(57)【要約】      （修正有）【課題】集魚灯のＬＥＤが発生する熱を効率よく外部に放熱する構造にし、且つ、ＬＥＤの温度をＬＥＤの最大定格温度以下に保ちＬＥＤの特性を長時間維持し長寿命を実現する。また、エンジン起動用のバッテリーを併用する場合、電力の使用が長時間となり、電圧が下がり過ぎエンジンが起動しない事故を未然に防ぐ。【解決手段】ＬＥＤ１を搭載する基板３をポリイミドに薄膜技術で銅箔を形成し０．０５ｍｍ以下に薄くし、ＬＥＤで発生された熱をすばやく基板の裏の金属板を通して放熱フィンに効率良く伝熱し外部に放散する。また、温度が最も上昇する基板中央に温度センサー７を設け温度検出しＬＥＤの温度が最大定格より越えないよう制御しＬＥＤの特性劣化を防ぎＬＥＤが長時間使用できるようにする。さらに、エンジン起動用のバッテリーを併用する場合、出力電圧をモニターし設定電圧を下回った時ＬＥＤ集魚灯を自動的に消灯しエンジンが起動しない事故を防ぐ。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤを使用した集魚灯において、複数のパワーＬＥＤとポリイミドに無接着剤にて銅箔を形成した薄型基板と金属板と放熱フィンを備えた構造であることを特徴とするＬＥＤ集魚灯
【請求項２】
前記薄型基板は金属板に熱伝導性接着テープにて接着され、金属板の裏面に熱伝導性接着テープにて放熱フィンが接着されビスにて固定されていることを特徴とする請求項１に記載したＬＥＤ集魚灯。
【請求項３】
前記薄型基板にＬＥＤを分散し搭載し、薄型基板の中央に温度センサーを搭載したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載したＬＥＤ集魚灯。
【請求項４】
前記温度センサーの情報を基に検出温度が上るに従いＬＥＤに流す電流を抑制する機能の制御回路を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載したＬＥＤ集魚灯。
【請求項５】
バッテリーにて駆動するＬＥＤ集魚灯において、バッテリーの出力電圧と基準電圧を比較する機能と、比較した結果に基づきＬＥＤを消灯させる機能を備えていることを特徴とするＬＥＤ集魚灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ＬＥＤを用いた照明器の構造および電源制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、石油価格が高騰し燃料費が大きな負担となる車両を使用している業界および自家用車の使用頻度の高い地方の家庭に影響を及ぼすようになってきた。この対策として輸送業者は鉄道を併用する等おこない燃料負担を軽減させる取り組みを行ってきている。家庭でも、エコカー補助金、減税等の助成もあり燃料効率の改善を進めている。【０００３】  一方、照明器においてもエネルギー効率の低い電球の生産が打ち切られ、蛍光灯あるいはＬＥＤに置き換えられてきている。ＬＥＤは消費電力が小さいが価格が高く初期投資負担が大きいことから導入の壁となっており、使用時間が長い業務用では比較的導入が進んできたが家庭ではあまり進んでいないのが実情である。【０００４】  業務用途として漁船の集魚灯があり、現在、メタルハロイドランプ、ハロゲンランプが使用されている。これらのランプをＬＥＤ化し省エネを行うべく１０年近く前から水産庁を中心として研究が進められ、最近になりＬＥＤ化により釣果はさほど変わらず重油の使用量が激減するという成果が発表され漁船に導入されてきた。【０００５】  ＬＥＤは熱を発生しないと宣伝されているが、発生する熱が比較的少ないのが実際で０．１ｗクラスのＬＥＤはほとんど熱をもたない。しかしながらＬＥＤ電球のように数ワットクラスになると熱が発生し電球の放熱部の金属を触れないほど熱くなっている。集魚灯のメタルハロイドランプが１ｋワット程度でありＬＥＤ化し低消費電力を実現しても１００ワット程度が必要となりＬＥＤの温度が１００℃を超えＬＥＤの寿命を縮めてしまう。【０００６】  この対策として、ＬＥＤの基板の銅箔を１００μｍ程度と厚くし熱抵抗を下げ短時間に放熱板に熱を伝え放熱効果を上げる工夫を行っている。しかしながら、一般の基板の銅箔の厚みは３５μｍが限界でそれ以上は特殊品となり高価なものとなっており、また、１００μｍ以上にした方がさらに効果があり望ましい。さらにいかなる環境下でも放熱が十分な放熱設計が非常に難しいものであるため問題がおこる可能性がある。【０００７】  ＬＥＤ集魚灯はバッテリーでも点灯でき、エンジン起動用のバッテリーを使用する場合があり、特にプレジャーボートで多い。ＬＥＤを長時間点灯しっぱなしにするとバッテリーの電圧が降下し、エンジンが起動できない事故が発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−０８６２３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】  ＬＥＤを用いた集魚灯において、ＬＥＤが発生する熱を良好に放熱するＬＥＤ基板まわりの構造を実現する。また、ＬＥＤが搭載された基板の温度分布の一番高い中央部の温度を監視し、設定温度以上昇温しないことを可能とする。さらに、エンジン起動用のバッテリーを使用したときバッテリーの電圧を検知する機能を持たせる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  ＬＥＤを使用した集魚灯において、複数のパワーＬＥＤとポリイミドに無接着剤にて銅箔を形成した薄型基板と金属板と放熱フィンを備えた構造であることを特徴とするものである。【００１１】  前記薄型基板は金属板に熱伝導性接着テープにて接着され、金属板の裏面に熱伝導性接着テープにて放熱フィンが接着されビスにて固定されていることを特徴とするものである。【００１２】  前記薄型基板にＬＥＤを分散し搭載し、薄型基板の中央に温度センサーを搭載したことを特徴とするものである。【００１３】    前記温度センサーの情報を基に検出温度が上るに従いＬＥＤに流す電流を抑制する機能の制御回路を備えたことを特徴とするものである。【００１４】  バッテリーにて駆動するＬＥＤ集魚灯において、バッテリーの出力電圧と基準電圧を比較する機能と、比較した結果に基づきＬＥＤを消灯させる機能を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】  厚みが０．１ｍｍ以下の薄型基板を使用し、熱伝導性が優れた接着剤で熱伝導の良好な金属板に貼り、且つ、放熱フィンで放熱をおこなうことによりパワーＬＥＤが過度の昇温をすることを抑制する。【００１６】  複数のＬＥＤを搭載した薄型基板の中央部に温度センサーを設け、温度検出回路で温度を検出し電流制御回路にて温度を制御することによりＬＥＤの温度を定格温度以下に維持しＬＥＤの特性劣化を防止し長時間使用できることを実現する。【００１７】  バッテリーから供給される電圧を監視し、エンジンが駆動できる最小の電圧よりやや高い電圧になったら自動的にＬＥＤを消灯することにより、バッテリー電圧降下によるエンジンが始動しなくなる事故を未然に防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例の集魚灯の断面図。
【図２】本発明の実施例の集魚灯の正面図。
【図３】本発明の実施例の電圧制御回路の回路図。
【図４】本発明の実施例の電圧モニターの回路図
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１９】  図１は、本発明の実施例の集魚灯の断面図である。ＬＥＤ１と電流制限抵抗器２は薄型基板３に搭載されている。本実施例ではＬＥＤ１は表面実装型の白色パワーＬＥＤ１ワットクラスのものを使用した。白色ＬＥＤは青色ＬＥＤの表面に黄色の蛍光シリコン樹脂がコーティングされており、光スペクトルは青色でピークを示し可視光領域で中心に山を持って全域に分布しているため、青色ＬＥＤより明るく、且つ、青色の色も含むため多くの魚類を集めるのに適している。【００２０】  薄型基板３は、ポリイミドシートに薄膜技術で銅箔を形成しており厚みが薄い。本実施例ではポリイミドの厚みが２５μｍで銅箔の厚みは８μｍのものを使用した。この薄型基板を金属板５に熱伝導性接着剤４で貼った。金属板５には熱伝導性接着剤４で放熱フィンが貼られている。本実施例では、金属板５はさびに強いステンレスの厚み１．５ｍｍを使用した。熱伝導性接着剤４は厚み５０μｍを使用し、放熱フィンはアルミの表面がアルマイト処理されたものを使用した。【００２１】  本実施例の薄型基板は５０μｍ以下の厚みであるため、ＬＥＤ１で発生された熱は短時間で金属板５に伝熱され放熱フィンからすばやく放熱する構造となっている。【００２２】  図２は、本実施例の集魚灯のＬＥＤ（薄型）基板の表面図である。図を分かり易くするためＬＥＤの数が１８個の場合を示している。ＬＥＤ１の電流を制限するために電流制限抵抗器２が設けられている。多数のＬＥＤ１が点灯されると発熱し、時間と共に温度分布が現れ中央部が一番高温になる。この位置に温度センサー７が設けられている。【００２３】  図３は、本実施例の温度が自動的に制御される機能を備えた集魚灯の回路図であり、右側のＬＥＤ群と左側の制御回路からなる。本実施例の集魚灯の電源Ｖｉは１２ｖである。電圧Ｖｉが三端子レギュレータ４２に入力されＶｏに減圧される。Ｖｏ≒１．２５×｛１＋（Ｓ７＋Ｒ４２）／Ｒ１｝となるように設計した。抵抗器Ｒ１、Ｒ４２は一定の値であるがサーミスタの抵抗値Ｓ７は温度によって変化する。サーミスタの抵抗値Ｓ７は温度の上昇と共に小さくなる。よって、温度が上ると出力電圧Ｖ０は小さくなりＬＥＤ１に流れる電流が小さくなりＬＥＤの温度が上昇しないように作用する。【００２４】  本実施例に使用したパワーＬＥＤの温度の最大定格が１２０℃であったが、測定箇所までの温度差を取って９０度以下になるように設定した。ＬＥＤの温度を常に１２０以下になるよう制御しＬＥＤの特性劣化を防いでいる。【００２５】  ＬＥＤに印加する電力を下げる方法は、電圧を下げる方法以外に印加電圧をパルス状にし、通電する時間と通電しない時間に分割し、この２つの時間を変えることにより調節する方法がありＬＥＤの温度が上るに従い通電時間を短くすることによってもＬＥＤの温度上昇を調節することができる。【００２６】  図４は、本実施例のバッテリーの電圧を監視する電圧モニター回路である。定格１２ｖのバッテリーの出力電圧Ｖｉは充電直後は１４ｖを越えているが使用するに従い電圧効果を起こす。プレジャーボートの場合、ＬＥＤ集魚灯専用のバッテリーを搭載しているが、エンジン起動用のバッテリーもＬＥＤ集魚灯の電源として併用していることが多���。この場合、ＬＥＤ集魚灯の点灯時間が長くなってバッテリーの出力電圧Ｖｉが１２ｖを下回りエンジンを起動できなくなる事故が発生することが予知される。よって、この対策としてバッテリーの出力電圧Ｖｉをモニターし設定電圧を下回ったとき自動的にＬＥＤ集魚灯を消灯させることで対策をおこなう。【００２７】  バッテリーの出力電圧Ｖｉは抵抗器Ｒ５１、Ｒ５２で分圧され、出力電圧Ｖｉが１２ｖの時５．１ｖよりやや小さい電圧になるよう設定しコンパレータ５５−入力端子に入力している。コンパレータ５５の＋入力端子には参照電圧を入力するが参照電圧として５．１Ｖのツェナーダイオード５４を採用している。ツェナーダイオード５４にはバッテリーの出力電圧Ｖｉを利用し抵抗器Ｒ５３を経て電流が供給され徐々に電圧が上るが、出力電圧Ｖｉが１２ｖを超えると５．１ｖの一定電圧になる。よってバッテリーの出力電圧が１２ｖを下回るとコンパレータ５５の出力が反転しスイッチ５６が切断されＬＥＤに供給される電圧Ｖｏ２は遮断される。【００２８】  プレジャーボート用のＬＥＤ集魚灯は１２ｖで４Ａ流れるタイプが主流である。これに対し船外機のエンジン起動時は数十Ａを必要とする。バッテリーの出力は出力電流が大きくなると電圧が下がる傾向にあるため、余裕を見て１２ｖでＬＥＤ集魚灯が切断されるように設定している。また、ツェナーダイオードの電圧が温度によって変化するのが一般であるが、ほとんど変化が無い５ｖ近辺のものを選択し温度の影響を小さくした。
【符号の説明】
【００２９】１・・・ＬＥＤ
２・・・電流制限抵抗
３・・・薄型基板
４・・・熱伝導性接着テープ
５・・・金属板
６・・・放熱フィン
７・・・温度センサー
Ｖｉ・・・入力電圧
Ｖｏ・・・出力電圧
４１・・・三端子レギュレータ
Ｒ１、Ｒ４２、Ｒ５１〜Ｒ５３・・・抵抗器
Ｓ７・・・サーミスタ
５４・・・ツェナーダイオード
５５・・・コンパレータ
５６・・・スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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