JP2014203653A - Illumination device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、LED(発光ダイオード)等の半導体発光素子を備えた照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device including a semiconductor light emitting element such as an LED (light emitting diode).
近年、LEDなどの半導体発光素子を光源として備える照明装置が採用されるようになっている。
その一例として、特許文献1に開示されているように、LEDが実装された発光モジュールが複数個、基台となるモジュールプレートの前面に配置され、複数個のLEDからの光がそれぞれ、前方に出射されるようになっている照明装置がある。このような照明装置では、駆動時に半導体発光素子が発熱するので、ヒートシンクによる放熱構造が採用されている。具体的には、放熱フィンを備えるヒートシンクが基台の背面側に取り付けられ、そのヒートシンクを覆うようにケースが設けられている。これらヒートシンクやケースは、熱伝導率の高い材料で形成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, lighting devices including semiconductor light emitting elements such as LEDs as light sources have been adopted.
As an example, as disclosed in Patent Document 1, a plurality of light emitting modules on which LEDs are mounted are disposed on the front surface of a module plate serving as a base, and light from the plurality of LEDs is respectively forward. There is a lighting device adapted to be emitted. In such an illuminating device, since the semiconductor light emitting element generates heat during driving, a heat dissipation structure using a heat sink is employed. Specifically, a heat sink provided with radiation fins is attached to the back side of the base, and a case is provided so as to cover the heat sink. These heat sinks and cases are formed of a material having high thermal conductivity.
このような照明装置には、既存のHID(High Intensity Discharge:高輝度放電)ランプと同様の外観形状に形成され、電力は口金ソケットと口金を介して供給されるようになっているものがある。そして、高輝度放電灯の代替として、体育館、工場、倉庫の天井面などに取り付けて用いられている。照明装置の取り付けにおいては、支持部材などでケースを支持して、その支持部材を天井面などに取り付ける方法がとられている。 Some of such lighting devices are formed in the same external shape as an existing HID (High Intensity Discharge) lamp, and power is supplied through a base socket and a base. . As an alternative to high-intensity discharge lamps, they are used by attaching to the ceiling surface of gymnasiums, factories and warehouses. In attaching the lighting device, a method is used in which the case is supported by a support member or the like, and the support member is attached to a ceiling surface or the like.
上記のような照明装置では、LEDから発生した熱を効率よく放熱させることが長寿命化のために望ましい。特に、省エネのために水銀灯やメタルハライドランプ等の高輝度放電灯の代替として用いられる高輝度LED照明装置では、LEDから発生する熱を自然冷却により照明装置の周囲の外気に効率よく放熱させることがより一層重要となる。そのため、特許文献1では照明装置の筐体に放熱フィンを設けた構造が採られている。高輝度LED照明装置においては放熱させるべき熱量が大きいために、大型の放熱フィンを備えた放熱構造が採ることが考えられる。しかしながら、その場合には照明装置の筐体の大型化や材料コストの増加が懸念される。 In the illumination device as described above, it is desirable to efficiently dissipate the heat generated from the LEDs in order to extend the life. In particular, in high-intensity LED lighting devices used as an alternative to high-intensity discharge lamps such as mercury lamps and metal halide lamps for energy saving, heat generated from the LEDs can be efficiently radiated to the outside air around the lighting device by natural cooling. It becomes even more important. Therefore, in patent document 1, the structure which provided the radiation fin in the housing | casing of the illuminating device is taken. In a high-intensity LED lighting device, since the amount of heat to be dissipated is large, it is conceivable to adopt a heat dissipation structure having large heat dissipation fins. However, in that case, there is a concern about an increase in the size of the housing of the lighting device and an increase in material costs.
本発明は、このような背景のもと、必要な放熱性を確保しつつ筐体の小型化を実現する照明装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the illuminating device which implement | achieves size reduction of a housing | casing, ensuring a required heat dissipation in such a background.
上記課題を解決するため、本発明の一態様に係る照明装置は、半導体発光素子と、一方の面上に前記半導体発光素子が配された板状の基台と、前記基台の他方の面上に配されたヒートシンクとを備え、前記ヒートシンクは、前記基台の他方の面に立設された少なくとも1の板状の放熱フィンを有し、前記放熱フィンの高さhは、
{wh0.75((Tmax+Tmin)/2−Ta)2.25/(Tmax−Ta)}
より算出される値の高さhに対する変化率である放熱量比率qがhの増加に伴い飽和するときのhであることを特徴とする照明装置。
In order to solve the above problems, a lighting device according to one embodiment of the present invention includes a semiconductor light-emitting element, a plate-like base on which the semiconductor light-emitting element is arranged on one surface, and the other surface of the base A heat sink disposed above, the heat sink has at least one plate-shaped heat radiation fin erected on the other surface of the base, and the height h of the heat radiation fin is:
{Wh 0.75 ((T max + T min ) / 2−T a ) 2.25 / (T max −T a )}
An illuminating device characterized in that the heat radiation amount ratio q, which is a rate of change of the value calculated with respect to the height h, is h when it is saturated as h increases.
但し、wは前記放熱フィン幅、Tmaxは前記放熱フィンの基端温度(K)、Tminは放熱フィンの先端の温度(K)、Taは雰囲気温度(K)である。
また、別の態様では、前記放熱フィンは複数であって、当該複数の放熱フィンを構成する各放熱フィンの高さhは、hの増加に伴う前記放熱量Qがhの増加に伴い飽和するときのhである構成であってもよい。
However, w is the radiating fin width, T max is the radiating fins of the base end temperature (K), the T min is the temperature of the tip of the heat radiating fins (K), T a is the ambient temperature (K).
In another aspect, there are a plurality of the radiating fins, and the height h of each radiating fin constituting the radiating fins is such that the radiating amount Q with increasing h is saturated with increasing h. The configuration may be h.
ここで、「放熱量変化率qがhの増加に伴い飽和するときのh」とは、hの増加に伴う前記放熱量比率qの変化率が0.0005/mm以上0.002/mm以下となるhの範囲、好ましくは約0.001/mm以下となるときのhをさす。尚、放熱量変化率qは、放熱量Qの高さhに対する変化率として規定される。
また、別の態様では、前記ヒートシンクを囲む状態で、前記基台の外縁部に対して開口端部が連結された有底筒状のケースをさらに備え、前記基台の中央領域には、第1放熱フィンが複数立設され、前記第1放熱フィンを取り囲むように第2フィンが複数立設されており、
第1放熱フィンの高さh1>第2放熱フィンの高さh2
である構成であってもよい。
Here, “h when the rate of change in heat dissipation q is saturated as h increases” means that the rate of change in the ratio of heat dissipation q as the increase in h is 0.0005 / mm to 0.002 / mm H, and preferably h when it is about 0.001 / mm or less. The heat dissipation rate change rate q is defined as the rate of change of the heat dissipation amount Q with respect to the height h.
Further, in another aspect, further comprising a bottomed cylindrical case having an open end connected to the outer edge of the base in a state of surrounding the heat sink, the central region of the base includes a first 1 A plurality of radiating fins are erected, and a plurality of second fins are erected so as to surround the first radiating fin,
Height h 1 of first radiating fin> Height h 2 of second radiating fin
The structure which is may be sufficient.
また、別の態様では、前記第1放熱フィンの何れかは、前記半導体発光素子と平面視において重なる位置に配設されている構成であってもよい。
また、別の態様では、前記ケースの底部及び前記基台の各々には前記ケースの内外を連通する通気孔が開けられている構成であってもよい。
また、別の態様では、前記基台の通気孔は平面視において前記各放熱フィンと隣接した位置に開けられている構成であってもよい。
In another aspect, any one of the first heat dissipating fins may be disposed at a position overlapping the semiconductor light emitting element in plan view.
In another aspect, the bottom of the case and the base may each be provided with a vent hole that communicates the inside and outside of the case.
Moreover, the structure by which the ventilation hole of the said base was opened in the position adjacent to each said radiation fin in planar view may be sufficient as another aspect.
また、別の態様では、前記ケースの通気孔は、前記底部を平面視したとき少なくとも1の前記放熱フィンと重なる位置に開けられている構成であってもよい。
また、別の態様では、前記基台の通気孔は外縁部と隣接した位置に開けられている構成であってもよい。
また、別の態様では、前記基台は円板状であり、前記ケースは円筒状であって、前記半導体発光素子は前記基台の中央領域に配され、前記基台の通気孔は、前記半導体発光素子を囲むように複数存在する構成であってもよい。
In another aspect, the vent of the case may be configured to be opened at a position overlapping with at least one of the radiating fins when the bottom portion is viewed in plan.
In another aspect, the base may have a structure in which the vent hole is opened at a position adjacent to the outer edge.
In another aspect, the base is disk-shaped, the case is cylindrical, the semiconductor light emitting element is arranged in a central region of the base, and the vent hole of the base is There may be a configuration in which a plurality of semiconductor light emitting elements are surrounded.
また、別の態様では、前記半導体発光素子はLEDであり、基板の表面に前記半導体発光素子を複数実装してなる基板をさらに備え、前記基板が前記基台に接合されることにより、前記各半導体発光素子は前記基板を介して前記基台と熱結合している構成であってもよい。
また、別の態様では、一端が前記基台と連結され且つ前記ケースを貫通するように配された支持パイプと、前記支持パイプの他端に連結され且つ造営材に対して取り付けられる取付部とを有する構成であってもよい。
In another aspect, the semiconductor light emitting element is an LED, and further includes a substrate formed by mounting a plurality of the semiconductor light emitting elements on a surface of the substrate, and the substrate is bonded to the base, thereby The semiconductor light emitting element may be configured to be thermally coupled to the base via the substrate.
Further, in another aspect, a support pipe having one end connected to the base and penetrating the case, and an attachment portion connected to the other end of the support pipe and attached to the construction material The structure which has this may be sufficient.
本発明の一態様に係る照明装置では、上記構成により、高輝度LED照明装置において必要な放熱性を確保しつつ筐体の小型化を実現できる。 In the lighting device according to one embodiment of the present invention, the housing can be downsized with the above-described configuration while ensuring heat dissipation necessary for the high-luminance LED lighting device.
≪実施の形態1≫
以下、実施形態にかかる照明装置1について図面を参照しながら説明する。
(照明装置1の全体構成)
図1は、実施の形態に係る照明装置1の外観構成図である。図2は、照明装置1を斜め上方から見た外観構成図である。図3は、照明装置1の内部構成を示す分解図である。図4は、照明装置1を斜め上方から見た内部構成を示す断面図である。図1〜4において、矢印Yで示す方向が後方、その反対方向が前方である。照明装置1において光は主に前方に出射される。図1〜4に示すように、照明装置1は、基台であるモジュールプレート3、モジュールプレート3の前面に配置された複数の発光モジュール4、モジュールプレート3の中央部から後方に伸長する支持パイプ6を備えている。
<< Embodiment 1 >>
Hereinafter, the illuminating device 1 concerning embodiment is demonstrated, referring drawings.
(Overall configuration of lighting device 1)
FIG. 1 is an external configuration diagram of a lighting device 1 according to an embodiment. FIG. 2 is an external configuration diagram of the illumination device 1 as viewed obliquely from above. FIG. 3 is an exploded view showing an internal configuration of the lighting device 1. FIG. 4 is a cross-sectional view showing an internal configuration of the lighting device 1 as viewed obliquely from above. 1-4, the direction shown by the arrow Y is the back, and the opposite direction is the front. In the illuminating device 1, light is mainly emitted forward. As shown in FIGS. 1 to 4, the lighting device 1 includes a
また照明装置1においては、モジュールプレート3の後面に、内ヒートシンク8B、及び外ヒートシンク8Aが取り付けられている。
内ヒートシンク8Bは複数の放熱フィン80Bを有し、外ヒートシンク8Aも複数の放熱フィン80Aを有している。それによって、支持パイプ6の周囲を取り囲むように、モジュールプレート3から後方に伸長する放熱フィン80B、80Aが複数本配設されている。
In the lighting device 1, an inner heat sink 8 </ b> B and an outer heat sink 8 </ b> A are attached to the rear surface of the
The
さらに照明装置1において、モジュールプレート3の外縁から後方に伸長し、内ヒートシンク8B、外ヒートシンク8Aを取り囲むケース2が装着されている。
支持パイプ6の後端部6bには、支持パイプ6を、造営材(不図示)に取り付けるための部材である取付部7が装着されている。
モジュールプレート3の前面には、複数の発光モジュール4を覆うカバー5が装着されている。
Furthermore, in the illuminating device 1, a
A mounting
A cover 5 that covers the plurality of light emitting modules 4 is attached to the front surface of the
支持パイプ6の内部には、複数の発光モジュール4に電力を供給する配線90が挿通されている。
この照明装置1は、図4に示すように、取付部7が図示しない造営材(体育館、工場、倉庫の天井など)に取り付けられ、HIDランプ代替の照明装置として用いられる。
照明装置1の各構成要素について以下に説明する。
A
As shown in FIG. 4, the lighting device 1 has a mounting
Each component of the illuminating device 1 is demonstrated below.
(モジュールプレート3)
モジュールプレート3は、熱伝導率の高い材料で形成された円板状の部材である。熱伝導率の高い材料としては、例えば、アルミニウムやマグネシウムなどの金属が挙げられる。モジュールプレート3の中央部には、支持パイプ6の前端部6aを填め込む嵌合孔3aが開設されている。
(Module plate 3)
The
モジュールプレート3の前面には、嵌合孔3aの周囲に複数(6個)の発光モジュール4を取り付けるモジュール取付領域3bが確保され、モジュールプレート3の外周部分には、複数の通気孔3cが周方向に沿って、円環状に列設されている。
各通気孔3cは、モジュールプレート3の板材を切り抜くことによって形成され、通気孔3c同志の間にはブリッジ3dが形成されている。
On the front surface of the
Each
図6は、照明装置1をモジュールプレート3の側から平面視したときの下面図である。図6に示すように、モジュールプレート3の通気孔3cは平面視において放熱フィン80Aと隣接した位置に配されている。ここで、「隣接した位置に配されている」とは、通気孔3cと放熱フィン80Aとの間に障害物がなく、通気孔3cからの吸気が放熱フィン80Aに容易に接触できる位置関係にあることをさす。通気孔3cは、照明装置1の駆動時においてケース2の内部に外気を流通させる。照明装置1の放熱効果については後述する。
FIG. 6 is a bottom view of the lighting device 1 when viewed from the
モジュールプレート3の直径は例えば260mm、板厚は例えば1〜5mmである。
(発光モジュール4)
上記モジュール取付領域3bには複数(6個)の発光モジュール4が環状に固定されている。これらの発光モジュール4は、嵌合孔3aの周囲に60°ずつ角度を置いて配されている。
The diameter of the
(Light emitting module 4)
A plurality (six) of light emitting modules 4 are fixed in an annular shape in the
各発光モジュール4は、基板40と、基板40上に形成された発光部41とを有している。
基板40は、例えばガラスコンポジット材料で形成され、その表面には発光部41に電力供給するための配線パターン(不図示)が形成されている。
発光部41は、基板40上に実装された複数個(一例として132個)のCOB(Chip on Board)タイプのLEDと、そのLEDを覆うように配された蛍光体を含む封止層によって構成されている。そしてLEDから放射される青色光の一部を蛍光体で相対的に長い波長の光に変換し且つ青色光と混色することで白色光を放射する。
Each light emitting module 4 includes a
The
The light emitting unit 41 includes a plurality of (for example, 132) COB (Chip on Board) type LEDs mounted on the
各発光モジュール4は、モジュールプレート3のモジュール取付領域3bに熱結合された状態で取り付けられている。発光モジュール4はモジュールプレート3の前面に押し付けられた状態で固定されている。また、発光モジュール4から発生する熱は、モジュールプレート3に効率よく伝熱される。
(支持パイプ6)
支持パイプ6は、伝熱性の良好な材料で形成された直管である。支持パイプ6の材料としては、例えば、ステンレスなどの金属、もしくは伝熱性の良好な樹脂(樹脂にカーボンなどを混合してなる熱伝導性樹脂)が挙げられる。
Each light emitting module 4 is attached in a state where it is thermally coupled to the
(Support pipe 6)
The
支持パイプ6の前端部6aは、嵌合孔3aに填め込まれてモジュールプレート3に接合されている。具体的には、支持パイプ6の前端部6aを、モジュールプレート3の嵌合孔3aに差し込んで、前端部6aを嵌合孔3aの縁にかしめ加工することによって接合されている。
一方、支持パイプ6の後端部6bは、取付部7の差し込み口7aに差し込まれた状態で、取付部7に接合されている。
The
On the other hand, the
このように支持パイプ6は、モジュールプレート3を支持する機能を有し、またモジュールプレート3から取付部7に熱を良好に伝導させる通路となっている。さらに、支持パイプ6の内部の中空部分は、配線90が挿通する通路となっている。
支持パイプ6の長さは、ケース2の高さと同程度、もしくはそれ以上であって、例えば6〜8cm程度である。
As described above, the
The length of the
支持パイプ6の外径及び肉厚は大きいほど強度が高まる。またこの外径及び肉厚が大きいほど、断面積が大きくなるので、伝熱効率も高まり、モジュールプレート3の温度を低減できる点で好ましいが、重量が大きくなるので、これらの点を考慮して適当な範囲に定めればよい。
支持パイプ6が金属で形成されている場合、例えば支持パイプ6の外径は27mm、肉厚は1〜3mm程度である。
The strength increases as the outer diameter and thickness of the
When the
(ヒートシンク8)
図5は、照明装置1の構成の内、モジュールプレート3と外ヒートシンク8Aおよび内ヒートシンク8Bと支持パイプ6を抜き出して示す模式斜視図である。図4、図5に示すように、ヒートシンク8は、内ヒートシンク8B及び外ヒートシンク8Aから構成され、モジュールプレート3の後面に接合されている。
(Heat sink 8)
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the
内ヒートシンク8Bは、支持パイプ6の周りにおいてモジュールプレート3の後面に当接する略円環状の支持部81Bと、支持部81Bの外周部で折り返され、後方に向けて伸長する複数の放熱フィン80Bとを有し構成されている。内ヒートシンク8Bにおける各放熱フィン80Bは、伸長方向に細長い高さh80B、幅w80Bからなる短冊状をしている。複数の放熱フィン80Bは、支持パイプ6を取り囲んで支持パイプ6と平行に伸長している。
The
外ヒートシンク8Aは、支持部81Bの周りにおいてモジュールプレート3の後面に接合される円環状の支持部81Aと、支持部81Aの外周部から後方に伸長する複数の放熱フィン80Aとを有し構成されている。外ヒートシンク8Aにおける各放熱フィン80Aは、伸長方向に細長い高さh80A、幅w80Aからなる短冊状をしている。複数の放熱フィン80Aは、放熱フィン80Bの外側を取り囲んで、支持パイプ6と平行に伸長している。
The
ヒートシンク8は、少なくともモジュールプレート3の厚み(Y)方向に沿って、各発光モジュール4の発光部における発光素子と重なる位置に配置させる。これにより発光部とヒートシンク8との伝熱経路を短くし、発光素子の駆動熱を効率よくヒートシンク8側に伝熱することができる。
図6は、モジュールプレート3に対する外ヒートシンク8Aの放熱フィン80Aおよび内ヒートシンク8Bの放熱フィン80Bの配置形態を示す模式平面図である。図6に示すように、外ヒートシンク8Aおよび内ヒートシンク8Bは、モジュールプレート3における通気孔3cが開設された外周領域よりも内側に配されている。そして、外ヒートシンク8Aにおける各放熱フィン80Aは、モジュールプレート3に開設された通気孔3cの丁度径方向内側となる領域に形成されている。換言すると、図6に示すように、外ヒートシンク8Aにおいては、モジュールプレート3の各ブリッジ3dに対応した箇所に、隣り合う放熱フィン80A同士の間の間隙82Aが存在するように配置されている。
The heat sink 8 is disposed at a position overlapping the light emitting element in the light emitting portion of each light emitting module 4 along at least the thickness (Y) direction of the
FIG. 6 is a schematic plan view showing an arrangement of the
さらに、図6に示すように、各放熱フィン80B、80Aは、Y方向から平面視するとき、支持パイプ6の中心軸からの径方向に対して一定の角度(例えば45°)で傾斜している。
なお、内ヒートシンク8Bにおいても、隣り合う放熱フィン80B同士の間に間隙82Bが設けられており、放熱フィン80Bの形成数は、外ヒートシンク8Aにおける放熱フィン80Aの形成数と同じである。
Furthermore, as shown in FIG. 6, each of the radiation fins 80 </ b> B and 80 </ b> A is inclined at a certain angle (for example, 45 °) with respect to the radial direction from the central axis of the
Also in the
内ヒートシンク8B、外ヒートシンク8Aは、モジュールプレート3と同様、熱伝導率の高い材料(例えばアルミニウム等の金属)で形成されている
支持部81A及び支持部81Bは、モジュールプレート3にリベットあるいはねじなどで締結されている。
(ケース2)
図1〜4に示すように、ケース2は、モジュールプレート3の外縁から後方に伸長する円筒形状の筒状部2dと、この筒状部2dの後部を塞ぐ底部2eとを有し、筒状部2dは放熱フィン80Aの外側を取り囲んでいる。筒状部2dの前端部2aは開口し、そこにモジュールプレート3が装着されている。
The
(Case 2)
As shown in FIGS. 1 to 4, the
筒状部61とモジュールプレート3との固定は、筒状部2dの前端部2aをモジュールプレート3の外縁部3eにかしめることによってなされている。
底部2eの中央には、支持パイプ6が貫通する貫通孔2fが開設されている。そして、底部2eにおける貫通孔2fの縁が支持パイプ6に接合されている。
この接合は、例えば、底部2eにおける貫通孔2fの縁にパイプクランプを設置しておいて、そのパイプクランプで支持パイプ6に締結してもよいし、接着材で貫通孔2fの縁と支持パイプ6を接合してもよい。
The cylindrical portion 61 and the
A through
For this joining, for example, a pipe clamp may be installed at the edge of the through
このケース2も、熱伝導率性の材料(例えば、アルミニウムやマグネシウムなどの金属、あるいは、樹脂にカーボンなどを混合してなる熱伝導性樹脂)で形成されている。
ケース2における筒状部2dの後端側から底部2eにかけて、通気孔2cが複数形成されている。各通気孔2cの形成は、ケース2の板材料に切り込みを形成して内方に曲げることによってなされている。通気孔2cは、照明装置1の駆動時において、ケース2の内部でヒートシンク8により熱せられた空気を外部に放出させる孔である。通気孔2cはケース2の部材を内側にL字状に切り曲げて形成しているので、L字状切り曲げの水平部分によりケース2内部への埃の落下を低減させることができる。
The
A plurality of vent holes 2c are formed from the rear end side of the
図7は、照明装置1を図2における断面A−Aで切断しケース2をY方向から平面視したときの上面図である。図5に示すように、照明装置1において、通気孔2cは、ケース2の底部2eをY方向からから平面視したとき、ヒートシンク8の少なくともいずれかの放熱フィン80A、80Bの断面の一部とY方向において重なる位置に放射状に開けられている。尚、ケース2には、通気孔2cに加えて他の通気孔が形成されていても良い。
FIG. 7 is a top view when the illumination device 1 is cut along a cross section AA in FIG. 2 and the
また筒状部2dには、複数のビード2bがプレス加工によって一定間隔で形成され、それによって筒状部61の強度が高められている。
ケース2の前端部2aの直径はモジュールプレート3の直径と同等である。ケース2のY方向の高さは例えば270mm、板厚は例えば1mmである。
放熱フィン80Aとケース2との位置関係について説明する。図6に示すように、放熱フィン80Aとケース2との間には一定の距離が設けられる。本実施の形態では、一例として10mmである。これによりヒートシンク8とケース2とは互いに直接接触が回避されている。
In addition, a plurality of
The diameter of the
The positional relationship between the radiating
(取付部7)
取付部7は、支持パイプ6の後端部32を天井等の造営材に固定する機能を持つ。この取付部7は、図1〜4に示すように、後方で径が拡がる円錐台状の外観形状を有する台座部7cと、台座部7cの前端側に設けられ支持パイプ6の後端部6bを差し込む差し込み口7aと、台座部7cの後端側に設けられたフランジ部7dとを有している。
(Mounting part 7)
The
そして差し込み口7aに支持パイプ6の後端部6bが差し込まれて固定される。この固定は、例えば差し込み口7a及び支持パイプ6を貫通するねじで締結する方法、あるいは接着材で接着する方法でなされる。
この取付部7も、支持パイプ6と同様に熱伝導性の材料で形成されている。
ここで差し込み口7aの内部空間は、台座部7cの内部空間と連通しているので、差し込み口7aに差し込まれた支持パイプ6の内部空間と台座部7cの内部空間も連通する。
And the rear-
The mounting
Here, since the internal space of the
フランジ部7dには複数の挿通孔7bが開設されている。取付部7を造営材にねじ止めで固定する際には、この挿通孔7bにねじを挿通して造営材にねじ込むことによって、フランジ部7dを造営材に固定する。
(カバー5)
カバー5は、モジュールプレート3の前面に配置された複数の発光モジュール4を、全体的に覆うように装着されている。
A plurality of
(Cover 5)
The cover 5 is mounted so as to cover the plurality of light emitting modules 4 arranged on the front surface of the
このカバー5は、フレネルレンズ構造を有しており、複数の発光モジュール4から出射される光を集光して前方に出射する。
カバー5は、例えばアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等の透明な樹脂材料を射出成形して形成される。
このカバー5はモジュールプレート3の前面に、接着あるいはねじ止めなどによって固定されている。
The cover 5 has a Fresnel lens structure, collects light emitted from the plurality of light emitting modules 4 and emits the light forward.
The cover 5 is formed by injection-molding a transparent resin material such as acrylic resin, polyethylene terephthalate, or polycarbonate.
The cover 5 is fixed to the front surface of the
(電力供給用の配線90)
電力供給用の配線90は、電源ユニット(不図示)から造営材の貫通孔、取付部7の内部空間、支持パイプ6の内部空間を通って、モジュールプレート3の嵌合孔3aまで伸長している。そして、この各配線90からリード線が分岐され、分岐されたリード線の先端が発光モジュール4に電気的に接続されている。
(
The
配線90及びリード線は、耐熱性の電線であって、例えば、架橋ポリエチレン絶縁電線、シリコーンゴム絶縁電線、フッ素樹脂絶縁電線、シリコーンガラス耐熱電線などが用いられる。
このような電力供給用の配線90及びリード線を介して、電源ユニットから各発光モジュール4に直流で電力が供給される。
The
Power is supplied from the power supply unit to each of the light emitting modules 4 through the
各発光モジュール4における消費電力は、例えば、30Wである。
各発光モジュール4の駆動時にはLEDが発光し、発光部41から出射された光は、カバー5を通過して、照明装置1の前方に出射される。
(照明装置1の動作について)
照明装置1を使用する際、ユーザは電源装置を操作して照明装置1に電力を投入する。これにより各発光モジュール4の発光部が発光する。発光はカバー5のフレネルレンズ構造を透過する際に集光され、照明光となって外部に照射される。各発光モジュール4の駆動熱は、モジュールプレート3を介してケース2内部のヒートシンク8に伝熱される。
The power consumption in each light emitting module 4 is 30 W, for example.
When each light emitting module 4 is driven, the LED emits light, and the light emitted from the light emitting unit 41 passes through the cover 5 and is emitted in front of the illumination device 1.
(About operation | movement of the illuminating device 1)
When using the lighting device 1, the user operates the power supply device to turn on the lighting device 1. Thereby, the light emitting part of each light emitting module 4 emits light. The emitted light is condensed when passing through the Fresnel lens structure of the cover 5 and is irradiated outside as illumination light. The driving heat of each light emitting module 4 is transferred to the heat sink 8 inside the
ここで駆動中の照明装置1の内部の様子を示す。図8は、照明装置1の放熱効果を説明するための断面図である。照明装置1では、モジュールプレート3の通気孔3cを介し、外気がケース2の内部に通気する。外気はケース2内部において通気孔3cと隣接したヒートシンク8の放熱フィン80Aと接触することにより、ヒートシンク8と熱交換される。これにより熱せられた外気は放熱フィン80Aに沿って上昇し、放熱フィン80Aの真上に存在する通気孔2cを介してケース2の外部に放熱される。このように、通気孔3cを放熱フィン80Aと隣接した位置に配置することにより、モジュールプレート3から放熱フィン80Aへの伝熱経路を確保しつつ、通気孔3cからの外気を効率よく放熱フィン80Aに接触させることができる。
Here, the inside of the lighting device 1 being driven is shown. FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the heat dissipation effect of the lighting device 1. In the illuminating device 1, outside air passes through the inside of the
また、モジュールプレート3の通気孔3cを介しケース2の内部に入った外気は、放熱フィン80Aと放熱フィン80Aとの間隙82Aを通り放熱フィン80Aの裏側に回り込み放熱フィン80Bと接触する。そして、外気はヒートシンク8と熱交換される。これにより熱せられた外気は放熱フィン80Bに沿って上昇し、放熱フィン80Bの真上に存在する通気孔2cを介してケース2の外部に放熱される。このように、ケース2の内部では常に上方向に空気が流通するため、ヒートシンク8の熱を外気に効率よく放熱させ、優れた放熱特性を実現できる。
The outside air that has entered the
また、図1に示すように、モジュールプレート3のいずれかの面を平面視する際、通気孔3cの位置は、モジュールプレート3とケース2との連結位置(外縁部3eに対応する位置)と隣接した位置に存在する。このような構成により、通気孔3cを流通する外気による冷却効果が得られ、通気孔3cの外側にある外縁部3eを通じて各発光モジュール4の駆動熱がケース2に伝熱しにくい。よって、ケース2が過度に加熱するのを防止しつつ、上述したように、放熱フィン80Aと放熱フィン80Bを介してヒートシンク8の熱を効率よく放熱させ、優れた放熱特性を実現できる。
Further, as shown in FIG. 1, when any surface of the
(放熱フィンの表面積と放熱特性の関係について)
放熱フィン80A及び80Bの表面積と放熱特性の関係について計算を行った。図9(a)は、計算に用いた放熱フィン80Aの形状を示す模式平面図、(b)は、モジュールプレート3に対する放熱フィン80Aの配置形態を示す模式平面図である。図9(a)に示すように、幅がw、高さがhの放熱フィン80Aを一枚用いた。放熱フィン80Aは、板厚1.5mmのアルミニウム板を用い形成した。図7(b)に示すように、モジュールプレート3の中心Ax3と、放熱フィン80Aの幅方向中心とを通る仮想直線L1を引いたとき、仮想直線L1と放熱フィン80Aの主面とがなすフィン角度(交差角度)θは45°とした。放熱フィン80B(不図示)は、放熱フィン80Aの内周側に位置する。放熱フィン80Bについても、幅がw、高さがh、板厚1.5mmのアルミニウム板を一枚用い、仮想直線L1と放熱フィン80Bの主面とがなすフィン角度(交差角度)θは45°とした。
(Relationship between heat sink surface area and heat dissipation characteristics)
The calculation was performed on the relationship between the surface area of the
[計算式]
一般に、自然対流による熱流量は、熱伝達率を使って以下の式で表される。
熱流量(W)=
熱伝達率(W/m2K)×物体表面積(m2)×(表面温度−流体温度)(K)
・・・(1)
そして、空気を冷媒とする鉛直に置いた平板状の放熱フィンでは、熱伝達率は、以下の式で表される。
[a formula]
Generally, the heat flow by natural convection is expressed by the following equation using the heat transfer coefficient.
Heat flow rate (W) =
Heat transfer coefficient (W / m 2 K) x object surface area (m 2 ) x (surface temperature-fluid temperature) (K)
... (1)
And in the flat plate-shaped radiation fin which set | placed vertically using air as a refrigerant | coolant, a heat transfer rate is represented by the following formula | equation.
熱伝達率(W/m2K)=k(温度差(K)/放熱フィン高さ(m))0.25
・・・(2)
ここで、kは係数であり、空気を冷媒とする鉛直に置いた平板状の放熱フィンの場合には、例えば、約1.4とすることができる。
これより、照明装置1における、放熱フィン80A又は80Bからの放熱量Qは、次式で表すことができる。
Heat transfer coefficient (W / m 2 K) = k (temperature difference (K) / radiation fin height (m)) 0.25
... (2)
Here, k is a coefficient, and can be set to, for example, about 1.4 in the case of a flat plate-like radiating fin using air as a refrigerant.
From this, the heat radiation amount Q from the
Q=kwh(Tmean−Ta)1.25η/h0.25・・・(3)
ここで、
wは放熱フィンの幅であり、高さ方向で一定でない場合には高さ方向の全域にわたる平均値をさす。hはフィンの高さであり、幅方向で一定でない場合には幅方向全域にわたる平均値をさす。
Q = kwh (T mean −T a ) 1.25 η / h 0.25 (3)
here,
w is the width of the heat radiating fin, and when it is not constant in the height direction, it indicates the average value over the entire area in the height direction. h is the height of the fin, and when it is not constant in the width direction, it indicates the average value over the entire width direction.
Tmean(K)は、放熱フィンの表面温度の平均値であり、放熱フィンの最大温度Tmaxと最小温度Tminとの平均値として算出される。最大温度Tmaxは、放熱フィンの基端温度として、最小温度Tminは、放熱フィンの先端温度として各々計測することができる。
Ta(K)は、放熱フィンが置かれた雰囲気の温度である。放熱フィンから充分離れた位置の温度であり、例えば、約1m離れた位置で測定できる。
T mean (K) is an average value of the surface temperatures of the radiating fins, and is calculated as an average value of the maximum temperature T max and the minimum temperature T min of the radiating fins. The maximum temperature T max can be measured as the base end temperature of the radiating fin, and the minimum temperature T min can be measured as the tip temperature of the radiating fin.
T a (K) is the temperature of the atmosphere in which the radiation fins are placed. It is the temperature at a position sufficiently away from the radiating fin, and can be measured, for example, at a position about 1 m away.
ηは、フィン効率であり、
η=(Tmean−Ta)/(Tmax−Ta) ・・・・(4)
により規定される。
(3)式、及び(4)式により、放熱量Qは、次式で規定される。
Q=k(wh0.75((Tmax+Tmin)/2−Ta)2.25/(Tmax−Ta))
・・・・(5)
但し、kは係数である。
η is the fin efficiency,
η = (T mean −T a ) / (T max −T a ) (4)
It is prescribed by.
The heat release amount Q is defined by the following equation using the equations (3) and (4).
Q = k (wh 0.75 ((T max + T min ) / 2−T a ) 2.25 / (T max −T a ))
(5)
However, k is a coefficient.
(放熱フィン80Bの高さと放熱特性の関係について)
放熱フィン80Bの高さと放熱特性の関係について計算した。計算では、先ず、幅w=24mm、高さh=40mmである放熱フィン80Bを備えた照明装置1を作成し、放熱フィンの基端温度Tmax(K)、放熱フィンの先端温度Tmin(K)、雰囲気温度Ta(K)を実験により測定した。そして、高さhを40mmから360mmまでを変えたときの、放熱フィンの先端温度Tminを計算により求めた。Tminは、放熱フィンの先端温度Tminと基端温度Tmaxとの差は、フィン高さhに比例するという条件に基づき求めた。また、各フィン高さhのときの、基端温度Tmax及び雰囲気温度Taは、高さhが40mmのときの実測値を用いた。
(Relationship between
The relationship between the height of the
[計算結果]
図10は、放熱フィン80Bの幅wを固定し、フィン高さhを変えたときの、放熱フィンからの放熱量Qの変化を示す計算結果である。図10は、フィン高さhを40mmから360mmまで変えたときの、放熱フィン80Bからの放熱量Qの変化を、フィン高さhが40mmのときの放熱量に対する放熱量比率qとして示した計算結果である。
[Calculation result]
FIG. 10 is a calculation result showing a change in the heat radiation amount Q from the radiation fin when the width w of the
図10に示すように、フィン高さhを変えたときの放熱フィンからの放熱量比率qはフィン高さhの増加に伴い増加するが、約270mmにて飽和し、その後は、フィン高さhを増加しても放熱量比率qは増加しないことがわかる。
この理由を、以下のように考察することができる。すなわち、放熱フィン80Bの温度は、フィン基端において最も高くフィン先端において最も低い。一方、放熱フィン80Bからの熱伝達により熱せられた空気は浮力により放熱フィン80Bに沿って上昇する。その際、空気は接触している放熱フィン80Bから更に熱伝達を受けて温度が上昇し、下流に行くに従い温まった空気の層が厚くなる温度境界層を形成する。そのため、フィン先端付近では放熱フィン80Bに接する空気の温度が最も高くなる。
As shown in FIG. 10, the heat dissipation rate ratio q from the heat radiating fin when the fin height h is changed increases as the fin height h increases, but saturates at about 270 mm, and thereafter the fin height It can be seen that the heat dissipation rate ratio q does not increase even if h is increased.
The reason for this can be considered as follows. That is, the temperature of the radiating
図10に示すように、フィン高さhを増加した場合、フィン高さhが40mmから270mmまでの範囲では、フィンの高さhの増加に伴ってフィン先端付近の空気の温度は増加すると考えられる。そして、フィン高さhが270mmでは、フィンの先端温度とフィン先端付近の空気の温度とがほぼ等価となりフィン高さを270mmを超えて増加しても、270mmを超えたフィン部分から空気への熱伝達はなされないことが原因として考えられる。 As shown in FIG. 10, when the fin height h is increased, the temperature of the air in the vicinity of the fin tip increases as the fin height h increases in the range of the fin height h from 40 mm to 270 mm. It is done. When the fin height h is 270 mm, the tip temperature of the fin and the temperature of the air near the tip of the fin are substantially equivalent, and even if the fin height is increased beyond 270 mm, the fin portion exceeding 270 mm is transferred to the air. It is considered that heat transfer is not performed.
以上により、図10に示すように、照明装置1では、放熱フィン80Bの高さhを約270mmとすることで、必要な放熱性を確保しつつ放熱フィンの過剰な大型化を防止することができる。
(放熱フィン80Aの高さと放熱特性の関係について)
放熱フィン80Aの高さと放熱特性の関係について計算した。計算では、幅w=15mm、高さh=120mmである放熱フィン80Aを備えた照明装置1を作成し、放熱フィンの基端温度Tmax(K)、放熱フィンの先端温度Tmin(K)、雰囲気温度Ta(K)を実験により測定した。そして、高さhを40mmから360mmまで変えたときの、放熱フィンの先端温度Tminを計算により求めた。また、各フィン高さhのときの、基端温度Tmax及び雰囲気温度Taは、高さhが40mmのときの実測値を用いた。
As described above, as shown in FIG. 10, in the lighting device 1, by setting the height h of the
(Relationship between
The relationship between the height of the
図11は、放熱フィン80Aの幅wを固定しフィン高さhを変えたときの、放熱フィンからの放熱量Qの変化を示す計算結果である。図11は、フィン高さhを40mmから360mmまで変えたときの、放熱フィン80Aからの放熱量Qの変化を、フィン高さhが120mmのときの放熱量に対する放熱量比率qとして示した計算結果である。
図11に示すように、フィン高さhを変えたときの放熱フィンからの放熱量比率qはフィン高さhが約40mmからhの増加に伴い増加するが、約120mmにて飽和し、その後は、フィン高さhを増加しても放熱量比率qは増加しないことがわかる。これより、照明装置1では、放熱フィン80Aの高さhを約120mmとすることで、必要な放熱性を確保しつつ放熱フィンの過剰な大型化を防止することができる。
FIG. 11 is a calculation result showing a change in the heat radiation amount Q from the radiation fin when the width w of the
As shown in FIG. 11, the heat dissipation amount ratio q from the radiation fin when the fin height h is changed increases as the fin height h increases from about 40 mm to h, but saturates at about 120 mm, and thereafter It can be seen that even if the fin height h is increased, the heat dissipation rate q does not increase. Thus, in the lighting device 1, by setting the height h of the
(小括)
照明装置1は、一方の面上に半導体発光素子が配された板状のモジュールプレート3と、モジュールプレート3の他方の面上に配されたヒートシンク8とを備え、ヒートシンク8は、モジュールプレート3の他方の面上に立設された少なくとも1の板状の放熱フィン80A又は80Bを有し、放熱フィン80A又は80Bの高さは、(3)式で算出される放熱量Qの高さhに対する変化率として規定される放熱量比率qが高さhの増加に伴って飽和するときの高さhに設定されている構成とした。例えば、既定の高さh0のときの放熱量をQ0とし、高さをh´に変えたとき放熱量がQ´となった-場合、放熱量比率qはQ´/Q0として規定される。すなわち、放熱フィン80Aの高さhは、{wh0.75((Tmax+Tmin)/2−Ta)2.25/(Tmax−Ta)}より算出される値の高さhに対する変化率である放熱量比率qがhの増加に伴い飽和するときのhであることを特徴とする。但し、wは前記放熱フィン幅、Tmaxは放熱フィン80A又は80Bの基端温度(K)、Tminは放熱フィン80A又は80Bの先端の温度(K)、Tmaxは雰囲気温度(K)である。
(Brief Summary)
The lighting device 1 includes a plate-shaped
かかる構成により、必要な放熱性Qを確保しつつ、放熱フィン80Aの過剰な大型化を防止し、ケース2の小型化を図ることができる。
ヒートシンク8は、モジュールプレート3の後面に立設された複数の板状の放熱フィン80A、80Bを有する場合には、複数の放熱フィン80A、80Bを構成する各放熱フィンの高さ及び幅は、(3)式で算出されるQが飽和するときのhに各々設定されている構成とした。かかる構成により、放熱フィン80A、80Bにおいて各々必要な放熱性Qを確保しつつ、放熱フィン80A、80Bの過剰な大型化を防止し、ケース2の小型化を図ることができる。
With this configuration, the
When the heat sink 8 has a plurality of plate-like
尚、上記実施の形態では、ヒートシンク8は、モジュールプレート3の後面に立設された板状の放熱フィン80A備えたヒートシンク8A、放熱フィン80Bをヒートシンク8Bからなる構成とした。しかしながら、放熱フィンの構成は上記に限られず適宜変更可能である。例えば、ヒートシンク8に加え、更に、放熱フィン80Aを取り囲むように、放熱フィン80Aの外周側に短冊状の放熱フィンが複数立設された別のヒートシンクを備える構成としてもよい。また、ヒートシンク8に加えて、更に、指示パイプ6を取り囲むように放熱フィン80Bの内周側に短冊状の放熱フィンが複数立設された別のヒートシンクを備える構成としてもよい。
In the above embodiment, the heat sink 8 is configured such that the
また、放熱フィン80A、80Bを同心円状に配列したヒートシンク8に替えて、モジュールプレート3の後面に複数の板状の放熱フィンを異なる形状に配列して立設させた構成としてもよい。
<変形例1>
上記した実施の形態1に係る照明装置1では、通気孔3cは、モジュールプレート3のいずれかの面を平面視したときモジュールプレート3とケース2との連結位置である外縁部3eに隣接した位置に開けられている構成とした。しかしながら、通気孔3cは、平面視において放熱フィン80A、80Bと隣接した位置に開けられていれば良く下記のとおり変形可能である。図12は、変形例に係る照明装置をモジュールプレート3の側から平面視したときの下面図である。
Further, instead of the heat sink 8 in which the radiating
<Modification 1>
In the lighting device 1 according to the first embodiment described above, the
図12(a)に示す態様では、通気孔3c2が、モジュールプレート31の半径方向において放熱フィン80A、80Bとに挟まれた位置に形成している点が相違する。かかる構成によって、通気孔3c2を介しケース2の内部に入った外気を放熱フィン80Aと放熱フィン80Bとの両方に直接接触させることができるので、より効果的に外気はヒートシンク8と熱交換させることができる。
12A is different in that the air holes 3c2 are formed at positions sandwiched between the
図12(b)に示す態様では、実施の形態1の通気孔3cに加えて、カバー51の中央に開口5c1を設け、通気孔3c3が、モジュールプレート32の半径方向において放熱フィン80Bよりも中心側に形成している点が相違する。かかる構成によって、通気孔3cからの外気導入に加えて、通気孔3c3を介しケース2の内部に入った外気を放熱フィン80Bと直接接触させることができるので、より効果的に外気はヒートシンク8と熱交換させることができる。
12 (b), in addition to the
図12(c)に示す態様では、カバー52の中央に開口5c2を設ける。さらに、ケース2との連結位置である外縁部3e2に隣接した通気孔3c4、半径方向において放熱フィン80A、80Bとに挟まれた通気孔3c5、放熱フィン80Bよりも中心側にある通気孔3c6を備えたモジュールプレート33を備えた点が相違する。かかる構成によって、通気孔3c3を介しケース2の内部に入った外気を放熱フィン80Aに直接接触させることができる。また、通気孔3c5から内部に入った外気を放熱フィン80Aと放熱フィン80Bとの両方に直接接触させることができる。さらに、通気孔3c6から内部に入った外気を放熱フィン80Bと直接接触させることができる。そのため、より一層効果的に外気はヒートシンク8と熱交換させることができる
≪実施の形態2≫
上記実施の形態では、吊り下げ型の照明装置を示した。しかしながら本発明の照明装置はこの形式に限定されない。例えばデスクスタンド型、シーリング型、ダウンライト型等のいずれかの照明装置とすることもできる。
In the embodiment shown in FIG. 12C, the opening 5
In the above embodiment, the hanging type illumination device is shown. However, the lighting device of the present invention is not limited to this type. For example, a lighting device such as a desk stand type, a ceiling type, or a downlight type may be used.
本発明で用いる発光素子はLED素子に限定されない。本発明の発光素子としては、その他の発光素子を用いることも可能である。例えば、蛍光灯、白熱電球、有機EL(Electro―Luminescence)素子、LD(レーザダイオード;Laser Diode)等を単独、或いは複数組み合わせて用いてもよい。
モジュールプレート3は円板状としたが、本発明はこれに限定されない。例えば矩形状、多角形状、楕円状のいずれかとすることもできる。また、複数のモジュールプレート3を用いることもできる。
The light emitting element used in the present invention is not limited to the LED element. As the light emitting element of the present invention, other light emitting elements can be used. For example, a fluorescent lamp, an incandescent lamp, an organic EL (Electro-Luminescence) element, an LD (Laser Diode), or the like may be used alone or in combination.
Although the
発光モジュールの数は6個に限定されず、これ以外の数であってもよい。また、モジュールプレート3上における発光モジュールの配置は円周状に限定されず、矩形状や放射状であってもよい。
≪その他の事項≫
上記したように照明装置1は、取付部7を天井等の造営材に直接取り付けて設置され、外部の電源装置より直流電力を供給されて発光する。このため、既存の口金ソケットに対して照明装置1を設置する必要がないので、誤って口金ソケットを介して交流電力を供給するように照明装置1を誤接続するおそれがない。
≪まとめ≫
以上説明したとおり、本実施の形態に係る照明装置1は、一方の面上に半導体発光素子が配された板状の基台3と、基台3の他方の面上に配されたヒートシンク8と、を備え、ヒートシンク8は、基台3の他方の面に立設された少なくとも1の板状の放熱フィン80A又は80Bを有し、放熱フィン80A又は80Bの高さhは、
{wh0.75((Tmax+Tmin)/2−Ta)2.25/(Tmax−Ta)}
より算出される値の高さhに対する変化率である放熱量比率qがhの増加に伴い飽和するときのhであることを特徴とする。但し、wは前記放熱フィン幅、Tmaxは放熱フィン80A又は80Bの基端温度(K)、Tminは放熱フィン80A又は80Bの先端の温度(K)、Tmaxは雰囲気温度(K)である。
The number of light emitting modules is not limited to six, and may be other numbers. Further, the arrangement of the light emitting modules on the
≪Other matters≫
As described above, the lighting device 1 is installed with the
≪Summary≫
As described above, the lighting device 1 according to the present embodiment includes the plate-
{Wh 0.75 ((T max + T min ) / 2−T a ) 2.25 / (T max −T a )}
The heat release rate ratio q, which is the rate of change of the calculated value with respect to the height h, is h when it is saturated as h increases. Where w is the width of the radiating fin, T max is the base temperature (K) of the radiating
かかる構成により、高輝度照明装置において必要な放熱性を確保しつつケース2の小型化を実現できる。
また、別の態様では、複数の放熱フィン80A、80Bは複数であって、複数の放熱フィン80A、80Bを構成する各放熱フィンの高さは、放熱量Qがhの増加に伴い飽和するときのhである構成であってもよい。
With this configuration, it is possible to reduce the size of the
In another aspect, the plurality of
かかる構成により、複数の放熱フィン80A、80Bにおいて各々必要な放熱性Qを確保しつつ、各放熱フィンの過剰な大型化を防止し、ケース2の小型化を図ることができる。
また、別の態様では、ヒートシンク8を囲む状態で、基台3の外縁部3eに対して開口端部2aが連結された有底筒状のケース2をさらに備え、基台3の中央領域3bには、第1放熱フィン80Bが複数立設され、第1放熱フィンを取り囲むように第2放熱フィン80Aが複数立設されており、第1放熱フィン80Bの高さh1>第2放熱フィン80Aの高さh2 である構成であってもよい。
With this configuration, it is possible to prevent the heat sink fins from being excessively large and to reduce the size of the
Moreover, in another aspect, in the state which surrounds the heat sink 8, the bottomed
かかる構成により、放熱フィン80A、80Bにおいて各々必要な放熱性Qを確保しつつ、放熱フィン80A、80Bの過剰な大型化を防止し、ケース2の小型化を図ることができる。
また、別の態様では、放熱フィン80A、80Bの何れかは、半導体発光素子と平面視において重なる位置に配設されている構成であってもよい。
With this configuration, the
Moreover, in another aspect, either of the
かかる構成により、半導体発光素子からの熱がより効率的に放熱フィン80A、80Bに伝達される。
また、別の態様では、ケース2の底部2e及び基台3の各々にはケース2の内外を連通する通気孔2c、3cが開けられている構成であってもよい。かかる構成により、モジュールプレート3とケース2とにそれぞれ設けた通気孔3c、2cを介し、ケース2の内外に外気を流通させることができる。
With this configuration, the heat from the semiconductor light emitting element is more efficiently transferred to the
In another aspect, the bottom 2e of the
また、別の態様では、基台3の通気孔3cは平面視において各放熱フィン80A、80Bと隣接した位置に開けられている構成であってもよい。かかる構成により、通気孔3cからの外気はケース2内部において通気孔3cと隣接したヒートシンク8の放熱フィン80Aと接触することができ、ヒートシンク8と効果的に熱交換がされる。
また、別の態様では、ケース2の通気孔2cは、底部2eを平面視したとき少なくとも1の放熱フィン80A、80Bと重なる位置に開けられている構成であってもよい。
Further, in another aspect, the
Further, in another aspect, the
かかる構成により、ヒートシンク8の熱を外気に効率よく放熱させ、発光モジュール4の駆動熱を照明装置1の周囲の外気に効果的に放熱させることができる。
また、別の態様では、基台3の通気孔3cは外縁部3eと隣接した位置に開けられている構成であってもよい。かかる構成により、通気孔3cを流通する外気による冷却効果が得られ、通気孔3cの外側にある外縁部3eを通じて各発光モジュール4の駆動熱がケース2に伝熱しにくい。よって、ケース2が過度に加熱するのを防止しつつ、上述したように、放熱フィン80Aと放熱フィン80Bを介してヒートシンク8の熱を効率よく放熱させ、優れた放熱特性を実現できる。
With this configuration, the heat of the heat sink 8 can be efficiently radiated to the outside air, and the driving heat of the light emitting module 4 can be effectively radiated to the outside air around the lighting device 1.
In another aspect, the
また、別の態様では、基台3は円板状であり、ケース2は円筒状であって、半導体発光素子は基台3の一方の面の中央領域3bに配され、基台の通気孔3cは、半導体発光素子を囲むように複数存在する。
そして、半導体発光素子はLEDであり、基板40の表面に半導体発光素子を複数実装してなる基板40をさらに備え、基板40が基台3に接合されることにより、各半導体発光素子は基板40を介して基台3と熱結合している。
In another aspect, the
The semiconductor light emitting element is an LED, and further includes a
さらに、一端が基台3と連結され且つケース2を貫通するように配された支持パイプ6と、支持パイプ6の他端に連結され且つ造営材に対して取り付けられる取付部7とを有する構成であってもよい。
かかる構成により、上述の効果に加え、照明装置1からの熱を支持パイプ6を介して伝達し造営材に放熱することができる。
Furthermore, the structure which has the
With this configuration, in addition to the above-described effects, heat from the lighting device 1 can be transmitted through the
1 照明装置
2 ケース
2c 通気孔
2e 底部
3 モジュールプレート(基台)
3b 主面部
3c 通気孔
3e 外縁部
4 発光モジュール
5 カバー
6 支持パイプ
7 取付部
8 ヒートシンク
8A 外ヒートシンク
8B 内ヒートシンク
80A、80B 放熱フィン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
3b
Claims (11)
一方の面上に前記半導体発光素子が配された板状の基台と、
前記基台の他方の面上に配されたヒートシンクとを備え、
前記ヒートシンクは、前記基台の他方の面に立設された少なくとも1の板状の放熱フィンを有し、
前記放熱フィンの高さhは、
{wh0.75((Tmax+Tmin)/2−Ta)2.25/(Tmax−Ta)}
より算出される値の高さhに対する変化率である放熱量比率qが高さhの増加に伴い飽和するときの高さhであることを特徴とする照明装置。
但し、wは前記放熱フィン幅、Tmaxは前記放熱フィンの基端温度(K)、Tminは放熱フィンの先端の温度(K)、Taは雰囲気温度(K) A semiconductor light emitting device;
A plate-like base on which the semiconductor light emitting element is arranged on one surface;
A heat sink disposed on the other surface of the base,
The heat sink has at least one plate-like heat radiation fin erected on the other surface of the base,
The height h of the heat dissipating fin is:
{Wh 0.75 ((T max + T min ) / 2−T a ) 2.25 / (T max −T a )}
A lighting device, characterized in that a heat dissipation amount ratio q, which is a rate of change of a value calculated with respect to the height h, is the height h when it is saturated as the height h increases.
However, w is the radiating fin width, T max is the radiating fins of the base end temperature (K), T min is the radiating fin tip temperature (K), T a is the ambient temperature (K)
ことを特徴とする請求項1記載の照明装置。 There are a plurality of the heat radiating fins, and the height h of each of the radiating fins constituting the plurality of radiating fins is when the heat radiation amount ratio q with the increase in the height h is saturated with the increase in the height h. The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device has a height h.
前記基台の中央領域には、第1放熱フィンが複数立設され、前記第1放熱フィンを取り囲むように第2フィンが複数立設されており、
第1放熱フィンの高さh1>第2放熱フィンの高さh2
である
ことを特徴とする請求項1から2の何れかに記載の照明装置。 In a state of surrounding the heat sink, it further comprises a bottomed cylindrical case with an open end connected to the outer edge of the base,
In the central region of the base, a plurality of first radiating fins are erected, and a plurality of second fins are erected so as to surround the first radiating fins,
Height h 1 of first radiating fin> Height h 2 of second radiating fin
The lighting device according to claim 1, wherein the lighting device is a lighting device.
ことを特徴とする請求項3に記載の照明装置。 4. The lighting device according to claim 3, wherein any one of the first heat radiation fins is disposed at a position overlapping the semiconductor light emitting element in a plan view.
ことを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の照明装置。 Each of the bottom of the case and the base has a vent hole communicating with the inside and outside of the case.
The illuminating device according to claim 1, wherein:
ことを特徴とする請求項5に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 5, wherein the vent hole of the base is opened at a position adjacent to each of the radiation fins in a plan view.
ことを特徴とする請求項5に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 5, wherein the ventilation hole of the case is opened at a position overlapping with at least one of the heat dissipating fins when the bottom portion is viewed in plan.
ことを特徴とする請求項5に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 5, wherein the vent hole of the base is opened at a position adjacent to the outer edge portion.
前記ケースは円筒状であって、
前記半導体発光素子は前記基台の中央領域に配され、
前記基台の通気孔は、前記半導体発光素子を囲むように複数存在する
請求項1から8の何れかに記載の照明装置。 The base is disk-shaped,
The case is cylindrical,
The semiconductor light emitting device is disposed in a central region of the base,
The lighting device according to claim 1, wherein there are a plurality of vent holes in the base so as to surround the semiconductor light emitting element.
基板の表面に前記半導体発光素子を複数実装してなる基板をさらに備え、
前記基板が前記基台に接合されることにより、前記各半導体発光素子は前記基板を介して前記基台と熱結合している
請求項1から9の何れかに記載の照明装置。 The semiconductor light emitting element is an LED,
Further comprising a substrate formed by mounting a plurality of the semiconductor light emitting elements on the surface of the substrate,
The lighting device according to claim 1, wherein each of the semiconductor light emitting elements is thermally coupled to the base via the substrate by bonding the substrate to the base.
前記支持パイプの他端に連結され且つ造営材に対して取り付けられる取付部とを有する
請求項1から10の何れかに記載の照明装置。 A support pipe having one end connected to the base and penetrating the case;
The lighting device according to any one of claims 1 to 10, further comprising an attachment portion connected to the other end of the support pipe and attached to the construction material.
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