JP2022150134A - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】天井照明器具が配置された室空間の明るさの分布を変更可能なＬＥＤ照明装置を提供すること。【解決手段】 本発明は、複数のＬＥＤ素子を主光源として備えて光を照射する光源基板と、前記光源基板の熱を放熱する放熱板と、を有するＬＥＤ照明装置であって、前記放熱板の下面側には、下向きに光を照射するように前記の光源基板が配置され、前記光源基板側から照射される光を拡散、制御するＬＥＤカバーと、セードを備え、前記セードとは別部材として備えられ、前期セードに取り付けられ、前記光源基板側から照射される光を反射、制御するリフレクタ部を有し、前期リフレクタ部の取り付け向きを変更できることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を光源として備えるＬＥＤ照明装置に関するものである。

従来、光源としてＬＥＤを用いたＬＥＤ照明装置としては、例えば、特許文献１に開示された天井照明器具（シーリングライト）が知られている。
特許文献１に開示されたＬＥＤ照明装置（照明装置）は、主光源として備えられる下向きに光を照射するように配置された光源基板と、前記光源基板で発生する熱を放熱する放熱板と、を備えている。

主光源である前記光源基板は、下方に向けて光を照射する多数のＬＥＤ素子（以下、適宜「ＬＥＤ」という）を有している。前記光源基板で発せられた光を下向きに導くＬＥＤカバーを備え、前記ＬＥＤカバーは透明性及び電気絶縁性を有している。前記ＬＥＤカバーの下方には、ＬＥＤから発せられた光を拡散させる透光性の材料からなるセードが備えられており、前記放熱板に備えられた受け具によって係合保持されている。前記セードの外側にはリング部材が備えられ、前記リング部材は光透過性を有する材料で形成されている。

特許第６５４２５７９号

本発明は、コストを抑えつつ、天井照明器具が配置された室空間の明るさの分布を変更可能なＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。

本発明は、複数のＬＥＤ素子を主光源として備えて光を照射する光源基板と、前記光源基板の熱を放熱する放熱板と、を有するＬＥＤ照明装置であって、前記放熱板の下面側には、下向きに光を照射するように前記の光源基板が配置され、前記光源基板側から照射される光を拡散、制御するＬＥＤカバーと、セードを備え、前記セードとは別部材として備えられ、前期セードに取り付けられ、前記光源基板側から照射される光を反射、制御するリフレクタ部を有し、前期リフレクタ部の取り付け向きを変更できることを特徴とする。

本発明は、コストを抑えつつ、天井照明器具が取り付けられた室空間の明るさの分布を変更可能なＬＥＤ照明装置を提供することを課題とする。

本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置を示す図であり、斜め下方向から見たときの示す外観斜視図である。 ＬＥＤ照明装置を斜め下方向から見たときの状態を示す分解斜視図である。 リフレクタ部を下方向への光の指向性が強くなるように配置した場合のＬＥＤ照明装置の中央縦断面図である。 リフレクタ部を指向性が弱く、均一な明るさの分布になるように配置した場合のＬＥＤ照明装置の中央縦断面図である。 光の動きの概略を示したセードとリフレクタ部の嵌合部の拡大断面図である。

次に、本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置（ＬＥＤシーリングライト）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態では、ＬＥＤ照明装置１の一例をして、平面視して円形のものを例に挙げて説明するが、形状はこれに限定されず、例えば、四角形、六角形、八角形等の多角形のものにも適用することもできる。また、本実施形態では、以下、主照明用光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＬＥＤ照明装置１として説明するが、主照明用光源はＬＥＤに限定されるものではない。

図１及び図２に示すＬＥＤ照明装置１は、例えば、家屋の天井面に設けられる引掛ローゼットや引掛シーリング等の屋内配線器具（不図示）に係合する取付アダプタ90を介することによって、外部電源に接続されると共に天井面の所定位置に固定されて利用に供されるものである。ＬＥＤ照明装置１は、例えば、丸型や角型等のものからなる（本実施形態では丸型である）。

図２に示すように、ＬＥＤ照明装置１は、バックボーン１１、絶縁板１２、電源基板１３、放熱板１４、ＬＥＤ光源基板１５、ＬＥＤカバー１６、センタカバー１７、リフレクタ部１８、セード１９等を備えて構成されている。

バックボーン１１は、鋼板（例えば、ＳＥＣＣ（電気亜鉛メッキ鋼板）を略円形状に加工成形したベース部材であり、凹面が床側を向くように略凹状（皿状）に形成されている。また、バックボーン１１の中央には、取付アダプタ９０が係止されるアダプタ取付孔１１ａが形成されている。

絶縁板１２は、難燃性及び電気絶縁性を有する合成樹脂（例えば、ＰＰ：ポリプロピレン樹脂等）で形成され、バックボーン１１の下面にねじ固定されるリング形状の固定部１２ａと、取付アダプタ９０が内包される円筒部１２ｂと、を有している。

電源基板１３は、制御部を含む点灯回路基板等を有し、絶縁板１２を介してバックボーン１１に固定されている。これにより、電源基板１３は、バックボーン１１と、後記する放熱板１４とで囲まれた放熱空間内に、電気絶縁性を維持した状態で配置される。

また、電源基板１３は、電線やコネクタ部材等(不図示)によって、取付アダプタ９０）と電気的に接続されている。これにより、ＬＥＤ照明装置１は、屋内配線器具（不図示）、取付アダプタ９０、電線やコネクタ部材等(不図示)、電源基板１３をそれぞれ介して、給電されるように構成されている。

放熱板１４は、作動時に発熱する電源基板１３、及び、１つ、または、複数のＬＥＤが実装されたＬＥＤ光源基板１５で発生する熱を、バックボーン１１とともに放熱して冷却する役割を果たす金属製部材である。ＬＥＤや電子部品は、温度上昇に伴い寿命など信頼性が低下する性質がある。また、ＬＥＤは、使用時に、低電圧の大電流を流して高輝度発光を行うため、この発光に伴う発熱によってＬＥＤ自体や、周囲の部材が劣化するため、この劣化を抑制して長寿命・高信頼性を実現するに、適切な放熱を行うことが求められる。

放熱板１４は、鋼板を略円形状に加工成形したものであり、床側に突出する円錐台形状の基板支持部１４ａが形成されている。また、放熱板１４は、例えば、亜鉛メッキ鋼板等の熱伝導性の良好な金属を用いて構成され、しぼり加工を施すことによって、継ぎ目なく一体に成形されて、強度アップが図られている。また、放熱板１４は、バックボーン１１よりも小径に形成され、バックボーン１１よりも径方向内側にくるようにしてバックボーン１１に取り付けられる。この放熱板１４の基板支持部１４ａの下側面にＬＥＤ光源基板１５が配置される。なお、放熱板１４の径方向の中心には、絶縁板１２の円筒部１２ｂと対応する位置に円形の貫通孔１４ｂが形成されている。

また、バックボーン１１の外周部には、水平に形成された円形の環状部１１ｃが形成され、環状部１１ｃの下面には、後記するセード１９を掛止するための受け具２０が１２０°間隔で３箇所に取り付けられている。

ＬＥＤ光源基板１５は、ＬＥＤカバー１６とともに、放熱板１４にねじなどによって固定されている。また、ＬＥＤ光源基板１５の下面側に反射シート３０を設けることによって、光源基板１５上で吸収される光量を抑制し、ＬＥＤ光源基板１５から発せられた光と効率よく外部に放出することができる。

本実施形態では、前記のような構成のバックボーン１１と、放熱板１４とを備えることによって、放熱空間の容積を大きくし（放熱空間の空気の量を多くし）、電源基板１３及びＬＥＤ光源基板１５の放熱効率の向上を図っている。その結果、ＬＥＤ基板１５上のＬＥＤ素子の発光効率を高くできる。

ＬＥＤ光源基板１５上に配置される１つ、または、複数のＬＥＤ素子は、昼光色（Ｄ色）の光を発する昼光色ＬＥＤ（Light Emitting Diode）や、電球色（Ｌ色）の光を発する電球色ＬＥＤなどの白色ＬＥＤや、青色の光を発する青色ＬＥＤなどの有色ＬＥＤを、１種、または、複数種これらが混在するように構成されている。また、ＬＥＤ光源基板１５は、電線やコネクタ部材等(不図示)を介して、電源基板１３と電気的に接続されている。

ＬＥＤカバー１６は、ＬＥＤ素子から発せられた光を下面側へ導く機能と、ＬＥＤ光源基板１５を放熱板１４に対して密着させるように押圧する機能と、ＬＥＤ光源基板１５の下面側全体を覆い、絶縁する機能等を有している。

ＬＥＤカバー１６は、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）等の透光性及び電気絶縁性を有する樹脂を用いて、射出成形等によって一体成形されている。特に、透明性、コスト及び成形性の点においてポリスチレンを使用することが好ましい。また、ＬＥＤカバー１６に用いられる材料は、透光性及び電気絶縁性を備えるものであれば、樹脂に限定されるものではなく、ガラス等であってもよい。

図６に示すように、ＬＥＤカバー１６は、ＬＥＤ光源基板１５の下面側（ＬＥＤ素子が配置される面側）全体を覆う略円形状のＬＥＤカバー部１６ａと、ＬＥＤカバー部１６ａの外周縁部から背面側（天井側）に向けて延びる円筒状の壁部１６ｂと、壁部１６ｂの上端（背面側）から径方向外側に向けて突出するつば部１６ｃと、を有している。

また、ＬＥＤカバー１６では、ＬＥＤカバー部１６ａが放熱板１４の基板支持部１４ａにねじ固定され、つば部１６ｃがバックボーン１１の環状部１１ｃにねじ固定されている。

リフレクタ１８は、略環状であり、内周側の嵌合凸部１８ｃが透光材で形成されるセード１９の外周側凹部１９ａと嵌合することで保持され、外周側がセード１９の外周よりも外側に突出するように構成されている。外周より突出する長さは、外周方向に長ければ長いほど、セード１９から照射する光を受光できる。
ただし、ＬＥＤ照明装置１の設置性が悪くなる、また、天井１００や、壁２００を照射する光が減少する、などがあるため、外周より突出する長さが１０００ｍｍ以下の外径程度であることが好ましい。

セード１９は、透光性（透明、半透明、または、乳白色を含む）を有する樹脂製（例えば、アクリルや、ポリスチレン等）の透光カバーであり、ドーム状に構成されている。セード１９は、ＬＥＤ光源基板１５から放射された光束を拡散させて、使用者がＬＥＤ照明装置１を直視した際のまぶしさを軽減したり、ＬＥＤ照明装置１が設置された空間の明るさを均一化したりする役割を果たす。セード１９は、放熱板１４の受け具２０によって、着脱自在に係合保持されている。

リフレクタ１８は、図３、図４に示すように上下逆にセード１９に取り付けすることができるように形成されている。リフレクタ１８は、セード１９から照射される光を、取り付けられる空間の床や壁に効率よく配光するために、反射性が高い材料で形成される。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）などの合成樹脂、アルミや鋼などの金属によって一体成形される。また、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）などの合成樹脂で形成されたリフレクタ１８の反射面１８ａ、反射面１８ｂに、蒸着やメッキなどによって、反射率が高いアルミや銀などの金属層を形成してもよく、そのようにすることで、反射性を高めることができ、床や壁に効率よく配光することができる効果を奏する。

図５は、リフレクタ１８を上下逆にセード１９に取り付けた場合の配光について、一部略示した部分断面図である。
リフレクタ１８の反射面１８ａをセード１９側に配置するように取り付けた場合（Ａ）は、セード１９から照射された光が、下側（床面側）に向かって広がるように円錐状に形成された、反射面１８ａに反射することで、壁２００に向かわずに、床面側に向かうため、より床面側の明るさを向上させる配光を実現できる。
リフレクタ１８の反射面１８ｂをセード１９側に配置するように取り付けた場合（Ｂ）は、セード１９から照射された光が、上側（天井側）に向かって広がるように円錐状に形成されたリフレクタ１８へ反射する量が減少するため、壁２００の明るさを向上させる配光を実現できる。また、天井１００に向かった光が反射面１８ｂに反射することで、天井に吸収される光を減少させ、より効率よく床面や壁面を明るくすることができる。

リフレクタ１８の反射面１８ａや１８ｂを鏡面に形成することで、より指向性が高く、照射面を明るくする配光を実現できる。一方で、反射面１８ａや１８ｂを光拡散面に形成することで、光を散乱させ、グレアの防止や、ＬＥＤ照明装置１が設置される空間の明るさの均一化が図れる。
また、例えばリフレクタ１８とセード１９が、一体となって形成されていてもよく、部品の数を低減させることができ、組み立てが良好、かつ、コストを抑制する効果を奏する。
さらに、リフレクタ１８は、セード１９のように透光性を有していてもよく、その場合、反射性と透過性双方の性質を有することで、ＬＥＤ照明装置１が設置される空間内の明るさを均一化する効果を奏する。

次に、図１、図２を主に各図を参照しながら本発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置１の作用を説明する。

ＬＥＤ照明装置１は、例えば商用電源などの外部電源（図示省略）から電力を供給されることによって動作する。その外部電源は、電源の電力を所定の電圧あるいは電流に調整する機能を有する。また、ＬＥＤ照明装置１は、受光部（図示省略）でリモコンから出力される信号（例えば、赤外光）を受信して、受信した信号を電源基板１３やＬＥＤ光源基板１５上に配置される制御部（図示省略）に送信する機能を有する。

また、電源基板１３は、制御部から受信した制御信号に基づいて、ＬＥＤ光源基板１５上のＬＥＤ素子を駆動して、制御信号に基づいた所定の明るさに発光させる、消光させる、などの制御機能を有する。

リモコン（図示省略）は、ボタンを操作することによって、設定された信号を出力する機能を有し、例えば、全灯モード、明るさアップモード、等に設定することができるようになっている。

図２に示す光源基板１５のＬＥＤ素子が点灯すると、ＬＥＤ素子から照射された光がＬＥＤカバー１６及びセード１９を介して、一部リフレクタ１８に反射して配光を変化させ、ＬＥＤ照明装置１が取り付けられた空間を照射する。ＬＥＤ素子は、光を照射するとともに、熱も発散する。

図３に示すように、放熱板１４とＬＥＤカバー１６との間は、ＬＥＤ光源基板１５を介在させて放熱板１４に対してＬＥＤカバー１６が固定されている。これにより、放熱板１４に対するＬＥＤ光源基板１５の密着性が高くなり、放熱性を向上することができる。このため、ＬＥＤ光源基板１５の発光面の密度が均一で、かつ、ＬＥＤ光源基板１５上のＬＥＤ素子の発光効率が優れたＬＥＤ照明装置１を実現することができる。さらに、放熱板１４は、ＬＥＤカバー１６に対する適正な位置にＬＥＤ光源基板１５上のＬＥＤ素子の配置を矯正すると共に、ＬＥＤ光源基板１５の反りや変形を軽減するといった効果もある。

リフレクタ１８は、前記したように上下いずれの向きでもセード１９に取り付けられるように形成されているため、使用者は適宜向きを変更することが可能である。また、リフレクタ１８の内径を、セード１９の最大外径より小さくすることで、セード１９でリフレクタ１８が保持されるため、リフレクタ１８の落下を防止することができる。

また、本実施形態では、リフレクタ１８の取り付け方向を変えることによって、配光を変化させることができるため、特許文献１の例と比較すると、使用者の求めるように室空間の明るさの分布を得ることができる。

さらに、リフレクタ１８の反射面１８ａ（第一の反射面）と反射面１８ｂ（第二の反射面）は、断面が放物線で描かれる放物レンズ状や、断面が楕円線で描かれる楕円レンズ状でもよく、この場合、図５の（Ａ）の場合において、より床面への光の照射量を増やし、床面を明るくする効果を得られる。また、円錐状に限らず角錐状でもよい。

１ ＬＥＤ照明装置
１１ バックボーン
１２ 絶縁板
１３ 電源基板
１４ 放熱板
１５ ＬＥＤ光源基板
１６ ＬＥＤカバー
１８ リフレクタ
１８ａ 反射面（第一の反射面）
１８ｂ 反射面（第二の反射面）
１９ セード

Claims (4)

1. 天井に取り付けられ、
   １つ、または、複数のＬＥＤ素子を光源として備えて光を照射する光源基板と、
   前記光源基板で発生する熱を放熱する放熱板と、を有し、
   前記放熱板の下面側には、下向きに光を照射するように前記光源基板が配置され、
   前記光源基板を覆うとともに、照射された光を取り付けられた空間に配光するカバー部と、
   カバー部に取り付けられ、少なくとも表裏２つ以上の面をもつ光反射部を備え、
   前記光反射部の面のいずれかが、前記カバー部側を向くように取り付けられ、
   前記光反射部のいずれかの反射面も、前記カバー部側を向くように取り付け方向を変更できるようにすること、
   を特徴とするＬＥＤ照明装置。
2. 前記光反射部が円錐状であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記光反射部の面が、放物面であることを特徴とする請求項１、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
4. 前記光反射部の面が、楕円面であることを特徴とする請求項１、請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。

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