JP2010140797A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】器具本体の側方および背面方向に光を放射させ、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供する。
【解決手段】半導体発光素子１１と；半導体発光素子を配設した器具本体１２と；半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバー１３と；半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部１３ｃから器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体１４と；半導体発光素子を点灯する点灯装置１５と；を具備する照明器具を構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とした照明器具に関する。

近年、発光ダイオードは、その発光効率の向上により、一般家庭やオフィス等、一般照明用などの比較的大きな照明器具の光源として採用され商品化されてきている。例えば、特許文献１、特に段落番号［００１６］に、天井面に固定された支持具に取付けられて配置される照明器具が示されている。発光ダイオードをこれら比較的大きな照明器具の光源として採用した場合、発光ダイオードは光の指向性が強いため、器具の側方や背面方向、すなわち、天井面への光が弱くなり、天井直下は明るくなるが天井面が比較的暗くなり、部屋全体として見た場合に暗く感じてしまう問題が生じ易い。

一方、例えば、特許文献２には、照明器具において、透光カバー全体の明るさのバランスが悪くなる問題を解決する台所用直管形蛍光灯器具が示されている。
特開２００８−２１８２３８号公報 特開２００４−１２７８８４号公報

しかしながら、特許文献１に示されるものは、段落番号［００１７］に記載されているように、ＬＥＤから照射される光の一部を外部に出射させる導光板を備えている。この導光板は、段落番号「００２４］に「導光板に向かう青色光は、開口部の端面から導光板に入射し、反射を繰り返して導光板の外側端面から青色光のまま均一に照射される。」と記載されている。しかし、光は側方に向かうが天井面を照らすには至っていない。段落番号［００３２］には、「本体の上面に開口部を設けてもよく、蛍光膜により反射された光が開口部を通して照射される」と記載されている。しかし、本体上面に開口部を設けて光を放射するものでは、天井直付け形の照明器具では、開口部が塞がれ天井面を照らすことができない。

また、特許文献２に示されるものは、特に、段落番号［０００４］に「蛍光灯器具のソケット固定板背面側に蛍光ランプの光を透過させる透光窓を形成し、その透光窓に蛍光ランプの光を一部反射させる反射部を設け、透光カバー端部に蛍光ランプの光を反射で届くようにしたことにより透光カバーの両端は暗く見えることがない。」と記載されている。しかしこれは、器具両端部が暗くなることを防止したものであり、天井面を照らして天井を明るくするものではない。このため、この種の発光ダイオード等の半導体発光素子を光源として比較的大きな照明器具を構成する場合には、如何にして器具の側方および背面方向に光を放射して、天井面を明るくするかが課題となっている。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、器具本体の側方および背面方向に光を放射させ、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供しようとするものである。

請求項１に記載の照明器具の発明は、半導体発光素子と；半導体発光素子を配設した器具本体と；半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバーと；半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向向けて放射させる光制御体と；半導体発光素子を点灯する点灯装置と；を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体により、天井面を明るくすることができる。

本発明において、照明器具は、天井から全般照明を行う一般家庭やオフィス等、施設・業務用などの比較的大きな照明器具に適用されることが好適であるが、小型の照明器具に適用されてもよい。

半導体発光素子は、発光ダイオード、有機ＥＬや半導体レーザなど、半導体を発光源とした発光素子が許容される。半導体発光素子は発光モジュールとして構成され、必要な個数が選択されて器具本体に丸形または正方形、長方形等の面状光源をなすように配設されることが好ましいが、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすようにしても、線モジュールを構成する長尺なライン状をなすようにしてもよく、照明器具の目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。またモジュールの形態にすることなく発光素子を単品で直接組み込んでユニット化して構成する等、その手段は特に限定されない。半導体発光素子は、白色で発光するように構成することが好ましいが、照明器具の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。

半導体発光素子は、基板に実装されて配設され発光モジュールとして構成されることが許容される。基板は、放熱性を高めるために、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成されることが好ましいが、ガラスエポキシ材、紙フェノール材、ガラスコンポジット等、非金属性の部材で構成されてもよい。さらにセラミックスで構成されたものであってもよい。

器具本体は、熱伝導性の良好な鋼板、ステンレス、アルミニウム等の金属で構成するのが好ましいが、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などの耐熱性、耐候性で、電気絶縁性を有する合成樹脂で構成されたものであってもよい。

器具本体は、鋼板等の金属に白色塗装を施したものや白色の合成樹脂で円盤状に構成され、中央部には天井等の器具取付面に設置された引掛シーリングに着脱可能に設置されるアダプタや、光源を点灯するための点灯装置を収納するものが許容される。また外観形状は、円形、正方形、長方形等に形成されることが好ましいが、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであっても、長尺なライン状をなすものであってもよい。

透光カバーは、半導体発光素子を覆い、透光性を有する乳白色の半透明な合成樹脂、または、強化ガラス等で構成されたものが許容される。色は乳白色に限定されず、用途、雰囲気等にあわせた各種の色が許容される。形状は、円形、正方形、長方形等に形成されることが好ましいが、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであっても、長尺なライン状をなすものであってもよい。

光制御体は、例えば、周縁部から中央部にかけて順次半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成し、半導体発光素子の光を凹状部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしてもよい。または、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部を形成し、半導体発光素子の光を突出部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしてもよい。さらに、半導体発光素子の側面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を設けることにより半導体発光素子の光を突出部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしてもよい。さらには、これら幾つかの手段を適宜選択し、必要な手段を組み合わせて構成してもよい。

点灯装置は、例えば、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖに変換して発光ダイオードチップに供給する点灯回路で構成され、器具本体内に内蔵させて設けても、器具本体と別置きで天井などに設置されるもので構成してもよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の照明器具において、前記光制御体は、半導体発光素子を覆う透光カバーを、周縁部から中央部にかけて順次半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成することにより構成したことを特徴とする。

本発明において、凹状部は、周縁部から中央部にかけて順次半導体発光素子に向かい連続した曲線状をなしていることが、光を側方および背面方向に向けて効果的に反射させるためにも、また外観デザイン的にも好ましいが、例えば、より側方および背面方向に向けて光を反射させるように傾斜させた面を階段状に連続させて凹状部形成したものでもよい。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の照明器具において、前記光制御部は、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部により構成したことを特徴とする。

本発明において、突出部は、連続した曲面で突出させた形状が光を側方および背面方向に効果的に反射させるためにも、また外観デザイン的にも好ましいが、例えば、より側方および背面方向に向けて反射させるように傾斜させた面を連続させて多角形形状に突出させたものであってもよい。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３いずれか一記載の照明器具において、前記光制御部は、半導体発光素子の前面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を設けることにより構成したことを特徴とする。

本発明において、反射体は、透光カバーに一体に形成しても、別体に構成してもよい。別体に構成される反射体は、光の反射性能を考慮して、耐候性を有する白色の合成樹脂、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）や、アクリルやＡＢＳ等の合成樹脂で形成してもよい。また、その表面を白色に塗装しても、アルミニウムや銀等の金属を蒸着若しくはメッキなどを施して鏡面または半鏡面に加工したものであってもよい。さらに、アルミニウム等の金属で構成し、上記の合成樹脂と同様に白色塗装や蒸着若しくはメッキ等を行ってもよい。反射体は、反射機能に加えて光を多少透過するような材質で構成してもよい。

請求項１記載の発明によれば、半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体により、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、透光カバーに周縁部から中央部にかけて順次半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部を形成し、半導体発光素子の光を凹状部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部を形成し、半導体発光素子の光を突出部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、半導体発光素子の前面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を設けることにより、半導体発光素子の光を反射体で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。

以下、本発明に係る照明器具の実施形態について、図に従い説明する。

図１に示すように、本実施例の照明器具１０は、住宅用の天井直付け形のシーリングライトを構成したもので、光源となる半導体発光素子１１、半導体発光素子を配設した器具本体１２、半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバー１３、半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体１４、半導体発光素子を点灯する点灯装置１５で構成する。

半導体発光素子１１は、図２に示すように、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）と蛍光体で構成する。本実施例では青色のＬＥＤチップ１１ａとこのＬＥＤチップにより励起される黄色蛍光体１１ｂで構成されて高輝度、高出力の白色の光を発光する。

ＬＥＤチップ１１ａは、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｂｏａｒｄ）技術を使用して、基体１１ｃの配線パターン上に複数のＬＥＤチップ１１ａをマトリックス状に実装し、ＬＥＤチップを覆うようにして黄色蛍光体１１ｂを含有する透光性の封止部材で封止して外形が略円形なす発光モジュールＡを構成する。

基体１１ｃは、ガラスエポキシ材からなる略円形をなす平板で構成する。基板の表面には銅箔からなる配線パターンを形成し、この配線パターン上にＬＥＤチップ１１ａが配設され実装される。

上記に構成された発光モジュールＡは、単独、若しくは、複数個を組み合わせて使用することにより、各種の形態や光出力を持つ照明器具が構成される。本実施例においては、上記構成の発光モジュールＡを２８個使用して、住宅用のシーリングライトからなる照明器具１０を構成する。

器具本体１２は、住宅用のシーリングライトを構成するために比較的長く大きな形態をなす略円形の本体ケース１２ａからなり、本体ケースは前面側に平坦な面からなる光源取付部１２ｂを形成し、側面１２ｃが円筒状をなし、さらに裏面側にシャーシーとなる裏板１２ｄが設けられる。裏板の内面側に点灯装置１５が設置され外面側の略中央部分には、天井Ｘ等の器具取付面に設置された引掛シーリングに着脱可能に設置されるアダプタ１２ｅを設けて構成する。これら本体ケース１２ａと裏板１２ｄは白色の塗装鋼板などをプレス加工して構成する。

上記に構成された器具本体１２には、２８個の発光モジュールＡが配設される。すなわち、光源取付部１２ｂに各発光モジュールＡが略同心円状をなすように略等間隔に並べられ、基板１１ｃの裏面側を平坦な光源取付部１２ｂに熱伝導性を有し電気絶縁性を有するシリコーン樹脂等からなる絶縁シートまたは接着剤等を介して密着させてネジ等の固定手段により支持する。

透光カバー１３は、発光モジュールＡの発光面、すなわち、各ＬＥＤ１１の前面および側面を覆うように器具本体１２に設けられるグローブを構成するもので、光源取付部１２ｂ全体を覆う広い開口部１３ａと、光源取付部に配設された発光モジュールＡの発光面に対し所定の間隔を有するように形成されるカバー部１３ｂと、開口部とカバー部を繋ぐように一体に形成された周縁部１３ｃで構成される。周縁部は、器具本体１２の側面１２ｃと面一となって連続する形状に構成する。カバー部１３ｂは、その中央部に本発明の光制御体を形成する。すなわち、透光カバー１３の周縁部１３ｃからカバー部１３ｂの中央部にかけて、順次、発光モジュールＡ側に向かい連続した曲線状をなして凹む本発明の光制御体である凹状部１４を一体に形成する。これら開口部１３ａ、カバー部１３ｂ、周縁部１３ｃは、透光性を有する乳白色の半透明な合成樹脂で浅い円形の椀状なす形状に一体に形成される。

上記に構成された透光カバー１３は、その開口部１３ａを器具本体１２の下方から被せ、光源取付部１２ｂ全体を覆うようにして取り付けられる。透光カバー１３は公知の凹凸の係合手段や取付金具等の手段で器具本体１２の外縁部に着脱可能に取り付けられる。透光カバー１３が器具本体１２に設置されることにより、発光モジュールＡが覆われて、ＬＥＤ１１や充電部が覆われ電撃に対して保護されると共に、湿気や塵埃等に対してＬＥＤや充電部が保護される。

点灯装置１５は、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖに変換してＬＥＤチップ１１ａに供給する点灯回路（図示せず）で構成され、点灯回路の出力端が発光モジュールＡに接続され、入力端がアダプタ１２ｅに接続されて電源が供給され照明器具１０が構成される。

上記のように構成されたシーリングライトからなる照明器具１０は、天井Ｘの器具取付面に設けられた引掛シーリングにアダプタ１２ｅを係合し、アダプタを器具本体に係合することにより、電気的に電源と接続されると同時に、機械的に支持され設置される（図１（ａ））。

上記に設置された照明器具１０を点灯すると、各発光モジュールＡのＬＥＤ１１が白色に発光する。ＬＥＤから放射される光は下方および側方に向かって放射され（図１の矢印ａ）、器具直下を含む周辺一帯を照射する広い円形状の配光をもった照明を行う。

同時に、下方に向かう光の一部が、透光カバー１３の凹状部１４の内面で反射する。この反射する光（図１矢印ｂ）は、透光カバー１３の周縁部１３ｃから放射され、器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射され、天井面Ｘを広範囲にわたって照射する。これにより、天井面が明るくなり部屋全体としても暗く感じることがなくなる。

また、点灯時に各ＬＥＤチップ１１ａから発生する熱は、基板１１ｃから本体ケース１２ａを介して外部に放熱される。また、点灯装置１５の熱もシャーシーからなる裏板１２ｄを介して放熱される。これにより、ＬＥＤチップの発光効率の低下を防止することができ、温度上昇に伴う光束の低下を防止することができると共に、ＬＥＤチップの長寿命化を図ることが可能となる。また点灯回路の回路部品の信頼性も高めることができる。

以上、本実施例によれば、透光カバー１３の中央部を、周縁部１３ｃから中央部にかけて順次ＬＥＤ１１に向かって傾斜する凹状部１４に形成し、ＬＥＤから放射される光を凹状部１４で反射させて透光カバー１３の周縁部１３ｃから器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面Ｘを広範囲にわたって照射して天井面が明るくなり、部屋全体としても暗く感じることがなくなる。同時に、透光カバー１３の中央部に凹状部１４を形成したので、薄い樹脂からなるグローブの強度を増すことができる。

以上、本実施例において、周縁部１３ｃまたは周縁部近傍のＬＥＤの光出力を他のＬＥＤより高出力のものにして、透光カバー１３の周縁部１３ｃから器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射される光の量を多くして、天井面Ｘを一層明るくするようにしてもよい。

照明器具１０を直付け形のシーリングライトを構成したが、ペンダント型のシーリングライトを構成してもよい。また円形の照明器具を構成したが角形の照明器具を構成してもよい。この場合、発光モジュールも円形でなく角形に構成し、角形の光源取付部に発光モジュールをマトリックス状に配設してもよい。さらに、図５に示すように、長尺な器具本体１２に複数の発光モジュールＡを直線状に配設して流し元灯１０´を構成してもよい。この場合も、図５に矢印ａ、ｂで示すように、透光カバー１３の周縁部１３ｃから器具本体１２の側方および背面方向に向けて光が放射され、天井面Ｘ（流し台の天井部）を明るくして、流しの手元をより明るくすることができる。さらに、オフィス等に使用される長尺なライン状の照明器具を構成してもよい。さらに店舗、オフィス等施設、業務用などの各種の照明器具を構成してもよい。

本実施例は、図３に示すように、透光カバー１３のＬＥＤ１１の側面を覆う周縁部１３ｃを、器具本体１２の側面より外方に突出した突出部１３ｅにより、光制御体１４を構成したものである。

上記に構成された照明器具１０を点灯すると、ＬＥＤ１１から放射される光は下方および側方に向かって放射され（図３の矢印ａ）、器具直下を含む周辺一帯を照射する広い円形状の配光をもった照明を行う。同時に、下方に向かう光の一部が、透光カバー１３の凹状部１４の内面で反射する。この反射する光（図３の矢印ｂ）は、透光カバー１３の周縁部１３ｃから放射され、器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射される。

さらに、周縁部１３ｃに向けて放射される光（図３の矢印ｃ）が、周縁部１３ｃが突出部１３ｅを形成することにより必然的に構成される円形状の曲面をなす内面１３ｆで効果的に反射されて周縁部１３ｃから放射され、器具本体１２の側方および、より背面方向に向けて放射される。

これらの光ｂおよびｃによって、器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射される光の量が増大し、天井面Ｘをより広範囲にわたって照射すると共に、天井面が一層明るくなり部屋全体としても暗く感じることがよりなくなる。

また、本実施例によれば、器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射される光の量を増大させることができると同時に、器具本体１２の側面１２ｃより外方に突出した突出部１３ｅにより、グローブ清掃などの際におけるグローブ着脱時に、突出部１３ｅを手で持って行うことができる便利な照明器具１０を提供することができる。なお、図３には、実施例１の図１〜図２と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。

本実施例は、図４に示すように、ＬＥＤ１１の前面を覆う透光カバー１３の周縁部１３ｃ側内面に反射体１３ｇを設けることにより、光制御体１４を構成したものである。

本実施例における透光カバー１３は、カバー部１３ｂの外周側を円錐状に凹ませ、カバー部１３ｂの中央側を平坦状にして構成する。この円錐状に凹ませたカバー部１３ｂの内面に、反射体１３ｇをその反射面１３ｈが器具本体１２の外周側に設けたＬＥＤ１１と傾斜して対向するようにして配設する。

反射体１３ｇは、光の反射性能を考慮して、耐光性を有する合成樹脂、本実施例では、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）からなる合成樹脂で、円錐状に凹ませたカバー部１３ｂの内面に合致する円形リング状をなす枠体として構成する。枠体には、その内面側を白色に塗装して反射面１３ｈを形成する。

上記に構成した枠体からなる反射体１３ｇを、透光カバー１３の周縁部１３ｃの内面に透明なシリコーン樹脂等の接着剤で固着して固定して照明器具１０を構成する。

上記に構成された照明器具を点灯すると、ＬＥＤ１１から放射される光は下方および側方に向かって放射され（図４の矢印ａ）、器具直下を含む周辺一帯を照射する広い円形状の配光をもった照明を行う。同時に、下方に向かう光の一部が、反射体１３ｇの反射面１３ｈで反射される。この反射する光（図４の矢印ｂ）は、反射面１３ｈで効果的に反射されることから光の量が増大された状態で、透光カバー１３の周縁部１３ｃから放射され、器具本体１２の側方および、より器具本体に近い背面方向に向けて放射される。これにより、器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射される光の量が増大し、天井面Ｘをより広範囲にわたって照射すると共に、天井面が一層明るくなり部屋全体としても暗く感じることがよりなくなる。

また、本実施例によれば、反射体１３ｇにより、器具本体１２の側方および背面方向に向けて放射される光の量を増大させることができると同時に、反射体１３ｇによりグローブの周縁部に黒いリングが筋模様となって投影され、外観、意匠的にも良好な商品性に富んだ照明器具１０を提供することができる。

本実施例において、透光カバーと別体に反射体１３ｇを構成することなく、透光カバー１３におけるカバー部１３ｂの円錐状に凹ませた部分に、アルミニウムや銀等の金属を蒸着若しくはメッキなどを施して鏡面または半鏡面に加工することにより反射体１３ｇを透光カバー１３と一体に形成してもよい。

なお、図４には、実施例１、２の図１〜図３と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。また、上記実施例２および３において、その他の構成、作用、効果、変形例等は、実施例１と同様である。また、実施例１および実施例２の構成に実施例３で示すような反射体１３ｇを設けて構成してもよい。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。

本発明の第１実施形態に係る照明器具を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図。 同じく照明器具の発光モジュールを示し、（ａ）縦断面図、（ｂ）は正面図。 同じく照明器具の第１の変形例を示す縦断面図。 同じく照明器具の第２の変形例を示す縦断面図。 同じく照明器具の第３の変形例を示し、（ａ）は一部を切り欠いて示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。

符号の説明

１０ 照明器具
１１ 半導体発光素子
１２ 器具本体
１３ 透光カバー
１３ｃ 周縁部
１４ 光制御体
１５ 点灯装置

Claims (4)

1. 半導体発光素子と；
   半導体発光素子を配設した器具本体と；
   半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバーと；
   半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体と；
   半導体発光素子を点灯する点灯装置と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
2. 前記光制御体は、半導体発光素子を覆う透光カバーを、周縁部から中央部にかけて順次半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成することにより構成したことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記光制御部は、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部により構成したことを特徴とする請求項１または２記載の照明器具。
4. 前記光制御部は、半導体発光素子の前面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を設けることにより構成したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の照明器具。
   

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