JP3147181U - 照明装置用カバー及びこれを備える照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオードが発する光を周囲全体に拡散させることができる照明装置用カバー及び照明装置を提供する。
【解決手段】発光ダイオードを光源とした照明装置に用いる有底円筒状の照明装置用カバー１で、底部の内側中央に立設される略円錐状の光導光体５と、側壁の外面及び内面に形成される光拡散機構とを備える。上記光拡散機構としては、略等間隔に施された複数の凸条部７から構成され、側壁内面の凸条部が軸方向に形成され、側壁外面の凸条部が周方向に形成されている。該発光ダイオードを中央に装着し、発光させるためのベース３と、発光ダイオードを覆うようベースに螺合される当該照明装置用カバーとを備えている。
【選択図】図１

Description

本考案は、発光ダイオードの発する光を周囲全体に拡散させることのできる照明装置用カバー及びこの照明装置用カバーを備える照明装置に関するものである。

発光ダイオードは、照明用の光源として用いると、高輝度で、消費電力が少なく、長寿命で、蛍光灯や白熱ランプ等のような球切れのトラブルもないためメンテナンスもかからないという優れた面を有している。

ところが、発光ダイオードは全方向には一様には発光せず、一方向のみ目を強く刺激するぐらいに強く発光する特性を有し、その一方向以外には十分な強度の光を発しないため十分な照明機能を有さないという不都合がある。発光ダイオードを光源とした照明装置では、発光ダイオード素子を覆う樹脂内に拡散剤を入れて光の拡散を図っているものもあるが、拡散剤により樹脂の光透過率が下がり外部への発光が弱くなるため、全体的に照明が暗くなるという不都合がある。また、複数の発光ダイオードを配設して全方向に十分な輝度の光を提供する照明装置もあるが、用途に応じては必要以上に明るくなり過ぎ、無駄な電力を消費してしまうことになる。

これらの問題を解決するために、発光ダイオードを用いた照明装置として、発光ダイオード素子を覆う樹脂表面を凹凸に成形することによって光を拡散させるものや（例えば特開２０００−４０５０号公報参照）、発光ダイオードのカバー内に円錐状の光拡散体を配置することにより光を拡散させるもの（例えば特開２００２−２０８３０５号公報参照）が発明されている。しかし、これらの発明を用いた照明装置も、拡散された光の強度にむらがあるなど、発光ダイオードの光を周囲に一様に拡散させることが十分であるとは言えない。
特開２０００−４０５０号公報 特開２００２−２０８３０５号公報

本考案はこれらの不都合に鑑みてなされたものであり、発光ダイオードが発する光を周囲全体に拡散させることができる照明装置用カバー及び照明装置の提供を目的とするものである。

上記課題を解決するためになされた考案は、発光ダイオードを光源とした照明装置に用いる有底円筒状の照明装置用カバーであって、底部の内側中央に立設される略円錐状の光導光体と、側壁の外面及び内面に形成される光拡散機構とを備えることを特徴とする照明装置用カバーである。当該照明装置用カバーによれば、照明装置用カバーの底部の光導光体と側壁の光拡散機構とにより発光ダイオードの発する光を周囲全体に拡散させることができる。

当該照明装置用カバーは、上記光拡散機構が、略等間隔に施された複数の凸条部から構成され、側壁内面の凸条部と側壁外面の凸条部とが垂直方向に形成されていることが好ましい。当該照明装置用カバーによれば、照明装置用カバーの側壁の外内面に施された垂直に交わる複数の凸条部により、発光ダイオードの発する光を周囲全体に、特に発光ダイオードの側面方向にむら無く一様に拡散させることができる。

当該照明装置用カバーは、上記側壁内面の凸条部が軸方向に形成され、側壁外面の凸条部が周方向に形成されていることが好ましい。当該照明装置用カバーによれば、当該照明装置用カバーを射出法により成形する際、照明装置用カバー内側の金型から成形体たる照明装置用カバーを容易に取り外すことができ、工業的な成形を容易に行うことができる。

さらには、当該照明装置用カバーは、上記光導光体が、頂部が略平面の円錐台状に形成され、側面の断面形状が底面から頂部に向かって傾斜が大きくなる略二次曲線状に形成されていることが好ましい。当該照明装置用カバーによれば、光導光体が上記形状を有することにより、発光ダイオードの頂点方向の光の強度を保ちつつ、斜め方向及び側面方向に十分な光を拡散させることができる。

上記課題を解決するためになされた別の考案は、光源としての発光ダイオードと、この発光ダイオードを中央に装着し、発光させるためのベースと、発光ダイオードを覆うようベースに螺合される請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明装置用カバーとを備える照明装置である。当該照明装置によれば、ベースの中央に装着された発光ダイオードの頂点の延長線上に照明装置用カバーの光導光体の頂部が配置されているため、照明装置用カバーが備える光導光体及び光拡散機構により発光ダイオードの発する光を効果的に周囲全体に拡散し照明することができる。

以上説明したように、本考案の照明装置用カバーは、一方向に強く発光する性質を有する発光ダイオードの光を発光ダイオードの周囲全体にむら無く拡散させることができる。当該照明装置用カバーを備える照明装置は、周囲全体をむら無く照明することができる。

以下、適宜図面を参照しつつ本考案の実施の形態を詳説する。図１は本考案の一実施形態に係る照明装置を示す斜視図、図２は図１の照明装置の中央縦断面図、図３は図１の照明装置に用いる照明装置用カバーの横断面図である。

図１の照明装置は、照明装置用カバー１、発光ダイオード２及びベース３を備える。

照明装置用カバー１は、無色透明の有底円筒形状に形成されている。照明装置用カバー１は、底部（当該照明装置用カバー１の先端部）４の内側中央にその底部４を底面として立設される略円錐状の光導光体５、光拡散機構として側壁６の内面に軸方向に略等間隔に施された複数の凸条部７、側壁６の外面に周方向に略等間隔に施された複数の凸条部８を備えている。

照明装置用カバー１の材料としては、光の透過率が高く無色透明な素材として、ガラスや、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、セルロースアセテート、塩化ビニル等の合成樹脂が用いられる。特に、光透過性、耐候性に優れるアクリル樹脂やポリカーボネートが好ましい。

照明装置用カバー１のサイズとしては、発光ダイオード２の大きさ等によって適宜選定されるが、直径が１．５ｃｍ以上２．５ｃｍ以下が好ましく、高さが１．５ｃｍ以上３ｃｍ以下が好ましい。また、照明装置用カバー１の側壁６の平均厚さとしては、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。厚さが上記範囲未満であれば、照明装置用カバー１の側壁６の内面及び外面に十分な高さの凸条部７、凸条部８を設けることができず、発光ダイオード２を保護する照明装置用カバー１として十分な強度を保つことができない。また、厚さが上記範囲以上であれば、発光ダイオード２が発する光が照明装置用カバー１内で吸収される割合が増え、照明装置として十分な輝度を保つことができない。照明装置用カバー１の底部４周縁の厚さも同様に、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とすることが好ましい。

光導光体５は、図１及び図２に示すように略円錐台状に形成されており、照明装置用カバー１の底部４の内側を底面とし、照明装置用カバー１の内側に頂部９を有する向きに立設される。当該光導光体５の頂部９は、尖鋭ではなく、照明装置用カバー１の開口面と平行な略平面である。また、当該光導光体５の側面の断面形状は、底面から頂部９に向かって傾斜が大きくなる略二次曲線状（母線が湾曲した形状）となっている。

光導光体５のサイズとしては発光ダイオード２の大きさ等によって適宜選定されるが、底面の直径は照明装置用カバー１の直径と等しいことが好ましく、高さは３ｍｍ以上１ｃｍ以下が好ましい。また、頂部９の直径は０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下が好ましい。頂部９の直径が上記範囲未満の場合は、発光ダイオード２から発する発光ダイオード２の頂点方向への強い光が当該頂部９に入射しにくく、発光ダイオード２の頂点方向の光量が十分に得られない。逆に、頂部９の直径が上記範囲を超える場合は、発光ダイオード２が発する発光ダイオード２の頂点方向への強い光が当該頂部９によって入射する割合が高くなり過ぎるため、周囲へ反射する光量が低下する。

当該光導光体５によれば、発光ダイオード２の発する発光ダイオード２の頂点方向の光の強度を確保しつつ、斜め方向及び側面方向には十分な光を拡散させることができる。発光ダイオード２は発光ダイオード２の頂点方向に強く発光するが、この頂点方向に発せられた光が光導光体５の略平面な頂部９に入射し大部分が透過する。このため、発光ダイオード２から発せられた発光ダイオード２の頂点方向の光は、スポットライト的に一定の光量を確保することができる。

また、発光ダイオード２が発光ダイオード２の頂点近傍の斜め方向に発する光は、光導光体５の側面によって一部が側壁６方向に反射し、残りの光は光導光体５を透過する。当該光導光体５は母線が湾曲した略円錐台形状を有している。このため、光導光体５の頂部９近傍に入射する光は、光導光体５へ浅い角度で入射することとなり、屈折光に比して反射光の比率が高くなる。すなわち、この方向へ発せられる発光ダイオード２の光の強度は弱められ、反射により周囲方向への光量が増加する。また、光導光体５の頂部９から離れた周縁部分に入射する光は、光導光体５へ深い角度で入射することとなり、屈折光に比して反射光の比率は低くなる。すなわち、この方向へ発せられる発光ダイオード２の光は一部周囲方向へ反射されるものの、光量の減少は抑えられる。

さらに発光ダイオード２の側面方向へは、発光ダイオード２は十分な光を発しないが、当該光導光体５を有する照明装置用カバー１によれば、発光ダイオード２から直接発せられる光に加え、光導光体５の頂部９及び側面によって反射された光によって十分な強度の光が確保できる。

以上により当該光導光体５によれば、発光ダイオード２の頂点方向の光の強度を確保しつつ、斜め及び側面方向の光の強度を高め、全体に十分な光を拡散させることができる。

凸条部７は、図１及び図３に示すように、照明装置用カバー１の側壁６の内面全面に軸方向に略等間隔に施されている。当該凸条部７は、断面が二等辺三角形のプリズム形状を有している。隣り合う凸条部７は近接して配設されている。このように、凸条部７をプリズム形状とすることで、各側面での屈折作用により効果的に透過光線を拡散させることができる。凸条部７の高さとしては０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とし、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下の間隔で側壁６の外側全体を覆うように設けることが好ましい。凸条部７の高さ及び間隔を上記範囲内とすることで、発光ダイオード２の発する光が周囲全体に一様に拡散される。

凸条部８は、図１及び図２に示すように、照明装置用カバー１の側壁６の外面全面に周方向に略等間隔に施されている。凸条部７と同様に、凸条部８も断面が二等辺三角形のプリズム形状を有し、隣り合う凸条部８は近接して配設されている。凸条部８のサイズは凸条部７のサイズと同様であることが好ましく、具体的には凸条部８の高さとしては０．２ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、間隔は０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とし、側面の内側全体を覆うように設けることが好ましい。凸条部７と同様に、凸条部８の高さ及び間隔を上記範囲とすることで、発光ダイオード２の発する光が周囲全体に一様に拡散される。

当該凸条部７及び凸条部８によれば、照明装置用カバー１の側壁６の外内面に凸条部７及び凸条部８が垂直に交わるように施されているため、発光ダイオード２の発する直接光又は光導光体５により拡散された光を周囲全体にむら無く効果的に拡散させることができる。

具体的に説明すれば、発光ダイオード２から直接側壁６方向に発せられた又は光導光体５により側壁６方向に拡散された光は、まず、照明装置用カバー１の側壁６の内面に入射する。照明装置用カバー１の側壁６の内面には全面に所定の深さ及び間隔の凸条部７が設けられているため、入射した光はあらゆる角度に屈折し、照明装置用カバー１の側壁６内を通過する。照明装置用カバー１の側壁６内を通過した光は照明装置用カバー１の側壁６の外面から出射する際、照明装置用カバー１の側壁６の外側に所定の深さ及び間隔で設けられた凸条部８によって再び屈折する。凸条部７及び凸条部８は照明装置用カバー１の側壁６の外内面において垂直に交わるように施されているため、発光ダイオード２から発せられた光は、照明装置用カバー１の側壁６内に入射した際の入射角と屈折角がなす平面と異なる平面内に屈折して出射する。さらに、照明装置用カバー１の側壁６の内面及び外面において一部発光ダイオード２の発する光は屈折せず乱反射するため、いっそう光は拡散される。

以上により、当該凸条部７及び凸条部８によれば、発光ダイオード２の発する光を周囲全体にむら無く効果的に拡散させることができる。また、当該照明装置用カバー１によれば、光導光体５、光拡散機構である凸条部７及び凸条部８により発光ダイオード２から発する光を細かくかつ複数回におよび拡散するため、むらの無い一様な、直接照明装置を見ても刺激の強くない目に優しい光を提供することができる。

また、当該照明装置用カバー１の側壁６の内面の光拡散機構である凸条部７は軸方向に形成されている。このため、当該照明装置用カバー１を合成樹脂を材料に射出成形する場合、照明装置用カバー１内側の金型から成形体たる照明装置用カバー１を取り外す際に、成形体たる照明装置用カバー１を取り外す方向と、照明装置用カバー１の側壁６の内面の凸条部７及び金型に設けられた凸条部７の反転形状の方向が同一であるため、成形体たる照明装置用カバー１を傷つけることなく容易に取り外すことができる。従って、当該照明装置用カバー１は射出成形により工業的に容易に成形されることができ、工場においてコスト・時間を削減し大量に生産されることが可能となる。

なお、当該照明装置用カバー１の側壁６の端部内面には、ネジ溝が一定ピッチで螺旋状に形成されている。

発光ダイオード２は、光源としてベース３の中央に配置される。発光ダイオード２としては、公知のものが用いられ、照明の用途、場所等に応じ様々なサイズ、消費電力及び発光色等を有する発光ダイオードが適宜選択される。

ベース３は、円筒形状で、上部中央に発光ダイオード装着部１０、側面に複数の放熱フィン１１を主に備えている。ベース３の材質としては、発熱する発光ダイオード２の熱を効果的に放散させるため、熱伝導率の高い金属が望ましく、特にアルミニウムが好適に用いられる。ベース３のサイズとしては、直径は照明装置用カバー１と同一であり、高さは１．５ｃｍ以上２．５ｃｍ以下が好ましい。

発光ダイオード装着部１０は、ベース３の上部中央に穴状に設けられる。発光ダイオード装着部１０のサイズは、装着する発光ダイオード２の大きさにより適宜設定され、内径が５ｍｍ以上１ｃｍ以下であることが好ましい。

放熱フィン１１は、略角柱形状を有し、ベース３の側面に軸方向に突設される。放熱フィン１１はベース３の側面に略等間隔に１５以上３０以下突設されることが好ましい。放熱フィン１１のサイズとしては軸方向の長さはベース３の高さと等しく、ベース３の中心方向の長さは１．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、ベース３の周方向の長さは１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。当該放熱フィン１１は、ベース３の表面積を広げ、電流を流すと発熱する発光ダイオード２の熱を効率的に放散させることができる。

なお、ベース３の側面上部にはネジ山が一定のピッチで螺旋状に形成されており、発光ダイオード用カバー１に形成されたネジ溝に螺合するように構成されている。

発光ダイオード２は、ベース３の上部中央の発光ダイオード装着部１０に嵌合される。発光ダイオード２が嵌合されたベース３の上に照明装置用カバー１が螺合される。発光ダイオード２の頂点の延長線上に照明装置用カバー１の光導光体５の頂部９が配置されることとなる。当該照明装置用カバー１は着脱可能なので、状況に応じて明るさ等を調整するために、他の形状（光導光体５のサイズや凸条部７、８の間隔等）の照明装置用カバー１に取り替えることも可能である。

なお、当該照明装置は、照明装置用カバー１、発光ダイオード２及びベース３の他に、例えばソケットに螺合する口金、口金と発光ダイオード２を電通する電気回路などが備えられる。

当該照明装置によれば、発光ダイオード２の発する輝度の高い発光ダイオード２の頂点方向からの光は、照明装置用カバー１の光導光体５の頂部９に確実に入射し、透過する。従って、当該照明装置によれば、頂点方向への光の強度は一定程度確保され、スポットライト的に照明することができる。また、当該照明装置によれば、発光ダイオード２の発する光が照明装置用カバー１の光導光体５及び凸条部７、８により反射、拡散されるため、周囲全体を照明することができる。

なお、本考案の照明装置用カバー及び照明装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、２以上の発光ダイオード２をベース３に設けることもできるし、ベース３において側面に放熱フィン１１を備えないベース３を用いることもできる。また、凸条部７、８はプリズム形状に限定されず、例えばシリンドリカルレンズ状等とすることができる。

以上のように、本考案は、発光ダイオードの光を周囲全体にむら無く拡散させる照明装置用カバー及び周囲全体をむら無く照明することのできる照明装置として有用であり、特に家庭用照明装置や、工場用照明装置などに好適に使用される。また、本考案の照明装置用カバーは効率よく製造可能であり、製造に要するコスト・時間を削減できるという工業的な利点を有する。

本考案の一実施形態に係る照明装置を示す斜視図 図１の照明装置の中央縦断面図 図１の照明装置に用いる照明装置用カバーの横断面図

符号の説明

１ 照明装置用カバー
２ 発光ダイオード
３ ベース
４ 底部
５ 光導光体
６ 側壁
７ 凸条部
８ 凸条部
９ 頂部
１０発光ダイオード装着部
１１放熱フィン

Claims (5)

1. 発光ダイオードを光源とした照明装置に用いる、有底円筒状の照明装置用カバーであって、
   底部の内側中央に立設される略円錐状の光導光体と、
   側壁の外面及び内面に形成される光拡散機構と
   を備えることを特徴とする照明装置用カバー。
2. 上記光拡散機構が、
   略等間隔に施された複数の凸条部から構成され、
   側壁内面の凸条部と側壁外面の凸条部とが垂直方向に形成されている請求項１に記載の照明装置用カバー。
3. 上記側壁内面の凸条部が軸方向に形成され、
   側壁外面の凸条部が周方向に形成されている請求項２に記載の照明装置用カバー。
4. 上記光導光体が、
   頂部が略平面の円錐台状に形成され、
   側面の断面形状が底面から頂部に向かって傾斜が大きくなる略二次曲線状に形成されている請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の照明装置用カバー。
5. 光源としての発光ダイオードと、
   この発光ダイオードを中央に装着し、発光させるためのベースと、
   発光ダイオードを覆うようベースに螺合される請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の照明装置用カバーと
   を備える照明装置。

Images