JP2012104257A

JP2012104257A - 照明ユニットおよび照明装置

Info

Publication number: JP2012104257A
Application number: JP2010249406A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Komiyama; 重利小宮山; Kozo Ogawa; 光三小川; Iwatomo Moriyama; 厳與森山; Yutaka Honda; 豊本田; Kazunari Higuchi; 一斎樋口; Shinichi Kamishiro; 真一神代
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】放熱性を向上できる照明ユニットを提供する。
【解決手段】照明ユニット12は、ＣＯＢモジュール16、取付部材18および透光性カバー19を備える。ＣＯＢモジュール16は、基板21、およびこの基板21の一面に複数のＬＥＤ素子を実装するとともに複数のＬＥＤ素子を封止層で覆って形成した発光部22を有する。取付部材18は、ＣＯＢモジュール16の基板21の他面の少なくとも一部を露出させる開口部24を有し、ＣＯＢモジュール16の基板21を取り付ける。透光性カバー19は、ＣＯＢモジュール16の発光部22に対向し、取付部材18に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、光源モジュールを用いた照明ユニットおよび照明装置に関する。

従来、基板の一面に複数のＬＥＤ素子を実装するとともにこれら複数のＬＥＤ素子を蛍光体が混入された封止層で覆って面状の発光部を形成した光源モジュールであるＣＯＢ（Chip On Board）モジュールを用いた照明装置がある。

また、照明ユニットをユニット化し、この照明ユニットを器具本体に組み合わせて構成する照明装置がある。

照明ユニットにＣＯＢモジュールを用いる場合、ＣＯＢモジュールの基板の他面を取付部材の平板状の一面に取り付け、ＣＯＢモジュールの発光部を覆う透光性カバーを取付部材に取り付けて構成されている。この場合、照明ユニットの取付部材を器具本体に取り付けることにより、ＣＯＢモジュールのＬＥＤ素子が発生する熱を、ＣＯＢモジュールの基板から取付部材を介して器具本体に熱伝導し、器具本体から放熱している。

特開２０１０−２３８９７１号公報

照明ユニットにＣＯＢモジュールを用いる場合、ＣＯＢモジュールの基板の他面を取付部材の平板状の一面に取り付けているため、この照明ユニットと器具本体とを組み合わせた照明装置では、ＣＯＢモジュールのＬＥＤ素子が発生する熱を、ＣＯＢモジュールの基板から取付部材を介して器具本体に熱伝導することになり、その取付部材が介在する分、基板から器具本体への熱伝導性が損なわれ、放熱性が低下してしまう。そのため、ＣＯＢモジュールへの投入電力を増やして光出力化を図るのが難しかったり、器具本体を小形化するのが難しかった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、放熱性を向上できる照明ユニットおよび照明装置を提供することを目的とする。

実施形態の照明ユニットは、光源モジュール、取付部材および透光性カバーを備える。光源モジュールは、基板、およびこの基板の一面に複数のＬＥＤ素子を実装するとともに複数のＬＥＤ素子を封止層で覆って形成した発光部を有する。取付部材は、光源モジュールの基板の他面の少なくとも一部を露出させる開口部を有し、光源モジュールの基板を取り付ける。透光性カバーは、光源モジュールの発光部に対向し、取付部材に取り付けられる。

本発明によれば、光源モジュールの基板を取り付ける取付部材に光源モジュールの基板の他面の少なくとも一部を露出させる開口部を設けて照明ユニットを構成するため、この照明ユニットを用いる照明装置の器具本体に対して基板の露出箇所を直接接触させることが可能となり、ＬＥＤ素子が発生する熱を基板から器具本体に効率よく熱伝導でき、放熱性を向上できることが期待できる。

第１の実施形態を示す照明装置の断面図である。第２の実施形態を示す照明装置の断面図である。第３の実施形態を示す照明装置の断面図である。第４の実施形態を示す照明装置の断面図である。

以下、第１の実施形態を、図１を参照して説明する。

照明装置11は、照明ユニット12と、この照明ユニットが組み合わされる器具本体13とを備えている。この照明装置11は、例えば、ダウンライトやスポットライトなど用いられる。

照明ユニット12は、光源モジュールとしてのＣＯＢ（Chip On Board）モジュール16、このＣＯＢモジュール16を収容する筐体17の一部を構成するものであってＣＯＢモジュール16を取り付ける取付部材18、およびＣＯＢモジュール16を覆って取付部材18に取り付けられる透光性カバー19を備えている。

ＣＯＢモジュール16は、基板21、この基板21の一面の中央領域に形成された発光部22を備えている。

基板21は、例えば、アルミニウムなどの金属やセラミックスなど熱伝導性に優れた材料で、円板状や四角形状などの平板にて形成されている。基板21の一面である前面を実装面とし、この実装面に図示しない配線パターンが形成されている。基板21が金属製の場合には基板21の実装面に絶縁層が形成され、この絶縁層上に配線パターンが形成されている。

発光部22は、基板21の実装面側から見た形状が例えば円形や四角形で、その形状領域内に図示しない複数のＬＥＤ素子が例えば接着剤で接着されて実装され、これら複数のＬＥＤ素子がワイヤボンディングによって直列に電気接続されるとともに基板21の配線パターンに電気接続されている。さらに、蛍光体が混入された例えばシリコーン樹脂などの透明樹脂で構成される蛍光体層としての封止層で、複数のＬＥＤ素子が一体に覆われて封止されている。そして、ＬＥＤ素子には例えば青色光を発するＬＥＤ素子が用いられ、封止層の蛍光体にはＬＥＤ素子からの青色光の一部により励起されて黄色光を放射する蛍光体が用いられている。したがって、ＬＥＤ素子および封止層などによって発光部22が形成され、この発光部22の前面である封止層の前面が発光面となり、この発光面から白色系の照明光が放射される。

なお、ＣＯＢモジュール16は、図示しない点灯装置からＬＥＤ素子に点灯電源を供給するためのコネクタやリード線などの配線手段を備えている。

また、筐体17は、取付部材18を含むほか、透光性カバー19の少なくとも一部を含んでいてもよい。

また、取付部材18は、例えば、アルミニウムなどの金属およびセラミックスなどの熱伝導性に優れた材料で、円板状や四角形状などの平板にて形成されている。この取付部材18の一面である前面に、ＣＯＢモジュール16の基板21の他面である背面が接触され、例えばねじ止めにより密着して取り付けられている。

取付部材18の中央領域には開口部24が形成され、この開口部24を通じてＣＯＢモジュール16の基板21の背面が露出されている。この開口部24は、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面のうち、少なくとも基板21の前面側の発光部22の領域に対応した領域を露出させている。そのため、開口部24の形状は、発光部22の形状と同じに形成されている。

したがって、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面の周辺領域が取付部材18に取り付けられ、中央領域が取付部材18の開口部24を通じて露出する露出箇所とされる。

また、透光性カバー19は、例えば、ポリカーボネートなどの透明樹脂にて一体に形成されており、ＣＯＢモジュール16の発光部22の前面に対向する前面部26、ＣＯＢモジュール16の発光部22の周囲を囲む側面部27を備え、側面部27が取付部材18に接着、嵌め込み、ねじ止めなどによって取り付けられている。透光性カバー19の前面部26には、例えば、フレネルレンズを形成し、配光を制御してもよい。

また、器具本体13は、例えば、アルミニウムなどの金属製の放熱体30を備え、この放熱体30の前面に、照明ユニット12の取付部材18の背面が取り付けられる平面状の取付面31が形成されている。この取付面31の中央領域には、照明ユニット12の取付部材18の開口部24内に嵌り込む突部32が形成され、この突部32の前面にＣＯＢモジュール16の基板21の背面に面接触する接触面33が形成されている。そして、例えば、放熱体30の背面から挿通するねじを取付部材18に螺着して締め付けることにより、ＣＯＢモジュール16の基板21を突部32の接触面33に密着させて取り付けることができる。

放熱体30の背面には、複数の放熱フィン34が形成されている。

そして、このように構成された照明装置11では、点灯装置からＣＯＢモジュール16の複数のＬＥＤ素子に点灯電源を供給することにより、複数のＬＥＤ素子が点灯して発光部22の発光面から光が放射され、この光が透光性カバー19を透過して外部へ出射される。透光性カバー19の前面部26にフレネルレンズが形成されている場合には、発光部22からフレネルレンズに入射した光の配光が制御される。

また、点灯時に複数のＬＥＤ素子が発生する熱は、基板21に熱伝導され、この基板21から直接接触している器具本体13の放熱体30に効率よく熱伝導され、複数の放熱フィン34を有する放熱体30から効率よく放熱される。したがって、点灯時のＬＥＤ素子の温度上昇を抑制することができる。

このように構成された照明装置11では、ＣＯＢモジュール16の基板21を取り付ける取付部材18にＣＯＢモジュール16の基板21の背面を露出させる開口部24を設けて照明ユニット12を構成しているため、基板21の露出箇所を器具本体13に直接接触させることができ、ＬＥＤ素子が発生する熱を基板21から器具本体13に効率よく熱伝導でき、放熱性を向上できる。

この放熱性の向上により、ＣＯＢモジュール16への投入電力を増やして光出力化を図ることができ、あるいは器具本体13を小形化することができる。

また、取付部材18の開口部24は、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面のうち、少なくとも基板21の前面側の発光部22の領域に対応した領域であって、最も温度上昇する領域を露出させているため、その基板21の領域から器具本体13に熱を効率よく逃すことができ、ＬＥＤ素子の温度上昇を効果的に抑制することができる。

なお、ＣＯＢモジュール16の基板21と器具本体13の突部32の接触面33とが密着していれば、取付部材18と器具本体13の取付面31とは接触していても離れていても構わない。取付部材18と器具本体13の取付面31とが接触していれば、基板21から取付部材18に熱伝導された熱を取付部材18から器具本体13に熱伝導して逃すことができ、また、取付部材18と器具本体13の取付面31とが離れていても、近接していれば、輻射熱によって、基板21から取付部材18に熱伝導された熱を取付部材18から器具本体13に逃すことができ、点灯時のＬＥＤ素子の温度上昇をより抑制することができる。

次に、第２の実施形態を、図２を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一構造については同一符号を用いてその説明を省略する。

取付部材18の開口部24内には、取付部材18の前面側に開口する挿通開口37と取付部材18の背面側に開口する嵌合開口38とを形成する段部39が形成されている。挿通開口37は、ＣＯＢモジュール16の基板21の外形より小さく、取付部材18の背面側から発光部22が挿通される。嵌合開口38は、ＣＯＢモジュール16の基板21の外形に略等しく、取付部材18の背面側から基板21の前面側半分が嵌合される。段部39には、基板21の前面の周辺部が接触して取り付けられる。基板21は取付部材18に対して接着剤による接着やねど止めなどによって取り付けられる。したがって、取付部材18には、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面全域が露出するとともに、基板21の背面側半分が取付部材の背面より突出した状態に取り付けられている。

また、器具本体13の放熱体30の取付面31の中央領域には、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面側半分が嵌り込む凹部40が形成されている。凹部40には、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面全域に面接触する接触面41が形成されている。そして、例えば、放熱体30の背面から挿通するねじを取付部材18に螺着して締め付けることにより、ＣＯＢモジュール16の基板21を取付部材18と放熱体30との間に挟み込み、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面全域を凹部40の接触面41に密着させて取り付けることができる。

このように構成された照明装置11では、ＣＯＢモジュール16の基板21を取り付ける取付部材18にＣＯＢモジュール16の基板21の背面全域を露出させる開口部24を設けて照明ユニット12を構成しているため、基板21の背面全域を器具本体13に直接接触させることができ、ＬＥＤ素子が発生する熱を基板21から器具本体13に効率よく熱伝導でき、放熱性を向上できる。この放熱性の向上により、ＣＯＢモジュール16への投入電力を増やして光出力化を図ることができ、あるいは器具本体13を小形化することができる。

また、ＣＯＢモジュール16の基板21を器具本体13の凹部に嵌め込んでいるため、基板21から器具本体13に熱を効率よく逃すことができる。

なお、ＣＯＢモジュール16の基板21の背面と器具本体13の凹部40の接触面41とが密着していれば、取付部材18と器具本体13の取付面31とは接触していても離れていても構わない。取付部材18と器具本体13の取付面31とが接触していれば、基板21から取付部材18に熱伝導された熱を取付部材18から器具本体13に熱伝導して逃すことができ、また、取付部材18と器具本体13の取付面31とが離れていても、近接していれば、輻射熱によって、基板21から取付部材18に熱伝導された熱を取付部材18から器具本体13に逃すことができ、点灯時のＬＥＤ素子の温度上昇をより抑制することができる。

次に、第３の実施形態を、図３を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一構造については同一符号を用いてその説明を省略する。

ＣＯＢモジュール16の基板21の背面に、基板21の一面の配線パターンに電気的に接続された基板側コネクタ44が配設されている。この基板側コネクタ44は、取付部材18の開口部24から露出されたものであって、取付部材18の背面よりも後方へ突出されている。

また、器具本体13には、突部32の側部の取付面31に、基板側コネクタ44が差し込み接続される本体側コネクタ45が埋め込まれた状態に配置されている。本体側コネクタ45は点灯装置に配線されている。

このように構成された照明装置11では、ＣＯＢモジュール16の基板21を取り付ける取付部材18にＣＯＢモジュール16の基板21の背面および基板側コネクタ44を露出させる開口部24を設けて照明ユニット12を構成しているため、ＣＯＢモジュール16の基板21を器具本体13に直接接触させて取り付けるのと同時に、基板側コネクタ44を本体側コネクタ45に差し込んで電気的に接続することができ、組立作業性を向上できる。

次に、第４の実施形態を、図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一構造については同一符号を用いてその説明を省略する。

前記各実施形態の照明装置11をスポットライトに用いたものである。設置ユニット48からアーム49が垂下され、このアーム49の下端に器具本体13が支持されている。

設置ユニット48内には点灯装置が収納され、この点灯装置とＣＯＢモジュール16とが配線によって接続される。

アーム49は、少なくとも下端が二股に分かれ、それら下端が器具本体13の両側の上部寄り位置に軸部材50で回動可能に連結されている。アーム49には、パイプ内に揮発性のガスを封入して熱を高温部から低温部に素早く移動させるヒートパイプ51が配置されている。

そして、点灯時に、ＣＯＢモジュール16のＬＥＤ素子から器具本体13に熱伝導された熱が、アーム49に熱伝導されてヒートパイプ51によって上方の設置ユニット48側に素早く移動させて放熱することができ、放熱効果を向上できる。

しかも、器具本体13は上部側ほど温度が高くなるが、アーム49が器具本体13の両側の上部寄り位置に連結されているため、器具本体13の熱を効果的にアーム49側に移動させることができ、放熱効果を向上できる。

また、各実施形態の照明装置11は、スポットライトに限らず、例えば、ダウンライトなど、その他の一般照明用に用いることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

11 照明装置
12 照明ユニット
13 器具本体
16 光源モジュールとしてのＣＯＢモジュール
18 取付部材
19 透光性カバー
21 基板
22 発光部
24 開口部
44 基板側コネクタ

Claims

基板、およびこの基板の一面に複数のＬＥＤ素子が実装されるとともに複数のＬＥＤ素子を封止層で覆って形成された発光部を有する光源モジュールと；
光源モジュールの基板の他面の少なくとも一部を露出させる開口部を有し、光源モジュールの基板を取り付けた取付部材と；
光源モジュールの発光部に対向し、取付部材に取り付けられた透光性カバーと；
を具備していることを特徴とする照明ユニット。
光源モジュールの基板の他面には、取付部材の開口部から露出する基板側コネクタが設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の照明ユニット。
請求項１または２記載の照明ユニットと；
光源モジュールの基板がその他面の露出箇所を接触させて取り付けられる器具本体と；
を具備していることを特徴とする照明装置。