WO2009150711A1 - 照明器具 - Google Patents
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- H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
Definitions
- Patent Document 1 As a solution to such a problem, a lighting fixture described in Patent Document 1 has been conventionally known.
- an LED mounting substrate is directly incorporated in a pair of aluminum casings. This is to improve heat dissipation by taking advantage of the characteristics of aluminum with high thermal conductivity.
- a vent hole or a notch is formed in the housing or the LED mounting substrate, and the heat dissipation effect is further improved through the vent hole and the notch.
- JP 2006-179443 A Japanese Patent No. 3965929
- the above-mentioned aluminum LED mounting substrate must be adhered to the entire surface of the casing.
- the size and shape of the aluminum plate must be changed every time the size and shape of the housing are changed.
- 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.
- the heat generated when the LED emits light While being quickly diffused by the conductive plate the diffused heat can be released through the thermal radiation plate.
- the heat radiation plate is made of a resin having a high heat emissivity, a sufficient heat dissipation effect can be achieved.
- the durability of the LED can be increased accordingly.
- both surfaces of the heat conductive plate are covered with the resin heat radiation plate having low heat conductivity as described above, even if a person touches directly, there is no feeling of discomfort due to heat.
- the LED board unit is mounted on the heat conduction plate, it is possible to arrange the LED at an arbitrary position on the heat conduction plate without using a custom-made aluminum mounting board, and to provide the characteristics as a lighting fixture. Can be maintained. According to the shape of the housing and the arrangement of the LEDs, the cost is not increased as in the conventional case of designing an electric circuit on an aluminum plate. Furthermore, since the heat conduction plate and the heat radiation plate are made of plate materials and have a three-layer structure, 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.
- the weight can be reduced.
- the stability can be maintained even if the base portion is reduced.
- the weight can be reduced and the base portion can be made small, so that the packing efficiency and the transport efficiency are increased.
- weight reduction leads to safety.
- the aluminum constituting the heat conductive plate 3 is a highly conductive metal having a conductivity of 230 [W / (m ⁇ K)] and a heat emissivity of 0.05.
- the ABS resin constituting the heat radiation plates 4 and 5 has a heat conductivity of 0.1 to 0.18 [W / (m ⁇ K)] and a heat emissivity of 0.6 to 0.9.
- the thermal conductivity is low and the thermal emissivity is very high compared to aluminum. That is, resin-made heat radiation plates 4 and 5 having a low heat conductivity and a high heat emissivity are adhered to the exposed portion of the heat conductive plate 3 having a high heat conductivity.
- the heat conducting plate 3 since both surfaces of the heat conducting plate 3 are covered with the heat radiating plates 4 and 5, it is considered that the heat quickly diffused by the heat conducting plate 3 is efficiently transmitted from the surface to the heat radiating plates 4 and 5. .
- heat is quickly transmitted to the heat radiation plates 4 and 5, whereby the high heat emissivity of the heat radiation plates 4 and 5 is utilized more effectively and efficient heat dissipation can be performed.
- the overall heat dissipation performance of the heat conductive plate 3 having a high heat conductivity covered with the heat radiation plates 4 and 5 having a high heat emissivity becomes extremely good, and the LED board unit 1 can be kept at a desired low temperature. It was.
- the temperature of the LED substrate unit 1 can be kept lower than that of the conventional one, so that the light exchange efficiency of the LED can be kept high and the life of the LED can be extended.
- the heat radiation plates 4 and 5 have low thermal conductivity, even if a hand touches the surface covered with the heat radiation plates 4 and 5, the heat radiation plates 4 and 5 do not burn, of course. I don't feel it. This is because the heat is taken away by the hand etc. at the place touched by the hand etc., and the temperature of the contact place falls momentarily, but the heat is applied to the above contact place like when touching the metal casing of the conventional device. It is because it is not transmitted immediately. Therefore, the luminaire of this embodiment can be provided with peace of mind even where there is a possibility of human touch.
- the surface of the heat radiation plates 4 and 5 made of resin does not give a risk of burns or discomfort compared to a metal member even at the same temperature in the initial state. Even if it considers, the temperature of the LED board unit 1 can be set high. In other words, the brightness of the illumination can be increased by increasing the supply current to the LED.
- efficient thermal radiation is implement
- the luminaire shown in FIG. 1 can be reduced in size, the degree of freedom of design as a whole apparatus using this can be increased, and an excellent design can be formed.
- both surfaces of the heat conducting plate 3 are sandwiched between the resin heat radiating plates 4, 5, the aluminum constituting the heat conducting plate 3 and the heat radiating plates 4, 5 are constructed. Even if there is a difference in the coefficient of thermal expansion with the ABS resin, the plate member will not be bent by heat.
- a heat radiation plate made of ABS resin is provided only on one side of the heat conductive plate 3 made of aluminum, the structure may be warped due to the difference in expansion coefficient between them.
- both sides of the heat conduction plate 3 are covered with the resin heat radiation plates 4 and 5 to form a three-layer structure, and both sides of the heat conduction plate are sandwiched between heat radiation plates having the same expansion rate. Even if heat acts, they do not warp. Therefore, each plate member can be made thin to make an ultra-thin lighting fixture.
- the plate thickness of each of the heat conduction plate 3 and the heat radiation plates 4 and 5 is 2 [mm], the thickness is 6 [mm] in three layers, and 10 [W].
- the illuminance at an irradiation distance of 40 [cm] from the light source is 2000 [lx], and it has been confirmed that sufficient heat dissipation can be maintained.
- the said illumination intensity is sufficient brightness as illumination for fine work.
- the heat transfer plate 3 may be provided with a plurality of LED substrate units 1 to obtain a necessary amount of light, or the LED substrate unit 1 on which the plurality of LEDs 2 are mounted. It may be used.
- the lighting fixture of this embodiment can smoothly dissipate the heat generated based on the light emission of the LED while realizing sufficient brightness even with the thinness as described above.
- the position of the light source is adjusted by picking both sides of the lighting fixture with fingers. There will be no burns.
- the heat transfer plate 3 for quickly transmitting the heat of the LED 2 to the heat radiation plates 4 and 5 is a separate member from the LED substrate unit 1. Therefore, it is not necessary to consider the electrical characteristics of the heat conducting plate 3, and the arrangement of the LEDs 2 can be freely set by providing the LED unit 1 thereon. In particular, since LEDs have high light straightness, the brightness of the irradiated surface, how shadows are formed, and the like change depending on the arrangement. Therefore, although arrangement
- the opening 6 is formed in the heat radiating plate 5 provided on the surface on the side where the LED substrate unit 1 is attached in the heat conducting plate 3, the heat conduction is higher than that of the heat radiating plate 4 provided on the opposite side surface.
- the contact area with the plate 3 is small. That is, an area difference between the heat radiation plates 4 and 5 contacting both surfaces sandwiching the heat conducting plate 3 can be made, but if the difference is small, a difference in thermal expansion can be made and the three-layer structure is warped. There is nothing.
- the opening area formed in the heat radiating plate 5 is large, such as when a large number of LED substrate units 1 are provided, the thickness is made thicker than the heat radiating plate 4 and the heat radiating plate 4 provided on the opposite surface. It is necessary to balance.
- the resin-made heat radiation plates 4 and 5 provided on both surfaces of the heat conduction plate 3 are aligned with the outer periphery of the heat conduction plate 3, but the heat conduction plate 3 is exposed.
- the heat radiation plates 4 and 5 are covered and covered with the surface, for example, the heat radiation plates 4 and 5 are made larger than the heat conduction plate 3 as shown in FIG. You may make it the outer periphery of the thermal radiation plates 4 and 5 protrude outside. It should be noted that the amount of protrusion from the outer periphery of the heat conducting plate 3 does not have to be the same for the heat radiation plates 4 and 5, and only one of the heat radiation plates 4 or 5 may protrude.
- the end face of the heat conducting plate 3 may be covered with the heat radiating plate 4 or 5.
- the lighting fixture of the said embodiment is a shape applicable to a stand type apparatus
- the lighting fixture of this invention is applicable also to the pendant type apparatus suspended from the top. Even in that case, it is possible to realize a lighting apparatus that is small and light, has high heat dissipation efficiency, is bright, and has a long life, while making use of the super thin and excellent design. Moreover, since there is no discomfort due to the heat when touched by the hand, it can be lowered to a low position where it can be touched by the hand. In particular, in the case of a pendant type, there is also an advantage that safety is increased by weight reduction.
- an aluminum plate is used as the heat conducting plate of the present invention, but the material of the heat conducting plate is not limited to aluminum. Any ordinary metal satisfies the function as a heat conduction plate.
- copper has a thermal conductivity of 420 [W / m ⁇ K], which is higher than that of aluminum, and other metals have a higher thermal conductivity than ordinary resins.
- the weight can be further reduced. And if it becomes possible to reduce the size and weight, it is possible to realize a lighting device with better design.
- the material constituting the heat radiation plates 4 and 5 is not limited to the ABS resin of the above embodiment, but has a low thermal conductivity such as acrylic, polypropylene, polystyrene, acrylonitrile / styrene copolymer, and the like. A high general resin can be used. Note that the thermal radiation plates 4 and 5 do not necessarily have to be the same as long as the materials have similar coefficients of thermal expansion.
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Abstract
【課題】 この発明の目的は、低コストで放熱性がよく、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。 【解決手段】 熱伝導率の高い金属製の熱伝導板上３にＬＥＤ基板ユニット１を装着し、この熱伝導板３の両面であって、上記ＬＥＤ基板ユニット１の取り付け部分を除いた全露出面に、熱放射率が高く、熱伝導率が低い樹脂製の熱放射板４，５を密着させて、上記熱伝導板とその両面に設けた熱放射板とで三層構造とし、上記ＬＥＤ基板ユニット１から放出される熱を、上記熱伝導板３内で拡散させて上記樹脂製の熱放射板４，５に伝達し、伝達された熱を上記樹脂製の熱放射板４，５から外気へ放出する構成にした。
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。
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基板ユニットを用いることが知られている。
また、ＬＥＤ基板ユニットは、白熱電球や蛍光灯などの他の光源に比べて、小さいため、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基板ユニットが光を発するときには、かなりの高熱を発生する。この熱によってＬＥＤが高温になると、電気エネルギーの光への変換効率が悪くなってしまって、ＬＥＤの低消費電力であるという特徴を活かせないうえ、ＬＥＤの寿命も短くなってしまう。
また、ＬＥＤ基板ユニットは、白熱電球や蛍光灯などの他の光源に比べて、小さいため、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基板ユニットが光を発するときには、かなりの高熱を発生する。この熱によってＬＥＤが高温になると、電気エネルギーの光への変換効率が悪くなってしまって、ＬＥＤの低消費電力であるという特徴を活かせないうえ、ＬＥＤの寿命も短くなってしまう。
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、一対のアルミ製の筐体にＬＥＤ実装基板を直接組み込むようにしている。これは、高熱伝導性の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、上記筐体や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。
特開２００６－１７９４４３号公報
特許第３９６５９２９号公報
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、筐体を構成するアルミは熱伝導率が高いので、高温になったアルミに手などをじかに触れると、手が触れて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。
また、筐体を構成するアルミは熱伝導率が高いので、高温になったアルミに手などをじかに触れると、手が触れて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。
なお、特許文献１には、上記筐体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、上記筐体を樹脂で構成すれば、アルミダイキャストの筐体のように、じかに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、筐体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。
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、筐体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。
一方、筐体を樹脂で構成しながら、上記筐体の内面全体に接触する面積を有するアルミ製のＬＥＤ実装基板を用いることも考えられる。このように、ＬＥＤ実装基板をアルミ板で構成すれば、アルミは熱伝導率が高いので、ＬＥＤが発光するときの熱を、筐体全表面に速やかに拡散させることができ、樹脂製の筐体を介して熱を効率的に放出できることになる。
しかし、上記のように、ＬＥＤ実装基板に熱の拡散機能を兼ねさせると、ＬＥＤ実装基板の面積を樹脂製の筐体と同じような大きさにしなければならない。なぜなら、ＬＥＤ発光時の熱を、樹脂製の筐体全面に効率よく伝達するためには、上記アルミ製のＬＥＤ実装基板を筐体全面に密着させなければならないからである。このように筐体全面にＬＥＤ実装基板を密着させるためには、筐体の大きさや形状が変わるごとに、アルミ板の大きさや形状も変えなければならない。
しかし、上記のように、ＬＥＤ実装基板に熱の拡散機能を兼ねさせると、ＬＥＤ実装基板の面積を樹脂製の筐体と同じような大きさにしなければならない。なぜなら、ＬＥＤ発光時の熱を、樹脂製の筐体全面に効率よく伝達するためには、上記アルミ製のＬＥＤ実装基板を筐体全面に密着させなければならないからである。このように筐体全面にＬＥＤ実装基板を密着させるためには、筐体の大きさや形状が変わるごとに、アルミ板の大きさや形状も変えなければならない。
しかも、大きな板からなるアルミ板をＬＥＤ実装基板として用いる場合には、それに絶縁処理するほか、基板上にＬＥＤを配置するための、電気回路として特別な処理が必要になる。しかし、現状の市販品のＬＥＤ実装基板にはそれほど大きなものがないうえ、筐体に応じて上記のように大きなアルミ板に電気処理を施そうとすると、特注品となり、製造コストがかさんでしまうという問題が発生する。
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。
第１の発明は、熱伝導率の高い金属製の熱伝導板上にＬＥＤ基板ユニットを装着し、この熱伝導板の両面であって、上記ＬＥＤ基板ユニットの取り付け部分を除いた全露出面に、熱放射率が高く、熱伝導率が低い樹脂製の熱放射板を密着させて、上記熱伝導板とその両面に設けた熱放射板とで三層構造とし、上記ＬＥＤ基板ユニットから放出される熱を、上記熱伝導板内で拡散させて上記樹脂製の熱放射板に伝達し、伝達された熱を上記樹脂製の熱放射板から外気へ放出する構成にした点に特徴を有する。
第２の発明は、第１の発明において、熱伝導板が、アルミ板である点に特徴を有する。
なお、上記ＬＥＤ基板ユニットとは、ＬＥＤチップを基板に実装してユニット化した部品のことである。
なお、上記ＬＥＤ基板ユニットとは、ＬＥＤチップを基板に実装してユニット化した部品のことである。
第１、第２の発明によれば、ＬＥＤ基板ユニットを装着する金属製の熱伝導板の両面を樹脂製の熱放射板で覆ったので、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。そして、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、上記のように熱伝導板の両面を熱伝導率の低い樹脂製の熱放射板で覆っているので、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。
しかも、上記のように熱伝導板の両面を熱伝導率の低い樹脂製の熱放射板で覆っているので、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。
また、熱伝導板にＬＥＤ基板ユニットを装着するようにしたので、特注のアルミ製実装基板を用いなくても、熱伝導板上の任意の位置にＬＥＤを配置して、照明器具としての特性を維持できる。筐体の形状やＬＥＤの配置に応じて、アルミ板上に電気回路を設計する従来のように、コストがかさむようなこともなくなる。
さらに、熱伝導板及び熱放射板は板材からなり、しかもそれらを三層構造にしているので、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。特に、それぞれの板は、熱の伝導あるいは放射の機能だけ備えていればよいので、それらを薄くしようとすれば、極限まで薄くできる。例えば、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。
さらに、熱伝導板及び熱放射板は板材からなり、しかもそれらを三層構造にしているので、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。特に、それぞれの板は、熱の伝導あるいは放射の機能だけ備えていればよいので、それらを薄くしようとすれば、極限まで薄くできる。例えば、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。
一方、当該照明器具を極限まで薄くすれば、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。
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。
また、熱伝導板の両面を樹脂製の熱放射板で覆ったので、これら熱伝導板と熱放射板とからなる三層構造体が熱の作用で反り返ったりしない。例えば、金属製の熱伝導板の片面だけに樹脂製の熱放射板を設けると、それら両者の膨張率の違いから、当該構造体が反り返ってしまうことがある。しかし、上記のように熱伝導板の両面を樹脂製の熱放射板で覆って三層構造にして、熱伝導板の両側を同じ膨張率の熱放射板で挟んでいるので、熱が作用したとしても、それらが反り返ったりしない。
一方、上記のように当該照明器具を薄くすると、その板状の器具を指で挟み持つことが多くなる。しかし、上記のように熱伝導板の両面を樹脂製の熱放射板で覆っているので、それを指で摘んだとしても、熱さによる不快感を覚えたりしない。
第２の発明によれば、照明器具全体を軽量化できる。
一方、上記のように当該照明器具を薄くすると、その板状の器具を指で挟み持つことが多くなる。しかし、上記のように熱伝導板の両面を樹脂製の熱放射板で覆っているので、それを指で摘んだとしても、熱さによる不快感を覚えたりしない。
第２の発明によれば、照明器具全体を軽量化できる。
図１は、この発明の実施形態における照明器具の断面図である。
この実施形態では、ＬＥＤ基板ユニット１をこのアルミ製の熱伝導板３に装着し、この熱伝導板３の両面であって、ＬＥＤ基板ユニット１の取り付け部分を除いた全面に、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４，５を密着させて、これら熱放射板４，５と熱伝導板３とによって三層構造を構成している。但し、上記熱伝導板３の表面であって、ＬＥＤ基板ユニット１を装着している側の面に設けた熱放射板５には、ＬＥＤ基板ユニット１の装着部分に対応する開口６を形成している。
なお、上記ＬＥＤ基板ユニット１は、基板にＬＥＤチップ２を実装して、ユニット化した市販品である。
この実施形態では、ＬＥＤ基板ユニット１をこのアルミ製の熱伝導板３に装着し、この熱伝導板３の両面であって、ＬＥＤ基板ユニット１の取り付け部分を除いた全面に、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４，５を密着させて、これら熱放射板４，５と熱伝導板３とによって三層構造を構成している。但し、上記熱伝導板３の表面であって、ＬＥＤ基板ユニット１を装着している側の面に設けた熱放射板５には、ＬＥＤ基板ユニット１の装着部分に対応する開口６を形成している。
なお、上記ＬＥＤ基板ユニット１は、基板にＬＥＤチップ２を実装して、ユニット化した市販品である。
また、上記熱伝導板３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４，５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ことが分かる。
つまり、熱伝導率の高い熱伝導板３の露出部分に、熱伝導率が低く、熱放射率が高い樹脂製の熱放射板４，５を密着させている。
つまり、熱伝導率の高い熱伝導板３の露出部分に、熱伝導率が低く、熱放射率が高い樹脂製の熱放射板４，５を密着させている。
この実施形態の照明器具は、熱伝導率の高いアルミ製の熱伝導板３に上記ＬＥＤ基板ユニット１を密着させているので、ＬＥＤ２を発光させたとき発熱するが、その熱は、ＬＥＤ基板ユニット１からアルミ製の熱伝導板３内に拡散して速やかに熱放射板４，５まで伝達される。
上記熱伝導板３内を高速で伝わった熱は、熱伝導板３と熱放射板４，５との接着面まで到達してから、熱放射板４，５内を伝わってその表面から外気に放射される。
上記熱伝導板３内を高速で伝わった熱は、熱伝導板３と熱放射板４，５との接着面まで到達してから、熱放射板４，５内を伝わってその表面から外気に放射される。
つまり、熱伝導板３の両面を熱放射板４，５で覆ったため、熱伝導板３で速やかに拡散した熱が、その表面から熱放射板４，５に効率よく伝達されるものと考えられる。このように、熱放射版４，５へ速やかに熱が伝達されることにより、熱放射板４，５の高い熱放射率がより活かされ、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３を熱放射率の高い熱放射板４，５で覆った全体の放熱性がきわめてよくなり、ＬＥＤ基板ユニット１を所期の低温に保つことができた。
この実施形態によればＬＥＤ基板ユニット１の温度を従来のものよりも低く保てるので、ＬＥＤの光交換効率を高く保つことができるとともに、ＬＥＤの寿命も長くすることができる。
その結果、熱伝導率の高い熱伝導板３を熱放射率の高い熱放射板４，５で覆った全体の放熱性がきわめてよくなり、ＬＥＤ基板ユニット１を所期の低温に保つことができた。
この実施形態によればＬＥＤ基板ユニット１の温度を従来のものよりも低く保てるので、ＬＥＤの光交換効率を高く保つことができるとともに、ＬＥＤの寿命も長くすることができる。
また、上記のように熱放射板４、５は、熱伝導率が低いので、熱放射板４、５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。なぜなら、手などが触れた箇所では熱が手などに奪われて接触箇所の温度が瞬間的に下がるが、従来装置の金属製の筐体に触れたときのように、上記接触箇所に熱が直ちに伝達されることがないからである。
従って、この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。
このように、上記樹脂製の熱放射板４，５の表面は、初期状態で同じ温度でも金属製の部材と比べて、火傷の危険性や、不快感を与えることがないので、熱対策を考慮したとしても、ＬＥＤ基板ユニット１の温度を高めに設定できる。言い換えれば、ＬＥＤ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。
従って、この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。
このように、上記樹脂製の熱放射板４，５の表面は、初期状態で同じ温度でも金属製の部材と比べて、火傷の危険性や、不快感を与えることがないので、熱対策を考慮したとしても、ＬＥＤ基板ユニット１の温度を高めに設定できる。言い換えれば、ＬＥＤ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。
また、上記実施形態では、効率的な放熱を熱伝導板３及びその表面を覆う樹脂製の熱放射板４，５のみによって実現している。つまり、この実施形態の照明器具では、放熱フィンや放熱ファンなどを設けたり、手を触れないように大きなカバーを設けたりする必要がないので、安全な照明器具の小型化が可能になり、その使い勝手もよくなる。
さらに、図１に示す照明器具が小型化できれば、これを利用した装置全体としてのデザインの自由度も高くなり、デザイン性に優れたものを形成することもできる。
さらに、図１に示す照明器具が小型化できれば、これを利用した装置全体としてのデザインの自由度も高くなり、デザイン性に優れたものを形成することもできる。
そして、この実施形態の照明器具では、熱伝導板３の両面を樹脂製の熱放射板４，５で挟んでいるので、熱伝導板３を構成するアルミと、熱放射板４，５を構成するＡＢＳ樹脂との熱膨張率に差があっても、熱によって板部材が湾曲してしまうようなことがない。例えば、アルミ製の熱伝導板３の片面だけにＡＢＳ樹脂製の熱放射板を設けると、それら両者の膨張率の違いから、当該構造体が反り返ってしまうことがある。しかし、上記のように熱伝導板３の両面を樹脂製の熱放射板４，５で覆って三層構造にして、熱伝導板の両側を同じ膨張率の熱放射板で挟んでいるので、熱が作用したとしても、それらが反り返ったりしない。そのため、各板部材を薄くして、超薄型の照明器具とすることもできる。
例えば、この実施形態の照明器具において、上記熱伝導板３、熱放射板４，５のそれぞれの板厚を２［ｍｍ］とし、三層で６［ｍｍ］の厚さとし、１０［Ｗ］のＬＥＤ基板ユニット１を実装した上記ＬＥＤ基板ユニット１を用いた場合には、光源からの照射距離４０［ｃｍ］における照度が２０００［ｌｘ］であり、十分な放熱性も維持できることを確認している。そして、上記照度は、精細作業用の照明としても十分な明るさである。
なお、この照度を実現するために、上記伝熱板３には、複数のＬＥＤ基板ユニット１を設けて必要な光量を得るようにしてもよいし、複数のＬＥＤ２を実装したＬＥＤ基板ユニット１を用いてもよい。
なお、この照度を実現するために、上記伝熱板３には、複数のＬＥＤ基板ユニット１を設けて必要な光量を得るようにしてもよいし、複数のＬＥＤ２を実装したＬＥＤ基板ユニット１を用いてもよい。
このように、この実施形態の照明器具は、上記のような薄さでも、十分な明るさを実現しながら、ＬＥＤの発光に基づいて発生する熱を、スムーズに放熱することができるものである。
特に、上記したような超薄型のスタンドタイプの照明器具の場合、照明器具の両面を指で摘んで光源の位置を調整することがあるが、その際にも、不快な熱さを感じたり、火傷をしたりすることがない。
特に、上記したような超薄型のスタンドタイプの照明器具の場合、照明器具の両面を指で摘んで光源の位置を調整することがあるが、その際にも、不快な熱さを感じたり、火傷をしたりすることがない。
また、この実施形態の照明器具では、ＬＥＤ２の熱を熱放射板４，５に速やかに伝達するための熱伝達板３を、ＬＥＤ基板ユニット１とは別部材にしている。そのため、熱伝導板３は、電気的な特性を考慮する必要がなく、上にＬＥＤユニット１を設けることによって、ＬＥＤ２の配置を自由に設定することができる。
特にＬＥＤは光の直進性が高いので、その配置によって照射面の明るさや、影のでき方などが変化する。そのため、照明器具にとっては複数のＬＥＤ２の配置は重要であるが、この実施形態の照明器具では、ＬＥＤ２の配置の変更も容易である。
特にＬＥＤは光の直進性が高いので、その配置によって照射面の明るさや、影のでき方などが変化する。そのため、照明器具にとっては複数のＬＥＤ２の配置は重要であるが、この実施形態の照明器具では、ＬＥＤ２の配置の変更も容易である。
なお、熱伝導板３において、ＬＥＤ基板ユニット１を取り付けた側の面に設ける熱放射板５には、開口６を形成しているため、反対側面に設ける熱放射板４よりも、上記熱伝導板３との接触面積が小さい。つまり、熱伝導板３を挟む両面に接触する熱放射板４，５の面積差ができることになるが、その差が小さければ、熱膨張に差ができて三層構造体が反り返ってしまうようなことはない。但し、ＬＥＤ基板ユニット１を多数設けるなど、熱放射板５に形成する開口面積が大きくなる場合には、熱放射板４よりも厚みを厚くして、反対面に設けた熱放射板４とのバランスをとる必要がある。
また、図１に示す実施形態では、熱伝導板３の両面に設けた樹脂製の熱放射板４、５は、上記熱伝導板３と外周を一致させているが、熱伝導板３の露出面に熱放射板４，５を密着させて覆いさえすれば、例えば、図２に示すように熱伝導板３よりも、熱放射板４，５を大きくして、熱伝導板３の外周より熱放射板４，５の外周が外側へはみ出すようにしてもよい。なお、上記熱伝導板３の外周よりはみ出すはみ出し量は、上記熱放射板４，５で同じ必要はないし、一方の熱放射板４または５のみがはみ出すようにしてもよい。また、上記熱伝導板３の端面を、熱放射板４または５で覆うようにしてもよい。
さらに、上記実施形態の照明器具は、スタンドタイプの装置に応用可能な形状であるが、この発明の照明器具は、上から吊るすペンダントタイプの装置にも応用できる。その場合にも、超薄型の優れたデザイン性を活かしながら、小型、軽量であって、放熱効率が高く、明るく、寿命も長い照明器具を実現できる。しかも、手でふれたときの熱さによる不快感もないので、手で触れる可能性がある低い位置まで下げて用いることもできる。特に、ペンダントタイプの場合には、軽量化によって安全性が高くなるというメリットもある。
さらに、上記実施形態の照明器具は、スタンドタイプの装置に応用可能な形状であるが、この発明の照明器具は、上から吊るすペンダントタイプの装置にも応用できる。その場合にも、超薄型の優れたデザイン性を活かしながら、小型、軽量であって、放熱効率が高く、明るく、寿命も長い照明器具を実現できる。しかも、手でふれたときの熱さによる不快感もないので、手で触れる可能性がある低い位置まで下げて用いることもできる。特に、ペンダントタイプの場合には、軽量化によって安全性が高くなるというメリットもある。
なお、上記実施形態では、この発明の熱伝導板としてアルミ板を用いているが、熱伝導板の材質はアルミに限らない。通常の金属ならば、どのようなものでも熱伝導板としての機能を満足する。例えば、銅の熱伝導率は４２０［Ｗ／ｍ・Ｋ］であってアルミよりも高いし、他の金属でも、通常の樹脂などと比べて熱伝導率が高い。ただし、熱伝導板としてアルミを用いれば、より軽量化が可能である。そして、小型軽量化が可能になれば、よりデザイン性の優れた照明器具の実現も可能となる。
また、上記熱放射板４，５を構成する材質も、上記実施形態のＡＢＳ樹脂に限らず、アクリル、ポリプロピレン、ポリスチレンや、アクリロニトリル・スチレン共重合体など、熱伝導率が低く、熱放射率の高い一般的な樹脂を用いることができる。
なお、上記熱放射板４，５は、熱膨張率が近い材質であれば、必ずしも同一のものを用いなくてもよい。
また、上記熱放射板４，５を構成する材質も、上記実施形態のＡＢＳ樹脂に限らず、アクリル、ポリプロピレン、ポリスチレンや、アクリロニトリル・スチレン共重合体など、熱伝導率が低く、熱放射率の高い一般的な樹脂を用いることができる。
なお、上記熱放射板４，５は、熱膨張率が近い材質であれば、必ずしも同一のものを用いなくてもよい。
１ ＬＥＤ基板ユニット
２ ＬＥＤ
３ （金属製の）熱伝導板
４、５ （樹脂製の）熱放射板
２ ＬＥＤ
３ （金属製の）熱伝導板
４、５ （樹脂製の）熱放射板
Claims (2)
- 熱伝導率の高い金属製の熱伝導板上にＬＥＤ基板ユニットを装着し、この熱伝導板の両面であって、上記ＬＥＤ基板ユニットの取り付け部分を除いた全露出面に、熱放射率が高く、熱伝導率が低い樹脂製の熱放射板を密着させて、上記熱伝導板とその両面に設けた熱放射板とで三層構造とし、上記ＬＥＤ基板ユニットから放出される熱を、上記熱伝導板内で拡散させて上記樹脂製の熱放射板に伝達し、伝達された熱を上記樹脂製の熱放射板から外気へ放出する構成にした照明器具。
- 上記熱伝導板を、アルミ製にした請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
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