JP2017062948A - 発光モジュール、照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】配光特性を向上することができる照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具の発光モジュール４は、基板と、前記基板上に設けられた広角発光部３４と、前記基板上に設けられ、前記広角発光部より指向性の高い光を照射可能な狭角発光部３５と、を備える。前記広角発光部と前記狭角発光部は、発光ダイオードであり、前記広角発光部の発光ダイオードから照射された光を広角にする広角レンズ３９を更に備える。これにより配光特性が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、発光モジュール、及び、この発光モジュールを有する照明器具に関する。

天井に形成された開口内に固定される器具本体、及び、この器具本体内に設置される発光モジュールを有する照明器具が知られている。

器具本体は、一端が開口する筒形状に形成されたシャーシ、及び、シャーシの内周面に設けられた係合部等を有している。器具本体は、開口を下方に向けた姿勢で、天井に形成された開口内に配置され、建造物の例えば梁に設けられた取り付けボルトにより固定される。

器具本体の係合部は、器具本体のシャーシの内周面において、例えば互いに対向する部位にそれぞれ１つ設けられている。係合部は、例えば、溝を有する形状に形成されている。

発光モジュールは、一端が開口するシャーシ、及び、このシャーシの底面に設けられる発光部を有している。発光モジュールのシャーシは、その外周面に、器具本体の係合部に着脱可能に係合される被係合部が設けられている。

発光部は、例えば、光源として指向性の高い光を発光する光源である発光ダイオード、及び、発光ダイオードから照射された光を広角にする広角レンズを備えている。

このように、発光部から照射される光が広角レンズにより放射状に照射されることにより、照明器具から照射される光にムラが生じることを防止している。

特許第４０７８４９１号公報

照明器具は、配光特性を向上することが求められている。

本発明が解決しようとする課題は、配光特性を向上することができる照明器具を提供することである。

本発明によれば、配光特性を向上することが可能となる。

実施形態によれば、発光モジュールは、基板と；前記基板上に設けられた広角発光部と；前記基板上に設けられ、前記広角発光部より指向性の高い光を照射可能な狭角発光部と；を備える。

一実施形態に係る照明器具が分解された状態を示す斜視図。 同照明器具の第１のシャーシの係合部に、発光モジュールの被係合部が係合した状態を一部切欠して示す正面図。 同発光モジュールを示す平面図。 同発光モジュールを示す背面図。 同被係合部が同係合部に仮係合された状態を示す一部断面図。 同被係合部が同係合部に係合した状態を一部切断して示す側面図。 同照明器具の配光特性を示す説明図。

一実施形態に係る照明器具１を、図１から図７を用いて説明する。照明器具１は、例えば、建造物の天井２に形成された第１の開口２ａ内に配置され、その第１の開口２ａ内に固定される。

図１は、照明器具１が分解された状態を示す斜視図である。図１に示すように、照明器具は、第１の開口２ａ内に配置され、第１の開口２ａ内に固定される器具本体３、及び、器具本体３に着脱可能に構成された発光モジュール４を有する。

器具本体３は、有底筒上に形成された第１のシャーシ５、第１のシャーシ５の底面６に設けられた点灯装置７、第１のシャーシ５の内周面に設けられた係合部８を有している。

第１のシャーシ５は、第１の開口２ａを覆うことが可能な形状に形成されている。本実施形態では、第１の開口２ａは、その開口断面が例えば矩形状に形成されている。この為、第１のシャーシ５は、第１の開口２ａの開口断面と略同形状の底壁部９を有する、平面視矩形の筒形状に形成されている。

第１のシャーシ５は、矩形の第１の底壁部９、及び、第１の底壁部９の周縁に一体に形成された第１の周壁部１０を有している。

第１の底壁部９には、貫通孔９ａが形成されている。貫通孔９ａは、建造物の躯体に設けられた取り付け部材である例えば取り付けボルトが挿通可能に形成されている。

第１の周壁部１０は、第１のシャーシ５が取り付け部材により第１の開口２ａ内に固定された状態において、第１の周壁部１０の開口縁が、開口２ａの縁に沿う形状を有している。

本実施形態では、開口２ａは、その開口断面形状が矩形である為、第１の周壁部１０は、第１の開口２ａの四辺に対向する第１の側壁部１１、第２の側壁部１２、第３の側壁部１３、及び、第４の側壁部１４を有している。

第１の側壁部１１及び第２の側壁部１２は、互いに対向配置される。第３の側壁部１３及び第４の側壁部１４は、互いに対向配置される。

点灯装置７は、底壁部９の底面６に設置されている。

係合部８は、第１の周壁部１０の内周面に設けられている。また、係合部８は、第１の周壁部１０の内周面において互いに対向する位置にそれぞれ設けられている。本実施形態では、係合部８は、第１の側壁部１１の内周面及び第２の側壁部１２の内周面に設けられている。

図２は、第１のシャーシ５の係合部８に、後述される発光モジュール４の被係合部１５が係合した状態を示す正面図である。図１，２に示すように、係合部８は、側壁部１１，１２の内周面に固定された固定部１６、及び、固定部１６に設けられ、内周面に対して突出する突出部１７を有している。

このように構成された係合部８は、例えば、金属製の板部材に対して屈曲、切削等の機械加工を施すことにより形成される。

固定部１６は、例えば平形状である。固定部１６は、溶接などの固定手段により、内周面に固定されている。

突出部１７は、側壁部１１，１２の内、他方の側壁部に向かって突出する平板形状に形成されている。突出部１７には、溝１８が形成されている。

溝１８は、第１の周壁部１０の周方向に沿って延びる第１の溝部１９、第１の溝部１９に連通し、突出部１７の先端に開口する第２の溝部２０を有している。

このように構成された第１のシャーシ５は、第１の周壁部１０の縁によって規定される第２の開口２１を下方に向けた姿勢で、天井２に形成された第１の開口２ａ内に配置される。第１のシャーシ５は、建造物の例えば躯体に設けられた取り付けボルト等の取り付け部材により、固定される。取り付け部材は、底壁部９に形成され貫通孔９ａ内に挿通され、ボルト等の締結部材により締結される。

図３は、発光モジュール４を示す平面図である。図４は、発光モジュール４を示す背面図である。図１，２，３に示すように、発光モジュール４は、第１のシャーシ５内に配置可能に形成された第２のシャーシ２２、第２のシャーシ２２に固定された基板モジュール２４、及び、第２のシャーシ２２の外周面に設けられ、係合部８に係合可能な被係合部１５を有している。

第２のシャーシ２２は、第１のシャーシ５第２の開口２１を塞ぐことが可能な形状に形成されている。この為、本実施形態では、第２のシャーシ２２は、第１のシャーシ５の第１の底壁部９より若干小さい矩形状の第２の底壁部２７を有する有底筒形状に形成されている。

具体的には、第２のシャーシ２２は、第２の底壁部２７、及び、底壁部２７の周縁に形成された第２の周壁部２８を有している。

第２の底壁部２７は、複数の基板モジュール２４を設置可能に形成されている。第２の周壁部２８は、第２のシャーシ２２が第１のシャーシ５に取り付けられた状態において、第２の開口２１の開口縁に沿う形状を有している。

具体的には、第２の周壁部２８は、第５の側壁部２９、第６の側壁部３０、第７の側壁部３１、及び、第８の側壁部３２を有している。

第５の側壁部２９及び第６の側壁部３０は、互いに対向配置されている。第７の側壁部３１及び第８の側壁部３２は、互いに対向配置されている。

図３に示すように、基板モジュール２４は、複数設けられている。基板モジュール２４は、例えば、同じものである。基板モジュール２４は、複数の発光部を有しており、発光可能に構成されている。基板モジュール２４は、照明器具１に求められる明るさの光を発光可能な数が設けられている。本実施形態では、一例として、基板モジュール２４は、４個設けられている。

基板モジュール２４は、基板３３、基板３３上に設けられた複数の広角発光部３４、基板３３上に設けられた狭角発光部３５、基板３３上に設けられたレンズ形成層３６、及び、基板３３上に設けられた、電気接続部としての端子部３７を有している。

基板２３は、例えば、矩形に形成されている。

広角発光部３４は、低指向性の光を発光可能に構成される。即ち、放射状に発光可能に構成される。広角発光部３４は、例えば、基板３３上に搭載される、発光ダイオード３８、及び、レンズ形成層３６に形成され、発光ダイオード３８から発光された指向性の高い光を拡散する広角レンズ３９により構成される。

広角発光部３４は、照明器具１から照射される光にムラが生じることを防止可能に配置されている。ここで言う光のムラとは、各広角発光部３４から照射される光が互いに干渉することにより、第２の周壁部２８により規定される第３の開口４０を通して外部に照射される光の照度にばらつきが生じることである。

本実施形態では、光のムラを防止する為に、一例として、広角発光部３４は、マトリクス状に配置されている。また、広角発光部３４は、１つの基板２３の４つの角部の内、１つの角部４１には配置されていない。

即ち、広角発光部３４は、後述されるように、複数の基板モジュール２４がその角部４１を対向させて角部４１間の中心周りに並んで配置された状態において、その中心部となる角部４１には、配置されていない。換言すると、広角発光部３４は、複数の基板モジュール２４の外周縁、つまり各基板モジュール２４において周囲の基板モジュール２４に対向しない縁部に配置されている。

狭角発光部３５は、広角発光部３４に対して指向性の高い光を発光可能に構成されており、基板３３において発光ダイオード３８が搭載される主面に対して直交する方向に指向性の高い光を発光する。即ち、狭角発光部３５は、発光モジュール４が器具本体３内に配置された状態（係合部に後述する被係合部が係合した状態）において、重力方向に沿って下方に指向性の高い光を発光可能に構成される。

本実施形態では、狭角発光部３５は、基板３３上に搭載された発光ダイオード３８により構成される。レンズ形成層３６において狭角発光部３５の発光ダイオード３８に対向する部分には、広角レンズは形成されていない。この為、狭角発光部３５から発光された光は、指向性が高い状態が保たれる。

本実施形態では、狭角発光部３５は、例えば複数設けられており、基板３３の中央部に複数配置されている。

レンズ形成層３６は、基板３３上に積層されており、基板３３との間に発光ダイオード３８を配置している。レンズ形成層３６は、例えば透光可能な材料から形成されており、例えば、透明な材料から形成されている。レンズ形成層３６には、広角発光部３４を構成する広角レンズ３９が形成されている。また、レンズ形成層３６において狭角発光部３５の発光ダイオード３８と対向する部分には、例えば貫通孔３８ａが形成されている。

端子部３７は、基板３３の角部４１に設けられている。なお、レンズ形成層３６は、端子部３７上には形成されていない。端子部３７は、基板３３上に搭載された発光ダイオード３８に電力を供給可能に形成されている。

本実施形態では、基板３３上に搭載された発光ダイオード３８は、例えば全て直列接続されている。各発光ダイオード３８を直列接続する配線は、例えば、基板３３の裏面に配置されている。端子部３７は、正極端子４２と、負極端子４３とを有している。

上記のように構成された基板モジュール２４は、端子部３７が設けられる角部４１を互いに対向させて、角部４１間の中心周りに並んで配置されている。本実施形態では、基板３３は、矩形状である。この為、基板モジュール２４は、マトリクス状に配置されることとなる。

各基板モジュール２４は、全ての発光ダイオード３８が直列接続されるように、端子部３７が、接続線３８ｂによって接続されている。具体的には、互いに隣接する一方の基板モジュール２４の正極端子４２が、他方の基板モジュール２４の負極端子４３に接続されている。

図４に示すように、被係合部１５は、第２の周壁部２８の互いに対向する部分の外周面に形成されている。本実施形態では、被係合部１５は、第５の側壁部２９の外周面、及び、第６の側壁部３０の外周面に設けられている。

被係合部１５は、例えば、弾性を有する棒材を屈曲することにより形成されている。被係合部１５は、棒部材が少なくとも一周巻回されることにより形成された基部４４、及び、基部４４から互いに離反する方向に延出する一対の腕部４５を有している。

被係合部１５は、基部４４がブラケット等の取り付け部材４６によって、側壁部２９，３０に取り付けられている。被係合部１５は、腕部４５が、外周面に沿う姿勢で、取り付けられている。

腕部４５は、基部４４に対して立ち上がる方向に傾斜する第１の部分４５ａ、第１の部分４５ａに連続して形成され、第１の部分４５ａに対して屈曲する第２の部分４５ｂを有している。

被係合部１５は、基部４４の弾性力、及び、腕部４５の弾性力により、両腕部４５を、基部４４の周方向に沿って互いに近づく方向に変形可能である。図５は、腕部４５を、基部４４の周方向に互いに近づく方向に変形した状態を示す側面図である。

図５に示すように、腕部４５を基部４４の周方向に互いに近づく方向に変形することにより、両腕部４５を、係合部８の溝部１９，２０内に収容可能な形状に変形することが可能となる。このように腕部４５を変形することにより、両腕部４５を溝部１９，２０内に挿通可能となる。

両腕部４５を溝部１９，２９に挿通した後、両腕部４５に加えていた力を解除すると、両腕部４５は、基部４４の弾性力、及び、腕部４５自体の弾性力により、基の形状、即ち、両腕部４５が互いに離間する方向に延びる形状に戻る。

被係合部１５が元の形状に戻ることにより、図２に示すように、両腕部４５が第１の溝部１９の縁に係合する。このことにより、被係合部１５が係合部８に係合される。

このように、被係合部１５は、被係合部１５を係合部８に係合可能となる状態である第１の状態と、係合部８に形成された溝１８を挿通可能となる第２の状態との間で変形可能に構成されている。

図６は、被係合部１５が係合部８に係合した状態を一部切断して示す側面図である。図６に示すように、第２の部分４５ｂは、第１の状態のときに第１の溝部１９の縁部に係合可能であるとともに、対向する第１のシャーシ５の内周面にたわんだ状態で当接し、弾性力によって第１のシャーシ５の内周面を第２のシャーシ２２の外周面から離間する方向に押圧可能に形成されている。

具体的には、第２の部分４５ｂは、平面視で、第１の部分４５ａに対して、第２のシャーシ２２の外側に向かって傾斜する方向に延びている。第２の部分４５ｂの先端部には、係合部８の第１の溝部１９の縁に係合可能な鉤部４７が形成されている。鉤部４７は、第１のシャーシ５の内周面に当接する際に、内周面に当接する。

本実施形態では、鉤部４７は、例えば、線材を巻回することにより円形に形成されている。この円形部の周面が、第１のシャーシ５の内周面に当接可能となっている。

第２の部分４５ｂが第２のシャーシ２２の外側に向かって傾斜することによって、第２の部分４５ｂは、たわんだ状態で第１のシャーシ５の内周面により確実に当接するようになるので、第１のシャーシ５の内周面を第２のシャーシ２２の外周面から離間する方向、即ち、第２のシャーシ２２の外側に向かって押圧する。

次に、発光モジュール４の器具本体３への取り付け作業の一例を説明する。まず、一方の被係合部１５を、図５に２点鎖線で示すように、腕部４５を基部４４の周方向に互いに近づく方向に移動させ、第２の状態に変形させる。

一方の被係合部１５が第１の状態に変形されると、次に、鉤部４７の近傍のみを、第２の溝部２０を挿通させる。

両鉤部４７の近傍のみ第２の溝部２０を挿通させると、腕部４５に加えていた力を解除する。力が解除されると、基部４４及び腕部４５の弾性力により、腕部４５が第２の状態に戻ろうとする。

このとき、鉤部４７のみ第２の溝部２０を挿通されている為、鉤部４７のみが、第１の溝部１９内に入り込む。

鉤部４７が第１の溝部１９内に入り込むことにより、鉤部４７が、第１の溝部１９の縁に係合する。図５は、鉤部４７が第１の溝部１９に係合した状態を示している。このように、鉤部４７が係合部８に係合した状態を、被係合部１５の係合部８への仮係合状態とする。

図５に示すように、仮係合状態となると、基板モジュール２４、及び、点灯装置７をケーブルなどの接続線によって接続する。この接続により、基板モジュール２４の発光ダイオード３８は、点灯装置の制御により点灯可能となる。

基板モジュール２４及び点灯装置７の接続が完了すると、次に、他方の被係合部１５を他方の係合部８に対して、上述の通り仮係合状態とする。

両被係合部１５が両係合部８に対して仮係合状態となると、次に、発光モジュール４を第１のシャーシ５内に押し込む。

発光モジュール４が第１のシャーシ５内に押し込まれることによって、図２に示されるように、腕部４５の第２の部分４５ｂが第１の溝部１９の縁に係合するようになる。即ち、被係合部１５が係合部８に係合するようになる。

図２に示すように被係合部１５が係合部８に係合されると、第２の部分４５ｂの鉤部４７及びその近傍は、第１のシャーシ５の内面にたわんだ状態で当接するとともに、腕部４５の弾性力により、第１のシャーシ５の内周面を、第２のシャーシ２２の外周面から離れる方向に押圧する。

この実施形態の照明器具１では、発光モジュール４が器具本体３に係合された状態、即ち、被係合部１５が係合部８に係合された状態において、腕部４５の第２の部分４５ｂが第１のシャーシ５を外側に向かって押圧する。被係合部１５の一部が、第１のシャーシ５を押圧する押圧部として機能するようになる。

この為、第２のシャーシ２２に対して第１のシャーシ５が離間する方向に押圧されるので、器具本体３内での発光モジュール４の位置を安定させることが可能となる。

また、被係合部１５が、第２のシャーシ２２の第２の周壁部２８において、互いに対向する位置に設けられることにより、第１のシャーシ５は、第２のシャーシ２２に対して互いに離間する２つの方向、即ち、一方向、及び、この方向に対して１８０度ずれた方向に押圧されるようになるので、器具本体３内での発光モジュール４の位置を安定させることができる。

また、被係合部１５の腕部４５の第２の部分４５ｂを、第２のシャーシ２２の外側に屈曲させることにより、第１のシャーシ５を押圧する押圧部としての機能を持たせている。即ち、被係合部１５と、第１のシャーシ５を押圧する押圧部とを一体に形成することにより、照明器具１の部品点数を削減することができる。

また、既存の係合部の形状を大きくかえることなく押圧部としての機能を得ることができるので、製造コストの高騰を防止することができる。

また、被係合部１５を、弾性を有する例えば金属等の棒部材を屈曲して形成するとともに、押圧部を一体に形成することにより、被係合部１５を簡単な形状とすることができる。

また、基板モジュール２４の角部４１に発光部を配置せずに端子部３７を設け、かつ、この角部４１を対向させて複数の基板モジュール２４を角部４１間の中心周りに並べて配置することにより、照明器具１の明るさが低減することを防止しつつ、照明器具１をコンパクトにすることができる。

具体的に説明すると、複数の基板モジュール２４をその角部４１を対向させて角部４１間の中心周りに並べて配置する場合、この角部４１は、複数の基板モジュール２４が配置される範囲の中心部となる。発光部は、発光する際に熱を生じる。基板モジュール ２４中心部は、熱が逃げ難いため、発光部の発光効率が低下する温度まで昇温する可能性がある。

発光効率が低下した光源は、明るさが低下する。この為、発光効率が低下する可能性がある角部４１に発光部を設けず、端子部３７を設けることにより、照明器具１としての明るさが低減することを防止しつつ、デッドスペースとなる角部４１を利用して端子部３７を設けることにより、照明器具１をコンパクトにすることができる。

また、基板モジュール２４は、広角発光部３４に加えて狭角発光部３５を有することにより、広角発光部３４のみを有する場合に比較して、照明器具１の配光を改善することができる。

具体的には、照明器具１が広角発光部３４のみを有する場合、各広角発光部３４から放射状に光が照射される為、照明器具１全体から照射される光の配光は、扁平な形状となる。

図７は、本実施形態の照明器具１の配光特性を示す説明図である。これに対して、広角発光部３４に対して指向性が高い狭角発光部３５を有することにより、配光が改善され、配光は、図７に示すように略円形状となる。

また、被係合部２６を係合部８に仮係合状態とする際に用いられる鉤部４７を第１のシャーシ５の内周面に当接させることにより、単に線材を当接させる場合に比較して、より広い面積で腕部４５を第１のシャーシ５の内周面に当接させることができるようになる。

この為、第１のシャーシ５が傷つくことを防止できる。

以上説明した実施形態によれば、配光特性を向上することができる照明器具を提供することができる。

なお、本実施形態では、狭角発光部３５は、基板モジュール２４の中央に配置されたが、狭角発光部３５の位置は、これに限定されない。他の例としては、狭角発光部３５は、複数の基板モジュール２４の外周縁に配置されてもよい。即ち、各基板モジュール２４において周囲の基板モジュール２４に対向しない縁部に、狭角発光部３５が配置されてもよい。

また、本実施形態では、広角発光部３４は、指向性の高い発光ダイオード３８及びレンズ形成層３６に形成された広角レンズ３９から構成された。他の例としては、広角レンズ３９を用いることなく、指向性の低いＬＥＤ等の指向性の低い光を発光する光源を広角発光部として用いてもよい。

また、本実施形態では、狭角発光部３５は、指向性の高い発光ダイオード３８を用いたが、これに限定されない。他の例としては、例えば指向性の低い光源、及び、狭角レンズから構成されてもよい。

また、本実施形態では、被係合部１５が、押圧部としての機能を有している。言い換えると、被係合部１５と押圧部とが一体に形成されている。

他の例では、押圧部は、被係合部１５に対して別部材で構成されてもよい。この場合、押圧部は、第１のシャーシ５の内周面、または、第２のシャーシ２２の外周面の少なくとも一方に設けられ、被係合部１５が係合部８に係合した状態において、他方を押圧する可能に構成される。

このように、押圧部が、被係合部１５と別構成である場合であっても、押圧部により、第２のシャーシ２２に対して第１のシャーシ５が相対的に押圧されることとなる為、器具本体３内での発光モジュール４の位置を安定させることができる。

また、本実施形態では、基板３３は、一例として矩形であり、それゆえ、角部４１は、略９０度となっている。他の例では、角部４１の角度は、９０度に限定されない。例えば、角部４１が６０度である基板が用いられる場合では、角部４１を対向させた状態で、６個の基板モジュール２４を並べて配置することができる。

また、本実施形態では、角部４１に、一例として端子部３７が設けられた。他の例では、端子部３７に変えて、抵抗素子などの電子部品が設けられてもよい。要するに、基板３３上に設ける部品であれば、その設置スペースとして角部４１を利用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…照明器具、３…器具本体、４…発光モジュール、３３…基板、３４…広角発光部、３５…狭角発光部、３８…発光ダイオード、３６…レンズ形成層、３９…広角レンズ。

Claims (5)

1. 基板と；
   前記基板上に設けられた広角発光部と；
   前記基板上に設けられ、前記広角発光部より指向性の高い光を照射可能な狭角発光部と；
   を具備する発光モジュール。
2. 前記広角発光部は、発光ダイオード、及び、前記発光ダイオードから照射された光を広角にする広角レンズを備える請求項１に記載の発光モジュール。
3. 前記基板上に積層されるレンズ形成層を具備し、
   前記広角レンズは、前記レンズ形成層に形成される
   請求項２に記載の発光モジュール。
4. 前記狭角発光部は、発光ダイオードである請求項１に記載の発光モジュール。
5. 請求項１に記載の発光モジュールと；
   前記発光モジュールを内部に配置する器具本体と；
   を具備する照明器具。