JP2011103275A - 発光ダイオード照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギー化を図りつつ、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】回路基板５と、回路基板５上に実装された複数のＬＥＤと、各ＬＥＤの発光面と対向して配置され、各ＬＥＤからの光を拡散する複数の広角レンズ７とを備えたＬＥＤ照明器具である。広角レンズ７として、各ＬＥＤの１／２照度角を８５°以上に調整する広角レンズを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源として発光ダイオード（以下「ＬＥＤ（Light Emitting Diode）」と称する）を用いたＬＥＤ照明器具に関し、特に、複数個のハイパワーＬＥＤを用いた高輝度ハイパワーＬＥＤ照明器具に関する。

ＬＥＤは、放電や輻射を用いた既存の光源に比べて、小型で高効率であるだけでなく、長寿命でもあることから、既存の光源に取って代わるのは時間の問題となってきている。

しかし、ＬＥＤから出射される光は指向性を有しているため、ＬＥＤを照明器具用の光源として用いる場合には、ＬＥＤから出射される光を拡散させる必要がある。

従来、光源としてＬＥＤを用いたＬＥＤ照明器具としては、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。

特許文献１には、複数のＬＥＤと、各ＬＥＤの発光面と対向して配置され、外側に位置するＬＥＤほど当該ＬＥＤから出射される光の向きが外側を向くように配光するレンズ体とを備えたＬＥＤ照明器具が開示されている。

また、特許文献２には、レンズ等の第１及び第２の光制御体が、自身の光軸から当該光軸に対して少なくとも６０°の範囲にＬＥＤからの光を出射するように構成されたＬＥＤ照明器具が開示されている。

また、特許文献３には、ＬＥＤの周囲に、光を広角照射させるレンズ体を装着した発光体と、前記発光体から広角に照射される光をさらに広角照射させる増幅乱反射レンズとを備えたＬＥＤ照明器具が開示されている。

また、特許文献４には、ＬＥＤと、前記ＬＥＤから出射される指向性のある光を拡散させるレンズとからなるＬＥＤ照明器具が開示されている。

また、特許文献５には、複数のＬＥＤと、各ＬＥＤの発光面と対向して配置され、各ＬＥＤから出射される光の配光を制御するレンズ体とにより構成され、前記ＬＥＤの位置を前記レンズ体の焦点からずらして、照射範囲を広げるようにしたＬＥＤ照明器具が開示されている。

特開２００２−３０４９０３号公報 特開２００７−２３４４０３号公報 特開２００８−１７１７８６号公報 特開平１０−３０７５４９号公報 特開２００５−３４７２８０号公報

ところで、ＬＥＤ照明器具に対しては、消費エネルギーを小さく抑えることが要望される一方で、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することが要望されるが、上記特許文献１〜５等で提案されているＬＥＤ照明器具は、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現するには至っていない。

本発明者らは、ＬＥＤを用いたＬＥＤ照明器具において、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現すべく、鋭意研究を重ね、本発明をするに至った。

尚、ハイパワーＬＥＤの本体チップは、起動中に大量の熱を発生させるので、ＬＥＤとしてハイパワーＬＥＤを用いる場合には、これらの熱を直ちに外部に伝導し、放熱する必要がある。

本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、省エネルギー化を図りつつ、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。また、本発明は、ＬＥＤとしてハイパワーＬＥＤを用いた場合であっても、当該ハイパワーＬＥＤの本体チップが発生させる熱を直ちに外部に伝導し、放熱することのできるＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るＬＥＤ照明器具の構成は、回路基板と、前記回路基板上に実装された複数のＬＥＤと、各ＬＥＤの発光面と対向して配置され、各ＬＥＤからの光を拡散する複数のレンズ体とを備えたＬＥＤ照明器具であって、前記レンズ体として、各ＬＥＤの１／２照度角を８５°以上に調整するレンズ体を用いることを特徴とする。ここで、『１／２照度角』とは、光源（ＬＥＤ）の直下の照度の１／２の照度となる地点を、光源（ＬＥＤ）から見た場合の広がり角のことである。

前記本発明のＬＥＤ照明器具の構成によれば、各ＬＥＤからの光を拡散するレンズ体として、各ＬＥＤの１／２照度角を８５°以上に調整するレンズ体を用いることにより、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。そして、例えば、２．２６ＷのハイパワーＬＥＤを３０個用いた場合であっても、消費電力はせいぜい６８Ｗ（３０×２．２６Ｗ）であるので、省エネルギー化を図りつつ、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。

前記本発明のＬＥＤ照明器具の構成においては、前記複数のＬＥＤが略均等に配置されているのが好ましい。また、この場合には、前記複数のＬＥＤが複数の同心円上に配置されているのが好ましい。この場合にはさらに、前記ＬＥＤの個数が３０個であり、最も内側の同心円上に６個のＬＥＤが配置され、その外側の２つの同心円上にそれぞれ１２個のＬＥＤが配置されているのが好ましい。これらの好ましい例によれば、照度の均一性をより向上させることができる。

また、前記本発明のＬＥＤ照明器具の構成においては、前記回路基板の背面側に放熱部が設けられているのが好ましい。また、この場合には、前記放熱部が、前記ＬＥＤから発せられた熱を一旦蓄積する蓄熱モジュールと、前記蓄熱モジュールの熱を伝導する熱伝導モジュールと、前記熱伝導モジュールから受け取った熱を放熱する放熱モジュールとを備えているのが好ましい。この場合にはさらに、前記蓄熱モジュールが、前記回路基板の背面に固着された放熱基盤からなり、前記放熱モジュールが、少なくとも１枚の放熱板からなり、前記熱伝導モジュールが、一端部が前記放熱基盤に接触した状態で固定され、他端部が前記放熱板に接触した状態で保持された少なくとも１本の熱伝導パイプからなるのが好ましい。さらにこの場合には、前記熱伝導パイプは、内部が真空状態に保持されたパイプ本体と、前記パイプ本体の内壁に設けられた、液体を吸収する多孔性の材料からなる吸液部材とを備え、前記吸液部材に液体が充満した状態で密封されているのが好ましい。さらにこの場合には、前記放熱板の一端部が前記放熱基盤に接触した状態で固定され、前記熱伝導パイプの他端部が前記放熱板に形成された穴に挿通されているのが好ましい。これらの好ましい例によれば、ＬＥＤとしてハイパワーＬＥＤを用いた場合であっても、当該ハイパワーＬＥＤの本体チップが発生させる熱を直ちに外部に伝導し、放熱することができる。

以上のように、本発明によれば、省エネルギー化を図りつつ、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。また、本発明によれば、ＬＥＤとしてハイパワーＬＥＤを用いた場合であっても、当該ハイパワーＬＥＤの本体チップが発生させる熱を直ちに外部に伝導し、放熱することのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。

本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具の全体構成を示す分解斜視図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する光源部の、レンズ体（広角レンズ）を取り外した状態を示す斜視図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する光源部を示す平面図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する光源部の、レンズ体（広角レンズ）を取り外した状態を示す平面図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する光源部の、レンズ体（広角レンズ）を取り付けた状態を示す断面図 本発明の一実施の形態で用いられるレンズ体（広角レンズ）を示す構成図（（ａ）は断面図、（ｂ）は裏側から見た斜視図、（ｃ）は表側から見た斜視図） 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を用いた場合の配光図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具の照度分布を示す図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する放熱部を示す斜視図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する放熱部を示す側面図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する放熱部の一方の端面を示す正面図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する放熱部の他方の端面を示す背面図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する放熱部を構成する放熱板を示す斜視図 本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明器具をダウンライトとして使用する場合の使用状態を示す側面図 本発明の一実施の形態における他のＬＥＤ照明器具の全体構成を示す斜視図 本発明の一実施の形態で用いられるレンズ体（広角レンズ）の他の構成を示す構成図（（ａ）は断面図、（ｂ）は裏側から見た斜視図、（ｃ）は表側から見た斜視図） 本発明の一実施の形態で用いられるレンズ体（広角レンズ）のさらに他の構成を示す構成図（（ａ）は断面図、（ｂ）は裏側から見た斜視図、（ｃ）は表側から見た斜視図） 本発明の一実施の形態で用いられるレンズ体（広角レンズ）のさらに他の構成を示す構成図（（ａ）は断面図、（ｂ）は裏側から見た斜視図、（ｃ）は表側から見た斜視図）

以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

〈ＬＥＤ照明器具の全体構成〉
まず、図１、図２を参照しながら、本実施の形態のＬＥＤ照明器具の全体構成について説明する。

図１は本実施の形態におけるＬＥＤ照明器具の全体構成を示す分解斜視図、図２は当該ＬＥＤ照明器具を構成する光源部の、レンズ体（広角レンズ）を取り外した状態を示す斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態のＬＥＤ照明器具１は、放熱方式の高輝度ハイパワーＬＥＤ照明器具であり、光源部２と、放熱部（ヒートシンク）３と、電源トランス部４とを備えている。

図１、図２に示すように、光源部２は、回路基板５と、回路基板５上に実装された複数のハイパワーＬＥＤ６（図２においては、ＬＥＤ６が■によって表されている）と、各ＬＥＤ６の発光面と対向して配置され、各ＬＥＤ６からの光を拡散するレンズ体としての複数の広角レンズ７とを備えている。そして、各ＬＥＤ６は、２本の電源コード８、９を用いて電源トランス部４に電気的に接続されている。

放熱部３は、回路基板５の背面側に設けられており、ＬＥＤ６から発せられる熱を一旦蓄積する蓄熱モジュールと、蓄熱モジュールの熱を伝導する熱伝導モジュールと、熱伝導モジュールから受け取った熱を放熱する放熱モジュールとを備えている。ここで、蓄熱モジュールは、回路基板５の背面に固着された放熱基盤１０からなり、放熱モジュールは、複数の放熱板１２からなり、熱伝導モジュールは、一端部が放熱基盤１０に接触した状態で固定され、他端部が放熱板１２に接触した状態で保持された複数の熱伝導パイプ１１からなっている。放熱部３の周りには、当該放熱部３での発熱で火傷を負うなどの危険性を回避するための保護カバー１３が取り付けられている。

電源トランス部４は、下ケースと上ケースとからなる筐体１４と、筐体１４内に収容された、ＡＣ−ＤＣ制御回路基板とＤＣ−ＤＣ制御回路基板とからなるトランス基板（図示せず）とを備えている。そして、ＡＣ−ＤＣ制御回路基板及びＤＣ−ＤＣ制御回路基板には、それぞれ電源コードを差し込むことのできる差込端子１５、１６が筐体１４の外部に露出した状態で取り付けられており、差込端子１６に差し込まれる電源コードは、家庭用ＡＣ１００Ｖの電源等に接続可能となっている。筐体１４には、多数の矩形状の通風孔１４ａが形成されており、これにより、トランス基板上の電子部品からの熱を外部に逃がすことができるようにされている。尚、通風孔１４ａの形状は、矩形以外の円形、多角形等とすることもできる。

〈光源部の構成〉
次に、図１〜図６を参照しながら、本実施の形態のＬＥＤ照明器具を構成する光源部についてさらに詳細に説明する。

図３は本実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する光源部を示す平面図、図４は当該光源部の、レンズ体（広角レンズ）を取り外した状態を示す平面図、図５は当該光源部の、レンズ体（広角レンズ）を取り付けた状態を示す断面図、図６は本実施の形態で用いられるレンズ体（広角レンズ）を示す構成図（（ａ）は断面図、（ｂ）は裏側から見た斜視図、（ｃ）は表側から見た斜視図）である。

図２、図４に示すように、平面形状が円形のアルミ製の回路基板５には、３０個のハイパワーＬＥＤ６（２．２６Ｗ）（図２、図４においては、ＬＥＤ６が■によって表されている）が３つの同心円（図４においては、同心円が破線によって表されている）上に略均等に配置された状態で実装されている。すなわち、最も内側の同心円（半径が約２．５ｃｍ）上には６個のＬＥＤ６が等間隔で配置され、その外側の２つの同心円（半径が約４．５ｃｍ、約６．５ｃｍ）上にはそれぞれ１２個のＬＥＤ６が等間隔で配置されている。そして、これにより、消費電力が６８Ｗ（３０×２．２６Ｗ）の高輝度ハイパワーＬＥＤ光源が実現されている。また、図１、図３、図５に示すように、回路基板５には、各ＬＥＤ６をそれぞれ覆った状態で３０個の広角レンズ７がビス１７を用いてビス止めされている。そして、これにより、ＬＥＤ６からの光は、広角レンズ７を通して拡散される。尚、回路基板５の平面形状は、円形以外の矩形、多角形等とすることもできる。

広角レンズ７は、透過率が９３％以上となるように、例えば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、光学ガラス等の透明性の高い材質からなっており、多軸の超精密なナノ加工技術、超精密な塑性成形技術、ガラス成形技術等を用いて形成されている。そして、広角レンズ７の透過率を９３％以上とすることにより、ＬＥＤ６からの光による照度の均一性と発光効率を高めることができる。図５、図６に示すように、広角レンズ７は、ＬＥＤ６側のレンズ面１８が凹面であり、その反対側のレンズ面１９が凸面である凹凸レンズからなり、レンズ台２０と共に一体成形されている。また、レンズ台２０には、ビス１７を用いて広角レンズ７を回路基板５にビス止めするための２つのビス孔２１が形成されている。

広角レンズ７のレンズ面１８、１９は、ＬＥＤ６の１／２照度角を８５°以上に調整する、自由曲面又は非球形曲面として設計される。ここで、『１／２照度角』とは、上述したように、光源（ＬＥＤ６）の直下の照度の１／２の照度となる地点を、光源（ＬＥＤ６）から見た場合の広がり角のことである。また、自由曲面又は非球形曲面とは、非伝統曲面あるいは非対称曲面又はパラメータだけで表示される曲面のことであり、例えば、ＮＵＲＢＳ曲面、パラメータのベクトルで表示される任意の形の自由曲面、変数Ｘ、Ｙの多項式の曲面、Ｂｅｓｓｅｌｌ曲面、Ｂスプライン（B-spline）曲面、非均等有理Ｂスプライン（nonuniform rational B-spline）曲面（ＮＵＲＢＳ）などが含まれる。ここで、伝統曲面としては、球曲面、楕円曲面と抛物曲面などの曲線関数で表される曲面等が挙げられる。自由曲面を採用したこれらのシステム又は素子を『自由曲面光学システム』又は『自由曲面光学素子』と呼ぶ。自由曲面の照明設計原理は、縁（rim）光線原理で光束を保ち、さらに拡散量（Etendue）を保つ。拡散量（Etendue）とは、光学の径角性（Etendue）を指し、ＬＥＤ光源面積及び立体角と関係がある。

自由曲面を採用した広角レンズ７を用いれば、照度の均一性と発光効率を高め、必要な大範囲の照射角度を得ることができる。そして、この広角レンズ７を用いれば、ハイパワーＬＥＤ６からの角度ごとの光線を再び配光し、最大限に光の利用率を高めることができる。さらに、この広角レンズ７を用いれば、ハイパワーＬＥＤ６からの角度ごとの光線を再配光し、レンズ面１９から出射される光線を分離することなく、１つの光として出射することができる。ハイパワーＬＥＤ６からの隣り合う２本の光線は広角レンズ７上の点でも同様であり、ＬＥＤ６の縁（rim）は広角レンズ７の縁（rim）と対応する。

本発明者らは、照明設計解析ソフト：オプティカル リサーチ アソシエイツ（Optical Research Associates）製のＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ（登録商標）を用いて、ＬＥＤ６（２．２６Ｗ）の１／２照度角を８５°以上に調整する広角レンズ７のレンズ形状を求めた。すなわち、パラメータとして『１／２照度角』を用い、その値として『８５°以上』を入力して広角レンズ７の概略形状を求めた。そして、このようにして求めた広角レンズ７の概略形状に基づいて金型を作製し、この金型を用いてレンズを得た。次に、金型を段階的に削っていきながら、得られるレンズのレンズ形状に微調整を加え、ＬＥＤ６（２．２６Ｗ）の１／２照度角が８５°以上となる広角レンズ７を作製した。尚、ＬＥＤ６の１／２照度角を８５°以上に調整する広角レンズ７のレンズ形状は、上記照明設計解析ソフトを用いて求めたものに限定されるものではなく、他の方法によって求めたものであってもよい。

そして、本発明者らは、このような１／２照度角の広い広角レンズ７付きのＬＥＤ６を用いたＬＥＤ照明器具１を、光源部２を下方（鉛直下向き）に向けた状態で設置して、配光を測定した。その結果を図７に示す。図７において、鉛直下方向を０°としており、径方向は光度の強さを表している。

図７に示すように、ＬＥＤ照明器具１の光源部２から出射された光は、ＬＥＤ照明器具１の鉛直線とのなす角０°〜４７．５°（全角９５°）の範囲で照明エリアの照度を与えている。図８に、ＬＥＤ６の１／２照度角が８５°の場合の、ＬＥＤ照明器具１の照度分布を示す。照度の単位は［ｌｘ］である。図８において、水平軸はＬＥＤ照明器具１の光源部２の直下の点からの水平距離（単位は［ｍ］）を示し、垂直軸はＬＥＤ照明器具１の光源部２からの鉛直距離（単位は［ｍ］）を示している。尚、図８において、左側の数値は各鉛直距離における照明エリアの直径（単位は［ｍ］）を示している。図８に示すように、必要とする大きな照度が得られている。

以上のように、本実施の形態のＬＥＤ照明器具１の構成によれば、省エネルギー化を図りつつ、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。

〈放熱部の構成〉
次に、図１、図２、図９〜図１３を参照しながら、本実施の形態のＬＥＤ照明器具を構成する放熱部についてさらに詳細に説明する。

図９は本実施の形態におけるＬＥＤ照明器具を構成する放熱部を示す斜視図、図１０は当該放熱部を示す側面図、図１１は当該放熱部の一方の端面を示す正面図、図１２は当該放熱部の他方の端面を示す背面図、図１３は当該放熱部を構成する放熱板を示す斜視図である。

図１、図２、図９〜図１３に示すように、放熱部３は、空気流動の熱力学と熱伝導力学の原理に基づいて設計され、回路基板５の背面に固着された蓄熱モジュールとしてのアルミ製の放熱基盤１０と、各一端部が放熱基盤１０に接触した状態で固定された放熱モジュールとしての良質のアルミ製の複数の放熱板１２と、一端部が放熱基盤１０に接触した状態で固定され、他端部が各放熱板１２に接触した状態で保持された熱伝導モジュールとしての銅製の複数の熱伝導パイプ１１とを備えている。より具体的には、放熱部３は、回路基板５の背面にビス止めされた平面形状が円形の放熱基盤１０と、等間隔で配置され、各一端部が放熱基盤１０に溶接された複数の放熱板１２と、一端部が放熱基盤１０に接触した状態で固定され、他端部が各放熱板１２に挿通された４本のＵ字状の熱伝導パイプ１１とを備えている。略矩形状の放熱板１２には、その上部（放熱基盤１０に溶接される側と反対側の部分）の中央に矩形状の切欠き２２が形成され、両側部分にも台形状の切欠き２３が形成されている。以上により、放熱部３が対流系の形に構成されている。尚、放熱基盤１０の平面形状も、回路基板５の平面形状に合わせて、円形以外の矩形、多角形等とすることができる。また、放熱基盤１０の材質は銅等であってもよい。また、回路基板５と放熱基盤１０には、放熱性の高い放熱剤が塗布されている。

各放熱板１２には、左右対称の２つの円形の穴２４が段違いに二組形成されている。さらに、各放熱板１２の下部（放熱基盤１０に溶接される側の部分）には、左右対称に４つの半円形の小さな切欠き２５が形成されている。

Ｕ字状の熱伝導パイプ１１の上側（放熱基盤１０側と反対側）の直線部分は、各放熱板１２に形成された円形の穴２４に緊密な状態で挿通されている。また、Ｕ字状の熱伝導パイプ１１の下側（放熱基盤１０側）の直線部分は、各放熱板１２の下部に形成された半円形の小さな切欠き２５と放熱基盤１０上に形成された断面半円形の溝２６とによって構成される円筒状の孔に挿通され、かつ、放熱基盤１０に溶接されている。尚、各放熱板１２の切欠き２２部分と両側部分には、放熱板１２の表面に対して直角な小片２７が一体的に形成されており、これにより、隣接する放熱板１２、１２間を等間隔に保持すると共に、複数の放熱板１２を支持固定し、放熱の際に放熱部３が変形することを防止することができるようにされている。また、各放熱板１２の下部にも、放熱板１２の表面に対して直角な小片２８が一体的に形成されている。この小片２８は、放熱板１２を放熱基盤１０に溶接するために用いられる。そして、このような小片２８を設けることにより、放熱板１２と放熱基盤１０との接触面積が広くなるので、放熱基盤１０の熱を各放熱板１２を介して効率良く逃がすことができる。また、小片２８によっても隣接する放熱板１２、１２間に隙間を形成することができるので、この小片２８も、放熱部３が対流系の形を構成する上で有利な役割を果たすことになる。

放熱板１２に形成された円形の穴２４と半円形の小さな切欠き２５はタップが切られており、これにより、熱伝導パイプ１１の熱が放熱板１２に伝わりやすくなるようにされている。

上記のように熱伝導パイプ１１及び放熱板１２は放熱基盤１０に溶接されるが、放熱基盤１０、熱伝導パイプ１１及び放熱板１２は、溶接炉に通される前に、白銅による電気メッキ表面処理が施される。このように放熱基盤１０、熱伝導パイプ１１及び放熱板１２に白銅による電気メッキ表面処理を施すことにより、放熱部３の放熱の効果を向上させることができる。

熱伝導パイプ１１には、『液体の蒸発と凝縮とを繰り返すことによって熱を伝導する技術』が利用されている。熱伝導パイプ１１は、Ｕ字状のパイプ本体と、当該パイプ本体の内壁に密着させて設けられた、液体を吸収する多孔性の材料からなる吸液部材とを備えている。ここで、パイプ本体の内部は高い真空状態に保持されている。そして、パイプ本体は、その内部に適量の液体が注入され、吸液部材にその液体が充満した状態で密封されている。

吸液部材としては、例えば、多孔質銅等を用いることができる。また、パイプ本体の内部に注入される液体としては、例えば、アンモニア、メチルアルコール、水等を用いることができる。また、パイプ本体の内部の真空度は、１．３×１０^-1〜１．３×１０^-4Ｐａである。

熱伝導パイプ１１は、放熱基盤１０に溶接された蒸発部分（加熱部分）と、各放熱板１２に形成された円形の穴２４に挿通された凝縮部分（放熱部分）の２つの部分からなっている。ＬＥＤ６が発熱して、熱伝導パイプ１１の蒸発部分（加熱部分）が高温の影響を受けると、吸液部材中の液体が、その熱を受け取り、蒸発して気体になる。この気体は、圧力の差によって熱伝導パイプ１１の凝縮部分（放熱部分）に流れて発熱し、冷却・凝縮されて液体になる。次いで、この液体が、吸液部材を伝って熱伝導パイプ１１の蒸発部分（加熱部分）に戻る。そして、以上の液体の蒸発と凝縮とを繰り返すことにより、放熱基盤１０に蓄積された熱を複数の放熱板１２の上側部分（放熱基盤１０に溶接される側と反対側の部分）に迅速に（直ちに）伝導することができる。また、上記のように放熱板１２の一端部は放熱基盤１０に溶接されているので、放熱基盤１０に蓄積された熱を複数の放熱板１２に熱伝導パイプ１１を介することなく直接伝導することもできる。

上記のように放熱部３が対流系の形に構成されているので、以上のようにして放熱基盤１０から複数の放熱板１２に伝導された熱は、自然の放射放熱と空気対流の放熱とによって外部に放熱される。そして、このように、ＬＥＤ６の本体チップが発生させる熱を直ちに外部に効率良く放熱することができるので、複数のハイパワーＬＥＤ６からなる高輝度ハイパワーＬＥＤ照明器具を合理的環境及び合理的温度の中で点灯させることができ、また、ハイパワーＬＥＤ６の発光効率を高めることができると共に、光源の劣化を抑えて照明器具の長寿命化を図ることができる。

放熱部３の周りには、円筒状の保護カバー１３が放熱基盤１０にビス止めする形で取り付けられている。保護カバー１３には、多数の円形の通風孔１３ａが形成されており、これにより、保護カバー１３内に熱が篭もることがないようにされている。そして、上記２本の電源コード８、９は、保護カバー１３の通風孔１３ａを通して電源トランス部４内のトランス基板に電気的に接続されている。尚、通風孔１３ａの形状は、円形以外の矩形、多角形等とすることもできる。

以上説明した本実施の形態のＬＥＤ照明器具１は、スポットライト、ブラケット（張り出し電灯）、街灯、ダウンライト、ルーム・ランプ、吊り下げ照明、工業用照明及び商業用照明等として使用することができるが、ダウンライトとして使用する場合には、図１４に示すように、保護カバー１３の光源部２側に白半艶塗装の化粧枠２９が取り付けられる。ここで、化粧枠２９の深さ（化粧枠２９の開口面から回路基板５までの距離）は約８ｃｍである。このように化粧枠２９の深さが深くても、個々のＬＥＤ６の１／２照度角が８５°以上と広くなっているので、化粧枠２９に近い最外周のＬＥＤ６から出射される光も有効に利用することができる。

尚、本実施の形態においては、放熱部３の周りに、通風孔１３ａが形成された円筒状の保護カバー１３が取り付けられており、電源コード８、９が、保護カバー１３の通風孔１３ａを通して電源トランス部４内のトランス基板に電気的に接続されているが、図１５に示すように、必ずしも保護カバーを設ける必要はない。また、保護カバーを設ける場合であっても、当該保護カバーの形状は円筒状に限定されるものではなく、回路基板５、放熱基盤１０の形状等に合わせて適宜変更することができる。

また、本実施の形態においては、複数の熱伝導パイプ１１と、複数の放熱板１２とを備えた放熱部３を例に挙げて説明しているが、放熱部３は、少なくとも１本の熱伝導パイプ１１と、少なくとも１枚の放熱板１２とを備えていればよい。また、放熱部３は、必ずしも、放熱基盤１０と、熱伝導パイプ１１と、放熱板１２とを備えた構成に限定されるものではなく、ＬＥＤ６から発せられた熱を一旦蓄積する蓄熱モジュールと、蓄熱モジュールの熱を伝導する熱伝導モジュールと、熱伝導モジュールから受け取った熱を放熱する放熱モジュールとを備えていればよい。

また、本実施の形態においては、３０個のＬＥＤ６を用いたＬＥＤ照明器具１を例に挙げて説明しているが、ＬＥＤ６の個数は必ずしも３０個に限定されるものではない。

また、本実施の形態においては、レンズ体としての広角レンズ７を回路基板５にビス止めするようにされているが、図１６、図１８に示すように、レンズ台２０の裏側に固定用のピン３０を設け、当該ピン３０を回路基板５、放熱基盤１０に形成された固定用の孔に嵌挿することによって、広角レンズ７を回路基板５に取り付けるようにしてもよい。

また、本実施の形態においては、レンズ体として、ＬＥＤ６側のレンズ面１８が凹面であり、その反対側のレンズ面１９が凸面である凹凸レンズからなる広角レンズ７が用いられているが、図１７、図１８に示すように、例えば、ＬＥＤ６側のレンズ面と反対側のレンズ面に略平坦な面を有する広角レンズ７を用いることもできる。

また、本実施の形態においては、各ＬＥＤ６に対して個別のレンズ体（広角レンズ７）を用意し、個々に回路基板５に取り付けるようにされているが、複数のレンズ体を一体的に成形し、これを回路基板５等に取り付けるようにしてもよい。

以上のように、本発明によれば、省エネルギー化を図りつつ、例えば蛍光灯１２０Ｗ型ダウンライトと同等の、照度が均一で広がりのある配光を実現することのできるＬＥＤ照明器具を提供することができる。従って、本発明は、スポットライト、ブラケット（張り出し電灯）、街灯、ダウンライト、ルーム・ランプ、吊り下げ照明、工業用照明及び商業用照明等の照明器具として有用である。

１ ＬＥＤ照明器具
２ 光源部
３ 放熱部（ヒートシンク）
４ 電源トランス部
５ 回路基板
６ ＬＥＤ
７ 広角レンズ
８、９ 電源コード
１０ 放熱基盤
１１ 熱伝導パイプ
１２ 放熱板
１３ 保護カバー
１４ 筐体
１４ａ 通風孔
１５、１６ 差込端子
１７ ビス
１８、１９ レンズ面
２０ レンズ台
２１ ビス孔
２２、２３、２５ 切欠き
２４ 穴
２６ 溝
２７、２８ 小片
２９ 化粧枠
３０ ピン

Claims (9)

1. 回路基板と、前記回路基板上に実装された複数の発光ダイオードと、各発光ダイオードの発光面と対向して配置され、各発光ダイオードからの光を拡散する複数のレンズ体とを備えた発光ダイオード照明器具であって、
   前記レンズ体として、各発光ダイオードの１／２照度角を８５°以上に調整するレンズ体を用いることを特徴とする発光ダイオード照明器具。
2. 前記複数の発光ダイオードが略均等に配置されている、請求項１に記載の発光ダイオード照明器具。
3. 前記複数の発光ダイオードが複数の同心円上に配置されている、請求項２に記載の発光ダイオード照明器具。
4. 前記発光ダイオードの個数が３０個であり、最も内側の同心円上に６個の発光ダイオードが配置され、その外側の２つの同心円上にそれぞれ１２個の発光ダイオードが配置されている、請求項３に記載の発光ダイオード照明器具。
5. 前記回路基板の背面側に放熱部が設けられている、請求項１に記載の発光ダイオード照明器具。
6. 前記放熱部が、前記発光ダイオードから発せられた熱を一旦蓄積する蓄熱モジュールと、前記蓄熱モジュールの熱を伝導する熱伝導モジュールと、前記熱伝導モジュールから受け取った熱を放熱する放熱モジュールとを備えた、請求項５に記載の発光ダイオード照明器具。
7. 前記蓄熱モジュールが、前記回路基板の背面に固着された放熱基盤からなり、
   前記放熱モジュールが、少なくとも１枚の放熱板からなり、
   前記熱伝導モジュールが、一端部が前記放熱基盤に接触した状態で固定され、他端部が前記放熱板に接触した状態で保持された少なくとも１本の熱伝導パイプからなる、請求項６に記載の発光ダイオード照明器具。
8. 前記熱伝導パイプは、内部が真空状態に保持されたパイプ本体と、前記パイプ本体の内壁に設けられた、液体を吸収する多孔性の材料からなる吸液部材とを備え、前記吸液部材に液体が充満した状態で密封されている、請求項７に記載の発光ダイオード照明器具。
9. 前記放熱板の一端部が前記放熱基盤に接触した状態で固定され、前記熱伝導パイプの他端部が前記放熱板に形成された穴に挿通されている、請求項７に記載の発光ダイオード照明器具。

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