JP2013201012A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の効果的な放熱および光の効果的な取り出しが可能な照明器具を提供することを課題とする。
【解決手段】実施形態に係る照明器具は、発光素子を実装した基板と透光性のカバーを有する発光ユニット、およびこの発光ユニットのカバーを保持した保持部材を有する。カバーは、基板の縁を支持する支持部を有し、基板の前面を覆うように設けられている。保持部材は、基板の背面に接触する接触面、およびカバーを透過した光を反射させる反射面を有する。そして、保持部材は、カバーの少なくとも一部が反射面より外側に膨出するようにカバーを保持している。
【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、発光素子を基板に実装した光源を持つ、天井に取り付けるタイプの照明器具に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）を基板に実装した光源を持つ天井直付けタイプのベースライトが普及されつつある。ＬＥＤを実装した基板は、比較的高い温度で発熱することが知られており、放熱のための対策が必要とされている。

また、ＬＥＤは指向性が強いため、天井を照らす光をできるだけ多くする工夫もいろいろと考えられている。このため、ＬＥＤの光を効果的に反射する反射板の開発も望まれている。

特開２０１２−５９４５９号公報

しかし、現時点では、ＬＥＤの放熱対策、および光の効果的な取り出しを十分に満足する照明器具は得られていない。

よって、光源の効果的な放熱および光の効果的な取り出しが可能な照明器具の開発が望まれている。

実施形態に係る照明器具は、発光素子を実装した基板と透光性のカバーを有する発光ユニット、およびこの発光ユニットのカバーを保持した保持部材を有する。カバーは、基板の縁を支持する支持部を有し、基板の前面を覆うように設けられている。保持部材は、基板の背面に接触する接触面、およびカバーを透過した光を反射させる反射面を有する。そして、保持部材は、カバーの少なくとも一部が反射面より外側に膨出するようにカバーを保持している。

本発明によると、発光素子を実装した基板の効果的な放熱および光の効果的な取り出しが期待できる。

図１は、第１の実施形態に係るベースライトの外観斜視図である。 図２は、図１のベースライトの分解斜視図である。 図３は、図１のＦ３−Ｆ３に沿ったベースライトの断面図である。 図４は、図１のベースライトの要部断面図である。 図５は、第２の実施形態に係るベースライトの要部断面図である。 図６は、第３の実施形態に係るベースライトの要部拡大図である。

以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る照明器具として、ベースライト１００の外観斜視図を示す。また、図２は、このベースライト１００の構成要素を分解した分解斜視図である。さらに、図３は、図１のＦ３−Ｆ３に沿ったベースライト１００の断面図である。

このベースライト１００は、複数枚（本実施形態では４枚）の細長い基板２１を長手方向に一列に連結した光源部２を有する。このため、このベースライト１００は、細長い略矩形ブロック状の外殻構造を有する。なお、このベースライト１００は、光源部２の各基板２１の発光素子（図示せず）を実装した前面２１ａを下に向けた姿勢（図１を上下反転した姿勢）で、建物の天井Ｃなどに直付けされる。

ベースライト１００は、上述した光源部２の他に、光源部２を覆う透光性のカバー３、カバー３の両端を塞ぐ透光性のキャップ４、４、光源部２の背面（すなわち、各基板２１の背面２１ｂ）を面で接触させた状態でカバー３を保持する保持部材５、保持部材５の内側に配置されるシャーシ６、および保持部材５とシャーシ６の長手方向両端を塞ぐ蓋体７、７を有する。シャーシ６の内側には、点灯装置８が取り付けられている。

光源部２は、細長い矩形帯状の４枚の基板２１を有する。各基板２１の前面２１ａには、複数の発光素子が基板２１の長手方向に沿って２列で実装されており、各発光素子を個別に覆う蛍光体層２３が設けられている。図３では、蛍光体層２３を破線で図示してあるが、蛍光体層２３で包まれた発光素子の図示は省略してある。

また、基板２１の長手方向端部近くの前面２１ａには、隣接する基板２１同士を図示しない配線を介して接続するためのコネクタ２４（図３参照）が設けられている。４枚の基板２１は、このコネクタ２４を介して互いに電気的に連結される。また、このように連結された一方の端にある基板２１は、図示しない配線を介して点灯装置８に接続される。

基板２１は、絶縁材である例えばガラスエポキシ樹脂（ＦＲ−４）等の材料によって形成されている。基板２１の前面２１ａには、銅箔で形成された図示しない配線パターンが形成され、配線パターンの上には反射率の高い白色のレジストが塗布される。なお、基板２１は、セラミックス材料や合成樹脂材料で形成でき、或いはアルミニウム板の一面に絶縁層を積層した金属ベース基板を使用することができる。金属ベース基板を用いると、放熱性を高めることができる。

発光素子は、ＬＥＤのベアチップからなる。ＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を光源部２で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このＬＥＤのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて配線パターン上に接着され、ボンディングワイヤによって配線パターンに電気的に接続されている。

蛍光体層２３は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、ＹＡＧ：Ｃｅ等の蛍光体を適量含有している。蛍光体層２３は、個々の発光素子を個別に被覆するように高さ寸法の小さい略円筒状をなしている。蛍光体は、発光素子が発する光で励起されて、発光素子が発する光の色とは異なる色の光を放射する。本実施形態では、発光素子が青色光を発するため、光源部２として白色光を出射できるように、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。

なお、蛍光体層２３の形状は、個々の発光素子を被覆できれば、特段限定されるものではなく、山形の形状や複数の発光素子を連続的に覆うライン状の形態を適用することができる。また、発光素子としては、表面実装型のＬＥＤパッケージを用いるようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。

カバー３は、光源部２の前面側、すなわち各基板２１の前面２１ａを覆う前面部３１を有する。前面部３１は、その中央に向けて僅かに前方へ突出するように湾曲しており、基板２１の前面２１ａから前方に離間した位置に設けられる。このカバー３は、弾性変形可能な透光性を有する樹脂により形成されている。

また、カバー３は、前面部３１と反対側に、各基板２１の背面２１ｂを同時に露出する長手方向に延びたスリット状の開放部３２を有する。開放部３２は、カバー３の全長にわたって設けられている。そして、開放部３２の長手方向に沿った両側縁部には、基板２１の長手方向に沿った縁をそれぞれスライド可能に支持する支持溝３２ａ、３２ａ（支持部）が設けられている。

基板２１は、上述したように一列に連結され、カバー３の長手方向一端から挿入される。この際、各基板２１の長手方向に沿った縁が開放部３２の両側にある支持溝３２ａ、３２ａにそれぞれ挿入されてスライドされる。つまり、カバー３は、４枚の基板２１の縁を支持した状態で、その開放部３２が塞がれて、筒状構造をなす。

キャップ４、４は、透光性を有する樹脂材料によって形成され、弾性変形を伴ってカバー３の長手方向両端に取り付けられる。キャップ４、４は、カバー３の断面形状と略同じ形状の装着部を有する。すなわち、４枚の基板２１がカバー３の支持溝３２ａに挿通された後、カバー３の両端をキャップ４、４で塞ぐことで、基板２１の脱落が防止される。なお、これら複数枚の基板２１、カバー３、および２つのキャップ４、４は、発光ユニット２０として機能する。各基板２１に実装された発光素子から放出された光は、カバー３を介して放出されるとともに、キャップ４、４、を介して放出され、全方向に拡散した光を放出できる。

保持部材５は、光源部２の各基板２１の背面２１ｂを面で接触させる細長い接触面５１、および発光ユニット２０のカバー３を透過した光を反射させる２つの反射面５２、５２を有する。保持部材５は、その長手方向に沿って折り曲げられた断面略Ｕ字状の構造を有し、発光ユニット２０に対向する底板部５３の外面に接触面５１を有し、２つの側板部５４、５４の外面に反射面５２、５２を有する。接触面５１および反射面５２は、それぞれ保持部材５の長手方向に延びている。すなわち、保持部材５は、カバー３を保持する機能、カバー３（およびキャップ４、４）を透過した光を反射する機能、および複数枚の基板２１を放熱する機能を担う。

保持部材５の底板部５３は、細長い複数の板状部材を組み合わせた複雑なリブ構造を有することで剛性が高められており、接触面５１の平面度が高められている。また、底板部５３の短手方向両端、すなわち長手方向に沿った両辺縁部には、発光ユニット２０のカバー３を取り付けるための取り付けレール５５、５５がそれぞれ設けられている。

一方、カバー３の対応する部位には、これら取り付けレール５５、５５を挿通する一対の保持溝２５、２５が設けられている。保持溝２５、２５は、発光ユニット２０のカバー３の短手方向両端、すなわち長手方向に沿った両縁部の内側に設けられている。すなわち、これら保持溝２５、２５は、複数の基板２１の縁を支持する支持溝３２ａ、３２ａより外側に設けられている。

このように、一対の保持溝２５、２５を支持溝３２ａ、３２ａより外側に設けることで、複数枚の基板２１の背面２１ｂを保持部材５の接触面５１に良好に接触させることができる。つまり、カバー３を僅かに弾性変形させた状態で保持溝２５、２５に保持部材５の取り付けレール５５、５５を挿通し、カバー３の復元力を利用して、その支持溝３２ａ、３２ａで支持された複数枚の基板２１の背面２１ｂを保持部材５の接触面５１に押圧接触せしめることができる。これにより、複数枚の基板２１の背面２１ｂを保持部材５の接触面５１に良好に接触させることができ、基板２１の放熱性を高めることができる。

図４には、第１の実施形態のベースライト１００の断面概略図を示してある。ここでは、保持部材５の反射面５２、５２の機能を説明するため、他の部位の構造を簡略化して図示してある。
保持部材５の２つの反射面５２、５２（図４では一方のみを図示）は、ベースライト１００の側面に露出している。本実施形態では、カバー３の保持溝２５、２５をカバー３の内側に開放させて設けたため、保持部材５の取り付けレール５５、５５は、カバー３の内側から保持溝２５、２５に挿入される。このため、保持部材５の側板部５４の外面にある反射面５２は、カバー３の幅方向端部より内側に配置される。言い換えると、カバー３は、少なくともその一部が、保持部材５の反射面５２、５２より外側に膨出するように、保持部材５によって保持されている。

シャーシ６は、図２に示すように、その内側に、点灯装置８を備えており、点灯装置８を配置した底板部６１に配線用孔６２を有する。この配線用孔６２には、ゴム製のブッシュ６３が取り付けられており、挿通される図示しない配線が傷つかないようになっている。点灯装置８は、ベースライト１００の外部にある図示しない商用電源に対して、配線用孔６２を通る図示しない配線を介して接続される。シャーシ６は、図３に示すように、保持部材５の内側に配置される。

蓋体７、７は、図２に示すように、保持部材５とシャーシ６の両端を塞ぐように設けられる。蓋体７、７は、保持部材５の長手方向両端近くで側板部５４に設けられたネジ孔５６、シャーシ６の長手方向両端近くで側板部６３に設けられたネジ孔６４、および蓋体に設けられたネジ孔７１を介して挿通されるネジ９１により、保持部材５およびシャーシ６の長手方向両端に取り付けられる。

以上のように、本実施形態によると、カバー３の一部を保持部材５の反射面５２より外側に膨出させたため、ベースライト１００の光をより効果的に取り出すことができる。つまり、発光部２の各基板２１に実装された複数の発光素子から放出された光は、カバー３の前面部３１を介して前方に放出されるとともに、カバー３の膨出した側方やキャップ４が設けられた端部からも放出される。この際、特に、カバー３の膨出した側方から放出された光の一部がベースライト１００の取り付け面である天井Ｃ方向に向かい、保持部材５の反射面５２で反射される。

この際、例えば、保持部材５の各反射面５２に白色の塗装を施すことで、反射面５２の反射率をより高めることができる。本実施形態では、反射面５２を塗装することで、光の反射率を９０％以上にすることができた。その結果、天井Ｃに向かう光束を増やすことができ、光の効果的な取り出しが可能となった。

また、本実施形態によると、複数枚の基板２１の背面２１ｂを保持部材５の接触面５１に良好に接触させるようにしたため、基板２１の熱を効果的に保持部材５に伝達することができ、基板２１の放熱性を高めることができた。

図５は、第２の実施形態に係るベースライト２００の要部断面概略図である。ここでは、第１の実施形態と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
本実施形態のベースライト２００は、発光ユニット２０からベースライト２００の取り付け面（すなわち天井Ｃ）に向かって外側に角度θで傾斜した反射面５７を備えた保持部材５’を有する。本実施形態では、天井面Ｃの垂線に対する傾斜角度θを０〜１０°の範囲内に設定した。これ以外の構成は、上述した第１の実施形態と略同じである。つまり、反射面５７は、カバー３の膨出した側部より内側に配置されており、カバー３を透過した光の一部を反射させることができるようになっている。

保持部材５の側板部にある反射面５７を図示のように傾斜させることで、光の反射方向を変えることができる。具体的には、天井Ｃに取り付けた状態のベースライト２００を見上げたとき、傾斜した反射面５７がより見え易くなる。

図６は、第３の実施形態に係るベースライト３００の要部断面概略図である。
このベースライト３００は、カバー３の長手方向両端を塞ぐキャップ４と保持部材５およびシャーシ６の長手方向両端を塞ぐ蓋体７を１つの部材で一体に形成した端部部材３０１を有する。それ以外の構造は、上述した第１の実施形態のベースライト１００と略同じであるため、ここでは端部部材３０１以外の構成要素についての詳細な説明は省略する。

端部部材３０１は、透光性を有する樹脂により形成されている。発光ユニット２０のカバー３の両端を塞ぐ部位は、光源部２の光を端部から取り出すため、透光性を有することが望ましい。一方、点灯装置８などを内部収容配置したシャーシ６の端部を塞ぐ部位は、外部から透けて見えないように不透明であることが望ましい。このため、両方の部位を有する端部部材３０１は、少し濃い乳白色の透光性を有する樹脂により形成することが望ましい。

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２…光源部、３…カバー、４…キャップ、５…保持部材、６…シャーシ、７…蓋体、８…点灯装置、２０…発光ユニット、２１…基板、２１ｂ…背面、２５…保持溝、３２ａ…支持溝、５１…接触面、５２、５７…反射面、１００、２００、３００…ベースライト。

Claims (4)

1. 前面に発光素子を実装した基板、および該基板の縁を支持する支持部を有するとともに上記前面を覆うように設けられた透光性のカバー、を有する発光ユニットと；
   上記基板の背面に接触する接触面、および上記カバーを透過した光を反射させる反射面を有し、上記カバーの少なくとも一部が上記反射面より外側に膨出するように上記カバーを保持した保持部材と；
   を有する照明器具。
2. 上記反射面は、９０％以上の反射率を有する、
   請求項１の照明器具。
3. 上記反射面は、上記発光ユニットから当該照明器具の取り付け面に向かって外側に傾斜している、
   請求項１の照明器具。
4. 上記カバーは弾性を有し、
   上記保持部材は、上記支持部より外側で上記カバーを保持する、
   請求項１の照明器具。

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