JP6172953B2 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするＬＥＤ照明装置に関するものである。

省電力で高寿命であるＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置は、光源であるＬＥＤとこれを実装する基板を密閉ケース内に収容するとともに、密閉ケースの外面に複数の放熱フィンを一体に形成して構成されており、ＬＥＤの温度上昇を放熱フィンからの放熱によって抑えるよう工夫されている。

ところで、特許文献１には、ＬＥＤの温度上昇を効果的に抑えることができるＬＥＤ照明装置として図１３に示すようなものが提案されている。

即ち、図１３は特許文献１において提案されたＬＥＤ照明装置の縦断面図であり、図示のＬＥＤ照明装置１０１は、光源である複数のＬＥＤ１０２（図１３には１のみ図示）を実装して成る円板状の基板１０３とその下方に配されたリフレクタ１１８を密閉ケース１０４内に収容して構成されている。

ここで、上記密閉ケース１０４は、下部に形成された大径筒部１０４Ａと、該大径筒部１０４Ａの上方に同心的に垂直に立設された小径筒部１０４Ｂと、該小径筒部１０４Ｂと前記大径筒部１０４Ａとを接続する水平部１０４Ｃとで構成されており、該密閉ケース１０４の外面には縦方向に延びる複数の放熱フィン１０５が放射状に一体に形成されている。

そして、複数のＬＥＤ１０２を実装して成る基板１０３は、その外周面が密閉ケース１０４の水平部１０４Ｃの内面（下面）に密着しており、この密着された外周部の下面に複数のＬＥＤ１０２が配置されている。

斯かるＬＥＤ照明装置１０１においては、ＬＥＤ１０２は発光によって発熱するが、その熱は、基板１０３から図示の第１、第２及び第３の熱伝導経路Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に沿って伝導するが、密閉ケース１０４の水平部１０４Ｃと大径筒部１０４Ａ及び小径筒部１０４Ｂは共に外気に露出しており、これらの外面には放熱フィン１０５が形成されているため、第１〜第３の熱伝導経路Ｓ１〜Ｓ３に沿って伝導する熱は、放熱フィン１０５を介して外気へと放熱され、高い放熱効果によってＬＥＤ１０２の温度上昇が効果的に抑制される。

そして、図示のＬＥＤ照明装置１０１においては、基板１０３の密閉ケース１０４の水平部１０４Ｃに密着する部分にＬＥＤ１０２を配置したため、ＬＥＤ１０２において発生した熱は、基板１０３の長い熱伝導経路を減ることなく、基板１０３から第１〜第３の熱伝導経路Ｓ１〜Ｓ３に沿って密閉ケース１０４の水平部１０４Ｃを経て小径筒部１０４Ｂ及び大径筒部１０４Ａへと直ちに伝導し、放熱フィン１０５から外気へと効率良く放熱される。このため、ＬＥＤ１０２の温度上昇が効果的に抑えられ、該ＬＥＤ１０２の発光効率の向上と寿命延長が図られる。

特開２０１１−０４４３９８号公報

ところで、ＬＥＤ照明装置は高天井照明として利用されることが多いが、１つの製品を製作しても、高天井の用途によっては更に光量が高いものが要求される場合がある。ＬＥＤ照明装置の光量を高めるには、ＬＥＤに供給する電流を増やしたり、ＬＥＤの数を増やす等の方法が採用されるが、このような方法によって光量を高めるとＬＥＤの発熱量も増えることになる。

密閉ケースの放熱面積は決まっているため、光量を高めるとＬＥＤが従来よりも温度上昇し、その発光効率や寿命が低下してしまう。このため、密閉ケースを新規に製作する必要があるが、密閉ケースはアルミニウムやマグネシウムを素材としてダイカスト金型による鋳造によって製造されているため、密閉ケースを新規に制作するには金型費が高くなり、多くの時間と労力を要する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、コストアップを伴うことなく、光量アップに対して簡単に放熱面積を増やしてＬＥＤの温度上昇を抑えることができるＬＥＤ照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源であるＬＥＤとこれを実装する基板を密閉ケース内に収容し、前記基板を前記密閉ケースの大気に露出する箇所に密着させるとともに、前記密閉ケースの外面に複数の放熱フィンを一体に形成して成るＬＥＤ照明装置において、前記密閉ケースに、該密閉ケースとは別体の放熱部材を後から追加的に取付可能とし、該放熱部材の取付数を光量アップの程度に応じて任意に設定したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記放熱部材は放熱ブロックであって、該放熱ブロックを前記密閉ケースの前記放熱フィンの間に一体に形成された取付座に取付可能としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記放熱部材は前記放熱フィンとは別体の第２の放熱フィンであって、該第２の放熱フィンを前記放熱フィンに一体に形成された取付座に取付可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、既存のＬＥＤ照明装置において光量アップを図る場合、その光量アップに応じた数の放熱ブロックや放熱フィン等の放熱部材を密閉ケースに後から追加的に取り付けることによって、光量アップに応じて放熱面積を増やすことができるため、新たに密閉ケースを製作することによるコストアップを招くことなく、光量アップに対して簡単に放熱面積を増やしてＬＥＤの温度上昇を抑えることができる。

本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の側面図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の平面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図３のＢ部拡大詳細図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置に取り付けられる放熱ブロックの断面図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置に放熱ブロックを取り付けた状態を示す縦断面図である。 図６のＣ部拡大詳細図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置に放熱ブロックを取り付けた状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置に放熱ブロックを取り付けた状態を示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置の平面図である。 図１０のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置に取り付けられる放熱フィンの断面図である。 特許文献１において提案されたＬＥＤ照明装置の縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明装置の側面図、図２は同ＬＥＤ照明装置の平面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図３のＢ部拡大詳細図、図５は放熱ブロックの断面図、図６は同ＬＥＤ照明装置に放熱ブロックを取り付けた状態を示す縦断面図、図７は図６のＣ部拡大詳細図、図８及び図９は同ＬＥＤ照明装置に放熱ブロックを取り付けた状態を示す平面図である。

本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１は、図３に示すように、光源である複数のＬＥＤ２を実装して成る円板状の基板３を密閉ケース４内に収容して構成されている。ここで、基板３の材質には熱伝導率の高いアルミニウムが使用され、密閉ケース４の材質には同じく熱伝導率の高いアルミニウムやマグネシウムが使用されている。

上記密閉ケース４は、その下面が円孔状に開口する円筒状の大径筒部４Ａと、該大径筒部４Ａとは別体で、該大径筒部４Ａの上方に同心的に垂直に立設された小径筒部４Ｂとで構成されており、大径筒部４Ａの下面には水平フランジ状の水平部４Ｃが一体に形成されている。そして、密閉ケース４の大径筒部４Ａの外面には、縦方向に延びる階段状の計２４枚の薄板リブ状の放熱フィン５が等角度ピッチ（１５°ピッチ）で放射状に一体に形成されている（図２参照）。尚、密閉ケース４の小径筒部４Ｂの上端には口金６が取り付けられている。尚、密閉ケース４の大径筒部４Ａの開口部は、透明な円板状カバー７によって覆われている。

而して、複数のＬＥＤ２を実装して成る前記基板３は、図３及び図４に示すように、その外周部が密閉ケース４の水平部４Ｃの内面（下面）に密着しており、この密着された外周面の下面に複数のＬＥＤ２が配置されている。

ところで、本実施の形態においては、図２〜図４に示すように、密閉ケース４の水平部４Ｃ上の隣接する２枚の放熱フィン５の間には、径方向に細長い矩形の取付座８がそれぞれ計２４個一体に突設されており、各取付座８には各２つのネジタップ９がそれぞれ形成されている。

而して、本実施の形態に係るＬＥＤ照明装置１においては、光源である各ＬＥＤ２に通電されて各ＬＥＤ２が発光すると、その光は、透明な円板状カバー７を通過して下方へと照射されて照明に供される。

ところで、ＬＥＤ２は発光によって熱を発生するが、その熱は、基板３から密閉ケース４の水平部４Ｃに沿って伝導すると同時に、密閉ケース４の大径筒部４Ａに沿って伝導し、これらの熱は複数枚の放熱フィン５からの放熱によって外気へと排出される。ここで、密閉ケース４の水平部４Ｃと大径筒部４Ａは共に外気に露出しており、これらの外面には複数枚の放熱フィン５が形成されているため、ＬＥＤ２から基板３と密閉ケース４の水平部４Ｃ及び大径筒部４Ａを経て伝導する熱は、複数枚の放熱フィン５から外気へと放熱され、高い放熱効果によってＬＥＤ２の温度上昇が効果的に抑制される。

そして、本実施の形態では、基板３の密閉ケース４の水平部４Ｃに密着する部分にＬＥＤ２を配置したため、ＬＥＤ２において発生した熱は、基板３での長い熱伝導経路を経ることなく、基板３から密閉ケース４の水平部４Ｃを経て大径筒部４Ａへと直ちに伝導し、放熱フィン５から外気へと効率良く放熱される。このため、ＬＥＤ２の温度上昇が効果的に抑えられ、該ＬＥＤ２の発光効率の向上と寿命延長が図られる。

ところで、以上のように構成されたＬＥＤ照明装置１は、１つの製品として完成したとしても、用途によっては光量が更に高いものが要求されることがある。このような場合に光量を高めるには、例えば、ＬＥＤ２に供給する電流を増やしたり、ＬＥＤ２の数を増やす等の方法が採用されるが、このような方法によって光量を高めるとＬＥＤ２の発熱量も増えることになる。

密閉ケース４の放熱面積は決まっているため、光量を高めるとＬＥＤ２が従来よりも温度上昇し、その発光効率や寿命が低下してしまう。このため、密閉ケース４を新規に製作する必要があるが、密閉ケース４はアルミニウムやマグネシウムを素材としてダイカスト金型による鋳造によって製造されているため、密閉ケース４を新規に制作するには金型費が高くなり、多くの時間と労力を要するという問題が発生することは前述の通りである。

そこで、本実施の形態では、密閉ケース４を新たに製作することなく、該密閉ケース４に、該密閉ケース４とは別体の図５に示すような放熱ブロック１０を追加的に取り付けることによって当該ＬＥＤ照明装置１の放熱性能を高めるようにしている。

ここで、放熱ブロック１０は、図５に示すように、熱伝導率の高いアルミニウムやマグネシウムによって側面視Ｌ字状に成形されており、その水平部１０Ａの端部下面には嵌合溝１０ａが形成されている。そして、放熱ブロック１０の水平部の嵌合溝１０ａが形成された端部には２つのネジ孔１１が形成されている。

而して、放熱ブロック１０は、図７に示すように、その嵌合溝１０ａを密閉ケース４の取付座８２嵌め込み、これに形成された２つのネジ孔１１に螺合するネジ１２を取付座８のネジタップ９にねじ込むことによって密閉ケース４の水平部４Ｃに後から取り付けられる。

放熱ブロック１０は、図８に示すように最大２４個（取付座８の数と同数）まで取り付けることができるが、光量アップの程度に応じてその取付数は任意に設定することができ、例えば、図９に示すように、半数の１２個の放熱ブロック１０を１つ置きに取り付けるようにしても良い。

以上のように、密閉ケース４に放熱ブロック１０を取り付けることによって、ＬＥＤ２からの熱は密閉ケース４に沿って伝導して放熱フィン５から外気へと放熱される他、取付座８から放熱ブロック１０へと伝導し、該放熱ブロック１０からも放熱されるため、光量がアップしても、必要十分な放熱性を確保することができる。従って、新たに密閉ケース４を製作することによるコストアップを招くことなく、光量アップに対して簡単に放熱面積を増やしてＬＥＤ２の温度上昇を抑えることができる。

尚、ＬＥＤ照明装置１におけるＬＥＤ２や放熱フィン５の数は本実施の形態において示したものに限定されず、任意に設定し得るものである。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図１０〜図１２に基づいて如何に説明する。

図１０は本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明装置の平面図、図１１は図１０のＤ−Ｄ線断面図、図１２は別途取り付けられる放熱フィンの断面図である。

本実施の形態では、前記実施の形態１における放熱ブロック１０に代えて図１２に示す放熱フィン１３を既設の放熱フィン５に後から取り付けることができるようにしている。

即ち、本実施の形態においては、各放熱フィン５の中段の水平部に取付座１４をそれぞれ形成し、各取付座１４にネジタップ１５を形成している。又、図１２に示す放熱フィン１３は、放熱フィン５とは別体の第２の放熱フィンであって、その水平部１３Ａの端部にはネジ孔１６が形成されている。尚、放熱フィン１３は、熱伝導率の高いアルミニウムやマグネシウムによって構成されている。

而して、放熱フィン１３は、図１１に示すように、その水平部１３Ａのネジ孔１６に螺合するネジ１７を放熱フィン５の取付座１４に形成されたネジタップ１５にねじ込むことによって放熱フィン５に追加的に取り付けられる。

ここで、放熱フィン１３は、最大２４個（取付座１４の数と同数）まで取り付けることができるが、光量アップの程度に応じてその取付数は任意に設定することができる。

以上のように、放熱フィン５に別体の放熱フィン１３を後から取り付けることによって、ＬＥＤ２からの熱は密閉ケース４に沿って伝導して放熱フィン５及び放熱フィン１３から外気へと放熱されるため、光量がアップしても、必要十分な放熱面積を確保することができる。従って、新たに密閉ケース４を製作することによるコストアップを招くことなく、光量アップに対して簡単に放熱面積を増やしてＬＥＤ２の温度上昇を抑えることができる。

尚、以上の実施の形態において示した放熱ブロック１０や放熱フィン１３の大きさや形状は用途に応じて任意に設定することができる。又、これらの放熱ブロック１０や放熱フィン１３の材質には、アルミニウムやマグネシウム以外に、軽量化のために熱伝導性の高い放熱樹脂を使用しても良い。

１ ＬＥＤ照明装置
２ ＬＥＤ
３ 基板
４ 密閉ケース
４Ａ 密閉ケースの大径筒部
４Ｂ 密閉ケースの小径筒部
４Ｃ 密閉ケースの水平部
５ 放熱フィン
６ 口金
７ 円板状カバー
８ 取付座
９ ネジタップ
１０ 放熱ブロック（放熱部材）
１０Ａ 放熱ブロックの水平部
１１ ネジ孔
１２ ネジ
１３ 第２の放熱フィン（放熱部材）
１３Ａ 第２の放熱フィンの水平部
１４ 取付座
１５ ネジタップ
１６ ネジ孔
１７ ネジ

Claims (3)

1. 光源であるＬＥＤとこれを実装する基板を密閉ケース内に収容し、前記基板を前記密閉ケースの大気に露出する箇所に密着させるとともに、前記密閉ケースの外面に複数の放熱フィンを一体に形成して成るＬＥＤ照明装置において、
   前記密閉ケースに、該密閉ケースとは別体の放熱部材を後から追加的に取付可能とし、該放熱部材の取付数を光量アップの程度に応じて任意に設定したことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記放熱部材は放熱ブロックであって、該放熱ブロックを前記密閉ケースの前記放熱フィンの間に一体に形成された取付座に取付可能としたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記放熱部材は前記放熱フィンとは別体の第２の放熱フィンであって、該第２の放熱フィンを前記放熱フィンに一体に形成された取付座に取付可能としたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明装置。
   

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