特許 6940981 照明器具

(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】6940981

(24)【登録日】2021年9月7日

(45)【発行日】2021年9月29日

(54)【発明の名称】照明器具

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20210916BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20210916BHJP

   F21V 29/51 20150101ALI20210916BHJP

   F21V 29/71 20150101ALI20210916BHJP

   F21V 29/76 20150101ALI20210916BHJP

   F21V 29/77 20150101ALI20210916BHJP

   F21V 7/00 20060101ALI20210916BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20210916BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 375

   F21V29/503

   F21V29/51

   F21V29/71

   F21V29/76

   F21V29/77

   F21V7/00 510

   F21Y115:10 300

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-109128(P2017-109128)

(22)【出願日】2017年6月1日

(65)【公開番号】特開2018-206548(P2018-206548A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2020年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000126274

【氏名又は名称】株式会社アイ・ライティング・システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001081

【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】為定 圭一

(72)【発明者】

【氏名】村上 裕也

【審査官】 竹中 辰利

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１８４５７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２３６６２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１８１１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２５９９１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国実用新案第２８８１３４０（ＣＮ，Ｙ）

【文献】 登録実用新案第３１２１９１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１１／５５６５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ ２９／５１

Ｆ２１Ｖ ２９／７１

Ｆ２１Ｖ ２９／７６

Ｆ２１Ｖ ２９／７７

Ｆ２１Ｖ ７／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

反射鏡ユニットと、
前記反射鏡ユニットの後端部に装着される光源ユニットと、を有する照明器具において、
前記光源ユニットは、発光素子を支持し、前記反射鏡ユニットの前記後端部に連結される支持部材を有し、
前記支持部材は、
前記発光素子が配置される台座部と、
前記台座部の外周部から前記反射鏡ユニットの側である前側へ環状に突出する拡径部と、
前記拡径部の外周側に張り出すとともに、前後方向に直線状に延びる複数の放熱フィンからなる第１放熱部と、
前記台座部の発光素子の配置された面と反対側の面から後方に延出する第２放熱部と、を有し、
前記第１放熱部と前記第２放熱部とは、側面視及び背面視のいずれも互いに重ならないことを特徴とする照明器具。

【請求項2】

前記台座部と前記拡径部と前記第１放熱部とは一体であることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。

【請求項3】

前記複数の放熱フィンは、前記支持部材の外周に渡って間隔を空けて設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明器具。

【請求項4】

前記第２放熱部は、前記台座部における後側の面から後方に延出する放熱フィンと、前記台座部の熱を前記放熱フィンに伝えるヒートパイプとを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反射鏡ユニットと光源ユニットを有する照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

駐車場、看板又は垂れ幕などの投光照明に好適な照明器具には、ＨＩＤランプユニットが装着される既存の反射鏡ユニットの後端部に、ＨＩＤランプユニットの代わりにＬＥＤ光源ユニットを装着した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＬＥＤ光源ユニットには、反射鏡ユニットと反対側である後方に延出するヒートシンクを設けている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−１６７１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の構成では、放熱量が制約され、ＬＥＤ光源ユニットの高出力化に不利である。
そこで、本発明は、反射鏡ユニットに装着される光源ユニットの放熱量を効率良く確保することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明は、反射鏡ユニットと、前記反射鏡ユニットの後端部に装着される光源ユニットと、を有する照明器具において、前記光源ユニットは、発光素子を支持し、前記反射鏡ユニットの前記後端部に連結される支持部材を有し、前記支持部材は、前記発光素子が配置される台座部と、前記台座部の外周部から前記反射鏡ユニットの側である前側へ環状に突出する拡径部と、前記拡径部の外周側に張り出すとともに、前後方向に直線状に延びる複数の放熱フィンからなる第１放熱部と、前記台座部の発光素子の配置された面と反対側の面から後方に延出する第２放熱部と、を有し、前記第１放熱部と前記第２放熱部とは、側面視及び背面視のいずれも互いに重ならないことを特徴とする。

【0006】

また、本発明は、前記台座部と前記拡径部と前記第１放熱部とは一体であることを特徴とする。

【0007】

また、本発明は、上記照明器具において、前記第１放熱部は、前記支持部材の外周に渡って間隔を空けて設けられた放熱フィンであることを特徴とする。

【0008】

また、本発明は、上記照明器具において、前記第２放熱部は、前記台座部における後側の面から後方に延出する放熱フィンと、前記台座部の熱を前記放熱フィンに伝えるヒートパイプとを有することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、反射鏡ユニットに装着される光源ユニットの放熱量を効率良く確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態に係るＬＥＤ照明器具の斜視図である。

【図2】ＬＥＤ照明器具の側面図である。

【図3】ＬＥＤ光源ユニットの側面図である。

【図4】（Ａ）はＬＥＤ光源ユニットを前方から見た図、（Ｂ）は後方から見た図である。

【図5】ＬＥＤ光源ユニットの分解斜視図である。

【図6】図５を側方から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係るＬＥＤ照明器具１の斜視図であり、図２は側面図である。
ＬＥＤ照明器具１は、駐車場、看板又は垂れ幕などの投光照明に好適な照明器具であり、投光器とも称する。ＬＥＤ照明器具１は、反射鏡ユニット２と、反射鏡ユニット２の後端部３に装着されるＬＥＤ光源ユニット４とを備える。
反射鏡ユニット２は、前面に照射開口１１Ａを有する反射鏡１１と、照射開口１１Ａを覆うように反射鏡１１の前面に固定される前面ガラス（光透過部材）１２とを備える。前面ガラス１２は照射開口１１Ａの周縁部にかしめ結合され、前面ガラス１２と反射鏡１１との間からの水の浸入は防止される。

【0013】

反射鏡１１は、前方に行くほど開口面積が拡がる筒形状に形成され、より具体的には、回転放物面や回転楕円面等を有する反射鏡に形成される。反射鏡１１の後端部（反射鏡ユニット２の後端部３と一致）には、反射鏡１１の内外を連通する不図示の開口が形成されている。
反射鏡ユニット２の後端部３には、環状のフランジ部１３（図２）が形成され、このフランジ部１３には、ＬＥＤ光源ユニット４の前端部２１（図２）が当接する。前端部２１には、周方向に間隔を空けてボルト挿通部２２が設けられる。各ボルト挿通部２２の各々に、後方から不図示の締結部材が挿通され、反射鏡ユニット２に設けられた被締結部２４に各々締結されることによって、ＬＥＤ光源ユニット４と反射鏡１１とが連結される。

【0014】

これら締結部材を取り外すことによって、ＬＥＤ光源ユニット４を反射鏡ユニット２から取り外すことができる。つまり、反射鏡ユニット２のフランジ部１３は、ＬＥＤ光源ユニット４が着脱される光源ユニット着脱部として機能する。また、ＬＥＤ光源ユニット４の前端部２１は、反射鏡ユニット２に着脱される反射鏡ユニット着脱部として機能する。

【0015】

この反射鏡１１の反射面は、ＨＩＤランプユニットをフランジ部１３に接続した際に、ＨＩＤランプユニットが有するＨＩＤランプからの光を所定の配光で反射する面に形成されている。例えば、この反射鏡１１は、上記ＨＩＤランプユニットと組み合わせて販売されたＨＩＤ照明器具の構成部品であり、一例を挙げると、公共施設用照明器具（一般社団法人 日本照明工業会刊行）に規定された共通仕様を満たすＨＩＤ照明器具の構成部品である。

【0016】

ＬＥＤ光源ユニット４は、このＬＥＤ光源ユニット４に回動自在に連結されたアーム部１５を備える。アーム部１５は、ＬＥＤ照明器具１を設置場所に固定するための部材であり、設置面にボルト固定される固定プレート１６を有する。アーム部１５がＬＥＤ光源ユニット４に回動自在に連結されるので、設置面に対するＬＥＤ光源ユニット４の向きを調整可能である。

【0017】

図３はＬＥＤ光源ユニット４の側面図、図４（Ａ）は前方から見た図、図４（Ｂ）は後方から見た図である。また、図５はＬＥＤ光源ユニット４の分解斜視図であり、図６は図５を側方から見た図である。
ＬＥＤ光源ユニット４は、反射鏡ユニット２の前方に向けて光を照射する。このＬＥＤ光源ユニット４は、光源となるＬＥＤモジュール３１（図５、図６）を実装した基板３２（図５、図６）を支持する光源ユニット本体３３（支持部材）と、光源ユニット本体３３から外周側に張り出すヒートシンク４１（図５、図６）と、光源ユニット本体３３の後側の面３３Ｒ（図６）から後方に延出するヒートパイプフィン５１とを備える。

【0018】

ＬＥＤモジュール３１は、多数のＬＥＤ素子を密集配置して面状に発光するＣＯＢ型ＬＥＤを構成し、高出力タイプのＨＩＤランプユニットと同等の光出力が可能である。本構成では、電源ボックス（不図示）が、ＬＥＤ光源ユニット４と別置である。したがって、電源値を変化させることで、複数の光学性能を包括可能なＬＥＤ光源ユニット４を構成できる。

【0019】

光源ユニット本体３３は、図５に示すように、ＬＥＤモジュール３１を実装した基板３２が配置される円板形状の台座部３４と、台座部３４の外周部から前方に延びるとともに、前方に行くほど拡径する拡径部３５とを一体に備える。この拡径部３５は、反射鏡ユニット２のフランジ部１３（図２）と同じ径まで拡径し、拡径部３５の前端がＬＥＤ光源ユニット４の前端部２１を構成する。

【0020】

台座部３４には、絶縁板３７、基板３２、保護パッキン３８、保護シート３９、及び環状の押さえ板４０が順に積層され、これらを台座部３４との間に挟持するようにＬＥＤ用反射鏡６１（発光素子用反射鏡）が台座部３４に締結部材６２（図４（Ａ））によって取り付けられる。例えば、絶縁板３７にはセラミック板が用いられ、保護パッキン３８にはシリコンゴムシートが用いられ、保護シート３９には樹脂製シートが用いられる。

【0021】

光源ユニット本体３３を構成する台座部３４と拡径部３５とは、アルミニウム合金等の熱伝導性を有する金属材で形成される。また、絶縁板３７、保護パッキン３８、保護シート３９、及び押さえ板４０も熱伝導性を有する材料で形成される。これによって、ＬＥＤモジュール３１の熱は、光源ユニット本体３３、及びＬＥＤ用反射鏡６１に伝わる。
なお、シリコンゴム製の保護パッキン３８に代えて、高い熱伝導性を有する熱伝導性シートを用いてもよい。

【0022】

ＬＥＤ用反射鏡６１は、反射鏡ユニット２の反射鏡１１よりも小径で、前方に行くほど開口面積が拡がる筒形状であり、回転放物体や回転楕円体等の回転体形状の反射鏡に形成される。このＬＥＤ用反射鏡６１は、ＬＥＤ光源ユニット４に配置されたＬＥＤモジュール３１から放射される光を前方に向けて所定の配光で反射する。

【0023】

このＬＥＤ用反射鏡６１は、反射鏡ユニット２の反射鏡１１よりも小径であるので、ＬＥＤモジュール３１からの光は反射鏡１１で反射されることなく、ＬＥＤ用反射鏡６１で反射される。つまり、ＬＥＤ用反射鏡６１は、反射鏡ユニット２を配光の制御に寄与させることなくＬＥＤモジュール３１の配光を制御する。

【0024】

また、このＬＥＤ用反射鏡６１は、熱伝導性を有する金属材であるアルミニウム合金で形成され、また、図１、図３に示すように、反射鏡１１内に延出する。これにより、ＬＥＤモジュール３１から台座部３４に伝わる熱を、ＬＥＤ用反射鏡６１から効率良く放熱可能である。
なお、ＬＥＤ用反射鏡６１から放出された熱は、反射鏡１１及び前面ガラス１２を通って外部に放出される。本構成では、反射鏡１１が、アルミニウム合金等の熱伝導性を有する金属材で形成されており、この反射鏡１１から効率良く外部に放熱可能である。

【0025】

次に、ヒートシンク４１（第１放熱部）について説明する。
ヒートシンク４１は、光源ユニット本体３３の拡径部３５と、拡径部３５から外周側に張り出す複数の放熱フィン４１Ａとによって形成される。複数の放熱フィン４１Ａは、光源ユニット本体３３に一体に形成されている。
本構成では、光源ユニット本体３３を、アルミニウム合金のダイカスト成型で製作することによって、放熱フィン４１Ａ、台座部３４及び拡径部３５を一体に形成している。

【0026】

複数の放熱フィン４１Ａは、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、拡径部３５の全周に渡って間隔を空けて設けられるとともに、図６に示すように、拡径部３５の前端（ＬＥＤ光源ユニット４の前端部２１に相当）から後方に向けて直線状に指向する。
図６に示すように、放熱フィン４１Ａの後端は、光源ユニット本体３３の台座部３４の後面（光源ユニット本体３３の後側の面３３Ｒに相当し、以下、同一の符号を付して示す）よりも前方の位置まで形成されており、ヒートパイプフィン５１と側面視で重ならない。

【0027】

このヒートシンク４１は、光源ユニット本体３３のうちの最も径方向外側に大きい拡径部３５から外側に張り出すので、放熱面積を効率良く稼ぐことができるとともに、熱源であるＬＥＤモジュール３１に近い位置から放熱できる。また、ヒートパイプフィン５１と異なる位置で放熱するので、ヒートシンク４１から放出された熱がヒートパイプフィン５１に伝わり難い。また、ヒートシンク４１は、反射鏡ユニット２の後端部３よりも外周側に張り出すので（図２参照）、ヒートシンク４１からの放熱は反射鏡ユニット２で妨げられない。
これらにより、光源ユニット本体３３の台座部３４から拡径部３５に伝わるＬＥＤモジュール３１の熱を効率良く放熱できるとともに、ヒートパイプフィン５１に与える熱影響を抑制できる。

【0028】

次いで、ヒートパイプフィン５１（第２放熱部）について説明する。
ヒートパイプフィン５１は、光源ユニット本体３３の台座部３４の後面から後方に延出する複数の放熱フィン５２と、光源ユニット本体３３の台座部３４に伝えられたＬＥＤモジュール３１の熱を放熱フィン５２に伝える複数（本構成では４本）のヒートパイプ５３とを備えている。
複数の放熱フィン５２は、略矩形状の板材であり、熱伝導性に優れ軽量な金属材であるアルミニウム合金製の板材で形成されている。全ての放熱フィン５２を上記ヒートパイプ５３のそれぞれが貫通し、これらの放熱フィン４８が互いに所定間隔をあけるように積層して一体に束ねられている。

【0029】

これら放熱フィン５２は、支持金具（不図示）によって、台座部３４の後面３３Ｒから垂直に延びるように配置される。支持金具（不図示）は、台座部３４の後面３３Ｒとの間に所定の隙間を設けて放熱フィン５２を支持し、この隙間を通じて台座部３４と放熱フィン５２との間を空気が流通可能となり、台座部３４の後面３３Ｒの熱溜まりが抑制される。

【0030】

本構成では、光源ユニット本体３３に、ヒートパイプフィン５１の全体を覆う樹脂製カバー５５が着脱自在に設けられる。この樹脂製カバー５５には、空気を流通させる多数の孔が設けられ、ヒートパイプフィン５１の放熱を妨げない。
この樹脂製カバー５５は、図３に示すように、光源ユニット本体３３から外周側に張り出すヒートシンク４１よりも後方に位置するとともに、図４（Ｂ）に示すように、ヒートシンク４１よりも内周に位置する。つまり、ヒートパイプフィン５１は、ヒートシンク４１よりも後方、且つ、内周に位置する。

【0031】

このヒートパイプフィン５１によっても、ヒートシンク４１と同様に、熱源であるＬＥＤモジュール３１に近い位置から放熱可能である。また、台座部３４後方のスペースを利用して、放熱面積を効率良く稼ぐことができる。
また、ヒートパイプフィン５１は、側面視（図３）及び背面視（図４（Ｂ））のいずれもヒートシンク４１と重ならないので、ヒートシンク４１と異なる位置から放熱でき、ヒートパイプフィン５１から放出された熱がヒートシンク４１に伝わり難い。
これらにより、ヒートパイプフィン５１によって、光源ユニット本体３３の台座部３４に伝わるＬＥＤモジュール３１の熱を効率良く放熱できるとともに、ヒートシンク４１に与える熱影響を抑制できる。

【0032】

以上説明したように、本実施の形態では、ＬＥＤ光源ユニット４の反射鏡ユニット２に装着される光源ユニット本体３３（支持部材）が、反射鏡ユニット２の後端部３よりも外周側に張り出して光源ユニット本体３３の熱を放熱するヒートシンク４１（第１放熱部）と、ヒートシンク４１よりも後方に延出して光源ユニット本体３３の熱を放熱するヒートパイプフィン５１（第２放熱部）とを備えている。
これにより、外周側に張り出すヒートシンク４１と、後方に延出するヒートパイプフィン５１とによってＬＥＤ光源ユニット４の放熱面積を効率良く確保でき、放熱量を効率良く確保できる。したがって、ＬＥＤ光源ユニット４の高出力化等に容易に対応できる。

【0033】

仮に、ヒートシンク４１を設けずに、ヒートパイプフィン５１だけで放熱面積を確保する場合、放熱フィン５２及びヒートパイプ５３を大型化したり、ヒートパイプ５３の本数を増やしたりする必要があり、構造の複雑化、及び大型化を招く。これに対し、本構成では、ヒートパイプフィン５１を小型に構成しつつ、光源ユニット本体３３に放熱フィン４１Ａを設けることで、広い放熱面積を確保でき、構造の複雑化、及び大型化を抑制できる。

【0034】

また、ＬＥＤ光源ユニット４は、ＬＥＤモジュール３１（発光素子）が配置される台座部３４を有し、この台座部３４とヒートシンク４１とを一体に形成している。これにより、部品点数の増加を抑えるとともに、ＬＥＤモジュール３１の熱をヒートシンク４１から効率良く放熱させることができる。

【0035】

また、ヒートシンク４１は、光源ユニット本体３３の外周に渡って間隔を空けて設けられた放熱フィン４１Ａを有する。これにより、放熱面積を効率良く確保できるとともに、光源ユニット本体３３にヒートシンク４１を容易に一体成型できる。さらに、反射鏡ユニット２の後方、かつ、光源ユニット本体３３の外周に形成されるスペースを利用してヒートシンク４１を形成するので、ＬＥＤ照明器具１、及びＬＥＤ光源ユニット４の大型化を抑制できる。

【0036】

また、ヒートパイプフィン５１は、台座部３４の後面３３Ｒから後方に延出する放熱フィン５２と、台座部３４の熱を放熱フィン５２に伝えるヒートパイプ５３とを有している。これにより、台座部３４後方のスペースを利用して、放熱面積を確保するとともに、ＬＥＤモジュール３１に近い位置から放熱可能である。

【0037】

また、ＬＥＤ光源ユニット４の側面視及び背面視のいずれにおいても、ヒートシンク４１とヒートパイプフィン５１とは重ならない。これにより、異なる位置から放熱でき、放熱効率の向上に有利である。また、ヒートパイプフィン５１の組み付け時にヒートシンク４１が邪魔にならず、組立性等の向上に有利である。

【0038】

また、ＬＥＤ光源ユニット４は、反射鏡ユニット２を配光の制御に寄与させることなくＬＥＤモジュール３１の配光を制御するＬＥＤ用反射鏡６１（発光素子用反射鏡）を備える。このＬＥＤ用反射鏡６１は、熱伝導性を有する材料で形成され、光源ユニット本体３３に連結されて反射鏡ユニット２内に延出する。これにより、ＬＥＤ用反射鏡６１からもＬＥＤモジュール３１の熱を効率良く放熱できる。したがって、ＬＥＤ光源ユニット４の放熱量がより向上する。

【0039】

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様の例示であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、ＬＥＤ光源ユニット４に代えて、ＬＥＤ以外の発光素子、例えば、有機ＥＬを用いた光源ユニットを用いてもよい。
また、例えば、ヒートシンク４１及びヒートパイプフィン５１は、放熱フィン４１Ａ、５２又はヒートパイプ５３を用いた構造に限定されず、公知の他の放熱構造を用いてもよい。
また、例えば、投光器タイプのＬＥＤ照明器具１に本発明を適用する場合を説明したが、これに限定されず、反射鏡ユニット２と、反射鏡ユニット２に接続される光源ユニットを備える様々な照明器具に本発明を広く適用可能である。

【符号の説明】

【0040】

１ ＬＥＤ照明器具（照明器具）
２ 反射鏡ユニット
３ 反射鏡ユニットの後端部
４ ＬＥＤ光源ユニット
１１ 反射鏡
３１ ＬＥＤモジュール３１（発光素子）
３３ 光源ユニット本体（支持部材）
３４ 台座部
４１ ヒートシンク（第１放熱部）
４１Ａ、５２ 放熱フィン
５１ ヒートパイプフィン（第２放熱部）
５３ ヒートパイプ
６１ ＬＥＤ用反射鏡（発光素子用反射鏡）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】