(57)【要約】【課題】口金付近でも放熱することができるようにするとともに、また、部分金具の寸法に依存することがないようなＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ダイクロハロゲンと代替可能に設けられるＬＥＤ照明装置１であって、灯具に取り付けられる口金５と、交流電源を直流電源に変換する電源部３を内蔵する絶縁部４と、前記電源部３を介して変換された電源によって発光するＬＥＤモジュール２４と、当該ＬＥＤモジュール２４の外周部分でテーパー状に開口するミラー２１とを備える。そして、電源部３の外周に設けられる絶縁部４を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部３側にフッソ樹脂などの絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィン４３ｆを設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
灯具に取り付けられる口金と、交流電源を直流電源に変換する電源部を内蔵する絶縁部と、前記電源部を介して変換された電源によって発光するＬＥＤと、当該ＬＥＤの外周部分でテーパー状に開口するミラーとを備えてなるＬＥＤ照明装置において、
前記電源部の外周に設けられる絶縁部を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィンを設けるようにしたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記フィンが、絶縁部に対して装着可能に設けられるものである請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記フィンが、可撓性金属部材で構成されるものである請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源としてＬＥＤを用いるようにした照明装置に関するものであり、より詳しくは、従来のダイクロハロゲンの代替器具として使用できるようにしたＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、比較的小型な照明装置としてダイクロハロゲンが用いられている。このダイクロハロゲンは、灯具に取り付けられる口金を有し、その上部の絶縁部を経て光源側にハロゲンランプやテーパー状のミラーなどを備えてなるものであって、ダウンライトやスポット照明装置などで用いられることが多い。現在では、このようなダイクロハロゲンとして、口金がＥ１１（直径１１ｍｍ）、Ｅ１７（直径１７ｍｍ）などの比較的小型のものが普及しており、また、ミラーとしてもテーパー状の拡開した先端側の直径が３５ｍｍ、５０ｍｍ、７０ｍｍのものが普及している。
【０００３】
ところで、このようなダイクロハロゲンは非常に高い照度を有している反面、光源部分が非常に高熱となり、また、耐用年数も短くなるといった欠点がある。そこで、このようなダイクロハロゲンに替わってＬＥＤ照明装置を用いるようにした試みもなされている。
【０００４】
例えば、下記の特許文献１や特許文献２には、図５に示すように、口金６１と、絶縁部６２を経て設けられる支持体６３と、その支持体６３の上側に設けられるＬＥＤ６４とを備え、その支持体６３の周囲に放射状のフィン６３ｆを設けてＬＥＤ６４からの熱を拡散させるようにしたＬＥＤ照明装置が開示されている。このような照明装置を用いれば、ＬＥＤ６４から放射される熱を外部に拡散させることができるため、半導体素子の寿命を長くすることができるとともに、ＬＥＤ６４の照度を高めることができるというメリットがある。
【０００５】
また、このような特許文献だけでなく、図６に示すように、テーパー状のミラー７１の外側に放射状の金属製フィン７２を設け、これによってＬＥＤから放射される熱を拡散させるようにした照明装置が多数販売されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２１２６４号公報
【特許文献２】特開２００９−１７０１１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このようなＬＥＤ照明装置を用いた場合、次のような問題を生ずる。
【０００８】
まず、一般に、光源としてＬＥＤを用いた場合は照度が低くなるため、ワット数の高いＬＥＤを設けなければならない。しかるに、そのようなワット数の高いＬＥＤ素子を用いると、その部分で高い熱を放出してしまい、従来のようにテーパー状のミラーや支持体などにしかフィンを設けていない構造では、ＬＥＤや電源部分に熱が籠もってしまうという問題がある。
【０００９】
また、従来のＬＥＤ照明装置では、交流電源を直流に変換させるための電源部を絶縁部の内側に設けるようにしているが、この絶縁部はプラスチックやセラミックなどのように伝熱性の低い素材で構成されているため、余計にその部分に熱がこもってしまう。しかるに、その電源部にはトランジスターやＩＣチップなどの半導体素子が設けられているため、その熱によって半導体素子やその他の電子部品などの寿命も短くなってしまう。
【００１０】
さらには、外周部分にフィンを設けるようにした構造であると、フィンを大きくした場合、照明装置を埋め込むための灯具寸法に合わなくなってしまい、その照明装置を取り付けることができなくなるといった問題もある。
【００１１】
そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、口金付近でも放熱することができるようにするとともに、また、灯具の内寸に依存することがないようなＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち、本発明のＬＥＤ照明装置は、灯具に取り付けられる口金と、交流電源を直流電源に変換する電源部を内蔵する絶縁部と、前記電源部を介して変換された電源によって発光するＬＥＤと、当該ＬＥＤの外周部分でテーパー状に開口するミラーとを備えてなるＬＥＤ照明装置において、前記電源部の外周に設けられる絶縁部を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィンを設けるようにしたものである。
【００１３】
このように構成すれば、絶縁部における熱伝導性を確保することができ、しかも、その外周部分にフィンを設けるようにしているため、口金付近からも熱を放射することができるようになる。
【００１４】
また、このような発明において、フィンとして、絶縁部に装着可能に設けられるものを用いる。
【００１５】
このようにすれば、ダウンライトやスポット照明装置の灯具の内寸が小さい場合であっても、その寸法に適した長さのフィンを選択して絶縁部に取り付けて灯具に嵌め込むことができる。
【００１６】
さらに、このようなフィンとして、可撓性金属部材で構成することもできる。
【００１７】
このようにすれば、口金付近と灯具との隙間が小さい場合場合であっても、その可撓性のフィンを撓ませて灯具に取り付けることができるようになり、フィンの大きさに限定されることなく種々の灯具に取り付けることができるようになる。なお、ここで可撓性フィンとしては、非常に薄い金属膜や線状の金属体などを用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、灯具に取り付けられる口金と、交流電源を直流電源に変換する電源部を内蔵する絶縁部と、前記電源部を介して変換された電源によって発光するＬＥＤと、当該ＬＥＤの外周部分でテーパー状に開口するミラーとを備えてなるＬＥＤ照明装置において、前記電源部の外周に設けられる絶縁部を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィンを設けるようにしたので、絶縁部における熱伝導性を確保することができ、しかも、その外周部分にフィンを設けるようにしているため、口金付近からも熱を放射することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明装置の概略図
【図２】図１における絶縁部とフィンの断面図（Ａ−Ａ断面図）
【図３】同形態における絶縁部に取り付けられるフィンの構造を示す斜視図
【図４】他の実施の形態におけるフィンを示す図
【図５】従来例におけるＬＥＤ照明装置を示す図
【図６】従来例におけるＬＥＤ照明装置を示す図
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施の形態におけるＬＥＤ照明装置１について図面を参照して説明する。この実施の形態におけるＬＥＤ照明装置１は、ダイクロハロゲンに替わって使用できるようにした寸法や形状を有するもので、複数のＬＥＤを有する発光部２と、電源部３である実装基板を内装する絶縁部４と、その絶縁部４の下方に設けられる口金５とを有する。そして、特徴的に、絶縁部４を金属材料で構成し、その内側をフッ素樹脂などで絶縁するとともに、その絶縁部４の外側にフィン２３ｆを有する第二放熱部４２を設けるようにし、これによって、熱伝導性の高い絶縁部４からＬＥＤの熱をフィン４２ｆを有する第二放熱部４２を介して放熱させ、これによって、ＬＥＤの出力ワット数を大きくできるようにするとともに半導体素子の寿命を長くできるようにしている。以下、第一の実施の形態におけるＬＥＤ照明装置１について詳細に説明する。
【００２１】
まず、このＬＥＤ照明装置１を構成する発光部２は、図１に示すように、テーパー状に開口するミラー２１の内側に複数のＬＥＤを有するＬＥＤモジュール２４を設け、そのＬＥＤモジュール２４の前方に透明なフロント部２２を設けるようしている。このミラー２１は、熱伝導性の高いアルミなどによって構成され、その前面を透明なフロント部２２で覆って発熱するＬＥＤモジュール２４を保護し、また、ＬＥＤモジュール２４の部分に埃などが入らないようにしている。このＬＥＤモジュール２４は、テーパー状のミラー２１の焦点近傍に複数のＬＥＤ素子を設けるようにしたもので、例えば、赤色、緑色、青色のＬＥＤを設けて白色を実現できるようにし、また、青色のＬＥＤを黄色のフィルムや塗装で覆うようにすることによって白色に近い色を実現できるようにしている。ここで、このＬＥＤ照明装置１をダイクロハロゲンの代替器具として使用する場合、ダイクロハロゲンの出力ワット数は通常６０Ｗ〜１００Ｗであるため、これに相当する光量を出力するＬＥＤを用いる必要となる。このような光量を有するＬＥＤとしては、例えば、ダイクロハロゲン６０Ｗに対応させる場合を想定すると、７Ｗ〜１４Ｗ相当のＬＥＤを用いる必要があるが、このようなＬＥＤを用いると、その素子の部分で高い熱を出力してしまい、半導体素子が壊れてしまう可能性がある。このため、第一の放熱手段として、ミラー２１の外周部分にフィン２３ｆを有する第一放熱部２３を設けるようにしている。この第一放熱部２３は、直線状のフィンや蛇行したフィン、螺旋状のフィンなどによって構成され、これによって表面積を大きくして放熱効果を高めるようにしている。
【００２２】
このようなＬＥＤモジュール２４の下方には、交流電源を直流電源に変換するための実装基板を有する電源部３が設けられる。この電源部３はコンデンサーやトランジスター、ＩＣチップなどを実装する回路基板によって構成されるもので、家庭用電源から口金５を介して入力された電力をＬＥＤに供給する。この電源部３は、絶縁部４の内側にショートしないように所定の隙間を設けて取り付けられており、現在市場に流通している絶縁部４としては、耐熱性のプラスチックやセラミックなどで構成されている。しかしながら、このような耐熱性のプラスチックやセラミックなどは、熱伝導性が極めて低いため、ＬＥＤモジュール２４からの熱をその絶縁部４の内側に封じ込めてしまう。このため、第一放熱部２３でＬＥＤモジュール２４の熱を放出させたとしても、絶縁部４の内側の熱を放熱させることができず、トランジスターやＩＣチップなどの寿命を短くしてしまう。そこで、この実施の形態では、この絶縁部４を熱伝導性の高い金属性材料で構成するとともに、その内側、すなわち、電源部３が設けられている側の表面に絶縁膜４１を設けるようにしている。このような絶縁膜４１としては、耐熱性があって、しかも、確実に絶縁できるようなものを用いるのが好ましく、ここではフッ素樹脂による絶縁膜４１を設けるようにしている。このようなフッ素樹脂による絶縁膜４１を設けると、高温（例えば、２６０℃）であっても変形を生ずることなく絶縁性を確保することができ、従来のセラミックなどと同様の高い絶縁性能を確保することができる。なお、フッ素樹脂はアルミなどに比べて熱伝導率が低いが、その膜厚を非常に薄くすれば調理器具などと同様に熱伝導の低さを無視することができる。この膜厚としては、熱伝導性と絶縁性を考慮して数ミクロン程度の厚みにしておくのが好ましい。
【００２３】
一方、この絶縁部４の外周部分には、フィン４２ｆを有する第二放熱部４２が設けられる。この第二放熱部４２は、第一放熱部２３と同様に放射状に金属板を設けて構成されるものであって、電源部３の熱やＬＥＤモジュール２４から伝達してきた熱を外部の拡散させる役割を果たす。この絶縁部４における第二放熱部４２については、このＬＥＤ照明装置１を取り付けるための取り付け部分に非常に近いため、ダウンライトやスポット照明の埋め込み部分の形状に合わなくなる可能性がある。このため、この第二放熱部４２については、図３に示すように、独立した第二放熱部４２を絶縁部４と分離可能に設けておき、フィン２３ｆの長さの異なる複数の第二放熱部４２を用意して、適宜、その埋め込み部分の形状に合わせた第二放熱部４２を取り付けて使用できるようにしてもよい。ただし、このような第二放熱部４２を用いる場合は、絶縁部４と第二放熱部４２とを密着させるようにして熱伝導を確保できるようにする。
【００２４】
また、このように第二放熱部４２を交換可能に設けるのではなく、図４に示すような可撓性を有するフィン４３ｆを用いて第二放熱部４２を構成するようにしてもよい。図４に示すフィン４３ｆは、線状の金属材料を絶縁部４に取り付けて表面積を大きく確保するとともに、灯具への取り付け部分が非常に狭い場合は、その線状の金属材料を撓ませるなどしてその取り付け部分の隙間に収まるようにしたものである。なお、図４では線状の可撓性を有するフィン４３ｆを用いた場合を説明しているが、アルミ箔などの可撓性フィンを用いるようにしてもよい。
【００２５】
一方、口金５は、図示しない灯具に取り付けられるものであって、ダイクロハロゲンの規格寸法と全く同じ寸法や形状を有するものである。現在、市場に流通している規格としては、例えば、Ｅ１１やＥ１７、Ｅ２６などの寸法を有するものが用いられる。
【００２６】
次に、このように構成されたＬＥＤ照明装置１を用いた場合における放熱効果について説明する。
【００２７】
まず、このＬＥＤ照明装置１を灯具に取り付けて電源を入れた場合、口金５を介して入力された電力が電源部３に供給され、そこで直流電源に変換されてＬＥＤモジュール２４へ供給される。すると、ＬＥＤが発光し、その際、電源部３やＬＥＤモジュール２４から高熱が出力される。このうち、ＬＥＤモジュール２４から出力された熱はミラー２１を介して第一放熱部２３で拡散され、これによってＬＥＤモジュール２４の熱を低下させる。
【００２８】
一方、ＬＥＤモジュール２４の裏面や電源部３から発生した熱は、金属製部材で構成された絶縁部４に伝達し、そこからフィン４３ｆを有する第二放熱部４２で拡散される。このとき、絶縁部４の内側についてはフッ素樹脂による絶縁膜４１で絶縁されているため、高熱によっても変形を起こすことなく電源部３からの漏電を防止することができる。また、この金属製部材で構成された絶縁部４を介して口金５に熱を伝達させ、灯具側でも熱を拡散させ、これによって電源部３における電子部品やＬＥＤモジュール２４の熱を逃がすようにすることができる。
【００２９】
このように上記実施の形態によれば、灯具に取り付けられる口金５と、交流電源を直流電源に変換する電源部３を内蔵する絶縁部４と、前記電源部３を介して変換された電源によって発光するＬＥＤと、当該ＬＥＤの外周部分でテーパー状に開口するミラー２１とを備えてなるＬＥＤ照明装置１において、前記電源部３の外周に設けられる絶縁部４を金属製部材で構成するとともに、当該金属製部材の電源部３側に絶縁膜を形成し、前記金属製部材の外周部分に放射状のフィン４３ｆを設けるようにしたので、絶縁部４における熱伝導性を確保することができる。しかも、その外周部分にフィン４３ｆを設けるようにしているため、口金５の最下端部分と側面の間の絶縁部分についても絶縁処理された金属部材で構成すれば、その口金５からも熱を放射することができるようになる。
【００３０】
また、第二放熱部４２におけるフィン４３ｆとして、絶縁部４に装着可能に設けられるものを用いるようにしたので、ダウンライトやスポット照明装置の灯具の寸法が小さい場合であっても、その寸法に適したフィン４３ｆを選択して絶縁部４に取り付けて灯具に嵌め込むことができるようになる。
【００３１】
さらには、図４に示すように、可撓性金属部材で構成されたフィン４３ｆを用いるようにしたので、口金５付近と灯具との隙間が小さい場合場合であっても、その可撓性のフィン４３ｆを撓ませて灯具に取り付けることができるようになり、フィン４３ｆの大きさに限定されることなく種々の灯具に取り付けることができるようになる。なお、ここで可撓性フィン４３ｆとしては、非常に薄い金属膜や線状の金属体などを用いることができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００３３】
例えば、上記実施の形態では、ミラー２１にフィン２３ｆを有する第一放熱部２３を設けるようにしたが、第二放熱部４２だけで放熱効果を得ることができる場合は、第二放熱部４２だけを設けるようにしてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、第二放熱部４２のフィン４２ｆとして熱伝導性の高い金属性部材で構成するようにしているが、この第二放熱部４２のフィン４２ｆは灯具の電源に近い部分に設けられるため、このフィン４２ｆについても同様にフッソ樹脂によって絶縁コーティングするか、もしくは、絶縁性材料で構成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・ＬＥＤ照明装置
２・・・発光部
２１・・・ミラー
２２・・・フロント部
２３・・・第一放熱部
２３ｆ・・・フィン
２４・・・ＬＥＤモジュール
３・・・電源部
４・・・絶縁部
４１・・・絶縁膜
４２・・・第二放熱部
４２ｆ・・・フィン
４３ｆ・・・線状のフィン
５・・・口金
【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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