JP5937048B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用い、その光源の放熱性を向上できる照明器具に関する。

近時、ＬＥＤ等の発光素子の高出力化、高効率化及び普及化に伴い、光源として発光素子を用いて長寿命化が期待できる照明器具が開発されている。例えば、ダウンライトの光源としてＬＥＤが用いられるようになってきている。

ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇するに従い、光の出力が低下し、耐用年数も短くなる。このため、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする照明器具にとって、耐用年数を延したり発光効率等の特性を改善したりするために、発光素子の温度が上昇するのを抑制することが必要である。

このため、光源としてＬＥＤを用いた照明器具は、熱伝導性を有する本体の前面側（光の照射面側）に光源部を配設し、背面側に複数の放熱フィンを設け、放熱性を促進し、発光素子の温度上昇の抑制を図っている。

特開２０１０−７３６５４号公報

しかしながら、本体をダイカスト成形等によって形成する場合、金型は、上下方向に抜くため、この抜き勾配により各放熱フィンの根元部に行くに従い各放熱フィン間の間隔が狭くなり、対流が起こりにくくなる問題が発生する。

ＬＥＤ等の発光素子の大出力化に伴い、さらに放熱性が要求される場合、各放熱フィンの高さ寸法を大きくして放熱性を向上する必要がある。これに対応するため、さらに抜き勾配を大きくとらなくてはならず、ますます各放熱フィン間の間隔が狭くなり、放熱性が悪化してくるという問題が招来する。
本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、放熱性の向上を図り、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することを目的とする。

本発明による照明器具は、発光素子を光源とする複数の光源部と；熱伝導性を有し、前面側に前記光源部が配設されるとともに、前面側から背面側へ貫通する開口部が形成され、背面側から立設される中央壁および中央壁と直交する左右方向に間隔をあけて延在する複数の放熱フィンを一体に備えた本体と；を備えており、前記中央壁と直交する一方側に前記開口部が形成され、前記中央壁の一方側には前記開口部の幅寸法内に放熱フィンが形成されない領域が設けられるとともに前記中央壁の他方側には前記開口部の幅寸法内であり、中央壁から他方側の最外周側まで延在する放熱フィンが形成されていて、前記開口部の前面側から背面側へ前記光源部と電源ユニットとを電気的に接続するための電源線が挿通されるとともに前記電源線は前記光源部側とは反対側である上方に前記開口部と離間するように延出されており、前記電源線の先端に前記電源線と前記電源ユニットとを接続するコネクタが前記開口部よりも上方、かつ、前記放熱フィンよりも上方に突出しない位置であって前記放熱フィンが形成された領域内に配設されるように構成され、さらに前記本体を取り付けるための取付部が、前記本体前面側の外周部であり、前記放熱フィンと略直交する方向に形成されていることを特徴とする照明器具。

本発明の実施形態によれば、放熱性の向上を図り、発光素子の温度上昇を効果的に抑制する照明器具を提供することができる。

本発明の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 同照明器具本体を示す斜視図である。 同取付枠を示す斜視図である。 同照明器具における一部を断面にして示す側面図である。 同照明器具の背面側における平面図である。 同照明器具においてカバー部材及び反射体を取外して示す前面側から見た平面図である。 同照明器具における一部を断面にして示す側面図である。 同照明器具本体を示す側面図である。 同照明器具本体を示す正面図である。 同照明器具本体の背面側における平面図である。 同照明器具本体において取付けばねを取外して示す正面図である。 同照明器具本体を天井面に取付ける場合の操作を示す正面図である。 同照明器具において前面側から見た平面図である。 同照明器具の電気的接続を示す結線図である。

以下、本発明の実施形態に係る照明器具について図１乃至図１４を参照して説明する。
各図において同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本発明の実施形態に係る照明器具は、天井Ｃの裏側に設置された取付枠６に器具本体１を取付け、天井Ｃに埋め込むタイプのダウンライトである。

ダウンライトは、図１に示すように、器具本体１と、光源部２と、配光部材３と、カバー部材４と、本体取付用の取付けばね５と、取付枠６と、電源ユニット７とを備えている。

器具本体１は、熱伝導性を有していて、熱伝導性の良好な材料、例えば、アルミニウム合金製のダイカスト成形で作られている。また、本体１の全表面には、黒色のアルマイト処理が施されている。このため、輻射率が向上でき、放熱量の増大が可能となっている。
なお、アルマイト処理は、白色であってもよい。格別特定の色彩のものに限定されるものではない。

図４及び図７に示すように、本体１の前面側には、照射方向に向かってやや広がる傾斜状に形成された略円筒状の光源部２の配設凹所が設けられている。また、図２及び図１０に代表して示すように、背面側には、複数の放熱フィン１１が背面側から鉛直方向に立設するように設けられている。これらの放熱フィン１１は、略板状に形成されて、隣接する相互の放熱フィン１１は、所定の間隔を空けて配設されており、各放熱フィン１１は、略平行に配置された態様をなしている。

さらに、略平行に配置された放熱フィン１１の略中央部には、この放熱フィン１１と直交する方向の中央壁１２が形成されている。この中央壁１２は、放熱フィン１１と同様に、本体１の背面側から立設されており、各放熱フィン１１の中央部を繋ぐように形成されている。したがって、中央壁１２は、放熱作用とともに各放熱フィン１１の強度を高める機能を果たすようになっている。

また、図７乃至図９の参照を加えて示すように、複数の放熱フィン１１のうち、外側、すなわち、最外周側に位置する一対の放熱フィン１１ａは、中央部側に位置する他の放熱フィン１１よりも高さ寸法が小さく形成されている。

このような本体１は、ダイカスト成形で作られており、中央壁１２を境にして、左右方向に抜く金型によって成形できる。したがって、中央壁１２にパーティングラインが現れるようになる。この場合、放熱量を増大させるために、放熱フィン１１の高さ寸法が大きくなったとしても、金型は左右方向に抜く方式であるため、抜き勾配を大きくとらなくてもすみ、各放熱フィン１１の相互の間隔を背面側から鉛直方向に向かって略一定に確保することが可能となる。その結果、放熱性の向上を図ることができる。

因みに、本体１の外径寸法は、約１３０ｍｍであり、高さ寸法は、１７５ｍに形成されている。前述のような放熱フィン１１の構成は、本体１の外径寸法に対する高さ寸法が１．２倍以上の構成である場合に好適である。
次に、光源部２は、図４、図６、図７及び図１３に示すように、複数の発光モジュール２１と、反射体２２とを備えている。

発光モジュール２１は、略四角形の板状をなしていて複数個、具体的には、６個設けられており、この発光モジュール２１が本体１の前面側に形成された配設凹所に略サークル状に並べられて配設されている。さらに、各発光モジュール２１は、器具本体１の配設凹所からなる狭い収納スペースを有効に活用して、本体１の大型化を防ぐために、一部が前後方向に重ねられて配設されている。６個の発光モジュール２１は、全て同一の構成からなり、基板と、基板の表面側に実装された発光素子としての複数のＬＥＤのベアチップと、この複数のＬＥＤのベアチップ上を覆うように塗布された蛍光体を含有した封止樹脂層とを備えている。

基板は、本実施形態では、良好な熱伝導性を有するアルミニウム製の平板で構成されている。複数のＬＥＤのベアチップには、例えば、白色系の光を発光部で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。封止樹脂層は、透光性合成樹脂、例えば、所定の弾性を有する透明シリコーン樹脂製であり、ＹＡＧ：Ｃｅ等の蛍光体を適量含有した蛍光体層である。蛍光体は、ＬＥＤが発する光で励起されて、ＬＥＤが発する光の色とは異なる色の光を放射する。ＬＥＤが青色光を発する本実施形態では、白色光を出射できるようにするために、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色
蛍光体が使用されている。

なお、光源としての発光素子としては、表面実装型のＬＥＤパッケージを用いるようにしてもよく、格別その形態が限定されるものではない。また、配設凹所に配設される発光モジュール２１の数は特段限定されるものではない。

反射体２２は、ＰＢＴ樹脂等で作られており、円板状をなし、各発光モジュール２１に対向して、発光モジュール２１と同数の複数の開口２２ａが形成されており、各開口２２ａの内側は、略椀状の反射面２２ｂが形成されている。この反射面２２ｂは、光の照射方向に向かって拡開しており、開口２２ａごとにひとつの反射面２２ｂが形成されている。

配光部材３は、前面側へ向かって広がる円錐状に形成されている。配光部材３は、例えば、冷間圧延鋼板等の金属材料で形成され、表面に白色の焼付塗装がなされて内周面が反射面として構成されている。また、配光部材３には、前面側に向かうに従い広がった略円形の開口端部に、化粧枠として外周方向に延びる環状のフランジ３１が一体に形成されている。

このように構成された配光部材３は、本体１の配設凹所に光源部２の周囲を囲むように配設されている。配光部材３は、前面側に向かって広がる傾斜状の形態によって、光源部２から出射される光を配光制御する機能を有する。例えば、グレアを抑制する機能を有する。また、アルマイト処理された本体１からの輻射熱が光源部２に作用しないように遮断する機能を果たしている。

図７及び図１３に代表して示すように、反射体２２の前面側、すなわち、表面側には、透光性を有するカバー部材４が反射体２２を覆うように配設されている。このカバー部材４は、円形状であり、ポリカーボネート等の合成樹脂の透明材料によって形成されている。

また、図１３に示すように、カバー部材４の周縁部４１は、拡散処理が施されている。具体的には、内面側における周縁部４１のみに拡散処理、例えば、シボ加工が施されている。このように拡散処理を施すことにより後述するように相対的な暗部の発生を抑制することができる。

本体取付用の取付けばね５は、ピアノ線から形成されたＶ字状をなすねじりコイルばねであり、中央部にコイル状の巻き部５１を有し、この巻き部５１の両端から拡開して延出する一対のばね脚５２を有している。この取付けばね５は、本体１の前面側の外周部に対向して一対取付けられるようになっている。

具体的には、図７乃至図９、図１１に示すように、本体１の前面側の外周部に横方向に延出するように形成された筒状のばね取付け突出部５３に巻き部５１を嵌合し、その後、突出部５３の下側に形成されたねじ取付片部５４に下側からねじ５５をねじ込む。これにより、ねじ５５の先端がねじ取付片部５４の上面から突出するようになり、巻き部５１がばね取付け突出部５３から外れるのが阻止されるようになる。
このような取付けばね５は、前記放熱フィン１１のうち、最外周側に位置する一対の放熱フィン１１ａに対向して配設されるようになっている。

次に、主として図１、図３及び図７に示すように、取付枠６は、亜鉛めっき鋼板等から形成され、取付枠本体６１と、天板部材６２とから構成されている。取付枠６は、天井Ｃの裏側に設置される部材であり、これに器具本体１が取付けられて支持されるようになっている。取付枠本体６１は、略円筒状に形成されており、器具本体１の周囲を囲むような形態をなしている。この取付枠本体６１には、天板部材６２の取付け用の「エ」字状の一対の切込み６１ａ、複数の円形状の空気流通孔６１ｂや取付金具６１ｃ、また、内周面側には、前記取付けばね５が係止されてガイドされる切起し片からなるガイド部６１ｄが設け
られている。このガイド部６１ｄは、対向する位置に一対設けられている。

天板部材６２は、器具本体１の背面側に位置される天板６２ａと、天板６２ａの両側から鉛直方向に垂下するように形成された側板６２ｂとから構成されている。この側板６２ｂの先端側は、前記切込み６１ａに取付枠本体６１の内側から差し込まれて外側から１本のねじ６２ｃによって取付けられるようになっている。したがって、天板部材６２は、取付枠本体６１の径方向の外周縁部間に架設するように設けられる。

このような取付枠６に器具本体１が取付けられた状態においては、天板部材６２は、前記放熱フィン１１と略直交する方向に配設され、また、空気流通孔６１ｂは、少なくとも複数の放熱フィン１１間の所定の間隔に対向して、つまり、対流の発生する方向に形成されている。このため、天板部材６２が放熱フィン１１における対流を妨げることた、空気流通孔６１ｂによって対流を助長することが可能となる。

電源ユニット７は、電源に接続され、点灯回路や接続端子を備えており、複数の発光モジュール２１と電気的に接続されている。具体的には、電源ユニット７と複数の発光モジュール２１とは、電源線を介して接続され、これにより発光モジュール２１に電力が供給される。また、この電源ユニット７は、天井Ｃの裏側に設置されるようになっている。

このような照明器具は、図１４に示すように商用交流電源ＡＣに２つの点灯回路７１が並列に接続されていて、それぞれの点灯回路７１に３個ずつ発光モジュール２１が接続されている。つまり、電源ユニット７は、２枚の点灯回路基板を有していて、それぞれの点灯回路基板に発光モジュール２１が３個ずつ接続されて２系統の回路を形成している。

点灯回路７１は、例えば、全波整流回路の出力端子間に平滑コンデンサを接続し、この平滑コンデンサに直流電圧変換回路及び電流検出手段を接続して構成されている。

そして、一方の点灯回路７１で点灯制御される発光モジュール２１と他方の点灯回路７１で点灯制御される発光モジュール２１とは、図６に示す配置で交互に隣り合うように配設されている。

したがって、特に、発光モジュール２１を調光点灯する場合、一方の点灯回路７１で点灯される発光モジュール２１と他方の点灯回路７１で点灯される発光モジュール２１との明暗の差が生じやすいが、本実施形態では、これら発光モジュール２１を交互に配設するようにしたので、光源部２全体として明暗の差が生じるのを抑制することができる。

加えて、調光時には、一方の点灯回路７１で点灯される発光モジュール２１側を消灯し、他方の点灯回路７１で点灯される発光モジュール２１側を調光するという使い方も可能となる。これにより、さらに明暗の差を抑制することが可能となる。
次に上記のように構成された照明器具において、器具本体１を天井Ｃ面に設置する場合の概略について説明する。

図３に示すように、取付枠６を天井Ｃ面に形成されている埋込穴Ｈから挿入し、取付金具６１ｃを操作して天井裏に固定する。次いで、埋込穴Ｈから電源ユニット７を挿入し、配置するとともに、器具本体１を埋込穴Ｈから挿入して、取付枠６に支持固定する。

このとき、図８及び図１２に示すように、一対の取付けばね５における拡開したばね脚５２の先端側を互いに近づくようにすぼめる（図８において矢印で示す）とともに、本体１側へ近づけるように操作する（図１２において矢印で示す）。

続いて、ばね脚５２の先端側をガイド部６１ｄ（図３及び図７参照）に係止する。この状態では、ばね脚５２は、すぼめられた状態でガイド部６１ｄの内側に弾性力をもって当接している。次に、器具本体１を押し上げると、これにより、取付けばね５が拡開する弾性力によって器具本体１が引き上げられ、配光部材３の環状のフランジ３１が埋込穴Ｈの周縁に当接され、ダウンライトが天井Ｃ面に設置される。

このような操作において、特に、ばね脚５２の先端側をガイド部６１ｄに係止する際、埋込穴Ｈの寸法が制限されていることから、手指によるその係止操作が容易ではないという問題が発生する。

しかしながら、本実施形態においては、最外周側に位置する一対の放熱フィン１１ａは、中央部側に位置する他の放熱フィン１１よりも高さ寸法が小さく形成されているので、操作スペースＳが確保でき、埋込穴Ｈの寸法が制限されている中、係止操作を容易とすることが可能となる。

次に、本実施形態の作用を説明する。電源ユニット７に通電されると、光源部２の発光モジュール２１に電力が供給されることによって、発光素子が発光する。各発光素子から出射された光の多くは、透光性のカバー部材４を透過して前方に照射される。一部の光は、各発光モジュール２１に対応する反射体２２の各反射面２２ｂで一旦反射されることによって配光制御され、カバー部材４を透過して前方に照射される。そして、これら前方に照射された光は、配光部材３によって全体的に配光制御されて照射される。

ここで、図１３に示すように、本実施形態では、カバー部材４は、透明材料で形成されており、周縁部４１は、拡散処理が施されている。仮に、この拡散処理が施されていない場合には、例えば、配光部材３のフランジ３１に相対的な明暗が生じ、意匠性を損なうという問題が発生する。

図に示すように、発光モジュール２１Ａから出射された光は、主として反射面２２ｂに配光制御され、図示Ａ−Ａの照射範囲で照射される。また、これと隣接して配置された発光モジュール２１Ｂから出射された光は、図示Ｂ−Ｂの照射範囲で照射される。したがって、照射範囲Ａ−Ａと照射範囲Ｂ−Ｂとが重なる領域Ａ−Ｂは比較的明るく照らされ、照射範囲が重ならない他の領域は個々の発光モジュール２１から出射される光のみで照らされる。このため、照射範囲が重なる領域Ａ−Ｂと重ならない領域との明暗差によって、重ならない領域に影のような相対的な暗部が発生するという現象が起きる。

しかしながら、本実施形態では、カバー部材４の周縁部４１は、拡散処理が施されているため、周縁部４１に至る光は、拡散光となって外部へ放射され明暗の差を抑制することができ、照射光による不具合を改善することができる。また、この拡散処理は、カバー部材４の全面ではなく、周縁部４１のみに施されているので、所定の照射効率を確保することが可能となる。

発光素子の発光中は熱が発生する。発光素子から発生する熱は、主として発光モジュール２１の裏面側から本体１へ伝わる。この熱は、本体１の背面側から放熱フィン１１に伝導され、各放熱フィン１１間の所定の間隔に作用する対流を伴って放熱される。

この場合、取付けばね５や取付枠６は、対流の障害とならないように配設されているので、対流による放熱を効果的に行うことが可能となる。また、取付枠６の空気流通孔６１ｂから空気が導入されて対流による放熱効果を向上できる。

以上のように本実施形態によれば、器具本体１に形成された放熱フィン１１により放熱性を向上することができ、発光素子の温度上昇を効果的に抑制することができる。
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１・・・本体、２・・・光源部、３・・・配光部材、４・・・カバー部材、５・・・取付けばね、６・・・取付枠、１１・・・放熱フィン、１１ａ・・・最外周側に位置する放熱フィン、１２・・・中央壁、６１・・・取付枠本体、６１ｂ・・・空気流通孔、６２・・・天板部材、

Claims (2)

1. 発光素子を光源とする複数の光源部と；
   熱伝導性を有し、前面側に前記光源部が配設されるとともに、前面側から背面側へ貫通する開口部が形成され、背面側から立設される中央壁および中央壁と直交する左右方向に間隔をあけて延在する複数の放熱フィンを一体に備えた本体と；
   を備えており、前記中央壁と直交する一方側に前記開口部が形成され、前記中央壁の一方側には前記開口部の幅寸法内に放熱フィンが形成されない領域が設けられるとともに前記中央壁の他方側には前記開口部の幅寸法内であり、中央壁から他方側の最外周側まで延在する放熱フィンが形成されていて、前記開口部の前面側から背面側へ前記光源部と電源ユニットとを電気的に接続するための電源線が挿通されるとともに前記電源線は前記光源部側とは反対側である上方に前記開口部と離間するように延出されており、前記電源線の先端に前記電源線と前記電源ユニットとを接続するコネクタが前記開口部よりも上方、かつ、前記放熱フィンよりも上方に突出しない位置であって前記放熱フィンが形成された領域内に配設されるように構成され、さらに前記本体を取り付けるための取付部が、前記本体前面側の外周部であり、前記放熱フィンと略直交する方向に形成されていることを特徴とする照明器具。
2. 前記開口部の幅寸法は、前記中央壁と直交する左右方向に間隔をあけて延在する複数の放熱フィンの間の間隔幅寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の照明器具。

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