JP6975390B2 - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源に用いたＬＥＤ照明器具に関する。

ＬＥＤは、長寿命、低消費電力、耐衝撃性、高速応答性、高純度表示色、軽薄短小化の実現等の特徴から、産業分野のみならず一般照明用としても普及が進んでいる。（例えば特許文献１）。

特開２０１０−３６７７号公報

本発明は、ＬＥＤ照明器具全体の小型化を図れ、取扱い性が向上するＬＥＤ照明器具を提供する。

本発明の実施形態である照明器具は、複数の発光素子を実装した基板を有するＬＥＤモジュールと；前記ＬＥＤモジュールを前面側に配設する本体と；前記本体の前面側とは反対側の背面側に設けられる複数の放熱フィンと；前記本体の外周側に取り付けられる一対の縦板部と、この縦板部が両端から下方に延在するとともに被取付面に取り付けられる横板部とを有するアームと；前記アームの横板部の長手方向と同じ方向であって前記本体の背面側の放熱面の中心を通る直線上に延在するケースを有し、このケース空間内に電源回路を有するとともに、前記放熱フィン上に支持され、前記ＬＥＤモジュールを点灯させる電源ユニットと；を備え、前記放熱フィンを本体の背面側から見たとき、複数の放熱フィンの外周側の端部をつなぐ線は円を描くように設けられているとともに、放熱フィンに囲まれた前記本体中心には、放熱フィン上面よりもくぼんだ放熱フィンが設けられていない円形の空間が形成されており、この空間の上方でかつ、突出高さの高い複数の放熱フィンよりも上方に電源回路が配設されていることを特徴とする。

本発明によれば、汎用性の高いＬＥＤ照明器具が提供される。

実施形態のＬＥＤ照明器具の外観斜視図。 実施形態のＬＥＤ照明器具の本体における光源取付面側の平面図。 同本体における放熱面側の平面図。 同本体における放熱面側の斜視図。 （ａ）は図３におけるＡ−Ａ’方向から見た側面図であり、（ｂ）は図３におけるＢ−Ｂ’断面図。 図３におけるＣ−Ｃ’方向から見た側面図。 実施形態のＬＥＤ照明器具におけるＬＥＤモジュールの平面図。 同ＬＥＤモジュールにおける配線パターンを例示する平面図。 実施形態のＬＥＤ照明器具における反射板の平面図。 図９（ａ）におけるＤ−Ｄ’断面図。 複数のＬＥＤモジュールの第１のレイアウトを示す平面図。 複数のＬＥＤモジュールの第２のレイアウトを示す平面図。 （ａ）は図１１に示す第１のレイアウトのＬＥＤモジュールに重ね合わされた反射板の平面図であり、（ｂ）は１つのＬＥＤモジュール及びそれに重ね合わされた反射板の平面図。 図１２に示す第２のレイアウトのＬＥＤモジュールに重ね合わされた反射板の平面図。 図３に示す放熱面側の平面図に、放熱面の裏側に配置されたＬＥＤモジュールを破線で重ねた平面図。 電源ユニットが本体に取り付けられた状態における、図６に対応する側面図。 図３に示す放熱面側の平面図に、電源ユニットを２点鎖線で重ねた平面図。 電源ユニットの内部の平面図。

以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ
符号を付している。
図１は、実施形態のＬＥＤ照明器具１の外観斜視図である。

実施形態のＬＥＤ照明器具１は、本体２と、ＬＥＤモジュール３（図７に示す）と、反射板４（図９（ａ）及び（ｂ）に示す）と、電源ユニット５と、アーム６とを備えている。

実施形態のＬＥＤ照明器具１は、消費電力が例えば１００Ｗ〜５００Ｗの大型照明器具である。ＬＥＤ照明器具１は、取付部材であるアーム６を介して、例えば体育館などの高天井、あるいはその天井から吊り下げられた昇降装置などに取り付けられる。
まず、本体２について説明する。
図２は、本体２における光源取付面１１側の平面図である。
図３は、本体２における光源取付面１１の反対側の放熱面１２側の平面図である。
図４は、本体２における放熱面１２側の斜視図である。
図５（ａ）は、図３におけるＡ−Ａ’方向から見た側面図である。
図５（ｂ）は、図３におけるＢ−Ｂ’断面図である。
図６は、図３におけるＣ−Ｃ’方向から見た側面図である。

本体２は、円形のプレート１３を有する。そのプレート１３における一方の面側は、浅底の皿状に形成され、その底面に図２に示す光源取付面１１が形成されている。光源取付面１１の外周縁部には、光源取付面１１よりも図２において紙面手前側に突出する環状のリム１４が設けられている。
プレート１３における他方の面は放熱面１２として機能し、その放熱面１２には複数の放熱フィン１５、１６が設けられている。

本体２は、例えばアルミニウムまたはアルミニウムを主成分として含む金属をダイキャスト法で成型してなり、プレート１３及び放熱フィン１５、１６は一体に設けられている。また、プレート１３及び放熱フィン１５、１６を含む本体２の全表面は、放熱性を向上させるために、例えばアルマイト処理によりアルミニウムの酸化皮膜が形成されている。
プレート１３の中心には、貫通孔１３ａが形成されている。したがって、図２に示すように、光源取付面１１は、貫通孔１３ａの周囲に環状に形成されている。

光源取付面１１における貫通孔１３ａの周辺には、例えば４つの突起状のボス２１が設けられている。４つのボス２１は、周方向に例えば９０°間隔で配置されている。ボス２１は、後述する反射板４を図１４に示す第２のレイアウトに位置決めする第２の位置決め部として機能する。

光源取付面１１において、リム１４の内周壁付近には、例えば１２個の突起状のボス２２が設けられている。１２個のボス２２は、周方向に例えば３０°間隔で配置されている。ボス２２は、後述する反射板４を図１３に示す第１のレイアウトに位置決めする第１の位置決め部として機能する。

さらに、ボス２２よりも少し内周側の光源取付面１１には、例えば４つの突起状のボス２３が設けられている。図２において左側２つのボス２３は周方向に例えば６０°間隔で配置され、図２において下側２つのボス２３は周方向に例えば１２０°間隔で配置され、図２において右側２つのボス２３は周方向に例えば６０°間隔で配置され、図２において上側２つのボス２３は周方向に例えば１２０°間隔で配置されている。ボス２３は、後述する反射板４を図１４に示す第２のレイアウトに位置決めする第２の位置決め部として機能する。

また、光源取付面１１には、複数のネジ孔２４、２５が形成されている。ネジ孔２４は、図１１及び図１３に示すように、それぞれ６個のＬＥＤモジュール３及び反射板４を光源取付面１１にネジ止めするために使われる。ネジ孔２５は、図１２及び図１４に示すように、それぞれ４個のＬＥＤモジュール３及び反射板４を光源取付面１１にネジ止めするために使われる。
次に、ＬＥＤモジュール３について説明する。
図７は、ＬＥＤモジュール３の平面図である。

ＬＥＤモジュール３は、基板３１と、基板３１上に実装されたＬＥＤ素子３２とを有する。１枚の基板３１上には、複数（図７に示す例では３３個）のＬＥＤ素子３２が実装されている。複数のＬＥＤ素子３２は、例えば３つごとに集合して実装されている。また、基板３１上には、コネクタ３３が実装されている。

ＬＥＤ素子３２の素子基板（またはパッケージ基板）と、ＬＥＤモジュール３の基板３１とは、熱膨張率が同じか、あるいは近いことが好ましい。例えば、ＬＥＤ素子３２の素子基板がセラミック基板の場合には、基板３１としてセラミック基板を用いることができる。

あるいは、セラミック基板よりも安価な金属板を基板３１として用いてもよい。本実施形態では、アルミニウムや銅に比べて、セラミック基板との間の熱膨張率差が小さい鉄の基板３１を用いている。基板３１は、略扇形の平面形状を有し、その中心角側の先端部には切欠き３９が形成され、弧状の外周部には、２つの切欠き３５が形成されている。

その基板３１の実装面は例えば樹脂等の絶縁膜で覆われ、その絶縁膜上に、図８において網掛けまたはグレーで示される配線パターン３６が形成されている。図８において、配線パターン３６上に実装されたＬＥＤ素子３２及びコネクタ３３を１点鎖線で表す。また、配線パターン３６を覆うように、基板３１の最表面には、ＬＥＤ素子３２が放出する光に対して反射性を有する例えば白色の樹脂膜が形成されている。この樹脂膜は絶縁性を有し、極性の異なる配線パターン３６間を短絡させない。

配線パターン３６は、例えば銅材料からなる。図８において、配線パターン３６間の絶縁部分は、白いライン状に示される。配線パターン３６は、ライン状ではなく、ベタパターン状に形成され、基板３１の面内で配線パターン３６間の絶縁部分（白いライン状部分）よりも広い面積で形成されている。これにより、配線パターン３６を介した、ＬＥＤ素子３２の熱の放熱性を高めることができる。

各ＬＥＤ素子３２は、アノード側外部端子とカソード側外部端子とを有し、それら外部端子が配線パターン３６に例えばはんだにより接合されている。本実施形態では、複数（例えば３３個）のＬＥＤ素子３２及び１つのコネクタ３３が、配線パターン３６を介して電気的に直列接続されている。

ＬＥＤ素子３２は、光の放出面を基板３１の実装面の反対側に向けて実装される。ＬＥＤ素子３２は、発光層を含む半導体チップと、蛍光体粒子を含有した蛍光体層とを有している。例えば、蛍光体粒子が黄色光を発光する黄色蛍光体粒子とすると、ＧａＮ系材料である発光層からの青色光と、蛍光体層における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色の光が外部に放出される。なお、蛍光体層は、複数種の蛍光体粒子（例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体粒子と、緑色光を発光する緑色蛍光体粒子）を含む構成であってもよい。

ＬＥＤモジュール３は、ＬＥＤ素子３２を実装した基板３１の実装面の反対側の面（裏面）を、本体２の光源取付面１１に接触させて、光源取付面１１に取り付けられる。

基板３１には、一対の貫通孔３４が形成されている。貫通孔３４は、図２を参照して前述した、光源取付面１１の放射方向に並んだ一対のネジ孔２４、またはネジ孔２４とは異なる位置で光源取付面１１の放射方向に並んだ一対のネジ孔２５のいずれかに位置合わせされる。そして、貫通孔３４を通してネジがネジ孔２４または２５にねじ込まれることで、ＬＥＤモジュール３は光源取付面１１に対して密着して固定される。これにより、ＬＥＤモジュール３から本体２への熱伝導性が高まる。ＬＥＤモジュール３の基板３１は金属板であり、樹脂基板やセラミック基板よりも熱伝導がよい。
本実施形態ではＬＥＤモジュール３の個数を任意に選択して、光源取付面１１に取り付けることができる。
図１１は、例えば６個のＬＥＤモジュール３を光源取付面１１に取り付けた第１のレイアウトを表す。
光源取付面１１の外形は円形に形成されている。６個のＬＥＤモジュール３は、光源取付面１１の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。

この第１のレイアウトでは、各ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４は、光源取付面１１に形成された図２に示すネジ孔２４に位置合わせされる。そして、貫通孔３４を通して図示しないネジがネジ孔２４にねじ込まれて、ＬＥＤモジュール３は光源取付面１１に固定される。

図７に示すように、各ＬＥＤモジュール３の基板３１の弧状の外周部に２つの切欠き３５が形成されており、それぞれの切欠き３５に、光源取付面１１の外周側に設けられたボス２２の付け根部分がはまり込む。これにより、光源取付面１１のネジ孔２４に対する、ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４の位置決めが容易になる。

次に、図１２は、上記第１のレイアウトよりもＬＥＤモジュール３の数が少ない例えば４個のＬＥＤモジュール３を光源取付面１１に取り付けた第２のレイアウトを表す。
４個のＬＥＤモジュール３は、光源取付面１１の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。

この第２のレイアウトでは、各ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４は、第１のレイアウトのときに使われたネジ孔２４とは異なるネジ孔２５に位置合わせされる。そして、貫通孔３４を通して図示しないネジがネジ孔２５にねじ込まれて、ＬＥＤモジュール３は光源取付面１１に固定される。

各ＬＥＤモジュール３の先端部に形成された切欠き３９（図７）に、光源取付面１１の中心の周辺に設けられたボス２１の付け根部分がはまり込む。さらに、各ＬＥＤモジュール３の弧状の外周部に形成された２つの切欠き３５のうちの一方に、第１のレイアウトで使われたボス２２よりも内周側に設けられたボス２３の付け根部分がはまり込む。これにより、光源取付面１１のネジ孔２５に対する、ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４の位置決めが容易になる。

複数のＬＥＤモジュール３は光源取付面１１の面方向に分割された状態で配置され、ネジの着脱により、それぞれのＬＥＤモジュール３ごとに光源取付面１１に対して着脱自在である。したがって、光源取付面１１に取り付けるＬＥＤモジュール３の数を簡単に変更することができ、ＬＥＤ照明器具１の使用目的などに応じて、光束（明るさ）を調整することができる。

図１１に示す第１のレイアウトのときにＬＥＤモジュール３を位置決めする第１の位置決め部であるボス２２と、図１２に示す第２のレイアウトのときにＬＥＤモジュール３を位置決めする第２の位置決め部であるボス２１及び２３とが共に、同じ本体２の光源取付面１１に設けられている。

したがって、第１のレイアウト用に設計された光源取付面を有する本体と、第２のレイアウト用に設計された光源取付面を有する本体とを別々に用意する必要がない。同じ設計の本体２を第１のレイアウトにも第２のレイアウトにも兼用できる。本体２の金型も１種類で済み、コストアップをまねかない。

図１１に示すように、第１のレイアウトのときには、第２のレイアウトで使われるボス２１はＬＥＤモジュール３よりも内周側に位置し、ボス２３は、周方向で隣り合うＬＥＤモジュール３間に位置し、６個のＬＥＤモジュール３の第１のレイアウトでの配置を妨げない。

逆に、図１２に示すように、第２のレイアウトのときには、第１のレイアウトで使われるボス２２は、ＬＥＤモジュール３よりも外周側に位置し、４個のＬＥＤモジュール３の第２のレイアウトでの配置を妨げない。

４個のＬＥＤモジュール３を配置した第２のレイアウトは、６個のＬＥＤモジュール３を配置した第１のレイアウトから、単に２個のＬＥＤモジュール３を外しただけでなく、各ＬＥＤモジュール３の周方向の位置をずらしている。すなわち、４個のＬＥＤモジュール３が、周方向に等間隔で並ぶように、６個のＬＥＤモジュール３を配置した第１のレイアウトから各ＬＥＤモジュール３の周方向の位置をずらしている。

複数のＬＥＤモジュール３が周方向に等間隔に並ぶことで、発光部を周方向にムラなく均等に分布させることができる。これにより、既存の照明器具によく見られるような円形または環状に光る部分が見える違和感のない照明を実現できる。

また、４個のＬＥＤモジュール３を配置した第２のレイアウトでは、６個のＬＥＤモジュール３を配置した第１のレイアウトのときよりも、各ＬＥＤモジュール３を光源取付面１１の中心側に寄せている。

すなわち、ＬＥＤモジュール３に実装されたＬＥＤ素子３２が光源取付面１１の中心側に寄る。これにより、４個のＬＥＤモジュール３の半径方向の位置を図１１に示す第１のレイアウトと同じにした場合に比べて、隣り合うＬＥＤモジュール３間でのＬＥＤ素子３２間の周方向の距離が小さくなり、光る部分を円形または環状に視認しやすくなる。

以上説明したように、本実施形態では、６個のＬＥＤモジュール３を配置した第１のレイアウトと、４個のＬＥＤモジュール３を配置した第２のレイアウトとでは、各ＬＥＤモジュール３の光源取付面１１上での周方向の位置および半径方向（放射方向）の位置を変えている。
これにより、光源取付面１１に配置するＬＥＤモジュール３の数（光束）に応じた適切な発光部の面方向分布を実現できる。

また、第１のレイアウトと第２のレイアウトとで、各ＬＥＤモジュール３の光源取付面１１上での周方向の位置および半径方向の位置を変えることで、第１のレイアウトの位置決めに使うボス２２と第２のレイアウトの位置決めに使うボス２１及び２３とを同じ光源取付面１１に設けながらも、第１のレイアウトのときにはボス２１及び２３が邪魔にならず、第２のレイアウトのときにはボス２２が邪魔にならない。
次に、反射板４について説明する。
図９（ａ）は反射板４の表面の平面図であり、図９（ｂ）は反射板４の裏面の平面図である。
図１０は、図９（ａ）におけるＤ−Ｄ’拡大断面図である。

反射板４の外形形状は、ＬＥＤモジュール３の基板３１の外形形状とほぼ同じに形成されている。反射板４の外形形状は、一対の第１の側面部４１と、一対の第２の側面部４２と、弧状の外周部４３とで囲まれた略五角形状に形成されている。また、反射板４の平面サイズも、ＬＥＤモジュール３の基板３１の平面サイズとほぼ同じである。

一対の第１の側面部４１は、第１の角度θ１をなしている。一対の第１の側面部４１によって形成されるコーナー部を、反射板４の先端部と定義する。その先端部は丸みを帯びている。

第１の角度θ１は、一対の第１の側面部４１を扇形の２本の半径とした場合における、その扇形の中心角の角度に対応する。本実施形態では、第１の角度θ１は略９０°である。

一対の第１の側面部４１と、弧状の外周部４３との間に、一対の第２の側面部４２が設けられている。後述する図１３または１４に示すように反射板４が光源取付面１１に取り付けられた状態で、第２の側面部４２は、第１の側面部４１から、光源取付面１１の中心から遠ざかる方向に延びる。第１の側面部４１と第２の側面部４２とは、屈曲または湾曲したコーナー部を介してつながっている。第２の側面部４２の長さは、第１の側面部４１の長さよりも長い。

一対の第２の側面部４２は、第２の角度θ２をなしている。第２の角度θ２は、一対の第２の側面部４２を扇形の２本の半径とした場合における、その扇形の中心角の角度に対応する。本実施形態では、第２の角度θ２は、略６０°である。

反射板４には、複数の光ガイド孔４５が形成されている。光ガイド孔４５は、反射板４を貫通している。また、図９（ｂ）に示すように、反射板４の裏面における先端部の近くには、凹部４８が形成されている。

後述するように、光ガイド孔４５からＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子３２を臨ませ、且つ凹部４８に、ＬＥＤモジュール３のコネクタ３３を収めた状態で、反射板４はＬＥＤモジュール３に重ね合わされる。

また、図１０の断面図に示すように、光ガイド孔４５の内壁面は、反射板４の裏面側から表面側に向かうにしたがって孔径が拡がったテーパー面となっている。後述するように、反射板４が、光源取付面１１に取り付けられたＬＥＤモジュール３に重ね合わされた状態で、光ガイド孔４５の内壁面は、光源取付面１１側から遠ざかるにつれて孔径が拡がったテーパー面となっている。

光ガイド孔４５の内壁面は、テーパー面に限らず、放物面等の曲面、それらの組み合わせ、あるいは光源取付面１１に対して垂直な面とテーパー面との組み合わせ、あるいは傾斜角度の異なるテーパー面どうしの組み合わせであってもよい。また、光ガイド孔４５にレンズをはめ込んでもよい。光ガイド孔４５の内壁面の設計や、レンズを使うことで、光の配光角を所望に制御できる。

反射板４は、ＬＥＤ素子３２から放出される光に対する反射性を有する白色樹脂の成型品であり、第１の側面部４１、第２の側面部４２および弧状の外周部４３は一体に設けられている。

反射板４において、少なくとも光ガイド孔４５の内壁面には、反射膜４８（図１０）が形成されている。反射膜４８は、ＬＥＤ素子３２から放出される光に対する反射性を有し、光ガイド孔４５の内壁面は反射面として機能する。反射膜４８として、例えば蒸着法により形成されたアルミニウム膜を用いることができる。あるいは、反射膜４８として、アルミニウム以外の金属膜を用いてもよい。

また、反射板４には、２つの貫通孔４６が形成されている。この貫通孔４６は、前述したＬＥＤモジュール３の基板３１に形成された貫通孔３４に合わされ、基板３１と反射板４とは共通のネジで、光源取付面１１に共締めされる。

本実施形態では、前述したように、複数のＬＥＤモジュール３が光源取付面１１の面方向に分割した状態で取り付けられるが、これに合わせて、反射板４も光源取付面１１の面方向に分割した状態で光源取付面１１上にレイアウトすることができる。

複数のＬＥＤモジュール３は外形形状及び外形サイズを含めた構造が同じであり、複数の反射板４も外形形状及び外形サイズを含めた構造が同じである。そして、個々の反射板４は、個々のＬＥＤモジュール３と、外形形状及び外形サイズが近似して形成されている。
図１３（ａ）は、図１１に示した６個のＬＥＤモジュール３を光源取付面１１に取り付けた第１のレイアウトにおける反射板４のレイアウトを表す。

６個のＬＥＤモジュール３のそれぞれに対して６個の反射板４のそれぞれが重ね合わされる。各反射板４の貫通孔４６は、各ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４に位置合わせされる。そして、各ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４は、光源取付面１１に形成された図２に示すネジ孔２４に位置合わせされている。

したがって、反射板４の貫通孔４６及びＬＥＤモジュール３の貫通孔３４を通して図示しないネジがネジ孔２４にねじ込まれることで、反射板４及びＬＥＤモジュール３は光源取付面１１に固定される。すなわち、ＬＥＤモジュール３と反射板４とは、共通のネジによって光源取付面１１に対して共締め固定される。
図１３（ｂ）は、１個のＬＥＤモジュール３に重ね合わされた状態の１個の反射板４の拡大平面図を表す。

反射板４に形成された光ガイド孔４５は、ＬＥＤモジュール３におけるＬＥＤ素子３２が実装された位置に合わされる。１つの光ガイド孔４５からは、例えば３つのＬＥＤ素子３２が露出される。

前述したように、光ガイド孔４５の内壁面には反射膜４８が形成されている。また、反射板４において、光源取付面１１に対する反対側の表面にも反射膜が形成されている。なお、反射板４自体の材料も、ＬＥＤ素子３２から放出される光に対して反射性を有する白色樹脂である。この反射板４によって、ＬＥＤ素子３２から放出された光は配光制御される。

図１３（ａ）に示す第１のレイアウトにおいて、６個の反射板４は、６個のＬＥＤモジュール３のレイアウトに合わせて、光源取付面１１の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。

各反射板４の弧状の外周部４３に形成された２つの切欠き４４（図９（ａ）及び（ｂ））に、光源取付面１１の外周側に設けられたボス２２がはまり込む。これにより、光源取付面１１に対する反射板４の位置決めが容易になる。
次に、図１４は、図１２に示した４個のＬＥＤモジュール３を光源取付面１１に取り付けた第２のレイアウトにおける反射板４のレイアウトを表す。

４個のＬＥＤモジュール３のそれぞれに対して４個の反射板４のそれぞれが重ね合わされる。各反射板４の貫通孔４６は、各ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４に位置合わせされる。この第２のレイアウトでは、各ＬＥＤモジュール３の貫通孔３４は、第１のレイアウ
トに使われたネジ孔２４ではなく、ネジ孔２５に位置合わせされている。

そして、反射板４の貫通孔４６及びＬＥＤモジュール３の貫通孔３４を通して図示しないネジがネジ孔２５にねじ込まれることで、反射板４及びＬＥＤモジュール３は光源取付面１１に固定される。すなわち、ＬＥＤモジュール３と反射板４とは、共通のネジによって光源取付面１１に対して共締め固定される。

この図１４に示す第２のレイアウトにおいて、４個の反射板４は、４個のＬＥＤモジュール３のレイアウトに合わせて、光源取付面１１の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。

第２のレイアウトでは、各反射板４の外周部４３に形成された２つの切欠き４４のうちの一方に、第１のレイアウトのときの位置決め用のボス２２よりも内周側に設けられたボス２３がはまり込む。これにより、第２のレイアウトにおいても、光源取付面１１に対する反射板４の位置決めが容易になる。

複数の反射板４は、ＬＥＤモジュール３に合わせて、光源取付面１１の面方向に分割された状態で配置され、ネジの着脱により、それぞれの反射板４ごとに光源取付面１１に対して着脱自在である。したがって、光源取付面１１に取り付けるＬＥＤモジュール３の数の変更及びレイアウト変更に柔軟に対応することができる。

結果として、ＬＥＤ照明器具１の使用目的などに応じて、ＬＥＤモジュール３及び反射板４の数やレイアウトを変えることで、光束（明るさ）や配光を調整することができ、汎用性の高いＬＥＤ照明器具１を提供できる。

反射板４においても、ＬＥＤモジュール３のレイアウトに合わせて、図１３に示す第１のレイアウトと、図１４に示す第２のレイアウトとでは、光源取付面１１上での周方向の位置および半径方向（放射方向）の位置を変えている。

図１４に示す第２のレイアウトでは、図１３に示す第１のレイアウトよりも、反射板４が光源取付面１１の中心に寄っている。これを可能にするために、図９（ａ）を参照して前述したように、各反射板４の側面に、相対的に開き角度に大小をもたせた一対の第１の側面部４１と一対の第２の側面部４２を設けている。すなわち、一対の第１の側面部４１間のなす第１の角度θ１は、一対の第２の側面部４２間のなす第２の角度θ２よりも大きい。

したがって、周方向で隣り合う反射板４間における第１の側面部４１間の距離は、図１３に示す第１のレイアウトでは第２の側面部４２間の距離よりも大きく、図１４に示す第２のレイアウトでは第２の側面部４２間の距離よりも小さい。

このため、光源取付面１１の周方向に密に反射板４が並んだ第１のレイアウトよりも、反射板４の数を減らして且つ光源取付面１１の中心側に寄せた第２のレイアウトでは、中心周辺で複数の反射板４を周方向により接近させることができる。この結果、隣り合う反射板４間においてＬＥＤ素子３２が臨む光ガイド孔４５間の周方向の距離が小さくなり、光る部分を円形または環状に視認しやすくなる。

また、図１３に示す第１のレイアウトのときには、第２のレイアウトで使われるボス２３は、周方向で隣り合う反射板４間に位置して、反射板４の第１のレイアウトでの配置を妨げない。

逆に、図１４に示す第２のレイアウトのときには、第１のレイアウトで使われるボス２２は、反射板４よりも外周側に位置し、反射板４の第２のレイアウトでの配置を妨げない。また、光源取付面１１の中心付近に設けられたボス２１は、第２のレイアウトのときには、反射板４の先端部の下に隠れる。

本体２において光源取付面１１側には、図２において２点鎖線で表す透明板２６が取り付けられる。透明板２６は、ＬＥＤ素子３２から放出される光に対する透過性を有し、例えばアクリル板を用いることができる。

透明板２６は、本体２のリム１４の一部に形成されたネジ孔１４ａにネジ止めされる。透明板２６と、光源取付面１１に取り付けられた反射板４の表面との間には隙間が形成される。このため、光源側と透明板２６との間に空気層（断熱層）が介在され、光源側の熱が透明板２６に伝導するのを抑制できる。この結果、透明板２６の熱による伸縮や変形を抑制することができる。また、透明板２６が熱膨張や収縮しても、反射板４と透明板２６とは接触していないため擦れない。このため、軽く、機械的に弱い透明板２６に傷がつくのを回避できる。したがって、その傷によって光の透過が阻害されることもない。 次に、本体２のプレート１３における光源取付面１１の反対側の構造について説明する。

プレート１３において、光源取付面１１の反対側には、図３、４に示す放熱面１２が設けられ、その放熱面１２上には、複数の放熱フィン１５、１６が設けられている。

複数の放熱フィン１５、１６は、放熱面１２に対して垂直（この方向を図４においてＺ方向として表す）に、光源取付面１１の反対側に突出している。また、図４において、Ｚ方向に対して直交するＸＹ平面は、放熱面１２に対して平行な面を表す。Ｘ方向及びＹ方向は、互いに直交する。そして、すべての放熱フィン１５、１６は、同じ方向であるＹ方向に延びている。
なお、図１、３、１５、１７に表したＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、図４におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に対応する。

放熱面１２側を見た図３に示す平面視で、複数の放熱フィン１５のＹ方向の外周側の端部は、プレート１３からはみ出していない。また、その平面視にて、複数の放熱フィン１５の外周側の端部をつなぐ線は円を描く。

また、放熱面１２上には、プレート１３の中心に形成された貫通孔１３ａから直径方向に延びる２つのリブ１７が設けられている。２つのリブ１７は、プレート１３の中心（貫通孔１３ａの中心）から互いに逆方向に延び、且つ複数の放熱フィン１５、１６が延びるＹ方向に対して直交するＸ方向に延びている。複数の放熱フィン１５、１６を含む放熱面１２側の構造は、リブ１７に対して線対称の関係になっている。

図４に示すように、リブ１７の側面の近くに設けられた放熱フィン１６は、その放熱フィン１６をＹ方向に挟む位置関係で設けられた放熱フィン１５よりも高さ（放熱面１２からの突出高さ）が低くなっている。また、貫通孔１３ａの周辺には放熱フィン１５、１６が設けられていない。したがって、放熱面１２側には、リブ１７が延びる直径方向に沿って、周辺の放熱フィン１５の上面よりもくぼんだ空間５８が形成されている。その空間５８の上には、後述する図１６に示すように、電源ユニット５が設けられる。

その空間５８を、Ｙ方向の両側から挟んで、空間５８の下に設けられた放熱フィン１６及びリブ１７よりも突出高さが高い複数の放熱フィン１５が設けられている。

本実施形態では、一部の放熱フィン１６の高さを低くして上記空間５８を形成することで、その空間５８を電源ユニット５の配置に利用している。放熱フィンが低くなると、放熱性が低下する。そこで、空間５８のＹ方向の両側に設けられた放熱フィン１５における空間５８側の一部分１５ａを他の部分よりも高くして、空間５８周辺の放熱性の向上を図っている。

放熱フィン１５における空間５８側の一部分１５ａだけを他の部分よりも高くすることで、コスト及び重量の増加を抑えつつ、低い放熱フィン１６が設けられた領域の放熱性を助長することができる。

また、その突出高さが高い部分１５ａ上に、後述する電源ユニット５を支持させることで、電源ユニット５を、放熱面１２の反対側に設けられたＬＥＤモジュール３から、より遠ざけることができる。これにより、ＬＥＤモジュール３側から電源ユニット５に伝わる熱を抑制することができる。

また、図１５に示すように、複数の放熱フィン１５、１６の間隔は一定ではなく、ＬＥＤモジュール３側の配置に応じて、放熱フィン１５、１６の間隔が相対的に狭い領域と、相対的に広い領域とが混在する。

図１５は、放熱面１２の反対側の光源取付面１１に配置されたＬＥＤモジュール３を破線で放熱面１２側に重ねて図示した平面図である。突出高さが低い放熱フィン１６の裏側に配置された２つのＬＥＤモジュール３を図示している。

外形が円形の本体２において、内周側は、外周側に比べて外気との熱交換効率が低く、相対的に高温になりやすい。また特に、その内周側において、放熱フィン１６の突出高さが低くなっている領域１００（図１５において２点鎖線で表す）にて高温になりやすい。

そこで、本実施形態では、その領域１００に設けられた放熱フィン１６、およびその放熱フィン１６に連続してＹ方向に延びる放熱フィン１５ｂを最も密に配置している。したがって、領域１００の放熱フィン１６間の間隔、およびその放熱フィン１６につながる放熱フィン１５ｂ間の間隔が最も狭くなっている。

放熱フィンを密に配置し、放熱フィンの間隔を狭くすることは、放熱フィンの数の増大によるコスト及び重量の増大につながる。そのため、本実施形態では、放熱面１２側で相対的に高温になり、より高い放熱性を必要とされる箇所だけに放熱フィンの密な配置を制限している。これにより、コスト及び重量の増加を抑えつつ、効率的な放熱設計を行える。

なお、プレート１３の中心（貫通孔１３ａの中心）の周辺には、ＬＥＤ素子３２が配置されないため、その中心の周辺には放熱フィンを設けていない。すなわち、熱設計上必要性の低い放熱フィンを省くことで、低コスト化及び軽量化を実現している。
次に、電源ユニット５について説明する。
図１６は、電源ユニット５が本体２に取り付けられた状態における、図６に対応する側面図である。
図１７は、図３に示す放熱面１２側の平面図に、電源ユニット５を２点鎖線で重ねた平面図である。
図１８は、電源ユニット５におけるケース５０の内部の平面図である。
電源ユニット５は、例えば３つのバー形状の電源回路５１と、これら電源回路５１を覆う金属製のケース５０とを有する。
ケース５０は、天板部５２と、一対の側板部５３と、一対の取付部５５と、一対の端板部５４と、底板部５６とを有する。

ケース５０は、本体２の放熱面１２側に形成された前述した空間５８の上方に配置される。その状態で、天板部５２、底板部５６および取付部５５は放熱面１２に対して略平行になり、端板部５４は放熱面１２に対して略垂直になる。側板部５３は、天板部５２及び取付部５５に対して傾斜して、天板部５２と取付部５５との間に設けられている。端板部５４は、ケース５０の長手方向の端に設けられている。

３つの電源回路５１のうち、１つは天板部５２の裏に例えばネジ止めにより取り付けられる。他の２つの電源回路５１のそれぞれは、一対の側板部５３のそれぞれの裏に例えばネジ止めにより取り付けられる。

ここで、参考例として、放熱面１２に対して平行な面内に３つの電源回路を平行に並べたレイアウトを考える。この場合、真ん中の１本は本体２の中心を通る直径方向に沿って配置することができるが、その両側の２本は本体２の中心を通らない方向に延び、端部が本体２からはみ出す可能性がある。これは、照明器具全体の平面サイズの小型化や取り扱いの妨げになりうる。

これに対して、実施形態のように、３つの電源回路５１のうち１つを放熱面１２に対して平行に設置される天板部５２に取り付け、他の２つを天板部５２に対して傾斜した側板部５３に取り付けることで、３つの電源回路５１を直径方向に延びるリブ１７上に密集させて配置することができる。このため、３つのバー形状の電源回路５１を平面視で本体２からはみ出させることなく設置することができ、結果として電源ユニット５全体を平面視で本体２の内側に収めることができる。これにより、ＬＥＤ照明器具１全体の小型化や取り扱い性の向上を図れる。

ケース５０には一対の側板部５３が設けられ、一対の側板部５３のそれぞれの下端部から、放熱フィン１５、１６が延びるＹ方向に一対の取付部５５が張り出している。また、取付部５５は、ケース５０の長手方向（Ｘ方向）に延在している。

取付部５５は、放熱フィン１５における他の部分よりも突出高さが高くされた部分１５ａの上に支持される。その部分１５ａのうちの例えば６本には、図３に示すように、ネジ孔８１が形成されている。図３に示す平面視にて、リブ１７を挟んだ一方の領域に３個のネジ孔８１が存在し、他方の領域に３個のネジ孔８１が存在する。それら３個のネジ孔８１は、リブ１７に対して線対称の関係で位置している。リブ１７を挟んだ一方の領域に設けられた３つのネジ孔８１はＸ方向に等間隔で並んでいる。そのうちの真ん中に位置するネジ孔８１は、本体２の中心を通る直線上に位置している。リブ１７を挟んだ他方の領域に設けられた３つのネジ孔８１もＸ方向に等間隔で並び、そのうちの真ん中に位置するネジ孔８１は、本体２の中心を通る直線上に位置している。

ネジ孔８１が形成された放熱フィン１５の部分１５ａ上に支持されたケース５０の取付部５５は、ネジ孔８１に対してねじ込まれるネジ５７（図１７に図示）によって、放熱フィン１５に対して固定される。図１７に示す例では、６つのネジ孔８１のうち、平面視で三角形を形作る関係にある３つのネジ孔８１に対してネジ５７を締結している。すなわち、ケース５０は、放熱フィン１５に対して３点で固定されている。

その状態で、取付部５５よりも内側にあるケース５０の底板部５６は、放熱フィン１５よりも低い放熱フィン１６の上方に位置する。すなわち、ケース５０の底板部５６は、放熱フィン１６に対して離間しており、その底板部５６と放熱フィン１６との間には空間５８が存在する。すなわち、ケース５０内に収容された３つの電源回路５１は、他の放熱フィン１５よりも低い放熱フィン１６の上に空間５８を隔てて設けられている。

このため、ＬＥＤモジュール３側からの熱が放熱フィン１６を通じて電源回路１１に伝わるのを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、ＬＥＤモジュール３が取り付けられた本体２と、電源ユニット５とを一体化して、ＬＥＤ照明器具１全体の小型化を図りつつ、電源ユニット５の放熱性は損なわれない。

放熱フィン１５において、ケース５０の取付部５５が支持される部分１５ａを他の部分よりも高くすることで、放熱フィン１５全体の高さ増大によるコスト及び重量の増加を抑えつつ、電源ユニット５をＬＥＤモジュール３に対してより遠ざけることができ、電源ユニット５の放熱に有利となる。

ＬＥＤモジュール３が取り付けられる光源取付面１１と、電源ユニット５のケース５０の底板部５６との間の距離は、８０（ｍｍ）〜２００（ｍｍ）が好ましい。その距離が８０（ｍｍ）より小さいと、電源回路５１の電子部品の温度が定格温度を超えてしまうことが懸念される。また、上記距離が２００（ｍｍ）よりも大きいと、本体２と電源ユニット５との一体感が損なわれ、配線等も含めた組立性を低下させ、また小型化を妨げてしまう懸念がある。

放熱面１２側から本体２を見た図１７の平面視で、電源ユニット５は、放熱フィン１５が延びるＹ方向に対して直交するＸ方向に延在している。このため、放熱フィン１５によって形成される空気の対流が、電源ユニット５における長手方向（Ｘ方向）に延びる側面全体に効率よく導かれ、電源ユニット５を効果的に空冷することができる。

また、電源ユニット５は、放熱面１２の中心を通る直線上（リブ１７上）で放熱面１２の直径方向に延在している。すなわち、円形の放熱面１２上における最も長さを大きくとれる直径方向に沿って延在するように電源ユニット５を配置することで、電源ユニット５を本体２からはみ出させることなく、平面視で本体２の内側に電源ユニット５を収めることができる。この結果、ＬＥＤ照明器具１全体の小型化を図れ、また取り扱い性が向上する。

電源ユニット５のケース５０の例えば天板５２上には、図示しない端子台が設けられる。図１には、その端子台を覆う端子台カバー７１を示す。端子台は、ケース５０内に収容された電源回路５１がケーブルを通じて電気的に接続された端子を有する。

電源回路５１は、ケース５０の底板部５６に形成された切欠きまたは貫通孔、および本体２の中心に形成された貫通孔１３ａを通じて、図１８に示すケーブル９５によって、図７に示すＬＥＤモジュール３のコネクタ３３に接続されている。これにより、電源回路５１からＬＥＤモジュール３のＬＥＤ素子３２に電力が供給され、ＬＥＤ素子３２が発光する。例えば、１つの電源回路５１は、２つのＬＥＤモジュール３に電力を供給する。ケーブル９５は、例えばフロストなどによって覆い隠される。
また、端子台に設けられた端子は、図示しないケーブルを通じて、商用電源などの外部電源と電気的に接続される。
次に、ＬＥＤ照明器具１を、天井、あるいは天井から吊り下げられた昇降装置などに取り付けるための取付部材であるアーム６について説明する。

アーム６は、本体２に対して取り付けられる。図４に示すように、本体２の放熱面１２側において、リブ１７の長手方向の両端よりも外周に、一対のアーム取付部７５が設けられている。アーム取付部７５は、板状に設けられ、放熱フィン１５、１６と同じＺ方向に突出している。アーム取付部７５には、ネジ孔７６が形成されている。

図１に示すように、アーム６は、電源ユニット５のケース５０の天板部５２に向き合わされる横板部６１と、横板部６１の長手方向の両端に一体に設けられ、横板部６１の両端から下方に延在する一対の縦板部６２とを有する。

縦板部６２には貫通孔６４が形成されている。その貫通孔６４を通して、ネジが本体２のアーム取付部７５に形成されたネジ孔７６にねじ込まれることで、アーム６は本体２に対して取り付けられる。アーム６は、本体２に対して着脱自在である。

例えば体育館などの高天井に取り付けられる照明器具は大型で重量が大きい。そのため、そのような照明器具を天井に直接取り付けるためには、照明器具側の取付部の強度を確保するためにその取付部を厚くする必要がある、これは、照明器具全体の重量の増大をまねき、また重くなると施工も困難になる。

これに対して、本実施形態では、天井や昇降装置などにはアーム６を取り付け、そのアーム６に対して本体２を吊り下げることで、天井などに対する取付部分の強度を確保しつつ、本体２の軽量化を図れる。アーム６の横板部６１には、例えば２つの取付孔６３が形成され、その取付孔６３に対して、例えば天井から吊り下げられた昇降装置が取り付けられる。

アーム６の縦板部６２は、本体２に設けられたアーム取付部７５の外面に対して面接触して重ね合わされる。これにより、本体２側からアーム６への熱伝導率を向上させることができ、アーム６を通じた放熱性を高めることができる。すなわち、アーム６を、ＬＥＤ照明器具１を天井などに取り付けるための取付部材としてだけではなく、放熱部材としても機能させることができる。

アーム６の、横板部６１及び縦板部６２は、強度を確保する観点から例えば鉄などの金属板からなる。その金属板の表面に、金属板の材料よりも輻射率（放熱性）が高い皮膜９１を形成することで、アーム６の放熱性をより高くすることができる。

そのような皮膜９１として、例えば樹脂膜を用いることができる。また、その樹脂膜の表面を粗面にすることで表面積を増大させて、アーム６の放熱性をより向上できる。なお、アーム６の金属板に例えばアルミニウム板を用いた場合には、その表面に黒色アルマイト処理を行って、酸化皮膜を放熱性（輻射率）を向上させる皮膜として形成してもよい。

本体２のアーム取付部７５は図４に示すように放熱フィン１５、１６に対して並列に設けられ、放熱フィン１５、１６に対して平行である。アーム取付部７５に面接触して取り付けられたアーム６の縦板部６２も放熱フィン１５、１６に対して平行である。すなわち、アーム６の縦板部６２は、放熱フィン１５間の隙間における外周側の開口を塞いでいない。

そのような一対の縦板部６２間をつなぐ横板部６１は、電源ユニット５の上方の空間を、放熱フィン１５が延びるＹ方向に対して直交してＸ方向に延在している。アーム６の横板部６１は、電源ユニット５の下に位置する放熱フィン１６よりも突出高さが高い放熱フィン１５の上方の空間を遮っていない。

このように、アーム６は放熱フィン１５によって形成される空気の対流を妨げない方向に存在するため、ＬＥＤモジュール３から発生する熱の放熱性がアーム６によって損なわれない。むしろ、前述したように、アーム６を積極的に放熱体として使うことで、ＬＥＤ照明器具１全体の放熱性を高めている。
なお、電源ユニット５は、ケース５０を有さない構成であってもよく、電源回路５１が放熱フィン上に支持されて放熱フィンに固定される構造であってもよい。

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。

１…ＬＥＤ照明器具、２…本体、３…ＬＥＤモジュール、４…反射板、５…電源ユニット、６…アーム、１１…光源取付面、１２…放熱面、１５、１６…放熱フィン、２１〜２３…ボス、２４，２５…ネジ孔、３１…基板、３２…ＬＥＤ素子、３６…配線パターン、４１…第１の側面部、４２…第２の側面部、４５…光ガイド孔、４８…反射膜、５０…電源ケース、５１…電源回路、５５…電源ユニットの取付部、６１…アームの横板部、６２…アームの縦板部、９１…皮膜、θ１…第１の角度、θ２…第２の角度

Claims (1)

1. 複数の発光素子を実装した基板を有するＬＥＤモジュールと；
   前記ＬＥＤモジュールを前面側に配設する本体と；
   前記本体の前面側とは反対側の背面側に設けられる複数の放熱フィンと；
   前記本体の外周側に取り付けられる一対の縦板部と、この縦板部が両端から下方に延在するとともに被取付面に取り付けられる横板部とを有するアームと；
   前記アームの横板部の長手方向と同じ方向であって前記本体の背面側の放熱面の中心を通る直線上に延在するケースを有し、このケース空間内に電源回路を有するとともに、前記放熱フィン上に支持され、前記ＬＥＤモジュールを点灯させる電源ユニットと；
   を備え、前記放熱フィンを本体の背面側から見たとき、複数の放熱フィンの外周側の端部をつなぐ線は円を描くように設けられているとともに、前記放熱フィンに囲まれた前記本体中心には、放熱フィン上面よりもくぼんだ放熱フィンが設けられていない円形の空間が形成されており、この空間の上方でかつ、突出高さの高い複数の放熱フィンよりも上方に電源回路が配設されていることを特徴とするＬＥＤ照明器具。

Images