ＬＥＤ照明装置
【課題】簡単な構成で熱抵抗を低く抑えることができ、ＬＥＤ素子から発生した熱を効率良く放熱させることが可能なＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】取り付け板部１６Ａの剛性は高さのある壁部１６２２により確保され、取り付け板部１６Ａに作用する冷却用作動液２８の飽和蒸気圧に対して、また、冷却用作動液２８の注入時における真空状態あるいは真空に近い減圧状態に対して、取り付け板部１６Ａが変形することなく耐えることが可能となる。したがって、取り付け板部１６Ａの剛性が壁部１６２２で確保されていることから、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす壁部１６２０を薄くでき、ＬＥＤ素子１４から発生する熱を冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
【解決手段】取り付け板部１６Ａの剛性は高さのある壁部１６２２により確保され、取り付け板部１６Ａに作用する冷却用作動液２８の飽和蒸気圧に対して、また、冷却用作動液２８の注入時における真空状態あるいは真空に近い減圧状態に対して、取り付け板部１６Ａが変形することなく耐えることが可能となる。したがって、取り付け板部１６Ａの剛性が壁部１６２２で確保されていることから、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす壁部１６２０を薄くでき、ＬＥＤ素子１４から発生する熱を冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いた照明装置、特にヒートシンクを組み込んだ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを用いた照明装置は、昨今の省エネルギー化の課題に応える解決策の一つとして普及してきている。ＬＥＤは、低消費電力であることに加えて長寿命であるという特性を持っているため、世界中で関連技術が研究されており、進化の非常に早い半導体であるといえる。
以前は表示ランプ等の低消費電力の製品に限られていたが、高出力のＬＥＤ素子の開発に伴い、近年はこれを活用した高出力の照明装置も出現してきた。ＬＥＤ照明装置の照明効果は非常に高く、蛍光灯を超えるものも存在する。また、ＬＥＤ光は直線に照射されるために、全光束値に比して照度値が高く、強い光線を発する。また、最適な条件で使用すれば、６万時間を超える寿命も期待できるとされている。
このように、ＬＥＤを用いた照明装置には利点も多いが、高出力のＬＥＤは熱の発生量が非常に大きくなるため、それに伴う課題が生じる。たとえば、ＬＥＤ素子の劣化を防ぐために、ＬＥＤ素子から発生する熱を効率的に放散させる必要がある。
したがって、照明用のＬＥＤ素子が実装された基板と、それを固定する台座、また、ＬＥＤから発生した熱を移動させるヒートパイプや放熱フィン等からなるヒートシンクを備えた構造のＬＥＤ照明装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６７４３５号公報
【特許文献２】特開２００９−６４６６１号公報
【特許文献３】特開２００６−２１０５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように従来のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子が実装された基板を固定する台座やヒートパイプ、放熱フィンといった様々な構成要素を必要としているため、複雑な構造であった。
また、ＬＥＤ素子から発生した熱を効率良く放散させるには、ヒートパイプとこれに接する構成要素との密着度が高いことが好ましいが、実際にはそれぞれの素材や形状の違い等の要因により、高い密着度を持って構成することは難しい。
また、ヒートパイプと各構成要素との素材の違い等の原因によって、ヒートシンクの熱抵抗を低く抑えることも難しかった。近年の高出力のＬＥＤ照明装置に対応させるためには、ＬＥＤ素子用のヒートシンクの熱抵抗を従来よりも低く抑え、ＬＥＤ素子から発生する熱を現状よりも効率的に放散させることが望まれていた。
この発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、熱抵抗を従来よりも低く抑えて、さらにＬＥＤ素子から発生した熱を効率的に放熱させることが可能なＬＥＤ照明装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明のＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ素子が実装された基板とこの基板を支持する支持部材とを有する照明部と、前記支持部材を支持し冷却する冷却部とを備えたＬＥＤ照明装置であって、前記支持部材は、その厚さ方向の一方の面が前記基板が取着される取り付け面とされ、厚さ方向の他方の面が背面とされる取り付け板部を有し、前記冷却部は、長さを有しその長手方向の端部が開放された冷却筒と、前記冷却筒の開放された端部が前記背面で閉塞されることで形成され前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けると鉛直方向に沿って延在する内部空間と、前記内部空間に封入された冷却用作動液とを備え、前記取り付け板部の厚さ方向から見て、前記内部空間内に位置する前記背面の内側に前記実装された複数のＬＥＤ素子が位置し、前記内部空間内に位置する前記背面の全域に、前記取り付け面側に窪み互いに切り離された多数の凹部がハニカム状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
ＬＥＤ照明装置の動作時にＬＥＤ素子から発生した熱は、基板を経て取り付け面から取り付け板部に伝導され、取り付け板部から冷却用作動液に伝導される。
熱が冷却用作動液に伝導されると、冷却用作動液は容易に蒸発し気化し、気化した冷却用作動液２８の熱が冷却筒２２に伝導され外部に放熱される。
このようにして、内部空間の上部で凝縮熱が放出されることにより、冷却用作動液は冷却されて液化し、重力によって再び取り付け板部上に戻され、この冷却用作動液の循環が連続して行われる。
本発明では、取り付け板部の剛性は、隣り合う凹部間に位置する高さのある壁部により確保され、冷却用作動液の飽和蒸気圧に対して、また、冷却用作動液の注入時における真空状態あるいは真空に近い減圧状態に対して、取り付け板部が変形することなく耐えることが可能となる。したがって、取り付け板部の剛性が隣り合う凹部間に位置する高さのある壁部で確保されていることから、凹部の底面をなす壁部を薄くできる。
本発明では、取り付け板部の厚さ方向から見て、内部空間内に位置する背面の内側に全てのＬＥＤ素子が位置しており、しかも、凹部の底面をなす壁部は薄い。
したがって、全てのＬＥＤ素子から発生する熱を、凹部の底面をなす薄い壁部を介して冷却用作動液へ効果的に伝導し、全てのＬＥＤ素子を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態のＬＥＤ照明装置を、照明部の側から見た斜視図である。
【図２】実施の形態のＬＥＤ照明装置を、支持部の側から見た斜視図である。
【図３】実施の形態のＬＥＤ照明装置の断面正面図であり、図１のＸ―Ｘ線断面に相当している。
【図４】中間接続部材に取り付ける前の状態の照明部の平面図である。
【図５】取り付け板部の拡大断面図である。
【図６】実施の形態のＬＥＤ照明装置を、照明部の側から見た断面斜視図である。
【図７】実施の形態のＬＥＤ照明装置の平面図である。
【図８】実施の形態の変形例のＬＥＤ照明装置の断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図３からも理解できるように、実施の形態のＬＥＤ照明装置２は、照明部１０と、この照明部１０を支持する冷却部２０とを備え、冷却部２０の内部空間Ｓに封入された冷却用作動液２８の蒸発熱により照明部１０の複数のＬＥＤ素子１４を冷却するものである。
図１〜図６に示す実施の形態のＬＥＤ照明装置２は、ＬＥＤ照射光が鉛直下側に照射されるような向きに支持されて使用されるものである。
ＬＥＤ照明装置２は、例えば、使用箇所がトンネルであれば、トンネル内の上壁や側壁に配置され、使用箇所が建物であれば、天井や壁面に配置され、その際に、フックなどの従来公知の様々な取り付け具が冷却部２０あるいは照明部１０に設けられるが、図面では省略している。
【０００９】
照明部１０は、基板１２、ＬＥＤ素子１４、支持部材１６を含んで構成されている。
本実施の形態では基板１２は円形を呈し、この基板１２に複数のＬＥＤ素子１４が実装されている。
支持部材１６は、取り付け板部１６Ａとリフレクタ１６Ｂとを含んで構成されている。
取り付け板部１６Ａは円形を呈し、図５に示すように、取り付け板部１６Ａの厚さ方向の一方の面は、基板１２が取着される取り付け面１６０２とされ、厚さ方向の他方の面は背面１６０４とされる。
取り付け板部１６Ａは、この取り付け板部１６Ａを水平にした状態で、取り付け面１６０２により基板１２を鉛直上側から支持し、基板１２に実装した複数のＬＥＤ素子１４を鉛直下方に向ける。
リフレクタ１６Ｂは、基板１２の周囲を覆うように、取り付け板部１６Ａの周囲に設けられている。
リフレクタ１６Ｂは、ＬＥＤ素子１４からの照射光を反射して集光し、所望の照射量の光を照射する。
【００１０】
本実施の形態では、内部空間Ｓ内に位置する取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域に、取り付け面１６０２側に窪み互いに切り離された多数の凹部１６１０がハニカム状に形成されている。言い換えると、多数の凹部１６１０が互いに近接した状態で形成されている。
本実施の形態では、凹部１６１０は断面が円形である。
したがって、図５に示すように、取り付け板部１６Ａは、多数の凹部１６１０の底面１６１０Ａと取り付け面１６０２との間に位置する壁部１６２０と、取り付け面１６０２と背面１６０４とにわたって延在し隣り合う凹部１６１０間に位置する壁部１６２２とを有している。
凹部１６１０は、底面１６１０Ａと、底面１６１０Ａの周囲から起立し背面１６０４に接続される側面１６１０Ｂとを有している。
さらに、本実施の形態では、底面１６１０Ａと側面１６１０Ｂとの境の箇所は凹状の湾曲面１６１０Ｃで接続されている。
また、複数のＬＥＤ素子１４は、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に位置する基板１２の箇所に、ＬＥＤ素子１４の中心が位置するように配置されている。
【００１１】
このように構成することで、取り付け板部１６Ａの剛性は高さのある壁部１６２２により確保され、取り付け板部１６Ａに作用する冷却用作動液２８の飽和蒸気圧に対して、また、冷却用作動液２８の注入時における真空状態あるいは真空に近い減圧状態に対して、取り付け板部１６Ａが変形することなく耐えることが可能となる。
したがって、取り付け板部１６Ａの剛性が壁部１６２２で確保されていることから、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす壁部１６２０を薄くでき、ＬＥＤ素子１４から発生する熱を冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
この場合、図５に示すように、複数のＬＥＤ素子１４を、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に位置する基板１２の箇所に配置すると、ＬＥＤ素子１４から発生する熱は厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより有利となる。
さらに、複数のＬＥＤ素子１４を、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に、ＬＥＤ素子１４の中心が位置するように配置すると、ＬＥＤ素子１４から発生する熱の大半が厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより一層有利となる。
また、図５に示すように、底面１６１０Ａと側面１６１０Ｂとの境の箇所に、凹状の湾曲面１６１０Ｃを設けると、冷却用作動液２８の飽和蒸気圧が取り付け板部１６Ａに作用した際に、底面１６１０Ａと側面１６１０Ｂとの境の箇所での応力集中を緩和でき、取り付け板部１６Ａの耐久性を高める上で有利となる。
なお、ＬＥＤ素子１４の配置の如何によっては、強度的に耐えられる限りにおいて、隣り合う幾つかの凹部１６１０が連通する場合も生じる。
【００１２】
冷却部２０は支持部材１６を支持するとともに、ＬＥＤ照明装置２の動作時に、ＬＥＤ素子１４から発生した熱を移動させて放散させる。したがって冷却部２０はヒートパイプ機能を有するヒートシンクを兼ねる。
冷却部２０は、冷却筒２２、放熱フィン２４、内部空間Ｓ、冷却用作動液２８を含んで構成されている。
冷却筒２２は、円筒状を呈し、その長手方向の一方の端部が開放され、この開放された端部は、取り付け板部１６Ａの背面１６０４で閉塞されている。
冷却筒２２の長手方向の他方の端部には、栓状の封止部２２Ａが設けられている。
放熱フィン２４は、冷却筒２２を全長にわたって延在しており、冷却筒２２の外周面に周方向に間隔をおいて設けられ、冷却筒２２と一体に設けられている。
【００１３】
本実施の形態では、冷却筒２２は、冷却筒２２の長手方向の端部に取着され取り付け板部１６Ａを支持する中空の中間接続部材２６を含んで構成されている。
この実施の形態のＬＥＤ照明装置２のように、照明部１０の径が冷却筒２２の径よりも大きい場合には、すなわち複数のＬＥＤ素子１４が配置される領域が、冷却筒２２の内部空間をその長手方向と直交する面で切断した断面積よりも大きい場合には、中間接続部材２６を備えることにより、照明部１０と冷却部２０とを互いに強固に連結する上で有利となる。
中間接続部材２６は中空状で、冷却筒２２の端部に取着される基部と、基部から次第に拡径する傾斜部とを有している。
したがって、内部空間Ｓは、冷却筒２２の内部で区画される均一断面で直線状に延在する円柱空間部Ｓ１と、中間接続部材２６の内側に形成され円柱空間部Ｓ１の長手方向の端部に接続し円柱空間部Ｓ１から離れるに至るにつれて次第に断面積が増加する傾斜空間部Ｓ２とを有している。
また、支持部材１６を支持する冷却部２０の箇所は、円柱空間部Ｓ１から離れた側の傾斜空間部Ｓ２を形成する中間接続部材２６の端部となり、背面１６０４で閉塞される冷却筒２２の開放された端部は、円柱空間部Ｓ１から離れた側の傾斜空間部Ｓ２の端部となる。
【００１４】
また、図３、図４に示すように、中間接続部材２６を備えることにより、取り付け板部１６Ａの厚さ方向から見て、内部空間Ｓ内に位置する背面１６０４の内側に、実装された複数のＬＥＤ素子１４が位置するように、取り付け板部１６Ａは設けられ、冷却用作動液２８の蒸発熱により全てのＬＥＤ素子を効率良く冷却するようにしている。
なお、本実施の形態のＬＥＤ照明装置２では、図７に示すように、冷却筒２２の軸方向から見て放熱フィン２４を含む冷却部２０が、支持部材１６を含む照明部１０内に収まる構造としてある。具体的には、放熱フィン２４を含む冷却部２０の径Ｗ１を、支持部材１６の径Ｗ２以下の大きさに設定している。
すなわち、平面視した状態で複数の放熱フィン２４を含む冷却部２０の輪郭は、照明部１０の輪郭の内側に収まるように配置されている。
【００１５】
なお、冷却筒２２、中間接続部材２６、支持部材１６は、熱伝導性が高い材料で形成され、また、冷却用作動液２８の注入時の真空状態に耐え、また、使用時には冷却用作動液２８の飽和蒸気圧に耐えられる材料で形成される。例えば、熱伝導性が高く軽量なアルミニウム等が好適である。また、ダイカスト法等で製造するとコストダウンを図る上で有利となる。
また、冷却筒２２への封止部２２Ａの取り付け、冷却筒２２と中間接続部材２６との取り付け、中間接続部材２６と支持部材１６との取り付けには溶接が用いられ、長期にわたりそれら部材間に隙間がない状態が保持され、ＬＥＤ照明装置２の耐久性が高められている。なお、図３において符号３０は溶接箇所を示している。
【００１６】
冷却用作動液２８は、ＬＥＤ素子１４の発光時の熱を受け取った時、容易に気化して放散させ、熱の移動を効率よく行わせる。したがって冷却部２０はヒートパイプ機能を有するヒートシンクを兼ねる。
冷却用作動液２８は、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域が冷却用作動液２８中に常時浸漬される量で封入されている。すなわち、内部空間Ｓの下部には冷却用作動液２８による液体部２８Ａが常時存在し、その液面が、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域の上方に常時位置する量で冷却用作動液２８が封入されている。
冷却用作動液２８として、例えば、水やアルコール等の液体や、シリコン油のような絶縁性が高く不燃性の液体など、従来公知の様々な液体が使用可能である。
冷却用作動液２８に用いる液体にもよるが、内部空間Ｓの容積の１５％程度の体積量の冷却用作動液２８を封入すると、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域が冷却用作動液２８中に常時浸漬される。例えば、冷却用作動液２８は円柱空間部Ｓ１の下端まで封入される。
冷却用作動液２８の内部空間Ｓへの注入は、内部空間Ｓを真空状態あるいは真空に近い減圧状態にして封止部２２Ａの孔２２Ｂから行い、注入後、孔２２Ｂは溶接により隙間が無い状態で閉塞される。
【００１７】
次に、動作について説明する。
ＬＥＤ照明装置２の動作時にＬＥＤ素子１４から発生した熱は、基板１２を経て取り付け面１６０２から取り付け板部１６Ａに伝導され、取り付け板部１６Ａから液体部２８Ａの冷却用作動液２８に伝導される。
熱が冷却用作動液２８に伝導されると、冷却用作動液２８は容易に蒸発し気化する。そして、気化した冷却用作動液２８は、内部空間Ｓ内で上昇し、また、気化した冷却用作動液２８の熱が冷却筒２２を経て放熱フィン２４に伝導され、放熱フィン２４から外部に放熱される。
このようにして、内部空間Ｓの上部で凝縮熱が放出されることにより、冷却用作動液２８は冷却されて液化し、重力によって再び取り付け板部１６Ａ上の液体部２８Ａに戻され、この冷却用作動液２８の循環が連続して行われる。
【００１８】
本実施の形態では、冷却部２０自体が、ＬＥＤ素子１４から発生した熱を移動させて放熱させる、ヒートパイプとして機能する、ヒートシンクとして働く構造となっている。
そのため、従来のＬＥＤ照明装置２と比較して非常に簡易な構造でありながら、それゆえに熱抵抗が高くなる心配もなく、ＬＥＤ素子１４から発生した熱を効率的に放散させることが可能となる。
【００１９】
また、本実施の形態では、取り付け板部１６Ａの厚さ方向から見て、内部空間Ｓ内に位置する背面１６０４の内側に全てのＬＥＤ素子１４が位置しており、しかも、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす壁部１６２０は薄い。
したがって、全てのＬＥＤ素子１４から発生する熱を冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、全てのＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
また、複数のＬＥＤ素子１４は、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に位置する基板１２の箇所に配置されているので、ＬＥＤ素子１４から発生する熱は厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより有利となる。
この場合、複数のＬＥＤ素子１４を、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に、ＬＥＤ素子１４の中心が位置するように配置すると、ＬＥＤ素子１４から発生する熱の大半が厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより一層有利となる。
【００２０】
また、平面視した状態で複数の放熱フィン２４を含む冷却部２０の輪郭は、照明部１０の輪郭の内側に収まるように配置されているので、ＬＥＤ照明装置２の取り扱いにおいて便利となる。
例えば、放熱フィン２４が照明部１０の外側に大きくはみ出す構造でないため、放熱フィン２４が破損しにくく、劣化等の心配が少ない。
また、照明部１０の大きさに合わせて、たとえば冷却部２０を覆う部材等の設計も容易に行うことができる。
また、ＬＥＤ照明装置２の出荷時や収納時等にも、照明部１０の大きさに合わせた適切な緩衝材で覆うのみで、放熱フィン２４が傷つく心配もなく、積載したり収納したりすることができる。
【００２１】
次に、図８を参照して本実施の形態の変形例について説明する。
なお、前記実施の形態と同様な箇所、部材には同一の符号を付して説明する。
前記実施の形態では、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、取り付け板部１６Ａの背面１６０４が鉛直上方に向けられ、取り付け面１６０２およびＬＥＤ素子１４が鉛直下方に向けられていたのに対し、この変形例では、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、背面１６０４および取り付け面１６０２ならびにＬＥＤ素子１４が鉛直方向に対して斜めに向けられる点が異なっている。
この変形例でも照明部１０は、基板１２、ＬＥＤ素子１４、支持部材１６を含んで構成され、冷却部２０は、冷却筒２２、放熱フィン２４、中間接続部材２６、内部空間Ｓ、冷却用作動液２８を含んで構成されている。
照明部１０の構成および冷却筒２２と放熱フィン２４の構成は前記実施の形態と同様であり、中間接続部材２６の構成が前記実施の形態と異なっている。
【００２２】
この変形例のＬＥＤ照明装置２のように、冷却筒２２を鉛直方向に向けた状態で、例えば、鉛直方向と交差する方向である水平方向を照明する場合に、中間接続部材２６を用いると、照明部１０と冷却部２０とを互いに強固に連結する上で有利となる。
冷却筒２２は中間接続部材２６を含んで構成され、中間接続部材２６は中空状で、冷却筒２２の端部に取着される基部と、基部に接続し基部の軸心に対して軸心が直交する側部とを有し、この側部の端部に、支持部材１６が取着されている。
したがって、冷却部２０は、長さを有しその長手方向の端部(この変形例では前記側部の端部)が開放された冷却筒２２と、冷却筒２２の開放された端部が取り付け板部１６Ａの背面１６０４で閉塞されることで形成され冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けると鉛直方向に沿って延在する内部空間Ｓと、内部空間Ｓに封入された冷却用作動液２８とを備える。
また、内部空間Ｓは、冷却筒２２の内部で区画される均一断面で直線状に延在する円柱空間部Ｓ１と、中間接続部材２６の内側に形成され円柱空間部Ｓ１の長手方向の端部に接続し軸心を円柱空間部Ｓ１に対して直交させた下部空間部Ｓ３とを有している。
冷却用作動液２８は、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域が冷却用作動液２８中に常時浸漬される量で封入され、例えば、冷却用作動液２８は円柱空間部Ｓ１の下端まで封入される。
【００２３】
この変形例でも、取り付け板部１６Ａの厚さ方向から見て、内部空間Ｓ内に位置する背面１６０４の内側に実装された複数のＬＥＤ素子１４が位置し、内部空間Ｓ内に位置する取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域に、取り付け面１６０２側に窪み互いに切り離された多数の凹部１６１０がハニカム状に形成されている。
したがって、この変形例によっても、ＬＥＤ素子１４から発生する熱を、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす薄い壁部１６２０により冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となるなど前記実施の形態と同様な効果が奏される。
【００２４】
本発明は上述の実施の形態に限定されないことは明らかである。
たとえば、実施の形態のＬＥＤ照明装置２においては特に図示していないが、ＬＥＤ素子１４は、これを囲うような部材により保護する構成を取っても良い。たとえば、電球等に通常使用される半透明の保護部材で囲うことも可能である。保護部材を用いることにより、発光部の保護や照明光の強弱の調節等を行うことが可能であり、目的に応じて使用するものとする。
【００２５】
また、実施の形態のＬＥＤ照明装置２は、冷却部２０を円筒状の冷却筒２２と放熱フィン２４とで構成した例を示したが、冷却用作動液２８が重力により循環可能な構造であれば、冷却部２０の形状は実施の形態のものに限定されることはなく、目的に応じた形状の支持部を採択することが可能である。
また、基板１２は円板状であるものとしたが、基板１２の形状も、また、照明部１０全体の形状も、実施の形態のものに限定されることはない。
また、実施の形態のＬＥＤ照明装置２では、吊り下げ型の照明装置の例を示したが、天井に埋め込むタイプのいわゆるダウンライト型の照明装置等、その他の照明に適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
２……ＬＥＤ照明装置、１０……照明部、１２……基板、１４……ＬＥＤ素子、１６……支持部材、１６Ａ……取り付け板部、１６０２……取り付け板部、１６０４……背面、１６１０……凹部、１６Ｂ……リフレクタ、２０……冷却部、２２……冷却筒、２４……放熱フィン、Ｓ……内部空間、２８……冷却用作動液。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いた照明装置、特にヒートシンクを組み込んだ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを用いた照明装置は、昨今の省エネルギー化の課題に応える解決策の一つとして普及してきている。ＬＥＤは、低消費電力であることに加えて長寿命であるという特性を持っているため、世界中で関連技術が研究されており、進化の非常に早い半導体であるといえる。
以前は表示ランプ等の低消費電力の製品に限られていたが、高出力のＬＥＤ素子の開発に伴い、近年はこれを活用した高出力の照明装置も出現してきた。ＬＥＤ照明装置の照明効果は非常に高く、蛍光灯を超えるものも存在する。また、ＬＥＤ光は直線に照射されるために、全光束値に比して照度値が高く、強い光線を発する。また、最適な条件で使用すれば、６万時間を超える寿命も期待できるとされている。
このように、ＬＥＤを用いた照明装置には利点も多いが、高出力のＬＥＤは熱の発生量が非常に大きくなるため、それに伴う課題が生じる。たとえば、ＬＥＤ素子の劣化を防ぐために、ＬＥＤ素子から発生する熱を効率的に放散させる必要がある。
したがって、照明用のＬＥＤ素子が実装された基板と、それを固定する台座、また、ＬＥＤから発生した熱を移動させるヒートパイプや放熱フィン等からなるヒートシンクを備えた構造のＬＥＤ照明装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２６７４３５号公報
【特許文献２】特開２００９−６４６６１号公報
【特許文献３】特開２００６−２１０５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように従来のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子が実装された基板を固定する台座やヒートパイプ、放熱フィンといった様々な構成要素を必要としているため、複雑な構造であった。
また、ＬＥＤ素子から発生した熱を効率良く放散させるには、ヒートパイプとこれに接する構成要素との密着度が高いことが好ましいが、実際にはそれぞれの素材や形状の違い等の要因により、高い密着度を持って構成することは難しい。
また、ヒートパイプと各構成要素との素材の違い等の原因によって、ヒートシンクの熱抵抗を低く抑えることも難しかった。近年の高出力のＬＥＤ照明装置に対応させるためには、ＬＥＤ素子用のヒートシンクの熱抵抗を従来よりも低く抑え、ＬＥＤ素子から発生する熱を現状よりも効率的に放散させることが望まれていた。
この発明は以上の点を鑑みてなされたものであり、熱抵抗を従来よりも低く抑えて、さらにＬＥＤ素子から発生した熱を効率的に放熱させることが可能なＬＥＤ照明装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した目的を達成するために、本発明のＬＥＤ照明装置は、複数のＬＥＤ素子が実装された基板とこの基板を支持する支持部材とを有する照明部と、前記支持部材を支持し冷却する冷却部とを備えたＬＥＤ照明装置であって、前記支持部材は、その厚さ方向の一方の面が前記基板が取着される取り付け面とされ、厚さ方向の他方の面が背面とされる取り付け板部を有し、前記冷却部は、長さを有しその長手方向の端部が開放された冷却筒と、前記冷却筒の開放された端部が前記背面で閉塞されることで形成され前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けると鉛直方向に沿って延在する内部空間と、前記内部空間に封入された冷却用作動液とを備え、前記取り付け板部の厚さ方向から見て、前記内部空間内に位置する前記背面の内側に前記実装された複数のＬＥＤ素子が位置し、前記内部空間内に位置する前記背面の全域に、前記取り付け面側に窪み互いに切り離された多数の凹部がハニカム状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
ＬＥＤ照明装置の動作時にＬＥＤ素子から発生した熱は、基板を経て取り付け面から取り付け板部に伝導され、取り付け板部から冷却用作動液に伝導される。
熱が冷却用作動液に伝導されると、冷却用作動液は容易に蒸発し気化し、気化した冷却用作動液２８の熱が冷却筒２２に伝導され外部に放熱される。
このようにして、内部空間の上部で凝縮熱が放出されることにより、冷却用作動液は冷却されて液化し、重力によって再び取り付け板部上に戻され、この冷却用作動液の循環が連続して行われる。
本発明では、取り付け板部の剛性は、隣り合う凹部間に位置する高さのある壁部により確保され、冷却用作動液の飽和蒸気圧に対して、また、冷却用作動液の注入時における真空状態あるいは真空に近い減圧状態に対して、取り付け板部が変形することなく耐えることが可能となる。したがって、取り付け板部の剛性が隣り合う凹部間に位置する高さのある壁部で確保されていることから、凹部の底面をなす壁部を薄くできる。
本発明では、取り付け板部の厚さ方向から見て、内部空間内に位置する背面の内側に全てのＬＥＤ素子が位置しており、しかも、凹部の底面をなす壁部は薄い。
したがって、全てのＬＥＤ素子から発生する熱を、凹部の底面をなす薄い壁部を介して冷却用作動液へ効果的に伝導し、全てのＬＥＤ素子を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態のＬＥＤ照明装置を、照明部の側から見た斜視図である。
【図２】実施の形態のＬＥＤ照明装置を、支持部の側から見た斜視図である。
【図３】実施の形態のＬＥＤ照明装置の断面正面図であり、図１のＸ―Ｘ線断面に相当している。
【図４】中間接続部材に取り付ける前の状態の照明部の平面図である。
【図５】取り付け板部の拡大断面図である。
【図６】実施の形態のＬＥＤ照明装置を、照明部の側から見た断面斜視図である。
【図７】実施の形態のＬＥＤ照明装置の平面図である。
【図８】実施の形態の変形例のＬＥＤ照明装置の断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図１〜図３からも理解できるように、実施の形態のＬＥＤ照明装置２は、照明部１０と、この照明部１０を支持する冷却部２０とを備え、冷却部２０の内部空間Ｓに封入された冷却用作動液２８の蒸発熱により照明部１０の複数のＬＥＤ素子１４を冷却するものである。
図１〜図６に示す実施の形態のＬＥＤ照明装置２は、ＬＥＤ照射光が鉛直下側に照射されるような向きに支持されて使用されるものである。
ＬＥＤ照明装置２は、例えば、使用箇所がトンネルであれば、トンネル内の上壁や側壁に配置され、使用箇所が建物であれば、天井や壁面に配置され、その際に、フックなどの従来公知の様々な取り付け具が冷却部２０あるいは照明部１０に設けられるが、図面では省略している。
【０００９】
照明部１０は、基板１２、ＬＥＤ素子１４、支持部材１６を含んで構成されている。
本実施の形態では基板１２は円形を呈し、この基板１２に複数のＬＥＤ素子１４が実装されている。
支持部材１６は、取り付け板部１６Ａとリフレクタ１６Ｂとを含んで構成されている。
取り付け板部１６Ａは円形を呈し、図５に示すように、取り付け板部１６Ａの厚さ方向の一方の面は、基板１２が取着される取り付け面１６０２とされ、厚さ方向の他方の面は背面１６０４とされる。
取り付け板部１６Ａは、この取り付け板部１６Ａを水平にした状態で、取り付け面１６０２により基板１２を鉛直上側から支持し、基板１２に実装した複数のＬＥＤ素子１４を鉛直下方に向ける。
リフレクタ１６Ｂは、基板１２の周囲を覆うように、取り付け板部１６Ａの周囲に設けられている。
リフレクタ１６Ｂは、ＬＥＤ素子１４からの照射光を反射して集光し、所望の照射量の光を照射する。
【００１０】
本実施の形態では、内部空間Ｓ内に位置する取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域に、取り付け面１６０２側に窪み互いに切り離された多数の凹部１６１０がハニカム状に形成されている。言い換えると、多数の凹部１６１０が互いに近接した状態で形成されている。
本実施の形態では、凹部１６１０は断面が円形である。
したがって、図５に示すように、取り付け板部１６Ａは、多数の凹部１６１０の底面１６１０Ａと取り付け面１６０２との間に位置する壁部１６２０と、取り付け面１６０２と背面１６０４とにわたって延在し隣り合う凹部１６１０間に位置する壁部１６２２とを有している。
凹部１６１０は、底面１６１０Ａと、底面１６１０Ａの周囲から起立し背面１６０４に接続される側面１６１０Ｂとを有している。
さらに、本実施の形態では、底面１６１０Ａと側面１６１０Ｂとの境の箇所は凹状の湾曲面１６１０Ｃで接続されている。
また、複数のＬＥＤ素子１４は、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に位置する基板１２の箇所に、ＬＥＤ素子１４の中心が位置するように配置されている。
【００１１】
このように構成することで、取り付け板部１６Ａの剛性は高さのある壁部１６２２により確保され、取り付け板部１６Ａに作用する冷却用作動液２８の飽和蒸気圧に対して、また、冷却用作動液２８の注入時における真空状態あるいは真空に近い減圧状態に対して、取り付け板部１６Ａが変形することなく耐えることが可能となる。
したがって、取り付け板部１６Ａの剛性が壁部１６２２で確保されていることから、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす壁部１６２０を薄くでき、ＬＥＤ素子１４から発生する熱を冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
この場合、図５に示すように、複数のＬＥＤ素子１４を、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に位置する基板１２の箇所に配置すると、ＬＥＤ素子１４から発生する熱は厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより有利となる。
さらに、複数のＬＥＤ素子１４を、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に、ＬＥＤ素子１４の中心が位置するように配置すると、ＬＥＤ素子１４から発生する熱の大半が厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより一層有利となる。
また、図５に示すように、底面１６１０Ａと側面１６１０Ｂとの境の箇所に、凹状の湾曲面１６１０Ｃを設けると、冷却用作動液２８の飽和蒸気圧が取り付け板部１６Ａに作用した際に、底面１６１０Ａと側面１６１０Ｂとの境の箇所での応力集中を緩和でき、取り付け板部１６Ａの耐久性を高める上で有利となる。
なお、ＬＥＤ素子１４の配置の如何によっては、強度的に耐えられる限りにおいて、隣り合う幾つかの凹部１６１０が連通する場合も生じる。
【００１２】
冷却部２０は支持部材１６を支持するとともに、ＬＥＤ照明装置２の動作時に、ＬＥＤ素子１４から発生した熱を移動させて放散させる。したがって冷却部２０はヒートパイプ機能を有するヒートシンクを兼ねる。
冷却部２０は、冷却筒２２、放熱フィン２４、内部空間Ｓ、冷却用作動液２８を含んで構成されている。
冷却筒２２は、円筒状を呈し、その長手方向の一方の端部が開放され、この開放された端部は、取り付け板部１６Ａの背面１６０４で閉塞されている。
冷却筒２２の長手方向の他方の端部には、栓状の封止部２２Ａが設けられている。
放熱フィン２４は、冷却筒２２を全長にわたって延在しており、冷却筒２２の外周面に周方向に間隔をおいて設けられ、冷却筒２２と一体に設けられている。
【００１３】
本実施の形態では、冷却筒２２は、冷却筒２２の長手方向の端部に取着され取り付け板部１６Ａを支持する中空の中間接続部材２６を含んで構成されている。
この実施の形態のＬＥＤ照明装置２のように、照明部１０の径が冷却筒２２の径よりも大きい場合には、すなわち複数のＬＥＤ素子１４が配置される領域が、冷却筒２２の内部空間をその長手方向と直交する面で切断した断面積よりも大きい場合には、中間接続部材２６を備えることにより、照明部１０と冷却部２０とを互いに強固に連結する上で有利となる。
中間接続部材２６は中空状で、冷却筒２２の端部に取着される基部と、基部から次第に拡径する傾斜部とを有している。
したがって、内部空間Ｓは、冷却筒２２の内部で区画される均一断面で直線状に延在する円柱空間部Ｓ１と、中間接続部材２６の内側に形成され円柱空間部Ｓ１の長手方向の端部に接続し円柱空間部Ｓ１から離れるに至るにつれて次第に断面積が増加する傾斜空間部Ｓ２とを有している。
また、支持部材１６を支持する冷却部２０の箇所は、円柱空間部Ｓ１から離れた側の傾斜空間部Ｓ２を形成する中間接続部材２６の端部となり、背面１６０４で閉塞される冷却筒２２の開放された端部は、円柱空間部Ｓ１から離れた側の傾斜空間部Ｓ２の端部となる。
【００１４】
また、図３、図４に示すように、中間接続部材２６を備えることにより、取り付け板部１６Ａの厚さ方向から見て、内部空間Ｓ内に位置する背面１６０４の内側に、実装された複数のＬＥＤ素子１４が位置するように、取り付け板部１６Ａは設けられ、冷却用作動液２８の蒸発熱により全てのＬＥＤ素子を効率良く冷却するようにしている。
なお、本実施の形態のＬＥＤ照明装置２では、図７に示すように、冷却筒２２の軸方向から見て放熱フィン２４を含む冷却部２０が、支持部材１６を含む照明部１０内に収まる構造としてある。具体的には、放熱フィン２４を含む冷却部２０の径Ｗ１を、支持部材１６の径Ｗ２以下の大きさに設定している。
すなわち、平面視した状態で複数の放熱フィン２４を含む冷却部２０の輪郭は、照明部１０の輪郭の内側に収まるように配置されている。
【００１５】
なお、冷却筒２２、中間接続部材２６、支持部材１６は、熱伝導性が高い材料で形成され、また、冷却用作動液２８の注入時の真空状態に耐え、また、使用時には冷却用作動液２８の飽和蒸気圧に耐えられる材料で形成される。例えば、熱伝導性が高く軽量なアルミニウム等が好適である。また、ダイカスト法等で製造するとコストダウンを図る上で有利となる。
また、冷却筒２２への封止部２２Ａの取り付け、冷却筒２２と中間接続部材２６との取り付け、中間接続部材２６と支持部材１６との取り付けには溶接が用いられ、長期にわたりそれら部材間に隙間がない状態が保持され、ＬＥＤ照明装置２の耐久性が高められている。なお、図３において符号３０は溶接箇所を示している。
【００１６】
冷却用作動液２８は、ＬＥＤ素子１４の発光時の熱を受け取った時、容易に気化して放散させ、熱の移動を効率よく行わせる。したがって冷却部２０はヒートパイプ機能を有するヒートシンクを兼ねる。
冷却用作動液２８は、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域が冷却用作動液２８中に常時浸漬される量で封入されている。すなわち、内部空間Ｓの下部には冷却用作動液２８による液体部２８Ａが常時存在し、その液面が、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域の上方に常時位置する量で冷却用作動液２８が封入されている。
冷却用作動液２８として、例えば、水やアルコール等の液体や、シリコン油のような絶縁性が高く不燃性の液体など、従来公知の様々な液体が使用可能である。
冷却用作動液２８に用いる液体にもよるが、内部空間Ｓの容積の１５％程度の体積量の冷却用作動液２８を封入すると、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域が冷却用作動液２８中に常時浸漬される。例えば、冷却用作動液２８は円柱空間部Ｓ１の下端まで封入される。
冷却用作動液２８の内部空間Ｓへの注入は、内部空間Ｓを真空状態あるいは真空に近い減圧状態にして封止部２２Ａの孔２２Ｂから行い、注入後、孔２２Ｂは溶接により隙間が無い状態で閉塞される。
【００１７】
次に、動作について説明する。
ＬＥＤ照明装置２の動作時にＬＥＤ素子１４から発生した熱は、基板１２を経て取り付け面１６０２から取り付け板部１６Ａに伝導され、取り付け板部１６Ａから液体部２８Ａの冷却用作動液２８に伝導される。
熱が冷却用作動液２８に伝導されると、冷却用作動液２８は容易に蒸発し気化する。そして、気化した冷却用作動液２８は、内部空間Ｓ内で上昇し、また、気化した冷却用作動液２８の熱が冷却筒２２を経て放熱フィン２４に伝導され、放熱フィン２４から外部に放熱される。
このようにして、内部空間Ｓの上部で凝縮熱が放出されることにより、冷却用作動液２８は冷却されて液化し、重力によって再び取り付け板部１６Ａ上の液体部２８Ａに戻され、この冷却用作動液２８の循環が連続して行われる。
【００１８】
本実施の形態では、冷却部２０自体が、ＬＥＤ素子１４から発生した熱を移動させて放熱させる、ヒートパイプとして機能する、ヒートシンクとして働く構造となっている。
そのため、従来のＬＥＤ照明装置２と比較して非常に簡易な構造でありながら、それゆえに熱抵抗が高くなる心配もなく、ＬＥＤ素子１４から発生した熱を効率的に放散させることが可能となる。
【００１９】
また、本実施の形態では、取り付け板部１６Ａの厚さ方向から見て、内部空間Ｓ内に位置する背面１６０４の内側に全てのＬＥＤ素子１４が位置しており、しかも、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす壁部１６２０は薄い。
したがって、全てのＬＥＤ素子１４から発生する熱を冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、全てのＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となる。
また、複数のＬＥＤ素子１４は、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に位置する基板１２の箇所に配置されているので、ＬＥＤ素子１４から発生する熱は厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより有利となる。
この場合、複数のＬＥＤ素子１４を、それぞれ凹部１６１０の軸心ＣＬの延長上に、ＬＥＤ素子１４の中心が位置するように配置すると、ＬＥＤ素子１４から発生する熱の大半が厚さの薄い壁部１６２０を経て冷却用作動液２８へ伝導されるため、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上でより一層有利となる。
【００２０】
また、平面視した状態で複数の放熱フィン２４を含む冷却部２０の輪郭は、照明部１０の輪郭の内側に収まるように配置されているので、ＬＥＤ照明装置２の取り扱いにおいて便利となる。
例えば、放熱フィン２４が照明部１０の外側に大きくはみ出す構造でないため、放熱フィン２４が破損しにくく、劣化等の心配が少ない。
また、照明部１０の大きさに合わせて、たとえば冷却部２０を覆う部材等の設計も容易に行うことができる。
また、ＬＥＤ照明装置２の出荷時や収納時等にも、照明部１０の大きさに合わせた適切な緩衝材で覆うのみで、放熱フィン２４が傷つく心配もなく、積載したり収納したりすることができる。
【００２１】
次に、図８を参照して本実施の形態の変形例について説明する。
なお、前記実施の形態と同様な箇所、部材には同一の符号を付して説明する。
前記実施の形態では、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、取り付け板部１６Ａの背面１６０４が鉛直上方に向けられ、取り付け面１６０２およびＬＥＤ素子１４が鉛直下方に向けられていたのに対し、この変形例では、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、背面１６０４および取り付け面１６０２ならびにＬＥＤ素子１４が鉛直方向に対して斜めに向けられる点が異なっている。
この変形例でも照明部１０は、基板１２、ＬＥＤ素子１４、支持部材１６を含んで構成され、冷却部２０は、冷却筒２２、放熱フィン２４、中間接続部材２６、内部空間Ｓ、冷却用作動液２８を含んで構成されている。
照明部１０の構成および冷却筒２２と放熱フィン２４の構成は前記実施の形態と同様であり、中間接続部材２６の構成が前記実施の形態と異なっている。
【００２２】
この変形例のＬＥＤ照明装置２のように、冷却筒２２を鉛直方向に向けた状態で、例えば、鉛直方向と交差する方向である水平方向を照明する場合に、中間接続部材２６を用いると、照明部１０と冷却部２０とを互いに強固に連結する上で有利となる。
冷却筒２２は中間接続部材２６を含んで構成され、中間接続部材２６は中空状で、冷却筒２２の端部に取着される基部と、基部に接続し基部の軸心に対して軸心が直交する側部とを有し、この側部の端部に、支持部材１６が取着されている。
したがって、冷却部２０は、長さを有しその長手方向の端部(この変形例では前記側部の端部)が開放された冷却筒２２と、冷却筒２２の開放された端部が取り付け板部１６Ａの背面１６０４で閉塞されることで形成され冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けると鉛直方向に沿って延在する内部空間Ｓと、内部空間Ｓに封入された冷却用作動液２８とを備える。
また、内部空間Ｓは、冷却筒２２の内部で区画される均一断面で直線状に延在する円柱空間部Ｓ１と、中間接続部材２６の内側に形成され円柱空間部Ｓ１の長手方向の端部に接続し軸心を円柱空間部Ｓ１に対して直交させた下部空間部Ｓ３とを有している。
冷却用作動液２８は、冷却筒２２の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域が冷却用作動液２８中に常時浸漬される量で封入され、例えば、冷却用作動液２８は円柱空間部Ｓ１の下端まで封入される。
【００２３】
この変形例でも、取り付け板部１６Ａの厚さ方向から見て、内部空間Ｓ内に位置する背面１６０４の内側に実装された複数のＬＥＤ素子１４が位置し、内部空間Ｓ内に位置する取り付け板部１６Ａの背面１６０４の全域に、取り付け面１６０２側に窪み互いに切り離された多数の凹部１６１０がハニカム状に形成されている。
したがって、この変形例によっても、ＬＥＤ素子１４から発生する熱を、凹部１６１０の底面１６１０Ａをなす薄い壁部１６２０により冷却用作動液２８へ効果的に伝導し、ＬＥＤ素子１４を効果的に冷却する上で極めて有利となるなど前記実施の形態と同様な効果が奏される。
【００２４】
本発明は上述の実施の形態に限定されないことは明らかである。
たとえば、実施の形態のＬＥＤ照明装置２においては特に図示していないが、ＬＥＤ素子１４は、これを囲うような部材により保護する構成を取っても良い。たとえば、電球等に通常使用される半透明の保護部材で囲うことも可能である。保護部材を用いることにより、発光部の保護や照明光の強弱の調節等を行うことが可能であり、目的に応じて使用するものとする。
【００２５】
また、実施の形態のＬＥＤ照明装置２は、冷却部２０を円筒状の冷却筒２２と放熱フィン２４とで構成した例を示したが、冷却用作動液２８が重力により循環可能な構造であれば、冷却部２０の形状は実施の形態のものに限定されることはなく、目的に応じた形状の支持部を採択することが可能である。
また、基板１２は円板状であるものとしたが、基板１２の形状も、また、照明部１０全体の形状も、実施の形態のものに限定されることはない。
また、実施の形態のＬＥＤ照明装置２では、吊り下げ型の照明装置の例を示したが、天井に埋め込むタイプのいわゆるダウンライト型の照明装置等、その他の照明に適用することができる。
【符号の説明】
【００２６】
２……ＬＥＤ照明装置、１０……照明部、１２……基板、１４……ＬＥＤ素子、１６……支持部材、１６Ａ……取り付け板部、１６０２……取り付け板部、１６０４……背面、１６１０……凹部、１６Ｂ……リフレクタ、２０……冷却部、２２……冷却筒、２４……放熱フィン、Ｓ……内部空間、２８……冷却用作動液。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子が実装された基板とこの基板を支持する支持部材とを有する照明部と、
前記支持部材を支持し冷却する冷却部とを備えたＬＥＤ照明装置であって、
前記支持部材は、その厚さ方向の一方の面が前記基板が取着される取り付け面とされ、厚さ方向の他方の面が背面とされる取り付け板部を有し、
前記冷却部は、長さを有しその長手方向の端部が開放された冷却筒と、前記冷却筒の開放された端部が前記背面で閉塞されることで形成され前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けると鉛直方向に沿って延在する内部空間と、前記内部空間に封入された冷却用作動液とを備え、
前記取り付け板部の厚さ方向から見て、前記内部空間内に位置する前記背面の内側に前記実装された複数のＬＥＤ素子が位置し、
前記内部空間内に位置する前記背面の全域に、前記取り付け面側に窪み互いに切り離された多数の凹部がハニカム状に形成されている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明蔵置。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤ素子は、それぞれ前記凹部の軸心の延長上に位置する前記基板の箇所に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤ素子は、それぞれ前記凹部の軸心の延長上に、前記ＬＥＤ素子の中心が位置するように配置されている、
ことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項４】
前記凹部は、前記底面と、前記底面の周囲から起立し前記背面に接続される側面とを有し、
前記底面と前記側面との境の箇所は凹状の湾曲面で接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤ素子が配置される領域は、前記冷却筒の内部空間をその長手方向と直交する面で切断した断面積よりも大きく、
前記冷却筒は、前記冷却筒の長手方向の端部に取着され前記支持部材を支持する中空の中間接続部材を含んで構成され、
前記内部空間は、前記冷却筒の内部で区画される均一断面で直線状に延在する円柱空間部と、前記中間接続部材の内側に形成され前記円柱空間部の長手方向の端部に接続し前記円柱空間部から離れるに至るにつれて次第に断面積が増加する傾斜空間部とを有し、
前記支持部材を支持する冷却部の箇所は、前記円柱空間部から離れた側の前記傾斜空間部を形成する前記中間接続部材の端部であり、
前記背面で閉塞される前記冷却筒の開放された端部は、前記円柱空間部から離れた側の前記傾斜空間部の端部である、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、前記背面は鉛直上方に向けられ、前記取り付け面および前記ＬＥＤ素子は、鉛直下方に向けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項７】
前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、前記背面および取り付け面ならびに前記ＬＥＤ素子は鉛直方向に対して斜めに向けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項８】
前記照明部は、前記取り付け板部の周囲に設けられたリフレクタを含んで構成され、
前記冷却部は、前記冷却筒の外周面に突設された複数のフィンを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項９】
前記照明部は、前記支持部材の周囲に設けられたリフレクタを含んで構成され、
前記冷却部は、前記冷却筒の外周面に突設された複数のフィンを含んで構成され、
平面視した状態で前記複数のフィンを含む前記冷却部の輪郭は、前記照明部の輪郭の内側に収まるように配置されていることを特徴とする請求項６記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子が実装された基板とこの基板を支持する支持部材とを有する照明部と、
前記支持部材を支持し冷却する冷却部とを備えたＬＥＤ照明装置であって、
前記支持部材は、その厚さ方向の一方の面が前記基板が取着される取り付け面とされ、厚さ方向の他方の面が背面とされる取り付け板部を有し、
前記冷却部は、長さを有しその長手方向の端部が開放された冷却筒と、前記冷却筒の開放された端部が前記背面で閉塞されることで形成され前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けると鉛直方向に沿って延在する内部空間と、前記内部空間に封入された冷却用作動液とを備え、
前記取り付け板部の厚さ方向から見て、前記内部空間内に位置する前記背面の内側に前記実装された複数のＬＥＤ素子が位置し、
前記内部空間内に位置する前記背面の全域に、前記取り付け面側に窪み互いに切り離された多数の凹部がハニカム状に形成されている、
ことを特徴とするＬＥＤ照明蔵置。
【請求項２】
前記複数のＬＥＤ素子は、それぞれ前記凹部の軸心の延長上に位置する前記基板の箇所に配置されている、
ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項３】
前記複数のＬＥＤ素子は、それぞれ前記凹部の軸心の延長上に、前記ＬＥＤ素子の中心が位置するように配置されている、
ことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項４】
前記凹部は、前記底面と、前記底面の周囲から起立し前記背面に接続される側面とを有し、
前記底面と前記側面との境の箇所は凹状の湾曲面で接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項５】
前記複数のＬＥＤ素子が配置される領域は、前記冷却筒の内部空間をその長手方向と直交する面で切断した断面積よりも大きく、
前記冷却筒は、前記冷却筒の長手方向の端部に取着され前記支持部材を支持する中空の中間接続部材を含んで構成され、
前記内部空間は、前記冷却筒の内部で区画される均一断面で直線状に延在する円柱空間部と、前記中間接続部材の内側に形成され前記円柱空間部の長手方向の端部に接続し前記円柱空間部から離れるに至るにつれて次第に断面積が増加する傾斜空間部とを有し、
前記支持部材を支持する冷却部の箇所は、前記円柱空間部から離れた側の前記傾斜空間部を形成する前記中間接続部材の端部であり、
前記背面で閉塞される前記冷却筒の開放された端部は、前記円柱空間部から離れた側の前記傾斜空間部の端部である、
ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、前記背面は鉛直上方に向けられ、前記取り付け面および前記ＬＥＤ素子は、鉛直下方に向けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項７】
前記冷却筒の長手方向を鉛直方向に向けた状態で、前記背面および取り付け面ならびに前記ＬＥＤ素子は鉛直方向に対して斜めに向けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項８】
前記照明部は、前記取り付け板部の周囲に設けられたリフレクタを含んで構成され、
前記冷却部は、前記冷却筒の外周面に突設された複数のフィンを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至７に何れか１項記載のＬＥＤ照明蔵置。
【請求項９】
前記照明部は、前記支持部材の周囲に設けられたリフレクタを含んで構成され、
前記冷却部は、前記冷却筒の外周面に突設された複数のフィンを含んで構成され、
平面視した状態で前記複数のフィンを含む前記冷却部の輪郭は、前記照明部の輪郭の内側に収まるように配置されていることを特徴とする請求項６記載のＬＥＤ照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−６９４５３（Ｐ２０１３−６９４５３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５５８７（Ｐ２０１１−２０５５８７）
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【出願人】（３９９０８８４１８）株式会社高環境エンジニアリング (4)
【出願人】（５１１１８３１３５）ＳＯＬＥＣＯ株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２１日（２０１１．９．２１）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【出願人】（３９９０８８４１８）株式会社高環境エンジニアリング (4)
【出願人】（５１１１８３１３５）ＳＯＬＥＣＯ株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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