Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
LIGHTING SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/107169
Kind Code:
A1
Abstract:
A lighting system (1) is provided with a light source unit (2) having a solid-state light emitting element (32) and a power supply device (5) supplying power to the light source unit (2) by using a commercial light supply (191). The power supply device (5) is provided with a circuit element group generating power supplied to the solid-state light emitting element (32) from the commercial power supply (191) and a rectangular substrate (155) holding the prescribed circuit element group. A winding element (163) and heat generating elements (153a, 153b and 153c) having radiation electrodes (171) are included in the circuit element group. The winding element (163) is arranged in a state where it has a prescribed angle (γ) with a long side direction of the substrate (155). The radiation electrode (171) has prescribed thickness and is arranged close to a plate (152) formed of a metal.

Inventors:
FUJIWARA AKIRA
NAGATA SEIJI
DOI KENTA
NAKAYAMA SADATSUGU
IKEDA KOJI
LIU YANNIAN
KATAOKA NAOKI
ITO HIROSHI
KAWAI YUKITOSHI
Application Number:
PCT/JP2008/001051
Publication Date:
September 03, 2009
Filing Date:
April 22, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MOMO ALLIANCE CO LTD (JP)
FUJIWARA AKIRA
NAGATA SEIJI
DOI KENTA
NAKAYAMA SADATSUGU
IKEDA KOJI
LIU YANNIAN
KATAOKA NAOKI
ITO HIROSHI
KAWAI YUKITOSHI
International Classes:
F21V19/00; F21V29/00; F21V23/00; F21V31/00; F21Y101/02
Foreign References:
JP2007317573A2007-12-06
JP2007027072A2007-02-01
JPH11163490A1999-06-18
JP2000090724A2000-03-31
JP2006080095A2006-03-23
JP2006313731A2006-11-16
Attorney, Agent or Firm:
NII, Hiromori (JP)
New house Extensive 守 (JP)
Download PDF:
Claims:
 固体発光素子を具備する光源ユニットと、交流電源を利用し前記光源ユニットに対し電源供給を行う電源ユニットとを含み構成される照明装置であって、
 前記電源ユニットは、
 前記交流電源から前記固体発光素子に電源供給する電力を生成する所定の回路素子群と、
 長方形状であり、前記所定の回路素子群を保持する保持手段と
 を備え、
 前記所定の回路素子群には、
 巻線素子と、
 放熱電極を有する整流素子、及びスイッチング素子とが含まれ、
 前記巻線素子の中心軸は、前記保持手段の長辺方向と所定の角度を有した状態で配置されると共に、
 前記放熱電極は、所定の厚みを有し金属からなるプレートと密着し配置される
 ことを特徴とする照明装置。
 前記整流素子、及び前記スイッチング素子のうち、少なくとも2つは、
 近接して配置されると共に、前記放熱電極が、単一の固定プレートにより前記プレートに密着するよう固定される
 ことを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
 前記プレートは、面積が該プレートの裏面の面積より大きい金属からなる部材に密着配置される
 ことを特徴とする請求項1又は2に記載の照明装置。
 前記部材とは、前記光源ユニットが取り付けられる器具である
 ことを特徴とする請求項3に記載の照明装置。
 前記プレートは、所定の固定部材にて前記部材に複数箇所固定される
 ことを特徴とする請求項3又は4に記載の照明装置。
 前記プレートは、長方形状であり、
 前記プレートが、前記所定の固定部材にて前記部材に固定される箇所は、
 前記プレートの長辺方向の一方の端部かつ、短辺方向の中心部と、
 前記プレートの長辺方向の他方の端部かつ、短辺方向の中心部と、
 前記プレートの長辺方向の中心部かつ、短辺方向の端部である
 ことを特徴とする請求項5に記載の照明装置。
 前記所定の回路素子群の一部の回路素子は、前記保持手段の一方の保持面に保持され、
 前記所定の回路素子群の残余の回路素子は、前記保持手段の他方の保持面に保持され、
 前記一部の回路素子には、前記巻線素子、前記整流素子、及び前記スイッチング素子が全て含まれるとともに、
 前記残余の回路素子は、保持時の高さが任意値以下である
 ことを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の照明装置。
 前記他方の保持面は、絶縁体より構成される面に対して、前記任意値の間隔を介して対向して配置される
 ことを特徴とする請求項7に記載の照明装置。
 前記光源ユニットは、さらに、
 前記固体発光素子が実装面に実装される実装基板と、
 貫通孔を有し、前記電源ユニットにより行われる電源供給を送電する送電手段と、
 前記実装基板に設けられたパッド部と前記送電手段とを電気的に接続するチップ部品と
 を備え、
 前記チップ部品は、
 金属により構成され、前記パッド部に接続される平面状の第1部材と、
 金属により構成され、前記第1部材の前記パッド部に接続される面と反対の面の、前記第1部材の長手方向の両端に、前記第1部材と垂直に接続される2つの尖塔部とを備え、
 前記2つの尖塔部は平面状であると共に、互いに同一の寸法かつ同一の形状であり、
 前記2つの尖塔部のいずれか一方が、前記貫通孔に挿入された状態で、半田付けにより前記送電手段と接合される
 ことを特徴とする請求項1~8の何れか1項に記載の照明装置。
 前記光源ユニットは、さらに、
 前記実装基板の非実装面が密着配置される筐体手段と、
 透光性を有し前記筐体手段に装着される筒状、かつ両端面が開口した透光手段と
 を備え、
 前記筐体手段には、
 前記透光手段の前記両端面が各々挿入される断面がコの字状の溝である2つの挿入部
 が形成され、
 前記透光手段の長さを距離aと、前記2つの挿入部の底面間の距離を距離bと、前記2つの挿入部の上面間の距離を距離cとした場合の大小関係が、
 距離b>距離a>距離c
 であると共に、
 前記透光手段の一方の端面と、前記2つの挿入部のうち該端面が挿入される側の底面とは、及び前記透光手段の他方の端面と、前記2つの挿入部のうち該端面が挿入される側の底面とは、所定の弾性体を介し密着配置される
 ことを特徴とする請求項9に記載の照明装置。
 前記所定の弾性体とはゴムスポンジである
 ことを特徴とする請求項10に記載の照明装置。
 所定の環境温度範囲内において、常に、
 距離b>距離a>距離c
 の大小関係が維持され、かつ、前記透光手段の一方の端面と、前記2つの挿入部のうち該端面が挿入される側の底面との、及び前記透光手段の他方の端面と、前記2つの挿入部のうち該端面が挿入される側の底面との、前記所定の弾性体を介する密着配置が維持される
 ことを特徴とする請求項10又は11に記載の照明装置。
 前記2つの挿入部の底面の幅は、前記透光手段の壁面の厚みに対し、所定値以上広い
 ことを特徴とする請求項10~12の何れか1項に記載の照明装置。
 前記2つの挿入部の壁面は、前記透光手段と任意の弾性体を介してのみ接触する
 ことを特徴とする請求項10~13の何れか1項に記載の照明装置。
 前記任意の弾性体は、前記所定の弾性体に対し、硬質の弾性体により構成される
 ことを特徴とする請求項14に記載の照明装置。
 前記筐体手段は金属により構成される
 ことを特徴とする請求項10~15の何れか1項に記載の照明装置。
Description:
照明装置

 本発明は照明装置に関し、特に、固体発 素子を光源とした照明装置に関する。

 近年、環境への意識の向上が高まり、白 電球、蛍光ランプおよび水銀ランプ等のラ プ類に替わる新しい光源として、固体発光 子、特に発光ダイオードが注目を集めてい 。なぜなら、発光ダイオード(以下、LEDと記 載)は、上述したランプ類の光源と比較して 寿命な光源であり、また水銀および鉛とい た有害物質を含まない、すなわち、環境に しい光源であるからである。

 LEDの中でも、1W以上の入力容量を有する わゆるハイパワーLEDは、発光強度が強く照 用途に最適である。また、LEDの光変換効率 年々向上しており、今後LEDを光源とした照 は、省エネルギー光源としての期待も高ま ている。

 LEDの特徴として、小型の照明装置を実現 やすいこと、長寿命であること、また低温 境下(例えば、-30度の環境下)でも発光効率 ほとんど低下することなく、点灯可能であ ことなどが挙げられる。このような特徴を かし、LEDを用いた照明装置を冷凍倉庫内等 低温環境下における照明に適用することが 討されている。

 ここで、上記のようなLEDを用いた照明装 を実現するために、まず電源装置を小型化 、また長寿命化する必要がある。もし、LED 対して電源装置の寿命が短い場合には、当 照明装置の使用期間中に電源装置のメンテ ンスが発生してしまう。このことは、利用 の利便性を低下させてしまうため問題であ 。

 電源装置の長寿命を実現するためには、 該電源装置を構成する回路素子群からロス して発生する熱を適切に放熱することが必 である。もし、放熱を適切に行わないと、 路素子の特性劣化、さらには故障につなが リスクがある。

 特に、電源装置を小型化する場合には回 素子群を近接して配置することが必要とな 。この場合においては回路素子群からロス して発生する熱が、集中してしまうことも えられ、より適切な放熱を行うことが望ま る。

 このような状況を鑑みてか、特許文献1に は、LEDを駆動するためのものではないが、車 載用放電灯点灯装置が開示されている。この 車載用放電灯点灯装置においては、開口した 金属製のケースボディ内に点灯回路部を配置 する。そして、ケースボディの開口した部分 には、樹脂製の取り付けフランジにより閉塞 するとされている。このような構成により、 点灯回路部を構成する部品から発せられる熱 を放熱することができるとされている。

 次に、冷凍倉庫内等に対してLEDを用いた 明装置を適用する際は、水分の影響につい 懸念される。これは、LEDや、LEDへの電力供 用配線経路などに水分が付着することに起 し電気的短絡等が発生する可能性があるた である。このような事象が発生したならば LEDを使用した照明装置の故障に直接的につ がってしまう。そのため、LED等に水分が付 しないよう、気密性(防滴性)を有する空間 にLED等を配置する必要がある。

 このような状況を鑑みてか、特許文献2にお いては、管状ケース内にLEDモジュールを挿入 した線状光源における、前記管状ケース端部 の防水構造が開示されている。この防水構造 においては、管状ケースの端部に取り付けら れる封止栓と、管体ケースとにより形成され る窪みに充填材を注入する。この防水構造に より、気密性の高い、すなわち管体ケース内 への水分の浸入を防ぐことができる線状光源 を実現できるとされている。

特開2002-367413号公報

特開2007-207768号公報

 しかしながら、特許文献1に開示される車 載用放電灯点灯装置を、LEDを使用した照明装 置の電源装置に適用することは困難であると 考える。それは、特許文献1における点灯回 部(前記電源装置を構成する回路に相当)を金 属製のケースボディ(前記電源装置の筐体に 当)に挿入している。確かにこのような構成 とることで、点灯回路部を構成する回路素 からロスとして発生する熱を放熱すること できると考えられるが、前述のようにケー ボディが金属製となっている。

 すなわち、特許文献1に開示される車載用 放電灯点灯装置においては、ケースボディを 閉塞する取り付けフランジは樹脂製であるも のの、それを取り囲む大部分が金属製となっ ている。このような状態においては、何らか の衝撃等で、点灯回路部の一部が金属製であ るケースボディに触れてしまうリスクがある 。ケースボディは金属製であるがため、電気 的短絡等の事故が発生してしまう可能性があ る。

 このことは、LEDを使用した照明装置の電 装置に要求される長寿命性に反し、不安定 寿命特性につながってしまい問題である。

 また、特許文献1に開示される車載用放電 灯点灯装置においては、点灯回路部をケース ボディに配置した後、点灯回路部の一部が金 属製であるケースボディに触れてしまうリス クを回避するためか、充填材により充填し、 これを利用して放熱を行うとされているが、 充填材の熱伝導性は、アルミニウム等の金属 と比較して低く、充填材を介した放熱が、実 際に適切に行われるか否かについては疑問が ある。

 次に、特許文献2に開示される防水構造に ついても本目的の照明装置に適用することは 困難であると考える。それは、特許文献2に 示される線状光源においては、上記のよう 管体ケースの端部に封止栓を取り付け、管 ケースとにより形成される窪みに充填材を 入する。

 ここで、低温環境下においては、各構成 素は縮むことが一般であるが、その縮みの 合いは、各構成要素の材質により異なる。 れは、材質により線膨張係数が異なるため ある。

 特許文献2に開示される防水構造では、低 温環境下において、上記縮みの度合いの材質 毎の違いに基づき、封止栓と充填材との間、 或いは管状ケースと充填剤との間において隙 間が発生する可能性がある。それ故気密性が 損なわれ、管体内部への水分の浸入が危惧さ れる。

 本発明は、上記事情を鑑みなされたもの あって、小型かつ、長寿命性が実現される 源装置を用いた、低温環境下においても気 性(特に、防滴性)が維持できるLEDを使用し 照明装置を提供することを目的とする。

 上記課題は、固体発光素子を具備する光 ユニットと、交流電源を利用し前記光源ユ ットに対し電源供給を行う電源ユニットと 含み構成される照明装置であって、前記電 ユニットは、前記交流電源から前記固体発 素子に電源供給する電力を生成する所定の 路素子群と、長方形状であり、前記所定の 路素子群を保持する保持手段とを備え、前 所定の回路素子群には、巻線素子と、放熱 極を有する整流素子、及びスイッチング素 とが含まれ、前記巻線素子の中心軸は、前 保持手段の長辺方向と所定の角度を有した 態で配置されると共に、前記放熱電極は、 定の厚みを有し金属からなるプレートと密 し配置されることにより解決することがで る。

 この構成により、電源ユニットを構成す 所定の回路素子群の中で、最も大きさの大 い(幅の広い)回路素子である巻線素子を効 的に配置することができ、よって電源ユニ トを小型化することが出来る。さらに、大 力が通過することで発熱量が大きくなる整 素子、スイッチング素子からの熱を、プレ トを利用して放熱することができ、よって 源ユニットを長寿命化することができる。

 ここで、前記整流素子、及び前記スイッ ング素子のうち、少なくとも2つは、近接し て配置されると共に、前記放熱電極が、単一 の固定プレートにより前記プレートに密着す るよう固定されてもよい。

 この構成により、部品点数を削減するこ ができ、かつ適切に整流素子、スイッチン 素子の放熱電極を、プレートに密着し配置 ることができるという効果がある。

 ここで、前記プレートは、面積が該プレ トの裏面の面積より大きい金属からなる部 に密着配置してもよい。更に、前記部材と 、前記光源ユニットが取り付けられる器具 あってもよい。

 この構成により、プレートからの放熱を り効率的に行うことができるという効果が る。

 ここで、前記プレートは、所定の固定部 にて前記部材に複数箇所固定されてもよい さらに、前記プレートは、長方形状であり 前記プレートが、前記所定の固定部材にて 記部材に固定される箇所は、前記プレート 長辺方向の一方の端部かつ、短辺方向の中 部と、前記プレートの長辺方向の他方の端 かつ、短辺方向の中心部と、前記プレート 長辺方向の中心部かつ、短辺方向の端部で ってもよい。

 この構成により、プレートと部材(光源ユ ニットが取り付けられる器具)との密着配置 確実に行うことができるという効果がある

 ここで、前記所定の回路素子群の一部の 路素子は、前記保持手段の一方の保持面に 持され、前記所定の回路素子群の残余の回 素子は、前記保持手段の他方の保持面に保 され、前記一部の回路素子には、前記巻線 子、前記整流素子、及び前記スイッチング 子が全て含まれるとともに、前記残余の回 素子は、保持時の高さが任意値以下であっ よい。

 この構成により、効率的に所定の回路素 群を保持手段に配置、保持させることがで る。これにより、電源ユニットをより小型 できるという効果がある。

 ここで、前記他方の保持面は、絶縁体よ 構成される面に対して、前記任意値の間隔 介して対向して配置されてもよい。

 この構成により、電気的短絡の発生を防 ことができる。これにより、電源装置の長 命化に寄与できるという効果がある。ここ 、前記光源ユニットは、さらに、前記固体 光素子が実装面に実装される実装基板と、 記実装基板の非実装面が密着配置される筐 手段と、貫通孔を有し、前記電源ユニット より行われる電源供給を送電する送電手段 、前記実装基板に設けられたパッド部と前 送電手段とを電気的に接続するチップ部品 を備え、前記チップ部品は、金属により構 され、前記パッド部に接続される平面状の 1部材と、金属により構成され、前記第1部 の前記パッド部に接続される面と反対の面 、前記第1部材の長手方向の両端に、前記第1 部材と垂直に接続される2つの尖塔部とを備 、前記2つの尖塔部は平面状であると共に、 いに同一の寸法かつ同一の形状であり、前 2つの尖塔部のいずれか一方が、前記貫通孔 に挿入された状態で、半田付けにより前記送 電手段と接合されてもよい。

 この構成により、光源ユニットにおける 装基板と、送電手段との電気的接続を確実 行うことができるという効果がある。

 ここで、前記光源ユニットは、さらに、 光性を有し前記筐体手段に装着される筒状 かつ両端面が開口した透光手段を備え、前 筐体手段には、前記透光手段の前記両端面 各々挿入される断面がコの字状の溝である2 つの挿入部が形成され、前記透光手段の長さ を距離aと、前記2つの挿入部の底面間の距離 距離bと、前記2つの挿入部の上面間の距離 距離cとした場合の大小関係が、距離b>距 a>距離cであると共に、前記透光手段の一 の端面と、前記2つの挿入部のうち該端面が 入される側の底面とは、及び前記透光手段 他方の端面と、前記2つの挿入部のうち該端 面が挿入される側の底面とは、所定の弾性体 を介し密着配置されてよい。さらに、前記所 定の弾性体とはゴムスポンジであってよい。

 この構成により、防滴性を持つ光源ユニ トを実現できるという効果がある。

 ここで、所定の環境温度範囲内において 常に、距離b>距離a>距離cの大小関係が 持され、かつ、前記透光手段の一方の端面 、前記2つの挿入部のうち該端面が挿入され 側の底面との、及び前記透光手段の他方の 面と、前記2つの挿入部のうち該端面が挿入 される側の底面との、前記所定の弾性体を介 する密着配置が維持されてもよい。

 この構成により、低温環境下、及び高温 境下においても光源ユニットの防滴性を維 できるという効果がある。

 ここで、前記2つの挿入部の底面の幅は、 前記透光手段の壁面の厚みに対し、所定値以 上広いとしてもよい。また、前記2つの挿入 の壁面は、前記透光手段と任意の弾性体を してのみ接触するとしてもよい。さらに、 記任意の弾性体は、前記所定の弾性体に対 、硬質の弾性体により構成されてもよい。

 この構成により、透光手段の壁面と、挿 部の壁面とが接触することにより、透光手 が損傷することを防ぐことができるという 果がある。

 ここで、前記筐体手段は金属により構成 れてもよい。

 この構成により、固体発光素子よりロス して発生した熱を、筐体手段を利用して放 することができるという効果がある。

 本発明によれば、小型かつ、長寿命性が 現される電源装置を用いた、低温環境下に いても気密性(特に、防滴性)が維持できるLE Dを使用した照明装置を提供することができ 。

図1は、本発明の実施の形態1に係る照 装置1の外観を示す斜視図である。 図2は、本発明の実施の形態1に係る照 装置1の実使用状態の一例を示す斜視図であ 。 図3は、本発明の実施の形態1に係る光 ユニット2のA方向から見た平面図である。 図4は、本発明の実施の形態1に係る光 ユニット2のC1-C2面の構造を示す断面図であ 。 図5Aは、本発明の実施の形態1に係る光 源ユニット2のE-1部の構造を示す拡大図であ 。 図5Bは、本発明の実施の形態1に係る光 源ユニット2のE-2部の構造を示す拡大図であ 。 図6は、本発明の実施の形態1に係る光 ユニット101のD1-D2面の構造を示す断面図であ る。 図7は、基板31と接続ケーブル4との接続 の様子を示す斜視図である。 図8は、中継部品61の外観を示す斜視図 ある。 図9Aは、本発明の実施の形態1に係る照 明装置E-1部の常温時の構造を示す拡大図であ る。 図9Bは、本発明の実施の形態1に係る照 明装置E-1部の低温時の構造を示す拡大図であ る。 図9Cは、本発明の実施の形態1に係る照 明装置E-1部の高温時の構造を示す拡大図であ る。 図10は、本発明の実施の形態1に係る電 源装置5のB方向から見た平面図である。 図11は、本発明の実施の形態1に係る電 源装置5のF1-F2面の構造を示す断面図である。 図12は、本発明の実施の形態1に係る電 源装置5のG1-G2面の構造を示す断面図である。 図13は、発熱素子153aの構造を示す平面 図である。 図14は、巻線素子163の構造を示す平面 である。 図15は、発熱素子153bの基板155への実装 状態を示す平面図である。 図16は、本発明の実施の形態1に係る照 明装置1の機能ブロック図である。 図17は、整流部192から出力される電流 形の一例である。 図18は、本発明の実施の形態1に係る照 明装置1の概略回路構成の一例である。 図19Aは、ダイオードブリッジ204によ 整流を説明する図である。 図19Bは、ダイオードブリッジ204によ 整流を説明する図である。 図20は、本発明の実施の形態1に係る照 明装置1の動作を示すフローチャートである 図21は、本発明の実施の形態1に係る照 明装置1の比率の決定の方法を説明するフロ チャートである。 図22Aは、パルス発生器197におけるデ ーティ比の制御を説明する図である。 図22Bは、パルス発生器197におけるデ ーティ比の制御を説明する図である。 図22Cは、パルス発生器197におけるデ ーティ比の制御を説明する図である。 図23は、デューティ比に対する目標電 値の特性251の一例を示す図である。 図24は、整流部192から出力される電流 平均値に基づく比率の補正方法を説明する ローチャートである。 図25Aは、本発明の実施の形態2に係る 源ユニット81の外観を示す平面図である。 図25Bは、本発明の実施の形態2に係る 源ユニット81のE-3部の構造を示す拡大図で る。 図26は、本発明の実施の形態3に係る照 明装置1の外観を示す斜視図である。 図27は、本発明の実施の形態3に係る光 源ユニット101のH方向から見た平面図である 図28は、本発明の実施の形態3に係る光 源ユニット101のI方向から見た平面図(保護用 光板351を取り除いた状態)である。 図29は、本発明の実施の形態3に係る光 源ユニット101のJ1-J2面(筐体部102の中心軸に沿 った面)における構造を示す断面図である。 図30は、本発明の実施の形態3に係る光 源ユニット101のK1-K2面における構造を示す断 図である。 図31は、筐体部102を開口部357方向から た平面図である。 図32は、筐体部102の中心軸に沿った面 おける構造を示す断面図である。 図33Aは、実装面方向から見た基板331 構成を示す平面図である。 図33Bは、側面方向から見た基板331の 成を示す平面図である。 図34は、本発明の実施の形態3に係る光 源ユニット101のJ1-J2面(筐体部102の中心軸に沿 った面)における断面図であって、光の軌跡 示す図である。 図35Aは、従来のLED照明装置の構造を す図である。 図35Bは、従来のLED照明装置のN1-N2面に おける構造を示す断面図である。 図36は、本発明の実施の形態3の変形例 1に係る光源ユニット421の筐体部102の中心軸 沿った面における構造を示す断面図である 図37は、本発明の実施の形態3の変形例 2に係る光源ユニット431の筐体部102の中心軸 沿った面における構造を示す断面図である 図38は、本発明の実施の形態3の変形例 3に係る光源ユニット441の発光方向からみた 造を示す平面図である。 図39は、本発明の実施の形態4に係る光 源ユニット451の外観を示す斜視図である。 図40は、本発明の実施の形態4に係る光 源ユニット451のO方向から見た平面図である 図41は、本発明の実施の形態4に係る光 源ユニット451の筐体部102の中心軸に沿った面 における構造を示す断面図である。 図42は、本発明の実施の形態4に係る光 源ユニット451の筐体部102の中心軸に沿った面 における断面図であって、光の軌跡を示す図 である。 図43は、本発明の実施の形態4の変形例 に係る光源ユニット451-1の筐体部102の中心軸 沿った面における構造を示す断面図である 図44は、本発明の実施の形態4の変形例 に係る光源ユニット451-1の筐体部102の中心軸 沿った面における断面図であって、光の軌 を示す図である。 図45は、本発明の実施の形態5に係る光 源ユニット511の外観を示す斜視図である。 図46は、本発明の実施の形態5に係る光 源ユニット511のP方向から見た平面図である 図47Aは、実装面方向から見た基板512 構成を示す平面図である。 図47Bは、側面方向から見た基板512の 成を示す平面図である。

符号の説明

  1、100 照明装置
  2、81、101、421、431、441、451、451-1、511 光 ユニット
  3a、3b キャップ
  4、103 接続ケーブル
  5 電源装置
  6 電源ケーブル
  8 器具
  9a、9b 固定バンド
  10、82 管体
  21a、21b、83 端面
  22 導入端子
  31、155、331、512 基板
  32、332 固体発光素子
  33 支持体
  34、35、36 弾性体
  37a、37b 挿入部
  38a、38b 側面
  39a、39b 底面
  40a、40b 上面
  51 配線用パッド
  52 ラグ端子
  61 中継部品
  62 尖塔部
  63 段
  64 第1部材
  71a、71b、72 貫通孔
  102 筐体部
  151 筐体
  152 プレート
  153a、153b、153c 発熱素子
  154 一般素子
  156 特定端部
  157 絶縁体
  158 中空構造
  159、357 開口部
  160 小型素子
  161 押さえ金具
  162 ネジ
  163 巻線素子
  163a コア
  163b 巻線部
  171 放熱電極
  191 商用電源
  192 整流部
  193 測定部
  194 選択部
  195 検出部
  196 コントローラ
  197 パルス発生器
  201、202 インダクター
  203、210 コンデンサ
  204 ダイオードブリッジ
  205、211、212 抵抗
  206 ドライバ
  207a FET
  207b、215 トランス
  208、209、216 ダイオード
  213 コントローラユニット
  214 電源部
  217 パルス発生回路
  251 特性
  341 保持面
  342 境界位置
  343 底面
  351 保護用透光板
  354、422、432、442、452、452-1 反射ユニット
  355、423、433、443、453、453-1 反射面
  356 中空部
  361 ベース部
  362 絶縁層
  363、531 配線層
  365 切りかき部
  366 素子取り付け用パッド
  366a アノードパッド部
  366b カソードパッド部
  454、454-1 焦点
  513、513a、513b、513c ベアチップ半導体
  1302 LED
  1310 筐体
  1312 キャップ部
  1314 凹面鏡

 以下、本発明に係る照明装置の実施の形 について、図面を参照しながら詳細に説明 る。

 (実施の形態1)
 本発明の照明装置1は、固体発光素子32を具 する光源ユニット2と、交流電源(商用電源19 1)を利用し光源ユニット2に対し電源供給を行 う電源装置5とを含み構成され、電源装置5は 交流電源(商用電源191)から固体発光素子32に 電源供給する電力を生成する所定の回路素子 群(発熱素子153a、153b、153c、一般素子154、巻 素子163)と、長方形状であり、前記所定の回 素子群を保持する基板155とを備え、所定の 路素子群(発熱素子153a、153b、153c、一般素子 154、巻線素子163)には、巻線素子163と、放熱 極171を有する整流素子(発熱素子153a、153c)、 びスイッチング素子(発熱素子153b)とが含ま 、巻線素子163の中心軸方向は、基板155の長 方向(軸z方向)と所定の角度γを有した状態 配置されると共に、放熱電極171は、所定の みを有し金属からなるプレート152と密着し 置される。

 この構成より、電源装置5を構成する所定 の回路素子群から発せられる熱を適切に放熱 し、電源装置5の長寿命化を実現することが きる。また、巻線素子163の配置を工夫する とで、コンパクトな電源装置5を実現するこ ができる。

 また、光源ユニット2は、さらに、透光性を 有し筐体ユニット(キャップ3a、3bおよび支持 33より構成される構造体)に装着される筒状 かつ両端面が開口した管体10を備え、筐体 ニットには、管体10の両端面が各々挿入され る断面がコの字状の溝である2つの挿入部37a 37bが形成され、管体10の長さを距離aと、2つ 挿入部37a、37bの底面39a、39b間の距離を距離b と、2つの挿入部37a、37bの上面40a、40b間の距 を距離cとした場合の大小関係が、
 距離b>距離a>距離c・・・・(式1)
であると共に、管体10の一方の端面21aと、前 2つの挿入部37a、37bのうち該端面21aが挿入さ れる側の底面39aとは、及び管体10の他方の端 21bと、前記2つの挿入部37a、37bのうち該端面 21bが挿入される側の底面39bとは、弾性体34を し密着配置される。

 さらに、所定の環境温度範囲内において 常に、式1の大小関係が維持され、かつ、管 体10の一方の端面21aと、前記2つの挿入部37a、 37bのうち該端面21aが挿入される側の底面39aと の、及び管体10の他方の端面21bと、2つの挿入 部37a、37bのうち該端面21bが挿入される側の底 面39aとの、弾性体34を介する密着配置が維持 れる。

 この構成により、簡便な構造で、防滴性 持つ光源ユニット2を実現することができる 。

 まず、本発明の照明装置1の構成を説明す る。

 図1は、本発明の照明装置1の外観を示す 視図である。図2は、照明装置1の実使用状態 の一例を示す平面図である。

 照明装置1は、光源ユニット2と、接続ケ ブル4と、電源装置5と、電源ケーブル6とを み構成される。

 接続ケーブル4は、光源ユニット2と、電 装置5とを電気的に接続するケーブルである 電源ケーブル6は、商用電源191等交流電源か ら供給される電力を電源装置5へ導くケーブ である。

 また、照明装置1は、実使用状態において 、器具(装置、部材)等に取り付けられ使用す 。図2はこの一例であり、器具8に照明装置1 取り付けられた状態である。

 光源ユニット2は、例えばこの図に示すよ うに、固定バンド9a、9bにより器具8に固定さ る。光源ユニット2の取付方法はこれに限定 されず任意の方法で取り付けてよい。さらに 、光源ユニット2は、機械装置(不図示等)等に 直接取り付けてよく、光源ユニット2は必要 応じて任意の器具(装置、部材)に取り付けら れてよい。

 また、電源装置5は、器具8に配置されて る(当然に、電源装置5が密着される器具(装 、部材)はこれに限定されない)。

 ここで、電源装置5のプレート152は、金属 等熱伝導性が高く、高い放熱効果を奏でる部 材(不図示)に密着して配置されることが好ま い。例えば、図2に示す器具8は、金属から 成され、その表面積が十分に大きい。した って、ここでは、この器具8に電源装置5のプ レート152を密着配置している。

 なお、このようなプレート152の配置が好 しい理由については、後ほど詳しく説明す 。

 以下では、照明装置1の主要構成要素であ る光源ユニット2と、電源装置5とについて説 する。

 まず光源ユニット2について、詳しく説明 する。

 図3は、光源ユニット2を図1のA方向から見 た平面図である。図4は、図3のC1-C2面におけ 構成を示す断面図である。図5A及び図5Bは、 4のE-1部、E-2部の構造を示す拡大図である。 図6は、図3のD1-D2面における構造を示す断面 である。

 光源ユニット2は、管体10、キャップ3a、3b とにより構成される。管体10の内部には、基 31、固体発光素子32、支持体33が配置される

 また、キャップ3aには挿入部37a、キャッ 3bには挿入部37bが夫々構成される。さらにキ ャップ3bには、導入端子22が設けられており これより光源ユニット2の外部より、光源ユ ット2(管体10)内部に、接続ケーブル4が導入 れている。なお、導入端子22は、公知の気 性が確保される端子(例えばOリングを用いて 気密確保がなされる端子)であり、よって接 ケーブル4の光源ユニット2(管体10)内部への 入に起因し、気密性が損なわれることはな 。

 光源ユニット2は、長手方向(図4におけるx 1方向)に所定の長さを有する。この長さは必 に応じて任意に設定してよい。

 管体10は、ガラスや、ポリカーボネート アクリル等透光性を有する材質により構成 れる。ここでは、円筒状として構成してい が、中空構造の角柱(3角柱、4角柱等)であっ も良い。また、固体発光素子32より発せら た光を拡散することを目的として、拡散剤 乳白色等の着色剤を混入し管体10を構成して もよい。

 管体10の長手方向(図4におけるx1方向)の両 端は、開口し、端面21a、21bを構成する。この 端面21a、21bは挿入部37a、37bに夫々挿入される 。

 キャップ3a、3bは、まず支持体33と密着配 される。この、キャップ3a、3bおよび支持体 33より構成される構造体は、筐体ユニットを 成する。この密着配置は、例えばキャップ3 aと支持体33との、及びキャップ3bと支持体33 の接続面(不図示)を平面に構成したうえで接 続し(密着させ)、接続(密着)が維持されるよ ネジ(不図示)等を用いて固定することにより 行ってよい。この際、光源ユニット2(管体10) への水分の浸入を防ぐためゴムワッシャつ のネジ(不図示)を使用することも好ましい

 さらに、筐体ユニットは、熱伝導性の高 材料(金属、例えばアルミニウムや、銅等) より構成することが好ましい。このように ることにより、固体発光素子32でロスとして 発生した熱を効率よく伝熱し、光源ユニット 2の外部へ放熱することが叶う。

 また、キャップ3a、3bには、挿入部37a、37b が構成される。挿入部37a、挿入部37bは、断面 がコの字形状であり、上面40a、40bが開口して おり、管体10の端面21a、21bが夫々上面40a、40b り挿入される。

 挿入部37aの底面39aと端面21aとの間、及び 入部37bの底面39bと端面21bとの間には夫々弾 体34が挿入されており、弾性体34を介し底面 39aと端面21aとは密着配置され、同様に弾性体 34を介し底面39bと端面21bとは密着配置される

 ここで、弾性体34は、ゴム材料などの柔 性を有する材質により構成し、特に軟質の 料により構成することが好ましい。この構 により、弾性体34を介した底面39aと端面21aと の密着配置、及び弾性体34を介した底面39bと 面21bとの密着配置をより確実にすることが きる(すなわち、気密性を確保できる)。

 また、弾性体34は、防滴性を確保できる 質により構成する必要がある。これは、照 装置1の外部より、光源ユニット2(管体10)内 への水分の浸入を防ぐためである。すなわ 、気密性を確保し、中でも防滴性を確保す ことが重要であり、そのためには前述のよ に、弾性体34は、防滴性を確保できる材質に より構成する必要がある。

 そこで、発明者らは各種電気器具におい 防水防湿パッキンとしても適用されるゴム ポンジを弾性体34として採用した。ゴムス ンジであれば、上記条件(柔軟性、軟質であ こと)も満たす。実際に弾性体34としてゴム ポンジを使用して実験を行い、所望の性能 得られることを確認している。

 以上の構成により、光源ユニット2の気密 性(特に、防滴性)を確保することが叶う。

 なお、底面39a、39bの幅t1は、管体10の壁面 の厚みt2と比べて広いことが当然に必要では るが、所定の値(概ね2mm)以上広く構成する とが好ましい。

 t1をt2に対して所定値以上広く構成する理 由であるが、まず1つ目の理由として、弾性 34が変形するための空間を確保するためであ る。上記の通り弾性体34を介し、底面39aと端 21aと、及び底面39bと端面21bとは密着配置さ るが、この密着配置を実現するためには、 性体34が互いの面より圧力を受け変形する とが必要であり、当該変形が行われるため 空間を確保しなければならない。

 もうひとつの理由としては、管体10がキ ップ3a、3bに直接に接触することを防ぐため ある。管体10を特にガラスにより構成した 合において、通常金属により構成されるキ ップ3a、3bに接触したならば、管体10が割れ 可能性があり問題である。そのため、照明 置1においては、挿入部37aの側面38aと管体10 の間に弾性体35、36を挿入している。同様に 挿入部37bの側面38bと管体10との間に弾性体35 、36を挿入している。この弾性体35、36を挿入 する空間を確保するために、t1をt2に対し所 値以上広く構成する必要がある。

 弾性体35、36は、ゴム材料により構成して よい。ただし、弾性体35、36は、上記のよう 管体10がキャップ3a、3bに直接接触すること 防ぐためのものであり、ある程度硬質の材 により構成することも好ましい。逆に軟質 材料により弾性体35、36を構成した場合、変 しすぎて目的(管体10がキャップ3a、3bに直接 接触する事を防ぐ)を達成することができな 可能性もある。したがって、弾性体34と比較 しても硬質の材料により構成することが好ま しい。

 基板31は、光源ユニット2(管体10)内に配置さ れる。基板31は、熱伝導率が高い金属(好まし くは、熱伝導率が200W・m -1 ・K -1 以上の金属)により構成される。好ましくは 持体33と同一材質により構成される。例えば 、基板31は、アルミニウムにより構成される

 ここで、基板31と、支持体33とは、互いに 接触させることが好ましい。なぜならば、基 板31と支持体33との間に、空気が入ることに り、基板31と支持体33との間の熱伝導が阻害 れ、このことより効率的な熱処理ができな なるためである。すなわち、基板31と支持 33とを同じ材質により構成することにより、 基板31と支持体33との密着性を高めることが ましい。さらに、プレス加工を行い、密着 をより高めることが好ましい。

 上記プレス加工を行う際には、基板31と 持体33との間に接着性を有する材料(例えば 接着剤又は基材なしの両面テープなど)(不図 示)を挟み込み、両者の密着性を高めること 好ましい。

 なお、両面テープを使用する場合には、 材を含まないものを選択することが肝要で る。それは、基材は熱伝導率が低いので、 板31から支持体33への熱伝導が阻害されるた めである。

 また、基板31を複数個に分割することも ましい。これは、基板31と支持体33との線膨 係数が異なる場合において、光源ユニット2 の環境温度が上昇(又は低下)した際に、基板3 1と支持体33との密着性が悪化することを防ぐ ためである。基板31を分割することにより、 板31の1枚あたりの長手方向の長さが短くな 。これにより、基板31の1枚あたりの膨張量 小さくなる。よって、接着性を有する材料 基板31と支持体33との膨張の違いを吸収しや すくなるので、基板31と支持体33との密着性 維持しやすくなる。この基板31を分割する手 法は、特に光源ユニット2の長手方向(図4にお けるx1方向)の長さが長い場合に有効である。

 さらに、上記のようにキャップ3a、3bと、 支持体33とは熱伝導性の高い材料より構成さ るとともに密着配置される(すなわち筐体ユ ニットを構成する)。上記のごとく基板31が金 属基板により構成され、かつ支持体33と密着 せることと相まって、固体発光素子32にお て発生した熱を効率的に光源ユニット2(管体 10)の外部に放熱することができる。

 また、基板31には、接続ケーブル4の一方 端部が接続される。接続ケーブル4の他方の 端部には、固体発光素子32を駆動するために される電力を生成する電源装置5が接続され ている。そのため、電源装置5で生成された 力は、接続ケーブル4、基板31を経路として 体発光素子32に供給される。

 ここで、基板31と、接続ケーブル4との接 は、図7に示すような接続構造を有する。こ こで用いられる中継部品61とは、図8に示す構 成を有する。図8は中継部品61の外観を示す斜 視図である。

 中継部品61は、図8に示すとおり側面から た形状が略コの字形状である。すなわち、 継部品61は、配線用パッド51に接続される平 面状の第1部材64と、第1部材64の配線用パッド 51に接続される面と反対の面の、第1部材64の 手方向の両端に、第1部材64と垂直に接続さ る2つの尖塔部62とを備える。

 ここで、中継部品61の形状は、コの字形 に限定されるものではなくL字形状であって よい。すなわち、中継部品61は、配線用パ ド51に接続される平面状の第1部材64と、第1 材64の配線用パッド51に接続される面と反対 面の、第1部材64の長手方向の一端に、第1部 材64と垂直に接続される1つの尖塔部62とを備 てもよい。しかしながら、基板31への実装 利便性を考えればコの字形状であることが ましい。

 その理由は、次に示すとおりである。基 31への中継部品61の実装を行う際には、自動 実装装置を用いて行うことが光源ユニット2 量産する上で効率的である。このとき、中 部品61をエンボステーピング化し、基板31に 動的に配置する。

 その際、中継部品61がもし、L字形状であ ば、基板31の自動配置時に中継部品61のバラ ンスが崩れ、所望の位置に配置することが難 しくなる。一方、コの字形状であれば、中継 部品61のバランスの崩れが発生せず、基板31 自動配置を所望の位置に行うことができる

 また、中継部品61は導電性を有する材質 構成される。また、図7に示すように中継部 61は、半田付けにより基板31の配線用パッド 51に実装される。さらには、尖塔部62は半田 けにより接続ケーブル4のラグ端子52と接続 れる。そのため、中継部品61には、半田付け に耐えうる耐熱性を有する材質を選択する必 要がある。通常、中継部品61は、アルミニウ 又は銅等の金属により構成される。

 また、中継部品61は、リフロー半田法に り配線用パッド51に実装されることが望まし い。これにより、簡便かつ確実に、中継部品 61を配線用パッド51に実装できる。

 また、中継部品61の尖塔部62には、所定の 段63が設けられることが望ましい。このよう することにより、接続ケーブル4の絶縁層が 取り除かれた端部に半田付け、又はカシメ止 めにより装着されたラグ端子52を、中継部品6 1の尖塔部62に挿入した状態において両者を半 田付けにより接合する際の半田形状が、ラグ 端子52上下から挟み込むようになり、より確 に接合することが可能となる。なお、中継 品61の尖塔部62に挿入した状態において両者 接合する際の半田付けは、半田ごてを利用し た手半田であってもよい。

 ここで、従来、基板31に接続ケーブル4を 気的に接続する際には、接続ケーブル4の端 部を、配線用パッド51にスポット半田法(半田 ごてを利用した手半田など)により接続して た。

 しかしながら、この方法では、半田付け みにより配線用パッド51と接続ケーブル4と 接続されているため、接続の強度が十分で ない。よって、万が一の大地震の発生など 伴う振動により、配線用パッド51から接続 ーブル4が外れる可能性がある。特に、基板3 1は金属基板であり、金属基板の熱伝導性が いので、配線用パッド51の温度を所望の温度 に上昇させることが難しい。そのため、半田 付け不良により、配線用パッド51から接続ケ ブル4が外れるリスクが高まってしまう。

 この対策としては、基板31に配線用スル ホール部(不図示)を設けることも考えられる 。このようにすれば、確かに接続ケーブル4 、配線用スルーホール部(不図示)から外れる リスクを低減することができる。

 しかしながら、基板31は金属基板である め、余分な部分まで電気的に接続されてし い、電気的な短絡を発生してしまうなどの 題がある。従って、スルーホール部(不図示) を設けることは容易ではない。

 また、リフロー法を用いて基板31に取り けることができるコネクタ端子が開発され いるが、このようなコネクタ端子は、概し その体積が大きい。そのため、基板31に実装 される固体発光素子32からの発光をコネクタ 子が遮ってしまうという問題がある。

 それに対し、光源ユニット2を採用した中 継部品61は非常にコンパクトであり、そのよ な問題が発生しない。故にそのメリットは きい。

 なお、上記説明した接続構造は、基板31 セラミック基板や、アルミナチッ化基板な スルーホールを設けることが困難な材質に り構成する場合にも有用である。

 さらに、本光源ユニット2のように、基板 31が支持体33と密着して配置されることが必 な場合には、基板31の裏面(固体発光素子32が 実装されない面)に突起物があることは、基 31と支持体33との密着を阻害してしまう。し がって、たとえ基板31をガラスエポキシ基 とした場合でも、配線用スルーホール部(不 示)を利用しての接続を行うことは困難であ る。

 ここで、上記説明した中継部品61を利用 た接続構造は、基板31の裏面に突起物を生じ させることがない。したがって、このような 場合には、基板31をガラスエポキシ基板によ 構成したとしても、上記説明した中継部品6 1を利用した接続構造を適用することが好ま い。

 また、接続ケーブル4の替わりに、フレキ シブル基板(不図示)、リジット基板(不図示) 使用した場合にも中継部品61を利用した接続 構造を適用することができる。この場合にお いては、フレキシブル基板(不図示)、リジッ 基板(不図示)に電気的接続用の貫通孔(不図 )を設け、中継部品61の尖塔部62に挿入した 態において両者を半田付けにより接合する

 複数の固体発光素子32は、基板31に配置さ れる。複数の固体発光素子32は、例えば、LED ある。固体発光素子32は、1個当たりの消費 力が1W以上のいわゆるハイパワーLEDであり 表面実装型のLEDである。ハイパワーLEDは、 度が高く照明装置用途に好適である。照明 置1を一般的な照明として使用する場合、使 する固体発光素子32の発光色は、昼光色、 白色、白色、温白色又は電球色などに相当 るものが好適である。具体的には、例えば 複数の固体発光素子32は、JISZ9112「蛍光ラン の光源色及び演色性による区分」の4.2「色 範囲」に規定された昼光色、昼白色、白色 温白色又は電球色に相当する光を発光する

 ここで、光源ユニット2は、低温環境下で も気密性(特に、防滴性)が維持できる。以下 はこのことに関し説明する。

 ここでは、説明のため、管体10の長さ(端 21aと端面21bとの間の距離)を距離a、挿入部37 aの底面39aと挿入部37bの底面39bとの間の距離 距離b、挿入部37aの上面40aと挿入部37bの上面4 0bとの間の距離を距離cとする(図4参照)。

 また、ここでは、管体10の材質をアクリ 、筐体ユニットの材質をアルミニウムとす 。なお、これら材質の線膨張係数であるが 一般にアクリルのほうがアルミニウムより きいことが知られている。

 まず常温(例えば、環境温度20度)において 、距離a、距離b、距離cの大小関係は、式1の 係となる。このことにより、筐体ユニット( ャップ3a、3bと、支持体33とにより構成され 構造体。)は、管体10を脱離させることなく 適切に保持することができる。

 また、底面39aと端面21aとの間、及び底面3 9bと端面21bとの間には夫々弾性体34が挿入さ ており、弾性体34を介し底面39aと端面21aとは 密着配置され、同様に弾性体34を介し底面39b 端面21bとは密着配置される。

 ここで、弾性体34は、ゴム材料などの柔 性を有する材質により構成されると共に、 滴性を確保できるものである。そのため、 明装置1の外部より、照明装置1(管体10)の内 へ水分の浸入を防ぐ機能を有する。

 したがって、以上の構成により、筐体ユ ットと管体10とは、気密性(特に、防滴性)を 有し構成(配置)することができる。よって、 源ユニット2の外部より、光源ユニット2(管 10)内に水分が浸入することを防ぐことがで る。

 次に、低温環境下(例えば、環境温度-30度 )においても、光源ユニット2が防滴性を維持 きる理由を、図9A~図9Cを用いて説明する。 9A~図9Cは、図4に示すE-1部の拡大図であって 図9Aは、常温環境下(例えば、環境温度20度) 図9Bは低温環境下(例えば、環境温度-30度)、 9Cは高温環境下(例えば、環境温度70度)にお るものである。

 低温環境下においては、図9A、図9Bとの比 較として現れるように、端面21aが、挿入部37a に挿入される挿入量(上面40aと端面21aとの距 )が、t3からt3-1に変化する(端面21bが、挿入部 37bに挿入される挿入量(上面40bと端面21bとの 離)も、t3からt3-1に変化する)。

 この図より明らかであるように、低温環 下においては、常温環境下における場合と 較して、距離aが、距離b及び距離cに対して 対的に小さくなる。このことは、上記のよ に、管体10の材質をアクリル、筐体ユニッ の材質をアルミニウムとして構成している と、また一般にアクリルのほうがアルミニ ムより線膨張係数が大きいことに起因する

 しかしながら、このような低温環境下に いても、光源ユニット2においては、式1に す大小関係が成立するように設計されてい 。すなわち、低温環境下において、距離aが 距離b及び距離cに対して相対的に小さくな たとしても、挿入部37aに端面21aが挿入され 挿入量、及び挿入部37bに端面21bが挿入され 量が、t3からt3-1に変化するのみであり、依 として筐体ユニットは、管体10を脱離させる ことなく、適切に保持することができる。

 また、この場合において、弾性体34は、 入部37aに端面21aが挿入される挿入量、及び 入部37bに端面21bが挿入される量が、t3からt3- 1に変化することに追従し、弾性体34を介した 底面39aと端面21aとの密着配置、及び底面39bと 端面21bとの密着配置を維持する(すなわち、 の追従が可能である弾性体34の大きさ等を光 源ユニット2の設計時に選択することが肝要 ある)。

 したがって、以上説明したように、光源 ニット2は低温環境下においても、常温にお ける場合と同様に防滴性を維持する(すなわ 、光源ユニット2(管体10)内に水分が浸入する ことを防ぐ)ことができる。

 次に、高温環境下(例えば、環境温度70度) においても、光源ユニット2が防滴性を維持 きる理由を、図9A及び図9Cを用いて説明する

 高温環境下においては、図9A、図9Cとの比 較として現れるように、端面21aが、挿入部37a に挿入される挿入量(上面40aと端面21aとの距 )が、t3からt3-2に変化する(端面21bが、挿入部 37bに挿入される挿入量(上面40bと端面21bとの 離)も、t3からt3-2に変化する)。

 この図より明らかであるように、高温環 下においては、常温環境下における場合と 較して、距離aが、距離b及び距離cに対して 対的に大きくなる。このことは、上記のよ に、管体10の材質をアクリル、筐体ユニッ の材質をアルミニウムとして構成している と、また一般にアクリルのほうがアルミニ ムより線膨張係数が大きいことに起因する

 しかしながら、このような高温環境にお ても、光源ユニット2においては、式1に示 大小関係が成立するように設計されている すなわち、高温環境下において、距離aが、 離b及び距離cに対して相対的に大きくなっ としても、挿入部37aに端面21aが挿入される 入量、及び挿入部37bに端面21bが挿入される が、t3からt3-2に変化するのみであり、依然 して筐体ユニットは、管体10を脱離させるこ となく、管体10を適切に保持することができ 。

 また、この場合において、弾性体34は、 入部37aに端面21aが挿入される挿入量、及び 入部37bに端面21bが挿入される量が、t3からt3- 2に変化することに追従し、弾性体34を介した 底面39aと端面21aとの密着配置、及び底面39bと 端面21bとの密着配置を維持する。

 したがって、以上説明したように、光源 ニット2は高温環境下においても、常温にお ける場合と同様に防滴性を維持する(すなわ 、光源ユニット2(管体10)内に水分が浸入する ことを防ぐ)ことができる。

 なお、管体10の材質のほうが、筐体ユニ トの材質より、線膨張係数が小さい場合(例 ば、管体10をガラスにより構成し、筐体ユ ットをアルミニウムにより構成した場合)に いては、低温環境下において、常温環境下 おける場合と比較して、距離aが、距離b及 距離cに対して相対的に大きくなる。また、 温環境下において、常温環境下における場 と比較して、距離aが、距離b及び距離cに対 て相対的に小さくなる。

 しかしながら、このような場合において 光源ユニット2は、上記と同様の理由により 、常温における場合と同様に防滴性を維持す る(すなわち、光源ユニット2(管体10)内に水分 が浸入することを防ぐ)ことができる。

 以上説明したように、光源ユニット2は、 常温においてはもとより、低温環境下、高温 環境下においても、防滴性を維持することが できる。

 ここで、LEDは蛍光ランプと異なり低温環 下(例えば、-30度の環境下)においても、発 効率がほとんど低下しないという特徴があ 。そのため、LEDを使用した照明装置を冷凍 庫内等の低温環境における照明に適用する とが検討されている。

 一方で、上記のような冷凍倉庫内等に対 てLEDを使用した照明装置を適用する際は、 分の影響について懸念される。これは、LED 、LEDへの電力供給用配線経路などに水分が 着することに起因し電気的短絡等が発生す 可能性があるためである。このような事象 発生したならば、LEDを使用した照明装置の 障に直接的につながってしまう。そのため LED等に水分が付着しないよう、防滴性を有 る空間内にLED等を配置する必要がある。

 このような状況を鑑みてか、特開2007-20776 8号公報においては、管状ケース内にLEDモジ ールを挿入した線状光源における、前記管 ケース端部の防水構造が開示されている。 の防水構造においては、管状ケースの端部 取り付けられる封止栓と、管体ケースとに り形成される窪みに充填材を注入する。こ 防水構造により、気密性の高い、すなわち 分の浸入を防ぐことができる線状光源を実 できるとされている。

 しかしながら、特開2007-207768号公報に開 される防水構造を低温環境下で使用される 明装置に適用することは困難であると考え 。それは、特開2007-207768号公報に開示される 線状光源においては、上記のように管体ケー スの端部に封止栓を取り付け、管体ケースと により形成される窪みに充填材を注入する。

 ここで、低温環境下においては、各構成 素は縮むことが一般であるが、その縮みの 合いは、各構成要素の材質により異なる。 れは、材質により線膨張係数が異なるため ある。

 特開2007-207768号公報に開示される防水構 では、低温環境化において、上記縮みの度 いの違いに基づき、封止栓と充填材との間 或いは管状ケースと充填剤との間において 間が発生する可能性がある。それ故気密性( 滴性)が損なわれ、管体内部への水分の浸入 が危惧される。

 一方、本発明に係る光源ユニット2は、長 手方向に所定の長さを有する筐体ユニット( ャップ3a、3b、支持体33を併せた構造体をい 。)と、支持体33上に筐体ユニットの長手方 に沿って配置される固体発光素子32とを具備 するものであって、透光性を有し筐体ユニッ トに装着される筒状、かつ端面21a、21bが開口 した管体10を備え、キャップ3a、3bには、管体 10の端面21a、21bが各々挿入される断面がコの の溝である2つの挿入部37a、37bが形成され、 管体10の長さ(端面21aと端面21bとの間の距離) 距離a、挿入部37a、37bの底面39a、39b間の距離 距離b、挿入部37a、37bの上面40a、40b間の距離 を距離cとした場合の大小関係が、式1である 共に、端面21aと底面39aとは、及び端面21bと 面39bとは、弾性体34を介し密着配置される

 さらに、光源ユニット2は低温環境下でも 、常に式1の関係が維持され、かつ端面21aと 面39aとの、及び端面21bと底面39bとの、弾性 34を介する密着配置が維持されるため、低温 環境下において気密性(特に、防滴性)を維持 ることができる(すなわち、光源ユニット2( 体10)内に水分が浸入することを防ぐことが きる)。そのため、冷凍倉庫内の照明装置な どとして好適である。また、高温環境下にお いても気密性(特に、防滴性)を保つことがで る。

 次に電源装置5について、詳しく説明する 。

 図10は、図1のB方向から見た電源装置5の 面図である。図11は、図10のF1-F2面における 源装置5の構造を示す断面図である。図12は 図10のG1-G2面における電源装置5の構造を示す 断面図である。

 なお、図10、図11、図12及び図15に記載の おり、説明のためプレート152の短辺方向を x、基板155の短辺方向を軸y、プレート152、及 び基板155の長辺方向を軸zとする。

 また、電源装置5自体に防滴性を持たせて もよい。また、防滴性を有するケース(不図 )等に配置してもよい。このようにすること より、防滴性を有する光源ユニット2を含み 構成される照明装置1は、防滴性を有する照 装置として使用することができる。

 筐体151は、柱形状(ここでは、四角柱形状 としているが、円柱形状等であってもよい) 有し、中空構造158を有している。中空構造15 8の内部には、所定の回路素子群(発熱素子153a 、153b、153c、一般素子154、巻線素子163)、基板 155、絶縁体157、押さえ金具161が配置される。

 筐体151を構成する材料としては、電気的 縁体であることが望ましく通常樹脂により 成する。金属など導体により構成してもよ が、電源装置5の長寿命性を確保する点で電 気的絶縁体により構成することが好ましい。 この理由については、後ほど説明する。

 筐体151(中空構造158)は、側面(軸zに沿った 面)のうち何れか一面に開口部159を有してお 、開口部159は、プレート152により封止され いる。

 プレート152は、金属(発明者らは、アルミ ニウムを採用したが、これに限定されない。 熱伝導性、放熱性に優れる材料により構成す ることが肝要である。)により構成され、筐 151(中空構造158)の開口部159を封止する。併せ て、発熱素子153a、153b、153cの放熱電極171が密 着して配置される。これは、発熱素子153a、15 3b、153cにて発生した熱を、プレート152を利用 して放熱するためである。

 ここで、プレート152は、金属等熱伝導性 高く、また表面積が大きく高い放熱効果を でる部材(不図示)に密着して配置されるこ が好ましい。このように構成することによ 、より一層プレート152を利用した放熱を効 的に行うことができる。

 すなわち、プレート152と、放熱性が高く かつプレート152の裏面(ここで言う裏面とは 、一部が筐体151(中空構造158)により隠匿され 面に対して裏面となる面を指す。)より大き な表面積を有する部材とを密着配置する。こ のようにすることで、より周囲の空気と接触 する面積が大きくなり放熱が効果的に行われ る。

 例えば、図2に示す器具8は、金属から構 され、その表面積が十分に大きい。したが て、ここでは、この器具8に電源装置5のプレ ート152を密着配置している。

 ここで、プレート152の厚みt4を所定値以 とした。このようにプレート152の厚みt4を所 定値以上とすることにより、プレート152が歪 んでしまうことを防止することができる。

 このことにより、表面が平面である器具8 等の部材に対し容易に密着配置することがで きる。もし、プレート152と器具8等の部材と 密着配置ができず、それらの間に空気が含 れてしまった場合には、プレート152から器 8等の部材への伝熱が阻害され、よって放熱 果が低下してしまう。

 よって、プレート152と器具8等の部材とを 密着配置することが必要であり、発明者らは プレート152の厚みt4を所定値以上とすること 、プレートの歪を防止し、これによりプレ ト152と器具8等の部材とを密着配置を実現し た。

 なお、発明者らの実験によれば、プレー 152の厚みt4は、1mm以上であればよく、2mm以 であればより良好な結果が得られている。

 また、プレート152と器具8等の部材の密着 配置を維持するためには、プレート152を器具 8等の部材に固定することも肝要である。

 発明者らは、プレート152に3箇所、貫通孔 71a、71b、72を設け、これを利用してプレート1 52を器具8へネジ(不図示)等により固定した。

 ここで、貫通孔71aはプレート(軸z)の長辺 向の一方の端部であり、プレートの短辺方 (軸x)の中心に、貫通孔71bはプレート(軸z)の 辺方向の他方の端部であり、プレートの短 方向(軸x)の中心に、貫通孔72はプレート(軸z )の長辺方向の中心であり、プレートの短辺 向(軸x)の一方の端部に配置した。その上で この3つの貫通孔71a、71b、72を利用して、プ ート152を、器具8等の部材に固定した。

 発明者らは、実際に試験を行い、プレー 152の厚みt4を所定値以上とすることも相俟 て、良好に、プレート152と、器具8等の部材 密着配置できることを確認している。

 なお、貫通孔71a、71b、72については、上 において3つとしたが、これに限定されず、 に多数の貫通孔を設けてもよい。

 また、プレート152には、発熱素子153a、153 b、153cの放熱電極171以外の部分、及び一般素 154、巻線素子163が接触しないように構成す ことが必要である(すなわち、所定の回路素 子群のうち、プレート152と接触するのは、発 熱素子153a、153b、153cの放熱電極171のみである )。更には、基板155についても、プレート152 接触しないようにすることが必要である。

 このようにする理由についてであるが、 源装置5の長寿命性を実現するためである。 すなわち、発熱素子153a、153b、153cについては 、その放熱電極171より確実に放熱する。一方 で、その他の部分が金属から構成される、す なわち導体であるプレート152に接触すること は、電気的短絡の発生に直接的につながる。 もし電気的短絡が発生したならば、当然に電 源装置5の故障へとつながり、長寿命性を実 することもできない。そのため、上記のよ な構成を電源装置5はとっている。

 発熱素子153a、153b、153cは、例えば電界効 トランジスタ207a(以下、FETと記載)のスイッ ング素子と、ダイオードブリッジ204及びダ オード208、209の整流素子である。ここでは 発熱素子153a、153cを整流素子、すなわち、 イオードブリッジ204及びダイオード208、209 する。また、発熱素子153bをスイッチング素 、すなわちFET207aとする。

 発熱素子153a、153b、153cは、大電力が通過 ることで、ロスとして発生する熱が大きい したがって、適切に放熱する必要がある。

 図13は、発熱素子153a(発熱素子153b、153cも 本的に同様である)の模式図であるが、この 図に示すように放熱電極171を有している。こ れを、プレート152と密着するように配置する 。

 ここで、発熱素子153a、153b、153cの中には 固定用の貫通孔(不図示)が設けられている のがある。例えば、153a、153bには、固定用の 貫通孔(不図示)が設けられていないとする。 のような場合は、押さえ金具161とネジ162と 用いて固定することが好ましい。

 この際、固定用の貫通孔(不図示)が設け れていない発熱素子(この場合は、発熱素子1 53a、153b)を近接に配置し、単一の押さえ金具1 61のみで、ネジ162等を用いてプレート152と放 電極171とが密着するように構成することが ましい。

 このようにすることで、固定用の貫通孔( 不図示)が設けられていない発熱素子(この場 は、発熱素子153a、153b)毎に押さえ金具161を ける場合に比べ部品点数を削減することが 来る。よって、照明装置1(電源装置5)のコス トを削減することが可能となる。

 一般素子154、及び巻線素子163は、発熱量 小さいがため、プレート152と密着させる必 はなく、上記電気的短絡の防止のため接触 発生しないよう配置する。

 ただし、巻線素子163(ここでは、トランス 207bに対応する。)は、図12に示すように、基 155の長辺方向である軸zに対し、該巻線素子1 63の中心軸が角度γになるように、基板155に 置される。

 上記のように巻線素子163を配置する理由 あるが、電源装置5を小型化するためである 。電源装置5は、光源ユニット2に電源供給す ものであるが、これに限定されず、LEDを用 た任意の光源ユニットに対し、好適に使用 きるものである(長寿命性を確保しているこ と等に起因する。)。この任意の光源ユニッ の中には、所謂ダウンライトや、スポット イト等コンパクトなものも存在する。その うな光源ユニットに対して適用される電源 置5は、当然にコンパクトなものが好ましい また、電源装置5を機械装置(不図示)等に組 み使用する場合にも、該電源装置5を小型化 することが好ましいことは言うまでもない。

 ここで、図14に示すように、巻線素子163 、コア163aに導線(不図示)を巻くことにより 成される。導線(不図示)が巻かれることによ り巻線部163bが構成される。この際、コア163a 幅(すなわち巻線素子163の中心軸に沿った幅 )t9は、電源装置5を構成する所定の回路素子 (発熱素子153a、153b、153c、一般素子154、巻線 子163)に含まれる回路素子の中で最も大きな 値となることが一般的である(発明者らは、 電源装置5を、定格出力100Wとして試作したと ころ、巻線素子163(トランス207b)のコア163aの t9が、所定の回路素子群(発熱素子153a、153b、 153c、一般素子154、巻線素子163)に含まれる回 素子の中で最も大きな値であった。)。

 したがって、電源装置5の大きさが決まる 上で、巻線素子163の基板155への配置がキーポ イントとなる。そこで、発明者らは、上記の ように基板155の長辺方向である軸zに対し、 巻線素子163の中心軸が角度γになるように、 基板155に配置した。

 このようにすることで、基板155の短辺方 (軸yに沿った方向)の幅t7をコア163aの幅t9よ 、小さな値にすることができる。

 ここで角度γであるが、30度から60度の範 にすることが好ましく、40度から50度にする ことがより好ましい。

 その理由であるが、もし角度γを60度以上 にした場合には、基板155の短辺方向の幅t7を きくする必要が発生し、逆に角度γを30度以 下にした場合には、基板155の長辺方向の幅t8 大きくする必要が発生するためである。

 特に巻線素子163が複数必要な際には、角 γを30度以下にすることは好ましくない。

 その理由であるが、本実施の形態におい は、上記のように巻線素子163は、トランス2 07bに対応する、すなわち1個のみの巻線素子 存在するとしているが、例えば力率改善回 (不図示)を該電源装置5に付加した場合には 昇圧コイル(不図示)が必要となる。昇圧コイ ル(不図示)もトランス207bと同様に巻線素子163 であり、この場合には、所定の回路素子群に 2つの巻線素子163が存在することになる。こ 場合において、角度γを30度以下とすると、 板155の長辺方向の幅t8が累積的に大きくす 必要が発生するためである。

 ここで、基板155を両面実装基板として構 することも好ましい。このようにすること 、基板155上に所定の回路素子群を効率よく 置することができ、電源装置5をより小型化 することが可能となる。

 なお、この際、所定の回路素子群の一部 回路素子(この中には、発熱素子153a、153b、1 53c全てと、巻線素子163の全てが含まれ、かつ 一般素子154の一部も含まれる)が、基板155の 方の面に保持(実装)される。また、所定の回 路素子群の残余の回路素子(一般素子154の残 が含まれる)が、基板155の他方の面に保持(実 装)される。

 ここで、基板155の他方の面に実装される 路素子は、上記のように一般素子154の残余 はあるが、これらの素子は、小型素子160に 定される。なお、ここで言う小型素子160と 、一般素子154のうち、実装時の高さ(基板155 の他方の面を原点としてx軸に沿った高さ)が 幅t5以下である素子である。

 後述するが、基板155の他方の面は、中空 造158の面に、幅t5を介し対向して配置する そのため、幅t5以下の実装時の高さを有する 小型素子160のみをこの基板155の他方の面に実 装する。なお、幅t5は、数mm程度(例えば、5mm 下)である。

 なお、基板155の一方の面に実装される一 素子154には、実装時の高さ(基板155の一方の 面を原点としてx軸に沿った高さ)の制限は特 ない。発明者らは、本電源装置5を、定格出 力100Wとして試作したところ、巻線素子163の 装時の高さは、所定の回路素子群(発熱素子1 53a、153b、153c、一般素子154、巻線素子163)に含 まれる回路素子の中でも高かった。すなわち 、発熱素子153a、153b、153c、一般素子154の実装 時の高さは、巻線素子163の実装時の高さと同 等か、それ以下であった。故に、基板155の一 方の面に実装される一般素子154の実装時の高 さに、特に制限を加えなくとも、電源装置5 大型化させてしまうことにはつながらない

 したがって、基板155を両面実装基板とし 構成する効果が発揮され、電源装置5をより 小型化することができる。

 また、基板155についてであるが、一般的 ガラスエポキシ基板であってよい。もちろ 金属基板、アルミナセラミック基板、チッ アルミ基板などであってもよい。

 さらに、基板155は、図示するように長方 型をしている。そして、発熱素子153a、153b 153cは、長辺方向(軸z)に沿った端部のうち、 れか一方の端部(特定端部156)より、所定間 t6だけ外側であって基板155の実装面に垂直な 軸(軸x)上に放熱電極171が位置するように、基 板155に実装される。

 図15は、基板155上に実装される発熱素子15 3bの様子を示すものである。このように、特 端部156より、所定間隔t6だけ外側であって 板155の実装面に垂直な軸(軸x)上に放熱電極17 1が位置するように、発熱素子153bは基板155に 装される。なお、発熱素子153a、153cも同様 基板155に実装される。

 すなわち、電源装置5においては、プレー ト152と特定端部156との間に所定間隔t6が生じ こととなる。

 所定間隔t6は、任意の間隔であってよい 、あまり間隔が狭い場合には、基板155と、 レート152との間の絶縁耐圧が不足する可能 もある(すなわち、基板155の配線パターン(不 図示)から、プレート152への電気的短絡発生 可能性がある)。発明者らの実験においては1 mm以上の間隔があれば、電気的短絡の発生が いことを確認している。

 また、プレート152と特定端部156との間(所 定間隔t6の部分)には、電気的に絶縁体である 絶縁体157が挿入されている。これにより、プ レート152と基板155との間の絶縁耐圧を更に高 めることができるという効果がある。また、 このことは、基板155が、中空構造158内で動く ことを防ぐ効果も奏でる。

 また、プレート152と、基板155とは長手方 が平行となるよう軸zに沿って(図12参照)に 置すると共に、短辺方向がなす角が、略90度 となるように配置する(すなわち、プレート15 2の短辺方向に沿った軸xと、基板155の短辺方 に沿った軸yとのなす角は、略90度である)。

 更に、筐体151(四角柱形状とした場合)の zに沿った長さは、基板155の長手方向の幅(軸 zに沿った幅)t8とほぼ一致し、軸yに沿った長 は、基板155の短辺方向の幅(軸yに沿った幅)t 7とほぼ一致する。

 また、筐体151の軸xに沿った幅は、所定の 回路素子群(発熱素子153a、153b、153c、一般素 154、巻線素子163)のうち、最も実装高さ(軸x 沿った高さ)が高い素子(発明者らの試作にお いては、巻線素子163)とほぼ一致する(幅t5は 数mm程度でありほとんど影響を及ぼさない)

 このようにすることで、筐体151のサイズ 最小限にすることができる。このことは、 源装置5を小型化することに寄与する。

 さらには、上記のような構成により、万 一の衝撃が電源装置5に与えられたとしても 、基板155は中空構造158内でほとんど動くスペ ースがない。また、中空構造158はプレート152 側の面を除く5つの面が絶縁体(樹脂)により構 成される。

 特に、電気的短絡の発生が危惧される部 として、基板155の他方の面が挙げられる。 れは、この面が、幅t5(数mm程度)を介して、 空構造158の面と対向して配置されるためで る。しかしながら、上記のごとく、この面( 基板155の他方の面)が対向する中空構造の面 、絶縁体(樹脂)により構成されるため、電気 的短絡の発生の危険性が解消される。

 また、プレート152側の面においても、プ ート152と特定端部156との間には絶縁体157が 入されている。

 したがって、電源装置5においては、その 内部で電気的短絡が発生する可能性を排除す ることができる。したがって、電気的短絡が 発生することによる故障の発生がないため、 安定した長寿命性を発揮することができる。 さらに、電気的短絡が発生することは利用者 が感電するなどの危険性もあるが、この発生 の可能性も排除しており、安全な電源装置で あるといえる。

 ここで、特開2002-367413号公報に開示され 車載用放電灯点灯装置においては、開口し 金属製のケースボディ内に点灯回路部を配 する。そして、ケースボディの開口した部 には、樹脂製の取り付けフランジにより閉 するとされている。

 このような構成により、点灯回路部を構 する部品から発せられる熱を放熱すること できるとされている。

 しかしながら、特開2002-367413号公報に開 される車載用放電灯点灯装置を、LEDを使用 た照明装置の電源装置に適用することは困 であると考える。それは、特開2002-367413号公 報における点灯回路部(前記電源装置を構成 る回路に相当)を金属製のケースボディ(前記 電源装置の筐体に相当)に挿入している。確 にこのような構成をとることで、点灯回路 を構成する回路素子からロスとして発生す 熱を放熱することはできると考えられるが 前述のようにケースボディが金属製となっ いる。

 すなわち、特開2002-367413号公報に開示さ る車載用放電灯点灯装置においては、ケー ボディを閉塞する取り付けフランジは樹脂 であるものの、それを取り囲む大部分が金 製となっている。このような状態において 、何らかの衝撃等で、点灯回路部の一部が 属製であるケースボディに触れてしまうリ クがある。ケースボディは金属製であるが め、電気的短絡等の事故が発生してしまう 能性がある。

 このことは、LEDを使用した照明装置の電 装置に要求される長寿命性に反し、不安定 寿命特性につながってしまい問題である。

 また、特開2002-367413号公報に開示される 載用放電灯点灯装置においては、点灯回路 をケースボディに配置した後、点灯回路部 一部が金属性であるケースボディに触れて まうリスクを回避するためか、充填材によ 充填し、これを利用して放熱を行うとされ いるが、充填材の熱伝導性は、アルミニウ 等の金属と比較して低く、充填材を介した 熱が、実際に適切に行われるか否かについ は疑問がある。

 一方、電源装置5は、長寿命性を実現して いる。具体的には、筐体151を樹脂製とし、そ の開口部159には金属製のプレート152を取り付 けた。プレート152には、電源装置5を構成す 所定の回路素子群(発熱素子153a、153b、153c、 般素子154、巻線素子163)のうち発熱素子153a 153b、153cの放熱電極171のみが接触し、プレー ト152と放熱電極171とを密着配置した。このこ とにより、発熱素子153a、153b、153cにおいてロ スとして発生する熱を適切に放熱できる。

 さらに、筐体151が樹脂ケースであるがた 、何らかの衝撃があっても、発熱素子153a、 153b、153c、及び一般素子154の不要な部分が、 属製であるプレート152に接触することを防 でいる。そのため電気的短絡が発生するこ がなく、よって安定した長寿命性を実現し いる。

 また、巻線素子163の配置にも工夫を行い 電源装置5の小型化にも成功している。発明 者らは、定格出力100Wとして、電源装置5を試 した。その結果、そのサイズを28mm(軸xに沿 た幅)×28mm(軸yに沿った幅)×220mm(軸zに沿った 幅)とすることが可能であることを確認して る。

 次に、照明装置1の機能について、図16に づき説明する。図16は、本発明の照明装置1 機能ブロック図である。

 照明装置1は、交流電源を利用し複数の固 体発光素子32を発光させることにより照明す 照明装置であって、光源ユニット2と、電源 装置5を構成する整流部192と、測定部193と、 択部194と、検出部195と、コントローラ196と パルス発生器197とを備え構成される。商用 源191と整流部192とは電源ケーブル6により接 され、検出部195と光源ユニット2とは接続ケ ーブル103により接続される。

 照明装置1は、外部の電源である商用電源 191からの供給される交流の電源を利用して、 単数あるいは複数の固体発光素子32から構成 れる光源ユニット2に直流を電源供給し、固 体発光素子32を発光させる。

 商用電源191は、具体的には、一般家庭、 業所などに電力会社から供給され、照明装 1に交流を供給する電源である。

 整流部192は、商用電源191の正弦波の電圧( 交流)を全波整流する。

 測定部193は、整流部192から出力される電 の値(瞬時値)を検知する。検知した整流部19 2から出力される電流の値(瞬時値)はコントロ ーラ196に送られる。

 なお、ここで、整流部192から出力される 流は、例えば図17のようになる。図17は、横 軸に時間、縦軸に電流値を表している。この 図から明らかであるように、整流部192から出 力される電流には、非導通期間が存在する。 このような非導通期間は、固体発光素子32に 所定の順方向電圧以下の電圧を印加しても 流が流れないという特性に起因し発生する

 選択部194は、整流部192から出力される電 を通過させるオン時間と通過させないオフ 間(以下、比率と記載)を選択する。このこ により、比率を制御された電圧を生成する 具体的には、整流部192から出力された電圧 形を、所定の時間間隔で分割する。この分 された電圧波形を、上記所定の時間間隔の 期間内でパルス状波形の電圧にする。この 率の制御については、コントローラ196から 指示に基づく。

 なお、ここで比率は電源装置5から光源ユ ニット2に供給する電力値に直接つながる。 率とは、選択部194における整流部192から出 される電圧(電流)の通過/非通過の時間比で るがため、この比率が高いと電源装置5から 源ユニット2に供給する電力値が大きくなり 、逆に比率が低いと電源装置5から光源ユニ ト2に供給する電力値が小さくなる。

 比率を制御された前記整流部192から出力 れる電圧は選択部194に含まれる整流機能に り整流された後、検出部195を介し、光源ユ ット2へと電源供給される。

 検出部195は、電源装置5により直流が供給 されて駆動されている状態での光源ユニット 2の電力値を検出する。ここで、電力値とは 光源ユニット2を構成する固体発光素子32に 流を流した際に発生する順方向電圧の積、 なわち、(電流)×(順方向電圧)の積により算 される。

 コントローラ196は、1つ目の機能として、 選択部194に比率を指示する。

 まず、検出部195により検出された電力値( 以下、現在電力値と記載)と、パルス発生器19 7より送付されるパルス信号の1周期あたりの ンパルスが占める割合(以下、デューティ比 と記載)によりコントローラ196おいて求めら る目標の電力値(以下、目標電力値と記載)と を比較する。この比較結果に基づき、選択部 194に比率を指示する。

 具体的には、目標電力値が現在電力値よ 大きいと判断した場合は、選択部194に直前 比率より高い比率を指示する。目標電力値 現在電力値より小さいと判断した場合は、 択部194に直前の比率より低い比率を指示す 。

 また、2つ目の機能として、測定部193が検 知した整流部192より出力された電流値(瞬時 )を読み取り、所定期間内の平均電流を測定 る。その期間内の平均電流より、測定部193 流れると推定される電流の波形(以下、推定 波形と記載。この推定波形とは、例えば図17 ような波形である。)を求める。

 なお、前記平均電流を求める所定期間は 商用電源191の周期(周波数の逆数)の1/2に相 する期間より長いことが望ましい。これは 測定部193を流れる電流は、商用電源191を全 整流したものであり、事実上、商用電源191 対して2倍の周波数(1/2の周期)で波形が繰り される。よって、所望の平均電流を求める めには、商用電源191の周期の1/2に相当する 間が必要である。

 推定波形を求めた上で、現時点での測定 193にて検知した整流部192より出力された電 (瞬時値)と、推定波形に基づく現時点にお る測定部193を流れると推定される推定電流 (瞬時値)とを比較する。

 比較結果に基づき、選択部194に比率を指 する。すなわち、推定電流値(瞬時値)に対 、測定部193にて検知した整流部192より出力 れる電流値(瞬時値)のほうが大きければ、直 前の比率に対し、低い比率を選択部194に指示 する。

 また、推定電流値(瞬時値)に対し、測定 193にて検知した整流部192より出力される電 値(瞬時値)のほうが小さければ、直前の比率 に対し、高い比率を選択部194に指示する。

 パルス発生器197は、電源装置5の外部から 送信される調光信号(有線通信を利用し送信 れるものであってもよく、無線通信回線を 用し送信されるものであってもよい)に基づ 、デューティ比を制御されたパルス信号を 成し、コントローラ196に送付する。

 図18は、照明装置1の概略回路構成を示す である。

 図16で示した照明装置1は、図18のような 略回路図の構成をとることで実現すること できる。なお回路構成は、これに限定され いことは言うまでもない。図16に基づき説明 した機能が実現できる回路構成であればよい 。

 整流部192は、インダクター201とインダク ー202と、コンデンサ203と、ダイオードブリ ジ204とより構成される。

 インダクター201とインダクター202とコン ンサ203とは、外部よりの擾乱から保護する 護回路である。ダイオードブリッジ204は、 流を全波整流して出力する全波整流器であ 。

 図19A及び図19Bは、交流を整流するダイオ ドブリッジ204の出力波形(電圧波形)を説明 る図である。

 ダイオードブリッジ204は、図19Aに示すよ な交流波形を整流し、図19Bのような全波整 波形を形成し出力する。

 測定部193は、抵抗205より構成される。ダ オードブリッジ204から出力される電流の値 検知する。検知した電流値は、コントロー ユニット213に通知される。

 選択部194は、ドライバ206と、FET207aと、ダ イオード208と、ダイオード209と、コンデンサ 210とにより構成される。

 選択部194は、まずコントローラユニット2 13から、制御信号が送れられたドライバ206に いては、それに接続されるFET207aに対しドラ イブ信号を生成する。

 FET207aは、ダイオードブリッジ204から出力 される電圧の通過/非通過を選択することに り、コントローラユニット213から指示され 比率のパルス状の電圧波形(パルス状波形)を 生成する。

 パルス状の波形は、トランス207bを通過し た後、ダイオード208と、ダイオード209と、コ ンデンサ210とからの回路素子により平滑化( イズ除去)する。上記平滑化された、パルス 波形は、検出部195を介し光源ユニット2に供 給される。

 検出部195は、抵抗211と、抵抗212とにより 成される。抵抗211により光源ユニット2に流 れる電流を検出し、抵抗212により光源ユニッ ト2の順方向電圧を検出することができる。 抗211および抵抗212により検出された電流値 よび電圧値の情報は、コントローラユニッ 213に送られる。

 コントローラ196は、コントローラユニッ 213、電源部214により構成される。

 電源部214は、トランス215と、ダイオード2 16とにより構成される。商用電源191から供給 れた交流を、トランス215と、ダイオード216 を用いて直流化し、コントローラユニット2 13に直流を供給する。

 ここで、電源部214は、光源ユニット2に直 流を供給する電源装置5の回路素子とは絶縁 れている。

 コントローラユニット213は、主に次の2つ の機能を有する。

 1つ目として、ドライバ206に比率を指示す る。まず、抵抗211において検出した光源ユニ ット2に流れる電流と、検出抵抗212において 出した光源ユニット2の順方向電圧とに基づ 現在電力値を求める。また、パルス発生回 217より送付されるパルス信号のデューティ により目標電力値を求める。その上で両者 比較し、その結果に基づきドライバ206に制 信号を送付する(すなわち、比率を指示する )。

 具体的には、目標電力値が現在電力値よ 大きいと判断した場合は、ドライバ206に直 の比率より高い比率を指示する。目標電力 が現在電力値より小さいと判断した場合は ドライバ206に直前の比率より低い比率を指 する。

 2つ目として、抵抗205が測定したダイオー ドブリッジ204から出力される電流(瞬時値)を み取り、所定期間内の平均電流を測定する その期間の平均電流に基づき、抵抗205を流 ると推定波形(例えば図17のような波形)を求 める。

 推定波形を求めた上で、現時点での抵抗2 05にて検知したダイオードブリッジ204から出 される電流値(瞬時値)と、推定波形に基づ 現時点における推定電流値(瞬時値)とを比較 する。

 比較結果に基づき、ドライバ206に制御信 を送付する(すなわち、比率を指示する)。

 具体的には、推定電流値(瞬時値)に対し 抵抗205で検知したダイオードブリッジ204か 出力される電流値(瞬時値)のほうが大きけれ ば、直前の比率に対し、低い比率をドライバ 206に指示する。

 また、推定電流値(瞬時値)に対し、抵抗20 5で検知したダイオードブリッジ204から出力 れる電流値(瞬時値)のほうが小さければ、直 前の比率に対し、高い比率をドライバ206に指 示する。

 パルス発生器197は、パルス発生回路217に り構成される。パルス発生回路217は、電源 置5の外部から送信される調光信号(信号ケ ブルを介した有線通信を利用し送信される のであってよく、無線通信回線(不図示)を介 した無線通信回線を利用し送信されるもので あってもよい)に基づき、デューティ比を制 されたパルス信号を生成し、コントローラ ニット213に送付する。

 なお、パルス発生回路217は、中空構造158 内部に配置してよい。

 次に、照明装置1の動作について図を用い て説明する。

 図20は、照明装置1の動作を示すフローチ ートである。

 まず、S121において、照明装置1の電源装 5に商用電源191が投入され給電が開始される そして、コントローラユニット213が運転を 始する。ここで、商用電源191が投入された 後には、コントローラユニット213の運転は 始されているが、選択部194には給電されて らず、選択部194は起動していない。この方 をとる理由は、電源装置5の安全性を高める ためである。コントローラユニット213を先に 起動させることにより、電源装置5、商用電 191、あるいは光源ユニット2に異常が発生し いる場合は、即座にその運転を停止するこ ができるからである。

 次に、図20のS122において、コントローラ1 96等により、比率の決定を行う。これは図21 基づき、後ほど詳細に説明する。

 次に、図20のS123において、コントローラ1 96等は、測定部193により測定した整流部192か 出力される電流の平均電流に基づき、比率 指定(補正)をおこなう。詳細は、図24により 後ほど説明する。

 次に、図20のS124において、コントローラ1 96、外部入力スイッチ(不図示)等から停止信 が入力されていないか確認し、停止信号が 力されていれば電源装置5の動作を停止する( S124においてYESの場合)。これは、例えば、照 装置1を利用するユーザが照明装置1の光源 ニット2を消灯する、すなわち、照明装置1の 電源装置5への商用電源191の電源供給を停止 ることに相当する。この際、選択部194は、 ントローラユニット213に対し所定時間前に 転を停止する。言い換えると、その時間内 、コントローラユニット213は選択部194に対 る指示を終了する。ここで、所定時間とは 0.2[s]~1[s]程度であることが望ましい。

 このような方法をとる理由は、光源ユニ ト2における電源装置5の安全性を高めるた である。

 なお、停止信号が入力されていなければ( S124においてNO)、S122に戻り上述した動作を繰 返す。

 図21は、光源ユニット2において、比率を 定する動作を説明するフローチャートであ 。

 S131において、パルス発生器197は、外部か ら送付される調光信号を読み取り、デューテ ィ比を制御されたパルス波形を生成した上で コントローラ196に送付する。

 パルス発生器197においては、まず、光源 ニット2に要求される照明強度に応じた、す なわち電源装置5において生成し、光源ユニ ト2に電源供給することが必要な電力に対応 るようデューティ比を制御されたパルス信 を生成する。ここで、デューティ比とは、 ルス信号の1周期あたりのオンパルスが占め る割合(時間比)である。

 図22A~図22Cは、パルス発生器197で生成する パルス波形の一例を示すものである。図22Aを 、調光信号が送付される直前のパルス波形で あると仮定すると、調光信号が光源ユニット 2の照明強度の増加を指示するものであれば 図22Bのようにデューティ比を、図22Aに対し める。

 一方調光信号が光源ユニット2の照明強度 の減少を指示するものであれば、図22Cのよう にデューティ比を、図22Aに対し低くする。

 パルス発生器197は、このように生成した ルス信号をコントローラ196に送付する。

 図21のS132において、コントローラ196は、 ルス発生器197により送付されたパルス信号 解析し、デューティ比を読み取る。その上 、例えば、コントローラ196内のメモリ(不図 示)に保持されている図23のような特性251に基 づき目標電力値を求めてよい。

 図23は、横軸にパルス発生器197により送 されたパルス信号のデューティ比、縦軸に 標電力値をあらわすものである。コントロ ラ196はこの特性251を利用し、目標電力値を める。

 図21のS133においては、コントローラ196は 目標電力値を実現するための比率(比率とは 選択部194において整流部192から出力される電 圧の通過/非通過の時間比をさす。)を算出す 。すわなち、コントローラ196は、目標電力 を実現するための選択部194において実現す 比率を決定する。その上で、コントローラ1 96は、算出した比率を実現するために必要な 御信号を作成する。作成した制御信号は、 ライバ206に送付される。

 図21のS134においては、目標電力値と、現 電力値が一致しているか否かをコントロー 196は判断する。

 これは、抵抗211により検出された光源ユ ット2に流れる電流値と、抵抗212により検出 された光源ユニット2に印加された順方向電 値を測定し、現在電力値を求める。

 その上で、現在電力値と、目標電力値と 比較する。目標電力値からの所定範囲(例え ば、±5%の範囲)から外れていなければ(S134に いてYES)、比率の決定を終了する。

 目標電力値からの所定範囲(例えば、±5% 範囲)から外れていれば(S134においてNO)、S135 進む。

 図21のS135においては、現在電力値を目標 力値から所定範囲(例えば、±5%の範囲)内と るよう、比率を補正する。その上でS134に戻 り繰り返す。

 図24は、整流部192より出力される電流の 均値に基づく比率の指示(補正)を説明する図 である。

 S161において、コントローラ196は、測定部 193を構成する抵抗205を流れる電流(整流部192( イオードブリッジ204)から出力される電流) 平均値を求める。

 平均電流を求める期間は、商用電源191の 期の1/2に相当する期間より長くなければな ない。

 図24のS162において、コントローラ196は、S 161で求めた平均電流値を基に、測定部193を流 れると推定される図23Bのような電流の波形を 推定する。この推定した波形(推定波形)は、 ントローラユニット213内の内部メモリ(不図 示)に記憶される。

 図24のS163において、コントローラ196は、S 162において推定した推定波形と、現時点で測 定部193に流れる電流値(瞬時値)とを比較する

 すなわち、コントローラ196は、その内部 モリ(不図示)に記憶される推定波形から、 時点において測定部193に流れると推定され 電流値(瞬時値)を読み出す。この読み出した 値と、現時点で測定部193に流れる電流値(瞬 値)とを比較する。

 現時点で測定部193に流れる電流値(瞬時値 )が、推定される電流値(瞬時値)より高ければ (S163においてYES)、S164に進む。

 一方、現時点で測定部193に流れる電流値( 瞬時値)が、推定される電流値(瞬時値)より低 ければ(S163においてNO)、S165に進む。

 図24のS164において、コントローラ196は、 率を指定(補正)する。これは、直前の比率 対し低い比率を指定する。その上で、コン ローラ196は、算出した比率を実現するため 必要な制御信号を作成する。作成した制御 号は、ドライバ206に送付される。

 この理由は、測定部193に流れる電流を小 くするためである。推定される電流より大 いが故、それを補正するために直前の比率 対し低い比率を指定する。

 図24のS165において、コントローラ196は、 率を指定(補正)する。これは、直前の比率 対し高い比率を指定する。その上で、コン ローラ196は、算出した比率を実現するため 必要な制御信号を作成する。作成した制御 号は、ドライバ206に送付される。

 この理由は、測定部193に流れる電流を大 くするためである。推定される電流より小 いが故、それを補正するために直前の比率 対し高い比率を指定する。

 図24のS166において、コントローラ196は、 流部192より出力される電流の平均値に基づ 比率の指定(補正)を開始してからの通算回 が、基準回数に達しているか否かを判断す 。なお、基準回数とは任意に設定されてよ 。

 通算回数が基準回数に達していれば(S166 おいてYES)、本指定(補正)を終了する。一方 通算回数が基準回数に達していれば、S163に り指定(補正)を続ける。

 以上のように整流部192より出力される電 の平均値に基づく比率の補正を行うことが 能である。

 このことにより、商用電源191の電圧変動 どをいち早く検知し、それによる照明装置1 が受ける影響を避けることが可能となる。

 これは、上記のように照明装置1において は、測定部193を流れる電流(瞬時値)を監視し あらかじめ測定した測定部193を流れる電流( 平均値)に基づき、比率の制御を行うことに り補正を行う。

 このことから、商用電源191の電圧が高く った場合においても、光源ユニット2の測定 部193を流れる電流値(瞬時値)が高くなること より、光源ユニット2の動作点が高くなって しまう(すなわち、発光強度が強くなってし う)ことを避けることができる。もちろん、 用電源191の電圧が低くなった場合にも対応 能である。

 このことは、光源ユニット2の発光強度の 変動を避け、照明装置1の利用者に対して安 した照明を提供することはもとより、商用 源191の電圧変動による電源装置5、光源ユニ ト2の故障を避けることに対しても効果があ る。

 照明装置1は、固体発光素子32を使用して る。固体発光素子32の特徴のひとつは、長 命性であり、この性能を完全に享受する意 でも電源装置5、光源ユニット2の故障を防ぐ ことは重要である。

 (実施の形態2)
 実施の形態2に係る光源ユニット81は、光源 ニット2と同様低温環境下、及び高温環境下 においても気密性(特に、防滴性)を維持でき 光源ユニットであり、電源装置5と組み合わ せることで照明装置を構成することができる 。

 光源ユニット81が、光源ユニット2と異な 点は管体10が管体82に変更される点のみであ る。図25Aは、光源ユニット81の構成を示す平 図であり、図25Bは、E-3部拡大図である。

 管体82の端面83は、断面が図25Bに示すとお りエッジ構造となっている。そのためより確 実に弾性体34に食い込むようになり、底面39a 端面83(特にその先端部)との間(図示しない 、底面39bと端面83(特にその先端部)との間)は 弾性体34を介して密着配置される。

 このことにより、光源ユニット81も光源 ニット2と同様に、低温環境下、また高温環 下において防滴性を維持することができる

 (実施の形態3)
 本発明の実施の形態3に係る照明装置100は、 光源ユニット101と電源装置5とを含み構成さ る。光源ユニット101は、固体発光素子332を 用したものである。

 図26は、照明装置100の外観を示す斜視図 ある(図26においては、電源装置5を省略して る)。照明装置100は、大別して光源ユニット 101と、電源装置5とより構成される。光源ユ ット101と、電源装置5は接続ケーブル103によ 接続され、電源装置5で生成した電力を、接 続ケーブル103を介して光源ユニット101(固体 光素子332)へ電源供給する。

 以下では、光源ユニット101について説明 る。電源装置5等は、実施の形態1で説明し とおりであり、ここでは説明を省略する。

 図27は、光源ユニット101の側面(図26に示 H方向)から見た平面図である。図28は、光源 ニット101の発光方向(図26に示すI方向)から た平面図である(なお、説明のため保護用透 板351は取り外した状態としている)。図29は 図27におけるJ1-J2面(筐体部102の中心軸に沿 た面)における光源ユニット101の構造を示す 面図である。図30は、図27におけるK1-K2面に ける光源ユニット101の構造を示す断面図で る。

 図27~図30に示すように、光源ユニット101 、筐体部102と、保護用透光板351とを備える また、その内部には、基板331、固体発光素 332、反射ユニット354が具備されている。

 筐体部102は、通常放熱性を鑑み、熱伝導 が高い金属(好ましくは、熱伝導率が200[W/(m K)以上]の金属)により構成される。例えば、 筐体部102は、アルミニウムで構成される。筐 体部102にアルミニウムを用いる理由としては 、安価であること、成形が行いやすいこと、 リサイクル性が良いこと、熱伝導率が200[W/(m K)以上]以上であること、及び、放熱特性が いことなどが挙げられる。さらに、アルミ ウムで構成した筐体部102をアルマイト処理 ることも効果的である。筐体部102の表面積 拡大することができ、放熱性を高める効果 ある。

 なお、本実施の形態においては、筐体部1 02を円柱として構成しているが、これに限定 れるものではない。三角柱や、四角柱など あって良く、必要に応じて任意に設定して い。

 筐体部102は、中空部356を備える。また、 空部356は一方向に開口部357を有する。図31 、筐体部102を開口部357方向から見た平面図 ある。図32は、筐体部102の中心軸に沿った面 の構造を示す断面図である。

 図31及び図32に示すように、中空部356の内 壁面は、法線が直角に筐体部102の中心軸(筐 部102の中心軸とは、筐体部102の中心を通る であり、本実施の形態では筐体部102を円柱 して構成しているが、筐体部102の中心を通 前記円柱の高さ方向に沿った軸である。)へ 向かう保持面341が複数備えられる。この保 面341は、固体発光素子332を保持する。具体 には、固体発光素子332が実装される基板331 密着配置される(すなわち、基板331を介し、 固体発光素子332を保持する。)。

 保持面341は、筐体部102の中心軸の周方向 正多角形柱空間を形成するように(正多角形 柱空間の側面となるように)配置される(なお 本実施の形態においては正12角形柱として しているが、これに限定されない。正3角形 、正4角柱等であってもよい)。

 このように保持面341を配置する理由であ が、部品点数を減らしコストを削減するた である。光源ユニット101に使用する基板331 柔軟性を有するものであって、正多角形柱 間の側面を形成する全ての保持面341に対し 容易に密着配置することができる。すなわ 、正多角形柱空間の側面(複数の保持面341) 沿って、基板331は配置され、故に1個体のみ 基板331により光源ユニット101を構成するこ も可能となる。このことは、コスト削減へ つながる。

 また、光源ユニット101(照明装置100)は、 来品にかわる照明装置である。そのため、 源ユニット101(照明装置100)には、明るさが従 来品と同等以上であり、また大きさについて は従来品と同等であることが求められる。

 まず、明るさについてであるが、固体発 素子332としてハイパワーLEDを採用する。こ 際多数個のハイパワーLEDを使用する必要が る。光源ユニット101は、多数個のハイパワ LEDを具備しており、故に明るさの要求を満 すことが可能である。

 ただし、上記のように多数個のハイパワ LEDを採用することで、照明装置の大きさが きくなっては、大きさに対する要求を満た ことができない。そこで、光源ユニット101 は、中空部356の側面である保持面341が固体 光素子332(ハイパワーLED)を保持する。

 ここで、保持面341の総和の面積を、筐体 102の底面343の面積より広くすることが容易 できる。よって、光源ユニット101は、筐体 102を大きくすることなく、コンパクトに多 個の固体発光素子332(ハイパワーLED)を配置 ることができる。そのため、上記大きさの 求にもこたえることができる。

 基板331は、筐体部102の有する中空部356の 側に配置される。図33Aは、実装面方向から た基板331の構成を示す図である。図33Bは、 面方向から見た基板331の構成を示す図であ 。基板331は、略長方形状である。図33A及び 33Bは、その一例であって、ベース部361、絶 層362及び配線層363により構成され、平面状 基板である。なお、配線層363の絶縁層362と 側の表面には、素子取り付け用パッド366、 線用パッド51を除く部分にレジスト膜が構 されている。

 ここで、ベース部361は、柔軟性を有する 属板である。具体的には、ステンレス等の 属である。厚みは、柔軟性を確保できる範 で任意であってよいが、発明者らの試験に れば、厚さ0.2[mm]が最適であった。

 絶縁層362も、柔軟性を有し、十分な絶縁 圧(電気的絶縁性)を備える絶縁層である。 こで、柔軟性を有する絶縁層としては、従 ポリイミド等が用いられてきた。しかしな ら、このポリイミドの熱伝導率は、0.2[W/(m・ K)]程度である。この値は非常に小さい値であ り、固体発光素子332としてハイパワーLEDを使 用する場合、その実装基板として用いること は適切ではない。ハイパワーLEDから発生した 熱の放熱を行うことが困難となり、ハイパワ ーLEDの故障へとつながる可能性が危惧される 。

 発明者らが採用した絶縁層362は、このポ イミドより高い熱伝導率を有するものであ 、少なくとも1[W/(m・K)]以上の熱伝導率を有 るものを採用した。この絶縁層362には、熱 導率を高めるためフィラーが添加されてい 。さらには、柔軟性、絶縁耐圧共に実用に えうる性能を有することを確認している。

 配線層363は、銅などの金属からなり、配 及び素子取り付け用パッド366及び配線用パ ド51が形成される層である。配線層363の厚 は任意であってよいが、数十~数百[μm]であ ことが望ましい。このことにより、基板331 柔軟性を阻害することは発生しない。以上 り、柔軟性を有し、かつ熱伝導率の高い基 331を構成することができる。

 ここで、基板331には貫通孔であり、軸Lに 沿った切りかき部365が設けられている。なお 、軸Lとは、基板331の短辺方向に平行な任意 軸である。ただし、軸L上には固体発光素子3 32は存在しない。

 この切りかき部365は、基板331の曲げ部と る部分である。基板331は、放熱性を高める めベース部361に金属を用いており、発明者 は、柔軟性に富んだ金属であるステンレス( 厚さ0.2[mm])を採用している。

 ただし、ステンレスは、ばね性が強く、 望の位置で曲げることが難しい。そのため 発明者らは、切りかき部365を設けることで 基板331においても所望の位置で曲げが行え ように工夫した。すなわち、切りかき部365 存在することにより、基板331を所望の位置 かつ基板331の短辺方向に平行に曲げること できる。

 所望の位置で、かつ基板331の短辺方向に 行に、基板331の曲げを行うことは、後述す 基板331と、筐体部102とを密着させることと 接に関連するため重要である。

 なお、切りかき部365は、図30で示すよう 隣り合う保持面341の境界位置342上に配置で ることを条件に、任意に形状、及び個数を 定してよい。

 ただし、全ての保持面341に同一個数の固 発光素子332が保持できるように設定するこ が肝要である(本実施の形態においては、全 ての保持面341に固体発光素子332が1個保持さ るとしているが、1個に限定されるものでは い。2個以上であっても良い。)。もし、各 持面341に保持される固体発光素子332の個数 同一でないならば(すなわち、バラバラの個 であれば)、光源ユニット101の配光が筐体部 102の中心軸に対する周方向に不均一となるた めである。

 また、ここで使用した固体発光素子332は アノード電極とカソード電極とを有しセラ ック又は樹脂等の筐体にベアチップ半導体 パッケージされたパッケージ品である。基 331の短辺方向と平行な所定の軸である軸M上 (ただし、軸Mは軸L上には設けられない。)に 素子取り付け用パッド366としてアノードパ ド部366a及びカソードパッド部366bを設けて、 それらに半田付け等によりアノード電極及び カソード電極を夫々実装することが望ましい 。

 ここで、基板331の短辺方向と平行な軸M上 に、アノードパッド部366a及びカソードパッ 部366bを設ける理由であるが、基板331は切り き部365で曲げを行う。この曲げを行う軸Jは 、前述のように基板331の短辺方向と平行な軸 である。

 この際、アノードパッド部366a及びカソー ドパッド部366bも基板331の短辺方向と平行な K上に設けられているため、基板331を曲げる に、アノードパッド部366a及びカソードパッ ド部366bへの固体発光素子332のアノード電極 カソード電極の実装に伴い形成される半田 け部(不図示)に、負荷がかかることを防ぐこ とが可能となる。

 仮に、半田付け部(不図示)に負荷がかか た場合、半田クラック等の発生が危惧され 。そのため、発明者らはアノードパッド部36 6a及びカソードパッド部366bを、基板331の短辺 方向と平行な軸K上に設けることで、アノー パッド部366a及びカソードパッド部366bにおけ る半田付け部(不図示)に負荷がかかることを いだ。

 ここで、基板331は、筐体部102(保持面341) は密着させることが必要である。これは、 体発光素子332で発生した熱を、基板331を介 て、筐体部102に伝熱し、その表面より、大 中へ放熱するためである。

 もし、基板331と、筐体部102(保持面341)の 着性が低いのであれば、その間に空気が入 込んでしまう。空気の熱伝導率は低いため 基板331から筐体部102への伝熱性が低下する このことを避けるため、基板331と筐体部102( 持面341)との間に、両面テープ(不図示)など 挟みこみ、密着性を高めることが望ましい

 なお、両面テープを使用する場合には、 材を含まないものを選択することが肝要で る。それは、基材は熱伝導率が低いので、 板331から筐体部102への熱伝導が阻害される めである。

 また、保持面341は、平面であることが必 である。もし保持面341が曲面として構成さ たのであれば、基板331と筐体部102(保持面341 )とを密着することが不可能となる。これは 基板331上には、前述のごとく固体発光素子33 2が、アノードパッド部366a及びカソードパッ 部366bに半田付けされることにより実装され ている。この半田付け部(不図示)には、柔軟 がないため曲げることが不可能であり、よ て、その部分を曲面に密着させることは不 能である。以上より、保持面341は平面であ ことが必要である。

 また、隣り合う保持面341の境界位置342に りかき部365が位置するよう、基板331を配置 ることが必要である。切りかき部365は、上 のように基板331の曲げを行う位置である。 たがって、隣り合う保持面341の境界位置342 、基板331の曲げ位置とが一致することとな 。このようにすることは、基板331と、保持 341との密着性を高めることにつながる。

 もし、隣り合う保持面341の境界位置342と 基板331の曲げ位置とにずれがあると、基板3 31の曲げ位置が保持面341上に干渉してしまう このことは、基板331と保持面341との密着性 阻害する要因となる。よって、隣り合う保 面341の境界位置342上に切りかき部365が位置 るように基板331を配置することは肝要なこ である。

 以上のように、基板331は、筐体部102の中 部356の内壁面であり、筐体部102の中心軸の 方向に正多角形柱空間(ここでは、正12角形 )を形成する保持面341上に密着配置される。 このような構成をとるため、光源ユニット101 は、多数個の固体発光素子332を実装した平面 状である基板331を用いて構成することができ る。

 固体発光素子332は、基板331に配置される 固体発光素子332は、例えば、LEDである。固 発光素子332は、1個当たりの消費電力が1W以 のいわゆるハイパワーLEDであり、表面実装 のLEDである。ハイパワーLEDは、光度が高く 明装置用途に好適である。光源ユニット101( 照明装置100)を一般的な照明として使用する 合、使用する固体発光素子332の発光色は、 光色、昼白色、白色、温白色又は電球色に 当する色などが好適である。具体的には、 えば、複数の固体発光素子332は、JISZ9112「蛍 光ランプの光源色及び演色性による区分」の 4.2「色度範囲」に規定された昼光色、昼白色 、白色、温白色又は電球色に相当する光を発 光する。

 また、複数の固体発光素子332は、ピーク 長が380~500nmの光である青色を発光してもよ 。青色は、精神的興奮を抑える効果がある いわれている。そのため、青色を発光する 源ユニット101(照明装置100)は、防犯灯とし 好適である。

 ところで、固体発光素子332に使用される イパワーLEDは、消費電力が大きく、その分 熱として放出されるエネルギーも大きい。 のため、この熱が、ハイパワーLEDの近傍に 積すると、光度低下や、寿命特性の劣化等 招く。したがって、この熱を適切に処理す ことが肝要である。

 そこで、固体発光素子332に使用されるハ パワーLEDは、表面実装型のLEDである。表面 装型のLEDを使用する理由としては、LED自身 電極面積が大きく、故に基板331に接触する 積が大きくなる。すなわち、表面実装型のL EDでは、発生した熱を効率的に基板331に熱伝 することができる。

 また、基板331は、上記のように熱伝導性 高い金属基板であり、筐体部102(保持面341) 密着して構成されている。また、筐体部102 熱伝導が高く、放熱性も高い金属(発明者ら アルミニウムを採用している)により構成さ れている。故に、光源ユニット101においては 、固体発光素子332において発生した熱を適切 に放熱することが可能である。

 保護用透光板351は、固体発光素子332など 保護するものであって、筐体部102の中空部3 56が有する開口部357に取り付けられている。 光性を有し、光源ユニット101の発光方向に 置される。保護用透光板351は、例えば平板 に形成される。保護用透光板351は、透明な ラス、アクリル樹脂又はポリカーボネート により形成される。

 また、保護用透光板351の表面又は/及び裏 面には、表面処理により、微細な凹凸を不均 一に形成してもよい。この表面処理は、例え ば、サンドブラスト法を適用することにより 容易に行うことができる。このことにより、 固体発光素子332から発せられた光を拡散する 。固体発光素子332から発せられた光は、指向 性が強いので、局所的に照射される傾向にあ る。固体発光素子332から発せられた光を表面 処理された保護用透光板351により拡散するこ とによって、光の指向性を弱め、広い面積に 均一に光を照射することができる。これは、 特に光源ユニット101(照明装置100)をダウンラ トとして使用する場合に有効である。

 なお、保護用透光板351は、その構成材料 拡散剤を添加することにより、固体発光素 332から発せられた光を拡散しても良い。さ に、この拡散剤を添加し構成した後、その 面又は/及び裏面に表面処理を行い、微細な 凹凸を不均一に形成することで、拡散効果を 高めても良い。

 接続ケーブル103は、電源装置5と基板331と を電気的に接続する電気ケーブルである。電 源装置5において生成した直流を、基板331に けられた配線用パッド51へと配電する。これ により、固体発光素子332へ直流が供給される 。なお、接続ケーブル103と、配線用パッド51 の接続には、実施の形態1にて説明した中継 部品61を介した接続構造が適用される。

 反射ユニット354は、筐体部102が有する中 部356の内部に配置される。

 反射ユニット354には、反射面355が複数備 られている。図中に示すように、反射面355 保持面341に1対1に対向して配置されるよう 構成することが好ましい。ここで1つの反射 355に対し、複数の保持面341が対向するよう 設定されても良いが、固体発光素子332から せられた光を開口部357に効率よく導くため は、反射面355が保持面341に1対1に対向して 置されるように構成することが好ましい。

 反射面355は対向する保持面341上に配置さ ている固体発光素子332から発せられる光を 射して、筐体部102の開口部357に備えられる 護用透光板351を介し、光源ユニット101の外 へと光を導く役割を担う。図34は、図29と同 様、筐体部102の中心軸に沿った面における光 源ユニット101の構造を示す断面図であり、光 源ユニット101において固体発光素子332から発 せられた光の軌跡を示すものである。

 このように、光源ユニット101においては 固体発光素子332から発せられた光を反射面3 55にて開口部357方向へ向け反射する。この光 、保護用透光板351を介し光源ユニット101の 部へと導かれ、照明に供される。

 ここで、反射面355の表面の傾斜に沿った である表面軸が筐体部102の中心軸に対して す角度αは、任意であってよいが、適切に 体発光素子332から発せられる光を反射して 筐体部102の開口部357に備えられる保護用透 板351を介し、光源ユニット101の外部へと光 導くことができる角度であることが肝要で る。

 角度αは、筐体部102の大きさなどに応じ 決定してよいが、発明者らの試作によれば 概ね40度から50度の範囲であれば良好な結果 得られている。

 ここで、特開2007-80533号公報に開示される LED照明器具においては、図35A及び図35Bに示す ように下面に開口部が設けられた筐体1310と 周部に比べて中央部が凹んだドーム状であ て、中央部を上側にして筐体1310内に収納さ た凹面鏡1314と、凹面鏡1314の周部に沿って 発光面を凹面鏡1314の中央部側にしてLED1302が 複数配置される。その上でLED1302からの光を 凹面鏡1314で反射することによって、筐体1310 の開口部を通して照明を行うとされている。

 しかしながら、特開2007-80533号公報に開示 されるLED照明器具は、以下の点で問題点があ ると考えられる。それは、特開2007-80533号公 には明示されていないが、LED1302は基板上に 装し、その上でLED照明器具に配置すること 一般的である。この際、平面状の基板に複 のLED1302を実装し、その上でLED照明器具に配 置することが望ましい。このようにすること により、製造に係るコストの削減を図ること 等のメリットがある。しかしながら、特開200 7-80533号公報に開示されるLED照明装置におい は、図35A及び図35Bに記載されている通り、LE D1302はキャップ部1312に取り付けられているも のの、円周に沿って、発光面を凹面鏡1314の 央部側にして配置されている。したがって LED1302を立体的に配置することが必要になる

 そのため、上記のように平面状の基板に 数のLED1302を実装し、その上でLED照明器具内 に配置することは困難であると考えられる。 したがって、個々のLED1302毎に別の個体の基 に実装することが必要であると推定される このことは、製造に係るコストの増大に直 的につながる。

 一方、光源ユニット101は、保持面341が筐 部102の中心軸の周方向に正多角形柱空間を 成するように(正多角形柱空間の側面となる ように)配置される。また、光源ユニット101 使用する基板331は柔軟性を有するものであ て、正多角形柱空間の側面を形成する全て 保持面341に対し、容易に密着配置すること できる。すなわち、正多角形柱空間の側面( 数の保持面341)に沿って、基板331は配置され 、故に1個体のみの基板331により光源ユニッ 101を構成することも可能となる。このこと 、コスト削減へとつながる。

 また、光源ユニット101(照明装置100)は、 来品(従来ランプ類を用いて構成されていた ウンライト、スポットライト)にかわる照明 装置である。そのため、光源ユニット101(照 装置100)には、明るさが従来品と同等以上で り、また大きさについては従来品と同等で ることが求められる。

 まず、明るさについてであるが、固体発 素子332としてハイパワーLEDを採用する。こ 際多数個のハイパワーLEDを使用する必要が る。光源ユニット101は、多数個のハイパワ LEDを具備しており、故に明るさの要求を満 すことが可能である。

 ただし、上記のように多数個のハイパワ LEDを採用することで、照明装置の大きさが きくなっては、大きさに対する要求を満た ことができない。そこで、光源ユニット101 は、中空部356の側面である保持面341が固体 光素子332(ハイパワーLED)を保持する。

 ここで、保持面341の総和の面積は、筐体 102の底面343の面積より広くすることが容易 できる。よって、光源ユニット101は、筐体 102を大きくすることなく、コンパクトに多 個の固体発光素子332(ハイパワーLED)を配置 ることができる。そのため、上記大きさの 求にもこたえることができる。

 (実施の形態3の変形例1)
 本発明の実施の形態3の変形例1に係る光源 ニット421が、光源ユニット101と異なる点は 反射ユニット354が反射ユニット422に変更さ るのみである。よって、そのほかの構成要 については、同一の符号を付し、説明を省 する。

 図36は、光源ユニット421の筐体部102の中 軸に沿った面の構造を示す断面図である。 射ユニット422には、反射ユニット354と同様 保持面341に対向するよう反射面423を備える この反射面423には微細なディンプル形状(球 状のへこみ)が備えられる。

 反射面423にこのような形状を設ける理由 あるが、固体発光素子332から発せられる光 拡散するためである。光の指向性を緩和す 目的で設けられる。

 (実施の形態3の変形例2)
 本発明の実施の形態3の変形例2に係る光源 ニット431が光源ユニット101と異なる点は、 射ユニット354が反射ユニット432に変更され のみである。よって、そのほかの構成要素 ついては、同一の符号を付し、説明を省略 る。

 図37は、光源ユニット431の筐体部102の中 軸に沿った面の構造を示す断面図である。 射ユニット432には、反射ユニット354と同様 保持面341に対向するよう反射面433を備える この反射面433には微細な凹凸形状が備えら る。

 反射面433にこのような形状を設ける理由 あるが、実施の形態3の変形例1に示す光源 ニット421の反射面423と同様、固体発光素子33 2から発せられる光を拡散するためである。 の指向性を緩和する目的で設けられる。

 (実施の形態3の変形例3)
 本発明の実施の形態3の変形例3に係る光源 ニット441が光源ユニット101と異なる点は、 射ユニット354が反射ユニット442に変更され のみである。よって、そのほかの構成要素 ついては、同一の符号を付し、説明を省略 る。

 図38は、光源ユニット441の発光方向から た平面図である。ここでは説明のため、保 用透光板351を取り外した状態で示している

 反射ユニット442は、反射ユニット354と同 に保持面341に対向するよう反射面443を備え 。この反射面443には、筐体部102の中心軸の 方向に凹面が設けられる。凹面が設けられ ことにより、固体発光素子332から発せられ 光は凹面の焦点に集光されるが、焦点通過 は筐体部102の中心軸の周方向に発散される( 焦点通過後の光が照明に供される)。

 このことにより、光源ユニット441は、筐 部102の中心軸の周方向の光の均一性を向上 ることができる。

 なお、上記においては筐体部102の中心軸 周方向に凹面を設けるとしたが、凸面であ ても良い。この場合においてもほぼ同様の 果が得られる。

 また、反射面443の表面に、ディンプル形 、又は凹凸形状を備えてもよい。

 (実施の形態4)
 本発明の実施の形態4に係る光源ユニット451 は、照明装置100において光源ユニット101と置 き換えて使用できるものであって、反射面453 が楕円弧形状となっている。楕円弧形状の楕 円率を任意に設定することにより所望の配光 特性が得られるという特徴を有している。

 本発明の実施の形態4にかかる光源ユニッ ト451が、光源ユニット101と異なる点は、反射 ユニット452のみである。そのほかの構成につ いては、同一の符号を付し、説明を省略する 。

 図39は、光源ユニット451の外観を示す斜 図であり、図40は、光源ユニット451を図39のO 方向(発光方向側)から見た平面図である(説明 のため、保護用透光板351は取り外された状態 を示している)。図41及び図42は、筐体部102の 心軸に沿った面における構造を示す断面図 ある。

 反射ユニット452は、反射ユニット354と同 、保持面341に対向するよう反射面453を備え 。反射面453は、固体発光素子332を一方の焦 とし、その長辺軸と筐体部102の中心軸との す角βが、所定の範囲内である楕円弧形状 なっている(図41参照)。

 長辺軸と筐体部102の中心軸とのなす角β 、筐体部102の形状等に基づき任意に設定し よいが、発明者らの試作においては、概ね40 度~50度の範囲であれば良好な結果が得られて いる。

 ここで、光源ユニット451においては、反 面453の楕円率を設定することにより照明範 (配光特性)を任意に設定することが可能で るという特徴を有している。なお、楕円率 は、楕円(楕円弧形状)の短半径と長半径との 比である。このことを、反射ユニット452に替 わり、反射面453-1を有する反射ユニット452-1 使用した光源ユニット451-1と比較することに より説明する。図43及び図44は、光源ユニッ 451-1における筐体部102の中心に沿った面にお ける構造を示す断面図である。

 反射面453と、反射面453-1との相違点であ が、楕円率が異なる点である。反射面453の 円率は、反射面453-1の楕円率と比較して大き な値となっている。

 この場合において、図42、及び図44に示す 光の軌跡の通り、固体発光素子332から発せら れ、反射面453により反射された光は、反射面 453-1に反射された光と比べより広い範囲に向 届けられる。すなわち、照明範囲が広くな 。

 したがって、光源ユニット451においては 反射面453の楕円率を所望の照明範囲(配光特 性)に応じて設定する。このことにより、容 に所望の照明範囲(配光特性)を得ることがで きる。

 ただし、この際、楕円(楕円弧形状)の一 の焦点を固体発光素子332としているが、他 の焦点454(454-1)の位置を、開口部357付近、又 開口部357の外側(光源ユニット101の外部かつ 発光方向側)に設定することが必要である。 なわち、焦点454(454-1)の位置が、開口部357付 、又は開口部357の外側となるよう楕円率を 定する必要がある。

 この理由であるが、固体発光素子332より せられ、焦点454(454-1)に集光された光は、図 42、及び図44に示す光の軌跡の通り、焦点454(4 54-1)通過後において再び広がる(発散する)。 のため、もし焦点454(454-1)を、中空部356内部 設定した場合、焦点454(454-1)に集光された光 が中空部356内部で再び広がってしまい、反射 面453(453-1)以外の部分(保持面341等)に当該光が 接触することになる。このことは、所望の照 明範囲(配光特性)を得られない原因となり、 た固体発光素子332により発せられた光のロ へとつながってしまうためである。

 なお、反射面453に、ディンプル形状又は 凸形状を設けることで固体発光素子332から せられる光を拡散しても良い。また、反射 453の筐体部102の中心軸の周方向に凹面、又 凸面を設けることにより、筐体部102の中心 の周方向の光の均一性を向上しても良い。

 (実施の形態5)
 本発明の実施の形態5に係る光源ユニット511 は、照明装置100の光源ユニット101と置き換え て使用できるものであり。ベアチップ半導体 513から発せられる光を利用したものである。 ベアチップ半導体513は、稠密に配置すること ができるという特徴を有している。そのため 各保持面341に発光色の異なるベアチップ半導 体513を複数稠密に備え、これらを発光色毎に 独立に発光制御することにより、所望の色調 を得られるという特徴を有している。

 本発明の実施の形態5にかかる光源ユニッ ト511が、光源ユニット101と異なる点は、基板 331が基板512に変更される点と、固体発光素子 332がベアチップ半導体513に変更される点のみ である。そのほかの構成については、同一の 符号を付し、説明を省略する。

 図45は、光源ユニット511の外観を示す斜 図であり、図46は、光源ユニット511を図45のP 方向(発光方向側)から見た平面図である(説明 のため、保護用透光板351は取り外した状態を 示している)。図47Aは、実装面方向から見た 板512の構成を示す図である。図47Bは、側面 向から見た基板512の構成を示す図である。

 基板512の基板331との相違点は、配線層363 配線層531に変更される点のみである。その の構成は基板331と同一であり、よって同一 号を付し説明を省略する。

 配線層531は、ベアチップ半導体513が配置 きるよう実装パッド(不図示)が設けられ、 装パッド(不図示)上にベアチップ半導体513が 実装されている。

 ベアチップ半導体513は、各保持面341に対 同一個数(ここでは9個のベアチップ半導体51 3が備えられるとしたが、これに限定されな 。)が配置できるよう基板512に配置される。

 また、ベアチップ半導体513は、ハイパワ LEDにも使用されるLEDベアチップを採用して る。このようなLEDベアチップは、光度の高 発光ができ、照明用途に適している。

 また、ベアチップ半導体513は、その組成 より任意に発光色を設定できる。そのため 各保持面341に対し、同一の割合で発光色の なる複数種類のベアチップ半導体513を配置 、種類毎に独立して発光制御(すなわち、種 類毎に独立して供給する電力を設定)するこ も好ましい。

 例えば、3種類のベアチップ半導体513a、51 3b及び513cを3個ずつ各保持面341に配置できる うに実装パッド(不図示)上に実装する。513a 青色発光、513bを赤色発光、513cを緑色発光と することにより、光源ユニット511においては 、任意の発光色を実現することが可能となる 。

 このことは、光源ユニット511をシーン(時 刻、季節等)に応じた発光色とすることがで るということであり、その利用者に対し利 性を提供することへとつながる。

 なお、本発明の照明装置1、100は、上記実 施の形態に限定されるものではなく、本発明 の趣旨を逸脱しない範囲で自由に変更して実 施することができる。

 例えば、弾性体34、35、36をニトリルゴム フッ化ゴム等耐腐食性を有する材料により 成することにより、照明装置1(光源ユニッ 2)を腐食性ガス環境下等においても使用でき る照明装置とすることができる。なおこの際 は、管体10もガラスを使用するなど耐腐食性 有する材料により構成することが肝要であ 。

 また、照明装置1のキャップ3a、3bに放熱 ィン(不図示)を取り付けることにより、照明 装置1の放熱性を更に高めてもよい。

 また、光源ユニット2において、弾性体34 介し底面39aと端面21aとは密着配置され、同 に弾性体34を介し底面39bと端面21bとは密着 置されること等を条件に、挿入部37a、37bを 断面コの字形状以外の形状としてもよい。 えば、断面L字形状であっても良い。

 また、電源装置5は、商用電源191を用いて 固体発光素子332に電源供給する直流電力を生 成するタイプとしたが、直流電源(不図示)を いて固体発光素子332に電源供給する直流電 を生成するタイプとしてもよい。

 この場合においても、筐体151を樹脂製と 、その開口部159には金属製のプレート152を り付け、プレート152には、所定の回路素子 (発熱素子153a、153b、153c、一般素子154、及び 巻線素子163)のうち、発熱素子153a、153b、153c 放熱電極171のみが接触すると共に、プレー 152と放熱電極171とを密着配置することが好 しい。このことにより、発熱素子153a、153b、 153cにおいてロスとして発生する熱を適切に 熱できる。さらに、筐体151が樹脂ケースで るがため、何らかの衝撃があっても、所定 回路素子群(発熱素子153a、153b、153c、一般素 154、及び巻線素子163)の不要な部分が、金属 製であるプレート152に接触することを防ぐこ とができる。

 また、電源装置5の筐体151を金属により構 成する場合は、基板155の他方の面に対向する 中空構造158の面に絶縁シート(不図示)等の電 的絶縁体を貼付することが好ましい。この うにすることにより、特に電気的短絡の発 が危惧される部分である基板155の他方の面 おいて電気的短絡が発生することを防止す ことができる。

 また、電源装置5のプレート152と器具8等 部材との間に、両面テープ(不図示)などを挟 みこみ、密着性を高めることが望ましい。な お、この場合、両面テープを使用する場合に は、基材を含まないものを選択することが肝 要である。

 また、光源ユニット511において、反射ユ ット354は、反射ユニット422、432、442及び452 に変更できることはいうまでもない。

 また、光源ユニット451において、その楕 弧形状の楕円率の異なる複数の反射領域を する反射ユニット(反射面)を用いてもよい その上で、反射に供する反射領域を選択可 とすることで、配光特性を必要に応じて選 することができる光源ユニット451を実現す ことができる。

 本発明は、照明装置に適用でき、特に、 源にLEDなどの固体発光素子を用いた照明装 に適用できる。