JP2014099247A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】
ランプの放熱機能および器具本体の防水、防塵機能が簡素に構成される照明器具を提供する。
【解決手段】
照明器具１は、筐体８の一端側８ａに半導体発光素子９の放射光が出射される開口１１および開口１１の周囲に外方に突出する環状の突出部１２を有するランプ２と、ランプ２が挿入される貫通孔３５の周囲にランプ２の突出部１２の高さＨ１よりも小さい段差Ｄ１を有する第１および第２の環状面３８，３９を有する器具本体３と、ランプ２の突出部１２に当接して開口１１を塞ぐ透光性のカバー４と、収縮することで液密となり、カバー４と器具本体３の第２の環状面３９との間に設けられるパッキン５と、ランプ２の突出部１２が器具本体３の第１の環状面３８に当接し、パッキン５が収縮するようにカバー４を押圧して器具本体３に固定する固定具６と、を具備している。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、口金付きのランプを装着する照明器具に関する。

ダウンライトなどの埋込形照明器具には、光源にＬＥＤ素子を用いたランプ（ＬＥＤランプ）を使用するものがある。この照明器具は、ＬＥＤ素子の温度上昇を抑制するために、ランプに対する十分な放熱性能を確保する必要がある。このため、当該照明器具は、放熱体を備え、この放熱体にランプからの熱を伝熱させ、さらに放熱体から器具本体に伝熱させて器具本体から外部空間に放熱させており、あるいは、ランプ周りに対流を形成して放熱させる構造などに構成されている（例えば特許文献１参照。)

また、前記照明器具は、浴室や塵埃の多い工場などの天井等に設置する防水、防塵機能（ＩＰ機能）を有するものが提案されている。前記照明器具は、例えば、器具本体の照射開口に嵌め込まれるカバー部材の外周にＯリングなどのパッキングを設けて、このパッキングが器具本体の照射開口の内面に密着し、器具本体の内部が気密になるように構成されている（例えば特許文献２参照。）。

特開２０１２−１０９１５３号公報（第７頁、第１図） 特開２０１２−１６０２９４号公報（第８頁、第５図）

放熱機能を有する前記照明器具において、放熱体は、ランプまたはランプが取り付けられるソケットに接触させるように設けられるので、器具本体内の構造を複雑にするという欠点を有する。

また、防水、防塵機能を有する前記照明器具において、カバー部材は、そのパッキングが器具本体の照射開口の内面に密着するように照射開口に嵌め込まれるので、器具本体への嵌め込み構造が複雑になるという欠点を有する。

本実施形態は、ランプの放熱機能および器具本体の防水、防塵機能が簡素に構成される照明器具を提供することを目的とする。

本実施形態の照明器具は、ランプ、器具本体、カバー、パッキンおよび固定具を有して構成される。

ランプは、筐体の内部に半導体発光素子が配設されている。そして、筐体は、その一端側に半導体発光素子の放射光が出射される開口と、この開口の周囲に外方に突出する環状の突出部を有し、その他端側に半導体発光素子に給電する口金部を有して形成される。

器具本体は、一端側から他端側に連通する貫通孔と、一端側の貫通孔の周囲にランプの突出部の高さよりも小さい段差を有する第１および第２の環状面とを有して形成される。ここで、器具本体は、第１の環状面にランプの突出部が当接し、貫通孔にランプが挿入されるように形成される。

カバーは、透光性を有してなり、ランプの突出部に当接して開口を塞ぐものであり、器具本体の第１および第２の環状面に正対するように設けられる。

パッキンは、カバーと器具本体の第２の環状面との間に設けられ、収縮することで液密となるものである。

固定具は、ランプの突出部が器具本体の第１の環状面に当接し、パッキンが収縮するように、カバーを押圧して器具本体に固定するものである。

本実施形態によれば、ランプの突出部が器具本体の第１の環状面に当接するので、ランプの熱が突出部から器具本体に伝熱して放熱され、カバーがパッキンを収縮させて液密となるように押圧して器具本体に固定されるので、カバー側から器具本体内に水分や塵などが侵入することが防止され、これにより、簡素な構成により、ランプの放熱機能と、器具本体の防水、防塵機能とを備えた照明器具を提供できる。

本発明の一実施形態を示す照明器具の一部切り欠き概略側断面図である。 同上、照明器具の概略正面図である。 同上、ランプを示し、（ａ）は概略縦断面図、（ｂ）は概略正面図である。 同上、器具本体の概略縦断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態の照明器具１は、図１に示すように、ランプ２、器具本体３、カバー４、パッキン５および固定具６を有してなり、例えば浴室の天井７に設けられる埋込形照明器具に形成されている。

ランプ２は、図３（ａ）に示すように、筐体８の内部に半導体発光素子としてのＬＥＤ素子９が配設されたピン形口金のＬＥＤランプである。筐体８は、高熱伝導率を有する金属例えばアルミニウム（Ａｌ）からなり、例えばダイキャストにより、一端側８ａから他端側８ｂに向かい段階的に径小となる略円筒状の筒部１０ａ〜１０ｄに形成されている。そして、一端側８ａの筒部１０ａに、円形状の開口１１と、この開口１１の周囲に外方に所定長突出する環状の突出部（鍔部）１２とが形成されている。また、他端側８ｂの筒部１０ｄは、底部（天板部）１３を有している。そして、中間の筒部１０ｂの外面には、筒部１０ｂの周回に亘って等間隔に複数個の放熱フィン１４が形成されている。

筒部１０ａは、その開口１１と反対側の底部１５が平坦状のドーナツ型に形成されている。この底部１５に、発光モジュール１６が設けられている。発光モジュール１６は、円盤状の基板１７および複数個のＬＥＤ素子９を有して形成されている。基板１７は、例えばガラスエポキシ材からなり、一面１７ａ側にＬＥＤ素子９を実装している。

ＬＥＤ素子９は、パッケージ品であり、例えば白色光を放射するものが用いられている。そして、複数個のＬＥＤ素子９は、図３（ｂ）に示すように、基板１７の中心１７ｃ対して回転対称となるように、例えば正５角形に配設されているとともに、図示しない配線パターンにより直列接続されている。

そして、基板１７は、底部１５に形成されたねじ孔１８（図３（ａ）に示す。）にねじ込まれたねじ１９により、底部１５に固定されている。基板１７は、その中心１７ｃに対して回転対称に設けられる例えば４個のねじ１９により固定されている。そして、図３（ａ）に示すように、基板１７の他面１７ｂ側には、直列接続されたＬＥＤ素子９に接続されたコネクタ２０付きのリード線２１，２１が接続されている。

筐体８の他端側８ｂの筒部１０ｃおよび筒部１０ｄの内側には、口金体２２が配設されている。口金体２２は、電気絶縁性の合成樹脂例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなり、その外形が筒部１０ｃおよび筒部１０ｄの内面形状に形成された凸形の有底の円筒状に形成されている。そして、口金体２２は、筒部１０ｃおよび筒部１０ｄの内側に圧入されて取り付けられている。

口金体２２の底部２３には、一対の電極ピン２４，２４が設けられている。一対の電極ピン２４，２４は、例えば真鍮からなり、その先端側２４ａ，２４ａが径大である円柱状に形成され、底部２３に形成された不図示の貫通孔に圧入されて底部２３に取り付けられている。筐体８の筒体１０ｄの底部１３には、電極ピン２４，２４を通す通孔２５，２５が設けられている。電極ピン２４，２４は、通孔２５，２５を通って筒体１０ｄの底部１３から外方に所定長突出している。通孔２５，２５は、電気絶縁性の不図示の充填材例えばシリコーン樹脂により埋められている。

また、口金体２２の内側には、点灯装置２６が不図示の取付手段により取り付けられている。点灯装置２６は、筐体８の筒部１０ｂおよび筒部１０ｃの内部に設けられている。電極ピン２４，２４は、口金体２２の内部において、点灯装置２６の入力側にリード線２７，２７により接続されている。点灯装置２６の出力側は、コネクタ２８付きのリード線２９，２９が接続されている。そして、コネクタ２８は、リード線２１，２１のコネクタ２０に接続されている。これにより、発光モジュール１６のＬＥＤ素子９は、点灯装置２６に接続されている。

点灯装置２６は、交流電源を直流電源に変換し、ＬＥＤ素子９に定電流を供給する既知の構成により形成されている。すなわち、電極ピン２４，２４が給電されると、点灯装置２６が動作し、点灯装置２６から供給される定電流によりＬＥＤ素子９が点灯して白色光を放射する。この放射光は、筒部１０ａの開口１１から出射される。なお、コネクタ２０，２８同士は、発光モジュール１６が筒部１０ａの底部１５に取り付けられる前に接続される。リード線２１，２１は、所要の長さを有しており、筐体８内において弛んでいる。

筐体８の筒部１０ｄには、図１に示すように、ソケット３０が取り付けられる。ソケット３０は、不図示の受金が電源コードＫＤを介して外部電源（商用交流電源）Ｖｓに接続されている。そして、筒部１０ｄにソケット３０が取り付けられると、一対の電極ピン２４，２４は、ソケット３０の受金に電気接続し、外部電源Ｖｓの交流電圧を給電するようになっている。こうして、図３において、筐体８の他端側８ｂの筒部１０ｄは、点灯装置２６を介して発光モジュール１６のＬＥＤ素子９に給電する口金部３１となっている。

ランプ２は、図１に示すように、器具本体３に取り付けられる。器具本体３は、比較的軽量であって熱伝導率が良好な金属例えばアルミニウム（Ａｌ）により略円筒状に形成されている。そして、器具本体３は、天井７に設けられた円形状の取付け開口３２に挿入され、一端側３ａに形成された環状のフランジ部３３と、他端側３ｂに取り付けられた取付ばね３４，３４とにより、天井７を挟持して天井７に取り付けられている。

器具本体３は、図４に示すように、一端側３ａから他端側３ｂに沿うとともに連通する貫通孔３５が形成されている。この貫通孔３５は、一端側３ａの端面３ｃの中心および他端側３ｂの端面３ｄの中心を結ぶ中心軸に形成され、ランプ２の筐体８の最大外径、本実施形態では筒部１０ａの外径よりも若干（例えば０．５〜３ｍｍ）大きく形成されている。

そして、器具本体３の一端側３ａにおいて、端面３ｃから貫通孔３５を中心とする第１の凹部３６および第２の凹部３７がそれぞれ円柱状に形成されている。ここで、第２の凹部３７は、その外径が第１の凹部３６の外径よりも大きいものである。そして、第１の凹部３６は、ランプ２の突出部１２の外径Ｒ１（図３（ａ）に示す。）よりも若干大きい内径を有し、第２の凹部３７は、カバー４（図１に示す。）よりも若干大きい内径を有するように形成されている。これにより、貫通孔３５の周囲に、第１の凹部３６の底面である第１の環状面３８が形成され、第２の凹部３７の底面である第２の環状面３９が形成されている。

そして、第１の凹部３６および第２の凹部３７は、第１の環状面３８および第２の環状面３９の段差Ｄ１がランプ２の突出部１２の高さ（厚さ）Ｈ１（図３（ａ）に示す。）よりも小さくなるように形成されている。また、第２の凹部３７は、カバー４および固定具６を配設可能に、第２の環状面３９の一端側３ａの端面３ｃからの深さＤ２が設定されている。第２の凹部３７の内周面３７ａには、環状の凹溝４０が設けられている。この凹溝４０は、固定具６を配設可能に形成されている。

取付ばね３４，３４は、他端側３ｂの端面３ｄから突出形成され、１８０°回転対称に設けられたばね取付部４１，４１に固定されている。ばね取付部４１は、個々に略逆Ｌ形に形成され、互いに逆向きに一対設けられている。そして、ばね取付部４１の水平部４１ａに取付ばね３４の中間部３４ｃが巻回されて回転可能に取り付けられている。そして、取付ばね３４の他端部３４ｂには、錘４２が設けられ、この錘の加重により取付ばね３４の一端部３４ａがフランジ部３３との間で天井７を挟持するものである。

図１に示すように、ランプ２は、その突出部１２が器具本体３の第１の環状面３８に当接するように、筐体８が器具本体３の一端側３ａの端面３ｃ側から貫通孔３５に挿入されている。そして、器具本体３の第２の凹部３７内にランプ２の開口１１を塞ぐようにカバー４が設けられている。

カバー４は、透光性の合成樹脂板例えばアクリル板からなり、第２の凹部３７の内径よりも若干小さい円盤状に形成されている。また、カバー４は、ランプ２の突出部１２が第１の環状面３８に当接する状態で、突出部１２に当接して、突出部１２と器具本体３の凹溝４０との間に介在するように、その板厚が設定されている。ここで、第１および第２の環状面３８，３９の段差Ｄ１は、突出部１２の高さＨ１よりも小さいので、突出部１２が器具本体３の第１の凹部３６から突出し、カバー４は、突出部１２に当接できるものである。すなわち、カバー４は、器具本体３の第１および第２の環状面３８，３９に正対するように設けられて、ランプ２の突出部１１に当接し、ランプ２の開口１１を塞ぐものである。

そして、カバー４と器具本体３の第２の環状面３９との間にパッキン５が設けられている。パッキン５は、外部からの押圧に応じて収縮するとともに当該収縮に対する復元力を有する樹脂からなり、本実施形態ではスポンジが用いられている。パッキン５は、リング状に形成されている。また、パッキン５は、ランプ２の突出部１２が器具本体３の第１の環状面３８に当接し、カバー４がランプ２の突出部１２に当接している状態で、第２の凹部３７の第２の環状面３９および内周面３７ａ、ランプ２の突出部１２およびカバー４から押圧されるように、その大きさが設定されている。そして、パッキン５は、ランプ２が器具本体３の貫通孔３５に挿入される前に、または当該挿入後に、第２の環状面３９に接するように第２の凹部３７内に設けられる。この後、パッキン５およびランプ２を覆うように、カバー４が設けられる。

そして、ランプ２およびカバー４は、固定具６により器具本体３に固定されている。固定具６は、略Ｕ字状に折り曲げた断面丸型の針金からなり、図２に示すように、折り曲げ部６ａおよび先端部６ｂ，６ｂが器具本体３の凹溝４０内に挿入されている。固定具６の内側に、ランプ２の開口１１（発光モジュール１６）が正対している。

固定具６は、凹溝４０に挿入可能に、凹溝４０と略同等の外径を有して形成されている。そして、先端部６ｂ，６ｂに互いに近づくように力を加えると、先端部６ｂ，６ｂ間が狭くなり、これに対する復元力を有している。固定具６は、折り曲げ部６ａおよび先端部６ｂ，６ｂが凹溝４０内に挿入されているときには、先端部６ｂ，６ｂが完全に復元していなく、その復元力により、凹溝４０の内壁を押圧して凹溝４０に固定されている。

そして、図１に示すように、固定具６は、凹溝４０に固定した状態で、カバー４を押圧している。カバー４は、ランプ２の突出部１２を押圧して器具本体３の第１の環状面３８に当接させている。ランプ２は、その突出部１２が第１の環状面３８とカバー４とにより挟持されて器具本体３に固定されている。また、カバー４は、ランプ２の突出部１２を介して第１の環状面３８と固定具６とにより挟持されて器具本体３に固定されている。

また、カバー４は、パッキン５を押圧している。パッキン５は、カバー４からの押圧により収縮しており、第１の環状面３８およびカバー４間に液密となるように設けられている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

器具本体３は、天井７の取付け開口３２に挿入された後に、フランジ部３３および取付ばね３４，３４により天井７を挟持して、天井７に取り付けられる。このとき、外部電源Ｖｓに電源コードＫＤを介して接続されたソケット３０が器具本体３の貫通孔３５に導入される。

ランプ２は、その口金部３１にソケット３０を取り付けた後に、手で持って、突出部１２が器具本体３の第１の凹部３６に挿入されるように、筐体８が貫通孔３５に挿入される。そして、突出部１２の周囲の第２の凹部３７にパッキン５を挿入するとともに、手を入れ替えて、カバー４を第２の凹部３７に挿入して、カバー４でランプ２およびパッキン５を支える。

そして、カバー４を押圧しながら固定具６を器具本体３の凹溝４０に挿入する。すなわち、固定具６の先端部６ｂ，６ｂを例えば指で掴み、力を加えて先端部６ｂ，６ｂ間を狭めて、折り曲げ部６ａを凹溝４０に挿入する。そして、先端部６ｂ，６ｂ間に加える力を徐々に緩めて、復元力により、先端部６ｂ，６ｂ間を徐々に広がらせる。固定具６は、折り曲げ部６ａに加えて、凹溝４０に先端部６ｂ，６ｂ側が挿入する。先端部６ｂ，６ｂは、復元力により、さらに広がろうとして凹溝４０の内壁に当接する。これにより、固定具６は、凹溝４０において、器具本体３に固定される。

固定具６は、カバー４に当接して、カバー４を押圧する。カバー４は、ランプ２の突出部１２を押圧して器具本体３の第１の環状面３８に当接させる。

また、カバー４は、パッキン５を押圧する。パッキン５は、収縮して、その収縮による復元力により、第２の凹部３７の第２の環状面３９および内周面３７ａ、カバー４およびランプ２の突出部１２に密接する。これにより、器具本体３の第２の凹部３７に侵入し、カバー４と第２の凹部３７の内周面３７ａとの隙間に侵入した水分は、パッキン５とカバー４との境界、パッキン５と第２の凹部３７の内周面３７ａとの境界およびパッキン５と第２の環状面３９との境界にそれぞれ侵入しにくくなる。

前記水分は、さらに、カバー４とランプ２の突出部１２との境界および第１の環状面３８とランプ２の突出部１２との境界に侵入しにくくなる。これにより、器具本体３の一端側３ａの端面３ｃ側からランプ２の筐体８内および器具本体３の貫通孔３５内に、水分が侵入することが防止される。こうして、パッキン５は、カバー４により押圧されることにより、収縮することで液密となり、カバー４と第２の環状面３９との間に設けられている。

そして、本実施形態では、パッキン５は、スポンジであるので、国際電気標準会議にて標準化された保護等級に対して、ＩＰＸ４の保護等級を有する防水機能の照明器具１が提供される。また、当該防水機能により、照明器具１は、ＩＰ５ＸまたはＩＰ６Ｘの防塵機能を有するものである。

そして、外部電源Ｖｓがランプ２の電極ピン２４，２４に投入されると、点灯装置２６からランプ２の発光モジュール１６のＬＥＤ素子９に定電流が供給される。ＬＥＤ素子９は、発熱するとともに、白色光を放射する。白色光は、筐体８の開口１１を塞ぐカバー４を透過して、器具本体３の第２の凹部３７から床面側の外部空間に出射される。

そして、ＬＥＤ素子９に発生した熱は、発光モジュール１６から筐体８に熱伝導される。ここで、筐体８は、高熱伝導率を有するアルミニウム（Ａｌ）により形成されているので、熱を迅速に伝導する。筐体８に熱伝導された熱は、その一部が放熱フィン１４等から器具本体３の貫通孔３５内などに放出される。

また、筐体８に熱伝導された熱は、突出部１２に熱伝達して、突出部１２が当接している第１の環状面３８から器具本体３に熱伝導される。器具本体３は、高熱伝導率を有するアルミニウム（Ａｌ）により形成されているので、熱を迅速に天井７の内側の外部空間に放出させる。

こうして、ＬＥＤ素子９に発生した熱は、迅速に放熱されるので、発光モジュール１６におけるＬＥＤ素子９の温度上昇が抑制される。ＬＥＤ素子９は、長寿命化されるとともに、発光効率の低下が防止される。このように、照明器具１は、ランプ２の突出部１２から器具本体３に放熱させる放熱機能を簡易な構成により有している。

本実施形態の照明器具１によれば、ランプ２の突出部１２が器具本体３の第１の環状面３８に当接するので、ランプ２の熱が突出部１２から器具本体３に伝熱して放熱され、カバー４がパッキン５を収縮させて液密となるように押圧して器具本体３に固定されるので、カバー４側から器具本体３内に水分や塵などが侵入することが防止され、これにより、簡素な構成により、ランプ３の放熱機能と、器具本体３の防水、防塵機能とを備えることができるという効果を有する。

なお、本実施形態において、ＬＥＤ素子９を点灯する点灯装置２６は、ランプ２に設けられていなくてもよい。点灯装置２６は、単体に形成されて、器具本体３に取り付けられていてもよく、器具本体３と別置されていてもよい。また、ランプ２の口金部３１は、ピン形口金でなく、Ｅ形口金に形成されてもよい。

また、パッキン５は、収縮することで液密となるものであればよく、スポンジに限らず、例えばゴムであってもよい。

また、本発明の一実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１…照明器具、 ２…ランプ、 ３…器具本体、 ４…カバー、 ５…パッキン、 ６…固定具、 ８…筐体、 １１…開口、 １２…突出部、 ３１…口金部、 ３５…貫通孔、 ３８…第１の環状面、 ３９…第２の環状面

Claims (1)

1. 内部に半導体発光素子が配設された筐体、この筐体の一端側に前記半導体発光素子の放射光が出射される開口およびこの開口の周囲に外方に突出する環状の突出部、前記筐体の他端側に前記半導体発光素子に給電する口金部を有するランプと；
   一端側から他端側に連通する貫通孔、一端側の前記貫通孔の周囲に前記ランプの突出部の高さよりも小さい段差を有する第１および第２の環状面を有し、前記突出部が前記第１の環状面に当接するように前記ランプが前記貫通孔に挿入される器具本体と；
   この器具本体の第１および第２の環状面に正対するように設けられ、前記ランプの突出部に当接して開口を塞ぐ透光性のカバーと；
   収縮することで液密となり、前記カバーと前記器具本体の第２の環状面との間に設けられるパッキンと；
   前記ランプの突出部が前記器具本体の第１の環状面に当接し、前記パッキンが収縮するように前記カバーを押圧して前記器具本体に固定する固定具と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。

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