(57)【要約】【課題】新たな外部電源を用いずに発光時のＬＥＤを冷却することが可能な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、少なくとも１つのＬＥＤ１を有するＬＥＤモジュールと、フィンが上向きになるようにＬＥＤモジュールに取り付けられているヒートシンク３と、ヒートシンク３の上方に下向きに取り付けられている発電用ファン４と、発電用ファン４の回転により電力を発生する発電機５と、ヒートシンク３に向けて取り付けられ、かつ、発電機５により発生した電力により回転する冷却用ファン６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光ダイオードを有する発光ダイオードモジュールと、
フィンが上向きになるように前記発光ダイオードモジュールに取り付けられているヒートシンクと、
前記ヒートシンクの上方に下向きに配置されている発電用ファンと、
前記発電用ファンの回転によって駆動されて電力を発生する発電機と、
前記ヒートシンクに向けて配置され、かつ、前記発電機が発生させた電力により駆動させられる冷却用ファンと、
を有する照明装置。
【請求項２】
前記冷却用ファンが取り付けられる第１の開口と、断面が前記発電用ファンの径と実質的に同じ直径の円であり、内部に前記発電用ファンを収容する円筒状で上向きの第２の開口とが形成され、前記ヒートシンクの上方を覆う筐体を有する、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１の開口と前記第２の開口とが連通され、かつ前記筐体が前記ヒートシンクの上方を密閉しており、前記筐体の内部に液体が充填されている、請求項２に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置に関し、特に光源としてＬＥＤを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）は、エレクトロルミネセンス効果を利用して、電圧を加えた際に発光する半導体素子である。ＬＥＤは長寿命、低消費電力、小型化・薄型化が可能である等の特長を有し、照明装置の光源として注目されている。
【０００３】
一方、ＬＥＤは高出力を得るために大電流を投じると発熱が増加し、それによりＬＥＤが高温になると発光効率が悪くなるという問題点を有する。そのため、高出力を得るためにはＬＥＤが高温にならないように冷却する必要がある。ＬＥＤを冷却する方法としては、ファンやペルチェモジュール等を用いることが考えられるが、それらを駆動するためには一般に新たな外部電源が必要である。
【０００４】
ＬＥＤモジュールを照明装置として用い、かつ、外部電源を用いてＬＥＤの温度管理を行っている従来技術としては、以下の特許文献１が例示される。
【特許文献１】特開２００５−７２２１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤを冷却するための手段としてファンを備える場合に、ファン用に新たな外部電源を用いると、照明装置全体としての消費電力が増加し、また、照明装置の構成が複雑化するという問題点がある。
【０００６】
そこで本発明は、新たな外部電源を用いずに発光時のＬＥＤを冷却することが可能な照明装置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】
上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、少なくとも１つのＬＥＤを有するＬＥＤモジュールと、フィンが上向きになるように前記ＬＥＤモジュールに取り付けられているヒートシンクと、前記ヒートシンクの上方に下向きに配置されている発電用ファンと、前記発電用ファンの回転によって駆動されて電力を発生する発電機と、前記ヒートシンクに向けて配置され、かつ、前記発電機が発生させた電力により駆動させられる冷却用ファンと、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、新たな外部電源を用いずに発光時のＬＥＤを冷却することが可能な照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例に係る照明装置を示す概略構成図である。
【００１０】
本実施例の照明装置は次のように構成される。ＬＥＤ１は基板２上に実装されＬＥＤモジュールを構成している。ヒートシンク３は、基板２のＬＥＤ１を実装した面と反対の面上に、ヒートシンク３のベース面が基板２と接触し、かつ、ヒートシンク３のフィンが上向きになるように取り付けられている。
【００１１】
ヒートシンク３のフィンの上方に、発電用ファン４が下向きに取り付けられている。発電用ファン４の回転が発電機５に伝わるように、発電用ファン４の回転軸に取り付けられているプーリ１０ａは、発電機５の回転軸に取り付けられているプーリ１０ｂにベルト１１を介して接続されている。それにより、発電用ファン４の回転を駆動源として発電機５により発電される。
【００１２】
冷却用ファン６は、ヒートシンク３の横にフィンの方向に向けて取り付けられている。発電機５は冷却用ファン６に、発電機５により発電された電力が冷却用ファン６に供給されるように導線１２を介して電気的に接続されている。
【００１３】
筐体７は、ヒートシンク３のフィンのある上面を覆っており、冷却用ファン６により第１の開口９ａへ送り込まれた空気が、ヒートシンク３に沿って流れ、発電用ファン４を通って円筒状の第２の開口９ｂの上方へ抜けるように配置されている。
【００１４】
上記の構成によれば、発光時のＬＥＤ１の発熱によりヒートシンク３の温度が上昇し近傍の空気が温められることにより筐体７内に上昇気流が生ずる。この上昇気流により、発電用ファン４が回転することにより発電機５が駆動し、発電された電力が冷却用ファン６に供給される。
【００１５】
発電用ファン４の回転数を増加させて発電機５によってより多くの発電量を得て冷却用ファン６による冷却能力を向上させるべく、発電用ファン４の位置で空気の流速を高めるためには、筐体７の発電用ファン４が位置する第２の開口９ｂ内部の水平方向の断面の面積は狭い方が望ましい。そのため、ファン４の回転を妨げない範囲で筐体７の第２の開口９ｂ内部の断面積が最も狭くなるように、その断面は発電用ファン４の径に実質的に等しい直径の円形になっている。
【００１６】
以上のように、本実施例の照明装置によれば、ＬＥＤの発熱により生じる上昇気流を利用して発電した電力を用いて冷却用ファンを回転させることができるので、新たな外部電源を用いずにＬＥＤを冷却することができる。その結果、ＬＥＤの発光効率が向上する。
（第２の実施例）
図２は本発明の第２の実施例に係る照明装置を示す概略構成図である。
【００１７】
本実施例の照明装置は、筐体以外の構成は第１の実施例と同様である。筐体８は、第１の開口９ａと第２の開口９ｂとが管路１３により連通されており、ヒートシンク３のフィンのある上面を密閉している。筐体８の内部には発電及び冷却用の媒体として水が充填されており、発電用ファン４から第２の開口９ｂを上方に流れた水が管路１３を通って第１の開口９ａに流れ込み、筐体８の内部を水が循環するようになっている。
【００１８】
発電及び冷却用の媒体として空気等の気体を充填することもできるが、液体の方が気体よりも比熱が大きく冷却能力に優れるため、水等の液体を充填する方が望ましい。
【００１９】
上記の構成によれば、発光時のＬＥＤ１の発熱によりヒートシンク３の温度が上昇し近傍の水が温められることにより筐体８内のヒートシンク３上に上昇水流が生ずる。この上昇水流により、発電用ファン４が回転することにより発電機５が駆動し、発電された電力が冷却用ファン６に供給される。
【００２０】
発電用ファン４の回転数を増加させて発電機５によってより多くの発電量を得て冷却用ファンによる冷却能力を向上させるべく、発電用ファン４の位置で水の流速を高めるためには、筐体８は発電用ファン４が位置する第２の開口９ｂ内部の水平方向の断面の面積は狭い方が望ましい。そのため、ファン４の回転を妨げない範囲で筐体８の第２の開口９ｂ内部の断面積が最も狭くなるように、その断面は発電用ファン４の径に実質的に等しい直径の円形になっている。
【００２１】
冷却用ファン６に流れ込む水の温度は低い方が冷却能力が向上するため、筐体８はより熱を逃がしやすい熱伝導率の高い材料で構成されていることが望ましい。
【００２２】
以上のように、本実施例の照明装置によれば、ＬＥＤの発熱により生じる上昇水流を利用して発電した電力を用いて冷却用ファンを回転させることができるので、新たな外部電源を用いずにＬＥＤを冷却することができる。その結果、ＬＥＤの発光効率が向上する。
【００２３】
なお、以上説明した実施例において図示した構成は単なる一例であり、本発明はその構成に限定されるものではない。例えば、上記実施例では、複数のＬＥＤを基板に実装しているものを述べたが、ＬＥＤは少なくとも１つを備えていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施例に係る照明装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係る照明装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      発光ダイオード（ＬＥＤ）
２      基板
３      ヒートシンク
４      発電用ファン
５      発電機
６      冷却用ファン
７，８  筐体
９ａ    第１の開口
９ｂ    第２の開口
１０ａ，１０ｂ  プーリ
１１    ベルト
１２    導線
１３    管路
【図１】
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【図２】
2009054399.tif 000004