JP2014067554A

JP2014067554A - 照明装置

Info

Publication number: JP2014067554A
Application number: JP2012211386A
Authority: JP
Inventors: Naoto Mori; 直人森; Ryotaro Matsuda; 良太郎松田; Iwatomo Moriyama; 厳與森山
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2012-09-25
Filing date: 2012-09-25
Publication date: 2014-04-17

Abstract

【課題】放熱効果の低減を防止すること。
【解決手段】実施形態に係る照明装置は、光源モジュールと、放熱部材と、固定部材とを具備する。光源モジュールは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子を内部に実装し、かかる半導体発光素子を光源とするモジュールである。発光モジュールと放熱部材とは、十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚである平滑面と設置面で接触し、放熱部材は、光源モジュールから発生する熱を放熱する。固定部材は、光源モジュール及び放熱部材を囲んだ状態で放熱部材の側壁と螺合する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。

従来、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の半導体発光素子を光源とする照明装置が用いられている。かかる照明装置には、例えば、ＬＥＤを実装するＬＥＤモジュールが固定部材によってソケットに取り付けられるものがある。かかるＬＥＤモジュールは、一般的に、熱伝導シート等が貼付されており、ソケット取り付け時に放熱部材に当接される。このような照明装置は、ＬＥＤモジュールの交換を容易にするとも考えられるが、熱伝導シートは金属よりも熱伝導率がよくないため、熱伝導性が十分ではなかった。また熱伝導シートを使用すると、ＬＥＤモジュールと放熱部材との着脱の際の摩擦により熱伝導シートが剥離し、放熱効果の低減を招く場合もあった。

特開２０１１−１９９０５５号公報

本発明が解決しようとする課題は、熱伝導シートを使用せず、放熱効果が得られる照明装置を提供することである。

実施形態に係る照明装置は、光源モジュールと、放熱部材と、固定部材とを具備する。光源モジュールは、発光素子を実装する。発光モジュールと放熱部材とは、十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚである平滑面と設置面で接触し、放熱部材は、光源モジュールから発生する熱を放熱する。固定部材は、前記光源モジュール及び前記放熱部材を囲んだ状態で前記放熱部材の側壁と螺合する。

図１は、本実施形態に係る照明装置の外観例を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る照明装置の分解例を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る照明装置の分解例を示す斜視図である。

以下で説明する実施形態に係る照明装置１は、表面に発光素子を実装し、裏面に十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚである平滑面３０１を有する光源モジュール３００と、平滑面３０１が接触して光源モジュール３００が設置され、十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚである設置面１０１を有し、光源モジュール３００からの熱を放熱する放熱部材である放熱モジュール１００と、光源モジュール３００及び放熱モジュール１００を囲んだ状態で放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合する固定部材２００とを具備する。

また、実施形態に係る照明装置１において、平滑面３０１、設置面１０１とは、ミクロ的には、凹凸部を有している。平滑面３０１、設置面１０１は、それぞれの凹凸部の斜面で直接接触するように構成され、凹凸部同士の接合によって生じる隙間には、電気絶縁性のグリスが充填されている。グリスは、高い熱伝導性を有していればよく、シリコンなどの材料からなる。固定部材２００は、放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合している場合に、光源モジュール３００を放熱モジュール１００に向かう方向に押圧する押圧部である底壁２１０ａを有する。

また、実施形態に係る照明装置１において、固定部材２００は、放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合している場合に、光源モジュール３００を放熱モジュール１００に向かう方向に押圧する押圧部である底壁２１０ａを有する。

また、実施形態に係る照明装置１において、放熱モジュール１００は、光源モジュール３００が設置される設置面１０１に光源モジュール３００に係止する係止部１３２を有する。また、光源モジュール３００は、かかる係止部１３２に係止した状態で放熱モジュール１００に設置される。

また、実施形態に係る照明装置１において、固定部材２００は、放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合する固定側螺合部２１３及び２１４が外側方向に弾性変形可能なようにスリット２１１及び２１２が形成されるとともに、固定側螺合部２１３及び２１４の内面から内側に突き出した突出部２１３ａ及び２１４ａが形成される。また、放熱モジュール１００は、固定側螺合部２１３及び２１４と螺合する側壁１０３から外側に突き出した突出部１２１ａ及び１２２ａが形成される。

また、実施形態に係る照明装置１において、光源モジュール３００は、発光素子に電力を供給するための電極３１１及び３１２を有する。また、放熱モジュール１００は、光源モジュール３００が設置される設置面１０１のうち電極３１１及び３１２と対向する位置に、かかる電極３１１及び３１２と電気的に接触する電極１４１及び１４２を有する。
（本実施形態）
［照明装置の外観例］

図１は、本実施形態に係る照明装置１の外観例を示す斜視図である。図１では、照明装置１を斜め下方向から見た例を示す。図１に示した照明装置１は、例えば、屋内の天井に埋め込み設置されるダウンライト形の照明器具であり、内部に実装されたＬＥＤ等の発光素子を発光させることにより、図１に示した下方向に位置する室内等を照明する。かかる照明装置１は、放熱モジュール１００と、固定部材２００とを具備する。

放熱モジュール１００は、熱伝導性の高い金属製であり、例えばアルミダイカストにより成型される放熱部材である。かかる放熱モジュール１００には、放熱フィン１１０が立設される。放熱フィン１１０は、照明装置１の内部に実装される発光素子から発生する熱を外部に放出させる。なお、以下に説明する各図では、一部の放熱フィンに符号１１０を付す場合があるが、放熱モジュール１００に立設される平面形状の部材は放熱フィン１１０に該当する。このような放熱モジュール１００は、一部分が室内の天井に埋設される。例えば、放熱モジュール１００は、放熱フィン１１０が天井に埋設され、放熱フィン１１０以外の下端領域が室内に露出した状態となる。

固定部材２００は、例えば、耐光性、耐熱性及び電気絶縁性を有する合成樹脂製であり、固定部２１０と、反射部２２０とを有する。固定部２１０は、放熱モジュール１００の側壁と螺合する。具体的には、固定部２１０にはスリット２１１が形成され、かかるスリット２１１が放熱モジュール１００の側壁と螺合することで、固定部材２００が放熱モジュール１００に取り付けられる。

反射部２２０は、上下両端に開口した円筒状に形成され、照明装置１の内部に実装される発光素子から発光される光の配光方向を調整する。
［照明装置の分解例］

次に、本実施形態に係る照明装置１の分解例について説明する。図２〜図４は、本実施形態に係る照明装置１の分解例を示す斜視図である。なお、図２では、照明装置１を斜め上方向から見た例を示し、図３では、照明装置１を斜め下方向から見た例を示し、図４では、照明装置１を斜め下方向から見た拡大図を示す。

図２及び図３に示すように、照明装置１は、図１を用いて説明した放熱モジュール１００及び固定部材２００の他に、光源モジュール３００を具備する。放熱モジュール１００は、図３に示すように、円柱形状に形成され、光源モジュール３００が設置される略円形の設置面１０１を有する。また、図２に示すように、放熱フィン１１０は、設置面１０１の裏面である略円形のフィン面１０２に立設される。

また、放熱モジュール１００は、設置面１０１とフィン面１０２との間における側壁１０３に、固定部材２００と螺合するための放熱側螺合部１２１及び１２２が形成される。かかる放熱側螺合部１２１及び１２２は、側壁１０３を略螺旋状に削った凹形状に形成される。

また、図３に示すように、放熱モジュール１００は、設置面１０１から突き出した係止部１３１及び１３２が形成される。かかる係止部１３１及び１３２は、設置面１０１の周縁部に形成され、光源モジュール３００と係止することで、光源モジュール３００が回転することを防止する役割を担う。

また、放熱モジュール１００は、設置面１０１に電極１４１及び１４２が設けられる。電極１４１及び１４２は、差込接続器の受け側の電極であり、後述する光源モジュール３００の電極３１１及び３１２が差し込まれる。これらの電極１４１及び１４２のうち、例えば、一方の電極１４１はアノードであり、他方の電極１４２はカソードである。

光源モジュール３００は、内部にＬＥＤ等の光源素子を実装する。かかる光源モジュール３００は、図２及び図３に示すように、放熱モジュール１００の設置面１０１に設置される略円形の第１面３０１と、第１面３０１の裏面である略円形の第２面３０２とを有する。

また、光源モジュール３００は、第１面３０１の周縁部の一部分が切り欠けたれた凹状の切欠部３０３及び３０４が形成される。切欠部３０３は、放熱モジュール１００の係止部１３１を係止し、切欠部３０４は、放熱モジュール１００の係止部１３２を係止する。このように、切欠部３０３及び３０４は、係止部１３１及び１３２を係止することで、光源モジュール３００が回転することを防止する。

また、光源モジュール３００は、第１面３０１に電極３１１及び３１２が設けられる。電極３１１及び３１２は、差込接続器の差し込み側の電極であり、放熱モジュール１００における電極１４１及び１４２の位置関係と同様の位置関係に配置され、電極１４１及び１４２に差し込まれる。これらの電極３１１及び３１２のうち、例えば、一方の電極３１１はアノードであり、他方の電極３１２はカソードである。

光源モジュール３００が放熱モジュール１００に差し込まれた場合、切欠部３０３及び３０４が係止部１３１及び１３２と対向する位置となるように、光源モジュール３００の第１面３０１に切欠部３０３及び３０４が形成され、放熱モジュール１００の設置面１０１に係止部１３１及び１３２が形成される。

なお、上記の放熱モジュール１００は、図示しない商用交流電源から電力を供給される電源装置と接続される。そして、放熱モジュール１００は、電極１４１に電極３１１が差し込まれ、電極１４２に電極３１２が差し込まれた場合に、光源モジュール３００に商用交流電源からの電力を供給する。これにより、光源モジュール３００は、内部に実装された発光素子を発光させることができる。

ここで、光源モジュール３００に実装された発光素子は、発光した際に発熱し、高温になる場合がある。発光素子は、高温になると性能が劣化することもある。このようなことから、光源モジュール３００の平滑面３０１は、十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚであり、設置面１０１は十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚであり、平滑面の凹凸部と設置面の凹凸部とが凹凸部の斜面が接しあって接触する。これにより、光源モジュール３００の第１面３０１と放熱モジュール１００の設置面１０１とが密に面接触し、光源モジュール３００から発生する熱を放熱モジュール１００に効率的に伝達することができ、結果として、効率的に放熱することが可能となる。

平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚであると、平滑面の凹凸部と設置面の凹凸部との直接接触部分は、十分に得られ、かつ同一の粗さにすることで、双方の面の凹凸の斜面同士を多く接触させて、実質的な熱伝導面積を十分得ることができる。さらに、接触していない部分は、本来空間となるが、その空間にグリスを充填するので、主の熱伝導は、直接接触部分で行い、補助的にグリスを介して熱伝導が行われ、より放熱することができる。

平均粗は、ＪＩＳＢ0601（2001）で規定されるもので、Rzが12.5ｚを超えると、十分な熱伝導は得られず、Rzが0.05ｚ未満の平滑状態は工業的に安価に得られにくく、得られたとしても、空気中の埃が接触することで、返って十分な接触が得られないことがわかった。

固定部材２００は、図２に示すように、円筒状に形成された固定部２１０及び反射部２２０により形成される。固定部２１０は、上下両端がそれぞれ略円形に開口される。固定部２１０の上端開口部は、放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合可能なように、放熱モジュール１００の側壁１０３における外円よりも大きい形状に形成される。

固定部材２００は、光源モジュール３００及び放熱モジュール１００を囲んだ状態で放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合する。これにより、固定部材２００は、光源モジュール３００を放熱モジュール１００の設置面１０１と挟んだ状態で固定する。

本実施形態に係る照明装置１において、固定部材２００は、光源モジュール３００の電極３１１及び３１２が放熱モジュール１００の電極１４１及び１４２に差し込まれた状態で、放熱モジュール１００の側壁１０３と螺合することで光源モジュール３００を固定する。すなわち、本実施形態に係る照明装置１において、光源モジュール３００は、回転することなくソケットの役割を担う電極１４１及び１４２に差し込まれ、かつ、固定部材２００によって固定される。
［本実施形態の効果］

上述してきたように、本実施形態に係る照明装置１によれば、光源モジュール３００が、回転することなくソケットの役割を担う電極１４１及び１４２に差し込まれ、かつ、固定部材２００によって押さえつけられ、固定される。このため、平滑面３０１と設置面１０１とが密接に接触され、光源モジュール３００の十分な放熱効果が得られる。また、グリスに関して説明すると、本実施形態に係る照明装置１によれば、固定部材２００を摺動させて締付ければ、平滑面３０１と設置面１０１とに圧力がかかり、平滑面３０１と設置面１０１とが直接接触し、凹凸部の空間に充填されたグリスが隙間なく充填される。固定部材２００は、余剰のグリスが垂れないように、受け皿となる。

また、本実施形態に係る照明装置１によれば、固定部材２００が放熱モジュール１００と螺合している場合に、光源モジュール３００を放熱モジュール１００に向かう方向に押圧するので、光源モジュール３００の平滑面３０１と放熱モジュール１００の設置面１０１とを凹凸部の傾斜部同士で密に面接触させることができ、放熱効果を向上させることができる。実験によれば、十点平均粗Rzが12.5ｚ、6.3z、0.8z、0.05zのとき、傾斜部同士の接触総面積は、平滑面の円形の面積の１／４以上となり、十分な熱伝導が得られた。

また、本実施形態に係る照明装置１によれば、放熱モジュール１００が光源モジュール３００に係止する係止部１３１及び１３２を有するので、固定部材２００が摺動している場合であっても、光源モジュール３００が回転することがないので、放熱効果の低減防止することができるとともに、電極が破損することを防止できる。
［その他の実施形態］

上記実施形態では、ダウンライトを例に挙げて説明したが、照明装置１は、天井に埋め込まれるタイプ以外の直付け照明器具等にも適用することができる。

また、上記実施形態に係る各部材の形状、原料及び材質は、実施形態や図示したものに限られない。

以上説明したとおり、上記実施形態によれば、放熱効果の低減を防止することができる。

本発明の実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１照明装置
１００放熱モジュール
１２１、１２２放熱側螺合部
１３１、１３２係止部
１４１、１４２電極
２００固定部材
２１０固定部
２１１、２１２スリット
２１３、２１４固定側螺合部
２２０反射部
３００光源モジュール
３０３、３０４切欠部
３１１、３１２電極

Claims

表面に発光素子を実装し、裏面に十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚである平滑面を有する光源モジュールと；
前記平滑面が接触して光源モジュールが直接設置され、十点平均粗Rzが0.05ｚ≦Rz≦12.5ｚである設置面を有し、光源モジュールから発生する熱を放熱する放熱部材と；
前記光源モジュール及び前記放熱部材を囲んだ状態で前記放熱部材の側壁と螺合する固定部材と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
前記平滑面と設置面との間には、電気絶縁性のグリスが充填されていて、平滑面と設置面とは、部分的にグリスを介さずに直接接触していることを特徴とする、
請求項１に記載の照明装置。