CN102656400B - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置。移动式照明装置(1)包括：装置主体(10)；配置在装置主体(10)的正面的太阳能电池板(20)；收容于装置主体(10)的蓄电池(40)和照明单元(50)；以及底架(10b)。照明单元(50)包括印刷线路板(51)和LED(52)，并组装于底架(10b)。底架(10b)包括位于太阳能电池板(20)和照明单元(50)之间的平板状的散热部(11)。印刷线路板(51)借助热传导构件而成为与散热部(11)的一个主面紧密接触的状态，从而与散热部(11)热接触，并且太阳能电池板(20)借助粘接层粘接在散热部(11)的另一主面上，从而固定于底架(10b)。由此，具备太阳能电池板的移动式照明装置即使在装置主体薄型化的情况下，也能得到良好的散热特性且可以抑制照明不均的发生。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及具备太阳能电池板的照明装置，特别涉及通过具备太阳能电池板而能搬运的移动式照明装置。

背景技术

例如日本实用新型公报第3103994号公开了一种以往的具备太阳能电池板的移动式照明装置。该公报公开的移动式照明装置在手提箱状的装置主体的正面和背面配置有太阳能电池板和LED（Light-Emitting Diode；发光二极管）照明灯，在装置主体的内部配置有蓄电池，而且在装置主体上附加设置有提手和台肩等而成为移动式。在这种移动式照明装置中，通过太阳能电池板接收太阳光而将电力储存在蓄电池中，并通过将所述蓄电池存储的电力供给至LED照明灯而使该LED照明灯工作以照亮周围。

然而，由于上述公报公开的移动式照明装置的装置主体为手提箱状的大型结构，所以可以认为基本上是放置在地面使用。因此，作为照明装置的功能还不够充分，不能从高处充分照亮附近。此外，尽管上述公报中还公开了将LED照明灯从装置主体取下使用的使用方式，但此时装置主体与LED照明灯由导线连接，使用性未必良好。

近年来，伴随着太阳能电池板的性能和蓄电池的性能的提高，装置主体能够进一步实现小型且轻量化。此处，为了提高移动式照明装置的使用性，装置主体必须薄型化。即，如果可以使装置主体薄型化，不仅更容易搬运，而且便于从高处照亮附近等，可以成为操纵性非常良好的装置。

专利文献1：日本实用新型公报第3103994号

可是，考虑将移动式照明装置的装置主体薄型化时，必须解决以下两点问题。

第一，在使移动式照明装置的装置主体薄型化时，伴随装置主体内 部的空间变窄，因LED工作而产生的热量难以顺利散热，从而容易发生热量滞留在装置主体内部的问题。发生该问题时，会最终导致LED的寿命变短，难以确保产品寿命。为了解决该问题，可以考虑通过控制LED上施加的电流量来降低LED的发热量，但是在这种情况下，由于不能向LED施加规定量的电流，所以降低了照明装置的照明能力。

第二，在使移动式照明装置的装置主体薄型化时，会出现装置主体射出的照明产生不均的问题。即，为了使用作为点光源的LED在更宽广的范围内得到均匀的照射量，需要将LED配置成阵列状，并且还需要在该阵列状配置的LED的出射方向上隔开规定的距离配置散射板，但在装置主体薄型化时，不能充分确保LED与散射板之间的距离，从而产生照明不均。为了解决该问题，需要更紧密地配置LED，或者缩小太阳能电池板和LED之间的距离，由于不论哪种方法都会导致散热性恶化，所以不能直接采用所述结构。

发明内容

因此，为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种具备太阳能电池板的照明装置，即使在装置主体薄型化的情况下，也可以得到良好的散热特性且能抑制照明不均的发生。

本发明的照明装置包括：装置主体、太阳能电池板、散射板、蓄电池、照明单元和底架。所述装置主体具有正面和背面，所述太阳能电池板配置在所述装置主体的所述正面，所述散射板配置在所述装置主体的所述背面。所述蓄电池收容于所述装置主体，存储所述太阳能电池板产生的电力。所述照明单元收容于所述装置主体，通过从所述蓄电池供电而发光，并从所述装置主体的所述背面经由所述散射板向所述装置主体的外部照射光。所述照明单元组装在所述底架上。在此，所述照明单元包括光源和支承所述光源的支承构件，所述光源在所述支承构件的表面安装有多个，所述底架包括平板状的散热部，所述散热部位于所述太阳能电池板和所述照明单元之间。所述支承构件借助热传导构件成为与所述散热部的一个主面紧密接触的状态，从而与所述散热部热接触，并且所述太阳能电池板借助粘接层粘接在所述散热部的另一主面上，从而固定于所述底架，所述散射板与所述散热部的所述一个主面上设置的所述 照明单元间隔配置。

上述本发明的照明装置优选的是，在所述热传导构件介于所述支承构件和所述底架之间的状态下，所述支承构件利用紧固构件固定而组装于所述底架。

上述本发明的照明装置优选的是，所述热传导构件具有绝缘性，此时，所述支承构件的与所述底架相对的主面上设有金属制的图案，所述热传导构件与所述图案接触。

上述本发明的照明装置优选的是，所述热传导构件由具有高热传导性的薄片状的构件构成。

上述本发明的照明装置优选的是，所述热传导构件由具有高热传导性的润滑脂构成。

上述本发明的照明装置优选的是，所述底架由金属制的构件构成。

上述本发明的照明装置优选的是，所述光源为发光二极管，此时，所述支承构件为印刷线路板。

上述本发明的照明装置优选的是，所述散热部兼备对所述照明单元产生的热量进行散热的功能、以及对所述太阳能电池板进行加强的功能。

按照本发明的具备太阳能电池板的照明装置，即使在装置主体薄型化的情况下，也可以得到良好的散热特性且能抑制照明不均的发生。

附图说明

图1A是本发明实施方式的移动式照明装置的主视图。

图1B是本发明实施方式的移动式照明装置的右视图。

图2是本发明实施方式的移动式照明装置的后视图。

图3是本发明实施方式的移动式照明装置的断面示意图。

图4是表示本发明实施方式的移动式照明装置的功能模块的图。

图5是本发明实施方式的移动式照明装置的要部放大断面图。

图6是表示本发明实施方式的移动式照明装置的组装步骤的示意图。

图7是表示本发明实施方式的移动式照明装置的组装步骤的示意图。

附图标记说明

1 移动式照明装置

10 装置主体

10a 框架

10b 底架

11 散热部

12 转动构件

13 铰链

14 透镜罩

15 操作部

16 显示部

20 太阳能电池板

21 太阳能电池

22 透光性基板

23 填充层

30 控制单元

31 控制部

32 充电电路

33 放电电路

40 蓄电池

50 照明单元

51 印刷线路板

52 LED

61 粘接层（粘接剂）

62 热传导层

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的一个实施方式。另外，以下所示 实施方式的移动式照明装置通过在白天接收太阳光进行充电，夜间在室内或野外用作照明装置，不仅在各种休闲时和受灾时使用，利用范围也可以扩展到建设工地和施工现场的使用以及家庭的日常使用等。

图1A、图1B和图2是表示本发明实施方式的移动式照明装置的外观结构的图，图1A为主视图、图1B为右视图、图2为后视图。此外，图3是表示本实施方式的移动式照明装置的内部结构的图，为沿图1A中所示的III-III线的断面示意图。首先，参照上述的图1A至图3，说明本实施方式的移动式照明装置的结构。

如图1A至图3所示，本实施方式的移动式照明装置1具有形成为箱状的装置主体10。装置主体10为便于搬运的小型化、薄型化和轻量化。另外，虽然装置主体10优选进一步小型且薄型而轻量化，但从性能和容易搬运的方面考虑，装置主体的外形设定为大体高25cm～30cm左右、宽35cm～40cm左右、进深5cm～10cm左右，其重量大体为2.5～3.0kg左右。

装置主体10包括：框架10a，通过形成框状而构成装置主体10的上表面、下表面、右侧面和左侧面；底架10b和转动构件12，安装于该框架10a。其中，框架10a和转动构件12优选由耐候性和刚性良好的比较轻的构件构成。基于该观点，框架10a和转动构件12例如由铝合金和不锈钢合金等金属制的构件构成，或者由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等树脂制的构件构成。另一方面，从后述的散热性的角度考虑，底架10b优选例如由铝合金和不锈钢合金等金属制的构件构成。

转动构件12通过一对铰链13转动自如地安装在框架10a上。更具体而言，一对铰链13分别位于装置主体10的左右侧面的大致中央部，且在该部分上将转动构件12的端部支承成转动自如。由此，转动构件12的转动轴与装置主体10的正面平行配置，如图1B所示，转动构件12朝向箭头A1和A2方向围绕装置主体10转动。另外，优选转动构件12可以在其转动范围内的规定位置或任意的位置上被锁定。

底架10b例如通过对金属制的平板状构件进行冲压加工等而成形为规定的形状，且底架10b的一部分包含散热部11。散热部11位于后述的 太阳能电池板20和照明单元50之间，是主要用于高效散发照明单元50产生的热量的部位，并且对脆弱的太阳能电池板20起到加强作用。另外，底架10b例如通过焊接或螺钉固定等固定在框架10a上。

在装置主体10的正面配置有通过接收太阳光而发电的太阳能电池板20。太阳能电池板20主要包括：太阳能电池21，包含光电转换部；以及透光性基板22，位于太阳能电池21的前方，并覆盖该太阳能电池21。优选的是，太阳能电池21使用单晶型、多晶型或者非晶型等硅类太阳能电池和化合物类太阳能电池等。在此，太阳能电池21还可以由多个太阳能电池单元电连接而成的太阳能电池集成体构成。设置透光性基板22用于防止太阳能电池21破损，透光性基板22优选由光透过性、耐候性、耐冲击性、耐水性等良好的丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物（AES）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚碳酸酯（PC）等树脂构件构成。另外，从强度和光透过性的角度考虑，该透光性基板22的厚度优选1mm以上5mm以下。

太阳能电池板20以覆盖底架10b的前表面的方式固定在框架10a和底架10b上。在此，太阳能电池板20与上述的底架10b的散热部11相对配置，并连接于该散热部11。作为将太阳能电池板20固定到框架10a的方法，可以适当选择贴敷、粘接、嵌入和螺钉固定等。另外，关于太阳能电池板20与底架10b的连接结构，将在后面详细叙述。

另一方面，在装置主体10的背面配置有作为散射板的透镜罩14，用于使从后述的照明单元50照射出的光的放射强度均匀化。更具体而言，透镜罩14与底架10b的后表面间隔配置，并通过固定于框架10a而从装置主体10的背面露出。另外，考虑到轻量化，透镜罩14优选使用以透光性的树脂材料为原料的注塑成形品。此外，作为将透镜罩14固定到框架10a的方法，可以适当选择粘接、嵌入和螺钉固定等。

在装置主体10的内部空间中配置有：蓄电池40，存储太阳能电池板20产生的电力；照明单元50，通过蓄电池40的电力供给而发光；以及包含控制部31（参照图4）的控制单元30，对该移动式照明装置1进行整体控制。

控制单元30配置在装置主体10的内部空间中的上部，例如通过螺钉固定等固定在底架10b的上部部分。控制单元30包括箱状的外壳以及被箱状的外壳覆盖的印刷线路板，其中，在印刷线路板上设有上述的控制部31和后述的各种电路32、33等。

蓄电池40配置在装置主体10的内部空间中的下部，例如通过螺钉固定等固定在底架10b的下部部分。蓄电池40例如可以使用锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池和铅电池等。

照明单元50配置在装置主体10的内部空间中的大体中央部，并组装在底架10b上。照明单元50包括作为支承构件的印刷线路板51，以及安装在该印刷线路板51表面上的作为光源的LED52。印刷线路板51优选含玻璃纤维的环氧树脂制的平板（所谓玻璃环氧基板）。LED52优选使用表面贴装型的LED，该LED包括：作为半导体发光元件的LED元件；密封该LED元件的透光性的密封树脂；以及与外部的电极电连接的电极。在上述印刷线路板51的表面上，例如呈阵列状安装有多个LED52。

在此，照明单元50与上述底架10b的散热部11相对配置，并以与该散热部11热接触的方式组装在该散热部11上。具体而言，照明单元50通过未图示的紧固构件固定在底架10b上，并使印刷线路板51的安装有LED52的主面朝向透镜罩14侧。另外，对于将照明单元50安装到底架10b的具体安装结构，将在后面详细叙述。

从LED52射出的光通过配置在装置主体10背面的透镜罩14，朝向装置主体10的外部照射。在此如上所述，由于在印刷线路板51的表面呈阵列状配置有多个LED52，所以照明单元50整体作为面光源发挥功能，可以确保其照明范围较宽。另外，LED52优选白色发光二极管。

在装置主体10的右侧面设置有：能切换照明单元50的动作的操作部15，以及显示该移动式照明装置1的动作状态等的显示部16。操作部15例如由按钮等构成，显示部16例如由LED等构成。优选显示部16包括充电状态显示部和余量显示部，所述充电状态显示部用于显示移动式照明装置1是否处于充电状态，所述余量显示部用于显示蓄电池40的余量状态。

另外，还可以在装置主体10的内部空间中配置遮光片。优选该遮光片配置在透镜罩14的前方且配置在底架10b的后方，并配置在除照明单元50的背面侧以外的部分上，用于对除设置有照明单元50的部分以外的装置主体10的内部结构进行遮蔽，以便不能透过透镜罩14看到装置主体10的内部结构。

图4是表示本实施方式的移动式照明装置的功能模块的构成的图。下面参照该图4，说明本实施方式的移动式照明装置的功能模块的构成。

如图4所示，本实施方式的移动式照明装置1包括：上述的太阳能电池板20、蓄电池40、照明单元50、控制部31、操作部15和显示部16，此外还具有充电电路32和放电电路33。

充电电路32根据控制部31的指令用太阳能电池板20产生的电力对蓄电池40进行充电。更具体而言，当太阳能电池板20的发电电压达到规定值以上时，通过充电电路32将该产生的电力向蓄电池40输送，对蓄电池40进行充电，当太阳能电池板20的发电电压小于所述规定值时，充电电路32停止蓄电池40的充电。此外，在蓄电池40充满时，为了防止蓄电池40过充电，充电电路32停止蓄电池40的充电，且当蓄电池40的电压处于规定值以下时，充电电路32解除蓄电池40的充电停止并再次开始充电。此外，充电电路32还可以具备过电流保护电路和逆流防止电路等，所述过电流保护电路防止从太阳能电池板20向蓄电池40输送的电力处于过电流状态，所述逆流防止电路防止电流从蓄电池40向太阳能电池板20产生逆流。

放电电路33根据控制部31的指令将蓄电池40储存的电力供给至照明单元50。更具体而言，在蓄电池40的电压为规定值以上时，放电电路33根据控制部31的指令将蓄电池40储存的电力供给至照明单元50，当蓄电池40的电压小于规定值时，为了防止过放电，放电电路33停止从蓄电池40向照明单元50供给电力。

操作部15是用于切换上述照明单元50的动作的部位，具体而言，在用户对操作部15进行操作的情况下，该操作输出到控制部31。显示部16是用于显示上述移动式照明装置1是否处于充电状态和蓄电池40的余 量状态的部位，例如以亮灯/非亮灯显示移动式照明装置1是否处于充电状态，并对应于蓄电池40的余量通过亮灯数显示其余量。

此外，控制部31是对上述移动式照明装置1进行整体控制的部位，接收来自太阳能电池板20的发电电压的信息、蓄电池40的储存电力的余量的信息以及有无来自操作部15的用户操作的信息等的输入，并根据上述信息的输入控制充电电路32、放电电路33和照明单元50的动作。

图5是表示本实施方式的移动式照明装置的散热部附近的组装结构的图，是图3中所示区域V的要部放大断面图。此外，图6和图7是表示实现图5所示散热部附近的组装结构的具体组装步骤的一例的示意图。以下，参照所述图5至图7，具体说明本实施方式的移动式照明装置的散热部附近的组装结构和组装步骤。

如图5所示，设置在底架10b的规定位置上的散热部11具有平板状的形状，且其一个主面上借助作为热传导构件的热传导层62，以热接触的方式组装有照明单元50的印刷线路板51，其另一主面上借助粘接层61粘接有太阳能电池板20。

更具体而言，热传导层62位于散热部11的一个主面上，且照明单元50的印刷线路板51位于该热传导层62上。热传导层62用于将照明单元50产生的热量传导到散热部11，热传导层62例如由具有高热传导性的薄片状的构件或润滑脂构成。在此，具有高热传导性的薄片状构件例如优选聚亚苯基硫醚树脂制的薄片，具有高热传导性的润滑脂例如优选添加了具有高热传导性的粒子的硅润滑脂等。另外，为了确保热传导性良好，印刷线路板51优选薄壁的结构。

另一方面，粘接层61位于散热部11的另一主面上，而太阳能电池板20的太阳能电池21位于该粘接层61上。粘接层61用于将太阳能电池板20固定在散热部11上，例如优选环氧树脂类粘接剂或丙烯树脂类粘接剂。在此，散热部11和粘接层61相当于加强构件，主要对脆弱的太阳能电池板20的强度进行加强，通过将太阳能电池板20借助粘接层61固定在散热部11上，可以增加太阳能电池板20的机械强度。另外，在粘接剂使用上述的环氧树脂类粘接剂或丙烯树脂类粘接剂时，由于该 粘接剂与其他的粘接剂相比热传导性优良，所以太阳能电池板20产生的热量可以高效传导到散热部11，其结果，也可以使太阳能电池板20产生的热量通过散热部11高效散热。此外，除了上述的太阳能电池21和透光性基板22以外，太阳能电池板20还具备填充在上述两者之间起粘接作用的填充层23。填充层23优选以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）或聚乙烯醇缩丁醛（PVB）等为主成分的热塑性的合成树脂材料。

通常，在太阳能电池21的与前表面（受光面）相反侧的后表面（非受光面）上，借助乙烯-醋酸乙烯共聚物等密封树脂，设有由聚氟化乙烯薄膜等氟类树脂薄膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜等有机类薄膜构成的保护薄膜，此时，该保护薄膜和散热部11通过粘接层61粘接。

由此，在本实施方式的移动式照明装置1中，照明单元50产生的热量（即通过驱动LED52而产生的热量）借助热传导层62传导到底架10b的散热部11，并且通过粘接层61将太阳能电池板20固定到底架10b的散热部11上，从而增加了太阳能电池板20的强度。此外，特别是在使用组装有结晶类太阳能电池的太阳能电池板时，通过将太阳能电池板20产生的热量（即，因接收太阳光而产生的热量）借助粘接层61传导到底架10b的散热部11，对太阳能电池板20进行冷却，其结果，也可以得到提高发电效率的效果。因此，不仅能有效冷却照明单元50，还可以对脆弱的太阳能电池板20进行加强。另外，如上所述，散热部11优选金属制的构件，考虑到散热性、加强性（刚性）和轻量化，特别优选使用铝合金。

在此，优选利用螺钉固定等将照明单元50固定在底架10b上。此时，通过在印刷线路板51的周向边缘部设置螺钉固定部，在借助作为热传导层62的薄片状的构件或润滑脂的状态下，可以使印刷线路板51和底架10b成为紧密接触的状态。因此，通过在该螺钉固定时进行力矩管理等，能确保提高散热性。

为了实现所述组装结构，首先如图6所示，在太阳能电池板20的后表面的规定位置涂布粘接剂61，并将底架10b的散热部11推压在粘接剂61上，维持该按压接触状态以进行粘接剂61的硬化处理。然后，如图7所示，将作为热传导层62的薄片状的构件装载在底架10b的散热部上， 并从上方将照明单元50推压在热传导层62上，在维持该状态的情况下利用上述的紧固构件（未图示）将照明单元50固定于底架10b。由此，作为热传导层62的薄片状的构件被适当压缩，并且照明单元50的印刷线路板51和散热部11紧密接触，成为图5所示的组装结构。

另外，以上说明了使用薄片状的构件作为热传导层62的情况，当使用润滑脂作为热传导层62时，在经过了图6所示的步骤后，在底架10b的散热部11的露出面上涂布润滑脂，将照明单元50推压到涂布有该润滑脂的散热部11上，在维持该状态的情况下利用上述的紧固构件（未图示）将照明单元50固定到底架10b上。另外此时，为了使热传导层62的厚度均匀，使润滑脂遍布散热部11的整个表面。

按照以上说明的本实施方式的移动式照明装置1，配置在装置主体10内部的底架10b可以同时具有作为照明单元50的散热部的功能以及对太阳能电池板20进行加强的功能，并且根据情况，还可以具有作为太阳能电池板20的散热部的功能。因此，不必单独设置用于组装照明单元50的底架和对太阳能电池板20进行加强的底架，能实现装置主体10的薄型化。此外，由于能够将照明单元50配置成接近太阳能电池板20，所以除了可以实现装置主体10的薄型化以外，还可以确保照明单元50与作为散射板的透镜罩14之间具有足够的距离。因此，即使在装置主体10薄型化的情况下，也可以得到具备良好的散热特性且能抑制照明不均发生的具备太阳能电池板的照明装置。

另外，为了使照明单元50产生的热量更有效地传递到散热部11，优选在印刷线路板51的未安装有LED52一侧的主面上形成金属制的图案。此时更优选的是，设置贯穿印刷线路板51的通孔，并利用该通孔连接安装有LED52一侧的主面上所设置的金属制的配线图案、以及未安装有所述LED52一侧的主面上所设置的金属制的图案。但是，此时由于需要确保印刷线路板51与底架10b之间的绝缘性，所以作为热传导构件的热传导层62需要具有绝缘性。

本发明公开的上述实施方式的所有内容均为例示性内容，而不是限制性内容。本发明的技术范围由权利要求确定，此外还应包含与权利要求等同的内容以及权利要求范围内的任意变形。

Claims (8)

1.一种照明装置，其特征在于包括：

装置主体（10），具有正面和背面；

太阳能电池板（20），配置在所述装置主体（10）的所述正面；

散射板，配置在所述装置主体的所述背面；

蓄电池（40），收容于所述装置主体（10），存储所述太阳能电池板（20）产生的电力；

照明单元（50），收容于所述装置主体（10），通过从所述蓄电池（40）供电而发光，并从所述装置主体（10）的所述背面经由所述散射板向所述装置主体（10）的外部照射光；以及

底架（10b），组装有所述照明单元（50），

所述照明单元（50）具有光源（52）和支承所述光源（52）的支承构件（51），

所述光源在所述支承构件的表面安装有多个，

所述底架（10b）具有平板状的散热部（11），所述散热部（11）位于所述太阳能电池板（20）和所述照明单元（50）之间，

所述支承构件（51）借助热传导构件（62）成为与所述散热部（11）的一个主面紧密接触的状态，从而与所述散热部（11）热接触，

所述太阳能电池板（20）借助粘接层（61）粘接在所述散热部（11）的另一主面上，从而固定于所述底架（10b），

所述散射板与所述散热部的所述一个主面上设置的所述照明单元间隔配置。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，在所述热传导构件（62）介于所述支承构件（51）和所述底架（10b）之间的状态下，所述支承构件（51）利用紧固构件固定而组装于所述底架（10b）。

3.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述热传导构件（62）具有绝缘性，

所述支承构件（51）的与所述底架（10b）相对的主面上设有金属制的图案，

所述热传导构件（62）与所述图案接触。

4.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述热传导构件（62）由具有高热传导性的薄片状的构件构成。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述热传导构件（62）由具有高热传导性的润滑脂构成。

6.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述底架（10b）由金属制的构件构成。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述光源（52）为发光二极管，

所述支承构件（51）为印刷线路板。

8.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述散热部（11）兼备对所述照明单元（50）产生的热量进行散热的功能、以及对所述太阳能电池板（20）进行加强的功能。