JP4629697B2

JP4629697B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP4629697B2
Application number: JP2007103300A
Authority: JP
Inventors: 眞一近藤
Original assignee: 株式会社近藤工芸
Priority date: 2007-04-10
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2027-04-10
Also published as: JP2008262758A

Description

本発明は、外壁面が内部に照射された光の発光面となる容器体を備えた照明装置に係る技術分野に属する。

最近、各種の照明装置の光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の半導体素子系の発光素子が採用されるようになってきている。半導体素子系の発光素子は、照射される光の指向性が高く照明領域が限定されてしまうという特性がある。このため、半導体素子系の発光素子から照射される光の照明領域を拡張する技術の開発が要望されている。

従来、半導体素子系の発光素子から照射される光の照明領域を拡張する技術としては、特許文献１には、光透過性の材料で内部に光が照射される空隙が区画形成され外壁面が発光面となる容器体と、容器体の内部に光を照射する発光体とを備えた照明装置が記載されている。
特許第３２４３４６６号公報

特許文献１に係る照明装置は、発光体から容器体の空隙へ照射された指向性の高い光を容器体の内壁面で反射，屈折させて容器体の外壁面に進行させ、容器体の外壁面を全面的に発光する発光面（照明領域）とするものである。

特許文献１に係る照明装置では、発熱した発光体の熱を処理するための構成が備えられていないため、発熱した発光体の熱で発光体やその周囲部材が熱劣化，熱損傷するという問題点がある。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので、発光体やその周囲部材の熱劣化，熱損傷を防止することのできる照明装置を提供することを課題とする。

前述の課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、特許請求の範囲の各請求項に記載の手段を採用する。

即ち、請求項１では、光透過性の材料で内部に光が照射される空隙が区画形成され外壁面が発光面となる容器体と、容器体の内部に光を照射する発光体とを備えた照明装置において、発光体は複数個設けられて接続線で電気的に接続され、接続線は導体部分の少なくとも一部が容器体の内部の空隙または外部の空間に露出されていることを特徴とする。

この手段では、発光体に接続した接続線の導体部分を容器体の内部の空隙等に露出させることで、発熱した発光体の熱を接続線の導体部分から放熱させることができる。

また、請求項２では、請求項１の照明装置において、接続線は１つの極について複数本が配線されていることを特徴とする。

この手段では、接続線が複数本とされることで、発熱した発光体の熱の放熱面積が拡張される。

また、請求項３では、請求項１または２の照明装置において、接続線の導体材部分は容器体の内壁面または外壁面にパターン印刷されたものであることを特徴とする。

この手段では、接続線の導体部分が容器体にパターン印刷されることで、接続線の後付け的な配線工作が不要になる。

また、請求項４では、請求項１または２の照明装置において、接続線の導体部分は棒線形に形成され容器体の内壁面に設けられた突起に支持されていることを特徴とする。

この手段では、接続線の導体部分が容器体の内壁面に設けられた突起に支持されることで、接続線が正規の配線ラインに確実に保持される。

また、請求項５では、請求項１または２の照明装置において、接続線の導体部分はパイプ形に形成され容器体の内壁面に設けられた突起に支持されていることを特徴とする。

この手段では、接続線の導体部分が容器体の内壁面に設けられた突起に支持されることで、接続線が正規の配線ラインに確実に保持され、接続線の導体部分がパイプ形に形成されることで、発熱した発光体の熱の放熱面積が拡張されるとともに、接続線の導体部分の内部に放熱のための流体を流通させることができる。

また、請求項６では、請求項４または５の照明装置において、容器体の突起は発光体から照射された光を容器体の外壁面に向けて方向変換させるプリズム機能を発揮するものであることを特徴とする。

この手段では、容器体の突起にプリズム機能が備えられることで、接続線の支持部材である容器体の突起に光の変換部材としての性格が付加される。

また、請求項７では、請求項１〜６のいずれかの照明装置において、容器体は筒形に形成され、発光体は容器体の両端部に相対して配置されていることを特徴とする。

この手段では、筒形の容器体の両端部に発光体が相対して配置されることで、発光体の相対した光の照射方向と直交する方向に位置する容器体の側面の外壁が発光面となる。

また、請求項８では、請求項１〜７のいずれかの照明装置おいて、接続線はスリットまたは小孔が設けられている端子板を介して発光体に接続されていることを特徴とする。

この手段では、スリットまたは小孔が設けられている端子板を発光体，接続線の間に介装させることで、端子板でも発熱した発光体の熱を放熱させることができる。

また、請求項９では、請求項８の照明装置において、発光体，端子板は容器体に固定された取付板に取付けられていることを特徴とする。

この手段では、発光体，端子板が取付板に固定されることで、発熱した発光体の熱による熱膨張等によって発光体，端子板さらには接続線に接続不良が起こることが防止される。

本発明に係る照明装置は、発光体に接続した接続線の導体部分を容器体の空隙等に露出させることで、発熱した発光体の熱を接続線の導体部分から放熱させることができるため、発光体やその周囲部材の熱劣化，熱損傷を防止することができる効果がある。

以下、本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図６は、本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態の第１例を示すものである。

第１例は、図１に示すように、容器体１，発光体２，端子板３，接続線４，取付板５を主要部として構成されている。

容器体１は、形成材料として透明または半透明の合成樹脂材（ポリカーボネート，ウレタン，アクリル等）の光透過性を有するものが採用されている。好ましくは、耐衝撃性，耐燃性に優れたポリカーボネートを選択する。なお、容器体１の形成材料には、光を拡散，増幅させる機能を有する光反射物，蓄光材を含有させることも可能である。

この容器体１は、図２に詳細に示されるように、円筒形の外筒１１と、外筒１１の内側に嵌合され分割構造の円筒形の内筒１２とからなる。

容器体１の外筒１１は、円筒形の外筒本体１１１と、外筒本体１１１の両端部に嵌合されるエンドキャップ１１２とからなる。外筒１１１は、均等な内径，外径が連続する直状管からなる。エンドキャップ１１２は、外筒本体１１１の内側に嵌合される円筒形の嵌合部１１２ａと、嵌合部１１２ａの先端に設けられ内筒１２を外筒本体１１１の内部に位置決めする係合部１１２ｂと、嵌合部１１２ａの後端に設けられ外筒本体１１１の端面を閉塞する閉塞部１１２ｃとからなる。１つのエンドキャップ１１２は、係合部１１２ｂが方形の凸片形に形成され、閉塞部１１２ｃに接続線４が挿通される挿通孔１１２ｄが穿孔されている。他の１つのエンドキャップ１１２は、係合部１１２ｂが方形の凹溝形に形成されている。

容器体１の内筒１２は、軸方向に２つ割にされた接合面に設けられ互違いに係合される係合段部１２１と、内壁面に軸方向へ等間隔で設けられた突起１２２と、突起１２２の接合面の突出の中途部に設けられ接続線４が挿通される挿通孔１２３と、突起１２２の間に設けられた弧面形の凹溝１２４と、外壁面に設けられた弧面形が軸方向へ等間隔で連続する凹凸部１２５と、両端部に設けられ容器体１の外筒１１のエンドキャップ１１２の係合部１１２ｂに対応した係合部１２６とからなる。内筒１２は、接合されて内部に空隙Ｓを区画形成する円筒形が形成されるように半分割構造で成形されたもので、円筒形を形成する際に保形力を高めるため必要の応じて係合段部１２１，突起１２２の接合面に接着剤が塗布されたり超音波溶接処理が施される。突起１２２は、図６に詳細に示されるように、断面が鋭角な三角形に形成され、発光体２から照射された光を内筒１２の外壁面である凹凸部１２５に向けて方向変換させるプリズム機能を発揮する。突起１２２の鋭角の角度θについては、内筒１２の径や発光体２の照度等を考慮して決定されるものであるが、３０度以下さらには１７〜１８度に設定するのが好ましい。凹溝１２４は、図６に詳細に示されるように、突起１２２の底面を円弧の曲面形として連続させるもので、発光体２から照射された光の無用の反射を防止するとともに突起１２２を通過しなかった光を集光して内筒１２の外壁面である凹凸部１２５に向けて進行させる凹レンズの機能を発揮する。凹凸部１２４は、内筒１２の内部から進行してきた光を外部（外筒１１）に向けて広範囲に放射させる凸レンズの機能を発揮する。１つの係合部１２６は、外筒１１のエンドキャップ１１２の凹溝形の係合部１１２ｂに対応した凸片形に形成されている。他の１つの係合部１２６は、外筒１１のエンドキャップ１１２の凸片形の係合部１１２ｂに対応した凹溝形に形成されている。

発光体２は、発光ダイオード等の小型で光の照射能力の高い半導体素子系のものからなる。図面では、チップ形（ブロック形）の発光ダイオードが採用され、容器体１の内筒１２の両端部に相対され内部である空隙Ｓに光を照射するように配置されている。

端子板３は、銅板等を基片３１，突出片３１からなるコ字形に屈曲させたもので、発光体２，接続線４を中継して接続している。

接続線４は、銅線等の裸線のように棒線形の導体部分のみからなるもので、相対する端子板３の間に容器体１の内筒１２の挿通孔１２３に挿通されて内筒１２の内部である空隙Ｓ直線状に配線されて露出し、両端子板３を接続して容器体１の外筒１１の挿通孔１１２ｄから外部へ引出されている。なお、接続線４の配線については、容器体１の半分割構造の内筒１２を円筒形に接合させる前後のいずれでも可能である。

取付板５は、容器体１と同様形成材料で形成されたもので、容器体１の内筒１２の端部に嵌合される十字形の基板５１から円筒部５２が突出されている。基板５１は、中央部にかなり大径の連通孔５１ａ穿孔され、周縁に容器体１の内筒１２の端部に設けられた係合突起（図示せず）に係合される係合溝５１ｂが刻設され、連通孔５１の周囲に接続線が挿通される挿通孔５１ｃが穿孔されている。基板５１には、端子板３が基片３１を当接させて取付けられ、端子板３の基片３１に保持されて連通孔に臨む格好で発光体２が取付けられる。

第１例によると、相対する発光体２から取付板５の円筒部５２を通過して容器体１の内筒１２の内部である空隙Ｓに照射された光は、複合されて容器体１の内筒１２，外筒１１を介して外筒１１の外壁面を発光面として照明することになる。このとき、取付板５の円筒部５２は、光の拡散，逃散を阻止する。また、容器体１の内筒１２では、突起１２２，凹溝１２４によって内筒１２の外壁面である凹凸部１２５に光が効率的に集められ、凹凸部１２５によって集められた光が外筒１１に広範囲に拡散される。また、容器体１の外筒１１では、内筒１２の凹凸部１２５から拡散された光を透過して均等化し、内筒１２の凸レンズとしての凹凸部１２５の界面における光の暗部を消失させ、外壁面にむらのない均等で強い照明（発光）を生じさせる。なお、容器体１の外筒１１については、図２に示すように、外筒本体１１１の両端部のエンドキャップ１１２による閉塞によって各部が収納一体化されるが、製品化に際して必要な装飾や電源接続部材等が適宜付設される。

発光体２の光の照射に伴う発熱の熱は、１次的に、取付板５の基板５１の連通孔５１の存在により、容器体１の内筒１２の内部，外部に放熱される。従って、発熱体２の周囲部材に伝導される熱が減少される。そして、２次的に、発光体１に直接に接続されている端子板３の突出片３２から容器体１の内筒１２の内部，外部に放熱される。そして、３次的に、端子板３に接続されている接続線４から容器体１の内筒１２の内部である空隙Ｓに放熱される。従って、発熱した発光体２の熱が確実に放熱され、発光体２やその周囲部材が熱劣化，熱損傷することがない。

なお、発光体２，端子板３が取付板５に取付けられているため、発熱した発光体２の熱による熱膨張等で発光体２，端子板３の実装位置が変化し光の照射方向がくるって照明効果が減退するようなことはない。また、接続線４が容器体１の内筒１２の突起１２２に等間隔で支持された格好となっているため、発熱した発光体２の熱で接続線４が変形するのが阻止されて正規の配線ラインに確実に保持される。

図７は、本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態の第２例を示すものである。

第２例は、容器体１の１個の外筒１１の内部の軸方向に複数個の内筒１２（発光体４等を含む）を整列収納してある。

第２例によると、容器体１が長軸になるため、照明体として大型化を図ることができる。

なお、第２例では、取付板５の基板５１の連通孔５１が光の透過を許容して、各内筒１２の間（発光体１の背部側）の暗部の形成を解消することができるため、照明体としての均等な照明が確保される。

図８は、本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態の第３例を示すものである。

第３例では、接続線４を１つの極について複数本配線してある。即ち、容器体１の内筒１２の挿通孔１２３や取付板５の基板５１の挿通孔５１ｃ等を１つの極について複数個設けてある。

第３例によると、接続線４の本数が増加されて放熱面積が拡張されるため、発熱した発光体２の熱をより確実に放熱させることができる。なお、端子板３の基板３１に接続線４の挿通のために穿孔された孔については、接続線４が挿通されなくても端子板３の放熱機能を高める点では有効である。端子板３の放熱機能を高めるには、スリット等を刻設することも有効である。

図９は、本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態の第４例を示すものである。

第４例は、接続線４をパイプ形としている。

第４例によると、接続線４の放熱面積が拡張されるため、発熱した発光体２の熱をより確実に放熱させることができる。なお、接続線４の内部に放熱のための流体（空気，冷媒等）を流通させると、発熱した発光体２の熱をさらにより確実に放熱させることができる。

図１０は、本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態の第５例を示すものである。

第５例は、接続線４を容器体１（外筒１１，内筒１２）の内壁面または外壁面にパターン印刷されたものとしている。

第５例によると第１例から第４例までの棒線形，パイプ形の接続線４を配線する場合に比して、配線工作が容易になる。なお、接続線４を容器体１の外筒１１の外壁面に設けられた場合には、発熱した発光体２の熱が容器体１の外部の空間に放熱されることになる。

以上、図示した各例の外に、接続線４として被覆線を採用し、被覆線の放熱機能を奏させる部分の絶縁被膜を削除して導体部分を露出させて使用することも可能である。

さらに、発光体２を複数個ずつ相対させることも可能である。

容器体１を円筒形以外の形状とすることも可能で、発光体２を相対させずに複数個配置することも可能である。

本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態第１例の簡略化した斜視図である。図１の詳細な分解斜視図である。図２の組立状態の縦断面図である。図３のＸ−Ｘ線断面図である。図３のＹ−Ｙ線断面図である。図２の要部の拡大図である。本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態第２例の断面図である。本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態第３例の要部の分解斜視図である。本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態第４例の簡略化した斜視図である。本発明に係る照明装置を実施するための最良の形態第５例の簡略化した斜視図である。

符号の説明

１容器体
１１外筒
１２内筒
１２２突起
２発光体
３端子板
４接続線
５取付板
Ｓ空隙

Claims

光透過性の材料で形成されていると共に内部に光が照射される空隙が区画形成されており外壁面が発光面となる容器体と、該容器体の内部に光を照射する発光体とを備えた照明装置において、前記発光体は複数設けられていると共に接続線で電気的に接続されており、該接続線は前記発光体の１つの極について互いに平行にかつ離隔して伸長する複数の接続線からなり、該接続線の導体部分の少なくとも一部が前記容器体の内部の空隙又は外部の空間に露出されていることを特徴とする照明装置。
前記複数の接続線は、前記発光体の端子板に共に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記接続線の導体部分は、棒線形に形成され前記容器体の内壁面に設けられた突起に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
前記容器体の突起は、前記発光体から照射された光を前記容器体の外壁面に向けて方向変換させるプリズム機能を発揮するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
前記容器体は筒形に形成され、前記発光体は前記容器体の両端部に相対して配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
前記接続線は、スリット又は小孔が設けられている端子板を介して前記発光体に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置。
前記発光体及び前記端子板は、前記容器体に固定された取付板に取付けられていることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。