JP6528303B2 - 光源ユニット及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、固体発光素子を光源とする光源ユニット、及び当該光源ユニットを用いる照明器具に関する。

従来例として特許文献１記載の光源ユニット及び照明器具を例示する。特許文献１記載の照明器具は、器具本体と、器具本体に対して着脱自在に取り付けられる点灯モジュールとを備える。点灯モジュールは、複数の光源ユニット、複数の点灯装置、取付板、複数の反射部材などを備える。光源ユニットは、複数の基板、基板が取り付けられる取付部材、基板を覆うようにして取付部材に取り付けられるカバー部材などを有する。基板は、絶縁材料（例えば、セラミック）によって長尺の板状に形成されている。基板の表面には、複数個のＬＥＤ（固体発光素子）が、基板の短手方向における中央部において、基板の長手方向に沿って２列に並べて実装されている。

また、光源ユニットを取付板に取り付けるため、一対の取付金具が取付部材の上面側に固定される。取付金具は、板金を曲げ加工することにより、矩形板状の固定片と、固定片の長手方向の両端部から下向きに曲げ起こされた一対の脚片とが一体に形成されてなる。固定片の中央には、取付板にねじ止めするためのねじ孔が設けられている。また、各脚片には、取付部材の側壁部にねじ止めするためのねじ孔が設けられている。つまり、取付部材の側壁部間に収められ、カバー部材の突壁部に貫設されたねじ挿通孔と、側壁部に貫設されたねじ挿通孔とに挿通された固定ねじが、固定片のねじ孔にねじ込まれることで取付金具が取付部材に固定される。

特開２０１４−１３７９９２号公報

ところで、上記従来例のような光源ユニット及び照明器具においては、更なるコスト削減が求められている。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、更なるコスト削減を図ることを目的とする。

本発明の光源ユニットは、１乃至複数の光源モジュールと、前記光源モジュールが取り付けられる取付部材とを有し、前記光源モジュールは、１乃至複数個の固体発光素子と、表面に前記固体発光素子が実装される基板と、前記基板が取り付けられるモジュール本体とを備え、前記モジュール本体は、１乃至複数の固定片を有し、前記取付部材は、前記固定片が挿通される１乃至複数の挿通孔が設けられ、前記挿通孔に挿通される前記固定片が塑性変形させられることで前記モジュール本体が固定されるように構成されることを特徴とする。

本発明の照明器具は、前記光源ユニットと、前記光源ユニットに電力を供給して前記固体発光素子を発光させる電源ユニットと、１乃至複数の前記光源ユニット及び１乃至複数の前記電源ユニットを支持する器具本体とを備えることを特徴とする。

本発明の光源ユニット及び照明器具は、更なるコスト削減を図ることができるという効果がある。

本発明に係る光源ユニットの実施形態に用いられる光源モジュールの分解斜視図である。 同上の光源モジュールの一部省略した断面図である。 同上の光源モジュールにおけるモジュール本体の一部省略した斜視図である。 同上の光源モジュールにおけるモジュール本体の一部省略した斜視図である。 同上の光源モジュールの光学部材を省略した斜視図である。 同上の光源モジュールの斜視図である。 同上の光源モジュールの光学部材を省略した状態を示す一部省略した断面図である。 本発明に係る光源ユニットの実施形態を示す分解斜視図である。 同上の一部省略した断面図である。 同上の平面図である。 本発明に係る照明器具の実施形態を示す斜視図である。 同上のパネルを省略した平面図である。 同上における器具本体の平面図である。 同上における光源ユニットの斜視図である。

本発明に係る光源ユニット及び照明器具の実施形態について、それぞれ図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態では、天井に取り付けられる照明器具の実施形態を例示するが、本実施形態の照明器具は、壁などの天井以外の場所に取り付けられる照明器具であっても構わない。

まず、図１〜図７を参照して、本実施形態の光源ユニット４に用いられる光源モジュール１を説明する。ただし、以下の説明では、特に断りのない限り、図１において上下、左右、前後の各方向を規定する。

本実施形態における光源モジュール１は、図１に示すように、複数個の固体発光素子１０と、基板１１と、光学部材２と、モジュール本体３とを有する。固体発光素子１０は、例えば、白色光を放射する発光ダイオードであることが好ましいが、発光ダイオード以外の固体発光素子、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子などでも構わない。

基板１１は、セラミックスなどの絶縁材料により、左右方向を長手方向とする長尺の矩形平板状に形成されることが好ましい。複数個の固体発光素子（発光ダイオード１０）は、基板１１の下面における前後方向の中央に、長手方向に沿って等間隔に並べて実装されることが好ましい。また、基板１１の下面には、各発光ダイオード１０のアノード及びカソードを電気的に接続する導電体（銅箔）が形成されている。さらに、基板１１の長手方向の両端部における前後両端に、円形の位置決め孔１１０がそれぞれ設けられることが好ましい。

光学部材２は、レンズ部２０と鍔部２１とを有し、アクリル樹脂や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、基板１１の下面全体を覆うように長尺に形成される。レンズ部２０は、図２に示すように、発光ダイオード１０から放射される光が入射する入射面２００と、入射面２００から入射した光を伝搬する伝搬部２０１と、伝搬部２０１を伝搬した光が出射する出射面２０２とを有することが好ましい。入射面２００は、左右方向から見た形状が放物線形状に形成されることが好ましい。また、出射面２０２は、入射面２００の頂点（下端）と上下方向に対向する中心線の周囲が上方へ凹み、且つ前記中心線の周囲が下向きに凸となる曲面に形成されることが好ましい。伝搬部２０１は、入射面２００と出射面２０２に囲まれた領域（合成樹脂成形体）で構成される。鍔部２１は、レンズ部２０の周囲を囲み、且つレンズ部２０の伝搬部２０１よりも薄い（上下方向の高さが低い）、矩形の枠状に形成されることが好ましい。なお、光学部材２の上面には、矩形の凹所２２が設けられることが好ましい。基板１１は、この凹所２２内に嵌め込まれることが好ましい（図２参照）。

モジュール本体３は、図１に示すように、ベース板３０と、一対の側壁３１とを有する。ベース板３０は、左右方向を長手方向とする長尺の矩形平板状に形成される。一対の側壁３１は、ベース板３０の前端縁及び後端縁から長手方向に沿って下向きに立ち上がるように形成される。なお、ベース板３０と一対の側壁３１は、長尺の金属板が曲げ加工されることで一体に形成されることが好ましい。また、ベース板３０の長手方向の両端部には、円形の挿通孔３００と、半球状の一対の突起３０１とが設けられることが好ましい。

一対の側壁３１は、それぞれ複数（図示例では４つずつ）の支持片３２を有している。支持片３２は、図３及び図４に示すように、長方形状に形成され、短辺部分で側壁３１と繋がるように構成される。このような支持片３２は、側壁３１が部分的に打ち抜き加工されて形成されることが好ましい。なお、４つの支持片３２は、側壁３１の長手方向に沿って、等間隔に設けられることが好ましい（図１参照）。

また、ベース板３０は、複数（図示例では８つ）の固定片３３を有することが好ましい。各固定片３３は、図３及び図４に示すように、長方形状に形成され、長辺の一部分でベース板３０と繋がるように構成される。このような固定片３３は、ベース板３０から上面側に切り起こされて構成されることが好ましい。なお、８つの固定片３３は、長手方向（左右方向）に沿って等間隔に４つずつ２列に並び、且つ短手方向（前後方向）に２つずつ隣り合うように設けられることが好ましい。

次に、本実施形態における光源モジュール１の組立手順を説明する。ただし、以下に説明する組立手順は人（作業者）が行う場合を例示しているが、人の代わりに機械が作業しても構わない。

まず、作業者は、発光ダイオード１０が実装された基板１１を、図５に示すように、モジュール本体３のベース板３０の下面に載せる。このとき、作業者は、ベース板３０の長手方向の両端部に設けられた一対の突起３０１を、基板１１の長手方向の両端部に設けられた一対の位置決め孔１１０に嵌めることにより、ベース板３０に対して基板１１を位置決めすることが好ましい。さらに、作業者は、図６に示すように、上面の凹所２２に基板１１を嵌め込むようにして、光学部材２をベース板３０の下面に載せる。

続いて、作業者は、モジュール本体３の各側壁３１に設けられている４つの支持片３２を内側に折り曲げる。ここで、光学部材２において、各支持片３２と隣り合う８箇所に、それぞれ凹部２３が形成されている。これらの凹部２３は、底面（上面）の一部が凹所２２と繋がり、且つ底壁を構成する鍔部２１の厚みが基板１１の厚みよりも小さく（薄く）なるように構成されることが好ましい。

作業者は、図２に示すように、凹部２３の底面から露出する基板１１に被さる位置まで、各支持片３２を内側に折り曲げる。つまり、基板１１及び光学部材２は、内側に折り曲げられた８つの支持片３２とベース板３０との間に挟まれるようにして、モジュール本体３に取り付けられて支持される。このように、基板１１及び光学部材２がモジュール本体３に取り付けられることにより、光源モジュール１が組み立てられる。

本実施形態における光源モジュール１は上述のように構成され、１乃至複数の支持片３２によって基板１１及び光学部材２がモジュール本体３に支持されるので、固定用のねじなどの部品が不要となり、従来例と比較して、更なるコスト削減を図ることができる。また、ねじ止めの場合と比較して、支持片３２を折り曲げる（かしめる）方が組立作業が簡素化されるため、更なるコスト削減を図ることができる。

なお、図７に示すように、光学部材２を省いて、基板１１のみをモジュール本体３に取り付けて支持させても構わない。

続いて、図８〜図１０を参照して、本実施形態の光源ユニット４を説明する。ただし、以下の説明では、特に断りのない限り、図８において上下、左右、前後の各方向を規定する。

光源ユニット４は、図８に示すように、光源モジュール１と、取付部材５とを有する。また、光源ユニット４は、取付部材５に取り付けられて光源モジュール１を覆うカバー６を有することが好ましい。取付部材５は、板金が曲げ加工されることにより、長尺且つ矩形平板状の底板５０と、底板５０の短手方向（前後方向）における両端縁から上向きに立ち上がる一対の側板５１とを有する角樋状に形成されることが好ましい。

底板５０には、複数（図示例では８つ）の挿通孔５００が設けられることが好ましい。これらの挿通孔５００は、左右方向を長手方向とする矩形に形成されることが好ましい。なお、８つの挿通孔５００は、長手方向（左右方向）に沿って等間隔に４つずつ２列に並び、且つ短手方向（前後方向）に２つずつ隣り合うように設けられることが好ましい。

カバー６は、カバー本体６０と、一対のカバーエンド６１とで構成されることが好ましい。

カバー本体６０は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透光性を有する材料により、略半円筒形の主部６００と、主部６００の短手方向（前後方向）の両端部より互いに並行するように上向きに突出した一対の突壁部６０１とが一体に形成されている。なお、各突壁部６０１の先端（上端）には、図９に示すように、内向きに突出する突起部６０２がそれぞれ一体に設けられている。また、主部６００の短手方向の両端部には、主部６００と連なるように各突壁部６０１の外側まで延出された延出部６０３がそれぞれ一体に形成されている。そして、カバー本体６０は、各突壁部６０１の突起部６０２が、取付部材５の各側板５１の先端（上端）に引っ掛かることにより、光源モジュール１の下方を覆うように取付部材５の下面側に取り付けられる（図９参照）。なお、カバー本体６０は乳白色の拡散材が混入され、光源モジュール１から放射される光を拡散させて照明空間へ照射するように構成されることが好ましい。

カバーエンド６１は、カバー本体６０と同じ材料で半円板状に形成され、カバー本体６０及び取付部材５の長手方向の両端に取り付けられる。

次に、本実施形態の光源ユニット４の組立手順を説明する。ただし、以下に説明する組立手順は人（作業者）が行う場合を例示しているが、人の代わりに機械が作業しても構わない。

まず、作業者は、８つの固定片３３を、それぞれ取付部材５の８つの挿通孔５００に各別に挿通するようにして、光源モジュール１の上に取付部材５を載せる。それから、作業者は、挿通孔５００を通して取付部材５の底板５０の上面側に突出する各固定片３３を、それぞれ外側に折り曲げる（図９及び図１０参照）。その結果、外側に折り曲げられた各固定片３３が、取付部材５の底板５０の上面側に引っ掛かるので、取付部材５の底板５０に光源モジュール１が取り付けられて固定される。

そして、作業者は、開口側を上向きにした状態でカバー本体６０を取付部材５に取り付ける。最後に、作業者は、カバー本体６０及び取付部材５の長手方向の両端にカバーエンド６１を取り付ける。以上のような手順で光源ユニット４が組み立てられる。

上述のように本実施形態の光源ユニット４は、１乃至複数の光源モジュール１と、光源モジュール１が取り付けられる取付部材５とを有する。光源モジュール１は、１乃至複数個の固体発光素子１０と、表面に固体発光素子１０が実装される基板１１と、基板１１が取り付けられるモジュール本体３とを備える。モジュール本体３は、１乃至複数の固定片３３を有する。取付部材５は、固定片３３が挿通される１乃至複数の挿通孔５００が設けられる。取付部材５は、挿通孔５００に挿通される固定片３３が塑性変形させられることでモジュール本体３が固定されるように構成される。

本実施形態の光源ユニット４は上述のように構成されるので、光源モジュール１のモジュール本体３を取付部材５に取り付ける際に固定用のねじなどの部品が不要となり、従来例と比較して、更なるコスト削減を図ることができる。また、ねじ止めの場合と比較して、固定片３３を塑性変形させる（折り曲げる）方が組立作業が簡素化されるため、更なるコスト削減を図ることができる。

なお、上述のように構成される本実施形態の光源ユニット４は、例えば、長尺の矩形箱状に形成されて天井に取り付けられる器具本体に、着脱可能に取り付けられることが好ましい。

また、本実施形態の光源ユニット４において、モジュール本体３は、前面側（下面側）において基板１１を支持するベース板３０を有することが好ましい。固定片３３は、ベース板３０の裏面側（上面側）に設けられることが好ましい。

本実施形態の光源ユニット４が上述のように構成されれば、固定片３３を設けるためだけのスペースが不要であるから、モジュール本体３の小型化を図ることができる。

さらに、本実施形態の光源ユニット４において、固定片３３は、ベース板３０の厚み方向（上下方向）に沿って、基板１１と重なる位置に設けられることが好ましい（図２参照）。

本実施形態の光源ユニット４が上述のように構成されれば、固定片３３がベース板３０から切り起こして形成される場合、固定片３３の周囲に形成される孔が基板１１で塞がれるので、前記孔から塵埃などの異物の進入が抑制できる。

また、本実施形態の光源ユニット４において、固定片３３は、ベース板３０から切り起こされて構成されることが好ましい。固定片３３の先端部分には、ベース板３０と対向する側に、先端に向かってベース板３０から離れる向きに傾斜する傾斜面３３０が形成されることが好ましい（図９参照）。例えば、本実施形態における固定片３３は、先端部分の下側の角が斜めに切断されることで傾斜面３３０が形成されている。

本実施形態の光源ユニット４が上述のように構成されれば、固定片３３が折り曲げられる際、固定片３３の角が取付部材５の底板５０に引っ掛かり難くなるため、作業性の向上を図ることができる。なお、厚みの異なる複数種類の取付部材５にモジュール本体３が取り付けられる場合、厚みの大きい取付部材５の側縁に固定片３３の傾斜面３３０が当たり、折り曲げられるにつれて固定片３３が食い込むため、厚みの大きい取付部材５にも確実に固定できる。

最後に、図１１〜図１４を参照して、本実施形態の照明器具７を説明する。ただし、以下の説明では、特に断りのない限り、図１１において上下、左右、前後の各方向を規定する。

本実施形態の照明器具７は、器具本体８と、器具本体８に対して着脱可能に取り付けられる光源ユニット９とを備えることが好ましい。光源ユニット９は、複数（図示例では、１５個）の光源モジュール１、ユニット本体９０、パネル９１、化粧枠９２、電源ユニット７０などで構成されることが好ましい。

ユニット本体９０は、矩形平板状の取付板（取付部材）９００と、取付板９００の周縁から全周に渡って下向きに突出する矩形の周壁９０１とを有することが好ましい。取付板９００には、複数（図示例では８×１５＝１２０個）の挿通孔９０２が設けられることが好ましい。これらの挿通孔９０２は、左右方向を長手方向とする矩形に形成されることが好ましい。なお、８つで１組の挿通孔９０２は、長手方向（左右方向）に沿って等間隔に４つずつ２列に並び、且つ短手方向（前後方向）に２つずつ隣り合うように設けられることが好ましい（図１４参照）。

而して、取付板９００の挿通孔９０２に固定片３３が上向きに挿通され、取付板９００の上面側に突出する固定片３３が折り曲げられることにより、取付板９００に光源モジュール１が取り付けられて固定される（図１２及び図１４参照）。

また、周壁９０１の左右両側の部位には、それぞれ取付ばね９０３が３つずつ取り付けられることが好ましい。取付ばね９０３は、ねじりコイルばねからなる本体９０３０と、本体９０３０の両方のばね端から延びる一対の腕片９０３１とが一体に形成されている。そして、取付ばね９０３は、周壁９０１に設けられた取付金具９０４にばね本体９０３０が支持されることでユニット本体９０に取り付けられる。

電源ユニット７０は、交流の電圧・電流を直流の電圧・電流に変換する電力変換回路や入力端子台７１、複数の出力端子台、信号端子台７２などが実装されたプリント配線板が金属製のケース７３に収納されて構成される。なお、入力端子台７１と信号端子台７２は、プリント配線板の前端部に実装され、出力端子台は、プリント配線板の後端部に実装される（図１４参照）。

ケース７３は、角樋状に形成されたケース本体７３０と、ケース本体７３０の上に被せられる箱形のケース蓋７３１とを組み立てて構成される。ただし、入力端子台７１、出力端子台、信号端子台７２が実装されているプリント配線板の長手方向の両端部はケース蓋７３１で覆われていない。

電源ユニット７０は、図１４に示すようにユニット本体９０の取付板９００の上面に、ねじ止めされて取り付けられる。そして、電源ユニット７０の出力端子台と、各光源モジュール１の基板１１の導電体とが電気ケーブルを介して電気的に接続される。

パネル９１は、透光性を有する材料（例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、石英ガラスなど）で矩形平板状に形成されることが好ましい。

化粧枠９２は、金属板が加工されて矩形枠状に形成されることが好ましい。そして、化粧枠９２は、下からパネル９１の全周縁を支持するようにして、ねじ止めなどの適宜の方法でユニット本体９０に取り付けられることが好ましい。

器具本体８は、角筒状の枠体８０と、矩形平板状の天板８１とが結合されることにより、下面が開放された矩形箱状に形成されることが好ましい（図１１及び図１３参照）。天板８１は、給電用の電源線が挿通される第１挿通孔８１０と、調光信号が伝送される信号線が挿通される第２挿通孔８１１とが設けられている。第１挿通孔８１０に挿通される電源線は、天板８１の下面に固定される第１端子台８２に電気的に接続される。また、第１端子台８２は、電源ケーブルを介して、電源ユニット７０の入力端子台７１と電気的に接続される。故に、外部電源（商用の交流電源）から第１端子台８２を介して電源ユニット７０に交流電力が給電される。

また、天板８１の下面には、第２端子台８３も固定される。第２端子台８３は、第２挿通孔８１１に挿通される信号線と、電源ユニット７０の信号端子台７２に電気的に接続される信号線とがそれぞれ接続される。つまり、図示しない調光器から信号線を介して伝送される調光信号が第２端子台８３を通して電源ユニット７０の信号端子台７２に入力される。さらに、天板８１は、吊りボルトが挿通される複数のボルト挿通孔８４が左右方向に一列に並べて設けられる。

上述のように構成される天板８１が、枠体８０に取り付けられる。すなわち、枠体８０の左右両側の上端部には、３つのブリッジ８５が前後方向に間隔を空けて並ぶように形成され、天板８１の左右両端にそれぞれ３つずつ設けられた爪８１２が、各ブリッジ８５に各別に引っ掛けられる（図１３参照）。

器具本体８は、天板８１のボルト挿通孔８４に挿通される吊りボルトにナットが締め付けられて吊りボルトに固定される。

一方、器具本体８を構成する枠体８０には、各取付ばね９０３の一対の腕片９０３１の先端部が各別に引っ掛けられる複数の引掛部８００が設けられている（図１３参照）。つまり、光源ユニット９は、枠体８０の内側に収納された状態で、複数の取付ばね９０３によって枠体８０に支持される。ただし、このように複数の取付ばね９０３を用いた取付構造は従来周知であるから、詳細な構成の図示並びに説明を省略する。

上述のように本実施形態の照明器具７は、光源ユニット９と、光源ユニット９に電力を供給して固体発光素子１０を発光させる電源ユニット７０と、１乃至複数の光源ユニット９及び１乃至複数の電源ユニット７０を支持する器具本体８とを備える。

本実施形態の照明器具７は上述のように構成され、１乃至複数の固定片３３によって光源モジュール１が取付部材（取付板９００）に取り付けられるので、固定用のねじなどの部品が不要となり、従来例と比較して、更なるコスト削減を図ることができる。また、ねじ止めの場合と比較して、固定片３３を塑性変形させる（折り曲げる）方が組立作業が簡素化されるため、更なるコスト削減を図ることができる。

１ 光源モジュール
３ モジュール本体
４ 光源ユニット
５ 取付部材
６ カバー
７ 照明器具
８ 器具本体
９ 光源ユニット
１０ 固体発光素子
１１ 基板
３０ ベース板
３３ 固定片
７０ 電源ユニット
３３０ 傾斜面
５００ 挿通孔
９００ 取付板（取付部材）

Claims (5)

1. １乃至複数の光源モジュールと、前記光源モジュールが取り付けられる取付部材とを有し、
   前記光源モジュールは、１乃至複数個の固体発光素子と、表面に前記固体発光素子が実装される基板と、前記基板が取り付けられるモジュール本体とを備え、
   前記モジュール本体は、１乃至複数の固定片を有し、
   前記取付部材は、前記固定片が挿通される１乃至複数の挿通孔が設けられ、前記挿通孔に挿通される前記固定片が塑性変形させられることで前記モジュール本体が固定されるように構成されることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記モジュール本体は、前面側において前記基板を支持するベース板を有し、前記固定片は、前記ベース板の裏面側に設けられることを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
3. 前記固定片は、前記ベース板の厚み方向に沿って、前記基板と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項２記載の光源ユニット。
4. 前記固定片は、前記ベース板から切り起こされて構成され、前記固定片の先端部分には、前記ベース板と対向する側に、先端に向かって前記ベース板から離れる向きに傾斜する傾斜面が形成されることを特徴とする請求項２又は３記載の光源ユニット。
5. 請求項１〜４の何れかの光源ユニットと、前記光源ユニットに電力を供給して前記固体発光素子を発光させる電源ユニットと、１乃至複数の前記光源ユニット及び１乃至複数の前記電源ユニットを支持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。

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