(57)【要約】      （修正有）【課題】発光素子の発光効率を向上させ得る照明装置を提供する。【解決手段】発光素子を基板に搭載してなる発光モジュールを設置する底部、及び底部から立設するとともに、前端側が開口端として設けられた側面壁部２６を有する有底筒状または椀状の放熱器２と、側面壁部の前端側から後端側に貫通するように設けられ、対流空気を流通させる複数の通気孔２３と、を備え、側面壁部には、対流空気の流路断面積が互いに略等しい複数の通気孔が、発光素子が発する光の光軸を中心として環状に配置されることで通気孔群を形成し、通気孔群は、光軸を中心として径方向に多重配置されている、照明装置１で構成する。【選択図】図１
2015050015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を基板に搭載してなる発光モジュールを設置する底部、及び前記底部から立設するとともに、前端側が開口端として設けられた側面壁部を有する有底筒状または椀状の放熱器と、
前記側面壁部の前端側から後端側に貫通するように設けられ、対流空気を流通させる複数の通気孔と、を備え、
前記側面壁部には、対流空気の流路断面積が互いに略等しい複数の通気孔が、前記発光素子が発する光の光軸を中心として環状に配置されることで通気孔群を形成し、
前記通気孔群は、前記光軸を中心として径方向に多重配置されている、
照明装置。
【請求項２】
前記通気孔の横断面の最大内径が、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である、
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光軸に垂直な平面に対する前記照明装置の正射影のうち、前記側面壁部に相当する面積に対する前記通気孔の開口部分に相当する面積の合計の比である開口率が、０．４０以上である、
請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記通気孔の横断面の形状が六角形である、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記通気孔の貫通方向が、前記光軸の方向と平行である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記側面壁部の後端位置の直径に対する開口端位置における直径の比が、１．５以上、４．０以下である、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記放熱器に放射率向上処理が施されている、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記側面壁部の内壁面は、前記発光素子が発する光を反射するリフレクターとして形成されている、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記底部の発光素子を設置する面とは反対側に回路ハウジングが設けられており、
前記回路ハウジングに、前記発光素子と電気的に接続される電源回路が収容されている、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記発光素子を覆うように設けられたレンズを備える、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記発光素子が、ワンコア型ＬＥＤである、
請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記放熱器の材質は、高熱伝導性材料である、
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
発光素子を基板に搭載してなる発光モジュールを設置する底部と、
前記底部から立設するとともに、前端側が開口端として設けられた側面壁部と、
前記側面壁部の前端側から後端側に貫通するように設けられ、対流空気を流通させる複数の通気孔と、を備え、
前記側面壁部には、対流空気の流路断面積が互いに略等しい複数の通気孔が、前記発光素子が発する光の光軸を中心として環状に配置されることで通気孔群を形成し、
前記通気孔群は、前記光軸を中心として径方向に多重配置されている、
有底筒状または椀状の放熱器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、放熱器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハロゲン電球等の一般的な灯具に代わり、高効率でかつ長寿命であるＬｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）を用いた照明装置が種々開発されている。このような照明装置として、例えばＬＥＤのパッケージを基板に実装したＬＥＤモジュールを金属製のヒートシンクに取り付け、このヒートシンクにケース（筐体）を介して口金が取り付けられたものが広く実用化されている。
【０００３】
ＬＥＤから発生する熱によってＬＥＤが高温となると、ＬＥＤの発光効率が低下し、その結果、照明装置の光出力が低下するという問題やＬＥＤの寿命が短くなるといった問題がある。また、照明装置を構成するレンズは樹脂製である場合が多く、レンズがＬＥＤの発熱によって損傷を受ける虞もある。そのため、この種の照明装置では、ＬＥＤからの発熱を効率よく放熱させることが要求される。
【０００４】
そのため、ＬＥＤを冷却させるヒートシンクが検討されている。例えば、多数のフィンを設ける事で冷却効率を高めるヒートシンクが提案されている（例えば、特許文献１、２）。また、漏れ光を積極的に活用するため、外部に光を漏らす窓部を設けたヒートシンクも提案されている（例えば、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１４６９３７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６９２７４号公報
【特許文献３】特開２０１１−２２８２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ハロゲン電球等といった一般的な灯具は、その最大外径寸法や全長寸法等を規定した標準規格（例えば、Ｃ７５２７−ＪＩＳ−６３２０−２）が制定されている。従って、ハロゲン電球をＬＥＤの照明装置によって置き換える場合、照明装置の最大外径寸法や全長寸法等を既存の標準規格に適合させる必要があり、大きな放熱器を設けることが難しいのが実情である。
【０００７】
そこで、効率的にＬＥＤから発生する熱を放熱するため、例えば、フィンを設けた放熱器が提案されている。フィンを設ける事で、放熱器の表面積が増大する。放熱器の表面積が増大することにより、放熱器と空気との接触面積が増大する。その結果、放熱器から空気への放熱効率が高まる。
【０００８】
空気の熱伝達係数は、空気が静止している状態では低く、空気が流動すると高くなる。また、空気には粘性があるため、広い場所を通過するときと比較して狭い場所を通過するときは、空気の流速が遅くなる。
【０００９】
ここで、放熱器の中心部分に発光素子を設置し、その発光素子を中心として放射状にフィンを設けた放熱器を検討する。放射状に設けたフィンの場合、径方向の内側部分の方が径方向の外側部分よりもフィン同士の間隔が狭くなる。そのため、内径部では、外径部に
比べて対流空気の流速が落ちる。したがって、外径部に比べ、内径部ではフィンから対流空気への放熱効率が落ちる。そのため、ＬＥＤの発光効率が落ちる事が考えられる。
【００１０】
さらに、一般的にフィンは薄い形状であるため、製造時または使用時にフィンの折れ曲がり等が発生しやすい。したがって、フィンを設けた放熱器の取り扱いは、注意を要する。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するものであり、ＬＥＤの発光効率を向上させ得るコンパクト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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、発光素子を基板に搭載してなる発光モジュールを設置する底部、及び底部から立設するとともに、前端側が開口端として設けられた側面壁部を有する有底筒状または椀状の放熱器と、側面壁部の前端側から後端側に貫通するように設けられ、対流空気を流通させる複数の通気孔と、を備え、側面壁部には、対流空気の流路断面積が互いに略等しい複数の通気孔が、発光素子が発する光の光軸を中心として環状に配置されることで通気孔群を形成し、通気孔群は、光軸を中心として径方向に多重配置されている。通気孔は、様々な形状や大きさの中から選択することができる。
【００１３】
上記構成に係る照明装置によれば、側面壁部に設けられた通気孔によって放熱器の表面積が増大する。さらに、各通気孔における対流空気の流路断面積が略一定であるため、通気孔を通る空気の流速に偏りが生じにくい。したがって、ＬＥＤから放熱器に伝えられた熱は、放熱器の表面から通気孔を通過する空気に効率的に伝えられる。その結果、発光素子を効果的に冷却することができる。
【００１４】
本発明に係る照明装置では、通気孔の横断面の最大内径が、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下であってもよい。通気孔の最大内径が小さすぎる場合、空気の粘性により、通気孔を対流する空気の流速が遅くなる虞がある。通気孔を対流する空気の流速が遅くなると、放熱器と空気との熱交換の効率が低下する虞がある。放熱器と空気との熱交換の効率が低下すると、放熱器の放熱効率が低下する虞がある。その結果、発光素子の熱を効果的に放熱できなくなり、発光素子の発光効率が低下する虞がある。また、通気孔の最大内径が大きすぎる場合、却って放熱器の表面積が減少し、放熱器と空気との熱交換の効率が低下する虞がある。したがって、通気孔の最大内径には、望ましい範囲があると考えられる。後述するシミュレーション結果により、放熱を効果的に行うには、通気孔の横断面の最大内径が、５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下の範囲である事が望ましい。
【００１５】
発光素子の発する光軸と直交する平面に対する照明装置の正射影のうち、側面壁部に相当する面積に対する通気孔の開口部分に相当する面積の合計の比である開口率が、０．４０以上であってもよい。開口率が低い場合、通気孔による表面積の増大があまり望めない。したがって、放熱器の空気に接触する部分が減少する。放熱器が空気に接触する部分が減少すると、放熱器と空気との熱交換の効率が低下する。後述するシミュレーション結果により、開口率は、０．４０以上である事が望ましい。
【００１６】
通気孔の横断面が、六角形であってもよい。特に通気孔の横断面が正六角形の場合、通気孔の横断面形状が他の形状である場合と比べて、通気孔を側面壁部に高密度で配置する事ができる。そのため、放熱器の表面積を効率よく増大することができる。その結果、放熱器の放熱効率が高まる。
【００１７】
通気孔の貫通方向が、発光素子から放出される光の光軸方向に平行であってもよい。こ
のような構成とする事で、各通気孔がお互いに干渉しない。したがって、通気孔を高密度で設ける事ができる。その結果、放熱器の表面積を増大させ、放熱器の放熱効率を高める事ができる。
【００１８】
側面壁部の後端位置に対する開口端位置における直径の比率が、１．５以上、４．０以下であってもよい。このようにする事で、例えば、側面壁部に通気孔を設けるスペースを確保することができる。
【００１９】
本件発明に係る照明装置において、放熱器の表面の少なくとも一部に放射率向上処理を施してもよい。放射率向上処理を施すことで、放熱器の放射率が向上する。その結果、放熱器の放熱効率が向上する。
【００２０】
本件発明に係る照明装置において、発光素子が発する光を反射するリフレクターを側面壁部の内壁面に形成してもよい。このように照明装置を構成することにより、配光角等の光学特性を制御することができる。また、発光素子が発する光の取り出し効率を高める事もできる。
【００２１】
本件発明に係る照明装置において、放熱器内の底部の発光素子の設置面とは反対側に回路ハウジングが設けられており、回路ハウジングに、発光素子と電気的に接続される電源回路が収容されていてもよい。
【００２２】
本件発明に係る照明装置において、発光素子を覆うように設けられたレンズを備えていてもよい。レンズを備える事により、配光角等の光学特性を制御することができる。
【００２３】
本件発明に係る照明装置において、発光素子が、ワンコア型ＬＥＤであってもよい。ワンコア型ＬＥＤを採用することにより、照明装置の配光を制御しやすくなる。また、ワンコア型ＬＥＤを採用することにより、いわゆるマルチシャドウの発生が低減される。
【００２４】
本件発明に係る照明装置において、放熱器の材質が、熱伝導性の高い材質であってもよい。熱伝導性の高い材質とは、例えば、アルミニウムのような金属材料、窒化アルミニウムのようなセラミックス材料、または樹脂材料を例示できる。このような材質を選択することにより、発光素子の熱が放熱器に効果的に伝熱する。その結果、より効果的に発光素子を冷却することができる。
【００２５】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、コンパクトで放熱効率の高い放熱器を備えた、照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態１に係る照明装置の外観図である。
【図２】実施形態１に係る照明装置の分解斜視図である。
【図３】実施形態１に係る照明装置の縦断面図である。
【図４】実施形態１に係る放熱器の後方斜視図である。
【図５】実施形態１に係る放熱器の通気孔の最大内径と、発光素子を設置した底部の温度との関係を例示する図である。
【図６Ａ】実施形態１に係る放熱器の通気孔の最大内径を変更したバリエーションを例示する図である。
【図６Ｂ】実施形態１に係る放熱器の通気孔の最大内径を変更したバリエーションを例示する図である。
【図６Ｃ】実施形態１に係る放熱器の通気孔の最大内径を変更したバリエーションを例示する図である。
【図６Ｄ】実施形態１に係る放熱器の通気孔の最大内径を変更したバリエーションを例示する図である。
【図７】開口率と、発光素子を設置した底部の温度との関係を例示する図である。
【図８Ａ】実施形態１に係る放熱器の隔壁の厚みを変更したバリエーションを例示する図である。
【図８Ｂ】実施形態１に係る放熱器の隔壁の厚みを変更したバリエーションを例示する図である。
【図８Ｃ】実施形態１に係る放熱器の隔壁の厚みを変更したバリエーションを例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明に係る照明装置の各実施形態について説明する。以下の各実施形態の構成は例示であり、本発明は以下で開示する実施形態の構成に限定されない。
【００２９】
＜実施形態１＞
図１は、実施形態１に係る照明装置１の外観図である。図２は、実施形態１に係る照明装置１の分解斜視図である。図３は、実施形態１に係る照明装置１の縦断面図である。図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図である。図４は、実施形態１に係る照明装置１を後端部から見た斜視図である。実施形態１に係る照明装置１は、発光モジュール３、レンズ４、レンズホルダ５、放熱器２を有する。なお、本明細書において、発光モジュール３が発した光を外部に出射するレンズ４が設けられている側を照明装置１の「前端側」と定義し、その反対側を「後端側」と定義する。また、発光モジュール３が発する光の光軸と平行な方向を照明装置１の「縦」方向、発光モジュール３が発する光の光軸に直交する方向を照明装置１の「横」方向と定義する。実施形態１では、照明装置１を、例えば、ＡＲ１１１型ハロゲン電球に代替可能な、ＡＲ１１１型ＬＥＤ照明装置とする場合を例に説明する。
【００３０】
発光モジュール３は、発光素子３ａと発光素子基板３ｂとを有する。発光素子３ａは、電圧をかけることで発光する素子である。発光モジュール３は、放熱器２の底部２１に設置される。なお、発光素子３ａを設置する発光素子基板３ｂは、放熱器２の底部２１と一体となったものでもよい。発光モジュール３への駆動電力は、回路ハウジング２７に格納された電源回路（図示を省略）によって供給される。発光素子３ａは、例えば、ＬＥＤを例示できる。本実施形態で用いる発光モジュール３は、複数の光源をひとつにまとめた、いわゆるワンコア型のＬＥＤモジュールとなっている。これまで、ＬＥＤパッケージを照明器具内に複数配置するものが多かったが、光源が複数あることにより、光にムラができた入り、影が何重にも発生するなどの課題があった。一方、ワンコア型のＬＥＤモジュールでは、多重影（マルチシャドウ）を抑えた自然な光で、白熱灯などの従来光源のような均一なムラのない、美しい光を実現できる。そのようなワンコア型ＬＥＤモジュールとしては、例えば、パッケージ型ＬＥＤやチップ・オン・ボード型ＬＥＤを例示できる。
【００３１】
レンズ４は、発光素子３ａが発した光を外部に出射する。レンズ４はレンズホルダ５によって放熱器２の収容凹部２８に固定される。レンズ４は、例えば、ポリカーボネードなどによって形成されている。レンズ４には、凹部４ａが形成されている。凹部４ａによって、レンズ４は発光モジュール３と干渉しないようになっている。
【００３２】
放熱器２は、発光モジュール３と熱的に接触することで、発光素子３ａが発した熱を放
熱する。放熱器２の形状は、有底筒形状又は椀形状を有している。放熱器２は、発光モジュール３を設置する底部２１、底部２１から立設する側面壁部２６、底部２１と側面壁部２６の内壁面２６ａとからなり、前端側に開口端２２を有する収容凹部２８、側面壁部２６を前端側から後端側に貫く通気孔２３、各通気孔２３を区分けする隔壁２４、側面壁部２６の外周枠部となるリム２５、発光モジュール３と電気的に接続される電源回路を収納する回路ハウジング２７、とを有する。放熱器２は、高熱伝導性材料によって形成されていてもよい。高熱伝導性材料とは、例えば、アルミニウムのような金属材料、窒化アルミニウムのようなセラミックス材料、または樹脂材料等が例示される。
【００３３】
放熱器２の表面には、放射率向上処理を施してもよい。放射率向上処理としては、放熱器２の表面に対して、例えば、アルマイト処理等の表面処理を施して放射率を向上させたり、放射率向上膜を塗布形成したり、放射率向上液に浸漬して放射率向上膜を形成する等、種々の方法が考えられる。上記の放射率向上膜には、例えば、炭化ケイ素や所定の特殊セラミックを含有した塗料を用いることが好ましい。具体的には、放射率向上膜には、オキツモ株式会社のクールテック（登録商標）CT200や合同インキ株式会社のユニクール（
登録商標）(水系タイプII)等を用いることができる。このように、放熱器２の表面に放射率を向上させる処理を施すことにより、放熱器２の熱放射による放熱を一段と向上させることができる。従って、発光素子３ａから発する熱を充分に放熱させることができ、発光素子３ａが高温となることを有効に防止することができる。なお、放熱器２の放射率を向上させる処理においては、放熱器２の表面全体に放射率を向上させる処理が施された場合のみならず、放熱器２の一部の表面のみに放射率を向上させる処理が施されていてもよい。
【００３４】
側面壁部２６を貫通する複数の通気孔２３は、それぞれ隔壁２４で区分けされる。対流空気の流路断面積が互いに略等しい複数の通気孔２３が、発光素子３ａが発する光の光軸を中心として環状に配置されることで通気孔群を形成している。さらに、通気孔群は、発光素子３ａの発する光の光軸を中心として径方向に多重配置されている。図１において、通気孔２３の断面の形状は、正六角形となっている。通気孔２３の横断面の形状が正六角形であれば、側面壁部２６に通気孔２３を六方充填配置とすることができる。したがって、通気孔２３の横断面の形状を他の形状とする場合よりも、通気孔２３を密に配置することが可能となる。その結果、放熱器２の表面積を効率よく増大させる事ができる。ただし、通気孔２３の断面の形状は正六角形に限られず、六角形以外の多角形や円形、ハート形等様々な形状を採用してもよい。通気孔２３の貫通方向は、発光素子３ａが発する光の光軸方向と平行であってもよい。
【００３５】
照明装置１の設計は、側面壁部２６に通気孔２３を設ける事や照明機器の標準規格に適合させる関係から、ある程度の制約をうける。したがって、側面壁部２６の後端位置の直径に対する開口端２２位置における直径の比は、およそ１．５〜４．０程度になる。この比率があまり大きくなると、収容凹部２８が狭くなり、発光モジュール３を底部２１に設置するスペースが十分取れなくなる虞がある。また、この比率があまり小さくなると、通気孔２３を設けるスペースが十分取れなくなる虞がある。この比率を上述の範囲とする事で、通気孔２３を設けるスペースを十分に確保することができる。その結果、放熱器２は通気孔２３から効率的に放熱する事ができる。
【００３６】
回路ハウジング２７は、発光モジュール３に駆動電力を供給する電源回路を収容する。電源回路は、放熱性の絶縁材料を介して回路ハウジング２７に設置してもよい。
【００３７】
また、収容凹部２８の内壁面２６ａは、発光素子３ａが発した光を反射するリフレクターとして形成されていてもよい。このように、照明装置１を構成することにより、配光角等の光学特性を制御することができる。また、発光素子３ａが発する光の取り出し効率を
向上させることもできる。
【００３８】
以上で説明した照明装置１では、放熱器２の側面壁部２６において、通気孔２３が設けられている。フィンではなく通気孔という形状を採用した事で、各隔壁２４の間隔を一定に保つ事が可能となる。したがって、通気孔２３を通過する対流空気の流速が、場所によって異なる事を抑える事ができる。その結果、放熱器２は、通気孔２３を構成する隔壁２４から対流空気へ効率的に放熱することができる。
【００３９】
さらに、照明装置１では、対流空気の流路断面積が互いに略等しい複数の通気孔２３を、発光素子３ａが発する光の光軸を中心として環状に配置して、通気孔群を構成している。したがって、同一の通気孔群に属する各通気孔２３において、対流空気の流速に偏りがでない。その結果、放熱器２は、通気孔群に属する各通気孔２３から、満遍なく放熱することができる。
【００４０】
通気孔群は、発光素子３ａが発する光の光軸を中心として、径方向に多重配置されている。その結果、大きいサイズの放熱器２を設計する場合でも、通気孔２３を放熱効率の高い径を維持しながら、側面壁部２６に設ける事ができる。さらに、放熱器２に通気孔２３をより多く設ける事ができ、放熱器２の表面積を増大する効果も期待できる。
【００４１】
発光素子３ａが発した熱は、底部２１に伝えられる。底部２１に伝えられた熱は、隔壁２４及びリム２５に伝えられる。隔壁２４及びリム２５に伝えられた熱は、通気孔２３を通る空気や放熱器２の周囲の空気と熱交換をする事で、発光素子３ａから伝えられた熱を放熱する。放熱器２は、多数の通気孔２３を有することで、空気との熱交換を効率的に行う事ができる。その結果、放熱器２は、発光素子３ａを冷却することができる。
【００４２】
放熱器２は、発光モジュール３を保持する保持部材としての機能と、発光素子３ａからの熱を放熱する放熱部材としての機能と、照明装置１のケースとしての機能とを有する。放熱器２は、フィンを有しない簡便な構造である。そのため、放熱器２を金型を用いて安価に製造することができる。また、放熱器２をフィンが無い構造とする事により、フィンが折れる事もない。そのため、実施形態１の照明装置１は、フィンを有する放熱器を使用した照明装置と比較して、容易に取り扱う事ができる。
【００４３】
実施形態１に係る照明装置１は、発光素子３ａの発する光の光軸を中心として通気孔２３を環状に配置して通気孔群とし、通気孔群を径方向に多重配置している。したがって、実施形態１に係る照明装置１は、放熱器２の各通気孔２３から効果的に放熱することができ、ファンが無くとも十分な冷却性能を有する。その結果、照明装置１をコンパクトに設計することができ、照明装置１の設計の自由度も増す。ただし、実施形態１の照明装置１に、さらにファンを備える事を排除するものではない。
【００４４】
＜発光素子３ａとしてＬＥＤを採用した照明装置１の検討＞
ここで、発光素子３ａとして、ＬＥＤを使用する場合を考える。ＬＥＤが安定して稼働する上限の温度は、およそ８０℃である。そこで、実施形態１では、余裕をみて底部２１で測定される温度を５９℃以下に維持できる照明装置１を実現し得る構成を検討する。
【００４５】
（通気孔２３の径の大きさについての検討）
前述した通り、狭い場所を通過するときは、空気の流速が遅くなる。したがって、通気孔２３の径を小さくし過ぎると、通気孔２３を通過する対流空気の流速が遅くなる。その結果、放熱器２の放熱効率が悪化する虞がある。また、通気孔２３の径が大き過ぎると、通気孔２３の中心部分を通過する空気との熱交換の効率が低下する虞がある。したがって、通気孔２３には、望ましい径の大きさがあると考えられる。そこで、以下、通気孔２３
の望ましい径の大きさについて、シミュレーションに基づいて検討する。
【００４６】
図５は、通気孔２３の最大内径と、底部２１で測定された温度との関係を例示する図である。図５の縦軸は、発光モジュール３を載せる、底部２１で測定された温度を示している。図５の横軸は、通気孔２３の最大内径を示している。
【００４７】
図６Ａ〜図６Ｄは、隔壁２４の厚みを変えず、通気孔２３の最大内径を変化させた放熱器２を例示する。つまり、図６Ａ＜図６Ｂ＜図６Ｃ＜図６Ｄの順で、通気孔２３の最大内径が大きくなっている。図５で例示するシミュレーションでは、図６Ａ〜図６Ｄに例示されるように、通気孔２３の最大内径を変更して、放熱器２の放熱効果をシミュレーションした。なお、図５で例示するシミュレーションは、環境温度を摂氏２５℃、発光モジュール３の発熱量を１２Ｗと設定して実施された。
【００４８】
図５を参照すると、通気孔２３の最大内径が約５ｍｍ〜約２０ｍｍ以下の範囲であれば、底部２１の温度は５９℃以下を保てている。したがって、通気孔２３の最大内径は、５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲が望ましい。
【００４９】
（開口率についての検討）
通気孔２３の数が少ないと、放熱器２の表面積の増大があまり期待できない。そのため、放熱器２から空気に効率良く放熱するには、ある程度の量の通気孔２３を設ける必要があると考えられる。通気孔２３の量は、発光素子３ａが発する光の光軸に直交する平面に対する照明装置１の正射影のうち、側面壁部２６に相当する部分の面積と、通気孔２３の開口部分に相当する部分の面積の和との比である開口率で考える事ができる。そこで、以下、望ましい開口率について、シミュレーションに基づいて検討する。
【００５０】
図７は、放熱器２の開口率と底部２１で測定された温度との関係を例示する図である。ここで、放熱器２に形成された通気孔２３の最大内径は一定（８．８ｍｍ）としている。図７の縦軸は、発光モジュール３を載せる、底部２１で測定された温度を示している。図７の横軸は、開口率を示している。
【００５１】
開口率とは、前述の通り、発光素子３ａが発する光の光軸に直交する平面に対する照明装置１の正射影のうち、側面壁部２６に相当する部分の面積と、通気孔２３の開口部分に相当する部分の面積の和との比である。開口率は、例えば、以下の式（１）により算出される。
2015050015.tif 000003
式（１）では、発光素子３ａが発する光の光軸に直交する平面に対する正射影において、通気孔２３の開口部分に相当する面積の和を側面壁部２６に相当する面積で割って開口率が算出されている。
【００５２】
図８Ａ〜図８Ｃは、通気孔２３の中心間の距離を一定とし、隔壁２４の厚みを変えた放熱器２を例示している。つまり、図８Ａ＜図８Ｂ＜図８Ｃの順で、隔壁２４が厚くなって
いる。そのため、通気孔２３の開口率は、図８Ｃ＜図８Ｂ＜図８Ａの順で大きくなっている。図８で例示するシミュレーションでは、図８Ａ〜図８Ｃに例示されるように、放熱器２の開口率を変更して、放熱器２の放熱効果をシミュレーションした。なお、図８で例示するシミュレーションは、環境温度を摂氏２５℃、発光モジュール３の発熱量を１２Ｗと設定して実施された。
【００５３】
図７を参照すると、開口率が高い方が底部２１で測定される温度が低くなる事がわかる。つまり、開口率が高い方が、放熱器２の放熱効果が高いといえる。図７を参照すると、底部２１の温度を５９℃以下で保てるのは、開口率が約４０％以上の場合である。以上から、放熱器２の開口率は、４０％以上である事が望ましい。なお、放熱器２の側面壁部２６に通気孔２３を設ける設計上の都合により、開口率の上限は９５％程度となる。
【００５４】
以上で開示した実施形態１に係る照明装置１は、様々に変形することができる。実施形態１では、放熱器２の形状は椀状であったが、有底筒状であってもよい。また、側面壁部２６に通気孔２３を設ける事が可能な形状であれば、放熱器２の形状として、他の形状を採用することもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・照明装置
２・・・放熱器
３・・・発光モジュール
３ａ・・・発光素子
３ｂ・・・発光素子基板
４・・・レンズ
４ａ・・・凹部
５・・・レンズホルダ
２１・・・底部
２２・・・開口端
２３・・・通気孔
２４・・・隔壁
２５・・・リム
２６・・・側面壁部
２６ａ・・・内壁面
２７・・・回路ハウジング
２８・・・収容凹部
【図１】
2015050015.tif 000004
【図２】
2015050015.tif 000005
【図３】
2015050015.tif 000006
【図４】
2015050015.tif 000007
【図５】
2015050015.tif 000008
【図６Ａ】
2015050015.tif 000009
【図６Ｂ】
2015050015.tif 000010
【図６Ｃ】
2015050015.tif 000011
【図６Ｄ】
2015050015.tif 000012
【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2015050015.tif 000015
【図８Ｃ】
2015050015.tif 000016