JP6200699B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明はＬＥＤを光源とした照明器具の構造に関するものである。

従来、光源が蛍光灯で器具外形が略正方形のスクエア形と呼ばれる照明器具がオフィス・店舗の主照明として広く普及していたところ、近年のLEDの高効率化にともない、光源をLEDとしたスクエア形の照明器具に置き換える需要が増えてきている。

この置き換えを考慮すると、天井に埋め込む製品においては、既に埋め込まれていた蛍光灯のスクエア形照明器具の埋込部の寸法と、置き換えるLEDのスクエア形照明器具の埋込部の寸法と、を合わせておくことで、置き換えの際に天井の埋込穴を再度加工する手間が省略できる。また、天井に直付けする製品においては、既に直付けされていた蛍光灯のスクエア形照明器具の天井取り付け面の寸法と、置き換えるLEDのスクエア形照明器具の天井取付面の寸法と、を合わせることで、照明器具が取り付いていた部分と、取り付いていなかった部分の色褪せによる天井面の色の違いを隠すことができる。そのため、LEDのスクエア形照明器具の外形寸法は、蛍光灯のスクエア形照明器具の外形寸法に合わせて製品化されていることが多い。

前述の通り、近年普及してきているLEDのスクエア形照明器具は概ね、従来の蛍光灯のスクエア形照明器具の外形寸法に合わせて設計されているため、発光する面の大きさも制約を受け、器具の外形寸法以上に発光する面を大きくすることは困難である。また、スクエア形照明器具に限ったことではないが、逆富士形照明器具など一部の照明器具を除き、器具本体の外形に枠を有する器具は多く普及している。特許文献１には、光源部が枠に囲まれた部分に設けられ、光源部と枠とが離隔して配置されている構造が記載されている。

特開2013-69569号公報

特許文献１に記載の構造では、光源部の発光面の大きさは、照明器具の外形はもとより、枠の内側寸法よりも更に小さくなる、すなわち発光面の面積が小さくなる。発光面の面積が小さくなるため、発光面の輝度が高くなり、使用者がグレアを強く感じる恐れがある。

更に、特許文献１に記載の構造では、光源部の発光面と枠部が離隔して配置されることで、枠と光源部の一体感が損なわれる恐れがある。

本発明では、グレアを低減し、光源部と枠との一体感を持つ照明器具の提供を目的とする。

本発明は、光源モジュールと、該光源モジュールを駆動するための点灯装置と、一つないし複数の前記光源モジュールと前記点灯装置とを取り付ける本体と、前記本体の外周部に設けられた枠を具備した照明器具において、前記光源モジュールと前記点灯装置は電線で接続され、前記枠の内部に前記点灯装置や前記電線及び前記光源モジュールの発光面の一部が位置することを特徴とする。

本発明によれば、枠の内部に光源モジュールの発光面の一部が位置するという構成をとることで、使用者が感じるグレアを低減し、光源モジュールと枠との一体感を持つ照明器具を提供することができる。

本発明の実施例１に係る照明器具の斜視図である。 本発明の実施例１に係る照明器具の分解斜視図である。 図１のＡ−Ａ’対応の部分断面斜視図である。 略矩形状のカバーの断面図である。 略半円形状のカバーの断面図である。 図５よりもＬＥＤ搭載数を増やした場合の略半円状のカバーの断面図である。 略かまぼこ形状のカバーの断面図である。 図１のＢ−Ｂ’対応の部分断面斜視図である。 図１の反射板に遮光板を付けた場合の斜視図である。 本発明の実施例２に係る照明器具の斜視図である。 本発明の実施例２に係る照明器具の分解斜視図である。 図１０のＤ−Ｄ’対応の部分断面斜視図である。 （ａ）従来の照明器具を天井に埋込施工する場合の斜視断面図である。（ｂ）従来の照明器具を天井に埋込施工した場合の斜視断面図である。 （ａ）従来の照明器具を天井に直付施工する場合の斜視断面図である。（ｂ）従来の照明器具を天井に直付施工した場合の斜視断面図である。 実施例２の照明器具を天井に直付施工した場合の斜視断面図である。 （ａ）図１０のカバー側面から見た部分断面図である。（ｂ）図１６（ａ）の別例の部分断面図である。 実施例２の別例を示した照明器具の斜視断面図である。 図１０の反射板に遮光板を付けた例を示した斜視図である。

以下、本発明の実施例について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。

この課題を解決するための本発明に係る実施例１について説明する。

図１は、実施例１に係る照明器具１を照明空間側から見た斜視図である。なお、図１において照明器具１の設置状態の構成を図示するため、天井９は断面表示してある。図２は、実施例１に係る照明器具１の分解斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ’対応の部分断面斜視図である。

照明器具１は、固定板２、枠３、光源モジュール４を具備する。

固定板２は、載置部と、天井埋め込み用取り付け部と、を有する。

固定板２の載置部は、略平板形状である。固定板２の載置部には、光源モジュール４のＬＥＤ４１を駆動するための点灯装置５や、照明器具１の外部より電力を供給するための電源線を接続する電源端子台２１や調光信号用配線を接続する調光信号端子台２２が取り付けられる。

固定板２の天井埋め込み用取り付け部は、載置部から屈曲した形状であり、照明器具１を天井９の開口部に埋め込んで取り付けた際に係止するための構造を有している。

枠３は、本体３１と、端板３２と、を具備する。

本体３１は、略平板形状の取り付け部と、取り付け部の向かい合う２辺から傾斜して立ち上がる立ち上がり部と、を有する。本体３１は、本体３１の補強のために固定板２に取り付けられる。本体３１は、光源モジュール４から出射される光の内、本体３１にあたる光を、照明空間に効率的に反射させるために、高反射の塗装又は鏡面蒸着など反射率の優れた表面処理を施すことが好ましい。また、本体３１は照明器具を天井９に取り付ける際に、天井照明器具取付面９１に接触するため、剛性を有することが好ましく、鋼板やアルミ等の金属材料を用いるのが良い。本体３１の取り付け部には、端子台２１や調光信号端子台２２、電源穴２３、ボルト取付穴２４、天井取付ボルト９３の目出し用の穴が設けられている。本体３１の取り付け部には、複数の光源モジュール４と、隣り合う光源モジュール４の間に反射板６１とが取り付けられる。光源モジュール４や反射板６１は長尺状の部材である。光源モジュール４や反射板６１は、それぞれの長手方向が、本体３１の立ち上がり部のある向かい合う２辺と並行となるように取り付けられる。

反射板６１は、光源モジュール４から出射された光を照明空間側に反射する機能と、本体３１の表面の、光源モジュール４同士の間には、端子台２１や調光信号端子台２２、電源穴２３、ボルト取付穴２４、天井取付ボルト９３の保護および目隠し機能と、を有している。反射板６の反射する機能のために、反射板６１の表面には、高反射の塗装又は蒸着面が形成されていることが好ましい。

光源モジュール４は、実装基板４２と、実装基板４２に取り付けられるＬＥＤ４１と、ＬＥＤ４１と実装基板４２とを覆うカバー４３と、端部キャップ４４と、を具備し、全体として長尺状の形状の部材である。実装基板４２は、板状の部材であり、ＬＥＤ４１を電気的に接続しかつＬＥＤ４１から発せられる熱を効率的に伝播、放熱する効果を奏する。

実装基板４２は、照明器具１の使用環境、使用台数、設置する照明空間の設計照度に適した明るさの製品に調整できるように、実装するＬＥＤ４１の搭載数量を調整できる配線パターン構成とすることが好ましい。

実装基板４２は、ＬＥＤ４１の充電部やレンズ部、樹脂封止部に人が直接触れられないようにすること、及び、光の拡散を目的とし、透光性を有するカバー４３に収納される。

カバー４３は拡散性を持たせるために、片面あるいは両面にプリズム状の成形を施した物、レンズ状の成形を施した物、マット加工を施した物、またはカバー材の内部に拡散性を高める微粒子を混ぜた物を使用することが好ましい。カバー４３を押出成形で製作する場合には、カバー４３の端部には、カバー４３の端部の開口を塞ぐための端部キャップ４４を取り付ける。端部キャップ４４にはＬＥＤ４１を駆動するための点灯装置５と実装基板４２を電気的に接続するための電線を通すための穴、又は切り欠きを設けておくことが好ましい。

断面Ａ−Ａ’は、長尺の光源モジュール４の短手方向と略平行の断面である。断面Ｂ−Ｂ’は、長尺の光源モジュール４の長手方向と略平行の断面である。

図１〜３に記載されているカバー４３は、断面形状が略かまぼこ形状のものだがこれに限るものではない。図４、図５、図６、図７はそれぞれＬＥＤ４１、実装基板４２、カバー４３の断面の一例を表したものである。図４は、略矩形状のカバー４３の断面図である。図５は、略半円形状のカバー４３の断面図である。図６は、図５よりもＬＥＤ搭載数を増やした場合の略半円形状のカバー４３の断面図である。図７は、略かまぼこ状のカバー４３の断面図である。以下、図４、図５、図６、図７を用いてカバー４３の断面形状について説明する。

カバー４３に収納される実装基板４２の中央部付近にＬＥＤ４１を1列又は密集して実装した場合、図４に示す略矩形状のカバー４３においては、ＬＥＤ４１の光軸方向の面ΔＡ１の照度Ｅ₁と、ＬＥＤ４１の光軸から角度θ傾いた方向の面ΔＡ２の照度Ｅ₂との関係は、ＬＥＤ４１からカバー４３表面までの距離をｔ、ＬＥＤ４１の光軸方向の光度をＩ₁、ＬＥＤ４１の光軸から角度θ傾いた方向の光度をＩ₂、とした場合、式１となる。

一般的にＬＥＤは、特殊なレンズ等の光学素子を備えていない限り、ＬＥＤの正面の光度が最も高く、側面方向に傾くほど光度が低下する。すなわちＩ₂＜Ｉ₁の関係でありＩ₂/Ｉ₁は１より小さい値をとる。また、図４の形態においてθの取り得る範囲は0°≦θ≦90°であるから、θの値が大きくなるほど、cos²θの値も小さくなる。よって、カバー４３の表面における見た目の明るさは、中央部が最も明るく、端部に近づけば近づくほど暗くなる。

カバー４３が、本体２の面Ｃからほぼ垂直に立ち上がっている面Ｂを有することで、面Ｂ表面から出射されて面Ｃに当たる拡散光の量が増え、面Ｃを明るくすることが可能となる。カバー４３の表面における明るさは端部に近づけば近づくほど暗くなり、本体の面Ｃは発光面Ｂに近い面ほど明るくなるので、本体２の面Ｃと、カバー４３の境界における明るさの差を小さくすることができる。

ただし、図４の形態において、本照明器具を取り付けられる空間のコンセプトや使用者の感じ方によっては、カバー４３の中央部が明るく、端部が暗いという見え方は、発光面の明るさが不均一であると捉えられ、不快に感じられる場合がある。この発光面の明るさの不均一さを改善するための方法としては、ＬＥＤの配光を変えてＩ₁≦Ｉ₂となる配光を持つＬＥＤを採用する方法がある。また、カバー４３の形状を図５に示す略半円状とし、ＬＥＤからカバー表面までの距離をほぼ一定に保つ(t₂≒t)ことも有用な手段である。この場合図４の略矩形状のカバー４３にあった本体２の面Ｃからほぼ垂直に立ち上がっている面Ｂが無くなるため、面Ｃの明るさは低くなってしまう。加えて、前述の通り、ＬＥＤの照明器具は、使用する環境、使用台数、設計照度に適した明るさに合わせて、搭載するＬＥＤの数量を変更できることが製造者側のメリットであり、形状ごとに個別の金型が必要となる意匠部品であるカバー４３の形状を変更することは避けるべきである。

図６に示すとおり、図５の略半円状のカバー断面形状を保ったまま、実装基板４２に実装するＬＥＤの列数を増やした場合、カバー４３の表面は中央部と端部の明るさの差をより小さくすることもできるが、本体２の面Ｃとカバー表面Ａとの明るさの差は大きくなってしまう。また、図６においては、カバー端部に配置されたＬＥＤ４１Ｂの位置をカバー端部近くに配置してしまうと、カバー端部に配置されたＬＥＤ４１Ｂとカバー表面Ａまでの距離ｔ₃が小さくなりすぎてしまい、さらに、実装基板４２の長手方向のＬＥＤピッチも大きい場合には、ＬＥＤ個々のツブツブ感が強調されてしまう状態となり、明るさの不均一さだけでなく、グレア感も増幅してしまう。

前述のカバー４３表面の明るさの不均一さを低減し、かつ本体２の面Ｃの明るさの確保を両立する方法として、図７に示すカバーの断面を略かまぼこ形にする方法が挙げられる。複数列ＬＥＤが配置された場合のカバー端部の明るさが強くなりすぎないように、カバー側面に一定高さにほぼ垂直に立ち上がる面Ｂを設け、カバー中央部に配置されたＬＥＤ４１Ａが中央だけに配置されたときのカバー端部の明るさが下がらないように、カバー正面は曲面Ａを設けている。カバー端部に配置されたＬＥＤ４１Ｂの位置、面Ｂの高さ、面Ａの曲率の関係はシミュレーションや実測により、最適な寸法関係を導き出すのが好ましい。

本実施例１に示すカバー４３は、ＬＥＤからの光を出射する面Ａ、Ｂ以外の、実装基板４２のＬＥＤ４１を実装しない面側にも、面Ｄを有することで、カバー４３が筒状となり、端部キャップ４４をカバー４３に勘合させることで、より少ない部品点数で、虫や埃等のカバー内へ侵入を制限することが可能となる。

端部キャップ４４とカバー４３の勘合方法は、カバー４３の熱膨張・熱収縮を考慮すると端部キャップ４４をカバー４３に内嵌めあるいは外嵌めとし、一部がラップする構成とすることが好ましい。図８は前述の内嵌めの状態を示した図１のＢ−Ｂ’ 対応の部分断面斜視図である。端部キャップ４４とカバー４３が当接する面の間に隙間ΔＬを設けることで、カバー４３の熱による膨張・収縮を吸収する構成とすることが可能となる。

なお、本実施例ではカバー４３は筒状とし、筒状の両端開口に、端部キャップ４４を取り付ける構成を示しているが、カバー４３と端部キャップ４４とを一体成形品として、一つの部品としても良い。さらには、ＬＥＤ４１の温度上昇を抑えたい場合には、カバー４３断面形状を、面Ｄを無くしたＣ形、あるいはコの字形状とすることで、実装基板４２のカバー４３の面Ｄに接していた放熱面を、本体２の面Ｃに直接固定したり、熱伝導率の良い、鋼板やアルミ等の金属の別部材(図示しない)を介することで、ＬＥＤ４１から発せられる熱を効率的に伝播、放熱することが可能となる。実装基板４２の放熱面には、接触熱抵抗を低減させることを目的として、放熱シートや放熱両面テープ、放熱グリースを介在させても良い。

図８は、図１のＢ−Ｂ’対応の部分断面斜視図である。

本体３１には、端板３２が取り付けられ、枠３を形成する。特に、本体３１の立ち上がり部と端板３２とで照明器具１の枠部を形成している。端板３２は、本体３１の立ち上がり部のある２辺とは異なる向かい合う２辺に取り付けられる。照明器具１において、光源モジュール４の発光面の長さは、向かい合う端板３２間の距離よりも長い。ここで、端板３２には、光源モジュール４の発光面の一部を枠３の内部に収納するための切り欠き部３２１を有する。切り欠き部３２１より、光源モジュール４の発光面の一部（光源モジュール４の端部）が枠３の内部に位置する。光源モジュール４の発光面の一部（光源モジュール４の端部）が枠３の内部に位置することにより、照明器具１を照明空間側から見た際に、光源モジュール４と枠３との間隙が生じず、枠３（端板３２）の内面の際まで、発光面を取ることができ、従来よりも発光面を大きくとることができるという効果を奏する。また、発光面を大きくとることができるため、発光面の輝度を下げることで、使用者が感じるグレアを低減することも可能となる。また、光源モジュール４の発光面の一部が枠３の内部に位置するため、枠３と光源モジュール４とが一体感を持つ効果が得られる。

なお、グレアを低減するための方策として、光源モジュールと離隔した位置に拡散性を有するカバーを配置する方法（特開2008-270096号公報参照）が広く知れ渡っているが、この場合、光源から出射されて光が拡散性を有するカバーによって、器具内に反射して戻ってしまったり、拡散性カバーの内部で吸収されてしまったりすることで、照明器具から出射される光量が大幅に低下してしまう恐れがある。本実施例では、光源モジュールと離隔した位置にカバーを設けずに発光面を大きく取っているため、グレアを抑制し、かつ光量の低下を抑えた照明器具を提供するという効果を奏する。

反射板６１の高さを高くすることで、照明器具１のＡ−Ａ’断面と平行な方向の遮光角を大きくすることが可能である。

図９は、図１の反射板６１に遮光板６２を付けた場合の斜視図である。図９に示すように、遮光板６２を追加することで、照明器具１のＢ−Ｂ’断面と平行な方向の遮光角も取ることが可能となる。また、枠３の表面に乳白のカバーや、プリズム加工が施されたカバーを追加で取り付けることで、照明器具１の正面全面を発光面とすることで、さらなるグレアの低減を図ることが可能である。

図１０は照明器具の実施例２に係る照明器具１０１を照明空間側から見た斜視図である。なお、図１０において照明器具１０１の設置した状態の構成を図示するため、天井９は断面表示してある。図１１は、実施例２に係る照明器具１０１の分解斜視図、図１２は図１０のＤ−Ｄ’対応の部分断面斜視図である。照明器具１０１は、固定板１０２、枠１０３、光源モジュール４などを具備する。

照明器具１０１は、直付・半埋込兼用形である。

以下、実施例１と異なる点について詳述する。同名称、同符号の部材については、特別な記載がないものを除き実施例１と同様の構造であり、同様の効果を奏するものとする。

実施例２では、実施例１記載の、光源モジュール４が、本体となる直付・半埋込兼用形器具用の固定板１０２に取り付けられる。固定板１０２には、点灯装置５や、電源端子台２１、調光信号端子台２２が取り付けられる。固定板１０２には、さらに点灯装置５および一部の電源線引き込み用の穴の目隠し用として枠１０３が取り付けられる。

枠１０３は本体の外周を覆う形状の部材である。

図１２に示す通り、枠１０３には光源モジュール４を枠１０３の内部に位置するための切り欠き部３２１を有する。切り欠き部３２１より、光源モジュール４が枠１０３の内部に位置することにより、照明器具１を正面から（照明空間側から）見た際に、光源モジュール４と枠１０３との間隙が生じず、枠１０３の内面の際まで、発光面を取ることができる、つまり、従来よりも発光面を大きくとることができるという効果を奏する。また、発光面を大きく取ることができるため、発光面の輝度を下げることで、使用者が感じるグレアを低減することが可能となる。枠１０３は、加工性、軽量化を考慮し、プラスチック成形品を使用しても良いし、放熱性及び剛性を考慮し、鋼板やアルミ等の金属部材を使用しても良い。

また、光源モジュール４の発光面の一部が枠１０３の内部に位置するため、枠１０３と光源モジュール４とが一体感を持つ効果が得られる。

図１３は従来の直付・半埋込兼用形の照明器具２０１の天井埋込施工前、施工後を表したＤ−Ｄ’斜視断面図である。図１３に示すとおり、照明器具２０１には、天井の埋込穴寸法Ｊより小さい外形寸法Ｋ（Ｋ＜Ｊ）の埋込部イ部と、埋込穴寸法Ｊより大きい外形寸法Ｋ（Ｋ＞Ｊ）の天井突出部ロ部が必要となる。埋込部イと天井突出部ロの境界面が天井照明器具取付面９１に位置し、埋込部イが天井の埋込開口穴９４に収まり、天井突出部ロが天井照明器具取付面９１から照明空間側に突出する構成となり、照明空間から使用者が照明器具２０１を見た場合、照明器具の外郭は天井突出部ロが視認できるが埋込部イは視認できない。

図１４は従来の直付・半埋込兼用形の照明器具２０１を天井９に直付施工した場合の斜視断面図である。図１４に示すとおり、埋込部イの上面が天井照明器具取付面９１に位置するため、照明空間から使用者が照明器具２０１を見た場合、天井突出部ロと埋込部イの両方が視認できてしまう。

埋込部イの最外面が固定板２０２で構成された場合、固定板２０２は光源モジュール４が取り付く側である表面と、天井突出部ロと天井照明器具取付面９１の隙間から裏面の両方が視認できてしまい、固定板２０２の表面及び裏面の両面が意匠面となり、固定板２０２をカラー鋼板で構成した場合は通常片面がサービスコートであり色合いが異なり、あるいは一方の面に加工や運搬時のスリ傷が発生している場合、使用者からの見た目が異なり、違和感を覚えてしまうので、両面の色を合わせるように管理を徹底し、かつ加工時や運搬時に傷が発生しないように、注意を払って取り扱わなければならない。

図１５は、実施例２に係る照明器具１０１を天井９に直付施工した場合の斜視断面図である。図１５に示すとおり、枠１０３に、固定板１０２の側面外周を覆う立ち壁３０１を設けることで、図１４のイ部にあたる固定板１０２の裏面は使用者から視認できなくなり、固定板１０２の管理及び取り扱いが容易になると同時に、使用者から視認される照明器具外周面が枠１０３のみとなるので、埋込部イの外周部と天井突出部ロの外周部の色味を統一することが容易となり、色味の違いにより使用者が感じる違和感を緩和することが可能となる。

図１６（ａ）は、図１０のカバー側面から見た部分断面図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）の別例の部分断面図である。

図１６（ｂ）に示すとおり、枠１０３の内部に収納する部品に干渉しない位置まで、枠１０３の内面に傾斜をつけることで、枠の内寸法Ｗ１からＷ２まで発光面を伸ばすことができ、斜線網掛け部４３１の分だけ発光面を広げることが可能となり、使用者が感じるグレア感を更に低減する効果を奏する。

図１７は、実施例２の別例を示した照明器具の斜視断面図である。図１７に示すとおり、枠１０３の切り欠き部３２１には、凸部３０２を設けても良い。凸部３０２は、切り欠き部３２１から当該枠１０３の外部に向かって突出する部分であり、光源モジュール４の形状に沿う形状の部分である。特に、カバー４３の形状に沿う形状である。凸部３０２が光源モジュール４の形状に沿う形状の部分であるため、凸部３０２を設けることで、枠３と光源モジュール４とに一体感を持たせることが可能となる。

図１８は、図１０の反射板６１に遮光板６２を付けた例を示した斜視図である。図１８に示すとおり、反射板６１に遮光板６２を取り付けることで、照明器具のＤ−Ｄ’断面と平行な方向の遮光角を取ることが可能となる。

１，１０１，２０１ 照明器具
２，１０２，２０２ 固定板
２１ 電源端子台
２２ 調光信号端子台
２３ 電源穴
２４ ボルト穴
３，１０３，２０３ 枠
３０１ 立ち壁部
３１ 本体
３２ 端板
３２１ 切り欠き部
４ 光源モジュール
４１ ＬＥＤ
４１Ａ カバー中央部に配置されたＬＥＤ
４１Ｂ カバー端部に配置されたＬＥＤ
４２ 実装基板
４３ カバー
４４ 端部キャップ
５ 点灯装置
６１ 反射板
６２ 遮光板
９ 天井
９１ 天井照明器具取付面
９３ 取付用ボルト
９４ 埋込用開口穴
イ 直付・半埋込器具における埋込部
ロ 直付・半埋込器具における天井突出部

Claims (4)

1. 光源モジュールと、該光源モジュールを駆動するための点灯装置と、一つないし複数の前記光源モジュールと前記点灯装置とを取り付ける本体と、前記本体の外周部に設けられた枠を具備した照明器具において、前記光源モジュールと前記点灯装置は電線で接続され、前記枠の内部に前記点灯装置や前記電線及び前記光源モジュールの発光面の一部が位置することを特徴とする照明器具。
2. 請求項１に記載された照明器具において、
   前記枠は、切り欠き部を有し、前記光源モジュールの発光面の一部は前記切り欠き部の内部に位置することを特徴とする照明器具。
3. 請求項２に記載された照明器具において、
   前記枠は、当該照明器具の照射方向に向かって広がるよう傾斜していることを特徴とする照明器具。
4. 請求項２又は３に記載の照明器具において、
   前記枠は、前記切り欠き部から当該枠の外部に向かって突出し、前記光源モジュールの外形に沿う形状の凸部を有することを特徴とする照明器具。