JP5611654B2 - Led照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、LED照明装置に関し、特に、大容量LED照明装置に関する。
LED照明装置の一例が特許文献1に記載されている。このLED照明装置は、アルミニウム製のLED回路ボードに、放熱フィンを有するヒートシンクと、空気を流通させるための複数の空気流通孔とを設け、このLED回路ボードに複数のLED(発光ダイオード)を実装し、この状態でLED回路ボードを複数の空気流通孔を有する筐体内に収容するとともに、筐体上部に、筐体内を換気するためのマイクロファンを設けたものである。
このような構成のLED照明装置は、マイクロファンの駆動により、筐体内を強制的に換気し、この際に、LED回路ボードのヒートシンク、空気流通孔、及びヒートシンクエンクロージャーの空気流通孔を利用して、筐体内外で空気を流通させることにより、LEDの熱を効率良く放熱させることができ、LED照明装置が取り付けられる壁や天井等がLEDの熱によって劣化等するのを防止することができる。
しかし、上記のような構成のLED照明装置を、例えば、1kWの水銀灯相当のLED(1000個程度)を使用するような高照度の照明装置に適用した場合、上記のマイクロファン、ヒートシンク、空気流通孔だけでは、LEDからの熱を効率良く放熱させることができず、LED照明装置が取り付けられる壁や天井等がLEDの熱によって劣化等するおそれがある。
また、寿命や故障等によってLEDを新しいものと交換する場合、筐体を分解してLED回路ボードを取り外し、LED回路ボード上の対象のLEDを新しいものと交換し、この後に、再度、筐体を組み立てて、筐体の内部にLED回路ボードを収容しなければならず、その作業に非常に手間がかかる。
特開2009−49010号公報
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、大容量のLEDの熱を効率良く放熱させることができるとともに、LEDの交換が容易なLED照明装置を提供することを目的とする。
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、内部が上下に第1空間と第2空間に区画されるとともに、側面に前記第1空間の内外を貫通する吸気口と排気口とが対向して設けられる筺体と、前記吸気口に設けられる吸気ファンと、前記排気口に設けられる排気ファンと、前記第1空間内に収容されるLED回路基板と、該LED回路基板の表面に実装される複数のLEDと、該LED回路基板の裏面に取り付けられるヒートシンクと、前記第2空間内に収容される前記LED回路基板の電源装置とを備え、前記筐体の下面には、前記第1空間の下部を開閉させる蓋が設けられ、該蓋の裏面の四隅に支持台が設けられ、該支持台の上部に前記LED回路基板が設けられ、前記蓋の中央部に、前記第1空間の内外を貫通する露出窓が設けられ、該露出窓に前記複数のLEDが露出され、前記支持台により、前記第1空間と前記LED回路基板の表面との間を連通する隙間が形成され、前記蓋を開閉させることにより、前記LED回路基板、前記複数のLED、及び前記ヒートシンクが前記第1空間内から出し入れ可能に構成されていることを特徴とする。
本発明のLED照明装置によれば、吸気ファン及び排気ファンを駆動させることにより、外部から空気が吸気口を介して第1空間内に吸い込まれ、第1空間内を循環して排気口から第1空間外に排出され、この際の空気の流れにより、LED回路基板、LED、及びヒートシンクが効率良く冷却され、LEDの発熱による温度上昇が抑制される。
この場合、支持台により、LED回路基板の表面と蓋の裏面との間に支持台の高さに相当する隙間が形成されているので、この隙間を介して吸気口を介して第1空間内に吸い込まれた空気の一部がLED回路基板の表面側に導かれ、この空気の流れによって露出窓に露出されているLEDが直接に冷却される。また、筐体の下面側において、外部の空気が蓋の露出窓から蓋の裏面とLED回路基板の表面との間の隙間に導かれ、この隙間を介して排気口に導かれ、この空気の流れによってLEDが直接に冷却される。
従って、1kWの水銀灯相当のLEDを使用するような高照度の照明装置に適用した場合であっても、大容量のLEDの発熱を抑制することができるので、大容量のLEDの熱によってLED照明装置を取り付ける壁、天井等が劣化等するのを防止できる。
また、筐体の下面の蓋を開閉させて、筐体の第1空間の下部を開閉させることにより、第1空間内から蓋と一体にLED回路基板、LED、及びヒートシンクを出し入れ可能に構成したので、LEDを寿命、故障等によって新しいものと交換する場合に、筐体を壁や天井等から取り外すことなく、第1空間内から蓋と一体にLED回路基板、LED、及びヒートシングを取り出し、LEDの交換後に、蓋と一体にLED回路基板、LED、及びヒートシングを再び第1空間内に収納することができ、LEDの交換作業を容易に行うことができる。
また、本発明は、内部が上下に第1空間と第2空間に区画されるとともに、側面に前記第1空間の内外を貫通する吸気口と排気口とが対向して設けられる筺体と、前記吸気口に設けられる吸気ファンと、前記排気口に設けられる排気ファンと、前記第1空間内に収容されるLED回路基板と、該LED回路基板の表面に実装される複数のLEDと、該LED回路基板の裏面に取り付けられるヒートシンクと、前記第2空間内に収容される前記LED回路基板の電源装置とを備え、前記筐体の側面には、前記第1空間の側部を開閉させる蓋が設けられ、前記筐体の下面には、前記第1空間の内外を貫通する露出窓が設けられ、該露出窓に前記複数のLEDが露出され、前記第1空間内には、前記露出窓に沿うように一対のレールが設けられ、各レールには、前記筐体の側面方向に貫通するとともに、前記第1空間と前記LED回路基板の表面との間を連通する複数の開口部が設けられ、該一対のレールによって前記LED回路基板が出し入れ可能に支持され、前記蓋を開閉させることにより、前記LED回路基板、前記複数のLED、及び前記ヒートシンクが前記一対のレールを介して前記第1空間内から出し入れ可能に構成されていることを特徴とする
本発明のLED照明装置によれば、吸気ファン及び排気ファンを駆動させることにより、外部から空気が吸気口を介して第1空間内に吸い込まれ、第1空間内を循環して排気口から第1空間外に排出され、この際の空気の流れにより、LED回路基板、LED、及びヒートシンクが効率良く冷却され、LEDの発熱による温度上昇が抑制される。
また、吸気ファンの駆動により吸気口から第1空間内に吸い込まれた空気の一部が、レールの開口部を介して筐体の下面の露出窓に導かれ、この空気の流れによって露出窓に露出されているLEDが直接に冷却される。また、排気ファンの駆動により、筐体の下面側の外気が露出窓から第1空間内に吸い込まれ、レールの開口部を介して排出口に導かれ、この空気の流れによって露出窓に露出されているLEDが直接に冷却される。
従って、1kWの水銀灯相当のLEDを使用するような高照度の照明装置に適用した場合であっても、大容量のLEDの発熱を抑制することができるので、大容量のLEDの熱によってLED照明装置を取り付ける壁、天井等が劣化等するのを防止できる。
また、筐体の側面の蓋を開閉させて、筐体の第1空間の側部を開閉させることにより、レールに支持されているLED回路基板、LED、及びヒートシンクを第1空間内から出し入れすることができるので、LEDを寿命、故障等によって新しいものと交換する場合に、筐体を壁や天井等から取り外すことなく、第1空間内からレールを介してLED回路基板、LED、及びヒートシングを取り出し、LEDの交換後に、レールを介してLED回路基板、LED、及びヒートシングを再び第1空間内に収納することができ、LEDの交換作業を容易に行うことができる。
以上、説明したように、本発明のLED照明装置によれば、筐体の内部を第1空間と第2空間とに区画し、第1空間内に、表面に複数のLEDを実装し、裏面にヒートシンクを取り付けたLED回路基板を収容し、さらに、吸気ファン及び排気ファンの駆動により、外部から空気を吸気口を介して第1空間内に吸込み、第1空間内を循環させた後に、排気口から第1空間外に排出させるように構成したので、第1空間内のLED回路基板、LED、及びヒートシングを効率良く冷却し、LEDの発熱による温度上昇を抑制することができる。
また、LED回路基板の表面と蓋の裏面との間の隙間を介して吸気口を介して第1空間内に吸い込まれた空気の一部をLED回路基板の表面側に導くことができ、また、筐体の下面側において、外部の空気を蓋の露出窓から蓋の裏面とLED回路基板の表面との間の隙間を介して排気口に導くことができ、これらの空気の流れによってLEDを直接に冷却することができる。また、吸気口を介して第1空間内に吸い込まれた空気の一部を、レールの開口部を介して筐体の下面の露出窓に導くことができ、また、筐体の下面側の外気を露出窓を介して第1空間内に吸い込み、レールの開口部を介して排出口に導くことができ、これらの空気の流れによって露出窓に露出されているLEDを直接に冷却することができる。
従って、1kWの水銀灯相当のLEDを使用するような高照度の照明装置に適用した場合であっても、大容量のLEDの発熱を抑制することができるので、大容量のLEDの熱によってLED照明装置を取り付ける壁、天井等が劣化等するのを防止できる。
また、LED回路基板、LED、及びヒートシンクを第1空間内から出し入れ可能に構成したので、筐体を壁や天井等から取り外すことなく、第1空間内からLED回路基板、LED、及びヒートシンクを出し入れすることにより、対象のLEDの交換作業を容易に行うことができる。
本発明によるLED照明装置の第1の実施の形態を示した斜視図である。 図1のA方向から見た斜視図である。 図1の下蓋を開いた状態を示した説明図である。 第1の実施の形態のLED照明装置の正面図である。 図4の左側面図である。 図4の右側面図である。 図4の下面図である。 仕切り板の平面図である。 下蓋の平面図である。 本発明によるLED照明装置の第2の実施の形態を示した斜視図である。 図10のB方向から見た斜視図である。 図10の筐体の内部を示した説明図であって、LED回路基板、LED、及びヒートシングを第1空間内に収容した状態を示した説明図である。 図10の筐体の内部を示した説明図であって、LED回路基板、LED、及びヒートシングを第1空間内から取り出した状態を示した説明図である。 第2の実施の形態のLED照明装置の正面図である。 図14の左側面図である。 図14の右側面図である。 図14の下面図である。 レールの平面図である。 図18の正面図である。 図19の右側面図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図9には、本発明によるLED照明装置の第1の実施の形態が示されている。このLED照明装置1は、図1〜図3に示すように、筺体2と、筺体2の内部に収容されるLED回路基板31と、LED回路基板31の表面に実装される複数のLED32(発光ダイオード)と、LED回路基板31の裏面に取り付けられるヒートシンク33と、筺体2の内部に収容されるLED回路基板31の電源装置36とを備えている。
本実施の形態においては、1kWの水銀灯に相当する高照度が得られるようにするために、アルミ製のLED回路基板31の表面に1000個程度のLED32を実装している。また、LED回路基板31の裏面に、LED回路基板31の全体に亘る大きさのアルミ製のヒートシンク33を取り付けている。
ヒートシンク33は、例えば、アルミ製の帯板を蛇腹状に折り曲げて構成したものであって、複数の放熱フィン34がLED回路基板31の長手方向に沿って所定の間隔ごとに配置されるように、LED回路基板31の裏面に取り付けられている。
筺体2は、図4〜図9に示すように、上板3、下板4、左側板6、右側板8、前板10、及び後板12からなる四角形箱状をなすものであって、内部が仕切り板13によって上下方向に第1空間15と第2空間16の2つの空間に区画され、第1空間内15にLED回路基板31が収容され、第2空間16内に電源装置36が収容され、LED回路基板31と電源装置36とは、ケーブル37(図3参照)を介して電気的に接続されている。
図8に示すように、仕切り板13には、複数のスリット14が設けられ、このスリット14を介して第1空間15と第2空間16との間が相互に連通し、空気が相互に流通するように構成されている。また、図3に示すように、仕切り板13のスリット14は、第1空間15内のLED回路基板31と第2空間16内の電源装置36とを電気的に接続するケーブル37を挿通させる機能も兼ね備えている。
図1〜図3、図5、及び図6に示すように、筐体2の左側板6の複数箇所(本実施の形態では4箇所)には、第1空間15の内外を貫通する四角形状の吸気口7が設けられ、右側板8複数箇所(本実施の形態では4箇所)には、第1空間15の内外を貫通する四角形状の排気口9が各吸気口7と対向するように設けられている。
各吸気口7には、それぞれ吸気ファン17が設けられ、各排気口9には、それぞれ排気ファン18が設けられ、各吸気ファン17及び各排気ファン18の駆動により、筐体2の外部から空気が各吸気口9を介して第1空間15内に吸い込まれ、第1空間15内を通過した後に、各排気口9から第1空間15外に排出される。
図2及び図7に示すように、筐体2の下板4には、第1空間15の内外を貫通する長方形状の開口5が設けられ、この開口5を開閉可能に筐体2の下板4に下蓋19が取り付けられ、この下蓋19を開閉させることにより、筐体2の第1空間15内からLED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を出し入れすることができる。
図2、図3、及び図9に示すように、下蓋19は、筐体2の下板4の開口5に嵌合可能な大きさの長方形板状に形成され、幅方向の一端が蝶番22を介して筐体2の下板4の開口5の周縁部に連結されている。下蓋19を蝶番22を中心として筐体2から離れる方向又は近づく方向に回動させることにより、筐体2の下板4の開口5が開閉される。
図9に示すように、下蓋19の幅方向の他端には、帯板状の係止爪21が全長に亘って一体に設けられ、この係止爪21を筐体2の下板4の開口5の周縁部に係止させることにより、下蓋19が下板4の開口5から第1空間15内に入り込むのが防止される。下蓋19は、下板4の開口5を閉じた状態で、ねじ、バンド等の固定部材30によって筐体2に固定され、固定部材30による固定状態を解除することにより、下板4の開口5を開閉させることができる。
図9に示すように、下蓋19の裏面の四隅には、中心部にねじ挿通孔24を有する所定の高さの支持台23がそれぞれ一体に設けられ、この4つの支持台23の上部にLED回路基板31が搭載されている。LED回路基板31の四隅には、ねじ挿通孔(図示せず)が設けられ、LED回路基板31のねじ挿通孔と支持台23のねじ挿通孔24との間にねじ(図示せず)を挿通させてナット(図示せず)で締め付けることにより、LED回路基板31が下蓋19の裏面に固定される。下蓋19の中央部には、長方形状の露出窓20が設けられ、この露出窓20を介して下蓋19の裏面側に固定されたLED回路基板31の表面のLED32が露出される。
下蓋19の裏面の支持台23上部にLED回路基板31を搭載させることにより、LED回路基板31の表面と下蓋19の裏面との間に支持台23の高さに相当する隙間が形成され、この隙間を介して吸気口7を介して第1空間15内に吸い込まれた空気の一部がLED回路基板31の表面側に導かれ、さらに、LED回路基板31の表面側の空気がこの隙間を介して排気口に導かれ、排気口から第1空間外に排出され、この空気の流れによってLED回路基板31の表面側のLED32が直接に冷却される。
なお、上記のLED照明装置1は、筐体2を壁、天井等に直接に取り付けてもよいし、コ形状の取付部材(図示せず)を筐体2に取り付け、この取付部材を介して壁、天井等に取り付けるように構成してもよい。取付部材を使用する場合には、取付部材に筐体2を取付角度を調整可能に取り付けることにより、LED照明装置1の向きを調整することが可能となる。
上記のように構成した本実施の形態のLED照明装置1は、各吸気ファン17及び各排気ファン18を駆動させることにより、外部から空気が各吸気口7を介して第1空間15内に吸い込まれ、第1空間15内を通過した後に、各排気口9から第1空間15外に排出される。この際に、第1空間15内において、各吸気口7からヒートシンク33の隣接する放熱フィン34間の隙間35を介して各排気口9に向かう空気の流れが生じ、また、各吸気口7からLED回路基板31の表面と下蓋19の裏面との間の隙間を介して下蓋19の露出窓20に向かう空気の流れが生じるとともに、各吸気口7から第1空間15及び仕切り板13のスリット14を介して第2空間16に向かい、第2空間16内を通過した後に、スリット14、第1空間15を介して各排気口9に向かう空気の流れが生じ、さらに、筐体2の下面側において、外部の空気を下蓋19の露出窓20から下蓋19の裏面とLED回路基板31の表面との間の隙間に導き、この隙間を介して各排気口9に向かう空気の流れが生じる。
従って、上記のような空気の流れにより、第1空間15内のLED回路基板31、LED32、ヒートシンク33、及び第2空間16内の電源装置36を効率良く冷却することができるので、大容量のLED32の発熱を抑制することができ、大容量のLED32の熱によってLED照明装置1を取り付ける壁、天井等が劣化等するのを防止できる。
また、筐体2の下板4の開口5を開閉する下蓋19の裏面に、表面側に複数のLED32を実装し、裏面側にヒートシンク33を取り付けたLED回路基板31を取り付けたので、LED32を寿命、故障等によって新しいものと交換する場合、下蓋19によって筐体2の下板4の開口5を開閉させることにより、筐体2の第1空間15内からLED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を出し入れすることができる。
従って、筐体2を壁、天井等に取り付けたままの状態で、下蓋19を開閉させることにより、筐体2の第1空間15内からLED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を出し入れすることができるので、対象のLED32の交換を容易に行うことができるとともに、LED32の交換後に、LED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を第1空間内に容易に取り付けることができる。
図10〜図20には、本発明によるLED照明装置の第2の実施の形態が示されている。このLED照明装置1は、図10〜図13に示すように、四角箱状の筐体2の下板4に、第1空間15の内外を貫通する長方形状の開口5を設け、この開口5を複数のLED32を露出させる露出窓として機能させるとともに、前板10に第1空間15の内外を貫通する長方形状の開口11を設け、この前板10の開口11を開閉させる前蓋25を設け、さらに、下板4の内面側の開口5の周縁部に、開口5に沿うように一対のレール26、26を設け、この一対のレール26、26によってLED回路基板31を支持することにより、前板10の開口11介して第1空間15内にLED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を出し入れ可能に構成したものであって、その他の構成は前記第1の実施の形態に示すものと同様である。
レール26は、図18〜図20に示すように、下板4の開口5の周縁部の内面側に、開口5に沿うように一体に連結されるL形状の支持部27と、支持部27の下板4の開口5側の面に開口5に沿うように一体に連結される逆L形状のレール部28とから構成されている。
レール26の支持部27及びレール部28には、支持部27及びレール部28を筐体2の幅方向に貫通する開口部29が長手方向に所定の間隔ごとに複数箇所に設けられ、各給気ファン17の駆動によって各吸気口7から第1空間15内に吸い込まれた空気の一部が、このレール26の開口部29を介して下板4の開口5に導かれる。また、各排気ファン18の駆動により、筐体2の下板4の外側の空気が下板4の開口5を介してレール26の開口部29に導かれ、開口部29から各排気口9に導かれ、各排気口9から第1空間15外に排出される。
図10、図11、及び図14に示すように、前蓋25は、前板10の開口11内に嵌合可能な大きさの長方形板状に形成され、幅方向の一端(上端)が前板10の開口11の周縁部に蝶番22を介して連結されている。前蓋25を蝶番22を中心として筐体2から離れる方向又は近づく方向に回動させることにより、前板10の開口11が開閉される。前蓋25は、一対のレール26、26の長手方向の端面に当接することにより、それ以上の第1空間15内への進入が阻止される。前蓋25は、前板10の開口11を閉じた状態に、ねじ、バンド等の固定部材30によって筐体2に固定され、固定部材30による固定状態を解除することにより、前蓋25を開閉させることができる。
上記のような構成の本実施の形態のLED照明装置1にあっても、前記第1の実施の形態に示すものと同様に、第1空間15内のLED回路基板31、LED32、ヒートシンク33、及び第2空間16内の電源装置36を効率良く冷却することができるので、大容量のLED32の発熱を抑制することができ、大容量のLED32の熱によってLED照明装置1を取り付ける壁、天井等が劣化等するのを防止できる。
なお、本実施の形態においては、各吸気ファン17の駆動により、各吸気口7を介して第1空間15内に吸い込まれた空気の一部を、レール26の開口部29を介して下板4の開口5に導く流れを発生させることができるとともに、各排気ファン18の駆動により、筐体2の下板4の外側の空気を下板4の開口5から第1空間15内に吸い込み、レール26の開口部29を介して各排気口9に導く流れを生じさせることができ、これらの空気の流れによってLED回路基板31の表面側のLED32を直接に冷却することができる。
また、筐体2の下板4に設けた一対のレール26、26によってLED回路基板31を支持するように構成したので、LED32を寿命、故障等によって新しいものと交換する場合、前蓋25によって前板10の開口11を開閉させることにより、筐体2の第1空間15内からLED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を出し入れすることができる。
従って、筐体2を壁、天井等に取り付けたままの状態で、前蓋25を開閉させることにより、筐体2の第1空間15内からLED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を出し入れすることができるので、対象のLED32の交換を容易に行うことができるとともに、LED32の交換後に、LED回路基板31、LED32、及びヒートシンク33を第1空間15内に容易に取り付けることができる。
1 LED照明装置
2 筐体
3 上板
4 下板
5 開口
6 左側板
7 吸気口
8 右側板
9 排気口
10 前板
11 開口
12 後板
13 仕切り板
14 スリット
15 第1空間
16 第2空間
17 吸気ファン
18 排気ファン
19 下蓋
20 露出窓
21 係止爪
22 蝶番
23 支持台
24 ねじ挿通孔
25 前蓋
26 レール
27 支持部
28 レール部
29 開口部
30 固定部材
31 LED回路基板
32 LED
33 ヒートシンク
34 放熱フィン
35 隙間
36 電源装置
37 ケーブル

Claims (2)

  1. 内部が上下に第1空間と第2空間に区画されるとともに、側面に前記第1空間の内外を貫通する吸気口と排気口とが対向して設けられる筺体と、前記吸気口に設けられる吸気ファンと、前記排気口に設けられる排気ファンと、前記第1空間内に収容されるLED回路基板と、該LED回路基板の表面に実装される複数のLEDと、該LED回路基板の裏面に取り付けられるヒートシンクと、前記第2空間内に収容される前記LED回路基板の電源装置とを備え、
    前記筐体の下面には、前記第1空間の下部を開閉させる蓋が設けられ、該蓋の裏面の四隅に支持台が設けられ、該支持台の上部に前記LED回路基板が設けられ、
    前記蓋の中央部に、前記第1空間の内外を貫通する露出窓が設けられ、該露出窓に前記複数のLEDが露出され、
    前記支持台により、前記第1空間と前記LED回路基板の表面との間を連通する隙間が形成され、
    前記蓋を開閉させることにより、前記LED回路基板、前記複数のLED、及び前記ヒートシンクが前記第1空間内から出し入れ可能に構成されていることを特徴とするLED照明装置。
  2. 内部が上下に第1空間と第2空間に区画されるとともに、側面に前記第1空間の内外を貫通する吸気口と排気口とが対向して設けられる筺体と、前記吸気口に設けられる吸気ファンと、前記排気口に設けられる排気ファンと、前記第1空間内に収容されるLED回路基板と、該LED回路基板の表面に実装される複数のLEDと、該LED回路基板の裏面に取り付けられるヒートシンクと、前記第2空間内に収容される前記LED回路基板の電源装置とを備え、
    前記筐体の側面には、前記第1空間の側部を開閉させる蓋が設けられ、
    前記筐体の下面には、前記第1空間の内外を貫通する露出窓が設けられ、該露出窓に前記複数のLEDが露出され、
    前記第1空間内には、前記露出窓に沿うように一対のレールが設けられ、各レールには、前記筐体の側面方向に貫通するとともに、前記第1空間と前記LED回路基板の表面との間を連通する複数の開口部が設けられ、該一対のレールによって前記LED回路基板出し入れ可能に支持され
    前記蓋を開閉させることにより、前記LED回路基板、前記複数のLED、及び前記ヒートシンクが前記一対のレールを介して前記第1空間内から出し入れ可能に構成されていることを特徴とするLED照明装置。
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