特許 6816996 投光照明装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6816996

(24)【登録日】2020年12月28日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】投光照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20210107BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20210107BHJP

   F21V 29/51 20150101ALI20210107BHJP

   F21V 29/76 20150101ALI20210107BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20210107BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20210107BHJP

   F21V 17/00 20060101ALI20210107BHJP

   F21Y 105/10 20160101ALN20210107BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20210107BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 375

   F21V29/503

   F21V29/51

   F21V29/76

   F21V19/00 200

   F21V23/00 170

   F21V17/00 600

   F21Y105:10

   F21Y115:10

【請求項の数】3

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-168032(P2016-168032)

(22)【出願日】2016年8月30日

(65)【公開番号】特開2018-37212(P2018-37212A)

(43)【公開日】2018年3月8日

【審査請求日】2019年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】390010054

【氏名又は名称】コイト電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】柴崎 航也

【審査官】 飯塚 向日子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０１０９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４４０４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１４４０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５１７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１１９６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１１３６５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２５８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７３９３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ １７／００

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｆ２１Ｖ ２３／００

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ ２９／５１

Ｆ２１Ｖ ２９／７６

Ｆ２１Ｙ １０５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一軸方向に直交する平面に平行に間隔を置いて配置される複数の放熱フィンを有する放熱ユニットと、
前記一軸方向に向けて発光する複数の発光素子と、前記複数の発光素子の発光により生じた熱を前記放熱ユニットに伝導して排熱する前記平面に平行な支持板と、前記支持板から突出し、前記複数の放熱フィンのうち前記支持板に最も近い放熱フィンを支持する支持部材とを有する本体ユニットと、
前記本体ユニットへ電力を供給するように構成された端子ボックスと、
前記支持板と前記端子ボックスとを連結する連結パイプと
を具備し、
前記端子ボックスは、前記端子ボックスと前記連結パイプの連結により前記複数の放熱フィンのうち前記支持板に最も遠い放熱フィンに当接するスペーサを有する
投光照明装置。

【請求項2】

請求項１に記載の投光照明装置であって、
前記放熱ユニットを収容する内部空間を有し、前記支持板と前記端子ボックスとの間に配置されたガード部材、をさらに具備する
投光照明装置。

【請求項3】

請求項２に記載の投光照明装置であって、
前記ガード部材は、前記支持板と前記端子ボックスとの間に挟持される
投光照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本技術は、例えば照明塔に用いられる投光照明装置に関し、特に、投光照明装置の冷却機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、投光器の光源として、メタルハライドランプなどの放電ランプが広く用いられているが、近年、光源の低消費電力化、長寿命化などを目的として、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を光源に用いた投光器の開発が進められている。

【0003】

一方、ＬＥＤは発熱量が比較的大きく、安定した発光動作を確保する観点から、効率的な排熱が不可欠となる。このため、ＬＥＤ光源ユニットの背面側に、複数の放熱フィンを有する放熱器を設置する技術が一般的である（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１５−１４４０４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

放熱ユニットの大型化や、放熱フィンの配列数の増大に伴う放熱ユニットの高背化に伴い、発光素子を収容する本体ユニットと放熱ユニットとの間の固定部に加わる機械的応力は増加する傾向にある。しかしながら従来の投光照明装置においては、放熱フィンに挿通されるヒートパイプと本体ユニットとの間の機械的接続用によって放熱ユニットが本体ユニットに支持されているため、振動や衝撃等の外乱に起因して放熱ユニットに作用する機械的応力がヒートパイプに集中しやすくなるという問題がある。

【0006】

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、放熱フィンを安定的に本体ユニットに固定することのできる投光照明装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本技術の一形態に係る投光照明装置は、放熱ユニットと、本体ユニットとを具備する。
上記放熱ユニットは、一軸方向に直交する平面に平行に間隔を置いて配置される複数の放熱フィンを有する。
上記本体ユニットは、上記一軸方向に向けて発光する複数の発光素子と、上記複数の発光素子を支持し上記平面に平行な支持板と、上記支持板から突出し、上記複数の放熱フィンのうち上記支持板に最も近い放熱フィンを支持する支持部材とを有する。

【0008】

上記投光照明装置によれば、放熱フィンのうち上記支持板に最も近い放熱フィンを支持部材により支持することにより、放熱フィンを安定的に本体ユニットに固定することができる。

【0009】

上記投光照明装置は、端子ボックスと、連結パイプと、ガード部材とをさらに具備してもよい。
上記端子ボックスは、上記本体ユニットへ電力を供給するように構成される。上記連結パイプは、上記支持板と上記端子ボックスとを連結する。上記ガード部材は、上記放熱ユニットを収容する内部空間を有し、上記支持板と上記端子ボックスとの間に配置される。

【0010】

上記端子ボックスは、スペーサを有してもよい。上記スペーサは、上記端子ボックスと上記連結パイプの連結により上記複数の放熱フィンのうち上記支持板に最も遠い放熱フィンに当接する。
これにより、放熱ユニットのさらに安定した保持が可能となる。

【0011】

上記ガード部材は、上記支持板と上記端子ボックスとの間に挟持されてもよい。
これにより、ガード部材の安定した保持が可能となる。

【発明の効果】

【0012】

以上のように、本技術によれば、放熱フィンを安定的に本体ユニットに固定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る投光照明装置の分解斜視図である。

【図2】上記投光照明装置を斜め前方から見た斜視図である。

【図3】上記投光照明装置を斜め後方から見た斜視図である。

【図4】図２からガード部材を除いた斜視図である。

【図5】図３からガード部材を除いた斜視図である。

【図6】上記投光照明装置の一部の背面図である。

【図7】上記投光照明装置の一部の上面図である。

【図8】上記投光照明装置の一部の側面図である。

【図9】上記投光照明装置の一部の断面図である。

【図10】上記投光照明装置の放熱ユニットの一部の斜視図である。

【図11】図１０の放熱フィンの１つの背面図である。

【図12】図１０のヒートパイプの上面図である。

【図13】上記投光照明装置の断面図である。

【図14】上記投光照明装置の要部の温度分布の一例を示すシミュレーション結果である。

【図15】比較例に係る投光照明装置の概略断面図である。

【図16】図１５に示す投光照明装置の要部の温度分布の一例を示すシミュレーション結果である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

【0015】

図１〜図５は、本発明の一実施形態に係る投光照明装置の全体を示しており、図１は分解斜視図、図２は前方（正面）から見た斜視図、図３は後方（背面）から見た斜視図である。図４は図２からガード部材を取り外した状態を示す斜視図、図５は図３からガード部材を取り外した状態を示す斜視図である。各図において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は相互に直交する３軸方向を示しており、Ｘ軸は高さ方向、Ｙ軸は横方向、Ｚ軸は前後方向（投光方向）に相当する。

【0016】

［投光照明装置の全体構成］
これらの図に示すように、投光照明装置１００は、本体ユニット１１０と、放熱ユニット１２０と、保護ユニット１３０とを具備する。
本実施形態の投光照明装置１００は、典型的には、照明塔の架台にマトリクス状に複数台配列されて使用される。

【0017】

（本体ユニット）
図１、図２、図４などに示すように、本体ユニット１１０は、発光ユニット集合体１１１と、ケーシング部材１１２と、保護パネル１１３とを含む。

【0018】

発光ユニット集合体１１１は、複数のＬＥＤ（発光素子）を搭載した複数（本実施形態では４つ）の発光ユニット１１１１の配列体で構成される。各発光ユニット１１１１は同一の構成を有し、複数のＬＥＤが実装された略矩形のＬＥＤ基板と、ＬＥＤ基板上の個々のＬＥＤに対応して配列された複数のレンズ部を有する略矩形のレンズ基板との積層体で構成される。発光ユニット集合体１１１は、各発光ユニット１１１１上のＬＥＤを同時に発光させて、レンズ基板および保護パネル１１３を介して正面（前方）に照明光を投射する。ＬＥＤの点灯色は特に限定されず、典型的には白色である。

【0019】

ケーシング部材１１２は、アルミニウム合金などの金属材料で構成され、ＸＹ平面に平行な略矩形の支持板１１２１と、支持板１１２１の外周に設けられたケーシング枠部１１２２とを有する。支持板１１２１は、発光ユニット集合体１１１を支持するとともに、発熱性素子である複数のＬＥＤが搭載された発光ユニット集合体１１１から発生した熱を放熱ユニット１２０へ伝達する伝熱板として機能する。ケーシング枠部１１２２は、ケーシング部材１１２の側周面を構成しており、支持板１１２１上に支持される発光ユニット集合体１１１の収容空間を区画する。

【0020】

ケーシング部材１１２はさらに、把持部１１２３と、支持部１１２４とを有する。把持部１１２３は、これをユーザが掴み、投光照明装置１００の投光方向を調整するための部材である。支持部１１２４は、投光照明装置１００を外部の照明塔本体（架台）などに連結するためのアーム１１２４ａ（図８参照）に回動可能に支持される。

【0021】

保護パネル１１３は、アクリル樹脂などの透光性を有する部材で構成され、発光ユニット集合体１１１が収容されたケーシング部材１１２のＺ軸の投光方向の開口部をふさいで、発光ユニット集合体１１１を保護する。

【0022】

（放熱ユニット）
図１、図４、図５に示すように、放熱ユニット１２０は、複数の放熱フィン１２１と、複数のヒートパイプ１２４とを備える。放熱ユニット１２０は、本体ユニット１１０の投光方向の反対側、つまり、支持板１１２１の裏側（背面側）に配置される。

【0023】

複数の放熱フィン１２１は、熱伝導率の良好な銅やアルミなどの金属材料で構成される略矩形の薄板であって、ＸＹ平面に平行に配置され、Ｚ軸方向に間隔を置いて配列される。複数のヒートパイプ１２４は、熱伝導率の良好な銅やアルミなどの金属材料で構成されるパイプ状の部材であって、ケーシング部材１１２と複数の放熱フィン１２１との間を熱的に接続する。各ヒートパイプ１２４は、内部に作動液体を封入しており、本体ユニット１１０で生じた熱を複数の放熱フィン１２１へ輸送する。なお、放熱ユニット１２０の詳細については後述する。

【0024】

（保護ユニット）
保護ユニット１３０は、連結パイプ１３１と、ガード部材１３２と、端子ボックス１３３とを有する。

【0025】

ガード部材１３２は、金属材料や樹脂材料、あるいはこれらの組み合わせなどで構成され、放熱ユニット１２０を収容する内部空間を有し、本実施形態では、投光方向側の１面が開放された直方体形状に形成される。ガード部材１３２の４側面および背面は、パンチメタルや格子体（メッシュ）などで構成され、外気が容易に出入りできる構造を有する。ガード部材１３２は、支持板１１２１と端子ボックス１３３との間に配置される。

【0026】

端子ボックス１３３は、金属材料や樹脂材料、あるいはこれらの組み合わせなどで構成され、ガード部材１３２の背面外側に設置される。端子ボックス１３３は、外部電源（商用電源）に接続され、本体ユニット１１０へ必要な電力を供給するために用いられる配線部材（図示略）を内部に収容する。

【0027】

連結パイプ１３１は、金属材料や樹脂材料などで構成される中空のパイプである（図９、図１３等の断面図参照）。連結パイプ１３１は、放熱ユニット１２０の中央部に配置され、ケーシング部材１１２と端子ボックス１３３とを相互に連結する。連結パイプ１３１は、端子ボックス１３３と発光ユニット集合体１１１との間を電気的に接続するケーブル群（図示略）を内部に収容する。

【0028】

［放熱ユニットの詳細な構成］
次に、図６〜図１２を参照して、放熱ユニット１２０の詳細な構成について説明する。図６〜図９は、ガード部材１３２と端子ボックス１３３を取り外した状態を示す図であって、図６は背面図、図７は上面図、図８は側面図、図９は図６中のＡＡ線断面図である。また、図１０は放熱ユニット１２０を構成する一部の斜視図である。図１１は放熱フィン１２１の１つの背面図、図１２はヒートパイプ１２４の上面図である。

【0029】

図６、図７、図８に示すように、本実施形態の放熱ユニット１２０は、連結パイプ１３１の周囲に配置された、複数（本例では４つ）の放熱モジュール１２０Ｍの集合体で構成される。各放熱モジュール１２０Ｍは、複数の放熱フィン１２１と複数のヒートパイプ１２４を含み、典型的には同一の構成を有している。

【0030】

まず、ヒートパイプ１２４について説明する。

【0031】

各ヒートパイプ１２４は、銅やアルミニウムなどの熱伝導性の良好な金属材料で構成される。ヒートパイプ１２４は、一様な金属棒として構成されてもよいが、本実施形態では、図１０、図１２に示すように、途中部が屈曲した概略Ｌ字形状を有する。各ヒートパイプ１２４は、Ｙ軸方向に伸びる受熱部１２４１と、Ｚ軸方向（後方）に伸びる熱輸送部１２４２と、受熱部１２４１と熱輸送部１２４２とを接続する屈曲部１２４３とを有する。各ヒートパイプ１２４は、本体ユニット１１０の支持板１１２１の背面上に、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて等ピッチで配列されている。

【0032】

本体ユニット１１０の支持板１１２１には、各ヒートパイプ１２４の受熱部１２４１と結合される複数の溝部が設けられている。典型的には、当該溝部と受熱部１２４１との間には、空隙が生じないようにグリスや接着剤などの充填材が塗布され、その上から各受熱部１２４１が、カシメ加工等によって、支持板１１２１に圧着される。これにより本体ユニット１１０と各ヒートパイプ１２４とが相互に機械的かつ熱的に接続される。

【0033】

複数のヒートパイプ１２４は、２種類のヒートパイプで構成され、これらが交互に配列される（図１０参照）。例えば、屈曲部１２４３から受熱部１２４１の先端への向きが、Ｙ軸方向の正の向きに平行なヒートパイプ１２４をヒートパイプ１２４Ｌとし、逆に、Ｙ軸方向の負の向きに平行なヒートパイプ１２４をヒートパイプ１２４Ｒとした場合、ヒートパイプ１２４Ｌとヒートパイプ１２４ＲとがＸ軸方向に交互に配置される。

【0034】

次に、放熱フィン１２１について説明する。

【0035】

図６、図１１に示すように、各放熱フィン１２１は、中央に単一の孔部１２１１を有し、孔部１２１１の周囲には、ヒートパイプ１２４の熱輸送部１２４２が挿通される複数の挿通部１２１２が配置される。孔部１２１１は、Ｘ軸方向に長辺を有する矩形の貫通孔であり、各放熱フィン１２１において同一の位置、大きさに形成される。したがって、各放熱フィン１２１の孔部１２１１は、配列方向（Ｚ軸方向）にそれぞれ対向するように整列する（図６参照）。これにより、投光方向（Ｚ軸方向）に沿った外気の流通が促進されるため、投光方向が下向き傾斜の場合においても効率よく熱を逃がすことができる。

【0036】

複数の挿通部１２１２は、ヒートパイプ１２４が１本ずつ挿通する孔状の部位であり、各放熱フィン１２１において同一の位置、大きさに形成されている。本実施形態では挿通部１２１２は円形の貫通孔で構成されており、その貫通孔にヒートパイプ１２４の熱輸送部１２４２が圧挿入される。これにより、挿通部１２１２と熱輸送部１２４２との密着性が高まるため、ヒートパイプ１２４から放熱フィン１２１への熱伝達効率が向上する。

【0037】

本実施形態においては図１１に示すように、複数の挿通部１２１２が、一軸方向（Ｘ軸方向）に整列するアレイ状に並べられる。挿通部１２１２をアレイ状に並べることにより、ヒートパイプ１２４の受熱部１２４１を支持板１１２１の背面上に密に配置することができ、本体ユニット１１０から放熱ユニット１２０への熱伝達効率が向上する。

【0038】

また、この挿通部アレイ１２１４は、１枚の放熱フィン１２１において、複数列（図１１に示すように孔部１２１１を挟んで２列）設けられる。挿通部アレイ１２１４の配置位置は、放熱フィン１２１の縁辺部である。この配置は、放熱フィン１２１がヒートパイプ１２４に安定的に支えられるというメリットがある。

【0039】

さらに、ヒートパイプ１２４として、Ｌ字形状の第１および第２のヒートパイプ１２４Ｌ，１２４Ｒが交互に配置されているため、各放熱フィン１２１の挿通部１２１２の配列ピッチは、支持板１１２１に対するヒートパイプ１２４の配列ピッチの半分のピッチとなり、第１のヒートパイプ１２４Ｌが挿通される各挿通部１２１２と、第２のヒートパイプ１２４Ｒが挿通される各挿通部１２１２とは、Ｘ軸方向に半ピッチずつシフトして（千鳥足状に）配置される。これにより、放熱フィン１２１に対する挿通部１２１２の加工自由度が高められるとともに、組立作業性を向上させることができる。

【0040】

ここで、孔部１２１１は、外気が通過可能な通孔として機能し、各放熱フィン１２１の放熱効果を高める。したがって図１１に示すように、孔部１２１１が挿通部１２１２の配列方向に沿って延びる矩形の開口部で構成されることで、各挿通部１２１２と孔部１２１１との間の距離の均一化が図られ、面内における温度分布の発生による放熱効率のバラツキが抑制される。各放熱フィン１２１における熱の拡散と、孔部１２１１を通過する外気との熱交換効率とのバランスを最適化することで、放熱効率のさらなる向上を図ることができる。さらに、各放熱フィン１２１は、孔部１２１１を有することによって軽量化する。そのため、孔部１２１１の存在は、このような放熱フィン１２１を複数有する投光照明装置１００全体の軽量化にも寄与する。

【0041】

孔部１２１１の数、大きさ、形状等は図示の例に限られない。例えば、孔部１２１１は、挿通部アレイ１２１４の整列方向に複数設けられてもよい。また、形状も矩形に限られず、円形や楕円、あるいはこれらの形状の組み合わせであってもよい。

【0042】

放熱フィン１２１はさらに、孔部１２１１と挿通部アレイ１２１４との間に所定面積の放熱部１２１３を有する。放熱部１２１３は、各挿通部１２１２を介して輸送された熱を放熱フィン１２１の面内で拡散させつつ、外気との接触で熱を排出するのに十分な放熱面積で形成される。このため、放熱フィン１２１の挿通部アレイ１２１４を孔部１２１１からなるべく離間した位置に設けるようにすれば、放熱部１２１３の面積の拡大が図れることになる。また、挿通部アレイ１２１４が放熱フィン１２１の周縁部の近傍に設けられることで、ヒートパイプ１２４により放熱フィン１２１をより安定に支持することが可能となる。

【0043】

［放熱ユニットの取り付け構造］
次に、図７、図８、図１３を参照して、本体ユニット１１０に対する放熱ユニット１２０の取り付け構造について説明する。図１３は、図２中のＡＡ線断面図である。

【0044】

図７や図８に示すように、放熱ユニット１２０を構成する個々の放熱モジュール１２０Ｍは、本体ユニット１１０の支持板１１２１の所定位置にそれぞれ接続される。各放熱モジュール１２０Ｍは、最下段放熱フィン１２２と最上段放熱フィン１２３とを含む複数の放熱フィン１２１を有する。最下段放熱フィン１２２は、最も本体ユニット１１０に近い放熱フィン１２１であり、支持板１１２１に螺合するネジ部材が挿通される複数の接続孔１２２１を有する点で、他の放熱フィン１２１と異なる。

【0045】

一方、支持板１１２１は、各放熱モジュール１２０Ｍの最下段放熱フィン１２１の各接続孔１２２１に対向する位置に設けられた複数の支持部材１１４を有する。各支持部材１１４は、支持板１１２１と一体的に形成された突起部で構成され、放熱フィン１２２に当接する頂部を有し、その頂部に、接続孔１２２１を挿通する上記ネジ部材が結合される。

【0046】

接続孔１２２１および支持部材１１４は、例えば図６に示すように、最下段放熱フィン１２２の四隅近辺に配置される。これにより、各放熱モジュール１２０Ｍが本体ユニット１１０に安定に支持される。また、支持板１１２１全体で各放熱モジュール１２０Ｍを支持することが可能となり、支持板１１２１と各ヒートパイプ１２４の受熱部１２４１との間の接続部への応力集中を回避できる。さらに、支持板１１２１と各ヒートパイプ１２４との間の安定した熱的接続状態を確保できるため、振動や衝撃等の外乱の影響を受けることなく、安定した放熱特性を維持することが可能となる。

【0047】

端子ボックス１３３は、各放熱モジュール１２０Ｍの複数の放熱フィン１２１のうち支持板１１２１から最も遠い放熱フィン１２１、すなわち、最上段放熱フィン１２３に当接するスペーサ１３３１を有する。具体的には図１３に示すように、スペーサ１３３１は、端子ボックス１３３の内面（支持板１１２１に対向する面）に設けられ、金属材料などで構成される。スペーサ１３３１は、端子ボックス１３３に固定的に取り付けられており、端子ボックス１３３と連結パイプ１３１の連結により放熱フィン１２３の一部に当接する。なお、スペーサ１３３１は、各放熱モジュール１２０ＭをＺ軸方向に沿って（本体ユニット１１０に向けて）押圧することが可能に適度な弾性を有していてもよい。

【0048】

端子ボックス１３３は、上述のように放熱ユニット１２０に当接した状態で、連結パイプ１３１にネジ固定される。このため、放熱ユニット１２０は、ヒートパイプ１２４が本体ユニット１１０に機械的に接続され、最下段放熱フィン１２２が支持部材１１４に固定されると同時に最上段放熱フィン１２３が端子ボックス１３３と当接することにより、本体ユニット１１０と端子ボックス１３３との間において挟持されて、より安定的に支持される。

【0049】

一般に、放熱ユニットの大型化や、放熱フィンの配列数の増大に伴う放熱ユニットの高背化に伴い、本体ユニットと放熱ユニットとの間の固定部に加わる機械的応力は増加する傾向にある。これに対して本実施形態の投光照明装置１００においては、複数の放熱フィン１２１のうち支持板１１２１に最も近い放熱フィン１２１（最下段放熱フィン１２２）を支持部材１１４により支持するように構成されている。これにより、ヒートパイプ１２４の受熱部１２４１と支持板１１２１との間の接続部に応力集中を生じさせることなく、放熱ユニット１２０を安定的に支持することができる。

【0050】

また、本実施形態においては、放熱ユニット１２０が本体ユニット１１０と保護ユニット１３０（カバー部材１３２、端子ボックス１３３）との間で挟持されるように構成される。これにより、本体ユニット１１０と放熱ユニット１２０との接続部への応力集中をさらに緩和して、簡素な構成でより安定に放熱ユニット１２０を支持することが可能となる。また、放熱ユニット１２０の大型化、高背化にも容易に対応することが可能となる。

【0051】

一方、ガード部材１３２は、支持板１１２１と端子ボックス１３３との間で挟持される。ガード部材１３２は、放熱ユニット１２０全体を覆う一方で、その開口側の端部１３３２は支持板１１２１の周縁に設けられた矩形環状の溝部１１２５に嵌合する（図６、図９、図１３参照）。連結パイプ１３１と端子ボックス１３３が固定的に連結することにより、ガード部材１３２は、特別な固定具を必要とすることなく、支持板１１２１と端子ボックス１３３との間において安定的に支持される。

【0052】

［投光照明装置の放熱作用］
以上のように構成される本実施形態の投光照明装置１００においては、本体ユニット１１０への電源投入により発光ユニット集合体１１１上の複数のＬＥＤが同時に発光し、正面方向に所定の照度の照明光が投射される。一方、各ＬＥＤの発光動作に伴って発生する熱はケーシング部材１１２の支持板１１２１を介して複数のヒートパイプ１２４へ伝達され、複数の放熱フィン１２１から放熱される。

【0053】

本実施形態においては、複数の放熱フィン１２１各々が支持板１１２１に対して平行に配置されているため、各放熱フィン１２１の面内における温度分布が小さく抑えられる。これにより、各放熱フィン１２１の面積を有効に活用することができるため、放熱効果を向上させることができる。

【0054】

例えば図１４（ａ），（ｂ）に、Ｘ軸方向を鉛直軸方向に向けた姿勢での投光照明装置１００の動作時（発光時）における本体ユニット１１０および放熱ユニット１２０の温度分布状態の一例を示すシミュレーション結果を示す。より詳細には、（ａ）は、発光後、所定時間経過した定常時における本体ユニット１１０の発光面（前面）の一部領域の温度分布を示しており、（ｂ）は上記定常時における放熱ユニット１２０の最上段（最背面）における一部領域の温度分布を示している。図中、温度が高いほどグレー濃度が高くなるように表現されている。

【0055】

図１４（ａ），（ｂ）に示すように、本体ユニット１１０および放熱ユニット１２０はいずれも図中下方側よりも上方側の方が高温になっている。これは、上方への熱の移動によるものである。また、図１４（ｂ）に示すように、放熱フィン１２１（１２３）の面内温度は均一又はほぼ均一であることから、本実施形態によれば、各放熱フィン１２１の全面積を有効に活用して優れた放熱効果が得られることが明らかである。

【0056】

一方、図１５は、本体ユニット２１０の支持板２１２１に対して垂直に配置された複数の放熱フィン２２１を備えた比較例に係る投光照明装置２００の一構成例を示している。同図に示すように、各放熱フィン２２１は、投光方向（Ｚ軸方向）に直交する水平方向（Ｙ軸方向）に配列され、各々がＵ字型のヒートパイプ２２４に挿通されることで、支持板２１２１と熱的に接続されている。

【0057】

そして図１６（ａ），（ｂ）に、図１４（ａ），（ｂ）と同様な条件で評価した本体ユニット２１０および放熱フィン２２１の温度分布状態の一例を示すシミュレーション結果を示す。図１６（ｂ）に示すように、下段側の放熱フィン２２１については、本体ユニット２１０側（図中左側）とその反対側（同右側）とで大きな温度分布が生じている。このことから、当該放熱フィン２２１の全面積を活用した効率的な放熱が行われていないことがわかる。一方、上段側の放熱フィン２２１については一様な温度分布を示しているが、図１４（ｂ）の上段側に示した本実施形態の放熱フィンと比較して、それらの濃度の差からより高温な状態にあることがわかる。その結果、図１６（ａ）に示すように本体ユニット２１０の排熱が促進されず、図１４（ａ）と比較して高温領域が拡大している。

【0058】

以上のように本実施形態によれば、比較例よりも優れた放熱効果が得られるため、本体ユニット１１０からの排熱効率を大きく改善することができる。これにより、本体ユニットの安定した発光動作を確保することができる。

【0059】

また、本実施形態によれば、各放熱フィン１２１に投光方向（Ｚ軸方向）に貫通する孔部１２１１が設けられているため、投光照明装置１００の傾きがどのような角度であっても、放熱ユニット１２０内を外気が流通しやすくなり、これにより各放熱フィンとの熱交換効率が高まるため、安定した放熱効果が得られることになる。

【0060】

また、各放熱フィン１２１に孔部１２１１を設けて投光方向への外気の流通を確保するようにしているため、孔部１２１１の形成位置で放熱フィンを２分割する構造と比較して、放熱フィンの設置数の低減を図ることができる。これにより、放熱ユニット１２０の組み立て工数を低減することができるとともに、ヒートパイプ１２４に対する放熱フィン１２１の支持強度を確保することができる。

【0061】

本発明は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

【0062】

例えば以上の実施形態では、光源にＬＥＤを用いた投光照明装置を例に挙げて説明したが、これに限られず、その他の方式による発光素子を光源に用いた投光照明装置にも、本発明は適用可能である。

【0063】

また以上の実施形態では、投光照明装置１００は、照明塔の架台にマトリクス状に複数台配列されて使用される例を説明したが、これに限られず、単独で使用されてもよい。

【符号の説明】

【0064】

１００…投光照明装置
１１０…本体ユニット
１１１…発光ユニット集合体
１１１１…発光ユニット
１１２…ケーシング部材
１１２１…支持板
１１２２…ケーシング枠部
１１２３…把持部
１１２４…支持部
１１３…保護パネル
１１４…支持部材
１２０…放熱ユニット
１２０Ｍ…放熱モジュール
１２１…放熱フィン
１２１１…孔部
１２１２…挿通部
１２１３…放熱部
１２１４…挿通部アレイ
１２２…最下段放熱フィン
１２２１…接続孔
１２３…最上段放熱フィン
１２４…ヒートパイプ
１２４１…受熱部
１２４２…熱輸送部
１２４３…屈曲部
１３０…保護ユニット
１３１…連結パイプ
１３２…ガード部材
１３３…端子ボックス
１３３１…スペーサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】