专利名称：照明装置以及照明器具的制作方法
技术领域：
本实用新型的实施方式涉及ー种包括透光性的外罩构件的照明装置以及照明器具。
背景技术：
近年来，在此种包括透光性的外罩构件的照明装置中，特别是在附灯ロ的灯(lamp)等中，使用发光二极管(以下称为“LED (Light Emitting Diode)”)作为光源。由于LED的发光效率提高，因此，被用作普通照明用的光源，且已开发出各种LED灯或灯具等的照明装置。 现有技术文献专利文献专利文献I :日本专利特开2009-37995号公报专利文献2 日本专利特开2006-49410号公报专利文献3 日本专利特开平8-273609号公报专利文献4 日本专利特开平6-340469号公报然而，对于此种照明装置例如LED灯而言，产生了如下的问题，即，随着温度上升，光输出会下降，从而发光效率会下降。另外，一般而言，将作为发光源的LED安装于平面性的基板来构成所述照明装置，因此，存在如下的问题，即，光成为偏向灯罩的顶点侧的配光。当与普通白炽灯泡的配光相比较时，配光角变窄。另一方面，与普通白炽灯泡之间存在价格差，需要进ー步減少成本。因此，LED灯等的照明装置的重要课题在干如何实现进ー步实现高输出化与广配光化，以及如何进ー步使成本減少。
实用新型内容本实用新型是鉴于所述课题而成的实用新型，目的在于提供如下的照明装置以及照明器具，该照明装置能够实现高输出化、广配光化以及能够使成本減少。实施方式的照明装置包括本体、发光部、以及透光性的外罩构件。本体包含导热性构件。发光部配设于本体。透光性的外罩构件是设置成将发光部予以覆盖，包括半球体与接合于半球体的透光性构件、且包含陶瓷。实用新型效果根据本实用新型，可提供如下的照明装置以及照明器具，该照明装置能够实现高输出化、广配光化以及能够使成本減少。
图I表示作为本实用新型的实施方式的照明装置，图I (a)是以将外罩构件予以拆除的状态来表示的俯视图，图I (b)是纵剖面图，图I (C)是放大地表示本(b)图的B部分的剖面图，图1(d)是放大地表示本(b)图的A部分的剖面图。[0015]图2是作为本实用新型的实施方式的照明装置的正视图。图3表示照明装置的外罩构件，图3 (a)是纵剖面图，图3(b)是1/2球体的成形模具的剖面图，图3(c)是1/4球体的成形模具的剖面图。图4表示照明装置的外罩构件，图4(a)是表示位置对准单元的剖面图，图4(b)是表示位置对准单元的第一变形例的剖面图，图4(c)是表示位置对准单元的第二变形例的剖面图，图4(d)是表示位置对准单元的第三变形例的剖面图。图5表示照明装置，图5(a)是放大地表示卡合单元的剖面图，图5(b)表示卡合单元的缺ロ部，且是从上方来对本体进行观察所见的立体图。图6模式性地表示照明装置，图6 (a)是外罩构件的正视图，图6(b)是外罩构件的仰视图，图6(c)是外罩构件的成形模具的侧视图，图6(d)是外罩构件的成形模具的仰视 图。图7是表示照明装置的利用模拟所得的热分析结果的图解，图7 (a)是表示使用有陶瓷光学外罩时的由散热体/陶瓷灯罩比引起的热电阻的变化的图解，图7(b)是表示使用有以往的聚碳酸酯制的光学外罩时的由散热体/聚碳酸酯灯罩比引起的热电阻的变化的图解。图8是ー并表示图7 (a)、图7 (b)的陶瓷光学外罩与聚碳酸酯制的光学外罩的热分析结果的图解。图9是概略地表示将安装有照明装置的照明器具设置于天花板的状态的剖面图。图10表示照明装置的变形例，图10(a)是表示第一变形例的外罩构件的纵剖面图，图10(b)是表示第二变形例的外罩构件的纵剖面图。符号的说明10......照明装置11......本体lla、llb、20a、31a......开ロ部Ilal......开ロ端面Ilc......收纳部/收纳凹部Ile......基板支撑部Hf......凸条部12......固态发光元件/LED13......发光部13a......基板13b......固定单元14......外罩构件14a......开ロ14-1......半球体14-2......透光性构件15.......点灯装置15a......电路基板15b......电子零件[0043]15c、S......粘接剂16......灯 ロ构件16a......壳部16b......电气绝缘部16c......孔眼部17......卡合单元17a......槽部17a I......缺ロ部17a2......壁面17b......突部17b I......倾斜部17b2......段部17b3......下表面18......位置对准单元18a......凸条部18b......凹槽19......接合材料20......绝缘外壳20c......灯ロ安装部30......照明器具31......器具本体32......反射体33......灯座A......部分a......光/曲线b、c、d......曲线B......部分D......最大径部Dl......外径K1、K2......组合模具K3、K4......成形模具LI......全长0、0'......中心P......空间部T......顶点/灯罩顶部tl......壁厚尺寸/壁厚X......天花板面x-x......中心轴线/中心轴y-y......铅垂线[0082]z-z......线
具体实施方式
以下，根据图来对照明装置以及照明器具的实施方式进行说明。首先，对照明装置的构成进行说明。本实施方式的照明装置例如构成小型的附灯ロ的灯10，该小型的附灯ロ的灯10能够代替60W的附E17灯ロ的迷你氪灯泡(minikrypton bulb)。如图1(a) 图1(d)至图6(a) 图6(d)所示,所述本实施方式的照明装置包括包含导热性构件的本体11 ;发光部13，配设于本体且包括固态发光元件12 ;透光性的外罩构件14，设置成将发光部13予以覆盖且包含陶瓷。为了对后述的发光部13、点灯装置15以及灯ロ构件16进行支撑，本体11必须具有一定的刚性，而且，为了将来自发光部13或点灯装置15的热予以释放，所述本体11必须·具有导热性。为了满足这些条件，在本实施方式中，利用铝来构成本体11。包含铝的本体11呈横剖面形状大致为圆形的圆筒状、且与收纳部Ilc形成为一体，该收纳部Ilc在一端部侧具有直径大的开ロ部11a，在另一端部侧具有直径小的开ロ部lib。另外，如图2所示，本体11的外周面形成为直径从一端部侧向另一端部侧依次变小的大致圆锥状的斜面，且外形构成为如下的形状，该形状近似于迷你氪灯泡中的颈部的轮廓(silhouette)。例如利用铸造、锻造或切削加工等来制作此种构成的铝制本体11，将该铝制本体11构成为在内部具有空间、且一端已开放的筒体。在本体11的一端部侧的开ロ部Ila处、一体地形成有基板支撑部lie，该基板支撑部Ile是以形成环状的凹段部的方式，将凹段部的表面形成为平坦的面。在所述基板支撑部Ile的周围一体地形成呈环(ring)状的凸条部Ilf。另外，一体地形成于本体11的收纳凹部Ilc在内部形成有用以配设电路基板的空间，该电路基板构成后述的点灯装置15。所述收纳凹部Ilc的横剖面呈以本体11的中心轴线x-x为中心的大致圆形，且呈内径从一端部侧向另一端部侧变小的大致圆锥台形状。为了实现点灯装置15与本体11的电气绝缘，在收纳部Ilc内固定有绝缘外壳(case) 20。绝缘外壳20包含聚对苯ニ甲酸こニ醇酯(PolybutyleneTerephthalate, PBT)等的具有耐热性及电气绝缘性的合成树脂，且在一端部侧形成有开ロ部20a，另一端部侧闭塞。该绝缘外壳20构成为如下的形状，该形状呈与收纳部Ilc的内表面形状大致吻合的有底的大致圆锥台形状。而且，所述绝缘外壳20从本体11的另一端部侧的开ロ部Ilb突出，借由后述的基板13a来对开ロ部20a进行按压，从而固定于收纳部Ilc内。也可利用螺钉、或者娃酮(silicone)树脂、或环氧(epoxy)树脂等的粘接剂来固定于收纳凹部Ilc内。另夕卜，在绝缘外壳20的另一端部侧、一体地形成灯ロ安装部20c，该灯ロ安装部20c的外周为段状(step shape)。在本实施方式中，利用发光二极管(以下称为“LED”)来构成固态发光元件12，且在本实施方式中，该固态发光元件12包含4个表面安装器件(Surface Mount Device,SMD)型的LED。再者，LED也可为所谓的板载芯片(Chip on Board, COB)型的LED，该所谓的C0B(Chip onBoard)型的LED是借由多个LED芯片(chip)以及由所述LED芯片所激发的荧光体来发出白色(包含白昼色、日光色、及灯泡色)的光。发光部13包括导热性良好的金属制的基板，在本实施方式中包括平板状的薄的、且呈圆形板状的铝制的基板13a。在该基板13a的表面(图1(b))的上方的面上，隔着硅酮树脂等的电气绝缘层而形成有包含铜箔的配线图案(pattern)。4个各LED 12以大致呈同心圆状的方式、大致等间隔地配设且安装在所述配线图案上。借此，构成包含发光模块(module)的发光部13，该发光模块是4个LED 12以大致対称的方式配设于圆形且呈板状的基板13a而成(图I (a))。为了实现与本体11的一端部侧所形成的基板支撑部lie电气绝缘，隔着包含硅酮树脂等的电气绝缘片等(未图示)，使用螺钉等的固定単元13b，将以所述方式构成的发光部13密着且固定于呈平坦的面的基板支撑部lie的表面。借此，发光部13密着且固定子基板支撑部lie。借此，发光部13配设于本体11的一端部侧，并且基板13a的背面确实地密着于本体11的基板支撑部He，而且利用导热性良好的铝来构成基板13a，因此，可有效地将主要由LED 12的背面侧产生的热传导至本体11，而将该热予以释放。根据所述构成，包含安装 有4个LED 12的基板13a的发光部13的光轴y与本体11的中心轴x_x大致吻合，而构成如下的光源部，该光源部包括整体上在俯视时大致呈圆形的发光面。外罩构件14构成灯的灯罩，因此外罩构件14具有透光性，并且必须具有导热性，以将发光部13等所产生的热予以释放。而且，由于需要用以保护发光部13的外罩功能，因此，以具有一定的刚性的构件来构成。特别有效地作为满足所述条件的构件的素材为氧化铝，在本实施方式中，利用具有透光性且以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷，来构成所述外罩构件14。氧化铝素材是耐光性佳且光透射率佳的素材。一般而言，在多数情况下，所述氧化铝素材中也会混入有杂质，但考虑到光透射性、光扩散性，较佳为尽可能利用高纯度(99% 99. 99%)的氧化铝原料来成形。另外，也可借由改变原材料的氧化铝粒子的直径来改变光扩散。另外，氧化铝本身是总透射率非常高且达到85% 95%的素材，但由于本实施方式中所使用的是折射率为I. 8左右的氧化铝微粒子的烧结多晶体，因此，可借由改变原材料的粒子尺寸(size)来获得任意的光扩散度。而且，若材料纯度高，则导热率也会变高，因此，无论在光学性方面还是在热性能方面，较佳为使用高纯度的氧化铝原料。考虑到所述氧化铝素材的优点，在本实施方式中，例如，钠灯(sodiumlamp)或金属卤化物灯(metal halide lamp)等的发光管中所使用的透光性陶瓷,即为包含蓝宝石(sapphire)、透光性多晶氧化招陶瓷(招氧化物)、乾-招-石槽石(Yttrium AluminumGarnet, YAG)、钇氧化物(YOX)、以及铝氮化物(AlN)的以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷。如图3(a)所示，包含所述构成的透光性陶瓷的外罩构件14是设置成将发光部13予以覆盖，且包括半球体与接合于半球体的透光性构件。即，在本实施方式中，利用1/2球体14-1来构成半球体，该1/2球体14-1是按照将最大径部D、D予以连结的线z-z来对球体进行接合；且在本实施方式中，利用1/4球体14-2来构成接合于半球体的透光性构件，该1/4球体14-2是按照将最大径部D、D予以连结的线z-z来对球体进行接合。为了构成大致呈球状的灯罩，优选的是，由接合于半球体的透光性构件形成球体的至少一部分，但也可呈球体以外的圆筒等的形状。而且，使粉末状态的陶瓷成形并进行煅烧，借此来构成包含陶瓷的外罩构件14，因此，不会像以往的聚碳酸酯(polycarbonate)等的合成树脂制的外罩构件那样，以形成球体的方式，借由吹塑成形来使合成树脂膨胀而成形。因此，如图3(b)所示，必须以能够对成形模具K3进行脱模的方式，使球体在最大径部D、D处分别成为1/2球体而成形。另ー方面，根据实现广配光化的光学要求，不仅必须使1/2球体14-1构成为尽可能接近于球体的灯罩形状，而且在1/2球体的1/2的球体、及附灯ロ的灯的情况下，必须搭载发光部13。因此，实际上将1/4球体的程度予以覆盖，并将两者予以接合，从而构成大致呈球状的外罩构件14。如图3(c)所示，1/4球体14-2是与1/2球体14-1同样地，以能够对成形模具K4进行脱模的方式而成形。另ー方面，根据成本的要求，对于将所述1/2球体与1/4球体予以接合的作业而言，特别是对于两者的接合部的位置对准作业而言，必须使其制造性提高。因此，在本实施方式中，将能够自动化的位置对准单元18形成于两者的接合部。如图4(a)所示，本实施方式中的位置对准单元18采用如下的构成，S卩，将沿着接 合部而呈环状的凸条部18a—体地形成于1/2球体14-1的呈环状的接合部，且将沿着接合部而呈环状的凹槽18b —体地形成于1/4球体14-2的呈环状的接合部。将所述凸条部18a嵌入至凹槽18b，借此来进行位置对准。根据该构成，例如只要将粘接剂注入至凹槽18b内，则能够在确实地将位置予以对准的同时，进行粘接步骤，作业简单且可容易地实现自动化。借此，用以进行接合的作业性提高，制造性提高，从而可使制造成本減少。再者，对于凸条部18a与凹槽18b而言，如图4(b)所示，也可相反地将凸条部18a形成于1/4球体14-2，将凹槽18b形成于1/2球体14-1。而且，如图4(c)、图4(d)所示，也可形成利用段部(step portion)的凸条部18a与凹槽18b来构成位置对准单元18。此夕卜，也可与各接合部相向地形成多个接脚与接脚所插入的接脚孔，将接脚与接脚孔对准，接着将接脚插入至接脚孔，借此来进行位置对准。而且，对于陶瓷而言，难以像以往的合成树脂制的外罩构件那样，借由超声波焊接等的方法来进行接合，因此，两者的接合是利用具有透光性的接合材料19来进行固定(图4(a) 图4(d))。特别是，由于具有透光性，因此，不易在接合部产生影子，从而接合部不会显眼，借此，能够使灯的照明环境以及商品性提高。具有透光性的接合材料19较佳为包含如下的衆料(paste)的粘接剂，该楽:料含有玻璃填料(glass filler)。根据所述粘接剂,在粘接之后进行加热，借此，浆料成分消失而仅留下玻璃，因此，接合部的光透射率高，可极カ地使产生的影子減少。同时由于玻璃的导热率高于合成树脂的导热率，因此，可极カ地使接合部的热的传导损耗減少。另外，接合材料19更佳为具有导热性、耐热性、以及耐光性。特别是关于导热性，由于本实施方式的外罩构件14使用陶瓷的导热性来将发光部13的热予以释放，因此，能够极カ地使接合部的热的传导损耗減少，从而不会阻碍散热效果。如上所述，本实施方式中的外罩构件14形成为如下的形状，该形状呈将球的下方部分予以切去所得的大致3/4的球体。该大致3/4的球体是按照将球的最大径部D、D予以连结的z-z线，且将大致1/2球体14-1与大致1/4球体14-2予以接合而成。而且，以所述方式，利用模具来使所述球体分别成形并进行煅烧，按照将最大径部D、D予以连结的z-z线来进行接合，从而成为大致3/4球体。如上所述，外罩构件14构成为大致3/4球体，借此，能够使配光角实现广配光化。即，如图I (b)的箭头所示，从发光部13放射出的光a可透过大致3/4球体的下方，即，透过大致1/4球体14-2而向灯的背面方向放射。换句话说，向灯的灯ロ方向放射，可获得从灯的顶点T至灯ロ方向的广角的配光，可改善以往的偏向灯罩的顶点侧的配光，从而能够更近似于普通白炽灯泡的配光。根据所述内容，外罩构件14构成为乳白色的灯罩，该乳白色的灯罩呈在一端部侧具有开ロ 14a的大致3/4球体，且整体上呈更近似于迷你氪灯泡的灯罩的轮廓的平滑的曲面形状，而且具有光扩散性。如上所述，使用以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷作为外罩构件14，借此，可有效地利用以往无助于散热的外罩构件，来有效果地将固态发光元件所产生的热予以释放，从而可使发光效率提高。顺道ー堤，以往，尽管此种外罩构件例如灯罩的表面积相对于整个附灯ロ的灯的表面积，占据着约30% 40%左右的比例，但这些外罩构件的材质使用了玻璃或合成树脂，因此，导热率低，无助于使散热效果提高。相对于此，根据本实施方式，利用导热性优异的以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷来构成外罩构件，该外罩构件的表面积占据着约30 40 左右的比例，借此，可使整个灯的散热性提尚，从而能够构成 效率更高、且输出更高的附灯ロ的灯等的照明装置。特别是，在本实施方式中，将外罩构件14设为大致3/4球体，借此，可使用以散热的表面积比以往的1/2球体更大，可更有效果地进行散热，从而能够构成效率更高、且输出更高的附灯ロ的灯即照明装置。另外，在本实施方式中，在球体的接合部使用具有透光性且具有导热性的接合材料19，借此，可极カ地使接合部的热的传导损耗減少，从而不会妨碍散热效果。而且，为了保护发光部13，以所述方式构成的外罩构件14是以将发光部13予以覆盖的方式、而固定于本体11的开ロ部11a。所述固定是将包含刚体的铝制的本体11与同样包含刚体的陶瓷制的外罩构件14予以结合，由于必须效率更好地将发光部13的热从本体11传导至外罩构件14，且接着将该热予以释放，因此，以如下的方式进行结合。S卩，如图5 (a)、图5 (b)所示，例如，由于难以利用如合成树脂之类的柔软性高的素材，将具有刚性的本体11与外罩构件14予以结合，因此，借由导热性良好的粘接剂来将所述本体11与外罩构件14予以结合。而且，为了使外罩构件14与本体11的位置不会因长期的螺变(creep)(热螺变)而错位，借由卡合单元17来机械性地使所述外罩构件14与本体11卡合且加以固定，所述卡合単元17包含与本体11及外罩构件14相向地设置的槽部17a与突部17b。卡合单元17包含环状的槽部17a，一体地形成于本体11的一端部侧的开ロ部内周面、即凸条部Ilf的内周面；以及突部17b，形成于外罩构件14的外周面。槽部17a包括缺ロ部17al (图I (a)、图5(b))，该缺ロ部17al用以供外罩构件14的突部17b插入。一体地切开形成有一对两个缺ロ部17al，该ー对两个缺ロ部17al相对于本体11的中心0具有対称性。如图6(a)、图6(b)模式性所示，突部17b包含一对突片，所述ー对突片相对于外罩构件14的中心0'具有対称性，且一体地突出形成于外罩构件14的外周面。以相对于本体11的槽部17a的方向而成为闭合角度的斜面状的方式来形成倾斜部17bl，呈环状的段部17b2 —体地形成于突部17b的上方。倾斜部17bl包含形成于突部17b的上表面的倾斜部、与形成于两侧面的倾斜部。该倾斜部17bl的倾斜角度只要满足如下的角度即可，该角度为包含透光性陶瓷的灯罩成形时，所使用的成形模具的脱模斜度的程度。接着，将外罩构件14的一对突部17b与本体11的一对缺ロ部17al的位置对准，以将突部17b从缺ロ部17al插入至槽部17a内，并使该突部17b旋转(向左或向右旋转均可)规定的角度。借此，如图5(a)所示，突部17b卡合于槽部17a内且被机械地结合，从而防止由长期的蠕变(热蠕变)引起的外罩构件14与本体11的错位。再者，优选的是，预先将粘接剂S涂布于本体11的槽部17a。粘接剂优选为包含具有导热性及耐热性的硅酮树脂、或环氧树脂等的粘接剂。另外，槽部17a与突部17b卡合，借此，槽部17a的下表面的壁面17a2接合且热连接于突部17b的下表面17b3。同时，外罩构件14的段部17b2的下表面接合且热连接于本体11的开ロ部Ila的开ロ端面llal。再者，即使当在所述经热连接的部分形成有少许间隙时，由于粘接剂S进入至该间隙，因此，热连接得以保持。根据所述作用，借由利用具有导热性的粘接剂S及卡合单元17而形成的与本体11之间的热连接，可有效率地将已传导至本体11的发光部13的热传导至外罩构件14。再者，在槽部17a与突部17b的卡合状态下、所形成的剖面呈三角形状的空间部P 内成为粘接剂的积存部，而防止粘接剂S向外渗出，且外观上也良好。同吋，由于粘接剂S填充于空间部P，因此，可更牢固地进行固定，并且可借由所述已填充的具有导热性的粘接剂，更有效率地将已传导至本体11的发光部13的热传导至外罩构件14。根据上述内容，可借由卡合单元17来牢固地将包含刚体彼此的铝制的本体11与陶瓷制的外罩构件14予以固定，而防止外罩构件14与本体11的错位，从而可借由外罩构件14来长期确实地将发光部13的LED 12予以覆盖。而且，可借由卡合单元17来效率良好地将发光部13的热传导至外罩构件14，而将该热予以释放。借此，包含透光性陶瓷的外罩构件14使从LED 12放射出的光成为从灯的顶点T至灯ロ方向的广角的配光，且一面使光扩散，一面使光透射，并且将主要由LED 12的表面侧产生的热，从大致3/4球体的大表面积释放至外部。同时，借由卡合单元17，以能够导热的方式来将外罩构件14连接于本体11的开ロ部11a，将主要由LED 12的背面侧产生的热从本体11传导至外罩构件14，接着将该热予以释放，借此来发挥有效果的散热作用，抑制LED的发光效率的下降，从而可实现高输出化。另外，在外罩构件14的外周面上形成有卡合单元17的一对突部17b，该ー对突部17b相对于外罩构件14的中心0'具有対称性，而且所述ー对突部17b形成为包括倾斜部17bl,因此,如图6 (c)、图6(d)所示,可不使用复杂的模具而借由2片(piece)组合模具K1、K2来容易地制造以氧化铝结晶体为主成分的陶瓷制的外罩构件14，可进ー步使生产性提高，从而能够构成在成本方面有利的照明装置。如图I (b)所示，点灯装置15包含安装有电路零件的平板状的电路基板15a，所述电路零件构成各LED 12的点灯电路。该点灯电路将100V的交流电压转换为24V的直流电压，而将定电流的直流电流供给至各LED 12。电路基板15a构成为帯状的纵长形状、且在单面或两个面上形成有电路图案。在该电路基板15a的安装面上，安装有小型的电解电容器(electrolytic condenser)等的导线(lead)零件或晶体管(transistor)等的芯片零件等，用以构成点灯电路的多个小型的电子零件15b。而且，在所述本体11的收纳凹部IlC内所设置的绝缘外壳20内，纵向地收容着电路基板15a，且填充有硅酮树脂或环氧树脂等的导热性良好且电气绝缘性良好的粘接剂15c，以将所述电路基板15a以及电子零件15b予以埋入并加以固定。借此，各电子零件15b所产生的热在粘接剂内部分散，饱和之后被均一化。另外，用以向各LED 12供电的供电用的导线(未图示)连接于电路基板15a的输出端子，且输入线(未图示)连接于输入端子。如图1(b)所示，在爱迪生型(Edison type)的E17灯口中，连接于点灯装置15且设置于本体11的另一端部侧的灯ロ构件16包括具有螺纹的铜板制的筒状的壳部16a ;以及导电性的孔眼(eyelet)部16c，经由电气绝缘部16b而设置于所述壳部16a的下端的顶部。壳部16a的开ロ部从外侧嵌入至绝缘外壳20的灯ロ安装部20c，借由利用硅酮树脂或环氧树脂等的粘接剂的粘接方法或敛合(caulking)等的方法,将所述壳部16a的开ロ部与本体11电气绝缘地固定于本体11的另一端部侧。输入线连接于壳部16a以及孔眼部16c，所述输入线是从点灯装置15中的电路基板15a的输入端子导出的输入线。借此，构成灯泡形的附灯ロ的灯10，该灯泡形的附灯ロ的灯10在本体11的一端部侧具有灯罩，该灯罩由外罩构件14构成，该外罩构件14为乳白色的以氧化铝结晶体为主 成分的透光性陶瓷制且包含大致3/4球体。所述灯泡形的附灯ロ的灯10包括以LED 12作为光源的发光部13，在另一端部侧设置有E17灯ロ构件16，且整体的外观形状更近似于60W的迷你氪灯泡的轮廓(图2)。所述附灯ロ的灯的全长LI约为67mm，外罩构件14的外径Dl约为35mm。—般对于以LED作为光源的此种附灯ロ的灯等的照明装置而言，大光量化、广配光化正在发展，但为了使附灯ロ的灯适合于各种器具，无法无限制地变大。因此，根据尺寸的限制来决定散热部的面积，所以大光量化存在极限。另ー方面，由于需要实现与普通白炽灯泡同等的广配光化，因此，若使灯罩变大，则本体会变小，从而处于更难以确保散热面积的状況。因此，处于如下的状况，即，难以开发出规格满足高输出化与广角配光这两者的附灯ロ的灯。因此，为了不便光学部面积扩张而使配光扩大，已尝试在LED元件的上部设置透镜。然而，由于散热部面积限定于由铝形成的散热体(本体)的散热表面积，因此，无法充分地获得散热能力，大光量化存在极限。近年来，也已开发出使放射散热提高的光放射涂料等，但仅在放射能力的改善程度上，性能有所提高。因此，若欲根据普通白炽灯泡的尺寸来散热，则即使在使用1001m/W的LED的情况下，以灯接通电カ计算，IOW 12W的输入为极限。若灯的内部温度过分地上升，则焊锡或构
成零件会变差，导致产品寿命缩短。相对于此，以所述方式构成的附灯ロ的灯10即照明装置的特征在于将导热素材即以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷，应用于以往无助于散热的光学灯罩即外罩构件14，借此，使整个灯成为散热构造体，使散热面积比以往更大，借此，能够实现大光量化。另夕卜，使散热体本身即本体11缩小，使面积缩小而使光出射部分的面积扩大,借此,能够使配光比以往的配光更大的光射出。然而，构成散热体的铝制的本体11具有80W/m K 150W/m K的导热率，但陶瓷灯罩的导热率稍低，其为10W/m K 30W/m K，因此，必须设计出最佳的散热面积。另外，陶瓷灯罩即使壁厚薄，仍可用作光学外罩，但当以散热为目的来利用所述陶瓷灯罩时，若壁厚薄，则会产生热电阻，因此，也存在最佳壁厚。因此，针对如上所述，使用有包含以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷的外罩构件14的附灯ロ的灯10、即照明装置，利用模拟来进行实验，该实验用以求出用来获得高输出化与广配光化的条件，即，作为散热体的本体11与作为光学外罩的外罩构件14的表面积的比率、包含以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷的外罩构件14的壁厚尺寸。在本实验中，求出用以实现灯的高输出化的条件，S卩，求出能够获得整个灯，S卩，由本体11及外罩构件14构成的整个装置的最佳热电阻的表面积的比率与壁厚尺寸。在本实验中，利用LED接合(junction)温度/灯输入电力来求出热电阻(K/W)。求出外罩构件14的壁厚尺寸作为灯罩顶部T处的壁厚尺寸tl。利用图7(a)、图7(b) 图8的图解来表示所述实验的热分析結果。S卩，图7(a)的图解表示使用有陶瓷光学外罩时的由散热体/陶瓷灯罩比(表面积比)引起的热电阻的变化。即，表示将本实施方式的以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷用作外罩构件14吋，由本体11/外罩构件14比(表面积比)引起的热电阻的变化。在图解中，曲线a表示陶瓷光学外罩的壁厚为Imm的热电阻变化，曲线b表示陶瓷光学外罩的壁厚为2mm的热电阻变化。 因此，已知在使用有陶瓷光学外罩的情况下，热电阻几乎为6K/W以下。另外，热电阻也会根据陶瓷光学外罩的壁厚而变大。另外，图7(b)的图解表示使用有以往的聚碳酸酯制的光学外罩时的由散热体/聚碳酸酯制的灯罩比(表面积比)引起的热电阻的变化。在图解中，曲线c表示聚碳酸酯制的光学外罩的壁厚为Imm的热电阻变化，曲线d表示聚碳酸酯制的光学外罩的壁厚为2mm的热电阻变化。因此，存在如下的倾向，S卩，使热电阻达到6K/W以下的条件狭隘，且光学外罩的表面积变小，若表面积比变小，即，若聚碳酸酯制的光学外罩变大，则热电阻会极端地变大。再者，图8的图解一井表示了陶瓷光学外罩与聚碳酸酯制的光学外罩的热分析結果。如上所述，已证实使用陶瓷光学外罩作为外罩构件，即，使用以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷作为外罩构件，借此，能够使输出比以往产品的输出更大。另外，已知热电阻也会因陶瓷光学外罩的面积扩大而減少，且能够实现广配光化。根据以上的結果，已知对于本实施方式中的附灯ロ的灯10即照明装置而言，为了实现高输出化，最好是包含本体11及外罩构件14的整个装置的热电阻为6K/W以下，且本体11及外罩构件14的表面积比为0. 2 I. 5,优选为0. 3 I,此外,夕卜罩构件14的壁厚tl构成为0. 5mm 3mm,优选构成为Imm 2mm。接着，对照明器具的构成进行说明，该照明器具将以所述方式构成的附灯ロ的灯10作为光源。如图9(a)、图9(b)所示，30是筒灯式的现有的照明器具，该照明器具30埋入设置于店铺等的天花板面X，且将具有E17形的灯ロ的迷你氪灯泡作为光源。所述照明器具30包括器具本体31，呈在下表面具有开ロ部31a的金属制的箱状；金属制的反射体32，嵌合于开ロ部31a ；以及灯座(socket) 33，能够由迷你氪灯泡的E17灯ロ旋入。反射体32例如是由不锈钢等的金属板构成，在反射体32的上面板的中央部设置有灯座33。在以所述方式构成的迷你氪灯泡用的现有的照明器具30中，为了节能或长寿命化等，使用所述将LED作为光源的灯泡形的附灯ロ的灯10来代替迷你氪灯泡。即，由于附灯ロ的灯10的灯ロ构件16构成为E17形，因此，该附灯ロ的灯10可直接插入至所述照明器具的迷你氪灯泡用的灯座33。此时，由于附灯ロ的灯10的外周面呈大致圆锥状的斜面，且外观构成为更近似于迷你氪灯泡中的颈部的轮廓的形状，因此，颈部不会与灯座周边的反射体32等发生碰撞而可顺利地插入，灯泡形的附灯口的灯10对于现有照明器具的适用率提高。借此，构成将LED作为光源的节能型的筒灯。当然，也可与所述内容同样地构成新颖的筒灯。在所述状态下将电源予以接通之后，从灯座33经由附灯口的灯10的灯口构件16来供给电源，点灯装置15工作，且将24V的直流电压予以输出。所述直流电压从点灯装置15施加至各LED 12，被供给定电流的直流电流之后，全部的LED 12同时点灯。从各LED 12放射出的白色的光大致均等地向外罩构件14的整个内表面放射。特别是，本实施方式的附灯口的灯10包括透光性陶瓷制的外罩构件14，该透光性陶瓷制的外罩构件14包含大致3/4球体且以氧化铝结晶体为主成分，因此，以从灯的顶点T至灯口方向的广角的配光，使从LED 12放射出的光放射，并且乳白色的包含透光性陶瓷的灯罩使 光扩散，从而可进行具有更近似于迷你氪灯泡的配光特性的照明。另外，基板13a呈板状，在该基板13a的表面上安装有LED 12，且背面内包于本体11的一端部侧的包含凹段部的基板支撑部He内，因此，基板13a不会作为影子而出现于灯罩的内表面，基板13a不会阻碍配光特性。特别是作为光源的附灯口的灯10的配光接近于迷你氪灯泡的配光，因此，向照明器具30内所配置的灯座33附近的反射体32照射的光的照射量增大，可大致获得正如构成为迷你氪灯泡用的反射体32的光学设计所述的器具特性。另外，由透光性陶瓷经一体成形而成的灯罩容易获得光学均质性，可更均一地使光扩散，从而可进行具有更与迷你氪灯泡近似的配光特性的照明，或者可进行具有如下的配光特性的照明，该配光特性为所述迷你氪灯泡的配光特性以上。而且，也充分地具有耐热性以及机械强度，不易因运输时等的振动等而破损。同时，灯泡形的附灯口的灯10点灯之后，LED 12的温度会上升并产生热。该热即主要由LED 12的表面侧产生的热，从包含以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷的外罩构件14释放至外部。特别是，本实施方式的附灯口的灯10包括透光性陶瓷制的外罩构件14，该透光性陶瓷制的外罩构件14包含大致3/4球体且以氧化铝结晶体为主成分，因此，有效果地由大表面积来散热。另外，主要由LED 12的背面侧即在基板13a的背面侧产生的热，从包含导热性良好的铝的基板13a传导至直接密着且固定有基板的基板支撑部He，接着从包含铝的本体11的外周面释放至外部。借由所述有效果的散热作用来抑制LED 12的温度上升。另外，特别是，在本实施方式中，利用卡合单元17来使本体11与外罩构件14形成热连接，借此，可有效率地将已传导至本体11的来自发光部13的热传导至外罩构件14，且将主要由LED 12的背面侧产生的热从本体11传导至外罩构件14，而将该热予以释放。因此，产生更有效果的散热作用，使LED 12的温度上升进一步受到抑制，从而附灯口的灯的发光效率的下降受到抑制。借此，可作为筒灯来进行高输出化的明亮的照明。特别是，根据本实施方式，附灯口的灯10的包含大致3/4球体的外罩构件14的接合部是借由具有透光性的接合材料19而被接合，因此，可构成如下的照明器具，该照明器具的接合部的光透射率高且几乎不会产生影子，可进行无影子的照明，并且即使当仰望灯时，也无不协调感，不会妨碍器具的商品性以及照明环境。以上，根据本实施方式，利用以氧化铝结晶体为主成分的透光性陶瓷来构成外罩构件14，在最大径部将球体予以接合，从而构成为大致3/4球体，因此，可提供如下的附灯口的灯等的照明装置该附灯口的灯等的照明装置能够使从LED放射出的光成为广角的配光而实现广配光化，并且可有效果地将LED所产生的热予以释放，以抑制发光效率的下降，从而能够实现高输出化。而且，外罩构件14在接合部处形成有位置对准单元18，因此，可使制造性提高，从而可使成本减少。另外，利用热膨胀系数(氧化铝6. OX 10_6/°C )小的透光性陶瓷来构成外罩构件14，而且，外罩构件14借由粘接剂S与卡合单元17而牢固地固定于本体11，因此，也可确实地防止由热循环(heat cycle)膨胀引起的外罩构件14的自然下落等。所述热循环膨胀是因灯反复地点灯、熄灭而产生。根据所述作用，可提供能够确保用以抑制发光效率的下降的热可靠性、与外罩构件的机械可靠性的附灯口的灯等的各种照明装置。另外，透光性陶瓷的耐热性优异，且机械强度也大，因此，可构成安全的附灯口的灯，该安全的附灯口的灯即使特别在寿命末期等，由温度上升引起的内部压力施加于外罩构件14时，也不会容易地熔融或破损。另外，构成外罩构件14的透光性陶瓷能够充分地一体成形，也可容易地构成各种形状的外罩构件14，从而可提供适合于量产的附灯口的灯等 的照明装置以及照明器具。以上，在本实施方式中，如图10(a)所示，也可在最大径部D、D处，沿着铅垂线y-y来纵向地将外罩构件14予以接合。另外，如图10(b)所示，也可在最大径部D、D处，沿着倾斜方向来将外罩构件14予以接合。根据所述构成，在从本体11与外罩构件14的结合部分至外罩构件14的顶点T的热传导路径中，不存在经接合的外罩构件的接合部分，因此，可极力地使从本体11向外罩构件14传导的热的传导损耗减少。另外，虽分为2片地将外罩构件14予以接合，但也可分为3片、4片等更细致地将所述外罩构件14予以接合。而且,在本实施方式中，对于附灯口的灯的本体11而言，也可将向外方露出的外表面部分例如形成为凹凸状或缎纹状，使表面积增大；或实施白色涂抹处理或白色耐酸铝(alumite)处理,使外表面部分的热放射率(thermal emissivity)提高。另外，在实施白色涂抹或白色耐酸铝处理的情况下，当将灯泡形的附灯口的灯10安装于照明器具30并点灯时，露出至外表面的铝制的本体11的外表面的反射率变高，可使器具效率提高，而且外观及设计方面也良好，从而也可使商品性提高。而且，在本实施方式中，照明装置也可构成为近似于普通白炽灯泡的形状的灯泡形的附灯口的灯(A形或PS形)、球形的附灯口的灯(G形)、圆筒形的附灯口的灯(T形)、以及反射形的附灯口的灯(R形)，此外也可构成为使用有GX53灯口的平坦的薄型构造的灯等。另外，并不限于近似于普通白炽灯泡的形状的附灯口的灯，可适用于其他各种外观形状、及用途的附灯口的灯。另外，虽适用于能够代替60W的E17灯口的迷你氪灯泡的小型的附灯口的灯，但不限于此，也可适用于能够代替E26灯口的40W、60W、及100W等的白炽灯泡或灯泡形荧光灯等的附灯口的灯。利用铝来构成包含导热性构件的本体，但可利用以铝为主成分的合金等的金属来形成所述本体，而且为了使固态发光元件的散热性提高，也可利用导热性良好的金属来形成所述本体，例如利用包含铝(Al)、铜(Cu)、铁(Fe)、以及镍(Ni)中的至少一种金属的金属来形成所述本体。此外,也可利用氮化铝(AlN)、碳化矽(SiC)等的工业材料来构成所述本体。此外，也可利用高导热树脂等的合成树脂来构成所述本体。若外观形状形成为如下的形状，则对于现有照明器具的适用率会提高，因此优选的是，所述形状是直径从一端部向另一端部依次变小的、近似于普通白炽灯泡中的颈部分的轮廓的形状，但此处，近似于普通白炽灯泡并非为条件，并不限定于受限的特定的外观形状。另外，为了使散热性能进一步提高，也可将从一端部侧向另一端部侧呈放射状地突出的多个散热片(fin)或散热接脚(pin)等,一体地形成于本体的外周面。固态发光元件例如较佳由发出蓝色光的包含氮化镓(GaN)系半导体的LED芯片构成，但允许采用将半导体激光器(laser)、有机电致发光(Electroluminescence, EL)元件等作为发光源的固态发光元件。另外，虽然以白色来发光，但也可根据照明器具的用途，发出红色、蓝色、绿色等的光，而且也可将各种颜色加以组合。此外，也可具有调光功能或调色功能。发光部可构成为COB模块,该COB模块是使用COB (Chip on Board)技术,按照一定的顺序，呈矩阵状、或锯齿状、或者放射状等，规则地将一部分或全部的固态发光元件排列且安装于基板的一个面侧而成。也可利用SMD(Surface Mount Device)封装体(package) 来构成所述发光部，在SMD封装体的情况下，优选的是，利用多个固态发光元件来构成发光部，但也可根据照明的用途来选择必需个数的固态发光元件，例如构成4个固态发光元件左右的元件群，接着形成一个该群或多个群。此外，也可利用一个固态发光元件来构成所述发光部。如上所述,发光部优选构成为发光模块，该发光模块是将作为光源的固态发光兀件安装于基板的表面而构成，但也可为不包括基板而构成的发光部。另外，为了构成点模块或面模块，发光部的形状可为板状的圆形或四边形、六边形等的多边形状，而且也可为楕圆形状等，该发光部的形状允许为用以获得目标配光特性的全部的形状。对于发光部而言，例如优选以能够导热的方式，将金属制基板的另一个面侧配设于本体的一端部侧所形成的基板支撑部，借此，将主要由固态发光元件的背面侧产生的热经由本体而予以释放，所述金属制基板在一个面侧配设有固态发光元件，但用以隔着本体来散热的具体单元并不限定于所述已例示的构成，例如基板支撑部可为平坦且具有大面积的构成，或也可为环状的呈段状的支撑部，而且基板的材质也不限于金属，也可为玻璃环氧化物等的合成树脂。另外，发光部可仅经由本体来将固态发光元件所产生的热予以释放，也可经由本体与其他构件例如灯口构件来散热。另外，较佳为利用如下的类似形状的灯罩来构成外罩构件，所述类似形状的灯罩为与如下的灯泡的形状相同或大致相同的形状，而且为与呈T形、R形的灯泡相同或大致相同的形状，所述灯泡具有与白炽灯泡等普通照明用灯泡的灯泡相同的外观形状，且呈A形、PS形等的通常被称为泪滴形的形状或G形的球形，但所述外罩构件也可为构成平坦的薄型构造的灯的呈碟形的形状，而且也可利用如下的保护外罩来构成所述外罩构件，该保护外罩用以保护发光二极管等的固态发光元件的充电部等不受外部的影响，且呈透明或半透明的碟状。根据所要求的特性，外罩构件为无色透明、乳白色等的具有光扩散性的半透明，此夕卜，可对所述外罩构件实施着色等，为了使配光特性提高，也可在灯罩等的一部分形成反射膜等的反射单元。另外，外罩构件优选构成外围器，该外围器实质性地将发光部予以密闭，但完全密闭并非条件，只要光学性地密闭即可，例如也可在局部形成小的通气用的孔等。灯口构件允许采用能够安装于灯座的全部的灯口，该灯座可安装普通白炽灯泡或灯泡形荧光灯等，但一般而言，最普及的爱迪生型的E17或E26等的灯口较佳。另外，对于材质而言，可利用金属来构成整个灯口，灯口可为树脂制的灯口，所述树脂制的灯口利用铜板等的金属来构成电气连接部分，且利用合成树脂来构成除了所述电气连接部分以外的部分，再者也可为使用于平坦的薄型构造的灯的GX53灯口、也可为荧光灯中所使用的接脚形的端子的灯口，也可为使用于钩挂天花板的L字形的端子的灯口，且并不限定于特定的灯□。考虑到直接对普通白炽灯泡等的光源进行更换，有利的是将用以使固态发光元件点灯的点灯装置设置在本体内，但也可另外设置所述点灯装置。另外，点灯装置也可包括用以对固态发光兀件进行调光的调光电路或调色电路等。在本实施方式中，照明器具允许为天花板埋入型的照明器具、直接安装型的照明器具、悬吊型的照明器具、以及壁面安装型的照明器具等，可在器具本体上安装灯罩、遮光物(shade)、以及反射体等作为制光体，作为光源的附灯口的灯也可露出。另外，不限于将一个附灯口的灯安装于器具本体，也可配设多个附灯口的灯。而且，也可构成办公室(office) 等设施/业务用的大型的室内外的照明器具等。以上，对本实用新型的较佳实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于所述实施方式，在不脱离本实用新型的宗旨的范围内，可进行各种设计变更。
权利要求1.ー种照明装置，其特征在于包括 本体，包含导热性构件； 发光部，配设于所述本体；以及 包含陶瓷的透光性的外罩构件，设置成将所述发光部予以覆盖，且包括半球体与接合于所述半球体的透光性构件。
2.根据权利要求I所述的照明装置，其特征在干， 利用接合部来接合所述半球体与所述透光性构件，所述外罩构件在所述接合部包括位置对准单元。
3.根据权利要求I或2所述的照明装置，其特征在干， 所述外罩构件是利用具有透光性的接合材料进行接合而形成，所述具有透光性的接合材料位于所述半球体与所述透光性构件之间。
4.ー种照明器具，其特征在于包括 器具本体；以及 安装于所述器具本体的根据权利要求I至3中任一项所述的照明装置。
专利摘要本实用新型提供一种照明装置以及照明器具，该照明装置能够实现高输出化、广配光化以及能够使成本减少。照明装置(10)包括本体(11)、发光部(13)、以及透光性的外罩构件(14)。本体(11)包含导热性构件。发光部(13)配设于本体。透光性的外罩构件(14)是设置成将发光部予以覆盖，包括半球体(14-1)与接合于半球体的透光性构件(14-2)且包含陶瓷。
文档编号F21S2/00GK202501245SQ20122007447
公开日2012年10月24日 申请日期2012年3月1日 优先权日2011年3月2日
发明者井上道信, 北川寿丈, 酒井诚, 铃木大悟 申请人:东芝照明技术株式会社