JP2003317527A - 照明装置 - Google Patents

照明装置

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JP2003317527A
JP2003317527A JP2002120461A JP2002120461A JP2003317527A JP 2003317527 A JP2003317527 A JP 2003317527A JP 2002120461 A JP2002120461 A JP 2002120461A JP 2002120461 A JP2002120461 A JP 2002120461A JP 2003317527 A JP2003317527 A JP 2003317527A
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  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単でかつ小型の可動機構で光の出射方向を
変えることができ、かつ放熱特性に優れた照明装置を提
供する。 【解決手段】 発光ユニットと、その発光ユニットを点
灯させることにより発生する熱を放熱する放熱ユニット
とを備えた照明装置において、発光ユニットと上記放熱
ユニットとの間に熱伝達ユニットが接続され、発光ユニ
ットは熱伝達ユニットと面で接し、かつ一点又は1つの
直線を中心として回転可能となるように熱伝達ユニット
に接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置、特に発
光ダイオード等を用いて構成された比較的小型の発光ユ
ニットを備えた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ヒートシンク等の放熱部を有する
照明装置では、発光部で発生した熱を効果的に放熱する
ために、発光部が放熱部に直接取り付けられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光部
が放熱部に直接取り付けられた従来の照明装置では、光
の出射方向を変えるためには、放熱部を含む照明装置全
体を動かす必要があり、可動機構が大きくなり、複雑に
なるという問題点があった。
【0004】そこで、本発明は簡単でかつ小型の可動機
構で光の出射方向を変えることができ、かつ放熱特性に
優れた照明装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る第1の照明装置は、発光ユニット
と、その発光ユニットを点灯させることにより発生する
熱を放熱する放熱ユニットとを備えた照明装置におい
て、上記発光ユニットと上記放熱ユニットとの間に熱伝
達ユニットが接続され、上記発光ユニットは上記熱伝達
ユニットと面で接し、かつ一点又は1つの直線を中心と
して回転可能となるように上記熱伝達ユニットに接続さ
れていることを特徴とする。以上のように構成された本
発明に係る第1の照明装置では、放熱ユニットとは別に
(例えば、放熱ユニットを固定した状態で)発光ユニッ
トのみを一点又は1つの直線を中心として回転させるこ
とができるので、簡単でかつ小型の可動機構で光の出射
方向を変えることができる。また、上記発光ユニットと
上記放熱ユニットとを面で接するようにしているので、
放熱特性に優れた照明装置を構成できる。
【0006】また、本発明に係る第1の照明装置は、発
光ユニットと、その発光ユニットを点灯させることによ
り発生する熱を放熱する放熱ユニットとを備えた照明装
置であって、上記発光ユニットと上記放熱ユニットとの
間に熱伝達ユニットが接続され、上記放熱ユニットは上
記熱伝達ユニットと面で接し、かつ一点又は1つの直線
を中心として回転可能となるように上記熱伝達ユニット
と接続されていることを特徴とする。以上のように構成
された本発明に係る第2の照明装置は、上記第1の照明
装置と同様、放熱ユニットとは別に発光ユニットのみを
一点又は1つの直線のまわりを回転させることができる
ので、簡単でかつ小型の可動機構で光の出射方向を変え
ることができ、かつ放熱特性に優れた照明装置を構成で
きる。
【0007】本発明に係る第1及び第2の照明装置で
は、上記熱伝達ユニットの一端に球面端部を設け、上記
発光ユニット又は上記放熱ユニットには、球面を有する
受部を設け、上記発光ユニット又は上記放熱ユニットを
上記球面端部の表面と上記球面受部の表面が面で接する
ように上記熱伝達ユニットに接続するようにすると、上
記発光ユニット又は上記放熱ユニットを一点を中心とし
て回転可能となるように上記熱伝達ユニットに接続でき
る。
【0008】本発明に係る第1及び第2の照明装置で
は、上記熱伝達ユニットはその一部が円柱形状の接続部
とし、上記発光ユニット又は上記放熱ユニットに円周面
を有する受部を設け、上記発光ユニット又は上記放熱ユ
ニットを上記接続部の表面と上記受部の円周面とが面で
接するように上記熱伝達ユニットと接続すると、上記発
光ユニット又は上記放熱ユニットを1つの直線を中心と
して回転可能となるように上記熱伝達ユニットに接続で
きる。
【0009】本発明に係る第1及び第2の照明装置で
は、上記熱伝達ユニットを、その外周の一部が円弧形状
に形成し、上記発光ユニット又は上記放熱ユニットに上
記円弧形状の外周が回転可能に嵌り合う内周受け面を形
成し、上記円弧形状の外周と上記内周受け面とが嵌り合
うように、上記熱伝達ユニットと上記発光ユニット又は
上記放熱ユニットとを接続することにより、上記発光ユ
ニット又は上記放熱ユニットを一点を中心として回転可
能となるように上記熱伝達ユニットに接続できる。
【0010】本発明に係る第1及び第2の照明装置で
は、上記発光ユニットを少なくとも1つの発光ダイオー
ドを含むようにしてもよい。
【0011】本発明に係る第1及び第2の照明装置で
は、上記熱伝達ユニットは、ヒートパイプからなること
が好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る実施の形態の照明装置について説明する。 実施の形態1.本実施の形態1の照明装置は、図1に示
すように、発光ユニット1と放熱ユニット2とが熱伝達
ユニット(ヒートパイプ)3により接続されて構成され
る。本実施の形態1の照明装置において、熱伝達ユニッ
ト3はヒートパイプからなり、その一端には球面端部3
aが形成される。また、発光ユニット1は、熱伝達ユニ
ット3の球面端部3aが嵌り合う球面受部101bが裏
面に形成されたベース101と、そのベース101の表
面に取り付けられた発光ダイオード4とから構成され
る。そして、球面端部3aが球面受部101bの表面と
接した状態を保ちつつ滑り動くことができるように球面
受部101bに嵌め合わされることにより、熱伝達ユニ
ット3と発光ユニット1とが接続される。
【0013】以上のようにして、本実施の形態1の照明
装置において、発光ユニット1は球面端部3aの中心点
を中心として回転可能に熱伝達ユニット3に接続され
る。また、本実施の形態1の照明装置では、熱伝達ユニ
ット3の球面端部3aの表面と球面受部101bの表面
とが常に接した状態を保っているので、発光ダイオード
4を発光させることにより発生した熱を効率良く熱伝達
ユニット3に伝達でき、その伝達された熱を優れた熱伝
達特性を有する熱伝達ユニット3によって速やかに放熱
ユニット2に伝達できる。
【0014】以下、本実施の形態1の照明装置について
より詳細に説明する。 (熱伝達ユニット)本実施の形態1において、熱伝達ユ
ニット3として用いたヒートパイプは、例えば、銅やア
ルミニウム等の金属材料からなる金属管の中に、水、フ
ロン、代替フロン、フロリナート等の熱輸送用の作動液
を封入したものであって、入熱部(高温部)で作動液が
加熱されて蒸気となり、その蒸気が放熱部(低温側)に
移動して放熱することによって液化し、その液化した作
動液が毛細管現象により入熱部に戻るという動作を繰り
返すことにより、極めて高い熱伝導性を実現した熱伝達
部材である。
【0015】(発光ユニット1と熱伝達ユニット3との
可動接続)本実施の形態1の照明装置において、ベース
101は、図2に示すように、金属ベース102と基板
103aと嵌止め104bからなる。ここで、金属ベー
ス102は、プレート部102aと受部102bとが一
体で構成された金属からなり、基板103aには発光ダ
イオード4に給電するための配線が形成され、その上面
に発光ダイオード4が取り付けられている。発光ダイオ
ード4が設けられた基板103aはプレート部102a
の上面に接合される。また、受け部102bは、図2に
示すように、球面端部3aの径と同一の半球面からなる
底面を有しており、その底面に球面端部3aの表面が接
するように受け部102bに熱伝達ユニット3が挿入さ
れる。そして、その熱伝達ユニット3が外れないように
嵌止め104bが受け部102bに嵌め合わされる。こ
のようにして、球面端部3aが回転可能な状態で保持さ
れる。ここで、本発明では、受け部102b内におい
て、球面端部3aが滑らかに回転しかつ金属ベース10
2から熱伝達ユニット3に熱が効率良く伝達されるよう
に、熱伝導性に優れたグリスを塗布することが好まし
い。
【0016】(発光ユニット1の固定部)発光ユニット
1は、固定フランジ12,14及び出射孔16aを有す
る可動配光カバー16により取付面(図示せず)に固定
される。この固定構造では、発光ユニット1は、その発
光が出射孔16aから効率良く出射されるように可動配
光カバー16に取り付けられ、その位置関係を保った状
態で可動配光カバー16とともに動くようになってい
る。尚、本実施の形態1の照明装置では、例えば、可動
配光カバー16は略球形状の樹脂成形体からなり、取付
面に固定された固定フランジ12,14のガイド面に沿
って首振り可能に設けられる。
【0017】(熱伝達ユニット3と放熱ユニット2との
接続)熱伝達ユニット3は、図2(a)に示すように、
その一端部がL字型に曲げられ、その部分において放熱
ユニット2に形成された溝に固定具15を用いて固定さ
れる。ここで、固定具15は熱伝導の良い金属で作製す
ることが好ましく、固定にあたっては熱伝達ユニット3
と固定具15及び熱伝達ユニット2の溝との接触面積が
可能な限り大きくなるように固定することが好ましい。
【0018】以上のように構成された実施の形態1の照
明装置は、上述したように発光ユニット1において発生
した熱を速やかに放熱ユニットに伝達でき、効率良く放
熱できるので、発光ユニット1の温度上昇を抑えること
ができる。従って、本実施の形態1に用いた放熱構造
は、特に発光ダイオード又はレーザダイオード等の半導
体発光素子を用いて構成された発光ユニットを含む照明
装置に適している。すなわち、本放熱構造により発光ユ
ニットの温度上昇を極めて小さくできるので、半導体発
光素子の寿命を長くできるとともに、素子の温度上昇に
伴う特性変化(色調の変化など)を抑制でき、長期間の
安定して発光が可能となる。また、本実施の形態1にお
ける発光ユニット1と熱伝達ユニット3との可動接続構
造は、熱伝導を阻害することなく発光ユニット1を動か
すことができるので、指向性を有する半導体発光素子の
光を効果的に利用することができる。
【0019】実施の形態2.実施の形態2の照明装置
は、図3に示すように、1列に配列された複数の光源2
4(例えば、発光ダイオードからなる)を用いて構成さ
れた照明装置の一例を示したものであって、以下のよう
に構成される。すなわち、実施の形態2の照明装置は、
発光ユニット21とカバーを兼ねる放熱ユニット22と
が熱伝達ユニット(ヒートパイプ)23により接続され
て構成されるものであり、基本構成要素は実施の形態1
と同様である。本実施の形態2の照明装置において、熱
伝達ユニット23は円形の断面を有するヒートパイプが
リング状に加工されてなり、その一部の直線上に伸びた
部分が発光ユニット21及び放熱ユニット22との接続
に用いられる。ここで、本実施の形態2では、熱伝達ユ
ニット23における発光ユニット201との第1接続部
と放熱ユニット22との第2接続部は、図3(a)に示
すように、互いに平行でかつ対向するように設けられ
る。
【0020】また、発光ユニット21は、熱伝達ユニッ
ト23の第1接続部が嵌り合う受部201bが裏面に形
成されたベース202(熱伝導の良い金属により作製す
ることが好ましい)と、そのベース202の表面に接合
された基板203aと基板203aの上面に配列された
複数の発光ダイオード4によって構成される。受部20
1bは、図3(b)に示すように、金属ベース202の
背面に設けられたリッジ部分に形成された溝からなり、
その溝は第1接続部の径と同一の径の円周面からなる底
面を有している。そして、第1接続部が受部201bの
底面に接するように受部201bに嵌め合わされる。こ
の際、第1接続部は、受部201bから容易に外れるこ
となくかつ回転可能状態を保持できる程度の強さで受部
201bに嵌め合わされる。このようにして、発光ユニ
ット21は第1接続部の軸(1つの直線)を中心として
回転可能に熱伝達ユニット23と接続される。ここで、
本発明では、受部201b内において、第1接続部が滑
らかに回転しかつ金属ベース102から熱伝達ユニット
3に熱が効率良く伝達されるように、熱伝導性に優れた
グリスを塗布することが好ましい。
【0021】また、熱伝達ユニット23の第2接続部
は、図3(b)に示すように、カバーを兼ねる放熱ユニ
ット22に固定具25を用いて固定される。ここで、固
定具25は熱伝導の良い金属で作製することが好まし
く、固定にあたっては固定具25と熱伝達ユニット23
の第2接続部との接触面積が可能な限り大きくなるよう
に固定することが好ましい。
【0022】以上のように、本実施の形態2の照明装置
において、発光ユニット21は円柱形状の第1接続部の
軸を中心として発光ユニット21が回転可能となるよう
に、熱伝達ユニット23に接続され、熱伝達ユニット2
3の第1接続部の表面と受部201bの内表面とが常に
接した状態を保っているので、光源24を発光させるこ
とにより発生した熱を効率良く熱伝達ユニット23に伝
達でき、その伝達された熱を優れた熱伝達特性を有する
熱伝達ユニット23によって速やかに放熱ユニット22
に伝達できる。
【0023】従って、実施の形態2の照明装置は、実施
の形態1と同様、発光ユニット21において発生した熱
を速やかに放熱ユニット22に伝達でき、効率良く放熱
できるので、発光ユニット21の温度上昇を抑えること
ができる。従って、本実施の形態2に用いた放熱構造
も、半導体発光素子を用いた場合に、寿命を長くできる
とともに、素子の温度上昇に伴う特性変化を抑制でき、
長期間の安定して発光が可能となる。また、本実施の形
態2の照明装置では、バー状の発光ユニット21の傾き
を自由に変更できる。
【0024】変形例.図4(a)は、実施の形態1の照
明装置と同様の構成を有する自在配光機構を示す斜視図
(図1と同様のものには同様の符号を付して示す)であ
り、(b)は熱伝達ユニット3の斜視図である。図4に
おいて、301は実施形態1の照明装置の発光ユニット
1に代えて取り付けた光源取付部であって、その光源取
り付け部301は実施の形態1で説明したように球面端
部3aの中心を中心とする3次元的な回転揺動が可能で
ある。従って、自在配光機構を用いて照明装置を構成す
ることによって、光源の温度上昇を抑えつつ3次元的に
配光調整が可能に照明装置を提供できる。
【0025】図5(a)は、実施の形態2の照明装置と
同様の構成を有する自在配光機構を示す斜視図(図1と
同様のものには同様の符号を付して示す)であり、
(b)は熱伝達ユニット23aの斜視図である。すなわ
ち、図5の自在配光機構は、光源取付部301aが熱伝
達ユニット23aによって放熱ユニット2aに接続され
ている。図5の自在配光機構では、熱伝達ユニット23
aは、実施の形態2の熱伝達ユニット23と同様、円形
の断面を有するヒートパイプがリング状に加工されてな
り、その一部(第1接続部)が光源取付部301aとの
接続に用いられ、他の一部(第2接続部)が放熱ユニッ
ト2aとの接続に用いられる。また、光源取付部301
aの背面には、熱伝達ユニット23aの第1接続部が嵌
り合う受溝301bが形成されている。この受溝301
bは、第1接続部の径と同一の円周面からなる底面を有
し、その底面に第1接続部の表面が接するように第1接
続部が嵌め合わされる。この第1接続部は、受溝301
bから容易に外れることなくかつ回転可能状態を保持で
きる程度の強さで嵌め合わされる。これにより、光源取
付部301aは第1接続部の軸を中心として2次元的な
回転揺動が可能となる。尚、熱伝達ユニット23aの第
2接続部は、放熱ユニット2aに固定具325を用いて
固定される。
【0026】以上のように構成された図5の自在配光機
構を用いて照明装置を構成すると、光源の温度上昇を抑
えつつ2次元的に配光調整が可能な照明装置を提供でき
る。
【0027】図6は、3次元的に揺動可能な自在配光機
構を図4とは異なる構成で実現したものである。図6の
自在配光機構において、熱伝達ユニットは、直交するよ
うに配置された熱伝達リング403と熱伝達リング40
4の2つのリングによって構成される。熱伝達リング4
03,404はそれぞれ、光源取り付け部401と接続
するための直線部分である第1接続部403b,404
bと、放熱ユニット402の内周面に接して保持される
第2接続部403a,404aからなる。ここで、放熱
ユニット402の内周面は1つの球面の一部(最大円周
を少なくとも含む球面の一部)を構成するように作製さ
れ、熱伝達リング403,404の第2接続部403
a,404aは、球面の一部からなる内周面に外周が接
触するように円弧形状に作製されている。
【0028】また、図6の自在配光機構において、光源
取り付け部401は背面に形成された直交する溝が、互
いに直交するように配置された第1接続部403b,4
04bに嵌め合わされて保持される。以上のようにし
て、光源取り付け部401は熱伝達ユニットを介して放
熱ユニット402に対して揺動可能にかつ良好な熱伝達
特性を維持したまま保持される。従って、図6の自在配
光機構において、光源取り付け部401に種々の発光素
子を取り付けることにより、照明装置を構成すると、光
源の温度上昇を抑えつつ3次元的に配光調整が可能な照
明装置を提供できる。
【0029】以上の実施の形態の照明装置では、熱伝達
ユニットとしてヒートパイプを用いた例について説明し
たが、本発明はこれに限られるものではなく、他の熱伝
導性の良好な金属その他の材料を用いて構成してもよ
い。また、以上の実施の形態1の照明装置では、1つの
発光ダイオードを用いた例、実施の形態2の照明装置で
は、複数の発光ダイオードを1列に配列した例について
説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、複
数の発光ダイオードを2次元配列したもの、また特定の
配光特性を得るためにその配光特性に対応する所定のパ
ターンに配列されたもの等、種々の構成を適用できる。
さらに、本発明において光源は発光ダイオードに限られ
るものではないことは上述した通りである。
【0030】さらに、実施の形態1,2及び変形例で
は、発光ユニットと熱伝達ユニットとを回転可能に接続
するようにしたが、本発明はこれに限られるものではな
く、放熱ユニットと熱伝達ユニットとの間を回転可能に
接続するようにしてもよいし、発光ユニットと熱伝達ユ
ニットとの間及び放熱ユニットと熱伝達ユニットの間の
両方を回転可能に接続するようにしてもよい。以上のよ
うにしても、実施の形態1及び2と同様の作用効果が得
られる。
【0031】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る照明装置は、発光ユニットにおいて発生した熱を速
やかに放熱ユニットに伝達でき、効率良く放熱できるの
で、発光ユニット1の温度上昇を抑えることができ、か
つ簡単でかつ小型の可動機構で光の出射方向を変えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る実施の形態1の照明装置の斜視
図であり、(a)は全体の斜視図、(b)は発光ユニッ
トの構造を示すために一部を断面として部分斜視図であ
る。
【図2】 実施の形態1の照明装置における、発光ユニ
ットの断面図である。
【図3】 本発明に係る実施の形態2の照明装置の斜視
図であり、(a)は全体の斜視図、(b)はカバーの一
部を取り除いて内部構造が見えるようにした斜視図であ
る。
【図4】 (a)は本発明に実施の形態1の自在配光機
構を模式的に示す斜視図であり、(b)はその熱伝達ユ
ニットを模式的に示す斜視図である。
【図5】 (a)は本発明に実施の形態2に類似した自
在配光機構を模式的に示す斜視図であり、(b)はその
熱伝達ユニットを模式的に示す斜視図である。
【図6】 (a)は本発明の変形例の自在配光機構を模
式的に示す斜視図であり、(b)はその熱伝達ユニット
を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
1,21…発光ユニット、 2,2a,22,402…放熱ユニット、 3,23,23a…熱伝達ユニット、 3a…球面端部、 4…発光ダイオード、 24…光源、 101b…球面受部、 201b…受部、 301,301a,401…光源取付部、 301b…受溝、 403,404…熱伝達リング、 403b,404b…第1接続部、 403a,404a…第2接続部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F21Y 101:02 F21S 1/02 G

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ユニットと、その発光ユニットを点
    灯させることにより発生する熱を放熱する放熱ユニット
    とを備えた照明装置において、 上記発光ユニットと上記放熱ユニットとの間に熱伝達ユ
    ニットが接続され、上記発光ユニットは上記熱伝達ユニ
    ットと面で接し、かつ一点又は1つの直線を中心として
    回転可能となるように上記熱伝達ユニットに接続されて
    いることを特徴とする照明装置。
  2. 【請求項2】 発光ユニットと、その発光ユニットを点
    灯させることにより発生する熱を放熱する放熱ユニット
    とを備えた照明装置であって、 上記発光ユニットと上記放熱ユニットとの間に熱伝達ユ
    ニットが接続され、上記放熱ユニットは上記熱伝達ユニ
    ットと面で接し、かつ一点又は1つの直線を中心として
    回転可能となるように上記熱伝達ユニットと接続されて
    いることを特徴とする照明装置。
  3. 【請求項3】 上記熱伝達ユニットはその一端に球面端
    部を有し、 上記発光ユニット又は上記放熱ユニットは、球面を有す
    る受部を備え、上記球面端部の表面と上記球面受部の表
    面が面で接するように上記熱伝達ユニットと接続されて
    いる請求項1又は2記載の照明装置。
  4. 【請求項4】 上記熱伝達ユニットはその一部が円柱形
    状の接続部となっており、 上記発光ユニット又は上記放熱ユニットは、円周面を有
    する受部を備え、上記接続部の表面と上記受部の円周面
    とが面で接するように上記熱伝達ユニットと接続されて
    いる請求項1又は2記載の照明装置。
  5. 【請求項5】 上記熱伝達ユニットは、その外周の一部
    が円弧形状に形成され、上記発光ユニット又は上記放熱
    ユニットは、上記円弧形状の外周が回転可能に嵌り合う
    内周受け面を有し、上記円弧形状の外周と上記内周受け
    面とが嵌り合ってなる請求項1又は2記載の照明装置。
  6. 【請求項6】 上記発光ユニットは少なくとも1つの発
    光ダイオードを含んでなる請求項1〜5のうちのいずれ
    か1つに記載の照明装置。
  7. 【請求項7】 上記熱伝達ユニットは、ヒートパイプか
    らなる請求項1〜6のうちのいずれか1つに記載の照明
    装置。
JP2002120461A 2002-04-23 2002-04-23 照明装置 Expired - Lifetime JP4103437B2 (ja)

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