(57)【要約】【課題】用途に応じて光学レンズだけを交換することによって所望の配光を容易に得ることができるとともに、成形性の向上を図ることができるレンズユニットとこれを備えた照明装置を提供すること。【解決手段】光源に対向して配置された光学レンズ３５をハウジングの開口部に装着して構成される照明装置用レンズユニット１１において、前記光学レンズ３５を前記ハウジングの開口部に装着されるレンズ枠３６とは別体に構成し、該光学レンズ３５を前記レンズ枠３６に着脱可能に固定する。又、前記光源をＬＥＤで構成する。更に、照明装置は、前記照明装置用レンズユニット１１を備える。【選択図】図１１
2011044331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源に対向して配置された光学レンズをハウジングの開口部に装着して構成される照明装置用レンズユニットにおいて、
前記光学レンズを前記ハウジングの開口部に装着されるレンズ枠とは別体に構成し、該光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に固定したことを特徴とする照明装置用レンズユニット。
【請求項２】
前記光源をＬＥＤで構成したことを特徴とする請求項１記載の照明装置用レンズユニット。
【請求項３】
請求項１記載の照明装置用レンズユニットを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
前記光学レンズに嵌合凸部を形成するとともに、該嵌合凸部の外周に係合突起を形成し、前記レンズ枠に前記光学レンズの嵌合凸部が嵌合するための嵌合孔を形成するとともに、該嵌合孔の内周部に前記光学レンズの係合突起が通過するための切欠き溝と係合突起が係合するための係合溝をそれぞれ複数形成し、前記光学レンズの係合突起を前記レンズ枠の切欠き溝に合わせて該光学レンズを前記レンズ枠の嵌合孔に嵌め込んだ後、前記光学レンズを所定角度だけ回動させてその係合突起を前記レンズ枠の係合溝に係合させることによって前記光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に固定したことを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
前記光学レンズに嵌合凸部を形成するとともに、該嵌合凸部の外周にネジを形成し、前記レンズ枠に前記光学レンズの嵌合凸部が嵌合するための嵌合孔を形成するとともに、該嵌合孔の内周部に前記光学レンズに形成されたネジが螺合するためのネジを形成し、前記光学レンズと前記レンズ枠との間に高さ調整用スペーサを介装した状態で、前記光学レンズの嵌合凸部を前記レンズ枠の嵌合孔に嵌め込んで該光学レンズを回すことによって前記光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に螺着したことを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【請求項６】
前記光学レンズに嵌合凸部を形成するとともに、該嵌合凸部の一部に位置決め凹部を形成し、前記レンズ枠に前記光学レンズの嵌合凸部が嵌合するための嵌合孔を形成するとともに、該嵌合孔の周縁の一部に前記光学レンズに形成された位置決め凹部に嵌合するための位置決め突起を形成し、前記光学レンズの位置決め凹部に前記レンズ枠の位置決め突起を嵌合させて光学レンズを位置決めした状態で、前記レンズ枠にネジ固定されるレンズカバーと前記レンズ枠によって前記光学レンズを挟み込んで該光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に固定したことを特徴とする請求項３記載の照明装置。
【請求項７】
水冷ジャケット、ラジエータ、循環ポンプ及びファンを備えた水冷ユニットを前記ハウジング内に組み込んだことを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源をＬＥＤで構成したことを特徴とする請求項３〜７の何れかに記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源に対向して配置された光学レンズをハウジングの開口部に装着して成るレンズユニットとこれを備えた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両用前照灯や屋外照明灯等の照明装置としては、キセノンランプやナトリウムランプ等の大光量ランプを光源とするものから、長寿命で低消費電力のＬＥＤを光源とするものへの置き換えが進んでいる。
【０００３】
ところで、ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明装置は、光源であるＬＥＤに対向して配置された光学レンズをハウジングの開口部に装着して成るレンズユニットを備えており、ＬＥＤからの光を配光制御する光学レンズには、ＬＥＤ照明装置の用途に応じて光学設計された専用のものが使用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９９７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＬＥＤ照明装置においては、使用目的に合わせて光学設計された光学レンズが使用され、その光学レンズは固定されていて交換不能であったため、使用目的に合わせたレンズユニットの大掛かりな変更若しくは灯具そのものの流用が不可能であるという問題があった。斯かる問題は、特に屋外設備の照明であって防水防塵設定がなされている灯具については顕著であった。
【０００６】
このため、用途に応じて適切に光学設計された光学レンズを備えたレンズユニットを複数種用意しておく必要があり、その在庫管理が大変である他、種々の形状が要求される光学レンズが大型化した場合、レンズユニットの成形が困難であるという問題があった。
【０００７】
従って、本発明の第１の目的とする処は、用途に応じて光学レンズだけを交換することによって所望の配光を容易に得ることができるとともに、成形性の向上を図ることができるレンズユニットとこれを備えた照明装置を提供することにある。
【０００８】
他方、ＬＥＤ照明装置の大電力化に伴って光源ユニットのＬＥＤの発熱量も増加するため、温度によって寿命や出力が変化するＬＥＤにおいては、温度をより低く安定して駆動するための冷却構造が重要な開発課題となっている。
【０００９】
従って、本発明の第２の目的とする処は、光源ユニットを強制水冷することによって高出力化と耐久性向上を図ることができる照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、光源に対向して配置された光学レンズをハウジングの開口部に装着して構成される照明装置用レンズユニットにおいて、前記光学レンズを前記ハウジングの開口部に装着されるレンズ枠とは別体に構成し、該光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に固定したことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記光源をＬＥＤで構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置用レンズユニットを備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記光学レンズに嵌合凸部を形成するとともに、該嵌合凸部の外周に係合突起を形成し、前記レンズ枠に前記光学レンズの嵌合凸部が嵌合するための嵌合孔を形成するとともに、該嵌合孔の内周部に前記光学レンズの係合突起が通過するための切欠き溝と係合突起が係合するための係合溝をそれぞれ複数形成し、前記光学レンズの係合突起を前記レンズ枠の切欠き溝に合わせて該光学レンズを前記レンズ枠の嵌合孔に嵌め込んだ後、前記光学レンズを所定角度だけ回動させてその係合突起を前記レンズ枠の係合溝に係合させることによって前記光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に固定したことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記光学レンズに嵌合凸部を形成するとともに、該嵌合凸部の外周にネジを形成し、前記レンズ枠に前記光学レンズの嵌合凸部が嵌合するための嵌合孔を形成するとともに、該嵌合孔の内周部に前記光学レンズに形成されたネジが螺合するためのネジを形成し、前記光学レンズと前記レンズ枠との間に高さ調整用スペーサを介装した状態で、前記光学レンズの嵌合凸部を前記レンズ枠の嵌合孔に嵌め込んで該光学レンズを回すことによって前記光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に螺着したことを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記光学レンズに嵌合凸部を形成するとともに、該嵌合凸部の一部に位置決め凹部を形成し、前記レンズ枠に前記光学レンズの嵌合凸部が嵌合するための嵌合孔を形成するとともに、該嵌合孔の周縁の一部に前記光学レンズに形成された位置決め凹部に嵌合するための位置決め突起を形成し、前記光学レンズの位置決め凹部に前記レンズ枠の位置決め突起を嵌合させて光学レンズを位置決めした状態で、前記レンズ枠にネジ固定されるレンズカバーと前記レンズ枠によって前記光学レンズを挟み込んで該光学レンズを前記レンズ枠に着脱可能に固定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項３〜６の何れかに記載の発明において、水冷ジャケット、ラジエータ、循環ポンプ及びファンを備えた水冷ユニットを前記ハウジング内に組み込んだことを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の発明は、請求項３〜７の何れかに記載の発明において、前記光源をＬＥＤで構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１〜３及び８記載の発明によれば、レンズユニットの光学レンズをハウジングの開口部に装着されるレンズ枠とは別体に構成し、該光学レンズをレンズ枠に着脱可能に固定したため、用途に応じて光学レンズだけを交換することによって所望の配光を容易に得ることができる。又、光学レンズとこれを固定するレンズ枠とを別々に成形することができるため、レンズユニットの成形性が高められる。
【００１９】
請求項４記載の発明によれば、光学レンズの係合突起をレンズ枠の切欠き溝に合わせて該光学レンズをレンズ枠の嵌合孔に嵌め込んだ後、光学レンズを所定角度だけ回動させてその係合突起をレンズ枠の係合溝に係合させることによって光学レンズをレンズ枠に着脱可能に固定することができる。
【００２０】
請求項５記載の発明によれば、光学レンズとレンズ枠との間に高さ調整用スペーサを介装した状態で、光学レンズの嵌合凸部をレンズ枠の嵌合孔に嵌め込んで該光学レンズを回すことによって光学レンズをレンズ枠に着脱可能に螺着することができる。そして、高さ調整用スペースの高さを調整することによって光学レンズの締付角度を任意に調整することができ、該光学レンズによって制御される配光パターンを所望のものに変更することができる。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、光学レンズの位置決め凹部にレンズ枠の位置決め突起を嵌合させて光学レンズを位置決めした状態で、レンズ枠にネジ固定されるレンズカバーとレンズ枠によって光学レンズを挟み込むことによって該光学レンズをレンズ枠に着脱可能に固定することができる。
【００２２】
請求項７記載の発明によれば、水冷ユニットにおいては循環ポンプによって冷却水が閉ループを循環し、水冷ジャケットを流れる冷却水によって光源ユニットが強制冷却されるため、光源ユニットの温度上昇が抑えられて当該ＬＥＤ照明装置の高出力化が実現されるとともに、ハウジングの温度上昇も抑えられてその耐久性向上が図られる。尚、水冷ジャケットにおいて光源ユニットから受熱して温度の上昇した冷却水は、ハウジング内に導入されてラジエータを通過する冷却風との熱交換によって冷却された後、水冷ジャケットに供給されて光源ユニットの冷却に供され、このように冷却水が閉ループ内を循環しながら冷却と放熱を繰り返すことによって光源ユニットが連続的に強制水冷されてその温度上昇が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明装置の斜視図である。
【図２】図１の矢視Ａ方向の図である。
【図３】図１の矢視Ｂ方向の図である。
【図４】図３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】図３のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】図３のＥ−Ｅ線断面図である。
【図７】本発明に係るＬＥＤ照明装置の分解斜視図である。
【図８】本発明に係るＬＥＤ照明装置の水冷ユニットの基本構成図である。
【図９】光学レンズの固定構造の実施の形態１を示すレンズユニットの正面図である。
【図１０】図９のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は実施の形態１における光学レンズの固定要領を示す図１０のＧ部拡大詳細図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は実施の形態１において使用される光学レンズの背面図、正面図、側面図である。
【図１３】（ａ）は実施の形態１において使用されるレンズ枠の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＨ部拡大詳細図である。
【図１４】配光パターン例を示す照度分布図である。
【図１５】配光パターン例を示す照度分布図である。
【図１６】光学レンズの固定構造の実施の形態２を示すレンズユニットの部分断面図である。
【図１７】実施の形態２において使用される光学レンズの側面図である。
【図１８】実施の形態２において使用されるレンズ枠の嵌合孔部分の部分斜視図である。
【図１９】光学レンズの固定構造の実施の形態３を示すレンズユニットの部分断面図である。
【図２０】（ａ）は実施の形態３において使用されるレンズ枠の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩ部拡大詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
先ず、本発明に係るＬＥＤ照明装置の基本構成を図１〜図８に基づいて説明する。
【００２６】
図１は本発明に係るＬＥＤ照明装置の斜視図、図２は図１の矢視Ａ方向の図、図３は図１の矢視Ｂ方向の図、図４は図３のＣ−Ｃ線断面図、図５は図３のＤ−Ｄ線断面図、図６は図３のＥ−Ｅ線断面図、図７は本発明に係るＬＥＤ照明装置の分解斜視図、図８は同ＬＥＤ照明装置の水冷ユニットの基本構成図である。
【００２７】
本発明に係るＬＥＤ照明装置１は、図４〜図７に示すように、矩形ボックス状のハウジング２の内部に光源ユニット３と制御回路ユニット４及び水冷ユニット５を組み込んで構成されている。尚、以下の説明におけるＬＥＤ照明装置１の上下は図１に示す状態においてのものであって、該ＬＥＤ照明装置１の設置が必ずしも図１に示す状態でなされる訳ではない。
【００２８】
上記ハウジング２は、ＰＣ等の樹脂或はアルミニウム等の金属で構成されており、図１に示すように、その周面には縦方向の長い複数のスリットから成る吸気口６が形成され、該吸気口６に対して軸直角方向の面、つまり、光源ユニット３からの光出射方向（図１の下方）とは逆方向（図１の上方）の端面である上面には、扇形の複数のスリットから成る排気口７が形成されている。そして、このハウジング２の下面は開口しており、この開口部には前記光源ユニット３が嵌め込まれて固定されている。尚、ハウジング２を光源ユニット３に密着させて固定したり、ハウジング２を金属若しくは高熱伝導性樹脂材料によって構成することによって光源ユニット３において発生する熱をハウジング２を介して効率良く放熱させることができる。
【００２９】
上記光源ユニット３は、図４〜図７に示すように、光源であるＬＥＤ８（図８参照）を実装して成る複数（図示例では９枚）のメタル基板９と、これらのメタル基板９を取り付ける矩形プレート状のベース１０及びハウジング２の下面開口部に嵌め込まれる矩形プレート状の透明な樹脂製のレンズユニット１１を含んで構成されている。尚、図７において、１２はケーブルコネクタである。
【００３０】
本実施の形態では、ＬＥＤ８を実装して成る９枚のメタル基板９は縦横３列のマトリックス状に配置されており、これに対応してアルミダイキャスト製のベース１０にもＬＥＤ８と同数の台座１０ａ（図４及び図６参照）が縦横３列のマトリックス状に一体に突設されている。そして、各メタル基板９は、矩形の熱伝導性シート１３を介してベース１０の各台座１０ａにネジ止めによって固定されている。尚、各熱伝導シート１３は、絶縁性と熱伝導率の高いシリコン等によって構成されている。
【００３１】
又、前記制御回路ユニット４は、図７に示すように、下面が開口する矩形ボックス状の回路ケース１４の内部に不図示の各種電子部品が実装された回路基板１５を組み込み、回路ケース１４の下面開口部を矩形プレート状のカバー１６によって覆うことによって構成されている。ここで、回路ケース１４は熱伝導率の高いアルミダイキャスト等によって成形されており、その上面には放熱部を構成する多数の放熱ピン１７が一体に突設されている。そして、この回路ケース１４の内部上面には回路基板１５が絶縁性と熱伝導率の高いシリコン等から成る矩形の熱伝導シート１８を介して密着されている。尚、回路ケース１４とカバー１６との接合部にはＯリング１９が介装されており、このＯリング１９のシール作用によって回路ケース１４内が密封され、外部から回路ケース１４内への水等の浸入が防がれている。
【００３２】
前記水冷ユニット５は、図４〜図８に示すように、熱交換器である水冷ジャケット２０と、該水冷ジャケット２０において受熱して温度が高くなった冷却水を外気（冷却風）との熱交換によって冷却するラジエータ２１と、該ラジエータ２１に冷却風を供給するファン２２と、冷却水を閉ループの循環経路内で循環させる循環ポンプ２３及び冷却水を貯留するリザーブタンク２４を備えており、ファン２２はラジエータ２１と対向してこれの上方に配置されている。ここで、ハウジング２に形成された前記吸気口６はラジエータ２１よりも図の下方に配されており（吸気口６の上端部よりも上方にラジエータ２１が配されている）、前記排気口７はラジエータ２１よりも図の上方に配置されている。
【００３３】
ところで、上記水冷ジャケット２０は、中空の矩形板状に成形されており、図４〜図６に示すように、その内部には冷却水通路が形成されている。そして、この冷却ジャケット１０の一端上には、図５及び図７に示すように、ラジエータ２１において外気（冷却風）との熱交換によって冷却された冷却水が流入する入口パイプ２５と、当該水冷ジャケット２０において受熱して温度が高くなった冷却水を排出する出口パイプ２６が立設されている。
【００３４】
而して、本実施の形態では、図４及び図６に示すように、ハウジング２内下部の底部に水冷ジャケット２０が水平に配置されており、この水冷ジャケット２０を挟んでこれの上下に制御回路ユニット４と光源ユニット３が配置されている。ここで、水冷ジャケット２０の下面側に配された光源ユニット３は、そのベース１０が矩形の熱伝導シート２７を介して水冷ジャケット２０の下面に密着している。尚、本実施の形態では、熱伝導シート２７は、絶縁性と熱伝導率の高いシリコン等によって構成されている。
【００３５】
又、制御回路ユニット４は、そのカバー１６が水冷ジャケット２０の上面に密着する状態で該水冷ジャケット２０の上面側に配置されている。尚、本実施の形態では、冷却水として水にプロピレングリコールを混合して成る不凍液が使用されている。
【００３６】
他方、図４及び図６に示すように、ハウジング２内の水冷ジャケット２０から所定距離だけ離間した上部の排気口７の近傍には前記ラジエータ２１とファン２２が配置されており、水冷ジャケット２０とラジエータ２１との間には空間部Ｓが形成されるとともに、ハウジング２の周壁内面に沿う風路Ｓ１が形成されている。そして、ハウジング２内の前記空間部Ｓに制御回路ユニット４と前記循環ポンプ２３及び前記リザーブタンク２４が配置されている。具体的には、水冷ジャケット２０上には門型のシャーシ２８が立設されており、このシャーシ２８によって囲まれる空間に制御回路ユニット４が配され、シャーシ２８上に循環ポンプ２３とリザーブタンク２４が設置されている。
【００３７】
ここで、本実施の形態では、図６に示すように、吸気口６の外径はファン２２の外径よりも大きく設定されており、ラジエータ２１の外径はファン２２の外径の約２倍の大きさに設定されている。又、ハウジング２の表面積はラジエータ２１の表面積の約２倍に設定されている。
【００３８】
ところで、図５及び図８に示すように、水冷ジャケット２０の出口パイプ２６から上方へ立ち上がる配管（ゴムホース）２９は、ラジエータ２１の入口パイプ３０に連結されており、ラジエータ２１の出口パイプ３１から延びる配管（ゴムホース）３２は、下方に延びた後に略直角に曲げられて循環ポンプ２３の吸入側に接続されている。そして、循環ポンプ２３の吐出側から延びる配管（ゴムホース）３３は、図８に示すようにリザーブタンク２４の入口側に接続されており、リザーブタンク２４の出口側から下方に延びる配管（ゴムホース）３４は水冷ジャケット２０の入口パイプ２５に接続されている。このように水冷ジャケット２０、ラジエータ２１、循環ポンプ２３及びリザーブタンク２４は配管（ゴムホース）２９，３２〜３４によって連結されて開ループを成す循環経路が形成されており、この循環経路を冷却水が循環することによって所要の冷却作用がなされる。
【００３９】
而して、以上のように構成されたＬＥＤ照明装置１が起動されて光源ユニット３と制御回路ユニット４及び水冷ユニット５に電源が供給されると、光源ユニット３の複数（本実施の形態では９個）のＬＥＤ８が発光し、その光はレンズユニット１１を透過して図１の下方に向かって照射されることによって前方を照明するが、光源ユニット３の点灯制御は制御回路ユニット４によってなされ、駆動中において光源ユニット３のＬＥＤ８及び制御回路ユニット４の各種電子部品（不図示）が発熱し、そのままでは光源ユニット３と制御回路ユニット４及びこれらを収容するハウジング２が過熱されてそれらの温度が上昇する。
【００４０】
然るに、本実施の形態では、水冷ユニット５が同時に駆動され、光源ユニット３と制御回路ユニット４は、前述のように図８に示す循環経路を循環する冷却水によって強制冷却されてその温度上昇が抑えられるとともに、ファン２２によってハウジング２の吸気口６からハウジング２内に導入される冷却風の一部によってハウジング２が強制空冷されてその温度上昇が抑えられる。
【００４１】
即ち、循環ポンプ２３によって循環経路を循環する冷却水は、水冷ジャケット２０において光源ユニット３及び制御回路ユニット４において発生する熱を受熱して光源ユニット３及び制御回路ユニット４を冷却し、受熱して温度の高くなった冷却水は、配管２９を通ってラジエータ２１へと導入される。
【００４２】
他方、ファン２２が不図示のモータによって回転駆動されると、外気がハウジング２の周面に形成された吸気口６から冷却風としてハウジング２内に側方から吸引され、この冷却風の一部は、図４及び図６に矢印にて示すように、ハウジング２の周壁内面に沿って形成された風路Ｓ１を流れることによってハウジング２を強制空冷してその温度上昇を抑える。
【００４３】
又、ハウジング２内に導入された冷却風（ハウジング２を冷却した冷却風を含む）は、図４及び図６に矢印にて示すように、水冷ジャケット２０とラジエータ２１との間に形成された空間部Ｓを上方に向かって流れ、その過程でラジエータ２１を通過し、ハウジング２の上面に開口する排気口７から外部に排出される。そして、ラジエータ２１においては、ここを通過する冷却風によって冷却水の熱が外部に放熱されて該冷却水が冷却され、温度の下がった冷却液水は、配管３２を通って循環ポンプ２３に吸引される。
【００４４】
循環ポンプ２３に吸引された冷却水は昇圧された後に循環ポンプ２３から配管３３を通ってリザーブタンク２４へと送り出され、その一部はリザーブタンク２４に貯留され、残りの冷却水はリザーブタンク２４から配管３４を通って水冷ジャケット２０へと導入されて光源ユニット３と制御回路ユニット３の冷却に供される。そして、以上の作用（冷却サイクル）が連続的に繰り返されて光源ユニット３と制御回路ユニット４が水冷ジャケット２０を流れる冷却水によって強制冷却され、それらの温度上昇が一定値以下に抑えられるとともに、ハウジング２が冷却風の一部によって強制空冷されてその温度上昇が一定値以下に抑えられる。
【００４５】
而して、本実施の形態では、水冷ユニット５においては循環ポンプ２３によって冷却水が閉ループを循環し、水冷ジャケット２０を流れる冷却水によって光源ユニット３が強制冷却されるため、光源ユニット３の温度上昇が抑えられて当該ＬＥＤ照明装置１の高出力化が実現される。
【００４６】
又、ファン２２によって吸気口６からハウジング２内に導入される冷却風の一部がハウジング２の周壁内面に沿って形成された風路Ｓ１を流れて該ハウジング２を強制空冷するため、該ハウジング２の温度上昇も抑えられてその耐久性向上が図られる。
【００４７】
更に、本実施の形態では、制御回路ユニット４の下面を水冷ジャケット２０に密着させ、上面に放熱部を構成する多数の放熱ピン１７を突設したため、制御回路ユニット４が冷却水によって強制冷却されると同時に放熱ピン１７から自然放熱されるため、該制御回路ユニット４が効率良く冷却されてその温度上昇が一層効果的に抑えられる。
【００４８】
ところで、本発明に係るＬＥＤ照明装置１においては、図２に示すように、レンズユニット１１には９個のＬＥＤ８に対向して９個の円形の光学レンズ３５がそれぞれ配設されているが、これらの光学レンズ３５は、ハウジング２の開口部に装着される矩形板状のレンズ枠３６とは別体に構成され、各光学レンズ３５はレンズ枠３６に着脱可能に固定されている。
【００４９】
以下、光学レンズ３５の固定構造の実施の形態について説明する。
【００５０】
＜実施の形態１＞
図９は光学レンズの固定構造の実施の形態１を示すレンズユニットの正面図、図１０は図９のＦ−Ｆ線断面図、図１１（ａ），（ｂ）は光学レンズの固定要領を示す図１０のＧ部拡大詳細図、図１２（ａ）〜（ｃ）は光学レンズの背面図、正面図、側面図、図１３（ａ）はレンズ枠の斜視図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＨ部拡大詳細図である。
【００５１】
本実施の形態では、レンズユニット１１は、ハウジング２の開口部に装着される矩形板状のレンズ枠３６と、該レンズ枠３６とは別体に構成された９個の光学レンズ３５とで構成されており、縦横３列のマトリックス状に配置された光学レンズ３５はレンズ枠３６に以下の固定構造によって着脱可能に固定されている。尚、各光学レンズ３５は、当該ＬＥＤ照明装置１の用途に応じてＬＥＤ８からの光を最適に配光制御するよう設計されている。
【００５２】
図１２に示すように、各光学レンズ３５の背面の中心部には円形ボス状の嵌合凸部３５Ａが形成されており、この嵌合凸部３５Ａの外周の４箇所には爪状の係合突起３５ａが等角度ピッチ（４５°ピッチ）で一体に形成されている。又、図１２（ａ）に示すように、光学レンズ３５の背面の嵌合凸部３５Ａの外周側にはリング状の嵌合溝３５ｂが形成されている。
【００５３】
又、図１３（ａ）に示すように、レンズ枠３６には光学レンズ３５の嵌合凸部３５Ａが嵌合するための円孔状の９個の嵌合孔３６Ａが形成されており、図１３（ｂ）に示すように、各嵌合孔３６Ａの内周部には光学レンズ３５の４つの係合突起３５ａが通過するための４つの切欠き溝３６ａが等角度ピッチ（９０°ピッチ）で形成され、各切欠き溝３６ａの横には光学レンズ３５の係合突起３５ａが係合するための係合溝３６ｂがそれぞれ形成されている。
【００５４】
而して、各光学レンズ３５は次の要領によってレンズ枠３６に着脱可能に固定される。
【００５５】
即ち、図１１（ａ）に示すように、光学レンズ３５の背面に形成された嵌合溝３５ｂに弾性体から成るリング状の防水用パッキン３７を嵌め込んだ状態で、光学レンズ３５の係合突起３５ａをレンズ枠３６の切欠き溝３６ａに合わせて該光学レンズ３５をレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａに嵌め込むと、光学レンズ３５の各係合突起３５ａの先端がレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａの内周に当接して該係合突起３５ａが内側（図１２（ａ）の矢印方向）に撓む。このようにして光学レンズ３５をレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａに嵌め込んだ後、該光学レンズ３５を所定角度だけ回動させれば、これに形成された係合突起３５ａが図１２（ｂ）に示すように径方向外方に開いて元の状態に戻り、該係合突起３５ａがレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａの内周に形成された係合溝３６ｂに係合し、光学レンズ３５全体が該光学レンズ３５とレンズ枠３６の間で圧縮された防水用パッキン３７の弾発力によって図１２の上方へと押し上げられるため、光学レンズ３５の係合突起３５ａのレンズ枠３６の係合溝３６ｂへの係合が確実になされ、光学レンズ３５がレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａに嵌め込まれて固定される。
【００５６】
又、以上のようにしてレンズ枠３６に固定された光学レンズ３５を取り外すには、該光学レンズ３５をレンズ枠３６に向けて押圧した状態で、光学レンズ３５を固定時とは逆方向に所定角度だけ回動さて係合突起３５ａをレンズ枠３６の切欠き溝３６ａに合わせれば、光学レンズ３５の係合突起３５ａのレンズ枠３６の係合溝３６ｂへの係合が解除されるため、光学レンズ３５をそのまま引き抜けばこれを容易にレンズ枠３６から取り外すことができる。
【００５７】
以上のように、本実施の形態によれば、レンズユニット１１の光学レンズ３５をハウジング２の開口部に装着されるレンズ枠３６とは別体に構成し、該光学レンズ３５をレンズ枠３６に着脱可能に固定したため、用途に応じて光学レンズ３５だけを交換することによって所望の配光を容易に得ることができる。例えば、光学レンズ３５を交換することによって図１４に示すような配光パターンや図１５に示すように配光パターンを得ることができる。
【００５８】
又、本実施の形態によれば、光学レンズ３５とこれを固定するレンズ枠３６とを別々に成形することができるため、レンズユニット１１の成形性が高められるという効果も得られる。
【００５９】
尚、本実施の形態においては、光学レンズ３５に係合突起３５ａを９０°ピッチで形成し、これが係合する係合溝３６ｂをレンズ枠３６に４５°ピッチで形成したが、例えば爪状の係合突起３５ａを６０°の等角度ピッチで形成し、係合溝３６ｂを３０°の等角度ピッチで形成し、３０°毎にレンズユニット１１を固定することができるように係合突起３５ａや係合溝３６ｂの数を増やしても良い。これによりレンズユニット１１を固定することができる箇所が増え、光学レンズ３５が様々な形状になったとしても、所望の配光を得る上で適切な位置でレンズユニット１１の固定が可能となり、配光設計の自由度が一層高めらる
又、本実施の形態では、光学レンズ３５とレンズ枠３６の間に防水用パッキン３７を介装し、この防水用パッキン３７の弾発力によって光学レンズ３５の係合突起３５ａとレンズ枠３６の係合溝３６ｂとの係合を確実に行うようにしたが、防水用パッキン３７は必ずしも必要ではなく、光学レンズ３５の係合突起３５ａの弾性変形とレンズ枠３６の係合溝３６ｂの深さの調整によって係合突起３５ａと係合溝３６ｂとの係合を確実に行って光学レンズ３５をレンズ枠３６に着脱可能に固定することができる。
【００６０】
更に、本実施の形態では、光学レンズ３５に係合突起３５ａを形成し、レンズ枠３６に係合溝３６ｂを形成したが、逆に光学レンズ３５に係合溝を形成し、レンズ枠３６に係合突起を形成しても良い。
【００６１】
＜実施の形態２＞
次に、光学レンズ３５の固定構造の実施の形態２を図１６〜図１８に基づいて説明する。
【００６２】
図１６は光学レンズの固定構造の実施の形態２を示すレンズユニットの部分断面図、図１７は光学レンズの側面図、図１８はレンズ枠の嵌合孔部分の部分斜視図である。
【００６３】
本実施の形態においても、レンズユニット１１は、ハウジング２の開口部に装着される矩形板状のレンズ枠３６と、該レンズ枠３６とは別体に構成された９個の光学レンズ３５とで構成されており、各光学レンズ３５はレンズ枠３６に以下の固定構造によって着脱可能に固定されている。
【００６４】
即ち、図１７に示すように、各光学レンズ３５の背面の中心部には円形ボス状の嵌合凸部３５Ａが形成されており、この嵌合凸部３５Ａの外周にはネジ３５ｃが形成されている。又、図１６に示すように、光学レンズ３５の背面の嵌合凸部３５Ａの外周側にはリング状の嵌合溝３５ｄが形成されている。
【００６５】
他方、図１６及び図１８に示すように、レンズ枠３６には光学レンズ３５の嵌合凸部３５Ａが嵌合するための円孔状の嵌合孔３６Ａが形成されており、該嵌合孔３６Ａの内周部には光学レンズ３５に形成された前記ネジ３５ｃが螺合するためのネジ３６ｃが形成されている。又、レンズ枠３６の表面の嵌合孔３６Ａの周囲にはリング状の嵌合溝３６ｄが形成されている。
【００６６】
而して、各光学レンズ３５は次の要領によってレンズ枠３６に着脱可能に固定される。
【００６７】
即ち、図１６に示すように、光学レンズ３５の背面に形成された嵌合溝３６ｄに弾性体から成るリング状の防水用パッキン３７を嵌め込むとともに、リング状の高さ調整用スペーサ３８をレンズ枠３６の嵌合溝３６ｄに嵌め込んだ状態で、光学レンズ３５の嵌合凸部３５Ａをレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａに嵌め込み、該光学レンズ３５の嵌合凸部３５Ａの外周に形成されたネジ３５ｃをレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａの内周に形成されたネジ３６ｃに螺合させて光学レンズ３５を締付方向に回転させると、図１６に示すように、該光学レンズ３５がレンズ枠３６の嵌合孔３６Ａに螺着されて固定される。このとき、光学レンズ３５とレンズ枠３６との間に介在する防水用パッキン３７が押圧されて圧縮変形し、この防水用パッキン３７のシール作用によって外部からレンズ枠３６内への水の侵入が阻止される。
【００６８】
又、光学レンズ３５とレンズ枠３６との間に介在する高さ調整用スペーサ３８の高さを調整することによって光学レンズ３５の締付角度を任意に調整することができ、該光学レンズ３５によって制御される配光パターンを所望のものに変更することができる。尚、図示しないが、光学レンズ３５に複数の孔を形成し、レンズ枠３６側には光学レンズ３６の複数の孔の１つに選択的に嵌合する突起を形成すれば、高さ調整用スペーサ３８を用いなくても光学レンズ３５の固定角度を任意に調整して配光パターンを変更することができる。
【００６９】
他方、以上のようにしてレンズ枠３６に固定された光学レンズ３５を取り外すには、該光学レンズ３５を固定時とは逆方向に回転させれば、光学レンズ３５のレンズ枠３６への螺合が外れるため、光学レンズ３５をレンズ枠３６から容易に取り外すことができる。
【００７０】
以上のように、本実施の形態においても、レンズユニット１１の光学レンズ３５をハウジング２の開口部に装着されるレンズ枠３６とは別体に構成し、該光学レンズ３５をレンズ枠３６に着脱可能に固定したため、用途に応じて光学レンズ３５だけを交換することによって所望の配光を容易に得ることができる。
【００７１】
又、本実施の形態によれば、光学レンズ３５とこれを固定するレンズ枠３６とを別々に成形することができるため、レンズユニット１１の成形性が高められるという効果も得られる。
【００７２】
＜実施の形態３＞
次に、光学レンズ３５の固定構造の実施の形態３を図１９及び図２０に基づいて説明する。
【００７３】
図１９は光学レンズの固定構造の実施の形態３を示すレンズユニットの部分断面図、図２０（ａ）はレンズ枠の斜視図、図２０（ｂ）は図２０（ａ）のＩ部拡大詳細図である。
【００７４】
本実施の形態においても、レンズユニット１１は、ハウジング２の開口部に装着される矩形板状のレンズ枠３６と、該レンズ枠３６とは別体に構成された９個の光学レンズ３５（図１９には１つのみ図示）とで構成されており、各光学レンズ３５はレンズ枠３６に以下の固定構造によって着脱可能に固定されている。
【００７５】
図１９に示すように、各光学レンズ３５の背面の中心部には円形ボス状の嵌合凸部３５Ａが形成されており、この嵌合凸部３５Ａの外周の一部には位置決め凹部３５ｅが形成されている。又、光学レンズ３５の表面の外周には係合段部３５ｆが全周に亘って形成されている。
【００７６】
他方、図２０に示すように、レンズ枠３６には光学レンズ３５の嵌合凸部３５Ａが嵌合するための円孔状の９個の嵌合孔３６Ａが形成されており、レンズ枠３６の表面の嵌合孔３６Ａの周縁の一部には、光学レンズ３５に形成された前記位置決め凹部３５ｅに嵌合するためのピン状の位置決め突起３６ｅが形成されている。
【００７７】
更に、図２０（ａ）に示すように、レンズ枠３６の４隅と中央の嵌合孔３６Ａの周囲４箇所の計８箇所にはネジ孔３６ｆが形成されている。
【００７８】
而して、各光学レンズ３５は次の要領によってレンズ枠３６に着脱可能に固定される。
【００７９】
即ち、図１９に示すように、光学レンズ３５の位置決め凹部３５ｅにレンズ枠３６の位置決め突起３６ｅを嵌合させて光学レンズ３５をレンズ枠３６に対して位置決めした状態で、該光学レンズ３５の表面外周に形成された係合段部３５ｆに係合する１枚のレンズカバー３９を上から被せ、該レンズカバー３９に挿通する不図示のビスをレンズ枠３６の８箇所に形成されたネジ孔３６ｆにねじ込むことによってレンズカバー３９をレンズ枠３６に取り付ければ、各光学レンズ３５はレンズカバー３９とレンズ枠３６によって挟み込まれてレンズ枠３６に着脱可能に固定される。尚、図１９に示すように、レンズカバー３９には各光学レンズ３５が開口するための円孔３９ａが形成されており、この円孔３９ａの内周には、光学レンズ３５の係合段部３５ｆに係合する係合段部３９ｂが形成されている。
【００８０】
以上のようにしてレンズ枠３６に固定された光学レンズ３５を取り外すには、ビスによるレンズカバー３９のレンズ枠３６への固定を解除して該レンズカバー３９をレンズ枠３６から取り外せば良い。すると、光学レンズ３５の固定が解除され、該光学レンズ３５をレンズ枠３６から同時且つ容易に取り外すことができる。
【００８１】
以上のように、本実施の形態においても、レンズユニット１１の光学レンズ３５をハウジング２の開口部に装着されるレンズ枠３６とは別体に構成し、該光学レンズ３５をレンズ枠３６に着脱可能に固定したため、用途に応じて光学レンズ３５だけを交換することによって所望の配光を容易に得ることができる。
【００８２】
又、本実施の形態によれば、光学レンズ３５とこれを固定するレンズ枠３５とを別々に成形することができるため、レンズユニット１１の成形性が高められるという効果も得られる。
【００８３】
本実施の形態では、光学レンズ３５に係合突起位置決め凹部３５ｅを形成し、レンズ枠３６に位置決め突起３６ｅを形成したが、逆に光学レンズ３５に位置決め突起を形成し、レンズ枠３６に位置決め凹部を形成しても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１          ＬＥＤ照明装置
２          ハウジング
３          光源ユニット
４          制御回路ユニット
５          水冷ユニット
６          吸気口
７          排気口
８          ＬＥＤ
９          メタル基板
１０        ベース
１０ａ      ベースの台座
１１        レンズ
１２        ケーブルコネクタ
１３        熱伝導シート
１４        回路ケース
１５        回路基板
１６        カバー
１７        放熱ピン
１８        熱伝導シート
１９        Ｏリング
２０        水冷ジャケット
２１        ラジエータ
２２        ファン
２３        循環ポンプ
２４        リザーブタンク
２５        水冷ジャケットの入口パイプ
２６        水冷ジャケットの出口パイプ
２７        熱伝導シート
２８        シャーシ
２９        配管（ゴムホース）
３０        ラジエータの入口パイプ
３１        ラジエータの出口パイプ
３２〜３４  配管（ゴムホース）
３５        光学レンズ
３５Ａ      光学レンズの嵌合凸部
３５ａ      光学レンズの係合突起
３５ｂ      光学レンズの嵌合溝
３５ｃ      光学レンズのネジ
３５ｄ      光学レンズの嵌合溝
３５ｅ      光学レンズの位置決め凹部
３５ｆ      光学レンズの係合段部
３６        レンズ枠
３６Ａ      レンズ枠の嵌合孔
３６ａ      レンズ枠の切欠き溝
３６ｂ      レンズ枠の係合溝
３６ｃ      レンズ枠のネジ
３６ｄ      レンズ枠の嵌合溝
３６ｅ      レンズ枠の位置決め突起
３６ｆ      レンズ枠のネジ孔
３７        防水用パッキン
３８        高さ調整用スペーサ
３９        レンズカバー
３９ａ      レンズカバーの円孔
３９ｂ      レンズカバーの係合段部
Ｓ          空間部
Ｓ１        風路
【図１】
2011044331.tif 000003
【図２】
2011044331.tif 000004
【図３】
2011044331.tif 000005
【図４】
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【図５】
2011044331.tif 000007
【図６】
2011044331.tif 000008
【図７】
2011044331.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011044331.tif 000012
【図１１】
2011044331.tif 000013
【図１２】
2011044331.tif 000014
【図１３】
2011044331.tif 000015
【図１４】
2011044331.tif 000016
【図１５】
2011044331.tif 000017
【図１６】
2011044331.tif 000018
【図１７】
2011044331.tif 000019
【図１８】
2011044331.tif 000020
【図１９】
2011044331.tif 000021
【図２０】
2011044331.tif 000022