JP2018106991A - 照明器具 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、従来の技術は、これら非発熱部品を考慮してLED実装基板を効率良く放熱するものではなかった。
本発明は、発光素子が実装された発光素子実装基板を効率良く放熱できる照明器具を提供することを目的とする。
図1は本実施形態に係る照明器具1を下方からみた斜視図であり、図2は照明器具1を上方からみた斜視図である。図3は照明器具1を下方から見た平面図であり、照明器具1の内部を示すために、前面カバー12及び前面枠13を取り外した状態の照明器具1を示している。
器具本体10は、筐体11と、前面カバー12と、前面枠13と、を備えている。筐体11と、前面カバー12と、前面枠13と、は屋外使用に十分に耐え得る耐食性、及び強度を有する部材から形成されている。筐体11は、高い熱伝導性を有する材料から形成され、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等から成る鋳造物(所謂ダイキャスト製)であるのが望ましい。
器具本体10は、基端10A側に、開閉可能な蓋22が設けられた基部20を備えている。基部20は、筐体11に一体に形成されている構成であっても良い。基部20には、器具本体10を支柱や支持部材に取り付けるためのクランプ5が取り付けられている。
器具本体10内には、図3に示すように光源部50が収められている。光源部50は、発光面側を前面カバー12に対向させて配置されている。これによって、照明器具1は、光源部50からの光が前面カバー12を通して出射開口14から出射され、被照射面に照射されるように構成されている。
図4に示すように、筐体11の内部に収められた光源部50は、発光素子の一例であるLED53を光源として複数備えている。また、光源部50は、複数のLED53が実装された複数の実装基板51と、LED53の光を制御する複数の光学部材55とを備えている。光学部材55には、各LED53を覆って配置されるレンズ54が、各LED53に対応させて複数設けられている。
筐体11には、上面11Bに複数の放熱フィン16が設けられている。放熱フィン16は、上面11Bの、取付面15の裏面部分に相当する位置に複数設けられている。これによって、光源部50から取付面15に伝熱された熱は、取付面15の裏面部分に設けられた放熱フィン16に伝わりやすい構成となっており、放熱フィン16から雰囲気に放熱される。よって、光源部50が高温となることが無く、LED53が熱影響を受けにくい構成とすることができる。
筐体11の内部には、光源部50に並べて、電源部60(図3)が収められている。電源部60は、照明器具1の外部から供給される商用電力を、光源部50の仕様に合せて電力変換する機器である。電源部60は、電源基板61と、電源基板61の表面に実装される複数種の電子部品62とから構成されている。電源基板61は、電気的絶縁性に優れた樹脂材等の材料から長板状に形成されている。電源部60は、電源ケース63の内側に収められて、筐体11の内部に収容される。電源ケース63は、電源基板61と同じく、電気的絶縁性に優れた樹脂材を矩形筒状に折り曲げて形成されている。
図4、図5に示すように、筐体11の内側には、電源部60を収める凹部30が設けられている。凹部30は、筐体11の天面を取付面15に取り付けられた光源部50の光の放射方向とは反対側に凹ませて設けられている。凹部30は、取付面15の長さ方向の延在範囲に亘って延びており、電源基板61は、凹部30内に収まる長さに形成されている。
実装基板51は、平面視略矩形状を成し、その一方の面である実装面51Aには、回路パターン150が形成され、多数のLED53が実装されている。
LED53は、例えばLED素子をパッケージ化してなるものである。本実施形態では、LED53に白色LEDが用いられている。なお、LED53に白色以外の他の発光色のLEDを用いても良いことは勿論である。
また、実装面51Aには、電源基板61から延びる配線を接続するための複数の2極コネクタ154、及び、回路パターン150の回路構成を変えるための複数のパッド部153が設けられている。パッド部153は、回路パターン150の各部を、所望の回路構成に合わせてつなぐための回路部であり、回路パターン150の導電エリア152の導通部分を選択する部分に形成されている。
これに対し、2極コネクタ154は、電気的導通を目的とした部材であって、電気抵抗が非常に小さな回路部品であることから、LED53と比較して発熱が非常に小さい部品である(以下、非発熱部品という)。
さらに、本実施形態の筐体11にあっては、凹部30が上面11Bから膨出して膨出部11Cを形成することで、凹部30から外気への放熱性が高められるので電源部60の発熱も対策される。
また2極コネクタ154が実装基板51の縁部156に配置されることで、当該2極コネクタ154が実装面51Aの内側に配置された場合に比べ、当該2極コネクタ154によって遮られる光が抑えられる。
実装基板51にあっては、図6に示すように、非発熱部品配置領域155が矩形状の実装基板51の長辺側の一辺159に沿って延在して設けられている。このように、非発熱部品配置領域155が一辺159に沿って設けられることで、図3に示すように、非発熱部品配置領域155が設けられていない辺を隣り合わせた状態で複数の実装基板51を配置して光源部50を構成することができる。これにより、実装基板51よりも大きな発光面の光源部50が簡単に構成できる。
また、非発熱部品配置領域155には、上記2極コネクタ154の他にも、スイッチや電線といった、いわゆる機構部品と称される部品であって、LED53に比べて発熱が小さく、放熱対策が不要な部品を配置できる。
図7は、本実施形態の実装基板51の回路パターン150の模式図である。
この回路パターン150は、1電源系統で駆動される1電源系統駆動用の回路構成と、2電源系統(電源部60A、及び電源部60B)で駆動される2電源系統駆動用の回路構成とを、回路パターン150内の導通箇所の変更により、選択可能に成されている。
本実施形態では、導通箇所の変更の方法として、0(ゼロ)オーム抵抗による接続が用いられている。この他にも、はんだ付けによる接続、ジャンパ線による接続、その他離間した回路パターンの導通を可能とする種々の方法を用いることができる。
また2電源系統駆動用の回路構成は、互いに異なる電源系統(電源部60A、60B)の電力で駆動される互いに独立した2つの閉回路を含む回路構成であり、それぞれの閉回路では、LED53が直列に接続される。尚、閉回路内のLED53の回路構成は直列に接続する場合に限らず、閉回路内でLED53を並列に接続することも可能である。
そして、回路パターン150の回路構成を直列回路構成とする場合には、図8に示すように、直列回路部161A、161B、161C、161Dを直列に導通させることで、全てのLED53が直列に接続される。
本実施形態の回路パターン150では、回路構成に合わせて配線部172の導通箇所を変えることで、いずれの回路構成にも対応可能になっている。また、配線部172は、どの回路構成に合わせて導通させても、直列回路部161A、161B、161C、161Dと交差することがないように予め形成されている。
すなわち、実装面51Aには、変更対象の導通箇所のそれぞれに、図6に示すように、離間した一対のパッド部153が予め設けられている。
このように回路構成に応じて端子部Qに接続すべき極性を変更するには、他のパターンの上を飛び越えて端子部Qに接続されるジャンパ線や積層配線構造が考えられる。しかし、他のパターンの上を飛び越えて接続されるジャンパ線では、回路がショートする危険性が生じ、またジャンパ線がLED53の光を遮るおそれがある。積層配線構造を採用した場合には、基板構造が複雑化しコスト高となり、裏面の絶縁性能に影響を与えることもある。
これにより、回路のショートや光の遮蔽、コスト高を生じることなく、所望の回路構成が得られる。
また、LED53の実装箇所の一部に実際にはLED53を実装せず導通させることでLED53の実装数を調整することができる。LED53の各々を導通させる部分(導電部分)を実装基板51の全体に均一に形成することで、LED53の実装箇所を実装基板51の一部分に偏らせることなく配置でき、LED53の均一な実装が可能となる。
この構成によれば、放熱対策が必要な発光素子配置領域157において、非発熱部品が占める割合が減るので、LED53の配置の自由度が高められ、また、放熱が必要な領域を小さくできる。さらに発光素子配置領域157における温度分布が均一になるようにLED53を配置できる。また、実装基板51の放熱のために筐体11に設ける取付面15、及び放熱フィン16を小さくできる。
この構成によれば、放熱対策を必要としない非発熱部品配置領域155の裏側に、電源部60を収める凹部30が設けられるので、筐体11のコンパクト化が図られ、また、電源部60から2極コネクタ154までの配線長を短くでき、凹部30を非発熱部品配置領域155によって隠すことができる。
また2極コネクタ154が実装基板51の縁部156に配置されることで、当該2極コネクタ154が実装面51Aの内側に配置された場合に比べ、当該2極コネクタ154によって遮られる光が抑えられる。
これにより、実装基板51よりも大きな発光面の光源部50が簡単に構成できる。
これにより、筐体11の両脇のそれぞれに上記凹部30を設けることができるので、筐体11が2つの電源部60を内蔵する場合でも、筐体11の大型化が抑えられる。
これにより、左右の実装基板51ごとに異なる光学部材55を製造する必要がなく、低コスト化が図られる。
この構成により、1電源系統駆動用の実装基板51を、2電源系統駆動用としても用いることができる。したがって、照明器具1の電源系統の数が異なる場合でも、共通の実装基板51を用いることができる。
すなわち、図14(A)に示すように、1電源系統の電源部60でのみ駆動される複数の実装基板J51によって光源部50が構成され、この光源部50が2電源系統(電源部60A、60B)で駆動された場合を想定する。この場合、照明器具1の仕様に対し、光源部50の光束が多すぎるときには、各実装基板J51において、直列回路部161A、161B、161C、161Dのいずれかが消灯状態(不使用)に維持する必要があり無駄が生じる。
これにより、1つの電源系統で実装基板51のLED53を駆動する場合において、電源系統の定格出力電圧や定格出力電流に応じて、LED53の直列回路、及び、並列回路を選択できる。例えば、全てのLED53を直列したときに必要な印加電圧が電源系統の定格出力電圧よりも大きい場合には、回路パターン150の回路構成を並列回路にすることで、全てのLED53を点灯できる。
このように、定格が異なる電源系統に対し共通の実装基板51を用いることができるので、照明器具1の更なる低コスト化が図られる。
これにより、ある箇所の極性が異なる複数の回路構成を、他のパターンを飛び越えて接続するジャンパ線や積層配線構造を採らなくとも1つの回路パターン150で実現できる。
10 器具本体
11 筐体
11B 上面
11C 膨出部
15 取付面
16 放熱フィン
30 凹部
31 底面
32 内側面
50 光源部
51 実装基板(発光素子基板)
51A 実装面(配置面)
53 LED(発光素子)
54 レンズ
55 光学部材
60、60A、60B 電源部
61 電源基板
63 電源ケース
154 2極コネクタ(非発熱部品)
155 発熱部品配置領域
155A 第2領域
156 縁部
157 発光素子配置領域
157A 第1領域
160 発光素子配置領域の中心
Claims (7)
- 複数の発光素子、及び複数の非発熱部品が配置された発光素子基板を収める筐体を有し、前記筐体から前記発光素子基板の熱を放熱する照明器具において、
前記発光素子基板の配置面は、前記非発熱部品のみが配置される非発熱部品配置領域と、前記発光素子が配置される発光素子配置領域と、に区画され、
前記非発熱部品配置領域は、前記発光素子配置領域の縁部に設けられ、
前記筐体は、前記発光素子基板の裏面のうち、前記発光素子配置領域に対応する第1領域に接触し、前記非発熱部品配置領域に対応する第2領域に位置する箇所には凹部が設けられている
ことを特徴とする照明器具。 - 前記筐体には、前記発光素子基板を間に挟む両側に前記凹部が設けられている、ことを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
- 少なくとも2枚の矩形状の前記発光素子基板を備え、
それぞれの前記発光素子基板には、いずれかの一辺に沿って前記非発熱部品配置領域が設けられており、
それぞれの前記発光素子基板は、前記非発熱部品配置領域が設けられていない辺が隣り合った状態で配置される、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の照明器具。 - 前記非発熱部品配置領域を外側に向けて並べて配置された一対の前記発光素子基板を備え、
前記発光素子基板のそれぞれの前記発光素子配置領域には、前記発光素子のそれぞれが、前記発光素子配置領域の中心に対して点対称に配置されており、
前記発光素子基板のそれぞれには、同一の光学部材が設けられている、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の照明器具。 - 前記発光素子の光を制御する光学部材を備え、
前記光学部材は、前記発光素子配置領域のみを覆っている、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明器具。 - 前記凹部には前記発光素子を点灯するための電源が収められ、
前記非発熱部品配置領域に、前記電源からの配線を接続するコネクタが設けられている、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の照明器具。 - 前記筐体は、前記発光素子配置領域に対応する第1領域に接触する部分の外表面に放熱フィンを備えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の照明器具。
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