(57)【要約】【課題】その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させことができる照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】発光素子１５１と、発光素子１５１と熱的接続し、発光素子１５１が発熱した熱を放熱するヒートシンク１２０と、ヒートシンク１２０の熱を放熱するための風を発生させる羽根を備えた送風装置１３０と、一端に口金１０１を備え、送風装置１３０を収納するケース１１０と、羽根の遠心方向の周囲に、風の風路を規制するフレーム１３７と、を備え、ヒートシンク１２０とフレーム１３７との間には、羽根の回転軸方向において風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする。【選択図】図２
2012199181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と
前記発光素子と熱的接続し、前記発光素子が発熱した熱を放熱するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの熱を放熱するための風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
一端に口金を備え、前記送風装置を収納するケースと、
前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に風を当てるように取り付けられ、前記発光素子は、前記ヒートシンクの一方の面とは反対である他方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に接触して取り付けられたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記隙間の円周方向の周囲において、前記ヒートシンクに前記送風装置を囲むようにフィンを備え、前記羽根の回転軸方向における前記フィンの高さが前記隙間の高さよりも高いことを特徴とする請求項１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、送風装置を備える照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱電球に代わる照明装置としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）電球が種々開発されている。これらのＬＥＤ電球には、複数のＬＥＤが使用されるため、発熱量が多い。そのため、ＬＥＤによる発熱を効率よく放熱することが強く求められている。
【０００３】
特許文献１には、ＬＥＤ電球の内部に送風装置を取り付けて強制的に放熱することにより、放熱効率を向上するＬＥＤ電球が記載されている。
【０００４】
しかし、上記特許文献１記載のＬＥＤ電球では、内部に空冷ファンを実装する際、点灯回路、ファン用のモータ及びこのモータの駆動回路のそれぞれを収納するための空間が必要となるため、小型化に適さない。
【０００５】
特許文献２には、発光体としてＬＥＤを用い冷却効率を確保しつつ小型化に対応することができる電球形ランプが記載されている。特許文献２記載の電球形ランプは、一主面に発光素子を備えた基板と、一端側が基板の他主面に密着され、内部に収納部を備えた放熱体と、この放熱体の収納部に収納された空冷手段と、基板を覆って放熱体の一端側に取り付けられたグローブと、放熱体の他端側に設けられた口金と、放熱体と口金との間に収納され、発光素子を点灯させる点灯回路と、基板に設けられ、空冷手段を駆動させる駆動回路と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６５８９２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０８７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２記載の電球形ランプは、いくら空冷手段で風を放熱体に送っても、放熱体に風が集中しないため、なかなか放熱効果があがらないという課題がある。すなわち、一方の端部に口金を備える照明装置では、その一般的な形状からして、口金側からＬＥＤ側に向かって徐々に太さが大きくなるようになる。すなわち、空冷装置における風も、空冷装置側からＬＥＤ側に向かうにつれて外側に広がっていき、放熱体に風を上手く集中させることができないのである。従って、空冷装置が発生させる風の、放熱体への放熱の強制力が弱いといえる。
【０００８】
本発明の目的は、その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させ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】
【０００９】
本発明の照明装置は、発光素子と前記発光素子と熱的接続し、前記発光素子が発熱した熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクの熱を放熱するための風を発生させる羽根を備えた送風装置と、一端に口金を備え、前記送風装置を収納するケースと、前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けた構成を採る。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させことができる照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る照明装置の外観図
【図２】上記実施の形態に係る照明装置の分解斜視図
【図３】上記実施の形態に係る照明装置の送風装置の断面図
【図４】（ａ）上記送風装置の正面図、（ｂ）上記送風装置の背面図、（ｃ）上記送風装置の背面側からの斜視図、（ｄ）上記送風装置の正面側からの斜視図
【図５】本発明の実施の形態における照明装置の風の流れを説明する図
【図６】（ａ）周囲部を備えた場合と備えない場合の放熱効果の違いを示す図、（ｂ）ヒートシンクと周囲部の最端部との距離を一定にしたときの羽の位置による放熱効果の違いを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、発光素子と前記発光素子と熱的接続し、前記発光素子が発熱した熱を放熱するヒートシンクと、前記ヒートシンクの熱を放熱するための風を発生させる羽根を備えた送風装置と、一端に口金を備え、前記送風装置を収納するケースと、前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置であって、その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させことができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に風を当てるように取り付けられ、前記発光素子は、前記ヒートシンクの一方の面とは反対である他方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置であって、送風装置が発生させる風をより効率よくヒートシンクに当ててＬＥＤの熱を冷却することができ、送風装置による放熱効果を向上させことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に接触して取り付けられたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置であって、送風装置が発生させる風を非常に効率よくヒートシンクに当ててＬＥＤの熱を冷却することができ、送風装置による放熱効果をより向上させことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、前記隙間の円周方向の周囲において、前記ヒートシンクに前記送風装置を囲むようにフィンを備え、前記羽根の回転軸方向における前記フィンの高さが前記隙間の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の照明装置であって、隙間の周囲において送風装置の内側から外側に向かって流れる風が、十分にフィンに当たるようになる。それによって、フィンに伝わっている熱を風が効率的に放熱させることができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、下記において、軸方向とはモータの軸がのびる方向をいう。
【００１７】
（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態に係る照明装置の外観図である。図２は、上記照明装置の分解斜視図である。図３は、本実施の形態に係る照明装置の送風装置の断面図である。以下、本発明に係る照明装置を、電球形ＬＥＤランプで具現化した例で説明する。
【００１８】
図１に示すように、電球形ＬＥＤランプ１００は、ケース１１０に、発光素子であるたとえばＬＥＤを載せたヒートシンク１２０を取り付け、ＬＥＤを覆うようにレンズ１６０をヒートシンク１２０に取り付けてなる。
【００１９】
より具体的には、図１及び図２に示すように、電球形ＬＥＤランプ１００は、一端のベース１１０ａが口金１０１に取り付けられ、他端が円筒形に開口した開口部１１０ｂを有するケース１１０と、開口部１１０ｂに外周部１２０ａが同径で取り付けられ、ＬＥＤ実装基板１５０を介してＬＥＤ１５１を冷却するヒートシンク１２０と、ケース１１０内に支持され、ヒートシンク１２０に向かって送風する送風装置１３０及びその電源基板１４０と、ヒートシンク１２０の外周端１２０ｂに取り付けられる球面状のレンズ１６０と、を備える。
【００２０】
送風装置１３０は、図２及び図３に示すように、モータ１３１と、該モータ１３１のシャフト１３２の軸方向の一端に取り付けられて回転する羽根１３３とを有する。羽根１３３が取り付けられたシャフト１３２の端部はケース１１０の一端側に配置され、羽根１３３が取り付けられていないシャフト１３２部分はヒートシンク１２０側に配置される。また、羽根１３３が取り付けられたシャフト１３２の端部は、ヒートシンク１２０側に配置され、羽根１３３が取り付けられていないシャフト１３２部分は、ケース１１０の一端側に配置されてもよい。また、送風装置１３０は、羽根１３３の外周を覆うフレーム１３７を備え、フレーム１３７は、ヒートシンク１２０と接触し、羽根１３３及びシャフト１３２とは接触しない。
【００２１】
ケース１１０は、放熱性が良好な部材、例えばアルミ合金等からなる。ケース１１０は、一端側であるベース１１０ａから、他端側である開口部１１０ｂへと、徐々に拡径する椀状に形成されている。ベース１１０ａには、外方から口金１０１が埋設される。ケース１１０の他端の開口部１１０ｂには、略同径の外周部１２０ａを有するヒートシンク１２０が、ケース１１０内に設置された送風装置１３０と共に、ケース１１０内壁のねじ止め１１０ｄにねじ１７１により共締めされる。また、ケース１１０の外周面には、複数の吸気口１１０ｃがケース１１０の軸方向に沿う長孔状で、かつ、周方向に互いに離間されて形成されている。
【００２２】
口金１０１は、例えばＥ１７型のものであり、電源基板１４０及びＬＥＤ実装基板１５０側と図示しない配線により電気的に接続されており、電球形ＬＥＤランプ１００のランプソケットにねじ込まれるねじ山を備える。
【００２３】
ヒートシンク１２０は、ケース１１０内でかつ、ケース１１０の一端側に、ケース１１０の内壁と離隔してねじ止めされている。送風装置１３０は、ヒートシンク１２０にねじ止めされている。もちろん、送風装置１３０が、ケース１１０内でかつ、ケース１１０の一端側に、ケース１１０の内壁と離隔して、ヒートシンク１２０と共にねじ止めされるといった他の形態でもよい。また、送風装置１３０が、ヒートシンク１２０及びフィン１２０ａにより、底面及び遠心方向において覆われるように収納されても良い。
【００２４】
送風装置１３０は、ヒートシンク１２０を経由する空気の流れを起こすことで、ヒートシンク１２０を冷却する。
【００２５】
送風装置１３０は、モータ１３１と、このモータ１３１により回転駆動される羽根１３３と、羽根１３３の外周を覆うフレーム１３７と、がユニット化されて構成されている。羽根１３３は、モータのシャフト（軸）１３２に取り付けられている。シャフト１３２は、口金１０１側から伸びるように取り付けられても良いし、ヒートシンク１２０側から伸びるように取り付けられても良い。口金１０１側から伸びるように取り付けられることで、以下のような効果を奏する。すなわち、シャフト１３２は、羽根１３３の取付部分と、羽根１３３の非取付部分とがあり、羽根１３３の取付部分の外径は、非取付部分の外径よりも格段に大きい。さらに、この羽根１３３の取付部分の外周には、風の向きを整えるフレーム１３７が存在するため、羽根１３３の取付部分の差渡しの外径寸法は、図３に示すように、非常に大きい。また、羽根１３３の取付部分は、風の強さも大きい。外径寸法が大きく、かつ送風力の大きい羽根１３３の取付部分が、ヒートシンク１２０を介してＬＥＤ実装基板１５０に向かうように、送風装置１３０をケース１１０内に設置する場合がある。その場合、送風装置１３０を、羽根１３３の非取付部分は、ケース１１０内のベース１１０ａに面して設置されることがある。いま、あらためてケース１１０の形状を見ると、ケース１１０は、ベース１１０ａに向かって縮径されており、開口部１１０ｂが徐々に拡径された半球形状となっている。このため、羽根１３３の非取付部分は、ケース１１０内のベース１１０ａ側に良好に収まる一方、羽根１３３の取付部分は、フレーム１３７と共に、ケース１１０の開口部１１０ｂ内に余裕をもって収納される。換言すれば、ケース１１０の開口部１１０ｂの大きさに合わせた、径の大きい羽根を用いることができ、静音で冷却効率のよい送風装置を実現することができる。
【００２６】
また、シャフト１３２が、ヒートシンク１２０側から伸びるように取り付けられることで、以下のような効果を奏する。すなわち、ヒートシンクにフレーム１３７をしっかり固定できるため、強度が向上する。羽根１３３はシャフト１３２を中心に回転するが、ヒートシンク１２０が羽根１３３の回転支持することができる。また、ヒートシンク１２０によってモータ１３１や羽根１３３がしっかりと固定されることで、羽根１３３の回転による振動などを抑え、騒音を抑えることができる。
【００２７】
送風装置１３０は、ベース１１０ａ側に電源基板１４０が載置され、電源基板１４０は、ベース１１０ａ内壁にねじ１７２により取り付けられる。電源基板１４０にはコンデンサなどの電子部品が搭載されるが、これら電子部品をなるべくＬＥＤ１５１から離して電子部品に熱が伝わらないよう、送風装置１３０よりも口金１０１側に配置している。
【００２８】
また、送風装置１３０は、モータ１３１や羽根１３３などがフレーム１３７に収納される。送風装置１３０は、ヒートシンク１２０に対してねじ止めされる。また、モータ１３１を収納したフレーム１３７は、フランジ部貫通孔１３７ｄによって底部からヒートシンク１２０と共に、ケース１１０内壁のねじ止め１１０ｄにねじ１７１により共締めされても良い。
【００２９】
ＬＥＤ実装基板と電源基板とが、離れて配置されているため互いの発熱が分散され、冷却効果が向上する利点がある。
【００３０】
ヒートシンク１２０には、ＬＥＤ１５１を実装したＬＥＤ実装基板１５０が取り付けられ、ＬＥＤ実装基板１５０に実装されたＬＥＤ１５１の発熱を冷却する。ヒートシンク１２０は、フィン１２０ａを備えており、冷却効果を向上させている。送風装置１３０はヒートシンク１２０のフィン１２０ａの上方を覆うように配置しても良いし、送風装置１３０がフィン１２０ａによってその周囲を覆われるように配置されても良い。送風装置１３０がヒートシンク１２０のフィン１２０ａの上方を覆うように配置することで、送風装置１３０の羽根１３３を遠心方向に大きく形成することができる。それは、フィン１２０ａが送風装置１３０の拡大化を妨げないからである。その結果、送風装置１３０の送風効率が向上し、送風装置１３０の冷却効果が向上する。また、送風装置１３０がフィン１２０ａによってその周囲を覆われるように配置することで、送風装置１３０が排出する風をフィン１２０ａが効率よく放熱することができる。その結果、ＬＥＤ１５１の発熱を効率よく冷却することができる。特に、Ｂ領域（隙間）の遠心方向の周囲には、フィン１２０ａを設けると良い。すなわち、フィン１２０ａが軸方向におけるＢ領域の高さと同一もしくはそれ以上になるようにし、Ｂ領域において送風装置１３０の内側から外側に向かって流れる風が、十分にフィン１２０ａに当たるようになる。それによって、フィン１２０ａに伝わっている熱を風が効率的に放熱させることができる。すなわち、ヒートシンク１２０を放熱させた後の排気口１２０ａ（本実施の形態においては、フィン１２０ａが排気口としても機能する）から排気される風を、再度フィン１２０ａの放熱に利用できる。
【００３１】
ヒートシンク１２０は、例えば熱伝導性が良好な銅やアルミニウムやその合金などの金属材料からなり、中央部に収容した送風装置１３０からの風を、外周部に形成された排気口１２０ａから外に逃がす。
【００３２】
ヒートシンク１２０の外周端１２０ｂには、球面状のレンズ１６０が取り付けられる。ヒートシンク１２０は、ケース１１０とレンズ１６０との間に挟まれるように配置される。なお、ケース１１０の吸気口１１０ｃとヒートシンク１２０排気口１２０ａとは、逆方向の風向きであってもよい。電源基板１４０は、送風装置１３０に対して直流電源を供給するための電源回路である。
【００３３】
ＬＥＤ実装基板１５０は、ＬＥＤ１５１を実装する。ＬＥＤ実装基板１５０は、例えば放熱性が良好なアルミニウムなどの金属材料、あるいは絶縁材料などにより形成されたメタルベース基板である。ＬＥＤ実装基板１５０は、ヒートシンク１２０に接触して放熱されている。
【００３４】
ＬＥＤ実装基板１５０は、ＬＥＤ１５１の発熱を冷却するヒートシンク１２０に接して設けられる。
【００３５】
レンズ１６０は、光拡散性を有するガラスあるいは合成樹脂などにより扁平な球面状に形成されており、ＬＥＤ実装基板１５０を覆ってＬＥＤ１５１からの光を拡散する。
【００３６】
このように、ケース１１０とレンズ１６０との内部には、ケース１１０のベース１１０ａ側から順に、電源基板１４０、送風装置１３０、ヒートシンク１２０、及びＬＥＤ実装基板１５０が配置されている。
【００３７】
レンズ１６０は、ヒートシンク１２０に接着され、レンズ１６０とヒートシンク１２０との間にＬＥＤ実装基板１５０とＬＥＤ１５１が配置される。
【００３８】
電源基板１４０は、送風装置１３０に電源を供給する電源部を実装する。
【００３９】
電源基板１４０は、ねじ１７２によってケース１１０に固定され、ヒートシンク１２０及び送風装置１３０は、ねじ１７１によってケース１１０に固定される。送風装置１３０及びヒートシンク１２０は、円形形状であり、ヒートシンク１２０の方が、径が大きい。また、送風装置１３０とヒートシンク１２０とを一体としてもよい。
【００４０】
図４（ａ）は、上記送風装置の正面図、図４（ｂ）は、上記送風装置の背面図、図４（ｃ）は、上記送風装置の背面側からの斜視図、図４（ｄ）は、上記送風装置の正面側からの斜視図である。
【００４１】
図３乃至図４に示すように、送風装置１３０は、モータ１３１と、シャフト１３２と、シャフト１３２により回転駆動される羽根１３３と、ステータと、環状のマグネット１３５と、送風装置制御基板１３６と、羽根１３３の外周を覆うフレーム１３７と、がユニット化されて構成されている。羽根１３３は、モータ１３１のシャフト１３２の端部に取り付けられている。
【００４２】
上記シャフト１３２、ステータ、環状のマグネット１３５、及び送風装置制御基板１３６は、全体としてモータ１３１を構成している。
【００４３】
フレーム１３７は、フランジ部貫通孔１３７ｄを通るねじによってヒートシンク１２０に固定され、ヒートシンク１２０はねじ１７１によりケース１１０に固定される。
【００４４】
ここで、フレーム１３７は、ヒートシンク１２０と接触する一方、羽根１３３、シャフト１３２、ステータなど他の部品は直接に接触しない。このため、直接的にヒートシンク１２０の熱が、羽根１３３、シャフト１３２、ステータなど他の部品には移動しない。また、フレーム１３７とヒートシンク１２０との間を空けることによって、直接接触しないように構成してもよい。
【００４５】
フレーム１３７は、羽根１３３、シャフト１３２、ステータなどを支える平坦部１３７ａと、羽根１３３の周囲を包囲するように形成された周囲部１３７ｂとを備える。平坦部１３７ａと周囲部１３７ｂは、複数の脚部１３７ｃによって接続されている。本実施の形態では脚部１３７ｃは３本であり、少なくとも２本以上設けることが好ましい。これに限られるわけではないが、２本であると脚部１３７ｃの強度を上げるために太く形成したほうが良い。その場合、風の流れを妨げてしまうので、脚部１３７ｃは３本以上であって細く形成した方が良い。本実施の形態であっては、脚部１３７ｃの太さは略４ｍｍ〜８ｍｍとなる。また、本実施の形態では、周囲部１３７ｂの外径は、略３０ｍｍである。また、平坦部１３７ａと周囲部１３７ｂは、複数の脚部１３７ｃとは、一体成型で形成してもよいし、それぞれを形成して接合しても良い。
【００４６】
シャフト１３２は、平坦部１３７ａに回転可能に支えられ、羽根１３３を回転させる。羽根１３３の回転は、環状のマグネット１３５とステータによって駆動される。
【００４７】
ステータは、磁性材料からなる金属板を回転軸の軸方向に積層して形成されたものである。ステータの各ティース部には、電着塗装などによって絶縁層が形成され、この絶縁層を介してコイルが巻装されている。このコイルに電流を流すことによって磁界が発生し、マグネット１３５と吸引、反発してステータが駆動される。
【００４８】
なお、駆動部の構造は、上記の構造に限定されず、送風装置１３０を駆動できる構造であれば、どのような構造でもよい。
【００４９】
以下、上述のように構成された照明装置の動作について説明する。
【００５０】
図５は、本発明の実施の形態における照明装置の風の流れを説明する図である。図５中、実線及び破線矢印が風の流れを示す。
【００５１】
図５に示すように、風は吸気口１１０ｃから吸気され、フィン１２０ａの隙間から形成される排気口１２０ａから排気される。しかし、風の流れは、前述したものと逆の方向であってもよい。
【００５２】
次に、周囲部１３７ｂについて、詳細に説明する。図３に示すように、モータ１３１及び羽根１３３の遠心方向における周囲は、羽根１３３側のＡ領域とモータ１３１側のＢ領域に分けられる。すなわち、Ａ領域はモータ１３１及び羽根１３３の遠心方向における周囲において周囲部１３７ｂを設けた領域であって、Ｂ領域は周囲部１３７ｂが存在しない領域である。図４（ｃ）に示すようにＢ領域であっても脚部１３７ｃが形成されるが、周囲部１３７ｂの少なくとも一部が除かれている。すなわち、Ｂ領域では、環状のフレーム１３７のうち脚部１３７ｃを除く部分ではすべて風路となる隙間が設けられていることが望ましいが、隙間は必ずしも全周でなくてもよい。
【００５３】
Ａ領域とＢ領域とのモータの軸方向における幅の割合は、略２〜４：１程度が良い。すなわち、Ａ領域がＢ領域よりも大きく形成されることが好ましい。それは、Ａ領域において風の風路が制御されるため、Ａ領域をＢ領域よりも大きくすることによって封路の制御をより効果的に行えるからである。しかし、これに限られるものではなく、例えば略１：１や略５：１などでも何でも良い。また、軸方向において、少なくとも周囲部１３７ｂは羽根１３３の５０％以上を囲むことができるように構成されると良い。すなわち、周囲部１３７ｂの軸方向の高さの幅は、羽根１３３の軸方向の高さの５０％〜１４０％程度であると良く、好ましくは８０％〜１２０％が好適である。この程度ほど周囲部１３７ｂの高さを確保すれば、風の方向を制御することができる。更に、風の送風効率を考えると、図３の上側のように、周囲部１３７ｂの上端部と、羽根１３３を支持するハブの上端部とが略一直線上に伸びることによって、羽根１３３の回転によって発生させる風を無駄にすることなく、効率的にその方向を規制できる。従って、効率よく風をヒートシンク１２０に集中させることができ、冷却効果を向上させることができる。しかしながら、周囲部１３７ｂはハブの最上端よりもモータ側から始まってもよい。その際、ハブの最上端付近は周囲部１３７ｂに囲まれておらず、Ａ領域でもＢ領域でもない。従って、周囲部１３７ｂは、羽根１３３の全てを囲む必要はなく、口金１０１側、ヒートシンク１２０側のどちらか一方、もしくは双方において、周囲部１３７ｂから羽根１３３がはみ出していても良い。ただし、羽根１３３の全体が周囲部１３７ｂによって囲まれることによって、風の方向を効率的に規制し、ヒートシンク１２０により集中して当てることができる。これはすなわち、照明装置内に吸気される風の風路と、照明装置内から排気される風の風路とが交わらないようにすると同時に、風がヒートシンク１２０から熱を奪いやすくなるような風路を形成することができる。
【００５４】
更に、本実施の形態においては、周囲部１３７ｂは送風装置１３０の軸方向に対して略平行であって環状に形成されている。しかしながら、周囲部１３７ｂは送風装置１３０の軸方向またはヒートシンク１２０に対して傾いていても良い。例えば、周囲部１３７ｂを、略円錐形状のように口金１０１側を細く、ヒートシンク１２０側を太く形成することによって、風速が上がって送風装置１３０の冷却効果が向上する。また、吸気した風を効率よくヒートシンク１２０に当てることができるため、風のロスが少ない。また、略円錐形状のように口金１０１側を太く、ヒートシンク１２０側を細く形成することによって、余計な風の空回りを避けることができる。また、排気口１２０ａから排気される空気がそのまま吸気口１１０ｃから排気されることを防ぐので、ヒートシンク１２０に当たる風に暖かい風が混じることを防ぐことができる。従って、冷却効果を向上させることができる。
【００５５】
本実施の形態では、送風装置１３０の平坦部１３７ａがヒートシンク１２０に接するように配置し、軸方向におけるＡ領域の高さは略５ｍｍ、Ｂ領域の高さは略３ｍｍ、送風装置１３０の高さは略８ｍｍである。この場合、Ｂ領域とは、ヒートシンク１２０と周囲部１３７ｂの最下端部分との隙間のことをいう。また、送風装置１３０の平坦部１３７ａがヒートシンク１２０に接しない場合は、Ｂ領域の高さに送風装置１３０とヒートシンク１２０との距離を足したものが隙間となる。送風装置１３０の高さは略８ｍｍであって送風装置１３０がヒートシンク１２０に接触する場合、Ｂ領域は２〜４ｍｍが好適である。２ｍｍ以下としてしまうと、周囲部１３７ｂが風路を妨げすぎてしまい、４ｍｍ以上とすると、周囲部１３７ｂが風路を十分に規制できないからである。
【００５６】
図６（ａ）は、周囲部を備えた場合と備えない場合の放熱効果の違いを示す図であり、ことのき周囲部１３７ｂは軸方向におけるＡ領域の高さが略５ｍｍ、Ｂ領域の高さが略３ｍｍ、送風装置１３０の高さが略８ｍｍである。また、図６（ｂ）は、ヒートシンクと周囲部の最端部との距離を一定にしたときの羽の位置による放熱効果の違いを示す図であり、ヒートシンク１２０と周囲部１３７ｂの最端部との距離は３ｍｍとしている。このとき、上段の離した場合とは、ヒートシンク１２０とシャフト１３２の下端を３ｍｍ離して配置したものであり、下段の接した場合とは、ヒートシンク１２０とシャフト１３２の下端が接するように配置したものである。また、双方とも、送風装置１３０の回転数は５０００ｒ／ｍｉｎであり、ＬＥＤ１５１の発熱量は１２Ｗである。図に示された温度とは、ＬＥＤ１５１をＯＮにした際のＬＥＤ実装基板１５０の温度であり、Δｔとは前記温度から２５度を引いた温度、すなわち平常の温度に比べてどれだけ高温であるかを示し、流量とは吸気口１１０ｃから吸気され排気口１２０ａから排気される風の流量を表す。
【００５７】
図６（ａ）から分かるとおり、周囲部１３７ｂを設けるだけで、設けないよりも５０℃近く放熱効果が向上していることがわかる。また、周囲部１３７ｂを備えなければ、周囲部１３７ｂを備えるよりも平常温度（２５度）との差が約２倍になっている。さらに、周囲部１３７ｂを備えることで、送風装置１３０の送風効率も向上しており、明らかにＬＥＤ実装基板１５０に対する放熱効果が向上している。
【００５８】
また、図６（ｂ）から分かるとおり、送風装置１３０は、なるべくヒートシンク１２０に近づけた方がいいことが分かる。必ずしも送風装置１３０とヒートシンク１２０を接触させる必要はないが、近づければ近づけるほどＬＥＤ実装基板１５０に対する冷却効果が向上する。ただし、送風装置１３０をヒートシンク１２０とを離し、間に空気層または断熱材などを入れることによって、ヒートシンク１２０の熱が直接送風装置１３０に伝わらないメリットがある。すなわち、送風装置１３０が発熱によって寿命を縮められることを防ぎ、送風装置１３０の寿命を延ばすことができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、モータ１３１がヒートシンク１２０側に、羽根１３３が口金１０１側になるように配置されているが、羽根１３３をヒートシンク１２０側に、モータ１３１を口金１０１側になるように配置しても良い。その場合は、Ａ領域はモータ１３１側であり、Ｂ領域は羽根１３３側となる。すなわち、風をヒートシンクに集中的に当てるためには、Ａ領域の周囲部１３７ｂにおいて方向を規制された風を効率よくＢ領域にてヒートシンク１２０に集中させるよう、Ａ領域は常に口金１０１側、Ｂ領域は常にヒートシンク側となる。
【００６０】
また、少なくともＢ領域の遠心方向の周囲には、フィン１２０ａを設けると良い。すなわち、フィン１２０ａが軸方向におけるＢ領域の高さと同一もしくはそれ以上になるようにし、Ｂ領域において送風装置１３０の内側から外側に向かって流れる風が、十分にフィン１２０ａに当たるようになる。
【００６１】
また、送風装置１３０はなるべくヒートシンク１２０に近づけたほうが良い。すなわち、ヒートシンク１２０付近の風の流速が高いほうが、ヒートシンク１２０から熱を放熱することができ、冷却効果が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の照明装置は、ＬＥＤ実装基板を冷却する送風装置を備える電球形ＬＥＤランプに用いて好適である。
【符号の説明】
【００６３】
１００    電球形ＬＥＤランプ
１０１    口金
１１０    ケース
１２０    ヒートシンク
１３０    送風装置
１３１    モータ
１３２    シャフト
１３３    羽根
１３７    フレーム
１４０    電源基板
１５０    ＬＥＤ実装基板
１５１    ＬＥＤ（発光素子）
１６０    レンズ
【図２】
2012199181.tif 000003
【図３】
2012199181.tif 000004
【図４】
2012199181.tif 000005
【図５】
2012199181.tif 000006
【図６】
2012199181.tif 000007
【図１】
2012199181.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月22日(2011.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
前記ヒートシンク側に開口部を備え、前記送風装置を収納するケースと、
前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に風を当てるように取り付けられ、前記発光素子は、前記ヒートシンクの一方の面とは反対である他方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に接触して取り付けられたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記隙間の円周方向の周囲において、前記ヒートシンクに前記送風装置を囲むようにフィンを備え、前記羽根の回転軸方向における前記フィンの高さが前記隙間の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
発光素子と熱的接続するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置用送風装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、送風装置を備える照明装置及び照明装置用送風装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の照明装置は、発光素子と、前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、前記ヒートシンク側に開口部を備え、前記送風装置を収納するケースと、前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けた構成を採る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、発光素子と、前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、前記ヒートシンク側に開口部を備え、前記送風装置を収納するケースと、前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置であって、その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成24年1月18日(2012.1.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の照明装置は、発光素子と、前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、前記ヒートシンク側に開口部を備えるケースと、前記ヒートシンクと前記ケースとの間に配置され、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けた構成を採る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、発発光素子と、前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、前記ヒートシンク側に開口部を備えるケースと、前記ヒートシンクと前記ケースとの間に配置され、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置であって、その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、
前記ヒートシンク側に開口部を備えるケースと、
前記ヒートシンクと前記ケースとの間に配置され、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に風を当てるように取り付けられ、前記発光素子は、前記ヒートシンクの一方の面とは反対である他方の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記送風装置は、前記ヒートシンクの一方の面に接触して取り付けられたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記隙間の円周方向の周囲において、前記ヒートシンクに前記送風装置を囲むようにフィンを備え、前記羽根の回転軸方向における前記フィンの高さが前記隙間の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
発光素子と熱的接続するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
前記羽根の遠心方向の周囲に、前記風の風路を規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設けたことを特徴とする照明装置用送風装置。
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月25日(2012.4.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の照明装置は、発光素子と、前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、前記ヒートシンク側に開口部を備えるケースと、前記ヒートシンクと前記ケースとの間に配置され、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記羽根の回転軸方向において前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設け、前記隙間において前記風の風路が前記羽根の遠心方向となる構成を採る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、発発光素子と、前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、前記ヒートシンク側に開口部を備えるケースと、前記ヒートシンクと前記ケースとの間に配置され、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記羽根の回転軸方向において前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設け、前記隙間において前記風の風路が前記羽根の遠心方向となることを特徴とする照明装置であって、その形状により、送風装置の発生させた風をヒートシンクに集中させることが難しい照明装置であっても、送風装置が発生させる風を効率よくヒートシンクに当て、送風装置による放熱効果を向上させことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子と熱的接続するヒートシンクと、
前記ヒートシンク側に開口部を備えるケースと、
前記ヒートシンクと前記ケースとの間に配置され、前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記羽根の回転軸方向において前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設け、前記隙間において前記風の風路が前記羽根の遠心方向となることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
発光素子と熱的接続するヒートシンクと、
前記ヒートシンクの熱を放熱する風を発生させる羽根を備えた送風装置と、
前記羽根の遠心方向の周囲に前記羽根を囲むように形成され、前記風の風路が前記羽根の回転軸方向において前記ヒートシンク側に向かうように規制するフレームと、を備え、
前記ヒートシンクと前記フレームとの間には、前記羽根の回転軸方向において前記風の風路となる隙間を設け、前記隙間において前記風の風路が前記羽根の遠心方向となることを特徴とする照明装置用送風装置。