JP4987062B2 - lighting equipment - Google Patents
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Description
この発明は、光源としてLEDを利用した照明器具に関する。 The present invention relates to a luminaire using an LED as a light source.
従来から、他の光源に比べて消費電力が少ない省エネルギー照明として、LEDユニットを用いることが知られている。
また、LEDユニットは、白熱電球や蛍光灯などの他の光源に比べて、小さいためにデザイン性に優れた薄型照明器具としての期待も高い。
しかし、上記LEDユニットが発光するときには高い熱を発生するが、このように高い熱を発生すると、電気エネルギーの光への変換効率が悪くなり、LEDの最大の利点である低消費電力という特徴が活かせないうえ、LEDの寿命も短くなってしまう。
Conventionally, it is known to use an LED unit as energy-saving illumination that consumes less power than other light sources.
Moreover, since the LED unit is smaller than other light sources such as incandescent bulbs and fluorescent lamps, the LED unit is highly expected as a thin luminaire having excellent design.
However, when the LED unit emits light, high heat is generated. If such high heat is generated, the conversion efficiency of electrical energy into light is deteriorated, and the feature of low power consumption, which is the greatest advantage of the LED, is. Not only can it be used, but the life of the LED will be shortened.
このような問題を解決するものとして、特許文献1に記載した照明器具が従来から知られている。この従来の照明器具は、一対のアルミ製のケースにLED実装基板を直接組み込むようにしている。これは、熱伝導率の高いアルミの特性を生かして、放熱性をよくするようにしたものである。また、上記ケースやLED実装基板に通気孔や切り欠きを形成して、これら通気孔及び切り欠きを介して放熱効果をさらに高める工夫がされている。
上記のようにした従来の照明器具では、アルミの放熱効果に限界があるので、照明器具として効果的な放熱ができないという問題があった。
また、高温になったアルミに手などをじかに触れると、ケースを構成するアルミは熱伝導率が高いので、手が触れて手の熱が奪われた部分に、どんどん高熱が供給され続けることになる。そのために、使用者がそれをじかに触ったときに、熱伝導率が低いものに触れたときよりも、より熱く感じる。その熱さのために、使用者が不快感を覚えたりするという問題があった。
In the conventional lighting fixture as described above, there is a problem in that the heat dissipation effect of aluminum is limited, so that effective heat dissipation cannot be performed as a lighting fixture.
Also, if you touch your hands directly to the aluminum that has become hot, the aluminum that makes up the case has high thermal conductivity, so high heat will continue to be supplied to the part where the hands touched and deprived of the heat of the hands. Become. Therefore, when the user touches it directly, it feels hotter than when it touches something with low thermal conductivity. Due to the heat, there is a problem that the user feels uncomfortable.
なお、特許文献1には、上記ケースを樹脂で構成してもよいということが開示されている。確かに、上記ケースを樹脂で構成すれば、アルミダイキャストのケースのように、じかに手で触れてもそれほど熱く感じることはない。
しかし、樹脂は、熱放射性はよいが熱伝導性が悪いので、LEDが発光するときの熱が、ケース全表面に伝わり難くなり、その分、放熱性も悪くなるという問題が発生する。
Note that
However, since the resin has good heat radiation but poor heat conductivity, the heat generated when the LED emits light is difficult to be transmitted to the entire surface of the case, and accordingly, there is a problem that heat dissipation is also deteriorated.
この発明の目的は、低コストでありながら、効率よく放熱ができ、しかも、人が直接触れても火傷などしない照明器具を提供することである。 An object of the present invention is to provide a lighting apparatus that can efficiently dissipate heat at a low cost and that does not burn even when directly touched by a person.
第1の発明は、熱を拡散させる手段である熱伝導率が高い基板とこの基板に実装した1または複数のLEDとでLEDユニットを構成し、このLEDユニットの基板における上記LEDを実装した側の面であって、かつ、その基板に設けた発光部を除いた面に、熱伝導率が低くかつ熱放射率が高い樹脂製熱放射板を密着させた点に特徴を有する。
なお、基板に設けた発光部を除いた面とは、発光部さえ露出していれば、LEDユニットの一部を樹脂製熱放射板で覆ってもよいことを意味するものである。
1st invention comprises an LED unit by the board | substrate with high heat conductivity which is a means to diffuse a heat | fever, and 1 or several LED mounted in this board | substrate, and mounted the said LED in the board | substrate of this LED unit This is characterized in that a resin thermal radiation plate having a low thermal conductivity and a high thermal emissivity is adhered to the surface excluding the light emitting portion provided on the substrate.
In addition, the surface except the light emission part provided in the board | substrate means that a part of LED unit may be covered with a resin-made heat radiation board, if only the light emission part is exposed.
第2の発明は、熱を拡散させる手段である熱伝導率が高い素材からなる熱伝導板に発光部を備えたLEDユニットを設けるとともに、上記熱伝導板における上記LEDを実装した側の面であって、かつ、LEDユニットの発光部を除いた面に熱伝導率が低くかつ熱放射率が高い樹脂製熱放射板を密着させた点に特徴を有する。
なお、LEDユニットの発光部を除いた面とは、発光部さえ露出していれば、LEDユニットの一部を樹脂製熱放射板で覆ってもよいことを意味するものである。
According to a second aspect of the present invention, an LED unit including a light emitting portion is provided on a heat conductive plate made of a material having high thermal conductivity, which is a means for diffusing heat, and the LED on the side where the LED is mounted on the heat conductive plate . In addition, the present invention is characterized in that a resin thermal radiation plate having a low thermal conductivity and a high thermal emissivity is adhered to the surface of the LED unit excluding the light emitting portion.
The surface excluding the light emitting portion of the LED unit means that a part of the LED unit may be covered with a resin heat radiation plate as long as the light emitting portion is exposed.
第1の発明によれば、熱伝導率が高い基板とこの基板に実装した1または複数のLEDとでLEDユニットを構成し、このLEDユニットの基板における上記LEDを実装した側の面であって、かつ、その基板に設けた発光部を除いた面に、熱伝導率が低くかつ熱放射率が高い樹脂製熱放射板を密着させたので、LEDを発光させる際に発生する熱を、樹脂製熱放射板を介して放出させることができる。 According to the first invention, an LED unit is constituted by a substrate having high thermal conductivity and one or a plurality of LEDs mounted on the substrate, and the LED unit is mounted on the surface of the LED unit substrate . And, since the resin heat radiation plate having low thermal conductivity and high thermal emissivity is adhered to the surface excluding the light emitting part provided on the substrate, the heat generated when the LED is made to emit light It can be discharged through a heat-radiating plate.
第2の発明によれば、熱伝導率が高い素材からなる熱伝導板に発光部を備えたLEDユニットを設けるとともに、上記熱伝導板における上記LEDを実装した側の面であって、かつ、LEDユニットの発光部を除いた面に熱伝導率が低くかつ熱放射率が高い樹脂製熱放射板を密着させたので、LEDを発光させる際に発生する熱を、上記熱伝導板で素早く拡散させるとともに、その拡散させた熱を、上記熱放射板を介して放出させることができる。
According to the second invention, the LED unit provided with the light emitting portion is provided on the heat conductive plate made of a material having high thermal conductivity, and the surface of the heat conductive plate on which the LED is mounted, and Since the resin heat radiation plate with low thermal conductivity and high thermal emissivity is adhered to the surface of the LED unit excluding the light emitting part, the heat generated when the LED emits light is quickly diffused by the heat conduction plate. In addition, the diffused heat can be released through the thermal radiation plate.
さらに、第1,2の発明によれば、熱放射板は熱放射率が高い樹脂で構成されているので、その分、十分な放熱効果を達成することができる。このように放熱効果が高いので、その分、LEDの耐久性を上げることができる。
しかも、上記のように基板あるいは熱伝導板に熱伝導率の低い樹脂製の熱放射板を密着させたので、人が直接触れたとしても、熱さによる不快感を覚えることがなくなる。
Furthermore, according to the first and second inventions, since the heat radiation plate is made of a resin having a high heat emissivity, a sufficient heat radiation effect can be achieved. Thus, since the heat dissipation effect is high, the durability of the LED can be increased accordingly.
In addition, since the heat radiation plate made of resin having low thermal conductivity is brought into close contact with the substrate or the heat conduction plate as described above, even if a person touches directly, there is no feeling of discomfort due to heat.
さらに、基板や熱伝導板及び熱放射板は板状の部材からなるので、全体的な厚さを厚くしたり薄くしたりできる。このように全体の厚さを自由に決められるので、そのデザインの自由度も高まる。したがって、この照明器具を電気スタンドに応用したときには、従来にないまったく新しい、超薄型の斬新なデザインを実現できる。 Furthermore, since the substrate, the heat conduction plate, and the heat radiation plate are made of plate-like members, the overall thickness can be increased or decreased. Since the overall thickness can be freely determined in this way, the degree of freedom in design is also increased. Therefore, when this luminaire is applied to a desk lamp, it is possible to realize a completely new and ultra-thin and novel design that has never existed before.
一方、当該照明器具を薄くすれば、軽量化も可能になる。軽量化したこの発明の照明器具を電気スタンドに応用した場合には、ベース部分を小さくしても、その安定性を保つことができる。このように軽量化が可能でしかもベース部分を小さくできるので、梱包効率や輸送効率が高くなる。
さらに、当該照明器具を上からつるす構造にしたときには、軽量化が安全性につながることになる。
On the other hand, if the lighting fixture is thinned, the weight can be reduced. When the light fixture of this invention reduced in weight is applied to a desk lamp, the stability can be maintained even if the base portion is reduced. Thus, the weight can be reduced and the base portion can be made small, so that the packing efficiency and the transport efficiency are increased.
Furthermore, when the lighting fixture is structured to be hung from above, weight reduction leads to safety.
図1は、この発明の第1実施形態を示す照明器具の断面図である。
この第1実施形態では、発光部1aを備えたLED1を基板2に実装しているが、この基板2は熱伝導率が高い素材から構成されている。なお、この基板2には、LED以外の電子部品である電源回路、電流調整回路、その他制御回路を構成する部品等を実装してもよいことは当然である。
上記のようにした基板2の一方の面、すなわちLED1を実装した面とは反対側の全面に、ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)製の熱放射板3を密着させている。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lighting fixture showing a first embodiment of the present invention.
In this 1st Embodiment, although LED1 provided with the
A
上記樹脂製熱放射板3を構成する上記ABS樹脂は、熱伝導率が0.1〜0.18[W/(m・K)]、熱放射率が0.6〜0.9であり、その特性は熱伝導率が低く熱放射性が高いといえる。例えばアルミの場合には、熱伝導率が230[W/(m・K)]ときわめて高いが、熱放射率は0.05なので、上記ABS樹脂はアルミと比べて、熱伝導率が低いが、熱放射率はアルミ以上の特性を備えている。
The ABS resin constituting the resin
つまり、この第1実施形態では、ABS樹脂の上記特性、すなわち熱伝導率がきわめて低いが熱放射性が高いという特性に着目したもので、LED1の発光の際に発生する高熱は基板2を介してすばやく拡散し、その熱が樹脂製熱放射板3の全面に効率よく伝達されるとともに、その熱は、熱放射率が高い熱放射板3から効率的に放熱されることになる。
That is, in the first embodiment, the above characteristics of the ABS resin, that is, the characteristic that the thermal conductivity is extremely low but the thermal radiation is high, the high heat generated when the
上記のように放熱効率が高まれば、LED1を低温に保つことができ、LED1の光交換効率を高く保つことができるとともに、LED1の寿命も長くすることができる。
また、ABS樹脂は、上記のように熱伝導率がきわめて低いので、樹脂製熱放射板3で覆われた表面に手などが触れても火傷などしないことはもちろん、不快な熱さを感じさせることもない。
If the heat dissipation efficiency is increased as described above, the
In addition, since ABS resin has a very low thermal conductivity as described above, even if a hand touches the surface covered with the resin
したがって、第1実施形態の照明器具は、人が触れる可能性がある所にも、安心して設けることができるし、火傷の危険性や不快感を与える憂いがないので、LED1から発生する高熱に配慮することなく、LED1への供給電流を多くして照明の明るさを増すこともできる。
Therefore, the lighting apparatus according to the first embodiment can be provided with peace of mind in places where people may touch it, and there is no danger of burns or discomfort. Without consideration, the brightness of the illumination can be increased by increasing the supply current to the
図2に示した第2実施形態は、基板2に発光部1aを備えたLED1を実装するとともに、LED1を実装した面とは反対側の基板2の全面にABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)製の熱放射板3を密着させているが、この点は第1実施形態と同じである。ただし、この第2実施形態では、LED1を実装した基板2の他方の面であって、そのLED1の発光部1aを除いた面にも上記ABS樹脂製の熱放射板4を密着させたものである。また、上記基板2には、LED以外の電子部品である電源回路、電流調整回路、その他制御回路を構成する部品等を実装してもよいことは当然である。
In the second embodiment shown in FIG. 2, the
なお、上記のように発光部1aを除いた面とは、発光部1aさえ露出していれば、LED1の一部を樹脂製熱放射板4で覆ってもよいことを意味するものである。
このように第2実施形態においては、基板2の両面を樹脂製熱放射板3,4で覆っているので、その分、放熱性がよくなるとともに、人がどの方向から触れても火傷などの危険がない。
その他の特性は、第1実施形態と同様である。
Note that the surface excluding the
Thus, in 2nd Embodiment, since both surfaces of the board |
Other characteristics are the same as in the first embodiment.
図3に示した第3実施形態は、熱伝導率の高い素材からなる基板2の両面にLED1を設けるとともに、これら基板2の両面であって、上記LED1の発光部1aを除いた全表面を第1実施形態と同じABS樹脂からなる熱放射板3,4で覆ったものである。また、上記基板2には、LED以外の電子部品である電源回路、電流調整回路、その他制御回路を構成する部品等を実装してもよいことは当然である。
なお、この第3実施形態においても、発光部1aを除いた面とは、発光部1aさえ露出していれば、LED1の一部を樹脂製熱放射板3,4で覆ってもよいことを意味するものである。
In the third embodiment shown in FIG. 3, the
In the third embodiment as well, the surface excluding the
上記のようにした第3実施形態では、基板2の両面であって、かつ、LED1の発光部1aを除いた面を覆っているので、第2実施形態と同様に、放熱性がよくなるとともに、人がどの方向から触れても火傷などの危険がない。
また、この第3実施形態においては、基板2の両面にLED1を実装しているので、LED1から発生する熱はその分多くなるが、樹脂製熱放射板3,4も基板2の両面に密着させているので、十分な放熱効果を発揮させることができる。
その他の特性は、第1,2実施形態と同様である。
In the third embodiment as described above, since both surfaces of the
In the third embodiment, since the
Other characteristics are the same as those of the first and second embodiments.
図4に示した第4実施形態は、基板に発光部5aを備えたLEDユニット5をアルミ製の熱伝導板6に装着し、この熱伝導板6の一方の面、すなわちLEDユニット5を装着した面とは反対面に、ABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体)製の熱放射板7を密着させた構成にしている。
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the
また、上記熱伝導板6を構成するアルミは、伝導率が230[W/(m・K)]の、高伝導性金属であり、熱放射率は0.05である。これに対し、熱放射板7を構成する上記ABS樹脂は、熱伝導率が0.1〜0.18[W/(m・K)]、熱放射率が0.6〜0.9であり、特に、アルミと比べると、熱伝導率が低く、熱放射率が非常に高い。
The aluminum constituting the heat
このように熱伝導率の高い熱伝導板6の一方の面に、熱伝導率が低く、熱放射率が高い樹脂製熱放射板7を密着させることによって、LEDユニット5を発光させたときに出る高い熱は、上記熱伝導板6ですばやく拡散されるとともに、この拡散された熱が樹脂製熱放射板7から効率よく放熱されることになる。
Thus, when
言い換えると、熱伝導板6の一方の面を樹脂製熱放射板7で覆ったので、熱伝導板6にすばやく拡散した熱が樹脂製熱放射板7の全面に効率よく伝達されるとともに、高い熱放射率を持った樹脂製熱放射板7によって効率的な放熱ができることになる。
その結果、熱伝導率の高い熱伝導板6と熱放射率の高い熱放射板7とが相まって、全体の放熱性を向上させ、LEDユニット5を低温に保つことができる。
In other words, since one surface of the
As a result, the
また、樹脂製熱放射板7は熱伝導率が低いので、第1〜3実施形態と同様に樹脂製熱放射板7で覆われた表面に手などが触れても火傷などしないことはもちろん、不快な熱さを感じることもない。
したがって、LED1から発生する高熱に配慮することなく、LED1への供給電流を多くして照明の明るさを増すこともできる。
Moreover, since the resin-made
Therefore, the brightness of the illumination can be increased by increasing the supply current to the
図5に示した第5実施形態は、LEDユニット5を装着した側の熱伝導板6の表面に樹脂製熱放射板7を密着させたものである。すなわち、熱伝導板6の一方の面にLEDユニット5を装着するとともに、LEDユニット5を除いた熱伝導板6の露出面に上記樹脂製熱放射板7を密着させたもので、その作用効果は上記第4実施形態と同様である。
In the fifth embodiment shown in FIG. 5, a resin
なお、上記各実施形態において、LED1あるいはLEDユニット5を備えた面に、所定の空間を保ってカバーを設けてもよいものである。このように空間を保ってカバーを設けることによって、人がLED1あるいはLEDユニット5に直接触れることを防止できる。また、たとえカバーに触れたとしても、上記のように空間を維持しておけば、それが断熱効果を発揮するので、火傷等を防ぐことができる。
ただし、上記カバーと反対側には、樹脂製熱放射板3を設けているので、放熱効果に影響を及ぼすことはない。
In each of the above embodiments, a cover may be provided on the surface provided with the
However, since the resin-made
LEDを用いた電気スタンドに最適である。 Ideal for desk lamps using LEDs.
1 LED
1a 発光部
2 基板
3 樹脂製熱放射板
4 樹脂製熱放射板
5 LEDユニット
5a 発光部
6 熱伝導板
7 樹脂製熱放射板
1 LED
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