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発明の名称 照明器具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−5058(P2007−5058A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−181681(P2005−181681)
出願日 平成17年6月22日(2005.6.22)
代理人 【識別番号】100084375
【弁理士】
【氏名又は名称】板谷 康夫
発明者 川南 博生 / 前原 稔
要約 課題
LED素子が実装されたLEDユニットと、このLEDユニットを収納する筐体とを備えた照明器具において、LED素子で発生した熱を効率良く排出できるようにする。

解決手段
筐体3は、LEDユニット2の発光面に対向する側に形成された第1の開口部31と、LEDユニット2の背面に対向する側に形成された第2の開口部32と、LEDユニット2の側面2bと筐体3の内壁面3aを所定間隔だけ隔てた状態でLEDユニット2を保持する保持部33とを有する。LEDユニット2が筐体3の保持部33によって保持された状態で、第1の開口部31から第2の開口部32まで連続する空気流通用の隙間5が形成されるので、対流Fによって空気がこの隙間を流通する。このため、LEDユニット2の放熱性が向上し、LED素子から発生した熱を効率良く排出することができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
LED素子が実装されたLEDユニットと、前記LEDユニットを収納する筐体とを備えた照明器具であって、
前記筐体は、前記LEDユニットの発光面に対向する側に形成された第1の開口部と、前記LEDユニットの発光面とは反対側の面(背面という)に対向する側に形成された第2の開口部と、前記LEDユニットの側面と該筐体の内壁面を所定間隔だけ隔てた状態で前記LEDユニットを保持する保持部とを有し、
前記LEDユニットが前記筐体の保持部によって保持された状態で、前記第1の開口部から前記第2の開口部まで連続する空気流通用の隙間が形成されていることを特徴とする照明器具。
【請求項2】
前記第2の開口部の口径が、前記LEDユニットの外径より小さく、且つ、該第2の開口部を前記LEDユニットの背面に向けて投影したとき、投影された第2の開口部が前記LEDユニットの外径内に位置す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LEDユニットの背面が、略錐体状に形成され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。
【請求項4】
前記LEDユニットは、前記発光面側から前記背面側に貫通する貫通孔を備え、
前記筐体は、前記第2の開口部に網目状のスリットを備えることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の照明器具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、LED(Light Emitting Diode)素子を光源とする照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
LED素子を光源として用いる照明器具においては、点灯時のLED素子からの発熱に起因する発光効率の低下や短寿命化を回避することが重要な課題となっている。このため、このような照明器具においては、種々の放熱手段が提案されている。
【0003】
例えば、特許文献1には、LED素子が実装されたLED実装基板を、放熱性に優れる器具基体に接触している状態で内設した照明器具が記載されており、LED素子から発生した熱を器具基体に伝導させて放熱できるようにしている。
【0004】
また、特許文献2には、冷却流体(空気など)が流通する流路が形成されたLED実装基板と排気装置とを備えた照明器具が記載されており、LED素子から発生した熱を排気装置で吸引、排気できるようにしている。
【特許文献1】特開2002−33006号公報
【特許文献2】特開2003−92009号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載される照明器具においては、器具基体の外面が外気に対して開放されている場合には有効であるが、埋め込み型の照明器具、例えば、ダウンライト等においては、熱がこもり放熱できないという課題がある。
【0006】
一方、特許文献2に記載される照明器具においては、LED実装基板の構造が複雑になるため、高コストになる虞がある。また、照明器具は、10年間など、長期間使用される装置であるため、使用期間中に積もった埃などにより排気装置が故障すると、LED素子からの放熱が正常に行われず、結果的に熱による温度上昇によってLED素子の破壊や、極度の光出力低下につながる虞がある。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、LED素子で発生した熱を効率良く排出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】
【0008】
上記目的を達成するために請求項1の発明は、LED素子が実装されたLEDユニットと、前記LEDユニットを収納する筐体とを備えた照明器具であって、前記筐体は、前記LEDユニットの発光面に対向する側に形成された第1の開口部と、前記LEDユニットの発光面とは反対側の面(背面という)に対向する側に形成された第2の開口部と、前記LEDユニットの側面と該筐体の内壁面を所定間隔だけ隔てた状態で前記LEDユニットを保持する保持部とを有し、前記LEDユニットが前記筐体の保持部によって保持された状態で、前記第1の開口部から前記第2の開口部まで連続する空気流通用の隙間が形成されていることを特徴とする。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1に記載の照明器具において、前記第2の開口部の口径が、前記LEDユニットの外径より小さく、且つ、該第2の開口部を前記LEDユニットの背面に向けて投影したとき、投影された第2の開口部が前記LEDユニットの外径内に位置することを特徴とする。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1又は請求項2に記載の照明器具において、前記LEDユニットの背面が、略錐体状に形成されていることを特徴とする。
【0011】
請求項4の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の照明器具において、前記LEDユニットは、前記発光面側から前記背面側に貫通する貫通孔を備え、前記筐体は、前記第2の開口部に網目状のスリットを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
請求項1に記載の照明器具によれば、LEDユニットが筐体の保持部によって保持された状態で、第1の開口部から第2の開口部まで連続する空気流通用の隙間が形成されているので、空気が対流によってこの隙間を流通する。このため、LEDユニットの放熱性が向上し、LED素子から発生した熱を効率良く排出することができる。
【0013】
請求項2に記載の照明器具によれば、第2の開口部の口径が、LEDユニットの外径より小さく、且つ、LEDユニットの背面に向けて投影された第2の開口部がLEDユニットの外径内に位置するので、第1の開口部側から照明器具を見たとき、第2の開口部がLEDユニットの背面に隠れて見えなくなる。このため、第1の開口部側から第2の開口部の奥側が見えなくなり、照明器具の意匠性が向上する。
【0014】
請求項3に記載の照明器具によれば、LEDユニットの背面が略錐体状に形成されているので、対流によって第1の開口部から第2の開口部に向かう空気が、略錐体状に形成されたLEDユニットの背面に沿って流通する。このため、LEDユニットの放熱性が更に向上する。
【0015】
請求項4に記載の照明器具によれば、LEDユニットは、正面側から背面側に貫通する貫通孔を備えるので、上記LEDユニットの側面と筐体の内壁面の間の隙間に加えて、この貫通孔が空気の流通経路として機能する。このため、LEDユニットの放熱性が更に向上する。また、筐体は第2の開口部に網目状のスリットを備えるので、第1の開口部側から照明器具を見たとき、上記隙間又は貫通孔を介して第2の開口部が見える状態であっても、スリットによって視線が遮られ、第2の開口部の奥側が見えなくなり、照明器具の意匠性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明の第1の実施形態について、ダウンライトとして用いられる照明器具を例にして説明する。図1に示されるように、照明器具1は、天井面10に形成された取付孔等に取り付けられ、上方から床面等を照射するためのものであり、LED素子が実装されたLEDユニット2と、LEDユニット2を収納する筐体3とを備えている。
【0017】
筐体3は、LEDユニット2の発光面2aに対向する側に形成された略円形の第1の開口部31と、発光面2aに対して反対側のLEDユニット2の背面に対向する側に形成された略円形の第2の開口部32と、LEDユニット2の側面2bと筐体3の内壁面3aを所定間隔だけ隔てた状態でLEDユニット2を保持する保持部33とを有している。保持部33は、筐体3の内壁面3aからLEDユニット2が収納される収納スペースに向かって突出形成されている。筐体3に用いられる材料や製造方法は、特に限定されるものではなく、例えば、プラスチック樹脂を用いて射出成形することにより、保持部33が一体形成された筐体3を作成するようにしてもよい。
【0018】
図2乃至図5に示されるように、LEDユニット2は、LED素子21を実装するLED実装基板22と、LED実装基板22を収納して、LED素子21の発光による発熱を拡散し、放熱する金属基板23とを備えている。LED実装基板22には給電用の配線25が形成されており、LED実装基板22に実装された一又は複数のLED素子21には、この配線25を介して電力が供給される。金属基板23は、LED実装基板22を収納する凹部26を有しており、LED実装基板22は、発光面側が凹部26の開口側に配置されるように金属基板23に略密着した状態で凹部26に収納されている。また、LEDユニット2は、金属基板23の側面(LEDユニット2の側面2b)から突出形成された、上記筐体3の保持部33によって保持される突出部24を備えている。
【0019】
このようなLEDユニット2は、例えば、ガラスエポキシ樹脂やセラミックなどの絶縁材料上に、LED素子21を実装すると共に電気配線することによってLED実装基板22を構成し、このLED実装基板22をアルミニウムにより形成された金属基板23に略密着させることにより作成される。また、銅により形成された金属基板23上に絶縁層を設けてLED素子21を実装することによってLEDユニット2を作成するようにしてもよい。
【0020】
なお、LEDユニット2を筐体3内に収納できるようにするために、図5に示されるように、LEDユニット2の外径L1及び高さH1は、少なくとも筐体3の内径L2及び高さH2よりもそれぞれ小さくなる(すなわち、L1<L2、且つ、H1<H2 )ように形成されている。また、第2の開口部32の口径L3は、LEDユニット2の外径L1より小さくなるように形成されている。
【0021】
LEDユニット2は、突出部24を筐体3の保持部33に固定することにより、筐体3の内部に収納される。LEDユニット2の突出部24を保持部33に固定する方法は特に限定されるものではなく、例えば、図5に示されるように、ネジ11などを用いて固定するようにしてもよい。LEDユニット2が筐体3の保持部33によって保持された状態で、第1の開口部31から第2の開口部32まで連続する空気流通用の隙間5が形成される。すなわち、保持部33と突出部24はそれぞれLEDユニット2の側面2b及び筐体3の内壁面3aの一部分にのみ形成されており、上述したように、LEDユニット2の外径L1及び高さH1は、少なくとも筐体3の内径L2及び高さH2よりもそれぞれ小さくなるように形成されているので、第1の開口部31から第2の開口部32にかけて、LEDユニット2の周囲には隙間5が形成される。
【0022】
また、LEDユニット2が筐体3の保持部33によって保持された状態で、第2の開口部32をLEDユニット2の背面に向けて投影したとき、投影された第2の開口部32は、LEDユニット2の外径内に位置するように、LEDユニット2は筐体3内に収納されている。
【0023】
照明器具1に電源供給されると、筐体3内のLEDユニット2は点灯を開始する。点灯時間の経過に従って、LEDユニット2内のLED素子21は発光とともに発熱し、LED素子21から生じた熱はLED実装基板22を介してLEDユニット2の金属基板23に伝導する。更に、熱はLEDユニット2の金属基板23から筐体3内の空気中に輻射熱等によって放出される。
【0024】
また、LEDユニット2からの放熱によって、筐体3の内部と照明器具1の下方の空気との間に温度差が生じる。このため、図6に示されるように、筐体3とLEDユニット2の間に形成されている隙間5において、第1の開口部31から第2の開口部32に向けてLEDユニット2の外面に沿って空気の対流Fが生じる。これによって、LEDユニット2から発せられた熱は、上方に流れて第2の開口部32より照明器具1の外部に放出される。
【0025】
本実施形態の照明器具1によれば、LEDユニット2が筐体3の保持部33によって保持された状態で、第1の開口部31から第2の開口部32まで連続する空気流通用の隙間5が形成されているので、空気が対流Fによってこの隙間5を流通する。このため、LEDユニット2の放熱性が向上し、LED素子21から発生した熱を効率良く排出することができる。特に、ダウンライト等の埋め込み型の照明器具1においては、LED素子21から発せられた熱が筐体3内でこもることがなく、対流Fによって外部に放出されるため、LEDユニット2の温度上昇による発光出力の低下や、LED素子21の短寿命化を回避することができる。
【0026】
また、第2の開口部32の口径L3が、LEDユニット2の外径L1より小さく、且つ、LEDユニット2の背面に向けて投影された第2の開口部32がLEDユニット2の外径内に位置するので、第1の開口部31側から照明器具1を見たとき、第2の開口部32がLEDユニット2の背面に隠れて見えなくなる。このため、第1の開口部31側から第2の開口部32の奥側、例えば、天井裏等が見えなくなり、照明器具1の意匠性が向上する。
【0027】
次に、本発明の第2の実施形態に係る照明器具について図7を参照して説明する。本実施形態に係る照明器具1は、LEDユニット2の背面2cが、略錐体状に形成されている点で第1の実施形態と異なり、他の構成は第1の実施形態と同様である。このようなLEDユニット2は、金属基板23の背面(凹部が形成されていない側の面)の形状を略錐体状に形成することによって作成される。なお、錐体は、円錐であってもよいし、多角錐であってもよい。本実施形態においても、LEDユニット2が筐体3の保持部33によって保持された状態で、第1の開口部31から第2の開口部32まで連続する空気流通用の隙間5が形成される。
【0028】
本実施形態の照明器具1によれば、LEDユニット2の背面が略錐体状に形成されているので、対流Fによって第1の開口部31から第2の開口部32に向かう空気が、略錐体状に形成されたLEDユニット2の背面2cに沿って流通する。このため、対流Fによる照明器具外部への熱放出をより積極的に行うことが可能となり、LEDユニット2の放熱性が更に向上する。
【0029】
次に、本発明の第3の実施形態に係る照明器具について図8乃至図10を参照して説明する。本実施形態に係る照明器具1は、LEDユニット2が、発光面側から背面側に貫通する貫通孔6を備え、筐体3が、第2の開口部32に網目状のスリット7を備える点で第1の実施形態と異なる。他の構成は、第1の実施形態と同様である。
【0030】
貫通孔6は、LED実装基板22のLED素子21が実装されていない部分及び配線25が形成されていない部分を通って、金属基板23及びLED実装基板22を貫通して形成されている。なお、貫通孔6の形状、貫通孔6の個数、及び貫通孔6を形成する位置は、特に限定されるものではなく、LED実装基板22へのLED素子21の実装状態に応じて適宜決定される。
【0031】
本実施形態においては、第2の開口部32の一部が、貫通孔6を介して第1の開口部31側から見えるようになっている。スリット7は、このような視線を遮って、第1の開口部31側から第2の開口部32の奥側(例えば、天井裏など)を見えなくすることができる程度の大きさの開孔を有している。本実施形態においても、LEDユニット2が筐体3の保持部33によって保持された状態で、第1の開口部31から第2の開口部32まで連続する空気流通用の隙間5が形成される。
【0032】
上記第1の実施形態と同様に、LEDユニット2の点灯に伴って生じた熱は、LEDユニット2の金属基板23から筐体3内の空気中に輻射熱等となって放出される。また、LEDユニット2からの放熱によって、筐体3の内部と照明器具1の下方の空気との間に温度差が生じる。このため、図8に示されるように、隙間5及び貫通孔6を流通経路とする、第1の開口部31から第2の開口部32に向かう空気の対流Fが生じる。これによって、LEDユニット2から発せられた熱は、上方に流れて第2の開口部32より照明器具1の外部に放出される。
【0033】
本実施形態の照明器具1によれば、LEDユニット2は、正面側から背面側に貫通する貫通孔6を備えるので、LEDユニット2の側面2bと筐体3の内壁面3aの間の隙間5に加えて、この貫通孔6が空気の流通経路として機能する。このため、LEDユニット2の放熱性が更に向上する。また、筐体3は第2の開口部32に網目状のスリット7を備えるので、第1の開口部31側から照明器具1を見たとき、上記隙間5又は貫通孔6を介して第2の開口部32が見える状態であっても、スリット7によって視線が遮られ、第2の開口部32の奥側が見えなくなり、照明器具1の意匠性が向上する。
【0034】
なお、本発明は上記各種実施形態の構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、本発明の照明器具1を、ダウンライト以外の照明器具として用いてもよい。また、筐体3の第1の開口部31等の形状は略円形でなくてもよく、略多角形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る照明器具を斜め下方から見た斜視図。
【図2】同照明器具のLEDユニットを斜め下方から見た斜視図。
【図3】同LEDユニットを発光面側から見た図。
【図4】同LEDユニットの断面図。
【図5】同照明器具の断面図。
【図6】同照明器具内に生じる対流を説明する同照明器具の断面図。
【図7】本発明の第2の実施形態に係る照明器具の断面図。
【図8】本発明の第3の実施形態に係る照明器具の断面図。
【図9】同照明器具のLEDユニットを発光面側から見た図。
【図10】同照明器具の背面図。
【符号の説明】
【0036】
1 照明器具
2 LEDユニット
3 筐体
5 隙間
6 貫通孔
7 スリット
31 第1の開口部
32 第2の開口部
33 保持部
2a LEDユニットの発光面
2b LEDユニットの側面
2c LEDユニットの背面
3a 筐体の内壁面
L1 LEDユニットの外径
L3 第2の開口部の口径




 

 


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