JP2012043759A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】アダプタに照明器具本体を取付ける場合や取外す場合、導光板を取外すことなく作業が行え、簡単な構成で、かつ薄型化が可能な照明器具を提供する。
【解決手段】本発明は、器具取付面Ｃに設置された引掛けシーリングボディＣｂに電気的かつ機械的に接続されるアダプタ２と、このアダプタ２に対向して略中央部に開口８１を有し、外周部に光入射端面８２を備えた導光板８と、この導光板８の前記光入射端面８２に出射光が入射するように配設された発光素子７１と、この発光素子７１を点灯制御する点灯装置３とを備えて前記アダプタ３に取付けられる器具本体１とを備える照明器具である。
【選択図】図１０

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤ等の発光素子を光源として、導光板を用いて照明を行う照明器具に関する。

近時、ＬＥＤの高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源としてＬＥＤを用いた屋内又は屋外で使用される長寿命化が期待できる照明器具が開発されている。この照明器具は、ＬＥＤを基板に複数実装して所定の光量を得るようにしたもので、例えば、天井面等に直接的に取付けられる、いわゆる直付タイプのベース照明として用いられている。

しかし、ＬＥＤから出射される光は指向性が強くグレアが生じやすく、また、輝度むらが発生しやすい。そこで、グレアを抑制し、発光面の均斉度の向上を図るため、導光板を用いて照明を行う新たな照明器具が開発されている。

このような照明器具の場合、例えば、一般住宅用として天井面に設置された引掛けシーリングボディにアダプタが電気的かつ機械的に接続され、このアダプタに照明器具本体が取付けられる形式のものでは、照明器具本体の下方における略全面が導光板で覆われるようになる。

特開２００９−２１２００号公報 特開２００９−２８３１９７号公報

しかしながら、上記のような照明器具において、アダプタに照明器具本体を取付ける場合や取外す場合、アダプタの操作等のために、導光板を取外して作業を行わなければならない。

この種、導光板を用いる照明器具では、ＬＥＤ等の光源から出射される光が導光板の光入射端面に入射するように、光入射端面とＬＥＤ等の光源とを対向配置する必要があるため、前記作業が伴う場合には、その構成が複雑化するという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、アダプタに照明器具本体を取付ける場合や取外す場合、導光板を取外すことなく作業が行え、簡単な構成で、かつ薄型化が可能な照明器具を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態による照明器具は、器具取付面に設置された引掛けシーリングボディに電気的かつ機械的に接続されるアダプタと、このアダプタに取付けられる器具本体とを備えている。器具本体は、アダプタに対向して略中央部に開口を有し、外周部に光入射端面を備えた導光板と、この導光板の前記光入射端面に出射光が入射するように配設された発光素子と、この発光素子を点灯制御する点灯装置とを備えている。

本発明の一実施形態によれば、アダプタに照明器具本体を取付ける場合や取外す場合、導光板を取外すことなく作業が行え、簡単な構成で、かつ薄型化が可能な照明器具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 同照明器具を分解して示す斜視図である。 同器具本体を背面側から見て示す斜視図である。 図３中、Ｘ−Ｘ線に沿って示す断面図である。 図４中、Ａ部を示す拡大図である。 図４中、Ｂ部を示す拡大図である。 同器具本体の導光板を示す平面図である。 同器具本体の発光素子が実装された基板を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上側面図である。 同器具本体における導光板と基板に実装された発光素子との配置関係を示す平面図である。 同照明器具の天井面への取付状態を示す断面図である。 同じく、照明器具の天井面への取付状態を示す断面図である。 同器具本体の導光板における発光素子から出射される光の状態を模式的に示す平面図である。 同じく、器具本体の導光板における発光素子から出射される光の状態を模式的に示す平面図である。 同じく、器具本体の導光板における発光素子から出射される光の状態を模式的に示す平面図である。 同器具本体の導光板における開口と発光素子との配置関係を模式的に示す平面図である（実施例１）。 同じく、器具本体の導光板における開口と発光素子との配置関係を模式的に示す平面図である（実施例２）。 同じく、器具本体の導光板における開口と発光素子との配置関係を模式的に示す平面図である（実施例３）。 同器具本体の導光板と基板に実装された発光素子との配置関係の変形例を示す平面図である。 同じく、器具本体の導光板と基板に実装された発光素子との配置関係の変形例を示す平面図である。 同じく、器具本体の導光板と基板に実装された発光素子との配置関係の変形例を示す平面図である。

本実施形態の照明器具は、器具取付面に設置された引掛けシーリングボディに取付けられて使用される形式であり、導光板を用いて例えば、室内の照明を行うものである。
以下、本発明の実施形態について図１乃至図１１を参照して説明する。なお、各図において同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

図１乃至図４において、照明器具は、器具本体１及び器具取付面としての天井面Ｃに設置された引掛けシーリングボディＣｂに電気的かつ機械的に接続されるアダプタ２（図２及び併せて図１０参照）とを備えている。器具本体１は、図１に示すように略正方形状の外観に形成され、前面側を光の照射面とし、背面側を天井面Ｃへの取付面としている。

図２に代表して示すように、器具本体１は、点灯装置３と、反射板４と、シャーシ５と、アダプタガイド６と、光源部７と、導光板８と、本体枠９と、カバー部材１０とを備えている。これら構成要素について順次説明する。

点灯装置３は、箱状のケース内に回路基板及びこの基板に実装された回路部品を収容して構成されており、アダプタ２を介して商用交流電源に接続されるようになっていて、この交流電源を受けて直流出力を生成するものである。したがって、点灯装置３は、後述する光源部７に電気的に接続されて、その直流出力を発光素子７１に供給し、発光素子７１を点灯制御するようになっている。この点灯装置３は、反射板４の背面側に位置して取付けられている（図３参照）。

反射板４は、アルミニウム等の金属材料から略正方形状に形成されており、正方形状の浅皿状の凹部４１を有し、この凹部４１の各辺には外側に延出する取付片４２が形成されている。また、凹部４１の前面側は、反射面として構成されており、さらに、略中央部には、四角形状の開口４３が形成されている。

シャーシ５は、図５の参照を加えて示すように、冷間圧延鋼板等の金属材料から略直方体の箱状に形成されており、一端側（図示上、下側）を開放し、この開放した各辺には外側に向かって水平方向に延出する鍔状の当接部５１が形成されている。また、他端側（図示上、上側）には、円形状の開口５２が形成されている。したがって、シャーシ５は、全体としては高さの低い略筒状をなしている。当接部５１は、導光板８の背面側に当接される部分であり、開口５２は、アダプタ２が挿通される部分である。そして、図５に示すように、シャーシ５の当接部５１の上面側に、反射板４における開口４３の周辺部が重合されるように配置され、こられが溶接等によって固着されている。なお、シャーシ５の当接部５１は、導光板８を補強する機能を有している。

アダプタガイド６は、図５の参照を加えて示すように、略八角柱状に形成されていて、中央部にアダプタ２が挿通し、係合する係合口６１が設けられており、下端側に外方へ向かう鍔部６２が形成されている。このアダプタガイド６は、その外周面がシャーシ５の内周面に接するように配設され取付けられている。

光源部７は、図２、図４、図６及び図８に示すように、発光素子７１が実装された基板７２と、この基板７２が取付けられる取付部材としての取付板７３とから構成されている。

基板７２は、図８に代表して示すように、横長の長方形状で両端が切欠かれて段状に形成されていて、絶縁材であるガラスエポキシ樹脂の平板からなり、表面側には銅箔で形成された配線パターンが施されている。また、適宜レジスト層が施されるようになっている。なお、基板７２の材料は、絶縁材とする場合には、セラミックス材料又は合成樹脂材料を適用できる。さらに、金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を適用してもよい。

発光素子７１は、ＬＥＤであり、表面実装型のＬＥＤパッケージである。このＬＥＤパッケージが基板７２の長手方向に沿って直線状に並べられて複数個、具体的には１５個実装され配設されている。ＬＥＤパッケージは、概略的にはセラミックスで形成された本体に配設されたＬＥＤチップと、このＬＥＤチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とから構成されている。

ＬＥＤチップは、青色光を発光する青色のＬＥＤチップである。透光性樹脂には、蛍光体が混入されており、白色光を出射できるようにするために、青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。

なお、ＬＥＤは、ＬＥＤチップを直接基板７２に実装するようにしてもよく、また、砲弾型のＬＥＤを実装するようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。

取付板７３は、アルミニウムや亜鉛めっき鋼板等の熱伝導が良好な材料から作られており、横長で側面が略Ｃ型チャンネル形状に形成されている。この取付板７３の内側壁には、２枚の基板７２が、ねじ止め等によって、その裏面側が密着するように長手方向に並べられて取付けられている。したがって、光源部７は、一つの取付板７３に２枚の基板７２が取付けられてユニット化されている。
本実施形態では、主として図２に示すように、このユニット化された光源部７が４個用いられており、導光板８の各辺に対応して配設されるようになっている。

導光板８は、図７に示すように、アクリル樹脂等の透過率の高い材料を用いて四角形状の平板状に形成され、背面側には光を拡散する多数の白色の反射ドットからなるドットパターンが印刷によって形成されている。さらに、導光板８の略中央部には、アダプタガイド６の外形と対応し、また、アダプタ２と対応するように略八角形の開口８１が形成されている。この略八角形の開口８１は、原型的には、四角形の角部を面取りした形状として形成されている。また、この導光板８の外周部である四角形状の各辺、すなわち、側端面は、発光素子７１から出射される光が入射して導光板８内を進行する光入射端面８２として機能するようになっている。
なお、導光板８には、背面側に反射シートを設けたものや前面側に拡散シートを設けたものを適宜適用できる。

このような導光板８の各辺には、図９に示すように、光源部７の基板７２が配設されるようになる。つまり、導光板８の光入射端面８２に光が入射するように、複数の発光素子７１が基板７２に直線状に並べられて配設されている。また、この場合、導光板８における開口８１を形成している外形の辺の延長線Ｌ上に発光素子７１が配置されるようになっている。換言すれば、発光素子７１が基板７２に直線状に並べられて配設されている当該直線と直交し、かつ導光板８の開口８１における外形と接する線Ｌ上に発光素子７１が位置されるようになっている。

本体枠９は、ＡＢＳ樹脂やポリカーボネート等の合成樹脂から作られていて、略正方形状であって前記導光板８の寸法より大きな枠状に形成されており、側壁９１と、この側壁９１の下端部から内側に向かって延出し、斜めに立ち上がる傾斜状部を有する底壁９２とを備えている。また、底壁９２には、複数のボス９３が立設されており、このボス９３には、反射板４の取付片４２がねじ止めされるようになっている。

カバー部材１０は、アクリル樹脂やポリカーボネート等の乳白色を呈する合成樹脂材料から略正方形状に形成されており、図示しない係脱手段によってアダプタガイド６に着脱自在に取付けられるようになっている。したがって、カバー部材１０が取付けられることによって、アダプタ２は覆われて下方から視認しにくくすることができる。

アダプタ２は、図２及び図１０に示すように、天井面Ｃに設置された引掛けシーリングボディＣｂに、上面側に設けられた引掛刃によって電気的かつ機械的に接続されるもので略円筒状をなし、周壁の両側には一対の係止部２１が、内蔵されたスプリングによって常時外周側へ突出するように設けられている。この係止部２１は下面側に設けられたレバーを操作することにより没入するようになっている。また、このアダプタ２からは、前記点灯装置３へ接続する図示しない電源コードが導出されていて、点灯装置３とコネクタを介して接続されるようになっている。

次に、上記のように構成された器具本体１の組立工程について、主として図４乃至図６を参照して説明する。前述したように、シャーシ５は、その当接部５１の上面側に、反射板４の開口４３の周辺部が重合されるように配置され、この部分で反射板４と溶接等によって固着される。そして、光源部７の取付板７３が反射板４にねじ止めされ、導光板８がその光入射端面８２が発光素子７１と対向するように配設される。

次いで、アダプタガイド６が導光板８の開口８１を挿通してその外周面がシャーシ５の内周面に接するように挿入され、上面がシャーシ５の他端面にねじ止めされる。この状態で、反射板４の取付片４２を本体枠９の複数のボス９３にねじ止めし、カバー部材１０をアダプタガイド６に取付ける。
以上によって器具本体１の組立てが完成するが、この組立ての順序は格別限定されるものではない。

このような器具本体１において、図５に代表して示すように、シャーシ５の当接部５１は、導光板８の背面側に当接されている。より詳しくは、シャーシ５の当接部５１は、導光板８の背面側であって開口８１の周囲に配設され当接されるようになっている。なお、シャーシ５の当接部５１の導光板８の背面側への当接は、直接的に行われても間接的に行われてもよい。

また、図５に代表して示すように、導光板８における開口８１の前面側の周縁部は、アダプタガイド６の下端側の鍔部６２に支持されている。さらに、図６に代表して示すように、導光板８の前面側の外周縁部は、本体枠９における底壁９２の傾斜状部に支持されている。一方、導光板８の背面側には、反射板４が配設されており、導光板８は、反射板４と、前記アダプタガイド６の鍔部６２及び本体枠９の底壁９２の傾斜状部とによって挟持されるように配置されている。この状態においては、導光板８の光入射端面８２は、発光素子７１と対向して位置し、発光素子７１から出射される光が入射するようになっている。

また、図３、図４及び図６に示すように、本体枠９の側壁９１と、反射板４の取付片４２との間には、間隙Ｇが形成されるようになっている。つまり、反射板４の外形は、枠状の本体枠９より小さく形成されていて、反射板４の全周にわたって間隙Ｇが形成されるようになっている。この間隙Ｇによって発光素子７１から発生する熱が取付板７３を介して対流作用で放熱される。なお、この対流作用を促進するため、本体枠９の底壁９２に空気流通孔を形成するようにしてもよい。

次に、上記のように構成された照明器具の天井面Ｃへの取付状態について、図１０及び図１１を参照して説明する。なお、各図においてアダプタ２から導出される電源コードの図示は省略している。

図１０に示すように、天井面Ｃに引掛けシーリングボディＣｂが設置されている。また、この引掛けシーリングボディＣｂには、アダプタ２が電気的かつ機械的に接続されている。この状態から図示矢印で示すように、器具本体１におけるアダプタガイド６の係合口６１をアダプタ２に合わせながら、アダプタ２の係止部２１がアダプタガイド６の係合口６１に確実に係合するまで器具本体１を下方から手で押し上げて取付け操作を行う。

図１１に示すように、器具本体１の取付状態では、アダプタ２がシャーシ５の開口５２を挿通し、アダプタ２の係止部２１がアダプタガイド６の係合口６１に係止されて取付状態が保持される。

また、器具本体１を取外す場合には、カバー部材１０を取外し、アダプタ２に設けられているレバーを操作してアダプタ２の係止部２１の係合を解くことにより取外すことができる。

このような器具本体１において、導光板８には開口８１が形成されていて、アダプタガイド６の係合口６１を含めて器具本体１の下方における略全面を覆うように構成されていない。したがって、器具本体１の取付け、取外し操作に際し、アダプタ２の操作等のために、導光板８を器具本体１から取外すことなく作業を行うことができる。加えて、アダプタガイド６は、導光板８の開口８１を挿通して取付けられるようになっているので、器具本体１の薄型化が可能となる。

また、器具本体１の取付け操作において、器具本体１を下方から手で押し上げる際に、導光板８を手で押し上げて応力を加え、導光板８を変形させてしまう虞がある。しかしながら、本実施形態においては、シャーシ５に導光板８の背面側に対向する当接部５１が形成されており、この当接部５１が導光板８の背面側に当接しているので、導光板８を補強する機能を果たし、導光板８の変形を抑制することができる。さらに、当接部５１は、導光板８の開口８１の周囲に配設されるようになっているので、導光板８の変形の抑制を有効に行うことができる。

照明器具の取付け状態において、点灯装置３に電力が供給されると、基板７２を介して発光素子７１に通電され、各発光素子７１が点灯する。発光素子７１から出射された光は、導光板８の光入射端面８２へ入射し、この入射した光は、導光板８内で全反射して導光板８全体に広がるとともに、背面側に形成された反射ドットからなるドットパターンによって拡散反射されて均質化された光が前面側から放射される。また、導光板８から漏れた一部の光は、反射板４によって反射され前面側に放射されて再利用されるようになる。

また、各発光素子７１から発生する熱は、基板７２裏面側から取付板７３に伝導され、本体枠９と反射板４との間の間隙Ｇによって促進される対流作用で放熱される。さらに、取付板７３に伝導された熱は、反射板４に伝導され、反射板４の広い面積で効果的に放熱される。

以上のように本実施形態によれば、アダプタ２に対応して導光板８に開口８１を形成したので、アダプタ２に器具本体１を取付ける場合や取外す場合、導光板８を取外すことなく作業が行え、簡単な構成で、かつ薄型化が可能な照明器具を提供することができる。

次に、本発明者は、導光板８における開口８１の形状に関わる輝度についてその均斉度を調べた。これを図１２乃至図１４を参照して説明する。図１２乃至図１４は、導光板８における発光素子７１から出射される光の状態を模式的に示す平面図である。

まず、図１２において、四角形状の導光板８には、その中央部に四角形状の開口８１が形成されている。そして、導光板８の一辺の光入射端面８２には、基板７２に実装された発光素子７１が対向するように配設されている（発光素子７１は、説明上、１個のみを示している）。

この場合、発光素子７１から出射された光は、開口８１へ向かって進行する（図示破線で示す）とともに、前面側から放射されるが、開口８１における発光素子７１側の角部近傍に図に示すように暗部Ｄが発生することが分かった。このため、導光板８全体としての均斉度が低下する問題が生じる。

この現象は、開口８１の角部付近に向かった光Ｌｃは、角部による開口８１（空気層）が介在するため、その光Ｌｃが屈折し導光板８内への進行が妨げられ影が生じ、これが反映されることによるものと考えられる。

そこで、導光板８における開口８１の形状を種々変えて光の状態を観察した。図１３に示すように、導光板８の開口８１の形状を角形の角部を面とりして、すなわち、四角形の角部を面取りして上述の実施形態のように、略八角形の開口８１とした。

この場合、発光素子７１から出射された光は、開口８１へ向かって進行するが、暗部の発生が抑制できることが確認できた。これは、開口８１を面取りした形状とすることによって、角部による開口８１（空気層）の介在が軽減されるためであると考えられる。

また、図１４に示すように、導光板８の開口８１の形状を円形状とした。この場合も、前記と同様に、発光素子７１から出射された光は、円形状の開口８１へ向かって進行するが、暗部の発生が抑制できることが確認できた。これは、開口８１が円形状であることから角部による開口８１（空気層）の介在がほとんどなくなるためであると考えられる。

以上の調査の結果、導光板８における開口８１の形状を角形の角部を面とりした形状又は円形状とすることにより、暗部の発生を抑制し、均斉度の低下を軽減できることが確認できた。なお、開口８１の形状が円形状とは、真円形状に限らず、楕円形状等を許容することを意味している。

次に、上記のような導光板８における開口８１近傍に生じる暗部を抑制するための実施形態について、図１５乃至図１７を参照して説明する。図１５乃至図１７は、導光板８の開口８１と発光素子７１との配置関係を模式的に示す平面図である。

本実施形態は、発光素子７１が基板７２に直線状に並べられて配設されている当該直線と直交し、かつ導光板８の開口８１における外形と接する線Ｌ上に発光素子７１が位置されている形態を示している。

（実施例１）本実施例は、上述の実施形態と同様な例を示している。図１５に示すように、発光素子７１が基板７２に直線状に並べられて配設されている。導光板８には、四角形の角部を面取りした開口８１が形成されている。そして、導光板８における開口８１を形成している外形の辺の延長線Ｌ上に発光素子７１が配置されるようになっている。

したがって、発光素子７１から出射される光は、主として外形の辺に沿って進行するため、前記したように暗部が生じやすい部位を明るくし、暗部の発生を有効に抑制できる。

（実施例２）図１６に示すように、導光板８には、四角形の開口８１が形成されている。そして、実施例１と同様に、導光板８における開口８１を形成している外形の辺の延長線Ｌ上に発光素子７１が配置されるようになっている。
したがって、実施例１と同様に、暗部が生じやすい部位を明るくし、暗部の発生を有効に抑制できる。

（実施例３）図１７に示すように、導光板８には、円形状の開口８１が形成されている。そして、発光素子７１が基板７２に直線状に並べられて配設されている当該直線と直交し、かつ導光板８の開口８１における接線Ｌ上に発光素子７１が位置されるようになっている。

したがって、発光素子７１から出射される光は、主として接線Ｌ方向に沿って進行するため、暗部が生じやすい部位を明るくし、暗部の発生を有効に抑制できる。

なお、上記実施形態においては、ユニット化された光源部７を４個用い、発光素子７１が実装された基板７２を導光板８の各辺に対応して配設したものについて説明したが、図１８に示すように、光源部７を２個用い、基板７２を導光板８の隣接する二辺に対応して配設するようにしてもよい。また、図１９に示すように、基板７２を導光板８の対向する二辺に対応して配設するようにしてもよい。さらに、図２０に示すように、基板７２を導光板８の一辺のみに対応して配設するようにしてもよい。

また、導光板８、シャーシ５等の形状や形態は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、発光素子７１は、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子が適用できる。さらに、発光素子７１の個数は、特段限定されるものではない。

１・・・器具本体、２・・・アダプタ、３・・・点灯装置、４・・・反射板、
５・・・シャーシ、６・・・アダプタガイド、７・・・光源部、８・・・導光板、
９・・・本体枠、１０・・・カバー部材、７１・・・発光素子、７２・・・基板、
７３・・・取付部材（取付板）、８１・・・導光板の開口、８２・・・光入射端面、
Ｃ・・・器具取付面（天井面）、Ｃｂ・・・引掛けシーリングボディ、Ｄ・・・暗部

Claims (4)

1. 器具取付面に設置された引掛けシーリングボディに電気的かつ機械的に接続されるアダプタと；
   このアダプタに対向して略中央部に開口を有し、外周部に光入射端面を備えた導光板と、この導光板の前記光入射端面に出射光が入射するように配設された発光素子と、この発光素子を点灯制御する点灯装置とを備えて前記アダプタに取付けられる器具本体と；
   を具備することを特徴とする照明器具。
2. 前記導光板における開口は、角形の角部を面取りした形状であることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記導光板における開口は、円形状であることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
4. 前記発光素子は、直線状に並べられて配設されているとともに、直線状に並べられている当該直線と直交し、かつ前記導光板の開口における外形と接する線上に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の照明器具。

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