JP2015109203A - Led照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】笠基材の開口部形状に対し、光源の出射口の大きさに合わせてアダプタを追加することにより、多種類のLED照明装置を簡単に笠基材と一体化することが可能で、グレア角を深くできるためグレアを軽減でき、均一な光を遠くまで出射するLED照明装置を提供する。
【解決手段】LED照明装置は、光源を収納する放熱部と、一方の端部が拡開形成されるとともに内部に空間が区画形成され、空間側に壁面を有し、他方の端部に空間に臨む開口部を有する笠基材51と、開口部に配置されるリング状のアダプタ6とを備える。放熱部の先端部分がアダプタ6の開口および開口部を通じて笠基材51に対して挿入されて固定され、アダプタ6によって、放熱部の挿入前の開口部の大きさを可変することができる。
【選択図】図4

Description

本発明は、発光素子例えば発光ダイオード(以下、LED(Light Emitting Diode)と適宜称する)素子を光源に使用したLED照明装置に係わり、特にLED照明装置に光反射用の笠基材を備えたLED照明装置に関するものである。
近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたLED素子を光源に使用したLEDランプが盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、省エネルギー機能(以下、「省エネ」と略記する)と経済性を考えて、既設の照明装置の配線と設置場所における被取付部の開口部をそのまま利用して、従来の照明装置をLED照明装置に交換する需要が多くなってきている。しかし、従来の照明装置と同等能力のLED照明装置と交換する場合、LED照明装置の照明能力が大きいため小型化されている。そこで、従来の開口部に対応させるために、光反射用の笠基材を利用して、従来の開口部に設置させることができるLED照明装置が開発されている。
例えば、特許文献1には、一方の端部が拡開形成されるとともに内部に反射空間が区画形成され、反射空間側に反射面を有し、他方の端部に反射空間に臨んで光源を取付可能な笠基材と、この笠基材に多色成形により一体的に積層形成され光源の光を反射する反射層と、を備えた照明装置用の筐体が開示されている。
また、特許文献2には、取付バネを固定する保持部は、対向する一対の上下方向のガイドを有するとともに、各ガイドに係止部を有し、取付バネは、一端側にガイドに沿って移動自在に保持される差込部と、差込部の両側に形成され、それぞれガイドの係止部に係合する被係止部と、を有するとともに、他端側に壁面押圧部を有し、差込部が保持部に保持され、かつ、両側の被係止部が係止部に係合することで、取付バネは保持部に固定される埋込型照明器具が開示されている。
しかしながら、上記特許文献1、2では、各種光源の出射口の大きさに合わせて、笠基材や保持部の形状が作成されている。そのため、笠基材や保持部の共通化が難しい構造で、多種類の照明装置に対応することが難しくなっていた。
また、上記特許文献1では、笠基材と反射層が多色成形により一体的に積層成形され、笠基材が樹脂により構成されているので、笠基材による放熱性が劣る照明装置用の筐体となっていた。
特許第5198165号公報 特開2011−198582号公報
本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、笠基材の開口部形状に対し、光源の出射口の大きさに合わせてアダプタを追加することにより、多種類の照明装置を簡単に笠基材と一体化することが可能で、笠基材の共通化を実施でき、グレア角を深くできるためグレアを軽減でき、均一な光を遠くまで出射するLED照明装置を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するための第1の手段として、光源を収納する放熱部と、
一方の端部が拡開形成されるとともに内部に空間が区画形成され、空間側に壁面を有し、他方の端部に空間に臨む開口部を有する笠基材と、開口部に配置されるリング状のアダプタとを備え、放熱部の先端部分がアダプタの開口および開口部を通じて笠基材に対して挿入されて固定され、アダプタによって、放熱部の挿入前の開口部の大きさを可変するようにしたことを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明は、上記の課題を解決するための第2の手段として、上記第1の解決手段において、アダプタは、複数のアダプタを組み合わせて構成することができることを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明は、上記の課題を解決するための第3の手段として、上記第1または第2の解決手段において、笠基材において中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状は、少なくとも1以上のアール形状で形成されていることを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明は、上記の課題を解決するための第4の手段として、上記第3の解決手段において、中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状は、光源側において内側に向けて突き出たアール形状に、拡開形成側において外側に向けて突き出たアール形状に形成されていることを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明は、上記の課題を解決するための第5の手段として、上記第3の解決手段において、前記壁面の中心軸を含む断面形状は、前記光源側において内側に向けて突き出たアール形状に、前記拡開形成側において直線形状に形成されていること壁面の中心軸を含む断面形状は、光源側において内側に向けて突き出たアール形状に、拡開形成側において外側に向けて突き出たアール形状に形成されていることを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明は、上記の課題を解決するための第6の手段として、上記第1乃至第3の解決手段において、壁面は、反射面で形成されていることを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明は、上記の課題を解決するための第7の手段として、上記第1乃至第3の解決手段において、放熱部および笠基材のそれぞれが外面に放熱フィンを有することを特徴とするLED照明装置を提供するものである。
本発明によれば、上記のように、アダプタにより開口部を調整できる構成であるため、一つの笠基材で多種類の照明装置に対応することができ、さらに、アダプタは、複数のアダプタを組み合わせて構成することもできる実益がある。
また、本発明によれば、上記のように、笠基材の中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状が、1以上のアール形状で形成されて、光源側が内側に向けて突き出たアール形状で、拡開形成側が外側に向けて突き出たアール形状で形成されて、壁面が反射面で形成されているため、出射された光が反射されて、グレア感を抑えた均一な光を出射することができる実益がある。
また、本発明によれば、上記のように、笠基材の中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状が、1以上のアール形状で形成されて、光源側が内側に向けて突き出たアール形状で、拡開形成側が直線形状で形成されて、壁面が反射面で形成されているため、出射された光が反射されて、グレア感を抑えた均一な光を出射することができる実益がある。
また、本発明によれば、上記のように、放熱部および笠基材に放熱フィンを有しているため、LED素子の放熱ができ、LED素子を効率よく発光させることができる実益がある。
本発明のLED照明装置の斜視図である。 本発明のLED照明装置の断面図である。 本発明のLED照明装置の天井面取付断面図である。 本発明のLED照明装置の分解斜視図である。 本発明に用いるダウンライト照明器具の斜視図である。 本発明に用いるダウンライト照明器具の断面図である。 本発明に用いる放熱部材の斜視図である。 本発明に用いる放熱部材の断面図である。 本発明に用いるLED基板の斜視図である。 本発明に用いるLED基板の上面図である。 本発明に用いるレンズ部の斜視図である。 本発明に用いるレンズ部の断面図である。 本発明に用いる笠基材部の斜視図である。 本発明に用いる笠基材部の断面図である。 本発明に用いる笠基材の斜視図である。 本発明に用いる笠基材の断面図である。 本発明の変形例に用いる笠基材の断面図である。 本発明に用いるアダプタの斜視図である。
以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本実施形態は一例であり、これに限定されるものではない。
LED照明装置の一例として、ダウンライト照明器具を光源にして、笠基材を取り付けた場合について説明する。
(1.LED照明装置)
LED照明装置100は、図1乃至図4に示すように、ダウンライト照明器具1と、反射面を有する笠基材51により、構成されている。
光源となるダウンライト照明器具1は、LED素子31が搭載されているLED基板3と、LED基板3を放熱させる放熱部材2と、出射された光の方向を整えるレンズ4により、構成されている。
LED照明装置100の笠基材51は、図16に示すように、一方の端面が拡開形成されるとともに内部に反射空間51aが区画形成され、反射空間51a側に反射面51bを有し、他方の端部に反射空間51aに臨んでダウンライト照明器具1が取付けられている。ダウンライト照明器具1に笠基材51が取付けられて、LED照明装置100となり、天井面7等の被取付部に固定され、別置きの電源装置から電源が供給されて、LED素子31から光が出射される。
(2.ダウンライト照明器具)
図5と図6に示すように、ダウンライト照明器具1は、放熱フィン21と放熱部22からなる放熱部材2に、LED素子31が搭載されたLED基板3が絶縁シート35を介して密着固定され、LED基板3を覆うようにレンズ4が固定されて、構成されている。ダウンライト照明器具1は、別置きの電源装置から電源が放熱部材2の外周端部に設けられたコード止め23を通して供給されて、LED素子31から光が出射される。本ダウンライト照明器具1は、放熱部材2にLED基板3が密着されているので、熱放熱を効率良く行うことができ、LED素子31を効率よく発光させることができる。
(2.−1 放熱部材)
図7と図8に示すように、放熱部材2は、アルミダイキャスト成形により高精度に作成されている。放熱部材2は、ヒートシンクを構成している放熱フィン21とLED基板3と密着させる放熱部22が一体化されている。放熱部22の下面中央部に、LED基板3に搭載されているLED素子31を効率よく放熱させるために、略円柱凹部形状の放熱凹部22aと、下面周縁部にレンズ4を嵌装させるための放熱周縁部22bが設けられている。放熱凹部22aにLED基板3を固定するための放熱基板固定孔22cと、放熱部材2と笠基材51を固定するための放熱笠固定孔22eが設けられている。また、放熱周縁部22bには、レンズ4を固定するための放熱レンズ固定孔22dと、レンズ4の位置決めを行う放熱レンズ嵌装部22gが設けられている。さらに、放熱周縁部22bの外周から放熱凹部22aに向かって略凸形状の放熱コード溝22fが設けられている。
(2.−2 LED基板)
図9と図10に示すように、LED基板3は、略円盤状の片面に配線されたガラスコンポジット基板(CEH−3)からなり、片面側にLED素子31が実装されている。LED基板3の外周には、LED基板3に接続されてLED素子31に電気を供給するコードを通すための配線溝32と、レンズ4を放熱周縁部22bに嵌装するための位置合わせピン43が挿入される基板位置決め溝34が設けられている。また、LED基板3には、LED基板3を図4に示すシリコン等の絶縁シート35を介して放熱部材2の放熱凹部22aに固定するための基板固定孔33が設けられている。
さらに、LED素子31のLED素子搭載面側に、高反射シートを貼合することや、高反射用樹脂を塗布することにより、さらに光取り出し効率の改善をすることができる。
なお、このLED基板3に実装されるLED素子31としては、公知の種々のLEDを用いることができる。本実施形態では、照明用の白色光を発光する高輝度タイプのLED素子が用いられている。昼光色を発光する高輝度タイプのLED素子を搭載したり、両方のLED素子を搭載して調色が可能なLED照明装置としてもよい。
(2.−3 レンズ)
図11と図12に示すように、レンズ4は、略円盤形状で ポリカーボネート(PC)等の熱可塑性合成樹脂からなっている。レンズ4の構成は、LED素子31の位置に合わせて位置しているコリメート部41と、全面に拡散部42とが二重構造で一体として構成されており、外周部に放熱部材2の放熱周縁部22bと嵌装するための位置合わせピン43と、位置決め凹部45、固定するためのレンズ固定溝44が設けられている。また、放熱部材2の放熱コード溝22fに挿入されるコード止め23を固定するためのコード押さえ部46も、設けられている。
レンズ4は、LED照明装置が光を均一で遠くまで出射させるために、コリメートレンズと拡散板を組み合わせて構成している。コリメートレンズは、光を遠くまで届かせるために、平行状態になるように光学調整する機能を有している。拡散板は、光を均一に出射させるために、均一に光出射する機能を有している。このコリメートレンズと拡散板の機能を組み合わせて、光を均一で遠くまで出射させるLED照明装置を構成している。
(2.−4 組立)
ダウンライト照明器具1の組立は、図4乃至図12に示すように、放熱部材2の放熱凹部22aに絶縁シート35を介してLED基板3が、ネジにより基板固定孔33と放熱基板固定孔22cが固定される。つぎに、レンズ4は、位置合わせピン43をLED基板3の基板位置決め溝34と、位置決め凹部45を放熱レンズ嵌装部22gと、それぞれ嵌装して、ネジによりレンズ固定溝44と放熱レンズ固定孔22dが固定される。LED基板3に電気を供給するコードは、コード止め23で挟まれて、放熱部22の放熱コード溝22fに挿入される。その後にレンズ4が、放熱部22に固定されると、レンズ4の外周に設けられているコード押さえ部46により、固定される。以上により、ダウンライト照明器具1が、組み立てられる。
(3.笠基材部)
図13と図14に示すように、笠基材部5は、一方に拡開している笠基材51と、笠基材部5を天井面7の開口部71に固定するための固定バネ53と、笠基材51にダウンライト照明器具1を取り付けるためのアダプタ6で構成されている。
(3.−1 笠基材)
図15と図16に示すように、笠基材51は、一方の端部は拡開形成されて拡開部となり、内部は出射された光が反射するための反射面51bで、光の反射空間51aとなっている。他方の端部に反射空間51aに臨んでダウンライト照明器具1が、笠基材51の笠開口部51jに嵌装されて取付けられ、笠基材51の内部には、光を反射する反射層を設けてある。笠基材51は、精度よく作成することができるアルミダイキャスト成形により作成され、反射面51bには、白色塗装又はアルミニウムを蒸着して、光が反射し易く放熱性が良い構成となっている。
笠基材51の反射面51bは、図16に示すように、中心軸を含む切断面で切断したときの断面形状が、光出射方向に1以上のアール形状で形成されており、具体的には、笠基材51の光源側を内側に向けて突き出たアール形状として光を拡散するようにした笠内側アール51cと、笠基材51の拡開形成側を外側に向けて突き出たアール形状として光を集向するようにした笠外側アール51dを組合わせた形状に形成されている。これにより、出射された光が笠基材51の反射面51bで反射されて、グレア感を抑えた均一な光を出射することができる。
また、別の形状としては、笠基材51の反射面51bが、図17に示すように、中心軸を含む切断面で切断したときの断面形状が、光出射方向に1以上のアール形状で形成されており、具体的には、笠基材51の光源側を内側に向けて突き出たアール形状として光を拡散するようにした笠内側アール51cと、笠基材51の拡開形成側を直線形状として光を反射するようにした笠直線51eを組合わせた形状に形成されている。これにより、出射された光が笠基材51の反射面51bで反射されて、グレア感を抑えた均一な光を出射することができる。
また、拡開形成側の外周には、天井面7に取り付けるためのフランジ部51gと、固定バネ53を取り付ける係止部52と笠基材51の放熱効率を良くするための笠放熱フィン51fが設けられている。図16に示すように、笠基材51の反射空間51aと反対側には、笠基材51と一体的に笠放熱フィン51fが形成されており、この笠放熱フィン51fの外周側は面取りされて形成されている。これにより、LED照明装置を天井面7等の被取付面に取付けるときに、被取付面にスムーズに挿入できる構造となり、被取付面への施工を行い易くすることができる。
さらに、笠基材51の笠開口部51jには、ダウンライト照明器具1またはダウンライト照明器具1を固定するためのアダプタ6を固定するための、笠固定部51hが中央部に延出して、笠内側取付溝が51kが設けられている。
図15乃至図17に示すように、略コの字状の係止部52は、笠基材51の拡開形成側外周にフランジ部51gに沿って設けられている。係止部52の外側には、図13に示すように、固定バネ53を固定するための係止孔52aと、両端部に固定バネ53の位置決めをする凸形状の係止壁52bが2箇所設けられている。
(3.−2 固定バネ)
笠基材部5の固定バネ53は、ステンレス(SUS)等の金属材料を使用して、打抜加工、プレス加工、折曲加工等によって作成される。固定バネ53は、特に図13に示すように、略長方形金属片を片方が短い略V字形状に加工し、短部側の端部に笠基材51に固定するためのバネ固定孔53aが、長部側の端部に天井面7等で外部から供給される電源のケーブル等を固定するためのバネ取付穴53bが形成されている。
(3.−3 アダプタ)
アダプタ6は、略リング形状でアルミダイキャスト成形により精度よく作成される。アダプタ6には、特に図18に示すように、外側に笠基材51と嵌装させる段差形状のアダプタ外側取付溝62と、笠基材51の笠固定部51hに固定するアダプタ外側取付孔63が形成されている。また、内側にダウンライト照明器具1の放熱部22の放熱周縁部22bと嵌合させる段差形状のアダプタ内側取付溝64と、放熱部22の放熱笠固定孔22eに固定するアダプタ内側取付孔65が形成されている。アダプタ6は、笠基材51の内側から嵌合されて笠基材51固定され、さらにアダプタ開口部61にダウンライト照明器具1を嵌合させて構成される。
また、アダプタ6は、サイズの異なる複数のアダプタを組み合わせて一体化することでアダプタを構成できるように、アダプタ内側取付溝64に、アダプタ外側取付溝62を嵌装させて、アダプタ内側取付孔65とアダプタ外側取付孔63をネジで固定することにより一体化されて、別のサイズのアダプタも構成できる形状に作成されている。よって、アダプタ6により、自在に笠基材51の笠開口部51jとダウンライト照明器具1の放熱部材2を固定させることができる。
(3.−4 組立)
笠基材部5の組立は、特に図13に示すように、笠基材51の係止部52に固定バネ53を、ネジでバネ固定孔53aと係止孔52aで固定する。アダプタ6を笠基材51の内側から挿入し、ネジで笠固定部51hとアダプタ外側取付孔63を固定する。
また、アダプタ6のサイズを、複数のアダプタが組み合わせられるようにサイズを変えて複数作成しておき、複数のアダプタを組み合わせることにより、光出射口の各種サイズのダウンライト照明器具1に対応することもできる。
(4.組立)
LED照明装置100は、ダウンライト照明器具1と笠基材部5を組み合わせて構成されている。笠基材部5の内側からダウンライト照明器具1を挿入して、ネジでアダプタ内側取付孔65と放熱笠固定孔22eを固定する。
LED照明装置100の天井面7への設置は、天井面7に天井開口部71を設けて、商用電線に電源装置を接続して、電源装置からのケーブルをLED照明装置100のケーブルと接続する。LED照明装置100のケーブルは、固定バネ53のバネ取付穴53bを利用して束線バンド等により固定する。その後、天井面7の被取付部に設けられている天井開口部71に、固定バネ53を手で天井開口部71の大きさ以下に押さえて、天井開口部71に押し込んで、特に図3に示すように、固定バネ53により天井面7に固定される。これにより、LED照明装置100は、ダウンライト照明器具1と笠基材部5を組み合わせて構成することで、光源を引っ込めてグレア角を深くできるためグレアを軽減することができる。
以上のように、本実施形態では、被取付部の開口部に合わせた笠基材を選択し、光源の出射口の大きさに合わせて筐体や器具本体の取付部分の形状に対し、アダプタを追加することにより、LED照明器具用の筐体およびこれを備えたLED照明装置が構成されている。
したがって、多種類の照明器具に対応することが可能で、グレア角を深くできるためグレアを軽減する、均一な光を遠くまで出射するLED照明装置の筐体およびこれを備えたLED照明装置を提供できる。
(5.変形例)
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
例えば、ダウンライト照明器具1に笠基材部5を組み合わせて、LED照明装置100を構成した場合について説明したが、例えばスポットライト等のLED照明器具と笠基材部5を組み合わせた場合等にも適用することが可能で、幅広くLED照明装置に用いることができる。
また、アダプタ6の形状をアダプタ自身が開口の径を可変できる構成として、単体のアダプタにより被取付部の開口部に合わせることができる構造とすることもできる。
本発明は、ショールームやホール、更に、会議室や事務所の各居室等の天井面に沿って設置されるダウンライト等のLED照明器具に広く適用することができる。
1:ダウンライト照明器具
2:放熱部材
21:放熱フィン
22:放熱部
22a:放熱凹部
22b:放熱周縁部
22c:放熱基板固定孔
22d:放熱レンズ固定孔
22e:放熱笠固定孔
22f:放熱コード溝
22g:放熱レンズ嵌装部
23:コード止め
3:LED基板
31:LED素子
32:配線溝
33:基板固定孔
34:基板位置決め溝
35:絶縁シート
4:レンズ
41:コリメート部
42:拡散部
43:位置合わせピン
44:レンズ固定溝
45:位置決め凹部
46:コード押さえ部
5:笠基材部
51:笠基材
51a:反射空間
51b:反射面
51c:笠内側アール
51d:笠外側アール
51e:笠直線
51f:笠放熱フィン
51g:フランジ部
51h:笠固定部
51j:笠開口部
51k:笠内側取付溝
52:係止部
52a:係止孔
52b:係止壁
53:固定バネ
53a:バネ固定孔
53b:バネ取付穴
6:アダプタ
61:アダプタ開口部
62:アダプタ外側取付溝
63:アダプタ外側取付孔
64:アダプタ内側取付溝
65:アダプタ内側取付孔
7:天井面
71:天井開口部
100:LED照明装置

Claims (7)

  1. 光源を収納する放熱部と、
    一方の端部が拡開形成されるとともに内部に空間が区画形成され、前記空間側に壁面を有し、他方の端部に前記空間に臨む開口部を有する笠基材と、
    前記開口部に配置されるリング状のアダプタとを備え、
    前記放熱部の先端部分が前記アダプタの開口および前記開口部を通じて前記笠基材に対して挿入されて固定され、
    前記アダプタによって、前記放熱部の挿入前の前記開口部の大きさを可変するようにしたことを特徴とするLED照明装置。
  2. 請求項1に記載されたLED照明装置であって、
    前記アダプタは、複数のアダプタを組み合わせて構成することができることを特徴とするLED照明装置。
  3. 請求項1または請求項2に記載されたLED照明装置であって、
    前記笠基材において中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状は、少なくとも1以上のアール形状で形成されていることを特徴とするLED照明装置。
  4. 請求項3に記載されたLED照明装置であって、
    中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状は、前記光源側において内側に向けて突き出たアール形状に、前記拡開形成側において外側に向けて突き出たアール形状に形成されていることを特徴とするLED照明装置。
  5. 請求項3に記載されたLED照明装置であって、
    中心軸を含む切断面で切断したときの壁面の断面形状は、前記光源側において内側に向けて突き出たアール形状に、前記拡開形成側において直線形状に形成されていることを特徴とするLED照明装置。
  6. 請求項1乃至請求項3に記載されたLED照明装置であって、
    前記壁面は、反射面で形成されていることを特徴とするLED照明装置。
  7. 請求項1乃至は請求項3に記載されたLED照明装置であって、
    前記放熱部および前記笠基材のそれぞれが外面に放熱フィンを有することを特徴とするLED照明装置。




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