JP6731775B2 - 光源ユニット及び照明装置 - Google Patents
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Description
また、温度変化に起因した不具合の発生を抑制する照明器具が開示されている(例えば特許文献2参照)。
光源素子が配置された光源フレームと、
前記光源素子を覆うように前記光源フレームの外側に配置されるとともに、前記光源フレームを基準として前記光源素子と反対側に開孔が形成されたカバー体と、
前記反対側であって、前記カバー体の外側に配置された外部フレームと、
前記光源フレームと前記外部フレームと締結する締結部材と、
前記締結部材と前記開孔の縁部との間に配置された弾性体と
を備えたことを特徴とする。
***構成の説明***
(照明装置300の構成概要)
図1、図2に示すように、照明装置300は、光源ユニット100と照明器具200とを備えている。
光源ユニット100は、端部カバー30L(第一の端部カバー)、端部カバー30R(第二の端部カバー)に設けられたネジ貫通孔34L、ネジ貫通孔34Rを貫通するネジ96L、ネジ96Rによって照明器具200に取り付けられる。
ネジ貫通孔34L,ネジ貫通孔34Rは、キャップ90L、キャップ90Rで蓋がされる。
図2に示すように、照明器具200は、光源ユニット100を収納する収納口となる開口201が縁202と縁203とにより長手方向に沿って形成されている。
開口201の一つの縁202がカバー体1000の長手方向に沿ってカバー体1000と隙間をなし、この一つの縁202に対向する別の縁203がカバー体1000の長手方向に沿ってカバー体1000と隙間をなしている。
また、光源ユニット100は、両端に、カバーパッキン20L(第一のパッキン)、カバーパッキン20R(第二のパッキン)、端部カバー30L(第一の端部カバー)、端部カバー30R(第二の端部カバー)、及び、取付金具50L,50R(第三の取付具)を備えている。
防水型電源装置80の右端には電力を供給するハーネス990が接続される。ハーネス990は結束具993により複数の電線が束ねられたものである。また、防水型電源装置80の左端には、電線カバー994が固定されている。
図4に示すように、防水型電源装置80に最も近い結束具993は、ネジ88により外部フレーム60に固定される。
防水型電源装置80の左端から出されたコネクタケーブル991は、貫通孔65を介して、LED基板900からのコネクタケーブル992と接続される。また、パッキン995が貫通孔65に嵌め込まれ、コネクタケーブル991の損傷を防止している。
図3に示すように、防水型電源装置80は、カバー体1000の外側であって、外部フレーム60の上面中央にネジ88で固定される。
防水型電源装置80の表面には、防水型電源装置80の仕様が記されたシール89が貼付される。
防水型電源装置80は、照明装置300を固定するための吊りボルトに干渉しないように配置される。具体的には、防水型電源装置80は、図8、図11に示す吊りボルト97Lとナット971L(又は吊りボルト98Lとナット981L)と、図8において防水型電源装置80の右側に位置する吊りボルトとナット(これらは図示していない)との間に配置する。これにより、照明装置300をより薄くすることができる。つまり、防水型電源装置80を吊りボルトとナットと干渉しない位置に配置することで照明装置300をより薄くすることができる。
図4に示すように、光源フレーム800は、長尺状をなし、照射側の面に光源素子700が搭載されたLED基板900が取り付けられるフレームである。すなわち、光源フレームは、光源素子700が配置されたフレームである。
本実施の形態において、光源素子700は、例えば、パッケージ化された面実装タイプのLED素子である。光源素子700は、有機EL素子、半導体レーザ等の他の固体発光素子を用いることができる。
光源フレーム800は、アルミニウム又はその他の金属材料を含む金属板である。
光源フレーム800は、平坦な平板部862、平板部862の両側から長手方向に沿って上側方向に起立する側面部863を有する。光源フレーム800の断面形状は、「コの字形状」である。側面部863の先端は、約180度、内側に折れ曲った反転部864があり、側面部863と反転部864とは、U字状又はヘアピン状の断面を有する。
光源フレーム800には、左右に台座880が形成されている。台座880は、平板部862を打ち抜き加工して、凸状に形成したブリッジである。
台座880には、軸座金52Lがネジ53Lにより固定され、軸座金52Rがネジ53Rにより固定される。
光源フレーム800は、LED基板900に接続されたコネクタケーブル992を配置する。
外部フレーム60は、光源素子700と反対側であって、カバー体1000の外側に配置されている。
図4に示すように、外部フレーム60は、長尺状をなし、カバー体1000が取り付けられるフレームである。また、外部フレーム60は、電源装置用台座である。
外部フレーム60は、アルミニウム又はその他の金属板である。
外部フレーム60は、平坦な平板部62、平板部62の両側から長手方向に沿って下側方向に起立する側面部63を有する。
図10に示すように、外部フレーム60の断面形状は、「コの字形状」である。側面部63の先端は、約90度、内側に折れ曲っており、取付金具50L,50Rを収納する際の位置決めの機能を有する。外部フレーム60は、貫通孔65を有する。
外部フレーム60は、左右に、凹み部64を有する。凹み部64は、平板部62から窪んだ部分であり中央にネジ穴がある。凹み部64は、ネジ960Lとネジ960Rで弾性体51L、弾性体51Rを取り付ける部分である。
カバー体1000は、光源素子700を覆うように光源フレーム800の外側に配置されるカバーである
図4に示すように、カバー体1000は、両端が開口した長尺状の中空体(筒体)である。カバー体1000は、透光カバーであり、光源であるLEDから発せられる光を透過するように透光性の材料で形成されている。
カバー体1000は、例えばアクリル等の樹脂材料を用い、押し出し成型等の成形方法によって製造される。
図4に示すように、カバー体1000には、長手方向おける左右に、円形の開孔24Lと開孔24Rとが形成されている。
開孔24Lと開孔24Rは、光源フレーム800を基準として光源素子700と反対側に形成されている。
開孔24Lと開孔24Rとは、弾性体51Lと弾性体51Rとが嵌めこまれる円形の貫通孔である。
カバー体1000には、長手方向おける左右端に、開口12Lと開口12Rとが形成されている。
カバー体1000は、幅手方向(短手方向)の中央部分が頂点となるように幅手方向端部にかけて肩下がりとなる傾斜面15(図10、図18)を形成している。
図13は、カバーパッキン20Lの三面図であり、それぞれ(a)背面図、(b)上面図、(c)正面図である。
図12の(a)と(b)は、図3のカバーパッキン20L、カバーパッキン20Rを拡大した図である。本実施の形態では、左側のカバーパッキン20L、右側のカバーパッキン20Rは同じ構造形状のものが使用される。
図12の(b)に示すように、全周にわたって窪む窪み部21Rが形成されている。窪み部21Rにカバー体1000の右側端部11Rの先端が嵌る。
カバーパッキン20Rは、LED基板900を支持する鉤括弧状の支持部23Rを有する。
図18に示すように、カバーパッキン20Lは、窪み部21Lが「コの字形状」の枠体を形成し、「コの字形状」(窪み部21L)の間にカバー体1000の端部が入り込む構造である。このような構造によってカバーパッキン20Lはカバー体1000の開口12Lを塞ぐ。
カバーパッキン20Rも同様である。
パッキンベース部20L−2はベースとなる部分である。
パッキンベース部20L−2は、パッキン壁形状部20L−3以外の部分である。
パッキン壁形状部20L−3は、パッキンベース部20L−2の周縁から起立して周状の壁形状として形成される。
パッキン壁形状部20L−3は、周状の内周側の形状がカバー体1000の左側端部11Lの外周形状に適合する形状をなし、カバー体1000の左側端部11Lが嵌め込まれる。
端部カバー30Lは、カバーパッキン20Lをカバー体1000の左側端部11Lに押し当てるようにカバー体1000に取り付けられる。
嵌合部30L−1とは、端部カバー壁形状部30L−3あるいは貫通孔30L−4である。カバーパッキン20Lは、端部カバー30Lの嵌合部30L−1と嵌り合う部品であり、かつ、遮光性材料で形成されて遮光性を持つ遮光部20L−1を有する。
遮光部20L−1とは、パッキン壁形状部20L−3あるいは凸部20L−4である。パッキン壁形状部20L−3は、端部カバー壁形状部30L−3と嵌り合い、凸部20L−4は、貫通孔30L−1−4と嵌り合う。
図14の(a)と(b)は、図4の端部カバー30L、端部カバー30Rを拡大した斜視図である。
図15は、端部カバー30L−1の六面図であり、それぞれ、(a)背面図、(b)左側面図、(c)上面図、(d)右側面図、(e)正面図、(f)底面図である。(e)の正面図では起立壁320Lを省略している。図16は、端部カバー30Lの中央断面図である。
本実施の形態では、左右の端部カバーは同じ構造形状のものが使用される。カバー体1000端部カバー30Rは、カバーパッキン20Rを収納する収納部31R(第二の収納部)を有し、収納部31Rによってカバーパッキン20Rとともにカバー体1000の開口12Rを塞ぐ。
図示しないが、同様に、端部カバー30Lは、カバーパッキン20Lを収納する収納部31L(第一の収納部)を有し、収納部31Lによってカバーパッキン20Lとともにカバー体1000の開口12Lを塞ぐ。
端部カバー壁形状部30L−3は、端部カバーベース部30L−2の周縁から起立して周状の壁形状として形成され、周状の内周側の形状がパッキン壁形状部20L−3の外周側の形状に適合する形状をなし、パッキン壁形状部20L−3が嵌る。
図16に示すように、端部カバー30Lは、照明器具200に取り付けられた状態で底となる底部310Lと、矢印314Lで示す方向における底部310Lの端部315Lから上方に起立し、起立し始める箇所に(円形を含む)略円形の排水孔38Lが形成された起立壁320Lを備えている。
底部310Lは、ネジ貫通孔34Lの周縁341Lからネジ96Lが通過する方向(矢印Z方向)に筒状に起立する筒状ガイド390Lを有する貫通孔形成部である。端部カバー30Lでは筒状のねじガイドである筒状ガイド390Lがネジ貫通孔34Lを取り囲んでいる。
端部カバー30Lの底部310Lの底部表面311Lは、排水孔38Lに向かって下る傾斜を有する。
図2に示すように、光源ユニット100は、ネジ96L,ネジ96Rを用いて照明器具200に取り付けられるが、端部カバー30Lではネジ貫通孔34Lの周囲を筒状ガイド390Lで囲っているのでネジ96Lが筒状ガイド390Lの内部から外側へ出ることがない。すなわち、光源ユニット100を照明器具200に取り付ける時に、ネジ96Lが端部カバー30Lの内部に落下するおそれがなくなる。
端部カバー30R(第二の端部カバー)及びネジ96Rについても同様である。
筒状ガイド390Lにスリット391Lを設けたことにより、筒状ガイド390Lの内側の底部310Lの水(液体)を筒状ガイド390Lの内側に留めることなく排水孔38Lに排出できる。
端部カバー30R(第二の端部カバー)についても同様である。
ハーネス支持部380R,ハーネス支持部380Lは、2枚の壁部で形成される凹み部によって、電源装置からLED基板900に実装されたLED(図示しない)へ電力を供給するために設けられるハーネス990を挟むように支持する構成である。
なお、ハーネス支持部380R,ハーネス支持部380Lの形状は図示した形状に限定されない。
排水孔38Lの開口は排水性を向上させた面積を有する。開口形状は任意であるが縦横比が1に近い方が好ましい。排水孔38Lの開口形状が蒲鉾形状であってもよい。
このような形状にすることによって、端部カバー30Lの内側の水(液体)を効果的に排水させることができる。
端部カバー30R(第二の端部カバー)についても同様である。
図16に示すように、底部310Lの底部表面311L(表面)は、光源ユニット100が照明器具200に取付けられた状態において、排水孔38Lに向かって矢印314Lで示す方向に下り勾配となる下り勾配領域316Lを有する。
図16に示すように、底部表面311Lには、排水孔38Lに向う排水勾配312Lを設ける(実線矢印の向き)。排水勾配312Lは、光源ユニット100を水平に、下方照射させる姿勢としたときに、端部カバー30Lにおいて、図16の底部表面311Lが概ね1度の傾斜角度で排水孔38Lの向きに下る勾配である。傾斜角度は、排水性と成形性を考慮して決定される。
図20を参照して排水性を説明する。図20では、中央における排水勾配312Lを破線矢印で示しているが、下り勾配領域316Lでは排水勾配312Lの矢印の方に向かって低くなるので底部表面311Lの水は排水孔38Lに向かい、排水孔38Lから排出される。端部カバー30R(第二の端部カバー)についても同様である。
次に、取付金具50L,50Rを説明する。本実施の形態では、取付金具50Rは取付金具50Lと同じ構造形状であるので、取付金具50Lについて説明し、取付金具50Rの説明は省略する。
図17に示すように、取付金具50Lは、外部フレーム60の下面側に重ねられる平板部503Lと、平板部503Lの両側から長手方向に沿って起立する側面部504Lと、平板部503Lの左側端部でL字形状に形成された腕部508Lとを有する。
図17の平板部503Lの形状は他の形状でも構わない。
図4に示すように、平板部503Lと外部フレーム60の端部とには、ネジ94Lが貫通するネジ孔506Lとネジ孔507Lとがあり、平板部503Lがネジ94Lにより外部フレーム60の端部に固定される。
図18のE−E断面を示す図19のように、取付金具50Lは、側面部511L,側面部512Lの先端513L,先端514L(端部)が端部カバー30Lの外郭330Lの内側となる内壁331Lを押し付けるように取り付けられる。
側面部511L,側面部512Lの先端513L,先端514Lは、光源ユニット100が照明器具200に取付けられた状態(照明装置300が使用される状態)において、端部カバー30Lの内側(内壁)に当接する。
したがって、端部カバー30Lのガタツキが抑制される。またガタツキが抑制されるので、水密性(止水性)も向上する。
取付金具50R及び端部カバー30Rについても同様である。
図22に示すように、照明器具200は、器具側貫通孔210が形成された器具側平板部230を有する。器具側平板部230に取付金具50L−1が取り付けられる。
図22に示すように、器具側平板部230の下に水平部531Lが位置し、凹み部532Lの凹みに抜け止めワッシャー542Lが配置され、凹み部532Lを挟んで抜け止めワッシャー542Lの下側(反対側)にワッシャー541Lが配置される。
ネジ96Lは、ネジ溝が形成されたネジ軸962Lと、ネジ頭961Lとを有する。ネジ96Lのネジ軸962Lがワッシャー541L、貫通孔533L、抜け止めワッシャー542L、器具側貫通孔210を介して、器具側ナット220(相手部品)にねじ込まれる。
その結果、ネジ頭961Lの下面がワッシャー541Lを押し付け、取付金具50L−2の水平部531Lが照明器具200の器具側平板部230に押し付けられる。
凹み部532Lは、抜け止めワッシャー542Lが収納される形状であれば、形状は任意である。
また、凹み部532Lの凹み深さ寸法Hは、抜け止めワッシャー542Lの厚さ寸法Bに応じて決定する。例えば、抜け止めワッシャー542Lの厚さ寸法Bが1mmであれば、凹み深さ寸法Hは、1mm、又は1mmより若干大きい方が好ましい。その理由は、水平部531Lの上面と器具側平板部230の下面とが隙間なく広く密着し、強く密着されるからである。
図4に示すように、外部フレーム60の平板部62の上側には防水型電源装置80が取り付けられる。
図25は、防水型電源装置80の分解斜視図である。防水型電源装置80は、電源装置用ケース本体81、パッキン82−1(第一の電源装置用ケースパッキン)、パッキン82−2(第二の電源装置用ケースパッキン)、パッキン固定具83−1(第一の固定具)、パッキン固定具83−2(第二の固定具)を備えている。
電源装置用ケース本体81は、両端が開口する中空体であり、LEDに電力を供給する電源装置(図示していない)を収納する。
パッキン82−1は、電源装置用ケース本体81の一方の開口を塞ぎ、パッキン82−2は、電源装置用ケース本体81の他方の開口を塞ぐ。
パッキン固定具83−1は、パッキン82−1を固定し、パッキン固定具83−2は、パッキン82−2を固定する。
パッキン固定具83−1は、ネジ84によって、電源装置用ケース本体81の両側に設けられたネジ孔85に締め込まれることで、パッキン82−1を電源装置用ケース本体81に固定する。
図26は、パッキン固定具83−1の寸法A、パッキン82−1の外側寸法B、パッキン82−1の内側寸法C、電源装置用ケース本体81の内部寸法Dを模式的に示す。
図26において、A>B、C<Dかつ(A−B)−(D−C)>0の関係である。
図26においてA〜Dに対応する奥行き方向(短手方向)の寸法をa、b、c、dとした場合、奥行き方向も、a>b、c<dかつ(a−b)−(d−c)>0の関係である。
つまり、パッキン固定具83−1を縦A(mm)、横a(mm)の矩形、パッキン82−1の外側を縦B(mm)、横b(mm)の矩形、パッキン82−1の内側(電源装置用ケース本体81側)を縦C(mm)、横c(mm)の矩形、電源装置用ケース本体81の開口を縦D(mm)、横d(mm)の矩形と想定した場合、奥行き方向も、a>b、c<dかつ(a−b)−(d−c)>0の関係である。
パッキン固定具83−2側も同様である。
このような寸法A〜寸法D及び寸法a〜寸法dの関係を設定すると、パッキン82−1、82−2を電源装置用ケース本体81の端部に押し当てることによって得られる防水性能に加えて、さらに高い防水性(水密性)を得ることができる。
図2に示すように、ネジ96Lが貫通する端部カバー30Lのネジ貫通孔34Lは、キャップ90Lを取り付けることによって蓋がされる。これにより意匠性を向上させる。
キャップ90Rも同様の作用効果を有するものである。
図10に示すように、軸座金52Lは、ネジ53Lで台座880に固定される。
図23に示すように、軸座金52Lは、座板520Lと軸部522Lとを有する。
座板520Lは、矩形の板状であり、両サイドに、羽根状に形成された座羽521Lを有する。
図18に示すように、反転部864の座羽521Lに対応する部分にはカット部865がある。カット部865は、座羽521Lを収納する切欠きである。
軸部522Lは、座板520Lから直立した円柱である。座板520Lの端部には、ネジ960Lをネジ止めするネジ穴がある。
軸座金52Lとネジ53Lとネジ960Lとは、外部フレーム60と光源フレーム800とを締結する締結部品ある。特に、軸座金52Lの軸部522Lが外部フレーム60と光源フレーム800の間に配置された締結部材500である。
軸座金52Rも同様である。
図18、図23、図24に示すように、弾性体51Lは、筒状又は円筒形の締結パッキンである。
弾性体51Lは、筒軸を中心にした回転対称の筒体である。
弾性体51Lは、締結部材500と開孔24Lの縁部とに密着した状態で締結部材500と開孔24Lの縁部との間に弾性変形可能に配置されている。
弾性体51Lは、締結部材500及びカバー体1000よりも硬度が低い弾性材料でできている。弾性材料として、ウレタン、ゴム、プラスチック、シリコン、又は、これらを含む樹脂材料が好適である。
弾性体51Lは、外環部5103と中環部5110と内環部5104との3重環構造を有する。
中環部5110と内環部5104とを合わせて、挿抜部5109という。挿抜部5109とは、外環部5103に挿抜される部分をいう。
外環部5103と中環部5110と内環部5104とは、それぞれ帯状の環状体である。
外環部5103は、円筒形をしている。
外環部5103の外周面は、弾性体51Lの外周部となる。
外環部5103は、半径方向に厚肉である。
外環部5103の上下中央には、環状溝5102が形成されている。環状溝5102は、開孔24Lを挟み込む環状の凹溝である。
環状溝5102を形成している溝上側面の半径方向の長さは、溝下側面の半径方向の長さより長い。すなわち、環状溝5102を形成している外環部5103の下部の半径は、環状溝5102を形成している外環部5103の上部の半径より小さい。また、外環部5103の下部には、環状のテーパ面が形成されている。このため、弾性体51Lは、外環部5103の下部から、開孔24Lに嵌め込みやすくなっている。
挿抜部5109の内環部5104は、円筒形をしている。
内環部5104の内周面は、弾性体51Lの内周部となる。
内環部5104は、軸座金52Lの軸部522Lを貫通させる軸貫通孔を形成している。
内環部5104の軸貫通孔の内周面には、内襞5105が環状かつ帯状に複数形成されている。
外環部5103と内環部5104との間に中環部5110が配置されている。
中環部5110は、半径方向に薄肉である。
中環部5110は、上下方向において均一な厚さを有している。
中環部5110の下端は内環部5104の下端と連続しており、中環部5110の下端と内環部5104の下端とでU字状の第1の屈曲部5106を形成している。
中環部5110の上端は外環部5103の上端と連続しており、中環部5110の上端と外環部5103の上端とでU字状の第2の屈曲部5107を形成している。
寸法関係は以下のとおりである。
内襞5105の内径は、軸部522Lの外径より小さい。ただし、内襞5105の内側に軸部522Lを圧入することができる程度に小さい。
内環部5104の外径は、中環部5110の内径より小さい。内環部5104と中環部5110との間には、第1の隙間5100がある。第1の隙間5100が存在するため、中環部5110と内環部5104とは、第1の隙間5100を挟んで離間しており、内環部5104は、中環部5110の内側で360度方向に移動することができる。
中環部5110の外径は、外環部5103の内径より小さい。中環部5110と外環部5103との間には、第2の隙間5101がある。第2の隙間5101が存在するため、中環部5110と外環部5103とは、第2の隙間5101を挟んで離間しており、中環部5110は、外環部5103の内側で360度方向に移動することができる。
外環部5103の外径は、内環部5104の外径の3倍である。
外環部5103の半径方向の最大厚さは、内環部5104の半径方向の厚さの4倍である
外環部5103の外径は、中環部5110の外径の2倍である。
外環部5103の半径方向の最大厚さは、中環部5110の半径方向の厚さの8倍である
外環部5103の外径は、弾性体51Lの高さの2.5倍である。
弾性体51Lの高さは、外環部5103の高さの1.6倍である。
弾性体51Lの環状溝5102は、カバー体1000に嵌めこまれることにより、カバー体1000を保持する。
このように、弾性体51Lは、締結部材500と開孔24Lの縁部との間に配置された状態で、筒形の内環部5104の内周部が締結部材500と、内環部5104と対向した外環部5103の外周部が開孔24Lの縁部と、それぞれ密着している。
弾性体51Lは、筒形の周部が複数回折り曲げられた状態で締結部材500と開孔24Lの縁部との間に配置されている。
第1の隙間5100と第2の隙間5101が存在するため、内環部5104は外環部5103の内側で360度方向に移動することができる。内環部5104は外環部5103の内側で360度方向に移動できるので、カバー体1000は、外部フレーム60と光源フレーム800とに対して360度方向に移動できることになる。
(熱膨張の膨張量の差の吸収)
図27に示すように、照明装置300が組み立てられた状態で使用環境温度が上昇すると、光源フレーム800、外部フレーム60、カバー体1000が長手方向に膨張する。また、カバー体1000は吸湿によっても膨張する。
カバー体1000がアクリル製で、光源フレーム800と外部フレーム60とがアルミニウム製であり、カバー体1000の全長が1.2m程度の場合、想定される使用環境条件(温度、湿度)の変化に伴って、カバー体1000は光源フレーム800および外部フレーム60よりも長手方向に最大で6mm程度大きく膨張又は収縮する。
カバー体1000は、左右2個の弾性体51L、弾性体51Rで止められるので、カバー体1000の中央を基準とする長手方向の左右の膨張量(あるいは収縮量)はそれぞれ最大で約3mm程度である。なお、実使用環境を考慮した場合、カバー体1000は吸湿の要因が加わる膨張量は収縮量よりも大きい。
この3mmの膨張(あるいは収縮)を弾性体51L、弾性体51Rの第1の屈曲部5106と第2の屈曲部5107とが変形して吸収する。
図27に示すカバー体1000の膨張時は、ネジ96Lとネジ96Rとの間隔を間隔S0とすると、カバー体1000の開孔24Lの中心と開孔24Rの中心との間隔S1は、間隔S0より大きくなる。
S1>S0
第1の隙間5100の半径方向の隙間間隔をK1とし、第2の隙間5101の半径方向の隙間間隔をK2とすると、
隙間間隔K1+隙間間隔K2>(間隔S1−間隔S0)
となるように、隙間間隔K1と隙間間隔K2を形成しておけばよい。
左右2個の弾性体51L、弾性体51Rで、間隔S1と間隔S0の差分を半分ずつ吸収すると考えれば、
隙間間隔K1+隙間間隔K2>(間隔S1−間隔S0)/2
としてもよい。
S2<S0
第1の隙間5100の半径方向の隙間間隔をK1とし、第2の隙間5101の半径方向の隙間間隔をK2とすると、
隙間間隔K1+隙間間隔K2>(間隔S0−間隔S2)
となるように、隙間間隔K1と隙間間隔K2を形成しておけばよい。
左右2個の弾性体51L、弾性体51Rで、間隔S0と間隔S2の差分を半分ずつ吸収すると考えれば、
隙間間隔K1+隙間間隔K2>(間隔S0−間隔S2)/2
としてもよい。
|S1−S0|>|S0−S2|
図18に示すように、カバー体1000の端部とカバーパッキン20Rの窪み部21Lとの間にも、隙間間隔K3のスペースがある。すなわち、カバー体1000の端部は、窪み部21Lの奥底まで差し込まれているのではなく、隙間間隔K3の空間を残している。 隙間間隔K3>(間隔S1−間隔S0)、又は、
隙間間隔K3>(間隔S1−間隔S0)/2
とすることで、カバー体1000の膨張を吸収することができる。
挿入長K4>(間隔S0−間隔S2)、又は、
挿入長K4>(間隔S0−間隔S2)/2
とすることで、カバー体1000の収縮を吸収することができる。
窪み部21Lの深さは、隙間間隔K3と挿入長K4とを合わせた長さより長ければよい。
窪み部21Lの深さ>隙間間隔K3+挿入長K4
以上のように、カバー体1000は、締結部材500を基準として、弾性体51Lの筒軸と交差する方向に相対的な位置変位が可能である。
弾性体51L、弾性体51Rとは、中環部5110を介して、上下に伸張可能である。ここで伸張可能とは、外環部5103と内環部5104との上下の相対的位置が変更可能であるという意味である。
外環部5103と内環部5104との上下の相対的位置変更は、第1の屈曲部5106と第2の屈曲部5107とが屈曲位置を移動させることで実現できる。
したがって、外環部5103は内環部5104に対して上下方向に位置を変更することができ、カバー体1000は、締結部材500を基準として、弾性体51Lの筒軸の方向に相対的な位置変位が可能である。
また、光源ユニット100が輸送される際、照明装置300が使用される際等には、外部から振動又は衝撃が加わることがある。第1の隙間5100と第2の隙間5101による隙間間隔K1と隙間間隔K2とが存在していれば、カバー体1000への振動又は衝撃を吸収することができ、カバー体1000への衝撃によるカバー体1000の破壊を防止することができる。
カバー体1000の左右端部は端部カバー30Lと端部カバー30Rで保護されている。
カバー体1000の短手方向又は上下方向への振動又は衝撃が加わった場合は、第1の隙間5100と第2の隙間5101とがクッションの機能を奏することにより、カバー体1000へのショックを和らげることができる。
ここで、相対的な位置変異とは、長手方向と短手方向を含む360度の水平方向の移動による位置変更と、上下方向の移動による位置変更と、水平方向の移動と上下方向の移動とを組み合わせた斜め方向の移動による位置変更のいずれでもよい。斜め方向の相対的な位置変位(移動)として、例えば、カバー体1000の長尺方向における反り、長手方向を基準とした捻じれ等が含まれる。
このように、外環部5103が内環部5104に対して相対的に位置を移動させることにより、カバー体1000が光源フレーム800と外部フレーム60とに対して相対的な位置変位が可能である。
また、弾性体51Lの内周部が締結部材500の軸部522Lと密着し、弾性体51Lの外周部が開孔24Lの縁部と、それぞれ密着しているので、防水効果(止水効果)を奏する。そして、カバー体1000が光源フレーム800と外部フレーム60とに対して相対的に位置変位しても防水効果(止水効果)が維持される。
本実施の形態によれば、簡易な構成によって、光源ユニット100の使用環境の温度又は湿度に対応して発生する部品の相対変位を吸収することができる。特に、膨張量(収縮量)が異なる部材間の相対変位をストレスフリーに吸収することができる。
筒状の断面を有する樹脂製透光カバー体1000の内部に、LED基板が実装された金属製光源フレーム800が設けられている。
樹脂製透光カバー体1000の外側に照明器具200と一体化させるための金属製外部フレーム60が設けられている。
金属製光源フレーム800と金属製外部フレーム60とは樹脂製透光カバー体1000の2箇所以上に開口された貫通孔である開孔24L,24Rを貫通する金属製軸部522L,522Rによって固定されている。金属製軸部522L,522Rは、金属製のシャフトであり、金属製光源フレーム800と金属製外部フレーム60とを締結する締結部材500である。
樹脂製透光カバー体1000の開孔24L,24Rの部分と金属製軸部522L,522Rとの間での防浸水性を確保するため、樹脂製透光カバー体1000の開孔24L,24Rの部分と金属製軸部522L,522Rとの間に締結パッキンとなる弾性体51L,51Rを配置している。
弾性体51L,51Rは変位自在な防浸水性パッキンであり、金属製軸部522L,522Rとの間で樹脂製透光カバー体1000の熱及び湿度による伸縮を吸収する。
金属製光源フレーム800と金属製外部フレーム60とを金属製の軸部522L,522Rで導通させることができる。
樹脂製の透光カバー体1000は、金属に比較して経年変化、強度低下を起こしやすいが、樹脂製の透光カバー体1000を直接金属で保持しないので残留応力が大幅に抑制され、樹脂部材の破損を起因・要因とする部品の落下の可能性が極めて低下する。
樹脂製透光カバー体1000と金属製軸部522L,522Rとを弾性体51L,51Rで変位自在に留めているので、きしみ音が発生しない。
外観意匠に影響がない程度に、樹脂製透光カバー体1000の成形精度を緩和することができ、弾性体51L,51Rによって緩和された成形精度を調整できるので、樹脂製透光カバー体1000及び光源ユニット100の製造コストが抑制される。
図23、図24、図29を参照して光源ユニット100の組み立てについて説明する。カバー体1000の内部には、光源であるLED(図示しない)が実装されたLED基板900が取り付けられた光源フレーム800が収納される。以下、左側端部11Lを例にして説明する。
まず、図29の(a)に示す光源ユニット100の製造方法を説明する。
ステップS1は、準備工程である。
図23の(a)、図24の(a)の状態の弾性体51Lから、矢印P1の方向に、挿抜部5109を手で引き出す。すなわち、変形可能な弾性パッキンの挿抜部5109を引き出す。
弾性体51Lは、図23の(a)、図24の(a)の状態から図23の(b)、図24の(b)の状態に変化する。外環部5103の内部には、円筒空間5108ができる。
弾性体51Rも同様である。
ステップS2は、弾性体51Lをカバー体1000の開孔24Lに装着する装着工程である。
弾性体51Lを、図24の(c)の矢印P2の方向に手で押しつぶして弾性体51Lを変形させる。円筒空間5108がつぶされた状態となる。
弾性体51Lをつぶしたまま、図23の(c)の矢印P3の方向に近づけ、弾性体51Lを図24の(c)のように斜めに傾斜させながら、弾性体51Lをカバー体1000の開孔24Lに嵌め込む。
図24の(d)のように、嵌め込み後は、外環部5103の内部には、円筒空間5108ができる。挿抜部5109は、外環部5103の上部に出したままにしておく。
弾性体51Rも同様である。
ステップS3は、光源フレーム800をカバー体1000に配置する配置工程である。
軸座金52Lをネジ53Lで台座880に固定する。
軸座金52Rも同様にネジ53Rで台座880に固定する。
次に、光源フレーム800をカバー体1000の一方の端部から挿入する。
ステップS4は、弾性体51Lに締結部材500を貫通させる貫通工程である。
図23の(d)の矢印P4の方向に、挿抜部5109を外環部5103に押し込んで、図23の(e)、図24の(e)のようにする。この状態で、内環部5104に軸座金52Lの軸部522Lが圧入され、内環部5104が、軸座金52Lの軸部522Lを被包する。弾性体51Lは、2回折り曲げられた状態となる。
弾性体51Rも同様である。
ステップS5は、光源フレーム800と外部フレーム60とを弾性体51Lを貫通する締結部材500を用いて締結する締結工程である。
図23の(f)の矢印P5の方向に、外部フレーム60の凹み部64からネジ960Lを挿入して、軸部522Lにねじ込み、外部フレーム60を軸部552Lに固定する。
弾性体51Lの内周部が締結部材500の軸部522Lと密着し、弾性体51Lの外周部が開孔24Lの縁部と、それぞれ密着する。
この状態で、外部フレーム60と光源フレーム800との固定が終了し、弾性体51Lは、外部フレーム60と光源フレーム800との間に固定されたことになる。
弾性体51Rも同様である。
ステップS6は、カバー体1000の端部を処理する端部処理工程である。
カバー体1000に光源フレーム800が収納された状態で、カバー体1000の開口12Lを塞ぐカバーパッキン20Lを取り付ける。
次に、カバーパッキン20Lを覆うように、端部カバー30Lを、カバー体1000に取り付ける。
ステップS7は、照明器具200を取り付ける器具取付工程である。
次に、左側端部11Lの上面側に、カバー体1000を照明器具200に取り付けるための取付金具50Lが被せられる。右側端部11Rも同様である。
次に、取付金具50L,50Rが、ネジ96L,96Rによって照明器具200に取り付けられることで、光源ユニット100が照明器具200に取り付けられる。
図示しないが、前述したステップ6をステップ4,5の前に実施してもよい。
なお、上記で述べた組み立ての順序は例であり、これ以外の順序でもよい。
この実施の形態では、実施の形態1と異なる点について説明する。
(軸部522L、軸部522R)
軸部522L、軸部522Rを軸座金52L、軸座金52Rに設けるのではなく、軸部522L、軸部522Rを、締結部材500として、直接、光源フレーム800に設けてもよい。軸部522L、軸部522Rを直接光源フレーム800に設ける場合は、軸部522L、軸部522Rを光源フレーム800に溶接、かしめ等の方法で固定すればよい。
軸部522L、軸部522Rの形状は、内環部5104を密着させて貫通できる形状であればよく、多角柱、円錐台の形状でもよい。
弾性体51L、弾性体51Rは、3箇所以上の複数箇所に屈曲部を有してもよい。
弾性体51L、弾性体51Rには、屈曲部が1個だけ存在し、隙間が1箇所だけ存在していてもかまわない。すなわち、外環部5103と内環部5104の2重環構造でもよい。
弾性体51L、弾性体51Rは、第1の隙間5100と第2の隙間5101の両方がなくてもよく、第1の隙間5100と第2の隙間5101の片方だけが存在していてもよい。
第1の隙間5100と第2の隙間5101とは360度全周になくてもよく、第1の隙間5100と第2の隙間5101とは少なくとも長手方向に存在していればよい。
弾性体51L、弾性体51Rは、円筒形でなくてもよく、六角柱状、八角柱状、その他の多角柱状の筒体でも構わない。
弾性体51L、弾性体51Rは、2個ではなく、3個以上存在してもかまわない。
実施の形態1で説明した照明装置300は、光源ユニット100がトラフタイプの照明器具200に着脱自在に取り付けられたトラフタイプの照明装置である。照明装置300はこれに限らず、例えば、笠付タイプの照明器具、V形タイプの照明器具に光源ユニット100が取り付けられたものであってもよい。
また、照明装置300は長尺形状でなくてもよく、矩形形状を含む多角形形状、円形形状でもよい。光源フレーム800とカバー体1000と外部フレーム60が矩形形状である場合、弾性体51L、弾性体51Rは、カバー体1000の4箇所のコーナーに配置されて、光源フレーム800と外部フレーム60が、4箇所のコーナーで固定される。
さらに、照明装置300は、1つの照明器具に複数の光源ユニット100を備えるものであってもよい
Claims (12)
- 光源素子が配置された光源フレームと、
前記光源素子を覆うように前記光源フレームの外側に配置された長尺状の中空体であり、前記光源フレームを基準として前記光源素子と反対側に開孔が形成されたカバー体と、
前記反対側であって、前記カバー体の外側に配置された外部フレームと、
前記光源フレームと前記外部フレームと締結する締結部材と、
前記締結部材と前記開孔の縁部との間に配置された弾性体と
を備えた光源ユニット。 - 前記弾性体は、
前記締結部材と前記開孔の縁部とに密着した状態で前記締結部材と前記開孔の縁部との間に弾性変形可能に配置されている請求項1に記載の光源ユニット。 - 前記弾性体は、筒形である請求項1又は2に記載の光源ユニット。
- 前記弾性体は、
前記締結部材と前記開孔の縁部との間に配置された状態で、
前記弾性体の内周部が前記締結部材と密着し、前記弾性体の外周部が前記開孔の縁部と密着している請求項1から3のいずれか1項に記載の光源ユニット。 - 前記弾性体は、
屈曲部を有する状態で前記締結部材と前記開孔の縁部との間に配置された請求項1から4のいずれか1項に記載の光源ユニット。 - 前記弾性体は、内環部と中環部とを有し、前記内環部と前記中環部とは、第1の隙間を挟んで離間している請求項1から5のいずれか1項に記載の光源ユニット。
- 前記弾性体は、さらに外環部を有し、前記中環部と前記外環部とは、第2の隙間を挟んで離間している請求項6に記載の光源ユニット。
- 前記カバー体は、
前記締結部材を基準として、前記弾性体の筒軸の方向、或いは前記弾性体の筒軸と交差する方向に相対的な位置変位が可能である請求項1から7のいずれか1項に記載の光源ユニット。 - 前記弾性体は、外環部と中環部と内環部とを有し、
前記外環部は、前記カバー体に固定されており、
前記内環部は、前記締結部材に固定されており、
前記外環部は、前記中環部を介して前記内環部に対して相対的に位置変異が可能であり、
前記外環部が前記内環部に対して位置を移動させることにより、前記カバー体が前記光源フレームと前記外部フレームとに対して相対的な位置変位が可能である請求項1から8のいずれか1項に記載の光源ユニット。 - 前記弾性体は、
前記締結部材及びカバー体よりも硬度が低い材料で形成された請求項1から9のいずれか1項に記載の光源ユニット。 - 光源フレームと外部フレームは前記締結部材により複数箇所で締結されている請求項1から10のいずれか1項に記載の光源ユニット。
- 照明器具と、
請求項1から11のいずれか1項に記載の光源ユニットと
を備えた照明装置。
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