JP4838867B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、照明装置に関し、特に冷陰極発光体を採用した照明装置に関する。

従来の照明器具として、一般的には、主にガス放電により発光する蛍光ランプ管が多く採用されていたが、省電力の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤと略す）の普及につれて、多くの照明器具において発光ダイオードが光源として採用されるようになりつつある。

図１２に示すように、一般の発光ダイオードを光源とする照明ランプ１０１は管本体１１０と、管本体１１０の両端部にそれぞれ取り付けられている二つの導電ユニット１２０と、管本体１１０の中に設けられて導電ユニット１２０の間に電気的に接続されている発光ユニット１３０とを備えている。発光ユニット１３０は、回路基板１３１と、回路基板１３１に電気的に接続された複数の発光ダイオード１３２とを備えている。このような照明ランプ１０１は、従来の蛍光ランプ管より高い発光効率と輝度を有するものの、ＬＥＤランプは発光効率が依然好ましくない上、発光ダイオード１３２自体が高い発熱を伴うため、熱を逃がす為の様々な機構が必要になる。そのため、発光ダイオードを利用するには依然として多くの制限がある。

特に、発光ダイオードを光源とする照明ランプ１０１は、前述のように発光ダイオード１３２自体が高い発熱を伴うため、蛍光ランプ管と同様な使用形態で天井に設置された取付端子装置のソケットに装着された場合、天井と照明ランプ１０１間の隙間が僅かしか存在せず、このため十分に熱が発散せず、発光ダイオード１３２を含め、その他の装置に熱損傷が生じてしまうことになる。また発光ダイオード１３２は光の発散が少なく、蛍光ランプ管のように広い領域を照明するには問題がある。

本発明は、発光効率が高くかつ使用寿命が長い冷陰極発光体を利用して、恰も従来の蛍光ランプ管と同様な使用形態で利用でき、広い領域を照明できる照明装置を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、
上部と下部とからなる管本体を有し、主として下部が光透過部材で構成されるとともに、前記管本体の内部に管軸方向に冷陰極発光体が延設された照明装置であり、前記上部と下部とからなる管本体は、主として光透過部材で構成され断面が略U字状でその断面が一定の長尺材からなる前記下部と、筒状体であり断面が一定の長尺材からなる前記上部とが長手方向に延びる溝で互いに嵌合されるように一体構造で構成され、前記管本体の端部には、ソケットに挿入される２本の電極が貫通して設けられた端縁封止体が固定されるようになっており、該端縁封止体は、係止爪が外向きに張出すように設けられた片がその裏面側に延びる構造を有し、さらに前記筒状体には少なくとも一個の係止溝が貫通形成されており、前記端縁封止体の前記係止爪が前記筒状体の前記係止溝に前記筒状体の内側から圧入係止されていることを特徴としている。
この特徴によれば、発光効率が高くかつ使用寿命が長い冷陰極発光体の光源を利用する構造になっているため、蛍光ランプ管と同様、下部の光透過部材を介して広い領域を照明できる照明装置を提供できるうえ、前記上部と下部とからなる管本体における前記上部が筒状体の構造になっているため、照明装置取り付け時などに生じる管本体に働く捻り力に対して、前記上部が変形を抑制し、効果的に管本体のねじり変形を防止するように働く。
特に、管本体の長手方向両端を端縁封止体で固定するのみで、上部の筒状体の強度を生かして強固な照明装置を構成できる。また端縁封止体には前記した電極が設けられているため、組み付けと同時に電極を備えた管本体が得られることになる。

本発明の照明装置は、
前記筒状体の底面が管本体を長手方向に上下に分離する仕切体を構成し、前記仕切体の下面位置には前記下部の光透過部材に向けて冷陰極発光体の光を反射する光反射部材が設けられ、該光反射部材によって前記仕切体の下方位置に管軸方向に延設された複数の冷陰極発光体からの光を、下部の光透過部材に向けて反射できるようになっていることを特徴としている。
この特徴によれば、前記上部を構成する筒状体の底面を光反射部材が位置する仕切体として利用できるため、光反射部材の位置決めが容易になるばかりか照明装置における管本体の構造も簡素化できる。

本発明の照明装置は、
前記筒状体は断面一定の長尺材であり、該筒状体の下方に長手方向に走る溝が設けられ、該溝に対して光透過部材の断面略U字状の両上端部に内向きに延びる爪部が係合するように連結されていることを特徴としている。
この特徴によれば、筒状体と光透過部材とが上下方向に分離し辛い構造となるため、管本体に働く捻り力に対して、前記筒状体が変形を抑制し、より効果的に管本体のねじり変形を防止するように働く。

本発明の照明装置は、
前記管本体内には、管本体内の長手方向に移動調整可能な、冷陰極発光体を長手方向に向けて把持する把持部を有する発光体保持片を備えていることを特徴としている。
この特徴によれば、発光体保持片は、管本体内を延びる冷陰極発光体を支持し、移動時や大きな揺れに対して管本体内の冷陰極発光体を保護する働きをする。特に長手方向にこの発光体保持片を移動設置できることから、管本体や冷陰極発光体の長さ条件等に応じて、冷陰極発光体の一番振れの激しくなるような位置を特定して揺れに対する対処が可能となる。

本発明にかかる照明装置の実施形態を示す斜視図である。 図１の照明装置の分解斜視図である。 図１の筒状体の拡大斜視図である。 図１の端縁封止体を外面から見た斜視図である。 図１の端縁封止体を内面から見た斜視図である。 図１の照明装置の分解時の斜視図である。 本発明にかかる照明装置に用いられる発光体保持片の斜視図である。 図７の発光体保持片の正面図である。 図１のＸ−Ｘ断面斜視図である。 図１のＸ−Ｘ断面図である。 照明装置内部に装備されるランプ設備の電気回路図である。 一般のＬＥＤランプ管の斜視概略図である。

本発明の上述の、及びその他の技術内容、特徴と効果は、添付図面に基づく好適な実施形態に関する以下の詳細な説明により、明らかになるであろう。

本発明にかかる照明装置の好適な実施形態が図１以降に示されており、この照明装置３は一般の蛍光ランプ管の使用方法と同様に、二つのソケット（図示せず）の間に取り付けて適用されるものであり、前記ソケットは、既存の蛍光灯の基体に設けられているソケットであり、照明装置３は蛍光灯管の代わりに利用されるランプである。照明装置３は、特に図１、図２に示されるように中空状の管本体４であり、管本体４の一端部の内部には制御装置である導電ユニット５が固定され、この導電ユニット５は主にインバータとＰＦＣ(図示せず)からなる。

具体的には、管本体４は、断面略U字状の光透過部材９（下部）と、放熱性の高い材料で構成される筒状体１０（上部）との接合構造により構成され、前記上部の筒状体１０の底面板が内部を少なくとも長手方向に上下に分離する仕切体１８としての機能を有している。この仕切体１８の上方位置にはインバータを含む制御装置である導電ユニット５がケース体５５に収納された状態で内装固定されている。このケース体５５は、利用者等が容易に導電ユニット５に触れられないように遮蔽機能を有している。このように、管本体４の仕切体１８の下方位置に管軸方向に延設された複数の冷陰極発光体７が設置され、前記仕切体１８の下面には前記した光反射部材３０が位置していることにより、光透過部材９に向けて冷陰極発光体７の光が反射されるようになっている。

このような構造の照明装置は、発光効率が高くかつ使用寿命が長い冷陰極発光体７の光源を光反射部材３０を利用して反射する構造であるため、蛍光ランプ管と同様な広い領域を照明できることになる。また管本体４の仕切体１８の下方面が光反射部材３０であり、かつ前記仕切体１８の上方位置にインバータを含む制御装置である導電ユニット５が内装されているため、この導電ユニット５が照明部を占有することがない。すなわち光透過部材の長さと合わせて冷陰極発光体７を管軸方向に十分延設できることになり、従来の蛍光ランプ管と同様に管本体の端部付近まで照明部として利用できることになる。

前記管本体４の下部は、断面Ｕ字状であり、主として合成樹脂からなる半透明の光透過部材９から構成されているとともに、前記管本体４内部に管軸方向に複数の冷陰極発光体７が延設され、前記複数の冷陰極発光体７の上面には、下方に位置する前記光透過部材９向けて冷陰極発光体７の光を反射する光反射部材３０が設けられている。電気的に接続される複数の冷陰極発光体７（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、略称ＣＣＦＬ）は２本用いられているが、本数に関しては要求される明るさに応じて、適宜本数は選択できる。ここで２本の冷陰極発光体７、７は接続線１５で接続されているが、これは後述するように冷陰極発光体が直列接続される構造を採るために必要な構成である。また光透過部材９は、抜き出し成型により製造される断面一定の長尺材であり、断面が略U字状であり、そのU字状の両上端部に内向きの爪部１４を有する。光透過部材９はこの長尺材を所定の長さで切断して利用される。また、この光透過部材９は透明もしくは乳白色の透光性の合成樹脂が主に用いられるが、種々のカラーが適用されることもある。光透過部材９は冷陰極発光体７からの光を散乱させるために内側面は凹凸上の光散乱面に加工されている。

筒状体１０を図３に基づいて更に詳しく説明すると、筒状体１０は放熱性の高い材料例えばアルミ素材等で構成され、抜き出し成型により製造される断面一定の長尺材であり、筒状体１０の底面板が仕切体１８としての機能を有している。また６は後述する端縁封止体８の係止爪１２を係止する係止溝である。このように上部が筒状体１０となっているために強度が高く、照明装置取り付け時などに生じる管本体４に働く捻り力に対して、前記上部が変形を抑制し、効果的に管本体４のねじり変形を防止するように働く。また導電ユニット５が発生する熱は、放熱性の高い材料で構成された導電ユニット５を取り囲む前記上部により効果的に放出されることになる。また筒状体１０の下方長手方向に走る溝１３が設けられ、この溝１３は光透過部材９の断面略U字状の両上端部に内向きに延びている爪部１４と係合可能となっている。筒状体１０の下方長手方向に走る溝１３に対して、光透過部材９の爪部１４を長手方向から嵌合することにより、筒状体１０と光透過部材９との連結が完了する。このように溝方向においてのみ両者の相対移動が許容されるため、筒状体１０と光透過部材９は上下方向に分離し辛い構造でありながら、照明装置のメンテナンス時など、両者の長手方向の相対移動で光透過部材９内にアクセスが可能となり、特に光透過部材９内に侵入した虫などの掃除が容易となる。１７はピン孔である。

筒状体１０の両端に取り付けられる端縁封止体８について図４，５に基づいて説明すると、端縁封止体８はこれを貫通するように電極５２が設けられ、電極５２の外側に延びる部分は、図示しないソケットに挿入される電極部であり、２本の電極５２の内側に延びる部分は、集中端子１６に接続され、導電ユニット５に接続されることになる。図２、４，５に示されるように、端縁封止体８の裏面側には係止爪１２が設けられた片６０が延びており、また係止爪１２は片６０から外向きに張出すように設けられており、筒状体１０の側面に筒状体を貫通して形成されている係止溝６に係止爪１２が筒状体１０内面側から圧入係止されることにより、端縁封止体８がワンタッチで筒状体１０の両端に取り付けられることになる。すなわち長手方向両端を端縁封止体８で固定するのみで、図１に示される強固な照明装置を構成できる。また端縁封止体８には前記した電極５２が設けられているため、組み付けと同時に電極を備えた管本体が得られることになる。

さらに端縁封止体８は、電極５２が設けられた上部封止体８２と下部封止体８３とを区画するようにその境界に比較的肉薄の折曲部８１が形成されているとともに、図５に示されるように上部封止体８２と下部封止体８３の内面部には、それぞれ貫通部２０を有する係合片２１が設けられている。１９は、前記した係合片２１の貫通部２０に上方から貫通係止可能な係止ピンであり、係止ピン１９の頂部はＴ状に形成されている。矢印で示される方向に、係止ピン１９を上部封止体８２と下部封止体８３におけるそれぞれの係合片２１の貫通部２０に同時に嵌入することにより、折曲部８１の位置で曲がりにくい端縁封止体８が構成できる。

図６には照明装置のメンテナンス時などにおける態様が示されており、前記端縁封止体８の一部の変形もしくは移動、すなわちこの実施例によれば、矢印で示される方向に、係止ピン１９を少なくとも下部封止体８３における係合片２１の貫通部２０から抜くことにより、折曲部８１の位置での端縁封止体８の曲げが許容される。その結果、矢印に示されるように、筒状体１０と光透過部材９との溝方向においてのみの両者の相対移動が許容され、両者の長手方向の相対移動で光透過部材９内にアクセスが可能となり、特に光透過部材９内に侵入した虫などの掃除が容易となる。また、変形や移動を伴わない端縁封止体８における上部封止体８２に電極５２が設けられているため、照明装置のメンテナンス時などにおいて、電極５２及びそこに繋がるインバータを含む制御装置である導電ユニット５が露出することがなく、安全性が保たれる。

図７には、発光体保持片２３が示されており、これは筒状体１０に形成された長手方向の溝１３に嵌合可能な保持部２３１と、冷陰極発光体７を長手方向に向けて把持する把持部２３２とから構成されている。また発光体保持片２３は、前記保持部２３１と把持部２３２とを連結する吊架部２３４を有し、該吊架部２３４が図８に示されるように屈伸可能になっている。

この発光体保持片２３は、筒状体１０内を延びる冷陰極発光体７を図９に示されるように支持し、移動時や大きな揺れに対しても筒状体１０内の冷陰極発光体７を保護する働きをする。特に長手方向の溝１３で発光体保持片２３が支持されているため、長手方向にこの発光体保持片２３を移動設置できることから、筒状体１０や冷陰極発光体７の長さ条件等に応じて、冷陰極発光体７の一番振れの激しくなるような位置を特定して揺れに対する対処が可能となる。発光体保持片２３の取り付けに際しては、吊架部２３４の屈曲と伸長とによりワンタッチで長手方向の溝１３に保持部２３１を嵌合できるばかりか、発光体保持片２３を長手方向に容易に移動できることになる。また、吊架部２３４の屈曲により長手方向の溝１３から保持部２３１を容易に外すこともできる。

図１０は、上記のように組み立てられた図１の照明装置のＸ―Ｘ断面図であり、冷陰極発光体７の光を反射する光反射部材３０は、溝１３内において発光体保持片２３の保持部２３１により共に嵌合し、光反射部材３０は筒状体１０に確実に取り付けられている。したがって発光体保持片２３を筒状体１０から取り除くと、光反射部材３０の係止が緩くなり筒状体１０から光反射部材３０が取り外しやすくなる。ただしこの実施例に限らず光反射部材３０は筒状体１０に接着剤で固定されても良いし、また筒状体１０に塗布されて構成されても良い。

照明装置３内部に装備されるランプ設備は図１１に詳しく開示されており、端縁封止体８はこれを貫通するように電極５２が設けられ、電極５２の外側に延びる部分は、図示しないソケットに挿入される電極部であり、２本の電極５２の内側に延びる部分は、集中端子１６に接続され、導線２４、２５を介してそれぞれ導電ユニット５に接続されることになる。電気的に接続される複数の冷陰極発光体７（ＣＣＦＬ）は２本用いられており、２本の冷陰極発光体７、７の一端は接続線１５で接続され、これら冷陰極発光体７、７の他端は導電ユニット５を介して導線２４、２５に接続され、電気的に直列接続を構成している。このため導電ユニット５内のインバータやＰＦＣなどの機器は１個あれば十分であり、この様な簡素なかつ軽量な導電ユニット５を用いて複数本の冷陰極発光体７を並列に配置することにより十分な照度を得ることが出来る。なお、導線２４は筒状体１０内に延設されることにより、導線が照明の邪魔になることがない。

インバータは図示されていないが、電極５２から得られる電圧を例えば２０〜１００ＫＨｚ、２００〜３０００Ｖに昇圧し、この高周波出力が電気的に接続された各冷陰極発光体７に印加される。インバータには高周波出力のデューティサイクルを可変する調光制御回路を付加することが好ましい。調光制御はデューティサイクルを可変する方式に限定されない。インバータは、本実施形態においては一般の自励発振型インバータであるが、実用に際してこれに限定されない。

以上の内容は、本発明の好適な実施形態の一例に過ぎず、本発明の実施の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の特許請求の範囲及び明細書に記載の内容に基づく簡単な、同等の変更や修正は、全て特許請求の範囲に包含される。

３ 照明装置
４ 管本体
５ 導電ユニット
６ 係止溝
７ 冷陰極発光体
８ 端縁封止体
９ 光透過部材
１０ 筒状体
２３ 発光体保持片
３０ 光反射部材
５２ 電極
５５ ケース体
６０ 片

Claims (4)

1. 上部と下部とからなる管本体を有し、主として下部が光透過部材で構成されるとともに、前記管本体の内部に管軸方向に冷陰極発光体が延設された照明装置であり、前記上部と下部とからなる管本体は、主として光透過部材で構成され断面が略U字状でその断面が一定の長尺材からなる前記下部と、筒状体であり断面が一定の長尺材からなる前記上部とが長手方向に延びる溝で互いに嵌合されるように一体構造で構成され、前記管本体の端部には、ソケットに挿入される２本の電極が貫通して設けられた端縁封止体が固定されるようになっており、該端縁封止体は、係止爪が外向きに張出すように設けられた片がその裏面側に延びる構造を有し、さらに前記筒状体には少なくとも一個の係止溝が貫通形成されており、前記端縁封止体の前記係止爪が前記筒状体の前記係止溝に前記筒状体の内側から圧入係止されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記筒状体の底面が管本体を長手方向に上下に分離する仕切体を構成し、前記仕切体の下面位置には前記下部の光透過部材に向けて冷陰極発光体の光を反射する光反射部材が設けられ、該光反射部材によって前記仕切体の下方位置に管軸方向に延設された複数の冷陰極発光体からの光を、下部の光透過部材に向けて反射できるようになっていることを特徴とする請求項1に記載の照明装置。
3. 前記筒状体は断面一定の長尺材であり、該筒状体の下方に長手方向に走る溝が設けられ、該溝に対して光透過部材の断面略U字状の両上端部に内向きに延びる爪部が係合するように連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記管本体内には、管本体内の長手方向に冷陰極発光体を長手方向に向けて把持する把持部を有する発光体保持片を備えていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置。

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