(57)【要約】【課題】光源の温度上昇を抑制することができる照明装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る照明装置は、第１の孔を有する第１の面と、第２の孔を有し前記第１の面に対峙する第２の面と、を有する筐体と、厚み方向を貫通する第３の孔を有し、前記筐体の内部を前記第１の面側の空間と、前記第２の面側の空間とに仕切る仕切り板と、前記第１の面と、前記仕切り板と、の間を延び、前記第１の面側の空間を中心側の空間と、前記筐体側の空間とに仕切る遮光部と、前記中心側の空間に設けられ、発光素子を有する光源と、前記第２の面側の空間に設けられた放熱フィンと、を備えている。【選択図】図１
2018022580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の孔を有する第１の面と、第２の孔を有し前記第１の面に対峙する第２の面と、を有する筐体と、
厚み方向を貫通する第３の孔を有し、前記筐体の内部を前記第１の面側の空間と、前記第２の面側の空間とに仕切る仕切り板と、
前記第１の面と、前記仕切り板と、の間を延び、前記第１の面側の空間を中心側の空間と、前記筐体側の空間とに仕切る遮光部と、
前記中心側の空間に設けられ、発光素子を有する光源と、
前記第２の面側の空間に設けられた放熱フィンと、
を備えた照明装置。
【請求項２】
前記第１の孔は、前記筐体側の空間と繋がっている請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第３の孔は、前記筐体側の空間と、前記第２の面側の空間と繋がっている請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記放熱フィンは、複数設けられ、
前記複数の放熱フィンは、前記照明装置の中心軸を中心として放射状に設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の照明装置。
【請求項５】
前記放熱フィンの一部は、前記第３の孔を介して、前記筐体側の空間に設けられている請求項１〜４のいずれか１つに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置の光源としては、ハロゲンランプなどが用いられていた。しかしながら、近年においては、高寿命化、省エネルギー化などのために、光源として発光ダイオードが用いられるようになってきている。  
ここで、ハロゲンランプなどとは異なり発光ダイオードには温度特性があるので、発光ダイオードを備えた光源の温度上昇を抑制する必要がある。またさらに、近年においては、光源の高出力化が進み、光源の温度がさらに上昇し易くなっている。  
そのため、光源の温度上昇を抑制することができる照明装置の開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６１６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、光源の温度上昇を抑制することが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】
【０００５】
実施形態に係る照明装置は、第１の孔を有する第１の面と、第２の孔を有し前記第１の面に対峙する第２の面と、を有する筐体と、厚み方向を貫通する第３の孔を有し、前記筐体の内部を前記第１の面側の空間と、前記第２の面側の空間とに仕切る仕切り板と、前記第１の面と、前記仕切り板と、の間を延び、前記第１の面側の空間を中心側の空間と、前記筐体側の空間とに仕切る遮光部と、前記中心側の空間に設けられ、発光素子を有する光源と、前記第２の面側の空間に設けられた放熱フィンと、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施の形態に係る照明装置１を例示するための模式図である。
【図２】比較例に係る照明装置１０１を例示するための模式図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る照明装置１０１の点灯時における空気の流速を例示するための図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係る照明装置１の点灯時における空気の流速を例示するための図である。
【図５】他の実施形態に係る照明装置１１を例示するための模式図である。
【図６】図５におけるＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
本実施の形態に係る照明装置１は、例えば、スタジオや舞台などにおいて用いられるスポットライトや、グランド、建築物、駐車場、看板などに光を照射する投光器などとすることができる。ただし、照明装置１の用途は、例示をしたものに限定されるわけではない。照明装置１は、光源と放熱フィンを筐体の内部に備えたものであればよい。
【０００８】
図１は、本実施の形態に係る照明装置１を例示するための模式図である。  
図２は、比較例に係る照明装置１０１を例示するための模式図である。  
図１に示すように、照明装置１には、筐体２、仕切り板３、光源４、リフレクタ５、放熱部６、光学要素部７、および遮光部８が設けられている。
【０００９】
筐体２は、箱状を呈している。筐体２の一方の端面２ｆ（第２の面の一例に相当する）には複数の通風口２ａ（第２の孔の一例に相当する）が設けられている。端面２ｆに対峙する端面２ｅ（第１の面の一例に相当する）には光学要素部７が設けられている。  
また、端面２ｅの光学要素部７の周辺には、複数の通風口２ｂ（第１の孔の一例に相当する）が設けられている。端面２ｅ側（光の出射側）から照明装置１を見た場合、複数の通風口２ｂは、筐体２の側壁２ｄと、遮光部８の側壁８ａとの間の領域に位置している。すなわち、端面２ｅ側から照明装置１を見た場合、複数の通風口２ｂは、遮光部８の外側に位置している。複数の通風口２ｂは、端面２ｅ側の空間の筐体２側の空間（遮光部８の外側の空間）と繋がっている。  
また、筐体２の側面には、複数の通風口２ｃが設けられている。複数の通風口２ｃは、筐体２の内部の端面２ｆ側の空間と繋がっている。  
筐体２の材料には特に限定はないが、放熱性を考慮すると熱伝導率の高い材料とすることが好ましい。筐体２は、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料から形成することができる。
【００１０】
仕切り板３は、筐体２の内部に設けられている。仕切り板３は、筐体２の内部を端面２ｅ側の空間と、端面２ｆ側の空間とに仕切っている。仕切り板３の中央には、厚み方向を貫通する孔３ａが設けられている。孔３ａには、放熱部６の基部６ａが取り付けられている。また、仕切り板３の孔３ａの周辺には、厚み方向を貫通する複数の孔３ｂ（第３の孔の一例に相当する）が設けられている。複数の孔３ｂは、端面２ｅ側の空間の筐体２側の空間（遮光部８の外側の空間）と、端面２ｆ側の空間（放熱フィン６ｂが設けられる空間）と繋がっている。  
仕切り板３の材料には特に限定はないが、放熱性を考慮すると熱伝導率の高い材料とすることが好ましい。仕切り板３は、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料から形成することができる。
【００１１】
光源４は、端面２ｅ側の空間における中心側の空間に設けられている。すなわち、光源４は、遮光部８の内側の空間に設けられている。  
光源４は、基板４ａ、および発光素子４ｂを有する。  
基板４ａは、平板状を呈している。基板４ａは、放熱部６の基部６ａの上に設けられている。基板４ａは、例えば、基部６ａに接着したり、ネジ止めしたりすることができる。基板４ａの表面には、配線パターンが設けられている。基板４ａの材料や構造には特に限定はない。例えば、基板４ａは、セラミックス（例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなど）などの無機材料、紙フェノールやガラスエポキシなどの有機材料などから形成することができる。また、基板４ａは、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものであってもよい。なお、金属板の表面を絶縁性材料で被覆する場合には、絶縁性材料は、有機材料からなるものであってもよいし、無機材料からなるものであってもよい。
【００１２】
この場合、放熱性を考慮すると、熱伝導率の高い材料を用いて基板４ａを形成することが好ましい。熱伝導率の高い材料としては、例えば、酸化アルミニウムや窒化アルミニウムなどのセラミックス、金属板の表面を絶縁性材料で被覆したものなどを例示することができる。また、基板４ａは、単層であってもよいし、多層であってもよい。
【００１３】
発光素子４ｂは、基板４ａの、基部６ａ側とは反対側の面に設けられている。発光素子４ｂは、基板４ａの表面に設けられた配線パターンと電気的に接続されている。発光素子４ｂは、例えば、発光ダイオード、有機発光ダイオード、レーザダイオードなどとすることができる。また、発光素子４ｂは、複数設けることもできる。複数の発光素子４ｂを設ける場合には、複数の発光素子４ｂは電気的に直列接続することができる。
【００１４】
発光素子４ｂの形式には特に限定はない。発光素子４ｂは、例えば、ＰＬＣＣ（Plastic Leaded Chip Carrier）型などの表面実装型の発光素子とすることができる。発光素子４ｂは、例えば、砲弾型などのリード線を有する発光素子とすることもできる。なお、図１に例示をした発光素子４ｂは、表面実装型の発光素子である。  
また、発光素子４ｂは、ＣＯＢ（Chip On Board）により実装されるものとすることもできる。ＣＯＢにより実装される発光素子４ｂとする場合には、チップ状の発光素子４ｂと、チップ状の発光素子４ｂを覆う封止部などを設けることができる。封止部は、シリコーン樹脂などの透光性を有する材料から形成することができる。また、封止部には、蛍光体を含めることができる。蛍光体の種類や発光素子の発光色は、照明装置１の用途などに応じて所望の発光色が得られるように適宜変更することができる。
【００１５】
リフレクタ５は、両端が開口した筒状体である。リフレクタ５は、光源４から離れるに従い断面積が大きくなる形状を有している。リフレクタ５の内側面は、例えば、回転放物面とすることができる。リフレクタ５の内側面は、鏡面となっている。リフレクタ５の、光源４側の端面には図示しないフランジ部が設けられている。フランジ部は、環状を呈し、リフレクタ５の外側面に設けることができる。フランジ部は、スペーサなどを介して放熱部６の基部６ａにネジ止めされている。  
リフレクタ５は、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料から形成することができる。
【００１６】
放熱部６は、基部６ａ、および放熱フィン６ｂを有する。放熱部６は、筐体２の内部に設けられている。  
基部６ａは板状を呈している。  
基部６ａの、光源４側とは反対側の面には、複数の放熱フィン６ｂが設けられている。複数の放熱フィン６ｂは、筐体２の内部の端面２ｆ側の空間に設けられている。複数の放熱フィン６ｂは、薄板状を呈している。なお、複数の放熱フィン６ｂは、柱状を呈するものであってもよい。複数の放熱フィン６ｂは、互いに平行となるように設けられている。基部６ａと複数の放熱フィン６ｂは、一体に形成することができる。放熱部６は、例えば、ダイカスト法を用いて形成することができる。  
基部６ａと複数の放熱フィン６ｂは、熱伝導率が５０Ｗ／ｍ・Ｋ〜２５０Ｗ／ｍ・Ｋ程度の材料から形成することができる。基部６ａと複数の放熱フィン６ｂは、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属材料から形成することができる。
【００１７】
光学要素部７は、板状を呈している。端面２ｅ側（光の出射側）から照明装置１を見た場合、光学要素部７は、遮光部８の内側に位置している。光学要素部７は、発光素子４ｂから出射した光を透過させる。また、光学要素部７は、発光素子４ｂから出射した光の拡散、集光、所定の配光パターンの形成、所定の波長を有する光の透過などを行うものとすることもできる。光学要素部７は、表面に微細な凹凸を有していたり、レンズであったり、光学フィルタであったりすることができる。なお、図１に例示をした光学要素部７はレンズである。  
光学要素部７は、例えば、ガラスや透光性を有する樹脂などから形成することができる。
【００１８】
遮光部８は、筐体２の内部の端面２ｅ側の空間に設けられている。遮光部８は、両端が開口した筒状を呈している。図１に例示をした遮光部８は、段付きの筒状を呈しているが、遮光部８の形態は例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、遮光部８は、真っ直ぐな筒であってもよいし、テーパが付いた筒であってもよい。  
遮光部８は、光源４を囲んでいる。遮光部８の一方の端部は、筐体２の端面２ｅと接している。遮光部８の他方の端部は、放熱部６の基部６ａと接している。すなわち、遮光部８は、端面２ｅと仕切り板３との間を延びている。遮光部８は、端面２ｅ側の空間を中心側の空間と、筐体２側の空間とに仕切っている。遮光部８の他方の端部には図示しないフランジ部が設けられている。フランジ部は、環状を呈し、遮光部８の外側面に設けることができる。フランジ部は、放熱部６の基部６ａにネジ止めされている。また、遮光部８は、遮光性を有する金属材料や樹脂などから形成されている。そのため、発光素子４ｂから出射した光は、筐体２の側壁２ｄと遮光部８の側壁８ａとの間の空間、および、端面２ｆ側の空間には照射されないようになっている。なお、発光素子４ｂから出射した光は、光学要素部７を介して照明装置１の外部に照射される。
【００１９】
次に、比較例に係る照明装置１０１について説明する。  
図２に示すように、照明装置１０１には、筐体１０２、仕切り板１０３、光源４、リフレクタ５、放熱部６、および光学要素部７が設けられている。  
ただし、照明装置１０１には、遮光部８が設けられていない。
【００２０】
筐体１０２は、箱状を呈している。筐体１０２の一方の端面１０２ｆには複数の通風口１０２ａが設けられている。筐体１０２の他方の端面１０２ｅには光学要素部７が設けられている。  
ここで、照明装置１０１には遮光部８が設けられていないので、筐体１０２の端面１０２ｅに通風口を設けると、通風口を介して外部に光が漏れてしまう。そのため、筐体１０２の端面１０２ｅの光学要素部７の周辺には、通風口が設けられていない。
【００２１】
仕切り板１０３は、筐体１０２の内部に設けられている。仕切り板１０３は、筐体１０２の内部の空間を端面１０２ｅ側の空間と、端面１０２ｆ側の空間とに仕切っている。仕切り板１０３の中央には、厚み方向を貫通する孔１０３ａが設けられている。孔１０３ａには、放熱部６の基部６ａが取り付けられている。  
ここで、照明装置１０１には遮光部８が設けられていないので、仕切り板１０３の孔１０３ａの周辺に厚み方向を貫通する孔を設けると、孔および通風口１０２ａを介して外部に光が漏れてしまう。そのため、仕切り板１０３の孔１０３ａの周辺には、孔が設けられていない。
【００２２】
また、筐体１０２の側面には、複数の通風口１０２ｃが設けられている。複数の通風口１０２ｃは、筐体１０２の内部の端面１０２ｆ側の空間と繋がっている。仕切り板１０３の孔１０３ａの周辺には孔が設けられていないので、複数の通風口１０２ａ、１０２ｃを設けても外部に光が漏れることがない。
【００２３】
照明装置１０１（発光素子４ｂ）の点灯により発生した熱は、放熱部６に伝わり、主に放熱フィン６ｂから筐体１０２の内部に放出される。放出された熱により筐体１０２の内部にある空気の温度が上昇し、複数の通風口１０２ａ、１０２ｃを介した空気の流れが発生する。  
この場合、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を速くすれば、放熱効果を高めることができる。放熱効果を高めることができれば、光源４（発光素子４ｂ）の温度上昇を抑制することができる。
【００２４】
ここで、照明装置１０１の光の照射方向を変更することが必要となる場合がある。例えば、スポットライトや投光器などにおいては、必要に応じて光の照射方向が変更される。光の照射方向が変更されると、筐体１０２の向き、ひいては複数の通風口１０２ａ、１０２ｃの向きが変更されることになる。  
そのため、照明装置１０１の放熱特性が、光の照射方向により変化するおそれがある。  照明装置１、１０１の放熱特性は、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を用いて評価することができる。この場合、空気の流速が速くなるほど放熱効果が高いことになる。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｃ）は、比較例に係る照明装置１０１の点灯時における空気の流速を例示するための図である。  
空気の流速は、モノトーン色の濃淡で表し、空気の流速が速い程淡く、遅いほど濃くなるように表示した。  
図３（ａ）は、下方に向けて光を照射する場合（下向き点灯）である。  
図３（ｂ）は、側方に向けて光を照射する場合（水平点灯）である。  
図３（ｃ）は、上方に向けて光を照射する場合（上向き点灯）である。
【００２６】
光を下方または側方に照射する場合には、図３（ａ）、（ｂ）から分かるように、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を速くすることができる。そのため、光源４（発光素子４ｂ）の温度上昇を抑制することができる。  
ところが、光を上方に照射する場合には、図３（ｃ）から分かるように、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速が遅くなる。そのため、光源４（発光素子４ｂ）の温度上昇が抑制できなくなるおそれがある。
【００２７】
このことは、以下のように考えることができる。  
光を下方または側方に照射する場合には、通風口１０２ａ、１０２ｃを介した空気の流れが生じる。この場合、仕切り板１０３により空気の流れが遮られることがない。そのため、筐体１０２の内部における空気の流れが円滑となる。  
これに対して、光を上方に照射する場合には、通風口１０２ａ、１０２ｃから筐体１０２の内部に導入された空気の流れが仕切り板１０３により遮られる。そのため、筐体１０２の内部における空気の流れが滞ることになる。  
以上に説明したように、比較例に係る照明装置１０１とすれば、光の照射方向によっては放熱特性が悪くなる。そのため、光源４（発光素子４ｂ）の温度上昇が抑制できなくなるおそれがある。
【００２８】
図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態に係る照明装置１の点灯時における空気の流速を例示するための図である。  
空気の流速は、モノトーン色の濃淡で表し、空気の流速が速い程淡く、遅いほど濃くなるように表示した。  
図４（ａ）は、下方に向けて光を照射する場合（下向き点灯）である。  
図４（ｂ）は、側方に向けて光を照射する場合（水平点灯）である。  
図４（ｃ）は、上方に向けて光を照射する場合（上向き点灯）である。
【００２９】
光を下方または側方に照射する場合には、図４（ａ）、（ｂ）から分かるように、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を速くすることができる。すなわち、筐体２にも通風口２ａ、２ｃが設けられているので、図３（ａ）、（ｂ）の場合と同様の放熱特性を得ることができる。
【００３０】
また、光を上方に照射する場合にも、図４（ｃ）から分かるように、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を速くすることができる。この場合、図４（ａ）、（ｂ）の場合に比べると空気の流速が若干遅くなる。ただし、図３（ｃ）の場合に比べると、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を速くすることができる。
【００３１】
このことは、以下のように考えることができる。  
光を下方または側方に照射する場合には、主に、通風口２ａ、２ｃを介した空気の流れが生じる。この場合、仕切り板３により空気の流れが遮られることがない。そのため、筐体２の内部における空気の流れが円滑となる。  
これに対して、光を上方に照射する場合には、通風口２ａ、２ｃから筐体２の内部に導入された空気の流れが仕切り板３により遮られる。しかしながら、仕切り板３には厚み方向を貫通する複数の孔３ｂが設けられている。また、筐体２には複数の通風口２ｂが設けられている。端面２ｅ側から照明装置１を見た場合、複数の通風口２ｂは、遮光部８の外側に位置している。また、筐体２の側壁２ｄと遮光部８の側壁８ａとの間には空間がある。そのため、複数の孔３ｂ、筐体２の側壁２ｄと遮光部８の側壁８ａとの間の空間、および、複数の通風口２ｂにより流路が形成される。その結果、光を上方に照射する場合には、通風口２ａ、２ｃを介した空気の流れに加えて、この流路を介した空気の流れが生じることになる。そのため、図３（ｃ）の場合に比べると、複数の放熱フィン６ｂの間を流れる空気の流速を速くすることができる。
本実施の形態に係る照明装置１とすれば、比較例に係る照明装置１０１と比べて、光源４の温度を７℃程度低下させることができた。また、比較例に係る照明装置１０１と比べて、筐体２の温度を８℃程度低下させることができた。
【００３２】
以上に説明したように、本実施の形態に係る照明装置１とすれば、光の照射方向によって放熱特性が変化するのを抑制することができる。そのため、光の照射方向が変更になったとしても、光源４（発光素子４ｂ）の温度上昇を抑制することができる。
【００３３】
次に、他の実施形態に係る照明装置１１について例示をする。  
図５は、他の実施形態に係る照明装置１１を例示するための模式図である。  
図６は、図５におけるＡ−Ａ線断面図である。  
図５、および図６に示すように、照明装置１１には、筐体２、仕切り板３、光源４、リフレクタ５、放熱部１６、光学要素部７、および遮光部８が設けられている。
【００３４】
放熱部１６は、基部６ａ、および放熱フィン１６ｂを有する。放熱部１６は、筐体２の内部に設けられている。  
基部６ａの、光源４側とは反対側の面には、複数の放熱フィン１６ｂが設けられている。複数の放熱フィン１６ｂは、筐体２の内部の端面２ｆ側の空間に設けられている。複数の放熱フィン１６ｂは、薄板状を呈している。
【００３５】
複数の放熱フィン１６ｂは、照明装置１１の中心軸１１ａを中心として放射状に設けられている。複数の放熱フィン１６ｂが放射状に設けられていれば、筐体２の側壁２ｄと遮光部８の側壁８ａとの間の空間における空気の流れが円滑となる。  
放熱フィン１６ｂの中心側とは反対側の端部は、仕切り板３の孔３ｂを介して、筐体２の側壁２ｄと遮光部８の側壁８ａとの間の空間に延びている。すなわち、放熱フィン１６の一部は、孔３ｂを介して、端面２ｅ側の空間の筐体２側の空間（遮光部８の外側の空間）に設けられている。
この様にすれば、放熱面積を増やすことができるので、放熱特性を向上させることができる。
【００３６】
基部６ａと複数の放熱フィン１６ｂは、一体に形成することができる。放熱部１６は、例えば、ダイカスト法を用いて形成することができる。放熱部１６の材料は、前述した放熱部６の材料と同様とすることができる。  
なお、放熱フィン１６ｂの数は例示をしたものに限定されるわけではなく、照明装置１１の大きさなどに応じて適宜変更することができる。また、複数の放熱フィン１６ｂが等角度で設けられる場合を例示したが、複数の放熱フィン１６ｂが任意の角度で設けられるようにしてもよい。ただし、複数の放熱フィン１６ｂを等角度で設けるようにすれば、照明装置１１の回転方向の位置が変更になったとしても同様の放熱特性を得ることができる。
【００３７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、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、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、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。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  照明装置、２  筐体、２ａ〜２ｃ  通風口、３  仕切り板、３ｂ  孔、４  光源、４ａ  基板、４ｂ  発光素子、５  リフレクタ、６  放熱部、６ａ  基部、６ｂ  放熱フィン、７  光学要素部、８  遮光部、８ａ  側壁、１６  放熱部、１６ｂ  放熱フィン
【図１】
2018022580.tif 000003
【図２】
2018022580.tif 000004
【図３】
2018022580.tif 000005
【図４】
2018022580.tif 000006
【図５】
2018022580.tif 000007
【図６】
2018022580.tif 000008