JP2012129172A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】固体発光素子の熱を効果的に放熱させることが可能な照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具１０は、筒状の本体１１、固体発光素子１６を光源とする灯具１２、電源ユニット２０を具備し、筒状の本体１１は、一端部側に放熱開口部１１ａを他端部側に灯具設置用の開口部１１ｂを有する。固体発光素子を光源とする灯具１２は、一端部側に放熱部１３を有する器具本体１４と器具本体の他端部側に設けられる発光部１５を有し、器具本体が本体内に収容されるとともに発光部が本体の灯具設置用の開口部に対し所定の間隔ｔ１を有して設置される。電源ユニット２０は、本体の放熱開口部に対向して設置され灯具を点灯制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とした照明器具に関する。

近年、固体発光素子、例えば発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称する）は、その発光効率の向上により、一般照明用の光源として採用した各種の照明器具が開発され、特に近年では、建物のホールやガソリンスタンド等の高天井に設置されるバンクライト等の大型の照明器具が商品化されている。

実用新案登録第３１５２３１０号公報

しかしながら、この種大型の照明器具においては、大光束が必要とされ、灯具に搭載されるＬＥＤも大出力化し、これらＬＥＤから発生する熱を如何にして効果的に放熱させ、発光効率の低下を抑制するかが重要な課題となっている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、固体発光素子の熱を効果的に放熱させ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。

実施形態の照明器具は、筒状の本体、固体発光素子を光源とする灯具、電源ユニットを具備し、筒状の本体は、一端部側に放熱開口部を他端部側に灯具設置用の開口部を有する。固体発光素子を光源とする灯具は、一端部側に放熱部を有する器具本体と器具本体の他端部側に設けられる発光部を有し、器具本体が本体内に収容されるとともに発光部が本体の灯具設置用の開口部に対し所定の間隔を有して設置される。電源ユニットは、本体の放熱開口部に対向して設置され灯具を点灯制御する。

本発明によれば、固体発光素子の熱を効果的に放熱させることが可能な照明器具を提供することができる。

実施形態に係る照明器具を示す、図３（ａ）のａ−ａ線に沿う断面図。 同じく照明器具を示す、図３（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図。 同じく照明器具を示し、（ａ）は下方から見た斜視図、（ｂ）は上方から見た斜視図。 同じく照明器具を高天井に設置した状態を示す側面図。 同じく照明器具の変形例を示す、図１に相当する断面図。

以下、照明器具の実施形態につき、図に従い説明する。本実施形態の照明器具は、高天井用のバンクライト形の照明器具を構成するもので、図１〜図４に示すように、照明器具１０は、筒状の本体１１、一端部側に放熱部１３を有する器具本体１４と器具本体の他端部側に設けられる発光部１５を有する灯具１２、灯具を点灯制御する電源ユニット２０で構成する。

本体１１は、熱伝導性を有し所定の強度を有する金属、本実施形態では、鋼板を用いて一端部側に放熱開口部１１ａを他端部側に灯具設置用の開口部１１ｂを形成した両端開放の円筒状をなすように構成する。一端部側の放熱開口部１１ａは、開口端に幅の狭い環状の鍔部１１ａ１を一体に形成した径大な開口部として構成する。また、他端部側の開口部１１ｂは、灯具を設置するための開口部で、開口端に幅の広い環状の鍔部１１ｂ１を一体に形成した径の比較的小さな開口部として構成し、後述する小型の灯具１２が挿入することができるように構成する。そして、本体１１の内部には広い円筒状の空間部Ｓ１が形成される。

灯具１２は、比較的小型の灯具、本実施形態では、既存の高出力型のダウンライトで構成した。このダウンライトは、一端部側に放熱部１３を有する器具本体１４と器具本体の他端部側に設けられる発光部１５で構成されている。

器具本体１４は、放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、本実施形態では、アルミダイカストで構成された横断面形状が略円形の円筒状をなし、一端部側に放熱部１３を構成する多数の放熱フィンが一体に形成されている。本実施形態では、放熱フィンが器具本体１４の外周面にも一体に形成されている。また、器具本体１４の他端部側には発光部１５が形成されている。

発光部１５は、化粧用の枠部材からなる鍔部１５ａを一体に形成した椀状のケース体１５ｂと、ケース体の内部に収納され、固体発光素子１６を実装した発光モジュール１６ａで構成されている。固体発光素子１６は、本実施形態では複数個のＬＥＤチップからなり、各ＬＥＤチップ１６は、同一性能を有するＬＥＤチップ、本実施形態では高輝度、高出力の青色ＬＥＤチップで構成し、このＬＥＤチップが基板に実装され、さらに黄色蛍光体が設けられることにより白色の光を放射する発光モジュール１６ａが構成される。

この発光モジュール１６ａは、ケース体１５ｂ内に６枚が挿入され、ケース体１５ｂの底面に熱的に結合するように固定され発光部１５が構成される。図１、図２中、１４ａは、器具本体１４の外周に所定の間隔を有して設けられた鋼板からなるガイド筒で、周面に多数の貫通した空気孔が形成されている。１７は、器具本体１１の外周面に放射方向に対向して設けられたステンレス製のバネワイヤーからなる２本の取付具である。

上記により、一端部側に放熱部１３を有する器具本体１４と器具本体の他端部側に設けられる発光部１５を有する灯具１２が構成される。そして、灯具１２は、放熱部１３を有する器具本体１４が本体１１内に収容されるとともに、発光部１５が本体１１の灯具設置用の開口部１１ｂに対し所定の間隔を有して設置される。

すなわち、図１、図２に示すように、本体１１の開口部１１ｂにおける幅の広い鍔部１１ｂ１には、開口部１１ｂに向けて等間隔に支持部１８が設けられている。支持部１８は、鍔部１１ｂ１から一体に折り曲げることによって、開口部１１ｂの開口縁部から一体に立設させて設ける（図３（ａ））。

これにより、本体１１の開口部１１ｂの開口縁部に４本の所定の高さを有する支持部１８が等間隔に配設される。

そして、灯具１２の器具本体１４を開口部１１ｂから挿入し、発光部１５を構成する椀状ケース体１５ｂの化粧用枠部材からなる鍔部１５ａの裏面側を、４本に立設された支持部１８の表面に当接する。これにより、ケース体１５ｂの鍔部１５ａと本体１１の鍔部１１ｂ１表面との間に間隔ｔ１が形成される。さらに、この間隔ｔ１に連続して本体ケース１５ｂの側面と開口部１１ｂとの間に間隔ｔ２が形成され、これら間隔ｔ１、ｔ２は、本体１１内の空間部Ｓ１に連通するように形成される。これにより、灯具１２は、器具本体１４が本体１１内に収容されるとともに発光部１５が本体１１の灯具設置用の開口部１１ｂに対し所定の間隔を有して設置される。この間隔ｔ１、ｔ２は、照明器具が設置された状態で、外気を本体１１内の空間部Ｓ１に吸い込む作用をなし、吸い込まれた外気によって灯具１２の放熱部１３が冷却され、発光部１５のＬＥＤ１６で発生する熱を放熱させることができる。

次に電源ユニット２０は、灯具１２における発光部１５の点灯制御を行う点灯回路（図示せず）を内蔵したケース状のユニット本体２０ａからなり、本体１１の放熱開口部１１ａに対向して設置される。すなわち、図１、図２に示すように、本体１１の放熱開口部１１ａにおける幅の狭い鍔部１１ａ１には、４本の支持部１９が設けられている。支持部１９は、鍔部１１ａ１から一体に折り曲げることによって、放熱開口部１１ａの開口縁部から一体に立設させて設ける（図３（ｂ））。

２１は電源ユニット２０を固定するための取付チャネルで、鋼板を折曲して縦断面形状が略Ｕ字形をなすように形成し、両側面部２１ａを４本の支持部１９によって固定する。固定は支持部１９および取付チャネル２１の両側面部２１ａに形成された取付孔を使用してボルト、ナットによって固定する。この際、取付チャネル２１は、支持部１９の上部に固定され、本体１１の鍔部１１ａ１表面と取付チャネル２１の下面との間には広い間隔ｔ３が形成される。図中、２１ｂは、取付チャネル２１を、２本の吊りボルト３０に固定するための固定孔であり、取付チャネル２１のＵ字の底面部両側に貫通して形成されてる。

上記により本体１１に固定された取付チャネル２１のＵ字の底面部に対して、電源ユニット２０のユニット本体２０ａを底面部から離間させて嵌め込みネジで固定する。これにより、電源ユニット２０が本体１１の放熱開口部１１ａに対向して設置される。この状態で、図３（ｂ）に示すように、取付チャネル２１の両側に外部と連通する半円形の２個の大きな開口が形成され、また、この開口は上述した広い間隔ｔ３と連通しており、本体１１の放熱開口部１１ａは取付チャネル２１、すなわち、電源ユニット２０によって塞がれることはない。これにより、灯具１２の放熱部１３で熱交換された熱気が放熱開口部１１ａから放出される。また、電源ユニット２０は本体１１の放熱開口部１１ａに対向して設置されるので、天井裏等に別置きに設置する必要がなく、本体１１の設置と同時に設置することができ、特に高天井における施工性を向上させることが可能になる。

また、上記のように、本体１１の放熱開口部１１ａに対向して設置された電源ユニット２０は、灯具１２の放熱部１３との間に遮熱部材２２を介して設置される。遮熱部材２２は、鋼板を折曲して樋状をなすように、本実施形態では、略Ｖ字形の樋をなすように形成する。この遮熱部材２２は、取付チャネル２１の下面に、Ｖ字の先端部が本体１１内に寸法ｔ３だけ入り込むようにして、Ｖ字の両端部をネジ若しくは溶接等の手段によって固定する（図２）。これにより、電源ユニット２０は、灯具１２の放熱部１３との間に遮熱部材２２を介して設置され、取付チャネル２１の下面、すなわち、電源ユニット２０の下面にＶ字の遮熱空間Ｓ２が形成される。これにより、放熱部１３で熱交換された熱気が遮断されて電源ユニット２０を構成する電子部品の温度上昇が抑制され、点灯回路の信頼性を高めることが可能になる。同時に、遮熱部材２２を設けることによって、電源ユニット２０と灯具１２との距離を短くすることも可能となり、器具の全体の高さを低くすることも可能となる。特に、本実施形態によれば、遮熱部材２２は、一部（Ｖ字の先端部）が本体１１内に寸法Ｌ３（図１、図２）だけ入り込むようにして設けたので、器具全体の高さ寸法を極力小さくすることができ、器具のさらなる小形化を図ることも可能になる。

そして、遮熱部材２２の樋の長手方向の寸法Ｌ１は、灯具１２の放熱部１３の幅寸法Ｌ２（本実施形態では円筒状をなす器具本体１４の直径寸法）より大となるように形成する。これにより、灯具１２の放熱部１３から放熱された熱気が、図１中、点線矢印で示すように、遮熱部材２２のＶ字形樋の両端の開放部２２ａ、２２ａから、遮熱空間Ｓ２に入り込むことが防止され、より良好な遮熱作用が行われる。

また、本実施形態における灯具１２は、上述したように、既存のダウンライトによって構成したので、既存の各種ラインナップのダウンライトを適宜選択して、多様な仕様・機能を有する各種の高天井用の照明器具１０を、同様にして、かつ簡単に組み立てて提供することが可能になる。同時に、既存のダウンライトを用いることによって、専用灯具の設計コストを削減することが可能になり、コスト的にも有利な高天井用の照明器具を提供することが可能になる。

上記に構成された本体１１、灯具１２からなる照明器具１０は、次のようにして組み立てられ、建物のホール等の高天井に設置される。先ず、電源ユニット２０を取付チャネル２１によって本体１１の一端部側に固定する。次に天井に予め配線された電源線を電源ユニット２０の入力端子に接続する。

この状態で、灯具１２のバネワイヤーからなる取付具１７を手で内方に撓ませ、器具本体１４と共に本体１１の他端部側の開口部１１ｂに挿入して手を離す。そして、灯具１２の下面を押して灯具全体を本体１１内に向かって押し込む。これにより、発光部１５の化粧用枠部材からなる鍔部１５ａの裏面側が、４本の立設された支持部１８の表面に当接され位置決めされる。同時に、バネワイヤーが自らの弾性により元の状態に復帰して開口部１１ｂの内面に圧接し、その圧接力により灯具１２が本体１１の開口部１１ｂに支持される。開口部１１ｂの切り口は化粧用枠部材からなる鍔部１５ａによって綺麗に覆われて照明器具１０が組み立てられる。

上記によって組み立てられた照明器具１０は、図４に示すように、天井Ｘに予め設置された２本の吊りボルト３０に対して、取付チャネル２１の固定孔２１ｂを挿通し、ボルト、ナットによって固定し天井へ設置される。なお、吊りボルト３０によって天井面と間隔を有して設置したが、取付チャネル２１の上面を天井面に直付けして設置してもよい。

上記に設置された照明器具１０を点灯すると、発光部１５から白色の光が放射され、本体１１に組み込まれた灯具、本実施形態ではダウンライトの配光特性をもった照明を行うことができる。また、発光部１５のＬＥＤ１６から発生する熱は、器具本体１４の放熱部１３を構成する多数の放熱フィンに伝達される。放熱部１３に伝達された熱は、本体１１の一端部側（設置状態で下方側）の開口部１１ｂに形成された間隔ｔ１、ｔ２から本体１１内に吸い込まれた外気と熱交換される。熱交換した熱気が本体１１の他端部側（設置状態では上方側）の放熱開口部１１ａから放出される（図１、図２中、外気の流れを実線矢印で示す）。

これは円筒状をなす本体１１の煙突作用によって、本体１１の下方の間隔ｔ１、ｔ２から外気が次々と吸い込まれ、灯具１２の放熱部１３を冷却して熱交換を行い、熱交換した熱気が放熱開口部１１ａから次々と放出され、発光部１５のＬＥＤ１６から発生する熱が効果的に放熱される。この際、灯具１２の器具本体１４の外周に所定の間隔を有して設けられたガイド筒１４ａによって、間隔ｔ１、ｔ２から吸い込まれた外気が器具本体１４の外周面に向かっても案内され、より効果的な熱交換が行われる。これら、効果的な放熱作用により、本体１１を大型化せずに目的とする放熱効果を奏することができ、さらなる器具の小形化を図ることも可能となる。

以上、本実施形態において、灯具１２は、既存のダウンライトで構成したが、新規に構成した照明器具専用の灯具で構成してもよい。また、灯具１２の放熱部１３は、放熱フィンで構成したが、格別に放熱のためのフィンやピン等の部材を設けることなく、アルミニウム製等の本体外側面自体が放熱部を構成するものであってもよい。

また、本体１１の他端部側の開口部１１ｂに形成した間隔ｔ１、ｔ２は、図５に示すように、灯具１２の発光部１５を開口部１１ｂに対し同心状で、かつ面一に配設することによって、支持部１８によって形成した間隔ｔ１を省略し、間隔ｔ２のみで構成したものであってもよい。

さらに、本実施形態において、固体発光素子１６は、例えば、青色を発光する窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体からなるＬＥＤチップで構成されることが好適であるが、半導体レーザ、有機ＥＬなどを発光源とした固体発光素子が許容される。さらに、白色で発光するようにしたが、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。さらに、調光や調色機能をもたせてもよい。

なお、本実施形態の変形例を示す図５において、図１〜図４と同一部分に同一の符合を付し、詳細な説明は省略した。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態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。

１０ 照明器具
１１ 本体
１１ａ 放熱開口部
１１ｂ 灯具設置用の開口部
１２ 灯具
１３ 放熱部
１４ 器具本体
１５ 発光部
１６ 固体発光素子
ｔ１、ｔ２ 間隔
２０ 電源ユニット
２２ 遮熱部材
Ｓ２ 遮熱空間
Ｌ１ 樋の長手方向の寸法
Ｌ２ 灯具の放熱部の幅寸法

Claims (3)

1. 一端部側に放熱開口部を他端部側に灯具設置用の開口部を有する筒状の本体と；
   一端部側に放熱部を有する器具本体と器具本体の他端部側に設けられる発光部を有し、器具本体が本体内に収容されるとともに発光部が本体の灯具設置用の開口部に対し所定の間隔を有して設置される固体発光素子を光源とする灯具と；
   本体の放熱開口部に対向して設置され灯具を点灯制御する電源ユニットと；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
2. 前記電源ユニットは、灯具の放熱部との間に遮熱部材を介して設置されたことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記遮熱部材は、内部に遮熱空間を形成するように、樋状をなすように構成され、樋の長手方向の寸法を灯具の放熱部の幅寸法より大としたことを特徴とする請求項２に記載の照明器具。
   

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