JP6849943B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、複数の光源ユニットを用いた照明装置に関する。

例えば競技場やスポーツ施設で投光器として使用される照明装置には、光源に発光素子を用いる照明装置があるが、照明範囲が広くかつ一定以上の照度値が求められるため、高出力化が要求されている。

光源に発光素子を用いる照明装置では、発光素子を有する光源とこの光源が発生する熱を放熱する複数の放熱フィンを有する放熱器とで光源ユニットを構成し、複数の光源ユニットを照明装置の本体に一体的に配設しているものがある。

ところで、照明装置の高出力化には、高出力型の光源が用いられるが、この光源は発生する熱量が増加するため、放熱器による放熱性を向上させなければならない。

放熱器の放熱性の向上には放熱フィンを外気中に直接露出させることが好ましいが、放熱フィンが外力によって変形したり破損するおそれがあるため、放熱フィンを保護する必要がある。

そこで、外カバーによって複数の光源ユニットの放熱フィンを全体的に覆うようにしたものがある。しかし、外カバー内に複数の光源ユニットの放熱フィンから熱が放熱されるため、外カバー内に熱がこもりやすく、放熱性が低下するおそれがある。

特許第５８６８８９７号公報

本発明が解決しようとする課題は、放熱フィンを保護し、放熱性を向上できる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、本体、複数の光源ユニットおよび第１および第２の保護カバーを備える。複数の光源ユニットは、発光素子を用いた光源、および光源の熱を放熱するようにフィン面が平行状に並設される複数の放熱フィンを有する放熱器をそれぞれ備え、本体から放熱フィンが突出するように本体に配設される。第１および第２の保護カバーは、通気孔をそれぞれ有し、光源ユニットの放熱器にそれぞれ個別に配設され、通気孔がフィン面に対向するように放熱器の一側および他側の放熱フィンのみにそれぞれ対向されて配設される。

本発明によれば、放熱フィンを保護し、放熱性の向上が期待できる。

一実施形態を示す照明装置の背面側から見た斜視図である。 同上照明装置の背面図である。 同上照明装置の前面側から見た斜視図である。 同上照明装置の断面図である。 同上照明装置の背面側から見た一部分解状態の斜視図である。 同上光源ユニットの背面側から見た斜視図である。 同上光源ユニットの背面側から見た分解状態の斜視図である。 同上光源ユニットの前面側から見た分解状態の斜視図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図８を参照して説明する。

図１ないし図５に、照明装置10として投光器を示す。この照明装置10は、灯体11、この灯体11を支持する支持体12、および灯体11（光源）に電源を供給するための図示しない電源ユニットを備えている。

そして、灯体11は、本体15、この本体15の後側に配設される光源体16、本体15の前側に配設される光制御体17を備えている。

本体15は、例えば金属材料によって、前後に開口する環状に形成されている。本体15の下部には、電源ユニットからの給電ケーブルが配線される配線ボックス部19が設けられている。

次に、光源体16は、複数の光源ユニット21、およびこれら光源ユニット21を一体に取り付けた取付板22を備えており、取付板22によって本体15の後側に取り付けられている。

光源体16の各光源ユニット21は、光源23、この光源23を取り付けた放熱器24、およびこの放熱器24に取り付けられた保護カバー25を備えている。

各光源ユニット21の光源23は、例えばＣＯＢ（Chip On Board）モジュールによって構成されている。光源（ＣＯＢモジュール）23は、基板、この基板に実装された複数の発光素子（ＬＥＤ）23a、およびこれら発光素子23aを覆う蛍光体層を備えている。蛍光体層の表面に光を発光する円形の発光面27が形成されている。そして、光源23は、環状の光源ホルダ28に保持され、絶縁性を有する熱伝導シート29を介して放熱器24の前面に取り付けられている。

各光源ユニット21の放熱器24は、図４ないし図８に示すように、平板状の放熱ベース31、この放熱ベース31の背面から突出された複数の放熱フィン32、および放熱ベース31と複数の放熱フィン32とに接続された複数のヒートパイプ33を備えている。

放熱ベース31は、金属材料で四角形板状に形成されており、前面に光源23が取り付けられる。

複数の放熱フィン32は、薄い金属板で、前後方向の長さが長く、上下方向の長さが短い長方形状に形成されている。複数の放熱フィン32の前端が放熱ベース31の背面に形成されている複数の溝に圧入固定されている。複数の放熱フィン32は、放熱フィン32のフィン面が前後方向および上下方向に沿って配置されるとともに、左右方向に所定のフィン間隙をあけて平行状に並設されている。したがって、複数の放熱フィン32間に上下方向に貫通するフィン間隙が設けられている。複数の放熱フィン32は、複数の保持部34によって所定のフィン間隔を保つように保持されている。

複数の放熱フィン32には、複数の放熱フィン32の同じ位置に通気孔35が形成されている。通気孔35は、放熱ベース31に近い放熱フィン32の前端近傍の位置で、上下方向の孔幅が長い孔形状に形成されている。なお、通気孔35の位置および孔形状は、これに限られるものではなく、例えば放熱フィン32の下側や中央の位置に放熱フィン32の上下縁と平行に形成する等、どのような位置および孔形状でもよい。

ヒートパイプ33は、前端側の第１の端部33aが放熱ベース31の背面に沿って接触するように放熱ベース31と複数の放熱フィン32の前端との間に設けられ、後端側の第２の端部33bが複数の放熱フィン32を貫通するとともに複数の放熱フィン32に接触して設けられている。ヒートパイプ33の中間部33cは放熱ベース31および放熱フィン32の一側に突出され、ヒートパイプ33の第２の端部33bは放熱フィン32の他側に突出されている。ヒートパイプ33は複数本用いられている。複数のヒートパイプ33の第１の端部33a側は、放熱ベース31の前面に配設される光源23の背側領域に配置されるように互いの間隔が狭くなるように密集配置されている。複数のヒートパイプ33の第２の端部33b側は、放熱フィン32の広い領域に配置されるように、互いの間隔が広くなるとともに前後方向に位置をずらして散在配置されている。例えば、上下方向両側に位置するヒートパイプ33の第２の端部33bが放熱フィン32の前後方向中間に配置され、上下方向中間に位置するヒートパイプ33の第２の端部33bが放熱フィン32の後端側に配置されている。

各光源ユニット21の保護カバー25は、各光源ユニット21の各放熱器にそれぞれ個別に配設されて放熱フィン32およびヒートパイプ33を覆う。保護カバー25は、放熱フィン32のフィン面と平行な左右方向の両側を覆うようにそれぞれ配設されている。つまり、保護カバー25は、放熱フィン32の一側およびヒートパイプ33の中間部33cを覆う第１の保護カバー25aと、放熱フィン32の他側およびヒートパイプ33の第２の端部33bを覆う第２の保護カバー25bとを有している。

保護カバー25は、金属製で、放熱フィン32の外側面に所定の間隔をあけて対向配置される四角形板状の覆い部37、この覆い部37の上下縁から折曲されて放熱フィン32の外側面に当接配置される縁部38を有している。覆い部37の後端に放熱フィン32の後端に引っ掛けて取り付けられる取付片39が突設されている。上下の縁部38の前端に放熱ベース31の上下面にねじ止め固定される固定部40が設けられている。

保護カバー25には、複数の通気孔41が形成されているとともに、強度確保のために凹凸加工した補強部42が形成されている。第１の保護カバー25aには、覆い部37および上下の縁部38に複数の通気孔41が設けられている。これら通気孔41は、円形で、覆い部37および上下の縁部38の全体域に設けられている。覆い部37の複数の通気孔41のうち、一部の通気孔41は放熱フィン32の通気孔35に対向する位置に設けられている。また、第２の保護カバー25bには、覆い部37に複数の通気孔41が設けられている。複数の通気孔41には、円形で覆い部37の全体域に設けられた通気孔41と、放熱フィン32の通気孔35に対向する位置にその通気孔35と同形状に設けられた通気孔41bとが含まれている。

なお、保護カバー25の通気孔41は、例えば保護カバー25の一部を網で構成し、この網の隙間が通気孔41であってもよい。

また、図４に示すように、光源体16の取付板22は、各光源ユニット21の取付位置に対応して光源23が挿通される挿通孔44が形成されている。そして、各光源ユニット21の放熱器24が取付板22の後側に取り付けられている。

そして、本実施形態では、同一構成の６つの光源ユニット21が用いられ、５つの光源ユニット21が灯体11の周辺域に周方向に沿って等間隔に配設され、１つの光源ユニット21が灯体11の中央域に配設されている。また、図２に示すように、灯体11の周辺域に配設される光源ユニット21は、ヒートパイプ33の保護のために、ヒートパイプ33の中間部33cが灯体11の内側向きに配置されている。なお、放熱性を向上させるために、ヒートパイプ33の中間部33cが灯体の外側向きに配置されるように、光源ユニット21の向きを設定してもよい。

次に、図３および図４に示すように、光制御体17は、光制御部47、この光制御部47を収容するケース48、およびこのケース48の前面を覆う透光カバー49を備えている。

光制御部47は、光源ユニット21の光源23の１つずつに対応して配光制御に用いられる複数の反射体51、およびこれら反射体51を一体に支持して本体15に取り付ける反射体ホルダ52を備えている。

反射体51は、前後に開口する円筒状で、光軸方向（発光面27の中心から垂直方向に出る光の方向を光軸方向という）へ向けて拡開する放物面形状に形成されている。そして、各反射体51は各光源23の前方にそれぞれ配設されている。

ケース48は、例えば金属材料で、前後に開口するとともに後側から前側に向かって拡開する円筒状に形成されており、後端側が本体15の前面に取り付けられている。ケース48の前端側に、円形の照射開口53が形成されている。そして、ケース48内に複数の反射体51が収容されている。

透光カバー49は、例えば透明なガラスで、円板状に形成されている。そして、透光カバー49の周辺部がシール材54を介してケース48の前端に配置され、ケース48の前端をかしめることにより、透光カバー49がケース48の前端に固定されている。

次に、図１等に示すように、支持体12は、灯体11を回動可能に支持し、例えば構造物などの被設置部に灯体11を設置する。支持体12は、設置部57、およびこの設置部57の両側から折曲された一対のアーム部58を備えている。設置部57は、造営物などにボルトなどによって固定される。アーム部58の先端は本体15の両側から突設されている軸部材に回動可能に連結されており、軸部材を中心として本体15を含む灯体11を回動可能に支持する。アーム部58には、アーム部58に対して灯体11を締め付け固定するためのハンドル59が配設されている。そして、ハンドル59を緩めることにより、灯体11がアーム部58に対して回動可能となり、灯体11からの光照射方向を調整することができる。

そして、このように構成された照明装置10において、電源ユニットから各光源ユニット21の光源23に点灯電源が供給されると、各光源23が発光し、各光源23の発光面27から出射する光が反射体51の内側に入射し、各反射体51によって配光が制御された光が透光カバー49を透過して照明領域に照射される。

点灯時に、各光源ユニット21の光源23が発生する熱は、光源23から放熱器24の放熱ベース31に伝わり、この放熱ベース31から複数の放熱フィン32に直接的に伝わるとともに、放熱ベース31から複数のヒートパイプ33を経て複数の放熱フィン32に伝わり、複数の放熱フィン32から空気中に放熱される。ヒートパイプ33は、内部に密封された作動液が、温度の高い放熱ベース31に接する第１の端部33aで蒸発して放熱ベース31から吸熱し、放熱ベース31よりも温度の低い放熱フィン32に接する第２の端部33bで凝縮して放熱フィン32に放熱することにより、光源23の熱を放熱ベース31から放熱フィン32に伝わる。

各光源ユニット21の放熱器24は、本体15から外気中に突出するように配設されるとともに、少なくとも放熱器24の上下面および外端面は外気中に直接露出されているため、放熱器24の下面側や外端面から放熱フィン32間のフィン間隙に外気温の外気が入り、放熱フィン32からの熱で暖められた外気が放熱器24の上面側や外端面から上方へ放出される対流が発生し、高い放熱効果が得られる。

放熱器24の放熱フィン32に設けられている通気孔35を通じて外気が放熱器24の内部と外部とで流通しやすく、放熱器24の内部での熱のこもりを抑制できる。

そして、本実施形態の照明装置10では、各光源ユニット21の放熱器24を保護カバー25で覆っているため、放熱フィン32およびヒートパイプ33を保護することができる。さらに、保護カバー25には通気孔41が設けられているため、保護カバー25で覆っている放熱器24の部分にも外気が流れやすく、放熱性を向上できる。

しかも、各光源ユニット21の放熱器24を保護カバー25で個別に覆っているため、各光源ユニット21の放熱器24に外気が流れ込みやすく、放熱性を向上できる。さらに、各光源ユニット21の放熱器24を保護カバー25で個別に覆っているため、例えば複数の光源ユニット21の放熱器24を外カバーで全体的に覆う場合よりも、小型化することができる。

また、保護カバー25は、放熱フィン32と平行な両側部に配設されているため、外力によって変形等が生じやすい両側の放熱フィン32やヒートパイプ33を確実にすることができる。

しかも、保護カバー25は、放熱フィン32と平行な両側部のみに配設されているため、各光源ユニット21の放熱器24の下面側や外端面等に外気が直接流れ込みやすく、放熱器24の放熱性を向上できる。

また、灯体11の周辺域に配設される光源ユニット21について、ヒートパイプ33の保護のために、ヒートパイプ33の中間部33cが灯体11の内側向きに配置されている場合、灯体11の外側に第２の保護カバー25bが配設され、この第２の保護カバー25bには放熱フィン32の通気孔35に対向する位置にその通気孔35と同形状の通気孔41bが設けられているため、外気が第２の保護カバー25bの通気孔41bから放熱フィン32の通気孔35に流れ込みやすくできる。

そして、本実施形態の照明装置10では、各光源ユニット21の放熱器24が高い放熱性を得ることができるため、光源23の高出力化に対応できる。

なお、灯体11の周辺域に５つの光源ユニット21を配設し、中央域に１つの光源ユニット21を配設することで、灯体11内を効率よく有効に利用して複数の光源ユニット21を配設することができるが、照明装置10の出力の種類に応じて、例えば、周辺域に６つ以上あるいは４つ以下の光源ユニット21を配設してもよい。

例えば、複数の光源ユニット21を水平方向に並べて配置してもよく、この場合、並んでいる光源ユニット21の放熱器24に設けられている放熱フィン32の通気孔35が直線上に配置でき、並んでいる光源ユニット21の放熱器24を風が抜けやすくできる。

なお、保護カバー25は、各高家源ユニット21の放熱器24に個別に配設されていれば、放熱器24の下面側、上面側、あるいは外端面を覆って保護するようにしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 照明装置
15 本体
21 光源ユニット
23 光源
23a 発光素子
24 放熱器
25 保護カバー
32 放熱フィン
33 ヒートパイプ
41 通気孔

Claims (2)

1. 本体と；
   発光素子を用いた光源、およびこの光源の熱を放熱するようにフィン面が平行状に並設される複数の放熱フィンを有する放熱器をそれぞれ備え、前記本体から前記放熱フィンが突出するように前記本体に配設された複数の光源ユニットと；
   通気孔をそれぞれ有し、前記光源ユニットの前記放熱器にそれぞれ個別に配設され、前記通気孔が前記フィン面に対向するように前記放熱器の一側および他側の前記放熱フィンのみにそれぞれ対向されて配設される第１および第２の保護カバーと；
   を具備していることを特徴とする照明装置。
2. 前記放熱器は、複数の前記放熱フィンを一側から他側に向けて貫通するヒートパイプを有し、
   前記保護カバーは、前記放熱フィンおよび前記ヒートパイプを覆う
   ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。

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