JP5489338B2

JP5489338B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP5489338B2
Application number: JP2010037760A
Authority: JP
Inventors: 芳朗後藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP2011175787A

Description

本発明は、ＬＥＤを光源として例えば天井施工面に埋設されるダウンライトに適用される照明器具に関する。

従来の照明器具の一例として、ＬＥＤの光軸上にレンズを有する透光板を配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２４５９１０号公報（図１、段落番号００１３）

通常、ＬＥＤは、その構造上、光の指向性が高く、高輝度であって低立体角の光源であるために強く細い光を発光する。そのため、不快感や物の見えづらさを生じさせるようなまぶしさと定義される所謂グレア(glare、眩輝)が生じやすい。
反射板を用いた照明器具においては、人が覗き込む角度によって、反射板により反射された光を直視することになってグレアが生ずる。
上記特許文献１に開示された従来の照明器具では、レンズの頂部にＬＥＤを近接させることにより照射対象の距離および照明スポットの大きさを任意に設定するようにしている。

しかし、上記特許文献１に開示された従来の照明器具では、ＬＥＤからの光が透光板を通じて外部に直接出射されてしまう。
従って、上記特許文献１に開示された従来の照明器具では、グレアを低減することができない。

ところで、グレアを低減するために反射板の反射面が拡散反射面である場合に、遮光のためのバッフルを設けたり、反射板やコーンを設けたりすることにより、ＬＥＤからの距離を確保するようにした照明器具がある。
しかし、このような従来の照明器具では、器具本体の高さ寸法が大きくなる。
従って、このような従来の照明器具では、外観が大型化して好ましくない。

一方、グレアを低減するために鏡面反射板を用いて反射光を下方に制御するようにした照明器具がある。
しかし、このような従来の照明器具では、拡散配光の制御が難しい。
従って、このような従来の照明器具では、鏡面反射板の構造が複雑になって製造コスト面で不利になりうる。
加えて、グレアを低減するために拡散板を用いた照明器具がある。
しかし、このような従来の照明器具では、天井等に設置した場合に、拡散板に有する拡散率と透過率との関係によっては、グレアを生ずることがある。
従って、このような従来の照明器具では、グレアを確実に低減することが難しい。

本発明は、前述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、大型になることなくコスト面で有利にグレアを確実に低減することができる照明器具を提供することにある。

本発明に係る照明器具は、器具本体と、前記器具本体の前方に取り付けられた枠部材と、複数のＬＥＤ光源と、前記複数のＬＥＤ光源の前方に配置された反射板と、前記反射板の前方に配置された円形板状の透明パネルとを備える照明器具において、前記透明パネルは、前記透明パネルの全周にわたって接続された筒部材を備え、前記筒部材は、前記透明パネルの外径寸法よりもわずかに小さい内径寸法を有する円筒形状であって、前記反射板により反射した光が前記透明パネルおよび前記筒状部材において複数回屈折する。

また、本発明に係る照明器具は、前記透明パネルの上面から前記筒部材の厚さ方向の中央部に溝が形成されている。

さらに、本発明に係る照明器具は、前記筒部材の内周面に複数の段部が形成されており、前記段部の内径寸法は前記透明パネルに接近するにつれて小さくなる。

そして、本発明に係る照明器具は、前記筒部材が前方に向けて拡径されている。

また、本発明に係る照明器具は、前記筒部材が前方に向けて拡径され、前記筒部材の外周面の前端部にリブが突出形成されている。

本発明の照明器具によれば、大型になることなくコスト面で有利にグレアを確実に低減することができるという効果を有する。

本発明に係る第１実施形態の照明器具の一部破断側面図図１の照明器具の底面図図１の照明器具におけるエッジライティングの概念図図１の照明器具の筒部材に適用される樹脂材料の光学的特性表図１の照明器具の筒部材に適用される樹脂材料の光学的特性表図１の照明器具の光学的特性を説明する筒部材周りの垂直断面図本発明に係る第２実施形態の照明器具の筒部材周りの垂直断面図本発明に係る第３実施形態の照明器具の筒部材周りの垂直断面図本発明に係る第４実施形態の照明器具の筒部材周りの垂直断面図本発明に係る第５実施形態の照明器具の筒部材周りの垂直断面図比較例の垂直断面図

以下、本発明の複数の実施形態に係る照明器具について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態である照明器具１０は、器具本体１１と、器具本体１１の前方に取り付けられた枠部材１２と、複数のＬＥＤチップ（ＬＥＤ光源）１４が実装された回路基板１５を有するＬＥＤユニット１３と、複数の反射板１７を有する反射板部材１６と、反射板１７の前方に配置された透明パネル１８と、反射板１７と枠部材１２との間に複数のＬＥＤチップ１４を包囲するように透明パネル１８の全周にわたって一体に接続された透明な筒部材１９と、を備えて天井施工面１に有する取付穴２に埋設されるダウンライトである。

図１、図２に示すように、器具本体１１は、例えば絶縁性を有する硬質な樹脂材料やダイカスト等の金属材料を用いて周板２０と底板２１とを有する有底の円筒形状に形成されている。器具本体１１には、周板２０の内部において底板２１上に電源ユニット２２が組み込まれており、周板２０の天部に金属製の天板２３が取り付けられている。

天板２３には電源端子台２４が取り付けられている。電源端子台２４は外部の商用電源の制御回路に接続される。電源端子台２４から電源ユニット２２へは不図示の器具配線が電気的に接続されており、電源ユニット２２からＬＥＤユニット１３へは不図示の器具配線が接続されている。

枠部材１２は、器具本体１１と同様の材料を用いて円筒形状に形成されており、器具本体１１の底部の外側にネジ２５によりねじ止めされている。枠部材１２は、下端部の外縁に天井施工面１の下面に当接するフランジ２６を有し、外周部に不図示の複数の取付バネが取り付けられている。ＬＥＤユニット１３は、器具本体１１の底板２１の下面と回路基板１５との間に放熱シート２７を介在させて組付けられている。

反射板部材１６は円板形状に形成されており、ＬＥＤユニット１３のＬＥＤチップ１４に相当する位置に凹状球面形状の複数の反射板１７を有する。反射板１７の内面は例えばアルミニウムスパッタによる金属蒸着面になっている。回路基板１５と反射板部材１６との間にはＬＥＤチップ１４を反射板１７内に露呈するようにインシュレータ２８が介在されている。

透明パネル１８は、予め定められた厚みを有して反射板部材１６の外径寸法と同等の円形板状に形成されている。筒部材１９は、透明パネル１８と同等の厚みを有して透明パネル１８の外径寸法よりもわずかに小さい内径寸法を有する円筒形状に形成されて透明パネル１８の下面に接続されている。透明パネル１８および筒部材１９は、アクリル酸エステルやメタアクリル酸エステルの重合体であって透明性の高い非結晶の合成樹脂であるアクリル樹脂（Acrylic Resin）や、熱可撓性プラスチックであるポリカーボネート樹脂（Polycarbonate）を用いて一体成形されている。

次に、照明器具１０のエッジライティングについて説明する。図３に示すように、樹脂材料に入射された光が空気中に出射される際、入射角（ｒ）と反射角（ｉ）と屈折率（ｎ）との関係は、

で得られる。
これに基づき、照明器具１０では、光をエッジからあてることにより、彫刻した文字や模様を輝き出したり、反対側エッジに光を出射させたりしてエッジライティングを行うことができる。

続いて、筒部材１９の光学的特性について説明する。図４に示すように、アクリル樹脂の屈折率（ｎ）をｎ≒１．４９とし、ポリカーボネート樹脂の屈折率（ｎ）をｎ≒１．５９として、それぞれの反射角（ｉ）と入射角（ｒ）との関係を調べた結果、全反射し始める臨界角が、アクリル樹脂では４２．１０度となり、ポリカーボネート樹脂では３８．９７度となる。つまりは、光が樹脂側から空気中へ反射する場合、入射角（ｒ）の大きさに対応して反射角（ｉ）が大きくなる。即ち、入射角（ｒ）に対する反射角（ｉ）は、ポリカーボネート樹脂の方がアクリル樹脂よりも大きい反射角（ｉ）を有することがわかる。
そして、図５に示すように、空気中からアクリル樹脂内へ光が入射される場合、入射角（ｒ）の大きさに対応して反射角（ｉ）が大きくなる。このようなアクリル樹脂およびポリカーボネート樹脂の光学的特性を適用して筒部材１９が作成されている。

次に、照明器具１０の光学的特性について説明する。図６に示すように、外部の制御回路から電源端子台２４を通じて電源ユニット２２に商用電源が与えられると、電源ユニット２２により商用電源が直流電源に変換され、変換された直流電流がＬＥＤユニット１３の回路基板１５に有するプリント回路に与えられる。そして、直流電流によりＬＥＤチップ１４が発光され、ＬＥＤチップ１４からの光のうちの反射板１７により反射した光α１が透明パネル１８の上面に入射する。透明パネル１８に入射した光α１は透明パネル１８の上面において屈折してから透明パネル１８内を導光する。透明パネル１８内を導光した光α１は、透明パネル１８の下面において屈折してから出射して横方向に向けて進行する。

透明パネル１８の下面から横方向に向けて進行した光α１は筒部材１９の内周面において屈折してから筒部材１９内に入射する。筒部材１９の内周面から入射した光α１は筒部材１９内を導光してから筒部材１９の外周面において屈折し、筒部材１９の横方向に向けて出射する。つまりは、反射板１７により反射した光α１は透明パネル１８において２回屈折し、次に筒部材１９において２回屈折することにより、横方向に向けた光α１に変換されることになる。これにより、グレアを生じない光が創生される。

従って、この第１実施形態の照明器具１０においては、複数のＬＥＤチップ１４を包囲して透明パネル１８の全周にわたって接続された透明な筒部材１９によりＬＥＤチップ１４からの光α１が横方向に向けた光α１に変換される。
これにより、この第１実施形態の照明器具１０においては、筒部材１９を有する透明パネル１８を適用するだけなので、コスト面で有利にグレアを確実に低減することができる。

また、この第１実施形態の照明器具１０においては、グレアを低減するためのバッフルやコーンを設ける必要がない。
これにより、この第１実施形態の照明器具１０においては、器具本体１１の高さ寸法が大きくなって大型化することがない。

加えて、この第１実施形態の照明器具１０においては、鏡面反射板を用いて反射光を下方に向ける制御を行わない。
これにより、この第１実施形態の照明器具１０においては、制御の難しい拡散配光を行う必要がない。

更に、この第１実施形態の照明器具１０においては、拡散板を用いていない。
これにより、拡散板に有する拡散率と透過率との関係に係ることがないので、複雑な要因を含むことなく簡単に製造することができる。

そして、この第１実施形態の照明器具１０においては、反射板１７が拡散反射板であっても、筒部材１９によりＬＥＤチップ１４からの光α１が横方向に向けた光α１に変換される。
これにより、この第１実施形態の照明器具１０においては、グレアを確実に低減することができる。

また、この第１実施形態の照明器具１０においては、筒部材１９が反射板１７の周囲に配置されているために筒部材１９自体が明るく光る。
これにより、この第１実施形態の照明器具１０においては、広く明かりとして照度がほしい場所に光の低下を生ずることがない。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の照明器具について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第１実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。

図７に示すように、本発明の第２実施形態の照明器具４０は、筒部材４１が一体成形されている透明パネル４２の上面から筒部材４１の厚さ方向の中央部にＶ字形状の溝４３が形成されている。溝４３は環状に形成されており、筒部材４１の厚み方向、即ち横方向に空間部４４を形成している。

照明器具４０において、反射板１７により反射したＬＥＤチップ１４からの光α１は、透明パネル４２の上面において屈折してから透明パネル４２内を導光する。透明パネル４２内を導光した光α１は透明パネル４２の下面において屈折してから出射して横方向に向けて進行する。透明パネル４２の下面から横方向に向けて進行した光α１は筒部材４１の内周面において屈折してから筒部材４１内に入射する。

そして、筒部材４１の内部において溝４３の外周面で屈折し、溝４３の外周面で屈折した光α１は溝４３内の空間部４４を横方向に向けて進行する。溝４３内の空間部４４を横方向に向けて進行した光α１は溝４３の内周面において屈折してから筒部材４１内に入射する。
そして、筒部材４１の外周面において屈折した光α１は筒部材４１の外周面から横方向に向けて進行する。つまりは、反射板１７により反射した光α１は透明パネル４２において２回屈折し、次に筒部材４１において４回屈折することにより、横方向に向けた光α１に変換されることになる。これにより、グレアを生じない光が創生される。

従って、この第２実施形態の照明器具４０においては、筒部材４１の溝４３によりＬＥＤチップ１４からの光α１が複数回屈折を繰り返して横方向に向けた光α１に変換される。
これにより、この第２実施形態の照明器具４０においては、コスト面で有利にグレアを確実に低減することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の照明器具について説明する。
図８に示すように、本発明の第３実施形態の照明器具５０は、筒部材５１の内周面に複数の段部５２が形成されている。段部５２の内径寸法は透明パネル５３に接近するにつれて小さくなっている。

照明器具５０において、反射板１７により反射したＬＥＤチップ１４からの光α１は、透明パネル５３の上面において屈折してから透明パネル５３内を導光し、透明パネル５３内を導光した光α１は、透明パネル５３の下面において屈折してから出射して横方向に向けて進行する。透明パネル５３の下面から横方向に向けて進行した光α１は筒部材５１の内周面において複数の段部５２により屈折してから筒部材５１内に入射する。筒部材５１の内周面の複数の段部５２から入射した光α１は筒部材５１内を導光してから筒部材５１の外周面において屈折し、筒部材５１の横方向に向けて出射する。つまりは、反射板１７により反射した光α１は透明パネル５３において２回屈折し、次に筒部材５１において段部５２を含めて複数回屈折することにより、横方向に向けた光α１に変換されることになる。これにより、グレアを生じない光が創生される。

従って、この第３実施形態の照明器具５０においては、筒部材５１の段部５２によりＬＥＤチップ１４からの光α１が複数回屈折を繰り返して横方向に向けた光α１に変換される。
これにより、この第３実施形態の照明器具５０においては、コスト面で有利にグレアを確実に低減することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態の照明器具について説明する。
図９に示すように、本発明の第４実施形態の照明器具６０は、垂直方向に対して予め定められた角度θだけ外側に向けて傾斜した筒部材６１が透明パネル６２に接続されている。筒部材６１は下方に向けて拡径されており、傾斜角度は筒部材６１の屈折特性に応じて設定されている。
照明器具６０において、反射板１７により反射したＬＥＤチップ１４からの光α１は、透明パネル６２の上面において屈折してから透明パネル６２内を導光し、透明パネル６２内を導光した光α１は、透明パネル６２の下面において屈折してから出射して横方向に向けて進行する。透明パネル６２の下面から横方向に向けて進行した光α１は筒部材６１の内周面において屈折してから筒部材６１内に入射する。筒部材６１の内周面から入射した光α１は筒部材６１内を導光してから筒部材６１の外周面において屈折し、筒部材６１の横方向に向けて出射する。つまりは、反射板１７により反射した光α１は透明パネル６２において２回屈折し、次に筒部材６１により２回屈折することにより、横方向に向けた光α１に変換されることになる。これにより、グレアを生じない光が創生される。

従って、この第４実施形態の照明器具６０においては、筒部材６１の傾斜によりＬＥＤチップ１４からの光α１が複数回屈折を繰り返して横方向に向けた光α１に変換される。
これにより、この第４実施形態の照明器具６０においては、コスト面で有利にグレアを確実に低減することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態の照明器具について説明する。
図１０に示すように、本発明の第５実施形態の照明器具７０は、垂直方向に対して予め定められた角度θだけ外側に向けて傾斜することにより下方に向けて拡径された筒部材７１が透明パネル７２に接続されており、筒部材７１の外周面の下端部にリブ７３が突出形成されている。

照明器具７０において、反射板１７により反射したＬＥＤチップ１４からの光α１は、透明パネル７２の上面において屈折してから透明パネル７２内を導光し、透明パネル７２内を導光した光α１は、透明パネル７２の下面において屈折してから出射して横方向に向けて進行する。透明パネル７２の下面から横方向に向けて進行した光α１は筒部材７１の内周面において屈折してから筒部材７１内に入射する。筒部材７１の内周面から入射した光α１のうちの一部は筒部材７１内を導光してから筒部材７１の外周面において屈折し、筒部材７１の横方向に向けて出射する。筒部材７１の内周面から入射した光α１のうちの他の一部は筒部材７１内を導光してから筒部材７１の外周面の下端部においてリブ７３により屈折し、筒部材７１の横方向に向けて出射する。つまりは、反射板１７により反射した光α１は透明パネル７２において２回屈折し、次に筒部材７１により複数回屈折することにより、横方向に向けた光α１に変換されることになる。これにより、グレアを生じない光が創生される。

従って、この第５実施形態の照明器具７０においては、筒部材７１の傾斜およびリブ７３によりＬＥＤチップ１４からの光α１が複数回屈折を繰り返して横方向に向けた光α１に変換される。
これにより、この第５実施形態の照明器具７０においては、コスト面で有利にグレアを確実に低減することができる。

加えて、この第５実施形態の照明器具７０においては、リブ７３のボリュームを変更することにより、下方へ向ける光を制御して光を増やすことができる。

（比較例）
次に、本発明に係る照明器具１０、４０、５０、６０、７０の作用効果を確認するために比較例とする照明器具１００を作成して比較した。図１１に示すように、照明器具１００は、ＬＥＤチップ１０２が実装された回路基板１０３をＬＥＤユニット１０１に有し、反射板１０４の下方に透明パネル１０５が組付けられている。

比較例の照明器具１００では、反射板１０４により反射したＬＥＤチップ１０２からの光α２は、透明パネル１０５の上面において屈折してから透明パネル１０５内を導光し、透明パネル１０５内を導光した光α２は、透明パネル１０５の下面において屈折してから下方へ向けて出射するとともに透明パネル１０５から大きな仰角で斜め下方へ向けて出射する。そのため、大きな仰角で斜め下方へ向けて出射した光α２を人が直視することになってグレアが生ずることがわかる。

なお、前記各実施形態で使用した器具本体、枠部材、ＬＥＤユニット等は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。

１０、４０、５０、６０、７０照明器具
１１器具本体
１２枠部材
１４ＬＥＤチップ（ＬＥＤ光源）
１７反射板
１８、４２、５３、６２、７２透明パネル
１９、４１、５１、６１、７１筒部材
４３溝
５２段部
７３リブ

Claims

器具本体と、
前記器具本体の前方に取り付けられた枠部材と、
複数のＬＥＤ光源と、
前記複数のＬＥＤ光源の前方に配置された反射板と、
前記反射板の前方に配置された円形板状の透明パネルとを備える照明器具において、
前記透明パネルは、前記透明パネルの全周にわたって接続された筒部材を備え、
前記筒部材は、前記透明パネルの外径寸法よりもわずかに小さい内径寸法を有する円筒形状であって、
前記反射板により反射した光が前記透明パネルおよび前記筒状部材において複数回屈折することを特徴とする照明器具。
請求項１に記載の照明器具において、
前記透明パネルの上面から前記筒部材の厚さ方向の中央部に溝が形成されていることを特徴とする照明器具。
請求項１に記載の照明器具において、
前記筒部材の内周面に複数の段部が形成されており、
前記段部の内径寸法は前記透明パネルに接近するにつれて小さくなることを特徴とする照明器具。
請求項１に記載の照明器具において、
前記筒部材が前方に向けて拡径されていることを特徴とする照明器具。
請求項１に記載の照明器具において、
前記筒部材が前方に向けて拡径され、
前記筒部材の外周面の前端部にリブが突出形成されていることを特徴とする照明器具。