JP2017188234A - 放熱部材及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】向きの変動による放熱への影響を抑制すること。
【解決手段】実施形態の放熱部材は、基部と、第１放熱部とを有する。基部は、光源が載置される載置面を有する。第１放熱部は、載置面の反対面側に円弧状に立設された放熱フィンが所定の間隔をあけて並べられる。例えば、放熱部材は、円板状に形成され、放熱フィンが並ぶ方向における基部の両端部に設けられる第２放熱部を有する。例えば、放熱部材は、保持部材により回動可能に保持される。
【選択図】図１

Description

本発明は、放熱部材及び照明装置に関する。

従来から、スポットライト等の照射方向を任意の向きに変更可能な照明装置が提供されている。このような照明装置は、光源等が発する熱を効率的に放熱するために放熱部材を有する。例えば、照明装置の放熱部材には、板状に形成された複数の放熱フィンを有する放熱部材が用いられる。このような放熱部材においては、例えば、複数の放熱フィンが所定の方向に並べて設けられる。

従来の照明装置（例えば図９参照）においては、複数の放熱フィンが一方向に並べて設けられた放熱部材に、放熱フィンの強度を保つために各放熱フィン間を連結するリブが設けられる場合がある。例えば、このような照明装置においては、放熱フィンの幅方向の中央部を連結するように、放熱フィンの立設方向の全体に亘ってリブが形成される。

特開２０１４−１３０７５７号公報

そのため、従来の照明装置においては、例えば照明装置の向きが水平方向になった場合、リブが水平方向に沿って位置するため、放熱効率の低下を抑制することが難しい。このように、上記の従来技術では、例えば、照射方向を任意の向きに変更可能な照明装置において、放熱部材による放熱が向きの変動の影響を受けにくくすることが難しい。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、向きの変動による放熱への影響を抑制することができる放熱部材及び照明装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る放熱部材は、光源が載置される載置面を有する基部と、前記載置面の反対面側に円弧状に立設された放熱フィンが所定の間隔をあけて並べられた第１放熱部と、を備える。

本発明の一態様によれば、向きの変動による放熱への影響を抑制することができる。

図１は、実施形態に係る照明装置の要部を示す斜視図である。 図２は、実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。 図３は、実施形態に係る照明装置を示す分解斜視図である。 図４は、実施形態に係る照明装置を示す断面図である。 図５は、実施形態に係る照明装置を示す正面図である。 図６は、実施形態に係る照明装置を示す図５中のＢ−Ｂ断面図である。 図７は、実施形態に係る照明装置の向きと基部との関係を示す図である。 図８は、従来例に係る照明装置を示す斜視図である。 図９は、従来例に係る照明装置を示す斜視図である。 図１０は、従来例に係る照明装置の向きと中央リブとの関係を示す図である。

以下、実施形態に係る放熱部材を有する照明装置について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により放熱部材の用途が限定されるものではない。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。

（実施形態）
まず、図１〜図６を用いて、照明装置１の構成の概要を説明する。図１は、実施形態に係る照明装置の要部を示す斜視図である。図２は、実施形態に係る照明装置を示す斜視図である。また、図３は、実施形態に係る照明装置を示す分解斜視図である。図４は、実施形態に係る照明装置を示す断面図である。図５は、実施形態に係る照明装置を示す正面図である。具体的には、図５は、照明装置１の放熱部材２の一部を透視した図である。図６は、実施形態に係る照明装置を示す図５中のＢ−Ｂ断面図である。

以下では、図６中の左右方向をＸ軸方向とし、図６中の上下方向をＹ軸方向とし、図６中の前後方向（奥行方向）をＺ軸方向とする。例えば、Ｚ軸方向は放熱フィン３１の厚み方向に対応する。

図３に示すように、照明装置１は、光源部１０と、放熱部材２と、光学部材５０と、カバー６０と、保持部材７０と、取付部材８０と、支持部材８１とを有する。

光源部１０は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等である光源１１と、基板１２とを有する。また、光源１１は基板１２上に設けられ、基板１２が後述する基部２０の載置面２１に配置される。なお、照明装置１は、光源部１０の種類によっては、基板１２を有さず、光源１１が基部２０の載置面２１に直接載置されてもよい。

放熱部材２は、基部２０と、一対の延伸部２３と、第１放熱部３０と、第２放熱部４０とを有する。なお、本実施形態においては、基部２０、一対の延伸部２３、第１放熱部３０、及び第２放熱部４０は、一体に形成される。また、放熱部材２は、例えばアルミニウムや銅等の熱伝導性の高い材料により形成される。なお、放熱部材２は、所望の熱伝導率を有していれば、どのような材料が用いられてもよい。

図６に示すように、基部２０はＺ軸方向に直交する断面において、載置面２１が形成される領域においては、直線状の載置面２１と円弧状の反対面２２とを有する半円柱状（かまぼこ状）に形成される。すなわち、基部２０は、Ｚ軸方向に沿う軸を中心とする半円柱状に形成される。このように、基部２０の反対面２２は、基部２０の軸（Ｚ軸方向）に直交する断面において、円弧状に形成される。また、Ｚ軸方向に直交する断面において、基部２０の載置面２１が形成される領域以外、すなわち基部２０における載置面２１のＺ軸方向の両側は、円形状（円柱状）に形成される。すなわち、基部２０は、Ｚ軸方向に沿う方向を軸とする円柱状であって、載置面２１が形成される領域が径の中心方向に凹状に形成される。

また、基部２０（載置面２１）の所定方向（Ｘ軸方向）の両端部から、一対の延伸部２３が互いに離れる方向に延びる。例えば、一対の延伸部２３は、基部２０の径方向（Ｘ軸方向）の両端部からＸ軸に沿う方向に互いに離れる方向に延びる。また、一対の延伸部２３は、載置面２１の臨む方向に傾斜している。例えば、一対の延伸部２３は、Ｙ軸負方向（図６の下方向）に傾斜している。

図１に示すように、第１放熱部３０は、基部２０の反対面２２側（図６参照）に円弧状に立設された複数（例えば６枚）の放熱フィン３１を有する。放熱フィン３１は、放熱フィン３１の厚み方向（Ｚ軸方向）に所定の間隔をあけて並べられる。照明装置１は、放熱フィン３１の厚み方向に沿う軸（以下、「回転軸」ともいう）を中心として回動するものとする。例えば、回転軸は、Ｚ軸に直交する断面における基部２０の円柱状の部分の中心を通り、Ｚ軸方向に延びる。また、図６に示すように、放熱フィン３１は、周方向の両端部が一対の延伸部２３に各々連続し、放熱フィン３１が並ぶ方向（Ｚ軸方向）に直交する断面において、反対面２２から所定の幅を有する円弧状（中心角が１８０°以上の扇形状）に形成される。

第２放熱部４０は、円板状に形成され、放熱フィン３１が並ぶ方向における基部２０の両端部２４に設けられる。例えば、第２放熱部４０は、Ｚ軸方向における基部２０の両端部２４の各々に、複数（例えば、２枚や３枚等）設けられる。また、Ｚ軸方向における両端の第２放熱部４０からは、基部２０の両端部２４が突出する。すなわち、第２放熱部４０は、基部２０の軸を中心として、基部２０の円柱状の部分に連続して形成される。なお、基部２０の両端部２４は、必ずしも突出しなくてもよい。

また、第２放熱部４０は、放熱フィン３１と同様の大きさに形成される。例えば、第２放熱部４０は、基部２０の軸を中心とする径が放熱フィン３１と同じ径に形成され、放熱フィン３１が並ぶ方向に、放熱フィン３１と並べて設けられる。また、例えば、第２放熱部４０は、放熱フィン３１間の間隔と同程度の間隔をあけて並べられる。

図４に示すように、光源部１０の光源１１（図１参照）から光が放射される方向に光学部材５０が設けられる。具体的には、光学部材５０は、載置面２１から離れる方向（Ｙ軸負方向）に所定の間隔をあけて設けられる。例えば、光学部材５０は、載置面２１の周囲を囲むように、一対の延伸部２３や第２放熱部４０の周面に囲まれる位置に設けられる枠部材５１（図３参照）により、放熱部材２に取り付けられる。なお、光学部材５０は、所望の配光に制御できれば、どのような光学素子（レンズ）であってもよい。例えば、光学部材５０は、平凸レンズやフレネルレンズ等であってもよい。

また、一対の延伸部２３の両端部にカバー６０が設けられる。カバー６０は、第２放熱部４０の曲率と同程度の曲率で湾曲した平板状に形成される。なお、カバー６０は、所望の透過率や強度を有すれば、どのような材料が用いられてもよい。

保持部材７０は、Ｚ軸方向に所定の間隔をあけて、Ｙ軸負方向に延びる一対のアーム部７１により放熱部材２を回動可能に保持する。すなわち、保持部材７０は、放熱フィン３１が並ぶ方向に沿う軸を中心に放熱部材２を回動可能に保持する。これにより、照明装置１は、ＸＹ平面に沿って回転する。

例えば、一対のアーム部７１は、放熱部材２の軸方向（Ｚ軸方向）の幅に応じた間隔をあけて形成される。例えば、一対のアーム部７１は、所定の取り付け機構により放熱部材２を回動可能に保持する。例えば、一対のアーム部７１は、基部２０の両端部２４に設けられた挿通孔等にねじ止めされてもよい。例えば、一対のアーム部７１は、基部２０の両端部２４と重なる位置に設けた貫通孔によるねじ止めや、ヒンジ等により放熱部材２を回動可能に保持してもよい。

また、保持部材７０は、放熱部材２の回動角度をストッパ等の所定の規制機構により制限してもよい。例えば、保持部材７０は、放熱部材２の回動角度をＸ軸に沿う角度までに制限してもよい。例えば、保持部材７０は、Ｙ軸負方向を向く状態を角度０°とした場合、Ｘ軸正方向を向く角度９０°からＸ軸負方向を向く角度−９０°まで、すなわち１８０°に放熱部材２の回動角度を制限してもよい。

保持部材７０は、取付部材８０の一面から突出する支持部材８１に取り付けられる。なお、支持部材８１は、ＸＺ平面に沿って回動してもよい。また、取付部材８０には所定の電源装置（図示せず）が設けられてもよい。また、電源装置から電力を供給するための配線（図示せず）がアーム部７１に沿って延び、基部２０に設けられた孔に挿通されて、基板１２に接続されることにより、光源１１に電力が供給されてもよい。また、基部２０には基板１２へ電力を供給するための供給機構を有し、電源装置からの配線が供給機構に接続されることにより、光源１１に電力が供給されてもよい。例えば、基部２０には基板１２と電気的に接続した端子が設けられ、電源装置からの配線が端子に接続されることにより、光源１１に電力が供給されてもよい。

図７は、照明装置１の向きと基部２０との関係を示す図である。図７に示す照明装置１−１〜照明装置１−５は、照射方向の向き毎の照明装置１を示す。なお、照明装置１−１〜照明装置１−５を区別しない場合、照明装置１と記載する。図７に示す各照明装置１は、図５におけるＢ−Ｂ断面を平面視した場合を示す。具体的には、図７に示す各照明装置１は、図６における照明装置１の構成のうち、光源部１０及び放熱部材２を図示する場合を示す。

例えば、照明装置１−３は、照射方向が下向き（直下方向）である場合を示す。以下では、図７の照明装置１−３における基部２０の載置面２１が臨む向きを下とし、照明装置１−３における載置面２１が臨む向きと反対の向きを上とする。また、照明装置１−２は、照射方向が下向きから左斜めに４５°傾斜した向き（斜め方向）である場合を示す。また、照明装置１−１は、照射方向が横向き（水平方向）、具体的には左向きである場合を示す。

また、照明装置１−４は、照射方向が下向きから右斜めに４５°傾斜した向き（斜め方向）である場合を示す。また、照明装置１−５は、照射方向が横向き（水平方向）、具体的には右向きである場合を示す。このように、照明装置１は、照明装置１−１〜照明装置１−５における位置を自由に回動可能である。

例えば、照明装置１−３においては、光源部１０から基部２０へ伝達された熱は、空気の流れに沿って、基部２０から離れる上向き、すなわち放熱部材２の立設方向へ上昇する。

また、例えば、照明装置１−２や照明装置１−４の基部２０より上側に位置する部分においては、光源部１０から基部２０へ伝達された熱は、空気の流れに沿って、基部２０から離れる向き、すなわち上方へ上昇する。また、例えば、照明装置１−２や照明装置１−４の基部２０より下側に位置する部分においては、上側に基部２０が位置するため、光源部１０から基部２０へ伝達された熱は、基部２０の反対面２２に沿って、基部２０から離れる向き、すなわち上方へ上昇する。

また、例えば、照明装置１−１や照明装置１−５の基部２０より上側に位置する部分においては、光源部１０から基部２０へ伝達された熱は、空気の流れに沿って、基部２０から離れる向き、すなわち上方へ上昇する。また、例えば、照明装置１−１や照明装置１−５の基部２０より下側に位置する部分においては、上側に基部２０が位置するため、光源部１０から基部２０へ伝達された熱は、基部２０の反対面２２に沿って、基部２０から離れる向き、すなわち上方へ上昇する。

図７に示すように、照明装置１−１や照明装置１−５のいずれの向きであっても、基部２０の反対面２２から放熱フィン３１における上方向の端部までの距離が変動しないため、熱源となる光源１１等からの熱を上方へ第１放熱部３０から効率的かつ均一に放熱できる。また、照明装置１は、照明装置１−１〜照明装置１−５のいずれの向きであっても、空気の流れが基部２０によって阻害され難いため、第１放熱部３０から効率的かつ均一に放熱できる。特に、照明装置１は、照明装置１−１〜照明装置１−５のいずれの向きであっても、第２放熱部４０が同じ形状となるため、第２放熱部４０からより一層効率的かつ均一に放熱できる。そのため、照明装置１は、向きの変動による放熱への影響を抑制することができる。

ここから、図８〜図１０に示す従来例に係る照明装置１００を用いて、従来の放熱部材の構成例を示す。図８及び図９は、従来例に係る照明装置を示す斜視図である。照明装置１００は、光源部１１０と、平板状の基部１２０と、放熱部材１３０とを有する。光源部１１０は、例えばＬＥＤ等である光源１１１と、基板１１２とを有する。また、光源１１１は基板１１２上に設けられ、基板１１２が基部１２０の一面１２１に配置される。

また、照明装置１００においては、所定の方向に並ぶ複数（例えば９枚）の放熱フィン１３１を有する放熱部材１３０が用いられる。放熱フィン１３１は、放熱フィン１３１の厚み方向に沿って並べられ、照明装置１００は、放熱フィン１３１の厚み方向に沿う軸を中心として回動するものとする。照明装置１００においては、基部１２０と放熱部材１３０とは一体に形成され、放熱フィン１３１は、基部１２０の一面１２１の反対面１２２から立設される。また、放熱部材１３０は、放熱フィン１３１間を連結する中央リブ１３２を有する。図９に示すように、中央リブ１３２は、放熱フィン１３１の幅方向の中央部を連結するように、放熱フィン１３１の立設方向の全体に亘って形成される。また、中央リブ１３２は、９枚の放熱フィン１３１の全てに連続する。

ここで、図１０を用いて、照明装置１００の向きを変更した場合における放熱の状態を説明する。図１０は、従来例に係る照明装置の向きと中央リブとの関係を示す図である。図１０に示す照明装置１００−１〜照明装置１００−３は、照射方向の向き毎の照明装置１００を示す。なお、照明装置１００−１〜照明装置１００−３を区別しない場合、照明装置１００と記載する。図１０に示す各照明装置１００は、図９における仮想線ＩＬ１０１を通り放熱フィン１３１の立設方向に沿う断面をＣ−Ｃ方向から平面視した場合を示す。

例えば、照明装置１００−１は、照射方向が下向き（直下方向）である場合を示す。以下では、図１０の照明装置１００−１における基部１２０の一面１２１が臨む向きを下とし、照明装置１００−１における基部１２０の反対面１２２が臨む向きを上とする。また、照明装置１００−２は、照射方向が下向きから４５°傾斜した向き（斜め方向）である場合を示す。また、照明装置１００−３は、照射方向が横向き（水平方向）、具体的には左向きである場合を示す。照明装置１００は、照明装置１００−１〜照明装置１００−３における位置を自由に回動可能である。

図１０に示すように、照明装置１００−２の中央リブ１３２より下側に位置する部分においては、例えば領域ＡＲ１０１のような位置における熱（空気）は、上側に傾斜して位置する中央リブ１３２に沿って、基部１２０から離れる向き、すなわち斜め上方へ上昇する。そのため、照明装置１００−２は、照明装置１００−１のように上側に中央リブ１３２が位置しない場合に比べて、空気の流れが阻害されて放熱性が低下する。また、照明装置１００−３の中央リブ１３２より下側に位置する部分においては、例えば領域ＡＲ１０２のような位置における熱は、上側に水平に位置する中央リブ１３２に沿って、基部１２０から離れる向き、放熱フィン１３１の立設方向に沿って中央リブ１３２の端部まで移動した後、上方へ上昇する。そのため、照明装置１００−３は、照明装置１００−２に比べて、さらに放熱性が低下する。

一方、本実施形態に係る照明装置１は、放熱フィン３１の上下方向の断面形状の変化を従来よりも小さくすることができ、放熱効率の変化を抑えることができる。また、本実施形態に係る照明装置１は、基部２０が放熱フィン３１の立設方向の一部にしか位置しないため、例えば照明装置１−１や照明装置１−５に示すように、照明装置１が横方向（水平方向）を向いたときにおける、放熱効率の低下を抑制することができる。したがって、本実施形態に係る照明装置１は、照明装置１−１〜照明装置１−５のいずれの向きであっても、効率的に放熱できる。そのため、照明装置１は、向きの変動による放熱への影響を抑制することができる。

また、Ｚ軸方向に直交する断面において、基部２０の反対面２２を含む載置面２１以外の箇所は、円弧状に形成される。そのため、照明装置１は、いずれの向きであっても、Ｚ軸方向に直交する断面における基部２０の形状の変動を抑制することができる。例えば、照明装置１は、いずれの向きであっても、回転軸からＸ軸方向への基部２０の長さの変動を抑制することができる。これにより、照明装置１は、向きの変動による放熱への影響を抑制することができる。

なお、上述した照明装置１は一例であり、放熱部材２は、スポットライトやダウンライト（ユニバーサル）等の種々の照明装置に用いられてもよい。また、放熱部材２は、適用可能な装置であれば、どのような装置に適用されてもよい。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 照明装置
１０ 光源部
１１ 光源
１２ 基板
２ 放熱部材
２０ 基部
２１ 載置面
２２ 反対面
２３ 延伸部
３０ 第１放熱部
３１ 放熱フィン
４０ 第２放熱部
５０ 光学部材
６０ カバー
７０ 保持部材
７１ アーム部
８０ 取付部材
８１ 支持部材

Claims (6)

1. 光源が載置される載置面を有する基部と、
   前記載置面の反対面側に円弧状に立設された放熱フィンが所定の間隔をあけて並べられた第１放熱部と、
   を備える放熱部材。
2. 円板状に形成され、前記放熱フィンが並ぶ方向における前記基部の両端部に設けられる第２放熱部、
   をさらに備える請求項１に記載の放熱部材。
3. 前記基部の所定方向の両端部から、互いに離れる方向に延びる一対の延伸部、
   をさらに備え、
   前記基部の前記反対面は、前記放熱フィンが並ぶ方向に直交する断面において、円弧状に形成され、
   前記放熱フィンは、周方向の両端部が前記一対の延伸部に各々連続し、前記放熱フィンが並ぶ方向に直交する断面において、前記反対面から所定の幅を有する円弧状に形成される請求項１または請求項２に記載の放熱部材。
4. 前記一対の延伸部は、前記載置面の臨む方向に傾斜している請求項３に記載の放熱部材。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の放熱部材と、
   前記放熱部材の載置面に載置される光源と、
   を備える照明装置。
6. 前記放熱フィンが並ぶ方向に沿う軸を中心に前記放熱部材が回動可能に構成されている請求項５に記載の照明装置。