JP6241723B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関し、特に光源及び回路ユニットの放熱性を向上する技術に関する。

近年、発光部の光源として、高発光効率かつ長寿命なＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子を用いた照明装置が普及しつつある。このような照明装置においては、発光部に電力を供給する電源回路ユニットが必要となる。特許文献１では、発光部と電源回路ユニットとをそれぞれ別の筐体に収容する照明装置が開示されている。この場合、電源回路ユニットを収容する筐体は天井又は壁の裏側に設置される。

一方、照明装置が設置される建造物においては、内部空間の断熱性を高めるための断熱材や、耐震性を向上させるための補強材を、天井及び壁の裏側に敷設する場合が多くなっている。この場合、照明装置を設置するための十分な空間を天井や壁の裏側に確保することが難しい。そこで、図１２に示す照明装置９００のように、発光部９２２と電源回路ユニット９６０とが同じ筐体９１０に配置された照明装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

照明装置９００では、筐体９１０が、平板状の基台部９１１と、基台部９１１の主面上から筒状に立ち上がる回路収容部９１２とを有している。また、半導体発光素子を光源とする発光部９２２が、基台部９１１の回路収容部９１２側の主面とは反対側の主面上に配置され、電源回路ユニット９６０が回路収容部９１２の内部に収容されている。

特開２０１０−１０２８９７号公報 特開２０１１−２４３５１０号公報

半導体発光素子は、供給された電力をすべて光に変換することはできない。また、電源回路ユニットも、すべての電力を発光部に供給することはできない。これら使用できない電力は大部分が熱エネルギーとなる。すなわち、半導体発光素子を光源とする照明装置の動作時において、発光部及び電源回路ユニットは熱を発する。
ここで、照明装置９００では、図１２に示すように、基台部９１１の主面と直交する方向について、発光部９２２と回路収容部９１２とが基台部９１１を介して隣接している。この場合、それぞれにおいて発生した熱が互いに伝わりやすいため、発光部９２２又は電源回路ユニット９６０が過度に温度上昇する恐れがある。このような温度上昇は、発光部９２２及び電源回路ユニット９６０にとって、動作の安定性を損なうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、設置に必要な空間を低減しつつ、発光部及び電源回路ユニットの過度の温度上昇を抑制できる照明装置を提供することにある。

本発明の一態様に係る照明装置は、各々が半導体発光素子を光源とする複数の発光部と、前記複数の発光部に電力を供給する電源回路ユニットと、が筐体に配置された照明装置である。そして、筐体が、環状に前記複数の発光部が配置された第１主面と、第１主面とは反対側に位置する第２主面とを有する基台部と、第２主面上から立ち上がる筒状であって、内部に電源回路ユニットを収容する回路収容部と、を有する。さらに、第２主面と回路収容部の外周面との境界線を第１主面に垂直投影したとき、前記第１主面において前記複数の発光部が垂直投影された境界線よりも外方に配置されている。

また、本発明の別態様に係る照明装置は、さらに、電源回路ユニットと、第２主面との間に配置された断熱部材を備える。
また、本発明の別態様に係る照明装置は、さらに、回路収容部の内部側において電源回路ユニットを囲む側面部と、電源回路ユニットから見て基台部と反対側に位置する底面部とを有する有底筒状の回路カバーを備える。そして、電源回路ユニットと、回路カバーの底面部及び側面部とが熱的に結合されており、電源回路ユニットから回路カバーの底面部までの熱抵抗が、電源回路ユニットから回路カバーの側面部までの熱抵抗よりも小さい。

また、本発明の別態様に係る照明装置は、さらに、第１主面を覆う第３主面と、第３主面とは反対側に位置する第４主面とを有する導光板を備える。そして、導光板が、前記複数の発光部が発する光を、第３主面側から導光板内部に導入し、第４主面側から面状に出射する。
また、本発明の別態様に係る照明装置は、回路収容部が、基台部から離れるにつれて先細りとなる。

また、本発明の別態様に係る照明装置は、回路収容部の内周面が、第２主面と直交する。
なお、「垂直投影」とは、平行投影のうち投影面と投影線とがなす角度が垂直であるものをいう。また、「平行投影」とは、無限遠点を視点とした投影である。したがって、平行投影では、投影線が互いに平行となる。

上記態様に係る照明装置では、各発光部と電源回路ユニットとが同じ筐体に配置され、省スペースであるため、設置に必要な空間を低減できる。また、上記態様に係る照明装置では、基台部の主面と平行な方向及び直交する方向のいずれにおいても、各発光部と、電源回路ユニットを収容する回路収容部の内部とが近接しない。したがって、各発光部と電源回路ユニットとの間で熱が伝わりにくく、各発光部及び電源回路ユニットの過度の温度上昇を抑制できる。

本発明の一態様に係る照明装置１を示す斜視図 照明装置１の天井への取り付け状態を示す断面図 照明装置１を正面側から見た分解斜視図 照明装置１を背面側から見た分解斜視図 照明装置１を示す正面図 図２のＡで示す部分の拡大断面図 照明装置１における熱の伝わり方を説明する模式断面図 断熱板１８を備えた照明装置１における熱の伝わり方を説明する模式断面図 端子台７０を備えた照明装置１における熱の伝わり方を説明する模式断面図 変形例１に係る照明装置が備える筐体２１０を示す模式断面図 変形例２に係る照明装置が備える筐体３１０を示す模式断面図 従来技術に係る照明装置９００を示す断面図

＜実施の形態＞
以下では、本発明の一態様に係る照明装置１について、図面を参照しながら説明する。なお、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる場合がある。
１．照明装置１の構成
照明装置１の構成について、図１から図４を用いて説明する。図１は、照明装置１を示す斜視図であって、カバー５０を取り外した状態を示す。図２は、照明装置１の天井への取り付け状態を示す断面図である。図３は照明装置１を正面側から見た分解斜視図である。図４は、照明装置１を背面側から見た分解斜視図である。

図１に示すとおり、照明装置１は、各々が半導体発光素子を光源とする複数の発光部２２が筐体１０に配置されたシーリングライトである。また、照明装置１は、図２に示すように、例えば、天井２に設置され、外部電源線３によって直接商用交流電源と接続される電源回路内蔵型の照明装置である。なお、照明装置１は、シーリングライトに限定されず、例えば、ダウンライト、スポットライト、ブラケットライト、スタンドライトなどであってもよい。なお、以下の説明においては、照明装置１から見て天井２側を上側、その反対側を下側とする。したがって、照明装置１の上側の面は背面、下側の面は正面となる。

図３及び図４に示すように、照明装置１は、例えば、筐体１０、発光ユニット２０、反射板３０、導光板４０、カバー５０、電源回路ユニット６０、端子台７０、取付部材８０を備える。
（１）各部材の構成
以下、各部材の構成について説明する。

ａ．筐体１０
筐体１０は、例えば、アルミダイキャストなどの金属材料からなり、上側主面１１ａと下側主面１１ｂとを有する円形平板状の基台部１１と、上側主面１１ａ上から円筒状に立ち上がる回路収容部１２とを有する。
基台部１１は、その中央に形成された円形の開口部１３と、間隔をあけて開口部１３を挟む位置に形成された小ねじ孔１４と、開口部１３を中心とする正三角形の頂点に相当する位置に形成された貫通孔１５とを有する。また、基台部１１の上側主面１１ａ上には、開口部１３を中心に各貫通孔１５から３０度回転した位置にボス１６が形成されている。小ねじ孔１４、貫通孔１５及びボス１６はすべて回路収容部１２の内部側に配置されており、照明装置１の組立後の状態では、これらが露出しないようになっている。

回路収容部１２には、円筒の側面に相当する外周面１２ｂの上下方向中央付近において外方へ突出して円環状をなす外鍔部１７が形成されている。また、回路収容部１２の内部には、上側主面１１ａ上に、例えばグラスウール、セラミックファイバー、フェノールフォーム、ウレタンフォームなどの繊維系断熱材や発泡系断熱材などからなる断熱板１８が配置されている。断熱板１８は、その中央に円形の開口部を有する平板状であって、上側主面１１ａを覆いながら貫通孔１５及びボス１６を露出するよう、例えば六角形となっている。

ｂ．発光ユニット２０
発光ユニット２０は、基板２１と、複数の発光部２２と、電源端子２３とを有する。
基板２１は、基台部１１より小さく、回路収容部１２の外径より大きい直径を有する円形平板状であって、例えば、セラミックや熱伝導性樹脂などからなる電気絶縁層に、アルミや銅などからなる金属層をパターニングしたものである。金属層は、各発光部２２と電源端子２３を電気的に接続する配線、各発光部２２が発する光を効率良く照明装置１の正面側へ導くための光反射部、各発光部２２が発する熱を効率良く発散させるための放熱部などの役割を持ち、その役割に適した材料がそれぞれ必要な箇所にパターニングされている。また、基板２１は、基台部１１に対応して、その中央に形成された円形の開口部２４と、小ねじ孔１４に対応する位置に形成された小貫通孔２５と、貫通孔１５に対応する位置に形成された貫通孔２６とを有する。

発光部２２は、半導体発光素子を光源とするものであって、例えば白色光を発する表面実装型のＬＥＤである。また、発光部２２は、複数存在し、基板２１の下側主面上において円環状に配置されている。さらに、各発光部２２は、その光の主出射方向が、下側、すなわち照明装置１の正面側となるように、基板２１に実装されている。
電源端子２３は、各発光部２２に供給する電力の入力部であり、例えばソケットのように電源線を着脱可能とするものであってもよいし、例えば金属ランドのように電源線をはんだ付けするものであってもよい。電源端子２３は、基板２１の下側主面上の開口部２４付近に配置されている。

ｃ．反射板３０
反射板３０は、基台部１１より小さく、基板２１より大きい直径を有する円形平板状であって、例えば、高反射ポリカーボネート樹脂、高反射ナイロン樹脂、高反射ポリブチレンテレフタレート樹脂、高反射発泡樹脂などの光反射率の高い材料からなる。反射板３０は、その中央に形成された小孔３１と、各発光部２２に対応する位置に形成された窓孔３２と、窓孔３２を含んで円環状に上側へ凹む窪み部３３と、周縁部において小孔３１を中心とする正六角形の頂点に相当する位置に形成された貫通孔３４とを有する。

また、反射板３０の上側主面には、小孔３１を取り囲むように開口部２４の開口端に対応する位置にある突起部３５と、貫通孔１５に対応する位置にあるボス３６と、貫通孔３４同士の間を反射板３０の外周に沿って円弧状に走る隆起部３７とが形成されている。隆起部３７がなす円弧の直径は基板２１の直径とほぼ同じである。
なお、反射板３０は、少なくとも窓孔３２の側面及び窪み部３３を含む下側主面が光反射率の高い材料で構成されていればよく、突起部３５、ボス３６、隆起部３７及び上側主面は、光反射率の低い樹脂などの材料で構成されていてもよい。

ｄ．導光板４０
導光板４０は、上側主面４０ａと下側主面４０ｂとを有し、反射板３０と同等の大きさを持つ円形平板状であって、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ガラスなどの透光性材料からなる。導光板４０は、発光部２２がなす円環に対応する位置において上側へ凹む窪み部４１と、貫通孔３４に対応する位置に形成された貫通孔４２とを有する。また、上側主面４０ａの中央には、突起部４３が形成されている。

ｅ．カバー５０
カバー５０は、下側に凹んだドーム状であって、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなどの透光性材料からなる。カバー５０の上面側には、貫通孔３４に対応する位置に突起部５１が形成されている。カバー５０の外径は、基台部１１の直径とほぼ同一である。

ｆ．電源回路ユニット６０
電源回路ユニット６０は、回路基板６１と、回路部品６２と、リード線６３と、コネクタ６４とを有する。
回路基板６１は、その直径が回路収容部１２の内径よりも小さい略円形平板状であって、例えば、紙フェノールやガラスエポキシなどの電気絶縁性材料からなる。回路基板６１の中央には、略半円形の開口部６１ａが形成されている。また、回路基板６１には、金属などの導電性材料でパターニングされた配線が形成されており、この配線は、回路部品６２、リード線６３及びコネクタ６４を電気的に接続している。

回路部品６２は、例えば、制御用ＩＣ、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コイル、コンデンサなどの電子部品であって、回路基板６１の両主面上に実装されている。
リード線６３は、発光ユニット２０の電源端子２３に接続されて発光ユニット２０と電源回路ユニット６０とを電気的に接続するものであり、その先端は、電源端子２３の種類に応じて、例えばプラグや被覆からむき出した導線などになっている。コネクタ６４は、電源回路ユニット６０に供給する電力の入力部であり、例えば一対の金属製の平板である。

ｇ．端子台７０
端子台７０は、円形平板状の底面部７０ａと、底面部７０ａの下側主面上から円筒状に立ち上がる側面部７０ｂとを有する有底円筒状であって、例えば、セラミックや熱伝導性樹脂などの電気絶縁性材料からなる。また、底面部７０ａには、その中心部分を貫通する円筒状の端子部７１と、ボス１６に対応する位置にある貫通孔７２とが形成されている。さらに、側面部７０ｂには、端子台７０の内部側に突出する爪部７３が形成されている。

端子部７１の下側の先端部分には、略半円環状の突出部７１ａが形成されている。また、端子部７１内には、外部電源線３及び電源回路ユニット６０のコネクタ６４が挿入されることで電源回路ユニット６０と外部電源とを電気的に接続する接続端子７１ｂが形成されている。
ここで、側面部７０ｂの内径は、回路基板６１の直径よりも大きく、側面部７０ｂの外径は、回路収容部１２の内径よりも小さい。

ｈ．取付部材８０
取付部材８０は、上側に円形平板状の底部を有し、側部が円筒状である有底円筒状であって、例えば、アルミニウムや鉄のような金属材料、セラミック又は熱伝導性を有する樹脂材料からなる。取付部材８０は、その底部中央に形成された円形の開口部８１と、底部において間隔をあけて開口部８１を挟む位置に形成された貫通孔８２と、側部の内周面の上下方向中央付近において内方へ突出して円環状をなす内鍔部８３とを有する。また、取付部材８０の内径は、回路収容部１２の外径より大きい。

以上、各部材の構成を説明したが、上記構成はあくまで照明装置１の一例であって、これに限られない。照明装置１では、上記各部材について、追加、変更、削除を適宜行うことが可能であり、例えば、各部材中の開口や突起などの数又は位置の変更、放熱部材・補強部材などの追加、反射板３０や導光板４０などの削除を行ってもよい。また、複数の部材を一体化してもよく、例えば、導光板４０とカバー５０とを一体化してもよいし、筐体１０上に各発光部２２と電源回路ユニット６０とが直接配置された構成などであってもよい。
（２）照明装置１の組立及び設置方法
以下、照明装置１の組立及び設置方法について説明する。ただし、以下は一例であって、照明装置１の組立及び設置方法はこれに限定されない。

まず、基台部１１の下側主面１１ｂ上に、各発光部２２が露出するように発光ユニット２０を積載し、発光ユニット２０側から小貫通孔２５に挿入した小ねじ２７を、小ねじ孔１４に螺合する。これによって、発光ユニット２０が基台部１１の下側主面１１ｂ上に固定される。また、このとき、下側主面１１ｂには、環状に複数の発光部２１が配置される。すなわち、下側主面１１ｂは本実施の形態における基台部の第１主面の一態様であり、上側主面１１ａは、本実施の形態における基台部の第２主面の一態様である。なお、基板２１の直径は基台部１１の直径よりも小さいため、発光ユニット２０の周囲には下側主面１１ｂが露出する。

次に、リード線６３を回路収容部１２側から断熱板１８の開口部、開口部１３、開口部２４の順に挿入し、電源端子２３に接続する。これにより、各発光部２２と電源回路ユニット６０とが電気的に接続される。また、このとき、電源回路ユニット６０と、基台部１１の上側主面１１ａとの間に断熱板１８が配置される。したがって、断熱板１８は、本実施の形態における断熱部材の一態様に相当する。なお、断熱板１８に電気絶縁性を有する材料を用いれば、電源回路ユニット６０と、その下部側（発光ユニット２０など）との不必要な通電を防止することができる。

次に、導光板４０の窪み部４１、突起部４３を、それぞれ反射板３０の窪み部３３、小孔３１に挿入した状態で、カバー５０の突起部５１を導光板４０側から、貫通孔４２及び貫通孔３４に挿入する。そして、貫通孔３４から突出する突起部５１の先端をレーザ光などによって、貫通孔３４から抜けない形状に塑性変形させる。これによって、反射板３０及び導光板４０がカバー５０の内部に固定される。なお、導光板４０は、反射板３０に挿入された窪み部４１と突起部４３とによって、反射板３０との位置関係を固定した状態で、反射板３０に対して回転できる。したがって、突起部５１を挿入する際の貫通孔３４と貫通孔４２の位置合わせが容易である。

次に、隆起部３７で発光ユニット２０を基台部１１に押えつけた状態で、回路収容部１２側から貫通孔１５及び貫通孔２６に挿入したねじ１９を、ボス３６に螺合する。これにより、反射板３０、導光板４０及びカバー５０が筐体１０に固定される。また、このとき、導光板４０の上側主面４０ａは、下側主面１１ｂを覆う。すなわち、上側主面４０ａは、本実施の形態における導光板の第３主面の一態様であり、下側主面４０ｂは、本実施の形態における導光板の第４主面の一態様である。さらに、カバー５０の側面の先端が、発光ユニット２０の周囲から露出する下側主面１１ｂに密着することで、発光ユニット２０、反射板３０、導光板４０は、照明装置１の外部から覆い隠される。

なお、反射板３０は、開口部２４の端部に沿う位置にある突起部３５を有しており、発光ユニット２０との位置関係を固定した状態で発光ユニット２０に対して回転することができるため、貫通孔１５及び貫通孔２６と、ボス３６との位置合わせは容易である。また、このとき、反射板３０の各窓孔３２から各発光部２２が露出するため、各発光部２２の出射する光は反射板３０に妨げられない。さらに、窓孔３２の側面が基板２１の下側主面と接しながら、各発光部２２を囲繞することで、各発光部２２の発した光が発光ユニット２０と反射板３０との間に入り込むことを防いでいる。

また、ねじ１９のボス３６への螺合の際、カバー５０の側面と反射板３０の隆起部３７との間にパッキン５２を配置し、基台部１１と、反射板３０及びカバー５０との間の空間を埋めることで、筐体１０とカバー５０の密着性を向上させることができる（図２参照）。この構成により、カバー５０内部へのほこり、虫、水分などの異物の侵入を防止することができる。なお、パッキン５２は、伸縮性を有し撥水性を有する材料、例えばシリコーンなどの樹脂からなることが好ましい。

次に、電源回路ユニット６０と端子台７０とについて、突出部７１ａを開口部６１ａに、コネクタ６４を接続端子７１ｂに、それぞれ挿入しつつ、基板６１の周部と爪部７３とを嵌合させる。これにより、電源回路ユニット６０が端子台７０の内部に固定されるとともに、電源回路ユニット６０と端子台７０の底面部７０ａ及び側面部７０ｂとが熱的に結合される。さらに、電源回路ユニット６０と端子部７１とが電気的に接続される。ここで、一般に熱は電気と同じく電子により伝わり、電気伝導率と熱伝導率とは正の相間を持つことから、電源回路ユニット６０と電気的に接続された端子部７１を有する底面部７０ａの方が、側面部７０ｂよりも電源回路ユニット６０からの熱が伝わりやすい。すなわち、電源回路ユニット６０から底面部７０ａまでの熱抵抗は、電源回路ユニット６０から側面部７０ｂまでの熱抵抗よりも小さい。

次に、端子台７０の底面部７０ａが上側となるように、端子台７０の側面部７０ｂを回路収容部１２の内部に挿入し、底面部７０ａ側から貫通孔７２に挿入したねじ７４を、ボス１６に螺合する。これにより、端子台７０が筐体１０の回路収容部１２内に固定され、電源回路ユニット６０が回路収容部１２の内部に収容される。また、このとき、側面部７０ｂは、回路収容部１２の内部側において電源回路ユニット６０を囲み、底面部７０ａは、電源回路ユニット６０から見て基台部１１と反対側に位置する。したがって、端子台７０は、本実施の形態における回路カバーの一態様に相当する。

なお、電源回路ユニット６０が回路収容部１２に収容されるとは、電源回路ユニット６０の主要部が、回路収容部１２の内部側に位置することを意味する。したがって、電源回路ユニット６０の一部、例えば回路部品６２のうち挿入型筐体を有するなど背が高い部品、リード線６３、コネクタ６４などが、回路収容部１２から上側にはみ出ていてもよい。また、端子台７０の底面部７０ａが回路収容部１２より上側に露出していてもよい。

次に、外部電源線３を開口部８１から露出させた状態で、取付部材８０の底部を天井２に密着させ、下側から貫通孔８２に挿入した木ねじ８４によって、取付部材８０を天井２の所定の位置に固定する。さらに、開口部８１から露出する外部電源線３を底面部７０ａ側から端子部７１に挿入する。これにより、端子部７１を通じて、外部電源と電源回路ユニット６０とが電気的に接続される。

最後に、筐体１０を下側から取付部材８０に挿入し、筐体１０の外鍔部１７と、取付部材８０の内鍔部８３とを嵌合させ（図２参照）、筐体１０を天井２の所定の位置に固定する。外鍔部１７と内鍔部８３との嵌合方法は、例えば、回路収容部１２と取付部材８０とのいずれか又は両方を弾性変形させることによってもよいし、外鍔部１７と内鍔部８３とをねじ状に形成して螺合させてもよい。なお、筐体１０の放熱性を高めるために、筐体１０と取付部材８０とは熱結合されることが好ましい。また、取付部材８０の側面外部に放熱板などを取り付け、さらに放熱性を高めてもよい。

以上の方法によって、照明装置１の組立・設置が完了する。
２．照明装置１の動作
照明装置１では、外部電源線３から、端子部７１及びコネクタ６４を通じて電源回路ユニット６０に交流電力が供給される。電源回路ユニット６０には、回路部品６２によって、整流平滑回路、昇圧回路、降圧回路、点灯制御回路などが構成されている。外部電源から供給された交流電力は、これらの回路によって所定の電圧を有する直流電力に変換される。電源回路ユニット６０は、リード線６３及び電源端子２３を通じて各発光部２２にこの直流電力を供給し、各発光部２２を点灯制御する。

電力が供給された各発光部２２は、窓孔３２を通じて、下側（照明装置１の正面側）へ光を発する。このとき、導光板４０が、各発光部２２が発する光を、上側主面４０ａ側から窪み部４１を通って導光板４０内部に導入し、導光板４０内部で反射・散乱させながら、下側主面４０ｂ側から面状に出射する。
したがって、照明装置１は、導光板４０を備えることで、その正面側の全面から光を均一的に出射することができ、照度むらの低減、照明装置１を直視した際の違和感及び刺激の低減などを図ることができる。また、導光板４０の構造によって、導光板４０内部に導入した光を照明装置１の外部側へ反射・屈折させることで、照明装置１の配光角を広げることも可能である。

一方、導光板４０で反射・散乱するなどして、進行方向が照明装置１の背面側となった光は、反射板３０の下側主面により、照明装置１の正面側に反射される。したがって、照明装置１は、反射板３０を備えることで、各発光部２２が発する光を効率良く照明装置１の正面側へ導くことができる。
導光板４０の下側主面から出射した光は、カバー５０を透過して照明装置１の正面側から出射される。なお、この際、カバー５０に光散乱処理を施すことにより、導光板４０から出射した光の輝度むらをより一層低減することも可能である。

このようにして、照明装置１は所定の空間を照らすことができる。
３．得られる効果
（１）照明装置１が有する構成
照明装置１が有する構成について、図５を用いて説明する。図５は照明装置１を示す正面図である。なお、ここでいう正面図とは、各発光部２２が配置された基台部１１の下側主面１１ｂと平行な平面に、照明装置１を垂直投影した図のことである。また、図５では、照明装置１の内部構造として、回路収容部１２及び各発光部２２を点線にて示している。なお、図５において、回路収容部１２の外周面１２ｂを示す点線は、上側主面１１ａと外周面１２ｂとの境界線１２ｃに相当し、また同時に境界線１２ｃを下側主面１１ｂに垂直投影したものに相当する。

照明装置１では、下側主面１１ｂにおいて、各発光部２２が、上記垂直投影された境界線１２ｃよりも外方に配置されている。なお、「境界線１２ｃよりも外方」には、上記垂直投影された境界線１２ｃ上は含まない。
１．及び２．で説明した内容と上記の内容とをまとめると、照明装置１では、各々が半導体発光素子を光源とする複数の発光部２２と、各発光部２２に電力を供給する電源回路ユニット６０と、が筐体１０に配置されている。また、筐体１０が、環状に各発光部２２が配置された第１主面（下側主面）１１ｂと、第１主面１１ｂとは反対側に位置する第２主面（上側主面）１１ａとを有する基台部１１と、第２主面１１ａ上から立ち上がる筒状であって、内部に電源回路ユニット６０を収容する回路収容部１２と、を有する。さらに、第２主面と回路収容部１２の外周面１２ｂとの境界線１２ｃを第１主面１１ｂに垂直投影したとき、第１主面１１ｂにおいて各発光部２２が垂直投影された境界線１２ｃよりも外方に配置されている。

なお、上記において「各発光部２２が配置された第１主面１１ｂ」とは、第１主面１１ｂの直上に直接各発光部２２が配置された状態のみを指すのではなく、例えば、照明装置１のように基板２１を介して第１主面１１ｂ上に各発光部２２が配置された状態なども含む。ただし、基台部１１そのものを介して第１主面１１ｂ上に各発光部２２が配置された状態、すなわち各発光部２２が第２主面１１ａ側に存在する状態は含まない。

（２）上記構成による効果
以下、（１）に記載した構成によって得られる効果を図６、図７を用いて説明する。図６は、図２のＡで示す部分の拡大断面図であり、図７は、照明装置１における熱の伝わり方を説明する模式断面図である。
図６に示すように、照明装置１は、複数の平板状及び筒状の部材が重なりあって構成されているが、照明装置１において、主に熱を発するのは各発光部２２と電源回路ユニット６０である。そこで、ここでは各発光部２２と電源回路ユニット６０とが発する熱の伝わり方に注目し、図７に示すように図６における主要な部分のみを考慮する。なお、説明のため、各発光部２２が存在する基台部１１より下側の領域を発光空間ＬＳとし、電源回路ユニット６０が存在する回路収容部１２の内部を内部空間ＩＳ１とする。また、基台部１１より上側にあって回路収容部１２の外周面１２ｂを囲繞する領域を外部空間ＯＳとする（図７参照）。

まず、照明装置１は、各発光部２２と電源回路ユニット６０とが同じ筐体１０に配置されており、発光部と電源回路ユニットとをそれぞれ別の筐体に配置する照明装置に比べ、省スペースである。したがって、照明装置１は、設置に必要な空間を低減でき、断熱材や補強材を天井や壁の裏側に敷設した建造物など、照明装置を設置する空間を十分に確保できない場合でも、設置に支障を生じることが少ない。

次に、照明装置１では、図１２に示す従来技術に係る照明装置９００と同様に、各発光部２２が基台部１１の下側主面１１ｂ側に存在し、内部空間ＩＳ１が基台部１１の上側主面１１ａ側に存在する。したがって、基台部１１と平行な方向について、各発光部２２と内部空間ＩＳ１とは隣接しない。
また、照明装置１では、境界線１２ｃを第１主面１１ｂに垂直投影したとき、第１主面１１ｂにおいて各発光部２２が垂直投影された境界線１２ｃよりも外方に配置されている。
ここで、境界線１２ｃは、第２主面１１ａ直上における回路収容部１２と外部空間ＯＳとの境界線でもある。したがって、基台部１１を介した各発光部２２の真裏（真上）は、外部空間ＯＳとなる。すなわち、照明装置１では、照明装置９００とは異なり、基台部１１と直交する方向について、各発光部２２と内部空間ＩＳ１とは、基台部１１を介して隣接しない。

つまり、照明装置１では、各発光部２２と内部空間ＩＳ１とが、基台部１１と平行な方向だけでなく、基台部１１と直交する方向においても近接しない。これにより、矢印Ｔ１で示すように各発光部２２が発する熱は、内部空間ＩＳ１に直接伝わらない。また、矢印Ｔ２で示すように電源回路ユニット６０が発する熱は、各発光部２２に直接伝わらない。
さらに、照明装置１では、上記のように、基台部１１と直交する方向について、各発光部２２が、基台部１１を介して外部空間ＯＳと隣接する。また、内部空間ＩＳ１は、回路収容部１２を介して外部空間ＯＳと隣接する。ここで、一般的に熱は高温側から低温側へ移動するが、熱源が存在する発光空間ＬＳ及び内部空間ＩＳ１に比べ、熱源が存在しない外部空間ＯＳは温度が低い。したがって、照明装置１において、熱は発光空間ＬＳ側から外部空間ＯＳ側へ、また内部空間ＩＳ１側から外部空間ＯＳ側へ移動しやすく、その逆方向には移動しにくい。これは、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間で、間接的にも熱が伝わりにくいことを意味する。

以上より、照明装置１では、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間で熱が直接伝わらず、かつ間接的にも伝わりにくい。よって、照明装置１では、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間で熱が伝わりにくく、各発光部２２及び電源回路ユニット６０の過度の温度上昇を抑制できる。
なお、照明装置１では、各発光部２２が、電源回路ユニット６０とだけでなく、電源回路ユニット６０が存在する内部空間ＩＳ１と基台部１１を介して隣接していない。すなわち、各発光部２２と内部空間ＩＳ１とが熱的に分離している。この構成により、照明装置１は、熱設計及び品質保証が行いやすく、その信頼性が向上する。以下、この効果を具体的に説明する。

電源回路ユニット６０の回路部品６２は、半導体などの電子部品であり、その絶対最大定格について、周囲（雰囲気）温度を基準にして定められていることが多い。電子部品のケース温度を基準にした定格を求めることも可能であるが、そのためには、実際に製品で用いる基板を用いて、電子部品の製造者が検証することになる。多くの場合、製品の製造者と電子部品の製造者は異なり、この場合、他者への将来製品の開示、電子部品の製造者にとって不慣れな基板での動作確認による検証の長期化などの問題がある。さらに、このような検証によって得られた上限温度及びその他の定格は、多くの場合、電子部品の保証値とはならず参考値扱いとなる。

これらのことから、電子部品を含む製品については、ケース温度ではなく周囲温度を考慮して熱設計及び品質保証することが好ましい。ここで、照明装置１では、各発光部２２と内部空間ＩＳ１とが熱的に分離しており、電源回路ユニット６０の周囲温度である内部空間ＩＳ１の温度の計算において、各発光部２２の発熱という外的要因を減らすことができる。したがって、照明装置１では、熱設計及び品質保証が行いやすく、その信頼性が向上する。

さらに、照明装置１では、複数存在する発光部２２のいずれについても、内部空間ＩＳと近接しておらず、電源回路ユニット６０との間で熱が伝わりにくい。したがって、各発光部２２の発熱による電源回路ユニット６０の過度の温度上昇が確実に抑制されるとともに、一部の発光部２２が過度に温度上昇して機能停止することによる輝度むらの発生も抑制される。

（３）その他の効果
ａ．断熱板１８（断熱部材）による効果
照明装置１は、電源回路ユニット６０と、基台部１１の上側主面１１ａとの間に配置された断熱板１８を備えている。この構成による効果について、図８を用いて説明する。図８は、断熱板１８を備えた照明装置１における熱の伝わり方を説明する模式断面図である。

照明装置１では、発光空間ＬＳと内部空間ＩＳ１が基台部１１を介して隣接する。よって、断熱板１８を配置しない場合、電源回路ユニット６０の発する熱が、発光空間ＬＳに直接伝わる（図７の下向き矢印Ｔ２参照）。したがって、電源回路ユニット６０の発する熱が、間接的に発光部２２へ伝わる可能性がある。一方、断熱板１８を配置した場合、電源回路ユニット６０の発する熱は、天井方向Ｔ３１及び外部空間ＯＳへ向かう方向Ｔ３２にのみ伝わり、発光空間ＬＳには直接伝わらない。すなわち、断熱板１８を備えることにより、照明装置１では、各発光部２２と内部空間ＩＳ１とが熱的に分離するだけでなく、発光空間ＬＳと内部空間ＩＳ１とが熱的に分離する。

以上より、照明装置１では、上記構成を有する断熱板１８を備えることで、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間でより熱が伝わりにくく、各発光部２２及び電源回路ユニット６０の過度の温度上昇をさらに抑制できる。また、照明装置１では、各発光部２２の周囲温度である発光空間ＬＳの温度の計算において、電源回路ユニット６０の発熱という外的要因を減らすことができ、熱設計及び品質保証がより行いやすくなり、さらに製品の信頼性が向上する。

ｂ．端子台７０（回路カバー）による効果
照明装置１は、回路収容部１２の内部側において電源回路ユニット６０を囲む側面部７０ｂと、電源回路ユニット６０から見て基台部１１と反対側に位置する底面部７０ａとを有する有底筒上の端子台７０を備える。さらに、電源回路ユニット６０と端子台７０の底面部７０ａ及び側面部７０ｂとが熱的に結合されている。そして、電源回路ユニット６０から底面部７０ａまでの熱抵抗が、電源回路ユニット６０から側面部７０ｂまでの熱抵抗よりも小さい。この構成による効果について、図９を用いて説明する。図９は、端子台７０を備えた照明装置１における熱の伝わり方を説明する模式断面図である。なお、図９においては、図８と同様、断熱板１８を考慮する。

照明装置１では、内部空間ＩＳ１が、端子台７０によって分割される。ここで、端子台７０の内部側を内部空間ＩＳ１１とし、端子台７０の外部側を内部空間ＩＳ１２とする。
内部空間ＩＳ１１において電源回路ユニット６０が発する熱は、断熱板１８の効果により端子台７０の底面部７０ａ及び側面部７０ｂに放熱される。このとき、熱抵抗の違いにより、底面部方向Ｔ４１への放熱量の方が、側面部方向Ｔ４２への放熱量よりも大きい。

次に、側面部７０ｂを介して内部空間ＩＳ１２に伝わった熱は、背面方向Ｔ４３及び回路収容部方向Ｔ４４に放熱される。このとき、背面方向Ｔ４３には空気が流動でき、対流による放熱が可能となるため、天井方向Ｔ４３への放熱量の方が、回路収容部方向Ｔ４４への放熱量より大きい。
まとめると、電源回路ユニット６０が発する熱について、方向Ｔ４１〜Ｔ４４への放熱量の大小は、Ｔ４１＞Ｔ４２＞Ｔ４３＞Ｔ４４となる。すなわち、電源回路ユニット６０が発する熱の大部分は照明装置１の背面側（Ｔ４１、Ｔ４３）へ放出される。一方、各発光部２２が発する熱はその大部分が照明装置１の正面側及び側面側へ放出される。したがって、各発光部２２の放熱経路と電源回路ユニット６０の放熱経路が分離される。

すなわち、照明装置１は、上記構成を有する端子台７０を備えることで、各発光部２２の放熱経路と電源回路ユニット６０の放熱経路とが分離され、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間でより熱が伝わりにくく、各発光部２２及び電源回路ユニット６０の過度の温度上昇をさらに抑制できる。
＜変形例＞
以上、本発明の一態様である実施の形態を説明したが、本発明はこれに限られない。以下に、本発明の一態様に係る照明装置の変形例について図面を参照しながら説明する。なお、既に説明した部材と同じ部材が使用されている場合は、その部材と同じ符号を付して説明を簡略又は省略している。また、各図面における部材の縮尺は実際のものとは異なる場合がある。

１．変形例１
上記実施の形態に係る筐体１０では、回路収容部１２が、基台部１１の上側主面１１ａから垂直に立ち上がる形状であったが、本発明はこれに限られない。
図１０は、変形例１に係る照明装置が備える筐体２１０を示す模式断面図である。筐体２１０は、基台部１１と、基台部１１の上側主面１１ａ上から筒状に立ち上がる回路収容部２１２とを有する。なお、変形例１に係る照明装置では、回路収容部２１２の形状を除いては、上記実施の形態に係る照明装置１と同じ構成である。

変形例１に係る照明装置では、回路収容部２１２が、基台部１１から離れるにつれて先細りとなっている。すなわち回路収容部２１２の外形は基台部１１を底部とする円錐台状である。この構成により、変形例１に係る照明装置では、基台部１１から離れるにつれて、回路収容部２１２の内部空間ＩＳ２が小さくなり、その分、外部空間ＯＳの体積を大きくとることができる。外部空間ＯＳは、発光部２２に対してヒートシンクと同様の効果を示すため、変形例１に係る照明装置では、発光部２２の放熱性が向上する。さらに、上記構成により、変形例１に係る照明装置では、全体の高さを変更することなく、回路収容部２１２の外周面２１２ｂの面積を大きくすることができ、設置性・意匠性を犠牲にすることなく、電源回路ユニット６０の放熱性が向上する。

なお、変形例１に係る照明装置においては、上側主面１１ａと回路収容部２１２の外周面２１２ｂとの境界線２１２ｃについて、各発光部２２との位置関係は、照明装置１と同様である。したがって、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間で熱が伝わりにくく、各発光部２２及び電外回路６０の過度の温度上昇を抑制できる。
２．変形例２
上記実施の形態及び変形例１に係る回路収容部では、その肉厚が一定であったが、本発明はこれに限られない。

図１１は、変形例２に係る照明装置が備える筐体３１０を示す模式断面図である。筐体３１０は、基台部１１と、基台部１１の上側主面１１ａ上から筒状に立ち上がる回路収容部３１２とを有する。なお、変形例２に係る照明装置では、回路収容部３１２の形状を除いては、上記実施の形態に係る照明装置１と同じ構成である。
変形例２に係る照明装置では、回路収容部３１２の外形は、変形例１と同じく、基台部１１を底部とする円錐台状である。一方、回路収容部３１２の内周面３１２ａは、基台部１１の上側主面１１ａと直交している。この構成により、変形例２に係る筐体３１０は、変形例１に係る筐体２１０よりも成形が容易となる。具体的には、変形例１では、回路収容部２１２の内径が、基台部１１からに離れるにつれて小さくなるため、例えば金型によって筐体２１０を成形する場合、回路収容部２１２の内周面２１２ａ側の金型を抜くことが難しい。一方、変形例２では、回路収容部３１２の内周面３１２ａが、基台部１１の上側主面１１ａと直交するため、成形時に回路収容部３１２の内周面３１２ａ側の金型を簡単に抜くことができ、成形が容易である。

なお、変形例２に係る照明装置においては、第２主面１１ａと回路収容部３１２の外周面３１２ｂとの境界線３１２ｃについて、各発光部２２との位置関係は、照明装置１と同様である。したがって、各発光部２２と電源回路ユニット６０との間で熱が伝わりにくく、各発光部２２及び電源回路ユニット６０の過度の温度上昇を抑制できる。
また、変形例２に係る照明装置においては、回路収容部３１２が、基台部１１から離れるにつれて先細りとなっており、各発光部２２及び電源回路ユニット６０の放熱性が向上している。

３．その他の変形例
上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、基台部が円形平板状であったが、円形に限られず、例えば多角形や楕円形などであってもよい。また、基台部は主面が完全に平坦な平板状に限られず、主面に開口や多少の凹凸が存在してもよい。
また、上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、回路収容部が円筒状又は円錐台状であったが、これに限られず、基台部の主面から立ち上がる筒状であればよく、例えば内部に空間を有する多角柱状や楕円柱状などであってもよい。

また、上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、複数の発光部が、円環状に配置されていたが、これに限られず、例えば多角形の環状や、楕円の環状に配置されていてもよい。さらに、複数の発光部がなす環が複数配置されていてもよい。
また、上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、発光部として、白色光を発するＬＥＤを例示したが、これに限られず、例えば、白色光以外の光を発するＬＥＤであってもよいし、複数の発光部が異なる色を発してもよい。さらに、調光回路を追加して、外部からの信号によって、例えば昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色など、発光色を変化することができる構成としてもよい。

また、ＬＥＤとして表面実装型のものを例示したが、これに限られず、砲弾型のＬＥＤであってもよいし、基板上にＬＥＤチップを直接実装するもの（ＣＯＢ：Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）であってもよい。ＣＯＢタイプのＬＥＤの場合は、複数のＬＥＤを環状やドーム状の樹脂で覆って一体としてもよい。この場合においても、ＬＥＤチップ単位を発光部とすれば、複数の発光部が環状に配置されていることになる。

また、発光部の光源はＬＥＤ以外に、ＬＤ（レーザダイオード）や、ＥＬ（エレクトロルミネセンス）素子であってもよい。さらに、これら発光部の数に限定はない。
また、上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、電源回路ユニットが外部電源から供給された交流電力を利用するものであったが、これに限られず、例えば電池などの直流電力を利用するものであってもよい。さらに、このような電源を電源回路ユニットに内蔵してもよい。

また、上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、断熱部材の一態様として六角形の平板状の断熱板を例示したが、これに限られない。例えば、断熱部材は、六角形ではなく、円形であってもよいし、六角形以外の多角形であってもよい。また、平板状ではなく、開口や表面に凹凸がある形状などであってもよい。また、独立した部材ではなく、筐体又は電源回路ユニットの基板にコーティングされた薄膜などであってもよい。

また、上記実施の形態及び変形例に係る照明装置では、回路カバーの一態様として底面部が円形かつ側面部が円筒状であって、端子部を備えた端子台を例示したが、これに限られない。例えば、底面部が多角形や楕円形などであってもよい。また、例えば、側面部が多角形や楕円形の筒状などであってもよい。また、例えば、端子部を備えない単なるカバーであってもよい。このとき、例えば電源回路ユニットと回路カバーの底面部側との熱結合箇所の面積を、電源回路ユニットと回路カバーの側面部側との熱結合箇所の面積より大きくすれば、底面部側への熱抵抗を側面部側への熱抵抗より小さくすることができる。また、回路カバーと電源回路ユニットとの熱結合方法は、爪部や突出部による直接的な嵌合、電気的接続などに限られず、例えば、溶接、ねじ止め、螺合、熱伝導シートを介した圧着などであってもよい。

以上、本発明の態様を、上記実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態及び変形例に限られない。例えば、上記実施の形態及び変形例の部分的な構成を、適宜組み合わせてなる構成であっても良い。また、上記実施の形態に記載した材料、数値等は好ましいものを例示しているだけであり、それらに限定されることはない。さらに、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、構成に適宜変更・追加・削除を加えることは可能である。本発明は、照明用途全般に広く利用可能である。

１、９００ 照明装置
１０、２１０、３１０、９１０ 筐体
１１、９１１ 基台部
１１ａ 上側主面（第２主面）
１１ｂ 下側主面（第１主面）
１２、２１２、３１２、９１２ 回路収容部
１２ａ、２１２ａ、３１２ａ 内周面
１２ｂ、２１２ｂ、３１２ｂ 外周面
１２ｃ、２１２ｃ、３１２ｃ 境界線
１８ 断熱板（断熱部材）
２０ 発光ユニット
２２、９２２ 発光部
３０ 反射板
４０ 導光板
４０ａ 上側主面（第３主面）
４０ｂ 下側主面（第４主面）
５０ カバー
６０、９６０ 電源回路ユニット
７０ 端子台（回路カバー）
７０ａ 底面部
７０ｂ 側面部
８０ 取付部材

Claims (4)

1. 各々が半導体発光素子を光源とする複数の発光部と、前記複数の発光部に電力を供給する電源回路ユニットと、が筐体に配置された照明装置であって、
   前記筐体が、
   環状に前記複数の発光部が配置された第１主面と、前記第１主面とは反対側に位置する第２主面とを有する基台部と、
   前記第２主面上から立ち上がる筒状であって、内部に前記電源回路ユニットを収容する回路収容部と、
   を有し、
   前記回路収納部の内周面が、前記第２主面と直交し、前記回路収納部の外形が、前記基台部を底部とする円錐台状を有し、
   前記第２主面と前記回路収容部の外周面との境界線を前記第１主面に垂直投影したとき、前記第１主面において前記複数の発光部が前記垂直投影された境界線よりも外方に配置されている、
   照明装置。
2. さらに、前記電源回路ユニットと、前記第２主面との間に配置された断熱部材を備える、
   請求項１に記載の照明装置。
3. さらに、前記回路収容部の内部側において前記電源回路ユニットを囲む側面部と、前記電源回路ユニットから見て前記基台部と反対側に位置する底面部とを有する有底筒状の回路カバーを備え、
   前記電源回路ユニットと、前記回路カバーの底面部及び側面部とが熱的に結合されており、
   前記電源回路ユニットから前記回路カバーの底面部までの熱抵抗が、前記電源回路ユニットから前記回路カバーの側面部までの熱抵抗よりも小さい、
   請求項１又は請求項２のいずれかに記載の照明装置。
4. さらに、前記第１主面を覆う第３主面と、前記第３主面とは反対側に位置する第４主面とを有する導光板を備え、
   前記導光板が、前記複数の発光部が発する光を、前記第３主面側から前記導光板内部に導入し、前記第４主面側から面状に出射する、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。

Images