JP2016046065A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常時使用出来る保安灯用光源と停電時に点灯する停電灯用光源を共用化することにより、ＬＥＤの数を減らすことができる照明装置を提供する。【解決手段】主ＬＥＤと、補助ＬＥＤとを有する照明装置において、前記補助ＬＥＤは、１つのＬＥＤであり、通常時に使用する保安灯用光源と停電時に使用する停電灯用光源として動作する。【選択図】図８

Description

本発明は、ＬＥＤ照明装置に関するものである。

従来の照明装置、例えば住宅の天井等に取り付けられるシーリングライトには、非常時、例えば地震や停電の際に、バッテリにより光源を点灯させるものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−２４９３８２号公報

本発明は、通常時使用出来る保安灯用光源と停電時に点灯する停電灯用光源を共用化することにより、ＬＥＤの数を減らすことができる照明装置を提供することを目的とする。

上記に対し、本発明では、主ＬＥＤと、補助ＬＥＤとを有する照明装置において、前記補助ＬＥＤは、１つのＬＥＤであり、通常時に使用する保安灯用光源と停電時に使用する停電灯用光源として動作することを特徴とする。

本発明により、保安灯用光源と停電灯用光源を共用化することでＬＥＤの数を減らすことができる照明装置を提供することができる。

照明装置１の全体斜視図である。 図１の照明装置１の一部分解斜視図である。 図１の照明装置１の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ´断面図である。 図４の拡大範囲Ａの拡大図である。 本発明に関する回路図を示す。 本発明に関するＬＥＤ点灯動作のタイムチャートを示す。 本発明に関するフローチャートを示す。

本発明の実施に係る形態について、以下、図面を用いて説明する。図１は照明装置１の全体斜視図である。図２は図１の照明装置１の一部分解斜視図である。図３は図１の照明装置１の分解斜視図である。図４は図１のＡ−Ａ´断面図である。図５は図４の拡大範囲Ａの拡大図である。

本例では、ＬＥＤ照明装置を略円形状としたが、形状はこれに限定されるものではない。

ＬＥＤ照明装置は、例えばＬＥＤシーリングライトとして、家屋の天井面に設けられる引掛ローゼットや引掛シーリングなどの屋内配線器具（不図示）に係合する取付アダプタ（不図示）を介することによって外部電源に接続されると共に、天井面の所定位置に固定されて利用に供される。なお、以下の説明において、特に断らない限り、照明装置が天井面に取り付けられた状態を基準として、天井側を「上面側」と呼び、その反対側（床側）を「下面側」と呼ぶ。

図１に示すように、照明装置１は、照明装置本体２と、照明装置本体２に取り付けられる透光カバー３と、透光カバー３の外周側に取り付けられる飾り枠４と、を備える。

図２に示すように、照明装置１において、透光カバー３は、照明装置２から着脱自在である。

図３に示すように、照明装置１は、天井側に近い部材から、略円形状の本体ベース１５、センサ１４、絶縁板１３、電源基板１２、放熱板１１と、基板ケース１０と、受光基板９と、照明用のＬＥＤ基板８および補助ＬＥＤ８ａと反射シート７とＬＥＤカバー６と反射カバー５と、からなる照明装置本体２と、飾り枠４と、透光カバー３とを備えて構成されている。

照明装置本体２において、本体ベース１５は、例えば金属板などを略円形状に加工成形した部品である。本体ベース１５の中央には、略円形状の孔である器具取付部が設けられている。器具取付部には、不図示の取付アダプタが引掛け部を介して係合固定される。この取付アダプタは、天井側の屋内配線器具に係合固定される。これにより、本体ベース１５を含む照明装置１は、取付アダプタ、器具取付部および屋内配線器具をそれぞれ介して、天井面の所定位置に固定されるようになっている。

照明用のＬＥＤ基板８および補助ＬＥＤ８ａ、ＬＥＤカバー６、反射シート７を照明用光源と呼ぶこととする。ＬＥＤカバー６は、外側カバー部６ａと内側カバー部６ｂとを備えている。

器具取付部の近傍には、不図示の給電接続部が設けられている。給電接続部は、不図示の電線を介して、取付アダプタと電源基板１２との間を電気的に接続している。これにより、照明装置１は、屋内配線器具、取付アダプタ、および給電接続部をそれぞれ介して給電を受けるようになっている。

絶縁板１３は、本体ベース１５と、放熱板１１との間に介在させて設けられている。本体ベース１５および放熱板１１は、いずれも金属製で、例えばプレコートメタル（ＰＣＭ）鋼板である。これに対し、絶縁板１３は、電気絶縁性および難燃性を有する例えばポリプロピレン（ＰＰ）などの樹脂材料を用いて成形されている。

電源基板１２および制御基板１１４は、絶縁板１３の外縁に突設された基板係止部を介して絶縁板１３に保持されている。絶縁板１３は、本体ベース１５にねじ止め固定されている。これにより、電源基板１２は、本体ベース１５および放熱板１１によって囲まれた放熱空間内に、電気絶縁性を維持した状態で係止固定されている。

放熱板１１は、電源基板１２、および、複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤ基板８を冷却する役割を果たす。これら基板は、その作動時に発熱する。一般に、半導体素子であるＬＥＤは、熱に弱い性質がある。また、使用時には低電圧の大電流を流して高輝度発光を行うため、この発光に伴う発熱によってＬＥＤそれ自体や周囲の部材が劣化してゆく。かかる劣化を抑制して長寿命・高信頼性を実現するには、適切な放熱を行うことが求められる。

電源基板１２、およびＬＥＤ基板８が発熱すると、本体ベース１５および放熱板１１によって囲まれた放熱空間の雰囲気温度は上昇する。このとき、放熱空間の容積が小さいと、そこに収容される空気の量は少なくなる。その結果、空気の接触による放熱効果が低下してしまうため、放熱空間の容積はできるだけ大きい方が好ましい。また、熱伝導性を良好に維持する観点から、放熱板１１は、略円錐台形状で、継ぎ目なく一体に成形されることが好ましい。こうした放熱板１１は、金属製の薄板をプレス成形することによって製造される。

照明用光源において、ＬＥＤ基板８は、それぞれが共通の略扇形状の４枚の基板を含んで構成されてもよい。これら４枚の基板は、放熱板１１の所定位置に取り付けられた状態において、全体として略ドーナツ形状を形成するようになっている。

ＬＥＤ基板８には、主光源としての複数の主ＬＥＤおよび、通常時使用出来る保安灯用光源と停電時に点灯する停電灯用光源とを共用して１つとした補助ＬＥＤ８ａが半田付けにより実装されている。これらのＬＥＤは、作動時に光を放射すると共に発熱し、それら自体の温度が上昇する。ＬＥＤは、温度が高くなるにしたがって、その発光効率が低下してゆく。また、寿命も短くなってゆく。このため、温度上昇に見合った適切な放熱手段を別途設ける必要がある。

ＬＥＤカバー６は、複数のＬＥＤより発せれた光束を下面側（床側）へ導く機能、複数のＬＥＤに係る給電線への接触を物理的に妨げる機能、および、ＬＥＤ基板８を放熱板１１に対して密着させるように押し付ける機能を有している。

図２において、ＬＥＤ基板８にＬＥＤカバー６を取り付けた状態の一例を示す部分図である。図示のように、複数のＬＥＤは、対応する複数のドーム形状部を介して光を出射するように構成されている。本例では、一対のＬＥＤの組を、ひとつのドーム形状部内に収容しているが、ドーム形状部内に収容されるＬＥＤの数はこれに限定されない。一対のＬＥＤの組のうち、例えば、一方は白色系統の光束を放射する白色系統ＬＥＤであり、他方は暖色系統の光束を放射する暖色系統ＬＥＤである。これらのＬＥＤとしては、例えば、青色の光束を放射する青色ＬＥＤと黄色の蛍光体とを組み合わせることによって、青色発光と黄色発光とが合成されて白色光や暖色光（例えばオレンジ色など）を放射するものなどを適宜採用すればよい。

ＬＥＤカバー６は、例えばポリカーボネート（ＰＣ）やアクリル（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）などの、透光性および電気絶縁性を有する樹脂を用いて一体成形される。
この樹脂を用いた一体成形と、各ＬＥＤからの光をそれぞれ通過させる複数のドーム形状部とが相まって、ＬＥＤカバー６の剛性を確保すると共に、放熱板１１に対するＬＥＤ基板８の密着性を向上するようにしている。

放熱板１１とＬＥＤカバー６との間は、ＬＥＤ基板８を介在させて放熱板１１に対してＬＥＤカバー６をねじ止め固定する構成を採用している。これにより、放熱板１１に対するＬＥＤ基板８の密着性が高くなり、放熱性を向上することができる。このため、発光面の密度が均一で、かつ、ＬＥＤの発光効率に優れた照明装置１を実現することができる。
さらに、ＬＥＤカバー６に対する適正な位置にＬＥＤの配置を矯正すると共に、ＬＥＤ基板８の反りや変形を軽減するといった効果もある。

透光カバー３は、放熱板１１の裾野部に固定された取付具によって、吊り下げ状態で係合保持される。具体的には、例えば、透光カバー３を周方向反時計回りに回転させることによって、透光カバー３に突設した図示しない係合部が外れるようになっている。透光カバー３は、例えばアクリル（ＰＭＭＡ）などの透光性樹脂を用いて一体成形される。

天板（図示なし）は、照明装置本体１１の少なくとも上面側周辺部を覆い照明装置本体１１の側面部よりも外側に位置する。

図５に示すように、センサ１４は、センサケース１４ｃと、センサ本体１４ｂと、センサケースに設けられるセンサ開口部１４ａと、から構成されている。

飾り枠４は、その端部から順に、拡大部４ａ、方向変換部４ｂ、導光部４ｃ、入射部４ｄ、立ち上がり部４ｅを備えている。また、拡大部４ａの端部（飾り枠４の端部）には出射面４ａ１を備えている。また、方向変換部４ｂには屈折壁面４ｂ１を備えている。飾り枠４は、透光カバー３の少なくとも上面側周辺部を覆い、照明装置本体２の側面部よりも外側に位置する部分を有する。飾り枠４において、透光カバー３の少なくとも上面側周辺部を覆うのは、立ち上がり部４ｅと、入射部４ｄとである。照明装置本体２の側面部よりも外側に位置する部分は、導光部４ｃと、方向変換部４ｂと、拡大部４ａとである。

立ち上がり部４ｅは、透光カバー３との接続のために設けられる部分である。立ち上がり部４ｅのネジ止めなどにより透光カバー３と接続される。

入射部４ｄは、透光カバー３の曲面に沿うような形状であり、照明用光源から出射され透光カバー３を透過した光を入射させるために設けられる部分である。

導光部４は、入射部４ｄから入射した光を導光するために設けられる部分である。導光部４ｃは、照明装置本体２の側面部より外側方向（略水平方向）に向かって略平面形状となっている。

方向変換部４ｄは、導光部４ｃで導光された光を出射部４ａに導光する部分である。導光部４ｃに対して、出射部４ａは略垂直となるように設けられており、方向変換部４ｂは、導光部４ｃを照明装置本体２よりも外側方向（側面方向）に向かって導光してきた光を出射部４ａに向けて略垂直となる向きに導光させる。特に、方向変換部４ｂにおける壁面である屈折壁面４ｂ１により、導光部４ｃの中を外側方向に向かって導光してきた光を出射部４ａに向けて略垂直となる向きに導光させることができる。屈折壁面４ｂ１は、導光部４ｃに対して略垂直となる面である。また、屈折壁面４ｂ１は、出射面４ａ１に対して略垂直となる面である。

出射部４ａは、方向変換部４ｂを導光した光を下面側に向けて出射する出射面４ａ１を備えている。

なお、飾り枠４において、立ち上がり部４ｅ、入射部４ｄ、導光部４ｃ、方向変換部４ｂは略同じ厚さであり、出射部４ａは、方向変換部４ｂから出射面４ａ１に向かって徐々に厚さが厚くなっている。

上記の飾り枠２を備えることにより、照明装置１は、透光カバー１を透過する照明用光源の光による略円形の主発光部分と、飾り枠２の出射面４ａ１から出射する光による略環状の副発光部分と、から発光することができ、新たに光源を備えずに装飾性を高めることのできる照明装置を提供することができる。

なお、主照明用光源による照明は、上述のように、複数のＬＥＤの発光色および蛍光体を選択し、その両者の組み合わせで所望の色温度を得るようにされている。別の実施の形態として、主照明用光源のＬＥＤも、それぞれＲＧＢの３種のＬＥＤを含むものとし、その３種のＬＥＤの出力を調整することで、上述の補助照明用光源と同様な色の照明光を得るようにしてもよい。

図６に通常時使用出来る保安灯用光源と停電時に点灯する停電灯用光源を共用して１つとした補助ＬＥＤ８ａを動作するための回路図の一例を示す。

ここで、特許文献１に記載の回路構成では、保安灯スイッチが保安灯用光源の後に設けられていたため、停電灯スイッチを追加してＬＥＤを共用化した回路構成の場合、停電時にも保安灯スイッチもマイコン（制御部）による制御が必要となり、充電部に充電した電力で保安灯用光源を点灯させる際にもマイコン（制御部）による制御が必要である。

補助ＬＥＤ８ａを動作するための回路は、整流回路と、コンデンサ１７と、制御部１８と、保安灯スイッチ１９と、停電灯スイッチ２０と、補助ＬＥＤ８ａと、を有する。

整流回路は、外部の商用電源であるＡＣ電源を整流するための回路である。

コンデンサ１７は、整流回路に接続され、整流回路を介した電圧を充電する。

制御部１８は、保安灯スイッチ１９のＯＮ／ＯＦＦや、停電灯スイッチ２０のＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御をおこなうものである。

保安灯スイッチ１９は、ＡＣ電源と整流回路と、補助ＬＥＤ８ａとの接続のＯＮ／ＯＦＦを行うためのものである。保安灯スイッチ１９がＯＮのときは、ＡＣ電源と整流回路と、補助ＬＥＤ８ａとを接続する。保安灯スイッチ１９がＯＦＦのときは、ＡＣ電源と整流回路と、補助ＬＥＤ８ａとを接続しない。

停電灯スイッチ２０は、コンデンサ１７と、補助ＬＥＤ８ａとの接続のＯＮ／ＯＦＦを行うためのものである。停電灯スイッチ２０がＯＮのときは、コンデンサ１７と、補助ＬＥＤ８ａとを接続する。停電灯スイッチ２０がＯＦＦのときは、コンデンサ１７と、補助ＬＥＤ８ａとを接続しない。

補助ＬＥＤ８ａは、１つのＬＥＤであり、通常時使用出来る保安灯用光源と停電時に点灯する停電灯用光源として使用するものである。

補助ＬＥＤ８ａを保安灯用光源として用いる場合は、保安灯スイッチ１９をＯＮ、停電灯スイッチ２０をＯＦＦとする。

補助ＬＥＤ８ａを停電灯用光源として使用する場合は、保安灯スイッチ１９をＯＦＦ、停電灯スイッチ２０をＯＮとする。

図６の回路図が動作する際のタイムチャートを図７に示す。

（ＡＣ電源「入」の場合）
ＡＣ電源１６が「入」となると、ＡＣ電源１６から制御回路に交流電圧が供給される。供給された交流電圧は、制御回路内の整流回路にて直流電圧（ＤＣ）に変換される。その後、変換された直流電圧は、コンデンサ１７に至り、コンデンサ１７の充電が開始される。コンデンサ１７の充電は暫く時間が経過したのちに完了する。

また、制御部１８より停電灯スイッチ２０をＯＦＦさせる信号を出力し、停電灯スイッチ２０をＯＦＦ状態にする。

（保安灯を使用する場合）
保安灯を使用する際は、制御部１８より保安灯スイッチ１９をＯＮさせて、Ｖｃｃから補助ＬＥＤ８ａに電力を供給し点灯させる。言い換えると、保安灯を使用する際は、ＡＣ電源１６が「入」となった状態で、保安灯「ＯＮ」とすると、保安灯スイッチ１９がＯＮ、停電灯スイッチ２０はＯＦＦのままとなり、ＡＣ電源１６と整流回路と制御部１８を通り、補助ＬＥＤ８ａに電流が流れ、保安灯用光源として補助ＬＥＤ８ａを点灯させる。

（保安灯を消す場合）
保安灯を消す場合は、制御部１８より保安灯スイッチ１９をＯＦＦさせ、補助ＬＥＤ８ａを消灯させる。言い換えると、保安灯を消す場合は、ＡＣ電源１６が「入」、保安灯「ＯＮ」となった状態で、保安灯「ＯＦＦ」とすると、保安灯スイッチ１９がＯＦＦ、停電灯スイッチ２０はＯＦＦのままとなり、制御部１８や補助ＬＥＤ８ａに電流が流れず、保安灯用光源としての補助ＬＥＤ８ａが消灯する。

（ＡＣ電源「切」の場合）
停電時など、ＡＣ電源１６からの電力の供給がなくなる（ＡＣ電源１６が「切」となる）と、制御部１８より出力している停電灯スイッチ２０をＯＦＦさせる信号が停止するため、停電灯スイッチ２０がＯＮとなり、コンデンサ１７から補助ＬＥＤ８ａへ電力の供給を開始し、補助ＬＥＤ８ａが点灯する。

電解コンデンサ１７に充電された電力を使いきるまで、補助ＬＥＤ８ａは点灯し、コンデンサ１７の充電が無くなると、補助ＬＥＤ８ａは消灯する。

再び、ＡＣ電源１６より電力の供給が始まると、コンデンサ１７へ充電を行う。

図６の回路図が動作する際のフローチャートを図８に示す。

ＡＣ電源１６投入（ＡＣ電源「入」）後、コンデンサ１７の充電が開始し、制御部１８が起動する。

ＡＣ電源１６からの給電がある場合、ＬＥＤ照明装置は通常動作を行う。また、保安灯を動作させる場合は、保安灯スイッチ１９をＯＮし、Ｖｃｃから保安灯用光源として補助ＬＥＤ８ａを点灯させる。

商用電源からの給電が無くなった場合かつ、壁スイッチによる動作切替えが行われた際は、切替えた動作に従い通常動作を行う。

商用電源からの給電が無くなった場合かつ、壁スイッチによる動作切替えが行われていない時は、停電灯スイッチ２０がＯＮとなり、コンデンサ１７から補助ＬＥＤ８ａへ電力の供給を開始し、停電灯用光源として補助ＬＥＤ８ａが点灯する。

１ 照明装置
２ 照明装置本体
３ 透光カバー
４ 飾り枠
４ａ 出射部
４ａ１ 出射面
４ｂ 方向変換部
４ｂ１ 屈折壁面
４ｃ 導光部
４ｄ 入射部
４ｅ 立ち上がり部
５ 反射カバー
６ ＬＥＤカバー
６ａ 外側カバー部
６ｂ 内側カバー部
７ 反射シート
８ ＬＥＤ基板
８ａ 補助ＬＥＤ（保安灯用光源と停電灯用光源の兼用のもの）
９ 受光基板
１０ 基板ケース
１１ 放熱板
１２ 電源基板
１３ 絶縁板
１４ センサ
１４ａ センサ開口部
１４ｂ センサ本体
１４ｃ センサケース
１５ 本体ベース
１６ ＡＣ電源
１７ コンデンサ（充電部）
１８ 制御部
１９ 保安灯スイッチ
２０ 停電灯スイッチ
Ａ 拡大範囲

Claims (3)

1. 主ＬＥＤと、補助ＬＥＤとを有する照明装置において、
   前記補助ＬＥＤは、１つのＬＥＤであり、通常時に使用する保安灯用光源と停電時に使用する停電灯用光源として動作することを特徴とする照明装置。
2. 請求項１に記載の照明装置において、
   前記補助ＬＥＤの前に、マイコンレスで制御可能な停電灯スイッチと、マイコンにて制御を行う保安灯スイッチと、を有する照明装置。
3. 主ＬＥＤと、補助ＬＥＤとを有する照明装置において、
   前記補助ＬＥＤは１つのＬＥＤであり、通常時に使用する保安灯用光源と停電時に使用する停電灯用光源として動作し、
   前記補助ＬＥＤを動作させるための回路は、ＡＣ電源を整流する整流回路と、コンデンサと、制御部と、保安灯用スイッチと、停電灯用スイッチと、を有し、
   前記制御部は、ＡＣ電源から電力の供給されるときは、停電灯用スイッチをＯＦＦとする信号を出力し、
   前記補助ＬＥＤを保安灯用光源として使用するときは、更に保安灯用スイッチをＯＮとする信号を出力し、前記補助ＬＥＤが点灯し、
   ＡＣ電源からの電力の供給がないときは、制御部からの信号の出力がなくなり停電灯用スイッチがＯＮとなり、前記補助ＬＥＤが点灯することを特徴とする照明装置。