JP6014809B2 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ光源を使用した室内用の照明装置に関し、特に天井に取り付けられて使用されるＬＥＤ照明装置に関する。

近年、環境意識の高まりから、省電力化に優れたＬＥＤ素子を光源に使用した、ＬＥＤ照明装置が盛んに用いられるようになってきた。特に最近は、室内用の照明装置である、天井面に直接取り付けられるシーリングライトや、天井面から吊り下げられるペンダントライトの光源としてもＬＥＤ素子が使用されるようになってきた。

特許文献１に記載されている照明装置は、帯状部と櫛歯状部とを有する金属製のプリント基板５を円環状に屈曲させ、各櫛歯状部を、帯状部に対して所定の角度を有する斜面部と、帯状部に対して略垂直な水平部と、帯状部に対して略平行な後端部とを有するように三段階に屈曲加工して、円環状に複数のＬＥＤ素子を配置した照明装置である。

特許文献２に記載されている照明装置は、装置本体の中央部に設けられた光源と、該光源からの光を反射する反射部及び他の反射部を備えており、光源は前記装置本体の外縁部に向けて光を出射し、この光を、反射部及び他の反射部にて反射し、光源及び反射部を覆うように設けたカバーを通して外部に出射して照明する照明装置である。

特許文献３に記載されている照明装置は、器具本体と、該器具本体の外縁部に配設される半導体発光素子と、該半導体発光素子の光出射方向に対向して配置され、半導体発光素子の光を主として平行方向に制御するレンズ体と、半導体発光素子に対向し器具本体の略中央部に向かって傾斜させた反射体と、半導体発光素子および反射体を覆うグローブとを備えている照明装置である。

特開２０１２−８９４５０ 特開２０１１−２０４７００ 特開２００８−３００２０３

しかしながら、特許文献１に記載されているＬＥＤ基板は特殊な構造であり基板の製造や、ＬＥＤ素子の実装に手間がかかり生産しづらい照明装置となっている。
また、特許文献２、特許文献３の照明装置は、床面である被照射面を、照明装置内部の反射部材によって反射される間接光によって照射するため、ＬＥＤ光を効率的に使用できず、被照射面を明るくするために余分な電力を必要としている。
更に、天井面から吊り下げられるペンダントライトにおいては、セードの意匠も重要であり、セードの側面を明るくしたい要望がある。それに対し特許文献２では、平行光を発生するレンズを使用して側面に光を照射しているが、セードに照射ムラが発生する虞があり、また特許文献３ではこのような要望に対応していない。

本発明は、以上のような課題を解決するため鋭意検討した結果なされたものであり、被照射面（床面）を効率的に照射し、更にセードの側面も明るく照射ムラの無い、省電力に優れた天井取り付け型のＬＥＤ照明装置を提供するものである。

請求項１に記載の発明にあたっては、天井取り付け型で、支持部材と、前記支持部材の一端面に配されるＬＥＤ基板と、前記ＬＥＤ基板に実装された複数のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ基板上に搭載された反射部材と、前記ＬＥＤ基板と前記反射部材を覆うセードと、からなるＬＥＤ照明装置において、前記ＬＥＤ素子は、該ＬＥＤ素子の光軸が被照射面方向となるように配置されており、前記反射部材は、一端面から他端面に向けて拡開した円錐台形状であって、前記一端面が、前記ＬＥＤ素子が実装された側の基板表面に接合し、前記反射部材の全周に渡る側壁が、朝顔形状をした反射面を備え、前記反射部材は、前記ＬＥＤ素子の出射光の一部を被照射面に対して前記セード側面方向に反射させることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明にあたっては、前記反射部材は、前記ＬＥＤ基板の外端縁部側に配置されたＬＥＤ素子の出射光を前記セード側面方向に屈折させる湾曲反射面を有していることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明にあたっては、前記反射部材は、被照射面に対して、前記ＬＥＤ素子の反射光の広がりを小さくする反射面を備えたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明にあたっては、前記反射部材は、前記反射面に、全周に渡って円周上に連続した波形形状の凹凸反射面を形成したことを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明にあたっては、前記セードに屈曲部を設け、前記セードの屈曲部に、前記反射部材の前記他端面の周縁で発生する影の輪郭を一致させたことを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明にあたっては、前記反射部材の前記一端面から、前記他端面に向かって、前記凹凸の高さが漸減し、前記他端面の周縁部で、凹凸が消失することを特徴とするものである。

請求項７に記載の発明にあたっては、前記ＬＥＤ基板と前記セードとの間に空隙を設けたことを特徴とするものである。

請求項１、２の発明によれば、ＬＥＤ素子からの直接光によって、被照射面となる床面を効率的に照射することができ、更にＬＥＤ素子からの一部の出射光を横に向けることによって、セードの側面を明るくし、省電力に優れ、セードの意匠性を高めたＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項３、４の発明によれば、セードの側面を明るくする反射光成分を増加でき、セードの側面を明るくしたＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項５の発明によれば、セードに映る反射部材の影が目立たなくなり、セードの意匠性を劣化させないＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項６の発明によれば、セードに映る反射板の影の輪郭が直線状となり、セードに発生する影を目立たなくさせられるＬＥＤ照明装置を提供できる。

請求項７の発明によれば、セード全体を明るくし、更に天井も明るくするＬＥＤ照明装置を提供できる。

本実施形態に係わるペンダントライトの外観図 本実施形態に係わるペンダントライトの断面図 本実施形態に係わるペンダントライトの部分拡大断面図 本実施形態に係わるペンダントライトの分解図 本実施形態に係わるＬＥＤ基板の正面図 本実施形態に係わる反射部材の外観の拡大断面および光線軌跡図 本実施形態に係わる反射部材を一端面側からみた外観斜視図 本実施形態に係わる反射部材を他端面側からみた外観斜視図 本実施形態に係わる波形反射面有り無しでの光線軌跡図

以下に本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお本実施形態の天井から吊り下げられて使用されるペンダントライトは一例であり、天井に直接取り付けられる直付け型のシーリングライト等にも適用できる。
図１は本実施形態に係わるペンダントライト１００の外観図である。図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。図３は本実施形態に係わるペンダントライト１００の部分拡大断面図である。図４は本実施形態に係わるペンダントライト１００の分解図である。図５は本実施形態に係わるＬＥＤ基板２の正面図である。図６は本実施形態に係わる反射部材３の外観の拡大断面および光線軌跡図である。図７は本実施形態に係わる反射部材３を一端面３ａ側からみた外観斜視図である。図８は本実施形態に係わる反射部材を他端面３ｂ側からみた外観斜視図である。図９は本実施形態に係わる波形反射面有り無しでの光線軌跡図である。

（本実施形態に係わるペンダントライトの構成）
本実施形態に係わるペンダントライト２００は、ＬＥＤランプ本体部１００と、外側セード１１とから構成され、ペンダントコード１２を介して、天井に吊り下げられて使用される。

ＬＥＤランプ本体部１００は、複数のＬＥＤ素子１、１、・・・と、ＬＥＤ素子１が実装されたＬＥＤ基板２と、ＬＥＤ基板２に固定された反射部材３と、ＬＥＤ基板２を固定する支持部材４と、内側セードを構成する下セード５と上セード６と、ＬＥＤ駆動電源７とプルスイッチ８とを収容する筐体９とを備えている。

ＬＥＤ素子１としては公知の種々のＬＥＤを用いることができる。本実施形態では、照明用の白色光を発光する高輝度タイプのＬＥＤ素子を用いているが、チップオンボード型（ＣＯＢ）のＬＥＤモジュールを使用してもよい。

ＬＥＤ基板２には、図４、図５に示したようにＬＥＤ基板２と同一の中心を有する４つの同心円２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの円周上にＬＥＤ素子１が実装されており、ＬＥＤ素子からの出射光が下セードの下面５ｂに向けて出射される。なお図４では、各円周に１つのＬＥＤ素子が描かれているのみであるが、実際は所望の明るさに応じて複数のＬＥＤ素子が実装されている。また本実施例では、ＬＥＤ基板としてガラスエポキシ基板を使用したが、これに限定されず公知の金属基板、セラミックス基板等のプリント基板も使用できる。

反射部材３は、酸化チタンを含有したポリカーボネート樹脂を使用して、上端面３ａから下端面３ｂに向けて拡開した円錐台形状に成形され、その外壁は所定の曲率で湾曲した朝顔型の反射面３ｃを形成している。なお内壁も同形状とし、均一な肉厚となるようにし、成形時のひけ等の問題を回避した形状にしている。反射部材３は、その上端面３ａが、ＬＥＤ基板２の最外周に位置する円周２ａに実装されたＬＥＤ素子１の内側の円周２ｅに沿って、ＬＥＤ素子１が実装されたＬＥＤ基板２の下面側に接合されている。この円周２ｅも円周２ａと同一の中心を有する同心円であって、ＬＥＤ素子１の中心軸を通る図１のＸ−Ｘ線断面での、反射面３ｃの形状が、図６に示したように放物線形状であり、その放物線の焦点位置に、ＬＥＤ基板２の外端縁部側に位置するＬＥＤ素子１が位置するように、円周２ｅの直径が決められている。
また反射部材３の高さ３ｈは、反射部材上端面３ａより外側に位置するＬＥＤ素子１からの直接光を遮光してできる境界、すなわち反射部材３によって発生する影の輪郭が、図２の実線Ａに示したように、下セード５の下面５ｂと側面５ｃとが交わる屈曲部５ａに出現するように設計されている。

更に反射部材３の反射面３ｃには、図７（３ａ側から見た図）、図８（３ｂ側からみた図）に示したように放物線に沿って、反射部材３の回転対称軸に対する直交断面が、二等辺三角形となっている凹部と凸部が連続する三角波形状の反射面３ｄが形成されている。なお内壁も同形状とし、均一な肉厚となるようにし、成形時のひけ等の問題を回避した形状にしている。前記凹部は一端面３ａから他端面３ｂに向かって徐々に浅くなり、他端面３ｂで凹部が消失するように形成されており、下端部は円環形状となっている。それによって、影の輪郭は直線状となり、屈曲部５ａに一致させることができる。
なお、本実施形態で使用した反射部材３は、酸化チタン以外の公知の白色顔料や、ポリカーボネート樹脂以外の公知の樹脂や、アルミニウム等の金属を使用してもよく、また金属メッキや金属蒸着を施して反射面を形成してもよい。
また二等辺三角形の波形反射面に限定されず、凹部の内側が湾曲した形状の波形反射面など他の波形反射面を形成してもよい。

支持部材４は、アルミニウム製の円板からなり、その一端面にＬＥＤ基板２が接合され、他端面に筐体９が接合されている。支持部材４の全周縁部には、筐体９の天面側に近づくように延出した延出部４ａと、ＬＥＤ基板２を取り付けるため貫通孔と、下セードを取り付けるための貫通孔と、筐体９に取り付けるための貫通孔とが形成されている。前記延出部４ａを設けることで、ＬＥＤ素子１の放熱が効率的に行われ、また機械的な強度も増加する。

下セード５は略円盤形状であり、一端面が開口し、他端面が閉口した下面５ｂと、下面５ｂの周縁部から、下セードの回転対称軸と平行な方向に延出する側面５ｃとからなる。円形の下面５ｂと側面５ｃとは、光拡散材を含有した透光性のポリプロピレン樹脂からなり、一体に成形されている。更に下セード５には、支持部材４に固定するために、下面５ｂの中心に、下セード５の回転対称軸と平行に、かつ側面５ｃの延出方向に凹んだ凹部５ｄが設けられている。下セード５は、前記凹部５ｄの底部にあけられた孔の位置と、支持部材４の中心にあけられた孔の位置とを合わせて、両方の孔に挿入される下セード取り付け部材１０によって、支持部材４に取り付けられている。

上セード６は全体が帽冠形状となっており、下セード５と同じ材質で、両端面が開口し、一端面側から他端面側に拡開する形状に成形されている。図３に示すように、一端面側に筐体９との接合部６ａと、外側セード１１を乗せる平坦部６ｂとが形成され、他端面側に下セード５の側面５ｃの端部と嵌合する嵌合部６ｃが形成されている。
また下セード５や上セード６と、支持部材４の周縁部との間には、図２に示したように空隙Ｂが形成されており、上セード６や外側セード１１の天井側が明るくなるように設計されている。
なお本実施形態では、光拡散材としてシリカ粒子を使用したが、これに限定されず他の酸化金属粒子や公知の種々の樹脂ビーズを使用することができ、またポリプロピレン樹脂の代わりに、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂などの公知の樹脂を使用できる。

ＬＥＤ駆動電源部７は、商用交流電源を整流、平滑してＬＥＤ基板２に電力を供給するためのものであり、このＬＥＤ駆動電源７に接続されたプルスイッチ８によって、ＬＥＤランプのオン、オフ、常夜灯のオン、オフが行われる。
筐体９は、アルミニウム板を使用して、一端が閉口し、他端が開口し、一端側から他端側に向かって拡開した形状に成形されている。他端側の開口縁部から、筐体９の回転対称軸に対して直交し、外側に向かって延出した円環状の鍔部９ａが形成されている。この鍔部９ａに、支持部材４の一端面が接合し、ＬＥＤ基板２と、反射部材３とがまとめてネジ止めされ、前記各部材が筐体９に固定されている。筐体９の内部に、ＬＥＤ駆動電源部７とプルスイッチ８とが収容されている。

外側セード１１は、透光性の樹脂を使用して、傘形状に成形されている。本実施形態ではポリプロピレン樹脂を使用したが、これは一例であり、公知の樹脂を使用でき、また和室、洋室に合わせて、セード形状を適宜選択して取り付けられる。
ペンダントコード１２の一端側がＬＥＤ駆動電源部７に接続され、他端側が引っ掛けプラグ１３に接続されており、引っ掛けプラグ１３を天井に設置された（図示していない）引っ掛けシーリングコンセントに装着することによって、ペンダントライト２００が天井から吊り下げられて使用される。
（本実施形態に係わる反射部材３の機能）

反射部材３の外壁を形成している反射面を放物線形状とし、その焦点位置にＬＥＤ素子１が配置されることによって、図６に示した矢印のようにＬＥＤ基板２の外端縁部側に配置されたＬＥＤ素子１からの出射光は反射部材３の回転対称軸に対して直交する方向に反射される。それによって、下セード５の側面５ｃが、照度ムラがなく明るく光るようになっている。
また、反射部材３を、最外周に配置されたＬＥＤ素子１に沿って配置したことで、各セードに達するまでの反射光の光路長が最短になるので、反射光による各セードでの照度の減少が抑えられ、各セードがより明るく光るようになっている。比較のために反射部材３を、最内周に配置されたＬＥＤ素子１に沿って配置したところ、下セード５の側面５ｃに達するまでに、反射光が広がってしまうため、側面５ｃは暗く、外側セード１１も目立たず意匠性も損なわれていた。

図９（ａ）は三角波形状無しでの、図９（ｂ）は三角波形状有りでのＬＥＤ素子１の出射光の軌跡を示しており、反射部材３の回転対称軸に対して垂直方向の断面での光線軌跡となっている。反射面３ｃに三角波形状の反射面３ｄを加えることで、セード５、６の側面に入射する反射光の入射角度をα（三角波形反射面無しの場合）からβ（三角波形反射面有りの場合）に増大することが可能となり、セード５、６の側面に浅い角度で入射するために反射してしまう反射光成分が減り、セード５、６の側面から透過する透過光成分が増大する。それによって、セード５、６の側面がより明るく光るようになる。
以上の二つの機能を有する複合化した反射面によって、外側セード１１も明るくなり、外側セード１１の意匠性を効果的に発揮させることができる。

１：ＬＥＤ素子
２：ＬＥＤ基板
３：反射部材
４：支持部材
５：下セード
６：上セード
７：ＬＥＤ駆動電源部
８：プルスイッチ
９：筐体
１０：下セード取り付け部材
１１：外側セード
１２：ペンダントコード
１３：引っ掛けプラグ
１００：ＬＥＤランプ本体部
２００：ペンダントライト

Claims (7)

1. 天井取り付け型で、
   支持部材と、
   前記支持部材の一端面に配されるＬＥＤ基板と、
   前記ＬＥＤ基板に実装された複数のＬＥＤ素子と、
   前記ＬＥＤ基板上に搭載された反射部材と、
   前記ＬＥＤ基板と前記反射部材を覆うセードと、
   からなるＬＥＤ照明装置において、
   前記ＬＥＤ素子は、該ＬＥＤ素子の光軸が被照射面方向となるように配置されており、
   前記反射部材は、一端面から他端面に向けて拡開した円錐台形状であって、
   前記一端面が、前記ＬＥＤ素子が実装された側の基板表面に接合し、
   前記反射部材の全周に渡る側壁が、朝顔形状をした反射面を備え、
   前記反射部材は、前記ＬＥＤ素子の出射光の一部を被照射面に対して前記セード側面方向に反射させることを特徴としたＬＥＤ照明装置。
2. 前記反射部材は、前記ＬＥＤ基板の外端縁部側に配置されたＬＥＤ素子の出射光を前記セード側面方向に屈折させる湾曲反射面を有していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
3. 前記反射部材は、被照射面に対して、前記ＬＥＤ素子の反射光の広がりを小さくする反射面を備えたことを特徴とした請求項１から２のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置
4. 前記反射部材は、前記反射面に、円周上に連続した波形形状の凹凸反射面を形成したことを特徴とした請求項１から３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置
5. 前記セードに屈曲部を設け、
   前記セードの屈曲部に、前記反射部材の前記他端面の周縁で発生する影の輪郭を一致させたことを特徴とした請求項１から４に記載のＬＥＤ照明装置
6. 前記反射部材の前記一端面から、前記他端面に向かって、前記凹凸の高さが漸減し、
   前記他端面の周縁部で、凹凸が消失することを特徴とした請求項４または５に記載のＬＥＤ照明装置
7. 前記ＬＥＤ基板と前記セードとの間に空隙を設けたことを特徴とした請求項１から６のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置