(57)【要約】【課題】  照明器具の筐体内に断熱効果を有する内部ハウジングを設けることで、器具の温度上昇の抑制を可能とし、かつ、低コストや省スペース化を可能とした、断熱効果の高い埋込み形ＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】  発光ダイオードを用いた壁面埋込形のＬＥＤ照明器具であって、複数の発光ダイオードからなる円形発光部と、一端に透光窓を有し他端に円形発光部の挿入口となる開口を設けた円筒状の筐体となる外部ハウジングと、前記外部ハウジングの開口の蓋となる円形蓋体と、固定用バネ体とからなり、前記円形発光部を収納する外部ハウジングの内径寸法より短い外径寸法の、発光ダイオードの照射方向を開放した底のある円筒体からなる内部ハウジングを、照射方向の反対側から挿入嵌設した構成である。【選択図】  図１
2014013526.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを用いた壁面埋込形のＬＥＤ照明器具において、
前記ＬＥＤ照明器具は、複数の発光ダイオードからなる円形発光部と、一端に透光窓を有し他端に円形発光部の挿入口となる開口を設けた円筒状の筐体となる外部ハウジングと、前記外部ハウジングの開口の蓋となる円形蓋体と、固定用バネ体とからなり、
ＬＥＤ照明器具の照度を保つとともに器具の温度上昇を抑制するため、前記円形発光部を収納する外部ハウジングの内径寸法より短い外径寸法の、発光ダイオードの照射方向を開放した底のある円筒体からなる内部ハウジングを、照射方向の反対側から挿入嵌設したことを特徴とする埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記円形発光部は、発光ダイオードを点灯させる回路部品および複数の発光ダイオードを実装した基板からなるＬＥＤモジュールと、電圧変換トランスチップを実装したトランス内蔵型モジュールとからなることを特徴とする請求項１記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記円形発光部は、前記内部ハウジングの開口側がＬＥＤモジュールとなるように内部ハウジング内に装備するとともに、
前記内部ハウジングは、内部ハウジングの開口が透光窓側となるように外部ハウジング内に装備することを特徴とする請求項１または請求項２記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記外部ハウジングは、少なくとも外部ハウジングより長い外径寸法からなる固定用ウイングを装備することを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記内部ハウジングは、プラスチックからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを用いた照明器具に関し、特に、器具の温度上昇の抑制を可能とする断熱効果の高い埋込み形ＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤは省電力かつ軽量であり、耐衝撃性にも優れており、長寿命であるという特徴も持つことから、光源として広く用いられている。特に、照明器具としての用途は広く、特に家庭用照明器具にあっては、省エネ節電の要請もあって各種のＬＥＤを用いた様々な種類の照明器具が開発されている。【０００３】
多くの利点を有するＬＥＤであるが、家庭用照明器具として使用する場合において、解決すべき様々な問題が存在する。例えば、ＬＥＤは、基本的には発熱量が少ない素子であるが、照明として用いる際に比較的高めの電圧を印加することとなり、高出力のＬＥＤ照明器具においては、大きな電流を流す事となる結果、ＬＥＤが相応に発熱することになる。特に、より高い照度を確保する方法としてＬＥＤを複数装備することが考えられるが、ＬＥＤ照明器具の小型化を実現するにはＬＥＤを高密度で配置する必要があり、この状態で大きな電流を流すと、発熱量が高くなるという問題があった。【０００４】
ＬＥＤ照明器具は、壁や天井などの建築部材に直接埋め込まれた形で使用されることが多いが、ＬＥＤが高温となるような状況下で照明器具として使用すると、発火、発煙などの事故に繋がる虞が考えられた。特に、埋込み形ＬＥＤ照明器具においては、照明器具本体が壁などの建築部材に直接埋め込んで設置する構造のため、建築部材に照明器具本体が直接接することから、安全で高熱対策の施されたＬＥＤ照明器具の開発が急務とされていた。【０００５】
この問題を解決した技術として、特開平１１−１６３４１０公報に開示されている技術がある。この発明では、ＬＥＤチップ又は基板の少なくとも何れか一方を直接冷却し放熱性を高めることで、基板に対するＬＥＤチップの高密度の実装を実現している。その方法として、容器内にＬＥＤチップを密封し、この容器内に液体を充填して、液体でＬＥＤチップからの熱を放熱して温度の上昇を抑え、基板に対するＬＥＤチップの高密度の実装を可能とする技術が開示されている。
しかし、この技術によると、冷却媒体として液体を使用することから、基板や容器自体の劣化の問題が生じ、場合によっては液漏れ等が生じることが想定され、電気機器としては致命的なダメージを受けることになるという問題があった。また、液体を入れた容器を密封し、さらに容器内と連通する冷却用のパイプを備えて放熱性をさらに高める構成とすると、照明器具をコンパクトに構成することが難しくなり、製造コストが高くなるという問題もあった。【０００６】
また、特開２０１１−２９０６５公報では、ＬＥＤ基板ユニットの内部とＬＥＤ照明器具本体の外部とを連通する通気経路を設け、この通気経路を通る空気により発光ダイオードを空冷する技術が開示されている。しかし、この技術によっても、ＬＥＤ照明器具本体が肥大化するという問題があった。また、ＬＥＤ照明器具の構造が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。【０００７】
ＬＥＤ照明器具の放熱の方法によっては、照明器具に接する建築部材が加熱される事となり、発火、発煙などの原因となる可能性が考えられ、放熱による対策よりむしろ、壁等の建築部材に対する断熱性を重視したほうが、より安全で省スペースかつ低コストのＬＥＤ照明器具が提供可能となることが考えられた。
そこで、構造が複雑になり過ぎず低コストであって、かつ照明器具に接する建築部材に対する断熱性の高い埋込み形のＬＥＤ照明器具の開発が望まれていた。
【特許文献１】特開平１１−１６３４１０公報
【特許文献２】特開２０１１−２９０６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題を解決するために、ＬＥＤ照明器具であって、特に、照明器具の筐体内に断熱効果を有する内部ハウジングを設けることで、器具の温度上昇の抑制を可能とし、かつ、低コストや省スペース化を可能とした、断熱効果の高い埋込み形ＬＥＤ照明器具を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明に係る埋込み形ＬＥＤ照明器具は、発光ダイオードを用いた壁面埋込形のＬＥＤ照明器具であって、前記ＬＥＤ照明器具は、複数の発光ダイオードからなる円形発光部と、一端に透光窓を有し他端に円形発光部の挿入口となる開口を設けた円筒状の筐体となる外部ハウジングと、前記外部ハウジングの開口の蓋となる円形蓋体と、固定用バネ体とからなり、ＬＥＤ照明器具の照度を保つとともに器具の温度上昇を抑制するため、前記円形発光部を収納する外部ハウジングの内径寸法より短い外径寸法の、発光ダイオードの照射方向を開放した底のある円筒体からなる内部ハウジングを、照射方向の反対側から挿入嵌設した構成である。【００１０】
また、前記円形発光部は、発光ダイオードを点灯させる回路部品および複数の発光ダイオードを実装した基板からなるＬＥＤモジュールと、電圧変換トランスチップを実装したトランス内蔵型モジュールとからなる構成である。【００１１】
また、前記円形発光部は、前記内部ハウジングの開口側がＬＥＤモジュールとなるように内部ハウジング内に装備するとともに、前記内部ハウジングは、内部ハウジングの開口が透光窓側となるように外部ハウジング内に装備する構成である。【００１２】
また、前記外部ハウジングは、少なくとも外部ハウジングより長い外径寸法からなる固定用ウイングを装備する構成である。更に、前記内部ハウジングは、プラスチックからなる構成である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．円形発光部を収納する内部ハウジングを設けたため、発光部より生ずる熱が外部ハウジングに直接伝導せず、外部ハウジングを低温に保つことが可能となる。また、発光ダイオードの照射方向となる一面を開口としたため照度の確保が可能となり、更に内部ハウジングの外径寸法を外部ハウジングの内径寸法より短くしたため、内部ハウジングと外部ハウジングの間に空間ができ、外部への熱伝導を抑制することが可能となる。
２．また、円形発光部をＬＥＤモジュールとトランス内蔵型モジュールとに分けて構成したため、熱発生源を分散することが可能となる。【００１４】
３．また、内部ハウジングの開口方向を透光窓側としているため、内部ハウジングによる断熱効果を得つつ、発光部からの照度を充分確保でき、さらに、外部ハウジングの蓋を開けても容易に円形発光部の構造を視認できない構成とすることが可能となる。
４．また、外部ハウジングより外径寸法が長い固定用ウイングを装備したため、壁などの建築部材への固定が容易となり、かつウイングを介した放熱効果が期待できる。
５．また、内部ハウジングをプラスチックで構成したため、高い断熱効果を得ることができるとともに、材料・製造コストを抑制する事が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るＬＥＤ照明器具を、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係るＬＥＤ照明器具の斜視図であり、図２は、円形発光部の平面図である。図３は、外部ハウジングの底面斜視図であり、図４は、外部ハウジングの側面図である。図５は、内部ハウジングの斜視図であり、図６は、ＬＥＤ照明器具の内部構造を示す透視図である。図７は、埋込み孔にＬＥＤ照明器具を取り付けた実施例を示す図であり、図８は、ＬＥＤ照明器具の平面図である。
本発明のＬＥＤ照明器具１０は、円形発光部２０と、外部ハウジング３０と、円形蓋体４０と、固定用バネ体５０と、内部ハウジング６０とからなり、主に壁面等の建築部材に埋め込む形で使用される発光ダイオードを光源とする照明器具である。【００１６】
ＬＥＤ照明器具１０は、図１に示すように、透光窓３２を介して内部の円形発光部２０の発光ダイオード２２が発する光を照射する。円形発光部２０は、図２に示すように、円形状の部材であり、発光体である発光ダイオード２２が装備される。本実施例では、円形発光部２０は、ＬＥＤモジュール２４とトランス内蔵型モジュール２８とから構成される。ＬＥＤモジュール２４は、図２に示すように、円盤状の基板に発光ダイオード２２と回路部品２６を装備している。発光ダイオード２２は、前記基板の表面に円周上に複数配置される。これにより、効率の良い均等な光の照射が可能となり、発光ダイオード２２が生ずる総発熱量を抑制しつつ、照明として充分な高照度の出力が可能になる。また、回路部品２６は、発光ダイオード２２への電源の供給を行う。なお、複数配置される発光ダイオード２２を配備する位置は、円周に沿ったものに限定されるものではない。【００１７】
トランス内蔵型モジュール２８は、電圧変換トランスチップ（図示せず）を装備する基板である。電圧変換トランスチップは、直流に変換された電源の変圧を行う。電圧変換トランスチップを用いて変圧器をモジュール化することにより、省スペース化を図ることが可能となる。【００１８】
外部ハウジング３０は、図３に示すように、円筒状からなる筐体であり、前記円形発光部２０が装備された後述の内部ハウジング６０（図５、図６参照）が外部ハウジング３０の内部に嵌設される。
外部ハウジング３０には、一端に透光窓３２が設けられる。透光窓３２は、円形発光部２０からの光を外部へ照射するための窓である。本実施例では、透光窓３２は外部ハウジング３０に開口する円形状の孔からなり、開口はアクリル樹脂等の透光性を有する素材からなる蓋が設けられているが、透光性を有する素材であればこれに限定されるものではない。なお、透光窓３２の素材は、放熱性に優れた素材であることが望ましい。
また、外部ハウジング３０の透光窓３２の反対面には、図３に示すように、開口３４が設けられる。開口３４は、円形発光部２０が装備された内部ハウジング６０の挿入口となり、図６で示すように、開口３４より内部ハウジング６０が外部ハウジング３０内に嵌設される構成である。【００１９】
円形蓋体４０は、外部ハウジング３０の開口３４の蓋であり、内部に挿入嵌設した内部ハウジング６０を固定し、外部ハウジング３０内に保持する円形状の部材である。また、固定用バネ体５０は、図４に示すように、外部ハウジング３０の側面に設置される一対の板状のバネ体で、バネ固定部５２を中心に左右に（または一方向に）伸延した羽状の部材からなる。これにより、ＬＥＤ照明器具１０本体の埋込み時の安定性を確保することが可能となる。【００２０】
内部ハウジング６０は、図５に示すように、円形発光部２０を収納するための底のある円筒体からなる部材であり、外部ハウジング３０の内径寸法より短い外径寸法で、外部ハウジング３０の中に後方より挿入嵌設される。円形発光部２０は、ＬＥＤモジュール２４や回路部品２６等から生ずる熱により高温となる。この熱が外部ハウジングに伝導し、ＬＥＤ照明器具１０が埋設される壁等の建築部材が過熱され、変形、発煙、発火等の原因となる可能性があった。この円形発光部２０から生ずる熱によってＬＥＤ照明器具１０の温度が上昇し、熱が外部へ伝導することを防ぐ必要があり、円形発光部２０を、図６に示すように、内部ハウジング６０に格納することで、効果的に熱伝導を抑制することが可能となった。【００２１】
内部ハウジング６０の材質は、本実施例では、熱伝導率の低いプラスチックを使用している。これにより、円形発光部２０が発する熱の外部ハウジング６０への伝導を効果的に抑制することが可能となる。なお、内部ハウジング６０の材質としては、あらゆる合成樹脂の使用が考えられ、例えば熱硬化樹脂であるエポキシ樹脂、汎用プラスチックとしてのＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンなどを利用することが可能である。【００２２】
内部ハウジング６０は、図５に示すように、円筒の上面が開放されており、底面が封鎖されており、開放されている上面より外部ハウジング３０の開口３４から挿入嵌設される。内部ハウジング６０内に円形発光部２０を格納することで外部への熱伝導が抑制されるが、円形発光部２０を完全に覆うと内部ハウジング６０内の熱はほとんど外部へ放熱されないことになり、円形発光部２０が熱により劣化する虞がある。また、内部ハウジング６０の素材によっては透光性が低いものもあり、円形発光部２０の発光ダイオード２２からの光が抑制される可能性が考えられる。そこで、円筒状の内部ハウジング６０の上面を開放することで、発光ダイオード２２から照射される光の照度を保つとともに、適度な放熱が可能となり、より機能性が高くかつ安全なＬＥＤ照明器具１０とすることが可能となった。また、特別な冷却部材を設置する必要がなくなるため、製造コストを抑えることが可能となった。【００２３】
内部ハウジング６０の上面の開放は、図５および図６に示すように、発光ダイオード２２の照射方向に開口６２を設けた構成である。円形発光部２０は、内部ハウジング６０の開口６２側にＬＥＤモジュール２４が配置され、開口６２から外側に向けてＬＥＤ光が照射されるように内部ハウジング６０内に装備される。また、内部ハウジング６０は、内部ハウジング６０の開口６２が透光窓３２側に配置されるように外部ハウジング３０内に装備する構成である。【００２４】
この構成により光の照射方向に障害物がない状態となるため、照度が確保されるとともに、放熱は光の照射方向に限定され、内部ハウジング６０の側面は断熱ができるという利点がある。さらに、内部ハウジング６０の開口６２の反対面は閉じられているため、円形蓋体４０を外部ハウジング３０から取り外しても、直ぐに円形発光部２０のＬＥＤモジュール２４や回路部品２６を視認することができないという利点もある。【００２５】
また、内部ハウジング６０は、図６に示すように、外部ハウジング６０の内径寸法より短い外径寸法からなる。この構成とすることにより、内部ハウジング６０と外部ハウジング３０の間に空気層が形成されるため、熱伝導を抑制することが可能となる。本実施例では、内部ハウジング６０の外径寸法は、外部ハウジング６０の内径寸法より１ｍｍ短い構成となっている。内部ハウジング６０と外部ハウジング６０の間には０．５ｍｍ幅の空気層が形成されるため、熱伝導を抑制できるとともに、円形発光部２０を格納するのに充分な大きさを確保することが可能となった。【００２６】
内部ハウジング６０には、本実施例では、図５に示すように、ＬＥＤモジュール固定脚６４とトランス内蔵型モジュール固定脚６６が設けられている。ＬＥＤモジュール固定脚６４は、ＬＥＤモジュール２４を内部ハウジング６０に固定するための脚であり、トランス内蔵型モジュール固定脚６６はトランス内蔵型モジュール２８を内部ハウジング６０に固定するための脚である。ＬＥＤモジュール固定脚６４は、トランス内蔵型モジュール固定脚６６より一段長い構成となっており、開口６２側にＬＥＤモジュール２４が配置され、内部ハウジング６０底部にトランス内蔵型モジュール２８が配置される構成である。【００２７】
また、本実施例では、外部ハウジング３０の内部壁面には、図３に示すように、嵌合凸部３８が設けられ、内部ハウジング６０側面には嵌合凹部６８が設けられている。外部ハウジング３０内に内部ハウジング６０が嵌設される際に、嵌合凸部３８と嵌合凹部６８が嵌合する。これにより、内部ハウジング６０の嵌合時に内部ハウジング６０が外部ハウジング３０内で固定される構成である。【００２８】
外部ハウジング３０は、図１および図３に示すように、固定用ウイング３６を装備している。固定用ウイング３６は、少なくとも外部ハウジング３０より長い外径寸法の円盤状からなる。これにより、ＬＥＤ照明器具１０を壁などの建築部材に固定することが容易となり、ＬＥＤ照明器具１０本体の埋込み時の安定性を確保することが可能となった。さらに、固定用ウイング３６を設けることにより、ウイングを介した放熱効果が期待できる。【００２９】
ＬＥＤ照明器具１０を構成する素材としてアルミニウムを使用することができる。なお、充分な強度を確保可能な素材であれば、アルミニウムに限定されるものではない。【００３０】
本発明のＬＥＤ照明器具１０の実施例は、図７に示すように、壁面７０に埋め込んで設置され、交流電源（図示せず）に接続した電源プラグ９０から電源ケーブル８０を介してＬＥＤ照明器具１０本体内のトランス内蔵型モジュール２８に電源が供給され、ＬＥＤモジュール２４に通電してＬＥＤモジュール２４に設置された発光ダイオード２２を点灯させる。【００３１】
電源ケーブル８０は、図８に示すように、ＬＥＤ照明器具１０本体から伸長するケーブルである。電源ケーブル８０の他端には電源プラグ９０が設置されるため、家庭用のＡＣ１００ボルト電源に直接接続することが可能となっている。電源ケーブル８０には、ＬＥＤ照明器具１０本体に近い箇所で２分割するコネクタ１００を設置することが可能である。コネクタ１００により電源ケーブル８０がＬＥＤ照明器具１０本体に近い箇所で単体として脱着自在となり、ＬＥＤ照明器具１０の故障時など、ＬＥＤ照明器具１０設置後の取り外し交換が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ＬＥＤ照明器具の斜視図
【図２】円形発光部の平面図
【図３】外部ハウジングの底面斜視図
【図４】外部ハウジングの側面図
【図５】内部ハウジングの斜視図
【図６】ＬＥＤ照明器具の内部構造を示す透視図
【図７】埋込み孔にＬＥＤ照明器具を取り付けた実施例を示す図
【図８】ＬＥＤ照明器具の平面図
【符号の説明】
【００３３】
１０  ＬＥＤ照明器具
２０  円形発光部
２２  発光ダイオード
２４  ＬＥＤモジュール
２６  回路部品
２８  トランス内蔵型モジュール
３０  外部ハウジング
３２  透光窓
３４  開口
３６  固定用ウイング
３８  嵌合凸部
４０  円形蓋体
５０  固定用バネ体
５２  バネ固定部
６０  内部ハウジング
６２  開口
６４  ＬＥＤモジュール固定脚
６６  トランス内蔵型モジュール固定脚
６８  嵌合凹部
７０  壁面
８０  電源ケーブル
９０  電源プラグ
１００  コネクタ
【図１】
2014013526.tif 000003
【図２】
2014013526.tif 000004
【図３】
2014013526.tif 000005
【図４】
2014013526.tif 000006
【図５】
2014013526.tif 000007
【図６】
2014013526.tif 000008
【図７】
2014013526.tif 000009
【図８】
2014013526.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月6日(2014.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを用いた壁面埋込形のＬＥＤ照明器具において、
前記ＬＥＤ照明器具は、複数の発光ダイオードからなる円形発光部と、一端に透光窓を有し他端に円形発光部の挿入口となる開口を設けた円筒状の筐体となる外部ハウジングと、前記外部ハウジングの開口の蓋となる円形蓋体と、固定用バネ体とからなり、
ＬＥＤ照明器具の照度を保つとともに、ＬＥＤ照明器具外部への熱の伝導を減少させることで器具の温度上昇を抑制するため、前記円形発光部を収納する外部ハウジングの内径寸法より短い外径寸法の、発光ダイオードの照射方向を開放した底のある円筒体からなる合成樹脂製の内部ハウジングを、前記外部ハウジングと前記内部ハウジング間に空気層を形成しつつ照射方向の反対側から挿入嵌設したことを特徴とする埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記円形発光部は、発光ダイオードを点灯させる回路部品および複数の発光ダイオードを実装した基板からなるＬＥＤモジュールと、電圧変換トランスチップを実装したトランス内蔵型モジュールとからなることを特徴とする請求項１記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記円形発光部は、前記内部ハウジングの開口側がＬＥＤモジュールとなるように内部ハウジング内に装備するとともに、
前記内部ハウジングは、内部ハウジングの開口が透光窓側となるように外部ハウジング内に装備することを特徴とする請求項１または請求項２記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記外部ハウジングは、少なくとも外部ハウジングより長い外径寸法からなる固定用ウイングを装備することを特徴とする請求項１または請求項３記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記内部ハウジングは、プラスチックからなることを特徴とする請求項１または請求項３記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の目的を達成するために本発明に係る埋込み形ＬＥＤ照明器具は、発光ダイオードを用いた壁面埋込形のＬＥＤ照明器具であって、前記ＬＥＤ照明器具は、複数の発光ダイオードからなる円形発光部と、一端に透光窓を有し他端に円形発光部の挿入口となる開口を設けた円筒状の筐体となる外部ハウジングと、前記外部ハウジングの開口の蓋となる円形蓋体と、固定用バネ体とからなり、ＬＥＤ照明器具の照度を保つとともに、ＬＥＤ照明器具外部への熱の伝導を減少させることで器具の温度上昇を抑制するため、前記円形発光部を収納する外部ハウジングの内径寸法より短い外径寸法の、発光ダイオードの照射方向を開放した底のある円筒体からなる合成樹脂製の内部ハウジングを、前記外部ハウジングと前記内部ハウジング間に空気層を形成しつつ照射方向の反対側から挿入嵌設した構成である。
【国際調査報告】
2014013526.tif 000011
2014013526.tif 000012