JP5776014B2

JP5776014B2 - 照明装置および照明器具

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Publication number: JP5776014B2
Application number: JP2011110830A
Authority: JP
Inventors: 松本　弘之; 弘之松本; 大坪　篤; 篤大坪; 河野　忠博; 忠博河野; 純松崎; 山下　浩司; 浩司山下; 伸介皆木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2015-09-09
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: EP2525144A3; EP2525144A2; US20120294007A1; EP2525144B1; JP2012243480A

Description

本発明はＬＥＤ光源を用いた照明装置およびこの照明装置を用いた照明器具に関するものである。

従来より、光源としてＬＥＤを使用した誘導灯や標識灯などの照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図９に示すように、特許文献１に記載の照明器具１００は、例えば、非常口への誘導を行う誘導灯であり、箱状の器具本体の前面部には、非常口に案内する図柄が描かれた表示板が設けられる。また、器具本体の内部には、複数個のＬＥＤ１０１が実装されたＬＥＤ基板１０２が収納されており、ＬＥＤ基板１０２は、コネクタ１０３を介して点灯ユニット１０４に接続される。

ＬＥＤ基板１０２は、直線状に配列された複数個のＬＥＤ１０１を交互に直列接続して複数系列のＬＥＤ配列を有する。そして、ＬＥＤ基板１０２のＬＥＤ１０１からの光は、導光板を介して導光板の出射面に設けられた表示板を照明し、非常口に案内する図柄を表示する。

特開２００７−２５８０３３号公報（第４図）

前述したように、ＬＥＤ基板１０２にＬＥＤ１０１を実装しただけの照明器具１００では、外部からのノイズや照明器具１００に接続されている点灯ユニット１０４からのノイズなどの影響を受け易い。このため、ＬＥＤ１０１の点灯や消灯による点滅を含む誤動作や、ＬＥＤ１０１の破壊が発生することがある。そこで、ＬＥＤ１０１を保護するために、保護素子（コンデンサ）を配置することが考えられる。
しかしながら、保護素子をＬＥＤ１０１に接続して配置すると、ＬＥＤ基板１０２が大きくなって、照明器具１００が大型化してしまうという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、ＬＥＤを保護するとともに、ＬＥＤが実装された照明装置の大型化を阻止して照明器具の小型化や薄型化を図ることができる照明装置および照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明装置は、直列接続された、第１の種類の複数のＬＥＤ光源および直列接続された、第２の種類の複数のＬＥＤ光源と、実装面に、前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源が実装されるＬＥＤ基板と、を有し、前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源が、偶数個毎に交互に、直線状に一列に配置され、かつ偶数個毎に保護素子が並列に接続され、前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源は、前記ＬＥＤ基板の長手方向に直交する方向である幅方向における中央に位置し、前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源用の第１の配線、および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源用の第２の配線が、前記ＬＥＤ基板の中央と前記ＬＥＤ基板の幅方向におけるいずれか一方の端部との間の空きスペースに配置され、前記保護素子は、偶数個の前記第１の種類のＬＥＤ光源を二等分した場合の中間の空きスペースにおいて、および、偶数個の前記第２の種類のＬＥＤ光源を二等分した場合の中間の空きスペースにおいて、前記ＬＥＤ基板の幅方向の中央を基準として、前記第１および第２の配線とは反対の側にずらされて配置されるものである。

さらに、本発明の照明器具は、前述した照明装置を用いたものである。

本発明は、複数のＬＥＤ光源を複数の群に分割して、各群の間に保護素子を配置し、保護素子と各群のＬＥＤ光源とを電気的に接続したので、保護素子とＬＥＤ光源との配線スペースを低減して、ＬＥＤ光源を保護するとともに、ＬＥＤ光源が実装された照明装置および照明器具の大型化を阻止することができるという効果を有する照明装置および照明器具を提供できる。

第１実施形態の照明器具を下方から見た全体斜視図第１実施形態の照明器具を下方から見た分解斜視図第１実施形態の照明器具の中心を通る断面図第１実施形態の照明器具を上方から見た平面図第１実施形態のＬＥＤユニットのＬＥＤ基板に実装されている異なる２種類のＬＥＤ光源の配置を示す平面図図５中ＶＩ部分の拡大図第２実施形態のＬＥＤユニットのＬＥＤ基板に実装されている単一のＬＥＤ光源の配置を示す平面図図７中ＶＩＩＩ部分の拡大図従来の照明装置におけるＬＥＤの配置を示す平面図

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の照明装置および照明器具について、図面を用いて説明する。
なお、以下の説明においては、照明器具を被取付面である天井面に取り付けて下方を照明する場合について説明する。従って、特に示す場合を除き、上（上方、上側等）は天井面側を意味し、下（下方，下側等）は床面側を意味する。

図１に示すように、本発明に係る実施形態の照明器具１０は、被取付面である天井面１１等に取り付けられて主に下方を照明するのに適する。
図２および図３に示すように、照明器具１０は、天井面１１に取り付けられている引っ掛けシーリング１２に取り付けるための取付金具２１を中央に有する例えば正方形の板状の器具本体２０を有する。

器具本体２０の上側（すなわち、天井面１１側）には、照明装置であるＬＥＤユニット３０を構成するアッパーユニット３０Ａ、上枠２３および上パネル２２が設けられている。また、器具本体２０の下側（すなわち、照明方向側）には、ＬＥＤユニット３０を構成するロアーユニット３０Ｂ、反射部材である反射板２４が設けられており、反射板２４の下方には、受けた光を拡散する透光性のパネル２５が取り付けられる。

次に、本発明に係る実施形態の照明装置であるＬＥＤユニット３０を構成するアッパーユニット３０Ａおよびロアーユニット３０Ｂについて説明する。
なお、以下においては、特にアッパーユニット３０Ａおよびロアーユニット３０Ｂを区別する場合を除き、ＬＥＤユニット３０として説明する。

図４に示すように、アッパーユニット３０Ａは、器具本体２０の上側において、四方外向きに設けられている。また、ロアーユニット３０Ｂは、器具本体２０の下側において、２カ所に設けられており、内側へ光を照射するようになっている。
図３に示すように、上述したＬＥＤユニット３０を用いた照明器具１０では、器具本体２０の下側に設けられているロアーユニット３０Ｂから照明器具１０の内部に向かって発せられた光Ｌ１は、反射板２４で下方に反射してパネル２５に入射して拡散する。これにより、パネル２５全体が光源となって下方を照明する。
一方、器具本体２０の上側に設けられているアッパーユニット３０Ａから照明器具１０の外側へ発せられた光Ｌ２は、天井面１１へ照射されて、天井面１１および壁面（図示省略）を照明する。

図５に示すように、ＬＥＤユニット３０では、ＬＥＤ基板３１の実装面３１１には、種類が異なる複数の第１のＬＥＤ光源４０Ａと複数の第２のＬＥＤ光源４０Ｂが実装されている。
なお、以下の説明において、２種類のＬＥＤ光源４０Ａ、３７Ｂを総称する際には、「ＬＥＤ光源４０」と表示する。
第１のＬＥＤ光源４０Ａおよび第２のＬＥＤ光源４０Ｂは、一部（端部）を除き各々偶数個（ここでは、例えば２個）をひとかたまりとして、交互に配置されている。そして、端部には、その隣（内側）に配設されたＬＥＤ光源４０とは異なる種類のＬＥＤ光源４０が配設されるようにする。

複数の第１のＬＥＤ光源４０Ａは、第１の回路３２Ａにより直列に接続されている。また、複数の第２のＬＥＤ光源４０Ｂは、第１のＬＥＤ光源４０Ａとは別系統で、第２の回路３２Ｂにより直列に接続されている。
第１の回路３２Ａと第２の回路３２Ｂとは別個であり、例えば、クランク状に配線することができる。このとき、第１の回路３２Ａおよび第２の回路３２Ｂのクランク形状が、略平行となるように配線する。

実装面３１１において、長手方向の基板両端部３１２、３１３から見て端部のＬＥＤ光源４０より内側の位置に、コネクタ３３が取り付けられる。コネクタ３３は、商用電源（図示省略）からの電気配線が接続されて電力の供給を受け、第１の回路３２Ａを介して第１のＬＥＤ光源４０Ａを点灯させるとともに、第２の回路３２Ｂを介して第２のＬＥＤ光源４０Ｂを点灯させる。
従って、第１のＬＥＤ光源４０Ａと第２のＬＥＤ光源４０Ｂは、個別に制御可能となっている。

図６に示すように、第１の回路３２Ａにより直列に接続されている偶数個（ここでは、例えば２個）の第１のＬＥＤ光源４０Ａ（４０１Ａ、４０２Ａ）をひとかたまり（群４１Ａ）として、保護素子であるコンデンサ５０Ａを接続している。
ここで、各群４１Ａすなわち複数のＬＥＤ光源４０Ａとコンデンサ５０Ａとを、略同一直線（例えば、ＬＥＤ基板３１の中心線ＣＬ）上に配置した。これは、コンデンサ５０Ａをスペースの広い側端面３１４、３１５側に配置してしまうと、コンデンサ５０Ａおよびそれを接続する配線の面積が必要になってしまうので、第一のＬＥＤ光源４０１Ａと第一のＬＥＤ光源４０２Ａの間に、コンデンサ５０Ａを配置するためである。
さらに、第１のＬＥＤ光源４０Ａ同士および第２のＬＥＤ光源４０Ｂ同士が接続されている接続部３４側の反対方向であるセンター（中心線ＣＬ）と側端面３１４、３１５の間にコンデンサ５０を配置した。

第２の回路３２Ｂについても同様であり、第２の回路３２Ｂにより直列に接続されている偶数個（ここでは、例えば２個）の第２のＬＥＤ光源４０Ｂ（４０１Ｂ、４０２Ｂ）をひとかたまり（群４１Ｂ）として、保護素子であるコンデンサ５０Ｂを接続している。
なお、以下の説明において、コンデンサ５０Ａおよびコンデンサ５０Ｂを総称する場合には、「コンデンサ５０」と表示する。また、群４１Ａおよび群４１Ｂを総称する場合には、「群４１」と表示する。

コンデンサ５０は、各群４１の上流側および下流側に跨がって電気的に接続したものである。例えば、第１の回路３２Ａの場合では、ＬＥＤ光源４０１Ａのアノード側と、ＬＥＤ光源４０１Ａと直列に接続されているＬＥＤ光源４０２Ａのカソード側に跨がってコンデンサ５０Ａを接続している。
第２の回路３２Ｂについても同様である。

第１の回路３２Ａや第２の回路３２Ｂには、ＬＥＤ光源４０を点灯させるために比較的大きな電流を流す必要がある。通常１Ｗ程度のＬＥＤ光源４０であれば３００から５００ｍＡ程度の電流を流す。
その際、ＬＥＤ光源４０の発熱を抑制したり電流ロスを低減するために、ＬＥＤ基板３１上の銅箔パターン部分はできるだけ大きくする必要がある。

すなわち、図６に示すように、第１の回路３２Ａと第２の回路３２Ｂは、ＬＥＤ光源４０の電流が流れるために銅箔パターンは太くする必要がある。すなわち、ＬＥＤ光源４０１ＡのカソードとＬＥＤ光源４０２Ａのアノードの銅箔パターンと、ＬＥＤ光源４０２ＢのカソードとＬＥＤ光源４０３Ｂのアノードの銅箔パターンをできるだけ太くする。
しかしながら、ＬＥＤ基板３１の幅は小さいので、コンデンサ５０の位置を、複数の銅箔パターン（接続部３４）から離れる方向（図６において左側）へ少し移動した位置に配置する。
他の部分も同様に、ＬＥＤ光源４０とＬＥＤ基板３１の端面間に複数のパターンが存在する場合には、コンデンサ５０の位置を反対方向へ移動した配置とする。

以上、説明した本発明に係る第１実施形態のＬＥＤユニット３０によれば、ＬＥＤ基板３１上に、複数のＬＥＤ光源４０と、ＬＥＤ光源４０を保護するためのコンデンサ５０が実装されている。複数のＬＥＤ光源４０を複数の群４１に分割して、各群４１の間にコンデンサ５０を配置し、コンデンサ５０と各群４１のＬＥＤ光源４０とを電気的に接続したので、コンデンサ５０とＬＥＤ光源４０との配線スペースを低減して、ＬＥＤ光源４０を保護することができる。
これにより、ＬＥＤ光源４０を保護するとともに、ＬＥＤ光源４０が実装されたＬＥＤユニット３０の大型化を阻止することができる。

また、本発明のＬＥＤユニット３０によれば、複数のＬＥＤ光源４０とコンデンサ５０とを、ＬＥＤ基板３１の略中心線ＣＬ上に配置して、コンデンサ５０を各群４１の上流側および下流側に跨がって電気的に接続した。
これにより、コンデンサ５０は各群４１のＬＥＤ光源４０と並列状態で電気的接続されることになる。

また、本発明のＬＥＤユニット３０によれば、ＬＥＤ光源４０とコンデンサ５０を略中心線ＣＬ上に配置した。そして、中心線ＣＬを中心として第１のＬＥＤ光源４０Ａの接続部３４および第２のＬＥＤ光源４０Ｂの接続部３４に対して反対側である中心線ＣＬとＬＥＤ基板３１の側端面３１４（３１５）の間にコンデンサ５０を配置した。
これにより、ＬＥＤ光源４０を保護するとともに、電流の流れる面積を大きく取ることが可能となり、ＬＥＤ光源４０の放熱や電流ロスの低減が可能となる。

さらに、以上、説明した本発明に係る第１実施形態の照明器具１０によれば、前述したＬＥＤユニット３０を用いたので、ＬＥＤ光源４０を保護するとともに、照明器具１０の大型化を阻止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態の照明装置および照明器具について説明する。
なお、前述した第１実施形態にかかる照明装置３０および照明器具１０と共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図７に示すように、第２実施形態にかかる照明装置であるＬＥＤユニット３５では、ＬＥＤ基板３１の実装面３１１に、第１実施形態における第１のＬＥＤ光源４０Ａに該当する複数個のＬＥＤ光源４０Ｃが実装されている。すなわち、このＬＥＤユニット３５には、第１実施形態における第１の回路３２Ａに該当する回路３２Ｃのみが設けられており、ＬＥＤ光源４０Ｃは回路３２Ｃにより直列に接続される。
実装面３１１において、長手方向の基板両端部３１２、３１３から見て端部のＬＥＤ光源４０Ｃより内側の位置には、コネクタ３３が取り付けられる。コネクタ３３は、商用電源（図示省略）からの電気配線が接続されて電力の供給を受け、回路３２Ｃを介してＬＥＤ光源４０Ｃを点灯させる。

図８に示すように、回路３２Ｃにより直列に接続されているＬＥＤ光源４０Ｃとコンデンサ５０Ｃを接続している。すなわち、１個のＬＥＤ光源４０Ｃと１個のコンデンサ５０Ｃを組み合わせて（組４２）、各組４２を略同一直線（例えば、ＬＥＤ基板３１の中心線ＣＬ）上に配置した。
そして、各組４２のＬＥＤ光源４０Ｃの間にコンデンサ５０Ｃを配置した。

以上、説明した本発明に係る第２実施形態のＬＥＤユニット３５によれば、ＬＥＤ光源４０Ｃとコンデンサ５０Ｃとを組合せ（組４２）、各組４２を略中心線ＣＬ上に複数組配置するとともに、各組４２のＬＥＤ光源４０Ｃ間にコンデンサ５０Ｃを配置した。
これにより、第１実施形態の照明装置３０および照明器具１０と同様の効果を得ることができる。さらに、ＬＥＤ光源４０Ｃに各々コンデンサ５０Ｃを接続することで、より高いレベルでＬＥＤ光源４０Ｃを保護することができ、信頼性の高いＬＥＤユニット３５を提供できる。

なお、本発明のＬＥＤユニット３０、３５および照明器具１０は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態においては、保護素子としてコンデンサ５０、５０Ｃを用いた場合を例示したが、本発明は、ＬＥＤ光源よりもインピーダンスが低いものであればその他のものを用いることも可能である。

１０照明器具
３０、３５ＬＥＤユニット（照明装置）
３０Ａアッパーユニット
３０Ｂロアーユニット
３１ＬＥＤ基板
３１４、３１５側端面（基板端面）
４０、４０ＣＬＥＤ光源
４０Ａ第１のＬＥＤ光源
４０Ｂ第２のＬＥＤ光源
４１、４１Ａ、４１Ｂ群
４２組
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃコンデンサ（保護素子）
ＣＬ中心線（直線）

Claims

直列接続された、第１の種類の複数のＬＥＤ光源および直列接続された、第２の種類の複数のＬＥＤ光源と、
実装面に、前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源が実装されるＬＥＤ基板と、を有し、
前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源が、偶数個毎に交互に、直線状に一列に配置され、かつ偶数個毎に保護素子が並列に接続され、
前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源は、前記ＬＥＤ基板の長手方向に直交する方向である幅方向における中央に位置し、
前記第１の種類の複数のＬＥＤ光源用の第１の配線、および前記第２の種類の複数のＬＥＤ光源用の第２の配線が、前記ＬＥＤ基板の中央と前記ＬＥＤ基板の幅方向におけるいずれか一方の端部との間の空きスペースに配置され、
前記保護素子は、偶数個の前記第１の種類のＬＥＤ光源を二等分した場合の中間の空きスペースにおいて、および、偶数個の前記第２の種類のＬＥＤ光源を二等分した場合の中間の空きスペースにおいて、前記ＬＥＤ基板の幅方向の中央を基準として、前記第１および第２の配線とは反対の側にずらされて配置される照明装置。
請求項１に記載の照明装置を用いた照明器具。