JP2013143238A - Led照明器具 - Google Patents
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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
【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。
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)
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。
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。
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。
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)
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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Cited By (1)
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CN113701067A (zh) * | 2021-09-11 | 2021-11-26 | 扬州市杰耀照明器材有限公司 | 一种散热性能好的led灯具 |
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CN113701067A (zh) * | 2021-09-11 | 2021-11-26 | 扬州市杰耀照明器材有限公司 | 一种散热性能好的led灯具 |
CN113701067B (zh) * | 2021-09-11 | 2023-09-29 | 扬州市杰耀照明器材有限公司 | 一种散热性能好的led灯具 |
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