JP2013168249A - 発光装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子が発した熱を放出する放熱性を十分に確保することができる発光装置および照明器具を提供する。
【解決手段】回路基板７２の表面７２１に発光素子７１を実装し、この回路基板７２をカバー８０の溝部８６に嵌合させて、発光素子７１を覆うようにカバー８０を取付体７３に取り付ける。このとき、取付体７３とカバー８０との取付面８１１に対して、回路基板７２の裏面７２２および取付体７３の回路基板側面７３８のうちの一方の面が他方の面に向かって突出しているので、回路基板７２と取付体７３とが互いに押圧して密着する。このため、発光素子７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３に確実に伝達されるので、放熱性が向上する。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数個の発光素子を備えて他所に取り付けられる発光装置およびこの発光装置を用いた照明器具に関するものである。

従来より、複数個の発光素子を備えて他所に取り付けられる発光装置およびこの発光装置を用いた照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図１２に示すように、特許文献１に記載の発光装置１００は、光源となる発光素子であるＬＥＤ１０１が複数個実装された回路基板１０２と、この回路基板１０２を覆いＬＥＤ１０１からの光を集光するレンズユニット１０３を有する。
さらに、回路基板１０２の背面に取付けられ、照明器具の一部である放熱板１０４を有する。回路基板１０２はねじ１０５により、放熱板１０４に取り付けられる。

特開２００６−３３１８１７号公報（第１図）

しかしながら、前述した特許文献１に記載の発光装置１００では、平板状の回路基板１０２が平板状の放熱板１０４の表面に、ねじ１０５により取り付けられているだけなので、回路基板１０２と放熱板１０４とが密着してない場合がある。
このような場合には、ＬＥＤ１０１が発した熱を、回路基板１０２を介して放熱板１０４に十分に伝達することができず、十分な放熱性を得られない場合があるという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、ＬＥＤが発した熱を放出する放熱性を十分に確保することができる発光装置および照明器具を提供することを目的とする。

本発明の発光装置は、他所に取り付けるための取付体と、表面に発光素子を実装して前記取付体に取り付けられる回路基板と、前記発光素子および前記回路基板を覆って前記取付体に取り付けられるカバーと、を有し、前記回路基板は前記カバーに設けられている溝部に嵌合して取り付けられており、前記取付体と前記カバーとの取付面に対して、前記回路基板の裏面および前記取付体の前記回路基板側面のうちの一方の面が他方の面に向かって突出しているものである。

また、本発明の発光装置は、前記回路基板側が前記取付体側に突出したものである。

また、本発明の発光装置は、前記溝部の深さよりも前記回路基板の厚さの方が大きいものである。

さらに、本発明の照明器具は、主光源を収容する円形の器具本体と、前記器具本体の外周に沿って設けられる円環状の枠体と、前記枠体に沿って前記主光源の外側に、前述したいずれかの発光装置を設けたものである。

本発明は、取付体とカバーとの取付面に対して、回路基板の裏面および取付体の回路基板側面のうちの一方の面が他方の面側に突出しているので、回路基板と取付体とが互いに押圧して密着する。このため、発光素子が発した熱は、回路基板から取付体に確実に伝達されるので、放熱性を確保できるという効果を有する発光装置および照明器具を提供できる。

（Ａ）は本発明に係る第１実施形態の照明器具の断面図であり、（Ｂ）は下方から見た底面図 本発明に係る第１実施形態の照明器具の分解斜視図 図２中ＩＩＩ部分の拡大図 （Ａ）は枠体を下方から見た底面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中Ｂ−Ｂ位置の断面図 補助光源を上方から見た分解斜視図 補助光源を下方から見た分解斜視図 組み立てた補助光源を下方から見た底面図 （Ａ）は回路基板をカバーに取り付ける前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は回路基板をカバーの溝部に嵌めた状態を示す断面図 （Ａ）は第２実施形態の補助光源において回路基板をカバーに取り付ける前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は回路基板をカバーの溝部に嵌めた状態を示す断面図 （Ａ）は第３実施形態の補助光源において回路基板をカバーに取り付ける前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は回路基板をカバーの溝部に嵌めた状態を示す断面図 （Ａ）は第４実施形態の補助光源において回路基板をカバーに取り付ける前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）は回路基板をカバーの溝部に嵌めた状態を示す断面図 従来の発光装置の断面図

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の照明器具について、図面を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、照明器具を被取付面に取り付けて下方を照明する場合について説明する。従って、特に示す場合を除き、上（上方、上側等）は天井面側を意味し、下（下方、下側等）は床面側を意味する。

図１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明に係る第１実施形態の照明器具１０は、被取付部である天井面１１等に取り付けられて主に下方を照明するのに適する。
図２にも示すように、照明器具１０は、天井面１１に取り付けられている引っ掛けシーリング１２に取り付けるための取付部材２１を中央に有する、例えば円板状の器具本体２０を有する。
また、器具本体２０の中央部における取付部材２１の近傍には、常夜灯２３が設けられている。
なお、器具本体２０の外周には、例えば円環状の枠体２２が設けられており、枠体２２には詳細を後述する半導体発光素子として例えばＬＥＤを光源とする発光装置である補助光源７０が設けられている。

器具本体２０の上側（すなわち、天井面１１側）には、間接光源であるアッパーユニット３０、上枠３２および上カバー３１が設けられている。
また、器具本体２０の下側（すなわち、照明方向側）には、主光源であるロアーユニット４０、主光源用の光学部材であるレンズ４３が設けられている。

ロアーユニット４０は、器具本体２０の円形を複数個に分割した部分円弧状の基板４１を有しており、各基板４１には、複数のＬＥＤ４２が実装されている。各ロアーユニット４０は、下方に向けて光を照射する。
ロアーユニット４０の前方には、ロアーユニット４０が発した光を受けて光を拡散する透光性のパネル５０が設けられている。パネル５０は、枠体２２に取り付けられる。パネル５０は、下方に湾曲した曲面形状を呈している。

図２および図３に示すように、アッパーユニット３０は、ＬＥＤ３３を実装する基板３４と、基板３４を器具本体２０の上面に取り付けるための取付具３５と、ＬＥＤ３３の前面を覆うレンズ３６を有する。
取付具３５は全体Ｌ字形状をしており、ＬＥＤ３３の照射方向が照明器具１０の外側に向くように、基板３４およびレンズ３６を、器具本体２０の上面に直交するように取り付ける。
従って、ＬＥＤ３３からの光は、器具本体２０の上面と略平行に外側へ向けて出射される。

図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、枠体２２は円環状をしており、内部にはパネル５０が嵌まる空間２２１を有する。枠体２２の表面（下面２２２）は、中心に向かって下方へ傾斜しており、所定間隔（ここでは、中心角１２０度）で、補助光源７０用の開口部２２３が設けられている。開口部２２３は、枠体２２の外形に対応して、湾曲して設けられている。
また、枠体２２の表面（下面２２２）には、センサ用開口２２４、動作表示ランプ用開口２２５および状態表示ランプ用開口２２６が設けられている。
なお、センサ２４１、動作表示ランプ２４２および状態表示ランプ２４３は、器具本体２０に取り付けられているブラケット２４に取り付けられている（図２参照）。

図５および図６に示すように、補助光源７０は、表面７２１にＬＥＤ７１を実装した円弧状の回路基板７２と、回路基板７２を取り付ける取付体７３と、ＬＥＤ７１の前方を覆うカバー８０を有する。
回路基板７２、取付体７３およびカバー８０は、枠体２２の外形（円形）に合わせて湾曲しており、ＬＥＤ７１は、回路基板７２上に円弧状に実装されている。
なお、回路基板７２は円弧状に限らず、長方形や正方形等、他の形状でもよい。また、ＬＥＤ７１の配置も円弧状に限らず、ＬＥＤ７１を結ぶ線がジグザグ状や、波形、山形等の線状となるよう配置されたものでもよい。

回路基板７２のＬＥＤ７１が実装されている表面７２１において、各ＬＥＤ７１を結んだ円弧状の仮想線の延長線上の一端部中央部には、基板側コネクタ７５が取り付けられている。この基板側コネクタ７５は、ＬＥＤ７１に点灯電力を供給する電線７６に取り付けられている供給側コネクタ７６１に接続される。すなわち、電線７６の一端部は、カバー８０内において回路基板７２の端部中央部に接続されている。ここで、電線７６の一端部は回路基板７２に接続された部分、例えば一端部に供給側コネクタ７６１のことであり、他端部はこの供給側コネクタから延出した電線部分のことを示す。
本実施形態においては、電線接続部として基板側コネクタ７５は回路基板７２の一端部の端部中央部に設けられているが、両端部中央部に設けてもよい。

なお、本実施形態において補助光源７０は、カバー８０の両端部をねじ止めによって取付本体７３１に固定しているが、一端部のみねじ止めしてもよい。その場合、電線接続部である基板側コネクタ７５を有していない側の回路基板の他端部を取付本体７３１の端部に係止する構造を有してもよい。すなわち、カバー８０の他端部と取付本体７３１の他端部とを係止した後、カバー８０の一端部と取付本体７３１の一端部とをねじ止めをして、固定すればよい。これによれば、ねじ止めは一カ所で済み、組立作業性が向上する。

取付体７３は、平板状の取付体本体７３１の外側縁部に外壁７３２を設け、取付体本体７３１の内側縁部に内壁７３３を設けて、断面コ字形状を呈している。取付体７３は、金属製板部材を折曲げ加工して形成することができる。

回路基板７２は外壁７３２と内壁７３３との間に配置される。
このため、ＬＥＤ７１から発せられた光のうち、外側に向かう光および内側に向かう光は、取付体７３の外壁７３２と内壁７３３により遮光されるので、外側に向かう光および内側に向かう光の漏れを防止できる。
なお、補助光源７０の長手方向（すなわち、周方向）の光の漏れは、枠体２２の開口部２２３の上面周方向端部に、遮光壁（図示省略）を設けて防止することができる。

取付体本体７３１の長手方向両端部における幅方向中央部には、取付体７３を例えば他所である器具本体２０に取り付けるための固定ねじ孔７３４が設けられている。
また、取付体本体７３１における固定ねじ孔７３４の長手方向内側には、カバー８０を取付体７３に取り付けるための取付ねじ孔７３５、７３６が設けられている。
取付ねじ孔７３５、７３６のうちの、基板側コネクタ７５が設けられている側の取付ねじ孔７３６は、外側に偏心して設けられている。
なお、この取付ねじ孔７３５、７３６は採用される構造に応じて適宜内側に設けてもよい。すなわち、カバー８０の長さ方向の中心軸を境に一方に取付ねじ孔７３５（７３６）、他方に電線が位置するように設けられていればよい。

カバー８０は、湾曲した平板状のカバー本体８１と、カバー本体８１の内側において取付体７３側に延びる内側立壁８２１および外側において取付体７３側に延びる外側立壁８２２を有する。
また、カバー８０の長手方向両端には、各々取付部８３１、８３２が張り出して設けられており、取付ねじ８３５で取付体７３に取り付けるためのねじ孔８３３、８３４が設けられている。

取付部８３２およびねじ孔８３４は、外側に偏心して設けられており、取付部８３２の内側には、内側立壁８２１との間に、電線７６用の配線通路８４が設けられている。
従って、電線７６は、カバー８０の内側に設けられている内側立壁（壁部）８２１に沿って配線されるので、ＬＥＤ７１の実装線から径方向に沿って内側にずれて配線されることになる。すなわち、電線７６の他端部は、回路基板７２の端部中央部からずれて、カバー８０の内側立壁８２１に沿ってカバー８０外に導出されている。

カバー８０の長手方向の一方の端部における内側である配線通路８４側の先端部には、取付体７３側（すなわち、上側）に突出する突起部８５を設けた。
従って、図７に示すように、補助光源７０を組み立てた際に、カバー８０の突起部８５が、取付体７３の端面７３７に当接するので、取付体７３に対するカバー８０の位置決めが容易になる。

図５および図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、カバー８０の内側立壁８２１の内面上端部および外側立壁８２２の内面上端部には、回路基板７２が嵌合する溝部８６が、対向して設けられている。
回路基板７２は、溝部８６に嵌合してカバー８０に取り付けた状態では、取付体７３とカバー８０との取付面８１１に対して、回路基板７２の裏面７２２および取付体７３の下面（回路基板側面）７３８のうちの一方の面が他方の面に向かって突出している。
ここでは、回路基板７２の裏面７２２が取付体７３の下面７３８に向かって突出している。

すなわち、図８（Ａ）に示すように、溝部８６の深さＤ１（例えば、０．８ｍｍ）は、回路基板７２の厚さＴ１（例えば、１．０ｍｍ）よりも小さく設定されている。
従って、図８（Ｂ）に示すように、回路基板７２をカバー８０の溝部８６に取り付けると、回路基板７２は、カバー８０の取付体７３に対する取付面８１１から高さＨ１だけ取付体７３側に突出する。ここで、Ｈ１＝Ｔ１−Ｄ１である。
このため、カバー８０を取付体７３に取付ねじ８３５にて取り付けると、回路基板７２の裏面７２２が取付体７３の下面７３８に押し付けられ、回路基板７２と取付体７３との密着性が向上する。
したがって、ＬＥＤ７１の熱を取付体７３から器具本体２０等へ伝達でき十分な放熱を行うことができ、温度上昇に伴うＬＥＤ７１の光束低下や短寿命を防止できる。

図５に示すように、カバー８０における複数のＬＥＤ７１の照射方向前方（すなわち、下方）には、ＬＥＤ７１からの光を配光制御するレンズ８７が各々設けられている。
各レンズ８７は一体的に形成されており、表面８７１はカバー本体８１から下方へ階段状に突出している（図６参照）。
このため、補助光源７０を枠体２２の開口部２２３（図２参照）に取り付ける際に、レンズ８７の表面７２１側の階段状に突出した部分を開口部２２３に嵌合させることにより、容易に補助光源７０の位置決めを行うことができる。

図４（Ｂ）に示すように、カバー８０の外側立壁（外壁）８２２とレンズ８７の側面８７２との間に遮光物７４を設けた。
遮光物７４としては、遮光性のあるシート状の部材を用いることができる。あるいは、遮光性のある樹脂等を充填することもできる。

以上、説明した本発明に係る第１実施形態の発光装置である補助光源７０によれば、回路基板７２上に、ＬＥＤ７１を円弧線に沿って実装し、この回路基板７２を覆うようにカバー８０を取付体７３にねじ止めする。
このとき、回路基板７２に接続される電線７６が、ＬＥＤ７１の実装線から径方向に沿って内側にずれて配線されているので、電線長を短くできる。これに伴い、耐ノイズ性の向上および電圧降下の低減を図ることができる。
また、電線７６は、カバー８０の内側に設けられている内側立壁８２１に沿って配線されているので、カバー８０を取付体７３に取り付けるスペースが確保でき、カバー８０を取り付ける際に、電線７６が取付ねじ８３５に巻き込まれるのを防止できる。

また、カバー８０の長手方向の一方の端部における内側に、取付体７３側に突出する突起部８５を設けたので、電線７６が取付体７３の端面７３７の角に押し付けられて断線するのを防止できる。
また、カバー８０を取付体７３に取り付けるねじ孔８３４を一方の端部における外側に設けたので、カバー８０を取り付ける際に、電線７６が取付ねじ８３５に巻き込まれるのを防止できる。

さらに、以上、説明した本発明に係る第１実施形態の照明器具１０によれば、回路基板７２に接続される電線７６が、ＬＥＤ７１の実装線から径方向に沿って内側にずれて配線されているので、電線長を短くできる。
また、電線７６は、カバー８０の内側に設けられている内側立壁８２１に沿って配線されているので、カバー８０を取付体７３に取り付けるスペースが確保でき、カバー８０を取り付ける際に、電線７６が取付ねじ８３５に巻き込まれるのを防止できる。

以上、説明した本発明に係る第１実施形態の発光装置である補助光源７０によれば、回路基板７２の表面７２１にＬＥＤ７１を実装し、この回路基板７２をカバー８０の溝部８６に嵌合させて、ＬＥＤ７１を覆うようにカバー８０を取付体７３に取り付ける。
このとき、取付体７３とカバー８０との取付面８１１に対して、回路基板７２の裏面７２２および取付体７３の回路基板側面（すなわち、下面７３８）のうちの一方の面が他方の面に向かって突出しているので、回路基板７２と取付体７３とが互いに押圧して密着する。このため、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３に確実に伝達されるので、放熱性を確保できる。
また、回路基板７２を溝部８６に嵌合させることにより位置決めできるので、組立作業性が向上する。

また、回路基板７２側が取付体７３側に突出しているので、カバー８０を取付体７３に取り付けた際に、カバー８０が回路基板７２を取付体７３に押し付ける。
このため、回路基板７２と取付体７３との密着を図ることができ、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３に確実に伝達されるので、放熱性を確保できる。

また、カバー８０に設けられている溝部８６の深さＤ１よりも回路基板７２の厚さＴ１の方が大きいので、回路基板７２をカバー８０の溝部８６に取り付けた際に、回路基板７２が突出する。
このため、カバー８０を取付体７３に取り付けた際に、回路基板７２と取付体７３との密着を図ることができ、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３に確実に伝達されるので、放熱性を確保できる。

さらに、以上、説明した本発明に係る第１実施形態の照明器具１０によれば、回路基板７２と取付体７３とが互いに押圧して密着するので、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３に確実に伝達され、放熱性を確保できる。

以上、説明した本発明に係る第１実施形態の発光装置である補助光源７０によれば、回路基板７２上にＬＥＤ７１が実装され、ＬＥＤ７１および回路基板７２を覆うようにカバー８０が取付体７３に取り付けられる。
そして、取付体７３の外側縁部に外壁７３２を設けたので、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、補助光源７０の光が外側へ漏れるのを防止できる。

また、取付体７３の内側縁部にも内壁７３３を設けたので、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、補助光源７０の光が内側へ漏れるのを防止できる。

また、カバー８０の外側立壁８２２とレンズ８７の側面８７２との間に遮光物７４を設けたので、補助光源７０の光が外側へ漏れるのを防止できる。

さらに、以上、説明した本発明に係る第１実施形態の照明器具１０によれば、前述した補助光源７０を用いたので、部品点数の増加やコストアップを招くことなく、補助光源７０の光が漏れるのを防止できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の発光装置および照明器具について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る発光装置および照明器具と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明に係る第２実施形態の発光装置である補助光源７０Ｂおよび照明器具１０Ｂでは、取付体７３Ｂに回路基板７２側に突出する凸部７３９が設けられている。凸部７３９の高さはｔである。
カバー８０の溝部８６の深さＤ２は、回路基板７２の厚さＴ２よりも大きく、回路基板７２を溝部８６に嵌めると、回路基板７２の裏面７２２が取付面８１１よりもｈだけ凹む。ここで、ｈ＝Ｄ２−Ｔ２である。

一方、凸部７３９の高さｔは、ｈよりも大きく設定されている。
これにより、カバー８０を取付体７３に取り付けると、取付体７３の凸部７３９が回路基板７２の裏面７２２を押圧して密着するので、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３の凸部７３９に確実に伝達され、放熱性を確保できる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態の発光装置および照明器具について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る発光装置および照明器具と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明に係る第３実施形態の発光装置である補助光源７０Ｃおよび照明器具１０Ｃでは、回路基板７２の下側にシート８８を設けて、回路基板７２の裏面７２２が取付体７３側に突出するようにした。
すなわち、回路基板７２の厚さをＴ３、シート８８の厚さをｔ３、溝部８６の深さをＤ３とすると、Ｔ３＋ｔ３＞Ｄ３となるようにシート８８の厚さｔ３を設定する。

これにより、カバー８０を取付体７３に取り付けると、取付体７３の下面７３８が回路基板７２の裏面７２２を押圧して密着するので、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から取付体７３に確実に伝達され、放熱性を確保できる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る第４実施形態の発光装置および照明器具について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係る発光装置および照明器具と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、本発明に係る第４実施形態の発光装置である補助光源７０Ｄおよび照明器具１０Ｄでは、回路基板７２の上側に熱伝導性を有する放熱シート８９を設けて、放熱シート８９の上面８９１が取付体７３側に突出するようにした。
すなわち、回路基板７２の厚さをＴ４、放熱シート８９の厚さをｔ４、溝部８６の深さをＤ４とすると、Ｔ４＋ｔ４＞Ｄ４となるように放熱シート８９の厚さｔ４を設定する。

これにより、カバー８０を取付体７３に取り付けると、取付体７３の下面７３８が放熱シート８９の上面８９１を押圧して密着する。このため、ＬＥＤ７１が発した熱は、回路基板７２から放熱シート８９を介して取付体７３に確実に伝達され、放熱性を確保できる。

なお、本発明の発光装置および照明器具は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。上記各実施形態ではＬＥＤ光源を用いたが、これに限らず、半導体発光素子として、レーザー等を用いてもよい。

１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 照明器具
２０ 器具本体（他所）
２２ 枠体
４０ ロアーユニット（主光源）
７０、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄ 補助光源（発光装置）
７１ ＬＥＤ（発光素子）
７２ 回路基板
７２１ 表面
７２２ 裏面
７３ 取付体
８０ カバー
８１１ 取付面
８６ 溝部

Claims (4)

1. 他所に取り付けるための取付体と、
   表面に発光素子を実装して前記取付体に取り付けられる回路基板と、
   前記発光素子および前記回路基板を覆って前記取付体に取り付けられるカバーと、を有し、
   前記回路基板は前記カバーに設けられている溝部に嵌合して取り付けられており、
   前記取付体と前記カバーとの取付面に対して、前記回路基板の裏面および前記取付体の前記回路基板側面のうちの一方の面が他方の面に向かって突出している発光装置。
2. 請求項１に記載の発光装置において、
   前記回路基板側が前記取付体側に突出した発光装置。
3. 請求項１に記載の発光装置において、
   前記溝部の深さよりも前記回路基板の厚さの方が大きい発光装置。
4. 主光源を収容する円形の器具本体と、
   前記器具本体の外周に沿って設けられる円環状の枠体と、
   前記枠体に沿って前記主光源の外側に、請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載の発光装置を設けた照明器具。

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