JP6996137B2 - ランプ - Google Patents

Description

本発明は、ランプに関する。

近年、ＬＥＤを有した複数の光源モジュールを備えた口金型のＬＥＤランプが知られている。この種のＬＥＤランプは、ＨＩＤランプの代替ランプとして、ＨＩＤランプ用に配光設計された器具本体に装着されて使用されることもある（例えば、特許文献1参照）。
一方、ＬＥＤランプとして、複数の光源モジュールが装置中心軸の周りに配置され、当該装置中心軸の周りに回転移動可能な構成のランプも知られている（例えば、特許文献２～４参照）。このＬＥＤランプによれば、光源モジュールの各々を一箇所に集めて光を集中させたり、装置中心軸の周囲に均等に配置して全周囲に光を放射させたり、といった調整が可能になる。

特開２０１６－４６１９１号公報 特開２０１６－５８１４４号公報 特開２０１６－５８１４７号公報 特開２０１６－５８１４９号公報

しかしながら、特許文献２～４の構成では、ＨＩＤランプの代わりにＬＥＤランプを器具本体に装着した後、器具本体に所定配光が得られるように、光源モジュールの各々の位置を調整する作業が困難であった。

本発明は、器具本体の配光を所定配光とする際の光源モジュールの位置調整が容易となるランプを提供することを目的とする。

本発明は、器具本体のソケットに装着される口金が設けられたランプ本体部を有するランプにおいて、前記ランプ本体部は、発光素子を有し、前記口金の中心を通るランプ中心軸に沿って延びる一対の光源モジュールと、前記ランプ中心軸を中心に回転自在に前記一対の光源モジュールを保持する保持部と、を備え、前記一対の光源モジュールは、前記ランプ中心軸に平行な共通の回動軸を中心に、互いに回動可能に結合されていることを特徴とする。

本発明は、上記ランプにおいて、前記保持部は、前記一対の光源モジュールのそれぞれの回動をガイドするガイド部材を備え、前記ガイド部材は、前記一対の光源モジュールのそれぞれが係合する一対のガイドスリットを有し、前記一対の光源モジュールのそれぞれが、対応する前記ガイドスリットに沿って移動することで回動することを特徴とする。
本発明は、上記ランプにおいて、前記一対のガイドスリットは、前記ランプ中心軸を挟んで互いに鏡像を成す形状の直線状の長孔であることを特徴とする。

本発明は、上記ランプにおいて、前記一対のガイドスリットは、前記ランプ中心軸と前記回動軸とを結ぶ軸線と、前記一対の光源モジュールの各々とが成す角度が等しくなる位置に前記光源モジュールの各々を位置決めする凹部を備える、ことを特徴とする。

本発明は、上記ランプにおいて、前記一対の光源モジュールの各々は、表面に前記発光素子が設けられた板状のモジュール本体を備え、前記モジュール本体同士が前記回動軸でヒンジ結合され、前記モジュール本体の各々の裏面には放熱部が設けられている、ことを特徴とする。

本発明によれば、器具本体の配光を所定配光とする際の光源モジュールの位置調整が容易となる。

本発明の実施形態に係る照明器具の断面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。 ＬＥＤランプの斜視図である。 ＬＥＤランプの上面図である。 ＬＥＤランプの端部の構成を示す図であり、（Ａ）は先端側の端部を示す図、（Ｂ）は口金側の端部を示す図である。 一対の光源モジュールの構成を示す図である。 一対の光源モジュールの分解斜視図である。 ＬＥＤランプを口金の側からみた平面図である。 光源モジュールの回動による配光変更の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。本実施形態では、照明器具の一例として道路を照明する道路用の照明器具を例示する。

図１は本実施形態に係る照明器具１の断面図であり、図２は図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。
照明器具１は、道路脇に立設された支柱などの支持部材に支持される器具本体２と、この器具本体２に装着されるＬＥＤランプ３と、を備え、道路の交通方向Ａ（図２）に延びた範囲の路面を道路脇から照明する。
器具本体２は、ＨＩＤランプ（ＨＩＤ：high-Intensity discharge）が光源として用いられることを前提に光学設計されたＨＩＤランプ用器具である。前提のＨＩＤランプは、ＨＩＤバルブと呼ばれている略円筒状の放電管の一端に、Ｅ型の口金を設けた口金型の放電ランプであり、略円筒状の放電管の全周囲に光を放射する。

器具本体２は、図１に示すように、支持部材に支持される筐体４と、カバー５と、を備えている。筐体４の底面には、照射光を出射する出射開口６が開口し、出射開口６は光透過性材から形成されたカバー５で覆われている。器具本体２の内部には、ＨＩＤランプの口金が装着されるソケット８と、ＨＩＤランプの光を配光制御する反射鏡１０とが配設されている。
本実施形態の反射鏡１０は、図２に示すように、器具基準軸Ｖに線対称にＨＩＤランプの光を配光制御する。器具基準軸Ｖは、器具本体２の正面視において、ＨＩＤランプの口金の回転中心を含む縦断方向（器具本体２の設置状態における鉛直方向）に延びる線である。反射鏡１０の係る配光制御により、器具本体２からみて道路の交通方向Ａに対称にＨＩＤランプの光で路面が照明される。

ＬＥＤランプ３は、図１、及び図２に示すように、口金型のＨＩＤランプの代替として器具本体２に装着して利用されるランプであり、発光素子の一例たるＬＥＤ１６（図２）を光源に備え、かつ、ＨＩＤランプと同程度の光量を出力する。

図３はＬＥＤランプ３の斜視図であり、図４はＬＥＤランプ３の上面図である。図５は、ＬＥＤランプ３の端部の構成を示す図であり、図５（Ａ）は先端側の端部を示す図、図５（Ｂ）は口金側の端部を示す図である。
これらの図に示すように、本実施形態のＬＥＤランプ３は、棒状に長いランプ本体部１２と、このランプ本体部１２の端部に結合された口金１４と、を備えている。口金１４は、ソケット８に螺合するＥ型に構成されている。

ランプ本体部１２は、光を放射するものであり、発光素子の一例である多数のＬＥＤ１６（図２）を光源に備え、ソケット８、及び口金１４を通じて器具本体２の側から供給される電力によって点灯する。器具本体２、或いは支柱には、交流電力を電力変換して直流電力を出力する電源回路が設けられており、この直流電力がＬＥＤランプ３のランプ本体部１２に供給され、当該ランプ本体部１２が発光する。

ランプ本体部１２は、配光特性において、互いに異なる２方向に最大光度軸Ｋを有するように構成されている。
具体的には、ランプ本体部１２は、ＬＥＤランプ中心軸Ｂ（図３、図４）に沿って延びる一対の光源モジュール２２を備え、各々が互いに略同じ光度の最大光度軸Ｋ（図２）を有している。さらに、本実施形態のランプ本体部１２は、一対の光源モジュール２２を、ＬＥＤランプ中心軸Ｂの周りに互いに連動して移動可能に保持する保持部２３を備えている。
なお、ＬＥＤランプ中心軸Ｂは、器具本体２に装着される前提のＨＩＤランプのランプ中心軸に相当し、本実施形態では口金１４の回動中心軸である。ただし、ソケット８の種別がＥ型の口金１４を受けるタイプではなく差込型である場合、ＬＥＤランプ中心軸Ｂは当該ソケット８の平面視略中央（より正確には正極、及び負極の間の中央）や、筒状の保持部２３の中心線などに設定される。

図６は、一対の光源モジュール２２の構成を示す図である。
光源モジュール２２の各々は、上記ＬＥＤ１６を光源に備えたモジュールであり、互いに同一構成を有する。本実施形態の光源モジュール２２は、例えばアルミニウム合金等の高熱伝導性材から形成された略矩形板状のモジュール本体２４を備えている。また、光源モジュール２２の各々は、モジュール本体２４の表面に固定される略矩形状の実装基板２６と、モジュール本体２４に固定され実装基板２６の全体を覆うカバー２８と、を備えている。

実装基板２６の実装面には、ＨＩＤランプと同程度の光量を得るために必要な数の上記ＬＥＤ１６が実装されている。また、モジュール本体２４の裏面には、前掲図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、多数の放熱フィン３０が一体形成されており、各ＬＥＤ１６の発熱は、各放熱フィン３０から放熱される。なお、モジュール本体２４の裏面には、放熱フィン３０に限らず、ＬＥＤ１６の発熱を放熱する任意の手段の放熱部を設けることができる。

実装基板２６には、図６に示すように、実装面内での輝度ムラを抑えるように所定間隔、及び所定配置態様（本実施形態では格子状）にＬＥＤ１６が配列されることで発光面２６Ａが形成されており、また、前掲図２に示すように、光源モジュール２２は、実装基板２６の実装面に対して略垂直な方向に上記最大光度軸Ｋが得られるようになっている。本実施形態においてＬＥＤ１６はＳＭＤ型のＬＥＤチップが用いられている。なお、例えばＣＯＢ型ＬＥＤをＬＥＤ１６に用いることもできる。

保持部２３は、図３、及び図４に示すように、筒状の筒状部３４（本実施形態では円筒状）を備えている。筒状部３４は、内筒材３５と、この内筒材３５の外周を覆う外筒材３７とを備え、外筒材３７の外周面には、ソケット８に装着作業する際の滑止め用の複数の溝部３９が形成されている。
そして、筒状部３４の一端３４Ａの側には、上記一対の光源モジュール２２が取り付けられており、他端３４Ｂには上記口金１４が取り付けられている。

また保持部２３は、筒状部３４の一端３４Ａが他端３４Ｂに対してＬＥＤランプ中心軸Ｂを中心に回転自在に構成されており、口金１４をソケット８に螺合し固定した状態で、筒状部３４の一端３４Ａを一対の光源モジュール２２ごとＬＥＤランプ中心軸Ｂの周りに回転可能になっている。
したがって、ＨＩＤ用の反射鏡１０を有した器具本体２の口金１４に、ＬＥＤランプ３を固定した場合に、反射鏡１０との関係において、一対の光源モジュール２２の発光面２６Ａの向きに不都合があるときには、ＬＥＤランプ中心軸Ｂを中心に筒状部３４の一端３４Ａを回転することで、発光面２６Ａの向きを容易に調整できる。このように、ＬＥＤランプ３は、ＨＩＤランプのような高出力ランプの代替のランプとして取り扱い性の良いランプとなっている。

図７は、一対の光源モジュール２２の分解斜視図である。
本実施形態において、一対の光源モジュール２２は、モジュール本体２４の長辺２４Ａ同士が回動可能に結合されている。
具体的には、一対のモジュール本体２４の各々の長辺２４Ａには、一方のモジュール本体２４に対して他方のモジュール本体２４を回動可能にヒンジ結合するヒンジ構造４０が設けられている。ヒンジ構造４０は、一方のモジュール本体２４に形成されたヒンジピン４２と、他方のモジュール本体２４に形成された複数の軸受凹部４４とを備え、各軸受凹部４４がヒンジピン４２を回動自在に受けるように構成されている。
両方のモジュール本体２４の長辺２４Ａの一端部には、ヒンジピン４２と同軸に開口するねじ孔が形成されたねじ受け４６が設けられており、各ねじ受け４６が、ヒンジピン４２と同軸に蝶ねじ４８でねじ止めされることで、両方のモジュール本体２４が分離不能に結合され、また、長辺２４Ａを回動軸Ｃ（図６）として回動する。

各光源モジュール２２には、図６、及び図７に示すように、モジュール本体２４の端部２４Ｂに、保持部２３に係合する係合部材であるピン３６が一体に形成されている。
一方、保持部２３には、前掲図３に示すように、筒状部３４の一端３４Ａにガイドプレート５０が設けられており、このガイドプレート５０に、光源モジュール２２のピン３６が係合し保持される。

ガイドプレート５０は、光源モジュール２２の回動をガイドするガイド部材である。図４に示すように、ガイドプレート５０は、筒状部３４の一端３４Ａに一体形成された板状の部材であり、図５（Ｂ）に示すように、一対の長孔状のガイドスリット５２が形成されている。それぞれのガイドスリット５２には、光源モジュール２２のピン３６が挿入され、図３、及び図４に示すように、ピン３６の先端部にナット５４が取り付けられることで、ピン３６がガイドスリット５２に脱落不能に取り付けられる。

またガイドスリット５２には、図５（Ｂ）に示すように、ピン３６を係止して位置決めする複数のストッパー凹部５３が形成されており、これらのストッパー凹部５３により、ピン３６の位置がガイドスリット５２の移動範囲内で段階的に調整可能になっている。

図８は、ＬＥＤランプ３を口金１４の側からみた平面図である。なお、同図には、ガイドプレート５０のガイドスリット５２の全体を示すために、筒状部３４の外筒材３７、及びピン３６のナット５４を外した状態が示されている。
同図に示すように、一対のガイドスリット５２は、口金１４（ＬＥＤランプ中心軸Ｂ）を挟んで互いに鏡像を成す関係で形成されている。そして、一対のガイドスリット５２の中心を通り、ガイドスリット５２が延びる軸線Ｄ（すなわち、ピン３６のガイド方向）に垂直な軸線Ｅを定義すると、ガイドプレート５０は、この軸線Ｅ上にＬＥＤランプ中心軸Ｂが位置するように筒状部３４に設けられている。

係るＬＥＤランプ３の構成において、一対の光源モジュール２２の各々がガイドスリット５２の同一位置（すなわち、軸線Ｅからの距離が等しい対称な位置）のストッパー凹部５３で位置決めして保持された場合には、各光源モジュール２２の回動軸Ｃが軸線Ｅ上に位置し、各光源モジュール２２が軸線Ｅを挟んで対称な姿勢で保持される。したがって、図６に示すように、一対の光源モジュール２２の各々は軸線Ｅに対する開き角度θが互いに等しくなり、ＬＥＤランプ３は軸線Ｅについて対称な配光特性を有することとなる。なお、本実施形態において、開き角度θは、光源モジュール２２のモジュール本体２４の表面（実装基板２６の取付面、又は、実装基板２６の実装面）と、軸線Ｅとが成す角度である。

そして、一対の光源モジュール２２の各々を、ガイドプレート５０のガイドスリット５２のガイドにしたがって回動し、開き角度θを可変することで、それぞれの光源モジュール２２の最大光度軸Ｋを変更し、ＬＥＤランプ３の配光特性を可変できる。
光源モジュール２２を回動させる際には、図９（Ａ）～図９（Ｃ）に示すように、一対の光源モジュール２２の各々の開き角度θを等しくすることで軸線Ｅについての対称性を維持しながら配光特性を変更できる。特に本実施形態では、各光源モジュール２２を、上記同一位置のストッパー凹部５３で位置決めし保持するだけで、対称性を維持しながら配光特性を簡単に変更できる。

前掲図２に示すように、本実施形態では、ＬＥＤランプ３は、ＬＥＤ１６が出射開口６を臨む姿勢で器具本体２に装着される。この装着状態において、ＬＥＤランプ３から器具本体２の天面側には光が放射されないので、器具本体２が備える既存の反射鏡１０は、殆ど配光制御に寄与しない。この場合であっても、図９（Ａ）～図９（Ｃ）に示したように、ＬＥＤランプ３が対称性を有した配光特性を備えることで、道路の路面を対称に照明することができる。

また、ＬＥＤランプ３を器具本体２に装着した状態においては、図２に示すように、上記器具基準軸ＶにＬＥＤランプ中心軸Ｂが位置する。一方で、各光源モジュール２２は、このＬＥＤランプ中心軸Ｂと平行な回動軸Ｃを中心に回動する。
すなわち、この構成においては、各光源モジュール２２の回動によるＬＥＤランプ３の配光特性の変化は、器具基準軸Ｖを基準とした器具本体２の配光特性の変化となるため、器具本体２の特性配光が、各光源モジュール２２の回動により簡単に変更可能となる。

なお、光源モジュール２２の各々を、互いに異なる位置のストッパー凹部５３に位置決めして保持した場合は、器具基準軸Ｖに対して非対称な配光を得ることもできる。

上述した実施形態によれば、次のような効果を奏する。

本実施形態のＬＥＤランプ３では、光源モジュール２２の各々が、ＬＥＤランプ中心軸Ｂに平行な回動軸Ｃを中心に回動可能に結合されている。これにより、器具本体２の器具基準軸Ｖ上にＬＥＤランプ中心軸Ｂが位置するようにＬＥＤランプ３を装着し、各光源モジュール２２を回動することで、器具基準軸Ｖを基準とした器具本体２の配光特性を簡単に変更できる。
また本実施形態のＬＥＤランプ３は、器具本体２の口金１４に固定した状態で、ＬＥＤランプ中心軸Ｂを中心に筒状部３４の一端３４Ａを一対の光源モジュール２２ごと回転できるので、口金１４にＬＥＤランプ３を取り付けた後に、簡単に、一対の光源モジュール２２の発光面２６Ａの向きも調整できる。

本実施形態では、ガイドプレート５０がガイドスリット５２により、光源モジュール２２の開き角度θを可変するように、光源モジュール２２の回動をガイドする。これにより、光源モジュール２２をガイドプレート５０のガイドにしたがって回動させることで、器具基準軸Ｖを基準とした器具本体２の配光特性における最大光度軸Ｋの方向が変更され、最大光度軸Ｋの変更作業が容易となる。

本実施形態では、ガイドスリット５２には、開き角度θが等しくなる位置に光源モジュール２２の各々を位置決めする位置決め部としてのストッパー凹部５３が設けられているので、対称な配光を容易に実現できる。

本実施形態では、光源モジュール２２の各々は、表面にＬＥＤ１６が設けられた板状のモジュール本体２４を備え、これらのモジュール本体２４がヒンジ結合され、モジュール本体２４の裏面には放熱部としての放熱フィン３０が設けられている。
これにより、モジュール本体２４の表面を所定の出射方向に向けることで、当該出射方向に効率良く光を出射することができ、また、出射方向の反対側に位置する裏側を有効利用してＬＥＤ１６を冷却することができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。

上述した実施形態では、ＬＥＤランプ３は口金型のランプであったが、器具本体２のソケットに装着されるランプであれば、口金型でなくともよい。
またＬＥＤ１６に代えて、有機ＥＬ等の他の発光素子を用いてもよい。
ガイドスリット５２のスリット形状は、直線形状に限らず、回動軸Ｃを中心とした円弧状でもよい。
本発明のＬＥＤランプ３は、道路用の照明器具１に限らず、任意の照明器具の器具本体に装着して使用することができる。

１ 照明器具
２ 器具本体
３ ＬＥＤランプ（ランプ）
８ ソケット
１０ 反射鏡
１２ ランプ本体部
１４ 口金
１６ ＬＥＤ（発光素子）
２２ 光源モジュール
２３ 保持部
２４ モジュール本体
２４Ａ 長辺
３０ 放熱フィン（放熱部）
３４ 筒状部
３６ ピン
４０ ヒンジ構造
５０ ガイドプレート（ガイド部材）
５２ ガイドスリット
５３ ストッパー凹部（位置決め部）
Ｂ ＬＥＤランプ中心軸
Ｃ 回動軸
Ｅ 軸線
Ｋ 最大光度軸
Ｖ 器具基準軸
θ 開き角度

Claims (5)

1. 器具本体のソケットに装着される口金が設けられたランプ本体部を有するランプにおいて、
   前記ランプ本体部は、
   発光素子を有し、前記口金の中心を通るランプ中心軸に沿って延びる一対の光源モジュールと、
   前記ランプ中心軸を中心に回転自在に前記一対の光源モジュールを保持する保持部と、
   を備え、
   前記一対の光源モジュールは、
   前記ランプ中心軸に平行な共通の回動軸を中心に、互いに回動可能に結合されている
   ことを特徴とするランプ。
2. 前記保持部は、
   前記一対の光源モジュールのそれぞれの回動をガイドするガイド部材を備え、
   前記ガイド部材は、
   前記一対の光源モジュールのそれぞれが係合する一対のガイドスリットを有し、
   前記一対の光源モジュールのそれぞれが、対応する前記ガイドスリットに沿って移動することで回動する
   ことを特徴とする請求項１に記載のランプ。
3. 前記一対のガイドスリットは、
   前記ランプ中心軸を挟んで互いに鏡像を成す形状の直線状の長孔である
   ことを特徴とする請求項２に記載のランプ。
4. 前記一対のガイドスリットは、
   前記ランプ中心軸と前記回動軸とを結ぶ軸線と、前記一対の光源モジュールの各々とが成す角度が等しくなる位置に前記光源モジュールの各々を位置決めする凹部を備える、ことを特徴とする請求項２または３に記載のランプ。
5. 前記一対の光源モジュールの各々は、
   表面に前記発光素子が設けられた板状のモジュール本体を備え、
   前記モジュール本体同士が前記回動軸でヒンジ結合され、
   前記モジュール本体の各々の裏面には放熱部が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のランプ。

Images