(57)【要約】【課題】本発明は損傷を与えるＬＥＤ光源の過熱を回避しながら高効率の照明を実現可能とし、また必要時ＬＥＤ光源を交換可能としたＬＥＤ照明ユニットを提供することを目的とするものである。【解決手段】その内面が放物面鏡状とされた反射面２５が形成された両端開口状のシェード２６と、このシェード２６の一方の開口端に設けられる光拡散用レンズ７と、このシェード２６の中心軸線上にシェード２６の反射面２５に向かってＬＥＤモジュール８が配置された基板壁１６と、少なくとも１個以上のＬＥＤモジュール８と、基板壁１６と一体的に連設されると共に、シェード２６の他方の開口端より露出された放熱部１４とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
その内面が放物面鏡状とされた反射面が形成された両端開口状のシェードと、
前記シェードの一方の開口端に設けられた光拡散用レンズと、
前記シェードの略中心軸線上に前記シェードの反射面に向かって配置された基板壁と、
前記基板壁に設けられた、少なくとも１個以上のＬＥＤモジュールと、
前記基板壁と一体的に連設されると共に、前記シェードの他方の開口端より露出した放熱部とを備える
ＬＥＤ照明ユニット。
【請求項２】
前記基板壁が前記シェードの略中心軸線に対して互いに平行、かつ前記シェードの反射面に向かって配置された
請求項１に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項３】
前記基板壁は、前記シェードの中心軸線に略直交するその断面形状が多角形状とされた
請求項１に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項４】
前記放熱部は、前記基板壁よりも径方向に延設された金属ブロックで形成されると共に、前記シェードの他方の開口端より外方向へ突出形成された
請求項１、請求項２または請求項３に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項５】
前記放熱部は、前記シェードの他方の開口端に交換可能に固定された
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項６】
前記ＬＥＤモジュールは、取り外し可能な接触圧手段で前記基板壁に交換可能に固定された
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４または請求項５に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【請求項７】
前記放熱部は、前記基板壁との間に穿孔された導管を有する
請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５または請求項６に記載のＬＥＤ照明ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）照明ユニットに関する。詳しくは広い面積を照射する据え付け照明用ユニットに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のＬＥＤ照明器具として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。
具体的には、特許文献１に記載されたＬＥＤ照明器具は、図１８に示すように、略碗状の反射面１０１内に、実装基板１０２に実装されて反射面１０１に向かって光を出射する複数のＬＥＤ素子１０３を有するＬＥＤモジュール１０４が設置されている。また、複数のＬＥＤ素子１０３の周囲には、各ＬＥＤ素子１０３のそれぞれに対応するレンズ１０５を有し、反射面１０１の中心軸に対して略平行にスライドする略筒型レンズユニット１０６を備えている。そして、略筒型レンズユニット１０６をスライドさせることによりＬＥＤモジュール１０４から反射面１０１への光の出射方向を調整自在な構成を実現している。
【０００３】
また、近年では高い光度を持つ高性能のＬＥＤモジュールが開発されており、これらの高性能ＬＥＤモジュールは、小さな空間または狭い面積にＬＥＤ素子を高密度に詰めて配置して極めて高い光効率を確保することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９６２４９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、上述した特許文献１に記載された照明器具では、実装基板に複数のＬＥＤ素子が設置されているために、発光に伴って熱が生じてＬＥＤモジュールと反射面との空間、所謂ハウジング内に熱が籠ることでＬＥＤ素子が常に過熱され、ＬＥＤ素子に損傷を与える恐れがある。
【０００６】
また、ＬＥＤ素子の発光に伴う熱によって実装基板は熱を蓄積することとなるが、実装基板から照明器具外部に熱伝導させて放冷する手段が無いためにＬＥＤ素子の過熱を回避することができず、輝度の低下や寿命の低下を招く問題がある。
【０００７】
また、高性能のＬＥＤモジュールで小さな空間または狭い面積に高密度にＬＥＤ素子を詰めて配置した場合には、発光に伴って極めて高い熱を発生するために熱の除去という技術的な問題を解決する必要がある。また、長期に使用した場合光源の劣化により交換可能とする必要性がある。
【０００８】
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであって、損傷を与えるＬＥＤからの過熱を回避しながら高効率の照明を実現可能とし、且つＬＥＤ光源を交換可能としたＬＥＤ照明ユニット提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＬＥＤ照明ユニットは、  その内面が放物面鏡状とされた反射面が形成された両端開口状のシェードと、前記シェードの一方の開口端に設けられた光拡散用レンズと、前記シェードの略中心軸線上に前記シェードの反射面に向かって配置された基板壁と、前記基板壁に設けられた、少なくとも１個以上のＬＥＤモジュールと、前記基板壁と一体的に連設されると共に、前記シェードの他方の開口端より露出した放熱部とを備える。
【００１０】
ここで、その内面が放物面鏡状とされた反射面が形成された両端開口状のシェードと、シェードの一方の開口端に設けられる光拡散用レンズと、シェードの中心軸線上にシェードの反射面に向かってＬＥＤモジュールが配置された基板壁と、少なくとも１個以上のＬＥＤモジュールによって、ＬＥＤ光源からの光は、その内面が放物面鏡状とされた反射面を経由してシェードの中心軸に平行に近い角度で反射され、光拡散用レンズに入射して比較的大きい角度を持って配光されることでＬＥＤ素子から出射される光を最大限に利用することが可能となる。
【００１１】
更に、基板壁と一体的に連設されると共に、シェードの他方の開口端より露出された放熱部によって、ＬＥＤ素子による発光に伴って生じる熱は、基板壁から放熱部へ熱伝導し、更に外部の金属製取付プレートに熱伝導してシェードの外部に放熱されることでＬＥＤ素子の過熱による損傷を防ぐことが可能となる。
【００１２】
また、基板壁がシェードの略中心軸線に対して互いに平行、かつシェードの反射面に向かって配置されることによって、互いに反対方向の反射面に出射される光はシェードの反射面に均一に照射されることでＬＥＤ照明灯下の一定の範囲内において照度が落ちることなく一定の高照度を得ることが可能となる。
【００１３】
また、基板壁は、シェードの中心軸線に直交するその断面形状が多角形状とされることによって、シェードの中心軸線に略並行状とされた多角面の基板壁を形成することが可能となり、この基板壁に複数のＬＥＤモジュールを配置することで非常に輝度の高い照明灯を実現することが可能となる。
【００１４】
また、放熱部は、基板壁よりも径方向に延設された金属ブロックで形成されると共に、前記シェードの他方の開口端より外方向へ突出形成されることによって、ＬＥＤ素子による発光に伴って生じる熱は、熱伝導性に優れ、かつ基板壁よりも容量の大きい金属ブロックで熱が分散されると共に、シェードの他方の開口端より速やかに放熱されることが可能となる。
【００１５】
また、放熱部は、シェードの他方の開口端に交換可能に固定されることによって、状況に応じて、例えば複数の高密度のＬＥＤモジュールを必要とする場合には、多角面の基板壁を有する放熱部に取り替えることが可能となる。
【００１６】
また、ＬＥＤモジュールは、取り外し可能な接触圧手段で基板壁に交換可能に固定されることによって、ＬＥＤ光源の劣化による取替え時には容易に交換を行うことが可能となる。
【００１７】
また、放熱部は、基板壁との間に穿孔された導管を有することによって、ＬＥＤモジュールに接続される電気導線は導管を通してシェード外部に接続することで電気導線を損傷することなく配線が非常に簡素化することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＬＥＤ照明ユニットによれば、発光により生じる熱を効率よく放熱し、ＬＥＤ素子の機能の低下、あるいは寿命の低下を防止することが可能となると共に、必要に応じて放熱部の交換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットにおける照明ヘッド部を有する街路灯の一例を説明するための一部断面模式図である。
【図２】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの一例を説明するための側面模式図である。
【図３】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの一例を説明するための平面模式図である。
【図４】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの一例を説明するための側面模式図のＡ−Ａ線における断面模式図である。
【図５】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの光拡散用レンズの一例を説明するための断面模式図である。
【図６】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの基板壁の一例を説明するための立体模式図である。
【図７】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの基板壁の一例を説明するための平面模式図である。
【図８】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの基板壁の一例を説明するための正面模式図である。
【図９】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの基板壁の一例を説明するための側面模式図である。
【図１０】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの基板壁の他の例を説明するための側面模式図である。
【図１１】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの３つの基板表面を有する基板壁の一例を説明するための立体模式図である。
【図１２】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの４つの基板表面を有する基板壁の一例を説明するための立体模式図である。
【図１３】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの６つの基板表面を有する基板壁の一例を説明するための立体模式図である。
【図１４】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの他の例を説明するための正面模式図である。
【図１５】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの他の例を説明するための正面模式図のＢ−Ｂ線における断面模式図である。
【図１６】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの他の例における基板壁の一例を説明するための立体模式図である。
【図１７】本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの他の例における光拡散用レンズを取り外した状態の立体模式図である。
【図１８】従来のＬＥＤ照明ユニットの一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参酌しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００２１】
＜実施例１＞
図１は本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットにおける照明ヘッド部を有する街路灯の一例を説明するための一部断面模式図、図２は本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの一例を説明するための側面模式図、図３は本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの一例を説明するための平面模式図である。
【００２２】
ここで示す街路灯１は、支柱２に照明ヘッド部３が設けられた構成とされている。この照明ヘッド部３内には、約５ｍ〜６ｍの高さから交通領域を照明するための安定器５、６、光拡散用レンズ７及び取り付けプレート２１を備える照明ユニット４が収納された構成とされている。
【００２３】
この照明ユニット４は、その内側面が放物面鏡状とされた反射面２５が形成された両端開口状のシェード２６を有している。このシェード２６の一方の開口端３７には環状溝２９が周設形成され、この環状溝２９に光拡散用レンズ７をフランジリング３１によって照明ヘッド部３の環状バンド３０に固定された構成とされている。
なお、環状バンド２９に光拡散用レンズ７を直接に固定する構成であっても構わない。
【００２４】
また、図４及び図５に示すように、シェード２６の他方の開口端３８には円筒形の固定環２４が設けられ、この固定環２４に放熱部１４の円筒形の突起部２３が嵌め合わせられている。
【００２５】
更に、放熱部１４にはシェード２６の中心軸線１３上に基板壁１６が一体的に連設形成されている。この基板壁１６の両側面にはＬＥＤモジュール８、９がそれぞれ配置されている。
【００２６】
ここで、放熱部１４は、図６、図７、図８及び図９に示すように、１つの部材から成る金属ブロック、好ましくはアルミニウムから成る金属ブロックとして構成されている。
このような放熱部１４には基板壁１６が一体的に連設形成され、この基板壁１６の互いに平行とされた両側面が基板表面１２、１２Ａとされている。
【００２７】
また、放熱部１４は、基板表面１２、１２Ａよりも径方向に突出した円筒形の突起部２３を有していると共に、各基板表面１２、１２Ａから突起部２３の上部の表面２７までの移行部は、より良好な熱伝導を可能にするために、湾曲形状に形成されている。
【００２８】
さらに、突起部２３は、その下面に平らな円形のスタンド面２０を有している。このスタンド面２０によって放熱部１４は、図１に示す照明ヘッド部３の内部の金属製の取り付けプレート２１に対してスタンド面２０の底面が接触するようにネジ等で取り付けられ、交換の際、ＬＥＤ光源を本体から分離することが可能となる。
【００２９】
このような構成とすることによって放熱部１４に籠った熱はスタンド面２０より金属製の取り付けプレート２１への熱伝導が行われることで速やかな放熱が実現可能となる。
【００３０】
なお、金属製のハウジングが設けられた照明ヘッド部３への熱伝導率を向上させるためにスタンド面２０にも熱伝導層を形成してもよい。
【００３１】
更に、この基板表面１２、１２Ａには、複数のＬＥＤ素子１１を有するダイオード基板１０を備えたＬＥＤモジュール８、９が配置されている。
これらのＬＥＤモジュール８、９のダイオード基板１０は基板表面１２、１２Ａに対して一定の接触圧で固定されている。
【００３２】
具体的には、各基板表面１２、１２Ａには、ネジ１５が設けられている。このネジ１５は、略正方形であるダイオード基板１０の対角線の向かい合った２つの角に配置され、基板壁１６に螺合されている。
【００３３】
また、ダイオード基板１０と基板壁１６との間に熱伝導性が良好な接続を確保するために、ダイオード基板１０と基板表面１２との間、あるいはダイオード基板１０と基板表面１２Ａとの間にはペースト状の熱伝導性層１７が配置されている。
【００３４】
また、放熱部１４にはＬＥＤモジュール８、９からの必要な電気導線（図示せず。）が放熱部１４を貫通することを可能とするために斜めに穿孔された少なくとも２つの導管３２、３２Ａが設けられている。
【００３５】
なお、導管３２、３２Ａは、スタンド面２０の下部の円柱面の側面と基板表面１２、１２Ａよりも下にある上部の表面２７との間を繋いだ構成とされている。
【００３６】
次に、図１０は図９における基板壁１６の他の例を示すものであり、基板壁１６の向かい合った基板表面１２、１２Ａは互いに平行に伸びておらず、かつ対称面に対しても平行に伸びておらず、共に先端角αが形成されている。
【００３７】
この先端角αは、約５°〜１０°の範囲内とする。このような基板表面１２、１２Ａの配向を、この配向に調節された放物面鏡と共に用いることによって照射される面の上へ光を照射することが可能となる。
【００３８】
また、図１１は、３つの基板表面を有する基板壁の一例を説明するための模式図である。
この基板壁１６Ａは三角柱の基板ブロック３３によって形成されている。この基板ブロック３３の３つの基板表面１２、１２Ａ、１２Ｂには、それぞれ反射板（図示せず。）及びダイオード基板を備えたＬＥＤモジュール（図示せず。）が取り付けられることは勿論のことである。
【００３９】
次に、図１２は、４つの基板表面を有する基板壁の一例を説明するための模式図である。
この基板壁１６Ｂには断面が正方形である立方体の基板ブロック３３Ａは、４つの基板表面１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃが形成されている。この基板ブロック３３Ａの４つの基板表面１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃには、それぞれ反射板（図示せず。）及びダイオード基板を備えたＬＥＤモジュール（図示せず。）が取り付けられることは勿論のことである。
【００４０】
また、図１３は、６つの基板表面を有する基板壁の一例を説明するための模式図である。
この基板壁１６Ｃには断面が六角形である六角注の基板ブロック３３Ｂは、６つの基板表面１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅが形成されている。この基板ブロック３３Ｂの６つの基板表面１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅには、それぞれ反射板（図示せず。）及びダイオード基板を備えたＬＥＤモジュール（図示せず。）が取り付けられることは勿論のことである。
【００４１】
なお、本実施例で詳述した光拡散用レンズとは、ＬＥＤ照明灯の設置状況に応じて光拡散用レンズを通して出射する光を拡散、あるいは偏光を行うものであり、具体的にはプリズムカットレンズ、あるいはフレネイルレンズ等のレンズが使用される。
【００４２】
以上の構成より成る本発明のＬＥＤ照明ユニットでは、シェード２６の反射面２５に向かってそれぞれの基板表面１２に配置されたＬＥＤモジュール８、９から出射される光は放物面鏡状とされた反射面２５によってシェード２６の中心軸線に対して略平行状に反射、拡散させ、光拡散用レンズ７を通して所定の範囲を照射することが可能となる。
【００４３】
このようにシェード２６の中心軸線に方向へＬＥＤモジュール８、９が基板表面１２に縦列に配置される場合に、シェード２６の反射面２５に反射させてシェード２６の光拡散用レンズ７に出射させることで効率の良い照明が可能となる。
【００４４】
また、それぞれのＬＥＤモジュール８、９に設けられるＬＥＤ素子１１から生じる熱は金属ブロックからなる放熱部１４によって速やかに放熱されることでＬＥＤ素子を小さな空間または狭い面積に高密度に詰めて配置した場合でも特性を低下させることなく高輝度の照明を持続させることが可能となる。
【００４５】
＜実施例２＞
図１４は本発明を適用したＬＥＤ照明ユニットの他の例を説明するための平面模式図、図１５は図１４Ｂ−Ｂ線における内部構造を説明するための断面模式図である
【００４６】
ここで示す照明ユニット４Ａは、その内側面が放物面鏡状を有した反射面２５Ａが形成された両端開口状のシェード２６Ａを有している。このシェード２６Ａのその一方の開口端３７が縦長楕円形状に形成され、その開口縁に沿って環状溝２９が周設され、この環状溝２９に光拡散用レンズ７が嵌め合わせられた構成とされている。
【００４７】
また、このシェード２６Ａの他方の開口端３８には楕円形状の固定環２４が設けられ、この固定環２４に放熱部１４Ａの楕円形状の突起部２３が嵌め合わせられている。
【００４８】
更に、放熱部１４Ａにはシェード２６Ａの中心軸線１３上に基板壁１６が一体的に連設形成されると共に、この基板壁１６の互いに平行とされた両側面が基板表面１２、１２Ａとされている。更に、が基板表面１２、１２ＡにはＬＥＤモジュール８、９がそれぞれ配置されている。
【００４９】
ここで、図１６及び図１７にそれぞれ示すように、放熱部１４Ａは基板壁１６の互いに平行とされた両側面にそれぞれ基板表面１２、１２Ａが形成されている。更に、基板壁１６下部には、基板壁１６よりも径方向に突出した楕円形状の突起部２３を有していると共に、各基板表面１２、１２Ａから突起部２３の上部の表面２７までの移行部は、より良好な熱伝導を可能にするために、湾曲形状に形成されている。
【００５０】
次に、放熱部１４Ａの向かい合った２つの基板表面１２、１２Ａには複数のＬＥＤ素子１１から構成されたＬＥＤモジュール８またはＬＥＤモジュール９が複数配置されている。
【００５１】
また、基板壁１６の基部からスタンド面２０の環状面３６に向けて電気導線３４を各ＬＥＤモジュール９またはＬＥＤモジュール８まで導くための導管３２Ａが穿孔されている。更に、それぞれのＬＥＤモジュール９は接続線３５によって対向する基板表面１２Ａ上に配置されたＬＥＤモジュール８に対して直列に接続されている。
【００５２】
なお、本実施例で詳述した光拡散用レンズとは、ＬＥＤ照明灯の設置状況に応じて光拡散用レンズを通して出射する光を拡散、あるいは偏光を行うものであり、具体的にはプリズムカットレンズ、あるいはフレネイルレンズ等のレンズが使用される。
【００５３】
以上の構成より成る本発明のＬＥＤ照明ユニットでは、楕円形状のシェード２６Ａの対称状とされる反射面２５Ａに向かってそれぞれの基板表面１２に配置されたＬＥＤモジュール８、９から出射される光は放物面鏡状とされた反射面２５Ａによってシェード２６Ａの中心軸線に対して略平行状に反射、拡散させ、光拡散用レンズ７を通して所定の範囲を照射することが可能となる。
【００５４】
このように反射面２５Ａに向かってそれぞれの基板表面１２にＬＥＤモジュール８、９が並列に配置される場合に、シェード２６Ａの反射面２５Ａに均一に反射させてシェード２６の光拡散用レンズ７に出射させることで均一の輝度の照明が可能となる。
【００５５】
また、それぞれのＬＥＤモジュール８、９に設けられるＬＥＤ素子１１から生じる熱は金属ブロックからなる放熱部１４Ａによって速やかに放熱されることでＬＥＤ素子を小さな空間または狭い面積に高密度に詰めて配置した場合でも特性を低下させることなく高輝度の照明を持続させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５６】
１          街路灯
２          支柱
３          照明ヘッド部
４、４Ａ    照明ユニット
５、６      安定器
７          光拡散用レンズ
８、９      ＬＥＤモジュール
１０        ダイオード基板
１１        ＬＥＤ素子
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ  基板表面
１３          中心軸線
１４、１４Ａ  放熱部
１５        ネジ
１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ  基板壁
１７        熱伝導性層
２０        スタンド面
２１        取り付けプレート
２３          突起部
２４          固定環
２５、２５Ａ  反射面
２６、２６Ａ  シェード
２７          表面
２９          環状溝
３０          環状バンド
３１          フランジリング
３２、３２Ａ    導管
３３、３３Ａ、３３Ｂ          基板ブロック
３４          電気導線
３５          接続線
３６          環状面
３７          一方の開口端
３８          他方の開口端
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011100714.tif 000014
【図１３】
2011100714.tif 000015
【図１４】
2011100714.tif 000016
【図１５】
2011100714.tif 000017
【図１６】
2011100714.tif 000018
【図１７】
2011100714.tif 000019
【図１８】
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