JP7022943B2

JP7022943B2 - 照明器具

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Publication number: JP7022943B2
Application number: JP2017139661A
Authority: JP
Inventors: 寿光車谷
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2017-07-19
Publication date: 2022-02-21
Anticipated expiration: 2037-07-19
Also published as: TW201908657A; JP2019021526A; TWI718386B

Description

本開示は、照明器具に関する。

従来、天井に設置された引掛シーリング等の配線器具に接続され、器具本体が天井に沿うように取り付けられる照明器具が知られている。当該照明器具は、一般的にシーリングライトと呼ばれる。例えば、特許文献１には、器具本体と、器具本体に支持された回路基板と、回路基板に実装された発光素子と、発光素子を覆う透光カバーとを備え、透光カバーの外周端部が回路基板を越えた位置に存在する照明器具が開示されている。

特開２０１７－１１２０７１号公報

ところで、照明器具において、発光素子を含む発光モジュールが点灯時に発熱するため、器具の温度上昇を抑制すべく器具の放熱性を向上させることは重要な課題となる。なお、天井に近接配置される照明器具の場合、天井と器具との間に熱がこもり易い。従来の照明器具は、かかる放熱性について未だ改良の余地がある。

本開示の一態様である照明器具は、天井に取り付けられる照明器具であって、前記天井と反対側に膨出した膨出部、および前記膨出部の周囲に形成された環状のフランジ部を有する器具本体と、前記膨出部に固定された発光モジュールと、前記発光モジュールを覆って前記器具本体に固定されたカバーとを備え、前記膨出部の側壁と前記フランジ部とがなす角度θが、９０°＜θ≦１３０°であることを特徴とする。

本開示の一態様である照明器具によれば、良好な放熱性が得られ、器具の温度上昇を抑制できる。

実施形態の一例である照明器具を下方から見た分解斜視図である。実施形態の一例である照明器具を上方から見た分解斜視図である。実施形態の一例である照明器具の断面図である。図３のＡ部拡大図である。従来の照明器具の一部を拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示の照明器具の実施形態の一例について詳細に説明する。なお、以下で説明する複数の実施形態の各構成要素を選択的に組み合わせることは当初から想定されている。本明細書において、「略～」との記載は、略平行を例に説明すると、完全に平行な状態および実質的に平行と認められる状態を含む意図である。

以下では、実施形態の一例である照明器具１０が水平方向に沿った平坦な天井１００に取り付けられるものとして説明するが、照明器具１０は水平方向および鉛直方向に対して傾斜した天井に取り付けることも可能である。照明器具１０が取り付けられる天井１００は、一般的には住居等の屋内の天井であるが、建築空間の上方を区画する部位であればよく、例えば玄関ポーチ、テラスなどの天井であってもよい。

以下では、説明の便宜上、器具本体および発光モジュールを構成する回路基板の天井１００側（鉛直上方）に向いた面を「上面」、天井１００と反対側（鉛直下方、カバー３０側）に向いた面を「下面」とする。

図１および図２は照明器具１０の分解斜視図、図３は照明器具１０の断面図（引掛シーリング５０、アダプタ５１、およびカバー３０の図示省略）である。図１～図３に例示するように、照明器具１０は、器具本体１１と、器具本体１１に固定された発光モジュール２０と、発光モジュール２０を覆って器具本体１１に固定されたカバー３０とを備え、天井１００（図３参照）に取り付けられる。器具本体１１は、天井１００と反対側に膨出した膨出部１２と、膨出部１２の周囲に形成された環状のフランジ部１３とを有する。発光モジュール２０は、器具本体１１の膨出部１２に固定されている。

照明器具１０は、器具本体１１が天井１００に沿うように取り付けられ、器具本体１１が天井１００に近接配置される。器具本体１１の上面および下面は、天井１００と略平行に配置されることが好ましい。照明器具１０は、一般的にシーリングライトと呼ばれる。照明器具１０は、従来の照明器具と同様に、発光モジュール２０の点灯により発熱するが、放熱性に優れるため、器具の温度が上昇し難いという特徴を有する。詳しくは後述するが、器具本体１１の膨出部１２の側壁１２Ｂとフランジ部１３とがなす角度θ（図４参照）が９０°＜θ≦１３０°であって、これにより、器具の放熱性が向上する。

照明器具１０は、天井１００に設置された配線器具である引掛シーリング５０に取り付けられる。本実施形態では、器具本体１１がアダプタ５１を介して引掛シーリング５０に取り付けられている。引掛シーリング５０は、天井１００の鉛直下方に向いた面（以下、天井面という）に突設されている。このため、器具本体１１には、引掛シーリング５０との干渉を避けるために膨出部１２が形成される。照明器具１０は、器具本体１１に膨出部１２を形成し、またアダプタ５１を用いることで、種々の配線器具に取り付けが可能となる。言い換えると、膨出部１２は種々の配線器具に取り付け可能な寸法で形成される。

器具本体１１は、上述の通り、膨出部１２と、フランジ部１３とを有する。器具本体１１（膨出部１２）の中央部には貫通孔１５が形成されており、この貫通孔１５を利用してアダプタ５１が固定される。器具本体１１は、中央部に貫通孔１５が形成された平面視略円環形状を有し、膨出部１２およびフランジ部１３も同様に平面視略円環形状を有する。フランジ部１３の周縁部分には、鉛直下方に延びた周壁１３Ａが形成されている。なお、器具本体には貫通孔１５が存在しなくてもよく、器具本体の平面視形状は楕円形状、矩形形状等であってもよい。

器具本体１１は、樹脂製であってもよいが、放熱性、耐久性等の観点から、好ましくは金属製とされる。器具本体１１を構成する金属材料としては、アルミニウム、鉄、これらの合金等が例示できる。中でも、器具本体１１は、鉄を主成分とする金属で構成されることが好ましい。鉄を主成分とする金属は、金属元素のうち鉄の割合が最大となる金属を意味し、例えば鉄または鋼等の鉄合金である。

器具本体１１は、金属板をプレス加工して製造されることが好ましく、金属板として鉄板または鉄合金板を用いることで、良好な成形性、放熱性、耐久性等が得られる。なお、鉄はアルミニウムと比較して安価であるが、熱伝導性に劣る。しかし、器具本体１１は、９０°＜θ≦１３０°を満たす放熱性の高い形状を有するため、鉄板または鉄合金板を用いても十分な放熱性を確保できる。

本実施形態では、貫通孔１５の周縁に沿って筒状のホルダー４０が設けられている。ホルダー４０は、貫通孔１５の周縁において器具本体１１の下面にネジ止めされる。ホルダー４０の筒内には周方向に沿って溝が形成されており、当該溝にアダプタ５１の爪が係合する。また、貫通孔１５の周縁には、ホルダー４０と重なるように保護カバー４１が固定されている。保護カバー４１は、ホルダー４０よりも軸方向に長い筒状体であって、発光モジュール２０の内周部分をカバーする。

照明器具１０は、器具本体１１と天井面との間に介在する弾性部材４２を備える。弾性部材４２は、フランジ部１３の天井１００側に向いた上面に取り付けられている。弾性部材４２は、照明器具１０が引掛シーリング５０に取り付けられた状態で天井面に当接し、例えば半分程度の厚みに圧縮される。弾性部材４２が天井面に押し付けられることで、照明器具１０の回転、ガタツキ等が抑制される。

弾性部材４２には、弾性変形するゴム、エラストマ―、発泡体などが用いられる。弾性部材４２は、一般的にクッション材と呼ばれる。弾性部材４２は、例えば接着剤または粘着テープを用いてフランジ部１３の上面に接合される。フランジ部１３には、弾性部材４２の取り付け位置を示すための刻印が形成されていてもよい。

弾性部材４２は、フランジ部１３の周方向に長く、幅、厚みが略一定なブロック状の部材であって、フランジ部１３と同様の曲率で緩やかに湾曲している。弾性部材４２は、フランジ部１３の周方向に間隔をあけて複数配置されることが好適である。図２に示す例では、互いに同じ形状、寸法を有する３つの弾性部材４２が略等間隔で配置されているが、弾性部材の個数、配置等はこれに限定されない。また、弾性部材の形状も、図２に例示する形状に限定されない。

弾性部材４２は、曲面部分にかからない範囲でフランジ部１３の内側端部に配置され、フランジ部１３の幅方向中央よりも内側に配置されることが好ましい。弾性部材４２の幅はフランジ部１３の幅よりも小さく、弾性部材４２はフランジ部１３の幅方向中央から外側にはみ出ないように配置される。この場合、弾性部材４２がユーザーから見えなくなり、照明器具１０の見栄えがより良好になる。弾性部材４２がフランジ部１３の幅方向中央から外側にはみ出ない配置は、９０°＜θ≦１３０°としてフランジ部１３を拡幅することで、器具本体１１の直径を大きくすることなく実現できる。

器具本体１１において、発光モジュール２０は膨出部１２に固定され、カバー３０はフランジ部１３に固定される。また、膨出部１２には、ホルダー４０および保護カバー４１が固定される。膨出部１２は、発光モジュール２０が固定される基部１２Ａと、天井１００と反対側に延びた側壁１２Ｂとを有する。基部１２Ａの大部分はフランジ部１３（周壁１３Ａを除く部分）と略平行に形成され、側壁１２Ｂは周壁１３Ａよりも鉛直下方に延びている。貫通孔１５は基部１２Ａの中央部に形成され、発光モジュール２０は貫通孔１５の周囲に取り付けられる。

器具本体１１には、天井面に対して傾斜する側壁１２Ｂによって、基部１２Ａとフランジ部１３との間に段差が形成される。そして、膨出部１２の上面側には凹部１６が形成される。凹部１６が存在することで、フランジ部１３を天井面に近接配置しても、器具本体１１が引掛シーリング５０に接触することを防止できる。つまり、凹部１６（膨出部１２）を形成することにより、フランジ部１３と天井面との隙間を小さくでき、見栄えの良い取り付け形態を実現できる。

発光モジュール２０は、発光素子２１と、回路基板２２と、電源回路用素子２３とを有する。本実施形態では、発光素子２１および電源回路用素子２３が１つの回路基板２２上に実装されており、発光素子２１が回路基板２２の外側に、電源回路用素子２３が回路基板２２の内側に配置されている。回路基板２２は、中央部に保護カバー４１の筒部を挿通可能な貫通孔が形成された基板であって、例えば略８角形状を有する。

発光素子２１および電源回路用素子２３は、回路基板２２の下面に実装される。換言すると、これらが実装された面が下面となるように回路基板２２が膨出部１２に固定される。回路基板２２は、天井１００と略平行に配置され、例えば膨出部１２の基部１２Ａにネジ止めされる。

発光素子２１の好適な例は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップである。ＬＥＤチップは、例えば蛍光体を含有する封止層を有していてもよく、蛍光体によってＬＥＤの青色光の一部をより長波長の光に変換し、青色光の残りの一部と混色することで白色光を出射する。図１に示す例では、回路基板２２の下面の外側部分に発光素子２１が複数実装されている。また、複数の発光素子２１は、回路基板２２の貫通孔を囲むように環状に配列されている。

電源回路用素子２３としては、電解コンデンサ、セラミックコンデンサ等の容量素子、抵抗器等の抵抗素子、整流回路素子、コイル素子、チョークコイル、ノイズフィルタ、ダイオード等が例示できる。また、回路基板２２には、センサ等の信号に基づいて発光素子２１の点灯状態を制御するための制御回路、リモコン等から操作信号を受信するための通信回路（受信回路）などが設けられていてもよい。器具本体１１は放熱性に優れるため、電源回路用素子２３等の回路素子として高耐熱を必要としない安価な部品を適用できる。

器具本体１１には、回路基板２２の発光素子２１が実装された領域をカバーする光源カバー２４と、回路基板２２の電源回路用素子２３が実装された領域をカバーする電源カバー２５とが取り付けられる。光源カバー２４および電源カバー２５はいずれも、例えば平面視略円環状に形成され、膨出部１２の基部１２Ａにネジ止めされる。光源カバー２４は、電源カバー２５よりも直径が大きく、電源カバー２５を囲むように配置される。光源カバー２４の直径は、基部１２Ａの直径よりもやや小さいことが好適である。

光源カバー２４は、樹脂製であることが好ましい。光源カバー２４は、例えば発光素子２１の光を透過させる無色透明な樹脂で構成される。或いは、フィラーを含有し、発光素子２１の光を拡散透過させる乳白色のカバーであってもよい。他方、電源カバー２５は非透光性のカバーであってもよく、金属製であることが好ましい。なお、光源カバー２４と基部１２Ａとの隙間から発光モジュール２０にユーザーの指が触れないように、膨出部１２には凸部１４が形成される。凸部１４の詳細については後述する。

カバー３０は、発光モジュール２０を覆う透光性の部材である。カバー３０は、器具本体１１の直径よりも大きな直径を有し、フランジ部１３を含む器具本体１１の下面の全体を覆うことが好ましい。カバー３０は、例えば器具本体１１の形状に合わせて円形ドーム状に形成される。カバー３０は、ガラス製であってもよいが、軽量性を考慮すると、樹脂製であることが好ましい。カバー３０は、無色透明であってもよいが、乳白色で光拡散性を有するものが一般的である。なお、カバーの形状は円形ドーム状に限定されず、平面視楕円形状、矩形形状等であってもよい。

カバー３０は、複数の係合突起３１を有する。係合突起３１は、カバー３０の内側に突出しており、カバー３０の開口縁に沿って複数形成されている。フランジ部１３の下面には、カバー３０の係合突起３１が嵌合する複数の係合部３２が設けられている。係合部３２は、例えばフランジ部１３の円周方向に沿って係合突起３１に対応する個数と間隔で配置される。カバー３０は、器具本体１１に対して着脱容易であり、係合突起３１を係合部３２に嵌めることで装着でき、係合部３２から係合突起３１を外すことで取り外すことができる。なお、器具本体とカバーとの係合形態はこれに限定されない。

照明器具１０では、器具本体１１の下面を覆ってカバー３０が装着されているため、発光モジュール２０で発生した熱は、主に器具本体１１の上面側から放熱される。しかし、器具本体１１は天井面に近接配置されるため、器具本体１１と天井面との間に熱がこもり易く、特に膨出部１２の上面側に形成される凹部１６には熱がこもり易い。以下で詳述する構造を備えた照明器具１０によれば、凹部１６にこもる熱量を低減でき、器具の温度上昇を抑えることができる。

以下、図４（図３のＡ部拡大図）を適宜参照しながら、器具本体１１の構造について更に詳説する。比較として、従来の照明器具の器具本体２００の構造を図５に示す。

図４に例示するように、器具本体１１では、膨出部１２の側壁１２Ｂとフランジ部１３とがなす角度θが、９０°＜θ≦１３０°である。換言すると、フランジ部１３の下面に沿って天井面と平行に引かれる仮想線αと、側壁１２Ｂの下面（外面）に沿って引かれ仮想線αと交わる仮想線βとが、各々の下面側になす角度θが、９０°より大きく、１３０°以下である。なお、フランジ部１３は天井面と略平行に配置されるから、角度θは天井面に対する側壁１２Ｂの傾斜角度と略同一である。

角度θを９０°より大きくする、好ましくは９５°以上とすることで、器具本体１１の成形が可能となる。また、角度θを１３０°以下とする、好ましくは１２５°以下とすることで、器具本体１１の放熱性が大きく向上する。また、器具本体１１の直径を変更しない場合、角度θを小さくすることでフランジ部１３を拡幅でき、弾性部材４２をユーザーから見えない位置に設けることができる。

また、膨出部１２には、基部１２Ａの周縁に沿って凸部１４が形成されている。凸部１４は、天井１００と反対側に突出し、その先端は基部１２Ａの他の部分よりも鉛直下方に位置する。つまり、凸部１４の先端は膨出部１２の下端となる。また、凸部１４の先端は、湾曲していることが好ましい。凸部１４には、水平方向に沿って平坦となる面が存在せず、先端およびその近傍が大きく湾曲している。

図４に示す例では、光源カバー２４の周縁に沿ってフランジ２４Ａが形成され、凸部１４はフランジ２４Ａの先端が面する位置に形成されている。凸部１４は、フランジ２４Ａの下面の位置を超えて鉛直下方に突出している。凸部１４を形成することで、光源カバー２４と基部１２Ａとの隙間から発光モジュール２０にユーザーの指が触れることを防止できる。

他方、図５に例示する器具本体２００では、角度θに相当する角度θｘが、例えば１３５°である。角度θｘを大きくするほど、膨出部２１２の成形が容易になるため、従来の照明器具の角度θｘは１３５°～１５０°が一般的である。また、器具本体２００では、基部２１２Ａの周縁に沿って形成された凸部２１４の先端（下端）が水平方向に沿って平坦で、かつ幅広である。なお、幅広の凸部２１４は成形が容易である。

器具本体１１の側壁１２Ｂは、器具本体２００の側壁２１２Ｂと比べて、鉛直下方に傾き、天井面に対してより９０°に近い角度で傾斜している。さらに、凸部１４の先端およびその近傍は、凸部２１４のように平坦で幅広ではなく、下方に向かって大きく湾曲している。側壁１２Ｂおよび凸部１４の水平方向長さ（器具本体１１の径方向長さ）は、側壁２１２Ｂおよび凸部２１４と比べて大幅に短く、膨出部１２の直径は器具本体２００の場合よりも小さくなる。

このため、器具本体１１では、器具本体２００と比較して、成形は難しくなるものの、凹部１６のスペースを小さくでき、かつフランジ部１３の幅を広げることができる。凹部１６のスペースを小さくすることで、器具本体１１と天井１００との間に熱が溜まり難くなり、また器具本体１１の周縁部分を構成するフランジ部１３を拡幅することで放熱性が向上すると考えられる。

実際に、回路基板の温度を解析したところ、器具本体１１を備えた照明装置１０は、器具本体２００を備えた従来の照明器具よりも最大で１０％程度、温度上昇が抑制されることが分かった。特に、回路基板２２の電源回路領域における温度低下が顕著であった（９３．７２℃→８３．６２℃）。このように、照明器具１０によれば、良好な放熱性が得られ、器具の温度上昇を抑制できる。例えば、回路素子として高耐熱を必要としない安価な部品を用いることができ、また器具本体１１に安価な鉄板または鉄合金板を用いても十分な放熱性を確保できる。

角度θは、上述の通り、９０°超過１３０°以下であればよいが、好ましくは９５°～１２５°（８５°以上１２５°以下。以下同様。）、より好ましくは９５°～１２０°、特に好ましくは９５°～１１５°、最も好ましくは１００°～１１５°である。角度θは、１００°～１２５°、または１００°～１２０°、または１００°～１１５°、または１０５°～１１５°であってもよい。

なお、フランジ部１３の幅をフランジ部２１３の幅と同じとし、器具本体１１の直径を器具本体２００の直径よりも小さくして器具本体１１の小型化を図ることも可能である。この場合も、フランジ部１３を拡幅する場合と同様に、良好な放熱性が得られ、器具の温度上昇を抑制できる。

１０照明器具、１１器具本体、１２膨出部、１２Ａ基部、１２Ｂ側壁、１３フランジ部、１３Ａ周壁、１４凸部、１５貫通孔、１６凹部、２０発光モジュール、２１発光素子、２２回路基板、２３電源回路用素子、２４光源カバー、２４Ａフランジ、２５電源カバー、３０カバー、３１係合突起、３２係合部、４０ホルダー、４１保護カバー、４２弾性部材、５０引掛シーリング、５１アダプタ、１００天井

Claims

天井に取り付けられる照明器具であって、
前記天井と反対側に膨出した膨出部、および前記膨出部の周囲に形成された環状のフランジ部を有する器具本体と、
前記膨出部に固定された発光モジュールと、
前記発光モジュールを覆って前記器具本体に固定されたカバーと、
を備え、
前記発光モジュールは、発光素子と、回路基板と、電源用回路素子と、を有し、
前記膨出部は、前記発光モジュールが固定される基部を有し、
前記基部の周縁に沿って、前記天井と反対側に突出すると共に、先端が湾曲した凸部が形成され、
前記膨出部の側壁と前記フランジ部とがなす角度θが、９０°＜θ≦１３０°である、照明器具。
前記フランジ部の前記天井側に向いた面に取り付けられた弾性部材を備え、
前記弾性部材は、前記フランジ部の幅方向中央よりも内側に配置されている、請求項１に記載の照明器具。
前記器具本体は、鉄を主成分とする金属で構成されている、請求項１または２に記載の照明器具。