JP2020021704A - 照明器具 - Google Patents

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Yuya Hiramoto
雄也 平本
明穂 相場
Akiho Aiba
明穂 相場
松田 誠司
Seiji Matsuda
誠司 松田
定治 大津
Sadaharu Otsu
定治 大津
博文 池谷
Hirobumi Iketani
博文 池谷
森 浩一
Koichi Mori
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Abstract

【課題】本発明は照明器具に関し、器具本体に拡張ユニットを容易に固定できる照明器具を得ることを目的とする。【解決手段】本発明に係る照明器具は、開口が形成された端板を長手方向の端部に有し、光源を保持する器具本体と、磁界を発生させる給電コイルを有する給電ユニットと、該磁界に応じて起電力を発生させる受電コイルを有する後付ユニットと、を備え、該給電ユニットは取付爪を有し、該取付爪により該器具本体の外側で該端板に取り付けられ、該取付爪は、該給電ユニットから該器具本体に向かって延び該開口を通る第1部分と、該第1部分のうち該器具本体の内側の部分に設けられ該端板に引っ掛かる第2部分と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、照明器具に関する。
特許文献1には、非常用ユニットが器具本体に外付けされる照明装置が開示されている。非常用ユニットは器具本体の長手方向の端部に取り付けられる。
特開2017−84481号公報
特許文献1のように非常用ユニットが器具本体に外付けされる場合、器具本体を天井等の被取付面に固定した状態で、非常用ユニットが器具本体から外れないようにする必要がある。また、非常用ユニットを器具本体にねじ等の取付具で固定する場合、非常用ユニットの取り付けに手間が掛かる可能性がある。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、器具本体に拡張ユニットを容易に固定できる照明器具を得ることを目的とする。
本発明に係る照明器具は、開口が形成された端板を長手方向の端部に有し、光源を保持する器具本体と、磁界を発生させる給電コイルを有する給電ユニットと、該磁界に応じて起電力を発生させる受電コイルを有する後付ユニットと、を備え、該給電ユニットは取付爪を有し、該取付爪により該器具本体の外側で該端板に取り付けられ、該取付爪は、該給電ユニットから該器具本体に向かって延び該開口を通る第1部分と、該第1部分のうち該器具本体の内側の部分に設けられ該端板に引っ掛かる第2部分と、を有する。
本発明に係る照明器具では、取付爪の第1部分が端板の開口を通り、第2部分が端板に引っ掛かる。このため、取付爪を開口に挿入することで、器具本体に拡張ユニットを容易に固定できる。
実施の形態1に係る照明器具の下方斜視図である。 実施の形態1に係る器具本体と拡張ユニットの下方斜視図である。 実施の形態1に係る拡張ユニットを分解した状態を示す下方斜視図である。 実施の形態1に係る拡張ユニットを分解した状態を示す上方斜視図である。 実施の形態1に係る給電ユニットの側面図である。 実施の形態1に係る光源ユニットおよび拡張ユニットの上方斜視図である。 実施の形態1に係る照明器具の回路ブロック図である。 実施の形態1に係る照明器具の回路構成を示す図である。 実施の形態1の変形例に係る後付ユニットの下方斜視図である。 実施の形態1の変形例に係る照明器具の下方斜視図である。 実施の形態2に係る拡張ユニットを分解した状態を示す下方斜視図である。 実施の形態2に係る拡張ユニットを分解した状態を示す下方斜視図である。 実施の形態2に係る照明器具の下方斜視図である。 実施の形態3に係る照明器具の分解斜視図である。 実施の形態3に係る給電ユニットの分解斜視図である。 実施の形態3に係る給電ユニットの平面図である。 実施の形態3に係る給電ユニットの断面図である。 実施の形態4に係る照明器具の分解斜視図である。 実施の形態4に係る照明器具の側面図である。 実施の形態4に係る後付ユニットの分解斜視図である。 実施の形態4に係る後付ユニットの断面図である。 実施の形態5に係る照明器具の回路ブロック図である。 実施の形態5の変形例に係る照明器具の下方斜視図である。
本発明の実施の形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
本実施の形態では、一例として天井等の被取付面に取付けられる逆富士形の照明器具100について説明する。照明器具100の構造はこれに限らない。また、被取付面は壁等であっても良い。以下の説明において便宜上、天井面側を上方向とし、床面側を下方向として説明する。
まず、照明器具100の全体構成を説明する。図1は、実施の形態1に係る照明器具100の下方斜視図である。照明器具100は、光源ユニット10と器具本体20と拡張ユニット30とを備える。照明器具100は、平面視において長方形である。光源ユニット10は、後述するように、光を出射する長尺状の光源モジュール及び電源ユニットを備える。これに代えて、器具本体20が電源ユニットを備えてもよい。
器具本体20は、光源ユニット10を保持し、天井等の被取付面に取り付けられる。拡張ユニット30は、器具本体20の長手方向の端部に隣接する。拡張ユニット30は、器具本体20の外側に取り付けられる。
図2は、実施の形態1に係る器具本体20と拡張ユニット30の下方斜視図である。器具本体20は例えば金属製である。器具本体20はケース21を備える。ケース21は、例えば金属板が折り曲げられて形成される。ケース21は複数の折り曲げ部を有する。ケース21は、短手方向の断面がU字型の中心部を有する。
器具本体20は、長手方向の端部に端板22を有する。端板22はケース21の長手方向の両端を塞ぐ。また、器具本体20は、長手方向の両端部付近に2つの取付ばね23を備える。取付ばね23に引っ掛けられることで、光源ユニット10は器具本体20に固定される。光源ユニット10は、ケース21の中心部に取り付けられる。
端板22の中央には、開口21−1が形成される。開口21−1は、ノックアウト加工により形成されたノックアウト穴である。施工者が開口21−1を塞いでいるノックアウト部を叩くことで、容易に開口21−1を形成できる。ノックアウト部は、照明器具100を設置する際に、端板22から取り外される。後で説明するように、本実施の形態では、端板22のノックアウト部が取り外され、開口21−1に給電ユニット40が取り付けられる。
次に、拡張ユニット30の構成を説明する。拡張ユニット30は、給電ユニット40と、後付ユニット50とを備える。給電ユニット40は、ケース21の長手方向の一端において、ケース21の外側に取り付けられる。言い換えると、拡張ユニット30は、ケース21の器具凹部27の長手方向の外側に取り付けられる。給電ユニット40の下面と後付ユニット50の上面は、互いに対向して接する。後で説明するように、後付ユニット50は、給電ユニット40にワンタッチで取り付けられる。また、後付ユニット50は、給電ユニット40から非接触で電力を供給される。
図3は、実施の形態1に係る拡張ユニット30を分解した状態を示す下方斜視図である。図4は、実施の形態1に係る拡張ユニット30を分解した状態を示す上方斜視図である。給電ユニット40と後付ユニット50の回路部品は、給電ケース42と後付ケース52にそれぞれ覆われる。このため、給電ユニット40の下面と後付ユニット50の上面において、電極は露出しない。このように電極が露出しない構成により、電気的な接触不良が起きず、信頼性と安全性と向上させることができる。
端板22の外形と、給電ユニット40の端板22と対向する面46の外形は等しい。照明器具100の短手方向における給電ユニット40の断面は、逆富士形である台形である。このとき、ケース21の意匠面と給電ケース42の意匠面とが、滑らかに繋がる。これにより、器具本体20と拡張ユニット30とが一体化されたデザインを得ることができる。ここで、ケース21の意匠面と給電ケース42の意匠面は、照明器具100が被取付面に設置された状態で、使用者から見える面である。
給電ユニット40の下面側の中央には、給電コイルT1が保持されている。給電コイルT1は、後述するように、電源ユニットから電力を供給されると磁界を発生させる。給電ユニット40の下面側の四隅には、給電コイルT1を囲むように給電側マグネット44が保持されている。給電ケース42の下面中央には、凹部41−3が形成されている。凹部41−3は、給電コイルT1の中心を通る軸上に配置される。
後付ユニット50は、直方体である。後付ユニット50は、光源ユニット10が有する光源の光出射方向を向くように、給電ユニット40の下面に取り付けられる。
後付ユニット50は、センサ51、受電コイルT2および後付ケース52を有する。受電コイルT2は、給電コイルT1が発生させる磁界に応じて起電力を発生させる。後付ケース52の端板22に接する面からは、落下防止爪52−1が端板22に向かって延びる。センサ51は後付ケース52の下面から露出する。センサ51は床面を向く。センサ51は、照明器具100が天井面に取り付けられた状態において、下方を向いて取り付けられるため、センサ51の感度を向上できる。
受電コイルT2は、後付ユニット50の上面側の中央部に保持されている。後付ユニット50の上面側の四隅には、受電コイルT2を囲むように受電側マグネット54が保持される。後付ケース52の上面中央には、ボス52−3が形成されている。ボス52−3は、受電コイルT2の軸上に配置される。
次に、給電ユニット40に後付ユニット50をワンタッチで取り付ける方法について説明する。受電側マグネット54と給電側マグネット44は、対向する位置に配置されている。受電側マグネット54と給電側マグネット44とは、互いの磁力により引き合う。このように給電側マグネット44と受電側マグネット54を配置することにより、給電ユニット40に後付ユニット50をワンタッチで取り付けることができる。
また、給電ユニット40と後付ユニット50が磁力で引き合うことで、給電コイルT1と受電コイルT2が対向するように配置される。さらに、給電ユニット40の下面と後付ユニット50の上面とが固定される。このため、給電コイルT1と受電コイルT2の軸方向のずれを抑制できる。このため、給電コイルT1と受電コイルT2の距離が最小となるように、給電ユニット40に後付ユニット50を固定できる。従って、給電ユニット40から後付ユニット50に効率良く給電できる。
なお、本実施の形態では、給電側マグネット44と受電側マグネット54は、それぞれ4個設けられる。給電側マグネット44及び受電側マグネット54の数はこれに限らない。
また、給電ケース42の下面には凹部41−3が形成されている。また、給電ケース42と対向する後付ケース52の上面には、ボス52−3が形成されている。給電ユニット40に後付ユニット50が取り付けられる際、ボス52−3が凹部42−3に嵌合する。これにより、後付ケース52の上面と給電ケース42の下面の位置ずれを抑制できる。これにより、給電コイルT1と受電コイルT2の径方向の位置ずれを抑制できる。特に、ボス52−3と凹部41−3は給電コイルT1と受電コイルT2の中心を通る軸上に設けられる。このため、給電コイルT1と受電コイルT2の軸を合わせることができる。従って、給電ユニット40から後付ユニット50に効率良く給電できる。
本実施の形態では、ボス52−3及び凹部42−3はそれぞれ1個である。これに限らず、ボス52−3及び凹部41−3は、それぞれ複数個設けられてもよい。また、後付ユニット50の上面に凹部を形成し、給電ユニット40の下面にボスを形成してもよい。また、ボス52−3と凹部41−3はマグネットから形成されても良い。この場合、ボス52−3と凹部41−3は、磁力で引き付け合いつつ、嵌合する。
位置決めの精度を考慮すると、給電ユニット40及び後付ユニット50の双方にマグネットを配置する本実施の形態の構成が望ましい。これに代えて、後付ユニット50及び給電ユニット40の一方にマグネットが設けられ、他方に強磁性体が設けられてもよい。強磁性体は、マグネットに引き付けられ、例えば鉄等の金属から形成される。マグネットに代えてマグネットよりも薄い強磁性体を使用することにより、拡張ユニット30を薄くできる。これにより、拡張ユニット30を省スペース化でき、拡張ユニット30の形状および部品配置の自由度を向上できる。また、給電コイルT1と受電コイルT2の軸方向の距離を近づけることができる。
次に、落下防止爪52−1について説明する。なお、図4において落下防止爪52−1は省略されている。地震の発生等により照明器具100に振動が加わった場合、給電ユニット40と後付ユニット50とが磁力により引き付け合う力が弱くなる可能性がある。このため、後付ユニット50が磁力のみにより給電ユニット40に取り付けられる場合、後付ユニット50が落下するおそれがある。
落下防止爪52−1は、後付ケース52から器具本体20に向かって延びる。照明器具100が組み立てられた状態において、落下防止爪52−1は、取付ばね23の弾性力により器具本体20と光源ユニット10の間に挟持される。このため、落下防止爪52−1により後付ユニット50の落下を抑制できる。
落下防止爪52−1は後付ケース52と一体化されている。これに代えて、落下防止爪52−1は板金から形成されてもよい。これにより、落下防止爪52−1を折り曲げて端板22に係止させることができる。このとき、落下防止爪52−1が器具本体20と光源ユニット10との間に挟持される構成よりも、確実に後付ユニット50を器具本体20に取付けることができる。
次に、給電ユニット40と器具本体20との固定方法について説明する。図5は、実施の形態1に係る給電ユニット40の側面図である。なお、図5では、便宜上、給電ケース42の内部の構成を図示している。
給電ユニット40は取付爪41−1を有する。取付爪41−1は端板22と対向する面46に設けられる。取付爪41−1は、第1部分41−5と、第2部分41−6を有する。給電ユニット40が器具本体20に取り付けられた状態において、第1部分41−5は、給電ユニット40から器具本体20に向かって延び、開口21−1を通る。また、第2部分41−6は、第1部分41−5のうち器具本体20の内側の部分に設けられ、端板22に引っ掛かる。このように、給電ユニット40は、取付爪41−1によって、器具本体20の外側で端板22に取り付けられる。
また、給電ユニット40からは、面46および取付爪41−1を通って、ハーネス45が引き出される。ハーネス45は、給電ユニット40と器具本体20とを接続する電線である。ハーネス45は、給電ユニット40の内部でインバータ回路INVと接続される。
図2〜図4に示されるように、給電ユニット40の端板22と対向する面46には、ハーネス引出穴41−2が形成される。また、取付爪41−1の第2部分41−6にはハーネス45を通す電線挿通孔41−4が形成される。第2部分41−6は、面46と垂直な方向から見てハーネス引出穴41−2を囲むように設けられる。
図6は、実施の形態1に係る光源ユニット10および拡張ユニット30の上方斜視図である。図6において落下防止爪52−1は省略されている。ハーネス45は、ハーネス引出穴41−2、端板22の開口21−1および電線挿通孔41−4を通って、器具本体20の内側に引き出される。ハーネス45は、光源ユニット10に設けられるデジタル信号端子CN3に接続される。
第2部分41−6は、開口21−1に挿入可能なように、開口21−1と同じ大きさ、または、開口21−1よりも小さく形成される。本実施の形態では、第2部分41−6の外形は、開口21−1の形状と等しい。
また、図2に示されるように、端板22は第2部分41−6の下方への移動を制限する保持部22−1を有する。保持部22−1は、端板22の縁であり、器具本体20の内側に向かって突出する。保持部22−1は、第2部分41−6の下端を保持する。これにより、器具本体20に給電ユニット40を取り付けた際に、給電ユニット40が下方に下がり過ぎることを防止できる。
本実施の形態では、取付爪41−1を開口21−1に挿入する。これにより、器具本体20を天井などの被取付面に固定した状態において、取付爪41−1が端板22に引っ掛かる。このように本実施の形態では、拡張ユニット30は開口21−1にワンタッチで嵌合される。それと同時に、開口21−1にハーネス45を通すことができる。従って、給電ユニット40を器具本体20に容易に取り付けできる。
また、施工者によりノックアウト部が取り外されることで形成される開口21−1のエッジには、一般にバリが残る。本実施の形態では、電線挿通孔41−4を通って、器具本体20の内部にハーネス45が引き出される。このため、バリにハーネス45が接触することを防止できる。
また、本実施の形態では、取付爪41−1を使用しない場合には、端板22からノックアウト部を取り外さなくても良い。また、拡張ユニット30を器具本体20の外側に設けるため、器具本体20に拡張ユニット30を収納するスペースを設ける必要がない。このため、拡張ユニット30が取り付けられた照明器具100と、拡張ユニット30が取り付けられていない照明器具との間で、器具本体20を共用できる。
なお、取付爪41−1に加えて、給電ケース42の端板22と接する面46にマグネットを配置してもよい。給電ユニット40は、マグネットの磁力により、端板22に取り付けられる。また、給電ユニット40とケース21を図示しない取付金具とねじを用いて上面側から固定しても良い。取付金具を用いると、給電ユニット40を器具本体20に更に確実に取り付けることができる。
図7、8を用いて、本実施の形態の照明器具100の電源回路の構成を説明する。図7は、実施の形態1に係る照明器具100の回路ブロック図である。図8は、実施の形態1に係る照明器具100の回路構成を示す図である。図8は、図7の回路の具体例である。照明器具100の回路構成は、図8に示されるものに限らない。
照明器具100は、複数の光源11aを有する光源モジュール11と、光源11aを点灯させる電源ユニット12を備える。光源11aは、例えばLED等の発光素子である。光源モジュール11において、複数の光源11aは直列に接続されている。これに限らず、複数の光源11aは、並列または直並列に接続されても良い。また、光源モジュール11は光源11aを1つ以上有すれば良い。
電源ユニット12は、電源端子台CN1、ダイオードブリッジDB、昇圧回路12a、点灯回路12b、コネクタCN2及びデジタル信号端子CN3を備える。ダイオードブリッジDBは、電源端子台CN1を介して外部から供給される商用電源ACの交流電力を整流する。
昇圧回路12aは、ダイオードブリッジDBの出力に接続される。昇圧回路12aにおいて、ダイオードブリッジDBの出力の高電位側には、インダクタL1の一端が接続される。インダクタL1の他端には、スイッチング素子Q1のドレインおよびダイオードD1のアノードが接続される。スイッチング素子Q1は例えばMOSFET(Metal−Oxide−Semiconductor Field−Effect Transistor)である。
スイッチング素子Q1のソースは、ダイオードブリッジDBの出力の低電位側に接続される。スイッチング素子Q1のゲートはMOSFETドライバー12eに接続される。ダイオードD1のカソードは、コンデンサC1の正極に接続される。
コンデンサC1の負極は、ダイオードブリッジDBの出力の低電位側に接続される。コンデンサC1と並列に、抵抗R2、R3の直列回路が接続される。抵抗R2、R3の接続点は、制御部IC1のP1端子に接続される。制御部IC1は、例えばマイコンである。
昇圧回路12aの出力電圧は、コンデンサC1に充電される。コンデンサC1の両端電圧は、抵抗R2、R3で分圧され、制御部IC1に入力される。制御部IC1は、P1端子の電圧が予め定められた目標値と一致するように、Vg1端子からスイッチング素子Q1をオンオフする駆動信号を出力する。ここで、一般にマイコンの出力電圧はMOSFETの駆動電圧よりも小さい。このため、制御部IC1からの駆動信号はMOSFETドライバー12eに入力される。MOSFETドライバー12eは駆動信号に応じて、スイッチング素子Q1をオンオフする。
ダイオードブリッジDBの出力電圧は、昇圧回路12aにより昇圧される。商用電源ACの交流電力は、ダイオードブリッジDBおよび昇圧回路12aにより直流電力に変換される。
コンデンサC1には点灯回路12bが接続される。点灯回路12bにおいて、コンデンサC1の正極には、スイッチング素子Q2のドレインが接続される。スイッチング素子Q2は、例えばMOSFETである。スイッチング素子Q2のソースには、ダイオードD2のカソードおよびインダクタL2の一端が接続される。スイッチング素子Q2のゲートは、MOSFETドライバー12eに接続される。
ダイオードD2のアノードには、コンデンサC1の負極および抵抗R4の一端が接続される。インダクタL2の他端には、コンデンサC3の正極が接続される。コンデンサC3の負極には抵抗R4の他端が接続される。また、抵抗R4の他端は、制御部IC1のP2端子に入力される。コンデンサC3と並列に、コネクタCN2を介して光源モジュール11が接続される。
抵抗R4に印加される電圧は、光源モジュール11を流れる電流に対応する。制御部IC1は、抵抗R4に印加される電圧をP2端子から検出する。制御部IC1は、P2端子の電圧が予め定められた目標値と一致するように、Vg2端子からスイッチング素子Q2をオンオフする駆動信号を出力する。スイッチング素子Q1と同様に、制御部IC1はMOSFETドライバー12eを介して、スイッチング素子Q2をオンオフする。
以上から、点灯回路12bは、昇圧回路12aで変換された直流電力を定電流制御し、光源モジュール11に供給する直流電力を生成する。光源モジュール11に供給される直流電力は、電源ユニット12からコネクタCN2を介して出力される。
また、コンデンサC1の正極には、制御電源回路部12cが接続される。制御電源回路部12cは、昇圧回路12aの出力電圧から制御電源V1を生成する。制御電源回路部12cの出力とコンデンサC1の負極との間には、コンデンサC2が接続される。制御電源V1は、MOSFETドライバー12eに供給される。また、制御電源V1は、降圧回路部12dにより降圧され、制御部IC1のVDD端子に入力される。制御部IC1は制御電源V1から電源を供給される。
また、制御電源V1は、デジタル信号端子CN3に接続された給電ユニット40に直流電力を供給する。図7、8では、給電ユニット40に供給する直流電力を昇圧回路12aの出力から取り出している。これに限らず、給電ユニット40に供給する直流電力を点灯回路12bの中段から取り出してもよい。
本実施の形態では、電源ユニット12のデジタル信号端子CN3には、給電ユニット40のハーネス45が接続される。給電ユニット40は、電力変換回路であるインバータ回路INVおよびインバータ回路INVの出力側に接続された給電コイルT1を備える。ハーネス45は、インバータ回路INVの入力側に接続され、インバータ回路INVに直流電力を供給する。給電ユニット40は、デジタル信号端子CN3を介して供給されるDC15Vの直流電力をインバータ回路INVで交流電力に変換し、給電コイルT1に供給する。
図8に示すように、インバータ回路INVは例えばスイッチング素子Q10、Q11を用いたハーフブリッジ回路で構成されても良い。スイッチング素子Q10、Q11は、例えばMOSFETである。スイッチング素子Q10のドレインは制御電源V1に接続される。スイッチング素子Q10のソースは、スイッチング素子Q11のドレインと接続される。スイッチング素子Q10のゲートは、制御部IC10のVg10端子と接続される。スイッチング素子Q11のソースは、コンデンサC10の一端と、制御部IC10のGND端子と接続される。スイッチング素子Q11のゲートは、制御部IC10のVg11端子と接続される。
スイッチング素子Q10、Q11の接続点と、コンデンサC10の他端との間には、給電コイルT1が接続される。制御部IC10は、スイッチング素子Q10、Q11をオンオフする。これにより、給電コイルT1に交流電流が供給される。交流電流の供給により、給電コイルT1は磁界を発生させる。
インバータ回路INVはハーフブリッジ回路に限らず、給電コイルT1に磁界を発生させる回路であれば良い。例えば、インバータ回路INVはフルブリッジ回路であっても良い。また、制御部IC10のP10端子は、制御部IC1のP3端子と接続される。制御部IC10は、制御部IC1からの信号に応じてスイッチング素子Q10、Q11を制御しても良い。
後付ユニット50は、受電コイルT2と、受電コイルT2の出力に接続された整流回路58と、整流回路58の出力に接続されたセンサ51を備える。受電コイルT2は給電コイルT1に対向するように配置される。受電コイルT2は、給電コイルT1が発生させる磁界に応じて起電力を発生させる。つまり、給電コイルT1の周囲の磁界の強さが変化すると、給電コイルT1に対向するように配置された受電コイルT2には、電磁誘導により磁界の強さに応じた交流電流が流れる。受電コイルT2に流れる交流電流は、整流回路58で整流され、センサ51に供給される。
整流回路58において、受電コイルT2の一端には、コンデンサC202の一端、ダイオードD201、D202のアノードが接続される。コンデンサC202の他端には、スイッチング素子Q201のドレインが接続される。スイッチング素子Q201は例えばMOSFETである。スイッチング素子Q201のソースは、受電コイルT2の他端および制御部IC201のVss端子に接続される。スイッチング素子Q201のゲートは制御部IC201のOut端子に接続される。
ダイオードD201のカソードは、制御部IC201のVin端子およびコンデンサC201の一端に接続される。コンデンサC201の他端は、制御部IC201のVss端子に接続される。ダイオードD202のカソードは制御部IC201のVsta端子に接続される。制御部IC201のCT端子とVss端子との間には、コンデンサC203が接続される。制御部IC201のVout端子とVss端子との間にはセンサ51が接続される。
次に、図8を用いて、給電ユニット40から後付ユニット50に通信信号を送信する動作を説明する。制御部IC10は、スイッチング素子Q10、Q11をオンオフ制御し、給電コイルT1に流す電流の大きさを変化させる。給電コイルT1において、電流の変化による信号は磁界の変化による信号に変換される。
受電コイルT2で受信された磁界の変化による信号は、整流回路58で電流の変化による信号に変換される。この信号は、ダイオードD202のカソードから制御部IC201のVsta端子に流れる電流の変化として、図示しない電流センサで検出される。
次に図8を用いて、後付ユニット50から給電ユニット40に信号を送信する動作を説明する。制御部IC201は、Out端子からスイッチング素子Q201のゲートに信号を出力する。これにより、スイッチング素子Q201がオンオフし、整流回路58のインピーダンスが変化する。整流回路58のインピーダンスの変化は、受電コイルT2の磁界の変化となって給電ユニット40側に送信される。給電ユニット40に送信された信号は、給電コイルT1に流れる電流として図示しない電流センサで検出される。
本実施の形態の後付ユニット50には、ワイヤレス・パワー・コンソーシアム(WPC)のQi(チー)規格に準拠した非接触給電回路により、給電ユニット40から電力が供給される。また、本実施の形態ではQi規格に準拠した非接触給電回路を用いて、給電ユニット40と後付ユニット50との間で双方向デジタル通信を実現している。
これにより、給電ユニット40から後付ユニット50に制御命令を非接触で送信することができる。この制御命令は、例えばセンサ51の検出信号を送信させる命令である。また、後付ユニット50から給電ユニット40に、センサ51の検出信号等の情報を非接触で送信することができる。
本実施の形態の後付ユニット50のセンサ51はカメラを有し、無線通信によって外部の無線機器と通信する。無線通信は、例えばWiFi(登録商標)またはBluetooth(登録商標)である。外部の無線機器は、例えばスマートフォンまたはPC(Personal Computer)である。センサ51は、温度センサ、照度センサ等でも良い。
本実施の形態では、後付ユニット50は給電ユニット40から非接触で給電される。後付ユニット50と給電ユニット40との間の配線が不要であるため、照明器具100の設置場所のリレイアウト等に合わせ、後付ユニット50を容易に変更できる。また、後付ユニット50に搭載するセンサ51等の性能向上に合わせて、容易に後付ユニット50をアップデートできる。また、給電ユニット40はデジタル出力端子であるデジタル信号端子CN3から給電される。このため、光源ユニット10の出力の種類によらず、拡張ユニット30を取り付けられる。
図9は、実施の形態1の変形例に係る後付ユニット50aの下方斜視図である。図10は、実施の形態1の変形例に係る照明器具100aの下方斜視図である。後付ユニット50aは光源ユニット10の長手方向の端面に隣接する。光源ユニット10の長手方向の端面の外形と、この端面と対向する後付ユニット50aの面の外形は等しい。拡張ユニット30aは、光源ユニット10および器具本体20を長手方向に短縮した形状となる。
これにより、照明器具100aの形状を、光源ユニット10から拡張ユニット30aにかけて連続的にできる。従って、拡張ユニット30aを取り付けた場合にも、光源ユニット10と器具本体20から構成される照明器具とに対して違和感がないデザインとすることができる。
これらの変形は以下の実施の形態に係る照明器具について適宜応用することができる。なお、以下の実施の形態に係る照明器具については実施の形態1との共通点が多いので、実施の形態1との相違点を中心に説明する。
実施の形態2.
図11、図12は、実施の形態2に係る拡張ユニット30bを分解した状態を示す下方斜視図である。図13は、実施の形態2に係る照明器具100bの下方斜視図である。拡張ユニット30bは、給電ユニット40bと後付ユニット50とを有する。なお、図11において落下防止爪52−1は省略されている。
給電ユニット40bは、光源ユニット10の光出射方向に向かって開口した凹部47bを有する。給電ユニット40bは、実施の形態1の給電ユニット40に対して後付ユニット50の体積分だけ下面を凹ませた形状である。給電コイルT1および給電側マグネット44は、凹部47bの底部に設けられる。後付ユニット50は凹部47bに収納される。
拡張ユニット30bのうち、給電ユニット40bと後付ユニット50とが形成する端板22と対向する面の外形は、端板22の外形と等しい。つまり、給電ユニット40bの端板22と対向する面46bと後付ユニット50の端板22と対向する面56を合わせると、端板22と同様の形状となる。
拡張ユニットが光源ユニット10の端部を覆う場合、光源ユニット10から照射される光が拡張ユニットに妨げられる可能性がある。このため、光源ユニット10のうち、拡張ユニットが取り付けられた側の端部から照射される光が弱くなるおそれがある。これに対し、本実施の形態では拡張ユニット30bが光源ユニット10の端部を覆うことがない。このため、拡張ユニット30bによって光源ユニット10の配光が影響を受けることを防止できる。
本実施の形態では、後付ユニット50の光出射方向を向く面である下面は、光出射方向に対する器具本体20の前端部である下端と同じ高さである。これに限らず、後付ユニット50の下面は、器具本体20の下端よりも光出射方向に対して後方に位置しても良い。
さらに給電ユニット40bは、実施の形態1の取付爪41−1に代えて図11に示す取付爪41−1bを有してもよい。取付爪41−1bは、主部41−7b、爪部41−2b及びエンボス部41−3bを有する。主部41−7bは、面46bから器具本体20に向かって水平方向に延びる。爪部41−2bは、主部41−7bから下方に向かって延びる。エンボス部41−3bは、主部41−7bから下方に向かって突出する。
爪部41−2bは、器具本体20のケース21に取付けられる。爪部41−2bは、ケース21の上面に差し込まれる。エンボス部41−3bは、取付爪41−1bの強度を増すために形成されている。このように、取付爪41−1bは、ケース21の上面側からケース21に取付けられる。
取付爪41−1bは樹脂製でも板金製でも良い。取付爪41−1bが樹脂製の場合は、爪部41−2bにケース21の上面側の穴部に係止するための図示しない嵌合突起を形成してもよい。取付爪41−1bが板金製の場合は、平板状の取付爪41−1bの爪部41−2bを折り曲げて、ケース21の上面側の穴部に爪部41−2bを係止させても良い。
また、後付ユニット50のうち給電ケース42bと対向する垂直方向の側面57に、図示しない弾性爪部を設けても良い。また、給電ケース42bのうち側面57と対向する面には、弾性爪部が嵌合する図示しない取付凹部が形成されても良い。弾性爪部と取付凹部は、スナップフィット構造により嵌合する。これにより、給電ユニット40の落下のおそれを抑制できる。
なお、図12に示されるように、取付爪41−1bを用いる場合は端板22からノックアウト部21−2を取り外さなくても良い。
実施の形態3.
図14は、実施の形態3に係る照明器具200の分解斜視図である。照明器具200は、器具本体220と、光源ユニット10と、拡張ユニット230とを備える。拡張ユニット230は、給電ユニット240と、後付ユニット250とを備える。器具本体220は、トラフタイプである。実施の形態1と同様に、端板222には開口221−1が形成される。
給電ユニット240は給電ケース242と、取付爪241−1と、ハーネス45を備える。本実施の形態では、後付ユニット250はカメラユニットである。後付ユニット250は、下面側にカメラ251を有する。後付ユニット250は、カメラ251が取得した画像データをWiFi(登録商標)等の無線通信により外部に送信する。
図15は、実施の形態3に係る給電ユニット240の分解斜視図である。給電ケース242は、上面側に設けられたケーストップ242aと、下面側に設けられたケースボトム242bを有する。給電ケース242の内部には、制御基板248、給電コイルT1、マグネットガイド249、給電側マグネット44が収納される。
制御基板248にはインバータ回路INVが形成される。制御基板248からはハーネス45が延びる。給電コイルT1は、制御基板248の下に設けられる。これにより、給電コイルT1と受電コイルT2の距離を短縮できる。マグネットガイド249は、給電コイルT1を囲むように設けられる。マグネットガイド249は、給電側マグネット44を保持する。
図16は、実施の形態3に係る給電ユニット240の平面図である。取付爪241−1は、給電ケース242のうち端板222と対向する面246から端板222に向かって突出する。ハーネス45は取付爪241−1に保持され、器具本体220の内側に引き出される。取付爪241−1は、開口221−1を通る第1部分241−5と、端板222に引っ掛かる第2部分241−6とを有する。第1部分241−5の外形は、開口221−1の形状に対応している。また、第2部分241−6は、第1部分241−5の両側の側面から水平方向に突出する嵌合爪である。第2部分241−6が端板222に引っ掛かることで、給電ユニット240は器具本体220に固定される。
図17は、実施の形態3に係る給電ユニット240の断面図である。取付爪241−1の下端は、給電ケース242の下面よりも下方に突出して設けられる。ハーネス45は、面246、取付爪241−1を通って、給電ユニット240の外部に引き出される。ハーネス45は、取付爪241−1に設けられた電線挿通孔241−4を通って、器具本体220の内部に引き出される。第1部分241−5は、ハーネス45を囲む。これにより、開口221−1に残るバリと、ハーネス45が接触するおそれを防止できる。
実施の形態4.
図18は、実施の形態4に係る照明器具300の分解斜視図である。照明器具300は、器具本体220と、光源ユニット10と、拡張ユニット330とを備える。拡張ユニット330は、給電ユニット240と、後付ユニット350とを備える。後付ユニット350はスピーカユニットである。後付ユニット350は、後付ケース352にスピーカ351を収納している。
図19は、実施の形態4に係る照明器具300の側面図である。照明器具300が組み立てられた状態では、取付爪241−1は器具本体220に収納される。
図20は、実施の形態4に係る後付ユニット350の分解斜視図である。図21は、実施の形態4に係る後付ユニット350の断面図である。後付ケース352は、上面側のケーストップ352aと下面側のケースボトム352bを有する。後付ケース352には、受電側マグネット54、受電コイルT2、マグネットコイルガイド359、バッテリー353、スピーカ用基板358、スピーカ351が収納される。
マグネットコイルガイド359の上面には、受電側マグネット54と受電コイルT2が保持される。受電側マグネット54は受電コイルT2を囲む。マグネットコイルガイド359の上面の両側からは、下方に向かって脚部が延びる。マグネットコイルガイド359の脚部の間には、スピーカ351が設けられる。スピーカ用基板358は、マグネットコイルガイド359の脚部を挟んで、スピーカ351と反対側に設けられる。バッテリー353は、スピーカ用基板358に隣接して設けられる。
バッテリー353およびスピーカ用基板358は、立てた状態で後付ケース352に収納される。後付ケース352のうち、バッテリー353およびスピーカ用基板358を収納する部分は、スピーカ、受電コイルT2および受電側マグネット54を収納する部分よりも背が高い。
バッテリー353は、スピーカ用基板358を介してスピーカ351に電力を供給する。後付ユニット350は、Bluetooth(登録商標)等の無線通信により音声データを受信し、スピーカ351から音声データを出力する。後付ユニット350がバッテリー353を有することで、後付ユニット350が給電ユニット240のみから給電される場合よりも、スピーカ351の動作電圧を安定させることができる。また、音声データの再生中に後付ユニット350を給電ユニット240から取り外す場合に、音声データが途切れることを防止できる。
実施の形態5.
図22は、実施の形態5に係る照明器具400の回路ブロック図である。図22を用いて、電源ユニット12と拡張ユニット30の電気的な接続方法の一例について説明する。拡張ユニット30はデジタル信号端子CN3を介して電源ユニット12と接続される。デジタル信号端子CN3は、電源ユニット12と外部の拡張ユニット30とがデジタル通信を行うための端子である。デジタル通信は、例えば双方向シリアル通信である。
電源ユニット12は、コネクタCN2およびデジタル信号端子CN3を備える。デジタル信号端子CN3は、制御電源V1が供給されるV1端子、制御部IC1のP3端子、制御部IC1のP4端子および回路グランドであるGND端子を備える。V1端子、P3端子、P4端子およびGND端子は拡張ユニット30に接続される。
P3端子、P4端子は、電源ユニット12と拡張ユニット30との間の通信信号を送受信するInput端子およびOutput端子であっても良い。図22においてデジタル信号端子CN3は電源ユニット12の出力側に設けられている。これに限らず、デジタル信号端子CN3は電源ユニット12の入力側に設けられても良い。
拡張ユニット30は、実施の形態1と同様に、非接触給電で給電する給電ユニット40と後付ユニット50から構成されても良い。これに限らず、拡張ユニット30は、有線で給電する給電ユニット40と後付ユニット50から構成されても良い。また、拡張ユニット30は、給電ユニット40と後付ユニット50に分かれていなくても良い。拡張ユニット30として、照明器具400の機能を拡張するあらゆるユニットを採用できる。拡張ユニット30は、例えば、デジタル信号端子CN3に接続されたセンサユニットである。センサユニットは、人感センサまたは照度センサ等のセンサを有する。
図3を用いて、拡張ユニット30の器具本体20への接続方法について説明する。なお、ここでは逆富士形の器具本体20を用いて説明するが、トラフタイプの器具本体220でも接続方法は同様である。ケース21には、短手方向の中央に器具凹部27が形成されている。器具凹部27の断面は、U字型あるいはコの字型である。器具凹部27は、光源ユニット10と電源ユニット12を収納する。光源ユニット10は一部が器具凹部27に収納されても良く、全体が器具凹部27に収納されても良い。電源ユニット12は、光源ユニット10または器具本体20に取り付けられる。
図6に示される拡張ユニット30のハーネス45は、ケース21に形成された長手方向端部の開口21−1および器具凹部27を通り、電源ユニット12のデジタル信号端子CN3に接続される。
このように、照明器具400は、器具凹部27の内側に設けられデジタル信号端子CN3を有する電源ユニット12と、デジタル信号端子CN3に接続され器具凹部27の長手方向端部に設けられた接続部とを備える。ここで接続部は、ハーネス45のデジタル信号端子CN3と反対側の端部に設けられたコネクタまたは給電ユニット40等である。このため、照明器具400の機能を容易に追加できる。
つまり、ハーネス45および給電ユニット40は、器具凹部27の外部にて拡張ユニット30または後付ユニット50を電気的に接続するための接続部として機能する。これにより、電源ユニット12からのデジタル信号を利用して、照明器具400の機能の追加、拡張を容易にすることができる。ここで、デジタル信号の利用は、制御電源V1とデジタル信号を組み合わせた利用、制御電源V1のみの利用またはデジタル信号のみの利用等を示す。
また、ノックアウト部21−2を用いてハーネス45を通すことができるため、器具本体20への追加工を抑制できる。このため、機能の追加を容易にできる。また、器具凹部27の外側に接続部を設けることで、光源ユニット10が取り付けられる器具凹部27内への部品の追加を抑制できる。このため、器具凹部27内の部品の干渉を抑制して機能の追加ができる。また、器具凹部27の大型化を抑制できる。
図23は、実施の形態5の変形例に係る照明器具500の下方斜視図である。照明器具500は、器具本体220と、光源ユニット10と、拡張ユニット530とを備える。拡張ユニット530は、器具本体220の長手方向の端部に取り付けられ、電源ユニット12のデジタルインターフェースに接続される。拡張ユニット530は、実施の形態1のように給電ユニットと後付ユニットに分かれていても良く、一体化されていても良い。
拡張ユニット530は、下面側に人感センサ551を有するセンサユニットである。人感センサ551は、照明器具500が天井面に取り付けられた状態において下方を向く。人感センサ551は、レンズと、レンズの内側に設けられたセンサを備える。センサは例えば焦電センサである。焦電センサは赤外線の変化を検出することで、人の在、不在を検出する。
拡張ユニット530は4つの人感センサ551を有する。拡張ユニット530が有する人感センサ551の数は1つ以上であればよい。4つの人感センサ551はそれぞれ異なるエリアで人の在、不在を検出する。
なお、各実施の形態で説明した技術的特徴は適宜に組み合わせて用いてもよい。
10 光源ユニット、11 光源モジュール、11a 光源、12 電源ユニット、12a 昇圧回路、12b 点灯回路、12c 制御電源回路部、12d 降圧回路部、12e MOSFETドライバー、20、220 器具本体、21 ケース、21−1、221−1 開口、21−2 ノックアウト部、22、222 端板、22−1 保持部、23 取付ばね、30、30a、30b、230、330、530 拡張ユニット、40、40b、240 給電ユニット、41−1、41−1b、241−1 取付爪、41−2 ハーネス引出穴、41−2b 爪部、41−3 凹部、41−3b エンボス部、41−4、241−4 電線挿通孔、41−7b 主部、41−5、241−5 第1部分、41−6、241−6 第2部分、42、42b、242 給電ケース、42−3 凹部、44 給電側マグネット、45 ハーネス、46、46b、246 面、47b 凹部、50、50a、250、350 後付ユニット、51 センサ、551 人感センサ、251 カメラ、351 スピーカ、52、352 後付ケース、52−1 落下防止爪、52−3 ボス、353 バッテリー、54 受電側マグネット、56 面、57 側面、58 整流回路、100、100a、100b、200、300、400、500 照明器具、AC 商用電源、C1、C2、C3、C10、C201、C202、C203 コンデンサ、CN1 電源端子台、CN2 コネクタ、CN3 デジタル信号端子、D1、D2、D201、D202 ダイオード、DB ダイオードブリッジ、IC1、IC10、IC201 制御部、INV インバータ回路、L1、L2 インダクタ、Q1、Q2、Q10、Q11、Q201 スイッチング素子、R2、R3、R4 抵抗、T1 給電コイル、T2 受電コイル、V1 制御電源

Claims (12)

  1. 開口が形成された端板を長手方向の端部に有し、光源を保持する器具本体と、
    磁界を発生させる給電コイルを有する給電ユニットと、
    前記磁界に応じて起電力を発生させる受電コイルを有する後付ユニットと、
    を備え、
    前記給電ユニットは取付爪を有し、前記取付爪により前記器具本体の外側で前記端板に取り付けられ、
    前記取付爪は、前記給電ユニットから前記器具本体に向かって延び前記開口を通る第1部分と、前記第1部分のうち前記器具本体の内側の部分に設けられ前記端板に引っ掛かる第2部分と、を有することを特徴とする照明器具。
  2. 前記取付爪には、前記給電ユニットと前記器具本体とを接続する電線を通す電線挿通孔が形成されることを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
  3. 前記端板は、前記第2部分の下方への移動を制限する保持部を有す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。
  4. 前記保持部は、前記第2部分の下端を保持する前記端板の縁であることを特徴とする請求項3に記載の照明器具。
  5. 前記開口はノックアウト穴であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の照明器具。
  6. 前記後付ユニットは、前記光源の光出射方向を向くように前記給電ユニットに取り付けられることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の照明器具。
  7. 前記後付ユニットの前記光出射方向を向く面は、前記光出射方向に対する前記器具本体の前端部と同じ位置、または、前記前端部よりも前記光出射方向に対して後方に位置することを特徴とする請求項6に記載の照明器具。
  8. 前記給電ユニットは、前記光出射方向に向かって開口した凹部を有し、
    前記後付ユニットは前記凹部に収納されることを特徴とする請求項6または7に記載の照明器具。
  9. 前記端板の外形と、前記給電ユニットと前記後付ユニットとが形成する前記端板と対向する面の外形は等しいことを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の照明器具。
  10. 前記端板の外形と、前記給電ユニットの前記端板と対向する面の外形は等しいことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の照明器具。
  11. 前記器具本体に取り付けられ、前記光源を有する光源ユニットを備え、
    前記後付ユニットは前記光源ユニットの長手方向の端面に隣接し、
    前記端面の外形と、前記後付ユニットの前記端面と対向する面の外形は等しいことを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の照明器具。
  12. 前記後付ユニットは、スピーカと、前記スピーカに電力を供給するバッテリーと、を有することを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の照明器具。
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