JP5887910B2 - 灯具 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＬＥＤ等の発光素子を光源に備えた灯具に関する。

ＬＥＤの高出力化に伴い、ＬＥＤを光源にした各種の照明器具が提案されている。また、道路灯や街路灯等の照明器具においても、水銀ランプや高圧ナトリウムランプ等の放電ランプに代えてＬＥＤを光源に備えたものが提案されている（例えば、特許文献１、及び特許文献２参照）。また、放電ランプを光源とした既設の灯具に、ＬＥＤの光源ユニットを取り付けることで、既設の灯具を低コストにＬＥＤ化する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０１１−１０８６１０号公報 特開２０１０−２６２７９６号公報 特開２０１１−２１６３３４号公報

ところで、道路灯や街路灯等の屋外照明用の灯具では、灯具本体の照射開口に膨出する曲面形状のグローブを設けたものがある。このような灯具の光源をＬＥＤとする場合、灯具本体内にＬＥＤを配置すると、ＬＥＤの放射光の一部が灯具本体によって遮蔽されてしまう、といった問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、発光素子の放射光を照明に有効に利用することができる灯具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ランプ光源、及び当該ランプ光源が装着されるソケットを内蔵可能に構成された灯具本体に、膨出するカップ形状のグローブを設けた灯具において、光軸に沿って棒状に延びる狭角配光を有した複数の発光素子、或いは、配光を光軸に沿って棒状に延びる狭角配光に制御する反射体を有した複数の発光素子を備え、前記複数の発光素子のそれぞれは、対面するグローブまでの距離が略一定であり、かつ、対面するグローブに対し前記光軸が略垂直になるように、当該グローブの中に当該グローブの曲面に沿って、前記灯具本体の前後方向、及び左右方向のそれぞれに配置されていることを特徴とする。

また本発明は、上記灯具において、前記発光素子を配列して成る複数の発光素子モジュールを、前記グローブの曲面に沿って配置したことを特徴とする。

また本発明は、上記灯具において、複数の前記発光素子モジュールと、前記発光素子モジュールの各々に点灯電力を供給する電源装置と、端子台と、が組み付けられて一体化する組付フレーム体を備えることを特徴とする。

本発明によれば、灯具本体に膨出する曲面状のグローブを設けた灯具において、グローブの中に当該グローブの曲面に沿って複数の発光素子を配置する構成としたため、発光素子から出る光が灯具本体で遮られることがなく照明に有効に利用できる。

本発明の実施形態に係る道路灯の構成を示す図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は底面図である。 道路灯の内部の構成を示す図であり、（Ａ）は前面枠を通して内部構成をみた概略構成図、（Ｂ）は前面枠を外した状態で内部構成をみた概略構成図である。 内蔵ユニットの構成を示す斜視図である。 内蔵ユニットの構成を示す３面図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図、（Ｃ）は背面図である。 反射体の構成を示す平面図である。 反射体に設けられた凹状反射面の配光を示す図であり、（Ａ）は図５のＡ−Ａ断面の配光を模式的に示し、（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面の配光を模式的に示す。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明では、灯具として、屋外用灯具の一例たる道路灯を例示するが、本発明は、これに限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る道路灯１の構成を示す図であり、図１（Ａ）は側面図、図１（Ｂ）は底面図である。
道路灯１は、図１に示すように、支柱２に支持された灯具本体１０を備えている。支柱２は、道路脇に立設したポール状の部材であり、Ｌ字状に曲げられた先端部２Ａが灯具本体１０の後端部１０Ａに挿入され、ボルト３Ａ、及びねじ３Ｂで締結されている。
灯具本体１０は、後端部１０Ａから先端部１０Ｂにかけて延びる前面（図１（Ａ）中では下方）が開放した箱形を成している。灯具本体１０には、開放した面を覆う前面枠１２が先端部１０Ｂのヒンジ１４により開閉自在に結合されており、当該前面枠１２を開いて灯具本体１０の内部にアクセス可能になっている。これら灯具本体１０、及び前面枠１２はアルミニウム合金を材料にしてアルミダイカストにより製造される。
この灯具本体１０には内蔵ユニット２０が内蔵されている。

図２は、道路灯１の内部の構成を示す図であり、図２（Ａ）は前面枠１２を通して内部構成をみた概略構成図、図２（Ｂ）は前面枠１２を外した状態で内部構成をみた概略構成図である。また図３は、内蔵ユニット２０の構成を示す斜視図である。図４は内蔵ユニット２０の構成を示す３面図であり、図４（Ａ）は側面図、図４（Ｂ）は平面図、図４（Ｃ）は背面図である。
内蔵ユニット２０は、図２（Ｂ）に示すように、複数のＬＥＤモジュール２４と、電源装置２６と、端子台２８と、電源押え３０と、自動点滅器ソケット３２と、組付フレーム体３４とを備えている。

ＬＥＤモジュール２４は、道路灯１の発光部を構成するものであり、平面視略矩形のＬＥＤ基板３８と、このＬＥＤ基板３８の略全面を覆うように固定された反射体３９とを備えている。ＬＥＤ基板３８はＬＥＤ４０が実装された基板であり、本実施形態では、６個のＬＥＤ４０を２行３列の格子状に配列して実装されている。反射体３９は、ＬＥＤ４０の放射光の配光を制御するものであり、ＬＥＤ４０に対応した位置に凹状反射面４１が設けられている。

図５は反射体３９の平面図である。
同図に示すように、凹状反射面４１のそれぞれは、ＬＥＤ基板３８に面する底面に開口４１Ａが形成され、この開口４１ＡにＬＥＤ４０が配置される。凹状反射面４１のそれぞれの配光、及び光軸の方向は同一である。
図６は凹状反射面４１の配光を示す図であり、図６（Ａ）は図５のＡ−Ａ断面の配光を模式的に示し、図６（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面の配光を模式的に示す。
同図に示すように、凹状反射面４１の配光は、ＬＥＤ基板３８のＬＥＤ実装面３８Ａに垂直な光軸Ｋを有し、この光軸Ｋに沿って略一定幅の棒状に光が延び光軸Ｋに交差する方向への光の拡がりが制限された、いわゆる狭角配光を有している。すなわち、ＬＥＤモジュール２４にあっては、格子状に配列された凹状反射面４１の各々からＬＥＤ基板３８に対して垂直に棒状に光が放射されることとなる。

電源装置２６は、道路灯１の外部から供給される外部電力（例えば商用電力）をＬＥＤの駆動電力に変換し各ＬＥＤモジュール２４に供給するものであり、略直方形状の電源ケース２６Ａに収められている。端子台２８は、外部電力の引き込み線（図示せず）が結線され、この引き込み線を電源装置２６に電気的に接続して外部電力を供給する。電源押え３２は、引き込み線を覆うようにして組付フレーム体３４に押さえ付ける部材である。この引き込み線は、支柱２の中等を通って灯具本体１０の中に引き込まれ、上記端子台２８に結線されるとともに、途中が上記電源押え３２により押し付け固定される。
自動点滅器ソケット３２は、周囲の明るさに応じてＬＥＤモジュール２４の点灯を制御する自動点滅器３６（図１参照）を装着するコネクタである。

組付フレーム体３４は、内蔵ユニット２０を一体に取り扱い可能にするために、上述の複数のＬＥＤモジュール２４、電源装置２６、端子台２８、電源押え３０、及び自動点滅器ソケット３２を組み付けた金属製のフレーム体である。組付フレーム体３４は、前面枠１２を開いて灯具本体１０に収納可能な大きさの平板状のベース板３５（図３）を有し、このベース板３５が灯具本体１０の中にボルト等で取り外し自在に固定される。
本実施形態の灯具本体１０には、放電ランプや白熱灯等の光源、この光源を囲む反射板、光源が装着されるソケット等を納めた、道路に既設の道路灯１の灯具本体１０が用いられている。すなわち、道路脇の支柱２から既設の灯具本体１０を取り外して地上に降ろし、前面枠１２を開放して内蔵の光源等を灯具本体１０から外す。そして、内蔵ユニット２０をねじ止め固定し前面枠１２を閉じた後、支柱２に取り付け、引き込み線を端子台２８に結線することで、道路灯１の光源がＬＥＤ４０に置き換えられる。

内蔵ユニット２０の構成について詳述すると、図２（Ｂ）に示すように、灯具本体１０の後端部１０Ａの側の後方スペース４４Ａに、電源装置２６、端子台２８、電源押え３０、及び自動点滅器ソケット３２が配置され、先端部１０Ｂの側の前方スペース４４Ｂに、複数のＬＥＤモジュール２４が配置されるように、それぞれが組付フレーム体３４に組み付けられている。後方スペース４４Ａは、放電ランプや発熱灯の等のソケット型光源を光源とする場合に、当該光源が装着されるソケットや端子台といった、光源及び反射板以外の部材が配置されるスペースであり、また前方スペース４４Ｂは、光源及び反射板が配置されるスペースである。

後方スペース４４Ａにあっては、図２（Ｂ）に示すように、電源装置２６の電源ケース２６Ａが灯具本体１０の左右のいずれかの側面１１に近づけて当該側面１１と略平行に配置され、反対側の側面１１と電源ケース２６Ａとの間に、電源装置２６以外の端子台２８、電源押え３０、及び自動点滅器ソケット３２が配置されており、省スペース化、及び左右方向の重量のバランス化が図られている。

前方スペース４４Ｂには、図２（Ｂ）に示すように、左右一対のＬＥＤモジュール２４が後端部１０Ａから先端部１０Ｂにかけて複数対（図示例では３対）配置されており、これらのＬＥＤモジュール２４によって光源部４６が構成されている。この光源部４６は、放電ランプ等を光源にした場合の当該放電ランプ、及び反射板の配置位置に配置される。この光源部４６を覆う前面枠１２には、図２（Ａ）に示すように、光源部４６に対面した箇所に平面視略楕円形の照射開口４８が形成されている。

照射開口４８には、例えば図１（Ａ）に示すように、グローブ５０が取り付けられている。グローブ５０は、灯具本体１０（前面枠１２）から照射面側（図１中下方）に膨出する曲面を有したカップ形状を成し、透光性の硬質ガラスから形成されている。このグローブ５０の表面には、後端部１０Ａから先端部１０Ｂにかけて延びる複数の筋状プリズム５０Ａ（図１（Ｂ）参照）が一体に形成されている。筋状プリズム５０Ａは、筋の延在方向と直交する方向に光源の光を拡げることで、光源に放電ランプ等のランプ光源を用いた際に生じる照度ムラを抑制するものである。

このようなグローブ５０を備える道路灯１において、ＬＥＤ４０を灯具本体１０の中に配置すると、ＬＥＤ４０の放射光の一部が灯具本体１０の前面枠１２によって遮蔽され利用率が制限される等して照明率が悪くなる。また、ＬＥＤ４０の放射光がグローブ５０に入射角度が大きい状態で斜めに入射すると入射面での反射角が大きくなることから光の放射方向も変化し、無効な照射光が増えるため照明率が悪くなる。
そこで本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、ＬＥＤ４０を備えたＬＥＤモジュール２４を灯具本体１０に納めるのではなく、当該灯具本体１０から膨出したグローブ５０の中に配置する構成としている。すなわち、図２（Ａ）及び図３に示すように、内蔵ユニット２０は、ベース板３５に略垂直に立設され、先端部でＬＥＤモジュール２４を支持する支持板５２をＬＥＤモジュール２４ごとに備えている。これらの支持板５２は、ＬＥＤモジュール２４をグローブ５０の内面近傍に配置する長さを有し、これにより、ＬＥＤモジュール２４のそれぞれが灯具本体１０の内部からグローブ５０の中に突出した位置に配置される。これにより、各ＬＥＤ４０からの放射光が前面枠１２や灯具本体１０の側面１１等に遮蔽されることがなく、ＬＥＤ４０の光が有効に利用される。

また、ＬＥＤモジュール２４のそれぞれは、図１（Ａ）に示すように、対面するグローブ５０までの距離が略一定の近接配置となるように当該グローブ５０の曲面に沿って配置され、さらに、対面するグローブ５０に対して凹状反射面４１の光軸Ｋ（図６）が概ね垂直となるように（ＬＥＤモジュール２４の上面がグローブ５０の曲面の法線に略垂直となるように）向きを変えて配置されている。具体的には、図１（Ａ）に示すように、灯具本体１０の後端部１０Ａから先端部１０Ｂにかけた方向においては、グローブ５０の曲面に合わせて各ＬＥＤモジュール２４の鉛直下方に対する傾斜角度を変えることで、対面するグローブ５０に対して凹状反射面４１の光軸Ｋが概ね垂直となるようになされている。また、図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）に示すように、灯具本体１０の左右方向（後端部１０Ａから先端部１０Ｂにかけた方向と垂直方向）においては、一対のＬＥＤモジュール２４を山型（左右方向に沿った断面視ハの字状）に配置することで、凹状反射面４１が左右方向にグローブ５０の曲面に合わせて断面視扇状に配置されるようになっている。

凹状反射面４１のそれぞれは、前掲図６に示すように、光軸Ｋに沿って棒状に延びる配光を有することから、上記のように、対面するグローブ５０に対して凹状反射面４１の光軸Ｋが概ね垂直となるように配置されることで、ＬＥＤ４０の放射光の殆どがグローブ５０に直入射することになり、グローブ５０への入射時の反射が抑えられる。また、各ＬＥＤモジュール２４がグローブ５０の内面に近接して配置されることで、それぞれの凹状反射面４１から放射される光の利用率が増え、照明率の向上が得られる。

また、グローブ５０の表面には、上述の通り、筋状プリズム５０Ａが設けられていることから、グローブ５０を透過した光が左右方向（灯具本体１０の後端部１０Ａと先端部１０Ｂを結ぶ方向に垂直な方向）に拡げられる。これにより、各凹状反射面４１から放射された光が混合されて照射面での照度ムラが抑えられる。

ＬＥＤモジュール２４を支持する支持板５２のそれぞれには、図３に示すように、ＬＥＤモジュール２４を載置する載置板５６が先端部に一体に設けられており、この載置板５６にＬＥＤモジュール２４が固定される。それぞれの載置板５６は、対面するグローブ５０の曲面に対してＬＥＤモジュール２４の凹状反射面４１の光軸Ｋを略垂直とするように形成されている。したがって、この載置板５６にＬＥＤモジュール２４を載置固定するだけで、各ＬＥＤ４０の光がグローブ５０に直入射するように配置される。なお、支持板５２のそれぞれは、図３に示すように、基端部側をＬ字状に折り曲げた折曲片５３をベース板３５の面上にねじ止めして固定される。すなわち、ベース板３５の面内には、支持板５２の配置位置に位置決めを兼ねるねじ穴が予め設けられており、このねじ穴に合わせて支持板５２をねじ止めすることで、それぞれの支持板５２が適切な位置に配置される。

以上説明したように、本実施形態によれば、灯具本体１０から膨出する曲面状のグローブ５０の中に当該グローブ５０の曲面に沿って、複数のＬＥＤモジュール２４を配置したことから、個々のＬＥＤモジュール２４から放射される光を灯具本体１０で遮蔽することなく効率良く照明に利用できる。

特に本実施形態によれば、ＬＥＤモジュール２４のそれぞれを、各凹状反射面４１の光軸Ｋがグローブ５０に略垂直になるように配置したため、凹状反射面４１の放射光がグローブ５０に直入射することとなり、照明に無効な反射を抑えることができる。
これに加え、各凹状反射面４１の配光を、光軸Ｋに沿って略棒状に延び、当該光軸Ｋに公差する方向の拡がりを抑えた狭角配光とすることで、殆どの放射光をグローブ５０に直入射させることができる。このとき、グローブ５０に、灯具本体１０の後端部１０Ａから先端部１０Ｂに向けて延びる複数の筋状プリズム５０Ａが設けられることで、各凹状反射面４１からの放射光を左右方向（後端部１０Ａから先端部１０Ｂにかけた方向に直交する方向）に拡げられて個々の放射光同士が混合するため、照射面での照度ムラが抑えられる。

また本実施形態によれば、複数のＬＥＤ４０を配列して成るＬＥＤモジュール２４を、グローブ５０の曲面に沿って配置したため、複数個のＬＥＤ４０を纏めて簡単に配置することができる。

また本実施形態によれば、複数のＬＥＤモジュール２４、及びＬＥＤモジュール２４の各々に点灯電力を供給する電源装置２６が組み付けられ、灯具本体１０の中に取り外し自在に固定される組付フレーム体３４を備える構成とした。
これにより放電ランプや白熱灯を光源とした既設の道路灯１に対し、灯具本体１０の中に組付フレーム体３４を取り付けるだけで、簡単に光源をＬＥＤ４０に置き換えることができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示するものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態において、複数のＬＥＤ４０を格子状に配置したが、これに限らず、千鳥状、或いは不規則に配置しても良い。
また発光素子の一例としてＬＥＤ４０を例示したが、これに限らず、十分な光の強度が得られる発光素子であれば、有機ＥＬ等の任意の素子を用いることができる。
また本実施形態において、ＬＥＤ４０の配光を制御する反射体３９を備えたＬＥＤモジュール２４を例示したが、これに限らず、配光を制御するレンズ等をＬＥＤ４０ごとに設け、当該ＬＥＤ４０単体で配光を制御しても良い。

１ 道路灯（灯具）
１０ 灯具本体
１０Ａ 後端部
１０Ｂ 先端部
１１ 側面
１２ 前面枠
２０ 内蔵ユニット
２４ ＬＥＤモジュール（発光素子モジュール）
２６ 電源装置
２６Ａ 電源ケース
２８ 端子台
３４ 組付フレーム体（組付体）
３５ ベース板
３８ ＬＥＤ基板
３８Ａ ＬＥＤ実装面
３９ 反射体
４０ ＬＥＤ（発光素子）
４１ 凹状反射面
４６ 光源部
４８ 照射開口
５０ グローブ
５０Ａ 筋状プリズム
５２ 支持板
５６ 載置板
Ｋ 光軸

Claims (4)

1. ランプ光源、及び当該ランプ光源が装着されるソケットを内蔵可能に構成された灯具本体に、膨出するカップ形状のグローブを設けた灯具において、
   光軸に沿って棒状に延びる狭角配光を有した複数の発光素子、或いは、配光を光軸に沿って棒状に延びる狭角配光に制御する反射体を有した複数の発光素子を備え、
   前記複数の発光素子のそれぞれは、
   対面するグローブまでの距離が略一定であり、かつ、対面するグローブに対し前記光軸が略垂直になるように、当該グローブの中に当該グローブの曲面に沿って、前記灯具本体の前後方向、及び左右方向のそれぞれに配置されている
   ことを特徴とする灯具。
2. 前記グローブには、前記前後方向に延びる複数の筋状プリズムが設けられ、
   前記筋状プリズムのそれぞれが、前記発光素子の光を左右方向に拡げる
   ことを特徴とする請求項１に記載の灯具。
3. 前記発光素子を配列して成る複数の発光素子モジュールを、前記グローブの曲面に沿って配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の灯具。
4. 複数の前記発光素子モジュールと、前記発光素子モジュールの各々に点灯電力を供給する電源装置と、端子台と、が組み付けられて一体化する組付フレーム体を備えることを特徴とする請求項３に記載の灯具。

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