(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明器具本体に着脱自在なヒートシンクであって、
前記照明器具本体の光源から発する熱を放熱するフィン部と、
円筒形状を呈し、一端側の内周面に雌ねじ形成部が構成され、他端側の外周面に雄ねじ形成部が構成された円筒部と、
前記フィン部及び前記円筒部を支持する支持体と、
前記円筒部の前記雄ねじ形成部は、前記照明器具本体の平面部に形成された凹部の内周面に形成された本体雌ねじ形成部、又は、別の前記ヒートシンクの前記円筒部の前記雌ねじ形成部に螺合して着脱自在に結合可能とし、
前記円筒部の前記雌ねじ形成部は、別の前記ヒートシンクの前記雄ねじ形成部に螺合して着脱自在に結合可能とする
ことを特徴とするヒートシンク。
【請求項２】
前記支持体は、
板形状を呈し、
中央に前記円筒部の中心軸が板面と垂直となるように該円筒部を支持し、
前記板面の一方の面に前記フィン部が形成され、
前記円筒部の前記雄ねじ形成部が、別の前記ヒートシンクの前記円筒部の前記雌ねじ形成部に螺合して結合された場合、前記板面の他方の面が、別の該ヒートシンクに形成された前記フィン部における該ヒートシンクの前記支持体とは反対側の端部の少なくとも一部、又は、前記照明器具本体の前記平面部に当接する
ことを特徴とする請求項１記載のヒートシンク。
【請求項３】
前記円筒部の前記雄ねじ形成部が、別の前記ヒートシンクの前記円筒部の前記雌ねじ形成部に螺合して結合された場合、前記支持体の前記他方の面が、別の該ヒートシンクに形成された前記フィン部における該ヒートシンクの前記支持体とは反対側の端部の全体に当接する
ことを特徴とする請求項２記載のヒートシンク。
【請求項４】
前記支持体の前記板面の形状が、結合される前記照明器具本体の前記平面部の面形状と略同一である
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のヒートシンク。
【請求項５】
前記フィン部は、前記支持体の前記一方の面に対して略垂直となるように立設され、前記円筒部の側面から放射状に延設され、
前記円筒部の前記側面において、前記各フィン部の延設部分の間に開口部が設けられた
ことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれか一項に記載のヒートシンク。
【請求項６】
前記照明器具本体と、
該照明器具本体、及び、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のヒートシンクに着脱自在に結合可能な１つ又は複数の前記ヒートシンクと、
を備えた
ことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートシンク及びそれを備えた照明器具に関し、特に、放熱面積を変更することができるヒートシンク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、照明器具から発生する放熱するための手段としてヒートシンクを用いている。そして、このヒートシンクは、照明器具の効果的な放熱効果を得るために、ヒートシンクの大きさを変えたり、ヒートシンクに形成されたフィン部の高さを調整したりすることによって、放熱面積を変え、照明器具の特性に合わせてヒートシンクの形状を決定し、効果的な放熱作用を得るものとしている。
【０００３】
また、ヒートシンクは照明器具の種類によって、形及び大きさ等が異なるため、照明器具の機種の種類が増えれば、それぞれの種類に応じた形状のヒートシンクが必要となる。また、ＬＥＤ照明器具等のヒートシンクにおいては、光量を大きくした場合、ＬＥＤの放熱効果を上昇させるため、ヒートシンクを大きくして放熱面積を増やす必要がある。逆に、ＬＥＤの熱的性能の改善により、熱発生の問題が軽減され、取り付けられている現行のヒートシンクの大きさよりも小さくさせたい場合、サイズダウンさせたヒートシンクを別途加工成形する必要が出てくる。
【０００４】
このような問題から、ヒートシンクを形成する一つ一つの放熱フィンを別部材として、各放熱フィンをねじ止めすることによって、一つのヒートシンクを形成した結合フィンが提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、放熱対象物が必要とする放熱特性に応じて、放熱フィンの数を増減させ、最適な放熱性能を得、ヒートシンク全体を新たに再製作する必要を無くすというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２６０７６号公報（第３−４頁、図１、３）
【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に記載されたヒートシンクは、各放熱フィンをねじによって結合したものであり、部品点数が多くなってしまうという問題点があった。
また、各放熱フィン同士を複数のねじによって結合するので、放熱フィンを増減するのに、作業性が悪いという問題点もあった。
さらに、放熱フィンを減少させる場合には、放熱フィンの物理的形状の制約から、減少できる数に下限があり、また、放熱フィンを増加させる場合には、放熱対象物の当接面に対して、ヒートシンクの当接面が大きくなることがあり、物理的な結合に支障をきたし、効率的な放熱性能が得られないという問題点もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、ヒートシンクを雄ねじ・雌ねじ構造とすることにより、ヒートシンク同士を他の部品を用いなくても結合可能とし、ヒートシンク及びそれを備えた照明器具を得ることである。
そして、第２の目的は、ヒートシンク同士を結合又は分離させても、放熱対象物に対する当接面の面積が変わることのないヒートシンク及びそれを備えた照明器具を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るヒートシンクは、照明器具本体に着脱自在なヒートシンクであって、前記照明器具本体の光源から発する熱を放熱するフィン部と、円筒形状を呈し、一端側の内周面に雌ねじ形成部が構成され、他端側の外周面に雄ねじ形成部が構成された円筒部と、前記フィン部及び前記円筒部を支持する支持体と、前記円筒部の前記雄ねじ形成部は、前記照明器具本体の平面部に形成された凹部の内周面に形成された本体雌ねじ形成部、又は、別の前記ヒートシンクの前記円筒部の前記雌ねじ形成部に螺合して着脱自在に結合可能とし、前記円筒部の前記雌ねじ形成部は、別の前記ヒートシンクの前記雄ねじ形成部に螺合して着脱自在に結合可能とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、円筒部の一端側に雌ねじ形成部を形成し、かつ、他端側に雄ねじ形成部を形成したので、照明器具本体に対して、ヒートシンクを回して螺合しながら着脱自在に結合することができ、また、当該ヒートシンクに別のヒートシンクを螺合しながら着脱自在に結合することができるので、照明器具本体の光源の光量又は発熱量に応じて、専用の大きさのヒートシンクを製作することなく、結合するヒートシンクの数量を増減することによって、放熱面積の変更をすることが可能となる。
【００１０】
また、ヒートシンク及び照明器具本体、又は、ヒートシンク同士を他の部品を用いずに結合することができるので、部品点数を抑制することができる。
【００１１】
そして、ヒートシンクを回す動作のみによって、照明器具本体又は別のヒートシンクに螺合して結合することができるので、ヒートシンクの増減の作業性が飛躍的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るヒートシンク１００においてフィン部１２が形成された側から見た外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るヒートシンク１００においてフィン部１２が形成されていない側からみた外観斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る照明器具１１０の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る照明器具１１０の側面視における要部断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る２つのヒートシンク１００の結合を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
（ヒートシンク１００の構造）
図１は、本発明の実施の形態１に係るヒートシンク１００においてフィン部１２が形成された側から見た外観斜視図であり、図２は、同ヒートシンク１００においてフィン部１２が形成されていない側からみた外観斜視図である。以下、図１及び図２を参照しながら、ヒートシンク１００の構造について説明する。また、以下の説明においては、図１で示されるヒートシンク板１０においてフィン部１２が形成された方向を上方向として説明するものとする。
【００１４】
図１で示されるように、本実施の形態に係るヒートシンク１００は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質で形成された円板形状のヒートシンク板１０を備えており、このヒートシンク板１０の中央には、円形状にヒートシンク板開口部１０ａが穿設されている。また、このヒートシンク板開口部１０ａの周縁部から上方向に向かって、円筒形状の上面側円筒部１１が立設されている。また、この上面側円筒部１１の外側周面から、ヒートシンク板１０の上面（ヒートシンク板上面１０ｂ）に当接しつつ、ヒートシンク板上面１０ｂの周縁部に達するまで、放射状に複数の板形状のフィン部１２が延設され、かつ、フィン部１２は、ヒートシンク板上面１０ｂに対して略垂直となるように形成されている。このとき、上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部１２の上面（フィン部上面１２ａ）は、ヒートシンク板上面１０ｂと略平行となるように面一の状態になっている。
【００１５】
また、フィン部１２が延設された上面側円筒部１１の側周面において、各フィン部１２の延設部分の間には側面開口部１１ｂが穿設されている。この側面開口部１１ｂが穿設されることによって、上面側円筒部１１の内部から側面開口部１１ｂを介してフィン部１２の壁面に向かう方向、又は、その逆方向に空気が流通し、効果的な放熱性能を発揮することができる。
【００１６】
また、上面側円筒部１１の上端側の内周面には、雌ねじ加工が施された雌ねじ形成部１１ａが構成されている。
【００１７】
また、図２で示されるように、ヒートシンク板１０のヒートシンク板下面１０ｃにおいて、ヒートシンク板開口部１０ａの周縁部から下方向に向かって、円筒形状の下面側円筒部１３が立設されている。この下面側円筒部１３の側面には、雄ねじ加工が施された雄ねじ形成部１３ａが構成されている。ここで、前述の雌ねじ形成部１１ａのねじピッチ、及び、雄ねじ形成部１３ａのねじピッチは同一となっている。
【００１８】
なお、上面側円筒部１１及び下面側円筒部１３は、本発明の「円筒部」に相当し、ヒートシンク板１０は、本発明の「支持体」に相当する。
【００１９】
（照明器具１１０の構成及びヒートシンク１００の結合態様について）
図３は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１１０の分解斜視図であり、図４は、同照明器具１１０の側面視における要部断面図である。
図３で示されるように、本実施の形態に係る照明器具１１０は、いわゆるダウンライトと呼ばれるものであり、照明器具本体１０１を備えている。この照明器具本体１０１は、アルミダイキャスト等によって形成され、中空の円筒形状、かつ、側断面が台形形状を呈するものであり、その上面は本体上面板２１によって閉口され、下面は開口されている。ここで開口された下面の径は、上面の径よりも大きくなるように形成されている。
【００２０】
また、本体上面板２１の上面であるヒートシンク当接面２１ａの中央には、円形状の本体上面凹部２０が凹設されており、この本体上面凹部２０の内周面には、雌ねじ加工が施された本体雌ねじ形成部２０ａが構成されている。また、ヒートシンク板１０のヒートシンク板下面１０ｃに形成された下面側円筒部１３の外周の径と、本体上面板２１のヒートシンク当接面２１ａに形成された本体上面凹部２０の内周の径とは、略同一となっており、本体雌ねじ形成部２０ａのねじピッチ、及び、雄ねじ形成部１３ａのねじピッチは同一となっている。
【００２１】
また、照明器具１１０の下面の開口部には、その周縁部から外側に向かってフランジ状にフランジ部２５が形成されている。ここで、照明器具１１０の側面等に設置された板バネ（図示せず）によって、照射側空間の天井に開けられた穴にこのフランジ部２５を固定し、これによって、照明器具１１０全体が天井に固定されることになる。
【００２２】
また、図４で示されるように、照明器具本体１０１の内面は、反射面２４が形成されており、照明器具本体１０１の内部には、ＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板２２、及び、透光性カバー２３が収納されている。
【００２３】
ＬＥＤ基板２２は、アルミ基板、鉄基板、ガラスエポキシ基板又は紙フェノール基板等の基板であり、一つ又は複数のＬＥＤ（図示せず）が実装されている。このＬＥＤ基板２２は、その実装面が下方向に向くようにして、本体上面板２１の下面であるＬＥＤ基板設置面２１ｂに、当該実装面の裏面が当接するように設置される。また、ＬＥＤ基板２２は、放熱性の観点から、金属基板とするのが望ましい。ただし、ＬＥＤ基板２２が金属基板でない場合、銅箔の面積を大きくする、あるいは、両面基板としてＬＥＤの非実装面にも銅箔を設け、実装面側との間にサーマルビアを設けることによって、放熱性を向上させることができる。
なお、ＬＥＤ基板２２は、その実装面が下方向に向くようにして、ＬＥＤ基板設置面２１ｂに、当該実装面の裏面が当接するように設置されるものとしたが、この際、本体上面板２１とＬＥＤ基板２２との間にアクリル系、シリコン系若しくはエラストマー等の放熱シート、放熱グリス、又は、放熱用両面テープ等を設置することによって、本体上面板２１とＬＥＤ基板２２との熱抵抗を低減させ、より放熱性を向上させることが可能となる。
【００２４】
透光性カバー２３は、透明又は半透明の樹脂又はガラスによって形成されており、ＬＥＤ基板２２の実装面を下方から覆って保護すると共に、ＬＥＤから発する光を制御する機能を有する。この光を制御する具体的な方法としては、透光性カバー２３に拡散材を配合して拡散機能を備えさせたり、透光性カバー２３の表面形状をレンズ形状にして集光機能を備えさせたり、あるいは、透光性カバー２３の表面にシボ加工を施すことによって拡散機能を備えさせる方法等がある。
【００２５】
反射面２４は、前述のように、照明器具本体１０１の内面に形成され、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発する光を反射する作用を有する。また、反射面２４は、ＬＥＤから発する光の配光に応じた表面処理を施すことによって、所望の配光制御が可能となる。
【００２６】
次に、図３及び図４を参照しながら、照明器具本体１０１へのヒートシンク１００の取り付けについて説明する。
前述のように、ヒートシンク１００の下面側円筒部１３には雄ねじ形成部１３ａが形成されており、照明器具本体１０１の本体上面凹部２０には本体雌ねじ形成部２０ａが形成されている。したがって、下面側円筒部１３の外周縁部と、本体上面凹部２０の内周縁部とを合わせ、ヒートシンク１００を下方向に押し付けながら、ヒートシンク板開口部１０ａの中心を回転中心として回すことによって、雄ねじ形成部１３ａと本体雌ねじ形成部２０ａとが螺合し、ヒートシンク１００と照明器具本体１０１とが着脱自在に結合されることになる。その結果、ヒートシンク１００のヒートシンク板下面１０ｃと、照明器具本体１０１のヒートシンク当接面２１ａとが当接する態様となるので、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発生した熱を、本体上面板２１を介して、効率的にヒートシンク１００に伝導して外部に放熱させることが可能となる。さらに、図４で示されるように、ヒートシンク１００のヒートシンク板１０の径と、照明器具本体１０１の本体上面板２１の径とを略同一とすることによって、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発生した熱を、本体上面板２１を介して、より効率的にヒートシンク１００に伝導させることが可能となる。
【００２７】
図５は本発明の実施の形態１に係る２つのヒートシンク１００の結合を説明するための図である。ヒートシンク１００においては、下面側円筒部１３に雄ねじ形成部１３ａが形成されていると共に、上面側円筒部１１に雌ねじ形成部１１ａが形成されている。したがって、例えば前述のように、照明器具本体１０１に結合されたヒートシンク１００の上面側円筒部１１の雌ねじ形成部１１ａと、当該ヒートシンク１００とは別の２つ目のヒートシンク１００の下面側円筒部１３の雄ねじ形成部１３ａとを合わせ、２つ目のヒートシンク１００を下方向に押し付けながら、ヒートシンク板開口部１０ａの中心を回転中心として回すことによって、雄ねじ形成部１３ａと雌ねじ形成部１１ａとが螺合し、照明器具本体１０１に結合されたヒートシンク１００と、２つ目のヒートシンク１００とが着脱自在に結合されることになる。このとき、前述のように、ヒートシンク１００において上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部上面１２ａは、面一の状態に形成されているので、照明器具本体１０１に結合されたヒートシンク１００の上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部上面１２ａは、２つ目のヒートシンク１００のヒートシンク板下面１０ｃに当接することになる。これによって、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発生し、照明器具本体１０１に結合されたヒートシンク１００に伝導した熱は、効率的に２つ目のヒートシンク１００に伝導し放熱されることになる。同様の方法によって、２つ目のヒートシンク１００に対して、３つ目のヒートシンク１００を結合した状態が図４で示されている。
なお、図３及び図４で示される照明器具１１０は、照明器具本体１０１にヒートシンク１００を３つ結合させたものであるが、これに限定されるものではなく、ＬＥＤ基板２２のＬＥＤの光量又は発熱量に応じて、結合させるヒートシンク１００の数量を決定すればよい。
【００２８】
なお、ヒートシンク当接面２１ａは、本発明の「照明器具本体の平面部」に相当する。
【００２９】
（実施の形態１の効果）
以上のような構成によって、照明器具本体１０１については、本体上面凹部２０に本体雌ねじ形成部２０ａを形成し、ヒートシンク１００については、上面側円筒部１１に雌ねじ形成部１１ａを形成し、かつ、下面側円筒部１３に雄ねじ形成部１３ａを形成したので、照明器具本体１０１に対して、ヒートシンク１００を回して螺合しながら着脱自在に結合することができ、また、当該ヒートシンク１００に別のヒートシンク１００を螺合しながら着脱自在に結合することができる。したがって、ＬＥＤ基板２２のＬＥＤの光量又は発熱量に応じて、専用の大きさのヒートシンクを製作することなく、結合するヒートシンク１００の数量を増減することによって、放熱面積の変更をすることが可能となる。
【００３０】
また、ヒートシンク１００及び照明器具本体１０１、又は、ヒートシンク１００同士を他の部品を用いずに結合することができるので、部品点数を抑制することができる。
【００３１】
また、前述のように、ヒートシンク１００を回す動作のみによって、照明器具本体１０１又は別のヒートシンク１００に螺合して結合することができるので、ヒートシンク１００の増減の作業性が飛躍的に向上する。
【００３２】
また、ヒートシンク１００を増減させても、照明器具本体１０１に対して、積層されたヒートシンク１００と当接するのは、最下段のヒートシンク１００のヒートシンク板下面１０ｃのみであるので、放熱対象物（ここでは照明器具本体１０１）に対する当接面の面積を一定に確保することが可能であり、効率的な放熱性能を得ることができる。
【００３３】
また、ヒートシンク１００のヒートシンク板下面１０ｃと、照明器具本体１０１のヒートシンク当接面２１ａとが当接する態様となるので、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発生した熱を、本体上面板２１を介して、効率的にヒートシンク１００に伝導して外部に放熱させることが可能となる。さらに、ヒートシンク１００のヒートシンク板１０の径と、照明器具本体１０１の本体上面板２１の径とを略同一とすることによって、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発生した熱を、本体上面板２１を介して、より効率的にヒートシンク１００に伝導させることが可能となる。
【００３４】
そして、前述のように、ヒートシンク１００において上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部上面１２ａは、面一の状態に形成されているので、当該ヒートシンク１００の上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部上面１２ａは、その上部に結合されるヒートシンク１００のヒートシンク板下面１０ｃに当接することになる。これによって、ＬＥＤ基板２２に実装されたＬＥＤから発生し、下段のヒートシンク１００に伝導した熱は、効率的に上段のヒートシンク１００に伝導し放熱されることになる。
【００３５】
なお、図１で示されるように、ヒートシンク１００の形状は、上面側円筒部１１の側面から複数のフィン部１２が放射状に延設されたものとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、フィン部が並列配置されているもの、又は、フィン部が網目状に配置されているもの等でもよく、図３で示されるように、雌ねじ形成部１１ａ及び雄ねじ形成部１３ａが形成されることによって、積層構造となるように結合できるものであればよい。
【００３６】
また、図３で示されるように、積層されるヒートシンク１００は、すべて同形状のものとしているが、異なる形状（例えば、フィン部形状又はその配置の態様等が異なるもの）のヒートシンクを組み合わせて積層するものとしてもよい。
【００３７】
また、図１で示されるように、ヒートシンク１００において上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部上面１２ａは、面一の状態に形成し、当該ヒートシンク１００の上面側円筒部１１の上面、及び、フィン部上面１２ａは、その上部に結合されるヒートシンク１００のヒートシンク板下面１０ｃに当接するものとしているが、これに限定されるものではない。すなわち、必ずしもヒートシンクの上部端面の全てを、上段のヒートシンクに当接させる必要はなく、所望の放熱性能が得られる範囲であれば、ヒートシンクの上部端面の少なくとも一部を、上部のヒートシンクに当接させるものとしてもよい。
【００３８】
また、照明器具本体１０１の光源はＬＥＤとしているが、これに限定されるものではなく、白熱電球又は放電灯その他の光源であってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ヒートシンク板、１０ａ  ヒートシンク板開口部、１０ｂ  ヒートシンク板上面、１０ｃ  ヒートシンク板下面、１１  上面側円筒部、１１ａ  雌ねじ形成部、１１ｂ＿  側面開口部、１２  フィン部、１２ａ  フィン部上面、１３  下面側円筒部、１３ａ  雄ねじ形成部、２０  本体上面凹部、２０ａ  本体雌ねじ形成部、２１  本体上面板、２１ａ  ヒートシンク当接面、２１ｂ  ＬＥＤ基板設置面、２２  ＬＥＤ基板、２３  透光性カバー、２４  反射面、２５  フランジ部、１００  ヒートシンク、１０１  照明器具本体、１１０  照明器具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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