JP2013254576A

JP2013254576A - 照明装置

Info

Publication number: JP2013254576A
Application number: JP2012127739A
Authority: JP
Inventors: Takaji Tadayama; 卓示直山; Mitsuhiro Nobori; 充啓登
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2012-06-05
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-12-19

Abstract

【課題】放熱性を向上して長寿命化を図ることのできる照明装置を提供する照明装置を提供する。
【解決手段】商用電源に接続される口金２と、口金２に連結した筒状に形成されるとともに周面に開口部１０ａを開口するヒートシンク１０と、ヒートシンク１０の上面を塞ぐ放熱板１３と、放熱板１３上に設置されるＬＥＤから成る光源７と、放熱板１３に沿って配されるとともに開口部１０ａに臨むダクト部１４と、ダクト部１４の内部に配置される送風ファン２０とを備え、送風ファン１０の駆動によって開口部１０ａからダクト部１４に流入した気流が放熱板１３に沿って流通し、開口部１０ａを介して送出されるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤから成る光源を有した電球型の照明装置に関する。

従来の電球型の照明装置は特許文献１に開示されている。この照明装置は内部にＬＥＤから成る光源を備えている。照明装置の一端には商用電源に接続される口金が設けられる。口金の上方には絶縁部材を介して筒状の本体ケースが連結される。本体ケースは熱伝導性の高い部材から成り、ヒートシンクを形成する。

本体ケースの内部には送風ファンが配され、本体ケースの周面の下部には複数の吸気口が開口して上部には複数の排気口が開口する。これにより、送風ファンの駆動により気流が流通するダクトが本体ケースの内部に形成される。各吸気口及び各排気口は本体ケースの内部に手指が侵入できないように開口面積の小さいスリット状に形成される。

本体ケースの上面は金属等の放熱板により覆われる。放熱板の上面には光源を実装した光源基板が配置される。また、放熱板上には光源を覆って光源の出射光を透過するドーム状の透過カバーが配される。

上記構成の照明装置において、口金を商用電源に接続すると光源が発光する。光源の出射光は透過カバーを透過し、室内等の照明が行われる。また、光源の発熱は放熱板及び本体ケースを介して放熱される。この時、送風ファンの駆動によって吸気口を介して本体カバーの内部に外気が流入して排気口から排気され、放熱板及び本体ケースによる放熱性を向上することができる。

特開２０１０−１０８７７４号公報（第４頁〜第１１頁、第１図）

しかしながら、上記従来の照明装置によると、送風ファンを駆動して本体ケース内に流入する外気に含まれた塵埃によって吸気口の目詰まりが生じる場合がある。これにより、本体ケース内を流通する気流が減少し、光源の発熱に対する放熱性が低下する。このため、光源が早期に劣化し、照明装置の寿命が短くなる問題があった。

本発明は、放熱性を向上して長寿命化を図ることのできる照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、ＬＥＤから成る光源と、商用電源に接続される口金と、前記口金に連結した筒状に形成されるとともに周面に開口部を開口するヒートシンクと、前記ヒートシンクの上面を覆う放熱板と、前記放熱板上に設置されるＬＥＤから成る光源と、前記放熱板に沿って配されるとともに前記開口部に臨むダクト部と、前記ダクト部の内部に配置される送風ファンとを備え、前記送風ファンの駆動によって前記開口部から前記ダクト部に流入した気流が前記放熱板に沿って流通し、前記開口部を介して送出されることを特徴としている。

この構成によると、口金を商用電源に接続するとＬＥＤから成る光源が発光して照明光が出射される。光源の発熱は放熱板及びヒートシンクを介して放熱される。また、送風ファンの駆動により開口部からヒートシンク内のダクト部に外気が取り込まれる。ダクト部を流通する気流は放熱板に沿って流通して開口部から排気される。これにより、放熱板及びヒートシンクによる放熱性が向上される。また、開口部から送出される気流によって開口部周縁の塵埃の付着が防止される。

また本発明は、上記構成の照明装置において、前記ダクト部が前記送風ファンの吸気側と排気側とを仕切る仕切板を有し、前記開口部に面した前記仕切板の外周面が前記ヒートシンクの内壁よりも内側に配されることを特徴としている。この構成によると、送風ファンの駆動によって開口部からダクト部に流入した気流は仕切板によって仕切られた吸気側の通路を流通して送風ファンに導かれる。送風ファンを通過した気流は仕切板によって仕切られた排気側の通路を流通して開口部から排気される。この時、仕切板の外周面が開口部から離れて配置され、開口部が吸気側の通路及び排気側の通路に跨がって開口する。

また本発明は、上記構成の照明装置において、前記光源の電源基板を前記ダクト部の内部に臨んで配置したことを特徴としている。この構成によると、ダクト部を流通する気流によって電源基板が冷却される。

また本発明は、上記構成の照明装置において、前記送風ファンの排気側の前記ダクト部内に帯電粒子を放出する帯電粒子発生素子を備えたことを特徴としている。この構成によると、帯電粒子発生素子の駆動によってダクト部を流通する気流にイオン等の帯電粒子が含まれ、帯電粒子を含む気流が開口部から室内に送出される。

また本発明は、上記構成の照明装置において、前記開口部を周方向に複数並設したことを特徴としている。この構成によると、帯電粒子を含む気流が複数の開口部を介して放射状に送出される。

本発明によると、ヒートシンクの周面に設けた開口部を介してダクト部に流入した気流が放熱板に沿って流通し、開口部を介して送出されるので、開口部周縁の塵埃の付着が防止される。従って、開口部の目詰まりを防止して放熱板及びヒートシンクによる放熱性を向上し、ＬＥＤから成る光源を有する照明装置の長寿命化を図ることができる。

本発明の実施形態の照明装置を示す正面図本発明の実施形態の照明装置を示す正面断面図本発明の実施形態の照明装置の仕切板を示す上面図

以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の照明装置の正面図を示している。照明装置１は一端に口金２を有して中心軸Ｃの周りに軸対称な外形を有する電球型に形成され、ＬＥＤから成る光源７を内部に有している。

照明装置１の外形は口金２、絶縁部材３、ヒートシンク１０及び透過カバー８により形成される。口金２は例えば、Ｅ２６タイプに形成され、商用電源から電力供給されるソケットに螺合する。絶縁部材３は樹脂成形品等により筒状に形成され、口金２の上端に取り付けられる。

ヒートシンク１０は詳細を後述するように、筒状に形成され、絶縁部材３上に配される。ヒートシンク１０の周面には複数の開口部１０ａが周方向に並設されている。透過カバー８はドーム状に形成され、ヒートシンク１０の上面に配される放熱板１３の周部に嵌合して取り付けられる。透過カバー８は光源７の出射光を拡散透過する樹脂により形成される。

図２は照明装置１の正面断面図を示している。ヒートシンク１０は熱伝導率の高い金属（アルミニウム等）や樹脂により上面を開口した筒状に形成される。ヒートシンク１０の上面は熱伝導率の高い金属（アルミニウム等）や樹脂により形成される放熱板１３により塞がれる。放熱板１３の上面の設置面１３ａには光源７を実装した光源基板６が設置される。

ヒートシンク１０は中心軸Ｃに略垂直な隔壁１０ｂを有し、隔壁１０ｂの上面には電源回路を実装する電源基板２１が配される。口金２に供給される交流電力が電源回路によって直流電力に変換され、光源７や後述する送風ファン２０及びイオン発生素子１６に供給される。

ヒートシンク１０の隔壁１０ｂの下方には同心の外筒部１０ｃ及び内筒部１０ｄが設けられる。内筒部１０ｄによってヒートシンク１０が絶縁部材３上に取り付けられる。外筒部１０ｃはヒートシンク１０の表面積を増加させ、ヒートシンク１０の放熱性を向上することができる。また、内筒部１０ｄと外筒部１０ｃとの間には放射状のフィン（不図示）が設けられ、ヒートシンク１０の放熱性を更に向上することができる。

ヒートシンク１０の隔壁１０ｂと放熱板１３との間には気流が流通するダクト部１４が形成される。各開口部１０ａはダクト部１４の周壁に開口し、ダクト部１４内に手指が侵入できないように開口面積の小さいスリット状に形成される。

ダクト部１４内には中心軸Ｃに略垂直な仕切板１５が配される。図３は仕切板１５の上面図を示している。仕切板１５はヒートシンク１０の各開口部１０ａの間に延びる腕部１５ｂを介してヒートシンク１０と一体に形成される。また、仕切板１５は中央に貫通穴１５ａを有した環状に形成され、開口部１０ａに面した外周面がヒートシンク１０の内壁よりも内側に配される。これにより、仕切板１５の外周面は開口部１０ａから離れて配置される。

仕切板１５の貫通穴１５ａには図２に示すようにプロペラファンから成る送風ファン２０が配される。貫通穴１５ａと送風ファン２０のハウジング（不図示）との間にはゴム等の緩衝材（不図示）が配され、送風ファン２０は緩衝材を介して固定される。

また、送風ファン２０の回転軸方向は照明装置１の中心軸Ｃの方向に一致し、吸気面が下方に向けられて排気面が上方に向けられる。仕切板１５はダクト部１４内を送風ファン２０の吸気側と排気側とに仕切り、仕切板１５の下方に吸気通路１４ａを形成して上方に排気通路１４ｂを形成する。この時、開口部１０ａは吸気通路１４ａ及び排気通路１４ｂに跨がって設けられる。

尚、送風ファン２０の吸気面を上方に向けて排気面を下方に向けて配置してもよい。また、送風ファン２０を回転軸の近傍から吸気して周方向に放射状に排気する遠心ファンにより形成してもよい。

放熱板１３の下面には排気通路１４ｂに面して複数のイオン発生素子１６が配される。各イオン発生素子１６は周方向に並設される一対の針状の放電電極（不図示）を有している。イオン発生素子１６の放電電極は交流波形またはインパルス波形から成る高電圧の印加によってコロナ放電が発生する。

一方の放電電極には正電圧が印加され、コロナ放電により空気中の水分子が電離して水素イオンが生成される。この水素イオンが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングする。これにより、Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）ｍ（ｍは０または任意の自然数）から成る空気イオンの正イオンが放出される。

他方の放電電極には負電圧が印加され、コロナ放電により空気中の酸素分子または水分子が電離して酸素イオンが生成される。この酸素イオンが溶媒和エネルギーにより空気中の水分子とクラスタリングする。これにより、Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）ｎ（ｎは任意の自然数）から成る空気イオンの負イオンが放出される。

Ｈ⁺（Ｈ₂Ｏ）ｍ及びＯ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）ｎは空気中の浮遊菌や臭い成分の表面で凝集してこれらを取り囲む。そして、式（１）〜（３）に示すように、衝突により活性種である［・ＯＨ］（水酸基ラジカル）やＨ₂Ｏ₂（過酸化水素）を微生物等の表面上で凝集生成して浮遊菌や臭い成分を破壊する。ここで、ｍ’、ｎ’は任意の自然数である。従って、正イオン及び負イオンを室内に送出することにより、室内の殺菌及び脱臭を行うことができる。

Ｈ⁺(Ｈ₂Ｏ)ｍ＋Ｏ₂ ^-(Ｈ₂Ｏ)ｎ→・ＯＨ＋1/2Ｏ₂＋(ｍ＋ｎ)Ｈ₂Ｏ・・・（１）
Ｈ⁺(Ｈ₂Ｏ)ｍ＋Ｈ⁺(Ｈ₂Ｏ)ｍ’＋Ｏ₂ ^-(Ｈ₂Ｏ)ｎ＋Ｏ₂ ^-(Ｈ₂Ｏ)ｎ’
→ 2・ＯＨ＋Ｏ₂＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ₂Ｏ・・・（２）
Ｈ⁺(Ｈ₂Ｏ)ｍ＋Ｈ⁺(Ｈ₂Ｏ)ｍ’＋Ｏ₂ ^-(Ｈ₂Ｏ)ｎ＋Ｏ₂ ^-(Ｈ₂Ｏ)ｎ’
→ Ｈ₂Ｏ₂＋Ｏ₂＋(ｍ＋ｍ'＋ｎ＋ｎ')Ｈ₂Ｏ・・・（３）

上記構成の照明装置１において、口金２がソケットを介して商用電源に接続されると、電源基板２１から光源７、送風ファン２０及びイオン発生素子１６に電力が供給される。光源７が発光すると光源７からの光が透過カバー８を拡散透過する。これにより、照明光が出射され、室内等の照明が行われる。

光源７の発熱は放熱板１３及びヒートシンク１０に伝熱して放熱される。また、送風ファン２０の駆動によって矢印Ａ１（図２参照）に示すように、外気が開口部１０ａの下部からダクト部１４に流入する。ダクト部１４の吸気通路１４ａを流通する気流は矢印Ａ２（図２参照）に示すように送風ファン２０を通過し、放熱板１３に沿って排気通路１４ｂを流通する。

排気通路１４ｂを流通する気流にはイオン発生素子１６で発生したイオンが含まれ、矢印Ａ３（図２参照）に示すように開口部１０ａの上部から送出される。これにより、放熱板１３及びヒートシンク１０が気流によって冷却され、光源７の放熱効果をより向上することができる。また、ダクト部１４内に臨んで配される電源基板２１を気流によって冷却することができる。

また、同一の開口部１０ａを介して気流がダクト部１４に対して吸気及び排気を行うため、排気によって開口部１０ａの周縁の塵埃の付着が防止される。従って、開口部１０ａの目詰まりを防止して放熱板１３及びヒートシンク１０による放熱性を向上することができる。

加えて、開口部１０ａから送出されるイオンを含む気流が室内に拡散し、室内の殺菌や脱臭を行うことができる。

本実施形態によると、ヒートシンク１０の周面に設けた開口部１０ａを介してダクト部１４に流入した気流が放熱板１３に沿って流通し、開口部１０ａを介して送出される。これにより、開口部１０ａ周縁の塵埃の付着が防止される。従って、開口部１０ａの目詰まりを防止して放熱板１３及びヒートシンク１０による放熱性を向上し、ＬＥＤから成る光源７を有する照明装置１の長寿命化を図ることができる。

また、送風ファン２０の吸気側（吸気通路１４ａ）と排気側（排気通路１４ｂ）とを仕切る仕切板１５の外周面がヒートシンク１０の内壁よりも内側に配される。これにより、吸気通路１４ａと排気通路１４ｂとに跨がって開口する開口部１０ａを容易に形成することができる。

また、電源基板２１をダクト部１４の内部に臨んで配置したので、ダクト部１４を流通する気流によって電源基板２１を冷却することができる。従って、照明装置１のより長寿命化を図ることができる。

また、送風ファン２０の排気側（排気通路１４ｂ）のダクト部１４内にイオンを放出するイオン発生素子１６を備えたので、送風ファン２０の駆動によってイオンによる室内の殺菌や脱臭を行うことができる。

また、開口部１０ａを周方向に複数並設したので、イオン等の帯電粒子を放射状に送出して室内に拡散させることができる。

尚、イオン発生素子１６（帯電粒子発生素子）によって空気中の水分と結合したイオンを含む気流を送出しているが、他の帯電粒子を送出してもよい。例えば、帯電粒子として帯電微粒子水を送出してもよい。具体的には、静電霧化装置によってラジカル成分を含む帯電微粒子水を生成することができる。即ち、静電霧化装置に設けた放電電極をペルチェ素子による冷却等によって放電電極の表面に結露水を生じさせる。そして、放電電極にマイナスの高電圧を印加すると、結露水から帯電微粒子水が生成される。

本発明によると、ＬＥＤから成る光源を有した電球型の照明装置に利用することができる。

１照明装置
２口金
３絶縁部材
６光源基板
７光源
８透過カバー
１０ヒートシンク
１０ａ開口部
１０ｂ隔壁
１３放熱板
１４ダクト部
１４ａ吸気通路
１４ｂ排気通路
１５仕切板
１６イオン発生素子
２０送風ファン
２１電源基板

Claims

商用電源に接続される口金と、前記口金に連結した筒状に形成されるとともに周面に開口部を開口するヒートシンクと、前記ヒートシンクの上面を覆う放熱板と、前記放熱板上に設置されるＬＥＤから成る光源と、前記放熱板に沿って配されるとともに前記開口部に臨むダクト部と、前記ダクト部の内部に配置される送風ファンとを備え、前記送風ファンの駆動によって前記開口部から前記ダクト部に流入した気流が前記放熱板に沿って流通し、前記開口部を介して送出されることを特徴とする照明装置。
前記ダクト部が前記送風ファンの吸気側と排気側とを仕切る仕切板を有し、前記開口部に面した前記仕切板の外周面が前記ヒートシンクの内壁よりも内側に配されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記光源の電源基板を前記ダクト部の内部に臨んで配置したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。
前記送風ファンの排気側の前記ダクト部内に帯電粒子を放出する帯電粒子発生素子を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の照明装置。
前記開口部を周方向に複数並設したことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。