JP2004327138A

JP2004327138A - 照明器具

Info

Publication number: JP2004327138A
Application number: JP2003117704A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Yokoya; 良二横谷; Masao Yamaguchi; 昌男山口
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP4244688B2

Abstract

【課題】ＬＥＤチップが発生する熱を、より効率よく外部に放熱することのできる照明器具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤチップ９が実装される実装基板８と、底部３と筒部４を一体にした形状であって内部に実装基板８が設置される器具本体１と、単数又は複数のレンズ２０を有してＬＥＤチップ９の前方に設けられるレンズユニット１８と、レンズユニット１８を器具本体１に保持させるレンズユニット保持部１５と、を有し、レンズユニット保持部１５を筒部４の内側に設けたことにより、器具本体１の筒部４を外部に露出させる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、照明器具、特にＬＥＤチップを備える照明器具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の照明器具の従来例として、本出願人は、特開２００２−３０４９０４号公報に示すものを提案している。このものは、天井板の裏面に設置され、商用電源（交流電源）からの交流電圧を、降圧を含めて整流および平滑などして所定レベルの直流の低電圧を得るＬＥＤ電源供給部を備えているほか、本体（照明器具本体）、器具外郭（枠）、ＬＥＤユニットおよびレンズ体により構成され、天井板の表面に取り付けられる本体部を備えている。
【０００３】
本体は、例えば絶縁性の樹脂成形により、円状の底部と、この外周縁から下方に延設された円筒部とを一体に有する形状に形状に形成されている。底部には、天井板の孔に通された電源接続線を介してＬＥＤ電源供給部の出力に電気的に接続される接続部（コネクタ）が下面中央に設けられているとともに、当該本体を天井板の表面にねじ止め固定するための取付孔が一対接続部の両側に穿設されている。他方、円筒部には、ねじ溝が外周壁に形成されている。
【０００４】
器具外郭は、例えば絶縁性の樹脂成形により、円状の底部と、この外周縁から上方に延設された円筒部とを一体に有する形状に形成されている。底部には、円状の孔が中央に穿設されている一方、円筒部には、本体のねじ溝と嵌合するねじ溝が内周壁に形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３０４９０４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例においては、本体のねじ溝に器具外郭のねじ溝をねじ合わせて、器具外郭を本体に取り付ける。この状態においては、本体は、器具外郭の内側に存在する為、ＬＥＤユニットが発生する熱の一部は、本体を介して器具外郭に流れて、外部に放熱されると考えられるが、器具外郭と本体はねじ溝により嵌合されていることにより、本体と器具外郭は、密着している状態とは考えにくく、熱抵抗が大きくなり、放熱に関して改善する余地がある。
【０００７】
本発明は、かかる事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、ＬＥＤチップが発生する熱を、より効率よく外部に放熱することのできる照明器具を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、ＬＥＤチップが実装される実装基板と、底部と筒部を一体にした形状であって内部に実装基板が設置される器具本体と、単数又は複数のレンズを有してＬＥＤチップの前方に設けられるレンズユニットと、レンズユニットを器具本体に保持させるレンズユニット保持部と、を有する照明器具において、レンズユニット保持部を筒部の内側に取り付けることにより、器具本体の筒部を外部に露出させたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の発明において、前記レンズユニットからレンズの部分を除いたレンズユニットベース部を金属材料で形成し、レンズユニットベース部と実装基板との間に、熱伝導絶縁材を介在させたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の発明において、前記熱伝導絶縁材を省き、前記金属材料で形成されたレンズユニットベース部の表面に酸化膜を設け、酸化膜を設けた表面を実装基板に接触させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記レンズユニットベース部に、放熱フィンを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明において、前記レンズユニット保持部とレンズユニットを一体に形成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１又は請求項５記載の発明において、前記レンズユニットと器具本体の底部を、ヒートパイプで接続したことを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項６記載の発明において、前記ヒートパイプとレンズユニットとの接続部、及びヒートパイプと器具本体の接続部を回動自在としたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第一の実施形態）
第一の実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は、本実施形態の照明器具の断面図である。図２は、本実施形態の別例１の照明器具の断面図である。図３は、本実施形態の別例２の照明器具の断面図である。
【００１６】
本実施形態の照明器具は、ＬＥＤチップ９が実装される実装基板８と、底部３と筒部４を一体にした形状であって内部に実装基板８が設置される器具本体１と、単数又は複数のレンズ２０を有してＬＥＤチップ９の前方に設けられるレンズユニット１８と、レンズユニット１８を器具本体１に保持させるレンズユニット保持部１５と、を有している。、
器具本体１は、例えば金属材料により、略円形状で後述するソケット１３を収納する凹部分２を有する底部３と、底部３の縁に設けられた筒部４を一体に形成したものである。そして筒部４の内側には、後述するレンズユニット保持部１５のおねじ部１７に対応するめねじ部６が設けられている。
【００１７】
実装基板８には、複数のＬＥＤチップ９が実装され、実装基板８の背面は、熱伝導絶縁材１１を介してアルミ等の金属からなるアダプタ１２に密着して接続されている。熱伝導絶縁材１１は、例えばシリコン系のゴム材からなる絶縁シート材に、セラミック、鉄等の熱伝導性の高いフィラーを混ぜ合わせて熱伝導率を向上させたもので、その熱伝導率は、１Ｗ／ｍＫ〜１０Ｗ／ｍＫである。また、複数のＬＥＤチップ９は、実装基板８上に設けたパターン（図示はしない）により直並列に接続され、実装基板８の中心付近に設けた電極１３に接続されている。そして、実装基板８は、電極１３を器具本体１のソケット１４に差し込むことにより、器具本体１に保持されている。
【００１８】
レンズユニット保持部１５は、例えば金属材料により、略筒状に形成されるもので、その外側面には、器具本体１のめねじ部６に対応するおねじ部１７が形成され、器具本体１の筒部４の内側に取り付けられている。さらに、レンズユニット保持部１５の端には、レンズユニット１８を保持する凸片１９が設けられている。
【００１９】
レンズユニット１８は、例えば樹脂成型により、ＬＥＤチップ９に対応する複数の凸型のレンズ２０を有して略円形状に形成されるものである。そしてレンズユニット１８は、レンズユニット保持部１５の凸片１９に係止されることにより、器具本体１に保持されている。
【００２０】
以上の構成において、ＬＥＤチップ９に電流を流すことによりＬＥＤチップ９から光が放射されるが、光に変換されなかった電力が熱ロスとなる。このＬＥＤチップ９が、発生する熱の大部分は、ＬＥＤチップ９が実装された実装基板８、熱伝導絶縁材１１、アダプタ１２、を介して器具本体１に流れ、器具本体１の筒部４から外部に放熱される。また、一部の熱は、器具本体１からレンズユニット１８に流れる。
【００２１】
以上のように、ＬＥＤチップ９が発生する熱は、器具本体１に流れ、レンズユニット保持部１５が器具本体１の筒部４の内側に設けられていることにより、筒部４が外部に露出し、これにより熱抵抗の低い状態で、筒部４から放熱されるのである。
【００２２】
なお、本実施形態においては、器具本体１と実装基板８との間に、アダプタ１２を設けたが、図２に示すように、アダプタ１２を設けず、熱伝導絶縁材１１を介して、実装基板８を器具本体１に接続するようにしてもよい。
【００２３】
また、本実施形態においては、アダプタ１２と実装基板８との間に、熱伝導絶縁材１１を設けたが、図３に示すように、熱伝導絶縁材１１を省き、実装基板８と器具本体１との間に、表面がアルマイト処理された金属材料からなるアダプタ１２を介在させてもよい。すなわち、アダプタ１２の実装基板８と接する面にアルマイト処理（陽極酸化皮膜形成）を施すことにより、実装基板８とアダプタ１２との間に絶縁を取ることができ、部品点数を減らすことができる。また、本実施形態においては、器具本体１及びレンズユニット保持部１５を金属材料で形成したが、樹脂材料で形成してもよい。
（第二の実施形態）
第二の実施形態を図４〜図６に基づいて説明する。図４（ａ）は、本実施形態の照明器具の断面図、（ｂ）は、レンズユニット１８の正面図である。図５（ａ）は、本実施形態の別例１の断面図、（ｂ）は、レンズユニット１８の正面図である。図６（ａ）は、本実施形態の別例２の断面図、（ｂ）は、レンズユニット１８の正面図である。
【００２４】
本実施形態においては、レンズユニット１８から、レンズ２０を除いた部分、すなわちレンズユニットベース部２１を金属材料で形成し、実装基板８とレンズユニットベース部２１との間に熱伝導絶縁材１１を介在させている。
【００２５】
以上の構成において、ＬＥＤチップ９が発生した熱は、実装基板８、実装基板８の背面に設けた熱伝導絶縁材１１、アダプタ１２、を介して器具本体１に流れ器具本体１の筒部４から外部に放熱される。そして、この熱の流れに加え、ＬＥＤチップ９が発生した熱は、実装基板８の前面に設けた熱伝導絶縁材１１を介してレンズユニットベース部２１に流れ、レンズユニットベース部２１の表面から外部に放熱される。
【００２６】
このように、ＬＥＤチップ９が発生した熱は、器具本体１の筒部４から外部に放熱されるだけでなく、レンズユニットベース部２１表面からも放熱されるので、ＬＥＤチップ９の温度上昇を抑制することができる。特に、照明器具を天井に取付けた場合等、器具本体１の底部３から放熱されにくい場合であっても、放熱効果を維持することができる。
【００２７】
なお、本実施形態に用いた熱伝導絶縁材１１は、レンズユニットベース部２１と略同一形状であるため、照明器具から出力される光の量は、熱伝導絶縁材１１がない場合と同等である。また、熱伝導絶縁材１１は、シート状のものであってもよいし、グリース状のものであってもよい。さらにまた、図５に示すように、レンズユニットベース部２１の表面にフィン２２を設けてもよい。これにより、レンズユニットベース部２１の表面積を増加させることができ、さらにＬＥＤチップ９の温度上昇を抑制することができる。そしてまた、図６に示すように、実装基板８の前面に熱伝導絶縁材１１を用いず、レンズユニットベース部２１の内表面にアルマイト処理を施すことにより酸化膜２４を設け、レンズユニットベース部２１と実装基板８を接触するようにしてもよい。酸化膜２４は、絶縁性を有するため、レンズユニットベース部２１を金属で形成した場合にいても、実装基板８上に設けた配線パターン（図示はしない）の短絡を防止することができる。これにより、熱伝導絶縁材１１を用いることなく、ＬＥＤチップ９が発生する熱を抑制することが可能となる。
（第三の実施形態）
第三の実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。図７は、本実施形態の照明器具の断面図である。図８は、本実施形態のレンズユニット１８の取付け構造例１を示す図である。図９は、本実施形態のレンズユニット１８の取付け構造例２を示す図である。
【００２８】
本実施形態においては、図８に示すように、レンズユニット１８とレンズユニット保持部１５を一体に形成してレンズユニット１８としたもので、図８に示すように器具本体１の筒部４の内面に、対向する一対の略Ｌ字形状の溝２５を設けている。一方、レンズユニット１８の外側面には、略Ｌ字形状の溝２５に対応する突起部２６を設けている。
【００２９】
ここで、レンズユニット１８を器具本体１に取付ける場合には、レンズユニット１８に設けた突起部２６を、溝２５に合わせてレンズユニット１８を器具本体１内に挿入し、略Ｌ字形状の溝２５に沿って、回転させることにより、レンズユニット１８は器具本体１に固定される。
【００３０】
このようにしたので、部品点数が削減され、さらに、レンズユニット１８とレンズユニット保持部１５とを接続する部分が無くなるため、熱抵抗を減少させることができ、器具本体１の温度分布が均一化され、放熱量を増加させることができる。
【００３１】
また、図９に示すように、器具本体１の筒部４の内面に、対向する一対の係止穴２７を設け、レンズユニット１８の外側面に、係止穴２７に対応する突起部２６を設けもよい。ここで突起部２６は、ばね（図示はしない）有することにより、図９の両矢印の方向に伸縮することが可能なものである。そして、レンズユニット１８を器具本体１に取付ける場合には、突起部２６を、係止穴２７の位置に合わせてレンズユニット１８を器具本体１内に挿入し、突起部２６を係止穴２７に係合させることにより、レンズユニット１８は器具本体１に固定される
（第四の実施形態）
第四の実施形態を図１０及び図１１に基づいて説明する。図１０は、本実施形態の照明器具の断面図である。図１１は、本実施形態の照明器具の実装基板を交換する様子を示す図である。
【００３２】
図１０に示すように、本実施形態の照明器具においては、フィン２２を有するレンズユニット１８を設け、レンズユニット１８と器具本体１とを、ヒートパイプ３０で接続したものである。
【００３３】
すなわち、器具本体１の内部には、両端部が略Ｌ字形状に形成されたヒートパイプ３０が収納され、ヒートパイプ３０の両端部は、図１０のＡを拡大したＢに示すように、それぞれヒートパイプ３０の径程度のへこみを有した止め金具３１によって、器具本体１及び実装基板８に接続されている。ここで、ヒートパイプ３０は、図１０に示すようにレンズユニット１８を器具本体１に取付けた状態において、レンズユニット１８及び実装基板８に対して、傾斜した状態となる。
【００３４】
以上の構成において、実装基板８を器具本体１から取り外す場合には、図１１に示すように、レンズユニット保持部１５を器具本体１から取り外す。すると、ヒートパイプ３０の両端部、すなわち接続部は回動し、ヒートパイプ３０は、レンズユニット１８及び実装基板８に対して、略直交する角度で、レンズユニット１８を保持する。これにより、器具本体１とレンズユニット１８の間には、ヒートパイプ３０の長さに相当する隙間が形成され、この隙間を介して、実装基板８を交換することが可能となる。また、ＬＥＤチップ９が発生する熱は、実装基板８及びヒートパイプ３０を介してレンズユニット１８に伝導する。
【００３５】
このようにしたので、ＬＥＤチップ９の温度上昇を抑制することができる。また、レンズユニット保持部１５を取り外した場合に、レンズユニット１８が落下するというトラブルを防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、レンズユニット保持部を器具本体の筒部の内側に設けたことにより、筒部を外部に露出させたので、ＬＥＤチップが発生する熱を、外部へより効率よく放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一の実施形態の照明器具の断面図である。
【図２】同実施形態の別例１の照明器具の断面図である。
【図３】同実施形態の別例２の照明器具の断面図である。
【図４】（ａ）は、第二の実施形態の照明器具の断面図、（ｂ）は、レンズユニット１８の正面図である。
【図５】（ａ）は、同実施形態の別例１の断面図、（ｂ）は、レンズユニット１８の正面図である。
【図６】（ａ）は、同実施形態の別例２の断面図、（ｂ）は、レンズユニット１８の正面図である。
【図７】第三の実施形態の照明器具の断面図である。
【図８】同実施形態のレンズユニット１８の取付け構造例１を示す図である。
【図９】同実施形態のレンズユニット１８の取付け構造例２を示す図である。
【図１０】第４の実施形態の照明器具の断面図である。
【図１１】同実施形態の照明器具の実装基板を交換する様子を示す図である。
【符号の説明】
１器具本体
２凹部分
３底部
４筒部
６めねじ部
８実装基板
９ＬＥＤチップ
１０背面
１１熱伝導絶縁材
１２アダプタ
１３電極
１４ソケット
１５レンズユニット保持部
１７おねじ部
１８レンズユニット
１９凸片
２０レンズ

Claims

ＬＥＤチップが実装される実装基板と、底部と筒部を一体にした形状であって内部に実装基板が設置される器具本体と、単数又は複数のレンズを有してＬＥＤチップの前方に設けられるレンズユニットと、レンズユニットを器具本体に保持させるレンズユニット保持部と、を有する照明器具において、レンズユニット保持部を筒部の内側に取り付けることにより、器具本体の筒部を外部に露出させたことを特徴とする照明器具。
前記レンズユニットからレンズの部分を除いたレンズユニットベース部を金属材料で形成し、レンズユニットベース部と実装基板との間に、熱伝導絶縁材を介在させたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
前記熱伝導絶縁材を省き、前記金属材料で形成されたレンズユニットベース部の表面に酸化膜を設け、酸化膜を設けた表面を実装基板に接触させたことを特徴とする請求項２記載の照明器具。
前記レンズユニットベース部に、放熱フィンを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の照明器具。
前記レンズユニット保持部とレンズユニットを一体に形成したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の照明器具。
前記レンズユニットと器具本体の底部を、ヒートパイプで接続したことを特徴とする請求項１又は請求項５記載の照明器具。
前記ヒートパイプとレンズユニットとの接続部、及びヒートパイプと器具本体の接続部を回動自在としたことを特徴とする請求項６記載の照明器具。