JP2015130303A - 埋込型照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】埋込型照明器具を天井埋込孔へ取付ける際に、ヒートシンクの一端（ＬＥＤに電力を供給する電源装置を取り付けた他端側）と天井埋込材が接触しにくい埋込型照明器具を提供する。【解決手段】光源と、該光源が取り付けられるヒートシンクと、前記光源に電力を供給する電源装置と、を有する埋込型照明器具において、前記ヒートシンクは、前記光源を取り付け可能な光源取り付け部と、該光源取り付け部から立ち上がる複数のフィンと、を有し、前記複数のフィンのうちの一部は、前記光源取り付け部からの高さが略同じ複数のフィンであり、前記複数のフィンのうちの他の一部は、前記光源取り付け部からの高さが異なる複数のフィンであり、前記高さが異なる複数のフィンのうち、前記高さが略同じ複数のフィンと近いフィンよりも遠いフィンの方が、高さが低い。【選択図】図１

Description

本発明は、埋込型照明器具に関するものである。

従来から、特開２００８−１５９４５５号公報（特許文献１）に示されるような照明装置が知られている。特許文献１には、内部にＬＥＤを収めた器状である器具本体の外底面に、ＬＥＤに電力を供給する電源装置をアーム部を介して器具本体外周の外側領域に位置するように設けていること、複数の放熱フィンを器具本体の外底面に設け、この放熱フィンにアーム部を結合させて器具本体外周の外側領域に突出するように設けていることが記載されている。また、複数の放熱フィンはアルミ材などで略矩形状に形成され、器具本体と一体となっており、複数の放熱フィンの各放熱フィンが平行になるように設けられていること、複数の放熱フィンは、ＬＥＤに電力を供給する電源装置の長手方向に対して垂直方向や水平方向に設けられていることが記載されている。

特開２００８−１５９４５５号公報

特許文献１に記載の照明装置の複数の放熱フィン（ヒートシンク）の形状は、アルミ材などで略矩形状に成形されている。しかし、各々の放熱フィンの高さは均一になっており、照明装置を天井埋込孔へ取付ける際に、複数の放熱フィン（ヒートシンク）の一端（ＬＥＤに電力を供給する電源装置を取り付けた他端側）と天井埋込材が接触し、作業性が悪くなる恐れがある。

本発明が解決しようとする課題は、埋込型照明器具を天井埋込孔へ取付ける際に、ヒートシンクの一端（ＬＥＤに電力を供給する電源装置を取り付けた他端側）と天井埋込材とが接触しにくい埋込型照明器具を提供することである。

光源と、該光源が取り付けられるヒートシンクと、前記光源に電力を供給する電源装置と、を有する埋込型照明器具において、前記ヒートシンクは、前記光源を取り付け可能な光源取り付け部と、該光源取り付け部から立ち上がる複数のフィンと、を有し、前記複数のフィンのうちの一部は、前記光源取り付け部からの高さが略同じ複数のフィンであり、前記複数のフィンのうちの他の一部は、前記光源取り付け部からの高さが異なる複数のフィンであり、前記高さが異なる複数のフィンのうち、前記高さが略同じ複数のフィンと近いフィンよりも遠いフィンの方が、高さが低いことを特徴としている。

更に、前記高さが略同じ複数のフィンにおける前記光源取り付け部側とは反対側の端部は、各々連結していることを特徴とする。

更に、前記高さが略同じ複数のフィンにおける前記光源取り付け部側とは反対側の端部の一つ又は複数は、前記光源取り付け部と略平行となる延長部を有していることを特徴とする。

更に、前記複数のフィンのうち、前記電源装置をねじ固定するフィンの厚さが他のフィンよりも厚い部分を有することを特徴とする。

本発明によれば、埋込型照明器具を天井埋込孔へ取付ける際に、ヒートシンクの一端（ＬＥＤに電力を供給する電源装置を取り付けた他端側）と天井埋込材が接触しにくい埋込型照明器具を提供することができる。

更に、前記電源装置の底部（発行素子設置側）と接触している複数のフィンが、前記電源装置の底部（発行素子設置側）に沿って連結していることにより、スペースを有効活用しながら放熱効果が向上した埋込型照明器具を提供できる。

更に、前記1つ又は複数のフィンが、前記電源装置の底部（発行素子設置側）の長手方向に沿って接触していることで、スペースを有効活用しながら放熱効果が向上したヒートシンクを有する埋込型照明器具を提供できる。

更に、前記1つ又は複数のフィン先端部に前記電源装置がネジ止め固定されているフィンの肉厚が、他のフィンより厚いことで、電源装置をヒートシンクのフィン先端部上にネジ止め固定でき、組立作業性が向上した埋込型照明器具を提供できる。また、前記電源装置がネジ止め固定されているフィンの肉厚の一部を薄くすることで、放熱効果が向上し、ヒートシンクを軽量化できる。

本発明に係る第一の実施形態の埋込型照明器具の断面図 (ａ)段差がある場合の取付け工程図（ｂ）段差がない場合の取付け工程図 本発明に係る第一の実施形態の埋込型照明器具の断面図 本発明に係る第二の実施形態の埋込型照明器具の断面図 本発明に係る第三の実施形態の埋込型照明器具の断面図 第一の実施形態の別例を示す断面図 ＬＥＤ基板の温度変化を示す図

以下、図面を用いながら発明を実施するための形態を説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。

（第一の実施形態）
本発明に係る埋込型照明器具１の第一の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明に係る第一の実施形態の埋込型照明器具１の断面図である。図１に示すように、埋込型照明器具１は、光源として複数の発光素子（ＬＥＤ）２を搭載したＬＥＤ基板３、ヒートシンク４、リフレクター５、光拡散カバー６、枠７、本体固定バネ８、ＬＥＤに電力を供給する電源装置９および電源装置固定ネジ１０を備えている。

ヒートシンク４はアルミニウムの押出しで成形可能な構造である。ヒートシンク４は、略円板形状の平板部４ａと、フィン部４ｂと、から構成されている。

平板部４ａは、ＬＥＤ基板３を取り付け可能な光源取り付け部としての役割を果たす。そのため、ＬＥＤ基板３と同じまたはＬＥＤ基板３よりも大きな面積を有する。

フィン部４ｂは、平板部４ａから略垂直となるよう立ち上がる板状の複数のフィン１１から構成されている。複数のフィン１１は、略等間隔となるように設けられている。

フィン１１を複数設けることによりヒートシンク４全体の表面積を大きくすることができ、それにより放熱性能を向上させることができる。

フィン１１の数を増やすほど表面積を大きくでき、放熱性能を向上させることができる。しかし、現状、フィンの高さとフィン間の距離の比率は、フィンの高さを１とした場合に、フィン１１と隣り合うフィン１１の間の距離を０．１以上としなければアルミニウムの押出しでは成形することが難しい。そのため、成形可能であり、かつ表面積を大きくする形状をとることが望ましい。

フィンと隣り合うフィンとの間の距離と、放熱能力の関係を示すために、フィンの高さ５０ｍｍの矩形のヒートシンクを仮定した場合にフィンと隣り合うフィンとの間の距離を変更した場合のＬＥＤ基板の温度変化の一例を、図７に示す。ヒートシンクの放熱能力は、フィンと隣り合うフィンとの間の距離が５ｍｍ付近の場合が一番高く、それ以上、それ以下では放熱能力が低下する。

これは、フィンと隣り合うフィンとの間の距離が狭いと、フィンの間に流れる空気の量が減少するので放熱能力は低下し、広すぎるとフィンの表面積が小さくなるからである。

フィンの間を流れる空気量が多く、かつフィンの表面積を増加させるためには、フィンの高さが５０ｍｍである場合に、フィンの間の距離は５ｍｍ程度であることが望ましい。

比率で表すと、フィンの高さを１とした場合、フィンと隣り合うフィンの間の距離は０．１程度である場合が放熱能力が一番高く、ヒートシンクの材料低減などの効果を考えると、フィンとフィンの間の距離は０．１〜０．１５程度が望ましい。

フィン部４ｂは、段差状フィン部４ｂ１,電源装置固定フィン部４ｂ２,載置フィン部４ｂ３を有する。ヒートシンク４において、段差状フィン部４ｂ１、電源装置固定フィン４ｂ２、載置フィン部４ｂ３という順になるよう設けられている。

ヒートシンク４の複数のフィン１１は、ＬＥＤ２に電力を供給する電源装置９の長手方向に対して垂直方向に設けられている。ヒートシンク４の材料には、6063T-5などのアルミ合金を用いている。熱伝導率が高ければその他の材料を用いても良い。また、ヒートシンク４に表面処理を行い放射率を高めると、放熱性能を向上させることができる。表面処理の方法として例えば、アルマイト処理、樹脂を塗装するなどの方法があり、これにより放射率を０．８〜０．９程度に向上することができる。

段差状フィン部４ｂ１は、平板部４ａからの高さが異なるフィン１１を複数有する。段差状フィン部４ｂ１は、電源装置固定フィン４ｂ２に隣接するフィンに比べて電源装置固定フィン４ｂ２から遠いフィンの方が平板部４ａからの高さが低くなるよう段差形状となるように設けられている。言い換えると、ヒートシンク４の一端側（ＬＥＤ２に電力を供給する電源装置９を取り付けた他端側）の複数のフィン１１を段差形状にしている。

図２は、埋込型照明器具１を天井埋込材１２の天井埋込孔１３へ取付ける一工程を示している。前述のヒートシンク４の段差形状により、段差がない形状と比較して、ヒートシンク４の一端側（ＬＥＤに電力を供給する電源装置９を取り付けた側とは反対の側）の複数のフィン１１と天井埋込材１２の接触の恐れを低減するため取付作業性が向上する。なお、本実施形態では段差状フィン部４ｂ１のフィン１１を全て平板部４ａからの高さが異なるフィンとしたが、取り付け作業性が向上する構造であればこの限りでない。例えば、端部のみが他よりも低い構造であってもよい（図６参照）。

ヒートシンク４において、フィンの数と表面積が同じならば、フィンを同じ高さとなるように設けるよりも段差形状になるように設けたほうが、熱放射が大きいため、放熱効果が向上する。これは、フィンを同じ高さとなるように設けるものよりも、段差形状となるように設けるものの方が、一つのフィンからの熱放射が隣り合う他のフィンに吸収される量が少ないため、全体として熱放射が大きいものとなるためである。

電源装置固定フィン４ｂ２は、１つのフィン１１である。また、電源装置固定フィン４ｂ２の平板部４ａからの高さは、段差状フィン部４ｂ１や載置フィン部４ｂ３のフィンと同じもしくは高いものである。これは、電源装置９の固定を容易とするためである。電源装置固定フィン４ｂ２は、平板部４ａとは反対側の端部に電源装置をネジで固定するためのネジ孔が設けられている。電源装置固定フィン４ｂ２は、ネジ孔を設けるための厚さを有する。

図３に示すように、1つのフィン１６（電源装置固定フィン４ｂ２）の先端部に電源装置９がネジ止め固定されている。フィン１６の肉厚が、他のフィン１１より厚くなっている。

１つのフィン１６の先端部にネジ孔を設ける面積があるため、電源装置９をヒートシンク４のフィン１６の先端部上にネジ止め固定でき、組立作業性が向上する。但し、肉厚を厚くすると、肉厚が薄いフィンを同じ箇所に複数設置した場合と比較して、放熱のための表面積が減少するため、肉厚部を中空１７にして放熱のための面積を増やしてもよい。

なお、中空にするのではなく、図６に示すように、フィン１１の一部分を薄くしても良い。

載置フィン部４ｂ３は、平板部４ａからの高さが略均一なフィン１１を複数有する。高さが均一であるのは、電源装置９の一部を載置するためである。埋込型照明装置１の高さを低くするために、載置フィン部４ｂ３と電源装置固定フィン４ｂ２との高さの差は、電源装置９の高さと同程度であることが望ましい。

枠７には樹脂を用いている。樹脂の材料としては、成形が容易となるようＡＢＳを用いている。枠７に金属材料、例えばアルミダイキャストなどを用いると、熱伝導率が樹脂よりも高くなるので、放熱性を上げることができる。また、枠７の表面は放射率を上げるような塗装をすると良い。また、枠の内側を光の反射率が高くなるような塗装をすると、光学損失が減少し、全光束が増加する。デザイン性を考慮するならば、内側をミラー反射面にしても良い。

（第二の実施形態）
図４は、本発明における埋込型照明器具１の第二の実施形態を示している。図３に示すように、電源装置９の底部（ＬＥＤ２の設置側）と接触している２つのフィン１１は、電源装置９の底部（ＬＥＤ２の設置側）に沿って連結部１４を形成している。言い換えると、載置フィン部４ｂ３における平板部４ａ側と反対側の端部は各々連結し、連結部１４を形成している。この際、隣り合う２つのフィンのみが連結していてもよいし、３つ以上が連結していてもよい。連結部１４があることにより、電源装置９を安定的に支えることができる。

（第三の実施形態）
図５は、本発明における埋込型照明器具１の第三の実施形態を示している。図４に示すように、1つのフィンが長尺フィン１５となり、電源装置９の底部（ＬＥＤ２の設置側）の長手方向に沿って接触している。言い換えると、載置フィン部４ｂ３における平板部４ａ側とは反対側の端部の１つが平板部４ａと略平行となる延長部を有する長尺フィン１５となる。長尺フィン１５は２つ以上でもよい。長尺フィン１５により電源装置９を支えることができ、電源装置９が傾きにくい効果がある。

第二および第三の実施形態により、ヒートシンク４と電源装置９の接触面積が増え、発光素子（ＬＥＤ）２から発せられた熱をＬＥＤ基板２とヒーとシンク４を介した電源装置９への伝熱量が増えるため、放熱効果が向上する。さらに、ＬＥＤに電力を供給する電源装置９の表面を樹脂などで塗装し、放射率を０.８〜０.９程度に上げることで、放熱性を向上させることができる。また、電源装置９と枠７の間のスペースでヒートシンク４の形状を変更ができるため、製品寸法に影響は無く、空いたスペースを有効活用できる。

なお、上記実施形態では光源としてＬＥＤを用いているが、その他の光源、例えばＯＬＥＤなどを用いても良い。

以上により、本実施形態の埋込型照明器具１によれば、照明器具を天井埋込孔１３へ取付ける際に、ヒートシンク４の一端（ＬＥＤに電力を供給する電源装置９を取り付けた他端側）と天井埋込材１２が接触しにくく、かつ、ヒートシンク形状が、伝熱・放熱性能として最適化されている埋込型照明器具を提供することができる。

１ 埋込型照明器具
２ 発光素子（ＬＥＤ）
３ ＬＥＤ基板
４ ヒートシンク
５ リフレクター５
６ 光拡散カバー
７ 枠
８ 本体固定バネ
９ ＬＥＤに電力を供給する電源装置
１０ 電源装置固定ネジ
１１ フィン
１２ 天井埋込材
１３ 天井埋込孔
１４ 連結部
１５ 長尺フィン
１６ フィン（厚肉）
１７ 中空部

Claims (4)

1. 光源と、該光源が取り付けられるヒートシンクと、前記光源に電力を供給する電源装置と、を有する埋込型照明器具において、
   前記ヒートシンクは、前記光源を取り付け可能な光源取り付け部と、該光源取り付け部から立ち上がる複数のフィンと、を有し、
   前記複数のフィンのうちの一部は、前記光源取り付け部からの高さが略同じ複数のフィンであり、
   前記複数のフィンのうちの他の一部は、前記光源取り付け部からの高さが異なる複数のフィンであり、
   前記高さが異なる複数のフィンのうち、前記高さが略同じ複数のフィンと近いフィンよりも遠いフィンの方が、高さが低いことを特徴とする埋込型照明器具。
2. 前記高さが略同じ複数のフィンにおける前記光源取り付け部側とは反対側の端部は、各々連結していることを特徴とする請求項１に記載の埋込型照明器具。
3. 前記高さが略同じ複数のフィンにおける前記光源取り付け部側とは反対側の端部の一つ又は複数は、前記光源取り付け部と略平行となる延長部を有していることを特徴とする請求項１に記載の埋込型照明器具。
4. 前記複数のフィンのうち、前記電源装置をねじ固定するフィンの厚さが他のフィンよりも厚いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の埋込型照明器具。