(57)【要約】【課題】取付枠を有効に利用し、発光モジュールの前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供する。【解決手段】本発明は、発光素子を光源とし、この光源からの光が出射される光出射部２３を有するとともに、少なくとも外殻２１の一部が熱伝導性を有して前記発光素子と熱的に結合された発光モジュール２と、この発光モジュール２の背面側に設けられ、前記外殻２１の一部と熱的に結合されたヒートシンク３と、前記発光モジュール２の光出射部２３の周囲を囲み、光の照射方向に向かって拡開する反射面を備えた配光部材４と、この配光部材４の周囲に配設された熱伝導性を有する略筒状の取付枠６と、前記発光モジュール２における外殻２１の一部と前記取付枠６とを接続して外殻２１から取付枠６へ熱を伝達する接続部材５とを備える照明器具１である。【選択図】図２
2012204200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を光源とし、この光源からの光が出射される光出射部を有するとともに、少なくとも外殻の一部が熱伝導性を有して前記発光素子と熱的に結合された発光モジュールと；
この発光モジュールの背面側に設けられ、前記外殻の一部と熱的に結合されたヒートシンクと；
前記発光モジュールの光出射部の周囲を囲み、光の照射方向に向かって拡開する反射面を備えた配光部材と；
この配光部材の周囲に配設された熱伝導性を有する略筒状の取付枠と；
前記発光モジュールにおける外殻の一部と前記取付枠とを接続して外殻から取付枠へ熱を伝達する接続部材と；
を具備することを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記取付枠における背面側には、開口が形成されており、前記接続部材は、この開口を閉塞しないように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
【請求項３】
前記ヒートシンクと取付枠との鉛直方向に直交する方向の外殻寸法が、略同等又はヒートシンクが取付枠より小さく形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用い、その発光素子の放熱性を向上できる照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする照明器具にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。
【０００３】
このため、従来、ＬＥＤを光源に採用した照明器具において、ＬＥＤから発生する熱を器具本体に伝熱したり、器具本体に外気を流通させたりして放熱性を向上することが試みられている。また、これら天井に埋め込んで設置する照明器具においては、照明器具本体を天井に支持するために取付枠が設けられる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１７２８９５号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の照明器具においては、放熱性を向上する構成が採られているが、取付枠を有効に利用して放熱効果の向上を図るものではない。
【０００６】
本発明は、取付枠を有効に利用し、発光モジュールの前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する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】
【０００７】
本発明の実施形態による照明器具は、発光素子を光源とし、この光源からの光が出射される光出射部を有するとともに、少なくとも外殻の一部が熱伝導性を有して前記発光素子と熱的に結合された発光モジュールを備えている。
【０００８】
また、発光モジュールの背面側に設けられ、前記外殻の一部と熱的に結合されたヒートシンクと、前記発光モジュールの光出射部周囲を囲み、光の照射方向に向かって拡開する反射面を備えた配光部材と、この配光部材の周囲に配設された熱伝導性を有する略筒状の取付枠とを具備している。
さらに、前記発光モジュールにおける外殻の一部と前記取付枠とを接続して外殻から取付枠へ熱を伝達する接続部材を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、取付枠を有効に利用し、発光モジュールの前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。
【図２】同照明器具における一部を断面にして示す側面図である。
【図３】同照明器具を示す上面図である。
【図４】同照明器具における一部を断面にして示す正面図である。
【図５】同照明器具におけるヒートシンクを省略して示す上面図である。
【図６】同照明器具における発光モジュール及び接続部材を示す斜視図である。
【図７】同照明器具における接続部材を示す平面図である。
【図８】同照明器具における接続部材を示す正面図である。
【図９】同照明器具における接続部材を示す側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る照明器具において一部を断面にして示す側面図である。
【図１１】同照明器具を示す上面図である。
【図１２】同照明器具における発光モジュール及び接続部材を示す斜視図である。
【図１３】同照明器具の設置方法を示す説明図である（第１段階）。
【図１４】同照明器具の設置方法を示す説明図である（第２段階）。
【図１５】同照明器具の設置方法を示す説明図である（第３段階）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の実施形態に係る照明器具について、図１乃至図９を参照して説明する。図１は、照明器具としてのダウンライトを示し、図２は、配光部材、取付枠の右半分を断面で表わした側面図、図３は、上面図、図４は、配光部材、取付枠の右半分を断面で表わした正面図、図５は、ヒートシンクを省略して示す上面図、図６は、発光モジュール及び接続部材を示し、図７乃至図９は、接続部材を示している。なお、各図において同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００１２】
本実施形態の照明器具は、天井Ｃに埋め込んで設置するタイプのダウンライト１であり、図１及び図２に示すように、発光モジュール２と、ヒートシンク３と、配光部材４と、接続部材５と、取付枠６と、電源ユニット７とを備えている。なお、図２以降においては、ヒートシンク３に形成された放熱フィン３１の図示を省略し、ヒートシンク３全体の外郭形状を示している。
【００１３】
図６に代表して示すように、発光モジュール２は、略直方体形状の外殻２１と、この外殻２１内に配設された基板と、この基板に実装された光源としての発光素子と、この発光素子の前面側に設けられた蛍光体薄膜層２２とを備えている。
【００１４】
発光素子は、表面実装型のＬＥＤであり、このＬＥＤが複数個基板に実装されている。基板は、例えば、ガラスエポキシ樹脂材料から形成されており、ＬＥＤは、白色系の光を出射させるために、青色の光を発するものが用いられている。また、基板を覆うように円形状の蛍光体薄膜層２２が配設されており、この蛍光体薄膜層２２には、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。したがって、蛍光体薄膜層２２の前面側が光出射部２３として構成され、ＬＥＤから出射された光は蛍光体薄膜層２２を通過して光出射部２３から白色系の光となって外部に放射される。
【００１５】
外殻２１は、少なくとも一部、例えば、両側面２１ａ及び背面２１ｂが熱伝導性を有するアルミニウム等の金属材料で形成されていて、すなわち、外郭２１の他の部位に比べて相対的に熱伝導率が高い材料で形成されて、発光素子から発生する熱が伝導するように、基板を介して発光素子と熱的に結合されている。なお、外殻２１の一面にはＬＥＤに電力を供給する電源線が導入される電源線導入口２４（主として図２参照）が形成されている。
【００１６】
図１及び図２に示すように、ヒートシンク３は、略短円筒状をなしていて、外周に熱伝導性を有する金属製の多数の放熱フィン３１が鉛直方向に延びて形成されている。ヒートシンク３は、前記発光モジュール２における外殻２１の背面２１ｂに接触するように熱的に結合されて取付けられている。因みに、このヒートシンク３には、例えば、Ｎｕｖｅｎｔｉｘ社製のＳｙｎｊｅｔ  ＤＭＬ冷却器が適用できる。
【００１７】
主として図２及び図４に示すように、配光部材４は、アルミニウム等の金属材料から作られており、光出射部２３から出射される光の照射方向、すなわち、前面側へ向かうに従い拡開する傾斜状に形成され、光出射部２３の周囲を円形状に囲むように配設されている。また、その内周面が銀色を呈する梨地加工が施された反射面として構成されている。
【００１８】
さらに、配光部材４の前面側に向かうに従い拡開する略円形の開口端部には、透光性のカバー部材４１が配設されている。このカバー部材４１は、アクリル樹脂等の合成樹脂の透明材料によって円形状に形成されており、配光部材４の前面側開口を覆うように配設されている。
【００１９】
さらにまた、配光部材４の開口端部には、冷間圧延鋼板から作られて外周方向に延びる環状であって、フランジ状の化粧枠４２が取付けられている。この化粧枠４２は、白色の塗装がなされている。加えて、配光部材４の外周部には、この配光部材４を取付枠６に取付けるための取付けばね４３が設けられている。取付けばね４３は、ピアノ線から形成されたＶ字状をなすねじりコイルばねあり、配光部材４の前面側の外周部に対向して一対設けられている。
【００２０】
このように構成された配光部材４は、前面側に向かって拡開する傾斜状の反射面の形態によって、光出射部２３から出射される光を配光制御する機能を有する。例えば、グレアを抑制する機能を有する。
【００２１】
次に、図１乃至図４に示すように、取付枠６は、熱伝導性を有する溶融亜鉛めっき鋼板等の金属材料から形成され、背面側及び前面側が開口した略円筒状をなして前記配光部材４の周囲に配設されている。取付枠６は、天井Ｃの埋め込み穴Ｈを介して天井Ｃの裏側に設置されて固定される部材であり、これに発光モジュール２が取付けられて、発光モジュール２やヒートシンク３が支持されるようになっている。  また、取付枠６の内周面側には、前記取付けばね４３係止されてガイドされる切起し片６１が設けられており、外周面側には、取付金具６２が設けられている。
【００２２】
図６乃至図９に代表して示すように、接続部材５は、発光モジュール２と取付枠６とを接続する連結ブラケットであり、熱伝導性を有する材料から作られている。例えば、溶融亜鉛めっき鋼板等の金属材料から全体的には略コ字状に形成されて、相対向する一対の側面壁５１と、この側面壁５１間を繋ぐ背面壁５２とを備えている。
【００２３】
一対の側面壁５１及び背面壁５２は、略長方形状に形成されており、これら側面壁５１及び背面壁５２における下辺側の略中央部には、アーム状の取付片５３がこれら側面壁５１及び背面壁５２と直交する方向であって外側方向に延出して形成されている。そして、取付片５３の先端部は、ねじ貫通孔５３ａを有して垂下するように折曲されている。
【００２４】
このように構成された接続部材５は、図２、図３、図４及び図６に示すように、一対の側面壁５１が発光モジュール２の両側面２１ａに密着するようにねじ止めされて取付けられている。さらに、接続部材５は、取付枠６の背面側に配設され、取付ねじによって取付枠６に取付けられる。具体的には、取付片５３の屈曲した先端部が取付枠６の背面側の外周縁部に位置され、取付ねじがねじ貫通孔５３ａを貫通してねじ込まれる。
【００２５】
このように接続部材５が取付けられた状態では、図５に示すように、接続部材５の一対の側面壁５１は、発光モジュール２の両側面２１ａに面接触し、アーム状の取付片５３が取付枠６に熱伝導的に接続される。したがって、発光モジュール２からの熱を取付枠６へ効果的に伝達することができる。
【００２６】
また、この場合、取付片５３は、アーム状に形成されていて、取付枠６の背面側の開口Ｏを閉塞することがないので、接続部材５や取付枠６の放熱性を良好なものとすることが可能となる。
【００２７】
図２及び図３において、発光モジュール２の背面２１ｂにヒートシンク３が取付けられ、この発光モジュール２が接続部材５によって取付枠６に取付けられた状態に示すように、ヒートシンク３と取付６枠との鉛直方向に直交する方向の外殻寸法、つまり、外径寸法は、略同等又はヒートシンク３が取付枠６より小さく形成されている寸法関係となっている。
【００２８】
また、ヒートシンク３と取付枠６との間に配設される発光モジュール２の寸法は、これらより小さく、これらヒートシンク３と取付枠６との間に内側へ向かう凹部Ｃｃが形成されるようになる。
【００２９】
このように、ヒートシンク３と取付枠６との寸法関係、また、凹部Ｃｃが形成されることにより、後述する第２の実施形態において詳細を説明するように、ダウンライト１を天井Ｃに埋め込んで設置する場合、施工性の向上を図ることができる。
【００３０】
電源ユニット７は、ヒートシンク３に取付けられたホルダー７１にヒンジ７２を介して回動可能に取付けられている。電源ユニット７は、電源回路７３、電源端子台７４及び支持脚７５を備えており、商用電源に接続され、発光モジュール２と電気的に接続されている。具体的には、電源ユニットと発光モジュール２とは、発光モジュール２の電源線導入口２４から導出される電源線Ｗによって接続され、この電源線Ｗを介して発光モジュール２には電力が供給される。発光モジュール２は、電源回路から直流出力を受けて、その発光素子が点灯制御されるようになっている。
【００３１】
なお、この場合、電源ユニット７は、発光モジュール２側と分離することなく、ヒンジ７２を介して発光モジュール２側に連結されているので、電源線Ｗの配線長を短くすることが可能となる。
【００３２】
このようなダウンライト１の設置にあたっては、天井Ｃ面の埋込み穴に電源ユニット７側から挿入し、その後、取付枠６を挿入して取付金具６２を操作して天井Ｃ裏に固定する。次いで、配光部材４を取付枠６の内側に配設する。この場合、配光部材４の取付けばね４３を取付枠６の切起し片６１に係止し、配光部材４を押し上げることにより、配光部材４が取付けばね４３の拡開する弾性力によって引き上げられ、フランジ状の化粧枠４２が埋込み穴の周縁に当接され、ダウンライト１が天井Ｃ面に設置される。
【００３３】
次に、電源から電源ユニットに通電されると、発光モジュール２の基板に電力が供給されることによって、発光素子が発光する。各発光素子から蛍光体薄膜層２２を透過して出射された光の多くは、カバー部材４１を透過して前方（直下方向）に照射される。また、一部の光は、配光部材４の反射面によって配光制御されカバー部材４１を透過して前方に照射される。
【００３４】
発光素子の発光中は熱が発生する。発光素子から発生する熱は、主として発光モジュール２の外殻２１における両側面２１ａ及び背面２１ｂへ伝導される。そして、背面２１ｂへ伝導された熱は、ヒートシンク３へ伝導され、多数の放熱フィン３１に伝わってこの部分で放熱される。また、両側面２１ａへ伝導された熱は、接続部材５の一対の側面壁５１から取付片５３へ伝導され、取付枠６へと伝導され前面側から放熱される。
【００３５】
つまり、発光素子から発生する熱は、発光モジュール２の前面側及び背面側から効果的に放熱され、発光素子の温度上昇を抑制することが可能となる。また、この前面側からの放熱に際し、取付枠６を有効に利用することができる。
【００３６】
さらに、取付片５３は、アーム状に形成されていて、取付枠６の背面側の開口Ｏを閉塞しないように配設されているので、取付枠６の背面側は開放状態となり、放熱性の向上が期待できる。
【００３７】
以上のように本実施形態によれば、発光モジュール２の前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。
【００３８】
次に、本発明の第２の実施形態に係る照明器具について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、配光部材、取付枠の右半分を断面で表わした側面図、図１１は、上面図、図１２は、発光モジュール及び接続部材を示し、図１３乃至図１５は、ダウンライトを天井面に設置する過程を示している。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３９】
本実施形態においては、発光モジュール２は、第１の実施形態のものに比較して高出力タイプのものを用いている。外殻２１は、若干長さ寸法の長い略直方体形状をなしている。この外殻２１内には、光源としての発光素子が実装された基板が収容されており、発光素子の前面側には蛍光体薄膜層２２が設けられている。
【００４０】
この発光モジュール２は、電源線導入口２４が電源ユニット７の取付部位、すなわち、ホルダー７１の取付け位置に向けられて、長手方向がその取付位置と一致するように配置されている。このように発光モジュール２を配置することにより発光モジュール２と電源ユニット７間の電源線Ｗの配線長を短くすることが可能となる。
【００４１】
また、第１の実施形態と同様に、外殻２１の両側面２１ａ及び背面２１ｂは、熱伝導性を有するアルミニウム等の金属材料で形成されていて、発光素子から発生する熱が伝導するようになっている。
【００４２】
さらに、ヒートシンク３の中央部には、ダイヤフラムを電磁コイルによって振動させ、これによって空気を強制的に放熱フィン３１に流通させる送風機構３２が内蔵されている。したがって、通電によってヒートシンク３の送風機構３２から送風され、放熱フィン３１、が強制的に冷却されるので、発光素子の温度上昇の抑制を確実なものとすることができる。
【００４３】
また、電源ユニット７は、ヒートシンク３に取付けられたホルダー７１にヒンジ７２を介して回動可能に取付けられているが、背面側方向へ高い位置に取付けられている。これにより、ダウンライト１を天井に埋め込んで設置する場合、天井面に形成された埋め込み穴Ｈの寸法的な制約がある中、埋め込み穴Ｈへの挿入を容易とすることができる。
【００４４】
次に、図１３乃至図１５を参照してダウンライト１の設置方法について説明する。まず、天井Ｃ裏に配線されている電源線を天井Ｃに形成された埋込穴Ｈから引き出し、電源ユニット７の電源端子台７４に接続する。
（第１段階）
【００４５】
図１３に示すように、電源ユニット７の後端側から埋め込み穴Ｈに挿入する。そして、ヒートシンク３の部分を埋め込み穴Ｈに嵌合するように配置する。この場合、ヒートシンク３と取付６枠との外径寸法は、略同等又はヒートシンク３が取付枠６より小さく形成されている寸法関係となっているため、ヒートシンク３が埋め込み穴Ｈの縁に干渉して引っ掛かったり、ぶつかったりするのを回避でき挿入しやすくなる。
次に、ダウンライト１の本体側を図示上、時計方向に若干回動して傾ける。
（第２段階）
【００４６】
図１４に示すように、ヒートシンク３と取付枠６との間に形成されている凹部Ｃｃに埋め込み穴Ｈの縁（天井の厚さ寸法分）が挿入されるようにダウンライト１を移動する。この場合、凹部Ｃｃが形成されていることによって発光モジュール２の長さ寸法が大きいにもかかわらず、埋め込み穴Ｈへの挿入が可能となる。つまり、発光モジュール２が電源ユニット７側において取付枠６より外方に突出Ｐしているが、凹部Ｃｃに埋め込み穴Ｈの縁が挿入できるので発光モジュール２の挿入が可能となる。
次いで、ダウンライト１の本体側を図示上、反時計方向に若干回動して傾け、矢印方向に移動して、取付枠６を押し上げ、埋め込み穴にＨに挿入する。
（第３段階）
【００４７】
図１５に示すように、取付枠６の取付金具６２を操作して、取付枠６を天井裏に固定する。次に、配光部材４を取付けばね４３によって取付枠６の内側に配設する。これによって設置が完了し、化粧枠４２が埋込み穴の周縁に当接され、電源ユニット７の支持脚７５が天井裏に当接されて電源ユニット７が支持される。
【００４８】
以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、発光モジュール２の前面側及び背面側から放熱を促進し、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。
【００４９】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。発光モジュールやヒートシンクは、上記実施形態の構成に格別限定されるものではない。例えば、発光モジュールの外殻は直方体形状や円筒状に形成されたものを適用できる。
また、発光モジュールに設けられる発光素子には、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子が適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１・・・照明器具（ダウンライト）、２・・・発光モジュール、
３・・・ヒートシンク、４・・・配光部材、
５・・・接続部材、６・・・取付枠、
７・・・電源ユニット、２１・・・外殻、
２３・・・光出射部、３２・・・送風機構、
５１・・・側面壁、５２・・・背面壁、
５３・・・取付片、Ｏ・・・開口
【図１】
2012204200.tif 000003
【図２】
2012204200.tif 000004
【図３】
2012204200.tif 000005
【図４】
2012204200.tif 000006
【図５】
2012204200.tif 000007
【図６】
2012204200.tif 000008
【図７】
2012204200.tif 000009
【図８】
2012204200.tif 000010
【図９】
2012204200.tif 000011
【図１０】
2012204200.tif 000012
【図１１】
2012204200.tif 000013
【図１２】
2012204200.tif 000014
【図１３】
2012204200.tif 000015
【図１４】
2012204200.tif 000016
【図１５】
2012204200.tif 000017