JP2012160294A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】温度上昇を抑制す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、ソケット１２、口金付ランプ２０を具備し、筒状の本体１１は、一端部側に天板１１ａを有し他端部側に照射開口１１ｂを設け、被設置部Ｘに照射開口が露出するように埋め込んで設置される。ソケット１２は、本体内に、天板との間に空間部Ｓを有して配設される。口金付ランプ２０は、ソケット１２に装着される。
【選択図】 図１

Description

本発明の実施形態は、建物の天井等に埋め込み設置されるダウンライト形の照明器具に関する。

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され各種の照明器具が開発されている。特に近年では、建物の天井等に設置されるダウンライト形の照明器具が商品化されている。

特開２０１０−１２９４８８号公報 特開２００９−１９９９５８号公報

しかしながら、この種ダウンライト形の照明器具は、住宅の天井に設置する場合には、天井裏の断熱材によって覆われることが多く、器具の温度が上昇する問題が生じる。特に、近年この種ダウンライト形の照明器具の光源としてＬＥＤが使用されるために、一層器具の温度が上昇し、部品温度が規格値を満足できない虞が生じ、如何にして器具の温度上昇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、温度上昇を抑制す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、ソケット、口金付ランプを具備し、筒状の本体は、一端部側に天板を有し他端部側に照射開口を設け、被設置部に照射開口が露出するように埋め込んで設置される。ソケットは、本体内に、天板との間に空間部を有して配設される。口金付ランプは、ソケットに装着される。

本発明によれば、温度上昇を抑制す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天井に設置した状態で示す、図２のａ−ａ線に沿う断面図。 同じく照明器具を示す、図１のｂ−ｂ線に沿う断面図。 同じく照明器具を天井に設置した状態を示し、（ａ）は照明器具を図２のｃ−ｃ線に沿って断面した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）図における照明器具と断熱材の関係を示す断面図。 同じく照明器具を示し、（ａ）は照明器具を分解して示す斜視図、（ｂ）は電気接続部を拡大して示す斜視図。 同じく照明器具の変形例を示し、（ａ）はカバー部材の斜視図、（ｂ）はカバー部材のパッキング部分を断面し、一部を切り欠いた状態で示す一部側面図、（ｃ）はカバー部材を取り付けた状態の照明器具を示す、図３（ａ）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。本実施形態は、住宅の天井等に設置されるダウンライト形の照明器具で、ＬＥＤを光源体としたＧＸ５３形口金を有するフラット形の口金付ランプを装着することが可能な照明器具である。図１〜図４に示すように、照明器具１０は、一端部側に天板１１ａを有し他端部側に照射開口１１ｂを設け、被設置部Ｘに照射開口１１ｂが露出するように埋め込んで設置される筒状の本体１１と、本体１１内に、天板１１ａとの間に空間部Ｓを有して配設されるソケット１２と、ソケット１２に装着される口金付ランプ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、アルミニウム板を用いて一端部側に円形の開口部１１ｃを形成し、他端部側に円形の照射開口１１ｂを形成した両端開放の円筒状をなす形状に構成する。そして、円筒の内面は、反射板の機能をなすように回転放物面となるように形成する。内面は鏡面加工を施してもよい。

一端部側の円形の開口部１１ｃには、天板１１ａが設けられる。天板１１ａは、所定の強度を有する金属、本実施形態では、鋼板を用い、長手方向の両側を折り曲げてチャネル状に形成し、一端部に開口部１１ｃを覆う略半円形をなす閉塞部１１ａ１を、他端部に矩形状をなす端子取付部１１ａ２を一体に形成する。天板１１ａは、本体１１の一端部側に一体に形成してもよい。また、略半円形をなす閉塞部１１ａ１自体を、端子取付部１１ａ２となるように形成してもよい。

他端部側の円形の照射開口１１ｂには、鍔状に突出する飾り枠１３が一体に形成される。なお、飾り枠１３は、例えば、白色のＰＢＴ等の合成樹脂で形成し、照射開口１１ｂの開口外周面に嵌合させて固定するようにしてもよい。図３（ａ）中、１１ｄは、本体１１の外周面に直径方向に対向して設けられたステンレス製の板バネからなる２本の取付具である。

上記に構成された天板１１ａは、本体１１の一端部側の円形の開口部１１ｃを、半円形の閉塞部１１ａ１で覆うようにして本体１１の一端部側の外面にネジ等の固定手段によって固定される。これにより、天板１１ａの矩形状をなす端子取付部１１ａ２が、本体１１の外周から一方に突出して設けられ、端子取付部１１ａ２の下面に、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘ上に位置して端子部材Ｔが設けられる（図２）。端子部材は、ソケット１２と電源線を接続するための部材で、本実施形態では、ポリプロピレン等の合成樹脂で形成された端子台Ｔで構成されている。

サポート部材１４は、後述するソケット１２と天板１１ａとの間に遮熱用の所定の空間部Ｓを形成するとともに、ソケット１２を本体１１に固定するための支持部材であり、所定の強度を有する金属、本実施形態では、鋼板を用い長手方向の両側をＬ字に折り曲げ、全体としてコの字形のチャネル状をなす形状に構成する。

上記に構成されたサポート部材１４は、図２に示すように、円形の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘと略直交する線ｙ−ｙ上に、その長手方向の中心線が位置するようにして、本体１１の開口部１１ｃを設けた底面に対して、コの字の両端部がタッピンネジやスポット溶接等の固定手段によって固定される。なお、サポート部材１４を固定する箇所は、本体１１の開口部１１ｃを設けた底面に設けることなく、天板１１ａに直接支持されたものであってもよい。

ソケット１２は、ソケット本体１２ａと一対の電気接続部１５からなり、電気接続部１５は、後述する口金付ランプ２０のＧＸ５３形の口金２０ｃが装着される。ソケット本体１２ａは、図４（ａ）に示すように、電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態ではＰＢＴ樹脂で構成された円板状をなし、その中央部に貫通した嵌合孔１２ｂが形成されたリング状をなす形状に構成される。

電気接続部１５は、図４（ｂ）に示すように、口金付ランプ２０の一対のＧＸ５３形の口金２０ｃが電気的に接続される一対の端子板１５ａと、この端子板を収納するとともに、口金２０ｃと端子板１５ａとの電気接続時に、口金付ランプ２０とソケット本体１２ａとを機械的に結合する一対の係合孔１５ｂを形成する。一対の係合孔１５ｂは、ソケット本体１２ａの中心に対して回転対称に位置する円弧状の長孔からなる係止孔１５ｂ１と、この係止孔の一端に連続して形成された円形の孔からなる挿入孔１５ｂ２とで構成されたダルマ孔からなる。この挿入孔１５ｂ２の直径寸法は、口金２０ｃのプラグ部の直径寸法より大きく形成し、係止孔１５ｂ１の長孔の幅寸法は、プラグ部の直径寸法より小さく形成する。

これにより、口金２０ｃのプラグ部が挿入孔１５ｂ２から挿入され、長孔からなる係止孔１５ｂ１に回動移動させることによって、プラグ部が係合孔１５ｂ内に収納された端子板１５ａに接触して電気的な接続がなされる。同時に、プラグ部が係止孔１５ｂ１の裏面側に係止して口金２０ｃの係合孔１５ｂからの抜け止めがなされて機械的に保持される。

上述した電気接続部１５は、円板状をなすソケット本体１２ａの直径方向に対向して設けられ、さらに、ソケット本体１２ａの背面側には、一対の電気接続部１５を避ける位置に支持用のボス部１２ｃが一体に形成される。そして、ソケット本体１２ａは、背面側のボス部１２ｃをサポート部材１４の表面に当接し、タッピンネジ等の固定手段によって固定され支持される。この際、ソケット１２は、直径方向に対向して設けられた一対の電気接続部１５が、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘと略直交する線ｙ−ｙ上に略位置するようにして固定される（図２）。

これにより、ソケット１２は、サポート部材１４によって本体１１内に、天板１１ａ内面との間に空間部Ｓを有して配設されるとともに、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘと略直交する線ｙ−ｙ上に位置して設けられたサポート部材１４によって本体１１に支持される。なお、本実施形態において、空間部Ｓの高さ寸法ｈ１は、約２０ｍｍに構成した。

同時に、一対の電気接続部１５とサポート部材１４が共に、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘと略直交する線ｙ−ｙ上に位置し、電気接続部１５がサポート部材１４に対向した位置に設けられる。また、端子台Ｔが、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘ上に位置することから、図２に示すように、一対の電気接続部１５が、端子台Ｔの一対の負荷端子Ｔ１を中心とした左右対象の位置に、略等距離に位置して配設される。

上記のように配設された端子台Ｔの負荷端子Ｔ１に、ソケット１２の各電気接続部１５がリード線ｗ１、ｗ１によって接続され、電源端子Ｔ２に電源線ｗ２、ｗ２が接続されてソケット１２と商用電源Ｅが接続される。この際、一対の電気接続部１５が、端子台Ｔの一対の負荷端子Ｔ１を中心とした左右対象の位置に、略等距離に位置して配設されているので、リード線ｗ１、ｗ１を最短の距離をもって接続することが可能になる。

口金付ランプ２０は、図４（ａ）に示すように、ＧＸ５３形口金を有する円形のフラット形のランプで、円形のランプ本体２０ａと発光部を構成する円形のグローブ２０ｂで構成されている。ランプ本体２０ａは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、内部に発光ダイオード等の固体発光素子を光源とした光源体Ｌおよび点灯装置（図示せず）が設けられ、底面にＧＸ５３形の一対の口金２０ｃが設けられている。ＧＸ５３形の口金は、導電性を有する金属からなり、円柱状をなす軸部と円板状のプラグ部を有するピン形の一対の口金ピンで構成する。

グローブ２０ｂは、透光性を有する透明または光拡散性を有する半透明の部材、本実施形態では乳白色のガラスで正面側が曲面形状に、側面周囲は円筒状をなすように浅い椀状をなす形状に構成され、光源部Ｌを覆うようにしてランプ本体２０ａに設けられ、グローブ正面および側面周囲が発光部となるように構成される。なお、図４（ａ）中、２０ａ１は、ランプ本体２０ａの外周面に一体に形成された放熱フィンである。

上記に構成された口金付ランプ２０は、本体１１の照射開口１１ｂから本体１１内に挿入され、ＧＸ５３形の一対の口金２０ｃのプラグ部を電気接続部１５の挿入孔１５ｂ２から挿入し、係止孔１５ｂ１に回動移動させることによって、ランプとソケットの電気的な接続がなされるとともに機械的に保持される。これにより、ＬＥＤを光源体ＬとしＧＸ５３形口金を有するフラット形の口金付ランプ２０を装着した照明器具１０が構成される。

上記に構成された照明器具１０は、次のようにして被設置部、本実施形態では、図３に示すように住宅の天井Ｘに設置される。先ず、端子台Ｔの電源端子Ｔ２に天井に予め配線された電源線ｗ２、ｗ２を接続する。なお、天井Ｘには、予め埋込孔Ｈが形成され、天井裏には、グラスウール等からなる断熱材Ｇが設けられている。この状態で、本体１１の板バネからなる取付具１１ｄを手で内方に撓ませ、本体１１から突出する天板１１ａを埋込孔Ｈに挿入しながら、取付具１１ｄを埋込孔Ｈに挿入し手を離す。

そして、本体１１の下面を押して器具全体を埋込孔Ｈに向かって断熱材Ｇを持ち上げるようにして押し込む。これにより、本体１１の飾り枠１３が天井面に当接されて位置決めされ、同時に、取付具１１ｄの板バネが自らの弾性により元の状態に復帰して埋込孔Ｈの内面に圧接し、その圧接力により本体１１が埋込孔Ｈに支持される。埋込孔Ｈの切り口は飾り枠１３によって綺麗に覆われて照明器具１０が天井面に設置される。

上記に設置された照明器具１０を点灯すると、口金付ランプ２０のＬＥＤからなる光源体Ｌから白色の光が放射され、ダウンライトとしての配光特性をもった照明を行うことができる。この際、口金付ランプ２０のＬＥＤから発生する熱は、ランプ本体２０ａの放熱フィン２０ａ１に伝達され外部に放熱されるとともに、ランプの背面側からソケット１２にも伝達される。このソケット１２に伝達された熱は、サポート部材１４によって形成された空間部Ｓによって遮熱され、天板１１ａに直接伝達されることが抑制される。

因みに、空間部Ｓがなく、ソケットが直接本体の底面、若しくは天板に固定された場合には、ランプ背面からソケットに伝達された熱が天板に直接伝達され、天井裏に設けられた断熱材Ｇ（図３（ｂ））によって天板からの放熱が阻止され、天板が熱くなってソケットやランプの温度が上昇する。このため、特にランプの部品温度を規格値内に納めることが困難となる。このためＬＥＤの発光効率が低下し、所望の明るさが得難くなるとともに、ランプ寿命の低下を招く虞がある。また、雑音端子電圧も規格値を満足させることができない。

この状態は、例えば、開口径φ１２５ｍｍの埋込孔に設置される４００ｌｍタイプの現行ダウンライトに対して、８００ｌｍのＧＸ５３形ランプを組み込んだ場合、または、３００ｌｍタイプ（外径φ７５ｍｍ）を、現行ダウンライトに組み込むと周囲に大きな隙間が形成されてしまうため、小口径（埋込孔φ１００ｍｍ）のダウンライトを構成しようとする場合に、ランプの部品温度を規格値内に納めることができず、また、雑音端子電圧も規格値を満足できない問題が生じる。

これに対して、本実施形態によれば、ソケット１２と天板１１ａとの間にはサポート部材１４によって確実に空間部Ｓが形成され、ソケットに伝達された熱は、空間部Ｓの空気層によって遮熱される。同時に、空間部Ｓ内の熱気は対流作用によって本体１１の照射開口１１ｂから外部に放出されることから、空間部Ｓ内の温度上昇が抑制され、天板１１ａの温度上昇が抑制される。

これにより、ソケットやランプの温度低減が図られてランプの部品温度を規定値内に納めることが可能になる。また、空間部Ｓによって、ソケットと本体の底面、若しくは天板との密着がなくなることから雑音端子電圧の規格値も満足させることが同時に可能となり、安全な設計を確保できる。特に本実施形態によれば、本体１１を熱伝導性の良好なアルミニウム板で構成したので、空間部Ｓ内の熱気は本体１１に伝達され、より効果的に外部に放熱させることができるため、ソケットやランプの温度低減を、より一層図ることが可能になる。

また、本実施形態の照明器具１０によれば、一対の電気接続部１５とサポート部材１４が共に、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘと略直交する線ｙ−ｙ上に位置し、電気接続部１５がサポート部材１４に対向した位置に設けられることから、一対の電気接続部１５が、端子台Ｔの負荷端子Ｔ１を中心とした左右対象の位置に、略等距離に位置して配設される。このため、ソケット１２と端子台Ｔとを最短の距離をもって接続することが可能になり、短いリード線ｗ１、ｗ１によって配線することが可能になる。これにより、長い電路が形成されないため、雑音端子電圧を規格値内に収めることが可能になり、また、コスト的にも有利になる。

同時に、電気接続部１５がサポート部材１４に対向した位置に設けられることから、口金付ランプ２０の金属製の口金２２ｃから電気接続部１５を介して伝達される熱が、鋼板からなるサポート部材１４に伝達され、空間部Ｓ内の対流作用などによって冷されることから、ランプのＬＥＤから発生する熱を、一層効果的に放熱させることが可能になる。

なお、シミュレーションによる実験結果によれば、開口径φ１２５ｍｍの埋込孔に設置される４００ｌｍタイプの現行ダウンライト（空間部Ｓなし）に対して、８００ｌｍのＧＸ５３形ランプを組み込んだ場合、そのランプ温度Ｔｃは、約１００℃以上であった。また、開口径φ１２５ｍｍの埋込孔に設置される４００ｌｍタイプの本実施形態のダウンライト（ｈ１が約２０ｍｍの空間部Ｓあり）に対して、８００ｌｍのＧＸ５３形ランプを組み込んだ場合のランプ温度Ｔｃは、約８７〜８８℃であり、温度低減を図ることができ、ＧＸ５３形口金付ランプの部品温度を規定値（１００℃以下）内に十分収めることが可能であり、また、雑音端子電圧も規定値を十分に満足させることが可能であることが確認された。なお、ランプ温度Ｔｃは、ランプ本体２０ａの側面部の温度である。

なお、この実験結果によれば、本実施形態における照明器具１０は、既存の４００ｌｍタイプにおけるダウンライトの本体１１をそのまま利用して、８００ｌｍのＧＸ５３形口金付ランプを組み込んだ照明器具を構成することも可能であり、コスト的にも有利な照明器具を提供することが可能になる。

以上、本実施形態において、サポート部材１４は、その長手方向の中心線が、本体１１の照射開口１１ｂの略中心線ｘ−ｘと略直交する線ｙ−ｙと略一致して略平行に固定されることが好ましいが、中心線と線ｙ−ｙがずれていてもよく、また、略平行になっている必要はない。また、一対の電気接続部１５とサポート部材１４が共に、線ｙ−ｙ上に位置し、電気接続部１５がサポート部材１４に対向した位置に設けられることが好ましいが、これらの位置関係は必須の要件ではなく、例えば、サポート部材１４が、その中心線と線ｙ−ｙがずれていた場合や略平行になっていない場合には、一対の電気接続部１５が線ｙ−ｙ上からずれた位置に設けられていてもよく、要は、リード線ｗ１、ｗ１の長さが極力短くなり、かつ口金付ランプ２０の口金２２ｃから伝達される熱が、電気接続部１５を介してサポート部材１４から放熱できるように、電気接続部１５がサポート部材１４に対して対向した位置に設けられていればよい。

また、照明器具１０は、被設置面である天井Ｘに設置したが、壁面や階段に沿う壁面、棚下等に設置されてもよい。口金付ランプは、固体発光素子であるＬＥＤを光源体としたフラット形のランプで構成したが、薄型のコンパクト形蛍光ランプであってもよい。また、固体発光素子は、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。また、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。さらに、口金付ランプは、一般白熱電球に代替が可能なＬＥＤランプ、白熱電球、さらに蛍光ランプ等の放電灯でもよく、要は、温度上昇を伴う口金付ランプの全てに適用が可能である。

本体１１は、熱伝導性の良好なアルミニウム板で構成したが、アルミダイカストで構成してもよい。または、白色などのＰＢＴ樹脂等からなる合成樹脂で構成してもよい。外観形状は、フラット形の口金付ランプを光源とするために、平面が略円形の円筒体をなすように構成することが好ましいが、平面が三角形、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよい。

ソケット１２は、合成樹脂で構成したが、口金付ランプ２０の放熱性をより高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム、さらにはセラミックス等で構成してもよい。外観形状は、フラット形の口金付ランプを装着するために、平面が略円形で円板状をなすように構成することが好ましいが、平面が三角形、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよい。

また、本体１１の照射開口１１ｂに、カバー部材を設けるようにしてもよい。カバー部材３０は、図５（ａ）に示すように、ランプのグローブを構成し、ランプから放射された光を拡散させてグレアを防止するもので、透光性を有する透明または光拡散性を有する半透明の部材、本実施形態ではフロスト加工を施した透明なアクリル樹脂で構成され、一端部側に開口部３０ａを設けた扁平な有底の円筒に形成されている。

本実施形態のカバー部材３０は、図５（ｂ）に示すように、防水機能を有するように構成され、開口部３０ａの外周にリング状をなす鍔部３０ｂが一体に形成され、鍔部３０ｂの外周面に全周にわたってパッキングＰを嵌め込むための凹溝３０ｃが形成されている。パッキングＰは、本実施形態ではシリコーンゴムや天然ゴム等からなるＯリングで構成され、ＯリングＰが、予め鍔部３０ｂの凹溝３０ｃに嵌め込まれる。また、鍔部３０ｂの直径方向に対向して、一対２個の支持片３０ｄが一体に形成されている。

上記のように、ＯリングＰが凹溝３０ｃに嵌めこまれた状態で、図５（ｃ）に示すように、カバー部材３０が本体１１の照射開口１１ｂに挿入される。照射開口１１ｂの内面には、直径方向に対向して一対２個の溝孔１１ｅ（支持片３０ｄの幅寸法より若干長いスリット状の横溝）が形成され、カバー部材３０の支持片３０ｄを樹脂の弾性を利用して撓ませながらを溝孔１１ｅに差し込んで固定する。これにより、ＯリングＰが本体１１の照射開口１１ｂの内面に密着し、本体１１の内部が気密になるように構成される。

これにより、照射開口１１ｂからの水や塵埃等の浸入を防止することができ、グレア防止と防水機能を有するダウンライト形の照明器具１０´が構成される。なお、カバー部材３０は、樹脂の弾性を利用して撓ませながら本体１１から取り外すことができ、着脱が可能になるように取り付けられる。

なお、防水機能をもたせても、空間部Ｓ内の熱気および口金付ランプの放熱フィンから放熱される熱気は、本体１１を熱伝導性の良好なアルミニウム板で構成することによって、本体１１に伝達され外部に効果的に放熱させることができ、ソケットやランプの温度低減を図ることが可能になる。

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号を付し、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 天板
１１ｂ 照射開口
１２ ソケット
１４ サポート部材
１５ 電気接続部
２０ 口金付ランプ
２０ｃ 口金
Ｘ 被設置部
Ｓ 空間部
Ｔ 端子部材

Claims (2)

1. 一端部側に天板を有し他端部側に照射開口を設け、被設置部に照射開口が露出するように埋め込んで設置される筒状の本体と；
   本体内に、天板との間に空間部を有して配設されるソケットと；
   ソケットに装着される口金付ランプと；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
2. 前記天板は、本体の照射開口の略中心線上に位置して設けられた端子部材を有し、前記ソケットは、照射開口の略中心線と略直交する線上に位置して設けられたサポート部材によって支持されるとともに、口金付ランプの口金が接続される一対の電気接続部がサポート部材に対向して設けられたことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
   

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