JP6941017B2 - 照明器具 - Google Patents
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Description
図1、及び図2はLED照明器具1の構成を示す図であり、図1は斜視図、図2(A)は正面図、図2(B)は背面図である。
LED照明器具1は、競技場等のスタジアムの照明塔に設置され、場内を投光照明する器具であり、器具本体2と、アーム4とを備えている。
器具本体2は、例えばアルミニウム合金等の高熱伝導材のダイカスト成型によって形成されており、器具本体2の背面には、放熱部6が設けられている。放熱部6は、図2(B)に示すように、一方向に延びる多数の放熱フィン6Aを備え、これらの放熱フィン6Aが器具本体2に一体成型されている。これにより、光源ユニット5の熱が器具本体2や放熱フィン6Aから効率良く放熱される。
また、この器具本体2の背面には、電源ボックス12が設けられており、この電源ボックス12には、外部電力を伝送する電力線等の各種の配線が接続される。
アーム4には、回動操作自在な操作ハンドル22が設けられており、操作ハンドル22を手動で回動操作することで、アーム4が器具本体2に対して回動不能に固定されるように構成されている。
器具本体2は、収容ケース8と、この収容ケース8に重ねるように取り付けられるカバーケース10と、を備えている。これら収容ケース8、及びカバーケース10の各々には、フランジ11A、11Bが形成されており、これらのフランジ11A、11Bがネジ止めされることで、両者が分離不能に結合される。
前面カバー固定金具28は、矩形の前面カバー9の辺ごとに設けられ、当該前面カバー9を出射開口7に固定する部材である。図3、及び図4に示すように、前面カバー固定金具28は、前面カバー9の1辺に沿って延びる固定片28Aを備え、この固定片28Aは、図3に示すように、出射開口7の縁部7Aとの間に、隙間29をあけて器具本体2にネジ止め固定される。この隙間29に前面カバー9の縁9Aが配置され挟まれることで当該前面カバー9が固定される。
同図に示すように、器具本体2の底面には、当該底面を同一寸法形状(本実施形態では略矩形)で区画して成る複数の設置面38が設けられている。またLED実装基板34は、設置面38に収まる寸法形状に形成され、各設置面38に接着材などで固定される。そして、LED実装基板34のそれぞれに反射体36が配置されることで、LED実装基板34、及び反射体36から成る光源ユニット5が各設置面38に配置される。
また、各設置面38の縁部には、この設置面38を囲む複数箇所に凸部39が設けられており、これら凸部39によって反射体36が設置面38に大まかに位置決めされる。また、LED実装基板34の各LED40に対し、反射体36の各反射鏡42も正確に位置決めされているが、これについては後述する。
そして、LED実装基板34に配置された反射体36は、反射体固定具30によって固定される。
なお、設置面38は器具本体2と一体形成されており、LED40の熱はLED実装基板34、及び設置面38を通じて器具本体2の外表面、及び放熱部6に伝えられ、それぞれから放熱される。
反射体固定具30は、複数の反射体36を器具本体2に固定する器具である。
ここで、仮に、個々の反射体36を器具本体2にネジ止め等で固定する構成とした場合、全ての反射体36について固定作業が必要となり組立作業が繁雑になる。これに加えて、個々の反射体36の周囲にネジ止めのための空間(スペース)を確保する必要があるので個々の反射体36を密に配置することが困難となり、単位面積あたりの光量を高め難くなり、またLED照明器具1の大型化を招く。
これに対して、本実施形態では、上記反射体固定具30によって複数の反射体36を密に配置可能としている。
具体的には、反射体固定具30は、複数の反射体36を器具本体2に押さえ付けることで、これらの反射体36を固定する。これにより、個々の反射体36の周囲にネジ止めのスペースが不要となり、それぞれの反射体36を密に配置可能になる。
外枠板44は、所定配置態様で配置された複数の反射体36を、これら反射体36の外縁に沿って包囲する寸法形状の外枠部材であり、本実施形態では、外枠板44は平面視略矩形状の外枠を構成している。
これにより、反射体固定具30によって押さえ付けられている反射体36同士の隙間(中板46を延在させるためのスペース)が狭くなるので、反射体36の各々を、より密に配置できる。
また、複数の反射体固定具30が並べて配置される場合、異なる反射体固定具30で押さえ付けられている反射体36同士の隙間(外枠板44を延在させるためのスペース)も狭くなる。したがって、LED照明器具1が備える反射体36の数が多い場合でも、適宜の数の反射体固定具30を用いて、これらの反射体36を密に配置した状態で固定できる。
同図に示すように、反射体36の正面には、凹状の複数の反射鏡42が形成されており、その背面には、LED40が配置される開口42Aが反射鏡42ごとに設けられている。そして、本実施形態の反射体36は、その背面がLED実装基板34に係合することで、LED実装基板34に対し反射体36が位置決めされ、これにより、LED40に対して反射鏡42が正確に位置決めされるようになっている。以下、係る構成について詳述する。
LED実装基板34は、上記設置面38に収まる大きさの略矩形の基板であり、その実装面34Aには、複数のLED40が等間隔に実装されるとともに係合片43が設けられている。
これらの嵌合部59Aは、反射体36をLED実装基板34に対して位置決めする位置決め部であり、嵌合部59Aが嵌合片43Aに嵌合することで、LED実装基板34に対して反射体36が位置決めされる。特に、このLED照明器具1では、面状光源であるLED40の発光面40Aの中心に、反射体36に設けられた反射鏡42の光軸K(図13)が正確に配置される。
同図に示すように、LED実装基板34の実装面34Aが反射体36の背面(すなわち、反射鏡42の開口42Aが設けられている面)に面接触するように、LED実装基板34が反射体36の背面に挿入されており、LED40の周囲が反射鏡42の開口42Aによって閉じられている。これにより、LED40の光のロスが抑えられ、LED40の光を効率良く反射鏡42から出射できる。
一方、LED実装基板34の実装面34Aには、図9に示すように、配線パターンを避けた適宜の位置に、熱伝導性を有する熱伝導性領域62が設けられており、反射体36の面接触部60は、これらの熱伝導性領域62に面接触する。
これにより、LED実装基板34の熱が熱伝導性領域62を通じて反射体36に伝えられ、LED実装基板34の温度上昇が抑えられる。
特に、本実施形態においては、LED実装基板34が反射体36の背面に挿入されて収められることで当該反射体36と実装面34Aの間に熱が籠もり易くなるものの、この熱を反射体36を利用して効率良く放熱できる。
反射体36の全部を樹脂等で形成すれば、反射体36、及びLED照明器具1の重量増加は抑えられるものの、LED実装基板34の放熱性能は低下してしまう。
そこで、本実施形態では、次のようにして、重量の増加を抑えつつ、LED実装基板34の放熱性能を向上させている。
これらの図に示すように、反射体36は、反射鏡42の光軸K(図13)の方向に複数段(本実施形態では3段)に分離可能に構成されており、第1段パーツ64と、第2段パーツ66と、第3段パーツ68と、から構成されている。これらのうちの第1段パーツ64がLED実装基板34の最も近くに配置される。本実施形態では、この第1段パーツ64がLED実装基板34に係合し、接触するパーツであり、LED実装基板34との係合構造、及び面接触部60を備えている。
そして、本実施形態では、第1段パーツ64がアルミニウム等の高熱伝導性、及び高耐熱性を有する材料で形成され、第2段パーツ66、及び第3段パーツ68がポリカーボネートといった樹脂材等の軽量な材料で形成されている。これにより、反射体36の全てを金属等で形成した場合に比べて増量の増加が抑えられ、また、反射体36の全てを樹脂材等で形成した場合に比べ、LED実装基板34の放熱性能を向上させることができる。
図13は、反射体36に設けられた反射鏡42の構成を示す断面図である。
反射鏡42は、LED40の光を、いわゆる中角の平行光にする反射型の配光制御体である。反射体36の分割に伴って反射鏡42も光軸Kの方向で3段に分割されている。すなわち、反射鏡42は、第1段パーツ64の第1反射鏡部64Aと、第2段パーツ66の第2反射鏡部66Aと、第3段パーツ68の第3反射鏡部68Aと、によって構成されている。
そして、反射鏡42は、その段数を変えることで配光を変更できるようになっている。
したがって、狭角配光が必要な場合は、第2反射鏡部66Aを含む第2段パーツ66を抜いて、第1反射鏡部64Aのみ、或いは、第1反射鏡部64Aと第3反射鏡部68Aとで反射体36を構成することで、狭角に制御する反射鏡42を構成できる。
詳述すると、スポーツ照明(特に、ボールが小さく、かつ、高い位置にまで上がる野球等の球技照明)では、ボールの視認性を確保するために、LED照明器具1のギラつきを低減することが望ましい。そこで、この反射鏡42では、第3反射鏡部68Aを設けることで、当該第3反射鏡部68Aを用いない場合に比べてカットオフ角αを小さくし、直射光の出射が抑えられており、これにより、ギラつきが低減されている。
なお、本実施形態の反射鏡42は、カットオフ角αが約20度に設計されている。
また、LED40の配光制御体として反射鏡42を用いることで、レンズで配光制御する構成に比べて拡散光が抑えられるので、これによってもギラつきが低減される。
本実施形態では、上述の通り、反射鏡42が複数段に分割されており、さらに、発明者らは、第1〜第3反射鏡部64A、66A、68Aの各々の寸法形状が次のように設定することで、表面処理のムラが抑えられるとの知見を得ている。すなわち、第1〜第3反射鏡部64A、66A、68Aの各々において、光出射側の開口面Eに対する光入射側の開口端Fの角度βが50度以下、望ましくは45度以下となる寸法形状である。
これにより、第1〜第3反射鏡部64A、66A、68Aの各々の反射面に対しムラを抑えた表面処理が可能となり、高品位な反射鏡42が得られることとなる。
本実施形態のLED照明器具1では、反射体36には、LED実装基板34と係合し、LED40に対して反射鏡42を所定の位置に位置決めする位置決め部としての嵌合部59Aが設けられている。
これにより、器具本体2への固定位置を基準に反射体36を位置決めする構成に比べて、より正確に、LED40に対して反射鏡42を位置決めできる。
これにより、LED実装基板34の熱を反射体を利用して効率良く放熱できる。
これにより、各パーツの材料の組み合わせにより反射体36に各種の機能(例えば放熱性、及び軽量性)を付加できる。
これにより、LED実装基板34の熱を反射体36に伝えて放熱できるとともに、第2、及び第3段パーツ66、68の材料を例えば樹脂材にすることで、軽量化を図ることができる。
これにより、反射鏡42から出射される直射光のカットオフ角αを制限し、ギラつきを低減することができる。
これにより、反射体36同士の隙間(中板46を延在させるためのスペース)が狭くなるので、反射体36の各々を密に配置でき、LED照明器具1の小型化も図られる。
これにより、第1段〜第3段パーツ64、66、68の組み合わせによらずに同じ反射体固定具30を反射体36の固定に用いることができる。
発光色が異なる発光素子を組み合わせて照明器具に設けることで、いわゆるフルカラーの照明を可能にしてもよい。この発光素子として、青色LEDと蛍光体とを備え、当該蛍光体を異なるせることで、赤、緑、青の光を出力する発光素子を用いることもできる。
なお、フルカラー照明をする照明器具を構成する場合には、各色の出力を管理し、色ムラを抑える制御機構を備えることが望ましい。
2 器具本体
5 光源ユニット
6 放熱部
7 出射開口
9 前面カバー
28 前面カバー固定金具
28A 固定片
28B 補助反射部
30 反射体固定具
34 LED実装基板(実装基板)
34A 実装面
36 反射体
36A 外側面
40 LED(発光素子)
40A 発光面
42 反射鏡
42A 開口
43 係合片
43A 嵌合片
44 外枠板(外枠部材)
46 中板
48 ネジ止め板
54 凸部
59 挿入凹部
59A 嵌合部(位置決め部)
60 面接触部
62 熱伝導性領域
64、66、68 第1段〜第3段パーツ(パーツ)
64A、66A、68A 第1〜第3反射鏡部
64B、66B、68B 第1〜第3凸部
66A1 出射開口
E 開口面
F 開口端
K 光軸
d1 板厚
α カットオフ角
β 角度
Claims (4)
- 複数の発光素子が実装された実装基板と、
前記複数の発光素子の光を制御する反射鏡を有した反射体と、を器具本体に収めた照明器具において、
前記反射体は、前記反射鏡の光軸方向に分離可能な複数のパーツから構成され、
少なくとも1つのパーツが他のパーツと異なる材料で形成されており、
前記反射体の各パーツは、前記複数の発光素子に対応する複数の反射鏡をそれぞれ有し、
前記実装基板の最も近くに配置されるパーツは、前記実装基板の実装面に面接触し、前記実装面から熱が伝えられる面接触部を備え、
前記面接触部は、前記反射鏡のそれぞれの間のスペースに、前記反射鏡と隙間を空けて設けられている
ことを特徴とする照明器具。 - 複数の前記パーツのうち、前記実装基板の最も近くに配置されるパーツは他のパーツよりも高い熱伝導性を有する材料で形成されており、前記実装基板の熱が伝えられる、ことを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
- 複数の前記パーツのうち、前記光軸方向に沿って前記実装基板から最も遠くに配置されるパーツは、前記反射鏡を構成する反射鏡部が所定長さの筒状に形成されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の照明器具。 - 複数の前記パーツの組み合わせに応じて前記反射鏡の配光角が可変する
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の照明器具。
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