JP2015002027A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ駆動回路および冷却ファンの駆動回路からの放熱を簡易な構成により効率よく行う照明装置を提供すること。【解決手段】照明装置１は、表面５ａにＬＥＤ２が取り付けられたＬＥＤ基板５と、冷却ファン２６と、ＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４を備える回路基板２１と、ＬＥＤ基板５と回路基板２１の間に配置されてＬＥＤ基板５の裏面５ｂと回路基板２１のＬＥＤ基板５の側の面が当接している放熱部６を有する。放熱部６はＬＥＤ基板５と直交する軸線Ｌ回りに環状に配列された複数の放熱フィン１４（筒状部１０）を備え、冷却ファン２６は空気吹き出し口２９をＬＥＤ基板５の側に向けて放熱フィン１４で囲まれた内周側空間２５に配置されている。ＬＥＤ２からの放熱とＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４からの放熱を共通の放熱部６で行うので構成が簡易となる。【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤを冷却するための冷却ファンを搭載する照明装置に関する。

光源としてＬＥＤを用いた照明装置は特許文献１に記載されている。同文献の照明装置は、ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板と、放熱部および冷却ファンからなる放熱ユニットを有している。放熱部はＬＥＤ基板に当接する仕切り板と、ＬＥＤ基板とは反対側から仕切り板に当接するヒートシンクを備えており、ヒートシンクはＬＥＤ基板と直交する軸線回りに環状に配列された複数の放熱フィンを備えている。冷却ファンは空気吹き出し口をＬＥＤ基板の側に向けた状態で複数の放熱フィンの内周側に配置されている。放熱部のＬＥＤ基板とは反対側には、ＬＥＤの駆動回路および冷却ファンの駆動回路を搭載する回路基板が配置されている。放熱部と回路基板の間には隙間が形成されており、冷却ファンはこの隙間から空気を吸い込んでＬＥＤ基板の側に吹き出す。

ＬＥＤで発生した熱は、ＬＥＤ基板を介して放熱部に伝達され、仕切り板およびヒートシンクから放出される。また、冷却ファンが発生させる気流によって、仕切り板およびヒートシンクからの放熱が促進される。これによりＬＥＤが冷却されるので、自己の発熱に起因してＬＥＤが損傷することが防止される。

特開２０１１−１８７２６４号公報

照明装置では、ＬＥＤの駆動回路および冷却ファンの駆動回路も発熱する。従って、これらの駆動回路についても放熱対策を施さなければ、各駆動回路を構成している電子部品が、発熱によって損傷してしまうという問題がある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ＬＥＤの駆動回路および冷却ファンの駆動回路からの放熱を簡易な構成により効率よく行う照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、表面にＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ基板と、冷却ファンと、前記ＬＥＤを駆動する第１駆動回路および前記冷却ファンを駆動する第２駆動回路を備える回路基板と、前記ＬＥＤ基板と前記回路基板との間に配置されて当該ＬＥＤ基板の裏面と当該回路基板の前記ＬＥＤ基板側の面が当接している放熱部と、を有し、前記放熱部は、前記ＬＥＤ基板の厚み方向に延びる筒状部を備え、前記冷却ファンは、前記筒状部の内周側空間内に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、放熱部がＬＥＤ基板と回路基板の双方に当接している。従って、ＬＥＤからの放熱とＬＥＤを駆動する第１駆動回路および冷却ファンを駆動する第２駆動回路からの放熱を共通の放熱部から行うことができる。この結果、ＬＥＤを冷却するための放熱部と各駆動回路を冷却するための放熱部とを別々に設ける必要がないので、簡易な構成で各駆動回路からの放熱を促進できる。また、冷却ファンが発生させる気流によって放熱部からの放熱を促進させることができるので、ＬＥＤの駆動回路および冷却ファンの駆動回路からの放熱がＬＥＤからの放熱とともに効率よく行われる。よって、第１駆動回路および第２駆動回路の発熱に起因して各駆動回路を構成している電子部品が損傷することを防止できる。

本発明において、前記冷却ファンは、前記回路基板側の端部および前記ＬＥＤ基板側の端部の一方が空気吸い込み口となっており、他方が空気吹き出し口となっている外枠を備え、前記第１駆動回路と前記ＬＥＤとを接続する配線は、前記外枠と前記筒状部との間を経由して引き回されていることが望ましい。このようにすれば、筒状部の外周側で配線を引き回す必要がない。従って、配線の納まりがよく、配線を保護することができる。また、照明装置の設置に際して配線が邪魔になることがない。

本発明において、前記内周側空間は、前記ＬＥＤ基板の厚み方向から見たときに円形をしており、前記外枠は、前記ＬＥＤ基板の厚み方向から見たときに多角形形状をしているものとすることができる。このようにすれば、冷却ファンと筒状部の間に隙間が形成されるので、この隙間を利用して配線を引き回すことができる。

本発明において、前記放熱部は、前記筒状部の前記回路基板側の端部に当接する放熱板を備え、前記冷却ファンは、前記空気吸い込み口となっている前記回路基板側の端部が前記放熱板の前記筒状部側の面に取り付けられており、前記放熱板は、前記空気吸い込み口に連通する放熱板貫通孔を備えており、前記回路基板は、前記放熱板貫通孔に連通する基板貫通孔を備えていることが望ましい。このようにすれば、第１駆動回路および第２駆動回路で発生した熱は、回路基板から放熱板を介して筒状部から放出される。また、冷却ファンによって基板貫通孔および放熱板貫通孔を介して冷却ファンに吸い込まれる気流が形成され、この気流に回路基板に搭載された第１駆動回路および第２駆動回路が晒されやすい。従って、第１駆動回路および第２駆動回路が冷却されやすい。

本発明において、前記放熱部に固定されて前記基板貫通孔および前記回路基板を当該放熱部とは反対の側から被うキャップを備え、前記冷却ファンは、前記キャップの外周縁と前記放熱部との間に設けられた隙間から前記放熱板貫通孔および前記基板貫通孔を介して前記内周側空間内に吸い込まれて前記ＬＥＤ基板に向かう気流を発生させることが望ましい。このようにすれば、回路基板に搭載された第１駆動回路および第２駆動回路が冷却ファンの形成する気流により晒されやすくなる。

本発明において、前記内周側空間の温度を検出する温度検出部を有し、前記温度検出部は、前記冷却ファンの前記外枠よりも外周側で、且つ、前記筒状部の外周よりも内側で前記空気吹き出し口よりも前記回路基板に近い側に配置されていることが望ましい。このようにすれば、冷却ファンが形成する気流の影響が少ない位置で内周側空間内の温度を検出することができるので、ＬＥＤの発熱状態を精度よく把握することができる。

本発明において、前記第１駆動回路は、前記温度検出部の出力に基づいて前記ＬＥＤへの供給電力を制御する制御回路を備えていることが望ましい。このようにすれば、温度検出部によって検出した温度に基づいてＬＥＤへの給電を制御できる。

本発明において、前記筒状部は、前記ＬＥＤ基板と直交する軸線回りに環状に配列された複数の放熱フィンから構成されているものとすることができる。このようにすれば、放熱部の表面積が増加する。また、冷却ファンの形成する気流が互いに隣り合う放熱フィンの間を通過する。従って、放熱部からの放熱が促進される。

本発明によれば、ＬＥＤからの放熱とＬＥＤを駆動する第１駆動回路および冷却ファンを駆動する第２駆動回路からの放熱を共通の放熱部を介して行うことができる。また、冷却ファンが発生させる気流によって放熱部からの放熱を促進させることができるので、ＬＥＤの駆動回路および冷却ファンの駆動回路からの放熱がＬＥＤからの放熱とともに効率よく行われる。

本発明を適用した照明装置を下方から見た場合の斜視図である。 照明装置本体の斜視図および側面図である。 照明装置本体の分解斜視図である。 照明装置本体からヒートシンクを取り除いた状態を示す斜視図である。 図２（ｂ）のＸ−Ｘ線における照明装置本体の断面図である。 給電回路のブロック図である。 照明装置本体の縦断面図である。

（全体構成）
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態の照明装置を説明する。図１は本発明を適用した照明装置を下方から見た場合の斜視図である。照明装置１は水銀灯などに替えて設置できるダウンライトであり、ＬＥＤ２を光源としている。以下の説明では、図１に示すように、投光方向を下方とした状態として、照明装置１の上下を説明する。

照明装置１は照明装置本体３と照明装置本体３の下側に固定されたリフレクタ４を有している。照明装置本体３は、ＬＥＤ２を搭載するＬＥＤ基板５と、ＬＥＤ基板５の上側に配置された放熱部６と、放熱部６の上側に配置されたキャップ７を備えている。ＬＥＤ基板５はＬＥＤ２が搭載された表面５ａを下方に向けて放熱部６の下端面に取り付けられている。リフレクタ４は、下方に向かって径が広がる筒状のリフレクタ本体８とリフレクタ本体８の外周面部分から上方に延びる２本の脚部９を備えている。２本の脚部９はリフレクタ本体８の回りで１８０°離間する位置に設けられている。リフレクタ４は、リフレクタ本体８の上端開口の内周側にＬＥＤ２を位置させた状態で、各脚部９の上端部が照明装置本体３に取り付けられることにより、照明装置本体３に固定されている。

（照明装置本体）
図２（ａ）は照明装置本体３を下方から見た場合の斜視図であり、図２（ｂ）は照明装置本体３の側面図である。図３は照明装置本体３の分解斜視図である。図４は照明装置本体３からヒートシンクを取り除いた状態を示す斜視図である。図５は図２（ｂ）のＸ−Ｘ線における照明装置本体の断面図である。

図２（ａ）に示すように、ＬＥＤ基板５は矩形であり、その表面５ａの中央部分に複数のＬＥＤ２が配列されている。

放熱部６は、図２に示すように、上下方向で離間した位置に互いに平行に配置された下側放熱板１１および上側放熱板１２と、下側放熱板１１と上側放熱板１２の間に配置されたヒートシンク１３を備えている。ヒートシンク１３は、図３に示すように、円環状に配列された複数の放熱フィン１４と、各放熱フィン１４の内周側端部１４ｂの下端側部分を連結している円形の底板１５を備えている。複数の放熱フィン１４はＬＥＤ基板５の厚み方向に延びる筒状部１０を構成している。各放熱フィン１４は、下側放熱板１１および上側放熱板１２とヒートシンク１３を固定するための固定部が形成された５枚の放熱フィンを除いて、矩形の薄板である。下側放熱板１１は、図２に示すように、各放熱フィン１４の下端面１４ｄ（筒状部１０のＬＥＤ基板５側の端部）および底板１５の下端面に当接している。上側放熱板１２は各放熱フィン１４の上端面１４ｅ（筒状部１０の回路基板２１側の端部）に当接している。下側放熱板１１、上側放熱板１２およびヒートシンク１３はいずれもアルミニウム製である。

図２（ａ）および図３に示すように、下側放熱板１１は一定の厚さを備える円形の板材である。下側放熱板１１の下面には、ＬＥＤ基板５がその裏面５ｂを当接させた状態で固定されている。ＬＥＤ基板５と下側放熱板１１とは平行であり、ヒートシンク１３の複数の放熱フィン１４はＬＥＤ基板５と直交する軸線Ｌ回りに円環状に配列されている。下側放熱板１１とヒートシンク１３は同軸に配置されており、これらの直径は等しい。従って、各放熱フィン１４の外周側端部１４ａと、下側放熱板１１の外周端は、軸線Ｌと直交する方向で同じ位置にある。

図３に示すように、上側放熱板１２は円環状をしており、中央部分に軸線Ｌ方向（ＬＥＤ基板の厚み方向）に貫通する円形の放熱板貫通孔１６を備えている。上側放熱板１２とヒートシンク１３は同軸に配置されており、これらの直径は等しい。従って、各放熱フィン１４の外周側端部１４ａと上側放熱板１２の外周端は軸線Ｌと直交する方向で同じ位置にある。一方、上側放熱板１２の内周側端部１４ｂは、各放熱フィン１４の内周側端部１４ｂよりも内周側に位置している。従って、上側放熱板１２の放熱板貫通孔１６の開口径は、複数の放熱フィン１４を軸線Ｌ方向から見たときにこれら複数の放熱フィン１４の内周側端部１４ｂを繋いで形成される仮想の円１４ｃの直径よりも小さい。上側放熱板１２において各放熱フィン１４の内周側端部１４ｂよりも内周側に突出している内周端部分１７には、軸線Ｌ回りで等角度間隔の４箇所にファン固定用貫通孔１８が設けられている。

上側放熱板１２の上面には、回路基板２１が載置されている。回路基板２１は環状をしており、中央部分に軸線Ｌ方向に貫通する正方形形状の基板貫通孔２２を備えている。回路基板２１は、軸線Ｌ方向から見たときに基板貫通孔２２が上側放熱板１２の放熱板貫通孔１６と重なる位置に配置されており、基板貫通孔２２と放熱板貫通孔１６は連通している。上側放熱板１２に回路基板２１が重ねられた状態を軸線Ｌ方向の上方から見た場合には、放熱板貫通孔１６は基板貫通孔２２の内接円となっており、上側放熱板１２に設けられたファン固定用貫通孔１８は、放熱板貫通孔１６の４つの角部の内周側に位置している。また、回路基板２１の外径寸法は上側放熱板１２の外径寸法よりも短く、回路基板２１の外周縁は上側放熱板１２の外周縁より内周側に位置している。従って、上側放熱板１２の外周縁部分１２ａは上方に露出している。

図４に示すように、筒状部１０の内周側空間２５、すなわち、複数の放熱フィン１４で囲まれた内周側空間２５には、冷却ファン２６が配置されている。内周側空間２５は軸線Ｌ方向から見たときに円形をしている。冷却ファン２６は、全体として直方体形状をしており、軸線Ｌ方向から見た平面形状が４角形の外枠２７を備えている。４角形の各辺を構成している外枠２７の４枚の壁は、軸線Ｌと平行な外壁面を備えている。外枠２７は、軸線Ｌ方向の上端部２７ａが空気吸い込み口２８（図３参照）となっており、下端部２７ｂが空気吹き出し口２９となっている。図５に示すように、外枠２７の対角線の長さ寸法は、軸線Ｌ方向から見たときに複数の放熱フィン１４の内周側端部１４ｂを繋いで形成される仮想の円１４ｃの直径よりも僅かに短い寸法であり、外枠２７の四隅は冷却フィンの内周側端部１４ｂと僅かな隙間を開けて対向している。すなわち、冷却ファン２６は、外枠２７の角２７ｃ〜２７ｆが仮想の円１４ｃに内接するように各放熱フィン１４に近接して配置されている。これにより、内周側空間２５における外枠２７の外周側には４つの区画３１〜３４が形成されている。各区画（第１区画３１、第２区画３２、第３区画３３、第４区画３４）は、複数の放熱フィン１４の内周側端部１４ｂにより形成される仮想の円１４ｃの円弧部分と外枠２７の一辺により囲まれている。

外枠２７の上端部２７ａの四隅には、図３に示すように、冷却ファン２６を固定するためのネジ穴３５が設けられている。冷却ファン２６は、空気吸い込み口２８を上側放熱板１２の放熱板貫通孔１６と連通させ、上端を上側放熱板１２に当接させた状態で上側放熱板１２に固定されている。より具体的には、冷却ファン２６は、上側放熱板１２の各ファン固定用貫通孔１８を上方から貫通して外枠２７の各ネジ穴３５に捻じ込まれる４本の有頭ネジ（不図示）によって上側放熱板１２に固定されている。冷却ファン２６の空気吹き出し口２９は、ヒートシンク１３の底板１５よりも上側放熱板１２の側に近い位置で、下方（ＬＥＤ基板５の側）を向いている。すなわち、ヒートシンク１３の底板１５の上面から空気吹き出し口２９までの高さ寸法は、ヒートシンク１３の底板１５の上面から放熱フィン１４の上端に至る内周側空間２５の高さ寸法の１／２よりも長い（図７参照）。

ここで、図３に示すように、上側放熱板１２に載置された回路基板２１の上面には複数の電子部品４１を備える給電回路４２が構成されている。給電回路４２は、ＬＥＤ２を駆動するＬＥＤ駆動回路４３（第１駆動回路）、冷却ファン２６を駆動する冷却ファン駆動回路４４（第２駆動回路）、および、給電停止回路４５を備えている。ＬＥＤ駆動回路４３は内周側空間２５の温度を検出するサーミスタ（温度検出部）４６の出力に基づいてＬＥＤ２への給電を制御する。冷却ファン駆動回路４４は冷却ファン２６を一定速度で回転させる。給電停止回路４５は、給電回路４２に供給される電源電流を監視しており、この電源電流が予め設定した設定値を超えた場合にＬＥＤ２への給電を停止する。

回路基板２１の下面には、ＬＥＤ駆動回路４３とＬＥＤ２を電気的に接続するＬＥＤ用配線５１を着脱可能に接続するためのＬＥＤ用配線コネクタ５２、冷却ファン駆動回路４４と冷却ファン２６を電気的に接続する冷却ファン用配線５３を着脱可能に接続するための冷却ファン用配線コネクタ５４、および、サーミスタ４６が搭載されている。ＬＥＤ用配線コネクタ５２、冷却ファン用配線コネクタ５４およびサーミスタ４６の搭載位置は、軸線Ｌ方向から見たときに、いずれも複数の放熱フィン１４の内周側端部１４ｂよりも内周側に位置している。

ＬＥＤ用配線コネクタ５２と冷却ファン用配線コネクタ５４は、基板貫通孔２２を間に挟んだ一方側および他方側にそれぞれ搭載されている。上側放熱板１２には放熱板貫通孔１６を間に挟んだ一方側および他方側にそれぞれコネクタ用貫通孔５５が一つずつ設けられている。図４に示すように、回路基板２１が上側放熱板１２に載置された状態では、ＬＥＤ用配線コネクタ５２は一方のコネクタ用貫通孔５５を介して内周側空間２５に突出し、冷却ファン用配線コネクタ５４は他方のコネクタ用貫通孔５５を介して内周側空間２５に突出する。ＬＥＤ用配線コネクタ５２および冷却ファン用配線コネクタ５４の突出部分は、冷却ファン２６の外枠２７において平行に延びている一対の外壁部分の外周側に位置している。ＬＥＤ用配線コネクタ５２および冷却ファン用配線コネクタ５４の突出部分は、図５に示すように、内周側空間２５における外枠２７の外周側の４つの区画３１〜３４のうち、冷却ファン２６を間に挟んだ両側の第１区画３１と第２区画３２にそれぞれ突出している。

図３乃至図５に示すように、ＬＥＤ用配線５１は、ＬＥＤ基板５から下側放熱板１１に設けられた配線貫通孔５６を介して上方に引き出されている。また、配線貫通孔５６を介して上方に引き出されたＬＥＤ用配線５１は、ヒートシンク１３の底板１５の側面および上面に沿って引き回されて内周側に向かって屈曲させられた後に上方に延び、冷却ファン２６の外枠２７と放熱フィン１４の内周側端部１４ｂの間（第１区画３１）を経由してＬＥＤ用配線コネクタ５２に接続されている。冷却ファン用配線５３は、冷却ファン２６の下端部分から引き出され、冷却ファン２６の外枠２７と放熱フィン１４の内周側端部１４ｂの間（第２区画３２）を経由して冷却ファン用配線コネクタ５４に接続されている。当該構成によれば、ＬＥＤ用配線５１および冷却ファン用配線５３の双方を放熱フィン１４の外周側で引き回す必要がないので、各配線５１、５３の納まりがよい。さらに、ＬＥＤ用配線５１および冷却ファン用配線５３を放熱フィン１４の内周側端部１４ｂよりも内周側に位置させることができるので、各配線５１、５３を保護することができ、照明装置１の設置に際して各配線５１、５３が邪魔になることがない。

上側放熱板１２において軸線Ｌ方向から見たときにサーミスタ４６と重なる位置には、図４および図５に示すように、上側放熱板１２を軸線Ｌ方向に貫通するサーミスタ用貫通孔６１が形成されている。サーミスタ４６はこのサーミスタ用貫通孔６１を介して内周側空間２５に晒されている。換言すれば、回路基板２１と上側放熱板１２は、サーミスタ４６を部分的に被う遮蔽部材６０を構成している。すなわち、サーミスタ４６は、回路基板２１の下面においてサーミスタ４６が搭載されている下面部分２１ａと、下面部分からサーミスタ４６の側に延びてサーミスタ４６を包囲するサーミスタ用貫通孔６１の環状内周面６１ａによって部分的に囲まれている。ここで、サーミスタ４６およびサーミスタ用貫通孔６１は、図５に示すように、軸線Ｌ方向から見たときに冷却ファン２６の外枠２７と放熱フィン１４の内周側端部１４ｂの間（第３区画３３）に晒されている。より具体的には、サーミスタ４６およびサーミスタ用貫通孔６１は、冷却ファン２６の外枠２７においてＬＥＤ用配線コネクタ５２と冷却ファン用配線コネクタ５４の間に挟まれた一対の外壁部分とは異なる一対の外壁部分の外周側で、円環状に配置された複数の放熱フィン１４の内周側に位置している。このような区画では、空気の対流が起こり難いので、サーミスタ４６は内周側空間の温度を精度よく検出できる。

キャップ７は、図２乃至図４に示すように、軸線Ｌ方向から見た形状が円形のキャップ本体６５とキャップ本体６５の外周縁部分１２ａから下方に突出する３つの固定部６６を備えている。キャップ本体６５は開口６２ａを下方に向けた椀型である。各固定部６６は軸線Ｌ回りに等角度間隔に設けられている。

キャップ７は放熱部６と同軸に配置されて放熱部６に固定されている。より詳細には、キャップ７は、キャップ本体６５が放熱板貫通孔１６、基板貫通孔２２および回路基板２１を上方から被い、各固定部６６の下端面が上側放熱板１２の外周縁部分１２ａの上端面に当接した状態とされて上側放熱板１２に固定されている。キャップ７が放熱部６に搭載された状態では、キャップ７の外周縁と放熱部６の間に隙間６７が形成されている。すなわち、周方向で各固定部６６の間に位置する箇所は、キャップ本体６５と上側放熱板１２の間の隙間６７となっている。

（給電回路）
図６は給電回路４２のブロック図である。給電回路４２は、電源ライン７０を介して供給される電源電力の電源電流の電流値を監視する電流監視回路７１と、電源ライン７０からの電源電力の供給を受けて所定電圧の電力を出力するレギュレータ回路７２を備えている。また、レギュレータ回路７２から電力の供給を受けて冷却ファン２６を駆動する冷却ファン制御回路７３と、レギュレータ回路７２から電力の供給を受けてＬＥＤ２を駆動する駆動信号を出力するＬＥＤ制御回路７４と、駆動信号に基づいて電源ライン７０からＬＥＤ２に電力を供給する電力供給回路７５を備えている。ＬＥＤ制御回路７４にはサーミスタ４６および電流監視回路７１からの出力が入力されている。本例では、サーミスタ４６として、温度の上昇に伴って抵抗値が低下するタイプのものを用いている。レギュレータ回路７２、ＬＥＤ制御回路７４および電力供給回路７５はＬＥＤ駆動回路４３を構成している。レギュレータ回路７２と冷却ファン制御回路７３は冷却ファン駆動回路４４を構成している。電流監視回路７１、ＬＥＤ制御回路７４および電力供給回路７５は給電停止回路４５を構成している。

ＬＥＤ制御回路７４および電力供給回路７５はＬＥＤ２をＰＷＭ駆動するための回路であり、ＬＥＤ制御回路７４は駆動信号として電力供給回路７５にＰＷＭ信号を出力する。ＬＥＤ制御回路７４は、内周側空間２５の温度が上昇してサーミスタ４６の抵抗値が低下し、サーミスタ４６からの出力が予め設定した閾値を超えると、ＰＷＭ信号のデューティ比率を低下させて、ＬＥＤ２へ供給される電力を低減させる。本例では、ＬＥＤ制御回路７４は、初期状態におけるＰＷＭ信号のデューティ比率を１００％とし、サーミスタ４６からの出力が予め設定した閾値を超えた場合には、デューティ比率を５０％へ切り換える。これによりＬＥＤ制御回路７４は電力供給回路７５を介してＬＥＤ２へ供給される電力を低減させる。一方、一旦上昇した内周側空間２５の温度が下降する際などにサーミスタ４６の抵抗値が上昇してサーミスタ４６からの出力が閾値以下となると、ＬＥＤ制御回路７４はＰＷＭ信号のデューティ比率を増加させる。本例では、ＬＥＤ２へ供給するＰＷＭ信号のデューティ比率を５０％から１００％へ戻す。これによりＬＥＤ制御回路７４は電力供給回路７５を介してＬＥＤ２へ供給する電力を増大させて、元に戻す。

また、ＬＥＤ制御回路７４は電流監視回路７１の出力に基づいてＬＥＤ２への給電を制御する。本例では、電源電流が予め設定した設定値を超えると電流監視回路７１から異常電流検出信号が出力される。従って、ＬＥＤ制御回路７４は、この異常電流検出信号に基づいて駆動信号を停止する。この結果、電力供給回路７５を介したＬＥＤ２への給電が停止する。

冷却ファン制御回路７３は冷却ファン２６をＰＷＭ駆動する回路であり、冷却ファン２６を一定速度で回転させる。

（照明装置の動作）
図７は照明装置本体３の縦断面図である。照明装置１に電力が供給されると、ＬＥＤ駆動回路４３を介してＬＥＤ２に電力が供給され、ＬＥＤ２が発光する。また、冷却ファン駆動回路４４を介して冷却ファン２６に電力が供給され、冷却ファン２６が動作する。さらに、サーミスタ４６による内周側空間２５の温度の検出と、電流監視回路７１による電源電流の監視が開始される。照明装置１への電力供給が開始された初期状態では、ＬＥＤ制御回路７４から電力供給回路７５へ供給されるＰＷＭ信号のデューティ比率は１００％である。

ＬＥＤ２および冷却ファン２６への給電に伴い、レギュレータ回路７２を搭載するＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４が発熱する。また、ＬＥＤ２の発光に伴い、ＬＥＤ２が発熱する。

ここで、ＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４の熱は、回路基板２１から上側放熱板１２を介してヒートシンク１３に伝わり、放熱フィン１４から放出される。ＬＥＤ２の熱はＬＥＤ基板５から、下側放熱板１１を介してヒートシンク１３に伝わり、放熱フィン１４から放出される。本例では、放熱フィン１４を備える放熱部６がＬＥＤ基板５と回路基板２１の双方に当接しており、ＬＥＤ２を冷却するための放熱フィンと各駆動回路４３、４４を冷却するための放熱フィン１４を別々に設ける必要がないので、簡易な構成でＬＥＤ２と各駆動回路４３、４４からの放熱を促進できる。

また、冷却ファン２６が動作すると、図７において矢印で示すように、キャップ７の外周縁と放熱部６との間の隙間６７から放熱板貫通孔１６および基板貫通孔２２を介して内周側空間２５に吸い込まれてＬＥＤ基板５の側に向かう気流Ａが形成される。当該気流Ａは、ヒートシンク１３の底板１５に衝突してその方向が変化させられ、複数の放熱フィン１４の間を介して、照明装置１の外側に排出される。これにより、放熱フィン１４からの放熱が促進されるので、ＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４からの放熱とＬＥＤ２からの放熱が効率よく行われる。さらに、冷却ファン２６の発生させる気流Ａは、回路基板２１の上面を通過しているので、ＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４はこの気流Ａに晒される。従って、ＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４からの放熱が促進される。

次に、照明装置１の設置場所の環境温度が高温である場合などには、照明装置１の点灯が長時間に及ぶとＬＥＤ２からの熱を十分に放出することができずに、ＬＥＤ２が過度に高温状態となることがある。このような場合には、ＬＥＤ基板５から下側放熱板１１を介してヒートシンク１３に伝わるＬＥＤ２の熱が複数の放熱フィン１４に囲まれた内周側空間２５の温度を上昇させる。内周側空間２５の温度の上昇は、サーミスタ４６により検知される。

ここで、サーミスタ４６は冷却ファン２６の外枠２７よりも外周側で、かつ、空気吹き出し口２９よりもＬＥＤ基板５から離れた位置に配置されている。従って、サーミスタ４６に冷却ファン２６が形成する気流Ａが直接吹き付けられることがなく、サーミスタ４６は冷却ファン２６が形成する気流Ａの影響が少ない位置で内周側空間２５の温度を検出できる。また、サーミスタ４６は、内周側空間２５に開口６２ａを露出させた凹部６２内に配置されているので、冷却ファン２６が形成する気流Ａからの影響を更に排除することができる。よって、本例では、サーミスタ４６からの出力に基づいてＬＥＤ２の発熱状態を精度よく把握することができる。また、本例では、表面にＬＥＤ駆動回路４３が構成された回路基板２１の下面にサーミスタ４６を搭載しているので、ＬＥＤ駆動回路４３とサーミスタ４６の電気的な接続が容易である。さらに、本例では、上側放熱板１２に形成したサーミスタ用貫通孔６１を介してサーミスタ４６を内周側空間２５に晒しており、サーミスタ４６を凹部６２内に配置することが容易となっている。

その後、内周側空間２５の温度の上昇によりサーミスタ４６の抵抗値が低下してサーミスタ４６からの出力が閾値を超えると、ＬＥＤ制御回路７４は電力供給回路７５へ供給するＰＷＭ信号のデューティ比率を低下させる。本例では、ＰＷＭ信号のデューティ比率を１００％から５０％に低下させる。これにより、ＬＥＤ２へ供給される電力が低減するので、ＬＥＤ２の発熱が抑制される。従って、自己の発熱に起因してＬＥＤ２が損傷したり、ＬＥＤ２の寿命が短縮したりすることを防止できる。

しかる後に、一旦上昇した内周側空間２５の温度が下降すると、内周側空間２５の温度の降下がサーミスタ４６の抵抗値を上昇させる。その後、抵抗値の上昇によってサーミスタ４６からの出力が閾値以下となると、ＬＥＤ制御回路７４は電力供給回路７５へ供給するＰＷＭ信号のデューティ比率を増大させる。本例では、ＰＷＭ信号のデューティ比率を５０％から１００％に戻す。これにより、ＬＥＤ２には初期状態と同様の電力が供給されるようになる。

なお、照明装置１に電力を供給している電源装置に異常が発生した場合などに照明装置１に異常な電力が供給されると、電流監視回路７１によって設定値を超える電源電流が検出される。この場合には、電流監視回路７１からＬＥＤ駆動回路４３に異常電流検出信号が入力されるので、ＬＥＤ制御回路７４はＬＥＤ２への給電を停止する。この結果、ＬＥＤ２に規定を超える大きな電流が流れることを防止できるので、電源装置から異常な電力が供給されたときにＬＥＤ２が損傷することを防止できる。

本例によれば、冷却ファン２６により形成される気流Ａの影響を抑制しながらＬＥＤ２の温度状態を把握して、ＬＥＤ２への給電を制御できる。これにより、ＬＥＤ２が過度に発熱することを回避できるので、自己の発熱に起因してＬＥＤ２が損傷したり、素子の寿命が短縮したりすることを防止できる。また、異常な電源電流が検出された場合には、ＬＥＤ２および冷却ファン２６への給電が停止されるので、照明装置１に供給される電源電力の異常によってＬＥＤ２が破損することを防止できる。

（その他の実施の形態）
上記の例では、矩形の外枠２７を備える冷却ファン２６を用いているが、例えば、軸線Ｌ方向から見たときに複数の放熱フィン１４の内周側端部１４ｂにより形成されている仮想の円１４ｃの直径よりも径の小さな円形の外枠２７を備える冷却ファン２６を用いることができる。また、矩形以外の多角形形状の外枠２７を備える冷却ファン２６を用いることもできる。このような形状の外枠２７を備える冷却ファン２６を搭載すれば、冷却ファン２６と複数の放熱フィン１４の内周側端部１４ｂとの間に空間が形成されるので、形成された空間を利用して、ＬＥＤ用配線５１、冷却ファン用配線５３を引き回すことができる。また、この空間にサーミスタ４６を配置できる。

また、上記の例では、サーミスタ４６からの出力に基づいてＬＥＤ２を駆動制御しているが、サーミスタ４６からの出力に基づいて冷却ファン２６を駆動制御してもよい。この場合には、例えば、内周側空間２５の温度が上昇してサーミスタ４６の抵抗値が低下するのに伴って、冷却ファン２６の回転数を増加させる等の制御を行うことができる。

さらに、照明装置１へ供給される電源電流が設定値を超えた場合には、ＬＥＤ２への給電とともに冷却ファン２６への給電を停止するように構成することもできる。すなわち、電流監視回路７１から出力される異常電流検出信号を冷却ファン制御回路７３に入力し、冷却ファン制御回路７３では、異常電流検出信号が入力されると冷却ファン２６への給電を停止するように構成することができる。

また、上記の例では、内周側空間２５の温度を検出するためにサーミスタ４６を用いているが、サーミスタ４６とは異なる温度センサを用い、当該温度センサからの出力に基づいてＬＥＤ２への給電を制御することもできる。

さらに、上記の例では、冷却ファン２６の空気吹き出し口２９がＬＥＤ基板５の側を向き、空気吸い込み口２８が回路基板２１の側を向いているが、冷却ファン２６の上下を逆にして、空気吹き出し口２９が回路基板２１の側を向き、空気吸い込み口２８がＬＥＤ基板５の側を向く状態で配置することもできる。

このような構成によれば、冷却ファン２６が動作すると、放熱フィン１４の外周側から内周側空間２５に吸い込まれて、放熱板貫通孔１６および基板貫通孔２２を介して回路基板２１の上面を流れ、キャップ７の外周縁と放熱部６との間の隙間６７から外側に放出される気流が形成される。当該気流によっても、放熱フィン１４からの放熱が促進されるので、ＬＥＤ駆動回路４３および冷却ファン駆動回路４４からの放熱が促進される。また、当該構成においても、ＬＥＤ用配線５１および冷却ファン用配線５３を放熱フィン１４の外周側で引き回す必要がないので、これらの配線の納まりがよく、配線を保護することができ、照明装置１の設置に際してこれらの配線が邪魔になることがない。さらに、当該構成においても、冷却ファン２６が形成する気流がサーミスタ４６に直接吹き付けられることがないので、サーミスタ４６は冷却ファン２６が形成する気流の影響が少ない位置で内周側空間２５の温度を検出できる。

なお、本例では、ヒートシンク１３は、板状の複数の放熱フィン１４によって構成された筒状部１０を備えるものであるが、環状に配列された複数本の円柱によって構成された筒状部を備えるヒートシンクを搭載することもできる。また、上記の例では、筒状部１０は軸線Ｌ方向から見た輪郭が円形をしているが、多角形形状の輪郭を備えていてもよい。

１・・・照明装置
２・・・ＬＥＤ
５・・・ＬＥＤ基板
５ａ・・・ＬＥＤ基板の表面
５ｂ・・・ＬＥＤ基板の裏面
６・・・放熱部
７・・・キャップ
１０・・・筒状部
１２・・・上側放熱板（放熱板）
１４・・・放熱フィン
１４ｄ・・・放熱フィンの下端面（筒状部のＬＥＤ基板側の端部）
１４ｅ・・・放熱フィンの上端面（筒状部の回路基板側の端部）
１６・・・放熱板貫通孔
２１・・・回路基板
２２・・・基板貫通孔
２５・・・内周側空間
２６・・・冷却ファン
２７・・・外枠
２７ａ・・外枠の上端部（冷却ファンの回路基板側の端部）
２７ｂ・・外枠の下端部（冷却ファンのＬＥＤ基板側の端部）
２８・・・空気吸い込み口
２９・・・空気吹き出し口
４３・・・ＬＥＤ駆動回路（第１駆動回路）
４４・・・冷却ファン駆動回路（第２駆動回路）
４６・・・サーミスタ（温度検出部）
６７・・・隙間
７４・・・ＬＥＤ制御回路
Ａ・・・気流
Ｌ・・・軸線

Claims (8)

1. 表面にＬＥＤが取り付けられたＬＥＤ基板と、
   冷却ファンと、
   前記ＬＥＤを駆動する第１駆動回路および前記冷却ファンを駆動する第２駆動回路を備える回路基板と、
   前記ＬＥＤ基板と前記回路基板との間に配置されて当該ＬＥＤ基板の裏面と当該回路基板の前記ＬＥＤ基板側の面が当接している放熱部と、を有し、
   前記放熱部は、前記ＬＥＤ基板の厚み方向に延びる筒状部を備え、
   前記冷却ファンは、前記筒状部の内周側空間内に配置されていることを特徴とする照明装置。
2. 請求項１において、
   前記冷却ファンは、前記回路基板側の端部および前記ＬＥＤ基板側の端部の一方が空気吸い込み口となっており、他方が空気吹き出し口となっている外枠を備え、
   前記第１駆動回路と前記ＬＥＤとを接続する配線は、前記外枠と前記筒状部との間を経由して引き回されていることを特徴とする照明装置。
3. 請求項２において、
   前記内周側空間は、前記ＬＥＤ基板の厚み方向から見たときに円形をしており、
   前記外枠は、前記ＬＥＤ基板の厚み方向から見たときに多角形形状をしていることを特徴とする照明装置。
4. 請求項２または３において、
   前記放熱部は、前記筒状部の前記回路基板側の端部に当接する放熱板を備え、
   前記冷却ファンは、前記空気吸い込み口となっている前記回路基板側の端部が前記放熱板の前記筒状部側の面に取り付けられており、
   前記放熱板は、前記空気吸い込み口に連通する放熱板貫通孔を備えており、
   前記回路基板は、前記放熱板貫通孔に連通する基板貫通孔を備えていることを特徴とする照明装置。
5. 請求項４において、
   前記放熱部に固定されて前記基板貫通孔および前記回路基板を当該放熱部とは反対の側から被うキャップを備え、
   前記冷却ファンは、前記キャップの外周縁と前記放熱部との間に設けられた隙間から前記放熱板貫通孔および前記基板貫通孔を介して前記内周側空間内に吸い込まれて前記ＬＥＤ基板に向かう気流を発生させることを特徴とする照明装置。
6. 請求項３ないし５のうちのいずれかの項において、
   前記内周側空間の温度を検出する温度検出部を有し、
   前記温度検出部は、前記冷却ファンの前記外枠よりも外周側で、且つ、前記筒状部の外周よりも内側で前記空気吹き出し口よりも前記回路基板に近い側に配置されていることを特徴とする照明装置。
7. 請求項６において、
   前記第１駆動回路は、前記温度検出部の出力に基づいて前記ＬＥＤへの供給電力を制御する制御回路を備えていることを特徴とする照明装置。
8. 請求項１ないし７のうちのいずれかの項において、
   前記筒状部は、前記ＬＥＤ基板と直交する軸線回りに環状に配列された複数の放熱フィンから構成されていることを特徴とする照明装置。

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