(57)【要約】【課題】放熱効率を向上させたＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子１０が配置されるＬＥＤ基板１と、ＬＥＤ基板１に生じる熱が伝達する基台２と、基台２から起立する板状の放熱フィン２１と、を有する。放熱フィン２１は、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に、所定方向ＰＤに延びる所定幅ＰＷの平板状部位２３と、所定方向ＰＤに沿って凹凸が繰り返される凹凸面２４ａを有する凹凸部位２４と、を結合した形状をなしている。凹凸部位２４は、平板状部位２３の厚み方向ＴＤの少なくとも一方に配置されている。凹凸面２４ａは、所定幅ＰＷよりも厚み方向ＴＤ外側に配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ素子が配置されるＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板に生じる熱が伝達する基台と、前記基台から起立する板状の放熱フィンと、を備え、
前記放熱フィンは、起立方向に沿って見た場合に、所定方向に延びる所定幅の平板状部位と、前記所定方向に沿って凹凸が繰り返される凹凸面を有する凹凸部位と、を結合した形状をなし、
前記凹凸部位は、前記平板状部位の厚み方向の少なくとも一方に配置され、
前記凹凸面は、前記所定幅よりも厚み方向外側に配置されている、ＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記凹凸部位は、前記平板状部位の厚み方向の両側に配置されている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記放熱フィンの起立方向に直交する断面形状は、前記基台側の基端から先端までのいずれの部位でも同一形状に形成されている、請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記放熱フィンの所定方向の両端部のうち、前記起立方向に沿って見た場合に前記基台の外側となる端部には、当該放熱フィンにおいて最大幅となる膨らみ部が形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記凹凸部位は、前記平板状部位の厚み方向の両側に配置されており、
前記平板状部位の厚み方向両側にある凸部は、厚み中心線を挟んで向かい合う位置に配置されている、請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）素子を光源に使用したＬＥＤ照明装置が普及している。ＬＥＤ照明装置の一種として、天井に埋め込み設置されるＬＥＤダウンライトが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ＬＥＤ素子が配置されるＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板が取り付けられる基台と、を備えるダウンライトが開示されている。基台は、外部に起立する放熱フィンが一体に形成され、ＬＥＤ基板の熱を放熱する放熱部材を構成している。
【０００４】
放熱効率を向上させるためには、放熱フィンの表面積を増大させればよい。放熱フィンの表面積を増大させる一つの手段として、例えば特許文献２には、放熱フィンを幅一定で波形状にすることで、表面積を増大させ、その結果、放熱効率を向上させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５７８４４号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２のように、放熱フィンを幅一定で波形状にすると、伝熱経路が波形状になるため、伝熱経路が直線状となる平板状の放熱フィンに比べて伝熱パスが長くなってしまい、放熱効率がよいとはいえない。放熱効率の更なる向上の余地がある。
【０００７】
本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、放熱効率を向上させたＬＥＤ照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。
【０００９】
すなわち、本開示のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子が配置されるＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板に生じる熱が伝達する基台と、前記基台から起立する板状の放熱フィンと、を備え、前記放熱フィンは、起立方向に沿って見た場合に、所定方向に延びる所定幅の平板状部位と、前記所定方向に沿って凹凸が繰り返される凹凸面を有する凹凸部位と、を結合した形状をなし、前記凹凸部位は、前記平板状部位の厚み方向の少なくとも一方に配置され、前記凹凸面は、前記所定幅よりも厚み方向外側に配置されている。
【００１０】
この構成によれば、放熱フィンは、所定方向に沿って凹凸が繰り返される凹凸面を有するので、単なる平板状の場合に比べて表面積を増大させ、放熱効率を向上させることが可能となる。それでいて、放熱フィンは、起立方向に沿って見た場合に、所定方向に延びる所定幅の平板状部位を有し、凹凸面は、平板状部位の所定幅よりも厚み方向外側に配置されているので、伝熱経路が直線状になり、放熱効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態のＬＥＤ照明装置を示す斜視図。
【図２】ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。
【図３】ＬＥＤ照明装置を構成する各部材を示す分解斜視図。
【図４】ＬＥＤ照明装置の縦断面図。
【図５】基台及び放熱フィンを示す平面図。
【図６】放熱フィンの変形例を示す平面図。
【図７】放熱フィンの変形例を示す平面図。
【図８】放熱フィンの配置の変形例を模式的に示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示の一実施形態の照明装置について、図面を用いて説明する。
【００１３】
［基本構成］
図１〜４に示すように、ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）を用いたＬＥＤ素子１０が実装される基板１と、基板１が取り付けられる基台２と、基板１を覆う透光性カバー３と、透光性カバー３を通過した光を反射させる反射部材４と、基台２を支持する外筒５と、天井材の埋め込み孔に固定するための複数の固定バネ６と、を有する。ＬＥＤ照明装置は、図１及び図２に示すように、各部１〜５を組み付けた状態で全体として円柱状部と円筒状部を同軸に結合したような形状をなし、円筒状部が下方Ｘ２に開口するように天井材の埋め込み孔に埋め込まれ、円筒状部から光を照射する。なお、本明細書において理解を容易にするために、上方Ｘ１、下方Ｘ２は、天井材への設置状態での方向を意味する。
【００１４】
外筒５は、図１〜４に示すように、筒状の外筒本体５０と、外筒本体５０の下端に設けられ、天井材への設置状態で化粧枠となる化粧フランジ部５１と、を有する。本実施形態では、外筒５は、樹脂で形成されているが、金属などの任意の部材で形成してもよい。
【００１５】
複数の固定バネ６は、金属で形成されており、図１及び図２に示すように、外筒本体５０の外周面に軸回りに放射状に取り付けられている。本実施形態では、固定バネ６は４つ形成されているが、数は適宜変更可能であり、好ましくは３つ以上あればよい。固定バネ６は、外力を受けていない自然状態で外筒本体５０から径方向外側に延びている。設置前に、固定バネ６は、上方を向くように根本から曲げられ、天井材の埋め込み孔に外筒５と共に挿入される。ＬＥＤ照明装置が埋め込み孔の奥に進むにつれて、固定バネ６は蓄積した弾性反発力によって天井材の裏側にて径方向外側に開き、天井材に係わり合ってＬＥＤ照明装置を支持する。
【００１６】
基台２は、図３及び図４に示すように、ＬＥＤ基板１を取り付けるための基板取付面２０を有する円形板状部位を有し、円形板状部位から軸方向に沿って起立する複数の放熱フィン２１が形成されている。基台２は、放熱フィン２１を含め全体として円柱状に形成されている。基台２の一端面全体が基板取付面２０に設定されている。基台２は、ネジなどの締着具ｖによって外筒５の上端部に固定される。基台２は、熱伝導性を有する金属で形成され、外部に起立する放熱フィン２１が一体に形成されている。これにより、基台２は、ＬＥＤ基板１の熱を基板取付面２０で受けて放熱フィン２１を介して外部に放出する放熱部材としての役割を兼ねている。本実施形態では、基台２は、冷間鍛造によって形成されるが、これに限定されず、例えばダイキャストで製造されていてもよい。基台２は、アルミで構成されているが、熱伝導性を有する材料であれば、アルミに限定されない。
【００１７】
ＬＥＤ基板１は、絶縁性材料で形成され、図３〜５に示すように、複数のＬＥＤ素子１０が表面に実装されている。また、ＬＥＤ基板１の表面には、ＬＥＤ素子１０に電力を供給する電線が接続されている。電線は、ＬＥＤ照明装置の外に設けられた電源回路部（天井材の裏に設置される）から電力を受ける。本実施形態において、ＬＥＤ基板１は円形の板状をなしているが、これに限定されない。例えば、楕円状や矩形状でもよい。複数のＬＥＤ素子１０が格子状に配列されているが、これに限定されない。基板１の形状、ＬＥＤ素子１０の配列は適宜変更可能である。ＬＥＤ基板１は、基台２に対してネジなどの締着具ｖで取り付けられており、基板取付面２０に直接的又は間接的に密着し、基台２に熱を伝熱する。本実施形態では、ＬＥＤ基板１と基板取付面２０との間に、スクリーン印刷した伝熱グリス（熱伝導材）が塗布されているが、これに限定されない。例えば、両者の間に何も介在させずに直接密着させてもよく、また、伝熱シートを介在させてもよい。
【００１８】
図３及び図４に示すように、透光性カバー３（図３参照）は、樹脂で形成され、ＬＥＤ素子１０からの光を拡散させつつ透過させる。透光性カバー３は、ネジなどの締着具によってＬＥＤ基板１と共に基台２に取り付けられる。
【００１９】
反射部材４は、入口４０及び出口４１を有する筒状をなし、内周面が反射面４２に設定されている。反射部材４は、外筒５の内側に挿入され、ＬＥＤ基板１に接することなく外筒５にネジなどの締着具ｖによって固定される。反射部材４は、透光性カバー３を通過して入口４０に入った光が出口４１から出るまでの間に反射面４２により反射させる。本実施形態において、反射部材４は、樹脂で形成されているが、これに限定されず、金属で形成してもよい。
【００２０】
電線を介してＬＥＤ基板１に電力が供給されると、ＬＥＤ素子１０が発光する。ＬＥＤ素子１０からの光は、透光性カバー３を通過しつつ拡散され、反射部材４の入口４０に入る。反射部材４の入口４０に入った光は、一部が反射面４２で反射されながら出口４１から所望の照明対象エリアに向けて照射される。
【００２１】
［詳細な構成］
上記ＬＥＤ照明装置の基本構成に対し、本実施形態では更に以下の構成を有する。
【００２２】
図５は、基台２及び放熱フィン２１を起立方向Ｘ１に沿って見た平面図である。複数の放熱フィン２１は、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に、基台２の中央側から外側へ延びて放射状に配置されている。本実施形態では、円形の基台２の中心Ｐ１を配置中心とし、複数の放熱フィン２１が配置中心Ｐ１回りに放射状に配置されているが、これに限定されない。基台２の中心Ｐ１と、放熱フィン２１の配置中心が一致していなくてもよい。また、本実施形態では、配置中心を軸とした径方向に放熱フィン２１が延びているが、これに限定されない。基台２の中央側から外側に延びていれば、径方向に沿っていなくてもよい。
【００２３】
図４に示すように、複数の放熱フィン２１は起立方向Ｘ１に同じ長さ（高さ）で形成されているが、これに限定されない。複数の放熱フィンのうち一部のフィンを他のフィンと高さを異ならせてもよい。
【００２４】
放熱フィン２１は、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に、所定方向ＰＤに延びる所定幅ＰＷの平板状部位２３と、所定方向ＰＤに沿って凹凸が繰り返される凹凸面２４ａを有する凹凸部位２４と、を結合した形状をなしている。凹凸部位２４は、平板状部位２３の厚み方向の両側に配置されている。凹凸面２４ａは、所定幅ＰＷよりも厚み方向ＴＤ外側に配置されている。本実施形態では、凹凸部位２４は、平板状部位２３の厚み方向ＴＤの両側に配置されているが、これに限定されない。上記に比べて表面積が減るので、放熱効率が多少劣るものの、図６に示すように、凹凸部位２４が、平板状部位２３の厚み方向ＴＤの一方のみに配置されていてもよい。
【００２５】
図５に示すように、本実施形態では、平板状部位２３の厚み方向ＴＤ両側にある凸部２４ｂは、厚み中心線Ｌｉ１を挟んで向かい合う位置に配置されている。このように、凸部２４ｂが互いに向かい合う位置に配置されていれば、凸部２４ｂがある部位のフィン幅が太くなるので、放熱フィン２１の剛性を高めることが可能となる。なお、上記に比べてフィンの剛性が多少劣るものの、図７に示すように、平板状部位２３の厚み方向ＴＤ両側にある凸部２４ｂが、厚み中心線Ｌｉ１を挟んで向かい合う位置を避けて、互い違いに配置されていてもよい。
【００２６】
図５に示すように、放熱フィン２１の所定方向ＰＤの両端部２１ｃ、２１ｄのうち、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に基台２の外側となる端部２１ｄには、放熱フィン２１において最大幅となる膨らみ部２５が形成されている、なお、この膨らみ部２５は、図６に示すように、省略可能である。
【００２７】
放熱フィン２１の起立方向Ｘ１に直交する断面形状は、図５に示す平面視での形状と同一形状であり、図４に示すように基台２側の基端２１ａから先端２１ｂまでのいずれの部位でも同一形状となる。
【００２８】
以上のように、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ素子１０が配置されるＬＥＤ基板１と、ＬＥＤ基板１に生じる熱が伝達する基台２と、基台２から起立する板状の放熱フィン２１と、を備える。放熱フィン２１は、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に、所定方向ＰＤに延びる所定幅ＰＷの平板状部位２３と、所定方向ＰＤに沿って凹凸が繰り返される凹凸面２４ａを有する凹凸部位２４と、を結合した形状をなしている。凹凸部位２４は、平板状部位２３の厚み方向ＴＤの少なくとも一方に配置されている。凹凸面２４ａは、所定幅ＰＷよりも厚み方向ＴＤ外側に配置されている。
【００２９】
この構成によれば、放熱フィン２１は、所定方向ＰＤに沿って凹凸が繰り返される凹凸面２４ａを有するので、単なる平板状の場合に比べて表面積を増大させ、放熱効率を向上させることが可能となる。それでいて、放熱フィン２１は、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に、所定方向ＰＤに延びる所定幅ＰＷの平板状部位２３を有し、凹凸面２４ａは、平板状部位２３の所定幅ＰＷよりも厚み方向ＴＤ外側に配置されているので、伝熱経路が直線状になり、放熱効率を向上させることが可能となる。
【００３０】
本実施形態では、凹凸部位２４は、平板状部位２３の厚み方向ＴＤの両側に配置されている。
【００３１】
この構成によれば、凹凸部位２４が平板状部位２３の厚み方向ＴＤ一方のみに配置されている場合に比べて、表面積が増えるので、放熱効率を向上させることが可能となる。
【００３２】
例えば、放熱フィンが、基端から先端に向けて先細り状に形成されていれば、基端から先端に向かうにつれてフィンの断面積が減少し、熱抵抗が大きくなる。その結果、フィンの基端から先端に向かう伝熱に熱溜まりが生じる。
【００３３】
そこで、本実施形態では、放熱フィン２１の起立方向Ｘ１に直交する断面形状は、基台２側の基端２１ａから先端２１ｂまでのいずれの部位でも同一形状に形成されている。
【００３４】
この構成によれば、放熱フィン２１の断面形状は、基端２１ａから先端２１ｂまでのいずれの部位でも同一形状に形成されているので、フィンの断面積が同一となり、熱抵抗も同一となる。その結果、フィンの基端２１ａから先端２１ｂへ向けて熱溜まり無く伝熱でき、放熱効率を向上させることが可能となる。
【００３５】
本実施形態では、放熱フィン２１の所定方向ＰＤの両端部２１ｃ、２１ｄのうち、起立方向Ｘ１に沿って見た場合に基台２の外側となる端部２１ｄには、放熱フィン２１において最大幅となる膨らみ部２５が形成されている。
【００３６】
放熱フィン２１のうち基台２の外側となる端部２１ｄは、基台２の内側となる端部２１ｃに比べて放熱されやすい。この構成によれば、内側から外側に向かって放熱フィン２１を伝熱した熱は、放熱されやすい膨らみ部２５に溜まることになり、放熱を促して、放熱効率を向上させることが可能となる。
【００３７】
本実施形態では、凹凸部位２４は、平板状部位２３の厚み方向ＴＤの両側に配置されており、平板状部位２３の厚み方向ＴＤ両側にある凸部２４ｂは、厚み中心線Ｌｉ１を挟んで向かい合う位置に配置されている。
【００３８】
この構成によれば、凸部２４ｂがある部位のフィン幅が太くなるので、放熱フィン２１の剛性を高めることが可能となる。
【００３９】
本開示は上述した実施形態に何ら限定されるものではない。上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。
【００４０】
例えば、本実施形態では、複数の放熱フィンが放射状に配置されていたが、これに限定されない。図８に示すように、基台１０２から起立する複数の放熱フィン１２１が所定方向ＰＤに延びており、各々の放熱フィン１２１が互いに平行になるように配置されていてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１…ＬＥＤ基板
２…基台
２１…放熱フィン
２１ａ…放熱フィンの基端
２１ｂ…放熱フィンの先端
２１ｃ…放熱フィンの端部
２１ｄ…放熱フィンの端部
２３…平板状部位
２４…凹凸部位
２４ａ…凹凸面
２４ｂ…凸部
２５…膨らみ部
Ｘ１…上方（起立方向）
ＰＤ…所定方向
ＰＷ…所定幅
ＴＤ…厚み方向
Ｌｉ１…厚み中心線
【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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