JP2011034856A

JP2011034856A - 照明装置

Info

Publication number: JP2011034856A
Application number: JP2009181095A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Toda; 雅宏戸田; Norimasa Suzuki; 則雅鈴木; Susumu Matsuno; 将松野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2009-08-03
Filing date: 2009-08-03
Publication date: 2011-02-17

Abstract

【課題】発光素子を使用した光源及び点灯回路をカバー内に簡単な構造により収容し、しかも発光素子からの熱を放熱させる放熱空間を確保でき、発光素子からの光を効率よく照射面に照射し、非照射面への光を抑制して光害を防止できる照明装置を提供することである。
【解決手段】発光素子が一面側に配設され他面側に放熱手段及び発光素子を点灯させる点灯回路が配設された発光ユニットと、頂部が閉塞され基端側に開口部を有し、発光ユニットの一面側を下向にした状態で発光ユニットが開口部から挿入されて発光ユニットを長手方向に直交する断面の中心位置より下側に位置するように収容する筒状カバーと、筒状カバーの開口部を閉塞するとともに発光ユニットへ電力供給を行う配線部が設けられた基体部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光ダイオードや有機ＥＬ等の発光素子を使用した照明装置に関するものである。

発光ダイオードや有機ＥＬ等の発光素子を使用した照明器具としては、多数個の白色発光ダイオードを一つの基板に設けたものを多数用いて、この多数の基板の角度を変えて多角形面を構成するように配置し、多方向へ光出射される構成を採用したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２００１０２号公報

しかしながら、この照明器具においては、器具本体に複数の基板を取付けるとともに、この基板を覆う略半球状の透光性カバーを器具本体の開口部に取付ける構造を有しているため、構造が複雑で部品点数が多くなり、組立て工数も多くなることから製品コストが高くなってしまうという問題があった。

このような照明器具の発光素子は、本体部とカバーとで形成される空間に収容されるので、発光素子からの熱を放熱させる放熱空間を確保する必要がある。また、例えば、街路灯や防犯灯などの照明装置では周囲の明るさを照度センサで感知し自動的に点灯することが要請されることから、発光素子からの光を効率よく照射面に照射し、非照射面に対しては光の出射が抑制できるように光学制御できることが要請される。

本発明の目的は、発光素子を使用した光源及び点灯回路をカバー内に簡単な構造により収容し、しかも発光素子からの熱を放熱させる放熱空間を確保でき、発光素子からの光を効率よく照射面に照射し、非照射面への光を抑制して光害を防止できる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１の照明装置は、発光素子が一面側に配設され他面側に放熱手段及び前記発光素子を点灯させる点灯回路が配設された発光ユニットと；頂部が閉塞され基端側に開口部を有し、前記発光ユニットの一面側を下向にした状態で前記発光ユニットが前記開口部から挿入されて前記発光ユニットを長手方向に直交する断面の中心位置より下側に位置するように収容する筒状カバーと；前記筒状カバーの開口部を閉塞するとともに発光ユニットへ電力供給を行う配線部が設けられた基体部と；を備えたことを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は以下による。

発光素子は、発光ダイオードや有機ＥＬ等の固体発光素子が適用される。発光ユニットは、一面側に設けられた例えば発光基板の一面側に発光素子を実装して配設され、発光基板の他面側に放熱板等からなる放熱手段が配設されて構成される。

筒状カバーは、少なくとも投光部が透光性を有して内部に収容空間が形成されており、この収容空間が開口部を除いて外部と連通していない筒状の構造を有している。筒状カバーは、開口部から先端側に向かう方向の寸法が長い形状を有し、発光ユニットの一面側を下向にした状態で開口部から挿入される。そして、発光ユニットが収容される位置は、筒状カバーの長手方向の直交する断面の中心位置より下側である。これにより、筒状カバーの内部は発光ユニットで区分され、放熱手段が配設された他面側の空間が発光素子が配設された一面側の空間より広く形成される。筒状カバーは、開口部から先端側に向かう方向の寸法が長い形状を有しているが、その他の形状は発光ユニットの放射光が所望の方向へ照射される光学特性が得られる構成であれば特に制限されない。

基体部は筒状カバーの開口を閉塞する構造を有していて、この開口部の内側において発光ユニットへの給電を行うリード線や配線基板等の配線を行う配線部が設けられたものである。

請求項２の照明装置は、請求項１の発明において、前記発光ユニットの他面側に周囲の明るさ感知する光センサーを配置したことを特徴とする。

光センサーとは周囲の明るさを検出するセンサであり、発光ユニットの放熱手段が配設された他面側に配設される。

請求項３の照明装置は、請求項１または２の発明において、前記基体部は、筒状カバーの頂部よりも下方となるように傾いていることを特徴とする。

「基体部が筒状カバーの頂部よりも下方」とは、筒状カバーの頂部が基体部よりも上向きに配置され、基体部が筒状カバーの頂部よりも下方に位置することをいう。好ましくは、筒状カバーの長軸方向（発光ユニットの一面側表面）が水平方向に対して約２０°〜５０°下方に向くように配置する。

請求項１の発明によれば、筒状カバーの長手方向に直交する断面の中心位置より下側の位置に発光ユニットが配置されることによって、発光ユニットの一面側に実装された発光素子からの上方への光が抑制され光害対策効果が得られる。また、発光素子が実装された一面側と他面側に面した空間を広く確保することができ、発光ユニットの温度を低減することができる。

請求項２の発明によれば、発光素子が実装された一面側に面した空間が狭くなるので、光学制御部分の範囲を少なくすることができ、光学制御のロスを少なくすることができる。また、発光基板の他面側に周囲の明るさを感知する光センサーを設けることによって、発光素子の光の影響を受けることがないので光センサーの誤動作を防ぐことができる。

請求項３の発明によれば、道路横断方向による輝度及び照度の勾配を抑制し、高い均斉度を得ることができる。また、開口部が下側すなわち重力方向に位置するため雨などの侵入を抑制することもできる。

本発明の実施の形態に係わる照明装置の一例を示す斜視図。図１の側断面図。図１の縦断面図。本発明の実施の形態に係わる照明装置をＡ位置の取付ポールに取り付けた場合の筒状カバーに収容された発光ユニットの照度分布図。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる照明装置の一例を示す斜視図である。図１では照明装置が防犯灯である場合を示している。照明装置１１は、透光性の筒状カバー１２と、筒状カバー１２の基端部１３側に取付けられた基体部１４と、アーム１５とから構成されている。

筒状カバー１２は、その頂部１６が閉塞されており、基端部１３側に開口部１７が形成されていて、全体として筒状を形成している。筒状カバー１２は、頂部１６側の筒本体１８と基端部１３側のフランジ部１９とによって構成され、基端部１３のフランジ部１９は、その外周部が円筒形であり、その内側の開口部１７の輪郭も円形状となっている。筒本体１８は、フランジ部１９から頂部１６側に延伸して形成され、フランジ部１９の外径よりもやや小さい円筒形状でフランジ部１９に一体的に設けられている。

筒状カバー１２の内部には、開口部１７と連通する収容空間が形成されており、この収容空間は開口部１７以外とは連通することがない実質的な閉空間となっており、この収容空間に後述の発光ユニット及び点灯回路が収容される。

筒状カバー１２は、アクリルやポリカーボネート等の透光性樹脂で一体成形され、全体として透光性を有している。また、筒状カバー１２を成形する透光性樹脂には白色顔料や光拡散材が添加されており、全体として乳白状の外観を有している。なお、筒状カバー１２は全体が透明であってもよく、一部が透光性を有する形態であっても構わない。

筒状カバー１２の筒本体１８は、下方側が照射面である路面への照射光を透過する投光部２０として、上方側が笠部２１としてそれぞれ機能する。笠部２１のフランジ部１９側の上方には断面コ字状の壁部２２が突出形成されており、この壁部２２はその先端が揃って平坦となるような高さで形成されている。

筒状カバー１２の筒本体１８の幅方向の周囲には、投光部２０および笠部２１の外周面よりもやや外側に突出した段部２３が連続して帯状に形成されている。この段部２３が外側に張り出していることにより、段部２３が投光部２０の庇として機能しており、降雨時の水滴が投光部２０に流下しにくくなり、投光部２０の表面に汚れが付着し難くなる。また、筒本体１８の長手方向の周囲に段部２３が連続して形成されていることによって筒本体１８の機械的強度も向上する。

次に、基体部１４は筒状カバー１２に装着され、筒状カバー１２の開口部１７を閉塞するとともに、筒状カバー１２内部に収容された発光ユニットへ電力供給を行うリード線２４が接続されている。すなわち、基体部１４は後述するように配線部を有し、リード線２４から配線部を介して点灯回路に電力が供給される。

また、アーム１５は基体部１４にねじ等で着脱可能に取り付けられ、このアーム１５によって、基体部１４が装着された筒状カバー１２は路面に設置された電柱等のポールに取付けられる。アーム１５は、断面コの字状の金属片の中間部を略Ｌ字状に湾曲した湾曲部２５を有しており、湾曲部２５の後端部には電柱に巻付けられる取付バンドの通し孔２６及び取り付けねじ係止用のだるま穴２７が形成されている。

このとき、筒状カバー１２の長軸方向は、アーム１５の湾曲部２５によって頂部１６側が上方を向くように水平面に対して約２０°〜５０°傾いて設置される。従って、筒状カバー１２の開口部１７は、筒状カバー１２の設置状態において常に約２０°〜５０°下方に向いており、降雨による水滴が開口部１７内に浸入しにくく、防水性能が向上する。さらに、筒状カバー１２の頂部１６側を上方に向けることで、比較的表面積が大きい笠部２１内の対流と熱交換の効率が向上するため、放熱特性を向上させることもできる。

ここで、アーム１５の先端部は、笠部２１の壁部２２の先端とわずかな隙間を形成するように配設される。この先端部は、ポール上での作業者の足場として使用された場合の荷重によっても十分な強度を保つように機能する。

図２は図１の側断面図である。図２に示すように、筒状カバー１２の筒本体１８は、頂部１６に向かうに従って外径が小さくなる先細り形状の筒体となっている。特に、筒本体１８の上下方向の外径寸法は幅方向の外径寸法よりも頂部１６に向かって減少する割合が大きく、頂部１６付近での筒本体１８の断面形状は幅方向を長径とする偏平な略楕円形状となっている。

筒状カバー１２の内部には、開口部１７と連通する収容空間２８が形成されており、この収容空間２８に発光ユニット２９、点灯回路３０、光センサー３１が収容されている。点灯回路３０及び光センサー３１は発光ユニット２９に取り付けられている。

筒状カバー１２の段部２３の内側には、収容空間２８に発光ユニット２９を装着するための溝部３２が形成されている。この溝部３２は、少なくとも筒状カバー１２の長手方向に沿って幅方向にそれぞれ設けられており、開口部１７からみて一対の溝部３２が形成されるようになっている。一対の溝部３２は、筒状カバー１２の内部に発光ユニット２９を装着する際に、発光ユニット２９の挿入を案内するものであり、筒状カバー１２の長手方向の直交する断面の中心位置より下側の位置に配設されている。従って、発光ユニット２９を筒状カバー１２に装着したときは、発光ユニット２９は、筒状カバー１２の長手方向の直交する断面の中心位置より下側に位置することになる。

基体部１４は、筒状カバー１２の開口部１７を閉塞する閉塞部３３を有しており、基端部１３側に有底筒状に形成されている。閉塞部３３は、底側がフランジ部１９の内部に挿入され、基端部１３の接合部分でＯリング３４を介して当接する。Ｏリング３４は閉塞部３３で押圧されて弾性変形して開口部１７の内側が水密構造となって防水性が確保される。

閉塞部３３の先端側には開口部１７を閉塞する閉塞板３５が設けられており、この閉塞板３５と発光ユニット２９の端部とが当接して発光ユニット２９が固定される。閉塞板３５には、発光ユニット２９への給電を行うリード線２４が挿通する配線部３６が設けられている。この配線部３６には、防水ブッシング３７が設けられており、この防水ブッシング３７にリード線２４を挿入することで配線部３６の防水性が確保されている。基体部１４の後端側には、フランジ部１９とほぼ同径の円筒段部３８が閉塞部３３と一体的に形成され、この円筒段部３８にアーム１５が図示省略のねじで固定される。

次に、発光ユニット２９は発光基板３９を有しており、この発光基板３９の主面側には発光素子としての発光ダイオード４０が実装されている。発光基板３９の主面側には図示省略の配線パターンと発光ダイオード４０の端子接続用のランドとが銅箔により形成されている。発光基板３９の主面側には、白色発光する複数個の発光ダイオード４０が所定間隔をおいて実装されている。例えば、１列が４個の発光ダイオード４０が２列（合計８個）実装されている。

発光ユニット２９は、アルミニウム製の放熱板等の放熱手段４１を有しており、この放熱手段４１の一面側に発光基板３９が図示省略のねじ等によって熱伝導可能に取付けられている。発光基板３９の発光ダイオード４０での発熱は、放熱手段４１により筒状カバー１２内に放熱される。なお、発光基板３９と放熱手段４１とは一体的に設けられていてもよい。また、放熱手段としては放熱フィン等を使用してもよい。

放熱手段４１の他面側には発光ダイオード４０を点灯させる点灯回路３０が設けられている。点灯回路３０は、金属製ケース４２の内部に定電流回路等を構成する図示省略の回路基板を収容して構成され、このケース４２が放熱手段４１の他面側にねじ等で取り付けられて、点灯回路３０は放熱手段４１に取り付けられる。

発光ユニット２９は、放熱手段４１の周縁部が筒状カバー１２の収容空間２８に設けられた一対の溝部３２に発光基板３９を下向にした状態で挿入されることで筒状カバー１２に支持される。また、放熱手段４１の先端部も頂部１６側に連続する溝部３２に係合している。このように、筒状カバー１２の収容空間２８は、発光ユニット２９の放熱手段４１によって投光部２０側と笠部２１側とが実質分断されている。

図３は図１の縦断面図である。図３に示すように、発光ユニット２９は、筒状カバー１２の長手方向の直交する断面の中心位置４３より下側に位置するように筒状カバー１２に収容されている。これにより、筒状カバー１２の笠部２１側の収容空間２８Ａの内容積は、投光部２０側の収容空間２８Ｂの内容積の２〜３倍大きくなるように発光ユニット２９により区分される。従って、笠部２１側の収容空間２８Ａは熱容量的にも大きく、十分な対流が行われるので、放熱手段４１や点灯回路３０のケース４２からの伝熱を笠部２１の外表面を利用した熱交換作用により良好に放熱できる。なお、図３において、光センサー３１は断面には現れないが、横方向の位置関係を参考までに表現するために点線で示している。

一方、投光部２０側の収容空間２８Ｂは相対的に狭くなり、発光ユニット２９の発光基板３９に実装された発光ダイオード４０と、筒状カバー１２の投光部２０との間の距離が短くなり、発光ユニット２９の放射光が効率的に投光部２０から所望の方向へ照射される光学特性が得られる。発光ユニット２９の発光ダイオード４０と筒状カバー１２の投光部２０との間の距離は、投光部２０からの出射光がグレアを生じない程度及び光源である発光ダイオード４０のぶつぶつ間が生じない程度の距離を保つことが望ましい。

また、発光ユニット２９の放熱手段４１の側縁部が一対の溝部３２に載置されて取り付けられており、この放熱板４１の側縁部を筒状カバー１２の投光部２０の外周面よりも外側に張り出すように配置することによって投光部２０側と笠部２１側とが実質分断されているので、発光ユニット２９の発光ダイオード４０からの光が筒状カバー１２の笠部２１側の収容空間２８Ａに入り込むことがない。従って、光センサー３１が発光ダイオード４０の光の影響を受けることがないので光センサー３１の誤動作を防ぐことができるとともに光害を防止できる。

前述したように、アーム１５の湾曲部２５によって頂部１６側が上方を向くように筒状カバー１２の長軸方向が傾いてポールに取り付けられており、具体的には、水平面に対して約２０°〜５０°、好ましくは２５°〜４０°傾いて設置される。

図４は、Ａ位置の取付ポールに照明装置１１を取り付けた場合の筒状カバー１２に収容された発光ユニット２９の照度分布図であり、図４（ａ）は発光ユニット２９の角度が水平面に対して０°であるときの照度分布図、図４（ｂ）は発光ユニット２９の角度が水平面に対して２５°であるときの照度分布図、図４（ｃ）は発光ユニット２９の角度が水平面に対して５５°であるときの照度分布図である。

図４では、発光ユニット２９の道路面（照射面）からの高さが４．５ｍ、道路幅が５ｍ、照明装置１１の配置間隔が１０ｍであり、地上の道路面から１．５ｍにおける照射面の照度分布面を示している。Ｂ位置に隣の取付ポールが位置することになるので、道路面から１．５ｍにおける照射面には、隣の照明装置１１からの出射光が重なることになる。

図４で説明した照度分布を角度を変えて測定したところ、道路面から１．５ｍにおける照射面の高い均斉度を得るためには、水平面に対して約２０°〜５０°、好ましくは２５°〜４０°傾いて発光ユニット２９を設置すればよいことが確認された。

発明の実施の形態によれば、筒状カバーの長手方向の直交する断面の中心位置より下側に基体部が配置するので、発光基板３９の一面側に実装された発光ダイオード４０からの上方への光が抑制され光害対策効果が得られ、発光ユニット２９の温度を低減することができる。また、光学制御のロスを少なくすることができ、発光基板３９の他面側に照度を感知する光センサー３１が発光ダイオード４０の光の影響を受けることがないので光センサー３１の誤動作を防ぐことができる。また、水平面に対して約２０°〜５０°傾いて発光ユニット２９を設置するので、道路横断方向による輝度及び照度の勾配を抑制し、高い均斉度を得ることができ、開口部が下側すなわち重力方向に位置するため雨などの侵入も抑制できる。

１１…照明装置、１２…筒状カバー、１３…基端部、１４…基体部、１５…アーム、１６…頂部、１７…開口部、１８…筒本体、１９…フランジ部、２０…投光部、２１…笠部、２２…壁部、２３…段部、２４…リード線、２５…湾曲部、２６…通し孔、２７…だるま穴、２８…収容空間、２９…発光ユニット、３０…点灯回路、３１…光センサー、３２…溝部、３３…閉塞部、３４…Ｏリング、３５…閉塞板、３６…配線部、３７…防水ブッシング、３８…円筒段部、３９…発光基板、４０…発光ダイオード、４１…放熱手段、４２…ケース、４３…中心位置

Claims

発光素子が一面側に配設され他面側に放熱手段及び前記発光素子を点灯させる点灯回路が配設された発光ユニットと；
頂部が閉塞され基端側に開口部を有し、前記発光ユニットの一面側を下向にした状態で前記発光ユニットが前記開口部から挿入されて前記発光ユニットを長手方向に直交する断面の中心位置より下側に位置するように収容する筒状カバーと；
前記筒状カバーの開口部を閉塞するとともに発光ユニットへ電力供給を行う配線部が設けられた基体部と；
を備えたことを特徴とする照明装置。
前記発光ユニットの他面側に周囲の明るさ感知する光センサーを配置したことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
前記基体部は、筒状カバーの頂部よりも下方となるように傾いていることを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。