JP5753221B2 - 照明器具 - Google Patents
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Description
この種の照明器具では、複数のLEDのそれぞれに、回転放物面、又は回転楕円面の凹面反射鏡を設け、それぞれの凹面反射鏡から遠方に向けてLEDの光を照射する器具がある(例えば、特許文献1)。
このような複数個の凹面反射鏡を備える従来の照明器具では、一般に、それぞれの凹面反射鏡が予め一体成形されて構成されている。したがって、照明器具を屋外等で使用した際に、風に煽られたり何らかが衝突する等して器具本体に衝撃が加わったとしても、それぞれの凹面反射鏡の間で相互に位置ズレが生じることは無い。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、衝撃が加えられた場合に、個々の凹面反射鏡の位置ズレが抑えられる照明器具を提供することを目的とする。
それぞれの反射鏡に設置された光源モジュールと、それぞれの反射鏡の基端部が結合される筐体と、を備え、前記反射鏡のそれぞれを円周上に配列し、前記反射鏡のそれぞれの先端開口の縁部を隣の前記反射鏡の先端開口の縁部と当接させて前記筐体に結合し、前記筐体の背面には、前記反射鏡のそれぞれに対応した位置に、前記光源モジュールごとに互いに分離し別体の放熱フィンを配置したことを特徴とする照明器具を提供する。
図1は本実施形態に係るスポーツ照明器具1の斜視図であり、図1(A)はスポーツ照明器具1を正面上方からみた斜視図、図1(B)はスポーツ照明器具1を正面下方からみた斜視図である。図2はスポーツ照明器具1の構成を示す図であり、図2(A)は正面図、図2(B)は右側面図、図2(C)は左側面図、及び図2(D)は底面図である。
このスポーツ照明器具1は、屋外球技場や屋外競技場を観客席側から照明する照明器具であり、図1、及び図2に示すように、大別して、器具本体2と、取付アーム部4と、電源ボックス6と、背面ガード部材7と、を備えている。
これら複数の光源モジュール12の光出力は、それらの合計の明るさが照明対象の球技場や競技場で行われるスポーツによって求められる明るさ以上となるように設計されている。なお、このスポーツ照明器具1は、球技場や競技場に限らず、その他の屋外スポーツ施設の照明に用いられ得ることは勿論である。
また取付アーム部4は、結合片20を回動不能にするストッパ機構22を支持フレーム18に備え、このストッパ機構22により支持フレーム18に対して筐体10を所定角度に保持可能になっている。また、結合片20には、支持フレーム18の回動軸の周囲に回動角度を示す目盛り24が付されており、作業者は、設置時に支持フレーム18と筐体10の角度を目盛り24を頼りに正確に合わせられるようになっている。
このスポーツ照明器具1では、電源ボックス6が筐体10の外に設けられているため、筐体10を小型化でき、また器具本体2の総重量が軽量になる。特に、このスポーツ照明器具1では、電源ボックス6が取付アーム部4に取り付けられており、支持フレーム18が支持する器具本体2の総重量が軽量化され、支持フレーム18と器具本体2の結合部分に加わる負荷が低減されている。
背面ガード部材7は、筐体10に取り付けられて、当該筐体10の背面15に備えられた各種の構造物24を保護する部材である。この背面ガード部材7は、図3、及び図4に示すように、筐体10と略同一の径の筒状部7Aと、この筒状部7Aの開口を覆う開閉部7Bとを備えている。これら筒状部7A、及び開閉部7Bは、細長い多数のガイド棒11を格子状や放射線状等に組むことで構成され、ボール等の衝突に耐え得る剛性と併せて、十分な通気性が確保されている。また、ガイド棒11同士の隙間は、鳥が入り込めない程度に狭くされており、鳥の巣等が構造物24に作られるのを防止している。
この背面ガード部材7には、器具本体2の照射方向を調整する等の際に把持する把持部7Hが設けられている。
筐体10は、上述の通り、径に対して深さが浅い有底円筒状を成し、正面の開口が出射口23として構成されている。この筐体10は、比重が比較的軽い、いわゆる軽量金属の一種であるアルミニウムから形成されており、電源ボックス6の外付けの構造と併せて、器具本体2の更なる軽量化が図られている。
前面カバー14は、筐体10の出射口23を覆う透光性部材であり、軽量化、及び、ボール等の衝突による飛散防止のためにポリカーボネート樹脂から形成されている。この前面カバー14は、出射口23のフランジ23Aにネジ29(図4)でネジ止めされることで、強固に結合されている。
ここで、筐体10は、上記のように、軽量化のためにアルミニウムから形成されていることから、前面カバー14のねじ止め用のネジ孔をフランジ23Aに設けた場合にネジ孔の強度が弱すぎる、という問題がある。
この問題を解決するために、フランジ23Aを厚くしたり、別の部材を重ね合わせる等してネジ孔の強度を補強することが考え得るが、そうすると製造コストが高くなる、という問題がある。
すなわち、図4、及び図5に示すように、筐体10のフランジ23Aにネジ29に螺合するネジ孔を設けるのではなく、前面カバー14がネジ止めされるハット型金具25をフランジ23Aに設けることとしている。具体的には、フランジ23Aには、出射口23の周りに所定の間隔で金具挿入孔26が形成されている。またハット型金具25は、板状部材の略中央部が突出して成る台座部25A(図5)を有し、この台座部25Aにネジ29が螺合するネジ孔25Bが形成されている。ハット型金具25は、フランジ23Aの裏面から金具挿入孔26に台座部25Aを挿入して表側に突出させた状態で例えば溶接やネジ止め等で固定される。そして、フランジ23Aの表側(正面側)に突出した台座部25Aのそれぞれに前面カバー14がネジ29でネジ止めされる。これにより、筐体10の強度が弱くとも、前面カバー14がハット型金具25によって筐体10に強固にネジ止め可能となる。
光源モジュール12は、高出力型のLEDの一例たるCOB型LED30を光源に備えたモジュールであり、これらの図に示すように、大別して、COB型LED30(図7)と、このCOB型LED30の基板取付部材たるベースプレート32と、光制御部材としての反射鏡34と、放熱部36と、絶縁パッキン38と、を備えている。
COB型LED30は、図7に示すように、多数のLEDをLED基板31の上に密集配置して平面視略円形(四角形も有り得る)の面状の発光部31Aを形成したチップオンボード(Chip On Board:COB)構造の発光デバイスである。COB型LED30は、多数のLEDが密集配置されていることから大光量化、及び高輝度化なLED光源となる。
透光性シート45は電気的絶縁性を有した樹脂性シートである。後に詳述するが、ベースプレート32には、COB型LED30が電気絶縁材等を介さずにLED収容凹部40に直接載置される。
絶縁パッキン38は、例えば樹脂材等の電気絶縁材から形成され、少なくともベースプレート32の縁部56の全周を被覆する部材であり、その詳細については後述する。
なお、COB型LED30からLED収容凹部40への伝熱を促進するために、両者の接触面に熱伝導グリス等を塗布したり熱伝導シートを介在させて両者間の熱抵抗を小さくしても良い。
また、この反射鏡34は、ねじ込み式で上記反射鏡固定具42に取付固定される。具体的には、反射鏡34の基端部35Aの縁部には、反射鏡固定具42に係合する鍔部33が設けられている。反射鏡固定具42には、上記鍔部33が入り込み、反射鏡34の回転に伴って鍔部33が脱落不能に係合する、ねじ込み溝42Aが設けられている。反射鏡34の固定時には、このねじ込み溝42Aに鍔部33をねじ込むことで、別途に工具を用いることなく反射鏡34を固定できる。また、反射鏡34の鍔部33も樹脂材で形成されており、ねじ込み溝42Aと鍔部33の間にバネ力(弾性力)が働き、両者の結合力が高められている。
反射鏡34は、図9に示すように、その基端部35Aから先端部35Bの間で基端側パーツ34Pa、及び先端側パーツ34Pbに分割可能に構成されている。すなわち、反射鏡34の基端側パーツ34Paから先端側パーツ34Pbを取り外して使用したり、或いは、先端側パーツ34Pbを異なった反射面のパーツに変えて使用したりすることで、この光源モジュール12の配光パターンを簡単に変更可能になっている。
また、上記構成1の反射鏡34に加え、反射面を鏡面処理した先端側パーツ34Pbを基端側パーツ34Paに取り付けることで、1/10ビーム角が38°の狭角配光が得られるように構成されている(構成4)。この構成4の反射鏡34に加え、構成2と同様に、前面カバー14として光拡散効果を付与した型押カバーを併用することで、1/10ビーム角が40°の狭中角配光が得られるように構成されている(構成5)。
放熱フィン48は、略矩形状の板材であり、熱伝導性に優れ軽量な金属材であるアルミニウム板で形成されている。多数枚の放熱フィン48を上記ヒートパイプ50のそれぞれが貫通し、これらの放熱フィン48が互いに所定間隔をあけるように積層して一体に束ねられている。これら放熱フィン48は、図8に示すように、支持金具49によって、ベースプレート32の裏面32Bから垂直に延びるように配置される。支持金具49は、放熱フィン48とベースプレート32の裏面32Bとの間に所定の隙間δを設けて支持し、この隙間δを通じて裏面32Bと放熱フィン48を空気が流通可能となり、裏面32Bの熱溜まりが抑制される。なお、筐体10から延出する方向の放熱フィン48の長さ、及び枚数については、必要な放熱性能に応じて決定される。
ベースプレート32の裏面32Bには、複数のパイプ溝51が設けられており、それぞれのパイプ溝51にヒートパイプ50の一端部50Aを通すことで、ベースプレート32にヒートパイプ50が入り込み、効率的に熱が回収される。
ベースプレート32の裏面32Bには上記支持金具49が備えるプレート部49Aがパイプ溝51の開放部分を覆って取り付けられ、これにより、各ヒートパイプ50の一端部50Aがパイプ溝51から脱落不能にされる。
上記光源モジュール12は、筐体10の中に全体が収められるのではなく、図10に示すように、筐体10の背面15に係合孔54を設け、前掲図4に示すように、ベースプレート32を係合孔54に係合させ、放熱部36を筐体10の外に露出させて取り付けられる。
このとき、前掲図8に示すように、ベースプレート32の縁部56には、その全周を覆う上述した絶縁パッキン38が装着されている。この絶縁パッキン38は、筐体10の背面15とベースプレート32の表面32Aの接触面の全面に介在することで、係合孔54からの浸水が防止されるのに加え、両者の電気的絶縁が確保される。
また、ベースプレート32を係合孔54に係合させる構成であるため、その裏面32Bが筐体10の外側に露出し、放熱部36が筐体10の外側に配置される。これにより、放熱部36の熱を効率良く外気に放熱することができ、高い冷却性能が得られることとなる。
ヒートパイプ50の一端部50Aは、図11(A)に示すように、断面略円形状を成し、パイプ溝51への挿入前には、図11(B)に示すように、径方向に押し潰されて断面略楕円形状に成される。このように断面略楕円形状とすることで、パイプ溝51の断面51Aを例えば矩形状であっても、ヒートパイプ50の一端部50Aの外周面50A1とパイプ溝51の接触面積を断面円形状のままに比べて増やすことができる。
また一端部50Aの断面が熱変形によって断面円形状まで戻るのであれば、この円形状に合わせてパイプ溝51の断面51Aを予め形成することで、熱変形後に両者を密着させることができるものの、熱変形後に断面円形状まで戻ることは無い。
そこで、このスポーツ照明器具1では、図11(C)に示すように、パイプ溝51の断面51Aの形状を、表面処理に伴うヒートパイプ50の一端部50Aへの加熱によって生じた熱変形後の外周面50A1の形状に合わせて予め形成することとしている。これにより、パイプ溝51にヒートパイプ50の一端部50Aの外周面50A1を、表面処理に伴う熱変形後に多分に密着させることができ、ベースプレート32からヒートパイプ50に効率良く熱が伝えられる。
そこで、このスポーツ照明器具1では、次のようにして、衝撃に伴う反射鏡34の位置ズレを防止している。
この構成によれば、器具本体2に衝撃が加わり、各々の反射鏡34が基端部35Aを支点に振れたとしても、それぞれがランダムに振れ難くなることから、相互間の位置ズレの発生が抑えられる。
そこで、このスポーツ照明器具1では、図6に示すように、それぞれの反射鏡34の先端開口60の縁部60Aには、相互に係合する係合溝66が全周に亘って設けられている。これにより、各反射鏡34が振れた際には、それぞれの係合溝66の係合によって各々の回転が抑えられることとなり、各反射鏡34(本実施形態では先端側パーツ34Pb)の結合の緩みが抑えられる。
反射鏡34を筐体10に組み付ける場合、上述のように、筐体10の係合孔54に取り付けたベースプレート32の反射鏡固定具42に、反射鏡34の基端部35Aを結合して取り付けられる。この取付時には、図12(A)に示すように、それぞれの反射鏡34の先端開口60の縁部60Aの間には隙間αが設けられる。
連結体65を固定する際には、連結体支持金具67へのネジ止めに先立って、図12(B)に示すように、各々の反射鏡34のフランジ37のボス63を連結体65の位置決貫通孔65Aに通して連結する。この連結により、各反射鏡34の先端開口60が筐体10の中心部に引き寄せられる。そして、連結体65を連結体支持金具67に2本のネジ61で固定することで、各々の反射鏡34の先端開口60の縁部60A同士が接して係合溝66同士が係合するように位置決めされる。
これにより、各反射鏡34の先端開口60が正確な位置に位置決めされ、かつ、衝撃が加わった際の各々の回転が係合溝66同士の係合により防止される。
これに対し、このスポーツ照明器具1では、前面カバー14が耐衝撃性に優れたポリカーボネートで形成されているため、ボール等の衝突に対しても破損し難く、従来のようガード部材を不要としている。
この背面ガード部材7は、上述の通り、筐体10の背面15に取り付けられて構造物24の周りを囲む筒状部7Aと、この筒状部7Aの開口端にヒンジ結合部9で結合されて筐体10の背後方向に開閉自在な開閉部7Bと、を備えている。構造物24の清掃等のメンテナンス時には、開閉部7Bを筐体10の背後方向に開くことで、メンテナンス作業等が行えるようになっている。
そこで、このスポーツ照明器具1では、上述のように、開閉部7Bを筒状部7Aの開口面に平行(すなわち、背後方向の開閉方向と略垂直方向)に移動させることで筒状部7Aから取り外し可能に構成している。
開閉部7Bは、上述の通り、ヒンジ結合部9によって筒状部7Aに開閉自在に結合されており、このヒンジ結合部9は、前掲図3に示すように、複数の蝶番9Aを備えている。この蝶番9Aには、軸部72が分割されて一対の蝶番片70、71が図13に示すように抜き差し自在に構成された、いわゆる抜き差し蝶番(抜き蝶番とも呼ばれる)が用いられている。このとき、筒状部7Aと開閉部7Bの結合が蝶番9Aだけであると、器具本体2の設置姿勢によっては、開閉部7Bが抜け落ちてしまう。これに対して、この背面ガード部材7では、開閉部7Bが蝶番9Aと対向する箇所でラッチ機構13によって開閉不能に筒状部7Aに係止されているため、開閉部7Bの抜け落ちが防止される。
すなわち、本実施形態のスポーツ照明器具1によれば、COB型LED30のLED基板31が取り付けられたベースプレート32が筐体10の係合孔54に一部(裏面32B)を筐体10の外に露出した状態で係合する構成とした。この構成により、ベースプレート32に伝えられたCOB型LED30の熱を外部に露出した箇所から放熱できる。
これに加え、ベースプレート32と筐体10の係合孔54との接触箇所に電気絶縁材である絶縁パッキン38を設け両者の電気的絶縁を確保した。これにより、ベースプレート32にはCOB型LED30を電気絶縁材を介在させることなく直接取り付けることが可能となる。
この構成により、COB型LED30からベースプレート32に伝えられた熱を、このベースプレート32から放熱部36を通じて直接、外部に放熱することができ、高い冷却性能を得ることができる。
これにより、ヒートパイプ50に表面処理を施しても、ベースプレート32とヒートパイプ50の密着性を維持することができ、良好な放熱性能が確保される。
また特に反射鏡34を樹脂材から形成した場合であっても、相互間の位置ズレを十分に抑えつつ、軽量な器具を構成できる。
したがって、屋内の天井面、又は屋外に設置されたスポーツ照明用の器具として用いた場合でも、ボール等の衝突から放熱部36を背面ガード部材7で保護することができる。
また本発明は、スポーツ用の照明器具に限らず、他の屋外、又は屋内の各種の照明に用いられる照明器具に適用できることは勿論である。特に、工場の天井面や壁面に据え付け設置され、作業車の衝突から照明器具を保護する必要がある照明器具にも好適に用いることができる。
2 器具本体
10 筐体
12 光源モジュール
15 背面
23 出射口
30 COB型LED(発光素子)
31 LED基板
31A 発光部
32 ベースプレート
34 反射鏡
34Pa 基端側パーツ
34Pb 先端側パーツ
35A 基端部
35B 先端部
48 放熱フィン
60 先端開口
60A 縁部
65 連結体
66 係合溝(係合部)
Claims (3)
- 互いに分離した複数の回転体形状の反射鏡と、
それぞれの反射鏡に設置された光源モジュールと、
それぞれの反射鏡の基端部が結合される筐体と、を備え、
前記反射鏡のそれぞれを円周上に配列し、前記反射鏡のそれぞれの先端開口の縁部を隣の前記反射鏡の先端開口の縁部と当接させて前記筐体に結合し、
前記筐体の背面には、前記反射鏡のそれぞれに対応した位置に、前記光源モジュールごとに互いに分離し別体の放熱フィンを配置したことを特徴とする照明器具。 - 前記反射鏡の基端部を前記筐体にねじ込み式で結合し、前記反射鏡のそれぞれの先端開口の縁部には、互いに係合して回転を抑える係合部を設けた
ことを特徴とする請求項1に記載の照明器具。 - 前記反射鏡を樹脂材から形成したことを特徴とする請求項1または2に記載の照
明器具。
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