JP6340753B2 - 発光装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光装置に関する。

従来のＬＥＤ照明装置、特に、高天井に設置するＬＥＤ照明装置としては、比較的小型で小光束のＬＥＤパッケージを複数搭載した基板を、大型の１つの放熱ヒートシンクに装着し、その放熱効果によりＬＥＤ温度を低温化させ、高い発光効率を維持しようとする装置構成が主流である（例えば、特許文献１参照）。また、同じように放熱性改善を目的とした他の装置構成としては、個々のＬＥＤ光源に対し放熱部を備えた発光ユニットを複数備えた構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１０−２６２８４６号公報 特表２００８−５４２９８２号公報

特許文献１のような構成では、大型の１つの放熱ヒートシンクで放熱しようとしているので、大光束化に伴い、ヒートシンク部分が大型化、重量化して、高コスト化につながる。

また、特許文献２のような構成では、ＬＥＤ光源と放熱モジュールとを小型のパッケージとして放熱する構造にしているが、ＬＥＤ光源の数および配置位置が予め定められているため、その個数調整や配置位置を容易に変更できないという欠点がある。すなわち、ある既定のサイズの器具で、光束や表面の発光強度分布を調整したい場合に、自由度が無く、個別の光学的要求仕様に合わせて、個々の装置を作らねばならず、コスト上昇要因となっている。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発光ユニットの搭載個数や配置の自由度が高く、同じ装置サイズにおいて、光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができ、かつ組み立て性に優れた安価な発光装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発光装置は、発光素子を有する、１個または複数の発光ユニットと、支柱と、支柱から径方向に突出するように支柱に取り付けられた支持枝と、を備え、発光ユニットは、支持枝に支持されており、支持枝に対して発光ユニットを取り付ける位置を、支柱の長手方向に変更可能であり、発光ユニットの側面に、支柱に平行な平坦面が設けられており、発光ユニットを支持枝に固定するねじの先端は、平坦面に押し当てられているものである。
また、本発明に係る発光装置は、発光素子を有する、１個または複数の発光ユニットと、支柱と、支柱から径方向に突出するように支柱に取り付けられた支持枝と、を備え、発光ユニットは、支持枝に支持されている発光装置において、発光装置の光を投射する方向を前とし、その反対方向を後ろとし、発光ユニットの前面側を支持する前方支持体と、発光ユニットの後面側を支持する後方支持体との一方または両方と、前方支持体または後方支持体と発光ユニットとを固定するねじと、を備え、前方支持体または後方支持体に、支柱を中心とする円弧状の溝が形成されており、ねじが、円弧状の溝に通されているものである。

本発明によれば、発光ユニットの搭載個数や配置の自由度が高く、同じ装置サイズにおいて光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができ、かつ組立性に優れた安価な発光装置を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態１の発光装置を示す斜視図である。 図１に示す発光装置の分解斜視図である。 図１に示す発光装置が備える発光ユニット群の斜視図である。 図１に示す発光装置が備える発光ユニット、支柱および支持枝の正面図である。 図１に示す発光装置が備える発光ユニット群に前方支持体を取り付けた状態を斜め前から見た斜視図である。 図１に示す発光装置が備える発光ユニット群に後方支持体を取り付けた状態を斜め後ろから見た斜視図である。 本発明の実施の形態１の発光装置に発光ユニットを６個搭載する場合の発光ユニット群（前方支持体および後方支持体を取り付けた状態）を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１の発光装置に発光ユニットを４個搭載する場合の発光ユニット群（前方支持体および後方支持体を取り付けた状態）を示す斜視図である。 図７に示す発光ユニット群の正面図である。 図８に示す発光ユニット群の正面図である。 図７に示す発光ユニット群の後面図である。 図８に示す発光ユニット群の後面図である。 本発明の実施の形態１の発光装置が備える発光ユニットを斜め前から見た斜視図である。 本発明の実施の形態１の発光装置が備える発光ユニットを斜め後ろから見た斜視図である。 本発明の実施の形態１の発光装置が備える発光ユニットを斜め後ろから見た一部切欠き斜視図である。 本発明の実施の形態２の発光装置が備える発光ユニット、支柱および支持枝の正面図である。 本発明の実施の形態３の発光装置が備える発光ユニット群（前方支持体および後方支持体を取り付けた状態）を示す斜視図である。 図１７に示す発光ユニット群の正面図である。 図１７に示す発光ユニット群の後面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の発光装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す発光装置の分解斜視図である。図１に示す本実施の形態の発光装置１は、装置本体を天井面に埋め込み、発光面を床面に向けて照明するように使用されるダウンライトであり、例えば数千から数万ルーメンの大光束を発する照明装置として好適に使用されるものである。図１および図２に示すように、発光装置１は、発光ユニット群２と、反射体３と、透光板押さえ４と、透光板５と、表面反射枠６と、前方支持体７と、後方支持体８とを有している。発光ユニット群２は、複数（図１および図２では６個）の発光ユニット２０と、それらを支持する後述の支持機構とからなる。本実施の形態の発光装置１は、図１中での下向きに向かって光を投射する。本実施の形態の発光装置１の全体形状は、発光装置１が光を投射する方向、すなわち投光方向から発光装置１を見たときに、略円形をなすような形状である。

以下では、発光装置１の投光方向を前とし、その反対方向を後ろとして説明する。図２に示すように、前方支持体７は、発光ユニット群２の前方に取り付けられ、発光ユニット２０の前面側を支持する。前方支持体７には、発光ユニット２０のほか、支柱１１と、透光板押さえ４と、表面反射枠６とが取り付けられる。透光板押さえ４は、透光板５および反射体３を、前方支持体７との間に挟み込むように、固定している。前方支持体７は、略円環状の部分と、この略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部とを有している。支柱１１の前端は、前方支持体７の腕部に固定される。また、発光ユニット群２の後方には、後方支持体８が取り付けられている。後方支持体８は、発光ユニット２０の後面側を支持する。後方支持体８は、略円環状の部分と、この略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部とを有している。支柱１１の後端は、後方支持体８の腕部に固定される。

反射体３には、複数の個別開口３１が形成されている。この個別開口３１は、個々の発光ユニット２０が備えるＬＥＤ光源２１（発光素子）の発光部を個別に露出させる。反射体３は、例えば、高反射性樹脂材料で形成され、板状をなしている。反射体３は、ＬＥＤ光源２１の後方への不要な光漏れを防止する機能を有する。

透光板５は、反射体３の前面側に配置される。透光板５は、光源保護および配光制御の機能を有する。透光板５は、目的とする光質に合わせて、表面がクリアまたはブラスト状の、透光性樹脂もしくはガラス材で構成されることが好ましい。また、目的とする光質によっては、透光板５がレンズ機能を有していてもよい。

表面反射枠６は、反射体３および透光板５の外周を囲むように配置される。表面反射枠６は、金属を主材料とし、少なくとも内周面が拡散状あるいは高反射性の鏡面状であることが好ましい。表面反射枠６は、光を反射する配光制御機能、あるいは、グレア防止機能を有する。また、表面反射枠６には、天井面に発光装置１を埋め込んで設置する際に発光装置１を支持可能とする装置支持部６１が設けられている。

次に、発光ユニット群２の構成について説明する。図３は、図１に示す発光装置１が備える発光ユニット群２の斜視図である。ただし、図３では、図１に示す発光装置１の発光ユニット群２が備える６個の発光ユニット２０のうちの２個を取り外した状態を示す。図３に示すように、発光ユニット群２は、発光装置１の中心軸を通り、投光方向に平行に伸びる１本の支柱１１と、この支柱１１に取り付けられた支持枝１２とを有している。支持枝１２は、支柱１１から径方向に突出するように取り付けられている。発光ユニット２０は、支持枝１２に支持されている。すなわち、発光ユニット２０は、支持枝１２を介して、支柱１１に取り付けられている。支持枝１２は、発光ユニット２０ごとに設けられている。図示の構成では、支柱１１に対し、６組の支持枝１２および発光ユニット２０が取り付けられている。

以下、発光ユニット２０の発光装置１への取り付け方法について、図３および図４を参照して、更に詳細に説明する。図４は、発光ユニット２０、支柱１１および支持枝１２の正面図である。図４中では、１組の発光ユニット２０および支持枝１２のみを示す。図４に示すように、支柱１１は、断面形状が円形の円柱形をなしている。支持枝１２は、支柱１１に対して固定するための第１固定部１２１と、発光ユニット２０を固定するための第２固定部１２２とを有している。第１固定部１２１は、支持枝１２の基端側に形成されている。第２固定部１２２は、支持枝１２の先端側に形成されている。第１固定部１２１には、支柱１１の断面形状よりもやや大きい開口（図示の構成では円形開口）が形成されている。支持枝１２は、第１固定部１２１の開口に支柱１１を挿入した状態で、支柱１１に取り付けられる。第１固定部１２１には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじ１３が螺合している。第１固定部１２１の開口の内側にねじ１３の先端が突出し、支柱１１の側面に接触可能になっている。このねじ１３を締め付けることにより、支柱１１に支持枝１２が固定される。

支持枝１２の第２固定部１２２には、発光ユニット２０を支柱１１に垂直な平面で切断した断面の外形よりもやや大きい開口（図示の構成では円形開口）が形成されている。この第２固定部１２２の開口に発光ユニット２０を挿入した状態で、発光ユニット２０が支持枝１２に固定される。第２固定部１２２には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじ１４が螺合している。第２固定部１２２の開口の内側にねじ１４の先端が突出し、発光ユニット２０の側面に接触可能になっている。このねじ１４を締め付けることにより、支持枝１２に発光ユニット２０が固定される。

図３に示すように、複数の支持枝１２は、支柱１１を中心として回転する方向の位置（以下、「支柱１１に対する取り付け角度」と称する。）が互いに異なるように支柱１１に取り付けられている。これにより、複数の発光ユニット２０を、支柱１１を中心とする円の円周上に、適切な間隔をあけて配置することができる。このため、良好な光質が得られる。個々の支持枝１２の、支柱１１に対する取り付け角度は、発光装置１への発光ユニット２の搭載個数に応じて、変更することができる。また、複数の支持枝１２は、支柱１１の長手方向の位置が異なるように支柱１１に取り付けられている。これにより、複数の支持枝１２同士が干渉することを防ぐことができ、その結果、発光ユニット２０の配置の自由度を高くすることができる。

本実施の形態１では、支柱１１の断面形状が円形であるため、ねじ１３で固定していない状態において、支持枝１２が支柱１１の周りを自由に回転可能である。したがって、支持枝１２の支柱１１に対する取り付け角度を自由に調整することができる。このため、発光装置１への発光ユニット２０の搭載個数に応じて、個々の支持枝１２の支柱１１に対する取り付け角度を自由に決定することができる。よって、複数の発光ユニット２０を適切に配置することができる。例えば、複数の支持枝１２の支柱１１に対する取り付け角度が等角度間隔になるようにすることにより、複数の発光ユニット２０を均等に配置したり、複数の発光ユニット２０を回転対称に配置することができ、良好な光質を得ることができる。

また、本実施の形態１では、支柱１１は、円柱形であり、長手方向に断面形状が変化しない。このため、ねじ１３で固定していない状態において、支持枝１２が支柱１１の長手方向に移動可能である。したがって、支柱１１に対して支持枝１２を取り付ける位置を支柱１１の長手方向に自由に変更可能である。これにより、多数の支持枝１２を支柱１１に取り付ける場合においても、個々の支持枝１２を支柱１１の長手方向にずらして固定することにより、支持枝１２同士の干渉を防ぐことが可能となる。

また、支柱１１の側面（外周面）に、発光ユニット２０の搭載個数に応じて、個々の支持枝１２の取り付け位置を示す、例えば切り欠き線等のマーキング（図示省略）を予め施しておいても良い。このようにすることにより、組立時に、個々の支持枝１２を適切な位置に容易に取り付けることができる。

図３に示すように、本実施の形態１の発光ユニット２０の側面には、支柱１１の長手方向に平行な平坦面２２ａが設けられている。発光ユニット２０を支持枝１２に固定するねじ１４の先端は、この平坦面２２ａに押し当てられる。これにより、発光ユニット２０を支持枝１２に固定する際に、ねじ１４の押しつけの圧力を平坦面２２ａで確実に受けることができるため、発光ユニット２０を支持枝１２にしっかりと固定することができる。また、平坦面２２ａは、支柱１１の長手方向に平行な方向に伸びるように形成されている。このため、支持枝１２に対して発光ユニット２０を固定する位置を前後方向に移動させても、ねじ１４が平坦面２２ａに当たることができる。このように、本実施の形態１では、支持枝１２に対して発光ユニット２０を取り付ける位置を、支柱１１の長手方向に自由に変更可能である。その結果、支柱１１に対する複数の支持枝１２の取り付け位置が支柱１１の長手方向にずれていても、個々の支持枝１２と発光ユニット２０との相対的な固定位置を調整することにより、複数の発光ユニット２０の前後方向の位置を同一の位置に揃えることができ、良好な光質を得ることができる。

図５は、発光ユニット群２に前方支持体７を取り付けた状態を斜め前から見た斜視図である。本実施の形態１では、発光ユニット２０の発光装置１への固定を補強するため、複数の発光ユニット２０の前面側を一括して支持する前方支持体７を設けている。図５に示すように、前方支持体７と発光ユニット２０とは、ねじ１５にて固定される。前方支持体７には、ねじ１５の太さよりもやや幅の広い、ねじ案内溝７１が設けられている。発光ユニット２０には、ねじ１５が螺合するねじ穴が形成されている。ねじ案内溝７１にねじ１５を通し、ねじ１５を締め付けることにより、前方支持体７が発光ユニット２０の前面に固定される。ねじ案内溝７１は、支柱１１を中心とする円弧状をなしている。このため、支柱１１に対する支持枝１２の取り付け角度を変化させても、ねじ１５をねじ案内溝７１に通すことができる。よって、発光ユニット２０の取り付け位置の自由度を高くすることができる。本実施の形態１では、このような前方支持体７を設けたことにより、発光ユニット２０の発光装置１への固定強度を増強することができる。更に、本実施の形態１では、前方支持体７の略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部と、支柱１１の前端とが、ねじ１７により固定される。このため、前方支持体７と支柱１１との位置ずれを確実に防止することができ、発光ユニット２０の発光装置１への固定強度を更に増強することができる。

図６は、発光ユニット群２に後方支持体８を取り付けた状態を斜め後ろから見た斜視図である。本実施の形態１では、発光ユニット２０の発光装置１への固定を補強するため、複数の発光ユニット２０の後面側を一括して支持する後方支持体８を設けている。図６に示すように、後方支持体８と発光ユニット２０とは、ねじ１６にて固定される。後方支持体８には、ねじ１６の太さよりもやや幅の広い、ねじ案内溝８１が設けられている。発光ユニット２０には、ねじ１６が螺合するねじ穴が形成されている。ねじ案内溝８１にねじ１６を通し、ねじ１６を締め付けることにより、後方支持体８が発光ユニット２０の後面に固定される。ねじ案内溝８１は、支柱１１を中心とする円弧状をなしている。このため、支柱１１に対する支持枝１２の取り付け角度を変化させても、ねじ１６をねじ案内溝８１に通すことができる。よって、発光ユニット２０の取り付け位置の自由度を高くすることができる。本実施の形態１では、このような後方支持体８を設けたことにより、発光ユニット２０の発光装置１への固定強度を増強することができる。更に、本実施の形態１では、後方支持体８の略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部と、支柱１１の後端とが、ねじ１８により固定される。このため、後方支持体８と支柱１１との位置ずれを確実に防止することができ、発光ユニット２０の発光装置１への固定強度を更に増強することができる。

なお、前方支持体７のねじ案内溝７１、あるいは後方支持体８のねじ案内溝８１の近傍に、発光ユニット２０の搭載個数に応じて、発光ユニット２０の取り付け位置を示す、例えば切り欠き線等のマーキング（図示省略）を入れても良い。そのようにしておけば、支持枝１２の取り付け角度の調整を容易に行うことができる。その結果、複数の発光ユニット２０を、容易に、適切な位置（例えば、回転対称な光源配置）に取り付けることができ、良好な光質を得ることが可能となる。

本実施の形態１では、前方支持体７および後方支持体８の双方を使用して固定強度の補強を行う場合を例に説明しているが、支柱１１および支持枝１２による発光ユニット２０の固定の強度が十分であるならば、前方支持体７および後方支持体８に、発光ユニット２０の固定強度を補強するような機構を設けなくても良い。あるいは、前方支持体７、後方支持体８の何れか一方のみで、固定強度を補強するような構造でも良い。

図７は、発光ユニット２０を６個搭載する場合の発光ユニット群２（前方支持体７および後方支持体８を取り付けた状態）を示す斜視図である。図８は、発光ユニット２０を４個搭載する場合の発光ユニット群２（前方支持体７および後方支持体８を取り付けた状態）を示す斜視図である。図９は、図７に示す発光ユニット群２の正面図である。図１０は、図８に示す発光ユニット群２の正面図である。図１１は、図７に示す発光ユニット群２の後面図である。図１２は、図８に示す発光ユニット群２の後面図である。

図７、図９および図１１に示す構成は、図１乃至図３に示す構成と同様であり、６個の発光ユニット２０をそれぞれ支持枝１２を介して１本の支柱１１に取り付けている。６個の発光ユニット２０は、支柱１１を中心として、（３６０／６）°間隔、すなわち６０°間隔で取り付けられている。このため、６個の発光ユニット２０は、支柱１１を中心として６０°回転したときに同じ配置になるような回転対称に配置されている。更に、発光ユニット２０同士の間隔が等間隔になっている。このようなことから、良好な光質を得ることが可能となる。

図８、図１０および図１２に示す構成は、４個の発光ユニット２０をそれぞれ支持枝１２を介して１本の支柱１１に取り付けている。この構成では、図７、図９および図１１に示す構成に比べて、支柱１１、支持枝１２、前方支持体７、後方支持体８、発光ユニット２０等の部品はすべて共通であり、支柱１１と支持枝１２との固定方法、支持枝１２と発光ユニット２０との固定方法、発光ユニット２０と前方支持体７との固定方法、発光ユニット２０と後方支持体８との固定方法なども同様である。

図８、図１０および図１２に示す構成では、４個の発光ユニット２０は、支柱１１を中心として、（３６０／４）°間隔、すなわち９０°間隔で取り付けられている。このため、４個の発光ユニット２０は、支柱１１を中心として９０°回転したときに同じ配置になるような回転対称に配置されている。更に、発光ユニット２０同士の間隔が等間隔になっている。このようなことから、良好な光質を得ることが可能となる。

このように、本実施の形態１の発光装置１によれば、発光ユニット２０の搭載個数が異なる場合にも、発光ユニット２０を固定するための上記のような部品に関して同一の部品を用いて構成することが可能である。このため、発光ユニット２０の搭載個数や配置の自由度が高く、同じ装置サイズにおいて光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができる。また、発光ユニット２０の搭載個数を変更した場合であっても、複数の発光ユニット２０を回転対称に配置したり、等間隔に配置したりすることが可能であるので、何れの場合においても、良好な光質を得ることが可能となる。

また、発光ユニット２０の搭載個数については、発光ユニット２０を３個以上搭載すれば、発光装置１の中心軸（すなわち支柱１１）に対して、回転対称な光源配置にすることが可能であり、良好な光質を得ることが可能となる。なお、発光ユニット２０を、発光装置１の中心軸に対して、１８０°ずらして２個配置した場合も、回転対称であるが、光源の並ぶ方向と、その方向に直交する方向（光源の並ばない方向）とに、明確に異方性が出てしまうので、２個搭載の場合は、３個以上搭載の回転対称な配置に比べ、良好な光質は得られない。

以上のようなことから、本発明では、良好な光質を得るため、３個以上の発光ユニット２０を発光装置１に搭載することが望ましい。そして、本発明では、発光装置１に搭載した複数の発光ユニット２０の配置が、Ｑを３以上の整数とし、支柱１１を中心に（３６０／Ｑ）°回転したときに同じ配置になるような回転対称にすることが望ましい。これにより、更に良好な光質を得ることが可能となる。

なお、反射体３（図７乃至図１２では図示していない）に関しては、発光ユニット２０を、６個搭載する場合と、４個搭載する場合とで、異なる部品が必要になる。しかしながら、本実施の形態１の反射体３は、板状で、穴（個別開口３１）が開いているだけの構成であるので、部品製造時に複雑な金型等を必要としない。例えば、反射体３の外形をカットする型と、内部の穴（個別開口３１）をカットする型とを用意すれば、発光ユニット２０の数を変更した場合にも対応が容易である。

ただし、反射体３の個々の穴（個別開口３１）の形状を、前方に向かって径が拡大する、円錐台状の内周面を有する形状にしても良い。そのような構成の反射体３の場合には、部品の製造過程が複雑になるという問題はあるが、光源から側方に発せられて反射体３の穴（個別開口３１）の内周面に当たった光線を反射して前方に投射することができるため、装置の発光効率が増すという効果を得られる。

また、発光装置１の内部の構造が見えるという意匠的な問題と、装置の発光効率が幾分低くなるという問題とが許容できる場合には、反射体３を設けないようにしてもよい。反射体３を設けないようにすれば、発光ユニット２０の搭載個数が異なる場合であっても、使用する部品をすべて共通化することができ、製造工程が完全に同一になるという効果を得られる。

以上のように、本実施の形態１の発光装置１は、発光ユニット２０の搭載個数や配置の自由度が高く、同じ発光装置１の大きさにおいて、光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができる。発光装置１には、複数組の発光ユニット２０および支持枝１２が組み込まれるが、何れも同一の形状の発光ユニット２０および支持枝１２を用いることができるため、同一の製造工程で発光装置１に組み込むことが可能である。すなわち、発光ユニット２０の搭載個数が異なっても、異種の部品を使用することがなく、同一の手順で組み込むことが可能なので、組み立て性も良好である。また、本実施の形態１では、前方支持体７、後方支持体８を設け、発光ユニット２０の固定強度を増しているので、例えば輸送時等に発光装置１に荷重や振動が作用する場合にも、発光ユニット２０の取り付け位置のずれ等を確実に防ぐことが可能である。

次に、本実施の形態１の発光ユニット２０の構成について説明する。図１３は、本発明の実施の形態１の発光装置１が備える発光ユニット２０を斜め前から見た斜視図である。図１４は、本発明の実施の形態１の発光装置１が備える発光ユニット２０を斜め後ろから見た斜視図である。図１３および図１４に示すように、本実施の形態１の発光ユニット２０は、発光素子であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）光源２１と、ＬＥＤ光源２１を取り付ける光源取り付け板２３と、光源取り付け板２３のＬＥＤ光源２１を取り付ける面と反対側の面に接触して設けられた板状の放熱体取り付け板２４と、放熱体取り付け板２４の光源取り付け板２３を取り付ける面と反対側の面に接触して取り付けられた放熱体２２（ヒートシンク）とを有している。ＬＥＤ光源２１は、光源取り付け板２３の前面に取り付けられている。本実施の形態１では、ＬＥＤ光源２１は、ねじ２６により光源取り付け板２３に固定されているが、例えばクリップ等の他の固定方法により固定されていても良い。

光源取り付け板２３の構成材料は、セラミックス材料、特に、アルミナ等のファインセラミックス材料であることが好ましい。放熱体取り付け板２４の構成材料は、例えばアルミニウム、または、アルミニウム合金等の金属材料であることが好ましい。放熱体取り付け板２４を熱伝導率の高い金属製にすることにより、ＬＥＤ光源２１からの熱の放熱体２２への熱伝導性を向上することができる。光源取り付け板２３をセラミックス製にすることにより、ＬＥＤ光源２１と、放熱体取り付け板２４および放熱体２２とを確実に絶縁しつつ、良好な放熱性が得られる。光源取り付け板２３と放熱体取り付け板２４とは、隙間無く接触している。これにより、光源取り付け板２３と放熱体取り付け板２４との間の伝熱を促進し、その結果、放熱体２２での放熱性を向上することができる。また、放熱体取り付け板２４がアルミニウム製またはアルミニウム合金である場合には、放熱体取り付け板２４の表面にアルマイト処理が施されていることが好ましい。放熱体取り付け板２４の表面にアルマイト処理を施すことにより、放射率を高めることができ、放熱性を更に向上することができる。

ＬＥＤ光源２１の基板と、光源取り付け板２３との間に、接触熱抵抗を抑えるための薄い熱伝導シートまたはグリスを介在させても良い。また、本実施の形態１では、ＬＥＤ光源２１に給電する給電線２５は、ＬＥＤ光源２１上の接続端子に、はんだ付けで直結されている。本実施の形態１では、ＬＥＤ光源２１の基板は、アルミニウムで構成されているものとするが、セラミックスなどの他の基板材料でもよい。

放熱体２２は、放熱体取り付け板２４に接触して設けられている。放熱体２２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属製であることが好ましい。放熱体２２を熱伝導率の高い金属製にすることにより、放熱性を向上することができる。放熱体２２がアルミニウム製またはアルミニウム合金製である場合には、放熱体２２の表面にアルマイト処理を施すことにより、放射性を高めることができ、放熱性を更に向上することができる。

図５に示すように、本実施の形態１では、前方支持体７は、発光ユニット２０の光源取り付け板２３に対してねじ１５により固定される。ただし、ねじ１５は、光源取り付け板２３を貫通して放熱体取り付け板２４まで達していても良い。

本実施の形態１では、発光ユニット２０が備えるＬＥＤ光源２１は、給電端子を備えた金属基板もしくは、セラミック基板に複数のＬＥＤベアチップを直接に実装して樹脂封止することにより構成された、チップ・オン・ボード（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）タイプのＬＥＤ光源である。このため、従来のパッケージ型ＬＥＤチップを複数搭載して所望の光束を得るよりも、実装面積が小さくすることが可能で、発光ユニット２０の大きさも小さくすることができる。その結果、発光装置１全体を小型化、軽量化することができる。特に、本実施の形態１におけるＬＥＤ光源２１としては、例えば、基板上に複数の青系のＬＥＤベアチップを配置し、黄色系蛍光体混合の樹脂材料で封止した白色発光のチップ・オン・ボードタイプのＬＥＤ光源を好ましく用いることができる。

図１５は、本発明の実施の形態１の発光装置１が備える発光ユニット２０を斜め後ろから見た一部切欠き斜視図である。図１５では、説明の都合上、放熱体２２の支柱部の周方向の一部の領域、および当該領域から突出するフィンを切り欠いて除去した状態を示している。図１５に示すように、本実施の形態における放熱体２２は、円筒形の支柱部と、この支柱部から放射状に外側に突出する複数のフィンとを有する形状をなしている。本実施の形態１では、放熱体２２は、内部が空洞になっている。これにより、放熱体２２の表面積の拡大と軽量化が図れる。ＬＥＤ光源２１に接続された給電線２５は、光源取り付け板２３と、放熱体取り付け板２４と、放熱体２２の前壁とを貫通する穴を通り、放熱体２２内の空洞を通して、電力供給用の外部電源に接続される。

以上のように、本実施の形態１の発光装置１では、個々の発光ユニット２０に放熱体２２（ヒートシンク）を備えたことにより、個々の発光ユニット２０が放熱機能を持つ構成になっている。このため、大光束が要求される発光装置１の場合にも、ＬＥＤ光源２１の熱を放熱する放熱性が良好であり、高い発光効率が得られる。また、一体形の大型のヒートシンクを設ける構成に比べて、小型化および軽量化に有利である。

実施の形態２．
次に、図１６を参照して、本発明の実施の形態２について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図１６は、本発明の実施の形態２の発光装置が備える発光ユニット２０、支柱１１０および支持枝１２の正面図である。図１６に示すように、本実施の形態２の発光装置は、実施の形態１の支柱１１に代えて、支柱１１０を備えている。図１６に示すように、本実施の形態２の支柱１１０の断面形状は、正６角形になっている。すなわち、支柱１１０の形状は、正６角柱になっている。

このように、本発明の発光装置では、Ｎを３以上の整数とし、支柱の断面形状を正Ｎ角形にする、すなわち支柱の形状を正Ｎ角柱にしてもよい。その場合、支柱の全長に渡って断面形状を正Ｎ角形にしても良いし、支持枝１２を取り付ける部分の支柱の断面形状だけを正Ｎ角形にしても良い。本実施の形態２では、支柱１１０の断面形状が正６角形の場合、すなわちＮ＝６の場合を例に説明する。

支持枝１２は、支柱１１０に対して固定するための第１固定部１２１を有している。第１固定部１２１には、支柱１１０の断面形状よりもやや大きい開口が形成されている。本実施の形態２では、支持枝１２の第１固定部１２１に形成された開口の形状は、支柱１１０の断面形状である正６角形の外接円よりもやや大きい円形になっている。支持枝１２は、第１固定部１２１の開口に支柱１１０を挿入した状態で、支柱１１０に取り付けられる。第１固定部１２１には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじ１３が螺合している。第１固定部１２１の開口の内側にねじ１３の先端が突出し、支柱１１０の側面１１０ａに接触可能になっている。このねじ１３を締め付けることにより、支柱１１０に支持枝１２が固定される。なお、支持枝１２の第２固定部１２２に対する発光ユニット２０の固定方法は、実施の形態１と同様である。

このように、本実施の形態２では、支柱１１０の断面形状が正６角形であるので、支柱１１０に対する支持枝１２の取り付け角度は、正６角柱をなす支柱１１０の側面１１０ａに拘束される。したがって、支柱１１０に対する支持枝１２の取り付け角度は、６０°ごとに位置決めされる。このため、支持枝１２を支柱１１０に取り付ける際に、支持枝１２の取り付け角度を調整することなく、支持枝１２を適切な角度（例えば、複数の発光ユニット２０が回転対称になる角度）に取り付けることが可能となり、作業を容易にすることができる。同様にして、支柱の断面形状が正６角形以外の正Ｎ角形である場合には、支柱に対する支持枝１２の取り付け角度は、正Ｎ角柱をなす支柱の側面に拘束される。したがって、この支柱に対する支持枝１２の取り付け角度は、（３６０／Ｎ）°ごとに位置決めされる。よって、上記と同様の効果が得られる。

発光ユニット２０の搭載個数が６個以下であれば、本実施の形態２のような正６角形の断面形状の支柱１１０で対応することが可能となる。特に、発光ユニット２０の搭載個数が、Ｎ＝６の約数である、６個または３個の場合には、それらの発光ユニット２０を、支柱１１０を中心にして、回転対称かつ等間隔に配置可能となり、良好な光質を得ることが可能となる。すなわち、６個の発光ユニット２０を搭載する場合には、支柱１１０に対する６個の支持枝１２の取り付け角度を６０°間隔にすれば良く、３個の発光ユニット２０を搭載する場合には、支柱１１０に対する３個の支持枝１２の取り付け角度を１２０°間隔にすれば良い。

なお、前述したとおり、発光ユニット２０が２個の場合は、光源の並ぶ方向と、その方向に直交する方向（光源の並ばない方向）とに、異方性が出てしまうので、３個以上の発光ユニット２０を配置することが望ましい。

以上のようなことから、本発明では、Ｎの約数で、かつ３以上の数をＭとしたとき、Ｍ個の発光ユニット２０を発光装置に搭載することが好ましい。これにより、Ｍ個の発光ユニット２０を、支柱を中心にして、回転対称かつ等間隔に配置可能となり、良好な光質を得ることが可能となる。例えば、Ｎ＝１２の場合、すなわち支柱の断面形状が正１２角形の場合には、支柱に対する支持枝１２の取り付け角度は、（３６０／Ｎ）°ごと、すなわち３０°ごとに位置決めされる。１２の約数で、かつ３以上の数は、３，４，６，１２であるので、発光ユニット２０の搭載個数が、３個、４個、６個、または１２個の場合に、これらの発光ユニット２０を、支柱を中心にして、回転対称かつ等間隔に配置可能となる。すなわち、３個の発光ユニット２０を搭載する場合には、支柱に対する３個の支持枝１２の取り付け角度を１２０°間隔にすれば良く、４個の発光ユニット２０を搭載する場合には、支柱に対する４個の支持枝１２の取り付け角度を９０°間隔にすれば良く、６個の発光ユニット２０を搭載する場合には、支柱に対する６個の支持枝１２の取り付け角度を６０°間隔にすれば良く、１２個の発光ユニット２０を搭載する場合には、支柱に対する１２個の支持枝１２の取り付け角度を３０°間隔にすれば良い。

また、本発明では、Ｎの約数で、かつ３以上の数をＭとし、ＮからＭを引いた数で、かつ３以上の数をＰとしたとき、Ｐ個の発光ユニット２０を発光装置に搭載するようにしても良い。発光ユニット２０の搭載個数をこのような数にすることにより、発光ユニット２０を、支柱を中心にして、等間隔ではないが、回転対称に配置可能となり、良好な光質を得ることが可能となる。例えば、Ｎ＝１２、Ｍ＝３、Ｐ＝１２−３＝９の場合には、９個の支持枝１２および発光ユニット２０を、支柱に対する取り付け角度が、０°、３０°、６０°、１２０°、１５０°、１８０°、２４０°、２７０°、３００°の位置にそれぞれ取り付ける。これにより、９個の発光ユニット２０の配置を、支柱を中心に１２０°回転したときに同じ配置になるような回転対称にすることができる。また、Ｎ＝１２、Ｍ＝４、Ｐ＝１２−４＝８の場合には、８個の支持枝１２および発光ユニット２０を、支柱に対する取り付け角度が、０°、３０°、９０°、１２０°、１８０°、２１０°、２７０°、３００°の位置にそれぞれ取り付ける。これにより、８個の発光ユニット２０の配置を、支柱を中心に９０°回転したときに同じ配置になるような回転対称にすることができる。

また、本実施の形態２では、支持枝１２の第１固定部１２１の開口の形状を円形にしているが、このような構成に限らず、第１固定部１２１の開口の形状を、支柱の断面形状と同様の正Ｎ角形（本実施の形態２では、正６角形）にしても良い。そのようにすれば、支持枝１２の取り付け角度を更に確実かつ容易に位置決めすることができ、取り付け作業が更に容易になる。

上述したように、支柱の断面形状を正Ｎ角形とする構成は、支柱に対する支持枝１２の取り付け角度を（３６０／Ｎ）°ごとに位置決めする位置決め手段としての機能を有している。本発明の発光装置では、この位置決め手段の構成は、支柱の断面形状を正Ｎ角形とする構成に限定されず、いかなる構成でも良い。例えば、上記位置決め手段は、支柱の外周面と、支持枝１２の第１固定部１２１の開口の内周面とに、スプラインまたはセレーションのような溝を設ける構成としても良い。支柱に対する支持枝１２の取り付け角度を（３６０／Ｎ）°ごとに位置決めすることのできる構成であれば、いかなる構成であっても、上述した本実施の形態２と同様の効果が得られる。すなわち、実施の形態１に比べて、発光ユニット２０の配置の自由度は減るものの、支柱に対して支持枝１２を取り付ける作業が容易になるという効果が得られる。

実施の形態３．
次に、図１７乃至図１９を参照して、本発明の実施の形態３について説明するが、上述した実施の形態１との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。

図１７は、本発明の実施の形態３の発光装置が備える発光ユニット群２Ａ（前方支持体７０および後方支持体８０を取り付けた状態）を示す斜視図である。図１８は、図１７に示す発光ユニット群２Ａの正面図である。図１９は、図１７に示す発光ユニット群２Ａの後面図である。これらの図に示すように、本実施の形態３の発光装置は、実施の形態１の発光ユニット群２、前方支持体７および後方支持体８に代えて、発光ユニット群２Ａ、前方支持体７０および後方支持体８０を備えている。

本実施の形態３の発光ユニット群２Ａは、実施の形態１の支持枝１２に代えて、長さの異なる２種類の支持枝１２０ａ，１２０ｂを備えている。支持枝１２０ｂは、支持枝１２０ａに比べて、長さが短い。発光ユニット群２Ａは、支柱１１と、３個の支持枝１２０ａと、３個の支持枝１２０ｂと、６個の発光ユニット２０とを備えている。

図１８に示すように、支持枝１２０ａと、支持枝１２０ｂとは、支柱１１を中心とする回転方向において、交互に配置されている。また、隣接する支持枝１２０ａ，１２０ｂの間隔は、６０°になっている。前方支持体７０には、円弧状の外周側ねじ案内溝７０１ａと、この外周側ねじ案内溝７０１ａよりも内周側に位置する円弧状の内周側ねじ案内溝７０１ｂとが設けられている。長い方の支持枝１２０ａに支持された発光ユニット２０と、前方支持体７０とは、外周側ねじ案内溝７０１ａに通したねじ１５によって固定されている。また、短い方の支持枝１２０ｂに支持された発光ユニット２０と、前方支持体７０とは、内周側ねじ案内溝７０１ｂに通したねじ１５によって固定されている。

図１９に示すように、後方支持体８０には、円弧状の外周側ねじ案内溝８０１ａと、この外周側ねじ案内溝８０１ａよりも内周側に位置する円弧状の内周側ねじ案内溝８０１ｂとが設けられている。長い方の支持枝１２０ａに支持された発光ユニット２０と、後方支持体８０とは、外周側ねじ案内溝８０１ａに通したねじ１６によって固定されている。また、短い方の支持枝１２０ｂに支持された発光ユニット２０と、後方支持体８０とは、内周側ねじ案内溝８０１ｂに通したねじ１６によって固定されている。

以上説明した本実施の形態３の発光装置では、長さの異なる２種類の支持枝１２０ａ，１２０ｂを設けたことにより、実施の形態１の発光装置１のようにすべての発光ユニット２０を一つの円の円周上に配置する場合に比べて、発光装置の中心近傍に光源を寄せることが可能となる（図１８参照）。これにより、本実施の形態３の発光装置は、良好な光質を得ることができる。

本実施の形態３では、長さの異なる２種類の支持枝１２０ａ，１２０ｂを備える構成について説明したが、本発明の発光装置では、長さの異なる３種類以上の支持枝を設けるようにしてもよい。本発明の発光装置では、長さの異なる複数種類の支持枝を設けることにより、複数の発光ユニットの配置の自由度を更に高めることが可能となる。例えば、大型の発光装置の場合には、複数の発光ユニット２０を単純に中心に寄せるのではなく、広い領域に多数の発光ユニットを分散して配置する等の設計的要求にも対応可能であり、より多様性のある表面発光強度分布に対応が可能となる。

本発明の適用対象は、上述した実施の形態で説明したような、装置本体を天井面に埋め込み、発光面を床面に向けて照明するように使用されるダウンライト器具に限定されるものではなく、単一の円または複数の同心円の円周上に光源を配置するような各種の発光装置に適用可能である。例えば、本発明の発光装置は、より大光束な光を扱う、高天井用照明装置、あるいは、投光器などにも適用が可能である。また、本発明の発光装置は、発光ユニットを少なくとも１個搭載していれば良い。また、本発明における発光ユニットは、ＬＥＤ光源以外の発光素子を用いたものでも良い。

１ 発光装置、２，２Ａ 発光ユニット群、３ 反射体、４ 透光板押さえ、５ 透光板、６ 表面反射枠、７，７０ 前方支持体、８，８０ 後方支持体、１１，１１０ 支柱、１２，１２０ａ，１２０ｂ 支持枝、２０ 発光ユニット、２１ ＬＥＤ光源、２２ 放熱体、２２ａ 平坦面、２３ 光源取り付け板、２４ 放熱体取り付け板、２５ 給電線、３１ 個別開口、６１ 装置支持部、７１，８１ ねじ案内溝、１１０ａ 側面、１２１ 第１固定部、１２２ 第２固定部、７０１ａ，８０１ａ 外周側ねじ案内溝、７０１ｂ，８０１ｂ 内周側ねじ案内溝

Claims (21)

1. 発光素子を有する、１個または複数の発光ユニットと、
   支柱と、
   前記支柱から径方向に突出するように前記支柱に取り付けられた支持枝と、
   を備え、
   前記発光ユニットは、前記支持枝に支持されており、
   前記支持枝に対して前記発光ユニットを取り付ける位置を、前記支柱の長手方向に変更可能であり、
   前記発光ユニットの側面に、前記支柱に平行な平坦面が設けられており、
   前記発光ユニットを前記支持枝に固定するねじの先端は、前記平坦面に押し当てられている発光装置。
2. 複数の前記発光ユニットを備え、
   前記複数の前記発光ユニットのそれぞれは、前記支持枝に支持されており、
   前記支柱の長手方向の位置が互いに異なるように前記支柱に取り付けられた複数の前記支持枝により、前記複数の前記発光ユニットが、前記支柱の長手方向の位置が同一の位置になるように支持されている請求項１記載の発光装置。
3. 発光素子を有する、１個または複数の発光ユニットと、
   支柱と、
   前記支柱から径方向に突出するように前記支柱に取り付けられた支持枝と、
   を備え、
   前記発光ユニットは、前記支持枝に支持されている発光装置において、
   前記発光装置の光を投射する方向を前とし、その反対方向を後ろとし、
   前記発光ユニットの前面側を支持する前方支持体と、前記発光ユニットの後面側を支持する後方支持体との一方または両方と、
   前記前方支持体または前記後方支持体と前記発光ユニットとを固定するねじと、
   を備え、
   前記前方支持体または前記後方支持体に、前記支柱を中心とする円弧状の溝が形成されており、
   前記ねじが、前記円弧状の溝に通されている発光装置。
4. 前記支持枝に対して前記発光ユニットを取り付ける位置を、前記支柱の長手方向に変更可能である請求項１乃至３の何れか１項記載の発光装置。
5. 前記支柱に対して前記支持枝を取り付ける位置を、前記支柱の長手方向に変更可能である請求項１乃至４の何れか１項記載の発光装置。
6. 前記支柱に対して前記支持枝を取り付ける位置を、前記支柱を中心として回転する方向に変更可能である請求項１乃至５の何れか１項記載の発光装置。
7. 前記支柱を中心として回転する方向の位置が互いに異なるように前記支柱に取り付けられた複数の前記支持枝を備える請求項１乃至６の何れか１項記載の発光装置。
8. 前記支柱の長手方向の位置が互いに異なるように前記支柱に取り付けられた複数の前記支持枝を備える請求項１乃至７の何れか１項記載の発光装置。
9. ３個以上の前記発光ユニットを備える請求項１乃至８の何れか１項記載の発光装置。
10. 長さの異なる複数種類の前記支持枝を備える請求項１乃至９の何れか１項記載の発光装置。
11. 前記支柱の断面形状が円形である請求項１乃至１０の何れか１項記載の発光装置。
12. 前記支柱の側面に、前記支持枝を取り付ける位置を示すマーキングがされている請求項１１記載の発光装置。
13. Ｎを３以上の整数とし、前記支柱の断面形状が正Ｎ角形である請求項１乃至１０の何れか１項記載の発光装置。
14. Ｎを３以上の整数とし、前記支柱に対して前記支持枝を取り付ける位置を、前記支柱を中心として回転する方向に、（３６０／Ｎ）°ごとに位置決めする位置決め手段を備える請求項１乃至１０の何れか１項記載の発光装置。
15. Ｎの約数で、かつ３以上の数をＭとし、Ｍ個の前記発光ユニットを備える請求項１３または１４記載の発光装置。
16. Ｎの約数で、かつ３以上の数をＭとし、
    ＮからＭを引いた数で、かつ３以上の数をＰとし、Ｐ個の前記発光ユニットを備える請求項１３または１４記載の発光装置。
17. Ｑを３以上の整数とし、前記支柱を中心に（３６０／Ｑ）°回転したときに同じ配置になるような回転対称に配置された複数の前記発光ユニットを備える請求項１乃至１６の何れか１項記載の発光装置。
18. 前記発光ユニットは、前記発光素子からの熱を放熱するヒートシンクを有する請求項１乃至１７の何れか１項記載の発光装置。
19. 前記発光装置の光を投射する方向を前とし、その反対方向を後ろとし、
    前記発光ユニットの前面側を支持する前方支持体と、前記発光ユニットの後面側を支持する後方支持体との一方または両方を備える請求項１または２記載の発光装置。
20. 前記前方支持体または前記後方支持体に、前記発光ユニットを取り付ける位置を示すマーキングがされている請求項３または１９記載の発光装置。
21. 前記発光素子は、チップ・オン・ボードタイプのＬＥＤ光源である請求項１乃至２０の何れか１項記載の発光装置。

Images