JP5153551B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、発光ダイオードを光源にした照明装置に関するものである。 The present invention relates to a lighting device using a light emitting diode as a light source.
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)を光源にした照明装置は、蛍光灯に比べて高輝度で、電力消費が小さく、長寿命であることから、蛍光灯に代わる照明として普及している。消費電力が低く、寿命が長いのは、電気から光への変換効率が非常に高いためである。高輝度であるのは、白熱灯のように拡散光ではないためである。しかし、発光ダイオードは熱に弱いため、放熱性が悪くなり、高温になると発光効率が低下するという問題がある。このため、発光ダイオードを光源にした照明装置では、放熱性が悪くならないように、発光ダイオードを種々の方法で冷却することが行われている。 2. Description of the Related Art An illumination device using a light emitting diode (LED) as a light source is widely used as an alternative to a fluorescent lamp because it has higher luminance, lower power consumption, and longer life than a fluorescent lamp. The reason why the power consumption is low and the lifetime is long is because the conversion efficiency from electricity to light is very high. The reason for the high brightness is that it is not diffused light like incandescent lamps. However, since the light emitting diode is vulnerable to heat, the heat dissipation performance is deteriorated, and there is a problem that the light emission efficiency is lowered at a high temperature. For this reason, in a lighting device using a light emitting diode as a light source, the light emitting diode is cooled by various methods so as not to deteriorate heat dissipation.
発光ダイオードを光源にした照明装置において、発光ダイオードを冷却する方法を開示する照明装置の従来技術として、特許文献1及び2で開示されているものがある。特許文献1の段落番号[0020]の第5行目〜第13行目には、ヒートシンクの構成を説明する記載があり、「光源100の熱散逸特性を改善するために、細長いヒートシンク101は、対流による熱散逸と冷却を与えるために構成されている。図2に明瞭に示したように、管状のヒートシンク101は中空であり、1つ以上の熱散逸フィン105を含む内部空洞103を持っている。フィン105は、三角形の形状として示されているが、他の形状も取り得る。フィン105は、細長いヒートシンク101の内部に全体的に形成される。例示の実施例において、対流冷却は、細長いヒートシンク101を通る媒体102の動きによって与えられる。例示の実施例において使用される媒体は空気であるが、いくつかの応用において、より大きな熱散逸と冷却を与えるために媒体は空気以外の流体であり得る」と記載されている。また、特許文献1の段落番号[0027]の第1行目〜第5行目には、ヒートシンクを通る冷却媒体の流れについての説明があり、「管状ヒートシンク101を通る空気の流れによる対流が用いられ、冷たいまたは加熱されていない空気が管状ヒートシンク101の下端部から入り、加熱された空気として上端部からでるよう。より高いワット数の光源では、冷媒として空気を用いるよりもむしろ他の流体が使用され得る。特に、対流による熱の汲みだしが、ヒートシンクの内部から熱を除去するために使用される」と記載されている。
In a lighting device using a light emitting diode as a light source, there are those disclosed in
また、特許文献2では、発光ダイオードを冷却すると同時にアウトガスにより生じた異物の付着による光量低下を防止できる光照射装置が開示されている。特許文献2の段落番号[0023]の第1行目〜第7行目には、発光ダイオードから発生した熱を放熱させる構成についての説明があり、「通電により発光ダイオード2から発生した熱はLEDホルダ5に伝わり、さらにLEDホルダ5から、アルミなどの金属材料で形成されたレンズホルダ11に伝わって本体10の外に放熱される。そして、管継手14を介して本体10内に冷却用の気体が導入され、LEDホルダ5の周面に形成されている縦溝5d,5eやLEDホルダ5の周面とレンズホルダ11の内周面の間に生じる隙間が流路となり、冷却用の気体が発光部1まで到達し、発光ダイオード2、LEDホルダ5並びにレンズホルダ11が気体によって冷却されることになるから、LEDホルダ5及びレンズホルダ11を介した放熱が促進される」と記載されている。また、特許文献2の段落番号[0024]の第1行目〜第7行目には、冷却用の流体を発光ダイオードに向けて流出させる手段についての説明があり、「上記流路を通った冷却用の気体は第1及び第2のレンズ3A,3Bや第2のスペーサ4Bとレンズホルダ11との隙間を通り、レンズホルダ11先端の開口から流出することになる。このとき、レンズホルダ11に設けた内鍔11aにより気体が発光部1の表面又はその前方領域に向けて流出されるようにしている。すなわち、第1及び第2のレンズ3A,3Bや第2のスペーサ4Bとレンズホルダ11との隙間並びにレンズホルダ11に設けた内鍔11aが冷却用の気体を発光部1の前面又はその前方領域に向けて流出させる流出手段となる」と記載されている。
Patent Document 2 discloses a light irradiation apparatus that can cool a light emitting diode and at the same time prevent a decrease in the amount of light due to the adhesion of foreign matter caused by outgas. The first to seventh lines of paragraph number [0023] of Patent Document 2 describe a configuration for dissipating heat generated from the light emitting diodes. “The heat generated from the light emitting diodes 2 by energization is the LED. It is transmitted to the
しかしながら、特許文献1及び2に記載された発明では、発光ダイオードから熱を吸収した冷却用の流体(気体)などが光源の外側に排出されるため、光源の周囲で温度上昇が生じるという問題があった。特に、LEDを有する光源が、閉空間、例えば、工作機械の加工室内に配置される場合には、温度の高い排気によって、加工室内の温度が上昇するという問題があった。加工室内の温度が上昇すると、加工物の寸法精度を低下させる心配などがあった。
However, in the inventions described in
本発明は、冷却効率が高く、周囲の温度上昇を抑制することができる照明装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the illuminating device which has high cooling efficiency and can suppress the surrounding temperature rise.
上記目的を達成するために、本発明によれば、発光ダイオードを光源にした照明装置において、前記発光ダイオードを内部に有し、周囲をカバーで覆われた本体と、前記発光ダイオードに電力を供給する電線と、一端が前記本体に接続され、前記電線を保護する保護チューブと、前記保護チューブ内に通され、前記発光ダイオードを冷却する流体を供給する流体チューブと、を具備し、前記保護チューブ内に前記流体の排気路を形成し、前記本体は、前記発光ダイオードを内部に有する閉空間が仕切壁で複数の部屋に仕切られ、前記流体の供給路と前記流体の排気路とが別部屋にそれぞれ形成されている照明装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, in a lighting device using a light emitting diode as a light source, the light emitting diode is provided inside, a body covered with a cover, and power is supplied to the light emitting diode. A protective tube that is connected to the main body and protects the electric wire, and a fluid tube that is passed through the protective tube and supplies a fluid that cools the light emitting diode, and the protective tube. An exhaust passage for the fluid is formed therein, and the main body is partitioned into a plurality of rooms by a partition wall with a closed space having the light emitting diode therein, and the fluid supply path and the fluid exhaust path are separate rooms. lighting device that is formed respectively are provided.
以上の如く、本発明の照明装置によれば、照明装置の発光ダイオードから熱を吸収した流体が電線及び流体チューブが納められた保護チューブ内に形成された排気路を通って排出されるから、照明装置から離れた場所に高温になった流体を排出することができる。これにより、照明装置の周囲が温度上昇することを防止することができる。 As described above, according to the lighting device of the present invention, the fluid that has absorbed heat from the light emitting diode of the lighting device is discharged through the exhaust path formed in the protective tube in which the electric wire and the fluid tube are stored. The fluid having a high temperature can be discharged to a place away from the lighting device. Thereby, it can prevent that the circumference | surroundings of an illuminating device rise in temperature.
また、仕切壁で仕切られた別々の部屋に流体の供給路と流体の排気路とがそれぞれ形成されているから、閉空間内に供給された温度の低い流体と排気される温度の高い流体とが同じ部屋で混合するのを防止することができ、これにより、冷却効率を高めることができる。 Further, since the fluid supply path and the fluid exhaust path are formed in separate rooms partitioned by the partition walls, the low temperature fluid supplied into the closed space and the high temperature fluid exhausted Can be prevented from mixing in the same room, thereby increasing the cooling efficiency.
以下に本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明に係る照明装置の実施の形態を示す。本発明に係る照明装置は、従来の蛍光灯の代わりに工作機械内部の照明として用いられるものであり、ベース3上に固着された複数の発光ダイオード2と、ベース3を介して外部電源(図示せず)から発光ダイオード2に電力を供給する電線4と、電線4を保護するフレキシブルチューブ(保護チューブ)5と、フレキシブルチューブ5内に通されて、発光ダイオード2を冷却するエアを照明装置1内に供給するエアチューブ6と、を具備し、フレキシブルチューブ5の内壁と電線4及びエアチューブ6の外壁との間でエアの排気路が形成されたものである。この照明装置1は、ベース3と、ベース3に覆設される湾曲したガラス7との間に閉空間を有し、閉空間内に複数の発光ダイオード2が配置されている。閉空間は、両側のサイドパッド8,9で外部から塵埃や液体などが侵入しないように密閉されている。また、ベース3自体にも、仕切壁10で仕切られた複数の部屋を有している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a lighting device according to the present invention. The illumination device according to the present invention is used as illumination inside a machine tool in place of a conventional fluorescent lamp, and includes a plurality of light emitting diodes 2 fixed on the
発光ダイオード2は、定格出力0.57wの表面実装型の白色発光ダイオードであるが、これに限られず、目標とする明るさや、照明装置の大きさや、発光ダイオードの数により、所定出力の発光ダイオードを選択することができる。本実施の形態の照明装置1は、一例として、15W相当の明るさを得るために、24個の発光ダイオードが一列に所定間隔に配置されている。発光ダイオード2は、正負2極のリード端子(図示せず)を有している。2極のリード端子は、ベース3上の導体部(図示せず)にはんだ付けで電気的に固着されるようになっているが、これには限られない。リード端子を、一対の圧接刃を有する圧接端子として、一対の圧接刃の間で電線4と電気的に接続するようにすることも可能である。また、ワイヤーボンディングで、リード端子とベース3の導体部とを電気的に接続することもできる。
The light-emitting diode 2 is a surface-mounted white light-emitting diode having a rated output of 0.57 w. However, the light-emitting diode 2 is not limited to this, and the light-emitting diode having a predetermined output depends on the target brightness, the size of the lighting device, and the number of light-emitting diodes. Can be selected. As an example, the
ベース3は、所定の回路パターンで導体部が形成され、導体部の周囲が絶縁層で絶縁されたアルミ成形材(放熱パネル)を用いることができるが、これには限られない。すなわち、絶縁性、成形性、熱伝導性に優れる硬質のシリコンゴムやセラミックスなどの他の材料を構成材料とすることも可能である。また、導体部が一体的に形成されたプリント回路基板を用いることもできる。本実施の形態では、ベース3にアルミ成形材が用いられているから、発光ダイオードからの放熱を効率良く行うことができる、また、導体部として、銅などの導電性基板からプレスにて打ち抜き、折曲形成されたブスバーを用いることもできる。
For the
図2に示されるように、ベース3は、照明装置1の閉空間が複数の部屋に仕切られるように仕切壁10を有している。ベース3に仕切壁10を一体形成するには、ベース3をアルミ材で押出成形することが好ましい。複数の部屋の数は制限されるものではないが、本実施の形態では、仕切壁10で4つの部屋が形成されている。上側の第1の部屋12aには、発光ダイオード2が固着されており、ベース3とガラス7との間が密閉された空間となっている。下側の第2の部屋12bには、エアチューブ6により供給される冷たいエアが流れる供給路が形成されている。冷たいエアは、サイドパッド8に形成されたエア導入孔15から供給されるようになっている。左右の第3の部屋12cと第4の部屋12dには、サイドパッド8側から供給され、第2の部屋12bを流れて発光ダイオード2から熱を吸収したエアが、サイドパッド9の内面に当たりUターンしたエアを外へ排出する排気路がそれぞれ形成されている。熱を吸収したエアは、エア導入孔15を有するサイドパッド8に形成されたエア導出孔16から排気されるようになっている。エア導出孔16から導出した排気は、フレキシブルチューブ5の内側の隙間を通って、工作機械の機外へ排出されるようになっている。仕切壁10で仕切られた部屋の数は4部屋に制限されるものではなく、3部屋でもよい。3部屋の場合には、第3の部屋が排気路を形成するものとなる。
As shown in FIG. 2, the
外部電源とベース3との間を電気的に接続する電線4は、フレキシブルチューブ5により保護されている。電線4は、ベース3側の端部に2極の接触端子を有するコネクタ(図示せず)を有している。ベース3には、電線4にコネクタ接続する相手側のコネクタ(図示せず)を有している。電線側のコネクタとベース側のコネクタとが電気的にコネクタ接続することで、外部電源からベース3に電気が流れるようになっている。電線4を保護するチューブは、フレキシブルチューブ5に限定されるものではないが、フレキシブルチューブ5を用いることで、チューブの軸方向の伸縮、横方向の変位、曲げ変位などに適応してたわみが可能となり、電線4の取り扱いが容易になるとともに、コネクタ接続部に応力が集中して断線することなどを防止することもできる。フレキシブルチューブ5は、締結手段13を介してサイドパッド8に固定されている。
The electric wire 4 that electrically connects the external power source and the
図3に示すように、フレキシブルチューブ5には、エアチューブ6が通されている。また、フレキシブルチューブ5の内側の隙間は、電線4との間に隙間を存し、熱を吸収した排気が流れる排気路となっている。フレキシブルチューブ5は、チューブ内が密閉空間となるように、一体的に樹脂成形されたものであるから、熱を吸収した排気が途中でチューブ5の外に漏れることなく、機外へ排出することができる。また、フレキシブルチューブ5内で、冷たいエアと熱を吸収した排気とが混じることもないため、照明装置1の冷却効率が低下することを防止することができる。
As shown in FIG. 3, an
以上のように、本実施の形態の照明装置1によれば、照明装置1の発光ダイオード2から熱を吸収した排気がフレキシブルチューブ5の内壁と電線4及びエアチューブ6の外壁との間に形成された隙間を通って機外へ排出される。これにより、工作機械の加工室の温度が上昇することを防止することができ、精度の良い加工を行うことができる。
As described above, according to the
また、ベース3には仕切壁10で仕切られた部屋にエアの供給路とエアの排気路とがそれぞれ別々に形成されているから、照明装置1の閉空間内に供給された温度の低いエアと温度の高い排気とが同じ部屋で混合するのを防止することができ、照明装置1を効率良く冷却することができる。
Further, since the air supply path and the air exhaust path are separately formed in the room partitioned by the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 照明装置
2 発光ダイオード
3 ベース
4 電線
5 フレキシブルチューブ
6 エアチューブ
10 仕切壁
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記発光ダイオードを内部に有し、周囲をカバーで覆われた本体と、
前記発光ダイオードに電力を供給する電線と、
一端が前記本体に接続され、前記電線を保護する保護チューブと、
前記保護チューブ内に通され、前記発光ダイオードを冷却する流体を供給する流体チューブと、を具備し、
前記保護チューブ内に前記流体の排気路を形成し、
前記本体は、前記発光ダイオードを内部に有する閉空間が仕切壁で複数の部屋に仕切られ、前記流体の供給路と前記流体の排気路とが別部屋にそれぞれ形成されていることを特徴とした照明装置。 In a lighting device using a light emitting diode as a light source,
A main body having the light emitting diode inside and covered with a cover;
An electric wire for supplying power to the light emitting diode;
One end is connected to the main body and protects the electric wire,
A fluid tube that is passed through the protective tube and supplies a fluid that cools the light emitting diode;
Forming an exhaust passage for the fluid in the protective tube ;
The body, the closed space having the light emitting diode therein is partitioned into a plurality of chambers by the partition walls and an exhaust passage of the fluid supply passage of said fluid characterized that you have been respectively formed on another room Lighting device.
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