JP2013089582A - 透光性カバー部材、およびこの透光性カバー部材を用いた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光制御部材と保護パネルとを備えながらも、光制御部材と保護パネルとの間に空気層が形成されないようにし、空気層による配光の変化や器具効率の低下を防止する。
【解決手段】灯具本体１は、光源としての発光ダイオード２と、照明を行う空間と発光ダイオード２との間に配置された透光性パネル部材とを備える。透光性パネル部材は、配光の制御と光色の調節との少なくとも一方を行う光制御部材４と、不燃材料または難燃材料からなり光制御部材４に対して発光ダイオード２とは反対側に重ねて配置された保護パネル５とを備える。光制御部材４と保護パネル５とは密着させて成形されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具において光源から放射された光の配光の制御や光色の調節に用いられる透光性カバー部材、およびこの透光性カバー部材を用いた照明器具に関する。

一般に、照明器具は、配光の制御のために光の反射や屈折を利用して光源から放射された光の向きを変える光制御部材や、光色の調節のために光源から放射された光の波長選択や波長変換を行う光制御部材を備えている。

ところで、照明用の光源として普及してきている発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と略称する）は、白熱電球や蛍光ランプのような従来の光源と比較すると、放射される光束が光の放射方向に応じて大きく変化する。すなわち、光源から見て照明を行う空間の向きを前方とすると、従来の光源は前方と後方とに同程度の光束を放射するのに対して、ＬＥＤは、前方への光束に比較して後方への光束が大幅に少なくなる。

そのため、ＬＥＤを光源に用いる照明器具では、通常、配光の制御や光色の調節に用いる光制御部材が光源の前方に配置されている。光源がＬＥＤである照明器具において配光の制御に用いられる光制御部材としては、光の反射を利用する構成と光の屈折を利用する構成とが知られている。

例えば、特許文献１には、ダウンライトに用いる照明器具であって、配光のむらが生じないように、光源であるＬＥＤから放射された光を透明な光学部材を透過させることにより、光学部材での屈折および反射を利用して光を拡散させる技術が記載されている。すなわち、特許文献１における光学部材は、配光を制御する光制御部材として用いられている。特許文献１に記載された光学部材には、光の屈折でレンズのように機能して配光を制御する部位と、全反射を利用して配光を制御する部位とが形成されている。

光制御部材としては、カップ状に形成された反射面を有しＬＥＤが底部に配置されることにより反射のみを利用して配光を制御する光制御部材、ＬＥＤから放射された光をレンズのように屈折させて集光ないし発散させる光制御部材なども提案されている。

ところで、照明器具は、設置場所によっては、安全性対策の一環として、万一の火災時であっても、類焼や延焼が生じないように配慮し、焼損を防止して点灯状態を維持することが要求される場合がある。このような要求に対応するために、照明器具による照明を行う空間と光源との間に、不燃材料または難燃材料からなる保護パネルを設けた構成が提案されている。

例えば、光源がＬＥＤであって、光制御部材が反射のみを利用する場合は、ガラスのような不燃材料の保護パネルが光制御部材の一面に重ねて配置される。また、光制御部材が屈折を利用する場合は、難燃材料の保護パネルが光制御部材の一面に重ねて配置される。この種の保護パネルは、照明器具の外郭体に対して、光源および光制御部材とは別に、照明器具に取り付けられる。

特開２０１０−２５１２６７号公報

上述のように、照明器具の外郭体に対して、光源および光制御部材とは別に保護パネルが取り付けられると、光制御部材と保護パネルとの位置にずれが生じる可能性がある。いま、図６に示すように、照明器具の外郭体１０に、ＬＥＤ２０と光制御部材４０と保護パネル５０とが取り付けられている構成を想定する。ここで、光制御部材４０と保護パネル５０とが外郭体１０に個々に取り付けられている構成を採用すると、光制御部材４０と保護パネル５０との間に隙間（空気層６０）が形成される可能性がある。光制御部材４０と保護パネル５０との間に空気層６０が形成されると、光の屈折や反射の状態が、空気層６０のない場合とは異なる状態に変化する。すなわち、屈折の状態が変化すると、光の放射方向が変化するから配光が変化する可能性がある。また、反射の状態が変化すると、保護パネル５０を透過する光束が減少して、器具効率が低下する可能性があり、結果的に、配光が変化することにもなる。

本発明は上記事由に鑑みてなされたものであり、光制御部材と保護パネルとを備えながらも、光制御部材と保護パネルとの間に空気層が形成されないようにして、空気層による配光の変化や器具効率の低下が生じないようにした透光性カバー部材を提供することを目的とし、さらにこの透光性カバー部材を用いた照明器具を提供することを目的とする。

本発明に係る透光性カバー部材は、照明器具において照明を行う空間と光源との間に配置され配光の制御と光色の調節との少なくとも一方を行う光制御部材と、不燃材料または難燃材料からなり光制御部材に対して光源とは反対側に重ねて配置された保護パネルとを備え、光制御部材と保護パネルとは密着させて成形されていることを特徴とする。

この透光性カバー部材において、光制御部材は、波長選択と波長変換との一方の機能を付与する材料が含有された透光性を有する合成樹脂からなることが望ましい。

この透光性カバー部材において、保護パネルは、波長選択の機能を付与する金属薄膜が被着されたガラスからなることが望ましい。

本発明に係る照明器具は、発光ダイオードからなる光源が収納された灯具本体と、照明を行う空間と光源との間に配置され光源を覆うように灯具本体に取り付けられた上述したいずれかの透光性カバー部材とを備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、光制御部材と保護パネルとを備えながらも、光制御部材と保護パネルとの間に空気層が形成されないから、空気層による配光の変化や器具効率の低下が生じないという効果を奏する。

実施形態を示す要部断面図である。 同上の斜視図である。 同上の断面図である。 同上に用いる光制御部材を示す斜視図である。 同上に用いる光制御部材を示す断面図である。 従来構成を示す要部断面図である。

本実施形態では、天井埋込型の照明器具であって、ダウンライトとして用いられる照明器具を例示する。ただし、ダウンライト以外の照明器具であっても本実施形態の技術思想は適用可能である。本実施形態で説明する照明器具は、図２および図３に示す構成の灯具を備える。灯具は、熱伝導性が良好な材料により形成された灯具本体１を備え、光源としての発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」と略称する）２を実装した実装基板３が灯具本体１に取り付けられる。また、灯具本体１は、ＬＥＤ２から放射された光の配光を制御する光制御部材４と、光制御部材４に重ねて配置される保護パネル５とを保持する。

図示する灯具本体１は、円筒状に形成された外枠体１１と、外枠体１１における口軸方向の一端部に結合される内枠体１２とを備える。

外枠体１１は、円筒状の周壁１１１を備え、さらに、周壁１１１に囲まれた空間を口軸方向において分割する仕切壁１１２を備える。仕切壁１１２の厚み方向の一面には、放熱器１１３が連続一体に形成される。放熱器１１３は、仕切壁１１２に連続するベース１１４と、ベース１１４の一面から連続一体に突設された複数枚の放熱フィン１１５とを備える。

内枠体１２は、円筒状の大径筒壁１２１と円筒状の小径筒壁１２２とを同軸上に配列するともに、大径筒壁１２１と小径筒壁１２２とを円環状の連結板１２３を介して一体に結合した形状に形成される。連結板１２３は、厚み方向が大径筒壁１２１および小径筒壁１２２の口軸方向と平行に形成される。また、連結板１２３は、外径が大径筒壁１２１の内径に一致し、内径が小径筒壁１２２の内径よりも小径に形成される。

大径筒壁１２１は、外枠体１１の周壁１１１の内側であって、仕切壁１１２に対して放熱器１１３とは反対側の空間に配置される。外枠体１１の周壁１１１の内径と大径筒壁１２１の外径とはほぼ一致しており、外枠体１１の周壁１１１と内枠体１２の大径筒壁１２１とが互いに結合される。

外枠体１１と内枠体１２とを結合する方法は適宜に選択可能であって、たとえば、周壁１１１の内周面と大径筒壁１２１の外周面とにねじ溝を形成しておき、互いに螺合させる構成を採用すればよい。あるいはまた、外枠体１１と内枠体１２とを別に設けたねじを用いて結合してもよい。外枠体１１に内枠体１２を結合した状態において、小径筒壁１２２は、外枠体１１から突出する。したがって、灯具本体１は、図２のように、外枠体１１の外周面と内枠体１２の外周面との間に段差を有する外観に形成される。

外枠体１１と内枠体１２とを結合した状態では、仕切壁１１２と外径筒壁１２１と連結板１２３とに囲まれた収納空間が形成される。実装基板３、光制御部材４、保護パネル５は、この収納空間に収納される。

実装基板３の一面には、複数個（例えば、２０個）のＬＥＤ２が実装される。実装基板３においてＬＥＤ２が実装された実装面には光制御部材４が重ねて配置される。実装基板３において実装面の反対面と放熱器１１３のベース１１４との間には絶縁シート６が挟まれる。絶縁シート６は、実装基板３と放熱器１１３とを電気的に絶縁し、かつ実装基板３から放熱器１１３に伝熱しやすい材料が選択される。この種の材料としては、たとえば、シリコーンゴムが用いられる。

本実施形態で用いる光制御部材４は、図４および図５に示すように、ベースプレート４１における厚み方向の一面に複数個の配光制御部４２が突設された形状に形成される。ベースプレート４１における厚み方向の他面は平面に形成される。

配光制御部４２は、ＬＥＤ２と同数個設けられている。各配光制御部４２は、ベースプレート４１からの突出方向に直交する断面が円形であって、ベースプレート４１から離れるに従って直径を小さくするドーム状に形成されている。また、図１に示すように、配光制御部４２の先端面には、ＬＥＤ２が収納される凹部４３が形成される。凹部４３は、底面から開口側に向かって内径をしだいに大きくする形状に形成される。上述した光制御部材４は、高透過率の透光性材料により形成される。この種の材料は、例えば、アクリルやポリカーボネイトやシリコーンから選択される。

保護パネル５は平板状であって、保護パネル５の厚み方向の一面に、上述した光制御部材４のベースプレート４１が重ねて配置される。実際には、保護パネル５の厚み方向の一面に光制御部材４が密着するように成形される。したがって、光制御部材４と保護パネル５とが一体化された透光性カバー部材が形成されることになる。光制御部材４と保護パネル５とを一体に成形するには、金型内において平板状の保護パネル５に光制御部材４を一体に成形する。すなわち二色成型を行う。なお、接着により光制御部材４と保護パネル５とを一体化することも可能である。

保護パネル５は、不燃材料または難燃材料であって、かつ透光性を有する材料を用いて形成される。保護パネル５を形成する不燃材料には、たとえば、各種組成のガラスが選択可能である。また、難燃材料で保護パネル５を形成する場合は、例えば、ポリカーボネートが選択可能である。

上述のように、保護パネル５の一面に光制御部材４を密着させて成形しているから、光制御部材４と保護パネル５との間に、隙間が形成されることがない。すなわち、光制御部材４と保護パネル５との間に空気層が生じないから、従来構成のように、配光が変化したり、器具効率が低下したりすることがない。また、器具効率の低下が生じないから、ＬＥＤを光源に用いたことによる省エネルギーの効果を保つことができる。

保護パネル５は、光制御部材４と同材料で形成してもよい。この場合、光制御部材４と保護パネル５とは連続一体に成形することが可能である。光制御部材４と保護パネル５とを連続一体に成形した透光性カバー部材を用いれば、空気層が生じることを確実に防止できる。

光制御部材４と保護カバー５とが一体化された透光性カバー部材は、実装基板３および絶縁シート６とともに、灯具本体１を形成する外枠体１１と内枠体１２とによって保持される。すなわち、透光性カバー部材と実装基板３と絶縁シート６とを順に重ねた状態で、絶縁シート６を放熱器１１３のベース１１４に当接させ、内枠体１２を外枠体１１に結合する。内枠体１２が外枠体１１に結合されると、透光性カバー部材と実装基板３と絶縁シート６とが、ベース１１４と連結板１２３との間に挟まれることによって保持される。ここで、絶縁シート６が弾性材料により形成されていれば、実装基板３と透光性カバー部材とが密着し、位置ずれが確実に防止される。

上述した照明器具では、ＬＥＤ２から放射された光は、凹部４３を通して光制御部材４の内部に導入される。ここで、凹部４３の周面から光制御部材４の内部に導入された光は、配光制御部４２の周面で反射された後にベースプレート４１および保護パネル５を通して灯具本体１の外部に出射する。また、凹部４３の底面から光制御部材４の内部に導入された光は、反射されることなく、ベースプレート４１および保護パネル５を通して灯具本体１の外部に出射する。したがって、ＬＥＤ２から出射した光は、配光制御部４２で適宜に拡散されることになり、配光制御部４２の設計に応じた所望の配光が得られる。

また、透光性カバー部材において、灯具本体１の外側面となる部位は、不燃材料または難燃材料により形成された保護パネル５で覆われているから、万一の火災時に対応する安全性対策を遵守でき、照明を長く維持することが可能になる。

上述した構成例では、配光の制御のみを行っているが、光色を変化させる場合には、光制御部材４あるいは保護パネル５に波長選択を行う機能または波長変換を行う機能を付与すればよい。この構成を採用すれば、照明光の色温度ないしは色味を調節することが可能になる。光制御部材４あるいは保護パネル５に波長選択を行う機能を付与する場合は着色料を含有させるか金属薄膜を被着すればよく、波長変換を行う場合は蛍光体を含有させればよい。

光制御部材４は合成樹脂を用いて形成されるから、着色料や蛍光体を含有させる場合に好適である。また、金属薄膜は、蒸着やスパッタリングにより形成される。金属薄膜は多層膜であってもよい。金属薄膜を形成することにより波長選択を行う構成は、保護パネル５がガラスで形成されている場合にとくに有効である。この構成を採用すれば、光制御部材４と保護パネル５との間に色を変えるためのパネルやフィルムを挟む必要がないから、光制御部材４や保護パネル５とこれらの部材との間に空気層が形成されることがなく、配光や器具効率の変化が防止される。

１ 灯具本体
２ 発光ダイオード（光源）
４ 光制御部材
５ 保護パネル

Claims (4)

1. 照明器具において照明を行う空間と光源との間に配置され配光の制御と光色の調節との少なくとも一方を行う光制御部材と、不燃材料または難燃材料からなり前記光制御部材に対して前記光源とは反対側に重ねて配置された保護パネルとを備え、前記光制御部材と前記保護パネルとは密着させて成形されていることを特徴とする透光性カバー部材。
2. 前記光制御部材は、波長選択と波長変換との一方の機能を付与する材料が含有された透光性を有する合成樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の透光性カバー部材。
3. 前記保護パネルは、波長選択の機能を付与する金属薄膜が被着されたガラスからなることを特徴とする請求項１記載の透光性カバー部材。
4. 発光ダイオードからなる前記光源が収納された灯具本体と、照明を行う空間と前記光源との間に配置され前記光源を覆うように前記灯具本体に取り付けられた請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載された透光性カバー部材とを備えることを特徴とする照明器具。

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