JP2014116270A - 照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】配光特性に指向性を有する光源を使用しつつ照射対象領域における均斉度の向上を図る。
【解決手段】反射板20の側壁201の内側面に、それぞれランプソケット44が取り付けられている。また、各ランプソケット44は給電線45が導出されており、各給電線45の先端に設けられるプラグコネクタ46が、点灯装置4のレセプタクルコネクタ41に接続される。すなわち、一対のランプソケット44にLEDユニット1Bの両端の口金部19が各別に装着されると、各反射板20の内側にそれぞれLEDユニット1Bが配置される。そして、点灯装置4から各ランプソケット44を介してLEDユニット1Bに直流電力が供給されてLED100が発光する。ただし、各LEDユニット1Bは、軸方向(左右方向)から見て放物線の焦点と重なり、且つ配光特性が最高光度となる向きを反射面200の方へ向けるようにしてランプソケット44に装着される。
【選択図】 図1
【解決手段】反射板20の側壁201の内側面に、それぞれランプソケット44が取り付けられている。また、各ランプソケット44は給電線45が導出されており、各給電線45の先端に設けられるプラグコネクタ46が、点灯装置4のレセプタクルコネクタ41に接続される。すなわち、一対のランプソケット44にLEDユニット1Bの両端の口金部19が各別に装着されると、各反射板20の内側にそれぞれLEDユニット1Bが配置される。そして、点灯装置4から各ランプソケット44を介してLEDユニット1Bに直流電力が供給されてLED100が発光する。ただし、各LEDユニット1Bは、軸方向(左右方向)から見て放物線の焦点と重なり、且つ配光特性が最高光度となる向きを反射面200の方へ向けるようにしてランプソケット44に装着される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、照明器具に関し、特に、壁面を照明するための照明器具に関する。
従来例として、壁に設置された黒板や壁に掛けられた絵画などを照明するための照明器具(ウォールウォッシャーライトなどと呼ばれる。)を例示する(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1記載の従来例は、直管形の蛍光ランプを光源とし、下面が開口した箱形の器具本体と、器具本体内における長手方向の両端に設けられた一対のランプソケットと、放物面形状の反射板とを備えている。ここで、ランプソケットに装着される蛍光ランプの中心が反射板の焦点に一致しており、壁に設置された黒板や壁に掛けられた絵画を効率的に照明することができる。
また、近年は蛍光ランプに代えて、多数の発光ダイオード(LED)を直線状に並べた線状の光源(直管形のLEDランプや直線状のLEDユニットなど)が普及してきている。例えば、特許文献2には、いわゆる直管形のLEDランプが開示されている。このLEDランプは、LEDモジュールと、放熱部材と、円筒形のケースと、口金部とを有している。LEDモジュールは、多数のLEDが帯状の実装基板上に一列に並べて実装されてなる。放熱部材は、アルミなどの熱伝導度の高い材料で棒状に形成され、長手方向に沿った一面にLEDモジュールの実装基板が取り付けられる。
ケースは、ガラスやポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料で長尺の円筒形に形成され、その内部にLEDモジュール及び放熱部材を収納する。また、ケースの両端開口を塞ぐようにそれぞれ口金部が設けられる。片方の口金部には一対の電極(端子ピン)が突設され、これら一対の電極が、一方のランプソケットに設けられる一対の受金に各別に接続されることにより、点灯装置からLEDモジュールに電力(直流電力)が供給される。もう片方の口金部には接地用の電極(接地ピン)が突設され、他方のランプソケットに設けられる受金に接続されることでLEDモジュールが接地される。
ところで、特許文献2記載のLEDランプは、LEDモジュールから放射される光の大半が前方に照射され、放熱部材が存在するケースの後方には、ケースの内壁面に反射する僅かな量しか放射されない。ここで、特許文献2記載の直管形のLEDランプ(以下、LEDランプと略す。)は、日本電球工業会規格JEL801「L形ピン口金GX16t-5付直管形LEDランプシステム(一般照明用)」におけるLEDランプに相当する。当該規格においては、「ランプの配光はランプ下方立体角120°の範囲に70%を超えて光束を集中させないこと」と規定されている。
つまり、特許文献1記載の照明器具において、蛍光ランプをLEDランプに置き換える際、LEDランプの光束が集中する側の面(前面)を器具本体の開口側に向けた場合、およそ70%の光束については反射板で制御することができない。すなわち、LEDランプを使用した照明器具から照射される光の配光は、蛍光ランプを使用した照明器具から照射される光の配光と比べて、壁面(特に、黒板の表面や絵画の表面などの照射対象領域)における均斉度を大幅に低下させてしまう虞がある。
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、配光特性に指向性を有する光源を使用しつつ照射対象領域における均斉度の向上を図ることを目的とする。
本発明の照明器具は、1乃至複数の光源と、前記光源の配光を制御する配光制御部材と、前記光源並びに前記配光制御部材を保持する器具本体とを備え、前記光源は、直線状の軸の径方向に沿って光を放射し且つ前記軸の周方向における配光特性に指向性を有するものであり、前記配光制御部材は、長手方向と直交する断面の形状が放物線又は放物線に類似した形状であり、且つ前記放物線の焦点が存在する側の表面が鏡面からなる反射面に形成されている反射板であって、前記器具本体は、前記軸方向から見て前記焦点が前記光源と重なり、且つ前記配光特性が最高光度となる向きを前記反射面の方へ向けるようにして前記反射板及び前記光源を保持することを特徴とする。
この照明器具において、前記光源は、直管形のLEDユニットであることが好ましい。
この照明器具において、前記光源は、直方体形状のLEDユニットであることが好ましい。
この照明器具において、前記光源と前記配光制御部材の姿勢を一体的に可変とする姿勢可変手段を備えることが好ましい。
本発明の照明器具は、光源から放射される光束の大半を反射板で配光制御できるので、配光特性に指向性を有する光源を使用しつつ照射対象領域における均斉度の向上を図ることができるという効果がある。
以下、本発明に係る照明器具の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態における光源1として利用可能な3種類のLEDユニット1A,1B,1Cの断面図を図3(a)〜(c)に示す。
図3(a)に示すLEDユニット1Aは、LEDモジュール10と、放熱部材11と、ケース12と、口金部(図示せず)とを有している。LEDモジュール10は、多数のLED(LEDチップ)100が帯状の実装基板101上に一列に並べて実装されてなる。放熱部材11は、アルミなどの熱伝導度の高い材料で半円柱状に形成され、長手方向に沿った一面(平坦な面)にLEDモジュール10の実装基板101が取り付けられる。ケース12は、ガラスやポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料で長尺の半円筒形に形成され、その内部にLEDモジュール10を収納するようにして放熱部材11の平坦面に接合される。また、ケース12の両端開口を塞ぐようにそれぞれ口金部が設けられる。
このLEDユニット1Aの場合、LED100から放射される光は、大半がケース12を通過して前方に照射され、一部がケース12の内壁面に反射した後にケース12を通過して斜め後方に照射される(図3(a)における矢印付きの実線参照)。
また、図3(b)に示すLEDユニット1Bは、LEDモジュール10と、放熱部材13と、ケース14と、口金部19とを有している。LEDモジュール10は、多数のLED100がセラミックス製の実装基板101上に一列に並べて実装されてなる。放熱部材13は、アルミなどの熱伝導度の高い材料で断面凸形状の長尺の略棒状に形成されている。なお、放熱部材13は、鋼板などの金属材料で長尺の樋状に形成される保持部材130に保持されている。さらに、この保持部材130の一部が、LED100から放射される光の配光を制御する反射板にも兼用されている。ケース14は、ガラスやポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料で長尺の円筒形に形成され、その内部にLEDモジュール10及び放熱部材13を収納する。また、ケース14の両端開口を塞ぐようにそれぞれ口金部19が設けられる(図5参照)。
このLEDユニット1Bの場合、LED100から放射される光は、大半がケース14を通過して前方に照射される点はLEDユニット1Aと共通である。ただし、LED100から放射される光の一部がケース14の内壁面に反射した後に放熱部材13に反射し、ケース14を通過して後方にも照射される(図3(b)における矢印付きの実線参照)。図4における実線は、LEDユニット1Bの長手方向に直交する方向(直線状の軸の径方向)の配光特性を示し、図4における破線は、LEDユニット1Bの長手方向の配光特性を示している。
さらに、図3(c)に示すLEDユニット1Cは、LEDモジュール10と、反射板15と、放熱部材16と、パネル17と、取付板18とを有している。LEDモジュール10は、多数のLED100がセラミックス製の実装基板101上に一列に並べて実装されてなる。反射板15は、合成樹脂材料により、長尺の板状に形成されている。放熱部材16は、アルミなどの熱伝導度の高い材料で長尺の角樋状に形成され、外側の底面に反射板15を介してLEDモジュール10が取り付けられる。パネル17は、ポリカーボネート樹脂等の透光性を有する材料で一面が開口した長尺の矩形箱状に形成される。取付板18は、金属板によって帯状に形成され、放熱部材16の内側に収まるようにして放熱部材16と結合されている。そして、パネル17内にLEDモジュール10及び反射板15、放熱部材16、取付板18が収納されることでLEDユニット1Cが組み立てられる。なお、このLEDユニット1Cは、口金部の代わりにコネクタ付きのリード線(図示せず)を介して給電される。
このLEDユニット1Cの場合、LED100から放射される光は、大半がパネル17を通過して前方に照射され、一部がパネル17の内部を進行して斜め後方に照射される。なお、何れのLEDユニット1A,1B,1Cにおいても、実装基板101はセラミックス製に限定されない。
LEDユニット1Bを光源とする照明器具の実施形態を図5〜図7に示す。この照明器具A1は、2本の光源(LEDユニット1B)と、反射板ブロック2と、器具本体3と、点灯装置4とを備える。ただし、以下の説明では、図5において前後左右上下の各方向を規定する。
器具本体3は、下面が開口した金属製の箱体からなり、左右方向を長手方向とする矩形の底板30と、底板30の長手方向の両端から下方に垂下される一対の側板31と、底板30の短手方向(前後方向)の両端から下方に垂下される前板32及び後板33とを有する。なお、前板32の縦寸法(上下方向の寸法)及び側板31の前端の縦寸法が、後板33の縦寸法及び側板31の後端の縦寸法よりも短くなっている。
底板30の下面側に、2つの点灯装置4が前後方向に並べて取り付けられている。これらの点灯装置4は、商用交流電源から供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換回路などが金属製のケースに収納されて構成されている。各点灯装置4の左端部から導出される出力線40にそれぞれレセプタクルコネクタ41が設けられている。また、各点灯装置4の右端部から導出される電源線42が別々の電源端子台43に各別に接続される。これら2つの電源端子台43は底板30の下面側に取り付けられ、底板30を貫通する挿通孔300に挿通された屋内配線用の電灯線Xと接続される。なお、器具本体3は、天井Sから下向きに突出する2本の吊りボルトYとナットZによりねじ止めされる。
反射板ブロック2は、前後方向に並ぶ一対の反射板20と、前方の反射板20の前端及び後方の反射板20の後端にそれぞれ設けられる一対の軸受け部21と、各軸受け部21に挿通される軸体22とを有する。
各反射板20は、左右方向を長手方向とし、下面が開口し且つ長手方向の両端が側壁201で閉塞された箱状に形成されており、側壁201を含む内側の面が鏡面からなる反射面200に形成されている。また、反射板20の長手方向(左右方向)と直交する断面の形状が放物線(又は放物線に類似した形状)とされている。さらに、2つの反射板20は、長手方向に沿った一端側で連結されて一体に形成されている。なお、各反射板20の前端側の軸受け部21に、鋸歯状のバッファ23がそれぞれ取り付けられる。これらのバッファ23は、黒色に塗装された金属板からなり、LEDユニット1Bから放射される直接光により、壁面などの照射対象領域に生じる光むらを抑制している。
各反射板20の側壁201の内側面に、それぞれランプソケット44が取り付けられている。また、各ランプソケット44は給電線45が導出されており、各給電線45の先端に設けられるプラグコネクタ46が、点灯装置4のレセプタクルコネクタ41に接続される。すなわち、一対のランプソケット44にLEDユニット1Bの両端の口金部19が各別に装着されると、各反射板20の内側にそれぞれLEDユニット1Bが配置される。そして、点灯装置4から各ランプソケット44を介してLEDユニット1Bに直流電力が供給されてLED100が発光する。ただし、各LEDユニット1Bは、軸方向(左右方向)から見て放物線の焦点と重なり、且つ配光特性が最高光度となる向き(図4の実線における下向き)を反射面200の方へ向けるようにしてランプソケット44に装着される(図1(a)参照)。
軸受け部21は、左右方向を軸方向とする円筒形に形成され、その内部に2本の軸体22がそれぞれ挿通される。軸体22は、円柱状の金属棒からなり、軸受け部21から一端部を突出させ、且つ他端部から軸方向に直交する方向へ突設されたつまみ220を、軸受け部21に形成されている溝210から突出させている。なお、つまみ220を軸方向に動かすことにより、軸体22の先端部を軸受け部21の端部から進退させることができる。
一方、器具本体3の各側板31には、軸体22の先端が挿抜自在に挿入される挿入孔310が複数設けられている。具体的には、側板31の前端部には1つの挿入孔310が設けられ、側板31の後端部には4つの挿入孔310が上下方向に沿った円弧状に並べて設けられている(図6参照)。すなわち、各側板31の前端部の挿入孔310に、反射板ブロック2の前端側の軸体22の先端部をそれぞれ挿入し、各側板31の後端部の挿入孔310に、反射板ブロック2の後端側の軸体22の先端部をそれぞれ挿入することで、反射板ブロック2を器具本体3に保持できる。そして、反射板ブロック2の後端側の軸体22の先端部を挿入する挿入孔310を変えることにより、光源(LEDユニット1B)と反射ブロック2の姿勢(角度)を一体的に可変とできる。
図8は本実施形態の照明器具A1が設置された空間の断面図である。この空間は、例えば、博物館又は美術館の展示室であって、壁Wに掛けられた展示物(例えば、絵画)Dを、天井Sに設置された照明器具A1によって照明している。なお、符号Kは照明器具A1を隠すためのたれ壁を示し、符号Gは上端がたれ壁Kに固定されたガラス板を示している。ただし、照明器具A1が設置される空間は博物館又は美術館の展示室に限定されず、例えば、講義室や教室であってもよい。そして、講義室や教室に設置される場合、壁Wに設置された黒板を、天井Sに設置された照明器具A1によって照明することになる。
次に、本実施形態の照明器具A1の配光特性について、図1及び図2を参照して詳細に説明する。図1(a)は、本実施形態の照明器具A1におけるLEDユニット1Bと反射板20を示す断面図である。また、図1(b)は、軸回りに180°回転させた状態のLEDユニット1Bと反射板20を示す断面図である。さらに、図1(c)は、LEDユニット1Bを直管形の蛍光ランプFを置き換えた場合の断面図である。なお、図1(a)〜(c)の各図において、矢印付きの実線はLEDユニット1B又は蛍光ランプFから放射される光の光路を示している。
一方、図2(a)は、本実施形態の照明器具A1の配光特性であって、LEDユニット1Bの軸方向(器具本体3の長手方向)に対して垂直な方向における配光特性を実線で示し、LEDユニット1Bの軸方向と平行な方向における配光特性を破線で示している。また、図2(b)は、図1(b)に示した構成の配光特性であって、LEDユニット1Bの軸方向に対して垂直な方向における配光特性を実線で示し、LEDユニット1Bの軸方向と平行な方向における配光特性を破線で示している。さらに、図2(c)は、図1(c)に示した構成の配光特性であって、蛍光ランプFの軸方向に対して垂直な方向における配光特性を実線で示し、蛍光ランプFの軸方向と平行な方向における配光特性を破線で示している。
図2(b)における実線の配光特性と図2(c)における実線の配光特性を比較した場合、図2(b)における実線の配光特性の方が光源(LEDユニット1B)の近傍における配光が相対的に広角となっている。しかしながら、上述のように壁Wに掛けられた展示物Dを照明する場合、できるだけ挟角の配光となることが好ましいので、図2(b)における実線の配光特性よりも図2(c)における実線の配光特性の方が好ましい。
一方、本実施形態の配光特性(図2(a)における実線の配光特性)は、図2(b)及び図2(c)における実線の配光特性の何れよりも挟角の配光となっている。つまり、図1(b)に示した構成では、反射板20で配光制御可能な光束が、LEDユニット1Bから放射される光束の3割程度しかない。また、蛍光ランプFの場合、軸の周方向における配光特性が無指向性であるため、図1(c)に示した構成では、反射板20で配光制御可能な光束が、蛍光ランプFから放射される光束の5〜6割程度である。
これに対して本実施形態では、LEDユニット1Bから放射される光束の7割以上を反射板20で配光制御できるので、上述したように3種類の構成のうちで最も挟角の配光特性を実現することができる。ここで、図1(a)〜(c)に示した各照明器具を用いて壁面を照明した場合、それぞれの場合における壁面の照度分布は、図9に示すようになる。図9において、実線αが本実施形態の照明器具A1の照度分布を示し、実線βが図1(b)の構成の照度分布を示し、実線γが図1(c)の構成の照度分布を示している。図9から明らかなように、3種類の構成のうち、本実施形態の照明器具A1の照度分布の均斉度が最も高くなっている。
ここで、本発明に係る照明器具は、上述した実施形態(照明器具A1)のように天井Sに直付けされるものに限定されず、例えば、図10〜図12に示すように天井Sに埋込配設される照明器具A2であってもよい。以下、埋込型の照明器具A2について説明する。ただし、先に説明した照明器具A1と機能が共通する部材については、形状が多少異なっていても同一の符号を付して適宜説明を省略する。
この照明器具A2は、主に講義室や教室の壁に設置された黒板を照明する用途に使用されるものである。器具本体3は、下面が開口した直方体状の箱体からなり、底板30の下面側に点灯装置4や電源端子台42などが取り付けられている。また、器具本体3の開口端縁には、外向きに突出する外鍔部34が全周に渡って突設されている。この器具本体3は、天井Sに設けられた矩形の埋込孔H内に、外鍔部34よりも上の部分が挿入され、外鍔部34を天井Sに当接させた状態で吊りボルトYにねじ止めして取り付けられる(図12参照)。
反射板20は、長手方向と直交する断面の形状が放物線(又は放物線に類似した形状)とされ、長手方向に沿った前端に軸受け部21が設けられている。また、反射板20は、長手方向の両端部における後方の部位に、つまみねじ24が挿通される挿通孔25がそれぞれ貫通している(図10参照)。なお、軸受け部21の長手方向の両端にそれぞれ軸体22が挿入されている。さらに、反射板20は、長手方向の両端において放物線の頂点に相当する位置にランプソケット44が設けられている。
一方、器具本体3の各側板31における前端部に、軸体22の先端が挿抜自在に挿入される挿入孔310が設けられている。また、器具本体3内には、弧状に湾曲した一対の固定板35が長手方向の両端部に配設されている。これらの固定板35には、複数(図示例では2つ)のねじ孔350が形成されている。すなわち、各側板31の挿入孔310に、反射板ブロック2の軸体22の先端部をそれぞれ挿入し、反射板20の2つの挿通孔25にそれぞれ挿通されるつまみねじ24を、固定板35のねじ孔350にねじ止めすることで、反射板ブロック2を器具本体3に保持できる。そして、つまみねじ24をねじ止めするねじ孔350を変えることにより、光源(LEDユニット1B)と反射ブロック2の姿勢(角度)を一体的に可変とできる(図11参照)。
また、本発明に係る照明器具は、器具本体3の内部に反射板ブロック2が収納されるものに限定されず、例えば、図13〜図15に示すように器具本体3と反射板ブロック2が別体とされる照明具A3であってもよい。以下、器具本体3と反射板ブロック2が別体とされた照明器具A3について説明する。ただし、先に説明した照明器具A1,A2と機能が共通する部材については、形状が多少異なっていても同一の符号を付して適宜説明を省略する。
この照明器具A3は、主に講義室や教室の壁に設置された黒板を照明する用途に使用されるものである。器具本体3は、下面が開口した直方体状の箱体からなるケース36と、角樋状に形成されてケース36の開口面を塞ぐカバー37とで構成される。ケース36の内底面に点灯装置4や電源端子台43などが取り付けられている。この器具本体3は、天井Sから下向きに突出する2本の吊りボルトYとナットZによりねじ止めされる。
反射板ブロック2(反射板20)は、長手方向と直交する断面の形状が放物線(又は放物線に類似した形状)とされ、長手方向両端の側壁201にねじ孔202がそれぞれ設けられている。この反射板20は、器具本体3に設けられた一対の支持部38によって支持される。
支持部38は、先端が半円弧形の板状に形成され、ケース36の長手方向の両端からほぼ水平に且つ前方へ突出している。また、支持部38の先端部分には、つまみねじ39が挿通される挿通孔380が厚み方向に貫通している。
而して、一対の支持部38の間に反射板ブロック2を配置し、支持部38の挿通孔380に挿通したつまみねじ39を側壁201のねじ孔202に締め込むことにより、器具本体3に対して所望の角度に傾けた状態で反射板ブロック2を支持部38に支持させることができる。
ところで、上述した3種類の照明器具A1,A2,A3は、直管形の蛍光ランプFを光源とする従来の照明器具と、点灯装置(安定器)及びソケット以外の構造が共通である。したがって、本実施形態の照明器具A1,A2,A3は、蛍光ランプ用の照明器具と一部の部材(器具本体や反射板など)を流用することができるので、製造コストの削減を図ることができる。さらに、既設の蛍光ランプ用の照明器具から点灯装置とランプソケットを交換すれば、本実施形態の照明器具A1,A2,A3を実現することができる。故に、既設の照明器具の部材を廃棄せずに流用することにより、省資源及び環境負荷の低減を図ることができる。
1B LEDユニット(光源)
3 器具本体
20 反射板(配光制御部材)
3 器具本体
20 反射板(配光制御部材)
Claims (4)
- 1乃至複数の光源と、前記光源の配光を制御する配光制御部材と、前記光源並びに前記配光制御部材を保持する器具本体とを備え、
前記光源は、直線状の軸の径方向に沿って光を放射し且つ前記軸の周方向における配光特性に指向性を有するものであり、
前記配光制御部材は、長手方向と直交する断面の形状が放物線又は放物線に類似した形状であり、且つ前記放物線の焦点が存在する側の表面が鏡面からなる反射面に形成されている反射板であって、
前記器具本体は、前記軸方向から見て前記焦点が前記光源と重なり、且つ前記配光特性が最高光度となる向きを前記反射面の方へ向けるようにして前記反射板及び前記光源を保持することを特徴とする照明器具。 - 前記光源は、直管形のLEDユニットであることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
- 前記光源は、直方体形状のLEDユニットであることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
- 前記光源と前記配光制御部材の姿勢を一体的に可変とする姿勢可変手段を備えることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の照明器具。
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CN104976551A (zh) * | 2015-05-20 | 2015-10-14 | 杨晓珺 | 一种无直接眩光可调节黑板灯具 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A711 | Notification of change in applicant |
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