(57)【要約】【課題】ＬＥＤ実装基板を金属製の収納容器に収納する照明器具において、ＬＥＤ実装基板と収納容器との絶縁性を低下させることなく小型化する。【解決手段】照明器具１０は、ＬＥＤ３が実装されたＬＥＤ実装基板２と、ＬＥＤ実装基板２を収納するための凹部１１を有する金属製の収納容器１とを備える。ＬＥＤ実装基板２は、凹部１１の底面に接する絶縁性の支持台４１から立設された支持脚部４２により保持され、収納容器１の凹部１１の底面１１ｂから離間されて配設される。これにより、ＬＥＤ実装基板２は、収納容器１にビス止めするための基板スペースが低減されて、その基板面積が小さくなると共に、収納容器１から絶縁されるので、収納容器１をＬＥＤ実装基板２に接近させることができる。従って、収納容器１を小さくでき、ＬＥＤ実装基板２と収納容器１との絶縁距離ｄ１を保って、両者の絶縁性を低下させることなく小型化することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ発光素子が実装されたＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ実装基板を収納するための一面が開口された凹部を有する金属製の収納容器と、を備えた照明器具であって、
前記ＬＥＤ実装基板は、前記収納容器の凹部の底面に接する絶縁性支持体から立設された支持脚部により保持されており、前記収納容器の凹部底面から離間されて配設されていることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記収納容器の凹部と前記ＬＥＤ実装基板との間の隙間に、空気より熱伝導性の高い充填材が注入されていることを特徴とする請求１に記載された照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ実装基板を金属製の収納容器内に収納した照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の照明器具において、収納容器の材質としては、金属製、プラスチック製、またはセラミック製を使用することが大半である。しかしながら、各材質ともそれぞれに固有の問題があり用途によって使い分けられている。例えば、金属製容器は、ＬＥＤ基板を収納容器に固定するため、雷サージ対策用の絶縁距離の確保上、寸法が大きくなる。また、プラスチック製容器は、ＬＥＤ実装基板より発生する熱が収納容器内にこもり易く、放熱し難い。また、セラミック製容器は、成形精度のバラツキが大きく、内蔵部品との嵌合精度を出し難い。これらの中で、金属製容器は、成形精度が高く、また放熱性が良いので、絶縁距離を小さくして小型化できれば有効である。
【０００３】
ところで、この種の照明器具として、一面を開口した金属製の収納容器内にＬＥＤ実装基板を配設した照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の照明器具におけるＬＥＤ実装基板の収納容器への固定構造について、図５及び図６を用いて説明する。照明器具１００は、ＬＥＤチップ１０３が実装されたＬＥＤ実装基板１０２を金属製の収納容器１０１内に収納し、収納容器１０１と一体の金属支持台１１０にねじ１２０によりねじ止めしている。この種の照明器具１００においては、雷サージ対策のために、ＬＥＤ実装基板１０２に設けたれた電源回路を有する導体パターン部１０４と収納容器１０１との間が一定以上の絶縁距離ｄ１（例えば、数キロボルト以上の電圧を掛ける屋外仕様器具の雷サージ試験では経験的に数ｍｍから１０ｍｍ程度）を保つようにしている。さらに、ＬＥＤ実装基板１０２には、ねじ止用のスペース（距離ｄ２に相当）を必要とするので、基板サイズが増大していた。このため、収納容器１０１、ひいては照明器具１００が大きくなっていた。
【特許文献１】特開２００７‐２６５９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ＬＥＤ発光素子を実装したＬＥＤ実装基板を金属製の収納容器に収納する照明器具において、収納容器とＬＥＤ実装基板間の絶縁性を低下させることなく小型化することができ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】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、ＬＥＤ発光素子が実装されたＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ実装基板を収納するための一面が開口された凹部を有する金属製の収納容器と、を備えた照明器具であって、前記ＬＥＤ実装基板は、前記収納容器の凹部の底面に接する絶縁性支持体から立設された支持脚部により保持されており、前記収納容器の凹部底面から離間されて配設されているものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の照明器具において、前記収納容器の凹部と前記ＬＥＤ実装基板との間の隙間に、空気より熱伝導性の高い充填材が注入されているものである。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の発明によれば、ＬＥＤ実装基板が絶縁性の支持脚部により保持されることにより、ＬＥＤ実装基板を収納容器に取り付けるための基板スペースを低減できるので、ＬＥＤ実装基板を小さくできると共に、ＬＥＤ実装基板が収納容器の凹部面から離間されて絶縁される。これにより、ＬＥＤ実装基板と収納容器との絶縁距離を維持した状態で、収納容器をＬＥＤ実装基板に接近させることができて収納容器を小さくできるので、収納容器とＬＥＤ実装基板間の絶縁性を低下させることなく小型化することができる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、充填材の注入により、ＬＥＤ実装基板の熱が収納容器に放熱され易くなるので、ＬＥＤ発光素子の温度上昇を抑制でき、その信頼性向上及び光出力の高出力化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、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３を参照して説明する。本実施形態の照明器具１０は、一面が開口された凹部１１を有する金属製の箱型の収納容器１と、収納容器１に収納され、ＬＥＤ（ＬＥＤ発光素子）３が実装されたＬＥＤ実装基板２とを備える。ＬＥＤ実装基板２は、絶縁性部材より成る支持体４（絶縁性支持体）により支持される。支持体４は、収納容器１の凹部１１の底面１１ｂに接触する支持台４１と、支持台４１から立設する支持脚部４２とを備え、ＬＥＤ実装基板２を支持脚部４２に嵌合することにより固定する。
【００１０】
収納容器１は、例えば、ＡＬ、Ｃｕなどの熱伝導率の高い金属部材で形成され、収納されるＬＥＤ実装基板２等の放熱を良くしている。また、収納容器１の凹部１１の開口１１ａは、凹部１１の底面１１ｂから上部に向けて開口面積が徐々に大きくなるように形成されている。収納容器１は、支持体４で支持されたＬＥＤ実装基板２を収納する。なお、収納容器１は、ねじ止め等により天井材に取り付けられるようになっている。
【００１１】
支持体４は、ポリアミド等の絶縁性のエンジニアリングプラスチック部材等で形成される。支持台４１は、収納容器１の凹部１１の底面１１ｂと略同型形状の平板を成し、支持体４が収納容器１内に収納されたとき、凹部１１の底面１１ｂに接して固定される。支持脚部４２は、支持台４１の向い合う長手方向の辺に沿って２つずつ対向して立設された矩形の支持柱から成り、その先端部に、ＬＥＤ実装基板２と嵌合するための嵌合部４３を有している。
【００１２】
嵌合部４３は、凹型の溝４３ａと、嵌合部４３上部の天面４３ｂとを有する。溝４３ａは、収納容器１の内部を臨む方向に開口を成し、支持脚部４２の矩形の支持柱に略直交して形成される。また、この溝４３ａの高さ方向の幅は、ＬＥＤ実装基板２の厚みと略同じとし、ＬＥＤ実装基板２が溝４３ａに嵌合するように形成されている。また、溝４３ａは、凹部１１の底面１１ｂから高さｈの位置に形成され、これにより、ＬＥＤ実装基板２は、底面１１ｂから離間されると共に、ＬＥＤ３の光が収納容器１から出射し易い高さに保持される。また、この高さｈは、絶縁距離ｄ１より大きい絶縁距離となっている。また、向い合う支持脚部４２における嵌合部４３の溝４３ａ間は、ＬＥＤ実装基板２の切込部２４と嵌合するために、間隔ｄ３だけ離れている。天面４３ｂは、嵌合部４３の上部から収納容器１の内部を臨む方向の下方に向けて傾斜を成し、これにより、ＬＥＤ実装基板２を支持体４の上方より挿入し易くしている。
【００１３】
ＬＥＤ実装基板２は、絶縁性基板に金属箔パターンが形成されたプリント基板から成り、その形状は、収納容器１の開口１１ａ形状と略同型形状を成し、その面積は凹部１１の底面１１ｂの面積より小さく設計されている。ＬＥＤ実装基板２の複数のＬＥＤ３が実装された表面側と反対の裏面側の略中央部には、各ＬＥＤ３に電源を供給するための電源回路（不図示）を含む回路パターン２１が形成されている。ここでは、ＬＥＤ実装基板２上の金属箔パターンは、回路パターン２１のみとし、これにより、回路パターン２１は、その周辺が絶縁性基板で囲まれ、ＬＥＤ実装基板２の周辺端部からの距離だけ離れて絶縁されている。
【００１４】
ここで、回路パターン２１の端部からＬＥＤ実装基板２の端部まで絶縁性基板の長さは、回路パターン２１の長手方向に直交する線上で最短の距離ｄ１となっている。また、この距離ｄ１は、ＬＥＤ実装基板２と収納容器１間の雷サージに対して、絶縁破壊が生じない絶縁抵抗が得られる絶縁距離に略一致するように形成されている。また、ＬＥＤ３の電源入力端子は、ＬＥＤ実装基板２に設けたスルーホールを介して、裏面の回路パターン２１の電源回路と接続される。また、電源回路は、収納容器１の側面１２に設けられた電線挿通孔１３を通して導入された給電線１５と接続されることにより、電源供給され、この電源供給によりＬＥＤ３が点灯する。この点灯により発生する熱は、ＬＥＤ実装基板２、支持体４、及び凹部１１内の空間を経て金属製の収納容器１から放熱される。なお、電線挿通孔１３は、防水処理されており、給電線は、絶縁性の高い被覆部材で覆われている。
【００１５】
また、ＬＥＤ実装基板２の長手方向の向い合う辺には、凹型に切込まれた切込部２４がそれぞれ形成され、それらの切込部２４間は、間隔ｄ４だけ離れている。ＬＥＤ実装基板２は、この切込部２４で嵌合部４３と嵌合して保持される。また、切込部２４間の間隔ｄ４は、向い合う支持脚部４２における嵌合部４３の溝４３ａ間の間隔ｄ３より、僅かに短くしている。また、切込部２４は、その長手方向の幅が嵌合する２つの支持脚部４２間の最大幅と略一致するように設定されている。これにより、嵌合時にＬＥＤ実装基板２が長手方向にスライドすることを防止し、支持脚部４２における基板の配置位置を固定し易くしている。
【００１６】
上記のように構成された照明器具１０において、ＬＥＤ実装基板２を支持体４の向い合う支持脚部４２間に挿入すると、ＬＥＤ実装基板２は、嵌合部４３上部の天面４３ｂの傾斜面を押圧して、嵌合部４３間の間隔を広げ、その切込部２４が嵌合部４３の溝４３ａに嵌合され、支持体４に固定される。このとき、ＬＥＤ実装基板２の向い合う切込部２４の間隔ｄ４は、支持脚部４２の向い合う嵌合部４３の溝４３ａ間の間隔ｄ３より、僅かに短くしているので、嵌合後、支持脚部４２が上部で撓まないようにできる。また、支持体４の収納容器１内への固定は、例えば、熱伝導性の高い樹脂接着材等により支持台４１の底面を、凹部１１の底面１１ｂに固着することにより行うことができる。
【００１７】
このＬＥＤ実装基板２が支持体４に保持されて収納容器１内に収納された状態において、収納容器１の開口面積が底面１１ｂから上部に行くほど大きくなっているので、ＬＥＤ実装基板２及び支持体４は、収納容器１内の凹部１１の側面とは接触せず、さらに、ＬＥＤ実装基板２が凹部１１の底面１１ｂから高さｈの位置に保持される。これにより、ＬＥＤ実装基板２全体が、収納容器１の凹部１１から離間されて配設される。従って、収納容器１とＬＥＤ実装基板２とを、雷サージに対応できる絶縁距離ｄ１以上に保った状態にして接近させることができる。また、ＬＥＤ実装基板２は、ＬＥＤ実装基板２をビス等で収納容器１に取り付けるためのスペースを不要とし、ＬＥＤ実装基板２の基板面積を小さくできる。
【００１８】
このように、本実施形態の照明器具１０によれば、ＬＥＤ実装基板２が絶縁性の支持脚部４２により保持されることにより、ＬＥＤ実装基板２を収納容器１に取り付けるための基板スペースを低減できるので、ＬＥＤ実装基板２を小さくできると共に、ＬＥＤ実装基板２が収納容器１の凹部１１の底面１１ｂから離間されて絶縁される。これにより、ＬＥＤ実装基板２と収納容器１との絶縁距離ｄ１を維持した状態で、収納容器１をＬＥＤ実装基板２に接近させることができ、収納容器１を小さくできるので、収納容器１とＬＥＤ実装基板２間の絶縁性を低下させることなく小型化することができる。
【００１９】
次に、本発明における第２の実施形態に係る照明器具について、図４を参照して説明する。本照明装置は、収納容器１の凹部１１とＬＥＤ実装基板２との間の隙間に、空気より熱伝導性の高い充填材２０が注入されている点で異なり、他の構成は、前記実施形態と同様である。
【００２０】
本実施形態の照明装置において、収納容器１内に充填される充填材２０は、空気より熱伝導性の高いシリコン樹脂等からなる。この充填材２０は、収納容器１の凹部１１とＬＥＤ実装基板２との隙間に注入されると、支持体４の支持脚部４２の間を通って収納容器１内に流れ込む。この流れ込んだ充填材２０を介して、ＬＥＤ実装基板２と収納容器１の凹部１１が接触され、充填材２０がＬＥＤ実装基板２から収納容器１までの熱抵抗を軽減する熱伝導性の良い放熱経路となる。
【００２１】
これにより、ＬＥＤ３で発生した熱が金属製の収納容器１により放熱され易くなり、各ＬＥＤ３のジャンクション温度の温度上昇を抑制でき、ＬＥＤ３の寿命が伸びて信頼性が向上すると共に、発光効率が上がり各ＬＥＤ３への入力電力を大きくできて光出力の高出力化を図れる。また、この充填材２０の充填により防水性を向上できる。なお、充填材２０として、硬化して固まる透明なシリコン樹脂材料等を用いて、収納容器１とＬＥＤ実装基板２を固定して一体化することができる。また、収納容器１の開口側に、各ＬＥＤ３からの光を集光して照射するためのレンズ、または、照明カバー等を装着してもよい。
【００２２】
このように、上記第２の実施形態の照明器具１０によれば、収納容器１に充填材２０を注入することにより、ＬＥＤ実装基板２の熱が収納容器１に放熱され易くなるので、ＬＥＤ３の温度上昇を抑制でき、ＬＥＤ３の信頼性向上及び光出力の高出力化が図れる。
【００２３】
なお、本発明は上記各種の実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。上記実施形態では、収納容器、及びＬＥＤ実装基板がそれぞれ矩形の場合を示したが、矩形に限定されるものでなく、例えば、収納容器及びＬＥＤ実装基板をともに円形状とすることもできる。また、支持脚部を壁状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る照明器具の斜視図。
【図２】図１のＹ１−Ｙ１線断面図。
【図３】上記照明器具の分解構成図。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る照明器具の断面図。
【図５】従来の照明器具の分解構成図。
【図６】図５のＸ１−Ｘ１線断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１  収納容器
２  ＬＥＤ実装基板
３  ＬＥＤ（ＬＥＤ発光素子）
４  支持体（絶縁性支持体）
４１  支持台
４２  支持脚部
１０  照明器具
１１  凹部
１１ａ  開口
１１ｂ  凹部１１の底面
２０  充填材
【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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