照明装置
【課題】簡素な構成で安価に形成され、かつ発光ダイオードの温度上昇を抑制可能な照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置４１は、両端６ａ，６ｂに開口７ａ，７ｂが形成され、内部に中空孔７，７が設けられたアルミ押出材からなる基材６および基材６の表面１１ｂ側に実装された発光ダイオード１０を有する器具本体２と、発光ダイオード１０を点灯する点灯装置３と、基材６の開口７ａを介して内部の中空孔７，７に通流される冷却用液体４と、冷却用液体４を強制的に通流させる通流手段４２とを具備している。
【解決手段】照明装置４１は、両端６ａ，６ｂに開口７ａ，７ｂが形成され、内部に中空孔７，７が設けられたアルミ押出材からなる基材６および基材６の表面１１ｂ側に実装された発光ダイオード１０を有する器具本体２と、発光ダイオード１０を点灯する点灯装置３と、基材６の開口７ａを介して内部の中空孔７，７に通流される冷却用液体４と、冷却用液体４を強制的に通流させる通流手段４２とを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードを利用した照明装置は、所定の照度（明るさ）を得るために、多数の発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）が用いられている。そして、ＬＥＤチップの基板への実装密度が高くなるにしたがい基板の単位面積当たりの発熱量も多くなっている。ここで、当該発熱量が多いと、熱による基板の反りや熱膨張、熱収縮による電気接続部分のはんだにクラックや剥れなどが発生することがある。また、ＬＥＤチップは、発熱量の増加に伴って温度上昇すると、発光効率が低下するので、照明装置による照度（明るさ）を低下させる。
【０００３】
そこで、発光ダイオードの温度上昇を抑制する照明装置が提案されている。例えば、複数の発光ダイオードと、複数の発光ダイオードの配置パターンに対応して穿孔された挿入孔によって複数の発光ダイオードと嵌合する放熱板と、放熱板から除熱する除熱手段とを具備する照明装置が提案されている（特許文献１参照。）。除熱手段として、放熱フィン、放熱フィンおよび冷却ファン、水冷管およびペルチェ効果により放熱板を冷却するサーモモジュールが適応可能としている。
【０００４】
また、冷却用液体を内部に通した金属パイプの表面に発光ダイオードを実装し、冷却用液体を自然対流または強制対流により対流させ、対流熱伝達によって発光ダイオードを冷却するＬＥＤ照明装置が提案されている（特許文献２参照。）。発光ダイオードは、電気絶縁性を有するアルミナ基板の表面に設けられた銅箔パターン上に実装され、アルミナ基板は、金属パイプの一部の表面に貼り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４３７２８号公報（第３頁、第５図）
【特許文献２】特開２００４−２７３７７５号公報（第３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の照明装置は、発光ダイオードが基板に実装され、放熱板が発光ダイオードの配列パターンに対応するパターンで穿孔された挿入孔を形成して発光ダイオードに嵌合設置されるので、構造が複雑となり、高価になるという欠点を有する。
【０００７】
また、特許文献２のＬＥＤ照明装置は、発光ダイオードを実装したアルミナ基板が金属パイプの表面に貼り付けられるので、当該貼り付けやアルミナ基板を貼り付け可能に金属パイプを成形するなどの手間を要して高価になるという欠点を有する。
【０００８】
本発明は、簡素な構成で安価に形成され、かつ発光ダイオードの温度上昇を抑制可能な照明装置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】
【０００９】
請求項１に記載の照明装置の発明は、両端に開口が形成され、内部に中空孔が設けられたアルミ押出材からなる基材およびこの基材の表面側に実装された発光ダイオードを有する器具本体と；前記発光ダイオードを点灯する点灯装置と；前記基材の開口を介して内部の中空孔に通流される冷却用液体と；この冷却用液体を強制的に通流させる通流手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【００１１】
基材の開口は、中空孔の入出口となるものであり、ひとつの開口が入出口に共用されないものである。
【００１２】
発光ダイオードは、例えば絶縁層を介して基材に実装される。この絶縁層は、熱伝導率が高いほど好ましく、その材質は特に問わない。
【００１３】
点灯装置は、器具本体に設けられてもよく、器具本体と別置されてもよい。
【００１４】
冷却用液体は、冷媒として作用する液体であればよく、例えば水、水に物質を溶解した水溶液、防錆剤などを混合した混合液、油やアルコールなどを用いることができる。
【００１５】
通流手段は、冷却用液体を器具本体の中空孔に通流するものであればよく、例えばポンプを有して構成される。
【００１６】
本発明によれば、発光ダイオードの点灯により発生した熱は、基材に伝熱され、基材の温度が上昇する。基材に形成された中空孔には、通流手段により冷却用液体が強制的に通流され、アルミ押出材からなる基材は、熱伝導率が高いので、基材と冷却用液体との間で迅速な熱交換が行われる。発光ダイオードから基材に伝熱された熱は、冷却用液体により迅速に基材の外部に排出され、これにより、基材の温度が低下する。この結果、発光ダイオードは、その温度上昇が抑制され、その発光効率の低下が抑制される。器具本体から安定した照明光が出射される。
【００１７】
そして、器具本体は、その基材がアルミ押出材からなるので、簡素な構成で比較的軽量に形成されるとともに、基材および中空孔のそれぞれの形状が型材により所望に形成される。
【００１８】
請求項２に記載の照明装置の発明は、請求項１記載の照明装置の発明において、前記通流手段は、前記基材の開口に連結された連通管と、この連通管に連結され前記冷却用液体の熱を外気に放熱させる熱交換器と、前記冷却用液体を前記基材と前記熱交換器との間で循環させる循環手段とを有してなることを特徴とする。
【００１９】
熱交換器は、自然放熱させるものであってもよく、強制空冷により放熱されるものであってもよい。
【００２０】
循環手段は、冷却用液体を強制的に通流させるポンプであってもよく、連通管を冷却し、基材の中空孔内の冷却用液体と連通管内の冷却用液体との間に温度差を発生させ、その温度差により冷却用液体を循環させる冷却装置であってもよく、また、熱交換器そのものとすることができる。
【００２１】
本発明によれば、基材での熱交換により温度上昇した冷却用液体は、熱交換器で冷却されて温度低下する。そして、冷却用液体は、基材と熱交換器との間で循環されるので、冷却用液体の補給を要しない。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードに発生した熱が冷却用液体により器具本体の外部に排出されるので、発光ダイオードの温度上昇を抑制できて、発光ダイオードの放射光を安定させることができるとともに、基材が所望の形状に薄く形成可能なアルミ押出材からなり、中空孔もアルミ押出材により形成されるので、器具本体を簡素な構成で軽量にかつ安価に形成することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、冷却用液体は、循環手段により基材と熱交換器との間で循環させるので、冷却用液体のランニングコストが抑制され、照明装置のコスト上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１を示す照明装置の構成図。
【図２】同じく、器具本体を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図。
【図３】同じく、器具本体の概略側面図。
【図４】同じく、器具本体の概略横断面図。
【図５】同じく、発光ダイオードの配設を示す器具本体の概略部分横断面図。
【図６】同じく、他の器具本体を示し、（ａ）は１個の中空孔を有する概略側面図、（ｂ）は３個の中空孔を有する概略側面図。
【図７】同じく、１個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図。
【図８】同じく、３個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図。
【図９】本発明の実施例２を示す照明装置の構成図。
【図１０】本発明の実施例３を示す器具本体の概略横断面図。
【図１１】同じく、器具本体の概略上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
本発明の照明装置は、アルミ押出材からなる基材の内部に中空孔が形成されるとともに、当該基材の表面側に絶縁層および配線パターンを介して発光ダイオードが実装されて器具本体が構成されたものである。そして、通流手段により前記中空孔に強制的に冷却用液体を通流させて発光ダイオードの点灯によって発生した熱を基材から冷却用液体に熱伝導させることにより、基材を冷却し、発光ダイオードの温度上昇を抑制するものである。
【実施例１】
【００２７】
図１ないし図８は、本発明の実施例１を示し、図１は照明装置の構成図、図２は器具本体を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図、図３は器具本体の概略側面図、図４は器具本体の概略横断面図、図５は発光ダイオードの配設を示す器具本体の概略部分横断面図、図６は他の器具本体を示し、（ａ）は１個の中空孔を有する概略側面図、（ｂ）は３個の中空孔を有する概略側面図、図７は１個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図、図８は３個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図である。
【００２８】
図１において、照明装置１は、器具本体２、点灯装置３、冷却用液体４および通流手段５を有して構成されている。器具本体２は、複数個からなり、例えば並列的に配列されている。
【００２９】
器具本体２は、図３に示すように、基材６、中空孔７、絶縁層８、配線パターン９および発光ダイオード１０を有して構成されている。
【００３０】
基材６は、略長方体の本体部１１およびこの本体部１１の長手方向の下端両側に設けられた断面略く字状の一対の側板部１２，１２に形成されている。そして、基材６は、アルミ押出材により形成されている。すなわち、上記本体部１１および側板部１２，１２の外形を有する中空が形成された第１の型材と、この第１の型材の前記中空に中空孔７の外形に形成された第２の型材が固定され、第１および第２の型材の間に熔解したアルミニウム（Ａｌ）材を流し込み、アルミニウム材が固化しつつあるときに第１および第２の型材から押し出されたものである。そして、押し出されたアルミニウム材を長手方向で所定長に切断したものである。
【００３１】
中空孔７は、基材６の長手方向で本体部１１を貫通する２個からなっている。中空孔７は、上述したように、アルミ押出材により略長方体の形状に形成されている。そして、図４に示すように、中空孔７の２個の一端側開口７ａおよび他端側開口７ｂのそれぞれの２個には、図示しない防水性の接着材例えばシリコーンシーラントなどの周知の手段により連結金具１３、１４が取り付けられている。
【００３２】
そして、中空孔７の２個の他端側開口７ｂ同士は、連結金具１４に連結された連結管１５により連通されている。また、中空孔７の２個の一端側開口７ａは、連結金具１３に連結された連通管１６にそれぞれ連通されている。この連通管１６は、通流手段５に接続されている。こうして、基材６は、両端６ａ，６ｂに開口７ａ，７ｂが形成され、内部に中空孔７，７が設けられたものであり、図３に示すように、一端６ａにおいて、一方の連通管１６ａが中空孔７，７の入口となり、他方の連通管１６ｂが中空孔７，７の出口となっている。
【００３３】
そして、並列的に並設された器具本体２に対して、他方の連通管１６ｂが隣接する器具本体２の一方の連通管１６ａとなるように順次連結金具１３に連結され、最も両側に配設された一方の器具本体２の一方の連通管１６ａと、他方の器具本体２の他方の連通結１６ｂとが通流手段５に接続されている。器具本体２の一方の連通管１６ａおよび他方の連通管１６ｂは、天井１８に設けられた貫通孔１９，１９から天井１８の裏側に導出されて配管されている。なお、器具本体２が直列的に並設されても、連通管１６ａ，１６ｂの配管は、上記同様である。
【００３４】
絶縁層８は、例えばガラスクロスとエポキシなどの樹脂からなるプリプレグであり、基材６の本体部１１の下面１１ｂに形成されている。すなわち、絶縁層８は、その貼着性により、本体部１１の下面１１ｂの表面の略全域
に押圧により貼り付けられている。
【００３５】
配線パターン９は、例えば銅箔からなり、絶縁層８の表面上に電気メッキにより形成されている。配線パターン９には、図５に示すように、発光ダイオード１０の電極１０ａ，１０ｂが図示しないはんだにより電気接続されている。そして、配線パターン９を覆うようにして、レジスト２０が例えばスクリーン印刷により形成されている。
【００３６】
また、配線パターン９は、図２（ｂ）に示すように、発光ダイオード１０を直列接続するように形成され、基材６の他端側６ｂにおいて、本体部１１の下面１１ｂに絶縁層８を介して設けられた雌コネクタ２１に電気的に接続されている。
【００３７】
発光ダイオード１０は、図５に示すように、配線パターン９を介して絶縁層８上に設けられたものであり、可視光例えば白色光を放射するように形成されている。また、発光ダイオード１０は、図２（ｂ）に示すように、基材６の本体部１１の下面１１ｂにかつその長手方向の中心線上に、絶縁層８および配線パターン９を介して等間隔に配設されている。こうして、発光ダイオード１０は、基材６の表面１１ｂ側に実装されている。発光ダイオード１０は、雌コネクタ２１が給電されることにより、配線パターン９を介して電流が流れて点灯し、可視光を放射する。
【００３８】
そして、基材６は、図２（ａ）に示すように、その本体部１１の上面１１ａに一対の取付け部材２２，２２を配設している。取付け部材２２は、１枚の平板を折り曲げて形成したものであり、固定板部２２ａ、この固定板部２２ａから垂直に折り曲げられた起立板部２２ｂおよびこの起立板部２２ｂから固定板部２２ａの反対側に折り曲げられた取付け板部２２ｃからなっている。また、取付け板部２２ｃには、取付け孔２３が形成されている。
【００３９】
一対の取付け部材２２，２２は、基材６の長手方向および幅方向の中心を挟み長手方向の両側に互いに逆向きとなるように、その固定板部２２ａが本体部１１の上面１１ａに図示しないねじにより取り付けられている。そして、図４に示すように、造営物としての建物のコンクリート壁２４に埋設されて垂下し、天井１８に設けた貫通孔２５，２５を貫通している長形のボルト２６，２６が取付け板部２２ｃ，２２ｃの取付け孔２３，２３に挿通するようにされて、そのボルト２６，２６に図示しないワッシャーを介してナット２７，２７が螺着されている。ナット２７は、取付け板部２２ｃが天井１８に当接するように螺着されている。こうして、基材６（器具本体２）は、造営物としての建物のコンクリート壁２４に固定されている。目視した状態では、器具本体２は、天井１８に直付けされている。
【００４０】
点灯装置３は、図２（ａ）に示すように、基材６の本体部１１の上面１１ａの中央部に配設されている。すなわち、点灯装置３の両側の耳部３ａ，３ａが基材６の本体部１１に図示しないねじにより固定されている。そして、点灯装置３の入力線２８は、図４に示すように、天井１８に設けた貫通孔２９から天井１８の裏側に引き込まれて図示しない商用交流電源に接続されている。また、点灯装置３の出力線３０は、基材６の他端側６ｂにおいて本体部１１に形成された貫通孔３１を介して本体部１１の下面１１ｂ側に導出されている。
【００４１】
点灯装置３の出力線３０の先端部には、図２（ｂ）に示すように、雄コネクタ３２が接続されている。そして、雄コネクタ３２は、雌コネクタ２１に差し込まれて接続されている。これにより、点灯装置３は、出力線３０、雄コネクタ３２および雌コネクタ２１を介して配線パターン９に電気接続されている。
【００４２】
点灯装置３は、商用交流電源の交流電圧を整流平滑し、所定の直流電圧に変換して出力線３０に出力するように形成されている。これにより、発光ダイオード１０に所定の電流が流れて、発光ダイオード１０が点灯する。
【００４３】
通流手段５は、図１に示すように、連通管１６、熱交換器３３、タンク３４、ポンプ３５および冷却用ファン３６を有して構成されている。連通管１６は、例えばステンレス（ＳＵＳ）、銅（Ｃｕ）や真鍮などの金属パイプからなり、器具本体２の中空孔７，７に取り付けられた連結金具１３に連結されている。また、連通管１６は、熱交換器３３およびタンク３４と、タンク３４およびポンプ３５とを連結して、器具本体２、熱交換器３３、タンク３４およびポンプ３５で冷却用液体４の循環路を形成している。
【００４４】
熱交換器３３は、内部に規則的に蛇行した図示しない金属製パイプおよびこの金属製パイプに周回に亘り配設された図示しない放熱フィンを有している。金属製パイプは、前記連通管１６に連結され、その内部に器具本体２の中空孔７，７を通流した冷却用液体４が流れる。そして、放熱フィンは、金属製パイプから冷却用液体４の熱が伝熱され、当該熱を外気に放熱させる。すなわち、熱交換器３３は、器具本体２で温度上昇した冷却用液体４の熱を外気に放熱させて、冷却用液体４の温度を低下させるものである。
【００４５】
タンク３４は、冷却用液体４を貯蔵するものであり、熱交換器３３で冷却された冷却用液体４が流入される。冷却用液体４は、例えば純水に防錆剤が混入された混合液である。
【００４６】
ポンプ３５は、図示しない羽根車およびこの羽根車を高速で回転させる図示しないモータなどを有する周知構造で形成され、タンク３４から冷却用液体４を汲み取り、連通管１６を介して器具本体２の中空孔７，７内に通流させる。すなわち、ポンプ３５は、冷却用液体４を連通管１６、器具本体２の中空孔７，７、熱交換器３３およびタンク３４の通流経路内で強制的に通流させるものである。ポンプ３５は、冷却用液体４を基材６と熱交換器３３との間で循環させる循環手段となっている。
【００４７】
冷却用ファン３６は、熱交換器３３の放熱フィンを強制冷却するものである。すなわち、冷却用ファン３６が熱交換器３３に向けて送風すると、熱交換器３３の放熱フィン同士の隙間などに速い気流が生じる。この気流が速いほど、放熱フィンから気流に熱伝達され、放熱フィンが冷却される。この結果、金属製パイプ内に流れる冷却用液体４が冷却される。熱交換器３３に流入した冷却用液体４は、その温度が低下されて、熱交換器３３から流出される。
【００４８】
そして、冷却用ファン３６として、建物に設置された空調用ファンが用いられている。空調用ファンは、建物の内気と外気とを入れ換えるものである。熱交換器３３は、空調用ファンの送風路の途中の適宜の場所に設置されている。
【００４９】
次に、本発明の実施例１の作用について述べる。
【００５０】
ポンプ３５が運転すると、タンク３４から冷却用液体４が汲み取られ、連通管１６を介して並設された最も一端側の器具本体２の中空孔７に通流される。隣接する器具本体２の中空孔７，７は、連通管１６により順次連結されているので、全ての器具本体２の中空孔７，７に冷却用液体４が流れる。そして、冷却用液体４は、並設された最も他端側の器具本体２の中空孔７から流出し、連通管１６を介して熱交換器３３に流入し、金属製パイプ内に流れて流出し、連通管１６を介してタンク３４に流入して貯蔵される。
【００５１】
こうして、冷却用液体４は、ポンプ３１により強制的に通流され、連通管１６を介してポンプ３５、器具本体２の中空孔７，７、熱交換器３３およびタンク３４の通流経路内で循環する。そして、冷却用液体４は、熱交換器３３および冷却用ファン３６により外気との熱交換が行われて冷却される。
【００５２】
器具本体２の基材６は、アルミ押出材からなるので、熱伝導率が高く、中空孔７，７に流れる冷却用液体４に熱伝導しやすい。すなわち、基材６の本体部１１は、中空孔７，７に流れている冷却用液体４によって冷却されている。
【００５３】
そして、点灯装置３が給電されると、発光ダイオード１０が点灯する。発光ダイオード１０は、可視光例えば白色光を放射する。可視光は、基材６の一対の側板部１２，１２間の開口から建物の床面側に出射される。ここで、一対の側板部１２，１２は、下面１１ａ側に発光ダイオード１０が配設されている本体部１１の長手方向の下端両側に設けられているので、発光ダイオード１０からの放射光を建物の床面側に反射する反射板として機能するとともに、器具本体２の直下から離れた位置から器具本体２を斜め上方に見上げるときに発光ダイオード１０の配設位置を視認しにくくしている。これにより、器具本体２を斜め上方に見上げたときに、発光ダイオード１０からの放射光の眩しさが低減される。
【００５４】
また、発光ダイオード１０が点灯すると、その点灯に伴って熱が発生する。当該熱は、配線パターン９および絶縁層８を介して基材６の本体部１１に伝熱される。そして、配線パターン９は、高い熱伝導率を有する例えば銅箔からなり、絶縁層８は、高い熱伝導率を有する例えばプリプレグからなり、さらに、基材６の本体部１１は、中空孔７，７に流れている冷却用液体４により冷却されているので、発光ダイオード１０に発生した熱は、迅速に基材６の本体部１１に伝熱されて冷却用液体４に熱伝達される。
【００５５】
冷却用液体４は、当該熱伝達により温度上昇する。また、発光ダイオード１０に発生する熱が大きいほど、冷却用液体４に熱伝達される熱量が多くなり、それに伴って冷却用液体４の温度が上昇する。
【００５６】
そして、発光ダイオード１０に発生する熱は、冷却用液体４により基材６（器具本体２）の外部に排出される。また、発光ダイオードに発生する熱は、基材６の本体部１１から一対の側板部１２，１２に伝熱されて外気に放熱される。これにより、基材６の温度が低下しほぼ一定になるとともに、発光ダイオード１０の温度上昇が抑制される。この結果、発光ダイオード１０は、その発光効率の低下が抑制されて、安定した可視光を放射する。すなわち、器具本体２から安定した照明光が出射される。
【００５７】
また、発光ダイオード１０に発生した熱が迅速に基材６の外部に排出されるので、高出力形の発光ダイオード１０を用いることが可能となる。これにより、発光ダイオード１０から放射される光量が多くなり、器具本体２から出射される照明光により建物の床面側を明るく照明することができる。
【００５８】
そして、冷却用液体４は、ポンプ３５により、連通管１６を介してポンプ３５、器具本体２の中空孔７，７、熱交換器３３およびタンク３４の通流経路内で循環されるので、冷却用液体４のランニングコストは、タンク３４などで蒸発するなどして減少した冷却用液体４の補給分で済んで抑制される。この結果、照明装置１のコスト上昇を抑制することができる。
【００５９】
また、熱交換器３３は、冷却ファン３６により強制冷却されているので、自然冷却のときと比較して、冷却用液体４と熱交換器３３との熱交換量が多くなり、その分、器具本体２（基材６）で温度上昇した冷却用液体４の温度が低下する。そして、冷却用液体４の温度が低下する分、基材６の本体部１１と冷却用液体４との熱交換が上昇し、基材６の本体部１１の温度が低下されるので、さらに発光ダイオード１０の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
また、冷却用液体４の単位時間当たりの通流量を少なくすることが可能となるので、小型のポンプ３５を用いることができ、または、インバータを用いてポンプ３５の圧送力（通流力）を低減することができて、ポンプ３５の消費電力量を低減することができる。この結果、照明装置１の省電力化を図ることができる。
【００６１】
また、冷却用ファン３６として、建物に設置された空調用ファンを用いることにより、熱交換器３３を強制冷却する専用の冷却用ファンを設置することなく冷却用液体４の温度を低下させることができるので、照明装置１のコスト上昇を抑制することができる。
【００６２】
そして、器具本体２は、アルミ押出材により、基材６が本体部１１および一対の側板部１２，１２を有する所望の形状で比較的に薄く形成されるとともに、中空孔７，７もアルミ押出材により形成されるので、簡素な構成で比較的軽量にかつ安価に形成することができる。すなわち、基材６および中空孔７
を切削などしないで形成するので、省力化を図ることができて、照明装置１を安価にすることができる。
【００６３】
なお、中空孔７は、２個に限らず、図６（ａ）に示すように、１個に形成してもよい。この場合には、基材６の一端側６ａにおいて、連結金具１３に中空孔７Ａの入口となる連通管１６ａが連結され、基材６の他端側６ｂにおいて、連結金具１４に中空孔７Ａの出口となる連通管１６ｂが連結される。そして、複数の器具本体２Ａが直列的に配設されるときには、連通管１６ｂを隣接する器具本体２Ａの連結金具１３に連結し、冷却用液体４が図７（ａ）に示すように流れるようにするとよい。また、複数の器具本体２Ａが並列的に配設されるときには、連通管１６ｂを隣接する器具本体２Ａの連結金具１４に連結し、冷却用液体４が図７（ｂ）に示すように流れるようにするとよい。
【００６４】
また、中空孔７は、３個以上に形成してもよい。図６（ｂ）は、３個の中空孔７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを有する器具本体２Ｂを示す。この器具本体２Ｂにおいて、中空孔７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのうち、上述したように、１個または２個を利用してもよい。そして、３個の中空孔７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを利用する場合、複数の器具本体２Ｂが直列的に配設されるときには、図８（ａ）に示すように、複数の器具本体２Ｂが並列的に配設されるときには、図８（ｂ）に示すように、冷却用液体４が流れるように連通管１６を連結することができる。
【００６５】
また、中空孔７は、略長方体の形状に形成したが、これに限らず、円柱状など所望の形状に形成されてもよい。また、中空孔７は、基材６の本体部１１の内部において、蛇行状や波形などに形成されてもよい。
【実施例２】
【００６６】
図９は、本発明の実施例２を示す照明装置の構成図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６７】
図９に示す照明装置３７は、図１に示す照明装置１において、通流手段５に制御装置３８を具備したものである。この制御装置３８には、温度センサー３９により器具本体２の基材６の本体部１１の温度が入力され、温度センサー４０により器具本体２の中空孔７，７に通流される冷却用液体４の温度が入力される。
【００６８】
制御装置３８は、基材６の本体部１１の温度または冷却用液体４の温度に応じて冷却用ファン３６の羽根３６ａの回転速度を制御し、送風量を変化させる。すなわち、制御装置３８は、インバータ装置を備えており、本体部１１の温度または冷却用液体４の温度と所定値との差分を演算し、その差分に応じて冷却用ファン３６の羽根３６ａの回転周波数を変化させる。これにより、熱交換器３３での冷却用液体４の熱交換量が変化し、タンク３４に所定の温度の冷却用液体４が貯蔵されるようになる。
【００６９】
そして、当該冷却用液体４が器具本体２の中空口７，７に通流されることにより、基材６の本体部１１の温度が略一定に制御され、これに伴って、発光ダイオード１０の温度も略一定になる。これにより、発光ダイオード１０から略一定の可視光が放射される。
【００７０】
このように、基材６の本体部１１の温度の温度または冷却用液体４の温度に応じて冷却用ファン３６を制御することにより、発光ダイオード１０から略一定の可視光が放射されるので、器具本体２により建物の床面側を略一定の明るさ（照度）で照明することができる。
【実施例３】
【００７１】
図１０および図１１は、本発明の実施例３を示し、図１０は器具本体の概略横断面図、図１１は器具本体の概略上面図である。なお、図２（ａ）および図４と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００７２】
図１０に示す照明装置４１は、図２（ａ）に示す器具本体２において、基材６の本体部１１の上面１１ａに通流手段としての通流ユニット４２が配設されたものである。通流ユニット４２からは、図１１に示すように、連通管１６ａ，１６ｂが導出されている。連通管１６ａ，１６ｂは、それぞれ連結金具１３を介して基材６の図示しない中空孔７，７の入口側開口および出口側開口に連結されている。
【００７３】
そして、通流ユニット４２は、図１に示す通流手段５により形成されている。すなわち、それぞれ小型の熱交換器３３、タンク３４、ポンプ３５および冷却用ファン３６を有して構成されている。
【００７４】
通流ユニット４２は、１個の器具本体２の中空孔７，７との間で冷却用液体４を循環させるものである。このとき、基材６からの熱伝達による冷却用液体４の温度上昇が比較的小さく、かつ冷却用液体４の比較的少ない流量の通流によっても基材６の温度を低下させることが可能である。したがって、熱交換器３３、タンク３４、ポンプ３５および冷却用ファン３６をそれぞれ小型化することができるものである。
【００７５】
照明装置４１は、器具本体２、点灯装置３、冷却用液体４および通流ユニット４２が一体化されて形成されているので、１個または複数個を天井１８などの造営物に適宜配設することができる。そして、複数の照明装置４１を配設する場合であっても、天井１８の裏側などでの配管を要しないので、省力化を図ることができ、照明設備の大型化を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の照明装置１，３７，４１は、建物の事務所や店舗などの床面側を照明するベースライトとして適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１，３７，４１…照明装置 ２…器具本体 ３…点灯装置 ４…冷却用液体 ５…通流手段 ６…基材 ７…中空孔 １０…発光ダイオード １６…通流手段としての連通管 ３３…通流手段としての熱交換器 ３６…通流手段としての冷却用ファン ４２…通流手段としての通流ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードを利用した照明装置は、所定の照度（明るさ）を得るために、多数の発光ダイオードチップ（ＬＥＤチップ）が用いられている。そして、ＬＥＤチップの基板への実装密度が高くなるにしたがい基板の単位面積当たりの発熱量も多くなっている。ここで、当該発熱量が多いと、熱による基板の反りや熱膨張、熱収縮による電気接続部分のはんだにクラックや剥れなどが発生することがある。また、ＬＥＤチップは、発熱量の増加に伴って温度上昇すると、発光効率が低下するので、照明装置による照度（明るさ）を低下させる。
【０００３】
そこで、発光ダイオードの温度上昇を抑制する照明装置が提案されている。例えば、複数の発光ダイオードと、複数の発光ダイオードの配置パターンに対応して穿孔された挿入孔によって複数の発光ダイオードと嵌合する放熱板と、放熱板から除熱する除熱手段とを具備する照明装置が提案されている（特許文献１参照。）。除熱手段として、放熱フィン、放熱フィンおよび冷却ファン、水冷管およびペルチェ効果により放熱板を冷却するサーモモジュールが適応可能としている。
【０００４】
また、冷却用液体を内部に通した金属パイプの表面に発光ダイオードを実装し、冷却用液体を自然対流または強制対流により対流させ、対流熱伝達によって発光ダイオードを冷却するＬＥＤ照明装置が提案されている（特許文献２参照。）。発光ダイオードは、電気絶縁性を有するアルミナ基板の表面に設けられた銅箔パターン上に実装され、アルミナ基板は、金属パイプの一部の表面に貼り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−４３７２８号公報（第３頁、第５図）
【特許文献２】特開２００４−２７３７７５号公報（第３頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の照明装置は、発光ダイオードが基板に実装され、放熱板が発光ダイオードの配列パターンに対応するパターンで穿孔された挿入孔を形成して発光ダイオードに嵌合設置されるので、構造が複雑となり、高価になるという欠点を有する。
【０００７】
また、特許文献２のＬＥＤ照明装置は、発光ダイオードを実装したアルミナ基板が金属パイプの表面に貼り付けられるので、当該貼り付けやアルミナ基板を貼り付け可能に金属パイプを成形するなどの手間を要して高価になるという欠点を有する。
【０００８】
本発明は、簡素な構成で安価に形成され、かつ発光ダイオードの温度上昇を抑制可能な照明装置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】
【０００９】
請求項１に記載の照明装置の発明は、両端に開口が形成され、内部に中空孔が設けられたアルミ押出材からなる基材およびこの基材の表面側に実装された発光ダイオードを有する器具本体と；前記発光ダイオードを点灯する点灯装置と；前記基材の開口を介して内部の中空孔に通流される冷却用液体と；この冷却用液体を強制的に通流させる通流手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。
【００１１】
基材の開口は、中空孔の入出口となるものであり、ひとつの開口が入出口に共用されないものである。
【００１２】
発光ダイオードは、例えば絶縁層を介して基材に実装される。この絶縁層は、熱伝導率が高いほど好ましく、その材質は特に問わない。
【００１３】
点灯装置は、器具本体に設けられてもよく、器具本体と別置されてもよい。
【００１４】
冷却用液体は、冷媒として作用する液体であればよく、例えば水、水に物質を溶解した水溶液、防錆剤などを混合した混合液、油やアルコールなどを用いることができる。
【００１５】
通流手段は、冷却用液体を器具本体の中空孔に通流するものであればよく、例えばポンプを有して構成される。
【００１６】
本発明によれば、発光ダイオードの点灯により発生した熱は、基材に伝熱され、基材の温度が上昇する。基材に形成された中空孔には、通流手段により冷却用液体が強制的に通流され、アルミ押出材からなる基材は、熱伝導率が高いので、基材と冷却用液体との間で迅速な熱交換が行われる。発光ダイオードから基材に伝熱された熱は、冷却用液体により迅速に基材の外部に排出され、これにより、基材の温度が低下する。この結果、発光ダイオードは、その温度上昇が抑制され、その発光効率の低下が抑制される。器具本体から安定した照明光が出射される。
【００１７】
そして、器具本体は、その基材がアルミ押出材からなるので、簡素な構成で比較的軽量に形成されるとともに、基材および中空孔のそれぞれの形状が型材により所望に形成される。
【００１８】
請求項２に記載の照明装置の発明は、請求項１記載の照明装置の発明において、前記通流手段は、前記基材の開口に連結された連通管と、この連通管に連結され前記冷却用液体の熱を外気に放熱させる熱交換器と、前記冷却用液体を前記基材と前記熱交換器との間で循環させる循環手段とを有してなることを特徴とする。
【００１９】
熱交換器は、自然放熱させるものであってもよく、強制空冷により放熱されるものであってもよい。
【００２０】
循環手段は、冷却用液体を強制的に通流させるポンプであってもよく、連通管を冷却し、基材の中空孔内の冷却用液体と連通管内の冷却用液体との間に温度差を発生させ、その温度差により冷却用液体を循環させる冷却装置であってもよく、また、熱交換器そのものとすることができる。
【００２１】
本発明によれば、基材での熱交換により温度上昇した冷却用液体は、熱交換器で冷却されて温度低下する。そして、冷却用液体は、基材と熱交換器との間で循環されるので、冷却用液体の補給を要しない。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば、発光ダイオードに発生した熱が冷却用液体により器具本体の外部に排出されるので、発光ダイオードの温度上昇を抑制できて、発光ダイオードの放射光を安定させることができるとともに、基材が所望の形状に薄く形成可能なアルミ押出材からなり、中空孔もアルミ押出材により形成されるので、器具本体を簡素な構成で軽量にかつ安価に形成することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、冷却用液体は、循環手段により基材と熱交換器との間で循環させるので、冷却用液体のランニングコストが抑制され、照明装置のコスト上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施例１を示す照明装置の構成図。
【図２】同じく、器具本体を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図。
【図３】同じく、器具本体の概略側面図。
【図４】同じく、器具本体の概略横断面図。
【図５】同じく、発光ダイオードの配設を示す器具本体の概略部分横断面図。
【図６】同じく、他の器具本体を示し、（ａ）は１個の中空孔を有する概略側面図、（ｂ）は３個の中空孔を有する概略側面図。
【図７】同じく、１個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図。
【図８】同じく、３個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図。
【図９】本発明の実施例２を示す照明装置の構成図。
【図１０】本発明の実施例３を示す器具本体の概略横断面図。
【図１１】同じく、器具本体の概略上面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２６】
本発明の照明装置は、アルミ押出材からなる基材の内部に中空孔が形成されるとともに、当該基材の表面側に絶縁層および配線パターンを介して発光ダイオードが実装されて器具本体が構成されたものである。そして、通流手段により前記中空孔に強制的に冷却用液体を通流させて発光ダイオードの点灯によって発生した熱を基材から冷却用液体に熱伝導させることにより、基材を冷却し、発光ダイオードの温度上昇を抑制するものである。
【実施例１】
【００２７】
図１ないし図８は、本発明の実施例１を示し、図１は照明装置の構成図、図２は器具本体を示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略下面図、図３は器具本体の概略側面図、図４は器具本体の概略横断面図、図５は発光ダイオードの配設を示す器具本体の概略部分横断面図、図６は他の器具本体を示し、（ａ）は１個の中空孔を有する概略側面図、（ｂ）は３個の中空孔を有する概略側面図、図７は１個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図、図８は３個の中空孔を有する器具本体における冷却用液体の通流経路を示し、（ａ）は直列的に並設された器具本体の通流経路図、（ｂ）は並列的に並設された器具本体の通流経路図である。
【００２８】
図１において、照明装置１は、器具本体２、点灯装置３、冷却用液体４および通流手段５を有して構成されている。器具本体２は、複数個からなり、例えば並列的に配列されている。
【００２９】
器具本体２は、図３に示すように、基材６、中空孔７、絶縁層８、配線パターン９および発光ダイオード１０を有して構成されている。
【００３０】
基材６は、略長方体の本体部１１およびこの本体部１１の長手方向の下端両側に設けられた断面略く字状の一対の側板部１２，１２に形成されている。そして、基材６は、アルミ押出材により形成されている。すなわち、上記本体部１１および側板部１２，１２の外形を有する中空が形成された第１の型材と、この第１の型材の前記中空に中空孔７の外形に形成された第２の型材が固定され、第１および第２の型材の間に熔解したアルミニウム（Ａｌ）材を流し込み、アルミニウム材が固化しつつあるときに第１および第２の型材から押し出されたものである。そして、押し出されたアルミニウム材を長手方向で所定長に切断したものである。
【００３１】
中空孔７は、基材６の長手方向で本体部１１を貫通する２個からなっている。中空孔７は、上述したように、アルミ押出材により略長方体の形状に形成されている。そして、図４に示すように、中空孔７の２個の一端側開口７ａおよび他端側開口７ｂのそれぞれの２個には、図示しない防水性の接着材例えばシリコーンシーラントなどの周知の手段により連結金具１３、１４が取り付けられている。
【００３２】
そして、中空孔７の２個の他端側開口７ｂ同士は、連結金具１４に連結された連結管１５により連通されている。また、中空孔７の２個の一端側開口７ａは、連結金具１３に連結された連通管１６にそれぞれ連通されている。この連通管１６は、通流手段５に接続されている。こうして、基材６は、両端６ａ，６ｂに開口７ａ，７ｂが形成され、内部に中空孔７，７が設けられたものであり、図３に示すように、一端６ａにおいて、一方の連通管１６ａが中空孔７，７の入口となり、他方の連通管１６ｂが中空孔７，７の出口となっている。
【００３３】
そして、並列的に並設された器具本体２に対して、他方の連通管１６ｂが隣接する器具本体２の一方の連通管１６ａとなるように順次連結金具１３に連結され、最も両側に配設された一方の器具本体２の一方の連通管１６ａと、他方の器具本体２の他方の連通結１６ｂとが通流手段５に接続されている。器具本体２の一方の連通管１６ａおよび他方の連通管１６ｂは、天井１８に設けられた貫通孔１９，１９から天井１８の裏側に導出されて配管されている。なお、器具本体２が直列的に並設されても、連通管１６ａ，１６ｂの配管は、上記同様である。
【００３４】
絶縁層８は、例えばガラスクロスとエポキシなどの樹脂からなるプリプレグであり、基材６の本体部１１の下面１１ｂに形成されている。すなわち、絶縁層８は、その貼着性により、本体部１１の下面１１ｂの表面の略全域
に押圧により貼り付けられている。
【００３５】
配線パターン９は、例えば銅箔からなり、絶縁層８の表面上に電気メッキにより形成されている。配線パターン９には、図５に示すように、発光ダイオード１０の電極１０ａ，１０ｂが図示しないはんだにより電気接続されている。そして、配線パターン９を覆うようにして、レジスト２０が例えばスクリーン印刷により形成されている。
【００３６】
また、配線パターン９は、図２（ｂ）に示すように、発光ダイオード１０を直列接続するように形成され、基材６の他端側６ｂにおいて、本体部１１の下面１１ｂに絶縁層８を介して設けられた雌コネクタ２１に電気的に接続されている。
【００３７】
発光ダイオード１０は、図５に示すように、配線パターン９を介して絶縁層８上に設けられたものであり、可視光例えば白色光を放射するように形成されている。また、発光ダイオード１０は、図２（ｂ）に示すように、基材６の本体部１１の下面１１ｂにかつその長手方向の中心線上に、絶縁層８および配線パターン９を介して等間隔に配設されている。こうして、発光ダイオード１０は、基材６の表面１１ｂ側に実装されている。発光ダイオード１０は、雌コネクタ２１が給電されることにより、配線パターン９を介して電流が流れて点灯し、可視光を放射する。
【００３８】
そして、基材６は、図２（ａ）に示すように、その本体部１１の上面１１ａに一対の取付け部材２２，２２を配設している。取付け部材２２は、１枚の平板を折り曲げて形成したものであり、固定板部２２ａ、この固定板部２２ａから垂直に折り曲げられた起立板部２２ｂおよびこの起立板部２２ｂから固定板部２２ａの反対側に折り曲げられた取付け板部２２ｃからなっている。また、取付け板部２２ｃには、取付け孔２３が形成されている。
【００３９】
一対の取付け部材２２，２２は、基材６の長手方向および幅方向の中心を挟み長手方向の両側に互いに逆向きとなるように、その固定板部２２ａが本体部１１の上面１１ａに図示しないねじにより取り付けられている。そして、図４に示すように、造営物としての建物のコンクリート壁２４に埋設されて垂下し、天井１８に設けた貫通孔２５，２５を貫通している長形のボルト２６，２６が取付け板部２２ｃ，２２ｃの取付け孔２３，２３に挿通するようにされて、そのボルト２６，２６に図示しないワッシャーを介してナット２７，２７が螺着されている。ナット２７は、取付け板部２２ｃが天井１８に当接するように螺着されている。こうして、基材６（器具本体２）は、造営物としての建物のコンクリート壁２４に固定されている。目視した状態では、器具本体２は、天井１８に直付けされている。
【００４０】
点灯装置３は、図２（ａ）に示すように、基材６の本体部１１の上面１１ａの中央部に配設されている。すなわち、点灯装置３の両側の耳部３ａ，３ａが基材６の本体部１１に図示しないねじにより固定されている。そして、点灯装置３の入力線２８は、図４に示すように、天井１８に設けた貫通孔２９から天井１８の裏側に引き込まれて図示しない商用交流電源に接続されている。また、点灯装置３の出力線３０は、基材６の他端側６ｂにおいて本体部１１に形成された貫通孔３１を介して本体部１１の下面１１ｂ側に導出されている。
【００４１】
点灯装置３の出力線３０の先端部には、図２（ｂ）に示すように、雄コネクタ３２が接続されている。そして、雄コネクタ３２は、雌コネクタ２１に差し込まれて接続されている。これにより、点灯装置３は、出力線３０、雄コネクタ３２および雌コネクタ２１を介して配線パターン９に電気接続されている。
【００４２】
点灯装置３は、商用交流電源の交流電圧を整流平滑し、所定の直流電圧に変換して出力線３０に出力するように形成されている。これにより、発光ダイオード１０に所定の電流が流れて、発光ダイオード１０が点灯する。
【００４３】
通流手段５は、図１に示すように、連通管１６、熱交換器３３、タンク３４、ポンプ３５および冷却用ファン３６を有して構成されている。連通管１６は、例えばステンレス（ＳＵＳ）、銅（Ｃｕ）や真鍮などの金属パイプからなり、器具本体２の中空孔７，７に取り付けられた連結金具１３に連結されている。また、連通管１６は、熱交換器３３およびタンク３４と、タンク３４およびポンプ３５とを連結して、器具本体２、熱交換器３３、タンク３４およびポンプ３５で冷却用液体４の循環路を形成している。
【００４４】
熱交換器３３は、内部に規則的に蛇行した図示しない金属製パイプおよびこの金属製パイプに周回に亘り配設された図示しない放熱フィンを有している。金属製パイプは、前記連通管１６に連結され、その内部に器具本体２の中空孔７，７を通流した冷却用液体４が流れる。そして、放熱フィンは、金属製パイプから冷却用液体４の熱が伝熱され、当該熱を外気に放熱させる。すなわち、熱交換器３３は、器具本体２で温度上昇した冷却用液体４の熱を外気に放熱させて、冷却用液体４の温度を低下させるものである。
【００４５】
タンク３４は、冷却用液体４を貯蔵するものであり、熱交換器３３で冷却された冷却用液体４が流入される。冷却用液体４は、例えば純水に防錆剤が混入された混合液である。
【００４６】
ポンプ３５は、図示しない羽根車およびこの羽根車を高速で回転させる図示しないモータなどを有する周知構造で形成され、タンク３４から冷却用液体４を汲み取り、連通管１６を介して器具本体２の中空孔７，７内に通流させる。すなわち、ポンプ３５は、冷却用液体４を連通管１６、器具本体２の中空孔７，７、熱交換器３３およびタンク３４の通流経路内で強制的に通流させるものである。ポンプ３５は、冷却用液体４を基材６と熱交換器３３との間で循環させる循環手段となっている。
【００４７】
冷却用ファン３６は、熱交換器３３の放熱フィンを強制冷却するものである。すなわち、冷却用ファン３６が熱交換器３３に向けて送風すると、熱交換器３３の放熱フィン同士の隙間などに速い気流が生じる。この気流が速いほど、放熱フィンから気流に熱伝達され、放熱フィンが冷却される。この結果、金属製パイプ内に流れる冷却用液体４が冷却される。熱交換器３３に流入した冷却用液体４は、その温度が低下されて、熱交換器３３から流出される。
【００４８】
そして、冷却用ファン３６として、建物に設置された空調用ファンが用いられている。空調用ファンは、建物の内気と外気とを入れ換えるものである。熱交換器３３は、空調用ファンの送風路の途中の適宜の場所に設置されている。
【００４９】
次に、本発明の実施例１の作用について述べる。
【００５０】
ポンプ３５が運転すると、タンク３４から冷却用液体４が汲み取られ、連通管１６を介して並設された最も一端側の器具本体２の中空孔７に通流される。隣接する器具本体２の中空孔７，７は、連通管１６により順次連結されているので、全ての器具本体２の中空孔７，７に冷却用液体４が流れる。そして、冷却用液体４は、並設された最も他端側の器具本体２の中空孔７から流出し、連通管１６を介して熱交換器３３に流入し、金属製パイプ内に流れて流出し、連通管１６を介してタンク３４に流入して貯蔵される。
【００５１】
こうして、冷却用液体４は、ポンプ３１により強制的に通流され、連通管１６を介してポンプ３５、器具本体２の中空孔７，７、熱交換器３３およびタンク３４の通流経路内で循環する。そして、冷却用液体４は、熱交換器３３および冷却用ファン３６により外気との熱交換が行われて冷却される。
【００５２】
器具本体２の基材６は、アルミ押出材からなるので、熱伝導率が高く、中空孔７，７に流れる冷却用液体４に熱伝導しやすい。すなわち、基材６の本体部１１は、中空孔７，７に流れている冷却用液体４によって冷却されている。
【００５３】
そして、点灯装置３が給電されると、発光ダイオード１０が点灯する。発光ダイオード１０は、可視光例えば白色光を放射する。可視光は、基材６の一対の側板部１２，１２間の開口から建物の床面側に出射される。ここで、一対の側板部１２，１２は、下面１１ａ側に発光ダイオード１０が配設されている本体部１１の長手方向の下端両側に設けられているので、発光ダイオード１０からの放射光を建物の床面側に反射する反射板として機能するとともに、器具本体２の直下から離れた位置から器具本体２を斜め上方に見上げるときに発光ダイオード１０の配設位置を視認しにくくしている。これにより、器具本体２を斜め上方に見上げたときに、発光ダイオード１０からの放射光の眩しさが低減される。
【００５４】
また、発光ダイオード１０が点灯すると、その点灯に伴って熱が発生する。当該熱は、配線パターン９および絶縁層８を介して基材６の本体部１１に伝熱される。そして、配線パターン９は、高い熱伝導率を有する例えば銅箔からなり、絶縁層８は、高い熱伝導率を有する例えばプリプレグからなり、さらに、基材６の本体部１１は、中空孔７，７に流れている冷却用液体４により冷却されているので、発光ダイオード１０に発生した熱は、迅速に基材６の本体部１１に伝熱されて冷却用液体４に熱伝達される。
【００５５】
冷却用液体４は、当該熱伝達により温度上昇する。また、発光ダイオード１０に発生する熱が大きいほど、冷却用液体４に熱伝達される熱量が多くなり、それに伴って冷却用液体４の温度が上昇する。
【００５６】
そして、発光ダイオード１０に発生する熱は、冷却用液体４により基材６（器具本体２）の外部に排出される。また、発光ダイオードに発生する熱は、基材６の本体部１１から一対の側板部１２，１２に伝熱されて外気に放熱される。これにより、基材６の温度が低下しほぼ一定になるとともに、発光ダイオード１０の温度上昇が抑制される。この結果、発光ダイオード１０は、その発光効率の低下が抑制されて、安定した可視光を放射する。すなわち、器具本体２から安定した照明光が出射される。
【００５７】
また、発光ダイオード１０に発生した熱が迅速に基材６の外部に排出されるので、高出力形の発光ダイオード１０を用いることが可能となる。これにより、発光ダイオード１０から放射される光量が多くなり、器具本体２から出射される照明光により建物の床面側を明るく照明することができる。
【００５８】
そして、冷却用液体４は、ポンプ３５により、連通管１６を介してポンプ３５、器具本体２の中空孔７，７、熱交換器３３およびタンク３４の通流経路内で循環されるので、冷却用液体４のランニングコストは、タンク３４などで蒸発するなどして減少した冷却用液体４の補給分で済んで抑制される。この結果、照明装置１のコスト上昇を抑制することができる。
【００５９】
また、熱交換器３３は、冷却ファン３６により強制冷却されているので、自然冷却のときと比較して、冷却用液体４と熱交換器３３との熱交換量が多くなり、その分、器具本体２（基材６）で温度上昇した冷却用液体４の温度が低下する。そして、冷却用液体４の温度が低下する分、基材６の本体部１１と冷却用液体４との熱交換が上昇し、基材６の本体部１１の温度が低下されるので、さらに発光ダイオード１０の温度上昇を抑制することができる。
【００６０】
また、冷却用液体４の単位時間当たりの通流量を少なくすることが可能となるので、小型のポンプ３５を用いることができ、または、インバータを用いてポンプ３５の圧送力（通流力）を低減することができて、ポンプ３５の消費電力量を低減することができる。この結果、照明装置１の省電力化を図ることができる。
【００６１】
また、冷却用ファン３６として、建物に設置された空調用ファンを用いることにより、熱交換器３３を強制冷却する専用の冷却用ファンを設置することなく冷却用液体４の温度を低下させることができるので、照明装置１のコスト上昇を抑制することができる。
【００６２】
そして、器具本体２は、アルミ押出材により、基材６が本体部１１および一対の側板部１２，１２を有する所望の形状で比較的に薄く形成されるとともに、中空孔７，７もアルミ押出材により形成されるので、簡素な構成で比較的軽量にかつ安価に形成することができる。すなわち、基材６および中空孔７
を切削などしないで形成するので、省力化を図ることができて、照明装置１を安価にすることができる。
【００６３】
なお、中空孔７は、２個に限らず、図６（ａ）に示すように、１個に形成してもよい。この場合には、基材６の一端側６ａにおいて、連結金具１３に中空孔７Ａの入口となる連通管１６ａが連結され、基材６の他端側６ｂにおいて、連結金具１４に中空孔７Ａの出口となる連通管１６ｂが連結される。そして、複数の器具本体２Ａが直列的に配設されるときには、連通管１６ｂを隣接する器具本体２Ａの連結金具１３に連結し、冷却用液体４が図７（ａ）に示すように流れるようにするとよい。また、複数の器具本体２Ａが並列的に配設されるときには、連通管１６ｂを隣接する器具本体２Ａの連結金具１４に連結し、冷却用液体４が図７（ｂ）に示すように流れるようにするとよい。
【００６４】
また、中空孔７は、３個以上に形成してもよい。図６（ｂ）は、３個の中空孔７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを有する器具本体２Ｂを示す。この器具本体２Ｂにおいて、中空孔７Ｂ，７Ｃ，７Ｄのうち、上述したように、１個または２個を利用してもよい。そして、３個の中空孔７Ｂ，７Ｃ，７Ｄを利用する場合、複数の器具本体２Ｂが直列的に配設されるときには、図８（ａ）に示すように、複数の器具本体２Ｂが並列的に配設されるときには、図８（ｂ）に示すように、冷却用液体４が流れるように連通管１６を連結することができる。
【００６５】
また、中空孔７は、略長方体の形状に形成したが、これに限らず、円柱状など所望の形状に形成されてもよい。また、中空孔７は、基材６の本体部１１の内部において、蛇行状や波形などに形成されてもよい。
【実施例２】
【００６６】
図９は、本発明の実施例２を示す照明装置の構成図である。なお、図１と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００６７】
図９に示す照明装置３７は、図１に示す照明装置１において、通流手段５に制御装置３８を具備したものである。この制御装置３８には、温度センサー３９により器具本体２の基材６の本体部１１の温度が入力され、温度センサー４０により器具本体２の中空孔７，７に通流される冷却用液体４の温度が入力される。
【００６８】
制御装置３８は、基材６の本体部１１の温度または冷却用液体４の温度に応じて冷却用ファン３６の羽根３６ａの回転速度を制御し、送風量を変化させる。すなわち、制御装置３８は、インバータ装置を備えており、本体部１１の温度または冷却用液体４の温度と所定値との差分を演算し、その差分に応じて冷却用ファン３６の羽根３６ａの回転周波数を変化させる。これにより、熱交換器３３での冷却用液体４の熱交換量が変化し、タンク３４に所定の温度の冷却用液体４が貯蔵されるようになる。
【００６９】
そして、当該冷却用液体４が器具本体２の中空口７，７に通流されることにより、基材６の本体部１１の温度が略一定に制御され、これに伴って、発光ダイオード１０の温度も略一定になる。これにより、発光ダイオード１０から略一定の可視光が放射される。
【００７０】
このように、基材６の本体部１１の温度の温度または冷却用液体４の温度に応じて冷却用ファン３６を制御することにより、発光ダイオード１０から略一定の可視光が放射されるので、器具本体２により建物の床面側を略一定の明るさ（照度）で照明することができる。
【実施例３】
【００７１】
図１０および図１１は、本発明の実施例３を示し、図１０は器具本体の概略横断面図、図１１は器具本体の概略上面図である。なお、図２（ａ）および図４と同一部分には、同一符号を付して説明は省略する。
【００７２】
図１０に示す照明装置４１は、図２（ａ）に示す器具本体２において、基材６の本体部１１の上面１１ａに通流手段としての通流ユニット４２が配設されたものである。通流ユニット４２からは、図１１に示すように、連通管１６ａ，１６ｂが導出されている。連通管１６ａ，１６ｂは、それぞれ連結金具１３を介して基材６の図示しない中空孔７，７の入口側開口および出口側開口に連結されている。
【００７３】
そして、通流ユニット４２は、図１に示す通流手段５により形成されている。すなわち、それぞれ小型の熱交換器３３、タンク３４、ポンプ３５および冷却用ファン３６を有して構成されている。
【００７４】
通流ユニット４２は、１個の器具本体２の中空孔７，７との間で冷却用液体４を循環させるものである。このとき、基材６からの熱伝達による冷却用液体４の温度上昇が比較的小さく、かつ冷却用液体４の比較的少ない流量の通流によっても基材６の温度を低下させることが可能である。したがって、熱交換器３３、タンク３４、ポンプ３５および冷却用ファン３６をそれぞれ小型化することができるものである。
【００７５】
照明装置４１は、器具本体２、点灯装置３、冷却用液体４および通流ユニット４２が一体化されて形成されているので、１個または複数個を天井１８などの造営物に適宜配設することができる。そして、複数の照明装置４１を配設する場合であっても、天井１８の裏側などでの配管を要しないので、省力化を図ることができ、照明設備の大型化を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明の照明装置１，３７，４１は、建物の事務所や店舗などの床面側を照明するベースライトとして適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１，３７，４１…照明装置 ２…器具本体 ３…点灯装置 ４…冷却用液体 ５…通流手段 ６…基材 ７…中空孔 １０…発光ダイオード １６…通流手段としての連通管 ３３…通流手段としての熱交換器 ３６…通流手段としての冷却用ファン ４２…通流手段としての通流ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口が形成され、内部に中空孔が設けられたアルミ押出材からなる基材およびこの基材の表面側に実装された発光ダイオードを有する器具本体と； 前記発光ダイオードを点灯する点灯装置と； 前記基材の開口を介して内部の中空孔に通流される冷却用液体と； この冷却用液体を強制的に通流させる通流手段と；を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記通流手段は、前記基材の開口に連結された連通管と、この連通管に連結され前記冷却用液体の熱を外気に放熱させる熱交換器と、前記冷却用液体を前記基材と前記熱交換器との間で循環させる循環手段とを有してなることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項１】
両端に開口が形成され、内部に中空孔が設けられたアルミ押出材からなる基材およびこの基材の表面側に実装された発光ダイオードを有する器具本体と； 前記発光ダイオードを点灯する点灯装置と； 前記基材の開口を介して内部の中空孔に通流される冷却用液体と； この冷却用液体を強制的に通流させる通流手段と；を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記通流手段は、前記基材の開口に連結された連通管と、この連通管に連結され前記冷却用液体の熱を外気に放熱させる熱交換器と、前記冷却用液体を前記基材と前記熱交換器との間で循環させる循環手段とを有してなることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−１９２１５２（Ｐ２０１０−１９２１５２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２６３４（Ｐ２００９−３２６３４）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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