(57)【要約】【課題】ＬＥＤと点灯装置を効率良く冷却してこれらの寿命延長とＬＥＤの発光効率の向上を図ることができる小型で軽量なＬＥＤ照明灯を提供すること。【解決手段】有底筒状の筐体２の一端開口部にレンズ３を配置して該レンズ３と前記筐体２との間に排気口４を形成するとともに、前記筐体２の底部に吸気口５を形成し、  筐体２の内部に形成される空間Ｓを前記吸気口５と前記排気口４を介して大気に連通させるとともに、該空間Ｓ内に、ＬＥＤ６と、該ＬＥＤ６を駆動する点灯装置７と、該点灯装置７を絶縁するための樹脂ケース８及びファン９を配置してＬＥＤ照明灯１を構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の筐体の一端開口部にレンズを配置して該レンズと前記筐体との間に排気口を形成するとともに、前記筐体の底部に吸気口を形成し、
筐体の内部に形成される空間を前記吸気口と前記排気口を介して大気に連通させるとともに、該空間内に、ＬＥＤと、該ＬＥＤを駆動する点灯装置と、該点灯装置を絶縁するための樹脂ケース及びファンを配置して構成されることを特徴とするＬＥＤ照明灯。
【請求項２】
前記樹脂ケース内に、一側が開口するダクトを横方向に形成し、
該ダクトの底面に、前記筐体の底部に形成された吸気口と連通する通気孔を形成し、
前記樹脂ケースに、前記ダクトの開口部を覆う垂直部と当該樹脂ケースの上面を覆う水平部とで構成されるＬ字状のベース板金を取り付け、
該ベース板金の垂直部の内面に、前記ファンを、前記ダクトの開口部と該ファンの吸気口を互いに連通させて取り付けるとともに、該ファンの上面とこれを覆う前記ベース板金の水平部とに、互いに連通する通気孔をそれぞれ形成し、
前記板金ベースの水平部上面に前記ＬＥＤを配置し、
前記樹脂ケースのダクト内に前記点灯装置を配置したことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明灯。
【請求項３】
前記点灯装置を平板状のボードに電子部品を実装して構成するとともに、該点灯装置を前記ボードが前記樹脂ケースのダクト内の外気の流れに沿うよう配置したことを特徴とする請求項２記載のＬＥＤ照明灯。
【請求項４】
前記筐体の底部周囲に前記吸気口とは別の複数の吸気口を形成し、該吸気口から前記筐体内の空間に吸引される外気を前記樹脂ケース及び前記板金ベースの周囲を通過して前記排気口へと流すようにしたことを特徴とする請求項２又は３記載のＬＥＤ照明灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするＬＥＤ照明灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤは高輝度で省電力、高寿命等の特長を有することから、近年、街路灯、道路灯等の他、一般照明用の照明灯にもＬＥＤが光源として使用されるようになってきつつある。
【０００３】
ここで、従来のＬＥＤを光源として用いる照明灯（以下、ＬＥＤ照明灯と称する）の一例を図１０に示す。
【０００４】
即ち、図１０は電球型のＬＥＤ照明灯の側断面図であり、図示のＬＥＤ照明灯１０１は、カップ状の筐体１０２とその一端（図１０の上端）開口部を覆う光透過性のアウタレンズ１０３によって画成される密閉空間Ｓ内に、ＬＥＤ１０６が実装されたＬＥＤ基板１２３、ＬＥＤ１０６を駆動するための点灯装置１０７、該点灯装置１０７を電気的に絶縁するための樹脂ケース１０８、ＬＥＤ１０６から出射される光を反射させるリフレクタ（又は配光用のレンズ）１２４を収容して構成されている。斯かるＬＥＤ照明灯１０１はＬＥＤ１０６の発光や点灯装置１０７の駆動によって発熱するため、これを効率良く冷却してＬＥＤ１０６の発光効率や寿命の低下、点灯装置１０７内の電界コンデンサやＩＣ等の不図示の電子部品の寿命低下等を防ぐ必要がある。
【０００５】
そのため、筐体１０２を熱伝導率の高いアルミニウムで構成し、この筐体１０２にＬＥＤ基板１２３の周縁を密着させ、ＬＥＤ１０６から発生する熱をＬＥＤ基板１２３から筐体１０２へと伝導させ、筐体１０２表面からの輻射によって外部空気に放熱することによってＬＥＤ１０６を冷却することが行われている。この場合、筐体１０２の放熱面積を拡大するために該筐体１０２に放熱フィンを設けることも行われている。
【０００６】
斯かる筐体１０２の表面からの放熱による冷却方式を採用する場合、明るさを高めるためにＬＥＤ１０６の出力を上げると発熱量が増え、これに応じて筐体１０２を大きくする（表面積を大きくして放熱量を増やす）必要があるため、ＬＥＤ照明灯１０１にあっては明るさとサイズ（筐体１０２の表面積）とはトレードオフの関係となっている。
【０００７】
ところで、特許文献１には、密封容器内に光源と換気ユニットを収容し、光源から発する熱を換気ユニットによって生成される気流によって容器の内部表面へと輸送することによって冷却性能を高めた発光装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１０−５４１１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１０に示すＬＥＤ照明灯１０１では、発熱源であるＬＥＤ１０６や点灯装置１０７が筐体１０２内の密閉空間Ｓに収容されているため、筐体１０２からの放熱だけでは冷却効果に限界があり、ＬＥＤ１０６や点灯装置１０７を十分に冷却することができず、使用環境によってはＬＥＤ１０６や点灯装置１０７の電子部品の熱による劣化が顕著となって製品であるＬＥＤ照明灯１０１の寿命が短くなるという問題があった。又、特許文献１において提案された発光装置においても、光源と換気ユニットが密封容器内に収容されているため、換気ユニットによって発生する気流が密封容器内で循環するのみであり、結局は内部表面からの放熱による冷却に依存しているために冷却効果には限界がある。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ＬＥＤと点灯装置を効率良く冷却してこれらの寿命延長とＬＥＤの発光効率の向上を図ることができる小型で軽量なＬＥＤ照明灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
有底筒状の筐体の一端開口部にレンズを配置して該レンズと前記筐体との間に排気口を形成するとともに、前記筐体の底部に吸気口を形成し、
筐体の内部に形成される空間を前記吸気口と前記排気口を介して大気に連通させるとともに、該空間内に、ＬＥＤと、該ＬＥＤを駆動する点灯装置と、該点灯装置を絶縁するための樹脂ケース及びファンを配置してＬＥＤ照明灯を構成したことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
前記樹脂ケース内に、一側が開口するダクトを横方向に形成し、
該ダクトの底面に、前記筐体の底部に形成された吸気口と連通する通気孔を形成し、
前記樹脂ケースに、前記ダクトの開口部を覆う垂直部と当該樹脂ケースの上面を覆う水平部とで構成されるＬ字状のベース板金を取り付け、
該ベース板金の垂直部の内面に、前記ファンを、前記ダクトの開口部と該ファンの吸気口を互いに連通させて取り付けるとともに、該ファンの上面とこれを覆う前記ベース板金の水平部とに、互いに連通する通気孔をそれぞれ形成し、
前記板金ベースの水平部上面に前記ＬＥＤを配置し、
前記樹脂ケースのダクト内に前記点灯装置を配置したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記点灯装置を平板状のボードに電子部品を実装して構成するとともに、該点灯装置を前記ボードが前記樹脂ケースのダクト内の外気の流れに沿うよう配置したことを特徴とする。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記筐体の底部周囲に前記吸気口とは別の複数の吸気口を形成し、該吸気口から前記筐体内の空間に吸引される外気を前記樹脂ケース及び前記板金ベースの周囲を通過して前記排気口へと流すようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１及び２記載の発明によれば、ファンが駆動されると、筐体の底部に形成された吸気口から外気が筐体内の空間へと吸引され、この吸引された外気は空間内に配置されたＬＥＤと点灯装置及び樹脂ケースを冷却しながら排気口へと流れ、排気口から大気中に排出される。このように外気が筐体内の空間を連続的に流れてＬＥＤや点灯装置を強制空冷するため、ＬＥＤと点灯装置の電子部品が効率良く冷却されてこれらの温度上昇が抑えられる。このため、ＬＥＤの発光効率が高められるとともに、該ＬＥＤと電子部品の寿命が延び、製品としてのＬＥＤ照明灯の耐久性が高められる。又、冷却性能を高めるために筐体を大きくしてその表面積を拡大したり、筐体外面に放熱フィン等を設ける必要がないため、ＬＥＤ照明灯の小型化と軽量化を図ることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、点灯装置のボードをダクト内の外気の流れに沿うよう配置したため、ボードがダクト内の外気の流れを遮ることがなく、該ボードに実装された電子部品がダクトを流れる外気によって効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、筐体の底部周囲に形成された複数の吸気口から筐体内の空間へと吸引された外気が樹脂ケース及びベース板金の周囲を通過して排気口へと流れる過程で樹脂ケースとベース板金が冷却されるため、樹脂ケース内のダクトに配置された点灯装置とベース板金上に取り付けられたＬＥＤも同時に冷却され、これらの温度上昇が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＬＥＤ照明灯の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤ照明灯の底面図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤ照明灯を斜め上方から見た斜視図である。
【図６】本発明に係るＬＥＤ照明灯を斜め下方から見た斜視図である。
【図７】本発明に係るＬＥＤ照明灯の分解斜視図である。
【図８】本発明に係るＬＥＤ照明灯の樹脂ケースとベース板金の組立状態を示す斜視図である。
【図９】本発明に係るＬＥＤ照明灯に組立要領を示す斜視図である。
【図１０】従来のＬＥＤ照明灯の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係るＬＥＤ照明灯の平面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線断面図、図４は同ＬＥＤ照明灯の底面図、図５は同ＬＥＤ照明灯を斜め上方から見た斜視図、図６は同ＬＥＤ照明灯を斜め下方から見た斜視図、図７は同ＬＥＤ照明灯の分解斜視図、図８は同ＬＥＤ照明灯の樹脂ケースとベース板金の組立状態を示す斜視図、図９は同ＬＥＤ照明灯に組立要領を示す斜視図である。
【００２１】
本実施の形態に係るＬＥＤ照明灯１は、有底筒状の筐体２の一端（図２及び図３の上端）の開口部の中心に配光用のレンズ３を配置し、該レンズ３と筐体２との間に円環状の排気口４（図５参照）を形成するとともに、筐体２の底部に円孔状の吸気口５（図６参照）を形成し、筐体２の内部に形成される空間Ｓを前記吸気口５と前記排気口４を介して大気に連通させるとともに、図２及び図３に示すように、空間Ｓ内に、光源であるＬＥＤ６と、該ＬＥＤ６を駆動する点灯装置７と、該点灯装置７を絶縁するための樹脂ケース８及びファン９を配置して構成されている。尚、配光手段としてレンズ３に代えてリフレクタを用いても良い。
【００２２】
上記筐体２は、熱伝導性の高いアルミニウム、放熱樹脂、放熱セラミック等によって構成されており、図４及び図６に示すように該筐体２の底部の周囲４箇所には前記吸気口５とは別のスリット状の吸気口１０が形成されている。又、図４及び図６に示すように筐体２の底部には、前記点灯装置７の下部から延びる給電用ハーネス１１を通すためのスリット状の矩形孔１２が形成されている。
【００２３】
前記樹脂ケース８は、電気絶縁性の高い樹脂によってブロック状に成形され、その内部には一側が開口する横断面円形のダクト１３（図７参照）が横方向に形成されている。又、図４に示すように、樹脂ケース８の上部には矩形孔１４が形成され、この矩形孔１４の対向する箇所には切欠き１５が形成されている。そして、図７に示すように樹脂ケース８の底部には、筐体２の底部に形成された前記吸気口５に連通する円孔状の通気孔１６が形成されるとともに、筐体２の底部に形成された前記矩形孔１２に連通する矩形孔１７が形成されている。
【００２４】
そして、上記樹脂ケース８には、前記ダクト１３の開口部を塞ぐとともに当該樹脂ケース８の上面に当接するＬ字状のベース板金１８が取り付けられている。このベース板金１８は、熱伝導性の高いアルミニウムで構成されており、垂直に起立する垂直部１８ａの内面（樹脂ケース８のダクト１３の開口に臨む面）には前記ファン９がダクト１３の形成方向と同一方向に回転軸があるよう縦方向に、且つ、ファン９の吸気口９ａがダクト１３の開口部と連通して取り付けられている。ここで、ファン９にはシロッコファン等の遠心ファンが使用されている。図７に示すように、ファン９の上面には通気口９ｂが形成されており、吸気口９ａから吸引された外気は通気口９ｂから排出される。
【００２５】
又、ベース板金１８の垂直部１８ａの上端から直角に折り曲げられた水平部１８ｂは、図２，図３及び図８に示すように樹脂ケース８の上面に取り付けられ、この水平部１８ｂには前記ＬＥＤ６が取り付けられるとともに、ファン９の上面に形成された通気口９ｂに連通するスリット状の複数の通気口１９が形成されている（図７参照）。
【００２６】
前記点灯装置７は、図７に示すように、矩形平板状のボード２０に電界コンデンサ２１やＩＣ２２等の電子部品を実装して構成されており、ボード２０を樹脂ケース８の上部に形成された前記切欠き１５に嵌め込んで矩形孔１４から樹脂ケース８内のダクト１３に上方から挿入することによってダクト１３内に設置されている。このとき、該点灯装置１７のボード２０は、ダクト１３の軸中心において該ダクト１３内の外気の流れ方向に沿って配置されている。又、点灯装置１７の下部から延びる前記給電用ハーネス１１は、樹脂ケース８と筐体２の各底部に形成された矩形孔１７，１２を通って筐体２外へと引き出されている。
【００２７】
以上のように構成されるＬＥＤ照明灯１の組み立てに際しては、図９に示すように、筐体２内のその一端開口部から樹脂ケース８、ファン９、点灯装置７、ベース板金１８、レンズ３が順次組み込まれる。
【００２８】
而して、以上のように構成されたＬＥＤ照明灯１は、不図示のスイッチがＯＮされると、点灯装置７に通電され、該点灯装置７によってＬＥＤ６が起動されて発光し、その光にレンズ３を透過することによって配光されて出射し、周囲の照明に供される。
【００２９】
又、同時に筐体２に内蔵されたファン９が駆動され、筐体２と樹脂ケース８の各底部に形成された円孔状の吸気口５と通気孔１６から樹脂ケース８のダクト１３に外気が図２及び図６に矢印にて示すように吸い込まれる。そして、ダクト１３に吸い込まれた外気は、ダクト１３内をファン９に向かって横方向に流れ、その過程で樹脂ケース８や点灯装置７の電界コンデンサ２１やＩＣ２２等の電子部品、ベース板金１８を介してＬＥＤ６を冷却する。そして、冷却によって温度が上昇した外気は、ファン９に吸引されて昇圧され、ファン９の上面に形成された通気口９ｂとベース板金１８の水平部１８ｂに形成された通気口１９からファン９外へと流れ出し、レンズ３周りを冷却しながら図２及び図５に矢印にて示すように排気口４から大気中に排出される。
【００３０】
上述のようにファン９の上面に形成された通気口９ｂとベース板金１８の水平部１８ｂに形成された通気口１９から外気がファン９外へと勢い良く流れ出ると、その流れによってその周囲の静圧が低下して負圧が発生するため、この負圧によって外気が筐体２の底部の周囲４箇所に形成された吸気口１０から図２及び図６に破線矢印にて示すように筐体２内の空間Ｓへと吸引され、空間Ｓ内に吸引された外気は、図２に破線矢印にて示すように筐体２内の樹脂ケース８とベース板金１８の周囲を上方に向かって流れ、その過程で樹脂ケース８やベース板金１８を冷却する。その後、外気は負圧に引かれてレンズ３の下方を横方向に流れ、その過程でＬＥＤ６を直接冷却する。そして、ＬＥＤ６を冷却した外気は、ベース板金８の通気口１９から流出する外気と合流し、図２及び図５に矢印にて示すように排気口４から大気中に排出される。
【００３１】
以上のように、本実施の形態に係るＬＥＤ照明灯１においては、ファン９が駆動されると、筐体２の底部に形成された吸気口５から外気が筐体２内の空間Ｓへと吸引され、この吸引された外気は、空間Ｓ内に配置されたＬＥＤ６と点灯装置７及び樹脂ケース８を冷却しながら排気口４へと流れ、排気口４から大気中に排出される。このように外気が筐体２内の空間Ｓを連続的に流れてＬＥＤ６や点灯装置７を強制空冷するため、ＬＥＤ２と点灯装置７の電界コンデンサ２１やＩＣ２２等の熱に弱い電子部品が効率良く冷却されてこれらの温度上昇が抑えられる。このため、ＬＥＤ６の発光効率が高められるとともに、該ＬＥＤ６と電界コンデンサ２１やＩＣ２２等の電子部品の寿命が延び、製品としてのＬＥＤ照明灯１の耐久性が高められる。又、冷却性能を高めるために筐体２を大きくしてその表面積を拡大したり、筐体２の外面に放熱フィン等を設ける必要がないため、当該ＬＥＤ照明灯１の小型化と軽量化を図ることができる。
【００３２】
又、本実施の形態では、点灯装置７のボード２０をダクト１３内の外気の流れに沿うよう配置したため、該ボード２０がダクト１３内の外気の流れを遮ることがなく、該ボード２０に実装された電界コンデンサ２１やＩＣ２２等の電子部品がダクト１３を流れる外気によって効率良く冷却されてその温度上昇が抑えられる。
【００３３】
更に、本実施の形態では、筐体２の底部周囲に形成された複数の吸気口１０から筐体２内の空間Ｓへと吸引された外気が樹脂ケース８及びベース板金１８の周囲を通過して排気口４へと流れる過程で樹脂ケース８とベース板金１８が冷却されるため、樹脂ケース８内のダクト１３に配置された点灯装置７とベース板金１８上に取り付けられたＬＥＤ６も同時に冷却され、これらの温度上昇が抑えられるという効果が得られる。又、本実施の形態において、更に筐体２の内面にフィンを設ければ、吸気口１０からＬＥＤ６を経て排気口４へと流れる外気が整流されて通気効率が更に高められる。
【００３４】
尚、アルミニウム製のベース板金１８を同じくアルミニウム製の筐体２に密着させれば、ＬＥＤ６で発生する熱をベース板金１８及び筐体２へと伝導させ、筐体２の表面から放熱させることができるため、冷却効果が更に高められる。
【符号の説明】
【００３５】
１      ＬＥＤ照明灯
２      筐体
３      レンズ
４      排気口
５      吸気口
６      ＬＥＤ
７      点灯装置
８      樹脂ケース
９      ファン
９ａ    ファンの吸気口
９ｂ    ファンの通気口
１０    吸気口
１１    給電用ハーネス
１２    矩形孔
１３    ダクト
１４    矩形孔
１５    切欠き
１６    通気孔
１７    矩形孔
１８    ベース板金
１８ａ  ベース板金の垂直部
１８ｂ  ベース板金の水平部
１９    通気口
２０    点灯装置のボード
２１    電界コンデンサ（電子部品）
２２    ＩＣ(電子部品)
Ｓ      空間
【図１】
2012248344.tif 000003
【図２】
2012248344.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012248344.tif 000009
【図８】
2012248344.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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