JP2017204398A - ランプユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤなど光指向性の強い発光素子を光源とするランプユニットにおいて、汎用性の向上を図ること。
【解決手段】照明器具１に組み込まれるランプユニット２であって、下端が開口する筒状のランプケース２０と、透光性を有し、ランプケース２０下端のケース開口部２００を被蓋するランプカバー２１と、ランプケース２０内に収容され、ケース開口部２００側の面である下面に発光素子２２を配する光源基板２３とを備え、ランプカバー２１の発光基板２３側の面である上面に、外周に沿って環状に凸のプリズム部２８が設けられ、プリズム部２８の内周面２８１が、発光素子２２から光軸方向である下方へ向けて放射された光をランプカバー２１の外周側下方に屈折変向させる入射屈折面として、発光素子２２の配設部の下方対向位置に設けられ、ランプカバー２１の中央側から外周側上方へ傾斜して形成されたこと。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダウンライトなどの照明器具に組み込まれるランプユニット、特に、光指向性の強い発光素子を光源とするランプユニットに関する。

近年、省エネルギー志向の高まりとともに、室内の天井に設置されるダウンライトなどの照明器具においても、発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という）を光源とするランプユニットが広く用いられるようになってきた。この種の一般的なランプユニットは、白熱電球や蛍光管などの光源に劣らない十分な照度が得られるよう、基板に高照度のＬＥＤを複数配している（例えば、特許文献１から４参照）。

特開２０１０−２７２３７９号公報 特開２００９−３７９９５号公報 特開２０１２−１２４１０８号公報 特開２００８−１８６７５８号公報

しかしながら、ＬＥＤのような発光素子は、白熱電球や蛍光管などに比べて光の指向性が強く、照射範囲が一部領域に集中してしまう。そのため、上記従来のランプユニットをダウンライトとして用いる場合、その下方に長時間滞在する者にとっては眩し過ぎ、特にベッドや浴槽の上方に設置するのに適していなかった。また、光を広範囲に照射できないことから、室内の壁面や天井を照らす所謂ウォールウォッシャー照明に用いた場合に、壁面や天井が広く照らされず、明暗の差が大きくなり過ぎるといった問題もあった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＬＥＤなど光指向性の強い発光素子を光源とするランプユニットにおいて、汎用性の向上を図ることにある。

本発明は、照明器具に組み込まれるランプユニットであって、下端が開口する筒状のランプケースと、透光性を有し、ランプケース下端のケース開口部を被蓋するランプカバーと、ランプケース内に収容され、ケース開口部側の面である下面に発光素子を配する光源基板とを備え、ランプカバーの発光基板側の面である上面に、外周に沿って環状に凸のプリズム部が設けられ、プリズム部の内周面が、発光素子から光軸方向である下方へ向けて放射された光をランプカバーの外周側下方に屈折変向させる入射屈折面として、発光素子の配設部の下方対向位置に設けられ、ランプカバーの中央側から外周側上方へ傾斜して形成されたものである。

このものでは、発光素子から下方へ向けて放射された光が、ランプカバー上面のプリズム部に進入する際に、その内周面にてランプカバーの外周側下方へ屈折変向されるから、ランプユニットの下方中央領域への光の照射量を制限できる。従って、高照度の発光素子が用いられても、ランプユニットの下方に滞在する者が眩しさを感じ難い。また、上記のように光が屈折変向されることで、ランプユニットの下方外周領域まで広角に光を照射することができるから、ウォールウォッシャー照明に用いる場合に、壁面や天井を広く照らすことも可能である。

また、好ましくは、上記ランプユニットにおいて、プリズム部の外周面が、発光素子から側方へ向けて放射された光をランプカバーの外周側下方に反射変向させる反射面として、発光素子の配設部の外側方に設けられ、ランプカバーの中央側から外周側下方へ傾斜して形成される。

このものでは、発光素子から側方へ向けて放射され、ランプカバー上面のプリズム部に進入した光が、その外周面にてランプカバーの外周側下方へ反射変向されるから、ランプユニットの下方外周領域への光の照射量が一層増加する。従って、ウォールウォッシャー照明に用いる場合に、壁面や天井をより広く照らすことが可能である。

また、好ましくは、上記ランプユニットにおいて、ランプカバーの下面外周部が、プリズム部に進入した光をランプカバーの外周側下方に屈折変向させる射出屈折面として、プリズム部の下方位置に設けられ、ランプカバーの中央側から外周側上方へ傾斜して形成される。

このものでは、発光素子から放射され、ランプカバー上面のプリズム部に進入した光が、ランプカバーの下面外周部から外部へ進出する際に、ランプカバーの外周側下方へ屈折変向されるから、ランプユニットの下方中央領域への光の照射量を一層制限できる。従って、ランプユニットの下方に滞在する者がより眩しさを感じ難い。また、上記のように光が屈折変向されることで、ランプユニットの下方外周領域までより広角に光を照射することができるから、ウォールウォッシャー照明に用いる場合に、壁面や天井をより広く照らすことが可能である。

以上のように、本発明によれば、ランプユニットの下方中央領域への光の照射量が制限される一方、下方外周領域まで広角に光を照射することができるから、寝室や浴室のダウンライト、ウォールウォッシャー照明への使用に好適な、汎用性の高いランプユニットを提供できる。

図１は、本発明の実施の形態に係るランプユニットを組み込んだ照明器具の一部分解斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態に係るランプユニットを組み込んだ照明器具の側面視縦断面図である。 図３は、本発明の実施の形態に係るランプユニットの一部分解斜視図である。 図４は、本発明の実施の形態に係るランプユニットのプリズム部周辺の側面視縦断面図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るランプユニットおよび従来のランプユニットの点灯時の光度分布を示す概念図である。

次に、上記した本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳述する。

図１および図２に示す照明器具１は、居間や寝室、浴室などの天井４に開設された器具取付口４０に埋め込み状態で設置されるダウンライトであり、本発明の実施の形態に係るランプユニット２を収容する下端開口筒状の器具本体１０と、器具取付口４０を室内５側から覆う略円環板状の外装枠１１とでその外郭が構成されている。

器具本体１０は、器具取付口４０の内側に貫挿される円筒部１０Ａと、円筒部１０Ａの上部に立設される矩形筒部１０Ｂとからなる二段筒状の箱体であり、円筒部１０Ａは、下端開口部１００を器具取付口４０から室内５に臨ませた状態で天井４の裏側の空間に埋設固定され、外装枠１１は、円筒部１０Ａの下端に器具取付口４０の室内５側から装着固定される。尚、本明細書では、外装枠１１の室内５側の面を照明器具１の下面とし、器具本体１０の中心軸線方向を上方或いは下方、中心軸線と交差する方向を側方という。

矩形筒部１０Ｂの上壁を構成する上板１０１は、矩形筒部１０Ｂの上部に上方から上板固定ネジＮ１によって着脱可能な状態でねじ留め固定されており、上板１０１の下面略中央部にランプユニット２が上方からランプ固定ネジＮ２によってねじ留め固定される。

ランプユニット２に所定電力を供給する電源コード１２は、矩形筒部１０Ｂの周壁１０２から器具本体１０の内部に挿通され、ランプユニット２のコード接続端子２５に接続されている。尚、図示しないが、電源コード１２は、天井裏に敷設された電気配線を通じて器具外部の商用電源に接続される。

ランプユニット２は、下端側が開口する略円筒状のランプケース２０と、ランプケース２０の下端のケース開口部２００を被蓋する略円形板状のランプカバー２１と、ケース開口部２００側の面となる下面に複数のＬＥＤ２２を配した略円形平板状の光源基板２３と、各ＬＥＤ２２へ所定電圧を印加し発光させる点灯回路２４とを備えている（図２参照）。

ランプケース２０は、下端が開口する略半球状のヘッド部２０Ａと、ヘッド部２０Ａの上部中央から上方へ向かって延出形成される略円筒状のボディ部２０Ｂとからなり、上記ボディ部２０Ｂの上端部２０１に一対のコード接続端子２５が所定の間隔を存して設けられている。ランプケース２０は、電気絶縁性および熱伝導性の高いナイロン系樹脂などの素材で形成されており、両コード接続端子２５相互は、電気絶縁状態でランプケース２０に配設されている。

ボディ部２０Ｂの上端部２０１には、矩形筒部１０Ｂの上板１０１の下面に下方から当接する複数（ここでは、３つ）の略円柱状のネジ受け部２６が立設されており、上記各ネジ受け部２６の上端にユニット固定ネジＮ１が上板１０１の上面側から螺合接続され、これにより、ランプユニット２が器具本体１０の内部に吊り下げ固定される。

各ネジ受け部２６は、相互に離間して設けられ、且つ、コード接続端子２５より上方に延出形成されており、ランプユニット２が器具本体１０の内部に固定された状態において、コード接続端子２５と矩形筒部１０Ｂの上板１０１との間、即ち、ランプケース２０内におけるコード接続端子２５の上方に所定の空間を画成している。

ランプケース２０の外周面には、上下に長い複数（例えば、１８つ）の平板状の放熱フィン２７が所定の間隔を存して放射状に立設されている。放熱フィン２７は、ヘッド部２０Ａの外周面における上下間の略中間位置からボディ部２０Ｂの外周面に沿って上端部２０１の外周縁近傍まで延設されている。

放熱フィン２７相互の間隙は、放熱フィン２７の上端側でコード接続端子２５の上方の空間に繋がっている。即ち、器具本体１０内におけるランプケース２０の外周には、ヘッド部２０Ａ外周の空気をランプユニット２の上方へ導く空気流通路が画成されている。

図２および図３に示すように、ヘッド部２０Ａの内側には、その内周面に沿って基板支持部２０２が形成されており、光源基板２３は、ＬＥＤ２２の配設部をケース開口部２００側へ向けた姿勢で基板支持部２０２の下端に下方から基板固定ネジＮ３によってねじ留め固定されている。尚、ＬＥＤ２２は、光源基板２３の下面中央部Ｓ１に等間隔で円環状に複数（ここでは、８つ）並設されている。

基板支持部２０２の下端の基板取付面は、ヘッド部２０Ａの内周面における上下間の略中間位置に設けられている。従って、光源基板２３は、ヘッド部２０Ａ内における上下間の略中間位置、即ち、ランプケース２０の外周面に形成された放熱フィン２７の下端と略同一の高さ位置に固定される。

光源基板２３は、導電性および熱伝導性の高いアルミニウム系金属などの素材で形成されており、点灯時にＬＥＤ２２から発生する熱は、光源基板２３を介してヘッド部２０Ａの周壁に伝導される。そしてさらに、ヘッド部２０Ａの周壁に伝導された熱は、各放熱フィン２７の表面から外部（器具本体１０の内部空間）に放出される。

点灯回路２４は、ランプケース２０内における光源基板２３の上方の空間に収容されており、光源基板２３およびコード接続端子２５は、電気配線を介して点灯回路２４に接続されている。

ランプカバー２１は、透光性の高い（半透明または透明）アクリル系樹脂やポリカーボネート系樹脂などの素材で形成されている。また、ランプカバー２１の下面は、外周端縁２１０より下方へ膨出形成されており、ランプユニット２を器具本体１０に取り付けた状態において、上記膨出部が外装枠１１の中央開口部１１０に嵌り込むように構成されている。

ランプカバー２１の上面には、外周端縁２１０の内周に沿って環状に、上方へ凸の縦断面略三角形状のプリズム部２８が形成されている。プリズム部２８の内周面２８１は、光源基板２３の下面中央部Ｓ１の下方対向位置、即ち、ＬＥＤ２２の配設部の下方対向位置に設けられ、且つ、ランプカバー２１の中央側から外周側上方へ向かって傾斜して形成されている。一方、プリズム部２８の外周面２８２は、光源基板２３の下面外周部Ｓ２の下方対向位置、即ち、ＬＥＤ２２の配設部より外側方に設けられ、且つ、内周面２８１の上縁部から外周側下方へ向かって傾斜して形成されている。プリズム部２８の内周面２８１および外周面２８２はそれぞれ、鏡面加工によって平滑な面に形成されている。

ランプカバー２１の下面中央部２１１は、下面外周部２１２より下方へ突出する略半球面状に形成されている。ランプカバー２１の下面外周部２１２は、プリズム部２８の下方に位置し、下面中央部２１１の外周縁から外周側上方へ向かって傾斜して形成されている。ランプカバー２１の下面中央部２１１および下面外周部２１２は、シボ加工などにより表面に微細な凹凸が形成されている。尚、ランプカバー２１の下面中央部２１１および下面外周部２１２は、上記凹凸に代えて、塗装やフィルム蒸着などにより光を乱屈折させる光屈折層を設けてもよいし、鏡面加工によって平滑な面に形成されてもよい。

ランプケース２０の下端周縁がなす面、即ち、ケース開口面に対するプリズム部２８の外周面２８２の傾斜角度は、プリズム部２８の内周面２８１の傾斜角度より小さく（例えば、４５度）設定されている。一方、上記ケース開口面に対するランプカバー２１の下面外周部２１２の傾斜角度は、プリズム部２８の外周面２８２の傾斜角度より小さく（例えば、１５度）設定されている。

従って、図４に示すように、ＬＥＤ２２から光軸方向となる下方へ向けて放射された光は、プリズム部２８に進入する際に、プリズム部２８の内周面２８１にてランプカバー２０の外周側斜め下方に屈折変向される。一方、ＬＥＤ２２から側方へ向けて放射され、プリズム部２８に進入した光の一部は、プリズム部２８の外周面２８２にてランプカバー２０の外周側下方へ反射変向される。さらに、プリズム部２８に進入した光は、ランプカバー２１の下面外周部２１２から外部へ進出する際に、ランプカバー２０の外周側斜め下方に屈折変向される。また、図示しないが、ランプカバー２１の下面外周部２１２から外部へ進出する光は、表面の凹凸にて乱屈折し、拡散される。その結果、図５に示すように、上記ランプユニット２を点灯させたときの光度分布Ｌ１は、既述従来のランプユニットを点灯させたときの光度分布Ｌ２に比べて、定点Ｐから下方への広がりが小さくなる一方、側方への広がりは大きくなる。

このように、ＬＥＤ２２から放射された光が上記のように屈折変向されることで、下方中央領域への光の照射量が制限されるから、高照度のＬＥＤが用いられても、或いは、高照度に調光制御がなされても、ランプユニット２の下方に長時間滞在する者が眩しさを感じ難い。しかも、上記のように光が屈折変向されることで、ランプユニット２の下方外周領域まで広角に光が照射されるから、壁面や天井を広く照らすこともできる。よって、寝室や浴室のダウンライト、ウォールウォッシャー照明への使用に好適である。

ところで、この種のランプユニットに用いられる一般的なＬＥＤは、熱的負荷に弱いため、ランプケースの密閉性を高くすると、点灯時の内部の温度上昇によって性能劣化が早まる虞がある。しかしながら、上記実施の形態に係るランプユニット２によれば、点灯時にＬＥＤ２２から発生する熱は、光源基板２３を介してヘッド部２０Ａの周壁に伝導され、各放熱フィン２７の表面から外部へ効率良く放出されるから、ランプケース２０の密閉性を高くしても、ＬＥＤ２２が熱的負荷を受け難い。よって、浴室など湿度の多い場所での使用に好適なランプユニットを提供できる。

尚、上記実施の形態では、プリズム部２８の外周面２８２を鏡面加工によって平滑な面としたが、さらにプリズム部２８の外周面２８２に、塗装やフィルム蒸着などにより光を反射させる鏡面層を設けたものとしてもよい。このものでは、ＬＥＤ２２から側方へ向けて放射された光が、プリズム部２８の外周面２８２にてランプカバー２０の外周側下方へより確実に反射変向されるから、ランプユニット２の下方外周領域への光の照射量が一層増加する。よって、ウォールウォッシャー照明への使用により好適なランプユニットを提供できる。

上記実施の形態に係るランプユニット２は、ダウンライトに限らず、支持アームにより天井や壁面などに支持固定させて使用されるスポットライト、クリップにより棚板や支柱などに挟みつけて使用されるクリップライト、吊り下げワイヤにより天井に吊り下げて使用されるペンダントライト等にも適用できる。

１ 照明器具
２ ランプユニット
２０ ランプケース
２００ ケース開口部
２１ ランプカバー
２１２ ランプカバーの下面外周部
２２ ＬＥＤ（発光素子）
２３ 光源基板
２８ プリズム部
２８１ プリズム部の内周面
２８２ プリズム部の外周面

Claims (3)

1. 照明器具に組み込まれるランプユニットであって、
   下端が開口する筒状のランプケースと、
   透光性を有し、ランプケース下端のケース開口部を被蓋するランプカバーと、
   ランプケース内に収容され、ケース開口部側の面である下面に発光素子を配する光源基板とを備え、
   ランプカバーの発光基板側の面である上面に、外周に沿って環状に凸のプリズム部が設けられ、
   プリズム部の内周面が、発光素子から光軸方向である下方へ向けて放射された光をランプカバーの外周側下方に屈折変向させる入射屈折面として、発光素子の配設部の下方対向位置に設けられ、ランプカバーの中央側から外周側上方へ傾斜して形成された、ランプユニット。
2. 請求項１に記載のランプユニットにおいて、
   プリズム部の外周面が、発光素子から側方へ向けて放射された光をランプカバーの外周側下方に反射変向させる反射面として、発光素子の配設部の外側方に設けられ、ランプカバーの中央側から外周側下方へ傾斜して形成された、ランプユニット。
3. 請求項１または２に記載のランプユニットにおいて、
   ランプカバーの下面外周部が、プリズム部に進入した光をランプカバーの外周側下方に屈折変向させる射出屈折面として、プリズム部の下方位置に設けられ、ランプカバーの中央側から外周側上方へ傾斜して形成された、ランプユニット。

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