WO2015045494A1 - ランプ - Google Patents

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WO2015045494A1
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light source
source unit
axis
base
radiation fin
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篤史 大野
孝佳 今成
守幸 関根
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岩崎電気株式会社
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a lamp provided with a radiation fin.
  • a plurality of light source units each having a mounting substrate on which a light emitting element is mounted is provided on the surface of the base, and the plurality of light source units face the back of each base inward and are arranged around the lamp axis
  • a lamp to be used is known (see, for example, Patent Document 1).
  • substrate is formed in parallel with respect to the axis of a lamp
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to efficiently dissipate the heat of a lamp by means of a radiation fin.
  • the present invention is provided with a plurality of light source units having a mounting substrate on which a light emitting element is mounted on the surface of the base, the plurality of light source units pointing the back of each base inward
  • a lamp is provided, which is disposed around a lamp axis with a gap therebetween, and the rear surface of the base is provided with a radiation fin which is arranged to be inclined with respect to the axis direction of the axis.
  • the light source unit may be formed longer in the axial direction than in the width direction, and a plurality of light emitting elements may be arranged in the axial direction.
  • the inclination angle of the heat dissipating fin with respect to the reference line orthogonal to the axis may be in the range of 25 ° to 85 °.
  • the distance between the heat radiation fins may be in the range of 4 mm to 11 mm.
  • the radiation fin may be configured such that the height is higher on the discharge side than on the air inflow side.
  • the heat radiation fins of the adjacent light source units may be formed substantially symmetrically with respect to the axis.
  • the heat of the lamp can be dissipated efficiently by the radiation fin.
  • FIG. 1 is a perspective view of the LED lamp according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a side view of the LED lamp.
  • FIG. 3 is a plan view of the LED lamp.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the LED lamp.
  • FIG. 5 is a perspective view of the LED lamp with one of the light source units removed.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the light source unit.
  • 7A and 7B are diagrams showing the light source unit, where FIG. 7A is a front view of the light source unit as viewed from the back, FIG. 7B is a plan view, and FIG. 7C is a side view.
  • FIG. 8 is a chart showing an example of the correlation between the angle (tilt angle) of the radiation fin and the temperature of the light source unit.
  • FIG. 8 is a chart showing an example of the correlation between the angle (tilt angle) of the radiation fin and the temperature of the light source unit.
  • FIG. 9 is a chart showing an example of the correlation between the distance between the radiation fins and the temperature of the light source unit.
  • FIG. 10 is a perspective view of the LED lamp as viewed from above.
  • FIG. 11 is a perspective view of the light source unit according to the second embodiment as viewed from the back side.
  • FIG. 12 is a plan view showing a light source unit and a light source unit according to a third embodiment.
  • First Embodiment 1 to 4 are diagrams showing the configuration of the LED lamp 1 according to the first embodiment, FIG. 1 is a perspective view, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a plan view, and FIG. 4 is an exploded perspective view It is.
  • the LED lamp 1 is a base-type lamp using an LED 20 which is an example of a light-emitting element as a light source, and can be used by attaching the base 10 to an existing socket.
  • the LED lamp 1 extends in a rod shape like the arc tube of the HID lamp (discharge lamp) and emits radiation substantially uniformly from the entire periphery, and instead of the existing high-power discharge lamp such as the HID lamp It has a light output that can be used.
  • the discharge lamp is lit by alternating current power
  • the light emitting element such as an LED is lit by direct current power. Therefore, when the LED lamp 1 using the LED 20 as a light source is lighted by an AC commercial power source, the DC power is supplied to the LED lamp 1 through a power supply circuit that converts the commercial power source into DC power.
  • the LED lamp 1 of the present embodiment has a configuration in which a power supply circuit is provided on the socket side without a built-in power supply circuit, and DC power is input from the socket through the base 10. In other words, when the LED lamp 1 is attached to the existing lamp for a discharge lamp, the ballast provided in the lamp is replaced with a power supply circuit.
  • the LED lamp 1 has the base 10, a cylindrical attachment 11 to which the base 10 is attached at one end, and a cylindrical support connected to the other end of the attachment 11. 12, a plurality of (three in the present embodiment) light source units 13 disposed so as to surround the support 12 from the periphery and supported by the support 12, and a coupling member 14 coupling the respective light source units 13 to each other Have.
  • the LED lamps 1 are elongated lamps extending in a bar shape, and each light source unit 13 is disposed so as to surround an axis C passing through the center of the bar shape of the LED lamp 1 from the periphery.
  • the axis C substantially coincides with the central axis of the base 10.
  • the base 10 is, for example, a screw-in type (round-in type) generally called E-type base such as E26 type or E39 type, is configured to the existing size, and is screwed into an existing socket to be mounted It is possible.
  • a direct current from a lighting power supply is supplied to the base 10 through a socket (not shown), and each light source unit 13 is lighted.
  • the base 10 may be of a plug-in type.
  • FIG. 5 is a perspective view of the LED lamp 1 with one of the light source units 13 removed.
  • the support 12 includes a cylindrical portion 15 connected to the mounting body 11 and a plurality of attachments provided upright on the end face of the cylindrical portion 15 so as to surround the axis C from the periphery. And a unit 16.
  • the support 12 is made of an electrically insulating resin material.
  • One end 13 a of the light source unit 13 is attached to the attachment portion 16.
  • the mounting portions 16 are provided at positions corresponding to the light source units 13, and in the present embodiment, provided at three locations at equal intervals (120 ° intervals) in the circumferential direction of the cylindrical portion 15.
  • the respective attachment portions 16 are integrally coupled by a coupling portion 16 a provided at a position overlapping the axis C.
  • An introduction hole 17 communicating with the inside of the mounting portion 16 is formed on the outer peripheral surface 16 b of each mounting portion 16.
  • a lead wire (not shown) of the light source unit 13 is passed through the introduction hole 17, and the lead wire passes through the inside of the support 12 and the attachment body 11 from the introduction hole 17 and is connected to the base 10.
  • a screw hole 18 is formed below the introduction hole 17 in the outer peripheral surface 16 b.
  • the light source unit 13 has a fixing hole 19 at one end 13 a in the longitudinal direction, and the outer peripheral surface 16 b of each mounting portion 16 with a screw 45 inserted into the fixing hole 19 and fastened to the screw hole 18.
  • each light source unit 13 has one end 13a supported by the mounting portion 16 and extends upward along the axis C so as to surround the axis C, and is supported in a cantilever manner with respect to the support 12 There is.
  • a space R in which air can flow is formed on the inner side of the light source unit 13.
  • the other longitudinal ends 13 b of the light source unit 13 are coupled to each other by the coupling member 14.
  • the coupling member 14 is a plate-like lid, and closes an end of the space R in the direction of the axis C.
  • the coupling member 14 is formed in a substantially equilateral triangular shape in accordance with the shape of the space R in a plan view.
  • the coupling member 14 is made of an insulating material that insulates electricity, and is made of, for example, an insulating plastic. As described above, by connecting the other end 13b of the light source unit 13 to each other by the connecting member 14, the space R can be largely secured while effectively securing the rigidity of the LED lamp 1.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of the light source unit 13.
  • 7A and 7B are diagrams showing the light source unit 13, where FIG. 7A is a front view of the light source unit 13 viewed from the back, FIG. 7B is a plan view, and FIG. 7C is a side view.
  • the light source unit 13 emits radiation using the LED 20 as a light source, and is modularized into a rectangular shape extending along the axis C.
  • the light source unit 13 is formed longer in the direction of the axis C than in the width direction, and in a front view, is formed in a rectangular shape.
  • the LED lamp 1 includes three light source units 13, and the light source units 13 extend in the same direction as the axis C, with the back surface 22d of each base 22 facing inward, and around the axis C. , And are annularly arranged at equal intervals and supported by a support 12. As a result, light is emitted in a range over the entire circumference of the axis C.
  • the light source units 13 all have the same structure and shape, and when configuring the LED lamps 1 having different light outputs, the number of light source units 13 corresponding to the desired light output is around the support 12. It is arranged. Further, in the LED lamp 1, when the light source units 13 are arranged around the axis C, the gap G ⁇ b> 1 is provided between the adjacent light source units 13. By providing the gap G1, external air can be taken into the space R via the gap G1, and the light source unit 13 can be cooled.
  • the light source unit 13 includes a mounting substrate 21 on which the LEDs 20 are mounted, a base 22 to which the mounting substrate 21 is attached, and a cover 30 which covers the mounting substrate 21.
  • the mounting substrate 21 is a substantially rectangular plate-like printed wiring substrate, and on the surface thereof, a plurality of LEDs 20 and an electrode pattern 21a which constitutes the charging portion by soldering the lead wires are provided.
  • the electrode pattern 21 a is formed at an end portion of the mounting substrate 21 and is electrically connected in series or in parallel to each LED 20 through a printed wiring (not shown).
  • the LED 20 is formed by arranging a large number of LED elements in, for example, a lattice shape in a rectangular shape in plan view and molding the surface with a resin material with a thin thickness, and substantially the entire surface emits light. As shown in FIG. 6, a plurality of (two in the illustrated example) LEDs 20 are arranged in series in the direction of the axis C without any gap on the mounting substrate 21 so that linear light emission can be obtained by these LEDs 20. It has become.
  • the base 22 is formed, for example, by forming a metal material having high thermal conductivity such as aluminum into an elongated rectangular plate shape, and functions as a base for packaging the mounting substrate 21 and a heat sink for dissipating heat generated by the LED 20.
  • the base body 22 is formed in a thin plate shape (a flat plate shape having a flat front and back) capable of accommodating the mounting substrate 21 therein, and the mounting substrate 21 is mounted on the surface 22c.
  • a mounting portion 22 f is formed as a concave portion for receiving the portion 21 substantially flush.
  • the mounting portion 22 f is formed in a planar shape so as to be in close contact with the mounting substrate 21, and the heat conductivity from the mounting substrate 21 to the base 22 is enhanced.
  • the mounting substrate 21 is directly attached to the mounting portion 22 f without a sheet-like electrical insulating member or the like. Therefore, the heat of the mounting substrate 21 can be efficiently transmitted to the base 22.
  • a substantially rectangular lead-out hole 23 penetrating the base 22 is provided at one end 22 a in the longitudinal direction of the base 22, and the lead wire is drawn to the back surface 22 d through the lead-out hole 23.
  • a cylindrical portion 24 having a rectangular cross-sectional shape, which is erected from the peripheral edge portion of the lead-out hole 23, is formed.
  • the protrusion 25 extended in the axial line C direction is formed in the both sides of the cylinder part 24 in 22 d of back surfaces.
  • the fixing hole 19 is formed closer to one end than the cylindrical portion 24.
  • a fixing hole 22g fixed by a screw 45 is provided at the one end 22a.
  • the base 22 is positioned by inserting the cylindrical portion 24 into the introduction hole 17 (FIG. 5) and fitting the pair of projections 25 to both side surface portions 16c (FIG. 5) of the mounting portion 16 and fixed by screws 45. .
  • connection stay 26 On the back surface 22d of the other end 22b of the base 22 in the longitudinal direction, a rod-like connection stay 26 projecting toward the axis C is provided upright.
  • the connection stay portion 26 is provided at the central portion in the width direction of the base body 22 and is equivalent to the thickness of the coupling member 14 from the end face 27 in the longitudinal direction on the other end 22 b side of the base body 22
  • a screw hole 26 a is formed at the tip of the connection stay portion 26, and the coupling member 14 is fixed to the connection stay portion 26 by a coupling member fixing screw 28 fastened to the screw hole 26 a.
  • a plurality of plate-like heat dissipating fins 29 are provided upright on the back surface 22 d of the base 22.
  • the radiation fin 29 is formed on the back side of the mounting portion 22 f so as to efficiently dissipate the heat of the mounting substrate 21.
  • the radiation fin 29 is provided over the entire width direction of the base 22 and is provided over the section between the connection stay portion 26 and the cylindrical portion 24 in the longitudinal direction.
  • the radiation fin 29 is disposed to be inclined with respect to the axis C. That is, the radiation fins 29 are not parallel to the longitudinal direction of the base 22 but are inclined at a predetermined angle. The angle of inclination of each radiation fin 29 is the same, and the height and thickness of each radiation fin 29 are the same over the entire length.
  • the heat radiation fins 29 extend linearly at equal intervals and in parallel with one another.
  • the inclination angle of each radiation fin 29 may not be the same, and it is not necessary to form all the radiation fins 29 in parallel. Further, the heat radiation fins may not be equally spaced.
  • the cover 30 covers the surface 22 c side of the base 22 and constitutes a waterproof structure.
  • the cover 30 is formed in a rectangular shape in a front view corresponding to the shape of the surface 22c and covers substantially the entire surface 22c, and an outer peripheral surface erected from the entire peripheral portion of the cover body 31. And a cover portion 32.
  • the cover main body portion 31 is formed with a dome-shaped bulging portion 31 a formed in a semicircular shape in cross section at a position corresponding to the LED 20.
  • the whole of the cover 30 is made of a resin material having translucency and electrical insulation.
  • the outer peripheral surface cover portion 32 is formed along the outer peripheral portion 22 e of the base 22, and the inner surface of the outer peripheral surface cover portion 32 is fitted to the outer peripheral portion 22 e of the base 22 when the cover 30 is attached. .
  • cover 30 includes, in the cover main body 31, a seat 31b through which the screw 45 is inserted.
  • the cover main body 31 and the base 22 are fastened to the mounting portion 16 by the screws 45.
  • a gap G1 is provided in the circumferential direction between the adjacent light source units 13, and part of the air flowing into the space R from the gap G1 or the gap between the light source unit 13 and the support 12 is Through the air passage 35 between the heat radiation fins 29 to cool the heat radiation fins 29.
  • FIG. 2 when the LED lamp 1 is vertically disposed such that the axis C is vertical, one side in the width direction of the base 22 becomes an inlet 35 a (FIG. 7) of the air flow W flowing through the air passage 35. The other side of the direction is the outlet 35 b of the air flow W. Since the air warmed by the light source unit 13 flows upward, the flow from the lower inlets 35 a to the higher outlets 35 b is dominant.
  • the heat dissipating fins are arranged at an angle to the axis C so that the heat dissipating fins are disposed parallel to the axis C
  • the distance of the air passage 35 is shorter than the distance. Therefore, the air flow can efficiently flow through the air passage 35, and the heat of the light source unit 13 can be efficiently dissipated.
  • the heat dissipating fins 29 are inclined with respect to the axis C, the air flow passing through the heat dissipating fins 29 on the lower side of the light source unit 13 is discharged from the upper and lower middle outlet vents 35b, and the heat on the lower side is the upper It is possible to suppress the influence on the radiation fins 29 of For this reason, it is possible to prevent heat from being concentrated on the upper heat dissipating fins 29, and the light source unit 13 can be efficiently cooled. Furthermore, when each radiation fin is arranged in parallel with the axis C, the inflow direction of the air flow is limited to the vertical direction, but by tilting the radiation fin 29, the air flow from the vertical direction and from the side is used it can.
  • the adjacent light source units 13 are the same component, and the inclination directions of the radiation fins 29 are also the same between the adjacent light source units 13.
  • FIG. 8 is a chart showing an example of the correlation between the angle S (tilt angle) of the radiation fin 29 and the temperature of the light source unit 13.
  • FIG. 8 shows the result when the LED lamp 1 is vertically disposed, and shows the result of the test conducted by the present inventors.
  • the angle S of the radiation fin 29 is an angle with respect to the reference line L (FIG. 7) orthogonal to the axis C.
  • the temperature of the light source unit 13 is the highest. It is considered that this is because the air flow does not easily flow in the air passage 35.
  • the temperature of the light source unit 13 is lower than that when the angle S is 0 °. It is considered that this is because the air flow easily flows in the air passage 35.
  • the angle S of the radiation fin 29 is 90 °, ie, an angle parallel to the axis C, the temperature of the light source unit 13 is lower than when the angle S is 15 °. This is considered to be because the air flow is more likely to flow through the air passage 35 than when the angle S is set to 15 °.
  • the values of the temperature of the light source unit 13 when the angles S of the radiation fins 29 are 0 °, 15 ° and 90 ° can be connected by the approximate straight line A1, and the angle S of the radiation fins 29 and the temperature of the light source unit 13 It can be seen that is in a linear relationship.
  • the temperature of the light source unit 13 is much lower than when the angle is 15 °, and is significantly lower than the temperature predicted from the approximate straight line A1.
  • the temperature of the light source unit 13 when the angle S of the radiation fin 29 is 30 ° is lower than that when the angle S of the radiation fin 29 is 90 °. This is because tilting the radiation fins 29 with respect to the axis C provides an effect of efficiently flowing air in the air passage 35, and this effect is remarkable when the angle S is set to 30 °. It is considered to be.
  • the temperature of the light source unit 13 is lower than when the angle S is 30 °, and is significantly lower than the temperature predicted from the approximate straight line A1.
  • the angle S of the radiation fin 29 is 60 °
  • the temperature of the light source unit 13 is the lowest, and is significantly lower than the temperature predicted from the approximate straight line A1.
  • the angle S of the radiation fin 29 is 75 °
  • the temperature of the light source unit 13 is equivalent to that when the angle S is 45 °, which is much lower than the temperature predicted from the approximate straight line A1.
  • the values of the temperature of the light source unit 13 when the angles S of the radiation fins 29 are 0 °, 30 °, 45 °, 60 °, 75 ° and 90 ° can be connected by the approximate curve A2.
  • the approximate curve A2 is a substantially quadratic curve in which the temperature of the light source unit 13 is the lowest when the angle S of the radiation fin 29 is 60 °. From this experimental result, it has become clear that when the angle S of the radiation fin 29 is in the range of 25 ° to 85 °, a significant difference from the result predicted from the approximate straight line A1 can be seen.
  • the angle S of the heat dissipating fins 29 By setting the angle S of the heat dissipating fins 29 in the range of 25 ° to 85 °, the light emitting unit 29 can be effectively cooled. Furthermore, the temperature of the light source unit 13 can be greatly reduced by setting the angle S of the heat dissipating fins 29 in the range of 45 ° to 75 °, which is more preferable.
  • FIG. 9 is a chart showing an example of the correlation between the distance between the radiation fins 29 and the temperature of the light source unit 13.
  • FIG. 9 is a result in the case where the angle S of the radiation fin 29 is 60 ° and the LED lamps are vertically disposed, and shows the result of the test conducted by the present inventors.
  • the distance between the heat radiation fins 29 is the distance between the facing surfaces of the adjacent heat radiation fins 29.
  • the temperature of the light source unit 13 was higher when the distance between the radiation fins 29 was 12 mm than when the distance between the radiation fins 29 was 3 mm.
  • the values of the temperature of the light source unit 13 when the distance between the radiation fins 29 is 3 mm and 12 mm can be connected by the approximate straight line B1.
  • the temperature of the light source unit 13 decreased as the distance increased from 3 mm, and became the lowest at 6 mm. Further, the temperature of the light source unit 13 became higher as the distance between the radiation fins 29 increased from 6 mm, and became the highest at 12 mm.
  • the temperature of the light source unit 13 can be lowered more than predicted from the approximate straight line B1 by setting the distance between the heat radiation fins 29 in the range of 4 mm to 11 mm. Furthermore, the temperature of the light source unit 13 can be greatly reduced by setting the distance between the radiation fins 29 in the range of 5 mm to 9 mm, which is more preferable.
  • the outer peripheral surface cover portion 32 of the cover 30 is formed higher than the outer peripheral portion 22e of the base 22, and as shown in FIG. 7A, the light source unit 13 is on the back surface 22d side.
  • the outer peripheral portion 22 e is one step lower than the outer peripheral surface cover portion 32.
  • FIG. 7C in the side view, the outer peripheral portion 22e is completely covered by the outer peripheral surface cover portion 32, and is not exposed to the outside.
  • the outer peripheral surface cover portion 32 is integrally formed with the cover 30 and is made of an insulating material.
  • the outer peripheral surface cover portion 32 has a plurality of claw portions 34 projecting inward of the cover 30 at its tip end portion, and the claw portions 34 are caught on the end of the outer peripheral portion 22 e of the base 22 to fix the cover 30 to the base 22 Be done.
  • Each light source unit 13 is arranged to form a space R of a substantially regular polygon (a substantially regular triangle in the present embodiment) on the inner side, and the gap G1 is a vertex of each vertex of the substantially regular polygon. Formed in position.
  • the gap G1 is a gap in the circumferential direction of the LED lamp 1 formed between the adjacent light source units 13. The size of the gap G1 is adjusted by extending the flange portion 33 from the cover 30 to the gap G1.
  • the gap G1 is a gap between the tips of the adjacent flanges 33.
  • the size of the gap G1 is set such that the test finger T having a predetermined shape formed assuming human fingers can only enter the space R to a predetermined depth.
  • the predetermined depth is a depth at which the test finger T (FIG. 3) entering the space R does not contact the radiation fin 29. Therefore, while the air is taken from the gap G1 to cool the radiation fin 29, the flange portion 33 can prevent the finger of an operator or the like from entering the space R and touching the radiation fin 29.
  • the coupling member 14 is a plate-like lid formed in a substantially regular polygonal shape which is slightly smaller than the substantially regular polygonal shape of the space R, and the other end of the light source unit 13
  • the part 13b blocks the opening which it divides and makes.
  • the connecting member 14 is provided with a vent hole 40 at each vertex of the substantially regular polygon shape and also with a central hole 41 at the central portion overlapping the axis C.
  • the coupling member 14 is provided with a seat 42 through which the coupling member fixing screw 28 is inserted, between adjacent vent holes 40.
  • the surface 14a of the coupling member 14 is flat except for the holes. At the positions corresponding to the respective seat portions 42 on the back surface of the coupling member 14, receiving portions 43 projecting to the space R side are respectively formed.
  • the coupling member 14 is coupled to each light source unit 13 by mounting the receiving portion 43 on the coupling stay portion 26 and fastening the coupling member fixing screw 28 inserted into the seat portion 42 to the screw hole 26 a. That is, the other end 13 b of each light source unit 13 is integrally coupled via the coupling member 14, and the upper end of the space R is closed by the coupling member 14.
  • the surface 14 a of the coupling member 14 is provided substantially flush with the upper end surface 30 a (tip surface) of the cover 30 of the light source unit 13. For this reason, even if it is the structure which provided the coupling member 14 and improved the rigidity of the light source unit 13, the LED lamp 1 can be miniaturized.
  • an upper gap G2 (FIG. 10) is formed between the outer peripheral surface of the coupling member 14 and the light source unit 13.
  • the upper gap G2 is smaller than the gap G1, and is set to a size such that the test finger T does not touch the radiation fin 29 through the upper gap G2. For this reason, it is prevented that a finger
  • the ventilation holes 40 and the central hole 41 of the coupling member 14 are set to a size such that the test finger T does not touch the radiation fin 29 through the ventilation holes 40 and the central hole 41. For this reason, it is prevented that a finger
  • FIG. 1
  • FIG. 10 is a perspective view of the LED lamp 1 as viewed from above.
  • FIG. 10 shows a state in which one light source unit 13 is removed.
  • a relatively large corner gap G3 is formed between the vertexes of the substantially regular polygon shape of the coupling member 14 and the upper end of the gap G1.
  • the corner gap G3 is set to a size such that the test finger T does not touch the radiation fin 29 through the corner gap G3. Therefore, it is possible to prevent the finger of the worker or the like from touching the heat dissipating fins 29, while the air is made to enter and leave the space R from the corner gap G3.
  • a relatively large corner gap G4 is formed between the support 12 and the lower end of the gap G1.
  • the corner gap G4 is set to a size such that the test finger T does not touch the radiation fin 29 through the corner gap G4. Therefore, it is possible to prevent the finger of the worker or the like from touching the heat dissipating fins 29 while air is made to enter and leave the space R from the corner gap G4.
  • the LED lamp 1 includes the plurality of light source units 13 having the mounting substrate 21 on which the LED 20 is mounted on the surface 22 c of the base 22
  • the plurality of light source units 13 are disposed around the axis C of the LED lamp 1 with the back surface 22d of each base 22 facing inward and with a gap G1 mutually, and the back surface 22d of the base 22 is axially aligned with the axis C
  • a radiation fin 29 is disposed to be inclined with respect to the As a result, the air flow can be made to flow from the direction different from the direction of the axis C of the LED lamp 1 and the direction of the axis C to the ventilation passage 35 which is the flow passage of the radiation fin 29.
  • the heat of the LED lamp 1 can be dissipated efficiently by the heat dissipating fins 29.
  • the air flow passing through the heat radiation fins 29 on the lower side of the light source unit 13 is discharged from the discharge ports 35 b in the upper and lower middle portions, heat can be prevented from concentrating on the heat radiation fins 29 at the upper portion. 13 can be cooled.
  • the light source unit 13 is formed longer in the direction of the axis C than in the width direction, and the plurality of LEDs 20 are arranged in the direction of the axis C.
  • the distance of the air flow path 35 along the heat dissipating fins 29 can be shortened, and the air flow can efficiently flow in the air vents 35 of the heat dissipating fins 29. Therefore, the heat of the LED lamp 1 is efficiently dissipated by the heat dissipating fins 29. it can.
  • the angle S of the radiation fin 29 with respect to the reference line L orthogonal to the axis C is in the range of 25 ° to 85 °, the air flow can efficiently flow in the ventilation path 35 of the radiation fin 29. Can be dissipated efficiently by the radiation fins 29. Further, by setting the distance between the heat radiation fins 29 in the range of 4 mm to 11 mm, heat can be dissipated efficiently.
  • the LED lamp 1 has a plurality of light source units 13 having the mounting substrate 21 on which the LED 20 is mounted on the surface 22 c of the substantially flat metal base 22.
  • the light source unit 13 includes a cover 30 made of an insulating material that covers the mounting substrate 21 and the outer peripheral portion 22e of the base 22.
  • the portion 13a is attached so as to cover the support 12 from the periphery, and is disposed around the axis C of the LED lamp 1 with the back surface 22d of each base 22 facing inward, and the LED lamp 1 comprises a plurality of light source units 13.
  • the connecting member 14 made of an insulating material closing the opening formed by the other end 13 b is provided.
  • the cover 30 made of an insulating material covering the outer peripheral portion 22e of the base 22 can prevent the finger from touching the outer peripheral portion 22e.
  • the connecting member 14 made of an insulating material can prevent a finger from entering the opening formed by the other end 13b. The finger can be prevented from coming into contact with the radiation fin 29.
  • the heat dissipation of the LED lamp 1 can be secured and electric shock can be prevented.
  • the cover 30 and the coupling member 14 which cover the outer peripheral portion 22e are provided, it is possible to prevent the finger from touching the radiation fin 29 on the back surface 22d of the base 22.
  • the vent holes 40 are formed in the coupling member 14, good heat dissipation can be obtained while preventing an electric shock.
  • the overhanging portion 33 protruding in the gap G1 between the light source units 13 is provided, it is possible to prevent an electric shock by preventing the finger from entering the gap G1 by the overhang 33, and heat can be dissipated from the gap G1. Further, since the mounting substrate 21 is directly attached to the base 22, heat is efficiently transmitted from the mounting substrate 21 to the base 22. Therefore, the heat can be efficiently dissipated through the heat dissipating fins 29. Even with the configuration in which the mounting substrate 21 is attached directly to the base 22, the above-mentioned electric shock preventing structure prevents the finger from touching the base 22.
  • the coupling member 14 couples the other end 13b to each other, and is provided substantially flush with the upper end surface 30a of the other end 13b. For this reason, while being able to prevent an electric shock by simple structure using the coupling member 14 which couple
  • the first embodiment shows an aspect to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to the first embodiment.
  • the gap G1 is described as the gap between the tips of the adjacent hooks 33, but the present invention is not limited to this.
  • the size of the gap G1 may be set by adjusting the thickness of the outer peripheral surface cover portion 32 without providing the flange portion 33.
  • the LED lamp 1 is vertically arranged so that the axis C is vertical.
  • the present invention is not limited to this. You may lay it down. For example, horizontal arrangement in which the axis C is directed in the horizontal direction is also possible.
  • the radiation fins 29 are inclined with respect to the air flow in the vertical direction, air can be taken in from each light source unit gap G1. Since the air warmed by the heat from the LED 20 escapes from the gap G1 on the opposite side to the outside, the heat can be dissipated efficiently.
  • the cover 30 made of an insulating material is described as covering the mounting substrate 21 and the outer peripheral portion 22e of the base 22, but the cover 30 may not be integral.
  • the outer peripheral surface cover portion 32 and the cover main body portion 31 may be separately configured, and the outer peripheral surface cover portion 32 may be an insulator.
  • the light source unit 13 is described as being disposed so as to form a substantially equilateral triangle space R inside, but the present invention is not limited to this.
  • the light source unit 13 is not limited thereto. May be arranged to form a substantially square space inside.
  • the coupling member 14 is also formed in a substantially square shape in accordance with the shape of the space.
  • each of the heat radiation fins 29 has been described as extending linearly, but the present invention is not limited to this.
  • Each of the heat radiation fins 29 may be inclined with respect to the axis C between the inlet 35a and the outlet 35b as viewed entirely in the flow path, for example, between the inlet 35a and the outlet 35b. It may be curved.
  • FIG. 11 is a perspective view of the light source unit 113 according to the second embodiment as viewed from the back side.
  • the light source unit 113 includes a base 122 and a cover 30.
  • the base 122 is the same as the base 22 except for the shape of the radiation fin 129.
  • the heat dissipating fins 129 are formed such that the height thereof gradually increases from the inlet 35a side of the air flow W toward the outlet 35b.
  • the portion of the radiation fin 129 on the side of the discharge port 35b that can dissipate heat efficiently by being rectified by the radiation fin 129 and having the air flow is made higher than the portion on the side of the inlet 35a.
  • the radiation fin 129 can be reduced in weight while securing the heat radiation of the radiation fin 129.
  • the present invention is applied will be described with reference to FIG.
  • parts that are the same as in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted.
  • the light source units 13 adjacent to each other are the same component, and the inclination direction of the radiation fin 29 is also described as being the same between the light source units 13 adjacent to each other.
  • the third embodiment is different from the first embodiment in that the inclination directions of the heat radiation fins 29 are different between the adjacent light source units 13.
  • FIG. 12 is a plan view showing the light source unit 13 and the light source unit 213 according to the third embodiment.
  • FIG. 12 shows a state in which the light source unit 13 and the light source unit 213 are expanded on a plane in the direction of being removed from the LED lamp 1.
  • the light source unit 213 is formed symmetrically with respect to the light source unit 13 with reference to the axis C. Since the light source unit 13 and the light source unit 213 are symmetrical in the left-right direction, the same reference numerals are given to the respective parts here and the description will be omitted.
  • the light source unit 13 and the light source unit 213 are arranged such that the inlets 35a are adjacent to each other, and the outlets 35b are at positions far from each other.
  • the radiation fins 29 of the adjacent light source units 13 and the light source units 213 are formed substantially symmetrically with reference to the axis C, the radiation fins of one adjacent light source unit 13 are It is possible to prevent the heated air flow W discharged from the 29 discharge ports 35 b from flowing to the inflow port 35 a of the radiation fin 29 of the other light source unit 213. For this reason, heat can be dissipated efficiently by the heat dissipating fins 29 without being affected by the heat from the adjacent light source units.
  • LED lamp (lamp) 13, 113, 213
  • Light source unit 20
  • LED (light emitting element) 21 mounting substrate 22, 122 base 22d back surface 29, 129 radiation fin 35a inflow port (inflow side) 35b Discharge port (discharge side) C axis G1 gap L reference line S angle

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Abstract

　ランプの熱を放熱フィンによって効率良く放熱できるようにする。　ＬＥＤランプ１は、発光素子が実装される実装基板を基体２２の表面に有する複数の光源ユニット１３を備え、複数の光源ユニット１３は、各基体２２の裏面２２ｄを内側に向けるとともに互いに隙間Ｇ１を開けてＬＥＤランプ１の軸線Ｃの周囲に配置され、基体２２の裏面２２ｄには、軸線Ｃの軸方向に対して傾斜して配置される放熱フィン２９が設けられている。

Description

ランプ
　本発明は、放熱フィンを備えたランプに関する。
　従来、発光素子が実装される実装基板を基体の表面に有する複数の光源ユニットを備え、これら複数の光源ユニットが、各基体の裏面を内側に向けるとともに互いに隙間を開けてランプの軸線周囲に配置されるランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、基体の裏面に設けられる放熱フィンは、ランプの軸線に対して平行に形成されている。
特開２０１３－１２２８９９号公報
　しかしながら、上記従来のランプでは、放熱フィンの周囲の空気は、放熱フィンに沿ってランプの軸線方向に流れるため、放熱フィンの下流側の部分で熱が溜まり易く、放熱の効率に課題があった。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ランプの熱を放熱フィンによって効率良く放熱できるようにすることを目的とする。
　この明細書には、２０１３年９月２５日に出願された日本国特許出願・特願２０１３－１９８２７９の全ての内容が含まれる。
　上記目的を達成するために、本発明は、発光素子が実装される実装基板を基体の表面に有する複数の光源ユニットを備え、当該複数の光源ユニットは、各前記基体の裏面を内側に向けるとともに互いに隙間を開けてランプの軸線周囲に配置され、前記基体の前記裏面には、前記軸線の軸方向に対して傾斜して配置される放熱フィンが設けられていることを特徴とするランプを提供する。
　上述の構成において、前記光源ユニットは、その幅方向よりも前記軸線方向に長く形成され、複数の発光素子が前記軸線方向に並べて配置されている構成としてもよい。
　上述の構成において、前記軸線に直交する基準線に対する前記放熱フィンの傾斜角度は、２５°から８５°の範囲である構成としてもよい。
　上述の構成において、前記放熱フィンの間隔が４ｍｍから１１ｍｍの範囲である構成としてもよい。
　上述の構成において、前記放熱フィンは、空気の流入側よりも排出側の方が、高さが高く形成されている構成としてもよい。
　上述の構成において、隣り合う前記光源ユニットの放熱フィンは、前記軸線を基準に略対称に形成されている構成としてもよい。
　本発明によれば、ランプの熱を放熱フィンによって効率良く放熱できる。
図１は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの斜視図である。 図２は、ＬＥＤランプの側面図である。 図３は、ＬＥＤランプの平面図である。 図４は、ＬＥＤランプの分解斜視図である。 図５は、光源ユニットの一つを取り外した状態のＬＥＤランプの斜視図である。 図６は、光源ユニットの分解斜視図である。 図７は、光源ユニットを示す図であり、（ａ）は光源ユニットを裏面から見た正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。 図８は、放熱フィンの角度（傾斜角度）と光源ユニットの温度との相関の一例を示す図表である。 図９は、放熱フィンの間隔と光源ユニットの温度との相関の一例を示す図表である。 図１０は、ＬＥＤランプを上方から見た斜視図である。 図１１は、第２の実施の形態の光源ユニットを裏面側から見た斜視図である。 図１２は、第３の実施の形態の光源ユニット及び光源ユニットを示す平面図である。
　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施の形態＞
　図１～図４は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１の構成を示す図であり、図１は斜視図、図２は側面図、図３は平面図、図４は分解斜視図である。
　ＬＥＤランプ１は、図１に示すように、発光素子の一例たるＬＥＤ２０を光源に用いた口金型のランプであり、口金１０を既設のソケットに装着して使用できる。ＬＥＤランプ１は、ＨＩＤランプ（放電ランプ）の発光管と同様に棒状に延び周囲の全体から略均等に放射光が放射され、なおかつＨＩＤランプのような高出力タイプの既存の放電ランプの代わりに用いることができる程度の光出力を有する。
　ただし、放電ランプは交流電力で点灯するが、ＬＥＤなどの発光素子は直流電力で点灯する。したがって、ＬＥＤ２０を光源としたＬＥＤランプ１を交流の商用電源で点灯させる場合には、商用電源を直流電力に変換する電源回路を通じてＬＥＤランプ１に直流電力を供給することとなる。本実施形態のＬＥＤランプ１は電源回路を内蔵せずに、ソケットの側に電源回路を設け、当該ソケットから口金１０を通じて直流電力が入力される構成となっている。換言すれば、このＬＥＤランプ１を既設の放電ランプ用の灯具に装着する場合には、灯具が備える安定器を電源回路に置き換えて使用する。
　次いで、ＬＥＤランプ１の構成について詳述する。
　ＬＥＤランプ１は、図１～図４に示すように、上記口金１０と、一端に口金１０が取り付けられる筒状の取付体１１と、取付体１１の他端に連結される筒状の支持体１２と、支持体１２を周囲から囲むように配置されて支持体１２に支持される複数（本実施形態では３つ）の光源ユニット１３と、各光源ユニット１３を互いに結合させる結合部材１４とを備えている。ＬＥＤランプ１は、棒状に延びる細長いランプであり、各光源ユニット１３は、ＬＥＤランプ１の棒形状の中心を通る軸線Ｃを周囲から囲むように配置される。軸線Ｃは、口金１０の中心軸に略一致する。
　口金１０は、例えばＥ２６タイプやＥ３９タイプ等の一般的にＥ型口金と呼ばれるねじ込み式（回しこみ式）のものであり、既存のサイズに合わせて構成され、既設のソケットに螺合して装着可能になっている。口金１０には、図示せぬソケットを通じて点灯電源からの直流電流が供給され、各光源ユニット１３が点灯される。なお、口金１０には差し込み式を用いても良い。
　図５は、光源ユニット１３の一つを取り外した状態のＬＥＤランプ１の斜視図である。
　図４及び図５に示すように、支持体１２は、取付体１１に連結される筒状部１５と、軸線Ｃを周囲から囲むように筒状部１５の端面に立設される複数の取付部１６とを備える。支持体１２は、電気絶縁性を備えた樹脂材料によって構成されている。
　取付部１６には、光源ユニット１３の一端部１３ａが取り付けられる。取付部１６は、光源ユニット１３に対応した位置に設けられており、本実施の形態では、筒状部１５の周方向に等間隔（１２０°間隔）で３箇所に設けられる。各取付部１６は、軸線Ｃに重なる位置に設けられる結合部１６ａによって一体に結合されている。
　各取付部１６の外周面１６ｂには、取付部１６の内側に連通する導入孔１７が形成されている。導入孔１７には、光源ユニット１３のリード線（不図示）が通され、このリード線は、導入孔１７から支持体１２及び取付体１１の内部を通り、口金１０に接続される。
　外周面１６ｂにおいて導入孔１７の下方には、ねじ孔部１８が形成されている。光源ユニット１３は、長手方向の一端部１３ａに固定孔部１９を有しており、固定孔部１９に挿通されてねじ孔部１８に締結されるねじ４５によって、各取付部１６の外周面１６ｂに固定される。すなわち、各光源ユニット１３は、一端部１３ａが取付部１６に支持され、軸線Ｃを囲うように軸線Ｃに沿って上方に延びており、支持体１２に対しては、片持ちで支持されている。
　光源ユニット１３が軸線Ｃを囲うように配置されることで、光源ユニット１３よりも内方側には、空気が流通可能な空間Ｒが形成されている。
　図３～図５に示すように、光源ユニット１３の長手方向の他端部１３ｂは、結合部材１４によって互いに結合される。結合部材１４は、板状の蓋体であり、空間Ｒの軸線Ｃ方向の端を塞ぐ。本実施の形態では、結合部材１４は、空間Ｒの平面視における形状に合わせて略正三角形状に形成されている。結合部材１４は、電気を絶縁する絶縁材により構成され、例えば、絶縁性プラスチックにより構成される。このように、結合部材１４によって光源ユニット１３の他端部１３ｂ同士を連結する構成とすることで、ＬＥＤランプ１の剛性を効果的に確保しながら、空間Ｒを大きく確保できる。
　図６は、光源ユニット１３の分解斜視図である。図７は光源ユニット１３を示す図であり、（ａ）は光源ユニット１３を裏面から見た正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。
　光源ユニット１３は、ＬＥＤ２０を光源として放射光を放射するものであり、軸線Ｃに沿って延びる矩形状にモジュール化して構成されている。光源ユニット１３は、その幅方向よりも軸線Ｃ方向に長く形成されており、正面視では、長方形状に形成されている。
　本実施形態のＬＥＤランプ１では、３つの光源ユニット１３を備え、これらの光源ユニット１３が各基体２２の裏面２２ｄを内側に向け、なおかつ、軸線Ｃと同一方向に延びる姿勢で、軸線Ｃの周囲に等間隔に環状に配列され、支持体１２によって支持されている。これにより、軸線Ｃの全周囲に亘る範囲に光が放射されることとなる。
　これら光源ユニット１３は、全て同一構造、及び形状となっており、光出力が異なるＬＥＤランプ１を構成する際には、所望の光出力に応じた数の光源ユニット１３が支持体１２の周囲に配列される。
　また、ＬＥＤランプ１では、光源ユニット１３を軸線Ｃの周りに配置するに際し、隣り合う光源ユニット１３の間に隙間Ｇ１が設けられている。隙間Ｇ１を設けることで、外部の空気を隙間Ｇ１を介して空間Ｒに取り込み、光源ユニット１３を冷却できる。
　光源ユニット１３は、ＬＥＤ２０が実装された実装基板２１と、実装基板２１が取り付けられる基体２２と、実装基板２１を覆うカバー３０とを備える。
　実装基板２１は、略矩形板状のプリント配線基板であって、その表面には、複数のＬＥＤ２０と、上記リード線が半田付けされて充電部を構成する電極パターン２１ａとが設けられている。電極パターン２１ａは、実装基板２１の端部に形成され、図示を省略したプリント配線を通じて各ＬＥＤ２０に直列又は並列に電気的に接続されている。
　ＬＥＤ２０は、多数のＬＥＤ素子を、例えば格子状に平面視略矩形の範囲内に配列し、その表面を樹脂材で薄い厚みでモールドして成るものであり、その略全面が発光する。この実装基板２１には、図６に示すように、複数（図示例では２つ）のＬＥＤ２０が略隙間無く軸線Ｃ方向に直列に配列されており、これらＬＥＤ２０によって線状の発光が得られるようになっている。
　基体２２は、例えばアルミニウム等の高熱伝導性を有する金属材を成形して細長い矩形板状に構成したものであり、実装基板２１をパッケージする基体、並びにＬＥＤ２０の発熱を受けて放熱するヒートシンクとして機能する。
　さらに詳述すると、図６に示すように、基体２２は、実装基板２１を内部に収容可能な大きさの薄板状（表裏が平面な板状）に形成され、その表面２２ｃには、実装基板２１を略面一に収める凹部としての実装部２２ｆが形成されている。実装部２２ｆは、実装基板２１と密着可能なように平面状に形成されており、実装基板２１から基体２２への伝熱性が高められている。また、実装基板２１は、シート状の電気絶縁部材等を介さずに、実装部２２ｆに直付けされている。このため、実装基板２１の熱を効率良く基体２２に伝達できる。
　基体２２の長手方向の一端部２２ａには、基体２２を貫通する略矩形の導出孔２３が設けられており、上記リード線は、導出孔２３を通って裏面２２ｄ側に引き出される。裏面２２ｄには、導出孔２３の周縁部から立設される断面矩形状の筒部２４が形成されている。また、裏面２２ｄにおいて筒部２４の両側方には、軸線Ｃ方向に延びる突起２５が形成されている。固定孔部１９は、筒部２４よりも一端側に形成されている。さらに、一端部２２ａには、ねじ４５により固定される固定孔部２２ｇが設けられている。
　基体２２は、筒部２４が導入孔１７（図５）に差し込まれるとともに、一対の突起２５が取付部１６の両側面部１６ｃ（図５）に嵌まることで位置決めされ、ねじ４５によって固定される。
　基体２２の長手方向の他端部２２ｂの裏面２２ｄには、軸線Ｃに向かって突出する棒状の連結ステー部２６が立設されている。連結ステー部２６は、基体２２の幅方向の中央部に設けられるとともに、基体２２の他端部２２ｂ側の長手方向の端面２７から結合部材１４の厚さに略相当する分だけ一端部２２ａ側に移動した位置に設けられている。連結ステー部２６の先端には、ねじ孔２６ａが形成されており、結合部材１４は、ねじ孔２６ａに締結される結合部材固定ねじ２８によって連結ステー部２６に固定される。
　基体２２の裏面２２ｄには、板状の放熱フィン２９が複数立設されている。放熱フィン２９は、実装基板２１の熱を効率良く放熱できるように、実装部２２ｆの裏側に形成されている。放熱フィン２９は、基体２２の幅方向の全体に亘って設けられるとともに、長手方向では、連結ステー部２６と筒部２４との間の区間に亘って設けられている。
　放熱フィン２９は、軸線Ｃに対して傾斜して配置されている。すなわち、放熱フィン２９は、基体２２の長手方向に対し平行ではなく、所定の角度だけ傾斜して設けられている。各放熱フィン２９の傾斜角度は、同一であり、各放熱フィン２９の高さ及び厚さはその全長に亘り同一である。また、各放熱フィン２９は、互いに等間隔且つ平行に直線的に延びて設けられている。なお、各放熱フィン２９の傾斜角度は同一でなくてもよく、全ての放熱フィン２９を平行に形成しなくても構わない。また、各放熱フィンは等間隔でなくともよい。
　カバー３０は、基体２２の表面２２ｃ側を覆い、防水構造を構成する。カバー３０は、表面２２ｃの形状に対応して正面視で矩形状に形成されて表面２２ｃの略全体を覆うカバー本体部３１と、カバー本体部３１の周縁部の全体から立設された外周面カバー部３２とを備える。カバー本体部３１には、ＬＥＤ２０に対応する位置に、断面半円形状に形成されたドーム状の膨出部３１ａが形成されている。ここで、カバー３０は、その全体が、透光性及び電気絶縁性を備えた樹脂材料によって構成されている。
　外周面カバー部３２は、基体２２の外周部２２ｅに沿うように形成されており、カバー３０が取り付けられた状態では、外周面カバー部３２の内面が、基体２２の外周部２２ｅに嵌合する。
　外周面カバー部３２において軸線Ｃと平行に延びる一対の長手側外周部３２ａには、側方に突出する板状の鍔部３３が形成されている。鍔部３３は、外周面カバー部３２の突出方向の先端に設けられるとともに、カバー３０の長手方向の略全体に亘って設けられている。
　カバー３０と基体２２との間には、防水パッキン（不図示）が介装される。カバー３０は、ねじ４５が挿通される座部３１ｂをカバー本体部３１に備える。カバー本体部３１及び基体２２は、ねじ４５によって取付部１６に共締めされる。
　ここで、放熱フィン２９について詳細に説明する。
　本実施の形態では、隣接する光源ユニット１３間には、周方向に隙間Ｇ１が設けられており、隙間Ｇ１や光源ユニット１３と支持体１２との隙間から空間Ｒに流入した空気の一部は、各放熱フィン２９の間の通風路３５を通り、放熱フィン２９を冷却する。
　図２に示すように、ＬＥＤランプ１を軸線Ｃが鉛直となるように鉛直配置した場合、基体２２の幅方向の一側が通風路３５を流れる気流Ｗの流入口３５ａ（図７）となり、幅方向の他側が気流Ｗの排出口３５ｂとなる。光源ユニット１３によって暖められた空気は、上方へ流れるため、低い位置にある各流入口３５ａから、より高い位置にある各排出口３５ｂに流れる流れが支配的となる。
　光源ユニット１３は、幅方向よりも軸線Ｃ方向に長く形成されているため、各放熱フィン２９を軸線Ｃに対して傾斜して配置することで、各放熱フィンを軸線Ｃと平行に配置した場合に比して、通風路３５の距離が短くなっている。このため、気流を通風路３５に効率良く流すことができ、光源ユニット１３の熱を効率良く放熱できる。また、放熱フィン２９が軸線Ｃに対して傾斜しているため、光源ユニット１３の下部側の放熱フィン２９を通る気流は、上下の中間部の排出口３５ｂから排出され、下部側の熱が上部の放熱フィン２９に影響することを抑制できる。このため、上部の放熱フィン２９に熱が集中することを防止でき、効率良く光源ユニット１３を冷却できる。さらに、各放熱フィンを軸線Ｃと平行に配置した場合には、気流の流入方向が上下方向に限定されてしまうが、放熱フィン２９を傾斜させることで、上下方向及び側方からの気流を利用できる。このため、通風路３５に効率良く気流を流すことができ、光源ユニット１３を効率良く冷却できる。
　図５に示すように、隣り合う光源ユニット１３は、同一の部品であり、放熱フィン２９の傾斜方向も、隣り合う光源ユニット１３同士で同一である。
　図８は、放熱フィン２９の角度Ｓ（傾斜角度）と光源ユニット１３の温度との相関の一例を示す図表である。図８は、ＬＥＤランプ１を鉛直配置した場合の結果であり、本発明者らが行った試験の結果を示している。ここで、図８では、放熱フィン２９の角度Ｓは、軸線Ｃに直交する基準線Ｌ（図７）に対する角度が示されている。
　図８に示すように、放熱フィン２９の角度Ｓを０°、すなわち軸線Ｃに直交する角度とした場合、光源ユニット１３の温度は最も高くなった。これは、通風路３５に気流が流れ難いためであると考えられる。
　放熱フィン２９の角度Ｓを１５°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓが０°の場合よりも低くなった。これは、通風路３５に気流が流れ易くなったためであると考えられる。
　放熱フィン２９の角度Ｓを９０°、すなわち軸線Ｃに平行な角度とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓを１５°にした場合よりも低くなった。これは、角度Ｓを１５°とした場合よりも通風路３５に気流が流れ易いためであると考えられる。
　放熱フィン２９の角度Ｓを０°、１５°及び９０°とした場合における光源ユニット１３の温度の値は、近似直線Ａ１で結ぶことができ、放熱フィン２９の角度Ｓと光源ユニット１３の温度とは線形の関係にあることが分かる。
　放熱フィン２９の角度Ｓを３０°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度を１５°とした場合よりも大幅に低くなり、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。また、放熱フィン２９の角度Ｓを３０°とした場合の光源ユニット１３の温度は、放熱フィン２９の角度Ｓを９０°とした場合よりも低くなっている。これは、軸線Ｃに対して放熱フィン２９を傾けることで、通風路３５に効率良く気流を流すことができる効果が得られ、この効果が、角度Ｓを３０°とすることで顕著に発生したためであると考えられる。
　放熱フィン２９の角度Ｓを４５°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓを３０°とした場合よりも低く、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。
　放熱フィン２９の角度Ｓを６０°とした場合、光源ユニット１３の温度は、最も低くなり、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。
　放熱フィン２９の角度Ｓを７５°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓを４５°とした場合と同等となり、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。
　放熱フィン２９の角度Ｓを０°、３０°、４５°、６０°、７５°及び９０°とした場合における光源ユニット１３の温度の値は、近似曲線Ａ２で結ぶことができる。近似曲線Ａ２は、放熱フィン２９の角度Ｓが６０°の場合に光源ユニット１３の温度が最も低くなる略２次曲線となっている。
　この実験結果から、放熱フィン２９の角度Ｓが２５°から８５°の範囲の場合、近似直線Ａ１から予測される結果に対する優位な差が見られることが明らかとなった。放熱フィン２９の角度Ｓを２５°から８５°の範囲とすることで、放熱フィン２９によって光源ユニット１３を効果的に冷却することができる。さらに、放熱フィン２９の角度Ｓを４５°から７５°の範囲とすることで、光源ユニット１３の温度を大きく低下させることができ、より好ましい。
　図９は、放熱フィン２９の間隔と光源ユニット１３の温度との相関の一例を示す図表である。図９は、放熱フィン２９の角度Ｓを６０°とし、ＬＥＤランプを鉛直配置した場合の結果であり、本発明者らが行った試験の結果を示している。ここで、図９では、放熱フィン２９の間隔は、隣接する放熱フィン２９の対向する面の間の距離である。
　図９に示すように、光源ユニット１３の温度は、放熱フィン２９の間隔を３ｍｍとした場合よりも１２ｍｍとした場合の方が高くなった。放熱フィン２９の間隔を、３ｍｍ及び１２ｍｍとした場合における光源ユニット１３の温度の値は、近似直線Ｂ１で結ぶことができる。
　放熱フィン２９の間隔を３ｍｍから１２ｍｍの間で変化させた場合、３ｍｍから間隔が大きくなるに連れて光源ユニット１３の温度は低くなり、６ｍｍで最も低くなった。また、光源ユニット１３の温度は、放熱フィン２９の間隔が６ｍｍから大きくなるに連れて高くなり、１２ｍｍで最も高くなった。放熱フィン２９の間隔を６ｍｍとすることで、通風路３５に効率良く気流を流すことができると考えられる。
　この実験結果から、放熱フィン２９の間隔を４ｍｍから１１ｍｍの範囲とすることで、近似直線Ｂ１から予測されるよりも、光源ユニット１３の温度を低下させることができることが明らかとなった。さらに、放熱フィン２９の間隔を５ｍｍから９ｍｍの範囲とすることで、光源ユニット１３の温度を大きく低下させることができ、より好ましい。
　本実施の形態では、ＬＥＤランプ１の外側から基体２２及び放熱フィン２９に指が触れることがないように、感電防止構造が設けられている。以下、感電防止構造について説明する。
　図６及び図７に示すように、カバー３０の外周面カバー部３２は、基体２２の外周部２２ｅよりも高く形成されており、図７（ａ）のように、光源ユニット１３を裏面２２ｄ側から見た場合、外周部２２ｅは外周面カバー部３２よりも一段低くなっている。また、図７（ｃ）に示すように、側面視では、外周部２２ｅは外周面カバー部３２によって完全に覆われており、外側に露出していない。外周面カバー部３２は、カバー３０に一体に形成されており、絶縁材で構成されている。
　外周面カバー部３２は、カバー３０の内方に突出する爪部３４を先端部に複数有し、爪部３４が基体２２の外周部２２ｅの端に引っかかることで、カバー３０は基体２２に固定される。
　図１～図３に示すように、ＬＥＤランプ１では、基体２２がカバー３０の外周面カバー部３２によって覆われているため、作業者等が基体２２に直接触れてしまうことがなく、基体２２に触れることによる感電が防止される。
　各光源ユニット１３は、その内側に略正多角形（本実施の形態では略正三角形）の空間Ｒを形成するように配置されており、隙間Ｇ１は、上記略正多角形の各頂点部の位置に形成される。隙間Ｇ１は、隣接する各光源ユニット１３間に形成されるＬＥＤランプ１の周方向の隙間であり、カバー３０から隙間Ｇ１に鍔部３３を延ばすことで、その大きさが調整されている。
　すなわち、隙間Ｇ１は、隣接する鍔部３３の先端間の隙間である。隙間Ｇ１の大きさは、人間の指を想定して形成された所定形状の試験指Ｔが、空間Ｒ内に所定の深さまでしか入らないように設定されている。詳細には、上記所定の深さは、空間Ｒに入った試験指Ｔ（図３）が放熱フィン２９に接触することがない深さである。このため、隙間Ｇ１から空気を取り込んで放熱フィン２９を冷却する構成としながら、作業者等の指が空間Ｒに入って放熱フィン２９に触れてしまうことを鍔部３３によって防止することができる。
　図３～図５に示すように、結合部材１４は、空間Ｒの略正多角形形状よりも一回り小さい略正多角形形状に形成された板状の蓋であり、光源ユニット１３の他端部１３ｂが区画して作る開口を塞ぐ。
　結合部材１４は、その略正多角形形状の各頂点部に通風孔４０を備えるとともに、軸線Ｃに重なる中央部にも中央孔４１を備える。
　また、結合部材１４は、結合部材固定ねじ２８が挿通される座部４２を、隣接する各通風孔４０の間に備える。
　結合部材１４の表面１４ａは孔の部分を除き平坦である。結合部材１４の裏面において各座部４２に対応する位置には、空間Ｒ側に突出する受け部４３がそれぞれ形成されている。
　結合部材１４は、受け部４３が連結ステー部２６上に載置され、座部４２に挿通された結合部材固定ねじ２８がねじ孔２６ａに締結されることで各光源ユニット１３に連結される。すなわち、各光源ユニット１３の他端部１３ｂは、結合部材１４を介して一体に結合されるとともに、空間Ｒの上端は結合部材１４によって塞がれる。
　結合部材１４の表面１４ａは、光源ユニット１３のカバー３０の上端面３０ａ（先端面）と略面一に設けられている。このため、結合部材１４を設けて光源ユニット１３の剛性を向上させた構成であったとしても、ＬＥＤランプ１を小型化できる。
　結合部材１４は空間Ｒの略正多角形形状よりも一回り小さいため、結合部材１４の外周面と光源ユニット１３との間には、上部隙間Ｇ２（図１０）が形成されている。このように、結合部材１４側には、上部隙間Ｇ２、通風孔４０及び中央孔４１が設けられているため、空気が上部隙間Ｇ２、通風孔４０及び中央孔４１から空間Ｒに出入りでき、放熱フィン２９によって効果的に放熱できる。
　上部隙間Ｇ２は、隙間Ｇ１よりも小さく、試験指Ｔが上部隙間Ｇ２を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることが防止される。
　また、結合部材１４の通風孔４０及び中央孔４１は、試験指Ｔが通風孔４０及び中央孔４１を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることが防止される。
　図１０は、ＬＥＤランプ１を上方から見た斜視図である。図１０では、一つの光源ユニット１３が取り外された状態が示されている。
　図１０に示すように、結合部材１４の略正多角形形状の頂点部と隙間Ｇ１の上端との間には、比較的大きな角部隙間Ｇ３が形成されている。角部隙間Ｇ３は、試験指Ｔが角部隙間Ｇ３を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、角部隙間Ｇ３から空間Ｒに空気を出入りさせる構成としながら、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることを防止できる。
　また、一端部１３ａ側では、支持体１２と隙間Ｇ１の下端との間に、比較的大きな角部隙間Ｇ４が形成されている。角部隙間Ｇ４は、試験指Ｔが角部隙間Ｇ４を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、角部隙間Ｇ４から空間Ｒに空気を出入りさせる構成としながら、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることを防止できる。
　以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ２０が実装される実装基板２１を基体２２の表面２２ｃに有する複数の光源ユニット１３を備え、これら複数の光源ユニット１３は、各基体２２の裏面２２ｄを内側に向けるとともに互いに隙間Ｇ１を開けてＬＥＤランプ１の軸線Ｃの周囲に配置され、基体２２の裏面２２ｄには、軸線Ｃの軸方向に対して傾斜して配置される放熱フィン２９が設けられる。これにより、放熱フィン２９の流路である通風路３５に、ＬＥＤランプ１の軸線Ｃ方向及び軸線Ｃの方向とは異なる方向から気流を流すことができ、気流を放熱フィン２９の通風路３５に効率良く流すことができるため、ＬＥＤランプ１の熱を放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。また、光源ユニット１３の下部側の放熱フィン２９を通る気流が、上下の中間部の排出口３５ｂから排出されるため、上部の放熱フィン２９に熱が集中することを防止でき、効率良く光源ユニット１３を冷却できる。
　また、光源ユニット１３は、その幅方向よりも軸線Ｃの方向に長く形成され、複数のＬＥＤ２０が軸線Ｃの方向に並べて配置されている。これにより、放熱フィン２９に沿う気流の通風路３５の距離を短くでき、気流を放熱フィン２９の通風路３５に効率良く流すことができるため、ＬＥＤランプ１の熱を放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。
　また、軸線Ｃに直交する基準線Ｌに対する放熱フィン２９の角度Ｓは、２５°から８５°の範囲であるため、気流を放熱フィン２９の通風路３５に効率良く流すことができ、ＬＥＤランプ１の熱を放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。
　また、放熱フィン２９の間隔を４ｍｍから１１ｍｍの範囲とすることで、効率良く放熱できる。
　また、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ２０が実装される実装基板２１を略平板状の金属製の基体２２の表面２２ｃに有する複数の光源ユニット１３と、絶縁物からなり複数の光源ユニット１３を支持する支持体１２とを備え、光源ユニット１３は、実装基板２１と基体２２の外周部２２ｅとを覆う絶縁材からなるカバー３０を備え、その一端部１３ａが支持体１２を周囲から覆うように取り付けられるとともに、各基体２２の裏面２２ｄを内側に向けてＬＥＤランプ１の軸線Ｃの周囲に配置され、ＬＥＤランプ１は、複数の光源ユニット１３の他端部１３ｂが作る開口を塞ぐ絶縁材からなる結合部材１４を備えた。このため、基体２２の外周部２２ｅを覆う絶縁材からなるカバー３０によって、外周部２２ｅに指が触れてしまうことを防止できる。また、光源ユニット１３の他端部１３ｂが作る開口が絶縁材からなる結合部材１４で塞がれるため、他端部１３ｂが作る開口に指が入ることを絶縁材からなる結合部材１４によって防止でき、指が放熱フィン２９に接触してしまうことを防止できる。これにより、カバー等でＬＥＤランプ１の全体を覆う必要もなくなるため、ＬＥＤランプ１の放熱性を確保でき、且つ、感電を防止できる。
　また、外周部２２ｅを覆うカバー３０及び結合部材１４を設けたため、基体２２の裏面２２ｄの放熱フィン２９に指が触れてしまうことを防止できる。
　また、結合部材１４には通風孔４０が形成されているため、感電を防止しつつ、良好な放熱性を得られる。
　さらに、光源ユニット１３の間の隙間Ｇ１に突出する鍔部３３が設けられるため、隙間Ｇ１に指が入ることを鍔部３３で防止して感電を防止できるとともに、隙間Ｇ１から放熱できる。
　また、実装基板２１は、基体２２に直付けされているため、実装基板２１から効率良く基体２２に熱が伝わる。このため、放熱フィン２９を介して効率良く放熱できる。実装基板２１を基体２２に直付けした構成であっても、上記感電防止構造によって、指が基体２２に触れることが防止される。
　また、結合部材１４は、他端部１３ｂを互いに結合し、他端部１３ｂの上端面３０ａに対して略面一に設けられている。このため、他端部１３ｂを結合する結合部材１４を利用して簡単な構成で感電を防止できるとともに、結合部材１４が出っ張らない分だけＬＥＤランプ１をコンパクト化できる。
　なお、上記第１の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第１の実施の形態に限定されるものではない。
　上記第１の実施の形態では、隙間Ｇ１は、隣接する鍔部３３の先端間の隙間であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鍔部３３を設けずに、外周面カバー部３２の厚さを調整することで、隙間Ｇ１の大きさを設定してもよい。
　また、上記第１の実施の形態では、ＬＥＤランプ１は、軸線Ｃが鉛直となるように鉛直配置されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＥＤランプ１を寝かして配置してもよい。例えば、軸線Ｃが水平方向に指向する水平配置も可能であり、この場合においても、上下方向の気流に対して放熱フィン２９が傾斜するため、各光源ユニット隙間Ｇ１から空気を取り込むことができ、ＬＥＤ２０からの熱で温められた空気は反対側の隙間Ｇ１から外部に抜けるため効率良く放熱できる。
　また、上記第１の実施の形態では、絶縁材からなるカバー３０が、実装基板２１と基体２２の外周部２２ｅとを覆うものとして説明したが、カバー３０は一体でなくともよい。例えば、外周面カバー部３２とカバー本体部３１とを別体で構成し、外周面カバー部３２を絶縁物としてもよい。
　また、上記第１の実施の形態では、光源ユニット１３は、その内側に略正三角形の空間Ｒを形成するように配置されているものとして説明したが、これに限らず、例えば、光源ユニット１３は、内側に略正四角形の空間を形成するように配置されてもよい。この場合、上記空間の形状に合わせて、結合部材１４も略正四角形に形成される。
　また、上記第１の実施の形態では、各放熱フィン２９は、直線的に延びて設けられているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。各放熱フィン２９は、流路を全体的に見て、流入口３５ａと排出口３５ｂとの間で軸線Ｃに対して傾斜していれば良く、例えば、流入口３５ａと排出口３５ｂとの間で湾曲していても良い。
＜第２の実施の形態＞
　以下、図１１を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
　上記第１の実施の形態では、各放熱フィン２９の高さは、その全長に亘り同一であるものとして説明したが、第２の実施の形態は、放熱フィン２９の高さがその長さ方向に変化している点が、上記第１の実施の形態と異なる。
　図１１は、第２の実施の形態の光源ユニット１１３を裏面側から見た斜視図である。
　光源ユニット１１３は、基体１２２及びカバー３０を備える。基体１２２は、放熱フィン１２９の形状以外は、基体２２と同一である。
　放熱フィン１２９は、その高さが、気流Ｗの流入口３５ａ側から排出口３５ｂに行くほど徐々に高くなるように形成されている。
　本第２の実施の形態によれば、放熱フィン１２９に整流されて気流が整うことで効率良く放熱できる排出口３５ｂ側の放熱フィン１２９の部分を流入口３５ａ側の部分よりも高くするため、放熱フィン１２９の放熱性を確保しつつ、放熱フィン１２９を軽量化できる。
＜第３の実施の形態＞
　以下、図１２を参照して、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
　上記第１の実施の形態では、隣り合う光源ユニット１３は、同一の部品であり、放熱フィン２９の傾斜方向も、隣り合う光源ユニット１３同士で同一であるものとして説明した。第３の実施の形態は、放熱フィン２９の傾斜方向が、隣り合う光源ユニット１３同士で異なる点が、上記第１の実施の形態と異なる。
　図１２は、第３の実施の形態の光源ユニット１３及び光源ユニット２１３を示す平面図である。ここで、図１２では、光源ユニット１３及び光源ユニット２１３をＬＥＤランプ１から取り外したままの向きで平面に展開した状態が示されている。
　光源ユニット２１３は、軸線Ｃを基準に光源ユニット１３に対して対称に形成されている。光源ユニット１３及び光源ユニット２１３は左右対称であるため、ここでは、各部に同一の符号を付して説明を省略する。
　光源ユニット１３及び光源ユニット２１３は、流入口３５ａ同士が隣接して配置されており、排出口３５ｂは互いに遠い位置にある。
　本第３の実施の形態によれば、隣り合う光源ユニット１３及び光源ユニット２１３の放熱フィン２９は、軸線Ｃを基準に略対称に形成されているため、隣り合う一方の光源ユニット１３の放熱フィン２９の排出口３５ｂから排出される温められた気流Ｗが、他方の光源ユニット２１３の放熱フィン２９の流入口３５ａに流れることを防止できる。このため、隣接する光源ユニットからの熱の影響を受けにくく放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。
　１　ＬＥＤランプ（ランプ）
　１３，１１３，２１３　光源ユニット
　２０　ＬＥＤ（発光素子）
　２１　実装基板
　２２，１２２　基体
　２２ｄ　裏面
　２９，１２９　放熱フィン
　３５ａ　流入口（流入側）
　３５ｂ　排出口（排出側）
　Ｃ　軸線
　Ｇ１　隙間
　Ｌ　基準線
　Ｓ　角度

Claims (6)

  1. 　発光素子が実装される実装基板を基体の表面に有する複数の光源ユニットを備え、当該複数の光源ユニットは、各前記基体の裏面を内側に向けるとともに互いに隙間を開けてランプの軸線周囲に配置され、
    　前記基体の前記裏面には、前記軸線の軸方向に対して傾斜して配置される放熱フィンが設けられていることを特徴とするランプ。
  2. 　前記光源ユニットは、その幅方向よりも前記軸線方向に長く形成され、複数の発光素子が前記軸線方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１記載のランプ。
  3. 　前記軸線に直交する基準線に対する前記放熱フィンの傾斜角度は、２５°から８５°の範囲であることを特徴とする請求項１または２記載のランプ。
  4. 　前記放熱フィンの間隔が４ｍｍから１１ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のランプ。
  5. 　前記放熱フィンは、空気の流入側よりも排出側の方が、高さが高く形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のランプ。
  6. 　隣り合う前記光源ユニットの放熱フィンは、前記軸線を基準に略対称に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のランプ。
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