JP5019042B2

JP5019042B2 - 照明装置および照明器具

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Publication number: JP5019042B2
Application number: JP2007200302A
Authority: JP
Inventors: 圭一清水; 昭仁篠崎; 宏二天田; 康博佐野
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2007-08-01
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-08-01
Also published as: JP2009037820A

Description

本発明は、光を照射する照明装置、およびこの照明装置を用いた照明器具に関する。

従来、光源としてＬＥＤを用いた照明装置は、ＬＥＤの点灯時に発生する熱を放熱するために、ＬＥＤを配設した基板を金属製の発熱体の前面に密着させて取り付け、さらに、これらを透明なカバーケースの内側に配置し、ＬＥＤと基板と発熱体とが熱的に接続されるように充填材を充填し、ＬＥＤの点灯時に発生する熱を発熱体から放熱させるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−３０２４８３号公報（第５−６頁、図１）

ＬＥＤを用いた照明装置は、ＬＥＤの点灯時に発生する熱を放熱するために、ＬＥＤを配設した基板を金属製の発熱体に密着させて取り付けているため、発熱体との関係でＬＥＤの向きが限定され、それにより光を照射する方向が一方向に限定されている。

そのため、例えば、照明装置を天井面に設置してこの天井面から下方に光を照射する前方照射タイプと、照明装置を壁面に設置してこの壁面と平行な方向に光を照射する側方照射タイプとでは、照明装置の構造が全く異なり、兼用することはできなかった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、異なる方向に光を照射する複数種類の照射タイプに兼用できる照明装置、およびこの照明装置を用いた照明器具を提供することを目的とする。

請求項１記載の照明装置は、光源と；前面およびこの前面に隣接する側面を有し、これら前面および側面のいずれにも光源を取付可能とした金属製の放熱体と；光源用の電源ユニットおよびこの電源ユニットを収納するケースを備え、放熱体に配設された電源部と；を具備し、放熱体は、電源部のケースを固定する固定部を前面側に備える複数の放熱体であり、これら複数の放熱体は、互いに離間し、かつ、対向するように配設されており、
電源部は、複数の放熱体によって形成される内部スペースに形成された電源部配設部に配設され、放熱体の固定部に固着手段を介して固定されているとともに、電源部の電源ユニットを収納するケースは放熱体の前面側から取り付けられているものである。

光源は、例えば、ＬＥＤや有機ＥＬなどが用いられ、放熱性に優れたアルミニウム製の基板やフレキシブル基板などに配設され、これら基板を介して放熱体に取り付けられる。

放熱体は、例えば、放熱性に優れたアルミダイカスト製などの金属製で、前面と側面とにそれぞれ光源を取り付ける取付面が設けられる。これら前面および側面の取付面を平面とすることにより、光源の基板が密着しやすくなり、発熱体への放熱性を高められる。光源の取り付けに支障のない放熱体の中央などに電源部が配設される電源部収容部が設けられる。

電源部の電源ユニットは、例えば、ＬＥＤに直流電源を供給するために、交流を直流に変換する直流化回路を備え、また、電源ユニットを収納するケースは、例えば、難燃性樹脂で形成される。

そして、放熱体および電源部を備え、放熱体の前面および側面のいずれにも光源を取付可能とするため、光源の取付場所を選択するだけで、前面から光を照射する照射タイプ、側面から光を照射する照射タイプ、前面および側面の両方から光を照射する照射タイプに構成され、これら各照射タイプに１つの照明装置を兼用可能となる。

請求項２記載の照明装置は、請求項１記載の照明装置において、放熱体との間で光源および電源部を覆い、放熱体に対して密閉状態に取り付けられる透光性カバーを具備しているものである。

透光性カバーは、例えば、透明なガラス製やアクリルなどの樹脂製で、パッキングを介し、放熱体にねじ込み固定する構造を採ることにより、ねじ止めなどに比べて防水性を高められる。

そして、放熱体との間で光源および電源部を覆い、放熱体に対して密閉状態に取り付けられる透光性カバーにより、防水形の照明装置が形成される。

請求項３記載の照明装置は、請求項２記載の照明装置において、透光性カバーには、光源の光を制光する制光部が形成されているものである。

制光部は、例えば、透過する光の配光を制御するレンズや透過する光を拡散させる拡散面などで構成される。

そして、透光性カバーに制光部を設けたため、別のレンズなどを用いなくても、光源の光を制光可能となる。

請求項４記載の照明装置は、請求項２または３記載の照明装置において、透光性カバーは、透光性を有するカバー部と放熱体に取り付けられる取付部とを有し、取付部がカバー部より放熱性のよい材料で形成されているものである。

カバー部は、例えば、透明なガラス製やアクリルなどの樹脂製で、また、取付部は、例えば、放熱性に優れた金属製で構成される。取付部は、外面に露出し、熱を外部に放熱する。放熱性のよいとは、カバー部よりも熱伝導率が高い材料であったり、熱放射率が高い材料であることも含む。

そして、透光性カバーの取付部をカバー部より放熱性のよい材料で形成したため、密閉状態であるにもかかわらず取付部により放熱体からの熱を効率よく外部へ放熱可能となる。

請求項５記載の照明装置は、請求項１ないし４いずれか一記載の照明装置において、フレキシブル基板およびこのフレキシブル基板に取り付けられた複数の光源とを有する光源モジュールを具備し、フレキシブル基板の光源の取付部分が放熱体の側面に取り付けられるとともに、フレキシブル基板の隣り合う光源の間の中間部分が放熱体の側面より外方へ膨出されているものである。

フレキシブル基板は、例えば、可撓性および絶縁性を有する樹脂フィルムに配線パターンが形成されたもので、配線パターンに光源が電気的に接続されて取り付けられている。

そして、光源モジュールのフレキシブル基板を放熱体の側面に沿って配置することにより、複数の光源を放熱体の側面に容易に取り付けられ、また、フレキシブル基板の隣り合う光源の間の中間部分を放熱体の側面より外方へ膨出させることにより、フレキシブル基板の余分な長さ分を吸収して調整可能となるとともに、隣り合う光源からの光を遮光して配光制御も可能となる。

請求項６記載の照明装置は、請求項１ないし５いずれか一記載の照明装置において、放熱体の前面と側面との間に遮光板が配設されているものである。

遮光板は、例えば、放熱性に優れた金属製で、放熱体に取り付けられる。

そして、放熱体の前面と側面との間に配設した遮光板により、配光制御が可能となるとともに、光源の熱を遮光板からも放熱可能となる。

請求項７記載の照明器具は、器具本体と；この器具本体に取り付けられた請求項１ないし６いずれか一記載の照明装置と；を具備しているものである。

器具本体は、例えば、天井や壁面に設置されたり、あるいは地面上に立てられた状態に設置される。

そして、複数種類の灯体に、照明装置を兼用して用いることが可能となる。

請求項１記載の照明装置によれば、放熱体および電源部を備え、放熱体の前面および側面のいずれにも光源を取付可能とするため、光源の取付場所を選択するだけで、前面から光を照射する照射タイプ、側面から光を照射する照射タイプ、前面および側面の両方から光を照射する照射タイプに構成でき、これら各照射タイプに１つの照明装置を兼用できる。さらに、複数の放熱体によって形成される内部スペースに形成された電源部配設部に電源部を配設できるので、電源部のスペースを新たに設けなくてもよく、光源ユニットとしてコンパクトにできる。しかも、電源ユニットを覆うケースの取り付けを放熱体の前面側から行うことができるので、放熱体に囲まれた領域であっても電源ユニットと放熱体との絶縁を確保するためのケースの配設作業が容易となり、電源ユニットと放熱体との絶縁を確実に得ることができる。

請求項２記載の照明装置によれば、請求項１記載の照明装置の効果に加えて、放熱体との間で光源および電源部を覆い、放熱体に対して密閉状態に取り付けられる透光性カバーにより、防水形の照明装置に形成できる。

請求項３記載の照明装置によれば、請求項２記載の照明装置の効果に加えて、透光性カバーに制光部を設けたため、別のレンズなどを用いなくても、光源の光を制光できる。

請求項４記載の照明装置によれば、請求項２または３記載の照明装置の効果に加えて、透光性カバーの取付部をカバー部より放熱性のよい材料で形成したため、密閉状態であるにもかかわらず取付部により放熱体からの熱を効率よく外部へ放熱できる。

請求項５記載の照明装置によれば、請求項１ないし４いずれか一記載の照明装置の効果に加えて、光源モジュールのフレキシブル基板を放熱体の側面に沿って配置することにより、複数の光源を放熱体の側面に容易に取り付けることができ、また、フレキシブル基板の隣り合う光源の間の中間部分を放熱体の側面より外方へ膨出させることにより、フレキシブル基板の余分な長さ分を吸収して調整できるとともに、隣り合う光源からの光を遮光して配光制御もできる。

請求項６記載の照明装置によれば、請求項１ないし５いずれか一記載の照明装置の効果に加えて、放熱体の前面と側面との間に配設した遮光板により、配光制御ができるとともに、光源の熱を遮光板からも放熱させることができる。

請求項７記載の照明器具によれば、複数種類の灯体に、請求項１ないし６いずれか一記載の照明装置を兼用して用いることができる。

以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は照明装置の斜視図、図２は照明装置を用いた照明器具の一例を示す断面図、図３は照明装置の放熱体の平面図、図４は照明装置を用いた照明器具の他の例を示す断面図、図５は照明装置を用いた照明器具の他の例を示す底面図、図６は照明装置を用いた照明器具のさらに他の例を示す断面図、図７は照明装置の光源モジュールを用いた平面図、図８は照明装置の透光性カバーの他の例を示す断面図である。

図１に示すように、照明装置11は、放熱体12、光源モジュール13（図２、図４参照）および電源部14を備え、さらに、用途に応じて、パッキング15および透光性カバー16を備える。

放熱体12は、放熱性に優れた例えばアルミダイカスト製などの金属製で一体成形されており、一面である背面を取付面19とする円板状の取付板部20を有し、この取付板部20の他面である前面に複数の放熱体としての一対の取付台部（放熱体部）21が間隔をあけてそれぞれ突出形成されている。放熱体12の中央位置であって取付板部20の前面と一対の取付台部21との間で構成されるスペースに電源部14が配設される電源配設部22が形成され、この電源配設部22に臨む取付板部20に電源部14と外部とを接続するケーブルの配線孔23（図３参照）が形成されている。

放熱体12の取付面19に対して反対側となる両取付台部21の前面には、光源モジュール13を取付可能とする平面状の前面側光源取付面24が形成され、また、放熱体12の側面である取付台部21の側面には、周方向に略等角度となる複数箇所であって本例では４箇所、つまり各取付台部21の側面両端に平面状の側面側光源取付面25が形成されている。

各取付台部21の前面側光源取付面24には、光源モジュール13を位置決めするための突起26、および発光モジュール13をねじ止めによって取り付けるための取付孔27がそれぞれ形成され、さらに、電源部14を取り付けるための固定部としての取付溝28が形成され、この取付溝28内に電源部14をねじ止めによって取り付けるための取付孔29が形成されている。

両取付台部21の互いに対向した対称位置である側面中央には、透光性カバー16をねじ込みによって取り付けるための螺旋状のねじ部30の一部が形成されている。

取付板部20の前面の周辺近傍にはパッキング15の内周が嵌合してパッキング15を位置決めする突部31（図２参照）が形成されている。

また、光源モジュール13は、光源として発光素子であるチップ状のＬＥＤ34を用い、このＬＥＤ34を基板35に配設したもので、基板35には例えばアルミニウムなどの放熱性に優れた材料が用いられている。そして、図４および図５に示すように、前面側光源取付面24に取り付けられる光源モジュール13は、円板状の基板35上に複数のＬＥＤ34が周方向に等間隔に配設されたもので、この基板35が前面側光源取付面24の突起26に係合して位置決めされるとともに、基板35を通じて取付孔27に螺着される図示しないねじで基板35が前面側光源取付面24に密着するように固定される。また、図２に示すように、側面側光源取付面25に取り付けられる光源モジュール13は、四角形状の基板35の中央にＬＥＤ34が配設されたもので、例えば接着剤によって基板35が側面側光源取付面25に密着するように固定される。

また、電源部14は、ＬＥＤ34に直流電源を供給するために、交流を直流に変換する直流化回路を含む図示しない電源ユニット、この電源ユニットを収納して放熱体12の電源配設部22に配設されるケース38を備えている。このケース38は、例えば難燃性樹脂で形成され、各取付台部21の取付溝28に係合する各取付片39が突設され、これら各取付片39を通じて取付孔29に螺着される固着手段としてのねじ40で放熱体12に取り付けられている。ケース38には、電源ユニットと発光モジュール13とを接続するケーブルなどを通す挿通孔38aが形成されている。

また、パッキング15は、断面円形状で、リング状に形成されている。

また、透光性カバー16は、放熱体12の前面側との間で光源モジュール13および電源部14を覆い、放熱体に対してパッキング15を介して密閉状態に取り付けられるもので、例えば、透明なアクリル樹脂製で、放熱体12の前面側を覆う円板状のカバー部としての前面カバー部43、および放熱体12の側面側を覆うカバー部としての側面カバー部44を備えている。

側面カバー部44の端部には放熱体12に取り付けられる取付部45が形成され、この取付部45の内周に放熱体12のねじ部30に螺合する螺旋状のねじ部46が形成されている。

そして、この照明装置11は、放熱体12および電源部14を備え、放熱体12の前面および側面のいずれにも光源モジュール13を取付可能とするため、光源モジュール13の取付場所を選択するだけで、前面から光を照射する照射タイプ、側面から光を照射する照射タイプ、前面および側面の両方から光を照射する照射タイプに構成でき、これら各照射タイプに１つの照明装置11を兼用できる。

放熱体12との間で光源モジュール13および電源部14を覆い、放熱体12に対して密閉状態に取り付けられる透光性カバー16により、防水形の照明装置11に形成できる。透光性カバー16は、パッキング15を介し、放熱体12にねじ込み固定する構造を採ることにより、ねじ止めなどに比べて防水性を高めることができる。

放熱体12の前面側光源取付面24および側面側光源取付面25とも、平面状に形成されているため、光源モジュール13の基板35が密着しやすくなり、基板35から放熱体12への放熱性を高めることができる。

放熱体12の一対の取付台部21によって形成される内部スペースに形成された電源部配設部22に電源部14を配設できるので、電源部14のスペースを新たに設けなくてもよく、光源ユニットとしてコンパクトにできる。また、電源ユニットを覆うケース38の取付方向が放熱体12の前面側から行うことができるので、放熱体12に囲まれた領域であっても電源ユニットと放熱体12との絶縁を確保するためのケース38の配設作業が容易となり、電源ユニットと放熱体12との絶縁を確実に得ることができる。

次に、図２は、照明装置11をモジュールとして用いた照明器具51の例を示すものであって、側方照射タイプのガーデンライトの例を示す。

この照明器具51は、地面に設置されるポールなどの基台52の上部に取り付けられる灯体53を備え、この灯体53内に照明装置11が内蔵されている。

灯体53は、照明装置11が取り付けられた例えば金属製の器具本体54を備え、この器具本体54の上面中央に放熱体12の取付面19が密着して取り付けられている。器具本体54の上面周縁部には、パッキング55を介して、器具本体54との間で照明装置11を覆う例えば乳白色の透光性を有するセード56が密閉状態に取り付けられている。セード56内には、照明装置11の上面側を覆うとともにセード56の上面側へ向かう光を遮光する遮光板57が取り付けられている。

照明装置11には、放熱体12の各側面側光源取付面25に光源モジュール13が取り付けられたものが用いられている。また、本例の透光性カバー16は、光源モジュール13のＬＥＤ34に対向する側面カバー部44に光を制光するレンズなどの制光部58が設けられたものが用いられている。

そして、この照明器具51では、照明装置11の各ＬＥＤ34の点灯により、各ＬＥＤ34からの光が透光性カバー16の側面カバー部44、セード56の側面部を通じて側方へ照射される。ＬＥＤ34は放熱体12の側面の４箇所に配置されているため、灯体53の側面から四方へ向けて光を照射する。

透光性カバー16には制光部58が設けられているため、別のレンズなどを用いなくても、ＬＥＤ34の光を制光できる。

次に、図４および図５は、照明装置11をモジュールとして用いた照明器具61の他の例を示すものであって、屋内用で前方および側方照射タイプのシーリングダウンライトの例を示す。

この照明器具61は、天井面などに設置される灯体62を備え、この灯体62内に照明装置11が内蔵されている。

灯体62は、天井面などに取り付けられる例えば金属製の器具本体63を備え、この器具本体63の下面中央に照明装置11の放熱体12の取付面19が密着して取り付けられている。器具本体63の下面周縁部には、パッキング64を介して、器具本体63との間で照明装置11を覆う例えば透明または乳白色の透光性を有するセード65が密閉状態に取り付けられている。

照明装置11には、放熱体12の前面側光源取付面24と各側面側光源取付面25との両方にそれぞれ光源モジュール13が取り付けられたものが用いられている。また、本例では、屋内用の照明器具61であるため、照明装置11の透光性カバー16は用いられていない。ただし、照明器具61を屋外用として用いる場合には、照明装置11の防水性を確保するために透光性カバー16を用いる。

灯体62内には、器具本体63および照明装置11の取付部分の付近を覆う円筒状のカバー66が配設されているとともに、照明装置11の側面部を覆って各側面側光源取付面25に取り付けられた光源モジュール13のＬＥＤ34に対向する例えば乳白色で光拡散作用を有する円筒状の制光体67が配設されている。さらに、照明装置11の下側には反射体68が配設され、この反射体68には前面側光源取付面24に取り付けられた光源モジュール13の各ＬＥＤ34が配置される複数の照射開口69が形成され、各照射開口69内に反射面70が形成されている。なお、透光性カバー16を用いる場合には、透光性カバー16の内側に反射体68も収納する。

そして、この照明器具61では、照明装置11の前面側光源取付面24に取り付けられた光源モジュール13の各ＬＥＤ34の点灯により、各ＬＥＤ34からの光が反射体68、セード65の下面部を通じて下方へ照射される。また、側面側光源取付面25に取り付けられた光源モジュール13の各ＬＥＤ34の点灯により、各ＬＥＤ34からの光が制光体67で例えば拡散されて、セード65の側面部を通じて側方へ照射される。

なお、この照明器具61において、照明装置11として放熱体12の前面側光源取付面24のみに光源モジュール13が取り付けられたものを用いることにより、下方のみに光を照射する照明器具61として構成できる。

また、下方のみに光を照射する照明器具として構成する場合には、照明器具を天井面に埋め込み設置する埋込形のダウンライトに構成してもよい。

これら照明器具51，61の例に示すように、光源モジュール13の取付場所を選択するだけで、１つの照明装置11を兼用できる。

次に、図６は、図５に示した照明器具61において、放熱体12に、放熱体12の前面の周囲から突出するように例えば金属製の遮光板73を配設した例を示す。この遮光板73は、放熱体12の前面と側面との間に位置し、側面側光源取付面25に取り付けられた光源モジュール13の各ＬＥＤ34からの光が下方へ向かうのを遮光し、セード65の下部側から照射される光と側面側が照射される光とを分離できる。さらに、遮光板73は、放熱性に優れた金属製の材料を用い、放熱体12および基板35に接触する状態に取り付けることにより、ＬＥＤ34の熱を遮光板73からも放熱させることができる。

次に、図７は、照明装置11の光源モジュール13として、フレキシブル基板76を用いた例を示す。フレキシブル基板76は、例えば、ＬＥＤ34を配設する光源配設部77とこれら光源配設部77を連結する連結部78とで直線状に形成し、端部には電源ユニットに電気的に接続するコネクタを設ける。

そして、フレキシブル基板76を放熱体12の側面に沿って巻き付けるようにして、フレキシブル基板76における光源配設部77を各側面側光源取付面25に取り付けることにより、複数のＬＥＤ34を放熱体12の側面に容易に取り付けることができる。

また、フレキシブル基板76の隣り合うＬＥＤ34の間の中間部分である連結部78を放熱体12の側面より外方へ膨出させることにより、フレキシブル基板76の余分な長さ分を吸収して調整できるとともに、周方向に隣り合うＬＥＤ34からの光を遮光して配光制御もできる。

なお、放熱体12の側面に、フレキシブル基板76の余分な長さ分を収容する凹部を設けてもよい。

次に、図８に示すように、透光性カバー16は、透光性を有する各カバー部43，44に対して、取付部45を例えば金属などの放熱性に優れた別の材料で形成してもよい。放熱体12に取り付ける透光性カバー16で放熱体12の側面を覆うため、取付部45も各カバー部43，44と同じ透光性を有する樹脂材料で形成したのでは放熱体12の側面からの放熱性が損なわれやすいが、取付部45を金属製などの放熱性に優れた材料とすることにより、密閉状態であるにもかかわらず放熱体12の熱を取付部45から効率よく外部へ放熱できる。

なお、照明装置11の放熱体12に取り付けられた光源モジュール13と透光性カバー16との間には、拡散シート、遮光シートなどの制光部材を配置して配光制御してもよい。

また、照明装置11は、円筒形に限らず、放熱体を直線形に形成し、この直線形の放熱体の前面および側面のいずれにも光源モジュールを配設可能としてもよい。この場合、ライン状に光を照射する照明装置に形成でき、ライン状の照明器具に適用できる。

また、照明装置11は、照明器具51，61に内蔵するモジュールとして構成する例に限らず、照明装置11を設置面に直接設置することにより照明器具として用いてもよい。

本発明の一実施の形態を示す照明装置の斜視図である。同上照明装置を用いた照明器具の一例を示す断面図である。同上照明装置の放熱体の平面図である。同上照明装置を用いた照明器具の他の例を示す断面図である。同上照明装置を用いた照明器具の他の例を示す底面図である。同上照明装置を用いた照明器具のさらに他の例を示す断面図である。同上照明装置の光源モジュールを用いた平面図である。同上照明装置の透光性カバーの他の例を示す断面図である。

11 照明装置
12 放熱体
13 光源モジュール
14 電源部
16 透光性カバー
22 電源配設部
28 固定部としての取付溝
34 光源としてのＬＥＤ
38 ケース
40 固着手段としてのねじ
43 カバー部としての前面カバー部
44 カバー部としての側面カバー部
45 取付部
58 制光部
51，61 照明器具
54，63 器具本体
73 遮光板
76 フレキシブル基板

Claims

光源と；
前面およびこの前面に隣接する側面を有し、これら前面および側面のいずれにも光源を取付可能とした金属製の放熱体と；
光源用の電源ユニットおよびこの電源ユニットを収納するケースを備え、放熱体に配設された電源部と；
を具備し、
放熱体は、電源部のケースを固定する固定部を前面側に備える複数の放熱体であり、これら複数の放熱体は、互いに離間し、かつ、対向するように配設されており、
電源部は、複数の放熱体によって形成される内部スペースに形成された電源部配設部に配設され、放熱体の固定部に固着手段を介して固定されているとともに、電源部の電源ユニットを収納するケースは放熱体の前面側から取り付けられていることを特徴とする照明装置。
放熱体との間で光源および電源部を覆い、放熱体に対して密閉状態に取り付けられる透光性カバーを具備している
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
透光性カバーには、光源の光を制光する制光部が形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の照明装置。
透光性カバーは、透光性を有するカバー部と放熱体に取り付けられる取付部とを有し、取付部がカバー部より放熱性のよい材料で形成されている
ことを特徴とする請求項２または３記載の照明装置。
フレキシブル基板およびこのフレキシブル基板に取り付けられた複数の光源とを有する光源モジュールを具備し、
フレキシブル基板の光源の取付部分が放熱体の側面に取り付けられるとともに、フレキシブル基板の隣り合う光源の間の中間部分が放熱体の側面より外方へ膨出されている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の照明装置。
放熱体の前面と側面との間に遮光板が配設されている
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の照明装置。
器具本体と；
この器具本体に取り付けられた請求項１ないし６いずれか一記載の照明装置と；
を具備していることを特徴とする照明器具。