JP6390931B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、半導体発光素子を用いた照明器具に関する。

例えばシーリングライトなどの照明器具では、器具本体の下面に複数のＬＥＤ素子が配置され、この器具本体の下面側をセードで覆っている。

一般に、器具本体の中央には、開口部が形成され、この開口部に引掛シーリングに取り付けるための取付構造が設けられていて、下面側がセードで覆われている。

特開２０１１−１３４６８４号公報

しかしながら、上記のような照明器具において、セードに輝度むらが生じる場合がある。
本発明が解決しようとする課題は、セードの輝度を均一化できる照明器具を提供することである。

実施形態の照明器具は、一面の中央に開口部を有する器具本体と、前記開口部を囲むように環状に形成され器具本体の一面に配設された半導体発光素子を複数列実装する発光モジュール基板と、前記発光モジュール基板の開口部に対応する開口を有する平板の環状に形成され、この平板から連続する入射面である凹部および凹部の外面に光を出射する出射面からなる配光制御体が形成され、前記半導体発光素子を前面から覆うカバー部と、前記器具本体の一面側を覆うセードと；を具備し、前記配光制御体は、前記複数列の半導体発光素子のうち、前記開口側である内側の半導体発光素子に対向している配光制御体より前記平板の環状の外側の半導体発光素子に対向している配光制御体の方が光の拡散度が大きくなるように形成されている。

本発明の実施形態によれば、セードの全体の輝度の均一化が期待できる。

一実施形態を示し、(a)(b)に器具本体からの突出部の突出高さが異なる照明器具を示す断面図である。 同上照明器具の分解状態の斜視図である。 同上照明器具の配光制御体の断面図である。 同上配光制御体による配光図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。

図１および図２に示すように、照明器具10は、天井面に設置されている引掛シーリングにアダプタを介して取り付けられる円形のシーリングライトである。なお、照明器具10から光を照射する方向を前面側、前面側に対して反対側を背面側と呼び、これら前面側および背面側は設置状態の照明器具10の下面側および上面側に対応する。

照明器具10は、器具本体11を備え、この器具本体11の下面側に発光モジュールの基板12、透光カバー13およびセード14が取り付けられ、器具本体11の上面側に枠体15およびケース16が取り付けられる。ケース16には器具取付部としてのアダプタガイド17および点灯回
路18などが取り付けられている。

そして、器具本体11は、金属製で円盤状に形成されている。器具本体11の一面である下面には、中央域に円形の突出部21が一体に突出され、突出部21の周囲に環状の半導体発光素子配置部としての基板配置部22が形成され、基板配置部22と周辺部のフランジ部23との間に環状の凹部24が形成されている。

突出部21の中央にはアダプタガイド17が嵌り込む開口部25が形成され、開口部25の側部に窓孔26が形成され、周辺部には被取付部として周方向に長い長孔状の複数の爪挿通孔27およびねじ止め用の１つの取付孔28が形成されている。

基板配置部22には、ケース16を取り付けるための環状の台部29が器具本体11の上面側に突出形成されている。基板配置部22の周辺部には、半球状の複数の凸部30が突設されているとともに周方向に長い長孔状の複数の爪挿通孔27が形成されている。

凹部24には、セード14を器具本体11に対して回動させることによってセード14を着脱可能に取り付ける複数のセード取付金具31が取り付けられている。セード取付金具31は、基板配置部22から突出せず、凹部24内に収容されている。

また、発光モジュールの基板12は、半環状に形成されており、一対の基板12が器具本体11の基板配置部22に配置されることによって一対の基板12が環状に組み合わされる。基板12は、例えば金属、セラミックスおよび樹脂などの材料で形成されている。基板12の周辺部には、各凸部30と凹凸嵌合する複数の嵌合孔34が形成されている。

基板12の前面には、配線パターンが形成され、この配線パターンに接続されて例えばＬＥＤ素子や有機ＥＬなどを含む複数の半導体発光素子が同心円上に複数列実装されている。実施形態では、半導体発光素子として、面実装タイプのＳＭＤパッケージ式のＬＥＤ素子35が用いられ、これら複数のＬＥＤ素子35が基板12に円周方向に沿って等間隔に配列されているとともに同心円上に２列配置されている。ＬＥＤ素子35の発光部は基板12に対して反対方向であって照明器具10の設置状態で直下方向に向けられる。さらに、基板12の前面には、配線パターンを覆って高反射率特性を有する反射面36が形成されている。

また、透光カバー13は、光透過性および導光性を有する透明な樹脂製で、中央に開口部39が開口する環状に形成されている。透光カバー13は、基板12を器具本体11との間に覆うことが可能な大きさに形成された環状で平板状のカバー部40を有している。

このカバー部40には、同心円上に２列に配列されるＬＥＤ素子35にそれぞれ対向してＬＥＤ素子35が発する光の配光を制御する環状の配光制御体41が同心円上に２列形成されている。図３に示すように、配光制御体41は、ＬＥＤ素子35を収容する凹部42を有する山形に形成され、凹部42に面してＬＥＤ素子35からの光を入射する入射面41aが形成され、外面に配光制御体41内に入射した光を出射する出射面41bが形成されている。

配光制御体41は、基準軸43を中心として器具本体11の中央側方向と反対の外側方向とに軸対称の断面形状に形成されているとともに、基準軸43がＬＥＤ素子35の発光部の中心35aより器具本体11の外側方向に位置されている。言い換えれば、ＬＥＤ素子35の発光部の中心35aが配光制御体41の基準軸43より器具本体11の中央側方向に位置されている。

配光制御体41の基準軸43より外周側の入射面41aおよび出射面41bの少なくともいずれか一方には、例えば凹凸パターンによる光拡散面が形成されている。さらに、その光拡散面による拡散特性は、器具本体11の中央側方向から外側方向に向かうにしたがって徐々に拡散度が増すように形成されている。また、同心円上の複数列の配光制御体41のうち、内周側の配光制御体41より外周側の配光制御体41の方が、光拡散面の拡散度が大きくなるように形成されている。

図２に示すように、透光カバー13の背面側で内周側および外周側には、器具本体11の各爪挿通孔27に挿通可能とする複数の爪部44が一体に突出形成されている。これら複数の爪部44は、透光カバー13の周方向の一方である装着回動方向へ向けて略Ｌ字形に形成されている。そして、各爪部44を器具本体11の各爪挿通孔27に挿通して透光カバー13を装着回動方向に回動させることにより、各爪部44の先端が器具本体11の背面側に乗り上げて透光カバー13を器具本体11に向けて引き寄せるとともに、各爪部44が器具本体11の背面側に引っ掛かって器具本体11と透光カバー13との間に基板12を挟持した状態で器具本体11と透光カバー13とが固定される。

透光カバー13の内周部の１箇所にはねじ挿通孔46が設けられている。ねじをねじ挿通孔46を通じて器具本体11の取付孔28にねじ込むことにより、透光カバー13が装着回動方向に対して反対の取外し回動方向に回動するのが規制される。

また、セード14は、透光性を有する乳白色の樹脂製で、上面側が開口され、上面側の内周縁部に各セード取付金具31に取り付けられる取付段部が形成されている。器具本体11に取り付けられるセード14により、器具本体11の下面、基板12および透光カバー13などが覆われる。

図１(a)に示すように、器具本体11の中央に対向するセード14の中央部分14aは、円周上の各ＬＥＤ素子35から突出部21の周辺部に接して延びる接線である仮想線48が器具本体11の中央側で交差する交点Ｐの位置より器具本体11側から離反する位置に配置されている。

また、図２に示すように、枠体15は、透光性を有する樹脂製で環状に形成され、内周側縁部が器具本体11の上面側周縁部に取り付けられる。枠体15の下面の１箇所には一対のセンサ用窓孔50が形成されている。

また、ケース16は、金属製で、周辺部に下面側に突出する側壁部53が形成され、この側壁部53が器具本体11の台部29上に取り付けられている。ケース16内には器具本体11の上面との間にアダプタガイド17や点灯回路18を収容して取り付ける収容空間54を形成している。ケース16の上面には、照明器具10を天井面に設置した際に天井面との間で圧縮されて照明器具10のがたつきを防止したり照明器具10が回転するのを防止する複数のクッション材55が取り付けられている。

また、アダプタガイド17は、筒状に形成され、天井面に設置されている引掛シーリングに装着されたアダプタに嵌め込むことにより、アダプタに着脱可能に取り付けられる。アダプタガイド17には、器具本体11の窓孔26から下面側に臨む常夜灯58やリモコン番号切換スイッチ部59などが配置されている。なお、常夜灯58やリモコン番号切換スイッチ部59などは、点灯回路18の基板上に配置してもよい。

また、点灯回路18は、アダプタガイド17の周囲に配置されてケース16側に固定された回路基板62を有し、この回路基板62上に点灯回路18を構成する各種の電子部品が実装されている。点灯回路18の電源入力側にはアダプタおよび引掛シーリングを介して商用交流電源が入力され、点灯回路18の電源出力側は基板12の配線パターンを通じて複数のＬＥＤ素子35に接続されている。そして、点灯回路18は、交流電源を整流平滑し、所定の直流電源に変換してＬＥＤ素子35に供給する。

さらに、点灯回路18は、照度センサ63で照明器具10が設置される照明空間の明るさを検知してＬＥＤ素子35の出力を自動的に調整する機能を有している。
照度センサ63は器具本体11および枠体15の上面に取り付けられるセンサケース65に収容され、枠体15のセンサ用窓孔50に対向して配置される。

次に、照明器具10を組み立てるには、アダプタガイド17および点灯回路18などを取り付けたケース16を器具本体11の上面に取り付ける。さらに、枠体15を器具本体11の上面に取り付け、照度センサ63を点灯回路18に電気的に接続するとともに、照度センサ63を保持しているセンサケース65を器具本体11および枠体15の上面に取り付ける。

器具本体11の基板配置部22が上方に向くように上下を反転させた状態で、基板配置部22上に各基板12を載置し、基板12の各嵌合孔34を基板配置部22の各凸部30に凹凸嵌合させる。これにより、基板12が器具本体11の基板配置部22の面に沿った方向（水平方向）の位置が位置決め保持される。さらに、両基板12間や基板12と点灯回路18との間の配線を行う。

基板12を覆うように透光カバー13を被せながら、透光カバー13の各爪部44を器具本体11の各爪挿通孔27に挿通させ、透光カバー13を装着回動方向に回動させることにより、各爪部44の先端が器具本体11の背面側に乗り上げて透光カバー13を器具本体11に向けて引き寄せる。このとき、透光カバー13が基板12に当接し、基板12を器具本体11に押圧する。そして、各爪部44が器具本体11の背面側に引っ掛かると、器具本体11と透光カバー13との間に基板12を挟持した状態で器具本体11と透光カバー13とが固定される。

ねじを透光カバー13のねじ挿通孔46を通じて器具本体11の取付孔28にねじ込んで固定し、透光カバー13が装着回動方向に対して反対の取外し回動方向に回動するのを規制する。

基板12および透光カバー13などを覆うようにセード14を器具本体11に被せ、所定の装着回動方向に回動させることにより、セード14をセード取付金具31に取り付ける。
なお、照明器具10の組立順序は、このような順序に限られるものではない。

そして、照明器具10を設置するには、予めセード14を外した照明器具10のアダプタガイド17を天井面の引掛シーリングに装着したアダプタに取り付ける。アダプタから導出されている配線を点灯回路18側と接続し、引掛シーリングと点灯回路18とを電気的に接続する。セード14を器具本体11に装着する。

そして、商用交流電源が点灯回路18に供給されることにより、点灯回路18から複数のＬＥＤ素子35に点灯電力が供給され、複数のＬＥＤ素子35が点灯する。

複数のＬＥＤ素子35が発生する光は、透光カバー13の配光制御体41によって配光が制御されてセード14に入射し、セード14を透過して照明空間に照射される。
また、照度センサ63で照明器具10が設置される照明空間の明るさを検知し、点灯回路18がＬＥＤ素子35の出力を自動的に調整する。

また、ＬＥＤ素子35が発生する熱は、基板12から器具本体11に熱伝導され、器具本体11から効率よく放熱される。一方、点灯回路18が発生する熱は、ケース16に伝わり、ケース16から効率よく放熱される。そのため、ＬＥＤ素子35が発生する熱と点灯回路18が発生する熱とが干渉し合うことが少なく、それぞれが発生する熱を効率よく放熱することができる。

このように構成された照明器具10では、図１(a)に示すように、器具本体11の中央に対向するセード14の中央部分14aは、円周上の各ＬＥＤ素子35から突出部21の周辺部に接して延びる接線である仮想線48が器具本体11の中央側で交差する交点Ｐの位置より器具本体11側から離反する位置に配置されている。

仮に、セード14の中央部分14aが交点Ｐの位置より器具本体11に近い位置にある場合、セード14の中央部分14aにＬＥＤ素子35からの光が突出部21で遮れて出きる影が映り、セード14の中央部分14aが暗くなる。

セード14の中央部分14aが交点Ｐの位置より器具本体11側から離反する位置に配置されていることにより、セード14に影が映るのを防止でき、セード14全体の輝度を均一にできる。

また、図１(a)には、天井面とＬＥＤ素子35との間の距離が広く、器具本体11の下面からの突出部21の突出量が小さい照明器具10を示したが、図１(b)には、天井面とＬＥＤ素子35との間の距離が狭く、器具本体11の下面からの突出部21の突出量が大きい照明器具10を示す。図１(b)に示す照明器具10の場合にも、セード14の中央部分14aが交点Ｐの位置より器具本体11側から離反する位置に配置されていることにより、セード14に影が映るのを防止でき、セード14全体の輝度を均一にできる。

また、ＬＥＤ素子35が同心円上に複数列配列されている場合には、最内周列のＬＥＤ素子35から突出部21の周辺部に接する仮想線48の交点Ｐを基準とすることにより、セード14に影が映るのを防止でき、セード14全体の輝度を均一にできる。

また、配光制御体41は、基準軸43を中心として器具本体11の中央側方向と反対の外側方向とに軸対称の断面形状に形成されているとともに、基準軸43がＬＥＤ素子35の発光部の中心35aより器具本体11の外側方向に位置されている。この配光制御体41による配光図を図４に示す。図４において、０°が直下方向、プラス角度側が器具本体11の中央側方向、マイナス角度側が器具本体11の外側方向である。

図４からわかるように、光度が、器具本体11の中央側方向の方が外側方向に比べて大きくなっている。これは、ＬＥＤ素子35の発光部が配光制御体41の内周側に近いために、配光制御体41の内周側から出射する光が外周側から出射する光より多くなるためである。器具本体11の中央に引掛シーリングへの取付構造を設けたり点灯回路18を収容する突出部21があるため、この突出部21の周囲に配置されるＬＥＤ素子35からセード14の中央部分14aとの間の距離が離れてしまうが、このような配光特性を有することにより、セード14の中央部分14aを明るくし、セード14全体の輝度を均一にできる。

なお、配光制御体41による器具本体11の中央側方向への配光のピークは、上述した交点Ｐに一致されている。そのため、セード14の中央部分14aを明るくでき、セード14全体の輝度を均一にできる。

また、配光制御体41の基準軸43より外周側の入射面41aおよび出射面41bの少なくともいずれか一方には光拡散面が形成されているため、セード14の周辺部の輝度むらを低減し、セード14全体の輝度を均一にできる。

さらに、その光拡散面による拡散特性は、器具本体11の中央側方向から外側方向に向かうにしたがって徐々に拡散度が増すように形成されている。また、同心円上の複数列の配光制御体41のうち、内周側の配光制御体41より外周側の配光制御体41の方が、光拡散面の拡散度が大きくなるように形成されている。これにより、拡散特性の有無境界が目立たず、セード14全体の輝度を均一にできる。
なお、照明器具は、円形のシーリングライトに限らず、四角形や多角形の照明器具にも適用できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 照明器具
11 器具本体
14 セード
14a 中央部分
21 突出部
35 半導体発光素子としてのＬＥＤ素子
35a 中心
41 配光制御体
43 基準軸
48 仮想線
Ｐ 交点

Claims (1)

1. 一面の中央に開口部を有する器具本体と；
   前記開口部を囲むように環状に形成され器具本体の一面に配設された半導体発光素子を複数列実装する発光モジュール基板と；
   前記発光モジュール基板の開口部に対応する開口を有する平板の環状に形成され、この平板から連続する入射面である凹部および凹部の外面に光を出射する出射面からなる配光制御体が形成され、前記半導体発光素子を前面から覆うカバー部と；
   前記器具本体の一面側を覆うセードと；を具備し、
   前記配光制御体は、前記複数列の半導体発光素子のうち、前記開口側である内側の半導体発光素子に対向している配光制御体より前記平板の環状の外側の半導体発光素子に対向している配光制御体の方が光の拡散度が大きくなるように形成されていることを特徴とする照明器具。

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