JP5322776B2

JP5322776B2 - 街路灯用発光ユニット

Info

Publication number: JP5322776B2
Application number: JP2009128769A
Authority: JP
Inventors: 保正後藤; 廣武藤原
Original assignee: 日本街路灯製造株式会社
Priority date: 2009-05-28
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2029-05-28
Also published as: JP2010277828A

Description

本発明は、街路灯の光源として使用される発光ダイオードを備えた発光ユニットに関するものである。

従来より、街路灯の光源としては、水銀灯や蛍光灯或いは白熱灯等が一般的に用いられてきたが、これらのものは消費電力が多いためランニングコストが高く、また、寿命が短く交換が必要であり、しかも交換作業が高所作業となることが多いためメンテナンスコストが高いという問題点があった。そこで、近年、消費電力が少なく、寿命が長い発光ダイオードを光源に用いた街路灯が多数提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。ところで、街路灯としての必要な光量を得るために１Ｗ以上の高出力タイプの発光ダイオードを光源に用いた場合、このような高出力タイプの発光ダイオードは発熱量が多いため、放熱対策を施さないと発光ダイオードの寿命が短くなるだけでなく、発光効率が低下して光量が減少するという問題点がある。ところが、発光ダイオードを光源に用いた街路灯にあって、放熱対策が施されたものは殆どないのが実状である。

また、多くのメーカーは、発光ダイオードを街路灯の光源に用いる場合、発光ダイオードを光源とする街路灯を新規に開発しており、光源のみを水銀灯等から発光ダイオードに変更する改良は行っていない。従って、このような発光ダイオードを光源とする街路灯を設置する場合には、水銀灯等を光源とする既設の街路灯を撤去して新たな街路灯を施工しなければならないため、ユーザーは多大な支出を余儀なくされている。

図９は、本願出願人の特許（特許文献４参照）にかかる水銀灯等の電球を光源とする街路灯の構成を示すものであり、従来の街路灯ａは、グローブｂを支持するホルダーｃの下面に環状取付け面部ｄを設け、該環状取付け面部ｄに複数のボルト挿通孔ｅを形成する一方、下端に電球ｆを螺着する略截頭錐形のソケットｇの上端に側方突成した固定用鍔縁ｈに、前記ボルト挿通孔ｅの孔位置に一致させて透孔ｊを夫々形成し、該固定用鍔縁ｈの透孔ｊと前記環状取付け面部ｄのボルト挿通孔ｅとに挿通される固定用ボルトｋと、該固定用ボルトｋの挿通端側に螺合されるナットｍとの緊締作用を介して、ソケットｇをホルダーｃに固定するようにしている。

特開２００２−１５６１０号公報特開２００３−１５１３２０号公報特開２００４−２００１０２号公報特許第３２８５２７７号公報

本発明は、かかる実状に鑑みてなされたものであって、優れた放熱作用が得られることにより、発光ダイオードの寿命の短縮化及び発光効率の低下を防止し得る街路灯用発光ユニットの提供を目的とするものである。また、水銀灯等を光源とする既設の街路灯のホルダーに取付け可能な発光ダイオードを光源とする街路灯用発光ユニットを併せて提供することを目的とするものである。

本発明は、街路灯のグローブ内に配設される発光ユニットであって、グローブを支持するホルダーに着脱可能に取付けられる取付板と、該取付板から先端がグローブ内に延出され、筒部の外周面に放熱突部が設けられた放熱筒体と、該放熱筒体の先端に熱伝導可能に配設され、複数個の発光ダイオードが配列された発光面を一面に有する発光ダイオードパネルとを備えてなることを特徴とする街路灯用発光ユニットである。

ここで、発光ダイオードとしては、リードフレームと一体化したカップ内にＬＥＤチップを実装し、その周囲をエポキシ樹脂でモールドした砲弾型のＬＥＤパッケージや、セラミック基板の上にＬＥＤチップを複数個実装したＬＥＤモジュールが用いられ得る。また、発光ダイオードパネルを構成する材料には、アルミニウム，ステンレス等の熱伝導性の高い金属が用いられ、該発光ダイオードパネルは、放熱筒体の先端に面接触させた状態で取付けることにより、発光ダイオードで発生した熱を放熱筒体へ良好に熱伝導するように設けられる。

前記街路灯用発光ユニットにあって、発光ダイオードパネルが表裏面を選択的に反転させて放熱筒体の先端に配設可能である構成が提案される。

また、発光ダイオードパネルの発光面から照射される光を拡散する光拡散部材を備えている構成が提案される。

さらに、取付板が、既設の街路灯のホルダーに設けられた環状取付け面部に固定される外径寸法の円板状に形成され、かつ該取付板には、前記環状取付け面部に形成されている複数のボルト挿通孔の孔位置に夫々一致する位置に複数の透孔が形成され、該取付板の透孔と前記環状取付け面部のボルト挿通孔とに挿通される固定用ボルトと、該固定用ボルトに螺合されるナットとによる緊締作用を介して、取付板が既設の街路灯のホルダーに取付け可能である構成としている。

本発明は、上述したように、街路灯のグローブ内に配設される発光ユニットであって、グローブを支持するホルダーに着脱可能に取付けられる取付板と、該取付板から先端がグローブ内に延出され、筒部の外周面に放熱突部が設けられた放熱筒体と、該放熱筒体の先端に熱伝導可能に配設され、複数個の発光ダイオードが配列された発光面を一面に有する発光ダイオードパネルとを備えてなる街路灯用発光ユニットであるから、発光ダイオードで発生した熱は、発光ダイオードパネルを介して放熱筒体へ熱伝導し、該放熱筒体の放熱突部から放散される。これにより、優れた放熱作用が得られ、発光ダイオードの寿命の短縮化及び発光効率の低下を防止することができる。また、放熱筒体は、単に放熱作用が得られるだけでなく、取付板をホルダーに取付けることによって放熱筒体の先端がグローブ内に延出するので、放熱筒体の先端に配設された発光ダイオードパネルをグローブ内の適正位置に位置決めすることができる。

また、発光ダイオードパネルが表裏面を選択的に反転させて放熱筒体の先端に配設可能である構成にあっては、発光ダイオードパネルの表裏面を選択的に反転させて発光面を上方または下方に向けることにより、吊持型の街路灯と載置型の街路灯の何れにも適用し得る街路灯用発光ユニットとなる。

また、発光ダイオードパネルの発光面から照射される光を拡散する光拡散部材を備えている構成にあっては、指向性が強い発光ダイオードの光を光拡散部材によって拡散させることにより、広範囲の照射が可能となる。

さらに、取付板が、既設の街路灯のホルダーに設けられた環状取付け面部の外径寸法に略一致する円板状に形成され、かつ該取付板には、前記環状取付け面部に形成されている複数のボルト挿通孔の孔位置に夫々一致する位置に複数の透孔が形成され、該取付板の透孔と前記環状取付け面部のボルト挿通孔とに挿通される固定用ボルトと、該固定用ボルトに螺合されるナットとによる緊締作用を介して、取付板が既設の街路灯のホルダーに取付け可能である構成にあっては、水銀灯等を光源とする既設の街路灯のホルダーに街路灯用発光ユニットを取付けることができるため、新たに街路灯を施工する場合に比して、安価かつ簡単に発光ダイオードを光源とする街路灯が得られる。

第一実施例にかかる街路灯用発光ユニット４を備えた吊持型の街路灯１Ａの縦断面図である。街路灯用発光ユニット４をホルダー３に取付けた状態の外観斜視図である。街路灯用発光ユニット４をホルダー３に取付けた状態の縦断面図である。（Ａ）はグローブ２に取付けられる環状フランジ１５の取付け態様を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は環状フランジ１５に立設されたボルト１８の取付け態様を示す部分拡大断面図である。（Ａ）は街路灯用発光ユニット４を構成する取付板２１部分の平面図、（Ｂ）は街路灯用発光ユニット４を構成する発光ダイオードパネル２３部分の底面図である。第二実施例にかかる街路灯用発光ユニット４を備えた載置型の街路灯１Ｂの縦断面図である。図６におけるＣ−Ｃ線断面図である。第三実施例にかかる各種形態の光拡散部材３８を備えた街路灯用発光ユニット４の縦断面図である。従来構成の街路灯ａの縦断面図である。

本発明の第一実施例を、図１〜図５に基づいて説明する。
図１は吊持型の街路灯１Ａを示し、該街路灯１Ａは、略球形の中空状に成形されたグローブ２と、該グローブ２の上部を支持するホルダー３と、該ホルダー３に取付けられてグローブ２内に収納された本発明にかかる街路灯用発光ユニット４とからなる。

前記ホルダー３は、アルミニウムのダイキャスト製であり、図２，図３に示すように、下部に伏皿状の取付部５を備えている。該取付部５の下面は複数の段部を介して次第に径大となるように形成されており、その中段高さ位置に環状取付け面部６が設けられている。この環状取付け面部６には、周方向に等間隔で複数のボルト挿通孔７（図３参照）が形成されている。また、取付部５の上部には、内部に導電線１１ａ，１１ｂが挿通される挿通孔９を備え、かつ、外周に環状溝１０を備えた連結筒部８が連成されており、該連結筒部８にポール（図示省略）から延設されたパイプ状の支持アーム１２（図１参照）の下端を外嵌して側方からボルト１３を螺挿し、該ボルト１３の先端を前記環状溝１０に係合させることにより、ホルダー３を支持アーム１２によって吊持するようにしている。

前記グローブ２は、透明なアクリル樹脂製であり、その上部に前記ホルダー３の取付部５の外径より若干小径の開口部１４（図１参照）が設けられている。この開口部１４には、図４（Ａ）に示すように、環状フランジ１５が複数のボルト１６と爪金具１７とを用いて取付けられている。即ち、開口部１４の口縁上面に宛われた環状フランジ１５には、その周方向に沿って所定間隔で複数のボルト１６が上方から挿通されており、各ボルト１６の先端部を開口部１４の口縁下面に宛われた倒Ｌ形の爪金具１７に夫々螺合させて開口部１４の口縁を挟持させることにより、環状フランジ１５をグローブ２の開口部１４に固定するようにしている。この環状フランジ１５には、図４（Ｂ）に示すように、前記ボルト１６とは異なる位置に複数のボルト１８が周方向に等間隔で立設されており、各ボルト１８をホルダー３の取付部５に形成された挿通孔１９（図３参照）に下方から挿通して、その突出端にナット２０を螺合させることにより、図１に示すように、その緊締作用を介してグローブ２をホルダー３に固定するようにしている。また、この環状フランジ１５には、周縁を除いてその中央に比較的径大な開口部１５’が形成されている。

尚、上述したグローブ２及びホルダー３の構成は、従来の街路灯ａ（図９参照）が備えるグローブｂ及びホルダーｃの構成と同一となっている。

前記グローブ２内に収納される街路灯用発光ユニット４は、図２に示すように、前記ホルダー３に着脱可能に取付けられる取付板２１と、該取付板２１から下方に延出された放熱筒体２２と、該放熱筒体２２の先端に配設された発光ダイオードパネル２３とを備えている。

取付板２１は、図３に示すように、前記ホルダー３に設けられた環状取付け面部６の外径寸法に略一致する円板状に形成され、かつ該取付板２１には、前記環状取付け面部６に形成されている複数のボルト挿通孔７の孔位置に夫々一致する位置に複数の透孔２４が形成されている。また、該取付板２１の中央部には、導電線１１ａ，１１ｂの引出し孔２５が開口されている。この取付板２１を構成する材料にはアルミニウムが用いられている。

取付板２１の下面には、図３，図５（Ａ）に示すように、複数のビス２６によって放熱筒体２２が固定されている。該放熱筒体２２は、アルミニウムの押出し材からなり、中央に所定長さの筒部２７を備え、かつ該筒部２７の外周面には放射方向に突出されて上下方向に延在する複数の放熱突部２８とを備えている。また、筒部２７の内部空間は、前記取付板２１の引出し孔２５と連通されている。尚、放熱筒体２２は、このように筒部２７と複数の放熱突部２８とが一体成形されたもの以外に、筒部２７と複数の放熱突部２８とを別体に形成し、各放熱突部２８を筒部２７の外周面にビスで固定したものや、筒部２７の外周面に帯板状の単一の放熱突部２８を螺旋状に巻回して固定したものであってもよい。

放熱筒体２２の先端には、図３，図５（Ｂ）に示すように、複数のビス２９によって発光ダイオードパネル２３が固定されている。該発光ダイオードパネル２３は、アルミニウム，ステンレス等の熱伝導性の高い金属を材料に用いて円板状に形成されており、その直径は前記放熱筒体２２の外径より大きく、かつ前記グローブ２の環状フランジ１５の開口部１５’より小径となっている。これによりホルダー３に対するグローブ２の取付け時に、発光ダイオードパネル２３及び放熱筒体２２を開口部１５’からグローブ２内に挿入し得るようになっている。また、該発光ダイオードパネル２３は、放熱筒体２２の先端に面接触させた状態で取付けられており、これによって放熱筒体２２への熱伝導が良好に行われるようになっている。また、発光ダイオードパネル２３の中央部には、導電線１１ａ，１１ｂを通すための挿通孔３０が開口されており、該挿通孔３０が前記放熱筒体２２の筒部２７内と連通されている。

発光ダイオードパネル２３の下面には、図５（Ｂ）に示すように、複数個の発光ダイオード３１が所定形態で配列されている。各発光ダイオード３１は、略矩形のセラミック基板３２の上に複数個のＬＥＤチップをマトリックス状に実装したＬＥＤモジュールからなり、セラミック基板３２がビス３３によって発光ダイオードパネル２３に取付けられている。各発光ダイオード３１は、導電線３４によって直列状に接続されており、その両端に結線された導電線１１ａ，１１ｂが挿通孔３０から放熱筒体２２の筒部２７内に挿通され、さらに取付板２１の引出し孔２５から上方に引き出されている。そして、このように配列された複数個の発光ダイオード３１によって発光ダイオードパネル２３の一面に発光面３５が設けられている。ここで、発光ダイオード３１を構成するＬＥＤモジュールは、１モジュール当り出力３．６Ｗ，光束２８０ｌｍのものが用いられており、１８ｍｍ角のセラミック基板３２上にＬＥＤチップを複数個（３直列×１２並列）実装することで、高出力，大光束が得られるものとなっている。尚、発光ダイオード３１としては、このようなＬＥＤモジュールに代えて、リードフレームと一体化したカップ内にＬＥＤチップを実装し、その周囲をエポキシ樹脂でモールドした砲弾型のＬＥＤパッケージを用いることも可能である。

次に、前記街路灯用発光ユニット４の取付け手順について説明する。
取付板２１の引出し孔２５から上方に引き出された導電線１１ａ，１１ｂをホルダー３の挿通孔９に挿通させた状態において、図３に示すように、取付板２１の各透孔２４に挿通した固定用ボルト３６を、ホルダー３の環状取付け面部６のボルト挿通孔７に下方から挿通し、該固定用ボルト３６の上方突出端にナット３７を螺合して緊締することにより、取付板２１をホルダー３の環状取付け面部６に固定する。これだけでホルダー３に対する街路灯用発光ユニット４の取付けが完了する。

また、街路灯が電球ｆを光源とする既設の街路灯ａ（図９参照）である場合には、ホルダーｃからグローブｂを取り外した後、ソケットｇの固定用鍔縁ｈをホルダーｃの環状取付け面部ｄに固定している固定用ボルトｋとナットｍとを外してソケットｇを取り除く。ここで、街路灯用発光ユニット４の取付板２１が既設の街路灯ａの環状取付け面部ｄの外径寸法に一致する円板状に形成されており、かつ既設の街路灯ａの環状取付け面部ｄに形成されている複数のボルト挿通孔ｅと、取付板２１に形成された各透孔２４の孔位置とが一致していることにより、上記のように固定用ボルト３６とナット３７を用いて既設の街路灯ａのホルダーｃに街路灯用発光ユニット４を取付けることができる。これにより、新たに街路灯を施工する場合に比して、安価かつ簡単に発光ダイオードを光源とする街路灯を得ることができる。

そして、上記のように街路灯用発光ユニット４をホルダー３に取付けた後、図１に示すように、街路灯用発光ユニット４の発光ダイオードパネル２３及び放熱筒体２２をグローブ２の環状フランジ１５の開口部１５’（図４参照）からグローブ２内に挿入し、環状フランジ１５のボルト１８をホルダー３の挿通孔１９（図３参照）に挿通してナット２０を緊締することにより、グローブ２内に街路灯用発光ユニット４が収納される。

かかる構成にあって、発光ダイオード３１で発生した熱は、発光ダイオードパネル２３を介して放熱筒体２２へ熱伝導し、該放熱筒体２２の放熱突部２８から放散される。これにより、優れた放熱作用が得られ、発光ダイオード３１の寿命の短縮化及び発光効率の低下を防止することができる。また、取付板２１をホルダー３に取付けることによって放熱筒体２２の先端がグローブ２内に延出するので、放熱筒体２２の先端に配設された発光ダイオードパネル２３をグローブ２内の適正位置に位置決めすることができる。

図６，図７は第二実施例を示し、この第二実施例は、発光ダイオードパネル２３に配列される複数個の発光ダイオード３１を、図７に示すように、放熱筒体２２の直径よりも外側となる位置に配設したものである。この発光ダイオードパネル２３は、表裏面を選択的に反転させて放熱筒体２２の先端に複数のビス２９によって固定可能となっている。その他、第一実施例と共通する構成部分については、第一実施例と同一の符号を付して重複説明を省略する。

かかる構成にあっては、発光ダイオードパネル２３の表裏面を選択的に反転させて発光面３５を上方または下方に向けることにより、吊持型の街路灯１Ａ（図１参照）と載置型の街路灯１Ｂ（図６参照）の何れにも適用し得る街路灯用発光ユニット４となる。

図８は、第三実施例を示し、この第三実施例は発光ダイオードパネル２３の発光面３５から照射される光を拡散する光拡散部材３８を設けたものである。この光拡散部材３８はアクリル樹脂やガラスからなり、乳白色としたり、表面に細かい凹凸面を生じさせるフロスト加工が施されたものとなっている。図８（Ａ）は、光拡散部材３８を発光ダイオードパネル２３と略同じ直径の平板円板状に形成し、その周縁部の数ヶ所をボルトとナットによって発光ダイオードパネル２３に連結することにより、該光拡散部材３８を発光面３５に対して適宜の間隔を置いて対設したものである。図８（Ｂ）は、光拡散部材３８を発光ダイオードパネル２３と略同じ直径のドーム状に形成し、その周縁部の数ヶ所をボルトとナットによって発光ダイオードパネル２３に連結することにより、光拡散部材３８によって発光面３５を被覆するようにしたものである。図８（Ｃ）は、光拡散部材３８を円筒状に形成し、該光拡散部材３８によって発光ダイオードパネル２３及び放熱筒体２２を囲繞するようにしたものである。

このように、光拡散部材３８を設けることにより、指向性が強い発光ダイオード３１の光が拡散されるので、より広範囲を均一に照射することが可能となる。

尚、本発明は、上述した各実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、実施例では、グローブ２を略球形の中空状としたが、これに代えて筐体形としたり、花冠形或いはアンティークなランプ形等としてもよい。また、放熱筒体２２の長さ及び直径も、これらグローブ２のデザイン形状に応じて適宜変更されるものである。

１Ａ，１Ｂ街路灯
２グローブ
３ホルダー
４街路灯用発光ユニット
６環状取付け面部
７ボルト挿通孔
２１取付板
２２放熱筒体
２３発光ダイオードパネル
２４透孔
２７筒部
２８放熱突部
３１発光ダイオード
３５発光面
３６固定用ボルト
３７ナット
３８光拡散部材

Claims

街路灯のグローブ内に配設される発光ユニットであって、
グローブを支持するホルダーに着脱可能に取付けられる取付板と、
該取付板から先端がグローブ内に延出され、筒部の外周面に放熱突部が設けられた放熱筒体と、
該放熱筒体の先端に熱伝導可能に配設され、複数個の発光ダイオードが配列された発光面を一面に有する発光ダイオードパネルと
を備えてなるものであって、
取付板が、既設の街路灯のホルダーに設けられた環状取付け面部に固定される外径寸法の円板状に形成され、かつ該取付板には、前記環状取付け面部に形成されている複数のボルト挿通孔の孔位置に夫々一致する位置に複数の透孔が形成され、該取付板の透孔と前記環状取付け面部のボルト挿通孔とに挿通される固定用ボルトと、該固定用ボルトに螺合されるナットとによる緊締作用を介して、取付板が既設の街路灯のホルダーに取付け可能であることを特徴とする街路灯用発光ユニット。
発光ダイオードパネルが表裏面を選択的に反転させて放熱筒体の先端に配設可能であることを特徴とする請求項１記載の街路灯用発光ユニット。
発光ダイオードパネルの発光面から照射される光を拡散する光拡散部材を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の街路灯用発光ユニット。