JP2020072012A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洞道内であっても小型化を図ることができ、効率良く放熱して安定して長く使用できる照明装置を提供すること。【解決手段】透光性を有する筒部内に発光部を収容し、前記筒部の両端側を閉塞部で閉塞して形成された筐体を有する照明装置において、筐体は、筐体の内部を仕切る仕切り板を備えることにより、少なくとも発光部を収容する発光領域と、発光領域に対して筒部の軸方向で隣接する空間領域とに分割されている。【選択図】図５

Description

本発明は、照明装置に関し、特に、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いた照明装置に関する。

近年、都市部や市街地地中の洞道内という劣悪温度環境下で設置される照明用灯具等において、近年、省エネルギー化及び長寿命化を実現すべく、照明用灯具のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が図られている。

ＬＥＤを用いた照明用灯具としては、ＬＥＤを用いた光源を筒状体中に収容して構成した照明装置が知られている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。

また、光源がＬＥＤ化されていることに伴い、電子部品であるＬＥＤやその電源供給モジュールの発熱対策が重要になっている。

特許文献１の照明装置は、両端部が開放した筒状のグローブに光源ユニットを収め、グローブの両端縁の各々を閉塞部材に挿入して閉じている。この照明装置において、電源基板を保持する基板ホルダーをねじ止めする支持体を、アルミニウム等の高熱伝導材料で形成して、ＬＥＤの発熱を吸収するヒートシンクとしての役割を有し、ＬＥＤの発熱を吸収して閉塞部材に熱伝導させている。

また、特許文献２のＬＥＤ照明灯では、プレス加工された放熱板をランプシェードの内面に密着させて、発生した熱がランプシェードを通り外部へ放出するようにしている。

このように、従来のＬＥＤを用いた照明用灯具では、光源による発熱を、光源を囲むランプシェードや側端面を介してケース全体から放熱することが一般的である。

特開２０１３−５１１９３号公報 特開２０１２−４３５５８号公報

しかしながら、近年では、洞道内に設置する照明用灯具の一層の小型化が図られており、ＬＥＤを用いて小型化する照明用灯具では、高温によるＬＥＤの発光効率の低下を防ぐため、ＬＥＤ及び電源の高発熱化に対応する構造が必要となっていた。

本発明の目的は、洞道内であっても小型化を図ることができ、効率良く放熱して安定して長く使用できる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、
透光性を有する筒部内に発光部を収容し、前記筒部の両端側を閉塞部で閉塞して形成された筐体を有する照明装置において、
前記筐体は、前記筐体の内部を仕切る仕切り板を備えることにより、前記仕切り板の一方側に形成される少なくとも前記発光部を収容する発光領域と、前記仕切り板の他方側に形成され、前記発光領域に対して前記筒部の軸方向で隣接する空間領域とに分割されている構成を採る。

本発明によれば、洞道内であっても小型化を図ることができ、効率良く放熱して安定して長く使用できる。

本発明の実施の形態に係る照明装置の右側面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の平面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の基端部を示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の先端部を示す正面図である。 図３のＢ−Ｂ線矢視断面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の基端側においてキャップ部を外した状態を示す図である。 図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の光源ユニットを示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る照明装置の内部温度分布の説明に供する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る照明装置では、筐体内の光源を発光するためのケーブルの筐体から導出方向を基端側として説明する。この基端を示す方向と、他の先端（前）、左、右等の方向を示す表現は、照明装置１の各部の構成及び動作を説明するために使用される、絶対的なものでなく相対的なものである。すなわち、照明装置１の各部が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

図１〜図７に示す照明装置１は、ケーブル２を介して外部から供給される電力により、発光するものである。照明装置１は、例えば、洞道内に、洞道の延在方向に沿って布設されたメインケーブルを所定間隔で分岐させた分岐部に、ケーブル２の端部のモールドレセプタクルを接続して用いられる。なお、ケーブル２は、モールドレセプタクル２ａにより分岐部に水密で接続される。

照明装置１は、光源６０及び光源６０を駆動する電源モジュール３０を収容し、且つ、透光性を有する発光室（発光領域）１ａと、発光室１ａに隣接して設けられ、発光室１ａ内温度と異なる室温の閉塞室（隣接する空間領域）１ｂ、１ｃと、を有している。なお、閉塞室１ｂ、１ｃは、発光室１ａに対して透光筒部１１の軸方向、つまり発光室１ａの軸方向で隣接する。

本実施の形態の照明装置１では、中空の筐体１０の内部が、発光室１ａと閉塞室１ｂ、１ｃとの複数の空間領域に分割されている。照明装置１は、発光室１ａに対して温度差のある閉塞室１ｂ、１ｃにより発光室１ａの高温化を防いでいる。本実施の形態では、発光室１ａの室温よりも閉塞室１ｂ、１ｃの室温が低い。また、照明装置１は防浸形であり、例えばJIS C 0920 IPＸ7を満たす。なお、閉塞室１ｂ、１ｃに更に隣接して閉塞室が設けられてもよい。透光筒部１１の軸方向で発光室１ａを挟み２つ以上の閉塞室を設けた構成としても良い。その場合、発光室１ａから離れるに従って閉塞室の室温は低くなる。

具体的な構成について説明する。

照明装置１の筐体１０は、光源６０及び電源モジュール３０を収容し、透光性を有する筒状の透光筒部１１と、透光筒部１１の両端側を閉塞する閉塞部１２ａ、１２ｂとを有する。本実施の形態では閉塞部１２ａ、１２ｂは、開口端部接続部１３、１５及びキャップ部１４、１６を有する。透光筒部１１に開口端部接続部１３、１５を介してキャップ部１４、１６を取り付けることで透光筒部１１、ひいては、筐体１０自体を完全密閉するように構成されている。

電源モジュール３０は、ケーブル２及び光源６０に接続され、ケーブル２を介して電力が供給されると光源６０を駆動して発光させる。

電源モジュール３０は、光源を発光させるものであればどのように構成されてもよい．本実施の形態では、ＬＥＤに直流を供給して発光させる直流電源装置である。

電源モジュール３０は、シャーシ４０の電源取付部に対して、駆動時に発する熱が電源取付部を伝導するように固定される。本実施の形態では、例えば、図５に示すビス等の止着部材３２により止着されている。

光源６０は、電源モジュール３０とともに、透光筒部１１内に収容される発光部を構成する。
光源６０は、本実施の形態では、ＬＥＤであり、例えば、白熱電球、或いは、グロースターター式やラピッドスタート式の蛍光灯と比較して消費電力量が小さい。

光源６０は、複数のＬＥＤを有し、電源モジュール３０とともにシャーシ４０に固定されている。

シャーシ４０は、長手方向に延在する長尺のものであり、本実施の形態では、熱を伝導する熱伝導部材により、透光筒部１１の軸方向に延在するように形成されている。シャーシ４０は、本実施の形態では、アルミニウムにより形成されている。

シャーシ４０は、電源モジュール３０が取り付けられる電源取付部（第１水平部４５）と、光源６０が取り付けられる光源取付部（第２水平部４８）とを有する。

シャーシ４０は、電源取付部と光源取付部とを、互いが離れた位置に位置するように備える。シャーシ４０は、本実施の形態では、図７に示すように、熱伝導性を有する長尺の板材の中央が凸状となるように加工された突条部４４と、突条部４４の下端に設けられた第２水平部４８とを有する。

突条部４４は、水平面である上面部を構成する第１水平部４５と、第１水平部４５の両側から下方に下るように傾斜する両側部４６とにより断面逆Ｕ字状に形成されている。

第１水平部４５の表面側に電源モジュール３０が固定されている。

また、シャーシ４０は、突条部４４の第１水平部４５の両側から下方に下るように傾斜する両側部４６の下端からそれぞれ水平に延び、第１水平部４５と高さ位置が異なる水平に延在する第２水平部４８を電源取付部として構成する。この第２水平部４８は水平に平行に延在し、それぞれの下面が光源取付部として機能し、それぞれの下面には、光源６０である複数のＬＥＤが直線状に所定間隔を空けて取り付けられている。

本実施の形態では、光源６０は、水平な下面にそれぞれ長手方向に沿って、下方に向けて照射するように並べて配設されている。

これにより、シャーシ４０に取り付けられた複数の光源６０と、電源モジュール３０とは、上下方向で離間して配置され、且つ、水平方向でもずれた位置に配置されている。

また、シャーシ４０は、互いに屈曲して接合された第１水平部４５、両側部４６及び第２水平部４８を有する。これにより、シャーシ４０を長尺の平板状部材とした場合と比較して、平面視した面積内での表面積を広くなり、熱伝導量を大きくして放熱量を大きくできる。

シャーシ４０の両端部には放熱仕切り板５２、５４が接合されている。なお、本実施の形態では、シャーシ４０の両端部に、シャーシ４０の延在方向と直交する接触面を有し、且つ熱伝導性を有する接続板５６が固定されている。シャーシ４０は、接続板５６を介して放熱仕切り板５２、５４に面接触した状態で接合されている。シャーシ４０と接続板５６は溶接、ビス等による締結など、熱伝導可能な接合手段或いは接合部材を介して接合されている。

放熱仕切り板５２、５４は、照明装置１内において電源モジュール３０及び光源６０を収容する発光室１ａと、発光室１ａに対して透光筒部１１の軸方向で隣接する閉塞室（空間領域）１ｂ、１ｃとに分割する。

放熱仕切り板５２、５４は、熱を伝導する熱伝導部材により構成されている。

放熱仕切り板５２、５４は、本実施の形態では、アルマイト処理されたアルミニウムにより形成された円盤状部材である。なお、放熱仕切り板５２、５４は、円盤状部材に限らず、照明装置１内において電源モジュール３０及び光源６０を収容する発光室１ａと、発光室１ａに対して透光筒部１１の軸方向で隣接する閉塞部（空間領域）１ｂ、１ｃとに分割するものであれば、どのように形成されてもよい。例えば、放熱仕切り板５２、５４は、シャーシ４０の端部が取り付けられる矩形状、楕円状、多角形状等の放熱板と、この放熱板より閉塞される開口部を有し、且つ、開口端部接続部１３、１５に内嵌可能な円盤状フレームとで構成してもよい。

放熱仕切り板５２、５４は、シャーシ４０を挟み対向して配置され、それぞれの中心軸にシャーシ４０と直交するように設けられている。

なお、放熱仕切り板５２は、挿通孔（図示省略）を有する。放熱仕切り板５２の挿通孔には、電源モジュール３０に接続される接続ケーブルが挿通され、接続ケーブルは、ケーブル２に接続されている。なお、接続ケーブルはケーブル２と同一のケーブルであってもよい。

放熱仕切り板５２、５４は、透光筒部１１の両端部近傍に配置されており、本実施の形態では、開口端部接続部１３、１５の一端側開口部１３２、１５２に接合され、透光筒部１１と、開口端部接続部１３、１５のそれぞれの一端側部分とともに発光室１ａを形成している。
放熱仕切り板５２、５４は、開口端部接続部１３、１５のそれぞれの内周、つまり、筐体１０の内周に密着するように内嵌して配置されている。放熱仕切り板５２、５４は、開口端部接続部１３、１５の内径を気密的に閉塞するように固定されている。

本実施の形態では、放熱仕切り板５２、５４は、電源モジュール３０、シャーシ４０、及び光源６０、さらに本実施の形態では接続板５６とともに、光源ユニット２０を構成している。光源ユニット２０は、開口端部接続部１３、１５が取り付けられた透光筒部１１内に挿入するだけで、放熱仕切り板５２、５４で仕切られた発光室１ａを形成することができる。

透光筒部１１は、光を透過する材料、例えば、透光性を有するガラス或いは樹脂等により形成される筒状体である。本実施の形態では、透光筒部１１は、ポリカーボネイト製の筒状体である。

開口端部接続部１３、１５は、筒状に形成され、透光筒部１１の両端部のそれぞれに内部を連通させた状態で接合される。開口端部接続部１３、１５は、透光筒部１１が接合する開口端部とは逆側の開口端部にキャップ部１４、１６が取り付けられて、逆側の開口端部はそれぞれ閉塞される。開口端部接続部１３、１５は、透光筒部１１の両端部をキャップ部１４、１６とともに密閉した状態で閉塞する。

開口端部接続部１３、１５は、発光室１ａに軸方向で隣接する閉塞室１ｂ、１ｃを形成するものであり、本実施の形態では、軸方向に所定の長さを有する。

開口端部接続部１３，１５は、軸方向の中間部分において放熱仕切り板５２、５４が密閉するように内嵌している。

開口端部接続部１３、１５の軸方向の他端側で開口する他端側開口部１３４、１５４は、それぞれキャップ部１４、１６が嵌合することにより密閉されている。

キャップ部１４、１６は、本実施の形態では、開口端部接続部１３、１５とともに閉塞部１２ａ、１２ｂとして、透光筒部１１を閉塞して密閉する。キャップ部１４、１６は、熱伝導性を有する材料で形成されることが好ましく、例えば樹脂により形成される。キャップ部１４、１６は、本実施の形態では、開口端部接続部１３、１５とともに、ＡＢＳ樹脂により形成されている。なお、開口端部接続部１３，１５を介さずに、透光筒部１１の両開口端部に、両開口端部を閉塞するように固定する構成としてもよい。

なお、基端部側のキャップ部１４には、中央部にケーブル２が挿通された挿通部３が取り付けられている。挿通部３はケーブル２が気密的に挿通されている。すなわち、筐体１０にはケーブル２が挿通されているが、筐体１０の内部は密閉された状態となっている。

開口端部接続部１３、１５は、設置箇所に照明装置１を固定するための固定板１８に固定するための吊り下げアーム１９を有する。

吊り下げアーム１９は、開口端部接続部１３、１５の外周の一部から軸方向と直交する方向に突出して設けられている。照明装置１は、固定板１８を洞道の天井面に固定した際に、吊り下げアーム１９を介して天井面から吊り下げられた状態で保持される。

照明装置１において、電源モジュール３０に電力を供給して光源６０を発光させる。光源６０を発光させる際に、電源モジュール３０及び光源６０であるＬＥＤは発熱し、この熱はシャーシ４０を通して両端に伝達し、放熱仕切り板５２、５４に伝導する。

放熱仕切り板５２、５４に伝導した熱は、放熱仕切り板５２、５４の円盤状の全面を介して、電源モジュール３０及び光源６０を収容する発光室１ａ内の温度よりも低い室温の閉塞室１ｂ、１ｃ内に放熱される。閉塞室１ｂ、１ｃ内に蓄積された熱は、キャップ部１４、１６、具体的にはキャップ部１４、１６の材質を介して、閉塞室１ｂ、１ｃの室温よりも低い温度の外気へ放熱される。

図９は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の内部温度分布の説明に供する図である。図９では、照明装置１の内部温度分布を、照明装置１の内部の各室に対応した温度勾配で示す。

図９に示すように照明装置１における光源６０の駆動時における発光室１ａ及び閉塞室１ｂ、１ｃの温度分布は、透光筒部１１内が最も温度が高く、透光筒部１１の両端における開口端部接続部１３、１５及びキャップ部１４、１６内の温度は、透光筒部１１内の温度より低い。さらに外気は、開口端部接続部１３、１５及びキャップ部１４、１６内の温度、つまり、閉塞室１ｂ、１ｃ内の温度より低くなる。

特に、電源モジュール３０により光源６０は発光するため、電源モジュール３０及び光源６０の双方の発熱により、双方が配置される発光室１ａ内の温度が高くなる恐れがある。

しかしながら、本実施の形態では、光源６０が熱に弱いＬＥＤであっても、発光室１ａが、閉塞室１ｂ、１ｃと仕切られているので、発光室１ａ内温度の上昇を防ぐことができ、洞道における発光室１ａの室温を所定の温度以下（例えば、外気４０[℃]における発光室１ａ内温度６０[℃]以下）にすることができる。

これにより、洞道内において、且つ、電源モジュール３０を用いて電源モジュール３０により発光するＬＥＤであっても、安定して発光させて使用できる。

本実施の形態の照明装置１は、透光性を有する透光筒部１１内に電源モジュール３０を収容し、透光筒部１１の両端側を閉塞部１２ａ、１２ｂで閉塞して形成された筐体１０を有する。この筐体１０は、筐体１０の内部を仕切る放熱仕切り板５２（５４）を備える。これにより、筐体１０は、放熱仕切り板５２（５４）の一方側に形成される少なくとも電源モジュール３０を収容する発光領域（発光室１ａ）と、放熱仕切り板５２（５４）の他方側に形成され、発光領域１ａに対して透光筒部１１の軸方向で隣接する空間領域（閉塞室１ｂ、１ｃ）とに分割されている。このように本実施の形態の照明装置１では、中空の筐体１０を複数の空間領域に仕切ることにより、発熱元の空間と温度差が発生し、この温度差により熱流を発生させ効率良く外部へ放熱させることができる。
照明装置１によれば、小型化を図ることができ、効率良く放熱して安定して長く使用できる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成や各部分の形状についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。

本発明に係る照明装置は、小型化を図ることができ、効率良く放熱して安定して長く使用できる効果を有し、洞道内に設置される照明装置として有用である。

１ 照明装置
１ａ 発光室（発光領域）
１ｂ、１ｃ 閉塞室（空間領域）
２ ケーブル
１０ 筐体
１１ 透光筒部（筒部）
１２ａ、１２ｂ 閉塞部
１３，１５ 開口端部接続部
１４、１６ キャップ部
１８ 固定板
１９ 吊り下げアーム
２０ 光源ユニット
３０ 電源モジュール（発光部）
４０ シャーシ
４４ 突条部
４５ 第１水平部
４６ 両側部
４８ 第２水平部
５２、５４ 放熱仕切り板（仕切り板）
５６ 接続板
６０ 光源（発光部）

Claims (5)

1. 透光性を有する筒部内に発光部を収容し、前記筒部の両端側を閉塞部で閉塞して形成された筐体を有する照明装置において、
   前記筐体は、前記筐体の内部を仕切る仕切り板を備えることにより、前記仕切り板の一方側に形成される少なくとも前記発光部を収容する発光領域と、前記仕切り板の他方側に形成され、前記発光領域に対して前記筒部の軸方向で隣接する空間領域とに分割されている、
   照明装置。
2. 前記仕切り板は、熱伝導性を有する、
   請求項１記載の照明装置。
3. 前記仕切り板は、前記筐体に内嵌して配置されている、
   請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記発光部は、前記軸方向に延在し且つ熱伝導性を有するシャーシに固定され、
   前記シャーシの両端部のそれぞれに前記仕切り板がそれぞれ直交して接触した状態で接合されている、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記筐体は、円筒状の前記筒部を有する中空の円筒状に形成され、
   前記仕切り板は、アルミ製の放熱板である、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の照明装置。

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