WO2022176768A1

WO2022176768A1 - 照明装置

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Publication number: WO2022176768A1
Application number: PCT/JP2022/005310
Authority: WO
Inventors: 富志雄高橋; 徳晃寺沢
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2021-02-16
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2022-08-25
Also published as: JPWO2022176768A1

Abstract

簡素かつ生産性の高い照明装置を提供する。照明装置（１０）は、ＬＥＤ（１２）実装されたＬＥＤ基板（２２）と、開口部（１４ａ）を有し、ＬＥＤ基板（２２）を内部に保持する樹脂製の透光カバー（１４）と、開口部（１４ａ）を閉塞するサイドキャップ（２４，２４Ａ，２４Ｂ）と、サイドキャップ（２４，２４Ａ，２４Ｂ）を透光カバー（１４）に取り付けるビス（１８）と、を備える。透光カバー（１４）は、ビス（１８）が挿入される開口部（２０ａ）を含んだ、ビス（１８）を保持するビスホール部（２０）を有する。サイドキャップ（２４，２４Ａ，２４Ｂ）は、ビスホール部（２０）を、少なくとも開口部（２０ａ）の周りの外周で保持する保持壁（３０）を有する。

Description

照明装置

　本発明は、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を備えた照明装置に関する。

　近年、室内照明装置において、蛍光灯に比べて省電力化及び長寿命化を図ることができるＬＥＤを光源として用いることが主流になっている。また、室内照明装置だけでなく、看板、ショーケース等においても、蛍光灯に代わってＬＥＤが光源として普及してきている（特許文献１参照）。

　特許文献１の照明装置は、照明装置の長手方向に伸びた筒状のカバーを備えており、カバーは、拡散性を有する材質からなる。カバーの内側には、長手方向に伸びたＬＥＤ基板が配設されており、ＬＥＤ基板には、複数のＬＥＤが長手方向に並ぶように実装されている。

　カバーの内側には、ヒートシンクが配設されており、ヒートシンクは、ＬＥＤ基板を保持した状態で、複数のＬＥＤの熱を放熱する。ヒートシンクは、アルミニウム等の金属からなり、ヒートシンクの短手方向（照明装置の短手方向）の両端部には、ネジを締めるための断面Ｃ字状のビスホールが長手方向に向かってそれぞれ形成されている。カバーの長手方向の両端部には、サイド板がそれぞれ設けられており、各サイド板における各ビスホールに整合する位置には、ネジを挿通する開口部が形成されている。

日本国公開特許公報「特開２０１９－９６３８４号公報」

　近年、ＬＥＤの発光効率の向上に伴い、ＬＥＤ自体の発熱をある程度抑えられるようになってきている。このため、照明装置の構成を簡素化する観点から、ヒートシンクを省いた照明装置も市場に出始めている。

　ところで、ヒートシンクを省いた上記の照明装置において、カバーを樹脂で形成する場合、断面Ｃ字状のビスホールをカバーの内側面に形成する必要がある。そのため、ビスホールの剛性が不足し、ビスホールにネジを締める際に、ビスホールの開口部分が広がって、ビスホールの穴径が拡大する。その結果、ビスホールが締め付け不能になったり、破壊したりして、サイド板の取り付け不良が生じて、照明装置の製造不良を招くおそれがある。

　このような不都合を回避するため、通常、ヒートシンクを省いた照明装置においては、断面Ｃ字状のビスホールに代えて、カバーの長手方向の両端部にビスを締めるためのビス用のねじ穴を後加工によってそれぞれ形成している。この方式を採用することによって、照明装置の製造不良の発生を防止できる。しかしながら、照明装置の製造工程にネジ用のネジ穴の後加工が加わるために、照明装置の製造時間が長くなって、照明装置の生産性が低下する。つまり、ヒートシンクを省いて簡素化された照明装置の製造時間を更に短くして、照明装置の生産性を高めることは困難であるという問題がある。

　そこで、本発明の一態様は、簡素かつ生産性の高い照明装置を提供することを目的とする。

　前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照明装置は、発光素子が実装された基板と、第１開口部を有し、前記基板を内部に保持する樹脂製のカバーと、前記第１開口部を閉塞する閉塞部材と、前記閉塞部材を前記カバーに取り付けるネジと、を備え、前記カバーは、前記ネジが挿入される第２開口部を含んだ、前記ネジを保持する第１保持部を有し、前記閉塞部材は、前記第１保持部を、少なくとも第２開口部の周りの外周で保持する第２保持部を有している。

　本発明の一態様によれば、簡素かつ生産性の高い照明装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る照明装置の斜視図である。上記照明装置の左端部側の分解斜視図である。上記照明装置の左端部側の縦断面図である。上記照明装置の右端部側の縦断面図である。図１のＶ－Ｖ線矢視拡大断面図である。上記照明装置における左側のサイドキャップの拡大斜視図である。図４におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った斜視断面図である。上記照明装置の給電線と接続される前の状態を示す斜視図である。上記照明装置の給電線が接続された状態を示す斜視図である。上記照明装置の給電線が曲げられるように蓋部が閉じられた状態を示す斜視図である。

　以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

　〔照明装置１０の全体構成〕
　図１から図７を参照して、照明装置１０の全体構成について説明する。図１は、照明装置１０の斜視図である。図２は、照明装置１０の左端部側の分解斜視図である。図３は、照明装置１０の左端部側の縦断面図である。図４は、照明装置１０の右端部側の縦断面図である。図５は、図１のＶ－Ｖ線矢視断面図である。図６は、左側のサイドキャップの拡大斜視図である。図７は、図４におけるＶＩＩ－ＶＩＩ線に沿った斜視断面図である。図８は、上記照明装置１０の給電線３４と接続される前の状態を示す斜視図である。
　図１から図４に示すように、本実施形態に係る照明装置１０は、透光カバー１４（カバー）と、ビス１８（ネジ）と、ＬＥＤ基板２２（基板）と、サイドキャップ２４（閉塞部材）とを備える。照明装置１０は、長管状を成している。

　ここで、本実施形態において、長手方向とは、照明装置１０の長手方向、換言すれば、透光カバー１４又はＬＥＤ基板２２の長手方向のことをいう。短手方向とは、照明装置１０の短手方向、換言すれば、透光カバー１４又はＬＥＤ基板２２の短手方向のことをいう。本実施形態において、長手方向は、左右方向と同義である。図面において、「Ｄ１」は長手方向、「Ｄ２」は短手方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向をそれぞれ指している。

　照明装置１０は、光源として、昼光色又は昼白色の光を発光する複数のＬＥＤ（発光ダイオード）１２を備え、例えば、室内照明装置、看板、ショーケース等に用いられる。照明装置１０は、長手方向（左右方向）に延びた管状の透光カバー１４を備えている。

　透光カバー１４は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂等、透光性を有する樹脂からなる。透光カバー１４は、透光性を有する樹脂の押出成形によって製作される。透光カバー１４は、透光カバー１４の長手方向の両端部側にそれぞれ開口する開口部１４ａ（第１開口部）を有している。透光カバー１４は、その内部にＬＥＤ基板２２を保持している。なお、本実施態様では、透光カバー１４の断面形状は、三角形に近似する形状であるが、透光カバー１４が管状であれば、透光カバー１４の断面形状は円形、矩形等であってもよい。

　図２に示すように、透光カバー１４の内側面には、断面横Ｕ字状の一対の基板保持部１６が長手方向に沿って形成されており、一対の基板保持部１６は、短手方向に離隔している。透光カバー１４の内側面には、ビス１８を締めるための断面Ｃ字状の２つのビスホール部２０（第１保持部）が長手方向に沿って形成されている。各ビスホール部２０は、ビス１８が挿入され、透光カバー１４の開口部１４ａに開口する開口部２０ａ（第２開口部）を有している。なお、本実施形態では、ビスホール部２０の数は２つであるが、１つ又は３つ以上であってもよい。

　透光カバー１４の内側には、長手方向に延びた長方形を成すＬＥＤ基板２２が配設されている。ＬＥＤ基板２２は、透光カバー１４の全体の長さよりも若干短い長さを有している。ＬＥＤ基板２２の短手方向に離隔して配置された各端部は、透光カバー１４の各基板保持部１６に挟まれるように保持されている。ＬＥＤ基板２２は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる。図３及び図４に示すように、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａには、前述の複数のＬＥＤ１２（発光素子）が長手方向に沿って実装されている。複数のＬＥＤ１２は、不図示の配線パターンによって電気的に接続されている。各ビスホール部２０は、実装面２２ａの反対側に設けられている。複数のＬＥＤ１２から発された光がビスホール部２０によって遮光されない。

　透光カバー１４の長手方向の両端部には、サイドキャップ２４（２４Ａ，２４Ｂ）がそれぞれ設けられている。サイドキャップ２４は、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の樹脂からなる。サイドキャップ２４の周縁部には、透光カバー１４の外周面に沿って延びる延設部２６が形成されている。サイドキャップ２４における各ビスホール部２０に整合する位置には、ビス１８が挿通されるネジ挿通孔２８が形成されている。

　サイドキャップ２４は、このように構成されることにより、透光カバー１４の端部に嵌合し、開口部１４ａを閉塞する。本実施形態では、サイドキャップ２４が樹脂からなるが、アルミニウム等の金属からなってもよい。サイドキャップ２４の雌ねじ部２８の数は、ビスホール部２０の同数の２つであるが、ビスホール部２０の数の変更に応じて変更してもよい。

　図２及び図５に示すように、サイドキャップ２４の内面２４ｆには、断面Ｃ字状の２つの保持壁３０（第２保持部）がネジ挿通孔２８に連続してそれぞれ形成されている。このような構造により、保持壁３０の強度を高めることができる。保持壁３０は、ビスホール部２０の開口部２０ａの広がりを抑えるように、ビスホール部２０を、少なくとも開口部２０ａの周りの外周で保持する。図３に示すように、保持壁３０は、ビス１８がビスホール部２０に挿入される範囲に設けられている。

　なお、本実施形態では、保持壁３０の断面がＣ字状に形成されているが、保持壁３０は、ビスホール部２０の開口部２０ａの広がりを抑えるようにビスホール部２０を保持できれば、保持壁３０の断面がＣ字状以外の形状であってもよい。ビスホール部２０の断面において、ビスホール部２０の外形の一部が円形であり、保持壁３０の内側がビスホール部２０に対応する円形であってもよい。サイドキャップ２４の保持壁３０の数は、ビスホール部２０と同数の２つであるが、ビスホール部２０の数の変更に応じて変更してもよい。

　図３、図４、及び図７に示すように、一方（右側）のサイドキャップ２４Ａの内面２４ｆには、突起３２が形成されている。突起３２は、ＬＥＤ基板２２の長手方向の一端（右端、端部）に当接する。他方（左側）のサイドキャップ２４Ｂの内面２４ｆは、ＬＥＤ基板２２の長手方向の他端（左端、端部）に当接する。

　図４及び図８に示すように、一方のサイドキャップ２４Ａには、給電口３８が設けられている。給電口３８は、外部から電力を供給する給電線３４の一端に取り付けられた雄コネクタ３６及び給電線３４の一部を、透光カバー１４の内側、より詳しくはＬＥＤ基板２２の実装面２２ａと反対側に導入するための空間として形成されている。給電口３８には、雄コネクタ３６と結合することにより、給電線３４と電気的に接続される雌コネクタ５０が設けられている。給電線３４の他端は、交流電源（不図示）に電気的に接続されている。

　一方のサイドキャップ２４Ａには、給電口３８を開閉するための蓋部４０が設けられている。蓋部４０は、ヒンジ機構を介してサイドキャップ２４Ａに対して開閉方向（開方向と閉方向）へ揺動可能に構成されている。蓋部４０は、開閉方向の揺動動作によって給電口３８を開閉する。蓋部４０は、給電口３８を閉じた状態で、サイドキャップ２４Ａにおける透光カバー１４の長手方向に交差する外面２４ｓとは異なる側、図４では、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａと反対側に導出する導出路４０ａを有している。蓋部４０には、サイドキャップ２４Ａに設けられた被係止部４２に係止可能な係止片４４が形成されている。蓋部４０は、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の樹脂からなる。なお、蓋部４０に代えて、サイドキャップ２４Ａに着脱可能な他の蓋部（不図示）、例えば、サイドキャップ２４Ａと別体に設けられた蓋部を用いてもよい。

　透光カバー１４内におけるＬＥＤ基板２２の実装面２２ａと反対側の面には、雌コネクタ５０よりも奥側に電源基板４６が配設されている。電源基板４６は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の樹脂からなる。電源基板４６には、図示はしないが、雌コネクタ５０と電気的に接続される端子台と、複数のＬＥＤ１２に電力を供給する電源ユニットが実装されている。端子台は、雌コネクタ５０と電源ユニットとの電気的な接続を中継するために設けられている。電源ユニットは、給電線３４を介して供給される交流電力を直流電力に変換すると共に、所定値の直流電圧を複数のＬＥＤ１２への駆動電圧として出力する。

　図４及び図７に示すように、照明装置１０は、複数のＬＥＤ１２に電力を供給する２本の配線５２を備えている。配線５２の一端は、ＬＥＤ基板２２の突起３２と当接する端部の付近で実装面２２ａに接続されている。また、サイドキャップ２４Ａの内面２４ｆには、前述の突起３２が形成されている。また、サイドキャップ２４Ａの内面２４ｆとＬＥＤ基板２２の長手方向の一端との間には、所定の隙間５４が形成されている。配線５２は、隙間５４を通して、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａと反対側に導かれている。このため、サイドキャップ２４Ａの内面２４ｆに対する突起３２の長手方向の突出量は、配線５２の太さより隙間５４の幅が広くなるように設定されている。

　〔照明装置と給電線との接続〕
　図８から１０を参照して、本実施形態に係る照明装置１０と給電線３４との接続について説明する。図９は、照明装置１０の給電線３４が接続された状態を示す斜視図である。図１０は、照明装置１０の給電線３４が曲げられるように蓋部４０が閉じられた状態を示す斜視図である。

　先ず、図８に示すように、蓋部４０を開方向へ揺動させて給電口３８を開く。この状態で、図９に示すように、雄コネクタ３６を給電口３８から透光カバー１４の内側に挿入して、雌コネクタ５０に接続する。

　続いて、図９に示すように、給電線３４における雄コネクタ３６の付近を、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａ（図４参照）の反対側に折り曲げる。そして、図１０に示すように、蓋部４０を閉方向へ揺動させて、蓋部４０によって給電口３８を閉じると共に、蓋部４０の導出路４０ａと給電口３８との間に給電線３４の一部を挟持する。蓋部４０によって給電口３８を閉じると共に、係止片４４を弾性変形させながらサイドキャップ２４の被係止部４２に係止させる。これにより、照明装置１０と給電線３４を接続するための作業が完了する。

　図１０に示すように、蓋部４０は、給電口３８を閉じた状態において、サイドキャップ２４Ａの外面２４ｓに対して突出しないように構成されている。これにより、複数の照明装置１０を直列に繋げる場合、隣り合う照明装置１０のサイドキャップ２４の外面２４ｓ同士を密着させることができる。

　〔本実施形態の効果〕
　前述のように、サイドキャップ２４の内面２４ｆにビスホール部２０を保持する２つの保持壁３０が雌ねじ部２８に連続してそれぞれ形成されている。保持壁３０は、ビスホール部２０を、少なくとも開口部２０ａの周りの外周で保持する。

　これにより、ビスホール部２０にビス１８が締められる際にビスホール部２０の開口部２０ａの広がりを抑えて、ビスホール部２０が締め付け不良になったり、破壊したりすることを回避できる。これにより、照明装置１０の製造工程にビス用のネジ穴の後加工を加えることなく、照明装置１０の製造不良の発生を防止することがきる。

　従って、本実施態様によれば、照明装置１０からヒートシンク（不図示）を省いて、照明装置１０の構成の簡素化を図りつつ、照明装置１０の製造時間を短くして、照明装置１０の生産性を高めることができる。また、本実施形態によれば、ビス用のネジ穴の後加工を省くことができるため、照明装置１０の製造コストを低減することができる。

　また、端子台、電源ユニット、雄コネクタ３６、及び雌コネクタ５０がＬＥＤ基板２２の実装面２２ａの反対側に配置されている。サイドキャップ２４Ａの内面２４ｆとＬＥＤ基板２２の一端との間にサイドキャップ２４Ａの突起３２によって所定の隙間５４が形成されている。配線５２は、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａに一端が接続され、隙間５４を通して実装面２２ａと反対側に導かれている。配線５２は、蓋部４０の導出路４０ａによって、実装面２２ａの反対側に導出されている。

　これにより、ＬＥＤ基板２２の実装面２２ａと反対側の面に配線５２を引き出すために、高価な両面基板を用いる必要がなくなる。そのため、ＬＥＤ基板２２に片面基板を用いることができる。また、ＬＥＤ１２が実装面２２ａに実装されるので、ＬＥＤ基板２２の長手方向の略全域にわたってＬＥＤ１２を配設することができる。また、複数の照明装置１０をそれぞれの長手方向に直列に接続して長尺の照明装置を構成する場合、給電線３４が照明装置１０の接続端部に導出されない。これにより、複数の照明装置１０を途切れることなく繋げることができる。従って、本実施形態によれば、照明装置１０の低コスト化を図りつつ、列状に繋げた状態の複数の照明装置１０をシームレスに発光（繋ぎ目無しで発光）させることが可能な長尺の照明装置を構成することができる。

　〔まとめ〕
　本発明の態様１に係る照明装置は、発光素子が実装された基板と、第１開口部を有し、前記基板を内部に保持する樹脂製のカバーと、前記第１開口部を閉塞する閉塞部材と、前記閉塞部材を前記カバーに取り付けるネジと、を備え、前記カバーは、前記ネジが挿入される第２開口部を含んだ、前記ネジを保持する第１保持部を有し、前記閉塞部材は、前記第１保持部を、少なくとも第２開口部の周りの外周で保持する第２保持部を有する。

　前記の構成によれば、第１保持部にネジを締める際における第１保持部の第２開口部の広がりを抑えることができる。そのため、第１保持部が締め付け不良になったり、破壊したりすることを回避できる。これにより、照明装置の製造工程にネジ穴の後加工を加えることなく、照明装置の製造不良の発生を防止することがきる。従って、照明装置からヒートシンクを省いて、照明装置の構成の簡素化を図りつつ、照明装置の製造時間を短くして、照明装置の生産性を高めることができる。

　本発明の態様２に係る照明装置は、前記態様１において、前記第２保持部は、前記ネジが前記第１保持部内に挿入される範囲に設けられていてもよい。

　前記の構成によれば、第２保持部が第１保持部のネジが挿入される範囲で、第１保持部の開口部の広がりを抑えるだけでなく、ネジが挿入される範囲の全体にわたって第１保持部の変形を抑えることができる。

　本発明の態様３に係る照明装置は、前記態様１又は２において、前記閉塞部材は、前記ネジを挿通させるネジ挿通孔を有しており、前記第２保持部は、前記ネジ挿通孔から連続して形成されていてもよい。

　前記の構成によれば、第２保持部の強度を高めることができる。これにより、第１保持部にネジを締める際における第１保持部の開口部の広がりを安定的に抑えることができる。

　本発明の態様４に係る照明装置は、前記態様１から３のいずれかにおいて、前記第２保持部は、前記基板における前記発光素子が実装された実装面の反対側に設けられていてもよい。

　前記の構成によれば、第２保持部が発光素子から発された光を妨げることはない。

　本発明の態様５に係る照明装置は、態様１から４のいずれかにおいて、前記発光素子に電力を供給する配線を更に備え、前記発光素子は、前記基板の実装面に実装され、前記閉塞部材は、内面に前記基板の端部に当接する突起を有し、前記配線は、前記基板の実装面に一端が接続され、前記閉塞部材の内面と前記基板の端部との間に前記突起によって形成される隙間を通して前記基板の前記実装面と反対側に導かれていてもよい。

　前記の構成によれば、基板の実装面と反対側の面に配線を引き出すために、高価な両面基板を用いる必要がなくなる。そのため、基板に片面基板を用いることができる。従って、照明装置の低コスト化を図ることができる。

　本発明の態様６に係る照明装置は、態様５において、前記カバーは、管状に形成され、前記閉塞部材は、外部から電力を供給する給電線を前記基板の前記実装面の反対側に導入する給電口と、前記給電口を閉じる蓋部と、を有し、前記蓋部は、前記給電口を閉じた状態で、閉塞部材における前記カバーの長手方向に交差する外面とは異なる側に導出する導出路を有していてもよい。

　前記の構成によれば、複数の照明装置をそれぞれの長手方向に直列に接続して長尺の照明装置を構成する場合、給電線が各照明装置の接続端部に導出されない。これにより、各照明装置を途切れることなく繋げることができる。従って、列状に繋げられた複数の照明装置をシームレスに発光させることを容易に実現できる。

　〔付記事項〕
　本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。また、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

　１０　照明装置
　１２　ＬＥＤ（発光素子）
　１４　透光カバー（カバー）
　１４ａ　開口部（第１開口部）
　１６　基板保持部
　１８　ビス（ネジ）
　２０　ビスホール部（第１保持部）
　２０ａ　開口部（第２開口部）
　２２　ＬＥＤ基板（基板）
　２２ａ　実装面
　２４　サイドキャップ（閉塞部材）
　２４Ａ　サイドキャップ（閉塞部材）
　２４Ｂ　サイドキャップ（閉塞部材）
　２４ｆ　内面
　２４ｓ　外面
　２８　ネジ挿通孔
　３０　保持壁（第２保持部）
　３２　突起
　３４　給電線
　３８　給電口
　４０　蓋部
　４０ａ　導出路
　５２　配線
　５４　隙間

Claims

　発光素子が実装された基板と、
　第１開口部を有し、前記基板を内部に保持する樹脂製のカバーと、
　前記第１開口部を閉塞する閉塞部材と、
　前記閉塞部材を前記カバーに取り付けるネジと、を備え、
　前記カバーは、前記ネジが挿入される第２開口部を含んだ、前記ネジを保持する第１保持部を有し、
　前記閉塞部材は、前記第１保持部を、少なくとも第２開口部の周りの外周で保持する第２保持部を有することを特徴とする照明装置。
　前記第２保持部は、前記ネジが前記第１保持部内に挿入される範囲に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
　前記閉塞部材は、前記ネジを挿通させるネジ挿通孔を有しており、
　前記第２保持部は、前記ネジ挿通孔から連続して形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
　前記第２保持部は、前記基板における前記発光素子が実装された実装面の反対側に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
　前記発光素子に電力を供給する配線を更に備え、
　前記発光素子は、前記基板の実装面に実装され、
　前記閉塞部材は、内面に前記基板の端部に当接する突起を有し、
　前記配線は、前記基板の実装面に一端が接続され、前記閉塞部材の内面と前記基板の端部との間に前記突起によって形成される隙間を通して前記基板の前記実装面と反対側に導かれていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
　前記カバーは、管状に形成され、
　前記閉塞部材は、外部から電力を供給する給電線を前記基板の前記実装面の反対側に導入する給電口と、前記給電口を閉じる蓋部と、を有し、
　前記蓋部は、前記給電口を閉じた状態で、閉塞部材における前記カバーの長手方向に交差する外面とは異なる側に導出する導出路を有していることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。