JP7361279B2

JP7361279B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP7361279B2
Application number: JP2019046794A
Authority: JP
Inventors: 征史竹田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-03-14
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-03-14
Also published as: JP2020149872A

Description

本開示は、照明器具に関し、より詳しくは透光性パネルを備えた天井埋め込み型の照明器具に関する。

従来、光源を収容する筒状の器具本体と、器具本体に固定され内面が反射面として機能する筒状の反射部材とを備え、器具の大部分が天井に形成された埋め込み孔に挿入された状態で天井に取り付けられる照明器具が広く知られている。このような照明器具は、一般的にダウンライトと呼ばれる。また、光が出射する装置の開口部分を覆うように配置され、器具の内側に凹んだ透光性パネルを備える天井埋め込み型の照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－２１３０５２号公報

ところで、透光性パネルを備える照明器具において、器具を真下から見上げたときに眩しさを感じ難くするため、最大輝度を低く抑えることが求められている。一方で、器具から出射される光量を増やして光の取り出し効率を高めることも求められている。本開示の目的は、最大輝度の上昇を抑えつつ、器具から出射される光量を増やすことが可能な照明器具を提供することである。

本開示の一態様である照明器具は、光源と、少なくとも軸方向一端が開口した筒状に形成され、前記光源を収容する器具本体と、軸方向両端が開口した筒状に形成され、前記器具本体に固定される枠体と、前記枠体に固定され、前記枠体の開口を覆う透光性パネルとを備える。前記透光性パネルは、前記光源の光を透過するパネル本体と、前記パネル本体の周縁に立設して前記枠体の筒内に延び、前記枠体に固定される壁部とを含み、前記壁部は前記パネル本体よりも前記光源の光に対する反射率が高い。

本開示の一態様である照明器具によれば、最大輝度の上昇を抑えつつ、器具から出射される光量を増やすことが可能である。

実施形態の一例である照明器具の斜視図である。実施形態の一例である照明器具の分解斜視図である。図１中のＡＡ線断面図である。実施形態の一例である透光性パネルの斜視図である。図３中のＢ部拡大図である。実施形態の他の一例である透光性パネルの断面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る照明器具の実施形態の一例について詳細に説明する。図１は実施形態の一例である照明器具１０の斜視図、図２は照明器具１０の分解斜視図である。図３は、図１中のＡＡ線断面図である。

図１～図３に例示するように、照明器具１０は、光源を含む発光モジュール１１と、軸方向一端が開口した筒状に形成され、発光モジュール１１を収容する器具本体２０と、軸方向両端が開口した筒状に形成され、器具本体２０に固定される枠体３０とを備える。さらに、照明器具１０は、枠体３０に固定されて枠体３０の開口を覆う透光性パネル４０を備える。本実施形態では、器具本体２０の筒内に第１反射部材２６が配置され、枠体３０が第２反射部材５０を介して器具本体２０に固定されている。

照明器具１０は、透光性パネル４０で覆われた枠体３０の開口Ｐを鉛直下方に向けた状態で天井の埋め込み孔に挿入される天井埋め込み型の照明器具である。照明器具１０は、一般的にダウンライトと呼ばれる。本明細書では、説明の便宜上、照明器具１０を天井に取り付けた状態で、照明器具１０の鉛直上方側を「上」、鉛直下方側を「下」とする。

照明器具１０は、例えば水平な天井に取り付けられるが、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は、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。なお、本開示に係る照明器具は、ダクトレール等に取り付けられてもよく、天井埋め込み以外の形態で天井などに取り付けられてもよい。

照明器具１０には、一般的に、器具を天井に固定するための複数の取付バネ（図示せず）が固定される。照明器具１０は、取付バネが天井裏空間において天井の埋め込み孔の周囲に当接することで天井に固定される。本実施形態では、枠体３０のベース部３１の３箇所に取付バネの固定部３３が形成されている。

照明器具１０は、上から順に、器具本体２０、第２反射部材５０、透光性パネル４０、および枠体３０が配置された構造を有する。光源の光は、器具本体２０および第２反射部材５０の内部を通り、透光性パネル４０を透過して枠体３０の一方の開口Ｐから装置外に出射される。照明器具１０の最大輝度を低減するため、透光性パネル４０は光源の光を拡散透過させることが好ましい。

器具本体２０は、軸方向一端（下端）が開口した筒状部を有する。器具本体２０の筒状部は、略円筒状に形成された側壁部２１と、側壁部２１の軸方向他端（上端）に形成された天面部２２とを含み、有底略円筒状を呈する。また、器具本体２０は、天面部２２に立設する放熱フィン２３を有する。図１に示す例では、放射状に複数の放熱フィン２３が形成されている。器具本体２０は、一般的にアルミニウム、または鉄を主成分とする金属で構成される。なお、器具本体２０の形状は図１等に例示する形状に限定されず、例えば筒状部の軸方向に垂直な断面が矩形形状であってもよく、放熱フィンを有さない形状であってもよい。

器具本体２０の筒内には、光源を含む発光モジュール１１が配置されている。また、器具本体２０の筒内には、発光モジュール１１を保持するホルダ２５、発光モジュール１１から出射される光（光源の光）を反射させる第１反射部材２６、およびレンズ２７が設けられていてもよい。本実施形態では、レンズ２７が第１反射部材２６に、第１反射部材２６がホルダ２５にそれぞれ固定されている。ホルダ２５は、例えば天面部２２の内面にネジ止めされている。

発光モジュール１１は、例えば光源と、光源が実装される基板とを有する。光源を構成する発光素子は特に限定されないが、好ましくはＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の半導体発光素子である。発光素子は、蛍光体を含む封止層で封止されてもよい。発光モジュール１１は、光源の熱を拡散させる放熱板を有していてもよい。発光モジュール１１は、例えばホルダ２５によって基板または放熱板が天面部２２の内面に接触した状態で配置される。

第１反射部材２６は、軸方向両端が開口した筒状体であって、発光モジュール１１側の上端よりも透光性パネル４０側の下端で直径が大きくなっている。第１反射部材２６は、下端に向かって拡径した末広がりの形状を有する。光源の光は、第１反射部材２６の筒内を通って透光性パネル４０の方向に進む。第１反射部材２６の内周面は、光源の光を反射させる反射面として機能する。第１反射部材２６は、例えば樹脂製部材であって、その内周面には、白色顔料等のフィラーを含有する塗膜、蒸着、メッキ、スパッタリング等により成膜される金属層、無機化合物層などの光の反射率を高める被膜が形成されていてもよい。

レンズ２７は、光源の光を制御する光学部材であって、例えば略真円形状の光出射面を有する。図３に示す例では、光源側に向いたレンズ２７の光入射面の周縁部に、凸部（フレネル）が環状に形成されている。また、レンズ２７は第１反射部材２６の筒内に挿入された状態で、第１反射部材２６に固定されている。第１反射部材２６には爪部が、レンズ２７には当該爪部が嵌合する凹部または孔がそれぞれ形成されていてもよい。レンズ２７は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート等の透明性の高い樹脂、またはガラスで構成される。

レンズ２７は、光源の光を広げる機能を有することが好ましい。レンズ２７を用いて光を器具本体２０の径方向外側に広げることで、照明器具１０の直下に出射される光量を減少させて最大輝度を低減できる。光源の光は、レンズ２７に直接、または第１反射部材２６の内周面で反射してレンズ２７に入射し、器具本体２０の径方向外側に広がってレンズ２７から出射される。上記凸部により光を反射させることで第１反射部材２６に当たる光を減らし、また第２反射部材５０に当たる光が多くなり過ぎない角度で光を発散させることにより、最大輝度を低減しつつ、照明器具１０から出射される光量を増やすことができる。

レンズ２７は、例えば光入射面の中央部が窪んだ形状を有する。レンズ２７の光入射面、或いは光出射面を凹形状とすることで、光源の光を広げることができ、最大輝度の低減を図ることができる。なお、光源の光を広げることが可能であれば、レンズ２７の形状は図３に例示するものに限定されない。レンズ２７には、例えばフレネルレンズなど、従来公知のレンズを適用できる。

器具本体２０の側壁部２１には、発光モジュール１１に電力を供給するケーブル（図示せず）を通すためのケーブル挿通孔２４が形成されている。照明器具１０は、一般的に、発光モジュール１１に電力を供給する電源ユニット（図示せず）を備える。電源ユニットにつながるケーブルは、ケーブル挿通孔２４から器具本体２０内に引き込まれ、発光モジュール１１に接続される。

第２反射部材５０は、軸方向両端が開口した筒状体であって、器具本体２０の下端に固定される。本実施形態では、リング状のジョイント２８およびネジ２９を用いて、器具本体２０と第２反射部材５０が連結されている。第２反射部材５０の上部には、複数のボス部５２が設けられ、器具本体２０およびジョイント２８には、ボス部５２と重なる位置にネジ２９を通す貫通孔が形成されている。ジョイント２８は第２反射部材５０の上端部に嵌め付けられ、器具本体２０と第２反射部材５０はジョイント２８を介してネジ止めされる。

第２反射部材５０は、器具本体２０側の上端よりも枠体３０側の下端で直径が大きく、下端に向かって拡径した末広がりの形状を有する。第２反射部材５０の上端の直径は器具本体２０の下端の直径と略同じであり、第２反射部材５０の下端の直径は枠体３０の上端の直径と略同じである。即ち、枠体３０の直径は器具本体２０の直径よりも大きい。また、第２反射部材５０の下端部には、径方向外側に突出した鍔部５１が形成されている。本実施形態では、鍔部５１およびネジ５３を用いて、枠体３０と第２反射部材５０が連結されている。

第２反射部材５０は、例えば金属製部材であって、その内周面には、白色顔料等のフィラーを含有する塗膜、蒸着、メッキ、スパッタリング等により成膜される金属層、無機化合物層などの光の反射率を高める被膜が形成されていてもよい。或いは、第２反射部材５０の内周面は鏡面仕上げされていてもよい。第２反射部材５０の内周面は、光源の光を反射させる反射面として機能する。レンズ２７から出射された光は、第２反射部材５０の筒内を通って透光性パネル４０に直接、または第２反射部材５０の内周面で反射して透光性パネル４０に入射する。

枠体３０は、上述のように、軸方向両端が開口した筒状体であって、第２反射部材５０を介して器具本体２０に固定されている。枠体３０は照明器具１０の下端部に配置され、光源の光は枠体３０の開口Ｐから装置外に出射される。枠体３０は、略円筒状のベース部３１と、ベース部３１の下端部から径方向外側に張り出したフランジ部３２とを有する。ベース部３１には、複数のボス部（図示せず）が形成されており、ベース部３１の上端面に配置される第２反射部材５０の鍔部５１がネジ止めされる。フランジ部３２は、開口Ｐを囲むようにリング状に形成され、照明器具１０の上部が埋め込み孔から天井裏空間に挿入された状態で埋め込み孔の周縁の天井面に沿って配置される。

透光性パネル４０は、枠体３０に固定され、枠体３０の開口Ｐの全体を覆う。透光性パネル４０が開口Ｐの全体を覆っているので、光源の光は必ず透光性パネル４０を透過して装置外に出射される。透光性パネル４０は、例えば光を拡散して透過させる機能を有する。透光性パネル４０は、略平坦なパネルであってもよいが、光拡散性等の観点から、照明器具１０を下から見たときに、照明器具１０の内側に、即ち光源側に凹んだ形状を有することが好ましい。

本実施形態では、透光性パネル４０が照明器具１０の内側に大きく凹んでおり、透光性パネル４０の上端は枠体３０の上端を超えて第２反射部材５０の筒内に位置している。また、第１反射部材２６およびレンズ２７の下端も、側壁部２１の下端を超えて第２反射部材５０の筒内に位置している。透光性パネル４０と第２反射部材５０の間、および透光性パネル４０とレンズ２７の間には、所定の空間が存在する。

以下、図４および図５をさらに参照しながら、特に、透光性パネル４０および枠体３０に対する透光性パネル４０の取り付け構造について詳説する。図４は実施形態の一例である透光性パネル４０の斜視図、図５は図３中のＢ部拡大図である。

図３～図５に例示するように、透光性パネル４０は、光源の光を透過するパネル本体４１と、パネル本体４１の周縁に立設して枠体３０の筒内に延び、枠体３０に固定される壁部４２とを有する。詳しくは後述するが、壁部４２は、パネル本体４１よりも光源の光に対する反射率が高くなるように構成されている。パネル本体４１は平坦であってもよいが、好ましくは光源側に膨らんだ形状を有する。なお、照明器具１０を下から見た場合、パネル本体４１は光源側に凹んでいるといえる（特に図２参照）。

透光性パネル４０は、枠体３０の筒内に挿入された状態で枠体３０に固定されている。枠体３０の開口Ｐおよび透光性パネル４０は、照明器具１０の底面視（下から見た場合）において真円形状を有する。透光性パネル４０は、開口Ｐに隙間なく嵌り、開口Ｐの全体を覆っている。透光性パネル４０は、ガラス製であってもよいが、成形性、軽量性等の観点から、樹脂製であることが好ましい。

パネル本体４１は、光源側に凸となるように全体が膨らみ、ドーム状に形成されている。パネル本体４１は、第２反射部材５０の内周面およびレンズ２７の光出射面に接触しない範囲で、枠体３０の上端を超えて第２反射部材５０の筒内に膨出している。パネル本体４１は、例えば大部分または全体が上方に凸となるように湾曲している。パネル本体４１は、最も膨らんだ部分である頂部が照明器具１０の中心軸αと一致するように配置されることが好ましい。また、本実施形態では、中心軸α上に発光モジュール１１が配置され、中心軸αと、器具本体２０、第２反射部材５０、および枠体３０の各中心軸が略一致した状態で各部材が配置されている。

パネル本体４１は、光の透過率が高い樹脂で構成されることが好ましい。パネル本体４１を構成する樹脂としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン、ポリエステル、シリコーン樹脂などが挙げられる。パネル本体４１は、例えば光源の光を拡散透過する乳白色のパネルである。パネル本体４１を構成する樹脂中には、樹脂粒子等の光拡散フィラーが分散していてもよい。

壁部４２は、枠体３０に対する固定に利用される部分であって、パネル本体４１が凸となる方向と同じ方向に延びている。壁部４２は、パネル本体４１の周縁の一部のみに形成されてもよいが、光の取り出し効率向上、光漏れ防止等の観点から、パネル本体４１を囲むようにパネル本体４１の周方向全長にわたって円筒状に形成されることが好ましい。図３に示す例では、壁部４２が枠体３０のベース部３１の内周面と接するように配置され、当該内周面の全体を覆っている。

本実施形態では、枠体３０のベース部３１が、内壁３４、外壁３５、およびそれらの間に形成された溝３６を含む。図３に例示するように、ベース部３１の内周面を形成する内壁３４の少なくとも一部は、外周面を形成する外壁３５よりも低い高さで形成される。ベース部３１には、外壁３５を３箇所で分断して形成された、取付バネの固定部３３が存在する。内壁３４は、枠体３０の周方向全長にわたって形成される。また、内壁３４と外壁３５の間には、枠体３０と第２反射部材５０を連結するためのネジ５３が締結されるボス部が形成されていてもよい。

壁部４２の上端部には、円筒状に形成された壁部４２の径方向外側に向かって、即ちパネル本体４１と反対方向に突出した爪部４３が形成されている。図４に示す例では、壁部４２の周方向に等間隔で複数の爪部４３が形成されている。本実施形態では、爪部４３がベース部３１の上端、より詳しくは内壁３４の外壁３５よりも高さが低くなった部分に引っ掛かることで、透光性パネル４０が枠体３０に固定される。壁部４２は、例えば内壁３４の高さよりも高く、周方向に一定の高さで形成される。

透光性パネル４０は、壁部４２が内壁３４の内周面に当接し、爪部４３が内壁３４の上端に引っ掛かった状態で枠体３０に固定される。透光性パネル４０は、枠体３０の下端から下方にとび出ないように枠体３０および第２反射部材５０の筒内に配置される。本実施形態では、係止リング３７が内壁３４、および爪部４３が形成された壁部４２を挟むように、内壁３４の上部と壁部４２の上部に跨って取り付けられている。係止リング３７を用いることで、透光性パネル４０を枠体３０にしっかり固定できる。

係止リング３７は、内爪３８と外爪３９を有し、内爪３８が壁部４２の光源側に向いた面に引っ掛かるように、外爪３９がベース部３１の溝３６に挿し込まれるように取り付けられる。係止リング３７は、内爪３８および外爪３９が形成された部分において断面略Ｕ字形状を有する。また、係止リング３７は、外壁３５と略同じ高さに配置され、外壁３５および係止リング３７の上に第２反射部材５０の鍔部５１が配置される。鍔部５１がベース部３１にネジ止めされることで、係止リング３７および爪部４３が上から押え付けられ、透光性パネル４０の固定状態が安定化する。

壁部４２の光源の光に対する反射率（以下、単に「反射率」という場合がある）は、上述のように、少なくともパネル本体４１の反射率よりも高く、ベース部３１の内周面の反射率より高くてもよい。壁部４２の反射率を高くすることで、図５に示すように、壁部４２に当たった光をパネル本体４１の方向に効率良く反射させることが可能になり、照明器具１０から出射される光量を増やすことができる。換言すると、壁部４２は、パネル本体４１よりも光源の光に対する透過率が低くなるように構成されることが好ましい。壁部４２は、パネル本体４１よりも高い全光線反射率を有する。また、壁部４２は、パネル本体４１よりも低い全光線透過率を有する。

壁部４２の全光線反射率は高いことが好ましく、例えば８０％～９５％である。壁部４２は、光源の光を透過しなくてもよく、全光線透過率は０％であってもよい。パネル本体４１の全光線透過率は高いことが好ましく、例えば５０％～８０％である。ここで、透光性パネル４０の全光線透過率および全光線反射率は、ＪＩＳＫ７３７５（プラスチック－全光線透過率および全光線反射率の求め方）に基づいて測定される。

壁部４２は、一部分の反射率のみがパネル本体４１の反射率より高くてもよい。壁部４２は、例えば光源側に向いた面（以下、「第１面」とする）に、光源の光の反射率を高める反射層を有していてもよい。反射層の例としては、第１反射部材２６の場合と同様に、白色顔料等のフィラーを含有する塗膜、蒸着、メッキ、スパッタリング等により成膜される金属層、無機化合物層などの被膜が挙げられる。壁部４２は、少なくとも第１面の反射率が、パネル本体４１の第１面の反射率よりも高いことが好ましい。

本実施形態では、パネル本体４１および壁部４２が一体成形され、壁部４２が透光性パネル４０よりも光源の光に対する反射率が高い材料で構成されている。つまり、壁部４２の第１面を含む全体が、パネル本体４１よりも反射率が高くなるように構成されている。この場合、透光性パネル４０は、反射率が異なる２種類の樹脂を用いた２色成形により製造できる。例えば、パネル本体４１を構成する樹脂の反射率＜壁部４２を構成する樹脂の反射率となる２種類の樹脂を用いた射出成形により透光性パネル４０を製造できる。

パネル本体４１と壁部４２の各々を構成する樹脂には、アクリル樹脂とシリコーン樹脂のように種類の異なる樹脂が用いられてもよく、同種のアクリル樹脂において反射率が異なるものとなるように組成変更されてもよい。また、同じ樹脂を用いて、添加剤の有無、添加剤の種類、量などを変更することで、パネル本体４１と壁部４２の反射率を異なるものとしてもよい。或いは、それぞれ別々に成形された、反射率の低いパネル本体４１と、反射率の高い壁部４２を、接着剤等を用いて接合することにより、透光性パネル４０が製造されてもよい。

以上のように、上述の構成を備えた照明器具１０によれば、最大輝度の上昇を抑えつつ、器具から出射される光量を増やすことが可能である。光を拡散透過する透光性パネル４０を用いることにより、光源の光を中心軸αから離れる方向に拡散させることができ、照明器具１０の直下に出射される光量を減少させて最大輝度を低減できる。また、レンズ２７を用いて光を広げることで、さらに最大輝度の低減を図ることができる。

図５に例示するように、レンズ２７から出射される光源の光は、透光性パネル４０のパネル本体４１を透過して開口Ｐから出射されるが、光源の光の一部は壁部４２に当たる場合がある。このとき、壁部４２の反射率が高ければ、パネル本体４０の方向に光を効率良く反射できる。壁部４２は、反射率がパネル本体４０の反射率よりも高く、光を効率良く反射できるので、開口Ｐから出射される光量を増やすことができる。

壁部４２の反射率が低いと、光源の光の一部は壁部４２を透過して枠体３０の内周面に当たるが、その場合、光が反射する面が多くなり、また枠体３０の内周面で反射された光は壁部４２を透過する際に拡散されるので、効率良く光を取り出すことができない。本実施形態では、反射率の高い壁部４２が枠体３０の内周面の全体を覆っているので、壁部４２によって透光性パネル４０の方向に光が反射され、枠体３０の内周面に光が当たることが抑制される。

なお、上述の実施形態は、本開示の目的を損なわない範囲で適宜設計変更できる。例えば、上述の実施形態では、枠体３０が第２反射部材５０を介して器具本体２０に固定されているが、枠体は器具本体に直接固定されていてもよい。また、照明器具はレンズを有していなくてもよい。

図６に例示するように、パネル本体４１の光源側を向いた第１面には、光源の光を広げる光拡散用の凹凸４４（プリズム）が形成されていてもよい。凹凸４４は、パネル本体４１の最も膨らんだ頂部およびその近傍に形成されることが好ましい。換言すると、凹凸４４は、照明器具１０の中心軸αが通るパネル本体４１の中心およびその近傍に形成されることが好ましい。パネル本体４１に凹凸４４を形成することで、パネル本体４１に入射した光源の光をパネル本体４１の周縁の方向に広げることができ、照明器具１０の直下に出射される光量を減少させて最大輝度を低減できる。

凹凸４４は、不規則に形成されていてもよいが、好ましくは規則的に形成される。図６に示す凹凸４４は、断面視略三角形状の凸部が規則的に形成されてなる。凹凸４４を形成する凸部または凹部は、同心円状に複数形成されてもよい。凹凸４４は、例えば中心軸αと略一致する頂点を含む断面視三角形状の凸部を含み、当該凸部を中心とした環状の凸部が同心円状に複数形成されている。

１０照明器具、１１発光モジュール、２０器具本体、２１側壁部、２２天面部、２３放熱フィン、２４ケーブル挿通孔、２５ホルダ、２６第１反射部材、２７レンズ、２８ジョイント、２９，５３ネジ、３０枠体、３１ベース部、３２フランジ部、３３固定部、３４内壁、３５外壁、３６溝、３７係止リング、３８内爪、３９外爪、４０透光性パネル、４１パネル本体、４２壁部、４３爪部、４４凹凸、５０第２反射部材、５１鍔部、５２ボス部

Claims

光源と、
少なくとも軸方向一端が開口した筒状に形成され、前記光源を収容する器具本体と、
軸方向両端が開口した筒状に形成され、前記器具本体に固定される枠体と、
前記枠体に固定され、前記枠体の開口を覆う透光性パネルと、
を備え、
前記透光性パネルは、
前記光源の光を透過するパネル本体と、前記パネル本体の周縁に立設して前記枠体の筒内に延び、前記枠体に固定される壁部とを含み、
前記壁部は、前記パネル本体よりも前記光源の光に対する反射率が高い材料で構成されているか、または前記壁部は、前記パネル本体よりも前記光源の光に対する反射率が高い反射層を有する、照明器具。
前記パネル本体および前記壁部は、一体成形されている、請求項１に記載の照明器具。
前記パネル本体は、前記光源側に膨らんだ形状を有する、請求項１または２に記載の照明器具。
前記パネル本体の前記光源側を向いた面には、前記光源の光を広げる光拡散用の凹凸が形成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の照明器具。
前記器具本体には、前記光源の光を広げるレンズが設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の照明器具。