JPWO2011162048A1

JPWO2011162048A1 - Ｌｅｄ光源装置

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Publication number: JPWO2011162048A1
Application number: JP2011543390A
Authority: JP
Inventors: 米田　賢治; 賢治米田
Original assignee: CCS Inc
Current assignee: CCS Inc
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2013-08-19
Also published as: WO2011162048A1

Abstract

本発明は、ＬＥＤとＬＥＤを制御する制御部とを熱的に分離して互いに熱影響を与えにくくするとともに、ＬＥＤ及び制御部を効率良く冷却できるようにするものであり、ＬＥＤ基板２１を収容する第１筐体２２と、ＬＥＤ２１１を制御する制御部２３を収容する第２筐体２４と、第１筐体２２及び第２筐体２４を実質的に熱分離した状態で連結する連結部材２５と、第１筐体２２及び第２筐体２４の対向面間に設けられ、空気吸込口２６ａが第２筐体２４を向き、空気吐出口２６ｂが対向面に沿って外側を向くファン機構２６と、第１筐体２２の対向面においてファン機構２６の周囲に設けられた複数の放熱フィン２７と、放熱フィン２７の外側端部２７１に連続して設けられた空気案内部４とを備える。

Description

本発明は、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）を用いた光源装置に関するものである。

従来、ＬＥＤを用いた光源装置としては、特許文献１に示すように、ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体（覆部及び基盤）と、駆動回路部を収容する第２筐体（回路収容部）と、第１筐体及び第２筐体を連結する保持柱とを備えるものがある。そして、ＬＥＤから生じる熱を外気に放出するために保持柱には放熱部が設けられている。

しかしながら、上記の光源装置では、第１筐体及び第２筐体を連結する保持柱を介して、放熱部にＬＥＤからの熱を伝えるようにしていることから、ＬＥＤからの熱が放熱部だけでなく、第２筐体に伝わってしまう。また、駆動回路部がＬＥＤよりも高温の場合には、当該駆動回路部からの熱が第１筐体に伝わってしまう。つまり、上記の光源装置は、ＬＥＤ及び駆動回路部の熱分離が不十分であるという問題がある。

また、特許文献２に示すように、ＬＥＤ基板を収容する第１筐体（板状部及びカバー部材）と、制御回路を収容する第２筐体（下部筺体）と、第１筐体及び第２筐体をそれらの側周面に亘って連結する第３筐体（筐体）とを備えるものがある。そして、第３筐体の内部にＬＥＤ基板と熱的に接合された放熱部材を設けると共に、当該筐体に開口部を形成している。

しかしながら、第３筐体が、第１筐体及び第２筐体の側周面を全体に亘って連結するものであり、熱分離が不十分であるという問題がある。また、放熱部材がＬＥＤ基板側にのみ設けられており、制御回路を収容する第２筐体の放熱に関しては全く考慮されていない。このようなものでは、制御回路が熱影響を受けてしまい故障等の原因となる。

これら問題は、要は、そもそも熱分離の必要性についての明確な課題が認識されていないことに起因する。

さらに、特許文献３に示すように、ランプ筐体、ＬＥＤ光源、ヒートシンク、制御回路及びファンを備えたＬＥＤランプがある。そして、ランプ筐体は、収納空間、複数の吸気口及び排気口を有し、その収納空間内にＬＥＤ光源、ヒートシンク及び制御回路が配置されている。さらに収納空間内にはファンが設けられており、このファンによって外部からの空気が吸気口を介して収納空間に流入し、ヒートシンクの熱放散フィン間を流れ、その後、排気口を介して外部に流出する。このように、上記のランプは、収納空間内にファンを設けることによって、ＬＥＤ光源の熱放散を促進する。

しかしながら、ＬＥＤ光源及び制御回路が１つのランプ筐体に固定されており、ＬＥＤ光源と制御回路との熱分離が不十分である。つまり、ＬＥＤ光源からの熱は、ランプ筐体を介して、制御回路に伝わってしまうという問題がある。

また、このランプ筐体は、光射出側の第１キャップと、光射出側とは反対側の第２キャップとを備えており、第１キャップに吸気口（排気口）が形成され、第２キャップに排気口（吸気口）が形成されている。

このようなものでは、ヒートシンク（放熱フィン）を通過して暖められた空気が排気口から外部に出ることになるが、その暖められた空気が再び吸気口からランプ筐体内部に流れ込んでしまう恐れがあり、十分な冷却を行うことが難しいという問題がある。特に、ＬＥＤランプの口金部が電気的に接続されるソケット部及びソケット部の周囲に形成される笠部を有する器具本体にＬＥＤランプを接続した場合、排気口から出た空気の移動空間が笠部によって制限されてしまい、その空気が笠部に沿って移動することにより吸気口に流れ込みやすくなり、ＬＥＤランプの冷却効果を発揮することが一層難しくなる。このように特許文献３に示されるＬＥＤランプは、そもそもランプ筐体の外側に出た空気の流れを全く考慮したものではない。

特開２００８−２９３７５３号公報特開２００８−２０４６７１号公報特開２００９−４８９９４号公報

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、ＬＥＤとＬＥＤを制御する制御部とを熱的に分離して互いに熱影響を与えにくくするとともに、ＬＥＤ及び制御部を効率良く冷却できるだけでなく、放熱フィン間を通過して暖められた空気が再び放熱フィン間に流入しにくくすることその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係るＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体と、前記ＬＥＤを制御する制御部を収容する第２筐体と、前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、前記第１筐体及び前記第２筐体の互いに対向する対向面の間に設けられ、空気吸込口が前記第２筐体を向くとともに、空気吐出口が対向面に沿って外側を向くように設けられたファン機構と、前記第２筐体の対向面において、前記ファン機構の空気吸込口に対向する位置に一端開口が形成され、前記第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成された空気通路と、前記第１筐体及び前記第２筐体の対向面の少なくとも一方において、前記ファン機構の周囲に設けられた複数の放熱フィンと、前記放熱フィンの外側端部に連続して設けられ、隣接する放熱フィンの間を外側に流れる空気を前記ＬＥＤの光照射側に流出するように案内する空気案内部とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、ＬＥＤ基板を第１筐体に収容し、制御部を第２筐体に収容するとともに、前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部がそれら筐体の対向面の間に設けられたファン機構により冷却されるので、ＬＥＤからの熱を制御部に伝えにくくするとともに、制御部からの熱をＬＥＤに伝えにくくすることができる。このような構成により、更に両方の許容温度に応じたフィン形状をそれぞれ最適なものにすることによって、ＬＥＤと制御部とを個別に温度制御できるようになり、ＬＥＤと制御部とをそれぞれ最適な動作温度に調整できる。なお、ＬＥＤ基板及び制御部は、それぞれ閉じられた空間に収容されていることから、ＬＥＤ基板及び制御部に埃や塵等の異物が付着することを防止することができる。
また、ファン機構の空気吐出側を対向面に沿って外側を向くように設け、このファン機構を取り囲むように複数の放熱フィンが設けているので、放熱フィンの間に十分な空気を供給することができ、冷却効果を向上させることができる。
さらに、第２筐体に設けた空気通路の一端開口をファン機構の空気吸込口に対向した位置に設けているので、ファン機構への空気の供給も十分に行うことができるとともに、第２筐体内に空気が流れることになり第２筐体及び制御部を冷却することもできる。
その上、空気通路の他端開口が、第２筐体の対向面とは異なる面に設けられていることから、放熱フィンを通り暖まった空気が再び空気通路に流れ込むことを防止することができる。このとき、放熱フィンの外側端部に空気案内部を設け、放熱フィン間を通過して暖められた空気を前記ＬＥＤの光照射側に流れるように構成しているので、暖められた空気が他端開口から再び空気通路に流入することを防止することができ、暖められていない外部空気を空気通路に流入させることができる。

また本発明に係るＬＥＤ光源装置は、ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体と、前記ＬＥＤを制御する制御部を収容する第２筐体と、前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、前記第１筐体及び前記第２筐体の互いに対向する対向面の間に設けられ、空気吸込側が対向面に沿って外側を向くとともに、空気吐出側が前記第２筐体を向くように設けられたファン機構と、前記第２筐体の対向面において、前記ファン機構の空気吐出側に対向する位置に一端開口が形成され、前記第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成された空気通路と、前記第１筐体及び前記第２筐体の対向面の少なくとも一方において、前記ファン機構の周囲に設けられた複数の放熱フィンと、前記放熱フィンの外側端部に連続して設けられ、隣接する放熱フィンの間に流入する空気が、ＬＥＤの光照射側から流入するように案内する空気案内部とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、ＬＥＤ基板を第１筐体に収容し、制御部を第２筐体に収容するとともに、前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部がそれら筐体の対向面の間に設けられたファン機構により冷却されるので、ＬＥＤからの熱を制御部に伝えにくくするとともに、制御部からの熱をＬＥＤに伝えにくくすることができる。このような構成により、更に両方の許容温度に応じたフィン形状をそれぞれ最適なものにすることによって、ＬＥＤと制御部とを個別に温度制御できるようになり、ＬＥＤと制御部とをそれぞれ最適な動作温度に調整できる。なお、ＬＥＤ基板及び制御部は、それぞれ閉じられた空間に収容されていることから、ＬＥＤ基板及び制御部に埃や塵等の異物が付着することを防止することができる。
また、ファン機構の空気吸込側を対向面に沿って外側を向くように設け、このファン機構を取り囲むように複数の放熱フィンが設けているので、ファン機構に流れ込む空気が放熱フィンの間を通り熱を奪うことになり、冷却効果を向上させることができる。
さらに、第２筐体に設けた空気通路の一端開口がファン機構の空気吐出側に対向して形成され、その他端開口が第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成されていることから、放熱フィンを通って暖まった空気を好適に外部に排出することができる。
その上、空気通路の他端開口が、第２筐体の対向面とは異なる面に設けられていることから、空気通路を通り外部に排出された空気が再び放熱フィン間に流れ込むことを防止することができる。このとき、放熱フィンの外側端部に空気案内部を設け、放熱フィン間に流入する空気が、ＬＥＤの光照射側から流入するように構成しているので、他端開口から出た暖められた空気が再び放熱フィン間に流入することを防止することができ、暖められていない外部空気を放熱フィン間に流入させることができる。

前記空気案内部が、前記第１筐体よりも外側に延出していることが望ましい。これならば、外側に延出した空気案内部が、他端開口が設けられた側の空間とその反対側の空間との仕切り壁として機能する。そうすると、放熱フィンから出る暖められた空気が再び他端開口から空気通路に流入することを防止できる。また、他端開口から出る暖められた空気が再び対向面の放熱フィン間に流れ込むことを防止することができる。

前記空気案内部が、前記第１筐体及び第２筐体の対向面の全周にわたる環状をなし、前記他端開口が設けられた側とは反対側に行くに従って拡径するものであることが望ましい。これならば、他端開口が設けられた側の空間とその反対側の空間とが全周にわたって仕切られることになり、放熱フィンから出る暖められた空気を可及的に他端開口側に行きにくくすることができる。また、他端開口から出る暖められた空気は空気案内部が障壁となり、放熱フィン間に流入しにくくすることができる。

空気と放熱フィンとの接触面積を大きくして冷却効果を向上させるためには、前記放熱フィンの外側端部全体が、前記空気案内部に連続していることが望ましい。

前記ＬＥＤ光源装置が電球型のものであれば、前記ＬＥＤ光源装置をソケット部を有する器具本体に取り付けた状態において、前記空気案内部が前記器具本体の外部に位置するように設けられていることが望ましい。これならば、空気案内部を介して他端開口とは反対側に流出した空気が再度流入することを防止できる。また、他端開口から出た空気が器具本体に沿って対向面間に流入して放熱フィン間に流入することを防止できる。

また本発明に係る照明器具は、口金部を有するＬＥＤ光源装置と、前記口金部が電気的に接続されるソケット部及び当該ソケット部の周囲に形成された笠部を有する器具本体とを具備する照明器具であって、前記ＬＥＤ光源装置が、ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体と、前記ＬＥＤを制御する制御部を収容する第２筐体と、前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、前記第１筐体及び前記第２筐体の互いに対向する対向面の間に設けられ、空気吸込側が前記第２筐体を向くとともに、空気吐出側が対向面に沿って外側を向くように設けられたファン機構と、前記第２筐体の対向面において、前記ファン機構の空気吸込側に対向する位置に一端開口が形成され、前記第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成された空気通路と、前記第１筐体及び前記第２筐体の対向面の少なくとも一方において、前記ファン機構の周囲に設けられた複数の放熱フィンと、前記放熱フィンの外側端部に連続して設けられ、隣接する放熱フィンの間を外側に流れる空気をＬＥＤの光照射側に流出するように案内する空気案内部とを備え、さらに、前記ＬＥＤ光源装置を前記器具本体に取り付けた状態において、前記空気案内部が前記器具本体の外部に位置するように設けられていることを特徴とする。

このように構成した本発明によれば、ＬＥＤとＬＥＤを制御する制御部とを熱的に分離して互いに熱影響を与えにくくするとともに、ＬＥＤ及び制御部を効率良く冷却できるだけでなく、放熱フィン間を通過して暖められた空気が再び放熱フィン間に流入しにくくすることができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具の斜視図である。同実施形態のＬＥＤ光源装置の斜視図である。同実施形態のＬＥＤ光源装置の模式的断面図である。Ａ−Ａ線断面図である。同実施形態の空気案内部を主として示す部分拡大断面図である。変形実施形態に係る照明器具の模式的断面図である。空気案内部の変形例を示すＡ−Ａ線断面図である。放熱フィン及び空気案内部の変形例を示す部分断面図である。空気案内部の変形例を示す内部構造を部分断面図である。放熱フィン及び空気案内部の変形例を示す部分断面図である。放熱フィン及び空気案内部の変形例を示す部分断面図である。変形実施形態に係るＬＥＤ光源装置の模式的断面図である。

１００・・・照明器具
２・・・ＬＥＤ光源装置
２１１・・・ＬＥＤ
２１・・・ＬＥＤ基板
２２・・・第１筐体
２３・・・制御部
２４・・・第２筐体
２４１・・・口金部
２２ａ・・・第１筐体の対向面
２４ａ・・・第２筐体の対向面
２５・・・連結部材
２６・・・ファン機構
２６ａ・・・空気吸込口（空気吸込側）
２６ｂ・・・空気吐出口（空気吐出側）
２７・・・放熱フィン
２７１・・・外側端部
２８・・・空気通路
２８ａ・・・一端開口
２８ｂ・・・他端開口
３・・・器具本体
３１・・・ソケット部
３２・・・笠部
４・・・空気案内部

以下に本発明に係る照明器具の一実施形態について図面を参照して説明する。

＜装置構成＞
本実施形態に係る照明器具１００は、図１〜図３に示すように、口金部２４１を有する概略回転体形状をなす電球型のＬＥＤ光源装置２と、口金部２４１が電気的に接続されるソケット部３１及び当該ソケット部３１の周囲に形成された笠部３２を有する器具本体３とを備えている。なお、器具本体３は、図示しないアーム部の先端部に角度調節可能に接続されており、当該アーム部の基端部には台等に固定するための図示しない固定部が設けられている。

ＬＥＤ光源装置１００は、図２及び図３に示すように、１又は複数のＬＥＤ２１１が搭載されたＬＥＤ基板２１を収容する第１筺体２２と、ＬＥＤ２１１に供給する電圧等を制御する制御部２３を収容する第２筺体２４と、第１筐体２２及び第２筐体２４の互いに対向する対向面２２ａ、２４ａの間に設けられて、第１筐体２２及び第２筐体２４を実質的に熱分離した状態で連結する連結部材２５と、第１筐体２２及び第２筐体２４の互いに対向する対向面２２ａ、２４ａの間に設けられ、空気吸込側である空気吸込口２６ａが第２筐体を向くとともに、空気吐出側である空気吐出口２６ｂが対向面２２ａ、２４ａに沿って外側を向くように設けられたファン機構２６とを備えている。

第１筺体２２は、図２及び図３に示すように、先端側が概略部分球形状をなすものであり、第１筺体２２の後端壁２２１にはＬＥＤ基板２１が密着して設けられている。この第１筐体２２は、ＬＥＤ基板２１を実質的に閉じられた空間に収容して、ＬＥＤ基板２１を外気と隔絶するものである。これにより、第１筐体２２のＬＥＤ基板２１の収容空間内に外気からの埃や塵等が侵入しないように構成している。具体的に、第１筐体２２のＬＥＤ基板収容空間は、配線用の孔を除いてその他の部分が閉じられている。また、第１筐体２２の概略部分球形状部分２２２は、ＬＥＤ２１１からの光を拡散させる拡散部材により形成されている。なお、第１筐体２２の形状及び構成は図２に限られず、種々の形状及び構成とすることができる。例えば、第１筐体２２がＬＥＤ及びＬＥＤに対応して設けられた集光レンズを収容し、当該集光レンズから出る光を直接外部に射出する構成としても良い。

第２筺体２４は、図２及び図３に示すように、一端（後端）にソケット部に接続される口金部２４１を有し、内部に当該口金部２４１からの供給される電力をＬＥＤ２１１に制御して供給する制御部２３を収容している。この第２筐体２４は、制御部２３を実質的に閉じられた空間に収容して、制御部２３を外気と隔絶するものである。これにより、第２筐体２３の制御部２３の収容空間内に外気からの埃や塵等が侵入しないように構成している。具体的に第２筐体２４の制御部収容空間は、配線用の孔を除いてその他の部分が閉じられている。なお、図３において制御部２３とＬＥＤ２１１との間の配線は省略している。

連結部材２５は、図３に示すように、第１筺体２２及び第２筐体２４の互いに対向する面、つまり、第１筺体２２の後端面２２ａと第２筺体２４の先端面２４ａとに接続されて、第１筺体２２及び第２筐体２４を連結するものである。

本実施形態の連結部材２５は３つあり、図４に示すように、正三角形の頂点に位置するように配置され、第１筺体２２の平面状の後端面２２ａと第２筺体２４の平面状の先端面２４ａが略平行となるように連結する。このように複数の連結部材２５を互いに等間隔に設けることによって、温度分布の偏りを防止している。この連結部材２５によって、第１筺体２２の後端面２２ａと第２筺体２４の先端面２４ａとの間に外部に開放された空間を形成する。なお、連結部材２５の少なくとも１つの内部には制御部２３とＬＥＤ２１１とを接続する電源ケーブル（不図示）等が通してある。

ファン機構２６は、第１筐体２２及び第２筐体２４の間の空間及び後述する空気通路２８に、空気の流れを強制的に生じさせるものであり、図３に示すように、第１筺体２２及び第２筐体２４の互いに対向する対向面２２ａ、２４ａの間において、それら対向面２２ａ、２４ａの略中央部に設けられている。つまり、ファン機構２６は、第１筐体２２及び第２筐体２４と略同軸状に設けられている。また、ファン機構２６は、連結部材２５よりも中心側に設けられている。

本実施形態のファン機構２６は、遠心ファン型のものであり、その空気吸込口２６ａが第２筐体２４を向くとともに、空気吐出口２６ｂが対向面２２ａ、２４ａに沿って外側を向くように設けられている。このファン機構２６は、回転モータ（不図示）により回転駆動される回転羽根２６１と、それらを保持するホルダ２６２とを有する。そして、ホルダ２６２が、第１筐体２２の対向面２２ａ又は連結部材２５にねじ等により固定される。

そして、本実施形態のＬＥＤ光源装置１００は、第１筐体２２の対向面２２ａ及び第２筐体２４の対向面２４ａの少なくとも一方において、ファン機構２６の周囲に設けられた複数の放熱フィン２７と、第２筐体２４の対向面２４ａにおいて、ファン機構２６の空気吸込口２６ａに対向する位置に一端開口２８ａが形成された空気通路２８とを備える。

本実施形態では、ＬＥＤ２１１の方が制御部２３よりも高温になることを想定しており、複数の放熱フィン２７は第１筐体２２の対向面２２ａに設けられている（図３参照）。放熱フィン２７は、第１筐体２２の後端面２２ａから第２筐体２４に向かって伸びるように設けられている。なお、放熱フィン２７は第２筐体２４には非接触である。

また、各放熱フィン２７は、図４に示すように、ファン機構２６を中心として放射状に設けられた概略湾曲状をなすものであり、全ての放熱フィン２７は略同一形状としている。このようにファン機構２６を取り囲むように複数の放熱フィン２７を設けることによって、外観上ファン機構２６を見えにくくすることにより、ＬＥＤ光源装置１００の美観を損なうことなく、またファン機構２６に指が触れることを防止して安全性を担保している。

そして、放熱フィン２７は、例えば銅又はアルミニウム等の高熱伝導率を有する金属を用いて形成される。一方、連結部材２５は、放熱フィン２７よりも熱伝導率の低い材料、例えば樹脂等の断熱部材を用いて形成されている。このような構成により、第１筐体２２及び第２筐体２４が連結部材２５によって実質的に熱分離された状態で連結される。

なお、連結部材２５及び放熱フィン２７の熱伝導率により熱伝導性を異ならせることの他、連結部材２５を細くすることによって、放熱フィン２７に伝わる熱伝達量に比べて、連結部材２５に伝わる熱伝達量を十分に小さくすることによっても第１筐体２２及び第２筐体２４を実質的に熱分離させることも考えられる。或いは、連結部材２５の一部を断熱部材により構成して熱分離するようにしても良い。

次に、空気通路２８及びその周囲の構成について説明する。

また、第２筐体２４に設けられた空気通路２８は、図３に示すように、第２筐体２４の対向面２４ａにおいて、ファン機構２６の空気吸込口２６ａに対向する位置に一端開口２８ａが形成され、第２筐体２４の対向面２４ａとは異なる面に他端開口２８ｂが形成されている。空気通路２８の一端開口２８ａは、ファン機構２６の空気吸込口２６ａに対応する位置、つまり、第２筐体２４の対向面２４ａ（第２筐体２４の先端面）の略中央部に形成されている。また、空気通路２８の他端開口２８ｂは、第２筐体２４の対向面２４ａとは異なる面、具体的には、第２筐体２４の外側周面２４ｂに複数個等間隔に形成されている。

このような空気通路２８が設けられる第２筐体２４は、図３に示すように、概略回転体形状をなし先端側が開口する外壁２４２と、当該外壁２４２の内面から外壁２４２の中心軸Ｃに沿って先端側に延設された通路形成壁２４３と、外壁２４２及び通路形成壁２４３の間に形成される開口を塞ぐ先端壁２４４とを有する。そして、外壁２４２、通路形成壁２４３及び先端壁２４４の間に形成される概略円環状の収容空間Ｓ１内に制御部２３が収容される。通路形成壁２４３は、一端が先端側に開口し、内側周面が等断面形状をなす円筒部２４３ａと、当該円筒部２４３ａの他端に連続し、外壁２４２の内側周面に繋がるフランジ部２４３ｂとからなる。この円筒部２４３ａの先端側開口が空気通路２８の一端開口２８ａを構成する。また、フランジ部２４３ｂの下側の外壁２４２に空気通路２８の他端開口２８ｂが複数個形成されている。

本実施形態の制御部２３は、略円環状をなす制御基板２３１と当該制御基板２３１上に配置された制御器２３２とからなり、当該制御基板２３１は第２筐体２４と略同軸に配置され、その中央の孔が、空気通路２８の一端開口２８ａを囲むように第２筐体２４に収容されている。つまり、制御基板２３１は、通路形成壁２４２の周囲を囲むように、当該通路形成壁２４２と略同軸に配置されている。

この収容空間Ｓ１内に収容された制御基板２３１は、第２筐体２４の先端壁２４４（先端面２４ａを形成する壁）に接触して設けられた略円環状をなす伝熱部材２９に接触して設けられている。この伝熱部材２９は、例えばシリコン等の粘弾性を有する材料から形成されている。また、伝熱部材２９は、平面視における形状が、平面視における制御基板２３１の形状と略同一である。このように制御基板２３１を伝熱部材２９を介して第２筐体２４の先端壁２４４に接触させることにより、制御基板２３１の熱を先端壁２４４に伝え易くできる。また、伝熱部材２９が粘弾性を有することから、制御基板２３１表面に形成された回路パターンや半田付け等により生じる凹凸によらず隙間なく接触させることができ、制御基板２３１の熱を一層伝え易くすることができる。

また、制御部２３を収容する収容空間Ｓ１は、外壁２４２、通路形成壁２４３及び先端壁２４４により形成されたほぼ閉ざされた空間であり、空気通路２８を流れる空気に含まれる塵、埃等が制御部２３に付着や堆積等して制御部２３の動作不良や故障を防止している。

しかして本実施形態のＬＥＤ光源装置２は、図３〜図５に示すように、隣接する放熱フィン２７の間を対向面２２ａに沿って外側に流れる空気を他端開口２８ｂが設けられた側（後端側）とは反対側、つまり、ＬＥＤ２１１の光射出側（先端側）に流出するように案内する空気案内部４を備えている。

この空気案内部４は、放熱フィン２７の外側端部２７１に連続して設けられている。具体的に空気案内部４は、光射出側から見た正面視において対向面２２ａ、２４ａの全周にわたる円環状をなすものであり、放射状に形成された全ての放熱フィン２７の外側端部２７１を連結する（図５参照）。また、その断面形状は、図５に示すように、他端開口２８ｂが設けられた側とは反対側に行くに従って、つまり、ＬＥＤ２１１の光射出側に行くに従って徐々に拡径するものである。本実施形態の空気案内部４は、後端側から先端側に行くに従って徐々に拡径する概略部分椀形状をなすものである。

また、空気案内部４は、第１筐体２２の外側に位置するように設けられている。本実施形態では、空気案内部４は、第１筐体２２及び第２筐体２４の対向面２２ａ、２４ａ間の外側に位置するように設けられており、他端開口２８ｂが設けられた側の空間とその反対側の空間との仕切り壁として機能する。これにより、対向面２２ａ、２４ａ間の放熱フィン２７を可及的に大きくして放熱効果を向上させるとともに、空間を仕切ることによって放熱フィン２７から出る暖められた空気が再び他端開口２８ｂから空気通路２８に流入することを防止できる。

本実施形態では、放熱フィン２７の外側端部２７１全体が、空気案内部４の内面（先端側を向く面）に連続するように構成されている。これにより、放熱フィン２７と空気との接触面積を可及的に大きくすることができる。また放熱フィン２７から空気案内部４への伝熱をスムーズにすることができ、空気案内部４も放熱フィンとしての機能を発揮することができる。このとき放熱フィン２７と空気案内部４とを同一材料から形成されていることが放熱性能の観点から好ましい。

さらに、空気案内部４の先端縁と第１筐体２２の外側周面により形成される開口を狭めることによって絞り機構を構成し、空気案内部４によって光射出側に流出する空気の流速を上げるように構成している。このように構成することによって、光射出側に流出する空気が再び笠部３２内に流れ込み、空気通路２８に流入しにくくしている。

次に、本実施形態のＬＥＤ光源装置１００の伝熱態様について説明する。

ＬＥＤ２１１により生じる熱は、ＬＥＤ基板２１を介して第１筺体２２の後端壁２２１に伝わる。なお、ＬＥＤ基板２１は第１筺体２２の後端壁２２１に熱的に接続されている。具体的にはＬＥＤ基板２１の裏面は第１筺体２２の後端壁２２１に面接触して設けられている。そして、第１筺体２２の後端壁２２１に伝わった熱は、第１筺体２２の後端面２２ａに設けられた放熱フィン２６に伝達される。なお、このとき、ファン機構２５の熱伝導率よりも放熱フィン２６の熱伝導率が大きいので、第１筺体２２の後端壁２２１に伝わった熱のほぼ全てが、放熱フィン２６に伝熱される。このとき、ファン機構２５により、空気通路２７を介して放熱フィン２６に空気が送られることによって、ＬＥＤ２１１から放熱フィン２６に伝熱された熱は外部に放出される。

ファン機構２６によって放熱フィン２７間を通過した空気は、空気案内部４の内面に沿って流れる方向が変換されて外部に放出される。具体的に、放熱フィン２７間を通過した空気は、対向面２２ａに沿って流れる方向から、光射出側を向く方向に沿って流れる方向に変換される。一方、空気通路２８に流入する空気は、空気案内部４の外面及び笠部３２の先端部の間に外部から流れ込む。これにより、放熱フィン２７間を通過した空気が再度空気通路２８に流入しにくくなる。

一方、制御部２３により生じる熱は、制御基板２３１及び伝熱部材２９を介して第２筐体２４の先端壁２４４に伝わる。そして、先端壁２４４に伝わった熱は、放熱ファン２６により流れる空気によって外部に放熱される。また、制御部２３により生じる熱は、通路形成壁２４３にも伝わる。そして、通路形成壁２４３に伝わった熱は、空気通路２８を流れる空気によって外部に放熱される。このように、制御部２３により生じる熱は、第２筐体２４の先端壁２４４及び通路形成壁２４３の両方から外部に放熱されることになり、制御部２３を好適に冷却することができる。このとき、通路形成壁２４３と制御基板２３１とは同軸上に配置されているので、制御基板２３１から通路形成壁２４３に伝わる熱を周方向で均一にすることができ、制御基板２３１を均一に冷却することができる。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る照明器具１００によれば、ＬＥＤ基板２１を第１筐体２２に収容し、制御部２３を第２筐体２４に収容するとともに、それら筐体２２、２４を実質的に熱分離した状態で連結し、かつ前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部がそれら筐体の対向面の間に設けられたファン機構により冷却されるので、ＬＥＤ２１１からの熱を制御部２３に伝えにくくするとともに、制御部２３からの熱をＬＥＤ２１１に伝えにくくすることができる。このような構成により、更に両方の許容温度に応じたフィン形状をそれぞれ最適なものにすることによって、ＬＥＤ２１１と制御部２３とを個別に温度制御できるようになり、ＬＥＤ２１１と制御部２３とをそれぞれ最適な動作温度に調整できる。なお、ＬＥＤ基板２１及び制御部２３は、それぞれ閉じられた空間に収容されていることから、ＬＥＤ基板２１及び制御部２３に埃や塵等の異物が付着することを防止することができる。

また、ファン機構２６の空気吐出口２６ｂを対向面２２ａに沿って外側を向くように設け、このファン機構２６を取り囲むように複数の放熱フィン２７が設けているので、放熱フィン２７の間に十分な空気を供給することができ、冷却効果を向上させることができる。

さらに、第２筐体２４に設けた空気通路２８の一端開口２８ａをファン機構２６の空気吸込口２６ａに対向した位置に設けているので、ファン機構２６への空気の供給も十分に行うことができるとともに、第２筐体２４内に空気が流れることになり第２筐体２４及び制御部２３を冷却することもできる。

その上、空気通路２８の他端開口２８ｂが、第２筐体２４の対向面２４ａとは異なる面２４ｂに設けられていることから、放熱フィン２７を通り暖まった空気が再び空気通路２８に流れ込むことを防止することができる。このとき、放熱フィン２７の外側端部２７１に空気案内部４を設け、放熱フィン２７間を通過して暖められた空気を他端開口２８ｂが設けられた側とは反対側に流れるように構成しているので、暖められた空気が他端開口２８ｂから再び空気通路２８に流入することを防止することができ、暖められていない外部空気が空気通路２７に流入しやすくすることができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態の照明器具は、ＬＥＤ光源装置２の空気案内部４が笠部３２内に収容される構成としているが、図６に示すように、空気案内部４が、ＬＥＤ光源装置２の口金部２４１をソケット部３１に接続した状態において、笠部３２よりも先端側外部に位置するように構成しても良い。これにより、空気案内部４によって先端側に流出する空気が笠部３２内に入ることを防止して、暖められた空気が空気通路２８内に再び流入することを防止し、放熱効率を高めることができる。

また、前記実施形態では、空気案内部４が対向面２２ａの全周にわたって設けられた円環状をなすものであったが、図７に示すように、空気通路２８の他端開口２８ｂの前方に設けられた複数の部分円環状をなすものであっても良い。なお図７では、空気通路２８の他端開口２８ｂが９０度等配された場合であり、それに対応して、４つの空気案内４が９０度等配された場合を示している。

また、前記実施形態の空気案内部４は断面部分椀形状をなすものであったが、その他、図８に示すように、断面テーパ形状をなすものであっても良い。

さらに、前記実施形態では、放熱フィン２７の外側端部２７１全体が空気案内部４の内面に連続するように形成されているが、図８に示すように、放熱フィン２７の外側端部２７１の角部などの一部が空気案内部４に連続するように構成しても良い。つまり、放熱フィン２７を対向面２２ａ、２４ａ間に収まるように形成しても良い。

その上、前記実施形態の空気案内部４はその全体が対向面２２ａ、２４ａ間の外側に位置するように設けられているが、図９に示すように、その一部が対向面２２ａ、２４ａ内に位置するように設けても良い。

前記実施形態では、連結部材とファン機構とが別部材により構成されているが、その他、ファン機構のケーシングを連結部材として用いて、ファン機構により第１筐体及び第２筐体を実質的に熱分離した状態で連結するように構成しても良い。

その他、放熱フィンは、ファン機構を中心として放射状に配置した平板状をなすものであっても良い。また、平板状の放熱フィンを互いに平行となるように配置しても良い。その他、放熱フィンを直線細棒状としても良い。

また、前記実施形態では、放熱フィン２７を第１筐体２２の対向面２２ａにのみ設ける構成としているが、制御部２３の冷却性能を向上させるために第２筐体２４の対向面２４ａに放熱フィン２７を設けるようにしても良い。ＬＥＤ２１１及び制御部２３の冷却性能を向上させるために、図１０に示すように、第１筐体２２の対向面２２ａ及び第２筐体２４の対向面２４ａの両方に放熱フィン２７を設けても良い。このとき、図１０に示すように、両方の放熱フィン２７それぞれの外側端部２７１に空気案内部４を設けることが望ましい。また、図１１に示すように、第２筐体２４の放熱フィン２７の外側端部２７１に、第１筐体２２の放熱フィン２７の側方まで延びる空気案内部４を設けても良い。

さらにこのとき、ＬＥＤと制御部の温度バランスに応じて、各対向面に設けられる放熱フィンの長さ等の形状を決定する。例えばＬＥＤ２１１の方が制御部２３よりも高温であれば、第１筐体の放熱フィンを第２筐体の放熱フィンよりも長くする。このとき、それらの温度が大きく異なる場合には、第２筐体２４の放熱フィン２７を、先端壁２４４又はこれに平行に設けられた平板としても良い。又は、制御部２３の方がＬＥＤ２１１よりも高温であれば、第２筐体の放熱フィン２７を第１筐体の放熱フィンよりも長くする。また、ＬＥＤ２１１及び制御部２３が同程度の動作温度であれば、第１放熱フィン２６及び第２放熱フィン２７の長さを略同じにする。さらに具体的に言うと、ＬＥＤ２１１の許容温度及びＬＥＤ２１１の実際の動作温度の差と、制御部２３の許容温度及び制御部２３の実際の動作温度の差とがそれぞれ略等しくなるように放熱フィン２７の長さ等の形状を決定するようにする。

さらに、ファン機構２６の故障を検知する故障検知部を設けても良い。この故障検知部は、例えばファン機構２６内のモータの通電状態を検出することによってファン機構２６の故障を検知するものであり、その検知信号を制御部２３に出力する。そして、検知信号を受信した制御部２３は、その検知信号がファン機構２６の故障を示すものの場合に、ＬＥＤ２１１への通電を停止することによりＬＥＤ２１１の点灯を停止する。これならば、ファン機構２５の故障後にＬＥＤ２１１を点灯し続けて、ＬＥＤ２１１及び制御部２３それぞれに熱が生じて高温になりＬＥＤ２１１及び制御部２３が故障してしまうことを防止することができる。

加えて、ファン機構２６を、その空気吸込口２６ａが対向面２２ａ、２４ａに沿って外側を向くとともに、空気吐出口２６ｂが第２筐体２４を向くように設けても良い。この場合、外部の空気が放熱フィン２７の間を通過してファン機構２６を吸い込まれた後に、空気通路２８を通って、再び外部に流れ出る。このとき、空気案内部４によって光射出側の空気が吸い込まれて放熱フィン２７間に流入するとともに、空気通路２８の他端開口２８ｂから出た空気は、空気案内部４の外面及び笠部３２の間から側方に流れ出る。これにより、暖められた空気が再度放熱フィン２７間に流入することを防止できる。

その上、前記実施形態の第１筐体２２及び第２筐体２４の互いに対向する面（後端面２２ａ及び先端面２４ａ）は平面状をなすものであったが、少なくとも一方の面が凹状面又は凸状面をなすものであっても良い。

さらに加えて、放熱フィン２７と空気案内部４とを一体成型により構成して第１筐体２２の後端壁２２１に取り付けても良い。また、放熱フィン２７及び空気案内部４を別体で形成し、その後、放熱フィン２７に空気案内部４を取り付けることによって構成しても良い。

さらにその上、前記実施形態の空気通路は、第２筐体の内部に形成される収容空間２４Ｓを用いて構成されているが、その他、第２筐体の収容空間２４Ｓ内に空気通路を形成する通路形成部材（例えば管）を別途収容することにより形成しても良い。

また、前記実施形態では、第１筐体２２の幅（直径）と第２筐体２４の幅（直径）とが略同一であり、空気案内部５の幅（外径）がそれら筐体２２、２４の幅よりも大きいものであったが、図１２に示すように、第２筐体２４の幅が第１筐体２２の幅よりも大きく、さらに第２筐体２４の幅と空気案内部４の幅とが略同じとなるように構成しても良い。これならば、空気案内部４により隣接する放熱フィン２７の間を外側に流れる空気をＬＥＤの光照射側に流出させようにしつつ、放熱フィン２７の外側への出っ張りが無く、コンパクト化することができる。

また、電球型のみならず、ダイクロハロゲン置き換えのスポットライトタイプのものでも構わない。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

本発明によれば、ＬＥＤとＬＥＤを制御する制御部とを熱的に分離して互いに熱影響を与えにくくするとともに、ＬＥＤ及び制御部を効率良く冷却できるだけでなく、放熱フィン間を通過して暖められた空気が再び放熱フィン間に流入しにくくすることができる。

Claims

ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体と、
前記ＬＥＤを制御する制御部を収容する第２筐体と、
前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、
前記第１筐体及び前記第２筐体の互いに対向する対向面の間に設けられ、空気吸込側が前記第２筐体を向くとともに、空気吐出側が対向面に沿って外側を向くように設けられたファン機構と、
前記第２筐体の対向面において、前記ファン機構の空気吸込側に対向する位置に一端開口が形成され、前記第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成された空気通路と、
前記第１筐体及び前記第２筐体の対向面の少なくとも一方において、前記ファン機構の周囲に設けられた複数の放熱フィンと、
前記放熱フィンの外側端部に連続して設けられ、隣接する放熱フィンの間を外側に流れる空気を前記ＬＥＤの光照射側に流出するように案内する空気案内部とを備えるＬＥＤ光源装置。
前記空気案内部が、前記第１筐体よりも外側に延出している請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
前記空気案内部が、前記第１筐体及び第２筐体の対向面の全周にわたる環状をなし、前記他端開口が設けられた側とは反対側に行くに従って拡径するものである請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
前記放熱フィンの外側端部全体が、前記空気案内部に連続している請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
前記ＬＥＤ光源装置をソケット部を有する器具本体に取り付けた状態において、前記空気案内部が前記器具本体の外部に位置するように設けられている請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
前記ＬＥＤ光源装置が、電球型のものである請求項１記載のＬＥＤ光源装置。
ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体と、
前記ＬＥＤを制御する制御部を収容する第２筐体と、
前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、
前記第１筐体及び前記第２筐体の互いに対向する対向面の間に設けられ、空気吸込側が対向面に沿って外側を向くとともに、空気吐出側が前記第２筐体を向くように設けられたファン機構と、
前記第２筐体の対向面において、前記ファン機構の空気吐出側に対向する位置に一端開口が形成され、前記第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成された空気通路と、
前記第１筐体及び前記第２筐体の対向面の少なくとも一方において、前記ファン機構の周囲に設けられた複数の放熱フィンと、
前記放熱フィンの外側端部に連続して設けられ、隣接する放熱フィンの間に流入する空気が、前記ＬＥＤの光照射側から流入するように案内する空気案内部とを備えるＬＥＤ光源装置。
前記空気案内部が、前記第１筐体よりも外側に延出している請求項７記載のＬＥＤ光源装置。
前記空気案内部が、前記第１筐体及び第２筐体の対向面の全周にわたる環状をなし、前記他端開口が設けられた側とは反対側に行くに従って拡径するものである請求項７記載のＬＥＤ光源装置。
前記放熱フィンの外側端部全体が、前記空気案内部に連続している請求項７記載のＬＥＤ光源装置。
前記ＬＥＤ光源装置をソケット部を有する器具本体に取り付けた状態において、前記空気案内部が前記器具本体の外部に位置するように設けられている請求項７記載のＬＥＤ光源装置。
前記ＬＥＤ光源装置が、電球型のものである請求項７記載のＬＥＤ光源装置。
口金部を有するＬＥＤ光源装置と、前記口金部が電気的に接続されるソケット部及び当該ソケット部の周囲に形成された笠部を有する器具本体とを具備する照明器具であって、
前記ＬＥＤ光源装置が、
ＬＥＤが搭載されたＬＥＤ基板を収容する第１筐体と、
前記ＬＥＤを制御する制御部を収容する第２筐体と、
前記第１筐体及び前記第２筐体を連結する連結部と、
前記第１筐体及び前記第２筐体の互いに対向する対向面の間に設けられ、空気吸込側が前記第２筐体を向くとともに、空気吐出側が対向面に沿って外側を向くように設けられたファン機構と、
前記第２筐体の対向面において、前記ファン機構の空気吸込口に対向する位置に一端開口が形成され、前記第２筐体の対向面とは異なる面に他端開口が形成された空気通路と、
前記第１筐体及び前記第２筐体の対向面の少なくとも一方において、前記ファン機構の周囲に設けられた複数の放熱フィンと、
前記放熱フィンの外側端部に連続して設けられ、隣接する放熱フィンの間を外側に流れる空気を前記ＬＥＤの光照射側に流出するように案内する空気案内部とを備え、
さらに、前記ＬＥＤ光源装置を前記器具本体に取り付けた状態において、前記空気案内部が前記器具本体の外部に位置するように設けられている照明器具。