JP2013247078A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電球形ランプの放熱効果を改善する。
【解決手段】照明装置１０は、発光素子１２が実装された基板１４と、ヒートシンク１６と、仕切板２２と、第１の通風口４０と、第２の通風口４２と、送風機２０と、を有する。ヒートシンク１６は、基板１４の、発光素子１２が設けられた面とは反対側の面に取り付けられた板部１７と、板部１７から基板１４とは反対側に向けて突出する複数の突起部１８と、を有する。仕切板２２は、複数の突起部１８を挟んで板部１７と対向して配置されており、中央部に開口２４を有する。第１の通風口は、板部と仕切板との間の第１の空間４６と大気とを連通させる。第２の通風口は、仕切板を挟んで第１の空間４６とは反対側に位置し、開口２４を通して第１の空間と連通する第２の空間４８と、大気とを連通させる。送風機は、第１の通風口、第１の空間、開口、第２の空間および第２の通風口を通る空気の流れを発生させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、発光素子および送風機を有する照明装置に関する。

現在、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発光素子を有し、白熱電球用のソケットに装着できる電球形ランプが提案されている（特許文献１〜３参照）。より明るい照明装置が市場から要求されることが多いが、照明装置の明るさの向上のために電力量を多くすると、照明装置の発熱量が増大してしまう。

一方、白熱電球の大きさは標準化された規格（ＪＩＳ規格）によって規定されているため、白熱電球の代わりに用いられるＬＥＤ電球の大きさも当該規格を満足させる必要がある。このため、ＬＥＤ電球の大きさに制限が与えられる。この制限により、放熱のために十分な表面積を確保することが困難となってきている。その結果、ＬＥＤが高温となってしまい、ＬＥＤの寿命が低下したり効率が低下したりする等の問題が生じることがある。そのため、特に、小形で高出力な照明装置を実現するためには、強制空冷機構を有する照明装置が望まれる。

特許文献１〜３に記載の電球形ランプは、発光素子が設けられた基板と、基板の発光素子から伝達される熱を放熱する複数の放熱フィンが設けられた放熱体と、基板を覆って放熱体の一端に取り付けられたグローブと、放熱体の他端に設けられた口金と、放熱体と口金との間に収容され、発光素子を点灯させる点灯回路と、放熱体の内部を通気させるファンと、を備えている。放熱フィンは、電球形ランプの外側に露出している。

特許文献１に記載の電球形ランプでは、ファンによる送風は、通気路の一部として放熱フィンを通過する。発光素子で発せられた熱は、放熱体中を、ランプの表面に露出した放熱フィンまで伝導する。そして、ファンの送風により、放熱フィンを通気路の一部として放熱体の内部を通気させている。

特許文献２および特許文献３に記載の電球形ランプでは、ファンによる送風は、口金付近のケースに形成された吸気孔から、放熱体の内部を経て、グローブ取付部に形成された別の通気孔から排出される。

特開２０１０−４０２２１号 特開２０１０−８６７１３号 特開２０１０−８６７０８号

特許文献１〜３に記載の電球形ランプでは、発光素子で発せられた熱を電球形ランプの表面の放熱フィンまで伝達させる放熱経路（放熱体）が必要になる。そのため、放熱経路が複雑になったり長くなったりする。その結果、充分な放熱効果が得られなかったり、放熱体の重量が増加したりすることがある。また、電球型ランプの表面に複数の放熱フィンがあるため、電球型ランプの外観が損なわれることもある。

したがって、放熱効果を改善することが可能な、発光素子を有する照明装置が望まれる。

本発明の一実施形態における照明装置は、発光素子が実装された基板と、ヒートシンクと、仕切板と、第１の通風口と、第２の通風口と、送風機と、を有する。ヒートシンクは、基板の、発光素子が設けられた面とは反対側の面に取り付けられた板部と、板部から基板とは反対側に向けて突出する複数の突起部と、を有する。仕切板は、複数の突起部を挟んで板部と対向して配置されており、中央部に開口を有する。第１の通風口は、板部と仕切板との間の第１の空間と大気とを連通させる。第２の通風口は、仕切板を挟んで第１の空間とは反対側に位置し、開口を通して第１の空間と連通する第２の空間と、大気と、を連通させる。送風機は、第１の通風口、第１の空間、開口、第２の空間および第２の通風口を通る空気の流れを発生させる。

本発明によれば、発光素子からの熱を放熱する放熱効果を改善することができる。

一実施形態に係る照明装置の斜視図である。 一実施形態に係る照明装置の側面図である。 図２の３Ａ−３Ａ線に沿った照明装置の断面図である。 一実施形態に係る照明装置の分解断面図である。 一実施形態に係る照明装置の内部構造の分解斜視図である。 一実施形態に係る照明装置の内部構造の分解斜視図である。 一実施形態に係る照明装置の内部構造の斜視図である。 一実施形態に係る照明装置の内部構造の斜視図である。 一実施形態に係る照明装置の内部構造の側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置の斜視図である。図２は、一実施形態に係る照明装置の側面図である。図３は、図２の３Ａ−３Ａ線に沿った照明装置の断面を示している。図４は照明装置の分解断面図である。

照明装置１０は、発光素子１２を備えた電球型のランプである。照明装置１０は、発光素子１２と、発光素子１２が実装された基板１４と、を備えている。発光素子１２としては、ＬＥＤを用いることができる。少なくとも発光素子１２および基板１４はカバー３０により覆われている。カバー３０は、発光素子１２から発せられた光を拡散させる光拡散性を有するカバーであって良い。カバー３０は、ポリカーボネイトやアクリル等から形成することができる。

照明装置１０は、基板１４の、発光素子１２が実装されていない方の面に取り付けられたヒートシンク１６を備えている。ヒートシンク１６は、基板１４の、発光素子１２が設けられた面とは反対側の面に取り付けられた板部１７と、板部１７から基板１４とは反対側に向けて突出する複数の突起部１８と、を有する。突起部１８は、円柱状もしくは多角柱の形状をしている。ヒートシンク１６は、アルミニウムやマグネシウムなどの熱伝導性の高い金属で形成されていることが好ましい。

ヒートシンク１６に対して基板１２とは反対側に仕切板２２が設けられている。仕切板２２は、複数の突起部１８を挟んで板部１７と対向して配置されている。つまり、複数の突起部１８は、板部１７と仕切板２２との間に配置されている。仕切板２２は、複数の突起部１８の先端に接していることが好ましい。仕切板２２は、アルミニウムやマグネシウムなどの金属または熱伝導性の樹脂のような熱伝導性材料で形成することが好ましい。

照明装置１０は、板部１７と仕切板２２との間の第１の空間４６と大気とを連通させる第１の通風口４０を有する。第１の通風口４０は、第１の空間４６の外周に形成されていて良い。

仕切板２２の中央部には開口２４が形成されている。仕切板２２を挟んで第１の空間４６とは反対側に位置し、開口２４を通して第１の空間４６と連通する第２の空間４８が形成されている。第２の空間４８はケース３２によって覆われている。

ケース３２には口金３４が取り付けられている。口金３４にはらせん状の溝が形成されている。これにより、口金３４を回転させて口金３４をソケットに取り付けることができる。外部から見た照明装置１０の外形は、口金３４のらせん状の溝を除き、中心軸Ｃまわりに実質的に回転対称となっていて良い。

本実施形態では、ケース３２の内部、つまり第２の空間４８に、送風機２０や回路３６等が設けられている。回路３６は、発光素子１２や送風機２０と電気的に接続されており、発光素子１２や送風機２０に電力を供給する。

ケース３２には、第２の通風口４２が形成されている。第２の通風口４２により、第２の空間４８と大気とが連通している。これにより、第１の通風口４０、第１の空間４６、開口２４、第２の空間４８および第２の通風口４２を含む空気の流路が形成される。本実施形態では、第２の通風口４２は、口金３４の周りに複数並んで形成されている。

本実施形態では、ケース３２は仕切板２２と係合しており、カバー３０はヒートシンク１６の板部１７と係合している。そして、第１の通風口４０は、カバー３０とケース３２との間の隙間により形成されている。この代わりに、ケース３２はカバー３０と係合していても良い。この場合、第１の通風口４０は、カバー３０とケース３２のうちの一方または両方に形成されていて良い。

送風機２０は、第１の通風口４０、第１の空間４６、開口２４、第２の空間４８および第２の通風口４２を通る空気の流れを発生させる。本実施形態において、送風機２０は、開口２４を通り仕切板２２に垂直な軸に沿って気体の流れを発生させる軸流送風機であり、例えばファンを用いることができる。送風機２０は仕切板２２に取り付けられていて良い。

発光素子１２で発生した熱は、基板１４を介してヒートシンク１６の板部１７に伝わる。板部１７に伝わった熱は複数の突起部１８に伝導する。送風機２０を駆動すると、第２の通風口４２から流入した空気が仕切板２２の開口２４を通過し、仕切板２２と基板１４との間の第１の空間４６に流入する。この空気は、基板１４及び仕切板２２の一面に沿って側方へ向かい、第１の通風口４０から外部へ排出される。

第１の空間４６に流入した空気は、複数の突起部１８に吹き付けられ、ヒートシンク１６から熱を奪う。本実施形態では、空気の流路中に、ヒートシンク１６の表面積を拡大させる複数の突起部１８が形成されているため、空気による冷却効果が増大する。さらに、仕切板２２が突起部１８と接し熱伝導性を有する部材から形成されている場合、発光素子１２からの熱を効果的に突起部１８に伝達させることができ、さらに放熱効果が増大する。これらの結果、大型のヒートシンク１６を用いることなく放熱効果を増大させることが可能となるため、小形であるにもかかわらず高出力な照明装置を提供することが可能となる。

また、ヒートシンク１６の突起部１８は、発光素子１２が形成された基板１４の真裏に存在するため、熱の伝導経路が短く、効果的な放熱を実現することができる。さらに、複数の突起部１８は、照明装置１０の表面に露出していないため、照明装置の外観を向上させることが可能である。

照明装置１０内の空気は、前述した場合とは逆向きに流れても良い。つまり、空気は、第１の通風口４０から第１の空間４６に流入し、仕切板２２の開口２４から第２の空間４８を経由して、第２の通風口４２から排出されても良い。

送風機２０は、空気の流れの向きを反転させるように切替可能に構成されていることが好ましい。特定の方向にのみ空気が流れる場合、空気の流れが淀み易い特定の箇所に埃が堆積することがある。したがって、所定の時間ごとに空気の流れの向きを変えて、堆積した埃を吹き飛ばし、当該埃を空気とともに照明装置から排出することが好ましい。

以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。

１０ 照明装置
１２ 発光素子
１４ 基板
１６ ヒートシンク
１７ 板部
１８ 突起部
２０ 送風機
２２ 仕切板
２４ 開口
３０ カバー
３２ ケース
３４ 口金
３６ 回路
４０ 第１の通風口
４２ 第２の通風口
４６ 第１の空間
４８ 第２の空間

Claims (9)

1. 発光素子が実装された基板と、
   前記基板の、前記発光素子が設けられた面とは反対側の面に取り付けられた板部と、前記板部から前記基板とは反対側に向けて突出する複数の突起部と、を有するヒートシンクと、
   前記複数の突起部を挟んで前記板部と対向して配置され、中央部に開口を有する仕切板と、
   前記板部と前記仕切板との間の第１の空間と大気とを連通させる第１の通風口と、
   前記仕切板を挟んで前記第１の空間とは反対側に位置し、前記開口を通して前記第１の空間と連通する第２の空間と、大気と、を連通させる第２の通風口と、
   前記第１の通風口、前記第１の空間、前記開口、前記第２の空間および前記第２の通風口を通る空気の流れを発生させる送風機と、を有する照明装置。
2. 前記仕切板は、熱伝導性材料で形成されており、前記複数の突起部の先端と接している、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記送風機は、前記空気の流れの向きを反転させるように切替可能に構成されている、請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記送風機は、前記開口を通り前記仕切板に垂直な軸に沿って気体の流れを発生させる軸流送風機である、請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 少なくとも前記発光素子および前記基板を覆い、光拡散性を有するカバーと、
   前記第２の空間を覆い、口金が取り付けられたケースと、を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記第１の通風口は、前記カバーと前記ケースとの間の隙間により形成されている、請求項５に記載の照明装置。
7. 前記第２の通風口は、前記ケースの、前記口金の周りに形成されている、請求項５または６に記載の照明装置。
8. 前記第２の空間内に設けられ、前記発光素子および前記送風機と電気的に接続された回路を有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の照明装置。
9. 前記発光素子は発光ダイオードである、請求項１から８のいずれか１項に記載の照明装置。

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