(57)【要約】【課題】ヒートシンクを用いることなく効果的な放熱が可能なＬＥＤランプを提供する。【解決手段】ＬＥＤランプは、少なくとも１つのＬＥＤ素子と、少なくとも１つのＬＥＤ素子の電極端子に電気的及び機械的に接続されており、少なくとも１つのＬＥＤ素子が発した熱を電極端子を介して受け取る導電性の受熱部材と、少なくとも１つのＬＥＤ素子及び受熱部材を略密閉状態で収容するケーシングと、ケーシングに熱的に結合していると共に少なくとも１つのＬＥＤ素子の主照射方向から外れた位置に設けられた複数のフィンと、受熱部材に電気的及び機械的に接続されており、複数のフィンに対応する位置まで伸長している導電性の熱誘導部材とを備えている。【選択図】図２
2010199056.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのＬＥＤ素子と、
前記少なくとも１つのＬＥＤ素子の電極端子に電気的及び機械的に接続されており、前記少なくとも１つのＬＥＤ素子が発した熱を前記電極端子を介して受け取る導電性の受熱部材と、
前記少なくとも１つのＬＥＤ素子及び前記受熱部材を略密閉状態で収容するケーシングと、
前記ケーシングに熱的に結合していると共に前記少なくとも１つのＬＥＤ素子の主照射方向から外れた位置に設けられた複数のフィンと、
前記受熱部材に電気的及び機械的に接続されており、前記複数のフィンに対応する位置まで伸長している導電性の熱誘導部材と
を備えていることを特徴とするＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記受熱部材の一端が前記少なくとも１つのＬＥＤ素子の電極端子に接続されており、該受熱部材の他端が前記ケーシングの内壁に当接していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記受熱部材と前記熱誘導部材とが別個の部材を固着して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記受熱部材と前記熱誘導部材とが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記複数のフィンが、前記ケーシングの内面に外面が接して設けられた集熱フィン部材の内壁に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１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記集熱フィン部材が、前記ケーシングを該ケーシングの軸方向と平行な平面によって分割してなる形状をそれぞれ有する互いに別個に形成された複数のセグメント部を備えていることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記複数のフィンが、前記ケーシングの内壁と一体的に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１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記複数のフィンが、前記ケーシングの外壁と一体的に形成された放熱フィンであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項９】
前記ケーシングが、前記少なくとも１つのＬＥＤ素子の主照射方向に設けられた先端面部と、該先端面部に連続して形成されており、前記主照射方向から外れた位置に設けられた筒状部とを備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記ケーシングの前記先端面部及び前記筒状部が、透明の樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１１】
前記ケーシングの前記先端面部が透明の樹脂材料で形成されており、前記ケーシングの前記筒状部が高熱伝導性炭素繊維フィラーの混合された樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１２】
前記集熱フィン部材が、透明の樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１３】
前記集熱フィン部材が、高熱伝導性炭素繊維フィラーの混合された樹脂材料で形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１４】
前記熱誘導部材が、前記受熱部材から伸長している複数の棒状体又はストリップ体を備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【請求項１５】
前記熱誘導部材が、前記少なくとも１つのＬＥＤ素子に給電する給電路の一部を構成していることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載のＬＥＤランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）素子を用いたＬＥＤランプに関し、特にＬＥＤ素子用の放熱機構を備えたＬＥＤランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＥＤ素子は、発光効率が高いこと、寿命が長いこと等から、インジケータや照明等の装置に広く使用されている。特に、さまざまな環境において利用できる、絶縁材料である樹脂材料製のケーシング内にＬＥＤ素子を収容してなるＬＥＤランプへの応用が有効なものと考えられている。
【０００３】
ＬＥＤ素子は電力の投入に伴って直ちに大きな光量が得られるが、発熱が大きくなるため、放熱機構を設けない場合は、ＬＥＤ素子の温度が高くなってしまう。例えば、０．５ＷのＬＥＤ照明装置においては、ＬＥＤ素子の表面温度が１２０℃を越えてしまう場合がある。このように、ＬＥＤ素子の温度が上昇すると、ＬＥＤ素子自体の発光効率が低下し、長期的にはその寿命が低下する。このため、出力の高いＬＥＤ素子を使用し、大きな光量を得るＬＥＤ照明装置として用いる場合は、発熱に対する対策を施すことが必須となる。
【０００４】
ＬＥＤ素子の温度上昇を抑えるためには、従来から、ヒートシンクが用いられている。例えば特許文献１には、ＬＥＤ素子の配置された回路基板をヒートシンクに密接させ、このＬＥＤ素子から発する熱をヒートシンクを介して放熱させるＬＥＤランプユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３５７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されたＬＥＤランプユニットのように、回路基板に密接させてヒートシンクを設けると、装置全体が大型化して製造コストが高くなる。しかも、このようなＬＥＤランプユニットを従来の白熱電球のように天井に取付ける場合、ヒートシンクを冷却するための通気等のスペースも必要となり、さらに、空調冷却システムを天井裏に設置する必要があるため工事費が莫大となってしまう。
【０００７】
従って本発明の目的は、ヒートシンクを用いることなく効果的な放熱が可能なＬＥＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、少なくとも１つのＬＥＤ素子と、少なくとも１つのＬＥＤ素子の電極端子に電気的及び機械的に接続されており、少なくとも１つのＬＥＤ素子が発した熱を電極端子を介して受け取る導電性の受熱部材と、少なくとも１つのＬＥＤ素子及び受熱部材を略密閉状態で収容するケーシングと、ケーシングに熱的に結合していると共に少なくとも１つのＬＥＤ素子の主照射方向から外れた位置に設けられた複数のフィンと、受熱部材に電気的及び機械的に接続されており、複数のフィンに対応する位置まで伸長している導電性の熱誘導部材とを備えているＬＥＤランプが提供される。
【０００９】
本願発明者は、埃や雨水が侵入せず、省スペース化に適しており、外部のヒートシンクを設けない小型で略密閉形のＬＥＤランプについて開発してきた。しかしながら、ＬＥＤ素子を長時間点灯すると、このＬＥＤ素子を内部に収納するケーシングにおけるＬＥＤ素子の付近の温度がかなり高温となるため、実用性に難があった。このように、ケーシングの一部がかなりの高温となるのは、ＬＥＤ素子の発熱が大きく、その熱が伝わることによって生じる高温の空気がケーシングの一部に集中的に滞留し、その高温空気からケーシングに熱伝導が起こるためである。このケーシングが金属等の熱伝導性の高い材料であれば、ケーシング全体に渡って速やかに熱伝導が生じる。しかしながら、多くの場合、ケーシングは略密閉形のＬＥＤランプに適したポリカーボネートやアクリル等の樹脂材料で形成されているため、熱伝導率が低く、ケーシングのＬＥＤ素子近傍の樹脂にのみ熱が蓄積することによってこのような不都合が生じてしまう。
【００１０】
そこで、本発明では、ＬＥＤランプを上述のごとく構成することにより、受熱部材と熱誘導部材と複数のフィンとケーシングとが、ＬＥＤ素子の発する熱を外部へ放熱するように機能する。ＬＥＤ素子からの光は、その多くが、ケーシングの主照射方向である先端面側を透過して外部に放射される。一方、受熱部材は、ＬＥＤ素子の発熱を熱伝導により受熱しＬＥＤ素子の発熱温度を下げるように動作する。さらに、受熱部材に電気的及び機械的に接続されており、複数のフィンに対応する位置まで伸長している熱誘導部材は、受熱部材がＬＥＤ素子から受熱した熱を熱伝導によって受け取ってケーシング内部の空気中に放熱する。熱誘導部材と複数のフィンとの協働作用によって、ケーシングの広い範囲に対して積極的に熱伝導が行われる。ＬＥＤ素子は積極的に熱伝導されることでその温度が下がり、このＬＥＤ素子から熱伝導された高温の空気がケーシング内の一部に滞留することなく、ケーシングの一部が手で触れられないほど高温となることもなく安全性が高くなる。また、ケーシング全体として放熱を図るため、ケーシング全体の広い表面積によって外気との間で熱交換が行われ、その意味からもケーシング自体の温度が低くなる。従って、熱伝導性の悪い樹脂製等のケーシングを使用した略密閉形のＬＥＤランプであっても、ＬＥＤ素子に熱を蓄積させず、広い範囲のケーシング内の空気に熱を伝え、ケーシング内の空気の温度を常温付近まで下げることができる。その結果、ＬＥＤ素子の発光効率が上昇し、高熱によるＬＥＤ素子の耐久期限の短縮を回避できる（素子の寿命が長く維持される）。また、取付部の背面にヒートシンクを設けずに済むので、小型化も図れる。
【００１１】
受熱部材の一端が少なくとも１つのＬＥＤ素子の電極端子に接続されており、受熱部材の他端がケーシングの内壁に当接していることが好ましい。この構成によれば、ＬＥＤ素子と放熱手段が受熱部材を介してケーシング内で安定して保持される。その結果、ＬＥＤランプを下向き、横向き等の方向に設置しても、総重量が大きい受熱部材と放熱手段がケーシング内で確実に位置固定されるので、ＬＥＤ素子を安定して支持でき、主照射方向が変わることがない。また、受熱部材からケーシングへの直接の熱伝導が行われるから、ＬＥＤ素子の熱がさらに効果的に放熱できる。
【００１２】
受熱部材と熱誘導部材とが別個の部材を固着して形成されていること、又は一体的に形成されていることも好ましい。後者によれば、部材数が少なくなるので製造コストが低くなり、製造工程も簡略化される。
【００１３】
複数のフィンが、ケーシングの内面に外面が接して設けられた集熱フィン部材の内壁に形成されていることも好ましい。この場合、集熱フィン部材が、ケーシングをケーシングの軸方向と平行な平面によって分割してなる形状をそれぞれ有する互いに別個に形成された複数のセグメント部を備えていることがより好ましい。
【００１４】
複数のフィンが、ケーシングの内壁と一体的に形成されているか、又はケーシングの外壁と一体的に形成された放熱フィンであることが好ましい。
【００１５】
このように、複数のフィンは、ケーシングの内面側に設けられた複数の集熱フィンと、ケーシングの外面側に設けられた複数の放熱フィンの少なくともいずれか一方を含むものであれば足りる。
【００１６】
ケーシングが、少なくとも１つのＬＥＤ素子の主照射方向に設けられた先端面部と、先端面部に連続して形成されており、主照射方向から外れた位置に設けられた筒状部とを備えていることも好ましい。この場合、ケーシングの先端面部及び筒状部が、透明の樹脂材料で形成されているか、又はケーシングの先端面部が透明の樹脂材料で形成されており、ケーシングの筒状部が高熱伝導性炭素繊維フィラーの混合された樹脂材料で形成されていることがより好ましい。
【００１７】
集熱フィン部材が、透明の樹脂材料で形成されているか、又は高熱伝導性炭素繊維フィラーの混合された樹脂材料で形成されていることも好ましい。
【００１８】
熱誘導部材が、受熱部材から伸長している複数の棒状体又はストリップ体を備えていることも好ましい。
【００１９】
熱誘導部材が、少なくとも１つのＬＥＤ素子に給電する給電路の一部を構成していることも好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、出力の高いＬＥＤ素子を発光源として略密閉形のＬＥＤランプとした場合にも、ＬＥＤ素子から発する熱を、受熱部材に伝達し、さらに熱誘導部材に伝達して効率良く放熱することができる。さらに、熱誘導部材と、複数のフィンと、ケーシングとの協働作用により、ＬＥＤ素子が発熱した熱をケーシングの一部へ集中してしまうことを解消してケーシング全体で効率良く放熱することができ、ケーシングの主照射方向部分と他の部分との温度を共に常温付近まで下げることができ、手で触れることができる程度の温度の安全性の高いＬＥＤランプを提供できる。また、ＬＥＤ素子の長寿命化が図ることができる。さらに、取付部の背面にヒートシンクを備えずに済むので小型化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のＬＥＤランプを複数配列した照明装置を概略的に表わす斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態のＬＥＤランプの作用を説明しており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線横断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図である。
【図５】本発明の第３の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図である。
【図６】図５（Ａ）のＣ−Ｃ線横断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図である。
【図８】本発明の第５の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わす、図１のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わす、図１のＡ−Ａ線縦断面図である。
【図１０】本発明の第７の実施形態におけるＬＥＤランプの一部の構造を表わす断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明のＬＥＤランプの種々の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明のＬＥＤランプを複数配列した照明装置を概略的に表わす斜視図である。
【００２４】
本発明のＬＥＤランプは、少なくとも１つのＬＥＤ素子を内部に装着した略密閉型のランプユニットであり、さまざまな用途、環境、設置位置に対応して、その配置形態や数を組合せて応用できるものである。例えば、図１に示すように、多数のＬＥＤランプ１を平面にマトリクス状に配列した照明装置を構成して、種々の光量及び用途の照明器具として利用することができる。また、従来の白熱電球の使用法に準じた用途等に応用することもできる。
【００２５】
［第１の実施形態］
図２は本発明の第１の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）は一部の分解斜視図である。また、図３は図２に示す第１の実施形態のＬＥＤランプの作用を説明しており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線横断面図である。
【００２６】
これらの図に示すように、ＬＥＤランプ１は、ケーシング１１と、ＬＥＤ素子１３と、ＬＥＤ素子１３の電極端子に電気的及び機械的にそれぞれ接続された受熱部材１２である第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂと、集熱フィン部材１４と、熱誘導部材１５とを少なくとも備えている。これら受熱部材１２と、集熱フィン部材１４と、熱誘導部材１５と、ケーシング１１とが放熱機構を構成している。第１の受熱部１２ａと第２の受熱部１２ｂとは、ケーシング１１内の先端面側の空間に位置しており、集熱フィン部材１４と熱誘導部材１５とはケーシング１１内の基端部側の空間に位置している。
【００２７】
この第１の実施形態において、ケーシング１１は、その全体が透光性を有する樹脂材料又はガラス材料で形成されており、その基端部側に嵌め込み固着（又は接着）された基板１６と協働することによって、ＬＥＤ素子１３と、受熱部材１２と、集熱フィン部材１４と、熱誘導部材１５とを略密閉状態で内部に収納するように構成されている。これによって、ＬＥＤ素子１３、受熱部材１２、集熱フィン部材１４及び熱誘導部材１５が内部で保護されると共に、ＬＥＤ素子１３から発生した熱がこのケーシング１１を介して外部へ放熱される。このケーシング１１は、具体的には、例えばポリカーボネート若しくはアクリル等の透明な樹脂材料又はガラス材料を成形して形成されており、これと同一材料で形成されている基板１６と組み合わされて略密閉容器となる。
【００２８】
なお、ケーシング１１は、この第１の実施形態の構成では、筒状部１１ａと先端面部１１ｂとを有する一体成形体となっているが、変更態様においては、筒状部１１ａと先端面部１１ｂとを別個の部品で構成した後、これらを固着（又は接着）して一体化しても良い。また、変更態様においては、筒状部１１ａが、例えば、円筒、楕円等の丸筒、角筒、その他の任意の断面形状を持つ形態であっても良い。
【００２９】
このケーシング１１は、少なくともＬＥＤ素子１３からの光を透過できる透光性を有しており、外方を照明できるように構成されている。図２及び図３では、ＬＥＤ素子１３の光を主に先端面部１１ｂより透過させて先端面側の外方を照明する構成となっている。変更態様では、この先端面部１１ｂにレンズを設けても良く、この第１の実施形態のように中央部を凸状、周辺の環状部を凹状としても良く、フルネルレンズを形成しても良い。ケーシング１１は、素材である合成樹脂粉末に光の強さを緩和させる拡散材（防眩材）を分散させた材料から形成されることが望ましい。
【００３０】
ケーシング１１の基端の開口部には基板１６が設けられており、これによってその基端開口部が閉じられて略密閉状態が得られる。基板１６にはその上面上に、図示されてない係止爪を有する環状突出部１６ａが形成されており、この環状突出部１６ａがケーシング１１の筒状部１１ａに設けられた環状端縁部１１ａ１に嵌合されて両者が固着（又は接着）される。さらに、基板１６には、電源コード１７を通すための貫通孔１６ｂが形成されている。また、基板１６にビス孔等を設けて、ＬＥＤランプ１の取付器具へ固定可能に構成することができ、基板１６より突出する一対の電極端子によってＬＥＤランプ１の取付器具へ固定可能に構成することもできる。
【００３１】
なお、この第１の実施形態の構成では、基板１６とケーシング１１とが別体で構成されているが、変更態様では、ケーシング１１における筒状部１１ａと先端面部１１ｂとを分離して構成し、先端面部１１ｂを蓋として構成することができる。その場合には、ケーシング１１の筒状部１１ａと基板１６とを一体化した樹脂成形体として形成することで、部品点数を減らし、組付け工数を少なくすることができ、製造コストを低減できる。
【００３２】
受熱部材１２を構成する第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの各々は、例えば、銅板、アルミニウム板やさらにこれらにニッケルメッキを施した板状部材等の導電性及び伝熱性が良好な金属板状部材をプレス加工等によって、コ字状断面のチャネル形状を有するように形成されている。チャネル形状とすることで、専有するスペースが小さいにもかかわらず、表面積が大きくなって放熱効果が大きくなる。第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂは、チャネル形状の底面部が上に、即ち板が下向きに折れ曲がった形態で配置されており、それらの一端は、チップ型のＬＥＤ素子１３の一対の電極端子に溶接又はろう接（はんだ付け等）によってそれぞれ固着されている。即ち、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂ間にＬＥＤ素子１３を挟み込み、これによってＬＥＤ素子１３を両側から支持している。また、これら第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの他端は、集熱フィン部材１４の内壁に接面１４ｄにおいて当接している。即ち、受熱部材１２の第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂは、ケーシング１１内の横断面（輪切り平面）内において、ＬＥＤ素子１３との接続部から半径方向に伸長し、集熱フィン部材１４の内壁に接触している。従って、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの各々の長さＨ１は、ＬＥＤ素子１３部分の長さと、この長さＨ１の２倍との和が、集熱フィン部材１４の内径に略等しくなるように設定されている。
【００３３】
このように、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂは、給電線としての役割の他に、ＬＥＤ素子１３の発する熱を受け取って集熱フィン部材１４及び後述するように熱誘導部材１５に伝導し、これによってＬＥＤ素子１３の温度上昇を抑制して、ＬＥＤ素子１３の寿命を維持する役割をも有している。
【００３４】
第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの他端と集熱フィン部材１４の内壁との接面１４ｄの面積は、両者の接触面積、即ち、チャネル形状であるコ字状断面の面積に相当する第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの高さＷ１と幅Ｗ２と厚みＤ１とに依存する（図２（Ｂ）参照）。この面積が大きければ接面１４ｄが大きくなり、受熱部材１２から集熱フィン部材１４への熱伝導効果も大きくなる。
【００３５】
なお、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂのチャネル形状の底面部には、後述するように、熱誘導部材１５の一端をそれぞれ嵌め込むための孔１８が形成されている。
【００３６】
ＬＥＤ素子１３は、ケーシング１１内に１つ又は複数設けられる。この第１の実施形態では、１つのチップ型のＬＥＤ素子１３がケーシング１１内のほぼ軸中心に、ケーシング１１の先端部方向に光を照射するように装着されている。前述したように、ＬＥＤ素子１３の一方の電極端子は第１の受熱部１２ａの一端に接続支持され、他方の電極端子は第２の受熱部１２ｂの一端に接続支持されている。この第１の実施形態では、ＬＥＤ素子１３として、チップ型素子を採用しているが、変更態様では、砲弾型素子、セグメント型素子を採用することもできる。
【００３７】
ＬＥＤ素子１３には、その電極端子に電気的に接続された第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂを介して直流電流が供給される。これによってＬＥＤ素子１３は発光し、主に、ケーシング１１の先端面部１１ｂを介して光を外方向に放射する。このとき、ＬＥＤ素子１３から発した熱は、電極端子を介して第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂに伝導し、さらに、後述するように外部へ放熱されるので、ＬＥＤ素子１３はその発熱温度が高くならないように抑制され、ＬＥＤ素子１３の発光効率は高い状態に維持される。このように、ＬＥＤ素子１３からの光は主に先端面側から外部に照射されるが、ＬＥＤ素子１３からの熱は先端面側からではなく、半径方向の周囲の集熱フィン部材１４側及びケーシング１１の基端側から放熱される。
【００３８】
集熱フィン部材１４は、ケーシング１１へ熱伝導が可能となる（熱的に結合する）ようにそのケーシング１１の内面に外面が密着する筒体から構成されている。特に、この第１の実施形態では、筒体をその中心軸を通る平面で２つに分割した第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂを組立て時に合体させて筒形状とした構成となっている。もちろん、変更態様として、筒体を３以上の複数に分割しても良いことは明らかである。この集熱フィン部材１４は、ケーシング１１の構成材料と同じポリカーボネート又はアクリル等の透明な樹脂材料で形成されており、その内壁には、集熱機能を有する複数のフィン１４ｃが一体的に形成されている。集熱フィン部材１４が第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂに分割されているため、これら第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂ並びに複数のフィン１４ｃの成形が容易となる。
【００３９】
集熱フィン部材１４は、その軸方向長さがケーシング１１の筒状部１１ａの軸方向長さより短く形成されており、そのケーシング１１への密着位置が、ＬＥＤ素子１３の主照射方向から外れた位置である（即ちケーシング１１の先端面部１１ｂではない）筒状部１１ａとなっている。このため、集熱フィン部材１４の内壁は、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの下側に確保される大きな空間に面している。
【００４０】
集熱フィン部材１４の内壁に形成された複数のフィン１４ｃは、集熱フィン部材１４の長手方向に間隔を置いて配列されており、各フィン１４ｃは周方向に伸長するリブ形状に形成されている。この第１の実施形態の変更態様においては、フィン１４ｃは、縦列フィン、螺旋フィン、網状フィン、多孔板状フィン、その他の凹凸状をなすフィン等の形状のフィンであるかもしれない。このように、複数のフィン１４ｃは、空気が自由に出入りし対流が起りやすい間隔で形成されており、空気から複数のフィン１４ｃへの熱伝達が好適に行われるようになされている。なお、変更態様においては、集熱フィン部材１４とケーシング１１とが一体成形されていても良い。
【００４１】
熱誘導部材１５は、銅、アルミニウム等の伝熱性が高い金属材料によって形成された複数の中空又は中実（内部も満たされている状態）の棒状体からなる。ただし、この熱誘導部材１５を受熱部材１２と同一の材料で形成することが望ましい。この熱誘導部材１５の複数の棒状体は、その一端が第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂの孔１８内に係合されてはんだ付け等によって固着され、電気的及び機械的に接続されており、さらに、下方に直線的に伸長して、他端が自由端として、集熱フィン部材１４の下端にほぼ対応する部分に位置している。第１の受熱部１２ａに接続された棒状体と、第２の受熱部１２ｂに接続された棒状体とは互いに電気的に接触して短絡しないようになされている。この熱誘導部材１５は、集熱フィン部材１４に接触していることが、熱伝達上からは好ましいが、図示されているように、ＬＥＤ素子１３から離れて集熱フィン部材１４に沿って伸長していれば足りる。
【００４２】
この第１の実施形態において、熱誘導部材１５の各棒状体は、直線状に伸長する銅管で構成されており、その銅管の長さＬ、外径Ｒに依存した表面積を有している（図２（Ｂ）参照）。この表面積が大きくなれば、熱伝導効果が高くなり、中空の銅管であるため、さらに表面積が大きくなる。因みに、この第１の実施形態では、Ｒ＝２ｍｍφの銅管を用いている。中実の線を用いる場合は、表面積が小さくなるが、例えば、Ｒ＝１ｍｍφの銅線を用いても良い。
【００４３】
熱誘導部材１５の棒状体のうちの第１の受熱部１２ａに接続されている１つの棒状体と、第２の受熱部１２ｂに接続されている１つの棒状体とには、電源コード１７が接続されており、この電源コード１７を介して外部から駆動電流が供給される。この電流は、電源コード１７、熱誘導部材１５及び第１の受熱部１２ａ又は第２の受熱部１２ｂを介して、ＬＥＤ素子１３に供給される。
【００４４】
この第１の実施形態の変更態様においては、熱誘導部材１５の各棒状体が、中実の線、中実の細長い棒、細長い板部材、細長い網状部材、細長い多孔部材、その他の形態となっている。また、この熱誘導部材１５を、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂと一体成形しても良い。
【００４５】
このようなＬＥＤランプ１を組立てる際には、ＬＥＤ素子１３、受熱部材１２及び熱誘導部材１５を組み付けたものに電源コード１７を接続して基板１６に装着し、これを集熱フィン部材１４の第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂで挟んだ後に、その上からケーシング１１を被せることにより、集熱フィン部材１４を一体化して、容易に組立てすることができる。
【００４６】
以上の構成によれば、ＬＥＤ素子１３は、電源コード１７、熱誘導部材１５並びに第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂを介して給電されることによって発光し、その光はケーシング１１の主に先端面部１１ｂを透過して先端面方向に照射される。また、一部の光は集熱フィン部材１４及びケーシング１１の筒状部１１ａを介して周囲に照射される。
【００４７】
一方、図３（Ａ）に示すように、ＬＥＤ素子１３の発熱によって生じた熱Ｔは、受熱部材１２である第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂを伝導し、さらに熱誘導部材１５に伝導して空中に放熱され、最終的に集熱フィン部材１４に集熱される。集熱フィン部材１４に集熱された熱は、ケーシング１１の内面に伝導し、ケーシング１１の外面を通して外部に放出される。また、図３（Ｂ）に示すように、受熱部材１２である第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂから、熱がその周囲の空気に直接放熱されると共に集熱フィン部材１４にも熱伝導されてケーシング１１から外部へ放熱される。特に、第１の受熱部１２ａ及び第２の受熱部１２ｂが集熱フィン部材１４の内面に接触支持されているこの第１の実施形態の構成によると、受熱部材１２から直接的に集熱フィン部材１４へ、そしてケーシング１１へと高い効率で熱伝導が行われて外部へ放熱される。
【００４８】
このように、受熱部材１２は、ＬＥＤ素子１３の発熱を熱伝導により受熱してＬＥＤ素子１３の温度を下げる機能を有している。さらに、この受熱部材１２に熱的に結合しており、下方に伸長する熱誘導部材１５は、受熱部材１２がＬＥＤ素子１３から受けた熱を熱伝導によって受熱し、集熱フィン部材１４の近傍へ移動させて放熱させる機能を有している。集熱フィン部材１４は、この内部の空気の熱を集熱し、ケーシング１１に伝導させて外部へ放熱させる機能を有している。この場合、集熱フィン部材１４によって、ＬＥＤランプ１の主たる照射方向であるケーシング１１の先端面部１１ｂから外れた部分に集熱させ、この外れた部分のケーシング１１から外部への放熱量が大きくなるようにしたので、長時間点灯した状態でも、ケーシング１１の外面全体の温度を、ケーシング１１に手を触れても熱くない程度まで下げることができる。その結果、ＬＥＤ素子１３の発光効率を上昇させることができ、高熱によるＬＥＤ素子１３の寿命の短縮化を防止することができる。即ち、受熱部材、熱誘導部材及び集熱フィン部材が存在しない従来のＬＥＤランプにおいては、ランプ主照射方向におけるケーシング部分が手で触れられないほど高温となっていたが、この第１の実施形態では、集熱フィン部材１４をＬＥＤランプ１の主照射方向であるケーシング１１の先端面部１１ｂから外れた位置に設け、受熱部材１２と熱誘導部材１５との熱伝導によって、ＬＥＤ素子１３の発した熱を集熱フィン部材１４に集熱させ、ケーシング１１内の空気の熱も集熱フィン部材１４に集熱させるようにしたので、ケーシング１１内部の熱は、ＬＥＤランプ１の主照射方向ではない、ケーシング１１の先端面部１１ｂから外れた広い部分に高い効率で伝わり、ケーシング１１の先端面部１１ｂの部分に伝わる熱量は抑制される。その結果、この先端面部１１ｂの部分が手で触れられないほど熱くはならず、ケーシング１１全面で平均化した放熱が行われることとなり、ヒートシンクも必要としない。
【００４９】
以上説明したように、この第１の実施形態によれば、ＬＥＤランプ１は、熱伝導性の悪い樹脂製のケーシング１１内に、出力が高く発熱しやすい発熱体のＬＥＤ素子１３を略密閉状態で収容した構造であるにもかかわらず、ＬＥＤ素子１３からの熱を受熱部材１２である第１の受熱部１２ａと第２の受熱部１２ｂと、熱誘導部材１５と、集熱フィン部材１４との協働作用によってケーシング１１全体の広い範囲に能動的に積極的に熱伝導し、また、ケーシング１１内の広い空間Ｅに存在する空気にも放熱し、さらに、ケーシング１１の外面全面において外気との間で熱交換が行なわれケーシング１１全体としての放熱を図り、ケーシング１１の温度を低くしている。このように、ＬＥＤ素子１３は積極的に熱伝導されることでその温度が下がり、ＬＥＤ素子１３から伝えられた熱によって空気が高温となってケーシング１１内の一部に滞留することもなく、ケーシング１１の一部が手で触れられないほど発熱することもなく、安全性が高くなる。また、上述のように、ケーシング１１全体として放熱を図っているため、ケーシング１１の温度を全体的に低くすることができる。従って、略密閉形のＬＥＤランプ１において、ＬＥＤ素子１３に熱を蓄積させず、さらにケーシング１１内の空気の温度を常温付近まで下げることができる。このため、出力の高いＬＥＤ素子１３を使用することができることに加えて、放熱用の他の部材であるヒートシンクを備える必要がないので、照射装置の外観が簡易でありかつ小型化が可能である。
【００５０】
また、この第１の実施形態では、ＬＥＤ素子１３が、ＬＥＤランプ１の主照射方向であるケーシング１１の先端面側に支持されているので、主照射方向に関して大きな光量が得られる。また、熱誘導部材１５がＬＥＤ素子１３の照射を妨げることがない。ＬＥＤ素子１３と熱誘導部材１５が受熱部材１２を介してケーシング１１内で安定して保持されているので、装置の設置箇所によらずＬＥＤ素子１３を安定して配置でき、主照射方向が変わることがない。また、接面１４ｄを介して受熱部材１２から集熱フィン部材１４及びケーシング１１への直接的な熱伝導が行われるので、ＬＥＤ素子１３の熱がより効果的に放熱できる。
【００５１】
さらに、この第１の実施形態では、第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂと複数のフィン１４ｃとが一体化されているため、集熱及び熱伝導効果が高く、熱の移動がケーシング１１の方向に移動しやすい形状の集熱フィン部材１４を形成することができる。さらに、集熱フィン部材１４の成形が容易であると共にＬＥＤランプ１の組立てが容易であり、低コストで製造することができる。
【００５２】
［第２の実施形態］
図４は本発明の第２の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図である。
【００５３】
この第２の実施形態では、ＬＥＤランプ１Ａにおける集熱フィン部材４４が、第１の実施形態の集熱フィン部材１４のごとくポリカーボネート又はアクリル等の透明の一般的な樹脂材料ではなく、例えば帝人株式会社製のラヒーマ（Ｒａｈｅａｍａ、登録商標）等の黒色の高熱伝導性炭素繊維フィラーを樹脂に混ぜて成形して形成されている。この集熱フィン部材４４は、筒体をその軸を通る平面で２つに分割した第１のセグメント部４４ａ及び第２のセグメント部４４ｂを組立て時に合体させて筒形状とした構成となっており、その内壁には、集熱機能を有する複数のフィン４４ｃが一体的に形成されている。
【００５４】
集熱フィン部材４４の構成材料を除いてこの第２の実施形態のＬＥＤランプ１Ａの構成は、第１の実施形態のＬＥＤランプ１の場合と全く同様である。従って、図４では、図２と同様の構成要素に対して同一の参照符号を用いている。
【００５５】
集熱フィン部材４４をこのような高熱伝導性炭素繊維フィラー入り樹脂材料で形成することにより、この集熱フィン部材４４の集熱効果及び熱伝導効果が格段に向上し、ＬＥＤランプ１Ａの全体の温度をさらに低下させることが可能となる。
【００５６】
第２の実施形態におけるその他の作用効果及び変更態様は、第１の実施形態の場合とほぼ同様である。
【００５７】
［第３の実施形態］
図５は本発明の第３の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図であり、図６は図５（Ａ）のＣ−Ｃ線横断面図である。ただし、これらの図において、図２及び図３の第１の実施形態と同様の構成要素に対して同一の参照符号を用いている。
【００５８】
図５及び図６に示すように、ＬＥＤランプ１Ｂは、ケーシング５１と、ＬＥＤ素子１３と、ＬＥＤ素子１３の電極端子に電気的及び機械的にそれぞれ接続された受熱部材５２である第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂと、熱誘導部材５２ｃとを少なくとも備えている。ケーシング５１は、この第３の実施形態では、互いに別個に形成された下側の筒状部５１ａと、上側の先端面部５１ｂとを組み合わせて固着（又は接着）することによって構成されている。受熱部材５２と、熱誘導部材５２ｃと、集熱フィン部材の機能をも有するケーシング５１の筒状部５１ａとが放熱機構を構成している。第１の受熱部５２ａと第２の受熱部５２ｂとは、ケーシング５１内の先端面側の空間に位置しており、集熱フィン部材の機能をも有する筒状部５１ａと熱誘導部材５５とはケーシング５１内の基端部側の空間に位置している。
【００５９】
この第３の実施形態において、ケーシング５１は、その全体が透光性を有する樹脂材料又はガラス材料で形成されており、その基端部側に嵌め込み固着（又は接着）された基板１６と協働することによって、ＬＥＤ素子１３と、受熱部材５２と、熱誘導部材５２ｃとを略密閉状態で内部に収納するように構成されている。これによって、ＬＥＤ素子１３、受熱部材５２及び熱誘導部材５２ｃが内部で保護されると共に、ＬＥＤ素子１３から発生した熱がこの集熱フィン部材の機能を有する筒状部５１ａを介して外部へ放熱される。ケーシング５１は、具体的には、例えばポリカーボネート若しくはアクリル等の透明な樹脂材料又はガラス材料を成形して形成されており、これと同一材料で形成されている基板１６と組み合わされて略密閉容器となる。
【００６０】
前述したように、ケーシング５１は、別部材である筒状部５１ａと先端面部５１ｂとを組み合わせて固着（又は接着）することによって構成されている。筒状部５１ａは、その上面上に、環状突出部５１ａ２を有しており、この環状突出部５１ａ２が先端面部５１ｂの係止爪を有する環状端縁部５１ｂ１と嵌合されて両者が固着（又は接着）される。ここで、環状突出部５１ａ２の上端と、先端面部５１ｂの内部に設けられた環状リブ５１ｂ２とが当接している。
【００６１】
なお、ケーシング５１は、この第３の実施形態の構成では、筒状部５１ａと先端面にある先端面部５１ｂとが別個の部材で構成され、固着（又は接着）して一体化されているが、変更態様では、これらを最初から一体的に成形しても良い。また、筒状部５１ａが、例えば、円筒、楕円等の丸筒、角筒、その他の任意の断面形状を持つ形態であっても良い。
【００６２】
ケーシング５１は、少なくともＬＥＤ素子１３からの光を透過できる透光性を有しており、外方を照明できるように構成されている。図５及び図６では、ＬＥＤ素子１３の光を主に先端面部５１ａより透過させて先端面側の外方を照明する構成となっている。変更態様では、この先端面部５１ａにレンズを設けても良く、この第３の実施形態のように中央部を凸状、周辺の環状部を凹状としても良く、フルネルレンズを形成しても良い。ケーシング５１は、素材である合成樹脂粉末に光の強さを緩和させる拡散材（防眩材）を分散させた材料から形成されることが望ましい。
【００６３】
ケーシング５１の筒状部５１ａの基端の開口部には基板１６が設けられており、これによってその基端開口部が閉じられて略密閉状態が得られる。基板１６にはその上面上に、図示されてない係止爪を有する環状突出部１６ａが形成されており、この環状突出部１６ａがケーシング５１の筒状部５１ａに設けられた環状端縁部５１ａ１に嵌合されて両者が固着（又は接着）される。さらに、基板１６には、電源コード１７を通すための貫通孔１６ｂが形成されている。また、基板１６にビス孔等を設けて、ＬＥＤランプ１の取付器具へ固定可能に構成することができ、基板１６より突出する一対の電極端子によってＬＥＤランプ１Ｂの取付器具へ固定可能に構成することもできる。
【００６４】
なお、この第３の実施形態の構成では、基板１６とケーシング５１の筒状部５１ａとが別体で構成されているが、変更態様として、この筒状部５１ａと基板１６とを一体化した樹脂成形体として形成することも可能である。その場合、部品点数を減らし、組付け工数を少なくすることができ、製造コストを低減できる。
【００６５】
受熱部材５２を構成する第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂの各々は、例えば、銅板、アルミニウム板やさらにこれらにニッケルメッキを施した板状部材等の導電性及び伝熱性が良好な金属板状部材をプレス加工等によって、コ字状断面のチャネル形状を有するように形成されている。チャネル形状とすることで、専有するスペースが小さいにもかかわらず、表面積が大きくなって放熱効果が大きくなる。第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂは、チャネル形状の底面部が上に、即ち板が下向きに折れ曲がった形態で配置されており、それらの一端は、チップ型のＬＥＤ素子１３の一対の電極端子に溶接又はろう接（はんだ付け等）によってそれぞれ固着されている。即ち、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂ間にＬＥＤ素子１３を挟み込み、これによってＬＥＤ素子１３を両側から支持している。また、これら第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂの他端は、ケーシング５１における筒状部５１ａの環状突出部５１ａ１の内面と、先端面部５１ｂの環状リブ５１ｂ１の下面とに当接して固定されている。受熱部材５２の第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂは、ケーシング５１内の横断面（輪切り平面）内において、ＬＥＤ素子１３との接続部から半径方向に伸長し、筒状部５１ａの環状突出部５１ａ１の内壁に接触している。従って、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂの各々の長さＨ２は、ＬＥＤ素子１３部分の長さと、この長さＨ２の２倍との和が、筒状部５１ａの環状突出部５１ａ１の内径に略等しくなるように設定されている。
【００６６】
このように、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂは、給電線としての役割の他に、ＬＥＤ素子１３の発する熱を受け取ってケーシング５１及び後述するように熱誘導部材５２ｃに伝導し、これによってＬＥＤ素子１３の温度上昇を抑制して、ＬＥＤ素子１３の寿命を維持する役割をも有している。
【００６７】
なお、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂのチャネル形状の上端縁からは、後述するように、熱誘導部材５２ｃを構成する複数のストリップ体が延長して一体的に形成されている。
【００６８】
ＬＥＤ素子１３は、ケーシング５１内に１つ又は複数設けられる。この第３の実施形態では、１つのチップ型のＬＥＤ素子１３がケーシング５１内のほぼ軸中心に、ケーシング５１の先端部方向に光を照射するように装着されている。前述したように、ＬＥＤ素子１３の一方の電極端子は第１の受熱部５２ａの一端に接続支持され、他方の電極端子は第２の受熱部５２ｂの一端に接続支持されている。この第３の実施形態では、ＬＥＤ素子１３として、チップ型素子を採用しているが、変更態様として、砲弾型素子、セグメント型素子を採用することもできる。
【００６９】
ＬＥＤ素子１３には、その電極端子に電気的に接続された第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂを介して直流電流が供給される。これによってＬＥＤ素子１３は発光し、主に、ケーシング５１の先端面部５１ｂを介して光を外方向に放射する。このとき、ＬＥＤ素子１３から発した熱は、電極端子を介して第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂに伝導し、さらに、後述するように外部へ放熱されるので、ＬＥＤ素子１３はその発熱温度が高くならないように抑制され、ＬＥＤ素子１３の発光効率は高い状態に維持される。このように、ＬＥＤ素子１３からの光は主に先端面側から外部に照射されるが、ＬＥＤ素子１３からの熱は先端面側からではなく、半径方向の周囲のケーシング５１の筒状部５１ａから放熱される。
【００７０】
ケーシング５１の筒状部５１ａの内壁には、集熱機能を有する複数のフィン５１ｃが形成されており、これら複数のフィン５１ｃは、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂの下側に確保される大きな空間に面している。
【００７１】
複数のフィン５１ｃは、筒状部５１ａの内壁にこの筒状部５１ａの周方向に間隔を置いて配列されており、軸方向に伸長するリブ形状として一体的に形成されている。この第３の実施形態の変更態様においては、フィン５１ｃは、螺旋フィン、網状フィン、多孔板状フィン、その他の凹凸状をなすフィン等の形状のフィンであるかもしれない。このように、複数のフィン５１ｃは、空気が自由に出入りし対流が起こりやすい間隔で形成されており、空気から複数のフィン５１ｃへの伝熱が好適に行われるようになされている。
【００７２】
熱誘導部材５２ｃは、この第３の実施形態においては、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂのチャネル形状の上端縁から延長して一体的に形成された複数のストリップ体から形成されている。各熱誘導部材５２ｃは、下方に直線的に伸長しており、他端が自由端として、フィン５１ｃの存在する部分に位置している。また、これら第１の受熱部５２ａに接続された熱誘導部材５２ｃと、第２の受熱部５２ｂに接続された熱誘導部材５２ｃとは互いに電気的に接触して短絡しないように設定されている。この熱誘導部材５２ｃは、フィン５１ｃに接触していることが、熱伝達上からは好ましいが、図示されているように、ＬＥＤ素子１３から離れてフィン５１ｃに沿って伸長していれば足りる。
【００７３】
この第３の実施形態では、熱誘導部材５２ｃの各ストリップ体は、その長さ、幅Ｌ１、及び受熱部材５２の厚みに等しい厚みＬ２に依存した表面積を有している（図５（Ｂ）参照）。各受熱部の長さＨ２の長さに応じた適切な熱誘導部材５２ｃ同士の間隔と幅Ｌ１との設計により表面積を大きくし、高い放熱効果を生ずることができる。因みに、この第３の実施形態では、熱誘導部材５２ｃ間の間隔は１〜３ｍｍ程度である。なお、この第３の実施形態では、熱誘導部材５２ｃと受熱部材５２とが一体的に形成されているので、部品点数が少なくなり、製造コストが低くなり、組付けが容易となる。
【００７４】
熱誘導部材５２ｃである複数のストリップ体のうちの第１の受熱部５２ａに接続されている１つのストリップ体と、第２の受熱部５２ｂに接続されている１つのストリップ体とには、電源コード１７が接続されており、この電源コード１７を介して外部から駆動電流が供給される。この電流は、電源コード１７、熱誘導部材５２ｃ及び第１の受熱部５２ａ又は第２の受熱部５２ｂを介して、ＬＥＤ素子１３に供給される。
【００７５】
このようなＬＥＤランプ１Ｂを組立てる際には、ＬＥＤ素子１３と、熱誘導部材を備えた受熱部材５２とを組み付けたものをケーシング５１の筒状部５１ａの環状突出部５１ａ１間に挟んだ後に、その上からケーシング５１の先端面部５１ｂを被せて固着すると共に基板１６をケーシング５１の筒状部５１ａに固着（又は接着）し、さらに電源コード１７を接続することにより、容易に組立てすることができる。
【００７６】
以上の構成によれば、ＬＥＤ素子１３は、電源コード１７、熱誘導部材５２ｃ並びに第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂを介して給電されることによって発光し、その光はケーシング５１の主に先端面部５１ｂを透過して先端面方向に照射される。また、一部の光はケーシング５１の筒状部５１ａを介して周囲に照射される。
【００７７】
一方、ＬＥＤ素子１３の発熱によって生じた熱は、受熱部材５２である第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂを伝導し、さらに熱誘導部材５２ｃに伝導して空中に放熱され、最終的に複数のフィン５１ｃに集熱される。複数のフィン５１ｃに集熱された熱は、ケーシング５１の外面に伝導し、外部に放出される。また、受熱部材５２である第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂから、熱がその周囲の空気に直接放熱されると共に複数のフィン５１ｃにも熱伝導されてケーシング５１から外部へ放熱される。また、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂがケーシング５１の内面に接触支持されているこの第３の実施形態の構成によると、受熱部材５２から直接的にケーシング５１へと高い効率で熱伝導が行われて外部へ放熱される。
【００７８】
このように、受熱部材５２は、ＬＥＤ素子１３の発熱を熱伝導により受熱してＬＥＤ素子１３の温度を下げる機能を有している。さらに、この受熱部材５２の一部として熱的に結合しており、下方に伸長する熱誘導部材５２ｃは、受熱部材５２がＬＥＤ素子１３から受けた熱を熱伝導によって受熱し、複数のフィン５１ｃの近傍へ移動させて放熱させる機能を有している。特に、この第３の実施形態では、受熱部材５２の第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂと熱誘導部材５２ｃとが一体形成されているので、第１の受熱部５２ａ及び第２の受熱部５２ｂから熱誘導部材５２ｃへの熱伝導が行われやすく、その意味でも、ＬＥＤランプ１Ｂの放熱の効果が高い。複数のフィン５１ｃは、この内部の空気の熱を集熱し、ケーシング５１を介して外部へ放熱させる機能を有している。この場合、複数のフィン５１ｃによって、ＬＥＤランプ１Ｂの主たる照射方向であるケーシング５１の先端面部５１ｂから外れた部分に集熱させ、この外れた部分のケーシング５１から外部への放熱量が大きくなるようにしたので、長時間点灯した状態でも、ケーシング５１の外面全体の温度を、ケーシング５１に手を触れても熱くない程度まで下げることができる。その結果、ＬＥＤ素子１３の発光効率を上昇させることができ、高熱によるＬＥＤ素子１３の寿命の短縮化を防止することができる。即ち、受熱部材、熱誘導部材及び集熱フィン部材が存在しない従来のＬＥＤランプにおいては、ランプ主照射方向におけるケーシング部分が手で触れられないほど高温となっていたが、この第３の実施形態では、複数のフィン５１ｃをＬＥＤランプ１Ｂの主照射方向であるケーシング５１の先端面部５１ｂから外れた位置に設け、受熱部材５２と熱誘導部材５２ｃとの熱伝導によって、ＬＥＤ素子１３の発した熱を複数のフィン５１ｃに集熱させ、ケーシング５１内の空気の熱も複数のフィン５１ｃに集熱させるようにしたので、ケーシング５１内部の熱は、ＬＥＤランプ１Ｂの主照射方向ではない、ケーシング５１の先端面部５１ｂから外れた広い部分に高い効率で伝わり、ケーシング５１の先端面部５１ｂの部分に伝わる熱量が抑制されるので、この先端面部５１ｂの部分が手で触れられないほど熱くはならず、ケーシング５１全面で平均化した放熱が行われることとなり、ヒートシンクも必要としない。
【００７９】
以上説明したように、この第３の実施形態によれば、ＬＥＤランプ１Ｂは、熱伝導性の悪い樹脂製のケーシング５１内に、出力が高く発熱しやすい発熱体のＬＥＤ素子１３を略密閉状態で収容した構造であるにもかかわらず、ＬＥＤ素子１３からの熱を受熱部材５２である第１の受熱部５２ａと第２の受熱部５２ｂと、熱誘導部材５２ｃと、複数のフィン５１ｃとの協働作用によってケーシング５１全体の広い範囲に能動的に積極的に熱伝導し、また、ケーシング５１内の広い空間に存在する空気にも放熱し、さらに、ケーシング５１の外面全面において外気との間で熱交換が行なわれケーシング５１全体としての放熱を図り、ケーシング５１の温度を低くしている。このように、ＬＥＤ素子１３は積極的に熱伝導されることでその温度が下がり、ＬＥＤ素子１３から伝えられた熱によって空気が高温となってケーシング５１内の一部に滞留することもなく、ケーシング５１の一部が手で触れられないほど発熱することもなく、安全性が高くなる。また、上述のように、ケーシング５１全体として放熱を図っているため、ケーシング５１の温度を全体的に低くすることができる。従って、略密閉形のＬＥＤランプ１Ｂにおいて、ＬＥＤ素子１３に熱を蓄積させず、さらにケーシング５１内の空気の温度を常温付近まで下げることができる。このため、出力の高いＬＥＤ素子１３を使用することができることに加えて、放熱用の他の部材であるヒートシンクを備える必要がないので、照射装置の外観が簡易でありかつ小型化が可能である。
【００８０】
また、この第３の実施形態では、ＬＥＤ素子１３が、ＬＥＤランプ１Ｂの主照射方向であるケーシング５１の先端面側に支持されているので、主照射方向に関して大きな光量が得られる。また、熱誘導部材５２ｃがＬＥＤ素子１３の照射を妨げることがない。ＬＥＤ素子１３が受熱部材５２を介してケーシング５１内で保持されているので、装置の設置箇所によらずＬＥＤ素子１３を安定して配置でき、主照射方向が変わることがない。また、受熱部材５２からケーシング５１への直接的な熱伝導が行われるので、ＬＥＤ素子１３の熱がより効果的に放熱できる。
【００８１】
さらに、この第３の実施形態では、ケーシング５１と複数のフィン５１ｃとが一体化されているため、集熱及び熱伝導効果が高く、熱が移動しやすい形状の複数のフィン５１ｃを形成することができる。さらに、複数のフィン５１ｃの成形が容易であると共にＬＥＤランプ１Ｂの組立てが容易であり、低コストで製造することができる。
【００８２】
［第４の実施形態］
図７は本発明の第４の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わしており、（Ａ）は図１のＡ−Ａ線縦断面図、（Ｂ）はその一部の分解斜視図である。
【００８３】
この第４の実施形態では、ＬＥＤランプ１Ｃにおけるケーシング７１の筒状部７１ａが、第３の実施形態の筒状部５１ａのごとくポリカーボネート又はアクリル等の透明の一般的な樹脂材料ではなく、例えば帝人株式会社製のラヒーマ（Ｒａｈｅａｍａ、登録商標）等の黒色の高熱伝導性炭素繊維フィラーを樹脂に混ぜて成形して形成されている。この筒状部７１ａの内壁には、集熱機能を有する複数のフィン７１ｃが一体的に形成されている。
【００８４】
ケーシング７１の筒状部７１ａの構成材料を除いてこの第４の実施形態のＬＥＤランプ１Ｃの構成は、第３の実施形態のＬＥＤランプ１Ｂの場合と全く同様である。従って、図７では、図５及び図６と同様の構成要素に対して同一の参照符号を用いている。
【００８５】
ケーシング７１の筒状部７１ａをこのような高熱伝導性炭素繊維フィラー入り樹脂材料で形成することにより、この筒状部７１ａの集熱効果及び熱伝導効果が格段に向上し、ＬＥＤランプ１Ｃの全体の温度をさらに低下させることが可能となる。
【００８６】
第４の実施形態におけるその他の作用効果及び変更態様は、第３の実施形態の場合とほぼ同様である。
【００８７】
［第５の実施形態］
図８は本発明の第５の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わす、図１のＡ−Ａ線縦断面図である。
【００８８】
同図に示すように、ＬＥＤランプ１Ｄは、ケーシング１１と、ＬＥＤ素子１３と、ＬＥＤ素子１３の電極端子に電気的及び機械的にそれぞれ接続された受熱部材８２である第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂと、集熱フィン部材１４と、熱誘導部材１５とを少なくとも備えている。これら受熱部材８２と、集熱フィン部材１４と、熱誘導部材１５と、ケーシング１１とが放熱機構を構成している。第１の受熱部８２ａと第２の受熱部８２ｂとは、ケーシング１１内の先端面側の空間に位置しており、集熱フィン部材１４と熱誘導部材１５とはケーシング１１内の基端部側の空間に位置している。
【００８９】
この第５の実施形態において、ケーシング１１は、その全体が透光性を有する樹脂材料又はガラス材料で形成されており、その基端部側に嵌め込み固着（又は接着）された基板８６と協働することによって、ＬＥＤ素子１３と、受熱部材８２と、集熱フィン部材１４と、熱誘導部材１５とを略密閉状態で内部に収納するように構成されている。これによって、ＬＥＤ素子１３、受熱部材８２、集熱フィン部材１４及び熱誘導部材１５が内部で保護されると共に、ＬＥＤ素子１３から発生した熱がこのケーシング１１を介して外部へ放熱される。このケーシング１１は、具体的には、例えばポリカーボネート若しくはアクリル等の透明な樹脂材料又はガラス材料を成形して形成されており、これと同一材料で形成されている基板８６と組み合わされて略密閉容器となる。
【００９０】
なお、ケーシング１１は、この第５の実施形態の構成では、筒状部１１ａと先端面部１１ｂとを有する一体成形体となっているが、変更態様においては、筒状部１１ａと先端面部１１ｂとを別個の部品で構成した後、これらを固着（又は接着）して一体化しても良い。また、変更態様においては、筒状部１１ａが、例えば、円筒、楕円等の丸筒、角筒、その他の任意の断面形状を持つ形態であっても良い。
【００９１】
このケーシング１１は、少なくともＬＥＤ素子１３からの光を透過できる透光性を有しており、外方を照明できるように構成されている。図８では、ＬＥＤ素子１３の光を先端面部１１ｂより透過させて先端面側の外方を照明すると共に筒状部１１ａから周囲外方を照明する構成となっている。変更態様では、この先端面部１１ｂにレンズを設けても良く、この第５の実施形態のように中央部を凸状、周辺の環状部を凹状としても良く、フルネルレンズを形成しても良い。ケーシング１１は、素材である合成樹脂粉末に光の強さを緩和させる拡散材（防眩材）を分散させた材料から形成されることが望ましい。
【００９２】
ケーシング１１の基端の開口部には基板８６が設けられており、これによってその基端開口部が閉じられて略密閉状態が得られる。基板８６にはその上面上に、図示されてない係止爪を有する環状突出部８６ａが形成されており、この環状突出部８６ａがケーシング１１の筒状部１１ａに設けられた環状端縁部１１ａ１に嵌合されて両者が固着（又は接着）される。さらに、基板８６には、プラグ端子８７を通すための貫通孔８６ｂが形成されている。また、基板８６の下面の周囲には、シールパッキン８９が設けられ、ＬＥＤランプ１Ｄが取付器具へ固定された際に密封するように構成されている。
【００９３】
受熱部材８２を構成する第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂの各々は、例えば、銅板、アルミニウム板やさらにこれらにニッケルメッキを施した板状部材等の導電性及び伝熱性が良好な金属板状部材をプレス加工等によって、コ字状断面のチャネル形状を有するように形成されている。チャネル形状とすることで、専有するスペースが小さいにもかかわらず、表面積が大きくなって放熱効果が大きくなる。第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂは、チャネル形状の底面部が下に、即ち板が上向きに折れ曲がった形態で配置されており、それらの一端は、チップ型のＬＥＤ素子１３の一対の電極端子に溶接又はろう接（はんだ付け等）によってそれぞれ固着されている。即ち、第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂ間にＬＥＤ素子１３を挟み込み、これによってＬＥＤ素子１３を両側から支持している。また、これら第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂの他端は、集熱フィン部材１４の内壁に当接している。即ち、受熱部材８２の第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂは、ケーシング１１内の横断面（輪切り平面）内において、ＬＥＤ素子１３との接続部から半径方向に伸長し、集熱フィン部材１４の内壁に接触している。従って、第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂの各々の長さは、ＬＥＤ素子１３部分の長さと、この長さの２倍との和が、集熱フィン部材１４の内径に略等しくなるように設定されている。
【００９４】
このように、第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂは、給電線としての役割の他に、ＬＥＤ素子１３の発する熱を受け取って集熱フィン部材１４及び後述するように熱誘導部材１５に伝導し、これによってＬＥＤ素子１３の温度上昇を抑制して、ＬＥＤ素子１３の寿命を維持する役割をも有している。
【００９５】
第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂの他端と集熱フィン部材１４の内壁との接面の面積は、両者の接触面積、即ち、チャネル形状であるコ字状断面の面積に相当する第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂの高さと幅と厚みとに依存する（図２（Ｂ）参照）。この面積が大きければ接面が大きくなり、受熱部材８２から集熱フィン部材１４への熱伝導効果も大きくなる。
【００９６】
なお、第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂのチャネル形状の底面部には、後述するように、熱誘導部材１５の一端をそれぞれ嵌めこむための孔が形成されている。
【００９７】
ＬＥＤ素子１３は、ケーシング１１内に１つ又は複数設けられる。この第５の実施形態では、１つのチップ型のＬＥＤ素子１３がケーシング１１内のほぼ軸中心の下方に、ケーシング１１の先端部方向及び周囲方向に光を照射するように装着されている。前述したように、ＬＥＤ素子１３の一方の電極端子は第１の受熱部８２ａの一端に接続支持され、他方の電極端子は第２の受熱部８２ｂの一端に接続支持されている。この第５の実施形態では、ＬＥＤ素子１３として、チップ型素子を採用しているが、変更態様では、砲弾型素子、セグメント型素子を採用することもできる。
【００９８】
ＬＥＤ素子１３には、その電極端子に電気的に接続された第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂを介して直流電流が供給される。これによってＬＥＤ素子１３は発光し、ケーシング１１の先端面部１１ｂを介して光を外方向に放射すると共に筒状部１１ａから周囲外方を放射する。このとき、ＬＥＤ素子１３から発した熱は、電極端子を介して第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂに伝導し、さらに、後述するように外部へ放熱されるので、ＬＥＤ素子１３はその発熱温度が高くならないように抑制され、ＬＥＤ素子１３の発光効率は高い状態に維持される。このように、ＬＥＤ素子１３からの光はケーシング１１全体から外部に照射される。ＬＥＤ素子１３からの熱もケーシング１１全体から放熱される。
【００９９】
集熱フィン部材１４は、ケーシング１１へ熱伝導が可能となる（熱的に結合する）ようにそのケーシング１１の内面に外面が密着する筒体から構成されている。特に、この第５の実施形態では、筒体をその軸を通る平面で２つに分割した第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂを組立て時に合体させて筒形状とした構成となっている。もちろん、変更態様として、筒体を３以上の複数に分割しても良いことは明らかである。この集熱フィン部材１４は、ケーシング１１の構成材料と同じポリカーボネート又はアクリル等の透明な樹脂材料で形成されており、その内壁には、集熱機能を有する複数のフィン１４ｃが一体的に形成されている。集熱フィン部材１４が第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂに分割されているため、これら第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂ並びに複数のフィン１４ｃの成形が容易となる。
【０１００】
集熱フィン部材１４の内壁に形成された複数のフィン１４ｃは、集熱フィン部材１４の長手方向に間隔を置いて配列されており、各フィン１４ｃは周方向に伸長するリブ形状に形成されている。この第５の実施形態の変更態様においては、フィン１４ｃは、縦列フィン、螺旋フィン、網状フィン、多孔板状フィン、その他の凹凸状をなすフィン等の形状のフィンであるかもしれない。このように、複数のフィン１４ｃは、空気が自由に出入りし対流が起こりやすい間隔で形成されており、空気から複数のフィン１４ｃへの伝熱が好適に行われるようになされている。なお、変更態様においては、集熱フィン部材１４とケーシング１１とが一体成形されていても良い。
【０１０１】
熱誘導部材１５は、銅、アルミニウム等の伝熱性が高い金属材料によって形成された複数の中空又は中実（内部も満たされている状態）の棒状体からなる。ただし、この熱誘導部材１５を受熱部材８２と同一の材料で形成することが望ましい。この熱誘導部材１５の複数の棒状体は、その一端が第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂの孔内に係合されてはんだ付け等によって固着され、電気的及び機械的に接続されており、さらに、上方に直線的に伸長して、他端が自由端として、集熱フィン部材１４の下端にほぼ対応する部分に位置している。第１の受熱部８２ａに接続された棒状体と、第２の受熱部８２ｂに接続された棒状体とは互いに電気的に接触して短絡しないように設定されている。この熱誘導部材１５は、集熱フィン部材１４に接触していることが、熱伝達上からは好ましいが、図示されているように、ＬＥＤ素子１３から離れて集熱フィン部材１４に沿って伸長していれば足りる。
【０１０２】
この第５の実施形態では、熱誘導部材１５の各棒状体は、直線状に伸長する銅管で構成されており、その銅管の長さ、外径に依存した表面積を有している。この表面積が大きくなれば、熱伝導効果が高くなり、中空の銅管であるため、さらに表面積が大きくなる。因みに、この第５の実施形態では、Ｒ＝２ｍｍφの銅管を用いている。中実の線を用いる場合は、表面積が小さくなるが、例えば、Ｒ＝１ｍｍφの銅線を用いても良い。
【０１０３】
この第５の実施形態の変更態様においては、熱誘導部材１５の各棒状体が、中実の線、中実の細長い棒、細長い板部材、細長い網状部材、細長い多孔部材、その他の形態となっている。また、変更態様においては、この熱誘導部材１５を、第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂと一体成形しても良い。
【０１０４】
この第５の実施形態においては、第１の受熱部８２ａと第２の受熱部８２ｂとは、ケーシング１１内で最も下方の位置に集熱フィン部材１４によって挟設される形態で配置されている。これら第１の受熱部８２ａと第２の受熱部８２ｂとには、プラグ端子８７が電気的及び機械的にそれぞれ接続されており、これらプラグ端子８７によっても基板８６に係止されている。プラグ端子８７は、ソケット構造を持つ電球と同じ構造となっており、例えばグローランプ用の雌端子に嵌め込むことで、照明器具に装着されると共に、電気的に接続できるように構成されている。
【０１０５】
第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂへは、このプラグ端子８７を介して外部から駆動電流が供給されるように構成されている。この電流は、プラグ端子８７、熱誘導部材１５及び第１の受熱部８２ａ又は第２の受熱部８２ｂを介して、ＬＥＤ素子１３に供給される。
【０１０６】
このようなＬＥＤランプ１を組立てる際には、ＬＥＤ素子１３、受熱部材８２及び熱誘導部材１５を組み付けたものに基板８６及びプラグ端子８７を装着し、これを集熱フィン部材１４の第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂで挟んだ後に、その上からケーシング１１を被せることにより、集熱フィン部材１４を一体化して、容易に組立てすることができる。
【０１０７】
以上の構成によれば、ＬＥＤ素子１３は、プラグ端子８７、熱誘導部材１５並びに第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂを介して給電されることによって発光し、その光は、ケーシング１１の先端面部１１ｂを透過して先端面方向に、また、集熱フィン部材１４及びケーシング１１の筒状部１１ａを介して周囲に照射される。このように、ＬＥＤ素子１３がケーシング１１内の最も下方に配置されているため、ＬＥＤ素子１３からの光はケーシング１１全体から外部に照射され、また、ＬＥＤ素子１３からの熱もケーシング１１全体に伝えられる。このため、ケーシング１１の全体から大きな放熱が得られ、複数のＬＥＤ素子１３が配置されるなどして高出力で発熱の大きい場合にも、効率の良い放熱を行うことができる。また、ＬＥＤ素子１３とケーシング１１の先端面部１１ｂのレンズとの距離によって、即ち、ＬＥＤ素子１３の位置や筒状部１１ａの長さを選択することによって、外方への発光の強さを調節することができる。
【０１０８】
放熱に関してより詳しく説明すると、ＬＥＤ素子１３の発熱によって生じた熱は、受熱部材８２である第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂを伝導し、さらに熱誘導部材１５に伝導して空中に放熱され、最終的に集熱フィン部材１４に集熱される。集熱フィン部材１４に集熱された熱は、ケーシング１１の内面に伝導し、ケーシング１１の外面を通して外部に放出される。また、受熱部材８２である第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂから、熱がその周囲の空気に直接放熱されると共に集熱フィン部材１４にも熱伝導されてケーシング１１から外部へ放熱される。特に、第１の受熱部８２ａ及び第２の受熱部８２ｂが集熱フィン部材１４の内面に接触支持されているこの第５の実施形態の構成によると、受熱部材８２から直接的に集熱フィン部材１４へ、そしてケーシング１１へと高い効率で熱伝導が行われて外部へ放熱される。
【０１０９】
このように、受熱部材８２は、ＬＥＤ素子１３の発熱を熱伝導により受熱してＬＥＤ素子１３の温度を下げる機能を有している。さらに、この受熱部材８２に熱的に結合しており、上方に伸長する熱誘導部材１５は、受熱部材８２がＬＥＤ素子１３から受けた熱を熱伝導によって受熱し、集熱フィン部材１４の近傍へ移動させて放熱させる機能を有している。集熱フィン部材１４は、この内部の空気の熱を集熱し、ケーシング１１に伝導させて外部へ放熱させる機能を有している。このようにケーシング１１全体から外部へ放熱しているので、長時間点灯した状態でも、ケーシング１１外面の温度を、手を触れても熱くない程度まで下げることができる。その結果、ＬＥＤ素子１３の発光効率を上昇させることができ、高熱によるＬＥＤ素子１３の寿命の短縮化を防止することができる。即ち、受熱部材、熱誘導部材及び集熱フィン部材が存在しない従来のＬＥＤランプにおいては、ランプ主照射方向におけるケーシング部分が手で触れられないほど高温となっていたが、この第５の実施形態では、集熱フィン部材１４を設け、受熱部材８２と熱誘導部材１５との熱伝導によって、ＬＥＤ素子１３の発した熱をケーシング全体に分散させたので、ケーシング１１の先端面部１１ｂの部分に伝わる熱量は抑制される。その結果、この先端面部１１ｂの部分が手で触れられないほど熱くはならず、ケーシング１１全面で平均化した放熱が行われることとなり、ヒートシンクも必要としない。
【０１１０】
以上説明したように、この第５の実施形態によれば、ＬＥＤランプ１Ｄは、熱伝導性の悪い樹脂製のケーシング１１内に、出力が高く発熱しやすい発熱体のＬＥＤ素子１３を略密閉状態で収容した構造であるにもかかわらず、ＬＥＤ素子１３からの熱を受熱部材８２である第１の受熱部８２ａと第２の受熱部８２ｂと、熱誘導部材１５と、集熱フィン部材１４との協働作用によってケーシング１１全体の広い範囲に能動的に積極的に熱伝導し、また、ケーシング１１内の広い空間に存在する空気にも放熱し、さらに、ケーシング１１の外面全面において外気との間で熱交換が行なわれケーシング１１全体としての放熱を図り、ケーシング１１の温度を低くしている。このように、ＬＥＤ素子１３は積極的に熱伝導されることでその温度が下がり、ＬＥＤ素子１３から伝えられた熱によって空気が高温となってケーシング１１内の一部に滞留することもなく、ケーシング１１の一部が手で触れられないほど発熱することもなく、安全性が高くなる。また、上述のように、ケーシング１１全体として放熱を図っているため、ケーシング１１の温度を全体的に低くすることができる。従って、略密閉形のＬＥＤランプ１Ｄにおいて、ＬＥＤ素子１３に熱を蓄積させず、さらにケーシング１１内の空気の温度を常温付近まで下げることができる。このため、出力の高いＬＥＤ素子１３を使用することができることに加えて、放熱用の他の部材であるヒートシンクを備える必要がないので、照射装置の外観が簡易でありかつ小型化が可能である。
【０１１１】
また、この第５の実施形態では、ＬＥＤ素子１３と熱誘導部材１５が受熱部材８２及びプラグ端子８７を介してケーシング１１及び基板８６に安定して保持されているので、装置の設置箇所によらずＬＥＤ素子１３を安定して配置でき、主照射方向が変わることがない。また、接面を介して受熱部材８２から集熱フィン部材１４及びケーシング１１への直接的な熱伝導が行われるので、ＬＥＤ素子１３の熱がより効果的に放熱できる。
【０１１２】
さらに、この第５の実施形態では、第１のセグメント部１４ａ及び第２のセグメント部１４ｂと複数のフィン１４ｃとが一体化されているため、集熱及び熱伝導効果が高く、熱の移動がケーシング１１の方向に移動しやすい形状の集熱フィン部材１４を形成することができる。さらに、集熱フィン部材１４の成形が容易であると共にＬＥＤランプ１の組立てが容易であり、低コストで製造することができる。
【０１１３】
［第６の実施形態］
図９は本発明の第６の実施形態におけるＬＥＤランプの構造を概略的に表わす、図１のＡ−Ａ線縦断面図である。
【０１１４】
この第６の実施形態では、ＬＥＤランプ１Ｅにおける集熱フィン部材９４が、第１及び第５の実施形態の集熱フィン部材１４のごとくポリカーボネート又はアクリル等の透明の一般的な樹脂材料ではなく、例えば帝人株式会社製のラヒーマ（Ｒａｈｅａｍａ、登録商標）等の黒色の高熱伝導性炭素繊維フィラーを樹脂に混ぜて成形して形成されている。この集熱フィン部材９４は、筒体をその軸を通る平面で２つに分割した第１のセグメント部９４ａ及び第２のセグメント部９４ｂを組立て時に合体させて筒形状とした構成となっており、その内壁には、集熱機能を有する複数のフィン９４ｃが一体的に形成されている。
【０１１５】
集熱フィン部材９４の構成材料を除いてこの第６の実施形態のＬＥＤランプ１Ｅの構成は、第５の実施形態のＬＥＤランプ１Ｄの場合と全く同様である。従って、図９では、図８と同様の構成要素に対して同一の参照符号を用いている。
【０１１６】
集熱フィン部材９４をこのような高熱伝導性炭素繊維フィラー入り樹脂材料で形成することにより、この集熱フィン部材９４の集熱効果及び熱伝導効果が格段に向上し、ＬＥＤランプ１Ｅの全体の温度をさらに低下させることが可能となる。
【０１１７】
第６の実施形態におけるその他の作用効果及び変更態様は、第５の実施形態の場合とほぼ同様である。
【０１１８】
［第７の実施形態］
図１０は本発明の第７の実施形態におけるＬＥＤランプの一部の構造を表わす断面図である。
【０１１９】
同図には示されていないが、ＬＥＤランプ１Ｆは、ケーシング１０１と、第１の実施形態の場合と同様のＬＥＤ素子と、ＬＥＤ素子の電極端子に電気的及び機械的にそれぞれ接続された受熱部材である第１の実施形態の場合と同様の第１の受熱部及び第２の受熱部と、熱誘導部材１５とを少なくとも備えている。これら受熱部材と、熱誘導部材１５と、集熱フィン部材の機能をも有するケーシング１０１の筒状部１０１ａとが放熱機構を構成している。
【０１２０】
ケーシング１０１の構成を除いて、この第７の実施形態の構成は、図２及び図３に示す第１の実施形態、又は図５及び図６に示す第３の実施形態の場合と部分的に同様であるため、ケーシング１０１の構成及び作用効果以外は説明は省略する。
【０１２１】
この第７の実施形態において、ケーシング１０１の筒状部１０１ａの外壁には、集熱機能を有する複数の放熱フィン１０１ｃが一体的に形成されている。これら複数の放熱フィン１０１ｃは、ケーシング１０１の長手方向に間隔Ｌ３を置いて配列されており、各放熱フィン１０１ｃは周方向に伸長するリブ形状に形成されている。この第７の実施形態の変更態様においては、放熱フィン１０１ｃは、縦列フィン、螺旋フィン、網状フィン、多孔板状フィン、その他の凹凸状をなすフィン等の形状のフィンであるかもしれない。このように、複数の放熱フィン１０１ｃは、空気が自由に出入りし対流が起こりやすい間隔で形成されており、複数の放熱フィン１０１ｃから外気への伝熱が好適に行われるようになされている。
【０１２２】
以上の構成によれば、熱誘導部材１５に伝わる熱Ｔは、熱誘導部材１５からケーシング１０１内の広い範囲の空気に伝わり、ケーシング１０１内の空気の熱Ｔは広範囲のケーシング１０１に伝わる。ケーシング１０１に伝わった熱Ｔは、その外面の、ＬＥＤランプ１Ｆの主たる照射方向であるケーシング１０１の先端面側から外れた位置に設けられた放熱フィン１０１ｃに伝わる。放熱フィン１０１ｃは、外部の空気と接触面積が大きく、外部の空気との間に生じた熱勾配によって、外部の空気に対して効率よく熱Ｔが放熱する。その結果、ケーシング１０１の主たる照射方向である先端面側から外れた位置での放熱量が多くなり、ケーシング１０１の主たる照射方向である先端面側の部分の温度が低下する。このように、ＬＥＤ素子から発した熱Ｔは、ケーシング１０１が略密閉状態にもかかわらず効率よく外部に放熱されて高温とならないので、ＬＥＤ素子の発光効率が上昇し、素子の寿命が長く維持される。
【０１２３】
このように、ＬＥＤ素子からの熱を熱誘導部材１５によって、ケーシング１０１の広い範囲に対して積極的に熱伝導し、ケーシング１０１の外部の放熱フィン１０１ｃによって外部の空気に放熱し、これらの協働作用によって熱を効果的に外部に放出している。ＬＥＤ素子は積極的に熱が放散されることで温度が下がり、ＬＥＤ素子からの高温の空気がケーシング１０１内の一部に滞留することなく、ケーシング１０１の一部が手で触れられないほど高温に発熱することがなく、安全性が高くなる。また、ケーシング１０１の表面に設けられた放熱フィン１０１ｃの広い表面積によって外気との間で熱交換が行われ、しかも、ケーシング１０１全体として放熱されるため、ケーシング１０１の温度を低くすることができる。従って、熱伝導性の悪い樹脂製等のケーシング１０１を使用した略密閉形のＬＥＤランプ１Ｆにおいても、ＬＥＤ素子に熱を蓄積させず、ケーシング１０１内の広い範囲の空気に熱伝導させて、そのケーシング１０１内の空気の温度を常温付近まで下げることができる。このため、出力の高いＬＥＤ素子を使用することができることに加えて、他に放熱用のヒートシンクのごとき部材を使用する必要がないので、装置の小型化が可能である。
【０１２４】
変更態様においては、第１〜第６の実施形態の場合と同様の構成の集熱フィン部材をケーシング１０１の内部に設けても良く、この場合、放熱機能をより高めることができる。放熱フィン１０１ｃは、ケーシング１０１とは別部材、例えばケーシング１０１の外部を覆って熱的に結合する筒体である樹脂製の殻体部の外面に設けられていてもよい。
【０１２５】
以上、本発明に第１〜第７の実施形態について説明したが、例えば、ケーシングの外面に金属皮膜を施し、放熱しやすくする構造を採用しても良い。また、ＬＥＤランプの構造として、ケーシングの側面にソケット構造の給電構造を設け、別の側面、底面や上面等のいずれか１つの面を照射方向とし、それ以外の面に集熱フィン部材を設ける構造も採用することができる。
【０１２６】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【符号の説明】
【０１２７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ  ＬＥＤランプ
１１、５１、７１、１０１  ケーシング
１１ａ、５１ａ、７１ａ、１０１ａ  筒状部
１１ａ１、５１ａ１、５１ｂ１  環状端縁部
１１ｂ、５１ｂ  先端面部
１２、５２、８２  受熱部材
１２ａ、５２ａ、８２ａ  第１の受熱部
１２ｂ、５２ｂ、８２ｂ  第２の受熱部
１３  ＬＥＤ素子
１４、４４、９４  集熱フィン部材
１４ａ、４４ａ、９４ａ  第１のセグメント部
１４ｂ、４４ｂ、９４ｂ  第２のセグメント部
１４ｃ、４４ｃ、５１ｃ、７１ｃ、９４ｃ  フィン
１４ｄ  接面
１５、５２ｃ  熱誘導部材
１６、８６  基板
１６ａ、５１ａ２  環状突出部
１６ｂ、８６ａ  貫通孔
１７  電源コード
１８  孔
５１ｂ２  環状リブ
８７  プラグ端子
８９  シールパッキン
１０１ｃ  放熱フィン
【図１】
2010199056.tif 000003
【図２】
2010199056.tif 000004
【図３】
2010199056.tif 000005
【図４】
2010199056.tif 000006
【図５】
2010199056.tif 000007
【図６】
2010199056.tif 000008
【図７】
2010199056.tif 000009
【図８】
2010199056.tif 000010
【図９】
2010199056.tif 000011
【図１０】
2010199056.tif 000012