JP2014075311A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱効果が優れた光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置１００は、円形状の反射板１０、反射板１０の中央に配置された光源としてのＬＥＤモジュール、反射板１０のＬＥＤモジュールが配置された反射面と反対側の面に取り付けられたヒートパイプ２０などを備える。反射板１０の中央部には、熱伝導部材３０を嵌合してある。ヒートパイプ２０は、アルミニウム、アルミニウム合金又は銅などの熱伝導性に優れた金属製の管であり、流路を真空に排気して流路体積の半分程度の液体（例えば、水など）を充填してある。ヒートパイプ２０は、反射板１０の中央部と周縁部との間を往復してあり、ＬＥＤモジュールを中心にして放射状に配置してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源とヒートパイプとを備える光源装置に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）の高輝度化に伴い、白熱電球や蛍光灯などの光源に代えて、低消費電力、長寿命等の特性を有するＬＥＤが光源として照明装置などに用いられるようになりつつある。

例えば、照射開口部を有し、この照射開口部に向けて拡開するように形成されるとともに、内面側に反射面が設けられ、外周面が外方に露出する熱伝導性の反射体、反射体の内周面に設けられ、反射体と熱的に結合された熱伝導性の放熱部材、及びＬＥＤが配設され、放熱部材に基板面が面接触状態で熱的に結合されて取付けられた基板などを備える発光素子ランプが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００９−１１７３４２号公報

特許文献１に記載のＬＥＤランプは、放熱部材を介してＬＥＤで発生した熱を反射体へ伝導させることにより放熱するものである。しかし、反射板の照射開口部と反対側の端部にＬＥＤを設けてあるので、ＬＥＤで発生した熱が反射体の照射開口部側まで十分に伝わらないという問題がある。また、ＬＥＤの高輝度化に伴い、ＬＥＤの発熱密度が増大し、ヒートシンク又は反射板などの従来の放熱方法では、ＬＥＤで発生する熱を効果的に放熱することが困難になってきている。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、放熱効果が優れた光源装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光源装置は、光源と、該光源の近傍領域と該近傍領域よりも前記光源から離隔した離隔領域との間を往復してあるヒートパイプとを備え、該ヒートパイプは、前記光源を中心にして放射状に配置してあることを特徴とする。

本発明にあっては、光源と、光源の近傍領域と当該近傍領域よりも光源から離隔した離隔領域との間を往復してあるヒートパイプとを備え、ヒートパイプは、光源を中心にして放射状に配置してある。光源の近傍領域は高温領域であり、離隔領域は低温領域である。ヒートパイプを高温領域と低温領域との間で往復した構造とすることにより、ヒートパイプ内部に充填された流体（例えば、液スラグ）が往復運動（振動）を繰り返すため、光源の熱を光源から離隔した低温領域へ効率良く輸送することができる。また、光源を中心にして放射状にヒートパイプを配置することにより、光源の周囲に低温領域を設け、光源の熱を周囲に効率良く伝えることができ、優れた放熱効果を実現することができる。

本発明に係る光源装置は、前記ヒートパイプは、前記近傍領域で湾曲させた第１湾曲部と、前記離隔領域で湾曲させた第２湾曲部とを備え、前記第１湾曲部の曲率は、前記第２湾曲部の曲率よりも大きいことを特徴とする。

本発明にあっては、ヒートパイプは、近傍領域で湾曲させた第１湾曲部と、離隔領域で湾曲させた第２湾曲部とを備え、第１湾曲部の曲率は、第２湾曲部の曲率よりも大きい。すなわち、高温領域である近傍領域でヒートパイプの第１湾曲部の曲率を相対的に大きく（曲率半径を相対的に小さく）することにより、光源に近接してヒートパイプを配置することができ、光源からの熱をヒートパイプへ伝導しやすくすることができる。また、低温領域である離隔領域でヒートパイプの第２湾曲部の曲率を相対的に大きくすることにより、往復してあるヒートパイプ間の間隔を相対的に広くすることができるので、ヒートパイプの低温領域で放熱しやすくなる。

本発明に係る光源装置は、底部に前記光源を配置した椀状の反射板を備え、該反射板に前記ヒートパイプを取り付けてあることを特徴とする。

本発明にあっては、底部に光源を配置した椀状の反射板を備え、反射板にヒートパイプを取り付けてある。ヒートパイプは、反射板の反射面と反対側の面に取り付けることができる。光源で発生した熱を反射板からも放熱させることができる。

本発明に係る光源装置は、前記第１湾曲部は、前記光源の光軸を中心とする円の接線に直交する方向に湾曲してあることを特徴とする。

本発明にあっては、第１湾曲部は、光源の光軸を中心とする円の接線に直交する方向に湾曲してある。ヒートパイプを光源の光軸を中心とする円に平行な面内で湾曲させた場合、１つの湾曲部で必要とする寸法は、往復のヒートパイプ２つ分の外径と往復のヒートパイプの曲げ径との合計に相当する。一方、ヒートパイプを光源の光軸を中心とする円の接線に直交する方向に湾曲させた場合、１つの湾曲部で必要とする寸法はヒートパイプ１つ分の外径に相当する。これにより、光源の周囲で往復させる回数を多くすることができる。すなわち、高温領域と低温領域との間での光源を囲むヒートパイプの輪の数を多くすることができ、ヒートパイプ内の流体の往復運動（振動）を安定させることができる。

本発明に係る光源装置は、前記ヒートパイプは、閉ループをなすようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、ヒートパイプは、閉ループをなすようにしてある。これにより、ヒートパイプ内の流体が、ヒートパイプの端部で移動が起こりにくくなることを防ぎ、ループ全体で往復運動を発生させることができる。また、高温領域と低温領域の間の距離を等しくできるので、ヒートパイプ内の流体の往復運動（振動）を安定化し、光源からの熱をヒートパイプから効率よく放熱することができる。

（付記１）光源装置は、前記反射板は、平面状をなし、前記ヒートパイプは、前記光源を中心にして前記反射板上に配置してあることを特徴とする。

本光源装置にあっては、反射板は、平面状をなし、ヒートパイプは、光源を中心にして反射板上に配置してある。例えば、反射板が円形状である場合、ヒートパイプを反射板上に取り付けるとともに、反射板の中央部（光源の近傍領域）でヒートパイプを１８０度弱湾曲させ、反射板の周縁部（離隔領域）でヒートパイプを１８０度強湾曲させることにより、円形状の反射板の中央部と周縁部との間でヒートパイプを往復した状態にすることができる。なお、反射板の形状は円形状に限定されるものではない。

（付記２）光源装置は、前記反射板は、半球面状をなし、前記ヒートパイプは、前記光源を中心にして前記反射板上に配置してあることを特徴とする。

本光源装置にあっては、反射板は、半球面状をなし、ヒートパイプは、光源を中心にして反射板上に配置してある。例えば、半球面状の反射板の内面中央に光源を配置し、反射板の外面（反射面と反対側の面）にヒートパイプを取り付ける。反射板の中央部（光源の近傍領域）でヒートパイプを１８０度湾曲させ、反射板の周縁部（離隔領域）でヒートパイプを１８０度湾曲させることにより、半球面状の反射板の中央部と周縁部との間でヒートパイプを往復した状態にすることができる。

（付記３）光源装置は、前記離隔領域で前記ヒートパイプに取り付けられた放熱部を備えることを特徴とする。

本光源装置にあっては、離隔領域でヒートパイプに取り付けられた放熱部を備える。光源で発生した熱を低温領域の放熱部からも放熱させることができる。

（付記４）光源装置は、前記ヒートパイプは、前記離隔領域での内断面積が前記近傍領域での内断面積よりも大きいことを特徴とする。

本光源装置にあっては、ヒートパイプは、離隔領域での内断面積が近傍領域での内断面積よりも大きい。すなわち、ヒートパイプの内断面積が、高温領域で相対的に小さく、低温領域で相対的に大きい。光源からの熱により加熱された液体が気化して体積が膨張し、膨張した気体が低温領域の方へ移動する際に、低温領域のヒートパイプの内断面積を大きくすることにより、気体の移動を容易にすることができ、ヒートパイプ内の流体が移動しやすくなる。

（付記５）光源装置は、前記光源は、基板に実装したＬＥＤモジュールであり、前記基板及び前記近傍領域にあるヒートパイプに近接させた熱伝導部材を備えることを特徴とする。

本光源装置にあっては、光源は、基板に実装したＬＥＤモジュールであり、基板及び近傍領域にあるヒートパイプに近接させた熱伝導部材を備える。これにより、熱伝導部材を介して光源からの熱をヒートパイプへ伝えることができる。

（付記６）光源装置は、前記近傍領域と離隔領域との間に断熱部材を備えることを特徴とする。

本光源装置にあっては、近傍領域と離隔領域との間に断熱部材を備える。断熱部材を設けることにより、ヒートパイプの高温領域と低温領域との間の温度差を大きくすることができ、ヒートパイプ内の流体の往復運動（振動）を安定化させることができる。

本発明によれば、優れた放熱効果を実現することができる。

実施の形態１の光源装置の一例を示す外観斜視図である。 実施の形態１の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態１の光源装置の一例を示す側面図である。 実施の形態１の光源装置の一例を示す正面図である。 実施の形態２の光源装置の一例を示す外観斜視図である。 実施の形態２の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態２の光源装置の一例を示す要部拡大図である。 実施の形態３の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態４の光源装置の一例を示す外観斜視図である。 実施の形態４の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態５の光源装置の一例を示す外観斜視図である。 実施の形態５の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態５の光源装置の一例を示す側面図である。 実施の形態５の光源装置の一例を示す正面図である。 実施の形態６の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態７の光源装置の一例を示す背面側から見た外観斜視図である。 実施の形態７の光源装置の一例を示す正面側から見た外観斜視図である。 実施の形態７の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態７の光源装置の一例を示す側面図である。 実施の形態７の光源装置の一例を示す正面図である。 実施の形態８の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態９の光源装置の一例を示す背面側から見た外観斜視図である。 実施の形態９の光源装置の一例を示す正面側から見た外観斜視図である。 実施の形態９の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態９の光源装置の一例を示す側面図である。 実施の形態９の光源装置の一例を示す正面図である。 実施の形態１０の光源装置の一例を示す背面側から見た外観斜視図である。 実施の形態１０の光源装置の一例を示す正面側から見た外観斜視図である。 実施の形態１０の光源装置の一例を示す背面図である。 実施の形態１０の光源装置の一例を示す側面図である。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は実施の形態１の光源装置１００の一例を示す外観斜視図であり、図２は実施の形態１の光源装置１００の一例を示す背面図であり、図３は実施の形態１の光源装置１００の一例を示す側面図であり、図４は実施の形態１の光源装置１００の一例を示す正面図である。

実施の形態１の光源装置１００は、円形状の反射板１０、反射板１０の中央に配置された光源としてのＬＥＤモジュール５０、反射板１０のＬＥＤモジュール５０が配置された一面（ＬＥＤモジュール５０の光を反射させる反射面）と反対側の他面に取り付けられたヒートパイプ２０などを備える。光源装置１００は、反射板１０を装着可能な所要の照明装置に組み込むことができる。

反射板１０は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金などの熱伝導性に優れた金属製である。なお、反射板１０の形状は、円形状に限定されるものではなく、正方形状、長方形状、三角形状、五角形状、六角形状、八角形状などの多角形、楕円形状などであってもよい。反射板１０の材質はアルミニウムに限定されるものではなく、熱伝導性に優れた金属であれば、他の金属を用いることもできるが、アルミニウムを用いることにより、軽量化を図ることができる。

反射板１０の中央部には、銅などの熱伝導性に優れた熱伝導部材３０を嵌合してある。なお、図の例では、熱伝導部材３０は、円形状をなすが、形状は円形状に限定されるものではなく、反射板１０の形状又はヒートパイプ２０の配置などに応じて他の形状とすることができる。

図４に示すように、反射板１０の反射面側には、基板５１上にＬＥＤチップ５２を実装したＬＥＤモジュール５０を配置してある。また、基板５１は、上述の熱伝導部材３０に当接又は近接してある。また、ヒートパイプ２０も熱伝導部材３０に当接又は近接してある。これにより、熱伝導部材３０を介してＬＥＤモジュール５０からの熱をヒートパイプ２０へ伝えることができる。

図２に示すように、反射板１０の反射面と反対側の面には、ヒートパイプ２０を取り付けてある。ヒートパイプ２０は、アルミニウム、アルミニウム合金又は銅などの熱伝導性に優れた金属製の管である。ヒートパイプ２０は、接着剤などにより反射板１０の表面に装着することができる。図２の例では、さらに同心円状の支持板４１、４２により、ヒートパイプ２０を反射板１０に取り付けてある。

ヒートパイプ２０は、反射板１０の中央部と周縁部との間を径方向に往復してあり、ＬＥＤモジュール５０を中心にして放射状に配置してある。図２の例では、ヒートパイプ２０を１２回往復してあり、反射板１０の中央部と周縁部との間を往復しＬＥＤモジュールを囲む輪の数は１２である。

図２に示すように、ＬＥＤモジュール５０が配置された反射板１０の中央部を光源の近傍領域Ｓ１と称し、反射板１０の周縁部を光源から離隔した離隔領域Ｓ３と称し、近傍領域Ｓ１と離隔領域Ｓ３との間の領域を断熱領域Ｓ２と称する。近傍領域Ｓ１は高温領域（発熱領域、加熱領域）であり、離隔領域Ｓ３は低温領域（放熱領域、冷却領域）である。

ヒートパイプ２０は、例えば、内径が２〜３ｍｍ程度の細い流路を有する管であり、流路を真空に排気して流路体積の半分程度の液体（例えば、水など）を充填する。ヒートパイプ２０を高温領域と低温領域との間で往復した構造とすると、ヒートパイプ２０内に充填した液体の一部が高温側で気化し、流路内の表面張力効果により、流路内で液体の微小な塊（液スラグ）と蒸気泡（蒸気プラグ）とが形成される。ヒートパイプ２０が高温領域で加熱されると加熱量の増加に応じて、液スラグの振動が自励的に発生し、高温領域から低温領域へ熱を輸送する。

また、断熱領域Ｓ２にあるヒートパイプ２０を、例えば、熱可塑性の樹脂で覆うこともできる。これにより、ヒートパイプ２０の高温側と低温側とを断熱して、流体の振動を一層安定にすることができる。また、ヒートパイプ２０を断熱領域Ｓ２に固定する効果も備える。

また、図２に示すように、ヒートパイプ２０は、近傍領域Ｓ１で湾曲させた第１湾曲部２０１と、離隔領域Ｓ３で湾曲させた第２湾曲部２０２とを備える。より具体的には、反射板１０の中央部（近傍領域Ｓ１）の第１湾曲部２０１でヒートパイプを１８０度強（１８０度よりわずかに大きい角度）湾曲させ、反射板１０の周縁部（離隔領域Ｓ３）の第２湾曲部２０２でヒートパイプ２０を１８０度弱（１８０度よりわずかに小さい角度）湾曲させることにより、円形状の反射板１０の中央部と周縁部との間でヒートパイプ２０を往復した状態にすることができる。

また、第１湾曲部２０１の曲率は、第２湾曲部２０２の曲率よりも大きい。すなわち、高温領域である近傍領域Ｓ１でヒートパイプ２０の第１湾曲部２０１の曲率を相対的に大きく（曲率半径を相対的に小さく）することにより、高温領域の中心にヒートパイプ２０を密集して配置することができ、ＬＥＤモジュール５０からの熱をヒートパイプ２０へ伝導しやすくすることができる。また、低温領域である離隔領域Ｓ３でヒートパイプ２０の第２湾曲部２０２の曲率を相対的に小さく（曲率半径を相対的に大きく）することにより、往復した状態のヒートパイプ２０間の間隔（図２の符号ｄで示す）を相対的に広くすることができるので、ヒートパイプ２０の低温領域で効率よく放熱することができる。

また、反射板１０にヒートパイプ２０を取り付けてあるので、ＬＥＤモジュール５０で発生した熱を反射板１０からも放熱させることができる。また、光源で発生する熱を放熱させるためのヒートシンクと反射板を兼用できるので、光源装置１００又は照明装置を軽量化することができる。さらに、ＬＥＤモジュール５０で発生する熱を効率よく放熱することにより、ＬＥＤモジュール５０の温度上昇を抑えることができ、結果としてＬＥＤの出力光束を大きくすることができ、さらにＬＥＤモジュール５０の信頼性を向上させることができる。

また、ヒートパイプ２０は、閉ループをなす。つまり、ＬＥＤモジュール５０の周囲を囲む複数の輪からなるヒートパイプ２０は始点から終点の一周が繋がった１本のパイプよりなる。これにより、ヒートパイプ２０内の流体が、ヒートパイプ２０の端部で移動しにくくなることを防ぎ、ループ全体で往復運動を発生させることができる。また、ＬＥＤモジュール５０を囲む複数の輪の高温領域と低温領域の間の距離を等しくできるので、ヒートパイプ２０内の流体の往復運動（振動）を安定化し、ＬＥＤモジュール５０からの熱をヒートパイプ２０から効率よく放熱することができる。

また、ヒートパイプ２０を、離隔領域Ｓ３での内断面積が近傍領域Ｓ１での内断面積よりも大きくなるようにしてもよい。例えば、近傍領域Ｓ１でのヒートパイプ２０の内径を２ｍｍ程度とし、離隔領域Ｓ３でのヒートパイプ２０の内径を３ｍｍ程度とすることができる。すなわち、ヒートパイプ２０の内断面積が、高温領域で相対的に小さく、低温領域で相対的に大きい。これにより、ＬＥＤモジュール５０からの熱により加熱された液体が気化して体積が膨張し、膨張した気体が低温領域の方へ移動する際に、低温領域のヒートパイプ２０の内断面積を大きくすることにより、気体の移動を容易にすることができ、ヒートパイプ２０内の流体（液スラグ、蒸気プラグなど）が移動しやすくなる。ヒートパイプ２０の熱輸送量はパイプの直径が大きい方が大きくなるが、一方でパイプの直径が大きくなると近傍領域にパイプを配置するのが困難になる。上記のようにすれば、流体の体積変化を利用して、パイプを近傍領域に密に配置したままで、パイプの径を大きくするのと同様の効果を得ることができる。

従来の１本の棒状のパイプ形状のヒートパイプの場合には、熱輸送量に限界があった。また、従来のパイプ形状のヒートパイプの場合には、高温側で液体が気化し、気化した蒸気が管内の中心を通って低温側へ移動し、低温側で凝縮した液体は管壁に沿って流れる。したがって、光源装置又は照明装置の取付状態に応じて、例えば、ヒートパイプが上下方向に配置され、高温側（光源に近い方）が下側になるときは、管内の液体は重力方向に移動できる。しかし、高温側（光源に近い方）が上側になるときは、管内の液体は重力に逆らって移動しなければならず、効率よく熱輸送することができない。しかし、上述のヒートパイプ２０は、いわゆる自励振動型であるため、ヒートパイプ２０の上下方向の配置に依存せずに、重力の影響を受けにくく、どのような取付状態の照明装置にも使用することができるとともに、高い熱伝導効率が得られ、熱輸送限界も高いという優れた効果を有する。

（実施の形態２）
図５は実施の形態２の光源装置１２０の一例を示す外観斜視図であり、図６は実施の形態２の光源装置１２０の一例を示す背面図であり、図７は実施の形態２の光源装置１２０の一例を示す要部拡大図である。図５〜図７に示すように、実施の形態１との相違は、ヒートパイプ２１の第１湾曲部２１１の湾曲方向が異なる。なお、実施の形態１と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。

すなわち、図７に示すように、第１湾曲部２１１は、ＬＥＤモジュール５０を中心にした反射板１０上の円の円周方向（図７の符号Ａで示す方向、反射板１０の面に平行な方向）に対して直交する方向（図７の符号Ｂで示す方向、すなわち反射板１０に対して垂直な方向）に湾曲してある。

実施の形態１のように、ヒートパイプ２０を反射板１０と平行な面内で湾曲させた場合、１つの湾曲部で必要とする寸法は、往復のヒートパイプ２つ分の外径と往復のヒートパイプの曲げ径との合計に相当する。

一方、実施の形態２のように、ヒートパイプ２１を反射板１０上の円の円周方向に対して直交する方向に湾曲させた場合、１つの湾曲部で必要とする寸法はヒートパイプ１つ分の外径に相当する。これにより、ＬＥＤモジュール５０の周囲で往復させる回数を多くすることができる。実施の形態１では、ＬＥＤモジュールを囲む輪の数が１２であったが、実施の形態２では、図６に示すように、輪の数を１８に増やすことができる。すなわち、高温領域と低温領域との間でのヒートパイプ２１の輪の数を多くすることができ、ヒートパイプ２１内の流体の往復運動（振動）を安定させることができる。また、実施の形態１と比較して、ＬＥＤモジュール５０の中心に近接してヒートパイプ２１を配置することが可能となり、効率よく放熱することができる。

（実施の形態３）
図８は実施の形態３の光源装置１４０の一例を示す背面図である。実施の形態２（図６）との相違点は、ヒートパイプ２２を渦巻状に配置した点である。すなわち、実施の形態２では、ヒートパイプ２１は、ＬＥＤモジュール５０を中心にした反射板１０上の径方向に沿って配置してある。これに対して、実施の形態３では、ヒートパイプ２２は、ＬＥＤモジュール５０を中心にした反射板１０上の径方向とヒートパイプ２２とのなす角が、ヒートパイプ２２の第２湾曲部２２２に向かうに応じて大きくなり、ヒートパイプ２２は略Ｕ字状をなすように配置してある。

ヒートパイプ２２を渦巻状に配置することにより、放熱部分での温度分布を均一化し、放熱性を高めることができる。また、反射板１０の大きさ（例えば、直径）が同等である場合には、実施の形態２のヒートパイプ２１よりもヒートパイプ２２の長さ（第１湾曲部２２１と第２湾曲部２２２との間の長さ）を長くすることができ、ヒートパイプ２２の離隔領域Ｓ３における密度を大きくすることができるので、放熱性を高めることができる。

（実施の形態４）
図９は実施の形態４の光源装置１６０の一例を示す外観斜視図であり、図１０は実施の形態４の光源装置１６０の一例を示す背面図である。実施の形態４の光源装置１６０は、実施の形態１のヒートパイプ２０と実施の形態２のヒートパイプ２１との２系列のヒートパイプ２０、２１を併せて用いる構成をなす。

図９、図１０に示すように、ＬＥＤモジュール５０を中心にした反射板１０上の周方向に沿って、離隔領域においてはヒートパイプ２０とヒートパイプ２１とが交互に併設した状態とし、近傍領域ではヒートパイプ２０が下段、ヒートパイプ２１が上段で熱伝導部材３０に当接又は近接して配置してある。これにより、さらに放熱性を高めることができる。

（実施の形態５）
図１１は実施の形態５の光源装置１８０の一例を示す外観斜視図であり、図１２は実施の形態５の光源装置１８０の一例を示す背面図であり、図１３は実施の形態５の光源装置１８０の一例を示す側面図であり、図１４は実施の形態５の光源装置１８０の一例を示す正面図である。実施の形態１の光源装置１００との相違点は、円形状の反射板１０に代えて、略半球面状の反射板６０を備える点である。

実施の形態５の光源装置１８０は、略半球面状の反射板６０、反射板６０の中央に配置された光源としてのＬＥＤモジュール５０（不図示）、反射板６０のＬＥＤモジュール５０が配置された一面（ＬＥＤモジュール５０の光を反射させる反射面）と反対側の他面に取り付けられたヒートパイプ２３などを備える。すなわち、光源装置１８０は、底部にＬＥＤモジュール５０を配置した椀状の反射板６０を備え、反射板６０にヒートパイプ２３を取り付けてある。光源装置１８０は、反射板６０を装着可能な所要の照明装置（例えば、高圧水銀灯又は高圧ナトリウム灯などの代替となる照明装置）に組み込むことができる。

すなわち、反射板６０は、略半球面状をなし、ヒートパイプ２３は、ＬＥＤモジュール５０を中心にして反射板６０上に配置してある。具体的には、略半球面状の反射板６０の内面中央にＬＥＤモジュール５０を配置し、反射板６０の外面（反射面と反対側の面）にヒートパイプ２３を取り付ける。反射板６０の中央部（ＬＥＤモジュール５０の近傍領域）でヒートパイプ２３を約１８０度弱湾曲させ（第１湾曲部２３１）、反射板６０の周縁部（離隔領域）でヒートパイプ２３を約１８０度強湾曲させる（第２湾曲部２３２）ことにより、略半球面状の反射板６０の中央部と周縁部との間でヒートパイプ２３を往復した状態にすることができる。

実施の形態１〜４の場合の平面上の反射板に比較して、略半球面状の反射板６０では、周縁部におけるヒートパイプ２３の間隔が短くなるので、放射状にヒートパイプ２３を配置したときのＬＥＤモジュール５０を囲む輪の数が多くなり、反射板６０の面積当たりのヒートパイプ２３の配置効率を向上させることができる。

実施の形態１と同様、第１湾曲部２３１の曲率は、第２湾曲部２３２の曲率よりも大きい。すなわち、高温領域である近傍領域でヒートパイプ２３の第１湾曲部２３１の曲率を相対的に大きく（曲率半径を相対的に小さく）することにより、ＬＥＤモジュール５０からの熱をヒートパイプ２３へ伝導しやすくすることができる。また、低温領域である離隔領域でヒートパイプ２３の第２湾曲部２３２の曲率を相対的に大きくすることにより、往復した状態のヒートパイプ２３間の間隔を相対的に広くすることができるので、ヒートパイプ２３の低温領域で効率よく放熱することができる。

また、反射板６０にヒートパイプ２３を取り付けてあるので、ＬＥＤモジュール５０で発生した熱を反射板６０からも放熱させることができる。また、光源で発生する熱を放熱させるためのヒートシンクなどの部材が必要ないので、光源装置１８０又は照明装置を軽量化することができる。さらに、ＬＥＤモジュール５０で発生する熱を効率よく放熱することにより、ＬＥＤモジュール５０の温度上昇を抑えることができ、ＬＥＤモジュール５０の出力光束を高めることができると共に、ＬＥＤモジュール５０の信頼性を向上させることができる。

なお、反射板６０の開口面にガラスを設けて内部を封止することにより、水又は埃などが侵入することを防止することができる。

反射板６０の形状は、略半球面状に限定されるものではない。すなわち、椀状には、略半球面状だけでなく、底部から反射板の開口面に向かって拡径する形状であれば、光源の配光に応じた曲面をなすものも含まれる。

（実施の形態６）
図１５は実施の形態６の光源装置２００の一例を示す背面図である。実施の形態５との相違は、ヒートパイプ２４の第１湾曲部２４１の湾曲方向が異なる。なお、実施の形態５と同様の箇所は同一符号を付して説明を省略する。

すなわち、図１５に示すように、第１湾曲部２４１は、ＬＥＤモジュール５０を中心にした反射板６０上の円周方向（反射板６０の面に平行な方向）に対して直交する方向（反射板６０に対して垂直な方向）に湾曲してある。第１湾曲部２４１の湾曲方向は、実施の形態２の第１湾曲部２１１の湾曲方向と同様である。

実施の形態５のように、ヒートパイプ２３を円周方向に平行な面内で湾曲させた場合、１つの湾曲部で必要とする寸法は、往復のヒートパイプ２つ分の外径と往復のヒートパイプの曲げ径との合計に相当する。

一方、実施の形態６のように、ヒートパイプ２４を円周方向に対して直交する方向に湾曲させた場合、１つの湾曲部で必要とする寸法はヒートパイプ１つ分の外径に相当する。これにより、ＬＥＤモジュール５０の周囲で往復させる回数を多くすることができる。実施の形態５では、ＬＥＤモジュール５０を囲む輪の数が１２であったが、実施の形態６では、図１５に示すように、輪の数を１８に増やすことができる。すなわち、高温領域と低温領域との間でのヒートパイプ２４の輪の数を多くすることができ、ヒートパイプ２４内の流体の往復運動（振動）を安定させることができる。また、実施の形態５と比較して、ＬＥＤモジュール５０の中心に近接してヒートパイプ２４を配置することが可能となり、効率よく放熱することができる。

（実施の形態７）
上述の実施の形態では、光源装置は反射板を備える構成であったが、反射板を具備しない構成とすることもできる。

図１６は実施の形態７の光源装置２２０の一例を示す背面側から見た外観斜視図であり、図１７は実施の形態７の光源装置２２０の一例を示す正面側から見た外観斜視図であり、図１８は実施の形態７の光源装置２２０の一例を示す背面図であり、図１９は実施の形態７の光源装置２２０の一例を示す側面図であり、図２０は実施の形態７の光源装置２２０の一例を示す正面図である。光源装置２２０は、例えば、スポットライト、ダウンライトなどの照明装置に組み込むことができる。

光源装置２２０は、ＬＥＤモジュール５０、ＬＥＤモジュール５０に当接した熱伝導部材３０、ＬＥＤモジュール５０の近傍領域と当該近傍領域よりもＬＥＤモジュール５０から離隔した離隔領域との間を往復してあるヒートパイプ２５などを備える。ヒートパイプ２５は、熱伝導部材３０に当接又は近接させた状態で、ＬＥＤモジュール５０を中心にして放射状に配置してある。ＬＥＤモジュール５０の近傍領域は高温領域（発熱部分）であり、離隔領域は低温領域（放熱部分）である。

ヒートパイプ２５を高温領域と低温領域との間で往復した構造とすることにより、ヒートパイプ２５内部に充填された流体（例えば、液スラグ）が往復運動（振動）を繰り返すため、ＬＥＤモジュール５０の熱をＬＥＤモジュール５０から離隔した低温領域へ効率良く輸送することができる。また、ＬＥＤモジュール５０を中心にして放射状にヒートパイプ２５を配置することにより、ＬＥＤモジュール５０の周囲に低温領域を設け、ＬＥＤモジュール５０の熱を周囲に効率良く伝えることができ、優れた放熱効果を実現することができる。

また、ヒートパイプ２５は、ＬＥＤモジュール５０の近傍領域で湾曲させた第１湾曲部２５１と、ＬＥＤモジュール５０から離隔した離隔領域で湾曲させた第２湾曲部２５２とを備える。また、第１湾曲部２５１の曲率は、第２湾曲部２５２の曲率よりも大きい。すなわち、高温領域である近傍領域でヒートパイプ２５の第１湾曲部２５１の曲率を相対的に大きく（曲率半径を相対的に小さく）することにより、ＬＥＤモジュール５０からの熱をヒートパイプ２５へ伝導しやすくすることができる。また、低温領域である離隔領域でヒートパイプ２５の第２湾曲部２５２の曲率を相対的に小さく（曲率半径を相対的に大きく）することにより、往復した状態のヒートパイプ２５間の間隔を相対的に広くすることができるので、ヒートパイプ２５の低温領域で効率よく放熱することができる。

（実施の形態８）
図２１は実施の形態８の光源装置２４０の一例を示す背面図である。実施の形態７（図１８）との相違点は、ヒートパイプ２６を捻った状態にしてある点である。すなわち、実施の形態７の光源装置２２０では、１つの輪を構成するヒートパイプ２５同士が、正面視又は背面視でほぼ重なるようにヒートパイプ２５を形成してある。これに対して、実施の形態８の光源装置２４０では、１つの輪を構成するヒートパイプ２６同士が、正面視又は背面視で離隔するようにヒートパイプ２５を捻った状態で形成してある。

ヒートパイプ２５を捻った状態で配置することにより、ヒートパイプ２６の長さ（第１湾曲部２６１と第２湾曲部２６２との間の長さ）を長くすることができ、放熱性を高めることができる。

（実施の形態９）
図２２は実施の形態９の光源装置２６０の一例を示す背面側から見た外観斜視図であり、図２３は実施の形態９の光源装置２６０の一例を示す正面側から見た外観斜視図であり、図２４は実施の形態９の光源装置２６０の一例を示す背面図であり、図２５は実施の形態９の光源装置２６０の一例を示す側面図であり、図２６は実施の形態９の光源装置２６０の一例を示す正面図である。実施の形態７との相違点は、光源装置２６０が、放熱部としての放熱フィン７０、断熱部材７１、熱伝導部材７２を備える点である。

例えば、図２２に示すように、ヒートパイプ２５の第２湾曲部２５２を含む離隔領域（低温領域、放熱部分）には、ヒートパイプ２５を外周部に設けた状態で放熱フィン７０を取り付けてある。これにより、ＬＥＤモジュール５０で発生した熱を低温領域の放熱フィン７０からも放熱させることができ、放熱性を高めることができる。

また、ヒートパイプ２５の第１湾曲部２５１を含む近傍領域と離隔領域との間に断熱部材７１を備える。断熱部材７１を設けることにより、ヒートパイプ２５の高温領域と低温領域との間の温度差を大きくすることができ、ヒートパイプ２５内の流体の往復運動（振動）を安定化させることができる。断熱部材７１は、例えば、熱可塑性の樹脂を用いることができる。また、断熱部材７１は、ヒートパイプ２５を固定する効果も備える。

また、ヒートパイプ２５の第１湾曲部２５１を含む近傍領域には、熱伝導部材７２を備える。これにより、ＬＥＤモジュール５０の熱をヒートパイプ２５へ伝えやすくすることができる。熱伝導部材７２は、高熱伝導性の樹脂を用いることができる他、金属でヒートパイプ２５の外側を被覆してもよい。なお、放熱フィン７０、断熱部材７１、熱伝導部材７２の形状は、図に例示したものに限定されるものではない。

（実施の形態１０）
図２７は実施の形態１０の光源装置２８０の一例を示す背面側から見た外観斜視図であり、図２８は実施の形態１０の光源装置２８０の一例を示す正面側から見た外観斜視図であり、図２９は実施の形態１０の光源装置２８０の一例を示す背面図であり、図３０は実施の形態１０の光源装置２８０の一例を示す側面図である。

光源装置２８０は、円形状の熱伝導部材３１、熱伝導部材３１の一面に載置された複数のＬＥＤモジュール５０、熱伝導部材３１の他面に、一部を当接又は近接させたヒートパイプ２７、２８などを備える。

ヒートパイプ２７、２８は、いずれもソレノイド状又は３次元のコイル状に形成してある。すなわち、ヒートトパイプ２７は、螺旋状に閉じたループとするとともに両端部で湾曲したヒートパイプを比較的径の大きい環状に形成したものであり、ヒートトパイプ２８は、螺旋状に閉じたループとするとともに両端部で湾曲したヒートパイプを比較的径の小さい環状に形成したものである。熱伝導部材３１の他面に、それぞれの環状部分を同心円状にしてヒートパイプ２７、２８を配置してある。

螺旋状にループしたヒートパイプ２７、２８の一方の湾曲部（ＬＥＤモジュール５０の近傍領域）が熱伝導部材３１に当接又は近接させてある。これにより、ＬＥＤモジュール５０の熱を効率よく放熱させることができる。

上述の各実施の形態では、ヒートパイプが、いわゆる自励振動型であるので高い熱伝導効率が得られ、熱輸送限界も高く、ＬＥＤモジュールで生じる熱を効率よく放熱することができる。また、反射板を具備する構成では、例えば、反射板の背面（反射面と反対側の面）にヒートパイプを併設することにより、従来のようなヒートシンクを用いる場合に比べて軽量化を図ることができ、高い放熱性の結果、ＬＥＤモジュールの温度上昇を低く抑えることができるので、ＬＥＤモジュールの信頼性も向上する。また、自励振動型であるため、照明装置の取付状態、取付方向に関わらず、重力の影響を受けることがない。

上述の各実施の形態又は実施例において記載されている構成は、お互いに組み合わせることが可能であり、組み合わせをすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

上述の実施の形態では、光源としてＬＥＤモジュールを備える照明装置について説明したが、光源はＬＥＤモジュールに限定されるものではなく、ＥＬ（Electro Luminescence）などでもよい。

１０、６０ 反射板
２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８ ヒートパイプ
２０１、２１１、２２１、２３１、２４１、２５１、２６１ 第１湾曲部
２０２、２１２、２２２、２３２、２４２、２５２、２６２ 第２湾曲部
３０、３１、７２ 熱伝導部材
５０ ＬＥＤモジュール
７０ 放熱フィン
７１ 断熱部材

Claims (5)

1. 光源と、
   該光源の近傍領域と該近傍領域よりも前記光源から離隔した離隔領域との間を往復してあるヒートパイプと
   を備え、
   該ヒートパイプは、
   前記光源を中心にして放射状に配置してあることを特徴とする光源装置。
2. 前記ヒートパイプは、
   前記近傍領域で湾曲させた第１湾曲部と、
   前記離隔領域で湾曲させた第２湾曲部と
   を備え、
   前記第１湾曲部の曲率は、前記第２湾曲部の曲率よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 底部に前記光源を配置した椀状の反射板を備え、
   該反射板に前記ヒートパイプを取り付けてあることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の光源装置。
4. 前記第１湾曲部は、
   前記光源の光軸を中心とする円の接線に直交する方向に湾曲してあることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
5. 前記ヒートパイプは、
   閉ループをなすようにしてあることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の光源装置。

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