JP5777530B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として用いた照明器具に関する。

従来技術では、ＬＥＤ照明器具の配光を制御するためのレンズの位置決め方法として、レンズに設けられた脚部とＬＥＤが実装された基板に設けられた位置決め穴とを用いて、ＬＥＤとレンズの位置を決める方法がある（特許文献１参照）。

実用新案登録第３１６４２０２号

従来のＬＥＤ照明器具では、配光を制御する場合に、ＬＥＤの前面にレンズを配置している。レンズを配置する際のレンズとＬＥＤとの位置決めとして、レンズに設けられた脚部を光源基板に設けられた位置決め穴に挿入することにより、レンズとＬＥＤの位置を決めている。

近年、ＬＥＤが高出力になるとともに、ＬＥＤを実装する基板が熱伝導率の高いアルミや鉄などの金属を使用しているため、基板自体が高温になる。また、レンズに使用している素材は透過性のよいアクリルなどを使用しているため、位置決めのためにレンズの脚部を光源基板の位置決め穴に挿入することにより、レンズの耐熱温度を超えてしまい、レンズが変形する恐れがあるという課題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光源基板が高温になっても、レンズへの熱の影響を少なくすることができる照明器具を提供することを目的とする。

本発明にかかる照明器具は、光源を実装する発光面を備え、前記発光面に凹部を備える光源基板と、前記光源基板の発光面側に配置されるレンズであって、前記光源基板の方向へ延びる支柱を有するレンズと、前記凹部に嵌め込まれる凸部を備えるとともに、前記支柱の先端部を挿入する支柱挿入孔を備える連結部材とを備えることを特徴とする。

本発明にかかる照明器具は、光源を実装する発光面を備え、前記発光面に凹部を備える光源基板と、前記光源基板の発光面側に配置されるレンズであって、前記光源基板の方向へ延びる支柱を有するレンズと、前記凹部に嵌め込まれる凸部を備えるとともに、前記支柱の先端部を挿入する支柱挿入孔を備える連結部材とを備えるので、光源基板の熱をレンズに伝わり難くすることができ、レンズへの熱の影響を少なくすることができるという効果を奏する。

実施の形態１に係る照明器具１００を用いたスポットライト３００の斜視図である。 実施の形態１に係る照明器具１００を用いたスポットライト３００の２面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 実施の形態１に係る照明器具１００を用いたスポットライト３００の分解斜視図である。 実施の形態１に係る照明器具１００のＡ−Ａ一部断面図である。 実施の形態１に係る照明器具１００の部分拡大図である。 実施の形態１に係る照明器具１００のＢ部拡大図である。 実施の形態１に係るアダプタ１５０の２面図である。 実施の形態２に係るアダプタ１５８の２面図である。 実施の形態３に係る支柱１４２、アダプタ１５０及び光源基板１３４の取り付け状態を示す図である。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態１に係る照明器具１００を用いたスポットライト３００の斜視図である。図２は、本実施の形態１に係る照明器具１００を用いたスポットライト３００の２面図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図３は、本実施の形態１に係る照明器具１００を用いたスポットライト３００の分解斜視図である。図１〜図３を用いて、照明器具１００を用いたスポットライト３００の全体構成について説明する。

図１〜図３に示すように、スポットライト３００は、灯具である照明器具１００、照明器具１００に電源を供給する電源ユニット１９０、電源ユニット１９０と照明器具１００を連結するアーム部１７０を備える。電源ユニット１９０は、スポットライト３００をダクトレール等に取り付けるためのダクトプラグ１８０を上面に備える。アーム部１７０は、コ字形状であり、中央部が電源ユニット１９０に固定され、両側の端部が照明器具１００の両側部に固定される。アーム部１７０は、電源ユニット１９０に照明器具１００を吊り下げるように電源ユニット１９０と照明器具１００とを連結する。

照明器具１００は、本体１２０、ＬＥＤ光源部１３０、レンズ１４０、アダプタ１５０、レンズホルダ１６０、取付ネジ１６１を備える。

本体１２０は、ＬＥＤ光源部１３０からの発熱を放熱するためにアルミダイカスト等の熱伝導率の高い材料で形成されている。ＬＥＤ光源部１３０及びレンズ１４０は、本体１２０の内部に配置され、レンズホルダ１６０及び取付ネジ１６１により固定される。

ＬＥＤ光源部１３０は、発光面１３３にＬＥＤ１３１（光源）を実装する光源基板１３４を備える。また、発光面１３３には位置決め孔１３２（凹部）を備える。位置決め孔１３２の機能については後述する。

レンズ１４０は、光源基板１３４の発光面１３３側（発光方向側）に配置される。以下において、説明の便利のため、発光方向側を前側あるいは表側、前側の反対側を後側あるいは裏側（発光方向の反対側）と呼ぶ場合もある。

レンズ１４０は、アクリルなどの透過性のよい透明樹脂で形成されているが、耐熱性が低いためＬＥＤ光源部１３０による発熱から保護する必要がある。レンズ１４０は、ＬＥＤ光源部１３０側（裏側）の面のＬＥＤ１３１に対応する位置に、ＬＥＤ１３１から広がるように略円錐形に形成された配光レンズ１４１を備える。

また、レンズ１４０は、ＬＥＤ光源部１３０側（裏側）の面に、光源基板１３４の方向へ延びる支柱１４２を有する。支柱１４２は、光源基板１３４の発光面１３３に設けられた位置決め孔１３２に対応する位置に設けられる。図３に示すように、光源基板１３４は、発光面１３３に３つの位置決め孔１３２を備える。また、レンズ１４０は、３つの位置決め孔１３２に対応する位置に３つの支柱１４２を備える（図示なし）。支柱１４２は、レンズ１４０と一体成形された構成部である。

アダプタ１５０（連結部材）は、位置決め孔１３２（凹部）に嵌め込まれる凸部（図６参照）を備えるとともに、支柱１４２の先端部１４２ａ（図６参照）を挿入する支柱挿入孔１５３（図７参照）を備える。アダプタ１５０（連結部材）は、レンズ１４０の支柱１４２とＬＥＤ光源部１３０の位置決め孔１３２との間に配置される。アダプタ１５０は、熱に強い材料で形成され、例えば、ポリカーボネートやセラミックなどで形成される。

レンズホルダ１６０は、本体１２０の内部に配置されたレンズ１４０及びＬＥＤ光源部１３０を押さえた状態で、取付ネジ１６１を用いて本体１２０に固定される。

図４は、図２（ａ）のＡ−Ａ一部断面図である。図５は、照明器具１００の部分拡大図である。図６は、図５のＢ部拡大図である。図７は、本実施の形態１に係るアダプタ１５０の２面図である。図４〜図７を用いて、レンズ１４０と光源基板１３４との連結（取付）構造について説明する。

図４、図５に示すように、レンズ１４０は、光源基板１３４側の面（以下、レンズ裏面とする）に、略円錐形状の配光レンズ１４１を備える。配光レンズ１４１は、円錐形状の頂点部分にＬＥＤ１３１が位置するように配置される（図５参照）。１つのＬＥＤ１３１に対して、１つの配光レンズ１４１が配置される。

レンズ１４０は、レンズ裏面から突出する支柱１４２を備える。支柱１４２を光源基板１３４の備える位置決め孔１３２に挿入することにより、レンズ１４０の位置決めをする。支柱１４２は、レンズ裏面に少なくとも３つ設けられる。支柱１４２を少なくとも３つ設けることにより、レンズ１４０は光源基板１３４に対して３点で位置決めされるので、位置決めが容易かつ確実となり、レンズ１４０を誤って配置するなどの誤作業を防止することができる。

支柱１４２を位置決め孔１３２に直接挿入すると、光源基板１３４から発せられる熱が支柱１４２を介してレンズ１４０に直接伝わってしまう。そこで、本実施の形態に係る照明器具１００では、アダプタ１５０を介して支柱１４２を位置決め孔１３２に挿入する構成とする。アダプタ１５０は、光源基板１３４からレンズ１４０の支柱１４２への熱伝導率よりも、アダプタ１５０からレンズ１４０の支柱１４２への熱伝導率の方が低くなるような材質で形成される。

図６、図７に示すように、アダプタ１５０は、位置決め孔１３２に嵌め込まれるアダプタ凸部１５１と、アダプタ凸部１５１の前側（発光方向側）に形成されたアダプタつば部１５２とを備える。アダプタ凸部１５１は径Ｌ１であり、アダプタつば部１５２の径Ｌ２はアダプタ凸部１５１の径Ｌ１よりも大きい。アダプタ１５０は、径がＬ２の円柱の中央に、径がＬ１の円柱を接続した形状である。

アダプタ１５０は、中央に支柱挿入孔１５３を備える。支柱挿入孔１５３は、アダプタつば部１５２の前面の中央部から後方向（アダプタ凸部１５１の方向）に向かって形成された孔である。アダプタつば部１５２からアダプタ凸部１５１にかけて貫通する貫通孔である。

図７に示すように、アダプタ１５０（連結部材）は、支柱挿入孔１５３の中心軸１５４と、アダプタ凸部１５１の中心軸１５４とが重なるように形成されている。

図６に示すように、アダプタ凸部１５１は、位置決め孔１３２に挿入される。すると、アダプタつば部１５２の裏面１５５と光源基板１３４の発光面１３３とが当接して係止する。

さらに、レンズ１４０の支柱１４２の先端部１４２ａが支柱挿入孔１５３に挿入される。支柱挿入孔１５３の径はＬ４である。図６に示すように、支柱１４２の先端部１４２ａの径Ｌ６は、支柱挿入孔１５３の径Ｌ４よりもやや小さいが、Ｌ４と略等しい大きさである。支柱１４２は、先端部１４２ａのレンズ裏面側（支柱１４２の根元側）に段差部１４２ｂを備える。段差部１４２ｂの径Ｌ５は先端部１４２ａの径Ｌ６（あるいは、支柱挿入孔１５３の径Ｌ４）よりも大きい。したがって、支柱挿入孔１５３に先端部１４２ａを挿入した場合に、段差部１４２ｂと支柱挿入孔１５３の周縁とが当接して先端部１４２ａの挿入が係止される。

支柱挿入孔１５３は、アダプタ１５０の中央を貫通する貫通孔としたが貫通孔でなくても構わない。アダプタ１５０の支柱挿入孔１５３は、アダプタつば部１５２の前面が開口し、奥に底部を有する構成としてもよい。この場合は、支柱１４２の先端は底部に当接して支柱１４２の挿入が係止されるので、支柱１４２に段差部１４２ｂを形成する必要がない。支柱挿入孔１５３に底部がない場合には（貫通孔の場合には）、支柱１４２の先端が貫通孔を貫通して光源基板１３４に直接接してしまい、支柱１４２が熱の影響を受けてしまうのを防ぐため段差部１４２ｂが必要である。

アダプタ１５０は、熱に強い材料で形成され、例えば、ポリカーボネートやセラミックなどで形成される。アダプタ１５０からレンズ１４０の支柱１４２への熱伝導率は、光源基板１３４からレンズ１４０の支柱１４２への熱伝導率よりも低い。アダプタ１５０は耐熱性・断熱性を有するので、光源基板１３４からレンズ１４０への熱の伝達が少なくなり、レンズ１４０が熱により変形するのを防ぐことができる。

図６に示すように、アダプタ１５０とレンズ１４０との接触部分は、支柱１４２の先端部１４２ａの外周面である。この外周面の面積をなるべく少なくすることにより、より熱の伝わりが小さくなる。例えば、先端部１４２ａの高さＬ８とアダプタつば部１５２の厚みＬ３とは、略等しいことが好ましい。例えば、Ｌ８はＬ３以上かつ（Ｌ３×１．５）以下である関係が好ましい。

本実施の形態に係る照明器具１００は、ＬＥＤ１３１を光源とし、ＬＥＤ１３１が実装された光源基板１３４からなるＬＥＤ光源部１３０と、ＬＥＤ光源部１３０が取付けられている本体１２０とを備える。さらに、照明器具１００は、ＬＥＤ１３１から出た光を制御するためにＬＥＤ光源部１３０の前面に設けたレンズ１４０であって、ＬＥＤ１３１のそれぞれの前面に一つずつ配置された配光レンズ１４１を有するレンズ１４０を備える。また、照明器具１００は、レンズ１４０と光源基板１３４の間に設けられたアダプタ１５０と、レンズ１４０を固定することができるレンズホルダ１６０とを備える。そして、照明器具１００は、レンズ１４０に設けられた脚部（支柱１４２）と、アダプタ１５０が光源基板１３４に設けられた位置決め穴（位置決め孔１３２）により、レンズ１４０とＬＥＤ１３１の位置を決めることができ、アダプタ１５０により光源基板１３４が高温になってもレンズ１４０に熱の影響を及ぼさないことを特徴とする。

本実施の形態に係る照明器具１００は、アダプタ１５０（連結部材）は、支柱挿入孔１５３の中心軸と、アダプタ凸部１５１の中心軸とが重なるように形成されている。これにより、位置決めのための支柱１４２と位置決め孔１３２とを有する照明器具の位置決め機能を損なうことなくアダプタ１５０を位置決め孔１３２に設置することができる。

実施の形態２．
図８は、本実施の形態２に係るアダプタ１５８の２面図である。図７に示すアダプタ１５０と同様の機能を有する構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。

アダプタ１５８は、支柱挿入孔１５３の内側面に凹凸部１５３ａを備える。支柱挿入孔１５３の断面形状は、図８に示すようにアスタリスク（＊）形状であり、凹凸部１５３ａを備える。このようにすることにより、支柱挿入孔１５３の内側面とレンズ１４０の先端部１４２ａ（図６参照）の外周面との接触面積を減らし、熱の伝わりを少なくすることができる。

支柱挿入孔１５３の内側面とレンズ１４０の先端部１４２ａの外周面との接触面積を減らすことができれば、断面形状が＊形状でなくてもよい。例えば、支柱挿入孔１５３の断面形状は、星形形状などでもよい。また、支柱挿入孔１５３の内側面とレンズ１４０の先端部１４２ａの外周面との接触面積を減らすことができれば、凹凸部１５３ａを備えていなくてもよい。例えば、支柱挿入孔１５３の断面形状は、３角形、４角形、５角形などの多角形形状でもよい。

以上のように、本実施の形態に係る照明器具１００によれば、支柱挿入孔１５３の内側面とレンズ１４０の先端部１４２ａの外周面との接触面積を減らし、熱の伝わりを少なくすることができる。

実施の形態３．
図９は、本実施の形態３に係る支柱１４２、アダプタ１５０及び光源基板１３４の取り付け状態を示す図である。図６に示す図と同様の機能を有する構成部については同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施の形態では、実施の形態１に示すアダプタ１５０を、アダプタつば部１５２の厚みＬ３の寸法を変化させることができる態様について説明する。

レンズ１４０とＬＥＤ１３１との焦点距離を変えることにより（配光レンズ１４１と対応するＬＥＤ１３１との焦点距離を変えることにより）、光の距離配光角度を変更することができる。レンズ１４０とＬＥＤ１３１との焦点距離を変えるためには、アダプタつば部１５２の厚みＬ３の寸法を変化させればよい。アダプタつば部１５２の厚みＬ３は、発光面１３３から支柱１４２の段差部１４２ｂの距離を意味し、このＬ３を長くすればＬＥＤ１３１と対応する配光レンズ１４１との間隔を離すことができ、このＬ３を短くすればＬＥＤ１３１と対応する配光レンズ１４１との間隔を近づけることができる。

アダプタつば部１５２の厚みＬ３を変化させるためには、ＬＥＤ１３１と対応する配光レンズ１４１との間隔が所望の間隔となるように、アダプタ１５０を交換すればよい。つまり、アダプタ１５０は交換可能であるので、アダプタつば部１５２の厚みＬ３が異なる複数種類のアダプタ１５０を準備しておけばよい。アダプタ１５０を取り替えることにより、所望の配光角度をもったレンズを複数用意する必要がなくなり、アダプタつば部１５２の厚みＬ３の異なるアダプタ１５０を複数用意しておけば、レンズは１種類のレンズでまかなうことができる。

以上のように、本実施の形態にかかる照明器具１００によれば、レンズ１４０よりも製造コストの低いアダプタ１５０を複数種類用意しておけば、レンズ１４０は１種類でよく、全体としてコストの削減となる。

また、アダプタつば部１５２の高さＬ３を高くするために、図９に示すように、中間部材１５９を設置してもよい。アダプタ１５０は、支柱挿入孔１５３の周縁部に設置される中間部材１５９であって、支柱１４２の先端部１４２ａを貫通させるとともに支柱挿入孔と連通する部材貫通孔１５９ａを有する中間部材を備える。

中間部材１５９は、アダプタ１５０と同一の素材で形成されることが好ましい。中間部材１５９は、熱に強い材料で形成され、例えば、ポリカーボネートやセラミックなどで形成される。

中間部材１５９は、アダプタ１５０の前面（表面）に設置される。これにより、発光面１３３から支柱１４２の段差部１４２ｂまでの距離が中間部材１５９の厚み分Ｌ９だけ長くなる。つまり、中間部材１５９を配置することにより、発光面１３３から支柱１４２の段差部１４２ｂまでの距離がＬ３＋Ｌ９となる。このように、レンズ１４０と発光面１３３との距離を調節することができ、ＬＥＤ１３１と対応する配光レンズ１４１との間隔を調節することができる。

また、中間部材１５９は単なるリング状（環状）の円板部材であり、製造コストはアダプタ１５０よりも低い。また、中間部材１５９の厚みはＬ９であるが、中間部材１５９は同一種類のものを複数枚重ねて使用することができる。したがって、厚みを調節するために複数種類の中間部材１５９を製造する必要はなく、製造コストがより少なくてすむ。

以上のように、中間部材１５９を用いれば、アダプタ１５０よりも製造コストの低い中間部材１５９を複数枚用意すればよく、中間部材１５９よりも製造コストの高いレンズ１４０やアダプタ１５０は１種類でよいので、全体として製造コストの削減となる。

以上、実施の形態１〜３について説明したが、これらの３つの実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの３つの実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。

１００ 照明器具、１２０ 本体、１３０ ＬＥＤ光源部、１３１ ＬＥＤ、１３２ 位置決め孔、１３３ 発光面、１３４ 光源基板、１４０ レンズ、１４１ 配光レンズ、１４２ 支柱、１４２ａ 先端部、１４２ｂ 段差部、１５０ アダプタ、１５１ アダプタ凸部、１５２ アダプタつば部、１５３ 支柱挿入孔、１５３ａ 凹凸部、１５４ 中心軸、１５５ 裏面、１５８ アダプタ、１５９ 中間部材、１５９ａ 部材貫通孔、１６０ レンズホルダ、１６１ 取付ネジ、１７０ アーム部、１８０ ダクトプラグ、１９０ 電源ユニット、３００ スポットライト。

Claims (6)

1. 光源を実装する発光面を備え、前記発光面に凹部を備える光源基板と、
   前記光源基板の発光面側に配置されるレンズであって、前記光源基板の方向へ延びる支柱を有するレンズと、
   前記凹部に嵌め込まれる凸部を備え、前記光源基板より熱伝導率が低い連結部材であって、嵌め込み方向に前記支柱の先端部が挿入される支柱挿入孔が形成されると共に前記支柱挿入孔に挿入された前記先端部の外周面を連続して囲む連結部材と
   を備えることを特徴とする照明器具。
2. 前記連結部材は、
   前記凸部が前記凹部に挿入された状態で前記発光面と当接する環状のつば部を備え、
   前記レンズは、
   前記支柱挿入孔に挿入される前記先端部より前記支柱の根元側の外周面に形成され、前記先端部が前記凹部に挿入された状態で前記つば部と当接する段差部を備える請求項１に記載の照明器具。
3. 前記連結部材は、
   前記凸部が前記光源基板の前記発光面の裏面から突出しないことを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。
4. 前記連結部材は、前記支柱挿入孔の内側面に凹凸を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の照明器具。
5. 前記連結部材は、前記支柱挿入孔の中心軸と前記凸部の中心軸とが重なるように形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の照明器具。
6. 前記連結部材は、前記支柱挿入孔の周縁部に設置される中間部材であって、前記支柱を貫通させるとともに前記支柱挿入孔と連通する貫通孔を有する中間部材を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の照明器具。

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