JP7038409B2 - Lighting equipment - Google Patents
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Description
本発明は、放熱手段を備える照明装置に関する。 The present invention relates to a lighting device provided with heat dissipation means.
放熱手段を備える照明装置が提案されている(例えば特許文献1,2)。
特許文献1に記載の照明装置は、「LED照明装置は、電源部との接続部を有する筐体15と、LED基板13と、透光性セード14を有している。LED基板13は筐体15の出射光側に配置されるとともに、第1のLED素子と、該第1のLED素子と波長の異なる第2のLED素子が実装されている。透光性セード14は、筐体15の出射光側に設けられ、前記LED素子の出射光を散乱させる散乱部18を有している。筐体15にはヒートシンク15aが形成され、LED基板13と筐体15との間に、放熱性の絶縁シート16が配置されている。」ことを特徴する。
特許文献2に記載の照明装置は、「光源が内装された略球状の光源ユニットと、この光源ユニットを回動自在に保持する器具本体とを有し、この器具本体には前記光源ユニットの発光面と反対側の端部に当接して当該光源ユニットを位置決め保持する押さえ部材が設けられている照明器具において、前記光源ユニットには、その投光側と反対側の方向に向けて少なくとも一対の放熱用の突起が立設され、これらの各突起は、前記押さえ部材を左右に挟み、かつ、当該押さえ部材からは前記光源ユニットの回動に伴う当該押さえ部材との干渉を回避可能な間隔だけ離間した位置に配設され、前記突起にはヒートパイプが取り付けられている」ことを特徴としている。
Lighting devices including heat radiating means have been proposed (for example,
The lighting device described in
The illuminating device described in
上記照明装置では、ヒートシンクを備えたり、突起にヒートパイプを取り付けたりして放熱性を向上させているが、使用用途によってはさらなる放熱性向上が望まれる。
本発明は、高い放熱性を有する照明装置を提供することを目的とする。
The above-mentioned lighting device is provided with a heat sink or a heat pipe is attached to a protrusion to improve heat dissipation, but further improvement in heat dissipation is desired depending on the intended use.
An object of the present invention is to provide a lighting device having high heat dissipation.
本発明に係る照明装置は、光源としての発光素子を備える光源部と、前記光源部を表側に搭載する放熱部とを備え、前記放熱部は、ヒートパイプと、当該ヒートパイプに設けられた複数のフィンとを備えることを特徴とする。 The lighting device according to the present invention includes a light source unit including a light emitting element as a light source and a heat radiation unit on which the light source unit is mounted on the front side, and the heat radiation unit includes a heat pipe and a plurality of heat pipes provided on the heat pipe. It is characterized by having the fins of.
上記構成によれば、ヒートパイプに複数フィンが設けられているためヒートパイプの熱を効率よく放熱できる。 According to the above configuration, since the heat pipe is provided with a plurality of fins, the heat of the heat pipe can be efficiently dissipated.
<概要>
実施形態の一態様に係る照明装置は、光源としての発光素子を備える光源部と、前記光源部を表側に搭載する放熱部とを備え、前記放熱部は、ヒートパイプと、当該ヒートパイプに設けられた複数のフィンとを備える。
実施形態の別態様に係る照明装置において、前記複数のフィンは、前記ヒートパイプと一体成形品である。これによりヒートパイプから直接フィンに熱が伝導する。
実施形態の別態様に係る照明装置において、前記フィンは金属板により構成され、前記複数のフィンが前記ヒートパイプに取り付けられている。これによりヒートパイプから直接フィンに熱が伝導する。
実施形態の別態様に係る照明装置において、前記ヒートパイプの内面が粗面である。これによりヒートパイプの熱交換効率を向上させることができる。
実施形態の別態様に係る照明装置において、前記複数のフィンは、前記ヒートパイプの軸が延伸する方向に沿って、前記ヒートパイプに設けられている。これによりヒートパイプから直接フィンに熱が伝導する。
<Overview>
The lighting device according to one embodiment includes a light source unit including a light emitting element as a light source and a heat radiation unit on which the light source unit is mounted on the front side, and the heat radiation unit is provided in a heat pipe and the heat pipe. It is equipped with a plurality of fins.
In the lighting device according to another embodiment of the embodiment, the plurality of fins are integrally molded with the heat pipe. This conducts heat directly from the heat pipe to the fins.
In the lighting device according to another embodiment of the embodiment, the fins are made of a metal plate, and the plurality of fins are attached to the heat pipe. This conducts heat directly from the heat pipe to the fins.
In the lighting device according to another embodiment of the embodiment, the inner surface of the heat pipe is a rough surface. This makes it possible to improve the heat exchange efficiency of the heat pipe.
In the lighting device according to another embodiment of the embodiment, the plurality of fins are provided in the heat pipe along the direction in which the axis of the heat pipe extends. This conducts heat directly from the heat pipe to the fins.
<第1実施形態>
1.概要
実施形態に係る照明装置1は、天井壁等の設置面の開口に嵌合する状態で使用する、所謂、ダウンライトである。
照明装置1は設置面に対して直交する方向の一方側を照射する装置である。設置面が天井壁の場合、照射方向は下方となる。ここで、光の出射方向を表側とし、設置面側を裏側とする。
照明装置1は、図3及び図4に示すように、光源としての発光素子を備える光源部2と、光源部2を表側に搭載する放熱部3とを備える。点灯時の発光素子の熱は放熱部3から放出される。
照明装置1は、放熱部3に搭載されている光源部2を保持するホルダ部4を備える。照明装置1は、光源部2を表側から覆う透光性カバー部5を備える。照明装置1は、光源部2からの光を下方へ反射させる反射部6を備える。照明装置1は透光性カバー部5と反射部6をホルダ部4に取り付けるためのフレーム部7を備える。
以下、各部について説明する。
<First Embodiment>
1. 1. Outline The
The
As shown in FIGS. 3 and 4, the
The
Hereinafter, each part will be described.
2.各部構成
(1)光源部
主に、図3及び図4を用いて説明する。
光源部2は光源としてのLED素子を1個又は複数個備え、当該LED素子は基板21に実装されている。LED素子は透光性樹脂23により被覆されている。このため、LED素子は図3に現れていない。
2. 2. Configuration of each part (1) Light source part This section will be mainly described with reference to FIGS. 3 and 4.
The
(2)放熱部
放熱部3は、図2~図4に示すように、搭載部材31、筒状体33、複数のフィン35、蓋部材37を備える。搭載部材31、筒状体33及び蓋部材37とでヒートパイプ39(図2参照)が構成される。つまり、放熱部3は、ヒートパイプ39とフィン35とを備える。
(2) Heat-dissipating unit As shown in FIGS. 2 to 4, the heat-
(2-1)搭載部材
主に図3及び図4を用いて説明する。
搭載部材31は金属材料により構成されている。金属材料として、熱伝導性の良い銅が利用されている。搭載部材31は、光源部2を搭載する機能と、筒状体33の筒状部33aの表側開口を塞ぐ機能とを有している。
搭載部材31は板状部31aを有している。板状部31aの表面は平坦状をしている。光源部2は平坦な表面の中央部に搭載される。ここでの板状部31aは円形状をしている。
搭載部材31は、板状部31aの裏面の中央部分に突出部31bを有している。突出部31bは裏側に突出する。突出部31bはパッキンを介して筒状体33の表側の開口端部に嵌合する。これにより、筒状体33の表側開口は気密状に塞がれる。
搭載部材31は板状部31aの周縁から裏側に延出する裏鍔部31cを有している。裏鍔部31cは、筒状体33に取り付けられた複数のフィン35の表側の段差部分35dと嵌合する。
搭載部材31は、筒状体33に固定するための固定部31dを板状部31aに有している。ここでは、固定にねじ81を利用し、固定部31dは貫通孔により構成される。
搭載部材31は、ホルダ部4を放熱部3(搭載部材31)に固定するための固定部31eを板状部31aに有している。ここでは、固定にねじ82を利用し、固定部31eはねじ孔により構成される。
(2-1) Mounting member This will be described mainly with reference to FIGS. 3 and 4.
The mounting
The mounting
The mounting
The mounting
The mounting
The mounting
(2-2)筒状体
主に、図5を用いて説明する。
筒状体33は金属材料により構成されている。筒状体33は筒状部33aを有している。ここでは筒状部33aは円筒状をしている。筒状体33は、筒状部33aの外周面に筒軸と平行に延伸する溝33bを周方向に複数本有している、これにより、筒状体33として例えばアルミニウムの押し出し品を利用できる。
溝33bは、筒軸に沿って延伸する一対の凸部33cにより構成されている。つまり、一対の凸部33c間が溝33bとなる。溝33bには後述のフィン35が取付けられる。
筒状体33は、表側開口が上述の搭載部材31により、裏画側開口が蓋部材37によりそれぞれ気密状に塞がれ、内部空間に作動液(図示省略)が挿入(封入)されている。つまり、筒状体33、搭載部材31及び蓋部材37と作動液とでヒートパイプが構成される。なお、作動液として、R134aなどの代替フロン、エタノール、アセトン、水等を利用できる。
(2-2) Cylindrical body This will be mainly described with reference to FIG.
The
The
In the
筒状体33は搭載部材31を固定するための固定部33dを有している。なお、固定部33dは、図示されていないが、他の固定部と区別するために符号「33d」を付している。筒状体33は蓋部材37を固定するための固定部33eを有している。ここでは、搭載部材31及び蓋部材37の固定にねじ81,83を利用しており、固定部33d,33eとしてねじ溝が利用される。ねじ溝は、筒状部33aの外周面であって筒軸を挟んで対向する2部位から径方向の外方へ「C」字状に延伸する「C」字状溝33gを利用している。つまり、「C」字状溝33gは筒状部33aの筒軸に沿って表裏方向に設けられ、固定部33d(図示省略)は「C」字状溝33gの表側端部に構成され、固定部33eは、図5の(b)に示すように「C」字状溝33gの裏側端部に構成される。固定部33dにはねじ81が螺合し、固定部33eにはねじ83が螺合する。
なお、「C」字状溝33gの径方向の端部に筒軸方向に延伸する溝33hを有している。溝33hは、フィン35用であり、一対の凸部33jにより構成されている。
The
It should be noted that the radial end of the "C" -shaped
筒状部33aの内周面の一部又は全部は粗面となっている。粗面は、サンドブラストやエッチングにより形成される。なお、ここでは粗面度は、算出平均粗さ(Ra)が15~20[μm]の範囲で適宜選択可能である。これにより、ヒートパイプ39内の作動液と筒状部33aの内周面との接触面積が大きくなり、作動液との熱交換が効率よく行われる。
筒状体33は、筒状部33aの内周面に酸化被膜(図示省略)を有している。酸化被膜は陽極酸化法により形成され、筒状部33aの内周面が不動態となる。これにより、例えば筒状体33をアルミニウムとし、作動液として水を適用した場合に筒状体33の腐食が抑制できる。
A part or all of the inner peripheral surface of the
The
(2-3)フィン
主に図5を用いて説明する。
フィン35は薄肉金属板を利用している。フィン35は、複数個あり、筒状体33に対して、周方向に等間隔をおいて設けられている。
一例としてのフィン35は1枚の金属板を「V」字状に屈曲させてなる。ここでのフィン35は、一対の板部35a,35bと、板部35a,35bを連結している屈曲部分35cとから構成されている。
フィン35は、屈曲部分35cが筒状体33の溝33bに挿入された状態で、筒状体33に取り付けられている。フィン35の固定は、フィン35が挿入されている溝33bの表側端と裏側端との少なくとも2か所をカシメることで行われる。
フィン35は、0.3~0.7[mm]の厚みの金属板(例えば、アルミニウム(アルミニウム合金を含む)、銅等である)が利用されている。フィン35は、周方向に隣接する他のフィン35の板部35b,35aと板部35a,35bとが略平行となるように、設けられている。
(2-3) Fins This will be described mainly with reference to FIG.
The
As an example, the
The
As the
フィン35は、表裏方向から見ると、上述のように「V」字状をしているが、筒状体33の筒軸と直交する方向から見ると、板部35a,35bは、表裏方向に長い矩形状に近い形状をしている。板部35a,35bは、短辺に相当する表側端と裏側端であって、筒状体33の径方向の略中央付近に段差部分35dを有している。段差部分35dは、板部35a,35bにおける屈曲部分35c側部分が長手方向の外方に張り出すことで、構成されている。
なお、図2に示すように、段差部分35dを構成する張出部分は、表側では搭載部材31の裏鍔部31cの内側に位置し、裏側では蓋部材37の表鍔部37cの内側に位置する。これにより、複数の薄板のフィン35が搭載部材31と蓋部材37とにより径方向への移動が規制される。
The
As shown in FIG. 2, the overhanging portion constituting the
(2-4)蓋部材
主に図3及び図4を用いて説明する。
蓋部材37は金属材料により構成されている。金属材料として、熱伝導性の良い銅が利用されている。蓋部材37は、主に、筒状体33の筒状部33aの裏側開口を塞ぐ機能を有している。
蓋部材37は板状部37aを有している。ここでの板状部37aは円形状をしている。図3に示すように、蓋部材37は筒状突出部37bを板状部37aの表面に有している。筒状突出部37bは表側に筒状に突出する。筒状突出部37bは、パッキンを介して筒状体33の裏側の開口端部に嵌合する。これにより、筒状体33の裏側開口は気密状に塞がれる。
蓋部材37は、周縁から表側に延出する表鍔部37cを板状部37aに有している。表鍔部37cは、筒状体33に取り付けられたフィン35の裏側の段差部分35dと嵌合する。
(2-4) Closure member This will be described mainly with reference to FIGS. 3 and 4.
The
The
The
蓋部材37は、筒状突出部37b内に位置する部位に貫通孔37d(図3参照)と、貫通孔37dの周囲から裏側に延伸する筒部37e(図4参照)とを有する。貫通孔37dと筒部37eは、筒状体33の筒状部33a内を減圧する際に吸引口(吸引路)を構成する。なお、筒部37eは筒状部33a内の減圧中に気密状にカシメられる。
蓋部材37は、筒状体33に固定するための固定部37fを有している。ここでは、固定にねじ83を利用し、固定部37fは貫通孔により構成される。
The
The
(3)ホルダ部
以下、主に図3及び図4を用いて説明する。
ホルダ部4は、放熱部3(搭載部材31)の表面に搭載された光源部2を保持する機能を有する。ホルダ部4は、放熱部3に取り付けられ、放熱部3の複数個のフィン35を支持する機能を有する。
ホルダ部4は板部材41により構成されている。板部材41は板状部41aを有している。板部材41は、光源部2の透光性樹脂22を表側に露出させるための開口41bを板状部41aに有する。
(3) Holder section Hereinafter, FIGS. 3 and 4 will be mainly described.
The
The
板部材41は、放熱部3に固定するための固定部41cを板状部41aに有する。ここでは、固定にねじ82を利用し、固定部41cは貫通孔により構成される。なお、ねじ82は搭載部材31の固定部(ねじ孔)31eに螺合する。
板部材41は、複数のフィン35を支持する支持部41dを板状部41aに有している。支持部41dは、図の5(b)に示すように、板状部41aから裏側に延伸する筒部分41eと、筒部分41eの裏側端に設けられた溝部分41fとを有する。溝部分41fは、表側に凹入するように形成されている。溝部分41fはフィン35の板部35a,35bのピッチに対応している。なお、溝部分41fの裏側端はフィン35を案内するために溝幅が大きくなっている。
The
The
板部材41は、図3に示すように、透光性カバー部5用の位置決め部41hを板状部41aに有する。ここでの位置決め部41hはドーム状のカバー体51の開口側端部に嵌合する筒状部分により構成される。
板部材41は、反射部6付きのフレーム部7にホルダ部4を固定する固定部41iを板状部41aに有している。ここでは、固定にねじ84を利用し、固定部41iは貫孔により構成される。
板部材41は、図外の電源装置から光源部2に給電するためのケーブルを固定する固定具45を配するための欠け部41jや、フレーム部7の板ばね体73との干渉を防ぐための欠け部41k等を板状部41aに有する。
As shown in FIG. 3, the
The
The
(4)透光性カバー部
透光性カバー部5は透光性樹脂からなるカバー体51により構成される。カバー体51は、ドーム状をし、光源部2からの光に対して光学処理を行う。ここでは、表面(外面)に拡散レンズ51aが形成され、裏面(内面)に集光レンズ51bが形成されている。
カバー体51は、開口端部からの径方向の外方に張り出す外鍔部51cを有している。カバー体51は、外鍔部51cがホルダ部4と反射部6とで挟持されることで、ホルダ部4側に装着される。
(4) Translucent cover portion The
The
(5)反射部
反射部6は表側拡がりの円筒状をする筒部61aを有する反射体61により構成される。筒部61aの内周面は高反射率の白色塗料が塗布された反射面61bとなっている。
反射体61は樹脂材料により構成されている。反射体61は筒部61aの表側端に径方向外方へ張り出す外鍔部61cを有している。外鍔部61cはフレーム部7を構成するフレーム体71の段差部71cに嵌合する。
反射体61は、フレーム体71の内鍔部71d係合するための「L」字状に延伸する係合部61dを筒部61aの裏側端部に有する。
(5) Reflective portion The
The
The
(6)フレーム部
フレーム部7は、略まっすぐな延筒状をする筒部71aを有するフレーム体71と、設置面の開口に照明装置1を装着するための板ばね体73とから構成されている。
フレーム体71は、筒部71aの表側端から径方向の外側に張り出す外鍔部71bと、筒部71aの表側端部に形成された段差部71cとを筒部71aに有する。外鍔部71bは設置面の開口周辺部と対向する。
フレーム体71は、筒部71aの裏側端から内側に張り出す内鍔部71dを有する。内鍔部71dには、反射体61の外鍔部61cがフレーム体71の段差部71cに嵌合する状態で、反射部6の係合部61dが係合する。これにより、反射部6がフレーム部7にガタツキなく装着される。
(6) Frame portion The
The
The
<第2実施形態>
第1実施形態における放熱部3は筒状体33とフィン35とは別体で構成されている。放熱部は筒状体とフィンとを備えていればよい。
第2実施形態では筒状体とフィンとを一体で備える放熱部について、図6及び図7を用いて説明する。
放熱部103は、搭載部材131、フィン付き筒状体134、蓋部材137を備える。なお、フィン付き筒状体134の表裏両端が搭載部材131と蓋部材137とで塞がれ、内部に作動液(図示省略)が充填されたものにおいて、筒状部133と搭載部材131と蓋部材137とがヒートパイプの機能を有する。
<Second Embodiment>
The
In the second embodiment, the heat radiating portion including the tubular body and the fins integrally will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
The
1.搭載部材
搭載部材131は主にフィン付き筒状体134の表側開口を塞ぐ。なお、表面に光源部2を直接搭載しない場合は底部材とも言える。
搭載部材131は板状部131aを有している。搭載部材131は、図7の(a)に示すように、板状部131aにおいて、フィン付き筒状体134の表側端面と対向する部位に環状の溝部131bを有している。溝部131bにはリング状のパッキン141が配される。
搭載部材131は、搭載部材131をフィン付き筒状体134の表側端部に固定するための固定部131cを有している。ここでの固定にねじ(図示省略)を利用し、図6の(b)に示すように、固定部131cは貫通孔により構成される。
なお、搭載部材131は、金属材料、例えば、銅により構成されている。ここでの、搭載部材131は、表側から見ると、方形状をしている。
1. 1. Mounting member The mounting
The mounting
The mounting
The mounting
2.蓋部材
蓋部材137は主にフィン付き筒状体134の裏側開口を塞ぐ。蓋部材137は板状部137aを有している。蓋部材137は、図7の(a)に示すように、板状部137aにおいて、フィン付き筒状体134の裏側端面と対向する部位に環状の溝部137bを有している。溝部137bにはリング状のパッキン141が配される。
蓋部材137は、蓋部材137をフィン付き筒状体134の裏側端部に固定するための固定部137cを有している。ここでの固定にねじ(図示省略)を利用し、固定部137cは貫通孔により構成される。
蓋部材137は、図7の(sa)フィン付き筒状体134の内部と連通可能な部位に連通孔137dを有し、連通孔137dの周辺から裏側に延伸する筒部137eを有している。連通孔137d及び筒部137eは、第1実施形態と同様に、ヒートパイプ内を減圧させる際に利用する。なお、図6及び図7の筒部137eは封止する前の状態である。
2. 2. The lid member The
The
The
3.フィン付き筒状体
フィン付き筒状体134は筒状部133とフィン部135とを一体で備える。
筒状部133は、ここでは円筒状をしている。筒状部133の内周面133aは粗面化されている。
フィン部135は複数のフィン135aから構成される。複数のフィン135aは、周方向に等間隔をおいて平行に設けられている。フィン135aは、筒状部133の外周面における表裏両端間に亘って径方向に延伸している。ここではフィン135aは円弧状に延伸している。これにより、フィン付き筒状体134として例えばアルミニウムの押し出し品を利用できる。
フィン付き筒状体134は搭載部材131と蓋部材137用の固定部を有している。ここでは、固定にねじ(図示省略)を利用し、固定部はねじ溝135bにより構成されている。ねじ溝135bは、図7の(b)に示すように、フィン部135の付け根(筒状部133に近接する部位)間の溝を利用し、当該の溝における筒軸方向の表裏端部にねじ加工されている。
3. 3. Cylindrical body with fins The
The
The
The finned
<第3実施形態>
第1実施形態におけるフィン35と第2実施形態のフィン135aは、周方向に間隔をおいて複数設けられている。放熱部は筒状体とフィンとを備えていればよく、フィンは周方向に間隔をおいて設けられていなくてもよい。
第3実施形態ではフィンが筒状体の筒軸方向に間隔を置いて設けられている放熱部203について、図8を用いて説明する。
放熱部203は、底部材231、筒状体233、フィン235、蓋部材237を備える。なお、筒状体233の表裏両端が底部材231と蓋部材237とで塞がれ、内部に作動液が充填されたものにおいて、筒状体233と底部材231と蓋部材237とでヒートパイプが構成される。なお、底部材231に光源部が搭載される場合、底部材は搭載部材としても機能する。
<Third Embodiment>
A plurality of
In the third embodiment, the
The
筒状体233はここでは円筒状をしている。
底部材231は、円板状の板部231aと、板部231aの直径よりも小さな直径の円柱部231bとを有し、円柱部231bが筒状体233の表側端部に挿入され嵌合する。
蓋部材237は、円筒状の板部237aと、板部237aの直径よりも小さな直径の円筒部237bと、板部237aの裏面に設けられ且つ表側と連通する連通筒部237cとを有し、円筒部237bが筒状体233の裏側端部に挿入され嵌合する。
The
The
The
底部材231は、筒状体233の内部を筒軸と平行な方向に仕切る仕切板部231cを円柱部231bの裏面に有する。つまり、底部材231は円柱部231bから蓋部材237の手前まで立設する仕切板部231cを有する。なお、仕切板部231cは、作動液の量を均一にするための貫通孔231dを作動液中に位置する部位に有している。
仕切板部231cは、点灯中に、液体の作動液と、加熱されて気化した作動気体とが仕切板部231cを隔てて循環することとなる。これにより、作動液と作動気体とが干渉することがなくなり、放熱効率を高めることができる。
なお、仕切板部231cは、第1実施形態の筒状体33の内部や第2実施形態のフィン付き筒状体134の内部に適用してもよい。
この場合でも、液体の作動液と、加熱されて気化した作動気体とが仕切板部231cを隔てて循環することが可能であり、作動液と作動気体の干渉を抑制し、放熱効果を高めることに貢献可能である。
The
While the
The
Even in this case, the liquid hydraulic fluid and the heated and vaporized hydraulic fluid can circulate across the
複数のフィン235は金属板をプレス加工して構成されている。フィン235は筒状体233の筒軸方向に間隔をおいて設けられている。フィン235は、板状をし、中央に開口235bを有するフィン部235aと、フィン部235aの開口235bの周縁から表側又は裏側に張り出す鍔部235cとを有する。複数のフィン部235aの間隔は、鍔部235cの張出量により規定される。
The plurality of
<実施結果>
第1及び第2実施形態で説明した放熱部の放熱性能を試験した。
試験は、放熱部の表面に同じ光源部を搭載し、同じ条件で点灯させた際のLED素子のカソード温度を測定した。
試験に使用した放熱部は、比較例、実施例1、実施例2、実施例3の合計4つである。 比較例は、従来技術で説明した特許文献1に記載されているヒートシンクであり、アルミのダイカスト品である。
実施例1は、第1実施形態で説明した、筒状体33とフィン35とが別体の放熱部3であり、フィン35の屈曲部分35cは筒状体33の溝33bに密着する状態で挿入され、筒状体33の筒軸方向の両端でカシメられている。なお、筒状体33の内面は粗面化されていない。
実施例2は、第1実施形態で説明した、筒状体33とフィン35とが別体の放熱部3であり、フィン35の屈曲部分35cは筒状体33の溝33bに隙間(0.1[mm])を空けて挿入され、筒状体33の筒軸方向の両端でカシメられている。なお、筒状体33の内面は粗面化されていない。
実施例3は、第2実施形態で説明した、筒状部133とフィン部135とが一体の放熱部103である。なお、筒状部133の内面は粗面化されていない。
実施例4は、第1実施形態で説明した、筒状体33とフィン35とが別体であって筒状体33の内面が粗面化されている放熱部3である。
測定結果は、図10に示すように、ヒートパイプにフィンを設けた実施例1~4は、従来のアルミダイカスト品のヒートシンクより放熱特性が良いことが分かる。
実施例1と2との違いは筒状体33とフィン35との密着性(接触面積)である。接触面積の広い実施例1は、接触面積の狭い実施例2よりも放熱特性が良いことが分かる。
実施例3と4との違いは筒状体33の内周面の粗面化の有無である。粗面化した実施例4は、粗面化していない実施例2よりも放熱特性が良いことが分かる。
<Implementation result>
The heat dissipation performance of the heat dissipation part described in the first and second embodiments was tested.
In the test, the same light source unit was mounted on the surface of the heat radiation unit, and the cathode temperature of the LED element was measured when the LED element was turned on under the same conditions.
The heat radiating part used in the test is a total of four in Comparative Example, Example 1, Example 2, and Example 3. A comparative example is a heat sink described in
In the first embodiment, the
In the second embodiment, the
The third embodiment is a
The fourth embodiment is the
As shown in FIG. 10, it can be seen from the measurement results that Examples 1 to 4 in which the heat pipe is provided with fins have better heat dissipation characteristics than the conventional aluminum die-cast heat sink.
The difference between Examples 1 and 2 is the adhesion (contact area) between the
The difference between Examples 3 and 4 is the presence or absence of roughening of the inner peripheral surface of the
以上、実施形態を説明したが、この実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のような変形例であってもよい。また、実施形態と変形例、変形例同士を組み合わせたものであってよい。
また、実施形態や変形例に記載していていない例や、要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
Although the embodiment has been described above, the embodiment is not limited to this embodiment, and for example, the following modification may be used. Further, the embodiment, the modified example, and the modified example may be combined.
Further, the present invention includes examples not described in the embodiments and modifications, and design changes within a range not deviating from the gist.
<変形例>
1.搭載部材
搭載部材31,131及び底部材231の表面は平坦状をしている。しかしながら、光源部を搭載する場合、光源部を搭載する領域に平坦部分を有すればよい。例えば、光源部を搭載する部分を凹入部とし、当該凹入部の平坦な底面に光源部を搭載するようにしてもよい。また、光源部を熱シートを介して搭載する場合、直接光源部を搭載する場合よりも平坦度は低くてもよい。
搭載部材31,131及び底部材231は、ヒートパイプを構成する筒状体33,233の両端を気密状に塞ぐことができればよく、その形状は特に限定するものではない。
搭載部材におけるヒートパイプとして機能する部分(作動液及び作動気体と触れる部分)は、粗面化されてもよいし、酸化被膜を有してもよい。
<Modification example>
1. 1. Mounting member The surfaces of the mounting
The mounting
The portion of the mounting member that functions as a heat pipe (the portion that comes into contact with the hydraulic fluid and the hydraulic gas) may be roughened or may have an oxide film.
2.筒状体
(1)内周形状
筒状体33,233及びフィン付き筒状体134の横断面形状において、内周形状が円形状をしていたが、内周形状は、例えば、全体として円形状や多角形状であって周縁が三角波状(のこぎり刃状)、矩形波状、正弦波状をしてもよい。横断面形状における内周形状は、星型状をしてもよいし、「+」字状をしてもよい。なお、作動液が充填される空間を大きくでき、内周面積が大きくなる形状が好ましい。
2. 2. Cylindrical body (1) Inner circumference shape In the cross-sectional shape of the
(2)外周形状(フィンと別体)
筒状体33,233の横断面形状において、外周形状が円形状をしていたが、フィンを取り付ける構造または取り付けられる構造を有していれば、その形状は特に限定されるものではなく、例えば、多角形状、星形状等であってもよい。
(2) Outer circumference shape (separate from fins)
In the cross-sectional shape of the
3.フィン
実施形態で説明したフィン35,235及びフィン部135の形状・構造は一例であり、他の形状であってもよい。
(1)第1実施形態
フィン35は薄肉金属板を「V」字状に加工(板金)していたが、例えば、「L」字、「W」字状、「コ」字状に加工したフィンであってもよい。また、第2実施形態のように円弧状に湾曲する形状であってもよい。
フィン35は筒状体33の溝33bに挿入されている。放熱性の観点からは、フィン35の屈曲部分35cと溝33bとが広い範囲に亘って接触する方が好ましい。
3. 3. The shapes and structures of the
(1) First Embodiment The
The
(2)第2実施形態
フィン部135は、筒軸方向から見ると、円弧状をしているが、直線状であってもよいし、第1実施形態のように「V」字であってもよい。なお、フィン部を筒状部に一体で設け、押し出し品を利用する場合は、断面形状が押し出し方向で同じにする必要がある。
(2) Second Embodiment The
(3)第3実施形態
フィン235は、開口235bと鍔部235cとを有しているが、例えば、中央に開口を有する板状をするフィンと、鍔部235cに相当する筒体とを交互に重ねるようにしてもよい。
フィン235は筒状体233の筒軸に対して直交する状態で設けられているが、例えば、筒軸に対して傾斜する状態で設けてもよい。例えば、筒軸に対して、30~60[度]の範囲、例えば45[度]で傾斜させてもよい。これにより、フィンにより熱せられた空気が、フィンに沿って熱交換しながら上昇することとなり、放熱効果を高めることができる。
この場合、フィンの上面側に表面積を増加させる粗面加工が施されてもよい。なお、傾斜状にフィンを設ける場合、鍔部を筒状体の筒軸に対して傾斜するように設けることで実施できる。
(3) Third Embodiment The
The
In this case, the upper surface side of the fin may be roughened to increase the surface area. In addition, when the fin is provided in an inclined shape, it can be carried out by providing the flange portion so as to be inclined with respect to the cylinder axis of the cylindrical body.
第3実施形態のフィン及びこの変形例で説明した筒軸に傾対して傾斜させたフィン(鍔部を除く)は直線的な平板状をしているが、例えば、加熱された空気が滞留しない範囲で湾曲させてもよいし、例えば、皿ばねのような中心から離れるにしたがって上方に移るような形状であってもよい。 The fins of the third embodiment and the fins (excluding the flange portion) inclined with respect to the tubular shaft described in this modification have a linear flat plate shape, but for example, heated air does not stay. It may be curved in a range, or may have a shape such as a disc spring that moves upward as it moves away from the center.
フィン35,235及びフィン部135はヒートパイプに設けられていればよく、ヒートパイプ(筒状体)に別体で設けられても良いし、一体で設けられてもよいし、一部を一体で設け、それ以外の部位にフィンを別体で設けてもよい。これにより、フィンを一体で備えるフィン付き筒状体を標準タイプとして、光源部が発生する熱量に対応してフィンを追加して取り付けることができ、部品の共通化を図ることができる。
The
4.蓋部材
蓋部材37,137,237は、ヒートパイプを構成する筒状体33,233の両端を気密状に塞ぐことができればよく、その形状は特に限定するものではない。
蓋部材37,137,237の筒部37e,137e、連通筒部237cの封止は、カシメを利用しているが、他の方法、例えば、溶融させたガラスフリットで封止してもよいし、溶接で塞いでもよいし、ろう付けにより封止してもよいし、これを組み合わせてもよい。なお、ろうとして銅ろう、黄銅ろう等を利用できる。
4. The
Although caulking is used to seal the
5.底部材と蓋部材の筒状体への取り付け
実施形態では、嵌合部分にパッキンを介してねじ81,83を利用して固定しているが、気密状に取り付けられれば他の方法でもよい。
他の方法としては、筒状体の端面と底部材及び筒状体の端面と蓋部材との間に配されたろうにより取り付けてもよいし、溶接により取り付けてもいし、圧入により取り付けてもよいし、これらを組み合わせてもよい。
5. Attachment of the bottom member and the lid member to the tubular body In the embodiment, screws 81 and 83 are fixed to the fitting portion via packing, but other methods may be used as long as they are attached in an airtight manner.
As another method, it may be attached by a brazing arrangement arranged between the end face and the bottom member of the tubular body and the end face and the lid member of the tubular body, may be attached by welding, or may be attached by press fitting. However, these may be combined.
1 照明装置
2 光源部
3 放熱部
31 搭載部材
33 筒状体
35 フィン
37 蓋部材
1
Claims (4)
前記光源部を表側に搭載する放熱部とを備え、
前記放熱部は、搭載部材と筒状体と蓋部材とで構成されるヒートパイプと、当該ヒートパイプに設けられた複数のフィンとを備え、
前記搭載部材は、前記光源部を搭載し、前記筒状体の筒状部の表側開口を塞ぎ、
前記筒状体は、前記搭載部材を固定するための固定部を有し、前記筒状部の内周面の一部又は全部は粗面となっており、前記内周面に酸化被膜を有しており、
前記蓋部材は、前記筒状体の筒状部の裏側開口を塞ぐ
照明装置。 A light source unit equipped with a light emitting element as a light source,
It is provided with a heat radiating unit for mounting the light source unit on the front side.
The heat radiating portion includes a heat pipe composed of a mounting member, a tubular body, and a lid member, and a plurality of fins provided on the heat pipe .
The mounting member mounts the light source portion and closes the front opening of the tubular portion of the tubular body.
The tubular body has a fixing portion for fixing the mounting member, and a part or all of the inner peripheral surface of the tubular portion is a rough surface, and the inner peripheral surface has an oxide film. And
The lid member closes the back opening of the tubular portion of the tubular body.
Lighting equipment.
請求項1に記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1, wherein the plurality of fins are integrally molded with the heat pipe.
前記複数のフィンが前記ヒートパイプに取り付けられている
請求項1に記載の照明装置。 The fin is made of a metal plate and is made of a metal plate.
The lighting device according to claim 1, wherein the plurality of fins are attached to the heat pipe.
請求項1~3の何れか1項に記載の照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the plurality of fins are provided in the heat pipe along a direction in which the axis of the heat pipe extends.
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