(57)【要約】【課題】ＬＥＤを光源とするＬＥＤ照明器具の放熱性の経時的な低下を抑制できるとともに、ＬＥＤ照明器具ごとの放熱性のばらつきを低減できるＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】ＬＥＤ１が実装された配線基板２を具備した光源ユニット５と、光源ユニット５が取り付けられる取付面６を有する器具筐体７と、光源ユニット５を器具筐体７の取付面６に密着させて、器具筐体７に固定させる取り付け手段９と、光源ユニット５に給電する給電部１１を備えたＬＥＤ照明器具であり、器具筐体７の取付面６において光源ユニット５の背面８を密着させる接触部位１０をセラミックスからなる素材としたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを光源として備えた光源ユニットと、金属により形成され光源ユニットが取り付けられる取付面を有する器具筐体と、光源ユニットを器具筐体の取付面に密着させて、器具筐体に固定させる取り付け手段と、光源ユニットに給電する給電部とを有するＬＥＤ照明器具であって、器具筐体の取付面において光源ユニットの背面を密着させる接触部位をセラミックスからなる素材としたことを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記取り付け手段は、前記光源ユニットを前記器具筐体から取り外す取り外し手段を兼ねることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記光源ユニットは、前記ＬＥＤを点灯させるための電源回路部を備えてなることを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記光源ユニットは前記給電部を除く前記光源ユニットの導電性を有した充電部が、絶縁物である非充電部により覆われており、前記取り付け手段は、前記光源ユニットを前記器具筐体の前記取付面に密着させ、前記光源ユニットを前記器具筐体に固定する機構を有し、当該機構を前記器具筐体から取り外すことなく、前記光源ユニットを着脱自在とする手段からなることを特徴とする請求項２または請求項３記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記接触部位をセラミックスからなる板材の一表面側により形成してなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
前記板材は、前記器具筐体に、柔軟性を有する接着剤からなる接合層を介して固定されてなることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項７】
前記板材は、セラミックスからなる板材の一表面側とは反対の他表面側に金属膜が被着されてなり、半田からなる接合層を介して前記器具筐体に接合されてなることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項８】
前記器具筐体は前記光源ユニットの背面に対向する面に、前記板材を位置決めする凹溝が形成され、当該凹溝の開口形状を前記板材の外周縁と当該凹溝の内側面との間に隙間が形成されるように設定してなることを特徴とする請求項５記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項９】
前記接触部位を、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材における薄膜の表面により形成してなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１０】
セラミックスからなる素材を、窒化アルミニウムの熱伝導率を下回らない素材としたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを光源として備えたＬＥＤ照明器具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の白色ＬＥＤの発光効率や光束の増加に伴い、白色ＬＥＤを一般照明用途に用いる動きが本格化しつつある。ここにおいて、白色ＬＥＤを光源とした一般照明用途のＬＥＤ照明器具としては、表面実装型のＬＥＤパッケージの単数または、複数が実装された配線基板、もしくはＬＥＤチップの単数または、複数が実装された配線基板をＬＥＤ照明器具の器具筐体に固定した形態が一般的である。以下では、少なくとも表面実装型のＬＥＤパッケージとＬＥＤチップとのいずれか一方からなる単数または、複数のＬＥＤを実装した配線基板を備え、器具筐体に取り付け可能な部品を光源ユニットと称する。
【０００３】
白色ＬＥＤなどのＬＥＤの発光効率が向上した現状であっても、ＬＥＤに注入した電力の約７割は熱に変わる。一般的に、半導体部品であるＬＥＤの発光効率や寿命はＬＥＤの温度の上昇に伴って低下するため、上述の光源ユニットを用いたＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤで発生した熱を器具筺体側に放熱することにより、ＬＥＤの温度を下げる必要がある。ここで、ＬＥＤの発光色は白色に限るものではない。
【０００４】
ところで、光源ユニットのＬＥＤで発生した熱を器具筺体側に放熱することを考慮したＬＥＤ照明器具としては、例えば、図８に示すように、複数のＬＥＤ１’を配線基板２’に実装した光源ユニット５’が、熱伝導率の良いアルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス等の金属により形成された器具筐体７’の取付面６’に密着するように、ねじ（図示せず）等を用いて光源ユニット５’を器具筐体７’に固定したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図８に示した構成のＬＥＤ照明器具では、器具筐体７’の材料として酸化に強いアルミニウム等の金属を用いているが、金属である限り経年とともに器具筐体７’の取付面６’の酸化が徐々に進行して熱伝導率が低下し、且つ、器具筐体７’の取付面６’の凹凸が増大して、光源ユニット５’の配線基板２’と器具筐体７’との密着性も低下するため、光源ユニット５’から器具筐体７’側への放熱性が初期に比べて低下し、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性に影響を及ぼすことがあった。
【０００７】
また、上述の器具筺体７’はダイカスト製法で作製されているために、器具筐体７’の取付面６’の表面粗さが大きい。ここで、表面粗さについては、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−２００１（ＩＳＯ  ４２８７−１９９７）で規定されている算術平均粗さＲａに関し、ダイカスト製法で作製された器具筐体７’の取付面６’の算術平均粗さＲａは通常、約５０μｍである。そのため、ＬＥＤ照明器具の商品ごとに光源ユニット５’と器具筐体７’との密着性のばらつきが大きく、商品ごとの放熱性のばらつきが大きかった。また、光源ユニット５’と器具筐体７’との密着性を上げるために、シリコーン樹脂等からなる樹脂シートや樹脂ペーストを、光源ユニット５’と器具筐体７’との間に挟むことも考えられるが、器具筐体７’から光源ユニット５’を取り外す際に樹脂シートが破れたり、樹脂シートの一部が器具筐体７’の取付面６’にこびり付いて取れなくなったりするため、光源ユニット５’と器具筐体７’との密着性を上げるために樹脂シートや樹脂ペーストを用いたＬＥＤ照明器具は、光源ユニット５’を交換する際には適さないものであった。
【０００８】
本発明は上記の事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、ＬＥＤを光源として備えた光源ユニットから器具筐体側への放熱性の経時的な低下を抑制できるとともに、ＬＥＤ照明器具の商品ごとの放熱性のばらつきを低減できるＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、ＬＥＤを光源として備えた光源ユニットと、金属により形成され光源ユニットが取り付けられる取付面を有する器具筐体と、光源ユニットを器具筐体の前記取付面に密着させて、器具筐体に固定させる取り付け手段と、光源ユニットに給電する給電部とを有するＬＥＤ照明器具であって、器具筐体の前記取付面において光源ユニットの背面を密着させる接触部位をセラミックスからなる素材としたことを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、器具筐体の前記取付面において光源ユニットの背面を密着させる接触部位を、シリコーン樹脂などの樹脂に比べて器具筐体の金属の熱伝導率に近い熱伝導率を有し、金属に比べて格段に劣化しにくい、セラミックスからなる素材としたことにより、器具筐体の前記取付面において光源ユニットの背面を密着させる接触部位の経時的な劣化を抑制することができるので、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性を向上することができる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記取り付け手段は、前記光源ユニットを前記器具筐体から取り外す取り外し手段を兼ねることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、前記取り付け手段は取り外し手段も兼ねるので、前記光源ユニットを前記器具筐体から取り外すことができ、前記光源ユニットを新しい光源ユニットに交換することができるから、前記光源ユニットの交換時に前記光源ユニットの背面の経時的な劣化を防止することができる。したがって、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性を向上することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記光源ユニットは、前記ＬＥＤを点灯させるための電源回路部を備えてなることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記ＬＥＤと前記電源回路部とを一時に交換することができるとともに、前記電源回路部で発生した熱も前記光源ユニットから前記器具筐体側へ放熱させることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項２または請求項３の発明において、前記光源ユニットは前記給電部を除く前記光源ユニットの導電性を有した充電部が、絶縁物である非充電部により覆われており、前記取り付け手段は、前記光源ユニットを前記器具筐体の前記取付面に密着させ、前記光源ユニットを前記器具筐体に固定する機構を有し、当該機構を前記器具筐体から取り外すことなく、前記器具筐体から前記光源ユニットを着脱自在とする手段からなることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、前記光源ユニットの前記給電部を除く充電部が非充電部により覆われ絶縁されているので、感電の危険がなく、また、前記取り付け手段自体を前記器具筐体から取り外すことなく、前記光源ユニットを交換することができるので、電気工事士等の資格を有さない一般の消費者でも前記光源ユニットの交換が可能となるとともに、前記取り付け手段の紛失を防止することができる。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記接触部位をセラミックスからなる板材の一表面側により形成してなることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、前記接触部位を金属に比べて精密加工性に優れるセラミックスからなる板材としたことにより、前記器具筐体の前記取付面の平坦性が向上し、前記光源ユニットの背面と前記器具筐体との密着性が向上し、ＬＥＤ照明器具の商品ごとの放熱性のばらつきを低減することができる。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記板材は、前記器具筐体に、柔軟性を有する接着剤からなる接合層を介して固定されてなることを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、前記光源ユニットを前記器具筐体に取り付ける際に、前記板材にかかる応力を接合層により吸収でき、前記板材が破損することを防止することができる。
【００２１】
請求項７の発明は、請求項５の発明において、前記板材は、前記一表面側とは反対の他表面側に金属膜が被着されてなり、半田からなる接合層を介して前記器具筐体に接合されてなることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、前記板材がシリコーン樹脂などの樹脂に比べて熱伝導率の良い半田からなる接合層を介して、前記器具筐体の前記取付面に接合されていることにより、前記光源ユニットから前記器具筐体側への放熱性を向上することができる。
【００２３】
請求項８の発明は、請求項５の発明において、前記器具筐体は前記光源ユニットの背面に対向する面に、前記板材を位置決めする凹溝が形成され、当該凹溝の開口形状を前記板材の外周縁と当該凹溝の内側面との間に隙間が形成されるように設定してなることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、前記板材の外周縁と前記凹溝の内側面との間に隙間が形成されるように前記凹溝の開口形状を設定してあることにより、前記板材を前記器具筐体に接合する過程において、前記板材の位置決めが容易となる。また、前記板材を前記器具筐体に接合する際に、前記板材と前記器具筐体との接合に用いる樹脂などの接着剤のはみ出しによって、前記器具筐体の前記取付面の他の部位が汚れたり、また、接着剤を硬化する過程で、前記板材が動いて位置ずれが生じたりすることを防止することができる。
【００２５】
請求項９の発明は、請求項１ないし請求項４の発明において、前記接触部位を、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材における薄膜の表面により形成してなることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、前記接触部位を、金属部材を被覆した薄膜の表面により形成してあるので、前記器具筐体の前記取付面の平坦性が向上し、前記光源ユニットの背面と前記器具筐体との密着性が向上し、ＬＥＤ照明器具の商品ごとの放熱性のばらつきを低減することができる。
【００２７】
また、この発明の構造により機械的に脆いセラミックスの短所が改善でき、前記接触部位の破損を防止することができるので、ＬＥＤ照明器具の製造時の歩留まりが向上するとともに、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性が向上する。さらに、前記金属部材を被覆する薄膜の厚みは請求項５〜８のようなセラミックスからなる板材の厚みに比べて薄くでき、且つ、前記器具筐体と前記金属部材を、例えば、ねじ締めで固定することにより請求項６、７のような接合層も不要になるので、請求項５〜８のようなセラミックスからなる板材を用いる場合に比べて、前記光源ユニットから前記器具筐体側への放熱性を向上することができる。
【００２８】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９の発明において、前記セラミックスからなる素材を、窒化アルミニウムの熱伝導率を下回らない素材としたことを特徴とする。
【００２９】
この発明によれば、前記セラミックスからなる素材を、窒化アルミニウムの熱伝導率を下回らない素材としたことにより、前記器具筐体の前記取付面において前記光源ユニットの背面を密着させる接触部位にシリコーン樹脂などの樹脂を用いる場合と比べて、前記光源ユニットから前記器具筐体側への放熱性を向上することができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１の発明では、器具筐体の前記取付面において光源ユニットの背面を密着させる接触部位を、セラミックスからなる素材としたことにより、器具筐体の前記取付面において光源ユニットの背面を密着させる接触部位の経時的な劣化を抑制することができるので、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施形態１のＬＥＤ照明器具を示す概略断面図である。
【図２】同上のＬＥＤ照明器具の光源ユニットを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図３】同上のＬＥＤ照明器具の器具筐体を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図４】同上のＬＥＤ照明器具の光源ユニットを示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図５】実施形態３のＬＥＤ照明器具の器具筐体を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図６】同上のＬＥＤ照明器具の器具筐体に光源ユニットを取り付けた概略断面図である。
【図７】実施形態４のＬＥＤ照明器具の器具筐体を示し、（ａ）は概略断面図、（ｂ）は概略平面図である。
【図８】従来例を示すＬＥＤ照明器具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
（実施形態１）
以下、本実施形態のＬＥＤ照明器具について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００３３】
本実施形態のＬＥＤ照明器具は、天井埋め込み型のダウンライト等に用いることのできるＬＥＤ照明器具であって、図１に示すように、複数（図示例では、５個）のＬＥＤ１が一表面側（図１における下面側）に実装された円板状の配線基板２と、透光性材料により形成され配線基板２の上記一表面側で配線基板２から離間して配設された円板状のカバー板３と、配線基板２とカバー板３とを離間した形で保持する円筒状の化粧枠４とを具備した光源ユニット５と、光源ユニット５が取り付けられる取付面６を有し、少なくとも取付面６からの放熱経路となる部分がアルミニウムやアルミニウム合金、ステンレス等の金属により形成された器具筐体７と、光源ユニット５を器具筐体７に密着させ固定させる取り付け手段９と、器具筐体７の取付面６において光源ユニット５の背面８を密着させるセラミックス板１０と、光源ユニット５に給電する給電部１１とを備えている。
【００３４】
給電部１１は、光源ユニット５の配線基板２に保持された第１のコネクタ１２と、器具筐体７の外部に設置される電源部（図示せず）に接続されたケーブル３８の先端部に設けられて器具筐体７に保持され第１のコネクタ１２が着脱自在に接続される第２のコネクタ１７とで構成されている。なお、本実施形態では、第１のコネクタ１２を雄型のコネクタにより構成し、第２のコネクタを雌型のコネクタにより構成しているが、その逆でもよい。
【００３５】
光源ユニット５の各ＬＥＤ１としては、発光色が白色であり、ＬＥＤチップを表面実装型パッケージに収納したものを用いているが、ＬＥＤ１はこれに限らず、ＬＥＤチップ単体を含むものであり、発光色も白色に限るものではない。
【００３６】
配線基板２は、金属ベースプリント配線板により形成されており、図２に示すように、配線基板２の周部に第１のコネクタ１２が挿着されるコネクタ取付孔３６が設けられ、第１のコネクタ１２が取り付けられている。また、配線基板２は、複数のＬＥＤ１の直列回路（あるいは並列回路など）の入力端となる導体パターン（図示せず）と第１のコネクタ１２とが電線４４を介して電気的に接続されている。なお、配線基板２は、金属ベースプリント配線板に限らず、ガラスエポキシ基板等であっても良い。ただし、金属ベースプリント配線板の方が放熱性を高める上では好ましい。
【００３７】
カバー板３は、透光性材料（例えば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂、ガラス等）により形成されており、光源ユニット５の化粧枠４に固定されている。
【００３８】
化粧枠４は、樹脂により円筒状に形成されており、一端部に配線基板２を位置決めして保持するための段部３７が形成され、他端部にカバー板３を位置決めして保持するための段部４０が形成されている。
【００３９】
また、カバー板３と化粧枠４は配線基板２との間に、配線基板２の上記一表面側に実装された各ＬＥＤ１を覆う形で配設されている。なお、カバー板３は平板状に限らず、例えば、各ＬＥＤ１それぞれに対応する部位ごとに配光用のレンズ部を一体あるいは別体で設けたものでも良い。
【００４０】
器具筐体７は、図３に示すように、金属製（ここでは、アルミニウム製）の円板状のヒートシンク部１５と、ヒートシンク部１５の光源ユニット５側とは反対の面から突設された金属製（ここでは、アルミニウム製）の複数（図示例では、６個）のフィン部１４と、器具筐体７の側壁を構成する円筒状の枠部１６と、器具筐体７の取付面６において光源ユニット５の背面８を密着させるセラミックス板１０とを備えている。
【００４１】
また、フィン部１４およびヒートシンク部１５は、アルミダイカスト製法で作製され連続一体に形成されている。
【００４２】
また、ヒートシンク部１５の周部には、第２のコネクタ１７が挿着されるコネクタ取付孔４１が設けられ、第２のコネクタ１７が取り付けられている。また、器具筐体７に光源ユニット５を取り付ける際に、光源ユニット５側の部材と干渉しないよう、図３に示すように、第２のコネクタ１７は器具筐体７の取付面６から後退して取り付けられている。
【００４３】
枠部１６は、樹脂により形成されており、複数（図示例では、３個）の固定ねじ４５にてヒートシンク部１５の側面にねじ締めされている。
【００４４】
なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具を例えば天井材からなる造営材に取り付ける場合には、器具筐体７を造営材に穿孔された円形状の取付孔（図示せず）に下方から挿入して、枠部１６の鍔部４３と器具筐体７に取着されている取付ばね（図示せず）とで造営材における上記取付孔の周部を狭持すればよい。
【００４５】
セラミックス板１０は、器具筐体７の取付面６に対して接着剤からなる接合層２９を介して接合されている。ここでは、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂を用いることが好ましい。なお、接合層２９の材料は、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂に限らず、セラミックス板１０を器具筐体７の取付面６に固定させることができる材料であればよく、例えば、銀ペースト等の導電性材料であっても良いが、光源ユニット５が取り付けられる器具筐体７の取付面６の経時的な劣化が防止できるように、空気や湿気の遮断性に富む材料が良い。また、セラミックス板１０を器具筐体７の取付面６に接合させる接合層２９の材料は、シリコーン樹脂などの樹脂と比べて熱伝導率の高い材料の方が、放熱性が向上する効果があるので良い。また、セラミックス板１０を器具筐体７の取付面６に接合させる接合層２９の厚みはできる限り薄く、セラミックス板１０の背面の全体と接している方が、セラミックス板１０と器具筐体７との間の熱抵抗が下がり、放熱性が向上するので良い。また、接合層２９の材料は、柔軟性を有する方が、器具筐体７に光源ユニット５を取り付ける際、セラミックス板１０にかかる応力を接合層２９により吸収でき、セラミックス板１０が破損することを防止することができるので好ましい。
【００４６】
セラミックス板１０としては、ドクターブレード法により作製されたセラミックスからなる板材を用いている。ドクターブレード法は、セラミックス板１０を作製する一般的な方法であるが、アルミダイカスト製法で作製された器具筐体７の取付面６の表面粗さと比べて、セラミックス板１０の表面粗さは小さいので、セラミックス板１０の表面を研磨する必要がない。例えば、表面粗さに関して算術平均粗さＲａで比較すれば、アルミダイカスト製法で作製された器具筐体７の取付面６の通常の算術平均粗さＲａは約５０μｍであるのに対して、ドクターブレード法により作製されたセラミックス板１０の算術平均粗さＲａは約３μｍである。したがって、器具筐体７の取付面６にアルミニウム等の金属に比べて精密加工性に優れるセラミックス板１０を用いることにより、器具筐体７の取付面６の平坦性が向上し、光源ユニット５の背面８と器具筐体７との密着性が向上し、ＬＥＤ照明器具の商品ごとの放熱性のばらつきを低減することができる。
【００４７】
また、セラミックス板１０の素材としては、窒化アルミニウムを採用しているが、窒化アルミニウムに限らず、例えば、アルミナ、酸化亜鉛など金属元素の酸化物、若しくは窒化物、炭化物、または、窒化珪素など半導体元素の酸化物、若しくは、窒化物、炭化物、あるいは、窒化硼素など硼素の窒化物や炭化物、若しくは窒化炭素やグラファイト、ダイヤモンドライクカーボン等、炭素の窒化物や同素体からなるセラミックスであっても良く、さらには金属元素、半導体元素、硼素、炭素から選択される複数の種類の元素が含まれる酸化物、若しくは、窒化物、炭化物からなるセラミックスであっても良い。これらのセラミックスはいずれも金属の熱伝導率に近い熱伝導率を有し、且つ、金属に比べて格段に劣化しにくい素材であることにより、セラミックス板１０の表面の状態を長期に渡って安定させることができる。したがって、光源ユニット５をアルミニウム、若しくは、アルミニウム合金、ステンレスの金属により形成された器具筐体７の取付面６に密着するように、ねじ等を用いて固定した構造と比べて光源ユニット５から器具筐体７側への放熱性の経時的な低下を抑制できるので、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性が向上する効果がある。
【００４８】
また、上述の素材の中で窒化アルミニウムはアルミニウムの熱伝導率（２３８Ｗ／（ｍ・Ｋ））に近い熱伝導率（約２００Ｗ／（ｍ・Ｋ））を持つ。ゆえに、窒化アルミニウムの熱伝導率を下回らない素材、例えば炭化珪素等を用いれば、器具筐体７の素材にアルミニウム、若しくはアルミニウム合金を用いる場合と比べて、光源ユニット５から器具筐体７側への放熱性を向上させることができるので、セラミックス板１０を用いずに光源ユニット５を器具筐体７の取付面６に密着させる場合と同等レベルで各ＬＥＤ１の温度上昇を抑制することができる。
【００４９】
セラミックス板１０の厚みは、薄いほど、若しくは、セラミックス板１０の平面積が光源ユニット５の背面８の平面積以下の場合は、当該背面８の平面積に近いほど、セラミックス板１０の熱抵抗が下がり、放熱性が向上する効果があるが、その一方、セラミックス板１０はセラミックス板１０の厚みが薄いほど、若しくは、セラミックス板１０の平面積が大きいほど脆くなる。実用上、セラミックス板１０の厚みは約０．１〜２．０ｍｍ、セラミックス板１０の平面積は光源ユニット５を取り付けた際、配線基板２の上記一表面側に実装された各ＬＥＤ１から光源ユニット５の背面８側への投影領域全体にセラミックス板１０があるのが好ましい。また、器具筐体７の取付面６と光源ユニット５の背面８を密着させる接触部位、及び配線基板２を構成する部材の熱伝導率によっては、十分な放熱の効果が得られる。
【００５０】
また、セラミックス板１０は、図３に示すように、正方形状であるが、正方形状に限られたものでなく、例えば、長方形状、平行四辺形状、正六角形状、円形状等でも良い。なお、セラミックス板１０の個数も１個に限らず、複数であっても良く、複数の場合は、器具筐体７の取付面６に隙間なくセラミックス板１０を敷き詰めることが望ましい。また、セラミックス板１０の脆さを考慮すると、平面積が大きいセラミックス板１０を１個だけ使うよりも、平面積が小さいセラミックス板１０を複数用いる方が良い。例えば、光源ユニット５を器具筐体７に取り付けた際、配線基板２の上記一表面側に実装された各ＬＥＤ１から光源ユニット５の背面８側への投影領域全体に、複数の平面積が小さいセラミックス板１０が配設されることにより、放熱性を損なうことがない。
【００５１】
器具筐体７の取付面６には、図３に示すように、セラミックス板１０を位置決めするための凹溝２０が設けられ、当該凹溝２０の開口形状はセラミックス板１０の外周縁と当該凹溝２０との間に隙間が形成されるように設定している。言い換えれば、凹溝２０の開口サイズはセラミックス板１０の平面積よりもやや大きく設定してある。したがって、セラミックス板１０を器具筐体７の取付面６に固定する過程において、セラミックス板１０の位置が決め易く、また、セラミックス板１０を器具筐体７の取付面６に固定させる接着剤からなる接合層２９に放熱性の高いフィラーを含有する樹脂を用いた場合、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂のはみ出しにより、器具筐体７の取付面６の他の部位が汚れたり、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂を硬化する過程において、セラミックス板１０が動いて位置ずれが生じたりする不具合を防止することができる。なお、セラミックス板１０が光源ユニット５の背面８と面接触することができるように、凹溝２０はセラミックス板１０の厚みよりも浅く形成されている。
【００５２】
セラミックス板１０は、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂により器具筐体７の取付面６に固定されているが、セラミックス板１０はセラミックス板１０の一表面側（光源ユニット５側の表面側）とは反対の他表面側（取付面６側の表面側）に金属膜が被着され（メタライズされ）、半田からなる接合層（図示せず）を介して器具筐体７の取付面６に接合することもできる。これにより、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂と比べて、熱伝導率の高い半田を用いた接合により、セラミックス板１０から器具筐体７への放熱性が向上する効果がある。なお、器具筐体７のヒートシンク部１５は、半田リフロー法等が実施しやすいように平板の部材として作製される。また、ヒートシンク部１５は半田によりセラミックス板１０と接合した後に、器具筐体７のフィン部１４にねじ等で接合されることが好ましい。また、半田接合に適するよう、器具筐体７のヒートシンク部１５の金属材料は銅、若しくはアルミニウムであれば、器具筐体７のヒートシンク部１５の表面にスズメッキを施した方が良い。
【００５３】
器具筐体７は、図３に示すように、枠部１６の内側面に、内方に突出する凸部２１が３カ所形成されている。さらに、これらの凸部２１は、図３に示すように、平面視における器具筐体７の中心と凸部２１の中心とを結ぶ直線どうしの角度が１２０度となるように器具筐体７の周方向に等間隔で離間して配置されている。
【００５４】
一方、光源ユニット５は、図２に示すように、化粧枠４の側面に、凸部２１に嵌合するように凹部２２が３カ所形成されている。さらに、これらの凹部２２は、図２に示すように、平面視における光源ユニット５の中心と凹部２２の中心とを結ぶ直線どうしの角度が１２０度となるように光源ユニット５の周方向に等間隔で離間して配置されている。なお、凸部２１と凹部２２が嵌合するように位置合わせされた時のみ、器具筐体７の内側に光源ユニット５を挿入することができる。また、この構造により、図１に示すように、光源ユニット５の第１のコネクタ１２と器具筐体７の第２のコネクタ１７を容易に接続することができる。
【００５５】
また、図２に示すように、化粧枠４の鍔部４２には取付ねじ１９が挿通されるねじ挿通孔２３が３カ所に設けられている。さらに、これらのねじ挿通孔２３は、図２に示すように、平面視における光源ユニット５の中心とねじ挿通孔２３の中心とを結ぶ直線どうしの角度が１２０度となるように光源ユニット５の周方向に等間隔で離間して配置されている。また、図３に示すように、枠部１６の鍔部４３には、光源ユニット５を器具筐体７に取り付けた際、ねじ挿通孔２３と位置が合うように取付ねじ１９の先端部が螺合するねじ孔２４が３カ所に設けられ、これらのねじ孔２４は、図３に示すように、平面視における器具筐体７の中心とねじ孔２４の中心とを結ぶ直線どうしの角度が１２０度となるように器具筐体７の周方向に等間隔で離間して配置されている。また、光源ユニット５を器具筐体７に取り付ける際は、図１に示すように、取付ねじ１９を光源ユニット５のねじ挿通孔２３を通して、器具筐体７のねじ孔２４に位置合わせし、取付ねじ１９をドライバ等でねじ締めして、光源ユニット５を器具筐体７に固定する。なお、ドライバ等によるねじの締め付け力を調整することにより、セラミックス板１０を破損することなく、光源ユニット５を器具筐体７に固定することができる。なお、本実施形態では、取付ねじ１９のみで光源ユニット５を器具筐体７に取り付ける取り付け手段９を構成している。また、光源ユニット５を器具筐体７から取り外す場合は、取付ねじ１９をドライバ等で取り外し、光源ユニット５を器具筐体７から取り外せばよい。要するに、本実施形態では取り付け手段９である取付ねじ１９が、器具筐体７から光源ユニット５を取り外す取り外し手段を兼ねている。
【００５６】
以上説明した本実施形態のＬＥＤ照明器具では、器具筐体７の取付面６において光源ユニット５の背面８を密着させる接触部位を、セラミックスからなる素材としたことにより、前記接触部位の経時的な劣化を抑制することができ、器具筐体７の取付面６の平坦性が向上するので、光源ユニット５の背面８と器具筐体７との密着性が向上し、ＬＥＤ照明器具の商品ごとの放熱性のばらつきを低減することができる。また、セラミックスからなる素材を、窒化アルミニウムの熱伝導率を下回らない素材としたことにより、前記接触部位にシリコーン樹脂などの樹脂を用いた場合と比べて、光源ユニット５から器具筐体７側への放熱性を向上することができるので、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性を向上することができる。
【００５７】
（実施形態２）
以下、本実施形態のＬＥＤ照明器具について、図４を参照しながら説明するが、本実施形態のＬＥＤ照明器具の基本構成は実施形態１と同じであり、光源ユニット５の構成が実施形態１と相違するだけなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００５８】
本実施形態の光源ユニット５は、図４に示すように、複数（図示例では、５個）のＬＥＤ１が一表面側（図４における上面側）に実装された円板状のＬＥＤ用配線基板３２と、透光性材料により形成されＬＥＤ用配線基板３２の上記一表面側でＬＥＤ用配線基板３２から離間して配設された円板状のカバー板３と、ＬＥＤ用配線基板３２とカバー板３とを離間した形で保持する円筒状の化粧枠４との他に、各ＬＥＤ１を点灯させるための電源回路部２５などを備えている。
【００５９】
電源回路部２５は、当該電源回路部２５の複数の回路部品２６が一表面側（図４における下面側）に実装された円板状の電源用配線基板２７と、電源用配線基板２７を固定するための円板状の金属により形成されたベース部２８と、電源用配線基板２７をベース部２８に固定させる接着剤からなる接合層２９ａと、各ＬＥＤ１や各回路部品２６から発生した熱を器具筐体７側に伝えるための円板状の伝熱板３０と、各ＬＥＤ１や各回路部品２６から発生した熱をベース部２８から伝熱板３０へと伝えるための金属により形成された円筒状の胴体部３１と、光源ユニット５に給電する給電部１１とを備えている。また、電源用配線基板２７が固定されているベース部２８の反対側には、ＬＥＤ用配線基板３２が、接着剤からなる接合層２９ｂにより、ベース部２８に固定されている。また、電源用配線基板２７およびＬＥＤ用配線基板３２は、各ＬＥＤ１や各回路部品２６から発生した熱を、接合層２９ａ、２９ｂを介してベース部２８に伝え、胴体部３１を介し、光源ユニット５の背面８側の伝熱板３０に放熱する。
【００６０】
伝熱板３０および胴体部３１は、図４に示すように、ベース部２８との間に、ベース部２８の一表面側に固定された電源用配線基板２７を覆う形で配設され、固定ねじ４６により固定されている。
【００６１】
本実施形態の給電部１１は、光源ユニット５の伝熱板３０に保持された第１のコネクタ１２と、伝熱板３０と離間して配設された電源用配線基板２７とが電線１８を介して電気的に接続されている。また、伝熱板３０の周部にはコネクタ取付孔３６が設けられ、第１のコネクタ１２が挿着されており、第１のコネクタ１２のコネクタ端子１３と電源用配線基板２７は電線１８を介して電気的に接続されている。
【００６２】
電源用配線基板２７は、金属ベースプリント配線板により形成されており、図４に示すように、複数の回路部品２６などによって構成される電源回路部２５の入力端となる導体パターン（図示せず）と第１のコネクタ１２のコネクタ端子１３とが電線１８を介して電気的に接続されている。なお、電源用配線基板２７は、金属ベースプリント配線板に限らず、ガラスエポキシ基板等であっても良い。ただし、金属ベースプリント配線板の方が放熱性を高める上では好ましい。
【００６３】
また、ＬＥＤ用配線基板３２は、金属ベースプリント配線により形成されており、図４に示すように、複数のＬＥＤ１の直列回路（あるいは並列回路など）の入力端となる導体パターン（図示せず）と電源用配線基板２７において電源回路部２５の出力端となる導体パターン（図示せず）とが電線３９を介して電気的に接続されている。なお、ＬＥＤ用配線基板３２は、金属ベースプリント配線板に限らず、ガラスエポキシ基板等であっても良い。ただし、金属ベースプリント配線板の方が放熱性を高める上では好ましい。
【００６４】
電源用配線基板２７およびＬＥＤ用配線基板３２それぞれをベース部２８に固定させる接着剤からなる接合層２９ａ、２９ｂは、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂を用いる。ここで、接着剤からなる接合層２９ａ、２９ｂは、放熱性の高いフィラーを含有する樹脂に限らず、電源用配線基板２７およびＬＥＤ用配線基板３２それぞれをベース部２８に固定させることができる材料であればよい。また、電源用配線基板２７およびＬＥＤ用配線基板３２は、ベース部２８にねじ（図示せず）等によりねじ締めで固定されても良い。
【００６５】
以上説明した本実施形態のＬＥＤ照明器具では、光源ユニット５の伝熱板３０が器具筐体７の取付面６に密着されるので、光源ユニット５から器具筐体７側への放熱性を向上させることができる。
【００６６】
また、光源ユニット５は、ＬＥＤ用配線基板３２の他に、ＬＥＤ１を点灯させるための電源回路部２５を備えていることにより、ＬＥＤ１と電源回路部２５とを一時に交換することができるとともに、電源回路部２５で発生した熱も光源ユニット５から器具筐体７側へ放熱させることができる。
【００６７】
（実施形態３）
以下、本実施形態のＬＥＤ照明器具について、図５〜図６を参照しながら説明するが、本実施形態のＬＥＤ照明器具の基本構成は実施形態２と同じであり、光源ユニット５を器具筐体７に固定する取り付け手段９の構成が相違するだけなので、実施形態２と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００６８】
本実施形態のＬＥＤ照明器具では、図５に示すように、取り付け手段９が、光源ユニット５の背面８をセラミックス板１０に密着させ、光源ユニット５を器具筐体７に固定する機構を有し、当該機構は、板ばねからなる留め具３３と、枠部１６の鍔部４３に留め具３３を回動自在に支持するリベット３４とで構成されている。ここで、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、留め具３３が枠部１６の鍔部４３に３つ設けられ、図５に示すように、平面視における器具筐体７の中心と鍔部４３の中心とを結ぶ直線どうしの角度が１２０度となるように器具筐体７の周方向に等間隔で離間して配置されており、各留め具３３が平面視においてリベット３４の軸を中心にして回動可能となっている。
【００６９】
光源ユニット５を器具筐体７に取り付ける場合は、留め具３３を平面視においてリベット３４の軸を中心に回動させて、光源ユニット５を器具筐体７に取り付け、その後、留め具３３を元に戻して光源ユニット５に重なる位置まで回動させて停止させることで、留め具３３のばね性により光源ユニット５が器具筐体７側に押し付けられ、光源ユニット５を器具筐体７の取付面６がある方向に、均等に押し付けた状態で固定させることができる。また、留め具３３を固定するのに適したばね強度に適宜調整することにより、セラミックス板１０を破損することなく光源ユニット５を器具筐体７に密着した状態で固定することができる。また、光源ユニット５を器具筐体７から取り外す場合は、留め具３３を平面視においてリベット３４の軸を中心に回動させて、留め具３３が光源ユニット５に重ならないようにし、光源ユニット５を器具筐体７から取り外す。要するに、本実施形態においても取り付け手段９が、器具筐体７から光源ユニット５を取り外す取り外し手段を兼ねている。したがって、本実施形態の取り付け手段９では、器具筐体７に対する光源ユニット５の着脱時にドライバ等の工具が不要であり、光源ユニット５を交換する際に、ねじの締め付け力を調整する必要もなく、取り付け手段９が器具筐体７に固定されているので、取り付け手段９の紛失を防止することができる。
【００７０】
以上説明した本実施形態のＬＥＤ照明器具では、光源ユニット５を器具筐体７の取付面６に密着させて、器具筐体７に固定させる取り付け手段９が上述の留め具３３で、且つ、留め具３３は器具筐体７の枠部１６の鍔部４３にリベット３４で固定され、器具筐体７から留め具３３を取り外すことなく、光源ユニット５を交換することができるので、光源ユニット５の背面８の経時的な劣化も改善でき、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性が向上する効果がある。
【００７１】
（実施形態４）
以下、本実施形態のＬＥＤ照明器具について、図７を参照しながら説明するが、本実施形態のＬＥＤ照明器具の基本構成は実施形態１と同じであり、実施形態１で説明したセラミックス板１０の代わりに、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材３５を使用している点が相違するだけなので、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００７２】
なお、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材３５は、セラミックスからなる薄膜の素材として炭化珪素を用いている。セラミックスからなる薄膜の素材として炭化珪素以外に、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化チタンなど、金属元素の酸化物、若しくは、窒化物、炭化物、または、窒化珪素など半導体元素の酸化物、若しくは、窒化物、炭化物、あるいは、窒化硼素など硼素の窒化物や炭化物、若しくは窒化炭素やグラファイト、ダイヤモンドライクカーボン等、炭素の窒化物や同素体からなるセラミックスの素材であっても良い。さらに金属元素、半導体元素、硼素、炭素から選択された複数の種類の元素が含まれる酸化物や窒化物や炭化物からなるセラミックスの素材であっても良い。
【００７３】
以上説明した本実施形態のＬＥＤ照明器具では、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材３５を用いることにより、実施形態１と同様、器具筐体７の取付面６の平坦性が向上し、光源ユニット５と器具筐体７との密着性が向上し、ＬＥＤ照明器具の商品ごとの放熱性のばらつきを低減することができる。また、本実施形態により機械的に脆いセラミックスの短所が改善でき、実施形態１のセラミックス板１０の破損を防止することができるので、ＬＥＤ照明器具の製造における歩留まりが向上するとともに、ＬＥＤ照明器具の長期信頼性が向上する。さらに、金属部材３５を被覆する薄膜の厚みはセラミックス板１０の厚みに比べて薄くでき、且つ、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材３５は器具筐体７のヒートシンク部１５にねじ（図示せず）等でねじ締めできるので、セラミックスからなる薄膜で被覆された金属部材３５を器具筐体７の取付面６に固定させる接着剤からなる接合層２９も不要になる。したがって、セラミックス板１０と比べて、光源ユニット５から器具筐体７側への放熱性が向上する効果がある。
【符号の説明】
【００７４】
１  ＬＥＤ
２  配線基板
５  光源ユニット
６  取付面
７  器具筐体
８  背面
９  取り付け手段
１０  セラミックス板
１１  給電部
１９  取付ねじ
２０  凹溝
２５  電源回路部
２９  接合層
３５  金属部材
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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