(57)【要約】【課題】放熱性を確保しながら外部への騒音を抑制できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、器具本体11と、器具本体11内に配置された発光素子を有する光源部13と、発光素子が発生する熱を放熱する第１の放熱手段24および第２の放熱手段31を備える。第１の放熱手段24は、器具本体11の外部に設けられ、発光素子が発生する熱を外気中に自然放熱する。第２の放熱手段31は、器具本体11内に設けられ、両端部が器具本体11の外面に連通開口されたダクト35、ダクト35内に配置され発光素子が発生する熱を放熱する放熱部38、およびダクト35内に配置されダクト35を通じて外気を放熱部38に通風させるファン41を有する。【選択図】図１
2014207211.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具本体と；
器具本体内に配置された発光素子を有する光源部と；
器具本体の外部に設けられ、発光素子が発生する熱を外気中に自然放熱する第１の放熱手段と；
器具本体内に設けられ、両端部が器具本体の外面に連通開口されたダクト、ダクト内に配置され発光素子が発生する熱を放熱する放熱部、およびダクト内に配置されダクトを通じて外気を放熱部に通風させるファンを有する第２の放熱手段と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
ダクトは、両端部が器具本体の同一面に連通開口されているとともに両端部間に折返し部が設けられ、
ファンは、ダクトの折返し部に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
器具本体と；
器具本体内に配置された発光素子を有する光源部と；
器具本体の外部に設けられ、発光素子が発生する熱を外気中に自然放熱する第１の放熱手段と；
器具本体内に設けられ、両端部が器具本体の上下面に連通開口されたダクト、ダクト内に配置され発光素子が発生する熱を自然放熱する放熱部を有する第２の放熱手段と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
ダクトには、発光素子が発する光を光照射方向へ向けて反射する反射面が形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光源部に発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、テレビスタジオや劇場などで用いられるスポットライトなどの照明装置には、光源部に発光素子としてＬＥＤを用いた照明装置がある。この照明装置では、ＬＥＤの温度上昇を抑制するために、光源部の背部に、外部に露出する放熱フィンおよびファンを配置してＬＥＤが発生する熱を強制空冷するようにしている。すなわち、ファンの稼動により、外気を放熱フィンに通風させ、ＬＥＤから放熱フィンに伝わった熱を強制空冷している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０３０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の照明装置では、放熱フィンおよびファンが外部に露出しているため、ファンの稼動時に発生する騒音が外部へそのまま出てしまう。テレビスタジオや劇場などでは複数台の照明装置が設置されるため、複数台の照明装置が同時に稼動したときに発生する騒音が大きくなり、テレビスタジオや劇場の運用に影響を及ぼすおそれがある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、放熱性を確保しながら外部への騒音を抑制できる照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の照明装置は、器具本体と、器具本体内に配置された発光素子を有する光源部と、発光素子が発生する熱を放熱する第１の放熱手段および第２の放熱手段を備える。第１の放熱手段は、器具本体の外部に設けられ、発光素子が発生する熱を外気中に自然放熱する。第２の放熱手段は、器具本体内に設けられ、両端部が器具本体の外面に連通開口されたダクト、ダクト内に配置され発光素子が発生する熱を放熱する放熱部、およびダクト内に配置されダクトを通じて外気を放熱部に通風させるファンを有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発光素子が発生する熱を自然放熱する第１の放熱手段を備えることによって強制空冷を行う第２の放熱手段のファンの稼動を軽減するとともに、第２の放熱手段を器具本体内にダクトを設けてこのダクト内に放熱部およびファンを配置することにより、放熱性を確保しながら外部への騒音を抑制することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態を示す照明装置の斜視図である。
【図２】同上照明装置の平面図である。
【図３】同上照明装置の側面図である。
【図４】第２の実施形態を示す照明装置の平面から見た断面図である。
【図５】同上照明装置の側面から見た断面図である。
【図６】同上照明装置の正面から見た断面図である。
【図７】第３の実施形態を示す照明装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、第１の実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。
【００１０】
図１ないし図３には、例えばテレビスタジオや劇場などで用いられるスポットライトなどの照明装置10を示す。
【００１１】
照明装置10は、筐体である角筒状の器具本体11を有し、器具本体11の前面には光を投光する投光開口12が形成されている。器具本体11の内部には、投光開口12に対向して光を出射する光源部13が配設されているとともに、光源部13から出射された光を集光して投光開口12から投光するレンズ14が配置されている。
【００１２】
光源部13は、例えば金属やセラミックスなどの熱伝導性に優れた材料で形成された基板17、およびこの基板17に実装された複数の発光素子18を備えている。発光素子18としては、例えばＬＥＤ素子やＥＬ素子などが用いられる。ＬＥＤ素子の場合には、青色光を発する複数のＬＥＤ素子が基板17に実装され、ＬＥＤ素子からの青色光の一部で励起されて黄色光を発する蛍光体を含有した封止樹脂で複数のＬＥＤ素子が一体に封止され、封止樹脂の表面に白色光を出射する発光面が形成される。
【００１３】
光源部13の基板17は、器具本体11に配設された光源取付台19の前端面に熱的に接続されて取り付けられている。光源取付台19は、例えばアルミニウムなどの金属材料で角柱状に形成され、複数本のヒートパイプ20の一端部（加熱部）が熱的に接続されて取り付けられている。
【００１４】
ヒートパイプ20は、円筒状の密閉容器内に揮発性の液体を作動流体として封入し、一端部（加熱部）で熱が加わることにより液状の作動流体が蒸発して潜熱を吸収し、他端部（冷却部）で冷却されることにより蒸発した作動流体が凝縮して潜熱を放出するサイクルを繰り返し、熱を一端部（加熱部）から他端部（冷却部）に効率よく伝達することができる。
【００１５】
また、器具本体11の後部には後方および上下方向に開口する空間部23が形成され、この空間部23に第１の放熱手段24が配設されている。第１の放熱手段24は、例えばアルミニウムなどの金属材料で形成されたヒートシンクである放熱体25を備えている。放熱体25は、空間部23の前部で器具本体11に取り付けられるベース26、およびこのベース26の背面に左右の幅方向に間隔をあけて設けられた複数の放熱フィン27を備え、複数の放熱フィン27間には後方および上下方向に連通する通風路28が形成されている。そして、放熱体25の前面に光源取付台19が熱的に接続されており、発光素子18が発生する熱が基板17および光源取付台19を通じて放熱体25に効率よく熱伝導されるように構成されている。
【００１６】
また、器具本体11の内側で第１の放熱手段24の放熱体25の前側位置には、第２の放熱手段31が配設されている。第２の放熱手段31は、両端に開口部32，33が形成されていてこれら両端の開口部32，33に連通する通風路34が内部に形成されたダクト35を有している。このダクト35は、一端に開口部32，33が開口された一対の端部側通風路部36、およびこれら一対の端部側通風路部36の他端間を接続する折返し部37を有している。本実施形態では、一対の端部側通風路部36の一端の開口部32，33が下方へ向くとともに折返し部37が上側に配置されるように正面（光照射方向）から見て逆Ｕ字形に配設されており、一対の端部側通風路部36間に光源取付台19が挿通配置されている。そして、ダクト35の両端の開口部32，33は、器具本体11の下面に連通開口されている。
【００１７】
一対の端部側通風路部36内には、例えばアルミニウムなどの金属材料で形成されたヒートシンクである放熱部38がそれぞれ配設されている。放熱部38は、背部側のベース39、およびこのベース39の前面に左右の幅方向に間隔あけて設けられた複数の放熱フィン40を備え、複数の放熱フィン40間に通風路34が形成されている。そして、各放熱部38のベース39の背部にはヒートパイプ20の他端部（冷却部）が熱的に接続されており、発光素子18が発生する熱が基板17、光源取付台19およびヒートパイプ20を通じて放熱部38に効率よく熱伝導されるように構成されている。なお、ヒートパイプ20の他端部（冷却部）は放熱体25にも熱的に接続されていることが好ましい。
【００１８】
折返し部37内には、ダクト35の一端の開口部32から外気を吸気して他端の開口部33から吐出するように通風路34内に外気を循環させるファン41が配設されている。ファン41は、羽根とこの羽根を回転させるモータとで構成され、例えば軸流ファンが用いられる。なお、ファン41は、光源部13の温度をセンサで検知し、温度に応じてオン、オフしたり、回転速度を可変するように制御してもよい。
【００１９】
また、器具本体11の背部で空間部23の両側内部に点灯回路44がそれぞれ配設されている。２つの点灯回路44は、例えば光源部13の複数の発光素子18群が２系統に分割されているのに対応して設けられ、それぞれ外部から各点灯回路44に供給される商用交流電力を所定の直流電力に変換して対応する系統の発光素子18に供給し、発光素子18を点灯させる。または、点灯回路44の一方を外部からの調光制御信号を受信して発光素子18を調光制御するための調光制御としてもよい。
【００２０】
そして、このように構成された照明装置10では、発光素子18の点灯時において、光源部13の発光面から出射する光が、レンズ14により集光されて器具本体11の投光開口12から外部へ照射される。レンズ14は、図２に示すように、Ｘ方向に移動可能とするとともに光源部13の前面部まで移動可能とし、これによって、光の照射範囲を変化可能としてもよい。この場合、ダクト35は光源部13の側方に配置されていることにより、レンズ14の移動の妨げになることがない。
【００２１】
また、点灯時に発光素子18が発生する熱は、基板17を通じて光源取付台19に熱伝導され、第１の放熱手段24および第２の放熱手段31によって外気中に放熱される。
【００２２】
すなわち、光源取付台19に熱伝導された熱の一部は、第１の放熱手段24の放熱体25に熱伝導され、この放熱体25の放熱フィン27などから外気中に自然放熱される。すなわち、放熱体25の放熱フィン27の温度が上昇することにより、放熱フィン27間の通風路28内で暖められた外気が上昇し、温度の低い外気が通風路28内を下から上に流れる対流が発生し、放熱体25に熱伝導された熱が自然放熱される。そして、放熱体25からの放熱は、放熱フィン27の後方および上下方向とも開口されていて覆うものがないため、光照射方向の変更に伴って照明装置10の上下方向の角度を変えたとしても、常に効率よく自然放熱することができる。
【００２３】
さらに、光源取付台19に熱伝導された熱の一部は、ヒートパイプ20を通じて第２の放熱手段31の放熱部38に伝達される。このとき、ファン41が稼動され、ダクト35内に外気が強制的に循環されていることにより、ダクト35内に吸い込まれた温度の低い外気と放熱フィン40とで熱交換がなされ、放熱フィン40が冷却されるとともに放熱フィン40で暖められた外気がダクト35内から排気される。したがって、ダクト35内には外部から温度の低い外気が常に循環され、ダクト35内の放熱部38に伝達された熱が効率よく強制空冷される。
【００２４】
そして、本実施形態の照明装置10では、発光素子18が発生する熱を自然放熱する第１の放熱手段24を備えることによって、強制空冷を行う第２の放熱手段31での負担を軽減し、ファン41の回転数を低減できたり、ファン41の稼働時間を少なくできるなど、ファン41の稼動を軽減できる。
【００２５】
さらに、第２の放熱手段31ではダクト35内に放熱部38とともにファン41を配置していることにより、さらには第２の放熱手段31を器具本体11内に配置していることにより、ファン41の稼動時の騒音が外部で出るのを抑制できる。
【００２６】
したがって、本実施形態の照明装置10では、発光素子18が発生する熱を自然放熱する第１の放熱手段24を備えることによって強制空冷を行う第２の放熱手段31のファン41の稼動を軽減でき、さらに、第２の放熱手段31ではダクト35内に放熱部38とともにファン41を配置することにより、放熱性を確保しながら外部への騒音を抑制することができる。
【００２７】
また、ダクト35の両端の開口部32，33は同じ方向に開口することにより、ダクト35内の通風路34を長くでき、ダクト35内に放熱部38やファン41を配置できるとともに、ファン41の稼動時の騒音が外部に出にくくできる。
【００２８】
さらに、ダクト35の両端の開口部32，33を下方へ向けることにより、埃などがダクト内に入り込むのを低減し、放熱効率の低下を抑制できるとともに、通風路34やファン41に付着した埃を取り除く清掃などのメンテナンスの期間も長くできる。
【００２９】
なお、ダクト35の両端の開口部32，33は上方あるいは側方へ向けてもよく、これらの場合には、照明空間の上方に設置される照明装置10からの騒音が照明空間の下方に居る人などに到達するのをより抑制できる。また、ダクト35の両端の開口部32，33は、同じ方向に向けなくてもよく、例えば排気側の開口部33は器具本体の後方、側方あるいは上方に向けて、排気風に含まれる騒音が照明空間の下方へ向うのを抑制するようにしてもよい。
【００３０】
次に、図４ないし図６に第２の実施形態を示す。なお、第１の実施形態と同じ符号を用い、同じ構成および作用効果についてはその説明を省略する。
【００３１】
第１の実施形態のような光源取付台19やヒートパイプ20を用いずに、光源部13を第１の放熱手段24の放熱体の前面中央に取り付け、さらに、第２の放熱手段31の放熱部38を第１の放熱手段24の放熱体25に熱伝導可能に接続する。これにより、光源部13で発生した熱が第１の放熱手段24の放熱体25に熱伝導されるとともに、この放熱体25から第２の放熱手段31の放熱部38に熱伝導されるように、熱伝導経路が形成される。この場合にも、第１の放熱手段24および第２の放熱手段31による放熱作用によって、光源部13の十分な放熱効果が得られる。
【００３２】
このように光源部13を第１の放熱手段24の放熱体25に取り付けると、光源部13がダクト35の前面側よりも奥側に位置し、光源部13が発する光の一部がダクト35で遮られ、投光開口12から出る光が少なくなって光照射効率が低下することになる。
【００３３】
そこで、光源部13に対向するダクト35の面に、光源部13が発する光を前方の光照射方向へ向けて反射する例えば鏡面である反射面47を形成する。この反射面47は、光源部13に対向するダクト35の面が光源部13を中心として前方へ向けて拡開するすり鉢形状に形成されることで構成されている。すり鉢形状は、断面四角形でもよいし、断面円形でもよい。
【００３４】
そして、図４に示すように、光源部13が発する光の一部は、ダクト35の反射面47で前方に反射してレンズ14に入射し、レンズ14により集光されて器具本体11の投光開口12から外部へ照射される。
【００３５】
そのため、光源部13を第１の放熱手段24の放熱体25に取り付けていても、投光開口12から出る光が低下することがなく、光照射効率を向上できる。
【００３６】
なお、反射面47は、ダクト35自体に形成してもよいし、別の反射面部材をダクト35に取り付けるようにしてもよい。
【００３７】
次に、図７に第３の実施形態を示す。なお、各実施形態と同じ符号を用い、同じ構成および作用効果についてはその説明を省略する。
【００３８】
光源部13は、第１の実施形態と同様に、第１の放熱手段24の放熱体25の前面中央に取り付けられている。
【００３９】
照明装置10は、器具本体11の外部に設けられる外部放熱手段である第１の放熱手段24と、器具本体11の内部に設けられる内部放熱手段である第２の放熱手段31とを備えている。
【００４０】
第１の放熱手段31は、第１の実施形態と同様であるが、第２の放熱手段31は、第１の放熱手段24の放熱体25の前面側で、光源部13から左右両側に離れた位置に、上下方向に沿って配設されている。そして、第２の放熱手段31は、両端の開口部32，33が器具本体11の上下面に連通開口する直管状のダクト35を備えている。このダクト35内に、通風路34が上下方向に沿って形成されているとともに、第１の放熱手段24の放熱体25に熱伝導可能に接続された放熱部38が配設されている。この場合にも、光源部13で発生した熱が第１の放熱手段24の放熱体25に熱伝導されるとともに、この放熱体25から第２の放熱手段31の放熱部38に熱伝導されるように、熱伝導経路が形成される。
【００４１】
第２の放熱手段31では、放熱部38に熱伝導されると、放熱部38の放熱フィン40の温度が上昇することにより、ダクト35内の通風路34内で暖められた空気が上昇して上側の開口部33から外部に放出され、温度の低い外気が下側の開口部32から通風路34内に流れ込んで上昇する対流が発生し、放熱部38に熱伝導された熱が自然放熱される。このとき、ダクト35の煙突効果によって対流が効果的に行われ、放熱効果が向上する。
【００４２】
したがって、第１の放熱手段24および第２の放熱手段31による放熱作用によって、光源部13の十分な放熱効果が得られる。
【００４３】
また、ダクト35は光源部13から左右両側に離れた位置に配設しているため、光源部13から出射する光を遮りにくくでき、光照射効率の低下を防止できる。なお、ダクト35で光源部13から出射する光を遮る場合には、ダクト35に第２の実施形態のような反射面を設けることにより、光照射効率を向上できる。
【００４４】
なお、第２の放熱手段31は、光源部13の熱を放熱できるように構成されていれば、器具本体11のどの位置にどのような形態で設置されていても構わない。
【００４５】
また、照明装置10は、スポットライトに限らず、他の器具構成の照明装置にも適用できる。
【００４６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４７】
10    照明装置
11    器具本体
13    光源部
18    発光素子
24    第１の放熱手段
31    第２の放熱手段
35    ダクト
37    折返し部
38    放熱部
41    ファン
47    反射面
【図１】
2014207211.tif 000003
【図２】
2014207211.tif 000004
【図３】
2014207211.tif 000005
【図４】
2014207211.tif 000006
【図５】
2014207211.tif 000007
【図６】
2014207211.tif 000008
【図７】
2014207211.tif 000009