JP6389777B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は照明装置に関する。

従来、工場内などの高天井に設置する照明装置として、水銀灯を用いた照明装置が主流であった。しかし、近年、水銀灯を用いた照明装置に替わり、ＬＥＤを用いた照明装置が増加してきている。

特許文献１には、電源ＢＯＸを備えたＬＥＤ照明装置が記載されている。

特開2014-203720号公報

ここで、照明装置としては、軽量化が望まれている。

本発明は、軽量化を奏する照明装置の提供を目的とする。

本体支持部材と、該本体支持部材に取付けられる樹脂カバーと、該樹脂カバーに取付けられる透光カバーと、を有する本体と、該本体に取り付けられる複数のＬＥＤと、該本体の後面に取付けられるアームと、を有し、前記透光カバーは、前記本体における前面に前記ＬＥＤを覆うように取り付けられ、前記ＬＥＤへ電力を供給する点灯装置は、前記複数のＬＥＤの間で前記本体支持部材に取り付けられ、前記本体支持部材と前記樹脂カバーで作られる空間に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、軽量化を奏する照明装置を提供することができる。

照明装置１００の側面図である。 床面方向から見た際の照明装置１００の全体斜視図である。 天井方向から見た際の照明装置１００の全体斜視図である。 図１とは異なる向きの照明装置１００の側面図である。 樹脂カバー１６と本体底板部８０を取り外した状態の照明装置１００の全体斜視図である。 （ａ）本体支持部材１３を表側にして取り付けた状態の斜視図である。（ｂ）本体支持部材１３を裏側にして取り付けた状態の斜視図である。 強化ガラスを取り付けた状態の斜視図である。 鋼板やプラスチックの目隠しシートを取り付けた状態の斜視図である。 照明装置１００の分解斜視図である。

本発明の実施形態に係る照明装置１００は、下記の構成を特徴とするものである。本体２１と、光源１９と、を有し、光源１９は、ヒートシンク８を上部に有し、下部にＬＥＤを備え、光源１９と本体２１とは、ヒートシンク８が本体２１の上端より露出するよう取り付けられる照明装置において、ヒートシンク８は、略板状で同一方向を向く複数の凸部からなる凹凸部を有し、本体２１には３つ以上のヒートシンク８が一列となるように接続され、３つ以上のヒートシンク８のうち、両端のヒートシンク８の凹凸部の向きと、両端以外のヒートシンク８の凹凸部の向きとが異なることで、放熱をし易くすることが出来る。

以下、本発明の実施形態にかかる照明装置１００の構成を添付の図１〜図９を用いて説明する。また、実施形態内の説明の便宜上、図示しない天井側を上側、床面側を下側とする。

照明装置１００は、建築物、主に工場の内部の天井面などの高い天井を有する場所に用いられる。照明装置１００は、建築物に設けられた屋内配線器具と接続されることで外部電源と接続されるとともに所定の位置に固定されて使用されるものである。なお、使用位置の位置はこの限りでない。

図１は、照明装置１００の側面図である。後ほど詳述するが、照明装置１００は、アーム１と、光源１９と、本体２１と、から構成されている。図２は、図示しない天井面に設置された照明装置１００を床面方向から見た際の照明装置１００の全体斜視図である。図３は、照明装置１００を天井方向から見た際の照明装置１００の全体斜視図である。図４は、図１とは異なる向きの照明装置１００の側面図である。図５は、樹脂カバー１６と本体底板部８０を取り外した状態の照明装置１００の全体斜視図である。図６（ａ）は、本体支持部材１３を表側にして取り付けた状態の斜視図である。図６（ｂ）は、本体支持部材１３を裏側にして取り付けた状態の斜視図である。図７は、強化ガラスを取り付けた状態の斜視図である。図８は、鋼板やプラスチックの目隠しシートを取り付けた状態の斜視図である。図９は、照明装置１００の分解斜視図である。

図１に示すように、アーム１は、側面視で略凹形状となるよう形成された部材である。
アーム１は、板状の天井部１ａと、天井部１ａの両端部とは略垂直になるよう設けられた板状のアーム部１ｂと、天井部１ａとアーム部１ｂとをつなぐ傾斜部１ｃと、からなる。
天井部１ａとアーム部１ｂと傾斜部１ｃとにより、側面視で略凹形状となるように形成されている。アーム１は、照明装置１００全体の重さを支えるために、重量に耐えうる材料で形成することが望ましい。また、照明装置１００においては、アーム１の天井部１ａのみが天井と（建造物と）接する。照明装置１００から発せられた熱を建造物に伝える際は、アーム１を介して伝熱することになる。そのため、アーム１は伝熱性の良い材料で形成することが望ましい。伝熱性が良く、重量に耐えうる材料ということで、アーム１は鉄などの材料で形成することが望ましい。なお、鉄で形成した場合、点灯装置２０と、光源１９と、本体２１のアースの連続性を有することができる。なお、アーム１により、照明装置１００全体の重さを支えられれば良く、厚さや長さ、形状、材料を特に定めるものではない。

図１〜５に示すように、ヒートシンク８は先端中央を突起させた山型形状である。ヒートシンク８は、略板状の平板部と、平板部の一面に設けられる凹凸部と、からなり、全体として山型形状となっている部材である。凹凸部における凸部は略板状であり、複数の凸部が平板部から略垂直となるよう突出している。複数の凸部が設けられる向きは同一である。そのため、凹部も同一方向を向く。山型形状とすることにより、中央に位置するＬＥＤ１０からの熱と外部空気が接触し放熱し易いという効果を奏する。

ここで、山型形状とは、凸部の平板部からの高さを１つずつ変更し、中央に位置する凸部から両端に位置する凸部に行くに従い低くなるように設けたことで形成される形状である。本実施形態ではこちらを山型形状としている。こちらでは、凸部同士で重ならない部分が増えるため、外部空気と接する部分が増え、冷却効果を更に高めることが出来るという効果を奏する。

または、山型形状とは、個々の凸部における平板部からの高さを中央から端部に行くに従い低くなるようにし、その凸部を複数設けることで形成される形状である。なお、山型形状をこちらの形状とすると、ヒートシンク８を押出成型にて容易に加工ができるという効果を奏する。

図９に示すように、光源１９は、ヒートシンク８と、ＬＥＤ１０と、ＬＥＤ係止板１１と、から構成されている。前述の通り、ヒートシンク８の平板部の一面には凹凸部が設けられているが、ヒートシンク８の平板部の他面には、ＬＥＤ１０が取り付けられる。ＬＥＤ１０とヒートシンク８とは絶縁材（図示無し）を介して接続され、ＬＥＤ係止板１１によりＬＥＤ１０はヒートシンク８に固定されている。ＬＥＤ１０は、基板と、基板上に載置された発光素子と、から構成されている。発光素子で発生した熱は、基板、絶縁材（図示無し）を介し、ヒートシンク８へと伝わる。ヒートシンク８まで伝わった熱は、ヒートシンク８の凹凸部により外部空気に触れ、放熱される。なお、ヒートシンク８からの放熱効果を奏するものであれば、この形状に限らない。ヒートシンク８は、その役割上、放熱性の良い材料で形成することが望ましい。また、全体重量の関係もあるため、なるべく軽い材料で形成することが望ましい。よって、ヒートシンク８はアルミなどの材料で形成することが望ましい。

図９に示すように、本体２１は、本体支持部材１２と、反射筒１４と、筒部材１５と、樹脂カバー１６と、透光カバー１７と、本体前後板１８と、本体底板部８０と、から構成されている。

本体支持部材１２は、略板状の本体底板部１３と、本体支持部と、からなる。本体底板部１３は、略板形状の部分である。本体底板部１３には筒部材１５を取り付ける本体底板部開口部１３ａが設けられている。本体底板部開口部１３ａは光源１９の数と同じ数となるよう設けられている。本体支持部は、本体底板部１３の端部に、本体底板部１３から略垂直となるように設けられている板状の部分である。本実施形態においては、本体支持部はアーム部１ｂと同じ数となるように設けられている。

反射筒１４は、上面から下面に向かって徐々に断面積が広がる略円筒形状の部材である。反射筒１４の上面と下面には開口を有している。また、反射筒１４の内面は、鏡状になっている。反射筒１４の上面側には光源１９が取り付けられ、光源１９からの光を反射し下方（床面方向）に導く効果を奏する。

筒部材１５は、略円筒形状の部材である。筒部材１５の上面と下面には開口を有している。筒部材１５の内径は反射筒１４の外形と略等しく、反射筒１４を内部に係止することができる形状である。

反射筒１４を内部に備えた状態の筒部材１５と、本体底板部１３と、が接続される。筒部材１５が接続される位置は、本体底板部１３の本体底板部開口部１３ａが筒部材１５の開口に臨む位置である。

樹脂カバー１６は、上面と前後面とが開口した略直方体形状の部材である。樹脂カバー１６は、下面に反射筒１４の下面開口が臨むような樹脂カバー開口部１６ａを有している。本体前後板１８は略板状の部材である。樹脂カバー１６と本体前後板１８と本体支持部材１２とが接続されることにより、略直方体形状を形成し、その内部に反射筒１４と筒部材１５とＬＥＤ１０とＬＥＤ係止板１１と透光カバー１７とを備えている。なお、これらを内部に備えることが出来れば、略直方体形状に限るものではない。

本実施形態では、対向する２つの本体前後板１８の間に、２つの樹脂カバー１６が距離を開けて設けられている。照明装置１を組みたてたときに２つの樹脂カバー１６の間に、２つの樹脂カバー１６の壁と２つの本体前後板とによりできる□形状の開口を照明装置１００における開口部３０とする。開口部３０を設けたことによる効果については後述する。

透光カバー１７の材料としてはガラス、プラスチックなど透光性の材料であれば良い。

図１〜図５に示すように、アーム１のアーム部１ｂと、本体支持部材１２の本体支持部と、がネジで接続される。これにより、本体２１とアーム１とが接続される。本実施形態では、アーム部１ｂ側から見た際に、アーム１の天井部１ａと、本体支持部材１２の本体底板部１３とは略平行となるように接続されている。

図１〜図５に示すように、光源１９と、本体２１とは、本体支持部材１２の本体底板部１３にヒートシンク８をネジ止めすることで接続される。光源１９と本体２１との接続の際、本体支持部材の開口部からＬＥＤ１０が臨むように、かつヒートシンク８は本体２１の上部に位置するように接続される。

ヒートシンク８（光源１９）は、アーム１のアーム部１ｂの板の向き（上下方向）と、ヒートシンク８の凹凸部における凸部が設けられる方向が異なる向きとなるように、本体２１に取り付けられている。本実施形態では、１つの本体底板部１３に３つのヒートシンク８が接続されている。３つのヒートシンク８は一列となるように並べられ、かつ３つのヒートシンク８が、凹凸部の向きが異なるように本体底板部１３に接続されている。３つのうちの両端のヒートシンク８はアーム１の天井部１ａの向きと同じ向き（本体底板部１３の長手方向の向きと同じ向き）となるように接続され、３つのうちの中央のヒートシンク８はアーム１の天井部１ａの向きと直交する向き（本体底板部１３の短手方向の向きと同じ向き）となるように接続されている。

３つのヒートシンク８が、凹凸部の向きが異なるように本体底板部１３に接続されていることによる効果については後述する。

照明装置１００を点灯した際、照明装置１００において最も温度が高い部分は、ヒートシンク８である。そのため、ヒートシンク８を冷却することで照明装置１００全体の温度を下げることができる。ヒートシンク８を冷却する方法としては、ヒートシンク８からの放熱、またはヒートシンク８からどこかへの伝熱がある。照明装置において、熱と照射効率には相関関係があり、熱を下げることで照射効率の低下を抑制することができる。

ヒートシンク８を放熱するためには、ヒートシンク８の回りの空気が滞留しないことが望ましい。照明装置１００を点灯させたとき、ヒートシンク８の温度が上昇するため、ヒートシンク回りの空気はヒートシンク８からの放熱により暖められ、上昇する。ヒートシンク８近傍の空気に熱対流を起こし、熱対流を促進する構造をとることでヒートシンク８の冷却を促進することが可能となる。

ここで、ヒートシンク８が、凹凸部の向きが異なるように本体底板部１３に接続されていることによる効果について説明する。前述のように、ヒートシンク８は、凹凸部を有し、本体２１には３つのヒートシンク８が一列となるように設けられ、３つのヒートシンク８のうち両端のヒートシンク８の凹凸部の向きと、３つのヒートシンク８のうち中央のヒートシンク８の凹凸部の向きとが異なる。

上記のように、３つのヒートシンク８のうち両端のヒートシンク８の凹凸部の向きと、３つのヒートシンク８のうち中央のヒートシンク８の凹凸部の向きとが異なることにより外部からの空気を取り込み易くする効果が発生する。ヒートシンク８からの放熱により暖められた空気は上昇していき、熱対流を起こすことができる。熱対流により、ヒートシンク８周りの空気を冷却することができ、ヒートシンク８の冷却を促進することが可能となる。

本実施形態では、特に図７に示すように、３つのうちの両端のヒートシンク８はアーム１の天井部１ａの向きと同じ向き（本体底板部１３の長手方向の向きと同じ向き）となるように接続され、３つのうちの中央のヒートシンク８はアーム１の天井部１ａの向きと直交する向き（本体底板部１３の短手方向の向きと同じ向き）となるように接続されている。照明装置１００の周囲からヒートシンク８に入り込む空気のうち、本体前後板１８のある側の側部から照明装置１００に入り込む空気は、両端のヒートシンク８の凹凸部に入り、両端のヒートシンク８からの放熱により暖められ上昇する。

ここで、本体前後板１８のない側の側部から照明装置１００に入り込む空気は、中央のヒートシンク８の凹凸部に入り、中央のヒートシンク８からの放熱により暖められ上昇し、流れる。

両端のヒートシンク８を通過するうちに温められ上昇する空気は、中央のヒートシンク８の凹凸部に当たること、また上昇の流れに当たることにより、更に上昇し、流れる。

上記のように、３つのヒートシンク８のうち両端のヒートシンク８の凹凸部の向きと、３つのヒートシンク８のうち中央のヒートシンク８の凹凸部の向きとが異なり、かつ３つのヒートシンク８のうち両端に位置するヒートシンク８の凹凸部の向きが、中央に位置するヒートシンク８を向くように接続することで、熱対流を更に促進することができる。熱対流を更に促進することができるため、ヒートシンク８の冷却を更に促進することができるという効果を奏する。

また、本実施形態においては、アーム１に対して本体２１上面が垂直となるように設けているが、この限りではない。アーム１に対して本体２１上面が垂直以外の角度を有するように設けることも可能である。例えば、アーム１に対して本体２１上面が３０度となるように設けることが可能である。このように設けることで、光源１９の照射方向もアーム１の天井面に対して３０度傾けることが可能となり、所望の角度とすることが可能となる。

ヒートシンク８は、凸部両端を低くし、中央に行くに従い徐々に高くすることにより、本体外からの空気を取り込み易くことが出来る。

また、ヒートシンク８手前の本体底板部１３は平坦としており、本体外からの空気を清流させ安定した放熱を行うことが出来る。

また、ヒートシンク８は、本体底板部１３の上に複数配置することが出来、アーム１に平行となる凹部は、同一線上に配置することにより、本体外からの空気を両端から均一に呼び込み、中央へ集中させることにより、上方へ対流させることにより、発熱を低減することが出来る。

本実施形態において、１つの本体底板部１３に設けるヒートシンク８の数を３つ、開口部の数を１つなど、構成部品、部分の数を規定したがこの限りでない。同様の効果を奏するものであれば、数は増減してもよい。

樹脂カバー１６は、本体支持部材１２にパッキンを介して取り付けられる。また、本体支持部材１２の側面は、樹脂カバー１６の側面を覆うように取り付けられる。これにより、密閉性を有する照明装置を提供することができる。

点灯回路４は、本体支持部材１２と樹脂カバー１６で作られる空間に配置される。言い換えれば、本体２１内に点灯回路４が配置される。本実施形態において、点灯回路４の熱を放熱するために、点灯回路４は放熱板６０に取り付けられ、放熱板６０は本体支持部材１２に取り付けられる。本実施形態において、図９に示すように放熱板６０はコの字形状である。放熱板６０をコの字形状としているため、点灯回路４が複数ある場合、コの字状に立体的に配置することができる。立体的に配置すると、前後左右の幅方向の長さを短くすることができる。

なお、点灯回路４はコの字状の立体配置ではなく、全て並列して平面状に配置しても良い。平面状に配置すると、筐体内部の空間を大きくとることができ、組立てし易くなるという効果を奏する。また、本体底板部１３側に点灯回路を平面状に取り付けても良い。

図６(ａ)（ｂ）に記載のように、樹脂カバー１６は高さの異なる溝を有する。高さの異なる溝を有することにより、高さの異なる筒部材９と反射筒１０部品を取付ける場合でも、樹脂カバー１６を同一のもので共用出来るという効果を奏する。

本実施形態において、透光カバー１１は、ポリカで形成されており、略長方形の板形状をしている。透光カバー１１は、ＬＥＤからの光を透過する役割を持っており、透光性である。透光カバー１１は、ＬＥＤよりも床面側に位置している。透光カバー１１は、樹脂カバー１６に取り付けられる。

本体支持部材１２は、平らな面をしている金属製の部材であり、光源３と点灯回路４の放熱性を向上させることが出来る。本体支持部材１２は、樹脂カバー１６と別体であるため、長さや大きさを任意で変更させることができる。大きくすればするほど放熱性を向上させることができる。

樹脂カバー１６には、透光カバー１１を取り付ける以外に、図７のように強化ガラス７０を取り付けることができる。強化ガラス７０を取り付けることで、衝撃に強い照射面や、オイルミスト環境に対応させることが出来る。

本実施形態においては、光源１５のユニット数を６ユニットとしているが、この限りでない。必要なユニット数のみを用いればよい。例えば、４ユニット必要な場合、樹脂カバー１２に、図８のように鋼板やプラスチックの目隠しシート９０を取り付けることにより、６つ目のうち使用しない２つを塞ぐことができ、６ユニット用の樹脂カバーのほかに４ユニット用の樹脂カバーを作成することなく、４つ目とすることが出来る。

また、本体支持部材１２の筐体内側を塗装すること等により放射率を向上させると、筐体内部で熱放射により樹脂カバー１６に熱を伝えることができるため、放熱性を向上できる。

また、ヒートシンク２は、全て同じ大きさでなくても構わない。

本実施形態において、点灯回路４を本体２１内に搭載している。これにより、本体２１とは別体として電源ＢＯＸを有するものに比べて、照明装置１００の上下方向の高さを短くすることができるという効果を奏する。照明装置１００の上下方向の高さを短くすることにより、照明装置１００を天井等に取り付けた場合のＬＥＤの位置が高くなり、配光の範囲が広がるという効果も奏する。

更に、点灯回路４を本体２１内に搭載したものは、本体２１とは別に電源ＢＯＸを有するものに比べて、点灯回路４用の囲いを必要としないため、軽量化を図ることができるという効果を奏する。

１ アーム
１ａ 天井部
１ｂ アーム部
１ｃ 傾斜部
４ 点灯回路
８ ヒートシンク
１０ ＬＥＤ
１１ ＬＥＤ係止板
１２ 本体支持部材
１３ 本体底板部
１３ａ 本体底板部開口部
１４ 反射筒
１５ 筒部材
１５ａ 切り欠き
１６ 樹脂カバー
１６ａ 樹脂カバー開口部
１７ 透光カバー
１８ 本体前後板
１９ 光源
２０ 点灯装置
２１ 本体
６０ 放熱板
７０ 強化ガラス
８０ 本体底板部
９０ 目隠しシート
１００ 照明装置

Claims (2)

1. 本体支持部材と、該本体支持部材に取付けられる樹脂カバーと、該樹脂カバーに取付けられる透光カバーと、を有する本体と、該本体に取り付けられる複数のＬＥＤと、該本体の後面に取付けられるアームと、を有し、
   前記透光カバーは、前記本体における前面に前記ＬＥＤを覆うように取り付けられ、
   前記ＬＥＤへ電力を供給する点灯装置は、前記複数のＬＥＤの間で前記本体支持部材に取り付けられ、前記本体支持部材と前記樹脂カバーで作られる空間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
   
2. 前記点灯装置は、複数の点灯回路とコの字状の放熱板と、を有し、
   前記複数の点灯回路は、前記放熱板に、コの字状に立体的に配置され、前記本体支持部材に前記放熱板を介して取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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