JP6061458B2 - Ｌｅｄ照明装置用リフレクタ及びｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

この発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とする照明装置に用いられるＬＥＤ照明装置用リフレクタ、及びこのリフレクタを適用したＬＥＤ照明装置に関する。

ＬＥＤを光源とする照明装置として、光反射性を有する熱可塑性樹脂シートを表面から裏面に向かって熱成形によって膨出させた凹部を複数個、縦横に連続的に形成したリフレクタを備えたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

各凹部は、内底面がＬＥＤを配設するための光源配設部にされており、内周面がＬＥＤから照射された光を反射する反射面にされている。各凹部内でＬＥＤから照射された光は、反射面で反射されて開口した上面から外部に配光される。

特開２００９−１０３９１６号公報

しかし、近年のＬＥＤは、高輝度化が著しい。このため、例えば天井に設置される照明装置の光源としてＬＥＤを使用した場合、リフレクタの下方を拡散板等で覆ったとしても、ＬＥＤの直下の部分はＬＥＤから照射された光が直接配光され、眩しく感じられる場合がある。一方、拡散板等の拡散率を大きくすると照明装置から配光される光の光量が全体的に低下し、照明装置として十分な照度を得ることができなくなる。

この発明の目的は、ＬＥＤからの直接光の光量を減少させて間接光とする遮光部材を設けることにより、高輝度のＬＥＤを光源とする照明装置の全体の照度を低下させることなく照度ムラの発生を防止できるＬＥＤ照明装置用リフレクタ、及びこのリフレクタを備えたＬＥＤ照明装置を提供することにある。

この発明に係るＬＥＤ照明装置用リフレクタは、本体、遮光体、支持体を備えている。本体は、対向面、内側面、孔部を有する。対向面は、ＬＥＤ基板のＬＥＤ実装面に対向する。内側面は、ＬＥＤを収納する凹状を呈している。孔部は、ＬＥＤが対向面から内側面内に貫通する。遮光体は、対向面の法線方向における一端が尖端であるテーパ面で構成された反射面を有する回転対称体である。支持体は、尖端がＬＥＤに離間して対向する位置にある遮光体と内側面とを接続するように少なくとも１つが配置され、対向面に平行な面内における幅を遮光体より細くされている。回転対称体である遮光体の尖端はＬＥＤの直下に位置する。さらに、支持体は、対向面の法線方向について孔部に対向する部分を除く全域で内側面に連続している。

この構成によれば、リフレクタの凹状の内側面内で、テーパ面で構成された反射面を有する回転対称体である遮光体が、ＬＥＤの前面に位置する。ＬＥＤから照射された光のうちでＬＥＤから直接的にリフレクタの外部に向かう光の一部は、遮光体の反射面で反射されてリフレクタの内側面に向かい、リフレクタの外部に直接配光されることがなく、間接的に配光される。

この構成において、孔部は、対向面における遮光体が法線方向に対向する部分に位置し、平面視において遮光体より大きく、本体と遮光体と支持体とを一体的に備えたものとすることが好ましい。
これらの構成において、遮光体は、一例として円錐形状とすることができる。

遮光体の最大径は、対向面の法線方向における遮光体の最大径部分の位置での内側面の内径より小さくすることが好ましい。ＬＥＤから照射された光を遮光体と内側面との間からリフレクタの外部に確実に配光することができる。

本体における少なくとも内側面を白色樹脂材料で形成し、支持体を透明樹脂材料で形成することが好ましい。ＬＥＤから照射された光を内側面で反射させてリフレクタの外部に配光することができるとともに、リフレクタの外部に向かう光が支持体によって遮られることを防止できる。

この発明によれば、ＬＥＤからの直接光の光量を減少させて間接光とすることにより、高輝度のＬＥＤを光源とする照明装置の全体の照度を低下させることなく照度ムラの発生を防止できる。

この発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置の外観図である。 同ＬＥＤ照明装置の光源部の組立図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、この発明の第１の実施形態に係るＬＥＤ照明装置用リフレクタの平面図、Ｘ１−Ｘ１部断面図、Ｘ２−Ｘ２部断面図、Ｙ−Ｙ部断面である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、同ＬＥＤ照明装置用リフレクタの遮光体の変形例を示す図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、同ＬＥＤ照明装置用リフレクタの支持体の変形例を示す図である。

以下に、この発明の実施形態に係るＬＥＤ照明装置用リフレクタ及びＬＥＤ照明装置について、天井用照明装置を例にあげて、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、ＬＥＤ照明装置１０は、装置本体１１、サイドカバー１２、電源カバー１３、取付金具１４、表面カバー１５を備えている。

装置本体１１は、一例として下方に開口を有するアルミニウム合金の押出材を所定の長さに切断したものであり、内部に光源部３０を収納する。サイドカバー１２は、一例としてアルミニウム合金の成形品であり、装置本体１１の両端部を被覆する。電源カバー１３は、装置本体１１の上部に装着され、内部に図示しない電源を収納する。取付金具１４は、一例としてステンレスの板材からなり、板金加工によって略コの字状に成形されており、下端部が電源カバー１３の上面に固定され、上面が天井面に固定される。表面カバー１５は、一例として透明の板材であり、装置本体１１の開口に装着される。

図２に示すように、光源部３０は、ヒートシンク３１、放熱シート３２、ＬＥＤ基板３３、リフレクタ２０を備えている。

ヒートシンク３１は、一例として下方に開口を有するアルミニウム合金の押出材を所定の長さに切断したものであり、内部に放熱シート３２、ＬＥＤ基板３３、リフレクタ２０を収納する。放熱シート３２は、一例としてシリコンゴムの板状体である。ＬＥＤ基板３３は、一例として４個のＬＥＤ４０を実装している。リフレクタ２０は、一例として白色樹脂の成形品であり、一例として４個の凹部２１が格子状に形成されている。

リフレクタ２０は、ＬＥＤ基板３３におけるＬＥＤの実装面３３１に間隙を設けて装着される。放熱シート３２は、ＬＥＤ基板３３における実装面３３１の反対側の面に貼付される。リフレクタ２０、放熱シート３２及びＬＥＤ基板３３は、光源モジュール５０を構成している。複数の光源モジュール５０が、ヒートシンク３１の内部に、その長手方向に沿って収納される。各光源モジュール５０は、ＬＥＤ基板３３を貫通するネジ３３２を介してヒートシンク３１に固定される。

図３（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、リフレクタ２０は、互いに平行な略正方形の対向面１０１及び開口面１０２を有する略直方体形状の本体１に、開口面１０２側に開放した４箇所の凹部２１を格子状に形成し、凹部２１内に遮光体２及び２本の支持体３を配置して構成されている。一例として、遮光体２及び支持体３は、本体１に一体的に成形されている。

各凹部２１は、仕切部１０３で仕切られて部分球面の凹状を呈する内側面１０４が形成されており、対向面１０１側の中央部に孔部１０５が形成されている。リフレクタ２０をＬＥＤ基板３３に装着した際に、ＬＥＤ基板３３に実装されたＬＥＤ４０が孔部１０５を貫通して内側面１０４内に露出する。

遮光体２は、一例として円錐形状を呈している。遮光体２のテーパ面は、内側面１０４と同じ白色樹脂で構成されており、反射面２０１にされている。支持体３は、それぞれ内側面１０４の一部から延出し、遮光体２が尖端を対向面１０１側にして内側面１０４の高さ方向の中間部でかつ対向面１０１に平行な面内の中央部に位置するように、遮光体２を支持する。単一、又は３本以上の支持体３によって遮光体２を支持することもできる。遮光体２の最大径は、対向面１０１の法線方向における遮光体２の最大径部分の位置で対向面１０１に平行な面内の内側面１０４の内径より小さくされており、遮光体２と内側面１０４との間には空間が形成される。

光源モジュール５０を構成する際に、リフレクタ２０をＬＥＤ基板３３に装着すると、リフレクタ２０の内側面内で孔部１０５を貫通したＬＥＤ４０の下方に遮光体２が位置する。ＬＥＤ４０から照射された光のうちで直接に開口面１０２の外部に向かう光の一部は、遮光体２によって遮られる。

遮光体２によって遮られた光は、遮光体２の反射面２０１で内側面１０４に向けて反射される。内側面１０４は、反射面２０１で反射された光をＬＥＤ４０から内側面１０４に向かう光とともに、遮光体２との間を経由してＬＥＤ照明装置１０の外部に配光する。

したがって、ＬＥＤ４０から直接的に外部に向かう光の一部は遮光体２によって遮られるので、ＬＥＤ４０の輝度が高い場合でも、ＬＥＤ４０の直下の部分が眩しく感じられることがなく、ＬＥＤ照明装置１０の下方を十分に高い均一な照度で照らすことができる。また、遮光体２によって遮られた光は間接光として外部に配光されるので、ＬＥＤ照明装置１０の全体の照度が低下することもない。

図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、遮光体２は、対向面１０１側の一端を尖端としたテーパ状の反射面を有する回転対称体であることを条件に、ＬＥＤ照明装置１０が所望の配光状態となるように、種々の形状とすることができる。

例えば、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す遮光体２１０及び２２０は、遮光量を減らすように、周面の一部にスリット２１１及び２２１を形成したものである。遮光体２１０は、尖端２１２を有するテーパ状の反射面２１３を備えている。遮光体２２０は、尖端２２２を有するテーパ状の反射面２２３を備えている。

図４（Ｃ）に示す遮光体２３０は、透明の円柱体の内部に円錐状の凹部２３１を形成し、尖端２３２を有するテーパ状の反射面２３３を全反射面としたものである。

なお、ＬＥＤ４０から照射された光の反射率を考慮すれば、内側面１０４及び反射面２０１は白色面又は鏡面とすべきである。また、支持体３は、遮光量をできるだけ小さくするためには、透明体とすべきである。

そこで、遮光体２及び支持体３を、白色樹脂を素材とする本体１とは別体で透明樹脂を素材として成形した後、遮光体２の表面を塗装又は金属蒸着等によって白色等にし、支持体３を内側面１０４に接着又は嵌着させるようにしてもよい。

また、樹脂成形を、支持体３の部分を透明樹脂で成形した後、本体１及び遮光体２を白色樹脂で成形する２重成形、又は全体を透明樹脂で成形した後、内側面１０４及び反射面２０１を白色樹脂で成形する２重成形とすることもできる。

さらに、全体を透明樹脂で成形した後、内側面１０４及び反射面２０１を白色塗装又は金属蒸着することもできる。

図５（Ａ）に示すように、複数の光源モジュール５０を一列に配置する場合には、各凹部２１内で支持体３の長手方向が光源モジュール５０の配列に平行となるように支持体３を配置することができる。

また、図５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、複数の光源モジュール５０を行方向及び列方向に同数ずつ配置する場合には、各凹部２１内で支持体３の長手方向が放射状となるように支持体３を配置することができる。

なお、光源モジュールにおける凹部の数は、４に限るものではなく、任意の個数の凹部を形成することができる。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１−本体
２−遮光体
３−支持体
１０−ＬＥＤ照明装置
２０−リフレクタ
２１−凹部
３３−ＬＥＤ基板
４０−ＬＥＤ
１０１−対向面
１０２−開口面
１０４−内側面
１０５−孔部
２０１−反射面

Claims (6)

1. ＬＥＤ基板のＬＥＤ実装面に対向する対向面と、前記ＬＥＤを収納する凹状の内側面と、前記ＬＥＤが前記対向面から前記内側面内に貫通する孔部と、を有する本体と、
   前記対向面の法線方向における一端が尖端であるテーパ面で構成された反射面を有する回転対称体である遮光体と、
   前記尖端が前記ＬＥＤに離間して対向する位置にある前記遮光体と前記内側面とを接続する少なくとも１つの支持体であって、前記対向面に平行な面内における幅が前記遮光体より細い支持体と、
   を備え、
   前記回転対称体の前記尖端は前記ＬＥＤの直下に位置し、
   前記支持体は、前記対向面の法線方向について前記孔部に対向する部分を除く全域で前記内側面に連続するＬＥＤ照明装置用リフレクタ。
2. 前記孔部は、前記対向面における遮光体が法線方向に対向する部分に位置し、平面視において前記遮光体より大きく、前記本体と前記遮光体と前記支持体とを一体的に備えた請求項１に記載のＬＥＤ照明装置用リフレクタ。
3. 前記遮光体は、円錐形状を呈する請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置用リフレクタ。
4. 前記遮光体の最大径は、前記対向面の法線方向における前記遮光体の最大径部分の位置での前記内側面の内径より小さい請求項１乃至３の何れかに記載のＬＥＤ照明装置用リフレクタ。
5. 前記本体は、白色樹脂材料を素材とし、
   前記支持体は、透明樹脂材料を素材とする請求項１乃至４の何れかに記載のＬＥＤ照明装置用リフレクタ。
6. 請求項１乃至５の何れかに記載のＬＥＤ照明装置用リフレクタを備えたＬＥＤ照明装置。

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