JP2012160266A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】小形化が可能であるとともに、放熱性を確保でき、また、加工性、強度が良好な照明器具を提供する。
【解決手段】本発明は、発光素子１２を光源とする光源部１と；この光源部１に接続され前記発光素子１２を点灯制御する点灯装置４と；前記光源部１が熱的に結合されて配設された光源部配設壁２１と、この光源部配設壁２１から横方向にずれて位置し、前記点灯装置４が配設された点灯装置配設壁２２とを有し、これら光源部配設壁２１及び点灯装置配設壁２２が一体的に形成された厚さ寸法１．６ｍｍ〜４ｍｍの板金材料からなる放熱部材２と；を備える照明器具である。
【選択図】図４

Description

本発明の実施形態は、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いる照明器具に関する。

近時、ＬＥＤ等の発光素子の高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源として発光素子を用いて長寿命化が期待できる照明器具が開発されている。

ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする照明器具にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。

このため、光源としてＬＥＤを用いた照明器具は、光源部の背面側に熱伝導性を有する複数の放熱フィンを設け、放熱性を促進し、発光素子の温度上昇の抑制を図っている。

また、例えば、天井埋込形のダウンライトの光源としてＬＥＤを用いる場合には、天井の埋込み穴の径寸法が予め決まっていることが多く、このため、放熱フィンによって放熱性を向上するには、放熱フィンの高さ寸法を高くしたり、放熱フィンの数を増加させたりすることが必要となる。さらに、この種、照明器具の加工性の向上が望まれている。

特開２００１−１６０３１２号公報 特開２００８−１５９４５５号公報 特開２００８−２６２８４６号公報

しかしながら、放熱フィンの高さ寸法を高くする場合には、照明器具の設置スペースが不足する問題が生じ、また、放熱フィンの数を増加させる場合には、コストアップや各放熱フィン間の間隔が狭くなり、対流が起こりにくくなるという問題が発生する。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、小形化が可能であるとともに、放熱性を確保でき、また、加工性、強度が良好な照明器具を提供することを目的とする。

本発明の実施形態による照明器具は、発光素子を光源とする光源部と、この光源部に接続され前記発光素子を点灯制御する点灯装置とを備えている。

また、前記光源部が熱的に結合されて配設された光源部配設壁と、この光源部配設壁から横方向にずれて位置し、前記点灯装置が配設された点灯装置配設壁とを有し、これら光源部配設壁及び点灯装置配設壁が一体的に形成された厚さ寸法１．６ｍｍ〜４ｍｍの板金材料からなる放熱部材を備えている。

本発明の実施形態によれば、小形化が可能であるとともに、放熱性を確保でき、また、加工性、強度が良好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（ダウンライト）を示す斜視図である。 同照明器具を背面側から見て示す斜視図である。 同照明器具を示す側面図である。 同照明器具を示す分解斜視図である。 同照明器具における放熱部材を示す平面図である。 同照明器具における放熱部材を示す側面図である。 図６中、右側から見て示す側面図である。 同照明器具におけるカバー部材を示す平面図である。 同照明器具におけるカバー部材を示す側面図である。 図９中、左側から見て示す側面図である。 同照明器具の組立構成を示す斜視図である。 同照明器具における放熱部材へのカバー部材の取付け構成を示す斜視図である。 同照明器具の設置状態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態に係る照明器具について図１乃至図１３を参照して説明する。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。
本発明の実施形態に係る照明器具は、天井埋込形の照明器具であり、天井面に形成された埋込み穴に設置するタイプのダウンライトである。

図１乃至図４に示すように、ダウンライトは、光源部１と、放熱部材２と、カバー部材３と、点灯装置４と、端子台５と、反射部材６と、配光部材７とを備えている。
光源部１は、図４に代表して示すように、基板１１と、この基板１１に実装された複数の発光素子１２とを備えてモジュール化されている。

基板１１は、各発光素子１２の放熱性を高めるうえで、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた金属材料をベース板として適用するのが好ましい。このような基板１１として、略長方形状の平板状に形成され、アルミニウム製の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が用いられている。なお、ベース板の材料は、絶縁材とする場合には、ガラスエポキシ樹脂（ＦＲ−４）やガラスコンポジット基板（ＣＥＭ−３）等の合成樹脂材料を適用できる。なお、基板１１の対角線上には、一対の取付孔１１ａが形成されており、また、コネクタ１１ｂが設けられている。

発光素子１２は、基板１１の絶縁層上に実装された複数のＬＥＤのベアチップであり、この複数のＬＥＤのベアチップ上には、このベアチップを覆うように蛍光体を含有した封止樹脂層が塗布されている。

複数のＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。封止樹脂層は、透光性合成樹脂、例えば、所定の弾性を有する透明シリコーン樹脂製であり、ＹＡＧ：Ｃｅ等の蛍光体を適量含有した蛍光体層である。蛍光体は、ＬＥＤが発する光で励起されて、ＬＥＤが発する光の色とは異なる色の光を放射する。ＬＥＤが青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には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、光源としての発光素子としては、表面実装型のＬＥＤパッケージを用いるようにしてもよく、格別その形態が限定されるものではない。

放熱部材２は、図５乃至図７、図１１の参照を加えて説明するように、好適には、厚さ寸法１．６ｍｍ〜４ｍｍ、本実施形態においては、２ｍｍの厚さ寸法を有するアルミニウムの板金材料からなり、折曲加工されて一体的に形成されている。なお、折曲加工が可能で放熱性を確保できれば他の金属材料を用いてもよい。

なお、本発明者は、この放熱部材２を製作するにあたり、放熱性、加工性等、種々の観点から調査し、試験を行い、厚さ寸法１．６ｍｍ〜４ｍｍが好適であるとの結論に至っている。この厚さ寸法１．６ｍｍ〜４ｍｍに設定することにより、小形化できるとともに、放熱性を確保し、折曲加工が行いやすく、また、点灯装置４を保持する強度を担保でき、安価なコストで製作することが可能となる。

放熱部材２の厚さ寸法は、寸法が増加するほど、放熱性（熱伝導性）及び強度が高まる。放熱部材２は、後述する点灯装置４や端子台５を保持する強度を保つため、厚さ寸法を１．６ｍｍ以上に設定する必要がある。

厚さ寸法が１．６ｍｍ未満であると、ダウンライトの設置状態（使用中）において点灯装置４等の重量によって、放熱部材２が変形する不具合が生じることが確認された。

このため、厚さ寸法を増加させることが考えられるが、厚さ寸法が４ｍｍを超えると、折曲加工が困難となり、加工性の不具合が生じるとともに、材料費が高くなってしまう問題が生じる。
そこで、実現性のある放熱部材２の厚さ寸法は、１．６ｍｍ〜４ｍｍが好適であるとの結論を得ている。

放熱部材２は、略六角形状で平坦面を備えた光源部配設壁２１と、略長方形状で平坦面を備えた点灯装置配設壁２２とを有していて、これら光源部配設壁２１及び点灯装置配設壁２２が横方向にずれて位置し、折曲部２３によって一体的に連結されている。折曲部２３は、光源部配設壁２１から背面方向（光の照射方向と反対方向）へ折曲されて延出し、段差を形成するように構成されている。

光源部配設壁２１の外周には、背面方向へ延出して起立するように折曲形成された一対の放熱フィン２１ａが形成されている。この放熱フィン２１ａの起立する高さ寸法は、折曲部２３の半分以下程度の低い寸法となっている。また、光源部配設壁２１における折曲部２３寄りの部分には、外周側の一端を開放した略角形の切欠き部２１ｂが形成されている。さらに、光源部配設壁２１の平坦面上には、対向するように一対のねじ貫通孔２１ｃ及び位置決め用貫通孔２１ｄが形成されている。この光源部配設壁２１の前面側には、前記光源部１が熱伝導シート９を介して配設されるようになっている。

点灯装置配設壁２２の前側両側には、背面方向へ起立するように折曲形成された一対の前側壁２２ａが形成されており、後側両側には、同様に、背面方向へ起立するように折曲形成された一対の後側壁２２ｂが形成されている。また、この一方の後側壁２２ｂからは、横方向に折曲されて延出した端子台取付壁２２ｃが形成されている。さらに、点灯装置配設壁２２の後部側には、コ字状をなす後部壁２２ｅが折曲して形成されている。そして、前記端子台取付壁２２ｃの先端側と後部壁２２ｅとの間には、外側に開放する開放口２２ｆが形成されるようになっている(主として図７及び図１１を参照)。

このように形成された放熱部材２において、図３に代表して示すように、光源部配設壁２１の背面側には、所定のスペースＳが形成される。このスペースＳは、折曲部２３によって形成される段差により形成されるようになる。

なお、折曲部２３を形成することが好ましいが、必ずしも形成する必要はない。折曲部２３を形成しない場合においても光源部配設壁２１及び点灯装置配設壁２２を横方向にずれて位置させることができる。例えば、放熱部材２を平坦状に形成してもよい。この場合にも光源部配設壁２１の背面側に、所定のスペースＳを確保することが可能となる。

カバー部材３は、図８乃至図１０、図１２の参照を加えて説明するように、亜鉛めっき鋼板等からなり、横断面が略コ字状に折曲形成されて点灯装置配設壁２２及び端子台取付壁２２ｃを覆うようになっていて、折曲形成された上面壁３３及び両側壁３４を有している。

また、前端側には、点灯装置４から導出されるリード線Ｌ1を覆うフロントカバー３１が垂下するように設けられている。このフロントカバー３１は、図１０に示すように、図示上、左側面視において四角形状に形成されていて、下方に向かって幅が狭くなるテーパ状Ｔをなしている。

さらに、カバー部材３における前方側（図示上、左側）の両側壁３４とフロントカバー３１の両側端との間には、嵌合隙間３５が形成されている。また、後方側の上面壁３３と両側壁３４との境目、つまり、折曲線上には、嵌合孔３６が形成されている。これら嵌合隙間３５及び嵌合孔３６は、放熱部材２の厚さ寸法（板厚）において嵌合し得る寸法に形成されている。

加えて、カバー部材３には、適宜箇所に折曲爪片３２が形成されている。この折曲爪片３２は、カバー部材３を放熱部材２に組み合わせた際に、内側に折り曲げられて、カバー部材３を放熱部材２に固定する機能を有している。なお、図示においては、説明上、折り曲げ前の状態を示している。

点灯装置４は、図１１及び図１２の参照を加えて示すように、回路基板４１と、この回路基板４１に実装された制御用ＩＣ、トランス、コンデンサ等の回路部品４２とを備えている。回路基板４１は、略長方形状に形成されていて、点灯装置配設壁２２に取付けられて配設されている。具体的には、点灯装置配設壁２２に立設された合成樹脂製の絶縁性固定具４３によって、点灯装置配設壁２２と所定間隔離間し、かつ絶縁シートを介して取付けられている。

また、回路基板４１からは光源部１におけるコネクタ１１ｂ及び端子台５に接続されるリード線Ｌ1、Ｌ2が導出されている。したがって、点灯装置４は、端子台５を介して商用交流電源にリード線Ｌ2によって接続され、この交流電源を受けて直流出力を生成し、光源部１に接続されたリード線Ｌ1を介してその直流出力を発光素子１２に供給して発光素子１２を点灯制御するようになっている。

端子台５は、ＰＢＴ樹脂等の合成樹脂から箱状に形成されていて、端子台取付壁２２ｃの裏面側にねじ止めされて取付けられている。この端子台５には、商用交流電源の電源線が接続されるようになっている。

反射部材６は、図４及び図１１に示すように、ＰＢＴ樹脂等からなり、背面側に開口６１を有し、前面側に拡開する反射面６２を備えて白色を呈して短円筒状に形成されている。また、背面側には、一対の円柱状をなす第１の位置決め突起６３及び角形をなす第２の位置決め突起６４が形成されている。また、一対のねじ穴が形成されたボス６５が設けられている。

配光部材７は、前面側へ向かって広がる円錐状に形成されている。配光部材７は、例えば、白色を呈するＡＥＳ樹脂で形成され、内周面が反射面として構成されている。また、配光部材７には、前面側に向かうに従い広がった略円形の開口端部に、化粧枠として外周方向に延びる環状のフランジ７１が一体に形成されている。さらに、配光部材７の外周部には、略１２０度の等間隔をおいて３個の取付用板ばね７２が装着されている。
なお、配光部材７の背面側、すなわち、反射部材６の前面側には、拡散性を有するアクリル樹脂製の透光性カバー８が配設されるようになっている。

上記のように構成されるダウンライトは、主として図４に示すように、光源部１、反射部材６、透光性カバー８及び配光部材７が光源部配設壁２１、具体的には、光源部配設壁２１の前面側に取付けられる。また、点灯装置配設壁２２には、点灯装置４が取付けられ、この点灯装置４及び端子台５を覆うようにカバー部材３が取付けられる。
ここで、図１１及び図１２を参照して本実施形態の組立構成について詳細に説明する。

本実施形態では、点灯装置４に光源部１を予めリード線Ｌ1によって接続し、また、点灯装置４と端子台５とを予めリード線Ｌ2によって接続した状態で組立てが可能になっている。したがって、組立て作業が容易となり、リード線Ｌ1、Ｌ2の長さを短くすることが可能となる。

図１１に示すように、点灯装置４と光源部１とがコネクタを介してリード線Ｌ１によって接続され、また、端子台５がリード線Ｌ2によって接続されている。この状態で、まず、点灯装置４の基板４１に形成された貫通孔に、点灯装置配設壁２２に設けられた絶縁性固定具４３を圧入するようにして、点灯装置４を点灯装置配設壁２２に取付ける。
次に、端子台５側のリード線Ｌ2を開放口２２ｆを通過させるようにして、端子台５を端子台取付壁２２ｃの裏面側に配置してねじ止めして取付ける。
次いで、光源部１側のリード線Ｌ1を切欠き部２１ｂを外側から通過させて、光源部１を光源部配設壁２１の前面側へ位置させる。

続いて、光源部１の取付け構成について説明する。上記のように光源部１と点灯装置４とがリード線Ｌ1によって接続された状態で、まず、基板１の一対の取付孔１１ａに反射部材６の第１の位置決め突起６３が挿通するようにして、基板１を反射部材６に配置する。そして、熱伝導シート９の取付孔９ａを同様に、反射部材６の第１の位置決め突起６３が挿通するようにして、熱伝導シート９を基板１１の背面側（裏面側）に重ね合わせるように配置する。

この状態で、放熱部材２における光源部配設壁２１の切欠き部２１ｂに反射部材６の第２の位置決め突起６４を挿通させるとともに、光源部配設壁２１の位置決め用貫通孔２１ｄに反射部材６の第１の位置決め突起６３を僅かながら挿通させる。このようにして、光源部配設壁２１を熱伝導シート９の上に配置する。したがって、切欠き部２１ｂは、位置決め機能を果たす役割と、前記リード線Ｌ1を通過させる役割との双方を担っているものである。

次いで、光源部配設壁２１のねじ貫通孔２１ｃを貫通するねじを反射部材６のボス６５にねじ込む。これによって、光源部１は、放熱部材２の光源部配設壁２１に配設される。なお、この状態では、点灯装置４と光源部１とを接続するリード線Ｌ1は、折曲部２３と対応し、折曲部２３の前方に配設されるようになる（図３参照）。

以上のように、点灯装置４に光源部１及び端子台５を予めリード線Ｌ1、Ｌ2で接続した状態で組立てが可能なため、組立て作業が容易となり、組立て性、製造性の向上を図ることができる。なお、点灯装置４に光源部１及び端子台５の双方を予めリード線Ｌ1、Ｌ2で接続した状態で組立てることが好ましいが、例えば、点灯装置４に光源部１のみを予めリード線Ｌ1によって接続した状態で組み立てるようにしてもよい。

また、光源部１は、位置決めされて配置されるので、位置合わせが容易となるとともに、反射部材６の取付けと同時に取付けられるので、組立て性が向上できる。さらに、光源部１は、位置決めされて配置されるので、光軸がずれるのを防止することができる。さらにまた、光源部１には、直接的にねじ等による固定手段の締め付け力が作用しないので、基板１１の変形や損傷を抑制することが可能となる。

加えて、基板１１の背面側は、熱伝導シート９を介して光源部配設壁２１に密着して配設され、光源部１は、光源部配設壁２１と熱的に結合されるようになる。なお、熱伝導シート９を設けることが好ましいが、基板１１から光源部配設壁２１への熱伝導が確保できれば、必ずしも設ける必要はない。

また、図１２に示すように、カバー部材３は、点灯装置４及び、点灯装置４と光源部１とを接続するリード線Ｌ1を覆い、また、端子台５、リード線Ｌ2を覆うように上方から放熱部材２に取付けられる。

具体的には、カバー部材３の両側壁３４の内面側が前側壁２２ａ及び後側壁２２ｂの外面側にガイドされ、また、前側壁２２ａの前端側における厚さ寸法分が嵌合隙間３５に嵌合し、さらに、後側壁２２ｂの上端側における厚さ寸法分が嵌合孔３６に嵌合して組み合わされる。この場合、カバー部材３のフロントカバー３１は、テーパ状Ｔに形成されているので、前側壁２２ａ間に上から挿入しやすく、カバー部材３の取付けを円滑に行うことができる。

次いで、適宜箇所に形成された折曲爪片３２を内側に折り曲げてカバー部材３を放熱部材２に固定し取付ける。このカバー部材３の取付完了状態においては、カバー部材３によって点灯装置４、端子台５が覆われ、また、カバー部材３の前端側のフロントカバー３１によって、折曲部２３と対応して配設されたリード線Ｌ1が覆われるようになる（図３参照）。

以上のようにカバー部材３は、放熱部材２にねじ等の別個の固定手段を用いることなく、嵌合構造によって取付けることが可能となっている。したがって、組立て作業性が効率化できる効果を奏する。また、放熱部材２の１．６ｍｍ〜４ｍｍの厚さ寸法分が嵌合隙間３５及び嵌合孔３６に嵌合するので、嵌合状態が強固になる利点がある。

次に、図１３を参照してダウンライトの設置方法の概要を説明する。まず、天井面Ｃ裏に配線されている電源線を天井面Ｃに形成された埋込穴Ｈから引き出し、端子台５に接続する。ダウンライトの後部側、つまり、端子台５側から埋込穴Ｈに図示矢印で示す方向に回動しながら挿入し、天井面Ｃ裏のスペースに挿入していく。

同時に、取付用板ばね７２を両手で弾性力に抗して押し窄めるように操作して、配光部材７を支えながら埋込穴Ｈから挿入する。配光部材７が埋込穴Ｈに挿入されるに伴い、手を離し配光部材７を押し上げる。これにより、取付用板ばね７２が外側方向に復帰して天井面Ｃ裏面に当接し、この弾性力によってダウンライトが上方に引き上げられて、配光部材７の化粧枠としてのフランジ７１が埋込穴Ｈの周縁に圧接され、ダウンライトが天井面Ｃに設置される。

この場合、光源部配設壁２１の背面側には、スペースＳが形成されているため、埋込穴Ｈや天井裏の空間に制約がある中、回動に伴って、ダウンライトが埋込穴Ｈの縁に干渉して、つまり、引っ掛かったり、ぶつかったりして設置が困難になるのを回避することが可能となる。したがって、設置が容易となり、施工性の向上が期待できる。

次に、本実施形態の作用を説明する。点灯装置４に通電されると、光源部１の基板１１に電力が供給されることによって、発光素子１２が発光する。各発光素子１２から出射された光の多くは、反射部材６の開口６１から透光性カバー８を透過して前方に照射される。一部の光は、反射部材６の反射面６２で一旦反射されることによって配光制御され、透光性カバー８を透過して前方に照射される。そして、これら前方に照射された光は、配光部材７の反射面によって全体的に配光制御されて照射される。

発光素子１２の発光中は熱が発生する。発光素子１２から発生する熱は、主として基板１１の背面側から熱伝導シート９を介して放熱部材２の光源部配設壁２１に伝導される。さらに、この熱は、折曲部２３を経由して点灯装置配設壁２２へ所定の厚さ寸法によって効果的に伝導される。そして、この伝導の過程で放熱が行われる。
加えて、光源部配設壁２１の背面側にはスペースＳが形成されているので、このスペースＳによって対流が有効に行われ放熱効果が促進される。
また、光源部配設壁２１の外周に折曲形成された一対の放熱フィン２１ａによっても放熱が促進される。

このように、放熱部材２は、光源部配設壁２１と点灯装置配設壁２２とを一体的に連結して段差を形成する折曲部２３を備えているので、放熱面積を増加させることができるとともに、対流経路を確保して放熱効果を向上させることができる。

また、端子台５は、光源部配設壁２１から点灯装置４を経由して離れた部位に配設されているので、熱的影響を受けるのを軽減することができ、劣化を抑制できる。

さらにまた、ダウンライトの使用中において、点灯装置４等の重量が放熱部材２に継続的に加わるが、前記のように放熱部材２は、厚さ寸法が１．６ｍｍ〜４ｍｍであり、所定の強度を有しているので、変形等が生じるのを抑制することができる。
以上のように本実施形態によれば、小形化が可能であるとともに、放熱性を確保でき、また、加工性、強度が良好な照明器具を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、光源部配設壁と点灯装置配設壁とを一体的に連結して段差を形成する折曲部を形成することが好ましいが、必ずしも形成する必要はない。折曲部を形成しない場合においても光源部配設壁及び点灯装置配設壁を横方向にずれて位置させることができ、この場合にも光源部配設壁の背面側に、所定のスペースを確保することが可能となる。

１・・・光源部、２・・・放熱部材、３・・・カバー部材、４・・・点灯装置、
５・・・端子台、６・・・反射部材、７・・・配光部材、１１・・・基板、
１２・・・発光素子（ＬＥＤ）、２１・・・光源部配設壁、
２１ａ・・・放熱フィン、２２・・・点灯装置配設壁、２３・・・折曲部、
Ｓ・・・スペース

Claims (3)

1. 発光素子を光源とする光源部と；
   この光源部に接続され前記発光素子を点灯制御する点灯装置と；
   前記光源部が熱的に結合されて配設された光源部配設壁と、この光源部配設壁から横方向にずれて位置し、前記点灯装置が配設された点灯装置配設壁とを有し、これら光源部配設壁及び点灯装置配設壁が一体的に形成された厚さ寸法１．６ｍｍ〜４ｍｍの板金材料からなる放熱部材と；
   を具備することを特徴とする照明器具。
2. 前記放熱部材における光源部配設壁と点灯装置配設壁とは、光源部配設壁から背面方向へ折曲されて延出し段差を形成する折曲部によって一体的に連結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. 前記放熱部材における光源部配設壁の外周には、背面方向へ折曲されて延出する放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明器具。

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