JP5459234B2 - 光源ユニット及びこの光源ユニットを備える照明器具 - Google Patents

Description

この発明は、光源ユニットが発する光の色温度調整などの光特性調整の技術に関する。

光源からの光路上に、蛍光体を分散した蛍光層を部分的に設けた色変換体を配置し、この色変換体を移動することにより、光路上に存在する蛍光層の面積を変え、照明装置の色調制御を行う技術がある（例えば、特許文献１。）。

特開２０１０−２１００６号公報

しかしながら、色変換体を移動させることによって、色調制御を行う場合は、移動量に応じて色が変化するものの、発光素子が発光する光色の一部が部分的に変化するため、色むらが発生していた。

また、色変換体を移動させて色調制御を行うため、色変換体を移動させるためのスペースが必要であった。

本発明は、光源部が発する光の光色を異なる光色の光に変換する光特性調整部材の交換を容易に行える構造にするとともに、光源ユニットを小型化する。

本発明は、直線状に形成される光源部と、この光源部を覆い、前記光源部が発する光を透過する略長方形の透光面を有する透過性カバーと、前記光源部に対して並行に配置され、前記透光面を支持する２つのカバー支持部と、前記２つのカバー支持部と前記透過性カバーとに囲まれる位置に設けられる光特性調整部材取付部と、長方形状をなし、前記２つのカバー支持部の端部に短手方向の両端部が接するように前記光特性調整部材取付部に着脱可能に取り付けられ、前記光源部が発する光特性を調整するシート状の光特性調整部材と、を備える。

本発明によれば、光特性調整部材を、透過性カバーの長手方向の端部側から、光特性調整部材取付部と透過性カバーとの間にスライド挿入させるので、光特性調整部材の交換を容易に行える構造とすることができるとともに、光源ユニットを小型化することができる。

実施の形態１の照明器具を示す斜視図である。 図１に示す照明器具の正面図である。 図１の照明器具の器具本体の分解斜視図である。 図１の光源ユニットの分解斜視図である。 図３の光源ユニットの斜視図である。 図５の光源ユニットの分解斜視図である。 図２の照明器具のＡ−Ａ断面を示す断面図である。 図７の光源ユニットを示す断面図である。 図２の照明器具のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 図９の光源ユニットを示す断面図である。 図２の照明器具のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。 図１１の照明器具のＣ−Ｃ断面の一部を拡大した拡大断面図である。 図３の光源ユニットに色変換部材をスライド挿入する過程を示す斜視図である。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の照明器具を示す斜視図であり、図２は、図１に示す照明器具の正面図であり、図３は、図１の照明器具の器具本体の分解斜視図であり、図４は、図１の光源ユニットの分解斜視図であり、図５は、図３の光源ユニットの斜視図であり、図６は、図５の光源ユニットの分解斜視図であり、図７は、図２の照明器具のＡ−Ａ断面を示す断面図であり、図８は、図７の光源ユニットを示す断面図であり、図９は、図２の照明器具のＢ−Ｂ断面を示す断面図であり、図１０は、図９の光源ユニットを示す断面図であり、図１１は、図２の照明器具のＣ−Ｃ断面を示す断面図であり、図１２は、図１１の照明器具のＣ−Ｃ断面の一部を拡大した拡大断面図である。

照明器具１０００は、２つの器具本体１００と、この２つの器具本体１００を連結し、それぞれの器具本体１００の端部を形成する２つの連結部２００と、２つの器具本体１００のうちのいずれか一方に取り付けられる点灯装置３００と、それぞれの器具本体１００に取り付けられる光源ユニット４００と、それぞれの器具本体１００に取り付けられるルーバー５００とを備える。

器具本体１００は、断面がコの字状をなし、長方形状の天面１１０と、この天面１１０の短手方向の両側からほぼ直角に折り曲げられて形成される２つの側面１２０と、を備える
天面１１０は、３つの長方形状の通気穴１１１（以下、空調リターン穴１１１という。）と、点灯装置３００が取り付けられる点灯装置取付部１１２（図示しない。）と、光源ユニット４００が取り付けられる４つの光源ユニット取付穴１１３と、を有する。
側面１２０は、下端側にルーバーを引っ掛ける凸状のルーバー取付部１２１を備える。

連結部２００は、Ｌ字状に折り曲げられて形成され、一面２１０が器具本体１００の長手方向端部に取り付けられる２つの幅広部２１１と、この２つの幅広部２１１の間（２つの器具本体１１０間）が幅広部２１１よりも狭い幅狭部２１２からなるコの字形状をなし、他面２２０が器具本体１００の長手方向端部側かつ天面１１０に取り付けられるＩ字形状をなしている。

この連結部の一面２１０（幅広部２１１）には、天井に格子状に設けられているＴバーに係止する２つのＴバー取付金具２３０と、ルーバー５００が取り付けられる４つのルーバー取付穴２４０と、を備える。

なお、連結部２００の一面２１０（幅狭部２１２）には、電源線が取り付けられる電源端子台２１３や、調光線などが取り付けられる調光線取付端子台などを有する場合があるが、詳細説明は省略する。

光源ユニット４００は、断面形状が「Σ」形状の反射板４１０と、この反射板４１０に取り付けられるとともに、器具本体１００に取り付けられる器具本体固定部４２０と、反射板４１０に取り付けられる絶縁シート４３０、光源モジュール４４０（以下、ＬＥＤモジュール４４０ともいう。）及び反射カバー４５０と、この反射カバー４５０に取り付けられる色変換部材４６０（以下、色変換シート４６０または光特性調整部材４６０ともいう。）及び透明カバー４７０と、を備える。

反射板４１０は、絶縁シート４２０、光源モジュール４３０及び反射カバー４４０が取り付けられる凹状の光源取付部４１１と、この光源取付部４１１から両側に斜め方向に折り曲げられて形成される反射板反射面４１２と、この反射板反射面４１２から鋭角に折り曲げられて形成される折返面４１３と、を備える。

この反射板４１０は、正面からみたときの正面視がほぼ長方形に形成され、短手方向の長さ（２つの反射板反射面４１２の両端までの長さ）が、器具本体１００の短手方向の長さよりも短くなっている。

器具本体固定部４２０は、側面形状が「く」の字状に形成され、光源取付部４１１の裏面に取り付けられる反射板取付部４２１と、この反射板取付部４２１から斜め方向に折り曲げられて形成されるアーム部４２２と、このアーム部４２２の先端に設けられ、器具本体１００にネジ４２３などの固定具によって取り付けられるアーム固定部４２４と、を備える。

絶縁シート４３０は、光源取付部４１１に取り付けられ、絶縁性と放熱性を有するシート状のシリコンシート、サーコンシート、マイカシート、ポリエチレンシートなどである。

光源モジュール４４０は、１３個のＬＥＤ４４１（以下、光源部４４１ともいう。）と、このＬＥＤ４４１が実装されるＬＥＤ基板４４２からなる。

この光源モジュール４４０は、ネジ４４３によって、絶縁シート４３０とともに、光源取付部４１１に取り付けられる。

また、光源モジュール４４０は、他の光源モジュール４４０や点灯装置３００に電気的かつ物理的に接続されるハーネス４４４が取り付けられるコネクタをＬＥＤ基板４１２上に実装するが、詳細説明は省略する。また、このコネクタを覆う絶縁カバー４４５を備える場合もあるが、これは、コネクタと、このコネクタ近傍の金属部分との絶縁距離を確保するためのものである。

反射カバー４５０は、光源モジュール４４０のＬＥＤ４４１が挿入される１３個のＬＥＤ挿入窓４５１と、このＬＥＤ挿入窓４５１から四方に傾斜してＬＥＤ４４１が発する光を反射する反射面４５２と、隣り合ったＬＥＤ挿入窓４５１の反射面４５２同士の開放端部に形成される平面状の色変換シート支持部４５３ａと、反射面４５２の開放端側から平面状に広がるスライド支持部４５３ｂと、このスライド支持部４５３ｂから垂直方向に立ち上げられるとともに短手方向に平面状に広がるカバー支持部４５４と、このカバー支持部４５４の端部からほぼ垂直に設けられるカバー取付部４５５と、このカバー取付部４５５の発光面側かつ内側に突出するカバー押さえ片４５５ａと、カバー取付部４５５にカバー押さえ片４５５ａとは逆方向から切り込まれたスリット４５５ｂを有するとともに、光源取付部４１１に係合する弾性を有する係止片４５５ｃと、カバー支持部４５４の長手方向の端部にＬＥＤ４４１が発光する方向に突出する突出片４５６と、を備える。

したがって、２つのスライド支持部４５３ｂと１２個の色変換シート支持部４５３ａは梯子状に形成され、スライド支持部４５３ｂと色変換支持部４５３ａに囲まれた部分に、反射面４５２とＬＥＤ挿入窓４５１が形成される。

ここで、色変換シート支持部４５３ａとスライド支持部４５３ｂとを合わせて、色変換部材取付部４５３（または光特性調整部材取付部４５３）という。

この色変換部材取付部４５３は、カバー支持部４５４とは同一面上ではなく、カバー支持部４５４に対して、一段低い高さｈ（つまり、スライド支持部４５３ｂから垂直方向に立ち上げられた分だけ低い高さｈ）となっている。この一段低い高さｈ（高さ方向の長さ）とは、色変換シート４６０の厚さｈｅとほぼ同じ長さか、やや長い長さとなっている。つまり、一段低い高さｈと色変換シート４６０の厚さｈｅの関係は、ｈ≧ｈｅとなっている。

色変換シート４６０は、ほぼ長方形のシート状に形成された透過性を有する色変換部材である。

この色変換シート４６０は、例えば、シリコーンゴムなどに蛍光体を混合した材料からなり、この蛍光体は、例えば、波長６５５ｎｍ（ナノメートル）付近にピークを持つ窒化物赤色蛍光体（ＣａＡｌＳｉＮ３；Ｅｕ）である。このように色変換シート４６０に蛍光体を適量混合することにより、入射するＬＥＤが発する光の一部の波長に励起（ストークスシフト現象）されて、出射する光の光色は、入射する光の光色とは異なるようにすることができる。例えば、照明器具１０００のＬＥＤ４４１の光色がある照明用白色（ＪＩＳ Ｚ９１１２）の場合には、それより低い色温度の赤みを帯びた光色に変換される。

また、色変換シート４６０に混合する蛍光体の量や種類（ピーク波長の異なるものや、赤色蛍光体と緑色蛍光体の２種混合としてものなど）を変えることで、変換光の色度調整（相関色温度や色偏差の調整）や演色性を高める調整を行うことも可能である。

なお、色変換シート４６０の他の構成としてはアクリルのような透明プラスチック材料に、蛍光体混合熱硬化性材料（透過率が高くバインド機能を有するもの）をシルク印刷等により塗布、乾燥させたようなものでもかまわない。

透明カバー４７０は、ほぼ長方形のシート状に形成された透過性を有する透明なアクリルシートなどである。なお、この実施の形態では、透明カバー４７０を用いた場合を説明するが、透明カバー４７０に替えて透光性（光拡散性）を有する透光カバー、例えば乳白アクリルシートなどであっても構わない。したがって、透明カバー４７０を透過性カバー４７０という場合がある。

ルーバー５００は、梯子状に形成され、２つのルーバー連結片５１０と、この２つのルーバー連結片５１０に略垂直に取り付けられる１２枚のルーバー片５２０と、を備える。

ルーバー連結片５１０は、長手方向の一端側にＴ字状のスリットが形成されるルーバー取付溝５１１と、長手方向の他端側に設けられ、摺動可能な取付ピン５１２と、を備える。

ルーバー片５２０は、扇状の板材となっており、ルーバー５００が器具本体１００に取り付けられたとき、このルーバー片５２０と色変換シート支持部４５３ａとの垂直方向の位置が一致するように、ルーバー連結部５１０に取り付けられている。

次に、光源ユニット４００の組み立て工程について説明する。
図１３は、図３の光源ユニットに色変換部材をスライド挿入する過程を示す斜視図である。

まず、反射板４１０の光源取付部４１１に、絶縁シート４３０、光源モジュール４４０の順に取り付け、ネジ４４３によって、光源モジュール４４０と絶縁シート４３０を固定する。

次に、光源モジュール４４０に覆い被さるように、反射カバー４５０を光源取付部４１１に取り付ける。このとき、反射カバー４５０の係止片４５５ｃが光源取付部４１１の取付穴（図示しない。）に挿入されるとともに係合して、反射カバー４５０が光源取付部４１１に固定される。

次に、色変換シート４６０を色変換部材取付部４５３に載せ、透明カバー４７０を弾性変形させながら、反射カバー４５０の長手方向からスライドさせて、カバー支持部４５４に取り付ける。
このように、光源ユニット４００が組み立てられる。

次に、照明器具１０００の組み立て工程について説明する。
まず、器具本体１００の長手方向端部に連結部２００を取り付け、２つの器具本体１００を連結部２００で連結させる。

次に、光源ユニット４００を器具本体１００の内部に挿入して、ネジ４２３によって、アーム固定部４２４を天面１１０の光源ユニット取付穴１１３にネジ止め固定する。
さらに、オプション部材であるルーバー５００のルーバー取付溝５１１をルーバー取付部１２１に挿入し、この状態でルーバー取付部１２１を回転軸にしながら、他端を回動させる。

このとき、ルーバー５００の端部に装着されている取付ピン５１２を操作して、連結部２００のルーバー取付穴２４０に取付ピン５１２を挿入し、ルーバー５００を器具本体１００に取り付ける。

この状態となった照明器具１０００を、作業者は天井、この実施の形態では天井に設けられた格子状のＴバーに、Ｔバー取付金具２３０を引っ掛けて取り付ける。

次に、照明器具１０００、光源ユニット４００が発する光の光色を変更する場合の作業について説明する。

まず、ルーバー５００の取付ピン５１２を操作して、ルーバー５００を回動させ、ルーバー取付部１２１からルーバー５００を取り外す。

次に、光源ユニット４００を取り付けている取り付けネジ４２３を緩め、器具本体１００から光源ユニット４００を取り外す。
光源ユニット４００を取り外した状態で、反射カバー４５０の端部、透明カバー４７０と色変換部材取付部４５３の間に隙間があるので、この隙間から色変換シート４６０を取り除く（引き出す。）。

次に、所望の発光色となる色変換シート４６０を、反射カバー４５０の長手方向の端部から、透明カバー４７０と色変換部材取付部４５３の間の隙間に挿入（スライド挿入）する。

このとき、色変換シート４６０の短手方向の両端部がスライド支持部４５３ｂに接触するので、色変換シート４６０を色変換部材取付部４５３（色変換シート支持部４５３ａ）にスライド挿入するとき、色変換シート４６０のスライド方向先端部が色変換シート支持部４５３ａに引っかからず、色変換シート４６０をスムーズにスライド挿入させることができる。

また、色変換シート４６０を色変換部材取付部４５３に挿入した後は、スライド支持部４５３ｂによって色変換シート４６０の短手方向の両端部が支持されるとともに、色変換シート支持部４５３ａによって色変換シート４６０の長手方向に対して、一定間隔ごとに１２箇所支持され、また、色変換シート４６０の長手方向の両端部も支持される。

このように、色変換シート４６０をスライド支持部４５３ｂと色変換シート支持部４５３ａによって支持することによって、色変換シート４６０が変形するのを防止でき、ＬＥＤ４４１の発光面に対して色変換シート４６０のシート面をほぼ平行にすることができる。したがって、色変換シート４６０が変形したり、ＬＥＤ４４１と色変換シート４６０との距離が変わったりすることによって、色変換シート４６０が変換する光色に色むらが発生するのを防止できる。

最後に、色変換シート４６０を交換後、光源ユニット４００を器具本体１００に取り付け、次に、ルーバー５００を器具本体１００に取り付ける。

このように、ルーバー５００と光源ユニット４００を器具本体１００から取り外すことによって、色変換シート４６０を容易に交換することができる。つまり、透明カバー４７０を外したり、光源ユニット４００まで分解したりする必要がなくなるので、作業効率が向上するとともに、ＬＥＤ４４１を反射カバー４５０、透明カバー４７０で常に覆うことができ、色変換シート４６０の交換に伴って、ＬＥＤ４４１の発光面や反射カバー４５０の反射面４５２に汚れが付着するのを防止することができる。

また、光源ユニット４００を器具本体１００に取り付けた後は、器具本体１００の端部に連結部２００があるので、色変換シート４６０がずれることがない。

また、光源ユニット４００の短手方向と器具本体１００との間に、空調リターン用の空調リターン口を備えている。この空調リターン口に器具本体１００の斜め方向からドライバーなどを挿入して、光源ユニット４００を固定するネジ４２３を外したり、ねじ込んだりすることができる。このように、ネジ４２３の取り付け、取り外しを空調リターン口を用いて行うので、ＬＥＤ４４１が点灯しても空調リターン口の内部が照らされることがなく、ネジ４２３、器具本体固定部４２０に光がほとんど当たることがない。そのため、ネジ４２３を取り付けた後、このネジ４２３と器具本体固定部４２０が照明器具１０００の外部から見えなくなる、あるいは目立たなくなるため、照明器具１０００の意匠性を損なうことがない。

なお、この実施の形態では、複数のＬＥＤ４４１を用いて、この複数のＬＥＤ４４１が２つのカバー支持部４５４の間に直線状に配置される場合について説明したが、カバー支持部４５４の間に配置され、直線状に発光する光源であればよいので、例えば有機ＥＬなどの光源であってもよい。

また、この実施の形態では、オプション部材であるルーバー５００を器具本体１００に備える場合について説明したが、オプション部材が透光性カバーであったり、オプション部材を器具本体１００に取り付けないものであったりしても構わない。

光源ユニット４００に内蔵されるＬＥＤ４４１は、器具本体１００の長手方向の端部まで発光できるようにしており、また、器具本体１００の長手方向の端部（連結部２００を含む。）は可能な限り、薄くしている。
したがって、天井のＴバーに取り付ける関係上、このＴバーの幅の分は発光できないものの、複数の照明器具１０００を長手方向に並べて配置すると、隣り合った照明器具１０００間の光は、連続的な直線状の光とすることができる。

ルーバー５００は、１２枚の扇形状のルーバー片５２０と、このルーバー片５２０の端部に接続されて、それぞれのルーバー片５２０を連結する２つのルーバー連結片５１０と、を備える。

各ルーバー片５２０の間隔ａは、光源ユニット４００のＬＥＤ４４１が２つずつ配置される間隔、つまり、互いに離れた２つの反射面４５２の両端の長さｂとほぼ一致するようになっている。

このように、各ルーバー片５２０の間隔を反射面４５２の両端の長さとほぼ一致させるようにしているので、ＬＥＤ４４１の配光制御に優れている。つまり、ルーバー片５２０は、斜め方向からにグレアを軽減するために設けられるものであるが、例えば、ルーバー片５２０の直下にＬＥＤ４４１が来てしまう場合には、斜め方向（遮光角）に対して、ルーバー片５２０が遮光することができずに一部のＬＥＤ４４１が直視できてグレア軽減を図ることができない場合があったり、グレア軽減のために各ルーバー片５２０の数を増やす、あるいはルーバー片５２０の高さを高くする必要があり、ＬＥＤ４４１の配光制御が制限されたりすることがある。

しかしながら、２つの反射面４５２の両端の長さｂと、各ルーバー片５２０の間隔ａをほぼ一致させることで、斜め方向（遮光角）に対して、ルーバー片５２０がＬＥＤ４４１の光を遮光でき、ルーバー片５２０の数を少なくすることができ、また、ルーバー片５２０の高さを低くすることができる。そのため、ＬＥＤ４４１の配光制御の制限が少なくなり、設計の自由度を増すことができる。

なお、照明器具１０００の遮光角が保てることができればよいので、各ルーバー片５２０の間隔ａを、３つ以上のＬＥＤに対応する反射面４５２の両端の長さと一致させてもよい。

また、この実施の形態では、色変換シート４６０を交換してＬＥＤ４４１が発する光色を所望の光色に変化させる場合について説明したが、ＬＥＤ４４１が発する光色にしたい場合は、色変換シート４６０を光源ユニットから外して使用しても構わない。この場合、ＬＥＤ４４１が発する光が色変換シート４６０を透過することがなくなるので、色変換シート４６０を透過する際に生じる光変換ロスがなくなり、照明器具１０００の発光効率も高まる。

本実施の形態では、色変換シート４６０を用いる場合について説明したが、ＬＥＤ４４１が発する光特性を調整するシート状の光特性調整部材であればよく、例えば、ＬＥＤ４４１が発する光を減光させるＮＤフィルタや、ＬＥＤ４４１の発光面の一部の光を透過しないようにシルク印刷された部分光透過性シートや、ＬＥＤ４４１の配光特性を変更するレンズを有するシート状のレンズなどであってもよい。

１０００ 照明器具、１００ 器具本体、１１０ 天面、１１１ 通気穴（空調リターン穴）、１１２ 点灯装置取付部、１１３ 光源ユニット取付穴、１２０ 側面、１２１ ルーバー取付部、２００ 連結部、２１０ 一面、２１１ 幅広部、２１２ 幅狭部、２１３ 電源端子台、２２０ 他面、２３０ Ｔバー取付金具、２４０ ルーバー取付穴、３００ 点灯装置、４００ 光源ユニット、４１０ 反射板、４１１ 光源取付部、４１２ 反射板反射面、４１３ 折返面、４２０ 器具本体固定部、４２１ 反射板取付部、４２２ アーム部、４２３ ネジ、４２４ アーム固定部、４３０ 絶縁シート、４４０ 光源モジュール、４４１ ＬＥＤ、４４２ ＬＥＤ基板、４４３ ネジ、４４４ ハーネス、４４５ 絶縁カバー、４５０ 反射カバー、４５１ ＬＥＤ挿入窓、４５２ 反射面、４５３ 色変換部材取付部（光特性調整部材取付部）、４５３ａ 色変換シート支持部、４５３ｂ スライド支持部、４５４ カバー支持部、４５５ 反射カバー取付部、４５５ａ カバー押さえ片、４５５ｂ スリット、４５５ｃ 係止片、４５６ 突出片、４６０ 色変換部材（色変換シート、光特性調整部材）、４７０ 透明カバー（透過性カバー）、５００ ルーバー、５１０ ルーバー連結片、５１１ ルーバー取付溝、５１２ 取付ピン、５２０ ルーバー片。

Claims (6)

1. 直線状に形成される光源部と、
   この光源部を覆い、前記光源部が発する光を透過する略長方形の透光面を有する透過性カバーと、
   前記光源部に対して並行に配置され、前記透光面を支持する２つのカバー支持部と、
   前記２つのカバー支持部と前記透過性カバーとに囲まれる位置に設けられる光特性調整部材取付部と、
   長方形状をなし、前記２つのカバー支持部の端部に短手方向の両端部が接するように前記光特性調整部材取付部に着脱可能に取り付けられ、前記光源部が発する光特性を調整するシート状の光特性調整部材と、
   を備えることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記透過性カバーの短手方向の端部に接する接触面と、
   この接触面から前記透過性カバーの方向に突出し、前記透過性カバーの一面に接触して、前記透過性カバーを把持するカバー押さえ片と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記光特性調整部材は、前記透過性カバーの長手方向の端部側から、前記光特性調整部材取付部と前記透過性カバーとの間にスライド挿入されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光源ユニット。
4. 前記カバー支持部は、長尺状に形成されるとともに、この長尺状に形成された長手方向の端部側に設けられ、前記透過性カバーの長手方向の端部に接触する突出片を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光源ユニット。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光源ユニットと、
   長手方向の長さが、前記光源ユニットの長手方向の長さとほぼ同じ長さの直方体形状に形成され、前記光源ユニットが取り付けられる器具本体と、
   を備えることを特徴とする照明器具。
6. 前記光源ユニットは、
   正面視が略長方形をなすとともに、短手方向の長さが前記器具本体の短手方向の長さよりも短く形成され、少なくとも前記光源部、前記透光性カバー、前記カバー支持部、前記光特性調整部材取付部ならびに前記光特性調整部材のいずれかが取り付けられる反射板と、
   この反射板と前記器具本体との短手方向の隙間から操作されて、前記反射板を着脱可能に前記器具本体に取り付ける器具本体固定部と、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の照明器具。

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