JP2019192377A

JP2019192377A - 照明装置

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Publication number: JP2019192377A
Application number: JP2018081080A
Authority: JP
Inventors: 優神谷; Masaru Kamiya; 純一坂村; Junichi Sakamura
Original assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2018-04-20
Filing date: 2018-04-20
Publication date: 2019-10-31

Abstract

【課題】まぶしさを低減し、広い範囲に配光でき、明るさの低下をより抑制できる照明装置を提供する。【解決手段】本発明の照明装置Ｓは、複数のＬＥＤが載置される基板と、該基板が固定されるヒートシンクと、ＬＥＤから発生する光を拡散させる光拡散部材とを備え、光拡散部材は繊維状のガラスのみからなることを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、照明装置に関する。

近年、ＬＥＤを用いた照明装置の普及が急速に進んでいる。特に水銀灯やメタルハライドランプの代替として、大光量、高効率の照明装置が求められている。
一方で、ＬＥＤは光の指向性が強いため、まぶしさの低減や広い範囲を照らす広配光化という課題が存在しているが、大光量化に伴い、より一層のまぶしさの低減と広配光化を実現する技術が求められている。さらに、大光量化により、ＬＥＤや樹脂部材などの照明装置に備えられる部材の温度上昇も課題になっている。

特許文献１には、複数のＬＥＤが載置される基板と、放熱フィンを有するヒートシンクと、前記ヒートシンクに取り付けられた透光性カバーを有し、ＬＥＤで発生する熱を、ヒートシンクに効率よく熱伝導させ、ＬＥＤの温度を低減することで、大光量で、高効率を特徴とする照明装置が記載されている。
特許文献２には、複数の半導体素子を有する発光体と、前記発光体で発生する熱を放熱する放熱体と、前記発光体と前記放熱体とを熱的に接触させる透光性ホルダと、発光体を覆う透光性カバー部材を有し、前記透光性ホルダや前記透光性カバー部材に光拡散材が含まれ、より広い範囲に配光可能な広配光を特徴とする電球型照明装置が記載されている。

特開２０１５−２２８３４８号公報特許５７７４９７７号公報

例えば、特許文献１に記載の透光性カバーに、特許文献２に記載されるような光拡散材を含ませれば、大光量、高効率で、まぶしさも低減し、広い範囲に配光可能な照明装置が実現できる可能性がある。
しかしながら、例えば広く照明用に用いられるポリカーボネートなどの有機ガラスに、光拡散材を含ませた材料を用いた透光性カバーは、透光性カバーが取り付けられるヒートシンクへ熱伝導されたＬＥＤで発生した熱と、指向性が強く、さらに大光量としたことで加えられるＬＥＤから発生する光エネルギーによって、長期間使用すると透光性カバーに用いる有機ガラスが劣化し、明るさが低下してしまう恐れがある。

そこで、本発明は、まぶしさを低減し、広い範囲に配光でき、明るさの低下をより抑制できる照明装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の照明装置は、複数のＬＥＤが載置される基板と、該基板が固定されるヒートシンクと、ＬＥＤから発生する光を拡散させる光拡散部材とを備え、光拡散部材は繊維状のガラスのみからなることを特徴とする。

本発明によれば、まぶしさを低減し、広い範囲に配光でき、明るさの低下をより抑制できる照明装置を提供できる。

(ａ)は本発明の実施形態に係る照明装置を取り付けた照明器具を示す斜視図、(ｂ)は照明器具の反射笠内の吊り具に照明装置を取り付ける状態を示す斜視図。図１(ｂ)のＡ方向矢視図。照明装置の縦断面図。図２の照明装置を斜め上方から見た斜視図（Ｂ方向矢視図）。光拡散部材４０を一部図示した図２の照明装置を斜め下方から見た斜視図（Ｃ方向矢視図）。光拡散部材４０の図示を省略した図２の照明装置を下方から見た下面図（Ｄ方向矢視図）。照明装置を斜め下方から見た一部断面を含む斜視図。 (ａ)は照明装置が真横向きに取り付けている状態を示す図、(ｂ)は照明装置が真横向きに取り付けた際の強度フィン部の模式図、 (ｃ)は照明装置が真横向きに取り付けた際の強度フィンのピッチを４５度にした際の模式図。照明装置の分解図。透光性カバーを２つ用いた場合の照明装置の分解図。（ａ）繊維状のガラス４０ａ１を用いた場合における光拡散の効果を説明した模式図。（ｂ）繊維状のガラス４０ａ２と４０ａ３を編み込んで用いた場合における光拡散の効果を説明した模式図。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１(ａ)に本発明の実施形態に係る照明装置を取り付けた照明器具を示し、図１(ｂ)に照明器具の反射笠内の吊り具に照明装置を取り付ける状態を示す。
また、図２に照明装置の側面図である図１(ｂ)のＡ方向矢視図を示し、図３に照明装置の縦断面図を示す。

実施形態の照明装置Ｓ(図１(ｂ)参照)は、ＬＥＤを用いる照明装置であり、水銀灯やメタルハライドランプなどの代替として、大光量化のために、放熱性、効率を高めたことを特徴としている。
図１(ａ)に示すように、照明装置Ｓは、反射笠ｋ１内の吊り具ｋ２に取り付けられ使用されるものである。

詳細には、照明装置Ｓは、反射笠ｋ１内の吊り具ｋ２に口金５ａを螺着して取り付けることにより、照明装置Ｓとは別体の電源装置ｋ３に電気的に接続され点灯する。

このように、照明器具Ｋは、吊り具ｋ２および反射笠ｋ１と電源装置ｋ３と照明装置Ｓとを具備している。照明器具Ｋは、工場などの高い所に設置される場合が多く、軽量化が重要となっている。また、照明器具Ｋは、当然に効率や明るさが重要である。また、ＬＥＤは光の指向性が強く、明るい照明装置の場合においては、特にまぶしさの低減が重要な課題となる。
図１（ａ）に示すように、本実施形態における照明装置Ｓと電源装置ｋ３とは別置されるものである。照明装置Ｓは、前述のように吊り具ｋ２に取り付けられ、電源装置ｋ３は天井等に載置される。換言すると、照明装置Ｓは口金５ｂとＬＥＤ基板アセンブリ２との間に電源装置ｋ３を有さないものである。さらに換言すると、照明装置Ｓには、別置された電源装置ｋ３で変換された直流電源が入力される。電源装置ｋ３を照明装置Ｓの内部に有さず、別置とすることにより、照明装置Ｓの軽量化を図ることができるという効果を奏する。

図４に図２の照明装置を斜め上方から見た斜視図(図２のＢ方向矢視図)を示し、図５に図２の照明装置を斜め下方から見た斜視図(図２のＣ方向矢視図)を示す。

また、図６に図２の照明装置を下方から見た下面図(図２のＤ方向矢視図)を示し、図７に照明装置を斜め下方から見た一部断面を含む斜視図を示す。
照明装置Ｓは、放熱用ヒートシンク１とＬＥＤ基板アセンブリ２(図５参照)と本体支持ケース３と口金５とを備えている。

図３、図７に示すように、放熱用ヒートシンク１の円錐台状のケース１ａの下部には、封止用パッキン７を挟んで、透光性カバー４が、ねじｎ１によって固定されている。封止用パッキン７は、ゴムなどで形成され、大きな径の輪状の形状を有する部品である(図９参照)。封止用パッキン７は気密性が求められない環境においては、備えられなくてもよい。
透光性カバー４の外部には、繊維状のガラスを編み込んだ略布形状の光拡散部材４０が、透光性カバー４とともに、ねじｎ１によって固定されている。光拡散部材４０の固定位置は、透光性カバー４の内部でもよく、また、透光性カバー４を用いないで、ケース１ａの下部にねじｎ１を用いて直接固定されていてもよい。また、光拡散部材４０は、ねじｎ１を用いずに、例えば接着剤などを使用して、固定してもよい。固定する場所は、ヒートシンク１でも、ＬＥＤ基板アセンブリ２でも良い。光拡散部材４０をヒートシンク１に固定する場合はＬＥＤモジュール２ａとの間に距離を取ることができるため、ＬＥＤモジュール２ａからの熱の影響を少なくすることができる。光拡散部材４０をＬＥＤ基板アセンブリ２に固定する場合は、ＬＥＤモジュール２ａと近いため、光拡散部材４０を小さくしても同様の光拡散効果を奏することができる。
また、光拡散部材４０は、透光性カバー４で固定せず、透光性カバー４をヒートシンク１に固定することにより生じる透光製カバー４とＬＥＤモジュール２ａの間の空間に位置するようにしてもよい。その場合、例えば、ＬＥＤモジュール２ａの光出射面を上向きにした場合は透光性カバー４はＬＥＤモジュール２ａの直上に位置し、ＬＥＤモジュール２ａの光出射面を下向きにした場合は透光製カバー４は透光製カバー４の直上に位置することになり、光拡散部材４０を固定せず、同様の効果を奏することができる。
光拡散部材４０は、繊維状のガラスのみからなる部材である。光拡散部材４０は、本実施形態では、編み込んだ略布形状としているが、繊維状のガラスのみからなる略布形状の部材であれば編み込みでなくても良い。
図１０は透光性カバー４ａと４ｂを有する場合の分解斜視図である。図１０に示すように、光拡散部材４０は、透光性カバー４ａと透光性カバー４ｂの間に挟むことで、ケース１ａと熱的に接触させずに固定されていてもよい。ケース１ａと熱的に接触させずに固定することで、光拡散部材４０の温度を低減させることができる。
また、透光製カバー４を用いずに、光拡散部材４０のみを用いても良い。この場合、光拡散部材４０は、ＬＥＤモジュール２ａからの光を拡散する効果を奏する者であれば、形状や取付け方に限りはない。例えば、複数のＬＥＤモジュール２ａが略環状に配置されている場合は、光拡散部材４０も略環状の形状で、複数のＬＥＤモジュール２ａからの光の漏れが少なくなるように複数のＬＥＤモジュール２ａとの距離が近い位置に取付けることで、まぶしさを低減し、広い範囲に配光でき、明るさの低下をより抑制できるという本実施形態に記載の効果と同様な効果を奏する。
また、本体支持ケース３と放熱用ヒートシンク１とは、封止用パッキン８(図７参照)を挟んでねじｎ２によって固定されている。

＜放熱用ヒートシンク１＞
放熱用ヒートシンク１は、例えばアルミニウムを素材にアルミダイカストで形成されるものである。放熱用ヒートシンク１の素材は、放熱性があって重量が軽いものが使用される。放熱用ヒートシンク１は、表面にアルマイト処理や塗装が行われる。

図５、図６に示すように、放熱用ヒートシンク１は、ＬＥＤ基板アセンブリ２が設置されるとともにＬＥＤモジュール２ａから生ずる熱を放熱する部材である。
放熱用ヒートシンク１は、ＬＥＤ基板アセンブリ２(図５参照)が載置されるケース１ａと複数のフィン１ｂと３つの強度フィン１ｃ(図４参照)とを有している。

フィン１ｂは、ケース１ａの側部および上部の外面に形成され、ＬＥＤ基板アセンブリ２で生ずる熱が伝達され放熱を行う。
強度フィン１ｃは、ケース１ａの側部および上部の外面に形成され、放熱用ヒートシンク１の強度部材であるとともにＬＥＤ基板アセンブリ２で生ずる熱が伝達され放熱を行う。

＜ケース１ａ＞
図２、図４に示すように、ケース１ａは、低い高さの円錐台の形状を呈している。つまり、ケース１ａは、円板状の天板１ａ１と下方に向けて円錐状に広がる円錐板１ａ２とを有している。

円板状の天板１ａ１の内面には後記のＬＥＤ基板アセンブリ２(図３参照)が設置されている。傾斜面の円錐板を成す円錐板１ａ２は、鉛直方向に対して略２０度の傾斜を有している。

円錐板１ａ２の内面には、ＬＥＤ基板アセンブリ２を構成するＬＥＤモジュール２ａから発する光を反射して、効率よくＬＥＤモジュール２ａから発する光を取り出すリフレクタ１ａｒが形成されている。リフレクタ１ａｒは円錐板１ａ２の内面に高反射率の反射材が塗布され形成される。なお、リフレクタ１ａｒは反射材の塗布に限るものではなく、ＬＥＤモジュール２ａから発する光を反射する機能を有していれば良い。高反射フィルムを用いるなどしてもよい。

＜フィン１ｂ＞
図４、図５に示す複数のフィン１ｂは照明装置Ｓの中心(中心軸Ｏ)から放射状にケース１ａ外面から側部および下部(図２参照)および上部にそれぞれ外方に向けて立設されている。複数のフィン１ｂはピッチθ１が８度の間隔をもって形成されている。

フィン１ｂが、ケース１ａ外面から側部に側縁１ｓから外方に向けて立設されることにより、放熱用ヒートシンク１に伝達される熱を、フィン１ｂを介して、ケース１ａの側方の外部空間に効率的に放熱することができる。
また、フィン１ｂが、ケース１ａ外面から上部に外方に向けて立設されることにより、放熱用ヒートシンク１に伝達される熱を、フィン１ｂを介して、ケース１ａの上方の外部空間に効率的に放熱することができる。

また、フィン１ｂが、ケース１ａ外面から下縁１ｕ(図２、図３参照)から下方に向けて立設されることにより、放熱用ヒートシンク１に伝達される熱を、フィン１ｂを介して、下方の外部空間に効率的に放熱することができる。

図２に示すように、フィン１ｂは、頂部から下方にいくに従って次第に厚さが厚くなり、ある高さから下方にいくに従って次第に厚さが薄くなっている。換言すれば、フィン１ｂは、中央下部から上部にかけて厚さが次第に厚くなり、中央下部から下部にかけて厚さが次第に薄くなっている。

フィン１ｂが中央下部から上部にかけて厚さが次第に薄くなることで、フィン１ｂから伝達される熱を含む空気が、フィン１ｂ間から円滑に上方に逃げることができる。また、フィン１ｂが中央下部から下部にかけて厚さが次第に薄くなることで、外部空間の冷たい空気が円滑に放熱用ヒートシンク１の下方からフィン１ｂ間に入り込むことができる。
このような、フィン１ｂの形状により、放熱用ヒートシンク１の成型の際、上下からの型抜きが良好に遂行できる。

また、フィン１ｂの中央側は、外方に傾斜する傾斜面１ｂ１(図２参照)とされている。傾斜面１ｂ１の鉛直方向に対する傾斜角度は、ＬＥＤモジュール２ａからの光の進行を妨げないように、後記するリフレクタ１ａｒ(図７参照)の傾斜角度より大きな角度とされている。

＜強度フィン１ｃ＞
図２〜図４に示す３つの強度フィン１ｃは、放熱用ヒートシンク１の強度部材であるとともにフィンとしての放熱の用も果たしている。
強度フィン１ｃは、照明装置Ｓの中心(中心軸Ｏ)から放射状に略１２０度の間隔をもって、ケース１ａの上面および外側面に、中央部から外方に向けて形成されている。

強度フィン１ｃは、フィン１ｂより大きな形状を有している。詳細には、強度フィン１ｃは、ケース１ａ外面の上部にフィン１ｂより大きな形状を有している(図４参照)。

強度フィン１ｃが、ケース１ａ外面から側部に外方に向けて立設されることで、放熱用ヒートシンク１の熱を、強度フィン１ｃを介して、ケース１ａの側方の外部空間に効率的に放熱することができる。
また、強度フィン１ｃが、ケース１ａ外面から上部に外方に向けて立設されることで、放熱用ヒートシンク１の熱を、強度フィン１ｃを介して、ケース１ａの上方の外部空間に効率的に放熱することができる。

加えて強度フィン１ｃが放熱用ヒートシンク１の中心(中心軸Ｏ)から放射状に略１２０度の間隔(ピッチ)をもって形成されることにより、照明装置Ｓが斜めに設置された場合に、ＬＥＤモジュール２ａの熱で温められた空気が、照明装置Ｓの上方に逃げ易く放熱性に優れるという効果がある。

図８(ａ)に、照明装置が真横向きに取り付けている状態の図を示し、図８(ｂ)に照明装置が真横向きに取り付けた際の強度フィン部の模式図を示し、図８(ｃ)に照明装置が真横向きに取り付けた際の強度フィンのピッチを４５度にした際の模式図を示す。

図８(ａ)に示すように、照明装置Ｓが真横向きや傾けて取り付けられた場合、図８(ｂ)の矢印に示すように、ＬＥＤモジュール２ａで発生した熱で温められた空気(熱風)が強度フィン１ｃの間にこもらず、良好に上方の外部空間に逃がすことができる。

このように、３つの強度フィン１ｃが略１２０度のピッチで形成される場合、温かい空気の分流効果があり、温かい空気の流れをそらし逃がす効果がある。
ちなみに、図８(ｃ)に示すように、４５度のピッチで形成した強度フィン１１ｃの場合、照明装置Ｓが真横向きや斜めに取り付けられた場合、強度フィン１１ｃ間に熱風が滞留してしまう。

このように、放熱用ヒートシンク１では、中央部までの長さをもつ３つの大きな強度フィン１ｃとその間の小さなフィン１ｂとで、放熱用ヒートシンク１の放熱効率の向上を効果的に行える。

＜ＬＥＤ基板アセンブリ２＞
図５、図７に示すように、ケース１ａの天板１ａ１の内面には、ＬＥＤ基板アセンブリ２が、ねじｎ３でねじ留めにより固定されている。
ＬＥＤ基板アセンブリ２は、多数のＬＥＤモジュール２ａとＬＥＤモジュール２ａが実装されるＬＥＤ用ベース基板２ｂとを有している。

＜ＬＥＤモジュール２ａ＞
ＬＥＤモジュール２ａは、照明器具Ｋの照明装置Ｓの光源であり、図５に示すように、ＬＥＤ用ベース基板２ｂ上に円環である帯状に実装されている。
ＬＥＤモジュール２ａの一部は、鉛直方向の照明装置Ｓの中心軸Ｏから放射状に角度θ２が、略８度の間隔(ピッチ)をもって配置されており、鉛直方向で放熱用ヒートシンク１のフィン１ｂと重なるように配置されている。

これにより、フィン１ｂと重なって配置されるＬＥＤモジュール２ａで発生する熱は、距離が近い当該フィン１ｂに良好に伝達され、当該フィン１ｂを介して、効率的に外部空間に放熱される。

また、フィン１ｂと重なるように配置されるＬＥＤモジュール２ａ以外のＬＥＤモジュール２ａの一部は、円環状を成す帯状の略中間箇所のラインＣ１(図６参照)より外周側、つまりラインＣ１より外側に配置されている。つまり、円環状を成すＬＥＤモジュール２ａの帯列の内縁２ａ１と外縁２ａ２との中間ラインであるラインＣ１より外側に配置されている。

ラインＣ１より外側に配置されるＬＥＤモジュール２ａの光が放熱用ヒートシンク１のケース１ａ内面のリフレクタ１ａｒ(図５、図７参照)で反射され、放熱用ヒートシンク１に吸収されることなく、外部に放出される。

＜ＬＥＤ用ベース基板２ｂ＞
図５〜図７に示すＬＥＤ用ベース基板２ｂは、実装されるＬＥＤモジュール２ａに電流(電圧)を供給するための配線パターンが形成されている。ＬＥＤ用ベース基板２ｂは、略円板状の形状を有している。
ＬＥＤ用ベース基板２ｂは、ＬＥＤモジュール２ａの一部を鉛直方向にフィン１ｂと重ねて配置するための位置決めの構成を有している。

具体的には、図６に示すように、ＬＥＤ用ベース基板２ｂの外周部に、４か所の位置決め用の凸部２ｂ１が外周に外方に向けて突設されている。これに対して、放熱用ヒートシンク１のケース１ａの内面には、４か所の位置決め用の凸部２ｂ１が嵌入する４か所の位置決め用凹部１ｏが形成されている。
また、ＬＥＤ用ベース基板２ｂの外周部には、回転方向の位置を決める１箇所の切り欠き部２ｂ２が内方に向けて、切り欠いた形状に形成されている。

ＬＥＤ用ベース基板２ｂの４か所の位置決め用の凸部２ｂ１を、ケース１ａの４か所の位置決め用凹部１ｏに嵌入するとともに、切り欠き部２ｂ２にねじｎ５でねじ留めする。これにより、ケース１ａに対してＬＥＤ用ベース基板２ｂを位置決めして、ＬＥＤモジュール２ａの一部を鉛直方向にフィン１ｂと重ねて配置することができる。
また、ＬＥＤ用ベース基板２ｂには、固定用のねじｎ３が挿通される挿通孔が貫設されている。

＜本体支持ケース３＞
図２、図３に示す本体支持ケース３は、筒状の樹脂製の部材である。本体支持ケース３の材質は、耐熱性がよい、強度が高い、表面の光沢があるなどの樹脂が好ましい。例えば、本体支持ケース３の素材として、ポリカーボネートが用いられる。本体支持ケース３は、口金５ａとＬＥＤモジュール２ａとの絶縁材の用も果たしている。

図３に示すように、本体支持ケース３は、下縁部から中央上部まで円錐形状の円錐部３ａが形成され、円錐部３ａの上部には円筒形状の円筒部３ｂが形成されている。そして、円筒部３ｂの上部には雄ねじが螺刻される口金取り付け部３ｃが形成されている。

本体支持ケース３に、円筒状の円筒部３ｂが形成されることで、自動機で本体支持ケース３や照明装置Ｓをチャックする際、確実に円筒状の円筒部３ｂを把持することができる。また、作業員が本体支持ケース３や照明装置Ｓを把持する際にも円筒状の円筒部３ｂはつかみ易い。

円錐部３ａの下縁部には、ケース取り付けフランジ３ａ１が円板状に外側方に突出して形成されている。そして、ケース取り付けフランジ３ａ１の上方には、パッキン取り付けフランジ３ａ２が円板状に外側方に突出して形成されている。

＜口金アセンブリ５＞
図９に、照明装置Ｓの分解図を示す。
口金アセンブリ５(図２、図３参照)は、ねじが形成される筒状の口金５ａと絶縁板５ｂとを有している(図１０参照)。口金５ａはアルミニウムや真鍮などが用いられる。絶縁板５ｂは、照明装置Ｓのプラス側とマイナス側とを絶縁している。
照明装置Ｓには、ＬＥＤモジュール２ａを過電流から保護する保護回路基板６が備わっている。

＜光拡散部材４０＞
光拡散部材４０は、繊維状のガラス４０ａを複数編み込んだ略布形状である。光拡散部材４０に用いられる繊維状のガラス４０ａはケイ酸化合物を主成分とし、高い透光性を有するケイ酸ガラスを用いることが、コストや入手性の面から望ましいが、光透過性を有するのであれば、カルコゲン化物ガラスなどの他の無機ガラスを用いてもよい。
ケイ酸ガラスなどの無機ガラスは、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの有機ガラスと比較して、耐熱性や難燃性や耐薬品性などが優れるため、変色などの劣化が少なく、明るさの低下を抑えられるが、重い、耐衝撃性が劣るなどの課題が生じる恐れがある。
しかしながら、本発明のように、繊維状の無機ガラスを複数編み込んだ略布形状とする光拡散部材４０は、有機ガラスと比較しても、軽く、耐衝撃性が高いという特徴をもつ。

光拡散部材４０に用いる繊維状のガラス４０ａの効果について説明する。繊維状のガラス４０ａは、一般的に空気より屈折率が高いため、空気の屈折率Ｎ１、繊維状のガラスの屈折率Ｎ２とした場合、図１１（ａ）に示すような光の通過経路を示す。また、空気と繊維状のガラス４０ａ１の界面で一部の光は反射する。光の屈折と反射により、光の拡散性が生まれる。
次に繊維状のガラス４０ａ２と繊維状のガラス４０ａ３が２本編み込まれた状態の模式図を図１１（ｂ）に示す。図１１（ｂ）に示すように、繊維状のガラスが複数編み込まれることで、光の通過経路が複雑になり、光の拡散性を高める効果がある。さらに、繊維状のガラスは不定形のため、より複雑な光の通過経路を生み出し、高い光拡散性が実現される。
また、繊維状のガラス４０ａの編み込み数を変えることで、光拡散部材４０の光拡散性を容易に変えることができる。編み込み数を変えない場合でも、光拡散部材４０を複数重ねることで、より拡散性を高めることもできる。さらに、曲げるなどの変形も容易のため、本実施形態だけに留まらず、様々な形状に対応することが可能である。

＜照明装置Ｓの組み立ておよびその取り付け＞
次に、照明装置Ｓの組み立てについて説明する。
図１０に示すように、口金５ａと絶縁板５ｂとが固定される口金アセンブリ５が形成される。

口金アセンブリ５は本体支持ケース３の口金取り付け部３ｃに螺着された後、口金５ａのカシメ部５ａ１(図２、図５参照)が本体支持ケース３の凹部にカシメて固定される。

一方、ＬＥＤモジュール２ａが実装されたＬＥＤ用ベース基板２ｂは、放熱用ヒートシンク１のケース１ａの天板１ａ１の内面に、ＬＥＤ用ベース基板２ｂの４か所の位置決め用の凸部２ｂ１を、ケース１ａの４か所の位置決め用凹部１ｏに嵌入するとともに、切り欠き部２ｂ２にねじｎ５でねじ留めして、ケース１ａに対してＬＥＤ用ベース基板２ｂが位置決めされる。

そして、ねじｎ３をＬＥＤ用ベース基板２ｂの挿通孔を通して放熱用ヒートシンク１のケース１ａに螺着して、ＬＥＤ用ベース基板２ｂが放熱用ヒートシンク１のケース１ａの天板１ａ１の内面に固定される。

そして、図７に示すように、ＬＥＤ用ベース基板２ｂを固定した放熱用ヒートシンク１が封止用パッキン８を挟んで本体支持ケース３とねじｎ２により固定される。

その後、透光性カバー４が、光拡散部材４０と共に放熱用ヒートシンク１のケース１ａの下端部に、６か所をねじｎ１でねじ留めすることにより固定される。これにより、図２、図５に示す照明装置Ｓが組み上がる。

図１(ｂ)に示すように、照明装置Ｓを反射笠ｋ１内の吊り具ｋ２に取り付けるには、作業員が、照明装置Ｓのケース１ａの下方に突出したフィン１ｂの間に、指を入れて照明装置Ｓを把持する。そして、反射笠ｋ１内の吊り具ｋ２に照明装置Ｓの口金５ａを螺着する。

これにより、図１(ａ)に示すように、照明装置Ｓを反射笠ｋ１内の吊り具ｋ２に取り付け電源装置ｋ３と電気的に接続させ、照明器具Ｋとして機能する。

上記構成によれば、本発明によれば、大光量で、高効率、軽量かつ小さく、安全性が高く、まぶしさを低減し、広い範囲に配光できる照明装置を提供できる。

また、図２に示すように、放熱フィンであるフィン１ｂは、ケース１ａの下縁１ｕより下方まで形成されている。そのため、複数のＬＥＤモジュール２ａで発生する熱を、フィン１ｂにより下方の外部空間に放熱することができる。

加えて、図１(ｂ)に示すように、照明装置Ｓを取り付け、取り外す際、作業員がケース１ａの下縁１ｕ(図２参照)より下方まで形成されフィン１ｂの間に指を入れて照明装置Ｓを把持して、容易かつ円滑に照明装置Ｓを取り付け、取り外し可能である。

さらに、図４、図５に示すように、放熱フィンであるフィン１ｂは、放熱用ヒートシンク１のケース１ａの側縁１ｓより側外方まで形成されているので、複数のＬＥＤモジュール２ａで発生する熱を、フィン１ｂにより側外方の外部空間に放熱することができる。

また、複数のフィン１ｂの間には、フィン１ｂより中央側から形成されフィン１ｂより上方まで形成される強度部材兼用放熱フィンの強度フィン１ｃが、略１２０度の間隔をもって３つ形成されている。

このように強度フィン１ｃが略１２０度の間隔をもって３つ形成されることにより、照明装置Ｓが真横や斜めに設置された際にも、ＬＥＤモジュール２ａで発生した熱を含む空気を滞留させることなく上方に円滑かつ良好に逃がすことができる。

放熱用ヒートシンク１には複数のフィン１ｂが形成されており、フィン１ｂは、放熱用ヒートシンク１のケース１ａの下縁１ｕの下側に突出して形成されている。照明装置の周囲の空気は、下縁１ｕの下側に突出した部分からフィン１ｂとフィン１ｂの間に入り、フィン１ｂおよび強度フィン１ｃと熱交換しながら温められて、上側に流れる。放熱用ヒートシンク１の外表面近傍の空気温度は、下縁１ｕの下側に突出した部分近傍が一番低い。放熱用ヒートシンク１の外表面と、外表面近傍の空気との温度差が大きいと熱交換の効率が高いため、下縁１の下側に突出した部分を形成することにより、放熱用ヒートシンク１外表面近傍の空気温度が低く熱交換の効率が高い部分に熱を伝えることができ、放熱性能を向上させることができる。

反射笠などの照明器具に入れた場合は、放熱用ヒートシンク１の上側が反射笠で覆われて対流と放射が阻害されるため、反射笠が無い状態と比較して放熱性能が低下する。しかし、下縁１ｕの下側に突出した部分を設けることにより、下縁１ｕの下側に突出した部分が無い場合よりも、放熱用ヒートシンク１への空気流入口近傍の表面積を増加できるため、放熱性能を向上できる。

放熱性能を向上させると、光源温度の上昇を抑えて寿命を延ばすことができ照明装置の信頼性を向上できる。また、ＬＥＤの発光効率は温度依存性があり、光源温度が低下すると、ＬＥＤの発光効率は向上するため、消費電力を低減した照明装置を提供し易くなる。

下縁１ｕの下側に突出した部分は、下側に長く伸ばすほど放熱性能は向上するが、重量と、下縁１ｕ下側に突出した部分での光の吸収による光学損失が増加するため、放熱用ヒートシンクの軽量性と光学損失を考慮すると、放熱用ヒートシンク１の開口部直径に対する下縁１ｕの下側に突出した部分の長さの比率が、０．０２〜０．２程度の長さであることが望ましい。また、下縁１ｕ下側に突出した部分での光の吸収による光学損失の増加を防止するために、光の反射率が高い塗料を塗布すると良い。また、光の反射率が高く、かつ放射率も高い塗料を塗布することにより、放熱性能をさらに向上することができる。

フィン１ｂが放熱用ヒートシンク１のケース１ａの下縁１ｕおよび、透光性カバー４よりも下側に突出した構造であると、床や机などに本発明の照明装置を置いた場合、飛び出したフィンが支えとなり、安定した状態で置けるため、取り扱いがし易く、施工し易い。

本発明の照明装置を床や机などに置いた場合に、カバーが直接床と接触しないため、透光性カバー４が傷つきにくい。よって、透光性カバー４や光拡散部材４０の破損や、傷つくことによる光学損失の増加を防止できる。
以上のことから、大光量で、高効率、軽量かつ小さく、安全性が高く、まぶしさを低減し、広い範囲に配光できる照明装置を提供できる。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、様々な実施形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分り易く説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、説明した構成の一部を含むものであってもよい。
また、透光性カバーの材料をＬＥＤモジュールで用いる封止樹脂材料とすることでも、ＬＥＤモジュールから発生する光エネルギーの影響を抑制することができる。

１放熱用ヒートシンク(ヒートシンク)
１ａケース
１ｓケースの側縁
１ｕケースの下縁
１ａｒリフレクタ(反射部材)
１ｂフィン(放熱フィン)
１ｃ強度フィン (強度部材兼用放熱フィン)
２ＬＥＤ基板アセンブリ
２ａＬＥＤモジュール(ＬＥＤ)
２ａ１内縁
２ａ２外縁
２ｂＬＥＤ用ベース基板(基板)
４透光性カバー
４０光拡散部材
Ｏ中心軸
ｃ１ライン(真ん中)
Ｌ１鉛直方向寸法(基板のＬＥＤ実装面から最遠の前記反射部材の端縁までの寸法)
Ｌ２距離(複数のＬＥＤが配置される領域の前記真ん中から前記外縁までの寸法)
Ｓ照明装置

Claims

複数のＬＥＤが載置される基板と、該基板が固定されるヒートシンクと、前記複数のＬＥＤから発生する光を拡散させる光拡散部材とを備え、前記光拡散部材は繊維状のガラスのみからなることを特徴とする照明装置。
前記光拡散部材は、前記ヒートシンクに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記光拡散部材は繊維状のガラスを編み込んだ略布形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
前記ヒートシンクに取り付けられ、前記複数のＬＥＤから発生する光を透過させる透光性カバーを備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。
前記ヒートシンクに取り付けられ、前記複数のＬＥＤから発生する光を透過させる透光性カバーを複数備え、前記複数の透光性カバーの間に前記光拡散部材を配置することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の照明装置。