JP2016066694A - ヒートシンク及び照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高放熱化を実現することができるヒートシンク及び照明装置を提供する。
【解決手段】
実施形態に係るヒートシンクは、切欠き部を有するベース板と、ベース板の主平面に対して垂直に設けられ一定断面の柱状である放熱フィンと、を備える。また、実施形態に係る照明装置は、切欠き部を有するベース板とベース板の主平面に対して垂直に設けられ一定断面の柱状である放熱フィンとを有するヒートシンクと、前記ベース板の前記放熱フィンが設けられた面とは反対の面に設けられた発光ユニットとを備える。
【選択図】図１Ｃ

Description

本発明の実施形態は、照明装置に関する。
照明装置に収納された発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）は、電流が流れる際に電気エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、発熱し温度が上昇する。この高温状態によって、発光ダイオードの発光輝度や寿命の低下が生じる場合がある。そこで、生じた熱を放熱するために、金属などの熱伝導性の良い材料で作製したヒートシンクを配置した照明装置が知られている。
一方、例えばダウンライト型の照明装置は、天井などに取り付けるため、ヒートシンクの周囲に天井板や断熱材といった空気の流れを遮蔽する障害物が配置されており、自然対流による放熱効果を高めることが困難であった。
特開２０１３−４５４４号公報
本発明の実施形態の目的は、高放熱化を実現することができるヒートシンク及び照明装置を提供することである。
実施形態に係るヒートシンクは、切欠き部を有するベース板と、ベース板の主平面に対して垂直に設けられ一定断面の柱状である放熱フィンと、を備える。
また、実施形態に係る照明装置は、切欠き部を有するベース板とベース板の主平面に対して垂直に設けられ一定断面の柱状である放熱フィンとを有するヒートシンクと、ベース板の放熱フィンが設けられた面とは反対の面に設けられた発光ユニットとを備える。
本実施形態に係る照明装置の断面図である。 本実施形態に係る照明装置の斜視図である。 本実施形態に係るヒートシンクの斜視図である。 本実施形態に係る照明装置内の気流の様子を示す図である。 本実施形態に係る照明装置の別の例である。 本実施形態に係るヒートシンクの別の例の斜視図である。 図４Ａのヒートシンクをベース板側から見た場合の斜視図である。 本実施形態に係るヒートシンクの別の例の斜視図である。 図５Ａのヒートシンクをベース板側から見た場合の斜視図である。 本実施形態に係る照明装置の別の例である。 本実施形態に係るヒートシンクの別の例である。
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
図１Ａから図１Ｃに、第１の実施形態に係るヒートシンク及び照明装置を示す。図１Ａは、本実施形態に係る照明装置の断面図である。図１Ｂは、本実施形態に係る照明装置の斜視図である。図１Ｃは、本実施形態に係るヒートシンクの斜視図である。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本実施形態に係る照明装置は、ヒートシンク１０と発光ユニット２０と光学要素部１３とを備える。図１Ｃに示すように、ヒートシンク１０は、ベース板１１と、放熱フィン１２とを有する。照明装置は、天井板１５に挿入し、固定することで、下向きに光を照射することができる。
ベース板１１は、例えば、アルミ合金や銅といった熱電導性の高い材料を用いて、型や打抜き、切削によって形成することができる。ベース板１１は、切欠き部３０を有する。切欠き部３０は、ベース板１１に複数個所、設けられていることが好ましい。切欠き部３０は、発光ユニット２０を囲むように、例えば、発光ユニット２０あるいはベース板の中央を中心点として円周上に配置されることができる。このように配置することで、発光ユニット２０から発生する熱を均等に効率よく放熱することができる。切欠き部３０は、ベース板１１の型や打抜き成形時に同時に成形、あるいは、切削により後加工で成形される。また、切欠き部３０は、後述するように、切起こし部１９を備えていてもよい。
放熱フィン１２は、ベース板１１の主平面に対して垂直に設けられ、一定断面の柱状である。
放熱フィン１２は、例えば、アルミ合金といった熱伝導性の高い材料を用い、押出しや型によって成形することができる。また、放熱フィン１２は、ベース板の中央から外周に向けた放射状とすることができ、これにより効率よく、発光ユニット２０から発生する熱を均等に拡散させることができる。しかし、本実施形態では放熱フィンの形状を放射状としているが、これに限定されず、平板やピン形状とすることもできる。ベース板１１と放熱フィン１２の接続は、ネジ止め、はんだ付け、ロウ付けといった方法に限定されず、熱的な接続が得られる方法であれば、それを用いることができる。
発光ユニット２０は、ベース板１１の放熱フィン１２が設けられた面とは反対側の面に設けられる。発光ユニット２０は、例えば樹脂や金属やセラミックなどで構成された筺体内部に少なくとも1つの発光素子が設けられているものとする。発光素子は、例えば発光ダイオードやレーザーダイオードなどとすることができる。発光ユニット２０は、筺体内に発光素子を内蔵する構成に限定せず、発光素子と基板で構成された簡易なものとすることもできる。
光学要素部１３は、例えばアルミなどの金属や樹脂などで構成された円筒状とする。光学要素部１３は、発光ユニット２０が照射する光を制御する、例えば反射させるため、発光ユニット２０が光を照射する方向に設けられる。光学要素部１３の円筒内面に反射率を向上させる塗装を施し、光学要素部１３への光吸収を抑制することで、発光効率を向上することもできる。
図２に本実施形態に係る照明装置内の空気の流れの様子を示す。天井板１５に取付けて周囲を断熱材１４などの障害物に覆われ、空気の流れが制限された環境であっても、ベース板１１上に形成された切欠き部３０によって、光学要素部１３から流入する空気を放熱フィン１２の隙間に誘導することで、効率よく放熱することができる。
また、切欠き部３０は、図１Ｃの形状に限定せず、放熱フィン１２の形状や光源ユニット２０の設置面積に合わせて変更することができる。
図３に示すように、ベース板１１は、その端部の少なくとも一部を照明器具外径よりも大きく突出させることができる。突出部１６により放熱面積が増加するため、放熱フィン１２を大型化することなく放熱面積を拡大することができる。
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ベース板１１の切欠き部３０を形成する際に放熱フィン１２が配置されている方向にベース板１１を切起こすことができる。その結果、切欠き部３０は切り起こし部１９を備える。図４ＡおよびＢの構成とすることで、切起こし部１９で放熱フィン１２を固定することができるため、ベース板１１と放熱フィン１２を接合する際の位置決めの役割を果たす。また、切起こし部１９自体が放熱フィンの機能を有するとともに、放熱フィン１２の隙間に空気を導く整流板の役割を果たすことで、放熱性能を向上することができる。
図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ベース板１１の切欠き部３０を形成する際に光源ユニット２０が配置されている方向にベース板１１を切起こすことができる。その結果、切欠き部３０は切り起こし部１９を備える。図５Ａ及び図５Ｂの構成とすることで、ベース板１１の切起こし部１９が放熱フィンの役割を果たし、放熱性能を向上することができる。切起こし部１９は、図５Ａ及び図５Ｂの形状に限定せず、照明装置の取付の妨げにならない範囲で形状を変更することができる。
また、図６に示すように、上述したベース板突出部１６に光源ユニット２０に点灯電力を供給する制御部１８を配置することができる。ベース板突出部１６に光源ユニット２０を配置することで、制御部１８の施工作業を簡略化できるほか、制御部１８の回路損失によって生じる熱をヒートシンクで放熱することができる。
また、図７に示すように、ベース板１１に突出部を設け、この突出部を発光ユニット側へ屈曲させることで、屈曲部１７とすることができる。この屈曲部１７は、光学要素部１３と接続することができる。図７の構成とすることで、本実施形態に係る照明装置において、光学要素部１３の支持部材５０を削減できるほか、光学要素部１３に伝熱させることで放熱面積を拡大することができるため、より放熱効果を高めることができる。
以上説明してきたように、本実施形態に係るヒートシンク及び照明装置によれば、空気の流れが制限された環境でもヒートシンクを拡大せずに高放熱化を実現することができる。
本発明の実施形態を説明したが、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。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。
１０：ヒートシンク、１１：ベース板、１２：放熱フィン、１３：光学要素部、１４：断熱材、１５：天井板、１６：突出部、１７：屈曲部、１８：制御部、１９：切起こし部、２０：発光ユニット、３０：切欠き部、４０：空気の流れ

Claims (13)

  1. 切欠き部を有するベース板と、
    前記ベース板の主平面に対して垂直に設けられ、一定断面の柱状である放熱フィンと、
    を備えることを特徴とするヒートシンク。
  2. 前記放熱フィンは、ベース板の中央から外周に向けた放射状の形状である
    ことを特徴とする請求項１に記載のヒートシンク。
  3. 前記切欠き部は、円状に配置されている
    ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のヒートシンク。
  4. 前記ベース板は、少なくとも一部が突出した突出部を備える
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のヒートシンク。
  5. 前記ベース板は、前記突出部が屈曲した屈曲部を有する
    ことを特徴とする請求項４に記載のヒートシンク。
  6. 前記切欠き部は、切起こし部を備える
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のヒートシンク。
  7. 前記切起こし部は、前記ベース板の前記放熱フィン側の面に設けられた
    ことを特徴とする請求項６に記載のヒートシンク。
  8. 前記切起こし部は、前記ベース板の前記放熱フィンとは反対側の面に設けられた
    ことを特徴とする請求項６に記載のヒートシンク。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のヒートシンクと、
    前記ベース板の前記放熱フィンが設けられた面とは反対の面に設けられた発光ユニットと
    を備えることを特徴とする照明装置。
  10. 前記切欠き部は、前記発光ユニットを囲むように配置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
  11. 発光ユニットから発光された光を反射する光学要素部をさらに備え、
    前記ベース板の端部が、前記光学要素部の外形から突出している
    ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の照明装置。
  12. 発光ユニットから発光された光を反射する光学要素部をさらに備え、
    前記ベース板は一部が突出かつ屈曲した屈曲部を有し、
    前記屈曲部と前記光学要素部とが接触している
    ことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の照明装置。
  13. 前記発光ユニットに電力を供給する制御部をさらに備え、
    前記制御部は前記ベース板の突出部に設置されている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の照明装置。
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