JP6245874B2 - Lighting device - Google Patents
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Description
本発明は、LED等の発光素子を用いた照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device using a light emitting element such as an LED.
LED等の発光素子は発光と同時に発熱し、照明装置全体の温度が上昇する。さらに大光量化を行うことにより発熱量も増加し、照明装置の温度上昇もさらに増加してしまう。よって、照明装置の温度上昇を抑えるために照明装置の放熱性を向上させる必要がある。そこで、従来から発光素子の温度による照明器具の寿命が短くなることを防止するため、発光素子からの発熱を放熱する放熱フィンを備えた照明器具が提案されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1には、発光素子の取付面に対し傾斜した傾斜面上に複数の放熱フィンを備え、対流を利用して放熱性を向上させる照明器具が開示されている。 A light emitting element such as an LED generates heat simultaneously with light emission, and the temperature of the entire lighting device rises. Further, by increasing the amount of light, the amount of heat generation increases, and the temperature rise of the lighting device further increases. Therefore, it is necessary to improve the heat dissipation of the lighting device in order to suppress the temperature rise of the lighting device. Therefore, conventionally, in order to prevent the life of the lighting fixture from being shortened due to the temperature of the light emitting element, a lighting fixture including a radiation fin that radiates heat generated from the light emitting element has been proposed (for example, see Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a lighting fixture that includes a plurality of heat dissipating fins on an inclined surface that is inclined with respect to a mounting surface of a light emitting element, and improves heat dissipation using convection.
ところで、照明装置として使用される発光ユニットには発光量が大きいものから小さいものまであり、放熱フィンは発光ユニットの発熱量に合わせた放熱特性を有していることが望ましい。しかしながら、特許文献1のように所定の形状に成形されている場合、放熱フィンにおける放熱性能は一定であり、所定の発熱量に対応した設定になっているため、発光ユニットが大光量である場合には放熱不足となり、発光ユニットが小光量である場合には過剰な放熱性能になる。一方で、照明装置としてどのような発光ユニットを使用した場合であっても、最適な放熱特性に容易に設定できることが求められている。 By the way, the light emitting units used as the illumination device have a large amount of emitted light and a small one, and it is desirable that the heat dissipating fins have heat dissipating characteristics in accordance with the heat generated by the light emitting unit. However, when it is molded into a predetermined shape as in Patent Document 1, the heat dissipation performance of the heat dissipating fins is constant and the setting corresponding to the predetermined heat generation amount, so that the light emitting unit has a large amount of light If the light emitting unit has a small amount of light, excessive heat dissipation performance is obtained. On the other hand, it is required that any light emitting unit used as the lighting device can be easily set to an optimum heat dissipation characteristic.
そこで、本発明は、放熱性を向上させながら、汎用性を高め種々の発光ユニットが装着することができる照明装置を提供することを目的とするものである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a lighting device that can improve versatility and can be mounted with various light emitting units while improving heat dissipation.
本発明の照明装置は、中空部を有し、両端に開口が形成された本体と、本体の一方の開口に取り付けられた第1放熱部材と、本体の他方の開口に取り付けられ、複数の取付穴を有する第2放熱部材と、第1放熱部材に固定され、発光素子を有する発光ユニットと、第2放熱部材に固定され、端面が第1放熱部材に接触した複数の熱伝導支柱とを備え、複数の熱伝導支柱は、第2放熱部材の複数の取付穴にそれぞれ挿入されて第1放熱部材を介して発光ユニットの放熱を行うものである。 The lighting device of the present invention includes a main body having a hollow portion and having openings formed at both ends, a first heat radiating member attached to one opening of the main body, and a plurality of attachments attached to the other opening of the main body. A second heat dissipating member having a hole; a light emitting unit fixed to the first heat dissipating member and having a light emitting element; and a plurality of heat conduction columns fixed to the second heat dissipating member and having end faces in contact with the first heat dissipating member. The plurality of heat conduction columns are inserted into the plurality of mounting holes of the second heat radiating member, respectively, to radiate heat from the light emitting unit through the first heat radiating member .
本発明の照明装置によれば、熱伝導支柱が第2放熱部材に挿入されて第1放熱部材を介して発光ユニットの放熱を行う構造を有することにより、外気との接触面積を増やしながら、発光ユニットの発熱特性に合わせて熱伝導支柱の個数を変更して最適な放熱特性に設定することができるため、本体に異なる発熱特性を有する発光ユニットを装着させることができ、放熱性を向上させながら照明装置の汎用性を高めることができる。 According to the illumination device of the present invention, the heat conduction column is inserted into the second heat radiating member and has a structure for radiating heat from the light emitting unit through the first heat radiating member, thereby increasing the contact area with the outside air. The number of heat conduction columns can be changed to the optimal heat dissipation characteristics according to the heat generation characteristics of the unit, so light emitting units with different heat generation characteristics can be attached to the main body, improving heat dissipation The versatility of the lighting device can be improved.
以下、図面を参照しながら照明装置の実施形態について説明する。図1は、本発明に係る照明装置の実施形態を示す外観図、図2は、本発明に係る照明装置の実施形態を示す下面図である。図1及び図2の照明装置1は、光を出射するための電力を供給する電源部10と、電源部10から電力が供給され光を出射する光源部20とを有している。電源部10と光源部20とは接続部材40を用いて連結されており、電源部10側が例えば天井等の壁面に固定され、光源部20の下面から光が室内空間等へ照射される。ここで、接続部材40は電源部10と光源部20とを隙間Dが形成された状態で連結している。そして、発光ユニット22から発熱した熱は本体21から放熱され、電源ユニット12から発生した熱は筐体11から放熱される。このため、電源部10と光源部20との間での熱の干渉が緩和されて放熱性への影響を少なくすることができる。
Hereinafter, an embodiment of a lighting device will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing an embodiment of a lighting device according to the present invention, and FIG. 2 is a bottom view showing the embodiment of the lighting device according to the present invention. The lighting device 1 of FIGS. 1 and 2 includes a
図3は図2の照明装置1におけるIII−III断面を示す断面図である。電源部10は、上部に開口を有する筐体11に電源ユニット12が内蔵された構造を有しており、天井面等の壁面に設置された取付板2に対し着脱可能に取り付けられる。具体的には、取付板2には取付ネジ2aが設けられており、取付ネジ2aが筐体11を貫通するように挿入される。そして、貫通した取付ネジ2aの先端にツマミ3が装着されることにより、電源部10が取付板2に取り付けられ、照明装置1全体が壁面に固定される。電源ユニット12は、商用電源から供給される電力を発光ユニット22を駆動するための駆動電力に変換するインバータ回路等を有し、配線14を介して光源部20に電気的に接続されている。また、電源ユニット12は、外部端子に電気的に接続されるコネクタ13を有し、コネクタ13を介して商用電源に接続される。
3 is a cross-sectional view showing a III-III cross section in the illumination device 1 of FIG. The
光源部20は、光を出射するものであって、本体21、発光ユニット22、第1放熱部材31、第2放熱部材32、複数の熱伝導支柱33を備えている。本体21は、熱伝導性の良い金属からなっており、例えば内部に中空部21aを備えた円筒形状を有している。本体21の中空部21aの開口21b、21cにはそれぞれネジ穴21dが形成されており、本体21の一方の開口21bに第1放熱部材31がネジ穴21dに挿入されたネジ等により固定されているとともに、他方の開口21cに第2放熱部材32がネジ穴21dに挿入されたネジ等により固定される。
The
発光ユニット22は、LED等からなる複数の発光素子を有するものであって、第1放熱部材31上に固定されている。発光ユニット22は、配線14を介して電源ユニット12に電気的に接続されており、電源ユニット12から電力が供給され発光する。発光ユニット22の前面は保護カバー23で覆われており、保護カバー23上には光透過性の光透過カバー24が取り付けられている。光透過カバー24は周縁において光を反射する反射板25により保持されており、反射板25は第1放熱部材31にネジ等により固定されている。ここで、反射板25が第1放熱部材31に固定された際、光透過カバー24は発光ユニット22と保護カバー23とを第1放熱部材31に押し付けるようになっている。これにより、発光ユニット22が第1放熱部材31に密着し、発光ユニット22から発生した熱が第1放熱部材31に伝導しやすくなっている。
The
第1放熱部材31は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材質からなっており、開口21bの形状に合わせて円盤形状を有している。第1放熱部材31は、本体21の一方の開口21bにネジ等により固定されており、外縁31a側において本体21に密着している。よって、第1放熱部材31の熱は本体21側に伝導する。また、上述のように、第1放熱部材31上には発光ユニット22が固定されており、発光ユニット22の熱が第1放熱部材31に伝導する。
The first
第2放熱部材32は、例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材質からなっており、開口21bの形状に合わせて円盤形状を有している。第2放熱部材32は、本体21の他方の開口21cにネジ等により固定されており、外縁32a側において本体21に密着している。よって、第2放熱部材32の熱は本体21側に伝導する。
The second
複数の熱伝導支柱33は、それぞれ例えばアルミニウム等の熱伝導性の良い材質からなっており、例えば円柱状に形成されている。複数の熱伝導支柱33は、それぞれ第2放熱部材32に固定されており、一端面33aが第1放熱部材31に接触している。したがって、第1放熱部材31の熱は複数の熱伝導支柱33に伝導するとともに、複数の熱伝導支柱33の熱は第2放熱部材32に伝導するようになっている。なお、熱伝導支柱33の他端面33b側は第2放熱部材32の表面から電源部10側へ突出して固定されており、熱伝導支柱33自体も外気に接触するようになっている。
Each of the plurality of
ここで、図4は図3の複数の熱伝導支柱33が固定された第2放熱部材32の一例を示す上面図である。第2放熱部材32は、熱伝導支柱33が挿入される複数の取付穴32xと、第2放熱部材32の外周面側であって第2放熱部材32を本体21に固定するためのネジ穴32bと、接続部材40を取り付けるためのネジ穴32cとを有している。図4においては、取付穴32xは9つ形成されており、各取付穴32xに熱伝導支柱33が圧入され固定されている。複数の取付穴32xは、熱伝導支柱33が間隔を持って配置されるように形成されており、本体21の中空部21a内において空気の対流を妨げないようになっている。
Here, FIG. 4 is a top view showing an example of the second
特に、第2放熱部材32は、取付穴32x及び熱伝導支柱33の個数を増減させることができる構造になっている。図4中の二点鎖線は熱伝導支柱33の数量を増やした場合の想定線の一例である。本体21に取り付ける熱伝導支柱33の本数を増やす場合、図4の第2放熱部材32における二点鎖線の領域に取付穴32xが形成され、取付穴32xに熱伝導支柱33が固定されることになる。この取付穴32x及び熱伝導支柱33の数は、発光ユニット22の発熱量(発光量)に応じて設定される。
In particular, the second
すなわち、発光ユニット22の発熱量が大きい場合、それに合わせて多い数の取付穴32x及び熱伝導支柱33が設けられる。すると、第1放熱部材31と複数の熱伝導支柱33全体との接触面積が大きくなるとともに、複数の熱伝導支柱33全体の容積が大きくなる。このため、本体21、第1放熱部材31、第2放熱部材32及び複数の熱伝導支柱33で構成される放熱ユニット全体の放熱性能を高く設定することができる。一方、発光ユニット22の発熱量が小さい場合、それに合わせて少ない数の取付穴32x及び熱伝導支柱33の数が設けられる。すると、必要以上の熱伝導支柱33を設けることなく、その分のコストが不要になる。このように、発光ユニット22の発熱量(発光量)に対し必要十分な放熱特性が得られるように、取付穴32x及び熱伝導支柱33の数を設定することができる。
That is, when the amount of heat generated by the
図5は図4の第2放熱部材32に熱伝導支柱33が挿入される様子を示す模式図、図6は図3の光源部が組み立てられる様子を示す模式図であり、図1〜図6を参照して照明装置1の組立例について説明する。まず、図5に示すように、発光ユニット22の発熱量に合わせて予め形成された第2放熱部材32の取付穴32xにそれぞれ熱伝導支柱33が固定される。このとき、第2放熱部材32の取付穴32xは直径Aで形成されており、熱伝導支柱33は、直径Aよりも大きい直径Bで形成されている(直径A<直径B)。なお、直径A及び直径Bの寸法管理値については例えばJIS B 0401−2による寸法管理を用いることができる。そして、熱伝導支柱33は取付穴32xに対し寸法管理されて圧入され、第2放熱部材32と熱伝導支柱33とが完全に密着される。このように、第2放熱部材32と熱伝導支柱33との間の隙間を無くすことにより、熱伝導支柱33から第2放熱部材32へ効率良く熱伝導が行うことができるとともに、本体21の内部へのほこり等の侵入を防止することができる。さらに、第2放熱部材32には接続部材40が取り付けられる。一方で、予め第1放熱部材31に対し発光ユニット22が取り付けられる。
FIG. 5 is a schematic view showing a state in which the
その後、第1放熱部材31及び第2放熱部材32が本体21に取付ネジ等により固定される。これにより、第1放熱部材31及び第2放熱部材32はそれぞれ外縁31a、31bにおいて本体21に接触するとともに、熱伝導支柱33の一端面33aが第1放熱部材31に接触する。ここで、複数の熱伝導支柱33の第2放熱部材32から一端面33aまでの長さH1は、本体21における第1放熱部材31の取付位置から第2放熱部材32の取付位置までの長さH2以上になっている(H1≧H2)。すると、熱伝導支柱33は第1放熱部材31を押し付けた状態で本体21に固定されるため、熱伝導支柱33の一端面33aが第1放熱部材31に密着する。これにより、第1放熱部材31から熱伝導支柱33へ効率良く熱を伝導させることができる。その後、発光ユニット22上に光透過カバー24及び反射板25が取り付けられるとともに、接続部材40に電源部10が取り付けられる(図3参照)。
Thereafter, the first
図7は図3の光源部20における放熱の様子を示す断面図である。図7において、発光ユニット22の駆動により発生した熱は第1放熱部材31に伝導し、第1放熱部材31から本体21へ伝導する。さらに、第1放熱部材31の熱は熱伝導支柱33を介して第2放熱部材32へ伝導される。そして、本体21、第1放熱部材31、第2放熱部材32及び複数の熱伝導支柱33の熱は外気に放熱される。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state of heat dissipation in the
上記実施形態によれば、本体21の両端に取り付けられた第1放熱部材31と第2放熱部材32とが熱伝導支柱33により接続された構造を有することにより、発光ユニット22から熱伝導支柱33を介して伝導した熱が第2放熱部材32側からも放熱されるため、照明装置1における外気接触面積を増加させて放熱性を向上させ照明装置1の寿命を確保することができる。また、熱伝導支柱33が第2放熱部材32から外部へ向かって突出している場合、熱伝導支柱33からも外気へ放熱が行われるため、放熱性をさらに向上させることができる。
According to the above embodiment, the first
特に、発光ユニット22の発熱量に対応して熱伝導支柱33の個数を適宜設定することができる構造を有しているため、どのような特性を有する発光ユニット22も光源部20に実装することができ、光源部20の汎用性を高めることができる。すなわち、従来のように、放熱フィンの形状が定まっており放熱特性が一定である場合、特定の発熱量を有する発光ユニットには適合する。しかしながら、特定の発光ユニットよりも発熱量の多い発光ユニット22を実装した場合には放熱不足になり、特定の発光ユニットよりも発熱量の少ない発光ユニットを実装した場合には過剰な放熱特性になりコストが高くなってしまう。一方、上述した光源部20においては、発熱量が大きい発光ユニット22が用いられている場合、熱伝導支柱33の個数を多くして放熱特性を向上させることにより、放熱不足を防止することができる。また、発熱量が小さい発光ユニット22が用いられている場合、熱伝導支柱33の個数を少なくすることにより、部品点数を削減しコストの削減を図ることができる。このように、発光ユニット22の光束値に応じて熱伝導支柱33の個数を調節することができるため、光源部20の汎用性を高めることができるとともに、コストも必要最小限に抑えることができる。
In particular, the
さらに、電源部10と光源部20との間に隙間Dが形成された構造を有しているため、発光ユニット22から発熱した熱は本体21から放熱され、電源ユニット12から発生した熱は筐体11から放熱されることになる。このため、電源部10と光源部20との間での熱の干渉が緩和されて放熱性への影響を少なくすることができる。
Further, since the gap D is formed between the
本発明の実施形態は、上記実施形態に限定されない。たとえば、本体21は円筒状に形成されている場合について例示しているが、外形が四角形状等に形成されたものであってもよい。また、取付穴32xは円形状に形成されている場合について例示しているが、これに限らず、多角形状に形成されていても良い。また、図4において、複数の取付穴32x及び複数の熱伝導支柱33が十字に配列されている場合について例示しているが、どのような配列であってもよく、例えば格子状に配列されたものであってもよい。
The embodiment of the present invention is not limited to the above embodiment. For example, although the case where the
さらに、熱伝導支柱33は取付穴32xに圧入され固定される場合について例示しているが、熱伝導性の接着剤を用いても良いし取付穴32xがバーリング加工等により穴の縁部にフランジを有するようにし、圧入もしくはカシメ加工等により固定し、熱伝導支柱33との密着性を高めるようにしてもよい。また、発光ユニット22において発光素子がLEDからなる場合について例示しているが、その他の発光ダイオードやEL素子であってもよい。
Furthermore, although the heat
1 照明装置、2 取付板、2a 取付ネジ、3 ツマミ、10 電源部、11 筐体、12 電源ユニット、13 コネクタ、14 配線、20 光源部、21 本体、21a 中空部、21b 一方の開口、21c 他方の開口、21d ネジ穴、22 発光ユニット、23 保護カバー、24 光透過カバー、25 反射板、31 第1放熱部材、31a 外縁、32 第2放熱部材、32a 外縁、32b ネジ穴、32c ネジ穴、32x 取付穴、33 熱伝導支柱、33a 一端面、33b 他端面、40 接続部材、A、B 直径、H1、H2 長さ、D 隙間。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device, 2 mounting plate, 2a mounting screw, 3 knob, 10 power supply part, 11 housing | casing, 12 power supply unit, 13 connector, 14 wiring, 20 light source part, 21 main body, 21a hollow part, 21b one opening, 21c Other opening, 21d screw hole, 22 light emitting unit, 23 protective cover, 24 light transmission cover, 25 reflector, 31 first heat radiating member, 31a outer edge, 32 second heat radiating member, 32a outer edge, 32b screw hole, 32c screw hole , 32x mounting hole, 33 heat conduction column, 33a one end face, 33b other end face, 40 connecting member, A, B diameter, H1, H2 length, D gap.
Claims (7)
前記本体の一方の開口に取り付けられた第1放熱部材と、
前記本体の他方の開口に取り付けられ、複数の取付穴を有する第2放熱部材と、
前記第1放熱部材に固定され、発光素子を有する発光ユニットと、
前記第2放熱部材に固定され、端面が前記第1放熱部材に接触した複数の熱伝導支柱と
を備え、
前記複数の熱伝導支柱は、前記第2放熱部材の前記複数の取付穴にそれぞれ挿入されて前記第1放熱部材を介して前記発光ユニットの放熱を行うことを特徴とする照明装置。 A main body having a hollow portion and having openings at both ends;
A first heat dissipating member attached to one opening of the main body;
A second heat radiation member attached to the other opening of the main body and having a plurality of attachment holes ;
A light emitting unit fixed to the first heat dissipation member and having a light emitting element;
A plurality of heat conduction columns fixed to the second heat radiating member and having an end surface in contact with the first heat radiating member ;
The plurality of heat conducting columns are inserted into the plurality of mounting holes of the second heat radiating member, respectively, and radiate heat of the light emitting unit through the first heat radiating member .
前記第1放熱部材及び前記第2放熱部材は、外縁側において前記本体に接触していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の照明装置。 The main body has thermal conductivity,
The lighting device according to claim 1, wherein the first heat radiating member and the second heat radiating member are in contact with the main body on an outer edge side.
前記電源部と前記本体とを隙間を介して接続する接続部材と
をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の照明装置。 A power supply unit for driving the light emitting unit;
The lighting device according to claim 1, further comprising: a connection member that connects the power supply unit and the main body via a gap.
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