JP7006342B2

JP7006342B2 - 照明装置

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Publication number: JP7006342B2
Application number: JP2018022312A
Authority: JP
Inventors: 秋寛野澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2038-02-09
Also published as: JP2019139969A

Description

この発明は、照明装置に関するものである。

光源であるＬＥＤを有する器具本体と、器具本体を設置箇所に支持する支持装置と、器具本体の天板の上面に載置され、電力変換回路等を含む点灯用の回路を内蔵した点灯ユニットと、を備えた照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７－０３７７３６号公報

特許文献１に示されるような照明装置においては、器具本体の光源に電力を供給する回路を内蔵した点灯ユニット（電源部）内の基板には、例えば電解コンデンサ等の比較的に質量が大きい電子部品も取り付けられている。そして、点灯ユニット（電源部）が器具本体の上面に載置されているため、設置箇所の振動が支持装置と器具本体とを介してそのまま点灯ユニット（電源部）へと伝わる。例えば、照明装置の設置箇所がクレーン等である場合、クレーン等の動作による外的な振動が照明装置に印加されると、照明装置の電源部に高周波数帯の振動が伝達する。そして、伝達された高周波数の振動によって電源部内の電子部品の共振が誘発され、電解コンデンサ等の電子部品端子の折損に至るおそれがある。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、外的な振動が照明装置に加えられることによる電源部の電子部品の破損を抑制できる照明装置を得ることにある。

この発明に係る照明装置は、光源を有する照明部と、前記照明部に固定され、前記照明部を設置箇所で支持するためのアーム部と、前記光源に電力を供給する電源部と、前記照明部及び前記アーム部に対して前記電源部を支持する支持手段と、を備え、前記電源部及び前記支持手段は、前記電源部を重りとする振子構造を構成している。

この発明に係る照明装置によれば、外的な振動が照明装置に加えられることによる電源部の電子部品の破損を抑制できるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る照明装置の設置例であるクレーン装置を示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。この発明の実施の形態１に係る照明装置における電源部への振動伝達率を説明する図である。この発明の実施の形態１に係る照明装置の構成を模式的に示す正面図である。この発明の実施の形態１に係る照明装置の構成の別例を模式的に示す斜視図である。この発明の実施の形態２に係る照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。この発明の実施の形態３に係る照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。この発明の実施の形態３に係る照明装置の構成の別例を模式的に示す斜視図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図５は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は照明装置の設置例であるクレーン装置を示す斜視図、図２は照明装置の構成を模式的に示す斜視図、図３は照明装置における電源部への振動伝達率を説明する図、図４は照明装置の構成を模式的に示す正面図、図５は照明装置の構成の別例を模式的に示す斜視図である。

図１に示すのは、この発明の実施の形態１に係る照明装置１００を備えたクレーン装置である。照明装置１００は、例えば、工場又は倉庫等の天井等の高所に設置されたクレーンに取り付けられている。この図１に示す例では、クレーンは、第１の梁１１及び第２の梁１２を備えている。１組の第１の梁１１（１組のうちの一方のみを図示し他方は図示しない）の上に第２の梁１２が渡されている。第２の梁１２には、基礎部２０が固定されている。そして、基礎部２０に照明装置１００が吊り下げられている。基礎部２０は、照明装置１００は懸架する基礎となる部分である。

次に、図２を参照しながら、照明装置１００の構成について説明する。照明装置１００は、照明部１１０、アーム部１１１、電源部１２０、連結部材１３０及び給電ケーブル１４０を備えている。照明部１１０は、光源を有する。光源は、例えばＬＥＤである。照明部１１０は、例えば直方体状の筐体を備えている。そして、この筐体内に光源であるＬＥＤが収容されている。照明部１１０の筐体の下面は、ＬＥＤからの光が透過できるように、開放され又は透明になっている。

アーム部１１１は、照明部１１０を設置箇所で支持するための部材である。アーム部１１１は、照明部１１０に固定されている。ここでは、アーム部１１１は、正面視コ字状を呈する。そして、アーム部１１１は、コ字状の開放された側を下向きにして、照明部１１０の両側面に固定されている。したがって、この実施の形態では、アーム部１１１は、照明部１１０の少なくとも上側に配置されている。

電源部１２０は、照明部１１０の光源に電力を供給するためのものである。電源部１２０は、例えば直方体状の筐体を備えている。そして、光源に電力を供給するための回路等が、この筐体内に収容されている。電源部１２０内に収容されている回路は、例えば、各種の電子部品が基板に搭載されて構成されている。

電源部１２０は、例えば図示しない商用電源と給電ケーブル１４０を介して接続されている。また、電源部１２０と照明部１１０とも、給電ケーブル１４０で接続されている。電源部１２０は、給電ケーブル１４０を介して供給された電力を、照明部１１０の光源の駆動に適した電流、電圧に変換する。そして、電源部１２０で変換された電力は、給電ケーブル１４０を介して電源部１２０から照明部１１０へと供給される。

電源部１２０は、アーム部１１１と照明部１１０との間に配置されている。より詳しくは、この実施の形態では、電源部１２０は、照明部１１０の上方であって、かつ、アーム部１１１のコ字状の内側に配置されている。

この実施の形態では、電源部１２０は、連結部材１３０により前述した位置に吊り下げられている。この実施の形態では、連結部材１３０は、紐状又は鎖状の部材である。紐状の連結部材１３０を用いる場合、連結部材１３０は、例えば、単数の母線又は複数の母線をより合わせて構成される。母線は、ステンレス等の金属、又は、ポリエステル等の樹脂繊維を用いて構成される。鎖状の連結部材１３０を用いる場合、連結部材１３０は、例えば金属製の輪が複数連結されて構成される。そして、連結部材１３０の一端は電源部１２０に接続されている。また、連結部材１３０の他端はアーム部１１１に接続されている。

図２に示す構成例では、２つの連結部材１３０で電源部１２０を吊り下げている。１つの連結部材１３０の一端側は、アーム部１１１に固定されている。１つの連結部材１３０の他端側は、２手に分岐している。分岐した連結部材１３０の他端側は、電源部１２０の筐体の上面に固定されている。連結部材１３０とアーム部１１１又は電源部１２０との固定には、例えばネジ、カシメ又は座付金具等が用いられる。

このようにして、電源部１２０は、連結部材１３０によって、照明部１１０及びアーム部１１１に対して支持されている。すなわち、この実施の形態における連結部材１３０は、照明部１１０及びアーム部１１１に対して電源部１２０を支持する支持手段の一例である。そして、電源部１２０は、連結部材１３０のアーム部１１１への固定部分を支点として、振れることができる。すなわち、電源部１２０及び支持手段である連結部材１３０は、電源部１２０を重りとする振子構造を構成している。

電源部１２０と支持手段である連結部材１３０とで構成された振子構造は、固有振動数ｆ０を有する。支持手段である連結部材１３０の振動伝達率の周波数特性について、図３を参照しながら説明する。連結部材１３０の振動伝達率は、固有振動数ｆ０で最大になる。ｆ０よりも周波数が小さくなるほど振動伝達率は低くなっていき、周波数０の極限では振動伝達率は１である。また、固有振動数ｆ０よりも周波数が大きくなるほど振動伝達率は低くなっていく。そして、周波数が固有振動数ｆ０の（√２）倍以上で、振動伝達率が１以下となる。

ここで、電源部１２０内の基板に取り付けられた各電子部品の固有振動数のうち、最低のものをｆｍｉｎとする。そして、連結部材１３０の素材、芯径、密度、長さ等は、固有振動数ｆ０が次の（１）式を満たすように決定される。

ｆ０≦（√２／２）×ｆｍｉｎ・・・（１）

この（１）式が成り立つ場合、電源部１２０内の部品の最低固有振動数ｆｍｉｎについて、次の（１’）式が成り立つ。

ｆｍｉｎ≧（√２）×ｆ０・・・（１’）

前述したように、周波数が（√２）×ｆ０以上の場合、連結部材１３０の振動伝達率が１以下となる。このため、（１’）式が成り立つということは、電源部１２０内の全ての部品の固有振動数について、連結部材１３０の振動伝達率が１以下になる。したがって、照明装置１００の設置箇所、すなわち、ここでは基礎部２０の振動のうち、電源部１２０内の部品の固有振動数の成分は、アーム部１１１から連結部材１３０を介して電源部１２０に伝達される際に減衰される。よって、照明装置１００に加わる外的な振動に電源部１２０内の部品が共振することを抑制でき、外的な振動が照明装置１００に加えられることによる電源部１２０の電子部品の破損を抑制できる。

次に、図４を参照しながら、連結部材１３０の長さについて説明する。理解を容易にするため、同図に示すように寸法ａ、ｂ及びｃを設定する。寸法ａは、いま着目する連結部材１３０の長さである。寸法ｂは、当該連結部材１３０の電源部１２０への固定位置から、当該連結部材１３０から最も遠い電源部１２０の一端面までの距離である。寸法ｃは、当該連結部材１３０から最も遠い電源部１２０の一端面と対向するアーム部１１１の一内側面から、当該連結部材１３０のアーム部１１１への固定位置までの距離である。
そして、以上のように設定した寸法ａ、ｂ及びｃに関し、次の（２）式が成り立つように、各寸法を調整することが望ましい。

ｃ＞ａ＋ｂ・・・（２）

各部の寸法が上記（２）式を満たすようにすることで、電源部１２０が最大限変位しても、電源部１２０とアーム部１１１とが接触しないようにすることができる。

なお、図５に示すように、連結部材１３０とは別に落下防止ワイヤ１５０を備えるようにしてもよい。落下防止ワイヤ１５０の一端は、電源部１２０に接続されている。落下防止ワイヤ１５０の他端は、アーム部１１１又は照明部１１０に接続されている。同図に示す構成例では、落下防止ワイヤ１５０の他端は、アーム部１１１に接続されている。

落下防止ワイヤ１５０は、連結部材１３０よりも長い。電源部１２０が連結部材１３０で吊られているとき、落下防止ワイヤ１５０は弛んでおり、落下防止ワイヤ１５０に力が掛からないようになっている。このため、通常時において落下防止ワイヤ１５０を介してアーム部１１１等から電源部１２０に振動が伝達されることはない。そこで、落下防止ワイヤ１５０の強度を十分に強くすることができる。

このような落下防止ワイヤ１５０を備えることで、以下のような利点がある。すなわち、何らかの事情により、連結部材１３０が切断し、又は、その固定がはずれてしまった場合であっても、落下防止ワイヤ１５０により、電源部１２０の落下を防止できる。なお、落下防止ワイヤ１５０の長さは、連結部材１３０による電源部１２０の連結が外れた場合に、電源部１２０の筐体の一部が、照明部１１０の筐体の一部からはみ出る程度にするとよい。このようにすることで、連結部材１３０による電源部１２０の連結が外れた場合に、照明部１１０からはみ出た電源部１２０を下にいる人が視認でき、異常の発生に気付くことが可能である。

なお、以上の説明で参照した図４、５においては、図を簡潔にするため、図２では符号１４０で示した給電ケーブルの図示を省略している。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２に係るもので、照明装置の構成を模式的に示す斜視図である。

ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、電源部をアーム部でなく専用の支持枠に吊り下げるようにしたものである。以下、この実施の形態２に係る照明装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

この発明の実施の形態２に係る照明装置は、図６に示すように、支持枠１１２を備えている。支持枠１１２は、照明部１１０に固定されている。ここでは、支持枠１１２は、正面視コ字状を呈する。そして、支持枠１１２は、コ字状の開放された側を下向きにして、照明部１１０の上面に固定されている。

支持枠１１２は、アーム部１１１と照明部１１０との間に配置されている。より詳しくは、この実施の形態では、支持枠１１２は、照明部１１０の上方であって、かつ、アーム部１１１のコ字状の内側に配置されている。したがって、この実施の形態では、支持枠１１２は、照明部１１０の少なくとも上側に配置されている。

電源部１２０は、支持枠１１２と照明部１１０との間に配置されている。より詳しくは、この実施の形態では、電源部１２０は、照明部１１０の上方であって、かつ、支持枠１１２のコ字状の内側に配置されている。

この実施の形態では、電源部１２０は、連結部材１３０により前述した位置に吊り下げられている。この実施の形態では、連結部材１３０は、紐状又は鎖状の部材である。連結部材１３０の一端は電源部１２０に接続されている。また、連結部材１３０の他端は支持枠１１２に接続されている。

図６に示す構成例では、２つの連結部材１３０で電源部１２０を吊り下げている。１つの連結部材１３０の一端側は、支持枠１１２に固定されている。１つの連結部材１３０の他端側は、２手に分岐している。分岐した連結部材１３０の他端側は、電源部１２０の筐体の上面に固定されている。連結部材１３０と支持枠１１２又は電源部１２０との固定には、例えばネジ、カシメ又は座付金具等が用いられる。

このようにして、電源部１２０は、連結部材１３０及び支持枠１１２によって、照明部１１０に対して支持されている。すなわち、この実施の形態における連結部材１３０及び支持枠１１２は、照明部１１０に対して電源部１２０を支持する支持手段を構成している。そして、電源部１２０は、連結部材１３０の支持枠１１２への固定部分を支点として、振れることができる。すなわち、電源部１２０と支持手段である連結部材１３０及び支持枠１１２とは、電源部１２０を重りとする振子構造を構成している。

なお、他の構成については実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。

この実施の形態において、連結部材１３０及び支持枠１１２は、電源部１２０内の全ての部品の固有振動数についての振動伝達率が１以下になるように構成されている。したがって、照明装置１００の設置箇所、すなわち、ここでは基礎部２０の振動のうち、電源部１２０内の部品の固有振動数の成分は、アーム部１１１及び照明部１１０から支持枠１１２及び連結部材１３０を介して電源部１２０に伝達される際に減衰される。よって、照明装置１００に加わる外的な振動に電源部１２０内の部品が共振することを抑制でき、外的な振動が照明装置１００に加えられることによる電源部１２０の電子部品の破損を抑制できる。すなわち、以上のように構成された照明装置においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。さらに、照明部１１０、アーム部１１１に対して電源部１２０のサイズが小さい場合でも、支持枠１１２のサイズ、設置個所等を調整することで、電源部１２０を照明部１１０に近い位置に配置できる。

実施の形態３．
図７及び図８は、この発明の実施の形態３に係るもので、図７は照明装置の構成を模式的に示す斜視図、図８は照明装置の構成の別例を模式的に示す斜視図である。

ここで説明する実施の形態３は、前述した実施の形態１の構成において、紐状又は鎖状の連結部材に代えてバネを用いて電源部を指示するようにしたものである。以下、この実施の形態３に係る照明装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

この発明の実施の形態３に係る照明装置１００は、図７に示すように、第１のバネ１６１を備えている。この実施の形態においては、電源部１２０は、照明部１１０の上面に配置されている。電源部１２０の下面と照明部１１０の上面との間には、第１のバネ１６１が設けられている。第１のバネ１６１は、例えば４つ設けられる。図７に示す構成例では、４つの第１のバネ１６１が電源部１２０の下面の四隅にそれぞれ配置されている。

このようにして、電源部１２０は、第１のバネ１６１によって、照明部１１０に対して支持されている。すなわち、この実施の形態における第１のバネは、照明部１１０に対して電源部１２０を支持する支持手段を構成している。そして、電源部１２０は、第１のバネ１６１の弾性力と電源部１２０に掛かる重力とが釣り合う位置を中心にして、振れることができる。すなわち、電源部１２０と支持手段である第１のバネ１６１とは、電源部１２０を重りとするバネ振子構造を構成している。

この実施の形態において、第１のバネ１６１の長さ、巻き数、巻径、素線径は、電源部１２０内の全ての部品の固有振動数についての振動伝達率が１以下になるように調整されている。したがって、照明装置１００の設置箇所、すなわち、ここでは基礎部２０の振動のうち、電源部１２０内の部品の固有振動数の成分は、照明部１１０から第１のバネ１６１を介して電源部１２０に伝達される際に減衰される。よって、照明装置１００に加わる外的な振動に電源部１２０内の部品が共振することを抑制でき、外的な振動が照明装置１００に加えられることによる電源部１２０の電子部品の破損を抑制できる。すなわち、以上のように構成された照明装置１００においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

なお、第１のバネ１６１の長さ、巻き数、巻径、素線径は、電源部１２０がアーム部１１１に接近する方向に最大限変位しても、電源部１２０とアーム部１１１とが接触しないように適宜調整することが望ましい。ただし、図８に示すような別例によれば、電源部１２０とアーム部１１１との接触を防止することができる。

図８に示す別例では、第２のバネ１６２をさらに設けている。第２のバネ１６２は、電源部１２０の左右両側面とアーム部１１１との間にそれぞれ設けられている。そして、電源部１２０は、第１のバネ１６１と第２のバネ１６２とによって、照明部１１０及びアーム部１１１に対して支持されている。すなわち、この実施の形態の別例における第１のバネ１６１及び第２のバネ１６２は、照明部１１０及びアーム部１１１に対して電源部１２０を支持する支持手段を構成している。そして、電源部１２０と支持手段である第１のバネ１６１及び第２のバネ１６２とで、電源部１２０を重りとするバネ振子構造を構成している。

この図８に示す別例において、第１のバネ１６１及び第２のバネ１６２のそれぞれの長さ、巻き数、巻径、素線径は、電源部１２０内の全ての部品の固有振動数についての振動伝達率が１以下になるように調整されている。したがって、照明装置１００の設置箇所、すなわち、ここでは基礎部２０の振動のうち、電源部１２０内の部品の固有振動数の成分は、アーム部１１１及び照明部１１０から第１のバネ１６１及び第２のバネ１６２を介して電源部１２０に伝達される際に減衰される。よって、照明装置１００に加わる外的な振動に電源部１２０内の部品が共振することを抑制でき、外的な振動が照明装置１００に加えられることによる電源部１２０の電子部品の破損を抑制できる。すなわち、以上のように構成された照明装置１００においても、同様の効果を奏することができる。

なお、以上の説明で参照した図７、８においては、図を簡潔にするため、図２では符号１４０で示した給電ケーブルの図示を省略している。

１１第１の梁
１２第２の梁
２０基礎部
１００照明装置
１１０照明部
１１１アーム部
１１２支持枠
１２０電源部
１３０連結部材
１４０給電ケーブル
１５０落下防止ワイヤ
１６１第１のバネ
１６２第２のバネ

Claims

光源を有する照明部と、
前記照明部に固定され、前記照明部を設置箇所で支持するためのアーム部と、
前記光源に電力を供給する電源部と、
前記照明部及び前記アーム部に対して前記電源部を支持する支持手段と、を備え、
前記電源部及び前記支持手段は、前記電源部を重りとする振子構造を構成している照明装置。
前記アーム部は、前記照明部の少なくとも上側に配置される正面視コ字状を呈し、
前記電源部は、前記アーム部と前記照明部との間に配置され、
前記支持手段は、一端が前記電源部に接続され他端が前記アーム部に接続された紐状又は鎖状の連結部材を備えた請求項１に記載の照明装置。
一端が前記電源部に接続され他端が前記アーム部又は前記照明部に接続された落下防止ワイヤを備えた請求項２に記載の照明装置。
前記支持手段は、
前記照明部に固定された支持枠と、
一端が前記電源部に接続され他端が前記支持枠に接続された紐状又は鎖状の連結部材と、を備えた請求項１に記載の照明装置。
前記電源部は、前記照明部の上面に配置され、
前記支持手段は、前記電源部の下面と前記照明部の上面との間に設けられた第１のバネを備えた請求項１に記載の照明装置。
前記アーム部は、前記照明部の少なくとも上側と前記電源部の少なくとも左右両側とに配置される正面視コ字状を呈し、
前記支持手段は、前記電源部の左右両側面と前記アーム部との間に設けられた第２のバネをさらに備えた請求項５に記載の照明装置。