JP2007207721A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来に比較して組み立てが容易であり、基板の長さ寸法若しくは管状容器の長さ寸法に誤差がある場合又は基板の長さが異なる場合であっても、基板を管状容器内に固定することができる照明装置を提供する。
【解決手段】基板４の一端にシリンダ１と略同径を有する円板状のエンドキャップ２を螺子９により固定し、エンドキャップ２は、シリンダ１の一方の開口端に弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定する。基板４の他端にホルダー３を螺子９により固定し、ホルダー３は、３つの接片部を有し、各接片部がシリンダ１の内周面に３箇所で接触することにより、基板４をシリンダ１の中央近傍に支持する。シリンダ１の他方の開口端は、コネクタ７がロックナット８により取り付けられたコネクタキャップ６が弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＬＥＤを複数実装した矩形状の基板を透光性の管状容器内に配置した照明装置に関する。

従来、光源として用いられてきた蛍光灯又は白熱灯などに比べて、省電力かつ長寿命であるという理由で、ＬＥＤが光源として注目を浴びており、ＬＥＤを用いた照明装置が、屋内用の照明器具のみならず、道路用照明器具、産業用機械・装置内の照明器具、注意喚起灯などに広く使用されるようになった。

このようなＬＥＤを用いた照明装置の例として、両端が開口した光透過性管の両端部を非透過性のキャップに嵌合固定し、光透過性管内には、これの全長にわたって所要間隔で多数のＬＥＤを接続したプリント基板を設け、プリント基板の両端部は接着剤によりキャップに固着した発光具（照明装置）が提案されている（特許文献１参照）。
実用新案登録第３００１８４２号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置にあっては、プリント基板の両端部がキャップに固着されているため、光透過性管、キャップ又はプリント基板の寸法誤差がある場合、プリント基板の固着に支障が生じる虞がある。また、例えば、照明装置を産業用機器・装置内の照明用に用いる場合に、産業用機器・装置の大きさに応じて、照明装置の長さを変えるときには、光透過性管又はプリント基板などの寸法を変更する必要があり、多くの種類の部品を予め揃えておくことが要求される。

また、特許文献１の照明装置にあっては、プリント基板を固着した取付け板を光透過性管の直径上に配置して光透過性管の内壁に固定しているため、取付け板を光透過性管内に挿入して組み立てる場合、取付け板と光透過性管との摩擦により組み立てにくいという問題がある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、基板の一端部を管状容器の端部に固定する固定部材、及び前記基板の他端部に取り付けられ、前記管状容器内に緩装して前記基板を支持する支持部材を備え、前記基板の短手方向の側端を前記管状容器の内周面から離隔して前記基板を配置することにより、従来に比較して組み立てが容易であり、基板の長さ寸法若しくは管状容器の長さ寸法に誤差がある場合又は基板の長さが異なる場合であっても、基板を管状容器内に固定することができる照明装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、前記支持部材は、前記基板の幅方向の中央部が前記管状容器の中心軸近傍に配置されるべく前記基板の他端部が固定される固定板、及び該固定板に設けられ、前記管状容器の周方向に沿って離隔して前記内周面に当接する複数の接片部を備えることにより、前記管状容器の径を小さくして小型化することができる照明装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記固定板は、２つの基板の端部同士が対向して固定されるようにしてあり、該固定板に一端部を固定し、他端部に支持部材を取り付けた基板をさらに備えることにより、前記固定板を介して２つの基板を連結して、同一の基板を用いて長さを変更することができる照明装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記固定部材と支持部材との離隔寸法又は支持部材同士の離隔寸法は、３００ｍｍ以下であることにより、付近に電動機が設けられた機器・装置等に使用した場合に、前記基板に加わる振動が共振することを防止することができる照明装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、基板は、エポキシ樹脂製であり、厚さが１ｍｍ〜２ｍｍであることにより、前記基板の強度を維持しつつ管状容器の径を小さくして小型化することができる照明装置を提供することにある。

第１発明に係る照明装置は、ＬＥＤを複数実装した矩形状の基板を透光性の管状容器内に配置した照明装置において、前記基板の一端部を前記管状容器の端部に固定する固定部材と、前記基板の他端部に取り付けられ、前記管状容器内に緩装して前記基板を支持する支持部材とを備え、前記基板の短手方向の側端を前記管状容器の内周面から離隔して前記基板を配置してあることを特徴とする。

第２発明に係る照明装置は、第１発明において、前記支持部材は、前記基板の幅方向の中央部が前記管状容器の中心軸近傍に配置されるべく前記基板の他端部が固定される固定板と、該固定板に設けられ、前記管状容器の周方向に沿って離隔して前記内周面に当接する複数の接片部とを備えることを特徴とする。

第３発明に係る照明装置は、第２発明において、前記固定板は、２つの基板の端部同士が対向して固定されるようにしてあり、該固定板に一端部を固定し、他端部に支持部材を取り付けた基板をさらに備えることを特徴とする。

第４発明に係る照明装置は、第１発明乃至第３発明のいずれかにおいて、前記固定部材と支持部材との離隔寸法又は支持部材同士の離隔寸法は、３００ｍｍ以下であることを特徴とする。

第５発明に係る照明装置は、第１発明乃至第４発明のいずれかにおいて、前記基板は、エポキシ樹脂製であり、厚さが１ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする。

第１発明にあっては、固定部材は、ＬＥＤを複数実装した矩形状の基板の一端部を透光性の管状容器の端部に固定する。前記基板の他端部に取り付けられた支持部材は、前記管状容器内に緩装して前記基板を支持する。前記基板を該基板の短手方向の側端が前記管状容器の内周面から離隔して配置する。前記基板の幅は前記管状容器の内径より小さいため、前記基板を管状容器に挿入して組み立てる場合、前記管状容器内面との摩擦もなく、組み立てが容易になる。また、前記基板の一端部を管状容器の一方の端部に固定し、他端部を管状容器の他方の端部に固定せずに、前記管状容器内に緩装された前記支持部材により支持するため、前記基板又は管状容器の長さ寸法に誤差がある場合であっても、前記基板を管状容器内に固定することができる。また、実装するＬＥＤの数に応じて基板の長さが異なる場合であっても、前記基板の長さと支持部材の長さの合計が管状容器の長さより短い限り、同一の管状容器を用いることができる。

第２発明にあっては、支持部材は固定板及び該固定板に設けられた複数の接片部を備え、該固定板は、基板の幅方向の中央部が管状容器の中心軸近傍に配置されるべく前記基板の他端部を固定する。前記接片部は、前記管状容器の周方向に沿って離隔して前記内周面に当接される。これにより、前記基板を前記管状容器の中央近傍に支持して、前記管状容器の径を小さくする。

第３発明にあっては、一端部を管状容器の一方の端部に固定した基板の他端部に固定板を固定し、該固定板に２つの基板の端部同士が対向するように他の基板を固定し、該他の基板の他端部に支持部材を取り付ける。これにより、前記固定板を介して２つの基板を前記管状容器内で連結することができ、同一の基板を複数連結して長さを変更する。

第４発明にあっては、固定部材と支持部材との離隔寸法又は支持部材同士の離隔寸法を３００ｍｍ以下にする。例えば、６０Ｈｚの交流電源で駆動される電動機（４極、回転数が１８００ｒｐｍの場合）の近傍では、約３０Ｈｚの振動が生じる。電動機の近傍に管状容器を取り付けた場合、電動機により生じた振動が基板に伝わり、離隔寸法が３００ｍｍを越えるときには、共振現象が発生して基板又は基板に実装されたＬＥＤなどに損傷を与える虞がある。離隔寸法を３００ｍｍ以下にすることにより、共振現象が生ずることを抑制する。

第５発明にあっては、基板は、エポキシ樹脂製であり、厚さを１ｍｍ〜２ｍｍにする。基板の厚さが１ｍｍ未満である場合、基板の強度を十分に確保することができない。また、基板の厚さが２ｍｍを超える場合、基板は特注品となり高コストになるとともに、基板を支持する支持部材の形状寸法が大きくなり、管状容器の径も大きくなる。基板の厚さを１ｍｍ〜２ｍｍとすることにより、基板の強度を維持しつつ小型化することができる。

第１発明にあっては、基板の一端部を前記管状容器の端部に固定する固定部材、及び前記基板の他端部に取り付けられ、前記管状容器内に緩装して前記基板を支持する支持部材を備え、前記基板の短手方向の側端を前記管状容器の内周面から離隔して前記基板を配置することにより、従来に比較して組み立てを容易にすることができる。また、前記基板の他端部が管状容器に固定されずに支持されているため、基板又は管状容器の長さ寸法に誤差がある場合であっても、前記基板を管状容器内に固定することができる。また、実装するＬＥＤの数の多少に応じて基板の長さが異なる場合であっても、前記基板の長さと支持部材の長さの合計が管状容器の長さより短い限り、同一の管状容器を用いることができる。さらに、前記基板の一端部を固定部材で固定し、他端部を支持部材で支持することにより、基板の長手方向に沿って基板の長さと略同寸法の保持部材により保持する場合に比べて形状の大きな部品が必要なく軽量化することができる。

第２発明にあっては、前記支持部材は、前記基板の幅方向の中央部が前記管状容器の中心軸近傍に配置されるべく前記基板の他端部が固定される固定板、及び該固定板に設けられ、前記管状容器の周方向に沿って離隔して前記内周面に当接する複数の接片部を備えることにより、前記基板を前記管状容器の中央近傍に支持して、前記管状容器の径を小さくして小型化することができる。

第３発明にあっては、前記固定板は、２つの基板の端部同士が対向して固定されるようにしてあり、前記固定板に一端部を固定し、他端部に支持部材を取り付けた基板をさらに備えることにより、前記固定板を介して２つの基板を前記管状容器内で連結することができ、同一の基板を複数連結して長さを変更することができる。

第４発明にあっては、前記固定部材と支持部材との離隔寸法又は支持部材同士の離隔寸法を３００ｍｍ以下にすることにより、付近に電動機が設けられた機器・装置等に使用した場合に、前記基板に加わる振動が共振することを防止することができる。

第５発明にあっては、基板は、エポキシ樹脂製であり、厚さが１ｍｍ〜２ｍｍであることにより、前記基板の強度を維持しつつ管状容器の径を小さくして小型化することができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る照明装置の正面側模式図であり、図２は図１のII−II線から見た平面側模式図である。図において、１は透明な樹脂製であり両端が開口した円筒形のシリンダである。シリンダ１内には、複数のＬＥＤ５、５、…が適宜の間隔で実装された基板４を配置してある。

基板４は、例えば、エポキシ樹脂製であって（基板４の強度を強くするためには、ガラス強化エポキシ樹脂製がより好ましい）、長さはシリンダ１の長さより短く、幅はシリンダ１の内径より小さく、厚さは１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ、より好ましくは１．６ｍｍである。基板４の一端は、シリンダ１と同一材料であってシリンダ１と略同径を有する円板状のエンドキャップ２を螺子９により固定してあり、エンドキャップ２は、シリンダ１の一方の開口端に弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定してある。

基板４の他端は、シリンダ１と同一材料のホルダー３を螺子９により固定してあり、ホルダー３は、後述するように３つの接片部を有し、各接片部がシリンダ１の内周面に接触することにより、基板４を支持する。これにより、基板４の幅方向（短手方向）の側端は、シリンダ１の内周面から離隔して配置される。

コネクタキャップ６は、シリンダ１と同一材料であってシリンダ１と略同径を有する円板状をなし、コネクタキャップ６を挟んで樹脂製のコネクタ７がロックナット８により取り付けられている。シリンダ１の他方の開口端には、コネクタキャップ６が弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定してある。なお、基板４の他端近傍には、ＬＥＤ５、５、…に給電するための正負両電源線（不図示）が接続してあり、両電源線は、コネクタ７中心部の開口部を通じて外部の直流電源（不図示）に接続してある。

エンドキャップ２及びコネクタキャップ６をシリンダ１の開口端に弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定してあることにより、シリンダ１内を封止することができ、密閉性を保持することができる。特に、照明装置を粉塵等が多く存在する場所又は高湿度の環境などで使用する場合であっても、周囲の粉塵、水分などがシリンダ１内に侵入せず、信頼性を低下させることなく長期間使用することができる。

エンドキャップ２とコネクタキャップ６との離隔寸法、より具体的には、基板４の両端をエンドキャップ２及びコネクタキャップ６に固定した螺子９、９の離隔寸法（取り付け支点間距離）は、例えば、３５０ｍｍ以下、より好ましくは、３００ｍｍ以下にしてある。これは、基板４の取り付け支点間距離が３５０ｍｍを超える場合、３０Ｈｚ以下の振動により共振現象が生ずる虞があり、共振現象を抑制するために基板４の取り付け支点間距離を３５０ｍｍ以下、より好ましくは、３００ｍｍ以下にしてある。

３０Ｈｚ以下の振動は、例えば、交流６０Ｈｚで駆動する４極の電動機を１８００ｒｐｍの回転数で回転させた場合に生ずる。このため、電動機が設置された近傍で照明装置を使用する場合、３０Ｈｚ程度の振動が基板４に伝わり、基板４の取り付け支点間距離が３５０ｍｍを超えるときには、共振現象により基板４が５ｍｍ程度の振幅で振動する虞があり、基板４、ＬＥＤ５などの部品に損傷が生ずる。基板４の取り付け支点間距離を３５０ｍｍ以下、より好ましくは、３００ｍｍ以下にすることにより、共振現象を抑制して基板４、ＬＥＤ５などの部品が損傷することを防止することができる。

基板４の厚さが１ｍｍ未満である場合、基板４の強度を十分に確保することができない虞があり、基板４の厚さが２ｍｍを超える場合、基板４の厚さが増加するのに応じてシリンダ１の径が大きくなり、照明装置が大型化するという問題がある。このため、基板４の厚さを１ｍｍ〜２ｍｍとすることにより、基板４の強度を維持しつつ照明装置を小型化することができる。

図３は図１の III−III 線横断面図である。図に示すように、ホルダー３はシリンダ１の内周面（内壁）の３箇所で接触するように構成してあり、これにより基板４を支持している。また、エンドキャップ２及びホルダー３により、基板４の幅方向の中央部がシリンダ１の中心軸近傍に配置されるようにしている。これにより、基板４をシリンダ１の中央近傍に支持して、シリンダ１内の基板４の収容スペースを有効に活用し、シリンダ１の径を小さくすることができる。

図４はホルダー３の外観斜視図である。ホルダー３は、２つの基板４、４の端部同士が対向して固定され、基板４と略同寸法の幅を有する固定板３１を有し、固定板３１の長手方向の中央部には、２つの基板４、４を仕切るための適長の仕切板３４を立設してある。固定板３１には、仕切板３４を間にして基板４、４を螺子９、９で固定するための螺子孔３３、３３を設けてある。

仕切板３４の固定板３１と反対側の両角部には、固定板３１の長手方向と平行に、固定板３１の長さと略同長の棒状の接片部３２、３２を延設している。固定板３１の仕切板３４が設けられた面と反対側の面の幅方向の中央部には、固定板３１の長手方向に沿って、固定板３１の長さと略同長の棒状の接片部３５を延設している。

接片部３２、３２、３５夫々は、シリンダ１にホルダー３を挿入した場合、接片部３２、３２、３５のいずれか２つ（又は３つ）の外縁がシリンダ１の内周面に接触するように接片部３２、３２、３５の外縁が配置され、ホルダー３はシリンダ１に緩装することができる。

より具体的には、接片部３２、３２、３５の外縁の位置は、固定板３１に基板４が固定された場合、基板４の幅方向の中央部からシリンダ１の径方向に等距離になるように、接片部３２、３２、３５が設けられている。また、接片部３２、３２、３５は、シリンダ１の周方向に沿って等間隔になるように設けてある。これにより、基板４をシリンダ１の中央近傍に支持して、シリンダ１の径を小さくすることができ、照明装置全体の形状を細くかつ小型化することができる。また、接片部３２、３２、３５の外縁部表面は曲面状に形成され、シリンダ１にホルダー３を挿入する際のホルダー３とシリンダ１内壁との接触抵抗が小さくなるように構成している。

図５は本発明に係る照明装置の組み立て方法を示す説明図である。図５（ａ）（ｂ）に示すように、照明装置は、ＬＥＤ５、５、…が実装された基板４、エンドキャップ２、ホルダー３、シリンダ１、コネクタキャップ６、コネクタ７、ロックナット８、螺子９、９などで構成される。なお、説明を簡略化するため、基板４に接続される電源線は省略している。

図５（ｂ）に示すように、基板４の一端に螺子９でエンドキャップ２を取り付け、基板４の他端に螺子９でホルダー３を取り付ける。また、コネクタキャップ６にはコネクタ７をロックナット８で取り付ける。

図５（ｃ）に示すように、シリンダ１の開口端にコネクタキャップ６を弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定する。図５（ｄ）に示すように、シリンダ１に基板４を挿入（緩装）し、シリンダ１の反対側の開口端にエンドキャップ２を弾性接着剤又は高周波ウエルダーなどの熱融着で固定する。

基板４の一端は、エンドキャップ２でシリンダ１の一方の開口端で固定されるとともに、基板４の他端は、シリンダ１に固定されるのではなく、ホルダー３の接片部３２、３２、３５がシリンダ１の内周面に接触することによりシリンダ１内で支持される。

ホルダー３は、２つの基板４、４の端部同士が対向して固定されるように構成してあるため、シリンダ１の長さを変更することにより、２つ以上の基板４、４をシリンダ１内に配置することもできる。

図６は基板４を２つ配置した場合の照明装置の正面側模式図である。図に示すように、第１の基板４の一端は、エンドキャップ２でシリンダ１０の一方の開口端で固定されるとともに、基板４の他端は、ホルダー３を取り付けてある。このホルダー３には、第２の基板４の一端が、第１の基板４と対向するように取り付けてある。第２の基板４の他端は、ホルダー３を取り付けてある。

これにより、ホルダー３で連結された第１及び第２の基板４、４は、一端がシリンダ１０の一方の開口端で固定されるとともに、他端及び中央部はホルダー３の接片部３２、３２、３５がシリンダ１０の内周面に接触することによりシリンダ１０内で支持される。この場合も、基板４、４の両端をエンドキャップ２及びコネクタキャップ６又はコネクタキャップ６、６同士で固定した螺子９、９の離隔寸法（取り付け支点間距離）は、例えば、３５０ｍｍ以下、より好ましくは、３００ｍｍ以下にしてある。なお、図においては、２つの基板４、４を連結した場合について説明したが、３つ以上の基板を連結することもできる。

以上説明したように、本発明にあっては、基板の一端をシリンダに固定し、基板の他端はシリンダに固定せず、ホルダーを取り付け、このホルダーで基板をシリンダ内に支持するようにするとともに、基板の短手方向の側端をシリンダの内周面から離隔して基板を配置することにより、例えば、基板の縁部を透光性チューブの内壁に嵌合させて固定する場合に比較して、基板挿入時の抵抗を小さくすることができ、組み立てを容易にすることができる。

また、基板の他端をシリンダに固定せず、ホルダーにより支持されているため、仮に基板の長さ又はシリンダの長さに誤差がある場合であっても、基板をシリンダ内に容易に配置することができる。また、基板の一端は、エンドキャップでシリンダに固定されているため、シリンダ内で基板が回転することを防止でき、常に所定の方向にＬＥＤの光を向けることができる。また、照明装置を産業用装置・機器の内部に取り付け、装置・機器内部の照明用として使用する場合に、装置・機器内部のスペースの関係によりシリンダの長さが決められているときがある。このような場合、例えば、実装するＬＥＤの数を変更することにより、基板の長さを変更する必要があるときでも、シリンダの長さより短い基板であれば、基板の取り付け構造を変更することなく、容易にシリンダ内に配置することができる。

また、基板の一端をシリンダに固定し、基板の他端にホルダーを取り付けた構造にすることにより、例えば、基板の長手方向に沿って基板の長さと略同寸法の保持部材により保持する場合に比べて、基板を固定又は支持する部品の形状・大きさを小さくすることができ、照明装置全体を軽量化することができる。

また、ホルダーは、２つの基板の端部同士を対向させて固定することができるため、簡単な構造で容易に基板同士を連結することができ、多種の部品を予め用意することなく、同一の基板、部品を用いて、長さが異なる照明装置を容易に製造することができ、用途に合わせた照明装置を提供することができる。また、基板の他端をシリンダに固定していないため、シリンダの長さが異なる場合であっても、シリンダの両端の封止が可能であり、密閉性を維持することができる。

また、ホルダーは、ＬＥＤが実装された基板の表側、ＬＥＤが実装されていない基板の裏側からシリンダの内壁に接触する接片部を設けたことにより、基板をシリンダの中心付近に配置することができ、また、ＬＥＤの投光部を遮ることもない。

上述の実施の形態において、ホルダーの形状は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、ホルダーは３つの接片部を備える構成であったが、４つの接片部を設ける構成にすることもできる。

上述の実施の形態において、シリンダの断面は円形であったが、断形状はこれに限定されるものではなく、照明装置が取り付けられる装置・機器の取り付け構造などに対応して、矩形状、楕円形状など他の形状であってもよい。

上述の実施の形態において、ＬＥＤの実装例は一例であって、これに限定されるものではない。例えば、基板の両面にＬＥＤを実装することにより、シリンダの全周囲に亘って光を投光するようにすることもできる。

本発明に係る照明装置の正面側模式図である。 図１のII−II線から見た平面側模式図である。 図１の III−III 線横断面図である。 ホルダーの外観斜視図である。 本発明に係る照明装置の組み立て方法を示す説明図である。 基板を２つ配置した場合の照明装置の正面側模式図である。

符号の説明

１、１０ シリンダ（管状容器）
２ エンドキャップ（固定部材）
３ ホルダー（支持部材）
４ 基板
５ ＬＥＤ
６ コネクタキャップ
７ コネクタ
８ ロックナット
９ 螺子
３１ 固定板
３２、３５ 接片部
３３ 螺子孔
３４ 仕切板

Claims (5)

1. ＬＥＤを複数実装した矩形状の基板を透光性の管状容器内に配置した照明装置において、
   前記基板の一端部を前記管状容器の端部に固定する固定部材と、
   前記基板の他端部に取り付けられ、前記管状容器内に緩装して前記基板を支持する支持部材と
   を備え、
   前記基板の短手方向の側端を前記管状容器の内周面から離隔して前記基板を配置してあることを特徴とする照明装置。
2. 前記支持部材は、
   前記基板の幅方向の中央部が前記管状容器の中心軸近傍に配置されるべく前記基板の他端部が固定される固定板と、
   該固定板に設けられ、前記管状容器の周方向に沿って離隔して前記内周面に当接する複数の接片部と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記固定板は、２つの基板の端部同士が対向して固定されるようにしてあり、
   該固定板に一端部を固定し、他端部に支持部材を取り付けた基板をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記固定部材と支持部材との離隔寸法又は支持部材同士の離隔寸法は、３００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の照明装置。
5. 前記基板は、エポキシ樹脂製であり、厚さが１ｍｍ〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の照明装置。

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