JP5308125B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、発光ダイオードを光源とし、システム天井に取り付けられる照明器具に関するものである。

特許文献１には、直管形の蛍光ランプを光源とし、システム天井に取り付けられる照明器具が開示されている。特許文献１に記載されている従来例は、吊設された一対の天井バーの間に配設される長尺の器具本体と、器具本体の長手方向両端部に設けられて蛍光ランプが着脱自在に装着されるランプソケットと、天井バーの下端部に天井バーと一体に設けられ、蛍光ランプから放射される光の配光を制御する配光部材（反射板）とで構成されている。そして、かかる従来例では、蛍光ランプが直線状に並ぶように複数台の照明器具が長手方向に並べて配設される。
特許第３９５３７１９号公報

ところで、近年、低消費電力・長寿命などの利点を考慮して、蛍光ランプや白熱灯の代わりに発光ダイオードを光源とする照明器具が普及しつつある。発光ダイオードは通電による自己発熱に起因して温度が上昇すると発光効率が低下するので、発光ダイオードを光源とする照明器具においては、発光ダイオードの発する熱を効率よく放熱して発光ダイオードの温度上昇を抑えることが重要である。尚、放熱性を向上する手法として、一般に放熱体（今の場合は発光ダイオード）に熱的に結合された放熱フィンを設けられることが多いが、このような放熱フィンを設けることは照明器具の外観上の見栄えを悪くするとともに製造コストを上昇させることになり、しかも、放熱性を向上するためには大型の放熱フィンを設けるかあるいは小型の放熱フィンを多数設ける必要があった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、外観上の見栄えを悪くせず且つ製造コストの上昇を抑制しながら放熱性の向上が図れる照明器具を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、システム天井に埋込配設される照明器具であって、長手方向に沿って並行に配置されるシステム天井の天井バー間に配設される長尺の器具本体と、複数の発光ダイオードが器具本体の長手方向に沿って直線状に等間隔に並ぶように設けられて器具本体に支持される光源ブロックと、光源ブロックが取り付けられる熱伝導板と、熱伝導板を器具本体に取り付ける取付金具とを備え、器具本体は熱の良導体からなる材料で形成され、取付金具は、熱伝導板との間で器具本体を挟持するようにして熱伝導板を器具本体に取り付けてなり、光源ブロックが有する発光ダイオードは、熱伝導板および器具本体を介して天井バーと熱的に結合されてなることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、器具本体が熱の良導体で形成されるとともに発光ダイオードが熱伝導板および器具本体を介して天井バーと熱的に結合されているので、発光ダイオードの発する熱が器具本体から天井バーに伝導されて天井バーから効率よく放熱されることになり、しかも、器具本体を取り付けるための天井バーに放熱フィンの機能を持たせているために外観上の見栄えを悪くせず且つ製造コストの上昇を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、器具本体は長手方向に沿った側片を有し、当該側片が天井バーの内側面に密着することで天井バーと熱的に結合してなることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、器具本体と天井バーとの接触面積を大きくして放熱性をさらに向上できる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、天井バーの下端部には、発光ダイオードから放射される光のうちで器具本体の長手方向と交差する方向へ照射される光の配光を制御するための配光部が天井バーと一体に設けられ、一対の天井バーの各配光部並びに隣り合う一対のルーバによって囲まれた格子状の空間内にそれぞれ発光ダイオードが配置されてなることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、長手方向に沿った光量がほぼ均一となるライン照明を実現することができる。

本発明によれば、外観上の見栄えを悪くせず且つ製造コストの上昇を抑制しながら放熱性の向上が図れる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

まず、本実施形態の照明器具Ａが埋込配設されるシステム天井の構造について簡単に説明する。この種のシステム天井は従来周知であって、建物などの構造物の天井（図示せず）に吊設される天井バー（Ｔバーとも呼ばれる。）１００と、後述するように照明器具Ａの構成要素である配光部４４が載せ掛け部４５とともに下端部に設けられている天井バー４と、天井バー１００，４の下端部に設けられている載せ掛け部１０１，４５に周縁部分が載せ掛けられる平板状の天井材１１０とで構成されている（図４参照）。但し、載せ掛け部１０１，４５に載せ掛けられる天井材１１０の周縁部分は、他の部分よりも厚みが薄くなっている。

本実施形態の照明器具Ａは、図１〜図３に示すように長手方向に沿って並行に配置されるシステム天井の天井バー４，４間に配設される長尺の器具本体１と、複数の発光ダイオード２０が器具本体１の長手方向に沿って直線状に等間隔に並ぶように設けられて器具本体１に支持される光源ブロック２と、下方から見て隣り合う発光ダイオード２０の間に配置されそれぞれの発光ダイオード２０から放射される光のうちで器具本体１の長手方向に沿って放射される光の一部を遮る複数のルーバ３とを備えている。

発光ダイオード２０は、熱伝導度が相対的に高い金属（例えば、アルミニウム）からなるベース２０ａの表面（図２における下面）に絶縁層を介して発光ダイオードチップ（図示せず）が実装され、当該発光ダイオードチップを透光性樹脂材料からなるドーム形のキャップ２０ｂで覆い、キャップ２０ｂを形成する樹脂材料に混合された蛍光材料によって発光ダイオードチップから放射される光の一部を波長変換することで白色光を放射するものである。但し、この種の発光ダイオード２０の構造は従来周知であるから詳細な説明並びに図示は省略する。

光源ブロック２は、図２に示すように中央に貫設された貫通孔（図示せず）を通してそれぞれに一つの発光ダイオード２０が実装されるとともに発光ダイオード２０のプラス電極（アノード）及びマイナス電極（カソード）に接続される複数の導電パターン（図示せず）が一面に形成された実装基板２１と、導電パターンを介して発光ダイオード２０のアノード及びカソードにそれぞれ電気的に接続される一対のリード線（図示せず）と、ベース２０ａの上面に貼着された熱伝導シート２２とを具備している。尚、本実施形態では１枚の実装基板２１に一つの発光ダイオード２０のみを実装しているが、図５に示すように実装基板２１を長尺の帯板状に形成して１枚の実装基板２１に複数（図示例では６個）の発光ダイオード２０を実装するとともに、熱伝導度が相対的に高く且つ電気絶縁性を有する材料で長尺の帯板状に形成された熱伝導板２５を介在させる形で、取付ねじ２３により器具本体１にねじ止めする構造としても構わない。

器具本体１は、光源ブロック２を支持する帯板状の支持板１０と、支持板１０の長手方向に沿った両側縁より下方へ垂下された一対の側板（側片）１１，１１とを有する長尺の樋状に形成されている。また、側板１１，１１の下端には台形状の平板からなる複数のルーバ３が側板１１，１１の長手方向に沿って等間隔に配設されている。各ルーバ３は上側の左右両端部分でそれぞれ側板１１，１１の下端縁と結合している（図１（ｂ）参照）。ここで、本実施形態においては、熱の良導体である１枚の鋼板を打ち抜き加工並びに曲げ加工することで器具本体１と複数のルーバ３とを一体に形成している。すなわち、帯板状の鋼板の中央部分を等間隔で矩形状に打ち抜くとともに、隣り合った打ち抜き部分の間を台形状に切り欠いて９０度曲げ起こし、さらに、打ち抜き部分を挟んで対向する両側の部分を長手方向に沿って反対向きに９０度曲げ起こすとともに、その先端部分を内側に９０度曲げることで器具本体１と複数のルーバ３が一体に形成できる。尚、上述のような加工方法で形成するに当たり、器具本体１の支持板１０の中央に長手方向に沿った溝１２を設けているが（図１（ｂ）参照）、この溝１２は必ずしも必要なものではない。

複数の光源ブロック２は、熱の良導体である金属板（例えば、アルミ板）からなる帯板状の熱伝導板５にねじ止めされる。つまり、光源ブロック２の実装基板２１には貫通孔を挟んで一対のねじ挿通孔（図示せず）が貫設されており、ねじ挿通孔に挿通された取付ねじ２３を、スペーサ２４を介して熱伝導板５に貫設されているねじ孔（図示せず）に螺合することで複数の光源ブロック２が熱伝導板５に固定される（図１参照）。このとき、熱伝導板５に対する光源ブロック２の取付位置は、長手方向において発光ダイオード２０が等間隔に並ぶ位置としている。尚、熱伝導シート２２と熱伝導板５との間には電気絶縁性を有する材料からなる絶縁シート６が介装されている。

光源ブロック２が固定された熱伝導板５は、一対の取付金具７，７を用いて器具本体１に取り付けられる（図３参照）。この取付金具７は、ねじ孔（図示せず）が貫設された一対の取付片７０，７０と、取付片７０，７０の端縁より上方へ立ち上がる一対の立片７１，７１と、一対の立片７１，７１の先端に橋架された固定片７２とが、帯状の金属板を曲げ加工することで一体に形成されてなる。そして、図１（ａ）に示すように光源ブロック２を熱伝導板５に取り付けるための取付ねじ２３を、支持板１０に貫設されているねじ挿通孔（図示せず）に挿通し、支持板１０の上面側において一対の取付片７０，７０のねじ孔に螺合することによって、取付片７０，７０と熱伝導板５との間で支持板１０を狭持するようにして器具本体１に熱伝導板５（光源ブロック２）が取り付けられる。尚、透光性を有する合成樹脂材料製の拡散板８が複数のルーバ３の上端に載置され（図１（ａ）参照）、発光ダイオード２０から放射される光を拡散板８によって拡散させている。

次に、器具本体１が取り付けられる天井バー４，４について説明する。

一対の天井バー４，４は同一形状のものであって、図１（ｂ）及び図４に示すように長尺な矩形板状の主部４０と、主部４０の長手方向に沿って主部４０の上端より外側に突出して固定金具９（後述する）が載置される固定金具載置部４１と、主部４０の長手方向に沿って主部４０の下端に連結された横片４２と、主部４０の長手方向に沿って横片４２の一端部より下方へ垂下された当接部４３と、主部４０の長手方向に沿って当接部４３の下端より斜め下方へ延出された配光部４４と、主部４０の長手方向に沿って配光部４４の下端に設けられた載せ掛け部４５とが、鋼板又はアルミ板などの熱の良導体である金属板を加工して一体に形成されてなる。尚、一対の天井バー４，４は、互いの載せ掛け部４５，４５が外側に位置する向きで所定距離だけ離して構造物の天井に吊設され、それぞれの載せ掛け部４５，４５に天井材１１０の周縁部分が載せ掛けられる（図１（ｂ）、図４参照）。

固定金具９は短冊形の金属板を鈎形に曲げ加工してなり、図１に示すように取付金具７の立片７１，７１と固定片７２とに囲まれた空間に挿通された状態で、一対の天井バー４，４を跨ぐようにして固定金具載置部４１，４１に載置される。すなわち、器具本体１に取り付けられている一対の取付金具７，７を、一対の天井バー４，４の固定金具載置部４１，４１間に橋架されている固定金具９，９に載せることで器具本体１が天井バー４，４に固定されるのである。ここで、取付金具７の固定片７２にはねじ孔７２ａが設けられ、このねじ孔７２ａに螺合する調整ねじ７３の先端が固定金具９に当接しており（図１（ｂ）参照）、固定片７２に対して調整ねじ７３を螺進させることで天井バー４，４に対する器具本体１の上下方向の位置が調整できるようになっている。尚、固定金具９の幅寸法が取付金具７における一対の立片７１，７１間の距離よりも僅かに短い程度に設定されており（図１（ａ）参照）、天井バー４，４の長手方向においても器具本体１がほぼ固定されていることになる。

器具本体１が天井バー４，４に取り付けられた状態では、図３及び図４に示すようにそれぞれの光源ブロック２の下方において、器具本体１の長手方向には各々ルーバ３，３が配置されるとともに、器具本体１の短手方向には各々天井バー４，４の配光部４４，４４が配置され、一対のルーバ３，３及び一対の配光部４４，４４で囲まれた格子状の空間の中央に発光ダイオード２０が配置されることになる。そして、発光ダイオード２０から放射される光のうちで、器具本体１の短手方向に放射される光の一部が配光部４４，４４に反射されて配光が制御され、器具本体１の長手方向に放射される光の一部がルーバ３，３に遮られることでグレアが抑制されている。

而して本実施形態では、長尺の器具本体１に支持される複数の光源ブロック２の発光ダイオード２０が器具本体１の長手方向に沿って直線状に等間隔に並ぶように設けられているので、直管形の蛍光ランプを光源とする従来例のように器具本体の長手方向における両端部の光量が低下しないから、長手方向に沿った光量がほぼ均一となるライン照明を実現することができる。しかも、本実施形態では複数のルーバ３が器具本体１の長手方向に沿って等間隔に配設されているので、長手方向に沿った光量の均斉度を向上することができる。

ところで、本実施形態の照明器具Ａは、一対の天井バー４，４の間に長手方向に沿って直線状に並ぶように複数台が埋込配設されるものである。本実施形態では、複数の器具本体１が長手方向に沿って直線状に並ぶように天井バー４，４間に配設されたときに、それぞれの器具本体１の長手方向における両端部に配設されるルーバ３同士の間隔が両端部を除く他のルーバ３同士の間隔と等しくなる位置に各ルーバ３が配設されるようにしている。具体的には、図３に示すように長手方向の一端（図３における左端）にはルーバ３を設けずに左端のルーバ３から器具本体１の左端までの距離をルーバ３の間隔に等しくするとともに長手方向の他端（図３における右端）にのみルーバ３を設けているので、一方の器具本体１の左端と他方の器具本体１の右端とを突き合わすようにして並べたときに、一方の器具本体１の左端に他方の器具本体１の右端のルーバ３が位置し、一方の器具本体１の左端のルーバ３と他方の器具本体１の右端のルーバ３との間隔をそれぞれの器具本体１，１におけるルーバ３間の間隔と等しくすることができる。

このように本実施形態では、複数の器具本体１が長手方向に沿って直線状に並ぶように天井バー４，４間に配設されたときに、それぞれの器具本体１の長手方向における両端部に配設されるルーバ３同士の間隔が両端部を除く他のルーバ３同士の間隔と等しくなる位置に各ルーバ３が配設されるようにしているので、複数の器具本体１を長手方向に沿って直線状に並べて埋込配設した場合における当該直線方向に沿った光量の均斉度を向上することができるものである。

尚、光源ブロック２を構成する発光ダイオード２０として、図６に示すようにドーム形のキャップ２０ｂから取り出される光を集光するためのレンズ部２０ｃを備えた構成を採用しても構わない。このレンズ部２０ｃは、集光用の凸レンズ２０ｄと、凸レンズ２０ｄを支持する支持体２０ｅとが透光性を有する合成樹脂材料によって一体に形成されてなり、実装基板２１の下面に実装される。

ところで従来技術でも説明したように、発光ダイオードは通電による自己発熱に起因して温度が上昇すると発光効率が低下するので、発光ダイオードを光源とする照明器具においては、発光ダイオードの発する熱を効率よく放熱して発光ダイオードの温度上昇を抑えることが重要である。そのために本実施形態の照明器具Ａでは、発光ダイオード２０のベース２０ａと熱的に結合されている熱伝導板５を金属製の器具本体１に密着させることで発光ダイオード２０を器具本体１と熱的に結合するとともに、器具本体１の側板（側片）１１，１１をそれぞれ天井バー４，４の当接部４３，４３と当接（密着）させることで器具本体１と天井バー４，４とを熱的に結合している。すなわち、発光ダイオード２０が器具本体１を介して一対の天井バー４，４と熱的に結合されているので、発光ダイオード２０で発する熱を器具本体１から天井バー４，４に伝導して放熱性を高めることができるものである。しかも、本実施形態では器具本体１を天井に埋込配設するための天井バー４，４から放熱しているので、器具本体１の大型の放熱フィンを設けたり、あるいは小型の放熱フィンを器具本体１に多数設ける必要が無いから、このような放熱フィンを設けることによる外観上の見栄えの悪化を招くこともなく、且つ製造コストの上昇を抑えながら放熱性の向上が図れるものである。

尚、本実施形態ではルーバ３を器具本体１と一体に形成し、器具本体１を介して発光ダイオード２０を天井バー４，４と熱的に結合しているが、図７に示すようにルーバ３を天井バー４，４と一体に形成するとともに、器具本体１を天井バー４，４にねじ止めして固定することにより、器具本体１を介して発光ダイオード２０を天井バー４，４と熱的に結合する構成としても構わない。このような構成によれば、器具本体１の側板１１，１１を天井バー４，４の当接部４３，４３に密着させる構成と比較して、器具本体１と天井バー４，４の熱的な結合度合を高めて放熱性のさらなる向上が図れるものである。

本発明の実施形態を示し、（ａ）は一部省略した側面断面図、（ｂ）は正面断面図である。 同上の一部省略した下面図である。 （ａ）は同上の側面図、（ｂ）は同上の下面図である。 同上がシステム天井に埋込配設された状態の斜視図である。 同上における光源ブロックの構造を一部変更したものを示す分解斜視図である。 同上における発光ダイオードの構造を一部変更したものを示し、（ａ）は正面断面図、（ｂ）は一部省略した下面図である。 同上における器具本体の構造を一部変更したものを示す正面断面図である。

符号の説明

Ａ 照明器具
１ 器具本体
２ 光源ブロック
３ ルーバ
４ 天井バー
１１ 側板（側片）
２０ 発光ダイオード
４４ 配光部

Claims (3)

1. システム天井に埋込配設される照明器具であって、
   長手方向に沿って並行に配置されるシステム天井の天井バー間に配設される長尺の器具本体と、複数の発光ダイオードが器具本体の長手方向に沿って直線状に等間隔に並ぶように設けられて器具本体に支持される光源ブロックと、光源ブロックが取り付けられる熱伝導板と、熱伝導板を器具本体に取り付ける取付金具とを備え、器具本体は熱の良導体からなる材料で形成され、取付金具は、熱伝導板との間で器具本体を挟持するようにして熱伝導板を器具本体に取り付けてなり、光源ブロックが有する発光ダイオードは、熱伝導板および器具本体を介して天井バーと熱的に結合されてなることを特徴とする照明器具。
2. 器具本体は長手方向に沿った側片を有し、当該側片が天井バーの内側面に密着することで天井バーと熱的に結合してなることを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 天井バーの下端部には、発光ダイオードから放射される光のうちで器具本体の長手方向と交差する方向へ照射される光の配光を制御するための配光部が天井バーと一体に設けられ、一対の天井バーの各配光部並びに隣り合う一対のルーバによって囲まれた格子状の空間内にそれぞれ発光ダイオードが配置されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の照明器具。

Images