JP5747009B2 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を光源として備えるＬＥＤ照明装置に関する。

近年、従来の蛍光ランプに替えて光源としてＬＥＤを用いた照明装置が種々開発され、ＬＥＤの適用範囲が、例えば、天井照明器具（シーリングライト）にまで拡大してきている。ひとつのＬＥＤ素子で得られる光量の大きさは、一般に、既存の蛍光灯や白熱電球などの照明と比べて小さい。そこで、既存の照明と同等の光量を得る目的で、複数のＬＥＤ素子を光源としてひとつの器具内に収めて、天井照明装置を構成することが行われている。

複数のＬＥＤ素子を搭載した天井照明装置では、ＬＥＤ素子が実装されるＬＥＤ基板が高温度になるため、ＬＥＤ基板を冷却するための放熱板が必要になる。このような放熱板を備えた天井照明装置では、放熱板に凸部（錐台部）を形成して、この凸部の載置面にＬＥＤ基板を載置するとともにＬＥＤ基板の発光面を覆うＬＥＤカバーを設け、そしてＬＥＤカバーを放熱板の平坦部（載置面）に固定することが行われている（非特許文献１参照）。

日立アプライアンス株式会社 照明器具 総合カタログ２０１２−６ ｐ．７−８

ところで、天井照明装置の大きさ（外形サイズ）を変更せず、発光面積をさらに広げることが求められており、その方法として、ＬＥＤ基板の載置面の面積を広げるという方法がある。しかし、放熱板の凸部を絞り加工によって形成すると、絞り加工の特性上、現状の凸部よりも広い載置面の面積を確保することが困難であった。

そこで、放熱板の凸部の載置面の面積を変更せず、ＬＥＤ基板を凸部の載置面の面積よりも大きくし、従来のようにＬＥＤ基板の発光面をＬＥＤカバーで覆った場合、ＬＥＤカバーにおける外周部にはＬＥＤ基板に対する放熱板の載置面が存在しなくなるため、ＬＥＤカバーを放熱板に適切に固定できなかった。

本発明は、ＬＥＤ基板に対する放熱板の載置面を拡大することなく、ＬＥＤカバーを放熱板に適切に固定可能なＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。

本発明は、複数のＬＥＤ素子を光源として備えるＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板を載置する載置面が形成された錐台部および前記錐台部の外周に形成された外周固定部を有する放熱板と、前記ＬＥＤ基板を覆うＬＥＤカバーと、を備え、前記ＬＥＤ基板は、前記載置面よりも外周側に突出する基板を有し、前記ＬＥＤカバーは、前記ＬＥＤ基板の発光面を覆うＬＥＤカバー部と、前記ＬＥＤカバー部から前記外周固定部に向けて延びる筒状の壁部と、前記壁部から前記外周固定部に沿って延びるとともに前記放熱板に固定されるカバー外周固定部と、を備え、前記筒状の壁部は、前記基板の側部を囲む形状であることを特徴とする。

本発明によれば、ＬＥＤ基板に対する放熱板の載置面を拡大することなく、ＬＥＤカバーを放熱板に適切に固定可能なＬＥＤ照明装置を提供できる。

本実施形態に係るＬＥＤ照明装置の分解斜視図である。 放熱板の背面側に設けられる部材を示す分解斜視図である。 図１の放熱板を示す拡大図である。 図１のＬＥＤ基板を示す拡大図である。 ＬＥＤ素子の配置密度を説明する図である。 図１のＬＥＤカバーを示す拡大図である。 本実施形態に係るＬＥＤ照明装置からセードを取外した状態の平面図である。 （ａ）は図７のＡ−Ａ線で切断したときの拡大断面図、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ線で切断したときの拡大断面図である。 本実施形態に係るＬＥＤ照明装置の変形例を示す断面図である。 本実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置（ＬＥＤシーリングライト）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、ＬＥＤ照明装置の各部材の形状を理解し易いように、ＬＥＤ照明装置の上下を逆さまにした状態、すなわち紙面下側が家屋の天井側であり、紙面上側が家屋の床側とした状態を図示しながら説明する。

図１は本実施形態に係るＬＥＤ照明装置の分解斜視図、図２は放熱板の背面側に設けられる部材を示す分解斜視図、図３は図１の放熱板を示す拡大図、図４は図１のＬＥＤ基板を示す拡大図、図５はＬＥＤ素子の配置密度を説明する図、図６は図１のＬＥＤカバーを示す拡大図である。図１０は本実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体斜視図である。なお、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１は、例えば、家屋の天井面に設けられる引掛ローゼットや引掛シーリングなどの屋内配線器具（不図示）に係合する取付アダプタ（不図示）を介することによって、外部電源に接続されるとともに天井面の所定位置に固定されて利用に供される。また、以下の説明において、特に断らない限り、ＬＥＤ照明装置１が天井面に取り付けられた状態を基準として、床側（ＬＥＤ素子３２の光放射方向）を“表面側”と呼び、天井側を“背面側”と呼ぶ。

図１に示すように、ＬＥＤ照明装置１は、丸型のものであり、セード１０、放熱板２０、ＬＥＤ基板３０、ＬＥＤカバー４０などを備えている。なお、本実施形態では、丸型のものを例に挙げて説明するが、角型のものにも同様に適用することができる。

セード１０は、透光性（透明、半透明、または、乳白色を含む）を有する樹脂製（例えばアクリルやポリスチレンなど）の略円形かつ傘形状の部品である。セード１０は、光源から放射された光束を拡散させて、使用者がＬＥＤ照明装置１を直視した際のまぶしさを軽減したり、ＬＥＤ照明装置１が設置された空間の明るさを均一化する役割を果たす。

また、セード１０は、後記する放熱板２０の外周固定部２２に固定されたセード取付具５０，５０，５０によって、吊り下げ状態で係合保持される。具体的には、例えば、セード１０を放熱板２０側に被せた状態において、周方向の一方に回転させることによって、セード１０に突設した図示しない係合部がセード取付具５０に係合保持され、また係合保持された状態からセード１０を周方向の他方に回転させることによって、図示しない係合部がセード取付具５０から外れるようになっている。このように、本実施形態のＬＥＤ照明装置１は、放熱板２０、ＬＥＤ基板３０、ＬＥＤカバー４０などを備えた他の部材に対してセード１０が着脱可能に構成されている。

図２に示すように、放熱板２０の背面側には、天井側に近い部材から、本体ベース７、絶縁板８、点灯回路基板９が設けられている。

本体ベース７は、例えば金属板などを略円形状に加工成形した部品であり、放熱板２０よりも小径に形成されている。本体ベース７の中央には、略円形状の孔である器具取付部７ａが設けられている。器具取付部７ａには、前記した取付アダプタが引掛け部（不図示）を介して係合固定される。取付アダプタは、天井側の屋内配線器具に係合固定される。これにより、本体ベース７を含むＬＥＤ照明装置１は、取付アダプタ、器具取付部７ａおよび屋内配線器具をそれぞれ介して、天井面の所定位置に固定されるようになっている。

器具取付部７ａの近傍には、不図示の給電接続部が設けられている。給電接続部は、不図示の電線を介して、取付アダプタと点灯回路基板９との間を電気的に接続している。これにより、ＬＥＤ照明装置１は、屋内配線器具、取付アダプタ、給電接続部および点灯回路基板９をそれぞれ介して、給電を受けるようになっている。

絶縁板８は、本体ベース７と、放熱板２０との間に介在させて設けられている。本体ベース７および放熱板２０は、いずれも金属製である。これに対し、絶縁板８は、電気絶縁性および難燃性を有する例えばポリプロピレンなどの樹脂材料を用いて成形されている。

点灯回路基板９は、絶縁板８の外縁に突設された基板係止部８ａ，８ａなどを介して保持されている。絶縁板８は、本体ベース７にねじ止め固定されている。これにより、点灯回路基板９は、本体ベース７および放熱板２０によって囲まれた放熱空間内に、電気絶縁性を維持した状態で係止固定されている。

ところで、放熱板２０は、点灯回路基板９およびＬＥＤ基板３０（図１参照）を含む両基板を冷却する機能を有している。これら点灯回路基板９およびＬＥＤ基板３０（図１参照）は、作動することによって発熱するものである。一般に、半導体素子であるＬＥＤ素子３２（図４参照）は、熱に弱い性質があり、また使用時には低電圧の大電流を流して高輝度発光を行うため、この発光に伴う発熱によってＬＥＤ素子３２（図４参照）それ自体や周囲の部材が劣化する。かかる劣化を抑制して長寿命・高信頼性を実現するには、適切な放熱を行うことが求められる。

また、点灯回路基板９およびＬＥＤ基板３０（図１参照）が発熱すると、放熱板２０によって囲まれた放熱空間の雰囲気温度は上昇する。このとき、放熱空間の容積が小さいと、そこに収容される空気の量は少なくなる。その結果、空気の接触による放熱効果が低下してしまう。また、熱伝導性を良好に維持する観点から、放熱板２０は、継ぎ目なく一体に成形されることが好ましい。そこで、放熱板２０は、例えば亜鉛メッキ鋼板などの熱伝導性の良好な金属を素材として用いて、その縦断面がハット形状となるように一体成形されている。例えば、放熱板２０は、絞り加工により一体成形している。

図３に示すように、放熱板２０は、略円形状の錐台部２１と、この錐台部２１の外周側（径方向外側）に略ドーナツ形状（略環状）の外周固定部２２と、を有する構造を採用している。

詳述すると、放熱板２０の錐台部２１は、１枚ものの円形の薄い金属板を絞り加工することによって製造される。この錐台部２１は、ＬＥＤ基板３０の裏面が面で接触して載置される円形状の平坦部２１ａ（載置面）と、平坦部２１ａの外周縁部２１ａ１から背面側に向けて拡径しながら延びる筒形状の傾斜部２１ｂと、を有している。

平坦部２１ａには、径方向の中心に、円形の貫通孔２１ｃが形成され、この貫通孔２１ｃが絶縁板８に形成された円筒部８ｂと連通している。また、平坦部２１ａには、ＬＥＤ基板３０を放熱板２０にねじ固定するねじ固定孔２１ｄが複数個所に形成される。また、平坦部２１ａには、ＬＥＤカバー４０を放熱板２０にねじ固定するねじ固定孔２１ｅが複数個所に形成されている。なお、ねじ固定孔２１ｄとねじ固定孔２１ｅは共通のものでも構わない。

傾斜部２１ｂには、ねじ４６（図８（ａ）参照）を介して放熱板２０と本体ベース７とを固定するための凹部２１ｆが周方向に間隔を空けて複数個所に形成されている。なお、図３では、複数の凹部２１ｆのうちの一部のみを図示している。

外周固定部２２は、傾斜部２１ｂの平坦部２１ａとは反対側の端部２１ｂ１から径方向外側に向けて平坦部２１ａと略平行に延びる環状部２２ａと、環状部２２ａの外周縁部が環状部２２ａに対して表面側に略垂直に延びる起立部２２ｂと、を有している。

環状部２２ａは、セード取付具５０およびＬＥＤカバー４０を固定等する部分であり、セード取付具５０の幅よりも広い幅寸法Ｗで形成されている。また、環状部２２ａには、ＬＥＤカバー４０をねじ固定するねじ固定孔２２ｃが複数個所に形成されている。本実施形態では、ねじ固定孔２２ｃがセード取付具５０間にそれぞれ、３箇所づつ周方向に間隔を空けて形成されている。

起立部２２ｂは、起立部２２ｂの端部２２ｂ１の高さ位置が平坦部２１ａの高さ位置よりも低くなるように設定されている。また、起立部２２ｂの端部２２ｂ１は、全周に渡って外側に丸みをおびるように折り返され、放熱板２０の切断面が使用者の手に直接に触れないようになっている（図８参照）。

本実施形態では、前記のような構成の放熱板２０を備えることによって、放熱空間の容積を大きくし（放熱空間の空気の量を多くし）、放熱板２０と空気との接触面積を広くとることができ、前記点灯回路基板９およびＬＥＤ基板３０の放熱効率の向上を図ることができる。その結果、ＬＥＤ素子３２の発光効率が高く、かつ、放熱板２０の絞り成形性が良好で生産性の優れたＬＥＤ照明装置１を実現することができる。

図４に示すように、ＬＥＤ基板３０は、ドーナツ形状の配線基板３１と、この配線基板３１の一面側（ＬＥＤ素子実装面側）に同心円状に複数列（本実施形態では７列）配置された複数のＬＥＤ素子３２と、を含んで構成されている。なお、ＬＥＤ素子３２は、いずれも白色系の光束を放射する同一種類の素子で構成されている。

配線基板３１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製の平板に絶縁層および銅箔パターンなどを形成したものや、熱伝導性の良好な樹脂（例えばポリイミド樹脂など）製の平板上に銅箔パターンおよびソルダーレジストなどを形成したものなどで構成されている。つまり、配線基板３１は、ＬＥＤ素子３２の端子（不図示）や、ＬＥＤ素子３２を配線基板３１に対して密着させる目的でＬＥＤ素子３２の背面側に設けられる放熱パッド（不図示）などを介した熱伝導を受けて、複数のＬＥＤ素子３２の発光により生じた熱を、速やかに伝熱および放熱するようになっている。

また、配線基板３１は、略半ドーナツ形状の２枚の基板３１ａ，３１ｂを組み合わせて略ドーナツ形状となるように構成したものである。また、基板３１ａ，３１ｂの周方向の中間部には、径方向に延びる３分割されたスリット３１ｃ，３１ｃ，３１ｃが形成されている。なお、３つのスリット３１ｃのうちの最も外周に位置するスリット３１ｃは、一端が外周側に開放し、最も内周に位置するスリット３１ｃは、他端が内周側に開放している。

また、基板３１ａの周方向の両端縁部には、径方向に細長く延びる切欠き３１ｄ，３１ｄ，３１ｄが形成されている。基板３１ｂの周方向の両端縁部には、径方向に細長く延びる切欠き３１ｅ，３１ｅ，３１ｅが形成されている。基板３１ａと基板３１ｂとを組み合わせたときに、対向する切欠き３１ｄと切欠き３１ｅとで形成される形状が前記スリット３１ｃと同様な形状のスリットとなるように構成されている。

また、配線基板３１には、放熱板２０の平坦部２１ａ（図３参照）と対向する位置に、ＬＥＤ基板３０を放熱板２０にねじ固定するねじ挿通孔（不図示）が複数個所（図４でねじ３３が挿入されている位置）に形成されている。また、配線基板３１には、ＬＥＤカバー４０を放熱板２０にねじ固定する際のねじ４４（図７参照）が挿通されるねじ挿通孔３４が複数個所に形成されている。

なお、配線基板３１には、図示しない白色の反射シートが設けられている。この反射シートは、ＬＥＤ素子３２から背面側の光を表面側に反射させる機能を有し、各ＬＥＤ素子３２に対応する位置に小孔が形成されている。

なお、本実施形態では、２枚の基板３１ａ，３１ｂを組み合わせた場合を例に挙げて説明したが、２枚に限定されるものではなく、３枚以上であってもよいし１枚であってもよい。ただし、２枚の基板３１ａ，３１ｂのように配線基板３１を分割する枚数を少なくすることにより、３枚以上に分割した場合よりも、ＬＥＤ基板３０およびＬＥＤカバー４０を放熱板２０に組み付けたときに、ＬＥＤ基板３０とＬＥＤカバー４０との位置ずれを抑えることができる。

また、配線基板３１は、放熱板２０の平坦部２１ａの直径寸法Ｄ２（図３参照）よりも長い直径寸法Ｄ１を有している。つまり、本実施形態におけるＬＥＤ基板３０は、放熱板２０の平坦部２１ａ（載置面）に載置されたときに、ＬＥＤ基板３０の外周縁部（最外周とその内周の２列分のＬＥＤ素子３２が配置されている基板領域）が、放熱板２０の平坦部２１ａとは接しない構造となっている（図８参照）。

このように構成されたＬＥＤ基板３０は、ＬＥＤ素子３２の発光面（実装面）とは反対側の面が、縦断面がハット形状である放熱板２０の錐台部２１の平坦部２１ａに密着状態を維持して取り付けられる。したがって、本実施形態によれば、ＬＥＤ基板３０および放熱板２０に関する伝熱および放熱に係る作用効果が相乗的に機能することによって、複数のＬＥＤ素子３２の発光により生じた熱を速やかに冷却することが可能になる。

また、本実施形態に係るＬＥＤ基板３０では、ＬＥＤ照明装置１の中央部付近まで面積を広げてＬＥＤ素子３２を配置する構成を採用している。このように構成すれば、ＬＥＤ照明装置１の中央部から周縁部に至るまで、その明るさをほぼ均一にすることができる。

また、本実施形態に係るＬＥＤ基板３０では、ＬＥＤ照明装置１の中央部から周縁部に至るまでの明るさをさらに均一にする手段として、図５に示す手段を採用することができる。

まず、図５に示す各項目について説明する。すなわち、「列」は、同心円状に配置されたＬＥＤ素子３２のどの列のＬＥＤ素子３２の配列であるかを示している。すなわち、「１列」は、径方向の最も中心側において円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ１（図４参照）を示している。「２列」は、ＬＥＤ素子群Ｌ１の径方向外側に隣り合って円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ２（図４参照）を示している。「３列」は、ＬＥＤ素子群Ｌ２の径方向外側に隣り合って円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ３（図４参照）を示している。「４列」は、ＬＥＤ素子群Ｌ３の径方向外側に隣り合って円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ４（図４参照）を示している。「５列」は、ＬＥＤ素子群Ｌ４の径方向外側に隣り合って円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ５（図４参照）を示している。「６列」は、ＬＥＤ素子群Ｌ５の径方向外側に隣り合って円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ６（図４参照）を示している。「７列」は、ＬＥＤ素子群Ｌ６の径方向外側に隣り合って円形に配列されているＬＥＤ素子群Ｌ７（図４参照）を示している。

また、「レンズタイプ」は、配光が異なるＡタイプ，Ｂタイプ，Ｃタイプの３種類のレンズを使用していることを意味している。すなわち、１列目のＬＥＤ素子群Ｌ１がＡタイプであり、２列目ないし５列目のＬＥＤ素子群Ｌ２〜Ｌ５がＢタイプであり、６列目から７列目のＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７がＣタイプである。

また、「配置半径」は、各ＬＥＤ素子群Ｌ１〜Ｌ７の中心Ｏ（図４参照）からの距離を意味している。「配置周長」は、各ＬＥＤ素子群Ｌ１〜Ｌ７の円形の周方向の長さ（円ひとまわりの長さ）を意味している。なお、「配置周長」は、「配置半径」から算出することができる（２×π×配置半径）。「配置数」は、各ＬＥＤ素子群Ｌ１〜Ｌ７のＬＥＤ素子３２が実際に配置されている個数を意味している。

「配置周長／配置数」は、「配置周長」を「配置数」で除算した値、換言すると周方向に隣り合うＬＥＤ素子３２間の距離であり、ＬＥＤ素子３２の列毎の配置密度を意味している。「密」は、ＬＥＤ素子３２の配置密度が高い（隣り合うＬＥＤ素子３２間の距離が短い）状態を意味し、「疎」は、ＬＥＤ素子３２の配置密度が低い（隣り合うＬＥＤ素子３２間の距離が長い）状態を意味している。すなわち、（配置周長／配置数）の値が低いと配置密度が高い（密である）ことを意味し、（配置周長／配置数）の値が高いと配置密度が低い（疎である）ことを意味している。

図５に示す２列目ないし５列目のＬＥＤ素子群Ｌ２〜Ｌ５の配置密度（配置周長／配置数）を平均化すると、２３．２０となる。また、６列目および７列目のＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７の配置密度（配置周長／配置数）を平均化すると、２０．８２となる。つまり、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１では、径方向の内周側（１列目）のＬＥＤ素子３２の配置密度が高く、径方向の中間（２，３，４，５列目）のＬＥＤ素子３２の配置密度が低く、径方向の外周側（６，７列目）のＬＥＤ素子３２の配置密度が高くなるように設定されている。

ところで、ＬＥＤ照明装置の径方向の中心には、ＬＥＤ素子３２を配置することが困難な円形の領域が存在するので、ＬＥＤ照明装置を点灯したときに、ＬＥＤ照明装置のセードの中央部分が暗く見える。また、径方向の外周には、セード１０を取り付けるため環状の領域が存在するので、ＬＥＤ照明装置を点灯したときに、ＬＥＤ照明装置のセードの外周部分が暗く見える。

そこで、本実施形態では、図５において説明したように、内周側（ＬＥＤ素子群Ｌ１）のＬＥＤ素子３２の配置密度を高く設定することにより、ＬＥＤ照明装置１のセード１０の中央部分が暗く見えるのを防止できる。また、外周側（ＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７）のＬＥＤ素子３２の配置密度を高く設定することにより、ＬＥＤ照明装置１のセード１０の外周部分が暗く見えるのを防止できる。このように、内周側のＬＥＤ素子群Ｌ１および外周側のＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７におけるＬＥＤ素子３２の配置密度を中間部のＬＥＤ素子群Ｌ２〜Ｌ５におけるＬＥＤ素子３２の配置密度よりも高く設定することにより、ＬＥＤ照明装置１の中央部から周縁部（最外周部）に至るまで明るさをより均一にすることが可能になる。

なお、ＬＥＤ照明装置１の明るさを均一にする手段として、内周部のＬＥＤ素子３２を内向きの配光として、外周部のＬＥＤ素子３２を外向きの配光とするようにしてもよい。

図６に示すように、ＬＥＤカバー４０は、複数のＬＥＤ素子３２から発せられた光束を表面側（床側）へ導く機能およびＬＥＤ基板３０を放熱板２０に対して密着させるように押圧する機能などを有している。

ＬＥＤカバー４０は、例えばポリスチレン、ポリカーボネートなどの、透光性および電気絶縁性を有する樹脂を用いて、射出成形などによって一体成形されている。特に、透明性、コストおよび成形性の点においてポリスチレンを使用することが好ましい。また、ＬＥＤカバー４０に用いる材料は、透光性および電気絶縁性を備えるものであれば、樹脂に限定されるものではなく、ガラスなどであってもよい。

また、ＬＥＤカバー４０は、ＬＥＤ基板３０の発光面（ＬＥＤ素子３２が実装されている面）全体を覆うＬＥＤカバー部４１と、ＬＥＤカバー部４１の外周縁部４１ａから背面側に沿って延びる円筒状の壁部４２と、壁部４２のＬＥＤカバー部４１とは反対側から外周固定部２２の環状部２２ａ（図３参照）に沿って延びるカバー外周固定部４３と、を有している。

ＬＥＤカバー部４１は、ＬＥＤ基板３０の直径（外径）より若干大きい直径を有する略円形状を呈し、径方向の中央部に円形の貫通孔４１ｂが形成されている。また、ＬＥＤカバー部４１の表面側には、ＬＥＤ基板３０の各ＬＥＤ素子３２と対応する位置にドーム形状部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅが形成されている。なお、ドーム形状部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅは、レンズ機能を有するものであり、ＬＥＤ素子３２からの光束を拡散等させるものである。ドーム形状部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅは、図５に記載のレンズタイプＡ，Ｂ，Ｃを備えるものである。

ドーム形状部４１ｃは、ＬＥＤ素子群Ｌ１の各ＬＥＤ素子３２に対応する位置に設けられ、径方向の最も中心側において円形に配置されている。ドーム形状部４１ｄは、ＬＥＤ素子群Ｌ２〜Ｌ５の各ＬＥＤ素子３２に対応する位置に設けられ、ドーム形状部４１ｃの径方向外側において円形状に４列分配置されている。ドーム形状部４１ｅは、ＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７の各ＬＥＤ素子３２に対応する位置に設けられ、最も外周側に位置するドーム形状部４１ｃの径方向外側において円形状に２列分配置されている。つまり、ひとつのＬＥＤ素子３２に対して、ひとつのドーム形状部４１ｃ（４１ｄ，４１ｅ）が対応して設けられている。

また、ＬＥＤカバー部４１には、ＬＥＤカバー４０を放熱板２０の平坦部２１ａにねじ固定するねじ挿通孔４１ｆが内周側と外周側の複数個所に形成されている。本実施形態では、外周側のねじ挿通孔４１ｆが、ドーム形状部４１ｄとドーム形状部４１ｅとの間において、周方向に間隔を空けて８箇所に形成され、内周側のねじ挿通孔４１ｆが、ドーム形状部４１ｃよりも内周側において、周方向に間隔を空けて４箇所に形成されている。なお、ねじ挿通孔４１ｆの個数や位置は、適宜変更することができる。

壁部４２は、ＬＥＤカバー部４１に対して略直交する方向に延びて形成されている。これにより、後記するカバー外周固定部４３の幅（径方向）を長く設定することができ、カバー外周固定部４３を外周固定部２２に固定し易くなる。

また、壁部４２の周面には、切欠き凹部４２ａが形成されている。この切欠き凹部４２ａは、ＬＥＤカバー４０内の熱を外部に逃すためのものであり、カバー外周固定部４３間のカバー外周固定部４３が形成されていない位置に形成されている。なお、切欠き凹部４２ａの開口面積は、使用者の指が挿入できない大きさに設定されている。これにより、使用者が手（指）で直接にＬＥＤ基板３０に触れるのを防止できる。また、図６では、３箇所の切欠き凹部４２ａのうちの１箇所のみを図示している。

なお、本実施形態では、壁部４２に放熱用の切欠き凹部４２ａを設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、さらに、壁部４２の別の位置に、または切欠き凹部４２ａと組み合わせるようにして、貫通孔が形成されていてもよい。なお、この貫通孔についても、使用者の指が入らない大きさであれば、形状や個数を適宜変更することができる。

カバー外周固定部４３は、ＬＥＤカバー４０をＬＥＤ基板３０の外周側において放熱板２０に固定する固定部であり、壁部４２の外周面に沿って延びる湾曲した細長形状の複数の固定板部４３ａを有している。固定板部４３ａは、セード取付具５０（図１参照）が対応する位置を除いて、壁部４２の外周面に間隔を空けて３箇所に形成されている。なお、カバー外周固定部４３を３箇所に形成することにより、セード１０をセード取付具５０に取り付け易くなる。

固定板部４３ａには、周方向に間隔を空けて複数のねじ固定用のねじボス４３ｂが形成されている。ねじボス４３ｂは、凹面が表面側を向くように形成されるとともに、ねじ４５が挿入可能な円形の開口４３ｂ１を有している。なお、固定板部４３ａに形成されるねじボス４３ｂは、３箇所に限定されるものではなく、２箇所以下でもよく、４箇所以上でもよい。

また、固定板部４３ａは、周方向の一方の端部に切欠部４３ｃを有している。この切欠部４３ｃは、固定板部４３ａの外周縁４３ａ１から壁部４２に向けて延びるテーパ部４３ｃ１と、壁部４２に沿って延びる湾曲部４３ｃ２と、を有するように切り欠かれている。このテーパ部４３ｃ１を含む切欠部４３ｃは、セード１０を取り付ける際に、セード１０に突設した図示しない係合部がセード取付具５０に係合保持される方向へ案内し易くするためのものである。

前記したＬＥＤカバー４０は、樹脂を用いた一体成形と、ドーム形状部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅなどの凹凸形状、壁部４２およびカバー外周固定部４３とが相まって、ＬＥＤカバー４０の剛性を確保している。

図７は本実施形態に係るＬＥＤ照明装置からセードを取外した状態の平面図、図８（ａ）は図７のＡ−Ａ線で切断したときの拡大断面図、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ線で切断したときの拡大断面図である。

ＬＥＤ照明装置１を組み立てる場合には、まず、放熱板２０にＬＥＤ基板３０をねじ３３（図４参照）によってねじ固定する。すなわち、ＬＥＤ基板３０に形成された図示しないねじ挿通孔にねじ３３を挿通し、放熱板２０の平坦部２１ａに形成されたねじ固定孔２１ｄ（図３参照）に螺合することで、ＬＥＤ基板３０を放熱板２０に固定する。これにより、ＬＥＤ基板３０の外周縁部が、放熱板２０の平坦部２１ａから外周側に突出した状態で、ＬＥＤ基板３０が放熱板２０に固定される。

そして、放熱板２０に固定されたＬＥＤ基板３０の上方からＬＥＤカバー４０を被せる。このとき、カバー外周固定部４３間に、セード取付具５０を位置決めし、かつ、カバー外周固定部４３のねじボス４３ｂと、放熱板２０の外周固定部２２のねじ固定孔２２ｃとが対応するように位置決めする。

そして、放熱板２０にＬＥＤカバー４０をねじ４４によってねじ固定する。すなわち、ＬＥＤカバー４０に形成されたねじ挿通孔４１ｆ（図６参照）と、ＬＥＤ基板３０に形成されたねじ挿通孔３４（図４参照）とにねじ４４を順に挿通し、放熱板２０の平坦部２１ａに形成されたねじ固定孔２１ｅ（図３参照）に螺合することで、ＬＥＤカバー４０の内周側を放熱板２０に固定する。また、ＬＥＤカバー４０に形成されたねじボス４３ｂにねじ４５（図８参照）を挿通し、放熱板２０の外周固定部２２に形成されたねじ固定孔２２ｃ（図３参照）に螺合することで、ＬＥＤカバー４０の外周側を放熱板２０に固定する。

これにより、領域Ｒ（図８参照）の配線基板３１に対応するＬＥＤカバー４０（ＬＥＤカバー部４１）を放熱板２０に確実に固定することができる。

図８（ａ）に示すように、カバー外周固定部４３に形成されたねじボス４３ｂは、放熱板２０の外周固定部２２（環状部２２ａ）に背面側に突出して形成され、ねじボス４３ｂの先端面が環状部２２ａの平坦面に当接している。また、ねじボス４３ｂは、放熱板２０のねじ固定孔２２ｃと対応する位置に形成されている。

図８（ｂ）に示すように、ねじボス４３ｂをカバー外周固定部４３の板状の固定板部４３ａから背面側に突出するように形成されている。これにより、ねじボス４３ｂが形成されている位置を除いて、カバー外周固定部４３（固定板部４３ａ）と放熱板２０の外周固定部２２（環状部２２ａ）との間に隙間Ｓが形成されている。このように、隙間Ｓが形成されることで、ＬＥＤ基板３０から発生した熱を隙間Ｓを介してＬＥＤカバー４０の外部に放出して冷却することが可能になる。なお、この隙間Ｓについても、前記切欠き凹部４２ａと同様に、使用者の指が入らない寸法に設定され、例えば５ｍｍ〜６ｍｍに設定されている。

ところで、ＬＥＤ基板３０が熱で変形してＬＥＤ基板３０がＬＥＤカバー４０から離れると、光学的な特性を保てなくなることが予想される。そこで、本実施形態では、図８（ａ）に示すように、ＬＥＤカバー４０のＬＥＤ基板３０に対向する背面側の面（裏面）に、ＬＥＤカバー４０を放熱板２０にねじ固定したときに、ＬＥＤ基板３０を押圧するための突起部４１ｇが形成されている。なお、図８（ａ）では、ひとつの突起部４１ｇが図示されているが、実際には同様の突起部４１ｇが複数個所（適宜変更可）に設けられ、複数の突起部４１ｇによってＬＥＤ基板３０の全体を放熱板２０側に均等または略均等に押圧するように構成されている。なお、突起部４１ｇの形状は、円柱状のものに限定されるものではない。

また、突起部４１ｇの位置は、放熱板２０の平坦部２１ａと対向する位置に限定されるものではなく、ＬＥＤ基板３０が平坦部２１ａから外周に突出する領域Ｒ（図８参照）に形成されていてもよい。

そして、ＬＥＤ基板３０およびＬＥＤカバー４０が固定された放熱板２０にセード１０がセード取付具５０，５０，５０（図１参照）を介して取り付けられる（図１０参照）。

以上説明したように、本実施形態のＬＥＤ照明装置１では、ＬＥＤ基板３０が載置される平坦部２１ａ（載置面）よりも外周側（径方向外側）に突出する配線基板３１（基板）を有し、ＬＥＤカバー４０が、ＬＥＤ基板３０の発光面を覆うＬＥＤカバー部４１と、ＬＥＤカバー部４１から外周固定部２２に向けて延びる壁部４２と、壁部４２から外周固定部２２に沿って延びるとともに放熱板２０の外周固定部２２に固定されるカバー外周固定部４３と、を備えている。これによれば、ＬＥＤカバー４０がＬＥＤカバー部４１だけではなく、壁部４２とカバー外周固定部４３を備えることで、ＬＥＤカバー４０を放熱板２０の平坦部２１ａ側（内周側）だけではなく、外周固定部２２側（外周側）も固定できるので、ＬＥＤカバー４０を放熱板２０に適切に固定することが可能になる。適切に固定するとは、ＬＥＤ基板３０が発する熱によって、ＬＥＤ基板３０のＬＥＤ素子３２とＬＥＤカバー４０のドーム形状部４１ｃ（４１ｄ，４１ｅ）との位置関係が変化することなく、所定の光学特性を維持できることを意味する。

つまり、従来のように、略円形のＬＥＤカバー部でＬＥＤ基板３０を覆っただけでは、ＬＥＤカバー部が熱変形によって、ＬＥＤ素子３２とドーム形状部との位置関係が変化して、所定の光学特性を維持することができなくなる。しかし、本実施形態では、前記のようにＬＥＤカバー４０を備えることにより、熱によるＬＥＤカバー４０の変形を防止することができ、所定の光学特性を維持することが可能になる。

ちなみに、本実施形態では、ＬＥＤ基板３０の外周側の領域Ｒ（図８参照）が放熱板２０（平坦部２１ａ）と接触していない構造を有している。しかし、ＬＥＤ基板３０の内周側のＬＥＤ素子群Ｌ１などでは、周囲の熱で高くなる傾向にあるが、外周側のＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７では、その外周側にＬＥＤ素子３２が配置されていないので、温度が過度に高くなることがなく、ＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７に悪影響を及ぼすことはないものである。

また、本実施形態では、カバー外周固定部４３にねじボス４３ｂを設けて、カバー外周固定部４３と放熱板２０の外周固定部２２との間に隙間Ｓを空けた状態で固定することで、配線基板３１の領域Ｒ（図８参照）で発生した熱を効果的に外部に逃すことができる。

また、本実施形態では、ＬＥＤカバー部４１にＬＥＤ基板３０を押圧する突起部４１ｇを形成することで、ＬＥＤ基板３０などから発せられる熱によって、ＬＥＤ基板３０のＬＥＤ素子３２とＬＥＤカバー４０のドーム形状部４１ｃ，４１ｄ，４１ｅとの間の距離が変化するのを防止でき、所定の光学特性を維持することが可能になる。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更することができる。図９は本実施形態に係るＬＥＤ照明装置の変形例を示す断面図である。

図９に示すＬＥＤ照明装置１Ａは、前記したＬＥＤ照明装置１の変形例であり、ＬＥＤ照明装置１に伝熱支持板６０を追加したものである。その他の構成については、同一の符号を付して重複した説明を省略する。この伝熱支持板６０は、例えば、アルミニウム合金や銅などの熱伝導性に優れた材料によってＬＥＤ基板３０と略同一のドーナツ状に形成され、放熱板２０とＬＥＤ基板３０との間に、平坦部２１ａとＬＥＤ基板３０の背面の双方と面接触するように積層配置されている。

これにより、ＬＥＤ基板３０のＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７からの発せられた熱も伝熱支持板６０、放熱板２０に伝達することにより、ＬＥＤ照明装置１Ａの冷却機能を向上させることができる。また、ＬＥＤ基板３０をＬＥＤカバー４０と伝熱支持板６０とで挟み込むことで、ＬＥＤ素子群Ｌ６，Ｌ７のＬＥＤ素子３２とＬＥＤカバー４０のドーム形状部４１ｅとの位置関係が変化するのを防止できるので、所定の光学特性を維持することが可能になる。

なお、本発明は、前記した実施形態および変形例に限定されるものではなく、例えば、
ひとつのドーム形状部に、複数種類のＬＥＤ素子を配置するようにしてもよい。複数種類のＬＥＤ素子とは、例えば、一方が白色系の光束を放射する素子であり、他方が暖色系の光束を放射する素子である。

また、ＬＥＤ素子３２およびＬＥＤカバー４０のドーム形状部の配列は、円形状に限定されるものではなく、正偶数角形状などで構成してもよい。また、ＬＥＤ基板３０の形状についても、略ドーナツ形状に限定されるものではなく、正偶数角形状で構成してもよい。また、ＬＥＤ素子３２の配置についても、同心円状に限定されるものではなく、各種の配置を採用することができる。

また、ＬＥＤカバー４０におけるねじ孔（ねじボス４３ｂやねじ挿通孔など）に、それぞれに対応する孔（ねじ固定孔２２ｃなど）への位置合わせ用ガイドとしてねじ孔の縁に突出する突起を設けても良い。該突起が前記対応する孔に入ることにより、ＬＥＤカバー４０とそれに対応するものの相対的な位置関係を規定することができる。

１ ＬＥＤ照明装置
１０ セード
２０ 放熱板
２１ 錐台部
２１ａ 平坦部（載置面）
２１ｂ 傾斜部
２２ 外周固定部
２２ａ 環状部
２２ｂ 起立部
３０ ＬＥＤ基板
３１ 配線基板（基板）
３２ ＬＥＤ素子
４０ ＬＥＤカバー
４１ ＬＥＤカバー部
４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ ドーム形状部
４１ｇ 突起部
４２ 壁部
４２ａ 切欠き凹部
４３ カバー外周固定部
４３ａ 固定板部
４３ｂ ねじボス
５０ セード取付具
６０ 支持伝熱板
Ｌ１、Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７ ＬＥＤ素子群
Ｓ 隙間

Claims (3)

1. 複数のＬＥＤ素子を光源として備えるＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板を載置する載置面が形成された錐台部および前記錐台部の外周に形成された外周固定部を有する放熱板と、
   前記ＬＥＤ基板を覆うＬＥＤカバーと、を備え、
   前記ＬＥＤ基板は、前記載置面よりも外周側に突出する基板を有し、
   前記ＬＥＤカバーは、
   前記ＬＥＤ基板の発光面を覆うＬＥＤカバー部と、
   前記ＬＥＤカバー部から前記外周固定部に向けて延びる筒状の壁部と、
   前記壁部から前記外周固定部に沿って延びるとともに前記放熱板に固定されるカバー外周固定部と、を備え、
   前記筒状の壁部は、前記基板の側部を囲む形状であることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記カバー外周固定部は、前記外周固定部との間に所定の隙間を空けて固定されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記ＬＥＤカバー部には、前記ＬＥＤ基板を押圧する突起部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。

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