JP2015220134A - ランプカバー及びこれを用いた照明ランプ並びに照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で空間の照明を行いながら特定の方向に強い光を照射する。
【解決手段】ランプカバー４０は、光を出射する発光部１１と、発光部を収容し光透過性を有する円筒状のカバー２とを備えた照明ランプ１に取り付けられるものである。ランプカバー４０は、カバー２を収容する中空部４１が形成された円筒形状を有し、カバー２の周方向において、発光部１１から出射される光を拡散する光拡散領域ＤＲと、光拡散領域ＤＲよりも光透過率が高い開口領域ＡＲとを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、カバーに発光素子を収容した照明ランプに取り付けられるランプカバー、及びこれを用いた照明ランプ並びに照明装置に関するものである。

近年、複数の発光素子（ＬＥＤ）が長手方向に配列された照明ランプが提案されている。この照明ランプは、光透過性のカバーに発光素子を実装した基板が収容された構造を有している。このような発光素子を用いた照明ランプにおいて、発光素子の照射方向を変更する構造が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。特許文献１には、発光素子が搭載された基板が照明管に対し回転可能に内蔵されており、照明管が周方向において透過光の特性が不均一になっている照明装置が開示されている。特許文献２には、発光素子が実装された基板及び管がソケットに対し回転可能に接続されており、基板及び管が回転することにより照射する方向を変更することができるＬＥＤランプが開示されている。

特開２０１２−１５０１２号公報 特開２０１１−１００７４４号公報

しかしながら、特許文献１、２のように、基板が回転可能な構造を有している場合、基板が回転しても基板とソケットの端子との電気的接続が図られている必要があり、照明ランプの構造が複雑になってしまうという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造で特定の方向に強い光を照射することができるランプカバー及びこれを用いた照明ランプ並びに照明装置を提供することを目的としている。

本発明のランプカバーは、光を出射する発光部と、発光部を収容し光透過性を有するカバーとを備えた照明ランプに取り付けられるランプカバーであって、カバーを収容する中空部が形成された形状を有し、カバーの周方向において、発光部から出射される光を拡散する光拡散領域と、光拡散領域よりも光透過率が高い開口領域とを有するものである。

本発明のランプカバーによれば、光拡散領域と光拡散領域よりも光透過率が高い開口領域とを形成することにより、開口領域から光拡散領域よりも強い光が出射するため、簡単な構造で空間の照明を行いながら特定の方向に強い光を照射することができる。

本発明の実施形態１に係る照明ランプを用いた照明装置の斜視図である。 図１の照明装置に取り付けられた照明ランプの一例を示すカバーの一部を切り欠いた斜視図である。 図２における照明ランプにランプカバーが取り付けられた状態のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 照明ランプにランプカバーが取り付けられる様子を示す断面図である。 照明ランプの周方向におけるランプカバーのスリットの位置の一例を示す断面図である。 照明ランプの周方向におけるランプカバーのスリットの位置の一例を示す断面図である。 照明ランプの周方向におけるランプカバーのスリットの位置の一例を示す断面図である。 照明ランプの周方向におけるランプカバーのスリットの位置の一例を示す断面図である。 図１の照明ランプ及びランプカバーを用いた照明装置の設置例を示す模式図である。 本発明の照明ランプ及びランプカバーの実施形態２を示す断面図である。 筒状のカバーを有する照明ランプを示す模式図である。

実施形態１．
以下、図面を参照しながら本発明のランプカバー及びこれを用いた照明ランプ並びに照明装置の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。図１は本発明の実施形態１に係る照明ランプを用いた照明装置の斜視図である。なお、図１（ａ）は、照明ランプ１が照明器具２０に取り付けられた状態の一例を示しており、図１（ｂ）は、照明器具２０に取り付けられるランプカバー４０の一例を示している。

（照明装置３０）
図１の照明装置３０は、例えば天井に直付けされて部屋もしくは通路等の室内に設置されるものであって、直管の形状をなしている照明ランプ１と、照明ランプ１が取り付けられる照明器具２０と、照明ランプ１に取り付けられるランプカバー４０とを備えている。照明器具２０は、一方向（矢印Ｙ方向）に延びる本体部２１と、本体部２１の両端部に形成されたソケット２２とを備えている。照明ランプ１は、その両端部が、ソケット２２に差し込まれ、照明器具２０に取り付けられる。

図２は、図１の照明装置３０に取り付けられる照明ランプ１の一例を示すカバーの一部を切り欠いた斜視図、図３は図２における照明ランプ１にランプカバー４０が取り付けられた状態のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図２及び図３の照明ランプ１は、例えば直管形ＬＥＤランプであって、照明ランプ１は、光源モジュール１０と、給電口金１３と、アース口金１４と、カバー２とを備えている。

（光源モジュール１０）
図２及び図３に示すように、光源モジュール１０は、発光部１１と、この発光部１１が設置されるヒートシンク１２とを備えており、発光部１１は、例えば複数の発光素子１１ａと、一面に配線パターン（図示せず）が設けられ、発光素子１１ａが実装された基板１１ｂとを備えている。

（発光素子１１ａ）
発光素子１１ａは例えばＬＥＤからなっており、基板１１ｂに複数実装されている。なお、この発光素子１１ａは例えば光軸を中心に配光角１２０°になるような配光特性を有している。複数の発光素子１１ａは、基板１１ｂの表面において、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って直線的に一列に配置されている。そして、各発光素子１１ａは基板１１ｂの一面に設けられた配線パターンに接続されることによって、光源回路を形成している。発光素子１１ａとしては、例えば、４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度の波長の青色光を発するＬＥＤチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を設けてパッケージ化された疑似白色ＬＥＤを用いることができる。そして、本実施形態においては、発光素子１１ａから出射した光は所定の方向（発光素子１１ａの光軸を示す矢印Ｌ方向）へ出射されるようになっている。

なお、ＬＥＤチップが基板１１ｂに直接実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）等を用いてもよい。また、発光素子１１ａの個数、配置又は種類は、照明ランプ１の用途等に応じて、適宜変更することも可能である。更に、発光素子１１ａとして、例えばＬＤ（レーザダイオード）又は有機ＥＬ等の発光素子（デバイス）を使用することもできる。発光素子１１ａとして有機ＥＬ等を用いる場合、複数の発光素子１１ａが基板１１ｂに実装される代わりに、一方向に延在した板状の１個のＥＬ素子を、基板１１ｂに実装するようにしてもよい。

（基板１１ｂ）
基板１１ｂは、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延びた形状を有し、基板１１ｂには長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って、複数の発光素子１１ａが実装されている。また、基板１１ｂには、ダイオード、ヒューズ又は抵抗等からなり、発光素子１１ａを点灯させるための点灯回路素子（図示せず）が実装されている。そして、基板１１ｂは、その一端において、給電口金１３の給電端子１３ａと電気的に接続されており、外部電源から給電端子１３ａを介して、基板１１ｂの点灯回路素子に給電される。これにより、複数の発光素子１１ａが点灯する。

基板１１ｂの材料としては、ガラスエポキシ材料、紙フェノール材料、コンポジット材料又はアルミニウム（Ａｌ）等の金属材料等が、部品の配置、放熱性、材料コストを考慮して選定され、使用されている。基板１１ｂの寸法として、厚さは、例えば１ｍｍ程度であるが、１ｍｍより厚くても薄くてもよい。なお、基板１１ｂの表面には、発光素子１１ａから出射される光の利用効率を向上させるために、塗布、印刷又は蒸着等の方法を用いて、反射材料が形成されてもよい。この場合、基板１１ｂにおける発光素子１１ａが実装された表面に、反射材料が形成されることにより、更に光の利用効率を向上させることができる。

（ヒートシンク１２）
ヒートシンク１２は、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延びた形状を有するものであって、熱伝導性を備えた材料からなっている。このヒートシンク１２は、平坦部１２ａと円弧部１２ｂとで構成されており、ヒートシンク１２の平坦部１２ａに発光部１１が実装されており、円弧部１２ｂがカバー２に接着材１２ｃを用いて接着されている。具体的には、発光部１１の基板１１ｂの長手方向（矢印Ｙ方向）が、ヒートシンク１２の平坦部１２ａの長手方向（矢印Ｙ方向）に対し平行に設置されている。

そして、ヒートシンク１２は、例えば接着材を用いて、円筒状のカバー２に接着されており、ヒートシンク１２におけるカバー２に接着される面は、カバー２の内壁に沿うように円弧状の円弧部１２ｂに形成されている。このように、ヒートシンク１２は、発光部１１の基板１１ｂとカバー２とを接続するものであり、これにより、ヒートシンク１２は、発光素子１１ａから発生する動作熱をカバー２に伝達し、照明ランプ１の外部に放熱する。

なお、ヒートシンク１２は、照明ランプ１の長手方向（矢印Ｙ方向）を支持するために必要な剛性を備えており、線膨張係数が小さいことが好ましい。また、ヒートシンク１２は、金属材料を押出成形加工して形成してもよいが、押出成形以外の方法で形成してもよい。この金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は鉄（Ｆｅ）等を用いることができる。なお、ヒートシンク１２は、金属材料ではなく、セラミックでもよいし、熱伝導性を備えるフィラーが添加された高熱伝導性樹脂としてもよい。

（給電口金１３）
給電口金１３は、カバー２の一端側に取り付けられている。この給電口金１３は、導電性を有する一対の給電端子１３ａと、これらの給電端子１３ａが埋め込まれた有底円筒状の給電口金筐体１３ｂ（ベース部材）とを備えている。給電端子１３ａは、基板１１ｂの一端と電気的に接続されており、照明器具２０の外部電源に接続されることにより、基板１１ｂの点灯回路素子に給電される。

給電端子１３ａは、例えば導電性を有する金属材料で形成されており、また、給電口金筐体１３ｂは、例えば絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。これらの給電端子１３ａと給電口金筐体１３ｂとは、インサート成形等で一体的に形成されている。なお、給電口金１３は、例えばＧＸ１６タイプの口金を用いることができるが、そのほかの種類の口金、例えばＧ１３タイプ等の口金を用いてもよい。そして、給電口金１３の給電端子１３ａがソケット２２の端子と接続される。

（アース口金１４）
アース口金１４は、カバー２の他端部に取り付けられている。アース口金１４は、導電性を有するアース端子１４ａと、アース端子１４ａが埋め込まれた有底円筒状のアース口金筐体１４ｂ（ベース部材）とを備えている。アース端子１４ａが、照明器具２０のアース部に接続されることにより、照明ランプ１が電気的に接地される。

アース端子１４ａは、例えば導電性を有する金属材料で形成されており、アース口金筐体１４ｂは、例えば絶縁性を有する樹脂材料で形成されている。これらのアース端子１４ａとアース口金筐体１４ｂとは、インサート成形等で一体的に形成されている。なお、アース口金１４は、例えばＧＸ１６タイプの口金を用いることができるが、そのほかの種類の口金、例えばＧ１３タイプ等の口金を用いてもよい。そして、アース口金１４のアース端子１４ａがソケット２２の端子と接続される。

（カバー２）
カバー２は、外管バルブ、筒管又は直管とも呼称されるものであり、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延在した円筒状の部材であって、内部に発光部１１が収容されるものである。図１及び図３に示すように、カバー２は、発光部１１を収容する光透過性のカバー本体３と、カバー本体３の壁面に設けられ、発光部１１から出射した光を拡散する拡散膜４とを備えている。カバー本体３は長尺の円筒形状に形成されたものであって、例えばガラス管もしくは樹脂管からなっている。

拡散膜４は、発光素子１１ａから出射した光を拡散するものであり、例えば５μｍ〜２０μｍの厚みを有している。拡散膜４は拡散材５が添加された基材６をカバー本体３の内壁面３ａに塗布することにより形成されている。基材６は例えば水溶性熱硬化形等の樹脂もしくは低融点ガラスからなっており、拡散材５は例えば平均粒子径が０．０５μｍ〜２０μｍのシリカからなっている。拡散膜４における拡散材５の含有率は例えば体積比で１０％以上７０％以下になっている。言い換えれば、拡散膜４における基材６の含有率は体積比で９０％以上３０％以下になっている。そして、拡散膜４は、樹脂溶液にシリカ等の拡散材５を分散させて懸濁液を作製し、懸濁液をカバー本体３内に流し込んで懸濁液を塗布し、温風エアーで懸濁液を乾燥させ、加熱により硬化させて形成される。

（ランプカバー４０）
ランプカバー４０は、例えばポリカーボネート等の樹脂からなる可撓性を有する材料からなるものであって、照明ランプ１の長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って延びた円筒形状に形成されている。よって、ランプカバー４０には照明ランプ１のカバー２を収容するための中空部４１が形成されており、中空部４１内に照明ランプ１が挿入され照明ランプ１に取り付けられる。ランプカバー４０には、長手方向（矢印Ｙ方向）に沿ってスリット４２が形成されている。

ランプカバー４０は、光を拡散する機能を有しており、例えばポリカーボネート等に拡散材を添加して形成されている。なお、ランプカバー４０は、光を拡散するものであればこの構成に限定されず、公知の種々の技術を用いることができる。したがって、照明ランプ１におけるランプカバー４０に覆われた領域は光拡散領域ＤＲになる。一方、スリット４２は、照明ランプ１から出射された光がそのまま出射される開口領域ＡＲになる。なお、このスリット４２の周方向の幅は、適宜設定することができる。また、ランプカバー４０が色調（色相）を調整するカラーフィルタ機能を有していてもよい。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は照明ランプ１にランプカバー４０が取り付けられる様子を示す断面図であり、図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照してランプカバー４０の取り付け方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、照明ランプ１にランプカバー４０のスリット４２が対向するように位置決めし、ランプカバー４０が照明ランプ１側に押し込まれる。すると、図４（ｂ）に示すように、スリット４２が広がる方向にランプカバー４０が撓み、図４（ｃ）のようにランプカバー４０内の中空部４１へ照明ランプ１のカバー２が入り込んでいく。その後、図４（ｄ）に示すように、カバー本体３の外壁３ｂとランプカバー４０の内壁４０ａとが接触した状態でランプカバー４０が照明ランプ１に取り付けられる。

ランプカバー４０が照明ランプ１に取り付けられた状態において、照明ランプ１のうちランプカバー４０に覆われた光拡散領域ＤＲからランプカバー４０において拡散された光が出射する。一方、照明ランプ１のうちランプカバー４０のスリット４２に当たる開口領域ＡＲは、照明ランプ１から直接光が出射する。また、ランプカバー４０は照明ランプ１の周方向に巻き付いた状態で取り付けられているため、ランプカバー４０は照明ランプ１から着脱可能であって回転可能な状態で取り付けられている。したがって、上述したスリット４２（開口領域ＡＲ）の形成位置は、ランプカバー４０が周方向（矢印Ｒ方向）に回転することにより変更する。図５から図８は照明ランプ１の周方向におけるランプカバー４０のスリットの位置の一例を示す断面図である。例えば図５及び図６に示すように、発光部１１の光軸から周方向に９０°ずれた位置にスリット４２を位置決めすることができる。あるいは、図７及び図８に示すように、発光部１１の光軸から周方向に４５°ずれた位置にスリット４２が位置決めすることもできる。

図９は図１の照明ランプ１及びランプカバー４０を用いた照明装置３０の設置例を示す模式図である。なお、図９は室内の通路に照明装置３０が設置されている場合について例示している。なお、ランプカバー４０は、スリット４２（開口領域ＡＲ）が鉛直下側に位置した状態で取り付けられている（図３参照）。図９において、複数の照明装置３０が天井に埋め込まれており、各照明装置３０に開口領域ＡＲが下側に向いた照明ランプ１が取り付けられている。すると、開口領域ＡＲから出射した光が通路の床に照度は他の領域よりも大きいライン状の照射領域ＬＡを形成する。なお、照射領域ＬＡの幅は、開口領域ＡＲの大きさ及び天井から床までの距離Ｈに依存する。

このように、ランプカバー４０のスリット４２を用いて光拡散領域ＤＲと光拡散領域ＤＲよりも光透過率の高い開口領域ＡＲとを形成することにより、簡単な構造で空間の照明を行いながら特定の方向に強い光を照射する配光制御を行うことができる。すなわち、従来のように、カバー２にプリズム等の所定の光学特性を有する部材を用いた場合、カバーの構造が複雑になるとともに製造工程が煩雑になってしまう。一方、上述したランプカバー４０においては、光拡散領域ＤＲと開口領域ＡＲとを形成するため、簡単な構造で開口領域ＡＲを形成して配光制御を行うことができる。

また、スリット４２が設けられていることにより、照明ランプ１が照明装置３０に取り付けられた状態でランプカバー４０を取り付けることができるため、既存の照明ランプ１に後付けして配光制御を行うことができる。さらに、カバー２がガラス管からなる場合、ランプカバー４０によりガラス管の飛散を防止することができる。また、ランプカバー４０の光拡散領域ＤＲが色調もしくは色相を調整する機能を有していれば、イベント時にランプカバー４０を取り付けて演出効果を発揮することができる。

実施形態２．
図１０は本発明の照明ランプ及びランプカバーの実施形態２を示す断面図であり、図１０を参照してランプカバー１４０について説明する。なお、照明ランプは図１（ａ）、図２に示すものと同じである。また、図１０のランプカバー１４０において図１のランプカバー４０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図１０のランプカバー１４０が図１のランプカバー４０と異なる点は光拡散領域ＤＲ内に所定のパターンが形成されている点である。

図１０において、ランプカバー１４０の光拡散領域ＤＲには、光透過率が異なる所定のパターン領域１４１が形成されている。なお、図１０においては、矢印のパターンが形成されている場合について例示しているが、キャラクターデザイン等のパターンが形成されていてもよい。このパターン領域１４１は、スリット４２と同様、打ち抜き等により形成されており、開口領域ＡＲと同様に照明ランプ１からの光を直接出射する領域になっている。なお、パターン領域１４１の光透過率は光拡散領域ＤＲと異なるものであればよく、例えば光を出射しない遮光領域からなっていてもよいし、グラデーション効果を奏するものであってもよい。

この場合であっても、ランプカバー４０のスリット４２を用いて光拡散領域ＤＲと光拡散領域ＤＲよりも光透過率の高い開口領域ＡＲとを形成することにより、簡単な構造で空間の照明を行いながら特定の方向に強い光を照射する配光制御を行うことができる。さらに、パターン領域１４１を形成することにより、デコレーション効果を発揮することができる。

本発明の実施形態は、上記各実施形態に限定されない。例えば上記実施形態において、いわゆる直管形の照明ランプ１の場合について例示しているが、いわゆるＨＩＤランプ等の筒状のカバーを有する照明ランプにも適用することができる。図１１（ａ）は、筒状のカバーを有する照明ランプ２００を示す模式図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の照明ランプ２００に取り付けられるランプカバー４０の一例を示す模式図である。図１１に示すように、照明ランプ２００は、カバー２０１と、本体２０２と、口金部２０３とを備えている。このうち、カバー２０１は筒状に形成されており、このカバー２０１にランプカバー４０が装着されるようになる。

また、上記実施形態において、ランプカバー４０がスリット４２を有している場合について例示しているが、スリット４２を形成せずに円筒形状を有するものであってもよい。この場合、照明ランプ１はランプカバー４０の端部の開口から長手方向に沿って挿入されることになる。そして、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って帯状に形成される等の所定の領域に開口領域ＡＲが形成されていてもよい。

１、２００ 照明ランプ、２、２０１ カバー、３ カバー本体、３ａ 内壁面、３ｂ 外壁、４ 拡散膜、５ 拡散材、６ 基材、１０ 光源モジュール、１１ 発光部、１１ａ 発光素子、１１ｂ 基板、１２ ヒートシンク、１２ａ 平坦部、１２ｂ 円弧部、１２ｃ 接着材、１３ 給電口金、１３ａ 給電端子、１３ｂ 給電口金筐体、１４ アース口金、１４ａ アース端子、１４ｂ アース口金筐体、２０ 照明器具、２１ 本体部、２２ ソケット、３０ 照明装置、４０、１４０ ランプカバー、４０ａ 内壁、４１ 中空部、４２ スリット、１４１ パターン領域、２０２ 本体、２０３ 口金部、ＡＲ 開口領域、ＤＲ 光拡散領域、ＬＡ 照射領域。

Claims (8)

1. 光を出射する発光部と、前記発光部を収容し光透過性を有するカバーとを備えた照明ランプに取り付けられるランプカバーであって、
   前記カバーを収容する中空部が形成された形状を有し、
   前記カバーの周方向において、前記発光部から出射される光を拡散する光拡散領域と、前記光拡散領域よりも光透過率が高い開口領域とを有することを特徴とするランプカバー。
2. 前記開口領域は、前記カバーの軸方向に延びるスリットにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載のランプカバー。
3. 前記照明ランプに装着する際、前記スリットが広がるように撓みながら前記スリットから前記中空部内に前記カバーを挿入することを特徴とする請求項２に記載のランプカバー。
4. 前記カバーは、断面が円弧形状を有するものであって、
   前記中空部における内壁と前記照明ランプの外壁とが密着する大きさを有するものであり、前記カバーの外壁に沿って回転可能に前記照明ランプに取り付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のランプカバー。
5. 前記光拡散領域は、色調もしくは色相を調整する機能を有するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のランプカバー。
6. 前記光拡散領域には、光透過率が異なる所定のパターンが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のランプカバー。
7. 光を出射する発光部と、
   前記発光部を収容し光透過性を有するカバーと
   を備え、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のランプカバーが取り付けられることを特徴とする照明ランプ。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のランプカバーと、
   前記ランプカバーが装着される照明ランプと、
   前記照明ランプが取り付けられるソケットと、
   を備えたことを特徴とする照明装置。

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