JP2014143085A - 防爆形照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】効率の低下、及びムラの発生を抑えることができる防爆形照明器具を提供すること。
【解決手段】光源容器２の光出射口１６の底部１３Ａに、発光面８０を光出射口１６の側に向けて複数のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを配置し、前記光出射口１６を透光部材１１で覆い、この透光部材１１の上側に前記光出射口１６を横断する方向に延びる複数本のガード支柱２３を設けた耐圧防爆形照明器具１において、前記ガード支柱２３の直下から外れて前記発光面８０が位置するように前記ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの各々を配置した。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤや有機ＥＬ等の発光素子を光源に備えた防爆形照明器具に関する。

地下に電力ケーブル、ガス管、通信ケーブル等が設けられた共同溝、或いは石油化学プラント等の工場では漏洩ガスによる着火のおそれがあるため、照明器具には防爆形照明器具が使用されている。防爆形照明器具において、発光素子の一例たるＬＥＤを光源に用いた器具が知られている。ＬＥＤを光源に用いることで、ランプを光源にした場合に比べ、ＬＥＤの発光面から放射される光の殆どを光出射口から取り出すことが可能になり、灯具の効率が高められる。
防爆形照明器具は、一般に、器具本体の光出射口を覆う透光性材から成るグローブと、このグローブを保護するガードとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１８６０８５号公報

しかしながら、防爆形照明器具では、ＬＥＤの放射光がガードによって遮蔽されてしまい器具光束が低下し、また、ガードによって照射野にムラが生じ易くなる、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、効率の低下、及びムラの発生を抑えることができる防爆形照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、器具本体の光出射口の底に、発光面を上側に向けて複数の発光素子を配置し、前記光出射口を透光性材で覆い、この透光性材の上側に前記光出射口を横断する方向に延びる複数本のガード支柱を設けた防爆形照明器具において、前記ガード支柱の直下から外れて前記発光面が位置するように前記発光素子の各々を配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記防爆形照明器具において、前記光出射口の内側面の近くに前記発光素子の各々を配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記防爆形照明器具において、前記発光素子から前記内側面に入射する光を反射する反射面を、前記発光素子のそれぞれごとに前記内側面との間に設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記防爆形照明器具において、前記発光面と前記ガード支柱との間に、さらに反射面を設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記防爆形照明器具において、前記ガードは前記ガード支柱を支持する枠体を有し、当該枠体が前記光出射口に取り付けられるとともに、前記発光素子の各々を、前記発光面からみて最遠方に位置する前記枠体の縁部が前記発光面の光放射範囲から外れるように配置したことを特徴とする。

なお、上記防爆形照明器具は、発光素子を表面に実装した基板の当該表面を覆って絶縁する絶縁シートと、前記絶縁シートの表面に重ねられる弾性材と、取付箇所に固定される複数の固定片を有する板状の固定体と、を備え、前記固定体は、前記基板に対面配置される裏側に、前記絶縁シート、及び弾性材を保持し、前記固定片の固定に伴い前記絶縁シートを前記基板の表面に前記弾性材を介して押し付けることを特徴とする絶縁固定モジュールを備えても良い。この絶縁固定モジュールは、防爆形照明器具に限らず、任意の照明器具における、発光素子を表面に実装した基板の電気的絶縁、及び固定に用いることができる。

本発明によれば、光出射口を横断する方向に延びる複数本のガード支柱の直下から外れて発光面が位置するように発光素子の各々を配置したため、ガード支柱によって発光素子の発光面の光が遮蔽されるのが抑制される。これにより、効率の低下、及びムラの発生を抑えることができる。

本発明の実施形態に係る耐圧防爆形照明器具の構成を示す斜視図であり、（Ａ）は下方からみた斜視図、（Ｂ）は上方からみた斜視図である。 設置状態の耐圧防爆形照明器具の平面図である。 耐圧防爆形照明器具の底面図である。 耐圧防爆形照明器具の断面図である。 耐圧防爆形照明器具の分解斜視図である。 光源容器を上方からみた斜視図である。 光源容器の断面を示す模式図である。 ＬＥＤモジュールの構成を示す平面図である。 ＬＥＤモジュールの斜視図であり、（Ａ）は正面側からみた斜視図、（Ｂ）は背面側からみた斜視図である。 ＬＥＤモジュールの分解斜視図である。 図３においてガード部材を透視して示した図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る耐圧防爆形照明器具１の構成を示す斜視図であり、図１（Ａ）は設置状態の耐圧防爆形照明器具１を下方からみた斜視図、図１（Ｂ）は設置状態の耐圧防爆形照明器具１を上方からみた斜視図である。図２は設置状態の耐圧防爆形照明器具１の平面図、図３は耐圧防爆形照明器具１の底面図である。また図４は耐圧防爆形照明器具１の断面図であり、図５は耐圧防爆形照明器具１の分解斜視図である。
なお、図１〜図３では、耐圧防爆形照明器具１を既設の位置ボックス５から垂下させて設置する、いわゆる直吊形の設置態様を示している。

耐圧防爆形照明器具１は、爆発性ガスの存在する場所などの特殊環境下で使用される照明器具である。この耐圧防爆形照明器具１は、揮発性ガスが器具内に侵入して内部で爆発しても器具が爆発圧力に耐え、かつ、外部の爆発性ガスに引火するおそれのない、いわゆる耐圧防爆構造を有している。
具体的には、耐圧防爆形照明器具１は、図１、及び図２に示すように、光源容器２と、この光源容器２の上に接合された電源容器３と、この電源容器３の上に接合された端子箱４とを備え、それぞれが耐圧防爆構造の容器として構成されている。これに加え、これら光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の間の接合構造も上記耐圧防爆構造と同等の耐圧強度を備えることで、耐圧防爆形照明器具１の全体が耐圧防爆に要求される基準を満足している。これら光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の間の接合構造については後述する。

光源容器２は光源たるＬＥＤモジュール８（図３）を収める容器であり、電源容器３はＬＥＤモジュール８の点灯電力を生成する電源回路９（図４）を収める容器である。電源回路９が光源容器２と別体の電源容器３に設けられることで、ＬＥＤモジュール８と電源回路９が熱的に分離されることから、電源回路９への熱的影響を抑えつつＬＥＤモジュール８の高出力化が可能になる。またＬＥＤモジュール８の高出力化に伴う電源回路９の大面積化にも容易に対応可能になる。この耐圧防爆形照明器具１では、例えば４００Ｗ級の水銀灯を光源に用いた従前の器具と同等の光量が得られるように高出力型の複数のＬＥＤモジュール８が光源容器２に収められている。
端子箱４は、電源回路９と、外部引出線２９（図４）とを結線する容器である。外部引出線２９は、商用電力を供給する電力供給線に耐圧防爆形照明器具１の外で結線される電気配線である。

この耐圧防爆形照明器具１を特殊環境下に設置して使用する際には、図１に示すように、例えば天井面に既設の位置ボックス５に取り付けて使用される。位置ボックス５は、商用電力を耐圧防爆形照明器具１に供給するものであり、天井面への耐圧防爆形照明器具１の取付ベースとして用いられる。
すなわち、位置ボックス５は、複数の固定脚６を備え、当該固定脚６を天井面にボルト等で耐圧防爆形照明器具１の荷重に耐え得るように強固に固定して設置されている。位置ボックス５の筐体には、天井面を延びる商用電力の電力供給線を引き込む開口７Ａと、耐圧防爆形照明器具１の外部引出線２９を引き込む開口７Ｂとが各々設けられている。それぞれの開口７Ａ、７Ｂから引き込まれた電力供給線、及び外部引出線２９が位置ボックス５の中で結線され、これにより耐圧防爆形照明器具１に商用電力が供給される。なお、位置ボックス５には、４方向に開口７Ａが設けられ、適宜の開口７Ａから電力供給線を引き込み、また他の耐圧防爆形照明器具１への送り配線を引き出し可能に構成されている。使用しない開口７Ａは例えばプラグ等で閉塞される。

一般に、防爆形照明器具は規格上、電力供給線、及び外部引出線を接続する端子箱を設けなければならない。一方で、既設の防爆形照明器具の改修工事では、電線管が接続されている端子箱を交換すると改修工事が大掛かりとなることにより、既設の防爆形照明器具の端子箱をそのまま流用し、照明器具のみの交換を要求されることがある。しかし、端子箱は寸法、形状等の統一された規格がないため互換性がなく、端子箱の交換を行っている実情がある。
これに対して、この耐圧防爆形照明器具１は、耐圧防爆構造の端子箱４を上記既設の端子箱とは別に一体に予め備えることから、規格上、耐圧防爆形照明器具として完結さている。

次いで、耐圧防爆形照明器具１の各部について説明する。
上述の通り、耐圧防爆形照明器具１は、光源容器２と、電源容器３と、端子箱４との３つを連結して構成されている。
光源容器２は、図４、及び図５に示すように、光源容器本体１０と、透光部材１１と、ガード１２とを備えている。
光源容器本体１０は、有底円筒状の光源収容部１３と、この光源収容部１３の光出射口１６の全周に、径方向（外に向かう方向）に延びるように形成されたフランジ１９とを一体に備え、平面視円形の概略トレイ（皿）状に形成されている。光源収容部１３の底部１３Ａには、複数の取付台座１５が一体に形成されている。取付台座１５は、底部１３Ａの中心Ｏ（図３）の周りに略等間隔に設けられており、それぞれの取付台座１５にはＬＥＤモジュール８が固定されている。これにより、図３に示すように、複数のＬＥＤモジュール８が中心Ｏの周りに略等間隔に配置される。

ＬＥＤモジュール８は、図３に示すように、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを備えている。ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａは、多数のＬＥＤをＬＥＤ基板の上に密集配置して平面視略円形（四角形も有り得る）の発光面８０を形成したチップオンボード（ＣＯＢ）構造の高輝度、及び高出力な発光デバイスであり、発光面８０を光出射口１６の側に向けて設けられている。耐圧防爆形照明器具１は、複数のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを光源に備えることで高輝度、大出力化が実現されている。

透光部材１１は、図４、及び図５に示すように、透明な円板状の耐圧部材であり、ＬＥＤモジュール８を覆うように光源容器本体１０の円形の光出射口１６に嵌め込まれている。具体的には、光源容器本体１０の光出射口１６には底部１３Ａの側に凹む段部１８が形成されており、透光部材１１の縁部１７が段部１８で支持される。

ガード１２は、外部物体の衝突等から透光部材１１を保護する部材であり、透光部材１１を覆うように光源容器本体１０に取り付けられている。
詳述すると、ガード１２は、光源容器本体１０のフランジ１９に平面接合される円環部（枠体：フランジ）２０を備える。円環部２０は、図４に示すように、少なくともフランジ１９と同程度の幅（径方向（外に向かう方向）に延びる長さ）Ｗを有し、この円環部２０が多数のボルト２１で光源容器本体１０のフランジ１９に強固に締結される。この円環部２０には、略中央に配置される円環状ガード部２２と、この円環状ガード部２２から放射状に光出射口１６を横断する方向に延びて円環部２０に結合されるガード支柱２３とを一体に有するガード部材２４が設けられている。光源容器本体１０には、前掲図３に示すように、それぞれのガード支柱２３の間にＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０を露出させて配置されており、ガード支柱２３の影が照射野に生じ難くなっている。

また、図４に示すように、ガード１２の円環部２０には、光源容器本体１０のフランジ１９と当接する側の面に、抑え段部２５、及び環状凹部２６が全周に亘って形成されている。抑え段部２５には透光部材１１の縁部１７が係合し、円環部２０がフランジ１９にボルト２１で固定されるに伴って透光部材１１が強固に抑えつけられることで耐圧防爆構造の容器が構成されている。また環状凹部２６は抑え段部２５よりも外周側に設けられ、Ｏリング２７が嵌め込まれることで光源容器本体１０とガード１２の間が密封される。
なお、図５に示すように、透光部材１１と、光源容器本体１０、及びガード１２との間には、それぞれ円環板状のパッキン４５が挟み込まれている。

図６は、光源容器２を上からみた斜視図である。
光源容器２には、図６に示すように、光源容器本体１０の上面１０Ａから外周面１０Ｂにかけて延びる板状の多数の放熱フィン４０が一体に形成されている。これら放熱フィン４０は、内部のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発熱を放熱するための部材である。これにより、高輝度、大出力のＬＥＤであるＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを光源とした場合でも、これら放熱フィン４０によってＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの温度が適性動作可能な温度に抑えられる。

ここで、光源容器本体１０の光出射口１６には、上述の通り、透光部材１１が嵌め込まれる段部１８が形成されている。この段部１８は、図４に示すように、光出射口１６から深さαだけ凹むことから、この段部１８では、段部１８の深さαの分、フランジ１９の厚みＴが薄くなり強度が弱くなる。このため、光源容器２の内部で爆発が発生した際に段部１８で破断が生じ易くなり所定の耐圧防爆性能が得られなくなる。
そこで、この光源容器本体１０では、幾つかの放熱フィン４０の一端部４０Ａを段部１８に対応する位置まで延ばし、これらの放熱フィン４０によって強度が補われる構成としている。
詳述すると、図６に示すように、光源容器本体１０のフランジ１９の上面１０Ａの側には、上記ボルト２１の締結箇所のそれぞれに受け部を構成する凸部４１が設けられている。放熱フィン４０の幾つかは一端部４０Ａが凸部４１に連結されることで、上記の段部１８に対応した位置まで放熱フィン４０が延在し、これにより段部１８の強度が補強される。

光源容器本体１０の上面１０Ａには、略中央に凸状部３０が設けられている。凸状部３０は、その上面３０Ａが平らな略円板状を成し、電源容器３との平面接合面を構成している。凸状部３０は少なくとも周囲の放熱フィン４０よりも高い位置まで突出し、放熱フィン４０を上面１０Ａ、すなわち内部のＬＥＤモジュール８の直下に延在させつつ、この上面１０Ａの側に電源容器３が結合可能になっている。
図４に示すように、凸状部３０の略中央には配線用貫通孔３１が形成され、この配線用貫通孔３１にはブッシュ３２が圧入され、このブッシュ３２がねじ止めのブッシュ抑え３４で強固に抑え付けられている。ブッシュ３２には挿通孔３３Ａ、３３Ｂが貫通し、これら挿通孔３３Ａ、３３Ｂには、電源容器３から延びる電気配線７５が通されて光源容器２に導入される。また凸状部３０の上面３０Ａには、全周に亘って環状凹部３５が設けられ、密封部材たるＯリング３６が嵌め込まれている。

ところで、図４に示すように、凸状部３０が設けられることで光源容器本体１０の底部１３Ａには上面１０Ａの側に若干凹む凹部４３が形成されることから、上記段部１８と同様に内部爆発発生時に破断し易くなる。そこで、上記放熱フィン４０のそれぞれは、図６に示すように、他端部４０Ｂが凸状部３０の外周面３０Ｂに連結され、これにより凸状部３０の強度が補強されている。

電源容器３は、図４、及び図５に示すように、電源容器本体５０と底体５１とを備えている。電源容器本体５０は、電源回路９を収める有底の電源回路収容部５２と径方向（外に向かう方向）に延びるフランジ５３とを一体に備えている。底体５１は、電源回路収容部５２に対応して凹む収容凹部７０と、径方向（外に向かう方向）に延びるフランジ７１とを一体に備え、電源容器本体５０と底体５１のフランジ５３、７１が平面接合し、多数のボルト５４で締結されることで耐圧防爆構造の電源容器３が構成されている。底体５１のフランジ７１には、接合面内に全周に亘って凹部５６（図４）が形成され、この凹部５６にＯリング５７が嵌め込まれて密封されている。

図４に示すように、電源回路収容部５２の上面５２Ｂは平らな面に構成され、その略中央には、電源回路９から配線を引き出す貫通孔７８が形成されている。この貫通孔７８に対応して上面５２Ｂには、配線を固定する固定部５８が設けられている。固定部５８は、貫通孔７８に連通する連通孔５９を有した略円筒部材であり、連通孔５９には、ねじ止めのブッシュ押さえ６１で押さえつけられたブッシュ６０が圧入されている。このブッシュ６０を貫通させて配線が引き出されている。

一方、底体５１の底面５１Ａには、図５に示すように、底面視円形であり底面７２Ａが平らな凸状部７２が一体に設けられている。この凸状部７２は、光源容器２の凸状部３０と平面接合する接合面を構成するものである。この凸状部７２の底面７２Ａの中央には配線用開口７３が開口し、光源容器２の凸状部３０の配線用貫通孔３１と連通することで、これら配線用開口７３、配線用貫通孔３１を通じて電気配線７５が電源容器３から光源容器２に引き回される。

端子箱４は、図４、及び図５に示すように、有底円筒状の端子箱本体６２と、フランジ６３とを有する。端子箱本体６２の上面６２Ａには、キャップ６４が平面接合されて多数のボルト６５（図５）で強固に締結されている。キャップ６４の中には、外部引出線２９を支持する支持部６６が設けられる。この外部引出線２９は、端子箱本体６２の上面６２Ａを貫通して端子箱本体６２から引き出され、支持部６６を通ってキャップ６４を通って外部に引き出される。この端子箱４は、電源容器３の上面５２Ｂに固定部５８を端子箱本体６２で覆うように設けられ、端子箱４の中において、外部引出線２９の端部が電源容器３の固定部５８に固定された配線と結線される。

耐圧防爆形照明器具１の組立について説明すると、先ず、光源容器２を組立てた後、この光源容器２の上に電源容器３を組み付ける。具体的には、光源容器２の上面１０Ａの凸状部３０に電源容器３の底体５１の凸状部７２を平面接合し、両者を多数のボルト７６（図４）で強固に締結して組み付ける。この平面接合とボルト７６による締結によって、所定耐圧性能を有した耐圧防爆の容器間接合構造が構成される。そして、電源回路９を電源容器本体５０に組み付け、光源容器２に底体５１を組み付け結線する。最後に、底体５１に電源容器本体５０を被せボルト５４で強固に締結することで耐圧防爆構造の電源容器３を構成する。

次いで電源容器３の上に端子箱４を組み付ける。具体的には、電源容器３の上面５２Ｂの固定部５８に外部引出線２９を結線し、この固定部５８を端子箱本体６２で覆うように端子箱４のフランジ６３を電源容器３の上面５２Ｂに平面接合し多数のボルト６７で強固に締結する。この平面接合とボルト６７による締結によって、所定耐圧性能を有した耐圧防爆の容器間接合構造が構成される。そして、端子箱本体６２の上にキャップ６４を平面接合し多数のボルト６５で端子箱４を構成する。なお、キャップ６４の締結は、端子箱４を電源容器３に組み付ける前に行っても良い。
以上の作業により、光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の各々が連結され耐圧防爆形照明器具１が組立てられる。

このように、本実施形態の耐圧防爆形照明器具１においては、光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の各々の耐圧防爆構造の容器を互いに平面接合し、多数のボルトで締結して耐圧防爆構造の容器間接合構造を構成している。
この構成により、容器間をねじ嵌合により接合する従前の接合構造に比べて組立が非常に簡単になる。

また平面接合構造においては、耐圧防爆性能を接合部の距離によって調整できる。したがって、光源容器２、及び電源容器３の凸状部３０、７２の距離、及び端子箱４のフランジ６３の距離を所望の耐圧防爆性能に合わせて設計することで、これら光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の間の連結構造に所望の耐圧防爆性能が得られる。
これにより、ねじ溝の高精度な設計や加工を要する、従前のねじ嵌合に比べ、設計、及び加工が容易な接合構造となり、灯具の生産性が高められる。

耐圧防爆性能と接合部の距離について説明すると、爆発試験には、一般に、内部爆発に対する強度の確認試験である爆発強度試験の他に、爆発引火試験が含まれている。爆発引火試験は、火炎逸走に対する安全性の確認試験である。
例えば防爆指針と呼ばれる推奨基準では、火炎逸走を防止するために、容器の内容積とガスのグレードに応じて、接合部が確保すべき最小距離が決められている。すなわち、容器内で引火発生した火炎は、接合部の接合面を通り、最終的に冷やされ外部には不燃性ガスのみが排出される。このとき接合部を火炎が通過する距離が足りない場合、火炎は完全に冷やされず外部のガスに引火される。

したがって、この耐圧防爆形照明器具１では、光源容器２、及び電源容器３の間では、凸状部３０、７２の接合面内における開口（配線用貫通孔３１、配線用開口７３）から外部に至るまでの距離を調整することで所望の防爆引火性能が確保される。
また、電源容器３と端子箱４の間では、両者の接合面であるフランジ６３の幅（径方向に延びる距離）を調整することで所望の防爆引火性能が確保される。
なお、これら光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の形状や締結金具としてのボルトの本数、ボルト締めするピッチも防爆引火性能、及び防爆強度性能に関係するため、設計時には、これらを総合的に考慮して、上記接合部の距離が決定されることとなる。

本実施形態においては、光源容器２、電源容器３、及び端子箱４の各々においても、平面接合とボルト締結により耐圧防爆構造の容器を構成しているため、各容器の設計、加工、及び組立も容易となっており、灯具の生産性が非常に高められている。
また、ＬＥＤモジュール８を収めた光源容器２の他に、電源回路９を収めた電源容器３を別体に備える構成であるため、ＬＥＤモジュール８と電源回路９とが熱的に分離され、電源回路９に与える熱的影響が抑えつつＬＥＤモジュール８を高出力化できる。

ただし、この耐圧防爆形照明器具１では、光出射口１６にガード１２が設けられている。このため、何ら対策を施さなければ、ガード１２によってＬＥＤモジュール８の光が遮蔽されて器具光束が低下してしまい、ＬＥＤモジュール８の高出力化の効果が薄れる。特に、このＬＥＤモジュール８には、通常のＬＥＤよりも比較的大きな発光面８０（図３）を有するＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａが用いられているため、発光面８０を覆う位置にガード１２のガード支柱２３が位置し易く、発光面８０の光が遮蔽され易い。

そこで、この耐圧防爆形照明器具１では、図３に示すように、光出射口１６の上を横断するガード支柱２３の直下から外れた位置に発光面８０が位置するように各ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａが配置されている。この配置によって、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０の全体が各ガード支柱２３の間から露出することとなり、ガード支柱２３による発光面８０の光の遮蔽が抑えられる。
特に、この耐圧防爆形照明器具１では、上述の通り、光源容器２の底部１３Ａに設けた取付台座１５（図４）にＬＥＤモジュール８が取り付けられることで、底部１３Ａから光出射口１６の近傍に底上げされて、すなわちガード支柱２３に近づけてＬＥＤモジュール８のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａが配置される。これにより、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの光が大きく拡がる前にガード支柱２３を通過することとなり、より効果的にガード支柱２３による遮蔽が抑えられる。

また、高出力のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの熱を効率良く放熱するために、この耐圧防爆形照明器具１では、図３に示すように、それぞれのＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａが光出射口１６の内側面１６Ａ（図４）の近くに配置されている。これにより、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの熱が光源容器２の内側面１６Ａに効率良く伝えられ、光源容器２の外周面１０Ｂ、及び放熱フィン４０から効率良く放熱される。
このとき、複数（本実施形態では８個）のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０は、底面視円形の光出射口１６の中心Ｏの周りに等間隔に配置されており、これにより、中心Ｏを中心とした略円形の配光が得られる。
また上述の通り、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａのそれぞれは、取付台座１５による底上げの分、水平方向（発光面８０の面方向）に近い光成分が内側面１６Ａで遮蔽されずに取り出されることから、より広範囲（遠方）に亘り光を照射することができる。
これに加え、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａのそれぞれが内側面１６Ａの近くに配置されることで中心Ｏから比較的離れた位置に配置されることから、中心Ｏの直下で照度が極端に大きくなることも防止される。

ただし、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａから光出射口１６の開口面までの距離が同じとした場合では、内側面１６Ａに近付くほどＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの光が内側面１６Ａで遮蔽され易くなり器具光束は低下する。
そこで、この耐圧防爆形照明器具１では、図３に示すように、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０と内側面１６Ａとの間に反射ユニット８１を設けている。すなわち反射ユニット８１は、内側面１６ＡとＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの間を仕切るように配置された反射面８２を有する。この反射面８２が内側面１６Ａに入射する光を光出射口１６の中心Ｏの方向に反射し当該光出射口１６から光を出射させることで、これにより器具光束の低下が抑えられる。

このように、それぞれのＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを内側面１６Ａに近付けて配置し、かつ、内側面１６ＡとＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０との間に反射面８２を設けることで、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの放熱性を向上させ、中心Ｏでの照度を抑え、かつ器具光束の低下を抑えることができるのである。
また、この反射面８２は、図３に示すように、中心Ｏを挟んで対向する側の開口縁の方向Ｄ１に向けて光を反射することで、直下周辺から遠方方向の照度が補われ、直下付近のから遠方に向けての床面照度分布低下が概なだらかになり、作業者はより広範囲で明るく感じることができる。

また、図７の模式図に示すように、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａは、発光面８０から所定の光放射範囲αで光を放射する。一方、耐圧防爆形照明器具１は、光出射口１６に、ガード支柱２３を支持する枠体としての上記円環部２０が取り付けられており、この円環部２０の開口端２０Ａが実質的な光出射口となる。そして、この耐圧防爆形照明器具１では、この開口端２０ＡからＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの各々の光を効率良く出射させるために、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの各々を、発光面８０からみて最遠方に位置する円環部２０の開口端２０Ａが発光面８０の光放射範囲αから外れるように配置している。
これにより、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａから最遠方に向かう光成分Ｋが円環部２０で遮蔽されることなく開口端２０Ａから出射されることから、器具光束の低下が効果的に抑えられる。これに加え、発光面８０から最遠方に向かう光成分（すなわち、進行方向が水平方向に最も近い光成分）が開口端２０Ａから出射されることから、広い照射範囲が得られる。

ここで、上述の通り、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０は、図３に示すように、底面視（平面視）において、中心Ｏから放射状に延びるガード支柱２３の間に配置されることから、その両側にはガード支柱２３が延在する。一方、反射ユニット８１は、上記反射面８２の他に、底面視において、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０と各ガード支柱２３の間を仕切るように配置された一対の反射面８３を更に備える。
これらの反射面８３は、図３に示すように、発光面８０を挟んで対向する方向Ｄ２に反射するものである。すなわち、これらの反射面８３によって発光面８０からガード支柱２３に至る光路が、直接ガード支柱２３に至る場合に比べて長くなるため、この方向Ｄ２の先にあるガード支柱２３に入射するまでに光が比較的拡がることとなる。これにより、発光面８０の両側に延びるガード支柱２３によって遮蔽される光量が抑えられ、器具光束の低下が防止される。さらに多面体反射によるミキシング効果により、ガード支柱による遮蔽で生じる床面照度むらを低減する効果もある。また反射面８３の反射角を制御することで、より遠方に向けて光を照射し遠方での照度を高めることもできる。

図８はＬＥＤモジュール８の構成を示す平面図である。また図９はＬＥＤモジュール８の斜視図であり、図９（Ａ）は正面側からみた斜視図、図９（Ｂ）は背面側からみた斜視図である。図１０はＬＥＤモジュール８の分解斜視図である。
これらの図に示すように、ＬＥＤモジュール８は、２つのＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを備え、これらを１つに纏めて構成されている。すなわち、図１０に示すように、ＬＥＤモジュール８は、ＬＥＤモジュール基板８５と、ＬＥＤモジュール基板８５の表面を電気的に絶縁し、かつ固定する絶縁固定モジュール１１０とを備えている。

ＬＥＤモジュール基板８５は、２つのＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを１つに纏めてモジュール化したものであり、矩形の実装基板である高熱伝導性、及び電気絶縁性のセラミック基板８９と、このセラミック基板８９の両端部の各々に実装された一対の上記ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａと、この一対のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの間に設けられた配線コネクタ９０とを備えている。配線コネクタ９０は、電源容器３から延びる電源供給用の電気配線７５（図４）が接続される部材である。配線コネクタ９０と、両側のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａのそれぞれとは、これらＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａが電気的に直列接続されるように電線９１で接続されている。これにより、陽極用及び陰極用の１対の電気配線７５を配線コネクタ９０に装着することで、２つのＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａに電源が供給されるから配線作業が容易となる。また電気配線７５の必要本数がＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの数よりも減ることから、これらの電気配線７５を通すために光源容器２に設けた配線用貫通孔３１の径を小さくでき、耐圧構造や防爆構造の設計が容易となる。

絶縁固定モジュール１１０は、絶縁シート８６、スポンジパッキン（弾性材）８７、及び固定金具（固定体）８８を一体に備えている。
絶縁シート８６は、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの表面、特に電線９１の接続部９２の電気的な絶縁を図るものであり、白色の樹脂材から成るシートである。絶縁シート８６は、一対のＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａのそれぞれを覆い、発光面８０の全部を露出させる開口９５が形成された一対の覆い部９３と、これら覆い部９３を連結する連結部９４とを一体に備え、覆い部９３の間に上記配線コネクタ９０が収まるように構成されている。

固定金具８８は、セラミック基板８９を絶縁シート８６ごと覆った状態で光源容器２に固定するための板状の金具であり、平面視で絶縁シート８６と略同じ形状に形成されている。すなわち、固定金具８８は、絶縁シート８６の覆い部９３、及び連結部９４に対応して、照射窓９９が形成された板状のＬＥＤ覆い部９７、及び連結部９８を一体に備え、これらＬＥＤ覆い部９７、及び連結部９８に、ねじ止め固定のための複数のねじ止め片（固定片）９６が一体に設けられている。
本実施形態では、ＬＥＤモジュール８は、セラミック基板８９の側を取付台座１５に載置した状態で、固定金具８８のねじ止め片９６にねじを通して光源容器２の底部１３Ａに固定される。このとき取付台座１５の載置面に放熱グリスを塗ることで、セラミック基板８９から取付台座１５への伝熱性が高められ、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの放熱性が高められる。

スポンジパッキン８７は、絶縁シート８６の浮き上がりを防止し、セラミック基板８９との密着性を高める弾性材である。このスポンジパッキン８７は、シリコン製、白色、及び弾性を有し、平面視で固定金具８８と略同じ形状に形成されている。
一方、固定金具８８は、図１０に示すように、その縁部の適宜の箇所をＬ字状に折り曲げて成る複数の側壁１００を備え、これら側壁１００の中にスポンジパッキン８７が収められる。また側壁１００には係合孔１０４が形成されており、絶縁シート８６の縁部に設けた複数の凸形状部１０３を係合孔１０４に係合させることで、絶縁シート８６が固定金具８８の裏側（ＬＥＤモジュール基板８５と対面する側）に保持される。すなわち、固定金具８８にスポンジパッキン８７、及び絶縁シート８６を保持させることで、これらが１つの部品としてモジュール化され、取り扱いが容易となる。なお、側壁１００には、電線９１を通すための切欠１０５が適宜に設けられている。

固定金具８８には、複数の爪部１０１が照射窓９９の縁部に形成されており、固定金具８８のねじ止め片９６がねじ止めされると、これらの爪部１０１によってスポンジパッキン８７がセラミック基板８９に押し付けられる。またスポンジパッキン８７によってセラミック基板８９が全体的に押さえ付けられることから、セラミック基板８９と取付台座１５との密着性も高められる。

スポンジパッキン８７は、固定金具８８の照射窓９９に対応して、略同じ形状の開口１０２が形成されており、この開口１０２、及び照射窓９９を通じて発光面８０が露出する。
ここで、スポンジパッキン８７は、固定金具８８の押圧からＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを保護するために、ある程度の厚みｔ（図１０）を有することから、この厚みｔの分、発光面８０が照射窓９９から凹んだ位置に配置される。このため、照射窓９９、及び開口１０２の寸法形状が発光面８０と等しくしてしまうと、これら照射窓９９や開口１０２の内側面１０２Ａ（図１０）によって発光面８０から拡がる光の成分が遮蔽され器具光束の低下を招く。そこで、本実施形態では、これら照射窓９９、及び開口１０２が発光面８０よりも十分に大きく形成されており、器具光束の低下を抑えることとしている。なお、スポンジパッキン８７の内側面１０２Ａに反射面を設けることで、さらに効率良く光を取り出すことも可能である。

係る構成のＬＥＤモジュール８は、図１１に示すように、光源容器２の底部１３Ａに、中心Ｏの周りに配置され、この結果、各ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０が中心Ｏの周りに略等間隔に配置される。
また中心Ｏに対し放射状に延びる複数のガード支柱２３は、ＬＥＤモジュール８の配線コネクタ９０の上、及びＬＥＤモジュール８同士の間を延在し、発光面８０は勿論のことＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの真上も横断することなく配置される。

以上説明したように、本実施形態によれば次のような効果を奏する。
すなわち、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの各々を、その発光面８０がガード支柱２３の直下から外れて位置するように配置したため、ガード支柱２３によってＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの発光面８０の光が遮蔽されるのが抑制される。これにより、効率の低下、及びムラの発生を抑えることができる。

また本実施形態によれば、光出射口１６の内側面の近くにＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの各々を配置したため、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａの熱が光源容器２の内側面１６Ａに効率良く伝えられ、光源容器２の外周面１０Ｂから効率良く放熱させることができる。

また本実施形態によれば、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａから内側面１６Ａに入射する光を反射する反射面８２を各ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａのそれぞれごとに内側面１６Ａとの間に設けた。これにより、内側面１６Ａに入射する光が光出射口１６から取り出され、器具光束の低下が抑えられる。

また本実施形態によれば、発光面８０とガード支柱２３との間にも、さらに反射面８３を設けたため、この反射面８３による反射によって発光面８０の側を延びるガード支柱２３によって遮蔽される光量が抑えられ、器具光束の低下が防止される。また多面体反射によるミキシング効果により、ガード支柱による遮蔽で生じる床面照度むらを低減する効果もある。

また本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール基板８５の表面を電気的に絶縁し、かつ固定する絶縁固定モジュール１１０を備え、この絶縁固定モジュール１１０が、表面にＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを実装したＬＥＤモジュール基板８５の当該表面を覆って絶縁する絶縁シート８６と、この絶縁シート８６の表面に重ねられるスポンジパッキン８７と、取付箇所に固定される複数のねじ止め片９６を有する板状の固定金具８８と、を備え、この固定金具８８が、裏側に絶縁シート８６、及びスポンジパッキン８７を保持し、この固定金具８８のねじ止め片９６の固定に伴い絶縁シート８６を前記スポンジパッキン８７を介して前記ＬＥＤモジュール基板８５の表面に押し付ける構成とした。
この絶縁固定モジュール１１０により、ＬＥＤモジュール基板８５の絶縁、及び固定作業が簡単になる。

上述した実施形態はあくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

上述した実施形態では、耐圧防爆構造の耐圧防爆形照明器具１を例示したが、本発明は任意の照明器具に適用できる。
また上述した実施形態では、発光素子の一例として、ＣＯＢ型ＬＥＤ８Ａを例示したが、これに限らず、他のＬＥＤや有機ＥＬ素子などの任意の発光素子を光源に用いることができる。

１ 防爆形照明器具
２ 光源容器
８ ＬＥＤモジュール
８Ａ ＣＯＢ型ＬＥＤ（発光素子）
１０ 光源容器本体（器具本体）
１０Ｂ 外周面
１１ 透光部材
１２ ガード
１３Ａ 底部
１５ 取付台座
１６ 光出射口
１６Ａ 内側面
２０ 円環部（枠体）
２０Ａ 開口端
２２ 円環状ガード部
２３ ガード支柱
２４ ガード部材
７３ 配線用開口
７５ 電気配線
８０ 発光面
８１ 反射ユニット
８２ 反射面（第１の反射面）
８３ 反射面（第２の反射面）
８５ ＬＥＤモジュール基板
８６ 絶縁シート
８７ スポンジパッキン
８８ 固定金具
８９ セラミック基板
９０ 配線コネクタ
９１ 電線
９９ 照射窓
１１０ 絶縁固定モジュール
内側面１０２Ａ
Ｏ 中心

Claims (5)

1. 器具本体の光出射口の底に、発光面を上側に向けて複数の発光素子を配置し、前記光出射口を透光性材で覆い、この透光性材の上側に前記光出射口を横断する方向に延びる複数本のガード支柱を有するガードを設けた防爆形照明器具において、
   前記ガード支柱の直下から外れて前記発光面が位置するように前記発光素子の各々を配置したことを特徴とする防爆形照明器具。
2. 前記光出射口の内側面の近くに前記発光素子の各々を配置したことを特徴とする請求項１に記載の防爆形照明器具。
3. 前記発光素子から前記内側面に入射する光を反射する第１の反射面を、前記発光素子のそれぞれごとに前記内側面との間に設けたことを特徴とする請求項２に記載の防爆形照明器具。
4. 前記発光面と前記ガード支柱との間に、前記第１の反射面と反射方向が異なる第２の反射面を設けたことを特徴とする請求項３に記載の防爆形照明器具。
5. 前記ガードは前記ガード支柱を支持する枠体を有し、当該枠体が前記光出射口に取り付けられるとともに、
   前記発光素子の各々を、前記発光面からみて最遠方に位置する前記枠体の縁部が前記発光面の光放射範囲から外れるように配置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の防爆形照明器具。

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