JP4832343B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば照明器具として用いられる発光装置に関するものである。

近年、例えば照明器具に用いられる発光装置として発光ダイオードを用いたものが開発されている。この発光ダイオードを用いた発光装置は、発光ダイオード素子によって発生された光を蛍光材料などによって波長の異なる光に変換して、白色光などの出力光をつくり出すものである。ここで、近年の照明器具などにおいて求められていることは、出力光の色合いの向上や長寿命化である。
特開２００７−５０５８号公報

上述の発光ダイオードを用いた発光装置において、出力光の色合いの向上や超寿命化を図るためには、発光ダイオードによって発生された熱に起因する発光特性の低下などを低減させる必要がある。

本発明は、このような課題に鑑みて案出されたものであり、発光ダイオードによって発生された熱の放散性を向上させることを目的とするものである。

本発明の発光装置は、基板に実装された発光ダイオードを有する発光ユニットと、前記発光ユニットの裏面側に設けられたカバーと、前記発光ユニットの前記裏面上に設けられており、前記カバーの内面に接している伝熱部材と、を備え、前記伝熱部材は、前記発光ユニットに接している底面部分と、屈曲部を有しており前記カバーに接している枠部分とからなり、さらに前記伝熱部材は、前記枠部分に枠通気孔を有するとともに、前記カバーは、第１のカバー通気孔および第２のカバー通気孔を有している。

本発明の発光装置は、発光ユニットの裏面側に設けられたカバーと、発光ユニットの裏面上に設けられておりカバーの内面に接している伝熱部材とを備えていることにより、発光ユニットによって発生された熱の放散性を向上させて、発光特性の低下などを低減させることが可能となる。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明の発光装置は、例えば照明器具として天井などに設置されるものであり、図１に示す構成からなる。図１は、本実施の形態における発光装置の構成を示す分解斜視図である。

本実施の形態の発光装置１は、発光ユニット１１と、発光ユニット１１の裏面１１ｂ側に設けられたカバー１２と、発光ユニット１１の裏面１１ｂ上に設けられた伝熱体１３とからなる。図１に示した発光装置１は、発光ユニット１１の裏面１１ｂに設けられたヒートシンク１４をさらに備えている。図２に示すように、本実施の形態の発光装置１は、例えば、天井２に埋め込んで設置されるダウンライトである。図２は、本実施の形態の発光装置１の設置例を示す断面図である。

図１に示すように、発光ユニット１１は、駆動電力が与えられることにより光を放つ発光手段であって、発光面１１および裏面１１ｂを有している。発光面１１ｅは、対象物を照らす光Ｌが放射される面であり、図２に示した設置構造において下方を向いている。

ここで、発光ユニット１１について、図３を用いて詳細に説明する。図３は、本実施の形態の発光装置１の構成を示す断面図である。発光ユニット１１は、基板１１１と、基板１１１上に実装された発光ダイオード１１２と、基板１１１に固定された反射部材１１３とからなる。発光ユニット１１の他の構成例としては、基板１１１と反射部材１１３とが一体的に形成されたものがある。

基板１１１は、発光ダイオード１１２（光源）を支持する基体であって、第１の面（図３において下面）１１１ａと第２の面（図３において上面）１１１ｂとを有している。基体１１１は、発光ユニット１１の裏面１１ｂ側に位置する。発光ダイオード１１２は、駆動電力が与えられることにより光を放つ光源であって、基板１１１の第１の面１１１ａに実装されている。図３に示した構成において、複数の発光ダイオード１１２が、基板１１１の第１の面１１１ｂに実装されている。

ここで、図３に示した構成において、発光ダイオード１１２は、基体に発光ダイオード素子が実装された発光ダイオードランプである。発光ダイオード素子は、例えばシリコーン樹脂などの透光性材料によって覆われている。発光ダイオード１１２の他の構成例としては、基板１１１に直接実装された発光ダイオード素子である。この構成においても、発光ダイオード素子は、例えばシリコーン樹脂などの透光性材料によって覆われている。

図３に示した構成において、反射部材１１３は、複数の発光ダイオード１１２の各々に対応する複数の開口１１３ａを有している。すなわち、反射部材１１３は、複数の発光ダイオード１１２の各々から放射された光を所定の方向へ導く複数の反射面を有している。反射部材１１３は、発光ユニット１１の発光面１１ｅ側に位置する。

本実施の形態において、カバー１２は、発光ユニット１１および放熱手段（伝熱部材１３，ヒートシンク１４）を大気中の浮遊物から保護するものであって、発光ユニット１１の裏面１１ｂ側に設けられている。本実施の形態における発光装置は、カバー１２を備えていることにより、埃などの大気中の浮遊物が伝熱部材１３やヒートシンク１４に堆積する可能性が低減されて、発光ユニットにおける温度上昇が低減される。

カバー１２は、例えば金属材料からなり、発光装置１の内部と外部との間で空気の対流Ｆが生じる通気孔１２ｆを有している。本実施の形態において、空気の対流Ｆは、発光ユニット１１によって発生された熱によって生じる。ここで、図４を用いて、空気の対流Ｆについて説明する。空気の対流Ｆは、本実施の形態の発光装置１が設置される環境に起因する。空気の対流Ｆの例について、図４（ａ）〜（ｃ）に示す。カバー１２は、発光ユニット１２側（図４において下方側）に設けられた第１の通気孔１２ｆａと、図４において上方側に設けられた第２の通気孔１２ｆｂとを有している。

図４（ａ）に示した空気の対流Ｆにおいて、第１の通気孔１２ｆａから流れ込んだ空気は、発光ユニット１１によって発生された熱とともに第２の通気孔１２ｆｂから出ていく。図４（ｂ）に示した空気の対流Ｆにおいて、第１の通気孔１２ｆａおよび第２の通気孔１２ｆｂの各々から流れ込んだ空気は、発光ユニット１１によって発生された熱とともに水平方向に出ていく。図４（ｃ）に示した空気の対流Ｆにおいて、第２の通気孔１２ｆｂから流れ込んだ空気は、発光ユニット１１によって発生された熱とともに第１の通気孔１２ｆａから出ていく。

本実施の形態において、伝熱部材１３は、例えば金属材料からなり、発光ユニット１１の裏面１１ｂ上に設けられている。

ここで、伝熱部材１３について、図５を用いて詳細に説明する。図５は、本実施の形態における伝熱部材１３の構成を示した斜視図である。伝熱部材１３は、発光ユニット１１の温度を低減させるものであって、発光ユニット１１に接する第１の部分と、カバー１２の内面に接する第２の部分とを有している。本実施の形態の発光装置は、伝熱部材１３を備えていることにより、発光ユニット１１の温度が低減されて、発光ユニット１１の発光特性が向上されている。

ここで、伝熱部材１３の第１の部分が発光ユニット１１に接しているとは、伝熱部材１３の第１の部分が、発光ユニット１１によって発生された熱をカバー１２に伝えられる状態にあることをいい、第１の部分が発光ユニット１１に直接接している構造と、第１の部分および発光ユニット１１が、比較的熱伝導の高い材料からなる部材を介して間接的に接している構造とを含む。伝熱部材１３の第２の部分がカバー１２に接しているとは、伝熱部材１３の第２の部分が、発光ユニット１１によって発生された熱をカバー１２に伝えられる状態にあることをいい、第２の部分とカバー１２とが直接接している構造と、第２の部分およびカバー１２が、比較的熱伝導の高い材料からなる部材を介して間接的に接している構造とを含む。

伝熱部材１３は、第２の部分に屈曲部１３ｂｐを有している。本実施の形態の発光装置は、屈曲部１３ｂｐを有していることにより、発光ユニット１１によって発生された熱に起因して生じる応力を吸収して、発光装置の全体に応力が加わることが低減されている。

図５に示した構成において、伝熱部材１３は、発光ユニット１１に接する底面部分１３ｂｓと、カバー１２の内面に接する枠部分１３ｆｐとを有している。ここで、伝熱部材１３の底面部分１３ｂｐが発光ユニット１１に接しているとは、伝熱部材１３の底面部分１３ｂｐが、発光ユニット１１によって発生された熱をカバー１２に伝えられる状態にあることをいい、底面部分１３ｂｐが発光ユニット１１に直接接している構造と、底面部分１３ｂｐおよび発光ユニット１１が、比較的熱伝導の高い材料からなる部材を介して間接的に接している構造とを含む。伝熱部材１３の枠部分１３ｆｐがカバー１２に接しているとは、伝熱部材１３の枠部分１３ｆｐが、発光ユニット１１によって発生された熱をカバー１２に伝えられる状態にあることをいい、枠部分１３ｆｐとカバー１２とが直接接している構造と、枠部分１３ｆｐおよびカバー１２が、比較的熱伝導の高い材料からなる部材を介して間接的に接している構造とを含む。屈曲部１３ｂｐは、枠部分１３ｆｐに設けられている。

本実施の形態において、伝熱部材１３の枠部分１３ｆｐは空気の対流Ｆが生じる通気孔１３ｆｃを有している。図５に示した構成において、通気孔１３ｆｃは、伝熱部材１３の枠部分１３ｆｐに設けられている。図３に示した構成において、伝熱部材１３は、カバー１２の第１の通気孔１２ｆａに対応する通気孔（第３の通気孔）１３ｆｃを有している。ここで、第３の通気孔１３ｆｃが第１の通気孔１２ｆａに対応するとは、空気の対流によって、第１の通気孔１２ｆａから入り込んだ空気が第３の通気孔１３ｆｃを通るような構成や、第３の通気孔１３ｆｃを通った空気が第１の通気孔１２ｆａから出ていくような構成のことをいう。

ここで、空気の対流について図６を用いて詳細に説明する。空気の対流は、本実施の形態の発光装置１が設置される環境に起因する。空気の対流の例について、図６（ａ）〜（ｃ）に示す。

図６（ａ）に示した空気の対流Ｆにおいて、第１の通気孔１２ｆａから流れ込んだ空気は、第３の通気孔１３ｆｃを通って、発光ユニット１１によって発生された熱とともに第２の通気孔１２ｆｂから出ていく。図６（ｂ）に示した空気の対流Ｆにおいて、第１の通気孔１２ｆａから流れ込んだ空気は、第３の通気孔１３ｆｃを通って、発光ユニット１１によって発生された熱とともに水平方向に出ていく。図６（ｃ）に示した空気の対流Ｆにおいて、第２の通気孔１２ｆｂから流れ込んだ空気は、第３の通気孔１３ｆｃを通って、発光ユニット１１によって発生された熱とともに第１の通気孔１２ｆａから出ていく。

図１に示した構成において、ヒートシンク１４は、発光ユニット１１の温度を低減させるものであって、発光ユニット１１の裏面１１ｂに設けられている。本実施の形態の発光装置は、ヒートシンク１４を備えていることにより、発光ユニット１１の温度を低減させて、発光ユニット１１の発光特性が向上されている。

ここで、ヒートシンク１４が発光ユニット１１の裏面１１ｂに設けられているとは、ヒートシンク１４が発光ユニット１１の裏面１１ｂ上に直接設けられている構成と、ヒートシンク１４が比較的熱伝導性の高い材料からなる部材を介して発光ユニット１１の裏面１１ｂに間接的に設けられている構成とを含むものである。図１に示した構成において、ヒートシンク１４は、伝熱部材１３を介して発光ユニット１１の裏面１１ｂに間接的に設けられている。

本発明の他の実施の形態の例として、図７に示すように、発光ユニット１１に駆動電力を供給する電源ユニット１５をさらに備えたものがある。図７に示した構成において、電源ユニット１５は、カバー１２に固定されている。

本発明の他の実施の形態の例として、カバー１２が熱伝導率の異なる複数の部分からなるものがある。ここで、図８を用いて、カバー１２の構成について説明する。カバー１２は、伝熱部材１３を囲む第１の部分１２ａと、第１の部分１２ａによって囲まれた空間上に位置する第２の部分１２ｂとからなる。第２の部分１２ｂは、第１の部分１２ａの熱伝熱率より小さい熱伝導率を有する。伝熱部材１３は、カバー１２の第１の部分１２ａに接している。カバー１２は、第１の部分１２ａに通気孔１２ｆａ，１２ｆｂを有している。

本実施の形態の発光装置は、大気中の浮遊物が堆積しやすい第２の部分の熱伝導率が第１の部分の熱伝導率より小さいことにより、発光ユニット１１によって発生された熱が埃などが堆積している第２の部分に伝わりにくく、発光装置の全体における温度上昇が低減されている。

本発明の発光装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の発光装置の設置例を示す図である。 本発明の発光装置の構成を示す断面図である。 空気の対流を示す図である。 伝熱部材１３の構成を示す斜視図である。 空気の対流を示す図である。 本発明の発光装置における他の構成を示す断面図である。 カバー１２の構成を示す斜視図である。

符号の説明

１１ 発光ユニット
１１１ 基板
１１２ 発光ダイオード
１２ カバー
１３ 伝熱部材
１３ｂｐ 屈曲部
１４ ヒートシンク

Claims (4)

1. 基板に実装された発光ダイオードを有する発光ユニットと、
   前記発光ユニットの裏面側に設けられたカバーと、
   前記発光ユニットの前記裏面上に設けられており、前記カバーの内面に接している伝熱部材と、を備え、
   前記伝熱部材は、前記発光ユニットに接している底面部分と、屈曲部を有しており前記カバーに接している枠部分とからなり、さらに前記伝熱部材は、前記枠部分に枠通気孔を有するとともに、
   前記カバーは、第１のカバー通気孔および第２のカバー通気孔を有していることを特徴とする発光装置。
2. 前記発光ユニットの前記裏面上に設けられたヒートシンクをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。
3. 前記伝熱部材は、前記発光ユニットと前記ヒートシンクとの間に設けられていることを特徴とする請求項２記載の発光装置。
4. 前記カバーに取り付けられており、前記発光ユニットに駆動電力を供給する電源ユニットをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の発光装置。

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