JP2013200949A - 照明装置および照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】配光制御を広く行うことが可能な照明装置および照明器具を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、カバー部材１１と光源体１２を具備する。カバー部材１１は、少なくとも一部に透光部１１ａを有して管状に構成される。光源体１２は、カバー部材内に管の長手方向に沿って挿入され、一面側に複数個の固体発光素子１３が配設されるとともに、板状をなすフレキシブル性部材によって、短手方向の断面形状がカバー部材内面に沿う形状で、かつ複数個の固体発光素子がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各固体発光素子と透光部内面との間の距離が異なるように構成された基板１４を有する。
【選択図】 図１
【解決手段】照明装置１０は、カバー部材１１と光源体１２を具備する。カバー部材１１は、少なくとも一部に透光部１１ａを有して管状に構成される。光源体１２は、カバー部材内に管の長手方向に沿って挿入され、一面側に複数個の固体発光素子１３が配設されるとともに、板状をなすフレキシブル性部材によって、短手方向の断面形状がカバー部材内面に沿う形状で、かつ複数個の固体発光素子がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各固体発光素子と透光部内面との間の距離が異なるように構成された基板１４を有する。
【選択図】 図１
Description
本発明の実施形態は、発光ダイオード等の固体発光素子を光源とした照明装置およびこの照明装置を用いた照明器具に関する。
近年、フィラメント電球に代わって、寿命が長く、また消費電力の少ない固体発光素子である発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と称す）を光源とした直管形の照明装置が提案されている。
これら直管形の照明装置は、一般的に一面側にＬＥＤが配設された平板状をなす紙フェノールやガラスエポキシ等の硬い基板を用いて、円筒状のカバー部材内に挿入することによって構成している。このため、ＬＥＤから放射される光は、平板状の基板の一面側から放射され、背面側には放射することができない。
このため、直管形の照明装置を天井設置形の照明器具等に組み込んだ場合、光の指向性が強いＬＥＤの特性と相まって、光が器具の直下方向に主として放射される。このため、蛍光ランプとは異なった照明となり、従来光源に慣れている場合には違和感を生じる原因となる。このため、この種、ＬＥＤを光源とする直管形の照明装置においては、如何に配光制御を広く行えるようにするかが重要な課題になっている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、配光制御を広く行うことが可能な照明装置および照明器具を提供しようとするものである。
請求項１に記載の照明装置の発明は、カバー部材と光源体を具備する。カバー部材は、少なくとも一部に透光部を有して管状に構成される。光源体は、カバー部材内に管の長手方向に沿って挿入され、一面側に複数個の固体発光素子が配設されるとともに、板状をなすフレキシブル性部材によって、短手方向の断面形状がカバー部材内面に沿う形状で、かつ複数個の固体発光素子がそれぞれ位置する鉛直線上において、隣接する各固体発光素子と透光部内面との間の距離が異なるように構成された基板を有する。
本発明によれば、広い配光制御を実現できる照明装置および照明器具を提供することができる。
以下、本発明に係る照明装置およびこの照明装置を用いた照明器具の実施形態について図に従い説明する。
本実施形態は、Ｌ型口金付の直管形ＬＥＤランプで構成された照明装置およびこの照明装置を用いた店舗・オフィスなど施設・業務用のベースライト等の照明器具を構成したもので、先ず照明装置の構成につき説明する。照明装置１０は、図１に示すように、少なくとも一部に透光部１１ａを有して管状に構成されたカバー部材１１と、カバー部材内に管の長手方向に沿って挿入され、一面側に複数個の固体発光素子１３が配設されるとともに、板状をなすフレキシブル性部材によって、短手方向の断面形状がカバー部材１１の内面に沿う形状に構成された基板１４を有する光源体１２と、カバー部材１１の両端に配設される一対の口金部材１６等を有して構成される。
カバー部材１１は、少なくとも一部に透光部１１ａを有して管状に構成される。本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、短手方向の断面が略円形で両端に開口１１ｂ、１１ｂを有する長尺の直管状をなす円筒体に構成され、少なくとも一部に有する透光部１１ａは、本実施形態においては、円筒体全体が透光部１１ａをなすように、透光性を有する厚さが薄いガラスやプラスチック製の母材で構成した。本実施形態では、光拡散部材が添加されたポリカーボネート樹脂で円筒体全体を構成した。なお、カバー部材１１は、後述する光源体１２を挿入し配設するための作業性を考慮すると、両端が開口されていることが好ましいが、いずれか一方の端部が閉口されたものであってもよい。そして、上記に構成されたカバー部材１１内には、光源体１２が円筒体の長手方向に沿って挿入される。
光源体１２は、複数個の固体発光素子１３と固体発光素子を一面側に配設した基板１４を有する。固体発光素子１３は、本実施形態では複数個のＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｄｅｖｉｃｅ）タイプの白色（昼白色、昼光色、電球色等を含む）の光を発光するＬＥＤで構成される。なお、ＬＥＤ１３は、基板に直接実装される複数個のＬＥＤチップおよびこのＬＥＤチップにより励起される蛍光体を含む樹脂で封止し、白色等を発光するように構成されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプであってもよい。なお、本実施形態において、基板１４の一面側とは、ＬＥＤ１３を配設した面であり、その裏側が他面側である。
基板１４は、フレキシブル性部材、本実施形態においては、例えば、ポリイミド樹脂等の薄いフイルム状のシートで構成された絶縁体と、絶縁体の上に接着層を形成し、その上に銅等で構成された導体箔を形成して配線パターンを構成した構造で、柔軟性があり大きく自由に変形させることが可能なプリント基板で構成する。なお、基板１４は、薄いアルミニウム等の金属に絶縁被覆を施したものや、薄いエポキシ基板等によってフレキシブル性を有するように構成してもよい。そして、上記構成の基板１４は、図３に示すように、矩形状、本実施形態においては、横長の長方形をなす薄い長尺状の平たい板状に構成され、その一面側に対して複数個のＬＥＤ１３がマトリックス状に略等間隔に位置するように実装されて配設される。そして、複数個の各ＬＥＤ１３は、配線パターンによって直列に接続される。
上記のように板状に構成された基板１４は、基板のフレキシブル性を利用して、短手方向の断面形状がカバー部材１１の内面に沿う形状、本実施形態では円筒体をなすカバー部材１１の内面に沿う形状、すなわち、円筒体をなす形状で、かつ複数個のＬＥＤ１３がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各ＬＥＤ１３とカバー部材１１内面との間の距離が異なるように構成される。
すなわち、基板１４は、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１３−１が位置する鉛直線ｘ−ｘ上におけるＬＥＤ１３−１とカバー部材１１内面との間の距離をｌ１、ＬＥＤ１３−１の左右に隣接して位置するＬＥＤ１３−２、１３−３の鉛直線ｘ−ｘ上における各ＬＥＤ１３−２、１３−３とカバー部材１１内面との間の距離をそれぞれｌ２、ｌ３とすると、基板１４は、ｌ１＜ｌ２、ｌ１＜ｌ３の関係になるような円筒体の形状に構成される。なお、本実施形態において、基板１４のフレキシブル性を利用して、短手方向の断面形状がカバー部材１１の内面に沿う形状は、基板１４とカバー部材１１の形状が完全に一致している必要はなく、略一致している形状も許容される。
そして、図２に示すように、円筒体からなる基板１４の外径は、円筒体からなるカバー部材１１の内径より小さく形成し、円筒体からなる基板１４の長手方向の軸線ａ−ａを、同様に円筒体からなるカバー部材１１の長手方向の軸線ｂ−ｂと略一致させて挿入する。これにより、カバー部材１１の内面と基板１４の外面との間に全周にわたって略均等な間隔ｓ１が形成され、各ＬＥＤ１３は、カバー部材１１内面から略均等に離間した位置に設置され、点灯時における輝度の高いＬＥＤ１３が点状に視認されることを抑制することが可能になる。
上記のように構成される基板１４には、基板１４の他面側が熱伝導部材１５に密着して支持される。すなわち、図３に示すように、熱伝導部材１５は、熱伝導性を有する金属、本実施形態ではアルミニウム（Ａｌ）製の細長い円柱体によって構成し、この円柱体の外周面に対し、基板１４を、基板のフレキシブル性を利用して巻き付けることによって、換言すれば、熱伝導部材１５を芯部材としてフレキシブル基板を巻き付けることによって、基板１４を熱伝導部材１５の外周面に対し密着して支持する。
また、熱伝導部材１５の外周面と基板１４の他面側との間に、電気絶縁性、耐熱性および熱伝導性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等で構成された接着テープ１５ａを介在させて密着させるように支持する。または、これら部材からなる接着剤を熱伝導部材１５の外周面と基板１４の他面側との間に塗布して密着して支持するようにしてもよい。また、熱伝導部材１５の長さ寸法ｌ４は、板状をなした状態の基板１４の横幅寸法ｌ５と略等しい寸法（ｌ４≒ｌ５）に構成し、基板１４の縦寸法ｌ６は、円筒体をなす熱伝導部材１５の円周の長さ寸法と略等しい寸法に構成する。これによって、基板１４は、熱伝導部材１５の外周を略覆うように密着して支持され、さらに、熱伝導部材１５の両端から基板１４が突出したり、若しくは、熱伝導部材１５が露出しないように構成することができる。
上記により、基板１４は、カバー部材１１内に管の長手方向に沿って挿入され、一面側に複数個のＬＥＤ１３が配設されるとともに、板状をなすフレキシブル性部材によって、短手方向の断面形状がカバー部材１１内面に沿う形状で、かつ複数個のＬＥＤ１３がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各ＬＥＤ１３と透光部１１ａ内面との間の距離が異なるように構成され光源体１２が構成される。
上記に構成された光源体１２は、ＬＥＤ１３を一面側に配設した基板１４の他面側（裏側）が、熱伝導性を有するアルミニウム製の熱伝導部材１５の外周面に対し密着して支持されている。このため、点灯時にＬＥＤ１３から発生する熱は、基板１４裏面から熱伝導部材１５に伝達される。熱伝導部材１５は、細長い円柱体によって構成され、大きな熱容量を有しているため、基板で発生した熱を均熱化することができる。特に、本実施形態においては、熱伝導部材１５の外周面と基板１４の他面側との間に、熱伝導性の良好なシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着テープ１５ａ等を介在させて密着させるように構成したので、ＬＥＤ１３の熱を、ロスを少なくして熱伝導部材１５に伝達することができ、ＬＥＤ１３の発光効率の低下が抑制され、光束低下による照度の低下を防止することができる。同時に、ＬＥＤ１３の長寿命化も図ることが可能になる。
また熱伝導部材１５は、図３に示すように、板状の基板１４を巻き付けて円筒体に構成するための芯部材として利用し、かつＬＥＤの放熱部材として兼用することができ、放熱のための格別の部材を不要とすることができ、部品点数の削減によって構成を簡素化し、組立作業を容易にすることができるとともに、コスト的にも有利な照明装置および照明器具を提供することが可能になる。同時に熱伝導部材１５は、細長い円柱体をなしてカバー部材１１の長手に方向に挿入されるので、長尺な基板１４、さらにはカバー部材１１を含めた長尺な照明装置１０全体の特に長手方向の強度を増すことが可能になる。
そして、上記のように光源体１２が挿入された管状をなすカバー部材１１の両端には、図１に示すように、一対の口金部材１６が配設され、一対の口金部材１６によって、円筒体をなす光源体１２の長手方向の軸線ａ−ａが、カバー部材１１内に、その長手方向の軸心ｂ−ｂに合致して支持されるとともに、カバー部材１１両端の開口１１ｂ、１１ｂが閉塞される。口金部材１６は、図２（ａ）に示すように、耐熱性および電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施形態では、白色のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）で円形のキャップ状に形成され、その円形内面にキャップ中心を中心とする同心円上に、支持凸部１６ａを一体に形成する。この場合、口金部材１６の内径寸法は、カバー部材１１の外径寸法と等しいか、若干大きい寸法に構成し、支持凸部１６ａの外径寸法は、円筒体をなす光源体１２の外径寸法と等しいか、若干大きい寸法に構成する。
これにより、図２（ａ）に示すように、カバー部材１１内に光源体１２が挿入された状態で、カバー部材１１両端の開口１１ｂ、１１ｂに対し、口金部材１６が嵌め込まれ両端の開口が塞がれる。この嵌め込みと同時に、円筒体をなす光源体１２の両端部が口金部材１６の支持凸部１６ａに当接し、光源体１２がカバー部材１１内に支持され、口金部材１６の外面からネジ１６ｂ、１６ｂによって、基板１４の円柱体をなす熱伝導部材１５の両端面にネジ止めされることによって支持される。同時に、一対の口金部材１６がカバー部材１１の両端に固定される。なお、口金部材１６は、カバー部材１１に対し、耐熱性を有するシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤によって固定するようにしてもよい。
上記により、円筒体をなす光源体１２は、その長手方向の軸心ａ−ａが、直管状をなすカバー部材１１の長手方向の軸心ｂ−ｂと略合致した状態で、直管の長手方向に沿って支持される。そして円筒体をなす基板１４に配設された各ＬＥＤ１３は、カバー部材１１の内面との間隔寸法ｓ１を、円筒の全周囲にわたり略等しくなった状態でカバー部材１１内に配設される。
これにより、ＬＥＤ１３の点灯時において、各ＬＥＤ１３から放射される光は、カバー部材１１の内面全周に向かって略均等に放射され、カバー部材１１から全方向にわたり略均等の光が放射される。そして、各種照明器具において反射体等の光制御部材との組み合わせによって、目的とする配光制御を全方向にわたって行うことが可能となる。これは、直管形の蛍光ランプと同様に、目的とする３６０°の全方向に対して自由に配光制御を行うことが可能な照明装置を提供することが可能になる。同時に、基板１４は、基板自体がフレキシブル性を有し、薄いフイルム状の部材で構成されているため、ランプ全体の軽量化をも図ることが可能になる。
また、一方の口金部材１６には、給電用の一対の端子１６ｃが設けられ、この端子１６ｃと光源体１２の入力端子が電気的に接続されて各ＬＥＤ１３に点灯装置を介して電源が供給される。他方の口金部材１６にはアース端子１６ｄが設けられてＬ型口金付の直管形ＬＥＤランプで構成された照明装置１０が構成される。本実施形態の照明装置は、全長が約１２００ｍｍ、カバー部材１１の外径寸法が約２５．５ｍｍで、現行４０Ｗ形の直管形蛍光ランプに相当するＬ型口金付の直管形ＬＥＤランプを構成した。
なお、各ＬＥＤ１３を点灯制御するための点灯装置は、上記に構成された照明装置１０が組み込まれる照明器具側に設けられる。そして、商用電源から器具内の点灯装置を介し、器具に装着された照明装置１０の端子１６ｃから各ＬＥＤ１３に供給され点灯制御される。なお、点灯装置は、照明装置１０に内蔵させるように構成してもよい。この場合、熱伝導部材１５を円筒体で構成されたパイプで構成し、パイプ内に点灯装置を配設するとよい。これにより、基板１４の面積、すなわち、発光面の面積を減少させることなく構成することが可能になる。また、点灯装置の回路部品等から発生する熱もアルミニウム製の熱伝導部材１５によって吸収させることも可能になり、回路部品の信頼性を向上させることが可能になる。また、デッドスペースとなる熱伝導部材１５の管内面を有効に活用することができ、照明装置１０の小型化をも図ることが可能になる。
次に、上記実施形態にかかる照明装置１０を用いた照明器具の構成を説明する。本実施形態の照明器具２０は、店舗、オフィスなど施設・業務用のベースライト等の照明器具を構成したもので、図４に示すように、器具本体２１と、器具本体に装着される上述の照明装置１０で構成される。器具本体２１は、白色の塗装鋼板等で構成された長尺の矩形箱状をなすベース部２１ａと、ベース部の下面に設けられた逆富士形をなす一対の反射板２１ｂ、２１ｂで構成され、ベース部２１ａ内に点灯装置２１ｃが内蔵されている。点灯装置２１ｃは、交流電圧１００Ｖを直流電圧２４Ｖ程度に変換して照明装置１０の各ＬＥＤ１３に定電流を供給する点灯回路を有して構成される。
各反射板２１ｂには、照明装置１０に設けられた口金部材１６が装着される一対のソケット２１ｄ、２１ｄが設けられ、この一対のソケット２１ｄ、２１ｄに対し、上述した構成の２本の照明装置１０がそれぞれ装着されて照明器具２０が構成される。上記に構成された照明器具２０は、商用電源に接続され部屋の天井Ｘ等に直付けされることにより設置される。設置された照明器具２０を点灯すると、商用電源から点灯装置２１ｃ、ソケット２１ｄ、２１ｄ、さらに照明装置１０の口金部材１６を介して各ＬＥＤ１３に電源が供給され、白色の光を放射し部屋の照明を行う。
この際、照明装置１０は、上述したように、カバー部材１１の全方向にわたり略均等の光が放射される。これにより、器具本体側に放射された光（背面側の光）は、逆富士形をなす一対の反射板２１ｂ、２１ｂによって、部屋の直下を含めた部屋内に向けて反射させるように、配光制御を広く行うことが可能となる。換言すれば、各種照明器具において反射板との組み合わせによって、目的とする配光制御を全方向にわたって広く行うことが可能となる。これは、直管形の蛍光ランプと同様に、目的とする３６０°の全方向に対して自由に配光制御をすることが可能な照明器具を提供することができる。
また、ＬＥＤ１３が点灯することによって発生する熱は、基板１４の表面からカバー部材１１内に伝達されて、カバー部材１１の外表面から外部に放熱される。同時にＬＥＤ１３の裏面側からから発生する熱は、基板１４の他面側からアルミニウム製の熱伝導部材１５に伝達され、その熱容量によって均熱化される。
本実施形態は、フレキシブル部材からなる基板１４を、短手方向の断面形状が円弧状（略半円形）をなすように構成したものである。以下、実施形態１と同一部分に同一符号を付して、その構成を説明する。
図５（ａ）に示すように、板状に構成された基板１４は、基板のフレキシブル性を利用して、短手方向の断面形状がカバー部材１１の内面に沿う形状、本実施形態では円筒体をなすカバー部材１１の下半分の内面に沿う形状、すなわち、略半円筒体をなす形状で、かつ複数個のＬＥＤ１３がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各ＬＥＤ１３とカバー部材１１内面との間の距離が異なるように構成される。
すなわち、基板１４は、ＬＥＤ１３−１が位置する鉛直線ｘ−ｘ上におけるＬＥＤ１３−１とカバー部材１１内面との間の距離をｌ１、ＬＥＤ１３−１の左右に隣接して位置するＬＥＤ１３−２、１３−３の鉛直線ｘ−ｘ上における各ＬＥＤ１３−２、１３−３とカバー部材１１内面との間の距離をそれぞれｌ２、ｌ３とすると、基板１４は、ｌ１＜ｌ２、ｌ１＜ｌ３の関係になるような略半円筒体の形状に構成される。
そして、略半円筒体からなる基板１４の外径は、円筒体からなるカバー部材１１の内径より小さく形成し、略半円筒体からなる基板１４の長手方向の軸線ａ−ａを、カバー部材１１の長手方向の軸線ｂ−ｂと略合致させて挿入する。これにより、カバー部材１１の下半分の内面と、基板１４の円弧状（略半円筒体）をなす外面との間にわたって略均等な間隔ｓ１を形成する。
さらに、熱伝導部材１５は、中実の長い半円柱体によって構成し、この半円柱体の円弧状の外周面に対し、基板１４を、基板のフレキシブル性を利用して巻き付けることによって、換言すれば、熱伝導部材１５を芯部材として巻き付けることによって、基板１４の他面側を熱伝導部材１５の円弧状の外周面に対し密着して支持する。
本実施形態によれば、各ＬＥＤ１３から放射される光は、図５（ｂ）に矢印で示すように、円筒体からなるカバー部材１１内面の略下半周からやや背面側に向かって略均等に放射され、カバー部材１１から略下半周方向にわたり略均等の光が放射される。これにより、各種照明器具において反射体等の光制御部材との組み合わせによって、従来の平板状の基板に比し、配光制御を広く行うことが可能となる。
また、光源体１２を構成する基板１４と熱伝導部材１５は、その材料取りがよくなり、例えば、実施形態１に示す、円筒体をなす基板１４と円柱体をなす熱伝導部材１５は、長手方向に均等に２分割することによって、同時に２個の光源体を構成することが可能になり、コスト的により有利な照明装置を提供することが可能になる。また、カバー部材１１は、直管形の蛍光ランプの外観に近似した円筒体をなしていることから、蛍光ランプと違和感のない商品性に優れた直管形の照明装置を提供することが可能になる。
なお、本実施形態において、基板１４の円弧が開放された上方部分に対向するカバー部材１１内面に、反射膜等を塗布するようにして、カバー部材１１で一部上方に向かう光を下方に反射させるようにして、反射形の照明装置を構成するようにしてもよい。なお、本実施形態における他の構成、作動、作用効果、変形例等は、実施形態１と同様である。
本実施形態は、実施形態２における基板１４の他面側にＬＥＤ１３を配設したものである。以下、実施形態１、２と同一部分に同一符号を付して、その構成を説明する。
図６（ａ）に示すように、板状に構成された基板１４は、実施形態１、２における他面側、図６（ａ）における下方側に複数個の固体発光素子であるＬＥＤ１３が配設される。なお、以下、本実施形態において、図６（ａ）における下方側を一面側と称し、上方側を他面側と称して説明する。そして、基板１４は、基板のフレキシブル性を利用して、短手方向の断面形状がカバー部材１１の内面に沿う形状、本実施形態では円筒体をなすカバー部材１１の上半分の内面に沿う形状、すなわち、半円筒体をなす形状で、かつ複数個のＬＥＤ１３がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各ＬＥＤ１３と透光部１１ａを構成するカバー部材１１内面との間の距離が異なるように構成される。
すなわち、基板１４は、ＬＥＤ１３−１が位置する鉛直線ｘ−ｘ上におけるＬＥＤ１３−１とカバー部材１１内面との間の距離をｌ１、ＬＥＤ１３−１の左右に隣接して位置するＬＥＤ１３−２、１３−３の鉛直線ｘ−ｘ上における各ＬＥＤ１３−２、１３−３とカバー部材１１内面との間の距離をそれぞれｌ２、ｌ３とすると、基板１４は、ｌ１＞ｌ２、ｌ１＞ｌ３の関係になるような半円筒体の形状に構成される。
そして、半円筒体からなる基板１４の外径は、円筒体からなるカバー部材１１の内径より小さく形成し、半円筒体からなる基板１４の長手方向の軸線ａ−ａを、円筒体からなるカバー部材１１の長手方向の軸線ｂ−ｂと略合致させて挿入する。これにより、カバー部材１１の上半分の内面と基板１４の半円筒体の外面との間にわたって略均等な間隔ｓ１を形成する。
さらに、熱伝導部材１５は、カバー部材１１の上半周の内面と基板１４の外面との間にわたって形成された間隔ｓ１内に合致する長い半円筒体によって構成し、この半円筒体の円弧状の内周面に対し、基板１４を、基板のフレキシブル性を利用して押付けることによって、換言すれば、熱伝導部材１５を型部材として押付けることによって、基板１４の他面側を熱伝導部材１５の内周面に対し密着して支持し光源体１２を構成する。上記に構成された光源体１２は、熱伝導部材１５を間隔ｓ１内に合致させるようにして挿入し、熱伝導部材１５の外面側をカバー部材１１内面の上半周に密着させて支持する。このため、本実施形態においては、カバー部材１１の上半周は熱伝導部材によって光が透過することがなく、下半周が透光部１１ａとなるように構成される。すなわち、本実施形態においては、少なくとも一部に透光部を有するカバー部材１１は、円筒体の下半周が透光部１１ａとなるように構成される。
これにより、半円筒体をなす基板１４の一面側、すなわち、基板１４の内周面側に配設された各ＬＥＤ１３から放射される光は、図６（ｂ）に矢印で示すように、カバー部材１１内面の略下半周に向かって略均等に放射され、カバー部材１１から略下半周方向にわたり略均等の光が放射される。そして、各種照明器具において反射体等の光制御部材との組み合わせによって、従来の平板状の基板に比し、配光制御を広く行うことが可能となる。
本実施形態において、基板１４は、ＬＥＤ１３を配設した側の面を白色塗装や鏡面加工を施して、反射率を８０％以上に構成することによって、ＬＥＤ１３から放射される光の基板表面での吸収を抑制し、光ロスを少なくすることによって、より明るい照明を行うことが可能になる。例えば、基板１４を金属部材で構成し、一面側を鏡面にしてもよい。このように基板１４の一面側の反射率を高めることによって、ＬＥＤ１３から放射された光がＬＥＤ１３間の鏡面部分で反射し、基板１４全体から光が放射されるようにすることができる。なお、本実施形態における他の構成、作動、作用効果、変形例等は、実施形態１、２と同様である。
本実施形態は、実施形態３における円筒体からなるカバー部材１１を半円筒体に構成し、半円筒状をなす照明装置１０を構成したものである。以下、実施形態１、２、３と同一部分に同一符号を付して、その構成を説明する。
すなわち、図７（ａ）に示すように、カバー部材１１は、短手方向の断面が、円弧状（半円形）をなす下方を開放した半円筒体に構成し、下方の開放された部分は、透光板によって透光部１１ａを形成することによって塞ぐ。透光板は、カバー部材１１と同様の透光性部材によって構成する。また、板状に構成された基板１４は、実施形態１、２における他面側、図７（ａ）における下方側に複数個の固体発光素子であるＬＥＤ１３が配設される。なお、以下、本実施形態において、図７（ａ）における下方側を一面側と称し、上方側を他面側と称して説明する。そして、基板１４は、基板のフレキシブル性を利用して、短手方向の断面形状がカバー部材１１の内面に沿う形状、本実施形態では半円筒体をなすカバー部材１１の内面に沿う形状、すなわち、半円筒体をなす形状で、かつ複数個のＬＥＤ１３がそれぞれ位置する鉛直線ｘ−ｘ上において、隣接する各ＬＥＤ１３と透光部１１ａを構成するカバー部材１１内面との間の距離が異なるように構成される。
すなわち、ＬＥＤ１３−１が位置する鉛直線ｘ−ｘ上におけるＬＥＤ１３−１とカバー部材１１内面との間の距離をｌ１、ＬＥＤ１３−１の左右に隣接して位置するＬＥＤ１３−２、１３−３の鉛直線ｘ−ｘ上における各ＬＥＤ１３−２、１３−３とカバー部材１１内面との間の距離をそれぞれｌ２、ｌ３とすると、基板１４は、ｌ１＞ｌ２、ｌ１＞ｌ３の関係になるような半円筒体の形状に構成される。
そして、半円筒体からなる基板１４の外径は、半円筒体からなるカバー部材１１の内径より小さく形成し、半円筒体からなる基板１４の長手方向の軸線ａ−ａを、半円筒体からなるカバー部材１１の長手方向の軸線ｂ−ｂと略合致させて挿入する。これにより、カバー部材１１の内面と基板１４の半円筒体の外面との間にわたって略均等な間隔ｓ１を形成する。
さらに、熱伝導部材１５は、カバー部材１１の内面と基板１４の外面との間にわたって形成された間隔ｓ１内に合致する長い半円筒体によって構成し、この半円筒体の円弧状の内周面に対し、基板１４を、基板のフレキシブル性を利用して押付けることによって、換言すれば、熱伝導部材１５を型部材として押付けることによって、基板１４の他面側を熱伝導部材１５の内周面に対し密着して支持し光源体１２を構成する。
上記に構成された光源体１２は、熱伝導部材１５を間隔ｓ１内に合致させるようにして挿入し、熱伝導部材１５の円弧状の外面側をカバー部材１１の円弧状をなす内面に密着させて支持する。このため、本実施形態においては、カバー部材１１の円弧状をなす部分は、熱伝導部材によって光が透過することがなく、下方の開放された部分が透光部１１ａとなるように構成される。すなわち、本実施形態においては、少なくとも一部に透光部を有するカバー部材１１は、円筒体の下方の開放部分が透光部１１ａとなるように構成されている。
これにより、基板１４の一面側、すなわち、基板１４の内周面側に配設された各ＬＥＤ１３から放射される光は、実施形態３と略同様に、図７（ｂ）に矢印で示すように、カバー部材１１の下方の開放された透光部１１ａから、円の略下半周方向に向かって略均等に放射される。そして、各種照明器具において反射体等の光制御部材との組み合わせによって、従来の平板状の基板に比し、配光制御を広く行うことが可能となる。
また、カバー部材１１および光源体１２を構成する基板１４と熱伝導部材１５は、その材料取りがよくなり、例えば、実施形態１に示す、円筒体をなすカバー部材１１および円筒体をなす基板１４と円柱体をなす熱伝導部材１５は、長手方向に均等に２分割することによって、同時に２個のカバー部材１１および光源体１２を構成することが可能になり、コスト的により有利な照明装置を提供することが可能になる。
また、図８（ａ）（ｂ）に示すように、カバー部材１１は、短手方向の断面が円弧状ではなく、三角形となし三角筒体を構成するように構成してもよい。この場合基板１４は、カバー部材１１内面に沿う形状、本構成では三角筒体をなすように構成し、熱伝導部材１５もカバー部材１１の内面と基板１４の外面との間にわたって形成された間隔ｓ１内に合致する中実の長い三角柱体によって構成する。本構成によっても、上記と同様に、従来の平板状の基板に比し、配光制御を広く行うことが可能となる。なお、図８（ａ）（ｂ）に示す変形例には、図７（ａ）（ｂ）と同一部分には同一符号を付し詳細な説明は省略した。また、本実施形態における他の構成、作動、作用効果、変形例等は、実施形態１、２、３と同様である。
以上、上述した各実施形態において、カバー部材１１および基板１４の短手方向の断面形状は、円形や円弧に限らず六角形や八角形等の多角形状に構成しても、さらには楕円形状に構成したものであってもよい。この場合、芯部材や型部材となる熱伝導部材１５も同様に六角形・八角形等の多角形状さらには楕円形状に構成するとよい。
また、熱伝導部材１５は、中実の円柱体等に構成したが、円筒体等からなるパイプで構成してもよい。これによれば、照明装置１０のさらなる軽量化をはかることが可能になる。また、熱伝導部材１５を省略し、基板１４のみで光源体１２を構成するようにしてもよい。この場合、基板１４は、基板自体によって、若しくは、冶具や型を用いることによって円筒体等になるように形成するとよい。
また、ＬＥＤ１３から発生する熱は、熱伝導部材１５によって均熱化するように構成したが、熱伝導部材１５をパイプで構成し、さらに一対の各口金部材１６の支持凸部１６ａには、外部に連通する通気孔を形成し、熱伝導部材１５のパイプの内部を外気と連通するように構成してもよい。この構成によれば、点灯時において、ソケットの隙間から外気が一方の口金部材１６の通気孔に流入して熱伝導部材１５内面を冷却し、対流作用によって他方の口金部材１６の通気孔から熱気が放出されるように作用し、熱伝導部材１５および熱伝導部材に密着された基板１４およびＬＥＤ１３を冷却することができ、より効果的な放熱作用を行うことが可能になる。なお、熱伝導部材１５のパイプ管内に点灯装置を設けた場合には、同様にして回路部品を効果的に冷却することができ、より一層回路部品の信頼性を向上させることが可能になる。
また、本実施形態において、一般の直管形蛍光ランプと同様な直管形の照明装置を構成したが、その他各種の外観形状、用途をなす照明装置、例えば、環状形をなす照明装置に適用することができる。また、口金付の照明装置を構成したが、口金を有さない、例えば、器具へ直接組み込まれる口金を有さない照明装置に適用されてもよい。また、本実施形態では、全長が約１２００ｍｍの照明装置を構成したが、全長が約６００ｍｍ、さらには、約２４００ｍｍの照明装置を構成し、用途に合わせた長さの各種の照明装置を構成するようにしてもよい。さらに、管外径の細い照明装置を構成してもよい。
光源体１２を構成する固体発光素子１３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、照明装置の用途に応じ、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。また、固体発光素子１３は基板１４の一面側にマトリックス状に配置したが、千鳥状または放射状など、規則的に一定の順序をもって一部または全体が面状に配置され実装されたものであってもよい。また、基板１４の形状は、直管形の照明装置を構成するために、長方形や正方形などの矩形状をなしていることが好ましいが、六角形や八角形などの多角形状等をなすものを筒状に構成したものであってもよい。
カバー部材１１は、配光特性向上のため内面の一部に反射膜等の反射手段が形成されていてもよい。また、カバー部材１１は、光源体１２を実質的に密閉する外囲器を構成することが好ましいが、完全に密閉することが条件ではなく、光学的に密閉していればよく、例えば、一部に小さな通気用の孔等を形成したものであってもよい。口金部材１６は、一般の直管形蛍光ランプで使用されるＧ１３形のピン形の端子でもよく、特定の口金には限定されない。また、固体発光素子１３を点灯制御するための点灯装置は、固体発光素子を調光するための調光回路や調色回路等を有するものであってもよい。
熱伝導部材１５は、固体発光素子１３の熱の吸収性や放熱性を高めるために、熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくとも一種を含む金属で形成することが好ましいが、この他に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）などの工業材料で構成してもよい。さらに、高熱伝導樹脂で構成してもよい。さらに、パイプ状に構成した場合には、その内周面に放熱性能をより高めるために一端部側から他端部側に向かい放射状に突出する多数の放熱フィンや、放射方向に突出する放熱ピン等を一体に形成してもよい。
本実施形態において、照明器具は、上記に例示した店舗やオフィスなど施設・業務用等に限らず、住宅用の各種の照明器具、さらには防犯灯・街路灯・道路灯など屋外用の各種照明器具を構成してもよい。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各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 照明装置
１１ カバー部材
１１ａ 透光部
１２ 光源体
１３ 固体発光素子
１４ 基板
１５ 熱伝導部材
２０ 照明器具
２１ 器具本体
１１ カバー部材
１１ａ 透光部
１２ 光源体
１３ 固体発光素子
１４ 基板
１５ 熱伝導部材
２０ 照明器具
２１ 器具本体
Claims (3)
- 少なくとも一部に透光部を有して管状に構成されたカバー部材と；
カバー部材内に管の長手方向に沿って挿入され、一面側に複数個の固体発光素子が配設されるとともに、板状をなすフレキシブル性部材によって、短手方向の断面形状がカバー部材内面に沿う形状で、かつ複数個の固体発光素子がそれぞれ位置する鉛直線上において、隣接する各固体発光素子と透光部内面との間の距離が異なるように構成された基板を有する光源体と；
を具備していることを特徴とする照明装置。 - 前記光源体は、基板の他面側が熱伝導部材に密着して支持されたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
- 器具本体と；
器具本体に装着された請求項１または２いずれか一記載の照明装置と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
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