JP3164034U - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】全方位に光を照射することが可能であり、且つ、エネルギー効率に優れた高輝度ＬＥＤ照明装置を提供する。【解決手段】ＬＥＤ照明装置１１は、筒状芯部と、筒状芯部の外壁面に中心軸線を基準に周方向に配列するように取り付けられた複数のＬＥＤアレイブロック２１と、電源部組立体４１とを備える。ここで、ＬＥＤアレイブロック２１は、ＬＥＤ回路基板と、ＬＥＤ回路基板の表面上に設けられた複数のＬＥＤと、ＬＥＤ回路基板の裏面に位置し、筒状芯部の外壁面に取り付けられるフィン構造の台座部と、複数のＬＥＤを覆うように台座部に取り付けられた透明カバーとを有する。【選択図】図１

Description

本考案は、ＬＥＤ照明装置に関するものであって、特に、全方位に向けて光の照射が可能なＬＥＤ照明装置に関するものである。

例えば街路灯等のような照明装置においては、高輝度を実現する必要があること等から、高電力入力が可能な照明装置を適用することが一般的である。従来、このような用途の照明装置に用いられる光源として、白熱灯や、水銀ランプ、またはナトリウムランプ等が、採用されてきた。しかしながら、これらの光源は、エネルギー効率が低いため、消費電力が大きくなってしまうといった課題があった。そこで、近年、高電力用ＬＥＤデバイスの開発とともに、エネルギー効率の改善、消費電力の低下、および耐久性能の向上といった観点から、このような照明装置の光源として、ＬＥＤが採用されるようになってきている。このようなＬＥＤ照明装置として、例えば特開２００９−１５１９６７号公報（特許文献１）が、開示されている。

特開２００９−１５１９６７号公報

特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置は、電源端子が設けられた支持基体と、支持基体に取り付けられた照明基板と、照明基板の表面上において長手方向に配列するように取り付けられた複数のＬＥＤと、ＬＥＤの発光方向を覆うように支持基体に取り付けられた透光部材とを備えている。この構成によれば、エネルギー効率を改善することによって消費電力を低減可能な照明装置を実現できるとしている。

しかしながら、特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置は、光の照射に指向性が生じるため、周囲全体を照明によって照らす必要がある用途には適用することができない。すなわち、特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置は、光源としての複数のＬＥＤが、照明基板の表面上に長手方向に配列している。したがって、光の照射が、照明基板の表面前方の一部領域に偏在するような指向性を有することとなるため、それ以外の領域においては輝度が著しく減衰する。したがって、照明装置の全周囲を照らす必要のある用途には、特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置を用いることはできない。

また、例えば工場内や屋外等において用いられような、より高輝度を要求される照明装置にＬＥＤを適用する場合は、より多くのＬＥＤを配設し、高電力入力が可能な照明装置とする必要がある。この場合、照明装置全体として十分な放熱手段を講じる必要がある。特許文献１に記載のＬＥＤ照明装置においては、アルミニウムから構成されている支持基体をアルマイト処理することによって支持基体表面の放射率を高めて放熱性能を高める手段が開示されている。しかしながら、ＬＥＤを高電力照明装置に適用する場合には、特許文献１に記載の放熱手段では不十分であり、より高い放熱能力を有する放熱構造が必要となる。

本考案の目的は、全方位に光を照射することが可能であり、且つ、エネルギー効率に優れた高輝度ＬＥＤ照明装置を提供することである。

中心軸線に沿って長く延び、内壁面に放熱用のフィンが設けられた筒状芯部と、筒状芯部の外壁面に中心軸線を基準に周方向に配列するように取り付けられた複数のＬＥＤアレイブロックと、ＬＥＤアレイブロックの上端を覆う上端カバーと、筒状芯部および複数のＬＥＤアレイブロックの下端に取り付けられた円筒状の放熱カバーと、放熱カバーの下端に取り付けられた電源部カバーと、放熱カバーまたは電源部カバーの内部の空間に配置される電源回路と、電源部カバーの下端に設けられた口金とを有する電源部組立体とを備える。ここで、上記ＬＥＤアレイブロックは、中心軸線方向に長く延びるＬＥＤ回路基板と、ＬＥＤ回路基板の表面上において中心軸線方向に配列するように設けられた複数のＬＥＤと、ＬＥＤ回路基板の裏面に位置し、筒状芯部の外壁面に取り付けられるフィン構造の台座部と、中心軸線方向に長く延び、複数のＬＥＤを覆うように台座部に取り付けられた透明カバーとを有する。

この構成によれば、ＬＥＤの発光によって生じた熱が、ＬＥＤ回路基板の内径側に配置された台座部から、台座部の内径側に配置された筒状芯部へと順に伝導していくため、台座部および筒状芯部に設けられたフィンにより、熱を効果的に放熱することが可能である。これにより、多くのＬＥＤを照明装置に適用可能となることから、工場内や屋外等での使用に適した高輝度のＬＥＤ照明装置を実現することができる。また、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイブロックが、周方向に配列するように設けられているため、照明装置から全方位に向けて光を照射することが可能である。さらに、光源としてＬＥＤを採用したことから、この照明装置は、エネルギー効率にも優れている。

好ましくは、筒状芯部は、多面体形状を有し、ＬＥＤアレイブロックは、筒状芯部の外壁面を構成するそれぞれの面に取り付けられている。この構成によれば、ＬＥＤアレイブロックが、周方向に略等配に配置されることとなるため、光を全方位に万遍なく照射することが可能となる。

好ましくは、台座部は、内径方向に向かって延在する台座部フィンを含む。

さらに好ましくは、台座部は、台座部フィンの外径側端に位置し、ＬＥＤ回路基板の裏面と面接触する外側壁と、台座部フィンの内径側端に位置し、筒状芯部の外壁面と面接触する内側壁とをさらに含む。この構成によれば、ＬＥＤ回路基板裏面と上記外側壁との間の熱抵抗と、上記内側壁と筒状芯部外壁面との間の熱抵抗とをより低減することができる。したがって、ＬＥＤの発光によって生じた熱を、台座部に設けられた台座部フィンと、筒状芯部内壁面に設けられたフィンを介して、より効果的に放熱することができる。すなわち、照明装置全体としての放熱効果をさらに高めることが可能となる。

好ましくは、電源回路は、放熱カバーの内壁面に囲まれた空間内に配置されている。この構成によれば、電源回路における発熱を、放熱カバーを介してより効果的に放熱させることができる。

なお、上記ＬＥＤは、ＬＥＤ回路基板の表面上において周方向に複数列に設けられていてもよい。

本考案によれば、台座部および筒状芯部に設けられたフィンにより、熱を効果的に放熱することが可能である。したがって、より多くのＬＥＤを照明装置に適用可能となることから、工場内や屋外等での使用に適した高輝度のＬＥＤ照明装置を実現することができる。また、複数のＬＥＤを有するＬＥＤアレイブロックが、周方向に配列するように設けられているため、照明装置から全方位に向けて光を照射することが可能である。さらに、光源としてＬＥＤを採用したことから、本考案に係る照明装置は、エネルギー効率にも優れている。

本考案の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置を中心軸線の外径方向から見た側面図である。 図１に示すＬＥＤ照明装置を中心軸線の上方向から見た上面図である。 図２に示すＬＥＤ照明装置から、上端カバーを取り外した状態を示す上面図である。 図３に示すＬＥＤアレイブロックの一つを拡大して示す上面図である。 図４に示すＬＥＤアレイブロックを外径方向から見た側面図である。

以下、本考案の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。まず、図１〜図３を用いて、本考案の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１の構成について説明する。図１は、本考案の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１を中心軸線Ｏの外径方向から見た側面図である。図２は、図１に示すＬＥＤ照明装置１１を中心軸線Ｏの上方向から見た上面図である。図３は、図２に示すＬＥＤ照明装置１１から、上端カバー１６を取り外した状態を示す上面図である。

図１〜図３を参照して、本考案の一実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１は、装置の全方位に向けて光の照射が可能な、例えば工場内や屋外等での使用に適した高輝度ＬＥＤ照明装置である。ＬＥＤ照明装置１１は、中心軸線Ｏに沿って長く延びる筒状芯部１２と、筒状芯部１２の外径側に位置し、中心軸線Ｏを基準に周方向に配列するように取り付けられた複数のＬＥＤアレイブロック２１と、筒状芯部１２およびＬＥＤアレイブロック２１の下端に取り付けられた電源部組立体４１とを備える。

筒状芯部１２は、正七角形の断面形状を有するアルミ製の筒状部材であって、内壁面１３には、内径方向に突出する放熱用のフィン１４が、周方向に配列するように複数設けられている。本実施形態においては、このフィン１４は、筒状芯部１２の上端から下端に亘り、軸方向に沿って連なるように設けられている。筒状芯部１２の外壁面１５は、正七角形を形成するように周方向に連なる七つの面から構成されており、それぞれの面は、軸方向に沿って長く延びる滑らかな平面である。

ＬＥＤアレイブロック２１は、光源となる複数のＬＥＤを有しており、筒状芯部１２の外壁面１５を構成する各平面に取り付けられている。すなわち、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１は、七個のＬＥＤアレイブロック２１を備えており、各ＬＥＤアレイブロック２１が、筒状芯部１２の外壁面１５に周方向に均等に配列するように取り付けられている。そして、各ＬＥＤアレイブロック２１の上端には、ＬＥＤアレイブロック２１の上端全体を覆う上端カバー１６が、取り付けられている。なお、ＬＥＤアレイブロック２１の詳細な構成については、後述する。

上端カバー１６は、各ＬＥＤアレイブロック２１の上端を覆う扇状の部材である。本実施形態においては、計七個の上端カバー１６が、備えられている。なお、上端カバー１６は、このように個々に分割されたものではなく、筒状芯部１２の周囲に配列したＬＥＤアレイブロック２１の上端全てを一律に覆うような、一体形状を有するものであってもよい。

電源部組立体４１は、筒状芯部１２およびＬＥＤアレイブロック２１の下端に取り付けられた放熱カバー４２と、放熱カバー４２の下端に取り付けられた電源部カバー４３と、電源部カバー４３の下端に設けられた口金４４とを有する。放熱カバー４２は、アルミ製の円筒状部材であって、外周面には外径方向に突出するフィン４２ｆが、設けられている。このフィン４２ｆは、軸方向に連なって延びる突条リブであって、周方向に配列するように複数設けられている。電源部カバー４３は、樹脂製の椀状部材であり、下端には、電源供給ソケットに接続される口金４４が設けられている。本実施形態においては、放熱カバー４２の内部の空間において、各ＬＥＤと電気的に接続している電源回路（図示せず）が、放熱カバー４２と接触するように取り付けられている。このように、電源回路を取り付けることによって、電源回路において発生した熱を、放熱カバー４２に設けられたフィン４２ｆを介して効果的に放熱させることができる。電源回路と口金４４とは、電気コード（図示せず）により電気的に接続されており、この電気コードは、電源部カバー４３の内部の空間に収容されている。

次に、図４および図５を用いて、本考案の一実施形態に係るＬＥＤアレイブロック２１の構成について説明する。図４は、図３に示すＬＥＤアレイブロック２１の一つを拡大して示す上面図である。図５は、図４に示すＬＥＤアレイブロック２１を外径方向、すなわち、図４中の矢印IVから見た側面図である。

図４および図５を参照して、ＬＥＤアレイブロック２１は、中心軸線Ｏ方向に長く延びるＬＥＤ回路基板２２と、ＬＥＤ回路基板２２の表面上に設けられた複数のＬＥＤ２３と、ＬＥＤ回路基板２２の裏面に位置する台座部２４と、台座部２４に取り付けられた透明カバー２９とを有する。

台座部２４は、軸方向に長く延在し、ＬＥＤ回路基板２２の裏面全域と面接触する外側壁２５と、外側壁２５から内径方向に向かって延在する台座部フィン２６と、台座部フィン２６の内径側端に位置する内側壁２７とを含む。台座部フィン２６および内側壁２７は、軸方向に長尺な外側壁２５の上端から下端に亘って軸方向に連なるように延在している。内側壁２７は、図１に示す完成品の状態において、筒状芯部１２の外壁面１５と面接触している。外側壁２５の周方向両端部には、外径方向に向けて突出する一対のカバー保持壁２８が、設けられている。カバー保持壁２８の先端部には、凹み部が設けられており、この凹み部に上記透明カバー２９の両端が嵌め込まれ、透明カバー２９が台座部２４に取り付けられている。透明カバー２９は、中心軸線Ｏ方向に長く延びる断面湾曲状の透明樹脂部材であって、台座部２４の上端から下端に亘って、台座部２４に配置されたＬＥＤ２３を全て覆うように取り付けられている。図１に示すように、ＬＥＤアレイブロック２１の上端に上端カバー１６を取り付けた状態においては、この透明カバー２９と上端カバー１６とによって、ＬＥＤ２３が配置された空間に塵等が混入することを防ぐことができる。

本実施形態においては、計２０個のＬＥＤ２３が、ＬＥＤ回路基板２２の表面上において、周方向に二列に分かれ、中心軸線Ｏ方向に十列に配列している。これらのＬＥＤ２３は、ＬＥＤ回路基板２２に設けられた導電パターンを介して互いに電気的に接続されており、上記電源回路へと繋がっている。

本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１を組み立てる場合には、上記ＬＥＤアレイブロック２１を七個準備し、筒状芯部１２の外壁面１５を構成する各平面に、ＬＥＤアレイブロック２１を順次取り付けていく。すなわち、ＬＥＤ照明装置１１の製造に際しては、まず、ＬＥＤアレイブロック２１を一つの独立部品として量産し、その後に、筒状芯部１２に取り付けるという作業フローとなる。ここで、ＬＥＤアレイブロック２１は、上記のように構造が単純であるため、量産化が比較的に容易である。さらに、ＬＥＤアレイブロック２１を組み立てた後は、一つの部品として取り扱うことができるので、運搬等において非常に利便性に優れる。このように、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１においては、作業を容易とすることが可能な構成を備えることから、製造コストを低減することができる。

次に、図１〜図５を用いて、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１の機能について説明する。図１〜図５を参照して、ＬＥＤ照明装置１１の口金４４を電源ソケットに接続して電源回路に電圧を印加すると、七個のＬＥＤアレイブロック２１に取り付けられた計１４０個のＬＥＤ２３が各々点灯する。上記のように、ＬＥＤアレイブロック２１は、中心軸線Ｏを基準に周方向に均等に配列するように取り付けられているため、ＬＥＤ照明装置１１の全方位に向けて、万遍なく光を照射することが可能である。

本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１は、計１４０個のＬＥＤ２３を有する高電力照明装置である。したがって、各ＬＥＤ２３が発光することによって生じる熱量の総和は、比較的に大きなものとなる。ここで、本実施形態においては、ＬＥＤ２３が設けられたＬＥＤ回路基板２２の裏面と、フィン構造の台座部２４とが、面接触するように配置され、且つ、台座部２４と、フィン１４を有する筒状芯部１２とが、面接触するように配置されている。したがって、ＬＥＤ２３の発光によって生じた熱を、台座部２４および筒状芯部１２に設けられたフィンを介して、より効果的に放熱することができる。これについて、以下に詳細に説明する。

上記のように、本実施形態においては、ＬＥＤ回路基板２２の裏面全域が、台座部２４の外側壁２５と面接触するように構成されている。したがって、ＬＥＤ回路基板２２と外側壁２５との間の熱抵抗がより低減されているため、ＬＥＤ２３の発光によって生じた熱は、効果的に台座部２４へと伝達する。台座部２４には、外側壁２５から内径方向に向かって延在する台座部フィン２６が設けられているため、台座部フィン２６を介して外部に放熱することができる。

また、ＬＥＤアレイブロック２１は、台座部２４の内側壁２７が筒状芯部１２の外壁面１５と面接触するように、筒状芯部１２に取り付けられている。したがって、台座部２４の内側壁２７と筒状芯部１２の外壁面１５との間の熱抵抗がより低減されているため、台座部２４に蓄積された熱は、筒状芯部１２へと効果的に伝達する。筒状芯部１２の内壁面１３には、内径方向に突出するフィン１４が、周方向に配列するように複数設けられている。したがって、これらのフィン１４を介して、筒状芯部１２に蓄積された熱を外部に放熱することができる。

このように、本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１においては、各ＬＥＤ２３の発光によって生じた熱が、台座部２４および筒状芯部１２に効果的に伝達していき、これらの部材に設けられた放熱フィンを介して、より効果的に放熱されることとなる。さらに、筒状芯部１２のフィン１４および台座部フィン２６は、筒状芯部１２の上端から下端に亘り、軸方向に連なって延在している。したがって、筒状芯部１２および台座部２４の内部において熱によって生じた空気の対流が、上端側へと流れて、上端開口から外部へ放出され易い構造となっている。したがって、装置全体としての放熱効果をさらに高めることが可能な構成となっている。

本実施形態に係るＬＥＤ照明装置１１は、上記した種々の構成を備えていることから、高い放熱性能を有している。したがって、比較的に熱に弱いＬＥＤ素子を、一つの照明装置に多数適用し、高電力照明装置を構成することも可能となる。本実施形態においては、上記のように、総計１４０個のＬＥＤ素子を適用している。これにより、照明装置全体として発する総光束が非常に多くなるため、上記のように全方位に光を照射させる構成としても、例えば工場内や屋外等での使用に適した輝度を得ることが可能である。また、当然の効果として、光源にＬＥＤ素子を採用していることから、従来の高輝度照明装置に多く見られた白熱灯や、水銀ランプ、ナトリウムランプ等といった光源と比較すると、エネルギー効率を大幅に向上させることができる。すなわち、本考案によれば、全方位に光を照射することが可能であり、且つ、エネルギー効率に優れた、高輝度ＬＥＤ照明装置を実現することができる。

なお、上記の実施形態においては、筒状芯部が正七角形の断面形状を有する場合について述べたが、これに限らず、筒状芯部が、断面正ｎ角形状（ｎは３以上の正数）、正ｎ面体形状（ｎは４以上の正数）、任意の多面体形状、または、円形状であってもよい。また、この場合において、上記ＬＥＤアレイブロックは独立部材として量産可能であることから、適用するＬＥＤアレイブロックの数を、筒状芯部の形状や寸法、または用途に基づいて適宜増減させることが容易に可能である。

また、上記の実施形態においては、台座部のフィン構造が、外側壁と、外側壁から内径方向に向かって延在する台座部フィンと、台座部フィンの内径側端に位置する内側壁とから構成された場合について述べたが、これに限らず、例えば周方向に延びるフィンを有する構成であってもよいし、その他如何なる形状のフィン構造を適用することも可能である。また、筒状芯部の内壁面に設けられたフィンに関しても、これと同様に、如何なる形状のフィンを適用してもよい。

また、上記の実施形態においては、構成部材にフィンを設けることによって放熱効果を高めた場合について述べたが、これに限らず、例えばアルマイト処理等の表面処理によって部材の表面を多孔化させ、放熱効果を高める構成であってもよい。また、フィン構造と、放熱のための表面処理とを併用する構成であってもよい。

以上、図面を参照して本考案の実施の形態を説明したが、本考案は、図示した実施の形態のものに限定されない。図示した実施の形態に対して、本考案と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

本考案は、製造コストおよびエネルギー効率に優れた、全方位に光照射が可能な高輝度ＬＥＤ照明装置を提供するものであるため、照明装置の製造業において有利に利用される。

１１ ＬＥＤ照明装置、１２ 筒状芯部、１３ 内壁面、１４，４２ｆ フィン、１５ 外壁面、１６ 上端カバー、２１ ＬＥＤアレイブロック、２２ ＬＥＤ回路基板、２３ ＬＥＤ、２４ 台座部、２５ 外側壁、２６ 台座部フィン、２７ 内側壁、２８ カバー保持壁、２９ 透明カバー、４１ 電源部組立体、４２ 放熱カバー、４３ 電源部カバー、４４ 口金。

Claims (6)

1. 中心軸線に沿って長く延び、内壁面に放熱用のフィンが設けられた筒状芯部と、
   前記筒状芯部の外壁面に中心軸線を基準に周方向に配列するように取り付けられた複数のＬＥＤアレイブロックと、
   前記ＬＥＤアレイブロックの上端を覆う上端カバーと、
   前記筒状芯部および前記複数のＬＥＤアレイブロックの下端に取り付けられた円筒状の放熱カバーと、前記放熱カバーの下端に取り付けられた電源部カバーと、前記放熱カバーまたは前記電源部カバーの内部の空間に配置される電源回路と、前記電源部カバーの下端に設けられた口金とを有する電源部組立体と、を備え、
   前記ＬＥＤアレイブロックは、
   中心軸線方向に長く延びるＬＥＤ回路基板と、
   前記ＬＥＤ回路基板の表面上において中心軸線方向に配列するように設けられた複数のＬＥＤと、
   前記ＬＥＤ回路基板の裏面に位置し、前記筒状芯部の外壁面に取り付けられるフィン構造の台座部と、
   中心軸線方向に長く延び、前記複数のＬＥＤを覆うように前記台座部に取り付けられた透明カバーと、を有する、ＬＥＤ照明装置。
2. 前記筒状芯部は、多面体形状を有し、
   前記ＬＥＤアレイブロックは、前記筒状芯部の外壁面を構成するそれぞれの面に取り付けられている、請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記台座部は、内径方向に向かって延在する台座部フィンを含む、請求項１または２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記台座部は、前記台座部フィンの外径側端に位置し、前記ＬＥＤ回路基板の裏面と面接触する外側壁と、前記台座部フィンの内径側端に位置し、前記筒状芯部の外壁面と面接触する内側壁とをさらに含む、請求項３に記載のＬＥＤ照明装置。
5. 前記電源回路は、前記放熱カバーの内壁面に囲まれた空間内に配置されている、請求項１〜４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
6. 前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤ回路基板の表面上において周方向に複数列に設けられている、請求項１〜５のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。

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