JP2005019336A - 照明器具及び捕虫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト化を図りながらケースの劣化及び半導体発光素子の損傷を抑制することができる照明器具及び捕虫装置を提供する。
【解決手段】照明器具１は、前面が開口し、かつ後面が閉口したケース２を備えている。ケース２の内部には、ＬＥＤ１４が実装された基板７が収容されている。ＬＥＤ１４は、発光ピーク波長が約３００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内に存在するＬＥＤチップ１４ｂを備えているとともに、配光角が狭角になるようにパッケージ１４ｃ等が構成されている。また、ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ１４から発せられた光がケース２の一部に照射されないような位置に配置されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子を備えた照明器具及び捕虫装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、蚊、蝿、蛾等の虫を捕獲するための紫外線領域から青色領域の光を利用した捕虫装置が知られている。これは、虫がこのような領域の光に向かって進む「走光性」という習性を利用したものである。現在、このような捕虫装置の光源には、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）が使用されているものもある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７０４０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＥＤは、防塵、防水を図るために基板の形状に合わせた合成樹脂のケースに収容することがある。ここで、ＬＥＤをケースの開口縁部近傍に配置すると、ＬＥＤに傷及び汚れが付き易い。このため、ＬＥＤを可能な限りケースの奥に配置させることが好ましい。
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤをケースの奥に配置すると、ＬＥＤから発せられた短波長の光がケースに照射されてしまい、ケースが劣化してしまう。ここで、ケースを大型化して、ＬＥＤから発せられた光がケースに照射されるのを抑制することも考えられるが、ケースを大型化すると、取付スペースが大きくなるとともにメンテナンスに多大な手間を要する。また、コストも上昇する。
【０００６】
本発明は上記従来の問題を解決するためになされたものである。即ち、コンパクト化を図りながらケースの劣化及び半導体発光素子の損傷を抑制することができる照明器具及び捕虫装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】請求項１記載の照明器具は、開口を備えたケースと；ケース内に収容された基板と；基板に実装され、配光角が狭角であり、発光ピーク波長が３００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内に存在する光を発し、前記光がケースの一部に照射されないような位置に配置された半導体発光素子と；を具備することを特徴としている。「狭角」とは、３０°以下（０°は除く。）の角度を意味するものである。請求項１記載の照明装置によれば、コンパクト化を図りながらケースの劣化及び半導体発光素子の損傷を抑制することができる。
【０００８】
請求項２記載の照明器具は、上記の照明器具であって、半導体発光素子の一部を覆う金属部材をさらに備えていることを特徴としている。請求項２記載の照明器具によれば、半導体発光素子から発せられる熱を効率良く放熱することができる。なお、抵抗体等のような発熱する部品を備えている場合には、その部品等から発せられる熱も効率良く放熱することができる。
【０００９】
請求項３記載の照明器具は、上記の照明器具であって、半導体発光素子の少なくとも一部に形成された光触媒膜をさらに備えていることを特徴としている。請求項３記載の照明器具によれば、半導体発光素子から発せられる発光ピーク波長が３００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内に存在する光と光触媒膜の作用により汚れを分解することができ、照明器具から発せられる光の光量低下を抑制することができる。
【００１０】
なお、上記照明器具は、ケース内に充填された熱伝導率が空気より大きい放熱性充填剤をさらに備えていることが好ましい。これによれば、半導体発光素子から発せられる熱を効率良く放熱することができ、照明器具の温度上昇を抑制することができる。また、上記半導体発光素子の発光ピーク波長は３５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内に存在していることが好ましい。これによれば、確実に誘虫効果を得ることができる。
【００１１】
請求項４の捕虫装置は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明器具と；半導体発光素子から発せられた光により飛来した虫を捕獲する捕獲器具と；を具備することを特徴としている。請求項４記載の捕虫装置によれば、虫を捕獲することができる。
【００１２】
請求項５記載の捕虫装置は、上記の捕虫装置であって、捕獲器具が、開口が照明器具付近に位置するように配置されたダクトと、ダクトを介して照明器具付近の空気を吸い込む吸気源とを備えていることを特徴としている。請求項５記載の捕虫装置によれば、虫を吸い込むことができるとともに照明器具から発せられる熱を効率良く放熱することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態に係る照明器具の模式的な分解斜視図であり、図２は本実施の形態に係る照明器具の模式的な水平断面図であり、図３は本実施の形態に係るケースの模式的な正面図である。
【００１４】
図１〜図３に示されるように、照明器具は、例えば、アクリル、ポリカーボネート等のような合成樹脂から形成されたケース２を備えている。ケース２は、内部空間２ａを有している。ケース２の前面は開口しているとともに後面は閉口している。
【００１５】
ケース２の内部には、ケース２の後部付近及びケース２の中間部付近に段部２ｂ，２ｃが形成されている。段部２ｂは、後述する基板６をケース２の後部付近に位置させるためのものであり、段部２ｃは、後述する基板７をケース２の中間部付近に位置させるためのものである。
【００１６】
ケース２の上面及び下面には、ケース２の内部に向けてそれぞれ突起部２ｄが形成されている。突起部２ｄは、半円柱部２ｅと、直径が半円柱部２ｅの直径より小さい半円柱部２ｆとから構成されている。半円柱部２ｅは、基板６を段部２ｂの位置まで案内するガイド及び基板７を支持する台座として機能するものである。ケース２に半円柱部２ｅを形成することにより、ケース２の内部に後述する放熱性充填剤５を充填した場合であっても、基板７が撓み難くなる。一方、半円柱部２ｆは、基板７を段部２ｃの位置まで案内するガイドとして機能するものである。なお、ケース２の後面から段部２ｃまでの距離と、ケース２の後面から半円柱部２ｅと半円柱部２ｆとの境界までの距離とは、等しくなっている。ケース２の後面には、後述する電源コード１３をケース２の外部に引き出すための引出孔２ｇが２箇所に形成されている。
【００１７】
ケース２の前面には、石英ガラス等のような透光性材料から構成された透光板３が嵌め込まれている。ケース２の前面に透光板３を嵌め込むことにより、後述するＬＥＤ１４等を保護することができる。透光板３の表面には、例えばＴｉＯ_２等から構成された光触媒膜４が形成されている。
【００１８】
ケース２の内部には、空気より熱伝導率が大きい放熱性充填剤５が充填されている。放熱性充填剤５としては、例えば、シリコーン、ウレタン、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００１９】
ケース２の内部には、ケース２の前面に対して略平行になるように２枚の基板６，７が収容されている。ここで、基板７は基板６よりケース２の前面側に位置するようにケース２に収容されている。また、基板６と基板７とは、ケース２の前後方向から見て互いに重なるようにケース２に収容されている。
【００２０】
基板６，７には、放熱性充填剤５を充填するための充填孔６ａ，７ａが複数形成されている。ここで、充填孔６ａと充填孔７ａとは、対向するように形成されている。詳細に説明すると、充填孔６ａ，７ａは、ケース２の前後方向から見たとき重なり合うように形成されている。基板６，７に複数の充填孔６ａ，７ａを形成することにより、放熱性充填剤５の充填の際に、ケース２の後面と基板６とで形成される空間及び基板６と基板７とで形成される空間の空気が抜け易くなり、放熱性充填剤５の充填性を高めることができる。なお、放熱性充填剤５を充填する際には、少なくとも１箇所の充填孔６ａ，７ａだけは注射針やディスペンサ等を挿入しないで膜泡用の孔として利用する。
【００２１】
基板６，７には、突起部２ｄと対応する位置に、かつ突起部２ｄに対応した形状の切り欠き６ｂ，７ｂがそれぞれ形成されている。具体的には、切り欠き６ｂは直径が半円柱部２ｅの直径とほぼ等しい略半円状に形成されており、切り欠き７ｂは直径が半円柱部２ｆの直径とほぼ等しい略半円状に形成されている。これにより、基板６が半円柱部２ｅをガイドとして段部２ｂまで案内される。また、基板７が半円柱部２ｆをガイドとして段部２ｃ、及び半円柱部２ｅと半円柱部２ｆとの境界まで案内される。
【００２２】
次に、基板６，７に実装された部品等について説明する。図４は本実施の形態に係る回路部品が実装された基板６の模式的な表面図であり、図５は本実施の形態に係るＬＥＤが実装された基板７の模式的な表面図であり、図６は本実施の形態に係るＬＥＤの模式的な垂直断面図である。
【００２３】
図４に示されるように、基板６の表面側には、後述するＬＥＤ１４を点灯させるための回路部品８が実装されている。具体的には、基板６には、ＬＥＤ１４に過電流が流れることを抑制してＬＥＤ１４の劣化を抑制するヒューズ９、及び落雷により発生する過電圧を逃がすためのサージアブソーバ１０、電流を所定の電流値まで低下させる抵抗体１１、及び交流電流を全波整流して直流電流を取り出す整流ブリッジ１２が実装されている。
【００２４】
基板６の裏面側には、回路パターン（図示せず）が形成されている。なお、基板６には、所定の位置に複数の孔が形成されており、これらの回路部品８は、これらの孔を介して回路パターンに半田付けされている。
【００２５】
回路パターンには、電源（図示せず）に接続される２本の電源コード１３が半付けされている。電源コード１３は、張力止めにより基板６に固定されている。具体的には、基板６の端部には４箇所に図示しない挿通孔が形成されており、２箇所の挿通孔には電源コード１３がそれぞれ基板６の裏面側から表面側に向けて挿通されているとともに挿通孔に挿通された電源コード１３の先端部は、更に他の２箇所の挿通孔に基板６の表面側から裏面側に向けて挿通され、回路パターンに半田付けされている。電源コード１３を基板６に対して張力止めにより固定することにより、基板６から電源コード１３が外れ難くなり、電源コード１３を引っ張りながらケース２内に基板６を収容することができる。
【００２６】
図５に示されるように基板７の表面側には、複数のＬＥＤ１４（半導体発光素子）が実装されている。本実施の形態では、１０個の砲弾型のＬＥＤ１４が基板７に実装されている。本実施の形態のように、抵抗体１１が実装された基板６と、ＬＥＤ１４が実装された基板７とに分けた場合には、抵抗体１２から発せられる熱がＬＥＤ１４に伝わり難くなり、ＬＥＤ１４の劣化を抑制することができる。また、電源コード１３が接続された基板６と、ＬＥＤ１４が実装された基板７とに分けた場合には、電源コード１３を引っ張りながら基板６をケース２に収容或いは図示しない電源に電源コード１３を接続した場合であっても、ＬＥＤ１４が実装された基板７をケース２の前面に対して略平行に維持することができ、所望の配光を得ることができる。
【００２７】
ＬＥＤ１４は、基板７の長手方向に沿って一列に並ぶように基板７に実装されている。ここで、各ＬＥＤ１４の一対のリードフレーム１４ａは、基板７の短手方向に沿うように基板７に取り付けられている。具体的には、リードフレーム１４ａは、一方のリードフレーム１４ａと他方のリードフレーム１４ａとを結んだ線が基板７の短手方向に沿った線とほぼ平行になるように基板７に取り付けられている。このような配置でＬＥＤ１４を基板７に実装することにより、基板７をケース２に収容する際或いはケース２を図示しない取り付け金具に取り付ける際におけるＬＥＤ１４の軸ずれを抑制することができる。
【００２８】
ＬＥＤ１４は、図６に示すように発光ピーク波長が約３００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内に存在するＬＥＤチップ１４ｂを備えている。なお、誘虫を目的として照明器具１を使用する場合には、発光ピーク波長が約３５０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲内に存在するＬＥＤチップ１４ｂを使用することが好ましい。このようなＬＥＤチップ１４ｂを使用することにより、確実に誘虫効果を得ることができる。
【００２９】
ＬＥＤ１４は、配光角が狭角になるようにパッケージ１４ｃ等が構成されている。ここで、本実施の形態の「配光角」は、ＬＥＤのカタログ等に記載されている配光角を意味する。なお、配光角が狭角のＬＥＤ１４として配光角が約３０°のＬＥＤを使用した場合には、図７に示されるような配光特性が得られる。ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ１４から発せられた光が例えばケース２の開口縁部のようなケース２の一部に照射されないような位置に配置されている。
【００３０】
パッケージ１４ｃの一部は、金属パッケージ１４ｄ（金属部材）により覆われている。具体的には、金属パッケージ１４ｄは筒状に形成されており、金属パッケージ１４ｄはパッケージ１４ｃの胴部を覆っている。金属パッケージ１４ｄは、純金属、或いはＦｅ−Ｎｉ等のような合金から形成されている。
【００３１】
パッケージ１４ｃの少なくとも一部には、ＴｉＯ_２等から構成された光触媒膜１４ｅが形成されている。具体的には、光触媒膜１４ｄは、パッケージ１４ｃの頭部表面に形成されている。
【００３２】
基板７の裏面側には、図示しない回路パターンが形成されている。なお、基板６に形成された回路パターンと基板７に形成された回路パターンとは２本のリード線１５を介して電気的に接続されている。また、基板７には複数の孔が形成されており、リードフレーム１４ａはこれらの孔を介して回路パターンに半田付けされている。リードフレーム１４ａと回路パターンとを半田付けすることにより、整流ブリッジ１２で生成された直流電流がリード線１５を介してリードフレーム１４ａに供給され、ＬＥＤ１４から光が発せられる。
【００３３】
このような照明器具１は、例えば、捕虫装置に組み込んで使用することが可能である。以下、照明器具１が組み込まれた捕虫装置について説明する。図８は、本実施の形態に係る捕虫装置の模式的な構成図である。
【００３４】
図８に示されるように、捕虫装置２０は、主に、照明器具１と、ＬＥＤ１４から発せられた光により飛来した虫を捕獲する捕獲器具２１とから構成されている。捕獲器具２１は、開口を備え、かつ開口縁部に照明器具１が取り付けられたダクト２２を備えている。ダクト２２には、ダクト２２を介して照明器具１付近の空気を吸い込む吸気源２３、及びトラップ２４が介在している。トラップ２４としては、例えば、捕中紙、虫を溶解させる溶剤が収容された溶剤槽等が挙げられる。吸気源２３を作動させることにより、照明器具１の点灯により照明器具１周辺に飛来した虫がダクト２２内に吸い込まれ、トラップ２４で捕獲される。
【００３５】
本実施の形態では、配光角が狭角のＬＥＤ１４を使用し、かつＬＥＤ１４から発せられ光がケース２の一部に照射されないような位置にＬＥＤ１４を配置しているので、コンパクト化を図りながらケース２の劣化及びＬＥＤ１４の損傷等を抑制することができる。即ち、配光角が狭角のＬＥＤ１４と配光角が広角のＬＥＤとをＬＥＤから発せられた光がケース２の一部に照射されないように同じ大きさのケース２内にそれぞれ配置する場合を想定すると、狭角のＬＥＤ１４を使用した方が、広角のＬＥＤを使用した場合よりもケース２の奥に配置することができる。従って、狭角のＬＥＤ１４を使用した方が、広角のＬＥＤを使用した場合よりもケース２を大型化せずにＬＥＤ１４の損傷等を抑制することができる。また、ＬＥＤ１４から発せられ光がケース２の一部に照射されないような位置にＬＥＤ１４を配置しているので、ケース２の劣化が抑制される。それ故、コンパクト化を図りながらケース２の劣化及びＬＥＤ１４の損傷等を抑制することができる。
【００３６】
本実施の形態では、金属パッケージ１４ｄを備えたＬＥＤ１４を使用しているので、照明器具１の温度上昇を抑制することができる。即ち、金属は、放熱性に優れているので、ＬＥＤチップ１４ｂから発せられた熱は金属パッケージ１４ｄに伝達され、金属パッケージ１４ｄを介して効率良く放熱される。それ故、照明器具１の温度上昇を抑制することができる。
【００３７】
本実施の形態では、ケース２の内部に放熱性充填剤が５充填されているので、照明器具１の温度上昇を抑制することができる。即ち、放熱性充填剤５は、放熱性に優れているので、ＬＥＤチップ１４ｂから発せられ、金属パッケージ１４ｄに伝達された熱は、放熱性充填剤５を介して、効率良くケース２の外部に放熱される。ここで、熱膨張係数の差により金属パッケージ１４ｄと放熱性充填剤５との界面で剥離が起こることが予測されるが、金属パッケージ１４ｄ及び放熱性充填剤５により効率良く放熱するので、熱膨張が少なく、金属パッケージ１４ｄと放熱性充填剤５との界面における剥離は起こり難いと考えられる。一方、抵抗体１１から発せられた熱は放熱性充填剤５を介して、効率良くケース２の外部に放熱される。それ故、照明器具１の温度上昇を抑制することができる。
【００３８】
本実施の形態では、透光板３の表面及びパッケージ１４ｃの頭部表面に光触媒膜４，１４ｅを形成しているので、照明器具１から放射される光量の低下を抑制することができる。即ち、照明器具１を使用し続けると、透光板３等が汚れることが想定される。特に照明器具１を屋外で使用した場合には、透光板３等が汚れる可能性が高い。ここで、透光板３等が汚れている場合には、汚れによりＬＥＤチップ１４ｂから発せられた光が遮られてしまい、照明器具１から放射される光量が低下してしまうことがある。これに対し、本実施の形態では、透光板３の表面及びパッケージ１４ｃの頭部表面に光触媒膜４，１４ｅを形成しているので、ＬＥＤチップ１４ｂから発せられた光と光触媒膜の作用により、汚れが分解し、透光板３及びパッケージ１４ｃの頭部表面が汚れ難い。それ故、照明器具１から放射される光量の低下が抑制される。
【００３９】
本実施の形態では、捕虫装置２０の光源として照明器具１を使用しているので、メンテナンスの頻度を低下させることができる。即ち、一般的にＬＥＤは蛍光ランプよりも寿命が長い。また、捕虫装置２０の光源として蛍光ランプを使用すると、飛来した虫が衝突して、蛍光ランプが割れてしまうことがあるが、ＬＥＤ１４は割れ難いので、このような問題も解消される。それ故、メンテナンスの頻度を低下させることができる。
【００４０】
本実施の形態では、吸気源２３によりダクト２２を介して照明器具１付近の空気を吸い込んでいるので、ＬＥＤ１４から発せられた光により飛来した虫を吸い込むことができるとともに照明器具１から発せられた熱を効率良く放熱させることができる。
【００４１】
（実施例）
以下、実施例について説明する。本実施例では、ＬＥＤを配光角内にケースの一部が入らないようにケース内に配置する場合におけるケースの前面からＬＥＤまでの最長距離を算出した。
【００４２】
以下、算出条件について説明する。実施例１では配光角が２０°のＬＥＤを使用し、実施例２では配光角が３０°のＬＥＤを使用した。実施例１及び実施例２ともにケースは、厚さ方向の幅が６ｍｍのものを使用した。このようなＬＥＤ及びケースを使用し、ＬＥＤをＬＥＤから発せられた光がケースの一部に照射されないようにケース内に配置する場合におけるケースの前面からＬＥＤまでの最長距離を算出した。ここで、ケースの前面からＬＥＤまでの距離とは、ケースの前面からＬＥＤチップまでの距離である。なお、実施例１及び実施例２と比較するために比較例として配光角が５０°のＬＥＤを使用した場合についても前面からＬＥＤまでの最長距離を算出した。
【００４３】
以下、算出結果について述べる。比較例におけるケースの前面からＬＥＤまでの最長距離は、約６．４４ｍｍであった。これに対し、実施例１におけるケースの前面からＬＥＤまでの最長距離は、約１７．０ｍｍであり、実施例２におけるケースの前面からＬＥＤまでの最長距離は、約１１．２ｍｍであった。これらの結果から、狭角のＬＥＤを使用した方が、広角のＬＥＤを使用するよりもＬＥＤから発せられた光がケースの一部に照射されない状態でケースの奥に配置することができるということが確認された。
【００４４】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されるものではなく、構造や材質、各部材の配置等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。上記実施の形態では、パッケージ１４ｃの胴部を金属パッケージ１４ｄで覆っているが、金属パッケージ１４ｄで覆わなくともよい。上記実施の形態では、ケース２の内部に放熱性充填剤５を充填しているが、放熱性充填剤５を充填しなくともよい。
【００４５】
上記実施の形態では、透光板３の表面及びパッケージ１４ｃの頭部表面に光触媒膜４，１４ｅを形成しているが、光触媒膜４，１４ｅを形成しなくともよい。また、光触媒膜を放熱性充填剤５の表面に形成してもよい。
【００４６】
【発明の効果】請求項１記載の照明器具によれば、コンパクト化を図りながらケースの劣化及び半導体発光素子の損傷を抑制することができる。請求項２記載の照明器具によれば、半導体発光素子から発せられる熱を効率良く放熱することができる。請求項３記載の照明器具によれば、照明器具から発せられる光の光量低下を抑制することができる。
【００４７】
請求項４記載の捕虫装置によれば、虫を捕獲することができる。請求項５記載の照明装置によれば、虫を吸い込むことができるとともに照明器具から発せられる熱を効率良く放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は実施の形態に係る照明器具の模式的な分解斜視図である。
【図２】図２は実施施の形態に係る照明器具の模式的な水平断面図である。
【図３】図３は実施の形態に係るケースの模式的な正面図である。
【図４】図４は実施の形態に係る回路部品が実装された基板の模式的な表面図である。
【図５】図５は実施の形態に係るＬＥＤが実装された基板の模式的な表面図である。
【図６】図６は実施の形態に係るＬＥＤの模式的な垂直断面図である。
【図７】図７は実施の形態に係る配光角が約３０°のＬＥＤの配光特性を模式的に示したグラフである。
【図８】図８は実施の形態に係る捕虫装置の模式的な構成図である。
【符号の説明】
１…照明器具、２…ケース、４，１４ｅ…光触媒膜、５…放熱性充填剤、６，７…基板、１４…ＬＥＤ、１４ｄ…金属パッケージ、２０…捕虫装置、２１…捕獲器具、２２…ダクト、２３…吸気源。

Claims (5)

1. 開口を備えたケースと；
   前記ケース内に収容された基板と；
   前記基板に実装され、配光角が狭角であり、発光ピーク波長が３００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲内に存在する光を発し、前記光が前記ケースの一部に照射されないような位置に配置された半導体発光素子と；を具備することを特徴とする照明器具。
2. 前記半導体発光素子の一部を覆う金属部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記半導体発光素子の少なくとも一部に形成された光触媒膜をさらに備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明器具。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の照明器具と；
   半導体発光素子から発せられた光により飛来した虫を捕獲する捕獲器具と；を具備することを特徴とする捕虫装置。
5. 前記捕獲器具は、開口が前記照明器具付近に位置するように配置されたダクトと、前記ダクトを介して前記照明器具付近の空気を吸い込む吸気源とを備えていることを特徴とする請求項４記載の捕虫装置。

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