(57)【要約】【課題】            ＬＥＤ２１１を実装した基板２１４において、ＬＥＤ２１１の発する熱を効率よく放熱部材に熱伝導するとともに、ＬＥＤ２１１が発する光出力特性を向上させるＬＥＤ照明装置１０００を提供する。【解決手段】        ＬＥＤ照明装置１０００は、ＬＥＤ２１１が基板２１４に実装されるＬＥＤ実装基板２１０と、このＬＥＤ実装基板２１０を覆うとともに、ＬＥＤ２１１が配置される窓部２５１を有する反射カバー２５０を備え、ＬＥＤ実装基板２１０は、ＬＥＤ２１１の周囲、かつ、窓部２５１の開口面積よりもやや大きく、白色に印刷される第一印刷部２１４ｂと、第一印刷部２１４ｂ以外の実装面が黒色に印刷される第二印刷部２１４ｃと、を有するので、ＬＥＤ２１１が点灯する際に発するＬＥＤ２１１の熱を簡易な構造で放熱するとともに、ＬＥＤ２１１から発せされる光を効率よく得ることができる。【選択図】          図５
2012004024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤが基板に実装されるＬＥＤ実装基板と、
前記ＬＥＤ実装基板を覆い、かつ、前記ＬＥＤが配置される窓部を有する反射カバーと、を備えるＬＥＤ照明装置であって、
前記ＬＥＤ実装基板は、
前記ＬＥＤの周囲、かつ、前記窓部の開口面積よりもやや大きく、可視光領域の波長における反射率が高い色に印刷される第一印刷部と、
前記第一印刷部以外の実装面が赤外線領域の波長における反射率が低い色に印刷される第二印刷部と、
を有することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記反射カバーの窓部は、前記ＬＥＤが発する光を反射する反射部であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
ＬＥＤ点灯装置。
【請求項３】
第一印刷部は、ソルダーレジストの機能を有し、第二印刷部は、シンボルレジストの機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
第二印刷部は黒色であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
第一印刷部は白色であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記ＬＥＤに対して、電気的に並列接続され、前記ＬＥＤを保護する保護素子を有し、
前記ＬＥＤ素子は、前記第二印刷部のエリアに実装されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
複数の前記ＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子の個数に対応した数の複数の保護素子と、を有し、
前記複数のＬＥＤは、略直線状に配置され、
前記複数の保護素子は、前記複数のＬＥＤに対して略平行に配置されることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
前記複数の保護素子は、略直線状に配置されることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えたＬＥＤ照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤから発生する熱を放熱するとともに、絶縁性及び光取り出し効率を向上させる技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、基板に黒色印刷を施し、発熱電子部品による変色を防ぐとともに、発熱部品から発熱があるときは、黒色印刷から放熱する技術がある。（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７１８９５号公報
【特許文献２】特開平２−１５３５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤの実装基板では、ＬＥＤの電力損失の内、光が発生しない分は熱エネルギーが発生し、この熱エネルギーによって、ＬＥＤの素子が過熱、ＬＥＤが実装される基板が過熱するなどの課題があり、ＬＥＤが短寿命になるなどの課題があった
【０００６】
本発明は、ＬＥＤを実装した基板において、ＬＥＤが点灯することによって発する熱を効率よく放熱部材に熱伝導するとともに、ＬＥＤが発する光出力特性を向上させるＬＥＤ照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤが基板に実装されるＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ実装基板を覆い、かつ、前記ＬＥＤが配置される窓部を有する反射カバーと、を備え、前記ＬＥＤ実装基板は、前記ＬＥＤの周囲、かつ、前記窓部の開口面積よりもやや大きく、可視光領域の波長における反射率が高い色に印刷される第一印刷部と、前記第一印刷部以外の実装面が赤外領域の波長における反射率が低い色に印刷される第二印刷部と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＬＥＤが点灯する際に発するＬＥＤの熱を簡易な構造で放熱するとともに、ＬＥＤから発せされる光を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１を示すＬＥＤＬＥＤ照明装置の斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤＬＥＤ照明装置の分解斜視図である。
【図３】実施の形態１のＬＥＤモジュールの分解斜視図である。
【図４】図３のＬＥＤモジュールが組みあがった状態のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図３のＬＥＤ実装基板の正面図である。
【図６】実施の形態１の印刷部の色における光の波長と反射率との関係を示す反射率特性図である。
【図７】実施の形態１における点灯装置とＬＥＤモジュールの電気配線を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１のＬＥＤ照明装置の斜視図であり、図２は、図１のＬＥＤ照明装置の分解斜視図である。
【００１１】
ＬＥＤ照明装置１０００は、器具本体１００と、この器具本体１００に取り付けられるＬＥＤモジュール２００と、このＬＥＤモジュール２００を覆う長尺状の意匠カバー３００と、を備える。
【００１２】
器具本体１００は、長尺状のベース本体１１０と、このベース本体１１０に取り付けられる点灯装置１２０と、ベース本体１１０に取り付けられ、点灯装置１２０に電気的に接続される電源端子台１３０と、ベース本体１１０の長手方向両端に設けられ、意匠カバー３００が取り付けられる意匠カバー取付部１４０部と、ベース本体１１０を覆う本体カバー部１５０と、を備える。
【００１３】
ベース本体１１０は、外部から電源線が挿入される電源挿入孔１１１と、天井などに固定される固定穴（図示しない。）を備える。
【００１４】
意匠カバー取付部１４０は、側面形状が「π」字状に形成され、意匠カバー３００を固定する意匠カバー固定穴１４１を備える。
【００１５】
本体カバー１５０は、意匠カバー取付部１４０が挿入される２つの意匠カバー取付部挿入穴１５１と、ＬＥＤモジュール２００を固定する８つのＬＥＤモジュール固定穴１５２と、を備える。
【００１６】
ＬＥＤモジュール２００は、２つのＬＥＤ実装基板２１０と、ＬＥＤ実装基板２１０同士を電気的に接続する接続コネクタ２３０ａ及びＬＥＤ実装基板２１０の終端部を示す終端コネクタ２３０ｂと、接続コネクタ２３０ａ及び終端コネクタ２３０ｂを覆い絶縁性能を高める絶縁カバー２４０と、ＬＥＤ実装基板２１０の発光面側に装着される反射カバー２５０と、この反射カバー２５０を本体カバーベース部１４０にネジ止めするネジ２６０と、反射カバー部２５０に取り付けられる透光性カバー２７０と、を備える。
【００１７】
ＬＥＤ実装基板２１０は、等間隔に実装・配置される１２個のＬＥＤ２１１と、このＬＥＤ２１１を電気的に保護する保護素子２１２と、点灯装置１２０などと電気的に接続するためのコネクタ２１３と、ＬＥＤ２１１、保護素子２１２及びコネクタ２１３が実装される基板２１４と、を備える。
【００１８】
保護素子２１２は、ＬＥＤ２１１にそれぞれ電気的に並列接続される。この保護素子２１２は、ＬＥＤ２１１に印加されるサージ電圧などを抑制する電子部品であり、例えば、コンデンサ、ツェナーダイオード、バリスタ、抵抗などである。
【００１９】
基板２１４は、ＬＥＤ２１１が実装される実装面に、ＬＥＤ２１１に接続される銅パターン２１４ａと、この銅パターン２１４ａ上に白色に印刷される第一印刷部２１４ｂ（以下、白色第二印刷部２１４ｃ１４ｂともいう。）と、ＬＥＤ２１１の周囲かつ窓部２５１の開口部分の面積と同じまたはやや大きい大きさの白色部分を残して、白色第二印刷部２１４ｃ１４ｂの上面を黒色に印刷される第二印刷部２１４ｃ１４ｃ（以下、第二印刷部２１４ｃともいう。）と、を備える。
【００２０】
なお、説明の便宜上、基板２１４のＬＥＤ２１１が実装される実装面から見える白色第二印刷部２１４ｃ１４ｂを反射エリア２１４ｄといい、これに対応して、第二印刷部２１４ｃ（基板２１４のＬＥＤ２１１が実装される実装面から見える部分）を放熱エリア２１４ｅともいう。
【００２１】
反射カバー２５０は、ＬＥＤ実装基板２１０を覆うように取り付けられるとき、ＬＥＤ２１１と同位置となるように設けられる窓部２５１と、ネジ２６０が挿入されるネジ穴２５２と、透光性カバー２７０を係止する透光性カバー係止爪２５３と、を備える。
【００２２】
窓部２５１は、ＬＥＤ２１１の光をＬＥＤ照明装置１０００として得るために集光または拡散するように所定の角度がある筒状の形状である。したがって、この窓部２５１のほぼ中央部に、ＬＥＤ２１１が配置されることで、ＬＥＤ２１１から発する光をＬＥＤ照明装置１０００の外部に出すことができる。
【００２３】
透光性カバー２７０は、ＬＥＤ２１１から発する光を漏らさないために、遮光性の高い樹脂などで形成される。
【００２４】
したがって、反射カバー２５０によってＬＥＤ実装基板２１０を覆い、また、透光性カバー２７０によって、ＬＥＤ２１１の発光面を覆うので、使用者は、ＬＥＤ実装基板２１０（ＬＥＤ２１１）を直接目視することができないようになっている。
【００２５】
意匠カバー３００は、側面形状が「コ」の字状に形成され、長手方向の両端部にネジ３１０が挿入されるネジ穴３２０と、ＬＥＤモジュール２００の発光部分が挿入される発光部挿入穴３３０とを備える。
【００２６】
次に、本実施の形態におけるＬＥＤ照明装置の組み立てる工程について説明する。
【００２７】
図３は、ＬＥＤモジュールの分解斜視図であり、図４は、図３のＬＥＤモジュールが組みあがった状態のＡ−Ａ断面を示すＡ−Ａ断面図であり、図５は、図３のＬＥＤ実装基板の正面図である。
【００２８】
まず、天井などにベース本体１１０を取り付け、このベース本体１１０の意匠カバー取付部１４０を意匠カバー取付部挿入部１５１に挿入し、本体カバー部１５０を取り付ける。この本体カバー部１５０には予めＬＥＤモジュール２００が取り付けられている。
【００２９】
次に、ＬＥＤモジュール２００を発光部挿入穴３３０に挿入して、意匠カバー３００を取り付け、ネジ３１０をネジ穴３２０に挿入して、意匠カバー３００を固定する。
【００３０】
このように、ネジ３１０をネジ込むことで、意匠カバー３００と本体カバー部１５０をベース本体１１０に固定する。
【００３１】
次に、ＬＥＤモジュール２００を本体カバー部１５０に取り付ける工程について説明する。
【００３２】
まず、２つのＬＥＤ実装基板２１０のコネクタ２１３に接続コネクタ２３０ａ、終端コネクタ２３０ｂを差込み、接続コネクタ２３０ａで接続された２つのＬＥＤ実装基板２１０を本体カバー部１５０に載せる。なお、図示していないが、絶縁性を高めるために、ＬＥＤ実装基板２１０と本体カバー部１５０との間に絶縁シートを備える場合もある。
【００３３】
次に、各コネクタ２１３を覆うように、絶縁カバー２４０を取り付け、それぞれのＬＥＤ実装基板２１０に対して、反射カバー２５０を取り付ける。このとき、ＬＥＤ実装基板２１０に実装されたそれぞれのＬＥＤ２１１は、窓部２５１の開口部分のほぼ中央部に配置される。この状態のとき、ネジ２６０をネジ穴２５２に挿入して、ネジ２６０を本体カバー部１５０にねじ込み、反射カバー２５０とＬＥＤ実装基板２１０を本体カバー部１５０に固定する。
【００３４】
次に、反射カバー２５０の窓部２５２を覆うように、透光性カバー２７０を取り付ける。この透光性カバー２７０は、透光性カバー係止爪２５３に係止し、反射カバー２５０（窓部２５２）の発光面に固定される。
【００３５】
次に、本実施の形態におけるＬＥＤ実装基板の詳細について説明する。
【００３６】
図６は、実施の形態１の基板の印刷色における光の波長と反射率との関係を示す反射率特性図であり、図６（ａ）は、一般的なソルダーレジストの白色の反射率特性であり、図６（ｂ）は、黒色に印刷された第二印刷部２１４ｃは、一般的なシンボルレジストの黒色の反射率特性である。
【００３７】
図６（ａ）から、第一印刷部２１４ｂ（白色）の反射率特性は、可視光領域４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲において、反射率が７０％を超える光の波長は、４３４ｎｍ以上であることが分かる。
【００３８】
なお、４００ｎｍ〜４３４ｎｍの範囲では、反射率が低下するが、（明るい場所における）比視感度特性のピークである５５５ｎｍ付近では反射率が７３％前後であり、実用的には影響が少ない。したがって、この白色塗料による反射によって、ＬＥＤ照明装置１０００としての光出力特性が向上する。
【００３９】
このように、可視光領域（実用領域）において、白色は反射率が７０％以上であるため、ＬＥＤ２１１が発する光を効率よく反射することができる。
【００４０】
一方、図６（ｂ）から、第二印刷部２１４ｃ（黒色）の反射率特性は、可視光領域４００ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲において、いずれも６％未満であることが分かる。
【００４１】
そのため、この第二印刷部２１４ｃの反射によって光出力特性を向上させることは、ほとんど期待できないが、赤外線領域７００μｍ以上の波長の光においても反射率が約６％程度の反射率であることが分かる。一方、白色の場合、赤外領域７００μｍ以上の波長の光における反射率は約７３％である。
【００４２】
したがって、赤外線領域の反射率が高くなると赤外線を吸収し易くなるので、第一印刷部２１４ｂは熱を保温し易くなり、第二印刷部２１４ｃは熱を発散し易くなる。
【００４３】
したがって、黒色は赤外線領域での反射率が約６％であるため、ＬＥＤ２１１が発光することで発する熱を効率よく放熱することができる。
【００４４】
このように、ＬＥＤ実装基板２１０を反射カバーが覆うとき、第一印刷部２１４ｂの白色エリアが窓部を塞ぐように取り付けられるので、ＬＥＤ２１１が発する光を白色エリア、窓部によって効率よく反射させることができる。例えば、ＬＥＤモジュール２００は、反射カバー２５０の窓部２５１の筒状において、ＬＥＤ２１１から発する光が拡散されて筒内の反射を繰り返して光を得る。筒内の反射によりＬＥＤモジュール２００の基板２１４に戻ってくる光がある。このことから、第一印刷部２１４ｂを反射率が高い色である白色にすることで、第一印刷部２１４ｂに反射した光を得ることができる。
【００４５】
また、反射カバー２５０で隠れる部分の基板２１４は、第二印刷部２１４ｃが施されているので、ＬＥＤ２１１が発光する際に生ずる熱を、外部（外気または第二印刷部２１４ｃに接触する部材）に熱伝導し易くなり、ＬＥＤ２１１から基板２１４に熱伝導した熱を効率よく放熱することができる。
【００４６】
ＬＥＤ２１１が発熱した熱は、実装される基板２１４に伝達される。基板２１４に放熱機構を設けることで、ＬＥＤ２１１の発熱を抑制することができ第二印刷部２１４ｃを黒色にすると、光の吸収を利用した熱放射による放熱効果が高まる。
【００４７】
このように、放熱効果が高い黒色と、光の反射が高い白色を使い分けて基板２１４に印刷し、黒色印刷部２１４ｃと白色印刷部２１４ｂの色の境目近傍に、反射カバー２５０の窓部２５１の開口部分が接することで、光出力特性がよく、放熱性が高く、意匠性が高いＬＥＤモジュール２００とすることができる。
【００４８】
第二印刷部２１４ｃによって、放熱性を高めることができるので、ＬＥＤ実装基板２１０の大きさを小さくすることができる。
【００４９】
また、第一印刷部２１４ｂは銅パターン２１４ａを覆い、絶縁やはんだが付着しないようにするソルダーレジストの機能を兼ねている。また、第二印刷部２１４ｃは、第一印刷部２１４ｂの上に印刷され、実装される電子部品の種類などを表示するシンボルレジストの機能を兼ねている。このようにすることで、基板２１４を製造する際の工程数を増やすことなく、反射率を高める印刷（第一印刷部）と、放熱性を高める印刷（第二印刷部）を行うことが可能となる。
【００５０】
図７は、実施の形態１における点灯装置とＬＥＤモジュールの電気接続を示す回路図である。
【００５１】
ＬＥＤ２１１は、直列にアノードとカソード極がそれぞれ接続される。ＬＥＤ２１１は、コネクタ２１３を介して、点灯装置１２０に繋がり、所定の電流または電力が供給され、点灯する。
【００５２】
ＬＥＤ２１１と平行に保護素子２１２を実装する。ＬＥＤモジュール２００において、ＬＥＤ２１１が直線的に配置され、反射カバー２５０の窓部２５１も直線的に配置する。
【００５３】
また、基板２１４の第二印刷部２１４ｃには、１２個の保護素子２１２が実装される実装部分を備えており、保護素子２１２は、ほぼ直線状に配置される。
【００５４】
この保護素子は２１２、反射カバー２５０の内側に配置されるので、ＬＥＤ照明装置１０００としての意匠性を向上させるとともに、サージ電圧などの影響によってＬＥＤ２１１が破損するのを防止することができる。
【００５５】
また、ＬＥＤ２１１に沿って平行かつほぼ直線状に、保護素子２１２を基板２１４に実装するので、ＬＥＤ実装基板２１０（基板２１４）の大きさ（幅方向）を小さくすることができ、ＬＥＤ実装基板２１０に反射カバー２５０を取り付けた後は、保護素子２１２は反射カバー２５０に隠れるので、意匠性も向上する。
【００５６】
この実施の形態のＬＥＤモジュール２００は、ＬＥＤ実装基板２１０が２つの場合を説明したが、ＬＥＤ実装基板２１０は１つであってもよく、また、３つ以上であってもよい。
【００５７】
また、この実施の形態では、ＬＥＤモジュール２００に透光性カバー２７０を備える場合について説明したが、ＬＥＤ照明装置１０００の使用用途によっては、透明カバーであってもよく、あるいは、透光性カバー２７０を備えなくてもよい。このような場合であっても、基板２１４の白色印刷部２１４ｂが窓部２５１に配置されるので、ＬＥＤ照明装置１０００としての意匠性が損なわれることがなく、また、基板２１４の黒色印刷部２１４ｃによって、ＬＥＤ２１１が発する熱を効率よく放熱させるとともに、白色印刷部２１４ｂによってＬＥＤ２１１が発する光を効率よく反射させることができる。
【００５８】
この実施の形態の基板は、第一印刷部２１４ｂが白色、第二印刷部２１４ｃが黒色の場合について説明したが、第一印刷部２１４ｂは可視光領域の波長の光の反射率が高い塗料（例えば反射率が７０％以上の塗料）であれば白色でなくてもよく、また、第二印刷部２１４ｃは赤外領域の波長の光の反射率が低い塗料（例えば、反射率が１０％以下）であれば黒色でなくてもよい。
【００５９】
この実施の形態のＬＥＤ実装基板２１０は、ＬＥＤ２１１が１２個の場合を説明したが、ＬＥＤ２１１の個数は、１２個以外であってもよく、このＬＥＤ２１１の個数に応じて、反射カバー２５０の窓部２５１を設ければよい。
【００６０】
この実施の形態では、保護素子を、第二印刷部２１４ｃのエリアに実装する場合を説明したが、第二印刷部がなくてもＬＥＤ実装基板の放熱性を十分保てる場合は、第二印刷部がない基板に保護素子を実装してもよい。
【００６１】
また、この実施の形態では、保護素子を、各ＬＥＤ２１１にそれぞれ並列に接続する場合を説明したが、直列接続された２つのＬＥＤ２１１に対して並列に保護素子を接続してもよく、直列接続された３つのＬＥＤ２１１に対して並列に保護素子を接続してもよい。つまり、ＬＥＤ２１１の定格電圧を超える電圧がかからないように保護素子を設ければよい。
【符号の説明】
【００６２】
１００  器具本体、１１０  ベース本体、１１１  電源挿入孔、１２０  点灯装置、１３０  電源端子台、１４０  意匠カバー取付部、１４１  意匠カバー固定穴、１５０  本体カバー部、１５１  意匠カバー取付部挿入穴、１５２  ＬＥＤモジュール固定穴、２００  ＬＥＤモジュール、２１０  ＬＥＤ実装基板、２１１  ＬＥＤ、２１２  保護素子、２１３  コネクタ、２１４  基板、２１４ａ  銅パターン、２１４ｂ  第一印刷部（白色印刷部）、２１４ｃ  第二印刷部（黒色印刷部）、２１４ｄ  反射エリア、２１４ｅ  放熱エリア、２３０ａ  接続コネクタ、２３０ｂ  終端コネクタ、２４０  絶縁カバー、２５０  反射カバー、２５１  窓部、２５２  ネジ穴、２５３  透光性カバー係止爪、２６０  ネジ、２７０  透光性カバー、３００  意匠カバー、３１０  ネジ、３２０  ネジ穴、３３０  発光部挿入穴、１０００  ＬＥＤ照明装置。
【図１】
2012004024.tif 000003
【図２】
2012004024.tif 000004
【図３】
2012004024.tif 000005
【図４】
2012004024.tif 000006
【図５】
2012004024.tif 000007
【図６】
2012004024.tif 000008
【図７】
2012004024.tif 000009