JP2006269140A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、放熱効率を確保すると共に輝度ばらつきを低減させることが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】 照明装置１は、光源２と、前記光源２が実装される回路基板５と、前記光源２からの光を出射面に導く導光体３と、少なくとも前記導光体３を収納する金属からなる筐体７と、前記光源２で発生する熱を前記筐体７に伝達してなる伝熱部材６と、を備え、前記伝熱部材６は、前記回路基板５を支持する支持部と前記筐体７における配設位置が調整可能に連結される連結部６２とを有してなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、商品陳列棚などの看板や広告板のバックライトとして用いられる面状照明装置の構造に関する。

特許文献１に開示される面光源装置は、導光体の端部に光源を配するエッジライト方式の照明装置である。光源として用いられるＬＥＤは、輝度を高くするために電力負荷を増やすと、発熱し、その熱によって熱破壊や断線などの問題が発生しやすい。そのため、特に光源としてＬＥＤを用いる照明装置には、優れた放熱効率が求められており、特許文献１には、光源が導光体入射面と対向するように、光源の実装される基板が伝熱部材を介して筐体に設けられる照明装置が開示されている。伝熱部材は、光源で発生する熱を外気と接する筐体に伝えることで放熱効率の向上に貢献するものである。

特開平２００５−３８７７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示される照明装置は、伝熱部材によって放熱効率を向上させることができるが、光源の配設位置が固定されているため、導光体の大きさばらつきによって光源と導光体との距離が一定に保たれず、製品毎に輝度がばらついてしまうことがあるという問題があった。

そこで、本発明は、放熱効率を確保すると共に輝度ばらつきを低減させることが可能な照明装置を提供することを目的とする。

本発明は、前述した課題を解決するため、光源と、前記光源が実装される回路基板と、
前記光源からの光を出射面に導く導光体と、少なくとも前記導光体を収納する金属からなる筐体と、前記光源で発生する熱を前記筐体に伝達してなる伝熱部材と、を備え、前記伝熱部材は、前記回路基板を支持する支持部と前記筐体における配設位置が調整可能に連結される連結部とを有してなる。

また、請求項２に記載のように、前記連結部は、第一の貫通部を備え、前記筐体は、第二の貫通部を備え、前記伝熱部材は、前記第一，第二の貫通部を貫く固定部材を通じて前記筐体に連結してなり、前記第一，第二の貫通部のうち少なくとも一方を前記光源の発光方向に長い形状とすることにより、位置調整可能に構成される。

また、請求項３に記載のように、前記照明装置は、前記回路基板の周囲を覆う被覆部材を備え、前記被覆部材は、外気に通ずる放熱口を備える。

また、請求項４に記載のように、前記筐体は、押出成型によって形成される。

本発明は、放熱効率を確保すると共に輝度ばらつきを低減させることが可能な照明装置を提供することができる。

以下、添付図面に基づいて、本発明を適用した照明装置の実施形態を説明する。

図１から図３は、本発明の第一の実施形態を示す。図１は、照明装置１の正面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、組み付け斜視図である。

照明装置１は、図１及び図２に示すように、光源２と、導光体３と、反射層４と、回路基板５と、伝熱部材６と、を筐体７に収納してなり、例えば、透過性パネルからなる広告や看板等のバックライトとして用いられ商品等の陳列棚に設けられる。

光源２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、照明装置１の両端から光を供給するエッジライトである。光源２は、後に詳述する導光体３入射面３１に均等に配置されるように回路基板５上に縦３列横２列（図３参照）で実装され、導光体３入射面３１に接触してなる。接触することで、光漏れを抑制し、光の取り込み効率を向上させている。

導光体３は、アクリル樹脂からなる横長形状の平板部材であり、入射面３１と、反射面（背面）３２と、出射面（前面）３３と、を有してなる。入射面３１は、照明装置１の両端に設けられる光源２と接触して、受光する。反射面３２は、導光体３の背面であり、不等間隔に溝（図示しない）を備える。溝は、入射面３１から入射した光を導光体３の出射面３３に向けて反射させる。

なお、導光体３は、平板部材で無くともよく、その形状は任意である。例えば、光源２から遠ざかるほど薄くなるようないわゆる楔形状であってもよい。また、導光板３反射面３２には溝に限らず、ドットやシボ等の加工を施すものであってもよい。また、構成材料は、アクリル樹脂に限らず、例えばポリカーボネート(ＰＣ)やシクロオレフィンポリマー(ＣＯＰ)等の透明性に優れた樹脂であってもよい。

反射層４は、導光体３の入射面３１及び出射面３３を除いた反射面３２等に反射性に優れたアルミや銀等を蒸着によって板状もしくはシート状に形成され、出射面３３以外の面から光が漏れることを防ぐために、光を反射して導光体３内に戻す。なお、反射層４は、ポリエチレンやポリメチルメタクリレート等からなり、微少なプリズムを有したものを用いてもよい。

なお、導光体３の出射面３３側には、面発光の均一性を向上させるために拡散板を設けてもよい。

回路基板５は、絶縁処理された熱伝導率の高いアルミ板に銅箔で配線パターンを形成したものである。アルミ板を用いることで、後に詳述する伝熱部材６を介して筐体７に熱を伝達し、光源２から発せられる熱の放熱効率を上げることができる。回路基板５は、導光体３入射面３１と平行となるように照明装置１の両端に立てて設けられ、実装される光源２が導光体３の入射面３１に接触するように後に詳述する伝達部材６によって位置が設定される。

伝熱部材６は、アルミニウムからなる熱伝導率の高い金属板である。なお、伝熱部材６に用いる金属材料としては、熱伝導率が高い材料が好ましく、アルミニウム、鉄、ステンレス、銅などを用いることが考えられる。伝熱部材６は、回路基板５が設けられる支持部６１と、筐体７に連結される連結部６２とからなり、図１におけるＡ−Ａ断面がＬ字状に加工され、筐体の底面７１上をスライド可能に設けられる。

支持部６１は、導光体３の入射面３１に対して回路基板５を平行に支持する立ち壁であって、光源２で発生した熱を回路基板５を介して受熱する。回路基板５は、熱伝導性に優れた両面テープ１０によって、支持部６１の内方面（導光板側）に接着される。この両面テープ１０には、例えば、シリコーン系もしくはアクリル系材料からなる基材を粘着層によって挟み込んだ電気絶縁性の熱伝導性シートや、熱伝導性、電気絶縁性を備えた接着層からなる熱伝導性テープを用いる。

連結部６２は、支持部６１に対して垂直に設けられ、ビス（固定部材）１１で固定するための孔部（第一の貫通孔）８を有し、筐体７内壁の底面７１に面接触して熱を筐体７に伝達する。孔部８は、ビス１１が挿通する程度の大きさの貫通孔であり、後に詳述する長孔部（第二の貫通孔）１２とによって伝熱部材６の位置調整及び固定を可能とする。

以上の構成からなる伝熱部材６は、光源２にて発生する熱を筐体７に伝えることで照明装置１の放熱効率を向上させ、加えて、導光体３の大きさに合わせて筐体７長手方向（図２における矢印方向）にスライドし、輝度ばらつきを低減させることが可能であり、光源２を導光体３入射面３１に接触させることで、光の取り込み効率を向上させるものである。

筐体７は、例えば、アルミ等の熱伝導率の高い材料からなり、図２及び図３に示すように、厚さ方向の断面が略コの字状に成型されてなる。筐体７は、高温に熱した金属をダイス（金型）に向けて強い力で押すことで、ダイスの孔形状（本実施形態においては略コの字状）に加工された部材が出てくるという押出成型によって製造される。なお、筐体７の製造方法は押出成型に限定されるものではなく、射出成型等任意の製造方法によるものであってよい。筐体７は、長孔部（第二の貫通部）１２と、開口部７２と、を備え、光源２，回路基板５，導光体３，伝熱部材６等の照明装置１の構成部材を両端に設ける蓋体（被覆部材）９とによって収容する。筐体７は、底面７１に伝熱部材６をビス１１で固定するための長孔部１２が設けられる。

長孔部１２は、光源の発光方向（筐体７及び導光体３の長手方向）に長い貫通孔であり、伝熱部材６が筐体７の長手方向にスライドし、導光体３の大きさ（長手方向の長さ）に対応して光源２，回路基板５，伝熱部材６の固定位置を調整可能とするものである。導光体３の大きさにバラツキがあっても、光源３を入射面３１に接触させることができるため、光は効率良く導光体３内に取り込まれ、輝度ばらつきを低減させることが可能であり、製品個々の光学性能を揃えることが可能となる。

開口部７２は、筐体７前方に設けられ、導光体３出射面３３が露出し、光が出射する。蓋体９は、筐体７の両端に設けられる合成樹脂からなる樹脂キャップである。蓋体９は、回路基板５を支持する支持部６１の周囲を覆うように、筐体７の両端に設けられ、支持部
６１の外方面と対向する位置に放熱口９１を複数備える。放熱口９１は、光源２で発生する熱の一部を空気層Ｂを介して外部に放ち、照明装置１の放熱効率を向上させる。開口部７２と蓋体９とによって、出射面３３が露出する照明領域Ｃが設定される。

このように、本実施形態における照明装置１は、光源２において発生する熱が、回路基板５と伝熱部材６とを介して、熱伝導性が高く表面積の大きな筐体７から外部に放熱される第一の放熱経路Ｄを確保することで、放熱効率を向上させ、さらには、優れた放熱効率によって、高輝度で光源２を発光させることが可能となる。また、伝熱部材６は、導光体３入射面３１と光源２との距離を一定に保つことができるため、輝度ばらつきを低減させることが可能である。

また、本発明は、押出成型による簡素な構造の筐体７であっても、Ｌ字状の伝熱部材６によって回路基板５を支持し、放熱経路（第一の放熱経路Ｄ）を確保することができる。

また、光源２を導光体３入射面３１と平行に支持することができるため、サイドビュータイプのＬＥＤに対して高輝度でかつコストが低いトップビュータイプ（実装面に対して略垂直に発光）のＬＥＤを光源２として用いることができる。また、本実施形態においては、回路基板５を導光体３の入射面３１と平行に支持することができるため、入射面が大きい（導光体の厚み方向の幅が大きい）場合には、図３に示すようにトップビュータイプのＬＥＤを入射面に対して均等に複数列配置することができる。

また、蓋体９に放熱口９１を設けることで、伝熱部材６に伝導した熱が空気層Ｂを介して蓋体９から放熱する第二の放熱経路Ｅを確保し、放熱効率を向上させることができる。

このように本発明の照明装置１は、回路基板５を支持する伝熱部材６を筐体７に連結することで、放熱効率を向上させ、高輝度で照明することができる。また、伝熱部材６は、光源２を導光体３入射面３１との距離を一定に調整可能であるため、輝度ばらつきを低減させることが可能となり、本実施形態のように光源２と導光体３とを接触させることで光の取り込み効率を向上させ、照明装置１の高輝度化に貢献することができる。

また、本発明は、押出成型による簡素な構造の筐体７に用いることができ、製造コストの抑制に寄与することができる。

また、放熱口９１を設けることで、第二の放熱経路Ｅを確保し、放熱効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、第二の貫通部１２を光源２の発光方向に長い長孔部１２としたが、本発明の第二の実施形態として図４に示すように、第一の貫通部８を光源の発光方向に長い長孔部としてもよい。

また、第一の実施形態においては、光源２の発光方向に長い形状の貫通部として長孔部１２を用いたが、形状は任意であり、長方形状の開口であってもよく、また、本発明の第三の実施形態として図５に示すような切り欠き形状でもよい。

また、本実施形態においては、被覆部材７を蓋体９としたが、回路基板５の周囲を覆う部材であればよく、放熱口９１の配設位置も任意である。たとえば、回路基板５の周囲を筐体９によって覆うのであれば、筐体７に放熱口９１を設けてもよい。

また、本実施形態においては、光源２を導光体３の両端に設けるものであったが、一端のみに設けるものであってもよい。

また、本実施形態においては、光源２と導光体３入射面３１とが接触するように伝熱部材６を位置調整する例を示したが、両者の間に一定もしくは一定範囲内の隙間が介在するようにしてもよい。

本発明の第一の実施形態を示す照明装置の正面図。 同上実施形態を示す図１のＡ−Ａ断面図。 同上実施形態を示す取り付け略図。 本発明の第二の実施形態を示す照明装置の取り付け略図。 本発明の第三の実施形態を示す照明装置の取り付け略図。

符号の説明

１ 照明装置
２ 光源
３ 導光体
４ 反射層
５ 回路基板
６ 伝熱部材
６１ 支持部
６２ 連結部
７ 筐体（被覆部材）
８ 孔部（第一の貫通部）
９ 蓋体
９１ 放熱口
１１ ビス （固定部材）
１２ 長孔部（第二の貫通部）

Claims (4)

1. 光源と、
   前記光源が実装される回路基板と、
   前記光源からの光を出射面に導く導光体と、
   少なくとも前記導光体を収納する金属からなる筐体と、
   前記光源で発生する熱を前記筐体に伝達してなる伝熱部材と、
   を備え、
   前記伝熱部材は、前記回路基板を支持する支持部と前記筐体における配設位置が調整可能に連結される連結部とを有してなることを特徴とする照明装置。
2. 前記連結部は、第一の貫通部を備え、
   前記筐体は、第二の貫通部を備え、
   前記伝熱部材は、前記第一，第二の貫通部を貫く固定部材を通じて前記筐体に連結してなり、前記第一，第二の貫通部のうち少なくとも一方を前記光源の発光方向に長い形状とすることにより、位置調整可能に構成されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記照明装置は、前記回路基板の周囲を覆う被覆部材を備え、
   前記被覆部材は、外気に通ずる放熱口を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記筐体は、押出成型によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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