JP5520398B1

JP5520398B1 - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP5520398B1
Application number: JP2013009642A
Authority: JP
Inventors: 潤笹嶋; 直樹芦萱
Original assignee: Iris Ohyama Inc
Current assignee: Iris Ohyama Inc
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: JP2014143027A

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

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。

特開２０１２−９３１６号公報

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。

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。

本発明のＬＥＤ照明装置の部品構成図である。同上のＬＥＤユニットの図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）は底面方向からみた外観斜視図（ｃ）は部品構成図、（ｄ）は同図記載のＡ−Ａ'の線断面図である。本発明のＬＥＤ照明装置の本体内側の形状の斜視図である。ＬＥＤユニットの伝熱面積についての説明図であり、（ａ）は本発明のＬＥＤ照明装置におけるＬＥＤユニットの配置を示した斜視図であり、（ｂ）は同図記載のＣ−Ｃ'の線断面図である。同上のインナーカバーの説明図であり、（ａ）は取付状態で下から見た斜視図、（ｂ）は取付状態で上から見た斜視図、（ｃ）は同図（ａ）記載の方向Ｆの矢視図、（ｄ）は同図（ｃ）記載のＧ−Ｇ'の線断面図である。同上のＬＥＤ照明装置を被取付部材に取付けた状態の図であり、（ａ）は全体外観斜視図、（ｂ）は同図（ａ）のＨ−Ｈ'線に沿う断面図である。同上の各ＬＥＤユニットと電源装置とを配線で接続した状態の斜視図である。同上の各ＬＥＤユニットと電源装置とを配線で接続した後、インナーカバーを装着した状態の斜視図である。同上を被取付部材に取付けた状態の斜視図である。同上の自動点滅器の部品構成図である。同上の自動点滅ユニット周辺の一部拡大断面図である。同上の自動点滅ユニットの本体への取付け状態を説明する斜視図であり、（ａ）は取付後、（ｂ）は取付前の状態を説明する斜視図、（ｃ）は同図（ｂ）記載の矢印Jで囲んだ部分の拡大図である。同上の図６（ａ）記載のＩ−Ｉ'の線断面図である。本発明のＬＥＤ照明装置を被取付部材に取付けた状態の背面側斜視図である。

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
４ＬＥＤ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
１００ＬＥＤ照明装置
１１０、１２０ＬＥＤユニット固定部
２００ＬＥＤ素子

Claims

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。