JP2012018885A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カバーのひび割れ又は破損を防止することができる照明装置を提供する。
【解決手段】カバー1はガラス製であって、透光性を有する。ヒートシンク10は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略半球状をなす。ヒートシンク10の一端側には口金13を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部20を有し、装着部20で囲まれる開口部を有する。ヒートシンク10の装着部20には、円形状のLED基板4の外縁部を密着させてLED基板4を取り付けてある。カバー1の円形状の端部近傍は、カバー1をヒートシンク10に装着するための被装着部30をなす。カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間には、リング2の一部が配置される。
【選択図】図2
【解決手段】カバー1はガラス製であって、透光性を有する。ヒートシンク10は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略半球状をなす。ヒートシンク10の一端側には口金13を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部20を有し、装着部20で囲まれる開口部を有する。ヒートシンク10の装着部20には、円形状のLED基板4の外縁部を密着させてLED基板4を取り付けてある。カバー1の円形状の端部近傍は、カバー1をヒートシンク10に装着するための被装着部30をなす。カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間には、リング2の一部が配置される。
【選択図】図2
Description
本発明は、光源からの熱を放熱するヒートシンクと、ヒートシンクに装着され、光源を覆うカバーとを備える照明装置に関する。
近年、発光ダイオード(LED)の高輝度化に伴い、白熱電球や蛍光灯などの光源に代えて、低消費電力、長寿命等の特性を有するLEDが光源として照明装置などに用いられるようになりつつある。
例えば、LEDチップからの熱を放熱するための金属製のホルダと、ホルダの一面側に取り付けられた透光性のカバーとを備えた電球型LEDランプが開示されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の電球型LEDランプにあっては、カバーの開口縁部をホルダに設けられた溝に嵌めてカバーをホルダに直接装着している。カバーがホルダに直接装着されているため、LEDランプが発熱すると、カバーとホルダとの熱膨張係数の差に起因してカバーとホルダが接する箇所に力が加えられる。具体的には、カバーがガラス製の場合、金属製のホルダの熱膨張係数はカバーの熱膨張係数より大きい。LEDランプの発熱に伴いホルダが膨張した場合、ホルダの膨張率がカバーよりも大きいため、カバーがホルダと接触する箇所では、ホルダがカバーを内側から押し広げるように力が働く。このため、ガラス製のカバーがホルダの膨張による力に耐え切れず、ひび割れ又は破損が発生するという問題がある。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、カバーのひび割れ又は破損を防止することができる照明装置を提供することを目的とする。
本発明に係る照明装置は、光源からの熱を放熱するヒートシンクと、該ヒートシンクに装着され、前記光源を覆うカバーと、該カバーと前記ヒートシンクとの間に設けられ、該カバーと該ヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材とを備えることを特徴とする。
本発明にあっては、光源からの熱を放熱するヒートシンクと、ヒートシンクに装着され、光源を覆うカバーとの間に設けられ、カバーとヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材を備える。例えば、カバーとヒートシンクとの装着部分に緩和部材を配置して、カバーとヒートシンクとを離隔させることができるので、カバーとヒートシンクとの熱膨張係数の差が大きい場合でも、カバーとヒートシンクとの間に直接熱膨張係数の差に起因する力が集中することがなく、また発生した力を緩和部材で分散させることができる。これにより、光源の発光時に発生する熱によりカバーがひび割れ又は破損することを防止することができる。
本発明に係る照明装置は、前記緩和部材は、前記カバーを前記ヒートシンクに保持することを特徴とする。
本発明にあっては、緩和部材は、カバーをヒートシンクに保持する機能を兼ねることができる。
本発明に係る照明装置は、前記緩和部材は、熱可塑性樹脂製であることを特徴とする。
本発明にあっては、緩和部材は、熱可塑性樹脂製である。緩和部材の材料としては、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂製の緩和部材を用いることにより、熱膨張係数をさらに大きくすることができるので、カバーとヒートシンクとの間の熱膨張係数の差に起因する力を一層分散させることができる。
本発明に係る照明装置は、前記ヒートシンク及びカバーは、それぞれ枠状の装着部及び被装着部を有し、前記緩和部材は、前記装着部に周設してあることを特徴とする。
本発明にあっては、ヒートシンク及びカバーは、それぞれ枠状の装着部及び被装着部を有し、緩和部材は、装着部に周設してある。例えば、電球型のLEDランプのように、ヒートシンクの装着部とカバーの被装着部とが枠状をなす場合、装着部に緩和部材を周設することにより、装着部及び被装着部のいずれの個所において熱膨張係数の差に起因する力が集中することを防止することができる。
本発明によれば、光源の発光時に発生する熱によりカバーがひび割れ又は破損することを防止することができる。
(実施の形態1)
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は実施の形態1の照明装置100の要部分解斜視図である。照明装置100は、例えば、40W、60Wなどの電球型をなす。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図1は実施の形態1の照明装置100の要部分解斜視図である。照明装置100は、例えば、40W、60Wなどの電球型をなす。
図1に示すように、照明装置100は、外部のソケットに嵌めて商用電源に電気的に接続するための口金13、照明装置100で発生する熱を放熱するため中空(筒状)の金属製のヒートシンク10、口金13とヒートシンク10とを連結するとともに両者を電気的に絶縁する円筒状の絶縁部材12、絶縁部材12の内側に嵌装される環状部材11、ヒートシンク10の内側に配置されるとともにLEDチップ3に所要の電力を供給する電源モジュール8、電源モジュール8の電源部がヒートシンク10に触れることを防止する絶縁カバー9、電源モジュール8を取り付けるための取り付け部材6、光源としてのLEDチップ3が実装された円形状のLED基板4、LED基板4を絶縁する絶縁シート5、LED基板4と電源モジュール8とを電気的に接続するハーネス(不図示)、電源モジュール8と口金13とを電気的に接続するハーネス(不図示)、ヒートシンク10に装着されるとともにLEDチップ3を覆うガラス製のカバー1、カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間に配置される緩和部材としてのリング2などを備える。
ヒートシンク10は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略半球状をなす。ヒートシンク10の一端側には口金13を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部20を有し、装着部20で囲まれる開口部を有する。LED基板4は、ヒートシンク10の装着部20に取り付けられる。なお、ヒートシンク10の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性に優れた金属であれば、他の金属を用いることもできるが、アルミニウムを用いることにより、軽量化を図ることができる。
カバー1は、ガラス製であって、透光性を有する。ガラス製のカバー1を用いることにより、合成樹脂製のカバーに比べて発熱による色の変色を抑制することができるのみならず、照明装置100に高級感を持たせることができ、外観デザイン上優れた面を有する。なお、カバー1はガラス製に限らず、ガラスと異なる熱膨張係数を有する材料製であってもよく、例えばアクリルやポリカーボネート等の合成樹脂製であってもよい。
図2は実施の形態1の照明装置100の縦断面図であり、図3は壁部材を設けた場合の装着部の一例を示す要部拡大図である。図3は図2の符号Aで示す箇所の拡大図である。図2に示すように、ヒートシンク10の他端側に設けられた枠状の装着部20には、円形状のLED基板4の外縁部を密着させてLED基板4を取り付けてある。これにより、LEDチップ3で発生した熱を、LED基板4、ヒートシンク10を介して外部へ放熱することができる。
カバー1の円形状の端部近傍は、カバー1をヒートシンク10に装着するための被装着部30をなす。カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間には、緩和部材としてのリング2の一部が配置される。これにより、カバー1がヒートシンク10に直接接触することなく離隔してリング2によって間接的にヒートシンク10に装着されて保持される。なお、ヒートシンク10とリング2とは嵌合させてもよく、耐熱性及び耐候性に優れたシリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。また、カバー1とリング2とは嵌合させてもよく、シリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。
リング2は、合成樹脂製である。リング2の材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。なお、リング2の材料は、熱可塑性の合成樹脂に限定されるものではなく、例えば、後述の図3及び図5に示すようにカバー1とヒートシンク10の熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和することができるものであれば、熱膨張係数がガラス製のカバー1の熱膨張係数以上の材料製であればよく、熱膨張係数がガラスより大きい、錫などの金属製であってもよい。
図3に示すように、ヒートシンク10の装着部20には、適宜の高さ寸法を有する壁部材21を周設してある。なお、図3に例示した壁部材21の断面形状は、矩形状をなすが、断面形状はこれに限定されるものではなく、他の形状であってもよい。
リング2は、ヒートシンク10の装着部20に当接して装着する装着面2c、壁部材21に嵌合する溝部2a、カバー1の被装着部30に当接して装着する装着面2bを有する。図3に示すリング2の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、適宜決定することができる。
LEDチップ3に電力が供給され点灯した場合、LEDチップ3で発生した熱がヒートシンク10、カバー1、リング2等に伝わり、各部の温度が上昇する。ガラス製のカバー1の熱膨張係数(線膨張係数)は、例えば、8ppm/℃程度である。また、アルミニウム又はアルミニウム合金製のヒートシンク10の熱膨張係数(線膨張係数)は、例えば、23ppm/℃程度であり、ガラス製のカバーの熱膨張係数の2倍以上大きい。
図3に示すように、LEDチップ3で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク10もカバー1も外側(図3の符号Fで示す方向)に膨張する。そして、ヒートシンク10の熱膨張係数がカバー1の熱膨張係数より大きく、この熱膨張係数の差に起因した温度上昇に応じて符号Fの方向の膨張度合の差が大きくなる。
本実施の形態では、ヒートシンク10とカバー1との間に配置され、ヒートシンク10とカバー1との熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材としてのリング2を備える。つまり、カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間に緩和部材としてのリング2を配置して、カバー1とヒートシンク10とが直接接触してカバー1がヒートシンク10に装着されることなく、リング2にて離隔してカバー1をヒートシンク10に保持する。即ち、リング2は緩和部材としての機能と、カバー1の保持部材としての機能を兼ねる。なお、カバー1をヒートシンク10に保持する保持部材としては、リング2で保持する構成に限らず、別途リング2と異なる保持部材を用いてカバー1をヒートシンク10に保持してもよい。
特許文献1に記載の従来技術のように、装着部30の外側面とヒートシンク10の壁部材21とを直接接着して固定する場合、ヒートシンク10の熱膨張係数がカバー1の熱膨張係数よりも大きいのでヒートシンク10がカバー1を符号F側に引っ張る方向、換言するとヒートシンク10とカバー1との相対距離が伸長する方向にヒートシンク10からカバー1に力がそのまま直接加えられる。
本実施の形態では、カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差が大きい場合でも、ヒートシンク10が膨張することにより生ずるカバー1に加えられる力を、カバー1を間接的にヒートシンク10に保持するリング2によって吸収することができる。これにより、ヒートシンク10とカバー1との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができ、照明装置100の点灯による発光時に発生する熱によりカバー1がひび割れ又は破損することを防止することができる。
より具体的には、緩和部材であるリング2の熱膨張係数は、カバー1の熱膨張係数より大きい。これにより、カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差が大きい場合でも、ヒートシンク10が膨張してカバー1とヒートシンク10との相対距離の伸長に応じてリング2が熱膨張して伸長することで、ヒートシンク10とカバー1との間に隙間を生じさせることなく、ヒートシンク10がカバー1を引っ張るように符号F側に加える力を吸収することができる。つまり、カバー1とヒートシンク10との間の大きな熱膨張係数の差に起因する力を、より熱膨張係数の差が小さいカバー1とリング2との間、及びリング2とヒートシンク10との間で緩和することができ、熱膨張係数の差に起因する力がカバー1及びヒートシンク10とリング2との接触箇所付近に集中することを抑制することができる。この場合、リング2の材料は、合成樹脂であってもよく、熱膨張係数の大きい金属(例えば、錫など)であってもよい。
また、緩和部材として、合成樹脂製のリング2を用いることもできる。合成樹脂としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの熱可塑性の樹脂を用いることができる。このような合成樹脂製のリング2を用いた場合、リング2の熱膨張係数(線膨張係数)は、例えば、100〜110ppm/℃程度となる。合成樹脂製のリング2を用いることにより、熱膨張係数をさらに大きくすることができ、カバーとヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を一層緩和することができる。
また、カバー1及びヒートシンク10それぞれは、枠状の被装着部30、装着部20を有し、リング2を被装着部30、装着部20に周設してある。これにより、被装着部30、装着部20のいずれの個所において熱膨張係数の差に起因する力によって応力が集中することを防止することができる。
また、ヒートシンク10は、装着部20に周設した壁部材21を備え、カバー1の被装着部30を、壁部材21の内側面に沿って設けられたリング2の装着面2bに当接してある。すなわち、カバー1の被装着部30をヒートシンク10の壁部材21の内側に装着する場合、壁部材21の内側面には、ヒートシンク10とカバー1とを離隔してカバー1をヒートシンク10に保持するリング2の一部が存在するので、カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。
リング2として、熱可塑性の樹脂を用いることにより、照明装置100を点灯させて発熱が生じた場合、リング2の温度がガラス転移温度(例えば、60℃〜80℃)を超えることでリング2は適度に軟化する。そして、ガラス製のカバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差によりヒートシンク10がカバー1よりも熱膨張による変位が大きく、カバー1を符号F方向に引っ張るように力が加えられる場合でも、リング2自身が比較的容易に変形して伸長することが可能となり、カバー1とヒートシンク10の熱膨張係数の差による力を吸収(緩和)し、ガラス製のカバーのひび割れ又は破損を防止することができる。すなわち、熱膨張によって相対距離が伸長するカバー1とヒートシンク10との間にリング2が設けられることで、熱膨張によるカバー1とヒートシンク10との相対距離の伸長に起因する力を緩和することが可能となる。なお、上述のように、カバー1とヒートシンク10の熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和するリング2の材料は熱可塑性樹脂に限らず、カバー1よりも熱膨張係数が大きい材料製であればよい。
また、輸送時などの振動によりガラス製のカバー1に機械的な衝撃が加わった場合でも、合成樹脂製のリング2が熱緩衝材となることで、カバー1の破損を防止することができる。
図4は壁部材を設けた場合の装着部の他の例を示す要部拡大図である。図3の例では、壁部材21の内側にカバー1の被装着部30を装着する構成であったが、図4は壁部材21の外側にカバー1の被装着部30を装着する構成である。
図4に示すように、LEDチップ3で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク10もカバー1も外側(図4の符号Fで示す方向)に膨張する。そして、ヒートシンク10の熱膨張係数がカバー1の熱膨張係数より大きいため、温度上昇に応じて符号Fの方向の膨張度合の差が大きくなる。
リング2は、ヒートシンク10の装着部20に当接して装着する装着面2c、壁部材21に嵌合する溝部2a、カバー1の被装着部30に当接して装着する装着面2bを有する。そして、カバー1の被装着部30を、壁部材21の外側面に沿って設けられたリング2の装着面2bに当接してある。すなわち、カバー1の被装着部30をヒートシンク10の壁部材21の外側に装着する場合、壁部材21の外側面には、ヒートシンク10とカバー1とを離隔してカバー1をヒートシンク10に保持するリング2の一部が存在するので、カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。
リング2として、熱可塑性の樹脂を用いることにより、照明装置100を点灯させて発熱が生じた場合、リング2の温度がガラス転移温度(例えば、60℃〜80℃)を超えることでリング2は適度に軟化する。そして、ガラス製のカバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差によりヒートシンク10がカバー1よりも熱膨張による変位が大きく、カバー1とヒートシンク10との相対距離が縮小する。このとき、ヒートシンク10からカバー1を符号F方向に圧縮するように力が加えられる場合でも、リング2自身が比較的容易に軟化して変形することが可能となり、カバー1とヒートシンク10の熱膨張係数の差による力を吸収(緩和)し、ガラス製のカバーのひび割れ又は破損を防止することができる。すなわち、熱膨張によって相対距離が縮小するカバー1とヒートシンク10との間にリング2が設けられることで、熱膨張によるカバー1とヒートシンク10との相対距離の縮小に起因する力を緩和することが可能となる。
図5は壁部材を設けない場合の装着部の一例を示す要部拡大図である。図5に示すように、ヒートシンク10は、装着部20に壁部材21を設けていない。リング2は、ヒートシンク10の装着部20に当接して装着する装着面2c、カバー1の被装着部30に当接して装着する装着面2bを有する。これにより、リング2は、カバー1をヒートシンク10に保持する。図5の例では、リング2をカバー1の外側に配置している。なお、図5に示すリング2の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、適宜決定することができる。
なお、ヒートシンク10とリング2とは嵌合させてもよく、耐熱性及び耐候性に優れたシリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。また、カバー1とリング2とは嵌合させてもよく、シリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。
図5に示すように、LEDチップ3で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク10もカバー1も外側(図5の符号Fで示す方向)に膨張する。そして、ヒートシンク10の熱膨張係数がカバー1の熱膨張係数より大きいため、温度上昇に応じて符号Fの方向の膨張度合の差が大きくなる。
図5の例では、ヒートシンク10とカバー1との間に配置され、カバー1をヒートシンク10に離隔して保持する熱可塑性樹脂製のリング2を備える。つまり、カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間にリング2の一部を配置して、カバー1とヒートシンク10とが直接接触することなく離隔させる。カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差が大きいため、ヒートシンク10がカバー1よりも熱膨張による変位が大きく、カバー1を符号F方向に引っ張るように力が加えられる場合でも、カバー1とヒートシンク10との間のリング2がガラス転移温度を超えることで伸長し、カバーに加わる力を吸収する。これにより、カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。即ち、リング2はカバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和する。これにより、照明装置100の点灯による発光時に発生する熱によりカバー1がひび割れ又は破損することを防止することができる。なお、図5のようにカバー1とヒートシンク10の熱膨張係数の差に起因して相対距離が伸長することによって生じる力を緩和するリング2の材料は、図3の場合と同様に熱可塑性樹脂に限らず、カバー1よりも熱膨張係数が大きい材料製であればよい。
図6は壁部材を設けない場合の装着部の他の例を示す要部拡大図である。図6に示すように、ヒートシンク10は、装着部20に壁部材21を設けていない。リング2は、ヒートシンク10の装着部20に当接して装着する装着面2c、カバー1の被装着部30に当接して装着する装着面2bを有する。これにより、リング2は、カバー1をヒートシンク10に保持する。図6の例では、熱可塑性樹脂製のリング2をカバー1の内側に配置している。なお、図6に示すリング2の断面形状は、一例であって、これに限定されるものではなく、適宜決定することができる。
なお、ヒートシンク10とリング2とは嵌合させてもよく、耐熱性及び耐候性に優れたシリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。また、カバー1とリング2とは嵌合させてもよく、シリコーン系樹脂で固定してもよく、両者を用いてもよい。
図6に示すように、LEDチップ3で発生した熱で各部の温度が上昇した場合、ヒートシンク10もカバー1も外側(図6の符号Fで示す方向)に膨張する。そして、ヒートシンク10の熱膨張係数がカバー1の熱膨張係数より大きいため、温度上昇に応じて符号Fの方向の膨張度合の差が大きくなる。
図6の例では、ヒートシンク10とカバー1との間に配置され、ヒートシンク10とカバー1とを離隔させる熱可塑性樹脂製のリング2を備える。つまり、カバー1の被装着部30とヒートシンク10の装着部20との間にリング2の一部を配置して、カバー1とヒートシンク10とが直接接触することなく離隔させる。カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差が大きいため、ヒートシンク10がカバー1よりも熱膨張による変位が大きく、リング2を介してヒートシンク10がカバー1を符号F方向に圧縮するように力が加えられる場合でも、カバー1とヒートシンク10との間のリング2がガラス転移温度を超えて軟化し変形することでカバー1に加わる力を吸収する。これにより、カバー1とヒートシンク10との熱膨張係数の差に起因する力を緩和することができる。
これにより、照明装置100の点灯による発光時に発生する熱によりカバー1がひび割れ又は破損することを防止することができる。
これにより、照明装置100の点灯による発光時に発生する熱によりカバー1がひび割れ又は破損することを防止することができる。
(実施の形態2)
図7は実施の形態2の照明装置200の縦断面図である。照明装置200は、シャンデリア用の電球型の照明装置である。図7に示すように、照明装置200は、外部のソケットに嵌めて商用電源に電気的に接続するための口金57、照明装置200で発生する熱を放熱するため中空(筒状)の金属製のヒートシンク54、口金57とヒートシンク54とを連結するとともに両者を電気的に絶縁する円筒状の絶縁部材58、ヒートシンク54の内側に配置されるとともにLEDモジュール53に所要の電力を供給する電源モジュール55、LEDモジュール53から出射される光の進路方向を変えるためのレンズ56、ヒートシンク54に装着されるとともにLEDモジュール53を覆うガラス製のカバー51、カバー51の被装着部とヒートシンク54の装着部との間に配置される緩和部材としてのリング52などを備える。カバー51は、透明である。
図7は実施の形態2の照明装置200の縦断面図である。照明装置200は、シャンデリア用の電球型の照明装置である。図7に示すように、照明装置200は、外部のソケットに嵌めて商用電源に電気的に接続するための口金57、照明装置200で発生する熱を放熱するため中空(筒状)の金属製のヒートシンク54、口金57とヒートシンク54とを連結するとともに両者を電気的に絶縁する円筒状の絶縁部材58、ヒートシンク54の内側に配置されるとともにLEDモジュール53に所要の電力を供給する電源モジュール55、LEDモジュール53から出射される光の進路方向を変えるためのレンズ56、ヒートシンク54に装着されるとともにLEDモジュール53を覆うガラス製のカバー51、カバー51の被装着部とヒートシンク54の装着部との間に配置される緩和部材としてのリング52などを備える。カバー51は、透明である。
ヒートシンク54は、例えば、アルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属製であって中空の略円筒状をなす。ヒートシンク54の一端側には口金57を取り付けてある。他端側には、枠状に設けられた装着部541を有し、装着部541で囲まれる開口部を有する。LEDモジュール53は、ヒートシンク54の装着部541に取り付けられる。なお、ヒートシンク54の材料はアルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性に優れた金属であれば、他の金属を用いることもできるが、アルミニウムを用いることにより、軽量化を図ることができる。
カバー51は、ガラス製であって、透光性を有する。ガラス製のカバー51を用いることにより、合成樹脂製のカバーに比べて発熱による色の変色を抑制することができるのみならず、照明装置200に高級感を持たせることができ、外観デザイン上優れた面を有する。
レンズ56は、略円柱状をなし、上面には半球面状の凹部を有する。これにより、LEDモジュール53の発光点を上方に移動させることができるとともに、LEDモジュール53から放射された光は、レンズ56を透過する際に屈折し後述のとおり、広い範囲に光を放射することができる。
実施の形態2において、ヒートシンク54の装着部541、カバー51の被装着部511及びリング52の構造又は形状は、図3〜図6で例示した構成とすることができる。
次に、実施の形態2の照明装置200の配光特性について説明する。図8は実施の形態2の照明装置200の配光特性の一例を示す模式図である。なお、図8において、LEDモジュール53、レンズ56は、簡略化して図示している。また、図中の矢印は、光の進行方向を模式的に示す。
LEDモジュール53から出射された光は、LEDモジュール53の上側に配置されたレンズ56の中を透過する。そして、レンズ56を透過する光は、レンズ56の中央部に形成された略球面状の頂点561付近で発光点を形成する。すなわち、LEDモジュール53の出射面(発光点)が、頂点561付近に存在するかのように光が照射される。これにより、頂点561付近の発光点から周囲の全方向へ広い配光角で光が放射される。
カバー51のLEDモジュール53側には、端部に近づくに応じて光の透過率又は散乱率が徐々に大きくなるような処理が施された被処理部512を設ける。このような処理の例としては、例えば、密度又は大きさを徐々に変えた光を遮蔽するドットパターンをカバー51に形成する方法、カバー51の内側の側面に徐々に間隔を変えた凹部又は凸部を形成する方法、LEDモジュールからの光を拡散する拡散部材の封入密度を徐々に変化させる方法などがある。なお、透過率又は拡散率を徐々に変えることができる構造であれば、上述の例に限定されない。
図9は従来の被処理部512を有さない照明装置300の配光特性の一例を示す模式図である。なお、図9において、LEDモジュール53、レンズ56は、簡略化して図示している。また、図中の矢印は、光の進行方向を模式的に示す。図9に示すように、透過率又は拡散率を徐々に変えるための被処理部512をカバー51に施さない場合、壁面70に照射される光は、ヒートシンク54とカバー51との境目で急激に変化する。このため、例えば、壁面70に照射される光は、壁面の711の位置より下方には届かず、壁面70に影71が生じる。
次に、実施の形態2の照明装置200の配光特性と、比較例としての従来の照明装置の配光特性との違いを示す実験データについて説明する。図10は照明装置200の配置例を示す模式図である。実施の形態2の照明装置200及び従来の照明装置300を図10に示すように、カバーの先端を下側にして配置し、下向きにy軸をとり、カバーとヒートシンクとの境界付近をy軸のゼロを設定する。
図11は全周配光特性の一例を示す説明図である。図11において、径方向の数値は明るさを示し、周方向のゼロは真下、180は真上の方向を示す。図11に示すように、実施の形態2の照明装置200では、比較例(従来の照明装置300)に比べて全周配光特性の凹凸の変化が少なくなっている。特に照明装置の真横方向(すなわち、ヒートシンクとカバーとの境目と水平な方向)の急激な変化が緩和されていることがわかる。
図12は図10のy軸方向の明るさを線形目盛りで示す説明図であり、図13は図10のy軸方向の明るさを対数目盛りで示す説明図である。図12、図13に示すように、比較例に比べて、実施の形態2の照明装置200では、y軸の負の範囲で明るさが小さくなるのを抑制してy軸の正負の範囲に亘って明るさの変化が抑制されていることがわかる。特に人間の目は、明るさを対数で感じるので、明るさを対数目盛で示す図13から、実施の形態2の照明装置2が比較例の場合と比べて配光特性が顕著に改善され、明暗パターンが発生することを防止することがわかる。
このように、従来の照明装置300では、配光特性がある位置を境にして急変する。このため、例えば、室内で照明装置300を使用した場合、壁面、床面、天井面などに不連続な光の明暗パターンが形成され、違和感が生じるとともに照明装置としての品位が低下するという問題があった。特にLEDを光源として用いる照明装置では、白熱電球の場合と異なり、放熱用のヒートシンクを必要とすること、LEDが発する光の指向性等により一層、当該問題が顕著であった。
一方、実施の形態2の照明装置200では、図8に示すように、カバー51とヒートシンク54の境界付近に被処理部512を設けることにより、発光点561から放射される光は、カバー51のヒートシンク54側に近づくにつれて、透過率又は散乱率が徐々に大きくなるので、壁面70に照射される光が急激に変化することがない。これにより、従来のような壁面70に生じる影を目立ちにくくし、光の明暗パターンも生じることがなく、品位が低下することもなく違和感のない照明を実現することができる。また、従来の白熱電球に近い配光特性を持ったLED照明装置を実現することができる。
上述の実施の形態では、光源としてLEDモジュールを備える照明装置について説明したが、光源はLEDモジュールに限定されるものではなく、面発光を有する発光素子であれば、EL(Electro Luminescence)などでもよい。
1 カバー
2 リング(緩和部材)
3 LEDチップ(光源)
4 LED基板
10 ヒートシンク
20 装着部
30 被装着部
21 壁部材
51 カバー
52 リング(緩和部材)
53 LEDモジュール(光源)
54 ヒートシンク
511 被装着部
541 装着部
2 リング(緩和部材)
3 LEDチップ(光源)
4 LED基板
10 ヒートシンク
20 装着部
30 被装着部
21 壁部材
51 カバー
52 リング(緩和部材)
53 LEDモジュール(光源)
54 ヒートシンク
511 被装着部
541 装着部
Claims (4)
- 光源からの熱を放熱するヒートシンクと、
該ヒートシンクに装着され、前記光源を覆うカバーと、
該カバーと前記ヒートシンクとの間に設けられ、該カバーと該ヒートシンクとの熱膨張係数の差に起因する力を緩和する緩和部材と
を備えることを特徴とする照明装置。 - 前記緩和部材は、
前記カバーを前記ヒートシンクに保持することを特徴とする請求項1に記載の照明装置。 - 前記緩和部材は、
熱可塑性樹脂製であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明装置。 - 前記ヒートシンク及びカバーは、
それぞれ枠状の装着部及び被装着部を有し、
前記緩和部材は、
前記装着部に周設してあることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の照明装置。
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---|---|---|---|
JP2010156934A JP2012018885A (ja) | 2010-07-09 | 2010-07-09 | 照明装置 |
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2010
- 2010-07-09 JP JP2010156934A patent/JP2012018885A/ja active Pending
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