JP2011029065A

JP2011029065A - Ｌｅｄ照明器具

Info

Publication number: JP2011029065A
Application number: JP2009175268A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Kataoka; 高明片岡
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2029-07-28
Also published as: JP5469398B2

Abstract

【課題】ＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤの放熱を促進する。
【解決手段】ＬＥＤ照明器具１は、発光ダイオード３を有するＬＥＤ基板ユニット４と、ＬＥＤ基板ユニット４を点灯させる電源ユニット５と、ＬＥＤ基板ユニット４及び電源ユニット５を収容する器具本体２を備える。ＬＥＤ基板ユニット４の内部と器具本体２の外部とを連通する通気経路７が設けられ、この通気経路７を通る空気により発光ダイオード３を空冷し得るように構成されている。これにより、ＬＥＤ基板ユニット４内部の熱が、通気経路７を通る空気によって器具本体２の外部に放熱される。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤ照明器具に関する。

照明器具において、光源から出射される光の拡散、配光制御又は光源の保護等のため、器具本体の開口近傍に光を透過する透過パネルを設置することが一般的に行われている。そして、蛍光灯を光源とし、天井に埋込まれる埋込照明器具では、蛍光灯が空気流で冷却されて発光効率が低下することを防ぐため、器具本体の開口が透過パネルで塞がれる。一方、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする埋込照明器具は、ＬＥＤ基板が光透過部材でハウジングされたＬＥＤ基板ユニットによって器具本体の開口が塞がれたものがある。ＬＥＤは、蛍光灯とは異なり、温度上昇によって発光効率が低下するため、ＬＥＤ基板ユニットに放熱部材を密着させて熱伝導による放熱が図られているが、放熱が十分ではない。ＬＥＤの放熱の促進を図るため、ＬＥＤ基板ユニットと器具本体の間に隙間が設けられたＬＥＤ照明器具が知られており（例えば、特許文献１参照）、このようなＬＥＤ基板ユニットは、熱伝導に加えて、この隙間を通る空気によって外部から空冷される。しかし、ＬＥＤは、ＬＥＤ基板ユニットの内部にあるので、放熱が十分とはいえない。

特開２００７−３５３８０号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、ＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤの放熱を促進することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、発光ダイオードを有するＬＥＤ基板ユニットと、前記ＬＥＤ基板ユニットを点灯させる電源ユニットと、前記ＬＥＤ基板ユニット及び前記電源ユニットを収容する器具本体と、を備えたＬＥＤ照明器具であって、前記ＬＥＤ基板ユニットの内部と前記器具本体の外部とを連通する通気経路が設けられ、この通気経路を通る空気により前記発光ダイオードを空冷し得るように構成されているものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具において、前記通気経路は、前記電源ユニットが収容された器具本体内空間を器具本体の外部に連通するものである。

請求項１の発明によれば、ＬＥＤ基板ユニット内部の熱が、通気経路を通る空気によって器具本体の外部に放熱されるので、ＬＥＤ基板ユニットの発光ダイオードは、空冷によって放熱が促進され、発光効率が向上する。

請求項２の発明によれば、通気経路を通して空気が流通し、これにより、ＬＥＤ基板ユニット内部及び電源ユニットは、空冷され、従って電源ユニットの信頼性が向上する。

本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明器具の斜視図。同器具の部分断面図。同器具におけるＬＥＤ基板の平面図。同ＬＥＤ基板に実装されたＬＥＤパッケージの断面図。同ＬＥＤパッケージの平面図。（ａ）は同ＬＥＤ基板ユニットのハウジングの底面図、（ｂ）は同ハウジングの側面図。本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明器具の斜視図。同器具の部分断面図。（ａ）は同器具におけるＬＥＤ基板ユニットの反射板の底面図、（ｂ）は同反射板の側面図。同器具におけるＬＥＤ基板の平面図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明器具を図１乃至図６（ａ）（ｂ）を参照して説明する。図１に示されるように、ＬＥＤ照明器具１は、天井、壁面等に埋め込まれる器具本体２を有する埋込照明器具である。器具本体２は、商用電源から電源供給を受けるための電源線が接続される端子台２１と、器具本体２を天井等に固定するための取付バネ２２と、器具本体２内の熱を外部に放熱するための放熱穴２３と、を備える。

さらには、図２に示されるように、器具本体２は、ＬＥＤ３を有するＬＥＤ基板ユニット４と、ＬＥＤ基板ユニット４を点灯させる電源ユニット５を収容する。ＬＥＤ基板ユニット４は、ＬＥＤ３が配置されたＬＥＤ基板４１と、ＬＥＤ３から出射された光を配光制御するレンズ４２と、ＬＥＤ基板４１及びレンズ４２を収容するハウジング４３がユニット化されたものである。ＬＥＤ基板４１は、絶縁シート６を介して器具本体２に密着される。器具本体２及びハウジング４３には、ＬＥＤ基板ユニット４の内部と器具本体２の外部とを連通する通気経路７が設けられる。通気経路７は、器具本体２の放熱穴２３と、ハウジング４３の空気流通穴４４によって形成され、破線矢印７１、７２で示されるように、通気経路７を通る空気によりＬＥＤ３を空冷し得るように構成される。

図３に示されるように、ＬＥＤ基板４１は、ガラスエポキシ等から成る基板４１１と、基板４１１に配置された複数のＬＥＤ３とを有する。基板４１１の平面外形は、器具本体２内部形状に合わせた形状、例えば略円形であり、器具本体２に取り付けるための切欠き穴４１３が周囲に形成される。また、基板４１１の表面には、導電パターン（図示せず）が形成されており、各ＬＥＤ３がこの導電パターンに接続される。導電パターンは、リード線により電源ユニット５に接続される。リード線は、基板４１１のスルーホール４１４を用いて導電パターンに接続される。

図４及び図５に示されるように、ＬＥＤ３は、例えば、ＬＥＤ素子３ａと、ＬＥＤ素子３ａの発光面を囲むように配置された蛍光体部材３ｂから成る白色ＬＥＤである。ＬＥＤ素子３ａは、ＬＥＤ３の発熱を放熱するための金属板から成る放熱板３１上に絶縁基板３２を介して実装される。ＬＥＤ３は、放熱板３１と共にＬＥＤパッケージ３０を構成する。このＬＥＤパッケージ３０は、例えば、発光効率の高い汎用１Ｗ（ワット）クラスのものが用いられる。ＬＥＤパッケージ３０は、基板４１１にその背面から接合され、ＬＥＤ３は、基板４１１に開けられた穴４１２から発光面側に露出する。また、放熱板３１には、絶縁シート６が密着される。

絶縁シート６は、シリコーンをベースとしてシート状に形成したものであり、絶縁性を有し、低硬度でクッション性が良く、また、表面にゲル特有のタック性（粘着性）を有する。この絶縁シート６は、ＬＥＤ基板４１の形状に合わせてカットされてＬＥＤ基板４１と器具本体２に粘着される。器具本体２は、例えば、アルミダイカストで成型されており、導電性を有すると共に熱伝導性が良い。絶縁シート６は、ＬＥＤ基板４１と器具本体２間を電気的に絶縁すると共に、ＬＥＤ基板４１と器具本体２間の密着性を高めてＬＥＤ基板４１から器具本体２への熱伝導を促進する伝熱スペーサとして用いられる。ＬＥＤ基板４１と絶縁シート６は、ハウジング４３に収容される。

図６（ａ）（ｂ）に示されるように、ハウジング４３は、例えば、透明アクリル等の光透過材料を有底円筒形状に射出成型したものである。ハウジング４３の側面には、ハウジング４３の内部の空気を外部と流通させるための空気流通穴４４が開けられる。ハウジング４３の開放側の反対側、すなわち底部４５には、レンズ４２装着用の穴４６が開けられており、この穴４６にレンズ４２が嵌めこまれる。レンズ４２は、ハウジング４３と一体成型してもよいが、ハウジング４３とは別に成型することによって、成型ひけを抑え、精密なレンズが形成される。また、ハウジング４３の底部４５の表面は、シボ加工が施されており、ＬＥＤ基板ユニット４の内部構造が照明器具１外から見えにくくなっている。

上記のように構成されたＬＥＤ照明器具１において、図２の破線矢印７１で示されるように、ＬＥＤ基板ユニット４内部でＬＥＤ３の発熱で暖められた空気が通気経路７を通って器具本体２の外部に流出し、破線矢印７２で示されるように、温度の低い空気が、通気経路７を通ってＬＥＤ基板ユニット４内部に流入する。このように、ＬＥＤ基板ユニット４内部の熱が、通気経路７を通る空気によって器具本体２の外部に放熱されるので、ＬＥＤ基板ユニット４のＬＥＤ３は、空冷によって放熱が促進され、発光効率が向上する。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るＬＥＤ照明器具を図７乃至図１０を参照して説明する。図７及び図８に示されるように、ＬＥＤ照明器具１０は、第１の実施形態と同様、埋込照明器具であり、端子台２１と取付バネ２２を有する器具本体２０を備える。本実施形態では、器具本体２０の開口に、板状の光透過部材９が設けられ、器具本体２０は、放熱のための開口２４、２５を有し、器具本体２０内には、これら開口２４及び２５を上下端とする通気経路７０が設けられている。

また、器具本体２０は、ＬＥＤ３を有するＬＥＤ基板ユニット４０と、ＬＥＤ基板ユニット４０を点灯させる電源ユニット５とを収容する。ＬＥＤ基板ユニット４０は、ＬＥＤ基板４７と、ＬＥＤ３から出射された光を反射する反射板８と、光透過部材９と、を有する。通気経路７０は、ＬＥＤ基板ユニット４０より下側に位置する開口２４から、ＬＥＤ基板ユニット４０内と、電源ユニット５が収容された器具本体内空間５１とを経由し、器具本体２０の上部に位置する開口２５まで通じている。この通気経路７０は、反射板８に形成された空気流通穴８１を介してＬＥＤ基板ユニット４０の内部を器具本体２０の外部に連通し、また、器具本体内空間５１を器具本体２の外部に連通する。

電源ユニット５は、商用電源電圧を降圧して直流に整流する変換を行うものであり、変換損失によって発熱する。この電源ユニット５は、ＬＥＤ３を調光制御するインバータを有してもよい。

光透過部材９は、例えば、アクリルパネルである。このアクリルパネルは、表面にシボ加工が施されるか、光を拡散する拡散剤がアクリルに混入され、ＬＥＤの光のむらの低減とまぶしさ感の緩和が図られる。

反射板８は、図９（ａ）（ｂ）に示されるように、ＰＢＴ樹脂（ポリブチレンテレフタレート）により略有底円筒形状に成型されており、ＬＥＤ３の各々に対応する位置に、ＬＥＤ３から出射された光を反射する略円錐状の反射部８２を有する。この反射板８は、ＰＢＴ樹脂にチタンが含有されるか、表面にアルミや銀等の金属が蒸着され、反射効率が高められる。

ＬＥＤ基板４７は、図１０に示されるように、基板の表裏を貫いて形成された通風穴４８、４９を有する。絶縁シート６にも、ＬＥＤ基板４７の通風穴４８、４９に対応して、略同形状の通風穴が開けられる。この通風穴４８、４９によって、ＬＥＤ３近傍の空気の流量が増え、ＬＥＤ３の冷却効果がさらに高められる。

上記のように構成されたＬＥＤ照明器具１０においては、図８に破線矢印７３で示したように通気経路７０を通して空気が流通し、これにより、ＬＥＤ基板ユニット４０内部及び電源ユニット５は、空冷され、従って電源ユニット５の信頼性が向上する。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、ＬＥＤ３は、蛍光体部材３ｂを有さず、赤、緑、青色のＬＥＤ素子の光が混色される白色ＬＥＤであってもよい。

１、１０ＬＥＤ照明器具
２、２０器具本体
３発光ダイオード（ＬＥＤ）
４、４０ＬＥＤ基板ユニット
５電源ユニット
７、７０通気経路

Claims

発光ダイオードを有するＬＥＤ基板ユニットと、前記ＬＥＤ基板ユニットを点灯させる電源ユニットと、前記ＬＥＤ基板ユニット及び前記電源ユニットを収容する器具本体と、を備えたＬＥＤ照明器具であって、
前記ＬＥＤ基板ユニットの内部と前記器具本体の外部とを連通する通気経路が設けられ、この通気経路を通る空気により前記発光ダイオードを空冷し得るように構成されていることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
前記通気経路は、前記電源ユニットが収容された器具本体内空間を器具本体の外部に連通することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。