JP2023144621A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組立工程を簡易にすることができる照明装置を提供すること。【解決手段】実施形態の照明装置は、基板と、ベースフレームと、レンズと、トップフレームとを備える。前記基板は、発光素子が配置されるとともに、外部に引き出される給電ハーネスの一端が接続される。前記ベースフレームは、前記発光素子を開放側に向けて前記基板を底部の内側に収容し、前記基板を囲む側壁に前記給電ハーネスを収容する凹部を有する。前記レンズは、前記基板の光出射側に配置され、前記発光素子を包囲し、外方に延在するリブを有する。前記トップフレームは、前記側壁の開放側に固定され、前記レンズおよび前記基板の一部を露出させるとともに、前記リブを前記基板側に押圧し、前記凹部を覆う。【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置に関する。

キッチンの水回り製品等に使用される、防水構造を有した照明装置が知られている（例えば、特許文献１～３等を参照）。

特開２０１２－９２６２号公報 特開２０１０－２８７３１２号公報 特開２０１３－１１０４１１号公報

しかしながら、防水構造を有した照明装置では、防水構造を実現するためにモジュール構造が複雑化し、組立工程が複雑化することで、コスト増となることが課題となっている。

例えば、特許文献１に示される照明装置では、電気的な接続のためのハーネスおよびその周辺の防水対策に触れられておらず、そのための追加の構造および組立工程が必要となる。また、特許文献２に示される発光装置および照明装置では、防水化のための構造が複雑であり、組立工程も複雑になる。また、特許文献３に示される面光源装置では、防水化のための部品点数が多く、組立工程も複雑になる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、組立工程を簡易にすることができる照明装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る照明装置は、基板と、ベースフレームと、レンズと、トップフレームとを備える。前記基板は、発光素子が配置されるとともに、外部に引き出される給電ハーネスの一端が接続される。前記ベースフレームは、前記発光素子を開放側に向けて前記基板を底部の内側に収容し、前記基板を囲む側壁に前記給電ハーネスを収容する凹部を有する。前記レンズは、前記基板の光出射側に配置され、前記発光素子を包囲し、外方に延在するリブを有する。前記トップフレームは、前記側壁の開放側に固定され、前記レンズおよび前記基板の一部を露出させるとともに、前記リブを前記基板側に押圧し、前記凹部を覆う。

本発明の一態様に係る照明装置は、組立工程を簡易にすることができる。

図１は、一実施形態にかかる照明装置の外観斜視図である。 図２は、基板に発光素子および給電ハーネスが取り付けられる様子を示す図である。 図３は、ベースフレームに図２の下の図の基板、発光素子および給電ハーネスが取り付けられる様子を示す図である。 図４は、図３の下の図のベースフレーム、基板、発光素子および給電ハーネスにレンズおよびトップフレームが取り付けられる様子を示す図である。 図５は、図４の下の図におけるＸ－Ｘ断面図である。 図６は、図４の下の図におけるＹ－Ｙ断面図である。 図７は、封止材が充填される前の照明装置の平面図である。 図８は、封止材が充填された後の照明装置の平面図である。 図９は、図１および図８におけるＸ－Ｘ断面図である。 図１０は、図１および図８におけるＹ－Ｙ断面図である。 図１１は、複数の照明装置を連結する接続例を示す図（１）である。 図１２は、照明装置の基板内での接続例を示す図（１）である。 図１３は、複数の照明装置を連結する接続例を示す図（２）である。 図１４は、照明装置の基板内での接続例を示す図（２）である。

以下、実施形態に係る照明装置について図面を参照して説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、１つの実施形態や変形例に記載された内容は、原則として他の実施形態や変形例にも同様に適用される。

図１は、一実施形態にかかる照明装置１の外観斜視図である。なお、便宜上、照明装置１の長手方向をＸ軸方向、短手方向をＹ軸方向、厚み方向をＺ軸方向としているが、使用上の姿勢は任意である。また、照明装置１の長手方向と短手方向は逆になってもよい。

図１において、照明装置１は略平板状で略矩形状の外形を有しており、図の下側のベースフレーム２にトップフレーム７がネジ８により固定されている。トップフレーム７の内側は樹脂等による封止材９により封止されており、封止材９の中央部からは透明なシリコン樹脂等により形成されたレンズ６の出射側の一部が露出しており、その露出部分から照明光が出射する。

ベースフレーム２のＸ軸方向の両端の側面からは、２本のワイヤから構成される給電ハーネス５が外部に引き出されている。ベースフレーム２の角部は面取りされているとともに、３箇所の角部には、耳部２ｇが設けられ、耳部２ｇに設けられた通し穴２ｈを通してネジ１０により、図示しない対象装置等に照明装置１が取付可能となっている。なお、耳部２ｇが３箇所となっているのは、照明装置１の照明光の配光が非対称に設計されている場合において、取付の向きを間違えないようにするためである。

以下、組立の順に沿って、照明装置１の内部の構成を説明する。

図２は、基板３に発光素子４および給電ハーネス５が取り付けられる様子を示す図である。図２の上の図において、基板３は平板状で略矩形状の基板本体３ａの中央部に発光素子４用の一対のランド３ｂが設けられ（「Ｋ」と記載された側がカソードで、反対側がアノード）、給電ハーネス用の一対のランド３ｃが両端にそれぞれ設けられている。発光素子４はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源である。

基板３は、両端のランド３ｃが設けられる部分が外側に延在しており、ランド３ｃができるだけ外側に配置されるようになっている。これは、発光素子４を中心にして基板３上に配置されるレンズ６（図１等）のフランジがランド３ｃの上に乗らないようするためである。すなわち、レンズ６のフランジの下に給電ハーネス５の接続部分（ランド３ｃ）があると封止材９が流れ込みにくくなって防水化が充分に行われないおそれがあるが、それを避けることができる。また、基板３には、ベースフレーム２の底部への位置決めのための一対の通し穴３ｄと一対の凹部３ｅとが設けられている。また、基板３には、レンズ６の位置決めのための一対の通し穴３ｆ、３ｇが設けられている。通し穴３ｆ、３ｇは、異なる形状および／または大きさで形成されており、取付の方向が間違われないようになっている。

基板３に発光素子４および給電ハーネス５が物理的かつ電気的に接続された状態が、図２下の状態である。

図３は、ベースフレーム２に図２の下の図の基板３、発光素子４および給電ハーネス５が取り付けられる様子を示す図である。図３の上の図において、ベースフレーム２は、略平板状で略矩形状の外形を有しており、底部２ａを有し、底部２ａの周囲には側壁２ｂが設けられている。底部２ａの一端には、基板３の一対の通し穴３ｄ（図２）と係合する一対の突起２ｄが設けられ、底部２ａの他端には基板３の一対の凹部３ｅ（図２）に係合する一対の凸部２ｅが設けられている。

側壁２ｂの端面の両端には、給電ハーネス５のワイヤをそれぞれ収容する略半円筒状の凹部２ｃが設けられている。凹部２ｃは、２段階の径となっており、内側の径が大きく、外側の径が小さくなっている。外側の径は給電ハーネス５を構成するワイヤの径と同等となっており、内側の径はワイヤの径よりも大きく、ワイヤの周囲に封止材９が流れ込むことで防水性能を高めるようになっている。また、側壁２ｂの端面の四隅には、トップフレーム７の固定用のネジ穴２ｆが設けられている。

図３の上の図のベースフレーム２に図２下の基板３、発光素子４および給電ハーネス５が取り付けられることで、図３下の状態になる。

図４は、図３の下の図のベースフレーム２、基板３、発光素子４および給電ハーネス５にレンズ６およびトップフレーム７が取り付けられる様子を示す図である。図４の上の図において、レンズ６は、一方に開口のある、底のある略箱状の外形を有しており、１つの天面６ａとそれを囲む４つの面からなる側壁６ｂとを有している。なお、レンズ６は円筒状の側壁の一方の端部に天面が設けられるものでもよい。天面６ａの裏面（内側）または表面（外側）には、同心円フレネルレンズやリニアフレネルレンズ等のレンズ面が形成されている。レンズ面は１種類のものである必要はなく、さらに対称的である必要もなく、照明対象の特性に応じて種々の配光に応じたレンズ面が設けられる。

レンズ６の側壁６ｂの天面６ａと反対側の端部には基板３と当接するフランジ６ｃが設けられている。また、フランジ６ｃの対向する一対の辺には、トップフレーム７によりレンズ６を基板３側に押圧して挟み込む際にトップフレーム７が当接する部分となる、外方に延在するリブ６ｄが設けられている。リブ６ｄの裏面には、基板３上でのレンズ６の位置決めのために、基板３の通し穴３ｆ、３ｇと係合する突起６ｅ、６ｆが設けられている。なお、通し穴３ｆ、３ｇと突起６ｅ、６ｆは、間違った相手と係合しないように、異なる形状および／または大きさで形成されている。これは、レンズ６の配光が非対称に設計される場合において、基板３上でのレンズ６の取付の向きを間違えないようにするためである。また、リブ６ｄの天面６ａ側の根元には、側壁６ｂに沿って、封止材９の流路を確保するための溝６ｇが設けられている。すなわち、トップフレーム７によってリブ６ｄが基板３側に押さえ付けられた状態において、トップフレーム７の下に空間を確保することで、封止材９の流路が形成される。

また、トップフレーム７は、角が面取りされた平板状で略枠状のトップフレーム本体７ａから構成されており、トップフレーム本体７ａの外側はベースフレーム２の側壁２ｂの内側の形状よりクリアランス分だけ小さい形状となっている。トップフレーム本体７ａの内側の開口には、レンズ６のリブ６ｄを押圧するための一対の舌部７ｂが内側に延在して設けられている。また、トップフレーム本体７ａの四隅には内側に向けたせり出し部７ｃが設けられており、そのせり出し部７ｃにはネジ８が貫通する通し穴７ｄが設けられている。

図３の下の図の基板３の上にレンズ６が配置され、その上からトップフレーム７がかぶせられ、トップフレーム７がネジ８でベースフレーム２に固定された状態が図４の下の状態となる。

図５は、図４の下の図におけるＸ－Ｘ断面図である。図６は、図４の下の図におけるＹ－Ｙ断面図である。図４～図６から明らかなように、ベースフレーム２とトップフレーム７とで基板３およびレンズ６が挟まれる。また、ベースフレーム２とトップフレーム７とで給電ハーネス５が挟まれて同時に固定される。そのため、組立の作業性が向上する。また、レンズ６はネジ止め等により固定されるのではなく、リブ６ｄがトップフレーム７により基板３に押圧されることにより固定されるため、樹脂等で構成されるレンズ６に局部的な過大な負荷がかからず、レンズ６の材質の自由度が高まる。また、レンズ６はリブ６ｄの裏側の突起６ｅ、６ｆと基板３の通し穴３ｆ、３ｇとにより位置決めされるため、挟み込みによる固定に際してレンズ６が位置ズレをおこすことがない。また、照明装置１の裏面がベースフレーム２により覆われるため、基板３が外部に露出することがなく、基板３の防水性能や絶縁性能が高まり、腐食等のおそれもなくなる。

図７は、封止材９が充填される前の照明装置１の平面図である。図７において、例えば、左側の給電ハーネス５の基板３との接続部（ランド３ｃ）付近の上方から液状の封止材が図示しないノズルを介して供給（ディスペンス）されることで、基板３上の左側の空間から充填が始まり、次いで中央のリブ６ｄの溝６ｇを通して矢印で示される流れＦで右側の空間に封止材が流れ、封止材が固化することで基板３上のベースフレーム２およびトップフレーム７で囲まれた空間の全体が封止される。

図８は、封止材９が充填された後の照明装置１の平面図である。図９は、図１および図８におけるＸ－Ｘ断面図である。図１０は、図１および図８におけるＹ－Ｙ断面図である。リブ６ｄの溝６ｇにより封止材９がリブ６ｄを横断して流れやすくなり、レンズ６から遠い部分に封止材９を供給するノズルを配置できることから、ノズルがレンズ６に接触してレンズ６を汚す等の不都合が避けられ、組立の作業性が向上する。

図１１は、複数の照明装置１を連結する接続例を示す図である。図１２は、照明装置１の基板３内での接続例を示す図である。図１１において、客先電源１２に給電ハーネス１３およびコネクタ１４を介して、両端に給電ハーネス５および中継コネクタ１１（一方はメス、他方はオス）が接続された複数の照明装置１が任意の数だけ接続されている。終端側の中継コネクタ１１には、コネクタ１５が接続され、最終端部配線が短絡端１５ａとなっている。図１１における客先電源１２は電流源となっており、図における下側のワイヤがマイナス（グランド）、上側のワイヤがプラスとなっており、各照明装置１の発光素子４が客先電源１２に直列接続される形となる。なお、中継コネクタ１１およびコネクタ１４、１５は防水コネクタとなっている。

図１３は、複数の照明装置１を連結する他の接続例を示す図である。図１４は、照明装置１の基板３内での他の接続例を示す図である。図１３においては、終端側の中継コネクタ１１に接続されるコネクタ１５の最終端部配線が開放端１５ｂとなっているのが異なる。図１３における客先電源１２は電圧源となっており、図における下側のワイヤがマイナス（グランド）、上側のワイヤがプラスとなっており、各照明装置１の発光素子４が客先電源１２に並列接続される形となる。

なお、図１１および図１３のコネクタ１５による最終端部配線に限らず、終端側の照明装置１の基板３の回路変更や基板３の回路部へのジャンパーピン等の配置によっても、接続形態の変更が可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

以上のように、実施形態に係る照明装置は、発光素子が配置されるとともに、外部に引き出される給電ハーネスの一端が接続される基板と、発光素子を開放側に向けて基板を底部の内側に収容し、基板を囲む側壁に給電ハーネスを収容する凹部を有するベースフレームと、基板の光出射側に配置され、発光素子を包囲し、外方に延在するリブを有するレンズと、側壁の開放側に固定され、レンズおよび基板の一部を露出させるとともに、リブを基板側に押圧し、凹部を覆うトップフレームと、を備える。これにより、組立工程を簡易にすることができる。

すなわち、ベースフレームとトップフレームとで基板、レンズおよび給電ハーネスが挟まれて同時に固定されるため、組立の作業性が向上する。また、レンズはネジ止め等により固定されるのではなく、リブがトップフレームで押圧されることにより固定されるため、樹脂等で構成されるレンズに局部的な過大な負荷がかからず、レンズの材質の自由度が高まる。また、照明装置の裏面がベースフレームにより覆われるため、基板が外部に露出することがなく、基板の防水性能や絶縁性能が高まり、腐食等のおそれもなくなる。

また、リブは基板側に突出する突起を有し、基板は突起に係合する通し穴を有する。これにより、レンズが基板上に載置されるだけで適切に位置決めが行われ、組立工程が簡易になる。

また、突起および通し穴が複数設けられる場合、異なる形状および／または大きさで形成される。これにより、レンズの配光が非対称である場合でもレンズの向きを間違うことがなくなり、組立工程が簡易になる。

また、トップフレームから露出したレンズおよび基板の一部を封止する封止材を有する。これにより、簡易な組立工程により防水化が可能となる。また、トップフレームの開口部からのディスペンスのみで封止が可能であり、封止工程の複雑化を防ぐことが可能である。また、給電ハーネスもトップフレームとベースフレームとで同時に挟まれているため、封止材が照明装置の外部へ漏れることがない。

また、リブは、封止材の流路となる溝を有する。これにより、基板上をレンズが覆う状態であっても、封止材がリブを横断して流れやすくなり、封止性が向上する。また、レンズから遠い部分に封止材を供給するノズルを配置できることから、ノズルがレンズに接触することが避けられ、組立の作業性が向上する。

また、側壁の凹部が設けられる部分は、外側に張り出している。これにより、基板上の給電ハーネスの接続部分がレンズから遠ざかり、その接続部分の防水化が容易となる。すなわち、レンズの下に給電ハーネスの接続部分があると封止材による防水化が充分に行われないおそれがあるが、それを避けることができる。

また、給電ハーネスは、基板の両端にそれぞれ設けられ、給電ハーネスの基板から引き出された他端には他の照明装置の給電ハーネス、電源または最終端部配線と接続可能な中継コネクタが設けられる。これにより、照明装置を単体としても使用できるほか、任意の数だけ連結して使用することもできる。

また、中継コネクタは、防水コネクタである。これにより、中継コネクタを含めた全体の防水化が可能となる。

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

１ 照明装置，２ ベースフレーム，２ａ 底部，２ｂ 側壁，２ｃ 凹部，２ｄ 突起，２ｅ 凸部，２ｆ ネジ穴，２ｇ 耳部，２ｈ 通し穴，３ 基板，３ａ 基板本体，３ｂ、３ｃ ランド，３ｄ 通し穴，３ｅ 凹部，３ｆ、３ｇ 通し穴，４ 発光素子，５ 給電ハーネス，６ レンズ，６ａ 天面，６ｂ 側壁，６ｃ フランジ，６ｄ リブ，６ｅ、６ｆ 突起，６ｇ 溝，７ トップフレーム，７ａ トップフレーム本体，７ｂ 舌部，７ｃ せり出し部，７ｄ 通し穴，８ ネジ，９ 封止材，１０ ネジ，１１ 中継コネクタ，１２ 客先電源，１３ 給電ハーネス，１４、１５ コネクタ

Claims (8)

1. 発光素子が配置されるとともに、外部に引き出される給電ハーネスの一端が接続される基板と、
   前記発光素子を開放側に向けて前記基板を底部の内側に収容し、前記基板を囲む側壁に前記給電ハーネスを収容する凹部を有するベースフレームと、
   前記基板の光出射側に配置され、前記発光素子を包囲し、外方に延在するリブを有するレンズと、
   前記側壁の開放側に固定され、前記レンズおよび前記基板の一部を露出させるとともに、前記リブを前記基板側に押圧し、前記凹部を覆うトップフレームと、
   を備える照明装置。
2. 前記リブは前記基板側に突出する突起を有し、前記基板は前記突起に係合する通し穴を有する、
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記突起および前記通し穴が複数設けられる場合、異なる形状および／または大きさで形成される、
   請求項２に記載の照明装置。
4. 前記トップフレームから露出した前記レンズおよび前記基板の一部を封止する封止材を有する、
   請求項１に記載の照明装置。
5. 前記リブは、前記封止材の流路となる溝を有する、
   請求項４に記載の照明装置。
6. 前記側壁の前記凹部が設けられる部分は、外側に張り出している、
   請求項１～５のいずれか一つに記載の照明装置。
7. 前記給電ハーネスは、前記基板の両端にそれぞれ設けられ、
   前記給電ハーネスの前記基板から引き出された他端には他の照明装置の給電ハーネス、電源または最終端部配線と接続可能な中継コネクタが設けられる、
   請求項１～６のいずれか一つに記載の照明装置。
8. 前記中継コネクタは、防水コネクタである、
   請求項７に記載の照明装置。

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