１２ｃとをボンディングワイヤｗによって接続して構成したが、図６（ａ）に示すように、基板１２に配線パターンを形成せずに、各ＬＥＤチップ１１を直接ボンディングワイヤｗによって接続して構成してもよい。この構成によれば、配線パターンによって光が遮られることが防止され、光を効果的にセラミックスからなる基板１２に対して透過させることができ、裏面側Ｂに向かう光の量をさらに増大することができる。

また、ＬＥＤチップ１１は、ＣＯＢ技術を使用して基板１２に実装して構成したが、図６（ｂ）に示すように、ＳＭＤ形で構成してもよい。この場合、基板１２を透明なエポキシ樹脂で構成し、基板の表面側Ｆに収容凹部１２ｂを形成し、その底面にＬＥＤチップ１１を実装する。さらに、収容凹部１２ｂの内面にアルミニウム等をコーティングして反射面となし、内部に黄色蛍光体１４を混合・分散した封止部材１３を充填する。また基板１２の裏面側Ｂに収容凹部１２ｂに対応して黄色蛍光体１４´を混合・分散した封止部材１３´を塗布して構成する。

また、図６（ｃ）に示すように、反射面となした凹部１２ｂ内に赤色ＬＥＤチップ（Ｒ）、緑色ＬＥＤチップ（Ｇ）、青色ＬＥＤチップ（Ｂ）の３個の各ＬＥＤチップを実装し、蛍光体を含有しない透明なシリコーン樹脂からなる封止部材１３を充填して、Ｒ・Ｇ・Ｂの組み合わせによる白色光を得るように構成してもよい。この場合、基板の裏面側Ｂには黄色蛍光体１４´を混合・分散した封止部材１３´を設けなくても所望の白色光を得ることができ、コスト的に有利な発光モジュールを構成することも可能となる。

また、各ＬＥＤチップ１１を基板１２の円形の凹部１２ｂに対して、略マトリックス状に規則的に配設したが、図７に示すように、外周部に多くのＬＥＤチップ１１を配設するか、若しくは、外周部におけるＬＥＤチップ１１の実装密度が高くなるようにしてもよい。さらに、図１に示す略マトリックス状にＬＥＤチップ１１を配置した構成と図７の構成を組み合わせてもよい。これら構成によれば、図７（ｂ）に点線矢印で示すように、本体２１の背面側の側面上方部分により多くの光を放射することができ、背面側における光の量をより増大することが可能となり、白熱電球の光放射性能により一層近似させることが可能となる。

また、本実施例の発光モジュール１０は、透光性の基板１２を用いることにより、基板１２の表面側Ｆに光を放射すると共に、裏面側Ｂにも光を放射するように構成したので、表面側Ｆと裏面側Ｂに異なる蛍光体を混合・分散した封止部材を塗布または充填して構成することも可能となり、方向によって発光色の異なる演出効果を備えたランプを構成するようにしてもよい。

また、基板１２の裏面側Ｂに収容凹部１２ｂに対応して黄色蛍光体１４´を混合・分散した封止部材１３´を塗布または充填したが、封止部材をシート状に形成して貼り付けるようにしてもよい。また、本体２１の放熱フィン２１ｂの外方に露出する外面部分を、例えば、凹凸若しくは梨地状に形成して表面積を大きくしたり、白色塗装や白色アルマイト処理を施して外面部分の熱放射率を高めるようにしてもよい。また、白色塗装や白色アルマイト処理を施した場合には、口金付ランプ２０を照明器具３０に装着して点灯した場合、外面に露出するアルミニウム製の本体２１外面の反射率が高くなり、器具効率を高めることが可能となり、また外観、意匠的にも良好となり商品性を高めることもできる。また、カバー部材２５は、ＬＥＤチップ１１の充電部等を外部から保護するための透明または半透明の保護カバーで構成してもよい。

また、口金付ランプ２０の本体２１は、アルミニウムで構成してスリット状の隙間２１ｄを形成し、基板１２裏面側Ｂの光を、隙間を透過させて背面側に放射するように構成したが、図８に示すように、本体２１自体を透明、若しくは乳白色等の半透明など透光性の合成樹脂、若しくはガラス等で構成し、点線矢印で示すように、裏面側Ｂの光を背面側に透過させ放射するようにしてもよい。これによれば、グローブに加えてランプの背面側全体が光り、より白熱電球に相当する白熱電球と同等、若しくは近似した配光および発光状態を呈する口金付ランプを構成することができる。

なお、変形例を示す図６〜図８には、図１〜図５と同一部分に同一符号を付し、詳細な説明は省略した。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例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発光モジュール
１１半導体発光素子
１２基板
１４１４´蛍光体
Ｆ表面側
Ｂ裏面側
２０口金付ランプ
２１本体
２１ｅ基板支持部
２１ｈ開口部
２２点灯装置
２３絶縁ケース
２４口金部材
２５カバー部材
３０照明器具
３１器具本体
３３ソケット

Claims

半導体発光素子、半導体発光素子を表面側に配設して表面側に光を放射すると共に、半導体発光素子の光を透過させ裏面側にも光を放射する透光性の基板を有する発光モジュールと；
一端部に基板支持部を備え、発光モジュールの表面側が一端側の方向を向くように、かつ
発光モジュールの裏面側から放射された光が他端側へ放射可能なように、基板の裏面側が基板支持部に支持される本体と；
発光モジュールを覆うように設けられた透光性のカバー部材と；
発光モジュールを点灯する点灯装置と；
本体の他端部に設けられ点灯装置に接続される口金部材と；
を具備していることを特徴とする口金付ランプ。
本体の他端部には開口部が形成されており、この開口部には点灯装置を収容する絶縁ケースの少なくとも一部が嵌め込まれていることを特徴とする請求項１に記載の口金付ランプ。
基板の表面側には半導体発光素子を覆うように蛍光体が設けられていると共に、基板の裏面側にも蛍光体が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の口金付ランプ。
ソケットが設けられた器具本体と；
この器具本体のソケットに装着される請求項１ないし３いずれか一に記載の口金付ランプと；
を具備していることを特徴とする照明器具。