JP6316357B2 - 光源ユニット - Google Patents

Description

本発明は、被照射空間に光を照射する光源ユニットに関するものである。

近年、複数の発光素子（ＬＥＤ）が長手方向に配列された照明器具が提案されている。この照明器具において、発光素子を駆動するためには外部の電力供給源に電気的に接続する際に電気配線が用いられる。ところで、光が照射される箇所は機能的及び意匠的に重要な要素であり、カバーに全面的に光が均一に照射されることが望まれている。しかしながら、配線が張力でヒートシンクから浮いてしまい、ＬＥＤから出射される光を遮ってしまう場合がある。すると、カバーに全面的に光が均一に照射されている中で、影となる箇所が発生してしまうため非常に目立つ。機能や見た目も大変損ない、商品価値を落としてしまう原因となりうる。

そこで、従来から上述した電気配線を収容するための配線溝が設けられた照明器具が提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、筐体における半導体発光モジュールが載置される板状部材の裏面側に配線を収容するための配線溝を設けた照明器具が開示されている。

特開２０１２−２５６５８５号公報

上述した照明器具の他に、複数の発光素子が実装された発光モジュール同士を電気的に接続させた光源ユニットを有する照明器具が存在し、複数の発光モジュール同士は配線を用いて電気的に接続されている。この複数の発光モジュール同士の配線が均一な照明に及ぼす影響を抑制するために、特許文献１のように配線溝を設けることが考えられる。しかしながら、光源ユニットから照射された光が配線溝に入り込んで光束が減衰するという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、光束の減衰を抑制する光源ユニットを提供することを目的としている。

本発明の光源ユニットは、一方向に延びた発光モジュールと、発光モジュールが載置され、発光モジュールの長手方向に延びる載置部と、発光モジュールの短手方向における側方に位置し、載置部から離間して設けられた長手方向に延びる壁部と、発光モジュールの側端部側を覆って発光モジュールを載置部に保持すると共に長手方向に延びる押さえ部と、発光モジュールの側端部側から壁部に向かって延び、長手方向に延びる反射部と、を備える。

本発明の光源ユニットによれば、発光モジュールの端部と壁部との間を塞ぐように反射部材が設けられている。このため、例えば発光モジュールの端部と壁部との間に溝が形成されているとしても、発光モジュールからの光が溝に入り込まない。このため、光束の減衰を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る照明器具の斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明器具の斜視図である。 図１の照明器具における反射ユニット及び光源ユニットの一例を示す斜視図である。 図１の照明器具における光源ユニットの一例を示す斜視図である。 図１の照明器具における光源ユニットの一例を示す斜視図である。 図１の照明器具１における光源ユニット３の一例を示す分解斜視図である。 照明器具にランプカバーが取り付けられる様子を示す断面図である。 図５の照明器具においてヒートシンクに第１固定部材が取り付けられた状態の一例を示す断面図である。 図５の照明器具においてヒートシンクに第２固定部材が取り付けられた状態の一例を示す断面図である。

実施形態．
以下、図面を参照しながら本発明のランプカバー及びこれを用いた照明器具並びに照明器具の実施形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。図１及び図２は本発明の実施形態に係る照明器具の斜視図である。図１及び図２の照明器具１は、例えば部屋もしくは通路等の室内の天井に設置され室内の照明を行う直付形ライン照明であって、天井等に取り付けられる器具本体２Ａと、反射ユニット２Ｂと、器具本体２Ａに電気的に接続されているとともに反射ユニット２Ｂに取り付けられた光源ユニット３と、光源ユニット３に取り付けられる拡散カバー４とを備えている。

器具本体２Ａは、光源ユニット３を駆動するためのインバータ回路等を備えたものであって天井等に固定されている。反射ユニット２Ｂは、器具本体２Ａを覆うように設けられており、光源ユニット３から射出される光を反射するものである。ここで、図３は図１の照明器具１における反射ユニット２Ｂ及び光源ユニット３の一例を示す斜視図である。図１から図３に示すように、光源ユニット３は、長手方向（矢印Ｙ方向）に延びた形状を有し、反射ユニット２Ｂに着脱可能に取り付けられる。具体的には、反射ユニット２Ｂにおいて光源ユニット３が取り付けられる取付面には２つのクイックラッチ２Ｃが設けられており、光源ユニット３の両端には取付金具３Ａが設けられている。そして、光源ユニット３の取付金具３Ａがクイックラッチ２Ｃに取り付けられることにより、光源ユニット３が反射ユニット２Ｂに着脱可能に取り付けられる。

図４及び図５は図１の照明器具１における光源ユニット３の一例を示す斜視図、図６は図１の照明器具１における光源ユニット３の一例を示す分解斜視図であり、図４から図６を参照して光源ユニット３について説明する。光源ユニット３は、例えばプラスチック等の樹脂からなる拡散カバー４に覆われた構造を有するものであって、複数の発光モジュール１０、ワイヤーハーネス２０、ヒートシンク３０、第１固定部材４０、第２固定部材５０を備えている。

発光モジュール１０は、基板１１と、基板１１の実装面１１ａ上に実装された複数の発光素子１２と、複数の発光素子１２に電気的に接続されており、外部と接続を行うためのコネクタ１３とを有している。基板１１は、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延びた矩形形状を有するものであり、基板１１の実装面１１ａ上には長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って、複数の発光素子１２が実装されている。発光素子１２は例えばＬＥＤからなっており、基板１１の長手方向（矢印Ｙ方向）に沿って直線的に一列に配列されている。複数の発光素子１２は基板１１に設けられた図示しない配線パターンに接続されることによって、光源回路を形成している。コネクタ１３は、配列されている複数の発光素子１２の端部であって基板１１の長手方向（矢印Ｙ方向）の端部側に設けられている。この複数の発光モジュール１０は、長手方向（矢印Ｙ方向）に並んで配列されており、隣接する発光モジュール１０同士はコネクタ１３が対向するように位置した状態でヒートシンク３０上に載置される。

なお、発光素子１２としては、例えば、４４０ｎｍ〜４８０ｎｍ程度の波長の青色光を発するＬＥＤチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を設けてパッケージ化された疑似白色ＬＥＤを用いることができる。また、発光素子１２が基板１１に直接実装されたＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）等を用いてもよい。さらに、発光素子１２の個数、配置又は種類は、光源ユニット３の用途等に応じて、適宜変更することも可能である。また、発光素子１２として、例えばＬＤ（レーザダイオード）又は有機ＥＬ等の発光素子（デバイス）を使用することもできる。発光素子１２として有機ＥＬ等を用いる場合、複数の発光素子１２が基板１１に実装される代わりに、一方向に延在した板状の１個のＥＬ素子を、基板１１に実装するようにしてもよい。

ワイヤーハーネス２０は、隣接する発光モジュール１０同士を電気的に接続するものであって、例えばワイヤーハーネス２０はケーブルの両端にコネクタ端子が固定された構造を有している。そして、ワイヤーハーネス２０の一端側が一方の発光モジュール１０のコネクタ１３に連結され、他端側が隣接する他方の発光モジュール１０のコネクタ１３に連結される。これにより、隣接する発光モジュール１０同士がワイヤーハーネス２０を介して電気的に接続される。

ヒートシンク３０は、例えば長手方向（矢印Ｙ方向）に延びた形状を有するものであって、熱伝導性を備えた材料からなっている。ヒートシンク３０は、反射ユニット２Ｂ（図１参照）側に配置される底面３１と、底面３１に対向する面であって複数の発光モジュール１０が載置される載置面３２とを有している。そして、ヒートシンク３０は、底面３１側において発光素子１２から発生する動作熱を器具本体２Ａ側に伝達し、光源ユニット３の外部に放熱する。

また、図３に示すように、ヒートシンク３０の両端にはエンドキャップ２５が固定されており、各エンドキャップ２５には反射ユニット２Ｂに固定するための取付金具３Ａが取り付けられる。なお、このエンドキャップ２５はエンドカバー２６により覆われている。さらにエンドキャップ２５は、器具本体２Ａ側の電源に接続するための電源ハーネス２７をヒートシンク３０に固定する機能を有しており、電源ハーネス２７は複数の発光モジュール１０に電気的に接続されている。そして、電源ハーネス２７から電力が各発光モジュール１０に供給され、各発光モジュール１０から光が出射するようになっている。

このヒートシンク３０は、光源ユニット３の長手方向（矢印Ｙ方向）を支持するために必要な剛性を備え、線膨張係数が小さいことが好ましい。また、ヒートシンク３０は、好ましくは金属材料を押出成形加工して形成されている。なお、ヒートシンク３０は押出成形以外の公知の手法を用いて形成してもよい。金属材料としては、アルミニウム（Ａｌ）又は鉄（Ｆｅ）等を用いることができる。なお、ヒートシンク３０は、熱伝導性を備えるものであればよく、金属材料ではなくセラミックでもよいし、フィラーが添加された高熱伝導性樹脂としてもよい。

ヒートシンク３０の載置面３２の両端側には溝３３がそれぞれ形成されている。溝３３は、ヒートシンク３０の厚み方向（矢印Ｚ方向）に向かって形成されており、溝３３内には載置面３２側に凹部３３ａが形成されている。また、ヒートシンク３０の両側面側には拡散カバー４を固定するためのカバー固定溝３４が形成されている。一方、拡散カバー４の開口縁部３３ｂには屈曲部４ａが設けられており、屈曲部４ａがカバー固定溝３４に挿入されることにより、拡散カバー４が発光モジュール１０を覆うようにヒートシンク３０に固定される。

図８は、図５の照明器具１においてヒートシンク３０に第１固定部材４０が取り付けられた状態の一例を示す断面図であり、図５から図８を参照して第１固定部材４０について説明する。第１固定部材４０は、ヒートシンク３０の溝３３に嵌め込まれて固定されるものであって、基板１１の側端部を実装面１１ａ上から押さえることにより、発光モジュール１０をヒートシンク３０に固定するものである。第１固定部材４０の長さは、長手方向（矢印Ｙ方向）において、発光モジュール１０の長さよりも短く形成されており、隣接する第１固定部材４０同士は隙間を開けて配列された状態になっている。この第１固定部材４０同士の隙間には隣接する発光モジュール１０同士の接続部分が位置している。

第１固定部材４０は、溝３３に挿入される挿入部４１と、挿入部４１の一端側に設けられ、基板１１の実装面１１ａ上に配置される押さえ部４２と、挿入部４１の他端側に設けられた係止部４３とを有している。そして、挿入部４１及び係止部４３が載置面３２上から溝３３内に挿入され、溝３３内において係止部４３が凹部３３ａに係止され固定される。この際、押さえ部４２が基板１１を実装面１１ａ側から押さえるようになっている。

さらに、溝３３の開口縁部３３ｂは溝３３上に突出した形状を有しているとともに、挿入部４１の開口縁部３３ｂに対向する面には突起部４１ａが形成されている。そして、挿入部４１が溝３３に挿入された際に、突起部４１ａが開口縁部３３ｂに係止され固定される。このように、いわゆる嵌め殺しによりネジ等の部品は使用せずに第１固定部材４０をヒートシンク３０に容易に固定することができ、各発光モジュール１０を効率よく確実にヒートシンク３０に固定することができる。

また、押さえ部４２の上面４２ａは、発光素子１２から出射した光を反射するリフレクターとしての機能を有している。この上面４２ａは発光素子１２側に向かって所定の角度だけ傾斜しており、上面４２ａにおいて反射した光が拡散カバー４側に出射されるようになっている。このように、第１固定部材４０が反射板（リフレクター）としての機能を有することにより、光の効率の減衰を軽減することができる。

図９は図５の照明器具においてヒートシンク３０に第２固定部材５０が取り付けられた状態の一例を示す断面図であり、図５から図９を参照して第２固定部材５０について説明する。第２固定部材５０は、ワイヤーハーネス２０を溝３３内に収容させながら、隣接する２つの発光モジュール１０をヒートシンク３０に固定するものである。具体的には、第２固定部材５０は、複数の第１固定部材４０の隙間であって、隣接する発光モジュール１０同士が対向する端部の上側に固定される。この第２固定部材５０は、基板１１の実装面１１ａ上に固定される基体５１と、この基体５１の両端に形成され、溝３３内に挿入されるとともに溝３３内の凹部３３ａに係止する係止片５２とを備えている。そして、係止片５２が溝３３に挿入され溝３３内の凹部３３ａに係止することにより、第２固定部材５０がヒートシンク３０に固定される。

さらに、係止片５２における開口縁部３３ｂに対向する面には突起部５２ａが形成されており、係止片５２が溝３３に挿入された際に、突起部５２ａが開口縁部３３ｂに係止され固定される。このように、いわゆる嵌め殺しによりネジ等の部品は使用せずに第１固定部材４０をヒートシンク３０に容易に固定することができ、各発光モジュール１０を効率よく確実にヒートシンク３０に固定することができる。

ここで、第２固定部材５０はワイヤーハーネス２０を溝３３の内部に入れた状態でヒートシンク３０の溝３３に嵌め込まれて固定される。すなわち、ワイヤーハーネス２０のケーブル部分は溝３３内に収容され、ケーブル部分が第２固定部材５０により発光モジュール１０側に位置することを防止している。

このように、ワイヤーハーネス２０を溝３３に入れた状態で第２固定部材５０を溝３３に嵌め込んで固定することにより、第２固定部材５０が溝３３に嵌まり込んで溝３３の上部を塞ぐため、ワイヤーハーネス２０が溝３３から外れることがない。したがって、ワイヤーハーネス２０がヒートシンク３０の頂点よりも高くならず光を遮る高さまで浮くことを抑制することができるため、ワイヤーハーネス２０によって光を遮られるのを防止することができる。よって、拡散カバー４に均一に光を照射することができ、拡散カバー４から透過する光の取出効率の減衰を抑制することができる。

また、ヒートシンク３０は同一の断面形状が長手方向（矢印Ｙ方向）に続く形状を有するものであるため、押出成形等を用いて効率よく製造ができる簡単な構造を有している。このため、照明器具１の製造コストを抑制することができる。この際、溝３３に上面４２ａが反射板として機能する第１固定部材４０が取り付けられていることにより、溝３３内に光が入り込むことによる減衰を抑えることができる。すなわち、上述したように、発光モジュール１０間で接続される箇所のみ溝３３があればよい。しかしながら、長尺のヒートシンク３０は押出成形されることが多く、押出成形は断面形状の連続によって形作られるため、連続した溝３３が続く形状に成形されてしまう。よって、第２固定部材５０のみが取り付けられた場合、溝３３における第２固定部材５０が取り付けられない領域に光が入り組んでしまい、拡散カバー４から照射される光束が減衰してしまう。言い換えれば、光源ユニット３の全ての領域において最良の機能を発揮できる形状にはし難い。照明器具１の重要な機能である発光モジュール１０上の発光素子１２から発せられる光も機能を持たせることによって減衰させてしまう要因になりうる。

また、沿面距離及び空間距離の確保の関係上、ネジでヒートシンク３０と発光モジュール１０とを固定できない箇所は接着剤で固着させる方法などが必要となる。このため、組立設備及び接着剤の固着時間の確保など製造工程において要求されるものが多くなり、製造コストが掛かってしまう。

一方、溝３３を利用して第１固定部材４０をはめ込むことにより、光束の減衰を抑えることができる。特に、上面４２ａが発光モジュール１０側に傾斜している場合、上面４２ａにおいて反射した光が拡散カバー４側に出射されることになるため、光の減衰をさらに抑制することができる。また、第１固定部材４０が発光モジュール１０の両端部を固定することにより、各発光モジュール１０をヒートシンク３０に固定することができるため、各発光モジュール１０をヒートシンク３０に固定する際に接着剤等が不要になる。これにより、組立時間及び接着剤の固着時間による出荷までのリードタイムの削減することができるとともに、接着等を行うための設備が不要になりコストの削減を図ることができる。

本発明の実施形態は、上記各実施形態に限定されない。例えば図９において、ワイヤーハーネス２０は、溝３３内において係止片５２の側面に位置している場合について例示しているが、ワイヤーハーネス２０が溝３３内に収容された状態で固定されていればよく、例えば溝３３内において第２固定部材５０の下側に位置するものであってもよい。

１ 照明器具、２ カバー、２Ａ 器具本体、２Ｂ 反射ユニット、２Ｃ クイックラッチ、３ 光源ユニット、３Ａ 取付金具、４ 拡散カバー、４ａ 屈曲部、１０ 発光モジュール、１１ 基板、１１ａ 実装面、１２ 発光素子、１３ コネクタ、２０ ワイヤーハーネス、２５ エンドキャップ、２６ エンドカバー、２７ 電源ハーネス、３０ ヒートシンク、３１ 底面、３２ 載置面、３３ 溝、３３ａ 凹部、３３ｂ 開口縁部、３４ カバー固定溝、４０ 第１固定部材、４１ 挿入部、４１ａ 突起部、４２ 押さえ部、４２ａ 上面、４３ 係止部、５０ 第２固定部材、５１ 基体、５２ 係止片、５２ａ 突起部。

Claims (3)

1. 一方向に延びた発光モジュールと、
   前記発光モジュールが載置され、前記発光モジュールの長手方向に延びる載置部と、
   前記発光モジュールの短手方向における側方に位置し、前記載置部から離間して設けられた前記長手方向に延びる壁部と、
   前記発光モジュールの側端部側を覆って前記発光モジュールを前記載置部に保持すると共に前記長手方向に延びる押さえ部と、
   前記発光モジュールの側端部側から前記壁部に向かって延び、前記長手方向に延びる反射部と、
   を備える光源ユニット。
2. 前記壁部の前記載置部から前記発光モジュールへ向かう高さ方向の端部の位置は、前記高さ方向における前記発光モジュールの位置よりも高く、
   前記反射部は、前記発光モジュールの側端部側から前記壁部における前記高さ方向の前記端部に向かって傾斜している
   請求項１記載の光源ユニット。
3. 前記押さえ部と前記反射部とは、一体的に形成されている
   請求項１又は２に記載の光源ユニット。

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