JP6767671B2

JP6767671B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP6767671B2
Application number: JP2016187467A
Authority: JP
Inventors: 戸田　雅宏; 雅宏戸田; 衛青木
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2036-09-26
Also published as: JP2018055827A

Description

本発明の実施形態は、反射体によって配光を制御する照明装置に関する。

従来、例えば競技場やスポーツ施設などに使用される照明装置は、照明エリアに対して遠方に設置され、遠方から照明エリアに光を照射するため、高出力で、配光角が狭い挟角配光の投光器が用いられている。

このような照明装置では、筐体に複数の発光源を配設し、筐体内に発光源にそれぞれ対向するように複数の反射体を配置し、発光源からの光が入射する反射体によって配光角を制御している。反射体は、円筒状でかつ基端側から先端側に向けて拡開するように設けられている。

そして、狭角配光を得る場合、反射体の光軸方向の長さが長くなるため、発光源に対向する第１反射体と、この第１反射体の先端側に配設される第２反射体とに分割された反射体が用いられることがある。この場合、第２反射体を取り付けるために、第２反射体の基端側または先端側の周辺部にフランジ部を設けることになるが、このような第２反射体は絞り加工によって形成されることが多く、第２反射体の基端側の周辺部にフランジ部を設けることは難しい。また、第２反射体の先端側の周辺部にフランジ部を設けることは可能であるが、隣り合う第２反射体との間や筐体の内周面との間にフランジ部が介在するため、隣り合う第２反射体の間隔および第２反射体と筐体の内周面との間隔を広くとらなければならず、筐体が大形化してしまう。

特開２０１４−８６１５９号公報

本発明が解決しようとする課題は、筐体内に分割された第１および第２反射体を配置する構成でも、筐体を小形化できる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、筐体、複数の発光源、複数の第１反射体、第１支持部、複数の第２反射体、および押え部を備える。発光源は、筐体に配設される。第１反射体は、内面に第１反射面を有し、円筒状でかつ先端側へ向けて拡開しており、筐体内に配置され、発光源にそれぞれ対向される。第１支持部は、第１反射体を筐体に支持する。第２反射体は、内面に第２反射面を有し、円筒状でかつ先端側へ向けて拡開しており、筐体内で第１反射体の先端側にそれぞれ配置される。押え部は、第２反射体の先端側にそれぞれ当接し、第２反射体を第１反射体との間に挟み込んで保持する。発光源側の第１反射体の第１反射面は、第２反射体の第２反射面よりも、先端側へ向けた長さが長く、かつ反射率が高い。

本発明によれば、筐体内に分割された第１および第２反射体を配置する構成でも、筐体を小形化することが期待できる。

一実施形態を示す照明装置の断面図である。同上照明装置の正面図の正面図である。同上照明装置の反射体ユニットの組立状態の斜視図である。同上照明装置の分解状態の斜視図である。同上照明装置の斜視図である。

以下、一実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。

図４および図５に、照明装置10として投光器を示す。この照明装置10は、灯体11、この灯体11を支持する支持体12、および灯体11（発光源）に電源を供給するための図示しない電源ユニットを備えている。

そして、灯体11は、筐体15、この筐体15内に配設される複数の発光源16および反射体ユニット17を備えている。

また、筐体15は、本体20、この本体20の後面側に配設される放熱体21、本体20の前面側に配設されて反射体ユニット17を収容するケース22、およびこのケース22の前面側に配設される前面カバー23を備えている。

そして、本体20は、例えば金属材料によって、前後に開口する環状に形成されている。本体20の後面側に放熱体21を取り付ける放熱体取付部26が設けられ、本体20の前面側にケース22を取り付けるケース取付部27が設けられている。さらに、本体20の前面側には、反射体ユニット17を取り付けるための複数の反射体取付部28が設けられている。反射体取付部28は、取付孔を有するボスによって構成されている。また、本体20の下部には、電源ユニットからの給電ケーブルが配線される配線ボックス部29が設けられている。

また、放熱体21は、平板状の取付板32、およびこの取付板32の後面側に配設された複数の放熱器33を備えている。

取付板32は、本体20の後面側の放熱体取付部26に取り付けられ、本体20の後面側を閉塞している。この取付板32の前面側に複数の発光源16が取り付けられている。本実施形態では、取付板32の周辺部に５個の発光源16が取り付けられ、取付板32の中央に１個の発光源16が取り付けられている。

放熱器33は、前面側の放熱板34、この放熱板34の後面側に突設された複数の放熱フィン35、およびこれら放熱板34と放熱フィン35とに接続されたヒートパイプ36を備えている。放熱器33は、各発光源16の後方にそれぞれ配置され、放熱板34が取付板32に取り付けられている。

なお、放熱器33は、各発光源16の位置に対応して取付板32に開口部を設け、これら開口部に放熱器33の放熱板34を挿通配置し、放熱板34の前面側に発光源16を直接取り付けるようにしてもよい。そして、この場合にも、発光源16は筐体15に配設されていることに含まれる。

また、ケース22は、例えば金属材料で、前後に開口するとともに後端側から前端側に向かって拡開（拡径）する円筒状に形成されている。ケース22の後端側の内周側には、本体20の前面側のケース取付部27にボルト止めされるフランジ部39が形成されている。ケース22の前端側には、光を出射するための円形の照射開口40が形成されている。

また、前面カバー23は、例えば透明なガラスで、円板状に形成されている。前面カバー23の周辺部がシール材43を介してケース22の前端に配置され、ケース22の前端をかしめることにより、前面カバー23がケース22の前面側を閉塞する状態に固定されている。

次に、図１に示すように、発光源16は、基板、この基板に実装された複数の発光素子（ＬＥＤ）、およびこれら発光素子を封止する蛍光体が含有された封止樹脂を備える発光モジュール（ＣＯＢ（Chip On Board）モジュール）46によって構成されている。そして、発光源16は、光を発光する円形の発光面16aを有している。

発光モジュール46は、発光源ホルダ47により保持されて筐体15の取付板32の前面側に取り付けられている。発光源ホルダ47には、発光面16aに対向するとともに前方へ向けて拡開する円形の発光開口48が形成されている。なお、発光源ホルダ47は、発光源16の基板に電気的に接続されるとともに配線ボックス部29との間に配線される給電線を電気的に接続する端子構造が設けられている。

本実施形態では、６個の発光源16が用いられ、５個の発光源16が取付板32の前面側の周辺域に周方向に沿って等間隔に配設され、１個の発光源16が取付板32の前面側の中央域に配設されている。そして、これら発光源16には、同じものが用いられている。

次に、図１ないし図４に示すように、反射体ユニット17は、各発光源16の１個ずつに対応してそれぞれ配設される複数の反射体51を備えている。各反射体51は、発光源16に対向して配置される第１反射体52、およびこの第１反射体52の前端側（先端側）に配置される第２反射体53を備え、これら第１反射体52と第２反射体53とを組み合わせて一体的に構成されている。

さらに、反射体ユニット17は、複数の第１反射体52および複数の第２反射体53とともに、第１反射体52を筐体15に支持するための第１支持部54、第２反射体53の前端側（先端側）に当接して第１反射体52との間に挟み込んで保持する押え部55、およびこの押え部55を第１支持部54に支持する第２支持部56を備えている。

そして、第１反射体52は、例えば金属製で、前後に開口する円筒状でかつ後端側から前端側に向かって拡開（拡径）するように形成されている。第１反射体52は、例えば金属板を絞り加工することによって形成されている。第１反射体52の後端側には発光源16の発光面16aに対向して光が入射する入射開口58が形成されている。第１反射体52の前端側の内周部には、第２反射体53の後端側を嵌合する嵌合部59が形成されている。第１反射体52の前端側の外周部には、第１支持部54に取り付けられるフランジ部60が設けられている。

第１反射体52の内面には、後端側から前端側に向かって拡開する放物面によって構成される第１反射面52aが形成されている。この第１反射面52aは、反射率の高い鏡面に形成されている。なお、第１反射面52aは、高屈折率膜（TiO₂）と低屈折率膜（SiO₂）とを積層して形成される増反射膜を用いて、高反射率を得るようにしてもよい。

また、第２反射体53は、例えば金属製で、前後に開口する円筒状でかつ後端側から前端側に向かって拡開（拡径）するように形成されている。第２反射体53は、例えば金属板を絞り加工することによって形成されている。第２反射体53の前端側には光を前方に出射する出射開口62が形成されている。

第２反射体53の前端側には、外周側に湾曲するように折曲された縁部63が形成され、さらに、第２反射体53の前端側の外周部つまり縁部63の外周部には、押え部55が当接する当接部64が外径方向に突設されている。この当接部64は、第２反射体53の前端側の全周には設けられず、隣り合う第２反射体53が近接対向する領域、および第２反射体53とケース22の内周面とが近接対向する領域を除いた領域のみに設けられている。

第２反射体53の内面には、後端側から前端側に向かって拡開する放物面によって構成される第２反射面53aが形成されている。この第２反射面53aは、第１反射面52aよりも光拡散性が高い拡散面に形成されている。

そして、これら第１反射体52と第２反射体53とを組み合わせた状態では、第１反射体52の第１反射面52aと第２反射体53の第２反射面53aとが連続した面（放物面）に構成される。

第１反射面52aと第２反射面53aとは、異なる反射面特性を有している。第１反射面52aは、第２反射面53aよりも反射率が高く、かつ、第２反射面53aは、第１反射面52aよりも光拡散性が高くなっている。

なお、筐体15内の中央に配置される反射体51の開口径は、筐体15内の周辺部に配置される反射体51の開口径よりも小さく構成されている。

また、第１支持部54は、複数の第１反射体52を支持する支持板66、およびこの支持板66を筐体15に取り付ける複数の第１ロッド67を備えている。

支持板66には各第１反射体52を挿通する複数の挿通孔69が設けられ、これら挿通孔69の周縁部に第１反射体52のフランジ部60がねじ止め固定される。したがって、複数の第１反射体52と支持板66とが一体的に組み立てられる。なお、本実施形態では、支持板66の周辺部に複数であって５個の挿通孔69が設けられ、支持板66の中央に１個の挿通孔69が設けられている。

第１ロッド67は、前端部に雄ねじ部71がそれぞれ突設されており、後端側の雄ねじ部71が本体20の反射体取付部28に螺着固定され、前端側の雄ねじ部71が支持板66に貫通配置されている。

また、押え部55は、平板状の押え板によって構成されている。押え部55には、各第２反射体53の出射開口62に対向してそれぞれ開口する複数の開口部74が形成されている。この開口部74の内径は、第２反射体53の前端側の内周面の内径（出射開口62の内径）よりも大きくかつ第２反射体53の前端側の縁部63の外径および当接部64の外径よりも小さく設けられている。本実施形態では、押え部55の周辺部に複数であって５個の開口部74が設けられ、押え部55の中央に１個の開口部74が設けられている。そして、押え部55の周辺部の開口部74の外径側は、切り欠かれて開口されている。なお、押え部55は、第２反射体53の当接部64を利用し、その当接部64に対してねじ止め固定してもよい。

また、第２支持部56は、押え部55を第１支持部54に取り付ける複数の第２ロッド77を備えている。第２ロッド77は、後端部に雌ねじ部78が設けられ、前端部に雄ねじ部79が突設されており、後端側の雌ねじ部78が支持板66を挿通した第１ロッド67の雄ねじ部71に螺着固定され、前端側の雄ねじ部79が押え部55に貫通配置されている。第２ロッド77を第１ロッド67に螺着固定することにより、支持板66が第１ロッド67に締め付け固定され、また、押え部55を貫通する第２ロッド77の雄ねじ部79に図示しないナットを螺着することにより、押え部55が第２ロッド77に締め付け固定される。

次に、支持体12は、例えば構造物などの被設置部に灯体11を設置する。支持体12は、灯体11を回動可能に支持し、ハンドル82の操作によって灯体11の回動位置を固定する。

次に、照明装置10の組み立てについて説明する。

本体20の前面側に、ケース22を固定するとともに、複数の第１ロッド67をそれぞれ螺着固定する。

ケース22の内側に複数の第１反射体52およびこれら第１反射体52を一体的に固定している支持板66を挿入し、この支持板66に各第１ロッド67の前端側の雄ねじ部71をそれぞれ挿通させる。

各第１ロッド67の前端側の雄ねじ部71に各第２ロッド77の雌ねじ部78を螺着し、支持板66を各第１ロッド67に締め付け固定する。

各第１反射体52の前端側の嵌合部59に各第２反射体53の後端側を嵌合する。複数の第２反射体53の前面側に押え部55を配置し、この押え部55に各第２ロッド77の前端側の雄ねじ部79をそれぞれ挿通させる。なお、予め複数の第２反射体53と押え部55とをそれぞれねじ止め固定している場合には、これら複数の第２反射体53および押え部55を一緒にケース22の内側に挿入して組立作業する。

押え部55を貫通する各第２ロッド77の雄ねじ部79に図示しない各ナットをそれぞれ螺着し、押え部55を各第２ロッド77に締め付け固定する。これにより、押え部55が第１反射体52との間に第２反射体53を挟み込んで保持する。

また、ケース22の前端側に前面カバー23をかしめ固定する。さらに、本体20の後面側に複数の発光源16が配設されている放熱体21を取り付ける。

そして、照明装置10の組立状態では、第１反射体52は支持板66および第１ロッド67によって筐体15に位置決め支持され、第１反射体52の入射開口58が発光源16の発光面16aに対向配置される。第２反射体53は、押え部55および第２ロッド77によって、第１反射体52と押え部55との間に挟み込まれて保持されている。また、組み合わせた第１反射体52の第１反射面52aと第２反射体53の第２反射面53aとが連続した面（放物面）に構成されさている。

また、照明装置10において、電源ユニットから各発光源16に電源が供給されると、各発光源16が発光し、各発光源16の発光面16aから出射する光が各反射体51の内側に入射し、各反射体51によって配光が制御された光が前面カバー23を透過して所定の照明エリアに照射される。

このとき、発光源16に近い第１反射体52の第１反射面52aは、反射率が高く（第２反射面53aよりも反射率が高く）、例えば鏡面によって構成されているため、発光源16からの強度の高い光を前方へ向けて効率よく反射させ、反射ロスを少なくすることができる。

さらに、第１反射体52の前方に配設される第２反射体53の第２反射面53aは、拡散性が高く（第１の反射面52aよりも拡散性が高く）、例えば拡散面によって構成されているため、例えば反射体51内で多重反射するような光を第２反射体53の前面側の出射開口62から外部へ出射させることができ、発光源16の光が筐体15の照射開口40から外部に取り出される光取出効率を向上させることができる。

そして、本実施形態の照明装置10では、押え部55によって第２反射体53を第１反射体52と押え部55との間に挟み込んで保持しているため、隣り合う第２反射体53との間や第２反射体53とケース22の内周面との間に第２反射体53の取付用フランジを設ける必要がなく、隣り合う第２反射体53との間の間隔や第２反射体53とケース22の内周面との間の間隔を少なく設定することができ、その結果、カバー22を小径化し、筐体15を小形化できる。

また、第２支持部56によって押え部55を第１支持部54に支持するため、押え部55の取付構造を簡素化し、押え部55の取付性を良好にできる。

なお、第２支持部56は、押え部55を筐体15（本体20）に支持するようにしてもよい。この場合、筐体15に対する第２反射体53の取付強度を向上させることができる。

また、第２反射体53の前端側には、外周側に湾曲するように折曲された縁部63が形成されているため、第２反射体53の出射開口62内に押え部55が突出するのを防止しつつ、押え部55で第２反射体53の前端側を確実に押えることができる。

また、第２反射体53の前端側の外周部には、隣り合う第２反射体53が近接対向する領域、および第２反射体53とケース22の内周面とが近接対向する領域を除いた領域において、押え部55が当接する当接部64が外径方向に折曲されて設けられているため、第２反射体53と押え部55とに位置ずれがあっても、第２反射体53の当接部64と押え部55との当接状態を維持できる。しかも、第２反射体53の当接部64を利用することで、第２反射体53の当接部64と押え部55をねじ止め等によって固定することができる。

また、第１反射体52の第１反射面52aと第２反射体53の第２反射面53aとは、異なる反射特性を有しているため、反射体51による配光の制御や効率の向上に容易に対応することが可能となる。

発光源16に近い第１反射体52の第１反射面52aは、第２反射体53よりも反射率が高いことにより、発光源16からの強度の高い光を前方へ向けて効率よく反射させ、反射ロスを少なくすることができる。

さらに、第１反射体52の前方に配設される第２反射体53の第２反射面53aは、第１の反射面52aよりも拡散性が高いことにより、例えば反射体51内で多重反射するような光を第２反射体53の前面側の出射開口62から外部へ出射させることができ、発光源16の光が筐体15の照射開口40から外部に取り出される光取出効率を向上させることができる。

したがって、照明装置10は効率を向上させることができる。

なお、第２反射体53の第２反射面53aを、第１反射体52の第１反射面52aよりも反射率を高くしてもよい。この場合、輪郭の明確な配光が得られやすい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 照明装置
15 筐体
16 発光源
52 第１反射体
52a 第１反射面
53 第２反射体
53a 第２反射面
54 第１支持部
55 押え部

Claims

筐体と；
前記筐体に配設される複数の発光源と；
前記筐体内に配置され、内面に第１反射面を有し、前記発光源にそれぞれ対向される円筒状でかつ先端側へ向けて拡開する複数の第１反射体と；
前記第１反射体を前記筐体に支持する第１支持部と；
前記筐体内で前記第１反射体の先端側にそれぞれ配置され、内面に第２反射面を有し、円筒状でかつ先端側に向けて拡開する複数の第２反射体と；
前記第２反射体の先端側にそれぞれ当接し、前記第２反射体を前記第１反射体との間に挟み込んで保持する押え部と；
を具備し、
前記発光源側の前記第１反射体の前記第１反射面は、前記第２反射体の前記第２反射面よりも、先端側へ向けた長さが長く、かつ反射率が高い
ことを特徴とする照明装置。