JP5062429B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に係り、特に光源から発生する熱を効率よく放熱することができる照明装置に関する。

特許文献１には、下方から筐体内部に流入した空気が、ＬＥＤが取り付けられた基板に設けられた複数の貫通孔と、複数に分割された基板の間を通過して、筐体の上方から外部に流出することにより、ＬＥＤや基板で発生する熱を効率よく放熱することができるＬＥＤ照明装置が開示されている。
特開２００５−１０８５４４号公報

特許文献１に記載の発明では、基板に設けられた複数の貫通孔により、放熱効率を改善している。しかしながら、放熱部材には貫通孔が設けられていない。

したがって、この貫通孔を通過した空気は、基板と放熱部材の間に籠りやすく、点灯時間が長くなるにつれて放熱効率が悪くなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ハウジングの内部に空気の流路を形成することで、ハウジングの内部に空気が籠らず、放熱効果が高い照明装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の照明装置は、光源と、前記光源が下端面に取り付けられ、前記光源で発生した熱を放熱する略円柱状のヒートシンクであって、該ヒートシンクの上端面から下端面に貫通するように形成され、空気の流路となる通気孔と、前記ヒートシンクの上端面から下端面に貫通するように形成され、前記通気孔に外気を流入させる第１スリットと、を有するヒートシンクと、前記ヒートシンクの外周面を覆う筒状のハウジングであって、該ハウジングの外周面に前記第１スリットと対向して形成され、前記通気孔に外気を流入させる第２スリットと、前記ハウジングの上端面又は上端面近傍に形成され、前記通気孔内又は前記ハウジング内の空気を流出させる開口部と、を有するハウジングと、を備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の照明装置によれば、略円柱状のヒートシンクの外側が筒状のハウジングにより覆われる。ヒートシンクには、空気の流路となる通気孔が上端面から下端面に貫通するように形成され、通気孔に外気を流入させる第１スリットが上端面から下端面に貫通するように形成される。ハウジングには、第１スリットを介して通気孔に外気を流入させる第２スリットが第１スリットと対向するように外周面に形成され、通気孔内またはハウジング内の空気を流出させる開口部が上端面又は上端面近傍に形成される。

これにより、外気が第２スリット及び第１スリットを介して通気孔へ流入し、開口部から流出するという空気の流路が形成される。したがって、ハウジングの内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。

請求項２に記載の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記ヒートシンクを複数備え、前記複数のヒートシンクを隣接して配置した照明装置であって、前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクの上端面から下端面に貫通するように複数の前記ヒートシンクの各々に形成された第３スリットであって、該各々に形成された第３スリットを対向して配置することで複数の前記ヒートシンクの各々に形成された通気孔を連通する第３スリットを有することを特徴とする。

請求項２に記載の照明装置によれば、上端面から下端面に貫通するように形成された第３スリットが複数のヒートシンクの各々に形成される。第３スリットが対向して配置されることで、複数のヒートシンクの各々に形成された通気孔が連通する。

これにより、通気孔間で空気が流通しやすくなり、またハウジング下方から通気孔に空気が流入しやすくなる。したがって、ヒートシンクの温度上昇が効率的に防止される。

請求項３に記載の照明装置は、請求項１又は２に記載の照明装置において、前記開口部となる隙間が前記ハウジングの外周面に沿って形成されるように前記ハウジングの上端面を覆う蓋を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の照明装置によれば、前記ハウジングの外周面に沿って、通気孔内又は前記ハウジング内の空気を流出させる開口部が形成されるように、ハウジングの上端面に蓋が取り付けられる。これにより、通気孔内又はハウジング内の空気がハウジングと蓋との間の隙間から流出するという空気の流路が形成される。したがって、ハウジングの内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。

請求項４に記載の照明装置は、請求項１から３のいずれかに記載の照明装置において、前記ハウジングの外周面の上端近傍には、前記開口部となるスリットが形成されたことを特徴とする。

請求項４に記載の照明装置によれば、通気孔内又はハウジング内の空気が外に流出するための開口部となるスリットがハウジングの外周面の上端近傍に形成される。これにより、通気孔内又はハウジング内の空気がスリットを通して外に流出するという空気の流路が形成される。これにより、ハウジングの内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。

請求項５に記載の照明装置は、請求項１から４のいずれかに記載の照明装置において、前記ハウジングは、該ハウジングの断面を覆うように前記ヒートシンクの上端面近傍に形成され、下側に前記ヒートシンクの上端が取り付けられる略板状の取付部を有し、前記取付部には、前記ヒートシンクの通気孔内の空気を流出させる孔が形成されたことを特徴とする。

請求項５に記載の照明装置によれば、ハウジングの断面を覆うように、略板状の取付部がハウジングの上端面近傍に形成される。取付部の下側には、ヒートシンクの上端が取り付けられ、取付部には通気孔内の空気を流出させる孔が形成される。

これにより、通気孔内の空気が、取付部に形成された孔と、ハウジングに形成された開口部とを通って外に流出するという空気の流路が形成される。したがって、ハウジングの内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。

請求項６に記載の照明装置は、請求項５に記載の照明装置において、前記取付部には、前記ハウジング内の空気であって該取付部の下側にある空気を、前記取付部の上側に流出させる孔が形成されたことを特徴とする。

請求項６に記載の照明装置によれば、取付部の下側にある空気を、前記取付部の上側に流出させる孔が取付部に形成される。これにより、ハウジング内の空気であって、取付部の下側にある空気を取付部の上側に流出し、さらにハウジングの外に流出するという空気の流路が形成される。したがって、ハウジングの内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。

請求項７に記載の照明装置は、請求項５または６に記載の照明装置において、前記取付部は、該取付部の上側に取り付けられる基板と前記取付部との間に空気の流路となる隙間を形成するための凸部を有することを特徴とする。

請求項７に記載の照明装置によれば、取付部の上側には基板が取り付けられ、取付部と基板との間に空気の流路となる隙間が形成されるように、取付部の上側には凸部が形成される。これにより、取付部の孔から流出した空気が取付部と基板との間の隙間を通って、ハウジングの外に流出するという空気の流路が形成される。したがって、ハウジングの内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。

本発明によれば、ハウジングの内部に空気の流路を形成することで、ハウジングの内部に空気が籠らず、放熱効果が高い照明装置を提供することができる。

以下、本発明の一実施形態である照明装置について図面を参照しながら説明する。図１は、照明装置１００の斜視図であり、図２は、照明装置１００の要部を透視した斜視図であり、図３は、ハウジング１の長手方向略中央において、ハウジング蓋２と平行な面で照明装置１００を切断した場合の断面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図であり、図５は図３のＢ−Ｂ断面図である。

照明装置１００は、例えば６組のヒートシンク３及び光源モジュールで構成された６灯タイプの照明装置であり、主として、ハウジング１と、ハウジング蓋２と、ヒートシンク３と、光源モジュール（レンズ脚４、ＬＥＤ５（例えば、青色ＬＥＤ）、及びレンズ６（例えば、蛍光黄色のレンズ））と、基板７と、制御基板８とで構成される。

ヒートシンク３は、アルミニウム等の金属材料で形成された略円柱状の部材である。ヒートシンク３の下端部の外周面には、光源モジュールを取り付けるためのネジ３３が形成される（図４参照）。ヒートシンク３には、３個の通気孔３１及びスリット３２が形成される。

通気孔３１は、空気の流路となるものであり、長手方向（ヒートシンクの上端面から下端面、又は下端面から上端面に向かう方向）に貫通するように、かつヒートシンク３の上面から見て周方向に均等な位置に、すなわち１２０°間隔で形成される（図２、図３参照）。

スリット３２は、通気孔３１に外気を流入させるための開口部であり、通気孔３１の外側の壁（通気孔３１とヒートシンク３の周面との間の壁）に、通気孔３１と同様１２０°間隔で形成される（図２、図３参照）。スリット３２は長手方向に貫通しており、これによりヒートシンクの周面は３個に分断される。この分断された各周面及び通気孔３１間の壁は、それぞれヒートシンク３の中心から外側に向かって形成されたフィンとして作用する。

光源モジュールは、図４に示すように、光源であるＬＥＤ５と、ＬＥＤ５の前面に設けられるレンズ６と、ＬＥＤ５の背面に設けられた基板７と、ヒートシンク３への取り付け部であり、レンズ６と一体形成されたレンズ脚４とで構成される。

レンズ脚４は、レンズ６の上側に一体形成された筒状の部材である。レンズ脚４の下端部には、ＬＥＤ５及び基板７を配置するための空間が形成される。また、レンズ脚４の上端部の内周面には、光源モジュールをヒートシンク３に取り付けるためのネジ４１が形成される。ＬＥＤ５及び基板７をレンズ脚４下端部に形成された空間に配置し、レンズ脚４に形成されたネジ４１をネジ３３に螺合すると、ＬＥＤ５及び基板７がレンズ６の端面とヒートシンク３の下端面とで挟持される。これにより、光源モジュールがヒートシンク３の下端に取り付けられる。

また、レンズ脚４には、レンズ脚４の長手方向に貫通し、かつレンズ脚４の壁を貫通するように。スリット４２が形成される。スリット４２は、スリット３２と同様、通気孔３１に外気を流入させるための開口部である。スリット４２はスリット３２と略同じ幅であり、光源モジュールをヒートシンク３に取り付けたときに、スリット３２とスリット４２との周方向の位置が一致し、スリット３２と一体となる（図２の点線で囲まれた領域を参照）。これにより、開口部が大きくなり、通気孔３１に外気が流入しやくなる。

ハウジング１は、照明装置１００全体を覆う枠体である。ハウジング１は、６組のヒートシンク３及び光源モジュールの形状に沿って、ヒートシンク３及び光源モジュールを覆うように、６個の円弧状の凸部を有する筒状に形成される。これにより、照明装置１００の大きさを小さくし、意匠性を向上させることができる。

ハウジング１の各凸部には、図１に示すように、スリット１１とスリット１２とが形成される。スリット１１は、ハウジング１内の空気を流出させる開口部であり、各凸部の最先端近傍に、ハウジング１の下端部に上下方向に延設される。スリット１２は、ハウジング１の上端近傍に周方向に延設される。

また、ハウジング１の上端面近傍には、ハウジング１の断面を覆うように、略板状の取付部１３が形成される。取付部１３の下側にはヒートシンク３が取り付けられ、上側には制御基板８が取り付けられる。取付部１３には、通気孔３１内及びハウジング１内の空気を流出させる孔１３ｂが複数形成される。

取付部１３の上端面側略中心部には、取付部１３と制御基板８との間に隙間が形成されるように凸部１３ａが形成される。制御基板８は、通気孔３１及び孔１３ｂの内部を通る図示しないリード線により、基板７と電気的に接続される。

ハウジング蓋２は、取付部１３及び制御基板８を覆うように、図示しない取付部を介してハウジング１の上端面に取り付けられる。ハウジング蓋２は、ハウジング蓋２をハウジング１に取り付けたときに、ハウジング１の周面に沿って隙間が形成されるような大きさで形成される。ハウジング１の周面に沿って形成された隙間は、ハウジング１内の空気が流出する開口部となる。

次に、ハウジング１と、ヒートシンク３、特に通気孔３１、スリット３２との位置関係について説明する。

光源モジュールが取り付けられたヒートシンク３は、図２、３に示すように、上から見てその中心が略正６角形状をなすように配置される。

図３ａ及び図５ａに示すように、スリット３２は、隣接するヒートシンク３どうしの距離が最も近くなる位置に配置される。スリット３２は１２０°間隔で形成されているため、ヒートシンク３に形成された３本のスリット３２のうちの２本のスリットは、隣接するヒートシンク３に形成されたスリット３２と対向する。これにより、隣接するヒートシンク３の通気孔３１の間が連通する。

また、図３ｂ及び図４ｂに示すように、ヒートシンク３に形成された３本のスリット３２のうちの残りの１本のスリット３２は、周方向の位置がスリット１１と対向するように配置される。これにより、ハウジング１の外部空間と、ハウジング１の内部、特に通気孔３１とが連通する。

さらに、図４ｃ及び図５ｃに示すように、通気孔３１は、取付部１３に形成された孔１３ｂの位置と一致するように配置される。これにより、通気孔３１と、取付部１３とハウジング蓋２とにより形成される空間とが連通する。

このように形成された照明装置１００の空気の流路について説明する。図４は、図３Ａ−Ａ断面であり、図５は図３Ｂ−Ｂ断面である。図３、図４において、矢印は空気が流れる流路を示す。

［流路１］
ヒートシンク３から放熱された熱により温まった通気孔３１内の空気は、図４矢印（２）に示すように上に上昇し、図４矢印（３）に示すように、スリット１１又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間からハウジング１の外へ流出する。これに伴い、図４矢印（１）に示すように、ハウジング１に形成されたスリット１１から、スリット３２及びスリット４２を介して通気孔３１に空気が流入する。

これにより、図４矢印（１）、（２）、（３）に示す流路、すなわちスリット１１から入った空気が、スリット３２及びスリット４２、通気孔３１及び取付部１３とハウジング蓋２とにより形成される空間を介して、スリット１２又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間から流出する流路が形成される。また、スリット３２とスリット４２とが一体となることにより、図４ｔに示す分だけ空気の入り口が広くなるため、空気がより流入しやすくなる。

［流路２］
ヒートシンク３から放熱された熱により温まったハウジング１中央部の空気（図３ｄ、図４ｄ参照）は、図４矢印（５）に示すように上に上昇し、図４矢印（６）に示すように取付部１３と制御基板８との隙間を通過して、取付部１３とハウジング蓋２とにより形成される空間に流出する。そして、図４矢印（３）に示すように、スリット１１又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間からハウジング１の外へ流出する。これに伴い、図４矢印（４）に示すように、照明装置１００の下方向からハウジング１中央部に空気が流入する。

これにより、図４矢印（４）、（５）、（６）、（３）に示す流路、すなわち照明装置１００の下方向から入った空気が、ハウジング１中央部の空間、取付部１３と制御基板８との隙間及び取付部１３とハウジング蓋２とにより形成される空間を介して、スリット１２又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間から流出する流路が形成される。

［流路３］
ヒートシンク３から放熱された熱により温まった通気孔３１内の空気（図５ａ参照）は、図５矢印（８）に示すように上に上昇し、図５矢印（９）に示すように取付部１３と制御基板８との隙間を通過して、図５矢印（３）に示すように、スリット１１又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間からハウジング１の外へ流出する。

互いに隣接するヒートシンク３の通気孔３１は、スリット３２及びスリット４２を介して連通している（図３ａ、図５ａ参照）。このため、図５矢印（８）に示すように通気孔３１内の空気が上昇するのに伴い、図５矢印（７）に示すように、照明装置１００の下方向から、互いに隣接するヒートシンク３の間と、スリット３２及びスリット４２を通過して、通気孔３１に空気が流入する。

これにより、図５矢印（７）、（８）、（９）、（３）に示す流路、すなわち照明装置１００の下方向から入った空気が、互いに隣接するヒートシンク３の間、スリット３２及びスリット４２、通気孔３１、取付部１３と制御基板８との隙間及び取付部１３とハウジング蓋２とにより形成される空間を介して、スリット１２又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間から流出する流路が形成される。また、スリット３２及びスリット４２を介して隣接するヒートシンク３の通気孔３１が連通しているため、ヒートシンク３の温度上昇が効率的に防止される。

［流路４］
流路１〜３により、ハウジング１の内部を下から上へ向かう空気の流れができる。これに伴い、図５矢印（１０）に示すように、照明装置１００の下方向からハウジング１とヒートシンク３との間の空間（図３ｅ、図５ｅ参照）に入った空気が、スリット３２及びスリット４２を介して通気孔３１に流入する。

これにより、図５矢印（１０）、図４矢印（２）、（３）に示す流路、すなわち照明装置１００の下方向から入った空気が、スリット３２及びスリット４２、通気孔３１及び取付部１３とハウジング蓋２とにより形成される空間を介して、スリット１２又はハウジング１とハウジング蓋２との隙間から流出する流路が形成される。

上記流路１〜４における空気の流れをよくするために、空気の流出口、すなわちスリット１２及びハウジング１とハウジング蓋２との隙間の面積が、空気の流入口、すなわち照明装置１００の下方向の開口部及びスリット１１の面積より大きくなるように、スリット１１、１２、３２、４２及びハウジング蓋２を形成する。理想的には、空気の流出口の面積が空気の流入口の面積の２倍以上とするのが望ましい。

特に、ハウジング１とハウジング蓋２との間に隙間を形成することは、放熱効率をよくすることに対して有効である。図６は、他の条件を一致させ、ハウジング１とハウジング蓋２との間に隙間がある場合と無い場合とで、ヒートシンク３の温度を比較した結果である。ハウジング１とハウジング蓋２との間に隙間を確保した場合には、ヒートシンク３の最終的な温度が、ハウジング１とハウジング蓋２との間に隙間を確保しない場合と比べて約５度低下する。すなわち、ハウジング１とハウジング蓋２との間に隙間を確保することによって、放熱効率が改善されていることが分かる。

本実施の形態によれば、ハウジング１内部に複数の空気の流路が形成されるため、ハウジング１の内部に空気が籠らず、効率よく放熱することができる。特に、ハウジング１とハウジング蓋との間に隙間を設けることで、空気を流れやすくし、より効率よく放熱することができる。

なお、本実施の形態では、６灯タイプの照明装置１００を例に説明したが、ハウジングに形成されたスリットと、ヒートシンクに形成されたスリットとが一致し、かつ隣接するヒートシンクにそれぞれ形成されたスリット同士が対向するのであれば、５灯タイプ以下の照明装置を用いる場合においても、ヒートシンクに設ける通気孔やスリットの数や位置を変えることにより、同様の効果が得ることができる。

例えば、２灯タイプの場合には、ヒートシンクに通気孔及びスリットを１８０°間隔で２個形成し、そのうちの１個のスリットがハウジングに形成されたスリットと一致し、残りの１個のスリット同士が対向するような位置関係にすればよい。また、１灯タイプの場合には、ヒートシンクに通気孔及びスリットを１８０°間隔で２個形成し、この２個のスリットとそれぞれ一致するようにハウジングにスリットを形成すればよい。

また、本実施の形態では、６灯タイプの照明装置１００を用いたため、３個の通気孔とスリットを１２０°間隔で均等に配置したが、ハウジングに形成されたスリットと、ヒートシンクに形成されたスリットとが一致し、かつ隣接するヒートシンクにそれぞれ形成されたスリット同士が対向するのであれば、通気孔とスリットを均等に配置しなくてもよい。例えば、３灯タイプの場合には、隣接するヒートシンクのスリットと対向するスリットを６０°間隔で２個形成し、残りの１個のスリットを１５０°間隔で形成して、このスリットをハウジングに形成されたスリットと一致させればよい。

また、本実施の形態では、円筒形に形成され、スリット３２により分断された各円周面及び通気孔３１の間の壁がフィンとして作用するヒートシンク３を用いたが、図７に示すように、中心から外側に向かって板状の複数のフィンが形成されたヒートシンク３’を用いることもできる。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。これらの記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。例えば、本発明は店舗照明にも適用できるし、一般照明や遊戯機器照明にも適用できる。

照明装置１００の斜視図である。 照明装置１００の要部を透視した斜視図である。 ハウジング１の長手方向略中央において、ハウジング蓋２と平行な面で照明装置１００を切断した場合の断面図である。 図３のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 他の条件を一致させ、ハウジング１とハウジング蓋２との間に隙間がある場合と無い場合とで、ヒートシンク３の温度を比較した結果である。 中心から外側に向かって板状の複数のフィンが形成されたヒートシンク３’を示す図である。

符号の説明

１…ハウジング、２…ハウジング蓋、３…ヒートシンク、４…レンズ脚、５…ＬＥＤ、６…レンズ、７…基板、８…制御基板

Claims (7)

1. 光源と、
   前記光源が下端面に取り付けられ、前記光源で発生した熱を放熱する略円柱状のヒートシンクであって、該ヒートシンクの上端面から下端面に貫通するように形成され、空気の流路となる通気孔と、前記ヒートシンクの上端面から下端面に貫通するように形成され、前記通気孔に外気を流入させる第１スリットと、を有するヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの外周面を覆う筒状のハウジングであって、該ハウジングの外周面に前記第１スリットと対向して形成され、前記通気孔に外気を流入させる第２スリットと、前記ハウジングの上端面又は上端面近傍に形成され、前記通気孔内又は前記ハウジング内の空気を流出させる開口部と、を有するハウジングと、
   を備えたことを特徴とする照明装置。
2. 前記ヒートシンクを複数備え、前記複数のヒートシンクを隣接して配置した照明装置であって、
   前記ヒートシンクは、前記ヒートシンクの上端面から下端面に貫通するように複数の前記ヒートシンクの各々に形成された第３スリットであって、該各々に形成された第３スリットを対向して配置することで複数の前記ヒートシンクの各々に形成された通気孔を連通する第３スリットを有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記開口部となる隙間が前記ハウジングの外周面に沿って形成されるように、前記ハウジングの上端面を覆う蓋を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記ハウジングの外周面の上端近傍には、前記開口部となるスリットが形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記ハウジングは、該ハウジングの断面を覆うように前記ヒートシンクの上端面近傍に形成され、下側に前記ヒートシンクの上端が取り付けられる略板状の取付部を有し、
   前記取付部には、前記ヒートシンクの通気孔内の空気を流出させる孔が形成されたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明装置。
6. 前記取付部には、前記ハウジング内の空気であって該取付部の下側にある空気を、前記取付部の上側に流出させる孔が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記取付部は、該取付部の上側に取り付けられる基板と前記取付部との間に空気の流路となる隙間を形成するための凸部を有することを特徴とする請求項５または６に記載の照明装置。

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