JP2007273209A - 照明器具、光源体 - Google Patents

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Abstract

【課題】LED電球を照明器具の部品に接触させ、接触部分から照明器具への熱伝導によってLED電球の熱を放熱させることを目的とする。
【解決手段】照明器具400は器具本体300と光源取付具100とLED光源体200とを備え、器具取り付け板310に取り付けられる。LED光源体200は円形平板状の基板202にLED203を配置する。光源取付具100はハット状を成し、フランジ104で器具本体に結合する。そして、LED光源体200の口金201を回転させてソケット320の受金321に取り付けた際、LED光源体200の基板202と光源取付具100の平面部102が接触する。これにより、LED光源体200の熱は光源取付具100および器具本体300に伝導して放熱される。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、発光ダイオード(以下、LED)を光源とする光源体とLEDに発生した熱を放熱する照明器具に関するものである。
従来のLED電球を光源とした照明器具は、LED電球の形状が一般照明用白熱電球と類似した形状であるため、LED電球自体に放熱手段を備え照明器具側では放熱対策をとっていなかった。
特許文献1に示されたLEDランプは、複数のLEDを配置するLED配置面と、少なくとも複数のLEDを覆うレンズと、電源供給を受ける口金と、LED配置面と前記口金との間に配置される放熱部と、回路収納部とを有している。また、前記LED配置面の一方の面に前記複数のLEDを実装し、他方の面を前記放熱部と接するように配置されるLED基板を備える。また、前記回路収納部は前記放熱部と前記口金を連結する外装体を有する。そして、LEDランプはさらに点灯回路基板を備えているものとして開示されている。
この例に示されるように、従来は、LEDランプ自体に放熱部を形成し、この放熱部から熱を放散させている。
しかし、この放熱対策はLEDランプに放熱手段を持たせているため放熱量に限界がある。
特開2005−286267号公報 特開2005−38798号公報
LED電球で発生した熱を効率的にLED電球外に放出するためには、LED電球自体の工夫では放熱量に限界がある。すなわち、LED電球からの放熱経路はLED電球の透光性バルブ部分とLEDに形成した放熱部とからの「放射熱伝導」と「対流熱伝導」、LED電球の構成部材である口金からソケットへの「熱伝導」の3経路が考えられる。つまり、3つ目の放熱経路である「熱伝導」による放熱先はソケットのみであり、他に工夫がされていないのが現状である。
そこで、ランプの口金以外への熱伝導が必要になるが、LED電球の形状が従来のような一般照明用白熱電球に類似の形状では口金以外への熱伝導による放熱策を考えることは難しい。
また、口金が無いLED光源の放熱対策として、特許文献2には、平板状のLED光源をソケットに押圧して行う熱伝導による放熱対策が開示されている。
しかし、この放熱対策は、押圧の手段となる別部品が必要であることなど、コスト面で課題がある。
本発明は、例えば、LED電球(LED光源体であり、E形口金又はピン式口金を有する)を照明器具の部品に接触させ、接触部分から照明器具への熱伝導によってLED電球の熱を放熱させることを目的とする。
本発明の照明器具は、光源を有する光源体と、側面と端面とを有する筒状体でありこの筒状体の外側から前記端面で前記光源体と接触し前記光源で発生した熱を前記光源体と接触する前記端面から熱伝導して前記端面と前記側面とから放熱する筒状体とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、例えば、LED電球を筒状体の端面に接触させることにより、LED電球で発生した熱を筒状体に熱伝導して端面と側面とから放熱することができる。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における照明器具400の断面図である。
図2は、実施の形態1における光源取付具100の斜視図である。
図3は、実施の形態1におけるLED光源体200の側面図である。
実施の形態1における照明器具400について図1〜図3に基づいて以下に説明する。
図1において、照明器具400は光源取付具100(筒状体)、LED光源体200、器具本体300を備え、器具取り付け板310に取り付けられる。
実施の形態1における照明器具400は光源取付具100とLED光源体200とを特徴とする。
図2において、光源取付具100(筒状体)は側面部101(側面)と平面部102(端面)とを有し、一端が開放した中空円筒状を形成する。さらに、光源取付具100は開放端側にフランジ104(ツバ)を有してハット形を形成する。
側面部101は両端で開放した円筒形、パイプ形を形成する。
平面部102は円盤形を形成し、側面部101の開放した一端側において側面部101の開放端を閉じるように位置する。また、平面部102は中央部に透孔106を有し、輪形、ドーナツ形を形成する。
フランジ104は平面部102が位置しない方で開放した側面部101のもう一端側において側面部101の外方向に伸長(突出)して位置する。フランジ104はリング形、ドーナツ形を形成する。
図3において、LED光源体200は口金201(ねじ込み式口金)とLED光源211とを有し、LED光源211は基板202(平板)とLED203(光源)とを有する。
口金201は基板202から突出してらせん状の溝を形成し、受金321(図1参照)に機械的に接続し、LED203を電気的に接続するねじ込み式の接続部である。
基板202は円形平板状を形成し、口金201とLED203とを配置する。
LED203は基板202に複数配置された照明器具400の光源である。
図1において、器具本体300は側面部301と平面部302とを有して、光源取付具100と同様に、円筒状を形成する。さらに、器具本体300は平面部302の中央部において外側にソケット320を有する。このソケット320は口金201と機械的、電気的に接続する受金321を内側に有し、LED光源体200に電力を供給する。また、器具本体300は平面部302が位置しない側において内方向に伸長する取付部303を有する。
図1に示すように、器具本体300は、取付部303において天井材などの器具取り付け板310に、木ネジや金属ネジなどのネジ311またはリベットや接着テープや接着材などのその他の取付手段で固定される。
光源取付具100は、フランジ104においてネジ、リベット、接着テープ、接着剤などの取付手段により器具本体300の平面部302に固定される。器具本体300に固定された光源取付具100の内側にはソケット320が位置し、ソケット320の受金321の受口は光源取付具100の透孔106に位置する。
LED光源体200は口金201を回転させながらソケット320の受金321と電気的、機械的に結合する。
そして、LED光源体200をソケット320に取り付けることにより、LED光源体200の基板202の口金201側の面が光源取付具100の外側から平面部102と接触する。基板202と平面部102との接触部分を接触部103とする。
このとき、LED203から発生した熱が接触部103において基板202から光源取付具100の平面部102に熱伝導し、平面部102に移動した熱は側面部101およびフランジ104に熱伝導し、フランジ104に移動した熱は器具本体300に熱伝導する。
LED203で発生し光源取付具100および器具本体300に伝導した熱は、器具本体300の側面部301や平面部302、光源取付具100の側面部101や平面部102から熱放射し、また、対流して器具本体300および光源取付具100の内側と外側とで空気中に放散する。
また、LED203で発生した熱は基板202においても熱放射して空気中に放散する。
実施の形態1における照明器具400は、LED光源体200の口金201以外の部材(基板202)と光源取付具100とが接触していることによりLED203で発生した熱を口金201以外から熱伝導することができる。これにより、照明器具400はLED203で発生した熱をより多く放熱することができる。
また、光源取付具100は側面部101を有することで外気に接する面積を広くしているため、LED203で発生した熱をより多く放熱することができる。
また、光源取付具100は中空状であるため、LED203で発生した熱を光源取付具100の外側だけでなく内側へも放熱することができる。
また、光源取付具100は器具本体300に接することでLED203で発生した熱を器具本体300に伝導できるため、LED203で発生した熱を器具本体300からも放熱することができる。
また、LED光源体200はLED203を配置する基板202が平板状を形成することで外気に接する面積を広くしているため、LED203で発生した熱をLED光源体200自体から効率よく放熱することができる。
つまり、実施の形態1における照明器具400は多くの放熱手段を有するため、LED203で発生した熱を効率的に放熱することができ、LED光源体200の温度を十分に下げることができる。
照明器具400はLED光源体200の温度を十分に下げることにより以下のような課題を解決できる。
LED203を光源とするLED光源体200は白熱電球などの従来の電灯に比べて、消費電力量が少ないことや寿命が長いことなどの長所を有するが、以下のような理由により熱に弱いという短所も有する。
各LED203は、例えば、100mm角の基板に10〜100個程度の素子を配置して作られる。これら素子の一つ一つは0.1mm〜0.3mm角と非常に小さいため、発熱量が小さくても単位面積当たりの発熱量が非常に大きなものとなる。このため、60W(ワット)の白熱電球の口金が170度程度の温度まで耐えられるのに対し、LED光源体200は60度程度までの温度にしか耐えられない。
実施の形態1における照明器具400はLED光源体200の温度を十分に下げることができるため、温度の上昇によるLED光源体200の故障の防止を図ることができる。
実施の形態1における照明器具400はLED203で発生した熱を光源取付具100と器具本体300に熱伝導して放熱するため、LED光源体200の基板202、光源取付具100の平面部102や側面部101やフランジ104、器具本体300の平面部302や側面部301などには熱伝導性の高い部材を用いることが望ましい。例えば、LED光源体200の基板202、光源取付具100の平面部102や側面部101やフランジ104、器具本体300の平面部302や側面部301は金属製であるとよい。
また、熱伝導性を高めるためにはLED光源体200と光源取付具100との密着性を高めるとよい。
そこで、LED光源体200と光源取付具100との少なくともいずれかにおいて接触部103に熱伝導性の高い弾性部材を有するとよい。弾性部材は基板202と同様な形状であると共に中央部に透孔106と同様な形状の孔を有する。例えば、基板202と透孔106とが円形であれば弾性部材はリング形、ドーナツ形である。
また、熱伝導性の高い弾性部材とは、例えば、シリコンパッドである。
図4は、実施の形態1における山状に隆起させた平面部102を有する光源取付具100の断面図である。
また、光源取付具100の平面部102を図4に示すように下側(光源取付具100の外側、A方向)に凸形状、山状に隆起させてLED光源体200と光源取付具100との密着性を高めてもよい。このとき、平面部102の隆起した方から押力を加えた場合に平らに形状を変えるように平面部102には弾性を持たせる。そして、LED光源体200を回転させて図1に示すようにソケット320に取り付ける。このとき、LED光源体200から押力を受けて平らに形状を変えた光源取付具100の平面部102には山状に復元しようとするLED光源体200方向への力が働くため、LED光源体200と光源取付具100との接触をより良くすることができる。
また、LED光源体200から光源取付具100と器具本体300に効率よく熱を伝導するため、LED光源体200の基板202と光源取付具100の平面部102との接触部103の面積、光源取付具100が器具本体300に接するフランジ104の面積は広いほうがよい。
また、光源取付具100と器具本体300とから効率よく熱を放射、対流するため、光源取付具100と器具本体300の表面積は広いほうがよい。
また、図5に示すように、LED光源体200に側面部204を有することで外気に接する面積を増やし、LED光源体200自体からの放熱効果を高めてもよい。
図5は、実施の形態1における照明器具400の断面図である。
側面部204は基板202の端部側に位置し基板202の端部に沿って形成し、基板202と側面部204とで一端が開口した筒形を形成する。つまり、側面部204の断面は基板202と同様な形状であり、例えば、基板202が円形であれば側面部204は断面を円形とする円筒形である。
実施の形態1において以下のような照明器具について説明した。
実施の形態1における照明器具は、ねじ込み式口金201と、この口金201と一体的に結合された円形の平板状基板202と、この平板状基板202の口金201との反対側の面に実装された複数のLED203とにより構成されるLED電球(LED光源体200)と、このLED電球の口金201に電気的機械的に取り付けられるソケット320と、このソケット320とLED電球の基板202との間に配置された一端が開口した円筒状で中央部に透孔106を有する側面部101とを備える照明器具。
また、透孔106部分に位置するソケット320との反対側に位置しリング状で熱伝導性の弾性部材を配置した照明器具400について説明した。
また、透孔106を形成した光源取付具100の平面部102が外側に凸である照明器具400について説明した。
実施の形態1において以下のような放熱方法について説明した。
ねじ込み式口金201と、この口金201と一体的に結合された円形または矩形の平板状基板202と、この平板状基板202の前記口金201と反対側の面に実装された複数のLED203とにより構成されるLED電球(LED光源体200)が、平板状基板202の裏面を照明器具400の部品(光源取付具100)に接触させ、接触部103からの熱伝導によってLED電球の熱を放熱する。これによりLED電球は温度を下げる。
実施の形態1における照明器具400はLED203以外の光源に対しても放熱効果を得ることができる。
また上記では、光源取付具100と器具本体300とを円筒形、LED光源体200を円形としたが他の形状であっても構わない。例えば、角筒形、矩形、その他の多角形でも構わない。
また、LED光源体200の接続部である口金201はねじ込み式でなく、例えば以下の実施の形態2に示すように、ピン式であってもよい。
実施の形態2.
実施の形態2では、前記実施の形態1の放熱効果をさらに高める形態について説明する。
以下、実施の形態2における照明器具400について、前記実施の形態1と異なる事項を説明し、その他の事項は前記実施の形態1と同様であるものとする。
図6は、実施の形態2における補助体600を取り付ける前の照明器具400の断面図である。
図7は、実施の形態2における補助体600を取り付けた後の照明器具400の断面図である。
実施の形態2における照明器具400について図6に基づいて以下に説明する。
LED光源体200から光源取付具100への熱伝導性を高めるにはLED光源体200と光源取付具100との密着性を高めるとよい。但し、LED光源体200と光源取付具100との密着性を高めるためにLED光源体200を回転させて口金201をソケット320に強く差し込むと、口金201部分では基板202にソケット320向き(上向き、C方向)の力が加わり、接触部103部分では基板202に逆向き(下向き、B方向)の力が加わる。このため、基板202と口金201との接触端部206に強い力が加わり接触端部206に電気的な接続不良が生じてLED光源体200が故障するということも考えられる。
そこで、照明器具400は外側からLED光源体200を光源取付具100の平面部102に押圧する補助体600を有することでLED光源体200と光源取付具100との密着性を高めてもよい。
図6において、補助体600は側面部601と平面部602とを有し、光源取付具100と同様に、一端が開放した中空円筒状を形成する。
側面部601は両端で開放した円筒形、パイプ形を形成する。また、側面部601はらせん状の溝を形成するネジ切り部607を有する。
平面部602は円盤形を形成し、側面部601の開放した一端側において側面部601の開放端を閉じるように位置する。また、平面部602は中央部に透孔606を有し、輪形、ドーナツ形を形成する。
また、補助体600は光源取付具100よりひと回り大きく、光源取付具100に被せることができる。そして、光源取付具100に被せたとき、補助体600は光源取付具100の側面部101を側面部601に内接する。
また、光源取付具100は側面部101にらせん状の溝を形成するネジ切り部107を有する。光源取付具100のネジ切り部107は補助体600のネジ切り部607と対になる。
補助体600は、図6に示すようにLED光源体200をソケット320に取り付けた状態で、光源取付具100に被せてD方向に回転させることにより、図7に示すようにLED光源体200の周縁(周端部)を覆うようにして光源取付具100と機械的に結合する。このとき、補助体600は、図7に示すように、平面部602の透孔606側の端部でLED光源体200の基板202の周縁に接してLED光源体200の基板202を光源取付具100の平面部102に押圧する。
これにより、補助体600はLED光源体200と光源取付具100との密着性を高めることができる。
また、補助体600は基板202の周縁に力を加えるため、LED光源体200をソケット320に強く差し込むことによる基板202と口金201との電気的な接続不良を避けることができる。つまり、LED光源体200の故障を避けると共にLED光源体200から光源取付具100への熱伝導性を高めることができる。これにより、LED光源体200に対する放熱効果を高めることができる。
また、補助体600の平面部602がLED光源体200の基板202との接触部分から熱伝導し熱放射することにより、LED光源体200に対する放熱効果を高めることができる。
図8は、実施の形態2におけるピン接続形式による照明器具400の補助体600を取り付ける前の断面図である。
図9は、実施の形態2におけるピン接続形式による照明器具400の補助体600を取り付けた後の断面図である。
図8に示すように、照明器具400はLED光源体200の電気的、機械的な接続をねじ込み式ではなくピン接続形式で行ってもよい。
図8において、LED光源体200はねじ込み式の口金201(図6参照)の代わりにピン式の口金205を基板202に有する。また、器具本体300は平面部302の中央部に透孔304を有し、電気コード305に繋がるコネクタ330を透孔304を通して外出しする。
図8に示すように、コネクタ330を光源取付具100から透孔106を通して外出しにすることにより、LED光源体200の電気的、機械的な接続がねじ込み式に比べて容易になる。
LED光源体200のピン式の口金205をコネクタ330に接続した後は、コネクタ330を透孔106から光源取付具100の内部に戻し、補助体600を回転させて図9に示すように光源取付具100に取り付ける。
実施の形態2では、補助体600を有してLED光源体200と光源取付具100との密着性を高めることにより、LED光源体200から光源取付具100への熱伝導性を高め、LED光源体200から光源取付具100への熱伝導性を高めることによりLED光源体200に対する放熱効果を高める照明器具400について説明した。また、これらの効果を有すると共に、ピン接続形式にすることでLED光源体200の電気的、機械的な接続を容易にする照明器具400について説明した。
実施の形態3.
実施の形態3では、LED光源体200の落下を防止する形態について説明する。
以下、実施の形態3における照明器具400について、前記実施の形態1と異なる事項を説明し、その他の事項は前記実施の形態1と同様であるものとする。
図10は、実施の形態3における光源取付具100の斜視図である。
図11は、実施の形態3におけるLED光源体200の斜視図である。
図12は、実施の形態3におけるLED光源体200の取り付け部分の断面図である。
図13は、実施の形態3におけるLED光源体200を取り付け後の照明器具400の断面図である。
実施の形態3の照明器具400について図10〜図13に基づいて以下に説明する。
図10に示すように、光源取付具100は平面部102において透孔106の周囲から外側に位置し下側(E方向)に突出する一対の補助金具500(支持片)を有する。補助金具500は断面をZ字状、階段状に形成し、全体の長手方向(F方向)を円弧状に形成する。円弧状の補助金具500は透孔106に沿って配置される。このとき、補助金具500はLED光源体200がソケット320に取り付けられた際の基板202の外側(周辺、周縁)に位置する。また、補助金具500は一片を平面部102に固定し、もう一片をLED光源体200がソケット320に取り付けられた際の基板202の周縁に重なる程度まで中心に向かって伸長してLED光源体200の脱落を防止する。
図11に示すように、LED光源体200は少なくとも基板202の1箇所に光源取付具100の補助金具500に合った形状の切り欠き部207を有する。
そして、LED光源体200のソケット320への接続は、図12に示すように、切り欠き部207を利用して基板202を光源取付具100の補助金具500にはめ込みながら回転させて行う。図13にLED光源体200をソケット320に取り付け後の照明器具400の断面図を示す。
照明器具400は光源取付具100に補助金具500を有することによりLED光源体200の落下を防止することができる。
実施の形態3では以下のような照明器具について説明した。
平面部102の中央部に形成された透孔106の外側に位置し、断面がZ字状でLED電球の基板外形より外側に取付られるとともに、他端が基板外形より内側になるように配置した1対の保持金具(補助金具500)を有する光源取付具100と、LED電球の基板202の周縁の一部を保持金具(補助金具500)とほぼ同形状に切り欠いたLED電球とを備えた照明器具400。
実施の形態1における照明器具400の断面図。 実施の形態1における光源取付具100の斜視図。 実施の形態1におけるLED光源体200の側面図。 実施の形態1における照明器具400の断面図。 実施の形態1における山状に隆起させた平面部102を有する光源取付具100の断面図。 実施の形態2における補助体600を取り付ける前の照明器具400の断面図。 実施の形態2における補助体600を取り付けた後の照明器具400の断面図。 実施の形態2におけるピン接続形式による照明器具400の補助体600を取り付ける前の断面図。 実施の形態2におけるピン接続形式による照明器具400の補助体600を取り付けた後の断面図。 実施の形態3における光源取付具100の斜視図。 実施の形態3におけるLED光源体200の斜視図。 実施の形態3におけるLED光源体200の取り付け部分の断面図。 実施の形態3におけるLED光源体200を取り付け後の照明器具400の断面図。
符号の説明
100 光源取付具、101 側面部、102 平面部、103 接触部、104 フランジ、106 透孔、107 ネジ切り部、200 LED光源体、201 口金、202 基板、203 LED、204 側面部、205 口金、206 接触端部、207 切り欠き部、211 LED光源、300 器具本体、301 側面部、302 平面部、303 取付部、304 透孔、305 電気コード、310 器具取り付け板、311 ネジ、320 ソケット、321 受金、330 コネクタ、400 照明器具、500 補助金具、600 補助体、601 側面部、602 平面部、606 透孔、607 ネジ切り部。

Claims (13)

  1. 光源を有する光源体と、
    側面と端面とを有する筒状体でありこの筒状体の外側から前記端面で前記光源体と接触し前記光源で発生した熱を前記光源体と接触する前記端面から熱伝導して前記端面と前記側面とから放熱する筒状体と
    を備えることを特徴とする照明器具。
  2. 側面と端面とを有する筒状体であり自筒状体の外側から前記端面で光源体と接触し前記光源体が有する光源で発生した熱を前記光源体と接触する前記端面から熱伝導して前記端面と前記側面とから放熱する筒状体
    を備えることを特徴とする照明器具。
  3. 前記照明器具は、さらに、前記光源体に電力を供給する器具本体を備え、
    前記筒状体は、さらに、前記端面が位置しない前記側面の開放端部において前記光源で発生した熱を前記器具本体に熱伝導して前記器具本体から放熱させるツバを有する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項2いずれかに記載の照明器具。
  4. 前記照明器具は、さらに、
    前記光源体を前記筒状体の前記端面に押圧して前記光源体を前記筒状体の前記端面に接触させる補助体を備える
    ことを特徴とする請求項1〜請求項3いずれかに記載の照明器具。
  5. 前記光源体は、
    前記光源であるLEDと前記LEDを配置する平板とを有するLED光源と、
    前記平板から突出して形成し前記LED光源を電気接続するねじ込み式口金と
    を有することを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかに記載の照明器具。
  6. 前記光源体は、
    前記光源であるLEDと前記LEDを配置する平板とを有するLED光源と、
    前記平板から突出して形成し前記LED光源を電気接続するピン式口金と
    を有することを特徴とする請求項1〜請求項4いずれかに記載の照明器具。
  7. 前記筒状体は、
    前記端面が自筒状体の外側へ山状に隆起し、前記端面で前記光源体の押力を受け前記光源体の押力により前記端面の隆起を平らにして前記端面で前記光源体と接触する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項6いずれかに記載の照明器具。
  8. 前記筒状体は前記端面の前記光源体との接触部分に熱伝導性の弾性部材を有する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項7いずれかに記載の照明器具。
  9. 前記筒状体は前記光源体を支持する支持片を前記端面に有する
    ことを特徴とする請求項1〜請求項8いずれかに記載の照明器具。
  10. 側面と端面とを有する筒状体であり、自筒状体の外側から前記端面で光源と前記光源を配置する平板と前記平板から突出して形成するねじ込み式口金とを有する光源体に接触する筒状体
    を備えることを特徴とする照明器具。
  11. 側面と端面とを有する筒状体であり、自筒状体の外側から前記端面で光源と前記光源を配置する平板と前記平板から突出して形成するピン式口金とを有する光源体に接触する筒状体
    を備えることを特徴とする照明器具。
  12. LEDと前記LEDを配置する平板とを有するLED光源と、
    前記平板から突出して形成し前記LED光源を電気接続するねじ込み式口金と
    を有することを特徴とする光源体。
  13. LEDと前記LEDを配置する平板とを有するLED光源と、
    前記平板から突出して形成し前記LED光源を電気接続するピン式口金と
    を有することを特徴とする光源体。
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