JP6316399B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

この発明は、放熱フィンを有するヒートシンク装置及びこのヒートシンク装置を用いた照明装置に関する。

ＬＥＤ照明器具については放熱及び部材取付け用としてアルミダイキャストを採用している器具が多い。しかし、投入電力が大きくなる事で、熱量も大きくなりアルミダイキャストも大型化が進むことになり、アルミダイキャストの大型化による材料費のアップ、また、器具の重量増加による安全面（落下）等が懸念されている。

アルミダイキャストによるヒートシンクは任意の形状にできることや加工性に優れている反面、熱容量が大きくなった場合は形状も重量も大きくなり、更にヒートシンク形状自体に起因する制約部分も多い。制約部分として、天井埋め込み用照明器具の場合、天井にあける取り付け穴径が決まっている為、ヒートシンク形状を一定の穴径より大きい形状にはできない。放熱させるためのヒートシンクフィン表面積を増やしたい場合はフィン長さを伸ばして表面積を大きくすることになる。その場合、アルミダイキャストでヒートシンクを製造する際にフィン部分の抜き勾配を考慮すると、フィン先端は薄く、根元は厚くなってしまう。その結果、必要以上に重量も増え、取付け時の安全性（落下）や製造期間、部品コストにも影響する。

これらの対策として複数の放熱板を重ね、積み重なった層に面するように配線基板（ＬＥＤモジュール）を取り付ける技術がある（特許文献１）。また、複数の放熱板を所定間隔で接するように円状に並べて組み合わせ、その上下を支持する放熱モジュールがある（特許文献２）。

特開２００７−１５０２６８号 実用新案登録第３１５５５２１号 特開２０１１−２４９１１１号公報 特開２００１−０５７４０５号公報 特開平１１−０１７０８０号公報 特開２０１２−０４９４０７号公報

しかしながら、従来（例えば特許文献１、２）のヒートシンクでは、複数の放熱板を重ね合わせたり、組み合わせたりする方法であり組立性が悪い。

この発明は、光源から発生する熱を放熱する部材に板金部材を用いて構成することにより、軽量で放熱性に優れ、かつ簡易的に作製可能な組み立て性の良いヒートシンク装置の提供を目的とする。

この発明の照明装置は、
板状をなすとともに前記板状の端部が折り曲げられた複数のプレート放熱フィンと、
それぞれの前記プレート放熱フィンの前記端部よりも先の部分が挿入された複数のスリットが形成された第１のベースプレートと、
それぞれの前記プレート放熱フィンの前記端部に押し当てられてそれぞれの前記プレート放熱フィンの前記端部と接触する接触面を有し、前記接触面の裏面側に光源が取り付けられた第２のベースプレートと
を備える。

本発明によれば、放熱部材に板金（板状体）を用いた構成とすることにより、軽量かつ放熱性に優れ、また簡易に作製可能なヒートシンクを提供できる。

実施の形態１の照明装置１００の分解組立斜視図（ａ）及び照明装置１００の斜視図（ｂ）。 実施の形態１のヒートシンクＡＳＳＹ１３を示す斜視図。 実施の形態１のヒートシンクＡＳＳＹ１３のスリット入りベースプレート５とベースプレート６との斜視図。 実施の形態１のヒートシンクＡＳＳＹ１３と光源モジュール８との接触面を示した断面図。 実施の形態１のヒートシンクＡＳＳＹ１３の上面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面図（ｂ）。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１を示す照明装置１００の分解組立斜視図（図１（ａ））及び照明装置１００の組立後の斜視図（図１（ｂ））である。図２は、ヒートシンクＡＳＳＹ１３に、各プレートフィンが組み付けられたときの８枚のプレートフィンの組み付け状態を示す斜視図である。ヒートシンクＡＳＳＹ１３には、図２（あるいは図４）に示すように、プレートフィン１〜４が２枚ずつ、合計８枚のプレートフィン組み付けられる。図３は、ヒートシンクＡＳＳＹ１３のスリット入りベースプレート５とベースプレート６との斜視図である。図４は、ヒートシンクＡＳＳＹ１３と光源モジュール８との接触面を示した図１のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。図５は、ヒートシンクＡＳＳＹ１３の上面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面図（ｂ）である。

（照明装置１００の構成）
図１に示すように、照明装置１００は、スリット入りベースプレート５と、各２枚のプレートフィン１〜４と、ベースプレート６と、柔軟性、伝熱性を有するシート７（シート材）と、複数のＬＥＤ１２（光源）が実装された光源モジュール８（実装基板）と、基板押え９と、基板押え９に装着されて光源モジュール８を覆って保護する透光性のカバー１０と、配光を決定する機能を有するフレーム１１とを備えている。

（ヒートシンクＡＳＳＹ１３）
ヒートシンクＡＳＳＹ１３（ヒートシンク装置）は、スリット入りベースプレート５（第１のベースプレート）と、各２枚のプレートフィン１〜４（複数のプレート放熱フィン）と、ベースプレート６（第２のベースプレート）と、挟持機構（雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａ及び雌ネジ部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ）とを備える。板状体であるスリット入りベースプレート５、板状体であるベースプレート６及び板状体である８枚のプレートフィンは、いずれも板金部品である。なお板金部品以外でも、板金部品と同等の熱伝導性を有する板状体であればよいのであり、板金部品には限定されない。

（照明装置１００の組み立て）
図１に示す照明装置１００は、スリット入りベースプレート５の各スリットに８枚のプレートフィンを挿入し、挿入した８枚のプレートフィンを、スリット入りベースプレート５とベースプレート６とで挟み込む。そして、ベースプレート６の下側にシート７、光源モジュール８、基板押え９を配置すると共に、基板押え９の下側に４本のネジでカバー１０を取り付ける。そして、雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａで、スリット入りベースプレート５、８枚のプレートフィン、ベースプレート６、シート７、光源モジュール８、カバー１０が取り付けられた基板押え９を、フレーム１１に取り付ける。フレーム１１には雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａのそれぞれと螺合する雌ネジ部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂが形成されている。以上により、図１（ｂ）の照明装置１００を組み立てる。

（スリット入りベースプレート５）
図３（ａ）、図４に示すように、スリット入りベースプレート５は、板状であって、下面５ａから上面５ｂへ貫通する複数のスリットが形成されている。スリット入りベースプレート５は、２枚ずつのプレートフィン１〜４の各プレートフィンに対応する複数のスリットが形成されている。具体的には、図３（ａ）、図４に示すように、スリット入りベースプレート５には、２枚のプレートフィン１に対応する２つのスリット５−１と、２枚のプレートフィン２に対応する２つのスリット５−２と、２枚のプレートフィン３に対応する２つのスリット５−３と、２枚のプレートフィン４に対応し、２枚のプレートフィン４の両方が貫通する一つのスリット５−４との計７つのスリットが形成されている。

（複数のプレートフィン）
プレートフィン１を例に説明すれば、プレートフィン１は、図２に示すように板状であり、周縁の一部が折り曲げられて折曲部１−１が形成されて、折曲部１−１の残りの部分であるフィン部１−２を有する。図４に示すように、フィン部１−２が、スリット入りベースプレート５のプレートフィン１に対応するスリット５−１を、スリット入りベースプレート５の下面５ａから上面５ｂの方向へ貫通してスリット５−１から突き出る。また、プレートフィン１の折曲部１―１のうち、フィン部１−２が突き出る側の面である上面１ｂがスリット入りベースプレート５の下面５ａに対向して配置される。他のプレートフィン２〜４も同様である。図４のように、複数のプレートフィンの各プレートフィンは、フィン部が、スリット入りベースプレート５の複数のスリットのうち対応するスリットから突き出ると共に、折曲部の上面がスリット入りベースプレート５の下面５ａに対向して配置される。

（ベースプレート６）
図３（ｂ）、図４、図５等に示すように、ベースプレート６は、板状であって、８つのプレートフィンのそれぞれの折曲部の下面１ａ等の面積を合わせた面積よりも大きい面積を有し（図５の説明で後述する）、８つのプレートフィンのそれぞれの折曲部の下面を上面６ｂが対向して覆っている。ベースプレート６は、スリット入りベースプレート５とともに、８つのプレートフィンのそれぞれの折曲部を挟み込んでいる。

（挟持機構）
図１に示すように、雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａ及び雄ネジ２１ａ等にそれぞれ対応する雌ネジ部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂは、挟持機構を構成する。挟持機構は、スリット入りベースプレート５とベースプレート６とに、各プレートフィンのそれぞれの折曲部を挟持させる。つまり図１（ａ）に示すように、スリット入りベースプレート５、ベースプレート６には雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａの雄ネジ部が貫通する貫通穴が形成されており、また、基板押え９にも雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａの雄ネジ部が貫通する貫通穴が形成されている。雄ネジ２１ａ，２２ａ，２３ａ等はこれらの貫通穴を貫通して、フレーム１１に形成された対応する雌ネジ部２１ｂ，２２ｂ，２３ｂと螺合してスリット入りベースプレート５とベースプレート６とを締結し（図１（ｂ））、その結果、スリット入りベースプレート５とベースプレート６とで、各プレートフィンのそれぞれの折曲部を挟持する（図４）。

（折曲部の下面とベースプレート６の上面６ｂとの関係）
図５（ａ）は、図４のＸ方向矢視（上面図）を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面である。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、スリット入りベースプレート５と、ベースプレート６とは、ほぼ同じ大きさの円板形状である。図５（ａ）のようにスリット入りベースプレート５の上方から、スリット入りベースプレート５の上面５ｂから下面５ａに向かう方向（図４のＸ方向）にみたとき、８つのプレートフィンのそれぞれの折曲部は、全体で、ベースプレート６の外周６０１の内部に位置し、かつ、ベースプレート６の外周６０１よりもやや小さい外周７０１の外周形状をなす。このように、ベースプレート６の外周６０１は、折曲部全体で形成する外周７０１の外側に位置するので、ベースプレート６から折曲部全体に効率よく熱が伝導する。

（ベースプレート６と光源モジュール８（実装基板）との関係）
図４、図５に示すように、複数のＬＥＤ１２が実装された光源モジュール８（実装基板）は、光源が実装された実装面８ａの裏側となる裏面８ｂがベースプレート６の下面６ａに対向してベースプレート６取り付けられる。この場合、図４に示すように、ベースプレート６の下面６ａと、光源モジュール８の裏面８ｂとの間に、熱伝導性を有する柔軟性のシート７（シート材）を設ける。シート７は柔軟性があるので、シート７を介して、光源モジュール８とベースプレート６との密着性が高まるので、光源モジュール８からベースプレート６への熱伝導が向上する。

実施の形態１で述べたヒートシンクＡＳＳＹ１３は、スリット入りベースプレート５にプレートフィン１〜４（×２）をベースプレート６で挟み込むことで、プレートフィン１〜４に光源モジュール８から発せられる熱を効率良く伝えることができる。また、ベースプレート６によって基板接触面（光源モジュール８に対する接触面）がフラットになり、光源モジュール８（実装基板）の密着性を向上できる。

以上に説明した実施の形態１では、光源モジュール８の放熱を目的としたヒートシンクＡＳＳＹ１３を、板金部品を用いた構成することで、従来のアルミダイキャスト製の放熱部材に比べ軽量、安価に作製することができる。また、スリットの設けられたスリット入りベースプレート５にプレートフィンを挿入し、スリット入りベースプレート５とベースプレート６とで複数のプレートフィンを挟持する構成なので簡易にヒートシンクＡＳＳＹを作製することができる。さらに、図５の説明で述べたように、ベースプレート６の外周６０１は、折曲部全体で形成する図形の外周７０１の外側に位置するので、ベースプレート６から折曲部全体に効率よく熱が伝導する。

以上の実施の形態では、図１に示すようにダウンライトに使用されるヒートシンクＡＳＳＹ１３を説明したが、ヒートシンクＡＳＳＹ１３が使用される照明装置がいかなる照明装置でも構わない。また、ヒートシンクＡＳＳＹ１３の使用対象は、照明装置に限らず、放熱を必要とする他の装置にも適用できるのはもちろんである。

以上の実施の形態で説明したヒートシンクＡＳＳＹ１３では、挟持機構にフレーム１１に形成された雌ネジ部を用いているが、ベースプレート６の下面６ａの側で雄ネジ２１ａ、２２ａ，２３ａとそれぞれ螺合する、雌ネジの形成された３つのナットを用いてもよい。この場合、ヒートシンクＡＳＳＹ１３は、フレーム１１を用いることなく単独で組み立て状態になる。

１〜４ プレートフィン、５ スリット入りベースプレート、６ ベースプレート、７ シート、８ 光源モジュール、９ 基板押え、１０ カバー、１１ フレーム、１２ ＬＥＤ、１３ ヒートシンクＡＳＳＹ、１００ 照明装置。

Claims (4)

1. 板状をなすとともに前記板状の端部が折り曲げられた複数のプレート放熱フィンからなる複数の組であって、２枚の前記プレート放熱フィンが一組をなし、組を同じくする前記プレート放熱フィンどうしは前記端部が折り曲げられた箇所の長さを同じくし、互いに組を異にする前記プレート放熱フィンどうしは前記端部が折り曲げられた箇所の長さが異なる複数の組と、
   それぞれの前記プレート放熱フィンの前記端部よりも先の部分が挿入された複数のスリットが形成された第１のベースプレートと、
   それぞれの前記プレート放熱フィンの前記端部に押し当てられてそれぞれの前記プレート放熱フィンの前記端部と接触する接触面を有し、前記接触面の裏面側に、複数の光源が実装された実装基板が取り付けられた第２のベースプレートと
   を備える照明装置。
2. 前記複数のプレート放熱フィンのそれぞれの前記プレート放熱フィンは、
   Ｌ字形状をなすとともにＬ字の水平部分が前記端部に対応する請求項１に記載の照明装置。
3. 前記複数のプレート放熱フィンのそれぞれの前記端部は、
   前記第２のベースプレートの前記接触面に対向する対向面を有し、
   前記接触面は、
   各端部の前記対向面に押し当てられている請求項１または請求項２に記載の照明装置。
4. 前記複数のプレート放熱フィンのそれぞれの前記プレート放熱フィンは、
   それぞれが単一の部品である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置。

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