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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2007−35426(P2007−35426A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2005−216506(P2005−216506)
出願日 平成17年7月26日(2005.7.26)
代理人 【識別番号】100087767
【弁理士】
【氏名又は名称】西川 惠清
発明者 浦野 洋二 / 田中 健一郎
要約 課題
発光ダイオードの発熱を効率良く放熱することが可能な照明器具を提供する。

解決手段
照明器具Aは、造営材100に設けた埋込用穴101に少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設される器具本体1と、器具本体1の内部に収納されるLEDモジュール2aを具備した光源部2と、LEDモジュール2aの発光を導光するライトガイド31、ライトガイド31によって導かれた光を反射鏡32aで反射するリフレクタ32及びリフレクタ32によって反射された光を照明空間102に配光する配光レンズ33を具備し、LEDモジュール2aの発光を造営材100の表側に取り出す光取出部3と、LEDモジュール2aに熱結合されて、LEDモジュール2aの発熱を造営材100の表側に放熱させる放熱部4とで構成される。
特許請求の範囲
【請求項1】
造営材に設けた埋込用穴に少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設される器具本体と、器具本体の内部に収納される発光ダイオードを具備した光源部と、前記発光ダイオードの発光を前記造営材の表側に取り出すための光取出部と、前記発光ダイオードの発熱を前記造営材の表側に放熱させる放熱部とを備えて成ることを特徴とする照明器具。
【請求項2】
前記発光ダイオードは発光面を造営材の裏側に向けた状態で放熱部に熱的に結合されており、前記光取出部が、発光ダイオードの発光を造営材の裏側へ導光するライトガイドと、発光ダイオードの発光を造営材の表側へ配光するための配光レンズと、ライトガイドによって導光された光を反射して配光レンズに入射させる反射鏡とを備えることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
【請求項3】
前記発光ダイオードは発光面を造営材の裏側に向けた状態で放熱部に熱的に結合されており、前記光取出部が、発光ダイオードの発光を造営材の表側へ配光するための配光レンズと、発光ダイオードから造営材の裏側へ照射された光を反射して配光レンズに入射させる反射鏡とを備えることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
【請求項4】
前記光取出部が、発光ダイオードの発光を造営材の表側へ配光するための配光レンズと、前記発光ダイオードの発光を内部で屈折、反射させて配光レンズに入射させる光学部品とを備えることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
【請求項5】
前記放熱部は、前記造営材に器具本体を取り付けた状態で造営材の表面に対して斜めに傾斜する傾斜面を有し、当該傾斜面に傾斜方向に沿って空気が流れる溝を形成したことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1つに記載の照明器具。
【請求項6】
前記光源部が、互いに異なる色の光を発光する複数の発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1つに記載の照明器具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、光源として発光ダイオードを用いた照明器具に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、発光ダイオード(以下、LEDと言う。)を光源に用いたディスプレイ装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。上記特許文献1に示されるディスプレイ装置は、一面に複数のLEDチップが実装されたプリント配線板を備え、各LEDチップの光をライトガイドを介してディスプレイに導いている。
【0003】
また、近年の白色LEDの高出力化に伴って、光源として白色LEDを用いる照明器具の開発が進められているが、高出力のLEDでは投入電力も大きくなるため、LEDの発熱が大きくなり、温度上昇によって発光効率が低下するという問題が発生する。
【0004】
そこで、特許文献1に示されるディスプレイ装置では、LEDチップを実装したプリント配線板の背面側に放熱器を取り付けてあり、LEDチップの発熱を放熱器で放熱させることによって、より大きな電力をLEDチップに投入できるようにしている。
【特許文献1】特表2005−505796号公報(段落[0026]〜[0028])
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述した特許文献1に示されるディスプレイ装置では、プリント配線板の一面にLEDチップを実装するとともに、反対側の面に放熱器を取り付けており、放熱器が光の照射方向と反対方向、つまりディスプレイ装置の内部に放熱しているため、放熱効率が悪く、LEDチップの温度上昇による発光効率の低下を招いていた。
【0006】
またダウンライトのような埋込型の照明器具の光源としてLEDを用いたものも従来より提案されているが、やはりLEDの発熱を光の照射方向と反対方向、つまり器具本体が施工された造営材の裏側に放熱しているため、放熱効率が悪く、LEDの温度上昇による発光効率の低下が問題になっていた。
【0007】
本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、発光ダイオードの発熱を効率良く放熱することが可能な器具を提供することにある。
【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、造営材に設けた埋込用穴に少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設される器具本体と、器具本体の内部に収納される発光ダイオードを具備した光源部と、発光ダイオードの発光を造営材の表側に取り出すための光取出部と、発光ダイオードの発熱を造営材の表側に放熱させる放熱部とを備えて成ることを特徴とする。
【0009】
この発明によれば、光取出部によって発光ダイオードの発光が取り出される側へ、放熱部が発光ダイオードの発熱を放熱させており、放熱部によって造営材の裏側に放熱した場合のように放熱部から放出された熱が籠もることがなく、放熱部による放熱効率が向上するから、温度上昇による発光効率の低下を抑制することができる。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1の発明において、発光ダイオードは発光面を造営材の裏側に向けた状態で放熱部に熱的に結合されており、光取出部が、発光ダイオードの発光を造営材の裏側へ導光するライトガイドと、発光ダイオードの発光を造営材の表側へ配光するための配光レンズと、ライトガイドによって導光された光を反射して配光レンズに入射させる反射鏡とを備えることを特徴とする。
【0011】
この発明によれば、発光ダイオードの発光をライトガイドにより反射鏡に導いているので、発光ダイオードの光を効率良く反射鏡へ伝搬させることができる。
【0012】
請求項3の発明は、請求項1の発明において、発光ダイオードは発光面を造営材の裏側に向けた状態で放熱部に熱的に結合されており、光取出部が、発光ダイオードの発光を造営材の表側へ配光するための配光レンズと、発光ダイオードから造営材の裏側へ照射された光を反射して配光レンズに入射させる反射鏡とを備えることを特徴とする。
【0013】
この発明によれば、発光ダイオードの発光を反射鏡が反射して配光レンズに入射させているので、ライトガイドを用いて発光ダイオードの発光を反射鏡へ導く場合に比べて、ライトガイドによる光の損失が無くなり、発光ダイオードの発光を有効に利用することができる。
【0014】
請求項4の発明は、請求項1の発明において、光取出部が、発光ダイオードの発光を造営材の表側へ配光するための配光レンズと、発光ダイオードの発光を内部で屈折、反射させて配光レンズに入射させる光学部品とを備えることを特徴とする。
【0015】
この発明によれば、光学部品の内部で発光ダイオードの発光を屈折、反射させて配光レンズに入射させているので、光学部品の光取出面の大きさによって照明器具の輝度を調整できる。例えば光学部品の光取出面の大きさを小さくすれば、発光面積が小さく、高輝度な照明器具を提供でき、また光取出面の大きさを大きくすれば、発光面積が大きな照明器具を提供することができる。
【0016】
請求項5の発明は、請求項1乃至4の何れかの発明において、放熱部は、造営材に器具本体を取り付けた状態で造営材の表面に対して斜めに傾斜する傾斜面を有し、当該傾斜面に傾斜方向に沿って空気が流れる溝を形成したことを特徴とする。
【0017】
この発明によれば、溝内の空気が放熱部との間で熱交換を行うことによって暖められると、暖められた空気が傾斜面に沿って移動するので、対流が良くなり放熱部による放熱効果を向上させることができる。
【0018】
請求項6の発明は、請求項1乃至5の何れかの発明において、光源部が、互いに異なる色の光を発光する複数の発光ダイオードを備えることを特徴とする。
【0019】
この発明によれば、互いに異なる色の光を発光する複数の発光ダイオードを用いているので、複数色の光を混色させることによって、演色性を高めたり、照明器具内部での色のばらつきを低減することが可能になる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、光取出部によって発光ダイオードの発光が取り出される側へ、放熱部が発光ダイオードの発熱を放熱させており、放熱部によって造営材の裏側に放熱した場合のように放熱部から放出された熱が籠もることがなく、放熱部による放熱効率が向上するから、温度上昇による発光効率の低下を抑制できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
(実施形態1)
本発明の実施形態1を図1に基づいて説明する。本実施形態の照明器具Aは、造営材100に設けた埋込用穴101に少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設される器具本体1と、器具本体1の内部に収納される複数個のLEDモジュール2aを具備した光源部2と、LEDモジュール2aの発光を造営材100の表側(つまり照明空間102側)に取り出すための光取出部3と、LEDモジュール2aの発熱を造営材100の表側(照明空間102側)に放熱させる放熱部4とを備える。
【0023】
器具本体1は、埋込用穴101内に埋設される円筒形状をなす枠体11と、枠体11の下部の全周縁から外側に向かって突出する鍔部12とを一体に形成してあり、埋込用穴101内に枠体11を挿入して、鍔部12を造営材100の表面(下面)に当接させた状態で、ねじなどの従来周知の取付手段(図示せず)を用いて造営材100に固定される。
【0024】
複数のLEDモジュール2aは、それぞれ青色光を発光する青色LEDチップを実装基板(図示せず)に実装して形成され、この実装基板には青色LEDチップから実装基板の平面方向に放射された光を実装基板に対して略垂直な方向へ反射させるリフレクタ(図示せず)が設けられており、発光面を造営材100の裏側に向けた状態で放熱部4に取着されている。また複数のLEDモジュール2aは図示しないリード線を介して直列接続されており、両端のLEDモジュール2aは、枠体11の上部に保持された電源ブロック6にリード線5を介して電気的に接続されている。電源ブロック6は商用電源を整流、平滑して所定電圧値の直流電圧を供給する電源回路を備え、複数のLEDモジュール2aの直列回路に直流電圧を印加して、LEDモジュール2aを点灯させるようになっている。
【0025】
各LEDモジュール2aの発光面には、各LEDモジュール2aの発光を造営材100の裏側(つまり埋込用穴101の奥側)に導光する棒状のライトガイド31の光入射面が対向している。そして、ライトガイド31によって導光された光は、枠体11内に配置されたリフレクタ32によって埋込用穴101の開口側に反射される。なお、リフレクタ32には、ライトガイド31の光出射面が対向する部位に、凹面鏡からなる反射鏡32aが形成されている。而して、ライトガイド31から発せられた光は反射鏡32aに照射され、埋込用穴101の開口側へ反射されるが、反射された光が再度ライトガイド31に照射されないように反射鏡32aの形状を設計している。
【0026】
一方、埋込用穴101の開口付近には、LEDモジュール2aの発光を照明空間102内に配光するための配光レンズ33が配置されている。また、反射鏡32aと配光レンズ33との間の光路には、LEDモジュール2aからの放射光によって励起されLEDモジュール2aの発光色とは異なる色で発光する蛍光膜35が配置されている。また、蛍光膜35における反射鏡32a側の面には、LEDモジュール2aの光を透過するとともに、蛍光膜35で発光した光の内、反射鏡32a側に放射される光を配光レンズ33側に反射させるシート状の光学フィルタ34が重ねて配置されている。蛍光膜35は、例えばシリコーン樹脂のような透明な合成樹脂と、LEDモジュール2aから放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合して、シート状に成形されたものである。ここに、ライトガイド31、リフレクタ32、配光レンズ33、光学フィルタ34及び蛍光膜35などから光取出部3が構成され、光取出部3を構成する各々の部材は適宜の方法で器具本体1に保持されている。
【0027】
而して、LEDモジュール2aから放射された青色光は、ライトガイド31により造営材100の裏側へ導かれ、リフレクタ32の反射鏡32aで埋込用穴101の開口側へ反射される。反射鏡32aによって反射されたLEDモジュール2aの青色光は、光学フィルタ34を透過し、さらに蛍光膜35を透過して一部の光が黄色系の光に変換された後、配光レンズ33に入射し、青色光と黄色光とが混色することで白色光になり、照明空間102内に配光される。なお蛍光膜35で発光した黄色系の光の一部は、光学フィルタ34側に放射されるが、光学フィルタ34によって照明空間102側に反射されるので、黄色光の取り出し効率が向上するという利点がある。
【0028】
ここで、LEDモジュール2aの発光色が青色の場合、白色光を得るために蛍光膜35に混合させる蛍光体として、黄色蛍光体、又は、黄色蛍光体と赤色蛍光体の組み合わせ、或いは、緑色蛍光体と赤色蛍光体との組み合わせなどの蛍光体を用いることが考えられる。またLEDモジュール2aの発光色が紫色から紫外光の場合、白色光を得るために蛍光膜35に混合させる蛍光体として、青色蛍光体と緑色蛍光体と赤色蛍光体との組み合わせを用いることが考えられる。
【0029】
また放熱部4は、枠体11の下部に挿入される筒体41と、筒体41の下部周縁から外側に向かって突出する鍔部42と、鍔部42の下面(照明空間102側の面)に突設された複数の放熱フィン43とを備え、鍔部42の下面を照明空間102に露出させた状態で枠体11に取着されている。筒体41の貫通孔の内側面には、上側に行くほど貫通孔の孔径が大きくなるように傾斜する傾斜面41aが形成されており、この傾斜面41aに複数のLEDモジュール2aがグリーンシート等からなる絶縁層44を介して実装されている。なお絶縁層44は熱伝導率が高く且つ絶縁性を有していれば、グリーンシートのようなシート状に成形したセラミックスの未燒結体に限らず、熱硬化性の固着剤(例えばエポキシ樹脂など)を用いても良い。放熱部4は熱伝導率の高い金属材料(例えばアルミニウムなど)から形成されており、複数のLEDモジュール2aが絶縁層44を介して熱的に結合されているので、LEDモジュール2aの発熱が筒体41から放熱フィン43に伝導し、放熱フィン43と空気との間で熱交換を行うことによって、照明空間102側へ放熱されるようになっている。
【0030】
本実施形態の照明器具Aは以上のような構成を有しており、埋込用穴101に埋込配設される器具本体1の内部に複数のLEDモジュール2aを納装し、各LEDモジュール2aの発光を光取出部3を用いて造営材100の表側(照明空間102側)に取り出すとともに、LEDモジュール2aの発熱を放熱部4を介して照明空間102側へ放熱している。ここで、従来の照明器具のようにLEDモジュール2aの発熱を造営材100の裏側に放熱した場合は、造営材100の裏側に熱がこもるため、放熱性が悪く、LEDモジュール2aの温度上昇によって発光効率が低下する可能性があるが、本実施形態ではLEDモジュール2aの発熱を照明空間102側へ放熱することで、効率良く放熱することができ、LEDモジュール2aの温度上昇を抑制し、温度上昇による発光効率の低下を抑制することができる。またLEDモジュール2aの発光をライトガイド31により反射鏡32aへ導いているので、LEDモジュール2aの光を効率良く反射鏡32aへ伝搬させることができる。
【0031】
(実施形態2)
本発明の実施形態2を図2に基づいて説明する。本実施形態の照明器具Aは、造営材100に設けた埋込用穴101に少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設される器具本体1と、器具本体1の内部に収納される複数個のLEDモジュール2aを具備した光源部2と、LEDモジュール2aの発光を造営材100の表側(つまり照明空間102側)に取り出すための光取出部3と、LEDモジュール2aの発熱を造営材100の表側(照明空間102側)に放熱させる放熱部4とを備える。
【0032】
器具本体1は、埋込用穴101内に埋設される円筒形状をなす枠体11と、枠体11の下部の全周縁から外側に向かって突出する鍔部12とを一体に形成してあり、埋込用穴101内に枠体11を挿入して、鍔部12を造営材100の表面(下面)に当接させた状態で、ねじなどの従来周知の取付手段(図示せず)を用いて造営材100に固定される。
【0033】
複数のLEDモジュール2aは、それぞれ青色光を発光する青色LEDチップを実装基板(図示せず)に実装して形成され、この実装基板には青色LEDチップから実装基板の平面方向に放射された光を実装基板に対して略垂直な方向へ反射させるリフレクタ(図示せず)が設けられている。また各LEDモジュール2aの実装基板には、LEDチップを覆うようにして透明なドーム型の保護カバー21が取り付けられている。そして、各LEDモジュール2aは発光面(保護カバー21)を造営材100の裏側に向けた状態で放熱部4に取着されている。また複数のLEDモジュール2aは図示しないリード線を介して直列接続されており、両端のLEDモジュール2aは、枠体11の上部に保持された電源ブロック6にリード線5を介して電気的に接続されている。電源ブロック6は商用電源を整流、平滑して所定電圧値の直流電圧を供給する電源回路を備え、複数のLEDモジュール2aの直列回路に直流電圧を印加して、LEDモジュール2aを点灯させるようになっている。
【0034】
放熱部4は熱伝導率の高い金属材料(例えばアルミニウムなど)によりドーナツ型に形成されており、中心に近づくにつれて照明空間102側への突出量が大きくなるように傾斜している。放熱部4の表面は照明空間102側に露出し、この表面に径方向(傾斜方向)に沿って延びる放熱フィン43が複数突設され、裏面には複数のLEDモジュール2aがグリーンシート等からなる絶縁層44を介して実装されている。絶縁層44は熱伝導率が高く且つ絶縁性を有していれば、グリーンシートのようなシート状に成形したセラミックスの未燒結体に限らず、熱硬化性の固着剤(例えばエポキシ樹脂など)を用いても良い。而して、複数のLEDモジュール2aが絶縁層44を介して放熱部4に熱的に結合されているので、LEDモジュール2aの発熱が放熱フィン43に伝導し、放熱フィン43と空気との間で熱交換を行うことによって、照明空間102側へ放熱されるようになっている。
【0035】
また放熱部4の裏面には、ドーム型に形成された凹面鏡からなるリフレクタ32’(反射鏡)が、開口を放熱部4側に向けて取着されており、放熱部4の中央の貫通孔には配光レンズ33が配置されている。リフレクタ32’と配光レンズ33との間の光路には、LEDモジュール2aからの放射光によって励起されLEDモジュール2aの発光色とは異なる色で発光する蛍光膜35が配置されている。また、蛍光膜35におけるリフレクタ32’側の面には、LEDモジュール2aの光を透過するとともに、蛍光膜35で発光した光の内、リフレクタ32’側に放射される光を配光レンズ33側に反射させるシート状の光学フィルタ34が重ねて配置されている。蛍光膜35は、例えばシリコーン樹脂のような透明な合成樹脂と、LEDモジュール2aから放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合して、シート状に成形されたものである。ここに、リフレクタ32’、配光レンズ33、光学フィルタ34及び蛍光膜35などから光取出部3が構成され、光取出部3を構成する各々の部材は適宜の方法で器具本体1に保持されている。
【0036】
而して、LEDモジュール2aのLEDチップから放射された青色光は造営材100の裏側へ放射された後、リフレクタ32’で配光レンズ33側へ反射される。リフレクタ32’によって反射されたLEDモジュール2aの青色光は、光学フィルタ34を透過し、さらに蛍光膜35を透過して一部の光が黄色系の光に変換された後、配光レンズ33に入射し、青色光と黄色光とが混色することで白色光になり、照明空間102内に配光される。なお蛍光膜35で発光した黄色系の光の一部は、光学フィルタ34側に放射されるが、光学フィルタ34によって照明空間102側に反射されるので、黄色光の取り出し効率が向上するという利点がある。なお、本実施形態では蛍光膜35を配光レンズ33の上側に配置しているが、リフレクタ32’の内壁表面に蛍光体を配置して、リフレクタ32’によって反射される反射光の一部を黄色系の光に変換し、黄色光と青色光とを混色させることによって白色光を照射するようにしても良い。
【0037】
また、本実施形態では各LEDモジュール2aから青色、或いは、紫色から紫外光の光を放射させるとともに、各LEDモジュール2aからの放射光の一部を蛍光膜35により光色変換して混色させることで白色光を得ているが、各々のLEDモジュール2aとして、例えば青色、或いは、紫色から紫外光を発光するLEDチップを用い、このLEDチップの放射光を個別に白色化したものを用いても良い。例えばLEDチップの発光色が青色光の場合は、保護カバー21として、シリコーン樹脂のような透明な合成樹脂と、粒子状の黄色蛍光体とを混合して、略ドーム型に成形されたものを用い、LEDモジュール2aから放射される青色光の一部で保護カバー21の黄色蛍光体を励起して黄色光を放射させ、LEDモジュール2aからの青色光と混色させることで白色光を得るようにすれば良い。尚、LEDチップの発光色が青色の場合、白色光を得るために蛍光膜35に混合させる蛍光体として、黄色蛍光体、又は、黄色蛍光体と赤色蛍光体の組み合わせ、或いは、緑色蛍光体と赤色蛍光体との組み合わせなどの蛍光体を用いることが考えられる。またLEDチップの発光色が紫色から紫外光の場合、白色光を得るために蛍光膜35に混合させる蛍光体として、青色蛍光体と緑色蛍光体と赤色蛍光体との組み合わせを用いることが考えられる。
【0038】
本実施形態の照明器具Aは以上のような構成を有しており、埋込用穴101に埋込配設される器具本体1の内部に複数のLEDモジュール2aを納装し、各LEDモジュール2aの発光を光取出部3を用いて造営材100の表側(照明空間102側)に取り出すとともに、LEDモジュール2aの発熱を放熱部4を介して照明空間102側へ放熱している。ここで、従来の照明器具のようにLEDモジュール2aの発熱を造営材100の裏側に放熱した場合は、造営材100の裏側に熱がこもるため、放熱性が悪く、LEDモジュール2aの温度上昇によって発光効率が低下する可能性があるが、本実施形態ではLEDモジュール2aの発熱を照明空間102側へ放熱することで、効率良く放熱することができ、LEDモジュール2aの温度上昇を抑制して、発光効率が低下するのを防止することができる。
【0039】
またLEDモジュール2aの発光をリフレクタ32’で直接反射して配光レンズ33に入射させているので、実施形態1のようにライトガイド31を用いてLEDモジュール2aの発光をリフレクタ32’へ導く場合に比べて、ライトガイド31による光の損失が無くなり、LEDモジュール2aの発光を有効に利用することができる。
【0040】
また更に、放熱部4の下面は造営材100の表面に対して斜めに傾斜しており、放熱フィン43の間の溝内の空気が放熱フィン43との間で熱交換を行うことによって暖められると、暖められた空気が放熱部4の下面に沿って上側へ移動するので、空気の対流が良くなり、放熱部4による放熱効果が向上するという利点もある。
【0041】
(実施形態3)
本発明の実施形態3を図3及び図4に基づいて説明する。本実施形態の照明器具Aは、造営材100に設けた埋込用穴101に少なくとも一部を埋め込んだ状態で配設される器具本体1と、器具本体1の内部に収納される複数個のLEDモジュール2aを具備した光源部2と、LEDモジュール2aの発光を造営材100の表側(つまり照明空間102側)に取り出すための光取出部3と、LEDモジュール2aの発熱を造営材100の表側(照明空間102側)に放熱させる放熱部4とを備える。
【0042】
器具本体1は、埋込用穴101内に埋設される円筒形状をなす枠体11と、枠体11の下部の全周縁から外側に向かって突出する鍔部12とを一体に形成してあり、埋込用穴101内に枠体11を挿入して、鍔部12を造営材100の表面(下面)に当接させた状態で、ねじなどの従来周知の取付手段(図示せず)を用いて造営材100に固定される。
【0043】
放熱部4は、熱伝導率の高い金属材料(例えばアルミニウムなど)により、器具本体1の鍔部12の下面に取着されるドーナツ型の支持体45と、支持体45の下面(照明空間102側の面)に径方向に沿って突設された複数の放熱フィン43とを一体に形成して構成され、支持体45の下面を照明空間102に露出させた状態で器具本体1に取着される。
【0044】
複数のLEDモジュール2aは、それぞれ青色光を発光する青色LEDチップを実装基板(図示せず)に実装して形成され、放熱部4の支持体45上面に発光面を造営材100の裏側に向けて取着されている。なお各LEDモジュール2aは図示しない絶縁層を介して支持体45の上面に配置されている。絶縁層は熱伝導率が高く且つ絶縁性を有していれば、グリーンシート等のようなシート状に成形したセラミックスの未燒結体に限らず、熱硬化性の固着剤(例えばエポキシ樹脂など)を用いても良い。このように、複数のLEDモジュール2aは絶縁層を介して放熱部4に熱的に結合されているので、LEDモジュール2aの発熱が放熱部4により照明空間102側へ放熱されるようになっている。また複数のLEDモジュール2aは図示しないリード線を介して直列接続されており、両端のLEDモジュール2aは、枠体11の上部に保持された電源ブロック6にリード線5を介して電気的に接続されている。電源ブロック6は商用電源を整流、平滑して所定電圧値の直流電圧を供給する電源回路を備え、複数のLEDモジュール2aの直列回路に直流電圧を印加して、LEDモジュール2aを点灯させるようになっている。
【0045】
一方、放熱部4の支持体45上面には、LEDモジュール2aの発光を内部で屈折又は反射させることによって、後述の配光レンズ33に入射させる光学部品36が取着されている。この光学部品36は図3及び図4に示すように透明な合成樹脂やガラス、或いは有機材料、無機材料又は複合材料などから形成され、肉厚の円盤状であって上側に行くほど直径が小さくなるように周面が傾斜したプリズム37と、プリズム37の周面から突出する複数(例えば図3では8個、図4では4個)のライトガイド38とを一体に備えている。ライトガイド38は細長の直方体状であって、LEDモジュール2aの実装位置よりも外側まで延長形成されており、LEDモジュール2aに対向する部位には、LEDモジュール2aを内部に納める収納凹部38aが形成されている。ここに、プリズム37を形成する合成樹脂は、ライトガイド38を形成する合成樹脂よりも屈折率が大きい樹脂を用いており、プリズム37とライトガイド38とは二色成形或いは超音波用着などの方法で一体に形成されている。
【0046】
また、放熱部4の中心孔には、LEDモジュール2aの発光を照明空間102内に配光するための配光レンズ33が配置されている。また、光学部品36と配光レンズ33との間の光路には、LEDモジュール2aからの放射光によって励起されLEDモジュール2aの発光色とは異なる色で発光する蛍光膜35が配置されている。また、蛍光膜35における光学部品36側の面には、LEDモジュール2aの光を透過するとともに、蛍光膜35で発光した光の内、光学部品36側に放射される光を配光レンズ33側に反射させるシート状の光学フィルタ34が重ねて配置されている。蛍光膜35は、例えばシリコーン樹脂のような透明な合成樹脂と、LEDモジュール2aから放射された青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体とを混合して、シート状に成形されたものである。ここに、配光レンズ33、光学フィルタ34、蛍光膜35及び光学部品36などから光取出部3が構成され、光取出部3を構成する各々の部材は適宜の方法で器具本体1に保持されている。
【0047】
各々のLEDモジュール2aからは、LEDモジュール2aの実装面と略平行な方向に光が放射されており、この放射光はライトガイド38内を通り、ライトガイド38とプリズム37との界面、つまりプリズム37の光入射窓37a(図4中の斜線部)で斜め下向きに屈折されて、プリズム37の下面(光取出面)から下方へ放射される。プリズム37の下面から出射した青色光は、光学フィルタ34を透過し、さらに蛍光膜35を透過して一部の光が黄色系の光に変換された後、配光レンズ33に入射し、青色光と黄色光とが混色することで白色光になり、照明空間102内に配光される。なお蛍光膜35で発光した黄色系の光の一部は、光学フィルタ34側に放射されるが、光学フィルタ34によって照明空間102側に反射されるので、黄色光の取り出し効率が向上するという利点がある。なお蛍光体はライトガイド38の表面に配置し、ライトガイド31内で反射される光で波長を変換するようにしても良い。
【0048】
本実施形態の照明器具Aは以上のような構成を有しており、埋込用穴101に埋込配設される器具本体1の内部に複数のLEDモジュール2aを納装し、各LEDモジュール2aの発光を光取出部3を用いて造営材100の表側(照明空間102側)に取り出すとともに、LEDモジュール2aの発熱を放熱部4の放熱フィン43を介して照明空間102側へ放熱している。ここで、従来の照明器具のようにLEDモジュール2aの発熱を造営材100の裏側に放熱した場合は、造営材100の裏側に熱がこもるため、放熱性が悪く、LEDモジュール2aの温度上昇によって発光効率が低下する可能性があるが、本実施形態ではLEDモジュール2aの発熱を照明空間102側へ放熱することで、効率良く放熱することができ、LEDモジュール2aの温度上昇を抑制して、発光効率が低下するのを防止することができる。また、光学部品36の内部でLEDモジュール2aの発光を屈折、反射させて配光レンズ33に入射させているので、光学部品36の光取出面(プリズム37の下面)の大きさによって照明器具Aの輝度を調整できる。例えば光学部品36の光取出面の大きさを小さくすれば、発光面積が小さく、高輝度な照明器具を提供でき、また光取出面の大きさを大きくすれば、発光面積が大きな照明器具を提供することができる。
【0049】
(実施形態4)
本発明の実施形態4を図5に基づいて説明する。本実施形態では、上述した実施形態1〜3の照明器具において、放熱部4の下面(つまり照明空間102側の面)に、造営材100に器具本体1を取り付けた状態で器具本体1の中心側へ近付くほど造営材100の表面からの突出量が大きくなるように(つまり造営材100の表面に対して斜めに)傾斜する傾斜面46を設けている。この傾斜面46には、傾斜方向に沿って延びる複数の放熱フィン43が所定の間隔を開けて突設されており、隣接する放熱フィン43の間に傾斜方向に沿って空気の流れる溝47を形成してある。
【0050】
このように本実施形態では、放熱部4の下面に傾斜面46を設け、この傾斜面46に複数の放熱フィン43を突設することによって、放熱フィン43の間に空気の流れる溝47を形成している。したがって、LEDモジュール2aの発する熱が放熱部4に伝導して、溝47内の空気と放熱部4との間で熱交換が行われると、暖められた空気が溝47内を通って上側へ移動するから、空気の対流を良くできる。したがって、放熱部4による放熱効果が向上し、LEDモジュール2aの温度上昇を抑制することができるから、温度上昇による発光効率の低下をさらに低減することができる。
【0051】
ところで、上述の各実施形態では青色光を発光するLEDモジュール2aを用い、LEDモジュール2aの発光を蛍光膜35又は保護カバー21に入射させ、LEDモジュール2aからの青色光で蛍光体を励起して黄色系の光を発光させているが、蛍光体を用いる代わりに、白色光を発光する白色LEDチップを実装してLEDモジュール2aを構成しても良い。またLEDモジュール2aを構成するLEDチップの発光色を青色光に限定する趣旨のものではなく、近紫外光や赤色或いは緑色のLEDを用いても良いことは言うまでもない。またLEDモジュール2aとして互いに異なる色を放射するものを複数用い、各LEDモジュール2aから放射される複数色の光を混色させるようにしても良く、演色性を高めたり、発光色のばらつきを低減することが可能になる。
【0052】
なお、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】実施形態1の照明器具の断面図である。
【図2】実施形態2の照明器具の断面図である。
【図3】実施形態3の照明器具を示し、(a)は断面図、(b)は上面図、(c)は下面図である。
【図4】同上の照明器具に用いる光学部品の外観斜視図である。
【図5】実施形態4の照明器具の外観斜視図である。
【符号の説明】
【0054】
A 照明器具
1 器具本体
2 光源部
2a LEDモジュール
3 光取出部
4 放熱部
31 ライトガイド
32 リフレクタ
32a 反射鏡
33 配光レンズ
100 造営材
101 埋込用穴
102 照明空間




 

 


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