JP2013073696A - 光源ユニット、光源装置及びこの光源装置を用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源ユニット内部にて発生した熱を効果的に本体外部へと放熱することが出来ると共に、ＬＥＤモジュールからの光束ロスを低減すること。
【解決手段】本発明の光源ユニット１は、ＬＥＤ光源モジュール２と、ＬＥＤモジュール２が設置される設置面部３Ｂと、ＬＥＤモジュール２からの熱を放熱するための放熱フィン３Ａと、設置面部３Ｂと放熱フィン３Ａとの間に配置される肉厚部３０と、を有する本体３と、を具備し、肉厚部３０は、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向に沿った方向の本体３の断面において、ＬＥＤモジュール２から外側に向かってＬＥＤモジュール２の光を照射方向に向けるように傾斜している傾斜面３１を有し、この傾斜面３１は、設置面部３Ｂの肉厚よりも厚く形成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、光源モジュールとこの光源モジュールを設置する設置面部を有する本体とを具備する光源ユニット、光源装置及びこの光源装置を用いた照明器具に関する。

従来より、光源装置を備えた照明器具が普及している。この照明器具の光源装置は、光源ユニットを有し、この光源ユニットは、通常、光源である光源モジュールとこの光源モジュールを設置する設置面部を有する本体とを具備して構成される。

光源モジュールとして、高出力及び省エネルギの点で、ＬＥＤ等の発光素子を用いた光源モジュールが有効であり実用化されている。

このような光源ユニットでは、点灯時、光源モジュール及びこの光源モジュールを点灯させるための電源回路が発熱する。そのため、光源ユニットは、光源モジュール及び電源回路により発生した熱を、熱導電性の部材で構成された本体に伝達させ、この本体自体、及び該本体に形成される放熱フィン等の放熱部によって放熱している。

この種の光源ユニットとしては、例えば、ＬＥＤモジュールと、このＬＥＤモジュールがＬＥＤモジュール基板を介して設置される設置面部と、この設置面部の外側に配置され、ＬＥＤモジュール等により発生した熱を放熱するための放熱フィンとを備えた本体を構成する金属製カバーと、この金属製カバーに取り付けられる口金内部に設けられ、ＬＥＤモジュールを点灯するための電源回路である点灯装置と、を有するランプ装置がある。

特開２０１１−７０９７４号公報

しかしながら、前記従来のランプ装置では、本体の、ＬＥＤモジュールが設置される設置面部を含む部分が、円形で且つ平面を有する板状に形成されているので、この設置面部と、この設置面部の裏面の外周側に配置される放熱フィンとの間の肉厚は均一である。また、この本体の前記設置面部の裏面には、放熱フィンの内側に配置されるように点灯装置が収納される口金の端部が接触して取り付けられることになる。

このため、前記従来のランプ装置は、本体の口金の端部が取り付けられる部分において、ＬＥＤモジュールからの熱に、点灯装置からの熱が加わり、その本体部分の熱抵抗が大きいと、ＬＥＤモジュールや点灯装置の温度がかなり上がってしまうといった問題がある。

また、前記従来のランプ装置では、本体の設置面部側の外周縁部に、透過性のグローブを固定するための溝部を有する壁部が形成されており、この壁部は、ＬＥＤモジュールの光軸方向に沿った本体の断面において、平面の設置面部に配置されるＬＥＤモジュールよりも高い位置に配されている。このため、前記従来のランプ装置では、ＬＥＤモジュールから出射した光束の一部が本体の壁部によって遮れてしまい、ランプ装置から出射する照明光の光束ロスを引き起こしてしまうといった問題もある。

そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、光源ユニット内部にて発生した熱を効果的に本体外部へと放熱することが出来ると共に、光源モジュールからの光束ロスを低減することが出来る光源ユニット、光源装置、及びこの光源装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る照明装置は、少なくとも１つの発光素子を配置して発光面を形成する光源モジュールと、前記光源モジュールが設置される設置面部と、この設置面部の周囲に配設され、前記光源モジュールからの熱を放熱するための放熱部と、前記設置面部と前記放熱部との間に配置される肉厚部と、を有する本体と、を具備し、前記肉厚部は、前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記光源モジュールから外側に向かって前記光源モジュールの光を照射方向に向けるように傾斜している傾斜面を有し、この傾斜面は、前記設置面部の肉厚よりも厚く形成したことを特徴とする。

また、本発明の実施形態に係る光源装置は、本発明の光源ユニットと；前記光源ユニットの前記光源モジュールを点灯するための電源回路と；前記電源回路を収納して前記本体に取り付けられる口金と；を具備している。

さらに、本発明の実施形態に係る照明器具は、本発明の光源装置と；前記光源装置の前記口金が着脱自在に装着されるソケットと；を具備している。

本発明の実施形態に係る光源ユニット、光源装置、及びこの光源装置を用いた照明器具によれば、光源ユニット内部にて発生した熱を効果的に本体外部へと放熱することが出来ると共に、光源モジュールからの光束ロスを低減することが出来る。

本発明の一実施形態に係る光源ユニットの外観の構成を示す斜視図。 図１の光源ユニットを放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図。 図１の光源ユニットを有する光源装置とソケットとを備えた照明器具の構成を示す斜視図。 図１の光源ユニットの分解斜視図。 本実施形態の光源ユニットの主要部の構成を説明するための、図２のＡ−Ａ線断面図。 図５の断面にて破断した光源ユニットの斜視図。 図４の本体を放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図。 図７のＢ−Ｂ線断面図。 図７のＣ−Ｃ線断面図。

本実施形態の光源ユニットは、少なくとも１つの発光素子を配置して発光面を形成する光源モジュールと、前記光源モジュールが設置される設置面部と、この設置面部の周囲に配設され、前記光源モジュールからの熱を放熱するための放熱部と、前記設置面部と前記放熱部との間に配置される肉厚部と、を有する本体と、を具備し、前記肉厚部は、前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記光源モジュールから外側に向かって前記光源モジュールの光を照射方向に向けるように傾斜している傾斜面を有し、この傾斜面は、前記設置面部の肉厚よりも厚く形成したことを特徴とする。

本実施形態において、特に限定しない限り、用語の定義及び技術的意味は次による。

光源モジュールを構成する少なくとも１つの発光素子は、ＬＥＤを用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ等の発光体であっても良い。

少なくとも１の発光素子を配置して形成される発光面は、例えば、チップオンボード（ＣＯＢ：Chip On Board ）タイプで形成されたものであるが、これに限定されるものではない。

発光面は、複数の発光素子を用いた場合、複数の発光素子を縦横に配設して、例えば、正方形状に形成されたものであるが、これに限定されるものではなく、複数の発光素子が円形状、楕円形状等となるように配設しても良い。

本体は、例えばダイカスト等の製法により熱伝導性を有して形成されたものであるが、熱伝導性を有していればどの方法を用いて構成しても良い。本体の放熱部は、光源モジュールの設置面部の裏側の外周に設けられた複数の放熱フィンや複数の針で構成するが、これに限定されるものではなく、表面面積を大きくして放熱作用に有効な構造であればいずれの構成であっても良い。

また、本体の傾斜面は、光源モジュールから外側に向かって光源モジュールの光を照射方向に向けるように傾斜しているが、この傾斜角度については特に限定されるものではなく、光源モジュールの光の照射方向に光を向けるように反射可能な傾斜角度であれば良い。

また、この傾斜面の肉厚は、設置面部の肉厚よりも厚くなるように形成しているが、熱伝導性を高めることができる厚さで形成することが望ましい。

（一実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る光源ユニットの外観の構成を示す斜視図、図２は、図１の光源ユニットを放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図、図３は、図１の光源ユニットを有する光源装置とソケットとを備えた照明器具の構成を示す斜視図である。

先ず、本実施形態の照明器具の概略構成について図３を参照して説明する。
図３に示す本実施形態の照明器具１０は、本実施形態の光源装置を構成する光源ユニット１と、ソケット１１と、を有して構成される。

ソケット１１は、例えばダウンライトなどの図示しない器具本体に取り付けられている。このソケット１１は、電気的絶縁性を有する合成樹脂で円筒上のソケット本体１２を有する。このソケット本体１２の中央部には、上下方向に連通するように挿通孔１２Ａが形成されている。

また、ソケット本体１２の下面には、対向配置された一対のソケット部１３、１３が形成されている。これらのソケット部１３には接続孔１４が形成され、この接続孔１４の内側には電源供給する図示しない受金が配置されている。この接続孔１４は、ソケット本体１２の中心に対して同心円となる円弧形状の長孔であり、この長孔の一端には拡径部１５が一体に形成されている。

このようなソケット１１には、前記光源ユニット１が着脱自在に装着される。具体的には、ソケット１１の挿通孔１２Ａに、後述する光源ユニット１の口金７の突起部７Ａを嵌合すると同時に、ソケット部１３の各拡径部１５に光源ユニット１の各電極部８を挿通する。そして、光源ユニット１を図３中の時計方向に回転させることにより、光源ユニット１の各電極部８が拡径部１５から接続孔１４にスライドしながら移動し、該接続孔１４の基端部まで到達すると、各電極部８が図示しない受金と電気的に接続されると同時に固定された状態となる。こうして、光源ユニット１がソケット１１に装着される。

次に、本実施形態の光源ユニット１の構成及び組立構造について、図１〜図４を参照しながら説明する。尚、図４は、図１の光源ユニットの分解斜視図である。

図１〜図４に示すように、本実施形態の光源ユニット１は、光源モジュール２と、本体３と、上蓋４と、電源回路ケース５と、電源回路６と、口金７と、一対の電極部８と、グローブ９と、を有して構成される。

光源モジュール２は、例えば発光素子としてのＬＥＤ（図示せず）を複数配置して発光面２ａが形成されたＬＥＤモジュールである。このＬＥＤモジュール２は、複数のＬＥＤを配置して形成された、チップオンボード（ＣＯＢ：Chip On Board ）タイプの発光面２ａを有し、この発光面２ａは、図示はしないが、基板上に、発光素子であるＬＥＤを縦横方向に複数配置して構成される。

また、ＬＥＤモジュール２は、各ＬＥＤが電気的に接続される基板２Ａと、この基板２Ａ上に配設され、電源回路６からの接続線と各ＬＥＤとを電気的に接続するためのコネクタ２Ｂとを有する。

尚、光源モジュール２を構成する発光素子は、ＬＥＤに限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬ等の発光体であっても良い。また、発光素子は、１つであっても複数であっても良い。
また、発光面２ａは、ＬＥＤを縦横方向に複数配置して形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、基板上において複数のＬＥＤを円形状になるように配置して構成しても良い。

本体３は、例えば金属などの部材を用いてダイカスト等の製法により熱伝導性を有して形成されたもので、ＬＥＤモジュール２が設置される設置面部３Ｂと、この設置面部３Ｂの裏面の外周側に配設され、ＬＥＤモジュール２及び電源回路６からの熱を放熱するための放熱フィン３Ａと、を有して構成される。また、本体３の設置面部３Ｂ側の外周縁部３Ｘには、グローブ９を嵌合するための壁部が形成されている。

本体の設置面部３Ｂには、図４に示すように、４つのネジ穴３ｂが設けられている。そして、設置面部３Ｂ上に前記ＬＥＤモジュール２の基板２Ａを載せた状態で、図示しないネジをネジ穴３ｂに夫々螺合することにより、この設置面部３Ｂ上にＬＥＤモジュール２が固定されるようになっている。尚、ＬＥＤモジュール２のコネクタ２Ｂに接続される図示しない接続線は、設置面部３Ｂの近傍に設けられた接続用孔３ｃを介して本体３の裏側に配設される電源回路６へと導かれるようになっている。

放熱フィン３Ａは、図２に示すように、本体３の設置面部３Ｂの裏側の面の外周部に複数配設されている。尚、放熱フィン３Ａは、光源ユニット１内部に発生した熱を放熱するための放熱部を構成するものであるが、これに限定することはなく、例えば、複数の針で放熱部を構成しても良い。勿論、放熱部は、これらの放熱フィンや針以外にも、表面面積を大きくして有効な放熱作用が得られる構造であればいずれの構造に構成しても良い。

本体３の設置面部３Ｂの裏側には、図４に示すように、上蓋４及び電源回路６が収納される電源回路ケース５を収納した口金７が装着される。

この場合、口金７内部には、電源回路６を収納した電源回路ケース５が収納され、この電源回路ケース５の両側に設けられた電極部取付孔５ａにそれぞれ電極部８が嵌入される。そして、その状態にて上蓋４を図４中上方向から被せるが、このとき、各電極部８ａのピンが上蓋４に略Ｃ字状のカラー４ａ、４ａの各スリット内に挿通されると同時に、各電極部８に設けられた係止部８ａが各カラー４ａ、４ａに夫々係止される。各電極部８ａの係止部８ａが各カラー４ａ、４ａに係止されることによって、電極部８の本体３方向への移動を規制するようにしている。

そして、このように電源回路ケース５、一対の電極部８、及び上蓋４を収納した状態の口金７を本体３の設置面部３Ｂとは裏側の面に配置し、そして、本体３の設置面部３Ｂの周囲に複数設けられた孔３ａから図示しないネジを夫々挿通すると同時に、口金７に設けられた複数のネジ穴７ａにそれぞれ螺合することにより、口金７が本体３の設置面部３Ｂとは裏側の面に固定される。

また、口金７は、電気絶縁性を有する合成樹脂部で構成されており、一対の電極部８及び電源回路６との絶縁がなされている。

一方、本体３の設置面部３Ｂ側の外周縁部３Ｘの内周面には、複数の係合溝３ｄが設けられ、この複数の係合溝３ｄに、グローブ９の係合部９ａが係合することにより、グローブ９を本体３に固定することができる。このグローブ９は、透光性を有する透明或いは光拡散性を有するポリカーボネート等の合成樹脂材料により、有底偏平円筒状に形成されている。
このようにして、図１、図２、図４に示すような本実施形態の光源ユニット１を組立ることができる。

次に、本実施の形態の光源ユニット１の特徴となる主要部の構成について、図５〜図９を参照しながら説明する。
尚、図５は、本実施形態の光源ユニットの主要部の構成を説明するための、図２のＡ−Ａ線断面図、図６は、図５の断面にて破断した光源ユニットの斜視図、図７は、図４の本体を放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図、図８は、図７のＢ−Ｂ線断面図、図９は、図７のＣ−Ｃ線断面図である。

図５及び図６に示すように、本実施形態の光源ユニット１において、本体３は、設置面部３Ｂと放熱フィン３Ａとの間に配置される肉厚部３０を有して構成される。
この肉厚部３０は、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向に沿った方向の本体３の断面において、ＬＥＤモジュール２から外側に向かってＬＥＤモジュール２の光の照射方向に光を向けるように傾斜している傾斜面３１を有し、この傾斜面３１は、設置面部３Ｂの肉厚よりも厚くなるように形成されている。

尚、この傾斜面３１の傾斜角度については特に限定されるものではなく、ＬＥＤモジュール２の光の照射方向に光を向けるように反射可能な傾斜角度であれば良い。また、この傾斜面３１の肉厚は、設置面部３Ｂの肉厚よりも厚くなるように形成しているが、熱伝導性を高めることができる厚さで形成することが望ましい。

また、本体３の設置面部３Ｂ及び傾斜面３１が有する面には、ＬＥＤモジュール２の基板２Ａが配置される部分を除き、例えば、白色の塗料が塗布されて、ＬＥＤモジュール２からの光を効果的に光の照射方向へと反射するように構成されている。

また、図５に示すように、本実施形態の光源ユニット１は、前記本体３の肉厚部３０の傾斜面３１とは逆側の面に、口金７の基端部が接触されるように構成している。すなわち、電源回路６により発生した熱が口金７に伝達されたとしても、この口金７に伝達された熱を本体３の肉厚部３０に積極的に伝えるように構成している。

本実施形態の光源ユニット１では、傾斜面３１を有する肉厚部３０は、設置面部３Ｂの肉厚よりも厚いので、熱抵抗が小さい。さらに、肉厚部３０の肉厚は、傾斜面３１を形成しているので、外側に向けて徐々に厚くなる。このため、肉厚部３０の熱抵抗がさらに小さくなるので熱伝導率が高くなるため、より多くの熱量を放熱フィン３Ａ側へと伝達することが可能であり、同時に本体３自体、及び放熱フィン３Ａによって伝達された熱を放熱することが可能となる。

また、本実施形態の光源ユニット１では、図７に示すように、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏのやや斜め方向から見た本体３の裏側において、放熱フィン３Ａの一部が前記肉厚部３０の少なくとも一部に、より近づくように構成して、この肉厚部３０の少なくとも一部に連接する放熱フィン３Ａの表面積を大きく構成している。

すなわち、複数の放熱フィン３Ａの内側に形成される凹部の形状は、通常、図７中の点線で示すように、略円弧形状に形成されるが、本実施形態では、図７に示すように、肉厚部３０の形成に基づき対向配置される所定数の放熱フィン３Ａが前記点線から距離Ｌ分だけ、前記肉厚部３０の一部により近づけるように構成しているため、複数の放熱フィン３Ａの内側に形成される凹部の形状が、トラックフィールド形状になる。

このため、本体３の中心軸Ｏ１に近付いた放熱フィン３Ａは、中心軸Ｏ１に近付かない放熱フィン３Ａ（図８参照）と比較すると、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向に直交する方向に拡大することになり、このため、その表面面積が大きくなるので、その分より放熱作用を向上させることができる。
尚、この複数の放熱フィン３Ａの内側に形成される形状は、図７に示すトラックフィールド形状に限定されるものではなく、例えば、四角形状などの多角形状、或いは円弧形状に形成しても良い。

次に、本実施形態の光源ユニット１の作用について、図５〜図９を参照しながら説明する。
本実施形態の光源ユニット１においては、本体３は、設置面部３Ｂの肉厚よりも厚く、熱抵抗が小さく且つ熱伝導率の高い肉厚部３０を有している。さらに、肉厚部３０の肉厚は、傾斜面３１を形成しているので、外側に向けて徐々に厚くなる。

このため、肉厚部３０の熱抵抗がさらに小さくなり熱伝導率も高くなるので、より多くの熱を放熱フィン３Ａ側へと伝達することが可能である。

従って、ＬＥＤモジュール２からの熱と、口金７からの熱とが、本体３の肉厚部３０に合わさったとしても、本体３の肉厚部３０の熱抵抗が小さいので、より多くの熱を吸収して、本体３自体で放熱することができると同時に、より多くの熱を放熱フィン３Ａ側に伝達して、該放熱フィン３Ａにより本体外部に放熱することができる。
また、この時、図７に示すように本体３の中心軸Ｏ１に近づけて表面面積を大きくした複数の放熱フィン３Ａによって、さらに放熱効果を向上させることができる。

さらに、本実施形態の光源ユニット１においては、本体３の肉厚部３０の傾斜面２１は、ＬＥＤモジュール２から外側に向かってＬＥＤモジュール２の光を照射方向に向けるように傾斜している。

このため、ＬＥＤモジュール２の本体３の設置面部３Ｂ側の外周縁部３Ｘに形成される壁部が、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向に沿った本体３の断面において、設置面部３Ｂに配置されるＬＥＤモジュール２よりも高い位置に配されたとしても、ＬＥＤモジュール２から出射した光束の一部を傾斜面３１によって、ＬＥＤモジュール２の光の照射方向に光を向けるように反射させることができる。これにより、光源装置としての光束ロスを低減することができる。

尚、本実施形態の光源ユニット１では、図５に示すように、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向に沿った方向の本体３の断面において、本体３の外周縁部３Ｘが、前記傾斜面３１の延線ｙ上あるいはその延長線よりも下側に配置されるように構成している。すなわち、光源ユニット１は、そもそも、ＬＥＤユニット２からの出射した光束の一部が本体３の外周縁部３Ｘに形成される壁部に当たらないような構造を有しており、光束ロスの低減をより確実に行うことができる。

また、本実施形態の光源ユニット１では、図４に示すように、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向から見た前記本体の平面上において、傾斜面３１の傾斜が始まるＳ部分（図５参照）から内側に形成される前記設置面部３Ｂの形状を、ＬＥＤモジュール２を設置する際の位置決めに用いるように構成しても良い。これにより、ＬＥＤモジュール２を本体３の設置面部３Ｂに装着する際の組み付け作業を簡易化できる。

さらに、図５に示すように、ＬＥＤモジュール２の光軸Ｏ方向に沿った方向の本体３の断面において、ＬＥＤモジュール２は、本体３の肉厚部３０の高さよりも低い位置に配置して構成しても良い。これにより、ＬＥＤモジュール２から出射される光束を、より有効に傾斜面３１に導くことができ、光束ロスの低減をより確実に行うことができる。

従って、本実施形態によれば、光源ユニット１内部にて発生した熱を効果的に本体３外部へと放熱することが出来ると共に、ＬＥＤモジュール２からの光束ロスを低減することが出来る光源ユニット１、光源装置、及びこの光源装置を用いた照明器具１０の実現が可能となる。

本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変、実施形態及び変形例間の置換、組合せ等が可能である。

１…光源ユニット（光源装置）
２…光源モジュール（ＬＥＤモジュール）
２Ａ…基板
２Ｂ…コネクタ
２ａ…発光面
３…本体
３Ａ…放熱フィン
３Ｂ…設置面部
３Ｘ…外周縁部
４…上蓋
５…電源回路ケース
６…電源回路
７…口金
７Ａ…突起部
８…電極部
９…グローブ
１０…照明器具
１１…ソケット

Claims (7)

1. 少なくとも１つの発光素子を有する光源モジュールと、
   前記光源モジュールが設置される設置面部と、この設置面部の周囲に配設され、前記光源モジュールからの熱を放熱するための放熱部と、前記設置面部と前記放熱部との間に配置され、前記設置面部よりも肉厚が厚く前記光源モジュールから外側に向かって照射方向に傾斜している傾斜面を有する肉厚部と、を有する本体と、
   を具備したことを特徴とする光源ユニット。
2. 前記光源モジュールの光軸方向から見たときに、前記本体の前記放熱部の一部は、前記肉厚部の少なくとも一部に近づくように構成したことを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記本体の外周縁部が、前記傾斜面の延線上あるいはその延長線よりも下側に配置されるように構成したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源ユニット。
4. 前記光源モジュールの光軸方向から見た前記本体の設置面部側の平面上において、前記傾斜面の傾斜が始まる部分から内側に形成される前記設置面部の形状を、前記光源モジュールを設置する際の位置決めに用いることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光源ユニット。
5. 前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記光源モジュールは、前記本体の前記肉厚部の高さよりも低い位置に配置されて構成したことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光源ユニット。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光源ユニットと；
   前記光源ユニットの前記光源モジュールを点灯するための電源回路と；
   前記電源回路を収納して前記本体に取り付けられる口金と；
   を具備したことを特徴とする光源装置。
7. 請求項６に記載の光源装置と；
   前記光源装置の前記口金が着脱自在に装着されるソケットと；
   を具備したことを特徴とする照明器具。

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