(57)【要約】【課題】発光素子の温度が高くなることを抑制することに有利な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１Ａは、発光素子を有する光源基板と、光源基板の裏面側に配置された板状のヒートシンクベース４と、光源基板とは反対側のヒートシンクベース４の面から突出する放熱フィン５と、ヒートシンクベース４及び放熱フィン５とは別の部品により構成された熱伝導部材６とを備える。熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４または光源基板に対して、直接または熱伝導性材料を介して接している。光源基板に対して垂直な方向である基板垂直方向から見たときに、熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４の中央領域から外側に向かって延びている。熱伝導部材６の熱伝導率がヒートシンクベース４の熱伝導率以上である。【選択図】図３
2019212533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を有する光源基板と、
前記光源基板の裏面側に配置された板状のヒートシンクベースと、
前記光源基板とは反対側の前記ヒートシンクベースの面から突出する放熱フィンと、
前記ヒートシンクベース及び前記放熱フィンとは別の部品により構成された熱伝導部材とを備え、
前記熱伝導部材は、前記ヒートシンクベースまたは前記光源基板に対して、直接または熱伝導性材料を介して接しており、
前記光源基板に対して垂直な方向である基板垂直方向から見たときに、前記熱伝導部材は、前記ヒートシンクベースの中央領域から外側に向かって延びており、
前記熱伝導部材の熱伝導率が前記ヒートシンクベースの熱伝導率以上である照明装置。
【請求項２】
前記熱伝導部材の熱伝導率が前記ヒートシンクベースの熱伝導率よりも高い請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記熱伝導部材の前記基板垂直方向の最大寸法は、前記ヒートシンクベースの前記基板垂直方向の最大寸法よりも大きい請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
幅方向は、前記熱伝導部材の長手方向に対して垂直かつ前記光源基板に対して平行な方向であり、
前記熱伝導部材の前記幅方向の最大寸法は、前記熱伝導部材の前記基板垂直方向の最大寸法よりも大きい請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記ヒートシンクベースに取り付けられたフレームを備え、
前記熱伝導部材と前記フレームとが一体の部品である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記フレームの縦弾性係数が前記ヒートシンクベースの縦弾性係数以上である請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記フレームに連結され、前記フレームを介して前記ヒートシンクベースを支持するアームを備え、
前記フレームから前記アームへ熱伝導可能である請求項５または請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記アームの板厚が前記フレームの板厚以上である請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記フレームは、前記ヒートシンクベースを間に挟むように配置された第一フレーム及び第二フレームを有し、
前記第一フレームと一体の部品である前記熱伝導部材と、前記第二フレームと一体の部品である前記熱伝導部材とを備える請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記フレームは、前記ヒートシンクベースを間に挟むように配置された第一フレーム及び第二フレームを有し、
前記熱伝導部材と、前記第一フレームと、前記第二フレームとが一体の部品である請求項５から請求項８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記基板垂直方向から見たときに、前記発光素子が配置された領域である光源配置領域の第一方向についての長さは、前記第一方向に対して直交する第二方向についての前記光源配置領域の長さよりも長く、
前記熱伝導部材の長手方向と、前記第一方向との間の角度は、前記熱伝導部材の長手方向と前記光源配置領域の前記第二方向との間の角度よりも小さい請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記ヒートシンクベースの前記中央領域から外側に向かって放射状に延びる複数の前記熱伝導部材を備える請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記熱伝導部材に沿って配置されたヒートパイプを備える請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記基板垂直方向から見たときの前記ヒートシンクベースの外形を、中心位置を保ったまま相似比１／２に縮小した図形で囲まれる領域は、１／２領域であり、
前記ヒートシンクベースの前記外形を、前記中心位置を保ったまま相似比３／４に縮小した図形で囲まれる領域は、３／４領域であり、
前記熱伝導部材は、前記１／２領域の内側から前記３／４領域の外側へ延びている請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光ダイオードのような発光素子を用いた照明装置が広く用いられている。発光素子の発熱により発光素子の温度が高くなると、エネルギー効率が低下したり、発光素子の寿命が短くなったりする。特許文献１に開示された照明装置は、発光素子の熱を散逸させるためのヒートシンクを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒートシンクの中央部分は、ヒートシンクの外周に近い部分に比べて、熱が散逸しにくい。このため、ヒートシンクの中央部分に配置された発光素子の温度が高くなりやすいという課題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発光素子の温度が高くなることを抑制することに有利な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】
【０００６】
本発明に係る照明装置は、発光素子を有する光源基板と、光源基板の裏面側に配置された板状のヒートシンクベースと、光源基板とは反対側のヒートシンクベースの面から突出する放熱フィンと、ヒートシンクベース及び放熱フィンとは別の部品により構成された熱伝導部材とを備え、熱伝導部材は、ヒートシンクベースまたは光源基板に対して、直接または熱伝導性材料を介して接しており、光源基板に対して垂直な方向である基板垂直方向から見たときに、熱伝導部材は、ヒートシンクベースの中央領域から外側に向かって延びており、熱伝導部材の熱伝導率がヒートシンクベースの熱伝導率以上であるものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ヒートシンクベースの中央領域から外側に向かって延びる熱伝導部材を備えたことで、発光素子の温度が高くなることを抑制することに有利な照明装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１による照明装置を斜め下から見た斜視図である。
【図２】実施の形態１による照明装置の底面図である。
【図３】実施の形態１による照明装置の平面図である。
【図４】実施の形態１による照明装置の断面図である。
【図５】熱伝導部材が備えられていない場合の光源基板の温度分布を模式的に示す図である。
【図６】実施の形態１による照明装置の平面図である。
【図７】実施の形態２による照明装置が備える第一フレームの一部と熱伝導部材とを示す断面斜視図である。
【図８】実施の形態３による照明装置の底面図である。
【図９】実施の形態４による照明装置の底面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図において共通または対応する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を簡略化または省略する。本開示は、以下の各実施の形態で説明する構成のうち、組み合わせ可能な構成のあらゆる組み合わせを含み得る。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による照明装置１Ａを斜め下から見た斜視図である。図２は、実施の形態１による照明装置１Ａの底面図である。図３は、実施の形態１による照明装置１Ａの平面図である。図４は、実施の形態１による照明装置１Ａの断面図である。これらの図に示す実施の形態１の照明装置１Ａは、天井に設置され、下へ向けて光を照射することで、照明装置１Ａよりも下の空間を照らす用途に好ましく使用できる。照明装置１Ａは、特に、工場、倉庫、体育館、競技施設などの高い天井に設置して使用することに適する。
【００１１】
図４に示すように、照明装置１Ａは、発光素子２を有する光源基板３と、板状のヒートシンクベース４と、放熱フィン５と、熱伝導部材６とを備える。ヒートシンクベース４は、光源基板３の裏面側に配置されている。すなわち、ヒートシンクベース４は、光源基板３の、発光素子２とは反対側の面に配置されている。本実施の形態では、複数の発光素子２が１個の光源基板３上に実装されている。光源基板３には、複数の発光素子２に給電するための導電パターンが形成されている。
【００１２】
光源基板３は、ヒートシンクベース４の下面に対して熱伝導可能となるように設けられている。発光素子２で発生した熱は、光源基板３からヒートシンクベース４へ熱伝導する。光源基板３は、ヒートシンクベース４の下面に対して、直接接していてもよいし、熱伝導性材料を介して接触してもよい。本明細書において、熱伝導性材料は、例えば、熱伝導性グリス、熱伝導性シート、熱伝導性接着剤、熱伝導性両面粘着テープのいずれかでもよい。
【００１３】
発光素子２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を利用したものでもよい。例えば、発光素子２として、表面実装型ＬＥＤパッケージ、砲弾型ＬＥＤパッケージ、配光レンズ付きＬＥＤパッケージ、チップ・スケール・パッケージのＬＥＤ、チップ・オン・ボード（ＣＯＢ）タイプのＬＥＤパッケージのうちの少なくとも一種を用いてもよい。また、発光素子２は、ＬＥＤを利用したものに限らず、例えば、有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子または半導体レーザなどを利用したものでもよい。
【００１４】
ヒートシンクベース４の上に複数の放熱フィン５が配置されている。ヒートシンクベース４及び放熱フィン５は、発光素子２で発生した熱を周囲の空気へ散逸させることにより、発光素子２を冷却する。放熱フィン５は、光源基板３とは反対側のヒートシンクベース４の面から突出する。すなわち、放熱フィン５は、ヒートシンクベース４の上面から突出する。放熱フィン５は、ヒートシンクベース４の上面に対して垂直である。本実施の形態における放熱フィン５は、板状の形状を有する。発光素子２で発生した熱は、ヒートシンクベース４へ熱伝導し、ヒートシンクベース４から放熱フィン５へさらに熱伝導する。ヒートシンクベース４及び放熱フィン５の表面から周囲の空気へ熱が散逸する。ヒートシンクベース４及び放熱フィン５によってヒートシンクの表面積を大きくすることで、発光素子２で発生した熱を効率良く散逸させることができる。
【００１５】
熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４及び放熱フィン５とは別の部品により構成されている。熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４の上面に接している。熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４の上面に対して、直接接していてもよいし、熱伝導性材料を介して接触してもよい。熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４に接触する平坦な接触面を有する。当該接触面は、熱伝導部材６の長手方向に沿って延びる。熱伝導部材６が平坦な接触面を有することで、ヒートシンクベース４との接触面積を大きくできるので、ヒートシンクベース４の熱を熱伝導部材６へ効率良く伝えることができる。熱伝導部材６の熱伝導率は、ヒートシンクベース４の熱伝導率以上である。熱伝導率は、温度によって変化する。本明細書において、「熱伝導率」とは、常温における熱伝導率を指すものとする。「常温」とは、例えば２０℃である。
【００１６】
図５は、熱伝導部材６が備えられていない場合の光源基板３の温度分布を模式的に示す図である。図５に示すように、光源基板３には多数の発光素子２が配置されている。図５中の楕円状の曲線は、温度が等しい点を結んだ等温線である。図５に示すように、光源基板３の中央に近くなるほど高温になる温度分布が生じる。
【００１７】
以下の説明では、光源基板３に対して垂直な方向を「基板垂直方向」と称する。図３は、基板垂直方向から見た図に相当する。図３に示すように、基板垂直方向から見たときに、熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４の中央領域から外側に向かって延びている。ヒートシンクベース４の中央領域は、図５を用いて説明した理由により、高温になりやすい。ヒートシンクベース４の中央領域の熱は、熱伝導部材６を伝って、比較的低温となるヒートシンクベース４の周縁に近い領域へと移動する。このため、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させることができる。その結果、当該発光素子２の効率を向上することができるとともに、当該発光素子２の寿命を長くすることができる。
【００１８】
熱伝導部材６は、ヒートシンクベース４の熱伝導率以上の熱伝導率を有している。このため、熱伝導部材６によれば、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を外側に向かって効率良く移動させることができる。熱伝導部材６の熱伝導率がヒートシンクベース４の熱伝導率に等しくてもよい。すなわち、熱伝導部材６の材料がヒートシンクベース４の材料と同じでもよい。
【００１９】
熱伝導部材６の熱伝導率がヒートシンクベース４の熱伝導率よりも高くなるように構成してもよい。すなわち、熱伝導部材６が、ヒートシンクベース４の材料よりも高い熱伝導率を有する材料で作られていてもよい。例えば、熱伝導部材６と、ヒートシンクベース４とが異種の金属材料で作られていてもよい。例えば、ヒートシンクベース４がアルミニウムまたはアルミニウム合金で作られている場合において、アルミニウムまたはアルミニウム合金よりも大きい熱伝導率を有する銅または銅合金で熱伝導部材６を構成してもよい。熱伝導部材６がヒートシンクベース４よりも高い熱伝導率を有する場合には、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を熱伝導部材６により外側に向かってさらに効率良く移動させることができるので、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００２０】
また、ヒートシンクベース４が熱伝導性樹脂材料で作られている場合において、熱伝導部材６を金属材料で作ることにより、熱伝導部材６がヒートシンクベース４よりも高い熱伝導率を有するようにしてもよい。熱伝導性樹脂材料は、熱伝導性フィラーが樹脂材料に練り込まれたものでもよい。上記のようにすることで、以下の効果が得られる。ヒートシンクベース４を熱伝導性樹脂製にすることで、ヒートシンクベース４を軽量化することができるので、照明装置１Ａを軽量化する上で有利になる。熱伝導部材６がヒートシンクベース４よりも高い熱伝導率を有することで、ヒートシンクベース４が熱伝導性樹脂製であっても、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度が高くなることを確実に抑制できる。
【００２１】
本実施の形態における照明装置１Ａは、６個の熱伝導部材６を備える。複数の熱伝導部材６を備えることにより、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。本実施の形態では、複数の熱伝導部材６が、ヒートシンクベース４の中央領域から外側に向かって放射状に延びるように配置されている。これにより、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を放射状に径方向外方へ向けて移動させることができる。その結果、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００２２】
本実施の形態におけるヒートシンクベース４は、基板垂直方向から見たとき、長方形または正方形の形状を有する。このような構成に代えて、基板垂直方向から見たときに、ヒートシンクベース４が例えば円形または楕円形の形状を有するようにしてもよい。
【００２３】
本実施の形態における照明装置１Ａは、ヒートシンクベース４の縁部に取り付けられた第一フレーム７及び第二フレーム８を備える。本実施の形態であれば、第一フレーム７及び第二フレーム８によりヒートシンクベース４を補強することができるので、照明装置１Ａに加わる外力あるいは振動などに対する強度を高くすることができる。ヒートシンクベース４に対して第一フレーム７及び第二フレーム８を固定する方法は、例えば、第一フレーム７及び第二フレーム８に形成した切り込みにヒートシンクベース４を嵌め込む嵌め合い構造、ボルト止め、溶接、ろう接、接着などいかなる方法でもよい。
【００２４】
第一フレーム７及び第二フレーム８は、ヒートシンクベース４を間に挟むように配置されている。基板垂直方向から見たとき、ヒートシンクベース４の第一辺に対して第一フレーム７が取り付けられており、当該第一辺に平行なヒートシンクベース４の第二辺に対して第二フレーム８が取り付けられている。本実施の形態における第一フレーム７及び第二フレーム８は、互いに対称な形状を有する。
【００２５】
基板垂直方向から見たとき、第一フレーム７及び第二フレーム８は、ヒートシンクベース４の上記第一辺及び第二辺に沿って延びる細長い形状を有する。すなわち、第一フレーム７及び第二フレーム８は、当該第一辺及び第二辺に沿う方向を長手方向とする形状を有する。
【００２６】
本実施の形態における照明装置１Ａは、第一フレーム７と一体の部品である熱伝導部材６と、第二フレーム８と一体の部品である熱伝導部材６との双方を備える。これにより、熱伝導部材６の数を多くすることと、部品点数の増加を抑制することとを両立できる。本実施の形態では、６個の熱伝導部材６のうち、３個の熱伝導部材６が第一フレーム７と一体の部品であり、残りの３個の熱伝導部材６が第二フレーム８と一体の部品である。各々の熱伝導部材６は、第一フレーム７または第二フレーム８からヒートシンクベース４の中央領域へ向かって突出している。
【００２７】
本実施の形態であれば、熱伝導部材６が第一フレーム７または第二フレーム８と一体の部品であることで、以下の効果が得られる。ヒートシンクベース４の中央領域の熱は、熱伝導部材６を伝って、効率良く第一フレーム７または第二フレーム８へ到達する。第一フレーム７または第二フレーム８に到達した熱は、第一フレーム７または第二フレーム８の表面から空気などへ散逸する。このようにして、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を、第一フレーム７または第二フレーム８の表面からも効率良く散逸させることができるので、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００２８】
第一フレーム７及び第二フレーム８の縦弾性係数は、ヒートシンクベース４の縦弾性係数以上であることが望ましい。そのようにすることで、第一フレーム７及び第二フレーム８の機械的強度を十分に高くすることができるので、第一フレーム７及び第二フレーム８による補強効果をより確実に奏することが可能となる。
【００２９】
図１に示すように、本実施の形態における照明装置１Ａは、アーム９を備える。アーム９は、第一フレーム７または第二フレーム８に連結されている。アーム９は、第一フレーム７または第二フレーム８を介してヒートシンクベース４を支持する。アーム９は、細長い板状の基部９ａと、基部９ａの両端から突出する一対の支持部９ｂとを有する。建物の天井面または梁のような取付面に対して基部９ａをボルトなどにより固定することで、照明装置１Ａを取付面に対して固定することができる。
【００３０】
アーム９は、金属板を曲げ加工することにより作られていてもよい。各支持部９ｂは、基部９ａの長手方向に対して垂直な方向に突出する。第一フレーム７及び第二フレーム８の各々は、基板垂直方向へ突出する側壁部を有する。各支持部９ｂの先端部分は、２本のボルト１０，１１により、第一フレーム７及び第二フレーム８の側壁部に対してそれぞれ固定されている。各支持部９ｂの先端部分には、ボルト１０を中心とする円弧状に湾曲した長孔９ｃが形成されている。ボルト１１は、長孔９ｃに挿通されている。
【００３１】
図１では、アーム９の基部９ａの面が基板垂直方向に対して垂直になっている。すなわち、基部９ａの面は、光源基板３及びヒートシンクベース４に対して平行になっている。天井面または梁のような取付面が水平である場合には、図１に示す状態で基部９ａを取付面に対して固定することにより、光源基板３及びヒートシンクベース４が水平になるように照明装置１Ａを設置できる。基部９ａは、例えばボルト止めにより、取付面に対して固定されてもよい。図示の例では、ボルトを挿通するための孔が基部９ａに形成されている。
【００３２】
ボルト１０，１１を緩めると、アーム９が、第一フレーム７及び第二フレーム８に対して、ボルト１０を中心として所定角度範囲で回転可能になる。アーム９を回転させた後にボルト１０，１１を再び締め付けると、アーム９の基部９ａの面が光源基板３及びヒートシンクベース４に対して傾斜した状態にすることができる。天井面または梁のような取付面が水平面に対して傾斜している場合には、そのような状態で基部９ａを取付面に対して固定することにより、光源基板３及びヒートシンクベース４が水平になるように照明装置１Ａを設置できる。
【００３３】
第一フレーム７及び第二フレーム８の側壁部は、アーム９の支持部９ｂに対して、熱伝導可能に接触している。第一フレーム７及び第二フレーム８の側壁部と、支持部９ｂとの間に、熱伝導性グリスが介在していてもよい。本実施の形態であれば、ヒートシンクベース４の中央領域の熱は、熱伝導部材６を伝って第一フレーム７または第二フレーム８に到達した後、さらにアーム９へ熱伝導することができる。このため、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を、アーム９の表面からも効率良く散逸させることができるので、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００３４】
図３に示すように、基板垂直方向から見たときに、複数の放熱フィン５は、放射状に配置されている。複数の放熱フィン５のそれぞれは、ヒートシンクベース４の中央領域から外側へ向かって延びる。本実施の形態では、一枚のシートメタルをコの字型に折り曲げることにより形成された一つの部品により、隣り合う二枚の放熱フィン５が構成されている。当該部品がヒートシンクベース４に対して固定されている。このような構成に限らず、一枚一枚の放熱フィン５を別々の部品としてもよいし、あるいはヒートシンクベース４及び放熱フィン５を例えばアルミダイキャストなどにより一体的に形成してもよい。また、変形例として、複数の板状の放熱フィン５が互いに平行に配置されてもよい。他の変形例として、放熱フィン５は、ピン形の形状を有するピンフィンでもよい。
【００３５】
図４中のＤ１は、熱伝導部材６の基板垂直方向の最大寸法に相当する。Ｄ２は、ヒートシンクベース４の基板垂直方向の最大寸法に相当する。熱伝導部材６の基板垂直方向の最大寸法Ｄ１は、ヒートシンクベース４の基板垂直方向の最大寸法Ｄ２よりも大きいことが望ましい。そのようにすることで、以下の効果が得られる。熱伝導部材６の長手方向に沿った熱伝導部材６の熱抵抗を低くする上で有利になるので、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を外側に向かってさらに効率良く移動させることができる。
【００３６】
本実施の形態における熱伝導部材６は、放熱フィン５同士の間に配置されている。放熱フィン５同士の距離は、ヒートシンクベース４の中央領域から外側へ向かって、拡大している。以下の説明では、熱伝導部材６の長手方向に対して垂直かつ光源基板３に対して平行な方向を、熱伝導部材６の「幅方向」と称する。熱伝導部材６の幅方向の寸法は、ヒートシンクベース４の中央領域から外側へ向かって、拡大している。熱伝導部材６の幅方向の寸法は、放熱フィン５同士の間に形成される隙間の大きさにほぼ等しい。このような構成によれば、熱伝導部材６の幅方向の寸法を十分に大きくすることができる。その結果、熱伝導部材６の長手方向に沿った熱伝導部材６の熱抵抗を低くする上で有利になるので、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を外側に向かってさらに効率良く移動させることができる。
【００３７】
図３中のＤ３は、熱伝導部材６の幅方向の最大寸法に相当する。熱伝導部材６の幅方向の最大寸法Ｄ３は、熱伝導部材６の基板垂直方向の最大寸法Ｄ１よりも大きい。これにより、以下の効果が得られる。熱伝導部材６の長手方向に沿った熱伝導部材６の熱抵抗を低くする上で有利になるので、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を外側に向かってさらに効率良く移動させることができる。熱伝導部材６の基板垂直方向の最大寸法Ｄ１が大きすぎると、放熱フィン５同士の間を通る空気の流れが熱伝導部材６によって妨げられる可能性がある。これに対し、本実施の形態であれば、熱伝導部材６の基板垂直方向の最大寸法Ｄ１が、熱伝導部材６の幅方向の最大寸法Ｄ３よりも小さいことにより、放熱フィン５同士の間を通る空気の流れが熱伝導部材６によって妨げられることをより確実に防止できる。
【００３８】
第一フレーム７及び第二フレーム８の板厚は、ヒートシンクベース４の板厚に等しいか、またはヒートシンクベース４の板厚よりも厚いことが望ましい。そのようにすることで、第一フレーム７及び第二フレーム８の熱容量を大きくすることができる。その結果、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。また、第一フレーム７及び第二フレーム８の機械的強度を十分に高くすることができるので、第一フレーム７及び第二フレーム８による補強効果をより確実に奏することが可能となる。
【００３９】
アーム９の板厚は、第一フレーム７及び第二フレーム８の板厚に等しいか、または第一フレーム７及び第二フレーム８の板厚よりも厚いことが望ましい。そのようにすることで、アーム９の熱容量を大きくすることができる。その結果、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。また、アーム９の機械的強度を十分に高くすることができるので、照明装置１Ａを取付面に対してより高い強度で固定することができる。
【００４０】
図４に示すように、本実施の形態の照明装置１Ａは、レンズアレイ１２及び透光カバー１３を備える。レンズアレイ１２は、各発光素子２と対向する位置に形成されたレンズ部を備える。各発光素子２から発せられた光は、レンズアレイ１２のレンズ部と、透光カバー１３とを透過して、照明装置１Ａの外部へ照射される。レンズアレイ１２のレンズ部は、発光素子２から発せられた光の配光角を狭角化する機能を有する。レンズアレイ１２は、各発光素子２に対するレンズ部を並べて一体化したものに相当する。一般に、高天井照明器具では、照明器具から床面までの距離が長いので、良好な照射特性を得るためには、配光角を狭くした方が有利になる。本実施の形態の照明装置１Ａであれば、レンズアレイ１２を備えたことで、高天井照明器具として使用する上でさらに適した特性が得られる。
【００４１】
透光カバー１３は、光源基板３及びレンズアレイ１２の全体を覆っている。透光カバー１３は、ヒートシンクベース４に接する接触面を有する。図１及び図２に示すように、本実施の形態では、基板垂直方向から見たとき、透光カバー１３は、正方形または長方形の外形を有する。図示の構成では、透光カバー１３は、その四隅に配置されたネジ１４により固定されている。透光カバー１３は、ヒートシンクベース４に対して固定されていてもよいし、第一フレーム７及び第二フレーム８に対して固定されていてもよい。
【００４２】
本実施の形態であれば、透光カバー１３を備えたことで、発光素子２、光源基板３及びレンズアレイ１２を、汚れあるいは水などから確実に保護することができる。透光カバー１３は、光を正透過させる、透明材料で作られていてもよい。または、透光カバー１３は、光を拡散透過させるものでもよい。透光カバー１３は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂などの樹脂材料、またはガラス材料で作られていてもよい。透光カバー１３の表面に、経年劣化の抑制に有利な、例えばハードコート処理のようなコーティング処理が施されてもよい。透光カバー１３は、防水性を有してもよい。透光カバー１３とヒートシンクベース４との接合部に、防水性を有するシール材または接着剤が備えられてもよい。当該シール材または接着剤は、例えば、軟性樹脂材料、シリコーン系などのシーリング材料、ゴム系材料などで構成されてもよい。
【００４３】
以下の説明では、発光素子２が配置された領域を「光源配置領域」と称する。光源配置領域は、最外周に環状に並ぶ複数の発光素子２により囲まれる領域に相当する。図２及び図５に示すように、本実施の形態では、基板垂直方向から見たときに、光源配置領域は、比較的長い方向と、比較的短い方向とを有する。第一方向は、「比較的長い方向」に相当する。第二方向は、「比較的短い方向」に相当する。第二方向は、第一方向に対して直交する方向である。基板垂直方向から見たときに、第一方向についての光源配置領域の長さは、第二方向についての光源配置領域の長さよりも長い。
【００４４】
図２に示すように、第一方向は、アーム９が備える一対の支持部９ｂを結ぶ方向に対して平行である。また、第一方向は、第一フレーム７及び第二フレーム８を最短距離で結ぶ方向に対して平行である。第二方向は、ヒートシンクベース４の四辺のうち、第一フレーム７及び第二フレーム８が配置された辺に対して平行である。
【００４５】
図３に示すように、熱伝導部材６の長手方向と、第一方向との間の角度は、熱伝導部材６の長手方向と光源配置領域の第二方向との間の角度よりも小さい。ここで、熱伝導部材６の長手方向と、第一方向または第二方向との間の角度とは、熱伝導部材６の幅方向の中心を通る線と、第一方向または第二方向に平行な直線との間の劣角を指すものとする。図示の例では、熱伝導部材６の幅方向の中心を通る線は、直線になる。図示の構成に限らず、熱伝導部材６の幅方向の中心を通る線の少なくとも一部は、曲線になってもよい。熱伝導部材６の幅方向の中心を通る線が曲線である場合には、当該曲線の接線と、第一方向または第二方向に平行な直線との間の劣角を、熱伝導部材６の長手方向と第一方向または第二方向との間の角度とみなせばよい。
【００４６】
図５に示すように、熱伝導部材６がないと仮定すると、光源配置領域の中央部分の高温領域は、第一方向に沿って長く延びる。これに対し、本実施の形態であれば、上記のように構成したことで、以下の効果が得られる。熱伝導部材６は、第二方向よりも第一方向に対して平行に近くなる。このため、熱伝導部材６は、第二方向よりも第一方向に沿って、熱をより効率的に移動させることができる。その結果、光源配置領域の中央部分の高温領域が第一方向に沿って長く延びる現象をより確実に緩和することができ、光源配置領域の中央部分の発光素子２の温度を低下させる上でより有利になる。また、光源配置領域の中央部分の熱を、熱伝導部材６によって、第一フレーム７、第二フレーム８、及びアーム９の方向へ効率良く移動させることができる。その結果、光源配置領域の中央部分の熱を、第一フレーム７、第二フレーム８、及びアーム９から効率良く散逸させることができる。
【００４７】
図３に示すように、本実施の形態では、６個の熱伝導部材６のうち、２個の熱伝導部材６については、熱伝導部材６の長手方向と、第一方向との間の角度は、０度である。すなわち、この２個の熱伝導部材６の長手方向は、第一方向に対して平行である。残りの４個の熱伝導部材６については、熱伝導部材６の長手方向と、第一方向との間の角度は、０度よりも大きく４５度よりも小さい角度である。
【００４８】
ＬＥＤのような半導体光源を用いた照明器具による省エネルギー化が従来より進行している。高天井照明器具についても、光源のＬＥＤ化に伴い、大光束化、高効率化、長寿命化のために、放熱構造の大型化が進んできた。しかしながら、施工性等を考慮すると、照明器具には軽量性が求められる。従来、高天井照明器具の部品は、主に、アルミニウム合金、鋼材などの金属材料で構成されている。特に、ヒートシンクは、軽量性、剛性等が必要であるため、アルミニウム合金で形成される場合が多い。照明器具の質量の大半を占めるヒートシンクの軽量化が求められる状況にある。
【００４９】
高天井照明器具には、ヒートシンク以外にも金属材料が使用されている。ヒートシンクにも、金属材料で作られた部分に対して、光源で発生した熱を逃がすことができれば、ヒートシンクだけで放熱を行うよりも、効率的に光源温度の低温化を行うことができる。このような観点において、本実施の形態であれば、第一フレーム７、第二フレーム８、及びアーム９に対して、発光素子２の熱を効率良く逃がすことができるので、発光素子２の低温化に有利になる。その結果、照明装置１Ａの大光束化、高効率化、長寿命化を達成する上で有利になる。
【００５０】
第一フレーム７と一体の部品である３個の熱伝導部材６のうち、１個の熱伝導部材６は、第一フレーム７の長手方向の一端に近い位置で第一フレーム７につながっており、別の１個の熱伝導部材６は、第一フレーム７の長手方向の他端に近い位置で第一フレーム７につながっており、もう１個の熱伝導部材６は、第一フレーム７の長手方向の中央に近い位置で第一フレーム７につながっている。このような構成により、本実施の形態であれば、ヒートシンクベース４の中央領域の熱、すなわち光源配置領域の中央部分の熱を、第一フレーム７の全体に、均等に近く伝えることができる。このため、第一フレーム７の全体をより効率良く用いて、熱を散逸させることができる。
【００５１】
第二フレーム８と一体の部品である３個の熱伝導部材６のうち、１個の熱伝導部材６は、第二フレーム８の長手方向の一端に近い位置で第二フレーム８につながっており、別の１個の熱伝導部材６は、第二フレーム８の長手方向の他端に近い位置で第二フレーム８につながっており、もう１個の熱伝導部材６は、第二フレーム８の長手方向の中央に近い位置で第二フレーム８につながっている。このような構成により、本実施の形態であれば、ヒートシンクベース４の中央領域の熱、すなわち光源配置領域の中央部分の熱を、第二フレーム８の全体に、均等に近く伝えることができる。このため、第二フレーム８の全体をより効率良く用いて、熱を散逸させることができる。
【００５２】
図１に示すように、本実施の形態の照明装置１Ａは、電源装置１５を備える。電源装置１５は、実質的に直方体の外形を有する筐体と、当該筐体の内部に配置された回路基板などを備える。電源装置１５の筐体は、アーム９の一対の支持部９ｂに対して固定されている。電源装置１５の筐体の長手方向の一端面が一方の支持部９ｂに固定され、当該長手方向の他端面が他方の支持部９ｂに固定されている。電源装置１５は、放熱フィン５と、アーム９の基部９ａとの間に位置する。放熱フィン５と、電源装置１５との間には、空気が通過可能な空間がある。電源装置１５は、発光素子２を点灯させる直流電力を生成する点灯回路を備える。電源装置１５の点灯回路は、例えば商用電源から供給される交流電力から直流電力を生成する電源回路を含む。給電線１７は、光源基板３の中央部分と、電源装置１５との間を接続している。給電線１７を介して、電源装置１５から光源基板３へ電力が供給されることで、発光素子２が点灯する。図４では、基部９ａ及び電源装置１５の図示を省略している。すなわち、図４は、放熱フィン５と電源装置１５との間の位置で支持部９ｂを切断した断面図に相当している。
【００５３】
照明装置１Ａは、上記のような電源装置１５を備えないものでもよい。すなわち、照明装置１Ａは、照明装置１Ａの外部に配置された電源装置から直流電力の供給を受けることによって発光素子２を点灯させるものでもよい。
【００５４】
図６は、実施の形態１による照明装置１Ａの平面図である。図６は、１／２領域Ｈ及び３／４領域ＴＱが記入されていること以外は図３と同様の図である。１／２領域Ｈは、基板垂直方向から見たときのヒートシンクベース４の外形を、その中心位置を保ったまま相似比１／２に縮小した仮想の図形で囲まれる領域に相当する。３／４領域ＴＱは、ヒートシンクベース４の外形を、その中心位置を保ったまま相似比３／４に縮小した仮想の図形で囲まれる領域に相当する。図６に示すように、本実施の形態における熱伝導部材６は、１／２領域Ｈの内側から３／４領域ＴＱの外側へ延びている。１／２領域Ｈの内側は、ヒートシンクベース４の中央領域に相当すると考えることができる。３／４領域ＴＱの外側は、ヒートシンクベース４の周縁に近い領域に相当すると考えることができる。本実施の形態であれば、１／２領域Ｈの内側から３／４領域ＴＱの外側へ延びている熱伝導部材６を備えたことで、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を熱伝導部材６により外側に向かってさらに効率良く移動させることができるので、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００５５】
本実施の形態では、複数の熱伝導部材６のすべてが１／２領域Ｈの内側から３／４領域ＴＱの外側まで延びている。このような構成に限らず、複数の熱伝導部材６のうちの少なくとも一つが１／２領域Ｈの内側から３／４領域ＴＱの外側まで延びていれば、上記効果に類似した効果が得られる。
【００５６】
本実施の形態では、複数の熱伝導部材６のすべてが第一フレーム７または第二フレーム８につながっている。このような構成に限らず、熱伝導部材６は、第一フレーム７及び第二フレーム８のいずれにもつながっていなくてもよい。熱伝導部材６が第一フレーム７及び第二フレーム８のいずれにもつながっていない場合、あるいは照明装置１Ａが第一フレーム７及び第二フレーム８を備えない場合であっても、ヒートシンクベース４の中央領域の熱は、熱伝導部材６を伝って、比較的低温となるヒートシンクベース４の周縁に近い領域へと移動する。このため、ヒートシンクベース４の中央領域の温度を低下させることができるので、上述した実施の形態１に類似した効果が得られる。
【００５７】
第一フレーム７及び第二フレーム８に溝を形成し、当該溝に対して光源基板３及びヒートシンクベース４の少なくとも一方を嵌合させてもよい。そのようにした場合には、光源基板３あるいはヒートシンクベース４と、第一フレーム７及び第二フレーム８とが、より強固に接触するため、発光素子２からの熱をさらに効率良く第一フレーム７及び第二フレーム８へ逃がすことができる。
【００５８】
実施の形態２．
次に、図７を参照して、実施の形態２について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図７は、実施の形態２による照明装置が備える第一フレーム７の一部と熱伝導部材６とを示す断面斜視図である。実施の形態２による照明装置は、熱伝導部材６に沿って配置されたヒートパイプ１６を備えること以外は、実施の形態１と同様である。ヒートパイプ１６は、熱伝導部材６の長手方向に沿って配置されている。
【００５９】
本実施の形態であれば、熱伝導部材６だけでなく、ヒートパイプ１６によっても、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を外側に向かって効率良く移動させることができる。このため、ヒートシンクベース４の中央領域に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００６０】
第一フレーム７は、ヒートシンクベース４に対して平行になる底壁部７ａと、底壁部７ａに対して垂直な方向に突出する側壁部７ｂとを有する。ヒートパイプ１６は、底壁部７ａ及び側壁部７ｂに接している。このような構成によれば、ヒートシンクベース４の中央領域の熱を第一フレーム７に対してより効率良く伝えることができる。図示を省略するが、第二フレーム８と一体の部品で構成された熱伝導部材６に対しても、同様のヒートパイプ１６を設けてもよい。また、ヒートパイプ１６に代えて、例えば熱伝導シート等を設けることによっても、本実施の形態の効果に類似した効果が得られる。
【００６１】
実施の形態３．
次に、図８を参照して、実施の形態３について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図８は、実施の形態３による照明装置１Ｂの底面図である。
【００６２】
図８に示すように、実施の形態３による照明装置１Ｂは、実施の形態１における熱伝導部材６に代えて、熱伝導部材１８を備える。熱伝導部材１８は、光源基板３に対して、直接に、または熱伝導性材料を介して、接している。光源基板３の一部は、ヒートシンクベース４と熱伝導部材１８との間に挟まれている。すなわち、熱伝導部材１８は、光源基板３の二つの面のうち、発光素子２が配置されている方の面に接している。光源基板３と熱伝導部材１８との接触面において、光源基板３の熱が熱伝導部材１８へ伝わる。光源基板３が備える複数の発光素子２は、熱伝導部材１８の位置を避けて配置されている。
【００６３】
基板垂直方向から見たときに、熱伝導部材１８は、ヒートシンクベース４の中央領域から外側に向かって延びている。高温になりやすい光源配置領域の中央部分の熱は、熱伝導部材１８を伝って、比較的低温となる光源配置領域の周縁に近い領域へと移動する。このため、光源配置領域の中央部分に配置された発光素子２の温度を低下させることができる。その結果、当該発光素子２の効率を向上することができるとともに、当該発光素子２の寿命を長くすることができる。
【００６４】
本実施の形態における照明装置１Ｂは、２個の熱伝導部材１８を備える。２個の熱伝導部材１８のうち、一方の熱伝導部材１８が第一フレーム７と一体の部品であり、他方の熱伝導部材１８が第二フレーム８と一体の部品である。各々の熱伝導部材１８は、第一フレーム７または第二フレーム８から光源配置領域の中央部分へ向かって突出している。熱伝導部材１８の長手方向は、第一方向に対して平行である。
【００６５】
本実施の形態であれば、熱伝導部材１８が第一フレーム７または第二フレーム８と一体の部品であることで、以下の効果が得られる。光源配置領域の中央部分の熱は、熱伝導部材１８を伝って、効率良く第一フレーム７または第二フレーム８へ到達する。第一フレーム７または第二フレーム８に到達した熱は、第一フレーム７または第二フレーム８の表面から空気などへ散逸する。このようにして、光源配置領域の中央部分の熱を、第一フレーム７または第二フレーム８の表面からも効率良く散逸させることができるので、光源配置領域の中央部分に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。
【００６６】
以上説明したように、本実施の形態における熱伝導部材１８は、ヒートシンクベース４ではなく光源基板３に対して接している。本実施の形態によれば、実施の形態１と類似の効果が得られる。本実施の形態の照明装置１Ｂは、実施の形態１のようなレンズアレイ１２及び透光カバー１３を備えていてもよいが、図８では図示を省略する。
【００６７】
実施の形態４．
次に、図９を参照して、実施の形態４について説明するが、前述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分については説明を簡略化または省略する。図９は、実施の形態４による照明装置１Ｃの底面図である。本実施の形態の照明装置１Ｃは、実施の形態１のようなレンズアレイ１２及び透光カバー１３を備えていてもよいが、図９では図示を省略する。
【００６８】
図９に示すように、実施の形態４による照明装置１Ｃは、実施の形態１における熱伝導部材６に代えて、熱伝導部材１９を備える。熱伝導部材１９は、ヒートシンクベース４の底面に対して、直接に、または熱伝導性材料を介して、接している。すなわち、熱伝導部材１９は、ヒートシンクベース４の二つの面のうち、放熱フィン５が配置されていない方の面に接している。
【００６９】
実施の形態４による照明装置１Ｃは、実施の形態１における光源基板３に代えて、２個の光源基板２０，２１を備える。光源基板２０，２１は、実施の形態１における光源基板３が二つに分割されたものに相当すると考えることができる。光源基板２０，２１の各々に、複数の発光素子２が実装されている。基板垂直方向から見たときに、光源基板２０，２１の各々は、第一方向に平行な方向を長手方向とする長方形の外形を有する。
【００７０】
基板垂直方向から見たときに、熱伝導部材１９は、ヒートシンクベース４の中央領域から外側に向かって延びている。本実施の形態における照明装置１Ｃは、１個の熱伝導部材１９を備える。熱伝導部材１９は、ヒートシンクベース４の中央領域、すなわち光源配置領域の中央部分を横断するように配置されている。熱伝導部材１９は、ヒートシンクベース４の中心すなわち光源配置領域の中心を通るように配置されている。
【００７１】
基板垂直方向から見たときに、光源基板２０と光源基板２１との間には、第一方向に沿って延びる細長い隙間がある。熱伝導部材１９は、光源基板２０と光源基板２１との間の隙間に配置されている。
【００７２】
本実施の形態であれば、高温になりやすい光源配置領域の中央部分の熱は、熱伝導部材１９を伝って、比較的低温となる光源配置領域の周縁に近い領域へと移動する。このため、光源配置領域の中央部分に配置された発光素子２の温度を低下させることができる。その結果、当該発光素子２の効率を向上することができるとともに、当該発光素子２の寿命を長くすることができる。
【００７３】
熱伝導部材１９の一端は、第一フレーム７と一体につながっている。熱伝導部材１９の他端は、第二フレーム８と一体につながっている。すなわち、熱伝導部材１９と、第一フレーム７と、第二フレーム８とは、一体となった一つの部品により形成されている。
【００７４】
本実施の形態であれば、熱伝導部材１９が第一フレーム７及び第二フレーム８と一体の部品であることで、以下の効果が得られる。光源配置領域の中央部分の熱は、熱伝導部材１９を伝って、効率良く第一フレーム７及び第二フレーム８へ到達する。第一フレーム７及び第二フレーム８に到達した熱は、第一フレーム７及び第二フレーム８の表面から空気などへ散逸する。このようにして、光源配置領域の中央部分の熱を、第一フレーム７及び第二フレーム８の表面からも効率良く散逸させることができるので、光源配置領域の中央部分に配置された発光素子２の温度を低下させる上でさらに有利になる。本実施の形態によれば、実施の形態１と類似の効果が得られる。
【００７５】
また、第一フレーム７及び第二フレーム８が熱伝導部材１９を介してつながっていることにより、照明装置１Ｃの剛性を高くする上で有利になる。その結果、照明装置１Ｃは、振動、外力による変形などに対して、より強い構造を有することができる。
【００７６】
第一フレーム７を基準にすると、熱伝導部材１９は、第一フレーム７から光源配置領域の中央部分へ向かって突出している。第二フレーム８を基準にすると、熱伝導部材１９は、第二フレーム８から光源配置領域の中央部分へ向かって突出している。熱伝導部材１９の長手方向は、第一方向に対して平行である。
【００７７】
以上、実施の形態について説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、天井に設置されて床を照らす照明装置に限らず、例えば投光器などの各種の照明装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  照明装置、  ２  発光素子、  ３  光源基板、  ４  ヒートシンクベース、  ５  放熱フィン、  ６  熱伝導部材、  ７  第一フレーム、  ７ａ  底壁部、  ７ｂ  側壁部、  ８  第二フレーム、  ９  アーム、  ９ａ  基部、  ９ｂ  支持部、  ９ｃ  長孔、  １０，１１  ボルト、  １２  レンズアレイ、  １３  透光カバー、  １４  ネジ、  １５  電源装置、  １６  ヒートパイプ、  １７  給電線、  １８  熱伝導部材、  １９  熱伝導部材、  ２０，２１  光源基板
【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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