JP2016146265A - 照明装置および照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性の向上を図りつつ大型化を抑制する。
【解決手段】照明装置１０は、回路基板１００の上面において、３つのトランジスタＭ１〜Ｍ３を、第２の光源部２Ｂおよび第３の光源部２Ｃを挟んで第１の光源部２Ａから離れた位置（前端部）に実装する。第１の光源部２ＡがトランジスタＭ１〜Ｍ３に近付けて配置される場合と比較して、第１の光源部２Ａの発光ダイオード２０１〜２０９の温度上昇が抑制され、かつトランジスタＭ１〜Ｍ３の放熱性の向上が図られる。また、第１の光源部２Ａが、回路基板１００の上面においてトランジスタＭ１〜Ｍ３と近い側（前端側）に配置される場合と比較して、回路基板１００の大型化を抑制することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、照明装置および照明器具に関し、特に発光ダイオードを光源とする照明装置、および当該照明装置を有する照明器具に関する。

従来例として、特許文献１記載の照明装置（ＬＥＤ駆動回路とＬＥＤ光源ユニット）を例示する。この照明装置は、商用交流電源から供給される交流電圧を全波整流する全波整流器（ブリッジ整流回路）と、複数のＬＥＤモジュールからなるＬＥＤ光源ユニットとを備える。

個々のＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤの直列回路と、前記直列回路に流れる電流を調整するバイパス回路と、複数のＬＥＤおよびバイパス回路を実装する回路基板とを備える。ＬＥＤ光源ユニットは、これら複数のＬＥＤモジュールを電気的に直列接続して構成される。そして、ＬＥＤ光源ユニットは、商用交流電源から点灯装置を経由して供給される脈流電圧で点灯する。また、バイパス回路は、半導体素子（電界効果トランジスタ）を有してＬＥＤモジュールに流れる電流を定電流化するように構成される。

特開２０１３−２１４６１５号公報

ところで、ＬＥＤモジュールは、点灯（発光）中の自己発熱によって温度が上昇し易い。そのため、ＬＥＤモジュールを放熱部材（たとえば、金属板）と接触させ、ＬＥＤモジュールが発する熱を放熱部材に伝導して放熱することにより、ＬＥＤモジュールの温度上昇を抑制することが好ましい。

しかしながら、上記従来例では、ＬＥＤと、バイパス回路の半導体素子とがＬＥＤモジュールの回路基板に一緒に実装されている。そのため、ＬＥＤと半導体素子が近接して実装されると、互いの発熱の影響を受け易くなり、ＬＥＤの温度上昇を抑制し難くなる。一方、ＬＥＤと半導体素子とが離して実装されると、回路基板の大型化、ひいては照明器具の大型化を招いてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされており、放熱性の向上を図りつつ大型化を抑制することを目的とする。

本発明の照明装置は、それぞれに複数の発光ダイオードが電気的に直列接続されて構成される複数の光源部と、複数の前記光源部を点灯する点灯回路部と、長尺の板状に形成されて複数の前記光源部と前記点灯回路部とが実装される回路基板とを備え、前記点灯回路部は、全波整流器と、それぞれに半導体素子を有して当該半導体素子を介して前記光源部に流す電流を定電流化する複数の定電流回路とを備え、複数の前記光源部は、前記全波整流器の一方の出力端子と直接かつ電気的に接続される第１の光源部と、前記第１の光源部を介して前記出力端子と電気的に接続される第２の光源部と、前記第１の光源部および前記第２の光源部を介して前記出力端子と電気的に接続される第３の光源部とを含むように構成され、複数の前記定電流回路は、前記全波整流器の一対の前記出力端子に対して、前記第１の光源部と前記半導体素子が電気的に直列接続される第１の定電流回路と、前記全波整流器の一対の前記出力端子に対して、前記第１の光源部および前記第２の光源部と前記半導体素子が電気的に直列接続される第２の定電流回路と、前記全波整流器の一対の前記出力端子に対して、前記第１の光源部、前記第２の光源部および前記第３の光源部と前記半導体素子が電気的に直列接続される第３の定電流回路とを含むように構成され、前記回路基板は、前記第１の光源部、前記第２の光源部および前記第３の光源部を長手方向に沿って並べて実装し、かつ、複数の前記定電流回路がそれぞれ有している複数の前記半導体素子を、前記第２の光源部および前記第３の光源部を挟んで前記第１の光源部から離れた位置に実装するように構成されることを特徴とする。

本発明の照明器具は、前記照明装置と、前記照明装置を支持する器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明の照明装置および照明器具は、放熱性の向上を図りつつ大型化を抑制することができるという効果がある。

本発明に係る照明装置の実施形態１を示す回路図である。 同上を示す斜視図である。 本発明に係る照明装置の実施形態２を示す斜視図である。 同上の一部省略した側面図である。 本発明に係る照明装置の実施形態３を示す回路図である。 同上を示す斜視図である。 本発明に係る照明器具の実施形態を示す斜視図である。 図８Ａは同上におけるアームの平面図、図８Ｂは同上におけるアームの側面図である。

（実施形態１）
本発明に係る照明装置の実施形態１について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の照明装置１０は、図１に示すように、それぞれに複数の発光ダイオード２０１〜２１５が電気的に直列接続されて構成される複数（図示例では３つ）の光源部と、複数の光源部を点灯する点灯回路部とを備える。なお、各発光ダイオード２０１〜２１５は、昼光色、昼白色、白色、温白色、電球色のうちの何れかの光源色の発光ダイオードである。また、各発光ダイオード２０１〜２１５は、シングルチップタイプ、マルチチップタイプあるいはチップオンボードタイプのいずれのタイプの発光ダイオードでも構わない。

３つの光源部は、９個の発光ダイオード２０１〜２０９の直列回路を有する第１の光源部２Ａと、４個の発光ダイオード２１０〜２１３の直列回路を有する第２の光源部２Ｂと、２個の発光ダイオード２１４、２１５の直列回路を有する第３の光源部２Ｃとを含む。ただし、直列回路を形成する発光ダイオードの個数ならびに光源部の個数は、いずれも本実施形態に限定されない。

第１の光源部２Ａは、平滑用のコンデンサＣ１０１、Ｃ１０２と、放電用の抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２とを有することが好ましい。コンデンサＣ１０１と抵抗Ｒ１０１の並列回路が、４つの発光ダイオード２０１〜２０４の直列回路と電気的に並列接続される。また、コンデンサＣ１０２と抵抗Ｒ１０２の並列回路が、５つの発光ダイオード２０５〜２０９の直列回路と電気的に並列接続される。第１の光源部２Ａは、基準電圧Ｖｆ１以上の電圧が印加されると、発光ダイオード２０１〜２０９に電流が流れて発光（点灯）するように構成される。なお、基準電圧Ｖｆ１は、直列回路を形成する発光ダイオード２０１〜２０９の順方向電圧の総和に等しい。

第２の光源部２Ｂは、基準電圧Ｖｆ２（＜Ｖｆ１）以上の電圧が印加されると、発光ダイオード２１０〜２１３に電流が流れて発光（点灯）するように構成される。なお、基準電圧Ｖｆ２は、直列回路を形成する発光ダイオード２１０〜２１３の順方向電圧の総和に等しい。

第３の光源部２Ｃは、基準電圧Ｖｆ３（＜Ｖｆ２）以上の電圧が印加されると、発光ダイオード２１４、２１５に電流が流れて発光（点灯）するように構成される。なお、基準電圧Ｖｆ３は、直列回路を形成する発光ダイオード２１４、２１５の順方向電圧の総和に等しい。

点灯回路部は、ダイオードブリッジからなる全波整流器１と、第１の定電流回路３Ａと、第２の定電流回路３Ｂと、第３の定電流回路３Ｃとを有することが好ましい。さらに、点灯回路部は、ヒューズ４Ａと、サージ吸収素子４Ｂとを有することが好ましい。なお、サージ吸収素子４Ｂは、たとえば、酸化亜鉛を主成分としたセラミックスからなるバリスタが好ましい。

全波整流器１は、一対の入力端子１Ａ、１Ｂと、一対の出力端子１Ｃ、１Ｄとを有する。一対の入力端子１Ａ、１Ｂには、ヒューズ４Ａを介して交流電源５が電気的に接続される。また、一対の入力端子１Ａ、１Ｂには、交流電源５およびヒューズ４Ａと並列に、サージ吸収素子４Ｂが電気的に接続される。

交流電源５は、例えば、実効値が１００［Ｖ］の正弦波の交流電圧を供給する。したがって、全波整流器１の出力端子１Ｃ、１Ｄ間からは、最大値（ピーク値）が１００×√２≒１４１［Ｖ］の脈流電圧が出力される。ただし、全波整流器１は、一方の出力端子１Ｄに対して、他方の出力端子１Ｃが高電位となるように構成されることが好ましい。

第１の定電流回路３Ａは、トランジスタＭ１およびシャントレギュレータＵ１を用いた定電流回路で構成される。トランジスタＭ１は、例えば、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）で構成されるが、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタで構成されても構わない。

トランジスタＭ１のドレインが第１の光源部２Ａの負極（発光ダイオード２０９のカソード。以下、同じ。）と電気的に接続され、トランジスタＭ１のソースが、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ１の直列回路と電気的に接続される。また、トランジスタＭ１のゲートが２つの抵抗Ｒ１１、Ｒ１２の直列回路の接続点と電気的に接続される。シャントレギュレータＵ１のカソードが抵抗Ｒ１２の一端とコンデンサＣ１１の一端とに電気的に接続され、シャントレギュレータＵ１のアノードが抵抗Ｒ１の一端および全波整流器１の出力端子１Ｄと電気的に接続される。また、シャントレギュレータＵ１のリファレンス端子がコンデンサＣ１１の他端と抵抗Ｒ１３の一端に電気的に接続される。

抵抗Ｒ１１は、トランジスタＭ１のゲートをバイアスするための抵抗である。抵抗Ｒ１１の一端が第１の光源部２Ａの正極（発光ダイオード２０１のアノード。以下、同じ。）と電気的に接続される。そのため、トランジスタＭ１のゲート電圧は、常にドレイン電圧よりも高い電圧にプルアップされ、第１の光源部２Ａに電流を流す期間を延ばすことができる。

さらに、抵抗Ｒ１３の他端がトランジスタＭ１のソースと抵抗Ｒ２の接続点に電気的に接続される。なお、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３およびコンデンサＣ１１は、シャントレギュレータＵ１の応答特性を設定するためのフィルタ回路を構成している。

第１の定電流回路３Ａは、抵抗Ｒ１、Ｒ２の直列回路の両端に発生する電圧（電圧降下）と、シャントレギュレータＵ１の基準電圧とを一致させるように、カソード電流（ゲート電圧）を増減してトランジスタＭ１のドレイン電流を制御（定電流化）する。

第２の定電流回路３Ｂは、第１の定電流回路３Ａと同様に、トランジスタＭ２およびシャントレギュレータＵ２を用いた定電流回路で構成され、第１の光源部２Ａと第２の光源部２Ｂを介して全波整流器１の出力端子１Ｃ、１Ｄ間に電気的に接続される（図１参照）。なお、第２の定電流回路３Ｂの回路構成は、各素子に付している符号が異なる点を除いて、第１の定電流回路３Ａと共通である。故に、第２の定電流回路３Ｂに関する詳細な説明は省略する。

また、第３の定電流回路３Ｃも第１の定電流回路３Ａと同様に、トランジスタＭ３およびシャントレギュレータＵ３を用いた定電流回路で構成される。また、第３の定電流回路３Ｃは、第１の光源部２Ａと第２の光源部２Ｂと第３の光源部２Ｃを介して全波整流器１の出力端子１Ｃ、１Ｄ間に電気的に接続される。なお、第３の定電流回路３Ｃの回路構成は、各素子に付している符号が異なる点を除いて、第１の定電流回路３Ａと共通である。故に、第３の定電流回路３Ｃに関する詳細な説明は省略する。

ところで、第１の定電流回路３Ａと第２の定電流回路３Ｂと第３の定電流回路３Ｃとは、互いに影響を及ぼし合って動作する。つまり、第１の定電流回路３Ａの抵抗Ｒ１には、第１の定電流回路３Ａの出力電流だけでなく、第２の定電流回路３Ｂおよび第３の定電流回路３Ｃの出力電流も流れる。つまり、第２の定電流回路３Ｂまたは第３の定電流回路３Ｃの出力電流が増加して抵抗Ｒ１の両端電圧が上昇することにより、第１の定電流回路３Ａの出力電流が減少する。同様に、第２の定電流回路３Ｂの抵抗Ｒ３には、第２の定電流回路３Ｂの出力電流だけでなく、第３の定電流回路３Ｃの出力電流も流れる。つまり、第３の定電流回路３Ｃの出力電流が増加して抵抗Ｒ３の両端電圧が上昇することにより、第２の定電流回路３Ｂの出力電流が減少する。ただし、第１の定電流回路３Ａの電流目標値Ｉｆ１と、第２の定電流回路３Ｂの電流目標値Ｉｆ２と、第３の定電流回路３Ｃの電流目標値Ｉｆ３とは、Ｉｆ１≦Ｉｆ２≦Ｉｆ３の大小関係が成立している。

ここで、第２の定電流回路３Ｂの電流目標値Ｉｆ２が、第１の定電流回路３Ａの電流目標値Ｉｆ１の１．２倍の値に設定されていると仮定する。この場合、第２の定電流回路３Ｂの動作中においては、第１の定電流回路３Ａのみが動作しているときの１．２倍の電圧が抵抗Ｒ１の両端に発生する。故に、抵抗Ｒ２が無い場合、第２の定電流回路３Ｂの動作中は第１の定電流回路３Ａが停止する。また、抵抗Ｒ２の抵抗値が抵抗Ｒ１の抵抗値の０．２倍以上である場合、第１の定電流回路３Ａは、第２の定電流回路３Ｂの動作中においてもトランジスタＭ１に電流を流すことができる。第２の定電流回路３Ｂの動作中に第１の定電流回路３Ａが完全に停止した場合、動作の再開時において、出力電流にアンダーシュートが発生し易くなるが、第１の定電流回路３Ａが電流を流し続けることでアンダーシュートの発生を抑制できる。特に、第１の定電流回路３Ａは、抵抗Ｒ１２、Ｒ１３およびコンデンサＣ１１からなるフィルタ回路を有しており、制御遅延が大きくなり易いが、停止期間を有しないことで制御遅延の影響を抑制できる。なお、第２の定電流回路３Ｂおよび第３の定電流回路３Ｃにも同様の回路構成を適用すれば、制御遅延によって入力電流にアンダーシュートやオーバーシュートが発生し難くなり、他の機器へのノイズの影響を低減できる。

本実施形態の照明装置１０には３つの動作モード（第１モード〜第３モード）が存在する。第１モードは、全波整流器１の出力電圧（脈流電圧）が第１の光源部２Ａの基準電圧Ｖｆ１以上、かつ第１の光源部２Ａの基準電圧Ｖｆ１と第２の光源部２Ｂの基準電圧Ｖｆ２の和以下のときの動作モードである。この第１モードにおいては、全波整流器１→第１の光源部２Ａ→第１の定電流回路３Ａ→全波整流器１の経路で第１の光源部２Ａに一定の電流（電流目標値Ｉｆ１に対応した電流）が流れて点灯する。

また、第２モードは、全波整流器１の出力電圧が２つの基準電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２の和以上、かつ３つの基準電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、Ｖｆ３の和未満のときの動作モードである。この第２モードにおいては、全波整流器１→第１の光源部２Ａ→第２の光源部２Ｂ→第２の定電流回路３Ｂ→全波整流器１の経路で第１の光源部２Ａと第２の光源部２Ｂとに一定の電流（電流目標値Ｉｆ２に対応した電流）が流れて点灯する。

さらに、第３モードは、全波整流器１の出力電圧が３つの基準電圧Ｖｆ１、Ｖｆ２、Ｖｆ３の和以上のときの動作モードである。この第３モードにおいては、全波整流器１→第１の光源部２Ａ→第２の光源部２Ｂ→第３の光源部２Ｃ→第３の定電流回路３Ｃ→全波整流器１の経路で第１の光源部２Ａと第２の光源部２Ｂと第３の光源部２Ｃに一定の電流（電流目標値Ｉｆ３に対応した電流）が流れて点灯する。

つまり、本実施形態の照明装置１０は、全波整流器１の出力電圧が０Ｖから最大値（１４１Ｖ）を経て０Ｖに戻る１周期において、第１モード→第２モード→第３モード→第２モード→第１モードの順番で動作するように構成される。したがって、全波整流器１の出力電圧の１周期（交流電源５の電源電圧の半周期）に流れる電流の積算値（以下、電流量と呼ぶ。）については、第１の光源部２Ａが最も多くなり、第３の光源部２Ｃが最も少なくなる。なお、全波整流器１の出力電圧が０Ｖから基準電圧Ｖｆ１までの期間において、第１の光源部２Ａは、コンデンサＣ１０１およびコンデンサＣ１０２からの放電電流で点灯する。このように第１の光源部２Ａが平滑用のコンデンサＣ１０１、Ｃ１０２を備えることにより、入力電圧（脈流電圧）の変動に伴う負荷電流（光源部２Ａ〜２Ｃに流れる電流）の変動を低減し、不快なちらつきを抑制できる。また、交流電源５からの電源供給が遮断されたときにコンデンサＣ１０１、Ｃ１０２の残留電荷を抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２に流すことにより、第１の光源部２Ａが仄かに点灯すること（微点灯）が抑制できる。ただし、抵抗Ｒ１０１、Ｒ１０２は、第１の光源部２Ａが定格点灯しているときの電力損失を抑えるため、できるだけ小さい抵抗値であることが好ましい。たとえば、第１の定電流回路３Ａの電流目標値Ｉｆ１を１００［ｍＡ］、コンデンサＣ１０１の静電容量値を２２０［μＦ］、抵抗Ｒ１０１の抵抗値を２４［ｋΩ］とすることが好ましい。このように設定すれば、第１の光源部２Ａの点灯中に抵抗Ｒ１０１に流れる電流を、電流目標値Ｉｆ１の１％以下に抑えることができる。なお、このように設定されたときのコンデンサＣ１０１と抵抗Ｒ１０１からなる積分回路の時定数は、５．２８秒となるので、交流電源５からの電源供給の遮断から５．２８秒が経過するまでに第１の光源部２Ａが消灯する。

次に、本実施形態の照明装置１０の構造について、図２を参照して詳細に説明する。ただし、以下の説明においては、図２において上下、左右、前後の各方向を規定する。

照明装置１０は、長尺の板状に形成された回路基板（プリント配線板）１００を備える。この回路基板１００は、たとえば、ガラス布ガラス不織布基材エポキシ樹脂銅張積層板で構成されることが好ましい。また、回路基板１００は、反り防止のために上下両面に銅箔が形成されることが好ましいが、片面のみに銅箔が形成されても構わない。

回路基板１００の上面における後端部に、全波整流器１、ヒューズ４Ａ、サージ吸収素子４Ｂ、コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２、入力コネクタ３０などが実装される。入力コネクタ３０はレセプタクルコネクタからなり、電源線の先端に設けられるプラグコネクタが挿抜可能に接続される。つまり、全波整流器１の入力端子１Ａ、１Ｂには、入力コネクタ３０を介して交流電源５から交流電圧が入力される。

また、回路基板１００の上面における先端部に、第１の定電流回路３ＡのトランジスタＭ１と、第２の定電流回路３ＢのトランジスタＭ２と、第３の定電流回路３ＣのトランジスタＭ３とが左右方向に等間隔に並べて実装される。

さらに、回路基板１００の上面における先端部と後端部を除いた中央部に、発光ダイオード２０１〜２１５が前後方向に等間隔に並べて実装される。ただし、これら１５個の発光ダイオード２０１〜２１５は、発光ダイオード２０１が最後尾となり、発光ダイオード２１５が先頭となるように一列に並べて実装されることが好ましい。つまり、第１の光源部２Ａが後端、第３の光源部２Ｃが先端、第２の光源部２Ｂが第１の光源部２Ａと第３の光源部２Ｃの間にそれぞれ配置される。また、回路基板１００の上面には、隣り合う発光ダイオード２０１〜２１５同士を電気的に接続する導体部（銅箔）１０１と、３つのトランジスタＭ１〜Ｍ３と３つの光源部２Ａ〜２Ｃとを電気的に接続する導体部（銅箔）１０２とが形成される。ただし、図２においては、抵抗Ｒ１、…やシャントレギュレータＵ１〜Ｕ３などの回路素子の図示を省略している。

また、回路基板１００は、矩形平板状の放熱板６の上面に取り付けられることが好ましい。つまり、発光ダイオード２０１〜２１５やトランジスタＭ１〜Ｍ３などの半導体素子が発する熱は、回路基板１００と熱的に結合された放熱板６に伝導されて放熱されることが好ましい。

ここで、照明装置１０は、回路基板１００の上面において、３つのトランジスタＭ１〜Ｍ３を、第２の光源部２Ｂおよび第３の光源部２Ｃを挟んで第１の光源部２Ａから離れた位置（前端部）に実装している。つまり、３つの光源部２Ａ〜２Ｃのうち、第１の光源部２Ａの電流量が最も多いので、回路基板１００の上面において、第１の光源部２ＡとトランジスタＭ１〜Ｍ３とを離して配置することにより、互いの熱の影響を抑制することができる。すなわち、第１の光源部２ＡがトランジスタＭ１〜Ｍ３に近付けて配置される場合と比較して、第１の光源部２Ａの発光ダイオード２０１〜２０９の温度上昇が抑制され、かつトランジスタＭ１〜Ｍ３の放熱性の向上が図られる。また、第１の光源部２Ａが、回路基板１００の上面においてトランジスタＭ１〜Ｍ３と近い側（前端側）に配置される場合、第１の光源部２ＡとトランジスタＭ１〜Ｍ３との距離を大きくするために回路基板１００が大型化してしまう虞がある。これに対して本実施形態の照明装置１０は上述のように構成されるので、放熱性の向上を図りつつ回路基板１００の大型化を抑制することができる。なお、第３の光源部２Ｃは、３つの光源部２Ａ〜２Ｃのうちで最も電流量が少ないので、トランジスタＭ１〜Ｍ３の近くに配置されても、温度上昇による発光効率の低下が抑えられる。

上述のように本実施形態の照明装置１０は、それぞれに複数の発光ダイオード２０１〜２１５が電気的に直列接続されて構成される複数の光源部２Ａ〜２Ｃと、複数の光源部２Ａ〜２Ｃを点灯する点灯回路部とを備える。また、照明装置１０は、長尺の板状に形成されて複数の光源部２Ａ〜２Ｃと点灯回路部とが実装される回路基板１００を備える。点灯回路部は、全波整流器１と、それぞれにトランジスタＭ１〜Ｍ３（半導体素子）を有してトランジスタＭ１〜Ｍ３を介して光源部２Ａ〜２Ｃに流す電流を定電流化する複数の定電流回路３Ａ〜３Ｃとを備える。複数の光源部２Ａ〜２Ｃは、第１の光源部２Ａと第２の光源部２Ｂと第３の光源部２Ｃとを含むように構成される。第１の光源部２Ａは、全波整流器１の一方の出力端子１Ｃと直接かつ電気的に接続される。第２の光源部２Ｂは、第１の光源部２Ａを介して出力端子１Ｃと電気的に接続される。第３の光源部２Ｃは、第１の光源部２Ａおよび第２の光源部２Ｂを介して出力端子１Ｃと電気的に接続される。複数の定電流回路３Ａ〜３Ｃは、第１の定電流回路３Ａと第２の定電流回路３Ｂと第３の定電流回路３Ｃとを含むように構成される。第１の定電流回路３Ａは、全波整流器１の一対の出力端子１Ｃ、１Ｄに対して、第１の光源部２ＡとトランジスタＭ１が電気的に直列接続されるように構成される。第２の定電流回路３Ｂは、全波整流器１の一対の出力端子１Ｃ、１Ｄに対して、第１の光源部２Ａおよび第２の光源部２ＢとトランジスタＭ２が電気的に直列接続されるように構成される。第３の定電流回路３Ｃは、全波整流器１の一対の出力端子１Ｃ、１Ｄに対して、第１の光源部２Ａ、第２の光源部２Ｂおよび第３の光源部２ＣとトランジスタＭ３が電気的に直列接続されるように構成される。回路基板１００は、第１の光源部２Ａ、第２の光源部２Ｂおよび第３の光源部２Ｃを長手方向に沿って並べて実装するように構成される。回路基板１００は、複数の定電流回路３Ａ〜３Ｃがそれぞれ有している複数のトランジスタＭ１〜Ｍ３を、第２の光源部２Ｂおよび第３の光源部２Ｃを挟んで第１の光源部２Ａから離れた位置に実装するように構成される。

本実施形態の照明装置１０は上述のように構成され、複数の光源部２Ａ〜２Ｃのうちで発熱量が最も大きくなる第１の光源部２Ａと、複数のトランジスタＭ１〜Ｍ３とが回路基板１００上で離れた位置に実装される。そのため、本実施形態の照明装置１０は、放熱性の向上を図りつつ大型化（回路基板１００の大型化）を抑制することができる。

（実施形態２）
本発明に係る照明装置の実施形態２について、図３および図４を参照して詳細に説明する。ただし、本実施形態の照明装置１０の回路構成は、実施形態１の照明装置１０の回路構成と同一であるので図示および説明を省略する。また、本実施形態の照明装置１０の構造は、実施形態１の照明装置１０の構造と基本的に共通であるから、実施形態１の照明装置１０と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、以下の説明では、図３において上下、左右、前後の各方向を規定する。

本実施形態の照明装置１０は、図３に示すように、回路基板１００の前後方向の長さに対して、放熱板６の前後方向の長さが短くされている。つまり、回路基板１００の後端部が放熱板６の外（後方）にはみ出している。そして、放熱板６の外にはみ出した回路基板１００の後端部の下面に、ヒューズ４Ａ、サージ吸収素子４Ｂ、コンデンサＣ１０１などの回路素子が実装される（図４参照）。回路基板１００の後端部の下面に実装される回路素子は、いずれもリード端子３１を有する回路素子であることが好ましい。また、これらの回路素子は、回路基板１００の後端部に設けられるスルーホールにリード端子３１が挿通され、回路基板１００の後端部の上面に形成されるランド３２にはんだ付けされる。なお、回路基板１００の後端部における下面に実装される回路素子、例えば、コンデンサＣ１０２は、図４に示すように接着剤３４によって回路基板１００に接着されることが好ましい。

上述のように本実施形態の照明装置１０は、相対的に背の高い回路素子（ヒューズ４Ａ、サージ吸収素子４Ｂ、コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２など）を回路基板１００の下面に実装している。そのため、本実施形態の照明装置１０は、表面実装型の回路素子の一部をリード端子付きの回路素子に変更することで製造コストを下げつつ、上下方向の高さ寸法の増加を抑制することができる。また、発光ダイオード２０１〜２１５の発する熱が、回路基板１００の下面に実装された回路素子に伝わり難くなるので、これらの回路素子（ヒューズ４Ａ、サージ吸収素子４Ｂ、コンデンサＣ１０１、Ｃ１０２など）の寿命を延ばすことができる。なお、入力コネクタ３０は、複数のフック３３を備えており、各フック３３が回路基板１００に設けられる孔に差し込まれて回路基板１００に固定されることが好ましい（図４参照）。また、照明装置１０は、放熱板６の後方にはみ出した回路基板１００の後端部を支持する支持部材を備えることが好ましい。このような支持部材は、たとえば、合成樹脂成形体で構成され、ねじ止めなどの適宜の方法で放熱板６に固定されることが好ましい。

（実施形態３）
本発明に係る照明装置の実施形態３について、図５および図６を参照して詳細に説明する。ただし、本実施形態の照明装置１０の回路構成および構造は、実施形態１の照明装置１０の回路構成および構造と基本的に共通であるので、実施形態１の照明装置１０と共通の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、以下の説明では、図６において上下、左右、前後の各方向を規定する。

本実施形態の照明装置１０は、図５に示すように、制御回路７、アンテナ７０、フィルタ回路７１、検出回路７２、制御電源回路７３などを備える。さらに、本実施形態の照明装置１０は、第１スイッチ素子Ｑ１０１、第２スイッチ素子Ｑ１０２、抵抗Ｒ１０６を備えることが好ましい。

制御回路７は、無線通信用の回路（通信モジュール）を内蔵したマイクロコントローラで構成されることが好ましい。アンテナ７０は、例えば、回路基板１００の上面に形成される導電体（銅箔）で形成されることが好ましい（図６参照）。フィルタ回路７１は、特定の周波数帯域の信号のみを双方向に通過するように構成されることが好ましい。なお、特定の周波数帯域とは、通信モジュールが無線通信に使用する電波の周波数帯域である。

検出回路７２は、２つの分圧抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１と、逆流阻止用のダイオードＤ１０３、サージ電圧を吸収するためのツェナーダイオードＺＤ１とを有する。２つの分圧抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１は、全波整流器１の出力端子１Ｃ、１Ｄ間に電気的に直列接続され、全波整流器１の脈流出力電圧を分圧するように構成される。そして、２つの分圧抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１で分圧された電圧（検出電圧）は、制御回路７に入力される。制御回路７は、入力された検出電圧をデジタル値に変換する。なお、ダイオードＤ１０３は、第１の光源部２ＡのコンデンサＣ１０１に充電された電荷が分圧抵抗Ｒ１１０、Ｒ１１１に逆流することを阻止している。

制御電源回路７３は、リニアレギュレータＩＣ７３０、抵抗Ｒ１０５、コンデンサＣ２０４、Ｃ２０５、ツェナーダイオードＺＤ２などで構成されることが好ましい。抵抗Ｒ１０５の一端は、ダイオードＤ１０３のカソードとコンデンサＣ１０１の高電位側の端子の接続点と電気的に接続される。また、抵抗Ｒ１０５の他端は、ツェナーダイオードＺＤ２のカソードとコンデンサＣ２０４の一端とリニアレギュレータＩＣ７３０の入力端子とに電気的に接続される。さらに、リニアレギュレータＩＣ７３０の出力端子は、コンデンサＣ２０５の一端と制御回路７の電源端子とに電気的に接続される。そして、制御電源回路７３は、全波整流器１から出力される脈流電圧を降圧し、かつ安定化して直流の制御電源電圧（たとえば、５［Ｖ］〜１．８［Ｖ］の直流電圧）を出力するように構成される。

第１スイッチ素子Ｑ１０１は、ｐｎｐ型のバイポーラトランジスタからなる。第１スイッチ素子Ｑ１０１のエミッタは、抵抗Ｒ１０５の他端と電気的に接続される。第１スイッチ素子Ｑ１０１のコレクタは、第１の定電流回路３Ａの抵抗Ｒ１１と、第２の定電流回路３Ｂの抵抗Ｒ２１と、第３の定電流回路３Ｃの抵抗Ｒ３１とを介して、３つのトランジスタＭ１〜Ｍ３のゲートにそれぞれ電気的に接続される。第２スイッチ素子Ｑ１０２は、ｎｐｎ型のバイポーラトランジスタからなる。第２スイッチ素子Ｑ１０２のコレクタは、第１スイッチ素子Ｑ１０１のベースと電気的に接続される。第２スイッチ素子Ｑ１０２のエミッタは、全波整流器１の低電位側の出力端子１Ｄと電気的に接続される。第２スイッチ素子Ｑ１０２のベースは、制御回路７の出力端子と電気的に接続される。制御回路７の出力端子から電流が供給されて第２スイッチ素子Ｑ１０２がオンすると、第１スイッチ素子Ｑ１０１もオンする。一方、制御回路７の出力端子から電流が供給されなければ、第２スイッチ素子Ｑ１０２がオフ状態に維持されるので、第１スイッチ素子Ｑ１０１もオフ状態に維持される。つまり、制御回路７は、第１スイッチ素子Ｑ１０１をオフして第１〜第３の定電流回路３Ａ〜３Ｃを停止させ、かつ第１スイッチ素子Ｑ１０１をオンして第１〜第３の定電流回路３Ａ〜３Ｃを動作させるように構成される。

また、制御回路７は、各シャントレギュレータＵ１、Ｕ２、Ｕ３のリファレンス端子に、それぞれ抵抗Ｒ１０７、Ｒ１０８、Ｒ１０９を介して直流電圧（調整電圧と呼ぶ。）を重畳するように構成される。つまり、制御回路７は、調整電圧を増減することで第１〜第３の定電流回路３Ａ〜３Ｃの電流目標値Ｉｆ１〜Ｉｆ３を調整することにより、第１〜第３の光源部２Ａ〜２Ｃの光出力を増減（調光）するように構成される。なお、制御回路７は、検出回路７２の検出電圧に応じて、例えば、検出電圧が低くなるにしたがって、電流目標値Ｉｆ１〜Ｉｆ３を小さくすることが好ましい。

さらに、制御回路７は、通信モジュールを用いて無線通信を行うように構成される。この通信モジュールは、免許および登録が不要な特定小電力無線局の規格に準拠した無線通信を行うように構成されることが好ましい。制御回路７は、たとえば、コントローラとの間で無線通信を行い、当該コントローラから送信される制御コマンドに応じて、第１〜第３の定電流回路３Ａ〜３Ｃの動作を制御することで第１〜第３の光源部２Ａ〜２Ｃを点滅することが好ましい。また、制御回路７は、コントローラから送信される調光データに応じて、電流目標値Ｉｆ１〜Ｉｆ３を調整しても構わない。あるいは、制御回路７は、自身が動作している時間の累積値のデータや、その他のデータをコントローラへ送信しても構わない。

本実施形態の照明装置１０は、図６に示すように、回路基板１００の上面における後端部に、制御回路７やアンテナ７０が実装されることが好ましい。なお、本実施形態の照明装置１０は、回路基板１００の前後方向の長さに対して、放熱板６の前後方向の長さが短くされ、回路基板１００の後端部が放熱板６の外（後方）にはみ出している。したがって、アンテナ７０は、回路基板１００の後端部の、放熱板６で覆われていない下面に形成されても構わない。

本実施形態の照明装置１０は、ノイズを生じ易いスイッチング電源回路を点灯回路部に用いていないため、点灯回路部が実装される回路基板１００に通信モジュール（制御回路７）やアンテナ７０を実装することができる。しかも、制御回路７やアンテナ７０は、回路基板１００の後端部に実装されるので、回路基板１００の前端部に実装されたトランジスタＭ１〜Ｍ３が発する熱の影響が及び難い。さらに、回路基板１００の後端部の下面が放熱板６に覆われていないので、近接導体（放熱板６）による通信モジュールの通信性能の低下を抑制することができる。

本実施形態の照明装置１０において、電波を媒体とした無線通信を行う通信モジュール（制御回路７）を備えることが好ましい。通信モジュール（制御回路７）は、回路基板１００の長手方向に沿った端部のうち、複数の半導体素子（トランジスタＭ１〜Ｍ３）から遠い方の端部（後端部）に実装されることが好ましい。

本実施形態の照明装置１０が上述のように構成されれば、通信モジュール（制御回路７）と点灯回路部を同じ回路基板１００に実装して製造コストの低減を図ることができる。

（実施形態４）
本発明に係る照明器具の実施形態について、図７、図８Ａおよび図８Ｂを参照して詳細に説明する。なお、本実施形態の照明器具８は、いわゆる防犯灯であり、地面に立てられる支柱５０（電力柱または鋼管ポール）もしくは建物の外壁などに取り付けられることが好ましい。ただし、本実施形態の照明器具８は防犯灯に限定されず、防犯灯以外の照明器具であっても構わない。

照明器具８は、図７に示すように、本体８０、グローブ８１、アーム８２などを有することが好ましい。本体８０は、合成樹脂（たとえば、ＡＳＡ（acrylate styrene acrylonitrile）樹脂）により、下面が開口した長尺の矩形箱状に形成されることが好ましい。グローブ８１は、透光性を有する合成樹脂（たとえば、アクリル樹脂）により、半円筒状に形成されることが好ましい。グローブ８１は、長手方向の一端部（図７における上端部）に一対のヒンジ部８１０が設けられる。各ヒンジ部８１０は、半円環状に形成され、本体８０の長手方向の一端部（図７における上端部）に設けられる一対の軸に引っ掛けられる。つまり、グローブ８１は、本体８０の下面開口を塞ぐ閉位置（図７参照）と、本体８０の下面開口を開放する開位置との間で回転可能に本体８０に取り付けられる。ただし、グローブ８１の長手方向の他端部（図７における下端部）には、閉位置のグローブ８１を本体８０にねじ止めするためのねじが取り付けられている。

アーム８２は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、取付部８２０と、固定部８２１と、連結部８２２とを有することが好ましい。取付部８２０は、長尺の矩形平板状に形成される取付板８２００と、取付板８２００の長手方向に沿った両端縁から厚み方向に立ち上がる一対の側板８２０１とを有することが好ましい（図８Ｂ参照）。固定部８２１は、取付板８２００よりも幅の狭い長尺の矩形平板状に形成される固定板８２１０と、固定板８２１０の長手方向に沿った両端縁から厚み方向に立ち上がる一対の側壁８２１１とを有することが好ましい（図８Ａ、図８Ｂ参照）。連結部８２２は、台形状に形成される主片８２２０と、アーム８２の長手方向に沿った主片８２２０の両端縁から厚み方向に立ち上がる一対の側片８２２１とを有することが好ましい。ただし、取付部８２０と固定部８２１と連結部８２２とは、鋼板などの板材が打ち抜き加工および曲げ加工されることで一体に形成されることが好ましい。なお、固定部８２１は、図８Ｂに示すように、連結部８２２と連結される側（図８Ｂにおける左側）の端部が湾曲するように形成されることが好ましい。

固定部８２１の固定板８２１０は、だるま孔からなる第１ねじ挿通孔８２１２と、丸孔からなる第２ねじ挿通孔８２１３と、半円形のねじ挿通溝８２１４とを有することが好ましい（図８Ａ参照）。また、固定部８２１の各側壁８２１１には、矩形の挿通孔８２１５がそれぞれ設けられることが好ましい（図８Ｂ参照）。

取付部８２０の取付板８２００の一面（図８Ｂにおける下面）には、ねじ止めなどの適宜の方法によって照明装置１０の回路基板１００が取り付けられる。つまり、本実施形態の照明器具８では、アーム８２の取付板８２００が放熱板６に相当する。アーム８２は、取付部８２０と連結部８２２とが本体８０内に収納され、かつ、ねじ止めなどの適宜の方法で本体８０に固定されることが好ましい。ただし、アーム８２は、回路基板１００が取り付けられる取付板８２００の一面を本体８０の開口を通して露出させる向きで本体８０に固定される。つまり、照明装置１０の第１〜第３の光源部２Ａ〜２Ｃから放射される光は、閉位置のグローブ８１を透過して空間に照射される。

ここで、アーム８２の固定部８２１は、本体８０の長手方向の端部（図７における下端部）から本体８０の長手方向に沿って突出している。アーム８２の固定部８２１は、図７に示すように、取付金具９を介して支柱５０に固定される。取付金具９は、鋼板などの板材により、矩形平板状の取付板９０と、取付板９０の長手方向に沿った両端縁から厚み方向に立ち上がる一対の側板９１とを有する角樋状に形成されることが好ましい。取付板９０には、３つのねじ孔が設けられることが好ましい。また、各側板９１には、矩形の取付孔９１０がそれぞれ設けられることが好ましい。

次に、本実施形態の照明器具８の施工手順を説明する。まず、施工作業を行う作業者は、各側板９１の取付孔９１０に挿通した取付バンド９２を支柱５０に巻回すことで取付金具９を支柱５０に固定する。続いて、作業者は、取付金具９の前方からアーム８２の固定部８２１を被せる。それから、作業者は、固定部８２１の第１ねじ挿通孔８２１２、第２ねじ挿通孔８２１３、ねじ挿通溝８２１４の各々に挿通した３本のねじ９３〜９５を、取付金具９の取付板９０の３つのねじ孔の各々にねじ込む。このように本実施形態の照明器具８は、取付金具９を介して支柱５０に取り付けられる。ただし、アーム８２の固定部８２１に設けられる挿通孔８２１５に取付バンド９２を挿通し、取付金具９を用いずに固定部８２１を直接支柱５０に固定することも可能である。

上述のように本実施形態の照明器具８は、実施形態１〜３の何れかの照明装置１０と、照明装置１０を支持する器具本体（本体８０およびアーム８２）とを備える。本実施形態の照明器具８は上述のように構成され、複数の光源部２Ａ〜２Ｃのうちで発熱量が最も大きくなる第１の光源部２Ａと、複数のトランジスタＭ１〜Ｍ３とが回路基板１００上で離れた位置に実装される。そのため、本実施形態の照明器具８は、放熱性の向上を図りつつ大型化（本体８０、グローブ８１およびアーム８２の大型化）を抑制することができる。

１ 全波整流器（点灯回路部）
１Ｃ、１Ｄ 出力端子
２Ａ 第１の光源部
２Ｂ 第２の光源部
２Ｃ 第３の光源部
３Ａ 第１の定電流回路（点灯回路部）
３Ｂ 第２の定電流回路（点灯回路部）
３Ｃ 第３の定電流回路（点灯回路部）
７ 制御回路（通信モジュール）
８ 照明器具
１０ 照明装置
８０ 本体（器具本体）
８２ アーム（器具本体）
１００ 回路基板
２０１〜２１５ 発光ダイオード
Ｍ１〜Ｍ３ トランジスタ（半導体素子）

Claims (3)

1. それぞれに複数の発光ダイオードが電気的に直列接続されて構成される複数の光源部と、複数の前記光源部を点灯する点灯回路部と、長尺の板状に形成されて複数の前記光源部と前記点灯回路部とが実装される回路基板とを備え、
   前記点灯回路部は、全波整流器と、それぞれに半導体素子を有して当該半導体素子を介して前記光源部に流す電流を定電流化する複数の定電流回路とを備え、
   複数の前記光源部は、前記全波整流器の一方の出力端子と直接かつ電気的に接続される第１の光源部と、前記第１の光源部を介して前記出力端子と電気的に接続される第２の光源部と、前記第１の光源部および前記第２の光源部を介して前記出力端子と電気的に接続される第３の光源部とを含むように構成され、
   複数の前記定電流回路は、前記全波整流器の一対の前記出力端子に対して、前記第１の光源部と前記半導体素子が電気的に直列接続される第１の定電流回路と、前記全波整流器の一対の前記出力端子に対して、前記第１の光源部および前記第２の光源部と前記半導体素子が電気的に直列接続される第２の定電流回路と、前記全波整流器の一対の前記出力端子に対して、前記第１の光源部、前記第２の光源部および前記第３の光源部と前記半導体素子が電気的に直列接続される第３の定電流回路とを含むように構成され、
   前記回路基板は、前記第１の光源部、前記第２の光源部および前記第３の光源部を長手方向に沿って並べて実装し、かつ、複数の前記定電流回路がそれぞれ有している複数の前記半導体素子を、前記第２の光源部および前記第３の光源部を挟んで前記第１の光源部から離れた位置に実装するように構成されることを特徴とする照明装置。
2. 電波を媒体とした無線通信を行う通信モジュールを備え、
   前記通信モジュールは、前記回路基板の長手方向に沿った端部のうち、複数の前記半導体素子から遠い方の端部に実装されることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 請求項１または２の照明装置と、前記照明装置を支持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

Images