JP5661433B2 - Led照明装置 - Google Patents
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Description
近年の傾向として、水銀灯に限らずあらゆる照明装置において、発光効率が100〜120lm/wと高い上に、寿命が50000時間と長い照明用のLEDを利用しようとする動きが活発である。
また、屋内の天井に極めて接近して設置する場合も同様で、天井付近に熱が篭もってしまえば冷却効果は落ちるという問題点があった。
(1)ベース板とモジュールベース板で形成される隙間を空気の流路として、多数のLED素子から生ずる熱を排気ファンで強制的に空冷することにより、LED照明装置の温度を抑えることができ、昇温による性能の低下がない。
(2)仕切り部材によって吸引された空気の流路を形成したので、空気との接触面積を増大させて冷却効率を高めることができる。
(3)セードは、水銀灯のリフレクタと同様下向き椀形の形状とし、セードの内部であってセードの上部に臨ませて排気ファンを設置し、この排気ファンとベース板の中央上面側を排気ダクトで連結し、セード内に電源装置を備えることにより、既存の水銀灯と極めて容易に交換することができる。
(4)モジュールベース板及び仕切り部材は、アルミニウムからなるので、熱伝導がよく極めて効率良く冷却を行うことができる。
(5)LEDモジュールは、円形のモジュールベース板に同心円状に複数個を配置したので従来の水銀灯に極めて近い照度特性を持たせることができる。
(6)排気ファン故障などによりモジュールベース板の温度が規定温度を超えたときに数個のLEDを残して消灯するので、異常時に高温でLEDを損傷したり寿命を縮めることがない。
(7)ベース板の周縁部に、セードの内面に軽く接する空気仕切りゴムを設けたので、セードの内部の上方からの温かい空気がモジュールベース板とベース板の隙間に流れ込むのを防止することができる。
このセード4の内部には、20個のLEDモジュール3を固着した円形のアルミニウム製のモジュールベース板1が配置され、周縁部の3ヶ所の支持金具27によってセード4に固定されている。
このモジュールベース板1の上面側にはベース板2が配置され、このベース板2とモジュールベース板1は、中心に向かって放射状に配置された複数枚のアルミニウム製の仕切り部材9によって上下に例えば15mmの隙間26をもって結合されている。
前記ベース板2の上面側の中央には、角筒状の排気ダクト6が設けられ、頂部に排気ファン5が配置されている。
前記セード4の最下面には、透明なアクリルなどのカバー16が設けられている。
それぞれのLEDモジュール3は、例えば、96個のLED素子が実装され、それぞれのLED基板28が、図4(a)(b)に示すようにリフレクタ25の底部に収められて構成されており、このリフレクタ25の周辺面29は、緩やかな曲線曲面で形成されている。
前記ベース板2とモジュールベース板1を結合している仕切り部材9は、図3に破線で示すように、LEDモジュール3の間に前記ベース板の吸気口11に向かって等間隔で放射状に配置され、吸引された空気の流路を形成している。
排気ダクト6の頂部に設けられた排気ファン5の上側は、セード4の頂部に穿設された排気口10に連通するように配置されている。
前記排気ダクト6の両側には、商用電源21から直流電源を生成する電源装置7がそれぞれ設けられている。
商用電源21を直流電源に変換する電源装置7が直列に2台接続されており、排気ファン5の電源として一方の電源装置7のみからの電源出力が接続されている。LEDモジュール3の並列回路の電源として、両方の電源装置7を並列接続した電源出力が接続されている。
以上のLED照明装置を設置する場合、セード4を従来の水銀灯のリフレクタと同様の形状とし、セード内に電源装置を備えたので、既設の水銀灯と極めて容易に交換することができる。
その一方で電源装置7の電源が供給されて排気ファン5が駆動され、吸引された空気はモジュールベース板1とベース板2の周縁部の隙間26から吸引され、仕切り部材9によって案内されてモジュールベース板1から熱を奪いつつベース板2の中央部に集まり、吸気口11及び排気ダクト6を介して吸い上げられ、セード4の頂部に設けられた排気口10からセード4の外へ排出される。
ここで、ベース板2とモジュールベース板1の隙間は、狭い方が空気の流速が速いため冷却効果が高いが、あまりに狭いと空気を吸引しにくくなる。
図6は、LEDモジュール3の単体の照度特性を示すもので、中心付近の照度が高いほぼ扇型の特性を有している。また、図7は、点灯させるLEDモジュール3の個数を14個、16個、20個としたときの照明装置全体の照度特性を示すもので、いずれの個数でも中心付近の照度が高いほぼ扇型の特性を有している。
この照度特性は、図8に示す既存の水銀灯の照度特性と良く似ている。
図9は、実施例2のベース板2とモジュールベース板1の断面図であり、LEDモジュール3のリフレクタ25に放熱用脚部31を設け、モジュールベース板1を貫通してベース板2との隙間26内に突出させたものであり、その他の構成については実施例1と変わるところはない。
このように構成することで、LED基板28からの熱伝導効率が極めて良くなり冷却効果が増大する。
Claims (5)
- 水銀灯のリフレクタと同様の下向き椀形のセードの開口内部に、前記セードの内壁面との間にわずかな隙間を有する大きさで、略同一円形のベース板とモジュールベース板とを、モジュールベース板が下側になるようにして、互いの間に隙間をもって対面させて配置し、前記ベース板の中央部に吸気口を穿設し、この吸気口と前記セードの上部に形成した排気口との間に排気ダクトと排気ファンを設け、前記ベース板とモジュールベース板との間に、外周から前記吸気口に向かう空気の流路となる複数の仕切り部材を、互いの間に隙間をもって設け、前記モジュールベース板と仕切り部材は、アルミニウムからなり、前記モジュールベース板の下面に複数のLEDモジュールを同心円状に配置し、前記ベース板の周縁部に、セードの内面に軽く接する空気仕切りゴムを設け、この排気ダクトの外側でセード内に位置して電源装置を備え、前記モジュールベース板に温度を検知する温度センサと、この温度センサに接続された温度スイッチを設けてなり、前記排気ファンによってモジュールベース板の下から空気を吸引してモジュールベース板の上面を経て前記吸気口から前記排気口へ排出することにより前記モジュールベース板の冷却を行なうとともに、モジュールベース板が設定温度以上になったとき数個のLEDを残して消灯するようにしたことを特徴とするLED照明装置。
- 個々のLEDモジュールにリフレクタを設けたことを特徴とする請求項1記載のLED照明装置。
- モジュールベース板にLEDモジュールを取り付ける接触面と、リフレクタにLED基板を取り付ける接触面にシリコングリスや熱伝導性の高いコンパウンドを空気層ができないように塗布してなることを特徴とする請求項1又は2記載のLED照明装置。
- 複数の仕切り部材を等間隔で放射状に配置したことを特徴とする請求項1,2又は3記載のLED照明装置。
- 複数の仕切り部材を斜めに配置して空気の流れを渦巻き状にしたことを特徴とする請求項1,2又は3記載のLED照明装置。
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