JP6417494B2 - 照明装置 - Google Patents

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    • F21LIGHTING
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Description

本発明は天井面に設置される照明装置に関する。
近年、発光ダイオード(LED;Light Emitting Diode)等の発光素子を光源として用いる照明装置が普及している。そのような照明装置として、例えば、複数のLED等の発光素子を線状に実装した長尺状の光源実装基板をフレーム部材に取り付け、LEDをDC(直流)電圧で駆動するためにAC(交流)電圧をDC電圧に変換して電源送給するためのスイッチング電源をフレーム部材内部に収納し、光源実装基板をカバーするとともに照射光を拡散させる拡散部としても機能するカバー部材を取り付けて構成された、一般にベースライトと呼ばれる照明装置が知られている。
従来のベースライトは、フレーム部材には加工優位性や軽量であることを理由にアルミ又はアルミ合金製の部材が用いられ、カバー部材には光拡散性に優れた樹脂が使用されている。このような照明装置を使用する場合、例えば特許文献1に記載されているように、光源部(LED基板)から発生する熱によってフレーム部材及びカバー部材が膨張する熱膨張現象が起きている。例えば2400mmの本体長を有する照明装置の場合、長手方向で3mm程度の膨張幅が認められるが、照明装置を単体で使用するのであればその程度の膨張幅は許容範囲内であり、照明装置の使用上で熱膨張現象が問題になることはなかった。
特開2015−146263
ところが、最近はドラッグストア等の店内を特に明るく照らす需要がある場所において、照明装置を複数密接させて縦列に配置、すなわち長手方向に並べて配置することが増えている。単独での使用であれば特に熱膨張現象が問題になることはなかったが、複数台の照明装置を密接させて縦列に配置すると、熱膨張による影響が並べた台数分足し合わされることになる。例えば、上述の2400mmの長さの照明装置を10台縦列に並べて配置した場合、熱膨張による長さの増分は全体で30mm(3mm×10台)にもなり、フレーム部材やカバー部材の変形・破損に繋がるおそれがある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、複数密接させて縦列に配置する場合にも、熱膨張による影響を受けることがない照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、長尺状の光源部が設けられた、第1の金属製の長尺状のフレーム部材と、前記光源部を覆うように前記フレーム部材に取り付けられる、樹脂製の長尺状のカバー部材と、前記フレーム部材を挟んで前記カバー部材に相対するように前記フレーム部材に取り付けられる、前記第1の金属よりも熱膨張係数が小さい第2の金属製の長尺状のベース部材と、を備え、前記フレーム部材が前記カバー部材よりも長く、前記フレーム部材の少なくとも何れか一方の端部に前記カバー部材の熱膨張による変形を許容する第1スペースが設けられており、前記ベース部材が前記フレーム部材よりも長く、前記ベース部材の少なくとも何れか一方の端部に前記フレーム部材の熱膨張による変形を許容する第2スペースが設けられている照明装置を提供する(発明1)。
上記発明(発明1)によれば、フレーム部材がカバー部材よりも長く、フレーム部材の少なくとも何れか一方の端部にカバー部材の熱膨張による変形を許容する第1スペースが設けられているため、照明装置の使用時に光源部から発生する熱によってカバー部材が長さ方向に膨張しても、当該第1スペースがその膨張分を吸収し、更にベース部材がフレーム部材よりも長く、ベース部材の少なくとも何れか一方の端部にフレーム部材の熱膨張による変形を許容する第2スペースも別途設けられているため、カバー部材のみならずフレーム部材が長さ方向に膨張しても、当該第2スペースがその膨張分を吸収することにより、照明装置を複数密接させて縦列に配置する場合にも、熱膨張による影響を受けることがない。加えて、カバー部材が樹脂製であり、フレーム部材が金属製であることにより両者の熱膨張による膨張の度合いが異なり、カバー部材の方がフレーム部材よりも膨張分が大きくなるが、先にカバー部材が熱膨張して第1スペースを満たしてしまい、カバー部材が更に熱膨張してフレーム部材を押し延ばしてしまっても、フレーム部材の膨張分を第2スペースが別途吸収する構造となっているため、カバー部材にだけ特別に広い膨張吸収スペースを設ける必要がない。このとき、ベース部材はフレーム部材よりも熱膨張係数が小さい第2の金属製となっているため、光源部から発生する熱によってベース部材が熱膨張することはほとんどなく、照明装置の全長は使用時においてもほぼ維持される。
上記発明(発明1)においては、前記第1の金属の熱膨張係数が20〜28(×10−6/℃)であり、前記第2の金属の熱膨張係数が10〜12(×10−6/℃)であることが好ましい(発明2)。
上記発明(発明1,2)においては、前記フレーム部材の少なくとも何れか一方の端部に第1エンド部が設けられており、前記カバー部材の端部が前記第1エンド部の一部を覆うように、前記カバー部材が前記フレーム部材に取り付けられていることが好ましい(発明3)。
上記発明(発明3)によれば、カバー部材の端部がフレーム部材の同じ側の端部に設けられている第1エンド部の一部と重なり合うことになり、カバー部材よりもフレーム部材を長くすることにより設けられる第1スペースは第1エンド部上に設けられることになる。したがって、カバー部材よりもフレーム部材を長くしても、外観上カバー部材とフレーム部材との間に隙間ができることはなく、照明装置の見栄えが悪くなることや照明性能が低下することもない。
上記発明(発明3)においては、前記第1エンド部が樹脂製であることが好ましい(発明4)。
上記発明(発明4)によれば、外観上照明装置全体の一体感が損なわれることがない。
上記発明(発明1〜4)においては、前記ベース部材の少なくとも何れか一方の端部には第2エンド部が設けられており、前記フレーム部材の端部が前記第2エンド部の一部を覆うように、前記フレーム部材が前記ベース部材に取り付けられていることが好ましい(発明5)。
上記発明(発明5)によれば、フレーム部材の端部がベース部材の同じ側の端部に設けられている第2エンド部の一部と重なり合うことになり、フレーム部材よりもベース部材を長くすることにより設けられる第2スペースは第2エンド部上に設けられることになる。したがって、フレーム部材よりもベース部材を長くしても、外観上フレーム部材とベース部材との間に隙間ができることはなく、照明装置の見栄えが悪くなることや照明性能が低下することもない。
上記発明(発明5)においては、前記第2エンド部が樹脂製であることが好ましい(発明6)。
上記発明(発明6)によれば、外観上照明装置全体の一体感が損なわれることがない。また、第2エンド部が樹脂製であれば、隣接する照明装置に当接する第2エンド部の側壁面を開口させることができ、その開口を用いて隣接する照明装置間に配線を通すことができるようになる。
本発明の照明装置は、複数密接させて縦列に配置する場合にも、熱膨張による影響を受けることがない。
本実施形態に係る照明装置の構造を示す斜視図である。 同照明装置の構造を分解状態で示す分解斜視図である。 同照明装置の構造を分解状態で示す分解断面図である。 同照明装置のフレームエンド部材の構造を示す説明図である。 同照明装置のベースエンド部材の構造を示す説明図である。 同照明装置の熱膨張前後における各部材の状態を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。まず最初に、本実施形態に係る照明装置1の構造を、図1〜5を参照しながら説明する。照明装置1は、建造物躯体(不図示)から鉛直下方向に延設されたアンカーボルト(不図示)に固定部材(不図示)等を介して固定されることにより室内の天井面(不図示)に取り付けられるものである。なお、図1〜5の各図においては、説明の都合上、照明装置1は天井面に取り付けられる側が下になっており、すなわち実際に天井面に照明装置1を取り付けた状態とは天地逆に描かれている。
照明装置1は、長尺状のフレーム部材2と、フレーム部材2の上面側を覆うようにフレーム部材2に取り付けられた長尺状のカバー部材3と、フレーム部材2の内部に収容されるように、かつフレーム部材2を挟んでカバー部材3に相対するようにフレーム部材2に取り付けられたベース部材4と、フレーム部材2の底面外側に装着された長尺状の光源部であるLED実装基板5と、フレーム部材2の内部に収容されてLEDへ駆動電力を供給するスイッチング電源(不図示)から構成されている。
フレーム部材2は、天井面に取り付けられる側(図2及び3における下側)が開放され、上面側が略平坦に形成された、平面視矩形かつ長手方向断面視富士山形の台形状を有する長尺状のフレーム本体21の両端に、ビス止め等の固定手段で二つのフレームエンド部材22を取り付けてなるものである。フレーム本体21の上面内側には、複数枚の平板状フィンを立設してなるヒートシンク211が形成されている。またフレーム本体21の上面外側には、LED実装基板5をスライド挿入して装着可能な基板装着スロット212が形成されている。さらにフレーム本体21の上面両端部には、カバー部材3をフレーム部材2に取り付けるための取付溝部213が形成されている。これらのヒートシンク211、基板装着スロット212及び取付溝部213は、全てがフレーム本体21と一体的に形成されている。
本実施形態のフレーム部材2のフレーム本体21は、アルミニウム合金の押し出し成形加工によって製造されており、ヒートシンク211、基板装着スロット212、取付溝部213を一体成型したものである。フレーム本体21の原材料として用いられる金属は必ずしもアルミニウム合金に限られるものではなく、少なくとも熱膨張係数が20〜28(×10−6/℃)の範囲にある金属、例えばマグネシウム合金等であれば好適に用いることができる。またフレーム本体21の製造方法も原材料として用いられる金属の特性に応じて適宜選択することができる。
フレームエンド部材22は、図4に示すように、フレーム本体21の端部に取り付けられたときに外側に位置してフレーム部材2の側壁として機能する側壁部221と、フレーム本体21の端部に取り付けられたときに内側に位置してフレーム本体21の端部に嵌合し、後述するカバー部材3の端部の内側に入り込んで重なり合う嵌合部222とからなる。
側壁部221は、台形状の側壁台形部221aの上部に楕円形状の側壁楕円部221bが結合した形状を有する。側壁台形部221aの両側の傾斜面は、フレーム本体21の上面両端部の取付溝部213から延設された傾斜面に対応する傾斜角を有している。また、側壁楕円部221bの楕円形状は、カバー部材3の楕円形状に対応する形状となっている。
嵌合部222は、側壁台形部221aよりもやや小さな台形状の嵌合台形部222aの上部に、側壁楕円部221bよりもやや小さな楕円形状の嵌合楕円部222bが結合した形状を有する。嵌合台形部222aの両側の傾斜面は、フレーム本体21の上面両端部の取付溝部213から延設された傾斜面に対応する傾斜角を有しており、フレーム本体21の上面両端部の取付溝部213から延設された傾斜面の一部が嵌合台形部222aの傾斜面に当接している。また、嵌合楕円部222bの楕円形状は、カバー部材3の楕円形状に対応する形状となっており、カバー部材3の端部が嵌合楕円部222bの一部を覆うように、カバー部材3をフレーム部材2に取り付けることができる。
フレームエンド部材22は、例えばABSやポリカーボネート等の樹脂の射出成形により製造される。フレームエンド部材22を樹脂製とすることにより、各部材を組み合わせて照明装置1を構成した際にも外観上の一体感が損なわれることがない。
カバー部材3は、図2及び3に示すように、LED実装基板5をカバーするとともに、LEDの照射光を拡散させる拡散部材としても機能する樹脂製の長尺状部材である。カバー部材3は、フレーム部材2のフレーム本体21の上面両端に形成された取付溝部213に、カバー部材3の下側両端辺に形成された取付爪部31を嵌合させることによって、フレーム部材2に取り付けられる。カバー部材3は、断面楕円形の管の下部(フレーム部材2に取り付けられる側)が開放された断面視C字形状を有し、例えば乳白色のポリカーボネート製とすることができる。
ベース部材4は、図2及び3に示すように、天井面に取り付けられる側(図2及び3における上側)が開放され、底面側が略平坦に形成された、平面視矩形かつ長手方向断面視C字形状を有する樋形の長尺状のベース本体41の両端に、ビス止め等の固定手段で二つのベースエンド部材42を取り付けてなるものである。ベース本体41内側には、ベース部材4にフレーム部材2を固定するための複数個のトーションばね(不図示)が間隔を空けて取り付けられている。
本実施形態のベース部材4のベース本体41は鉄製であり、鋼板のベンダー加工やロール鋼板のロールフォーミングによって製造される。ベース本体41の原材料として用いられる金属は必ずしも鉄に限られるものではなく、少なくともフレーム部材2のフレーム本体21に用いられる金属よりも熱膨張係数が小さい金属であればよく、熱膨張係数が10〜12(×10−6/℃)の範囲にある金属、例えばステンレス鋼(SUS400番台)等であれば好適に用いることができる。またベース本体41の製造方法も原材料として用いられる金属の特性に応じて適宜選択することができる。
ベースエンド部材42は、図5に示すように、ベース本体41の端部に取り付けられた時に外側に位置してベース部材4の側壁として機能する側壁部421と、ベース本体41の端部に取り付けられた時に内側に位置してベース本体41の端部に嵌合し、フレーム部材2のフレーム本体21の端部の内側に入り込んで重なり合う嵌合部422とからなる。
側壁部421は、側面視富士山形状のプレート部421aに、高さがプレート部421aよりも低く、両側の傾斜面がプレート部421aの両側の傾斜面から連続するとともに同じ傾斜角を有する、側面視富士山形状のブロック部421bが貼り合わされた形状を有する。また、嵌合部422は、高さは側壁部421のブロック部421bと同じだが、両側の傾斜面がブロック部421bよりも少し中心寄りを起点に形成されている、側面視富士山形状を有する。側壁部421のプレート部421a及びブロック部421b、並びに嵌合部422の両側の傾斜面は、いずれもフレーム本体21の上面両端部の取付溝部213から延設された傾斜面に対応する傾斜角を有しており、フレーム部材2にベース部材4を取り付けた状態においては、フレーム本体21の上面両端部の取付溝部213から延設された傾斜面の一部が嵌合部422の傾斜面に当接する。
ベースエンド部材42は、例えばABSやポリカーボネート等の樹脂の射出成形により製造される。ベースエンド部材42を樹脂製とすることにより、各部材を組み合わせて照明装置1を構成した際にも外観上の一体感が損なわれることがない。また、ベースエンド部材42の側壁部421には略矩形状にスリット421cが入れられており、このスリット421cに囲まれた部分を押し込むことにより側壁部421に開口を設けることができる。このようにベースエンド部材42が樹脂製であれば、複数の照明装置1を縦列に並べて配置する際に、隣接する他の照明装置に当接するベースエンド部材42の側壁面を容易に開口させることができ、その開口を用いて隣接する照明装置間に配線を通すことが可能となる。
LED実装基板5は、長尺状のLED基板に複数のLEDを所定の間隔で配列してなるものであり、フレーム部材2のフレーム本体21の上面外側に形成された基板装着スロット212にスライド挿入して装着される。LED実装基板5は基板装着スロット212に着脱自在に挿入されているだけであり、必要に応じて容易に交換可能な構造となっている。
スイッチング電源(不図示)は、LEDをDC(直流)電圧で駆動するために、天井面内部から延びる電源ケーブル(不図示)を経て供給されるAC(交流)電圧をDC電圧に変換し、LED実装基板5へ送電するためのものであり、フレーム部材2の内部に収容され、ヒートシンク211上に載置・固定される。あるいはスイッチング電源(不図示)はベース部材4の内部に収容され、フレーム部材2にベース部材4を取り付けた状態において、ヒートシンク211に当接するように固定されていても良い。
本実施形態においては、フレーム部材2がカバー部材3よりも長く形成されており、カバー部材3の端部がフレーム部材2のフレームエンド部材22の嵌合楕円部222bの一部を覆うように、カバー部材3がフレーム部材2に取り付けられるが、図1に示すように、カバー部材3をフレーム部材2に取り付けたときにカバー部材3の端部とフレームエンド部材22の側壁部221との間にはまだ余裕があり、これがカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第1スペースSとして機能する。
ここで、カバー部材3の端部がフレーム部材2の同じ側の端部に設けられているフレームエンド部材22の一部と重なり合うことになり、カバー部材3よりもフレーム部材2を長くすることにより設けられる第1スペースSはフレームエンド部材22上に設けられることになる。したがって、カバー部材3よりもフレーム部材2を長くしても、外観上カバー部材3とフレーム部材2との間に照明装置1の内部が露出するような隙間ができることはなく、照明装置1の見栄えが悪くなることや照明性能が低下することもない。
また、本実施形態においては、ベース部材4がフレーム部材2よりも長く形成されており、フレーム部材2の端部がベース部材4のベースエンド部材42の嵌合部422の一部を覆うように、フレーム部材2がベース部材4に取り付けられるが、図1に示すように、フレーム部材2をベース部材4に取り付けたときにフレーム部材2の端部とベースエンド部材42の側壁部421との間にはまだ余裕があり、これがフレーム部材2及びカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第2スペースSとして機能する。
ここで、フレーム部材2の端部がベース部材4の同じ側の端部に設けられているベースエンド部材42の一部と重なり合うことになり、フレーム部材2よりもベース部材4を長くすることにより設けられる第2スペースSはベースエンド部材42上に設けられることになる。したがって、フレーム部材2よりもベース部材4を長くしても、外観上フレーム部材2とベース部材4との間に照明装置1の内部が露出するような隙間ができることはなく、照明装置1の見栄えが悪くなることや照明性能が低下することもない。
本実施形態に係る照明装置1が、照明装置1を複数密接させて縦列に配置する場合においても熱膨張による影響を受けることがないことを、図6を参照しながら具体的に説明する。図6(a)は光源部から発生する熱によってカバー部材3やフレーム部材2の熱膨張が起こる前の状態を示しており、上述のように、カバー部材3の端部とフレームエンド部材22の側壁部221との間にはカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第1スペースSが、フレーム部材2の端部とベースエンド部材42の側壁部421との間にはフレーム部材2及びカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第2スペースSが、それぞれ設けられた状態になっている。
そして、フレーム部材2がカバー部材3よりも長く、フレーム部材2の端部にカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第1スペースSが設けられているため、照明装置1の使用時にLED実装基板5から発生する熱によってカバー部材3が長さ方向に膨張しても、当該第1スペースSがその膨張分を吸収する。具体的には、図6(b)に示すように、カバー部材3がLED実装基板5から発生する熱によって長さ方向に膨張していっても、カバー部材3の端部がフレームエンド部材22の側壁部221に当接して第1スペースSが埋められるまでは熱膨張が許容される。
更にベース部材4がフレーム部材2よりも長く、ベース部材4の端部にカバー部材3及びフレーム部材2の熱膨張による変形を許容する第2スペースSが別途設けられているため、照明装置1の使用時にLED実装基板5から発生する熱によってカバー部材3のみならずフレーム部材2までもが長さ方向に膨張しても、当該第2スペースSがその膨張分を吸収する。具体的には、図6(c)に示すように、フレーム部材2がLED実装基板5から発生する熱によって長さ方向に膨張していっても、フレーム部材3の端部がベースエンド部材42の側壁部421に当接して第2スペースSが埋められるまでは熱膨張が許容される。このように本実施形態の照明装置1であれば、両端部にカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第1スペースS及びカバー部材3及びフレーム部材2の熱膨張による変形を許容する第2スペースSが設けられているため、複数密接させて縦列に配置する場合にも熱膨張による影響を受けることがない。
特に、カバー部材3が樹脂製であり、フレーム部材2が金属製であることにより両者の熱膨張による膨張の度合いが異なり、カバー部材3の方がフレーム部材2よりも膨張分が大きくなるが、先にカバー部材3が熱膨張して第1スペースSを満たしてしまい、カバー部材3が更に熱膨張してフレーム部材2を押し延ばしてしまっても、フレーム部材2の膨張分を第2スペースSが別途吸収する構造となっているため、カバー部材3にだけ特別に広い膨張吸収スペースを設ける必要がない。このとき、ベース部材4はフレーム部材2よりも熱膨張係数が小さい鉄製となっているため、LED実装基板5から発生する熱によってベース部材4が熱膨張することはほとんどなく、照明装置1の全長は使用時においてもほぼ維持される。
以上、本発明に係る照明装置について図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。
本実施形態においてはフレームエンド部材22がフレーム本体21の両端に取り付けられており、フレーム部材2の両端部においてカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第1スペースSが設けられるが、これに限られるものではなく、例えばフレーム部材2の片側端部にだけフレームエンド部材22が設けられていてもよい。また、本実施形態においてはベースエンド部材42がベース本体41の両端に取り付けられており、ベース部材4の両端部においてカバー部材3及びフレーム部材2の熱膨張による変形を許容する第2スペースSが設けられるが、これに限られるものではなく、例えばベース部材4の片側端部にだけベースエンド部材42が設けられていてもよい。なお、フレームエンド部材22及びベースエンド部材42が片側にだけ設けられるときには、フレームエンド部材22及びベースエンド部材42が同じ端部側に設けられることが好ましい。
また、フレーム部材2の端部におけるカバー部材3の熱膨張による変形を許容する第1スペースS、ベース部材4の端部におけるカバー部材3及びフレーム部材2の熱膨張による変形を許容する第2スペースSはいずれもどのような設け方をしてもよく、例えばフレーム部材2の端部に設けられたフレームエンド部材22にカバー部材3が潜り込んでいくようにして熱膨張吸収スペースを確保してもよいし、ベース部材4の端部に設けられたベースエンド部材42にフレーム部材2が潜り込んでいくようにして熱膨張吸収スペースを確保してもよい。
さらに、照明装置1の構成や、フレーム部材2やカバー部材3、ベース部材4等の形状、LED実装基板5におけるLEDの配列等も自由に変更が可能である。
1 照明装置
2 フレーム部材
21 フレーム本体
211 ヒートシンク
212 基板装着スロット
213 取付溝部
22 フレームエンド部材(第1エンド部)
221 側壁部
221a 側壁台形部
221b 側壁楕円部
222 嵌合部
222a 嵌合台形部
222b 嵌合楕円部
3 カバー部材
31 取付爪部
4 ベース部材
41 ベース本体
42 ベースエンド部材(第2エンド部)
421 側壁部
421a プレート部
421b ブロック部
421c スリット
422 嵌合部
5 LED実装基板

Claims (6)

  1. 長尺状の光源部が設けられた、第1の金属製の長尺状のフレーム部材と、
    前記光源部を覆うように前記フレーム部材に取り付けられる、樹脂製の長尺状のカバー部材と、
    前記フレーム部材を挟んで前記カバー部材に相対するように前記フレーム部材に取り付けられる、前記第1の金属よりも熱膨張係数が小さい第2の金属製の長尺状のベース部材と、を備え、
    前記フレーム部材が前記カバー部材よりも長く、前記フレーム部材の少なくとも何れか一方の端部に前記カバー部材の熱膨張による変形を許容する第1スペースが設けられており、
    前記ベース部材が前記フレーム部材よりも長く、前記ベース部材の少なくとも何れか一方の端部に前記フレーム部材の熱膨張による変形を許容する第2スペースが設けられている照明装置。
  2. 前記第1の金属の熱膨張係数が20〜28(×10−6/℃)であり、前記第2の金属の熱膨張係数が10〜12(×10−6/℃)である、請求項1に記載の照明装置。
  3. 前記フレーム部材の少なくとも何れか一方の端部には第1エンド部が設けられており、
    前記カバー部材の端部が前記第1エンド部の一部を覆うように、前記カバー部材が前記フレーム部材に取り付けられている、請求項1又は2に記載の照明装置。
  4. 前記第1エンド部が樹脂製である、請求項3に記載の照明装置。
  5. 前記ベース部材の少なくとも何れか一方の端部には第2エンド部が設けられており、
    前記フレーム部材の端部が前記第2エンド部の一部を覆うように、前記フレーム部材が前記ベース部材に取り付けられている、請求項1〜4の何れか1項に記載の照明装置。
  6. 前記第2エンド部が樹脂製である、請求項5に記載の照明装置。
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