JP6815622B2 - Led照明装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のLED照明装置は、上段に配置される第1枠部と下段に配置されて第1枠部に接続される第2枠部とを有する枠体と、枠体に取り付けられる灯体とを備え、灯体は円筒部と放熱フィンを有し、複数のLED素子がLED基板に実装されてなるLEDユニットが灯体に取り付けられている。LED照明装置の天井材への取付は、天井材の開口に枠体を挿入した状態で固定し、この枠体に灯体を取り付けることで行われる。
本発明は、軽量化することができる高天井用のLED照明装置を提供することを目的とする。
また、本発明に係るLED照明装置は、高天井に取り付けられて使用されるLED照明装置において、光源としての複数個のLED素子がLED基板に実装されてなるLEDモジュールと、表面に前記LEDモジュールが装着され且つ裏面にフィンを備えるヒートシンクと、前記ヒートシンクが固定されるフレーム体とを備え、前記LED素子の1個当たりの消費電力は0.1W以上、1.0W以下に設定され、前記ヒートシンクは、表面に前記LEDモジュールが装着される薄肉の金属ベース板と、前記金属ベース板の裏側に設けられた複数のフィンとを有し、前記フィンの厚みは前記金属ベース板の厚みよりも薄い。
実施形態の一態様に係るLED照明装置は、高天井の開口に嵌合する状態で取り付けられる装置本体と、前記装置本体に着脱自在に取り付けられ且つ前記開口を覆う化粧枠本体とを備えるLED照明装置において、前記装置本体は、光源としての複数個のLED素子がLED基板に実装されてなるLEDモジュールと、表面に前記LEDモジュールが装着され且つ裏面にフィンを備えるヒートシンクと、前記ヒートシンクが固定されるフレーム体とを備え、前記LED素子の消費電力は0.1W以上、1.0W以下に設定され、前記ヒートシンクは、表面に前記LEDモジュールが装着される金属ベース板と、前記金属ベース板の裏側に設けられた複数のフィンとを有し、前記金属ベース板の厚みが3mm以下であり、前記フィンの厚みは前記金属ベース板の厚みよりも薄い。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記フレーム体は、環状の第1枠体と、前記第1枠体よりも表側に位置する環状の第2枠体と、前記第1枠体と前記第2枠体とを連結する連結体とを備え、前記第1枠体と前記第2枠体とは、厚みが3mm以下の金属板により構成されている。これによりフレーム体の軽量化を図ることができる。
実施形態の別態様に係るLED照明装置において、前記化粧枠本体は、環状の化粧枠体と、前記環状の化粧枠体の内周縁から裏側に凹入し且つ内周面が反射面に構成されている反射体とを備え、前記化粧枠体が前記フレーム体の前記第1枠体に着脱自在に装着される。これにより、フレーム体に各部材の装着を集めることができる。
1.概要
実施形態に係るLED照明装置(以下、単に「照明装置」とする。)1は、図1に示すように、高天井の天井材3の開口3aに化粧枠本体20が嵌合する状態で釣りボルト5を介して天井材3の裏側の梁材等に取り付けられて使用される、所謂、高天井型のダウンライトである。なお、釣りボルト5は照明装置1と反対側で切断された状態で図示している。
照明装置1は、図1、図5及び図6に示すように、高天井の天井材3の開口3aに嵌合する状態で取り付けられる装置本体10と、装置本体10に着脱自在に取り付けられ且つ開口3aを覆う化粧枠本体20とを備える。なお、ここで説明する照明装置1は、天井等が設けられている施設であっても場合によっては雨水が照明装置に付着する可能性がある場所で使用されるタイプである。ここで、天井材3の厚み方向を表裏方向とし、天井材3と平行な方向を水平方向とする。以下、装置本体10と化粧枠本体20とについて説明する。
(1)概略
装置本体10は、図7及び図8に示すように、釣りボルト5(図4等参照)に固定されるフレーム体12と、フレーム体12に装着される光源ユニット14とを備える。なお、言うまでもなく、光源ユニット14は、後述するが、複数個のLED素子141とヒートシンク144とを備える。
装置本体10はヒートシンク144を覆うフィンカバー体16を備えてもよい。さらに、装置本体10は電源ユニット18を備えてもよい。本実施形態の装置本体10は、図4〜図8に示すように、フレーム体12、光源ユニット14、フィンカバー体16及び電源ユニット18を備えている。
主に図9及び図10を用いて説明する。
フレーム体12は、環状の第1枠体121と、第1枠体121よりも表側に位置する環状の第2枠体123と、第1枠体121と第2枠体123とを連結する複数個の連結体125とを備える。ここでの連結体125は4個ある。なお、ここでの環状は円環状及び円環状に似た形状である。
第1枠体121には光源ユニット14及びフィンカバー体16が装着される。第1枠体121には、光源ユニット14及びフィンカバー体16以外に、ばね受け具126、電源支持台127及び化粧枠取付具128が装着されてもよい。ばね受け具126は化粧枠本体20を装置本体10に取り付ける際にその取付けを補助するばね体27を受ける(支持する)ためのものである。電源支持台127は電源ユニット18を支持するためのものである。化粧枠取付具128は化粧枠本体20を装置本体10側に取り付けるためのものである。
このようにフレーム体12は、上記の多くの取付具等の構成品を支持しており、その支持部がフレーム体12に形成されている。これにより、各構成品は支持部で決められた位置に配置されるため、構成品を配置した際の位置精度が高くなる。
主に図11及び図12を用いて説明する。
ばね受け具126は薄肉の金属板をプレス成形して構成される。ばね受け具126は、矩形状の本体板部126aと、本体板部126aの表側端から水平方向に延伸する表板部126bと、本体板部126aの裏側端から水平方向であって表板部126bの延伸方向と反対向きに延伸する裏板部126cとを有する。
本体板部126aは、裏板部126cから表板部126bに向かうにしたがって、フレーム体12の径方向の外方へと反るように湾曲している。これにより、ばね受け具126周辺のスペースが大きくなり、後述の欠け溝126dに配されたばね体27の移動がスムーズになる。また、ばね受け具126周辺のスペースが大きくなり、ばね体27を欠け溝126dへ嵌め込む、または取り外す(嵌め外し)等の作業がしやすくなる。
表板部126bはばね体27を受ける受け部として機能する。受け部は本体板部126aの表側端に沿って延びる欠け溝126dにより構成されている。欠け溝126dは、矩形状の溝部と、溝部における表板部126bの延伸先端側の欠け部とから構成される。欠け部は溝部の長手方向の中間部分に設けられている。ばね体27は、欠け部から溝部へと挿入され、溝部のうちの欠け部のない部分で支持される。
裏板部126cは本体板部126aの裏側端から表側下がりの段差状に湾曲している。裏板部126cにおける基部側の段差部分126eは、本体板部126aとで後述の第1枠体121の鍔部121bに嵌合する。嵌合状態では、裏板部126cにおける段差部分126eから延伸する平坦部分126fがフレーム体12の第1枠体121の裏面に当接する。固定体129fにより第1枠体121に固定されるための貫通孔126gが平坦部分126fに設けられている。裏板部126cの延伸先端の段差部分126hは、第1枠体121の貫通溝121uに挿入する。
主に図11及び図12を用いて説明する。
電源支持台127は薄肉の金属板をプレス成形して構成される。電源支持台127は、矩形状の平板部127aと、平板部127aにおける裏側端から水平方向に延伸する裏板部127bと、平板部127aにおける表側端から水平方向に延伸する表板部127cと、平板部127aにおける水平方向の両端から延伸する一対の側板部127d,127dとを有する。
裏板部127bは電源ユニット18を固定体129e(図7及び図8参照)により電源支持台127に固定するための貫通孔127eを有している。ここでの固定体129eはねじ体を利用しているが、リベット体を利用してもよい。貫通孔127eはバーリング加工を利用したネジ孔である。
表板部127cは第1枠体121の平坦部121aに当接する。表板部127cは電源支持台127を固定体129dにより固定するための貫通孔127f,127fを有している。ここでの固定体129dはねじ体を利用しているが、リベット体を利用してもよい。貫通孔127f,127fは矩形状の表板部127cの長手方向に間隔をおいて2つある。
平板部127aは、表板部127cを超えて表側に延伸する延伸片127gを表側端部に有している。側板部127dにおける表側端部は表板部127cよりも表側に延伸している。なお、この延伸している部分を延伸片127hとする。
主に図11及び図12を用いて説明する。
化粧枠取付具128は薄肉の金属板をプレス成形して構成される。化粧枠取付具128は、第1枠体121に固定体129fで固定されるための貫通孔128aが設けられた1対の裏板部128bと、化粧枠本体20を固定体15(図2及び図6参照)で固定するための貫通孔128c(図11参照)が設けられた表板部128dと、表板部128dと一対の裏板部128b,128bとを連結する1対の連結板部128e,128eとを有する。一対の連結板部128e,128eは両者の間隔が表側狭まり状に傾斜し、化粧枠取付具128の全体形状は「V」字形状をしている。一対の裏板部128bにおける連結板部128e,128eと反対側端部は表側に湾曲して延伸する延伸片128fとなっている。
主に図11及び図12を用いて説明する。
第1枠体121は、厚さ0.5[mm]以上3.0[mm]以下の薄肉の金属板をプレス成形して構成される。第1枠体121は平坦部121aを有している。平坦部121aは外周形状が、円盤の外周2ヶ所を部分的に直線状でカットして、対向する平行な直線部分を有するような長円形状であって、内周形状が円形状をしている。
第1枠体121は平坦部121aの外周縁に鍔部121bを有している。鍔部121bは、外周縁の全周に亘って設けられ、裏側へと延伸する。鍔部121bにより第1枠体121の機械的特性が向上する。なお、鍔部121bは表側に折り曲げられていてもよい。
なお、各装着部や各固定部等は各部材の取付構造の変更によっては有しない場合もある。例えば、電源ユニットを照明装置の外部装置とするような構造の場合、電源支持台127や支持台用装着部121qは不要となる。
特に、連結体用第1装着部121c、釣りボルト用固定部121g、光源ユニット装着部121h、カバー体装着部121m、支持台用装着部121q、受け具用装着部121t、化粧枠用装着部121w等が一個の部材である第1枠体121に設けられているため、連結体125、釣りボルト5、光源ユニット14、フィンカバー体16、電源支持台127、ばね受け具126、化粧枠取付具128等の構成品の配置精度を高めることができる。
第1枠体121は連結体用第1装着部121cを平坦部121aに有している。なお、連結体125の構成については後述する。連結体用第1装着部121cは4か所あり、第1枠体121における外周が直線部分と円弧部分との交差部分の近くに設けられている。
連結体125の裏側端面(裏板部125c)が平坦部121aの表面に当接する状態で、連結体125が平坦部121aに装着される。連結体用第1装着部121cは、連結体125の延伸片125iが挿入して係合する貫通溝121dと、貫通溝121dに係合する状態の連結体125を固定体129a(図6参照。)で固定するための貫通孔121eとを有する。
ここでは、延伸片125iは、図9及び図10に示すように、縦部と横部とを有するL字状をし、貫通溝121dの幅は延伸片125iの縦部の厚みに相当し、貫通溝121dにおける入り口は延伸片125iの横部の大きさに相当する。つまり、貫通溝121dは正方形と長方形状を組み合わせた形状をし、正方形の部分が屈曲片25iの入り口である。
ここでの固定体129aは、図5〜図8に示すように、リベット体を利用しているが、例えばねじ体を利用してもよい。ねじ体を利用する場合、貫通孔121eはねじ孔となる。なお、ここでの延伸片125i及び貫通溝121dは、図9〜図12に示すように、平坦部121aの外周に沿って一対設けられている。
平坦部121aは一対の貫通溝121d,121dの中間に屈曲片121fを有している。屈曲片121fは、貫通孔121eに近づくにしたがって表側に張り出すように屈曲し、貫通溝121dに延伸片125iが係合している連結体125の移動を規制する。なお、屈曲片121fは表裏方向に弾性変形可能である。
第1枠体121は釣りボルト用固定部121gとして貫通孔を平坦部121aに有している。貫通孔の符号も「121g」とする。ここでの貫通孔121gは環状の平坦部121aの中心を挟んで対向する位置に設けられている。貫通孔121gは、裏側から見たときに、瓢箪形状をしている。平坦部121aにおける貫通孔121gの孔径の小さい部分の周辺部分が釣りボルト5に螺合する2つのナット体51,53により挟持される(図4参照。)。なお、釣りボルト5のナット体51側には緩み止めナット体52が螺合している(図4参照)。
第1枠体121は光源ユニット装着部121hを平坦部121aの中央に有している。光源ユニット装着部121hは、図8に示すように、平坦部121aの中央の開口121iの周辺部121jと、固定体129b(図8参照)で固定するための貫通孔121kとを有する。
ここでの固定体129bは、図5〜図8に示すように、ねじ体を利用しているが、例えばリベット体を利用してもよい。貫通孔121kは、周辺部121jにあり、バーリング加工を利用したネジ孔である。ここでの貫通孔121kは周方向に等間隔(等角度)をおいて6個ある。なお、周辺部121jには、図11及び図12に示すように、光源ユニット14のワッシャ付きねじ体149b(図7参照。)用の欠け121lを有している。ここでの欠け121lは周方向に等間隔(等角度)をおいて6個ある。
第1枠体121はカバー体装着部121mを平坦部121aに有している。なお、フィンカバー体16の構成については後述する。カバー体装着部121mは、フィンカバー体16の脚部16c(図7及び図8参照)の延伸片16dが挿入される貫通溝121nと、脚部16cを固定体129c(図6〜図8参照)で固定するための貫通孔121pとを有している。ここでの固定体129cは、ねじ体を利用しているが、例えばリベット体を利用してもよい。貫通孔121pは、バーリング加工を利用したネジ孔である。
第1枠体121は支持台用装着部121qを平坦部121aに有している。支持台用装着部121qは、電源支持台127の表側の延伸片127gが挿入する貫通溝121rと、表板部127cを固定体129d(図11及び図12参照)で固定するための貫通孔121sとを有している。ここでの固定体129dは、ねじ体を利用しているが、例えばリベット体を利用してもよい。貫通孔121sは、バーリング加工を利用したネジ孔である。貫通溝121rは1つの支持台用装着部121qに対して3つある。貫通孔121sは両側の2つの貫通溝121r,121rとその間の貫通溝121rとの間に設けられて合計2個ある。なお、貫通孔121sは1個でも位置ズレすることなく、電源支持台127を固定できるが、2個ある方が信頼性を向上させることができる。
電源支持台127を第1枠体121に固定する際には、延伸片127g,127hを平坦部121aの貫通溝121rに挿入させて、表板部127cを平坦部121aの裏面に当接させた状態で、固定体129dが表板部127cの貫通孔127fを挿通して平坦部121aの貫通孔(ねじ孔)121sに螺合する。
第1枠体121は受け具用装着部121tを平坦部121aに有している。受け具用装着部121tは、ばね受け具126の裏側の段差部分126hが挿入する貫通溝121uと、ばね受け具126を固定体129fで固定するための貫通孔121vとを有している。ここでの固定体129fは、ねじ体を利用しているが、例えばリベット体を利用してもよい。貫通孔121vは、バーリング加工を利用したネジ孔である。貫通溝121uは、平坦部121aの外周縁が直線状をする部分と平行に設けられている。
第1枠体121は化粧枠用装着部121wを有している。化粧枠用装着部121wは、化粧枠取付具128がその裏板部128bを除いて嵌合する貫通孔121xと、化粧枠取付具128の延伸片128fが挿入する貫通溝121yと、化粧枠取付具128を固定体129gで固定するための貫通孔121zとを有している。ここでの固定体129gは、ねじ体を利用しているが、例えばリベット体を利用してもよい。貫通孔121zは、バーリング加工を利用したネジ孔である。貫通孔121xは矩形状をし、環状の平坦部121aの径方向と直交する方向に長辺が位置する。貫通孔121z及び貫通溝121yは貫通孔121xの長手方向にも設けられている。貫通溝121yは矩形状の貫通孔121xの短手方向と平行に延伸する。
図7〜図10、特に図9及び図10を用いて説明する。
第2枠体123は、環状部123aと、環状部123aの内周縁から裏側に延伸する筒状部123bとを有する。第2枠体123は、薄肉の金属板をL字状に折り曲げられた板材を環状にして連結することで構成されている。なお、連結した部分が連結部123cである。
第2枠体123は連結体125を介して第1枠体121と組立てられ一体化される。
第2枠体123は、連結体125と連結する第2側連結体連結部123dを筒状部123bに有している。図7及び図8に示すように、連結体125の表側端が筒状部123bの外周面に連結される。第2側連結体連結部123dは、連結体125の挿入片125eが挿入する貫通溝123eと、貫通溝123eに挿入片125eが挿入する状態で連結体125を固定体129h(図7及び図8参照。)で固定するための貫通孔123fとを有する。
ここでの固定体129hは、リベット体を利用しているが、例えばねじ体を利用してもよい。ここでの貫通溝123eは周方向に沿って間隔をおいて2つあり、2つの貫通溝123eの間に貫通孔123fが設けられている。なお、貫通溝123eは表裏方向に延伸している。
図7〜図10、特に図9及び図10を用いて説明する。
連結体125は、薄肉の略矩形状の金属板をプレス成形して構成される。連結体125は、表裏方向に長い矩形部125aと、矩形部125aの長辺側の両端縁からフレーム体12の中心側へ延伸する一対の側板部125b,125bと、矩形部125aの裏側の端縁からフレーム体12の中心側へ延伸する裏板部125cを有している。
溝125dの幅(矩形部125aの長手方向と平行な方向の寸法である。)は、挿入片125eが貫通溝123eに挿入した際に、側板本体部分125jにおける溝125d側の端部が第2枠体123の筒状部123bの裏側端面に当接又は近接する。
側板部125bの長手方向における裏側端には延伸片125iが設けられている。延伸片125iは、裏板部125cよりも裏側に位置する部位から裏板部125cと反対側へと延伸する。延伸片125iは第1枠体121の連結体用第1装着部121cの貫通溝121dに挿入して係合する。
主に図13及び図14を用いて説明する。
光源ユニット14はLEDモジュール140とヒートシンク144を少なくとも備えている。光源ユニット14はLEDモジュール140を覆うシェード147を備えてもよい。
LEDモジュール140は光源としての複数個のLED素子141がLED基板142に実装されてなる。LEDモジュール140は電源ユニット18と電気的に接続するためのコネクタ143をLED基板142に有している。
LED素子141は、定格点灯時の1個の消費電力が0.1[W]以上1[W]以下に設定された、所謂、「Middle Power」タイプである。ここでの1個のLED素子141の消費電力は0.2[W]である。
LED素子141として、Middle Powerを使用することで、全体のLED素子141の発熱量を抑えることができ、LED基板133に高密度で実装できる。さらに、1個当たりのLED素子141の発熱量を抑えることにより、薄肉の金属板をプレス成形してなる所謂板金タイプのフィンを使用することできる。これにより、例えば1個当たりの消費電力が1[W]以上の所謂High PowerタイプのLED素子を使用する場合の熱伝導性の優れた材料でLEDモジュールを実装する支持部材とフィンとを一体化させた厚肉のヒートシンク(アルミダイキャスト品)を使用する必要がなくなり、大幅な軽量化を図ることができる。
ヒートシンク144は、表面にLEDモジュール140が装着され且つ裏面にフィン146を備える。ヒートシンク144は、表面にLEDモジュール140が装着される金属ベース板145と、金属ベース板145の裏側に設けられた複数の金属板製のフィン146とを有する。金属ベース板145及びフィン146は厚みが5[mm]以下の金属板をプレス成形加工して構成される。
金属ベース板145はシェード147を装着するためのシェード装着部145cを備えている。シェード装着部145cは金属ベース板145に一体化されたボス145dとボス145dに設けられたねじ孔145eとで構成される。なお、ボス145dは打ち込みにより取り付けられて金属ベース板145(を構成する金属板)と一体化されている。シェード装着部145cは金属ベース板145の外周縁に近い部位であって周方向に等間隔をおいて複数個設けられている。ここでは6個である。なお、ねじ孔145eにはワッシャ付きねじ体149bが螺合する。
金属ベース板145は光源ユニット17をフレーム体12に装着するためのフレーム装着部145fを備えている。フレーム装着部145fは金属ベース板145の外周縁に近い部位であって周方向に等間隔をおいて複数個設けられている。ここでは6個である。フレーム装着部145fはシェード装着部145cよりも外周側に位置している。フレーム装着部145fはここでは貫通孔により構成され、図7及び図8に示す固定体(ねじ体)129bが挿通される。
金属ベース板145はフィン146を位置決めするベース側位置決め部145hを有している。ベース側位置決め部145hは径方向に間隔をおいて複数個(ここでは2個である。)設けられている。ここでのベース側位置決め部145hは、凸部により構成されている。なお、凸部はプレスにより成形され、図13に示すように、表面では凹入している。
連結部146bは裏側から見たときに細長の等脚台形状をしている。長さの短い底辺が金属ベース板145の中心側に位置するように、複数個のフィン146が周方向に等角度をおいて放射状に配されている。
連結板146bは、金属ベース板145へのフィン側位置決め部146cを有している。フィン側位置決め部146cは細長の等脚台形状の長手方向に間隔をおいて複数個(ここでは2個である。)設けられている。ここでのフィン側位置決め部146cは、貫通孔により構成され、金属ベース板145のベース側位置決め部145hである凸部に嵌合する。なお、フィン側位置決め部146cは貫通孔でなく、ベース側位置決め部145hと嵌合可能な凹みであってもよい。
連結部146bは、金属ベース板145の径方向(細長の等脚台形状の長手方向と一致する。)に間隔をおいた複数個所で、金属ベース板145に固定されている。ここでの固定には溶接が用いられ、溶接個所は、外側に位置するフィン側位置決め部146cの内側と、内側に位置するフィン側位置決め部146cの内側の計2か所である。なお、図14において符号「146d」は溶接個所を示す。なお、溶接個所は、多いほど金属ベース板145からフィン146に伝わる熱量を増やすことができる。このため、溶接個所の個数や溶接位置は、LEDモジュール140が発生する熱量によって適宜決定される。なお、溶接個所が少ないほど安価に実施できる。
シェード147は透光性の樹脂材料により構成されている。シェード147は、LEDモジュール140の外周側に位置する環状部147aと、環状部147aの内周縁から表側に張り出す膨出部147bとを有している。ここでは、LED基板142が円形状であるため、環状部147aは円環状をしている。
シェード147は、シェード147をヒートシンク144に取り付けるためのシンク取付部147cを環状部147aに備えている。シンク取付部147cは、環状部147aの外周縁側であって周方向に等間隔をおいて複数個設けられている。ここでは6個である。シンク取付部147cは、表側から見たときに「C」字状をし、環状部147aの外周縁から径方向の外方へ延伸している。なお、シンク取付部147cにはワッシャ付きねじ体149bのワッシャが当接する。
ヒートシンク144にシェード147が取り付けられた状態において、金属ベース板145と膨出部147bとの間の空間が密閉できるように、金属ベース板145と環状部147aとの間にパッキン148が配される。なお、環状部147aは、パッキン148の一部を収容する環状の溝147dを有している(図14参照)。
主に図7及び図8を用いて説明する。
フィンカバー体16はフィン146の裏側部分を保護する。これによりフィン146の厚みを薄くできる。フィンカバー体16は樹脂材料により構成されている。フィンカバー体16は、ここでは2個あり、2個でフィン146の裏側部分を覆う。なお、本実施形態においては、フィン146の裏側に電源ユニット18が配されるため、一部のフィン146が電源ユニット18により保護される。このため、複数のフィン146のうち、電源ユニット18により覆われないフィン146が2個のフィンカバー体16により覆われる。
フィンカバー体16は、円弧状をしてフィン146の一対のフィン部146aの外側の角部の裏側に位置する裏板部16aと、フィン部146aの外側の角部の外側に位置する側板部16bと、裏板部16aから表側に延伸してフレーム体12体の第1枠体121に装着される脚部16cとを有している。
脚部16cは、例えば、裏板部16aの周方向の両端部分と中央部分の合計3か所に設けられている。脚部16cは裏板部16aから表側に延伸した後、径方向の外方へと延伸する。つまり、脚部16cは「L」字状をしている。脚部16cの延伸先端部が表側に湾曲する。この湾曲して延伸する部分を延伸片16dとし、延伸片16dの手前に貫通孔16eを有している。延伸片16dは第1枠体121の貫通溝121nに挿入し、貫通孔16eには固定体(ねじ体)129cが挿通する。なお、固定体(ねじ体)129cは挿通後に第1枠体121の貫通孔(ねじ孔)121pに螺合する。
電源ユニット18は、図7及び図8に示すように、電源支持台127を介してフレーム体12の第1枠体121に固定体129eを利用して装着される。
主に図15を用いて説明する。
電源ユニット18は、LEDモジュール140(図13参照)に供給する電力を生成する電源回路部180と、電源回路部180を収容する電源筐体185とを有している。
電源回路部180は複数個の電子部品181が回路基板182に実装されてなる。なお、電子部品181は複数あるが、図面の便宜上、チョークコイル、コンデンサ、スイッチング素子の3つの電子部品に符号を付している。
電源回路部180はトレー183内に配された状態で樹脂により封止してもよい。これにより、電子部品181からの熱を伝導して効率的に放熱することが可能となる。また、電源回路部180に雨水や蒸気等(以下、単に「雨水等」とする。)の侵入を防止できる。
電源回路部180はトレー183の外側に配される端子台184に接続される。なお、端子台184は図外の商用電源に接続された電気配線と結線される。
ベース体186はトレー183を装着すると共に電源支持台127に固定される。ベース体186は薄肉の金属板をプレス成形して構成される。ベース体186は、矩形状の底板部186aと、底板部186aの長辺側の端縁から裏側に延伸する一対の長側板部186b,186bと、底板部186aの短辺側の端縁から表側に延伸する一対の短側板部186c,186cとを有している。
ベース体186は、電源支持台127に固定体129eにより固定するための貫通孔186eを底板部186aに有する。固定体129eは、ねじ体を利用しているが、例えばリベット体を利用してもよい。貫通孔186eはバーリング加工を利用したネジ孔である。
ベース体186は回路カバー体187を装着するための装着部を有している。ここでの装着方式は螺合方式と係合方式の2つである。ベース体186は回路カバー体187をねじ止めするためのねじ孔186fを短側板部186cに有する。なお、ねじ体の図示は省略している。ベース体186は回路カバー体187と係合するための凹み又は孔(ここでは貫通孔である。)186gを長側板部186bに有している。
底板部186aは、端子台184をベース体186に固定するためのねじ孔186hや回路カバー体187の延伸片(図示省略)が挿入される貫通溝186jを有している。
長側板部187bは、ベース体186の長側板部186bの貫通孔186gに係合する凸部187d(内側への凸である。)を有している。なお、貫通孔186gと凸部187dとの係合構造の凹凸関係は逆であってもよい。一方の短側板部187c(図15において見えている側の短側板部187cである。)は、ベース体186の短側板部186cのねじ孔186fに螺合するねじ体(図示省略)が挿通する貫通孔187eを有している。他方の短側板部186cは開口側の端縁から表側に延伸してベース体186の貫通溝186jに挿入する延伸片を有する。
端子カバー体188はベース体186を覆うようにしてベース体186と回路カバー体187に着脱自在に装着される。端子カバー体188は薄肉の金属板をプレス成形して構成される。端子カバー体188は、矩形状の天板部188aと、天板部188aの短辺側の端縁から裏側に延伸する一対の短側板部188b,188bと、天板部188aの長辺側の端縁から裏側に延伸する長側板部188cとを有している。
天板部188aは、長側板部188cが存在していない端縁から回路カバー体187側に張り出す張出片188dを有している。張出片188dは、端子カバー体188をベース体186と回路カバー体187に裏側から装着する際に、回路カバー体187の天板部187aに当接する。これにより、張出片188dは端子カバー体188の表方向のストッパとして機能する。
回路カバー体187における端子カバー体188が存在しない側の短側板部187cと端子カバー体188の長側板部188cとの端縁は、回路カバー体187の長側板部187bや端子カバー体188の短側板部188bの端縁よりも表側に存在し、ベース体186の短側板部186c,186cに当接する。
(1)概略
化粧枠本体20は、図1に示すように、天井材3の表面側に位置する化粧枠21を有している。ここでは、化粧枠本体20は、図6に示すように、光源ユニット14から出射された光を表側方向へ反射させる反射体26を有する。化粧枠本体20は、化粧枠本体20を装置本体10に装着する際に装着の補助を行うばね体27を有している。化粧枠本体20は、光源ユニット14側に雨水、油、埃等が浸入するのを防止する透光性カバー28を有している。透光性カバーは平板状に形成されている。
以下、主に図16〜図19を用いて説明する。
化粧枠21は鍔付有底筒状に似た形状をしている。化粧枠21は例えば金属材料により構成されている。化粧枠21は、表裏方向に延伸する中心軸を有する筒状部21aと、筒状部21aの表側端縁から径方向の外方へと延伸する外鍔部21bと、筒状部21aの裏側端を塞ぎ且つ中央に開口を有する底部21cとを有する。ここでの筒状部21aは表側拡がりの円筒状をしている。外鍔部21b及び底部21cは円環状をしている。
外鍔部21bの外周縁には裏側に延伸する延伸部21dが設けられし、延伸部21dの内側にパッキン29が配される。なお、パッキン29は化粧枠21と天井材3との間の隙間を埋めるためのものである。化粧枠21にパッキン29が配された状態では、パッキン29は延伸部21dよりも裏側に張り出す。
反射体26の装着は、図19に示すように、反射体26をその中心軸周りに回転することで張出片26cがスライドして化粧枠21の装着具22に係合することで行われる。装着具22は周方向に間隔をおいて複数個設けられている。ここでは4個である。装着具22は、図19に示すように、底部21cに取り付けられるベース部22aと、底部21cに対して裏側に間隔をおいて配された係合部22bと、係合部22bとベース部22aとを連結する連結部22cとを有している。
ベース部22aは係合部22bと対向しており、張出片26cのスライド方向と直交する断面において「コ」字状をしている。係合部22bの表面の位置は、反射体26と透光性カバー28を装着する際の反射体26の張出片26cの裏面の位置に対応している。装着具22は張出片26cの挿入口側にガイド部22dを有している。ガイド部22dはスライド方向に進むにしたがって底部21cとの間隔が狭くなるように傾斜している。
係合部22bはベース部22aや底部21cと略平行に配されている。装着具22はベース部22aにおける内側端部から裏側へ延伸する延伸片22eを有する。延伸片22eの内側(底部21cの中心に近い側)の端縁は、透光性カバー28を装着した際の透光性カバー28の外周縁と一致する。連結部22cはベース部22a及び係合部22bを外周側(底部21cの中心から離れた側)の端を連結する。
反射体26の装着は、上述したように、図19に示すように反射体26の張出片26cがスライドして装着具23に係合することで行われる。装着具23は周方向に間隔をおいて複数個(ここでは4個である。)設けられている。装着具23は周方向に隣接する装着具22の間に位置している。装着具23は、図19に示すように、底部21cに取り付けられるベース部23aと、底部21cに対して裏側に間隔をおいて配された係合部23bと、係合部23bとベース部23aとを連結する連結部23cとを有している。装着具23は張出片26cの挿入口側にガイド部23dを有している。ガイド部22dはスライド方向に進むにしたがって底部21cとの間隔が狭くなるように傾斜している。係合部23bは底部21cと略平行に配されている。係合部23bの表面の位置は、反射体26だけを装着する際の張出片26cの裏面の位置に対応している。ここでの係合部23bは底部21cと対向しており、ベース部23aは係合部23bの外側に位置する。つまり、連結部23cはベース部23aの内周側端と係合部22bの外周側端を連結する。なお、ここでの内側は底部21cの中心に近い側であり、外側は底部21cの中心から遠い側である。装着具22及び装着具23を底部21cに設けることにより、透光性カバー28の有無の両方に対応できる。
ばね体27は1本の金属線を湾曲させて構成されている。ばね体27は、図18に示すように、金属線の中央に位置する部分がコイル状に巻き付けられてなるコイル部27aと、コイル部27aの各端から延伸する一対の延伸部27b,27bと、延伸部27b,27bの延伸先端に設けられた円形部27c,27cとを有している。ばね体27は2本の延伸部27b,27bとコイル部27aとにより「V」字状となっている。2本の延伸部27b,27bは、弾性変形可能であり、変形により両者の間隔が変化する。延伸部27bは延伸途中に屈曲部分27dを有している。屈曲部分27dの位置は、化粧枠本体20を装置本体10に装着した際に屈曲部分27dがばね受け具126の欠け溝126dの端縁位置となるように、設定されている。これにより、化粧枠本体20の落下しようとする負荷を低減できる。
ばね体27のばね装着具24への装着は、ばね装着具24へのコイル部27aの係合により行われる。ばね装着具24は、底部21cに固定されるベース部24aと、ベース部24aから外側へと延伸する延伸部24bと、延伸部24bの延伸先端から裏側であって内側へ折り返された折返部24cとを有している。延伸部24bと折返部24cとの間には隙間がある。延伸部24bと折返部24cとは折返し部分から内側に離れた部位で連結体25により連結される。ここでの連結体25はねじ体であり、折返部24cに貫通孔を有し、延伸部24bにねじ孔を有している。ばね体27を装着する際には、ばね体27のコイル部27aを延伸部24bと折返部24cとの間に挿入した後、連結体25をばね装着具24に螺合する。これによりばね体27が延伸部24bと折返部24cとの間から外れるのを防止できる。なお、ここでのばね装着具24は裏側から見ると「T」字状をしている。
反射体26は、表側拡がりの円筒部26aと、円筒部26aの表側端から外側に環状に延伸する外鍔部26bと、外鍔部26bからさらに外側に部分的に張り出す複数個の張出片26cとを有する。
円筒部26aの内周面は反射面となっている。張出片26cは、周方向に等間隔をおいて4個設けられ、化粧枠21の底部21cと平行に張り出している。なお、張出片26cは化粧枠21の装着部22,23の係合部22b,23bに係合する。張出片26cは、図19に示すように、装着部22,23に係合する際に反射体26のスライド方向と反対側の端部に突出部分26dを有している。突出部分26dは装着部22,23の係合部22b,23bよりも裏側へと突出している。これにより、反射体26の化粧枠21へ装着する際に反射体26をスライドさせたときに、反射体26が所定の位置に達したときにそのスライドを規制できる。
4個の張出片26cのうち、少なくとも1つの張出片26cは、スライド方向における突出部分26dが存在する側と反対側に弾性片部分26eを有している。弾性片部分26eは表裏方向に弾性変形可能に構成されている。弾性片部分26eは、当該弾性片部分26eに負荷が作用していない状態では、張出片26cにおける弾性片部分26eが設けられていない部分よりも裏側に張り出している。これにより、装着部22,23が突出部分26dに当接した際に、装着部22,23における突出部分26dが存在する側と反対側が弾性片部分26e部と当接する。これにより、反射体26が化粧枠21に対して回転(スライド)規制され、反射体26が外れるのを防止できる。
透光性カバー28は円板状をしている。化粧枠21への装着の際には反射体26とともに行われる。透光性カバー28は透過性を有する樹脂により構成されている。なお、雨水、油、埃等の浸入防止が不要な環境が保たれている照明室内の高天井に使用する際には、透光性カバーを備えなくてもよい。
実施形態における各部の実施例について説明する。
フレーム体12は主に溶融亜鉛メッキ鋼板(SGCC)が利用されている。溶融亜鉛メッキ鋼板を用いることで、溶接を良好に行え、また耐腐食性にも優れる。第1枠体121及び第2枠体123に利用される金属板の厚みは1.0[mm]であり、連結体125に利用される金属板の厚みは0.56[mm]である。これにより軽量化を図ることができる。
ばね受け具126及び電源支持台127は溶融亜鉛メッキ鋼板が利用され、その厚みは0.8[mm]である。電源筐体185は溶融亜鉛メッキ鋼板が利用され、利用される金属板の厚みは0.5[mm]である。化粧枠取付具128は溶融亜鉛メッキ鋼板が利用され、利用される金属板の厚みは1.0[mm]である。
ヒートシンク144は上述したように純アルミニウムが利用されている。金属ベース板145に利用されている金属板の厚みは1.2[mm]であり、フィン146に利用されている金属板の厚みは0.5[mm]である。
シェード147及び反射体26はポリカーボネートが利用されている。なお、反射体26の内周面の反射面はアルミ蒸着により構成されている。フィンカバー体16は溶融亜鉛メッキ鋼板が利用され、その厚みは0.5[mm]である。
化粧枠21は一般的な板金用鋼板(所謂「冷間圧延鋼板(SPCC)」である。)が利用され、利用されている金属板の厚みは1.0[mm]である。
また、実施形態や変形例に記載していていない例や、要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。
1.フィン
実施形態に係るフィン146は金属板を「コ」字にプレスして構成されていたが、田の形状にプレスされてもよい。他の形状としては、逆「U」字状、逆「V」字状、「L」字状、蛇腹状(三角波状、正弦波状)等がある。
フィン146は金属ベース板145に対して周方向に間隔をおいて放射状に設けられていたが、例えば平行に配してもよい。複数のフィン146の高さは、同じであってもよいし、異なってもよい。複数のフィン146の材料は同じであってもよいし、異なってもよい。
実施形態に係るヒートシンク144は、薄肉の金属板を利用しているため、軽量化が図れる。
フィン146の厚みは0.2[mm]以上1.2[mm]以下がよく、0.3[mm]以上0.8[mm]以下が好ましい。フィン146の厚みは0.2[mm]より小さくなると金属ベース板145への取り付けが困難になるからである。フィン146の厚みが1.2[mm]より大きくなると、軽量化の効果が得られないためである。
金属ベース板145の厚みは1.0[mm]以上3[mm]以下が好ましい。金属ベース板145が1.0[mm]より小さくなるとフィン146の取付が困難になるためである。金属ベース板145が3[mm]より大きくなると、軽量化の効果が得られないためである。なお、金属ベース板145の厚みはフィン146の厚みの2倍以上好ましい。
なお金属ベース板145及びフィン146はアルミニウムが好ましい。特に純アルミニウムの方がアルミニウム合金よりも放熱性の観点から好ましい。
実施形態では、フィン146の金属ベース板145への位置決めに、フィン146側に貫通孔146cを、金属ベース板145側に凸部145hをそれぞれ設けたが、LEDモジュール140を収容する収容空間の密閉性を考慮しなければ、フィン側に凸部を、金属ベース板側に貫通孔をそれぞれ設けてもよい。
実施形態における照明装置1では、多くの部品を薄肉の金属板をプレスして構成している。このため装置としての軽量化を図ることができる。金属板をプレスして構成される部品としては、化粧枠21、反射体26、第1枠体121、第2枠体123、連結体125、ばね受け具126、電源支持台127、化粧枠取付具128、ヒートシンク144、電源筐体185がある。
ヒートシンク144のフィン146を除いて、各部品の金属板の厚みは0.8[mm]以上5.0[mm]以下が好ましい。金属板が0.8[mm]より小さくなると他部材との取り付けが困難になったり、機械的特性が不足したりするためである。金属板の厚みが5.0[mm]より大きくなると、プレス成形するのに大型のプレス装置が必要となり、安価に実施できないためである。また、軽量化の効果が得られないためである。
なお、上記部品のすべてを薄肉の金属板で構成しなくてもよく、一部を樹脂材料により構成してもよい。
実施形態におけるフレーム体12を構成する第1枠体121には、連結体125、ばね受け具126、電源支持台127、化粧枠取付具128、光源ユニット14が装着され、さらに、第1枠体121は電源ユニット18を支持している。第1枠体121の厚みは1[mm]となっている。
10 照明装置本体
12 フレーム体
14 光源ユニット
16 フィンカバー体
18 電源ユニット
20 化粧枠本体
21 化粧枠
26 反射体
Claims (4)
- 天井の開口に嵌合する状態で取り付けられる装置本体と、前記装置本体に着脱自在に取り付けられ且つ前記開口を覆う化粧枠本体とを備えるLED照明装置において、
前記装置本体は、光源としての複数個のLED素子がLED基板に実装されてなるLEDモジュールと、表面に前記LEDモジュールが装着され且つ裏面にフィンを備えるヒートシンクと、前記ヒートシンクが固定されるフレーム体とを備え、
前記LED素子の1個当たりの消費電力は0.1W以上、1.0W以下に設定され、
前記ヒートシンクは、表面に前記LEDモジュールが装着される薄肉の金属ベース板と、前記金属ベース板の裏側に設けられた複数のフィンとを有し、
前記フィンの厚みは前記金属ベース板の厚みよりも薄く、
前記フレーム体は、環状の第1枠体と、前記第1枠体よりも表側に位置する環状の第2枠体と、前記第1枠体と前記第2枠体とを連結する連結体とを備え、
前記化粧枠本体は、環状の化粧枠体と、前記環状の化粧枠体の内周縁から裏側に凹入し且つ内周面が反射面に構成されている反射体と、前記第1枠体への着脱を補助するばね体とを備え、
前記第1枠体は、前記ばね体を受けるためのばね受け具と、前記化粧枠本体を前記第1枠体に取り付けるための化粧枠取付具とを備え、
前記ばね受け具が前記ばね体を受けるとともに、前記化粧枠取付具が前記第1枠体に固定されることで、前記化粧枠体が前記フレーム体の前記第1枠体に着脱自在に装着される
LED照明装置。 - 天井の開口に嵌合する状態で取り付けられる装置本体と、前記装置本体に着脱自在に取り付けられ且つ前記開口を覆う化粧枠本体とを備えるLED照明装置において、
前記装置本体は、光源としての複数個のLED素子がLED基板に実装されてなるLEDモジュールと、表面に前記LEDモジュールが装着され且つ裏面にフィンを備えるヒートシンクと、前記ヒートシンクが固定されるフレーム体とを備え、
前記ヒートシンクは、表面に前記LEDモジュールが装着される薄肉の金属ベース板と、前記金属ベース板の裏側に設けられた複数のフィンとを有し、
前記フィンの厚みは前記金属ベース板の厚みよりも薄く、
前記フレーム体は、環状の第1枠体と、前記第1枠体よりも表側に位置する環状の第2枠体と、前記第1枠体と前記第2枠体とを連結する連結体とを備え、
前記化粧枠本体は、環状の化粧枠体と、前記環状の化粧枠体の内周縁から裏側に凹入し且つ内周面が反射面に構成されている反射体と、前記第1枠体への着脱を補助するばね体とを備え、
前記第1枠体は、前記ばね体を受けるためのばね受け具と、前記化粧枠本体を前記第1枠体に取り付けるための化粧枠取付具とを備え、
前記ばね受け具が前記ばね体を受けるとともに、前記化粧枠取付具が前記第1枠体に固定されることで、前記化粧枠体が前記フレーム体の前記第1枠体に着脱自在に装着される
LED照明装置。 - 前記ばね受け具は、
本体板部と、
前記本体板部の表側端から水平方向に延伸する表板部と、
前記本体板部の裏側端から水平方向であって前記表板部の延伸方向と反対向きに延伸する裏板部と、を備え、
前記本体板部は、前記裏板部から前記表板部に向かうにしたがって、フレーム体の径方向の外方へと反るように湾曲している
請求項1又は2に記載のLED照明装置。 - 前記第1枠体と前記第2枠体とは、厚みが3mm以下の金属板により構成されている
請求項1〜3の何れか1項に記載のLED照明装置。
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