JP3224213U - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却効率をさらに高めることができる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、ＬＥＤ基板１０と、ヒートパイプ２０と、放熱フィン２１と、を備える。ＬＥＤ基板１０は、照明光を出射する。ヒートパイプ２０は、ＬＥＤ基板１０が取り付けられた中央部２０ａと、中央部２０ａに対してＬＥＤ基板１０から離れる方向に折り曲げられた両端部２０ｂ，２０ｃとを有する板状体である。板状の放熱フィン２１は、ヒートパイプ２０の両端部２０ｂ，２０ｃと熱的に結合され、両端部２０ｂ，２０ｃから外方に張り出している。【選択図】図２

Description

本考案は、照明装置に関する。

従来より、発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）を用いた照明装置が用いられている。ＬＥＤの熱管理は、ＬＥＤの寿命だけでなく、ＬＥＤの安全性にとっても重要である。そこで、空冷方式によりＬＥＤを冷却する冷却システムが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−１７４７４２号公報

しかしながら、空冷方式によるＬＥＤの冷却には、その冷却効率に限界がある。

本考案は、冷却効率をさらに高めることができる照明装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本考案の第１の観点に係る照明装置は、
発光ダイオードが実装されたＬＥＤ基板と、
前記ＬＥＤ基板が取り付けられた中央部と、前記中央部に対して前記ＬＥＤ基板から離れる方向に折り曲げられた両端部とを有する板状体であるヒートパイプと、
前記ヒートパイプの両端部と熱的に結合され、前記両端部から外方に張り出す放熱フィンと、
を備える。

この場合、前記放熱フィンは、
複数の板状体を有し、
前記複数の板状体は、互いに平行に延びるように配置されている、
こととしてもよい。

本考案の構成によれば、発光ダイオードが実装されたＬＥＤ基板にヒートパイプが接続され、そのヒートパイプに放熱フィンが接続されている。これにより、発光ダイオードで発生した熱は、ヒートパイプに伝達され、放熱フィンから外部に放出される。このようにすれば、空冷方式で冷却するよりも冷却効率をさらに高めることができる。

本考案の実施の形態に係る照明装置の外観を示す斜視図である。 図１の照明装置の構成を示す模式図である。 図１の照明装置における冷却部の構成を示す斜視図である。 図１の照明装置において熱が放出される様子を示す模式図である。

以下、本考案の実施の形態に係る照明装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図中、同一又は同等の部分には同一の符号を付す。

図１に示すように、照明装置１は、照明部２と、冷却部３と、取付部４と、を備える。照明部２は、照明光ＩＬを出射する。冷却部３は、冷媒を用いた冷却方式により、照明部２を冷却する。取付部４は、照明装置１を、外部部材に取り付けるためのアダプタである。

図２に示すように、照明部２は、ＬＥＤ基板１０と、レンズ１１と、反射部１２と、を備える。ＬＥＤ基板１０は、表面実装型デバイスとしての発光ダイオード１０ａが実装された基板である。ＬＥＤ基板１０に実装された発光ダイオード１０ａは、照明光ＩＬを出射する。レンズ１１は、発光ダイオード１０ａから出射した照明光ＩＬを屈折させる。

反射部１２は、かさ状に形成されており、その内部には反射コーティングがなされている。反射部１２は、発光ダイオード１０ａから出射された照明光ＩＬを反射して、その集光性を高めている。本実施の形態では、照明光ＩＬとして白色光とすることができるが、照明光ＩＬとしては任意の色とすることができる。

図２及び図３に示すように、冷却部３は、ヒートパイプ２０と、放熱フィン２１と、を備える。

ヒートパイプ２０は、全体としてＵ字状（またはコ字状）に折り曲げられた平板状の部材である。ヒートパイプ２０は、中央部２０ａと、両端部２０ｂ，２０ｃを備える。中央部２０ａは、折り曲げられたヒートパイプ２０の中央部分に設けられている。中央部２０ａは、照明部２のＬＥＤ基板１０に接続されている。中央部２０ａの大きさは、ＬＥＤ基板１０の大きさと同じである。両端部２０ｂ，２０ｃは、中央部２０ａに対してＬＥＤ基板１０から離れる方向に折り曲げられている。両端部２０ｂ，２０ｃの長さは、中央部２０ａの長さよりも長くなっており、それぞれ同じである。

ヒートパイプ２０は、熱伝導性の高い金属、例えばアルミニウム等で構成されている。ヒートパイプ２０の内部には、複数の内部空間が設けられており、その内部空間に冷媒が封入されている。ヒートパイプ２０に熱が加えられると、その熱を伝えられた冷媒は、図４に示すように、中央部２０ａにおいて、液体から気体の状態に変化して内部空間を比較的低温な両端部２０ｂ，２０ｃへ移動する。

両端部２０ｂ，２０ｃに移動した冷媒は、周囲に熱を奪われて気体から液体の状態に変化し、再び中央部２０ａに戻る。ヒートパイプ２０は、このようにして、内部空間の冷媒の移動により、伝達された熱を低温部分に伝導する。

放熱フィン２１は、伝熱面積を広げるために設けられる突起状の部材である。放熱フィン２１は、熱伝導性の高い金属（例えば、アルミニウム又は銅）で構成されている。放熱フィン２１は、ヒートパイプ２０の両端部２０ｂ，２０ｃと熱的に結合され、両端部２０ｂ，２０ｃから外方に張り出している。放熱フィン２１は、複数の板状体２１ａを有している。複数の板状体２１ａは、ヒートパイプ２０から離れる方向に、互いに平行に延びるように配置されている。なお、図３では、ヒートパイプ２０を図示するため、放熱フィン２１の図示は、一部省略されている。

取付部４は、外部部材に取り付け可能となっている。取付部４には、外部から電源電力を入力する電源基板が設けられている。電源基板は、発光ダイオード１０ａが実装されたＬＥＤ基板１０の電気回路に電力を供給する。

次に、本実施の形態に係る照明装置１の動作（主として冷却部３の冷却動作）について説明する。

電源電力がＬＥＤ基板１０の電気回路に供給され、発光ダイオード１０ａに電流が流れて発光すると、発光ダイオード１０ａから照明光ＩＬが出射し、照明対象が照明される。

発光ダイオード１０ａには発光に伴って熱が発生する。この熱は、ＬＥＤ基板１０を介して、ヒートパイプ２０に伝達される。ヒートパイプ２０では、前述のように、内部空間の冷媒が液体から気体に変化して、中央部２０ａから両端部２０ｂ，２０ｃに移動する。この移動により、図４の矢印に示すように、中央部２０ａから両端部２０ｂ，２０ｃへ熱が伝達される。

両端部２０ｂ，２０ｃに伝達された熱は、さらに放熱フィン２１（板状体２１ａ）に伝わり、放熱フィン２１から外部に放出される。放熱フィン２１は、複数の板状体２１ａを備えており、複数の板状体２１ａが、互いに両端部２０ｂ，２０ｃから離れる方向に平行に延びている。これにより、放熱フィン２１では、外部との接触面積が大きくなっており、この板状体２１ａから外部に熱が放出される。このようにして、照明部２の熱が外部に放出されることにより、照明部２が冷却される。

両端部２０ｂ，２０ｃの内部空間内の冷媒は、放熱フィン２１に熱を伝えると、気体から液体へ戻り、さらに、中央部２０ａに戻る。中央部２０ａに戻った冷媒は、発光ダイオード１０ａからの熱を吸収し、液体から気体に変化して、両端部２０ｂ，２０ｃへ移動する。

したがって、冷却部３では、冷媒が中央部２０ａから両端部２０ｂ，２０ｃを循環することにより、照明部２を冷却する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態によれば、ヒートパイプ２０が、発光ダイオード１０ａが実装されたＬＥＤ基板１０に接続され、そのヒートパイプ２０に放熱フィン２１が接続されている。これにより、発光ダイオード１０ａで発生した熱は、ヒートパイプ２０に伝達され、放熱フィン２１から外部に放出される。このようにすれば、空冷方式で冷却するよりも冷却効率をさらに高めることができる。

本実施の形態では、照明部２は、冷却部３を介して、取付部４と接続されている。このため、照明部２からの熱が、取付部４に伝えられるのを防止することができる。これにより、取付部４が取り付けられる外部部材へ熱が伝達されるのを防止することができる。

また、取付部４には、発光ダイオード１０ａが実装されたＬＥＤ基板１０に電力を供給する電源基板が実装されている。この構成によれば、照明部２からの熱により電源基板が誤動作又は故障するのを防止することができる。

また、放熱フィン２１は、互いに平行に延びるように複数配置されている。これにより、放熱フィン２１の外部と接触する面積を格段に大きくして、冷却を高めることができる。

本実施の形態に係る照明装置１は、Ｕ字状のヒートパイプ２０を備えており、ヒートパイプ２０の形状を、Ｕ字状とした。このようにすれば、熱を発光ダイオード１０ａから遠ざけ易くすることができるうえ、照明部２の照明光ＩＬの出射方向から見て照明装置１を小型化することができる。これにより、例えば複数の照明装置１を、密集して配置することができる。

本実施の形態に係る照明装置１では、冷却部３が、Ｕ字状のヒートパイプ２０を１つ設けるものとしたが、本考案はこれには限られない。中央部２０ａ、両端部２０ｂ，２０ｃをそれぞれ１枚のヒートパイプとし、３枚のヒートパイプを連結させた構造としてもよい。

また、本実施の形態に係る照明装置１は、発光ダイオード１０ａが実装されたＬＥＤ基板１０を冷却するものとしたが、本考案はこれには限られない。ハロゲンランプなど他の光源を用いて照明により熱を発する照明部を冷却するのに本考案を適用するようにしてもよい。

この考案は、この考案の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この考案を説明するためのものであり、この考案の範囲を限定するものではない。すなわち、この考案の範囲は、実施の形態ではなく、実用新案登録請求の範囲によって示される。そして、実用新案登録請求の範囲内及びそれと同等の考案の意義の範囲内で施される様々な変形が、この考案の範囲内とみなされる。

本考案は、冷却が必要な照明装置に適用することができる。

１ 照明装置、２ 照明部、３ 冷却部、４ 取付部、１０ ＬＥＤ基板、１０ａ 発光ダイオード、１１ レンズ、１２ 反射部、２０ ヒートパイプ、２０ａ 中央部、２０ｂ，２０ｃ 両端部、２１ 放熱フィン、２１ａ 板状体、ＩＬ 照明光

Claims (2)

1. 発光ダイオードが実装されたＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板が取り付けられた中央部と、前記中央部に対して前記ＬＥＤ基板から離れる方向に折り曲げられた両端部とを有する板状体であるヒートパイプと、
   前記ヒートパイプの両端部と熱的に結合され、前記両端部から外方に張り出す放熱フィンと、
   を備える照明装置。
2. 前記放熱フィンは、
   複数の板状体を有し、
   前記複数の板状体は、互いに平行に延びるように配置されている、
   請求項１に記載の照明装置。