(57)【要約】【課題】ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置において、高輝度が要求される場合の大型化を抑制することを可能とする。【解決手段】ソケットへの上下方向の上端側に設けられ給電用及び取付用の口金１１を有するベース部７と、上下方向での下端側に設けられＬＥＤ素子２１が取り付けられたヒートシンク３と、ベース部７及びヒートシンク３間に介設され上下方向の上端側及び下端側の一方から他方へ向けて送風する電動ファン５とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットへの取付方向の基端側に設けられ給電用及び取付用の口金を有するベース部と、
前記取付方向での先端側に設けられ発光素子が取り付けられた熱伝導体と、
前記ベース部及び前記熱伝導体間に介設され前記取付方向の基端側及び先端側の一方から他方へ向けて送風する電動ファンとを備えた、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置であって、
前記熱伝導体は、前記取付方向に沿って設けられて隣接間で前記取付方向の通気溝を区画する複数の放熱フィンを備えた、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項２記載の照明装置であって、
前記ベース部と前記熱伝導体の基端側との間を外周から覆って閉止すると共に、前記取付方向の先端側の開口が前記通気溝に連通し、且つ前記ベース部と前記電動ファンとの間を外部に連通させる通気口を有する筒状のカバーを備えた、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項３記載の照明装置であって、
前記カバーは、前記ベース部と前記熱伝導体の基端側との間に相対回転自在に配置された、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の照明装置であって、
前記電動ファンは、前記熱伝導体の前記取付方向での基端部に固定され、
前記ベース部は、支持部材により前記電動ファンに対して前記取付方向の基端側に離反して固定された、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５記載の照明装置であって、
前記支持部材は、前記電動ファンの周囲で前記熱伝導体の基端部から前記取付方向に伸びる締結部材と、前記電動ファン及び前記ベース部間に介在するスペーサ部材とを備える、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の照明装置であって、
前記熱伝導体の基端部に固定され前記取付方向に貫通する通気用の孔部を有する固定プレートを備え、
前記電動ファン及びベース部は、前記固定プレート上に固定された、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の照明装置であって、
前記熱伝導体は、中空の筒状本体部を有し、
前記筒状本体部内に、前記口金に電気的に接続され前記電動ファン及び前記発光素子へ給電するための駆動回路を収容した、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項８記載の照明装置であって、
前記駆動回路は、前記熱伝導体の温度が第１閾値以下になった場合に、前記電動ファンへの給電を停止する第１温度センサを有する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の照明装置であって、
前記駆動回路は、前記熱伝導体の温度が第２閾値以上になった場合に、前記発光素子への給電を停止する第２温度センサを有する、
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場や倉庫等の照明装置では、高輝度や長寿命等の観点から水銀やメタルハライド等の電球が従来より用いられているが、近年では、環境問題や省エネ等の観点からＬＥＤ（Light Emitting Diode）電球への切り替えが検討されつつある。
【０００３】
ＬＥＤ電球においては、ＬＥＤ素子（発光素子）の温度が上昇するに従って輝度の低下や寿命が短くなることが知られている。
【０００４】
このため、熱伝導体（ヒートシンク）を設けてＬＥＤ素子の放熱を行うようになっている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、ヒートシンクは、特許文献１のように周方向に複数の放熱フィンを有する形状であり、ＬＥＤ電球が従来の水銀やメタルハライド等の電球よりも全体として大型になるという問題がある。
【０００６】
特に、工場や倉庫等の照明装置としては、高輝度の要求からＬＥＤ素子の容量及び発熱量が大きくなり、長寿命の要求もあってヒートシンクの大型化が顕著になる。
【０００７】
この場合は、ＬＥＤ電球を既存のソケットを用いて取り付けることができなくなるばかりか、重量増もあって天井等の補強工事が必要になり、結果として高輝度が要求される照明装置を水銀等の電球からＬＥＤ電球へ置き換えることが難しかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２０１３−２５１２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置において、高輝度が要求される場合に大型化を避けられない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置において、高輝度が要求される場合の大型化を抑制するため、ソケットへの取付方向の基端側に設けられ給電用及び取付用の口金を有するベース部と、前記取付方向での先端側に設けられ発光素子が取り付けられた熱伝導体と、前記ベース部及び前記熱伝導体間に介設され前記取付方向の基端側及び先端側の一方から他方へ向けて送風する電動ファンとを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電動ファンによって熱伝導体を強制空冷することができ、高輝度が要求される場合であっても、熱伝導体を大型化することなく放熱性を確保することができる。このため、電動ファンを設けても、熱伝導体の大型化の抑制によって、照明装置全体としての大型化を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】照明装置を示す斜視図である（実施例１）。
【図２】図１の照明装置を示す概略縦断面図である（実施例１）。
【図３】図２の照明装置に用いられる電動ファンの角部周辺を示す平面図である（実施例１）。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置において、高輝度が要求される場合の大型化を抑制するという目的を、給電用及び取付用の口金を有するベース部と発光素子が取り付けられた熱伝導体との間に、電動ファンを介在させるとことで実現した。
【実施例１】
【００１４】
［照明装置の構成］
図１は、実施例１に係る照明装置１を示す斜視図、図２は、同概略縦断面図である。なお、図２は、照明装置１を概略的に示しているので、図１とは相違する部分もあるが、基本的には同一形状である。
【００１５】
本実施例の照明装置１は、図１及び図２のように、熱伝導体としてのヒートシンク３と、電動ファン５と、ベース部７と、カバー９とを備え、ベース部７の口金１１を介して図示しないソケットに螺合されて取り付けられるものである。
【００１６】
ヒートシンク３は、アルミニウム等の熱伝導率の高い材料からなり、照明装置１の取付方向の先端側に配置されている。以下、照明装置１の取付方向を「上下方向」と称し、取付方向の先端を「下端」と称し、取付方向の基端を「上端」と称する。
【００１７】
ヒートシンク３は、中空状の筒状本体部１３と、放熱フィン１５とで構成されている。
【００１８】
筒状本体部１３は、円板状のベース板部１７上に、円筒状の周回壁部１９が立設されている。ベース板部１７は、その底面に発光素子であるＬＥＤ素子２１が取り付けられている。これにより、ＬＥＤ素子２１は、発光時の熱がベース板部１７を介してヒートシンク３に伝達されるようになっている。
【００１９】
ＬＥＤ素子２１の周囲には、ハウジング部２３が周回状に設けられ、ハウジング部２３には、ＬＥＤ素子２１からの光を透過させるレンズ２５が螺合等によって取り付けられている。
【００２０】
周回壁部１９は、ベース板部１７から照明装置１のソケットへの上下方向の上端側へ向けて突設されている。
【００２１】
周回壁部１９の内周には、口金１１に電気的に接続されて、電動ファン５及びＬＥＤ素子２１へ給電するための駆動回路である回路基板２７が収容されている。ただし、回路基板２７は、ヒートシンク３の外側に配置することも可能である。
【００２２】
回路基板２７は、本実施例において第１及び第２温度センサ２９，３１が設けられている。ただし、第１及び第２温度センサ２９，３１は、省略することも可能である。
【００２３】
第１及び第２温度センサ２９，３１は、例えば半導体等からなるサーミスタで構成され、ヒートシンク３の温度に応じて電気抵抗が変化する。本実施例では、ヒートシンク３の温度としての、筒状本体部１３内である周回壁部１９内の温度に応じて動作する。ただし、第１及び第２温度センサ２９及び３１は、ヒートシンク３に直接取り付けて、ヒートシンク３自体の温度に応じて動作するように構成しても良い。
【００２４】
第１温度センサ２９は、電動ファン５に対する回路上に設けられ、周回壁部１９内の温度が第１閾値以下になった場合に、電動ファン５への給電を停止可能とする。第２温度センサ３１は、周回壁部１９内の温度が第２閾値以上になった場合に、ＬＥＤ素子２１への給電を停止可能とする。
【００２５】
第１及び第２温度センサ２９，３１が動作する温度の閾値は、周回壁部１９内の温度がヒートシンク３自体の温度に対して１０℃程度低くなるので、これに応じて設定される。
【００２６】
周回壁部１９の外周には、複数の放熱フィン１５が周方向で所定間隔毎に設けられている。複数の放熱フィン１５は、上下方向に沿って設けられ、隣接間で上下方向の通気溝３３を区画している。
【００２７】
各放熱フィン１５は、上端側に向けて漸次ヒートシンク３の径を小さくしている。ただし、放熱フィン１５の形状は、特に限定されるものではなく、ヒートシンク３の径が上下方向の全体にわたって同径となるように形成しても良い。また、ヒートシンク３の径は、後述するカバー９と略同径にすることも可能である。
【００２８】
ヒートシンク３の上端部には、電動ファン５及びベース部７を固定するための固定プレート３５が固定軸部３７を介して固定されている。
【００２９】
固定軸部３７は、合成樹脂等からなり、中実軸状に形成されている。固定軸部３７は、下端側がヒートシンク３の周回壁部１９の開口部３９内に挿入され、中間部のフランジ部４１が開口部３９の縁部に当接している。この状態で、固定軸部３７は、下端側が周回壁部１９に対してねじ４３により締結固定されている。
【００３０】
固定軸部３７の下端側には、周回壁部１９内で回路基板２７が固定され、固定軸部３７の上端側には、固定プレート３５が一体に取り付けられている。
【００３１】
固定プレート３５は、アルミニウム等の金属からなり、円板状に形成さている。固定プレート３５の中央部は、固定軸部３７の上端側の端面に、例えば図示しないボルト等によって締結固定されている。この固定プレート３５には、中央部と外周部との間に、上下方向に貫通する孔部４５が設けられている。なお、固定プレートは、パンチングメタル等によって構成してもよい。この固定プレート３５上に、電動ファン５が設置されている。
【００３２】
電動ファン５については、図３をも参照して説明する。図３は、電動ファン５の角部周辺を示す平面図である。
【００３３】
電動ファン５は、図２のように、ベース部７とヒートシンク３との間に介設され、電動モータ４７と、ファン本体４９と、シュラウド部５１とを備えている。
【００３４】
電動モータ４７は、駆動軸が上端側に向けて突出し、駆動軸の上端にファン本体４９が一体回転するように固定されている。電動ファン５は、電動モータ４７によってファン本体４９が回転駆動されると、上下方向において上端側及び下端側の一方から他方へ向けて送風する。本実施例では、図２の白抜き矢印のように、上端側から下端側に向けて送風され、固定プレート３５の孔部４５を介してヒートシンク３側に空気が送り込まれる。
【００３５】
電動モータ４７及びファン本体４９は、電動モータ４７から周方向に伸びるアーム（図示せず）によって、シュラウド部５１の内周に結合支持されている。シュラウド部５１は、周回状の壁部が平面矩形の枠状に結合されて構成されている。シュラウド部５１の四隅の角部には、図２及び図３のように、上端側に板状のボルト挿通部５１ａが設けられている。
【００３６】
ボルト挿通部５１ａには、固定用の締結部材であるボルト５３が挿通し、電動ファン５は、ボルト５３によって、ベース部７と共に固定プレート３５に共締めされて締結固定されている。
【００３７】
ベース部７は、合成樹脂等からなり、円板状に形成されている。ベース部７は、照明装置１の上端側に設けられており、外周側が電動ファン５のボルト挿通部５１ａ上にスペーサ部材としての筒状のシム５５を介して載置されている。
【００３８】
ベース部７には、シム５５に対応してボルト挿通孔５７が上下方向に貫通形成されており、固定用のボルト５３は、ボルト挿通孔５７からシム５５の内周、電動ファン５のボルト挿通部５１ａ、固定プレート３５の挿通孔３５ａを貫通して、下端にナット５９が螺合されている。
【００３９】
従って、ベース部７は、固定プレート３５に締結され、支持部材としてのボルト５３とシム５５とで電動ファン５に対して上下方向の上端側に離反して固定されている。
【００４０】
ベース部７の中央部には、ソケットに対する給電用及び取付用の口金１１が設けられている。口金１１の導体部６１は、ベース部７の下面側に引き出されている。導体部６１は、図示しない電線を介して回路基板２７に電気的に接続され、口金１１から回路基板２７へ給電することができる。
【００４１】
なお、電線の配索は、電動ファン５を避け、固定軸部３７に設けた孔を通す等して、適宜行わせることができる。また、回路基板２７からの配線も、電動ファン５へは固定軸部３７に設けた孔を通す等し、ＬＥＤ素子２１へはヒートシンク３の筒状本体部１３に設けた孔を通す等して実現できる。
【００４２】
かかるベース部７とヒートシンク３の上端側との間には、カバー９が取り付けられている。
【００４３】
カバー９は、図１及び図２のように、円筒状に形成されている。カバー９は、ベース部７とヒートシンク３の上端側との間を外周から覆って閉止している。カバー９の下端は、ヒートシンク３の上端側で放熱フィン１５に突き当てられている。
【００４４】
カバー９の上端は、合成樹脂製のカバープレート６３に突き当てられている。カバープレート６３は、ボルト挿通孔６３ａを介して、ベース部７と共に固定プレート３５にボルト５３により共締めされて締結固定されている。
【００４５】
これにより、カバー９は、ベース部７及びこれと一体に結合されているヒートシンク３の上端側との間に相対回転自在に配置されている。ただし、カバー９は、ベース部７やヒートシンク３に対して相対回転不能に固定しても良い。
【００４６】
カバー９は、下端側の開口６５が通気溝３３に連通し、カバー９の上端側では、ベース部７と電動ファン５との間を外部に連通させる通気口６７を有している。通気口６７は、スリット状に設けられ、周方向に所定間隔で複数配置されている。
【００４７】
かかるカバー９は、電動ファン５によって、通気口６７から空気を引き込ませ、カバー９内でヒートシンク３の通気溝３３へと空気を送り込ませることができる。
［照明装置の設置］
照明装置１を設置は、ベース部７の口金１１をソケット内に螺合することで行われる。このとき、作業者は、口金１１をソケットに突き当て、一方の手でカバー９を把持すると共に他方の手でヒートシンク３の下端側を把持する。
【００４８】
この状態で、作業者は、ヒートシンク３をカバー９に対して相対回転させることで、ヒートシンク３と一体に回転する口金１１を安定した状態でソケットへ螺合することができる。
［照明装置の動作］
照明装置１は、ソケットへ取り付けられると、スイッチ操作等によってソケットから給電され、ＬＥＤ素子２１が発光すると共に電動ファン５が動作する。動作した電動ファン５は、カバー９の通気口６７から空気を引き込み、固定プレート３５の孔部４５を介してヒートシンク３側に空気を送り込む。
【００４９】
孔部４５を通った空気は、カバー９によって、ヒートシンク３の放熱フィン１５間の通気溝３３に案内される。これにより、空気は、通気溝３３に沿って流れ、照明装置１の下端側から外部へ吹き出される。
【００５０】
このとき、通気溝３３内を流れる空気と放熱フィン１５との間で熱交換が行われ、ヒートシンク３を冷却することができる。このように、照明装置１では、ヒートシンク３を強制空冷し、結果としてＬＥＤ素子２１の温度上昇を抑制できる。
【００５１】
従って、ヒートシンク３を大型化することなくＬＥＤ素子２１に対する放熱性を確保することができる。例えば、１２０Ｗ〜１５０Ｗの高輝度のＬＥＤ素子２１の場合は、２０℃〜２５℃の温度低下が可能となり、３０Ｗ用の大きさのヒートシンク３を用いることができる。
【００５２】
照明装置１の点灯中は、第１及び第２温度センサ２９，３１により、ヒートシンク３の周回壁部１９内の温度に応じて電動ファン５及びＬＥＤ素子２１がオン／オフ制御される。
【００５３】
周回壁部１９内の温度が第１閾値以下となった場合は、第１温度センサ２９により回路基板２７から電動ファン５へ至る回路を遮断し電動ファン５への給電が停止される。
【００５４】
これにより、例えば寒冷地等に照明装置１が用いられる場合は、低温時に電動ファン５が凍結することがあるが、凍結している電動ファン５が強制的に動作されるようなことを防止できる。従って、電動ファン５の低温時の保護を図ることができる。
【００５５】
一方、周回壁部１９内の温度が第２閾値以上となった場合は、第２温度センサ３１により回路基板２７からＬＥＤ素子２１へ至る回路を遮断し、ＬＥＤ素子２１への給電が停止される。
【００５６】
これにより、例えば電動ファン５が故障した際等に、ＬＥＤ素子２１が寿命の低下する温度に達する前に停止されて、ＬＥＤ素子２１の温度上昇による寿命低下に対する保護を図ることができる。
［実施例１の効果］
本実施例の照明装置１は、ソケットへの上下方向の上端側に設けられ給電用及び取付用の口金１１を有するベース部７と、上下方向での下端側に設けられＬＥＤ素子２１が取り付けられたヒートシンク３と、ベース部７及びヒートシンク３間に介設され上下方向の上端側及び下端側の一方から他方へ向けて送風する電動ファン５とを備えた。
【００５７】
従って、本実施例では、電動ファン５によってヒートシンク３を強制空冷することができ、高輝度が要求される場合であっても、ヒートシンク３を大型化及び重量増させることなく、ＬＥＤ素子２１に対する放熱性を確保することができる。
【００５８】
このため、電動ファン５を設けたとしても、ヒートシンク３の大型化抑制によって照明装置１全体としての大型化を回避することができる。
【００５９】
結果として、高輝度の照明装置１を、既存のソケットを用いて容易に取り付けることができ、既存の水銀やメタルハライドの電球に対して置き換えることが可能となる。
【００６０】
本実施例のヒートシンク３は、上下方向に沿って設けられて隣接間で上下方向の通気溝３３を区画する複数の放熱フィン１５を備えている。
【００６１】
このため、本実施例では、電動ファン５から送り込まれた空気を通気溝３３に沿って効率よく流して放熱フィン１５と空気との間の熱交換を効率よく行わせることができ、結果としてヒートシンク３の冷却を効率よく行わせることができる。
【００６２】
従って、本実施例では、より確実にヒートシンク３の大型化及び重量増をなくしながら放熱性を確保することができる。
【００６３】
本実施例の照明装置１では、ベース部７とヒートシンク３の上端側との間を外周から覆って閉止すると共に、下端側の開口６５が通気溝３３に連通し且つベース部７と電動ファン５との間を外部に連通させる通気口６７を有する筒状のカバー９を備えた。
【００６４】
このため、本実施例では、カバー９の通気口６７から引き込んだ空気をカバー９内を通してヒートシンク３の通気溝３３へと確実に送り込むことができ、ヒートシンク３の冷却効率の向上、それによるヒートシンク３の大型化及び重量増の更なる抑制を図ることができる。
【００６５】
しかも、カバー９は、ベース部７とヒートシンク３の上端側との間に相対回転自在に配置されているので、作業者は、照明装置１をソケットに取り付ける際に、カバー９を一方の手で把持しながらヒートシンク３を他方の手で相対回転させることができる。
【００６６】
従って、照明装置１では、カバー９を利用して、安定した状態で容易且つ確実にソケットへの取付作業を行わせることができる。
【００６７】
また、電動ファン５は、ヒートシンク３の上端部に固定され、ベース部７は、支持部材としてのボルト５３とシム５５とで電動ファン５に対して上下方向の上端側に離反して固定されている。
【００６８】
このため、本実施例では、ベース部７とヒートシンク３との間に電動ファン５を介在させながら、ベース部７と電動ファン５との間のスペースから確実に空気を引き込むことができる。
【００６９】
また、支持部材は、電動ファン５の周囲でヒートシンク３の上端部から上下方向に伸びるボルト５３と、電動ファン５及びベース部７間に介在するシム５５とを備える。
【００７０】
このため、本実施例では、ベース部７を電動ファン５に対して上下方向の上端側に確実に離反して固定することができる。
【００７１】
本実施例では、ヒートシンク３の上端部に固定されて上下方向に貫通する通気用の孔部４５を有する固定プレート３５を備え、電動ファン５及びベース部７が固定プレート３５上に固定されている。
【００７２】
従って、本実施例では、固定プレート３５によって電動ファン５及びベース部７のヒートシンク３への固定を容易且つ確実に行わせることができながら、孔部４５を介した通気によってヒートシンク３を確実に冷却することができる。
【００７３】
ヒートシンク３は、中空の筒状本体部１３を有し、筒状本体部１３内に口金１１に電気的に接続され電動ファン５及びＬＥＤ素子２１へ給電するための回路基板２７を収容した。
【００７４】
このため、本実施例では、回路基板２７によって電動ファン５及びＬＥＤ素子２１に必要な電圧を生成することができ、既存の電球に対する置き換えを容易に行わせることができる。
【００７５】
しかも、回路基板２７を筒状本体部１３内に収容するので、照明装置１の上下方向での大型化を抑制できる。
【００７６】
回路基板２７は、筒状本体部１３内の温度が第１閾値以下になった場合に、電動ファン５への給電を停止する第１温度センサ２９を有する。
【００７７】
従って、本実施例では、寒冷地等で用いられる場合等の低温時に、電動ファン５の保護を図ることができる。
【００７８】
また、回路基板２７は、筒状本体部１３内の温度が第２閾値以上になった場合に、ＬＥＤ素子２１への給電を停止する第２温度センサ３１を有する。
【００７９】
従って、本実施例では、電動ファン５の故障時等において、ＬＥＤ素子２１の発光による温度上昇を防止して保護することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  照明装置
３  ヒートシンク（熱伝導体）
５  電動ファン
７  ベース部
９  カバー
１１  口金
１３  筒状本体部
１５  放熱フィン
２１  ＬＥＤ素子（発光素子）
２７  回路基板（駆動回路）
２９  第１温度センサ
３１  第２温度センサ
３３  通気溝
３５  固定プレート
５３  ボルト（支持部材）
６５  開口
６７  通気口
【図１】
2015118785.tif 000003
【図２】
2015118785.tif 000004
【図３】
2015118785.tif 000005