JP6403109B2 - Lighting device - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤを光源とする照明装置に関する。   The present invention relates to an illumination device using an LED as a light source.

ＬＥＤは、低電力で高輝度の発光が可能であり、しかも長寿命であることから、白熱灯や蛍光灯に代わる光源として注目されている。このようなＬＥＤを光源とする照明装置として、矩形平板状のベースと、このベースの一面に縦３・横３のマトリクス状に配置された複数の光源ユニットと、を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。各々の光源ユニットは、配線基板を介してベースに実装されたＬＥＤと、このＬＥＤの周囲を取り囲むように設けられた矩形枠状の化粧カバーと、を有する。化粧カバーは、その外側面にベースと平行に設けられた複数の放熱フィン（板状フィン）を有する。   LEDs are attracting attention as light sources that can replace incandescent lamps and fluorescent lamps because they can emit light with high power and high luminance and have a long lifetime. As an illuminating device using such an LED as a light source, an illumination device including a rectangular flat base and a plurality of light source units arranged in a matrix of 3 × 3 on one side of the base is known. (For example, refer to Patent Document 1). Each light source unit includes an LED mounted on a base via a wiring board, and a rectangular frame-shaped decorative cover provided so as to surround the periphery of the LED. The decorative cover has a plurality of heat dissipating fins (plate fins) provided on the outer surface thereof in parallel with the base.

特開２００９−１２９８５９号公報JP 2009-129859 A

しかしながら、上述したような照明装置では、例えば、ベース面が鉛直方向に対して平行となるように配置した場合には、ＬＥＤの発光に伴って生じた熱が装置の鉛直上方に抜け難く、放熱性が悪くなることがある。このような放熱性の悪化は、照明装置の過度の加熱を引き起こし、熱暴走による照明装置の誤作動や故障につながる虞がある。   However, in the illumination device as described above, for example, when the base surface is arranged so as to be parallel to the vertical direction, the heat generated due to the light emission of the LED is difficult to escape vertically above the device, and thus heat radiation. May be worse. Such deterioration in heat dissipation may cause excessive heating of the lighting device, which may lead to malfunction or failure of the lighting device due to thermal runaway.

本発明は、上記課題を解決するものであって、放熱性が良い照明装置を提供することを目的とする。   This invention solves the said subject and aims at providing the illuminating device with favorable heat dissipation.

本発明の照明装置は、マトリクス状に配置された複数の光源ユニットと、これら光源ユニットに給電するための電源ユニットと、を備え、前記複数の光源ユニットは、一面に発光面を有する矩形平板状の発光部と、前記発光部の前記発光面とは反対側の面に設けられた放熱部と、をそれぞれ備え、前記発光部の一辺と平行な行方向に配置された前記光源ユニットの数は、前記行方向に直交する列方向に配置された前記光源ユニットの数以上であり、前記放熱部は、前記発光面に直交して設けられた複数の板状フィンを有し、前記複数の板状フィンは、前記列方向と平行に並設され、前記複数の光源ユニットは、前記列方向に複数配置され、該列方向において隣り合う前記光源ユニットの間には隙間が設けられ、前記電源ユニットは、前記行方向に沿って伸びる長尺状に形成され、前記放熱部側において前記隙間を塞ぐように配置されていることを特徴とする。
The illumination device of the present invention includes a plurality of light source units arranged in a matrix and a power supply unit for supplying power to the light source units, and the plurality of light source units have a rectangular flat plate shape having a light emitting surface on one surface. Each of the light emitting units, and a heat radiating unit provided on a surface opposite to the light emitting surface of the light emitting unit, and the number of the light source units arranged in a row direction parallel to one side of the light emitting unit is More than the number of the light source units arranged in the column direction orthogonal to the row direction, and the heat radiating portion has a plurality of plate-like fins provided orthogonal to the light emitting surface, and the plurality of plates The fins are arranged in parallel with the row direction, the plurality of light source units are arranged in the row direction, and a gap is provided between the light source units adjacent in the row direction, and the power supply unit , the whereabouts Is formed into an elongated shape extending along the, characterized in that it is arranged so as to close the gap in the heat radiation unit side.

前記列方向における前記板状フィンの長さは、同方向における前記発光部の長さと等しいことが好ましい。   It is preferable that the length of the plate-like fin in the row direction is equal to the length of the light emitting unit in the same direction.

前記板状フィンは、前記行方向における前記発光部の両端部には設けられていないことが好ましい。   It is preferable that the plate fins are not provided at both ends of the light emitting unit in the row direction.

本発明の照明装置によれば、その列方向が鉛直方向と一致するように設置したときに、水平方向（行方向）に配置された光源ユニットの数が鉛直方向に配置された光源ユニットの数以上となり、また、板状フィンが鉛直方向と平行に設けられている。そのため、光源ユニットの発光に伴って生じた熱が上昇気流に乗って照明装置の鉛直上方に抜け易くなって、放熱性を良くすることができる。   According to the illuminating device of the present invention, the number of light source units arranged in the horizontal direction (row direction) is the number of light source units arranged in the vertical direction when installed so that the column direction coincides with the vertical direction. In addition, the plate-like fins are provided in parallel with the vertical direction. Therefore, the heat generated with the light emission of the light source unit rides on the rising airflow and easily escapes vertically upward of the lighting device, so that the heat dissipation can be improved.

本発明の一実施形態に係る照明装置を発光面側から見た斜視図。The perspective view which looked at the illuminating device which concerns on one Embodiment of this invention from the light emission surface side. 上記照明装置を放熱部側から見た斜視図。The perspective view which looked at the said illuminating device from the thermal radiation part side. （ａ）は上記照明装置を発光面側から見た平面図、（ｂ）は同照明装置を放熱部側から見た平面図、（ｃ）は同照明装置の側面図。(A) is the top view which looked at the said illuminating device from the light emission surface side, (b) is the top view which looked at the illuminating device from the thermal radiation part side, (c) is the side view of the illuminating device. （ａ）は図３（ｂ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｂ）は図３（ｂ）のＩＩ−ＩＩ線断面図。(A) is the II sectional view taken on the line of FIG.3 (b), (b) is the II-II sectional view taken on the line of FIG.3 (b). （ａ）乃至（ｃ）は、上記照明装置の周囲における空気の流れを示す図。(A) thru | or (c) is a figure which shows the flow of the air around the said illuminating device. （ａ）乃至（ｃ）は、光源ユニット間に隙間が設けられていない照明装置の周囲における空気の流れを示す図。(A) thru | or (c) is a figure which shows the flow of the air around the illuminating device in which the clearance gap is not provided between light source units.

本発明の一実施形態に係る照明装置について図１乃至図５を参照して説明する。本照明装置は、グランドや圃場等に対して光を投射する投光器である。   An illumination device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This illuminating device is a projector that projects light onto a ground or a farm field.

図１及び図２に示すように、照明装置１は、複数の光源ユニット２と、これら光源ユニット２を一体に保持する保持枠３と、を備える。光源ユニット２の各々は、一面に発光面２Ａ（図１参照）を有する矩形平板状の発光部４と、発光部４の発光面２Ａとは反対側の面に設けられた放熱部５と、を備える。放熱部５は、発光部４の発光に伴って生じた熱を外部に放熱する。   As shown in FIG.1 and FIG.2, the illuminating device 1 is provided with the some light source unit 2 and the holding frame 3 which hold | maintains these light source units 2 integrally. Each of the light source units 2 includes a rectangular flat plate-like light emitting portion 4 having a light emitting surface 2A (see FIG. 1) on one surface, a heat radiating portion 5 provided on the surface of the light emitting portion 4 opposite to the light emitting surface 2A, Is provided. The heat radiating unit 5 radiates heat generated with the light emission of the light emitting unit 4 to the outside.

複数の光源ユニット２は、マトリクス状に配置され、発光部４の一辺と平行な行方向Ｌ（図例では横方向）に配置された光源ユニット２の数は、行方向Ｌに直交する列方向Ｃ（図例では縦方向）に配置された光源ユニット２の数以上となっている。図例では、行方向Ｌに３つの光源ユニット２が配置され、列方向Ｃに２つの光源ユニット２が配置された３ｘ２のマトリクス状となっている。列方向Ｃにおいて隣り合う光源ユニット２の間には、隙間Ｇ（図１参照）が設けられている。行方向Ｌにおいて隣り合う光源ユニット２は、互いに隣接して配置されている。   The plurality of light source units 2 are arranged in a matrix, and the number of the light source units 2 arranged in the row direction L (lateral direction in the figure) parallel to one side of the light emitting unit 4 is the column direction orthogonal to the row direction L. More than the number of the light source units 2 arranged in C (vertical direction in the illustrated example). In the illustrated example, the light source unit 2 has a 3 × 2 matrix in which three light source units 2 are arranged in the row direction L and two light source units 2 are arranged in the column direction C. A gap G (see FIG. 1) is provided between the light source units 2 adjacent in the column direction C. The light source units 2 adjacent in the row direction L are disposed adjacent to each other.

発光部４は、発光面２Ａ側に設けられた配線基板４１（図１参照）と、配線基板４１に実装された複数のＬＥＤ４２と、これらＬＥＤ４２を覆って保護するカバー４３と、を有する。ＬＥＤ４２は、例えば、青色光を出射する青色ＬＥＤチップと、この青色ＬＥＤチップを封止する封止材と、この封止材中に分散され青色光を黄色光に変換する蛍光体と、を有し、青色光と黄色光とを互いに混色させることで白色光を出射する。カバー４３は、ＬＥＤ４２から出射された白色光を透過させる透光性材料、例えば、透明アクリル樹脂、透明ポリカーボネート樹脂又は透明ガラスにより構成される。   The light emitting unit 4 includes a wiring board 41 (see FIG. 1) provided on the light emitting surface 2A side, a plurality of LEDs 42 mounted on the wiring board 41, and a cover 43 that covers and protects the LEDs 42. The LED 42 includes, for example, a blue LED chip that emits blue light, a sealing material that seals the blue LED chip, and a phosphor that is dispersed in the sealing material and converts blue light into yellow light. Then, white light is emitted by mixing blue light and yellow light with each other. The cover 43 is made of a translucent material that transmits white light emitted from the LED 42, for example, a transparent acrylic resin, a transparent polycarbonate resin, or transparent glass.

放熱部５は、発光面２Ａに直交して設けられた複数の板状フィン５１を有する。これら板状フィン５１は、列方向Ｃと平行に並設されている。板状フィン５１は、熱伝導率及び剛性の高い材料、例えば、アルミニウムや銅により構成される。   The heat dissipating part 5 has a plurality of plate-like fins 51 provided orthogonal to the light emitting surface 2A. These plate-like fins 51 are arranged in parallel with the column direction C. The plate-like fins 51 are made of a material having high thermal conductivity and high rigidity, for example, aluminum or copper.

図３（ａ）乃至（ｃ）に示すように、照明装置１は、保持枠３の行方向Ｌにおける両端部３１、３２を介して保持枠３を軸支する支持体６と、光源ユニット２に給電するための電源ユニット７と、を更に備える。支持体６は、両端部３１、３２を結ぶ線を回動軸Ａｘ（図３（ａ）参照）として保持枠３が回動可能となるように保持枠３を支持している。このようにすることで、回動軸Ａｘを中心として、保持枠３及び光源ユニット２を所定の向きに回動させることができる。電源ユニット７は、照明装置１の放熱部５側において隙間Ｇを塞ぐように配置され、各々の光源ユニット２とケーブル７１を介して電気的に接続されている。電源ユニット７は、商用電源（不図示）に接続され、その商用電源からＬＥＤ４２への給電を制御する点灯回路（不図示）を内蔵している。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the lighting device 1 includes a support body 6 that pivotally supports the holding frame 3 via both end portions 31 and 32 in the row direction L of the holding frame 3, and the light source unit 2. And a power supply unit 7 for supplying electric power. The support 6 supports the holding frame 3 so that the holding frame 3 can be rotated with a line connecting both end portions 31 and 32 as a rotation axis Ax (see FIG. 3A). Thus, the holding frame 3 and the light source unit 2 can be rotated in a predetermined direction around the rotation axis Ax. The power supply unit 7 is disposed so as to close the gap G on the heat radiating unit 5 side of the lighting device 1, and is electrically connected to each light source unit 2 via a cable 71. The power supply unit 7 is connected to a commercial power supply (not shown) and incorporates a lighting circuit (not shown) that controls power supply from the commercial power supply to the LED 42.

図４（ａ）に示すように、列方向Ｃにおける板状フィン５１（ドットで示す）の長さＬ１は、同方向における発光部４の長さＬ２と等しくなるように構成されている。このようにすることで、板状フィン５１の表面積を大きくして、板状フィン５１の放熱性を高めることができる。また、図４（ｂ）に示すように、板状フィン５１は、行方向Ｌにおける発光部４の両端部４４、４５には設けられていない。このようにすることで、行方向Ｌにおける発光部４間の境界において板状フィン５１同士が近接するのを防いで、それら板状フィン５１による放熱性の低下を防止することができる。なお、図４（ａ）（ｂ）では、断面を示すハッチングの図示を省略している。   As shown in FIG. 4A, the length L1 of the plate-like fins 51 (indicated by dots) in the column direction C is configured to be equal to the length L2 of the light emitting unit 4 in the same direction. By doing in this way, the surface area of the plate-shaped fin 51 can be enlarged and the heat dissipation of the plate-shaped fin 51 can be improved. As shown in FIG. 4B, the plate-like fins 51 are not provided at both end portions 44 and 45 of the light emitting unit 4 in the row direction L. By doing in this way, it can prevent that the plate-shaped fins 51 adjoin in the boundary between the light emission parts 4 in the row direction L, and can prevent the fall of the heat dissipation by these plate-shaped fins 51. FIG. In FIGS. 4A and 4B, hatching showing a cross section is omitted.

上記のように構成された照明装置１によれば、列方向Ｃが鉛直方向と一致するように設置したときに、鉛直方向に配置された光源ユニット２の数（図例では２つ）よりも水平方向（行方向Ｌ）に配置された光源ユニットの数（図例では３つ）の方が多くなる。また、各々の光源ユニット２において、板状フィン５１が鉛直方向と平行に設けられている。そのため、光源ユニット２の発光に伴って生じた熱が上昇気流に乗って照明装置１の鉛直上方に抜け易くなって、放熱性を良くすることができる。これにより、照明装置１の過度の加熱を防いで、熱暴走による照明装置１の誤作動や故障を防止することができる。このような効果は、照明装置１を構成する光源ユニット２の数が多くて放熱性が低下する場合や、光源ユニット２の発光に伴う温度上昇が起こり易い投光器（照明装置１）のような高出力装置において特に重要となる。   According to the illuminating device 1 configured as described above, when installed so that the column direction C coincides with the vertical direction, the number of light source units 2 arranged in the vertical direction (two in the illustrated example) is more than that. The number of light source units (three in the example) arranged in the horizontal direction (row direction L) is larger. Further, in each light source unit 2, the plate-like fins 51 are provided in parallel with the vertical direction. Therefore, the heat generated with the light emission of the light source unit 2 rides on the rising airflow and easily escapes vertically above the lighting device 1, so that heat dissipation can be improved. Thereby, the excessive heating of the illuminating device 1 can be prevented, and the malfunction and failure of the illuminating device 1 by a thermal runaway can be prevented. Such an effect is high when the number of light source units 2 constituting the lighting device 1 is large and heat dissipation is reduced, or when the temperature rises due to light emission of the light source unit 2 is likely to occur. This is particularly important for output devices.

図５（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ光源ユニット２からの光（白抜き矢印で示す）が鉛直斜め下方、鉛直下方及び鉛直上方に照射されるように照明装置１を配置した場合を示す。このような場合、列方向Ｃにおいて隣り合う光源ユニット２の間に隙間Ｇが設けられているので、空気（破線矢印で示す）が隙間Ｇを通って照明装置１の鉛直上方へ抜け、放熱部５の熱が効率良く大気中に放熱される。   5A to 5C show cases where the lighting device 1 is arranged so that light (indicated by white arrows) from the light source unit 2 is irradiated obliquely downward, vertically downward and vertically upward, respectively. . In such a case, since the gap G is provided between the light source units 2 adjacent in the column direction C, air (indicated by broken line arrows) passes through the gap G vertically upward of the lighting device 1, and the heat radiating unit The heat of 5 is efficiently radiated into the atmosphere.

また、図５（ａ）（ｂ）に示した場合では、放熱部５からの熱を含んだ上昇気流が電源ユニット７に達し得るが、電源ユニット７が隙間Ｇを塞ぐように配置されているので、隙間Ｇを通って流れてきた冷たい空気によって電源ユニット７が冷却される。そのため、電源ユニット７は、放熱部５（電源ユニット２）からの熱の影響を受け難くなる。一方、図５（ｃ）に示した場合では、電源ユニット７からの熱を含んだ上昇気流が光源ユニット２に達し得るが、そのような上昇気流は、隙間Ｇを通って照明装置１の鉛直上方に抜ける。そのため、光源ユニット２は、電源ユニット７からの熱の影響を受け難くなる。   5 (a) and 5 (b), the rising air flow including heat from the heat radiating portion 5 can reach the power supply unit 7, but the power supply unit 7 is disposed so as to close the gap G. Therefore, the power supply unit 7 is cooled by the cold air flowing through the gap G. Therefore, the power supply unit 7 is hardly affected by heat from the heat radiating unit 5 (power supply unit 2). On the other hand, in the case shown in FIG. 5 (c), an updraft including heat from the power supply unit 7 can reach the light source unit 2, but such an updraft passes through the gap G to the vertical direction of the lighting device 1. Exit upwards. Therefore, the light source unit 2 is not easily affected by the heat from the power supply unit 7.

これに対して、図６（ａ）乃至（ｃ）に示すように、上記のような隙間を備えていない照明装置では、空気が光源ユニット２の間を通り抜けることができないので、光源ユニット２同士の境界を含む領域（一点鎖線で囲んで示す）において熱がこもり易い。また、図６（ａ）（ｂ）に示した場合では、放熱部５からの熱を含んだ上昇気流が電源ユニット７に達し得るので、電源ユニット７は、放熱部５（光源ユニット２）からの熱の影響を受け易くなる。一方、図６（ｃ）に示した場合では、電源ユニット７からの熱を含んだ上昇気流が光源ユニット２に達し得るので、光源ユニット２は、電源ユニット７からの熱の影響を受け易くなる。   On the other hand, as shown in FIGS. 6A to 6C, in the illumination device that does not include the gap as described above, air cannot pass between the light source units 2. Heat is likely to be trapped in a region including the boundary (shown surrounded by a one-dot chain line). Further, in the case shown in FIGS. 6A and 6B, the rising air flow including the heat from the heat radiating unit 5 can reach the power unit 7, so that the power unit 7 is connected to the heat radiating unit 5 (light source unit 2). It becomes easy to be affected by heat. On the other hand, in the case shown in FIG. 6C, the ascending airflow including the heat from the power supply unit 7 can reach the light source unit 2, so that the light source unit 2 is easily affected by the heat from the power supply unit 7. .

なお、本発明に係る照明装置は、上記実施形態に限定されず種々の変形が可能である。例えば、本照明装置は、行方向において隙間無く並列された板状フィンを有する構成とされてもよい。また、光源ユニットの配置は、上述した３ｘ２のマトリクス状に限定されず、例えば、４ｘ３や１０ｘ４のマトリクス状であってもよい。また、光源ユニットは、好ましくは行方向に配置される数が列方向に配置される数よりも多くなるように構成されるが、行方向に配置される数が列方向に配置される数と等しくなるように構成されていてもよい。また、ＬＥＤを互いに異なる色の光を出射する複数種のものにより構成し、各種ＬＥＤを個別に調光制御することで照射光の色や色温度を調整することができるように構成してもよい。更に、光源ユニットの光源は、必ずしもＬＥＤに限定されず、例えば、高圧ナトリウムランプやキセノンランプ等のＨＩＤランプ、白色蛍光灯又は白熱灯により構成されていてもよい。   In addition, the illuminating device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, this illuminating device may be configured to have plate-like fins arranged in parallel in the row direction without a gap. Further, the arrangement of the light source units is not limited to the 3 × 2 matrix described above, and may be a 4 × 3 or 10 × 4 matrix, for example. Further, the light source unit is preferably configured so that the number arranged in the row direction is larger than the number arranged in the column direction, but the number arranged in the row direction is the number arranged in the column direction. You may be comprised so that it may become equal. Further, the LED may be configured by a plurality of types that emit light of different colors, and the color and color temperature of the irradiation light can be adjusted by controlling the dimming of each LED individually. Good. Furthermore, the light source of the light source unit is not necessarily limited to the LED, and may be configured by, for example, an HID lamp such as a high-pressure sodium lamp or a xenon lamp, a white fluorescent lamp, or an incandescent lamp.

１ 照明装置
２ 光源ユニット
２Ａ 発光面
４ 発光部
４４、４５ 行方向における発光部の両端部
５ 放熱部
５１ 板状フィン
Ｃ 列方向
Ｇ 隙間
Ｌ 行方向
Ｌ１ 列方向における板状フィンの長さ
Ｌ２ 列方向における発光部の長さ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 2 Light source unit 2A Light emission surface 4 Light emission part 44, 45 Both ends 5 of the light emission part in a row direction Heat radiation part 51 Plate-shaped fin C Row direction G Gap L Row direction L1 Length L2 of plate-like fin in row direction Length of light emitting part in direction

Claims (3)

マトリクス状に配置された複数の光源ユニットと、これら光源ユニットに給電するための電源ユニットと、を備えた照明装置であって、
前記複数の光源ユニットは、一面に発光面を有する矩形平板状の発光部と、前記発光部の前記発光面とは反対側の面に設けられた放熱部と、をそれぞれ備え、
前記発光部の一辺と平行な行方向に配置された前記光源ユニットの数は、前記行方向に直交する列方向に配置された前記光源ユニットの数以上であり、
前記放熱部は、前記発光面に直交して設けられた複数の板状フィンを有し、前記複数の板状フィンは、前記列方向と平行に並設され、
前記複数の光源ユニットは、前記列方向に複数配置され、該列方向において隣り合う前記光源ユニットの間には隙間が設けられ、
前記電源ユニットは、前記行方向に沿って伸びる長尺状に形成され、前記放熱部側において前記隙間を塞ぐように配置されていることを特徴とする照明装置。
A lighting device comprising a plurality of light source units arranged in a matrix and a power supply unit for supplying power to these light source units,
The plurality of light source units each include a rectangular flat plate-like light emitting portion having a light emitting surface on one surface, and a heat radiating portion provided on a surface opposite to the light emitting surface of the light emitting portion,
The number of the light source units arranged in the row direction parallel to one side of the light emitting unit is equal to or more than the number of the light source units arranged in the column direction orthogonal to the row direction,
The heat radiating portion has a plurality of plate-like fins provided orthogonal to the light emitting surface, and the plurality of plate-like fins are arranged in parallel with the row direction,
The plurality of light source units are arranged in the row direction, and a gap is provided between the light source units adjacent in the row direction,
The power supply unit is formed in a long shape extending along the row direction, and is disposed so as to close the gap on the heat radiating portion side.
前記列方向における前記板状フィンの長さは、同方向における前記発光部の長さと等しいことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein a length of the plate-like fins in the row direction is equal to a length of the light emitting unit in the same direction. 前記板状フィンは、前記行方向における前記発光部の両端部には設けられていないことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。   The lighting device according to claim 1, wherein the plate-like fins are not provided at both ends of the light emitting unit in the row direction.
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