JP7455633B2

JP7455633B2 - 光源ユニット及び照明器具

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Publication number: JP7455633B2
Application number: JP2020059383A
Authority: JP
Inventors: 時雄井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2020-03-30
Filing date: 2020-03-30
Publication date: 2024-03-26
Anticipated expiration: 2040-03-30
Also published as: JP2021158053A; JP2024060055A

Description

本開示は、発光素子を備える光源ユニット及び照明器具に関する。

従来、複数の発光素子と、複数の発光素子が実装された基板とを有する発光基板と、発光基板を保持するフレームとを備える光源ユニットが開示されている。特許文献１には、ＬＥＤ発光素子が実装された長手方向に延びるＬＥＤ基板が、フレームである金属製の支持部材に保持された直管型ＬＥＤランプが開示されている。特許文献１は、支持部材の短手方向の両端部が折り曲げられた弾性力を有する支持樋に、ＬＥＤ基板の短手方向の両端部が挟持されることによって、ＬＥＤ基板が支持部材に保持される。

特開２０１４－０６３６１６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された直管型ＬＥＤランプは、フレームが金属部材である。このため、ＬＥＤ発光素子とＬＥＤ基板とからなる発光基板を大型化することによって発光基板の導電パターンとフレームとの距離をとって、絶縁性を高める必要がある。

本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、発光基板を大型化せずに十分な絶縁性を有する光源ユニット及び照明器具を提供するものである。

本開示に係る光源ユニットは、長手方向に配置され光を照射する複数の発光素子と、複数の発光素子が実装面に実装される長手方向に延びる基板とを有する発光基板と、発光基板を保持する長手方向に沿って延びる保持フレームと、を有する発光部を備え、保持フレームは、基板の実装面と反対側の裏面が取り付けられる長手方向に延びる取付面部と、取付面部の短手方向の両端部から基板方向に突出し、長手方向に延びる一対の側面部と、を有し、一対の側面部は、それぞれ対向する側面部に向かって突出し、取付面部と共に基板を挟み込む複数の凸部を有するものであり、基板は、凸部と取付面部との間に形成された隙間に挿入されて、保持フレームに取り付けられる。

本開示によれば、保持フレームの側面部が有する複数の凸部が取付面部と共に基板を挟み込む。即ち、凸部は、基板の全体ではなく一部を挟み込んで固定している。このため、発光基板の導電パターンが、凸部から離れた位置に設けられれば、導電パターンと保持フレームとは十分に絶縁される。従って、光源ユニットは、発光基板を大型化せずに十分な絶縁性を有する。

実施の形態１に係る照明器具を示す組立斜視図である。実施の形態１に係る照明器具を示す分解斜視図である。実施の形態１に係る光源ユニットを示す分解斜視図である。実施の形態１に係る発光部を示す側面図である。実施の形態１に係る発光部を示す分解斜視図である。実施の形態１に係る保持フレームを示す側面図である。実施の形態１に係る発光部を示す斜視図である。実施の形態１に係る保持フレームを曲げ加工したときにかかる力を示す図である。

以下、本開示に係る光源ユニット及び照明器具の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本開示が限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは説明のためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る照明器具１を示す組立斜視図であり、図２は、実施の形態１に係る照明器具１を示す分解斜視図である。照明器具１は、被照射対象に光を照射するものであり、図１及び図２に示すように、器具本体１００と、電源装置１３０と、光源ユニット２００とを備えている。なお、光源ユニット２００が延びる長手方向をＸ方向とし、光源ユニット２００の短手方向をＹ方向とし、高さ方向の上方をＺ１方向とし、高さ方向の下方をＺ２方向とする。

（器具本体１００）
器具本体１００は、例えば天井等の被取付部１０に取り付けられる箱状の部材である。器具本体１００は、枠状の枠部１１０と、仕切部１２０と、底板１１０ｂとを有している。

（枠部１１０）
枠部１１０は、矩形状をなしており、４つの側板１１０ａを有している。４つの側板１１０ａは、それぞれ一方向に延びる板状の部材である。２つの側板１１０ａは互いに対向する位置に配置され、残りの２つの側板１１０ａも互いに対向する位置に配置されており、４つの側板１１０ａによって矩形状の枠部１１０が構成されている。枠部１１０は、４つの側板１１０ａのうち２つの側板１１０ａにそれぞれ設けられた２つの固定部材１５０を有している。固定部材１５０は、器具本体１００を被取付部１０に取り付けて固定するために使用される部材である。

（仕切部１２０）
仕切部１２０は、枠部１１０の内側に２つ設けられており、側板１１０ａと同様の長さを有した一方向に延びる板状の部材である。仕切部１２０は、４つの側板１１０ａによって構成された枠部１１０を３つの空間に仕切るものである。両側の空間は、光源収容部１１１となっており、２つの光源収容部１１１に挟まれた空間は、設備収容部１１２となっている。光源収容部１１１には、電源装置１３０及び光源ユニット２００が収容され、設備収容部１１２には、例えばスピーカ又は非常灯といった設備部品（図示せず）が収容される。

（底板１１０ｂ）
底板１１０ｂは、４つの側板１１０ａの上端部を接続するものである。底板１１０ｂのうち、光源収容部１１１に該当する部分には、居室と天井裏空間との通気を行う空調リターンである換気用開口１１０ｃが形成されている。

（電源装置１３０）
図２に示すように、電源装置１３０は、器具本体１００のいずれか一方の光源収容部１１１において底板１１０ｂに取り付けられている。電源装置１３０は、光源ユニット２００に電源を供給するものであり、外部電源（図示せず）に接続されている。光源ユニット２００は、電源装置１３０から電源を供給されることによって、点灯する。

（光源ユニット２００）
図３は、実施の形態１に係る光源ユニット２００を示す分解斜視図である。光源ユニット２００は、電源装置１３０から供給される電源によって点灯するものであり、器具本体１００の光源収容部１１１に収容される。図３に示すように、光源ユニット２００は、フレーム２１０と、発光部２２０と、カバー２３０と、蓋部２４０と、固定部２５０とを備えている。光源ユニット２００は、発光部２２０がフレーム２１０の短手方向における一方側に設けられており、一方側から照射された光を、カバー２３０を介して被照射対象に照射する。

（フレーム２１０）
フレーム２１０は、発光部２２０を収容する長手方向に延びる金属製の筐体である。フレーム２１０は、例えば板金を曲げ加工したものであり、基部２１１と、一対の側部２１２と、一対のフランジ部２１３とを有している。

（基部２１１）
基部２１１は、器具本体１００側に配置され、長手方向に延びる長方形状をなしている。基部２１１には、発光部２２０の保持フレーム２２２を取り付けるための取付穴２１１ａが形成されている。なお、フレーム２１０の内側の面は、発光部２２０の発光基板２２１から照射される光を反射する反射機能を有している。反射機能は、反射材料が貼付されることによって付加されてもよいし、反射材料が塗装されることによって付加されてもよい。

（側部２１２）
一対の側部２１２は、基部２１１の短手方向の両端部から器具本体１００とは反対側に突出し長手方向に延びる板状の部材である。側部２１２の短手方向の長さは、保持フレーム２２２の取付面部２２２１の短手方向の長さより長い。

（フランジ部２１３）
フランジ部２１３は、一対の側部２１２の先端から、それぞれ対向する側部２１２に向かって突出し長手方向に延びる板状の部材である。このように、フレーム２１０は、長手方向の両端部と、器具本体１００とは反対側の面が開口している。

（発光部２２０）
図４は、実施の形態１に係る発光部２２０を示す側面図であり、図５は、実施の形態１に係る発光部２２０を示す分解斜視図である。発光部２２０は、光を照射するものであり、図３に示すように、フレーム２１０のいずれか一方の側部２１２と基部２１１とフランジ部２１３との間に配置されている。図４及び図５に示すように、発光部２２０は、発光基板２２１と、保持フレーム２２２とを有している。

（発光基板２２１）
発光基板２２１は、発光素子２２１１と、基板２２１２とを有している。

（発光素子２２１１）
発光素子２２１１は、光源ユニット２００の光源であり、電力が供給されると発光する。発光素子２２１１として、例えば、発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ；以下、ＬＥＤと称す）素子を用いる。発光素子２２１１は、基板２２１２に直線状に実装される構成に限定されるものではなく、例えば、基板２２１２の実装面に、基板２２１２の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って、列状、千鳥状等に実装されてもよい。発光素子２２１１は、例えば、波長が４４０～４８０〔ｎｍ〕の青色光を出射するＬＥＤチップ上に、青色光を黄色光に波長変換する蛍光体を配してパッケージ化された面実装部品である疑似白色ＬＥＤ素子である。

なお、発光素子２２１１は、発光ダイオード素子に限定されるものではない。発光素子２２１１として、例えば、固体レーザ（ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＬａｓｅｒ）、半導体レーザ（ＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＬａｓｅｒ）、有機ＥＬ（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）又は無機ＥＬ等が用いられてもよい。

（基板２２１２）
基板２２１２は、複数の発光素子２２１１が実装面に実装されたものであり、長手方向に延びる板状の部材である。実装面と反対側の面の裏面は、保持フレーム２２２に取り付けられている。基板２２１２は、長手方向（Ｘ軸方向）の長さが保持フレーム２２２の取付面部２２２１及びフレーム２１０と同等の長さである。基板２２１２には、例えば、ガラス－エポキシ基板（ＦＲ－４）、ガラス－コンポジット基板（ＣＥＭ－３）、紙エポキシ基板（ＦＲ－３）、紙フェノール基板（ＸＰＣ）又は金属ベース基板等が用いられる。

（保持フレーム２２２）
保持フレーム２２２は、発光基板２２１を保持する長手方向に沿って延びる金属製の部材である。保持フレーム２２２は、例えば板金を曲げ加工したものであり、取付面部２２２１と、一対の側面部２２２２とを有している。

（取付面部２２２１）
図６は、実施の形態１に係る保持フレーム２２２を示す側面図である。取付面部２２２１は、基板２２１２の裏面が取り付けられる長手方向に延びる板状の部材である。取付面部２２２１の長手方向の長さは、前述の如く、基板２２１２と同等の長さである。

（スリット部２２２５）
図５及び図６に示すように、取付面部２２２１の短手方向の両端部には、スリット部２２２５が形成されている。スリット部２２２５は、取付面部２２２１において長手方向に所定の間隔を空けて形成されている。本実施の形態１では、スリット部２２２５は、取付面部２２２１の短手方向の両端部に、それぞれ５つ形成されている。なお、スリット部２２２５は、取付面部２２２１に形成されるものに限らず、側面部２２２２に形成されていてもよいし、取付面部２２２１及び側面部２２２２に跨って形成されてもよい。このように、スリット部２２２５は、取付面部２２２１と側面部２２２２との接続箇所に形成されていればよい。スリット部２２２５は、取付面部２２２１と側面部２２２２とのそれぞれに亘って設けられている。スリット部２２２５は、長手方向において、側面部２２２２の凸部２２２４と同じ位置になるように設けられている。

前述の如く、保持フレーム２２２は、フレーム２１０に取り付けられている。保持フレーム２２２の取付面部２２２１にはスリット部２２２５が形成されているが、取付面部２２２１はフレーム２１０の側部２１２に覆われている。従って、スリット部２２２５をとおして器具本体１００の外部に光が漏れることを抑制することができる。

（側面部２２２２）
一対の側面部２２２２は、取付面部２２２１の短手方向の両端部に設けられ基板２２１２から離れる方向に突出し、長手方向に延びる板状の部材である。側面部２２２２の長手方向の長さは、取付面部２２２１の長さよりも短い。取付面部２２２１の長手方向の長さは、前述の如く、基板２２１２と同等の長さである。従って、取付面部２２２１及び基板２２１２の長手方向の両端部は、側面部２２２２よりも突き出ている。図４及び図６に示すように、一対の側面部２２２２は、フレーム２１０に取り付けられる第１の側面部２２２２ａと、取付面部２２２１からの突出量が第１の側面部２２２２ａよりも短い第２の側面部２２２２ｂとを有する。第１の側面部２２２２ａにおいて第２の側面部２２２２ｂよりも長い部分には、フレーム２１０の基部２１１を取り付けるための取付開口２２２２ｃが形成されている。図４に示すように、フレーム２１０の基部２１１の取付穴２１１ａと第１の側面部２２２２ａの取付開口２２２２ｃとが重ね合わされた状態で、ネジ等の締結部材３００が挿入されて螺合される。これにより、保持フレーム２２２がフレーム２１０に取り付けられる。

前述の如く、フレーム２１０の側部２１２の短手方向の長さは、保持フレーム２２２の取付面部２２２１の短手方向の長さより長い。このため、図４に示すように、第２の側面部２２２２ｂとフレーム２１０のフランジ部２１３との間には、空間Ｓが形成されている。

（凸部２２２４）
図５及び図６に示すように、一対の側面部２２２２は、複数の凸部２２２４を有している。凸部２２２４は、それぞれ対向する側面部２２２２に向かって突出する球を四等分した形状をなしている。凸部２２２４は、例えば側面部２２２２の一部が切り起こされることによって形成されている。なお、凸部２２２４の形状は、板金をプレス加工によって形成して突出するものであれば、球を四等分した形状でなくてもよい。本実施の形態１では、凸部２２２４は、一対の側面部２２２２の取付面部２２２１側の端部に、それぞれ５つ形成されている。なお、図５に示すように、スリット部２２２５は、凸部２２２４に対向する位置に形成されている。ここで、図６に示すように、凸部２２２４と取付面部２２２１との間には、発光基板２２１が挿入される隙間Ｃが形成されている。隙間Ｃは、発光基板２２１の厚さよりも厚い。

図７は、実施の形態１に係る発光部２２０を示す斜視図である。図７に示すように、基板２２１２及び発光素子２２１１を有する発光基板２２１は、凸部２２２４と取付面部２２２１との間に形成された隙間Ｃに挿入されて、保持フレーム２２２に取り付けられる。即ち、凸部２２２４は、取付面部２２２１と共に基板２２１２を挟み込む。発光基板２２１は、取付面部２２２１から離れようとしても、凸部２２２４に当たるため、取付面部２２２１から離れることが抑制されている。このように、凸部２２２４は、発光基板２２１が取付面部２２２１から離れることを規制する。以上のとおり、発光基板２２１が隙間Ｃに挿入されることによって、発光基板２２１は第１の側面部２２２２ａと第２の側面部２２２２ｂとに挟持される。

図８は、実施の形態１に係る保持フレーム２２２を曲げ加工したときにかかる力を示す図である。次に、保持フレーム２２２を曲げ加工したときにかかる力について説明する。図８に示すように、板金を曲げ加工して取付面部２２２１と側面部２２２２とを形成しようとするとき、板金を曲げる際の外側には、曲げる角部Ｒを起点として角部Ｒから離れる方向に引っ張られる力Ｆｏが働く。一方、板金を曲げる際の内側には、曲げる角部Ｒを終点として角部Ｒに近付く方向に引っ張られる力Ｆｉが働く。この内側に働く力Ｆｉは、凸部２２２４を角部Ｒ側に引っ張って平らにしようとする力となる。本実施の形態１では、スリット部２２２５が取付面部２２２１と側面部２２２２との接続箇所に形成されており、凸部２２２４に対向する位置に設けられているため、内側に働く力Ｆｉを吸収することができる。これにより、凸部２２２４が平らになることを抑制することができる。従って、凸部２２２４は、発光基板２２１が取付面部２２２１から離れようとしても、発光基板２２１の移動を押さえることができる。

（カバー２３０）
カバー２３０は、フレーム２１０に取り付けられ、発光部２２０から照射された光を拡散する長手方向に延びる樹脂製の板状の部材である。図３に示すように、カバー２３０は、カバー部２３１と拡散部２３２とを有している。カバー部２３１は、矩形状の部材であり、透過性を有している。拡散部２３２は、カバー部２３１を透過した光を拡散する矩形状の部材である。なお、カバー部２３１と拡散部２３２とは、一体的に形成されてもよい。

図４に示すように、カバー２３０の端部は、保持フレーム２２２の第２の側面部２２２２ｂとフレーム２１０のフランジ部２１３との間に形成された空間Ｓに挿入されて、保持されている。このように、カバー２３０は、第２の側面部２２２２ｂとフランジ部２１３との間に挿入されるのみで保持されるため、カバー２３０を固定するための別部品が不要である。従って、光源ユニット２００は、部品数を減らすことができる。

（蓋部２４０）
図３に示すように、蓋部２４０は、フレーム２１０の長手方向の両端部にそれぞれ設けられる板状の部材である。蓋部２４０は、フレーム２１０とカバー２３０とで囲まれた空間を塞ぎ、発光部２２０から照射された光が、カバー２３０以外の部分から漏れることを抑制する。

（固定部２５０）
固定部２５０は、フレーム２１０を器具本体１００に取り付けて固定する一対の部材である。固定部２５０は、フレーム２１０の器具本体１００側の面において長手方向の両端部にそれぞれ取り付けられている。固定部２５０は、ネジ等の接続部材（図示せず）によって器具本体１００の側板１１０ａに固定されている。なお、固定部２５０は、バネ又は爪等によって器具本体１００と係合される構成であってもよい。

本実施の形態１によれば、保持フレーム２２２の側面部２２２２が有する複数の凸部２２２４が取付面部２２２１と共に基板２２１２を挟み込む。即ち、凸部２２２４は、基板２２１２の全体ではなく一部を挟み込んで固定している。このため、発光基板２２１の導電パターンが、凸部２２２４から離れた位置に設けられれば、導電パターンと保持フレーム２２２とは十分に絶縁される。従って、光源ユニット２００は、発光基板２２１の幅を広げる必要がないため、発光基板２２１を大型化せずに十分な絶縁性を有する。

また、取付面部２２２１と側面部２２２２との接続箇所には、スリット部２２２５が形成されており、スリット部２２２５が凸部２２２４に対向する位置に設けられている。このため、板金を曲げ加工して取付面部２２２１と側面部２２２２とを形成しようとする際、内側に働く力を吸収することができる。これにより、凸部２２２４が平らになることを抑制することができる。従って、凸部２２２４は、発光基板２２１が取付面部２２２１から離れようとしても、発光基板２２１の移動を押さえることができる。凸部２２２４は、スリット部２２２５により、凸部２２２４と長手方向で対向する箇所を曲げるための金具が接触することを回避することができ、内側に引っ張られることを抑制することができる。

更に、一対の側面部２２２２は、フレーム２１０に取り付けられる第１の側面部２２２２ａと、第１の側面部２２２２ａよりも短い第２の側面部２２２２ｂとを有する。このため、第１の側面部２２２２ａに形成された取付開口２２２２ｃに締結部材３００が挿入される際、第２の側面部２２２２ｂが邪魔にならずに真っ直ぐ挿入される。

１照明器具、１０被取付部、１００器具本体、１１０枠部、１１０ａ側板、１１０ｂ底板、１１０ｃ換気用開口、１１１光源収容部、１１２設備収容部、１２０仕切部、１３０電源装置、１５０固定部材、２００光源ユニット、２１０フレーム、２１１基部、２１１ａ取付穴、２１２側部、２１３フランジ部、２２０発光部、２２１発光基板、２２２保持フレーム、２３０カバー、２３１カバー部、２３２拡散部、２４０蓋部、２５０固定部、３００締結部材、２２１１発光素子、２２１２基板、２２２１取付面部、２２２２側面部、２２２２ａ第１の側面部、２２２２ｂ第２の側面部、２２２２ｃ取付開口、２２２４凸部、２２２５スリット部。

Claims

長手方向に配置され光を照射する複数の発光素子と、複数の前記発光素子が実装面に実装される長手方向に延びる基板とを有する発光基板と、
前記発光基板を保持する長手方向に沿って延びる保持フレームと、を有する発光部を備え、
前記保持フレームは、
前記基板の前記実装面と反対側の裏面が取り付けられる長手方向に延びる取付面部と、
前記取付面部の短手方向の両端部から前記基板方向に突出し、長手方向に延びる一対の側面部と、を有し、
一対の前記側面部は、
それぞれ対向する前記側面部に向かって突出し、前記取付面部と共に前記基板を挟み込む複数の凸部を有するものであり、
前記基板は、前記凸部と前記取付面部との間に形成された隙間に挿入されて、前記保持フレームに取り付けられる
光源ユニット。
前記取付面部と前記側面部との接続箇所には、スリット部が形成されている
請求項１記載の光源ユニット。
前記スリット部は、前記凸部に対向する位置に形成されている
請求項２記載の光源ユニット。
前記発光部を収容する長手方向に延びるフレームと、
前記フレームに取り付けられ、前記発光部から照射された光を拡散する長手方向に延びるカバーと、を更に備える
請求項１～３のいずれか１項に記載の光源ユニット。
一対の前記側面部は、
前記フレームに取り付けられる第１の側面部と、
前記第１の側面部よりも短い第２の側面部と、を有する
請求項４記載の光源ユニット。
被取付部に取り付けられる箱状の器具本体と、
前記器具本体に収容される請求項１～５のいずれか１項に記載の光源ユニットと、
を備える照明器具。