JP6769474B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具に関する。

従来、照明制御機器と複数の照明器具の信号の送受信は、照明制御機器と複数の照明器具を信号線で接続することで実現される。例えば、この信号は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号などである。照明器具の点灯回路は、このＰＷＭ信号を基に、光源に流れる電流を可変することで、照明器具の調光制御を実現する。この方式によると、照明制御機器と複数の照明器具を接続する信号線の配線工事が必要であり、この配線工事が煩雑であるという問題がある。

下記の特許文献１には、使用者からの指令を無線受信し、着脱可能な通信モジュールを照明器具に構成する技術が示されている。この特許文献１は、使用者からの指令を入力するための手段の一つであるリモコン等を用いて、通信モジュールを制御するに当たりリモコンと通信モジュールとの間に様々な無線通信方式を使用できるように切り替えが可能となっている。ただし、この特許文献１では、照明器具と通信モジュールの具体的な取付方法およびその構造が示されていない。

特開２０１３−２３５８３７号公報

無線通信モジュールは、板金でシールドされるとアンテナ特性が著しく低下し、通信不能となる。器具筐体が板金で構成される照明器具に無線通信モジュールを搭載する場合、アンテナ特性低下を回避するための方法の一つとして、照明器具外部に無線通信モジュールのアンテナを露出させることが考えられる。しかしながら、無線通信モジュールを備えない従来の照明器具では、アンテナを露出させるための特別の構造を備えないことが一般的である。よって、無線通信モジュールの配置位置によっては十分なアンテナ特性を確保することができないという問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、アンテナ特性を確保しつつ無線通信モジュールを搭載することのできる照明器具を提供することを目的とする。

第１の発明にかかる照明器具は、金属製の筐体と、前記筐体に設けられた発光素子と、前記筐体に設けられ、前記発光素子を点灯させる点灯回路と、前記筐体に設けられたアンテナと、前記点灯回路と前記アンテナとの間に介在して信号変換を行う制御回路と、を備え、前記筐体は、前記筐体における前記アンテナが配置される部位に開口を持ち、前記開口が前記アンテナの無線信号受信感度を高めるように構築され、前記アンテナは、前記筐体における前記開口の外側に位置しており、前記開口に設けられ前記アンテナを内側に収める樹脂部材をさらに備え、前記筐体は、長尺形状をなしたものである。

本発明によれば、金属製の筐体を有する照明器具におけるアンテナ付近の構造を工夫したので、点灯回路と通信するアンテナのアンテナ特性を確保することができる。

実施の形態１にかかる照明器具の斜視図である。 実施の形態１にかかる照明器具の平面図である。 実施の形態１にかかる無線通信モジュールの側断面図である。 実施の形態１にかかる無線通信モジュールの平面図である。 実施の形態２にかかる照明器具の平面図である。 実施の形態３にかかる照明器具の平面図である。 実施の形態４にかかる照明器具の平面図である。 実施の形態４にかかる照明器具のＬＥＤモジュールの側断面図である。 実施の形態５にかかる照明器具の平面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる照明器具１の斜視図である。照明器具１は、金属製の器具筐体１ａと、発光素子であるＬＥＤを備えるＬＥＤモジュール２と、器具筐体１ａの内部に設けられ、ＬＥＤモジュール２を点灯する点灯回路３と、器具筐体１ａの一方の端部に設けられ外郭が樹脂製である給電用ソケット５と、器具筐体１ａの他方の端部に設けられ外郭が樹脂製であるアース用ソケット６と、器具筐体１ａの内部に設けられた無線通信モジュール４と、を備えている。ＬＥＤモジュール２の一端が給電用ソケット５に固定され、ＬＥＤモジュール２の他端がアース用ソケット６に固定される。給電用ソケット５は、ＬＥＤモジュール２を器具筐体１ａに固定して点灯回路３から電力を供給する。アース用ソケット６は、給電用ソケット５と対向した側面に備え、ＬＥＤモジュール２のアースを接続する。図１に示すように、それぞれ樹脂製である給電用ソケット５およびアース用ソケット６並びにＬＥＤモジュール２の表面は、器具筐体１ａの外部に露出している。無線通信モジュール４は、点灯回路３に接続され、他の照明器具及び、調光コントローラ、照度コントローラ、あるいは人感センサコントローラ等の照明制御機器と通信を行う。点灯回路３と無線通信モジュール４は配線で接続され、照明器具１の内部に配置される。

図２は、実施の形態１にかかる照明器具１の平面図である。ＬＥＤモジュール２は、給電用端子１２とアース用端子１３を両端部に備える。給電用ソケット５およびアース用ソケット６には、図示しない電極部が設けられており、この電極部を介して給電用端子１２およびアース用端子１３とそれぞれ接続している。アース用端子１３はアース用ソケット６と固定され、点灯回路３の外郭となる金属ケース３１にアース線９で電気的に接続される。金属ケース３１を構成する板金を介して、器具筐体１ａと点灯回路３の金属ケース３１とが電気的に接続されている。器具筐体１ａをアース（図示せず）に接続することで点灯回路３及びＬＥＤモジュール２がアースに接続されることになる。給電用端子１２は給電用ソケット５と固定され、給電線７を介して点灯回路３と接続される。点灯回路３がこの給電線７によりＬＥＤモジュール２に電力を供給することで、ＬＥＤモジュール２が点灯する。

無線通信モジュール４は、アンテナ１０と制御回路１１とを備える。制御回路１１は、アンテナ１０で送受信した信号を点灯回路３と通信可能な信号に変換し、信号線８を介して点灯回路３との間で通信を行う。無線通信モジュール４は、例えば外部の調光コントローラからの調光信号をアンテナ１０で受信すると、制御回路１１にてその調光信号を調光量制御信号に変換し、この調光量制御信号を点灯回路３に送信する。点灯回路３は、スイッチングコンバータ回路を含んでおり、調光量制御信号をもとに内部のスイッチング素子（図示せず）を制御して、ＬＥＤモジュール２の電力量（具体的には電流値）を制御する。

アンテナ１０は、制御回路１１が搭載されている基板に設けられ、金属パターン、チップ部品、またはリード等で形成される。図２に示すように、アンテナ１０の平面視においてアース線９がアンテナ１０の上を通過するように、アース線９とアンテナ１０が並べて配置されている。アース線９とアンテナ１０は、互いに離間するように並べられてもよいし、互いに密着するように並べられてもよい。ただし、アース線９とアンテナ１０は近づけて配置されることが好ましく、アース線９とアンテナ１０の間に例えばＬＥＤモジュール２あるいは器具筐体１の板金部分などの他の構造物が介在することは避けることが好ましい。このように、アンテナ１０上を通過するようにアース線９を配線することにより、器具筐体１ａの板金部分によるアンテナ特性（通信周波数）の低下を軽減して、通信特性を向上できる。

次に、図３を用いて、アース線９がアンテナ１０の上を通過するように配線できるような無線通信モジュール４の構造について、説明する。図３は、無線通信モジュール４の側断面図である。図４は、無線通信モジュール４の平面図である。無線通信モジュール４は、無線信号を送受信するアンテナ１０と、制御回路１１と、モジュールケース１４を備えている。制御回路１１は、アンテナ１０と接続し、アンテナ１０で送受信する無線信号を変換して、照明器具１の点灯回路３に伝達するとともに、点灯回路３からの信号をアンテナ１０へと伝達する。モジュールケース１４は、樹脂からなるケースであり、アンテナ１０と制御回路１１を収納する。

アンテナ１０は、制御回路１１が搭載されている基板に金属パターン、チップ部品、またはリード等で形成され、公知の各種既存のものが活用可能である。モジュールケース１４は、アース線９の電線を通し収納固定することが可能な電線固定フォルダ１５を備えている。電線固定フォルダ１５の内部にはアース線９が収納されるスペースがあり、例えば、電線固定フォルダ１５の上部は開閉可能な蓋構造となっている。この電線固定フォルダ１５にアース線９を通すことで、アース線９がアンテナ１０の上側を電線が通過するような構造となり、アース線９とアンテナ１０の位置関係を安定化することができる。ここでいう「上側を通過」とは、図２の平面視でアース線９とアンテナ１０とが重なっていることを意味している。

以上説明した実施の形態１にかかる照明器具１によれば、アース線９の近傍にアンテナ１０を配置することで、他の照明器具１もしくは照明制御機器と通信を良好に行うことができる。アース用ソケット６の図示しない電極部と上部を通過するアース線９とにより、アンテナ１０のアンテナ特性を強化できるからである。また、この実施の形態では、照明器具１内部に無線通信モジュール４を搭載することが可能なため、アンテナ１０を照明器具１外に露出させるような、器具筐体１ａの板金部分に対する改造などを行う必要がなく、既存の現場に設置されている状態の照明器具１にも容易に適用することができる。

なお、実施の形態１では、無線通信モジュール４のアンテナ１０の近傍にアース線９を配置したが、本発明はこれに限られない。アース線９の代わりに給電線７の近傍にアンテナ１０を配置してもよい。

なお、照明器具１ではアース用ソケット６および給電用ソケット５を用いるタイプの照明器具について説明したが、本発明はこれに限られない。ソケットを介さずにＬＥＤモジュール２と点灯回路３を配線で直接に接続した照明器具１において、この配線とアンテナ１０を近づけて配置してもよい。ＬＥＤモジュール２と点灯回路３を配線で直接に接続して構成したユニットは、器具筐体１ａの内部に固定して配置してもよいし、器具筐体１ａから取り外し可能に配置してもよい。

実施の形態２
図５は、実施の形態２にかかる照明器具１０１の平面図であり、無線通信モジュール４をアース用ソケット６に搭載した照明器具１０１を示す。実施の形態２にかかる照明器具１０１の構成は実施の形態１と基本的には同じであるので、異なる箇所を中心に説明する。無線通信モジュール４は、アース用ソケット６の内部に搭載される。無線通信モジュール４は、アース用ソケット６内に完全に埋め込むように配置してもよいし、一部が露出するように配置してもよい。

アース用ソケット６は、外郭が樹脂で構成されており、内部に無線通信モジュール４を搭載してもアンテナ特性を低下させることなく、他の照明器具及び照明制御機器と通信が可能となる。この実施の形態によれば、無線通信モジュール４を樹脂製のアース用ソケット６内に埋め込むことができるので、実施の形態１よりも、さらにアンテナ特性の低下を抑えて、通信特性を向上できる。

本実施の形態２にかかる照明器具１０１の構成は、既存の照明器具から無線通信モジュール４を搭載しているアース用ソケット６を交換するだけでよい。アンテナ１０を照明器具外に露出させるような、照明器具１０１の板金の改造などが必要なく、現場に設置されている状態の照明器具にも容易に適用することができる。

なお、上記の説明は、アース用ソケット６に無線通信モジュール４を搭載する構成としたが、本発明はこれに限られない。給電用ソケット５に無線通信モジュール４を搭載しても同様なアンテナ特性の効果が得られる。なおアース用ソケット６は給電用ソケット５と比較して内部のスペースを大きく取れるので、無線通信モジュール４を配置する点で好ましい。

実施の形態３．
図６は、実施の形態３にかかる照明器具２０１の平面図である。図６は、無線通信モジュール４のアンテナ１０をアース用ソケット６に搭載した照明器具２０１を示す。実施の形態３にかかる照明器具２０１の構成は実施の形態１と基本的には同じであるので、異なる箇所を中心に説明する。

無線通信モジュール４は、制御回路１１とアンテナ１０を別々に備え、信号線１９で接続する。アンテナ１０で送受信する信号は、信号線１９にて制御回路１１と信号を送受信する。アンテナ１０は、アース用ソケット６の内部に搭載される。実施の形態２でも説明した通り、アース用ソケット６は、外郭が樹脂で構成されており、内部に無線通信モジュール４のアンテナ１０を搭載してもアンテナ特性を低下させることなく、他の照明器具及び照明制御機器と通信が可能となる。

本実施の形態３にかかる照明器具２０１の構成は、既存の照明器具に制御回路１１を搭載するとともに無線通信モジュール４のアンテナ１０を備えるアース用ソケット６を設けるだけでよく、これにより無線通信機能を有した照明器具２０１が得られる。アンテナ１０を照明器具２０１外に露出させるような、器具筐体１ａの板金部分に対する改造などが必要なく、現場に設置されている状態の照明器具にも容易に適用することができる。

また、本実施の形態３のアース用ソケット６は、制御回路１１は収納せずに、アンテナ１０のみを収納している。このため、実施の形態２と比較して内部のスペースをより確保することができ、アース用ソケット６自身の小型化を行うこともできる。

なお、上記実施の形態３ではアース用ソケット６に無線通信モジュール４のアンテナ１０を搭載する構成としたが、本発明はこれに限られない。給電用ソケット５に無線通信モジュール４のアンテナ１０を搭載してもよい。

実施の形態４．
図７は、実施の形態４にかかる照明器具３０１の平面図である。図７は、無線通信モジュール４のアンテナ１０をＬＥＤモジュール２に搭載した照明器具３０１を示す。実施の形態４にかかる照明器具３０１の構成は実施の形態１と基本的には同じであるので、異なる箇所を中心に説明する。

無線通信モジュール４は、制御回路１１とアンテナ１０を別々の部品として備えている。制御回路１１とアンテナ１０は、信号線１９で接続される。信号線１９は、制御回路１１からアース用ソケット６に向かって伸び、アース用ソケット６内を通ってアース用端子１３を通過して、アンテナ１０に接続している。アンテナ１０は、信号線１９を介して制御回路１１と信号を送受信する。アンテナ１０は、ＬＥＤモジュール２の内部に搭載される。

図８は、実施の形態４にかかる照明器具３０１のＬＥＤモジュール２の側断面図である。実施の形態４にかかるＬＥＤモジュール２は、実施の形態１〜３とは異なり、無線通信モジュール４のアンテナ１０を内蔵している。照明器具３０１の光源となるＬＥＤモジュール２は、一つ以上のＬＥＤ１６と、ＬＥＤモジュール基板１７と、ＬＥＤ１６の照射面を覆うＬＥＤモジュールカバー１８から構成される。本実施の形態では、ＬＥＤモジュール基板１７の表面（図８の紙面下方を向く面）にはＬＥＤ１６が並べて設けられ、ＬＥＤモジュール基板１７の裏面（図８の紙面上方を向く面）にはアンテナ１０が搭載される。アンテナ１０は、ＬＥＤモジュール基板１７に、金属パターン、チップ部品、またはリード等で形成される。一例として、ＬＥＤモジュール基板１７のＬＥＤ１６が配置されていない裏面には放熱用の金属パターンが配置されるので、この放熱用金属パターンの一部にアンテナ特性が得られるようにパターン化したアンテナパターンを設けることでアンテナ１０を形成してもよい。なお、アンテナ１０は、ＬＥＤモジュール基板１７の裏面側ではなく、表面側に形成してもよい。

ＬＥＤモジュールカバー１８は、光を透過しやすい樹脂で構成されており、ＬＥＤモジュール２の内部にアンテナ１０を搭載してもアンテナ特性を低下させることなく、他の照明器具及び照明制御機器と通信が可能となる。

本実施の形態４にかかる照明器具３０１の構成は、アンテナ１０をＬＥＤモジュール２に搭載していることから、無線通信モジュール４にアンテナ１０用のスペースを確保する必要がなく、ＬＥＤモジュール基板１７を利用することができる。

また、既存の照明器具に制御回路１１を搭載しＬＥＤモジュール２の構成を変更するだけで、無線通信機能を有した照明器具３０１が得られる。アンテナ１０を照明器具３０１外に露出させるような、器具筐体１ａの板金部分に対する改造などが必要なく、現場に設置されている状態の照明器具にも容易に適用することができる。

なお、ＬＥＤモジュール２の構成を明確にするために、ランプ型のＬＥＤモジュール２を用いて説明したが、本発明はこれに限られない。ＬＥＤモジュール２と器具筐体１ａが直接に接続されて一体型となる照明器具において、ＬＥＤモジュール２にアンテナ１０を搭載してもよい。

実施の形態５．
図９は、実施の形態５にかかる照明器具４０１の平面図である。図９は、無線通信モジュール４をＬＥＤモジュール２に搭載した照明器具４０１を示す。実施の形態５にかかる照明器具４０１の構成は実施の形態４と基本的には同じであるので、異なる箇所のみ説明する。

無線通信モジュール４は、アンテナ１０を含む制御回路１１から構成され、信号線８で点灯回路３と接続する。この点灯回路３と接続される信号線８は、点灯回路３からアース用ソケット６側に向かって伸び、アース用ソケット６とアース用端子１３を介して、無線通信モジュール４と電気的に接続される。

また、無線通信モジュール４は、ＬＥＤモジュール２の内部に搭載される。無線通信モジュール４は、ＬＥＤモジュール基板１７のＬＥＤ１６が配置されている表面側に配置してもよいし、ＬＥＤ１６が配置されていない裏面側に配置してもよい。裏面側の場合は放熱用金属パターンを活用して、アンテナ特性が得られるようにパターン化したアンテナパターンを設けてもよい。

実施の形態４で説明した通り、ＬＥＤモジュールカバー１８は、光を透過しやすい樹脂で構成されており、ＬＥＤモジュール２の内部に無線通信モジュール４を搭載してもアンテナ特性を低下させることなく、他の照明器具及び照明制御機器と通信が可能となる。

本実施の形態５にかかる照明器具４０１の構成は、ＬＥＤモジュール２に無線通信モジュール４を搭載するためにＬＥＤモジュール２の構成を変更するだけでよく、これにより無線通信機能を有した照明器具４０１が得られる。アンテナ１０を照明器具４０１外に露出させるような、器具筐体１ａの板金部分に対する改造などが必要なく、現場に設置されている状態の照明器具にも容易に適用することができる。

なお、ＬＥＤモジュール２の構成を明確にするために、取り外し可能な直管型のＬＥＤモジュール２を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。ＬＥＤモジュール２と器具筐体１ａが直接に接続されて一体型となる照明器具において、ＬＥＤモジュール２に無線通信モジュール４を搭載してもよい。

１、１０１、２０１、３０１、４０１ 照明器具、１ａ 器具筐体、２ ＬＥＤモジュール、３ 点灯回路、４ 無線通信モジュール、５ 給電用ソケット、６ アース用ソケット、７ 給電線、８、１９ 信号線、９ アース線、１０ アンテナ、１１ 制御回路、１２ 給電用端子、１３ アース用端子、１４ モジュールケース、１５ 電線固定フォルダ、１７ モジュール基板、１８ モジュールカバー、３１ 金属ケース

Claims (3)

1. 金属製の筐体と、
   前記筐体に設けられた発光素子と、
   前記筐体に設けられ、前記発光素子を点灯させる点灯回路と、
   前記筐体に設けられたアンテナと、
   前記点灯回路と前記アンテナとの間に介在して信号変換を行う制御回路と、
   を備え、
   前記筐体は、前記筐体における前記アンテナが配置される部位に開口を持ち、
   前記開口が前記アンテナの無線信号受信感度を高めるように構築され、
   前記アンテナは、前記筐体における前記開口の外側に位置しており、
   前記開口に設けられ前記アンテナを内側に収める樹脂部材をさらに備え、
   前記筐体は、長尺形状をなす照明器具。
2. 前記アンテナと前記点灯回路とを接続する信号線が前記開口を通じて伸びる請求項１に記載の照明器具。
3. 前記筐体の長手方向における一方の端部に前記開口および前記アンテナが形成された請求項１または２に記載の照明器具。

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