JP2005302483A

JP2005302483A - Ｌｅｄ照明ユニット及びこれを用いた照明器具

Info

Publication number: JP2005302483A
Application number: JP2004115720A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okada; 岡田　　聡
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-04-09
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: JP4352973B2

Abstract

【課題】防水性及び放熱性に優れ、取り替えも容易なＬＥＤ照明ユニットとこのＬＥＤ照明ユニットを用いた照明器具とを提供する。
【解決手段】表面にＬＥＤ１が突設され背面に放熱体２が突設された基板３と、背面が開口部４として形成された透明で略箱型のカバーケース５と、を備え、カバーケース５内に開口部４から基板３を収容してこの基板３とカバーケース５の表面壁部６との間にスペースＳを設けた状態で同基板３を支持し、開口部４からスペースＳへとカバーケース５内に透明な充填材７を注入充填し、この充填材７から放熱体２が背方へと突出した状態で同充填材７を硬化させて、基板３とカバーケース５とを固着一体化した。
【選択図】図１

Description

本願発明は、ＬＥＤ照明ユニット及びこのＬＥＤ照明ユニットを照明器具外殻体に結合固定してなる照明器具に関するものである。

従来から、図５に示す如く、表面にＬＥＤ１が突設された基板３を照明器具外殻体13に結合固定してなる照明器具は知られている（特許文献１：特開２００３−９２０２２号公報参照）。この場合、照明器具外殻体13はアルミニウムのような熱伝良導材料製の断面略Ｈ型材でなり、両側片部17とその中程間に架橋される中片部18とで構成され、同中片部18に基板３が取付ネジ20によって結合固定されている。そして、照明器具外殻体13のＨ型の一方凹所内には前記基板３が収容されていて、同一方凹所における両側片部17の端縁間開口は透明なカバー21が装着されて閉塞されている。また、照明器具外殻体13のＨ型の他方凹所内では、中片部18からＴ字突条22が一体に突設されており、このＴ字突条22の下面には点灯回路部23が固設されている。

したがって、前記照明器具においては、基板３の表面に突設された複数のＬＥＤ１が点灯すると、その光はカバー21を通し照射されて良好な照明が得られる。そして、ＬＥＤ１の点灯で発生した熱は基板３を介し照明器具外殻体13へと伝導して放熱され、ＬＥＤ１を低温状態に保持することが可能でその寿命を伸ばして長期にわたり良好な照明を得ることができるとされている。しかも、この場合、照明器具外殻体13の中片部18が厚肉に形成され、同中片部18にはＴ字突条22が一体に突設されていて、放熱機能が十分に発揮されるものである。
特開２００３−９２０２２号公報

しかしながら、上記従来の照明器具にあっては、ＬＥＤ１を有する基板３がカバー21で閉塞された照明器具外殻体13のＨ型の一方凹所内に収容されてはいるものの、同カバー21を装着するだけでは防水性能が十分ではなく、風雨に曝される屋外照明等に用いられた場合に問題が発生するものであった。そこで、照明器具外殻体13のＨ型の一方凹所内に透明な充填材を注入充填し、同充填材内にＬＥＤ１を有する基板３を埋設して密封することも考えられる。しかしながら、この場合、充填材を注入充填した後にカバー21を装着することになり、同カバー21と充填材との間に気泡が発生して残存し易く、外観や照明機能が損なわれてしまうという問題が新たに発生するものであった。

また、上記従来の照明器具は、照明器具外殻体13に対しＬＥＤ１を有する基板３を直接に結合固定してその表面側にカバー21を装着するものであるため、同基板３を取り替えることが困難で、この基板３だけを他の照明器具に用いることもできないものであった。特に、前記の如く、防水性を向上させるために、照明器具外殻体13のＨ型の一方凹所内に透明な充填材を注入充填し、同充填材内にＬＥＤ１を有する基板３を埋設して密封した場合には、照明器具外殻体13に対して同基板３を取り替えることができなくなってしまうものであった。

本願発明は、上記従来の技術に鑑みて発明されたもので、その課題は、防水性及び放熱性に優れ、取り替えも容易なＬＥＤ照明ユニットとこのＬＥＤ照明ユニットを用いた照明器具とを提供することである。

上記課題を解決するため、本願発明のＬＥＤ照明ユニットは、表面にＬＥＤが突設されると共に背面に放熱体が突設された基板と、背面が開口部として形成された透明で略箱型のカバーケースと、を備え、カバーケース内に開口部から基板を収容してこの基板とカバーケースの表面壁部との間にスペースを設けた状態で同基板を支持し、開口部からスペースへとカバーケース内に透明な充填材を注入充填し、この充填材から放熱体が背方へと突出した状態で同充填材を硬化させて、基板とカバーケースとを固着一体化してなる。

また、本願発明の照明器具は、前記ＬＥＤ照明ユニットを熱伝良導材料でなる照明器具外殻体に結合固定してなり、放熱体の背方端面に照明器具外殻体を接合させ、同背方端面に設けたネジ穴に螺入される固定ネジによって結合固定してなる。

本願発明のＬＥＤ照明ユニットにおいては、表面にＬＥＤが突設された基板と、背面が開口部として形成された透明で略箱型のカバーケースと、を備え、カバーケース内に開口部から基板を収容してこの基板とカバーケースの表面壁部との間にスペースを設けた状態で同基板を支持し、開口部からスペースへとカバーケース内に透明な充填材を注入充填してこの充填材を硬化させることで、基板とカバーケースとを固着一体化してなるため、基板と共にＬＥＤがカバーケース内の充填材に埋設されて密封され、十分な防水性が確保される。また、この場合、カバーケースの表面壁部と基板との間で充填材による気泡が発生し難くて、ＬＥＤが点灯するとその光は透明な充填材及びカバーケースを通し照射されて良好な照明を得ることができる。

しかも、基板の背面に放熱体を突設し、この放熱体が充填材から背方へと突出した状態とされるため、ＬＥＤの点灯で発生した熱は基板を介し同放熱体により外部へと支障なく放熱されて十分な放熱性が確保され、ＬＥＤを低温状態に保持することが可能でその寿命を伸ばして長期にわたり良好な照明を得ることができる。このように、本願発明のＬＥＤ照明ユニットは、照明器具とは別個に独立したユニットとして一体化されるものであるため、このＬＥＤ照明ユニットを照明器具外殻体に取り付けたり取り外したりすることが可能となってその取り替えは容易化され、異なる種類の照明器具に対して共用化することも可能となる。

また、本願発明の照明器具においては、前記ＬＥＤ照明ユニットを熱伝良導材料でなる照明器具外殻体に結合固定してなり、放熱体の背方端面に照明器具外殻体を接合させ、同背方端面に設けたネジ穴に螺入される固定ネジによって結合固定してなるため、前述したＬＥＤ照明ユニットでの効果に加えて、同固定ネジを着脱することによりＬＥＤ照明ユニットの取り替えが容易化されるという効果が奏される。しかも、この場合、ＬＥＤの点灯で発生した熱は基板及び放熱体を介し照明器具外殻体へと伝導して放熱され、十分な放熱性が確保される。

図１〜４は、本願発明の請求項１〜７の全てに対応した一実施形態であるＬＥＤ照明ユニットＡ及びこれを用いた照明器具を示している。この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡは、図１〜３に示す如く、表面にＬＥＤ１が突設されると共に背面に放熱体２が突設された基板３と、背面が開口部４として形成された透明で略箱型のカバーケース５と、を備えている。そして、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡでは、カバーケース５内に開口部４から基板３を収容してこの基板３とカバーケース５の表面壁部６との間にスペースＳを設けた状態で同基板３を支持し、開口部４からスペースＳへとカバーケース５内に透明な充填材７を注入充填し、この充填材７から放熱体２が背方へと突出した状態で同充填材７を硬化させて、基板３とカバーケース５とを固着一体化している。

また、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡでは、カバーケース５を長尺な略矩形箱型に形成してその開口部４を矩形状となし、この矩形状よりも若干小さな矩形状に基板３を形成してこの基板３の表面には複数のＬＥＤ１を長手方向に配列して突設し、同基板３の両側縁とカバーケース５の両側面壁部８の内壁面との間隙を通して充填材７をスペースＳへと注入充填するようになしている。この場合、充填材７を通すための複数の切欠状部９を基板３の両側縁にその長手方向に沿って断続的に形成してもいる。

また、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡでは、カバーケース５の内壁面に複数の凸起10を相互に間隔をあけて配設し、ＬＥＤ１とカバーケース５の表面壁部６との間にスペースＳを設けた状態で基板３を同凸起10によって支持するようになしている。更に、充填材７から背方へと突出する放熱体２の背方端面11に取付用のネジ穴12を設けると共に、同背方端面11をカバーケース５の背方の開口部４から突出させてもいる。

また、この実施形態の照明器具は、図４に示す如く、前記ＬＥＤ照明ユニットＡを熱伝良導材料でなる照明器具外殻体13に結合固定してなるもので、この場合、放熱体２の背方端面11に照明器具外殻体13を接合させ、ネジ穴12に螺入される固定ネジ14によって結合固定している。

以下、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡ及びこれを用いた照明器具をより具体的詳細に説明する。図１に示す如く、カバーケース５は背面が開口部４となる断面略コ字型でその長手方向の両端部が閉塞された略矩形箱型であり、透明なアクリル樹脂にて一体に形成されたものである。カバーケース５はアクリル樹脂の他、透光性を有するポリカーボネート等の合成樹脂やガラス等で形成されてもよい。また、この場合、カバーケース５は表面壁部６とその両側に連設される両側面壁部８とで断面略コ字型となっており、背面全体が矩形状に開口して開口部４として形成されている。そして、カバーケース５の表面壁部６と両側面壁部８との間の内隅部分には、長手方向に間隔をあけて複数の凸起10が一体に突設されている。

基板３はアルミニウム等の熱伝導率の高い帯状金属板でなり、前記カバーケース５の開口部４よりも若干小さな矩形状に形成されている。基板３の表面にはＬＥＤ１が二列にして配設されており、同裏面にはアルミニウム等の熱伝導率の高い金属でなる放熱体２が突設されている。放熱体２は断面略Ｔ字状に形成され、その横片部2aが薄肉に縦片部2bが同横片部2aよりも厚肉とされている。そして、放熱体２の横片部2aの表面全体が基板３の裏面に広い面積にわたって密着接合され、この状態で基板３の表側から挿入螺合される結合ネジ15によってこの基板３に同放熱体２は結合一体化されている。また、放熱体２の縦片部2bの背方端面11は平坦面として巾広に形成されており、同背方端面11に後述する照明器具外殻体13に取り付けるための取付用のネジ穴12が長手方向に複数穿設されている。

そして、前記カバーケース５内にその開口部４から基板３が収容され、その後、同カバーケース５内に充填材７が充填され、この充填材７が硬化されることによって、基板３とカバーケース５とは固着一体化される。その際、基板３の両側縁部分はカバーケース５の前記凸起10上に載置支持され、このカバーケース５の表面壁部６と同基板３との間にスペースＳが設けられ、このスペースＳはＬＥＤ１と同表面壁部６との間にも連設される。この支持状態で、カバーケース５の表面壁部６とＬＥＤ１との間にはａ寸法の間隙が確保され、放熱体２の背方端面11は同カバーケース５の開口部４からｂ寸法だけ突出して、同背方端面11の両側にｃ寸法の巾で開口部４が残存開口される。

なお、ここでは、ａ寸法が１mm以上で好ましくは１．５mm程度に設定され、ｂ寸法が０mmより大きく（突出していればよい）で好ましくは１mm程度に設定され、ｃ寸法が３mm以上で好ましくは５mm程度に設定されている。また、放熱体２の横片部2aの両側部分及び基板３の両側縁部分上に充填材７が注入充填されされることで、同放熱体２及び基板３は前記凸起10上に押圧支持されてカバーケース５内の所定の位置で確実に支持され、同充填材７が硬化されることで強固に固着一体化される。

この場合、図２、３に示す如く、前記放熱体２の背方端面11の両側に残存するｃ寸法の開口部４はカバーケース５の長手方向にわたって開口し、同残存開口した開口部４から充填材７がノズル16によって長手方向に沿い均等に注入充填される。その際、カバーケース５の開口部４よりも若干小さく基板３が形成されていることによって、この基板３の両側縁と同カバーケース５の両側面壁部８の内壁面との間に間隙が形成され、この間隙を通して充填材７はスペースＳへと注入充填される。その際、基板３の両側縁にはその長手方向に沿って断続的に複数の切欠状部９が形成されおり、各切欠状部９をも通じて充填材７はスペースＳへとスムーズ且つ均等に注入充填され、同充填材７を注入充填する製造時間の短縮化が図られてコスト低減に繋がる。

また、この場合、ＬＥＤ１とカバーケース５の表面壁部６とが前記ａ寸法だけ離されていることで、この両者間の隙間に充填材７は回り込み易くて同隙間に空気が残存せず、良好な照明が得られることとなる。すなわち、ＬＥＤ１とカバーケース５の表面壁部６とが接触していると、この両者間のわずかな隙間には充填材７が回り込み難くなって同わずかな隙間に空気が残存し、充填材７は高温で硬化されるものであるため、高温時に同残存した空気が膨張し硬化した際に気泡となり、この気泡によって外観が損なわれると共に良好な照明が得られなくなるものであるが、これが、ＬＥＤ１とカバーケース５の表面壁部６とが離されていることで防止される。

しかも、前記気泡が発生した場合には、この気泡内に湿気が残っていると、ＬＥＤ１の消灯点滅による熱変化によっては、結露を生じて同ＬＥＤ１の絶縁が損なわれることもあり、このような不都合も、前記の如く、ＬＥＤ１とカバーケース５の表面壁部６とが離されていることで生じなくなって品質も向上される。更に、放熱体２の背方端面11がカバーケース５の開口部４から前記ｂ寸法だけ突出されていることにより、充填材７は同背方端面11に付着し難く、この背方端面11に穿設されたネジ穴12にも同充填材７が入り込まなくなって、後述の照明器具外殻体13は同背方端面11に密着して接合され、同ネジ穴12に螺入される固定ネジ14によって支障なく結合固定される。また、前記充填材７は透明なシリコン系樹脂で熱伝導率も高く、同充填材７からも効率良く放熱されることとなる。

図４は、前記ＬＥＤ照明ユニットＡが取り付けられた照明器具を示す。この場合、照明器具外殻体13はアルミニウム等の熱伝導率の高い断面略Ｈ型材でなり、両側片部17とその中程間に架橋される中片部18とで構成されている。そして、ＬＥＤ照明ユニットＡは照明器具外殻体13のＨ型の一方凹所内に収容され、同照明器具外殻体13のＨ型の中片部18に前記放熱体２が接合固定されている。その際、放熱体２の背方端面11が照明器具外殻体13の中片部18に密着接合され、照明器具外殻体13のＨ型の他方凹所から同中片部18を貫通して同背方端面11のネジ穴12に挿入螺合される固定ネジ14により結合固定されている。ここでは、照明器具外殻体13のＨ型の他方凹所内にＬＥＤ１を点灯させるためのＡＣ電源19が収容固定されており、このＡＣ電源19は前記固定ネジ14を用いて中片部18に取着固定されてもよい。

したがって、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡにおいては、カバーケース５内に開口部４から基板３を収容してこの基板３とカバーケース５の表面壁部６との間にスペースＳを設けた状態で同基板３を支持し、開口部４からスペースＳへとカバーケース５内に透明な充填材７を注入充填してこの充填材７を硬化させることにより、基板３とカバーケース５とを固着一体化しているため、基板３と共にＬＥＤ１がカバーケース５内の充填材７に埋設されて密封され、十分な防水性が確保される。また、この場合、カバーケース５の表面壁部６を主とする内壁面と基板３との間において充填材７による気泡が発生し難くいため、ＬＥＤ１が点灯するとその光は透明な充填材７及びカバーケース５を通し支障なく照射されて良好な照明を得ることができる。

しかも、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡにおいては、基板３の背面に放熱体２を突設し、この放熱体２が充填材７から背方へと突出した状態とされるため、ＬＥＤ１の点灯で発生した熱は基板３を介し同放熱体２により外部へと支障なく放熱されて十分な放熱性が確保され、ＬＥＤ１を低温状態に保持することが可能でその寿命を伸ばして長期にわたり良好な照明を得ることができる。このように、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡは、照明器具とは別個に独立したユニットとして一体化されるものであるため、図４に示す如く、同ＬＥＤ照明ユニットＡを照明器具外殻体13に取り付けたり取り外したりすることが可能となってその取り替えは容易化され、異なる種類の照明器具に対して共用化することも可能となる。

また、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡにおいては、カバーケース５を長尺な略矩形箱型に形成してその開口部４を矩形状となし、この矩形状よりも若干小さな矩形状に基板３を形成してこの基板３の表面には複数のＬＥＤ１を長手方向に配列して突設し、同基板３の両側縁とカバーケース５の両側面壁部８の内壁面との間隙を通して充填材７をスペースＳへと注入充填するものであるため、長尺なＬＥＤ照明ユニットＡとなり、長手方向にわたり均等にまんべんなく充填材７が注入充填されて、同長手方向で複数のＬＥＤ１によって光が均等に照射されるものとなる。更に、この場合、充填材７を通すための複数の切欠状部９を基板３の両側縁にその長手方向に沿って断続的に形成しているので、前記間隙からだけでなく同複数の切欠状部９をも通じて充填材７はスペースＳへとスムーズ且つ均等に注入充填され、気泡発生がより確実に防止されると共に、同充填材７を注入充填する製造時間の短縮化も図られてコスト低減に繋がる。

また、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡにおいては、カバーケース５の内壁面に複数の凸起10を相互に間隔をあけて配設し、ＬＥＤ１とカバーケース５の表面壁部６との間にスペースＳを設けた状態で基板３を同凸起10によって支持するものであるため、同スペースＳが確保されて各凸起10の間隔を通し充填材７が支障なく充填される。この場合、凸起10も透明な樹脂でカバーケース５と一体に形成されており、ＬＥＤ１からの光が各凸起10を透光し支障なく照射されて外観には影響を及ぼすことがない。

また、この実施形態のＬＥＤ照明ユニットＡにおいては、充填材７から背方へと突出する放熱体２の背方端面11に取付用のネジ穴12を設けているので、後述のように、同ネジ穴12に固定ネジ14を螺入して、照明器具外殻体13に簡単且つ確実に結合固定することができる。しかも、この場合、放熱体２の背方端面11をカバーケース５の背方の開口部４から突出させているので、充填材７を注入充填する際、同充填材７が前記ネジ穴12に入り込むことはなく、後述の照明器具外殻体13が同背方端面11に密着して接合され、同ネジ穴12に螺入される固定ネジ14によって支障なく結合固定される。

また、この実施形態の照明器具は、前記ＬＥＤ照明ユニットＡを熱伝良導材料でなる照明器具外殻体13に結合固定してなるものであり、この場合、放熱体２の背方端面11を断面略Ｈ型材でなる照明器具外殻体13の中片部18に密着接合させ、同背方端面11に設けられたネジ穴12に螺入される固定ネジ14によって結合固定しているため、同固定ネジ14を着脱することによりＬＥＤ照明ユニットＡの取り替えを容易に行うことができる。しかも、この場合、ＬＥＤ１の点灯で発生した熱は基板３及び放熱体２を介し照明器具外殻体13へと伝導して放熱され、十分な放熱性が確保される。

本願発明の一実施形態であるＬＥＤ照明ユニットを示す断面図。同ＬＥＤ照明ユニットの充填材を注入充填する前の状態を示す（ａ）は背面図、（ｂ）は正面図。同ＬＥＤ照明ユニットの充填材を注入充填している状態を示す断面図。本願発明の一実施形態である同ＬＥＤ照明ユニットを用いた照明器具を示す断面図。従来例である照明器具を示す断面図。

符号の説明

１ＬＥＤ
２放熱体
３基板
４開口部
５カバーケース
６表面壁部
７充填材
８側面壁部
９切欠状部
10 凸起
11 背方端面
12 ネジ穴
13 照明器具外殻体
14 固定ネジ
Ｓスペース
ＡＬＥＤ照明ユニット

Claims

表面にＬＥＤが突設されると共に背面に放熱体が突設された基板と、背面が開口部として形成された透明で略箱型のカバーケースと、を備え、カバーケース内に開口部から基板を収容してこの基板とカバーケースの表面壁部との間にスペースを設けた状態で同基板を支持し、開口部からスペースへとカバーケース内に透明な充填材を注入充填し、この充填材から放熱体が背方へと突出した状態で同充填材を硬化させて、基板とカバーケースとを固着一体化してなるＬＥＤ照明ユニット。
カバーケースを長尺な略矩形箱型に形成してその開口部を矩形状となし、この矩形状よりも若干小さな矩形状に基板を形成してこの基板の表面には複数のＬＥＤを長手方向に配列して突設し、同基板の両側縁とカバーケースの両側面壁部の内壁面との間隙を通して充填材をスペースへと注入充填するようになしたことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明ユニット。
充填材を通すための複数の切欠状部を基板の両側縁にその長手方向に沿って断続的に形成したことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明ユニット。
カバーケースの内壁面に複数の凸起を相互に間隔をあけて配設し、ＬＥＤとカバーケースの表面壁部との間にスペースを設けた状態で基板を同凸起によって支持するようになしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明ユニット。
充填材から背方へと突出する放熱体の背方端面に取付用のネジ穴を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のＬＥＤ照明ユニット。
放熱体の背方端面をカバーケースの背方の開口部から突出させたことを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ照明ユニット。
請求項５又は６記載のＬＥＤ照明ユニットを熱伝良導材料でなる照明器具外殻体に結合固定してなり、放熱体の背方端面に照明器具外殻体を接合させ、ネジ穴に螺入される固定ネジによって結合固定してなることを特徴とする照明器具。