JP5520398B1 - Led照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
LED基板を支持する基板支持体の伝熱抵抗を下げ、放熱性の高いLED照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
光源となるLED基板と、該LED基板を支持する基板支持体とを本体内に備えたLED照明装置において、前記基板支持体をブロック形状とし、該基板支持体を前記LED基板の照射方向に合わせて前記本体に配置した
【選択図】図1
LED基板を支持する基板支持体の伝熱抵抗を下げ、放熱性の高いLED照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
光源となるLED基板と、該LED基板を支持する基板支持体とを本体内に備えたLED照明装置において、前記基板支持体をブロック形状とし、該基板支持体を前記LED基板の照射方向に合わせて前記本体に配置した
【選択図】図1
Description
本発明は、LED照明装置に関し、特に屋外で使用するLED照明装置に関するものである。
屋外で使用するLED照明装置は広い範囲を均一な明るさで照らす必要があり、その実現のために、光源であるLED素子を実装した複数のLED基板をLED照明装置の内部に配置している。
特許文献1に記載のLED照明灯は、LED光源体を支持する部材が熱伝導性の高い金属板製であるため、LED光源体への給電(発光)による熱をLED光源体を支持する部材を介して効率よく放熱できるため、LED素子への給電に伴う温度上昇を抑制でき、十分な照度と製品寿命とを確保できるという効果を奏する。
しかしながら、LED光源体を支持する部材、すなわちLED光源体を載置する載置板とその載置板に密着固定されるベース板とからなる放熱体が、熱伝導性と放熱性の高い金属板を使用して形成されているにも拘らず、載置板とベース板との間の熱経路の伝熱面積が載置板の板厚分のため伝熱抵抗が高く熱伝導の効率が低いという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、LED基板を支持する基板支持体の伝熱抵抗を下げ、放熱性の高いLED照明装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明にあっては、光源となるLEDユニット部材と、それを点灯させる電源装置及び点灯制御装置と、前記LEDユニット部材の配線部分を覆うためのインナーカバーと、前記LEDユニット部材と前記電源装置及び前記点灯制御装置と前記インナーカバーとが取り付けられる本体と、前記本体に設けられ前記LEDユニット部材の照射方向を覆うカバー部材と、を備え
前記LEDユニット部材は、複数のLED素子を実装したLED基板と、該LED基板を支持し前記本体に固定される基板支持体と、前記LED基板のLED素子に対応して該LED素子が露出する反射開口部が形成された反射部材と、を有しており、
前記基板支持体は、前記LED基板の照射方向に傾斜面が形成され、かつ前記本体に固定する底面がブロック状に形成された熱伝導性と放熱性を有するブロック体であり、
前記基板支持体の前記底面と、前記本体に形成された基板支持体固定部の固定面との平滑面同士が密着して固定されていることを特徴とする。
前記LEDユニット部材は、複数のLED素子を実装したLED基板と、該LED基板を支持し前記本体に固定される基板支持体と、前記LED基板のLED素子に対応して該LED素子が露出する反射開口部が形成された反射部材と、を有しており、
前記基板支持体は、前記LED基板の照射方向に傾斜面が形成され、かつ前記本体に固定する底面がブロック状に形成された熱伝導性と放熱性を有するブロック体であり、
前記基板支持体の前記底面と、前記本体に形成された基板支持体固定部の固定面との平滑面同士が密着して固定されていることを特徴とする。
また請求項2に記載の発明にあっては、前記基板支持体は断面略台形状であり、該基板支持体の前記底面に、前記本体との固定ネジのネジ穴を形成するとともに、前記傾斜面の反対側の垂直面に前記固定ネジ締め付け工具の挿入溝を設けたことを特徴とする。
また請求項3に記載の発明にあっては、前記基板支持体は、アルミダイカスト成形により形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、LED基板を、熱伝導性と放熱性を有する基板支持体を介して本体に配置することで、LED基板から本体までの熱経路の伝熱抵抗を下げ、効率良く熱を伝達し、放熱性を向上することができる。
以下に、本発明に係るLED照明装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係るLED照明装置の部品構成図である。図1に示すように、本発明のLED照明装置100は、本体1と、その本体1の下部に固定された透光性カバー2と、本体1と透光性カバー2の内部に収納されるLEDユニット4と、このLEDユニット4の下端部(配線部分)を覆うためのインナーカバー3を有している。本体1の内部に電源装置5と点灯制御装置6が固定されており、透光カバー2は、本体1内部に固定されたLEDユニット4とインナーカバー3を覆っている。
本体1は金属や合成樹脂を使用して概略半円盤形状に成形され、この本体1にネジ止め等により固定されるボックス形の透光性カバー2は透光性樹脂を使用して成形されている。
図2を用いて、各LEDユニット部材41〜46及び、42'〜45'の構造について説明する。尚、LEDユニット部材の構造についての説明は、各LEDユニット部材が同じ構造であるため、LEDユニット部材43を代表例として行う。図2(c)は、LEDユニット部材43の部品構成図であり、LED素子200が実装されたLED基板43bは、反射体43aと基板支持体43cに挟持されている。反射体43aに設けられた取付穴43gとLED基板43bの取付穴43f及び、基板支持体43cに設けられた固定穴43fを重ね合わせ、固定ネジ43dを使用してそれら3つの部材を同時に固定する。
反射体43aは高反射率の添加材が配合された合成樹脂で成形、または、耐熱性の良好な合成樹脂で成形された後、アルミ蒸着メッキなどのメッキ加工を施し反射率を高められる。反射体43aはLED基板43b上に実装された各LED素子200の発光面が露出するようにLED素子に対応して複数の開口部(反射部)43hを有し、各LED素子200を囲うように凹湾曲状に形成されている。この反射体43aにより、配光が制御されている。
基板支持体43cは、熱伝導率と放熱率が高い材料、例えばアルミニウムを切削加工や、アルミダイカスト成形により断面略台形型のブロック状に形成されている。基板支持体43cは、前面部が傾斜面となっており、この傾斜面がLED基板42bの照射方向となる。基板支持体43cの底面43jには固定穴43k、43k'が設けられ、これらの固定穴を使用して基板支持体43cが本体1に固定される。すなわち、本体1の内面には図4(a)(b)に示すようにLEDユニット固定部110が設けられており、このLEDユニット固定部110に各LEDユニットの配置に対応して、後述の固定穴113a、113bが穿設され、基板支持体43cの底面43jをLEDユニット固定部110の表面部に密着して固定ネジ(不図示)により固定される。固定ネジを工具を用いて締め付けるため、LED基板43bを取付ける面と反対側の垂直面(図2参照)に工具挿入溝43nが設けられている。
上述の通り、本体1の内面には図3に示すように、LEDユニット部材41〜45及び、42'〜45'を取付けるためのLEDユニット固定部110が設けられ、略中央部にはLEDユニット部材46を取り付けるためのLEDユニット固定部120が設けられている。これらLEDユニット固定部110、120は、本体1と一体成形され、各LEDユニット部材41〜46及び、42'〜45'に備えられている基板支持体41c〜46c及び、42'c〜45'cの底面41j〜46j及び、42'j〜45'jが密着して固定されるように平坦で、しかも、平滑な面となっている。また、LEDユニットを固定するための固定穴111a〜120a及び111b〜120bが設けられている。これらのLEDユニット固定部110に設けられた固定穴111a〜120a及び111b〜120bは、例えば113aと113bが一対でLEDユニット部材43の固定に使用されるように、各LEDユニットに対応する一対の固定穴が決まっており、対応する固定穴にLEDユニット部材を固定するだけで、図6に示すように所定の照射方向にLED基板と反射体を向けることができる。
本発明の基板支持体は、図4(b)に示すように、図中斜線で示される基板支持体44cの底面44jがブロック状となっているため、例えばアルミ板の薄板面に比べて伝熱面積が広く取れる。他の基板支持体の底面も同じ構成となっているため、優れた伝熱性が確保できる。さらに、各基板支持体の底面の表面及び、本体の固定部110、120の表面を研削加工し面同士が密着し接触面積を広くしているため、基板支持体から本体への伝熱性を向上させることができる。
以上の通り、発光に伴いLED基板で発生した熱は、各ユニット部材41〜46及び42'〜45'の各基板支持体に伝わり、伝熱抵抗が低いために効率よく本体のLEDユニット固定部110、120まで伝わり、伝わった熱は本体から外部へ放熱される。
図1及び図7に示す通り、電源装置5とLEDユニット4は、配線10により電気的に接続されている。すなわち、各LEDユニット部材にはコネクタ41m〜46m、41'm〜46'mが取り付けられ、これに対応して配線10の末端部(両端部)にもコネクタ10aが取り付けられており、双方のコネクタ同士を着脱可能に接続している。例えば、LEDユニット部材45に取付けられたコネクタ45mに配線10の末端のコネクタ10aを接続し、配線10の他端部のコネクタ10aをLEDユニット部材45に隣接するLEDユニット材部44のコネクタ44mに接続し、以後、同様にLEDユニット部材のコネクタに順番に、配線10に取付けられたコネクタ10aを接続していくことで誤配線を防ぎながら確実に配線を行うことができる。なお、コネクタ41m〜46m、41'm〜46'mは通常電気器具で使われる公知の構造をした配線用のコネクタである。
インナーカバー3は、本体1の形状と対応した概略半円盤形状であり、合成樹脂を使用して成形されている。図6(b)は同図(a)のH−H'線断面図であり、インナーカバー3は、図5、図6(b)に示すように、底面部32から立ち上がる壁33と壁33から略水平方向に延出し形成される折返部34により構成されており、図5(a)、(b)に示す通り、底面部32には中空筒状の突状部35、36、37が設けられ、図5(c)に示す通り、それらの底部には固定用のネジ(不図示)が貫通するためのネジ穴35a、36a、37aが設けられている。図5(c)、(d)に示すように、インナーカバー3の略中央部に、LEDユニット46の傾斜部31が図6(b)中の矢印で示す被取付部材8とは反対方向に照射するように傾斜させて形成され、その傾斜部には開口部31aが設けられている。LEDユニット46はその開口部31aを通して照射を行う。図6(b)に示すように、インナーカバー3は、これらのネジ穴35a、36a、37aに固定ネジ(図示せず)を用いて本体1内部に設けられた固定用ボス17a、17b、17cに固定される。
インナーカバー3は、本体1の内部に固定された電源装置5と点灯制御装置6を下方から覆うとともに、LEDユニット群4の下部に備えられたコネクタ41m、42m・・・・、さらにそれらを電気的に接続するための配線10を覆っている。インナーカバー3はコネクタ41m、42m・・・・の部分を覆うため、LEDユニット群4の開口部43hからのLED照射を妨げることはない。
図7は電源装置5及び、各LEDユニットとの配線が完了した状態を示している。なお、図7では、内部の状態が見えるようにカバーを外している。図7からわかるように、LEDユニット群4に接続されている配線10の取り回しが煩雑に見えるため美観を損ねている。
図8は、インナーカバー3を本体1に取付けた状態である。インナーカバー3が電源装置5、点灯制御装置6及び、配線10が接続されたコネクタ41m〜46m、41'm〜46'mを覆い隠している。また、配線10及び、配線10と接続されたコネクタ41m〜46m、41'm〜46'mも覆い隠されている。
上記の通り、本体1に取付けられたインナーカバー3は、本体1の内部に固定された電源装置5と点灯制御装置6と、LEDユニット群4の下部に備えられたコネクタ、さらにそれらを電気的に接続するための配線10を覆っているので、図9に示すように、被取付部材8に取付けられたLED照明装置100を下から見上げたとき、インナーカバー3によってLEDユニット群4の反射体41a〜46及び、42'a〜45'aの部分以外は目視できないので美観を損ねることがない。
上述したLED照明装置100には自動点滅ユニット7(図1)が設けられている。この自動点滅ユニット7は、図10及び図11に示すように、受光センサー71cを備えた自動点滅基板71、遮光部材73及び透光性キャップ72から構成されている。遮光部材73は中間部に隔壁部73eを有しており、隔壁部73eの前方部に空隙部73bが形成されている。自動点滅基板71は、遮光部材73の後端部に形成された自動点滅基板収納凹部73aに装着されており、受光センサー71cは、隔壁部73eに設けられた開口部73d(図10参照)を通って空隙部73bに突出している。遮光部材73の空隙部73bの開口側(先端側)は本体1の内壁に設けた溝14aに挿入され、遮光性と基板の保持性が確保されている。遮光部材73は遮光性の良好な黒色のゴム等で成形される。
自動点滅基板71を収容した遮光部材73は、図12(b)に示す、本体1に設けられた基板固定用スリット18a、18b、18c、18dに挿入することで、図12(c)に示すように位置決めされ、遮光部材73に収納される自動点滅基板71に取付けられた受光センサー71cの軸方向が固定される。図10に示す自動点滅基板71の四隅部71a、71a'、71b、71b'はそれぞれ基板固定用スリット18d、18a、18c、18bに差し込み、本体1の内壁から延出するボス17、17'に点灯制御装置6の底部延出部61をネジ等で固定すると、点灯制御装置6の底部延出部61と基板固定用スリット18a、18b、18c、18dによって自動点滅基板71が挟持されて、自動点滅基板71を収容した遮光部材73が本体1内部に図12(a)のように固定される。
図11に示すように、透光性キャップ72は、本体1に設けられた採光孔14に圧入される円筒部72bと、その円筒部72bの一端側に採光孔14の直径より大きい直径である円形の採光窓部72aと、円筒部72bの他端側に透光性キャップ72が外れないように係合部72cとからなっている。採光窓部72a、円筒部72b、係合部72cはそれぞれ採光孔14に密着しているので、水密性が高く雨水等の浸入を防止する。透光性キャップ72は、シリコーンゴム等の透光性を有する軟質部材を用いて一体成形される。
以上の通り、遮光部材73と採光窓部72aと採光孔14とで受光センサー71cが受光するための空間が形成され、遮光部材73により外乱光の進入を防ぐので、受光センサー71cは採光窓部72aから採り込んだ光だけを受光することができる。
受光センサー71cで受光し、自動点滅基板71の出力信号に応じて、電源装置5に接続されている点灯制御装置6が供給電力の遮断・供給の制御を行い、LEDユニットの消灯・点灯が行われる。
図13は図6(a)に記載のI−I'線断面図であり、自動点滅ユニット7は上面から見ると、中央部からずらし、LED照明装置100を電柱やポール等の被取付部材8に取付けるための取付アーム15の横に備えられている。LED照明装置100の中央部、つまり被取付部材8と取付アーム15の間に透光性キャップ72を設けると、落葉等の異物が被取付部材8と取付アーム15とで囲まれた空間を塞いでしまった場合、周囲が明るい状態でも透光性キャップ72から採り込む照度が低下し、自動点滅ユニット7は夜間として判断してしまい、いつまでも点灯が続く可能性がある。このような誤動作を防止するために自動点滅ユニット7は落葉等の異物に覆われないように、中央部からずらして設置している。
図14は被取付部材8にLED照明装置100を取付けた状態である。自動点滅ユニット7の透光性キャップ72は略水平に、LED照明装置100のLEDユニット4の照射方向とは略反対方向に取り付けられている。この位置に取り付けることで、上方の光を受光しないので、夜間でも周囲の建物の照明や看板等の明かり等の外乱光の受光を防止でき、また、下方の光を受光しないので、路面とその周辺の光を受光せず、夜間に自動車のライトにより、自動点滅器が屋外が明るくなったと認識するために所定時間の間、路面が明るく照らされたとき、自動点滅器に内蔵されたスイッチは遮断し消灯してしまうという誤動作が防止できる。更に遮光部材73と採光窓部72aと採光孔14とで受光センサー71cが受光するための空間が形成され、遮光部材73により外乱光の進入を防ぐので、LEDユニット群4の照射光が透光性カバー2で反射された光を受光して外が明るくなったと認識してしまう誤動作も防止できる。
透光性キャップ72の上には庇11が設けられ、上方からの外乱光が透光性キャップ72に入射するのを防止し、また、雨水等が透光性キャップ72に直接降りかかりLED照明装置100の内部への浸水を防止する。
1 本体
2 透光性カバー
3 インナーカバー
4 LEDユニット群
41c〜46c、42'c〜45'c 基板支持体
5 電源装置
7 自動点滅ユニット
8 被取付部材
10 配線
11 庇
14 採光孔
100 LED照明装置
110、120 LEDユニット固定部
200 LED素子
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- 光源となるLEDユニット部材と、それを点灯させる電源装置及び点灯制御装置と、前記LEDユニット部材の配線部分を覆うためのインナーカバーと、前記LEDユニット部材と前記電源装置及び前記点灯制御装置と前記インナーカバーとが取り付けられる本体と、前記本体に設けられ前記LEDユニット部材の照射方向を覆うカバー部材と、を備え
前記LEDユニット部材は、複数のLED素子を実装したLED基板と、該LED基板を支持し前記本体に固定される基板支持体と、前記LED基板のLED素子に対応して該LED素子が露出する反射開口部が形成された反射部材と、を有しており、
前記基板支持体は、前記LED基板の照射方向に傾斜面が形成され、かつ前記本体に固定する底面がブロック状に形成された熱伝導性と放熱性を有するブロック体であり、
前記基板支持体の前記底面と、前記本体に形成された基板支持体固定部の固定面との平滑面同士が密着して固定されていることを特徴とするLED照明装置。 - 前記基板支持体は断面略台形状であり、該基板支持体の前記底面に、前記本体との固定ネジのネジ穴を形成するとともに、前記傾斜面の反対側の垂直面に前記固定ネジ締め付け工具の挿入溝を設けたことを特徴とする請求項1に記載のLED照明装置。
- 前記基板支持体は、アルミダイカスト成形により形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のLED照明装置。
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