JP6182417B2 - 屋外用照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源にＬＥＤを用いた屋外用の照明装置に関する。

従来の白熱電球や蛍光管を光源とする照明装置では、照明の明るさは照明装置とは別に設けられたコントローラを用いて行っていた。これに対し、光源にＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた照明装置では、装置の内部にＬＥＤを発光させるための電源を備えているため、装置本体で照明の明るさを調節することができる。

上述のＬＥＤを光源とした照明装置の特性を利用し、装置本体の側面に照明の明るさを調節するツマミやノブを備えた照明装置が提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

特開２００５−２２２７５０号公報 実用新案登録３１６２８７６号公報

特許文献１、２に記載の照明装置を、例えば庭園の照明装置として使用する場合、照明装置を設置した場所で、対象物を照明しながら明るさを調節できるため、調節がしやすい利点がある。

その一方で、庭園のような屋外で使用する照明装置は、常に雨風に晒され、照明装置内部に水や湿気が浸入する恐れがあるため、防水機能を備えることが不可欠である。

しかし、特許文献１、２に記載された照明装置では、装置本体の一部に開口部を設け、その開口部から、ＬＥＤの輝度を調節する可変抵抗器のツマミやノブを外部に突出させる構造を採用している。このような構造では、外部からの水や湿気の浸入を防ぐことができないために、照明装置を屋外で使用することができなかった。

本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、照明の明るさを調節する調光機能と共に防水機能をも備えた、屋外での使用が可能な照明装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる屋外用照明装置は、
中空部に調光電源が収容された有底円筒状の電源ユニットと、
中空部に発光素子が収容され、開放端側が光を透過する透明板で覆われ、かつ前記電源ユニットに固定された有底円筒状の照明ユニットと、
前記電源ユニットと照明ユニットとの間に介在し、前記調光電源から前記発光素子に供給される電流の値を調節するために用いられる、軸を中心に回転可能な有底円筒状の調光リングとで構成され、
前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、それぞれの円筒部の中心軸が一致するように配置され、
前記調光リングの円筒部の前端面および後端面、または前記電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部のそれぞれの端面にリング状の溝が形成され、かつその溝にリング状の防水パッキンが収容されていることを特徴とする。

本発明にかかる屋外用照明装置において、前記調光電源の一部をなし、前記発光素子に供給される電流の値を調節する回転式の可変抵抗器が、前記調光リングの底部と対向する位置に配置され、
前記可変抵抗器の回転軸は、当該回転軸の回転中心と前記調光リングの回転中心が一致した状態で、前記調光リングの底部に形成された孔に嵌合していることが好ましい。

また前記調光リングの円筒部の後端面および前端面にそれぞれリング状の第１および第２の段差部が形成され、
前記電源ユニットの円筒部の端面に、前記第１の段差部と一定の隙間を隔てて対向するリング状の第２の段差部が形成され、
前記照明ユニットの円筒部の端面に、前記第２の段差部と一定の隙間を隔てて対向するリング状の第３の段差部が形成されていることが好ましい。

本発明にかかる屋外用照明装置において、前記電源ユニットの円筒部の内壁には、軸と平行に一対の柱状の第１のリブが取り付けられ、
前記照明ユニットの底部には、前記第１の一対のリブに対応した箇所に一対の第２のリブが取り付けられ、
前記照明ユニットは、前記第１の一対のリブと第２のリブとを、それぞれの中心部に形成された孔に挿入されたビスを用いて連結することにより、前記電源ユニットに固定されていることが好ましい。

前記防水パッキンの断面は、円形、楕円形、または円の外周に突起が等間隔に形成された形状のいずれかであることが好ましい。また前記調光電源は、円柱状の電源本体の一方の端面の中心部に前記可変抵抗器が取り付けられたものであることが好ましい。更に前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製されたものであることが好ましい。

本発明にかかる屋外用照明装置は、電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングを、それぞれの円筒部の中心軸が一致するように配置しているために、調光リングを装置本体の内部と外部とを遮蔽するカバーとして機能させることができる。

更に、調光リングの円筒部の前後の端面、または電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部のそれぞれの端面にリング状の溝を形成し、その溝に防水パッキンを収容しているため、電源ユニットおよび照明ユニットと調光リングとの間の隙間から水や湿気が浸入するのを防止できる。

本発明の実施の形態にかかる屋外用照明装置の正面図である。 同照明装置の側面図である。 図１のＡ−Ａ線で切断した断面図である。 図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。 本実施の形態の調光リングの構成を示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 調光リングの円筒部周辺を拡大して示した要部断面図である。 本実施の形態にかかる屋外用照明装置の回路構成を示すブロック図である。 防水パッキンの断面形状を示す図である。

以下、本発明の実施の形態にかかる屋外用照明装置について、スポットライトに適用した場合を例に挙げ、図面を参照して説明する。

＜屋外用照明装置の構成と各部の機能＞
最初に、図１および図２を参照して、本実施の形態にかかる屋外用照明装置（以降、「照明装置」と略す）１００の主要構成部材について説明する。図１は、本実施の形態にかかる照明装置の正面図、図２は、同装置の側面図である。

照明装置１００は上部と下部で機能が分かれており、上部の照明装置本体は電源ユニット１、照明ユニット２および調光リング３で構成され、本体を支持する下部は、アーム４および支持ユニット５で構成されている。

有底円筒状の電源ユニット１、照明ユニット２および調光リング３は、それぞれの円筒部の軸が一致する状態で、光を照射する側より、照明ユニット２、調光リング３および電源ユニット１の順に配置されている。以降の説明においては、照明ユニット２側を前部、電源ユニット１側を後部とする。

電源ユニット１、照明ユニット２および調光リング３の材質は、屋外に設置されることから耐腐食性が必要となり、またＬＥＤの発熱を逃がすために熱伝導性が良い材料を使用する必要がある。これらの点を考慮し、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製することが好ましい。

後述するように、照明ユニット２は電源ユニット１に固定され、回転できないが、調光リング３は軸を中心に回転できるように構成されている。操作者が指で調光リング３を回転させることにより、照明ユニット２の前面から放射される光の強度を調節できる。

図２に示すように、照明ユニット２の外周面には、調光リング３の回転量を測る目盛２０が印刷され、一方、調光リング３の外周面には、回転位置を示す三角形の目印３０が印刷されている。操作者が指で調光リング３を回転させると、目印３０が目盛２０に対して移動し、視覚によって回転量を確認できる。

電源ユニット１の下部には、中空のアーム４が軸４１を介して取り付けられており、アーム４の下部には、円筒部５１およびスパイク５２で構成された支持ユニット５が取り付けられている。アーム４および支持ユニット５は、電源ユニット１等と同様、耐腐食性および熱伝導性を考慮し、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製することが好ましい。

図１に示すように、円筒状の軸４１は、電源ユニット１に取り付けられた円筒部４１ａと、アーム４に取り付けられた円筒部４１ｂに分割されており、それらがビス４３によって、相対的に回転できる状態で固定されている。

照明装置１００を庭園等に設置する際には、先端の尖ったスパイク５２を地面に突き刺して固定する。その後、アーム４の軸４１を回転させて照明ユニット２から放射される光の方向を調節する。

次に、図３、図４、図５および図６を参照して、電源ユニット１、照明ユニット２、調光リング３、アーム４および支持ユニット５の内部構造について説明する。図３は、図１のＡ−Ａ線で切断した断面図、図４は、図２のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。また図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、調光リング３の正面図、側面図および背面図、図６は、調光リング３の円筒部３１の周辺を拡大して示した要部断面図である。

電源ユニット１は、開放端側に向かって若干拡がった円筒部１１と底部１２からなり、中空部には調光電源７が収容されている。円筒部１１の上下の内壁に形成された肉厚部１３には、リング状のガイド１４が取り付けられている。このガイド１４は、円柱状の調光電源７を電源ユニット１の中空部に挿入する際に、調光電源７を中空部に案内するために設けられたもので、挿入を容易にする。

調光電源７は、トランス等の主要部品が収容された円柱状の電源本体７１と、電源本体７１の前端面の中心部に取り付けられた可変抵抗器７２とで構成されている。可変抵抗器７２には、回転軸７３を回転させて抵抗値を変える回転式の可変抵抗器を採用しており、回転軸７３の回転中心Ｏは、調光リング３の円筒部３１の回転中心と一致している。

電源ユニット１の中空部には円筒状のガイド１３が取り付けられており、調光電源７を中空部に収容する際には、円柱状の電源本体７１をガイドに案内される形で中空部に挿入する。電源本体７１の前端面の周辺にはリング状のフランジ７４が形成されており、調光電源７は、フランジ７４の上下に形成された一対の孔にビス１５、１５をそれぞれ挿入して円筒部１１の肉厚部１３に固定することにより、電源ユニット１に取り付けられる。

照明ユニット２は、有底円筒状のユニットケース２１、および開放端側に光を透過するガラス２３が嵌め込まれた円筒状のレンズカバー２２で構成されている。ユニットケース２１の円筒部２４の前部の外周面には雄ネジが形成され、レンズカバー２２の内周面には雌ネジが形成されている。

レンズカバー２２の雌ネジをユニットケース２１の雄ネジに螺合することにより、ユニットケース２１の底部２５、レンズカバー２２およびガラス２３で覆われた密閉空間が形成され、その密閉空間には、ＬＥＤモジュール２６とレンズ２７が収容されている。以降、ユニットケース２１の円筒部２４および底部２５を、単に照明ユニット２の円筒部および底部とも云う。

本実施の形態では、ＬＥＤモジュール２６として、円盤状の配線基板に１２０度毎にＬＥＤ２６ａが３個配置されたモジュールを用いている。同様に、レンズ２７として１２０度毎に３個、集光用のレンズが配置され、その間が透明樹脂板で連結されたものを用いている。レンズ２７の底部には、ＬＥＤ２６ａを収容する凹部が形成され、ＬＥＤ２６ａから放射された光はレンズ２７で集光された後、ガラス２３を通って外部に放出される。

なお、本実施の形態では３個のＬＥＤと集光レンズが収容された照明ユニット２を用いているが、ＬＥＤと集光レンズの数は３個に限定されず、要求される光の強度に応じて
増減できることは云うまでもない。

また本実施の形態では発光素子としてＬＥＤを用いているが、発光素子は必ずしもＬＥＤに限定されない。ＬＥＤと同様の輝度と寿命を確保できるものであれば、他の発光素子を用いてもよい。

調光リング３は円筒部３１と底部３２からなり、図５に示すように、底部３２には円弧状の３つのスリット３３ａ，３３ｂ、３３ｃが形成されている。３つのスリットのうち３３ａおよび３３ｂは、後述する電源ユニット１の一対のリブ１６、１６を通すためのもの、３３ｃは、電力供給用のコード６１を通過するためのものである。図３に示すように、調光電源７と照明ユニット２のＬＥＤモジュール２６との間は一対のコード６１、６１によって接続されている。図示しないが、ユニットケース２１の底部２５には、コード６１を通す孔が形成されている。

また調光リング３の底部３２の中心部には、可変抵抗器７２の回転軸７３の断面形状に対応した、円の一部が切り欠かれた形状の孔３４が形成されている。この孔３４に可変抵抗器７２の回転軸７３を嵌合することにより、回転軸７３は、調光リング３の回転に伴って回転する。

図５および図６に示すように、円筒部３１の前後の端面には、リング状の段差部３５および３６が形成されている。段差部３５は、電源ユニット１の円筒部１１の端面に形成された段差部１６と一定の隙間を隔てて対向している。同様に、段差部３６は、照明ユニット２の円筒部２１の端面に形成された段差部２８と一定の隙間を隔てて対向している。

また調光リング３の円筒部３１の前部および後部の端面には、防水パッキン９を収容するリング状の溝３７および３８が形成されている。調光リング３の防水機能については、後に図６を用いて詳述する。

次に、照明ユニット２の電源ユニット１への固定方法について説明する。図３および図４に示すように、電源ユニット１の円筒部１１の左右の内壁には、一対の柱状のリブ１７、１７が円筒部１１の軸と平行になるように取り付けられ、先端は調光リング３まで到達している。またそれぞれのリブ１７の中心部には、ビスを挿入する孔１８が形成されている。

一方、照明ユニット２の底部２５にも、上述の一対のリブ１７、１７に対応する位置に、一対の柱状のリブ２９、２９が形成されており、その先端は調光リング３まで到達している。リブ１７と同様に、リブ２９の中心部にビス挿入用の孔（図示せず）が形成されている。

前述したように、調光リング３の底部３２には一対の円弧状のスリット３３ａ、３３ｂが形成されており、上述の電源ユニット１の一対のリブ１７、１７の前端と、照明ユニット２の一対のリブ２９、２９の後端は、調光リング３のスリット３３ａ、３３ｂを介して当接している。この状態で、電源ユニット１の底部に形成された孔１８の開放端（図２参照）から図示しないビスを挿入して照明ユニット２のリブ２９に締め付けると、照明ユニット２は電源ユニット１に固定される。

ビスによって照明ユニット２が電源ユニット１に固定された状態では、調光リング３は、前後に若干の隙間を保った状態で、照明ユニット２と電源ユニット１との間に配置されており、操作者の手を用いて回転させることができる。

次に、アーム４および支持ユニット５について説明する。アーム４および支持ユニット５は電源ユニット１を垂直面内において回転可能な状態で支持すると共に、電力供給用コードの通路を提供している。図３および図４に示すように、支持ユニット５の円筒部５１の側面に設けられた開口には、中空の防水クランパ５３が取り付けられており、その中空部には外部商用電源に接続されたケーブル６０が挿通されている。

図３および図４に示すように、ケーブル６０から取り出された一対のコード６２、６２は、円筒部５１、アーム本体４２および軸４１の内部に形成された中空部を通って電源ユニット１内まで延びている。なお、商用電源から供給される電力を、支持ユニット５およびアーム４内の中空部に配線されたコードを用いて照明装置の電源ユニット１に供給する構造は、照明装置の分野では広く知られているため、詳細な説明は省略する。

＜照明装置の回路構成＞
次に、前述の図３および新たな図７を参照して、照明装置１００の回路構成について説明する。図７に、照明装置１００の回路構成を示す。図中、図３に記載された部材と同一の部材には同一の符号を付している。

照明装置１００の回路は、電源ユニット１の円筒部１１内に収容され、かつケーブル６０および一対のコード６２を介して外部の商用電源６３に接続された調光電源７と、照明ユニット２のユニットケース２１内に収容されたＬＥＤモジュール２６とで構成されている。

調光電源７は、商用電源６３から供給された交流電流を直流電流に変換してＬＥＤモジュール２６に供給するもので、交流電流のノイズを除去するノイズフィルタ７５、交流電流を直流電流に変換する整流器７６、および可変抵抗器７２の抵抗値を変えることにより、ＬＥＤモジュール２６に供給される直流電流の値を調節する制御回路７７によって構成されている。

前述したように、操作者が指で調光リング３を回転させると、可変抵抗器７２の回転軸７３が回転して、調光電源７からＬＥＤモジュール２６に供給される直流電流の値が変化し、それに伴ってＬＥＤ２６ａから放射される光の強度が変化する。

＜調光リングの機能＞
次に、前述の図３〜図６を参照して、調光機能と防水機能を兼ね備えた調光リング３の機能について説明する。

前述したように、有底円筒状の電源ユニット１、照明ユニット２および調光リング３のそれぞれの円筒部の中心が一致するように配置されており、かつそれぞれの円筒部の直径が略等しいため、調光リング３は装置本体の内部と外部とを遮蔽するカバーとして機能している。

本実施の形態の調光リング３の第１の特徴は、装置本体の内部と外部とを遮蔽するカバーとして機能する調光リングに防水機能を付加した点にある。前述したように、調光リング３の円筒部３１の前後の端面には段差部３５および３６が形成されているが、そのうち円筒部３１の軸と直交する面にはリング状の溝３７および３８が形成され、それぞれの溝に防水パッキン９が収容されている。

前述したように、調光リング３が回転できるように、電源ユニット１の円筒部１１と照明ユニット２の円筒部２１との間に若干の隙間を設けているが、その隙間から雨や湿気が侵入すると、漏電の原因となる。本実施の形態では、漏電を防止するため、図６に示すように、調光リング３の円筒部３１の前後の端面にリング状の溝３７および３８を形成し、その溝にシリコンゴム製の防水パッキン９を挿入している。

防水パッキン９として、太さが隙間の幅より若干大きいものを用いれば、弾性によって防水パッキンが端面に押し付けられて隙間を密閉し、外部から水や湿気が浸入するのを防止できる。防水パッキンと端面は線接触し摩擦は左程大きくないため、調光リング３の回転の妨げとはならない。逆に、防水パッキン９によって調光リング３の円筒部３１の端面と、電源ユニット１の円筒部１１および照明ユニット２の円筒部２５の端面が接触するのを防止できるため、調光リング３のなめらかな回転に寄与する。

図８に防水パッキン９の断面形状を示す。図８（ａ）に示した断面が円形の防水パッキンは最も一般に使用されるもので、Ｏリングとも呼ばれている。図８（ｂ）に示した断面が楕円形の防水パッキン、図８（ｃ）に示した円形の断面に三角形の突起が等間隔に形成された防水パッキンを用いると、図８（ａ）に示した断面が円形の防水パッキンに比較して端面との接触面積が増えるため、高い防水機能を要求される場合に適している。ただし、接触する面積が増える分、摩擦抵抗が大きくなる。防水パッキンの材質および断面形状は、要求される防水能力および端面との間に発生する摩擦力を考慮して決定する必要がある。

本実施の形態の調光リング３の第２の特徴は、調光リング３の回転中心を、照明ユニット２の光の強度を調節する可変抵抗器７２の回転軸７３の回転中心Ｏと一致させた点にある。そしてこの構成を実現するため、本実施の形態では、調光リング３の底部３２の中心に形成された孔３４に、電源ユニット１の中空部に収容された可変抵抗器７２の回転軸７３を嵌合させている。

図５に示すように、調光リング３の底部には一対の円弧状のスリット３３ａ、３３ｂが形成されており、スリット３３ａ、３３ｂのそれぞれに挿入された一対のリブ１７、１７がスリットの端部に衝突しない約１２０度の角度範囲で、調光リンク３を回転させることができる。可変抵抗器７２で調節可能な抵抗値をこの角度範囲に合わせて設定すれば、ＬＥＤ２６ａから発光される光の強度を、実用可能な範囲で調節できる。

調光リング３の円筒部３１と可変抵抗器７２の回転軸７３との回転半径の違いから、操作者が指で調光リング３を回転させると、可変抵抗器７２の回転軸７３に大きなトルクが加わるため、少ない力で回転軸７２を回転させることができる。更に回転軸７３に加わるトルクは回転角度に関係なくほぼ一定であるため、なめらかな調光操作を実現できる。

また図６に示すように、本実施の形態では、調光リング３２の円筒部３１の前後の端面に段差部３５および３６を形成し、この段差部３５、３６を、電源ユニット１の円筒部１１の前端面に形成された段差部１６、および照明ユニット２の円筒部２１の後端面に形成された段差部２８と、一定の隙間を隔てた状態で対向させている。

このような構成を採用すれば、調光リング３の円筒部３１は、電源ユニット１の円筒部１１および照明ユニット２のユニットケース２１の円筒部２４によって位置が規制されるため、軸と直交する方向に無理な力が加わっても、調光リング３の変移が抑えられ、結果として調光リング３の変形や破壊を防止できる。

なお、本実施の形態では、調光リングの円筒部の端面にリング状の溝を形成したが、電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部の端面にリング状の溝を形成しても、同様の機能を実現できる。

また本実施の形態では、本発明にかかる照明装置をスポットライトに適用した場合について説明したが、本発明にかかる照明装置の用途はスポットライトに限定されず、防水機能を必要とする屋外用の様々な照明装置に適用できる。

１ 電源ユニット
２ 照明ユニット
３ 調光リング
４ アーム
５ 支持ユニット
７ 調光電源
８ 防水パッキン
１１、２４、３１、５１ 円筒部
１２、２５、３２ 底部
１３ 肉厚部
１４ ガイド
１５ ビス
１６、２８、３５、３６ 段差部
１７、２９ リブ
１８、３４ 孔
２１ ユニットケース
２２ レンズカバー
２３ ガラス
２６ ＬＥＤモジュール
２６ａ ＬＥＤ
２７ レンズ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ スリット
３７ 溝
４１ 軸
４２ アーム本体
５２ スパイク
５３ 防水クランプ
６０ ケーブル
６１、６２ コード
６３ 商用電源
７１ 電源本体
７２ 可変抵抗器
７３ 回転軸
７４ フランジ
７５ ノイズフィルタ
７６ 整流器
７７ 制御回路
１００ 照明装置

Claims (7)

1. 中空部に調光電源が収容された有底円筒状の電源ユニットと、
   中空部に発光素子が収容され、開放端側が光を透過する透明板で覆われ、かつ前記電源ユニットに固定された有底円筒状の照明ユニットと、
   前記電源ユニットと照明ユニットとの間に介在し、前記調光電源から前記発光素子に供給される電流の値を調節するために用いられる、軸を中心に回転可能な有底円筒状の調光リングとで構成され、
   前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、それぞれの円筒部の中心軸が一致するように配置され、
   前記調光リングの円筒部の前端面および後端面、または前記電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部のそれぞれの端面にリング状の溝が形成され、かつその溝にリング状の防水パッキンが収容されていることを特徴とする屋外用照明装置。
2. 前記調光電源の一部をなし、前記発光素子に供給される電流の値を調節する回転式の可変抵抗器が、前記調光リングの底部と対向する位置に配置され、
   前記可変抵抗器の回転軸は、当該回転軸の回転中心と前記調光リングの回転中心が一致した状態で、前記調光リングの底部に形成された孔に嵌合している、請求項１に記載の屋外用照明装置。
3. 前記調光リングの円筒部の後端面および前端面にそれぞれリング状の第１および第２の段差部が形成され、
   前記電源ユニットの円筒部の端面に、前記第１の段差部と一定の隙間を隔てて対向するリング状の第２の段差部が形成され、
   前記照明ユニットの円筒部の端面に、前記第２の段差部と一定の隙間を隔てて対向するリング状の第３の段差部が形成されている、請求項１または２に記載の屋外用照明装置。
4. 前記電源ユニットの円筒部の内壁には、軸と平行に一対の柱状の第１のリブが取り付けられ、
   前記照明ユニットの底部には、前記第１の一対のリブに対応した箇所に一対の第２のリブが取り付けられ、
   前記照明ユニットは、前記第１の一対のリブと第２のリブとを、それぞれの中心部に形成された孔に挿入されたビスを用いて連結することにより、前記電源ユニットに固定されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の屋外用照明装置。
5. 前記防水パッキンの断面は、円形、楕円形、または円の外周に突起が等間隔に形成された形状のいずれかである、請求項１ないし４のいずれかに記載の屋外用照明装置。
6. 前記調光電源は、円柱状の電源本体の一方の端面の中心部に前記可変抵抗器が取り付けられたものである、請求項１ないし５のいずれかに記載の屋外用照明装置。
7. 前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製されたものである、請求項１ないし６のいずれかに記載の屋外用照明装置。

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