JP6524575B2

JP6524575B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP6524575B2
Application number: JP2014246152A
Authority: JP
Inventors: 博司海路
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2014-12-04
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2034-12-04
Also published as: JP2016110791A

Description

本発明は、光源に給電して点灯させる電源装置を備えた照明器具に関する。

従来例として、特許文献１記載の照明装置を例示する。この従来例は、照明台などに設置されて屋外で使用される投光器であり、照明器具、電源ユニット、電源ケーブルなどを備える。照明器具は、光源である発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＬＥＤから放射される光を前方に反射する反射板、ＬＥＤ及び反射板を保持する器具本体、器具本体を支持する支持金具（アーム）などで構成される。

電源ユニットは、４台の電源装置、各電源装置の出力端に一端が接続された複数の電線、電源装置並びに電線の一部を収納するケースなどを有する。各電源装置は、商用の電力系統から給電線を介して給電される交流電力を直流電力に変換する電力変換回路と、当該電力変換回路を内部に収納した筐体とを有する。筐体は、金属板を加工することで扁平な矩形箱状に形成されている。

ケースは、前後の両端が開口した角筒状のケース本体と、ケース本体の開口を閉塞する２つの蓋部とを有する。ケース本体は、左右両側の内側面から、上下両側の内側面と対向する突条が前後方向に沿って突設されている。そして、これらの突条と上下両側の内側面との間に形成される隙間に、２枚の取付板の端部がそれぞれ係止される。

取付板は、前後方向に長い長方形状の金属板からなる。そして、各取付板には、それぞれ２台の電源装置が、一対の取付部材を用いて前後方向に並ぶように固定される。つまり、一面側に２台の電源装置が取り付けられた取付板を前面側よりケース本体内に挿入すると、取付板の左右両端部が上側の一対の隙間若しくは下側の一対の隙間に係止される。そして、ケース本体の外側より、複数のねじでねじ止めすることにより、各取付板がケース本体に固定される。

特開２０１４−１８３０３３号公報

ところで、特許文献１記載の従来例（電源ユニット）では、金属製のケース本体内に、同じく金属製の筐体（電源装置）が収納されているので、小型化及び軽量化が困難である。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、小型化及び軽量化を図ることを目的とする。

本発明の照明器具は、電源ユニットと、前記電源ユニットから給電されて点灯する１乃至複数の光源ユニットとを備え、前記電源ユニットは、外部から入力する電力を電力変換する１乃至複数の電源装置と、１乃至複数の前記電源装置を内部に収納するケースとを備え、１乃至複数の前記電源装置は、平板状のプリント配線板と、前記プリント配線板の片面又は両面に実装される複数の回路素子と、前記プリント配線板の片面における端部から立ち上がる壁部とを有し、前記複数の回路素子のうちで相対的に発熱量の多い特定の回路素子が前記壁部と熱的に結合されるように構成され、前記ケースは、軸方向の端に挿入口が開口した角筒状に形成されるケース本体と、前記挿入口を塞ぐ蓋部と、１乃至複数の締結部材とを有し、前記ケース本体は、内周面に一対又は複数対の溝部が設けられ、前記一対又は複数対の溝部は、前記挿入口から前記プリント配線板の端部が挿入可能であり、且つ挿入後の前記端部を厚み方向に挟み込んで支持するように構成され、前記１乃至複数の締結部材は、前記ケース本体の外側から、前記ケース本体と前記壁部とを締結するように構成され、前記電源ユニットは、前記ケース本体の軸方向を上下方向に沿わせるようにして、前記１乃至複数の光源ユニットの背面側に配置されることを特徴とする。

本発明の照明器具は、小型化及び軽量化を図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実施形態を示す正面図である。同上の照明器具の右側面図である。同上の照明器具の後方から見た斜視図である。本発明に係る電源ユニットの実施形態を示し、図４Ａは一方の蓋部を取り外した状態の側面図、図４Ｂは図４ＡのＸ−Ｘ線断面矢視図である。同上の電源ユニットの一部省略した分解斜視図である。同上の電源ユニットの一部省略した斜視図である。

以下、本発明に係る電源ユニットの実施形態、並びに本発明に係る照明器具の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態の照明器具は、特許文献１記載の従来例と同じく、投光器を例示するが、本発明の技術思想が適用可能な照明器具は本実施形態に限定されない。

本実施形態の照明器具は、図１〜図３に示すように、複数（図示例では４つ）の光源ユニット１と、複数の光源ユニット１に給電する電源ユニット８とを備える。さらに、本実施形態の照明器具は、複数の光源ユニット１を連結する連結部材と、アーム１６とを備えることが好ましい。ただし、照明器具を構成する光源ユニット１の数は４つに限定されず、１〜３つ、あるいは５つ以上でも構わない。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、図１において上下、左右、前後の各方向を規定し、紙面の手前側を前とする。

光源ユニット１は、図２及び図３に示すように、光源に相当するＬＥＤモジュールと、放熱部材３とを有する。ＬＥＤモジュールは、複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）と、実装基板とを有することが好ましい。ＬＥＤは、例えば、従来周知であるパッケージ型の白色ＬＥＤである。実装基板は、矩形平板状のアルミ基板で構成されることが好ましい。ＬＥＤは、実装基板の前面に、縦横に並べて実装される。また、実装基板の前面にレセプタクルコネクタが実装される。レセプタクルコネクタは、実装基板の前面に形成される配線用の導体を介して、各ＬＥＤの電極（カソード及びアノード）と電気的に接続される。

放熱部材３は、図２及び図３に示すように、ベース部３０、一対の縁部３１、複数の放熱板３２で構成されることが好ましい。なお、ベース部３０、縁部３１並びに放熱板３２は、例えば、アルミニウム合金などの熱伝導性に優れた材料で形成されることが好ましい。ベース部３０は、矩形平板状に形成される。ベース部３０の前面にＬＥＤモジュールが固定される。また、ベース部３０の前面には、ＬＥＤモジュールを覆い隠すようにカバー７が取り付けられる（図１参照）。カバー７は、ポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料により、扁平な矩形の箱状に形成される。一対の縁部３１は、上下方向を長手方向とする直方体状であって、ベース部３０の左端縁と右端縁においてベース部３０と一体に形成される。なお、縁部３１の厚み（前後方向の幅）は、ベース部３０の厚みよりも十分に大きく形成されている。

連結部材は、図１〜図３に示すように、第１連結部材１０、第２連結部材１１、第３連結部材１２並びに補助連結部材を含むことが好ましい。

第１連結部材１０は、帯状の主片１００と、主片１００の長手方向に沿って主片１００の厚み方向に突出する補助片１０１とを有する（図２参照）。なお、主片１００と補助片１０１とは、ステンレス鋼板などの金属板が長手方向に沿って折り曲げられることで一体に形成される。

また、第１連結部材１０は、主片１００の長手方向における両端及び中央に、それぞれ突片１０２、１０３が設けられている。ただし、中央の突片１０３は、両端の突片１０２のほぼ２倍の長さ寸法を有している。また、中央の突片１０３の先端が、外向きに折り曲げられている。各突片１０２、１０３には、それぞれ１つ又は２つのねじ挿通孔が設けられる（図１及び図３参照）。

第１連結部材１０は、図３に示すように、各突片１０２、１０３が、放熱部材３の縁部３１にねじ止めされることで２つの光源ユニット１に取り付けられる。すなわち、各突片１０２、１０３のねじ挿通孔に挿通されるねじ１０４が縁部３１のねじ孔にねじ込まれる。

第２連結部材１１は、帯状の金属板（例えば、ステンレス鋼板など）で構成される。ただし、第２連結部材１１の中央部１１０は、両側の端部１１１に対して厚み方向に突出している。中央部１１０には、３つのねじ挿通孔が設けられる。一方、各端部１１１には、２つのねじ挿通孔がそれぞれ設けられる（図３参照）。

第２連結部材１１は、放熱部材３の縁部３１にねじ止めされることで２つの光源ユニット１に取り付けられる。すなわち、中央部１１０及び各端部１１１のねじ挿通孔に挿通されるねじ１１２が縁部３１のねじ孔にねじ込まれる（図２参照）。

第３連結部材１２は、帯状の金属板（例えば、ステンレス鋼板など）で構成される。ただし、第３連結部材１２は、長手方向に沿った両端部が厚み方向に折り曲げられることで補強されている。また、第３連結部材１２は、長手方向の両端にそれぞれ２つのねじ挿通孔が設けられている。これらのねじ挿通孔は、第３連結部材１２の短手方向に並ぶように設けられる。第３連結部材１２は、放熱部材３の縁部３１にねじ止めされることで４つの光源ユニット１に取り付けられる（図１参照）。

補助連結部材は、図１〜図３に示すように、一対のアーム取付部材１３と、一対の補強部材１４とで構成される。アーム取付部材１３は、角樋状の固定部１３０と、一対の取付部１３１と、軸受け部１３２とを有する。なお、固定部１３０と取付部１３１と軸受け部１３２とは、例えば、アルミダイカストによって一体に形成されることが好ましい。

一対の取付部１３１は、長尺の円錐台形状に形成され、固定部１３０から後方に突出する。なお、各取付部１３１の先端部には、雌ねじが形成されている。

軸受け部１３２は、円筒形状に形成され、一対の取付部１３１の間に配置されて各取付部１３１並びに固定部１３０と繋がっている。軸受け部１３２の中心には、ねじ孔が設けられる。

補強部材１４は、図３に示すように、帯状の金属板（例えば、ステンレス鋼板など）で構成される。ただし、補強部材１４は、長手方向に沿った両端部が厚み方向に折り曲げられることで補強されている。一対の補強部材１４は、上下方向に並ぶように、左右両側のアーム取付部材１３の取付部１３１に取り付けられる。すなわち、補強部材１４の両端に設けられるねじ挿通孔にボルト１４０が挿通され、そのボルト１４０が取付部１３１の先端部の雌ねじにねじ込まれてねじ止めされる（図２及び図３参照）。

アーム１６は、図２及び図３に示すように、固定板１６０と、固定板１６０の左右両端から斜め上向きに立ち上がる一対の立ち上げ片１６１と、各立ち上げ片１６１の先端から斜め上向きに立ち上がる支持片１６２とが金属板によって一体に形成されている。

固定板１６０は、略中心に円形の固定孔１６０１が貫通し、固定孔１６０１よりも後方に、固定孔１６０１を中心とする半円弧状の長孔１６００が貫通している（図３参照）。そして、固定孔１６０１に挿通されるボルトと、長孔１６００に挿通されるボルトとで固定板１６０が照明台（コンクリート製の土台）などに固定される。また、長孔１６００に挿通されるボルトを緩めることにより、アーム１６の向き（光源ユニット１の向き）を略１８０度の範囲で変更することができる。

各支持片１６２は、先端部に円形の挿通孔が貫通している。故に、挿通孔に挿通したボルト１６３が、アーム取付部材１３の軸受け部１３２のねじ孔にねじ込まれることにより、連結部材で連結された４つの光源ユニット１をアーム１６で回転可能に支持することができる。

ところで、下側の補強部材１４には、配線ボックス１５がねじ止めによって取り付けられる（図３参照）。

配線ボックス１５は、金属材料によって矩形箱状に形成される。配線ボックス１５内には、中継用の端子台が収納される。この端子台は、電力系統から交流電力を供給するための電源ケーブルと、電源ユニット８に前記交流電力を供給するための電源ケーブル９とを電気的に接続するように構成される。

電源ユニット８は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、２つの電源装置８０と、これら２つの電源装置８０を内部に収納するケース８１とを備える。ただし、以下の電源ユニット８に関する説明においては、図５において、上下、左右、前後の各方向を規定する。

各電源装置８０は、外部（電力系統）から供給される交流電力を２つの光源ユニット１に必要とされる電力（直流電力）に変換する電力変換回路を有することが好ましい。電力変換回路は、例えば、全波整流器、力率改善回路（昇圧チョッパ回路）、ＤＣ／ＤＣコンバータ（降圧チョッパ回路）などで構成されることが好ましい。各電源ブロック８０は、図４Ｂ、図５及び図６に示すように、プリント配線板８００の表面に、電力変換回路を構成する多数の回路素子（回路部品）８０１が実装されて構成される。また、各電源ブロック８０は、先端にプラグコネクタが設けられた出力ケーブルを有することが好ましい。これらの出力ケーブルは、ケース８１の外に引き出され、光源ユニット１のレセプタクルコネクタと直接、若しくは別の電線ケーブルを介して、電気的に接続されることが好ましい。

さらに、各電源ブロック８０は、プリント配線板８００の片面における端部から立ち上がる壁部８０２を有する。壁部８０２は、熱の良導体である材料（例えば、アルミ若しくはアルミ合金）によって矩形平板状に形成される。また、壁部８０２は、長手方向に沿った一方の端縁における前端及び後端から突出する一対のＬ字形状の脚８０２０を備えることが好ましい（図４Ｂ参照）。壁部８０２は、これら一対の脚８０２０がプリント配線板８００の実装面（回路素子８０１が実装されている面）に取り付けられることにより、前記実装面の法線方向（上下方向）に沿って起立するように設けられることが好ましい。また、壁部８０２は、厚み方向に貫通する複数のねじ孔８０２１が長手方向に並ぶように設けられることが好ましい（図５参照）。さらに、壁部８０２は、プリント配線板８００に実装される回路素子８０１のうち、力率改善回路やＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子などに用いられる半導体素子（例えば、パワーＭＯＳＦＥＴなど）８０１Ａと熱的に結合される。なお、これらの半導体素子８０１Ａは、通常、放熱器（放熱板）を有している。そして、放熱器に設けられるねじ挿通孔に挿通されるねじ８０３が、壁部８０２に設けられるねじ孔８０２２にねじ込まれることにより、半導体素子８０１Ａと壁部８０２が熱的に結合される（図４Ｂ及び図５参照）。

ケース８１は、ケース本体８２と、２つの蓋部８３、８４とを有することが好ましい（図３参照）。ケース本体８２は、例えば、アルミ又はアルミ合金が押出成形されることにより、軸方向の両端が開口した角筒状に形成されることが好ましい。また、ケース本体８２は、左側の側壁８２０の上部と下部の内側面にそれぞれ溝部８５が形成されることが好ましい。さらに、ケース本体８２は、右側の側壁８２１の上部と下部の内側面にもそれぞれ溝部８５が形成されることが好ましい（図４Ｂ及び図５参照）。これらの溝部８５は、ケース本体８２の一方の開口端から他方の開口端まで真っ直ぐ且つ互いに平行となるように構成されることが好ましい。なお、溝部８５の幅は、プリント配線板８００の厚みよりも僅かに大きい程度の寸法であればよい。

また、ケース本体８２の下側の側壁８２３の後端部には、４つのケーブル挿通孔が貫通している。これら４つのケーブル挿通孔には、それぞれ出力ケーブルが挿通され、止め金具によって出力ケーブルが側壁８２３に固定される。

蓋部８３、８４は、例えば、アルミダイカストによって平板状に形成されることが好ましい。これら２つの蓋部８３、８４は、ケース本体８２の軸方向の端部にそれぞれねじ止めされることにより、ケース本体８２の両端の開口を閉塞するように構成されることが好ましい（図２及び図３参照）。ただし、各蓋部８３、８４とケース本体８２の端部との間に防水パッキンが挟み込まれ、ケース本体８２内への雨水の浸入が防止されることが好ましい。また、片方（前方）の蓋部８４は、中央にケーブル挿通孔が貫通している。そして、このケーブル挿通孔に電源ケーブル９が挿通され、止め金具によって電源ケーブル９が蓋部８４に固定される。

電源ユニット８は、図２及び図３に示すように、ケース本体８２の側壁８２３が、一対の補強部材１４にねじ止めされることが好ましい。このとき、電源ユニット８は、電源ケーブル９が固定されている方の蓋部８４を下、もう一方の蓋部８３を上とする姿勢で補強部材１４に固定されることが好ましい。

次に、本実施形態の電源ユニット８の組立作業について、説明する。まず、作業者は、側壁８２３の４つのケーブル挿通孔にそれぞれ出力ケーブルを挿通し、２つの電源ブロック８０の出力端子に、それぞれ２本ずつの出力ケーブルを電気的に接続する。なお、出力端子と出力ケーブルとの電気的な接続は、コネクタを用いた接続方式が好ましい。ただし、コネクタを用いた接続方式以外にも、端子台を用いた接続方式やはんだ付けによる接続方式でも構わない。

続いて、作業者は、一方の電源ブロック８０のプリント配線板８００の両端部を、ケース本体８２の片側の開口から、左右両側の側壁８２０、８２１の下側の溝部８５に挿入する（図５参照）。同様に、作業者は、他方の電源ブロック８０のプリント配線板８００の両端部を、ケース本体８２の片側の開口から、左右両側の側壁８２０、８２１の上側の溝部８５に挿入する。このとき、一方の電源ブロック８０の壁部８０２が右側の側壁８２１に近接し、他方の電源ブロック８０の壁部８０２が左側の側壁８２０に近接する。

作業者は、ケース本体８２の外から、左右両側の側壁８２０、８２１に設けられる複数の貫通孔にそれぞれねじ８８を挿通し、これらのねじ８８を壁部８０２のねじ孔８０２１にねじ込む。つまり、本実施形態の電源ユニット８では、各電源ブロック８０の壁部８０２がケース本体８２の側壁８２０、８２１にねじ止めされて機械的且つ熱的に結合される（図４Ｂ及び図６参照）。

続いて、作業者は、蓋部８４のケーブル挿通孔に挿通した電源ケーブル９を、各電源ブロック８０の入力端子にそれぞれ電気的に接続する。それから、作業者は、２つの蓋部８３、８４をケース本体８２の前端及び後端にねじ止めする。最後に、作業者は、止め金具を側壁８２３にねじ止めして出力ケーブルをケース本体８２に固定するとともに、止め金具を蓋部８４にねじ止めして電源ケーブル９をケース本体８２に固定する。このようにして、電源ユニット８の組立作業が完了する。

本実施形態の電源ユニット８は、上述のように、プリント配線板８００の端部を、ケース本体８２に設けられる溝部８５に挿入することでケース本体８２に電源ブロック８０を支持させている。さらに、本実施形態の電源ユニット８は、電源ブロック８０の特定の回路素子（半導体素子８０１Ａ）を、壁部８０２を介してケース本体８２に熱的に結合させている。そのため、半導体素子８０１Ａに生じる熱は、壁部８０２を介してケース本体８２に伝わり、ケース本体８２を通して放熱される。故に、本実施形態の電源ユニット８は、電源ブロック８０を収納する筐体が不要になることで小型化及び軽量化を図ることができ、且つ壁部８０２を介して半導体素子８０１Ａの熱をケース本体８２に伝えることで放熱性の向上を図ることができる。

また、本実施形態のように、電源ユニット８が２つの電源ブロック８０を有する場合、それぞれの電源ブロック８０の壁部８０２が、ケース本体８２の複数の側壁８２０〜８２３のうちで異なる２つの側壁８２０、８２１と熱的に結合されることが好ましい。つまり、本実施形態の電源ユニット８は、２つの電源ブロック８０の壁部８０２が同一の側壁（例えば、側壁８２０）と熱的に結合される場合と比較して、半導体素子８０１Ａの熱をケース本体８２から効率的に放熱させることができる。

ところで、本実施形態の照明器具が照明台に設置される場合、金属製のワイヤ１７の両端がそれぞれ第２連結部材１１の中央部１１０にねじ止めされることが好ましい（図３参照）。さらに、ワイヤ１７は、照明台に固定されるワイヤ受け１８に支持されることが好ましい（図３参照）。つまり、アーム１６が照明台から外れた場合、ワイヤ１７が支持することで照明器具の落下が防止される。

上述のように本実施形態の電源ユニット８は、外部から入力する電力を電力変換する１乃至複数の電源装置（電源ブロック８０）と、１乃至複数の電源装置を内部に収納するケース８１とを備える。１乃至複数の電源装置は、平板状のプリント配線板８００と、プリント配線板８００の片面又は両面に実装される複数の回路素子８０１と、プリント配線板８００の片面における端部から立ち上がる壁部８０２とを有する。複数の回路素子８０１のうちで相対的に発熱量の多い特定の回路素子（半導体素子８０１Ａ）が壁部８０２と熱的に結合されるように構成される。ケース８１は、挿入口が開口した筒状に形成されるケース本体８２と、前記挿入口を塞ぐ蓋部８３、８４と、１乃至複数の締結部材（ねじ８８）とを有する。ケース本体８２は、内周面に一対又は複数対の溝部８５が設けられる。一対又は複数対の溝部８５は、前記挿入口からプリント配線板８００の端部が挿入可能であり、且つ挿入後の前記端部を厚み方向に挟み込んで支持するように構成される。１乃至複数の締結部材（ねじ８８）は、ケース本体８２の外側から、ケース本体８２と壁部８０２とを締結するように構成される。

また、本実施形態の照明器具は、電源ユニット８と、１乃至複数の光源ユニット１とを備える。光源ユニット１は、電源ユニット８から給電されて点灯するように構成される。

本実施形態の電源ユニット８及び照明器具は上述のように構成され、プリント配線板８００の端部を溝部８５に挿入することでケース本体８２に電源装置（電源ブロック８０）を支持させるので、電源ブロック８０を収納する筐体が不要となる。また、本実施形態の電源ユニット８及び照明器具は、相対的に発熱量の多い特定の回路素子（半導体素子８０１Ａ）を、壁部８０２を介してケース本体８２と熱的に結合するので、半導体素子８０１Ａの熱を壁部８０２からケース本体８２に伝導させることができる。故に、本実施形態の電源ユニット８及び照明器具は、従来例と比較して、小型化及び軽量化を図ることができる。

また、本実施形態の電源ユニット８は、２つの電源装置（電源ブロック８０）を備えることが好ましい。本実施形態の電源ユニット８において、ケース本体８２は、２対の溝部８５が前記内周面に設けられることが好ましい。本実施形態の電源ユニット８において、２つの電源装置（電源ブロック８０）は、壁部８０２が立ち上がるプリント配線板８００の前記片面同士を対向させるように溝部８５に支持されることが好ましい。さらに、本実施形態の電源ユニット８において、２つの電源装置（電源ブロック８０）の壁部８０２同士が、互いにプリント配線板８００に対して反対側に位置するように溝部８５に支持されることが好ましい。

本実施形態の電源ユニット８が上述のように構成されれば、特定の回路素子（半導体素子８０１Ａ）の熱をケース本体８２から効率的に放熱させることができる。

１光源ユニット
８電源ユニット
８０電源ブロック（電源装置）
８１ケース
８５溝部
８８ねじ（締結部材）
８００プリント配線板
８０１回路素子
８０１Ａ半導体素子（特定の回路素子）
８０２壁部

Claims

電源ユニットと、前記電源ユニットから給電されて点灯する１乃至複数の光源ユニットとを備え、
前記電源ユニットは、
外部から入力する電力を電力変換する１乃至複数の電源装置と、１乃至複数の前記電源装置を内部に収納するケースとを備え、
１乃至複数の前記電源装置は、平板状のプリント配線板と、前記プリント配線板の片面又は両面に実装される複数の回路素子と、前記プリント配線板の片面における端部から立ち上がる壁部とを有し、前記複数の回路素子のうちで相対的に発熱量の多い特定の回路素子が前記壁部と熱的に結合されるように構成され、
前記ケースは、軸方向の端に挿入口が開口した角筒状に形成されるケース本体と、前記挿入口を塞ぐ蓋部と、１乃至複数の締結部材とを有し、
前記ケース本体は、内周面に一対又は複数対の溝部が設けられ、前記一対又は複数対の溝部は、前記挿入口から前記プリント配線板の端部が挿入可能であり、且つ挿入後の前記端部を厚み方向に挟み込んで支持するように構成され、
前記１乃至複数の締結部材は、前記ケース本体の外側から、前記ケース本体と前記壁部とを締結するように構成され、
前記電源ユニットは、前記ケース本体の軸方向を上下方向に沿わせるようにして、前記１乃至複数の光源ユニットの背面側に配置されることを特徴とする照明器具。