WO2015182273A1 - 照明装置 - Google Patents

Abstract

　部品点数が少ないシンプルな構成で照明装置を実現し、製造コストの低減が可能である照明装置を提供することを目的とし、また、コンパクトでスリムな意匠性が得られる照明装置を提供することを目的とする。　本発明の照明装置（１０）は、光源ユニット（７０）を備え、光源ユニット（７０）が、光源を載置した光源部（７１）と光源部（７１）に取付けられた光源による照射範囲を変更する配光角度調整手段（７２）とを含み、配光角度調整手段（７２）は、周面に螺旋状のガイド部（７４）を設けた光源からの出射光を反射する反射体（７２ａ）と、ガイド部（７４）に摺動可能に係合する係合部（７５）と移動方向を前記反射体（７２ａ）の回転軸方向に規制する規制部（７７ｃ）とを備えた移動体（７２ｂ）と、移動体（７２ｂ）の回転軸方向の移動を支持する支持体（７２ｃ）と、移動体（７２ｂ）に固定された出射光の光路を変更する光学部品（７６）と、を含む。

Description

照明装置

　本発明は、照明装置に関する。

　例えば、特許文献１に開示される照明装置は、水平方向に回転させる機構と垂直方向に回転させる機構と光源からの光を反射する凹面鏡の形状を変化させる機構とを備え、各機構がモータ（水平回転用モータ、垂直回転用モータ及び凹面鏡制御用モータ）により制御されるようになっている。

　そして、特許文献１に開示される照明装置は、遠隔操作装置を用いて、各モータに制御指令を送ることで遠隔操作にて、水平方向の回転、垂直方向の回転及び照明装置の配光状態が調節できるようになっている。

特開平０６－３３８２１０号公報

　ここで、特許文献１に開示される照明装置の配光制御は、凹面鏡を多数の鏡片で形成し、それら鏡片の状態を制御することによって、凹面鏡の形状を変化させることで行われている。
　このため、凹面鏡を構成するために、多数の鏡片を使用しており、それら鏡片の状態を制御するための機構にも多数の部品が使用されている。
　部品点数が多いと部品コストの上昇を招くだけでなく、組立作業などにおいても手間がかかるため組立コストの上昇も招くことにもなるので、総じて製造コストが高いものとなるという問題がある。

　また、特許文献１に開示される照明装置は、一対のアームの他端側で灯体部（照明本体）を垂直方向に回転自在に支持し、一方のアームの一端側に設けた垂直回転用モータの回転力をアーム内部に設けたベルト等の機構によって、アームの他端側に回転自在に支持された灯体部（照明本体）に伝達することで、灯体部（照明本体）の垂直方向の回転制御を行っている。
　このため、アーム内には、歯車や歯車付ベルト、さらには、歯車と歯車付ベルトの張力を設定するテンションプーリなどの多数の部品が収納されている。
　そして、これらの部品を収容するために、アームの外形も大きくなるので、アーム自身が太くなり、意匠的に好まれるスリムなアーム形状を創出することができない。
　このように、特許文献１に開示される照明装置では、垂直回転機構においても、部品点数が多く、製造コストが高いものとなっているだけでなく、意匠的に好まれるスリムなアーム形状を創出することができないという問題もある。

　さらに、特許文献１に記載される照明装置は、水平回転機構においても、水平回転用モータの回転力を水平回転自在に支持されたアームに伝達するために、歯車や歯車付ベルト、さらには、歯車と歯車付ベルトの張力を設定するテンションプーリなどの多数の部品を用いて構成しているため、この構造部分も製造コストが高いものとなっているだけでなく、コンパクトにし見栄えを良くすることが難しいという問題がある。

　上記のように、特許文献１に記載される照明装置は、部品点数が多く、組立に手間がかかり、総じて製造コストが高いとともに、コンパクトでスリムな意匠性が得られず、見栄えの点でも改善の余地がある。

　本発明は、上記のような事情に鑑みなされたものであり、部品点数が少ないシンプルな構成で照明装置を実現し、製造コストの低減が可能である照明装置を提供することを目的とし、また、コンパクトでスリムな意匠性が得られる照明装置を提供することを目的とする。

　このような目的を達成するために本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明の照明装置は、光源ユニットを備え、前記光源ユニットが、光源を載置した光源部と前記光源部に取付けられた前記光源による照射範囲を変更する配光角度調整手段とを含み、前記配光角度調整手段は、周面に螺旋状のガイド部を設けた前記光源からの出射光を反射する反射体と、前記ガイド部に摺動可能に係合する係合部と移動方向を前記反射体の回転軸方向に規制する規制部とを備えた移動体と、前記移動体の前記回転軸方向の移動を支持する支持体と、前記移動体に固定された前記出射光の光路を変更する光学部品と、を含む。

（２）上記（１）の構成において、前記規制部は前記移動体の外周に設けられた凸部であり、前記支持体は内周面に前記回転軸方向に沿った溝部を備え、前記凸部が前記溝部に摺動可能に係合されることで、前記移動体が前記支持体に支持される。

（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記光源ユニットを水平方向に回動可能な水平角度調整手段と、前記光源ユニットを垂直方向に回動可能な垂直角度調整手段と、を備える。

（４）上記（３）の構成において、前記光源ユニットに筐体を取り付けた照明本体と、前記照明本体を回動可能に支持する一対のアーム部を有するコの字型のアームと、前記アームを固定した水平方向回転部材を水平方向に回転可能に支持した基部と、を備え、前記水平角度調整手段は、前記水平方向回転部材と前記基部に設けられた前記水平方向回転部材を回動する駆動源Ａ及び歯車列Ａを含み、前記垂直角度調整手段は、一方の前記アーム部の端部に配置され、前記照明本体を前記アーム部に対して回動させる、前記筐体に設けられた駆動源Ｂ及び歯車列Ｂを含み、前記配光角度調整手段は、他方の前記アーム部の端部に配置され、前記反射体を回動する、前記筐体に設けられた駆動源Ｃ及び歯車列Ｃを含む。

（５）上記（４）の構成において、前記歯車列Ｂは遊星歯車を含む。

（６）上記（３）から（５）のいずれか１つの構成において、前記配光角度調整手段、前記水平角度調整手段、及び、前記垂直角度調整手段のいずれか一つとの間での通信を行うための無線通信部を備えている。

　本発明によれば、部品点数が少ないシンプルな構成で照明装置を実現し、製造コストの低減が可能である照明装置を提供することができ、また、コンパクトでスリムな意匠性が得られる照明装置を提供することができる。

本発明の実施形態にかかるスポット照明装置の斜視図である。 図１の筐体から光源ユニットを外した分解斜視図である。 配光角度調整手段の構成を示す分解斜視図である。 反射体を示す斜視図である。 移動体部分の分解斜視図であり、（ａ）は移動体に対する光学部品の組付け状態を示す図であり（ｂ）は光学部品を移動体に固定する部品を示す図である。 支持体を示す斜視図である。 反射体を回転させる構成を示す斜視図である。 垂直角度調整手段の構成を示す分解斜視図である。 筒状半体に遊星歯車を組付けた状態を示す図である。 水平方向回転部材を回転させる構成を示す斜視図である。 水平方向回転部材を回転自在に支持する構成を示す斜視図である。 水平角度調整手段の構成を示す分解斜視図である。 アーム部取付部材に内蔵されているクラッチ構造を示す斜視図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」と称する）について説明する。
　実施形態の説明では全体を通して、同じ要素には同じ番号を付している。
　以下の実施形態の説明では、天井面に取り付けられるスポット照明装置を例にとって説明を行う。
　なお、明細書全体を通じて使用される水平、垂直、上下、左右の表現は、照明装置が平らで水平な天井面に取り付けられている状態の場合のものである。
　従って、例えば、垂直の壁面にスポット照明装置が取付けられれば、垂直と水平との関係が逆転するので、このような場合、明細書等において水平との表記は垂直と読み替えて解釈されるべきものである。
　また、前方とは、光源の光の出射する方向側を指し、その反対方向側を後方と呼ぶ場合がある。

（照明装置の全体構成）
　図１は、実施形態のスポット照明装置１０を示す斜視図である。
　図１に示すように、スポット照明装置１０は、電源部材２０（例えば、電源アダプタ）上に天井面などに取付けるための取付部３０が設けられ、電源部材２０の先端側（図左側）に水平方向回転部材５０を水平方向に回転可能に支持する基部４０が設けられている。

　また、水平方向回転部材５０の下面には、一対のアーム部６０ａ、６０ｂを有するコの字型のアームの基端側が固定されている。
　一対のアーム部６０ａ、６０ｂは、筐体８０を垂直方向に回転可能に支持しており、筐体８０の先端に光源ユニット７０が設けられている。

　図２は、図１のスポット照明装置１０の筐体８０から光源ユニット７０を取外した分解斜視図である。
　図２に示すように、光源ユニット７０は、光源と光源を載置する載置部材を含む光源部７１の後方にヒートシンク部材７３が取付けられるとともに、光源部７１の前方に配光角度調整手段を構成するための配光角度調整機構７２が取り付けられている。

　本実施形態では、光源としてＬＥＤを用いたものを使用しており、光源部７１の略中央にＬＥＤ基板が取り付けられている。
　ＬＥＤは発光時に熱を発生し、高温になると発光効率の低下や寿命の低下があるため、発光時の熱を放熱することが好ましい。
　従って、本実施形態では、光源部７１の後方にヒートシンク部材７３を取り付けることで放熱性を高めている。

　また、光源を載置する載置部材は、光源からの熱を効率よくヒートシンク部材７３に伝達できる材料で形成するのが好適であり、アルミなどの金属材料が好ましい。
　さらに、光源と載置部材との間や載置部材とヒートシンク部材との間で隙間ができるとヒートシンク部材７３への熱の伝達効率が低下するため、光源と載置部材との間及び載置部材とヒートシンク部材との間には、放熱シートなどを介在させて隙間ができないようにするのが好適である。

　なお、本実施形態では、高出力ＬＥＤを採用しているため、ヒートシンク部材７３を用いた構成を開示しているが、例えば、光源の出力が小さい場合には、ヒートシンク部材が必要ない場合もあり、そのような場合には、光源ユニット７０からヒートシンク部材７３を省略してもよい。
　この場合、ヒートシンク部材７３が省略されるので光源ユニット７０の軽量化が行える。
　また、光源の種類はＬＥＤに限られず、バルブタイプの光源であってもよい。

　図１及び図２を参照しながら、先に、スポット照明装置１０の簡単な動作について説明する。
　なお、構造については動作の説明の後に詳細に説明する。
　スポット照明装置１０は、図２に示すように、光源ユニット７０の前方側にある配光角度調整機構７２によって、出射光の広がり角度を調整することができるようになっている。
　光源ユニット７０は、後方にあるヒートシンク部材７３が筐体８０内に収納されるように筐体８０に取付けられる。
　筐体８０には、一対のアーム部６０ａ、６０ｂの端部に対応する位置に、一対の円筒部８１ａ、８１ｂが形成されている。

　この円筒部８１ａ、８１ｂは、アーム部６０ａ、６０ｂの端部に対して回転可能になっている。
　従って、光源ユニット７０が筐体８０に取付けられた照明本体９０は、アーム部６０ａ、６０ｂに対して回動することができ、光源ユニット７０を含む照明本体９０は上下方向（垂直方向）に向きを変えることができる。
　なお、後ほど詳細に説明するが、アーム部６０ａの端部に配置される筐体８０の円筒部８１ａのところに、上下方向（垂直方向）の角度を調整するための垂直角度調整手段が設けられている。

　そして、一対のアーム部６０ａ、６０ｂの端部と反対側となるコの字型のアームの基端側が、水平方向回転部材５０に固定されており、この水平方向回転部材５０の回転動作によって、光源ユニット７０を含む照明本体９０は、水平方向に回動するようになっている。
　なお、後ほど詳細に説明するが、水平方向回転部材５０は、電源部材２０の先端側（図左側）に設けられた基部４０に設けられる回転モータ及び歯車列によって水平方向の回転が行われる。

　上記のように、スポット照明装置１０は、配光角度の制御、垂直角度の制御（チルト）及び水平角度の制御（パン）が行えるようになっている。
　次に、具体的に、配光角度の制御、垂直角度の制御（チルト）及び水平角度の制御（パン）を行うための機構について順次説明していく。

（配光角度調整手段）
　図３は、配光角度調整手段の構成がわかるようにした分解した分解斜視図である。
　図３に示すように、配光角度調整手段の配光角度調整機構７２は、主に、反射体７２ａと、反射体７２ａの外周を覆うように配置される移動体７２ｂおよび移動体７２ｂの外周を覆うように配置される移動体７２ｂを支持する支持体７２ｃを備えている。

　反射体７２ａには、光源部７１に載置される光源（ＬＥＤ）に対応した位置、つまり、反射体７２ａの中央位置に円形開口７２ａａが設けられている。
　図４に反射体７２ａを前方側から見た状態を示す。
　図４に示される通り、反射体７２ａの前方側は、中央の円形開口７２ａａに向かって円錐形状に凹んだ形状に形成されており、光源からの光を前方に反射する反射面７２ａｂを構成するようになっている。
　この反射面７２ａｂは光を反射することを目的としているので、光の反射率が高くなる白色や銀色といった色とされるのが好ましい。

　図３に戻って、反射体７２ａの外周面（周面）に注目すると、反射体７２ａの外周面には、螺旋状のガイド溝７４（ガイド部）が形成されている。
　一方、移動体７２ｂの後方側（反射体７２ａ側）の端部の内周面には、反射体７２ａの螺旋状のガイド溝７４に摺動可能に係合する係合突起７５（係合部）が設けられており、移動体７２ｂは、係合突起７５を反射体７２ａのガイド溝７４に係合させて、反射体７２ａの外周面を覆うように配置される。
　また、この反射体７２ａが樹脂成型品で製作される場合は、反射体７２ａの外周面にガイド溝７４を形成していることで安価な金型とすることができる。

　また、移動体７２ｂは、前方側に配光制御を行う光学部品であるフレネルレンズ７６が取り付けられている。
　図５（ａ）は、移動体７２ｂを前方側から見た斜視図である。
　図５（ａ）に示すように、移動体７２ｂは、円筒状の部材であり、前方側の周縁の内側にフレネルレンズ７６を受けるための段差７６ａが設けられている。
　そして、その段差７６ａにフレネルレンズ７６を配置した後、図３に示すように、レンズ固定ピン７７を移動体７２ｂの前方側の周縁に取付けることでフレネルレンズ７６が移動体７２ｂに固定されるようになっている。

　図５（ｂ）には、レンズ固定ピン７７の拡大図を示している。
　図５（ｂ）の左側の図は、レンズ固定ピン７７が移動体７２ｂに取付けられた際に外側となるレンズ固定ピン７７の表面側がわかるようにした斜視図であり、右側の図は、移動体７２ｂ側に向くことになる裏面側がわかるようにした斜視図である。

　レンズ固定ピン７７は、移動体７２ｂの前方側の周縁に当接配置され、フレネルレンズ７６が移動体７２ｂから外れないようにするレンズ抑え部７７ａと移動体７２ｂの外周面に当接配置される外周面当接部７７ｂとを有する略Ｌ字形状の部材であり、左側の図に示すように、その外周面当接部７７ｂの表面側には、外側に向かって突出した凸部７７ｃが形成されている。

　また、右側の図に示すように、レンズ固定ピン７７の外周面当接部７７ｂの裏面側には、係合ボス７７ｄが形成されている。
　そして、図５（ａ）に示すように、レンズ固定ピン７７を固定する移動体７２ｂの部分には、レンズ固定ピン７７を受け入れる略Ｌ字形の凹み溝７６ｂが形成されている。
　その凹み溝７６ｂには、レンズ固定ピン７７の係合ボス７７ｄを受け入れる係合孔７６ｃが形成されており、この係合孔７６ｃに係合ボス７７ｄを嵌め込むようにして、レンズ固定ピン７７は、移動体７２ｂに固定される。
　通常、円筒部品は全周の嵌め合い精度を上げることでスムーズな動きを保障している。しかし、本実施形態においてはレンズ固定ピン７７の外周面当接部７７ｂと支持体７２ｃの内周面が摺動することから移動体７２ｂと支持体７２ｃの全周の高い寸法精度を求める必要はなく、安価な部品が供給できる。

　一方、図６に示す支持体７２ｃを前方側から見た斜視図を見るとわかるように、支持体７２ｃも円筒状の部材であり、その内周面には、図５（ｂ）で示したレンズ固定ピン７７の凸部７７ｃに対応した直線上の溝部７８が形成されている。
　この直線上の溝部７８は、前後方向に延びるように形成されており、後方側（光源側となる側）の端部が開放された溝となっている一方、前方側（光が出射する方向）の端部は開放されていない溝として形成されている。
　つまり、この溝部７８は、支持体７２ｃの後方側の端部から前方側の端部近傍まで形成されているが、前方側の端部には届かないように形成されている。

　そして、図５を参照して説明してきた移動体７２ｂは、支持体７２ｃの後方側から支持体７２ｃの内周面に形成された溝部７８に摺動可能にレンズ固定ピン７７の凸部７７ｃを係合するように取り付けられる。
　前述のように、溝部７８は、支持体７２ｃの前方側の端部に開放しないように、前方側近傍までしか形成されていないので、移動体７２ｂが支持体７２ｃの溝部７８に沿って前後方向に摺動する際に、移動体７２ｂが支持体７２ｃの前方側から抜け落ちることがないようにされている。
　また、支持体７２ｃの後方側の端部には、光源部７１に支持体７２ｃを固定するための固定部７９が設けられている。

　図３を参照して、さらに、詳細に説明すると、移動体７２ｂは、反射体７２ａの外周面の螺旋状のガイド溝７４に摺動可能に移動体７２ｂの係合突起７５を係合させるように組付けられている。
　また、移動体７２ｂは、支持体７２ｃの内周面に形成された溝部７８に摺動可能にレンズ固定ピン７７の凸部７７ｃを係合させるように組付けられて、支持体７２ｃに支持されている。
　そして、支持体７２ｃが、支持体７２ｃの固定部７９を光源部７１に固定するように組付けられている。

　なお、図示していないが、本実施形態では光源部に載置される光源として光源を中心に円錐状の反射部を備えたものを使用している。
　そして、反射体７２ａの中央の円形開口７２ａａの大きさは、光源を中心に設けられている円錐状の反射部の外形に合わせたものになっており、支持体７２ｃの固定部７９を光源部７１に固定するときに、反射体７２ａの円形開口７２ａａに円錐状の反射部が嵌め込まれるようになっている。
　反射体７２ａは、反射体７２ａの円形開口７２ａａに嵌め込まれた光源の反射部で支持されているだけであるため光源部７１に対して回動可能になっている。

　上記のように、反射体７２ａ、移動体７２ｂ及び支持体７２ｃが組付けられていることで、反射体７２ａを回転させると、その回転力によって移動体７２ｂも回転しようとする。
　しかしながら、移動体７２ｂのレンズ固定ピン７７の凸部７７ｃによって移動体７２ｂの移動方向が前後方向に規制されている。
　従って、反射体７２ａが回転すると、移動体７２ｂの係合突起７５が反射体７２ａのガイド溝７４内を摺動しながら、移動体７２ｂは反射体７２ａの回転軸方向（前後方向）に移動する。
　つまり、移動体７２ｂのレンズ固定ピン７７の凸部７７ｃが、移動体７２ｂの移動方向を反射体７２ａの回転軸方向に規制する規制部となり、移動体７２ｂは、反射体７２ａの回転軸方向にだけ移動するようになっている。

　そして、この移動体７２ｂの回転軸方向に沿った移動が起こると、光源と移動体７２ｂに取付けられたフレネルレンズ７６との間の距離がかわるので、フレネルレンズ７６による集光状態が変化し、配光角度が変化する。
　本実施形態では、移動体７２ｂが最も光源側にあるときにフレネルレンズ７６を介して出射される出射光の広がり角度が約３０°となるようにしている。
　そして、反射体７２ａは、最大約９０°回転させることができるようにしており、反射体７２ａの９０°の回転によって、移動体７２ｂが光源から離れる側に約１５ｍｍ移動するようにしている。
　この最も光源から移動体７２ｂが離れた状態でフレネルレンズ７６を介して出射される出射光の広がり角度は約１０°となるようにしている。

　但し、反射体７２ａがどの程度の角度まで回転できるようにするのかや、移動体７２ｂをどの程度前後方向に移動可能にするのかは、要求される配光角度と用いるＬＥＤのスポット径に応じて定めればよい。

　フレネルレンズは、長い距離に対する集光状態（スポット径）の制御が行い易く、また軽量であることから駆動部への負荷が小さく耐衝撃性の向上が期待できるため、本実施形態では、フレネルレンズ７６を使用している。
　しかしながら、配光制御を行う光学部品はフレネルレンズに限定される必要はなく、非球面レンズ等他の光学部品に置き換えてもよい。

　次に、配光角度調整手段の配光角度調整機構７２を動作させる構成部分、より具体的には、反射体７２ａの回転を行う構成部分について説明を行う。
　どのように部品が組付けられているのかについては後ほど説明するが、先ず、反射体７２ａの回転に関連した部品だけを主に示した図である図７を参照して反射体７２ａの回転を行う構成について説明を行う。

　図７に示すように、反射体７２ａの後方側の面（以下「裏面」とも呼ぶ）には、円形開口７２ａａの外側に、円形の突出リブ９１が形成されており、この突出リブ９１の外周面の約１／４の範囲に歯車９２と噛合うギヤ９１ａが形成されている。
　そして、歯車９２は回転体９３の歯車９３ａに接続され、回転体９３の歯車９３ｂが、ウォームギヤ部材９４のウォームギヤ９４ａに接続されている。
　ウォームギヤ部材９４の一端には、回転モータＭ１（駆動源）の回転軸に設けられた歯車９６に接続される歯車９４ｂが設けられている。
　従って、回転モータＭ１を駆動させると、モータの回転力が、これら歯車列によって伝達され、反射体７２ａが回動する。

　なお、図７では、ウォームギヤ部材９４の回転力を回転体９３の歯車９３ｂに伝え、歯車９３ａを介在させて歯車９２に伝達するようにしている。
　これは、歯車９３ａと歯車９３ｂとの大きさを変えることでギヤ比を調節しているのと、部品等のレイアウトの関係のためである。
　従って、ギヤ比を変更する必要がなく、レイアウト上の問題がないような場合には、ウォームギヤ部材９４を直接歯車９２に接続するようにしてもよい。
　通常、反射体は光源近傍に配置されることから、この光源を搭載する部材に回転モータを取り付けることで、簡単な機構で駆動部を形成できる。しかしLEDは発熱が大きく、回転モータにこの熱が伝わった場合は回転モータの軸受けの油分が蒸発して寿命特性に影響を与える。従って、LEDの熱が直接伝わらないように回転モータは熱経路から離すレイアウトとする必要がある。

　次に、部品の組付け状態などを含めより詳細に反射体７２ａの回転を行う構成部分について説明を行う。
　図３には、この回転モータＭ１及び歯車列を構成する部品を分解斜視図で示している。
　なお、図３では、図７の歯車９２を省略している。
　図７に示されていたように、回転体９３、ウォームギヤ部材９４及び歯車９２（図示せず）は、歯車取付部材９７によって支持されており、この歯車取付部材９７が図３に示す筐体８０の円筒部８１ｂの底面の裏側（筐体８０の内側の面）に取付けられる。
　回転モータＭ１は、筐体８０の円筒部８１ｂの内部に収納され、円筒部８１ｂの底面にカバー部材８３と共に固定される。
　回転モータＭ１の回転軸に設けられた歯車９６（図示せず）は、筐体８０の円筒部８１ｂの底面に設けられた開口８２ｂから筐体８０内に導出されており、ウォームギヤ部材９４の歯車９４ｂに接続される。

　そして、カバー部材８３の一部を外側から覆うようにカバー部材８３を回動可能に支持するアーム部取付部材８４をアーム部６０ｂに取付ける。
　従って、回転モータＭ１などを含む筐体８０の円筒部８１ｂは、アーム部６０ｂに対して回動可能になっている。
　なお、図３では示していないがアーム部６０ｂの部分には、図８に示すアームカバー部材６１ａと同様のアームカバー部材が装着されており、図１及び図２に示すアーム部６０ｂのような外観となる。

　上記のように、本実施形態のスポット照明装置１０の配光角度調整手段は、主に、１つの反射体７２ａとフレネルレンズ７６を備えた移動体７２ｂと支持体７２ｃとからなる配光状態（スポット径）を制御する配光角度調整機構７２を、アーム部６０ｂの端部に配置される、筐体８０に取付けられた回転モータＭ１（駆動源）及び歯車列で動作させる構成になっている。
　従って、従来の照明装置のように反射体を形成するために多数の鏡片を使用するような構成ではなく、また、動作のために、それら多数の鏡片に対応した多数の部品も必要がないので大幅に部品点数を減らすことができ、製造コストの低減を図ることが可能である。

（垂直角度調整手段）
　図８を参照しながら、垂直角度調整手段の構成について説明する。
　図８は、垂直角度調整手段の部品構成がわかるようにした分解斜視図である。
　図８に示すように、垂直角度調整手段は、主に、筒状半体８５ａ、８５ｂ、回転モータＭ２（駆動源）と歯車列によって構成されている。
　回転モータＭ２は、筐体８０の円筒部８１ａの底面の裏側（筐体８０の内側の面）に取付けられ、回転モータＭ２の回転軸に設けられた歯車９８が筐体８０の円筒部８１ａの底面に設けられた開口８２ａから円筒部８１ａ内に導出される。

　筐体８０の円筒部８１ａには、内周面にギヤが形成された筒状半体８５ａが取付けられる。この筒状半体８５ａの底面にも開口が形成されており、この開口を通じて回転モータＭ２の回転軸に設けられた歯車９８が筒状半体８５ａ内に導出されるようになっている。
　そして、遊星歯車８６を収納した筒状半体８５ｂが筒状半体８５ａに対して回動可能に装着される。

　図９に遊星歯車８６を収納した筒状半体８５ｂの内側を見えるようにした斜視図を示す。
　図９に示すように、筒状半体８５ｂの内周面にもギヤが形成され、遊星歯車８６と接続されている。
　遊星歯車８６の中心には、回転モータＭ２の回転軸に設けられた歯車９８が遊星歯車８６と接続されるように配置されており、歯車９８が回転すると４つの歯車からなる遊星歯車８６が回転する。

　ここで、図８に戻って遊星歯車８６の歯車部分に着目すると、４つの歯車は、いずれも筒状半体８５ａ内に配置されて、筒状半体８５ａの内周面のギヤに接続される歯車８６ａ部分の方が、筒状半体８５ｂの内周面のギヤに接続される歯車８６ｂ部分より直径が大きくなるようにされている。
　従って、この遊星歯車８６は、筒状半体８５ａに対応するギヤ比と筒状半体８５ｂに対するギヤ比が異なるものになっている。
　このため、遊星歯車８６を回転させた時に、筒状半体８５ａと筒状半体８５ｂとは回転状態（回転速度）が異なることになり、筒状半体８５ｂに対して筒状半体８５ａが回動する動きを実現することができる。

　一方、筒状半体８５ｂの外周面には、複数の凹み部８７が形成されており、筒状半体８５ｂを覆うように装着されるアーム部取付部材８８には、クラッチ構造８８ａが内蔵されている。
　具体的には、このクラッチ構造８８ａは、図１３に示すように、ばね８９ａと押付け部材８９ｂとからなり、押付け部材８９ｂがばね力で筒状半体８５ｂの凹み部８７に押し付けられる構造になっている。
　そして、筒状半体８５ｂを覆うようにアーム部取付部材８８が装着されて、そのアーム部取付部材８８がアーム部６０ａに取付け固定される。
　なお、全ての部品の組付けが終わると、アーム部６０ａにアームカバー部材６１ａが装着される。

　従って、筒状半体８５ｂは、通常、アーム部６０ａに対して回動しない固定端となるように形成されているが、アーム部取付部材８８に内蔵されているクラッチ構造８８ａのばね力を超えるような一定以上の回転力が筒状半体８５ｂに働くと、筒状半体８５ｂは、アーム部取付部材８８に対して回動する。

　回転モータＭ２を回転させると、上記で述べた筒状半体８５ｂと筒状半体８５ａとの回転状態の違いに伴って、筒状半体８５ａを含む筐体８０側は、筒状半体８５ｂに対して回動する。
　この回転モータＭ２を回転させることによる筒状半体８５ｂに対する筒状半体８５ａを含む筐体８０側の回動は、クラッチ構造８８ａに負荷を発生させるものではないため、筒状半体８５ｂのアーム部６０ａに対する固定状態は変化しない。
　従って、回転モータＭ２を回転させることによって、筒状半体８５ａを含む筐体８０側は、アームに対して回動している状態となり、垂直角度調整ができる。
　このように、回転モータＭ２及び遊星歯車８６を含む歯車列が、アーム部取付部材８８によってアーム部６０ａの端部に配置されるようになっており、これらによって光源ユニット７０を含む照明本体９０は、垂直方向に回動するようになっている。

　一方、回転モータＭ２による回動動作とは別に、例えば、誰かが過度な力で光源ユニット７０を含む照明本体９０を垂直方向に回動させるように負荷をかけると、筒状半体８５ｂが完全にアーム部６０ａに対して回動しない固定端とされている場合、その負荷によって遊星歯車８６が破損する場合がある。
　そこで、本実施形態では、上述のように、筒状半体８５ｂの外周面に複数の凹み部８７を設け、アーム部取付部材８８内にクラッチ構造８８ａを設けるようにしている。

　この結果、誰かが過度な力で光源ユニット７０を含む照明本体９０を垂直方向に回動させようとした場合や、輸送等における過度な衝撃や振動が照明本体９０に印加された場合であっても遊星歯車８６が破損される前に、筒状半体８５ｂがアーム部取付部材８８内で回転し、歯車列などの機械構造部分の破損を回避できるようになっている。

　また、本実施形態では、垂直角度調整として約９０°の動作、つまり、光源ユニット７０を含む照明本体９０がほぼ水平になる状態から真下に向く状態までの角度調整ができるようにしている。
　本実施形態では、この約９０°の動作範囲を超えて、垂直角度調整の動作が起きないように、図８に示す検出スイッチＳ２を用いて、垂直角度調整の範囲を約９０度の範囲に制限する機構を設けている。

　具体的には、図８に示す検出スイッチＳ２は、図７に示すようにアーム部取付部材８４に固定され、検出スイッチＳ２の下方に突出した検出脚部Ｓ２ａが、図７及び図３に示されるカバー部材８３の切欠き溝８３ａ内に位置するようにされている。
　なお、このカバー部材８３の切欠き溝８３ａは、外周の約１／４の範囲に設けられている。

　垂直角度調整において、カバー部材８３がアーム部取付部材８４に対して回動する際に、カバー部材８３の切欠き溝８３ａの端部が検出脚部Ｓ２ａに到達すると、切欠き溝８３ａの端部によって検出脚部Ｓ２ａが押される。
　この結果、図３及び図７で見て真下に向いている検出脚部Ｓ２ａが左方向若しくは右方向に向きが変位され、検出スイッチＳ２が垂直角度調整範囲の端（メカエンド）を検出する。
　そして、垂直角度調整範囲の端（メカエンド）が検出されると回転モータＭ２の動作を停止し、垂直角度調整における過回転が起こらないようになっている。

　例えば、電源部材２０側からＬＥＤ光源や回転モータＭ１、Ｍ２等に向かって電力や制御指令を伝達する電気配線が敷設されることになるが過回転が起こらないようになっているので垂直角度調整の際に、無制限に同一方向に光源ユニット７０を含む照明本体９０が回転し続けるようなことがないため電気配線が捩れて切断されるなどの問題を回避することができる。

　なお、配光角度調整手段においても、これと同様の構成で反射体７２ａの過回転を抑制する機構が設けられている。
　より具体的には、図示していないが、図１の光源ユニット７０の光源部７１に検出スイッチが設けられ、反射体７２ａの回転方向の端（メカエンド）を検出し、回転方向の端（メカエンド）が検出されると回転モータＭ１の動作を停止するようにしている。
　従って、反射体７２ａが過回転状態になって、例えば、図７に示される歯車９２が破損したりすることがないようになっている。

　上記のように、本実施形態のスポット照明装置１０の垂直角度調整手段は、部品構成で見れば、主に、内周面にギヤが形成された２つの筒状半体８５ａ、８５ｂと、筒状半体８５ａ、８５ｂ内に収納される遊星歯車８６とその遊星歯車８６に接続される回転軸に歯車９８を設けた回転モータＭ２で構成されており、従来の照明装置を比較して構成がシンプルであるとともに歯車付ベルトやテンションプーリといった部品も必要がないものとなっており、製造コストを削減することが可能になっている。

（水平角度調整手段）
　図１０から図１２を参照しながら、水平角度調整手段の構成について説明する。
　先に、水平角度調整がどのように行われるのかについて、簡単な説明を行ってから、どのように部品が組付けられているのかについて説明を行う。

　図１０に示すように、水平方向回転部材５０は、円筒状の部材であり、内周面にギヤ５１が形成されている。
　この内周面に形成されたギヤ５１には、小径歯車５２ａと大径歯車５２ｂとを備える歯車５２の小径歯車５２ａが接続されている。
　歯車５２の大径歯車５２ｂは、水平方向回転部材５０の上方の周縁を跨ぐように大径歯車５２ｂの一部が水平方向回転部材５０の外側に位置し、その外側に位置した大径歯車５２ｂの部分に回転モータＭ３（駆動源）の回転軸に設けられた歯車５３が接続されている。

　そして、図１２に示すように、水平方向回転部材５０の底面の外側面に一対のアーム部６０ａ、６０ｂを有するコの字型のアームの基端側が固定されている。
　従って、回転モータＭ３を回転させると、その回転力が歯車列によって水平方向回転部材５０に伝達され、水平方向回転部材５０が回転する。
　水平方向回転部材５０には、アームの基端側が固定されているので、この水平方向回転部材５０の回転に伴いアーム以降の部材も水平方向に回転するので、アームに繋がっている光源ユニット７０を含む照明本体９０が水平方向に回動する。

　次に、部品の組付け状態などを含めより詳細に水平角度調整手段の構成について説明する。
　図１１に示すように、水平方向回転部材５０には、中央部の開口５８の周囲に上側に向かって突出した円筒状リブ５４が形成されている。
　この開口５８内には、回転軸５５が水平方向回転部材５０に回転自在に嵌め込まれる。
　回転軸５５の下側は開口５８よりも直径が大きくなるようにフランジ部が形成されており、このフランジ部によって水平方向回転部材５０が回転軸５５の下方に抜けないようになっている。

　一方、水平方向回転部材５０の上側には、カバー部材４８と支持部材４１とからなる基部４０（図１及び図２参照）が位置する。
　水平方向回転部材５０の上側の周縁には、支持部材４１を受け入れる段差５９が周縁の内側に形成されており、支持部材４１は、水平方向回転部材５０との間で回転可能に、この段差５９に配置される。
　支持部材４１の中央側には、回転軸５５の４つの貫通孔５５ａを通して、回転軸５５の下側から挿入されるネジと螺合してネジを固定するネジ固定孔４１ａが設けられており、回転軸５５が支持部材４１にネジ固定されることで水平方向回転部材５０は、支持部材４１に対して回転可能に支持された状態になっている。

　図１２は、図１１に回転モータＭ３、アームおよび無線通信部１００などの部材を加えた図になっている。
　支持部材４１は、水平方向回転部材５０上に配置される摺動蓋部４２とその摺動蓋部４２よりも一段高く形成された部材配置部４３とを有している。
　この部材配置部４３には、上面に回転モータＭ３が取付けられ、部材配置部４３に形成された開口４４を通して回転モータＭ３の回転軸に設けられた歯車５３（図１０参照）が部材配置部４３の下面側に配置される。
　また、この部材配置部４３の下面側には、回転モータＭ３の回転軸に設けられた歯車５３（図１０参照）に接続されるように歯車５２が回転可能に取付けられている。

　摺動蓋部４２と部材配置部４３とを繋ぐ縦壁部４５には、歯車５２と干渉しないように、一部に切欠４５ａが形成されている。
　支持部材４１の４つのネジ固定孔４１ａの中央には、開口４６が形成されており、電源部材２０（図１及び図２参照）から引き出される電気配線（図示せず）が、この開口４６及び回転軸５５の中央貫通孔５５ｂを通して、水平方向回転部材５０の下面側に引き出され、アームへと導かれる。
　この電気配線が歯車５２に接触しないようにするために、縦壁部４５の切欠４５ａから見える歯車５２を隠すように、切欠４５ａのところには、歯車カバー４７が設けられている。
　また、回転モータＭ３の上側には、配光角度調整手段、水平角度調整手段、及び、垂直角度調整手段との間での通信を行うための無線通信部１００が配置されており、例えば、リモコン等による制御を行うことができる。
　従って、リモコン等から制御信号（配光角度、垂直角度及び水平角度を制御する信号）を送信することで配光角度、垂直角度及び水平角度の調整が行えるようになっている。また、無線通信部１００から各回転モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３の回転位置情報を送信できるようにしてもよい。
　なお、本実施形態では回転モータ駆動回路も同一基板上に構成している。

　一方、水平方向回転部材５０の円筒状リブ５４の外側には、ガイド溝５６ａを形成するように上方に突出したガイドリブ５６が設けられている。
　ガイド溝５６ａには、ガイド溝５６ａ内を移動することができる移動駒５７が配置される。
　移動駒５７には、上方に突出した凸部５７ａが設けられており、支持部材４１には、この凸部５７ａの側面に当接する高さまで下面方向に突出する当接凸部４１ｂが設けられている。

　このようにすることで、水平方向回転部材５０が回転していくと、時計回りに回転しても反時計回りに回転しても、略３６０°回転したところで移動駒５７の凸部５７ａに支持部材４１の凸部４１ｂが当接する。
　凸部５７ａに凸部４１ｂが当接した状態で、さらに、水平方向回転部材５０の回転を続けると、移動駒５７がガイド溝５６ａ内を移動し、ガイド溝５６ａの端部に到達すると、移動駒５７が移動できなくなり、水平方向回転部材５０も回転できなくなる。

　このため、水平方向回転部材５０が約３６０°を超えて無制限に同一方向に回転することが防止される。
　従って、上述した支持部材４１の開口４６及び回転軸５５の中央貫通孔５５ｂを通して、水平方向回転部材５０の下面側に引き出されてアームへと導かれる電気配線（図示せず）に過度の捩れが発生して、電気配線が切断されるようなことが回避できる。
　以上説明してきたように、本実施形態では、支持部材４１の部材配置部４３に取付けられるようにして基部４０（図１及び図２参照）に設けられた回転モータＭ３（駆動源）と歯車列によって水平方向回転部材５０を水平方向に回動させるようにしている。

　ところで、回転モータＭ３は、上記構成によって水平方向回転部材５０が回転できない状態になったときに停止するようにしてもよいが、そのようにすると回転モータＭ３から異音が発生するため、上記のような回転させすぎることを機械的に防止するような構造を有していたとしても、水平方向回転部材５０が回転できない状態に至る前に電気的な制御で回転モータＭ３を停止させるように設定しておくことが望ましい。

　より具体的には、図１２に示すように、垂直角度調整手段のところで説明したのと同様の検出スイッチＳ３を本実施形態では設けるようにしている。
　水平方向回転部材５０には、外周面に検出スイッチＳ３の検出脚部Ｓ３ａの向きを変位させるための検出スイッチ用突起部５０ａを設けている。

　従って、例えば、水平方向回転部材５０が図１２の状態から、さらに、時計回りに回転しようとすると、検出スイッチ用突起部５０ａによって検出脚部Ｓ３ａが時計回り方向に押されて向きが変位し、検出スイッチＳ３により、時計回り方向への回転動作のメカエンドが検出される。
　そして、メカエンドが検出されると回転モータＭ３の動作を停止するようにしている。

　上記移動駒５７による水平方向回転部材５０の回転停止は、移動駒５７がガイド溝５６ａ内を移動できる分、３６０°を少し超えた範囲まで水平方向回転部材５０が回転したところで、水平方向回転部材５０の回転が停止するように構成されている。
　一方、検出スイッチＳ３によるメカエンドの検出は、水平方向回転部材５０が、時計回りに回転しても、反時計回りに回転しても略３６０°回転したところで検出される。
　このため、移動駒５７による水平方向回転部材５０の回転停止の前に、回転モータＭ３は、検出スイッチＳ３によるメカエンドの検出に伴う電気的な停止指令によって動作が停止される。

　なお、図１２では、検出スイッチＳ３がどのように取付けられるのかについては、図示していないが、検出スイッチＳ３は、図１に示す基部４０に対して固定されている。
　具体的には、図１の基部４０のカバー部材４８の底面に、ネジを通す貫通孔が形成されており、その貫通孔を通して、図１２に示されるネジ４９の先端側が導出され、検出スイッチＳ３のネジ固定孔にネジ４９を螺合させることで検出スイッチＳ３が基部４０に対して固定されている。

　従来の照明装置では、水平角度調整手段を構成するために、モータや歯車に加え、歯車付ベルトや張力を調整するためのテンションプーリなどといった部品が多用されており、部品点数が多く、且つ、部品を配置するためのスペースも確保する必要があるのでサイズを小さくすることが難しい。
　一方、本実施形態のスポット照明装置１０の水平角度調整手段は、内周面にギヤを形成した水平方向回転部材５０に対して歯車列で直接回転モータＭ３の回転力を伝達するように構成しているため、歯車付ベルトや張力を調整するためのテンションプーリなどといった部品が必要なく、構成自体もシンプルであるので製造コストの低減、並びに、小型化を行うことができる。

　ところで、上述した回転軸５５の中央貫通孔５５ｂを通してアーム側に導かれた電気配線（図示せず）は、図３に示すアームに形成された切欠６０ｃを通じて、開口６０ｄを通って、アーム部６０ｂへと導かれ、アーム部６０ｂに形成された開口６０ｅから筐体８０側に導出される。
　そして、この筐体８０の近傍から導出される電気配線は、筐体８０に設ける貫通孔（図示せず）から筐体内に挿入され、筐体８０内を通って回転モータＭ２や光源等に配線される。

　このように、本実施形態のスポット照明装置１０では、アーム内に電気配線が配置されるだけであり、従来の照明装置のようにアーム部内に歯車、歯車付ベルトやテンションプーリといった部品を配置する必要がない。
　この結果、図１に示すように、アーム部は外径を大きくする必要がなく、見栄えのよいスリムなアーム形状にすることが可能となる。

　以上、具体的な実施形態を説明しながら本発明の説明を行ってきたが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
　上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。
　また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

　例えば、スポット照明装置において、水平角度調整（パン）が不要である場合には、水平角度調整手段を省略し、アームの基部側を直接、電源部材２０に取付けるような構成としてもよい。
　逆に、水平角度調整（パン）だけが求められるときには、直接、照明本体９０を水平方向回転部材５０に取付けるようにしてもよい。

　また、スポット照明装置に限らず、水平角度調整（パン）や垂直角度調整（チルト）の機構が求められるものに対して、上記で説明してきた水平角度調整手段及び垂直角度調整手段は有効である。
　例えば、監視カメラなどにおいてもパン及びチルトの機能は求められる場合が多く、光源ユニット７０に代えて監視カメラを筐体８０に取付けるようにすれば、本明細書に記載した水平角度調整手段及び垂直角度調整手段を備えた監視カメラとすることができる。
　このように、本明細書に開示される水平角度調整（パン）機構及び垂直角度調整（チルト）機構は、照明装置に限らず、一般に使用することが可能である。

　１０　スポット照明装置
　４０　基部
　５０　水平方向回転部材
　５２　歯車
　５３　歯車
　６０ａ、６０ｂ　アーム部
　７０　光源ユニット
　７１　光源部
　７２　配光角度調整機構
　７２ａ　反射体
　７２ｂ　移動体
　７２ｃ　支持体
　７４　ガイド溝（ガイド部）
　７５　係合突起（係合部）
　７６　フレネルレンズ（光学部品）
　７７ｃ　凸部（規制部）
　７８　溝部
　８０　筐体
　８６　遊星歯車
　９０　照明本体
　９２　歯車
　９３ａ、９３ｂ　歯車
　９４ａ　ウォームギヤ
　９４ｂ　歯車
　９６　歯車
　９８　歯車
　１００　無線通信部
　Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３　回転モータ（駆動源）

Claims (6)

1. 　照明装置であって、
   　光源ユニットを備え、
   　前記光源ユニットが、光源を載置した光源部と前記光源部に取付けられた前記光源による照射範囲を変更する配光角度調整手段とを含み、
   　前記配光角度調整手段は、
   　周面に螺旋状のガイド部を設けた前記光源からの出射光を反射する反射体と、
   　前記ガイド部に摺動可能に係合する係合部と移動方向を前記反射体の回転軸方向に規制する規制部とを備えた移動体と、
   　前記移動体の前記回転軸方向の移動を支持する支持体と、
   　前記移動体に固定された前記出射光の光路を変更する光学部品と、を含むことを特徴とする照明装置。
2. 　前記規制部は前記移動体の外周に設けられた凸部であり、
   　前記支持体は内周面に前記回転軸方向に沿った溝部を備え、
   　前記凸部が前記溝部に摺動可能に係合されることで、前記移動体が前記支持体に支持されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 　前記光源ユニットを水平方向に回動可能な水平角度調整手段と、
   　前記光源ユニットを垂直方向に回動可能な垂直角度調整手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
4. 　前記光源ユニットに筐体を取り付けた照明本体と、
   　前記照明本体を回動可能に支持する一対のアーム部を有するコの字型のアームと、
   　前記アームを固定した水平方向回転部材を水平方向に回転可能に支持した基部と、を備え、
   　前記水平角度調整手段は、前記水平方向回転部材と前記基部に設けられた前記水平方向回転部材を回動する駆動源Ａ及び歯車列Ａを含み、
   　前記垂直角度調整手段は、一方の前記アーム部の端部に配置され、前記照明本体を前記アーム部に対して回動させる、前記筐体に設けられた駆動源Ｂ及び歯車列Ｂを含み、
   　前記配光角度調整手段は、他方の前記アーム部の端部に配置され、前記反射体を回動する、前記筐体に設けられた駆動源Ｃ及び歯車列Ｃを含むことを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
5. 　前記歯車列Ｂは遊星歯車を含むことを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 　前記配光角度調整手段、前記水平角度調整手段、及び、前記垂直角度調整手段のいずれか一つとの間での通信を行うための無線通信部を備えていることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載の照明装置。

Images