(57)【要約】【課題】発光素子が配設された基板の温度上昇を効果的に抑制できる照明器具を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、発光素子１２が配設された基板８と、発光素子１２を点灯する点灯回路９と、前記基板８と熱的に結合し、側面の外周面をテーパ状に形成して取付面７ｂとして構成された熱伝導性の放熱体７とを備える光源ユニット６と、前記放熱体７のテーパ状の取付面７ｂと接触可能なテーパ状の内周面５ａを有し、この内周面５ａに、前記放熱体７の取付面７ｂの少なくとも一部が接触して前記光源ユニット６が配設される熱伝導性の取付手段５とを備える照明器具である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が配設された基板と、発光素子を点灯する点灯回路と、前記基板と熱的に結合し、側面の外周面をテーパ状に形成して取付面として構成された熱伝導性の放熱体とを備える光源ユニットと；
前記放熱体のテーパ状の取付面と接触可能なテーパ状の内周面を有し、この内周面に、前記放熱体の取付面の少なくとも一部が接触して前記光源ユニットが配設される熱伝導性の取付手段と；
を具備することを特徴とする照明器具。
【請求項２】
前記放熱体の取付面は、前記放熱体の上面側から下面側に向けて貫通する複数の溝が形成された放熱フィンを備え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】
前記放熱体の取付面は、前記放熱体と熱的に結合する基板近傍の領域は平滑面で形成され、前記平滑面より下側は複数の溝が形成された放熱フィンを備え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】
本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明器具に関する。
【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、光出力の低下とともに寿命にも影響を与える。このため、ＬＥＤ等の発光素子を光源とする光源ユニットでは、発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。特に、屋外用に使用するために防水構造を採る光源ユニットにあっては、密閉構成のため、一層その必要性は高まる。従来、この種、光源ユニットにおいて、放熱を促進するため、ＬＥＤ基板と柱状の基体をアルミニウムで形成し、高度な放熱機能を発揮させようとしたものがある（特許文献１参照）。また、ＬＥＤ基板の裏面の電源供給部を熱伝導率の高い合成樹脂等でモールドし、電源供給部側を円筒状の金属製のキャップで収納し、放熱させようとするものが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−９２０２２号公報
【特許文献２】特開２００３−５９３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示された基体あるいはキャップは、筒状に形成されており、これを照明器具等の本体に取り付けて使用する場合には、本体との接触が良好とならず、したがって、熱伝導、放熱が円滑になされず、温度上昇を抑制できない問題が発生する。また、視点を変えれば、特許文献１及び特許文献２に示されたものは、照明器具等の本体に取り付けて使用することは、想定されておらず、このような場合の放熱構造の工夫は何らされていないといえる。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解消すべくなされたもので、発光素子が配設された基板の温度上昇を効果的に抑制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】
請求項1に記載の照明器具は、発光素子が配設された基板と、発光素子を点灯する点灯回路と、前記基板と熱的に結合し、側面の外周面をテーパ状に形成して取付面として構成された熱伝導性の放熱体とを備える光源ユニットと；前記放熱体のテーパ状の取付面と接触可能なテーパ状の内周面を有し、この内周面に、前記放熱体の取付面の少なくとも一部が接触して前記光源ユニットが配設される熱伝導性の取付手段と；を具備することを特徴とする。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等である。発光素子の配設は、表面実装方式やチップ・オン・ボード方式には限定されず、砲弾型のＬＥＤを用いて基板に配設してもよい。また、発光素子の配設個数には限定されない。取付手段は、照明器具の本体、ケースあるいはカバー等と指称されるものを含む。要は、放熱体が取り付けられる手段を意味する。放熱体のテーパ状の取付面と、取付手段の内周面とは、直接的に接触するのみならず、間接的に接触する場合も許容する。例えば、放熱体と取付手段との間に、熱伝導性の良好な部材を介在させたり、接着剤を介在させたりしてもよい。
【０００６】
請求項２に記載の照明器具は、放熱体の取付面は、前記放熱体の上面側から下面側に向けて貫通する複数の溝が形成された放熱フィンを備えていることを特徴とする。放熱フィンは、放熱体の表面積を大きくするものであり、ひれ、平板、山形など形状に限定されず、放熱体から突出して形成されていればよく、その形状は限定されない。
【０００７】
請求項３に記載の照明器具は、請求項１又は請求項２に記載の照明器具において、前記放熱体の取付面は、前記放熱体と熱的に結合する基板近傍の領域は平滑面で形成され、前記平滑面より下側は複数の溝が形成された放熱フィンを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、発光素子が配設された基板の温度上昇を効果的に抑制できる照明器具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】
以下、本発明の照明器具の第1の実施形態について図１乃至図３を参照して説明する。図1は、照明器具を適用した照明装置を分解して示す斜視図、図２は、照明器具を示す上面図、図３は、図２のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。図１において、この照明装置は、庭園に設置する屋外用のいわゆる、ガーデンライト１を示している。ガーデンライト１は、照明器具２、アルミニウム等で形成された金属製のポール３及び照明器具２に装着される透光性のグローブ４とから構成されている。照明器具２は、取付手段としての筒状の本体５と、この本体５に取り付けられる光源ユニット６とから構成されており、ポール３の上端側に取付けられて使用される。一方、ポール３の基端側は地中等に埋没されて立設される。なお、本発明の照明器具は、ポール等と組合わせることなく、照明器具として単独で使用に適するように構成してもよい。
【００１０】
光源ユニット６は、外周面がテーパ状に形成された放熱体７、光源としての発光素子が配設された基板８、点灯回路９及び透光性カバー１０を備えている。放熱体７は、図に示すようにテーパ状に形成されており、底面側の径Ｄ１と上面側の径Ｄ２は、Ｄ１＞Ｄ２の寸法関係になっている。そして、光源ユニット６は、ポール３内を通る電線に接続されて電源が供給されるようになっている。
【００１１】
図２及び図３において、照明器具２は、光源ユニット６と、本体５とを備えている。光源ユニット６は、放熱体７、発光素子が設けられたプリント基板８、点灯回路９、透光性カバー１０及び蓋体１１とから構成されている。ここで発光素子は、ＬＥＤチップ１２であり、このＬＥＤチップ１２は、表面実装方式でプリント基板８に実装されている。すなわち、ＬＥＤチップ１２をプリント基板８に４個配設している。プリント基板８は、金属又は絶縁材の円形の平板からなる。基板８を金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。また、絶縁材とする場合には、放熱特性が比較的良好で、光による劣化がほとんどないセラミック材料を適用できる。さらに、合成樹脂材料を用いる場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等で形成できる。
【００１２】
放熱体７は、アルミダイカスト製の熱伝導良好な材料で形成されている。熱伝導性を担保できれば、勿論、他の材料で形成してもよい。放熱体７は、ほぼ円筒状に形成され、点灯回路９を収納する空間部７ａを有し、図示上底面を開口している。また、側面の外周面７ｂは、テーパ状に形成されている。すなわち、上部から下部に行くに従い末広がりとなっており、前記したように底面側の径Ｄ１と上面側の径Ｄ２は、Ｄ１＞Ｄ２の寸法関係になっている。
【００１３】
そして、基板８は、放熱体７の上面側に係止具８ａ、８ａにより取り付けられている。なお、基板７と放熱体７との間には、接着剤を介在させるのが望ましい。この接着剤には、シリコーン樹脂系の接着剤に金属酸化物等を混合した熱伝導性が良好な材料を用いることができる。
【００１４】
次に、放熱体７内には点灯回路９が収納されている。点灯回路９は、ＬＥＤチップ１２を点灯させるものであり、回路基板にコンデンサや制御素子のトランジスタ等の部品を実装して構成されている。
【００１５】
透光性カバー１０は、キャップ状に形成されており、放熱体７の上面側に基板８を気密に覆うようにパッキン１３を介してねじ止め１４されている。蓋体１１は、円形板状でアルミダイカスト製であり、放熱体７の底面開口を気密に閉塞するようにパッキン１６を介してねじ止めされている。また、この蓋体１１には、点灯回路９から導出されるリード線が通るブッシュ１５が設けられている。
【００１６】
次に、本体５は、熱伝導性のアルミダイカスト製であり、ほぼ中空円筒状をなし、内周面５ａがテーパ状に形成されている。このテーパは、放熱体７の外周面７ｂのテーパと同様に上部から下部に行くに従い末広がりとなっており、放熱体７の外周面７ｂのテーパと合致するように形成されている。したがって、光源ユニット６を本体５に取り付ける場合は、光源ユニット６を本体５の下面開口部から挿入するように嵌合する。続いて、本体５の内周面５ａから突出する固定突起５ｂにねじ止めして固定する。よって、放熱体７の外周面７ｂは取付面を構成している。この状態では、光源ユニット６と本体５とは、テーパによって嵌合するので密着して接触することが可能となる。ここで、密着して接触とは、勿論、幾何学的に厳密な状態を意味するものではなく、多少の隙間の存在は許容する。
【００１７】
以上のように構成された光源ユニット６は防水性を備えており、照明器具２は屋外での使用に適している。この照明器具２の使用にあたっては、まず、点灯回路９に電源を供給し、ＬＥＤチップ１２に通電する。すると、ＬＥＤチップ１２から出た光は透光性カバー１０を通過して上方に照射される。一方、これに伴いＬＥＤチップ１２から発生する熱は、主として、基板８裏面のほぼ全面から放熱体７へ伝わり、さらに放熱体７の外周面７ｂから、これとテーパ嵌合する本体５の内周面５へと伝導され、放熱される。また、照明器具２がポール３に取り付けられている場合には、本体５からポール３へ熱が伝導され、放熱が促進される。このように各部材は、熱的に結合されており、前記熱伝導経路と放熱で基板８の温度上昇を抑制することができる。また、点灯回路９は、放熱体７内に収納されているので、点灯回路９から発生する熱も同様に放熱体７の外周面７ｂから本体５の内周面５へと伝導され、放熱される。
【００１８】
よって、本実施形態によれば、放熱体７の外周面７ｂのテーパと本体５の内周面５ａのテーパとが合致するように構成されているので、放熱体７と本体５とのその密着性から、熱伝導性、放熱性が良好で、発光素子１２が配設された基板８の温度上昇を効果的に抑制できる。また、点灯回路９からの熱も効果的に放熱される。
【００１９】
次に、本発明の照明器具の他の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、図３と同様な断面図である。上記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。本実施形態では、本体５の内周面５ａのテーパ状の部分に、ほぼ環状であって、断面円弧状のへこみ５ｂを形成したものである。したがって、放熱体７の外周面７ｂのテーパとの間では、一部において、すなわち、このへこみ５ｂの部分において、非接触部分が形成されるものである。なお、このようなへこみが放熱体７側、つまり、放熱体７の外周面７ｂのテーパの部分に形成される場合も許容する。
【００２０】
以上のような、一部に非接触部分が存在する実施形態であっても、上述の第１の実施形態と同様な効果が期待できる。
【００２１】
次に、本発明にかかる光源ユニットの第２の実施形態について図５及び図６を参照して説明する。図５は、上面図、図６（ａ）は、右半分を断面して示す正面図、図６（ｂ）は、一部を取り出して示す斜視図である。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。本実施形態においては、放熱体７−２の外周面７−２ｂを放熱面積の増大のため、多数の放熱フィン２０・・・として構成したものである。放熱フィン２０・・・は、放熱体７−２の外周に沿って垂直方向に形成されており、各放熱フィン２０・・・間には、上面側から下面側に向けて複数の溝２０ａ・・・が貫通して形成されるようになっている。
【００２２】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、放熱面積を増大して一層放熱効果を高めることができる。また、各放熱フィン２０・・・間の溝２０ａ・・・により、仮に、器具内に水が浸入しても、水が滞留することなく溝２０ａ・・・を通して排出することが可能となる。いわゆる水抜きとしての機能を果たすものである。
【００２３】
次に、本発明にかかる光源ユニットの第３の実施形態について図７を参照して説明する。図７（ａ）は、右半分を断面して示す正面図、図７（ｂ）は、一部を取り出して示す斜視図である。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。第２の実施形態と同様に放熱体７−３の外周面７−３ｂを放熱面積の増大のため多数の放熱フィン２０・・・として構成したものである。本実施形態では、放熱体７−３の上部外周にはカバー状部２１を形成したものである。したがって、この部分においては、放熱フィン、溝は形成されず、カバー状部２１は、平滑面をなしており、また、位置的には、基板８の近傍に位置される。そして、カバー部２１より下側には放熱フィン２０・・・、溝２０ａ・・・が形成されるようになっている。
【００２４】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、放熱面積を増大して一層放熱効果を高めることができる。また、カバー状部２１により、ＬＥＤチップ１２から出た光が下方に漏れることを抑制できる。さらに、カバー状部２１は、基板８の近傍に形成されているので、基板８からの熱を効率的に伝導させることができ、放熱を促進することができる。
【００２５】
次に、本発明にかかる光源ユニットの第４の実施形態について図８を参照して説明する。図８（ａ）は、右半分を断面して示す正面図、図８（ｂ）は、一部を取り出して示す斜視図である。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。第２の実施形態と同様に放熱体７−４の外周面７−４ｂを放熱面積の増大のため多数の放熱フィン２０・・・として構成したものである。本実施形態では、放熱体７−４の下部外周にカバー状部２１を形成したものである。
【００２６】
本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、放熱面積を増大して一層放熱効果を高めることができる。また、カバー状部２１により、同様にＬＥＤチップ１２から出た光が光源ユニットの下方に漏れることを抑制できる。
【００２７】
上述の各実施形態において、放熱体の外周面のテーパ及び取付手段としての本体の内周面のテーパは、上部から下部に行くに従い末広がりのテーパとして説明したが、反対に下部から上部に行くに従い末広がりのテーパとして形成することも許容する。また、本発明は、屋外用の照明器具に好適だが、勿論、屋内用に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の照明器具の第１の実施形態を適用した照明装置を示す分解斜視図である。
【図２】同照明器具の第１の実施形態を示す上面図である。
【図３】同照明器具の第１の実施形態を示す断面図である。
【図４】同照明器具の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明にかかる光源ユニットの第２の実施形態を示す上面図である。
【図６】同正面図及び一部斜視図である。
【図７】本発明にかかる光源ユニットの第３の実施形態を示す正面図及び一部斜視図である。
【図８】本発明にかかる光源ユニットの第４の実施形態を示す正面図及び一部斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
２・・・照明器具、  ５・・・取付手段（本体）、  ６・・・光源ユニット、
７ｂ・・・取付面、  ８・・・基板、９・・・点灯回路、  
１２・・・発光素子（ＬＥＤチップ）
【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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