(57)【要約】【課題】  ＬＥＤ照明器具の筐体をコンパクトに構成することで省スペース化を可能とした、低コスト、高照度かつ高放熱効率であるＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】  発光ダイオードを用いた円筒状の照明器具であって、電源回路部品および円弧状に配置した複数の発光ダイオードを実装したＬＥＤモジュールと、トランス内蔵型モジュールと、前記ＬＥＤモジュールとトランス内蔵型モジュールを、仕切り板を介して対面に接続収納する脚の設けられた仕切り部材付円筒筐体と、少なくとも仕切り部材付円筒筐体より長い外径寸法からなり、透光窓を有する放熱カバーと、固定用バネと、からなる構成である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオードを用いた円筒状の照明器具において、
発光ダイオードを点灯させる電源回路部品および円弧状に配置した複数の発光ダイオードを実装した円盤状基板からなるＬＥＤモジュールと、
電圧変換用トランスチップを実装したトランス内蔵型モジュールと、
前記ＬＥＤモジュールとトランス内蔵型モジュールを、仕切り板を介して対面に接続収納する円環板からなる脚の設けられた仕切り部材付円筒筐体と、
少なくとも仕切り部材付円筒筐体より長い外径寸法からなる放熱ウイングの装備された透光窓を有する蓋体と、
固定用バネと、
からなる壁面へ埋込む形のＬＥＤ照明器具であること特徴とする埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記仕切り部材付円筒筐体は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記埋込み形ＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ照明器具を取り外し交換可能とするために、電源に接続するケーブルをＬＥＤ照明器具に近い箇所で２分割し、コネクタで脱着自在に通電接続した構成であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の埋込み形ＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤを用いた照明器具に関し、特に、省スペース化を可能とする放熱効率の優れた埋込み形ＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＬＥＤは省電力、軽量、耐衝撃に優れ、かつ長寿命であるという特徴を持つことから、様々な光源として用いられている。特に、照明器具としてその用途は広がり、家庭用照明器具としてもＬＥＤを用いた様々な種類の照明器具が開発されている。
【０００３】
このような多くの利点を有するＬＥＤであるが、家庭用照明器具として使用する場合において、解決すべき様々な問題が存在する。例えば、ＬＥＤは、基本的には発熱量が少ない素子であるが、照明として用いるには相当の電流を必要とするため、高出力を必要とする照明用途では相応に発熱することになる。特に、より高い照度を確保するためにはＬＥＤを複数配置することが考えられるが、省スペースを考慮するとＬＥＤの配置を高密度化する必要があり、このような配置で大きな電流を使用すると、相当な発熱量となる。ＬＥＤは熱に弱く、ある一定以上の高温下（一般的に、摂氏８０度以上）において素子の劣化が始まるため、このような状況下では、ＬＥＤの寿命が短縮してしまい、長寿命性というＬＥＤの特質が活かせないことが考えられた。また、放熱が適切でない場合、発光効率の低下、寿命の短縮等が生じ、発光ダイオードの利点が失われるに止まらず、発煙、発火などの事故に繋がる虞が考えられた。特に、埋込み形ＬＥＤ照明器具においては、照明器具本体が壁などの建築部材に直接埋め込んで設置するケースが多く、適切な放熱を行うことができるコンパクトかつ安全なＬＥＤ照明器具の開発が急務であった。
【０００４】
この問題を解決した技術として、特開平１１−１６３４１０公報に開示されている技術がある。この発明では、ＬＥＤチップ又は基板の少なくとも何れか一方を直接冷却し放熱性を高めることで、基板に対するＬＥＤチップの高密度実装を実現している。その方法として、容器内にＬＥＤチップを密封し、この容器内に液体を充填して、液体でＬＥＤチップからの熱を放熱して温度の上昇を抑え、基板に対するＬＥＤチップの高密度実装を可能とする技術が開示されている。しかし、この技術によると、冷却媒体として液体を使用することから、基板や容器自体の劣化の問題が生じ、場合によっては液漏れ等が生じることが想定され、電気機器としては致命的なダメージを受けることになるという問題があった。また、液体を入れた容器を密封し、さらに容器内と連通する冷却用のパイプを備えて放熱性をさらに高める構成とすると、製造コストが高くなるという経済的問題もあった。
【０００５】
特開２０１０−２４４７７０公報では、ＬＥＤ照明装置において、ＬＥＤランプと電源装置に別置にする事で、反射熱を減少させ、放熱性を増す技術が開示されている。この技術により、前記液体による冷却により生じ得る問題は解消すると考えられるが、照明器具本体が肥大化し、取付け可能な場所が制限されるという問題があった。更に、埋込み形の照明器具の場合、無駄な空間が発生し、空間を無駄にしないという近年の建築思想に合致せず、設置部位の設計の変更を余儀なくされるという問題があった。また、特開２０１１−２９０６５公報では、ＬＥＤ基板ユニットの内部とＬＥＤ照明器具本体の外部とを連通する通気経路を設け、この通気経路を通る空気により発光ダイオードを空冷する技術が開示されている。この技術でも、照明器具本体が肥大化する問題が生じ、かつ、構造が複雑になり、製造コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
そこで、構造が複雑になり過ぎず低コストであって、かつ高照度、高放熱効率かつ省スペースである埋込み形のＬＥＤ照明器具の開発が望まれていた。
【特許文献１】特開平１１−１６３４１０公報
【特許文献２】特開２０１０−２４４７７０公報
【特許文献３】特開２０１１−２９０６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記問題を解決するために、ＬＥＤ照明器具であって、特に、ＬＥＤ照明器具の筐体をコンパクトに構成することで省スペース化を可能とした、低コスト、高照度かつ高放熱効率である埋込み形のＬＥＤ照明器具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】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明に係る埋込み形ＬＥＤ照明器具は、発光ダイオードを用いた円筒状の照明器具において、発光ダイオードを点灯させる電源回路部品および円弧状に配置した複数の発光ダイオードを実装した円盤状基板からなるＬＥＤモジュールと、電圧変換用トランスチップを実装したトランス内蔵型モジュールと、前記ＬＥＤモジュールとトランス内蔵型モジュールを、仕切り板を介して対面に接続収納する円環板からなる脚の設けられた仕切り部材付円筒筐体と、少なくとも仕切り部材付円筒筐体より長い外径寸法からなる放熱ウイングの装備された透光窓を有する蓋体と、固定用バネと、からなる壁面へ埋込む形のＬＥＤ照明器具である構成である。
【０００９】
また、前記仕切り部材付円筒筐体は、アルミニウムからなる構成である。また、前記埋込み形ＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ照明器具を取り外し交換可能とするために、電源に接続するケーブルをＬＥＤ照明器具に近い箇所で２分割し、コネクタで脱着自在に通電接続した構成である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
１．複数の発光ダイオードを円弧状に配置したため、ＬＥＤの配置を高密度とせずとも高照度の照明を提供できると同時に、埋込み形でありながら筐体及び蓋体により放熱効率が上げられているので機器の寿命を保つことができる。
２．また、ＬＥＤモジュールとトランス内蔵型モジュールを仕切り板を介して対面に接続収納したため、熱発生源を分散することができるので、高熱の発生を防ぐことができる。
【００１１】
３．また、蓋体の放熱ウイングを少なくとも仕切り部材付円筒筐体より長い外径寸法としたため、ＬＥＤ照明器具本体の埋込み設置時の安定性が確保でき、かつ、放熱効率を高めることができる。また、固定用バネにより、より安定して埋込み設置できる。
４．また、仕切り部材付円筒筐体がアルミニウムからなるため、放熱効率をさらに高めることができる。また、電源に接続するケーブルをコネクタで脱着自在に接続した構成であるため、取外し交換が容易な構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係るＬＥＤ照明器具を、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のＬＥＤ照明器具の側面図であり、図２は、ＬＥＤ照明器具の内部構造を示す透視図である。図３は、ＬＥＤ照明器具の本体の断面図であり、図４は、ＬＥＤモジュールの平面図である。図５は、蓋体の平面図であり、図６は、蓋体の横断面図である。図７は、ＬＥＤ照明器具の平面図であり、図８は、埋込み孔にＬＥＤ照明器具を取り付けた実施例を示す図であり、図９は、貫通孔にＬＥＤ照明器具を取り付けた実施例を示す図である。
本発明のＬＥＤ照明器具１０は、仕切り部材付円筒筐体２０と、ＬＥＤモジュール３０と、発光ダイオード４０と、トランス内蔵型モジュール５０と、蓋体６０と、固定用バネ７０と、電源ケーブル８０と、電源プラグ９０と、コネクタ１００とからなる。
【００１３】
ＬＥＤ照明器具１０は、図１に示すように、壁面１２に埋め込んで設置され、交流電流を電源（図示せず）に接続した電源プラグ９０から電源ケーブル８０を介してＬＥＤ照明器具１０本体内に取り込む。そして、トランス内蔵型モジュール５０を介してＬＥＤモジュール３０に通電し、ＬＥＤモジュール３０に設置された発光ダイオード４０を点灯させる。
【００１４】
仕切り部材付円筒筐体２０は円筒状からなり、図２に示すように、蓋体６０の側にＬＥＤモジュール３０を配置し、トランス内蔵型モジュール５０は仕切り板として機能する脚２２を介してＬＥＤモジュール３０の対面に収納される。ＬＥＤおよびトランスチップは通電により発熱する主な部材であるが、上記のように、ＬＥＤの点灯を行う回路を、ＬＥＤが設置されるＬＥＤモジュール３０と、トランスチップが設置されるトランス内蔵型モジュール５０に分離することで、熱発生源の分散を行うことができ、各部において放熱させるので効率的な放熱処理を行うことができる。
【００１５】
仕切り部材付円筒筐体２０には、図３に示すように、円環板からなる仕切り脚２２が設けられ、板を介してＬＥＤとトランスチップを対面に収納する。脚２２には、ＬＥＤモジュール３０とトランス内蔵型モジュール５０が設置される。ＬＥＤモジュール３０とトランス内蔵型モジュール５０からの発熱が脚２２および蓋体６０を介して放熱ウイング６６に伝導することにより、ＬＥＤモジュール３０とトランス内蔵型モジュール５０の放熱効率を高めることができる。これにより、特別な冷却部材を設置する必要がなくなるため、製造コストを抑えることができると共に、優れた放熱効率を確保することができ、また省スペースも実現可能となった。
なお、脚２２は、仕切り部材付円筒筐体２０や蓋体６０、放熱ウイング６６と同じ素材で形成されることが望ましいが、熱伝導効率のよい材質であれば、同一素材に限定されるのもではない。
【００１６】
ＬＥＤモジュール３０は、図４に示すように、円盤状の基板に電源回路部品３２と発光ダイオード４０を設置した構成からなる。電源回路部品３２は、発光ダイオード４０への電源の供給を行って点灯させる。
また、発光ダイオード４０は、基板の表面に円弧状に複数配置される。これにより、全方向への均等な光の照射が可能となるため、発光ダイオードの配置を高密度化する必要がなくなり、省スペースの実現や、全ての発光ダイオードが生ずる総発熱量を抑制しつつ、照明として充分な高照度の出力が可能になるとともに、各発光ダイオードと、蓋体６０および放熱ウイング６６の距離が均等になるため、放熱効率を高めることができる。
【００１７】
トランス内蔵型モジュール５０は、電圧変換用トランスチップ（図示せず）を実装した基板である。電圧変換用トランスチップは、電源（図示せず）からの交流電力の変圧を行い、ＬＥＤモジュール３０に電気を流す。このように、電圧変換用トランスチップを用いて変圧器をモジュール化することにより、省スペース化を図ることが可能となり、また、ＬＥＤモジュール３０と分離したことで、放熱効率を高めることが可能となった。また、一般家庭で使用されるＡＣ１００ボルト電源をそのまま他の変圧器・ＡＣ／ＤＣ変換器等を使用する事無く直接使用する事が可能となった。
【００１８】
蓋体６０は、螺合部６４によって仕切り部材付円筒筐体２０に螺合するＬＥＤ照明器具１０の蓋である。蓋体６０には、図５に示すように、透光窓６２が設置され、ここからＬＥＤモジュール３０に設置された発光ダイオード４０の光を透過照射する。透光窓６２の素材は、本実施例ではアクリル樹脂を使用しているが、透光性のあるものであればこれに限定されるものではない。また、透光窓６２の素材は、放熱性に優れた素材であることが望ましい。
【００１９】
また、蓋体６０は、図６に示すように、少なくとも仕切り部材付円筒筐体２０より長い外径寸法で凸状に周設された放熱ウイング６６が装備される。この形状の放熱ウイング６６を形成することで、ＬＥＤ照明器具１０本体の埋込み時の安定性を確保することができると同時に、周設された凸状が低コストで製造可能な放熱媒体として機能し、熱伝導による発光ダイオード４０や電圧変換用トランスチップからの熱を効率よく放熱することができる。凸状の放熱ウイング６６は、適度な放熱効率を確保するため、本実施例では、２．５ｍｍ乃至３．０ｍｍ厚で形成している。
【００２０】
固定用バネ７０は、図１および図７に示すように、仕切り部材付円筒筐体２０の側面に設置される板状のバネ体で、バネ固定部７２を中心に左右に（または一方向に）伸延した羽状の部材からなる。これにより、ＬＥＤ照明器具１０本体の埋込み時の安定性を確保することが可能となる。固定用バネ７０は、埋込み設置時に、建造物や家具に直接接触する部材であるため、発煙、発火などの事故のリスクを低減する必要があることから、熱伝導効率の低い材質で形成するのが望ましい。
【００２１】
ＬＥＤ照明器具１０は、熱伝導効率のよい素材で構成するのが望ましい。ＬＥＤ照明器具１０を構成する素材としてアルミニウムを使用することができる。なお、熱伝導効率のよい素材であれば、アルミニウムに限定されるものではない。
【００２２】
電源ケーブル８０は、図７に示すように、ＬＥＤ照明器具１０本体から伸長するケーブルである。電源ケーブル８０の他端には電源プラグ９０が設置されるため、家庭用のＡＣ１００ボルト電源に直接接続することが可能となっている。電源ケーブル８０には、ＬＥＤ照明器具１０本体に近い箇所で２分割するコネクタ１００を設置することが可能である。コネクタ１００により電源ケーブル８０がＬＥＤ照明器具１０本体に近い箇所で単体として脱着自在となり、ＬＥＤ照明器具１０の故障時など、ＬＥＤ照明器具１０設置後の取り外し交換が容易となった。
【００２３】
本発明のＬＥＤ照明器具１０の実施例は、図８および図９に示すとおりである。ＬＥＤ照明器具１０は、ＬＥＤの点灯を行う回路を、ＬＥＤが設置されるＬＥＤモジュール３０と、トランスチップが設置されるトランス内蔵型モジュール５０に分離してモジュール化を行うことや、ＬＥＤモジュール３０には複数の発光ダイオード４０を円弧状に配置することで、高照度、高放熱効率かつ低コスト、省スペースを実現している。上記のような構成から、本発明の実施例として、放熱ウイング６６を除いたＬＥＤ照明器具１０本体の厚みを１７ｍｍより薄く形成し、放熱ウイング６６を除いたＬＥＤ照明器具１０本体の幅（仕切り部材付円筒筐体２０の幅）を６０ｍｍ以内で構成できる。これにより、図８に示すように、壁面１２が１７ｍｍ厚以上であれば、埋込み形式でＬＥＤ照明器具１０の設置ができ、また、図９に示すように、壁面１２が１２ｍｍ厚以上であれば、貫通孔に固定する形式でＬＥＤ照明器具１０を設置することができるため、様々な厚みの壁面に対応できると共に、ＬＥＤ照明器具１０設置後の内部空間の有効活用が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ＬＥＤ照明器具の側面図
【図２】ＬＥＤ照明器具の内部構造を示す透視図
【図３】ＬＥＤ照明器具の本体の断面図
【図４】ＬＥＤモジュールの平面図
【図５】蓋体の平面図
【図６】蓋体の横断面図
【図７】ＬＥＤ照明器具の平面図
【図８】埋込み孔にＬＥＤ照明器具を取り付けた実施例を示す図
【図９】貫通孔にＬＥＤ照明器具を取り付けた実施例を示す図
【符号の説明】
【００２５】
１０  ＬＥＤ照明器具
１２  壁面
２０  仕切り部材付円筒筐体
２２  脚
３０  ＬＥＤモジュール
３２  電源回路部品
４０  発光ダイオード
５０  トランス内蔵型モジュール
６０  蓋体
６２  透光窓
６４  螺合部
６６  放熱ウイング
７０  固定用バネ
７２  バネ固定部
８０  電源ケーブル
９０  電源プラグ
１００  コネクタ
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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