JP6331193B2 - LED unit and lighting apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、LEDチップを光源とする発光部を備えたLEDユニットおよびそれを用いた照明器具に関する。 The present invention relates to an LED unit including a light emitting unit using an LED chip as a light source, and a lighting fixture using the LED unit.
近年、LEDユニットを用いた照明器具が利用され始めている。 In recent years, lighting fixtures using LED units have begun to be used.
この種のLEDユニットとしては、ベースと、LEDチップを具備する発光部を備えた発光装置と、ベースとの間で発光装置を保持するホルダと、ホルダを覆う化粧カバーと、光を透過させるカバーとを有する構造が知られている(たとえば、特許文献1)。 As this type of LED unit, a base, a light emitting device including a light emitting unit including an LED chip, a holder that holds the light emitting device between the base, a decorative cover that covers the holder, and a cover that transmits light (For example, Patent Document 1).
特許文献1のLEDユニットは、環状の化粧カバーが、発光装置から放射される光の配光を制御する反射体としての機能を有している。
In the LED unit of
ところで、LEDユニットでは、LEDユニットから放射される光に輝度むらが生ずる場合がある。LEDユニットは、放射される光の輝度むらのより少ない構成とすることが求められており、更なる改良が求められている。 By the way, in the LED unit, uneven brightness may occur in the light emitted from the LED unit. The LED unit is required to have a configuration with less luminance unevenness of emitted light, and further improvement is required.
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、LEDユニットから放射される光の輝度むらがより少ないLEDユニットおよびそれを用いた照明器具を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and an object of the present invention is to provide an LED unit with less luminance unevenness of light emitted from the LED unit and a lighting fixture using the same.
本発明のLEDユニットは、ベースと、発光装置と、ホルダと、カバー部材とを備えている。上記ベースは、板状の外形形状をしている。上記発光装置は、上記ベースの第1表面側に配置される。上記発光装置は、LEDチップを光源とする発光部を有している。上記ホルダは、上記発光装置を上記ベースに固定する。上記カバー部材は、透光性を有しており、上記発光装置の発光面側に配置される。上記カバー部材は、上記ベースに取り付けられる。上記ホルダは、環状の基部と、当該基部の内周から上記ベースに向かって突出する内周壁とを備えている。当該内周壁は、上記発光部から放射される直接光が上記カバー部材に照射される範囲を制限している。上記カバー部材は、光出射部と、側壁部と、連結部とを備えている。上記光出射部は、上記発光装置に対向して配置されている。上記光出射部は、上記発光部からの光を外部に出射させる。上記側壁部は、上記ベースに向かって突出するように構成されている。上記連結部は、上記光出射部の外周から連続して形成されている。上記連結部は、上記光出射部と、上記側壁部とを連結させている。さらに、上記カバー部材は、上記連結部に、上記発光部から放射された光を散乱させる光散乱部を有する。上記光出射部は、表面が平滑な平板であることを特徴とする。 The LED unit of the present invention includes a base, a light emitting device, a holder, and a cover member. The base has a plate-like outer shape. The light emitting device is disposed on the first surface side of the base. The light-emitting device includes a light-emitting unit that uses an LED chip as a light source. The holder fixes the light emitting device to the base. The cover member has translucency and is disposed on the light emitting surface side of the light emitting device. The cover member is attached to the base. The holder includes an annular base and an inner peripheral wall protruding from the inner periphery of the base toward the base. The inner peripheral wall limits the range in which the cover member is irradiated with direct light emitted from the light emitting unit. The cover member includes a light emitting part, a side wall part, and a connecting part. The light emitting part is disposed to face the light emitting device. The light emitting unit emits light from the light emitting unit to the outside. The side wall portion is configured to protrude toward the base. The connecting portion is formed continuously from the outer periphery of the light emitting portion. The said connection part has connected the said light-projection part and the said side wall part. Furthermore, the cover member is in the connecting portion to have a light scattering section for scattering light emitted from the light emitting portion. The light emitting portion is a flat plate having a smooth surface .
本発明の照明器具は、上述の上記LEDユニットと、当該LEDユニットが取り付けられる器具本体とを備えたことを特徴とする。 The lighting fixture of the present invention includes the above-described LED unit and a fixture main body to which the LED unit is attached.
本発明のLEDユニットは、LEDユニットから放射される光の輝度むらを、より少なくすることが可能となる。 In the LED unit of the present invention, it is possible to reduce the uneven brightness of the light emitted from the LED unit.
本発明の照明器具は、LEDユニットから放射される光の輝度むらを、より少なくすることが可能となる。 The lighting fixture of the present invention can reduce the uneven brightness of the light emitted from the LED unit.
(実施形態1)
以下では、本実施形態のLEDユニット10について、図1ないし図8、図10ないし図15を参照しながら説明する。また、本実施形態のLEDユニット10を備えた照明器具30や照明器具30sは、図16ないし図19を用いて説明する。図1は、図3のAA断面を示している。図中においては、同じ部材に対し、同じ番号を付して重複する説明を省略する。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、本実施形態を構成する各要素は、複数の要素を一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、一の部材の機能を複数の部材で分担して実現してもよい。
(Embodiment 1)
Below, the
本実施形態のLEDユニット10は、図1ないし図6に示すように、ベース1と、発光装置3と、ホルダ2と、カバー部材9とを備えている。ベース1は、板状の外形形状をしている。発光装置3は、ベース1の第1表面1aa側に配置される。発光装置3は、図示していないLEDチップを光源とする発光部3aを有している。ホルダ2は、発光装置3をベース1に固定する。カバー部材9は、透光性を有しており、発光装置3の発光面側に配置される。カバー部材9は、ベース1に取り付けられる。ホルダ2は、環状の基部2mと、基部2mの内周からベース1に向かって突出する内周壁2gとを備えている。内周壁2gは、発光部3aから放射される直接光がカバー部材9に照射される範囲を制限している。図1では、発光部3aから放射される直接光の進行方向を一点鎖線の矢印で例示している。ここでは、直接光は、発光部3aから放射されカバー部材9に直接照射される光をいう。カバー部材9は、光出射部9hと、側壁部9jと、連結部9iとを備えている。光出射部9hは、発光装置3に対向して配置されている。光出射部9hは、発光部3aからの光を外部に出射させる。側壁部9jは、ベース1に向かって突出するように構成されている。連結部9iは、光出射部9hの外周から連続して形成されている。連結部9iは、光出射部9hと、側壁部9jとを連結させている。さらに、カバー部材9は、連結部9iに、発光部3aから放射された光を散乱させる光散乱部9sを有している。LEDユニット10は、図1、4、5において、説明を明確にするために光散乱部9sを誇張して図示している。
As shown in FIGS. 1 to 6, the
本実施形態のLEDユニット10は、カバー部材9が連結部9iに、発光部3aから放射された光を散乱させる光散乱部9sを有していることで、LEDユニット10から放射される光の輝度むらを、より少なくすることが可能となる。
In the
以下では、本実施形態のLEDユニット10の構成について、より具体的に説明する。
Below, the structure of the
LEDユニット10は、円板状のベース1と、ベース1に設けられたスペーサ6とを有している。スペーサ6は、中央に円形形状の開口部6bを備えた環形形状としている。スペーサ6は、スペーサ6の外形をベース1の外形よりも、若干小さい形状としている。ベース1は、スペーサ6を収納配置するための凹所1eを備えている。ベース1は、第1表面1aa側において、凹所1eの内底面の中央部から突出する突台部1fを備えている。突台部1fは、平面視において円形状に形成されている。突台部1fは、スペーサ6の開口部6bから露出するように設けられている。突台部1fは、先端面1faに発光装置3を載せ置くことが可能としている。発光装置3は、図示していない放熱グリスを介して、先端面1faに当接させることができる。発光装置3は、給電用の電線4と端子部3cで電気的に接続されている。凹所1eの内底面には、矩形状の発光装置3の短手方向の両側において、第1ボス1rが突出している。第1ボス1rは、孔1dが形成されている。孔1dは、ホルダ2をベース1に取り付けるための組立ねじ23dを挿通させる。LEDユニット10は、発光装置3の長手方向の両側に第1ボス1rが配置される場合に比べて、ホルダ2の内周壁2gを小さくすることができる。
The
ベース1は、LEDユニット10の外部へ電線4を導出するため、ベース1の周部に切り欠き部1cを備えている。切り欠き部1cは、LEDユニット10の外部へ導出する電線4の方向を、ベース1の厚み方向に沿った方向と、ベース1の第2表面1abに沿った方向との間で変更させることができる。すなわち、LEDユニット10は、切り欠き部1cから導出した電線4を、ベース1の厚み方向に沿った方向と、ベース1の第2表面1abに沿った方向との間で任意の方向に導出することが可能に構成されている。また、切り欠き部1cは、切り欠き部1cから導出した電線4をベース1の厚み方向に沿った方向へ導出した場合、電線4がベース1の外周よりも内側に配置されるように形成されている。
The
ベース1は、円形状としているが、これに限らず、たとえば、多角形状であってもよいし、楕円形状であってもよい。ベース1は、多角形状として、矩形状とする場合、正方形状や長方形状に形成させてもよい。ベース1は、たとえば、アルミダイキャスト製とし、突台部1fを一体的に備えることができる。ベース1は、アルミニウムを用いるだけに限らず、樹脂に比べて熱伝導性の高い材料として、たとえば、銅やステンレスなどの金属材料により形成してもよい。突台部1fは、ベース1と一体的に形成する場合だけでなく、ベース1と別体に形成してもよい。LEDユニット10は、ベース1を樹脂に比べて熱伝導性の高いアルミニウムにより形成している場合、発光装置3で発生した熱を、ベース1の突台部1fを通して外部に、より効率よく放熱することが可能となる。
The
ホルダ2は、図7に示すように、平面視において、環状に形成することができる。ホルダ2は、環状の中央部の窓孔部2aから発光装置3の発光部3aを露出させる。窓孔部2aを形成する内周壁2gは、環状の基部2mの内周からベース1に向かって突出する構成としている。内周壁2gは、発光装置3の光軸方向において、発光装置3から離れるにつれ開口面積が徐々に大きくなるように形成していることが好ましい。内周壁2gの壁端部2eは、図1および図8に示すように、発光装置3を押圧し、ホルダ2とベース1との間で発光装置3を保持することができるように構成している。ホルダ2は、ベース1とカバー部材9との間に配置される。ホルダ2は、カバー部材9の本体部9aに収納配置される。LEDユニット10は、カバー部材9の透光性をより高めても、ホルダ2をベース1に固定する組立ねじ23dや電線4がLEDユニット10の外部から見えることを、非透光性のホルダ2を用いることで、より抑制することができる。
As shown in FIG. 7, the
また、LEDユニット10は、ホルダ2により、切り欠き部1cから光が漏れることを抑制することを可能としている。LEDユニット10は、切り欠き部1cから漏れる光により生ずる輝度むらを抑制し、LEDユニット10の照射面での均斉度の低下を抑制することも可能となる。
In addition, the
ホルダ2は、発光装置3の端子部3cと電気的に接続された電線4を収納する空間2bを、ベース1側に設けている。また、ホルダ2は、ベース1との間で所定の空間2bが維持できるように、ベース1に向かって突出する複数の第2ボス2pを備えていることが好ましい。ホルダ2は、ベース1の孔1dに対応する部位に取付部2dを備えている。取付部2dは、ホルダ2の背面側から挿通された組立ねじ23dがねじ込まれる。
The
ホルダ2は、たとえば、熱可塑性の樹脂により形成することができる。ホルダ2は、熱可塑性の樹脂として、PBT(poly butylene terephthalate)樹脂を用いることができる。ホルダ2は、樹脂材料に白色顔料を含有させて形成してもよい。ホルダ2は、内周壁2gで発光部3aからの光を反射できるように第1反射面2gaを有している。第1反射面2gaは、内周壁2gの表面をそのまま利用してもよいし、内周壁2gの表面に金属膜を形成することにより構成してもよい。ホルダ2は、光を反射する機能を備えることにより、発光装置3からの光を有効利用できる。ホルダ2は、内周壁2gに第1反射面2gaを有することで、別部品を追加することなく、発光装置3から放射される光の配光を制御することができる。ホルダ2は、内周壁2gの形状や内周壁2gと発光部3aとの相対的な位置を適宜に設定することで、発光部3aから放射される直接光が有底円筒状のカバー部材9に照射される範囲を所定の範囲に調整することができる。ホルダ2は、基部2mの外周からベース1に向かって突出する外周壁2fを備えている。外周壁2fは、電線4を外部に導出する導出部2cを有している。ホルダ2は、内周壁2gと基部2mと外周壁2fとで囲まれた内部が、電線4を導出部2cに導く通路を構成している。
The
導出部2cは、外周壁2fに設けた開口部位2c1と、開口部位2c1を覆うように外周壁2fから突出させた部位2c2とを備えた構成とすることができる。導出部2cは、ベース1の切り欠き部1cに対応する位置に配置される。導出部2cは、カバー部材9の鍔部9bに設けた第1スリット9fに嵌め合わせることができる構成としている。LEDユニット10は、第1スリット9fを有していることで、電線4がベース1の第1表面1aa側に曲げられて取り付される場合でも、電線4によるカバー部材9の変形を抑制し、光学的な影響を低減させることも可能となる。また、LEDユニット10は、導出部2cを第1スリット9fに嵌めることによって、カバー部材9の位置合わせを行うことが容易となる。LEDユニット10は、第1スリット9fから導出部2cが露出していることで、電線4の位置を知らせる目印とすることができる。LEDユニット10は、電線4が折り曲げられて正面側から見えない場合、目印を有することで、組み立ての作業性を向上させることも可能となる。
The derivation | leading-out
ホルダ2は、電線4の応力を、より緩和できるように、導出部2cが弾性変形可能であることが好ましい。ホルダ2は、導出部2cが弾性変形可能な場合、電線4の曲りに伴うホルダ2の窓孔部2aの形状変形を抑制することが可能となる。さらに、LEDユニット10は、電線4がホルダ2側に折り曲がる曲り量が大きい場合でも、導出部2cの破損を抑制することも可能となる。ホルダ2は、電線4がホルダ2側に変位した際に力を受ける導出部2cと発光装置3の中心とを結ぶ仮想の線分上に、取付部2dを設けることが好ましい。LEDユニット10は、ホルダ2側に電線4が変位した際に力を受ける導出部2cと、発光装置3の中心とを結ぶ仮想の線分上に取付部2dを設けていることで、電線4の曲げ応力が直接的に発光装置3に掛かり難い構造としている。これにより、LEDユニット10は、発光装置3に掛かる応力をより低減し、LEDユニット10の信頼性を高めることが可能となる。
In the
発光装置3は、複数個のLEDチップを具備する発光部3aと、発光部3aが形成される実装基板3bとを備えた構成としている。発光部3aは、複数個のLEDチップと、LEDチップを覆う封止部3dとを有していることが好ましい。発光部3aは、複数個のLEDチップを電気的に直列接続しているが、並列接続してもよいし、直並列接続してもよい。発光部3aは、複数個のLEDチップの配列方向に沿ってライン状に形成することができる。発光装置3は、複数の発光部3aを平行に並べて構成している。図2に示す発光装置3では、6個の発光部3aを備えている。発光部3aは、LEDチップに、青色LEDチップを用いることができる。発光部3aは、封止部3dの透光性封止材料に、青色LEDチップから放射される青色光により励起されてブロードな黄色光を放射する黄色蛍光体からなる蛍光体を混合することができる。発光部3aは、青色LEDチップから放射される青色光と、黄色蛍光体から放射される黄色光との混色により白色光を得る白色LEDを構成することができる。ここで、透光性封止材料は、たとえば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどを用いることができる。発光部3aの蛍光体は、黄色蛍光体に限らず、たとえば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを用いてもよい。また、発光部3aは、近紫外LEDチップと、赤色蛍光体、緑色蛍光体および青色蛍光体とを組み合わせて、白色光が発光可能な白色LEDを構成してもよい。さらに、発光部3aは、赤色LEDチップと緑色LEDチップと青色LEDチップとを組み合わせて、白色光が発光可能な白色LEDを構成してもよい。
The
実装基板3bは、たとえば、金属ベースプリント配線板を用いて形成することができる。実装基板3bは、LEDチップと電気的に接続された端子部3cを備えている。端子部3cは、所定の形状に形成した導体により構成されている。実装基板3bは、金属ベースプリント配線板だけに限らず、たとえば、セラミック基板、ガラスエポキシ基板などを用いて形成してもよい。また、端子部3cは、図示していないが半田からなる接合部により、電線4と電気的に接続する。LEDユニット10は、一対の電線4,4のうち、一方の電線4が発光装置3のプラス側(図2の紙面の右側)の端子部3cに接続されている。また、LEDユニット10は、他方の電線4が発光装置3のマイナス側(図2の紙面の左側)の端子部3cに接続されている。実装基板3bは、電線4の誤接続を防止するために、プラス側の端子部3c、マイナス側の端子部3cそれぞれの近傍に極性を示す“+”、“−”を表記してある。LEDユニット10は、給電用の電線4として、発光装置3と電気的に接続されるリード線を用いている。LEDユニット10は、リード線を保護する被覆カバー4eを適宜に備えることが好ましい。実装基板3bは、一表面側(図2の紙面の上側)に、発光部3aおよび端子部3c以外の部位を覆う白色のレジスト層などからなる反射層を形成していることが好ましい。反射層は、発光部3aから放射された光が実装基板3bに吸収されるのを抑制することができる。実装基板3bは、放熱グリスを介して先端面1faに当接させる場合、実装基板3bや先端面1faの表面に凹凸があっても、効率よく熱伝導させることができる。
The mounting
放熱グリスは、たとえば、シリコーン樹脂中に金属粒子やセラミックス粒子を含有した構成とすることができる。放熱グリスは、実装基板3bと突台部1fとの密着性を高めることができる。LEDユニット10は、放熱グリスを用いることで、発光装置3で生じた熱をベース1に効率よく熱伝導させることができる。LEDユニット10は、放熱グリスを用いる場合だけでなく、発光装置3とベース1との間に放熱シートを設けてもよい。
The heat dissipating grease can be configured to contain, for example, metal particles and ceramic particles in a silicone resin. The heat dissipating grease can enhance the adhesion between the mounting
放熱シートは、電気絶縁性と熱伝導性に優れ、弾性力を有するエラストマー材料を用いることができる。放熱シートは、たとえば、シリコーンゲルシートを使用することができる。シリコーンゲルシートは、ゲル状で架橋密度が低いシリコーン樹脂を用いて構成されている。放熱シートは、シリコーンゲルシートだけでなく、アクリル樹脂材料を用いてもよい。また、放熱シートは、粘着性を備えさせ接着シートとして機能させてもよい。 The heat-dissipating sheet can be made of an elastomer material that has excellent electrical insulation and thermal conductivity and has elasticity. As the heat dissipation sheet, for example, a silicone gel sheet can be used. The silicone gel sheet is configured using a silicone resin having a gel shape and a low crosslinking density. As the heat dissipation sheet, not only a silicone gel sheet but also an acrylic resin material may be used. Moreover, the heat radiating sheet may be provided with adhesiveness and function as an adhesive sheet.
スペーサ6は、スペーサ6の開口部6bの周りに、実装基板3bを収容する矩形状の収容部6gを備えている。スペーサ6は、発光装置3の実装基板3bを収容部6gに載せ置くことが可能としている。収容部6gは、LEDユニット10の組立途中に振動などが加わっても、発光装置3がスペーサ6との間で位置ずれが生ずることを抑制できる。スペーサ6は、ベース1と一体に構成してもよいし、別体に構成してもよい。スペーサ6は、ベース1と別体に構成する場合、たとえば、熱可塑性の樹脂により形成することができる。スペーサ6は、熱可塑性の樹脂として、たとえば、PBT樹脂を用いることができる。スペーサ6は、樹脂材料により形成することで、複雑な形状を比較的簡単に形成することができる。スペーサ6は、ベース1と発光装置3との電気絶縁性を高めることができる。収容部6gは、発光装置3の厚み、発光装置3の大きさや形状に合わせて、形状や深さを適宜に設定すればよい。スペーサ6は、ベース1の第1ボス1rと嵌め合わせ可能な孔部6dを有している。孔部6dは、矩形状の収容部6gにおける長手方向に沿って、長手方向の中央部に設けている。
The
スペーサ6は、表面6aaから第1リブ6ha、第2リブ6hb、第3リブ6hcおよび第4リブ6hdが突出している。スペーサ6は、第1リブ6ha、第2リブ6hb、第3リブ6hcおよび第4リブ6hdが、ベース1の切り欠き部1c側に配置されるように凹所1eに載せ置かれる。スペーサ6は、一方の電線4を第1リブ6haと第3リブ6hcとの間で挟み持つことができるように構成している。また、スペーサ6は、他方の電線4を第2リブ6hbと第4リブ6hdとの間で挟み持つことができるように構成している。スペーサ6は、第1リブ6ha、第2リブ6hb、第3リブ6hcおよび第4リブ6hdを1組として、開口部6bを介して対向する位置にもう1組備えていることが好ましい。これによりLEDユニット10は、スペーサ6をベース1に対して180°回転させても、ベース1の凹所1eにスペーサ6を載せ置くことが可能となり、ベース1の凹所1eにスペーサ6を載せ置く際の作業性を向上させることができる。
The
LEDユニット10は、発光装置3に電気的に接続された電線4を、スペーサ6において保持することによって、別部品を追加することなく、電線4の張力止め機能を付与することが可能となる。言い換えれば、LEDユニット10は、電線4に作用する張力を低減するための別部品が不要であり、低コストで電線4の張力止め機能を付与することが可能となる。また、LEDユニット10は、電線4に作用する張力を低減することができるので、電線4と発光装置3の端子部3cとを接合する接合部に応力が作用して断線するのを抑制することができる。
The
カバー部材9は、発光装置3を保護することができる。カバー部材9は、発光装置3から放射された光を効率よく透過させる透光性を有している。カバー部材9は、たとえば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂やガラスなどの透光性材料により形成することができる。カバー部材9は、図2に示すように、全体として有底円筒状の形状をしている。カバー部材9は、本体部9aと、鍔部9bとを有している。本体部9aは、有底円筒状の外形形状をしている。本体部9aは、ベース1側が開口され、ベース1の外周線よりも内側に配置された発光装置3を覆うように構成している。鍔部9bは、本体部9aの周部9dから外方へ延びるように形成されている。鍔部9bは、ベース1の外周を覆うことができるように形成している。カバー部材9は、本体部9aおよび鍔部9bの全体が透光性を備えている。本体部9aは、光出射部9hと、側壁部9jと、連結部9iとで構成している。光出射部9hは、ベース1から離れて設けられ、円形状の平板に形成されている。光出射部9hは、発光部3aからの光を外部へ出射させることができる。光出射部9hは、表面が平滑な平板に形成させることで、発光部3aからの光を効率よく外部に出射させることができる。側壁部9jは、光出射部9h側からベース1側に向けて内径が徐々に大きくなる円錐台筒状に形成されている。連結部9iは、光出射部9hと側壁部9jとを全体として滑らかに連続するように形成させている。本体部9aは、光出射部9hと連結部9iと側壁部9jの厚みを略同一として形成している。
The
光出射部9hは、表面が平滑な平板の形状とするだけに限られず、凸レンズ形状、凹レンズ形状やフレネルレンズ形状など種々のレンズ形状に形成させてもよい。すなわち、カバー部材9は、発光装置3からの光を集光や拡散させるため、光出射部9hにレンズ機能を備えた構成としてもよい。カバー部材9は、同心円状の複数のレンズを有するフレネルレンズで構成することにより、凸レンズで構成する場合と比較して光出射部9hの厚みを薄くすることができる。
The
カバー部材9は、側壁部9jに突部9kを有している。突部9kは、光出射部9hの厚み方向において、発光装置3に向かうにつれ外方に広がる形状に形成されている。突部9kは、図1に示すように、ホルダ2の基部2mよりも光出射部9h側に設けている。カバー部材9の鍔部9bは、ベース1を覆って固定している。LEDユニット10は、カバー部材9全体が透光性を有する場合、図示していないが、発光装置3の発光面側から見てベース1における鍔部9bの投影面を覆うようにスペーサ6を形成していてもよい。
The
ところで、LEDユニットでは、白熱電灯や蛍光灯などの光源と比較して、LEDチップを光源とする発光部3aから放射される光の直進性が強く、LEDユニットから放射される光に輝度むらが生じやすい傾向にある。以下では、図9において、本実施形態と比較する比較例のLEDユニットから放射される光の輝度むらについて詳述する。
By the way, in an LED unit, compared with light sources, such as an incandescent lamp and a fluorescent lamp, the straightness of the light radiated | emitted from the
比較例のLEDユニットは、ホルダ2の内周壁2gで発光部3aからの光を反射させて、発光装置3からの光を有効利用している。そのため、比較例のLEDユニットでは、内周壁2gは、発光部3aから放射される直接光がカバー部材9に照射される範囲を制限している。比較例のLEDユニットでは、カバー部材9は、円形状の平板の光出射部9hと円筒状の側壁部9jとを連結部9iで連結させ、連続的に滑らかな曲面を有する内面9abと外面9aaとを構成している。言い換えれば、比較例のLEDユニットは、本実施形態と光散乱部9sを備えていない以外は同様にして形成させている。比較例のLEDユニットは、発光部3aからの光を光出射部9hから効率よく光を取り出すことができる。また、比較例のLEDユニットは、発光部3aからの光を側壁部9jから取り出すことで、光出射部9hから側壁部9jにかけて徐々に光の輝度を低下させることができる。
The LED unit of the comparative example reflects the light from the
しかしながら、比較例のLEDユニットでは、図9の断面視において、表面が直線的な光出射部9hと、表面が曲線的な連結部9iとが連結される連結部位の境界近傍で変曲点が構成される。同様に、比較例のLEDユニットでは、断面視において、表面が曲線的な連結部9iと、表面が直線的な側壁部9jとが連結される連結部位の境界近傍で変曲点が構成される。比較例のLEDユニットでは、発光部3aから放射される平行な直接光が変曲点で屈折させられ照射面側で交差することで輝度むらを生じる虞がある。図9では、一点鎖線の矢印で発光部3aからの光を例示している。
However, in the LED unit of the comparative example, in the cross-sectional view of FIG. 9, the inflection point is in the vicinity of the boundary of the connection portion where the
本実施形態のLEDユニット10では、カバー部材9は、連結部9iに発光部3aから放射される光を散乱させる光散乱部9sを有している。光散乱部9sは、たとえば、連結部9iの表面に形成した凹凸とすることができる。凹凸のピッチや深さは、数μmないし数十μmの大きさに適宜に形成させることができる。凹凸は、連続する凹凸のピッチや深さを同一としてもよいし、変曲点近傍が変曲点近傍以外よりも大きくなるような形状としてもよい。光散乱部9sは、たとえば、連結部9iの表面にシボ加工を施すために、エッチング処理、ブラスト処理や研磨処理などが利用される。光散乱部9sは、シボ加工などの微細加工を連結部9iに施して形成させる場合、微細加工する方法として、たとえば、V溝加工、球面加工、非球面加工やドット加工などが挙げられる。光散乱部9sは、カバー部材9を形成させた後に、微細加工を施して形成されてもよいし、射出成形などによりカバー部材9を形成する場合、カバー部材9の成形と同時に形成されてもよい。
In the
連結部9iをシボ加工した光散乱部9sとしては、たとえば、梨地、皮革(ウロコ)、木目、岩目、砂目、布地模様、幾何学模様やヘアライン模様などとすることができる。
Examples of the
本実施形態のLEDユニット10は、連結部9iよりも光出射部9hの光拡散性を低くすることで、発光部3aからの光を効率よく光出射部9hから出射させることができる。LEDユニット10は、連結部9iに光散乱部9sを備えることで、LEDユニット10全体の発光効率が低下することを抑制しつつ、照射面側の輝度むらの発生を抑制することが可能となる。
The
光散乱部9sは、発光装置3に対向するカバー部材9の内面9abまたは内面9abと反対側の外面9aaの少なくとも一方に設けられていることが好ましい。
The
LEDユニット10は、たとえば、カバー部材9の内面9abに凹凸の光散乱部9sを設けることで、射出成形の金型からの離型時に金型を構成するコアプレートの離型抵抗とすることができる。LEDユニット10は、カバー部材9の内面9abに凹凸の光散乱部9sを設ける場合、コアプレートと対向するキャビティプレートの内部にカバー部材9が残り、金型からカバー部材9を取り出しにくくなることを抑制することが可能となる。すなわち、LEDユニット10では、カバー部材9を射出成形により形成する場合、カバー部材9の内面9abに光散乱部9sを設けることで、カバー部材9を安定的に量産性よく形成することが可能となる。また、LEDユニット10は、カバー部材9の外面9aaに光散乱部9sを設けることで、カバー部材9を把持する場合のグリップ力を向上させて、LEDユニット10の組立や設置時における作業性を向上させることが可能となる。さらに、LEDユニット10は、カバー部材9の内面9abと外面9aaの両方に光散乱部9sを設けることで、カバー部材9の内面9ab、或いは外面9aaのいずれか一方だけに光散乱部9sを備えた構造と比較して、輝度むらをより改善することが可能となる。また、LEDユニット10は、カバー部材9の内面9abと外面9aaの両方に光散乱部9sとして凹凸を設ける場合、カバー部材9の外面9aaよりもカバー部材9の内面9abの凹凸を大きくする方が好ましい。LEDユニット10は、射出成形の金型からの離型時にコアプレートへの離型抵抗となるので、カバー部材9の外面9aaよりもカバー部材9の内面9abの凹凸を大きくすることで、金型からカバー部材9を取り出しにくくなることを抑制することが可能となる。
For example, the
光散乱部9sは、カバー部材9の内面9abや外面9aaに形成させる場合だけでなく、連結部9iの内部に形成させてもよい。カバー部材9は、光散乱部9sを連結部9iの内部に形成させる場合、連結部9iに光散乱粒子を含有させることができる。光散乱粒子としては、たとえば、二酸化ケイ素、チタン酸バリウムや酸化チタンなどが挙げられる。光散乱粒子は、カバー部材9の材質との屈折率差を生じさせるものであれば、無機材料だけでなく、有機材料で構成してもよい。カバー部材9は、多色成形を利用することで、カバー部材9のうち、連結部9iのみ、或いは連結部9iと側壁部9jとにのみ、光散乱粒子を含有させることもできる。光散乱部9sは、材質、形状や平均粒径などが異なる種類の光散乱粒子を用いてもよい。また、カバー部材9は、適宜のレーザ光を照射することで、内部に空洞を形成することができる。カバー部材9は、内部に複数の空洞を形成させることで、カバー部材9の材質と空洞との屈折率差を利用して発光部3aからの光を散乱させることができる。カバー部材9は、適宜にレーザ光を照射させて、連結部9iの内部、連結部9iの内部と側壁部9jの内部との両方に光散乱部9sを形成させてもよい。
The
LEDユニット10は、図10に示すように、ベース1の周部から外方に突出する突出部1bを備えている。突出部1bは、ベース1の厚み方向に貫通する挿通孔1b1を備えている。突出部1bは、たとえば、図11に示すように、取付ねじ10aをベース1の第1表面1aa側から挿通孔1b1に挿通させ、後述する図16の照明器具30の器具本体31にLEDユニット10を着脱自在に取り付けるために用いることができる。LEDユニット10は、ベース1の突出部1bに対応する鍔部9bの部位に、カバー部材9の外面9aa側から取付ねじ10aを挿通させ易くする第2スリット9cを設けていることが好ましい。これにより、LEDユニット10は、ベース1をカバー部材9側から照明器具30の器具本体31に着脱自在に取り付けることが可能となる。
As shown in FIG. 10, the
LEDユニット10は、電線4においてベース1の切り欠き部1cから導出した先端部に第1コネクタ4aを設けていることが好ましい。第1コネクタ4aは、図示していないが電源ユニットに電気的に接続されている電源線の先端部に設けられた電源ユニット側の第2コネクタと着脱自在に接続することができる。したがって、LEDユニット10は、電線4の先端部に、電源ユニット側の第2コネクタと着脱自在に接続可能な第1コネクタ4aが設けられているので、器具本体31へのLEDユニット10の着脱時の作業性を向上させることができる。また、LEDユニット10は、電線4の先端部に第1コネクタ4aが設けられるとともに、ベース1をカバー部材9側から照明器具30の器具本体31に着脱自在に取り付けることができる。これにより、ユーザは、比較的簡単にLEDユニット10を交換することが可能となる。
It is preferable that the
LEDユニット10は、鍔部9bを覆う化粧カバー21を備えていることが好ましい。化粧カバー21は、カバー開口21aを備えた環状に形成されている。LEDユニット10は、化粧カバー21により、カバー部材9を通して各取付ねじ10a,10aが見えるのを防止することが可能となり、外観の意匠性を高めることが可能となる。
The
化粧カバー21は、たとえば、弾性を有するシリコーン樹脂を用いて形成することができる。化粧カバー21は、弾性を有することにより、カバー開口21aの開口径を拡げてカバー部材9の突部9kを挿通させ、鍔部9b側の側壁部9jに設けられた保持部9mで保持される。また、化粧カバー21は、弾性を有することで、カバー部材9と比較的簡単に着脱することができる。化粧カバー21は、たとえば、黒や白色に着色することで、取付ねじ10aが外部から見え難くすることができる。化粧カバー21は、たとえば、シリコーン樹脂に拡散材を含有させることで乳白色に形成することもできる。化粧カバー21は、完全な遮光性を有してもよいし、透光性を有してもよい。化粧カバー21は、カバー部材9の突部9kから放射された光が表面で反射できるように構成してもよい。LEDユニット10は、化粧カバー21により、カバー部材9の側壁部9jから出射される光の照射面での均斉度を、より高めることも可能となる。
The
以下では、上述のLEDユニット10の組立工程について、説明する。
Below, the assembly process of the above-mentioned
まず、LEDユニットの組立工程では、ベース1の凹所1eにスペーサ6を載せ置く。ベース1は、スペーサ6の開口部6bにより突台部1fが露出する。次に、組立工程では、突台部1f上に放熱グリスを塗布する。LEDユニット10の組立工程では、発光装置3が突台部1fに載せれるように、スペーサ6の収容部6gに発光装置3を収容する。
First, in the LED unit assembly process, the
次に、LEDユニット10の組立工程では、図12に示すように、一方の電線4をスペーサ6の第1リブ6haと第3リブ6hcとの間で挟み持たせ、他方の電線4を第2リブ6hbと第4リブ6hdとの間で挟み持たせる。電線4と実装基板3bの端子部3cとは、半田などの接合部で電気的に接続させる。続いて、組立工程では、図13に示すように、ホルダ2を発光装置3に被せ、ホルダ2の窓孔部2aから発光装置3の発光部3aを露出させる。電線4は、ホルダ2の空間2bを利用した通路により、導出部2cまで引き回している。
Next, in the assembly process of the
そして、LEDユニット10の組立工程においては、組立ねじ23dをベース1の第2表面1ab側からベース1の孔1dに挿通し、スペーサ6の孔部6dを介して、ホルダ2の取付部2dにねじ止めさせる。LEDユニット10は、組立ねじ23dのねじ止めにより、ベース1とホルダ2とで発光装置3を挟み込んで固定する。LEDユニット10は、組立ねじ23dをホルダ2の取付部2dにねじ止めさせる際に発光装置3にかかる応力を、放熱グリスにより緩和できるので、発光装置3に不要な応力がかかることを抑制することが可能となる。その後、ホルダ2の外周壁2fから突出した導出部2cと、カバー部材9に設けた第1スリット9fとの位置を合わせて、カバー部材9とホルダ2の導出部2cとを嵌め合わせることによりカバー部材9をベース1側に配置する。
In the assembly process of the
次に、組立工程では、ベース1側に配置したカバー部材9を、ベース1に固定して取り付ける。カバー部材9は、予め射出成形により、連結部9iに光散乱部9sを形成させている。また、カバー部材9は、図14に示すように、本体部9aの周部9dからベース1側に突出する第3ボス9g1を有している。第3ボス9g1は、たとえば、円柱状に形成することができる。カバー部材9は、たとえば、本体部9aの周部9dに沿って4個の第3ボス9g1を設けている。ベース1には、カバー部材9の第3ボス9g1に対応して、第3ボス9g1を貫通させる貫通孔1pが設けられている。
Next, in the assembly process, the
カバー部材9をベース1に取り付ける場合、カバー部材9の第3ボス9g1をベース1の貫通孔1pに挿通させる。次に、第3ボス9g1の先端部は、ベース1の第2表面1ab側から図示していない加工治具により、加熱しながら押圧される。加工治具は、表面が窪んだ曲面を備えており、第3ボス9g1の先端部を熱変形させてベース1の貫通孔1pよりも広げる。第3ボス9g1は、最終的には加工治具の曲面に応じた半球状の形状となる。
When attaching the
LEDユニット10は、第3ボス9g1の先端部の熱変形により、カバー部材9がベース1にかしめられる。ベース1の第2表面1abには、図15に示すように、第3ボス9g1の先端部の熱変形により、かしめ部9gが形成される。ベース1は、かしめ部9gを収納する収納部1jを備えている。収納部1jは、ベース1の第2表面1abからかしめ部9gが突出しない深さ寸法が設定されている。LEDユニット10は、かしめ部9gにより、カバー部材9とベース1とを固定することができる。
In the
LEDユニット10の組立工程では、かしめ部9gによって、ベース1にカバー部材9が取り付けられる構造だけでなく、組立ねじなどを用いて、ベース1に取り付けられてもよい。また、LEDユニット10の組立工程では、封止材によって、ベース1にカバー部材9が取り付けられてもよい。LEDユニット10は、図示していない封止材を用いて、ベース1とカバー部材9とを固定することで、LEDユニット10内への水分や不純物などの侵入を抑制する構成とすることもできる。LEDユニット10は、かしめ部9gを用いてカバー部材9をベース1に固定する場合、ねじを用いて固定する構成と比較して、カバー部材9の歪みに起因する配光特性の劣化や均斉度の低下を抑制することができる。LEDユニット10は、かしめ部9gにより、カバー部材9をベース1に対してねじを用いることなく取り付けることが可能となるので、カバー部材9における、ねじの緩みなどの懸念をなくすことが可能となる。
In the assembly process of the
こうして組み立てられたLEDユニット10を備える照明器具30や照明器具30sについて、図16ないし図19を参照しながら説明する。
The
図16に示す照明器具30は、上述のLEDユニット10と、LEDユニット10が着脱自在に取り付けられた器具本体31とを備えている。照明器具30は、器具本体31を金属製としてあるので、樹脂製の場合に比べて、LEDユニット10の発光装置3で発生した熱を、ベース1および器具本体31を通して効率よく放熱させることが可能となる。器具本体31の材料としては、アルミニウムを採用しているが、アルミニウム以外の金属を採用してもよい。器具本体31は、アルミニウム以外の金属材料として、たとえば、銅や銅合金を用いることができる。また、器具本体31の材料は、金属以外の材料でもよい。器具本体31は、金属以外の材料として、たとえば、セラミックスなどを用いることができる。
A
器具本体31は、LEDユニット10を着脱が自在に取り付けることができるように構成されている。具体的に説明すると、器具本体31は、ベース1の挿通孔1b1の各々に対応する部位に、取付ねじ10aを螺合する取付ねじ孔(図示せず)を形成している。
The
図16および図17に示した構成の照明器具30は、たとえば、天井材50aに埋め込み配置されるダウンライトである。照明器具30の器具本体31は、LEDユニット10が収納配置される有底円筒状のボディ部31aと、ボディ部31aの開口部から外方へ延びるように形成された外鍔部31bとを有する。また、照明器具30は、器具本体31に取付ばね31dを備えている。器具本体31は、天井材50aに貫設された埋込穴50aaに埋め込まれ、外鍔部31bが天井材50aの下面における埋込穴50aaの周部に当接する形で天井材50aに取り付けられる。照明器具30は、天井材50aにおける埋込穴50aaの周部を、外鍔部31bと、取付ばね31dとの間で挟み持つことができるように構成されている。器具本体31は、底部31cのLEDユニット10が配置された表面と反対側に収納配置部31eを備えている。収納配置部31eは、図示していない電源ユニットを収納することができる。器具本体31は、必ずしも収納配置部31eを備える必要はなく、電源ユニットを器具本体31から離して配置してもよい。底部31cは、図示していない引出孔を備えている。照明器具30は、導出部2cから外部に導出した電線4および第1コネクタ4aを、引出孔を介して収納配置部31e内へ引き出すことができるように構成されている。照明器具30は、壁材50bの近傍に配置された場合、壁材50bの壁表面50baがLEDユニット10から出射された光の照射面の一部となる。
The
図16の照明器具30は、LEDユニット10と、LEDユニット10が着脱自在に取り付けられた器具本体31とを備えている。照明器具30は、様々な形態の器具本体31に取り付け可能なLEDユニット10を備えた構成とすることができる。
A
照明器具30は、図17において、LEDユニット10の発光部3aから放射される直接光の進行方向を一点鎖線の矢印で例示している。照明器具30では、カバー部材9が連結部9iに、発光部3aから放射された光を散乱させる光散乱部9sを有していることで、壁表面50baでの輝度むらを、より少なくすることが可能となる。
In FIG. 17, the
次に、上述のLEDユニット10を用いた照明器具30の変形例について、図18および図19を用いて説明する。
Next, the modification of the
図18および図19に示す照明器具30sは、上述のLEDユニット10と、LEDユニット10が着脱自在に取り付けられた図16とは別の器具本体31sとを備えている。変形例の照明器具30sは、器具本体31sを有底角筒状の外形形状に形成させている。照明器具30sは、器具本体31sを金属製としている。器具本体31sは、LEDユニット10を着脱が自在に取り付けることができるように構成されている。器具本体31sは、ベース1の挿通孔1b1の各々に対応する部位に、取付ねじ10aを螺合する取付ねじ孔(図示せず)を形成している。
A
器具本体31sは、LEDユニット10が収納配置される有底角筒状のボディ部31aと、ボディ部31aの開口部を覆う蓋31fとを有する。蓋31fは、中央部に開口31faが形成されており、器具本体31sの内部に収容したLEDユニット10からの光を外部に出射できるように構成されている。蓋31fは、LEDユニット10の周部を囲む円筒状の側部31gを備えている。照明器具30sは、側部31gの反射面31gaがLEDユニット10から出射された光の照射面の一部となる。
The
照明器具30sでは、図19において、LEDユニット10の発光部3aから放射される直接光の進行方向を一点鎖線の矢印で例示している。照明器具30sは、カバー部材9が連結部9iに、発光部3aから放射された光を散乱させる光散乱部9sを有していることで、照射面となる反射面31gaでの輝度むらを、より少なくすることが可能となる。変形例の照明器具30sでは、反射面31gaでの見栄えや、反射面31gaで反射された光の輝度むらを抑制することが可能となる。
In the
(実施形態2)
図20に示す本実施形態のLEDユニット10sは、図1に示すLEDユニット10の外形形状を変更した点が主として相違する。実施形態1と同様の構成には、同一の符号を付して説明は省略する。
(Embodiment 2)
The
本実施形態のLEDユニット10sでは、図20に示すように、カバー部材9は、発光装置3に対向して配置される長尺状の光出射部9hと、対向する一対の側壁部9jと、光出射部9hと側壁部9jとを連結させる連結部9iとを備えた構成としている。カバー部材9は、一対の側壁部9jのみを備えた構成としてもよいし、光出射部9hを囲む4つの側壁部9jを備えた有底角筒状の外形形状としてもよい。カバー部材9は、断面視の形状を実施形態1と同様の形状とすることができる。
In the
本実施形態のLEDユニット10sは、実施形態1のLEDユニット10と比較して、カバー部材9の形状を変更し、ベース1やホルダ2を長尺状にした構成としている。発光装置3は、ベース1の長手方向に沿った長尺状の構成としている。
Compared with the
本実施形態のLEDユニット10sは、実施形態1と同様に、LEDユニット10sが取り付け可能な器具本体31に取り付けることで、照明器具30を構成することができる。
The
1 ベース
1aa 第1表面
2 ホルダ
2g 内周壁
2m 基部
3 発光装置
3a 発光部
9 カバー部材
9h 光出射部
9j 側壁部
9i 連結部
9s 光散乱部
9aa 外面
9ab 内面
10、10s LEDユニット
30、30s 照明器具
31、31s 器具本体
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ホルダは、環状の基部と、該基部の内周から前記ベースに向かって突出する内周壁とを備え、該内周壁は、前記発光部から放射される直接光が前記カバー部材に照射される範囲を制限しており、
前記カバー部材は、前記発光装置に対向して配置され前記発光部からの光を外部に出射させる光出射部と、前記ベースに向かって突出する側壁部と、前記光出射部の外周から連続して形成され前記光出射部と前記側壁部とを連結させる連結部とを備えており、
さらに、前記カバー部材は、前記連結部に、前記発光部から放射された光を散乱させる光散乱部を有し、
前記光出射部は、表面が平滑な平板であることを特徴とするLEDユニット。 A plate-like base; a light-emitting device having a light-emitting portion using an LED chip as a light source; the light-emitting device disposed on the first surface side of the base; a holder for fixing the light-emitting device to the base; A translucent cover member disposed on the side and attached to the base;
The holder includes an annular base portion and an inner peripheral wall projecting from the inner periphery of the base portion toward the base, and the inner peripheral wall irradiates the cover member with direct light emitted from the light emitting portion. Limits the scope,
The cover member is disposed opposite to the light emitting device and is continuous from a light emitting portion that emits light from the light emitting portion to the outside, a side wall portion that protrudes toward the base, and an outer periphery of the light emitting portion. And a connecting part that connects the light emitting part and the side wall part.
Furthermore, the cover member has a light scattering portion that scatters light emitted from the light emitting portion at the connection portion ,
The LED unit , wherein the light emitting part is a flat plate having a smooth surface .
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