(57)【要約】【課題】実装基板（８）に対する複数個のＬＥＤチップ（１０）等の所要素子の実装乃至配置に悪影響を及ぼすことなく、実装基板（８）における複数個のＬＥＤチップ（１０）が配設された面の近傍において空気が滞留する場合でも、実装基板（８）に配設された複数個のＬＥＤチップ（１０）が適切に冷却され、過剰に加熱されてしまうことが回避される照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は支持基盤（２）、ＬＥＤモジョール（４）及び放熱手段（６）を備えている。ＬＥＤモジュール（４）は片面を支持基盤（２）の片面に対向せしめて支持基盤（２）上に配設された実装基板（８）と実装基板（８）の他面上に配設された複数個のＬＥＤチップ（１０）とを含んでいる。放熱手段（６）は熱吸収端部が実装基板（８）における複数個のＬＥＤチップ（１０）が配設されている面に沿って延在し且つこの面に密接された表側ヒートパイプ（３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ）を含んでいる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基盤、ＬＥＤモジュール及び放熱手段を備え、該ＬＥＤモジュールは片面を該支持基盤の片面に対向せしめて該支持基盤上に配設された実装基板と該実装基板の他面上に配設された複数個のＬＥＤチップとを含む照明装置において、
該放熱手段は、熱吸収端部が該実装基板の該他面に沿って延在し且つ該他面に密接された表側ヒートパイプを含む、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
該表側ヒートパイプの該実装基板の該他面に密接される面は平坦化されている、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
該放熱手段は、該表側ヒートパイプの熱放出端部が接続された放熱部材を含む、請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
該放熱手段は、熱吸収端部が、夫々、該実装基板の該他面における片側縁片側部、片側縁他側部、他側縁片側部及び他側縁他側部の各々に沿って延在する４個の表側ヒートパイプを含む、請求項１〜３までのいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
該放熱手段は、該４個の表側ヒートパイプの各々の熱放出端部が夫々接続された４個の放熱部材を含む、請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
該放熱部材の各々は該支持基盤の他面側に配置され、且つ円形状である該支持基盤の外周縁を超えて半径方向外方に延出している、請求項５記載の照明装置。
【請求項７】
該放熱手段は、熱吸収端部が該支持基盤の該他面に沿って延在し且つ該他面に密接された、複数個の裏側ヒートパイプと、該裏側ヒートパイプの熱放出端部が接続された放熱部材を含む、請求項１から６までのいず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、照明装置、更に詳しくは支持基盤、ＬＥＤモジュール及び放熱手段を備え、ＬＥＤモジュールは片面を支持基盤の片面に対向せしめて支持基盤上に配設された実装基板とこの実装基板の他面上に配設された複数個のＬＥＤチップとを含む照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、実装基板上に複数個のＬＥＤチップを実装した照明装置が開示されている。かような照明装置においては、ＬＥＤの発光に応じて温度が上昇するとＬＥＤの発光効率が低下し、そしてまた温度上昇によってＬＥＤが劣化されてしまう虞がある故に、ＬＥＤの発光に起因して生成される熱を効率よく放散させることが重要である。そこで、下記特許文献１に開示されている照明装置においては、実装基板自体にその延在方向に延びる複数個の穴を並列に配設し、複数個の熱媒体含有型のヒートパイプの熱吸収端部を上記穴内に挿通すると共に熱放出端部を並列配置した複数個の板状放熱部材に接続して放熱手段を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−２０１３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、上記特許文献１に開示されている照明装置においては、ＬＥＤの発光によって生成される熱を実装基板に挿通せしめたヒートパイプを使用して複数個の放熱板に伝達され、従って比較的効率よく放熱することができる。しかしながら、本発明者等の経験によれば、上記特許文献１に開示されている照明装置も、未だ充分に満足し得るものではなく、次のとおりの解決すべき問題を有する。即ち、通常、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面はフードで囲繞され、フードの開口端縁にはカバーが装着される。従って、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面の近傍では、効果的な空気流が存在せず、加熱された空気が滞留してしまう。フードに適宜の通風口を形成して空気流を生成せんとしても、特に工場等の室内で照明装置を使用する場合には、実装基板における複数個のＬＥＤチップを配設して面が下方に向けられる故に、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面の近傍においては効果的な空気流が生成されず、加熱された空気が滞留してしまう。そして、加熱された空気の滞留に起因してＬＥＤチップの温度が局部的に上昇してしまう傾向がある。加えて、実装基板に対する複数個のＬＥＤチップ等の所要素子の実装乃至配設に悪影響を及ぼすことなく、実装基板にその延在方向に延びる複数個の穴を形成することは不可能ではないにしても実際上著しく困難である。
【０００５】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、実装基板に対する複数個のＬＥＤチップ等の所要素子の実装乃至配置に悪影響を及ぼすことなく、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設された面の近傍において空気が滞留する場合でも、実装基板に配設された複数個のＬＥＤチップが適切に冷却され、過剰に加熱されてしまうことが回避される、新規且つ改良された照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、鋭意検討の結果、放熱手段として、熱吸収端部が実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面に沿って延在し且つこの面に密接された表側ヒートパイプを使用することによって、上記主たる技術的課題を解決することができることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成することができる照明装置として、支持基盤、ＬＥＤモジョール及び放熱手段を備え、該ＬＥＤモジュールは片面を該支持基盤の片面に対向せしめて該支持基盤上に配設された実装基板と該実装基板の他面上に配設された複数個のＬＥＤチップとを含む照明装置において、
該放熱手段は、熱吸収端部が該実装基板の該他面に沿って延在し且つ該他面に密接された表側ヒートパイプを含む、
ことを特徴とする照明装置が提供される。
【０００８】
該表側ヒートパイプの該実装基板の該他面に密接される面は平坦化されているのが好ましい。該放熱手段は、該表側ヒートパイプの熱放出端部が接続された放熱部材を含むのが好都合である。該放熱手段は、熱吸収端部が、夫々、該実装基板の該他面における片側縁片側部、片側縁他側部、他側縁片側部及び他側縁他側部の各々に沿って延在する４個の表側ヒートパイプを含むのが好ましく、更に該４個の表側ヒートパイプの各々の熱放出端部が夫々接続された４個の放熱部材を含むのが好ましい。該放熱部材の各々は該支持基盤の他面側に配置され、且つ円形状である該支持基盤の外周縁を超えて半径方向外方に延出しているのが好適である。該放熱手段は、熱吸収端部が該支持基盤の該他面に沿って延在し且つ該他面に密接された裏側ヒートパイプと、該裏側ヒートパイプの熱放出端部が接続された放熱部材を含むのが好都合である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の照明装置においては、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面（即ち他面）に沿って延在し且つ密接された熱吸収端部を有する表側ヒートパイプを含む放熱手段が装備されており、かかる表側ヒートパイプによって実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面（即ち他面）から熱が効果的に吸収され、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設された面（即ち他面）の近傍において空気が滞留する場合でも、実装基板に配設された複数個のＬＥＤチップが適切に冷却され、過剰に加熱されてしまうことが回避される。表側ヒートパイプの熱吸収端部は、実装基板における複数個のＬＥＤチップが配設されている面（即ち片面）の開放された、即ちＬＥＤチップ等の必要素子が配設されていない、周縁領域に対応して配置することができ、かような表側ヒートパイプの配置によって、実装基板に対する複数個のＬＥＤチップ等の所要素子の実装乃至配設に悪影響が及ぼされることは皆無である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従って構成された照明装置の、一部を省略した断面図。
【図２】図１に示す照明装置の正面図。
【図３】図１に示す照明装置の側面図。
【図４】図１に示す照明装置の底面図。
【図５】図１に示す照明装置における支持基盤及びＬＥＤモジュールを示す平面図。
【図６】図１に示す照明装置における、実装基板に対する表側ヒートパイプの熱吸収端部の接続様式を示す部分断面図。
【図７】図１に示す照明装置における、放熱部材に対する表側ヒートパイプの熱放出端部の接続様式を示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に従って構成された照明装置の好適実施形態を図示している添付図面を参照して、更に詳述する。
【００１２】
図１を参照して説明すると、本発明に従って構成された照明装置は、支持基盤２、全体を番号４で示すＬＥＤモジュール及び全体を番号６で示す放熱手段を備えている。
【００１３】
図示の照明装置における支持基盤２は円盤形状であり、アルミニウムの如き適宜の金属から形成することができる。ＬＥＤモジュール４は支持基盤２の片面（図１において上面）の中央部に配設されている。このＬＥＤモジュール４は、その片面（図１において下面）を支持基盤２の上記片面に対向せしめて支持基盤２上に配設された実装基板８を含んでいる。銅板から形成されているのが好適である実装基板８は、長方形或いは正方形等の適宜の形状でよいが、図示の実施形態においては、図５を参照することによって明確に理解される如く長方形の４角部の二等辺三角形状部削除した形態である。かような実装基板８は適宜の締結具（図示していない）によって支持基盤２の片面上に固着されている。支持基盤２と実装基板８との間には、熱伝導性に優れたシリコングリースの如き物質が介在されているのが好都合である。実装基板８の他面（図１において上面）上には、ダイボンディング材を介して多数（図示の場合は９０個）のＬＥＤチップ１０が行列配置されている。図示の実施形態においてはＬＥＤチップ１０の各々はベアチップである。実装基板８の上記他面における両側縁部の各々には、回路基板１２が配設されている。行列配置されている多数のＬＥＤチップ１０は長方形状である封止枠１４（図５も参照されたい）によって囲繞されており、かかる封止枠１４内には蛍光体が調合された封止材１６が充填され、多数のＬＥＤチップ１０は封止材１６によって覆われている。図１に簡略に図示するとおり、回路基板１２及びＬＥＤチップ１０は導電ワイヤ１８によって所要とおりに結線されている。また、回路基板１２には電源に接続される送電線（図示していない）が付設されている。
【００１４】
図１と共に図２乃至図４を参照して説明を続けると、上記支持基盤２の上記片面の周縁部には反射フード２０が固定されている。アルミニウムから形成することができる反射フード２０は全体として円錐台筒形状であり、その基端（図１において下端）には半径方向内方に突出する円環状フランジ２２が形成されており、かかるフランジ２２を適宜の締結具（図示していない）によって支持基盤２の上記片面に固定することによって支持基盤２に反射フード２０が固定されている。反射フード２０の自由端には半径方向外方に突出する円環状フランジ２４が形成されており、かかるフランジ２４には円形状のカバー２６の外周縁部が適宜の締結具（図示していない）によって固定されている。カバー２６は透明性に優れたポリカーボネート又はアクリルの如き適宜の合成樹脂から形成することができる。更に、図１に二点鎖線で示す如く、上記ＬＥＤモジュール４とカバー２６との間には、適宜の支持手段（図示していない）を介してレンズ２８が配設されている。
【００１５】
而して、図示の照明装置における上述したとおりの構成は、本発明に従って構成された照明装置の新規な特徴を構成するものではなく、当業者には周知のものでよい。従って、上述したとおりの構成の詳細については、本明細書においては説明を省略する。
【００１６】
次に、上記放熱手段６について説明する。図１と共に図２及び図３を参照することによって理解される如く、図示の実施形態における放熱手段６は、複数個（図示の場合は８個）のヒートパイプ（裏側ヒートパイプ）２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄを含んでいる。これらのヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄは、例えば両端部が閉じられた銅製パイプ内に揮発性液体を封入したそれ自体は周知の形態のものでよい。ヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄの熱吸収端部（潜熱九州端部）は、支持基盤２の他面（図１において下面）に沿って延在し且つこの他面に密接されている。更に詳述すると、図１に図示する如く、支持基盤２の他面（図１において下面）には、図１において左右方向、図４において上下方向に所定間隔をおいて平行に、図１において紙面に垂直な方向、図４において左右方向に延びる４個の溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄが形成されている。これらの溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄは横断面形状が半円形であるのが好都合である。溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄにおける図４において左側半部内には、ヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄの熱吸収端部が収容され、圧入或いは適宜の締結具（図示していない）によって固定されている。同様に、溝３２ａ、３２ｂ、３２ｃ及び３２ｄにおける図４において右側半部内には、ヒートパイプ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄの熱吸収端部が収容され、圧入或いは適宜の締結具（図示していない）によって固定されている。ヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄの主部は図１において下方に延びる。図１を参照することによって理解されるとおり、ヒートパイプ２８ａ及び２８ｄ並びに３０ａ、及び３０ｄの主部は比較的短く、ヒートパイプ２０ｂ及び２８ｃ並びに３０ｂ及び３ｃの主部は比較的長い。そして、ヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄの熱放出端部（潜熱放出端部）は夫々の熱吸収端部と平行に（即ち図１において紙面に垂直な方向、図４において左右方向に延びている。そして、これらの熱吸収端部には、図１において紙面に垂直な方向、図４において左右方向に間隔をおいて並列配置された複数個の板状放熱部材３４が接続されている。放熱部材３４はアルミニウムの如き適宜の金属から形成することができる。ヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄの熱放出端部に対する放熱部材３４の接続は、放熱部材３４に形成されている孔に熱放出端部を圧入することによって好都合に達成することができる。複数個の板状放熱部材３４は、ヒートパイプ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄの熱放出端部に接続されることによって所要位置に保持される。
【００１７】
本発明に従って構成された照明装置における放熱手段６は、熱吸収端部（潜熱吸収端部）が上記実装基板８の上記他面（図１において上面）に沿って延在し且つ上記他面に密接されているヒートパイプ（表側ヒートパイプ）を含んでいることが重要である。図５と共に図２乃至図４を参照して説明を続けると、図示の実施形態においては４個のヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄが配設されている。これらのヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄは、例えば両端部が閉じられた銅製パイプ内に揮発性液体を封入したそれ自体は周知の形態のものでよい。ヒートパイプ３４ａの熱吸収端部（潜熱吸収端部）は、実装基板８の片側縁片側部（図５において下側縁左側部）に沿って延び且つ実装基板８の片面（図１において上面）に密接されている。ヒートパイプ３４ｂの熱吸収端部は、実装基板８の片側縁他側部（図５において下側縁右側部）に沿って延び且つ実装基板８の片面（図１において上面）に密接されている。ヒートパイプ３４ｃの熱吸収端部は、実装基板８の他側縁片側部（図５において上側縁左側部）に沿って延び且つ実装基板８の片面（図１において上面）に密接されている。ヒートパイプ３４ｄの熱吸収端部は、実装基板８の他側縁他側部（図５において上側縁右側部）に沿って延び且つ実装基板８の片面（図１において上面）に密接されている。図６に図示する如く、ヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄの熱吸収端部の、実装基板８に密接される面（図６において下面）は、実装基板８の片面との接触面積を増大せしめるために平坦化されているのが好都合である。ヒートパイプ３４ａ及び３４ｂの熱吸収端部は、これらの露呈面を覆う取付片３６によって覆われ、取付片３６を適宜の締結具（図示していない）によって実装基板８に固定することによって実装基板８に固定される。同様に、ヒートパイプ３４ｃ及び３４ｄの熱吸収端部は、これらの露呈面を覆う取付片３８によって覆われ、取付片３８を適宜の締結具（図示していない）によって実装基板８に固定することによって実装基板８に固定される。取付片３６及び３８はアルミニウムの如き適宜の金属から形成することができる。ヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄの各々は実装基板８を超えて延出し、更に反射フード２０の形成されている孔４０ａ、４０ｂ、４０ｃ及び４０ｄを通って反射フード２０外に延出し、次いで図２及び図３において下方、図５において紙面に垂直な方向に延びている。
【００１８】
一方、図２乃至図４を参照することによって明確に理解される如く、支持基盤２の上記他面（図１、図及び図３において下面）には、全体としてコの字形状である装着部材４２が固定されている。更に詳細すると、装着部材４２は底壁４４とこの底壁４４から支持基盤２に向かって延在する２個の側壁４６を有し、側壁４６の先端には外方に突出するフランジ４７（図４を参照されたい）が形成されている。そして、フランジ４７を適宜の締結具（図示していない）によって支持基盤２の他面に固定することによって、装着部材４２が支持基盤２に固定されている。装着部材４２には、図２及び図３において上下方向に間隔をおいて、２個の連結部材４８が適宜の締結具（図示していない）によって固定されている。図４を参照ずることによって理解されるとおり、連結部材４８の各々は変則十二角形の環状である。装着部材４２及び連結部材４８はアルミニウムの如き適宜の金属から形成することができる。連結部材４８の外面には等角度間隔をおいて４個の放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄが適宜の締結具（図示していない）によって固定されている。アルミニウムの如き適宜の金属から形成することができる放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄの各々は、図２乃至図４と共に図７を参照することによって明確に理解されるとおり、図２及び図３において上下方向に図４において紙面に垂直な方向に延びる板状基部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄと、かかる板状基部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄから相互に平行に突出する複数個（図示の場合は８個）の板状フィン５４ａ、５４ｂ、５４ｃ及び５４ｄとを有する。板状基部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄの各々の幅方向両側には連結部材４８に向かって突出する連結突起（図示していない）が形成されており、かかる連結突起を適宜の締結具によって連結部材４８に固定することによって放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄが連結部材４８に固定され、従って板状基部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄの裏面と連結部材４８の表面との間には幾分かの間隙が存在する。図７に図示するとおり、放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄの裏面（板状フィン５４ａ、５４ｂ、５４ｃ及び５４ｄが形成されている面の反対側の面）の少なくとも上半部には、図２及び図３において上下方向に延びる溝５６が形成されている。溝５６の横断面形状は、上記ヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄの外径に対応した直径を有する略半円形状である。上記ヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄの熱放出端部（潜熱放出端部）は、夫々、放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄの板状基部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄに形成されている溝５６に挿入され、かくして板状基部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ及び５２ｄに密接させて放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄに接続されている。放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄの各々は、少なくとも部分的に円形状である支持基盤２を超えて半径方向外方に延出し、放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄの少なくとも一部を通って流動する空気流が上記支持基盤２によって阻害されることがないのが好適である。図示の実施形態においては、図２乃至図４を参照することによって理解されるとおり、放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄの板状フィン５４ａ、５４ｂ、５４ｃ及び５４ｄの実質上全体が支持基盤２よりも半径方向外側に位置せしめられている。
【００１９】
上述したとおりの照明装置においては、ＬＥＤチップ１０の発光によって生成される熱は、実装基板８から支持基盤２に伝導され、次いでヒートパイプ（裏側ヒートパイプ）２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及び２８ｄ並びに３０ａ、３０ｂ、３０ｃ及び３０ｄを介して放熱部材３４に伝導されて放熱される。これに加えて、実装基板８の他面（表面）からヒートパイプ（表側ヒートパイプ）３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄを介して放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄに伝導されて放熱される。実装基板８における複数個のＬＥＤチップ１０が配設されている面（即ち他面）から熱がヒートパイプ３４ａ、３４ｂ、３４ｃ及び３４ｄを介して放熱部材５０ａ、５０ｂ、５０ｃ及び５０ｄに伝導されて効果的に放熱され、それ故に実装基板８における複数個のＬＥＤチップ１０が配設された面（即ち他面）の近傍において空気が滞留する場合でも、実装基板８に配設された複数個のＬＥＤチップ１０が適切に冷却され、過剰に加熱されてしまうことが回避される。
【符号の説明】
【００２０】
２：支持基盤
４：ＬＥＤモジュール
６：放熱手段
８：実装基板
１０：ＬＥＤチップ
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ：ヒートパイプ（裏側ヒートパイプ）
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ：ヒートパイプ（裏側ヒートパイプ）
３４：放熱部材
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ：ヒートパイプ（表側ヒートパイプ）
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ：放熱部材
【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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