JP2012221625A

JP2012221625A - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP2012221625A
Application number: JP2011083880A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Asakura; 一夫朝倉
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 2011-04-05
Filing date: 2011-04-05
Publication date: 2012-11-12

Abstract

【課題】光の拡散性を向上させることができるカバーを備えたＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】所定の光を放射するＬＥＤ素子８を実装する基板７と、該基板７を覆うカバー１０と、を備えるＬＥＤ照明装置１であって、カバー１０は少なくとも基板７の上方を覆うとともに、該カバー１０の周面に、所定の方向に線状に延びる凹状の複数の第１の溝１１と該第１の溝１１と交差する方向に線状に延びる凹状の複数の第２の溝１２を設けて該溝間に凸部２０を形成しカバー１０の周面を凹凸状とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置に関し、特に、ＬＥＤ素子が実装された基板を覆うカバーの周面を凹凸状とするＬＥＤ照明装置に関する。

近年、省エネルギおよび高寿命を背景にＬＥＤ（発光ダイオード）素子を光源とするＬＥＤ照明装置が広く普及してきているが、ＬＥＤ素子から放射される光は直進性が強く拡散性に劣るという問題がある。そこで、従来は例えば特許文献１に開示されるように、ＬＥＤ素子を設けた基板を覆うカバーの周面に溝を設けることにより、該溝間に凸部を形成し前記周面を凹凸状としてＬＥＤ照明装置における光の拡散性を向上させていた。

特開２００２−３５２６１０号公報

しかしながら、近年はＬＥＤ照明装置における更なる光の拡散性の向上が要求されており、かかる要求を満たす新規なカバーの開発が要望されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光の拡散性を向上させることができるカバーを備えたＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の光を放射するＬＥＤ素子を実装する基板と、該基板を覆うカバーと、を備えるＬＥＤ照明装置であって、カバーは少なくとも基板の上方を覆うとともに、該カバーの周面に、所定の方向に延びる凹状の複数の第１の溝と該第１の溝と交差する方向に延びる凹状の複数の第２の溝を設けて該溝間に凸部を形成しカバーの周面を凹凸状とすることを特徴とする。

本発明によれば、カバーは少なくとも基板の上方を覆うとともに、該カバーの周面に、所定の方向に延びる凹状の複数の第１の溝と該第１の溝と交差する方向に延びる凹状の複数の第２の溝を設けて該溝間に凸部を形成しカバーの周面を凹凸状とすることとしたので、カバーの周面に複数の凸部が形成され、ＬＥＤ素子から放射された光の拡散性を向上させることができる。しかも、カバーに拡散剤を用いずとも光を拡散させることが可能となり、透明なカバーを採用することができる等、照度の低下も防止することができる。

凸部の形成密度を、カバーの端縁側において大きくなるように設定することとすれば（請求項２）、より詳しくは、複数の第１の溝および複数の第２の溝において、溝間の間隔を、溝の始点から溝の中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、溝の中間点から溝の終点に至るまで漸次減少するように設定することにより、凸部の形成密度を、カバーの端縁側において大きくなるように設定することとすれば、更に詳しくは、カバーを半球形状に形成し、複数の第１の溝および複数の第２の溝において、それぞれカバーの円形をなす底面の周端における共通の一の位置を始点とするとともに、該始点と異なる底面の周端における共通の一の位置を終点とし、中心および半径をカバーの底面の中心および半径として半球形状に沿って半円形に延びるように設け、隣接する溝間の間隔を、始点から溝の中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、中間点から終点に至るまで漸次減少するように設定することにより、凸部の形成密度を、カバーの端縁側において大きくなるように設定することとすれば（請求項４）、側方側における光の拡散性を向上させることができ、光を広角に広げることができる。

カバーの周面に、複数の第１の溝を介して複数の第２の溝と対称な位置に設けられ第１の溝および第２の溝に交差する方向に延びる凹状の複数の第３の溝を更に設けて該溝間に凸部を形成することとすれば、凸部の形成密度を更に大きく設定することができ、ＬＥＤ素子から放射された光の拡散性を一層向上させることができる（請求項５）。
ここで、第１の溝乃至第３の溝は断面円弧状に形成することができる（請求項６）。

カバーは、基板の上方を覆う半球形状のカバーを天蓋部とするとともに、筒状に形成され基板の側方を覆う胴部を有し、該胴部の周面を凹凸状とすることとすれば、側方側における光の拡散性を一層向上させることができる（請求項７）。
なお、胴部の周面に、所定の方向に延びる凹状の複数の溝を設けて該溝間に凸部を形成し胴部の周面を凹凸状とし（請求項８）、または、胴部の周面を梨地状に加工し凹凸状とすることができる（請求項９）。

本発明によれば、光の拡散性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す一部断面を含む側面図である。第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す分解側面図である。第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置のカバーの構成を模式的に示す平面図である。第１実施形態に係るカバーにおける第１の溝の形成方法を模式的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第１実施形態に係るカバーにおける第２の溝の形成方法を模式的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す一部断面を含む側面図である。本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置のカバーの構成を模式的に示す平面図である。第２実施形態に係るカバーにおける第２の溝の形成方法を模式的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。第２実施形態に係るカバーにおける第３の溝の形成方法を模式的に示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。溝の始点および終点が実質的一致する場合を模式的に示す側面図である。本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す一部断面を含む側面図である。第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す分解側面図である。第３実施形態に係るカバー胴部の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面断面図である。カバー胴部に第４の溝乃至第６の溝を設けた構成を模式的に示す側面図で、（ａ）は第４の溝がカバー胴部の円筒軸方向に沿って延びる構成を示す側面図、（ｂ）は第４の溝がカバー胴部の円筒軸方向に対し直交する方向に沿って延びる構成を示す側面図である。図１４（ｂ）におけるカバー胴部に形成された凸部の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は別の側面図である。カバー胴部に第４の溝および第５の溝のみを設けた構成を模式的に示す側面図である。図１６におけるカバー胴部に形成された凸部の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は別の側面図である。カバー胴部に第４の溝のみを設けた構成を模式的に示す側面図で、（ａ）は第４の溝がカバー胴部の円筒軸方向に沿って延びる構成を示す側面図、（ｂ）は第４の溝がカバー胴部の円筒軸方向に対し直交する方向に沿って延びる構成を示す側面図である。図１８（ａ）におけるカバー胴部に形成された凸部の構成を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は別の側面図である。カバー胴部を梨地状に加工した構成を模式的に示す側面図である。変形例に係るカバーの構成を示す側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第１実施形態]
図１は本発明の第１実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す一部断面を含む側面図、図２は同ＬＥＤ照明装置の一部断面を含む分解側面図、図３は同ＬＥＤ照明装置のカバーの構成を模式的に示す平面図である。これらの図を参照してＬＥＤ照明装置１の概要を説明すると、ＬＥＤ照明装置１は電球型に形成されており、一端側に口金２が設けられ、他端側の開口３に向けてラッパ状に広がるように形成された放熱フレーム４を有し、放熱フレーム４の内部空間には交流電流を直流電流に変換して供給する電源回路５が収納されている。

この放熱フレーム４のラッパ状端部には、開口３を閉塞するように、放熱板６を介して基板７が設けられており、基板７には所要に光を放射するＬＥＤ素子８が実装されている。基板７は、立体的に形成、より詳しくは略正四角錘状に形成されており、ＬＥＤ素子８が実装される表面７ａ側に突出するように、つまり光の放射方向に突出するように形成されている。基板７の外側には、該基板７の上方および側方を覆うようにカバー１０が備えられている。

カバー１０は、正半球形状をなしており、透明な材料、より詳しくはポリカーボネートで形成されている。このカバー１０の内周面側には、所定の方向に線状に延びる凹状で断面円弧状をなす複数の第１の溝１１および第２の溝１２が設けられており、該溝間には断面円弧状をなす凸部２０が形成されている。つまり、カバー１０の内周面側は凹凸状となっている。

ここで、第１の溝１１および第２の溝１２の形成方法を詳述すると次のようになる。すなわち、図４に示すように、複数の第１の溝１１は、該溝１１の始点Ａ１および終点Ｂ１を一致させつつ、カバー１０の正半球形状に沿って正半円形に延びるように設けられており、該溝１１の中心および半径はカバー１０の正半球形状の中心Ｏ（つまりカバー１０の円形をなす底面の中心Ｏ）および半径に設定されている。

より詳しくは、第１の溝１１の始点Ａ１は、カバー１０の底面の周端１０ａにおける共通の一の位置とし、その終点Ｂ１は、該周端１０ａにおける始点Ａ１と異なる共通の一の位置としている。つまり、終点Ｂ１は、始点Ａ１と底面の中心Ｏとを通る直線１１ａと；周端１０ａと；の交点であって、始点Ａ１と中心Ｏを介して１８０°反対側に設定される共通の一の位置となっている。

更に、複数の第１の溝１１は、一の溝１１ｂが、カバー１０の頂点Ｏ´を通る中心溝１１ｂとして設定され、他の第１の溝１１ｃが、中心溝１１ｂを介して対称な位置に設けられるように、直線１１ａを回転中心軸として相互に一定の角度間隔ずらして設けられている。
このように第１の溝１１を設けることにより、隣接する溝間の間隔は、溝１１の始点Ａ１から中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、溝１１の中間点から終点Ｂ１に至るまで漸次減少するように設定される。

複数の第２の溝１２は、図５に示すように、第１の溝１１を、中心Ｏを介して９０°ずらすように設けられており、第１の溝１１と交差する方向より詳しくは直交する方向に延びている。この第２の溝１２も第１の溝１１と同様に始点Ａ２および終点Ｂ２を一致させつつ、該始点Ａ２および終点Ｂ２を、第１の溝１１の始点Ａ１および終点Ｂ１と異なる位置に設定している。

つまり、第２の溝１２も第１の溝１１と同様に、カバー１０の正半球形状に沿って正半円形に延びるように、かつ、該溝１２の中心および半径がカバー１０の円形をなす底面の中心Ｏおよび半径となるように設けられており、始点Ａ２は、底面の周端１０ａにおける共通の一の位置とし、終点Ｂ２は、始点Ａ２と底面の中心Ｏとを通る直線１２ａと；周端１０ａと；の交点（つまり始点Ａ２と中心Ｏを介して１８０°反対側に設定され、周端１０ａにおける始点Ａ２とは異なる共通の一の位置）としている。

更に、第２の溝１２は、第１の溝１１と同様に、一の溝１２ｂがカバー１０の頂点Ｏ´を通る中心溝１２ｂとして設定され、他の第１の溝１２ｃが、一の溝１２ｂを介して対称な位置に設けられるように、直線１２ａを回転中心軸として相互に一定の角度間隔ずらして設けられており、隣接する溝間の間隔は、溝１２の始点Ａ２から中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、溝１２の中間点から終点Ｂ２に至るまで漸次減少するように設定されている。
このように、第１の溝１１および第２の溝１２を交差するように設けることにより、該溝間に形成される凸部２０はカバー１０の中央部から周端部にいくにしたがって細かくなる。これにより、凸部２０の形成密度は、カバー１０の周端縁側において中央部よりも相対的に大きくなるように設定される。

以上説明したように、本第１実施形態にあっては、基板７の上方および側方を覆うカバー１０の内周面に、所定の方向に線状に延びる凹状の複数の第１の溝１１と該第１の溝１１と交差する方向に線状に延びる凹状の複数の第２の溝１２を設けて該溝間に凸部２０を形成しカバー１０の内周面を凹凸状とすることとしたので、カバー１０の内周面に複数の凸部２０が形成され、ＬＥＤ素子８から放射された光の拡散性を向上させることができる。しかも、カバー１０に拡散剤を用いずとも光を拡散させることが可能となり、透明なカバー１０を採用することができる等、照度の低下も防止することができる。

また、凸部２０の形成密度を、カバー１０の周端縁側において大きくなるように設定することとしたので、側方側における光の拡散性を向上させることができ、光を広角に広げることができる。

[第２実施形態]
図６は本発明の第２実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す一部断面を含む側面図、図７は同ＬＥＤ照明装置のカバーの構成を模式的に示す平面図である。これらの図に示すように、本第２実施形態のＬＥＤ照明装置１´のカバー１０´においては、上述した第１実施形態に対し第２の溝１２の形成方向を変更するとともに、更に第３の溝１３を設けて該溝間に凸部２０´を形成した構成となっている。なお、図６および図７、後述する図８乃至図１０において、図１乃至図５と同じ符号については上述した第１実施形態と同様の構成であるとしてその説明を省略する場合がある。

本第２実施形態においては、複数の第２の溝１２は、図８に示すように、第１の溝１１を、中心Ｏを介して反時計回りに６０°ずらすように設けられている。
そして、複数の第３の溝は、図９に示すように、第１の溝１１を、中心Ｏを介して時計回りに６０°ずらすように、すなわち、第１の溝１１を介して第２の溝１２と対称な位置に設けられており、第１の溝１１および第２の溝１２と交差する方向に延びている。

つまり、第３の溝１３も第１の溝１１および第２の溝１２と同様に、カバー１０´の正半球形状に沿って正半円形に延びるように、かつ、該溝１３の中心および半径がカバー１０´の円形をなす底面の中心Ｏおよび半径となるように設けられており、第３の溝１３も始点Ａ３および終点Ｂ３を一致させつつ、始点Ａ３は、底面の周端１０ａにおける共通の一の位置とし、終点Ｂ３は、始点Ａ３と底面の中心Ｏとを通る直線１３ａと；周端１０ａと；の交点（つまり始点Ａ３と中心Ｏを介して１８０°反対側に設定され、周端１０ａにおける始点Ａ３とは異なる共通一の位置）としている。

そして、第３の溝１３も一の溝１３ｂがカバー１０の頂点Ｏ´を通る中心溝１３ｂとして設定され、他の第３の溝１３ｃが、中心溝１３ｂを介して対称な位置に設けられるように、直線１３ａを回転中心軸として相互に一定の角度間隔ずらして設けられており、隣接する溝間の間隔は、溝１３の始点Ａ３から中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、溝１３の中間点から終点Ｂ３に至るまで漸次減少するように設定されている。

このように、第１の溝１１乃至第３の溝１３を交差するように設けることにより、該溝間に形成される凸部２０´が更に細かくなる。これにより、凸部２０´の形成密度を更に大きく設定することができ、ＬＥＤ素子８から放射された光の拡散性を一層向上させることができる。

なお、上述した第１実施形態および第２実施形態において、「始点および終点が一致する」とは、カバーの周面上において始点および終点が一致しない場合にあっても、複数の溝を始点および終点から溝形状に沿って所要に延長した線分が一点で交差する場合を含む。
すなわち、例えば、図１０に示すように、カバー１００を正半球形状よりも小さい形状としカバー１００の周端１００ａで溝１１，１２，１３の始点および終点が異なる場合にあっても、溝１１，１２，１３の中心および半径をカバー１００の輪郭を含む正半球形状の中心Ｏおよび半径とした場合には、複数の溝を始点および終点から溝形状に沿って所要に延長した線分が前記正半球形状の周端１００ｂの一点で交差するので、「始点および終点が一致する」場合に含まれるものとする。

[第３実施形態]
図１１は本発明の第３実施形態に係るＬＥＤ照明装置の全体構成を示す一部断面を含む側面図、図１２は同ＬＥＤ照明装置の一部断面を含む分解側面図、図１３はカバー胴部の構成を示す図である。これらの図に示すように、本第３実施形態のＬＥＤ照明装置１´´においては、基板７の上方および側方を覆う正半球形状のカバー１０または１０´をカバー天蓋部１０または１０´と称しつつ、カバー天蓋部１０または１０´と基板７の間にカバー胴部３０を設けた構成を示している。なお、カバー胴部３０はカバー天蓋部１０または１０´と一体に形成されるが、以下においては、カバー胴部３０はカバー天蓋部１０または１０´と分離した形態として説明する。また、図１１乃至図１３、後述する図１４乃至図２１において、図１乃至図１０と同じ符号については上述した第１実施形態および第２実施形態と同様の構成としてその説明を省略するものとする。

本第３実施形態においては、カバー胴部３０は、基板７の側方を覆うように短尺な円筒状に形成されている。そして、カバー胴部３０の内周面側に、所定の方向に線状に延びる断面Ｖ字状で凹状の複数の第４の溝３４乃至第６の溝３６が設けられており、該溝間に断面山型状の凸部４０が形成されてカバー胴部３０の内周面側を凹凸状としている。

すなわち、図１４に示すように、カバー胴部３０の内周面側には、該カバー胴部３０の円筒軸方向または該円筒軸方向に直交する方向に沿って延びる複数の第４の溝３４または３４´が一定の間隔を置いて設けられるとともに、該第４の溝３４または３４´に対し一の傾斜する方向に交差するように延びる第５の溝３５、および第４の溝３４または３４´を介して第５の溝３５と対称な位置に設けられ第４の溝３４または３４´に対し他の傾斜する方向に交差するように延びる第６の溝３６をそれぞれ一定の間隔を置いて設け、図１５に示すように、溝間に断面山型状より詳しくは三角錘状の凸部４０を形成することとしており、側方側における光の拡散性を向上させることができる（なお、図１５は第４の溝３４´が円筒軸方向に直交する方向に沿って延びる場合の凸部４０の形状を示している）。

ここで、図１６および図１７に示すように、カバー胴部３０の円筒軸方向に沿って延びる第４の溝３４および該第４の溝３４に直交する方向に沿って交差するように延びる第５の溝３５´のみを設けて該溝間に断面山型状より詳しくは四角錘状の凸部４０を形成し、更には、図１８および図１９に示すように、カバー胴部３０の円筒軸方向または該円筒軸方向に直交する方向に沿って延びる第４の溝３４または３４´のみを設けて該溝間に断面山型状より詳しくは横倒しの三角柱状の凸部４０を形成することとしても、側方側における光の拡散性を所要に向上させることができる（なお、図１９は第４の溝３４が円筒軸方向に沿って延びる場合の凸部４０の形状を示している）。
更にまた、図２０に示すように、カバー胴部３０の内周面をショットブラストにより梨地状に加工し凹凸状とすることとしてもよい。この場合においても、側方側における光の拡散性を所要に向上させることができる。

なお、上述した第１実施形態乃至第３実施形態においては、上述の如くカバー１０または１０´（カバー天蓋部１０または１０´）の溝１１，１２または溝１１，１２，１３および凸部２０または２０´のいずれも断面円弧状とすることが好適であるが、図２１に示すように、溝１１，１２または溝１１，１２，１３のみを断面円弧状とし凸部２０または２０´の端部に角部を含むこととしても、光の拡散性を所要に向上させることができる。

本発明は、ＬＥＤ照明装置において、照度を低下させることなく光の拡散性を向上させることができ、更なる省エネルギも実現して照明業界の発展に大きく貢献する。

Ａ１，Ａ２，Ａ３：始点
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３：終点
Ｏ：中心
Ｏ´：頂点
１：ＬＥＤ照明装置
１´：ＬＥＤ照明装置
１´´：ＬＥＤ照明装置
２：口金
３：開口
４：放熱フレーム
５：電源回路
６：放熱板
７：基板
７ａ：表面
８：ＬＥＤ素子
１０，１０´：カバー（カバー天蓋部）
１０ａ：周端
１１：第１の溝
１１ａ：直線
１１ｂ：中心溝（一の溝）
１１ｃ：他の第１の溝
１２：第２の溝
１２ａ：直線
１２ｂ：中心溝（一の溝）
１２ｃ：他の第２の溝
１３：第３の溝
１３ａ：直線
１３ｂ：中心溝（一の溝）
１３ｃ：他の第３の溝
２０：凸部
２０´：凸部
３０：カバー胴部
３４：第４の溝
３５：第５の溝
３６：第６の溝
４０：凸部
１００：カバー
１００ａ：周端
１００ｂ：周端

Claims

所定の光を放射するＬＥＤ素子を実装する基板と、該基板を覆うカバーと、を備えるＬＥＤ照明装置であって、
前記カバーは少なくとも前記基板の上方を覆うとともに、
該カバーの周面に、所定の方向に延びる凹状の複数の第１の溝と該第１の溝と交差する方向に延びる凹状の複数の第２の溝を設けて該溝間に凸部を形成し前記カバーの周面を凹凸状とすることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記凸部の形成密度を、前記カバーの端縁側において大きくなるように設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記複数の第１の溝および前記複数の第２の溝において、前記溝間の間隔を、前記始点から前記溝の中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、前記中間点から前記終点に至るまで漸次減少するように設定することにより、前記凸部の形成密度を、前記カバーの端縁側において大きくなるように設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記カバーを半球形状に形成し、
前記複数の第１の溝および前記複数の第２の溝において、それぞれ前記カバーの円形をなす底面の周端における共通の一の位置を始点とするとともに、該始点と異なる前記底面の周端における共通の一の位置を終点とし、中心および半径を前記カバーの底面の中心および半径として前記半球形状に沿って半円形に延びるように設け、隣接する前記溝間の間隔を、前記始点から前記溝の中間点に至るまで漸次増加するように、かつ、前記中間点から前記終点に至るまで漸次減少するように設定することにより、前記凸部の形成密度を、前記カバーの端縁側において大きくなるように設定することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記カバーの周面に、前記複数の第１の溝を介して前記複数の第２の溝と対称な位置に設けられ前記第１の溝および前記第２の溝に交差する方向に延びる凹状の複数の第３の溝を更に設けて該溝間に凸部を形成することを特徴とする請求項４に記載のＬＥＤ照明装置。
前記第１の溝乃至前記第３の溝は、断面円弧状に形成されることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明装置。
前記カバーは、前記基板の上方を覆う半球形状のカバーを天蓋部とするとともに、筒状に形成され前記基板の側方を覆う胴部を有し、該胴部の周面を凹凸状とすることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
前記胴部の周面に、所定の方向に延びる凹状の複数の溝を設けて該溝間に凸部を形成し前記胴部の周面を凹凸状とすることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。
前記胴部の周面を梨地状に加工し凹凸状とすることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置。