灯器

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【発明の名称】	灯器
【発明者】	【氏名】鈴木富雄【氏名】田崎嗣久
【要約】	【課題】発光素子の温度を抑えて、発光素子の寿命を延ばす。【解決手段】熱伝導性を持った基体２は、筒状部３を有する。筒状部３の外周には、基板１０を介して多数のＬＥＤ４が取り付けられる。グローブ５がＬＥＤ４をカバーするように設けられる。ＬＥＤ４に流れる電流を制限する電流制限抵抗器６が、グローブ５と基体２との間のＬＥＤ取り付け空間Ｄに対して熱的に実質的に分離された空間Ａに配設される。このため、電流制限抵抗器６からの発熱によってＬＥＤ４の雰囲気が加熱されることがなくなる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】筒状部を有し熱伝導性を持った基体と、前記筒状部の外周に取り付けられた多数の発光素子と、前記多数の発光素子をカバーするように設けられたグローブと、前記多数の発光素子に流れる電流を制限する電流制限抵抗器とを備えた灯器において、前記電流制限抵抗器が、前記グローブと前記基体との間の発光素子取り付け空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設されたことを特徴とする灯器。
【請求項２】前記電流制限抵抗器が、前記筒状部の内側の空間に配設されたことを特徴とする請求項１記載の灯器。
【請求項３】前記電流制限抵抗器が、前記筒状部の内側の空間における上方位置に配設されたことを特徴とする請求項２記載の灯器。
【請求項４】前記グローブの上方に放熱体が設けられ、前記電流制限抵抗器が基板に搭載され、該基板が熱伝導性を有する部材を介して前記放熱体により支持されたことを特徴とする請求項２又は３記載の灯器。
【請求項５】前記電流制限抵抗器が前記基板の上部に搭載され、前記部材が、前記電流制限抵抗器の上方に前記電流制限抵抗器と近接して配置された集熱板を含むことを特徴とする請求項４記載の灯器。
【請求項６】前記放熱体が前記筒状部の内側の空間を外部から画成するように前記筒状部の上端部に連続して形成されて前記基体の一部をなすことを特徴とする請求項４又は５記載の灯器。
【請求項７】中空の放熱体であってその内側の空間が前記筒状部の内部の空間に連通する放熱体が前記グローブの上方に設けられ、前記電流制限抵抗器が前記放熱体の内側の空間に配設されたことを特徴とする請求項１記載の灯器。
【請求項８】前記筒状部の内側の空間と連通する空間を有するとともに前記基体を支持する支持体が前記筒状部の下方に設けられ、前記電流制限抵抗器が、前記支持体が有する前記空間に配設されたことを特徴とする請求項１記載の灯器。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空障害灯などの灯器に関し、特に、多数の発光素子を光源とする灯器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば実開平４－１０２１１３号公報に開示されたように、筒状部を有し熱伝導性を持った基体と、前記筒状部の外周に取り付けられた多数のＬＥＤと、これらの多数のＬＥＤをカバーするように設けられたグローブとを備えた航空障害灯が知られている。なお、航空障害灯は、航空機に対して障害物の存在を知らせるため、高層ビルやタワーなどの建造物等に設置される灯器である。
【０００３】このような航空障害灯では、十分な輝度を確保するため、非常に多くのＬＥＤが用いられている。このため、既に知られているように、ＬＥＤから発生する熱によってＬＥＤ自体が加熱されてしまい、ＬＥＤの寿命が低下してしまう。そこで、従来から、外気を導入して冷却を行う冷却構造や放熱フィンを利用した冷却構造などが採用されている。いずれの構造においても、発生した熱を前記基体を介して放熱させるものである。
【０００４】ところで、前述したような航空障害灯では、通常、ＬＥＤに流れる電流を制限する電流制限抵抗が、前記多数のＬＥＤのうちの各グループに対して１つずつ設けられる。この電流制限抵抗器は、各グループのＬＥＤに対して直列接続されるものであるため、従来はＬＥＤの近くに配設すべきものと考えられており、グローブと前記基体との間の空間においてＬＥＤの下方位置に配設されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述したような従来の航空障害灯では、ＬＥＤの温度を十分に抑えることは困難であり、そのため、ＬＥＤの寿命を十分に延ばすことが困難であった。
【０００６】すなわち、ＬＥＤからのみならず電流制限抵抗器からも発熱するが、前述したように、従来は、グローブと前記基体との間の空間においてＬＥＤの下方位置に配設され、ＬＥＤ取り付け空間と電流制限抵抗器取り付け空間とが熱的に分離されていなかった。このため、電流制限抵抗器で発生した熱が、ＬＥＤの雰囲気を介してＬＥＤに伝わることとなる。したがって、従来は、ＬＥＤは、ＬＥＤ自体からの発熱のみならず、電流制限抵抗器からの発熱によっても加熱されることとなるため、ＬＥＤの温度を十分に抑えることが困難であった。
【０００７】このような事情は、航空障害灯のみならず、多数の発光素子を光源とする各種の灯器においても同様であった。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、発光素子の温度を抑えて発光素子の寿命を十分に延ばすことができる灯器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による灯器は、筒状部を有し熱伝導性を持った基体と、前記筒状部の外周に取り付けられた多数の発光素子と、前記多数の発光素子をカバーするように設けられたグローブと、前記多数の発光素子に流れる電流を制限する電流制限抵抗器とを備えた灯器において、前記電流制限抵抗器が、前記グローブと前記基体との間の発光素子取り付け空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設されたものである。
【００１０】この第１の態様によれば、前記電流制限抵抗器が、前記グローブと前記基体との間の発光素子取り付け空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設されているので、前記電流制限抵抗器からの発熱によって発光素子の雰囲気が加熱されることがなくなり、前記電流制限抵抗器からの発熱は前記発光素子にほとんど伝導されなくなる。したがって、発光素子の温度を抑えて発光素子の寿命を延ばすことができる。
【００１１】本発明の第２の態様による灯器は、前記第１の灯器において、前記電流制限抵抗器が、前記筒状部の内側の空間に配設されたものである。
【００１２】この第２の態様は電流制限抵抗器の具体的な配設場所を例示したものである。この第２の態様では、熱伝導性を有する基体の筒状部がいわば熱シールドとして作用し、電流制限抵抗器からの発熱がＬＥＤにほとんど伝導されなくなる。
【００１３】本発明の第３の態様による灯器は、前記第２の灯器において、前記電流制限抵抗器が、前記筒状部の内側の空間における上方位置に配設されたものである。
【００１４】電流制限抵抗器から発生し空気を介して伝導する熱は上方に向かうので、この第３の態様のように電流制限抵抗器を上方位置に配設すると、電流制限抵抗器からＬＥＤへの伝導熱を一層低減することができ、好ましい。もっとも、前記第２の態様では、電流制限抵抗器は、前記筒状部の内側の空間における中央位置や下方位置等に配設してもよい。
【００１５】本発明の第４の態様による灯器は、前記第２又は第３の態様による灯器において、前記グローブの上方に放熱体が設けられ、前記電流制限抵抗器が基板に搭載され、該基板が熱伝導性を有する部材を介して前記放熱体により支持されたものである。
【００１６】この第４の態様によれば、電流制限抵抗器からの発熱がグローブの上方に設けられた放熱体を介して外部に放熱されるので、電流制限抵抗器からの発熱がＬＥＤに一層伝導されなくなり、好ましい。
【００１７】本発明の第５の態様による灯器は、前記第４の態様による灯器において、前記電流制限抵抗器が前記基板の上部に搭載され、前記部材が、前記電流制限抵抗器の上方に前記電流制限抵抗器と近接して配置された集熱板を含むものである。
【００１８】この第５の態様によれば、電流制限抵抗器からの発熱が集熱板によって効率良く集熱されて放熱体に伝導されるので、電流制限抵抗器からの発熱がＬＥＤに更に一層伝導されなくなり、好ましい。
【００１９】本発明の第６の態様による灯器は、前記第４又は第５の態様による灯器において、前記放熱体が前記筒状部の内側の空間を外部から画成するように前記筒状部の上端部に連続して形成されて前記基体の一部をなすものである。
【００２０】この第６の態様は放熱体の構造の一例を挙げたものである。もっとも、前記第４及び第５の態様では、前記放熱体は、前記基体とは別に構成したものでもよく、その場合には前記基体と熱的に結合してもよいし結合しなくてもよい。
【００２１】なお、前記第４乃至第６の態様では、放熱体は、中空であってもよいし中実であってもよい。
【００２２】本発明の第７の態様による灯器は、前記第１の態様による灯器において、中空の放熱体であってその内側の空間が前記筒状部の内部の空間に連通する放熱体が前記グローブの上方に設けられ、前記電流制限抵抗器が前記放熱体の内側の空間に配設されたものである。
【００２３】この第７の態様も電流制限抵抗器の具体的な配設場所を例示したものである。この第７の態様によっても、前記第４の態様と同様に、電流制限抵抗器からの発熱がグローブの上方に設けられた放熱体を介して外部に放熱されるので、電流制限抵抗器からの発熱がＬＥＤに一層伝導されなくなり、好ましい。
【００２４】本発明の第８の態様による灯器は、前記第１の態様による灯器において、前記筒状部の内側の空間と連通する空間を有するとともに前記基体を支持する支持体が前記筒状部の下方に設けられ、前記電流制限抵抗器が、前記支持体が有する前記空間に配設されたものである。
【００２５】この第８の態様も電流制限抵抗器の具体的な配設場所を例示したものである。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、航空障害灯として構成した本発明の一実施の形態による灯器について、図１を参照して説明する。図１は、この航空障害灯１を示す左側部分を切り欠いた概略正面図である。
【００２７】本実施の形態による航空障害灯１は、筒状部３を有し熱伝導性を持った基体２と、筒状部３の外周に取り付けられた多数の発光素子としてのＬＥＤ４と、これらのＬＥＤ４をカバーするように設けられたグローブ５と、ＬＥＤ４に流れる電流を制限する電流制限抵抗器６とを備えている。
【００２８】本実施の形態では、基体２は金属材料で構成されている。基体２の一部を構成する筒状部３は、上方向に向かってやや先細りの円筒状に構成されている。基体２は、筒状部３の他に、筒状部３の下部に形成されたフランジ部７と、フランジ部７から下方に突出するように形成された放熱フィン８と、筒状部３の内部の空間Ａを外部から画成するように筒状部３の上端部に連続して形成された放熱体９と、を有している。本実施の形態では、放熱体９は中空となっているが、中実としてもよい。放熱フィン８は、円周方向に断続的に設けられるとともに径方向に間隔あけて２列設けられているが、このような構成に限定されるものではない。筒状部３の上端部と連続する放熱体９の下端部付近にグローブ５の上側水平部が係止する段部が形成されている。本実施の形態では、放熱体９は、中空に構成され、後述する支持棒１２の上端部が挿通される挿通穴以外は頂部が閉塞された筒状に構成されている。放熱体９の下端部付近の外周には後述するナット１３が螺合される雄ねじ部９ａが形成されている。
【００２９】上下に並んだ１列又は複数列のＬＥＤ４が上下方向に長く延びた帯状のアルミ基板等の熱伝導性を有する各基板１０上に搭載され、この基板１０が筒状部３の円周方向に渡って所定数並設されている。基板１０はねじ１１により筒状部３に固定されている。
【００３０】グローブ５は、例えば赤色透明部材からなり、上方向に向かってやや先細りで基体２の筒状部３より径の大きい円筒状部と、該円筒状部の下端部に形成されたフランジ部と、前記円筒状部の上端から内側に向かう上側水平部とを有している。この上側水平部には放熱体９が挿通される挿通穴が形成され、前述したように、該上側水平部が基体２の筒状部３の上端付近の段部に係止されている。したがって、放熱体９は、グローブ５の上方に設けられていることとなる。グローブ５の上側水平部は、放熱体９の雄ねじ部９ａにナット１３が螺合されることによって、ナット１３と前記段部との間に挟持されている。また、グローブ５の下端部のフランジ部は、当該フランジ部を挿通して基体２のフランジ部７にねじ止めされた（そのねじは図示せず）リング状の押さえ板１６によって、基体２のフランジ部に固定されている。もっとも、ナット１３によりグローブ５が下方に押しつけられることによって、グローブ５の下端部のフランジ部が基体２のフランジ部に押しつけられるので、押さえ板１６は必ずしも必要ではない。グローブ５と基体２との間は、Ｏリング１４，１５により水密に保たれている。
【００３１】基体２の筒状部３の下方には、基体２を支持する支持体１７が設けられている。支持体１７は、金属材料（熱伝導性材料）で一体に構成されており、上側に開口したカップ状の上側支持体１８と、図１中の紙面手前側に外部に開口した空間Ｂを内部に有する四角柱状の下側支持体１９とを有している。空間Ｂの開口は、ねじ２５にて固定された閉塞板２６及び図示しないパッキンによって水密に閉塞されている。上側支持体１８の上側のフランジ部と基体２の下側のフランジ部７とが、図示しないねじによって固定されている。これらの間は、リング状のパッキン２４により水密に保たれている。
【００３２】下側支持体１９の下部にはフランジ部２０が形成され、フランジ部２０にボルト挿通穴２１が形成されており、航空障害灯１の取り付け場所の台座などに固定することができるようになっている。上側に開口したカップ状の上側支持体１８の内側の空間Ｃと前記空間Ｂとは、連通穴２２にて連通されている。また、空間Ｂは、連通穴２３を介して、下側支持体１９の下面から外部に連通している。
【００３３】以上の説明からわかるように、各空間Ａ～Ｃは、グローブ５と基体２との間のＬＥＤ取り付け空間Ｄに対して熱的に実質的に分離された空間である。例えば、空間Ａと空間Ｄとの間に熱伝導性を有する基体２の筒状部３が介在しているので、筒状部３が空間Ａと空間Ｄとの間の熱シールドとして作用することにより、空間Ａと空間Ｄとが熱的に実質的に分離されている。なお、空間Ｂ，Ｃは、支持体１７が有する、空間Ａと連通する空間である。
【００３４】電流制限抵抗器６は、アルミ基板等の熱伝導性を有する基板２７の上部に搭載され、この基板２７が基体２の筒状部３の内側の空間Ａにおける上方位置に配設されている。基板２７は、それぞれ金属材料からなるスペーサ２８、集熱板２９及び前記支持棒１２を介して、放熱体９に支持されている。本実施の形態では、スペーサ２８、集熱板２９及び前記支持棒１２が、熱伝導性を有する部材を構成している。もっとも、基板２７を放熱体９に支持する熱伝導性部材の構成はこのような構成に限定されるものではない。例えば、基板２７と集熱板２９との間に熱伝導性を有する部材を充填してもよい。集熱板２９は、電流制限抵抗器６の上方に電流制限抵抗器６と近接して配置されている。なお、支持棒１２の上端部付近には雄ねじ部が形成されており、ここにナット３０が螺合されることによって、支持棒１２の上端部が放熱体９に固定されている。このような固定方法に代えて、支持棒１２の上端付近の雄ねじ部に適合するねじ穴（雌ねじ）を放熱体９に形成し、そのねじ穴に支持棒１２の雄ねじ部を螺合することによって、支持棒１２の上端部を放熱体９に固定してもよい。
【００３５】グローブ５と基体２との間の空間Ｄにおける下方位置にはＬＥＤ４の配線を中継する部品を搭載した中継基板３１が設けられている。また、前記空間Ｃには、電源回路（その部品は図示せず）を搭載した電源回路基板３２が設けられている。さらに、前記空間Ｂには、端子台３３が設けられている。そして、基体２の筒状部３の下方の所定箇所には、空間Ａと空間Ｄとの間を連通させて電線を挿通させるための配線用長穴３４が形成されている。
【００３６】図面には示していないが、外部から連通穴２３を挿通して電源線が端子台３３に接続され、端子台３３と電源回路基板３２との間が電線で接続され、基板１０と中継基板３１との間が電線で接続され、中継基板３１と基板２７との間及び中継基板３１と基板電源回路基板３２との間がそれぞれ前記長穴３４を経由した電線で接続され、基板２７と基板３２との間が電線で接続されている。これによって、所定の電気回路が構成され、電流制限抵抗器６にて制限された所定電流がＬＥＤ４に流れることによってＬＥＤ４が点灯するようになっている。
【００３７】以上説明したように構成された本実施の形態による航空障害灯１によれば、ＬＥＤ４からの発熱は、主として、基板２の筒状部３を介して放熱フィン８から外部に放熱される。一方、電流制限抵抗器６からの発熱は、主として、スペーサ２８及び集熱板２９を経由してあるいは空気を介して直接集熱板２９により集熱され、更に支持棒１２を介して放熱体９から外部に放熱される。したがって、本実施の形態によれば、電流制限抵抗器６からの発熱によってＬＥＤ４の雰囲気が加熱されることがなくなり、ＬＥＤ４の温度を抑えてＬＥＤ４の寿命を延ばすことができる。
【００３８】なお、本発明では、グローブ５と基体２との間のＬＥＤ取り付け空間Ｄに対して熱的に実質的に分離された空間に電流制限抵抗器６を配設すればよく、電流制限抵抗器６は、空間Ａにおける中央位置や下方位置等に配設してもよいし、空間Ｃや空間Ｂに配設してもよい。また、例えば電流制限抵抗器６を空間Ｂに配設した場合などにおいては、放熱体９は必ずしも必要ではない。更に、集熱板２９を設けることは電流制限抵抗器６からの発熱を効率良く集熱して放熱体９から外部に放熱させる上で好ましいが、本発明では、集熱板２９は必ずしも必要ではない。
【００３９】次に、本発明の他の実施の形態による航空障害灯４０について、図２を参照して説明する。
【００４０】図２は、この航空障害灯４０を示す概略縦断面図である。図２において、図１中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【００４１】本実施の形態による航空障害灯４０が前述した航空障害灯１と異なる所は、以下の点のみである。すなわち、本実施の形態では、上側支持体１８と下側支持体１９とが別体として構成され、両者が図示しないねじによって固定され、両者の間を水密に保つＯリング５０が設けられている。放熱フィン８は、上側支持体１８の上側フランジ部と一体に構成されている。図１中のパッキン２４に代えて、Ｏリング５１が設けられている。
【００４２】また、本実施の形態では、図１中の放熱体９に代えて、中空の放熱体４１がグローブ５の上部に設け、放熱体４１の内部の空間Ｅに電流制限抵抗器６を搭載した基板２７が配設されている。図１中のスペーサ２８、集熱板２９及び支持棒１２は取り除かれている。
【００４３】放熱体４１は、それぞれ金属材料からなる上側部材４２及び下側部材４３で構成されている。下側部材４３は、円板状に構成され、その中央に下方に突出した雄ねじ部４４を有している。雄ねじ部４４には空間Ｅを空間Ａに連通させる貫通穴４５が形成されている。上側部材４２は、下方が開口したカップ状に構成され、側部が部分的に内側にへこまされたような凹部４２ａを有している。この凹部４２ａは、ねじ４６にて上側部材４２と下側部材４３とを固定するためのものである。凹部４２ａの下側部分にねじ４６が挿通される挿通穴が形成され、下側部材４３の対応する箇所にねじ穴が形成されており、前記挿通穴にねじ４５を挿通して前記ねじ穴に螺合させることにより、上側部材４２と下側部材４３とが一体に固定されている。両者の間はＯリング４７によって水密に保持されている。
【００４４】本実施の形態では、基体２は筒状部３の上端部に連続して形成された水平部４８を有しており、水平部４８の中央には下側部材４３の雄ねじ部４４が螺合されるねじ穴が形成されている。上側部材４２と一体化された下側部材４３の雄ねじ部４４が水平部４８のねじ穴に螺合されることによって、放熱体４１が基体２に対して固定されている。グローブ５の上側水平部は、下側部材４３と基体２の水平部４８との間に挟持されている。グローブ５と下側部材４３との間は、Ｏリング６０によって水密に保持されている。
【００４５】基板２７は、放熱体４１の内部の空間Ｅ内のいずれの箇所に配設してもよいが、本実施の形態では、電流制限抵抗器６を基板２７の上部に搭載し、電流制限抵抗器６が放熱体４１の上側部材４２の上側部分に近接するように基板２７が配設されている。したがって、本実施の形態では、電流制限抵抗器６からの発熱が効率良く放熱体４１から外部に放熱されることとなり、好ましい。
【００４６】本実施の形態によっても、前述した図１に示す実施の形態と同様の利点が得られる。
【００４７】以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００４８】例えば、本発明では、ＬＥＤ４に代えて他の発光素子を用いてもよい。
【００４９】また、前述した各実施の形態は本発明を航空障害灯に適用した例であったが、本発明は他の種々の灯器に適用することができる。
【００５０】さらに、放熱フィン８や放熱体９，４１の形状や大きさ等が前述した例に限定されるものではないことは、言うまでもない。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、発光素子の温度を抑えて発光素子の寿命を十分に延ばすことができる。

【出願人】	【識別番号】３９００１００５４【氏名又は名称】小糸工業株式会社
【出願日】	平成１１年２月１７日（１９９９．２．１７）
【代理人】	【識別番号】１０００９６７７０【弁理士】【氏名又は名称】四宮通
【公開番号】	特開２０００－２４３１０１（Ｐ２０００－２４３１０１Ａ）
【公開日】	平成１２年９月８日（２０００．９．８）
【出願番号】	特願平１１－３８４５４