JP6380891B2

JP6380891B2 - 光源ユニット及びそれを用いた照明器具

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Publication number: JP6380891B2
Application number: JP2014113017A
Authority: JP
Inventors: 晋司小出; 猛陣内; 敦志入川; 俊伸大森
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2018-08-29
Anticipated expiration: 2034-05-30
Also published as: JP2015228307A

Description

本発明は、一般に光源ユニット及びそれを用いた照明器具に関し、より詳細には発光素子を光源とする光源ユニット及びそれを用いた照明器具に関する。

従来、発光ダイオードを光源とする照明装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載された照明装置は、発光ダイオードからなる光源と、光源に対向して配置されるレンズと、レンズが装着されるレンズ装着基材とを備える。この照明装置では、レンズに設けた収容部に光源を収容し、且つレンズに設けた脚体をレンズ装着基材に設けた係合部に係合させてレンズをレンズ装着基材に取り付けることで、照明装置が組み立てられる。

また、レンズを取り付けるための別の保持装置も従来提供されている（例えば特許文献２参照）。特許文献２に記載された保持装置は、円板状に形成された凸レンズが載せられる基部と、基部に対して円弧状に立設された一対の壁部と、基部に対して立設された一対の保持部とを有する。一対の壁部及び一対の保持部は、一対の壁部が互いに対向し且つ一対の保持部が互いに対向するようにして円状に配置されている。

この保持装置に凸レンズを取り付ける場合、凸レンズの周縁部に設けたフランジを一対の保持部に接触させた状態で凸レンズを基部側に押し込むことで、一対の保持部が互いに離れる方向に撓められ、凸レンズが保持装置に取り付けられる。この状態では、凸レンズのフランジの外周面が一対の壁部の内周面に接触し、且つ一対の保持部と基部との間で凸レンズが挟持される。そして、一体に組み付けられた凸レンズ及び保持装置は、光源の前方に配置され、光源とともに照明装置を構成する。

特開２００９−２３０９８４号公報特開２００２−９０６０２号公報

上述の特許文献２に示した保持装置は、一対の壁部間に凸レンズを嵌め込む構造であるため、高い寸法精度が要求され、さらに一対の保持部に対して凸レンズを押し込む構造であるため、取付時に大きな力が必要であった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されており、製作が容易で且つ光学部材を取付部材に取り付ける際に加える力を低減させた光源ユニット及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。

本発明の光源ユニットは、一面に発光素子が実装された基板と、前記発光素子を覆うように配置されて前記発光素子から放射される光の配光を制御する光学部材と、前記基板及び前記光学部材が取り付けられる取付部材とを備え、前記取付部材は、前記基板が取り付けられる取付面と、前記取付部材に対して前記取付面と平行な方向に前記光学部材をスライドさせる際に前記光学部材をガイドするガイド部と、前記光学部材を前記取付部材の所定位置までスライドさせた状態で前記光学部材を固定する固定部とを有し、前記ガイド部及び前記固定部は、前記取付部材における前記取付面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする。

本発明の照明器具は、上記の光源ユニットと、前記光源ユニットが取り付けられる器具本体と、前記光源ユニットに電源を供給する電源ブロックとを備えたことを特徴とする。

本発明に係る光源ユニットの構成によれば、製作が容易で且つ光学部材を取付部材に取り付ける際に加える力を低減させた光源ユニットを提供することができるという効果がある。

本発明に係る照明器具の構成によれば、上記の光源ユニットを用いることで、製作が容易で且つ光学部材を取付部材に取り付ける際に加える力を低減させた照明器具を提供することができるという効果がある。

本発明の実施形態における光源ユニットの分解斜視図である。本発明の実施形態における照明器具の分解斜視図である。図３Ａ〜図３Ｃは本発明の実施形態における光源ユニットにおいてレンズを取付部材に取り付ける手順を説明する説明図である。本発明の実施形態における照明器具から枠体を取り外した状態の斜視図である。

本発明の実施形態における光源ユニット２及び照明器具１０について、図面を参照しながら具体的に説明する。但し、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

また、以下では特に断りがない限り、器具本体１の長手方向を上下方向（開口部１１１側が下側）と規定し、さらに光源ユニット２の放熱部材２４の長手方向を前後方向、放熱部材２４の幅方向（短手方向）を左右方向と規定して説明を行う。但し、上記の各方向は、照明器具１０の取付方向を規定するものではない。

本実施形態の照明器具１０は、例えば天井に埋め込まれる天井埋込型の非常灯であって、商用電源（図示せず）が停電になると光源ユニット２を点灯させる。この照明器具１０は、図２に示すように、器具本体１と、光源ユニット２と、電源装置３（電源ブロック）と、非常用電源４と、枠体５とを備える。

器具本体１は、例えば鋼板などの不燃材料からなり、上下方向に長い円筒状に形成された本体部１１を有している。本体部１１の下端部には、本体部１１の下面を開放することで形成された円形の開口部１１１が設けられており、開口部１１１の開口端縁には、外向きに突出する鍔部１２が全周に亘って設けられている。

また、本体部１１の側壁には、上下方向に沿ってＴ字状に開口する一対の切欠部１１２，１１２が、本体部１１の中心軸に対して対称な位置にそれぞれ設けられている。これらの切欠部１１２，１１２には、取付金具（図示せず）が上下方向に移動自在に配置されており、これらの取付金具と鍔部１２との間で造営材（例えば天井材）を挟み込むことで、器具本体１が天井に取り付けられる。

さらに、本体部１１の側壁には、枠体５に設けられた一対の取付ばね（図示せず）がそれぞれ引っ掛けられる一対のばね受け部１１３，１１３が、本体部１１の一部を切り起こすことで形成されている。

電源装置３は、図２に示すように、上下方向に長い箱状に形成された合成樹脂製のケース３１を有している。ケース３１の左側面（非常用電源４との対向面）における上端寄りの位置には、外部からの電源線（図示せず）が接続される端子台３２が取り付けられている。なお、端子台３２は、図示しない接続構造により電源装置３に機械的且つ電気的に接続されており、電源線を介して入力された商用電源を電源装置３に出力する。

また、ケース３１の下面には、開口部３１１，３１５が設けられている。さらに、ケース３１の下面には、下向きに突出し且つ先端に引掛爪を有する引掛部３１２，３１３，３１４が設けられている。また、ケース３１の下面には、非常用電源４の充電状態を点検するための点検スイッチ３３が取り付けられている。

ここに、ケース３１の内部には、商用電源の正常時に非常用電源４を充電する充電回路（図示せず）と、商用電源が停電になると非常用電源４により光源ユニット２を点灯させる給電回路（図示せず）とが実装された基板（図示せず）が収納されている。また、この基板には、光源ユニット２のコネクタ部２３２（図１参照）内に収納された第１接続端子（図示せず）に接続される第２接続端子（図示せず）が実装されており、この第２接続端子は、ケース３１の開口部３１１を臨むように配置されている。

また、この基板には、非常用電源４の充電状態を表示するモニタランプ（図示せず）も実装されており、このモニタランプは、ケース３１の開口部３１５を臨むように配置されている。さらに、上述の点検スイッチ３３も上記基板に実装されている。

非常用電源４は、図２に示すように、箱状に形成された合成樹脂製のケース４１を有し、ケース４１の内部には、複数の蓄電池（図示せず）が収納されている。ケース４１の下面には、下向きに突出し且つ先端に引掛爪を有する引掛部４１１が設けられている。また、ケース４１の下面には、下向きに突出する板状のリブ４１２，４１３，４１４，４１５が設けられている。

枠体５は、例えば鋼板などの不燃材料からなり、円板状に形成された枠部５１を有し、枠部５１の中央には円形の開口部５１１が設けられている。また、枠部５１における開口部５１１の近傍には、２つの貫通孔５１２，５１２が設けられており、一方の貫通孔５１２には上述の点検スイッチ３３が通され、他方の貫通孔５１２には上述のモニタランプを臨ませている。

光源ユニット２は、図１に示すように、基板２１と、レンズ２２（光学部材）と、取付部材２３と、放熱部材２４と、放熱シート２５とを備える。

基板２１は矩形板状に形成され、基板２１の下面には円形のＬＥＤチップ２１０（発光素子）が実装されている。この基板２１は、取付部材２３の本体部２３１の中央に設けられた開口部２３１１を通してＬＥＤチップ２１０を下側に露出させた状態で、本体部２３１の上面に載置される。ここに、本実施形態では、取付部材２３の本体部２３１の上面により取付面が構成されている。

レンズ２２は、例えば透明なガラスからなり、上下方向を中心軸とする円柱状に形成された本体部２２１を有している。本体部２２１の上端縁には、外向きに突出する鍔部２２２が全周に亘って設けられている。また、本体部２２１の下面は、外縁部から中心部に近づくほど上向きに凹むようなすり鉢状に形成されている。このレンズ２２は、基板２１のＬＥＤチップ２１０を覆うようにして基板２１の下側に配置され、ＬＥＤチップ２１０から放射される光の配光を制御する。

取付部材２３は、例えば合成樹脂成型品であって、上下方向を厚み方向とする板状に形成された本体部２３１を有している。本体部２３１の右端縁には、上向きに突出する角筒状のコネクタ部２３２が一体に設けられている。このコネクタ部２３２は、上述の第１接続端子がそれぞれ収納される２つの収納部２３２５，２３２５を有している。

また、本体部２３１の中央には、上下方向（本体部２３１の厚み方向）に貫通する矩形の開口部２３１１が設けられている。さらに、本体部２３１の下面には、Ｕ字状に形成された一対の溝部２３１２，２３１３が、開口部２３１１とコネクタ部２３２の各収納部２３２５との間を繋ぐように設けられている。

また、本体部２３１の下面において開口部２３１１の前後両側には、下向きに突出し且つ先端が内向き（開口部２３１１側）に突出するＬ字状のガイド部２３１５，２３１６がそれぞれ設けられている。さらに、本体部２３１の下面において開口部２３１１の右側には、下向きに突出し且つ先端が内向き（開口部２３１１側）に突出するＬ字状のガイド部２３１４が設けられている。

また、本体部２３１の下面において開口部２３１１の左側には、本体部２３１の下面から外向きに突出し且つ先端に引掛爪２３２２を有する固定部２３２１が設けられている。この固定部２３２１は、上下方向（本体部２３１の厚み方向）において撓み可能となっており、レンズ２２を取付部材２３に固定する位置と、レンズ２２を取付部材２３から取り外す位置との間で移動する。

さらに、ガイド部２３１５，２３１６の近傍には、下向きに突出し且つ左右方向に長い板状のリブ２３１７，２３１８がそれぞれ設けられている。また、本体部２３１の左右方向における両端縁には、外向きに突出し且つ先端が上向きに突出するＬ字状の引掛部２３１９，２３２０がそれぞれ設けられている。

放熱部材２４は、例えば放熱性の高いアルミニウムからなり、前後方向に長い矩形板状に形成された底壁部２４１と、底壁部２４１の前後方向における両端から下向きに突出する一対の側壁部２４２，２４３とを有している。一方の側壁部２４２の下端には、外向きに突出する鍔部２４４が一体に設けられ、他方の側壁部２４３の下端には、外向きに突出する鍔部２４５が一体に設けられている。

さらに、底壁部２４１の右端縁には、Ｕ字状の切欠部２４１１，２４１４が前後方向に沿って設けられている。また、底壁部２４１の左端縁には、Ｕ字状の切欠部２４１２，２４１３が前後方向に沿って設けられている。さらに、一方の側壁部２４２の右端縁には、Ｕ字状の切欠部２４２１が設けられ、他方の側壁部２４３と鍔部２４５の連接部分には、段部２４３１が設けられている。

次に、光源ユニット２の組立手順について説明する。まず最初に、作業者は、基板２１の下面に実装されたＬＥＤチップ２１０を取付部材２３の本体部２３１の開口部２３１１を通して下側に露出させた状態で、基板２１を本体部２３１の上面に載置する。さらに、作業者は、ハンダ２１１を介して基板２１に接続された一対の電線（図示せず）を一対の溝部２３１２，２３１３にそれぞれ配線した後、各電線に接続された上述の第１接続端子をコネクタ部２３２の収納部２３２５，２３２５にそれぞれ収納する。

続けて、作業者は、取付部材２３の本体部２３１の上面に載置した基板２１の上面に放熱シート２５を載せた後、取付部材２３の本体部２３１の上面と放熱部材２４の底壁部２４１の下面とが密着するようにして取付部材２３を放熱部材２４に取り付ける。このとき、取付部材２３の本体部２３１に設けられた貫通孔２３２３，２３２３にそれぞれ通した取付ねじ（図示せず）を、放熱部材２４の底壁部２４１に設けられたねじ孔２４１５，２４１５にそれぞれねじ込むことで、取付部材２３が放熱部材２４に固定される。

取付部材２３が放熱部材２４に取り付けられた状態では、底壁部２４１に設けられた切欠部２４１４を通してコネクタ部２３２が上側に露出する。また、取付部材２３が放熱部材２４に取り付けられた状態では、本体部２３１に設けられた引掛部２３１９が底壁部２４１に設けられた切欠部２４１１に引っ掛かり、且つ引掛部２３２０が切欠部２４１２に引っ掛かる。さらに、取付部材２３が放熱部材２４に取り付けられた状態では、放熱シート２５を介して基板２１が放熱部材２４に熱的に結合される。

そして最後に、作業者がレンズ２２を取付部材２３に取り付けると、光源ユニット２が組み立てられる。以下、レンズ２２を取付部材２３に取り付ける手順について、図３Ａ〜図３Ｃを参照しながら具体的に説明する。

まず最初に、作業者は、図３Ａに示すように、取付部材２３の本体部２３１の下面とレンズ２２の本体部２２１の上面とが平行になるように、レンズ２２及び取付部材２３の向きを調整し、取付部材２３に対してレンズ２２を水平にスライドさせる。このとき、取付部材２３の固定部２３２１は、レンズ２２によって本体部２３１に近づく向き（上向き）に撓められる。

次に、作業者がレンズ２２をさらにスライドさせると、図３Ｂに示すように、ガイド部２３１６とリブ２３１８の間、及びガイド部２３１５とリブ２３１７の間に鍔部２２２が差し込まれる。これにより、取付部材２３に対してレンズ２２をスライドさせる際の作業性が向上する。

そして最後に、作業者がレンズ２２を取付部材２３の所定位置までスライドさせると、図３Ｃに示すように、鍔部２２２がガイド部２３１４に接触し、レンズ２２が取付部材２３に取り付けられる。このとき、レンズ２２によって本体部２３１側に撓められていた固定部２３２１が元の位置（図３Ｃに示す位置）まで弾性復帰し、先端に設けられた引掛爪２３２２が鍔部２２２の端縁に引っ掛かる。これにより、レンズ２２が取付部材２３から外れる方向に移動するのを抑えることができる。

また、レンズ２２を取付部材２３から取り外す場合には、固定部２３２１を本体部２３１側に撓めて、引掛爪２３２２を鍔部２２２の端縁から外した後、取付時と逆方向にレンズ２２をスライドさせることで、レンズ２２を取り外すことができる。なお、固定部２３２１は、レンズ２２を取り外した後、元の位置（図３Ｃに示す位置）に弾性復帰する。

続けて、照明器具１０の組立手順について説明する。まず最初に、作業者は、電源装置３が右側、非常用電源４が左側となるように配置した後、図示しない接続構造により電源装置３と非常用電源４とを機械的且つ電気的に接続する。そして、作業者は、機械的且つ電気的に接続された電源装置３及び非常用電源４を器具本体１内に収納する。

その後、作業者は、レンズ２２側が下側となる向きで、光源ユニット２を器具本体１内に収納する。このとき、光源ユニット２は、電源装置３のケース３１に設けられたリブ３１６、及び非常用電源４のケース４１に設けられたリブ４１４，４１５，４１６により位置決めされる。またこのとき、放熱部材２４の一方の側壁部２４２に設けられた切欠部２４２１に引掛部３１３が引っ掛かり、且つ他方の側壁部２４３と鍔部２４５の連接部分に設けられた段部２４３１に引掛部３１４が引っ掛かる。これにより、光源ユニット２が電源装置３及び非常用電源４に保持される（図４参照）。

而して、本実施形態によれば、ガイド部２３１５とリブ２３１７の間、及びガイド部２３１６とリブ２３１８の間にレンズ２２の鍔部２２２を差し込む構造であるため、従来例のように高い寸法精度は要求されない。したがって、レンズ２２及び取付部材２３を容易に製作することができる。

また、ガイド部２３１５とリブ２３１７の間、及びガイド部２３１６とリブ２３１８の間にレンズ２２の鍔部２２２を差し込んだ状態でレンズ２２をスライドさせるだけで、レンズ２２を取付部材２３に取り付けることができる。そのため、従来例のように大きな力は必要なく、レンズ２２を取付部材２３に取り付ける際に加える力を低減することができる。

さらに、レンズ２２の取付時には、ガイド部２３１５，２３１６によってレンズ２２がガイドされているため、レンズ２２の取付作業性が向上するという利点もある。また、レンズ２２を取付部材２３に取り付ける際には、レンズ２２の本体部２２１の上面がリブ２３１７，２３１８に接触しており、取付部材２３に対するレンズ２２の高さ位置を調整できる。

なお、本実施形態では、放熱部材２４の鍔部２４４，２４５を器具本体１にのみ接触させたが、器具本体１及び枠体５の少なくとも一方に接触させていればよい。したがって、放熱部材２４の鍔部２４４，２４５を枠体５にのみ接触させてもよいし、器具本体１及び枠体５の双方に接触させてもよい。

また、本実施形態では、発光素子としてＬＥＤチップ２１０を例に説明したが、発光素子はＬＥＤチップ２１０に限定されず、例えば有機ＥＬやレーザ・ダイオードなどであってもよい。さらに、本実施形態の照明器具１０は一例であって、例えば天井直付け型の照明器具に、本発明に係る光源ユニットを適用してもよい。

以上説明したように、本実施形態の光源ユニット２は、基板２１と、レンズ２２（光学部材）と、取付部材２３とを備える。基板２１は、一面にＬＥＤチップ２１０（発光素子）が実装される。レンズ２２は、ＬＥＤチップ２１０を覆うように配置されてＬＥＤチップ２１０から放射される光の配光を制御する。取付部材２３は、基板２１及びレンズ２２が取り付けられる。また、取付部材２３は、取付面と、ガイド部２３１４，２３１５，２３１６と、固定部２３２１とを有する。前記取付面は、基板２１が取り付けられる。ガイド部２３１４，２３１５，２３１６は、取付部材２３に対して前記取付面と平行な方向にレンズ２２をスライドさせる際にレンズ２２をガイドする。固定部２３２１は、レンズ２２を取付部材２３の所定位置までスライドさせた状態でレンズ２２を固定する。

また、本実施形態の光源ユニット２のように、固定部２３２１は、レンズ２２を取付部材２３に固定する位置と、レンズ２２を取付部材２３から取り外す位置との間で撓み可能であるのが好ましい。

また、本実施形態の光源ユニット２のように、取付部材２３は、前記取付面と交差する方向に突出し、且つレンズ２２を取付部材２３に取り付ける際にレンズ２２が接触するリブ２３１７，２３１８を有しているのが好ましい。

本実施形態の照明器具１０は、上記何れかの光源ユニット２と、光源ユニット２が取り付けられる器具本体１と、光源ユニット２に電源を供給する電源装置３（電源ブロック）とを備えている。

２１基板
２２レンズ（光学部材）
２３取付部材
２１０ＬＥＤチップ（発光素子）
２３１４，２３１５，２３１６ガイド部
２３２１固定部

Claims

一面に発光素子が実装された基板と、前記発光素子を覆うように配置されて前記発光素子から放射される光の配光を制御する光学部材と、前記基板及び前記光学部材が取り付けられる取付部材とを備え、
前記取付部材は、前記基板が取り付けられる取付面と、前記取付部材に対して前記取付面と平行な方向に前記光学部材をスライドさせる際に前記光学部材をガイドするガイド部と、前記光学部材を前記取付部材の所定位置までスライドさせた状態で前記光学部材を固定する固定部とを有し、
前記ガイド部及び前記固定部は、前記取付部材における前記取付面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする光源ユニット。
前記固定部は、前記光学部材を前記取付部材に固定する位置と、前記光学部材を前記取付部材から取り外す位置との間で撓み可能であることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
前記取付部材は、前記取付面と交差する方向に突出し、且つ前記光学部材を前記取付部材に取り付ける際に前記光学部材が接触するリブを有してい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。
請求項１〜３の何れか１項に記載の光源ユニットと、前記光源ユニットが取り付けられる器具本体と、前記光源ユニットに電源を供給する電源ブロックとを備えたことを特徴とする照明器具。