説明

光源ユニット、光源装置及びこの光源装置を用いた照明器具

【課題】光源ユニット内部にて発生した熱を効果的に本体外部へと放熱することが出来ると共に、LEDモジュールからの光束ロスを低減すること。
【解決手段】本発明の光源ユニット1は、LED光源モジュール2と、LEDモジュール2が設置される設置面部3Bと、LEDモジュール2からの熱を放熱するための放熱フィン3Aと、設置面部3Bと放熱フィン3Aとの間に配置される肉厚部30と、を有する本体3と、を具備し、肉厚部30は、LEDモジュール2の光軸O方向に沿った方向の本体3の断面において、LEDモジュール2から外側に向かってLEDモジュール2の光を照射方向に向けるように傾斜している傾斜面31を有し、この傾斜面31は、設置面部3Bの肉厚よりも厚く形成したことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、光源モジュールとこの光源モジュールを設置する設置面部を有する本体とを具備する光源ユニット、光源装置及びこの光源装置を用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、光源装置を備えた照明器具が普及している。この照明器具の光源装置は、光源ユニットを有し、この光源ユニットは、通常、光源である光源モジュールとこの光源モジュールを設置する設置面部を有する本体とを具備して構成される。
【0003】
光源モジュールとして、高出力及び省エネルギの点で、LED等の発光素子を用いた光源モジュールが有効であり実用化されている。
【0004】
このような光源ユニットでは、点灯時、光源モジュール及びこの光源モジュールを点灯させるための電源回路が発熱する。そのため、光源ユニットは、光源モジュール及び電源回路により発生した熱を、熱導電性の部材で構成された本体に伝達させ、この本体自体、及び該本体に形成される放熱フィン等の放熱部によって放熱している。
【0005】
この種の光源ユニットとしては、例えば、LEDモジュールと、このLEDモジュールがLEDモジュール基板を介して設置される設置面部と、この設置面部の外側に配置され、LEDモジュール等により発生した熱を放熱するための放熱フィンとを備えた本体を構成する金属製カバーと、この金属製カバーに取り付けられる口金内部に設けられ、LEDモジュールを点灯するための電源回路である点灯装置と、を有するランプ装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2011−70974号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、前記従来のランプ装置では、本体の、LEDモジュールが設置される設置面部を含む部分が、円形で且つ平面を有する板状に形成されているので、この設置面部と、この設置面部の裏面の外周側に配置される放熱フィンとの間の肉厚は均一である。また、この本体の前記設置面部の裏面には、放熱フィンの内側に配置されるように点灯装置が収納される口金の端部が接触して取り付けられることになる。
【0008】
このため、前記従来のランプ装置は、本体の口金の端部が取り付けられる部分において、LEDモジュールからの熱に、点灯装置からの熱が加わり、その本体部分の熱抵抗が大きいと、LEDモジュールや点灯装置の温度がかなり上がってしまうといった問題がある。
【0009】
また、前記従来のランプ装置では、本体の設置面部側の外周縁部に、透過性のグローブを固定するための溝部を有する壁部が形成されており、この壁部は、LEDモジュールの光軸方向に沿った本体の断面において、平面の設置面部に配置されるLEDモジュールよりも高い位置に配されている。このため、前記従来のランプ装置では、LEDモジュールから出射した光束の一部が本体の壁部によって遮れてしまい、ランプ装置から出射する照明光の光束ロスを引き起こしてしまうといった問題もある。
【0010】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、光源ユニット内部にて発生した熱を効果的に本体外部へと放熱することが出来ると共に、光源モジュールからの光束ロスを低減することが出来る光源ユニット、光源装置、及びこの光源装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の実施形態に係る照明装置は、少なくとも1つの発光素子を配置して発光面を形成する光源モジュールと、前記光源モジュールが設置される設置面部と、この設置面部の周囲に配設され、前記光源モジュールからの熱を放熱するための放熱部と、前記設置面部と前記放熱部との間に配置される肉厚部と、を有する本体と、を具備し、前記肉厚部は、前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記光源モジュールから外側に向かって前記光源モジュールの光を照射方向に向けるように傾斜している傾斜面を有し、この傾斜面は、前記設置面部の肉厚よりも厚く形成したことを特徴とする。
【0012】
また、本発明の実施形態に係る光源装置は、本発明の光源ユニットと;前記光源ユニットの前記光源モジュールを点灯するための電源回路と;前記電源回路を収納して前記本体に取り付けられる口金と;を具備している。
【0013】
さらに、本発明の実施形態に係る照明器具は、本発明の光源装置と;前記光源装置の前記口金が着脱自在に装着されるソケットと;を具備している。
【発明の効果】
【0014】
本発明の実施形態に係る光源ユニット、光源装置、及びこの光源装置を用いた照明器具によれば、光源ユニット内部にて発生した熱を効果的に本体外部へと放熱することが出来ると共に、光源モジュールからの光束ロスを低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態に係る光源ユニットの外観の構成を示す斜視図。
【図2】図1の光源ユニットを放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図。
【図3】図1の光源ユニットを有する光源装置とソケットとを備えた照明器具の構成を示す斜視図。
【図4】図1の光源ユニットの分解斜視図。
【図5】本実施形態の光源ユニットの主要部の構成を説明するための、図2のA−A線断面図。
【図6】図5の断面にて破断した光源ユニットの斜視図。
【図7】図4の本体を放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図。
【図8】図7のB−B線断面図。
【図9】図7のC−C線断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
本実施形態の光源ユニットは、少なくとも1つの発光素子を配置して発光面を形成する光源モジュールと、前記光源モジュールが設置される設置面部と、この設置面部の周囲に配設され、前記光源モジュールからの熱を放熱するための放熱部と、前記設置面部と前記放熱部との間に配置される肉厚部と、を有する本体と、を具備し、前記肉厚部は、前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記光源モジュールから外側に向かって前記光源モジュールの光を照射方向に向けるように傾斜している傾斜面を有し、この傾斜面は、前記設置面部の肉厚よりも厚く形成したことを特徴とする。
【0017】
本実施形態において、特に限定しない限り、用語の定義及び技術的意味は次による。
【0018】
光源モジュールを構成する少なくとも1つの発光素子は、LEDを用いたものであるが、これに限定されるものではなく、例えば、有機EL等の発光体であっても良い。
【0019】
少なくとも1の発光素子を配置して形成される発光面は、例えば、チップオンボード(COB:Chip On Board )タイプで形成されたものであるが、これに限定されるものではない。
【0020】
発光面は、複数の発光素子を用いた場合、複数の発光素子を縦横に配設して、例えば、正方形状に形成されたものであるが、これに限定されるものではなく、複数の発光素子が円形状、楕円形状等となるように配設しても良い。
【0021】
本体は、例えばダイカスト等の製法により熱伝導性を有して形成されたものであるが、熱伝導性を有していればどの方法を用いて構成しても良い。本体の放熱部は、光源モジュールの設置面部の裏側の外周に設けられた複数の放熱フィンや複数の針で構成するが、これに限定されるものではなく、表面面積を大きくして放熱作用に有効な構造であればいずれの構成であっても良い。
【0022】
また、本体の傾斜面は、光源モジュールから外側に向かって光源モジュールの光を照射方向に向けるように傾斜しているが、この傾斜角度については特に限定されるものではなく、光源モジュールの光の照射方向に光を向けるように反射可能な傾斜角度であれば良い。
【0023】
また、この傾斜面の肉厚は、設置面部の肉厚よりも厚くなるように形成しているが、熱伝導性を高めることができる厚さで形成することが望ましい。
【0024】
(一実施形態)
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0025】
図1は、本発明の一実施形態に係る光源ユニットの外観の構成を示す斜視図、図2は、図1の光源ユニットを放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図、図3は、図1の光源ユニットを有する光源装置とソケットとを備えた照明器具の構成を示す斜視図である。
【0026】
先ず、本実施形態の照明器具の概略構成について図3を参照して説明する。
図3に示す本実施形態の照明器具10は、本実施形態の光源装置を構成する光源ユニット1と、ソケット11と、を有して構成される。
【0027】
ソケット11は、例えばダウンライトなどの図示しない器具本体に取り付けられている。このソケット11は、電気的絶縁性を有する合成樹脂で円筒上のソケット本体12を有する。このソケット本体12の中央部には、上下方向に連通するように挿通孔12Aが形成されている。
【0028】
また、ソケット本体12の下面には、対向配置された一対のソケット部13、13が形成されている。これらのソケット部13には接続孔14が形成され、この接続孔14の内側には電源供給する図示しない受金が配置されている。この接続孔14は、ソケット本体12の中心に対して同心円となる円弧形状の長孔であり、この長孔の一端には拡径部15が一体に形成されている。
【0029】
このようなソケット11には、前記光源ユニット1が着脱自在に装着される。具体的には、ソケット11の挿通孔12Aに、後述する光源ユニット1の口金7の突起部7Aを嵌合すると同時に、ソケット部13の各拡径部15に光源ユニット1の各電極部8を挿通する。そして、光源ユニット1を図3中の時計方向に回転させることにより、光源ユニット1の各電極部8が拡径部15から接続孔14にスライドしながら移動し、該接続孔14の基端部まで到達すると、各電極部8が図示しない受金と電気的に接続されると同時に固定された状態となる。こうして、光源ユニット1がソケット11に装着される。
【0030】
次に、本実施形態の光源ユニット1の構成及び組立構造について、図1〜図4を参照しながら説明する。尚、図4は、図1の光源ユニットの分解斜視図である。
【0031】
図1〜図4に示すように、本実施形態の光源ユニット1は、光源モジュール2と、本体3と、上蓋4と、電源回路ケース5と、電源回路6と、口金7と、一対の電極部8と、グローブ9と、を有して構成される。
【0032】
光源モジュール2は、例えば発光素子としてのLED(図示せず)を複数配置して発光面2aが形成されたLEDモジュールである。このLEDモジュール2は、複数のLEDを配置して形成された、チップオンボード(COB:Chip On Board )タイプの発光面2aを有し、この発光面2aは、図示はしないが、基板上に、発光素子であるLEDを縦横方向に複数配置して構成される。
【0033】
また、LEDモジュール2は、各LEDが電気的に接続される基板2Aと、この基板2A上に配設され、電源回路6からの接続線と各LEDとを電気的に接続するためのコネクタ2Bとを有する。
【0034】
尚、光源モジュール2を構成する発光素子は、LEDに限定されるものではなく、例えば、有機EL等の発光体であっても良い。また、発光素子は、1つであっても複数であっても良い。
また、発光面2aは、LEDを縦横方向に複数配置して形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、基板上において複数のLEDを円形状になるように配置して構成しても良い。
【0035】
本体3は、例えば金属などの部材を用いてダイカスト等の製法により熱伝導性を有して形成されたもので、LEDモジュール2が設置される設置面部3Bと、この設置面部3Bの裏面の外周側に配設され、LEDモジュール2及び電源回路6からの熱を放熱するための放熱フィン3Aと、を有して構成される。また、本体3の設置面部3B側の外周縁部3Xには、グローブ9を嵌合するための壁部が形成されている。
【0036】
本体の設置面部3Bには、図4に示すように、4つのネジ穴3bが設けられている。そして、設置面部3B上に前記LEDモジュール2の基板2Aを載せた状態で、図示しないネジをネジ穴3bに夫々螺合することにより、この設置面部3B上にLEDモジュール2が固定されるようになっている。尚、LEDモジュール2のコネクタ2Bに接続される図示しない接続線は、設置面部3Bの近傍に設けられた接続用孔3cを介して本体3の裏側に配設される電源回路6へと導かれるようになっている。
【0037】
放熱フィン3Aは、図2に示すように、本体3の設置面部3Bの裏側の面の外周部に複数配設されている。尚、放熱フィン3Aは、光源ユニット1内部に発生した熱を放熱するための放熱部を構成するものであるが、これに限定することはなく、例えば、複数の針で放熱部を構成しても良い。勿論、放熱部は、これらの放熱フィンや針以外にも、表面面積を大きくして有効な放熱作用が得られる構造であればいずれの構造に構成しても良い。
【0038】
本体3の設置面部3Bの裏側には、図4に示すように、上蓋4及び電源回路6が収納される電源回路ケース5を収納した口金7が装着される。
【0039】
この場合、口金7内部には、電源回路6を収納した電源回路ケース5が収納され、この電源回路ケース5の両側に設けられた電極部取付孔5aにそれぞれ電極部8が嵌入される。そして、その状態にて上蓋4を図4中上方向から被せるが、このとき、各電極部8aのピンが上蓋4に略C字状のカラー4a、4aの各スリット内に挿通されると同時に、各電極部8に設けられた係止部8aが各カラー4a、4aに夫々係止される。各電極部8aの係止部8aが各カラー4a、4aに係止されることによって、電極部8の本体3方向への移動を規制するようにしている。
【0040】
そして、このように電源回路ケース5、一対の電極部8、及び上蓋4を収納した状態の口金7を本体3の設置面部3Bとは裏側の面に配置し、そして、本体3の設置面部3Bの周囲に複数設けられた孔3aから図示しないネジを夫々挿通すると同時に、口金7に設けられた複数のネジ穴7aにそれぞれ螺合することにより、口金7が本体3の設置面部3Bとは裏側の面に固定される。
【0041】
また、口金7は、電気絶縁性を有する合成樹脂部で構成されており、一対の電極部8及び電源回路6との絶縁がなされている。
【0042】
一方、本体3の設置面部3B側の外周縁部3Xの内周面には、複数の係合溝3dが設けられ、この複数の係合溝3dに、グローブ9の係合部9aが係合することにより、グローブ9を本体3に固定することができる。このグローブ9は、透光性を有する透明或いは光拡散性を有するポリカーボネート等の合成樹脂材料により、有底偏平円筒状に形成されている。
このようにして、図1、図2、図4に示すような本実施形態の光源ユニット1を組立ることができる。
【0043】
次に、本実施の形態の光源ユニット1の特徴となる主要部の構成について、図5〜図9を参照しながら説明する。
尚、図5は、本実施形態の光源ユニットの主要部の構成を説明するための、図2のA−A線断面図、図6は、図5の断面にて破断した光源ユニットの斜視図、図7は、図4の本体を放熱部側から見た外観の構成を示す斜視図、図8は、図7のB−B線断面図、図9は、図7のC−C線断面図である。
【0044】
図5及び図6に示すように、本実施形態の光源ユニット1において、本体3は、設置面部3Bと放熱フィン3Aとの間に配置される肉厚部30を有して構成される。
この肉厚部30は、LEDモジュール2の光軸O方向に沿った方向の本体3の断面において、LEDモジュール2から外側に向かってLEDモジュール2の光の照射方向に光を向けるように傾斜している傾斜面31を有し、この傾斜面31は、設置面部3Bの肉厚よりも厚くなるように形成されている。
【0045】
尚、この傾斜面31の傾斜角度については特に限定されるものではなく、LEDモジュール2の光の照射方向に光を向けるように反射可能な傾斜角度であれば良い。また、この傾斜面31の肉厚は、設置面部3Bの肉厚よりも厚くなるように形成しているが、熱伝導性を高めることができる厚さで形成することが望ましい。
【0046】
また、本体3の設置面部3B及び傾斜面31が有する面には、LEDモジュール2の基板2Aが配置される部分を除き、例えば、白色の塗料が塗布されて、LEDモジュール2からの光を効果的に光の照射方向へと反射するように構成されている。
【0047】
また、図5に示すように、本実施形態の光源ユニット1は、前記本体3の肉厚部30の傾斜面31とは逆側の面に、口金7の基端部が接触されるように構成している。すなわち、電源回路6により発生した熱が口金7に伝達されたとしても、この口金7に伝達された熱を本体3の肉厚部30に積極的に伝えるように構成している。
【0048】
本実施形態の光源ユニット1では、傾斜面31を有する肉厚部30は、設置面部3Bの肉厚よりも厚いので、熱抵抗が小さい。さらに、肉厚部30の肉厚は、傾斜面31を形成しているので、外側に向けて徐々に厚くなる。このため、肉厚部30の熱抵抗がさらに小さくなるので熱伝導率が高くなるため、より多くの熱量を放熱フィン3A側へと伝達することが可能であり、同時に本体3自体、及び放熱フィン3Aによって伝達された熱を放熱することが可能となる。
【0049】
また、本実施形態の光源ユニット1では、図7に示すように、LEDモジュール2の光軸Oのやや斜め方向から見た本体3の裏側において、放熱フィン3Aの一部が前記肉厚部30の少なくとも一部に、より近づくように構成して、この肉厚部30の少なくとも一部に連接する放熱フィン3Aの表面積を大きく構成している。
【0050】
すなわち、複数の放熱フィン3Aの内側に形成される凹部の形状は、通常、図7中の点線で示すように、略円弧形状に形成されるが、本実施形態では、図7に示すように、肉厚部30の形成に基づき対向配置される所定数の放熱フィン3Aが前記点線から距離L分だけ、前記肉厚部30の一部により近づけるように構成しているため、複数の放熱フィン3Aの内側に形成される凹部の形状が、トラックフィールド形状になる。
【0051】
このため、本体3の中心軸O1に近付いた放熱フィン3Aは、中心軸O1に近付かない放熱フィン3A(図8参照)と比較すると、LEDモジュール2の光軸O方向に直交する方向に拡大することになり、このため、その表面面積が大きくなるので、その分より放熱作用を向上させることができる。
尚、この複数の放熱フィン3Aの内側に形成される形状は、図7に示すトラックフィールド形状に限定されるものではなく、例えば、四角形状などの多角形状、或いは円弧形状に形成しても良い。
【0052】
次に、本実施形態の光源ユニット1の作用について、図5〜図9を参照しながら説明する。
本実施形態の光源ユニット1においては、本体3は、設置面部3Bの肉厚よりも厚く、熱抵抗が小さく且つ熱伝導率の高い肉厚部30を有している。さらに、肉厚部30の肉厚は、傾斜面31を形成しているので、外側に向けて徐々に厚くなる。
【0053】
このため、肉厚部30の熱抵抗がさらに小さくなり熱伝導率も高くなるので、より多くの熱を放熱フィン3A側へと伝達することが可能である。
【0054】
従って、LEDモジュール2からの熱と、口金7からの熱とが、本体3の肉厚部30に合わさったとしても、本体3の肉厚部30の熱抵抗が小さいので、より多くの熱を吸収して、本体3自体で放熱することができると同時に、より多くの熱を放熱フィン3A側に伝達して、該放熱フィン3Aにより本体外部に放熱することができる。
また、この時、図7に示すように本体3の中心軸O1に近づけて表面面積を大きくした複数の放熱フィン3Aによって、さらに放熱効果を向上させることができる。
【0055】
さらに、本実施形態の光源ユニット1においては、本体3の肉厚部30の傾斜面21は、LEDモジュール2から外側に向かってLEDモジュール2の光を照射方向に向けるように傾斜している。
【0056】
このため、LEDモジュール2の本体3の設置面部3B側の外周縁部3Xに形成される壁部が、LEDモジュール2の光軸O方向に沿った本体3の断面において、設置面部3Bに配置されるLEDモジュール2よりも高い位置に配されたとしても、LEDモジュール2から出射した光束の一部を傾斜面31によって、LEDモジュール2の光の照射方向に光を向けるように反射させることができる。これにより、光源装置としての光束ロスを低減することができる。
【0057】
尚、本実施形態の光源ユニット1では、図5に示すように、LEDモジュール2の光軸O方向に沿った方向の本体3の断面において、本体3の外周縁部3Xが、前記傾斜面31の延線y上あるいはその延長線よりも下側に配置されるように構成している。すなわち、光源ユニット1は、そもそも、LEDユニット2からの出射した光束の一部が本体3の外周縁部3Xに形成される壁部に当たらないような構造を有しており、光束ロスの低減をより確実に行うことができる。
【0058】
また、本実施形態の光源ユニット1では、図4に示すように、LEDモジュール2の光軸O方向から見た前記本体の平面上において、傾斜面31の傾斜が始まるS部分(図5参照)から内側に形成される前記設置面部3Bの形状を、LEDモジュール2を設置する際の位置決めに用いるように構成しても良い。これにより、LEDモジュール2を本体3の設置面部3Bに装着する際の組み付け作業を簡易化できる。
【0059】
さらに、図5に示すように、LEDモジュール2の光軸O方向に沿った方向の本体3の断面において、LEDモジュール2は、本体3の肉厚部30の高さよりも低い位置に配置して構成しても良い。これにより、LEDモジュール2から出射される光束を、より有効に傾斜面31に導くことができ、光束ロスの低減をより確実に行うことができる。
【0060】
従って、本実施形態によれば、光源ユニット1内部にて発生した熱を効果的に本体3外部へと放熱することが出来ると共に、LEDモジュール2からの光束ロスを低減することが出来る光源ユニット1、光源装置、及びこの光源装置を用いた照明器具10の実現が可能となる。
【0061】
本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変、実施形態及び変形例間の置換、組合せ等が可能である。
【符号の説明】
【0062】
1…光源ユニット(光源装置)
2…光源モジュール(LEDモジュール)
2A…基板
2B…コネクタ
2a…発光面
3…本体
3A…放熱フィン
3B…設置面部
3X…外周縁部
4…上蓋
5…電源回路ケース
6…電源回路
7…口金
7A…突起部
8…電極部
9…グローブ
10…照明器具
11…ソケット

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つの発光素子を有する光源モジュールと、
前記光源モジュールが設置される設置面部と、この設置面部の周囲に配設され、前記光源モジュールからの熱を放熱するための放熱部と、前記設置面部と前記放熱部との間に配置され、前記設置面部よりも肉厚が厚く前記光源モジュールから外側に向かって照射方向に傾斜している傾斜面を有する肉厚部と、を有する本体と、
を具備したことを特徴とする光源ユニット。
【請求項2】
前記光源モジュールの光軸方向から見たときに、前記本体の前記放熱部の一部は、前記肉厚部の少なくとも一部に近づくように構成したことを特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。
【請求項3】
前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記本体の外周縁部が、前記傾斜面の延線上あるいはその延長線よりも下側に配置されるように構成したことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光源ユニット。
【請求項4】
前記光源モジュールの光軸方向から見た前記本体の設置面部側の平面上において、前記傾斜面の傾斜が始まる部分から内側に形成される前記設置面部の形状を、前記光源モジュールを設置する際の位置決めに用いることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の光源ユニット。
【請求項5】
前記光源モジュールの光軸方向に沿った方向の前記本体の断面において、前記光源モジュールは、前記本体の前記肉厚部の高さよりも低い位置に配置されて構成したことを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1項に記載の光源ユニット。
【請求項6】
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の光源ユニットと;
前記光源ユニットの前記光源モジュールを点灯するための電源回路と;
前記電源回路を収納して前記本体に取り付けられる口金と;
を具備したことを特徴とする光源装置。
【請求項7】
請求項6に記載の光源装置と;
前記光源装置の前記口金が着脱自在に装着されるソケットと;
を具備したことを特徴とする照明器具。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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