JP2013206693A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ照明装置における配線制約及び配光制約等の各種制約を受けずに、ＬＥＤの冷却性能を向上させる。
【解決手段】ＬＥＤ３２と、ＬＥＤ３２を収容するＬＥＤ収容空間を形成するケーシング２と、ケーシング２に形成したＬＥＤ収容空間に気体を供給する給気経路Ｓ１とを備え、給気経路Ｓ１が、ＬＥＤ３２に向いて開口するノズル部７３を有し、ノズル部７３が、ＬＥＤ３２の配光角Ｘよりも外側に位置し、ノズル部７３から出る気体の流速が、給気経路Ｓ１におけるノズル部７３の上流側の気体の流速よりも高速となるように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、複数のＬＥＤを有するＬＥＤ照明装置に関するものであり、特にワーク（製品）の所定照射領域における傷の有無やマーク読み取り等の検査用として好適に用いられるものに関するものである。

この種のＬＥＤ照明装置においては、光出力を増加させるために、ＬＥＤの数又は当該ＬＥＤに流す電流を増大することが考えられているが、これによりＬＥＤの発熱量が増大してＬＥＤの光出力の低下又はＬＥＤ等の電子部品の寿命低下を招くことがある。

このため従来においては、ＬＥＤを収容するケーシングに放熱フィンを設け、前記ＬＥＤにより生じた熱を放熱フィンを介して空気への自然対流により放熱することが一般的に行われている。

また、従来の高光出力のＬＥＤ照明装置の場合には、前記放熱フィンによる放熱を行うだけでは不十分であり、放熱フィンを送風ファンにより強制的に冷却（強制空冷）する方法が一般的に行われている。

さらに、ＬＥＤの冷却性能を向上させるために、特許文献１に示すように、水冷ジャケット、ラジエータ、循環ポンプ及びファンを備えた水冷ユニットを、放熱フィンに密着させて放熱フィンを冷却（水冷）するものも考えられている。

しかしながら、上記の強制空冷システム又は水冷システムでは、放熱フィンのみを冷却することになるため、ＬＥＤの冷却効率には限界がある。つまり、ＬＥＤと、当該ＬＥＤを搭載するＬＥＤ搭載基板と、放熱フィンとの間に発生する温度差を軽減する程度には限界がある。なお、これらの温度差は、熱抵抗（℃／Ｗ）で計算され、発熱体の発熱量（Ｗ）が増加すると温度差（℃）が増加することが知られている。

また、例えばＣＰＵ等の電子機器の冷却に用いられる小型ファンを用いて、複数のＬＥＤに直接風を当てることも考えられる。ところが、ＬＥＤ１つ１つにファンを設けるとＬＥＤ照明装置の大型化に繋がり、１つのファンで複数のＬＥＤを冷却すると各ＬＥＤの冷却性能にばらつきが出てしまう。さらに、このような小型ファンでは、出力が非常に小さくＬＥＤを十分に冷却することが難しい。

さらに、非特許文献１に示すように、ノズルを有する強制冷却デバイス（マイクロブロア）が考えられており、当該マイクロブロアを用いて、複数のＬＥＤに直接風を当てることも考えられる。ところが、ＬＥＤ１つ１つにマイクロブロアを設けるとＬＥＤ照明装置の大型化に繋がり、１つのマイクロブロアで複数のＬＥＤを冷却すると各ＬＥＤの冷却性能にばらつきが出てしまう。また、マイクロブロアの構造上、圧電素子及び当該圧電素子が取り付けられたダイヤフラムを有することから、各マイクロブロアのノズルをＬＥＤの位置に合わせて配置することが難しく、ＬＥＤ搭載基板においてＬＥＤの近傍に設けた場合には当該基板上の配線が制約を受けてしまい、ＬＥＤの側方からＬＥＤの近傍に設けた場合にはＬＥＤから射出される光の配光角度が制約を受けてしまうという問題がある。

特開２０１０−２７２４４０号公報

マイクロメカトロ／マイクロブロアの特徴・仕様、［online］、村田製作所、［平成２４年３月４日検索］、インターネット＜URL：http://www.murata.co.jp/products/micromechatronics/feature/microblower/index.html＞

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、ＬＥＤ照明装置における配線制約及び配光制約等の各種制約を受けずに、ＬＥＤの冷却性能を向上させることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係るＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤと、前記ＬＥＤを収容するＬＥＤ収容空間を形成するケーシングと、前記ケーシングに形成した前記ＬＥＤ収容空間に気体を供給する給気経路とを備え、前記給気経路が、前記ＬＥＤに向いて開口するノズル部を有し、前記ノズル部が、前記ＬＥＤの配光角よりも外側に位置し、前記ノズル部から出る気体の流速が、前記給気経路における前記ノズル部の上流側の気体の流速よりも高速となるように構成されていることを特徴とする。また、ＬＥＤの配光角とは、ＬＥＤの光軸を中心として当該光軸から所定角度傾いた角度を有するものであり、検査用途などの照明に有効な光束（放射束）又は光強度（放射強度）を有する角度を有する。ＬＥＤの配光角よりも外側とは、検査用途などの照明に有効な光束（放射束）又は光強度（放射強度）を有する角度の外側である。

このようなものであれば、ケーシングに給気経路を形成して、当該給気経路にＬＥＤに向いて開口するノズル部を設けており、ノズル部から出る気体の流速が、給気経路におけるノズル部の上流側の気体の流速よりも高速となるように構成されているので、少ない風量でありながらも、単位面積当たりの冷却効果を向上させることができ、ＬＥＤの冷却性能を向上させることができる。また、ＬＥＤ収容空間を構成する内面に気体を循環させるための循環案内面を形成すれば、ＬＥＤ収容空間内部で気体を循環させることができるので、ノズル部から流入する気体だけでなく、ＬＥＤ収容空間内で循環する気体がＬＥＤに当たり、ＬＥＤに気体を当てる頻度を増大させて更にＬＥＤの冷却効果を向上させることができる。これにより、ＬＥＤの冷却効率を向上させるとともに、ＬＥＤにおける熱抵抗を減少させることができ、その光出力の低下を防いで高光出力のＬＥＤ照明装置を実現することができる。ここで、ノズル部を有する給気経路がケーシングに設けられているので、ＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ搭載基板上等の配線が制約を受けることもない。また、ノズル部が、ＬＥＤの配光角の外側に設けられているので、ＬＥＤから射出される光の配光角度が制約を受けることが無く、ノズル部をＬＥＤに可及的に近づけることにより、高速の気体を的確に当てることができるとともに、ノズル部によりＬＥＤから射出される光が遮られることによる光量低下を防止することができる。

また本発明に係るＬＥＤ照明装置は、所定方向に列状に配列された複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを収容するＬＥＤ収容空間を形成するケーシングと、前記ケーシングに設けられて前記複数のＬＥＤの配列方向と直交する方向から前記複数のＬＥＤに向かって気体を供給する送風機構とを備え、前記送風機構が、前記ＬＥＤを向いて開口するとともに前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って開口が延びるスリット状のノズル部、又は前記ＬＥＤを向いて開口するとともに前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って配置された複数のノズル部を有し、前記ノズル部が、前記複数のＬＥＤの配光角よりも外側に位置していることを特徴とする。なお、複数列に配置される複数のＬＥＤの場合には、互いに隣接する列を構成するＬＥＤが対向するようにマトリックス状に配置されるものであっても良いし、互いに隣接する列を構成するＬＥＤが互い違いとなるように千鳥状に配置されるものであっても良い。

このようなものであれば、複数のＬＥＤの配列方向に直交する方向から当該複数のＬＥＤに向かって気体を供給することから、複数のＬＥＤを万遍なく均一に直接冷却することができる。これにより、複数のＬＥＤを用いてもそれら複数のＬＥＤの冷却効率を向上させるとともに、各ＬＥＤにおける熱抵抗を減少させることができ、その光出力の低下を防いで高光出力のＬＥＤ照明装置を実現することができる。また、複数のＬＥＤを均一に冷却することができるので、複数のＬＥＤの劣化を均一化することができ、複数のＬＥＤにおける配光ムラを防止することができる。さらに、送風機構がケーシングに設けられているので、ＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤ搭載基板上等の配線が制約を受けることもない。さらに、ノズル部によりＬＥＤに向かって流れる気体の流速を上げることができるので、ＬＥＤをより効果的に冷却することができる。その上、ノズル部が複数のＬＥＤの配光角よりも外側に位置しているので、ＬＥＤから射出される光の配光角度が制約を受けることが無く、ノズル部をＬＥＤに可及的に近づけることにより、高速の気体を的確に当てることができるとともに、ノズル部によりＬＥＤから射出される光が遮られることによる光量低下を防止することができる。

ＬＥＤ照明装置の具体的な実施の態様としては、前記複数のＬＥＤを収容するＬＥＤ収容空間を形成するケーシングを備え、前記ケーシングに、前記ＬＥＤ収容空間に気体を供給するものであり前記ノズル部を有する給気経路、及び排気手段によって前記ＬＥＤ収容空間から気体を排出する排気経路が形成されており、前記排気手段により、前記ＬＥＤ収容空間を負圧にすることによって、前記ノズル部から前記ＬＥＤ収容空間に気体が流入されることが望ましい。ここで、ケーシングに給気経路及び排気経路を形成することには、ケーシングに加工を加えて給気経路及び排気経路をケーシングに一体形成することの他、ケーシングとは別体である、給気経路を形成する部材（例えばホース等の給気配管）及び排気経路を形成する部材（例えばホース等の排気配管）を、ケーシングに形成した取付部位に取り付けることによって、ケーシングに給気経路及び排気経路を形成することも含む。またこの場合、給気経路にノズル部を設ける構成としては、ノズル部を給気配管側に設けても良いし、或いは、ノズル部をケーシング側に設けて、給気配管をケーシングに取り付けることにより給気配管とノズル部が連通するようにしても良い。また、排気手段は、排気経路上に設けても良いし、排気経路の外側開口に接触又は近接して設けても良い。

ＬＥＤ照明装置が、前記複数のＬＥＤが搭載されたＬＥＤ搭載基板を備えており、前記ケーシングが、前記ＬＥＤ搭載基板が搭載される底板及び当該底板において前記配列方向に沿って設けられた左右一対の側板を有するものであり、前記送風機構が、前記ケーシングにおける一方の側板側に外部の気体を前記ケーシングの内部に供給するための給気経路と、前記ケーシングにおける他方の側板側に前記ケーシングの内部の気体をケーシングの外部に排出するための排気経路とを有しており、前記給気経路の内側開口部が、前記ノズル部とされていることが望ましい。これならば、ケーシングの内部に給気経路及び排気経路を設けることにより、ケーシング内部の空間にＬＥＤから射出された光を遮る部材を設ける必要が無い。また、ケーシングとノズル部とを一体形成することにより、部品点数を削減することができるとともに、組み立て作業を容易にすることができる。

ノズル部の構成を簡単化するためには、前記ノズル部が、前記左右側板部の一方に設けられて前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って延びる突条部と、前記ＬＥＤ搭載基板の上面とにより形成されていることが望ましい。これならば、左右側板部の一方にＬＥＤ搭載基板とは別にノズル部を形成する必要が無く、突条部を設けるだけで良いので、ケーシングの加工を容易にすることができる。

少量の空気で高速の風をＬＥＤに当てることができ、空気の単位体積当たりの冷却性能を向上させるためには、前記ノズル部におけるＬＥＤ側開口である内側開口の開口面積が、前記ノズル部における外側開口の開口面積、又は前記ノズル部の外側開口に連通する流路における外側開口の開口面積よりも小さいことが望ましい。

給気経路の外部の気体を導入するための給気用ファンをケーシングの外部に設けることも考えられるが、そうするとＬＥＤ照明装置が大型化してしまう。このため、前記給気経路又は前記排気経路に外部の気体を当該給気経路に導入するための給気用ファンが設けられていることが望ましい。

前記排気経路が前記底板部に設けられるとともに、前記底板部の下面に放熱部が設けられていることが望ましい。これならば排気経路から排出される気体が放熱部を通過することになり、放熱部からの放熱を促進することができる。

前記放熱部の下面に当該放熱部内に外部の気体を導入するための放熱部用ファンが設けられており、当該放熱部用ファンが、外部の気体を当該給気経路に導入するための給気用ファンを兼ねていることが望ましい。これならば、放熱部用ファンを駆動することで、給気経路から外部の気体を導入することができるとともに、放熱部にも外部の気体を導入することができる。これにより、ＬＥＤ照明装置の放熱効率をより一層向上させることができる。

このように構成した本発明によれば、ＬＥＤ照明装置における配線制約及び配光制約等の各種制約を受けずに、ＬＥＤの冷却性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態におけるＬＥＤ照明装置の斜視図。 同実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。 同実施形態におけるＬＥＤ搭載基板及びスロットノズル部の関係を示す平面図。 同実施形態のノズル部を示す部分拡大断面図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。 ノズル部の変形例を示す模式図。 ノズル部の変形例を示す模式図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の模式図。 変形実施形態におけるＬＥＤ照明装置の長手方向に垂直な断面図。

以下に本発明に係るＬＥＤ照明装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００は、図１及び図２に示すように、ケーシング２と、長尺状の配線基板３１に複数のＬＥＤ３２を１列に搭載してなる１又は複数のＬＥＤ搭載基板３と、ケーシング２の左右一対の側板２２に支持された光学部材４とを備えている。なお、以下の説明で、ＬＥＤ３２の並ぶ配列方向Ｐを長手方向ともいい、その長手方向に直交しかつケーシング２の側板２２と直交する方向を左右方向、前記長手方向に直交しかつケーシング２の底板２１と直交する方向を縦方向と便宜上言うこととする。

以下に各部を詳述する。

ケーシング２は、図１及び図２に示すように、長尺金属製の直方体形状をなすもので、底板２１、左右一対の側板２２及びエンドプレート２３を備えている。

底板２１は、その上面に前記ＬＥＤ搭載基板３が載置されるとともに、その下面には、放熱部として複数の放熱フィンＦからなるヒートシンク５が設けられている。底板２１の上面には、ＬＥＤ搭載基板３が位置決めして載置するための凹部２１Ｍが形成されている。この凹部２１ＭにＬＥＤ搭載基板３が嵌ることによって、底板２１にＬＥＤ搭載基板３が位置決めされるとともに、後述するノズル部７３に対して位置決めされる。なお、凹部２１Ｍ内にＬＥＤ搭載基板３を載置することで、ＬＥＤ搭載基板３の上面と側板２２の上面とが面一となる。

ヒートシンク５の長手方向両端部は開口している。また、このヒートシンク５の下面には、１又は複数のヒートシンク用ファン６が設けられている。図１においては、３つのヒートシンク用ファン６が設けられており、両側にある２つのヒートシンク用ファン６は、ヒートシンク５の外部からヒートシンク５の内部に外部の気体である空気を供給するものであり、中央にある１つのヒートシンク用ファン６は、ヒートシンク５の内部からヒートシンク５の外部に空気を排出するものである。

左右一対の側板２２の内面（対向面）には、光学部材４であるロッドレンズ４１を固定するための第１の取付溝２２ａが形成されている。この取付溝２２ａには、ロッドレンズ４１が長手方向からスライドされて固定される。なお、このロッドレンズ４１により複数のＬＥＤ３２から射出された光が集光される。また、左右一対の側板２２の内面において、前記取付溝２２ａの上部、本実施形態では上端部には、光学部材４である拡散板４２を固定するための第２の取付溝２２ｂが形成されている。この取付溝２２ｂには、拡散板４２が長手方向からスライドされて固定される。なお、この拡散板４２によりロッドレンズ４１により集光された光が拡散される。このように構成された左右一対の側板２２は、底板２１にねじ止め等により固定される。なお、左右一対の側板２２の長手方向両端面には、概略矩形状のエンドプレート２３が取り付けられる。

ＬＥＤ搭載基板３は、図２及び図３に示すように、長尺状のプリント配線基板３１の表面に、複数のＬＥＤ３２を、光軸を一定方向に揃えて略直線状に１列に機械実装したものである。ＬＥＤ３２は、連続して２００ｍＡ以上の電流を流すことが可能ないわゆるパワーＬＥＤと称されるもので、この実施形態では薄い矩形板状をなすパッケージの中央にＬＥＤ素子を配設した表面実装型のものである。かかるＬＥＤ３２は、例えば、前記ＬＥＤ素子が所定の間隔で略直線１列に並ぶように配置される。

しかして本実施形態のＬＥＤ照明装置１００は、図１〜図３に示すように、複数のＬＥＤ３２に送風して直接冷却する送風機構７を備えている。

この送風機構７は、特に図２に示すように、ケーシング２における一方の側板２２（以下、２２Ａ）側に外部の気体である空気をケーシング２の内部に供給するための給気経路Ｓ１と、ケーシング２における他方の側板２２（以下２２Ｂ）側に前記ケーシング２の内部の気体である空気をケーシング２の外部に排出するための排気経路Ｓ２と、前記給気経路Ｓ１に設けられた防塵フィルタ７１と、排気経路Ｓ２に設けられた給気用ファンと７２とを有する。排気経路Ｓ２は、底板２１及び他方の側板２２Ｂの間に形成されている。なお、排気経路Ｓ２は、１つ設けたものであっても良いし、複数設けたものであっても良い。

給気経路Ｓ１は、底板２１及び一方の側板２２Ａの間に形成されている。具体的に給気経路Ｓ１の外側開口部Ｓ１ａは、一方の側板２２Ａの側面に開口しており、当該外側開口部Ｓ１ａに防塵フィルタ７１が取り付けられている。

また、給気経路Ｓ１の内側開口部Ｓ１ｂは、特に図３に示すように、前記複数のＬＥＤ３２を向いて開口するとともに複数のＬＥＤ３２の配列方向Ｐに沿って開口が延びるスリット状のノズル部７３とされている。

このノズル部７３は、ケーシング２内に設けられた複数のＬＥＤ３２の配列方向Ｐに沿ってそれら複数のＬＥＤ３２の全体に亘って開口が延び設けられており、複数のＬＥＤ３２の配列方向Ｐと直交する方向Ｑを向いて開口する。具体的にノズル部７３は、図４に示すように、一方の側板２２Ａに設けられて複数のＬＥＤ３２の配列方向Ｐに沿って延びる突条部２２１の下面２２１ａと、前記ＬＥＤ搭載基板３（プリント配線基板３１）の上面３ａとにより形成されている。

そしてこのノズル部７３は、内側開口に行くに従って、突条部２２１の下面２２１ａとＬＥＤ搭載基板３の上面３ａとの距離が徐々に縮小するように構成されている。これにより、排気経路Ｓ２に設けられた排気手段である給気用ファンと７２により、ケーシング２内部のＬＥＤ収容空間２Ｈ（図２参照）が負圧にされることによって、給気経路Ｓ１の外側開口部Ｓ１ａから導入された外部の空気が、ノズル部７３により流速を上げてＬＥＤ３２に向かって供給されるように構成している。なお、ＬＥＤ収容空間２Ｈは、ケーシング２の底板２１、左右一対の側板２２及びエンドプレート２３とロッドレンズ４１により囲まれる空間である。ここでノズル部７３のＬＥＤ側開口である内側開口の開口面積Ａ（図４参照）は、ノズル部７３の外側開口の開口面積Ｂ（図４参照）及び／又は給気経路Ｓ１の外側開口部Ｓ１ａの開口面積Ｃ（図２参照）よりにも小さくなるように、つまり、開口面積Ａ＜開口面積Ｂ及び／又は開口面積Ｃの関係となるように構成されている。このようにノズル部７３から出る気体の流速が、給気経路Ｓ１におけるノズル部７３の上流側の気体の流速よりも高速となるように構成されており、少量の空気で高速の風をＬＥＤ３２に当てることができ、空気の単位体積当たりの冷却性能を向上させることができる。

また、このように構成したノズル部７３は、ＬＥＤ搭載基板３の上に位置するとともに、複数のＬＥＤ３２の配光角Ｘよりも外側に位置している。これにより、ＬＥＤ３２に流速の速い空気を当てることができるとともに、当該ノズル部７３（具体的には突条部２２１）が、ＬＥＤ３２から射出される光を遮らないように構成している。本実施形態の配光角Ｘは、検査用途などの照明に必要な光束（放射束）又は光強度（放射強度）を有する角度であり、少なくともＬＥＤ３２から光学部材４であるロッドレンズ４１を臨む角度（ＬＥＤ３２の発光中心からロッドレンズ４１の側周面に接する２つの接線の成す角度）を含む。つまり、ノズル部７３は、ＬＥＤ３２の発光中心からロッドレンズ４１の側周面に接する接線よりも外側に位置して、ＬＥＤ３２からロッドレンズ４１への光を遮らない位置に設けられている。なお、その他、ケーシング２の側板２２内側にリフレクタ等の反射部材が設けられた場合には、ＬＥＤ３２から当該反射部材への光を遮らない位置にノズル部７３を設けることが考えられる。

このように構成した本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１００によれば、複数のＬＥＤ３２の配列方向Ｐに直交する方向Ｑから当該複数のＬＥＤ３２に向かって空気を供給することから、複数のＬＥＤ３２を万遍なく均一に直接冷却することができる。これにより、複数のＬＥＤ３２を用いてもそれら複数のＬＥＤ３２の冷却効率を向上させるとともに、各ＬＥＤ３２における熱抵抗を減少させることができ、その光出力の低下を防いで高光出力のＬＥＤ照明装置１００を実現することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、ノズル部７３としては、一方の側板２２Ａに設けた突条部２２１及びＬＥＤ搭載基板３により構成するものの他、一方の側板２２Ａに設けた突条部２２１及び底板２１に設けた突条部２１１により構成するものであっても良い。このとき、底板２１に設ける突条部２１１の構成としては、図５に示すように、ＬＥＤ搭載基板３の上面３ａの一部（一方の側板２２Ａ側上面）を覆うように形成された概略Ｌ字状をなすものとすることが考えられる。これによりノズル部７３をＬＥＤ３２に可及的に近づけることができる。

また、図６に示すように、底板２１の上面及び一方の側板２２Ａの下面との間に隙間を形成して、当該隙間により給気経路Ｓ１を構成する場合には、ＬＥＤ搭載基板３が搭載される部分に凹部２１Ｍを形成することにより一段下げて、底板２１の上面及び側板２２の下面との間に形成される給気経路Ｓ１の内側開口がＬＥＤ３２と略同一の高さとすることが望ましい。つまり、ＬＥＤ搭載基板３が搭載される部分に凹部２１Ｍを形成することで、ＬＥＤ搭載基板３の上面と側板２２の上面とが面一となるように構成している。なお、この場合には、給気経路Ｓ１を形成する隙間の内側開口部Ｓ１ｂが、ＬＥＤ３２の配列方向Ｐに沿うとともに当該配列方向Ｐから直交する方向からＬＥＤ３２に向かって気体を当てるノズル部となる。これならば、底板２１及び側板２２Ａの間に隙間を形成するという簡単な構成により、給気経路Ｓ１から供給される気体を効率的にＬＥＤ３２に当てることができる。

また、前記実施形態のように給気経路Ｓ１を側板２２及び底板２１の間に形成するものの他、図７に示すように、給気経路Ｓ１を側板２２Ａ内に形成するようにしても良い。この場合、例えば側板２２にスリット状のノズル孔等を形成することにより給気経路Ｓ１を構成しても良い。

また、排気経路Ｓ２は、他方の側板２２Ｂに形成する他、他方の側板２２Ｂ及び底板２１の間又は底板２１に形成しても良い。図８に排気経路Ｓ２を底板２１に形成した例を示す。具体的にこの排気経路Ｓ２は、底板２１の上面において、ＬＥＤ搭載基板３が搭載されていない部分に内側開口部Ｓ１ｂが形成されるとともに、底板２１の下面において、放熱フィンＦの間に外側開口部が形成されることにより構成される。このように構成すれば、ヒートシンク５の下面に設けられたヒートシンク用ファン６により排気経路Ｓ２及びケーシング２内部を負圧にすることができ、給気経路Ｓ１から外部の空気を導入することができる。

さらに、前記実施形態では、給気用ファン７２を排気経路Ｓ２に設けた形態について説明したが、給気経路Ｓ１に設けたものであっても良いし、排気経路Ｓ２及び給気経路Ｓ１の両方に設けたものであっても良い。排気経路Ｓ２及び給気経路Ｓ１の両方に給気用ファンを設けることで、ＬＥＤに供給される空気の風速を上げることができ、ＬＥＤの冷却性能を向上させることができる。

その上、前記実施形態では底板２１の下面にヒートシンク５を設けたものであったが、図９に示すように水冷機構８を設けるように構成しても良い。この水冷機構８は、底板２１の長手方向に延びる直線状の複数の流路部８１を備え、当該流路部８１に冷媒を流すことによって底板２１及びＬＥＤ３２を冷却するものである。これならば、ＬＥＤ３２を直接空冷するとともに水冷しているので、ＬＥＤ３２をより一層冷却することができる。

加えて、前記実施形態では、１つのスリット状のノズル部７３により、複数のＬＥＤ３２に対して気体を送風するものであったが、図１０に示すように、複数の給気経路Ｓ１を設けて、複数のノズル部７３それぞれが複数のＬＥＤ３２に対して気体を送風するように構成しても良い。また、図１１に示すように、複数のノズル部７３を、複数のＬＥＤ３２の配列方向に沿って配置して、各ＬＥＤ毎に１対１に対応させて設けても良い。

また、前記実施形態では、複数のＬＥＤが直線状に配置された長尺状のＬＥＤ搭載基板を有するＬＥＤ照明装置について説明したが、図１２に示すように、円環状をなす配線基板３１上に複数のＬＥＤ３２を周方向に配置するものであっても良い。この場合、複数のＬＥＤ３２の配列方向Ｐは円周方向であり、送風機構７は、その配列方向Ｐに直交する径方向Ｑの内側又は外側からＬＥＤに向かって気体を供給するように構成する。なお、図１２は径方向Ｑの外側から複数のＬＥＤ３２に気体を当てる場合について示している。

また、図１３に示すように、ＬＥＤ収容空間２Ｈを構成する内面（具体的にはケーシング２の左右一対の側板２２の内面）に気体を循環させるための循環案内面ＧＭを形成すれば、ノズル部７３から流入する気体だけでなく、ＬＥＤ収容空間２Ｈ内で循環する気体がＬＥＤ３２に当たり、ＬＥＤ３２に気体を当てる頻度を増大させて更にＬＥＤ３２の冷却効果を向上させることができる。また、ＬＥＤ収容空間２Ｈ内の温度分布を均一化することもできる。この循環案内面ＧＭは、ＬＥＤ収容空間２ＨにおいてＬＥＤ３２の上部空間に気体の循環を起こさせるものであり、左右一対の側板２２の内面において例えば長手方向の略全体に亘って形成されている。循環案内面ＧＭの形状としては、図１３に示すように、断面形状が直線状をなす傾斜面であっても良いし、断面形状が湾曲した凹面であっても良い。なお、循環案内面ＧＭは、左右一対の側板２２に一体に形成されたものであっても良いし、別部材を左右一対の側板２２に取り付けることによって形成されたものであっても良い。

また、前記実施形態では、放熱部としてヒートシンクを用いた場合を説明したが、その他、ペルチェ素子を用いたものであっても良い。

また、前記実施形態では、ケーシング２が長尺金属製の直方体形状をなすものであったが、ノズル部７３は、放熱部であるヒートシンク５よりも熱伝導率が小さい部材、例えば、樹脂を採用するのが好ましい。これならば、ヒートシンク５からの熱がノズル部７３に伝わってノズル部７３を通ってＬＥＤ収容空間に給気する気体の温度が上昇し、ＬＥＤ３２の放熱効果が小さくなることを防ぐことができる。

前記実施形態で考えると、放熱部であるヒートシンク５が底板２１に一体に形成されていることから、ケーシング２の左右一対の側板２２を樹脂製のものにして、ノズル部７３をヒートシンク５よりも熱伝導率が小さい部材により形成することが考えられる。特に、給気経路Ｓ１及びノズル部７３を形成する部材を樹脂製のものにすることが望ましい。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・ＬＥＤ照明装置
３・・・ＬＥＤ搭載基板
３ａ・・・ＬＥＤ搭載基板の上面
３２・・・ＬＥＤ
Ｘ・・・ＬＥＤの配光角
Ｐ・・・配列方向
Ｑ・・・配列方向と直交する方向
２・・・ケーシング
２１・・・底板
２２（２２Ａ）・・・一方の側板
２２１・・・突条部
２２（２２Ｂ）・・・他方の側板
５・・・ヒートシンク（放熱部）
６・・・ヒートシンク用ファン（放熱部用ファン）
７・・・送風機構
Ｓ１・・・給気経路
Ｓ１ａ・・・給気経路の外側開口部
Ｓ１ｂ・・・給気経路の内側開口部
Ｓ２・・・排気経路
７１・・・防塵フィルタ
７２・・・給気用ファン
７３・・・ノズル部
８・・・水冷機構

Claims (10)

1. ＬＥＤと、
   前記ＬＥＤを収容するＬＥＤ収容空間を形成するケーシングと、
   前記ケーシングに形成した前記ＬＥＤ収容空間に気体を供給する給気経路とを備え、
   前記給気経路が、前記ＬＥＤに向いて開口するノズル部を有し、
   前記ノズル部が、前記ＬＥＤの配光角よりも外側に位置し、
   前記ノズル部から出る気体の流速が、前記給気経路における前記ノズル部の上流側の気体の流速よりも高速となるように構成されているＬＥＤ照明装置。
2. 所定方向に列状に配列された複数のＬＥＤと、
   前記複数のＬＥＤを収容するＬＥＤ収容空間を形成するケーシングと、
   前記ケーシングに設けられて前記複数のＬＥＤの配列方向と直交する方向から前記複数のＬＥＤに向かって気体を供給する送風機構とを備え、
   前記送風機構が、前記ＬＥＤを向いて開口するとともに前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って開口が延びるスリット状のノズル部、又は前記ＬＥＤを向いて開口するとともに前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って配置された複数のノズル部を有し、
   前記ノズル部が、前記複数のＬＥＤの配光角よりも外側に位置しているＬＥＤ照明装置。
3. 前記ケーシングに、前記ＬＥＤ収容空間に気体を供給するものであり前記ノズル部を有する給気経路、及び排気手段によって前記ＬＥＤ収容空間から気体を排出する排気経路が形成されており、
   前記排気手段により、前記ＬＥＤ収容空間を負圧にすることによって、前記ノズル部から前記ＬＥＤ収容空間に気体が流入される請求項２記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記複数のＬＥＤが搭載されたＬＥＤ搭載基板を備えており、
   前記ケーシングが、前記ＬＥＤ搭載基板が搭載される底板及び当該底板において前記配列方向に沿って設けられた左右一対の側板を有するものであり、
   前記送風機構が、前記ケーシングにおける一方の側板側に外部の気体を前記ケーシングの内部に供給するための給気経路と、前記ケーシングにおける他方の側板側に前記ケーシングの内部の気体をケーシングの外部に排出するための排気経路とを有しており、
   前記給気経路の内側開口部が、前記ノズル部とされている請求項２記載のＬＥＤ照明装置。
5. 前記ノズル部が、前記一方の側板に設けられて前記複数のＬＥＤの配列方向に沿って延びる突条部と、前記ＬＥＤ搭載基板の上面とにより形成されている請求項４記載のＬＥＤ照明装置。
6. 前記ノズル部におけるＬＥＤ側開口である内側開口の開口面積が、前記ノズル部における外側開口の開口面積、又は前記ノズル部の外側開口に連通する流路における外側開口の開口面積よりも小さい請求項１乃至５の何れかに記載のＬＥＤ照明装置。
7. 前記給気経路又は前記排気経路に外部の気体を当該給気経路に導入するための給気用ファンが設けられている請求項４、５又は６記載のＬＥＤ照明装置。
8. 前記排気経路が前記底板の下面に開口しており、前記底板の下面に放熱部が設けられている請求項４乃至７の何れかに記載のＬＥＤ照明装置。
9. 前記ノズル部は、前記放熱部よりも熱伝導率が小さい部材で構成されている請求項８記載のＬＥＤ照明装置。
10. 前記放熱部の下面に当該放熱部内に外部の気体を導入するための放熱部用ファンが設けられており、当該放熱部用ファンが、外部の気体を当該給気経路に導入するための給気用ファンを兼ねている請求項８又は９記載のＬＥＤ照明装置。