JP4640313B2

JP4640313B2 - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP4640313B2
Application number: JP2006284722A
Authority: JP
Inventors: 哲森; 良二横谷; 茂章山崎; 浩行迫
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: JP2008103195A

Description

本願発明は、ＬＥＤが光源として実装されたＬＥＤユニットと、電源装置と、前記ＬＥＤユニットと前記電源装置とが取り付けられた器具本体と、を備えたＬＥＤ照明装置に関するものである。

従来から、特開２００２−３０４９０４号公報（特許文献１）に示されるようなＬＥＤ照明装置は知られている。このＬＥＤ照明装置は図２２に示すように、器具本体１０１、器具外郭１０２、レンズ体１０３およびＬＥＤ１０４を備えているほか、器具本体１０１にＬＥＤ電源供給部１０５が内蔵されている。そして、このＬＥＤ電源供給部１０５はＬＥＤ１０４が実装された配線基板の裏面側に設けられている。

これにより、天井裏からの交流電源をＬＥＤ照明装置に直接接続し、一般家庭で使用されているシーリング器具としての展開が容易にできた。
特開２００２−３０４９０４号公報

しかしながら、ＬＥＤ電源供給部１０５が器具本体１０１に内蔵されていると、ＬＥＤ１０４からの熱の影響を受けやすく、ＬＥＤ電源供給部１０５の部品温度が上昇してしまう恐れがある。また、ＬＥＤ１０４が発する熱はＬＥＤ電源供給部１０５との取付部を介してＬＥＤ電源供給部１０５に伝わり、更にＬＥＤ電源供給部１０５から器具本体１０１に伝わって外部に放熱されるので、ＬＥＤ１０４の放熱性が低下してしまう恐れがある。

よって、特開２００２−３０４９０４号公報に示される上記従来例のＬＥＤ照明装置にあっては、ＬＥＤ電源供給部１０５及びＬＥＤ１０４の温度を低減するために器具サイズを大きくする必要があるという問題があった。

本願発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電源装置が本体に内蔵されたＬＥＤ照明装置において、器具の放熱性を高める構造とすることで、コンパクトなＬＥＤ照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、ＬＥＤが光源として実装されたＬＥＤユニットと、電源装置と、前記ＬＥＤユニットと前記電源装置とが取り付けられた器具本体と、を備えたＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤユニットが器具本体の板部の表面に取り付けられ、電源装置が器具本体の板部の裏面に取り付けられ、電源装置の中央付近に開口部が設けられ、この開口部の内側位置に送風手段が設けられていることを特徴としている。

又、本願請求項２記載の発明では、ＬＥＤが光源として実装されたＬＥＤユニットと、電源装置と、前記ＬＥＤユニットと前記電源装置とが取り付けられた器具本体と、を備えたＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤユニットが器具本体の板部の表面に取り付けられ、電源装置が器具本体の板部の裏面に取り付けられ、電源装置の中央付近に開口部が設けられ、この開口部の内側位置にペルチェ素子が設けられたことを特徴とする。

又、本願請求項３記載の発明では、上記請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置において、器具本体と電源装置との間に隙間を設けたことを特徴とする。

又、本願請求項４記載の発明では、上記請求項１〜３のいずれか１項記載のＬＥＤ照明装置において、器具本体の板部の、電源装置の開口部の内側位置に放熱孔を設けたことを特徴とする。

本願請求項１記載の発明のＬＥＤ照明装置においては、電源装置が器具本体によって、ＬＥＤユニットと分離されていることで、ＬＥＤユニットと電源装置の熱が互いに殆ど伝わらないため、ＬＥＤユニットと電源装置の温度上昇を抑制できる。また、電源装置の中央付近に開口部を設けることによって電源装置の表面積が増大するため、放熱性が向上する。また、電源中央付近の開口部の内側位置にファンを設けることによって能動的な対流を発生させ、自然対流よりも流速が増し、器具全体の放熱が促進できる。これにより、ＬＥＤ及び電源装置の熱が効率よく放熱されるため、器具本体をコンパクトにすることが可能となる。

本願請求項２記載の発明のＬＥＤ照明装置においては、電源装置が器具本体によって、ＬＥＤユニットと分離されていることで、ＬＥＤユニットと電源装置の熱が互いに殆ど伝わらないため、ＬＥＤユニットと電源装置の温度上昇を抑制できる。また、電源装置の中央付近に開口部を設けることによって電源装置の表面積が増大するため、放熱性が向上する。また、電源中央付近の開口部の内側位置にペルチェ素子を設けることによって器具本体の板部の裏面の温度を低下させることができる。また、器具本体の板部の裏面を冷却すると同時に、熱が移動してペルチェ素子自体が発熱し、ペルチェ素子の温度が周囲に比べて高温になることから、器具本体側から上向きに流速の速い対流が発生し、器具全体の放熱を促進できる。これにより、ＬＥＤ及び電源装置の熱が効率よく放熱されるため、器具本体をコンパクトにすることが可能となる。

本願請求項３記載の発明のＬＥＤ照明装置においては、特に、器具本体と電源装置との間に隙間を設けているので、隙間から電源装置下方に流入する空気の対流の電源装置下方付近での抵抗が低減し、対流速度が増すため、電源装置の放熱が促進される。これにより、ＬＥＤ及び電源装置の熱が効率よく放熱されるため、更に器具本体をコンパクトにすることが可能となる。

本願請求項４記載の発明のＬＥＤ照明装置においては、特に、器具本体の板部の、電源装置の開口部の内側位置に放熱孔を設けているので、放熱孔から電源装置に空気が流れ込む。そして、放熱孔から電源装置への到達距離が短いので、温度の低い空気が電源装置に流れ込むこととなる。これにより、ＬＥＤ及び電源装置の熱が効率よく放熱されるため、器具本体を更にコンパクトにすることが可能となる。

以下、本願発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１〜６は、本願請求項１に対応した第一の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ５が光源として実装されたＬＥＤユニット４と、電源装置２と、前記ＬＥＤユニット４と前記電源装置２とが取り付けられた器具本体１と、を備えたＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤユニット４が器具本体１の板部の表面に取り付けられ、電源装置２が器具本体１の板部の裏面に取り付けられ、電源装置２の中央付近に開口部が設けられ、この開口部の内側位置に送風手段８が設けられている。

以下、この実施形態のＬＥＤ照明装置をより具体的詳細に説明する。

器具本体１は、図１〜６に示すように、板部である円状の底部と、底部の外周縁から下方に延設された円筒部と、円筒部の下端から外側に延設されて円筒部を取り囲む縁部と、を一体に有する形状に形成されている。図示されていないが、電源装置２に電気的に接続される接続部（コネクタ）が底部の下面中央付近に設けられている。なお、器具本体１は例えばアルミなどからなる。

ＬＥＤユニット４は、ＬＥＤ５、コンデンサ、トランジスタ等の電子部品が実装された器具本体１内に収納される円状の実装基板（プリント基板）である。そして、図示されていないが、器具本体１に設けられた接続部にコネクタ接続される接続部をＬＥＤユニット４の上面中央に備えている。

ＬＥＤ５の前方にはレンズを含むレンズ体６が配置されている。このレンズ体６は、例えば絶縁性の樹脂成形により形成され、ＬＥＤ５の光を制御するためのレンズが各ＬＥＤ５に配置されている。

なお、レンズ体６及びＬＥＤユニット４は器具本体１内に着脱自在に収納されるようになっていてもよい。

器具本体１の底部の裏面には、放熱フィン３が外周縁付近に平行状に設けられている。この放熱フィン３はアルミなどからなり、略矩形状に形成されている。なお、放熱フィン３が放射状に設けられていてもよい。

電源装置２は中央に開口部を有するロの字形状であり、器具本体１の底部の裏面に設けられた取付穴７にネジ止め固定されている。この電源装置２は器具本体１の底部の裏面に設けられ、放熱フィン３よりも内側に位置し、放熱フィン３に囲まれている。

能動的な対流を発生させる送風手段８は器具本体１の底部の裏面に設けられ、電源装置２の中央開口部の内側位置にある。電源装置２と同様に、器具本体１の底部の裏面に設けられた取付穴７にネジ止め固定されている。この送風手段８として、例えばファンなどがある。

この送風手段８が作動して対流を発生させると、図３に示すように、対流の向きは器具本体１の上側方向となる。また、図４に示すように、対流の向きを器具本体１の下側方向とすることもできる。これは、例えば送風手段８がファンである場合等に、対流の向きを上側方向にしたい場合は通常回転、対流の向きを下側方向にしたい場合は逆回転、とすることで実現する。

したがって、電源装置２が器具本体１によってＬＥＤユニット４と分離されていることで、ＬＥＤユニット４と電源装置２の熱が互いに殆ど伝わらないため、ＬＥＤユニット４と電源装置２の温度上昇を抑制できる。また、電源装置２の中央付近に開口部を設けることによって電源装置２の表面積が増大するため、放熱性が向上する。また、電源中央付近の開口部にファンを設けることによって能動的な上側方向の対流を発生させ、自然対流よりも流速が増し、器具全体の放熱が促進できる。また、下側方向の対流を発生させると、最も高温になる電源装置中央付近の器具本体１の底部の裏面に外部の冷たい空気を吹き付けることができるため、効率よく温度を低下させることができる。

これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１をコンパクトにすることが可能となる。

なお、図５に示すように、電源装置２の形状をコの字形状にしてもよい。この場合は、電源装置２の配線基板を形成する際、コの字形状とすることで互い違いに基板を配置させることができるので、単位面積当たりの取り数が増え、コストが低減できる。

また、図６に示すように、電源装置２の形状をＬ字形状にしてもよい。この場合は、電源装置２の配線基板を形成する際、Ｌ字形状とすることでこの配線基板の取り数の自由度が増すため、コスト低減ができる。

図７〜１１は、本願請求項２に対応した第二の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

なお、ここでは、上記第一の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項（構成、作用効果等）については、上記第一の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ５が光源として実装されたＬＥＤユニット４と、電源装置２と、前記ＬＥＤユニット４と前記電源装置２とが取り付けられた器具本体１と、を備えたＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤユニット４が器具本体１の底部の表面に取り付けられ、電源装置２が器具本体１の底部の裏面に取り付けられ、電源装置２の中央付近に開口部が設けられ、この開口部の内側位置にペルチェ素子９が設けられている。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、上記の第一の実施形態のＬＥＤ照明装置に設けられている送風手段８の代わりにペルチェ素子９を設けたものであり、その他の構成は第一の実施形態のＬＥＤ照明装置と同様である。

このペルチェ素子９は器具本体１の底部の裏面に設けられ、電源装置２の中央開口部の内側位置にある。電源装置２と同様に、器具本体１の底部の裏面に設けられた取付穴７にネジ止め固定されている。

したがって、図９に示すように、電源中央付近の開口部にペルチェ素子９を設けることによって器具本体１の底部の裏面の温度を低下させることができる（図９に示す、Ｂ部分の温度が低下する）。また、器具本体１の底部の裏面を冷却すると同時に、熱が移動してペルチェ素子９自体が発熱し（図９に示す、Ａ部分が発熱する）、ペルチェ素子９の温度が周囲に比べて高温になることから、器具本体１側から上向きに流速の速い対流が発生し、器具全体の放熱を促進できる。これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１をコンパクトにすることが可能となる。

なお、図１０に示すように、電源装置２の形状をコの字形状にしてもよい。この場合は、電源装置２の配線基板を形成する際、コの字形状とすることで互い違いに基板を配置させることができるので、単位面積当たりの取り数が増え、コストが低減できる。

また、図１１に示すように、電源装置２の形状をＬ字形状にしてもよい。この場合は、電源装置２の配線基板を形成する際、Ｌ字形状とすることでこの配線基板の取り数の自由度が増すため、コスト低減ができる。

図１２、１３は、本願請求項１、３に対応した第三の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、器具本体１と電源装置２との間に隙間を設けている。

具体的には、器具本体１の底部の上方に、電源装置２を固定するための固定用リブ１１が設けられている。電源装置２はこの固定用リブ１１の上にネジ止め固定されている。これにより器具本体１と電源装置２との間の隙間が形成される。

したがって、電源装置２と器具本体１とは、大部分がネジ止めされた固定用リブ１１で接続されているだけであり、熱的には殆ど分離された状態であるので電源装置２の熱がＬＥＤ５の放熱を殆ど阻害しない。よって、器具本体１と放熱フィン３からＬＥＤ５の放熱が促進される。

また、図１３に示すように、前記の隙間を設けることによって、空気の対流の電源装置下方付近での抵抗が低減し、対流速度が増すため、電源装置２の放熱が促進される。

図１４、１５は、本願請求項１、３、４に対応した第四の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、器具本体１と電源装置２との間に隙間を設けている。そして、器具本体１の板部の、電源装置２の開口部の内側位置に放熱孔１０を設けている。

具体的には、器具本体１の底部の上方に、電源装置２を固定するための固定用リブ１１が設けられている。電源装置２はこの固定用リブ１１の上にネジ止め固定されている。これにより器具本体１と電源装置２との間の隙間が形成される。そして、送風手段８であるファンの下方に放熱孔１０が設けられている。また、放熱孔１０の下方にはＬＥＤユニット４及びＬＥＤ５及びレンズ体６は設けられていない。

したがって、器具本体１に放熱孔１０を設けているので、図１５に示すように、放熱孔１０から電源装置２に空気が流れ込む。そして、放熱孔１０から電源装置２への到達距離が短いので、温度の低い空気が電源装置２に流れ込むこととなる。また、電源装置２と器具本体１とは、大部分がネジ止めされた固定用リブ１１で接続されているだけであり、熱的には殆ど分離された状態であるので電源装置２の熱がＬＥＤ５の放熱を殆ど阻害しない。よって、器具本体１と放熱フィン３からＬＥＤ５の放熱が促進される。また、前記の隙間を設けることによって、空気の対流の電源装置下方付近での抵抗が低減し、対流速度が増すため、電源装置２の放熱が促進される。これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１を更にコンパクトにすることが可能となる。

図１６は、本願請求項１、４に対応した第五の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、器具本体１の板部の、電源装置２の開口部の内側位置に放熱孔１０を設けている。

具体的には、送風手段８であるファンの下方に放熱孔１０が設けられている。また、放熱孔１０の下方にはＬＥＤユニット４及びＬＥＤ５及びレンズ体６は設けられていない。

したがって、器具本体１に放熱孔１０を設けているので、図１６に示すように、放熱孔１０から電源装置２に空気が流れ込む。そして、放熱孔１０から電源装置２への到達距離が短いので、温度の低い空気が電源装置２に流れ込むこととなる。これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１を更にコンパクトにすることが可能となる。

図１７は、本願請求項２、３に対応した第六の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

なお、ここでは、上記第二の実施形態と相違する事項についてのみ説明し、その他の事項（構成、作用効果等）については、上記第二の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、電源装置２の開口部の内側位置にペルチェ素子９が設けられている。そして、器具本体１と電源装置２との間に隙間を設けている。

また、図１７に示すように、前記の隙間を設けることによって、空気の対流の電源装置下方付近での抵抗が低減し、対流速度が増すため、電源装置２の放熱が促進される。

これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１を更にコンパクトにすることが可能となる。

図１８〜２０は、本願請求項２、４に対応した第七の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、電源装置２の開口部の内側位置にペルチェ素子９が設けられている。そして、器具本体１の板部の、電源装置２の開口部の内側位置に放熱孔１０を設けている。

具体的には、ペルチェ素子９の下方に放熱孔１０が設けられている。また、放熱孔１０の下方にはＬＥＤユニット４及びＬＥＤ５及びレンズ体６は設けられていない。そして、図１８、１９に示すように、ペルチェ素子９の一端及び他端には器具本体１の底部との間にそれぞれ取付治具１２が設けられている。この取付治具１２は、ペルチェ素子９のそれぞれの端部よりも、器具本体１との接触面積が大きい。よって、器具本体１から発生した熱が効率よくペルチェ素子９に伝わることとなる。なお、図２０に示すように、放熱孔１０に隣接するようにペルチェ素子９を設けてもよい。

したがって、器具本体１に放熱孔１０を設けているので、放熱孔１０から電源装置２に空気が流れ込む。そして、放熱孔１０から電源装置２への到達距離が短いので、温度の低い空気が電源装置２に流れ込むこととなる。これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１を更にコンパクトにすることが可能となる。

図２１は、本願請求項２、３、４に対応した第八の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示している。

本実施形態のＬＥＤ照明装置は、電源装置２の開口部の内側位置にペルチェ素子９が設けられている。そして、器具本体１と電源装置２との間に隙間を設けている。そして、器具本体１の板部の、電源装置２の開口部の内側位置に放熱孔１０を設けている。

具体的には、器具本体１の底部の上方に、電源装置２を固定するための固定用リブ１１が設けられている。電源装置２はこの固定用リブ１１の上にネジ止め固定されている。これにより器具本体１と電源装置２との間の隙間が形成される。そして、ペルチェ素子９の下方に放熱孔１０が設けられている。また、放熱孔１０の下方にはＬＥＤユニット４及びＬＥＤ５及びレンズ体６は設けられていない。そして、ペルチェ素子９の一端及び他端には器具本体１の底部との間にそれぞれ取付治具１２が設けられている。この取付治具１２は、ペルチェ素子９のそれぞれの端部よりも、器具本体１との接触面積が大きい。よって、器具本体１から発生した熱が効率よくペルチェ素子９に伝わることとなる。なお、放熱孔１０に隣接するようにペルチェ素子９を設けてもよい。

したがって、器具本体１に放熱孔１０を設けているので、図２１に示すように、放熱孔１０から電源装置２に空気が流れ込む。そして、放熱孔１０から電源装置２への到達距離が短いので、温度の低い空気が電源装置２に流れ込むこととなる。また、電源装置２と器具本体１とは、大部分がネジ止めされた固定用リブ１１で接続されているだけであり、熱的には殆ど分離された状態であるので電源装置２の熱がＬＥＤ５の放熱を殆ど阻害しない。よって、器具本体１と放熱フィン３からＬＥＤ５の放熱が促進される。また、前記の隙間を設けることによって、空気の対流の電源装置下方付近での抵抗が低減し、対流速度が増すため、電源装置２の放熱が促進される。これにより、ＬＥＤ５及び電源装置２の熱が効率よく放熱されるため、器具本体１を更にコンパクトにすることが可能となる。

本願発明の第一の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す斜視図。同ＬＥＤ照明装置を示す図１でのＡ−Ａ’断面図。同ＬＥＤ照明装置における空気の対流の動きを示す図１でのＡ−Ａ’断面図。同ＬＥＤ照明装置における空気の対流の動きを示す図１でのＡ−Ａ’断面図。電源装置がコの字形状である同ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。電源装置がＬ字形状である同ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。本願発明の第二の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す斜視図。同ＬＥＤ照明装置を示す図７でのＡ−Ａ’断面図。同ＬＥＤ照明装置における空気の対流の動きを示す図７でのＡ−Ａ’断面図。電源装置がコの字形状である同ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。電源装置がＬ字形状である同ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。本願発明の第三の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す斜視図。同ＬＥＤ照明装置における空気の対流の動きを示す断面図。本願発明の第四の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す斜視図。同ＬＥＤ照明装置における空気の対流の動きを示す断面図。本願発明の第五の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す断面図。本願発明の第六の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す断面図。本願発明の第七の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す断面図。同ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。電源装置が放熱孔の隣に位置している同ＬＥＤ照明装置を示す斜視図。本願発明の第八の実施形態であるＬＥＤ照明装置を示す断面図。従来例であるＬＥＤ照明装置を示す断面図。

符号の説明

１器具本体
２電源装置
３放熱フィン
４ＬＥＤユニット
５ＬＥＤ
６レンズ体
７取付穴
８送風手段
９ペルチェ素子
１０放熱孔
１１固定用リブ
１２取付治具

Claims

ＬＥＤが光源として実装されたＬＥＤユニットと、電源装置と、前記ＬＥＤユニットと前記電源装置とが取り付けられた器具本体と、を備えたＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤユニットが器具本体の板部の表面に取り付けられ、電源装置が器具本体の板部の裏面に取り付けられ、電源装置の中央付近に開口部が設けられ、この開口部の内側位置に送風手段が設けられたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
ＬＥＤが光源として実装されたＬＥＤユニットと、電源装置と、前記ＬＥＤユニットと前記電源装置とが取り付けられた器具本体と、を備えたＬＥＤ照明装置であって、ＬＥＤユニットが器具本体の板部の表面に取り付けられ、電源装置が器具本体の板部の裏面に取り付けられ、電源装置の中央付近に開口部が設けられ、この開口部の内側位置にペルチェ素子が設けられたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
器具本体と電源装置との間に隙間を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ照明装置。
器具本体の板部の、電源装置の開口部の内側位置に放熱孔を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のＬＥＤ照明装置。