JP5495091B2 - 照明器具 - Google Patents

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本発明は、発光ダイオード等の半導体発光素子を光源とした照明器具に関する。
近年、発光ダイオードは、その発光効率の向上により、一般家庭やオフィス等、一般照明用などの比較的大きな照明器具の光源として採用され商品化されてきている。例えば、特許文献1、特に段落番号[0016]に、天井面に固定された支持具に取付けられて配置される照明器具が示されている。発光ダイオードをこれら比較的大きな照明器具の光源として採用した場合、発光ダイオードは光の指向性が強いため、器具の側方や背面方向、すなわち、天井面への光が弱くなり、天井直下は明るくなるが天井面が比較的暗くなり、部屋全体として見た場合に暗く感じてしまう問題が生じ易い。
一方、例えば、特許文献2には、照明器具において、透光カバー全体の明るさのバランスが悪くなる問題を解決する台所用直管形蛍光灯器具が示されている。
特開2008−218238号公報 特開2004−127884号公報
しかしながら、特許文献1に示されるものは、段落番号[0017]に記載されているように、LEDから照射される光の一部を外部に出射させる導光板を備えている。この導光板は、段落番号「0024]に「導光板に向かう青色光は、開口部の端面から導光板に入射し、反射を繰り返して導光板の外側端面から青色光のまま均一に照射される。」と記載されている。しかし、光は側方に向かうが天井面を照らすには至っていない。段落番号[0032]には、「本体の上面に開口部を設けてもよく、蛍光膜により反射された光が開口部を通して照射される」と記載されている。しかし、本体上面に開口部を設けて光を放射するものでは、天井直付け形の照明器具では、開口部が塞がれ天井面を照らすことができない。
また、特許文献2に示されるものは、特に、段落番号[0004]に「蛍光灯器具のソケット固定板背面側に蛍光ランプの光を透過させる透光窓を形成し、その透光窓に蛍光ランプの光を一部反射させる反射部を設け、透光カバー端部に蛍光ランプの光を反射で届くようにしたことにより透光カバーの両端は暗く見えることがない。」と記載されている。しかしこれは、器具両端部が暗くなることを防止したものであり、天井面を照らして天井を明るくするものではない。このため、この種の発光ダイオード等の半導体発光素子を光源として比較的大きな照明器具を構成する場合には、如何にして器具の側方および背面方向に光を放射して、天井面を明るくするかが課題となっている。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、器具本体の側方および背面方向に光を放射させ、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供しようとするものである。
請求項1に記載の照明器具の発明は、主に前面から光が放射される半導体発光素子と;複数個の半導体発光素子を平坦な面からなる光源取付部に平面状に離間して配設した器具本体と;半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバーと;半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体と;半導体発光素子を点灯する点灯装置と;を具備し、光制御体は、透光カバーを、周縁部から中央部にかけて半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成したことを特徴とする。
本発明によれば、光制御体は、透光カバーを、周縁部から中央部にかけて半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成したことにより、天井面を明るくすることができる。
本発明において、照明器具は、天井から全般照明を行う一般家庭やオフィス等、施設・業務用などの比較的大きな照明器具に適用されることが好適であるが、小型の照明器具に適用されてもよい。
半導体発光素子は、発光ダイオード、有機ELや半導体レーザなど、半導体を発光源とした発光素子が許容される。半導体発光素子は発光モジュールとして構成され、必要な個数が選択されて器具本体に丸形または正方形、長方形等の面状光源をなすように配設されることが好ましいが、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすようにしても、線モジュールを構成する長尺なライン状をなすようにしてもよく、照明器具の目的とする配光特性を得るための全ての形状が許容される。またモジュールの形態にすることなく発光素子を単品で直接組み込んでユニット化して構成する等、その手段は特に限定されない。半導体発光素子は、白色で発光するように構成することが好ましいが、照明器具の用途に応じ、赤色、青色、緑色等でも、さらには各種の色を組み合わせて構成してもよい。
半導体発光素子は、基板に実装されて配設され発光モジュールとして構成されることが許容される。基板は、放熱性を高めるために、アルミニウム等の熱伝導性の良好な金属で構成されることが好ましいが、ガラスエポキシ材、紙フェノール材、ガラスコンポジット等、非金属性の部材で構成されてもよい。さらにセラミックスで構成されたものであってもよい。
器具本体は、熱伝導性の良好な鋼板、ステンレス、アルミニウム等の金属で構成するのが好ましいが、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)などの耐熱性、耐候性で、電気絶縁性を有する合成樹脂で構成されたものであってもよい。
器具本体は、鋼板等の金属に白色塗装を施したものや白色の合成樹脂で円盤状に構成され、中央部には天井等の器具取付面に設置された引掛シーリングに着脱可能に設置されるアダプタや、光源を点灯するための点灯装置を収納するものが許容される。また外観形状は、円形、正方形、長方形等に形成されることが好ましいが、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであっても、長尺なライン状をなすものであってもよい。
透光カバーは、半導体発光素子を覆い、透光性を有する乳白色の半透明な合成樹脂、または、強化ガラス等で構成されたものが許容される。色は乳白色に限定されず、用途、雰囲気等にあわせた各種の色が許容される。形状は、円形、正方形、長方形等に形成されることが好ましいが、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであっても、長尺なライン状をなすものであってもよい。
光制御体は、周縁部から中央部にかけて半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成し、半導体発光素子の光を凹状部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させることが許容される。さらに、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部を有することにより、半導体発光素子の光を突出部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしてもよい。さらに、半導体発光素子の面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を有することにより半導体発光素子の光を反射体で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしてもよい。さらには、これら幾つかの手段を適宜選択し、必要な手段を組み合わせて構成してもよい。
本発明において、凹状部は、周縁部から中央部にかけて順次半導体発光素子に向かい連続した曲線状をなしていることが、光を側方および背面方向に向けて効果的に反射させるためにも、また外観デザイン的にも好ましいが、例えば、より側方および背面方向に向けて光を反射させるように傾斜させた面を階段状に連続させて凹状部形成したものでもよい。
点灯装置は、例えば、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換して発光ダイオードチップに供給する点灯回路で構成され、器具本体内に内蔵させて設けても、器具本体と別置きで天井などに設置されるもので構成してもよい。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の照明器具において、前記光制御体は、さらに、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部を有することを特徴とする。
本発明において、突出部は、連続した曲面で突出させた形状が光を側方および背面方向
に効果的に反射させるためにも、また外観デザイン的にも好ましいが、例えば、より側方
および背面方向に向けて反射させるように傾斜させた面を連続させて多角形形状に突出さ
せたものであってもよい。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の照明器具において、前記光制御は、さらに、半導体発光素子の前面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を有することを特徴とする。
本発明において、反射体は、透光カバーに一体に形成しても、別体に構成してもよい。別体に構成される反射体は、光の反射性能を考慮して、耐候性を有する白色の合成樹脂、例えば、PBT(ポリブチレンテレフタレート)や、アクリルやABS等の合成樹脂で形成してもよい。また、その表面を白色に塗装しても、アルミニウムや銀等の金属を蒸着若しくはメッキなどを施して鏡面または半鏡面に加工したものであってもよい。さらに、アルミニウム等の金属で構成し、上記の合成樹脂と同様に白色塗装や蒸着若しくはメッキ等を行ってもよい。反射体は、反射機能に加えて光を多少透過するような材質で構成してもよい。
請求項1記載の発明によれば、光制御体は、透光カバーを、周縁部から中央部にかけて半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成したことにより、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。
請求項2記載の発明によれば、光制御体は、さらに、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部し、半導体発光素子の光を突出部で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。
請求項3記載の発明によれば、光制御体は、さらに、半導体発光素子の前面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を有し、半導体発光素子の光を反射体で反射させて透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面を明るくすることが可能な照明器具を提供することができる。
以下、本発明に係る照明器具の実施形態について、図に従い説明する。
図1に示すように、本実施例の照明器具10は、住宅用の天井直付け形のシーリングライトを構成したもので、光源となる半導体発光素子11、半導体発光素子を配設した器具本体12、半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバー13、半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体14、半導体発光素子を点灯する点灯装置15で構成する。
半導体発光素子11は、図2に示すように、発光ダイオード(以下「LED」と称す)と蛍光体で構成する。本実施例では青色のLEDチップ11aとこのLEDチップにより励起される黄色蛍光体11bで構成されて高輝度、高出力の白色の光を発光する。
LEDチップ11aは、COB(Chip on board)技術を使用して、基体11cの配線パターン上に複数のLEDチップ11aをマトリックス状に実装し、LEDチップを覆うようにして黄色蛍光体11bを含有する透光性の封止部材で封止して外形が略円形なす発光モジュールAを構成する。
基体11cは、ガラスエポキシ材からなる略円形をなす平板で構成する。基板の表面には銅箔からなる配線パターンを形成し、この配線パターン上にLEDチップ11aが配設され実装される。
上記に構成された発光モジュールAは、単独、若しくは、複数個を組み合わせて使用することにより、各種の形態や光出力を持つ照明器具が構成される。本実施例においては、上記構成の発光モジュールAを28個使用して、住宅用のシーリングライトからなる照明器具10を構成する。
器具本体12は、住宅用のシーリングライトを構成するために比較的長く大きな形態をなす略円形の本体ケース12aからなり、本体ケースは前面側に平坦な面からなる光源取付部12bを形成し、側面12cが円筒状をなし、さらに裏面側にシャーシーとなる裏板12dが設けられる。裏板の内面側に点灯装置15が設置され外面側の略中央部分には、天井X等の器具取付面に設置された引掛シーリングに着脱可能に設置されるアダプタ12eを設けて構成する。これら本体ケース12aと裏板12dは白色の塗装鋼板などをプレス加工して構成する。
上記に構成された器具本体12には、28個の発光モジュールAが配設される。すなわち、光源取付部12bに各発光モジュールAが略同心円状をなすように略等間隔に並べられ、基板11cの裏面側を平坦な光源取付部12bに熱伝導性を有し電気絶縁性を有するシリコーン樹脂等からなる絶縁シートまたは接着剤等を介して密着させてネジ等の固定手段により支持する。
透光カバー13は、発光モジュールAの発光面、すなわち、各LED11の前面および側面を覆うように器具本体12に設けられるグローブを構成するもので、光源取付部12b全体を覆う広い開口部13aと、光源取付部に配設された発光モジュールAの発光面に対し所定の間隔を有するように形成されるカバー部13bと、開口部とカバー部を繋ぐように一体に形成された周縁部13cで構成される。周縁部は、器具本体12の側面12cと面一となって連続する形状に構成する。カバー部13bは、その中央部に本発明の光制御体を形成する。すなわち、透光カバー13の周縁部13cからカバー部13bの中央部にかけて、順次、発光モジュールA側に向かい連続した曲線状をなして凹む本発明の光制御体である凹状部14を一体に形成する。これら開口部13a、カバー部13b、周縁部13cは、透光性を有する乳白色の半透明な合成樹脂で浅い円形の椀状なす形状に一体に形成される。
上記に構成された透光カバー13は、その開口部13aを器具本体12の下方から被せ、光源取付部12b全体を覆うようにして取り付けられる。透光カバー13は公知の凹凸の係合手段や取付金具等の手段で器具本体12の外縁部に着脱可能に取り付けられる。透光カバー13が器具本体12に設置されることにより、発光モジュールAが覆われて、LED11や充電部が覆われ電撃に対して保護されると共に、湿気や塵埃等に対してLEDや充電部が保護される。
点灯装置15は、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換してLEDチップ11aに供給する点灯回路(図示せず)で構成され、点灯回路の出力端が発光モジュールAに接続され、入力端がアダプタ12eに接続されて電源が供給され照明器具10が構成される。
上記のように構成されたシーリングライトからなる照明器具10は、天井Xの器具取付面に設けられた引掛シーリングにアダプタ12eを係合し、アダプタを器具本体に係合することにより、電気的に電源と接続されると同時に、機械的に支持され設置される(図1(a))。
上記に設置された照明器具10を点灯すると、各発光モジュールAのLED11が白色に発光する。LEDから放射される光は下方および側方に向かって放射され(図1の矢印a)、器具直下を含む周辺一帯を照射する広い円形状の配光をもった照明を行う。
同時に、下方に向かう光の一部が、透光カバー13の凹状部14の内面で反射する。この反射する光(図1矢印b)は、透光カバー13の周縁部13cから放射され、器具本体12の側方および背面方向に向けて放射され、天井面Xを広範囲にわたって照射する。これにより、天井面が明るくなり部屋全体としても暗く感じることがなくなる。
また、点灯時に各LEDチップ11aから発生する熱は、基板11cから本体ケース12aを介して外部に放熱される。また、点灯装置15の熱もシャーシーからなる裏板12dを介して放熱される。これにより、LEDチップの発光効率の低下を防止することができ、温度上昇に伴う光束の低下を防止することができると共に、LEDチップの長寿命化を図ることが可能となる。また点灯回路の回路部品の信頼性も高めることができる。
以上、本実施例によれば、透光カバー13の中央部を、周縁部13cから中央部にかけて順次LED11に向かって傾斜する凹状部14に形成し、LEDから放射される光を凹状部14で反射させて透光カバー13の周縁部13cから器具本体12の側方および背面方向に向けて放射させるようにしたので、天井面Xを広範囲にわたって照射して天井面が明るくなり、部屋全体としても暗く感じることがなくなる。同時に、透光カバー13の中央部に凹状部14を形成したので、薄い樹脂からなるグローブの強度を増すことができる。
以上、本実施例において、周縁部13cまたは周縁部近傍のLEDの光出力を他のLEDより高出力のものにして、透光カバー13の周縁部13cから器具本体12の側方および背面方向に向けて放射される光の量を多くして、天井面Xを一層明るくするようにしてもよい。
照明器具10を直付け形のシーリングライトを構成したが、ペンダント型のシーリングライトを構成してもよい。また円形の照明器具を構成したが角形の照明器具を構成してもよい。この場合、発光モジュールも円形でなく角形に構成し、角形の光源取付部に発光モジュールをマトリックス状に配設してもよい。さらに、図5に示すように、長尺な器具本体12に複数の発光モジュールAを直線状に配設して流し元灯10´を構成してもよい。この場合も、図5に矢印a、bで示すように、透光カバー13の周縁部13cから器具本体12の側方および背面方向に向けて光が放射され、天井面X(流し台の天井部)を明るくして、流しの手元をより明るくすることができる。さらに、オフィス等に使用される長尺なライン状の照明器具を構成してもよい。さらに店舗、オフィス等施設、業務用などの各種の照明器具を構成してもよい。
本実施例は、図3に示すように、透光カバー13のLED11の側面を覆う周縁部13cを、器具本体12の側面より外方に突出した突出部13eにより、光制御体14を構成したものである。
上記に構成された照明器具10を点灯すると、LED11から放射される光は下方および側方に向かって放射され(図3の矢印a)、器具直下を含む周辺一帯を照射する広い円形状の配光をもった照明を行う。同時に、下方に向かう光の一部が、透光カバー13の凹状部14の内面で反射する。この反射する光(図3の矢印b)は、透光カバー13の周縁部13cから放射され、器具本体12の側方および背面方向に向けて放射される。
さらに、周縁部13cに向けて放射される光(図3の矢印c)が、周縁部13cが突出部13eを形成することにより構成される円形状の曲面をなす内面13fで効果的に反射されて周縁部13cから放射され、器具本体12の側方および、より背面方向に向けて放射される。
これらの光bおよびcによって、器具本体12の側方および背面方向に向けて放射される光の量が増大し、天井面Xをより広範囲にわたって照射すると共に、天井面が一層明るくなり部屋全体としても暗く感じることがよりなくなる。
また、本実施例によれば、器具本体12の側方および背面方向に向けて放射される光の量を増大させることができると同時に、器具本体12の側面12cより外方に突出した突出部13eにより、グローブ清掃などの際におけるグローブ着脱時に、突出部13eを手で持って行うことができる便利な照明器具10を提供することができる。なお、図3には、実施例1の図1〜図2と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。
本実施例は、図4に示すように、LED11の前面を覆う透光カバー13の周縁部13c側内面に反射体13gを設けることにより、光制御体14を構成したものである。
本実施例における透光カバー13は、カバー部13bの外周側を円錐状に凹ませ、カバー部13bの中央側を平坦状にして構成する。この円錐状に凹ませたカバー部13bの内面に、反射体13gをその反射面13hが器具本体12の外周側に設けたLED11と傾斜して対向するようにして配設する。
反射体13gは、光の反射性能を考慮して、耐光性を有する合成樹脂、本実施例では、PBT(ポリブチレンテレフタレート)からなる合成樹脂で、円錐状に凹ませたカバー部13bの内面に合致する円形リング状をなす枠体として構成する。枠体には、その内面側を白色に塗装して反射面13hを形成する。
上記に構成した枠体からなる反射体13gを、透光カバー13の周縁部13cの内面に透明なシリコーン樹脂等の接着剤で固着して固定して照明器具10を構成する。
上記に構成された照明器具を点灯すると、LED11から放射される光は下方および側方に向かって放射され(図4の矢印a)、器具直下を含む周辺一帯を照射する広い円形状の配光をもった照明を行う。同時に、下方に向かう光の一部が、反射体13gの反射面13hで反射される。この反射する光(図4の矢印b)は、反射面13hで効果的に反射されることから光の量が増大された状態で、透光カバー13の周縁部13cから放射され、器具本体12の側方および、より器具本体に近い背面方向に向けて放射される。これにより、器具本体12の側方および背面方向に向けて放射される光の量が増大し、天井面Xをより広範囲にわたって照射すると共に、天井面が一層明るくなり部屋全体としても暗く感じることがよりなくなる。
また、本実施例によれば、反射体13gにより、器具本体12の側方および背面方向に向けて放射される光の量を増大させることができると同時に、反射体13gによりグローブの周縁部に黒いリングが筋模様となって投影され、外観、意匠的にも良好な商品性に富んだ照明器具10を提供することができる。
本実施例において、透光カバーと別体に反射体13gを構成することなく、透光カバー13におけるカバー部13bの円錐状に凹ませた部分に、アルミニウムや銀等の金属を蒸着若しくはメッキなどを施して鏡面または半鏡面に加工することにより反射体13gを透光カバー13と一体に形成してもよい。
なお、図4には、実施例1、2の図1〜図3と同一部分に同一の符号を付し、詳細な説明は省略した。また、上記実施例2および3において、その他の構成、作用、効果、変形例等は、実施例1と同様である。また、実施例1および実施例2の構成に実施例3で示すような反射体13gを設けて構成してもよい。以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施例に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
本発明の第1実施形態に係る照明器具を示し、(a)は縦断面図、(b)は正面図。 同じく照明器具の発光モジュールを示し、(a)縦断面図、(b)は正面図。 同じく照明器具の第1の変形例を示す縦断面図。 同じく照明器具の第2の変形例を示す縦断面図。 同じく照明器具の第3の変形例を示し、(a)は一部を切り欠いて示す側面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図。
符号の説明
10 照明器具
11 半導体発光素子
12 器具本体
13 透光カバー
13c 周縁部
14 光制御体(凹状部)
15 点灯装置

Claims (3)

  1. 主に前面から光が放射される半導体発光素子と;
    複数個の半導体発光素子を平坦な面からなる光源取付部に平面状に離間して配設した器具本体と;
    半導体発光素子の前面および側面を覆うように器具本体に設けられた透光カバーと;
    半導体発光素子から放射される光を、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部から器具本体の側方および背面方向に向けて放射させる光制御体と;
    半導体発光素子を点灯する点灯装置と;
    を具備し、光制御体は、透光カバーを、周縁部から中央部にかけて半導体発光素子に向かって傾斜する凹状部に形成したことを特徴とする照明器具。
  2. 前記光制御体は、さらに、透光カバーの半導体発光素子の側面を覆う周縁部を、器具本体の側面より外方に突出した突出部を有することを特徴とする請求項1記載の照明器具。
  3. 前記光制御は、さらに、半導体発光素子の前面を覆う透光カバーの周縁部側に反射体を有することを特徴とする請求項1または2記載の照明器具。
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