JP6206811B2 - 光源ユニット及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、固体発光素子を光源とする光源ユニット、及びその光源ユニットを備える照明器具に関する。

従来例として、特許文献１記載の照明器具を例示する。この従来例は、複数の発光素子を光源とする光源部と、光源部を点灯させる点灯装置と、点灯装置を収容する収容凹部を有し且つ収容凹部の開口を塞ぐようにして光源部を支持する本体とを備える。本体は、収容凹部の開口と反対側の面で天井に直付けされる。

ここで、従来例のような光源部(光源ユニット)が屋側(建造物の屋外側の壁)などの風雨に曝される場所に設置される場合、何らかの防水構造が必要となる。このような防水構造は、例えば、内部に光源を収納する筒状のケースと、ケースの開口部を閉塞するエンド部材と、エンド部材とケースとの隙間を塞ぐ防水パッキンとで構成される。なお、光源は、多数の固体発光素子(例えば、発光ダイオード)が長尺の基板に実装され、且つ当該基板が長尺の金属板(支持部材)に支持されるように構成される。

特開２０１２−３９９３号公報

ところで、上述した従来の光源ユニットにおいて、ケースを形成する材料(例えば、合成樹脂)と、光源の支持部材を形成する材料(金属)との熱膨張率(線膨張率)が大きく異なる場合がある。このような場合、支持部材がねじ止めなどの方法でケースに強固に固定されていると、光源の発光に伴う温度上昇によって支持部材とケースの固定部位に過大な応力が生じることがある。そして、このような過大な応力が頻繁に生じると、相対的に強度が低いケースに割れなどの不具合が生じる虞がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、温度変化に起因した不具合の発生を抑制することを目的とする。

本発明の光源ユニットは、１乃至複数の固体発光素子を有する光源と、前記光源を支持する長尺の支持部材と、前記光源を支持した前記支持部材を内部に収納する長尺の防水ケースとを備える。また、本発明の光源ユニットは、前記防水ケース内で前記支持部材を前記防水ケースに固定する複数の固定具を備える。前記防水ケースは、少なくとも一端側が開口する筒状であり、且つ前記支持部材を形成する材料と熱膨張率が異なる材料で形成されるケース本体を有する。また、前記防水ケースは、前記ケース本体の開口を閉塞するエンド部材と、前記ケース本体と前記エンド部材との間の隙間を塞ぐ防水パッキンとを有する。複数の前記固定具のうちの少なくとも１つの固定具は、前記ケース本体に固定される固定片と、前記支持部材に取り付けられる取付片とを有する。前記取付片は、前記支持部材に対して、前記支持部材の長手方向に沿って移動可能に取り付けられる。

この光源ユニットにおいて、前記支持部材は、平板状であって一面に前記光源が取り付けられる底板と、前記底板の長手方向に沿った両端から前記一面から遠離る向きに立ち上がる一対の側板とで構成されることが好ましい。また、この光源ユニットにおいて、前記固定具は、一端側で前記側板に取り付けられる一対の前記取付片と、前記取付片の他端側同士を連結する前記固定片とを有し、一対の前記側板の間に一対の前記取付片が収まるように構成されることが好ましい。

この光源ユニットにおいて、複数の前記固定具のうちの少なくとも１つの固定具は、前記ケース本体に固定される固定片と、前記支持部材に対して移動不能に取り付けられる取付片とを有することが好ましい。

本発明の照明器具は、器具本体と、前記光源ユニットと、前記防水ケースを前記器具本体に取り付けるための取付具とを備える。また、前記取付具は、前記ケース本体を介して前記固定片に固定される第１固定部と、前記器具本体に固定される第２固定部とを有する。

本発明の光源ユニット及び照明器具は、温度変化による支持部材とケース本体の伸長量及び収縮量の差が大きくても、支持部材に対して固定具が移動することで前記差を吸収することができる。故に、温度上昇によって支持部材とケース本体との固定部位に過大な応力が生じ難くなる。その結果、本発明の光源ユニット及び照明器具は、温度変化に起因した不具合の発生を抑制することができるという効果がある。

本発明に係る光源ユニットの実施形態を示す分解斜視図である。 同上における支持部材と電源装置と固定具の分解斜視図である。 同上における支持部材と電源装置と固定具の斜視図である。 Ａは同上の上面図、Ｂは同上の断面図、Ｃは同上の側面図である。 同上におけるＬＥＤモジュールと支持部材と固定具の平面図である。 同上の一部省略した断面図である。 本発明に係る照明器具の実施形態を示す分解斜視図である。 同上の斜視図である。 Ａは同上の上面図、Ｂは同上の断面図、Ｃは同上の側面図である。 同上における取付具と突片とねじの断面図である。 同上における取付具と突片とねじの断面図である。

以下、本発明に係る光源ユニット２並びに照明器具Ａの実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、図１及び図７において上下左右前後の各向きを規定する。

本実施形態の照明器具Ａは、図７〜図９に示すように光源ユニット２と、器具本体１とで構成される。器具本体１は、例えば、屋側などの風雨に曝される場所に直付けされる。そして、光源ユニット２は、器具本体１に対して着脱可能に取り付けられる。

器具本体１は、板金に曲げ加工を施すことで長尺且つ上面が開口する角筒状に形成される。また、器具本体１は、下面が開口する矩形箱形の凹部11を内部に収納し、この凹部11に光源ユニット２を収容するように構成される。また、器具本体１は、造営材に取り付けられる上面と、凹部11が開口する下面とを除く残り２つの側面が、外側に向かって上方へ傾斜する傾斜面12とされている。なお、凹部11の底板には電線を通すための孔13が設けられている。

また、器具本体１は、長手方向(左右方向)における下面両端に、一対の突片14が設けられている。これらの突片14には、それぞれねじ孔15が設けられている(図７参照)。

光源ユニット２は、図１に示すように、LEDモジュール３と、LEDモジュール３を支持する支持部材４と、LEDモジュール３を支持した支持部材４を内部に収納する防水ケース５と、電源装置６と、固定具７と、取付具８とを備える。

LEDモジュール３は、左右方向に長い矩形板状に形成されたプリント配線板31を有する。プリント配線板31は、その下面に複数のＬＥＤ(発光ダイオード)30が左右方向(長手方向)に沿って実装されている(図５参照)。また、LEDモジュール３の長手方向の端部には、電源装置６との間を電気的に接続するためのコネクタ(図示せず)が実装されている。このコネクタには電線(図示せず)が接続されており、この電線の端部を電源装置６に接続することでLEDモジュール３と電源装置６とが電気的に接続される。

支持部材４は、板金に曲げ加工を施すことで角樋状に形成される。すなわち、支持部材４は、長尺且つ矩形板状に形成された底板40と、底板40の短幅方向(前後方向)における両端から上向きに立ち上がる一対の側板41とを有する。なお、上述したLEDモジュール３は、例えば、支持部材４の底板40の一部を切り起こすことで形成された爪(図示せず)により支持部材４に支持される。

電源装置６は、電源基板(図示せず)と、電源基板を収納する収納ケース60とを有する。電源基板は、左右方向に長い矩形板状に形成されたプリント配線板からなり、このプリント配線板には、少なくともＬＥＤ30の点灯電力を生成するために必要な回路部品(例えばトランスやダイオード、コンデンサなど)が実装されている。

収納ケース60は、長手方向(左右方向)の両端が開口する矩形箱状に形成されている。また、収納ケース60は、例えばねじなどを用いて支持部材４の側板41に取り付けられる。

防水ケース５は、ケース本体50と２つのエンド部材51及び防水パッキン52で構成される。ケース本体50は、合成樹脂材料によって長手方向の両端が開口した長尺の角筒状に形成され、その内部にLEDモジュール３及び支持部材４を収納するように構成されている(図４参照)。なお、支持部材４は、後述するように３つの固定具７によってケース本体50に固定される。

また、ケース本体50は、LEDモジュール３の発光面(LED30が実装されている面)と対向する下側の周壁が下向きに突出した半円筒状に形成されている。つまり、この半円筒状の周壁を透過する際にLED30の光の配光が制御される。以下、周壁の半円筒状の部分を配光部500と呼ぶ。ただし、ケース本体50は、透光性を有する合成樹脂材料(アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂など)で配光部500が形成され、配光部500以外の部位が透光性を有しない合成樹脂材料で形成(二色成型)される。なお、配光部500は、拡散材が混入されたり、多数の凹凸が形成されたりすることで光を拡散させるように構成されることが好ましい。

エンド部材51は、図１に示すように底壁510と、底壁510の周縁から突出する筒状の外壁511と、外壁512に対向して底壁510から突出する筒状の内壁512とが合成樹脂成形体として一体に形成されている。底壁510は、厚み方向(左右方向)から見た外形が、ケース本体50を左右方向から見た外形と相似する形状に形成されている。また、底壁510は、電線(図示せず)が挿通される挿通孔513と、外壁511及び内壁512と同じ向きに突出する一対のボス514とが設けられている。これらのボス514は、底壁510の側に開口する有底円筒形状に形成され、底面の中央にねじ挿通孔5140が貫通している。

そして、エンド部材51は、外壁511及び内壁512をケース本体50の長手方向の端部に被せるようにしてケース本体50に取り付けられ、且つ固定具７を介してケース本体50にねじ止めされる(図４及び図６参照)。

固定具７は、固定片70と、一対の取付片71と、側壁72とを有する。固定片70は、矩形平板状に形成され、長手方向(前後方向)の両端にねじ孔700がそれぞれ設けられている(図３参照)。

一対の取付片71は、矩形平板状であって、固定片70の長手方向の両端から下向きに突出するように設けられる。また、各取付片71の先端(下端)には、１つの長孔73と２つの丸孔74が貫通している。ただし、２つの丸孔74は、取付片71の幅方向(左右方向)において長孔73の両側に配置されいてる(図２及び図４Ｂ参照)。

側壁72は、矩形平板状であって、固定片70の長手方向に沿った一端から下向きに突出するように設けられる。また、側壁72は、電線が挿通される挿通孔720と、一対のねじ孔721と、切欠722とを有する。一対のねじ孔721は、側壁72の下部における前後方向の両端に設けられる。また、切欠722は、側壁72の下部における一対のねじ孔721の間に設けられる。なお、本実施形態では３つの固定具７が用いられるが、これら３つの固定具７は全て同一の構成を有している。

これら３つの固定具７は、一対の取付片71が支持部材４の各側板41にねじ止めされて支持部材４に取り付けられる(図３参照)。ただし、各側板41の先端(上端)が外向きにカールされているので、固定具７は、各側板41の間に取付片71が収まるように支持部材４に取り付けられることが好ましい(図５参照)。

支持部材４の一対の側板41には、長手方向(左右方向)における両端と中央にそれぞれ丸孔410が貫通している(図１〜図３参照)。そして、支持部材４の左端に取り付けられる固定具７は、左端の丸孔410に挿通されるボルト75が、取付片71の２つの丸孔74の一方に挿通される(図５参照)。そして、この固定具７は、丸孔74に挿通されるボルト75にナット(図示せず)が締め付けられることにより、支持部材４に対して移動不能に取り付けられる。

一方、支持部材４の中央と右端に取り付けられる２つの固定具７は、中央及び右端の丸孔410に挿通されるボルト75が、取付片71の長孔73に挿通される。そして、これら２つの固定具７は、長孔73に挿通されるボルト75にナット(図示せず)が締め付けられることにより、支持部材４に対して長手方向(左右方向)に沿って移動可能に取り付けられる。なお、固定具７の取り付けに用いられるボルト75は、段付きボルトであることが好ましい。

防水パッキン52は、シリコーン樹脂などの弾性を有する材料により、エンド部材51の周壁71とほぼ同一の形状(筒状)に形成されている。そして、防水パッキン52は、エンド部材51の底壁510と外壁511と内壁512に囲まれた空間に挿入される(図６参照)。さらに、防水パッキン52は、外壁511及び内壁512の先端から露出する面に全周に渡る溝520が設けられている。そして、この溝520にケース本体50の長手方向における端部が圧入される(図６参照)。故に、エンド部材51とケース本体50の隙間が防水パッキン52によって密閉され、ケース本体50内への雨水の浸入が阻止される。

取付具８は、図１に示すようにケース本体50に固定される第１固定部80と、器具本体１に固定される第２固定部81と、第１固定部80と第２固定部81を連結する連結部82とが金属板を加工することで一体に形成される。

第１固定部80は、平坦な矩形板状に形成され、前後方向の両端に円錐台状の突部800がそれぞれ設けられる。なお、各突部800の天面には、円形のねじ挿通孔801が貫通している(図４Ａ参照)。

連結部82は、前後方向から見てＬ形に曲げられており、エンド部材51に沿ってケース本体50の配光部500に近付く向きに突出する。ただし、２つの取付具８のうちの片方の取付具８の連結部82には、矩形の窓孔820が設けられている。すなわち、取付具８がケース本体50に取り付けられた状態において、エンド部材51の挿通孔513及び挿通孔513の直下に位置するボス514が、窓孔820を通して露出するように構成されている(図４Ｃ参照)。

第２固定部81は、矩形平板状であって、連結部82の下端から水平に突出する。第２固定部81は、長手方向(前後方向)のほぼ中央にねじ挿通孔810が貫通している。ただし、２つの取付具８のうちの片方(連結部82に窓孔820が設けられていない方)の取付具８においては、第２固定部81に貫通するねじ挿通孔810が長孔とされている(図１参照)。

而して、第１固定部80の各ねじ挿通孔801に固定ねじ(図示せず)が挿通され、これらの固定ねじがケース本体50の各挿通孔501を通して固定片70の各ねじ孔700にねじ込まれる。なお、図示は省略しているが、固定ねじは、例えば、防水ワッシャを介して第１固定部80のねじ挿通孔801に挿通される。上述のように取付具８は、第１固定部80がケース本体50を介して固定具７の固定片70にねじ止めされることにより、ケース本体50に取り付けられる。

次に、光源ユニット２の組立手順について説明する。まず、作業者は、LEDモジュール３や電源装置６、並びに３つの固定具７が取り付けられた支持部材４をケース本体50内に収納し、２つの取付具８によって支持部材４をケース本体50に固定する。ただし、中央の固定具７は、ケース本体50の天面における長手方向中央に設けられるねじ挿通孔502に挿通されるねじ(図示せず)が固定片70のねじ孔700にねじ込まれることでケース本体50に直接固定される(図４参照)。

続いて、作業者は、防水パッキン52を取り付けたエンド部材51をケース本体50の端部に被せる。このとき、作業者は、電源装置６から引き出された電線を、中央の固定具７の切欠722に挿通し、且つ片側(左側)のエンド部材51の挿通孔513に挿通した後、取付具８の連結部82に設けられた窓孔820に挿通してケース本体50の外に引き出しておく。そして、作業者は、ボス514のねじ挿通孔5140に挿通したねじ(図示せず)を固定具７の側壁72のねじ孔721にねじ込むことにより、固定具７を介してエンド部材51をケース本体50に取り付ける。以上のようにして、本実施形態の光源ユニット２が組み立てられる。

次に、照明器具Ａの組立手順について説明する。作業者は、ケース本体50から引き出されている電線を、器具本体１の凹部11の底面に取り付けられている端子台(図示せず)に接続した後、光源ユニット２の配光部500よりも上方部分を、器具本体１の凹部11内に収納する。そして、作業者は、器具本体１の下面において、一対の突片14にそれぞれ設けられているねじ孔15に、取付具８の第２固定部81のねじ挿通孔810に挿通したねじ83をねじ込む(図７参照)。このようにして、光源ユニット２が器具本体１に固定されることで照明器具Ａが組み立てられる(図８及び図９参照)。

而して、電源装置６からLEDモジュール３に電力が供給されている間、電源装置６及びLEDモジュール３が発する熱の影響で支持部材４及び防水ケース５の温度が上昇し、支持部材４及び防水ケース５がそれぞれ伸長(熱伸長)する。しかしながら、支持部材４を形成する金属板と、防水ケース５(特にケース本体50)を形成する合成樹脂とでは熱膨張率(線膨張率)が大きく異なっており、支持部材４よりもケース本体50の方が熱伸長が大きくなる。

ところが、本実施形態の光源ユニット２では、３つの固定具７のうちの２つ(中央及び右端)の固定具７の取付片71が、支持部材４に対して、支持部材４の長手方向(左右方向)に沿って移動可能に取り付けられている。そのため、ケース本体50が熱伸長したときに、これら２つの固定具７もケース本体50と一緒に移動するから、ケース本体50における各固定具７との結合部分に生じる応力を緩和することができる。なお、残り１つ(左端)の固定具７は支持部材４に対して移動不能に取り付けられているので、２つ(中央と右端)の固定具７がケース本体50の熱伸長及び熱収縮時に移動する向きが一意に決まることになる。

上述のように本実施形態の光源ユニット２は、１乃至複数の固体発光素子(LED30)を有する光源(LEDモジュール３)と、光源(LED30)を支持する長尺の支持部材４とを備える。また、本実施形態の光源ユニット２は、光源(ＬＥＤモジュール３)を支持した支持部材４を内部に収納する長尺の防水ケース５と、防水ケース５内で支持部材４を防水ケース５に固定する複数の固定具７とを備える。防水ケース５は、少なくとも一端側が開口する筒状であり、且つ支持部材４を形成する材料と熱膨張率が異なる材料で形成されるケース本体50を有する。また、防水ケース５は、ケース本体50の開口を閉塞するエンド部材51と、ケース本体50とエンド部材51との間の隙間を塞ぐ防水パッキン52とを有する。複数の固定具７のうちの少なくとも１つの固定具７は、ケース本体50に固定される固定片70と、支持部材４に取り付けられる取付片71とを有する。取付片71は、支持部材４に対して、支持部材４の長手方向に沿って移動可能に取り付けられる。

本実施形態の光源ユニット２は上述のように構成されるので、温度変化による支持部材４とケース本体50の伸長量及び収縮量の差が大きくても、支持部材４に対して固定具７が移動することで前記差を吸収することができる。故に、温度上昇によって支持部材４とケース本体50との固定部位に過大な応力が生じ難くなる。その結果、本実施形態の光源ユニット２は、温度変化に起因した不具合の発生を抑制することができる。

また、本実施形態の光源ユニット２において、支持部材４は、平板状であって一面に光源(LED30)が取り付けられる底板40と、底板40の長手方向に沿った両端から前記一面から遠離る向きに立ち上がる一対の側板41とで構成されることが好ましい。また、固定具７は、一端側で側板41に取り付けられる一対の取付片71と、取付片71の他端側同士を連結する固定片70とを有し、一対の側板41の間に一対の取付片71が収まるように構成されることが好ましい。

上記構成によれば、一対の取付片71が、一対の側板41の外側に配置される場合と比較して、固定具７の小型化を図ることができる。

さらに、本実施形態の光源ユニット２において、複数の固定具７のうちの少なくとも１つの固定具７は、ケース本体50に固定される固定片70と、支持部材４に対して移動不能に取り付けられる取付片71とを有することが好ましい。

上記構成によれば、移動可能な固定具７の移動向きが一意に決まるため、固定具７の設計(長孔73の長さ寸法の設定)が容易になるという利点がある。

本実施形態の照明器具Ａは、器具本体１と、光源ユニット２と、防水ケース５を器具本体１に取り付けるための取付具８とを備える。取付具８は、ケース本体50を介して固定片70に固定される第１固定部80と、器具本体１に固定される第２固定部81とを有する。

ここで、２つの取付具８のうちの一方の取付具８は、器具本体１の突片14にねじ止めされる第２固定部81のねじ挿通孔810が長孔とされている。つまり、金属製の器具本体１に比べて、合成樹脂製の防水ケース５の伸長量及び収縮量が大きいから、片方の取付具８のねじ挿通孔810が長孔とされることで、器具本体１と防水ケース５との伸長量及び収縮量の差を吸収することができる。

ところで、取付具８は、固定具７を介して支持部材４と電気的に接続されている。したがって、第２固定部81が突片14にねじ止めされた状態では、光源ユニット２の金属部(支持部材４、電源装置６の収納ケース60、固定具７、取付具８)と器具本体１が導通している。ここで、第２固定部81のねじ挿通孔810が長孔である方の取付具８は、図１１に示すように固定用のねじ(段付きねじ)16の頭部160が第２固定部81の下面に当たってはいるものの、ねじ16と第２固定部81との電気的な接続は十分ではない。

一方、ねじ挿通孔810が丸孔である方の取付具８は、図１０に示すようにねじ(段付きねじ)16の首部161におけるテーパ面162に、第２固定部81のねじ挿通孔810の周縁部分が当たっている。そして、ねじ16が締め付けられることでテーパ面162とねじ挿通孔810の周縁部分との接触面積及び接触圧が高められるので、ねじ16と第２固定部81とを電気的に接続することができる。

２ 光源ユニット
３ LEDモジュール(光源)
４ 支持部材
５ 防水ケース
７ 固定具
５０ ケース本体
５１ エンド部材
５２ 防水パッキン
７０ 固定片
７１ 取付片
３０ 発光ダイオード(固体発光素子)

Claims (4)

1. １乃至複数の固体発光素子を有する光源と、前記光源を支持する長尺の支持部材と、前記光源を支持した前記支持部材を内部に収納する長尺の防水ケースと、前記防水ケース内で前記支持部材を前記防水ケースに固定する複数の固定具とを備え、
   前記防水ケースは、少なくとも一端側が開口する筒状であり、且つ前記支持部材を形成する材料と熱膨張率が異なる材料で形成されるケース本体と、前記ケース本体の開口を閉塞するエンド部材と、前記ケース本体と前記エンド部材との間の隙間を塞ぐ防水パッキンとを有し、
   複数の前記固定具のうちの少なくとも１つの固定具は、前記ケース本体に固定される固定片と、前記支持部材に取り付けられる取付片とを有し、
   前記取付片は、前記支持部材に対して、前記支持部材の長手方向に沿って移動可能に取り付けられることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記支持部材は、平板状であって一面に前記光源が取り付けられる底板と、前記底板の長手方向に沿った両端から前記一面から遠離る向きに立ち上がる一対の側板とで構成され、
   前記固定具は、一端側で前記側板に取り付けられる一対の前記取付片と、前記取付片の他端側同士を連結する前記固定片とを有し、一対の前記側板の間に一対の前記取付片が収まるように構成されることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
3. 複数の前記固定具のうちの少なくとも１つの固定具は、前記ケース本体に固定される固定片と、前記支持部材に対して移動不能に取り付けられる取付片とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の光源ユニット。
4. 器具本体と、請求項１〜３の何れかの光源ユニットと、前記防水ケースを前記器具本体に取り付けるための取付具とを備え、前記取付具は、前記ケース本体を介して前記固定片に固定される第１固定部と、前記器具本体に固定される第２固定部とを有することを特徴とする照明器具。

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