JP5717468B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

この発明は、照明器具に関し、例えば、反射板を２分割した照明装置に関する。

近年、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とした照明器具が多く商品化されている。多くの照明器具は、ＬＥＤから出た光を反射板やレンズによって配光制御しており、反射板やレンズの形状を変えることにより、複数の配光パターンを得ることが出来る。例えば、特許文献１では反射体の内側に照射角調整用反射体を設け、照射角調整用反射体の種類を変えることにより、所望の照射角を得る。また、導電性反射膜が施された照射角調整用反射体は、ＬＥＤが実装された基板から絶縁されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−７３６２７号公報

しかしながら、特許文献１のように反射体の内側に照射角調整用反射体が取り付く構成の場合、反射体よりも広角な配光を得ることができない。また、ＬＥＤの光を効率よく取り出すことができないという課題があった。

本発明は、反射板を２分割した構造においても、ＬＥＤの光を効率よく取り出すことができる反射板構造を備えた照明器具の提供を目的とする。

この発明の照明器具は、
実装面となる一方の面に光を発する光源が実装された実装基板と、
前記光源の周囲を囲みながら前記光源の近傍から所定の距離だけ前記実装面の法線方向である上側に起立する反射面である第一反射面を有する第一反射部と、
前記第一反射部の有する前記第一反射面よりも前記上側に配置される第二反射面であって、前記所定の距離の位置において前記第一反射面と略滑らかに接合することにより前記第一反射面と略連続する曲面を構成する反射面である第二反射面を有する第二反射部と
を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、上側反射部（第二反射部）と下側反射部（第一反射部）を組み合わせたとき、ほぼ連続した反射面を形成することができるので、光源の発した光を効率よく取り出すことができる。

実施の形態１のＬＥＤ照明器具１００の斜視図。 図１のＬＥＤ照明器具１００の分解斜視図。 図１のＬＥＤ照明器具１００のＡ−Ａ断面図。 図２の反射部１０の斜視図。 図４の下側反射板１１，上側反射板１２の断面を示す断面図。 反射板１１，１２の接合面を示す拡大図。 実施の形態１のＬＥＤ照明器具１００がレンズ９０を備えた構成の断面図。 実施の形態１のＬＥＤ照明器具１００がレンズ９０を備えた構成における具体的な断面図。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１のＬＥＤ照明器具１００の外観の斜視図である。
図２は、図１に示すＬＥＤ照明器具１００の分解斜視図である。
図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。

（ＬＥＤ照明器具１００の構成）
図２に示すように、ＬＥＤ照明器具１００は、筐体５０と、筐体５０に取り付けられるＬＥＤ実装基板３０と、ＬＥＤ実装基板３０を覆うように取り付けられる反射部１０と、反射部１０に取り付けられる透明カバー７０と、透明カバー７０及び反射部１０を筐体５０に固定する３本の固定ネジ８０ａと、透明カバー７０が臨むように筐体５０に取り付けられる枠体４０と、枠体４０の外周に取り付けられる２本の取付バネ６０と、筐体５０を枠体４０に固定する筐体固定ネジ８０ｂとを備える。

（ＬＥＤ照明器具１００の構成部品）
図２、図３を参照してＬＥＤ照明器具１００の構成部品を説明する。
（１）筐体５０は、円形の底板５１と、この底板５１に略垂直に立設する１５枚の放熱フィン５２とを備える。底板５１は、外周に沿って筐体固定ネジ８０ｂが挿入される４つの筐体固定ネジ挿入穴５１ａを備える。
（２）ＬＥＤ実装基板３０は、略円形状のプリント基板３１と、プリント基板３１に実装される５つのＬＥＤ３２とを備える。
（３）反射部１０は、ＬＥＤ実装基板３０を筐体５０に押し当てる下側反射板１１（第一反射部）と、下側反射板１１に取り付けられる上側反射板１２（第二反射部）とを備える。反射部１０の詳細説明は後述する。なお、ＬＥＤ３２の発光面３２ｂ（図５に示した）に近い側を「下側」、遠い側を「上側」と名付けた。
（４）透明カバー７０は、円形板形状であり、外周に沿って固定ネジ８０ａが挿入される３つの固定ネジ挿入穴７１を備える。
（５）枠体４０は、中空の円筒状の枠部４１と、枠部４１の底面側から外方に向かって突出するツバ部４２と、枠部４１の外周面に設けられる２つのバネ取付部４３（図示しない）を備える。
（６）取付バネ６０は、「レ」の字状に屈曲されて形成され、一端側が枠体４０のバネ取付部４３に取り付けられ、他端側が天井などに設けられる取り付け穴に付勢力を持って接する。

（反射部１０の構造）
次に、反射部１０の詳細な構造について説明する。ＬＥＤ照明器具１００の特徴は、反射部１０の構造にある。
図４は、図２のＬＥＤ照明器具１００の反射部１０の斜視図である。
図５は、反射部１０を含む断面図である。

図４に示すように、反射部１０は、下側反射板１１と上側反射板１２とに、２分割された構造である。下側反射板１１及び上側反射板１２に使用される材料は、ＰＣ（ポリカーボネート）やＰＢＴ（ポリエチレンフタレート）等の白色樹脂などが使用される。

下側反射板１１の全体の外観は、円板形状をなし、図２、図４、図５に示すように、ＬＥＤ実装基板３０に取り付けられたＬＥＤ３２が臨むように、５つのＬＥＤ挿入穴１１ａが設けられている。ＬＥＤ挿入穴１１ａは、すり鉢形状をなし、挿入されるＬＥＤ３２のＬＥＤ電極３２ａ（図５に示した）を保護する。ＬＥＤ挿入穴１１ａには、ＬＥＤ３２が発する光を反射する第一反射面１１ａａと、上側反射板１２の凸窓１２ａが挿入される後述の挿入面１１ａｂと、を備える。

上側反射板１２の全体の外観は、円板形状をなし、図２に示すように下側反射板１１のＬＥＤ挿入穴１１ａに対応する位置に、下側反射板１１側に突出するように５つの凸窓１２ａが設けられている。凸窓１２ａはすり鉢形状をなし、図５に示すように、先端部が下側反射板１１の挿入面１１ａｂを覆い、第一反射面１１ａａとほぼ面一となる第二反射面１２ａａを備える。なお、第二反射面１２ａａの曲率は、第一反射面１１ａａの曲率とほぼ同一である。

（下側反射板１１と上側反射板１２との反射面の接合）
図５に示すように、ＬＥＤ実装基板３０は、実装面３０ａとなる一方の面に光を発するＬＥＤ３２（光源）が実装されている。また、下側反射板１１（第一反射部）は、ＬＥＤ３２の周囲を囲みながらＬＥＤ３２の近傍から所定の距離Ｈだけ実装面３０ａの法線方向（Ｘ方向）である上側に起立する反射面である第一反射面１１ａａを有する。上側反射板１２（第二反射部）は、下側反射板１１（第一反射部）の有する第一反射面１１ａａよりも上側に配置される第二反射面１２ａａであって、前記距離Ｈの位置において第一反射面１１ａａと略滑らかに接合することにより第一反射面１１ａａと略連続する曲面を構成する反射面である第二反射面１２ａａを有する。

（組み立て工程）
次に、図２、図３を参照して、ＬＥＤ照明器具１００の組み立て工程について説明する。
（１）まず、筐体５０にＬＥＤ実装基板３０を載せ、ＬＥＤ実装基板３０を覆うように下側反射板１１を取り付ける。
（２）次に、下側反射板１１に上側反射板１２を取り付ける。このとき、凸窓１２ａがＬＥＤ挿入穴１１ａに挿入されるが、図５に示すように、第一反射面１１ａａの曲率と第二反射面１２ａａの曲率がほぼ同一であるので、ひとつの曲面の反射面を形成する。
（３）次に、上側反射板１２に透明カバー７０を被せ、透明カバー７０の固定ネジ挿入穴７１に固定ネジ８０ａを挿入して、透明カバー７０、上側反射板１２、下側反射板１１、ＬＥＤ実装基板３０を筐体５０に固定する。この状態の筐体５０を枠体４０に取り付け、図３に示すように、筐体固定ネジ８０ｂによって筐体５０を枠体４０に固定する。なお、取付バネ６０は、予め枠体４０に取り付けられている。

（反射部１０の具体的な構成）
図６は、下側反射板１１と上側反射板１２との接合部の様子を示す模式的な断面図である。図６の（ａ）の丸の破線部に示すように、下側反射板１１の第一反射面１１ａａと上側反射板１２の第二反射面１２ａａとは、略滑らかに接合し、楕円の破線部で示すように滑らかな曲線状に接合している。あるいは、接合面は図６の（ｂ）の様でもよい。すなわち、図６の（ｂ）の丸の破線部に示すように、下側反射板１１と上側反射板１２との接合部の内径は、下側反射板１１の内径Ｄ１１よりも上側反射板１２の内径Ｄ１２の方がわずかに大きくしてもよい。すなわち（ｂ）の状態では第一反射面１１ａａは、第二反射面１２ａａと接合する上側の端部が周形状をなしている。また、第二反射面１２ａａは、第一反射面１１ａａの上側の端部と接合する端部が、第一反射面１１ａａの上側の端部の周形状に応じた周形状をなしている。したがって、（ｂ）の状態では、第二反射面１２ａａの端部の周形状は、上側（反Ｘ方向）から見込んだ場合に、全周にわたって第一反射面１１ａａの端部の周形状の外側に位置する。このように内径Ｄ１１よりも内径Ｄ１２をわずかに大きくすることで、上側反射板１２の接合部の端部によってＬＥＤ３２の光が遮られることがないので、光のロスを少なくできる。

（絶縁距離Ｅ）
上側反射板１２の第二反射面１２ａａには、ＬＥＤ照明器具１００としての仕様に応じて、アルミニウムや銀などの「蒸着やめっきなど」（所定の金属の皮膜を形成する金属コーティング処理）を施し、反射率を変えることがある。このように上側反射板１２をアルミニウムや銀などの蒸着やめっきをした第二反射面１２ａａの端部がＬＥＤ３２のＬＥＤ電極３２ａに近づくと絶縁距離Ｅが短くなり、この蒸着面（またはめっき面）を介して漏電する場合がある。
ここで「絶縁距離」とは、ＬＥＤ電極３２ａと、下側反射板１１あるいは上側反射板１２の導電体（例えば金属）との距離をいう。図６の（ｂ）に絶縁距離Ｅを示した。絶縁距離Ｅ１は下側反射板１１が金属コーティング処理されている場合の絶縁距離を示し、絶縁距離Ｅ２は上側反射板１２が金属コーティング処理されている場合の絶縁距離を示す。絶縁距離を確保するため金属コーティング処理された上側反射板１２とＬＥＤ実装基板３０との間には、金属コーティング処理されていない下側反射板１１を介在させる。このため、絶縁距離ＥはＥ１ではなくＥ２となるので、例えば、蒸着やめっきされた上側反射板１２が取り付けられても、上側反射板１２の端部がＬＥＤ３２のＬＥＤ電極３２ａに近接するのを防止することができ、絶縁距離Ｅ２は、一定以上の距離となる。

上側反射板１２の第二反射面１２ａａには、アルミニウムや銀などの金属を蒸着して反射率を変えたり、配光を変えることができる。この場合には、アルミニウムや銀などの金属は導電性であるためＬＥＤ電極３２ａから絶縁距離Ｅを確保することが必要となる。絶縁距離Ｅの確保に関して、下側反射板１１には蒸着をせず、絶縁物のままにすることによって、十分な絶縁距離Ｅ２（下側反射板１１は絶縁物なので絶縁距離ＥはＥ１ではなくＥ２となる）を確保できる。反射部１０を二つに分割しない場合、下側反射板１１を用いる代わりに、下側反射板１１と一体的な形状の上側反射板１２のみ用い、上側反射板１２をマスキングして部分的に蒸着しないような処理をすれば絶縁距離Ｅは確保できるが、コストや手間がかかるため、望ましくない。

なお、絶縁距離Ｅを確保する見地からは、下側反射板１１には金属の皮膜を形成する金属コーティング処理を施さず、あるいは絶縁材料を使用することが好ましい。しかしこれは一例である。配光特性の見地から望ましい場合には、第一反射面１１ａａと、第二反射面１２ａａとのいずれかの表面に、所定の金属の皮膜を形成する金属コーティング処理を施してもよいし、下側反射板１１と上側反射板１２との少なくともいずれかを、所定の金属材料で形成してもよい。

この実施の形態１における構成および効果を纏めると、以下のようになる。
（１）滑らかな連続曲面を構成する２分割構造
ＬＥＤ３２などの光源から発光された光を反射させる反射部１０（下側反射板１１、上側反射板１２）が、滑らかな連続曲面の反射面を構成し、上下２分割された構造になっている。下側反射板１１は、筐体５０に固定されており、材質は絶縁性を有する樹脂、例えばＰＢＴやポリカーボネート等で成形されている。上側反射板１２は、下側反射板１１と合わせると下側反射板１１と一体となって反射板形状になり、光を制御する。上側反射板１２は、ＬＥＤ照明器具１００の仕様に応じて、材質を樹脂や金属で構成することが可能である。
（２）上側反射板１２の曲面形状を変えることにより、配光角度を変えることができる。また樹脂で成形された第二反射面１２ａａに金属材料を蒸着することで、蒸着なしの場合に対して配光角度を変えることができる。
（３）また、絶縁物とした下側反射板１１によって、ＬＥＤ３２近傍にあるＬＥＤ電極３２ａから十分な絶縁距離Ｅを確保することができる。

なお、本実施の形態では、反射部１０によって、ＬＥＤ３２が発する光を制御する光学系の場合を説明したが、図７に示すように、反射部１０にレンズ９０を挿入して、このレンズ９０によってＬＥＤ３２が発する光を制御する光学系としてもよい。このように、反射部１０の内面にレンズ９０をのせることにより、レンズ９０による配光制御が可能となる。また、レンズ９０の種類を変えることにより、容易に所望の配光を得ることが出来る。レンズ９０の形状に関しては、所望の配光により変化するものであり、レンズ９０の形状は限定されない。図８として、ＬＥＤ照明器具１００がレンズ９０を備えた構成における具体的な断面図を示した。

１００ ＬＥＤ照明器具、１０ 反射部、１１ 下側反射板、１１ａ ＬＥＤ挿入穴、１１ａａ 第一反射面、１１ａｂ 挿入面、１２ 上側反射板、１２ａ 凸窓、１２ａａ 第二反射面、３０ ＬＥＤ実装基板、３１ プリント基板、３２ ＬＥＤ、３２ａ ＬＥＤ電極、３２ｂ 発光面、４０ 枠体、４１ 枠部、４２ ツバ部、４３ バネ取付部、５０ 筐体、５１ 底板、５１ａ 筐体固定ネジ挿入穴、５２ 放熱フィン、６０ 取付バネ、７０ 透明カバー、７１ 固定ネジ挿入穴、８０ａ 固定ネジ、８０ｂ 筐体固定ネジ、９０ レンズ。

Claims (3)

1. 実装面となる一方の面に、発光面から光を発するＬＥＤが実装された実装基板と、
   前記ＬＥＤの周囲を囲みながら前記ＬＥＤの近傍から所定の距離だけ前記実装面の法線方向である上側に起立する反射面である第一反射面を有する第一反射部と、
   前記第一反射部の有する前記第一反射面よりも前記上側に配置される第二反射面であって、前記所定の距離の位置において前記第一反射面と略滑らかに接合することにより前記第一反射面と略連続する曲面を構成する反射面である第二反射面を有する第二反射部と
   を備え、
   前記第一反射部は、
   前記第一反射面の下側の端部に、前記実装面に対向する開口が形成され、
   前記ＬＥＤの前記発光面は、
   前記開口から上側の方向に入り込んでおり、
   前記第一反射部の前記下側の端部は、
   前記実装面よりも上側に位置し、
   前記第一反射部は、円板形状をなし、
   前記第一反射面は、
   前記円板形状の上側となる上面に形成された開口である上面開口から下側に向かう方向の途中から、すり鉢形状に窪んだ形状をなし、前記すり鉢形状の底が前記開口として形成され、
   前記第二反射部は、円板形状をなし、
   前記第二反射面は、
   前記円板形状の上側となる上面から下側の方向に向けてすり鉢形状に窪んだ形状をなすと共に前記すり鉢形状の底が前記上面開口に入り込むことによって、前記すり鉢形状の底において前記第一反射面と略滑らかに接合することを特徴とする照明器具。
2. 前記照明器具は、
   前記第二反射部の前記窪んだ形状の部分に、レンズが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記ＬＥＤは、
   前記実装面に配置される電極を有し、
   前記第一反射部は、
   前記下側の端部に形成された前記開口の周縁で、前記電極の上側から前記電極を覆うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明器具。

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