JP2015141797A - 筐体及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体に導光板を設置する際に、導光板が直接光源ユニットに接触等することを防止でき、かつ上方開口から光源ユニットを取付可能な筐体及びこの筐体を使用した照明装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオード１２及び基板１１を有する光源ユニット１０が取り付けられる底面部５１と、前記底面部５１の両側に立設される一対の側壁部５２ａ、５２ｂと、を有する断面略Ｕ字状の長尺の筐体において、
一対の側壁部のそれぞれの内壁面に、内側方向に延出された一対のフランジ５４を備え、
一方の前記側壁部の前記フランジは、他方の前記側壁部の前記フランジの延出長さより短い筐体５０とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＬＥＤ基板が取り付けられる筐体及び筐体を使用した照明装置に関する。

従来、光源ユニットを収納する筐体を含む光源装置として、光を発する光源ユニットと、光源ユニットを収納する筐体と、光源ユニットを前記筐体に固定する固定部材とを有し、固定部材に形成された係留部が、光源ユニットに形成された第１連結部と筐体に形成された第２連結部とに、それぞれ係留されていることを特徴とする光源装置が提案されている（特許文献１）。この筐体は、断面がコの字で板状に形成されたアルミニウム合金の金属板からなり、筐体の内部の下方に形成された載置面に、光源ユニットを載置して収納するものである。

しかし、かかる筐体は、筐体の内側側面に導光板を保持するための保持部が設けられているため、上方開口から光源ユニットを取り付けることができず、端部からスライドするように挿入する必要があるという問題点があった。また、端部からスライドするように挿入するため、両面テープ等で筐体に固定しづらいという問題点もあった。

特開２０１２−２１６５０３号公報

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、筐体に導光板を設置する際に、導光板が直接光源ユニットに接触したり、衝突したりすることを防止でき、かつ上方開口から光源ユニットを取付可能な筐体及びこの筐体を使用した照明装置を提供することを主たる目的とする。

本発明は、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明にかかる筐体は、発光ダイオード及び基板を有する光源ユニットが取り付けられる底面部と、前記底面部の両側に立設される一対の側壁部と、を有する断面略Ｕ字状の長尺の筐体において、
一対の側壁部の内壁面の少なくとも一方に内側方向に延出されたフランジを備えており、前記フランジと前記フランジの反対側の内壁面との隙間の間隔は、前記基板の幅よりも狭いことを特徴とする。

本発明にかかる筐体によれば、筐体に取り付けられる光源ユニットの上面より高い位置の内壁面の少なくとも一方にフランジが設けられているため、導光板を筐体に嵌め込む際に、導光板を強く筐体側に押し付けたり、落下させたりした場合であっても、導光板が光源ユニットに接触したり、衝突したりすることが防止され、光源ユニット又は導光板の損傷が防止される。また、筐体のフランジは、少なくともいずれか一方のみであれば、筐体の幅と同様の幅の基板を上面から設置することができる。

本発明にかかる筐体は、一方の前記側壁部の前記フランジの延出長さは、他方の前記側壁部の前記フランジの延出長さより短く形成され、かつ一対の前記フランジ間の隙間の間隔は、前記基板の幅よりも狭いことを特徴とする。本発明にかかる筐体によれば、少なくともいずれか一方のフランジが短く形成されていれば、フランジが干渉する部位を極力少なくすることができるので、より幅の広い基板を有する光源ユニットをフランジ間の隙間から挿入し、筐体に固定することができる。

さらに、本発明にかかる筐体において、延出長さの短い前記フランジの延出側下方端辺と、延出長さの長いフランジ側の前記側壁部と前記底面部の付け根部と、の距離が、前記基板の幅よりも広いことを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、延出長さの短い前記フランジの延出側下方端辺と、延出長さの長いフランジ側の前記側壁部と前記底面部の付け根部と、の距離以下の幅を有する基板であれば、フランジ間の隙間より幅の広い基板であっても、光源ユニットを傾けることで、確実に上方開口から光源ユニットを挿入することが可能になる。

さらに、本発明にかかる筐体において、延出長さの長い方の前記フランジは、フランジ内側面とフランジ底面との間に傾斜面を有することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、光源ユニットを挿入する際に、フランジと干渉する部位を減らすことができるため、より幅の広い基板や厚みのある基板を上方開口から挿入することができる。

さらに、本発明にかかる筐体において、前記傾斜面と、前記傾斜面を有する前記フランジ側の前記側壁部に対して反対側の前記側壁部と前記底面部との付け根部と、の距離が、前記基板の幅よりも広いことを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、前記傾斜面と、前記傾斜面を有する前記フランジ側の前記側壁部に対して反対側の前記側壁部と前記底面部との付け根部と、の距離以下の幅を有する基板であれば、フランジ間の隙間より大きい基板であっても、傾けることで確実に上方開口から光源ユニットを挿入することが可能になる。

さらに、本発明にかかる筐体において、一対の前記側壁部の高さが異なることを特徴とするものであってもよい。側壁の一方を高くすることによって、筐体の体積を大きくすることができるので、より放熱性の高い筐体とすることができる。

さらに、本発明にかかる筐体において、前記基板又は前記基板に接続される電線を固定する固定部材を有し、前記固定部材は、前記フランジに固定可能であることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、フランジを利用して光源ユニットを固定することができる。

また、本発明にかかる照明装置は、前述した筐体と、光源ユニットと、導光板と、を備えてなることを特徴とする。本発明にかかる照明装置は、前述した筐体の効果を有する照明装置とすることができる。

さらに、本発明にかかる導光板加工装置によれば、筐体に導光板を設置する際に、導光板が直接光源ユニットに接触したり、衝突したりすることを防止でき、かつ上方開口から光源ユニットを取付可能な筐体及びこの筐体を使用した照明装置を提供することができる。

図１は、第１実施形態にかかる照明装置１００の斜視図である。 図２は、第１実施形態にかかる照明装置１００の一部拡大斜視図である。 図３は、第１実施形態にかかる筐体５０及び光源ユニット１０の断面図である。 図４は、第１実施形態にかかる筐体５０に光源ユニット１０を挿入する工程を示す模式図である。 図５は、第２実施形態にかかる筐体５０及び光源ユニット１０の断面図である。 図６は、第２実施形態にかかる筐体５０に光源ユニット１０を挿入する工程を示す模式図である。 図７は、第３実施形態にかかる筐体５０及び光源ユニット１０の断面図である。 図８は、実施形態にかかる筐体５０の変形例を示す斜視図である。

以下、図面を用いて、筐体５０及び照明装置１００の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号が付されている。

（第１実施形態）
第１実施形態にかかる筐体５０及びこの筐体５０を使用した照明装置１００の斜視図が図１に示されている。第１実施形態にかかる照明装置１００は、図１に示すように、主として、光源ユニット１０と、導光板２０と、筐体５０と、を備えている。なお、照明装置１００の実施形態を説明することによって、その構成部品の筐体５０の実施形態を同時に説明するので、筐体５０の説明に代える。

光源ユニット１０は、図２に示すように、複数の発光ダイオード１２（以下「ＬＥＤ」という。）と、このＬＥＤ１２が直列に配置された板状の基板１１とを有する。基板１１は、長尺の四角形の板状に形成されている。ＬＥＤ１２は、平面発光型、側面発光型、砲弾型等いずれのタイプであってもよい。好ましくは、平面発光型を使用するとよい。ＬＥＤ１２の光の色は、限定するものではなく、例えば、白色、赤色、橙色、黄色、緑色、青色、藍色又は紫色のいずれかの色若しくはそれらの色の組み合わせ等であってもよい。なお、直列に配置されるＬＥＤ１２は、必ずしも１列である必要はなく、２列以上の複数の列を有していても良い。なお、本明細書及び特許請求の範囲において、基板１１の「幅」というときは、図２のＡの長さをいう。

光源ユニット１０は、ＬＥＤ１２に電力を供給する電源ユニット（図示しない。）と、接続される。電源ユニットとしては、外部から入力された電力をＬＥＤ１２の定格に適合させるため、降圧、直流の定電流への整流、整流後のパルス変調及びノイズの除去等を行い、ＬＥＤ１２に駆動電力を供給する。例えば、変圧機、整流器、コンデンサ等から構成される。

筐体５０は、光源ユニット１０が取り付けられた状態で導光板２０に取り付けることによって、光源ユニット１０を導光板２０の所定位置に配置するための部材である。筐体５０は、図２及び図３に示すように、光源ユニット１０が配置される底面部５１とこの底面部５１の両側に立設される一対の側壁部５２とを備えており、全体的に断面が略Ｕ字状に形成された長尺の部材からなる。筐体５０の素材としては、光源ユニット１０の熱を放熱しやすいように、金属で作製するとよい。なお、放熱性の高い素材であれば、樹脂を使用することもできる。左側側壁部５２ａの左側内壁面５３ａ及び右側側壁部５２ｂの右側内壁面５３ｂには、光源ユニット１０が底面部５１に配置された際に、ＬＥＤ１２の上面より高い位置から内側方向に延出された左側フランジ５４ａ及び右側フランジ５４ｂが設けられている。左側フランジ５４ａと右側フランジ５４ｂは、それぞれ延出長さが異なっており、左側フランジ５４ａが右側フランジ５４ｂより短く形成される。短く延出される側のフランジ５４の延出長さは、１．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１．０ｍｍ以下、さらに好ましくは０．６ｍｍ以下がよい。第１実施形態においては、左側フランジ５４ａが短く延出された側のフランジとして説明している。左側フランジ５４ａと右側フランジ５４ｂとの隙間の間隔αは、配置される基板１１の幅βよりも狭く形成される。また、短く延出された側の左側フランジ５４ａの延出側下方端辺５５ａと、反対側の右側側壁部５２ｂと底面部５１の付け根部５６ｂとの距離γが、取付けが予定される光源ユニット１０の基板１１の幅βよりも広く作製される。これにより、左側フランジ５４ａと右側フランジ５４ｂとの隙間の間隔αが光源ユニット１０の基板１１の幅βよりも狭くても光源ユニット１０の底面部５１に配置することができる。配置方法の詳細は後述する。

導光板２０は、図２に示すように、矩形の平板状に形成されてなり、光源ユニット１０からの光が少なくともいずれかの端面から入射されて、片側又は両側の主面２１から光を出射する。本実施形態においては、下端面２０ａから光が入射されて両側の主面２１から出射する。導光板２０は、光が内部を通過可能な透明な樹脂で作製されており、例えば、メチルメタクリレートやエチルメタクリレート等のメタクリル樹脂の他、メチルアクリレート、エチルアクリレート等のアクリル製樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレン、ガラス等の種々の素材を用いることができる。高透過性を有する素材であれば特に限定するものではない。また、端面から入射された光を効率よく主面２１から出射するため、導光板２０の主面２１に拡散ドット２９を設けたり、若しくは拡散ドット２９に代えて又は拡散ドット２９に加えて、導光板２０の主面２１を粗面に形成したりしてもよい。かかる拡散ドット又は粗面に形成した主面と反対側の主面に効率よく光を拡散することができる。

拡散ドット２９は、図２に示すように、主として凹部に形成される。凹部の形状は特に限定するものではなく、図２示すように四角錐形状であってもよいし、その他、円錐形状、三角錐形状、四角錐作業台形状、半円球形状等種々の凹部の形態を選択することができる。また拡散ドット２９の作製方法としては、特に限定するものではなく、超音波加工、加熱加工、レーザー加工、切削加工等種々の加工方法を採用することができる。四角錐型の拡散ドット２９を超音波加工によって作製する場合には、先端面に拡散ドット２９を反転させた形状を有する加工ドットが縦横に複数マトリクス状に配置されている超音波加工ホーンを、導光板２０に対して垂直に押圧することによって、加工ドットの形状が反映された形状の四角錐型の拡散ドット２９を形成することができる。なお、個々の拡散ドット２９の大きさは、同じであっても異なっていても良い。例えば、ＬＥＤ１２から遠ざかるにつれて、四角錐型の拡散ドット２９の各辺を徐々に長くしたり、四角錐型の拡散ドット２９の深さを徐々に深くしたりしても良い。こうすればＬＥＤ１２から近く光が強い位置では拡散される光量が小さくなり、光源ユニット１０から遠ざかるにつれて拡散される光量が大きくなるため、正面の主面２１で出射する光の光量を均等に近づけることができる。また、より強く光を出射したい部分のみに大きい拡散ドット２９を形成したりしてもよいし、一部のみが異なる外観を呈するように、一部のみ異なる形状の拡散ドット２９を形成してもよい。本実施形態では拡散ドット２９の各辺の長さが約０．６ｍｍ、深さが約０．４ｍｍであり、隣り合う四角錐型の拡散ドット２９間のピッチが２．０ｍｍに形成されている。勿論、これに限定するものではなく、適宜好適なサイズを選択することができる。好ましくは、四角錐型の拡散ドット２９の各辺の長さは、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍで選択するとよい。また、四角錐型の拡散ドット２９の深さは、０．４ｍｍ〜０．８ｍｍで選択するとよい。また、隣り合う四角錐型の拡散ドット２９間のピッチについても特に限定するものではなく、例えば、１．５ｍｍ〜８．０ｍｍのピッチの間から適宜選択することができる。好ましくは、１．５ｍｍ〜３．０ｍｍのピッチに作製するとよい。

なお、拡散ドット２９の形状としては、凹状に凹んだ凹部に限らず、凸状の膨らんだ拡散凸部であってもよい。拡散凸部としては、スクリーン印刷やシルク印刷等によって、盛り上がる（凸状）ように内周面に形成してもよい。

また、導光板２０の主面２１を粗面に形成するには、例えば、サンドペーパーやヤスリで削ったり、サンドブラストによって表面に傷をつけたりしてもよいし、レーザーで表面を加工してもよい。

なお、拡散ドット２９や粗面を作製する際に、上述した後加工の方法だけでなく、予め拡散ドット２９や粗面を成形することができるように作製しておいたインジェクション等の型を使用して導光板２０の成形時に同時に拡散ドット２９や粗面（図示しない。）を成形してもよい。

以上のように作製された各構成部品は、以下のようにして組み立てられる。まず、光源ユニット１０の底面に両面テープ６０（図３参照）を貼着する。次に、図４Ａに示すように、基板１１の短い左側フランジ５４ａ側に対応する側面１０ａが上方となるように斜めにした状態で、光源ユニット１０を筐体５０の上方開口からフランジ５４間の隙間に挿入していく。さらに、基板１１の長い右側フランジ５４ｂに対応する側面１０ｂが右側側壁部５２ｂと底面部５１の付け根部５６ｂ近傍に接触した状態で、図４Ｂに示すように、光源ユニット１０を水平にしていく。この状態で、短く延出された左側フランジ５４ａの延出側下方端辺５５ａと、反対側の右側側壁部５２ｂと底面部５１の付け根部５６ｂとの距離γ（図３参照）が、取付けが予定される光源ユニット１０の基板１１の幅β（図３参照）よりも広く作製されているので、図４Ｃに示すように、左側フランジ５４ａに干渉することなく底面部５１に光源ユニット１０を移動することができる。この際に左側フランジ５４ａは、延出長さが短いため、より幅の広い基板１１を筐体５０の底面部５１に挿入することが可能になる。そして、光源ユニット１０の両面テープ６０を底面部５１に貼り付けて固定される。さらに、固定部材７０で電線１３又は基板１１が固定され、さらに確実に筐体に光源ユニット１０が固定される。固定部材７０は、図２に示すように、電線１３又は基板１１を保持するため断面Ｕ字状に形成された中央保持部７１と、この中央保持部７１の両側に断面Ｕ字の端部から折り返すように形成され、底面部５１とフランジ５４の底面との間で弾性力によって固定される両側固定部７２とを有する。そのため、中央保持部７１に電線１３又は基板１１が配置された状態で両側固定部の先端をフランジ５４に当接することで電線１３又は基板１１を固定することができる。こうして、光源ユニット１０は、筐体５０に固定される。この際に、光源ユニット１０は、ウレタンやシリコン等で被覆して防水加工を施してもよい。

こうして光源ユニット１０が一体化された筐体５０は導光板２０の下端面２０ａに取り付けられて照明装置１００とされる。筐体５０に導光板２０を取り付ける時に、フランジ５４によって導光板２０がフランジ５４より下方に挿入されることが防止されるので、導光板２０が光源ユニット１０に直接接触又は衝突して破損することが防止される。

こうして作製された照明装置１００によれば、導光板２０が光源ユニット１０に接触してＬＥＤ１２や導光板２０を損傷することを防止するフランジ５４を有する筐体５０であっても、フランジ５４間の隙間の間隔αより長い幅を有する基板１１を有する光源ユニット１０を上方開口から挿入することができる。そのため、端部からスライドして挿入する必要がなくなる。また、上方から挿入するので両面テープを用いて容易に筐体に固定することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態にかかる照明装置１００の断面図が図５に示されている。第２実施形態にかかる照明装置１００は、第１実施形態に対し、筐体５０の右側フランジ５４ｂの形態が異なる。その他の点は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

第２実施形態の筐体５０は、フランジ５４のうち長い右側フランジ５４ｂは、フランジ内側面５４ｃとフランジ底面５４ｄとの間に傾斜面５４ｅを有する。かかる構成を採用することによって、図６ａに示すように、光源ユニット１０の厚さによって干渉する場合であっても、傾斜面５４ｅとすることでで光源ユニット１０との干渉を防止して取り付けることができる。そのため、傾斜面５４ｅを有さないフランジ５４と比較して、より厚みのある光源ユニット１０を設置することができる。一方、傾斜面５４ｅを設けることで、傾斜面５４ｅを有しないフランジ５４と比較して、より低い位置にフランジ５４を設けることができる。また、図６Ｂに示すように、光源ユニット１０を挿入する際に、反対の傾きにした場合であっても、この傾斜面５４ｅと、傾斜面５４ｅを有する右側フランジ５４ｂ側の右側側壁部５２ｂに対して反対側の左側側壁部５２ａと底面部５１との付け根部５６ａと、の距離が、基板１１の幅よりも広く形成されていれば、延出側下方端辺が干渉することを防止して挿入できるので、いずれの傾きであっても光源ユニット１０を筐体５０内に挿入することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態にかかる照明装置１００の断面図が図７に示されている。第２実施形態にかかる照明装置１００は、第１実施形態に対し、筐体５０の内壁面５３のいずれか（図７においては、右側内壁面５３ｂ）にのみフランジ５４ｂが存在し、反対側の内壁面５３（図７においては左側内壁面５３ａ）にフランジが存在しない点が異なる。その他の点は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

第３実施形態の筐体５０は、第１実施形態のフランジ５４ｂのように断面四角形に形成してもよいし、図７に示すように、右側フランジ５４ｂは、フランジ内側面５４ｃとフランジ底面５４ｄとの間に傾斜面５４ｅを有するように形成してもよい。このように、いずれか一方にのみフランジ５４ｂを設けることによって、ほぼ底面部５１の幅と同等の幅を有する光源ユニット１０を挿入することができる。なお、フランジ５４がいずれか一方にのみ存在する場合には、導光板２０の厚さを筐体５０の対面する左側内壁面５３ａと右側内側壁５３ｂ間の幅δとほぼ同じ距離に設定するとよい。導光板２０が筐体５０の左側内壁面５３ａと右側内側壁５３ｂ間の幅δより狭い場合は、導光板２０が内壁面５３に対して斜めに傾いた状態（図７の矢印の方向）で挿入される可能性があり、斜めに傾いた状態で挿入されると光源ユニット１０と導光板２０が接触する可能性があるが、導光板２０の厚さと左側内壁面５３ａと右側内側壁５３ｂ間の幅δをほぼ同様の幅に設定すれば、導光板２０が内側壁５３に対して平行に入り込むため、導光板２０がフランジ５４ｂより下方へ配置されることがなく、光源ユニット２０に接触して損傷することを防止することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

上述した各実施形態においては、左側側壁部５２ａと右側側壁部５２ｂの高さは同じ高さを有するものとしたが、図８に示すように、一対の前記側壁部５２のいずれか一方が高く形成されていてもよい。かかる構成を採用することで、放熱性が高くすることができる。

上述した実施の形態で示すように、照明装置として利用することができる。

１０…光源ユニット、１０ａ、１０ｂ…側面、１１…基板、１２…ＬＥＤ、
１３…電線、２０…導光板、２０ａ…下端面、２１…主面、２９…拡散ドット、
５０…筐体、５１…底面部、５２…側壁部、５２ａ…左側側壁部、
５２ｂ…右側側壁部、５３ａ…左側内壁面、５３ｂ…右側内壁面、
５４…フランジ、５４ａ…左側フランジ、５４ｂ…右側フランジ、
５４ｃ…フランジ内側面、５４ｄ…フランジ底面、５４ｅ…傾斜面、
５５ａ…延出側下方端辺、５６ａ，５６ｂ…付け根部、６０…両面テープ、
７０…固定部材、７１…中央保持部、７２…両側固定部、１００…照明装置

Claims (8)

1. 発光ダイオード及び基板を有する光源ユニットが取り付けられる底面部と、前記底面部の両側に立設される一対の側壁部と、を有する断面略Ｕ字状の長尺の筐体において、
   一対の側壁部の内壁面の少なくとも一方に内側方向に延出されたフランジを備えており、前記フランジと前記フランジの反対側の内壁面との隙間の間隔は、前記基板の幅よりも狭いことを特徴とする筐体。
2. 一方の前記側壁部の前記フランジの延出長さは、他方の前記側壁部の前記フランジの延出長さより短く形成され、かつ一対の前記フランジ間の隙間の間隔は、前記基板の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の筐体。
3. 延出長さの短い方の前記フランジの延出側下方端辺と、延出長さの長いフランジ側の前記側壁部と前記底面部の付け根部と、の距離が、前記基板の幅よりも広いことを特徴とする請求項１又は２に記載の筐体。
4. 延出長さの長い方の前記フランジは、フランジ内側面とフランジ底面との間に傾斜面を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の筐体。
5. 前記傾斜面と、前記傾斜面を有する前記フランジ側の前記側壁部に対して反対側の前記側壁部と前記底面部との付け根部と、の距離が、前記基板の幅よりも広いことを特徴とする請求項４に記載の筐体。
6. 一対の前記側壁部の高さが異なることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の筐体。
7. さらに、前記基板又は前記基板に接続される電線を固定する固定部材を有し、
   前記固定部材は、前記フランジに固定可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の筐体。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の筐体と、
   光源ユニットと、
   導光板と、
   を備えてなることを特徴とする照明装置。
   
   

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