(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が実装される実装基板を基体の表面に有する複数の光源ユニットを備え、当該複数の光源ユニットは、各前記基体の裏面を内側に向けるとともに互いに隙間を開けてランプの軸線周囲に配置され、前記基体の前記裏面には、前記軸線の軸方向に対して傾斜して配置される複数の放熱フィンが設けられて当該放熱フィンの間に通風路が形成され、
前記通風路の流入口が前記基体の幅方向の一側で前記隙間に連通し、前記通風路の排出口が前記基体の幅方向の他側で前記隙間に連通し、
前記複数の光源ユニットの端部が作る開口を塞ぐ蓋体が設けられ、当該蓋体は、前記複数の光源ユニットが囲って形成する空間内で前記放熱フィンよりも軸方向の端側に配置されるとともに前記複数の光源ユニットを互いに結合し、
前記基体の前記裏面には、当該基体における前記蓋体側の端面から内側に離れた位置に連結ステー部が設けられ、前記蓋体は、前記連結ステー部上に載置されることで、前記空間の内部に配置され、
前記蓋体は、その外周面が各前記基体の前記裏面に沿う多角形状に形成され、前記蓋体の前記外周面と前記裏面との間には、通風用の隙間が設けられていることを特徴とするランプ。
【請求項２】
前記放熱フィンは、前記流入口から前記排出口まで連続していることを特徴とする請求項１記載のランプ。
【請求項３】
前記光源ユニットは、その幅方向よりも前記軸線方向に長く形成され、複数の発光素子が前記軸線方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のランプ。
【請求項４】
前記軸線に直交する基準線に対する前記放熱フィンの傾斜角度は、２５°から８５°の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のランプ。
【請求項５】
前記軸線に直交する基準線に対する前記放熱フィンの傾斜角度は、５５°から６５°の範囲であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のランプ。
【請求項６】
前記放熱フィンの間隔が４ｍｍから１１ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のランプ。
【請求項７】
前記放熱フィンは、空気の流入側よりも排出側の方が、高さが高く形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のランプ。
【請求項８】
隣り合う前記光源ユニットの放熱フィンは、前記軸線を基準に略対称に形成されており、前記隙間に連通する前記流入口同士または前記排出口同士が対向していることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のランプ。
【請求項９】
前記蓋体は絶縁材からなり、通風孔が形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放熱フィンを備えたランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光素子が実装される実装基板を基体の表面に有する複数の光源ユニットを備え、これら複数の光源ユニットが、各基体の裏面を内側に向けるとともに互いに隙間を開けてランプの軸線周囲に配置されるランプが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、基体の裏面に設けられる放熱フィンは、ランプの軸線に対して平行に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２２８９９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、上記従来のランプでは、放熱フィンの周囲の空気は、放熱フィンに沿ってランプの軸線方向に流れるため、放熱フィンの下流側の部分で熱が溜まり易く、放熱の効率に課題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ランプの熱を放熱フィンによって効率良く放熱できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、発光素子が実装される実装基板を基体の表面に有する複数の光源ユニットを備え、当該複数の光源ユニットは、各前記基体の裏面を内側に向けるとともに互いに隙間を開けてランプの軸線周囲に配置され、前記基体の前記裏面には、前記軸線の軸方向に対して傾斜して配置される複数の放熱フィンが設けられて当該放熱フィンの間に通風路が形成され、前記通風路の流入口が前記基体の幅方向の一側で前記隙間に連通し、前記通風路の排出口が前記基体の幅方向の他側で前記隙間に連通し、前記複数の光源ユニットの端部が作る開口を塞ぐ蓋体が設けられ、当該蓋体は、前記複数の光源ユニットが囲って形成する空間内で前記放熱フィンよりも軸方向の端側に配置されるとともに前記複数の光源ユニットを互いに結合し、前記基体の前記裏面には、当該基体における前記蓋体側の端面から内側に離れた位置に連結ステー部が設けられ、前記蓋体は、前記連結ステー部上に載置されることで、前記空間の内部に配置され、前記蓋体は、その外周面が各前記基体の前記裏面に沿う多角形状に形成され、前記蓋体の前記外周面と前記裏面との間には、通風用の隙間が設けられていることを特徴とするランプを提供する。
【０００６】
上述の構成において、前記放熱フィンは、前記流入口から前記排出口まで連続している構成としてもよい。
上述の構成において、前記光源ユニットは、その幅方向よりも前記軸線方向に長く形成され、複数の発光素子が前記軸線方向に並べて配置されている構成としてもよい。
上述の構成において、前記軸線に直交する基準線に対する前記放熱フィンの傾斜角度は、２５°から８５°の範囲である構成としてもよい。
上述の構成において、前記軸線に直交する基準線に対する前記放熱フィンの傾斜角度は、５５°から６５°の範囲である構成としてもよい。
上述の構成において、前記放熱フィンの間隔が４ｍｍから１１ｍｍの範囲である構成としてもよい。
【０００７】
上述の構成において、前記放熱フィンは、空気の流入側よりも排出側の方が、高さが高く形成されている構成としてもよい。
上述の構成において、隣り合う前記光源ユニットの放熱フィンは、前記軸線を基準に略対称に形成されている構成としてもよい。
上述の構成において、前記蓋体は絶縁材からなり、通風孔が形成されている構成としてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ランプの熱を放熱フィンによって効率良く放熱できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係るＬＥＤランプの斜視図である。
【図２】ＬＥＤランプの側面図である。
【図３】ＬＥＤランプの平面図である。
【図４】ＬＥＤランプの分解斜視図である。
【図５】光源ユニットの一つを取り外した状態のＬＥＤランプの斜視図である。
【図６】光源ユニットの分解斜視図である。
【図７】光源ユニットを示す図であり、（ａ）は光源ユニットを裏面から見た正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。
【図８】放熱フィンの角度（傾斜角度）と光源ユニットの温度との相関の一例を示す図表である。
【図９】放熱フィンの間隔と光源ユニットの温度との相関の一例を示す図表である。
【図１０】ＬＥＤランプを上方から見た斜視図である。
【図１１】第２の実施の形態の光源ユニットを裏面側から見た斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態の光源ユニット及び光源ユニットを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１〜図４は、第１の実施の形態に係るＬＥＤランプ１の構成を示す図であり、図１は斜視図、図２は側面図、図３は平面図、図４は分解斜視図である。
ＬＥＤランプ１は、図１に示すように、発光素子の一例たるＬＥＤ２０を光源に用いた口金型のランプであり、口金１０を既設のソケットに装着して使用できる。ＬＥＤランプ１は、ＨＩＤランプ（放電ランプ）の発光管と同様に棒状に延び周囲の全体から略均等に放射光が放射され、なおかつＨＩＤランプのような高出力タイプの既存の放電ランプの代わりに用いることができる程度の光出力を有する。
【００１１】
ただし、放電ランプは交流電力で点灯するが、ＬＥＤなどの発光素子は直流電力で点灯する。したがって、ＬＥＤ２０を光源としたＬＥＤランプ１を交流の商用電源で点灯させる場合には、商用電源を直流電力に変換する電源回路を通じてＬＥＤランプ１に直流電力を供給することとなる。本実施形態のＬＥＤランプ１は電源回路を内蔵せずに、ソケットの側に電源回路を設け、当該ソケットから口金１０を通じて直流電力が入力される構成となっている。換言すれば、このＬＥＤランプ１を既設の放電ランプ用の灯具に装着する場合には、灯具が備える安定器を電源回路に置き換えて使用する。
【００１２】
次いで、ＬＥＤランプ１の構成について詳述する。
ＬＥＤランプ１は、図１〜図４に示すように、上記口金１０と、一端に口金１０が取り付けられる筒状の取付体１１と、取付体１１の他端に連結される筒状の支持体１２と、支持体１２を周囲から囲むように配置されて支持体１２に支持される複数（本実施形態では３つ）の光源ユニット１３と、各光源ユニット１３を互いに結合させる結合部材１４とを備えている。ＬＥＤランプ１は、棒状に延びる細長いランプであり、各光源ユニット１３は、ＬＥＤランプ１の棒形状の中心を通る軸線Ｃを周囲から囲むように配置される。軸線Ｃは、口金１０の中心軸に略一致する。
口金１０は、例えばＥ２６タイプやＥ３９タイプ等の一般的にＥ型口金と呼ばれるねじ込み式（回しこみ式）のものであり、既存のサイズに合わせて構成され、既設のソケットに螺合して装着可能になっている。口金１０には、図示せぬソケットを通じて点灯電源からの直流電流が供給され、各光源ユニット１３が点灯される。なお、口金１０には差し込み式を用いても良い。
【００１３】
図５は、光源ユニット１３の一つを取り外した状態のＬＥＤランプ１の斜視図である。
図４及び図５に示すように、支持体１２は、取付体１１に連結される筒状部１５と、軸線Ｃを周囲から囲むように筒状部１５の端面に立設される複数の取付部１６とを備える。支持体１２は、電気絶縁性を備えた樹脂材料によって構成されている。
取付部１６には、光源ユニット１３の一端部１３ａが取り付けられる。取付部１６は、光源ユニット１３に対応した位置に設けられており、本実施の形態では、筒状部１５の周方向に等間隔（１２０°間隔）で３箇所に設けられる。各取付部１６は、軸線Ｃに重なる位置に設けられる結合部１６ａによって一体に結合されている。
【００１４】
各取付部１６の外周面１６ｂには、取付部１６の内側に連通する導入孔１７が形成されている。導入孔１７には、光源ユニット１３のリード線（不図示）が通され、このリード線は、導入孔１７から支持体１２及び取付体１１の内部を通り、口金１０に接続される。
外周面１６ｂにおいて導入孔１７の下方には、ねじ孔部１８が形成されている。光源ユニット１３は、長手方向の一端部１３ａに固定孔部１９を有しており、固定孔部１９に挿通されてねじ孔部１８に締結されるねじ４５によって、各取付部１６の外周面１６ｂに固定される。すなわち、各光源ユニット１３は、一端部１３ａが取付部１６に支持され、軸線Ｃを囲うように軸線Ｃに沿って上方に延びており、支持体１２に対しては、片持ちで支持されている。
光源ユニット１３が軸線Ｃを囲うように配置されることで、光源ユニット１３よりも内方側には、空気が流通可能な空間Ｒが形成されている。
【００１５】
図３〜図５に示すように、光源ユニット１３の長手方向の他端部１３ｂは、結合部材１４によって互いに結合される。結合部材１４は、板状の蓋体であり、空間Ｒの軸線Ｃ方向の端を塞ぐ。本実施の形態では、結合部材１４は、空間Ｒの平面視における形状に合わせて略正三角形状に形成されている。結合部材１４は、電気を絶縁する絶縁材により構成され、例えば、絶縁性プラスチックにより構成される。このように、結合部材１４によって光源ユニット１３の他端部１３ｂ同士を連結する構成とすることで、ＬＥＤランプ１の剛性を効果的に確保しながら、空間Ｒを大きく確保できる。
【００１６】
図６は、光源ユニット１３の分解斜視図である。図７は光源ユニット１３を示す図であり、（ａ）は光源ユニット１３を裏面から見た正面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は側面図である。
光源ユニット１３は、ＬＥＤ２０を光源として放射光を放射するものであり、軸線Ｃに沿って延びる矩形状にモジュール化して構成されている。光源ユニット１３は、その幅方向よりも軸線Ｃ方向に長く形成されており、正面視では、長方形状に形成されている。
【００１７】
本実施形態のＬＥＤランプ１では、３つの光源ユニット１３を備え、これらの光源ユニット１３が各基体２２の裏面２２ｄを内側に向け、なおかつ、軸線Ｃと同一方向に延びる姿勢で、軸線Ｃの周囲に等間隔に環状に配列され、支持体１２によって支持されている。これにより、軸線Ｃの全周囲に亘る範囲に光が放射されることとなる。
これら光源ユニット１３は、全て同一構造、及び形状となっており、光出力が異なるＬＥＤランプ１を構成する際には、所望の光出力に応じた数の光源ユニット１３が支持体１２の周囲に配列される。
また、ＬＥＤランプ１では、光源ユニット１３を軸線Ｃの周りに配置するに際し、隣り合う光源ユニット１３の間に隙間Ｇ１が設けられている。隙間Ｇ１を設けることで、外部の空気を隙間Ｇ１を介して空間Ｒに取り込み、光源ユニット１３を冷却できる。
【００１８】
光源ユニット１３は、ＬＥＤ２０が実装された実装基板２１と、実装基板２１が取り付けられる基体２２と、実装基板２１を覆うカバー３０とを備える。
実装基板２１は、略矩形板状のプリント配線基板であって、その表面には、複数のＬＥＤ２０と、上記リード線が半田付けされて充電部を構成する電極パターン２１ａとが設けられている。電極パターン２１ａは、実装基板２１の端部に形成され、図示を省略したプリント配線を通じて各ＬＥＤ２０に直列又は並列に電気的に接続されている。
ＬＥＤ２０は、多数のＬＥＤ素子を、例えば格子状に平面視略矩形の範囲内に配列し、その表面を樹脂材で薄い厚みでモールドして成るものであり、その略全面が発光する。この実装基板２１には、図６に示すように、複数（図示例では２つ）のＬＥＤ２０が略隙間無く軸線Ｃ方向に直列に配列されており、これらＬＥＤ２０によって線状の発光が得られるようになっている。
【００１９】
基体２２は、例えばアルミニウム等の高熱伝導性を有する金属材を成形して細長い矩形板状に構成したものであり、実装基板２１をパッケージする基体、並びにＬＥＤ２０の発熱を受けて放熱するヒートシンクとして機能する。
さらに詳述すると、図６に示すように、基体２２は、実装基板２１を内部に収容可能な大きさの薄板状（表裏が平面な板状）に形成され、その表面２２ｃには、実装基板２１を略面一に収める凹部としての実装部２２ｆが形成されている。実装部２２ｆは、実装基板２１と密着可能なように平面状に形成されており、実装基板２１から基体２２への伝熱性が高められている。また、実装基板２１は、シート状の電気絶縁部材等を介さずに、実装部２２ｆに直付けされている。このため、実装基板２１の熱を効率良く基体２２に伝達できる。
【００２０】
基体２２の長手方向の一端部２２ａには、基体２２を貫通する略矩形の導出孔２３が設けられており、上記リード線は、導出孔２３を通って裏面２２ｄ側に引き出される。裏面２２ｄには、導出孔２３の周縁部から立設される断面矩形状の筒部２４が形成されている。また、裏面２２ｄにおいて筒部２４の両側方には、軸線Ｃ方向に延びる突起２５が形成されている。固定孔部１９は、筒部２４よりも一端側に形成されている。さらに、一端部２２ａには、ねじ４５により固定される固定孔部２２ｇが設けられている。
基体２２は、筒部２４が導入孔１７（図５）に差し込まれるとともに、一対の突起２５が取付部１６の両側面部１６ｃ（図５）に嵌まることで位置決めされ、ねじ４５によって固定される。
【００２１】
基体２２の長手方向の他端部２２ｂの裏面２２ｄには、軸線Ｃに向かって突出する棒状の連結ステー部２６が立設されている。連結ステー部２６は、基体２２の幅方向の中央部に設けられるとともに、基体２２の他端部２２ｂ側の長手方向の端面２７から結合部材１４の厚さに略相当する分だけ一端部２２ａ側に移動した位置に設けられている。連結ステー部２６の先端には、ねじ孔２６ａが形成されており、結合部材１４は、ねじ孔２６ａに締結される結合部材固定ねじ２８によって連結ステー部２６に固定される。
【００２２】
基体２２の裏面２２ｄには、板状の放熱フィン２９が複数立設されている。放熱フィン２９は、実装基板２１の熱を効率良く放熱できるように、実装部２２ｆの裏側に形成されている。放熱フィン２９は、基体２２の幅方向の全体に亘って設けられるとともに、長手方向では、連結ステー部２６と筒部２４との間の区間に亘って設けられている。
放熱フィン２９は、軸線Ｃに対して傾斜して配置されている。すなわち、放熱フィン２９は、基体２２の長手方向に対し平行ではなく、所定の角度だけ傾斜して設けられている。各放熱フィン２９の傾斜角度は、同一であり、各放熱フィン２９の高さ及び厚さはその全長に亘り同一である。また、各放熱フィン２９は、互いに等間隔且つ平行に直線的に延びて設けられている。なお、各放熱フィン２９の傾斜角度は同一でなくてもよく、全ての放熱フィン２９を平行に形成しなくても構わない。また、各放熱フィンは等間隔でなくともよい。
【００２３】
カバー３０は、基体２２の表面２２ｃ側を覆い、防水構造を構成する。カバー３０は、表面２２ｃの形状に対応して正面視で矩形状に形成されて表面２２ｃの略全体を覆うカバー本体部３１と、カバー本体部３１の周縁部の全体から立設された外周面カバー部３２とを備える。カバー本体部３１には、ＬＥＤ２０に対応する位置に、断面半円形状に形成されたドーム状の膨出部３１ａが形成されている。ここで、カバー３０は、その全体が、透光性及び電気絶縁性を備えた樹脂材料によって構成されている。
外周面カバー部３２は、基体２２の外周部２２ｅに沿うように形成されており、カバー３０が取り付けられた状態では、外周面カバー部３２の内面が、基体２２の外周部２２ｅに嵌合する。
【００２４】
外周面カバー部３２において軸線Ｃと平行に延びる一対の長手側外周部３２ａには、側方に突出する板状の鍔部３３が形成されている。鍔部３３は、外周面カバー部３２の突出方向の先端に設けられるとともに、カバー３０の長手方向の略全体に亘って設けられている。
カバー３０と基体２２との間には、防水パッキン（不図示）が介装される。カバー３０は、ねじ４５が挿通される座部３１ｂをカバー本体部３１に備える。カバー本体部３１及び基体２２は、ねじ４５によって取付部１６に共締めされる。
【００２５】
ここで、放熱フィン２９について詳細に説明する。
本実施の形態では、隣接する光源ユニット１３間には、周方向に隙間Ｇ１が設けられており、隙間Ｇ１や光源ユニット１３と支持体１２との隙間から空間Ｒに流入した空気の一部は、各放熱フィン２９の間の通風路３５を通り、放熱フィン２９を冷却する。
図２に示すように、ＬＥＤランプ１を軸線Ｃが鉛直となるように鉛直配置した場合、基体２２の幅方向の一側が通風路３５を流れる気流Ｗの流入口３５ａ（図７）となり、幅方向の他側が気流Ｗの排出口３５ｂとなる。光源ユニット１３によって暖められた空気は、上方へ流れるため、低い位置にある各流入口３５ａから、より高い位置にある各排出口３５ｂに流れる流れが支配的となる。
【００２６】
光源ユニット１３は、幅方向よりも軸線Ｃ方向に長く形成されているため、各放熱フィン２９を軸線Ｃに対して傾斜して配置することで、各放熱フィンを軸線Ｃと平行に配置した場合に比して、通風路３５の距離が短くなっている。このため、気流を通風路３５に効率良く流すことができ、光源ユニット１３の熱を効率良く放熱できる。また、放熱フィン２９が軸線Ｃに対して傾斜しているため、光源ユニット１３の下部側の放熱フィン２９を通る気流は、上下の中間部の排出口３５ｂから排出され、下部側の熱が上部の放熱フィン２９に影響することを抑制できる。このため、上部の放熱フィン２９に熱が集中することを防止でき、効率良く光源ユニット１３を冷却できる。さらに、各放熱フィンを軸線Ｃと平行に配置した場合には、気流の流入方向が上下方向に限定されてしまうが、放熱フィン２９を傾斜させることで、上下方向及び側方からの気流を利用できる。このため、通風路３５に効率良く気流を流すことができ、光源ユニット１３を効率良く冷却できる。
図５に示すように、隣り合う光源ユニット１３は、同一の部品であり、放熱フィン２９の傾斜方向も、隣り合う光源ユニット１３同士で同一である。
【００２７】
図８は、放熱フィン２９の角度Ｓ（傾斜角度）と光源ユニット１３の温度との相関の一例を示す図表である。図８は、ＬＥＤランプ１を鉛直配置した場合の結果であり、本発明者らが行った試験の結果を示している。ここで、図８では、放熱フィン２９の角度Ｓは、軸線Ｃに直交する基準線Ｌ（図７）に対する角度が示されている。
図８に示すように、放熱フィン２９の角度Ｓを０°、すなわち軸線Ｃに直交する角度とした場合、光源ユニット１３の温度は最も高くなった。これは、通風路３５に気流が流れ難いためであると考えられる。
【００２８】
放熱フィン２９の角度Ｓを１５°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓが０°の場合よりも低くなった。これは、通風路３５に気流が流れ易くなったためであると考えられる。
放熱フィン２９の角度Ｓを９０°、すなわち軸線Ｃに平行な角度とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓを１５°にした場合よりも低くなった。これは、角度Ｓを１５°とした場合よりも通風路３５に気流が流れ易いためであると考えられる。
放熱フィン２９の角度Ｓを０°、１５°及び９０°とした場合における光源ユニット１３の温度の値は、近似直線Ａ１で結ぶことができ、放熱フィン２９の角度Ｓと光源ユニット１３の温度とは線形の関係にあることが分かる。
【００２９】
放熱フィン２９の角度Ｓを３０°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度を１５°とした場合よりも大幅に低くなり、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。また、放熱フィン２９の角度Ｓを３０°とした場合の光源ユニット１３の温度は、放熱フィン２９の角度Ｓを９０°とした場合よりも低くなっている。これは、軸線Ｃに対して放熱フィン２９を傾けることで、通風路３５に効率良く気流を流すことができる効果が得られ、この効果が、角度Ｓを３０°とすることで顕著に発生したためであると考えられる。
【００３０】
放熱フィン２９の角度Ｓを４５°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓを３０°とした場合よりも低く、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。
放熱フィン２９の角度Ｓを６０°とした場合、光源ユニット１３の温度は、最も低くなり、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。
放熱フィン２９の角度Ｓを７５°とした場合、光源ユニット１３の温度は、角度Ｓを４５°とした場合と同等となり、近似直線Ａ１から予測される温度よりも大幅に低い。
【００３１】
放熱フィン２９の角度Ｓを０°、３０°、４５°、６０°、７５°及び９０°とした場合における光源ユニット１３の温度の値は、近似曲線Ａ２で結ぶことができる。近似曲線Ａ２は、放熱フィン２９の角度Ｓが６０°の場合に光源ユニット１３の温度が最も低くなる略２次曲線となっている。
この実験結果から、放熱フィン２９の角度Ｓが２５°から８５°の範囲の場合、近似直線Ａ１から予測される結果に対する優位な差が見られることが明らかとなった。放熱フィン２９の角度Ｓを２５°から８５°の範囲とすることで、放熱フィン２９によって光源ユニット１３を効果的に冷却することができる。さらに、放熱フィン２９の角度Ｓを４５°から７５°の範囲とすることで、光源ユニット１３の温度を大きく低下させることができ、より好ましい。
【００３２】
図９は、放熱フィン２９の間隔と光源ユニット１３の温度との相関の一例を示す図表である。図９は、放熱フィン２９の角度Ｓを６０°とし、ＬＥＤランプを鉛直配置した場合の結果であり、本発明者らが行った試験の結果を示している。ここで、図９では、放熱フィン２９の間隔は、隣接する放熱フィン２９の対向する面の間の距離である。
図９に示すように、光源ユニット１３の温度は、放熱フィン２９の間隔を３ｍｍとした場合よりも１２ｍｍとした場合の方が高くなった。放熱フィン２９の間隔を、３ｍｍ及び１２ｍｍとした場合における光源ユニット１３の温度の値は、近似直線Ｂ１で結ぶことができる。
放熱フィン２９の間隔を３ｍｍから１２ｍｍの間で変化させた場合、３ｍｍから間隔が大きくなるに連れて光源ユニット１３の温度は低くなり、６ｍｍで最も低くなった。また、光源ユニット１３の温度は、放熱フィン２９の間隔が６ｍｍから大きくなるに連れて高くなり、１２ｍｍで最も高くなった。放熱フィン２９の間隔を６ｍｍとすることで、通風路３５に効率良く気流を流すことができると考えられる。
【００３３】
この実験結果から、放熱フィン２９の間隔を４ｍｍから１１ｍｍの範囲とすることで、近似直線Ｂ１から予測されるよりも、光源ユニット１３の温度を低下させることができることが明らかとなった。さらに、放熱フィン２９の間隔を５ｍｍから９ｍｍの範囲とすることで、光源ユニット１３の温度を大きく低下させることができ、より好ましい。
【００３４】
本実施の形態では、ＬＥＤランプ１の外側から基体２２及び放熱フィン２９に指が触れることがないように、感電防止構造が設けられている。以下、感電防止構造について説明する。
図６及び図７に示すように、カバー３０の外周面カバー部３２は、基体２２の外周部２２ｅよりも高く形成されており、図７（ａ）のように、光源ユニット１３を裏面２２ｄ側から見た場合、外周部２２ｅは外周面カバー部３２よりも一段低くなっている。また、図７（ｃ）に示すように、側面視では、外周部２２ｅは外周面カバー部３２によって完全に覆われており、外側に露出していない。外周面カバー部３２は、カバー３０に一体に形成されており、絶縁材で構成されている。
外周面カバー部３２は、カバー３０の内方に突出する爪部３４を先端部に複数有し、爪部３４が基体２２の外周部２２ｅの端に引っかかることで、カバー３０は基体２２に固定される。
【００３５】
図１〜図３に示すように、ＬＥＤランプ１では、基体２２がカバー３０の外周面カバー部３２によって覆われているため、作業者等が基体２２に直接触れてしまうことがなく、基体２２に触れることによる感電が防止される。
各光源ユニット１３は、その内側に略正多角形（本実施の形態では略正三角形）の空間Ｒを形成するように配置されており、隙間Ｇ１は、上記略正多角形の各頂点部の位置に形成される。隙間Ｇ１は、隣接する各光源ユニット１３間に形成されるＬＥＤランプ１の周方向の隙間であり、カバー３０から隙間Ｇ１に鍔部３３を延ばすことで、その大きさが調整されている。
【００３６】
すなわち、隙間Ｇ１は、隣接する鍔部３３の先端間の隙間である。隙間Ｇ１の大きさは、人間の指を想定して形成された所定形状の試験指Ｔが、空間Ｒ内に所定の深さまでしか入らないように設定されている。詳細には、上記所定の深さは、空間Ｒに入った試験指Ｔ（図３）が放熱フィン２９に接触することがない深さである。このため、隙間Ｇ１から空気を取り込んで放熱フィン２９を冷却する構成としながら、作業者等の指が空間Ｒに入って放熱フィン２９に触れてしまうことを鍔部３３によって防止することができる。
【００３７】
図３〜図５に示すように、結合部材１４は、空間Ｒの略正多角形形状よりも一回り小さい略正多角形形状に形成された板状の蓋であり、光源ユニット１３の他端部１３ｂが区画して作る開口を塞ぐ。
結合部材１４は、その略正多角形形状の各頂点部に通風孔４０を備えるとともに、軸線Ｃに重なる中央部にも中央孔４１を備える。
また、結合部材１４は、結合部材固定ねじ２８が挿通される座部４２を、隣接する各通風孔４０の間に備える。
結合部材１４の表面１４ａは孔の部分を除き平坦である。結合部材１４の裏面において各座部４２に対応する位置には、空間Ｒ側に突出する受け部４３がそれぞれ形成されている。
【００３８】
結合部材１４は、受け部４３が連結ステー部２６上に載置され、座部４２に挿通された結合部材固定ねじ２８がねじ孔２６ａに締結されることで各光源ユニット１３に連結される。すなわち、各光源ユニット１３の他端部１３ｂは、結合部材１４を介して一体に結合されるとともに、空間Ｒの上端は結合部材１４によって塞がれる。
結合部材１４の表面１４ａは、光源ユニット１３のカバー３０の上端面３０ａ（先端面）と略面一に設けられている。このため、結合部材１４を設けて光源ユニット１３の剛性を向上させた構成であったとしても、ＬＥＤランプ１を小型化できる。
【００３９】
結合部材１４は空間Ｒの略正多角形形状よりも一回り小さいため、結合部材１４の外周面と光源ユニット１３との間には、上部隙間Ｇ２（図１０）が形成されている。このように、結合部材１４側には、上部隙間Ｇ２、通風孔４０及び中央孔４１が設けられているため、空気が上部隙間Ｇ２、通風孔４０及び中央孔４１から空間Ｒに出入りでき、放熱フィン２９によって効果的に放熱できる。
上部隙間Ｇ２は、隙間Ｇ１よりも小さく、試験指Ｔが上部隙間Ｇ２を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることが防止される。
また、結合部材１４の通風孔４０及び中央孔４１は、試験指Ｔが通風孔４０及び中央孔４１を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることが防止される。
【００４０】
図１０は、ＬＥＤランプ１を上方から見た斜視図である。図１０では、一つの光源ユニット１３が取り外された状態が示されている。
図１０に示すように、結合部材１４の略正多角形形状の頂点部と隙間Ｇ１の上端との間には、比較的大きな角部隙間Ｇ３が形成されている。角部隙間Ｇ３は、試験指Ｔが角部隙間Ｇ３を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、角部隙間Ｇ３から空間Ｒに空気を出入りさせる構成としながら、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることを防止できる。
また、一端部１３ａ側では、支持体１２と隙間Ｇ１の下端との間に、比較的大きな角部隙間Ｇ４が形成されている。角部隙間Ｇ４は、試験指Ｔが角部隙間Ｇ４を通って放熱フィン２９に触れることがない大きさに設定されている。このため、角部隙間Ｇ４から空間Ｒに空気を出入りさせる構成としながら、作業者等の指が放熱フィン２９に触れることを防止できる。
【００４１】
以上説明したように、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ２０が実装される実装基板２１を基体２２の表面２２ｃに有する複数の光源ユニット１３を備え、これら複数の光源ユニット１３は、各基体２２の裏面２２ｄを内側に向けるとともに互いに隙間Ｇ１を開けてＬＥＤランプ１の軸線Ｃの周囲に配置され、基体２２の裏面２２ｄには、軸線Ｃの軸方向に対して傾斜して配置される放熱フィン２９が設けられる。これにより、放熱フィン２９の流路である通風路３５に、ＬＥＤランプ１の軸線Ｃ方向及び軸線Ｃの方向とは異なる方向から気流を流すことができ、気流を放熱フィン２９の通風路３５に効率良く流すことができるため、ＬＥＤランプ１の熱を放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。また、光源ユニット１３の下部側の放熱フィン２９を通る気流が、上下の中間部の排出口３５ｂから排出されるため、上部の放熱フィン２９に熱が集中することを防止でき、効率良く光源ユニット１３を冷却できる。
【００４２】
また、光源ユニット１３は、その幅方向よりも軸線Ｃの方向に長く形成され、複数のＬＥＤ２０が軸線Ｃの方向に並べて配置されている。これにより、放熱フィン２９に沿う気流の通風路３５の距離を短くでき、気流を放熱フィン２９の通風路３５に効率良く流すことができるため、ＬＥＤランプ１の熱を放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。
また、軸線Ｃに直交する基準線Ｌに対する放熱フィン２９の角度Ｓは、２５°から８５°の範囲であるため、気流を放熱フィン２９の通風路３５に効率良く流すことができ、ＬＥＤランプ１の熱を放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。
また、放熱フィン２９の間隔を４ｍｍから１１ｍｍの範囲とすることで、効率良く放熱できる。
【００４３】
また、本発明を適用した第１の実施の形態によれば、ＬＥＤランプ１は、ＬＥＤ２０が実装される実装基板２１を略平板状の金属製の基体２２の表面２２ｃに有する複数の光源ユニット１３と、絶縁物からなり複数の光源ユニット１３を支持する支持体１２とを備え、光源ユニット１３は、実装基板２１と基体２２の外周部２２ｅとを覆う絶縁材からなるカバー３０を備え、その一端部１３ａが支持体１２を周囲から覆うように取り付けられるとともに、各基体２２の裏面２２ｄを内側に向けてＬＥＤランプ１の軸線Ｃの周囲に配置され、ＬＥＤランプ１は、複数の光源ユニット１３の他端部１３ｂが作る開口を塞ぐ絶縁材からなる結合部材１４を備えた。このため、基体２２の外周部２２ｅを覆う絶縁材からなるカバー３０によって、外周部２２ｅに指が触れてしまうことを防止できる。また、光源ユニット１３の他端部１３ｂが作る開口が絶縁材からなる結合部材１４で塞がれるため、他端部１３ｂが作る開口に指が入ることを絶縁材からなる結合部材１４によって防止でき、指が放熱フィン２９に接触してしまうことを防止できる。これにより、カバー等でＬＥＤランプ１の全体を覆う必要もなくなるため、ＬＥＤランプ１の放熱性を確保でき、且つ、感電を防止できる。
【００４４】
また、外周部２２ｅを覆うカバー３０及び結合部材１４を設けたため、基体２２の裏面２２ｄの放熱フィン２９に指が触れてしまうことを防止できる。
また、結合部材１４には通風孔４０が形成されているため、感電を防止しつつ、良好な放熱性を得られる。
【００４５】
さらに、光源ユニット１３の間の隙間Ｇ１に突出する鍔部３３が設けられるため、隙間Ｇ１に指が入ることを鍔部３３で防止して感電を防止できるとともに、隙間Ｇ１から放熱できる。
また、実装基板２１は、基体２２に直付けされているため、実装基板２１から効率良く基体２２に熱が伝わる。このため、放熱フィン２９を介して効率良く放熱できる。実装基板２１を基体２２に直付けした構成であっても、上記感電防止構造によって、指が基体２２に触れることが防止される。
【００４６】
また、結合部材１４は、他端部１３ｂを互いに結合し、他端部１３ｂの上端面３０ａに対して略面一に設けられている。このため、他端部１３ｂを結合する結合部材１４を利用して簡単な構成で感電を防止できるとともに、結合部材１４が出っ張らない分だけＬＥＤランプ１をコンパクト化できる。
【００４７】
なお、上記第１の実施の形態は本発明を適用した一態様を示すものであって、本発明は上記第１の実施の形態に限定されるものではない。
上記第１の実施の形態では、隙間Ｇ１は、隣接する鍔部３３の先端間の隙間であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、鍔部３３を設けずに、外周面カバー部３２の厚さを調整することで、隙間Ｇ１の大きさを設定してもよい。
また、上記第１の実施の形態では、ＬＥＤランプ１は、軸線Ｃが鉛直となるように鉛直配置されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＬＥＤランプ１を寝かして配置してもよい。例えば、軸線Ｃが水平方向に指向する水平配置も可能であり、この場合においても、上下方向の気流に対して放熱フィン２９が傾斜するため、各光源ユニット隙間Ｇ１から空気を取り込むことができ、ＬＥＤ２０からの熱で温められた空気は反対側の隙間Ｇ１から外部に抜けるため効率良く放熱できる。
【００４８】
また、上記第１の実施の形態では、絶縁材からなるカバー３０が、実装基板２１と基体２２の外周部２２ｅとを覆うものとして説明したが、カバー３０は一体でなくともよい。例えば、外周面カバー部３２とカバー本体部３１とを別体で構成し、外周面カバー部３２を絶縁物としてもよい。
また、上記第１の実施の形態では、光源ユニット１３は、その内側に略正三角形の空間Ｒを形成するように配置されているものとして説明したが、これに限らず、例えば、光源ユニット１３は、内側に略正四角形の空間を形成するように配置されてもよい。この場合、上記空間の形状に合わせて、結合部材１４も略正四角形に形成される。
また、上記第１の実施の形態では、各放熱フィン２９は、直線的に延びて設けられているものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。各放熱フィン２９は、流路を全体的に見て、流入口３５ａと排出口３５ｂとの間で軸線Ｃに対して傾斜していれば良く、例えば、流入口３５ａと排出口３５ｂとの間で湾曲していても良い。
【００４９】
＜第２の実施の形態＞
以下、図１１を参照して、本発明を適用した第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、各放熱フィン２９の高さは、その全長に亘り同一であるものとして説明したが、第２の実施の形態は、放熱フィン２９の高さがその長さ方向に変化している点が、上記第１の実施の形態と異なる。
【００５０】
図１１は、第２の実施の形態の光源ユニット１１３を裏面側から見た斜視図である。
光源ユニット１１３は、基体１２２及びカバー３０を備える。基体１２２は、放熱フィン１２９の形状以外は、基体２２と同一である。
放熱フィン１２９は、その高さが、気流Ｗの流入口３５ａ側から排出口３５ｂに行くほど徐々に高くなるように形成されている。
本第２の実施の形態によれば、放熱フィン１２９に整流されて気流が整うことで効率良く放熱できる排出口３５ｂ側の放熱フィン１２９の部分を流入口３５ａ側の部分よりも高くするため、放熱フィン１２９の放熱性を確保しつつ、放熱フィン１２９を軽量化できる。
【００５１】
＜第３の実施の形態＞
以下、図１２を参照して、本発明を適用した第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態において、上記第１の実施の形態と同様に構成される部分については、同符号を付して説明を省略する。
上記第１の実施の形態では、隣り合う光源ユニット１３は、同一の部品であり、放熱フィン２９の傾斜方向も、隣り合う光源ユニット１３同士で同一であるものとして説明した。第３の実施の形態は、放熱フィン２９の傾斜方向が、隣り合う光源ユニット１３同士で異なる点が、上記第１の実施の形態と異なる。
【００５２】
図１２は、第３の実施の形態の光源ユニット１３及び光源ユニット２１３を示す平面図である。ここで、図１２では、光源ユニット１３及び光源ユニット２１３をＬＥＤランプ１から取り外したままの向きで平面に展開した状態が示されている。
光源ユニット２１３は、軸線Ｃを基準に光源ユニット１３に対して対称に形成されている。光源ユニット１３及び光源ユニット２１３は左右対称であるため、ここでは、各部に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
光源ユニット１３及び光源ユニット２１３は、流入口３５ａ同士が隣接して配置されており、排出口３５ｂは互いに遠い位置にある。
本第３の実施の形態によれば、隣り合う光源ユニット１３及び光源ユニット２１３の放熱フィン２９は、軸線Ｃを基準に略対称に形成されているため、隣り合う一方の光源ユニット１３の放熱フィン２９の排出口３５ｂから排出される温められた気流Ｗが、他方の光源ユニット２１３の放熱フィン２９の流入口３５ａに流れることを防止できる。このため、隣接する光源ユニットからの熱の影響を受けにくく放熱フィン２９によって効率良く放熱できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ＬＥＤランプ（ランプ）
１３，１１３，２１３  光源ユニット
２０  ＬＥＤ（発光素子）
２１  実装基板
２２，１２２  基体
２２ｄ  裏面
２９，１２９  放熱フィン
３５ａ  流入口（流入側）
３５ｂ  排出口（排出側）
Ｃ  軸線
Ｇ１  隙間
Ｌ  基準線
Ｓ  角度
【図１】
0005846176.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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