(57)【要約】【課題】放熱フィンと、ＬＥＤモジュールの取付部材とを別体とし、放熱フィンの重量の増加を抑制することができる照明器具を得る。【解決手段】放熱器９は、その略円筒形状の軸方向に垂直な断面形状が同一となっており、押し出し成形を可能としている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤが実装されたＬＥＤモジュールの実装面の裏側が当接したベース部と、
該ベース部とは別体であり、内部に複数の放熱フィンを有し、前記ベース部における前記ＬＥＤモジュールの当接面の裏面側に配置された放熱器と、
前記ベース部と前記放熱器とを物理的かつ熱的に接合するヒートパイプと、
を備え、
前記ＬＥＤモジュールにおいて発生した熱は、前記ベース部に伝達し、該ベース部から前記ヒートパイプを介して前記放熱器に伝達し、前記ベース部、及び、前記放熱器の前記放熱フィンから外部に放熱される
ことを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記放熱器は、前記放熱フィンに垂直な断面形状が前記放熱器全体で同一となるように形成された
ことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
前記放熱器は、前記ベース部との間に所定幅の間隙を有するように配置された
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の照明器具。
【請求項４】
前記ベース部は、前記裏面側において該裏面と平行となるような穴を有し、
前記ヒートパイプは、Ｕ字形状に形成され、
該Ｕ字形状の前記ヒートパイプにおける一方の直線形状部が、前記穴に挿通し、他方の直線形状部が、前記放熱器の側面から内部に挿通した
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の照明器具。
【請求項５】
前記ヒートパイプによって前記放熱器と前記ベース部とが接合された状態において、前記放熱器の前記放熱フィンが、そのフィン面が前記ベース部の前記裏面に垂直となるように形成され、
前記ヒートパイプの前記他方の直線形状部が、前記裏面に対する垂直方向における前記放熱フィンの中央部を貫通するように、前記放熱器の内部に挿通した
ことを特徴とする請求項４記載の照明器具。
【請求項６】
前記ベース部は、前記裏面側において該裏面と平行となるような穴を有し、
前記ヒートパイプは、Ｌ字形状に形成され、
該Ｌ字形状の前記ヒートパイプにおける一方の直線形状部が、前記穴に挿通し、他方の直線形状部が、前記放熱器の内部を前記裏面に対して垂直方向に挿通した
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の照明器具。
【請求項７】
前記ヒートパイプによって前記放熱器と前記ベース部とが接合された状態において、前記放熱器の前記放熱フィンが、そのフィン面が前記ベース部の前記裏面に垂直となるように形成され、
前記ヒートパイプの前記他方の直線形状部が、前記放熱器の前記垂直方向の全域にわたって挿通した
ことを特徴とする請求項６記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明器具に関し、特に、光源であるＬＥＤにおいて発生する熱の放熱構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の照明装置のＬＥＤを光源とするダウンライトの放熱構造として、ＬＥＤモジュールが取り付けられる本体部の取付面とは反対側に放熱フィンがアルミダイキャストによって一体成形されるヒートシンクが広く知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このような照明装置を取り付けるための天井穴径が限定される埋め込みダウンライトに使用されるヒートシンクの場合、光量（消費電力）が大きくなるにしたがって、必要な放熱性能の満たすために、放熱フィンの高さを本体部から上方向に伸ばして、表面積を増やす対策が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５９４５５号公報（第４−５頁、図１）
【特許文献２】特開２０１０−１０２８９７号公報（第３−４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ダイキャストによって成形された放熱フィンの場合は、放熱フィンの高さを大きくすると金型から剥離するために必要な抜きテーパーの関係上、放熱フィンの根元の肉厚が厚くなってしまい重量が増加してしまうという問題点があった。
【０００６】
また、放熱は、放熱フィン表面近くでの空気の対流の作用による熱交換が行われるように空気の流路を確保する必要があり、この放熱効果を高めるには適正な放熱フィンのフィン間隔が必要となる。しかしながら、厚い放熱フィンの場合には、適切なフィン間隔をとるとフィンの枚数が減少し、放熱のための表面積が減少してしまい、より放熱フィンの高さが必要となり、照明器具のサイズが大きく、重量も重くなってしまうという問題点もあった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、放熱フィンと、ＬＥＤモジュールの取付部材とを別体とし、放熱フィンの重量の増加を抑制することができる照明器具を得ることである。
また、第２の目的は、放熱フィンのフィン厚さの増加を抑制し、放熱のための表面積を増加させることが可能な照明器具を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る照明器具は、ＬＥＤが実装されたＬＥＤモジュールの実装面の裏側が当接したベース部と、該ベース部とは別体であり、内部に複数の放熱フィンを有し、前記ベース部における前記ＬＥＤモジュールの当接面の裏面側に配置された放熱器と、前記ベース部と前記放熱器とを物理的かつ熱的に接合するヒートパイプと、を備え、前記ＬＥＤモジュールにおいて発生した熱は、前記ベース部に伝達し、該ベース部から前記ヒートパイプを介して前記放熱器に伝達し、前記ベース部、及び、前記放熱器の前記放熱フィンから外部に放熱されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、放熱器を、ＬＥＤモジュールが当接したベース部と一体成型するのではなく、双方を別体としているので、放熱器を押し出し成形によって成形することが可能となり、放熱フィンに抜きテーパーを形成する必要がなく、放熱フィンの厚さを薄く成形することが可能となる。これによって、重量を抑えて、広い表面積を確保することができ、従来技術のように、ダイキャスト等によって本体部と一体で形成される放熱フィンと比較して、軽量かつ小型に放熱器を製造することができる。また、放熱器を押し出し成形によって成形が可能なので、一つの金型によって、放熱器の長さを容易に変更することが可能であり、これによって、多種類の放熱性能を有する放熱器を安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明器具１の外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る照明器具１の灯具部３の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る照明器具１の灯具部３の正面図、平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る照明器具１のベース部５の構造図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る照明器具１の放熱器９の構造図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る照明器具１の灯具部３ａの分解斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る照明器具１の灯具部３ａの正面図、平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
（照明器具１の全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１の外観斜視図である。
図１で示されるように、本実施の形態に係る照明器具１は、制御電源基板等が収納された電源ケース部２、ダウンライトとして光を照射する灯具部３、及び、電源ケース部２と灯具部３とを電気的に接続し、電源ケース部２から電力を灯具部３側に供給させる電線４によって構成されている。
【００１２】
（灯具部３の構成）
図２は、本発明の実施の形態１に係る照明器具１の灯具部３の分解斜視図であり、図３は、同照明器具１の灯具部３の正面図、平面図及び断面図であり、図４は、同照明器具１のベース部５の構造図であり、そして、図５は、同照明器具１の放熱器９の構造図である。以下、図２〜図５を参照しながら、灯具部３の構成について説明する。なお、図３のうち、図３（ａ）は灯具部３の正面図であり、図３（ｂ）は灯具部３の平面図であり、そして、図３（ｃ）は図３（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。また、以下の説明で「上」及び「下」という文言により各部品の位置関係等を記載しているが、これは、照明器具１がダウンライトとして、後述するＬＥＤモジュール６のＬＥＤが下方に向けて光を照射するように天井に設置された場合においての位置関係を示すものとする。
【００１３】
図２で示されるように、灯具部３は、複数のＬＥＤが下面側に実装され、下方に向けて光を照射するＬＥＤモジュール６、アルミダイキャスト等によって成形され、ＬＥＤモジュール６の実装面が下側に向くように、実装面の裏面が当接するベース部５、ＬＥＤモジュール６を下方から支持し、椀形状の枠部７、及び、ベース部５の上方に配置され、ベース部５とＵ字形状のヒートパイプ１１によって接合される放熱器９によって構成されている。
【００１４】
ＬＥＤモジュール６は、略円形状の基板の下面に複数のＬＥＤ（図示せず）が配置されて構成されたものであり、図１で示される電源ケース部２から供給される電力によって各ＬＥＤが発光する。各ＬＥＤが発光することによって発生する熱は、ベース部５との当接面を介してベース部５に伝達する。
【００１５】
ベース部５は、アルミダイキャスト等によって成形され、中空の略円筒形状を呈するものであり、その上面は閉口され、下面は開口されている。ＬＥＤモジュール６は、この開口された下方からベース部５内部に挿入され、実装面の裏面が、ベース部５の上面の内側に当接するように配置される。また、図４で示されるように、ベース部５の上面には、ヒートパイプ１１を挿通するための穴１３が上面に平行となるように形成されたベース部熱交換器１２が２つ形成されている。また、ベース部５の上面の周縁部には、後述するように、放熱器９を下方から支持するための複数の支柱１０（図４においては４つ）が上方に向けて延設されている。
【００１６】
なお、図４で示されるように、ベース部５の上面には、ヒートパイプ１１を挿通するための穴１３が上面と平行となるように形成されるものとしたが、厳密に平行である必要はない。ただし、穴１３がベース部５の上面と平行になるように形成されることによって、ＬＥＤモジュール６で発生した熱が、ベース部５を介してヒートパイプ１１に効率的に伝達されることになる。
また、ベース部５は、図４で示されるように、略円筒形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば、直方体形状、多角柱形状その他の形状としてもよい。
【００１７】
枠部７は、下側が末広がりとなっている椀形状を呈しており、上面及び下面が開口している。また、枠部７の側面には枠部嵌合部７ａが形成され、ベース部５のベース部嵌合部５ａと嵌合することによってベース部５に締結される。このとき、枠部７の上面の開口縁によって、ＬＥＤモジュール６が下方から支持され、ＬＥＤモジュール６のＬＥＤが発光することによって、枠部７の開口された上面及び下面を介して、下方に光が照射されることになる。また、枠部７は、その下面の開口縁から斜め上方に向かって延設された棒形状の複数の板バネ８（図２においては３つ）を有している。この板バネ８は、天井に開けられた穴に枠部７を固定し、これによって、灯具部３全体が天井に固定されることになる。
【００１８】
放熱器９は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質で形成されており、略円筒形状を呈し、この放熱器９の内部には、複数の放熱フィン１５が略円筒形状の軸方向かつ軸方向の全域に配置されており、図５で示されるように、この複数の放熱フィン１５によって、円筒形状の内部が複数の空間に分割されている。また、放熱器９は、その略円筒形状の軸方向に垂直な断面形状が同一となっているため、押し出し成形が可能となっており、放熱フィン１５に抜きテーパーを形成する必要がなく、放熱フィン１５の厚さを薄く成形することが可能となる。これによって、重量を抑えて、広い表面積を確保することができ、従来技術のように、ダイキャスト等によって本体部（図２におけるベース部５に相当）と一体で形成される放熱フィンと比較して、軽量かつ小型に放熱器９を製造することができる。また、放熱器９を押し出し成形によって成形が可能なので、一つの金型によって、放熱器９の円筒形状の軸方向の長さを容易に変更することが可能であり、これによって、多種類の放熱性能を有する放熱器を安価に製造することができる。また、放熱器９の略円筒形状の側面には、ヒートパイプ１１を挿通させるための穴１４が形成されており、この穴１４は、ヒートパイプ１１がなるべく多くの放熱フィン１５に貫通して接するように形成するのが望ましい。これによって、ヒートパイプ１１が複数の放熱フィン１５に均等に放熱させることが可能だからである。さらに、穴１４は、放熱器９の略円筒形状の側面における軸方向の中央部、すなわち、放熱フィン１５の軸方向における中央部に貫通するように形成されることが望ましい。これによって、ヒートパイプ１１から伝達される熱が放熱器９の放熱フィン１５に均等に伝達され、放熱性能が向上するからである。
【００１９】
なお、放熱器９の表面に塗装又はアルマイト処理等のように輻射率が向上する表面処理を施すものとしてもよい。これによって、放熱器９において、より高い放熱性能が得られ、放熱器９周辺の空気の対流だけなく、輻射による放熱効果も得られる。
また、放熱器９は、図５で示されるように、略円筒形状としているが、これに限定されるものではなく、例えば、直方体形状、多角柱形状その他の形状としてもよい。
【００２０】
前述のように、放熱器９は、ベース部５の上方に配置され、ベース部５の上面に形成された支柱１０によって下方から支持される。さらに、Ｕ字形状のヒートパイプ１１における一方の直線形状部がベース部５の上面に形成されたベース部熱交換器１２の穴１３に挿通し、他方の直線形状部が放熱器９の側面に形成された穴１４に挿通することによって、ベース部５及び放熱器９が物理的かつ熱的に接合されることになる。すなわち、ベース部５と放熱器９とを嵌合させた後、ヒートパイプ１１を一方向から挿入可能となるので、照明器具１の灯具部３の組み立てが容易となる。このとき、放熱器９は、ベース部５の上面から上方に延設された支柱１０によって支持されているので、放熱器９とベース部５との間には所定幅の間隙１６が形成されることになる。この間隙１６によって、放熱器９は下方において空気流路を確保することが可能となる。
なお、図２及び図３で示されるように、ベース部５及び放熱器９は、２つのヒートパイプ１１によって接合される構成となっているが、これに限定されるものではなく、必要とされる放熱性能に応じて１つ又は３つ以上のヒートパイプ１１によって接合される構成としてもよい。
【００２１】
（照明器具１の放熱動作）
次に、図３を参照しながら、照明器具１の灯具部３における放熱動作について説明する。
ＬＥＤモジュール６におけるＬＥＤの発光によって発生した熱は、まず、ＬＥＤモジュール６の実装基板、及び、ベース部５との当接面を介して、ベース部５に伝達する。ここで、ベース部５に伝達した熱の一部は、周囲の空気の対流、及び、ベース部５による輻射によって外部に放熱される。そして、残りの熱は、ベース部５の上面に形成されたベース部熱交換器１２の穴１３に挿入されたヒートパイプ１１を介して、放熱器９側に伝達される。具体的には、放熱器９の側面に形成された穴１４に挿入されたヒートパイプ１１から、熱がその穴１４を介して放熱器９の内部に配置された放熱フィン１５に伝達する。ここで、前述のように、ヒートパイプ１１はＵ字形状であるので、ベース部５及び放熱器９に対して熱交換できる面積を大きく確保することができる。
。また、放熱器９は、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質で形成されているので、ヒートパイプ１１から放熱フィン１５に伝達された熱は、放熱器９全体に広がることになる。この放熱フィン１５に伝達した熱は、周囲の空気の対流、及び、放熱フィン１５による輻射によって外部に放熱される。さらに、ベース部５と放熱器９との間には、間隙１６が形成されているので、放熱器９の放熱フィン１５の熱によって温められた放熱器９の内部及びその周辺の空気は上昇する流れとなり、この上昇する空気の流れが、放熱器９の下部に位置する間隙１６から放熱器９の内部を通過して上方に抜けるので、放熱フィン１５からの放熱が効率的に実施される。
【００２２】
（実施の形態１の効果）
以上の構成のように、放熱器９を、ＬＥＤモジュール６が当接したベース部５と一体成型するのではなく、ベース部５と放熱器９との間に間隙１６を設け、双方を別体としているので、放熱器９を押し出し成形によって成形することが可能となり、放熱フィン１５に抜きテーパーを形成する必要がなく、放熱フィン１５の厚さを薄く成形することが可能となる。これによって、重量を抑えて、広い表面積を確保することができ、従来技術のように、ダイキャスト等によって本体部（図２におけるベース部５に相当）と一体で形成される放熱フィンと比較して、軽量かつ小型に放熱器９を製造することができる。また、放熱器９を押し出し成形によって成形が可能なので、一つの金型によって、放熱器９の円筒形状の軸方向の長さを容易に変更することが可能であり、これによって、多種類の放熱性能を有する放熱器を安価に製造することができる。
【００２３】
また、ベース部５と放熱器９との間には、間隙１６が形成されているので、放熱器９の放熱フィン１５の熱によって温められた放熱器９の内部及びその周辺の空気は上昇する流れとなり、この上昇する空気の流れが、放熱器９の下部に位置する間隙１６から放熱器９の内部を通過して上方に抜けるので、放熱フィン１５からの放熱を効率的に実施させることができる。
【００２４】
また、ベース部５と放熱器９とを接合するヒートパイプ１１がＵ字形状であるので、ベース部５及び放熱器９に対して熱交換できる面積を大きく確保することができる。
【００２５】
なお、上記で説明した照明器具１の灯具部３はダウンライトとして天井に設置され下方に光を照射するものと前提としているが、これに限定されるものではなく、照明設置空間の前後左右の壁、又は、床面に設置するものとしてもよい。
【００２６】
実施の形態２．
本実施の形態に係る照明器具１について、実施の形態１に係る照明器具１の構成及び動作と相違する点を中心に説明する。
【００２７】
（灯具部３ａの構成）
図６は、本発明の実施の形態２に係る照明器具１の灯具部３ａの分解斜視図であり、図７は、同照明器具１の灯具部３ａの正面図、平面図及び断面図である。以下、図６及び図７を参照しながら、灯具部３ａの構成について説明する。なお、図７のうち、図７（ａ）は灯具部３ａの正面図であり、図７（ｂ）は灯具部３ａの平面図であり、そして、図７（ｃ）は図７（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図である。また、以下の説明で「上」及び「下」という文言により各部品の位置関係等を記載しているが、これは、照明器具１がダウンライトとして、後述するＬＥＤモジュール６のＬＥＤが下方に向けて光を照射するように天井に設置された場合においての位置関係を示すものとする。
【００２８】
放熱器９ａは、アルミニウム等の熱伝導性の高い材質で形成されており、略円筒形状を呈し、この放熱器９ａの内部には、複数の放熱フィン１５ａが円筒形状の軸方向かつ軸方向全域に配置されている。また、放熱器９ａは、その略円筒形状の軸方向に垂直な断面形状が同一となっているため、押し出し成形が可能となっており、放熱フィン１５ａに抜きテーパーを形成する必要がなく、放熱フィン１５ａの厚さを薄く成形することが可能となる。また、放熱器９ａの略円筒形状の軸方向に対して平行となるように、Ｌ字形状のヒートパイプ１１ａを挿通させるための穴１４ａ（図７（ｂ）参照）が形成されており、ヒートパイプ１１ａからの熱が、この穴１４ａを形成する円筒部からすべての放熱フィン１５ａに伝達するように構成されている。このように、ヒートパイプ１１ａが放熱器９ａの略円筒形状の軸方向に配置されるため、軸方向全域で熱交換が実施されるため、放熱器９ａへの熱の伝わり方が均一となり、放熱器９ａの温度ムラを低減させることができる。
なお、放熱器９ａの温度ムラを低減させるためには、ヒートパイプ１１ａが放熱器９ａの略円筒形状の軸方向全域に配置されることが望ましいが、必ずしも、軸方向全域に配置されなければならないわけではない。
【００２９】
また、放熱器９ａは、ベース部５の上方に配置され、ベース部５の上面に形成された支柱１０によって下方から支持される。さらに、Ｌ字形状のヒートパイプ１１ａにおける一方の直線形状部がベース部５の上面に形成されたベース部熱交換器１２の穴１３に挿通し、他方の直線形状部が放熱器９ａの略円筒形状の軸方向に形成された穴１４ａに挿通することによって、ベース部５及び放熱器９ａが物理的かつ熱的に接合されることになる。このとき、放熱器９ａは、ベース部５の上面から上方に延設された支柱１０によって支持されているので、放熱器９ａとベース部５との間には所定幅の間隙１６が形成されることになるのは、実施の形態１と同様である。
なお、放熱器９ａの略円筒形状の軸方向の長さ、すなわち、Ｌ字形状のヒートパイプ１１ａが穴１４ａに挿通している部分の長さは、必要とされる放熱性能に応じて決定するものとすればよい。
【００３０】
（実施の形態２の効果）
以上の構成によって、実施の形態１と同様の効果を有すると共に、ヒートパイプ１１ａが放熱器９ａの略円筒形状の軸方向に配置されるため、軸方向全域で熱交換が実施されるため、放熱器９ａへの熱の伝わり方が均一となり、放熱器９ａの温度ムラを低減させることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  照明器具、２  電源ケース部、３、３ａ  灯具部、４  電線、５  ベース部、５ａ  ベース部嵌合部、６  ＬＥＤモジュール、７  枠部、７ａ  枠部嵌合部、８  板バネ、９、９ａ  放熱器、１０  支柱、１１、１１ａ  ヒートパイプ、１２  ベース部熱交換器、１３、１４、１４ａ  穴、１５、１５ａ  放熱フィン、１６  間隙。
【図１】
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【図２】
2013134855.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】
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