JP2011192557A - Led lighting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源としてLEDを用いるようにした照明装置に関するものであり、より詳しくは、従来のダイクロハロゲンの代替器具として使用できるようにしたLED照明装置に関するものである。 The present invention relates to an illumination device that uses an LED as a light source, and more particularly to an LED illumination device that can be used as a substitute for a conventional dichroic halogen.
従来より、比較的小型な照明装置としてダイクロハロゲンが用いられている。このダイクロハロゲンは、灯具に取り付けられる口金を有し、その上部の絶縁部を経て光源側にハロゲンランプやテーパー状のミラーなどを備えてなるものであって、ダウンライトやスポット照明装置などで用いられることが多い。現在では、このようなダイクロハロゲンとして、口金がE11(直径11mm)、E17(直径17mm)などの比較的小型のものが普及しており、また、ミラーとしてもテーパー状の拡開した先端側の直径が35mm、50mm、70mmのものが普及している。 Conventionally, dichroic halogen has been used as a relatively small illumination device. This dichroic halogen has a base that can be attached to a lamp, and is provided with a halogen lamp, a tapered mirror, etc. on the light source side through an insulating part on the upper part, and is used in downlights, spot lighting devices, etc. It is often done. At present, comparatively small types such as E11 (diameter 11 mm) and E17 (diameter 17 mm) are widely used as such dichroic halogens, and a tapered widened tip side is also used as a mirror. Those having a diameter of 35 mm, 50 mm, and 70 mm are widespread.
ところで、このようなダイクロハロゲンは非常に高い照度を有している反面、光源部分が非常に高熱となり、また、耐用年数も短くなるといった欠点がある。そこで、このようなダイクロハロゲンに替わってLED照明装置を用いるようにした試みもなされている。 By the way, such dichroic halogen has a very high illuminance, but has a drawback that the light source portion is very hot and has a short service life. Therefore, an attempt has been made to use an LED illumination device in place of such dichroic halogen.
例えば、下記の特許文献1や特許文献2には、図5に示すように、口金61と、絶縁部62を経て設けられる支持体63と、その支持体63の上側に設けられるLED64とを備え、その支持体63の周囲に放射状のフィン63fを設けてLED64からの熱を拡散させるようにしたLED照明装置が開示されている。このような照明装置を用いれば、LED64から放射される熱を外部に拡散させることができるため、半導体素子の寿命を長くすることができるとともに、LED64の照度を高めることができるというメリットがある。
For example, as shown in FIG. 5, the following
また、このような特許文献だけでなく、図6に示すように、テーパー状のミラー71の外側に放射状の金属製フィン72を設け、これによってLEDから放射される熱を拡散させるようにした照明装置が多数販売されている。
In addition to such a patent document, as shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, a
しかしながら、このようなLED照明装置を用いた場合、次のような問題を生ずる。 However, when such an LED lighting device is used, the following problems occur.
まず、一般に、光源としてLEDを用いた場合は照度が低くなるため、ワット数の高いLEDを設けなければならない。しかるに、そのようなワット数の高いLED素子を用いると、その部分で高い熱を放出してしまい、従来のようにテーパー状のミラーや支持体などにしかフィンを設けていない構造では、LEDや電源部分に熱が籠もってしまうという問題がある。 First, in general, when an LED is used as a light source, the illuminance decreases, and therefore, an LED with a high wattage must be provided. However, when such an LED element with a high wattage is used, high heat is emitted at that portion, and in a structure in which fins are provided only on a tapered mirror or support as in the prior art, the LED or There is a problem that heat is trapped in the power supply part.
また、従来のLED照明装置では、交流電源を直流に変換させるための電源部を絶縁部の内側に設けるようにしているが、この絶縁部はプラスチックやセラミックなどのように伝熱性の低い素材で構成されているため、余計にその部分に熱がこもってしまう。しかるに、その電源部にはトランジスターやICチップなどの半導体素子が設けられているため、その熱によって半導体素子やその他の電子部品などの寿命も短くなってしまう。 In addition, in the conventional LED lighting device, a power source part for converting AC power to DC is provided inside the insulating part, but this insulating part is made of a material having low heat conductivity such as plastic or ceramic. Because it is configured, heat is trapped in that part. However, since the power supply portion is provided with semiconductor elements such as transistors and IC chips, the heat shortens the life of the semiconductor elements and other electronic components.
さらには、外周部分にフィンを設けるようにした構造であると、フィンを大きくした場合、照明装置を埋め込むための灯具寸法に合わなくなってしまい、その照明装置を取り付けることができなくなるといった問題もある。 Furthermore, if the fin is provided on the outer peripheral portion, there is a problem that when the fin is enlarged, the size of the lamp for embedding the lighting device is not suitable, and the lighting device cannot be attached. .
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、口金付近でも放熱することができるようにするとともに、また、灯具の内寸に依存することがないようなLED照明装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problem, and provides an LED lighting device that can dissipate heat even near the base and does not depend on the inner dimensions of the lamp. With the goal.
すなわち、本発明のLED照明装置は、灯具に取り付けられる口金と、交流電源を直流電源に変換する電源部を内蔵する絶縁部と、前記電源部を介して変換された電源によって発光するLEDと、当該LEDの外周部分でテーパー状に開口するミラーとを備えてなるLED照明装置において、前記電源部の外周に設けられる絶縁部を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィンを設けるようにしたものである。 That is, the LED lighting device of the present invention includes a base attached to a lamp, an insulating part including a power source unit that converts an AC power source into a DC power source, an LED that emits light by a power source converted through the power source unit, In the LED lighting device comprising a mirror that opens in a tapered shape at the outer peripheral portion of the LED, the insulating portion provided on the outer periphery of the power supply unit is configured with a metal member, and on the power supply unit side of the metal member An insulating film is formed, and radial fins are provided on the outer peripheral portion of the metal member.
このように構成すれば、絶縁部における熱伝導性を確保することができ、しかも、その外周部分にフィンを設けるようにしているため、口金付近からも熱を放射することができるようになる。 If comprised in this way, the heat conductivity in an insulating part can be ensured, and since it has provided the fin in the outer peripheral part, it will become possible to radiate | emit heat also from the nozzle | cap | die vicinity.
また、このような発明において、フィンとして、絶縁部に装着可能に設けられるものを用いる。 In such an invention, the fin is provided so as to be attachable to the insulating portion.
このようにすれば、ダウンライトやスポット照明装置の灯具の内寸が小さい場合であっても、その寸法に適した長さのフィンを選択して絶縁部に取り付けて灯具に嵌め込むことができる。 In this way, even if the internal size of the lamp of the downlight or the spot lighting device is small, a fin having a length suitable for the size can be selected, attached to the insulating portion, and fitted into the lamp. .
さらに、このようなフィンとして、可撓性金属部材で構成することもできる。 Furthermore, as such a fin, it can also be comprised with a flexible metal member.
このようにすれば、口金付近と灯具との隙間が小さい場合場合であっても、その可撓性のフィンを撓ませて灯具に取り付けることができるようになり、フィンの大きさに限定されることなく種々の灯具に取り付けることができるようになる。なお、ここで可撓性フィンとしては、非常に薄い金属膜や線状の金属体などを用いることができる。 In this way, even if the gap between the vicinity of the base and the lamp is small, the flexible fin can be bent and attached to the lamp, and the size of the fin is limited. It becomes possible to attach it to various lamps without it. Here, as the flexible fin, a very thin metal film, a linear metal body, or the like can be used.
本発明によれば、灯具に取り付けられる口金と、交流電源を直流電源に変換する電源部を内蔵する絶縁部と、前記電源部を介して変換された電源によって発光するLEDと、当該LEDの外周部分でテーパー状に開口するミラーとを備えてなるLED照明装置において、前記電源部の外周に設けられる絶縁部を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィンを設けるようにしたので、絶縁部における熱伝導性を確保することができ、しかも、その外周部分にフィンを設けるようにしているため、口金付近からも熱を放射することができるようになる。 According to the present invention, a base attached to a lamp, an insulating part including a power supply unit that converts an AC power source into a DC power source, an LED that emits light by the power source converted through the power source unit, and an outer periphery of the LED In an LED lighting device comprising a mirror that opens in a tapered shape at a part, an insulating part provided on the outer periphery of the power supply part is made of a metal member, and an insulating film is formed on the power supply part side of the metal member In addition, since the radial fins are provided on the outer peripheral portion of the metal member, the heat conductivity in the insulating portion can be secured, and the fins are provided on the outer peripheral portion. Can also radiate heat.
以下、本発明の一実施の形態におけるLED照明装置1について図面を参照して説明する。この実施の形態におけるLED照明装置1は、ダイクロハロゲンに替わって使用できるようにした寸法や形状を有するもので、複数のLEDを有する発光部2と、電源部3である実装基板を内装する絶縁部4と、その絶縁部4の下方に設けられる口金5とを有する。そして、特徴的に、絶縁部4を金属材料で構成し、その内側をフッ素樹脂などで絶縁するとともに、その絶縁部4の外側にフィン23fを有する第二放熱部42を設けるようにし、これによって、熱伝導性の高い絶縁部4からLEDの熱をフィン42fを有する第二放熱部42を介して放熱させ、これによって、LEDの出力ワット数を大きくできるようにするとともに半導体素子の寿命を長くできるようにしている。以下、第一の実施の形態におけるLED照明装置1について詳細に説明する。
Hereinafter,
まず、このLED照明装置1を構成する発光部2は、図1に示すように、テーパー状に開口するミラー21の内側に複数のLEDを有するLEDモジュール24を設け、そのLEDモジュール24の前方に透明なフロント部22を設けるようしている。このミラー21は、熱伝導性の高いアルミなどによって構成され、その前面を透明なフロント部22で覆って発熱するLEDモジュール24を保護し、また、LEDモジュール24の部分に埃などが入らないようにしている。このLEDモジュール24は、テーパー状のミラー21の焦点近傍に複数のLED素子を設けるようにしたもので、例えば、赤色、緑色、青色のLEDを設けて白色を実現できるようにし、また、青色のLEDを黄色のフィルムや塗装で覆うようにすることによって白色に近い色を実現できるようにしている。ここで、このLED照明装置1をダイクロハロゲンの代替器具として使用する場合、ダイクロハロゲンの出力ワット数は通常60W〜100Wであるため、これに相当する光量を出力するLEDを用いる必要となる。このような光量を有するLEDとしては、例えば、ダイクロハロゲン60Wに対応させる場合を想定すると、7W〜14W相当のLEDを用いる必要があるが、このようなLEDを用いると、その素子の部分で高い熱を出力してしまい、半導体素子が壊れてしまう可能性がある。このため、第一の放熱手段として、ミラー21の外周部分にフィン23fを有する第一放熱部23を設けるようにしている。この第一放熱部23は、直線状のフィンや蛇行したフィン、螺旋状のフィンなどによって構成され、これによって表面積を大きくして放熱効果を高めるようにしている。
First, as shown in FIG. 1, the
このようなLEDモジュール24の下方には、交流電源を直流電源に変換するための実装基板を有する電源部3が設けられる。この電源部3はコンデンサーやトランジスター、ICチップなどを実装する回路基板によって構成されるもので、家庭用電源から口金5を介して入力された電力をLEDに供給する。この電源部3は、絶縁部4の内側にショートしないように所定の隙間を設けて取り付けられており、現在市場に流通している絶縁部4としては、耐熱性のプラスチックやセラミックなどで構成されている。しかしながら、このような耐熱性のプラスチックやセラミックなどは、熱伝導性が極めて低いため、LEDモジュール24からの熱をその絶縁部4の内側に封じ込めてしまう。このため、第一放熱部23でLEDモジュール24の熱を放出させたとしても、絶縁部4の内側の熱を放熱させることができず、トランジスターやICチップなどの寿命を短くしてしまう。そこで、この実施の形態では、この絶縁部4を熱伝導性の高い金属性材料で構成するとともに、その内側、すなわち、電源部3が設けられている側の表面に絶縁膜41を設けるようにしている。このような絶縁膜41としては、耐熱性があって、しかも、確実に絶縁できるようなものを用いるのが好ましく、ここではフッ素樹脂による絶縁膜41を設けるようにしている。このようなフッ素樹脂による絶縁膜41を設けると、高温(例えば、260℃)であっても変形を生ずることなく絶縁性を確保することができ、従来のセラミックなどと同様の高い絶縁性能を確保することができる。なお、フッ素樹脂はアルミなどに比べて熱伝導率が低いが、その膜厚を非常に薄くすれば調理器具などと同様に熱伝導の低さを無視することができる。この膜厚としては、熱伝導性と絶縁性を考慮して数ミクロン程度の厚みにしておくのが好ましい。
Below
一方、この絶縁部4の外周部分には、フィン42fを有する第二放熱部42が設けられる。この第二放熱部42は、第一放熱部23と同様に放射状に金属板を設けて構成されるものであって、電源部3の熱やLEDモジュール24から伝達してきた熱を外部の拡散させる役割を果たす。この絶縁部4における第二放熱部42については、このLED照明装置1を取り付けるための取り付け部分に非常に近いため、ダウンライトやスポット照明の埋め込み部分の形状に合わなくなる可能性がある。このため、この第二放熱部42については、図3に示すように、独立した第二放熱部42を絶縁部4と分離可能に設けておき、フィン23fの長さの異なる複数の第二放熱部42を用意して、適宜、その埋め込み部分の形状に合わせた第二放熱部42を取り付けて使用できるようにしてもよい。ただし、このような第二放熱部42を用いる場合は、絶縁部4と第二放熱部42とを密着させるようにして熱伝導を確保できるようにする。
On the other hand, a second
また、このように第二放熱部42を交換可能に設けるのではなく、図4に示すような可撓性を有するフィン43fを用いて第二放熱部42を構成するようにしてもよい。図4に示すフィン43fは、線状の金属材料を絶縁部4に取り付けて表面積を大きく確保するとともに、灯具への取り付け部分が非常に狭い場合は、その線状の金属材料を撓ませるなどしてその取り付け部分の隙間に収まるようにしたものである。なお、図4では線状の可撓性を有するフィン43fを用いた場合を説明しているが、アルミ箔などの可撓性フィンを用いるようにしてもよい。
In addition, the second
一方、口金5は、図示しない灯具に取り付けられるものであって、ダイクロハロゲンの規格寸法と全く同じ寸法や形状を有するものである。現在、市場に流通している規格としては、例えば、E11やE17、E26などの寸法を有するものが用いられる。
On the other hand, the
次に、このように構成されたLED照明装置1を用いた場合における放熱効果について説明する。
Next, the heat radiation effect in the case of using the
まず、このLED照明装置1を灯具に取り付けて電源を入れた場合、口金5を介して入力された電力が電源部3に供給され、そこで直流電源に変換されてLEDモジュール24へ供給される。すると、LEDが発光し、その際、電源部3やLEDモジュール24から高熱が出力される。このうち、LEDモジュール24から出力された熱はミラー21を介して第一放熱部23で拡散され、これによってLEDモジュール24の熱を低下させる。
First, when the
一方、LEDモジュール24の裏面や電源部3から発生した熱は、金属製部材で構成された絶縁部4に伝達し、そこからフィン43fを有する第二放熱部42で拡散される。このとき、絶縁部4の内側についてはフッ素樹脂による絶縁膜41で絶縁されているため、高熱によっても変形を起こすことなく電源部3からの漏電を防止することができる。また、この金属製部材で構成された絶縁部4を介して口金5に熱を伝達させ、灯具側でも熱を拡散させ、これによって電源部3における電子部品やLEDモジュール24の熱を逃がすようにすることができる。
On the other hand, the heat generated from the back surface of the
このように上記実施の形態によれば、灯具に取り付けられる口金5と、交流電源を直流電源に変換する電源部3を内蔵する絶縁部4と、前記電源部3を介して変換された電源によって発光するLEDと、当該LEDの外周部分でテーパー状に開口するミラー21とを備えてなるLED照明装置1において、前記電源部3の外周に設けられる絶縁部4を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部3側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィン43fを設けるようにしたので、絶縁部4における熱伝導性を確保することができる。しかも、その外周部分にフィン43fを設けるようにしているため、口金5の最下端部分と側面の間の絶縁部分についても絶縁処理された金属部材で構成すれば、その口金5からも熱を放射することができるようになる。
As described above, according to the above-described embodiment, the
また、第二放熱部42におけるフィン43fとして、絶縁部4に装着可能に設けられるものを用いるようにしたので、ダウンライトやスポット照明装置の灯具の寸法が小さい場合であっても、その寸法に適したフィン43fを選択して絶縁部4に取り付けて灯具に嵌め込むことができるようになる。
In addition, since the fins 43f in the second
さらには、図4に示すように、可撓性金属部材で構成されたフィン43fを用いるようにしたので、口金5付近と灯具との隙間が小さい場合場合であっても、その可撓性のフィン43fを撓ませて灯具に取り付けることができるようになり、フィン43fの大きさに限定されることなく種々の灯具に取り付けることができるようになる。なお、ここで可撓性フィン43fとしては、非常に薄い金属膜や線状の金属体などを用いることができる。
Furthermore, as shown in FIG. 4, since the fins 43f made of a flexible metal member are used, even when the gap between the vicinity of the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in a various aspect.
例えば、上記実施の形態では、ミラー21にフィン23fを有する第一放熱部23を設けるようにしたが、第二放熱部42だけで放熱効果を得ることができる場合は、第二放熱部42だけを設けるようにしてもよい。
For example, in the above embodiment, the first
また、上記実施の形態では、第二放熱部42のフィン42fとして熱伝導性の高い金属性部材で構成するようにしているが、この第二放熱部42のフィン42fは灯具の電源に近い部分に設けられるため、このフィン42fについても同様にフッソ樹脂によって絶縁コーティングするか、もしくは、絶縁性材料で構成するようにしてもよい。
In the above embodiment, the fins 42f of the second
1・・・LED照明装置
2・・・発光部
21・・・ミラー
22・・・フロント部
23・・・第一放熱部
23f・・・フィン
24・・・LEDモジュール
3・・・電源部
4・・・絶縁部
41・・・絶縁膜
42・・・第二放熱部
42f・・・フィン
43f・・・線状のフィン
5・・・口金
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電源部の外周に設けられる絶縁部を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィンを設けるようにしたことを特徴とするLED照明装置。 A base attached to the lamp, an insulating part including a power supply part for converting an AC power source into a DC power source, an LED that emits light by the power source converted through the power source part, and a tapered opening at an outer peripheral part of the LED In an LED lighting device comprising a mirror that
The insulating part provided on the outer periphery of the power supply part is made of a metal member, an insulating film is formed on the power supply part side of the metal member, and radial fins are provided on the outer peripheral part of the metal member. LED lighting device characterized by the above.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014086377A (en) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Panasonic Corp | Lamp and lighting device |
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- 2010-03-15 JP JP2010058459A patent/JP2011192557A/en active Pending
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