(57)【要約】【課題】照明器具の伝熱部に薄板状部材を折り曲げて成る薄板フィンが固定されている照明器具において、放熱効率を高めるために薄板を折り曲げて構成されている薄板フィンの放熱効率を付加部材無しでさらに向上させる。【解決手段】照明器具の伝熱部には薄板状部材を折り曲げて成る放熱フィンが取り付けられており、前記放熱フィンの取付面とは反対側の折曲部には、該折曲部内側空間の空気を自然対流によって前記折曲部の外部に流通させるような切欠き部が設けられた照明器具とする。【選択図】図１
2020053362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具の伝熱部に薄板状部材を折り曲げて成る薄板フィンが取り付けられている照明器具において、
前記薄板フィンの取付面とは反対側の折曲部に、該折曲部の内側空間の空気を自然対流によって外部に流通させるような切欠き部が設けられていることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記薄板フィンの取付面は該取付面が前記照明器具の伝熱部に密着するように取り付けられていると共に、前記反対側の折曲部は、前記照明器具の他の部材とは接触しないように構成されていることを特徴とする請求項１に記載された照明器具。
【請求項３】
前記薄板フィンは前記照明器具の伝熱部の被取付面から垂直方向であって且つ重力方向上方に延伸するように取り付けられていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載された照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具に関し、特に薄板を折り曲げて構成された放熱フィンを備えた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の照明器具に関しては、例えば特許文献１に開示されているような照明器具が公知である。特許文献１に開示された照明器具はアルミニウム合金のダイカスト成型（以下単にダイカストと記載する）製の筐体を有する光源ユニットを複数組み合わせて構成されている。それぞれの光源ユニットはダイカスト製の筐体とは別体の薄板フィンを有している。この薄板フィンは熱源からの伝熱面積が同じ場合、従来のダイカストで筐体と一体成形した厚肉フィンよりも軽量化したうえでフィンの放熱面積を大きくできる。そのため、同じ大きさの筐体を使用する従来の照明器具より放熱性能が高くなり、従来の器具より高出力の光源を採用することが可能となっている。
【０００３】
一方、照明器具とは別分野ではあるが、薄板を折り曲げて形成された放熱フィンは、熱交換器などの伝熱部において、いわゆる「コルゲートフィン」として従来から使用されている。例えば特許文献２には、コルゲートフィンの折り曲げ箇所に、折り曲げ加工の前にあらかじめ切欠きを設けておくことにより、切欠き部分の強度が部分的に弱くなって折れ曲がりやすくなり、コルゲートフィンの折り曲げ高さが高くても簡単に折り曲げ加工ができるような構成が開示されている。さらに特許文献２には前記切欠き部に熱交換器のチューブを通す穴を一体に設ける構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−４６２０号公報
【特許文献２】特開平９−４９６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２から図４に薄板フィンを有する従来の照明器具の一例を示す。薄板フィン２５は伝熱面２５Ａを筐体１１と接触させた状態で筐体１１に取り付けられている。すなわち伝熱面２５Ａは取付面も兼ねている。
【０００６】
筐体１１から薄板フィン２５のみを取り出した時の形状は図４に示す通りである。薄板フィン２５は主としてアルミニウムまたはアルミニウム合金の薄板を折り曲げて成形される。形状は基本的に筐体１１の被伝熱面（被取付面）に接触させる取付面２５Ａと折曲部２５Ｂが交互に形成されたものである。取付面２５Ａは平板状に成形され、次の取付面２５Ａとの間隔がなるべく小さくなるように、隣接するアルミニウム板同士が接触するくらいに近づけて筐体１１に取り付けられる。ここで隣接するアルミニウム板同士が接触しないように間隔を開けると薄板フィン２５自体の放熱性能は高くなる。しかしながら、隣接する薄板フィン２５の伝熱面（取付面）２５Ａ同士の間隔が空いている箇所では筐体１１の被伝熱面（被取付面）の一部が薄板フィン２５と接触しないように構成されているので、筐体１１から薄板フィン２５への熱伝達率が下がり、照明器具１の放熱性能としては低下する。従って図４に示す通り、薄板フィン２５の取付面２５Ａ側では隣接するアルミニウム板同士が接触するか非常に近い間隔に配置されている。
【０００７】
照明器具１の使用中（点灯中）、光源１３から発生した熱は、筐体１１を通して薄板フィン２５の伝熱面２５Ａに伝達される。その熱は伝熱面２５Ａから折曲部２５Ｂにかけ、薄板フィン２５の内部を熱伝導によって拡散していくと同時に、薄板フィン２５各部の表面から周囲の空気へ熱放射によって放熱する。しかしながら、薄板フィン２５は折り曲げられているため、折曲部２５Ｂの内側には内側空間２５Ｃが存在する。アルミニウム板の内側表面から放熱した熱は内側空間２５Ｃに溜まることになる。
【０００８】
大多数の照明器具では、光源１３は光照射方向である下方が解放された箇所に取り付けられ、伝熱面は重力方向の上側に設けられている。このような照明器具に設けられた薄板フィンでは図４の上側が重力方向の上側となり、折曲部２５Ｂが内側空間２５Ｃに溜まった熱気が空気の自然対流によって上昇するのを妨げる天井のようになっている。そのため、折り曲げられた薄板フィンの内側表面からは外側表面と同等の放熱ができず、薄板フィンの性能を十分に発揮できない要因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の照明器具は、照明器具の伝熱部に薄板状部材を折り曲げて成る薄板フィンを有する照明器具であって、前記薄板フィンの取付面とは反対側の折曲部に、該折曲部内側の空気を自然対流によって外部に流通させるような切欠き部を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また本発明の照明器具は、前記薄板フィンの取付面が前記照明器具の伝熱部に密着するように取り付けられていると共に、前記反対側の折曲部は、前記照明器具の他の部材とは接触しないように構成されていてもよい。
【００１１】
また本発明の照明器具は、前記薄板フィンが前記照明器具の伝熱部の被取付面から垂直方向であって且つ重力方向上方に延伸するように取り付けられていてもよい。この場合、前記伝熱面は水平面であるか、もしくは数十度傾いていても良い。しかし空気の自然対流を利用しているので、いずれの場合も、重力方向において取付面のほうが下方に位置し、切欠きを有する折曲部のほうが上方にあることが必要である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の照明器具は、上記の構成を採用することにより、特に放熱効率を高めるために薄板を折り曲げて構成されている薄板フィンについて、付加部材無しで薄板フィンの放熱効率をさらに向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用した放熱フィンを示す図。
【図２】本発明に関連する従来の照明器具の一例を示す図。
【図３】本発明に関連する従来の光源ユニットの一例の構成分解図。
【図４】従来の放熱フィンの正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお図中の同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。図１は本発明を適用した放熱フィンの一例である。図２および図３は、本発明に関連する従来の照明器具の一例だが、薄板フィン以外の部分は本発明を適用した照明器具と同一である。
【００１５】
図２において、１は照明器具であり、２は照明器具１を天井などの構造体に取り付けるためのアームである。３は電源装置のケースであり、図３に示す光源１３に電力を供給する。４は天板であり、天板下面４Ａに２台の光源ユニット１０を固定している。５は天板４に取り付けられた複数の光源ユニット１０全体まとめて囲う外枠である。それぞれの光源ユニット１０にはグローブ１７が設けられ、光源ユニット１０内部の部材を保護している。
【００１６】
図３に示す通り、グローブ１７はパッキン１８を介して光源ユニット１０の筐体１１の開口部に設けられたフランジ部１２に取り付けられる。筐体の内部には、光を発生させるＬＥＤ（発光ダイオード）などの光源１３が取り付けられ、必要に応じて反射カバー１５や反射ミラー１６が光源１３の放射光を制御するために取り付けられる。本実施例においては、光源１３としてＣＯＢ構造のＬＥＤユニットが使用されている。
【００１７】
筐体１１は通常ダイカスト製である。筐体１１の開口部側（図３の下方）にはフランジ部１２が、反対側には厚肉フィン２４が設けられている。図３において２５は前述の薄板フィンである。本発明を適用した照明器具では、この薄板フィン２５が図１に示す薄板フィン２０に置き換えられている。厚肉フィン２４は薄板フィン２０の周囲に複数配置されている。なお本実施例に示す光源ユニット１０においては、下方のフランジ部１２および上方の厚肉フィン２４は、ダイカスト成型によって、筐体１１と一体成型されている。
【００１８】
図３において２６は支持脚ユニットであり、２本の支持脚２７および支持脚間を連結するフィン部２８から成る。支持脚ユニット２６は薄板フィン２０の中央を押えるように筐体１１の被伝熱面側に固定される。支持脚２７には開口部２９が設けられており、電源装置３から光源１３に接続される給電線を通すことができる。また支持脚２７の内部には中空部２７Ａが設けられている。フィン部２８の内部には連通部２８Ａが設けられ、中空部２７Ａ同士を連通させている。フィン部２８には放熱作用もあり、薄板フィン２０とともに筐体１１からの熱を放熱する。
【００１９】
ＬＥＤはその動作時に、発光ダイオード素子の温度が上昇すると発光効率は低下するという特性を有する。ＣＯＢのように多数のＬＥＤ素子が比較的小さな面積の中に集積されている光源では、高い光出力を容易に得られるが、その一方で、ＬＥＤ素子自体の発熱により光源の温度が上昇しやすい。従って光源１３および光源１３が接触している筐体１１の被伝熱面からできるだけ多くの熱を取り除くため、特に薄板フィン２０の放熱効率を高めることが重要である。
【００２０】
図１には本発明を適用した放熱フィンを示している。２０は薄板状部材である薄板フィンであり、基本的な構造は上述の薄板フィン２５と同じである。図１で見て下方の底面は伝熱面２０Ａであり、筐体１１の伝熱部の被取付面に密着するように取り付けられる取付面を兼ねている。薄板フィン２０において、個々のフィンは取付面２０Ａに対して垂直方向に伸びている。すなわち照明器具１に取り付けられた時点では、薄板フィン２０の個々のフィンは照明器具１の筐体１１の伝熱部の被取付面から垂直方向に延伸した状態になる。薄板フィン２０の上方は折曲部２０Ｂであり、内側空間２０Ｃを有する。折曲部２０Ｂの外表面付近には極力他の部材を配置せず、折曲部２０Ｂの外表面に他の部品が接触しないようにして、薄板フィン２０が吸収した熱を放出しやすい構成としている。
【００２１】
薄板フィン２０が従来技術を適用した部材である薄板フィン２５と異なる部分は、折曲部２０Ｂの一部に切欠き２１が設けられている点である。図２に示す照明器具１のような実施例では、薄板フィン２０の伝熱面（取付面）２０Ａに対して折曲部２０Ｂや内側空間２０Ｃは重力方向上方に位置している。従来の薄板フィン２５と同様の経路で筐体１１側から伝わってきた熱は薄板フィン２０の内側空間２０Ｃ内にも放出される。ただし従来の薄板フィン２５とは異なり、本発明を適用した薄板フィン２０では、内側空間２０Ｃ内の熱気は空気の自然対流により、切欠き２１を通って速やかに薄板フィン２０の外側に流出する。
【００２２】
図２に示す照明器具１を上向きに光照射するように設置した場合には、図１に示す薄板フィン２０の設置方向が上下逆転する。この場合、内側空間２０Ｃに滞留する熱気が熱膨張によって横方向に押し出されると同時に折曲部２０Ｂや薄板フィン２０の外表面からの放熱によって圧力が低下した内側空間２０Ｃに、比較的低温の外気が切欠き２１から流入する。
【００２３】
従って図２に示すような薄板フィンを有する照明器具１について、光を下向きに照射する場合でも上向きに照射する場合でも、本発明の放熱フィンを適用すれば、薄板フィン２０の内外で自然対流による空気流通が速やかにおこなわれるため、ほぼ同じ構造である従来の薄板フィン２５と比較して放熱効率が上昇する。
【００２４】
薄板フィン２０の折曲部２０Ｂに切欠きを形成するには、折り曲げた部分に孔を設けた公知の熱交換器用コルゲートフィンの製造技術をそのまま使用してもよい。すなわち薄板フィンの折り曲げ加工前に、アルミニウム板の折曲部になる位置にあらかじめ開口を形成し、従来の薄板フィン２５と同様の製造工程（製造装置）を使用して成形すれば本発明の切欠き付薄板フィン２０を得ることができる。また薄板フィン成形後にレーザー加工機で切欠き部を蒸発させるように加工するか、小孔を多数形成してもよい。
【００２５】
このように、本実施例に示す切欠き付薄板フィン２０を照明器具１に適用することで、薄板フィン２０の折曲部２０Ｂに形成される内側空間２０Ｃに滞留する熱気を空気の自然対流によって流通させることが可能となる。この構成により、従来の薄板フィン付照明器具に新たな付加部材を追加することなく、薄板フィンの放熱効率を高めることができ、従来の照明器具と同じ仕様のＣＯＢ光源を採用しても、より多くの電流を加えてより高い光出力を得ることができる。従来仕様のＣＯＢ光源より高出力が可能なＣＯＢ光源を採用することもできる。
【００２６】
本実施例では図１に示す通り、一つの折曲部に矩形の切欠きを２か所ずつ形成している例について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、薄板の幅方向に細い切欠き部を３〜１０か所ずつ折曲部全体にわたって設けてもよい。折り曲げ加工は困難になるが、細長い孔を１か所設けてもよい。また切欠き形状は矩形に限らず、丸形であってもよい。あるいは切欠きの無い薄板フィンを折り曲げ成形した後で、レーザー加工機などで、折曲部の尾根部分（図１における最上部）のみを幅１ｍｍ程度の点線状に孔開けすれば、内側空間と外部の空気流通を確保しつつ、薄板フィンの放熱面積を最大化することもできる。
【００２７】
また本実施例の照明器具は天井または梁に固定されて下方を照明するものだが、図２におけるアーム２より下の部分を傾けて斜め下方に光を照射することもできる。また薄板フィン２０が筐体１１の下方になるように固定して、上方に光を照射することもできる。
【００２８】
以上の通り、本発明に係る照明器具（放熱フィン）は伝熱面の反対側の端部、すなわち外気に向けて解放されている折曲部の端部に切欠きを設けることで空気の自然対流によって薄板フィンの内側空間に滞留する熱気を外部に流通させるものである。そのため、薄板フィンが真横になるような姿勢で照明器具を設置した場合には、本発明の効果はほとんどない。本発明はあくまでも下方または上方を照射する照明器具に適した発明であるが、横方向に光照射する照明器具には、従来の熱交換器用コルゲートフィンに使用されている技術を応用して、フィンの側面に多数の孔または切欠きを設けることで、薄板フィンの放熱効率を高めることが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１      照明器具
２      アーム
３      電源装置
４      天板
４Ａ    天板下面
５      外枠
１０    光源ユニット
１１    筐体
１２    フランジ部
１３    光源
１５    反射カバー
１６    反射ミラー
１７    グローブ
１８    パッキン
２０    薄板フィン
２０Ａ  伝熱面、取付面
２０Ｂ  折曲部
２０Ｃ  内側空間
２１    切欠き
２４    厚肉フィン
２５    薄板フィン
２５Ａ  伝熱面、取付面
２５Ｂ  折曲部
２５Ｃ  内側空間
２６    支持脚ユニット
２７    支持脚
２７Ａ  中空部
２８    フィン部
２８Ａ  連通部
２９    開口部
【図１】
2020053362.tif 000003
【図２】
2020053362.tif 000004
【図３】
2020053362.tif 000005
【図４】
2020053362.tif 000006