燈及照明裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種燈及照明裝置，其通過低廉的價格且簡單的結構，在有限的空間內也能夠可靠地保持使用了陶瓷基板的光源模塊。燈（3）包括：框體（30），在照射照明光的透鏡部（39）的周圍具有凸緣部（38），并且基端側開口；光源模塊（31），具有安裝有LED（46）的陶瓷制模塊基板（45），并且配設于框體（30）內；散熱板（32），固定設置于框體（30）的基端部而封閉該框體（30）的基端部；板簧（33），安裝在凸緣部（38）和光源模塊（31）之間，使模塊基板（45）壓接于散熱板（32）。
【專利說明】燈及照明裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種將安裝于模塊基板上的發光元件作為光源的燈及照明裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，在照明裝置中，將發光二極管(以下，稱LED)等發光元件作為光源的照明裝置廣泛應用。在這種照明裝置中，作為安裝發光元件的模塊基板多采用散熱性能優異的鋁合金基板等，而此時，需要用于在與圖案配線等之間確保電絕緣性的絕緣部件。對此，近年從簡化結構的觀點出發，考慮將具有電絕緣性的陶瓷基板用作模塊基板。
[0003]另一方面，由于陶瓷基板在可加工性的方面劣于鋁合金基板等，因而難以在基板上以廉價且高精度地加工螺紋孔等。而且，由于陶瓷基板比鋁合金基板等脆，因而在作為無法忽視熱膨脹等的影響的光源模塊的模塊基板使用陶瓷制基板時，其保持結構采用螺紋固定是不適當的。
[0004]對此，例如在專利文獻I中公開有一種技術，即在裝置基部上螺紋固定多個金屬制壓板，通過安裝于該壓板的金屬制彈簧的彈力，使模塊基板的背面緊貼于裝置基部的狀態進行保持。
[0005]然而，上述專利文獻I所公開的技術對于在比較大型的裝置基部直接安裝模塊基板的結構有效，而例如通過燈座安裝于裝置基部等的燈等則由于空間上的問題等而轉用困難。
[0006]專利文獻1:日本特開2012-14957號公報
【發明內容】
[0007]因此，本實施方式提供一種通過低廉的價格且簡單的結構，在有限的空間內也能夠可靠地保持使用了陶瓷基板的光源模塊的燈及照明裝置。
[0008]為了解決上述問題，本實施方式的燈具備:框體，其在照射照明光的照射部周圍具有止動部，并且基端部開口 ；光源模塊，其具有安裝有發光元件的陶瓷制模塊基板，并且配設于所述框體內；散熱板，固定設置于所述框體的基端部并封閉該框體的基端部；彈性體，安裝在所述止動部和所述光源模塊之間，使所述模塊基板壓接于所述散熱板。
[0009]而且，實施方式的照明裝置具備所述燈；保持所述燈的燈座。
[0010]根據本實施方式，通過低廉的價格且簡單的結構，在有限的空間內也能夠可靠地保持使用了陶瓷基板的光源模塊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實施方式的照明裝置的立體圖。
[0012]圖2是將本實施方式的照明裝置沿圖1的I1-1I線表示的主要部分剖視圖。
[0013]圖3是將本實施方式的圖2的照明裝置分解成燈座和燈而進行表示的主要部分剖視圖。[0014]圖4是表示本實施方式的燈座的主要部分的分解立體圖。
[0015]圖5是從前端側表示本實施方式的燈的主要部分的分解立體圖。
[0016]圖6是從基端側表示本實施方式的燈的主要部分的分解立體圖。
[0017]圖7是本實施方式的燈固定用彈簧的動作說明圖。
[0018]圖8涉及本實施方式的變形例，是將照明裝置分解成燈座和燈而進行表示的主要部分剖視圖。
[0019]圖中:1_照明裝置，2-燈座，3-燈，11-燈座主體，12-凹槽，12a_壁部，12b-螺絲插通孔，15-內向凸緣，15a-切口部，16-銷，17-燈固定用板簧，17a-板簧主體，17b-銷插通孔，17c-卡合用爪部，18-連接器收容部，18a-狹縫，18b-彈簧觸點，19-電線束，30-框體，30-光源模塊，32-散熱板，32a-切口部，32b-插通孔，33-板簧(彈性體)，33a-切口部，33b-開口部，33c-彈簧部，34-外筒部，35-內筒部，36-肋，37-錐面部，38-凸緣部(止動部)，39-透鏡部(照射部)，40-光源收容部，41 -卡合用凹部，42-螺紋孔，45-模塊基板，46-發光二極管(發光元件)，47-發光部，48-突起部，49-封裝樹脂，50-連接器部，50a-連接器端子，56-散熱片，56a-切口部，60-反射鏡，70-散熱器。
【具體實施方式】
[0020]本實施方式的燈具備:框體，在照射照明光的照射部周圍具有止動部，且基端部開口 ；光源模塊，具有安裝由發光元件的陶瓷制模塊基板，且配設在所述框體內；散熱板，固定設置于所述框體的基端部并封閉該框體的基端部；彈性體，安裝于所述止動部和所述光源模塊之間，使所述模塊基板壓接于所述散熱板。
[0021]在該實施方式中，照射部可以包括使照明光彎折而向外部照射的透鏡部，也可以是將照明光直接向外部照射的開口部等。
[0022]在該實施方式中，止動部包括如在框體中形成在照射部周圍的凸緣部或者突起部等限制彈性體向前端側移動的部件。
[0023]在該實施方式中，構成模塊基板的陶瓷可以使用選自氧化鋁(alumina)、氮化鋁、氮化硼、氮化硅、氧化鎂、鎂橄欖石(forsterite)、塊滑石、低溫燒結陶瓷中的任一個或者它們的復合材料，尤其，優選使用氧化鋁。
[0024]在該實施方式中，發光元件例如可以使用在元件基板上設置化合物半導體的各種發光元件，尤其，優選使用發出藍色光的裸芯片制造的藍色LED，但是也可以使用發出紫外線或者綠色光的半導體元件等。
[0025]在該實施方式中，彈性體優選使用具有高彈性的金屬制板簧等，但是，還可以使用其他，例如樹脂制彈性體等。
[0026]下面，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。附圖涉及本發明的一實施方式，圖1是照明裝置的立體圖，圖2是將照明裝置沿圖1的I1-1I線表示的主要部分剖視圖，圖3是將圖2的照明裝置分解成燈座和燈而進行表示的主要部分剖視圖，圖4是表示燈座的主要部分的分解立體圖，圖5是從前端側表示燈的主要部分的分解立體圖，圖6是從基端側表示燈的主要部分的分解立體圖，圖7是燈固定用彈簧的動作說明圖。
[0027]圖1所示照明裝置例如是非常適合用于筒燈的高功率即大光量型照明裝置。該照明裝置I例如具有埋設在屋內頂棚部分等的燈座2、保持于該燈座2的燈3而構成。另外，在作為筒燈而使用的本實施方式的照明裝置I中，按照其安裝狀態，適當將照明光放射的前端側稱為“下側”，安裝于頂棚部分的基端側稱為“上側”而進行說明。
[0028]燈座2例如具有由呈扁平的大致圓筒形狀的樹脂成型品構成的燈座主體11。在該燈座主體11的外周部的適當位置(例如，按照預定間距共計6個位置)上，沿燈座主體11的上下方向延伸設置有俯視形狀呈局部圓弧狀的凹槽12。在這些凹槽12的上端部設置有壁部12a，在該壁部12a穿設有螺絲插通孔12b。在螺絲插通孔12b，從燈座2的下側插通有螺絲13，通過該螺絲13將燈座2 (燈座主體11)固定于頂棚部分等。另外，在本實施方式中，更加具體而言，在安裝燈座2的頂棚部分等的內部設置有由鋁合金等構成的散熱器70 (參照圖7)，燈座2螺紋固定于該散熱器70。
[0029]而且，在燈座主體11的下端部，一體形成有呈大致圓環狀的內向凸緣15。例如，如圖4所示，在燈座主體11的內側，在內向凸緣15上豎立設置有兩根為I組的多組(例如，3組)銷16。在該各組銷16上組裝有燈固定用板簧17，通過該燈固定用板簧17，燈座2能夠在內部保持燈3。
[0030]如圖3、圖4所示，燈固定用板簧17具有呈長條的大致矩形形狀的板簧主體17a。在該板簧主體17a的兩端部，彎曲形成有筒狀的銷插通孔17b，通過對這些各個銷插通孔17b插入銷16，燈固定用板簧17安裝于燈座主體11。而且，在板簧主體17a的大致中央部一體形成有向燈座主體11的內側突出的卡合用爪部17c。該卡合用爪部17c例如通過將從板簧主體17a的中途以“T字狀”延伸的板部件彎曲形成為側視呈大致三角形形狀而形成。在此，本實施方式的板部件從板簧主體17a的上部側延伸出，由此，卡合用爪部17c能夠以板簧主體17a的上部側為支點進行彈性變形。另外，例如，如圖1至圖4所示，在內向凸緣15上，在與燈固定用板簧17的卡合用爪部17c對應的位置設置有切口部15a。
[0031]而且，如圖2至圖4所示，在燈座主體11的一側部設置有連接器收容部18。該連接器收容部18為例如三相交流電源用連接器收容部，設置有3根為一組的多組(例如，2組)狹縫18a。對應于各個狹縫18a，在連接器收容部18的內部分別設置有彈簧觸點18b(參照圖3)，在各個彈簧觸點18b上分別連接有電線束19。而且，通過這些電線束19，各個彈簧觸點與電源裝置等(未圖示)電性連接。
[0032]燈3例如包括:基端部開口且由樹脂成型品構成的框體30、保持于框體30內的光源模塊31、封閉框體30的基端部的散熱板32、作為在框體30內使光源模塊31向散熱板32側施力的彈性體的板簧33。
[0033]如圖6所示，框體30例如主要構成為以呈大致圓筒形狀的外筒部34和四角被倒角的呈大致方筒形狀的內筒部35通過多個肋36互相連接而成的雙重筒結構。
[0034]如圖2、圖3、圖5所示，在框體30的前端部，一體形成有從外筒部34側到內筒部35側向上方傾斜的圓環狀的錐面部37。而且，在錐面部37的內周延續設置有作為止動部發揮作用的圓環狀凸緣部(內向凸緣)38。而且，在凸緣部38的內周一體形成有作為照射部發揮作用的局部球面形狀的透鏡部39。而且，主要通過凸緣部38以及透鏡部39來封閉前端側的內筒部35的內部空間形成為光源收容室40。
[0035]而且，在框體30的外筒部34上，在與保持于燈座2的燈固定用板簧17的卡合用爪部17c分別對應的位置上凹陷設置有卡合用凹部41。
[0036]而且，如圖6所示，在外筒部34和內筒部35之間形成的肋36的重要位置上，設置有多個(例如，4個)螺紋孔42。
[0037]而且，如圖5、圖6所示，光源模塊31例如具有以氧化鋁等為主成分的具有絕緣性的陶瓷制的模塊基板45。該模塊基板45由外形形狀與內筒部35的開口形狀大致相同形狀的平板狀部件構成，其下表面側設定為部件安裝面。
[0038]在該模塊基板45的部件安裝面上設置有未圖示的圖案配線。而且，在模塊基板45的部件安裝面上，在與框體30的透鏡部39對應的區域，發光元件即多個LED46安裝成矩陣狀(參照圖2、圖3)，通過這些LED46，在模塊基板45上形成有發光部47。而且，在模塊基板45的部件安裝面形成有圍繞LED46群的環狀突起部48，在該突起部48的內側例如填充有由混入有熒光體且具有透光性的硅酮樹脂構成的封裝樹脂49。
[0039]而且，在模塊基板45的部件安裝面上的一側部安裝有連接器部50。在該連接器部50，與連接器收容部18的各個狹縫18a相對應，例如設置有三根為I組的多組(例如，2組)連接器端子50a，這些連接器端子50a分別與模塊基板45上的圖案配線電性連接。另外，連接器部50相對于模塊基板45的固定、各個連接器端子50a相對于圖案配線的電性連接例如通過釬焊來進行。而且，為了使各個連接器端子50a露出在外部，框體30 (外筒部34及內筒部35)的一側部的局部開放(參照圖6)。
[0040]上述結構的光源模塊31以發光部47與透鏡部39對置的狀態，收容于框體30的光源收容室40內(參照圖2、圖3)。
[0041]散熱板32例如由導熱性高的鋁合金等構成。如圖5、圖6所示，該散熱板32例如由將以與外筒部34大致相同直徑的俯視大致圓形形狀作為基本形狀的平板狀部件構成，并在靠與連接器部50對應的一側的區域中形成有凹狀切口部32a。而且，在散熱板32上的重要位置上穿設有與框體30的螺紋孔42相對應的螺絲插通孔32b。
[0042]通過插通于螺絲插通孔32b的螺絲55與螺紋孔42螺合，上述結構的散熱板32固定設置于框體30的基端部(參照圖2、圖3)，由此，封閉框體30的基端部。而且，為了提高散熱性，在散熱板32連接固定在框體30后，在其背面例如粘貼有由導熱性高的鋁合金等構成的散熱片56。在此，散熱片56的俯視形狀形成為與散熱板32的形狀大致相同，其一側具有凹狀切口部56a。
[0043]如圖2、圖3、圖5、圖6所示，板簧33在光源收容室40內安裝在凸緣部38和光源模塊31之間，例如由不銹鋼等彈性材料構成。該板簧33由外形形狀呈與內筒部35的開口形狀大致相同形狀的平板狀部件構成。但是，在板簧33的一側部，設置有用于避免與連接器部50發生干擾的切口部33a。而且,在板簧33上,設置有用于將光源模塊31的發光部47所發出的光導向框體30的透鏡部39的圓形開口部33b。
[0044]而且，在板簧33的邊緣部的重要位置上設置有多個(例如，3個)彈簧部33c。這些彈簧部33c例如通過使在板簧33的局部上設置切口而形成的切片向上方彎曲而形成。而且，在板簧33通過凸緣部38而限制了向前端側的移動的狀態下，各個彈簧部33c與模塊基板45彈性接觸，由此，光源模塊31被向散熱板32側施力。而且，通過該作用力，模塊基板45壓接于散熱板32而與其面接觸，由此，光源模塊31保持于框體30內(光源收容室40內)。
[0045]如圖2、圖3所示，上述結構的燈3從下方插入于燈座2。接著，設置于燈座2的燈固定用板簧17上的卡合用爪部17c卡合在形成于燈3的框體30內的卡合用凹部41，由此燈3保持于燈座2。此時，連接器部50的各連接器端子50a分別插入連接器收容部18的狹縫18a，并在連接器收容部18內與彈簧觸點18b接觸。由此，燈座2側和燈3側電性連接，能夠對各個LED46供給來自未圖示的電源裝置的電力。另外，例如將板狀夾具等插入形成于燈座2的內向凸緣15上的切口部15a，并解除卡合用凹部41和卡合用爪部17c之間的卡合，從而從燈座2卸下燈3。
[0046]根據上述實施方式，燈3包括:在照射照明光的透鏡部39的周圍具有凸緣部38且基端側開口的框體30 ;具有安裝LED46的陶瓷制模塊基板45且配設于框體30內的光源模塊31 ;固定設置于框體30的基端部而封閉該框體30的基端部的散熱板32 ;安裝在凸緣部38和光源模塊31之間，使模塊基板45與散熱板32壓接的板簧33，因此，通過低廉的價格且簡單的結構，在有限的空間內也能夠以準確地保持光源模塊31。S卩，在框體30的凸緣部38和光源模塊31之間安裝板簧33，通過該板簧33的作用力，使模塊基板45壓接于散熱板32從而將光源模塊31保持于框體30內，由此無需在陶瓷制模塊基板45上形成螺紋孔等，也無需在光源模塊31的周圍部等配置壓板等。因此，通過低廉的價格且簡單的結構，在有限的狹窄空間內也能夠準確地保持光源模塊31。而且，通過使模塊基板45壓接于散熱板32而使其面接觸，能夠將發光部47中產生的熱量從模塊基板45側準確地向散熱板32側傳遞。
[0047]此時，尤其由于使用了呈與框體30的光源收容室40的開口形狀大致相同形狀的板簧33，因而容易進行定位等并且提高組裝操作性。而且，在該板簧33上設置開口部33b，使光從發光部47向透鏡部39的入射僅限制為通過開口部33b的光，由此，能夠使板簧33兼具遮光罩功能。而且，在本實施方式中，框體30的用于將燈3自身保持于燈座的卡合用凹部41和克服板簧的彈性按壓光源模塊31的凸緣部38形成為一體。因此，部件數減少而能夠降低成本。此時，由于卡合用凹部41通過錐面部37形成在凸緣部38的外側周圍，因而在將燈3安裝于燈座2上時，燈3的歪曲難以傳遞到凸緣部38，能夠維持光源模塊31的按壓力。
[0048]而且，與模塊基板45上的連接器部50的安裝區域相對應，在散熱板32設置切口部32a，從而在使模塊基板45壓接于具有導電性的散熱板32時，也能夠確保足夠的相對于連接器部50的放電距離。而且，由于能夠抑制來自發光部47的熱經過散熱板32傳遞到連接器部50的安裝區域，因此，例如能夠抑制連接器部50自身的固定或者各連接器端子50a相對于圖案配線的電性連接所使用的焊料部等因與模塊基板45之間的熱膨脹率的差異而產生裂紋。
[0049]此外，在使燈座2側的卡合用爪部17c與燈3側的卡合用凹部41卡合的過程中，如圖7所示，例如燈固定用板簧17將彈性變形。即，燈固定用板簧17的板簧主體17a以及卡合用爪部17c通過從燈3側所受應力F而向外周方向彈性變形。此時，由于卡合用爪部17c是側視形狀呈大致三角形，且以板簧主體17a的上部側為支點能夠彈性變形的結構，因此卡合用爪部17c上產生向下方的分力f。接著，由于該分力f，卡合用爪部17c和散熱器70之間的間距擴大，從而能夠使燈3的比卡合用凹部41靠上側的部位準確地進入到卡合用爪部17c和散熱器70之間。因此，例如，在將卡合用爪部17c和散熱器70之間的間隙g設為比燈3的卡合用凹部41靠上側的厚度t稍小的情況下，也能夠使卡合用爪部17c準確地卡合于卡合用凹部41。而且，通過如上設定間隙g和厚度t之間的關系，卡合用凹部41被卡合用爪部17c始終向上方施力。由此，燈3的散熱片56準確地與散熱器70面接觸，確保彼此之間的最佳導熱性。
[0050]在此，例如在上述實施方式中，為了防止從發光部47向側方放射的雜散光引起的框體30的溫度上升，如圖8所示，例如可以在框體30 (光源收容室40)內安裝反射鏡60而構成燈3，該反射鏡60將從發光部47向側方放射的光向透鏡部39反射。此時，反射鏡60例如安裝在凸緣部38和板簧33之間，反射鏡60的基端部側嵌合于板簧33的開口部33b。由此，板簧33具有將光源模塊31向散熱板32側施力的功能并且還具有將反射鏡60向凸緣部38側施力的功能。而且，通過該作用力，在框體30內，能夠使反射鏡60以離開光源模塊31的狀態得以保持。因此，假設受到雜散光等的影響而反射鏡60的溫度上升，也能夠防止來自反射鏡60的熱傳遞到光源模塊31。
【權利要求】
1.一種燈，其特征在于，具備: 框體，在照射照明光的照射部的周部具有止動部，并且基端部開口 ； 光源模塊，具有安裝有發光元件的陶瓷制模塊基板，且配設于所述框體內； 散熱板，固定設置于所述框體的基端部并封閉該框體的基端部； 彈性體，安裝在所述止動部和所述光源模塊之間，使所述模塊基板壓接于所述散熱板。
2.根據權利要求1所述的燈，其特征在于， 所述彈性體為板簧。
3.根據權利要求1或2所述的燈，其特征在于， 所述光源模塊具有安裝于所述模塊基板上的連接器部， 所述散熱板中，在與所述模塊基板上的所述連接器部的安裝區域相對應的區域具有切口部。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的燈，其特征在于， 所述燈還具有反射鏡，且所述反射鏡安裝在所述止動部和所述彈性體之間，將來自所述發光元件的光向所述照射部反射， 所述反射鏡通過所述彈性體壓接于所述止動部。
5.一種照明裝置，其特征在于，具備: 權利要求1至4中任一項所述的燈； 保持所述燈的燈座。
【文檔編號】F21V29/00GK103807638SQ201310360233
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2012年11月2日
【發明者】木宮淳一, 石田正純, 松永啟之, 淺見健一, 大塚誠 申請人:東芝照明技術株式會社