(57)【要約】【課題】ＬＥＤに十分な電力を付与して高い光度を発揮できると共に、ＬＥＤ基板に生じる熱を確実に排出できる投光機器を提供する。【解決手段】本考案の投光機器１は、複数の発光素子２が実装される実装基板３と、実装基板３の裏面に熱的に接触して設けられる熱拡散プレート５と、熱拡散プレート５から延伸する複数の管路６と、複数の管路６の少なくとも一部が貫通する複数の放熱板７と、を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子が実装される実装基板と、
前記実装基板の裏面に熱的に接触して設けられる熱拡散プレートと、
前記熱拡散プレートに接続して、前記熱拡散プレートから延伸する複数の管路と、
前記複数の管路の少なくとも一部が貫通する複数の放熱板と、を備える投光機器。
【請求項２】
前記熱拡散プレートは、金属製もしくは合金製の板部材である、請求項１記載の投光機器。
【請求項３】
前記熱拡散プレートは、冷媒を封止する内部空間を有し、前記複数の管路のそれぞれは、前記内部空間と連通して前記冷媒のやり取りを可能とする、請求項１記載の投光機器。
【請求項４】
前記複数の発光素子の照射方向に設けられ、前記複数の発光素子の発光を集光する集光レンズを更に備える、請求項１から３のいずれか記載の投光機器。
【請求項５】
前記複数の放熱板のそれぞれは、前記熱拡散プレートに略垂直に設けられ、
前記複数の管路のそれぞれは、前記複数の放熱板の少なくとも一部に設けられた貫通孔を通じて、貫通する、請求項１から４のいずれか記載の投光機器。
【請求項６】
前記複数の管路のそれぞれは、前記複数の放熱板の内、複数の放熱板を貫通する、請求項５記載の投光機器。
【請求項７】
前記複数の管路のそれぞれは、前記複数の放熱板の異なる位置において、貫通する、請求項５又は６記載の投光機器。
【請求項８】
前記複数の管路のそれぞれは、前記熱拡散プレートから延伸する端部側から、前記複数の放熱板を貫通する、請求項１から７のいずれか記載の投光機器。
【請求項９】
前記複数の管路のそれぞれは、前記熱拡散プレートに対して異なる角度で延伸する、請求項１から８のいずれか記載の投光機器。
【請求項１０】
前記複数の放熱板のそれぞれは、前記熱拡散プレートの表面に立設する、請求項１から９のいずれか記載の投光機器。
【請求項１１】
前記熱拡散プレートが前記内部空間を有して冷媒を封止する場合には、前記実装基板の熱を受けて、封止している冷媒を気化すると共に、気化冷媒を平面方向に拡散して前記複数の管路に排出し、
前記複数の管路のそれぞれは、受けた前記気化冷媒を、前記管路の終端に向けて輸送する、請求項３から１０のいずれか記載の投光機器。
【請求項１２】
前記複数の管路のそれぞれは、気化冷媒を輸送する際に、貫通している前記放熱板に前記気化冷媒の熱を伝導させ、
前記複数の放熱板は、伝導された前記気化冷媒の熱を外部に放出する、請求項１１記載の投光機器。
【請求項１３】
前記複数の管路のそれぞれは、前記複数の放熱板で放出されることで凝縮した冷媒を、前記熱拡散プレートに還流させる、請求項１２記載の投光機器。
【請求項１４】
前記複数の管路の一部は、前記複数の放熱板の一方の側面から内部に向けて貫通し、
前記複数の管路の一部は、前記複数の放熱板の他方の側面から内部に向けて貫通する、請求項１から１３のいずれか記載の投光機器。
【請求項１５】
前記複数の管路は、間隔をあけて並んでいる前記複数の放熱板の略半分までを貫通して終端する、請求項１４記載の投光機器。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、高い光度で光を照射する投光機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
野球場、サッカー場、屋外スポーツ施設、屋内スポーツ施設、トンネル、道路、橋脚、港、空港などの様々な施設において高い光度で光を照射する必要がある。このような場所においては、高い光度を有する投光機器が用いられる。一つの投光機器は、高い光度を有し、強い光を上記の施設において照射することができる。
【０００３】
また、これら施設においては、複数の投光機器が用いられることもある。例えば、野球場やサッカー場などの屋外スポーツ施設においては、ナイター用設備として、多数の投光機器がマトリクス状に配置された照明装置が用いられる。マトリクス状に配置された投光機器から構成される照明装置が、野球場やサッカー場などのフィールドを照らすことができる。
【０００４】
このような照明装置を構成する投光機器は、高い光度を必要とするので、従来においてはハロゲン電球が用いられていた。ハロゲン電球は、その規格に応じて高い光度の照射を可能とできるので、上記の施設における照明装置に適している。
【０００５】
しかしながら、ハロゲン電球は、その寿命が短く、頻繁に交換を必要とするデメリットがある。また、消費電力も大きく、多数の投光機器を必要とする照明装置においては、多大な電力を消費してしまう。近年においては、我が国のみならず、様々な国において、化石燃料の高騰、原子力発電に対する逆風、再生可能エネルギーによる発電のコスト増などによって、電力料金が上昇する傾向を有している。
【０００６】
このような電力料金の上昇傾向に対応して、消費電力の少ない投光機器が求められている。
【０００７】
この状況において、ハロゲン電球ではなく、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた投光機器が提案されている。ＬＥＤは、単体では光度が低いが、多数のＬＥＤを集中的に配置することで、全体としての光度を高めることができる。例えば、多数のＬＥＤをマトリクス状に配置することで、光度の高い投光機器を、ＬＥＤによって実現できる。
【０００８】
このように多数のＬＥＤを集中的に配置して、一つのハロゲン電球の代わりとすることで、光度の高い投光機器を実現できる。ＬＥＤは、一般的に知られている通り、ハロゲン電球などに比べると極めて消費電力が小さい。このため、多数のＬＥＤを用いた投光機器は、ハロゲン電球で構成される投光機器よりも、その消費電力が小さい。加えて、製品寿命も長いので、投光機器のランニングコスト（機器そのものに要するコストおよび電力料金等のコスト）は、ハロゲン電球などを用いる場合よりも少なくて済む。
【０００９】
このように、ＬＥＤを用いた投光機器が、次第に提案されるようになってきている。
【００１０】
ここで、ハロゲン電球の場合には、発光に伴う熱は、光の照射方向に放射されて排出される。一方、ＬＥＤの発熱は、光の照射方向に排出されるのではなく、ＬＥＤが実装されている基板において発生する。このため、多数のＬＥＤが実装される基板には、高い熱が発生することが多い。このような熱を排出するために、ＬＥＤを用いた照明器具にヒートパイプを組み込む技術提案がなされている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−９０９７６公報
【特許文献２】特開２０１２−１５５９０４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１は、基板２１に光源２２が配設された光源ユニット２３と、この光源ユニット２３の前方側に配置され、光源２２からの照明光により照明される被照明部材である液晶表示パネル２４と、基板２１と液晶表示パネル２４との間に配置され、光源２２に対応するように設けられる空洞部２７ａを有するケース体２７とを備えてなる照明装置において、基板２１及びケース体２７が熱伝導性材料によって形成されてなるとともにケース体２７にはその表面積を増加してなる放熱部２７ｄが設けられ、光源２２が発した熱を基板２１からケース体２７へと伝えるように基板２１とケース体２７とをヒートパイプ２９によって熱的に接続する構成とした照明装置を開示する。
【００１３】
特許文献１は、ＬＥＤをバックライト光源とする液晶画面を有する照明装置を開示する。ここで、バックライト光源であるＬＥＤの実装基板とこれに繋がるケースが放熱部材で構成されると共に、基板からケースをヒートパイプで接続する構成を開示している。
【００１４】
しかしながら、特許文献１の照明装置は、照明装置全体のケーシングの内部に、発光部分（ＬＥＤ）、発熱部分（基板）、放熱部分（ケース）、伝達部分（ヒートパイプ）が収まっており、ＬＥＤによる発熱が非常に大きい場合には、このケーシング内部に熱が籠もってしまう。この結果、外部に熱が放出されなくなってしまい、照明装置内部での発熱を、十分に外界に排出できない問題を有している。
【００１５】
特に、投光機器などのように、多数のＬＥＤを有すると共に高い電力を付与する場合には、ＬＥＤおよび基板で発生する熱を、十分に外界に排出できない問題を有している。このため、排熱が不十分なままであると、ＬＥＤや基板の故障や不具合を生じさせてしまう。高い光度を有する投光機器は、屋外スポーツ施設、屋内スポーツ施設、空港、港、道路、トンネルなど、修理や交換が困難な場所に設置される（高い位置や塔の上など）。このような状況で、ＬＥＤの一部や基板が故障すると、修理や交換のコストや手間が大きい。この点でも、特許文献１の技術は、排熱機能が不十分で、結果として、十分な光度の照明装置を実現できない。
【００１６】
特許文献２は、ＬＥＤ構造体と、ＬＥＤ構造体で発生する熱を放熱するＬＥＤ用ラジエータと、からなるＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤ用ラジエータは、ＬＥＤ構造体の発光面の反対側の面と接する放熱ステージと、放熱ステージに直接配置される櫛形放熱フィンと、放熱ステージの熱を伝導し、天井側に伸びるヒートパイプと、ヒートパイプの熱を放熱するために櫛形放熱フィンより天井側に配置される多層放熱フィンと、からなるＬＥＤ照明装置を開示する。
【００１７】
特許文献２は、ＬＥＤの実装基板の裏面に放熱ステージと放熱フィンとを設けて、これらをヒートパイプで接続する技術を開示している。
【００１８】
しかしながら、特許文献２の照明装置は、これらの構造を更に外部のケーシングに収納する点で、特許文献１と同様の問題を発生させる。加えて、放熱ステージの熱を受けたヒートパイプ（棒状のヒートパイプであって、天井方向に伸びている）は、ＬＥＤが生じさせる熱を放熱ステージを介して受け取るので、熱抵抗が大きくなり、ＬＥＤが生じさせる熱を十分に、伝達させることができない。このため、ヒートパイプは、放熱フィンに十分に熱を伝達できずに、排熱が不十分となりうる。また、放熱フィンは、ＬＥＤ基板に対して水平方向であって、ヒートパイプがＬＥＤ基板に対して垂直方向である。このため、放熱フィン同士の間隔がＬＥＤ基板に平行となってしまい、放熱フィン同士で生じる熱対流が、ＬＥＤ基板から遠ざかるように排出されにくい問題もある。
【００１９】
以上のように、特許文献１、２に代表される従来技術は、ＬＥＤを用いている照明装置であっても、十分な排熱能力を発揮できない問題がある。この結果、ＬＥＤに付与される電力に限界があり、従来のハロゲン電球などに置き換えるための十分な光度が確保できない問題がある。加えて、故障や不具合も生じやすくなり、その場合の交換や修理コストが生じる問題もあった。
【００２０】
本考案は、これら課題に鑑み、ＬＥＤに十分な電力を付与して高い光度を発揮できると共に、ＬＥＤ基板に生じる熱を確実に排出できる投光機器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】
【００２１】
上記問題を解決するために、本考案の投光機器は、複数の発光素子が実装される実装基板と、実装基板の裏面に熱的に接触して設けられる熱拡散プレートと、熱拡散プレートに接続して、熱拡散プレートから延伸する複数の管路と、複数の管路の少なくとも一部が貫通する複数の放熱板と、を備える。
【考案の効果】
【００２２】
本考案の投光機器は、複数のＬＥＤを実装した発光面を有する実装基板と、この実装基板の裏面に設けられた冷媒を封止した平板状の拡散部材と、拡散部材から延伸して拡散した冷媒を輸送する輸送部材と、この輸送部材と交差する放熱板によって、実装基板に発生する熱を、効率的に排出できる。
【００２３】
実装基板に発生する熱を効率的に排出できることで、より多くのＬＥＤを実装基板に実装できるので、投光機器は、より高い光度で光を照射できる。
【００２４】
更に、排熱が確実であることで、ＬＥＤに高い電圧を付与することができる。この結果、投光機器は、より高い光度で光を照射できる。このような結果、様々な施設に用いることができ、修理や交換を低減しつつ、電力料金などのランニングコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本考案の実施の形態における投光機器の斜視図である。
【図２】本考案の実施の形態における投光機器の正面図である。
【図３】本考案の実施の形態における投光機器の側面図である。
【図４】本考案の実施の形態における投光機器の底面図である。
【図５】本考案の実施の形態における投光機器の背面図である。
【図６】本考案の実施の形態における放熱機能を有する部分のみの斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００２６】
本考案の第１の考案に係る投光機器は、複数の発光素子が実装される実装基板と、実装基板の裏面に熱的に接触して設けられる熱拡散プレートと、熱拡散プレートに接続して、熱拡散プレートから延伸する複数の管路と、複数の管路の少なくとも一部が貫通する複数の放熱板と、を備える。
【００２７】
この構成により、投光機器は、高い光度の照射を行いながらも、発光素子による発熱を効率的に放出できる。
【００２８】
本考案の第２の考案に係る投光機器では、第１の考案に加えて、熱拡散プレートは、金属製もしくは合金製の板部材である。
【００２９】
この構成により、単純な構成かつ低コストの放熱機構を、投光機器は有することができる。
【００３０】
本考案の第３の考案に係る投光機器では、第１の考案に加えて、熱拡散プレートは、冷媒を封止する内部空間を有し、複数の管路のそれぞれは、内部空間と連通して冷媒のやり取りを可能とする。
【００３１】
この構成により、実装基板で生じる熱を、より効率よく管路に運搬して、放熱板で外部に放出できる。結果として、実装基板での熱の放出効率を向上させることができる。
【００３２】
本考案の第４の考案に係る投光機器では、第１から第３の考案のいずれかに加えて、複数の発光素子の照射方向に設けられ、複数の発光素子の発光を集光する集光レンズを更に備える。
【００３３】
この構成により、発光素子の光を集光して照射できる。
【００３４】
本考案の第５の考案に係る投光機器では、第１から第４のいずれかの考案に加えて、複数の放熱板のそれぞれは、熱拡散プレートに略垂直に設けられ、複数の管路のそれぞれは、複数の放熱板の少なくとも一部に設けられた貫通孔を通じて、貫通する。
【００３５】
この構成により、複数の管路は、直接的に放熱板に熱を伝導させることができる。
【００３６】
本考案の第６の考案に係る投光機器では、第５の考案に加えて、複数の管路のそれぞれは、複数の放熱板の内、複数の放熱板を貫通する。
【００３７】
この構成により、複数の管路のそれぞれは、複数の放熱板に熱を伝導できる。結果として、放熱効果を高めることができる。
【００３８】
本考案の第７の考案に係る投光機器では、第５又は第６の考案に加えて、複数の管路のそれぞれは、複数の放熱板の異なる位置において、貫通する。
【００３９】
この構成により、複数の管路は、複数の放熱板を効率よく活用できる。
【００４０】
本考案の第８の考案に係る投光機器では、第１から第７のいずれかの考案に加えて、複数の管路のそれぞれは、熱拡散プレートから延伸する端部側から、複数の放熱板を貫通する。
【００４１】
この構成により、管路は、放熱板を固定できる。
【００４２】
本考案の第９の考案に係る投光機器では、第１から第８のいずれかの考案に加えて、複数の管路のそれぞれは、熱拡散プレートに対して異なる角度で延伸する。
【００４３】
この構成により、複数の管路の設置密度を向上させて、放熱板でのほう熱効率を向上させることができる。
【００４４】
本考案の第１０の考案に係る投光機器では、第１から第１０のいずれかの考案に加えて、複数の放熱板のそれぞれは、熱拡散プレートの表面に立設する。
【００４５】
この構成により、放熱板は、管路と交差する構造を有して、管路からの熱を効果的に外部に放出できる。
【００４６】
本考案の第１１の考案に係る投光機器では、第１から第１０のいずれかの考案に加えて、熱拡散プレートは、実装基板の熱を受けて、封止している冷媒を気化すると共に、気化冷媒を平面方向に拡散して複数の管路に排出し、複数の管路のそれぞれは、受けた気化冷媒を、管路の終端に向けて輸送する。
【００４７】
この構成により、管路は、気化冷媒によって、熱を輸送して放熱板に伝導できる。
【００４８】
本考案の第１２の考案に係る投光機器では、第１から第１１のいずれかの考案に加えて、複数の管路のそれぞれは、気化冷媒を輸送する際に、貫通している放熱板に気化冷媒の熱を伝導させ、複数の放熱板は、伝導された気化冷媒の熱を外部に放出する。
【００４９】
この構成により、放熱板は、実装基板で生じた熱を、最終的に外部に放出できる。
【００５０】
本考案の第１３の考案に係る投光機器では、第１１の考案に加えて、複数の管路のそれぞれは、複数の放熱板で放出されることで凝縮した冷媒を、熱拡散プレートに還流させる。
【００５１】
この構成により、還流した冷媒が、再び実装基板からの熱を受け取ることができる。
【００５２】
本考案の第１４の考案に係る投光機器では、第１から第１３のいずれかの考案に加えて、複数の管路の一部は、複数の放熱板の一方の側面から内部に向けて貫通し、複数の管路の一部は、複数の放熱板の他方の側面から内部に向けて貫通する。
【００５３】
この構成により、放熱効率が向上する。
【００５４】
本考案の第１５の考案に係る投光機器では、第１４の考案に加えて、複数の管路は、間隔をあけて並んでいる複数の放熱板の略半分までを貫通して終端する。
【００５５】
この構成により、放熱効率が向上する。
【００５６】
以下、図を用いて、本考案の実施の形態について説明する。
【００５７】
（実施の形態）
【００５８】
実施の形態について説明する。
【００５９】
（全体概要）
図１は、本考案の実施の形態における投光機器の斜視図である。投光機器１は、種々の大きさを有している。例えば、投光機器１が、屋内施設に設けられる場合には、非常な大型であることは必要とはされない。この場合には、投光機器１は、全体が数１０ｃｍ角程度の大きさを有していれば十分である。一方で、投光機器１が屋外スポーツ施設に用いられる場合（例えば、サッカー場や野球場などのナイター設備のために用いられる場合）には、投光機器１は、大型であることが好ましい。例えば、全体が５０ｃｍ〜１ｍ角程度の大きさを有していてもよい。
【００６０】
このように、実施の形態における投光機器１は、使用される現場に合わせて、その大きさが変えられればよい。ただし、高い光度を有することが求められる現場において、好適に用いられる。
【００６１】
投光機器１は、複数の発光素子２が実装される実装基板３、熱拡散プレート５、複数の管路６、複数の放熱板７と、を備える。更に、実装基板３に実装される発光素子３からの発光を集光させたり拡散させたりして、効率的に照明効果を得るために、カバー部４を備えていることも好適である。
【００６２】
実装基板３は、複数の発光素子２を実装する。発光素子２は、ＬＥＤが用いられることが好適である。特に、実装基板上に、パッケージングされていないＬＥＤチップ（以下、「ＬＥＤベアチップ」という）が、マトリクス状に配置されていることが好適である。ＬＥＤベアチップがマトリクス状に配置されていることで、実装基板３での実装が容易となりつつ、高い光度を生じさせることができる。複数の発光素子２は、実装基板３において電圧を受けて発光し、カバー部４で適度な集光と拡散をされて、対象領域を照射する。
【００６３】
実装基板３は、このように複数の（多数の）発光素子２を実装する。ここで、ＬＥＤを始めとする半導体素子による発光素子は、電球などと異なり、発光面には大きな熱を発しないが、実装面に大きな熱を発する傾向がある。複数の発光素子２は、実装基板３の実装面（カバー部４側）に実装される。このため実装基板３の実装面には、複数の発光素子２による高い熱が付与される。この熱は、実装基板３の実装面（表面）から裏面に伝導される。すなわち、実装基板３の裏面は、高い熱を有するようになる。
【００６４】
この実装基板３が有するようになる熱は、実装される発光素子２の個数の増加に比例して増加する。このため、投光機器１が、より高い光度を有することが求められる場合には、実装基板３に高い熱が発生する。実装基板３が高い熱を有するようになれば、発光素子２の不具合や故障が生じたり、投光機器１全体の不具合や短寿命化に繋がったりする。
【００６５】
投光機器１は、スポーツ施設や公共施設などに用いられ、特に高所に設置される。このため、投光機器１に不具合が生じたり、発光素子２の一部に不具合が生じたりしても、修理や交換が困難である。このことにより、発光素子２の熱による投光機器１の不具合や故障を最小化することが必要である。
【００６６】
熱拡散プレート５は、実装基板３の裏面に接続される。このため、発光素子２の裏面においては、実装基板３と熱拡散プレート５とが二重の層のように構成されている。
【００６７】
（熱拡散プレートが板部材である場合）
熱拡散プレート５は、２つのパターンの構成を有している。一つには、熱拡散プレートは銅やアルミニウムなどの熱伝導率の高い金属や合金で形成された板部材である。この板部材の熱伝導性によって、熱拡散プレート５は、実装基板３から伝導される熱を拡散して、熱拡散プレート５に接続して延伸する複数の管路６に伝導する。
【００６８】
この場合には、実装基板３は、発光素子２の熱を受けて熱を有するようになる。熱拡散プレート５は、実装基板３と熱的に接触しているので、この実装基板３の熱を受ける。熱拡散プレート５は、この実装基板３の熱の伝導により高温となる。高温となって熱拡散プレート５は、複数の管路６に熱を伝導する。この場合には、複数の管路６内部は冷媒を封止しており、この伝導される熱で気化した冷媒が、延伸する複数の管路６内部を移動する。移動の中で、複数の管路６は、気化冷媒の有する熱を、放熱板７を介して外部に放出する。放出されることで、冷媒は凝縮されて、液体となった凝縮冷媒が、複数の管路６内部を還流するようになる。
【００６９】
熱拡散プレート５が、金属や合金の板部材であることで、実装基板３からの熱を簡便に複数の管路６に伝導させて、複数の管路６の内部に封止されている冷媒の気化と凝縮の繰り返しにより、熱を外部に放出できる。
【００７０】
なお、熱拡散プレート５が、板部材である場合にも、後述するように、複数の管路６の構造や機能は、熱拡散プレートが内部空間を有する場合と同様である。
（熱拡散プレートが内部空間を有して冷媒を封止している場合）
【００７１】
もう一つには、熱拡散プレート５は、内部空間を有する板状の部材であり、内部空間に凝縮と気化を行える冷媒を封止している。冷媒は、不凍液やアルコールなどが用いられるのが適当である。この場合には、この封止している冷媒の気化による拡散で、気化冷媒が、熱拡散プレート５の内部空間からその内部空間と連通する内部通路を有する複数の管路６へ移動して、熱が、熱拡散プレート５から効率的に複数の管路６に移動する。
【００７２】
この場合には、実装基板３は、発光素子２の熱を受けて熱を有するようになる。熱拡散プレート５は、実装基板３と熱的に接触しているので、この実装基板３の熱を受ける。熱拡散プレート５は、この実装基板３の熱の伝導により高温となる。高温となることで、内部空間に封止している冷媒が気化する。熱拡散プレート５は、板状の部材であるので、内部空間も平板状である。このため、気化した冷媒は、熱拡散プレート５の内部空間を拡散する。
【００７３】
複数の管路６は、熱拡散プレート５から延伸する。複数の管路６は、熱拡散プレート５の内部空間と繋がっている。すなわち、熱拡散プレート５の内部空間と管路６の内部とは連通した状態である。このような構造により、熱拡散プレート５の内部空間を拡散した気化した冷媒（以下、「気化冷媒」という）が、連通部分を介して、複数の管路６のそれぞれに導入される。
【００７４】
複数の管路６のそれぞれは、内部の空間を通じて、気化冷媒をその先端まで拡散できる。複数の管路６のそれぞれは、熱拡散プレート５から延伸して、一定の距離まで伸びたところで終端される。また、複数の管路６のそれぞれは、熱拡散プレート５から延伸した後で、屈曲して後述する複数の放熱板７の少なくとも一部を貫通する。
【００７５】
熱拡散プレート５の裏面から、熱拡散プレート５に立設するように、複数の放熱板７が取り付けられている。複数の放熱板７のそれぞれは、相互に適当な間隔を有した状態で立設しており、立設方向は、熱拡散プレート５に交差する方向である。交差においては、略垂直でもよいし、垂直でなくてもよい。
【００７６】
複数の管路６のそれぞれは、熱拡散プレート５から延伸して、途中で屈曲する。この屈曲によって、熱拡散プレート５に交差する方向で立設する複数の放熱板７に貫通できるようになる。ここで、複数の放熱板７は、その一部に貫通孔９を有しており、この貫通孔９に嵌合するようにして、複数の管路６のそれぞれが放熱板７を貫通する。
【００７７】
管路６内部を移動する気化冷媒は、延伸する先端まで到達する間に、貫通している放熱板７での放熱を受けて冷却される。管路６は、貫通孔での直接的な放熱板７との接触と、貫通した後で、複数の放熱板７が立設している空間に延びている間接的な接触と、によって、管路６内部を移動する気化冷媒の熱を、放熱板７に伝導できる。
【００７８】
複数の放熱板７が、熱拡散プレート５に立設していることで、管路６から放熱板７に伝導された熱は、複数の放熱板７同士の間で対流を生じさせる。この対流によって、複数の放熱板７は、管路６から伝導された熱を外部に放出できる。この放出によって、気化冷媒が有している熱が、放熱板７によって外部に放出される。
【００７９】
気化冷媒は、放熱板７を通じて外部に熱を放出すると、冷却される。気化冷媒が冷却されると凝縮して液体に戻る。この凝縮した冷媒（以下、「凝縮冷媒」という）は、複数の管路６のそれぞれにおいて管路６の先端から熱拡散プレート５に還流する。
【００８０】
複数の管路６のそれぞれは、内部が細管となっていたりウィック構造を有していたりすることで、毛細管現象を生じさせて冷媒を還流させることができる。もちろん、複数の管路６の内部は、気化冷媒の拡散路と凝縮冷媒の還流路とを、分離した構造を有していてもよい。
【００８１】
管路６を還流した凝縮冷媒は、再び熱拡散プレート５の内部空間に戻り、熱拡散プレート５において、実装基板３からの熱の受熱に用いられる。熱を受けた凝縮冷媒は、再び気化して気化冷媒となり、熱拡散プレート５から複数の管路６に拡散される。更に複数の管路６内部を気化冷媒が移動して熱を輸送し、気化冷媒が、放熱板７において冷却されて凝縮冷媒となる。この凝縮冷媒は、再び管路６から熱拡散プレート５に還流する。このような動作を繰り返すことで、投光機器１は、実装基板３で発生する熱を外部に放出できる。
【００８２】
ここで説明した、複数の管路６での気化冷媒の移動と凝縮冷媒の還流、および気化冷媒の有する熱の複数の放熱板７を介した外部への放出のメカニズムは、熱拡散プレート５が板部材である場合でも、冷媒を封止する内部空間を有する冷媒拡散構造を有する場合でも同じである。
【００８３】
実装基板３で発生する熱を放出できることで、実装基板３（および発光素子２）の熱の上昇を抑えることができ、発光素子２や投光機器１そのものの不具合や短寿命化を防止できる。
【００８４】
次に、各部の詳細について説明する。
【００８５】
（発光素子）
発光素子２は、ＬＥＤなどを用いる。実装基板３に実装されて、必要な電圧や電気信号を受けることができるように、実装基板３において配線を設けられている。この配線を通じて、複数の発光素子２のそれぞれに電圧や制御信号が付与される。電圧を受けることで、発光素子２が発光する。
【００８６】
図２は、本考案の実施の形態における投光機器の正面図である。正面から見た状態により、発光素子２が、実装基板３の実装面（表面）に実装されている状態が示される。
【００８７】
実装基板３には、複数の発光素子２がマトリクス状に配置される。マトリクス状に多数の発光素子２が配置されることで、高い光度で照射することができる。もちろん、マトリクス状以外の形態で配置されてもよい。いずれにしても、複数の発光素子２であって必要とする照度にあわせた個数の発光素子２が実装されることが好適である。
【００８８】
また、上述したように、発光素子２がＬＥＤである場合には、ベアチップで実装されることも好ましい。ベアチップで実装されることで、実装面積の削減と個別のパッケージを省略して、配置された複数のＬＥＤベアチップをまとめて覆う封止材により、ＬＥＤベアチップの光度を減少させずに、全体の光度を活用できるからである。
【００８９】
また、複数の発光素子２の照射方向に設けられ、複数の発光素子２の発光を集光する集光レンズ８が更に備えられることも好適である。集光レンズ８によって、複数の発光素子２からの発光が、一定方向に集光されて、一つの投光機器１からの光が、より高い光度となって照射されるようになるからである。
【００９０】
例えば、多数の投光機器１を並べた照明装置（スポーツ施設のナイター設備のようなもの）では、一つ一つの投光機器１は、集光度が高いことで、照明装置全体での照射光度が大きくなる。このような場合には、投光機器１は、発光素子２の発光方向において、集光レンズ８を有することが好適である。
【００９１】
あるいは、集光レンズではなく、発光素子２の発光を拡散する拡散レンズが備えられても良い。拡散レンズによって、発光素子２からの発光が拡散して、広い範囲で照射される。例えば、少ない投光機器１が用いられる場合には、少ない投光機器１で広い範囲が照射されることが求められる。
【００９２】
この場合には、拡散レンズによって、発光素子２の光が拡散されながら周辺が照射される。
【００９３】
また、複数の発光素子２は、その全体が樹脂などの素材で封止されることも好適である。この樹脂の封止においては、樹脂が蛍光体を含んでおり、発光素子２から照射される光が蛍光体によって所定の色度を有することができる。
【００９４】
また、封止されることで、発光素子２の保護が図られる。また、上述した集光レンズ８や拡散レンズなどと組み合わされて、より適切な集光や拡散が実現される。
【００９５】
このように、複数の発光素子２が実装されることで、投光機器１は、高い光度で、光を照射できる。
【００９６】
（実装基板）
実装基板３は、複数の発光素子２を実装面に実装する。実装のために必要な配線も有している。例えば、発光素子２に電圧と制御信号を付与するための配線を、実装基板３は、有している。配線は、独立した導電線による配線でもよいし、いわゆるプリント基板などのように、実装基板３の表面、裏面、内層にプリントされた配線であってもよい。
【００９７】
実装基板３は、その表面に複数の発光素子２を実装する。複数の発光素子２は、ランダムであってもマトリクス状であってもよいが、実装基板３において高い光度で発光できる態様で実装されることが好ましい。このため、図２に示される実装領域２１に、複数の発光素子２が実装されることが好ましい。
【００９８】
実装基板３は、カバー部４の根元に位置することが好ましい。図３は、本考案の実施の形態における投光機器の側面図である。図３に示されるように、投光機器１は、カバー部４を有する。カバー部４は、発光素子２からの発光を集光させる役割および発光素子２や実装基板３の防水、防風の役割を有する。
【００９９】
このため、実装基板３は、カバー部４の根元に位置することが適当である。言い換えれば、実装基板３からカバー部４が突出している状態が適当である。また、実装基板３は、その裏面を露出した上で、熱拡散プレート５の表面に、熱的に接触することが好ましい。特に、熱的な接触度を向上させるために、実装基板３の裏面と熱拡散プレート５の表面が面的に接触していることが好ましい。
【０１００】
なお、接触においては、相互の熱抵抗を下げるために、グリースなどの熱的接合材によって接触されることも好適である。また、構造的な接続を実現するために、実装基板３と熱拡散プレート５と、ネジなどで接続されることが好ましい。
【０１０１】
実装基板３の裏面には、表面に実装された発光素子２の発熱が伝導される。この裏面に伝導された熱を、熱拡散プレート５に伝導する。
【０１０２】
（熱拡散プレート）
熱拡散プレート５は、上述したように、金属や合金の板部材である場合と、内部空間を有し、この内部空間に冷媒を封止した冷媒拡散構造を有する場合との２通りがある。熱拡散プレート５の外形は、いずれの場合も板状の部材であり、板状を有することで、同じく板状の部材である実装基板３と面的に接触できる。この面的な接触により、熱拡散プレート４５は、実装基板３からの熱を効率的に受け取ることができる。
【０１０３】
また、熱拡散プレート５は、その平面方向の面積が、実装基板３の平面方向の面積以上であることが好ましい。この態様により、熱拡散プレート５は、実装基板３の熱を面的に効率的に受け取ることができるからである。図３では、熱拡散プレート５の平面方向の面積が、実装基板３の平面方向の面積よりも大きい状態を示している。
【０１０４】
（冷媒拡散構造の場合）
熱拡散プレート５は、冷媒を封止可能な内部空間を有している。内部空間は、気化した冷媒を効率的に拡散できるように、放射状の拡散路を有していることも好適である。あるいは、放射状以外であっても、複数の管路６のそれぞれに気化冷媒を誘導可能な拡散路を有していることも好適である。
【０１０５】
加えて、熱拡散プレート５は、複数の管路６から還流する凝縮冷媒を保持する領域を、その内部空間に備えていることも好適である。ここで、凝縮冷媒が、実装基板３と満遍なく接触できるように、凝縮冷媒を保持する領域が広がっていることも好適である。
【０１０６】
熱拡散プレート５は、封止している冷媒を気化させて、気化冷媒を複数の通路６に拡散させる。この拡散によって、熱拡散プレート５は、実装基板３に発生する熱を、放出できる。
【０１０７】
（管路）
複数の管路６は、熱拡散プレート５から延伸する。熱拡散プレート５が板部材である場合には、複数の管路６のそれぞれは、熱拡散プレート５と単純に接続されている。表面で接続されてもよいし、板部材に凹部が設けられ、複数の管路６のそれぞれの端部がこの凹部に入り込んで、接続されてもよい。
また、熱拡散プレート５が、冷媒を封止した内部空間を有する冷媒拡散構造を有する場合には、複数の管路６の内部通路は、熱拡散プレート５の内部空間と連通している。このため、内部において、熱拡散プレート５から管路６に、連通する。
【０１０８】
以下では、熱拡散プレート５が冷媒拡散構造を有する場合について説明する。
【０１０９】
熱拡散プレート５は、実装基板３の熱を受けて封止している冷媒を気化して気化冷媒とする。熱拡散プレート５は、この気化冷媒を平面方向に拡散する。この平面方向への拡散によって、内部空間に連通して接続している複数の管路６に、気化冷媒を移動（排出）する。こうして、気化冷媒が、複数の管路６内部に入り込み、複数の管路６のそれぞれは、気化冷媒を、その終端に向けて輸送する。
【０１１０】
この輸送の結果、終端に届く間に、後述する放熱板７で放熱によって、複数の管路６のそれぞれは、気化冷媒を凝縮して凝縮冷媒とする。この凝縮冷媒は、終端から熱拡散プレート５に向けて、還流する。
【０１１１】
複数の管路６は、熱拡散プレート５から延伸して、先端において終端される。ここで、複数の管路６は、熱拡散プレート５の裏面から延伸しても良い。図４は、本考案の実施の形態における投光機器の底面図である。図４から明らかな通り、複数の管路６のそれぞれは、熱拡散プレート５の裏面から延伸している。
【０１１２】
裏面から延伸することで、熱拡散プレート５の内部空間との連通部分を広く取ることができ、熱拡散プレート５が拡散する気化冷媒を、より多く複数の管路６のそれぞれが受けることができる。また、裏面に接続されることで、熱拡散プレート５と複数の管路６との構成が容易となる。
【０１１３】
あるいは、複数の管路６のそれぞれあるいは一部は、熱拡散プレート５の側面から延伸してもよい。熱拡散プレート５は、周辺に向けて気化冷媒を拡散する。このため、複数の管路６が、熱拡散プレート５の側面に接続されて連通していることで、周辺に向けて拡散された気化冷媒が、容易かつ確実に複数の管路６に移動されるからである。
【０１１４】
複数の管路６は、熱拡散プレート５から延伸した後で、屈曲されて複数の放熱板７の少なくとも一部を貫通する。特に、図４に示されるように、複数の放熱板７が、熱拡散プレート５に交差する方向に立設していることで、複数の管路６のそれぞれは、この放熱板７に交差する方向に屈曲することで、複数の放熱板７を貫通できる。
【０１１５】
複数の放熱板７は、熱拡散プレート５に略垂直に設けられることもよい。略垂直に設けられることで、投光機器１全体の構造が簡略化されると共に強度や耐久性を十分に有することができるようになるからである。
【０１１６】
また、複数の放熱板７の少なくとも一部は、貫通孔９を有する。複数の管路６のそれぞれは、この貫通孔９を貫通する。このとき、貫通孔９は、複数の管路６のそれぞれの径と同一径を有して嵌合できることが好ましい。嵌合できることで、複数の管路６は、複数の放熱板７と熱的に直接的に接触できる。この直接的な接触により、複数の管路６は、気化冷媒が輸送する熱を、放熱板７に伝導させることができるからである。
【０１１７】
また、貫通孔９は、複数の放熱板７の様々な位置に設けられることも好適である。加えて、平行して並ぶ複数の放熱板７のそれぞれに貫通孔９が設けられることが好適である。複数の放熱板７のそれぞれに貫通孔９が設けられることで、ある管路６が、複数の放熱板７を連続的に貫通できる。
【０１１８】
この連続的な貫通によって、管路６を移動する気化冷媒が輸送する熱が、平行して並ぶ複数の放熱板７のそれぞれに伝導するようになる。こうして、管路６は、複数の放熱板７を利用して、気化冷媒で輸送する熱を外部に放出できる。より放出効率が向上する。
【０１１９】
また、図４に示されるように、複数の管路６のそれぞれは、複数の放熱板７の異なる位置で貫通することも適当である。図４では、放熱板７の側面の一方において、延伸方向において異なる３箇所の位置で、管路６が貫通している。異なる位置で貫通することで、複数の管路６のそれぞれが輸送する熱が、放熱板７の面方向における様々な場所を活用して伝導されるようになるからである。もちろん、放熱板７からの熱の放出においても、様々な場所が活用されることで、放熱効果が高まるメリットがある。
【０１２０】
また、図４に示されるように、複数の管路６の一部は、熱拡散プレート５から延伸して複数の放熱板７の一方側から、放熱板７を貫通し、複数の管路６の残りは、熱拡散プレート５から延伸して複数の放熱板７の他方側から、放熱板７を貫通することも好適である。
【０１２１】
両方の側面から、複数の管路６の一部と残部が貫通することで、放熱板７を有効活用して、熱を放出できる。
【０１２２】
また、両方の側面から複数の管路６が貫通する場合には、図４に示されるように、一方の側面からは、複数の放熱板７の半分程度までを貫通し、他方の側面からは、複数の放熱板７の半分程度までを貫通することが好適である。
【０１２３】
すなわち、複数の放熱板７には、その側面方向の両方から、内部の半分程度までに、複数の管路７が貫通する。このような貫通によって、複数の放熱板７を効率的に用いながら、複数の管路６は、輸送する熱を放出できる。
また、複数の管路６のそれぞれは、熱拡散プレート５を基準にそれぞれ異なる角度で、延伸することも好ましい。図３には、複数の管路６のそれぞれの角度が異なる態様が示されている。
【０１２４】
それぞれの角度が異なることで、複数の管路６の数および設置密度を向上させつつ、放熱板７での放熱効率を上げることができる。
【０１２５】
（放熱板）
複数の放熱板７は、貫通孔９を貫通する複数の管路６から直接的もしくは間接的に熱を受ける。この受けた熱を、複数の放熱板７同士の空間における対流によって、外部に放出する。この放出によって、気化冷媒が輸送する熱が、外部に放出される。
【０１２６】
複数の管路６のそれぞれを移動する気化冷媒は、放熱板７での放熱によって、冷却される。この冷却によって、気化冷媒は凝縮して凝縮冷媒となる（すなわち、液体）。凝縮冷媒は、複数の管路６のそれぞれを還流して、熱拡散プレートに戻る。熱拡散プレート５には、こうして常に凝縮冷媒が供給されて、実装基板３からの熱を受けることができる。
【０１２７】
図５は、本考案の実施の形態における投光機器の背面図である。図５は、投光機器１の背面から見た状態を示しており、熱拡散プレート５に立設している複数の放熱板７が平行して並んでいる状態がわかる。複数の放熱板７は、このように、熱拡散プレート５に交差するように（略垂直でもよい）、適当な間隔で並ぶように立設されればよい。
【０１２８】
なお、放熱板７同士の間隔は、一定でなくても良く、放熱効率を向上させるのに最適な間隔であればよい。
【０１２９】
また、図６は、本考案の実施の形態における放熱機能を有する部分のみの斜視図である。図６に示される部分（以下、「放熱部材」という）は、熱拡散プレート５、複数の管路６および複数の放熱板７を有している。放熱部材は、光の照射部分に取替え可能に接続される。このため、放熱部材のみが製造されて、その後に、種々の照射部材に取り付けられて、フレキシブルに投光機器１が製造されることでもよい。
【０１３０】
また、複数の放熱板７のそれぞれは、熱拡散プレート５の表面に立設してもよいし、熱拡散プレートから一定距離離れたところから立設されてもよい。後者の場合には、複数の管路６が貫通することで、放熱板７が固定される。
【０１３１】
放熱板７は、管路６からの熱伝導を受けて、外部に熱を放出する。この放出によって、実装基板３で発生する熱が、外部に放出される。ここで、放熱板７が、実装基板の裏面に設けられることで、投光機器１の照射を邪魔することなく、放熱できる。また、より熱の発生が生じる実装基板３の裏面の熱を、短経路で外部に放出できる。
【０１３２】
このように、実施の形態における投光機器１は、多数の発光素子２を実装している場合でも、その熱を効率的に放出できる。結果として、発光素子２や実装基板３の不具合や故障を未然防止できる。
【０１３３】
以上、実施の形態で説明された投光機器は、本考案の趣旨を説明する一例であり、本考案の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。
【符号の説明】
【０１３４】
１    投光機器
２    発熱素子
３    実装基板
４    カバー部
５    熱拡散プレート
６    管路
７    放熱板
８    集光レンズ
９    貫通孔
【図１】
0003184583.tif 000003
【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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