照明裝置的制造方法
【專利摘要】根據(jù)一個實施方式,照明裝置具備:燈泡,在一端具有開口且內(nèi)部為空洞;光源,收納在上述燈泡內(nèi)且具有至少一個LED;柱狀部,在上述燈泡內(nèi)支承上述光源;燈頭連接器,直接或者經(jīng)由其他部件間接地連接于上述柱狀部;以及燈頭,安裝于上述燈頭連接器,且與上述光源電連接。在上述燈泡的內(nèi)表面與上述柱狀部的側面之間設置有熱傳導層。
【專利說明】
照明裝置
技術領域
[0001] 本發(fā)明的實施方式設及照明裝置。
【背景技術】
[0002] 一般情況下,使用了LED(Li曲t-血itting Diode)的照明裝置為,在基臺的一個面 配置產(chǎn)生光的LED, W覆蓋L邸的方式設置球狀的燈泡,將從Lm)發(fā)出的光朝外部擴散W及射 出。在運樣的照明裝置中,來自Lm)的熱朝基臺傳熱,從與外部空氣接觸的基臺的其他表面 (散熱面)朝外部散熱。
[0003] 在使用了L邸的照明裝置中,謀求與使用了一般的燈絲等的照明裝置(例如白識燈 泡等)相同程度的、配光角(即表示Lm)所產(chǎn)生的光的擴展程度的尺度)、全光束(即表示LED 所產(chǎn)生的光的亮度程度的尺度)、透明感(即表示照明裝置的透射光的面的比例的尺度)、W 及白識燈泡那樣的光源位置的實現(xiàn)。另外,白識燈泡從燈絲所處的燈泡的中屯、射出光,光源 的位置為燈泡的中屯、。
[0004] 在使用了L邸的照明裝置中,為了增加配光角,需要進行配光控制W便增加最終射 出光的燈泡的外表面的面積,并且將從L邸的發(fā)光面朝前方照射的光盡量朝全方位射出。
[0005] 此外,為了增加全光束而需要使用更高輸出的LED,因此致使從Lm)的發(fā)熱量增加。 存在Lm)所產(chǎn)生的熱對Lm)元件本身、電源電路等的電路基板等造成影響,在運些Lm)元件、 電路基板等的性能上產(chǎn)生劣化的情況。因此,為了提高照明裝置的散熱性能,期望增加基臺 的散熱面的面積。
[0006] 此外,為了提高透明感,需要增加照明裝置的外表面中的燈泡表面的比例,并且縮 小配置于燈泡內(nèi)部的不透明部件的表面積。為了將光源配置于燈泡中屯、,期望將從光源產(chǎn) 生的熱有效地傳遞至燈泡W及燈頭,并且來自燈泡中屯、的光不會被不透明部件遮擋的結 構。
[0007] 現(xiàn)有技術文獻 [000引專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本特開2012-212682號公報
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 發(fā)明所要解決的課題
[0011] 本實施方式提供一種能夠實現(xiàn)散熱性的提高的照明裝置。
[0012] 用于解決課題的手段
[0013] 根據(jù)實施方式,照明裝置具備:燈泡,在一端具有開口且內(nèi)部為空桐;光源,收納在 上述燈泡內(nèi)且具有至少一個LED;柱狀部,在上述燈泡內(nèi)支承上述光源;燈頭連接器,直接或 者經(jīng)由其他部件間接地連接于上述柱狀部;W及燈頭,安裝于上述燈頭連接器,且與上述光 源電連接,在上述燈泡的內(nèi)表面與上述柱狀部的側面之間設置有熱傳導層。
【附圖說明】
[0014] 圖1是示出第1實施方式所設及的照明裝置的主視圖。
[0015] 圖2是沿著圖1所示的照明裝置的F2-F2線的剖面圖。
[0016] 圖3是沿著圖1所示的照明裝置的F2-F2線的剖面圖。
[0017] 圖4是示出在圖1所示的照明裝置的內(nèi)部產(chǎn)生的對流的剖面圖。
[0018] 圖5是示出圖1所示的照明裝置的變形例的剖面圖。
[0019] 圖6是示意性地示出圖1所示的照明裝置的散熱路徑的剖面圖。
[0020] 圖7是示意性地示出圖1所示的照明裝置的散熱路徑的剖面圖。
[0021] 圖8是示出第2實施方式所設及的照明裝置的剖面圖。
[0022] 圖9是示出圖8所示的照明裝置的合成樹脂的注入方法的一例的剖面圖。
[0023] 圖10是示出圖8所示的照明裝置的第1變形例的剖面圖。
[0024] 圖11是示出圖8所示的照明裝置的第2變形例的剖面圖。
[0025] 圖12是示出圖8所示的照明裝置的第3變形例的剖面圖。
[0026] 圖13是示出圖8所示的熱傳導層的形成方法的一例的剖面圖。
[0027] 圖14是示出圖8所示的熱傳導層的形成方法的另一例的剖面圖。
[0028] 圖15是示出第3實施方式所設及的照明裝置的組裝方法的剖面圖。
[0029] 圖16是示出圖15所示的照明裝置的剖面圖。
[0030] 圖17是沿著圖15所示的照明裝置的散熱片的F17-F17線的剖面圖。
[0031] 圖18是示出圖15所示的照明裝置的變形例的剖面圖。
[0032] 圖19是示出第4實施方式所設及的照明裝置的剖面圖。
[0033] 圖20是示出圖19所示的照明裝置的變形例的剖面圖。
[0034] 圖21是示出第5實施方式所設及的照明裝置的剖面圖。
[0035] 圖22是沿著圖21所示的熱傳導部件的F22-F22線的剖面圖。
[0036] 圖23是示出圖21所示的照明裝置的變形例的剖面圖。
[0037] 圖24是示出第6實施方式所設及的照明裝置的剖面圖。
[0038] 圖25是放大示出圖24所示的透鏡的剖面圖。
[0039] 圖26是示出將層的厚度設為d、光的波長設為A時的dA與反射率之間的關系的圖。
【具體實施方式】
[0040] W下,參照附圖對實施方式進行說明。
[0041] 在本說明書中,對多個要素賦予多個表現(xiàn)的例子。另外,運些表現(xiàn)的例子只不過是 例示而已,并不否定W其他的表現(xiàn)形式表現(xiàn)上述要素。此外,對于未賦予多個表現(xiàn)的要素也 可W W其他的表現(xiàn)形式表現(xiàn)。
[0042] (第1實施方式)
[0043] 圖1示出第1實施方式所設及的照明裝置100的外形。圖2W及圖3分別示出沿著圖1 所示的照明裝置100的F2-F2線的剖面,圖2示出熱傳導層80的厚度,圖3示出配光角與構件 配置的關系。
[0044] 本實施方式中說明的照明裝置100例如是安裝于在室內(nèi)的頂棚等設置的燈座而使 用的L邸燈。本實施方式的照明裝置100是將光的擴展方式W及發(fā)光方式接近白識燈泡的所 謂的改良的Lm)燈。另外,照明裝置100的結構并不限定于上述,能夠廣泛應用于各種照明裝 置(發(fā)光裝置)。
[0045] 如圖1所示,本實施方式的照明裝置100具備燈泡10W及燈頭60。燈泡10例如具有 與白識燈泡的外形類似的球狀的外形,例如由聚碳酸醋、丙締那樣的透明或者半透明的合 成樹脂材料料、或者磨砂玻璃、透明玻璃形成。燈泡10將從內(nèi)包于該燈泡10的光源40 (后述) 射出的光從其表面朝外部射出。
[0046] 在例如通過螺合等將照明裝置100固定于未圖示的燈座時,燈頭60為電氣且機械 的連接部分。另外,在本實施方式中,照明裝置100具有相對于中屯、軸C大致對稱的形狀。
[0047] 如圖1所示,在使中屯、軸C與重力方向一致地將照明裝置100安裝于燈座的狀態(tài)下, 燈頭60位于上側,燈泡10位于下側。當通過室內(nèi)的電源等對未圖示的燈座供電時,從設置在 燈泡10內(nèi)的光源40射出光,該光穿過燈泡10的表面朝外部射出,照明裝置100作為照明發(fā)揮 功能。
[004引如圖2所示,燈泡10的內(nèi)部為空桐。燈泡10具有球面狀的頂部10曰,并且在與該頂部 10a相反側的一端(端部10b)具有開口 11。開口 11的直徑(內(nèi)徑)相當于燈頭60的開口的直 徑。
[0049] 燈泡10具有:擴徑部12a,隨著從端部1 Ob (開口 11)沿著光源40的光軸方向0D向頂 部10a進展而與中屯、軸C垂直的剖面中的燈泡10的外表面的周長下,稱為外周長)逐漸增 加;最大外徑部12b,燈泡10的外周長最大;W及縮徑部12c,隨著向頂部10a進展而外周長逐 漸縮小。此處,光源40的光軸方向0D是從燈泡10的端部10b(開口 11)朝向頂部10a的方向,與 照明裝置100的中屯、軸C大致一致。
[0050] 如圖2所示,本實施方式的照明裝置100還具備:板狀的基座20,設置于燈泡10的內(nèi) 部;基板41,配置在該基座20上;光源40,設置在基板41上;配線90,與光源40電連接;導光柱 30,配置于光源40的發(fā)光面?zhèn)?,具有光的透射?透鏡連接器51,與基座20鄰接地設置,固定 導光柱30;支柱21,支承基座20;燈泡連接器22,與支柱21連接,支承燈泡10; W及燈頭連接 器23,與支柱21連接,將支柱21與燈頭60相連。另外,燈頭連接器23可W代替支柱21而與燈 泡連接器22連接或者在支柱21的基礎上與燈泡連接器22連接并將燈泡連接器22與燈頭60 相連。
[0051] 基座20安裝于支柱21,支承光源40?;?0是具有配置基板41的平板形狀的部件, 在內(nèi)部傳導光源40所產(chǎn)生的熱,將該熱傳遞至支柱21?;?0具有光源40側的第1面20a(例 如下表面)、W及位于與該第1面20a相反側的第2面20b(例如上表面)。作為基座20的材質, 例如使用侶合金、銅合金等的熱傳導性優(yōu)異的材料。
[0052] 例如如圖2所示,基座20可W為大致圓盤形狀,也可W為多邊形狀。在基座20的一 部分例如設置用于與透鏡連接器51W及支柱21連接的螺紋孔、切削螺紋或者孔。
[0053] 此外,在基座20設置有用于將配線90從第2面20b穿通至第1面20a的貫通孔20c。另 夕h也可W代替在基座20設置貫通孔20c轉而在支柱21的側面21a設置孔20d、W及在透鏡連 接器51、基板連接器50設置未圖示的孔,通過將配線90穿過包括孔20d在內(nèi)的運些孔,使配 線90到達基座20的第1面20a側。
[0054] 在基座20的第1面20a與導光柱30之間例如設置有基板連接器50(基板保持部)。基 板連接器50例如形成為包圍基板41的圓環(huán)狀,并且夾在基座20與導光柱30之間,在基座20 與導光柱30之間形成收納基板41W及光源40的空間。另外,對于基板連接器50的詳細情況 將后述。另外,支柱21也可W不從燈頭60貫通至光源40,而是設置用于與基座20的第2面20b 接觸的面。在該情況下,支柱21與基座20之間的熱阻降低。此外,可W將支柱21與基座20- 體地形成。在該情況下,能夠進一步降低支柱21與基座20之間的熱阻。
[0055] 如圖3所示,在一個觀點中,優(yōu)選基座20的外周長為光源40、基板41W及基板連接 器50的外周長W上,且在收斂在沿著從導光柱30的散射體31(后述)的原點P(基點)照射的 光的配光的線70的范圍內(nèi)盡量接近燈泡10的開口 11的內(nèi)表面的周長。根據(jù)運樣的結構,基 座20的表面積變大,相對于支柱21的接觸熱阻減少,由此提高照明裝置100的散熱性。另外, 只要是滿足照明裝置100的散熱性的范圍,換言之相對于光源40與支柱21內(nèi)包的電源電路 的發(fā)熱量,為不超過光源40、電源電路的耐熱溫度的范圍,優(yōu)選將基座20的外周長盡量接近 光源40、基板41W及基板連接器50的外周長。在該情況下,提高照明裝置100的透明感。
[0056] 另外,在本實施方式中,"散射體的原點"例如被設定為散射體31的燈頭60側的端 部。"收斂在沿著光的配光的線70的范圍"意味著將光軸方向0D與光線方向所成的夾角的2 倍設為配光角,不阻礙由該配光角規(guī)定的光線(沿著線70的光)的范圍,也就是位于相比線 70更接近中屯、軸C的位置。例如,在白識燈泡的情況下,配光角一般為270° W上,在本實施例 也優(yōu)選為相同程度,但并不限定于此。
[0057] 接著,對支柱21、燈泡連接器22 W及燈頭連接器23進行詳細說明。
[005引如圖2所示,支柱21例如形成為大致圓筒狀,在內(nèi)部具有空桐。支柱21位于燈泡10 的開口 11與光源40之間。支柱21在燈泡10內(nèi)支承光源40,并且與光源40熱連接。在本實施方 式中,支柱21具有與中屯、軸C大致平行地延伸的側面2 la、W及例如垂直地橫切中屯、軸C的端 面2化。支柱21的端面2化與基座20的第2面20b接觸,支承基座20。
[0059] 由此,支柱21經(jīng)由基座20 W及基板41支承光源40并且與光源40熱連接。作為支柱 21的材料,例如能夠使用侶合金、銅合金等的熱傳導性優(yōu)異的材料。支柱21在內(nèi)部傳導光源 40所產(chǎn)生的熱,并且將一部分的熱傳遞至燈泡10 W及燈頭60。
[0060] 在一個觀點中,優(yōu)選支柱21的外周長為光源40、基板41W及基板連接器50的外周 長W上,且在收斂在沿著從導光柱30的散射體31的原點P照射的光的配光的線70的范圍內(nèi) 盡量接近燈泡10的開口 11的內(nèi)表面的周長。根據(jù)運樣的結構,支柱21的表面積變大,對燈泡 10的熱阻減少,由此提高照明裝置100的散熱性。另外,只要是滿足照明裝置100的散熱性的 范圍,換言之相對于光源40與支柱21內(nèi)包的電源電路的發(fā)熱量,為不超過光源40、電源電路 的耐熱溫度的范圍,優(yōu)選將支柱21的外周長盡量接近光源40、基板41W及基板連接器50的 外周長。在該情況下,提高照明裝置100的透明感。
[0061 ]支柱21的外周長也可W隨著沿著中屯、軸C進展而變化。在該情況下,支柱21的外周 長被設定在收斂在沿著光的配光的線70的范圍內(nèi)。另外,支柱21的外周長意味著與支柱21 的中屯、軸垂直的剖面的周長。
[0062]支柱21的內(nèi)部例如充滿空氣,但可W封入空氣W外的氣體例如氮氣等,或者也可 W封入加壓的氣體。此外,可W在支柱21的內(nèi)部封入作為液體的水、娃酬潤滑脂、碳氣化合 物等。此外,可W在支柱21的內(nèi)部封入作為合成樹脂(高分子化合物)的、丙締樹脂、環(huán)氧樹 脂、PBT(Polybutパeneterephthalate)、聚碳酸醋、P邸K(Polyetheretherketone)等的塑 料、娃橡膠、聚氨醋橡膠等的人造橡膠等,此外,也可w封入侶、銅等的金屬、玻璃等。與空氣 相比提高熱傳導性,由此促進傳熱。如果使用電絕緣性高的原料,則能夠將電源電路電絕 緣。此外,也可W在支柱21的內(nèi)部插入熱管,進一步促進傳熱。
[0063] 也可W在支柱21的表面設置通過表面處理而形成的防蝕侶、涂裝等的、熱福射性 高的福射層。如果在福射層使用白色涂裝等的可見光的吸收性低的材料,則能夠減小在支 柱21的表面處的光的損失。也可W通過研磨、涂裝、金屬蒸鍛等將支柱21的表面形成為光澤 面。在該情況下,雖然福射被抑制,但能夠減小在燈泡連接器22的表面處的光的損失。另外, W下,將支柱21的中空側的面稱作內(nèi)表面,將與該內(nèi)表面相反的面稱作外表面(表面)。
[0064] 如圖2所示,支柱21的側面2la在橫切中屯、軸C的方向(例如水平方向)上面對燈泡 10的內(nèi)表面13。支柱21的側面21 a例如面對燈泡10的擴徑部12a的內(nèi)表面13a。
[0065] 燈泡連接器22 (燈泡保持部、凸緣)安裝于燈泡10的端部1 Ob,將燈泡10與支柱21固 定。燈泡連接器22例如具有與燈泡10的端部10b接觸的部分、W及與支柱21的側面21a接觸 的部分。作為燈泡連接器22的材質,例如能夠使用侶合金、銅合金等的熱傳導性優(yōu)異的材 料。由光源40產(chǎn)生的熱的一部分經(jīng)由支柱21傳遞至燈泡連接器22,進而傳遞至燈泡10。
[0066] 詳細來說,例如如圖2所示,燈泡連接器22具有大致圓筒形狀。燈泡連接器22可W 與支柱21-體地形成,或者設置用于與支柱21連接的螺紋孔、切削螺紋或者孔。此外,燈泡 連接器22也可W具有包括用于增大朝燈泡10的接觸面積的凸部或者凹部等的熱連接部15。
[0067] 燈泡連接器22與燈泡10的連接例如使用具有耐熱性的粘接劑?;蛘撸部蒞將燈 泡10的開口 11形成為螺紋形狀,使開口 11與燈泡連接器22螺合?;蛘邿襞?0也可W不使用 燈泡連接器22而直接通過螺合、粘接等的方法連接于燈頭60。在將燈泡10直接連接于燈頭 60的情況下,燈頭連接器23通過螺合、粘接等的方法連接于燈泡10的內(nèi)側。換言之,燈頭連 接器23直接或者經(jīng)由其他部件間接地連接于支柱21(柱狀部26)。另外,此處所說的"其他部 件"的一例是燈泡連接器22,但并不限定于此,也可W是燈泡10或其他部件。
[0068] 另外,也可W在燈泡連接器22的與空氣接觸的面設置通過表面處理而形成的防蝕 侶、涂裝等的、熱福射性高的福射層。如果在福射層使用白色涂裝等的可見光的吸收性低的 材料,則能夠減小在燈泡連接器22的表面處的光的損失。也可W通過研磨、涂裝、金屬蒸鍛 等將燈泡連接器22的表面形成為光澤面。在該情況下,雖然福射被抑制,但能夠減小在燈泡 連接器22的表面處的光的損失。
[0069] 燈頭連接器23(燈頭保持部)與支柱21和燈泡連接器22的任一個連接。燈頭連接器 23例如是能夠與燈頭60螺合的部件,在內(nèi)部傳導光源40所產(chǎn)生的熱,將該熱傳遞至燈頭60。 燈頭連接器23例如具有圖2所示的圓筒形狀,并且在兩端具有開口 23a。也就是說,燈頭連接 器23在與支柱21連接的面具有開口 23曰。
[0070] 在燈頭連接器23的一部分例如設置有用于與支柱21、燈泡連接器22W及燈頭60的 至少一個連接的螺紋孔、切削螺紋或者孔。另外,作為燈頭連接器23的材料,例如能夠使用 陶瓷、金屬材料(例如侶合金、銅合金)等的熱傳導性優(yōu)異的材料。燈頭60安裝于燈頭連接器 23。燈頭60例如經(jīng)由配線90與光源40電連接。
[0071] 另外,在需要將燈頭60與其他構件間電絕緣的情況下,可W在燈頭60與燈頭連接 器23之間或者在燈頭連接器23與支柱21之間插入電傳導率低的原料,也可W在燈頭連接器 23本身上使用樹脂等的電傳導率低的材質。W下,將燈頭連接器23的燈泡連接器22側的面 定義為下表面,將與燈頭60螺合的面定義為側面。
[0072] 接著,對基板連接器50、導光柱30、透鏡連接器51W及光源40進行詳細說明。
[0073] 基板連接器50是用于將基板41固定于基座20的部件。此外,基板連接器50也能夠 用于將導光柱30固定于基板41或者基座20?;暹B接器50例如如圖2所示那樣具有大致圓 盤形狀??蒞在基板連接器50的一部分設置用于將基板41推壓于基座20的凸部(支承部)。 該凸部避開光源40的發(fā)光面W及基板41上的電極部設置。
[0074] 可W在基板連接器50設置用于與基座20連接的螺紋孔、切削螺紋或者孔。作為基 板連接器50的材料,能夠使用聚碳酸醋等的強度W及耐熱性優(yōu)異的塑料、陶瓷及金屬材料 (例如侶合金、銅合金)等的熱傳導性優(yōu)異的材料。
[0075] 在需要將基板連接器50與光源40W及基板41間電絕緣的情況下,可W在基板連接 器50與基板41間之間插入電傳導率低的原料,也可W在基板連接器50本身上使用塑料、陶 瓷等的電傳導率低的材質。
[0076] 基板連接器50當固定導光柱30時起到基板41 W及光源40周邊的墊片的作用。此 夕h當導光柱30為樹脂制、基座20為金屬制時,如果將樹脂制的基板連接器50通過螺釘固定 于基座20,將導光柱30與基板連接器50通過粘接劑粘接,則相同種類的材料間采用粘接,不 同種類的材料間采用螺紋固定,因此能夠進行可靠的接合。
[0077] 另外,也可W在導光柱30上直接設置螺紋孔,通過螺釘與基座20螺合。但是,在該 情況下,存在因螺紋孔W及螺釘而產(chǎn)生光的反射或者吸收,難W進行基于導光柱30的配光 控制的情況。也可W在基板連接器50設置與導光柱30的端面的凸部(或者凹部)一致的凹部 (或者凸部)。在該情況下,通過由基板連接器50與透鏡連接器51夾持來固定導光柱30。運 樣,通過使用基板連接器50,能夠實現(xiàn)可靠的固定W及容易的配光控制。W下,將基板連接 器50的光源40側的面定義為下表面,將與該下表面相反側的面定義為上表面。
[007引導光柱30是"導光部件"的一例。導光柱30例如由包括基部30a、W及與該基部30a 分體地形成的前端部30b的多個零件構成,通過將兩者接合而在內(nèi)部形成空桐。在該空桐中 例如插入散射體31。散射體31例如具有將利用透明樹脂封固粒徑為1皿~10皿的程度的氧 化鐵的粉末的材料團成球狀的構造?;蛘咦鳛樯⑸潴w31,可W通過噴砂使上述空桐的內(nèi)表 面粗糖或者進行涂裝。即散射體31也可W由實施了預定的處理的空桐的內(nèi)表面(散射面)形 成。
[0079] 從光源40入射至導光柱30的光在空桐部散射而朝外部射出。通過使用導光柱30, 能夠從遠離光源40的位置朝外部射出光,外觀更加接近白識燈泡。另外,也可W不使用前端 部30b而僅利用基部30a構成導光柱30。在該情況下,例如也可W利用設置于基部30a的凹部 形成散射體31 (散射面)。也可W在導光柱30的端面設置用于通過透鏡連接器51W及基板連 接器50固定的凸部。
[0080] 例如,如果將導光柱30的配光的中屯、點0設置成與燈泡10的中屯、一致,則從光源40 發(fā)出的光從中屯、點0即燈泡10的中屯、射出。導光柱30的最大直徑為燈泡10的開口 11的直徑 W下。由此,能夠朝燈泡10的內(nèi)部插入導光柱30。作為導光柱30的材質,優(yōu)選使用光的透射 性高的、丙締、聚碳酸醋、環(huán)締控聚合物、玻璃等。
[0081] 透鏡連接器51(罩、保持罩)安裝于支柱21的前端部,固定導光柱30(導光部件)。詳 細來說,透鏡連接器51是用于防止從光源40與導光柱30的間隙放出的泄漏光,并且將導光 柱30固定于基座20,與支柱21同樣地將光源40的熱朝燈泡10散熱的部件。透鏡連接器51例 如如圖2所示那樣形成為大致圓筒狀。
[0082] 詳細來說,支柱21的端部例如具有外徑減小了透鏡連接器51的壁厚那么多的安裝 部21c。透鏡連接器51安裝于支柱21的安裝部21c,并被支柱21支承。由此,透鏡連接器51例 如具有與支柱21的側面21a連續(xù)的側面51a。透鏡連接器51的側面51a在橫切中屯、軸C的方向 (例如水平方向)上面對燈泡10的內(nèi)表面13。透鏡連接器51的側面51 a例如面對燈泡10的擴 徑部12a的內(nèi)表面13a。
[0083] 換言之,照明裝置100具有由支柱21與透鏡連接器51構成的柱狀部26(全支柱、支 承部、光源支承部)。柱狀部26插入燈泡10的內(nèi)部,并沿著中屯、軸C延伸。柱狀部26的外形可 W為棱柱也可W為圓柱,也可W隨著沿著中屯、軸C進展而變化。在該情況下,柱狀部26的外 周長被設定在收斂在沿著光的配光的線70的范圍。另外,柱狀部26的外周長意味著與柱狀 部26的中屯、軸垂直的剖面的周長。柱狀部26的側面26a包括支柱21的側面21a與透鏡連接器 51的側面51曰。
[0084] 另一方面,透鏡連接器51具有供導光柱30穿過的開口 51b。導光柱30穿過透鏡連接 器51的開口 5化,并從透鏡連接器51的內(nèi)部朝外部突出。
[0085] 也可W在透鏡連接器51設置用于與支柱21或者基板連接器50連接的螺紋孔、切削 螺紋或者孔。此外,也可W在透鏡連接器51的一部分設置與導光柱30的端面的凸部(或者凹 部)一致的凹部(或者凸部)。在該情況下,通過由基板連接器50與透鏡連接器51夾持來固定 導光柱30。
[0086] 在透鏡連接器51中使用用于不透射泄漏光的不透明的材質、或者實施了不透明的 涂裝的部件。作為透鏡連接器51的材質,例如能夠使用聚碳酸醋等的強度W及耐熱性優(yōu)異 的合成樹脂、侶合金及銅合金等的熱傳導性優(yōu)異的材料。另外,也可W在透鏡連接器51的外 表面W及內(nèi)表面設置未圖示的福射層。福射層由通過表面處理而形成的防蝕侶、涂裝等形 成。如果在福射層使用白色涂裝等可見光的吸收性低的材料,則能夠減小在透鏡連接器51 的表面處的光的損失。也可W通過研磨、涂裝、金屬蒸鍛等將透鏡連接器51的外表面W及內(nèi) 表面形成為光澤面。在該情況下,雖然福射被抑制,但能夠減小在透鏡連接器51的表面處的 光的損失。
[0087] 光源40是在板狀的基板41的一個面上安裝一個或者多個Lm)等的發(fā)光元件40a的 構件,例如產(chǎn)生白色光等的可見光。作為一例,在使用產(chǎn)生波長450nm的青紫色光的發(fā)光元 件40a的情況下,通過由包括吸收青紫色光并產(chǎn)生波長560nm附近的黃色光的巧光體的樹脂 材料等覆蓋該發(fā)光元件40a,由此光源40產(chǎn)生白色光。
[0088] 在基板41由金屬等的電傳導性高的材料構成的情況下,優(yōu)選設置成將與設置光源 40的面相反側的面經(jīng)由具有電絕緣性且熱傳導性優(yōu)異的片材與基座20的表面接觸。如后所 述,運是因為:為了將光源40所產(chǎn)生的熱朝基座20傳遞,光源40與基座20之間的接觸熱阻越 小越好,此外,光源40與基座20優(yōu)選具有電絕緣的關系。另外,在基板41為陶瓷等的電傳導 性低的原料的情況下,并不是一定需要上述絕緣片材。
[0089] 圖4示出在圖1所示的照明裝置100的內(nèi)部產(chǎn)生的對流。如圖4的流線71所示,導光 柱30的附近的空氣因來自導光柱30的散熱而密度變小,朝與重力方向相反的方向流動。此 夕h燈泡10附近的空氣被低溫的燈泡10吸熱而密度變大,相對于重力朝順方向(相同方向) 流動。通過基于該循環(huán)流的從支柱21的散熱、朝燈泡10的散熱的循環(huán),能夠有效地冷卻光源 40。
[0090] 也可W在燈頭60、燈頭連接器23或者支柱21的內(nèi)部具備對光源40供給電力的電源 電路。電源電路接受交流電壓(例如,l〇〇V)并將其轉換成直流電壓,之后通過配線90對光源 40施加該直流電壓。在該情況下,能夠不使用外部電源便對光源40供給電力。此外,在燈頭 60、燈頭連接器23或者支柱21的內(nèi)部除了配置電源電路W外還可W通過任意的組合配置任 意的設備。例如,能夠包括調(diào)色電路、調(diào)光電路、無線電路、一次電池、二次電池、巧耳帖元 件、麥克風、揚聲器、收音機、天線、鐘表、超聲波產(chǎn)生裝置、照相機、投影儀、液晶顯示器、對 講機、火災報警器、警報器、氣體成分分析傳感器、粒子計數(shù)器、煙感器、人感傳感器、距離傳 感器、照度傳感器、氣壓傳感器、磁力傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、傾斜 傳感器、加速度傳感器、GPS、蓋革計數(shù)器、換氣扇、加濕器、除濕器、空氣清潔器、滅火劑、除 菌劑、消臭劑、芳香劑、驅蟲劑、天線、CPU、存儲器、馬達、推進器、風扇、散熱片、累、熱累、熱 管、電線、吸塵器、集塵過濾器、無線LAN訪問點、中繼器、電磁屏蔽功能、無線供電發(fā)送器、無 線供電接受器、光催化劑、太陽能電池等。
[0091] (熱傳導層的說明)
[0092] 接著,對熱傳導層80進行詳細說明。
[0093] 如圖2所示,在燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之間設置有由氣體、液體、 合成樹脂、玻璃或者金屬等的至少一個形成的熱傳導層80。熱傳導層80可W僅設置于燈泡 10的內(nèi)表面13與支柱21的側面21a之間,也可W在此基礎上設置于燈泡10的內(nèi)表面13與透 鏡連接器51的側面51 a之間。熱傳導層80促進從柱狀部26朝燈泡10的散熱。
[0094] 詳細來說,熱傳導層80設置于燈泡10的內(nèi)表面13中與端部10b(開口 11)鄰接的區(qū) 域和柱狀部26的側面26a之間。在本實施方式中,熱傳導層80例如設置于燈泡10的擴徑部 12a的內(nèi)表面Ua與柱狀部26的側面2&1之間。
[0095] 熱傳導層80例如沿著光軸方向0D設置預定的長度。在本實施方式中,支柱21的長 邊方向沿著光源40的光軸方向0D。熱傳導層80例如遍及支柱21的長度的大致一半W上(或 者柱狀部26的長度的大致一半W上)設置。
[0096] 在本實施方式中,熱傳導層80由位于燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之 間的氣體(例如空氣)形成。即,通過將燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之間的間隙 g設定為小于(窄于)預定值,實現(xiàn)氣體的粘性被控制的狀態(tài),由此,使燈泡10的內(nèi)表面13與 柱狀部26的側面26a之間的、實質上不流動的氣體的層作為熱傳導層80發(fā)揮功能。另外,形 成熱傳導層80的氣體并不限定于空氣,例如也可W是氮氣那樣的熱傳導性高的氣體。此外, 在包括熱傳導層80的燈泡10內(nèi)并不限定于封入氣體,也可W封入水、娃酬潤滑脂、碳氣化合 物等。
[0097] 具體而言,當將熱傳導層80的厚度(也就是說,燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側 面26a之間的間隙g的厚度)設為d,柱狀部26的與熱傳導層80接觸的部分的長度設為1,上述 氣體的體積膨脹率設為0,柱狀部26的側面26a的溫度設為化,燈泡10的與熱傳導層80接觸 的部分的內(nèi)表面13的溫度設為Tg,上述氣體的動粘度系數(shù)設為V時,設置各種尺寸等W滿足 如下的式(1)。
[009引[式1]
[0099]
(I)
[0100] 此外,此處的格拉肖夫數(shù)Gri用如下的式(2)表示。
[0101] 「立 21
[0102]
(2)
[0103] 另外,當在柱狀部26的側面26a安裝后述的擴散片98那樣的部件的情況下,上述 "柱狀部"、"柱狀部的側面"換一種說法可W為該"部件"、"部件的表面"。此外,當在燈泡10 的內(nèi)表面安裝擴散片98那樣的部件的情況下,"燈泡10"、"燈泡10的內(nèi)表面"換一種說法可 W為該"部件"、"部件的表面(內(nèi)表面r。
[0104] 此時,基于燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之間的氣體的傳熱的熱傳導 被控制,熱阻減少,促進傳熱。此外,成為與對流無關的傳熱,因此,能夠抑制因電燈泡的方 向變化而對散熱性能造成影響。
[0105] 此處,當對上述式(1)的導出過程進行闡述時,位于燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26 的側面26a之間的氣體能夠視為密閉鉛垂平行平板間的流體層。在該情況下,當將代表長度 設為1,流體層厚度設為加寸,可知在滿足如下的式(3)的情況下熱傳導被控制。
[0106] 試3]
[0107] Grd《1400(l/d)0.389 (3)
[010引在該式(3)的兩邊乘上l3/d3來用1歸納格拉肖夫數(shù),將d放在式的左邊,由此導出上 述式(1)。
[0109] 另外,如本實施方式那樣,在熱傳導層80的厚度d在光軸方向0D上變化的情況下, 只要熱傳導層80的最大厚度cUax滿足上述式(1)即可。
[0110] 在本實施方式中,通過增大柱狀部26的外徑,并且增厚例如燈泡10的厚度t,燈泡 10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之間的間隙g形成為滿足上述式(1)。另外,燈泡10的厚 度t是在燈泡10的露出于外部的外表面17與在燈泡10的露出于內(nèi)部的內(nèi)表面13之間的厚度 (壁厚)。
[0111] 另一方面,將熱傳導層80的厚度d例如設定為大于光源40射出的光的波長A。即,將 熱傳導層80的厚度d設定為滿足如下的式(4)。
[0112] 試4]
[0113] (4)
[0114] 此處,圖26是示出在將燈泡10設為丙締,支柱21(柱狀部26)設為侶的情況下,在燈 泡10內(nèi)W入射角45°全反射的情況下的d/A與反射率的關系的圖。根據(jù)該圖26可知,在d/A> 1、即d>A的情況下,反射率接近100%,另一方面,在d/A< 1、即d<A的情況下,光被柱狀部 26吸收,隨著接近d = 0而反射率降低。
[0115] 因而,在圖1的照明裝置100中,通過在燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之 間設置光的波長W上的間隔d的間隙g,能夠使在燈泡10內(nèi)傳播的光的反射率接近100%。 即,能夠將在燈泡10內(nèi)傳播的光的大部分作為照明光從外表面取出,能夠降低因支柱21吸 收光而引起的光的損失。運意味著:也就是說,防止因倏逝波而使光在柱狀部26內(nèi)傳播,由 此能夠減少損失。此時,柱狀部26從照明裝置100的外部觀察并不顯眼,也提高外觀的美觀 性。
[0116] 另外,如本實施方式那樣,在熱傳導層80的厚度d在光軸方向0D上變化的情況下, 只要熱傳導層80的最小厚度cUin滿足上述式(4)即可。
[0117] 接著,參照圖3對用于得到更寬的配光的條件進行說明。從光源40照射的光經(jīng)由導 光柱30朝照明裝置100的周圍照射。此時,將來自導光柱30的光的配光角的原點設為P。此 夕h用角度9a表示從導光柱30的原點P照射的光的配光角的1/2。當在穿過導光柱30的原點P 且與朝鉛垂下方延伸的照明裝置的中屯、軸C垂直的平面中,將從中屯、軸C到燈頭60、燈頭連 接器23、燈泡連接器22、支柱21、基座20、透鏡連接器51W及其他光學上不透明的構件各自 的端部的距離設為rm,從穿過導光柱30的原點P且與中屯、軸C垂直的平面到上述端部的距離 設為Im,從中屯、軸C到光源40的與導光柱30對置的面(例如端面)的緣部的最小距離設為ri 時,優(yōu)選距離rm在如下的巧)式所示的范圍內(nèi)。
[011引試5]
[0119] ri^rm^lml tan0a 巧)
[0120] 另外,光源40的與導光柱30對置的面的距離ri意味著從中屯、軸C與上述面的交點 即上述面的原點到上述面的外周部的最小距離。此外,從穿過導光柱30的原點P且與中屯、軸 C垂直的平面到上述端部的距離Im意味著從上述端部到上述平面上的各點的距離的最小 值。另外,圖3中將配光角的原點P配置于中屯、軸C上的散射體31的上端(基端),不過也可W 配置于導光柱30的任意的部位。另外,0a可W根據(jù)所需要的配光角例如像設為下方光度的 二分之一的范圍等那樣任意設定。另外,此處,將配光的對稱軸設為與照明裝置100的中屯、 軸C相同,不過配光的對稱軸也可W穿過光源40的發(fā)光面內(nèi)的任意點。
[0121] 通過如此構成,照明裝置100能夠獲得導光柱30相當?shù)呐涔饨牵蔡岣甙l(fā)光提高。 另外,在圖3中,距離rm、距離Im作為一例W透鏡連接器51的端部為對象。
[0122] 另外,與圖3所示的情況不同,柱狀部26也可W不與中屯、軸C平行。如圖5所示,柱狀 部26可W具有相對于中屯、軸C傾斜的表面,也可W相對于中屯、軸C彎曲。通過使柱狀部26彎 曲或者傾斜,能夠削減柱狀部26的重量。
[0123] 接著,對柱狀部26的優(yōu)選的外形形狀(優(yōu)選的表面積)進行說明。
[0124] 當將柱狀部26W及燈泡10的表面設為平滑,柱狀部26的表面積設為Ai,將柱狀部 26近似成表面積等價的球的情況下的半徑設為ri,光源40的結(發(fā)光元件中屯、部)變?yōu)槟蜔?溫度的情況下的上述半徑ri設為rimin時,表面積Ai滿足如下的式(6)。
[0125] 試6]
[0126] 4 町 imin2=Ai (6)
[0127] 此處,當將照明裝置100整體的熱阻設為化uib(ri),光源40的發(fā)熱量設為化,光源40 的結的耐熱溫度上升設為A Tjmax時,rimin滿足如下的式(7)。
[012 引[式 7]
[0129] A Tjmax =化ulb(rimin)Ql (7)
[0130] 此處,圖6W及圖7分別示出照明裝置100的散熱路徑,圖7是簡化圖6而得的圖。如 圖6W及圖7所示,當將從光源40的結到與不是熱傳導層80的氣體(空氣)接觸的柱狀部26的 第1面P(第1區(qū)域)的熱阻設為Rip,從柱狀部26的第砸巧Ij與熱傳導層80接觸的柱狀部26的 第2面q(第2區(qū)域)的熱阻設為Rpq,從柱狀部26的第2面q到燈頭60和燈泡連接器22的與外部 空氣接觸的面c(外表面、外表面區(qū)域)的熱阻設為Rq。,從柱狀部26的第1面P到與不是熱傳導 層80的氣體(空氣)接觸的燈泡10的第1面gt(第1區(qū)域)的熱阻設為Rpgt(ri),從柱狀部26的 第2面巧Ij與熱傳導層80接觸的燈泡10的第2面gb(第2區(qū)域)的熱阻設為Rqgb(ri),從燈泡10 的第1面gt朝周圍環(huán)境的熱阻設為Rgta,從燈泡10的第2面gb朝周圍環(huán)境的熱阻設為Rgba,從 燈頭60與燈泡連接器22的面C朝周圍環(huán)境的熱阻設為Rea時,包含ri的Rbuib(ri)滿足如下的式 (8)。另外,在不設置燈泡連接器22的照明裝置100的情況下,面C也可W由燈頭60形成。
[0131] [式引
[0132]
(S)
[01削此處,Ri、R2、R3如式(9)所述。
[0134] 試9]
[0135]
嫉
[0136] 此處,考慮柱狀部26的第1面P與燈泡10的第1面gt之間的熱阻Rpgt。當將柱狀部26 的第1面P與燈泡10的第1面gt之間的因對流而引起的熱阻設為Rpgtc(ri),柱狀部26的第1面P 與燈泡10的第1面gt之間的因福射而引起的熱阻設為Rpgtr(ri)時,包含ri的熱阻Rpgt(ri)滿 足如下的式(10)。
[0137] 試10]
[01測
加》
[0139] 旨P,柱狀部26的第1面P與燈泡10的第1面gt之間的熱阻Rpgt由因對流而引起的熱阻 Rpgtc (ri)和因福射而引起的熱阻Rpgtr (r i)構成。
[0140] 因此,首先考慮因對流而引起的熱阻Rpgtc(ri)。
[0141] 此處,關于同屯、雙球面間的對流,當將內(nèi)球面的半徑與溫度設為ri、Ti,外球面的 半徑與溫度設為r〇、To,有效熱傳導率設為keff、每單位面積的熱流量設為q時,已知式(11)的 關系。
[0142] 試11]
[0143]
(H)
[0144] 在本實施方式中,將柱狀部26的第1面P與燈泡10的第1面gt視為同屯、雙球面而近 似。即在本實施方式中,應用上述式(11),當將柱狀部26的第1面P的平均溫度設為Tp,燈泡 10的第1面gt的平均溫度設為Tgt,將柱狀部26的面P近似成球體的情況下的等價半徑設為 町,將燈泡10的面gt近似成球體的情況下的等價半徑設為rgt時,包含ri的Rpgte(ri)滿足如下 的式(12)。
[0145] 試12]
[0146]
(城
[0147] 此處,當將氣體的熱傳導率設為k,氣體的普蘭特準數(shù)設為Pr,氣體的瑞利數(shù)設為 Ras時,能夠從如下的式(13)求出有效熱傳導率keff。
[0148] 試13]
[0149]
a巧
[0150] 進而,當將重力加速度設為g,氣體的體積彈性模量設為e,氣體的動粘度系數(shù)設為 V,氣體的溫度傳導率設為a時,能夠從如下的式(14)求出瑞利數(shù)Ras。
[0151] [式 14]
[0152]
04)
[0153] 此外,能夠從如下的式(15)求出代表長度Ls。
[0154] 試15]
[0155]
0 沒)
[0156] 接著,考慮上述基于福射的熱阻Rpgtr(ri)。
[0157] 此處,關于2平面系的凸面與包圍該凸面的面之間的福射,當將上述凸面的面積、 溫度、平均福射率設為心、。、61,上述包圍的面的面積、溫度、平均福射率設為42^2、62,斯蒂 芬-玻耳茲曼常數(shù)設為0,熱流量設為Q時,已知式(16)的關系。
[015 引「式 161
U碳
[0159]
[0160] 在本實施方式中,將柱狀部26的第1面P與燈泡10的第1面gt視為上述2平面系的凸 面與包圍該凸面的面而近似。即在本實施方式中,應用上述式(16),當將支柱21的面P的平 均福射率設為Ep,燈泡10的面gt的平均福射率設為Egt時,包含ri的Rpgtr(ri)滿足如下的式 (17)。
[0161] 試17]
[0162] U7)
[0163] 接著,考慮柱狀部26的第2面q與燈泡10的第2面gb之間的熱阻Rqgb。當將柱狀部26 的第2面q與燈泡10的第2面gb之間的因熱傳導而引起的熱阻設為Rqgbc(ri),柱狀部26的第2 面q與燈泡10的第2面gb之間的因福射而引起的熱阻設為Rqgbr(ri)時,包含ri的熱阻Rqgb(ri) 滿足如下的式(18)。
[0164] 試18]
[01化]
紅錢
[0166] 即,柱狀部26的第2面q與燈泡10的第2面gb之間的熱阻Rqgb由因熱傳導而引起的熱 阻Rqgbc (ri)與因福射而引起的熱阻Rqgbr (r i)構成。
[0167] 因此,首先考慮因熱傳導而引起的熱阻Rpgbc(ri)。
[0168] 此處,關于同屯、雙圓筒間的對流,當將內(nèi)圓筒的半徑設為化,外圓筒的半徑設為R2, 圓筒的長度設為L,熱傳導率設為k,熱阻設為則寸,已知式(19)的關系。
[0169] 試19]
[0170]
Ci與
[0171] 在本實施方式中,將柱狀部26的第2面q與燈泡10的第2面gb視為同屯、雙圓筒而近 似。即在本實施方式中,應用上述式(19),將柱狀部26的第2面q的平均溫度設為Tq,燈泡10 的第2面gb的平均溫度設為Tgb,將柱狀部26的第2面q近似成圓筒的情況下的等價半徑設為 將燈泡10的第2面gb近似成圓筒的情況下的等價半徑設為rgb,柱狀部26的與熱傳導層80 接觸的部分的長度設為Iq,熱傳導層80的熱傳導率設為k時,包含ri的Rqgbt(ri)滿足如下的 式(20)。
[0172] 試20]
[0173]
(20)
[0174] 接著,考慮上述因福射而引起的熱阻Rqgbr(ri)。
[0175] 此處,關于2平面系的平行二平面間的福射,當將內(nèi)表面的溫度與平均福射率設為 Ti、ei,外表面的溫度與平均福射率設為T2、。,斯蒂芬-玻耳茲曼常數(shù)設為0,每單位面積的 熱流量設為q時,已知式(21)的關系。
[0176] 試21]
[0177]
㈱
[0178] 在本實施方式中,將柱狀部26的第2面q與燈泡10的第2面gb視為上述2平面系的平 行二平面而近似。即在本實施方式中,應用上述式(21),當將支柱21的第2面q的平均福射率 設為Eq,燈泡10的第2面gb的平均福射率設為Egb時,包含ri的Rqgbr(ri)滿足如下的式(22)。
[0179] [式 22]
[誦]
燃)
[0181] 在本實施方式中,如W上那樣考慮各散熱路徑的熱阻,設定柱狀部26的表面積Ai W便滿足上述式(6)。
[0182] 另外,柱狀部26的表面積Ai也可W設定為滿足如下的式(23)。
[0183] [式 23]
[0184] 4 町 imin2=Ai (23)
[0185] 目P,在滿足式(23)的結構中,柱狀部26被設計成小至將光源40的結的耐熱溫度考 慮在內(nèi)的極限,從外部觀察變得更不顯眼。即根據(jù)運樣的結構,能夠進一步提高照明裝置 100的美觀性。
[0186] 另外,此處,作為發(fā)熱體僅假定光源40,不過也可W將因光吸收而引起的燈泡10、 導光柱30的發(fā)熱,因電源電路等的支柱21內(nèi)部的構件而引起的發(fā)熱考慮在內(nèi)。
[0187] (功能的說明)
[0188] 在設置于室內(nèi)的頂棚等、燈具的燈座上安裝有照明裝置100的燈頭60的狀態(tài)下,當 通過室內(nèi)的電源等對燈座供電時,經(jīng)由內(nèi)包于燈頭60、燈頭連接器23W及支柱21的任一個 的電源電路或者外部電源朝光源40供給恒定電流。由此光源40照射光。
[0189] 導光柱30將從光源40發(fā)出的光導光直至到達散射體31。到達散射體31的光由散射 體31擴散后從導光柱30朝外部射出。運樣,借助導光與基于散射體31的擴散運兩個效果,從 導光柱30最終射出的光束成為寬配光。
[0190] 光源40伴隨著發(fā)光而產(chǎn)生熱。該熱從光源40朝基板41傳遞。接著,在基板41內(nèi)傳熱 并傳遞至基座20W及基板連接器50。傳遞至基座20的熱通過基座20內(nèi)朝由支柱21與透鏡連 接器51構成的柱狀部26傳遞。傳遞至柱狀部26的熱的一部分從柱狀部26的側面26a的與熱 傳導層80接觸的部分主要通過熱傳導朝燈泡10傳遞,從其他的與燈泡10內(nèi)的流體接觸的部 分通過對流?福射朝燈泡10傳遞,另一部分通過熱傳導朝燈泡連接器22W及燈頭連接器23 傳遞。傳遞至基板連接器50的熱的一部分朝導光柱30傳遞,另一部分朝透鏡連接器51傳遞。 傳遞至導光柱30的熱通過來自表面的對流?福射朝燈泡10傳遞。傳遞至燈泡10的熱通過對 流?福射朝外部放出。
[0191] 傳遞至燈泡連接器22的熱的一部分朝燈泡10傳遞,另一部分通過對流?福射朝外 部放出。并且,傳遞至燈頭連接器23的熱經(jīng)由燈頭連接器23朝燈頭60傳遞。傳遞至燈頭60的 熱經(jīng)由未圖示的燈座朝外部放出。
[0192] 此時,如上所述,基板41與基座20之間、基座20與支柱21之間、基座20與基板連接 器50之間、支柱21與燈泡連接器22之間、燈泡連接器22與燈泡10之間、燈泡連接器22與燈頭 連接器23之間、燈頭連接器23與燈頭60之間、基板連接器50與透鏡連接器51之間、W及透鏡 連接器51與支柱21之間,分別通過熱傳導性優(yōu)異的潤滑脂、片材或者帶等、或者螺釘?shù)鹊穆?合熱連接,能夠有效地傳熱。
[0193] 在本實施方式中,在燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之間設置有熱傳導 層80。根據(jù)運樣的結構,能夠將傳遞至柱狀部26的熱通過熱傳導層80的熱傳導而有效地釋 放給燈泡10,能夠提高照明裝置100的散熱性能。由此,例如通過使燈泡10的外表面的面積 增加能夠實現(xiàn)配光角的增加與透明感的提高,并且通過搭載高輸出的Lm)能夠使全光束增 加。
[0194] 在本實施方式中,燈泡10具有隨著從端部10b沿著光源40的光軸方向0D進展而燈 泡10的外周長擴大的擴徑部12a。熱傳導層80設置于擴徑部12a的內(nèi)表面13a與柱狀部26的 側面26a之間。根據(jù)運樣的結構,能夠利用具有改良的外形的燈泡10的擴徑部12a實現(xiàn)散熱 性的提高。
[01M]在本實施方式中,支柱21的長邊方向沿著光源40的光軸方向OD。熱傳導層80遍及 支柱21的長度的大致一半W上(或者柱狀部26的長度的一半W上)設置。根據(jù)上述那樣的結 構,跨越比較長的距離形成熱傳導層80,因此能夠進一步提高照明裝置100的散熱性。
[0196] 在本實施方式中,設定各種尺寸等W便滿足上述式(1),位于燈泡10的內(nèi)表面13與 柱狀部26的側面26a之間的氣體的層作為熱傳導層80發(fā)揮功能。由此,通過基于氣體的熱傳 導層80的熱傳導,能夠將柱狀部26的熱有效地傳遞至燈泡10,并經(jīng)由燈泡10朝外部擴散。
[0197] 在本實施方式中,熱傳導層80的厚度d被設定為大于光源40射出的光的波長A。由 此,能夠使在燈泡10內(nèi)傳播的光的反射率接近100%,能夠將在燈泡10內(nèi)傳播的光的大部分 作為照明光從外表面取出,能夠減少因柱狀部26吸收光而引起的光的損失。由此,柱狀部26 從照明裝置100的外部觀察變得不顯眼,也提高外觀的美觀性。
[0198] 另外,也可W在柱狀部26的表面設置未圖示的福射層。福射層由通過表面處理而 形成的防蝕侶、涂裝等形成。如果在福射層中使用白色涂裝等可見光的吸收性低的材料,貝U 能夠減少在柱狀部26的表面處的光的損失。也可W通過研磨、涂裝、金屬蒸鍛等將柱狀部26 的表面形成為光澤面。在該情況下,雖然福射被抑制,但能夠減少在支柱21的表面處的光的 損失。
[0199] 在本實施方式中,也可W在燈泡連接器22的端部設置用于增加與燈泡10的連接面 的熱連接部15 (凸部或者凹部)。燈泡連接器22與燈泡10通過耐熱性高的粘接劑固定,或者 彼此加工成螺紋形狀并進行螺合。
[0200] 或者,燈泡10也可W不使用燈泡連接器22而直接通過螺合、粘接等的方法連接于 燈頭60。在將燈泡10直接連接于燈頭60的情況下,燈頭連接器23通過螺合、粘接等的方法連 接于燈泡10的內(nèi)側。
[0201] 為了促進從燈泡連接器22朝環(huán)境的散熱,也可W在燈泡連接器22的與空氣接觸的 面設置福射層。福射層由通過表面處理而形成的防蝕侶、涂裝等形成。如果在福射層中使用 白色涂裝等可見光的吸收性低的材料,則能夠減少在燈泡連接器22的表面處的光的損失。
[0202] 另一方面,也可W如圖3所示,在從導光柱30的散射體31的原點P起沿著配光角白a 的線70W內(nèi)收納支柱21W及透鏡連接器51,W免照明裝置100的配光角縮小。
[0203] 另外,在本實施方式中,W燈泡10覆蓋燈頭60W外的照明裝置100的大致整個表面 的結構為例進行了說明,但也可W并用金屬框體,形成為僅覆蓋一部分的結構。在該情況 下,能夠在從燈泡10表面的散熱的基礎上,從金屬框體的表面直接散熱。
[0204] 此外,從導光擬似及燈泡連接器22排出的熱加熱燈泡10內(nèi)部的空氣。并且,如圖 4的流線71所示,加熱后的空氣因自然對流而沿著柱狀部26的表面朝與重力相反的方向上 升。到達柱狀部26的上端的空氣在燈泡10的內(nèi)表面逐漸冷卻,朝重力方向下降。通過該空氣 的流動,促進從柱狀部26朝燈泡10的傳熱,能夠進一步冷卻照明裝置100。
[0205] 此時,隨著空氣沿著柱狀部26的周圍朝上側流動,流動的空氣的溫度逐漸上升。 良P,在柱狀部26的表面附近,柱狀部26的下端附近的空氣的溫度最低,隨著趨向上端而空氣 的溫度逐漸上升。如本實施方式那樣,通過將導光柱30W及光源40設置于柱狀部26的下端, 能夠利用更低溫的空氣有效地冷卻光源40。
[0206] 如本實施方式那樣,在支柱21的內(nèi)部設置空桐,并且僅在燈頭60側的一端或者在 包括光源40側的端部的兩端具有開口,在支柱21的大致圓筒部的側面設置孔20d,由此能夠 將與光源40電連接的配線90內(nèi)包至燈頭60,能夠在提高外觀的同時減小配線90不經(jīng)意地游 動而遮擋光的可能性。運在將用于穿過配線90的貫通孔20c設置于基座20的情況下也是同 樣的。
[0207] 基板連接器50W及透鏡連接器51例如通過螺釘?shù)扰c基座20或者支柱21螺合。W與 導光柱30端面的凸部或者凹部一致的方式在基板連接器50或者透鏡連接器51設置凹部或 者凸部,由此能夠在基板連接器50、透鏡連接器51間固定導光柱30。并且,如圖2所示,能夠 在導光柱30與光源40之間設置間隙。
[0208] 通過在導光柱30與光源40之間設置間隙,能夠避免因光源40與導光柱30的熱膨脹 率的差而造成的影響。此外,能夠使導光柱30遠離變?yōu)楦邷氐墓庠?0,即,能夠使導光柱30 的溫度為光源40的溫度W下。根據(jù)該結構,作為導光柱30的材料,在使用光源40的耐熱溫度 W下的材質、例如丙締等的材料的情況下,能夠向光源40投入更大的電力,能夠獲得更大的 全光束。
[0209] 配線90也可W直接連接于燈頭60,或者也可W將其一方連接于基座20。通過在基 座20上連接配線90,能夠減少配線90的量,并且能夠提高外觀。在該情況下,需要將基座20、 支柱21、燈泡連接器22、燈頭連接器23的全部或者一部分設為具有導電性的構件等的、將支 柱21與基板41電連接的手段。由此,燈頭連接器23可W經(jīng)由燈泡連接器22、支柱21、基座20 W及基板41的全部或者一部分與光源40電連接。
[0210] 在本實施方式中,將基座20、支柱21、燈泡連接器22、基板連接器50、透鏡連接器 51、燈頭連接器23設為不同的構件,不過也可W將一部分或者全部設為一體的構件。在該情 況下,構件制作變得困難。但是,能夠除去構件間的接合部處的接觸熱阻,能夠進一步提高 散熱性能。
[0211] 在本實施方式中,燈頭連接器23具有電傳導性,不過燈頭連接器23也可W由電絕 緣性高的原料(PBT(Polybutylene terephthalate)、聚碳酸醋、PEEK (Polyetheretherketone)等)制作,或者在其表面形成電絕緣性高的層。在該情況下,當在 燈頭連接器23內(nèi)部配置未圖示的電路時,能夠避免電氣的不良情況。另外,配線90的正極W 及負極都與電路連接。另外,配線90在不存在電路的情況下直接連接于燈頭60。
[0212] 在本實施方式中,假定將電源電路配置于照明裝置100的外部的情況,但也能夠將 電源電路收納在燈頭60、燈頭連接器23、支柱21的內(nèi)部。也可W在支柱21內(nèi)部進一步設置殼 體,在其中收納電源電路。作為殼體的材質,由電絕緣性高的原料(PBT(Polybutylene terephthalate)、聚碳酸醋、P邸K(F*olyetheretherketone)等)制作,或者在其表面形成電 絕緣性高的層。在該情況下,當在支柱21內(nèi)部配置未圖示的電路時,能夠避免電氣的不良情 況。
[0213] 根據(jù)本實施方式的照明裝置100,由于支柱21設置在燈泡10內(nèi),所W能夠有效地進 行散熱,能夠提高照明裝置100的散熱性能。
[0214] W下,對第2至第6實施方式所設及的照明裝置進行說明。另外,對具有與第1實施 方式的結構相同或者類似的功能的結構標注相同的附圖標記并省略對其進行說明。此外, 除W下說明的結構W外的結構與第1實施方式相同。
[0215] (第2實施方式)
[0216] 圖8示出第2實施方式的照明裝置100A。圖9是圖8所示的照明裝置100A的合成樹脂 的注入方法。
[0217] 照明裝置100A示出如下結構:在圖1至圖7所示的第1實施方式的照明裝置100中, 熱傳導層80代替氣體轉而使用例如粘接劑等的、具有通常流動性的、因溫度、干燥等而固化 的材料(填充劑)。另外,填充劑并不是一定要固化,只要在燈泡10與柱狀部26之間的間隙g 之間與流動性相比處于支配性狀態(tài)(實質上不會從間隙g流出的狀態(tài)),便并不是一定要固 化。
[0218] 本實施方式的熱傳導層80例如由注入燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之 間并固化的合成樹脂形成。在該情況下,無需滿足上述式(1)。合成樹脂例如沿著燈泡10的 內(nèi)表面13注入。
[0219] 熱傳導層80例如由透射光的透明的合成樹脂、粘接劑形成。另外,形成熱傳導層80 的合成樹脂也可W包含使光散射(擴散)的粒子。如果包含運樣的散射粒子,則柱狀部26從 照明裝置100A的外部觀察變得不顯眼,也提高外觀的美觀性。此外,也可W在熱傳導層80中 包含熱傳導填充劑,從而進一步提高熱傳導性。
[0220] 在本實施方式中,在支柱21的內(nèi)部設置有空桐,并且在支柱21的側面21a設置有注 入孔91AW及排出孔91B。注入孔91AW及排出孔91B使支柱21的內(nèi)部的空桐部和燈泡10的內(nèi) 表面13與柱狀部26的側面26a之間的間隙g連通。注入孔91AW及排出孔91B可W例如各為一 個,不過例如在注入粘性強的合成樹脂的情況下等優(yōu)選設置多個。
[0221] 此處,支柱21具有支承基座20的第1端部92、W及位于與該第1端部92相反側的第2 端部93。第2端部93面對燈泡10的開口 11的內(nèi)表面。在本實施方式中,在支柱21的第2端部93 設置注入孔91A,并且在支柱21的第1端部92設置排出孔91B。
[0222] 根據(jù)運樣的結構,例如如圖9所示,將用于注入合成樹脂的噴嘴N插入支柱21的空 桐部并使之與注入孔91A對準,由此能夠比較容易地從支柱21的內(nèi)部朝燈泡10的內(nèi)表面13 與柱狀部26的側面26a之間的間隙g注入合成樹脂。
[0223] 伴隨著合成樹脂的注入,燈泡10內(nèi)的空氣的一部分從排出孔91B通過支柱21的內(nèi) 部朝外部排出。此外,所注入的合成樹脂填充于燈泡10與支柱21之間的間隙g,并且例如其 一部分從排出孔91B返回到支柱21的內(nèi)部。由此,能夠抑制合成樹脂被過度地注入,能夠穩(wěn) 定地確定熱傳導層80的前端部的高度。
[0224] 合成樹脂也可W在注入燈泡10與柱狀部26之間的間隙g之后例如通過賦予熱或者 紫外線而固化。此外,合成樹脂也可W通過混合兩個種類的液體而固化。另外,排出孔91B并 不是必須的。也可W伴隨著合成樹脂的注入,使燈泡10內(nèi)的氣體在燈泡10內(nèi)被壓縮。
[0225] 另外,在本實施方式中,對從注入孔91A注入合成樹脂的例子進行了說明,但并不 限定于此,也可W通過注入孔91注入用于形成熱傳導層80的其他原料(例如玻璃、金屬)。排 出孔91B也可W構成為,當從注入孔91A注入玻璃、金屬時,使燈泡10內(nèi)的氣體釋放。
[0226] 根據(jù)運樣的照明裝置100A,能夠與上述第1實施方式相同地實現(xiàn)散熱性的提高。進 而,在本實施方式中,熱傳導層80由注入燈泡10的內(nèi)表面13與柱狀部26的側面26a之間的合 成樹脂形成。根據(jù)運樣的結構,能夠從柱狀部26朝燈泡10有效地傳遞熱。
[0227] 在本實施方式中,在柱狀部26設置有能夠從該柱狀部26的內(nèi)部朝燈泡10的內(nèi)表面 13與柱狀部26的側面26a之間注入合成樹脂的注入孔91A。根據(jù)運樣的結構,能夠比較容易 地朝燈泡10與柱狀部26之間的間隙g注入合成樹脂。
[0228] 在本實施方式中,在柱狀部26設置有當合成樹脂的注入時使燈泡10內(nèi)的氣體通過 該柱狀部26的內(nèi)部朝外部釋放的排出孔91B。根據(jù)運樣的結構,難W在燈泡10與柱狀部26之 間的間隙g殘留空氣,能夠更加容易地填充合成樹脂。
[0229] 圖10示出本實施方式的第1變形例所設及的照明裝置100A。在該第1變形例中,注 入孔91AW及排出孔91B的位置與圖9所示的例子相反。在該第1變形例中,在支柱21的第1端 部92設置注入孔91A,在支柱21的第2端部93設置排出孔91B。在運樣的結構中,也能夠比較 容易地從柱狀部26的內(nèi)部朝燈泡10與柱狀部26之間的間隙g注入合成樹脂。
[0230] 圖11示出本實施方式的第2變形例所設及的照明裝置100A。在該第2變形例中,例 如是在注入流動性高的第1合成樹脂95之后,注入與第1合成樹脂95相比流動性低的第2合 成樹脂96,將該第2合成樹脂96作為蓋發(fā)揮功能的例子。第1合成樹脂95W及第2合成樹脂96 也可W不被固化。另外,也可W代替運樣的結構,轉而在注入孔91AW及排出孔91B安裝蓋 97。
[0231] 圖12示出本實施方式的第3變形例所設及的照明裝置100A。在該第3變形例中,在 燈泡10的內(nèi)表面13與熱傳導層80(例如合成樹脂)之間設置具有光擴散性的擴散片98。擴散 片98沿著燈泡10的內(nèi)表面13或者柱狀部26的側面26a安裝。根據(jù)運樣的結構,能夠減少因柱 狀部26吸收光而引起的光的損失,并且柱狀部26從照明裝置100的外部觀察變得不顯眼,也 提高外觀的美觀性。
[0232] 另外,作為熱傳導層80而封入的合成樹脂、粘接劑只要與燈泡10相同顏色(例如透 明或者霜色)便會變得不顯眼,進一步提高照明裝置100A的外觀。合成樹脂、粘接劑在為與 支柱21、透鏡連接器51相同顏色的情況下也變得不顯眼,提高照明裝置100A的外觀。
[0233] 此處的注入孔91A在未被粘接劑等掩埋的情況下也作為通風孔發(fā)揮功能。當存在 在重力方向上敞開的多個孔的情況下,空氣通過重力方向下方的孔流入支柱21內(nèi)部,空氣 從上方的孔朝支柱21外部流出,因此,支柱21的內(nèi)壁也有助于增加散熱面積,進一步減少支 柱21與燈泡10之間的熱阻。在作為通風孔加W利用的情況下,孔也可W在重力方向上設置 S個W上。
[0234] 如圖13所示,當使合成樹脂、粘接劑注入?硬化時,也可W不使用支柱21,而使用 形成為與支柱21相同的形狀或者具有較之更大的直徑的夾具94。在圖13中,中屯、軸C與重力 方向相反,燈頭60位于下側,燈泡10位于上側。夾具94具有在燈泡10的開口 11朝向下方的狀 態(tài)下,從下方封閉燈泡10的內(nèi)表面13與夾具94的側面94a之間的間隙的蓋部94b。因此,即便 是在燈泡10的內(nèi)表面13與夾具94的側面94a之間W未固化的狀態(tài)加入形成熱傳導層80的原 料的情況下,也能夠利用蓋部94b支承該原料。
[0235] 在該情況下,能夠在不超過燈泡10的烙融溫度的范圍內(nèi),插入具有超過Lm)的耐熱 溫度的烙融溫度的樹脂、粘接劑或玻璃。此外,與燈頭60側相同,夾具94的前端側的面(支柱 21中配置光源40)也能夠敞開,插入變得更加容易。另外,需要將燈泡10設為耐熱玻璃,插入 物設為浮法玻璃等的、將與燈泡10相比烙融溫度低的玻璃作為插入物加W使用。
[0236] 此外,無需在支柱21本身上設置注入孔91A等,因此提高外觀,削減制造成本。也能 夠在支柱21與熱傳導層80之間設置任意的間隙,因此只要空出光的波長W上的間隙,便能 夠防止在支柱21的表面處的光的吸收。如果對夾具94的表面實施表面加工W使之不與插入 物緊貼,則能夠在硬化后容易地卸下夾具94。如果對燈泡10的內(nèi)表面實施表面加工W使之 不與插入物緊貼,則能夠降低硬化時施加于燈泡10的負載,能夠防止燈泡10的破損。
[0237] 此外,也可W不卸下夾具94,而W在夾具94的內(nèi)部插入支柱21的方式制作照明裝 置100A。在該情況下,夾具94作為設置于支柱21(柱狀部26)的周圍的筒部(外筒部)而殘留 于照明裝置100A。熱傳導層80設置于燈泡10的內(nèi)表面13與夾具94的側面94a之間。在該情況 下,允許夾具94與插入物(熱傳導層80)的粘合。無需將合成樹脂、金屬?玻璃在烙融的狀態(tài) 下插入,也可W在固化的狀態(tài)下插入。能夠將固體的材料插入夾具94與燈泡10的內(nèi)表面之 間,能夠將燈泡10,夾具94W及材料放入爐內(nèi)而使之烙融,之后使之固化。
[0238] 在插入固體材料的情況下,優(yōu)選設定夾具94的直徑W及長度W使得烙融?固化后 的形狀沿著支柱21的形狀。例如在使粉末狀的材料烙融?固化的情況下,在粉與粉之間形 成間隙,因此,與粉末整體的包絡體積相比,烙融時的體積變小。在該情況下,優(yōu)選夾具94的 長度比支柱21(或者柱狀部26)長。通過使夾具94的形狀與燈泡10的形狀一致,能夠抑制燈 泡10的內(nèi)表面13與外表面17的曲率的不同(即燈泡10的內(nèi)容物與外表面17的曲率的不同), 提局外觀。
[0239] 也可W將沿著燈泡10的內(nèi)表面13W及柱狀部26的側面26a的形狀的柔軟物質(凝 膠)在柱狀部26的插入前插入燈泡10的內(nèi)部。在該情況下,無需注入作業(yè)W及到硬化為止的 待機時間,因此提高制造性。另外,如圖14所示,也可W為,在使中屯、軸C與重力方向一致, 良P,使燈頭60位于上側,使燈泡10位于下側的狀態(tài)下,進行形成熱傳導層80的材料的注入。 在該情況下,能夠注入材料直至燈泡10的前端,在整體上降低燈泡10內(nèi)部的熱阻。
[0240] (第3實施方式)
[0241] 圖15示出第3實施方式所設及的照明裝置100B的組裝方法。圖16示出通過圖15所 示的方法組裝的照明裝置100B。圖17示出沿著圖15所示的散熱片的F17-F17線的剖面。該 照明裝置100B示出如下結構:在圖及圖2所示的第1實施方式的照明裝置100中,熱傳導 層80代替氣體,轉而使用合成樹脂、陶瓷、玻璃或者金屬等的固體。
[0242] 本實施方式的熱傳導層80由與燈泡10的內(nèi)表面13接觸的板狀的散熱片25形成。散 熱片25是"固體部件"的一例。散熱片25插入支柱21的狹縫111而支承于支柱21,并且能夠朝 向燈泡10的內(nèi)表面13展開(能夠移動)。散熱片25例如具有沿著燈泡10的內(nèi)表面13的外形。 散熱片25是丙締、聚碳酸醋的、具有玻璃、透明陶瓷等的透明性的部件,或者侶、銅等的具有 高的熱傳導率的部件。散熱片25在支柱21插入燈泡10的開口 11之后展開而與燈泡10的擴徑 部12a的內(nèi)表面13a接觸。
[0243] 照明裝置100B例如如圖15W及圖16所示那樣。具備用于在將支柱21插入燈泡10內(nèi) 之后朝向燈泡10的內(nèi)表面13擠壓的擠壓部件24。擠壓部件24例如具有錐形的前端部,插入 多個散熱片25之間。通過將擠壓部件24插入多個散熱片25之間,由此將多個散熱片25朝向 燈泡10的內(nèi)表面13擠壓而使之與燈泡10的內(nèi)表面13接觸。
[0244] 根據(jù)運樣的照明裝置100B,能夠與第1實施方式相同地實現(xiàn)散熱性的提高。進而, 在本實施方式中,能夠利用與燈泡10的內(nèi)表面接觸的散熱片25形成熱傳導層80,從支柱21 朝燈泡10有效地傳遞熱。
[0245] 在本實施方式中,散熱片25在插入燈泡10的開口 11之后展開而與擴徑部12a的內(nèi) 表面13a接觸。根據(jù)運樣的結構,能夠使散熱片25與與開口 11相比外周長大的擴徑部12a的 內(nèi)表面13a接觸。
[0246] 另外,如圖17所示,如果在散熱片25、支柱21W及燈泡10之間進一步注入合成樹脂 112(例如粘接劑)而形成熱傳導層80的一部分,則能夠進一步減少熱傳導層80的熱阻,并且 散熱片25從外部觀察變得不顯眼。另外,在本實施方式中,也可W在燈泡10的內(nèi)表面13或者 支柱21的側面21a或者散熱片25的表面安裝與第2實施方式相同的擴散片98。在燈泡10或者 散熱片25為透明的情況下,只要合成樹脂112也為透明,合成樹脂112便會變得不顯眼,提高 外觀。在燈泡10或者散熱片25為有色(例如霜色)的情況下,只要透明樹脂112也為相同顏 色,合成樹脂112便會變得不顯眼,提高外觀。
[0247] 圖18示出圖15所示的照明裝置100B的變形例。在該變形例中,也可W在散熱片25 的外表面安裝具有柔軟性的熱傳導部件113(例如熱傳導性片材)。熱傳導部件113例如安裝 于多個散熱片25的外表面,伴隨著散熱片25的展開而打開。如果安裝運樣的熱傳導部件 113,則保護與燈泡10的內(nèi)表面13接觸的散熱片25,并且散熱片25從外部觀察變得不顯眼。 [024引(第4實施方式)
[0249] 圖19示出第4實施方式的照明裝置100C。對于該照明裝置100C,示出在圖1W及圖2 所示的第1實施方式的照明裝置100中,燈泡10的厚度不均勻的例子。
[0250] 詳細來說,燈泡10具有外表面17W及內(nèi)表面13。外表面17例如形成為與第1實施方 式的燈泡10的外表面17大致相同的球狀。在本實施方式中,內(nèi)表面13例如沿著支柱21的側 面21a(柱狀部26的側面26a)呈大致直線狀延伸。燈泡10的內(nèi)表面13從開口 11到導光柱30的 側面為止具有大致相同的直徑,由此能夠不插入合成樹脂(例如粘接劑)、散熱片25(或者減 小合成樹脂的量、散熱片25的大?。?,使燈泡10與柱狀部26接近,從而進一步減小柱狀部26 與燈泡10間的熱阻。
[0251] 在本實施方式中,燈泡10的擴徑部12a的內(nèi)表面13具有與支柱21的側面21a(柱狀 部26的側面26a)大致平行地呈大致直線狀延伸的部分。根據(jù)運樣的結構,在擴徑部12a中, 也能夠不插入合成樹脂(粘接劑)、散熱片25而使燈泡10與柱狀部26接近。
[0252] 圖20示出第4實施方式的照明裝置100D的變形例。在該變形例中,在圖19所示的第 4實施方式的照明裝置100D中,燈泡10的形狀不同。在本實施方式中,燈泡10的內(nèi)表面13從 開口 11到透鏡連接器51的側面為止具有相同的直徑,并且將在此W后的燈泡厚度t設為均 等,由此能夠不插入合成樹脂(例如粘接劑)、散熱片25而使燈泡10與柱狀部26接近,從而減 小柱狀部26與燈泡10間的熱阻,并且進一步提高燈泡球部的外觀。
[02對(第5實施方式)
[0254] 圖21示出第5實施方式的照明裝置100D。圖22示出沿著圖21所示的光源40的F22 - F22的剖面圖。該照明裝置100D示出如下結構:在圖及圖2所示的第1實施方式的照明裝 置100中,導光柱30在中屯、軸具有孔121,在其內(nèi)部插入陶瓷、玻璃、金屬等的具有導光柱30 的基材W上的熱傳導率的熱傳導部件33。
[0255] 在本實施方式中,在導光柱30與熱傳導部件33之間設置間隔d的間隙S。間隔d例如 被設定為光源40射出的光的波長AW上。即,間隙S的間隔d被設定為滿足如下的式(24)。
[0256] 試24]
[0 巧 7] (24)
[0258]此處,圖26是示出在將燈泡10設為丙締,支柱21設為侶的情況下,在燈泡10內(nèi)W入 射角45°全反射的情況下的、dA與反射率的關系的圖。根據(jù)該圖26可知,在dA>l、即d>A 的情況下,反射率接近100 %,另一方面,在dA< 1、即d<A的情況下,光被支柱21吸收,隨著 接近d = 0而反射率降低。
[0259] 因而,在圖21的照明裝置100D中,通過在導光柱30的內(nèi)表面與熱傳導部件33的側 面之間設置光的波長W上的間隔d的間隙S,能夠使在導光柱30內(nèi)傳播的光的反射率接近 100%。即,能夠將在導光柱30內(nèi)傳播的光的大部分作為照明光從外表面取出,能夠減少因 熱傳導部件33吸收光而引起的光的損失。運意味著:也就是說,能夠防止因倏逝波而使光在 熱傳導部件33傳播,由此能夠減少損失。此時,熱傳導部件33從照明裝置100D的外部觀察變 得不顯眼,也提高外觀的美觀性。
[0260] 熱傳導部件33例如是貫通導光柱30的貫通柱,與基板41接觸并與光源40熱連接。 光源40的多個發(fā)光元件40a呈圓環(huán)狀配置W便包圍熱傳導部件33。
[0261] 根據(jù)運樣的照明裝置100D,能夠與第1實施方式相同地實現(xiàn)散熱性的提高。進而, 在本實施方式中,照明裝置100D還具備:導光部(導光柱30),位于相對于光源40而與支柱21 的相反側且使來自光源40的光通過;W及熱傳導部件33,設置于上述導光部,將光源40所產(chǎn) 生的熱的一部分向上述導光部的前端部傳導。
[0262] 通過設置運樣的熱傳導部件33,導光柱30被更加均熱化,能夠促進導光柱30與燈 泡10間的氣體的對流,進一步減小導光柱30與燈泡10間的熱阻。
[0263] 圖23示出本實施方式的照明裝置100D的變形例。在該變形例中,熱傳導部件33從 導光柱30突出,并與燈泡10的內(nèi)表面13接觸。詳細來說,熱傳導部件33具有:第1部分33曰,位 于導光柱30的內(nèi)部;W及第2部分33b,位于導光柱30的外部且與燈泡10的內(nèi)表面13接觸。第 2部分33b與第1部分33a相比形成得粗,例如具有沿著燈泡10的內(nèi)表面13的圓弧部。根據(jù)運 樣的結構,能夠進一步實現(xiàn)照明裝置100D的散熱性的提高。
[0264] 此外,如圖21中作為變形例示出的那樣,插入熱傳導部件33的導光柱30的孔也可 W不貫通。在該情況下,能夠降低導光柱30前端的端面的晃眼(眩光),并且通過前端變?yōu)榘?球狀而提高外觀。
[0265] (第6實施方式)
[0266] 圖24示出第6實施方式的照明裝置100E。該照明裝置100E具有如下結構:在圖 及圖2所示的第1實施方式的照明裝置100中,代替導光柱30轉而使用透鏡32。另外,透鏡32 是"導光部件"的一例。
[0267] 透鏡32例如是玻璃、合成樹脂等的透射光的部件,在各面中反射、折射、擴散光?;?者,也可W在透鏡32的內(nèi)部封入散射體31等的使光散射的粒子,從而具有擴散功能。
[0268] 圖25示出透鏡32的一具體例的剖面圖。透鏡32具有擴散部32曰、全反射部32bW及 中央部32c。擴散部32a的整個面為擴散面。該擴散面例如通過噴砂而制作。但是,并不限定 于該噴砂,也可W使用白涂裝等而形成。
[0269] 擴散部32a具有圓筒形狀的第1部分32al、W及通過接合面與該第1部分32al連接 的第2部分32曰2。全反射部32b由擴散部32a覆蓋,整個面被拋光。中央部32c設置于全反射部 3化的中央,從光源40側沿著中屯、軸延伸至擴散部32曰。從光源40入射至中央部32c的光直接 直線前進,通過擴散部32a朝外部射出。
[0270] 擴散部3姑的第2部分32曰2具有W上述接合面的中屯、點0作為中屯、的半球狀的外表 面。該外表面與燈泡10的內(nèi)表面形狀相似。即,燈泡10的內(nèi)表面13與擴散部32a的外表面的 距離大致恒定。此外,中屯、點0被設置成與燈泡10的中屯、一致。
[0271] 由此,從光源40發(fā)出的光從中屯、點0即燈泡10的中屯、射出。擴散部32a W及全反射 部32b的最大直徑為燈泡10的開口 11的直徑W下。由此,能夠朝燈泡10的內(nèi)部插入透鏡32。 作為透鏡32的材質,優(yōu)選使用光的透射性高的、丙締、聚碳酸醋、環(huán)締控聚合物、玻璃等。
[0272] (功能的說明)
[0273] 參照圖25對透鏡32的功能進行說明。從光源40發(fā)出光的主要成分由全反射部32b 的上表面(凹陷的面)全反射,從全反射部32b的圓筒狀的側面暫時射出。進而,入射至擴散 部32曰,從該擴散部3^1擴散W及透射。由此,朝后方側即相比光源40的射出方向在圖25上靠 橫方向W及斜上方向射出光。
[0274] 此外,未被反射部32b的上表面即凹陷的面全反射的光從反射部32b的上表面透 射。進而,入射至擴散部32曰,由該擴散部32a擴散透射。由此,朝前方側即光源40射出方向射 出光。
[0275] W上,從光源40發(fā)出的光最終由擴散部3^1形成為寬配光,且W均勻的配光擴散透 射。
[0276] 此外,擴散部32a具有與燈泡10的內(nèi)表面形狀相似的外表面,因此,該外表面與燈 泡10的間隔到處都實質相同。由此,從擴散部32a的面射出的光的配光特性投影到燈泡10。 也就是說,具有如下效果:如果光的配光均勻,則燈泡10看起來均勻地發(fā)光。
[0277] 擴散部32aW及全反射部32b的最大直徑為燈泡10的開口 11的直徑W下。由此,能 夠朝燈泡10內(nèi)部插入透鏡32。另一方面,在透鏡32的最大直徑為燈泡10的開口 11的直徑W 上的情況下,需要分割燈泡10等的加工。由此,具有減輕加工工藝的負荷的效果。此外,通過 使用透鏡32,即便是在使用直徑大的支柱21的情況下也能夠實現(xiàn)寬配光。
[0278] 另外,透鏡32的最大直徑小于燈泡10的開口 11的直徑。根據(jù)運樣的結構,能夠將透 鏡32順楊地插入燈泡10的內(nèi)側。
[0279] 另外,能夠將W上的幾個實施方式W及變形例相互組合或者置換后加W實施。例 如第4至第6實施方式W及它們的變形例的熱傳導層80可W如第1實施方式那樣由氣體形 成,可W如第2實施方式那樣由合成樹脂形成,可W如第3實施方式那樣由固體部件形成,或 者也可W由運些W外的結構形成。
[0280] 對本發(fā)明的幾個實施方式進行了說明,運些實施方式作為例子而示出,并不意味 著對發(fā)明的范圍進行限定。運些實施方式能夠W其他的各種方式加W實施,在不脫離發(fā)明 的主旨的范圍內(nèi)能夠進行各種省略、置換、變更。運些實施方式及其變形包含于發(fā)明的范圍 及主旨中,同樣包含于權利要求所記載的發(fā)明和與其等同的范圍中。
【主權項】
1. 一種照明裝置,具備: 燈泡,在一端具有開口且內(nèi)部為空洞; 光源,收納在所述燈泡內(nèi)且具有至少一個LED; 柱狀部,在所述燈泡內(nèi)支承所述光源; 燈頭連接器,直接或者經(jīng)由其他部件間接地連接于所述柱狀部;以及 燈頭,安裝于所述燈頭連接器,且與所述光源電連接, 在所述燈泡的內(nèi)表面與所述柱狀部的側面之間設置有熱傳導層。2. 如權利要求1所述的照明裝置,其中, 所述熱傳導層設置于所述燈泡的內(nèi)表面中與所述一端鄰接的區(qū)域與所述柱狀部的側 面之間。3. 如權利要求1或2所述的照明裝置,其中, 所述燈泡具有隨著從所述一端沿著所述光源的光軸方向進展而所述燈泡的外周長擴 大的擴徑部, 所述熱傳導層設置于所述擴徑部的內(nèi)表面與所述柱狀部的側面之間。4. 如權利要求1至3中任一項所述的照明裝置,其中, 所述柱狀部包括位于所述燈泡的開口與所述光源之間的支柱, 所述熱傳導層遍及所述支柱的長度的大致一半以上而設置。5. 如權利要求1至4中任一項所述的照明裝置,其中, 所述熱傳導層由位于所述燈泡的內(nèi)表面與所述柱狀部的側面之間的氣體形成, 當將所述熱傳導層的厚度設為d,所述柱狀部的與所述熱傳導層接觸的部分的長度設 為1,所述氣體的體積膨脹率設為β,所述柱狀部的側面的溫度設為Tp,所述燈泡的與所述熱 傳導層接觸的部分的內(nèi)表面的溫度設為Tg,所述氣體的動粘度系數(shù)設為ν,格拉肖夫數(shù)設為 Gri時,滿足如下關系:6. 如權利要求5所述的照明裝置,其中, 當將從所述光源射出的光的波長設為λ時,滿足如下的關系: [式3] λ<(1 (3)〇7. 如權利要求1至4中任一項所述的照明裝置,其中, 所述熱傳導層由注入所述燈泡的內(nèi)表面與所述柱狀部的側面之間的合成樹脂、玻璃以 及金屬中的至少一個形成。8. 如權利要求7所述的照明裝置,其中, 在所述柱狀部設置有能夠從該柱狀部的內(nèi)部朝所述燈泡的內(nèi)表面與所述柱狀部的側 面之間注入形成所述熱傳導層的原料的注入孔。9. 如權利要求8所述的照明裝置,其中, 在所述柱狀部設置有當注入形成所述熱傳導層的原料時將所述燈泡內(nèi)的氣體通過該 柱狀部的內(nèi)部而朝外部釋放的排出孔。10. 如權利要求7所述的照明裝置,其中, 所述照明裝置具有設置于所述柱狀部的周圍的夾具, 所述熱傳導層設置于所述燈泡的內(nèi)表面與所述夾具的側面之間。11. 如權利要求1至4中任一項所述的照明裝置,其中, 所述熱傳導層是與所述燈泡的內(nèi)表面接觸的固體部件。12. 如權利要求11所述的照明裝置,其中, 所述燈泡具有隨著從所述一端沿著所述光源的光軸方向進展而所述燈泡的外周長擴 大的擴徑部, 所述固體部件在插入所述燈泡的開口之后展開而與所述擴徑部的內(nèi)表面接觸。13. 如權利要求1至12中任一項所述的照明裝置,其中, 所述照明裝置還具備導光部件,該導光部件位于相對于所述光源而與所述燈頭的相反 側,來自所述光源的光通過該導光部件。14. 如權利要求13所述的照明裝置,其中, 所述照明裝置還具備熱傳導部件,該熱傳導部件設置于所述導光部件,將所述光源所 產(chǎn)生的熱的一部分向所述導光部件的前端部傳導。15. 如權利要求14所述的照明裝置,其中, 所述熱傳導部件是在所述導光部件的內(nèi)部延伸的金屬部件。16. 如權利要求13至15中任一項所述的照明裝置,其中, 所述導光部件是透鏡。17. 如權利要求13至15中任一項所述的照明裝置,其中, 所述導光部件是導光柱。18. 如權利要求17所述的照明裝置,其中, 所述導光柱由包括基部、以及與該基部分體形成的前端部的多個零件構成。19. 如權利要求13至18中任一項所述的照明裝置,其中, 所述導光部件的最大直徑小于所述燈泡的所述開口的直徑。20. 如權利要求13至19中任一項所述的照明裝置,其中, 當將從所述導光部件照射的光的配光角的1/2設為角度03,在與沿著所述光源的光軸方 向的該照明裝置的中心軸垂直的平面中,所述燈頭、所述燈頭連接器以及所述柱狀部中光 學上不透明的構件的從所述中心軸到各自的端部的距離設為r m,從通過所述導光部件的基 端且與所述中心軸垂直的平面到所述端部的距離設為lm,從所述中心軸到所述光源的與所 述導光部件對置的面的緣部的最小距離設為^時,在所述燈頭、所述燈頭連接器以及所述 柱狀部的各個中,所述距離^滿足如下的關系: [式4] ri^rm^lml tan0a (4)〇21. 如權利要求1至20中任一項所述的照明裝置,其中, 所述燈泡具有隨著從所述一端沿著所述光源的光軸方向進展而所述燈泡的外周長擴 大的擴徑部, 所述擴徑部的內(nèi)表面具有與所述柱狀部的側面大致平行地呈大致直線狀延伸的部分。22. 如權利要求1至21中任一項所述的照明裝置,其中, 在所述柱狀部的內(nèi)部設置有空洞。23. 如權利要求1至22中任一項所述的照明裝置,其中, 所述照明裝置還具備基座,該基座安裝于所述柱狀部,并支承所述光源, 所述柱狀部的與所述柱狀部的中心軸垂直的剖面的周長隨著朝向所述燈頭側進展而 變化,并且為所述基座的周長以下。24. 如權利要求1至23中任一項所述的照明裝置,其中, 所述柱狀部的與所述柱狀部的中心軸垂直的剖面的周長處于不阻礙從所述光源照射 的光的配光角的范圍。25. 如權利要求1至24中任一項所述的照明裝置,其中, 所述其他部件是將所述燈泡與所述柱狀部固定的燈泡連接器, 所述燈泡連接器具有熱連接部,該熱連接部具有凸部或者槽且與所述燈泡接觸。26. 如權利要求1至25中任一項所述的照明裝置,其中, 所述照明裝置還具備與所述光源電連接的配線, 所述柱狀部具有供所述配線穿過的至少一個孔。27. 如權利要求1至26中任一項所述的照明裝置,其中, 所述照明裝置還具備基座,該基座安裝于所述柱狀部,并支承所述光源, 所述基座、所述柱狀部以及所述燈頭連接器的全部或者一部分具有導電性,所述燈頭 連接器與所述光源電連接。28. 如權利要求1至27中任一項所述的照明裝置,其中, 所述燈頭連接器由陶瓷或者金屬材料形成,在與所述柱狀部連接的面具有開口。29. 如權利要求1至28中任一項所述的照明裝置,其中, 所述其他部件是將所述燈泡與所述柱狀部固定的燈泡連接器, 當將所述柱狀部的表面積設SAi,將所述柱狀部近似成表面積等價的球的情況下的半 徑設為η,所述光源的結變?yōu)槟蜔釡囟鹊那闆r下的所述η設為,滿足式(5): [式5] 43Trimin2^;Ai (5) 當將該照明裝置整體的熱阻設為RbuidrO,所述光源的發(fā)熱量設為如,所述光源的結的 耐熱溫度上升設為A ,滿足式(6): [式6] A Tjmax - Rbulb ( Timin ) Ql ( 6 ) 當將從所述光源的結到與不是所述熱傳導層的氣體接觸的所述柱狀部的第1面的熱阻 設為RiP,從所述柱狀部的第1面到與所述熱傳導層接觸的所述柱狀部的第2面的熱阻設為 RPq,從所述柱狀部的第2面到所述燈頭以及所述燈泡連接器的與外部空氣接觸的面的熱阻 設為Rq。,從所述柱狀部的第1面到與不是所述熱傳導層的氣體接觸的所述燈泡的第1面的熱 阻設為RpgJn),從所述柱狀部的第2面到與所述熱傳導層接觸的所述燈泡的第2面的熱阻 設為Rqg^n),從所述燈泡的第1面朝周圍環(huán)境的熱阻設為Rgta,從所述燈泡的第2面朝周圍 環(huán)境的熱阻設為Rgba,從所述燈頭以及所述燈泡連接器的面朝周圍環(huán)境的熱阻設為1^時,包 含ri的R buib(ri)滿足式(7)以及(8):當將所述柱狀部的第1面與所述燈泡的第1面之間的因對流而產(chǎn)生的熱阻設為RPgt。 (r〇,所述柱狀部的第1面與所述燈泡的第1面之間的因輻射而產(chǎn)生的熱阻設為RPgtr(ri)時, 滿足式(9): [式9]當將所述柱狀部的第1面的平均溫度設為TP,所述燈泡的第1面的平均溫度設為Tgt,將 所述柱狀部的第1面近似成球體的情況下的等價半徑設為rP,將所述燈泡的第1面近似成球 體的情況下的等價半徑設為r gt,有效熱傳導率設為krff,所述氣體的熱傳導率設為k,所述氣 體的普蘭特準數(shù)設為Pr,所述氣體的瑞利數(shù)設為Ra s,重力加速度設為g,所述氣體的體積彈 性模量設為β,所述氣體的動粘度系數(shù)設為v,所述氣體的溫度傳導率設為α,代表長度設為 Ls 時,滿足式(10)、(11)、(12)、(13):當將所述柱狀部的第1面的平均輻射率設為εΡ,所述燈泡的第1面的平均輻射率設為 ,斯蒂芬-玻耳茲曼常數(shù)設為σ時,滿足式(14): [式 14] 當將所述柱狀部的第2面與所述燈泡的第2面之間的因熱傳導而產(chǎn)生的熱阻設為Rqgb。 (r〇,所述柱狀部的第2面與所述燈泡的第2面之間的因輻射而產(chǎn)生的熱阻設為Rqgbr(ri)時, 滿足式(15):[式 15]當將所述柱狀部的第2面的平均溫度設為Tq,所述燈泡的第2面的平均溫度設為Tgb,將 所述柱狀部的第2面近似成圓筒的情況下的等價半徑設為rP,將所述燈泡的第2面近似成圓 筒的情況下的等價半徑設為r gb,所述柱狀部的與所述熱傳導層接觸的部分的長度設為lq, 所述熱傳導層的熱傳導率設為k時,滿足式(16): [式 16]當將所述柱狀部的第2面的平均輻射率設為eq,所述燈泡的第2面的平均輻射率設為egb 時,滿足式(17): [式 17]設定所述柱狀部的表面積Μ以滿足式(5)至式(17)。30.如權利要求29所述的照明裝置,其中, 所述柱狀部的表面積Ai滿足如下的關系: [式 18] 4?ΤΓ imin -Ai (18)。
【文檔編號】F21V3/00GK106062463SQ201480076541
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年9月30日
【發(fā)明人】加藤光章, 大野博司, 久野勝美, 近藤弘康, 津田亮二
【申請人】株式會社東芝, 東芝高新材料公司