JP2013143238A - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を抑制しながらも、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制可能なＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ光源部７と、ＬＥＤ光源部７が取り付けられた取付部１と、取付部１に取り付けられＬＥＤ光源部７で発生した熱を伝導する細長の熱伝導部材３と、熱伝導部材３を囲み放熱体として機能する筒状のパイプ２とを備える。このＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３とパイプ２とが熱的に結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明器具に関するものである。

従来から、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）は、白熱電球や蛍光灯に比べて、消費電力が低い、寿命が長い、点灯するまでの時間が短いという長所を有している。

しかしながら、照明器具の光源としてＬＥＤを用いる場合は、一般的にＬＥＤの光量が少ないので、複数のＬＥＤを密集させたり、高輝度用のＬＥＤを採用したりする必要がある。

複数のＬＥＤまたは高輝度用のＬＥＤを用いた照明器具では、ＬＥＤの光量を増やすことができるが、ＬＥＤを長時間続けて点灯させると、ＬＥＤの温度上昇に起因してＬＥＤの発光効率が低下する。このため、これらの照明器具では、ＬＥＤで発生した熱を如何にして外部の空間に放熱するかが重要な課題となっている。

また、近年、光源で発生した熱を効率よく外部の空間に放熱する照明器具が提案されている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に開示された照明器具は、図７に示すように、この照明器具５０を吊り下げる吊下げコード５１と、ＬＥＤなどの光源５２が実装された光源基板５３と、この光源基板５３が取り付けられた円板状の光源取付板５４とを有している。また、照明器具５０は、光源５２の周りを覆うセード５７と、セード５７を取り付けるセード受け５５と、吊下げコード５１をセード受け５５に固定する固定金具５６とを有している。

吊下げコード５１には、商用電源などからの電力を光源基板５３に供給する電源線（図示せず）が内蔵されている。

光源基板５３、光源取付板５４およびセード受け５５の各々は、熱伝導率の高い材料により形成されている。ここにおいて、特許文献１には、セード受け５５が、光源取付板５４に接触することで光源基板５３から伝導した熱を外部の空間に放熱することが記載されている。

特開２０１１−２９０７８号公報

ところで、図７に示した構成の照明器具５０では、光源５２で発生した熱を、光源基板５３、光源取付板５４およびセード受け５５に効率よく熱伝導することが可能となる。

しかしながら、照明器具５０では、光源５２で発生した熱を外部の空間に放熱する手段がセード受け５５だけであり、光源５２として複数のＬＥＤまたは高輝度用のＬＥＤを用いた場合、光源５２で発生した熱を外部の空間に十分に放熱できず、ＬＥＤの発光効率が低下する可能性がある。そこで、照明器具５０では、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制するために、セード受け５５を大きくすることが考えられるが、照明器具５０の大型化が懸念される。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、大型化を抑制しながらも、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制可能なＬＥＤ照明器具を提供することにある。

本発明のＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤ光源部と、前記ＬＥＤ光源部が取り付けられた取付部と、前記取付部に取り付けられ前記ＬＥＤ光源部で発生した熱を伝導する細長の熱伝導部材と、前記熱伝導部材を囲み放熱体として機能する筒状のパイプとを備え、前記熱伝導部材と前記パイプとが熱的に結合されてなることを特徴とする。

このＬＥＤ照明器具において、前記熱伝導部材は、ヒートパイプであることが好ましい。

このＬＥＤ照明器具において、前記熱伝導部材と前記パイプとの間の熱抵抗を小さくする熱抵抗低減部を有することが好ましい。

このＬＥＤ照明器具において、吊り下げ用のケーブルが前記取付部に取り付けられ、前記パイプの内側に、前記ケーブルが挿入されてなることが好ましい。

本発明のＬＥＤ照明器具においては、大型化を抑制しながらも、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制可能となる。

実施形態１のＬＥＤ照明器具を示し、（ａ）は概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 同上のＬＥＤ照明器具において、他の構成例のパイプを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は熱伝導部材とケーブルとを挿入した状態の断面図である。 同上のＬＥＤ照明器具において、さらに他の構成例のパイプを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は熱伝導部材とケーブルとを挿入した状態の断面図である。 同上のＬＥＤ照明器具において、別の構成例のパイプを示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は熱伝導部材とケーブルとを挿入した状態の断面図である。 実施形態２のＬＥＤ照明器具の概略構成図である。 実施形態３のＬＥＤ照明器具の概略構成図である。 従来例の照明器具において、一部破断した斜視図である。

（実施形態１）
本実施形態のＬＥＤ照明器具は、例えば、天井材２０（図１（ａ）参照）などからコード４により吊り下げられるペンダントライトである。

上述のＬＥＤ照明器具は、図１に示すように、ＬＥＤ光源部７と、このＬＥＤ光源部７が取り付けられた取付部１と、取付部１に取り付けられＬＥＤ光源部７で発生した熱を伝導する細長の熱伝導部材３とを備えている。また、このＬＥＤ照明器具は、熱伝導部材３を囲み放熱体として機能する筒状（本実施形態では、円筒状）のパイプ２と、ＬＥＤ光源部７に給電するための上述のコード４とを備えている。

ＬＥＤ光源部７は、例えば、青色光を放射する複数のＬＥＤチップ（図示せず）と、これら複数のＬＥＤチップを覆い黄色蛍光体からなる蛍光体を含有した透光性材料（例えば、シリコーン樹脂、ガラスなど）により形成された色変換部（図示せず）とを有している。また、ＬＥＤ光源部７は、平面形状が矩形状（本実施形態では、正方形状）に形成された１つの実装基板７ａを有している。

本実施形態のＬＥＤ照明器具では、複数のＬＥＤチップが、実装基板７ａの一表面側（以下、実装面側と称す）で、密集して配置されている。また、本実施形態では、色変換部が、例えばシリコーン樹脂などの接着剤により実装基板７ａの実装面側に接合されている。なお、複数のＬＥＤチップの電気的な接続関係は、直列接続または並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続であってもよい。また、色変換部の蛍光体は、黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いてもよい。また、ＬＥＤチップは、青色光を放射するＬＥＤチップに限らず、例えば、紫〜近紫外線を放射するＬＥＤチップを用いてもよく、この場合、蛍光体に、赤色蛍光体と緑色蛍光体と青色蛍光体とを用いればよい。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤ光源部７から放射する光の色を、白色としているが、白色以外であってもよい。また、本実施形態では、複数のＬＥＤチップを、実装基板７ａの実装面側で密集して配置しているが、これに限らず、例えば、高輝度用のＬＥＤチップを、実装基板７ａの実装面側に１つ配置してもよい。

実装基板７ａは、例えば、金属ベースプリント配線板、セラミック基板などを用いることができる。なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、実装基板７ａの平面形状を、矩形状としているが、これに限らず、例えば、他の多角形状、円形状、楕円形状などであってもよい。

実装基板７ａの実装面側には、各ＬＥＤチップを電気的に接続可能な複数の電極部（図示せず）が形成されている。また、実装基板７ａの実装面側には、各ＬＥＤチップおよび各電極部以外の部位の大部分を覆う白色のレジスト層などからなる反射層（図示せず）が形成されている。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、各ＬＥＤチップから放射する光が実装基板７ａに吸収されるのを抑制することが可能となる。

取付部１は、例えば、熱伝導率が高い金属（例えば、アルミニウム、ステンレスなど）により箱状（本実施形態では、立方体状）に形成されている。

取付部１の各一面には、複数（本実施形態では、４つ）のＬＥＤ光源部７が配置されている。具体的に説明すると、複数のＬＥＤ光源部７のうちの各ＬＥＤ光源部７が、例えば、電気絶縁性および熱伝導性を有する接着シートにより取付部１の各一面に取り付けられている。なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、各ＬＥＤ光源部７を、上述の接着シートにより取付部１の各一面に取り付けているが、これに限らず、例えば、取付ねじ（図示せず）により取付部１の各一面に取り付けてもよい。また、本実施形態では、複数のＬＥＤ光源部７の配置を、２×２のマトリクス状としているが、特に限定するものではない。また、複数のＬＥＤ光源部７の電気的な接続関係は、直列接続または並列接続であってもよいし、直列接続と並列接続とを組み合わせた接続であってもよい。

本実施形態のＬＥＤ照明器具では、取付部１内に、各ＬＥＤ光源部７に所定の直流電圧を供給する電源ユニット（図示せず）が配置されている。また、本実施形態では、この電源ユニットを、取付部１から離して配置している。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、上記電源ユニットで発生した熱が、取付部１を通して各ＬＥＤ光源部７に熱伝導するのを抑制することが可能となる。

上記電源ユニットは、商用電源などからの交流電圧を上記所定の直流電圧に変換する電源回路（図示せず）を有している。本実施形態のＬＥＤ照明器具では、上記電源ユニットが、天井材２０の下面側に設置された引掛シーリング（図示せず）と着脱自在に接続可能な接続部（図示せず）を有する上述のコード４と電気的に接続されている。ここにおいて、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、取付部１の一面側（図１（ａ）では、上面側）に、コード４を導出するためのコード導出孔（図示せず）が設けられている。また、本実施形態では、取付部１の上記コード導出孔の周部に、コード４を保持する保持具（図示せず）が設けられている。要するに、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、コード４が取付部１に取り付けられている。なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、コード４が、吊り下げ用のケーブルを構成している。

また、上記電源ユニットは、各ＬＥＤ光源部７に上記直流電圧を供給するための電線（図示せず）を介して各ＬＥＤ光源部７と電気的に接続されている。ここにおいて、各ＬＥＤ光源部７の実装基板７ａの実装面側には、上記電線を電気的に接続可能な端子部（図示せず）が設けられている。また、取付部１の各一面には、上記電線を挿通可能な挿通孔（図示せず）が設けられている。

なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、取付部１を、立方体状に形成しているが、これに限らず、例えば、直方体状などに形成してもよい。また、本実施形態では、上記電源ユニットを、取付部１内に配置しているが、これに限らず、例えば、天井材２０の上面側に配置してもよい。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、上記電源ユニットで発生した熱を、各ＬＥＤ光源部７に熱伝導するのを防ぐことが可能となる。

熱伝導部材３は、例えば、熱伝導率が高い金属（例えば、アルミニウム、ステンレスなど）により形成することができる。この熱伝導部材３は、パイプ２の内側に挿入される。

熱伝導部材３の一端部（図１（ａ）では、下端部）は、取付部１の上記一面側に取り付けられている。具体的に説明すると、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３の上記一端部を、取付部１の上記一面側に形成された凹部（図示せず）に挿入した後に、例えば、溶接などにより熱伝導部材３の上記一端部と取付部１の上記一面側とを固着している。つまり、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３と取付部１とが、熱的に結合されている。ここにおいて、本実施形態では、熱伝導部材３の上記一端部を取付部１の上記一面側に取り付ける方法として、熱伝導部材３の上記一端部と取付部１の上記一面側とを固着しているが、これに限らず、例えば、熱伝導部材３の上記一端部を取付部１の上記一面側に取り付けるための取付金具（図示せず）を用いて熱伝導部材３の上記一端部を取付部１の上記一面側に取り付けてもよい。

パイプ２は、例えば、熱伝導率が高い金属（例えば、アルミニウム、ステンレスなど）により形成することができる。

パイプ２の長さ寸法は、取付部１の上記一面側に取り付けられた熱伝導部材３を囲むように設定されている。また、パイプ２の内径寸法は、熱伝導部材３とコード４とを挿入可能な寸法に設定されている。

パイプ２の一端部（図１（ａ）では、下端部）は、取付部１の上記一面側に取り付けられている。なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、パイプ２の上記一端部と取付部１の上記一面側との取り付け方法として、パイプ２の上記一端部と取付部１の上記一面側とを固着しているが、特に限定するものではない。

本実施形態のＬＥＤ照明器具では、パイプ２の内側に、取付部１の上記コード導出孔から導出されたコード４が挿入されている。要するに、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、パイプ２の内側に、コード４が挿入されている。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、このＬＥＤ照明器具の外観の見栄えを高めることが可能となる。

コード４は、一対の導電線４ａ，４ａと、これら一対の導電線４ａ，４ａの周囲を覆う被覆部材４ｂとで構成されている。コード４の長さ寸法は、パイプ２の長さ寸法よりも大きく設定されている。

コード４の一端部（図１（ａ）では、上端部）には、天井材２０の下面側に設置された上記引掛シーリングに着脱自在に接続可能な上記接続部が設けられている。また、コード４の他端部は、上記電源ユニットと電気的に接続されている。

ところで、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３とパイプ２とが熱的に結合されている。具体的に説明すると、熱伝導部材３の外周部は、例えば、半田などの接合材料８によりパイプ２の内周壁に熱的に結合されている（図１（ｂ）参照）。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤ光源部７で発生した熱を、取付部１と熱伝導部材３とを通して、パイプ２から外部の空間に放熱することが可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤ光源部７で発生した熱を、パイプ２から外部の空間に放熱することが可能となるので、取付部１の形状を小さくすることが可能となり、ＬＥＤ照明器具の大型化を抑制することが可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤ光源部７で発生した熱を、パイプ２から外部の空間に放熱することが可能となるので、ＬＥＤ照明器具の放熱面積を大きくすることが可能となり、ＬＥＤ光源部７として複数のＬＥＤチップまたは高輝度用のＬＥＤチップを用いたとしても、図７に示した構成の従来例の照明器具５０に比べて、ＬＥＤチップの発光効率の低下を抑制することが可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具は、一般的に、室内の天井などから吊り下げて使用されるため、大型化を抑制できることによって、設置場所の美観を損ねることを抑制することが可能となる。なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、接合材料８が、熱伝導部材３とパイプ２との間の熱抵抗を小さくする熱抵抗低減部を構成している。

ここで、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３が、ヒートパイプであることが好ましい。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、取付部１に伝導した熱をパイプ２へ効率よく熱伝導することが可能となり、ＬＥＤ光源部７の放熱性を高めることが可能となる。

しかして、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、ＬＥＤ光源部７と、ＬＥＤ光源部７が取り付けられた取付部１と、取付部１に取り付けられＬＥＤ光源部７で発生した熱を伝導する細長の熱伝導部材３と、熱伝導部材３を囲み放熱体として機能する筒状のパイプ２とを備え、熱伝導部材３とパイプ２とを熱的に結合しているので、大型化を抑制しながらも、ＬＥＤチップの発光効率の低下を抑制することが可能となる。

ここにおいて、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、熱抵抗低減部として、接合材料８を用いているが、これに限らず、例えば、パイプ２の内側に予め形成され熱伝導部材３を保持する保持部９（図２〜図４参照）を用いてもよい。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３をパイプ２の内側に位置決めすることが可能となり、このＬＥＤ照明器具を組み立てる作業性を向上させることが可能となる。

保持部９は、例えば、パイプ２を押し出し成形する際に、パイプ２の内周壁に形成すればよく、図２〜図４それぞれに示すように、熱伝導部材３の外周部と接触可能な接触面９ｄを有する構成であればよい。

図２では、保持部９が半円筒状に形成されており、この保持部９の一部がパイプ２の内周壁と連続一体に形成されている。また、図３では、保持部９がパイプ２の内周壁と連続一体に形成されており、この保持部９に接触面９ｄが設けられている。また、図４では、保持部９が円筒状に形成されており、この保持部９の一部がパイプ２の内周壁と連続一体に形成されている。ここにおいて、図２〜図４それぞれに示した構成の保持部９が形成されたパイプ２を備えたＬＥＤ照明器具では、保持部９と熱伝導部材３とが接触する部位（例えば、保持部９の接触面９ｄなど）に、例えば、放熱用のグリスなどの熱伝導性材料（図示せず）を塗布することが望ましい。これにより、図２〜図４それぞれに示した構成の保持部９が形成されたパイプ２を備えたＬＥＤ照明器具では、熱伝導部材３に伝導した熱を、上述の熱伝導性材料を通してパイプ２に効率よく熱伝導することが可能となり、ＬＥＤ光源部７の放熱性を高めることが可能となる。

なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具は、天井材２０の下面側に設置された上記引掛シーリングに着脱自在に接続可能な構成であるが、これに限らず、例えば、天井材２０の下面側に設置された配線ダクトに着脱自在に接続可能な構成などであってもよい。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具は、上記引掛シーリングに接続された上述のコード４により吊り下げられているが、これに限らず、例えば、天井材２０に固定されたワイヤやチェーンなどにより吊り下げられてもよい。

（実施形態２）
本実施形態のＬＥＤ照明器具の基本構成は、実施形態１と同じであり、図５に示すように、パイプ２およびコード４を囲む放熱パイプ５を有する点が実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

放熱パイプ５は、例えば、熱伝導率が高い材料（例えば、アルミニウム、ステンレスなど）により蛇腹状に形成されている。放熱パイプ５の一端部（図５では、下端部）は、取付部１の上記一面側に取り付けられている。本実施形態のＬＥＤ照明器具では、放熱パイプ５の上記一端部と取付部１の上記一面側との取付方法として、例えば、放熱パイプ５の上記一端部を、溶接などにより取付部１の上記一面側に固着している。

ところで、パイプ２は、放熱パイプ５に熱的に結合されている。具体的に説明すると、パイプ２の外周部は、例えば、半田などの接合材料（図示せず）により放熱パイプ５の内壁と熱的に結合されている。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、パイプ２に伝導した熱を放熱パイプ５へ熱伝導することが可能となり、放熱パイプ５から外部の空間に放熱することが可能となる。なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、パイプ２と放熱パイプ５とを熱的に結合する方法として、パイプ２を接合材料により放熱パイプ５に熱的に結合しているが、これに限らず、例えば、パイプ２と放熱パイプ５とを溶接などにより固着したり、パイプ２と放熱パイプ５との空隙に放熱用のグリスなどの熱伝導性材料を埋めたりすることで熱的に結合してもよい。

また、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、放熱パイプ５の形状を蛇腹状としているので、放熱パイプ５が上下方向に伸縮可能となる。また、本実施形態のＬＥＤ照明器具は、設置場所の天井材２０の高さによりコード４の長さを調節して使用されるので、放熱パイプ５が上下方向に伸縮可能となることによって、パイプ２およびコード４を放熱パイプ５で囲むことが可能となる。これにより、本実施形態のＬＥＤ照明器具は、実施形態１のＬＥＤ照明器具に比べて、このＬＥＤ照明器具の外観の見栄えを高めることが可能となる。

なお、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、放熱パイプ５を別体として構成しているが、パイプ２の形状を蛇腹状に形成してパイプ２に放熱パイプ５の機能を有するようにしてもよい。

（実施形態３）
本実施形態のＬＥＤ照明器具の基本構成は、実施形態１と同じであり、図６に示すように、透光性のセード６を有する点が実施形態１と相違する。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を適宜省略する。

セード６は、例えば、透光性材料（例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ガラスなど）により中空球状に形成されている。

本実施形態のＬＥＤ照明器具では、取付部１がセード６に覆われている。ここにおいて、セード６は、取付部１の上側を覆う半球状の第１セード６ａと、取付部１の下側を覆う半球状の第２セード６ｂとで構成することができる。第１セード６ａには、パイプ２を導出するための導出孔６ｃが設けられている。また、第１セード６ａの導出孔６ｃの周部には、セード６をパイプ２に取り付けるための取付具（図示せず）が設けられている。

したがって、本実施形態のＬＥＤ照明器具では、取付部１が中空球状のセード６により覆われているので、複数のＬＥＤ光源部７からの光を、取付部１を中心として放射状に出射する（取付部１を中心として略３６０度の全方向に出射する）ことが可能となる。

１ 取付部
２ パイプ
３ 熱伝導部材
４ コード（ケーブル）
７ ＬＥＤ光源部
８ 接合材料（熱抵抗低減部）
９ 保持部（熱抵抗低減部）

Claims (4)

1. ＬＥＤ光源部と、前記ＬＥＤ光源部が取り付けられた取付部と、前記取付部に取り付けられ前記ＬＥＤ光源部で発生した熱を伝導する細長の熱伝導部材と、前記熱伝導部材を囲み放熱体として機能する筒状のパイプとを備え、前記熱伝導部材と前記パイプとが熱的に結合されてなることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
2. 前記熱伝導部材は、ヒートパイプであることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明器具。
3. 前記熱伝導部材と前記パイプとの間の熱抵抗を小さくする熱抵抗低減部を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載のＬＥＤ照明器具。
4. 吊り下げ用のケーブルが前記取付部に取り付けられ、前記パイプの内側に、前記ケーブルが挿入されてなることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明器具。

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