JP2018018618A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の照射方向が制約されにくい照明装置を提供する。【解決手段】照明装置１は、前後両端側がそれぞれ開口された筒状の本体２と、複数の光源部１８および光源部１８が配置された放熱体１９を有し、本体２の後端側に設けられた光源ユニット３と、光源部１８にそれぞれ対向される複数の筒状の反射体２８および反射体２８を収納するケース体２６を有し、本体２の前端側に設けられた光制御ユニット４と、ケース体２６と隣接する反射体２８との間の内部空間に反射体２８に沿うように収納され、光源部１８に電力を供給する電源ユニット５と、電源ユニット５が鉛直方向の下側となるように本体２の両側を回転可能に支持している取付部材６と、を具備している。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、光源の照射方向が可変される照明装置に関する。

この種の照明装置には、例えば競技場や建造物等を照明する投光器がある。この投光器は、現今、灯体内に光源としてＬＥＤを配設している。投光器は、例えば、灯体の両側面側が固定台のアームに回転可能に取り付けられており、ＬＥＤから放射される放射光の照射方向を可変可能としている。

また、投光器は、ＬＥＤを点灯する電源ユニットを備えている。この電源ユニットは、ＬＥＤとの熱的な干渉を低減するために灯体から分離されており、例えば固定台のアームに取り付けられている（例えば特許文献１参照。）。

特開２０１５−１４６２３４号公報（第５頁、第１図）

しかしながら、電源ユニットが固定台のアームに取り付けられていると、灯体をアームに対して回転させたときに、灯体が電源ユニットに当たることがあり、これによって、放射光の照射方向が制限されるという問題がある。

本実施形態は、光源の照射方向が制約されにくい照明装置を提供することを目的とする。

本実施形態の照明装置は、灯体、光源ユニット、光制御ユニット、電源ユニットおよび取付部材を有して構成される。本体は、前後両端側がそれぞれ開口された筒状に形成されている。光源ユニットは、複数の光源部と、この光源部が配置された放熱体を有してなり、本体の後端側に設けられている。光制御ユニットは、光源部にそれぞれ対向される複数の筒状の反射体と、この反射体を収納するケース体を有してなり、本体の前端側に設けられている。

電源ユニットは、光源ユニットの光源部に電力を供給するものであり、光制御ユニットのケース体と隣接する反射体との間の内部空間に反射体に沿うように収納されている。取付部材は、電源ユニットが鉛直方向の下側となるように本体の両側を回転可能に支持している。

本実施形態の照明装置によれば、電源ユニットがケース体と隣接する反射体との間の内部空間に反射体に沿うように収納されているので、光源ユニットおよび光制御ユニットの取付部材に対する回転が干渉されにくくなり、これにより、光源の照射方向が制約されにくくなることが期待できる。

本実施形態を示す照明装置の概略斜視図である。 同上、照明装置の概略正面図である。 同上、灯体の概略側断面図である。 同上、他の照明装置の概略正面図である。 同上、他の灯体の概略側断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態の照明装置１は、例えば、競技場等を照明する投光器であり、図１に示すように、本体２、光源ユニット３、光制御ユニット４、電源ユニット５および取付部材６を有して構成されている。そして、本体２、光源ユニット３および光制御ユニット４によって、投光器本体である灯体７が構成されている。

本体２は、例えばアルミダイカストによって形成されている。本体２は、図３に示すように、前後両端側がそれぞれ開口された円筒状の枠部８を有し、この枠部８の内側に前後に開口する開口部９が形成されている。そして、枠部８の前面には、比較的浅い円環状の窪み部１０が形成され、この窪み部１０の底面に複数のねじ孔１１が形成されている。ねじ孔１１は、枠部８の周回方向において例えば９０°間隔または１２０°間隔で設けられている。また、枠部８の内側には、それぞれねじ孔１２を有する複数のボス１３が設けられている。ボス１３およびねじ孔１２は、枠部８の周回方向において等間隔例えば６０°間隔で設けられている。

枠部８の後面には、比較的浅い八角形状の窪み部１４が形成されている。また、枠部８の内側の後端側には、枠部８の補強用の支え部１５が一体に形成されている。支え部１５は、中央のリング部１６およびこのリング部１６と枠部８とを接続する接続部１７を備えている。そして、リング部１６の内側、リング部１６と接続部１７と枠部８との間にそれぞれ開口部９が開口されている。

光源ユニット３は、本体２の後端側に設けられており、複数の光源部１８およびこの光源部１８が配置された放熱体１９を有している。光源部１８は、例えば円形状の基板２０および複数の光源としてのＬＥＤ２１を有してなり、ＬＥＤ２１が基板２０の前面にＣＯＢ（Chip On Board）方式により実装されたＬＥＤモジュールに形成されている。光源部１８は、本体２の開口部９と同等の数量を有する。

放熱体１９は、高熱伝導率を有する金属材料例えばアルミニウムやマグネシウムからなり、ベース２２およびこのベース２２の後面から突出する複数の放熱フィン２３を有してなる。ベース２２は、例えば８〜１５ｍｍの厚さを有する平板からなり、八角形状に形成されている。ベース２２には、ベース２２の前後に貫通する不図示の配線孔が形成されている。そして、複数のねじ２４によって、ベース２２の前面に複数の光源部１８が取り付けられている。光源部１８の基板２０には、ねじ２４の取付孔が形成され、ベース２２には、ねじ２４のねじ孔が形成されている。

ベース２２の後面には、不図示の複数の溝が上下方向（縦方向）に沿って形成され、この溝に放熱フィン２３の前端が圧入されて固定されている。複数の放熱フィン２３は、ベース２２に上下方向に沿って配置され、左右方向に隣接する放熱フィン２３間に空気が流通する間隔があけられている。放熱フィン２３間の間隔は、例えば６〜１０ｍｍである。

ベース２２は、本体２の窪み部１４に嵌め込まれて、ベース２２を挿通する不図示の複数のねじにより本体２の枠部８に固定されている。枠部８には、当該ねじのねじ孔が設けられている。このとき、複数の光源部１８は、本体２の開口部９内に位置している。すなわち、複数の光源部１８は、開口部９内に位置するようにベース２２の前面に配置されている。光源部１８は、本実施形態では、ベース２２の中央部に１個、その周囲に６個が周回方向において６０°の等間隔で設けられている。こうして、光源ユニット３は、本体２の後端側に設けられている。

そして、本体２の前端側に光制御ユニット４が設けられている。光制御ユニット４は、反射体ユニット２５、この反射体ユニット２５を収納するケース体２６およびケース体２６の前面を閉塞する透光カバー２７を有している。反射体ユニット２５は、複数の反射体２８およびこの反射体２８を一体に保持するホルダ２９を有してなる。

各反射体２８は、前後に開口する円筒状で、後端側から前端側へ向かって拡開する放物面状に形成されている。各反射体２８の内面には、鏡面状の反射面が形成されている。各反射体２８の前端周辺にはフランジ３０が突設されている。

ホルダ２９は、略円盤状に形成され、複数の反射体２８を挿通する複数の挿通孔３１が形成されている。挿通孔３１に挿通された各反射体２８は、図２に示すように、フランジ３０がねじ３２によりホルダ２９に固定されている。本実施形態では、光源部１８の配置に対応して、ホルダ２９の中央部に１個の反射体２８が固定され、周辺部に６個の反射体２８が固定されている。ここで、周辺部の反射体２８は、中央部の反射体２８に対して回転対称に設けられ、かつ中央部の反射体２８の中心を通る鉛直方向に対して左右対称となるように設けられている。そして、ホルダ２９には、本体２のボス１３のねじ孔１２に対応して不図示の複数の取付孔が形成されている。また、ホルダ２９には、電源ソケット５を挿通可能な切り欠き部３３が形成されている。切り欠き部３３は、最下側の隣接する反射体２８のフランジ３０とホルダ２９の外周縁との間に形成されている。

反射体ユニット２５を本体２に取り付けるために、図３に示すように、複数の固定部材３４およびこの固定部材３４を挿通するねじ３５が用いられている。固定部材３４は、円筒状で、所定の長さに形成されている。固定部材３４は、ホルダ２９と本体２のボス１３との間に介在するスペーサとして機能する。ねじ３５は、ホルダ２９の取付孔および固定部材３４を通じてボス１３のねじ孔１２に螺着され、反射体ユニット２５を本体２に固定する。そして、反射体ユニット２５を本体２に固定することにより、各反射体２８の後端開口が各光源部１８に対向されるとともに基板２０に近接し、光源部１８から放射される光が反射体２８内に入射される。

ケース体２６は、例えばアルミニウムの金属材料で形成されている。ケース体２６は、前後に開口する円筒状で、後端側から前端側に向かって拡開するように形成されている。ケース体２６の後端には、内側に突出するフランジ３６が折曲されている。フランジ３６は、少なくとも本体２の窪み部１０の底面に載置する大きさに形成されている。そして、ケース体２６は、本体２の窪み部１０に嵌め込まれ、フランジ３６を挿通するねじ３７がねじ孔１１に螺着されることにより、本体２に固定されている。これによって、ケース体２６は、反射体ユニット２５を収納している。

透光カバー２７は、透明なガラスで、円盤状に形成されている。そして、透光カバー２７は、その周辺部がシール材３８を介してケース体２６の前端に配置された後に、ケース体２６の前端がかしめられることにより、ケース体２６の前面側に固定されている。なお、本実施形態では、透光カバー２７は、ケース体２６が本体２に取り付けられた後に設けられる。

そして、本実施形態では、ケース体２６に電源ユニット５が収納されている。電源ユニット５は、電源ケース３９を備え、この電源ケース３９に不図示の電源回路を収納している。電源回路は、回路基板およびこの回路基板に実装された電子部品を含む回路部品により、交流電源を所定の直流電源に変換して光源部１８のＬＥＤ２１に電力を供給する点灯回路に形成されている。

電源ユニット５は、本実施形態では、ケース体２６において、鉛直方向の下側、さらには反射体２８に対して鉛直方向の最下となるように設けられている。すなわち、電源ケース３９は、図２に示すように、ケース体２６と下側の隣接する反射体２８との間の内部空間に反射体２８の長手方向に沿って収納されるように、三角筒状の箱形に形成されている。

そして、電源ユニット５は、図３に示すように、取付体４０に取り付けられている。取付体４０は、取付片４１を有する長方形の底板部４２、この底板部４２の幅方向両側から互いに近づくように折曲形成された一対の側板部４３，４３（図中、一方のみを示す。）からなり、電源ケース３９を接触して収納する略三角筒状に形成されている。取付体４０は、その取付片４１がケース体２６のフランジ３７にねじや溶接等によって固定されている。電源ケース３９は、取付体４０に収納され、底板部４２に載置された状態で、複数のねじ４４により側板部４３に固定されている。電源ケース３８および取付体４０は、それぞれ例えばステンレス鋼からなっている。こうして、電源ユニット５は、取付体４０によりケース体２６に収納されている。

ケース体２６は、電源ユニット５を収納した状態で、本体２の窪み部１０に嵌め込まれる。このとき、電源ユニット５は、反射体ユニット２５のホルダ２９の切り欠き部３３を挿通する。そして、ケース体２６は、ねじ３７によって本体２に固定される。そして、透光カバー２７がケース体２６の前端側に設けられる。電源ユニット５からは、不図示の電源コードおよび出力コードが引き出されている。光源ユニット３が灯体２の後端側に取り付けられるときに、出力コードは、光源部１８に電気接続され、電源コードは、ベース２２の配線孔から外部空間に導出されて外部電源に接続される。こうして、本体２、光源ユニット３および光制御ユニット４により灯体７が構成されて、電源ユニット５が光制御ユニット４のケース体２６に収納されている。

なお、本実施形態において、電源ユニット５が反射体ユニット２５のホルダ２９よりも透光カバー２７側に突出しないときには、ケース体２６を本体２に固定した後に、ホルダ２９の切り欠き部３３を閉塞板により覆ってもよい。あるいは、ホルダ２９に切り欠き部３３を設けずに、ケース体２６を本体２に固定した後に、反射体ユニット２５を本体２のボス１３に取り付けて固定するようにしてもよい。

そして、灯体７は、図１に示すように、取付部材６に回転可能に取り付けられている。取付部材６は、灯体７の本体２の両側（両側面）を回転可能に支持している。取付部材６は、例えば厚さ６ｍｍの軟鋼板により形成されている。取付部材６は、設置部４５およびこの設置部４５の両側から折曲された一対のアーム４６を有してなる。設置部４５は、造営物などに例えばボルトによって固定される。アーム４６は、設置部４５から斜め前方へ向けて立ち上げられている。アーム４６の先端には、本体２の軸部に挿入されて回動可能に支持する軸部材４７が取り付けられている。

そして、本体２の側面には、円板４８がねじ止めされている。アーム４６の内側には、図２に示すように、円板４８をアーム４６との間に挟持可能とする挟持部材４９が配置され、アーム４６に回動可能に取り付けられたハンドル５０が挟持部材５０に螺着されている。そして、ハンドル５０を締め付け操作すると、円板４８をアーム４６と挟持部材４９との間に挟み込んで、灯体７をアーム４６に固定する。また、ハンドル５０を緩めると、灯体７をアーム４６に対して回動可能として、照明装置１の光照射方向を変更可能としている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

灯体７を所定の光照射方向に向けるには、まず、ハンドル５０を緩めて、灯体７をアーム４６に対して回動可能とする。そして、光制御ユニット４を所定の光照射方向に向けて、ハンドル５０を締め付ける。これにより、灯体７は、所定の光照射方向を向いた状態で取付部材６に固定される。

そして、灯体７は、その回動において、本体２の両側面間を回転軸として回動し、光制御ユニット４の前端側または光源ユニッ３の放熱フィン２３の後端側が取付部材６の設置部４５の設置面または設置部４５に当接するまで回動可能となる。また、アーム４６の軸部材４７の設置部４５からの高さが相応に大きい場合には、灯体７は、電源コードを開放した状態で、アーム４６に対して自由に回動可能となる。これにより、照明装置１を所望の光照射方向に向けられる。すなわち、本実施形態の照明装置１は、電源ユニット５が光制御ユニット４のケース体２６に収納されているので、灯体７の回動に対する干渉物がなく、または、干渉物が制限されている。

そして、照明装置１は、電源ユニット５に外部電源が投入されると、電源ユニット５から各光源部１８に直流電源が供給される。各光源部１８のＬＥＤ２１が点灯（発光）するとともに発熱し、各光源部１８からの光が各反射体２８内に入射して配光が制御され、配光が制御された光が透光カバー２７を透過して出射し、照明対象物を照明する。

各光源部１８に発生した熱は、放熱体１９のベース２２に熱伝導し、放熱体１９の複数の放熱フィン２３から大気中に自然放熱される。また、各光源部１８に発生した熱の一部は、各反射体２８に伝わって、各反射体２８から灯体７内に放出される。灯体７内に放出された熱は、灯体７の内部空間を温度上昇させて、本体２、ケース体２６および透光カバー２７に伝わり、これらの外面から大気中に自然放熱される。

また、灯体７内に放出された熱は、灯体７内の自然対流により鉛直方向の上側に上昇する。これにより、灯体７内は、鉛直方向の上側が下側よりも温度上昇する。そして、電源ユニット５は、光制御ユニット４のケース体２６内の鉛直方向の下側となるように設けられている。これにより、電源ユニット５の温度上昇が抑制される。特に、電源ユニット５は、反射体２８に対して鉛直方向の最下となるようにケース体２６内に設けられているので、さらに温度上昇が抑制されやすい。電源ユニット５内の電源回路は、熱劣化が抑制されて長寿命化される。

本実施形態の照明装置１によれば、電源ユニット５が反射体２８に対して鉛直方向の下側となり、ケース体２６と隣接する反射体２８との間の内部空間に反射体２８に沿うように収納されているので、灯体７の取付部材６に対する回動が干渉物によって干渉されにくくなり、ＬＥＤ２１の放射光を所望の光照射方向にすることができるとともに、電源ユニット５の温度上昇を抑制して電源ユニット５を長寿命化できるという効果を有する。

また、電源ユニット５は、反射体２８に対して鉛直方向の最下となるように光制御ユニット４のケース体２６に収納されているので、さらに温度上昇が抑制されて長寿命化できるという効果を有する。

なお、本実施形態において、反射体ユニット２５は、図４に示すように、中央の反射体２８ａの中心を通る鉛直方向の上下両側に周囲の反射体２８が位置するように本体２に固定されてもよい。なお、図４において、図２と同一部分および同一部分に相当する部分には同一符号を付して説明は省略する。

反射体ユニット２５のホルダ２９は、鉛直方向の最下の反射体２８の左右両側に切り欠き部３３が形成されている。そして、最下の反射体２８と、この反射体２８に隣接する左右の反射体２８と、ケース体２６との間の内部空間に反射体２８に沿うように電源ユニット５Ａ，５Ｂが収納されている。電源ユニット５Ａ，５Ｂは、電源ユニット５の機能を分割するように構成されている。例えば、電源ユニット５Ａ，５Ｂは、それぞれ３個、４個の光源部１８に電力を供給するように形成されている。照明装置１Ａは、電源ユニット５Ａ，５Ｂを用いることにより、電源ユニット５の設計裕度が向上する。そして、電源ユニット５Ａ，５Ｂは、ケース体２６の鉛直方向の下側に収納されているので、温度上昇が抑制されて長寿命化される。

また、本実施形態において、反射体ユニット２５の中央の反射体２８ａは、図５に示すように、その前端側が透光カバー２７の近傍に延出するように形成されてもよい。反射体２８ａのフランジ３０ａは、周囲の反射体２８のフランジ３０と同位置となるように設けられている。なお、図５において、図２と同一部分および同一部分に相当する部分には同一符号を付して説明は省略する。

放熱体１９のベース２２に配置された光源部１８ａから放熱された熱の一部は、反射体２８ａに伝わる。反射体２８ａは、その前端側が延出している分、熱容量が大きくなっており、熱が多く伝熱されて、その熱を灯体７の内部空間に放出する。これにより、光源部１８ａでの発熱が放出しやすくなり、光源部１８ａの温度上昇が抑制される。光源部１８ａのＬＥＤ２１は、長寿命化される。すなわち、光源部１８ａは、周囲の光源部１８に包囲されていて、周囲の光源部１８からの熱影響によって温度上昇するが、その温度上昇が低減される。

また、本実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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…照明装置、 ２…本体、 ３…光源ユニット、 ４…光制御ユニット、 ５…電源ユニット、 ６…取付部材、 １８…光源部、 １９…放熱体、 ２６…ケース体、 ２８…反射体

Claims (2)

1. 前後両端側がそれぞれ開口された筒状の本体と；
   複数の光源部およびこの光源部が配置された放熱体を有し、前記本体の後端側に設けられた光源ユニットと；
   前記光源部にそれぞれ対向される複数の筒状の反射体およびこの反射体を収納するケース体を有し、前記本体の前端側に設けられた光制御ユニットと；
   前記ケース体と隣接する前記反射体との間の内部空間に前記反射体に沿うように収納され、前記光源部に電力を供給する電源ユニットと；
   この電源ユニットが鉛直方向の下側となるように前記本体の両側を回転可能に支持している取付部材と；
   を具備していることを特徴とする照明装置。
2. 前記電源ユニットは、前記反射体に対して鉛直方向の最下となるように前記ケース体に収納されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。

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