JP2012043760A - 照明器具 - Google Patents

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Koji Yanagida
光次 柳田
Naoki Sugishita
直樹 杉下
Yasuhiro Sano
康博 佐野
Junichiro Yamamoto
淳一郎 山本
Kazufumi Yoshida
和史 吉田
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Abstract

【課題】導光板における開口の側端面に及ぶ光を有効に利用して効率の向上を図ることができる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、前記導光板8の光入射端面82から入射され、導光板8内を進行して前記開口81の側端面に及ぶ光の進路を利用方向に向けて変更する進路変更手段83、84と、前記発光素子71を点灯制御する点灯装置3とを備えて前記アダプタ2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5

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、アダプタの操作等のために、アダプタに対応して導光板の略中央部に開口を形成する構成が考えられる。
特開2009−21200号公報 特開2009−283197号公報 特開2007−80539号公報
しかしながら、上記のような構成の照明器具においては、導光板の光入射端面から入射し進行してきた光が、前記開口の側端面から外方に出射されてしまい例えば、漏れ光となって本来の利用方向に向けられないで、効率を低下させてしまう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、導光板における開口の側端面に及ぶ光を有効に利用して効率の向上を図ることができる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2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、前記導光板の光入射端面から入射され、導光板内を進行して前記開口の側端面に及ぶ光の進路を利用方向に向けて変更する進路変更手段とを備えている。また、前記発光素子は、点灯装置によって点灯制御される。
本発明の一実施形態によれば、導光板における開口の側端面に及ぶ光を有効に利用して効率の向上を図ることができる照明器具を提供することが可能となる。
本発明の第1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。 本発明の第2の実施形態に係る照明器具を示し、図5に相当する拡大断面図である。 本発明の第3の実施形態に係る照明器具を示し、図5に相当する拡大断面図である。 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、本発明の第1の実施形態について図1乃至図9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8参照)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及び図6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、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。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。
さらに、図5の参照を加えて示すように、開口81の側端面における四辺(原型的な四角形の各辺)には、テーパ状部83が形成されている。このテーパ状部83は、開口81の周辺部から開口81に向かって傾斜するように形成され、この傾斜面には、反射部84が設けられている。反射部84は、傾斜面に反射材が貼着されて設けられている。
この反射部84を設けるにあたっては、傾斜面に白色の反射ドットからなるドットパターンを形成してもよいし、反射材を塗布して反射層を形成するようにしてもよく、格別その形成方法が限定されるものではない。また、前記テーパ状部83は、開口81の側端面における全辺、すなわち、全周に形成することを妨げるものではない。
本実施形態では、以上のテーパ状部83及び反射部84によって詳細を後述する進路変更手段が構成されている。
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7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。
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透光性の合成樹脂材料からなり、略台形状の四つの側壁が組合わされて下方に若干突出して略正方形状に形成されている(図1参照)。また、図5に示すように、カバー部材10の外周縁の背面側11は、前記導光板8の開口81に形成されたテーパ状部83と対向して配置されるようになっている。
カバー部材10は、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おり、したがって、カバー部材10が取付けられることによって、導光板8の開口81やアダプタ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8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、導光板8の開口81に形成されたテーパ状部83とカバー部材10の外周縁の背面側11とは、対向して配置されるようになる。
また、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、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。
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8及び図9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8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9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、図5に代表して示すように、導光板8の光入射端面82へ入射し、導光板8内で全反射して進行して開口81の側端面に及ぶ光は、テーパ状部83の傾斜面に設けられた反射部84で反射されて進路が変更される。つまり、当該光は、カバー部材10の外周縁の背面側11に向かい、ここからカバー部材10へ入射し、カバー部材10を明るくするように作用する。
この場合、テーパ状部83及び反射部84によって進路変更手段が構成されており、開口81の側端面に及ぶ光は、進路変更手段によって利用方向、すなわち、カバー部材10へ向けてその進路が変更されるようになっている。
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、導光板8の光入射端面82から入射され、導光板8内を進行して開口81の側端面に及ぶ光の進路を利用方向に向けて変更する進路変更手段を有しているので、当該光を有効に利用して効率の向上を図ることができる照明器具を提供することが可能となる。具体的には、カバー部材10を明るくすることができ、これにより照明空間の明るさ感を向上することが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態について図10を参照して説明する。図10は、第1の実施形態における図5に相当する拡大断面図である。なお、第1の実施形態と同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態においては、進路変更手段をカバー部材10側に設けたものである。具体的には、進路変更手段は、カバー部材10に形成されたテーパ状部13及び反射部14から構成されている。
本実施形態では、カバー部材10の外周縁は、導光板8における略八角形の開口81に嵌合するようになっているので、カバー部材10は、導光板8の開口81の形状と同様に略八角形に形成されている。カバー部材10の外周縁の背面側11には、テーパ状部13が形成されている。このテーパ状部13は、外周から内側に向かって傾斜するように形成され、この傾斜面には、反射部14が設けられている。反射部14は、第1の実施形態と同様に、傾斜面に反射材が貼着されて設けられているが、この反射部14を設けるにあたっては、勿論、他の形成方法を適用してもよい。
そして、このテーパ状部13及び反射部14は、導光板8における開口81の側端面と対向して配置されるようになっている。
このような構成によれば、導光板8の光入射端面82へ入射し、導光板8内で全反射して進行して開口81の側端面に及ぶ光は、側端面から出射されてカバー部材10へ入射し、テーパ状部13の傾斜面に設けられた反射部14で反射されて進路が変更される。つまり、当該光は、カバー部材10を明るくするように作用する。
以上のように本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、導光板8の光入射端面82から入射され、導光板8内を進行して開口81の側端面に及ぶ光の進路を利用方向に向けて変更する進路変更手段を有しているので、当該光を有効に利用して効率の向上を図ることができる照明器具を提供することが可能となる。
次に、本発明の第3の実施形態について図11を参照して説明する。図11は、第2の実施形態と同様に、第1の実施形態における図5に相当する拡大断面図である。なお、第1の実施形態と同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態においては、第2の実施形態と同様に、進路変更手段をカバー部材10側に設けたものである。具体的には、進路変更手段は、カバー部材10の背面側に形成された反射部15から構成されている。
カバー部材10は、略平坦状に形成されていて、その外周縁の側端面16が、導光板8における開口81の側端面に対向して配置されるようになっている。このカバー部材10の背面側の略一面には反射部15が設けられている。この反射部15は、反射材が貼着されて設けられているが、例えば、白色の反射ドットからなるドットパターンを形成してもよいし、反射材を塗布して反射層を形成するようにしてもよい。格別その形成方法が限定されるものではない。
また、カバー部材10の前面側の略一面には、多数の微小な凹凸からなる拡散部17が形成されている。この拡散部17は、例えば、ブラスト処理等によって形成することができる。
このような構成によれば、導光板8の光入射端面82へ入射し、導光板8内で全反射して進行して開口81の側端面に及ぶ光は、側端面から出射される。この出射された光は、カバー部材10の側端面16へ入射し、カバー部材10内を進行するとともに反射部15によって反射されて前面側へ進路が変更される。そして、前面側に向かう光は、さらに拡散部17によって拡散されて前面側の外方へ放射される。これにより、カバー部材10が明るくなるとともに、前面側へ光を照射することが可能となる。
以上のように本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、導光板8の光入射端面82から入射され、導光板8内を進行して開口81の側端面に及ぶ光の進路を利用方向に向けて変更する進路変更手段を有しているので、当該光を有効に利用して効率の向上を図ることができる。また、拡散部17によってカバー部材10の明るさの均一化を図ることが可能となる。
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12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13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14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、進路変更手段の構成、導光板8、導光板8の開口81、カバー部材10等の形状や形態は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、導光板8の開口81やカバー部材10の形状は、多角形状や円形状等、設計に応じて適宜選択可能である。また、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、13・・・カバー部材のテーパ状部、
14、15・・・カバー部材の反射部、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、
83・・・導光板の開口のテーパ状部、84・・・導光板の開口の反射部、
C・・・器具取付面(天井面)、Cb・・・引掛けシーリングボディ

Claims (3)

  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、前記導光板の光入射端面から入射され、導光板内を進行して前記開口の側端面に及ぶ光の進路を利用方向に向けて変更する進路変更手段と、前記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. 前記進路変更手段は、導光板における開口の側端面に形成されたテーパ状部と、このテーパ状部に設けられた反射部とを備えており、前記器具本体には開口を覆うカバー部材が設けられていて、進路変更手段によって進路が変更された光は、カバー部材へ向かうように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
  3. 前記器具本体には開口を覆うカバー部材が設けられていて、前記進路変更手段は、導光板における開口の側端面と対向してカバー部材に形成されたテーパ状部と、このテーパ状部に設けられた反射部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
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