JP6617431B2 - 照明器具 - Google Patents
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Description
しかしながら、樹脂成形のレンズ板を複数の固定具(例えば、ねじ)で金属板金に固定すると、樹脂と板金とは線膨張係数が異なるため、LEDの熱による熱膨張・収縮の寸法差が生じてレンズ板が反るように変形し、レンズ板に局部的な変形が生じてしまう。局部的な変形を防止するように膨張・収縮を許容すると、レンズとLEDとの位置がずれ、器具から照射される光量が減少するおそれがある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、レンズ板の局部的な変形を抑制しつつ、光量低下を抑制可能な照明器具を提供することを目的とする。
図1は、本実施形態に係るトンネル照明器具1を示す正面図である。図2は、トンネル照明器具1の設置状態を示す図である。なお、本明細書では、図1に示すように、紙面の手前に向けて垂直に向いた方向を正面方向、紙面上側、及び下側を上方向、及び下方向、紙面左側、及び右側を左方向、及び右方向と定義する。
図2に示すように、トンネル照明器具1は、道路11が延びるトンネル10の壁面又は天井面(本実施形態では天井面)に、道路11に沿って所定間隔で設置される。道路11は、平行に延びる2本の車道外側線12A、12Bで路面12が区画されている。本実施形態では、トンネル照明器具1は、直近側(手前側)の車道外側線12Aから幅L1だけ路面12に進入した位置に、灯具直下軸Kが遠方側(手前側と反対側)の車道外側線12Bから幅L2だけ手前側に位置する姿勢でトンネル10の天井面に設置されている。
なお、本明細書では、道路11が延びる方向(車両が走行する方向)を縦断方向Jと定義し、この縦断方向Jに直交する方向を横断方向Mと定義する。
トンネル照明器具1は、図1に示すように、正面が開口した金属製の器具ケース20を備える。器具ケース20は、左右方向に長い正面視矩形の箱型に形成されており、正面開口20Aには、平板状の前面ガラス21が嵌め込まれている。前面ガラス21は、器具ケース20の上側面1Aに一対の蝶番22で開閉自在に結合され、器具ケース20の下側面1Bに一対のラッチ23で留められている。器具ケース20の正面開口20Aには、前面ガラス21との間をシールするシール部材としてのパッキン24が開口縁に沿って設けられている。
また器具ケース20の背面には、トンネル10内に設置するための金具25が取り付けられている。
このトンネル照明器具1は、前面ガラス21を道路11の路面12に対面させ、左側面1C、及び右側面1Dを結ぶ方向である左右方向を道路11の縦断方向Jに合わせた姿勢で、トンネル10に設置される。
光源部30は、発光素子の一例たるLEDを光源とするものであり、その詳細は後述する。電源端子台31は、器具ケース20の外から引き込まれた配線と、電源ボックス32の配線とを結線する。電源ボックス32は、光源部30を駆動する直流電力を生成するものであり、AC−DC変換器を内蔵し、外部から供給される商用の交流電力を直流電力に変換し光源部30に供給する。なお、電源ボックス32は、外部からの調光指示に基づいて直流電力(例えば直流電流)を可変し、光源部30の光量を可変してもよい。また器具ケース20には、停電時等に使用する非常用の電力としてバッテリーを内蔵してもよい。
光源部30は、図3に示すように、少なくとも1つ(本実施形態では、6つ)のレンズ付LED基板(光源ユニット)40と、このレンズ付LED基板40を取り付ける取付板金50とを備えている。取付板金50は、熱伝導性に優れたアルミニウム等の材料で正面視略矩形の板状に形成され、器具ケース20の背面部に立設された支持脚26に固定されて、前面ガラス21の近傍(正面開口20Aの近傍)に配置されている。レンズ付LED基板40が前面ガラス21の近傍に配置されることで、レンズ付LED基板40の光が器具ケース20の内壁面での遮蔽を抑えて効率良く取り出される。
基板42は略矩形の回路実装基板であり、取付板金50の表面50Aに少なくとも1つ(本実施形態では、2つ)の固定具43(例えば、ねじ等)で固定されている。この基板42の表面には、LED41が複数個(本実施形態では、16つ)実装されている。本実施形態では、LED41は、左右方向に2列、各列には8つずつ配置されているが、LED41の数や配置構成はこれに限定されるものではない。LED41は、基板42の面に略垂直な方向に光軸Fを有し、この光軸Fが正面方向を指向する姿勢で器具ケース20(図1)に収められている。これらのLED41によってトンネル照明器具1の光源が構成されている。
各フック63は、図8に示すように、側面の2方を開放する有底角筒状に形成され、底部63Aと、レンズ板60の外周に沿って延びる外壁部63Bと、外壁部63Bと略直交して延びる側壁部63Cとを備えている。
また、取付板金50には、図4に示すように、レンズ付LED基板40のスライドを規制して位置決めするストッパ52が形成されている。本実施形態では、ストッパ52は、基板42の短手方向に延びる外周部に当接するように配置されているが、ストッパ52はレンズ付LED基板40に当接する構成とすればよい。
取付板金50には、レンズ板60の固定孔64に対応する位置に、固定孔53(例えば、ねじ孔等)が形成されている。これらの固定孔64及び固定孔53に、例えば、ねじ等の固定具45を挿入して固定することで、取付板金50の表面50Aにレンズ板60が固定される。
基板42には、レンズ板60の固定孔64に対応する位置に、固定孔46が形成されている。この固定孔46にレンズ板60を固定する固定具45が挿入されて、基板42はレンズ板60と共締めされ、各レンズ61と基板42のLED41の位置ズレが防止される。
このように、本実施形態では、レンズ板60が略中央に取付板金50に固定される固定孔64を備え、略中央の固定孔64を中心に熱膨張・収縮が許容される構成としている。
但し、単に熱膨張・収縮を許容すると、レンズ61とLED41との位置がずれ、トンネル照明器具1から照射される光量が減少するおそれがある。
そこで、本実施形態では、さらにレンズ板60の移動を規制する位置決めピン66,67を設けている。
さらに、レンズ板60は、所定方向の移動を規制する中間位置決めピン66と、中間位置決めピン66の両側に配置され、所定方向と異なる方向の移動を規制する側部位置決めピン67とを備えている。中間位置決めピン66は基板42に設けた中間位置決め孔47に挿入され、側部位置決めピン67は基板42に設けた側部位置決め孔48に挿入される。
本実施形態では、中間位置決めピン66はレンズ板60の略中央に固定孔64に隣接して配置され、側部位置決めピン67は中間位置決めピン66を通る直線N上に配置されている。また、中間位置決めピン66はレンズ板60の長手方向の移動を規制するように構成され、側部位置決めピン67は、レンズ板60の長手方向に略直交する短手方向の移動を規制するように構成されている。
なお、本実施形態では、中間位置決めピン66を基板42の厚さに収まる長さに形成し、側部位置決めピン67は基板42の厚さよりも長く形成しているため、取付板金50に側部位置決めピン67を収めるピン孔54を形成している。
光源部30を組み付ける際には、まず、レンズ板60のフック63を基板42の貫通孔44に挿入し、基板42とレンズ板60とを重ね合わせることでレンズ付LED基板40を構成する。このとき、中間位置決めピン66は中間位置決め孔47に挿入され、側部位置決めピン67は側部位置決め孔48に挿入され、レンズ板60の固定孔64と基板42の固定孔46の位置が一致する。
次に、レンズ付LED基板40をフック63を取付板金50の係合穴51に挿入するように取付板金50に配置し、レンズ付LED基板40をスライドさせて、レンズ付LED基板40をストッパ52に当接させる。このとき、固定孔64及び固定孔46と、固定孔53との位置が一致する。
この状態で、基板42を固定具43によって取付板金50に固定するとともに、基板42及びレンズ板60を固定具45によって取付板金50に共締めすることで、レンズ付LED基板40が取付板金50に組み付けられる。
ここで、固定孔64をレンズ板60の端に設けると、熱膨張・収縮の中心となる固定孔64と、固定孔64から最も離れたレンズ板60の外周部(最遠端)との間の距離が長くなり、最遠端での熱膨張・収縮の変形量が大きくなる。本実施形態では、固定孔64をレンズ板60の略中央に形成したため、最遠端の変形量を小さくすることができ、その結果、レンズ板60の熱膨張・収縮によるLED41とレンズ61のずれを最小限に抑えて、配光のずれを最小限に抑えることができる。
なお、実施形態では、レンズ板60は突出部63Dと裏面50Bとの間に配光に影響がない程度の隙間を設ける設計としており、これにより、レンズ板60が平面方向により円滑に熱膨張・収縮できる。
側部位置決めピン67を、中間位置決めピン66を通る直線N上に配置する構成とした。この構成により、レンズ板60の平面方向の熱膨張・収縮方向(固定孔64を中心にした半径方向)と規制方向との間の角度を考慮しなくてよいので、中間位置決めピン66及び側部位置決めピン67の規制方向を容易に設定できる。
また、この構成はレンズ板が長方形以外の形状であっても適用できる。すなわち、側部位置決めピン67を、中間位置決めピン66の両側であって中間位置決めピン66を通る直線上に配置し、中間位置決めピン66は、直線に沿った方向の移動を規制し、側部位置決めピン67は、直線に直交する方向の移動を規制するように構成すればよい。
本実施形態では、側部位置決めピン67を略十字状に形成している。ここで、側部位置決めピン67を円柱状に形成し、側部位置決め孔48を長孔にした場合、側部位置決めピン67を細くすると、レンズ板60が変形する時にかかる力で樹脂製の細い側部位置決めピン67が折れやすくなる。一方、側部位置決めピン67を太くすると、樹脂成形時にレンズ板60にひけを生じやすい。側部位置決めピン67を略十字状に形成すれば、側部位置決めピン67を太くしても側部位置決めピン67の凸部分の体積を比較的小さくすることができ、比較的大きな体積の側部位置決めピン67を設けた場合に生じるレンズ板60のひけを防止することができる。
例えば、上述の実施形態では、フック63で反りを防止し、位置決めピン66,67によってレンズ板60の移動を規制していたが、レンズ板60の反りや移動を防止する構成はこれに限定されるものではない。フック63及び位置決めピン66,67に代えて、例えば、図11乃至図13に示すように、段付スペーサ166を設けてもよい。
図11は本実施形態の変形例に係る光源部130を示す斜視図であり、図12は光源部130を示す分解斜視図であり、図13は光源部130を示す断面図である。なお、図11乃至図13では、光源部30と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
段付スペーサ166は、円筒状の本体部166Aと、本体部166Aから径方向に延出する段部166Bとを備えている。この段付スペーサ166は、基板42を固定する固定具43に外嵌されて取り付けられ、固定具43と基板42との間に挟持されて固定される。段付スペーサ166は、本体部166Aの外周面とレンズ板60の逃げ部65の縁部との間に隙間δが形成され、段部166Bがレンズ板60と正面視で重なるように構成される。この隙間δによってレンズ板60の平面方向の熱膨張・収縮が許容されるとともに、段部166Bによってレンズ板60の反りが防止される。
なお、図11乃至図13の例では、段付スペーサ166を、基板42を固定する固定具43に設けたが、段付スペーサ166は固定具43と個別に設けてもよい。また、図11乃至図13の例では、フック63を設けているが、フック63及びフック63に係る構成(貫通孔44、係合穴51)は省略してもよい。
また、上述の実施形態では、レンズ付LED基板40を板状の取付板金50に取り付けたが、レンズ付LED基板40を取り付ける取付面を構成する部材は板金に限定されず、例えば、鋳物であってもよい。この場合、鋳物に形成した取付面に、レンズ板60のフック63が係合可能な係合穴(溝、又は、貫通孔)を形成すればよい。
また、上述の実施形態では、フック63をレンズ板60と一体に形成したが、フックをレンズ板60と別体に形成し、当該フックをレンズ板60に固定してもよい。
また、上述の実施形態では、固定孔64を1つ設けているが、固定孔64の数は1つに限定されるものではない。例えば、レンズ板60の略中央に複数の固定孔64を隣接して設けてもよい。
また、上述の実施形態では、中間位置決めピン66がレンズ板60の長手方向の移動を規制し、側部位置決めピン67が短手方向の移動を規制する構成としたが、規制方向はこれに限定されるものではない。
また、照明器具の一例としてトンネル照明器具を例示したが、これに限らず、例えば高速道路の遮音壁の壁面に設置されて路面を照明する照明器具といったように、各種の道路用照明器具に応用が可能である。また、本発明は、道路用照明器具に限定されるものではなく、任意の照明器具に適用可能である。
40 レンズ付LED基板(光源ユニット)
41 LED(発光素子)
42 基板
50 取付板金
50A 表面(取付面)
60 レンズ板
61 レンズ
65 逃げ部
66 中間位置決めピン
67 側部位置決めピン
N 直線
Claims (6)
- 複数の発光素子を配置した基板、及び、複数の前記発光素子にそれぞれ対応する複数のレンズを一体に備えたレンズ板を有する光源ユニットと、
前記光源ユニットを取り付ける取付面と、を備え、
前記レンズ板の略中央の1か所に、前記基板の中間位置決め孔に挿入されることで所定方向の移動を規制する中間位置決めピンが配置され、
前記中間位置決めピンの両側2か所に前記所定方向と略直交する方向の移動を規制する側部位置決めピンが配置され、
前記中間位置決めピンは、前記中間位置決め孔との間の隙間によって前記所定方向と略直交する方向の移動が許容される
ことを特徴とする照明器具。 - 前記側部位置決めピンを、前記中間位置決めピンを通る直線上に配置したことを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
- 前記中間位置決めピンは、前記直線に沿った方向の移動を規制し、
前記側部位置決めピンは、前記直線に略直交する方向の移動を規制する
ことを特徴とする請求項2に記載の照明器具。 - 前記中間位置決めピンは、前記レンズ板の長手方向の移動を規制し、
前記側部位置決めピンは、前記長手方向に略直交する方向の移動を規制する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の照明器具。 - 前記中間位置決めピンを前記レンズ板の略中央に設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の照明器具。
- 前記側部位置決めピンは、前記レンズ板の正面から見た断面形状が前記所定の方向及び該所定の方向と直交する方向に交差する略十字形の柱状に形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の照明器具。
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