JP2013025876A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤを用いた照明装置において、軽量化することを目的とするものである。
【解決手段】発光ダイオード（ＬＥＤ５）を用いた照明装置１において、ＬＥＤ５と、ＬＥＤ５を取り付けた基板６と、基板６に取り付けた円筒状のヒートシンク７と、円筒状の冷却塔４を備え、ＬＥＤ５と基板６とヒートシンク７とを１つのケース３内に収め、冷却塔４は、円筒中央部に空気を上方へ送る送風機８を備えるとともに、外周部には、放射状に中空状のヒダ部４ａを設け、蓋をするようにしてケース３と結合し、送風機８により、冷却塔４内の空気を循環させ、ヒダ部４ａにおいて外気により内部の空気を冷却し、この冷却した空気をヒートシンク７に供給することによって、照明装置１の軽量化を図る。
【選択図】図３

Description

本発明は、一般住宅、事務所、ホールなどに用いられる照明装置、特に、ＬＥＤ（発光ダイオード）を発光源とする照明装置に関するものである。

近年、技術開発が進み、一般の照明用として、発光ダイオード（以降、ＬＥＤ）を多用するようになってきた。その発光源となるＬＥＤは、発熱量が大きく、照明装置の性能や信頼性を確保するために、発光源を冷却することが必要になっている。従来のＬＥＤを用いた照明装置について、図５を用いて説明する。

この従来の照明装置１０１は、発光源となるＬＥＤ１０２を複数設けた基板１０３と、この基板の背面側に設けた冷却部１０４とをフード１０５で覆った構成である。冷却部１０４は、ＬＥＤ１０２の熱を直接冷却するペルチェ素子１０６と、ペルチェ素子１０６からの発熱を放熱するヒートシンク１０７とで構成されている（例えば特許文献１）。

特開２０１１―１８５００号公報

しかしながら、上記従来例による照明装置では、電力消費量の多いペルチェ素子１０６を用いているため、このペルチェ素子自体を冷却するために、大きなヒートシンクを用いなくてはならなかった。そのため、ＬＥＤを用いた照明装置は、重量の大きいものとなっていた。

そこで、本発明は、ＬＥＤを用いた照明装置の軽量化を図ることを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために、本発明の照明装置は、
発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明装置において、
ＬＥＤ素子と、ＬＥＤを取り付けた基板と、基板に取り付けた円筒状のヒートシンクと、
円筒状の冷却塔を備え、
前記ＬＥＤ素子と前記基板と前記ヒートシンクとを１つのケース内に収め、
前記冷却塔は、円筒中央部に空気を上方へ送る送風機を備えるとともに、外周部には、放射状に中空状のヒダ部を設け、前記ケースと蓋をするようにして結合し、
前記送風機により、前記冷却塔内の空気を循環させ、前記ヒダ部において外気により内部の空気を冷却し、この冷却した空気を前記ヒートシンク部に供給するものであり、
これにより所期の目的を達成するものである。

以上のごとく本発明の照明装置は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明装置において、ＬＥＤ素子と、ＬＥＤを取り付けた基板と、基板に取り付けた円筒状のヒートシンクと、円筒状の冷却塔を備え、前記ＬＥＤ素子と前記基板と前記ヒートシンクとを１つのケース内に収め、前記冷却塔は、円筒中央部に空気を上方へ送る送風機を備えるとともに、外周部には、放射状に中空状のヒダ部を設け、前記ケースと蓋をするようにして結合し、前記送風機により、前記冷却塔内の空気を循環させ、前記ヒダ部において外気により内部の空気を冷却し、この冷却した空気を前記ヒートシンク部に供給するものであるので、照明装置の軽量化を図ることができる。

すなわち、本発明においては、従来のように、重いヒートシンクを用いることなく、ＬＥＤで発生した熱を、送風機の送風により、冷却塔へ移動させ、効果的に放熱させることができるので、照明装置の軽量化を図ることができるのである。

本発明の実施の形態１の照明装置の外観図 同照明装置の断面図 同照明装置の断面斜視図 同照明装置の冷却塔の断面斜視図 従来のＬＥＤを用いた照明装置の概略図

以下、本実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における照明装置１の外観を表すものである。図１に示すように、照明装置１は、外観上、天井面等に取り付けられるフランジ２を有したケース３に、冷却塔４が接続された形態となっている。

図２は、照明装置１の断面図、図３は照明装置１の断面斜視図である。図２に示すように、照明装置１は、ケース３の内部に、ＬＥＤ５を搭載した基板６とヒートシンク７が設けられている。ヒートシンク７は、基板６に接するようにして設けられ、基板６から発生する熱を受けてフィン７ａから放熱するものである。そして、ヒートシンク７は、中心を空洞にした円筒状であり、フィン７ａは、その空洞部を中心に放射状に設けられている。

ケース３は、略円筒形で、ＬＥＤ５の発光側を透明（あるいは、場合によっては半透明）に形成し、他端を開放した形状である。

次に、冷却塔４は、外周に放射状のヒダ部４ａを設けて円筒状に形成し、その円筒の一端を天板４ｅで塞いだ形状をしている。ヒダ部４ａは、円筒中心軸側を中空状にしている。そして、その円筒中心部には、送風機８がその送風方向を円筒軸方向で閉鎖側を下流にして設けられている。この場合、送風機８の種類としては、軸流ファンを用いるのがよい。

ケース３と冷却塔４は、それぞれの開放側を対向させて接合して照明装置１の外形を形作っている。また、ケース３内には、そのＬＥＤ５の発光側に反射板、集光レンズなどが必要に応じて取り付けられることになる。

さらに、詳しく説明する。

ヒートシンク７は、略ドーナツ型のベース板に放射状にフィン７ａを立てたものである。基板６には、ベース板に接するようにして取り付ける。ヒートシンク７の外周側は、ケース３で覆われることになる。

冷却塔４は、開放側端部にヒダ部４ａの空気出口４ｂが設けられ、円筒閉鎖側にヒダ部４ａの空気入口４ｃが設けられている。本実施の形態では、図４に示すように、ヒダ部４ａの内周側に円筒状の内壁４ｄを設け、空気入口４ｃを形成している。冷却塔４は、ヒダ部４ａを薄い樹脂で形成している。

このような構成によりその動作を説明する。

照明装置１を点灯すると、ＬＥＤ５は発光すると共に、発熱することになる。発生した熱は、ヒートシンク７を熱くする。一方、照明装置１の点灯と同じくして送風機８が運転する。送風機８は、冷却塔４の中心部を図２の上方に向けて流れる気流を発生させる。この気流は、天板４ｅにして四方に拡がり、空気入口４ｃからヒダ部４ａ内に流入する。そしてヒダ部４ａ内を下方に流れて空気出口４ｂからヒートシンク７のフィン７ａ間に吹き出すのである。そして、ヒートシンク７内に流入した空気は中心部に集まって再び送風機８により冷却塔４内を循環するのである。

この冷却塔４内を循環する気流は、ヒダ部４ａにおいてその薄い壁を介して外気と接触し、冷却される。冷却された空気は、上述のようにヒートシンク７のフィン７ａ間に吹き出されて、ヒートシンク７から熱を受けて温められると共に、ヒートシンク７を冷却するのである。そして、温められた空気は、再び冷却塔４内を循環して、ヒダ部４ａにおいて冷却されることになる。

一方、照明装置１の外周側について説明する。上述したように、照明装置１の外形は、略円筒型のケース３の上方に放射状にヒダ部４ａを設けた冷却塔４が設けられた構成である。このような形状において、ヒダ部４ａ内を温かい空気が通過すると、ヒダ部４ａの周囲（特にヒダ部４ａのヒダの間）で上昇気流が発生することになる。この上昇気流は、冷却塔４の天板４ｅ部分から外気に解放されることになると共に、下部（ケース３と冷却塔４との接合部）から誘引されて比較的冷たい外気空気がヒダ部４ａに供給される。このようにしてヒダ部４ａにおいて内部を通過する温かい空気と外気との熱交換が行われ、内部の空気が冷却されるのである。

このような構成によれば、冷却塔４内を循環する空気によって、ＬＥＤ５から発生する熱を効率的に放出することができると共に、冷却塔４を軽量な樹脂で成形することによって、照明装置１全体の重量を小さくすることができる。また、冷却塔４を円筒型に形成し、放熱部となるヒダ部４ａを放射状に設けたので、照明装置１の周囲で効率的に放熱することができるのである。

以上のごとく本発明の照明装置は、ＬＥＤ素子と、ＬＥＤを取り付けた基板と、基板に取り付けた円筒状のヒートシンクと、円筒状の冷却塔を備え、前記ＬＥＤ素子と前記基板と前記ヒートシンクとを１つのケース内に収め、前記冷却塔は、円筒中央部に空気を上方へ送る送風機を備えるとともに、外周部には、放射状に中空状のヒダを設け、前記ケースと蓋をするようにして結合し、前記送風機により、前記冷却塔内の空気を循環させ、前記ヒダ部において外気により内部の空気を冷却し、この冷却した空気を前記ヒートシンク部に供給するものであるので、照明装置の軽量化を図ることができる。

そして、軽量化した照明装置は、天井などに取り付ける照明装置のほか、スポットライトなどにも、広く活用されることが期待される。

１ 照明装置
２ フランジ
３ ケース
４ 冷却塔
４ａ ヒダ部
４ｂ 空気出口
４ｃ 空気入口
４ｄ 内壁
４ｅ 天板
５ ＬＥＤ
６ 基板
７ ヒートシンク
８ 送風機

Claims (4)

1. 発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明装置において、
   ＬＥＤ素子と、ＬＥＤを取り付けた基板と、基板に取り付けた円筒状のヒートシンクと、
   円筒状の冷却塔を備え、
   前記ＬＥＤ素子と前記基板と前記ヒートシンクとを１つのケース内に収め、
   前記冷却塔は、円筒中央部に空気を上方へ送る送風機を備えるとともに、外周部には、放射状に中空状のヒダ部を設け、蓋をするようにして前記ケースと結合し、
   前記送風機により、前記冷却塔内の空気を循環させ、前記ヒダ部において外気により内部の空気を冷却し、この冷却した空気を前記ヒートシンクに供給する照明装置。
2. 前記ヒートシンクは、円盤状のベース板に、中心部を空洞にして放射状に放熱フィンを設けた請求項１記載の照明装置。
3. 前記冷却塔は、一端を塞いで天板とし、円筒外周にヒダ部を形成した請求項１記載の照明装置。
4. 前記冷却塔は、ヒダ部の内周側に円筒型の内壁を設けた請求項３記載の照明装置。

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