JP4525518B2 - 光源装置、及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置、及びそれを用いた照明器具に関する。

従来から、小型で長寿命である発光ダイオードを実装したプリント基板を光源装置として用いる照明器具が提供されている。このような照明器具の一例としては、天井面をはじめ、床面、壁面、階段面、手すり等に取り付けられる案内灯や、店舗での展示商品のライトアップ、さらには内照式の箱文字看板等に使用されるライン型の照明器具がある（例えば、特許文献１）。

特許文献１のようなライン型の照明器具は、長尺状のプリント基板に複数の発光ダイオードを実装して線光源とした光源装置を備えるとともに、商用電源等の交流電源からの交流電圧を、降圧を含めて整流および平滑等して所定の直流電圧を光源装置に供給するための電源装置を備えている。
特開２００５−１９２９９号公報（第１図、第２図）

ところで、上記のような光源装置は、複数の発光ダイオードを一枚のプリント基板に半田付け等により実装しているものであるから、発光ダイオードをプリント基板に実装した後には、各発光ダイオード間のピッチを変更することができず、光源装置の設置場所によっては、所望の配光が得られない場合があった。

そこで、本発明者は、上記の問題点を鑑みた結果、発光ダイオードを一つずつプリント基板に実装してなる光源部と、これら光源部を着脱自在に取り付ける取付具とを用いることで、発光ダイオード間のピッチの変更を光源部間のピッチを変更することによって行える光源装置に想到した。

しかしながら、この光源装置では、光源部間の送り配線用の接続線（つまりは個々のプリント基板に実装した発光ダイオード同士を接続するための接続線）が、光源部間のピッチ変更の際に邪魔になるため、光源部同士を互いに密着させた状態（以下、最小ピッチという）に配置することができなかった。

本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、光源部間のピッチの変更を行え、しかも、光源部同士を互いに密着させた状態に配置できる光源装置、及びそれを用いた照明器具を提供することである。

上述の課題を解決するために、請求項１の光源装置の発明では、光源部と、複数の光源部を各々の照射方向を同方向へ向けた状態で所定方向に列状に着脱自在に取り付ける取付具とを備え、取付具は、光源部が載置される載置面を一面に有する長尺且つ矩形板状の底板部と、底板部の短手方向両端部から垂設された一対の側板部とでコ字型に形成されてなり、各側板部にはそれぞれ長手方向に沿って等間隔に複数の切欠が設けられ、光源部は、取付具の底板部と両側板部とで形成される領域内に配置される大きさの直方体状に形成されてなり、底板部と反対側の面には光源が配置され、各側板部と対向する面からは光源に電気的に接続された送り用配線がそれぞれ導出されるとともに、各送り用配線の光源部からの導出部分には送り用配線を保護するブッシュ部がそれぞれ設けられ、前記所定方向で隣接する光源部同士は、前記送り用配線を用いて電気的に接続され、各光源部は、それぞれ各ブッシュ部が対応する切欠に差し込まれることで取付具に取り付けられることを特徴とする。

請求項２の光源装置の発明では、請求項１の構成に加えて、前記送り用電線は、カールコードであることを特徴とする。

請求項３の光源装置の発明では、請求項１又は２の構成に加えて、取付具は、複数の光源部が載置される載置面を有し、取付具の載置面に対向する光源部の部位には、光源部に動作電源を供給する電源装置からの電源線を保持する保持部が設けられていることを特徴とする。

請求項４の照明器具の発明では、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置を備えていることを特徴とする。

本発明は、複数の光源部を各々の照射方向を同方向へ向けた状態で所定方向に列状に着脱自在に取り付ける取付具を備えるので、光源部間のピッチの変更を行えるという効果があり、しかも、所定方向で隣接する光源部同士を、互いに対向しない部位から導出した送り配線を用いて電気的に接続しているので、光源部の取付具への取り付け時に、送り配線が光源部の取り付けの邪魔にならなくなり、これにより光源部同士を互いに密着させた状態で取付具に取り付けることが可能になるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。尚、以下の実施形態の説明では、図１の紙面手前方を光源装置Ｌの前方とし、図１の紙面奥方を光源装置Ｌの後方とし、図１の右方を光源装置Ｌの右方とし、図１の左方を光源装置Ｌの左方とする。

本実施形態の照明器具は、例えば内照式の看板、特に内照式の箱文字看板に用いられる内照用照明器具であり、図１に示すように発光ダイオード４Ａ〜４Ｆを光源とする光源装置Ｌと、この光源装置Ｌに動作電源を供給する図示しない電源装置とで構成されている。図示しない電源装置は、光源装置Ｌの発光ダイオード４Ａ〜４Ｆを一様に点灯させるためのものであり、例えば、商用電源等の交流電源からの交流電圧を昇降圧を含めて整流および平滑等して所定の直流電圧に変換するＡＣ−ＤＣコンバータや、ＡＣ−ＤＣコンバータの直流電圧を元にして光源装置Ｌの発光ダイオード４Ａ〜４Ｆに所定の定電流を供給する定電流回路等を備えている。このような電源装置については、従来から周知なものを用いることが可能であるから、説明を省略する。

光源装置Ｌは、図１に示すように、発光ダイオード４Ａ〜４Ｆを個別に有する光源部１Ａ〜１Ｆと、複数の光源部１Ａ〜１Ｆを各々の照射方向を同方向（前方向）へ向けた状態で左右方向を配列方向として列状に取り付ける取付具２とを備え、配列方向（左右方向）で隣接する光源部１Ａ〜１Ｆ同士は、互いに対向しない部位から導出された接続線３Ｂ〜３Ｆを用いて電気的に接続され、始端となる光源部１Ａ及び末端となる光源部１Ｆは、接続線３Ａ，３Ｇを用いて電源装置（図示せず）の高電圧側端子及び低電圧側端子にそれぞれ接続されている。つまり、接続線３Ａ，３Ｇが、電源装置から光源部１Ａ〜１Ｆに動作電源を供給するための電源線として用いられ、接続線３Ｂ〜３Ｆが光源部間を送り配線するための送り用電線として用いられている。尚、図２（ｄ）及び図３（ｄ）では、接続線３Ａ〜３Ｇは省略している。

まず、光源部１Ａ〜１Ｆについて説明する。これら光源部１Ａ〜１Ｆは、発光ダイオード４Ａ〜４Ｆを樹脂材料等で封止してなる所謂ＬＥＤモジュールであり、各光源部１Ａ〜１Ｆの発光ダイオード４Ａ〜４Ｆには、接続線３Ａ〜３Ｇが次のようにして電気的に接続されている。すなわち、図１に示すように、発光ダイオード４Ａのカソード端子（図示せず）と発光ダイオード４Ｂのアノード端子（図示せず）とが接続線３Ｂにより電気的に接続され、以下同様に、発光ダイオード４Ｂのカソード端子と発光ダイオード４Ｃのアノード端子とが接続線３Ｃにより、発光ダイオード４Ｃのカソード端子と発光ダイオード４Ｄのアノード端子とが接続線３Ｄにより、発光ダイオード４Ｄのカソード端子と発光ダイオード４Ｅのアノード端子とが接続線３Ｅにより、発光ダイオード４Ｅのカソード端子と発光ダイオード４Ｆのアノード端子とが接続線３Ｆにより、それぞれ電気的に接続されている。さらに、発光ダイオード４Ａのアノード端子には接続線３Ａの一端側が接続されるとともに、発光ダイオード４Ｆのカソード端子には接続線３Ｇの一端側が接続されている。これにより、図１に示すように、発光ダイオード４Ａを始端、発光ダイオード４Ｆを末端とする発光ダイオード４Ａ〜４Ｆの直列回路を構成している。

このように接続線３Ａ〜３Ｇにより直鎖状に連結されている光源部１Ａ〜１Ｆはいずれも同様の構成のものであるから、以下に光源部１Ａを例に挙げて、このような光源部１Ａ〜１Ｆについて説明する。

光源部１Ａは、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、電子部品用の配線パターン（図示せず）を前面側に備える配線基板１０と、該配線基板１０に電子部品として実装される発光ダイオード４Ａと、配線基板１０の配線パターン（図示せず）を介して発光ダイオード４Ａのアノード端子及びカソード端子にそれぞれ電気的に接続される接続線３Ａ，３Ｂと、発光ダイオード保護用の透光性のカバー１１と、配線基板１０及びカバー１１を封止するとともに発光ダイオード４Ａの光を外部へ照射する円形の窓孔１３ａを有するモールド体１２とで構成され、接続線３Ａ，３Ｂは、モールド体１２から、光源部１Ａ〜１Ｂの配列方向（図３（ａ）における上下方向）に直交する方向（図３（ａ）における左右方向）へ導出されている。

配線基板１０は、例えば図３（ａ）に示すような矩形板状の片面実装基板であり、前面側には、発光ダイオード４Ａのアノード端子及びカソード端子と接続線３Ａ，３Ｂとを電気的に接続するための配線パターン（図示せず）や、配線パターンの半田付け箇所のみを露出させて、半田付け箇所以外への半田の付着を防止するソルダレジスト（図示せず）等が形成されている。

発光ダイオード４Ａは、例えば面実装型の高輝度白色発光ダイオードであり、前面が出射口４０を備えた出射面、裏面がアノード端子（図示せず）及びカソード端子（図示せず）が露出した実装面となっている。尚、発光ダイオードの光色は、白色に限らず、赤色や、紫色、青色、緑色、黄色、橙色等であってもよい。また尚、発光ダイオード４Ａにツェナーダイオード等を逆方向に並列接続して、逆電圧や高電圧から発光ダイオードを保護するようにしてもよい。

カバー１１は、発光ダイオード４Ａの出射面が汚れたり、傷ついたりしないように保護するために用いられるものであり、例えばアクリル樹脂等の透光性を有する材料を用いて配線基板１０と略同形状となるように形成されている。

モールド体１２は、図３（ａ）に示すように、例えばゴム等の弾性を有する樹脂材料を用いて形成され、配線基板１０とカバー１１とを全体的に覆う本体部１３と、本体部１３から導出された接続線３Ａ，３Ｂを保護するための略円筒状のブッシュ部１４，１４とを一体に備えている。

本体部１３は、後面が略正方形の略直方体状に形成されるとともに、その前面中央部には、発光ダイオード４Ａの光を外部へ照射するための略円形状の窓孔１３ａが形成されている。そして、この本体部１３において上記配列方向に直交する方向の両側面（図３（ａ）における左右両側面）からは、配線基板１０に接続された接続線３Ａ，３Ｂが、それぞれ同軸上に位置するように導出されている。

一方、本体部１３の後面部には、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、主に電源装置との接続に用いられる接続線３Ａ，３Ｇを保持するための保持部１５が設けられている。この保持部１５は、両端が開口した溝状に形成されており、接続線３Ａ，３Ｇの外径と略同じ幅寸法を有する広幅部１５ａと、広幅部１５ａに接続線３Ａ，３Ｇを嵌入するための狭幅部１５ｂとを有している。ここで、狭幅部１５ｂの幅寸法は、接続線３Ａ，３Ｇの外径よりもやや小さくしてあり、これにより接続線３Ａ，３Ｇを広幅部１５ａ内に配置した際には、接続線３Ａ，３Ｇを狭幅部１５ｂにより抜け止めして、接続線３Ａ，３Ｇが保持部１５から容易に外れないようにしている。尚、保持部１５に保持させる接続線は、接続線３Ａ，３Ｇに限らず、勿論接続線３Ｂ〜３Ｆを保持部１５に保持させても構わない。

ブッシュ部１４は、上記のようにして本体部１３から導出された接続線３Ａ，３Ｂを囲繞して保護するように本体部１３の側面に突設されており、このブッシュ部１４の基部１４ａが光源部１Ａ〜１Ｆの取付具２への取り付けに用いられる。

以上の部材により光源部１Ａ〜１Ｆは構成されており、以下にこれら光源部１Ａ〜１Ｆの製造方法について説明する。まず、光源部１Ａ〜１Ｆの各配線基板１０にそれぞれ発光ダイオード４Ａ〜４Ｆをリフロー半田付け等により面実装する。そして、各光源部１Ａ〜１Ｆの配線基板１０の配線パターン（図示せず）に接続線３Ａ〜３Ｇを半田付けし、上述したように発光ダイオード４Ａ〜４Ｆを直列接続する。このようにして発光ダイオードや接続線を光源部１Ａ〜１Ｆの各配線基板１０に半田付けした後には、各々の発光ダイオード４Ａ〜４Ｆの出射面を覆うようにカバー１１を配線基板１０の前方に配置する。そして、この状態で、配線基板１０及びカバー１１を個別にモールド体１２成形用の金型内に配置し、モールド体１２をインサート成形することで、図１に示すような直鎖状に連結された光源部１Ａ〜１Ｆが得られる。

次に、光源部１Ａ〜１Ｆを取り付ける取付具２について説明する。取付具２は、光源部１Ａ〜１Ｆを所定の配列方向へ列状に所望のピッチで着脱自在に取り付けるためのものであり、例えばステンレス等の錆や衝撃に強い材料からなる金属板を略コ字状に折曲することで形成されている。さらに詳しく説明すると、取付具２は、図２（ａ）に示すように、光源部１Ａ〜１Ｆが載置される載置面を前面に有する長尺矩形板状の底板部２０と、底板部２０の短手方向両端部に前方へ向けて垂設された側板部２１，２１とを一体に備え、底板部２０の外形は、図１及び図２（ｃ）に示すように、各光源部のモールド体１２の本体部１３を長手方向に８個取り付けることができる大きさに形成されている。

また、取付具２の一対の側板部２１には、図２（ｂ）に示すように、光源部取り付け用の１５個の切欠５Ａ〜５Ｏが、光源部の配列方向に直交する方向（つまりは取付具２の短手方向）で互いに対向するとともに、側板部２１の長手方向に等間隔（本体部１３の配列方向での長さの略半分の長さ）に形成されており、これにより光源部１Ａ〜１Ｆの取付具２への取り付け位置や光源部間のピッチを自由に設定することができるようにしている。これら切欠５Ａ〜５Ｏは、ブッシュ部１４の基部１４ａの外径と略同寸法の内径を有する円形状の嵌合孔５ａと、側板部２１の前方からブッシュ部１４の基部１４ａを嵌合孔５ａに嵌合させるための連通孔５ｂとで構成されている。この連通孔５ｂの前端側の幅寸法（左右方向の長さ寸法）は、図２（ｂ）に示すように、基部１４ａを切欠５Ａ〜５Ｏに嵌入し易くするために、基部１４ａの外径よりも幅広に形成されている。また、連通孔５ｂの嵌合孔５ａとの連通部位の幅寸法（左右方向の長さ寸法）は、基部１４ａの外径よりもやや小さく設定してあり、これにより基部１４ａの抜け止めを図っている。

光源装置Ｌは、上記の光源部１Ａ〜１Ｆと、取付具２とで構成されており、光源部１Ａ〜１Ｆの取付具２への取り付けは次のようにして行う。すなわち、光源部１Ａ〜１Ｆの取付具２への取り付けは、図２（ｃ），（ｄ）に示すように、照射方向を前方へ向けた（つまりはモールド体１２の窓孔１３ａを前方へ向けた）状態で、モールド体１２の一対のブッシュ部１４，１４の基部１４ａ，１４ａを、取付具２の両側板部２１，２１に互いに対向するように形成された切欠５Ａ〜５Ｏ，５Ａ〜５Ｏの嵌合孔５ａに連通孔５ｂを経由して嵌合させることで行い、例えば、図１に示すように、光源部１Ａを切欠５Ａ，５Ａに、光源部１Ｂを切欠５Ｃ，５Ｃに、光源部１Ｃを切欠５Ｅ，５Ｅに、光源部１Ｄを切欠５Ｇ，５Ｇに、光源部１Ｅを切欠５Ｋ，５Ｋに、光源部１Ｆを切欠５Ｏ，５Ｏに保持させることで、光源部１Ａ〜１Ｆを取付具２に取り付けることができる。

このようにして光源部１Ａ〜１Ｆを取付具２に取り付けた際には、連通孔５ｂの嵌合孔５ａとの連通部位の幅寸法を基部１４ａの外径よりもやや小さく設定していることにより、光源部１Ａ〜１Ｆが取付具２から容易に外れないように抜け止めされることになる。一方、光源部１Ａ〜１Ｆのモールド体１２は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、配列方向においてモールド体１２の中心を通る軸を対称軸とする線対称形状となっているので、光源部１Ａ〜１Ｆを取付具２に取り付ける際には、２通りの取付方向があるが、接続線３Ｂ〜３Ｆが取付具２を跨がないように取り付けることが好ましい。

以上述べた本実施形態の光源装置Ｌによれば、光源部１Ａ〜１Ｆを各々の照射方向を前方向へ向けた状態で配列方向に列状に着脱自在に取り付ける取付具２を備えるので、光源部間のピッチの変更を行えるという利点の他、配列方向で隣接する光源部１Ａ〜１Ｆ同士は、配列方向に対して直交する部位、つまりは互いに対向しない部位から導出された接続線３Ｂ〜３Ｆを用いて電気的に接続されているので、光源部１Ａ〜１Ｆを配列方向に取付具２に取り付ける際に、接続線３Ｂ〜３Ｆが光源部１Ａ〜１Ｆの取り付けの邪魔にならなくなり、これにより光源部１Ａ〜１Ｆを最小ピッチで取付具２に取り付けることが可能になるという利点がある。

尚、図１に示す光源部１Ａ〜１Ｆの取付具２への取り付け位置はあくまで一例であり、本発明の光源装置Ｌは上記の例に限られるものではなく、例えば、全ての光源部１Ａ〜１Ｆを互いに最小ピッチで配置してもよい。また尚、光源装置Ｌの光源部の数も６つに限られず、状況に応じて増減させ、好適な数とすればよい。さらに、取付具２も上記の例に限られるものではなく、さらに多くの光源部の取り付けることができるように外形を大きくしてもよいし、その形状も直線状のものに限らず、弧状のものや折れ曲がった形状としてもよく、使用形態に応じて適宜選択すればよい。

ところで、始端となる光源部１Ａの接続線３Ａと末端となる光源部１Ｆの接続線３Ｇは、図示しない電源装置の高電圧側端子と低電圧側端子とにそれぞれ接続されて、光源部１Ａ〜１Ｆに動作電源を供給するための電源線として用いられるが、仮に電源装置が図１において取付具２の左端側に配置されている際には、接続線３Ｇとしては長い電線を用いなければならなず、このように接続線３Ｇを長くした場合には、接続線３Ｇに浮き上がりが生じ易くなる。

そこで、このように接続線３Ｇが長くなって、浮き上がりが生じるおそれがある場合には、接続線３Ｇを、取付具２の載置面に対向する光源部の後面部に設けた保持部１５に、少なくとも一箇所で保持させればよい。このようにすれば、接続線３Ｇの浮き上がりを抑制することが可能となり、光源装置Ｌの設置時に接続線３Ｇが邪魔になることを防止できる。しかも、保持部１５をモールド体１２に設けていることによって、接続線の浮き防止のために別途コードキープ等を設ける必要がなくなる。この点は、接続線３Ａについても同様であり、電源装置と取付具２との位置関係によって、接続線３Ａ，３Ｇのいずれか或いはその両方を好適な箇所で光源部１Ａ〜１Ｆのモールド体１２の保持部１５に保持させるようにすればよい。尚、このような保持部１５は、必ずしも光源部の後面部に設ける必要はなく、例えば本体部１３の前面部や、側面部に設けるようにしてもよいが、取付具２の載置面に対向する光源部の後面部に保持部１５を設けることで、接続線を光源部の本体部１３と取付具２とによってある程度隠すことができるため、外観がよくなる。

一方、上記の図１に示す例では、送り配線となる接続線３Ｂ〜３Ｆとして、一般的に良く用いられる絶縁被覆電線を用いているが、このような絶縁被覆電線を用いた際には、図１に示すように、光源部１Ｄ，１Ｅのようにピッチを大きくした場合と、光源部１Ａ，１Ｂのように最小ピッチとした場合とでは、取付具２の短手方向（配列方向に直交する方向）への接続線の突出量（つまりは取付具からの接続線の出幅）が大きく変化し、光源部間のピッチを大きくできるように接続線を長くすればするほど、光源部間を最小ピッチとした際に接続線の突出量が大きくなり、結果として光源装置Ｌの大型化を招くおそれがある。

このような問題を生じさせないためには、図４に示すように、接続線３Ｂ〜３Ｆの代わりに、電線をコイル状に巻いたカールコード（スプリングケーブルともいう）からなる接続線３Ｂ’〜３Ｆ’を用いればよい。すなわち、カールコードは、巻き方向に対して伸縮自在なものであるから、例えば図４に示す光源部１Ａ，１Ｂと、光源部１Ｄ，１Ｅとのように、光源部間のピッチが異なる場合でも、取付具２の短手方向（配列方向に直交する方向）への接続線の突出量が変化することがなくなる。そのため、光源部間のピッチを大きくできるように接続線を長く設定したとしても、図１のような接続線３Ｂ〜３Ｆに比べて、取付具２の短手方向（配列方向に直交する方向）への接続線の突出量を抑えることができ、これにより光源装置Ｌの大型化を抑制することが可能となる。

本発明の照明器具に用いる光源装置の概略前面図である。 （ａ）は、取付具の側面図であり、（ｂ）は、取付具の一部省略した他方の側面図であり、（ｃ）は、取付具に光源部を取り付けた状態の側面図であり、（ｄ）は、取付具に光源部を取り付けた状態の一部省略した他方の側面図である。 （ａ）は、光源部の概略前面図であり、（ｂ）は、光源部の概略側面図であり、（ｃ）は、光源部の概略後面図であり、（ｄ）は、光源部の他方の概略側面図である。 本発明の照明器具に用いる光源装置の別の例を示す概略前面図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｆ 光源部
２ 取付具
３Ａ〜３Ｇ 接続線
４Ａ〜４Ｆ 発光ダイオード
Ｌ 光源装置

Claims (4)

1. 光源部と、複数の光源部を各々の照射方向を同方向へ向けた状態で所定方向に列状に着脱自在に取り付ける取付具とを備え、
   取付具は、光源部が載置される載置面を一面に有する長尺且つ矩形板状の底板部と、底板部の短手方向両端部から垂設された一対の側板部とでコ字型に形成されてなり、各側板部にはそれぞれ長手方向に沿って等間隔に複数の切欠が設けられ、
   光源部は、取付具の底板部と両側板部とで形成される領域内に配置される大きさの直方体状に形成されてなり、底板部と反対側の面には光源が配置され、各側板部と対向する面からは光源に電気的に接続された送り用配線がそれぞれ導出されるとともに、各送り用配線の光源部からの導出部分には送り用配線を保護するブッシュ部がそれぞれ設けられ、
   前記所定方向で隣接する光源部同士は、前記送り用配線を用いて電気的に接続され、各光源部は、それぞれ各ブッシュ部が対応する切欠に差し込まれることで取付具に取り付けられることを特徴とする光源装置。
2. 前記送り用電線は、カールコードであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 取付具は、複数の光源部が載置される載置面を有し、取付具の載置面に対向する光源部の部位には、光源部に動作電源を供給する電源装置からの電源線を保持する保持部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置を備えていることを特徴とする照明器具。

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