JP6403109B2

JP6403109B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP6403109B2
Application number: JP2014107269A
Authority: JP
Inventors: 健太渡邉; 淳志元家; 隆史新井; 甲樹山田; 和慶西垣
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-05-23
Filing date: 2014-05-23
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2034-05-23
Also published as: CN105090774A; JP2015222691A; CN105090774B

Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置に関する。

ＬＥＤは、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代わる光源として注目されている。このようなＬＥＤを光源とする照明装置として、矩形平板状のベースと、このベースの一面に縦３・横３のマトリクス状に配置された複数の光源ユニットと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。各々の光源ユニットは、配線基板を介してベースに実装されたＬＥＤと、このＬＥＤの周囲を取り囲むように設けられた矩形枠状の化粧カバーと、を有する。化粧カバーは、その外側面にベースと平行に設けられた複数の放熱フィン（板状フィン）を有する。

特開２００９−１２９８５９号公報

しかしながら、上述したような照明装置では、例えば、ベース面が鉛直方向に対して平行となるように配置した場合には、ＬＥＤの発光に伴って生じた熱が装置の鉛直上方に抜け難く、放熱性が悪くなることがある。このような放熱性の悪化は、照明装置の過度の加熱を引き起こし、熱暴走による照明装置の誤作動や故障につながる虞がある。

本発明は、上記課題を解決するものであって、放熱性が良い照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、マトリクス状に配置された複数の光源ユニットと、これら光源ユニットに給電するための電源ユニットと、を備え、前記複数の光源ユニットは、一面に発光面を有する矩形平板状の発光部と、前記発光部の前記発光面とは反対側の面に設けられた放熱部と、をそれぞれ備え、前記発光部の一辺と平行な行方向に配置された前記光源ユニットの数は、前記行方向に直交する列方向に配置された前記光源ユニットの数以上であり、前記放熱部は、前記発光面に直交して設けられた複数の板状フィンを有し、前記複数の板状フィンは、前記列方向と平行に並設され、前記複数の光源ユニットは、前記列方向に複数配置され、該列方向において隣り合う前記光源ユニットの間には隙間が設けられ、前記電源ユニットは、前記行方向に沿って伸びる長尺状に形成され、前記放熱部側において前記隙間を塞ぐように配置されていることを特徴とする。

前記列方向における前記板状フィンの長さは、同方向における前記発光部の長さと等しいことが好ましい。

前記板状フィンは、前記行方向における前記発光部の両端部には設けられていないことが好ましい。

本発明の照明装置によれば、その列方向が鉛直方向と一致するように設置したときに、水平方向（行方向）に配置された光源ユニットの数が鉛直方向に配置された光源ユニットの数以上となり、また、板状フィンが鉛直方向と平行に設けられている。そのため、光源ユニットの発光に伴って生じた熱が上昇気流に乗って照明装置の鉛直上方に抜け易くなって、放熱性を良くすることができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置を発光面側から見た斜視図。上記照明装置を放熱部側から見た斜視図。（ａ）は上記照明装置を発光面側から見た平面図、（ｂ）は同照明装置を放熱部側から見た平面図、（ｃ）は同照明装置の側面図。（ａ）は図３（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線断面図。（ａ）乃至（ｃ）は、上記照明装置の周囲における空気の流れを示す図。（ａ）乃至（ｃ）は、光源ユニット間に隙間が設けられていない照明装置の周囲における空気の流れを示す図。

本発明の一実施形態に係る照明装置について図１乃至図５を参照して説明する。本照明装置は、グランドや圃場等に対して光を投射する投光器である。

図１及び図２に示すように、照明装置１は、複数の光源ユニット２と、これら光源ユニット２を一体に保持する保持枠３と、を備える。光源ユニット２の各々は、一面に発光面２Ａ（図１参照）を有する矩形平板状の発光部４と、発光部４の発光面２Ａとは反対側の面に設けられた放熱部５と、を備える。放熱部５は、発光部４の発光に伴って生じた熱を外部に放熱する。

複数の光源ユニット２は、マトリクス状に配置され、発光部４の一辺と平行な行方向Ｌ（図例では横方向）に配置された光源ユニット２の数は、行方向Ｌに直交する列方向Ｃ（図例では縦方向）に配置された光源ユニット２の数以上となっている。図例では、行方向Ｌに３つの光源ユニット２が配置され、列方向Ｃに２つの光源ユニット２が配置された３ｘ２のマトリクス状となっている。列方向Ｃにおいて隣り合う光源ユニット２の間には、隙間Ｇ（図１参照）が設けられている。行方向Ｌにおいて隣り合う光源ユニット２は、互いに隣接して配置されている。

発光部４は、発光面２Ａ側に設けられた配線基板４１（図１参照）と、配線基板４１に実装された複数のＬＥＤ４２と、これらＬＥＤ４２を覆って保護するカバー４３と、を有する。ＬＥＤ４２は、例えば、青色光を出射する青色ＬＥＤチップと、この青色ＬＥＤチップを封止する封止材と、この封止材中に分散され青色光を黄色光に変換する蛍光体と、を有し、青色光と黄色光とを互いに混色させることで白色光を出射する。カバー４３は、ＬＥＤ４２から出射された白色光を透過させる透光性材料、例えば、透明アクリル樹脂、透明ポリカーボネート樹脂又は透明ガラスにより構成される。

放熱部５は、発光面２Ａに直交して設けられた複数の板状フィン５１を有する。これら板状フィン５１は、列方向Ｃと平行に並設されている。板状フィン５１は、熱伝導率及び剛性の高い材料、例えば、アルミニウムや銅により構成される。

図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、照明装置１は、保持枠３の行方向Ｌにおける両端部３１、３２を介して保持枠３を軸支する支持体６と、光源ユニット２に給電するための電源ユニット７と、を更に備える。支持体６は、両端部３１、３２を結ぶ線を回動軸Ａｘ（図３（ａ）参照）として保持枠３が回動可能となるように保持枠３を支持している。このようにすることで、回動軸Ａｘを中心として、保持枠３及び光源ユニット２を所定の向きに回動させることができる。電源ユニット７は、照明装置１の放熱部５側において隙間Ｇを塞ぐように配置され、各々の光源ユニット２とケーブル７１を介して電気的に接続されている。電源ユニット７は、商用電源（不図示）に接続され、その商用電源からＬＥＤ４２への給電を制御する点灯回路（不図示）を内蔵している。

図４（ａ）に示すように、列方向Ｃにおける板状フィン５１（ドットで示す）の長さＬ１は、同方向における発光部４の長さＬ２と等しくなるように構成されている。このようにすることで、板状フィン５１の表面積を大きくして、板状フィン５１の放熱性を高めることができる。また、図４（ｂ）に示すように、板状フィン５１は、行方向Ｌにおける発光部４の両端部４４、４５には設けられていない。このようにすることで、行方向Ｌにおける発光部４間の境界において板状フィン５１同士が近接するのを防いで、それら板状フィン５１による放熱性の低下を防止することができる。なお、図４（ａ）（ｂ）では、断面を示すハッチングの図示を省略している。

上記のように構成された照明装置１によれば、列方向Ｃが鉛直方向と一致するように設置したときに、鉛直方向に配置された光源ユニット２の数（図例では２つ）よりも水平方向（行方向Ｌ）に配置された光源ユニットの数（図例では３つ）の方が多くなる。また、各々の光源ユニット２において、板状フィン５１が鉛直方向と平行に設けられている。そのため、光源ユニット２の発光に伴って生じた熱が上昇気流に乗って照明装置１の鉛直上方に抜け易くなって、放熱性を良くすることができる。これにより、照明装置１の過度の加熱を防いで、熱暴走による照明装置１の誤作動や故障を防止することができる。このような効果は、照明装置１を構成する光源ユニット２の数が多くて放熱性が低下する場合や、光源ユニット２の発光に伴う温度上昇が起こり易い投光器（照明装置１）のような高出力装置において特に重要となる。

図５（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ光源ユニット２からの光（白抜き矢印で示す）が鉛直斜め下方、鉛直下方及び鉛直上方に照射されるように照明装置１を配置した場合を示す。このような場合、列方向Ｃにおいて隣り合う光源ユニット２の間に隙間Ｇが設けられているので、空気（破線矢印で示す）が隙間Ｇを通って照明装置１の鉛直上方へ抜け、放熱部５の熱が効率良く大気中に放熱される。

また、図５（ａ）（ｂ）に示した場合では、放熱部５からの熱を含んだ上昇気流が電源ユニット７に達し得るが、電源ユニット７が隙間Ｇを塞ぐように配置されているので、隙間Ｇを通って流れてきた冷たい空気によって電源ユニット７が冷却される。そのため、電源ユニット７は、放熱部５（電源ユニット２）からの熱の影響を受け難くなる。一方、図５（ｃ）に示した場合では、電源ユニット７からの熱を含んだ上昇気流が光源ユニット２に達し得るが、そのような上昇気流は、隙間Ｇを通って照明装置１の鉛直上方に抜ける。そのため、光源ユニット２は、電源ユニット７からの熱の影響を受け難くなる。

これに対して、図６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、上記のような隙間を備えていない照明装置では、空気が光源ユニット２の間を通り抜けることができないので、光源ユニット２同士の境界を含む領域（一点鎖線で囲んで示す）において熱がこもり易い。また、図６（ａ）（ｂ）に示した場合では、放熱部５からの熱を含んだ上昇気流が電源ユニット７に達し得るので、電源ユニット７は、放熱部５（光源ユニット２）からの熱の影響を受け易くなる。一方、図６（ｃ）に示した場合では、電源ユニット７からの熱を含んだ上昇気流が光源ユニット２に達し得るので、光源ユニット２は、電源ユニット７からの熱の影響を受け易くなる。

なお、本発明に係る照明装置は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、本照明装置は、行方向において隙間無く並列された板状フィンを有する構成とされてもよい。また、光源ユニットの配置は、上述した３ｘ２のマトリクス状に限定されず、例えば、４ｘ３や１０ｘ４のマトリクス状であってもよい。また、光源ユニットは、好ましくは行方向に配置される数が列方向に配置される数よりも多くなるように構成されるが、行方向に配置される数が列方向に配置される数と等しくなるように構成されていてもよい。また、ＬＥＤを互いに異なる色の光を出射する複数種のものにより構成し、各種ＬＥＤを個別に調光制御することで照射光の色や色温度を調整することができるように構成してもよい。更に、光源ユニットの光源は、必ずしもＬＥＤに限定されず、例えば、高圧ナトリウムランプやキセノンランプ等のＨＩＤランプ、白色蛍光灯又は白熱灯により構成されていてもよい。

１照明装置
２光源ユニット
２Ａ発光面
４発光部
４４、４５行方向における発光部の両端部
５放熱部
５１板状フィン
Ｃ列方向
Ｇ隙間
Ｌ行方向
Ｌ１列方向における板状フィンの長さ
Ｌ２列方向における発光部の長さ

Claims

マトリクス状に配置された複数の光源ユニットと、これら光源ユニットに給電するための電源ユニットと、を備えた照明装置であって、
前記複数の光源ユニットは、一面に発光面を有する矩形平板状の発光部と、前記発光部の前記発光面とは反対側の面に設けられた放熱部と、をそれぞれ備え、
前記発光部の一辺と平行な行方向に配置された前記光源ユニットの数は、前記行方向に直交する列方向に配置された前記光源ユニットの数以上であり、
前記放熱部は、前記発光面に直交して設けられた複数の板状フィンを有し、前記複数の板状フィンは、前記列方向と平行に並設され、
前記複数の光源ユニットは、前記列方向に複数配置され、該列方向において隣り合う前記光源ユニットの間には隙間が設けられ、
前記電源ユニットは、前記行方向に沿って伸びる長尺状に形成され、前記放熱部側において前記隙間を塞ぐように配置されていることを特徴とする照明装置。
前記列方向における前記板状フィンの長さは、同方向における前記発光部の長さと等しいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記板状フィンは、前記行方向における前記発光部の両端部には設けられていないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。