JP2017033885A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特に下方を照明するタイプにおいて、部品点数が多くなることなく、冷却効率を一段と向上させる。
【解決手段】ＬＥＤ光源１、反射笠２、ヒートシンク５等を備えた照明装置で、反射笠２を取り付ける取付け板３に、反射笠２内部の空気がヒートシンク５へ流れるための空気孔８を設けると共に、反射笠２外部の空気を流入させヒートシンク５の外側面へ流すための気流用笠６を配置する。この気流用笠６の煙突効果により、反射笠２内部の熱い空気が空気孔８からヒートシンク５へ流れるだけでなく、気流用笠６の下側から反射笠２外部の冷えた空気を引き入れ、速い気流を発生させることができ、この結果、冷却効果が向上する。また、気流用笠６の代わりに、反射笠２の光源側からヒートシンク５へ向けて延出する気流用ダクトを設けてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は照明装置、特にＬＥＤ光源を用いて下方を照明するタイプの照明装置の構成に関する。

従来から、ＬＥＤを光源とする照明装置では、温度上昇を抑える工夫がなされており、このような照明装置として、例えば図５の装置がある。
図５において、２０は光源レンズ、２１は光源レンズ２０の押圧蓋、２２は反射傘、２３は放射状のヒートシンク、２４はヒートシンク２３を覆うハウジングであり、光源レンズ２０の押圧蓋２１と反射傘２２の間を開け、また反射傘２２とハウジング２４との間を開けることにより、ヒートシンク２３のそれぞれの間に放熱通路２５ａ，２５ｂが形成される。このような放熱通路２５ａ，２５ｂによれば、空気が前後に流動することで、放熱効果を得ることができる。

特表２０１０−５２９６００号公報 特開２０１３−８０６４４号公報

しかしながら、図５の照明装置においては、放射状のヒートシンク（フィン）やその他の部材をハウジングで保持したり、押圧蓋２１と反射傘２２の間を開けたり、反射傘２２とハウジング２４の間を開けたりするため、部品点数が多くなり、重量も重くなるという問題点があった。

また、照明装置前後の空気は、放熱通路２５ａ，２５ｂによりある程度入れ替わるが、空気の一定の流れがないため、冷却効率には限界がある。
一方、放熱効果を高めるため、冷却用のファンを設ける構成とすることも可能であるが、この場合は、更に部品点数が多くなり、構造も複雑となる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、特に下方を照明するタイプにおいて、部品点数が多くなることなく、冷却効率を一段と向上させることができる照明装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、光源と、この光源の上側のヒートシンクと、上記光源を覆う笠とを備えた照明装置において、上記笠の光源側端の部材に、該笠内の空気が上記ヒートシンクへ向けて流れるための空気孔（通気孔）を設けると共に、この空気孔から上記ヒートシンクの外側面へ向かう空気の流れを形成するための気流（発生）用部材を配置したことを特徴とする。
請求項２の発明は、上記光源を取り付けた支持体の光源取付け部の近傍に、上記笠を取付け板により取り付ける構成とし、この笠取付け板に上記空気孔を設けたことを特徴とする。ここでは、笠の光源側端の部材として笠取付け板を用いたが、この笠の光源側端の部材を光源の支持体や笠自体とし、この支持体（板）や笠自体に空気孔を設けてもよい。
請求項３の発明は、上記気流用部材として、上記笠の光源側外側面及び上記ヒートシンクの外側面が所定の間隔を持って覆われる気流用笠を設けたことを特徴とする。
請求項４の発明は、上記気流用部材として、上記ヒートシンクの外側面から所定の間隔を持つ状態で、上記笠の光源側から上記ヒートシンクへ向けて延出する気流用ダクトを設けたことを特徴とする。

上記の構成によれば、光源周辺の空気が熱せられると、例えば笠（反射笠やシェード）の取付け板に設けられた空気孔から熱せられた空気が上昇しヒートシンクへと流れるが、気流用部材の煙突効果により、引き入れられた冷たい空気が加わる形でシートシンクへ向かう空気の上昇が加速され、冷却効果の高い気流が生じることになる。
即ち、気流用笠の場合は、笠の外側面からヒートシンクの外側面へ向けて所定間隔を持って配置されているため、煙突効果により気流用笠の下側開口から周辺の冷たい空気が取り込まれ、笠内部の空気と笠外部の空気の両方がヒートシンクへ流れる気流が生じ、これにより、良好な放熱が行われる。

また、気流用ダクトの場合は、笠の光源側からヒートシンクヘ向けて延出・配置されているため、上記空気孔から上昇する空気が拡散せず、ヒートシンクの外側面に沿って上昇する気流が生じ、これにより、ヒートシンクの外面の熱境界層を破壊する乱流も生じ易くなり、良好な放熱が可能となる。

本発明の照明装置によれば、光源近傍以外の冷たい空気を多く取り込んだ上昇気流を光源近傍からヒートシンクに向けて生じさせる構造とすることにより、特に下方を照明するタイプにおいて、冷却効率を一段と向上させることができる。しかも、笠取付け板等に空気孔を形成すると共に、気流用笠、気流用ダクトを設けるだけでよく、部品点数が多くなることなく、また冷却ファンを設ける必要もなく、簡単な構造で放熱効果を高めることが可能になるという利点がある。

本発明の第１実施例に係る照明装置の構成を示す断面図である。 第１実施例の照明装置の斜視図である。 第１実施例の照明装置を下側から見た図である。 第２実施例の照明装置の構成を示す断面図である。 従来の照明装置の一例の構成を示す図である。

図１乃至図３に、第１実施例の照明装置が示されており、１はＬＥＤ光源、２は半球状の反射笠（光反射体）、３は反射笠２等を取り付けるための取付け板、４は支持体、５は放射状のフィン５ａを有するヒートシンク、６は気流用笠である。上記ＬＥＤ光源１は、支持体４に取り付けられ、上記取付け板３は、中央に光源配置のための孔が開いた円板で、その周縁に反射笠２が固定されており、この反射笠２は取付け板３によって支持体４に取付け固定される。この取付け板３には、図３に示されるように、その円周に沿って８つの空気孔８が形成され、この空気孔８は、光源１で熱せられる等した空気を上方へ流動させるための通気孔となるが、下から見ても分かるように、光源側から流れる空気がヒートシンク５の下面と側面に当たるような位置に設けられる。

また、上記反射笠２には、気流用笠（気流用部材）６が取付け片９（図２）により一体的に設けられており、この気流用笠６は、反射笠２の光源側外側面（全周）とヒートシンク５の下側外側面（全周）が所定の間隔を持って覆われるように配置される。即ち、この気流用笠６は、図１に示されるように、反射笠２とヒートシンク５の外形に沿うように下側へ向けて広がる形としており、下側の反射笠２との間に空気の流入口（開口）、上側のヒートシンク５との間に空気の流出口（開口）が形成される。

第１実施例は以上の構成からなり、ＬＥＤ光源１に通電が行われると、ＬＥＤ光源１は発熱し、その周囲温度が上昇すると同時に、ＬＥＤ光源１の上側（背面）に設置されたヒートシンク５にも熱が伝達される。そして、このＬＥＤ光源１とヒートシンク５の２つの部位の放熱により、反射笠２の内部の温められた空気は空気孔８を通ってヒートシンク５の周辺へと流れ込み、ヒートシンク５の周囲に上昇する気流が発生する。この気流により、ヒートシンク５（フィン５ａ）の外面領域に乱流が発生し、熱境界層を破壊して冷却が促進される。

また、気流用笠６が設けられていることで、煙突効果により反射笠２との間に形成されている下側流入口（隙間部分）から反射笠２の外部のＬＥＤ光源周辺部より冷たい空気がヒートシンク５側へ流れ込み、ヒートシンク５の外側面へ向かう流れの速い気流が生じる。即ち、反射笠２の内部の熱せられた空気の空気孔８からの上昇気流に、反射笠２の外部の冷えた空気の上昇気流が加わり、速い気流が発生することにより、またこの上昇気流がヒートシンク５（フィン５ａ）の外側面に沿って流れることにより、ヒートシンク５及びフィン５ａの外側面に発生している熱境界層の破壊が進んで照明装置の冷却が効率よく行われる。この冷却効果は、従来に比べて一段と向上したものとなる。

図４には、第２実施例の照明装置が示されており、この照明装置では、気流用笠の代わりに気流用ダクト１０を設けている。この気流用ダクト１０は、反射笠２の上部（ヒートシンク側）からヒートシンク５の側面まで上側に延出して一体に形成され、円形ダクト（管）となっている。

この第２実施例においては、取付け板３の空気孔８から反射笠２内の熱せられた空気が上昇する際に、煙突効果により反射笠２の下側開口から冷たい空気を引き入れることになり、気流用ダクト１０がない場合に比べて速い気流が生じ、冷たい空気を取り入れる形で反射笠２内の空気がヒートシンク５の外側面へ向けて流れ込む。従って、この場合も、反射笠２の下側の冷えた空気が加わる形で確実な速い上昇気流が発生し、またこの上昇気流がヒートシンク５（フィン５ａ）の側面に沿って流れることにより、ヒートシンク５の外面近傍の熱境界層の破壊がより大きくなり、照明装置が効率よく冷却される。

上記実施例では、光源を覆う笠として反射笠２を取り付ける例を説明したが、この反射笠２の代わりに、シェード等を設けてもよい。
また、実施例では、反射笠２の取付け板３に空気孔８を設けたが、反射笠２を光源側まで延出させる構成の場合は、反射笠２自体に空気孔８を設けても良いし、場合によっては支持体４側に空気孔８を設けることも可能である。

１…ＬＥＤ光源、 ２…反射笠、
３…取付け板、 ４…支持体、
５…ヒートシンク、 ５ａ…フィン、
６…気流用笠、 ８…空気孔（通気孔）、
１０…気流用ダクト。

Claims (4)

1. 光源と、この光源の上側のヒートシンクと、上記光源を覆う笠とを備えた照明装置において、
   上記笠の光源側端の部材に、該笠内の空気が上記ヒートシンクへ向けて流れるための空気孔を設けると共に、
   この空気孔から上記ヒートシンクの外側面へ向かう空気の流れを形成するための気流用部材を配置したことを特徴とする照明装置。
2. 上記光源を取り付けた支持体の光源取付け部の近傍に、上記笠を取付け板により取り付ける構成とし、この笠取付け板に上記空気孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 上記気流用部材として、上記笠の光源側外側面及び上記ヒートシンクの外側面が所定の間隔を持って覆われる気流用笠を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
4. 上記気流用部材として、上記ヒートシンクの外側面から所定の間隔を持つ状態で、上記笠の光源側から上記ヒートシンクへ向けて延出する気流用ダクトを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。

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