JP2012204200A - Lighting fixture - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、光源としてLED等の発光素子を用い、その発光素子の放熱性を向上できる照明器具に関する。 Embodiments of the present invention relate to a luminaire that uses a light emitting element such as an LED as a light source and can improve heat dissipation of the light emitting element.
LED等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、LEDやEL素子等の固体発光素子を光源とする照明器具にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。 As the temperature of a light emitting element such as an LED increases, the light output decreases and the service life is shortened. For this reason, for lighting fixtures that use solid light emitting elements such as LEDs and EL elements as light sources, it is possible to suppress the temperature of the light emitting elements from rising in order to extend the service life or improve characteristics such as light emission efficiency. It is necessary.
このため、従来、LEDを光源に採用した照明器具において、LEDから発生する熱を器具本体に伝熱したり、器具本体に外気を流通させたりして放熱性を向上することが試みられている。また、これら天井に埋め込んで設置する照明器具においては、照明器具本体を天井に支持するために取付枠が設けられる場合がある。 For this reason, conventionally, in lighting fixtures employing LEDs as light sources, attempts have been made to improve heat dissipation by transferring heat generated from the LEDs to the fixture body or by circulating outside air through the fixture body. In addition, in the lighting fixtures that are embedded and installed in the ceiling, an attachment frame may be provided to support the lighting fixture body on the ceiling.
上記従来の照明器具においては、放熱性を向上する構成が採られているが、取付枠を有効に利用して放熱効果の向上を図るものではない。 In the conventional lighting fixture described above, a configuration that improves heat dissipation is adopted, but the mounting frame is not effectively used to improve the heat dissipation effect.
本発明は、取付枠を有効に利用し、発光モジュールの前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a lighting fixture that effectively uses a mounting frame, promotes heat radiation from the front side and the back side of a light emitting module, and effectively suppresses a temperature rise of the light emitting element.
本発明の実施形態による照明器具は、発光素子を光源とし、この光源からの光が出射される光出射部を有するとともに、少なくとも外殻の一部が熱伝導性を有して前記発光素子と熱的に結合された発光モジュールを備えている。 A lighting fixture according to an embodiment of the present invention uses a light emitting element as a light source, has a light emitting portion from which light from the light source is emitted, and at least a part of the outer shell has thermal conductivity, and the light emitting element A thermally coupled light emitting module is provided.
また、発光モジュールの背面側に設けられ、前記外殻の一部と熱的に結合されたヒートシンクと、前記発光モジュールの光出射部周囲を囲み、光の照射方向に向かって拡開する反射面を備えた配光部材と、この配光部材の周囲に配設された熱伝導性を有する略筒状の取付枠とを具備している。
さらに、前記発光モジュールにおける外殻の一部と前記取付枠とを接続して外殻から取付枠へ熱を伝達する接続部材を備えている。
Also, a heat sink that is provided on the back side of the light emitting module and that is thermally coupled to a part of the outer shell, and a reflective surface that surrounds the periphery of the light emitting portion of the light emitting module and expands in the light irradiation direction And a substantially cylindrical mounting frame having thermal conductivity disposed around the light distribution member.
Furthermore, a connection member is provided that connects a part of the outer shell of the light emitting module and the mounting frame to transfer heat from the outer shell to the mounting frame.
本発明の実施形態によれば、取付枠を有効に利用し、発光モジュールの前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a lighting fixture that effectively uses a mounting frame, promotes heat radiation from the front side and the back side of the light emitting module, and effectively suppresses the temperature rise of the light emitting element. .
本発明の第1の実施形態に係る照明器具について、図1乃至図9を参照して説明する。図1は、照明器具としてのダウンライトを示し、図2は、配光部材、取付枠の右半分を断面で表わした側面図、図3は、上面図、図4は、配光部材、取付枠の右半分を断面で表わした正面図、図5は、ヒートシンクを省略して示す上面図、図6は、発光モジュール及び接続部材を示し、図7乃至図9は、接続部材を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。 A lighting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. 1 shows a downlight as a lighting fixture, FIG. 2 is a side view showing the right half of the light distribution member and mounting frame in cross section, FIG. 3 is a top view, and FIG. 4 is a light distribution member and mounting. FIG. 5 is a top view showing the right half of the frame in cross section, FIG. 5 is a top view showing the heat sink omitted, FIG. 6 shows the light emitting module and the connecting member, and FIGS. 7 to 9 show the connecting member. . In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態の照明器具は、天井Cに埋め込んで設置するタイプのダウンライト1であり、図1及び図2に示すように、発光モジュール2と、ヒートシンク3と、配光部材4と、接続部材5と、取付枠6と、電源ユニット7とを備えている。なお、図2以降においては、ヒートシンク3に形成された放熱フィン31の図示を省略し、ヒートシンク3全体の外郭形状を示している。
The lighting fixture of this embodiment is a type of
図6に代表して示すように、発光モジュール2は、略直方体形状の外殻21と、この外殻21内に配設された基板と、この基板に実装された光源としての発光素子と、この発光素子の前面側に設けられた蛍光体薄膜層22とを備えている。
As representatively shown in FIG. 6, the
発光素子は、表面実装型のLEDであり、このLEDが複数個基板に実装されている。基板は、例えば、ガラスエポキシ樹脂材料から形成されており、LEDは、白色系の光を出射させるために、青色の光を発するものが用いられている。また、基板を覆うように円形状の蛍光体薄膜層22が配設されており、この蛍光体薄膜層22には、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。したがって、蛍光体薄膜層22の前面側が光出射部23として構成され、LEDから出射された光は蛍光体薄膜層22を通過して光出射部23から白色系の光となって外部に放射される。
The light emitting element is a surface mount type LED, and a plurality of the LEDs are mounted on a substrate. The substrate is made of, for example, a glass epoxy resin material, and an LED that emits blue light is used to emit white light. Further, a circular phosphor
外殻21は、少なくとも一部、例えば、両側面21a及び背面21bが熱伝導性を有するアルミニウム等の金属材料で形成されていて、すなわち、外郭21の他の部位に比べて相対的に熱伝導率が高い材料で形成されて、発光素子から発生する熱が伝導するように、基板を介して発光素子と熱的に結合されている。なお、外殻21の一面にはLEDに電力を供給する電源線が導入される電源線導入口24(主として図2参照)が形成されている。
The
図1及び図2に示すように、ヒートシンク3は、略短円筒状をなしていて、外周に熱伝導性を有する金属製の多数の放熱フィン31が鉛直方向に延びて形成されている。ヒートシンク3は、前記発光モジュール2における外殻21の背面21bに接触するように熱的に結合されて取付けられている。因みに、このヒートシンク3には、例えば、Nuventix社製のSynjet DML冷却器が適用できる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
主として図2及び図4に示すように、配光部材4は、アルミニウム等の金属材料から作られており、光出射部23から出射される光の照射方向、すなわち、前面側へ向かうに従い拡開する傾斜状に形成され、光出射部23の周囲を円形状に囲むように配設されている。また、その内周面が銀色を呈する梨地加工が施された反射面として構成されている。
As shown mainly in FIGS. 2 and 4, the
さらに、配光部材4の前面側に向かうに従い拡開する略円形の開口端部には、透光性のカバー部材41が配設されている。このカバー部材41は、アクリル樹脂等の合成樹脂の透明材料によって円形状に形成されており、配光部材4の前面側開口を覆うように配設されている。
Further, a
さらにまた、配光部材4の開口端部には、冷間圧延鋼板から作られて外周方向に延びる環状であって、フランジ状の化粧枠42が取付けられている。この化粧枠42は、白色の塗装がなされている。加えて、配光部材4の外周部には、この配光部材4を取付枠6に取付けるための取付けばね43が設けられている。取付けばね43は、ピアノ線から形成されたV字状をなすねじりコイルばねあり、配光部材4の前面側の外周部に対向して一対設けられている。
Furthermore, a flange-shaped
このように構成された配光部材4は、前面側に向かって拡開する傾斜状の反射面の形態によって、光出射部23から出射される光を配光制御する機能を有する。例えば、グレアを抑制する機能を有する。
The
次に、図1乃至図4に示すように、取付枠6は、熱伝導性を有する溶融亜鉛めっき鋼板等の金属材料から形成され、背面側及び前面側が開口した略円筒状をなして前記配光部材4の周囲に配設されている。取付枠6は、天井Cの埋め込み穴Hを介して天井Cの裏側に設置されて固定される部材であり、これに発光モジュール2が取付けられて、発光モジュール2やヒートシンク3が支持されるようになっている。 また、取付枠6の内周面側には、前記取付けばね43係止されてガイドされる切起し片61が設けられており、外周面側には、取付金具62が設けられている。
Next, as shown in FIGS. 1 to 4, the
図6乃至図9に代表して示すように、接続部材5は、発光モジュール2と取付枠6とを接続する連結ブラケットであり、熱伝導性を有する材料から作られている。例えば、溶融亜鉛めっき鋼板等の金属材料から全体的には略コ字状に形成されて、相対向する一対の側面壁51と、この側面壁51間を繋ぐ背面壁52とを備えている。
As representatively shown in FIGS. 6 to 9, the
一対の側面壁51及び背面壁52は、略長方形状に形成されており、これら側面壁51及び背面壁52における下辺側の略中央部には、アーム状の取付片53がこれら側面壁51及び背面壁52と直交する方向であって外側方向に延出して形成されている。そして、取付片53の先端部は、ねじ貫通孔53aを有して垂下するように折曲されている。
The pair of
このように構成された接続部材5は、図2、図3、図4及び図6に示すように、一対の側面壁51が発光モジュール2の両側面21aに密着するようにねじ止めされて取付けられている。さらに、接続部材5は、取付枠6の背面側に配設され、取付ねじによって取付枠6に取付けられる。具体的には、取付片53の屈曲した先端部が取付枠6の背面側の外周縁部に位置され、取付ねじがねじ貫通孔53aを貫通してねじ込まれる。
As shown in FIGS. 2, 3, 4, and 6, the
このように接続部材5が取付けられた状態では、図5に示すように、接続部材5の一対の側面壁51は、発光モジュール2の両側面21aに面接触し、アーム状の取付片53が取付枠6に熱伝導的に接続される。したがって、発光モジュール2からの熱を取付枠6へ効果的に伝達することができる。
In the state where the
また、この場合、取付片53は、アーム状に形成されていて、取付枠6の背面側の開口Oを閉塞することがないので、接続部材5や取付枠6の放熱性を良好なものとすることが可能となる。
Further, in this case, the mounting
図2及び図3において、発光モジュール2の背面21bにヒートシンク3が取付けられ、この発光モジュール2が接続部材5によって取付枠6に取付けられた状態に示すように、ヒートシンク3と取付6枠との鉛直方向に直交する方向の外殻寸法、つまり、外径寸法は、略同等又はヒートシンク3が取付枠6より小さく形成されている寸法関係となっている。
2 and 3, the
また、ヒートシンク3と取付枠6との間に配設される発光モジュール2の寸法は、これらより小さく、これらヒートシンク3と取付枠6との間に内側へ向かう凹部Ccが形成されるようになる。
In addition, the dimensions of the
このように、ヒートシンク3と取付枠6との寸法関係、また、凹部Ccが形成されることにより、後述する第2の実施形態において詳細を説明するように、ダウンライト1を天井Cに埋め込んで設置する場合、施工性の向上を図ることができる。
As described above, the dimensional relationship between the
電源ユニット7は、ヒートシンク3に取付けられたホルダー71にヒンジ72を介して回動可能に取付けられている。電源ユニット7は、電源回路73、電源端子台74及び支持脚75を備えており、商用電源に接続され、発光モジュール2と電気的に接続されている。具体的には、電源ユニットと発光モジュール2とは、発光モジュール2の電源線導入口24から導出される電源線Wによって接続され、この電源線Wを介して発光モジュール2には電力が供給される。発光モジュール2は、電源回路から直流出力を受けて、その発光素子が点灯制御されるようになっている。
The
なお、この場合、電源ユニット7は、発光モジュール2側と分離することなく、ヒンジ72を介して発光モジュール2側に連結されているので、電源線Wの配線長を短くすることが可能となる。
In this case, since the
このようなダウンライト1の設置にあたっては、天井C面の埋込み穴に電源ユニット7側から挿入し、その後、取付枠6を挿入して取付金具62を操作して天井C裏に固定する。次いで、配光部材4を取付枠6の内側に配設する。この場合、配光部材4の取付けばね43を取付枠6の切起し片61に係止し、配光部材4を押し上げることにより、配光部材4が取付けばね43の拡開する弾性力によって引き上げられ、フランジ状の化粧枠42が埋込み穴の周縁に当接され、ダウンライト1が天井C面に設置される。
When installing such a
次に、電源から電源ユニットに通電されると、発光モジュール2の基板に電力が供給されることによって、発光素子が発光する。各発光素子から蛍光体薄膜層22を透過して出射された光の多くは、カバー部材41を透過して前方(直下方向)に照射される。また、一部の光は、配光部材4の反射面によって配光制御されカバー部材41を透過して前方に照射される。
Next, when the power supply unit is energized from the power supply, power is supplied to the substrate of the
発光素子の発光中は熱が発生する。発光素子から発生する熱は、主として発光モジュール2の外殻21における両側面21a及び背面21bへ伝導される。そして、背面21bへ伝導された熱は、ヒートシンク3へ伝導され、多数の放熱フィン31に伝わってこの部分で放熱される。また、両側面21aへ伝導された熱は、接続部材5の一対の側面壁51から取付片53へ伝導され、取付枠6へと伝導され前面側から放熱される。
Heat is generated during light emission of the light emitting element. The heat generated from the light emitting element is mainly conducted to the both side surfaces 21 a and the
つまり、発光素子から発生する熱は、発光モジュール2の前面側及び背面側から効果的に放熱され、発光素子の温度上昇を抑制することが可能となる。また、この前面側からの放熱に際し、取付枠6を有効に利用することができる。
That is, the heat generated from the light emitting element is effectively dissipated from the front side and the back side of the
さらに、取付片53は、アーム状に形成されていて、取付枠6の背面側の開口Oを閉塞しないように配設されているので、取付枠6の背面側は開放状態となり、放熱性の向上が期待できる。
Furthermore, since the mounting
以上のように本実施形態によれば、発光モジュール2の前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to provide a lighting fixture that promotes heat dissipation from the front side and the back side of the
次に、本発明の第2の実施形態に係る照明器具について、図10及び図11を参照して説明する。図10は、配光部材、取付枠の右半分を断面で表わした側面図、図11は、上面図、図12は、発光モジュール及び接続部材を示し、図13乃至図15は、ダウンライトを天井面に設置する過程を示している。なお、第1の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。 Next, the lighting fixture which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated with reference to FIG.10 and FIG.11. 10 is a side view showing the right half of the light distribution member and the mounting frame in cross section, FIG. 11 is a top view, FIG. 12 shows the light emitting module and the connection member, and FIGS. 13 to 15 show the downlight. The process of installing on the ceiling surface is shown. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same as that of 1st Embodiment, or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
本実施形態においては、発光モジュール2は、第1の実施形態のものに比較して高出力タイプのものを用いている。外殻21は、若干長さ寸法の長い略直方体形状をなしている。この外殻21内には、光源としての発光素子が実装された基板が収容されており、発光素子の前面側には蛍光体薄膜層22が設けられている。
In the present embodiment, the
この発光モジュール2は、電源線導入口24が電源ユニット7の取付部位、すなわち、ホルダー71の取付け位置に向けられて、長手方向がその取付位置と一致するように配置されている。このように発光モジュール2を配置することにより発光モジュール2と電源ユニット7間の電源線Wの配線長を短くすることが可能となる。
The
また、第1の実施形態と同様に、外殻21の両側面21a及び背面21bは、熱伝導性を有するアルミニウム等の金属材料で形成されていて、発光素子から発生する熱が伝導するようになっている。
Similarly to the first embodiment, both
さらに、ヒートシンク3の中央部には、ダイヤフラムを電磁コイルによって振動させ、これによって空気を強制的に放熱フィン31に流通させる送風機構32が内蔵されている。したがって、通電によってヒートシンク3の送風機構32から送風され、放熱フィン31、が強制的に冷却されるので、発光素子の温度上昇の抑制を確実なものとすることができる。
Further, a
また、電源ユニット7は、ヒートシンク3に取付けられたホルダー71にヒンジ72を介して回動可能に取付けられているが、背面側方向へ高い位置に取付けられている。これにより、ダウンライト1を天井に埋め込んで設置する場合、天井面に形成された埋め込み穴Hの寸法的な制約がある中、埋め込み穴Hへの挿入を容易とすることができる。
The
次に、図13乃至図15を参照してダウンライト1の設置方法について説明する。まず、天井C裏に配線されている電源線を天井Cに形成された埋込穴Hから引き出し、電源ユニット7の電源端子台74に接続する。
(第1段階)
Next, the installation method of the
(First stage)
図13に示すように、電源ユニット7の後端側から埋め込み穴Hに挿入する。そして、ヒートシンク3の部分を埋め込み穴Hに嵌合するように配置する。この場合、ヒートシンク3と取付6枠との外径寸法は、略同等又はヒートシンク3が取付枠6より小さく形成されている寸法関係となっているため、ヒートシンク3が埋め込み穴Hの縁に干渉して引っ掛かったり、ぶつかったりするのを回避でき挿入しやすくなる。
次に、ダウンライト1の本体側を図示上、時計方向に若干回動して傾ける。
(第2段階)
As shown in FIG. 13, the
Next, the main body side of the
(Second stage)
図14に示すように、ヒートシンク3と取付枠6との間に形成されている凹部Ccに埋め込み穴Hの縁(天井の厚さ寸法分)が挿入されるようにダウンライト1を移動する。この場合、凹部Ccが形成されていることによって発光モジュール2の長さ寸法が大きいにもかかわらず、埋め込み穴Hへの挿入が可能となる。つまり、発光モジュール2が電源ユニット7側において取付枠6より外方に突出Pしているが、凹部Ccに埋め込み穴Hの縁が挿入できるので発光モジュール2の挿入が可能となる。
次いで、ダウンライト1の本体側を図示上、反時計方向に若干回動して傾け、矢印方向に移動して、取付枠6を押し上げ、埋め込み穴にHに挿入する。
(第3段階)
As shown in FIG. 14, the
Next, the main body side of the
(3rd stage)
図15に示すように、取付枠6の取付金具62を操作して、取付枠6を天井裏に固定する。次に、配光部材4を取付けばね43によって取付枠6の内側に配設する。これによって設置が完了し、化粧枠42が埋込み穴の周縁に当接され、電源ユニット7の支持脚75が天井裏に当接されて電源ユニット7が支持される。
As shown in FIG. 15, the mounting
以上のように本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、発光モジュール2の前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, similarly to the first embodiment, a lighting fixture that promotes heat radiation from the front side and the back side of the
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。発光モジュールやヒートシンクは、上記実施形態の構成に格別限定されるものではない。例えば、発光モジュールの外殻は直方体形状や円筒状に形成されたものを適用できる。
また、発光モジュールに設けられる発光素子には、LEDやEL素子等の固体発光素子が適用できる。
In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the summary of invention. The light emitting module and the heat sink are not particularly limited to the configuration of the above embodiment. For example, the outer shell of the light emitting module can be applied to a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape.
Moreover, solid light emitting elements, such as LED and EL element, are applicable to the light emitting element provided in a light emitting module.
1・・・照明器具(ダウンライト)、2・・・発光モジュール、
3・・・ヒートシンク、4・・・配光部材、
5・・・接続部材、6・・・取付枠、
7・・・電源ユニット、21・・・外殻、
23・・・光出射部、32・・・送風機構、
51・・・側面壁、52・・・背面壁、
53・・・取付片、O・・・開口
1 ... Lighting fixture (downlight), 2 ... Light emitting module,
3 ... heat sink, 4 ... light distribution member,
5 ... connecting member, 6 ... mounting frame,
7 ... Power supply unit, 21 ... Outer shell,
23 ... Light emitting part, 32 ... Blower mechanism,
51 ... side wall, 52 ... back wall,
53 ... Mounting piece, O ... Opening
Claims (3)
この発光モジュールの背面側に設けられ、前記外殻の一部と熱的に結合されたヒートシンクと;
前記発光モジュールの光出射部の周囲を囲み、光の照射方向に向かって拡開する反射面を備えた配光部材と;
この配光部材の周囲に配設された熱伝導性を有する略筒状の取付枠と;
前記発光モジュールにおける外殻の一部と前記取付枠とを接続して外殻から取付枠へ熱を伝達する接続部材と;
を具備することを特徴とする照明器具。 A light emitting module having a light emitting element as a light source and having a light emitting portion from which light from the light source is emitted, and at least a part of the outer shell having thermal conductivity and thermally coupled to the light emitting element;
A heat sink provided on the back side of the light emitting module and thermally coupled to a part of the outer shell;
A light distribution member including a reflection surface that surrounds a light emitting portion of the light emitting module and expands in a light irradiation direction;
A substantially cylindrical mounting frame having thermal conductivity disposed around the light distribution member;
A connection member that connects a part of the outer shell of the light emitting module and the mounting frame to transfer heat from the outer shell to the mounting frame;
The lighting fixture characterized by comprising.
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