JP2011146347A

JP2011146347A - 照明器具

Info

Publication number: JP2011146347A
Application number: JP2010008312A
Authority: JP
Inventors: Takashi Furukawa; 高司古川; Yuji Sora; 裕二曽良
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2011-07-28

Abstract

【課題】コストを増大させることなくプリント配線板に実装された電子部品の熱を効率良く放熱させることのできる照明器具を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置Ａと、放電灯点灯装置Ａが取付固定される器具本体Ｂとを備え、プリント配線板３の少なくとも厚み方向における何れか一方の面に実装される電子部品４は、機能部分が収納されるケース４０と、ケース４０から突出しプリント配線板３に半田付けされる放熱用のフィン４１とを有し、器具本体Ｂには、弾性を有し電子部品４のケース４０と接触する放熱シート５を設け、放熱シート５とプリント配線板３との間には、電子部品４のフィン４１に取付固定されるとともに放熱シート５に接触する放熱板６を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電灯点灯装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装した照明器具に関する。

従来から、点灯回路やリモコン制御回路等から成る放電灯点灯装置を構成する電子部品をプリント配線板に実装した照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。近年では、プリント配線板の小型化の要望が強くなっており、各回路を構成する電子部品やソケットを同一プリント配線板上に密集して配置する必要が生じる。このため、自身の発熱や発熱量の多い他の電子部品からの放射熱の影響などにより、各電子部品の定格温度を超える虞があった。これを解決する方法として、耐熱性能の高い電子部品を採用することが考えられるが、製造コストが高くなり、また、電子部品を選定する幅が狭くなることから、設計効率も低下するという問題があった。

上記の問題点を鑑みて、器具本体におけるプリント配線板と対向する面に絶縁性材料から成る放熱シートを設け、この放熱シートに電子部品を接触させることで電子部品と放熱シートとを熱的に接続する照明器具が知られている。

以下、放熱シートを用いた照明器具の従来例について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図８における上下を上下方向と定めるものとする。この従来例は、図８に示すように、放電灯点灯装置を構成する電子部品を実装したプリント配線板１００と、プリント配線板１００及び放電灯（図示せず）が取付固定される器具本体１１０と、器具本体１１０に取付固定されてプリント配線板１００を覆う反射板１２０とから構成される。

プリント配線板１００の下面には、発光素子や受光素子などの発熱量の少ない電子部品１０１が実装される。プリント配線板１００の上面には、スイッチング素子などの発熱量の多い電子部品１０２が実装される。尚、電子部品１０２は、機能部分を収納した樹脂製のケース１０２ａと、ケース１０２ａから突出する放熱用のフィン１０２ｂとから構成される。このフィン１０２ｂは電子部品１０２の電極部（端子）を兼ねており、プリント配線板１００に設けられた銅から成る導電パターン（図示せず）に半田付けされる。而して、フィン１０２ｂの熱は導電パターンへと放熱される。

器具本体１１０におけるプリント配線板１００の下面と対向する面には、絶縁性材料から成る放熱シート１３０が設けられている。放熱シート１３０は、例えばシリコーンゴムから成り、電子部品１０２のケース１０２ａと接触するようになっている。而して、電子部品１０２のケース１０２ａの熱を放熱シート１３０で放熱することができる。

特開２００５−２９３９６５号公報

しかしながら、上記従来例では、放熱シート１３０によって電子部品１０２のケース１０２ａの熱を放熱することができるものの、電子部品１０２のフィン１０２ｂに放熱シート１３０が接触していない。このため、フィン１０２ｂの熱を効果的に放熱することができず、電子部品１０２の熱を効率良く放熱させることができないという問題があった。この問題を解決する手段として、例えば、放熱シート１３０の厚み寸法を大きくすることでフィン１０２ｂに放熱シート１３０を接触させる方法が考えられるが、この方法では、放熱シート１３０のコストが高くなるために実用的ではないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、製造コストを増大させることなくプリント配線板に実装された電子部品の熱を効率良く放熱させることのできる照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、プリント配線板に電子部品を実装して成り放電灯に点灯電力を供給する放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置が取付固定される器具本体とを備え、プリント配線板の少なくとも厚み方向における何れか一方の面に実装される電子部品は、機能部分が収納されるケースと、ケースから突出しプリント配線板に半田付けされる放熱用のフィンとを有し、器具本体には、弾性を有し電子部品のケースと接触する放熱シートが設けられ、放熱シートとプリント配線板との間には、電子部品のフィンに取付固定されるとともに放熱シートに接触する放熱板が設けられ、放熱板は、そのフィンと接触する部位のプリント配線板の厚み方向に沿った高さ寸法が電子部品の高さ寸法と略同一であって、且つ放熱シートに接触する部位が放熱シートの一面からはみ出さないように配置されることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、放熱板には、放熱シートに接触する部位からプリント配線板の厚み方向に沿って突出する脚片が設けられ、脚片には、プリント配線板に設けられた挿通孔に係止する係止片が設けられたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、電子部品のケースの熱を放熱シートで放熱するとともに、電子部品において最も発熱量が多いフィンの熱を放熱板を介して放熱シートで放熱するため、従来例と比較して放熱効果を向上させることができる。而して、従来例と比較して安価な電子部品や放熱シートを採用することができるので、製造コストを増大させることなくプリント配線板に実装された電子部品の熱を効率良く放熱させることができる。

請求項２の発明によれば、放熱板を電子部品のフィンだけではなくプリント配線板にも固定することができるので、振動等によって放熱板の配置がずれるのを防ぎ、確実に放熱板を固定することができる。

本発明に係る照明器具の実施形態を示す図で、（ａ）は要部断面図で、（ｂ）は放熱板の斜視図で、（ｃ）は係止片をプリント配線板に係止させた状態の断面図である。同上の放電灯点灯装置の回路図である。同上の放電灯点灯装置を構成するプリント配線板を示す図で、（ａ）は下面図で、（ｂ）は上面図である。同上の電子部品の一例を示す図で、（ａ）は正面図で、（ｂ）は側面図である。同上の一部分解した全体斜視図である。（ａ）は同上の放熱板の係止片の他の構成を示す図で、（ｂ）は（ａ）の係止片をプリント配線板に係止させた状態の断面図である。（ａ）は同上の放熱板の係止片の更に他の構成を示す図で、（ｂ）は（ａ）の係止片をプリント配線板に係止させた状態の断面図である。従来の照明器具の要部断面図である。

以下、本発明に係る照明器具の実施形態について図面を用いて説明する。尚、以下の説明では、図１（ａ）における上下を上下方向と定めるものとする。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、放電灯Ｌａ（図５参照）に点灯電力を供給する放電灯点灯装置Ａと、放電灯点灯装置Ａが取付固定される金属製の器具本体Ｂと、器具本体Ｂに取付固定されて放電灯点灯装置Ａを覆う反射板Ｃとから構成される。放電灯点灯装置Ａは、図３（ａ）に示すように、ＡＣ−ＤＣ変換部１０及びインバータ部１１及び点灯制御部１２から成る点灯回路１と、リモコン制御回路２とをプリント配線板３に実装して成る。

ＡＣ−ＤＣ変換部１０は、電源入力端子１４を介して入力される商用電源ＡＣからの交流電圧を直流電圧に変換して出力する昇圧チョッパ回路から成る。インバータ部１１は、ＡＣ−ＤＣ変換部１０からの直流電圧を高周波電圧に変換し、出力端子１５及びソケット１３を介して放電灯Ｌａに供給する。点灯制御部１２は、ＡＣ−ＤＣ変換部１０のスイッチング素子Ｑ１、及びインバータ部１１のスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３に駆動信号を供給することで各部を制御する。

リモコン制御回路２は、リモコン送信器２４からの赤外線信号を受信する受光素子２０と、発光ダイオードから成る常夜灯２１と、受光素子２０で受光した赤外線信号に応じて点灯制御部１２及び常夜灯２１を制御する制御部２２とから成る。また、リモコン制御回路２は、図３（ａ）に示すように、リモコン送信器２４を用いずに直接各種操作を行うための操作スイッチ部２３を備える。尚、上記各部の構成及び動作は周知であるので、詳細な説明を省略する。

器具本体Ｂは、図５に示すように、下面が開口した深皿状に形成され、その内側にプリント配線板３が収納されている。そして、プリント配線板３を覆い且つ器具本体Ｂの開口面を塞ぐようにして金属製の円盤状の反射板Ｃが器具本体Ｂに取り付けられている。

ここで、ＡＣ−ＤＣ変換部１０を構成する電子部品のうち、ダイオードＤ１及びスイッチング素子Ｑ１は他の部品と比較して発熱量が多い（図２参照）。また、インバータ部１１を構成する電子部品のうち、２つのスイッチング素子Ｑ２，Ｑ３も他の部品と比較して発熱量が多い（図２参照）。以下の説明では、これら発熱量の多い電子部品を「電子部品４」と番号を付すものとする。

電子部品４は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、機能部分が収納される樹脂製のケース４０と、ケース４０から突出する放熱用のフィン４１と、ケース４０から突出する端子４２とから構成される。尚、図４（ａ），（ｂ）に示す電子部品４は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ３を成すパワーＭＯＳＦＥＴであり、１対の端子４２がゲート端子、ソース端子となり、フィン４１がドレイン端子となる。フィン４１は、ＭＯＳＦＥＴの接合部温度に最も近い温度を示し、この接合部温度に基づいて電子部品４の定格温度が決定される。一般的には、電子部品４の定格温度は１５０℃が上限である。これら電子部品４は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、受光素子２０等が実装されるプリント配線板３下面とは異なり、プリント配線板３上面に実装される。

放熱シート５は、従来例と同様に、例えばシリコーンゴムから成り、電子部品４のケース４０の上面全体と接触するようになっている。而して、電子部品４のケース４０の熱を放熱シート５で放熱することができる。

放熱板６は、例えば表面をスズでメッキされたスチール板から成り、平板状の主板６０と、主板６０の１辺を下方に折曲して成る当接片６１と、主板６０の前記１辺を挟んだ２辺各々の略中央部から下方に突出して成る１対の脚片６２とから構成される。当接片６１は、後述するように電子部品４のフィン４１に取付固定される。各脚片６２の下端部には、脚片６２よりも幅狭な係止片６２ａが一体に形成されている。係止片６２ａは、その一部が湾曲して形成されており、この係止片６２ａをプリント配線板３に設けられた挿通孔３０に差し込むことで、湾曲部分が挿通孔３０の周縁に係止して放熱板６がプリント配線板３に取付固定される。而して、放熱板６を電子部品４のフィン４１だけではなくプリント配線板３にも固定することができるので、振動等によって放熱板６の配置がずれるのを防ぎ、確実に放熱板６を固定することができる。

放熱板６をプリント配線板３に取り付ける際に、放熱板６の当接片６１と電子部品４のフィン４１とを半田７で接合することで、電子部品４と放熱板６とが熱的且つ機械的に接続される。尚、放熱板６の当接片６１を直接電子部品４のフィン４１に固定するのではなく、フィン４１が接続されるプリント配線板３上の導電パターン（図示せず）に当接片６１を半田付けで固定しても構わない。更に、放熱板６の主板６０が放熱シート５下面に弾性をもって接触することで、放熱板６と放熱シート５とが熱的に接続される。

而して、電子部品４のケース４０の熱を放熱シート５で放熱するとともに、電子部品４において最も発熱量が多いフィン４１の熱を放熱板６を介して放熱シート５で放熱するため、従来例と比較して放熱効果を向上させることができる。具体的には、縦横の寸法が６．１ｍｍ×６．６ｍｍ、高さ寸法が２．３ｍｍの電子部品４に対して、縦横の寸法が６．０ｍｍ×６．０ｍｍ、高さ寸法が２．３ｍｍの放熱板６を用いたところ、図８に示す従来例と比較して４〜５℃の放熱効果の向上が確認できた。

このため、電子部品４の必要とする耐熱性能が低くても構わないので、グレードを落とした安価な電子部品４を採用することができる。また、放熱シート５についても、必要とする熱伝導率や柔軟性が低くても構わないので、安価な放熱シート５を採用することができる。更に、熱源となる電子部品４の周囲に配置される部品に対する熱の影響も小さくなるので、各部品を選定する幅が広くなり、結果として設計効率を高めるとともに、製造コストを低減することができる。尚、放熱板６という放熱シート５とは別体の部材が必要ではあるものの、上記の効果が得られるために放熱シート５の厚み寸法を大きくする方法と比較して製造コストが増大することがない。

また、本実施形態では、フィン４１と接触する当接片６１の上下方向の高さ寸法を電子部品４の高さ寸法と略同一に設定しているので、放熱板６の主板６０と電子部品４のケース４０下面とが面一となる。したがって、放熱シート５が主板６０及びケース４０に対して均一の弾性をもって密着するため、放熱効果をより向上させることができる。更に、主板６０が放熱シート５下面からはみ出さないように配置されるので、放熱シート５を主板６０全体に弾性をもって密着させることができ、放熱効果をより向上させることができる。

ところで、本実施形態では、放熱板６の係止片６２ａが図１（ｂ），（ｃ）に示す構造となっているが、係止片６２ａの構造はこれに限定される必要は無い。例えば、図６（ａ）に示すように、各係止片６２ａの先端部が互いに離れる向きに略直角に折曲した略Ｌ字状の構造であってもよい。この場合、放熱板６をプリント配線板３に取付固定する際には、図６（ｂ）に示すように、放熱板６の各脚片６２を挟むように押圧して撓ませ、係止片６２ａを挿通孔３０に挿通させる。そして、挿通させた後に押圧を解除することで、係止片６２ａが復帰して挿通孔３０の周縁に係止し、放熱板６がプリント配線板３に取付固定される（図６（ｃ）参照）。また、図７（ａ）に示すように、各係止片６２ａの先端部が互いに離れる向きであって且つ脚片６２との間で鋭角を成すように折曲した構造であってもよい。この場合、放熱板６をプリント配線板３に取付固定する際には、図７（ｂ）に示すように、放熱片６の主板６０を押圧することで各係止片６２ａの鋭角部分を挿通孔３０に押し込んで挿通させる。すると、各係止片６２ａの先端部が挿通孔３０の周縁に係止して放熱板６がプリント配線板３に取付固定される（図７（ｃ）参照）。

３プリント配線板
４電子部品
４０ケース
４１フィン
５放熱シート
６放熱板
Ａ放電灯点灯装置
Ｂ器具本体

Claims

プリント配線板に電子部品を実装して成り放電灯に点灯電力を供給する放電灯点灯装置と、放電灯点灯装置が取付固定される器具本体とを備え、プリント配線板の少なくとも厚み方向における何れか一方の面に実装される電子部品は、機能部分が収納されるケースと、ケースから突出しプリント配線板に半田付けされる放熱用のフィンとを有し、器具本体には、弾性を有し電子部品のケースと接触する放熱シートが設けられ、放熱シートとプリント配線板との間には、電子部品のフィンに取付固定されるとともに放熱シートに接触する放熱板が設けられ、放熱板は、そのフィンと接触する部位のプリント配線板の厚み方向に沿った高さ寸法が電子部品の高さ寸法と略同一であって、且つ放熱シートに接触する部位が放熱シートの一面からはみ出さないように配置されることを特徴とする照明器具。
前記放熱板には、放熱シートに接触する部位からプリント配線板の厚み方向に沿って突出する脚片が設けられ、脚片には、プリント配線板に設けられた挿通孔に係止する係止片が設けられたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。