JP6975940B2

JP6975940B2 - 照明装置

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Publication number: JP6975940B2
Application number: JP2018027183A
Authority: JP
Inventors: 哲山内; 恭平中村
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-02-19
Filing date: 2018-02-19
Publication date: 2021-12-01
Anticipated expiration: 2038-02-19
Also published as: CN110173638A; JP2019145279A

Description

本開示は、照明装置に関する。

従来、照明装置としては、特許文献１に記載されているものがある。この照明装置は、筐体内に配置された光源と、光源が出射した光の配光を行うレンズを備える。レンズは、ガラス、透明アクリル樹脂、又はポリカーボネートで構成される。

特許第６０９４６２３号公報

レンズは、照明装置内に配置されるため、その外径が、照明装置の筐体の光出射側の内周面の内径よりも小さくなるように設計される必要がある。したがって、レンズを当該内周面に固定するためのレンズ固定部材が必要になる。また、レンズが下方に落下し易くなるため、レンズの投光側にレンズの落下を防止する落下防止部材を設置する必要もある。よって、照明装置の部品点数が多くなって、照明装置の製造コストが高くなり易い。また、レンズの外径が、筐体の光出射側の内周面の内径よりも小さいので、隙間が、レンズと当該内周面の間に生じ易く、埃や虫が当該隙間を介して光源側に侵入し易い。その結果、照明装置の点灯時に照射面に当該埃や虫による影が生成し易く、その影により照明性能が低下する。

そこで、本開示の目的は、部品点数を低減させ易く、光源側への異物の侵入も抑制できる照明装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本開示に係る照明装置は、係止部を有する内周面を含む筐体と、筐体内に配置され、基板、及び基板に実装された発光素子を有する光源と、光源からの光が入光する入光部、及び光を投光する投光部を有する光学部材と、を備え、投光部は、径方向の外側に突出すると共に係止部に係止される環状支持部を外周側に含み、環状支持部の外径は、筐体の内周面の内径よりも大きく、かつ、筐体の外周面の外径よりも小さい。なお、本開示の照明装置では、環状支持部は、投光部に含まれる。しかし、環状支持部の一部又は全部は、光を照射領域に投光できなくてもよいものとする。また、環状支持部の一部又は全部は、光を投光しなくてもよいものとする。

本開示に係る照明装置によれば、部品点数を低減させ易く、光源側への異物の侵入も抑制できる。

本開示の一実施形態に係る照明装置の主要部の斜視図である。上記照明装置の主要部の分解斜視図である。上記主要部の中心軸を含む切断面における断面図である。上記照明装置の基台を下側から見たときの斜視図である。上記照明装置の光源を保持したホルダを上側から見たときの斜視図である。上記光源を保持したホルダを下側から見たときの斜視図である。内側筒部材、レンズ落下防止部材、及びレンズで構成されるアッセンブリを上側から見たときの斜視図である。上記アッセンブリを、下側から見たときの斜視図である。単独状態のレンズにおける環状支持部の先端部の外径φａと、環状溝の内径φｄ等との寸法の比較関係を説明するための上記照明装置の部分模式断面図である。

以下に、本開示に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて新たな実施形態を構築することは当初から想定されている。また、以下の説明及び図面において、Ｒ方向は、以下で説明するレンズ５０の環状支持部５２の径方向を示し、θ方向は、環状支持部５２の周方向を示し、Ｚ方向は、照明装置１の高さ方向を示し、以下で示す基板２１の厚さ方向に一致する。Ｒ方向、θ方向、及びＺ方向は、互いに直交する。また、以下の説明で、中心軸とは、レンズ６０の中心軸を含む直線（環状支持部５２の中心軸とその延長線）を示す。また、以下の説明では、Ｚ方向が、照明装置１の光源２０から出射される光の光軸方向に一致する場合について説明する。しかし、Ｚ方向は、照明装置の光源から出射される光軸方向に一致しなくてもよい。また、以下の説明で、鉛直方向や水平方向に関連する文言、例えば、下側、上側、水平方向等を用いた場合、それらの文言は、照明装置１からの出射光が鉛直方向下側に照射され、該出射光の光軸が鉛直方向に一致している状態で表現されている。換言すると、本実施例では、照明装置１が、Ｚ方向が鉛直方向に一致するように配置される場合を例に説明を行う。また、本明細書では、下側とは、Ｚ方向の投光側のことを指し、上側とは、Ｚ方向の投光側とは反対側を指す。また、本明細書では、シリコーン樹脂に、全ての成分がシリコーン樹脂である材料が含まれると共に、重量％が最も大きい主成分がシリコーン樹脂であってシリコーン樹以外の材料を含むシリコーン樹脂組成物も含まれるものとする。

図１は、本開示の一実施形態に係る照明装置１の主要部の斜視図である。図１を参照して、照明装置１は、埋込型ダウンライトであり、ホール等の建物の天井に埋め込み配置され、下方を照明する。図１に示すように、照明装置１は、基台１０と、図示しない枠体を備える。基台１０は、照明装置１の外郭部材であり、有底円筒状部１１を有する。基台１０は、有底円筒状部１１内に光源２０（図５参照）を取り付ける取付台として機能する。基台１０は、上方に突出する複数のフィン１２を有する。基台１０全体は、光源２０で発生する熱を放散させるヒートシンクとしても機能し、特にフィン１２が光源２０からの熱を外気に放熱する。このため、基台１０は、金属材料等の熱伝導率の高い材料によって構成されると好ましい。基台１０は、例えば、アルミダイカスト等で、有底円筒状部１１とフィン１２を一体成形することで構成される。なお、基台は、有底円筒状部とフィンを接合する構成でもよい。この場合、例えば、有底円筒状部に設けた突起を、フィンに設けられた孔に挿入した後に塑性変形させることで、有底円筒状部とフィンを接続してもよい。なお、基台は、フィンを有さなくてもよい。

基台１０には、複数のねじ孔１３が設けられる。これらのねじ孔１３は、基台を枠体に固定するために設けられる。枠体は、円筒外周面を有し、アルミニウム等の金属材料、又はポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料によって好適に形成される。詳述しないが、枠体の円筒外周面には、図示しない２つの取付バネが、取り付けられる。２つの取付バネは、枠体外側に中心軸を挟んで径方向（Ｒ方向に一致）に対向するように配置され、ボルト等で枠体の円筒外周面に固定される。各取付バネは、天井の埋め込み孔に固定される前の状態において略水平方向に延在する。取付バネは、例えば、長尺状の金属板によって構成され、板バネ構造を有する。取付バネが鉛直方向に延在するように、取付バネを歪ませ、取付バネを埋め込み孔の周囲に当接させる。取付バネが埋め込み孔内面から受ける水平方向の力で、照明装置１を天井の埋め込み孔内面に固定する。なお、取付バネは３つ以上設けられてもよい。また、取付部の構造は、照明装置を天井に固定できる構造であれば如何なる構造でもよい。

次に、図２〜図８を用いて、照明装置１の主要部の概略構成と、その組立構造について説明する。図２は、照明装置１の主要部の分解斜視図であり、図３は、当該主要部の中心軸を含む切断面における断面図である。図２に示すように、照明装置１は、基台１０、内側筒部材３０、レンズ落下防止部材４０、及び光学部材の一例としてのレンズ５０を備える。図２及び図３に示すように、レンズ５０は、略円錐台状の外周面部５１と、環状支持部５２を含み、環状支持部５２は、外周面部５１の下側（光投光側）に設けられる。環状支持部５２は、環状のフランジ構造を有し、レンズ５０の下側においてＲ方向外側に突出する。レンズ５０は、基台１０の内周面側に取り付けられる。レンズ５０の材質、物性、及び基台１０に対するレンズ５０の取付構造については、後で詳細に説明する。

図３に示すように、内側筒部材３０は、レンズ５０の外周面部５１と基台１０の内周面１５との間に配置される。内側筒部材３０の上側先端部には、係止爪３１が設けられ、基台１０の内周面１５には、係止爪３１を係止する係合凹部１６が設けられる。係止爪３１を係合凹部１６に係止することで、内側筒部材３０が基台１０に取り付けられる。

また、レンズ落下防止部材４０は、レンズ５０の下側に取り付けられる。レンズ落下防止部材４０は、筒状部材であり、外周側にＲ方向外側に突出する係止爪４１を有する。この係止爪４１は、基台１０の内周面の下側に設けられた係合凹部１７に係止され、その結果、レンズ落下防止部材４０が、基台１０の内周側かつ下側に取り付けられる。

次に、照明装置１の光源２０、その取付構造、及び照明装置１の組立構造について説明する。図４は、基台１０を下側から見たときの斜視図である。また、図５は、光源２０を保持したホルダ３５を上側から見たときの斜視図であり、図６は、光源２０を保持したホルダ３５を下側から見たときの斜視図である。

図４に示すように、基台１０の主面１８には、光源２０を保持するホルダ３５の上側形状に対応する凹凸構造１９とねじ孔５が設けられる。また、図６に示すように、光源２０は、基板２１と、発光部２２を有する。基板２１は、平面視で略正方形の形状を有し、発光部２２は、円板状の形状を有する。発光部２２は、基板２１の下面（実装面）の略中央に配設される。光源２０は、例えば、ＣＯＢ（Chip On Board）構造を有し、発光部２２は、基板２１に実装された複数のＬＥＤ（light emitting diode）と、複数のＬＥＤを封止する封止部材を含む。

基板２１は、例えば、セラミックス基板、樹脂基板、又はメタルベース基板等で構成される。詳述しないが、基板２１には、一対の電極端子と、所定パターンの金属配線が形成される。一対の電極端子は、ＬＥＤを発光させるための直流電力を外部から受電するために設けられる。また、所定パターンの金属配線は、ＬＥＤ同士を電気的に接続するために設けられる。

ＬＥＤは、発光素子の一例である。ＬＥＤは、例えば、単色の可視光を発するベアチップで構成され、通電されれば青色光を発する青色ＬＥＤチップで構成される。複数のＬＥＤは、例えば基板２１にマトリクス状に配置される。なお、ＬＥＤは、基板に１つのみ実装されてもよい。封止部材は、例えば、透光性樹脂で構成され、蛍光体を含む。蛍光体は、ＬＥＤからの光を波長変換する役割を果たす。封止部材は、例えば、シリコーン樹脂に蛍光体粒子を分散させた蛍光体含有樹脂で構成される。光源２０が白色光を出射し、ＬＥＤが青色光を発光する青色ＬＥＤチップである場合、蛍光体粒子は、例えばＹＡＧ系の黄色蛍光体で構成される。封止部材は、例えば、全てのＬＥＤを一括封止してもよく、複数のＬＥＤを列ごとにライン状に封止してもよく、各ＬＥＤを１つずつ個別に封止してもよい。

図６に示すように、ホルダ３５は、Ｚ方向から見たとき基板２１に重なる基板受部３６を有し、基板受部３６は、基板２１の下側に位置する。基板２１の下面は、基板受部３６の上面で支持される。図５に示すように、ホルダ３５は、基板２１の上面形状に対応する形状の開口３７を有する凹部を含む。基板２１の下面が、基板受部３６に接触するまで、光源２０を凹部に収容し、その後、基板離脱防止部材３８を、その一部がＺ方向から見たときに基板２１に重なるように基板２１の上側に配置する。その後、複数のボルト８を、ホルダ３５の下側から、ホルダ３５、基板離脱防止部材３８、及び基台１０のねじ孔５に締め込む。このボルト８の締め込みにより、光源２０を保持した状態のホルダ３５が、基台１０の主面１８に取り付けられる。

図７は、内側筒部材３０、レンズ落下防止部材４０、及びレンズ５０で構成されるアッセンブリを上側から見たときの斜視図であり、図８は、そのアッセンブリを、下側から見たときの斜視図である。図７に示すように、レンズ５０は、上側に有底の円筒孔５３を有し、円筒孔５３は、上側に略円形の縁を有する開口５５を有する。この開口５５の直径は、円板状の発光部２２（図６参照）の直径よりも大きい。内側筒部材３０、レンズ落下防止部材４０、及びレンズ５０の夫々が、基台１０の内周側に取り付けられると、照明装置１の組立が、完了する。照明装置１の組立を完了した状態で、発光部２２は、円筒孔５３内に収容され、開口５５は、光源２０の基板２１の下面で塞がれる。その結果、発光部２２から出射された光は、漏れることなくレンズ５０内に入射する。

レンズ５０の円筒孔５３における内周面及び底面は、光源２０からの光が入光する入光部を構成する。詳しくは、図８に示すように、レンズ５０は、ノコギリ状の断面を有するフレネルレンズである。レンズ５０は、同心円状の複数の領域に分割された構造を有し、厚みが通常のレンズよりも小さい。レンズ５０の下側面は、光源２０から出射されてレンズ５０を通過した光を投光する投光部を構成する。投光部において外周側に位置する環状縁部は、環状支持部５２（図２参照）を構成する。再度、図３を参照して、基台１０は、筐体を構成する。また、レンズ５０は、基台１０に係止されて、固定される。詳しくは、図３に示すように、基台１０は、係止部の一例としての環状溝７を有し、環状溝７は、Ｒ方向内側のみがＲ方向内側に開口する。

図９は、単独状態のレンズ５０における環状支持部５２の外径φａと、環状溝７の内径φｄ等との寸法の比較関係を説明するための部分模式断面図である。図９に示すように、レンズ５０が単独状態で存在しているときの、レンズ５０の環状支持部５２の外径φａは、基台１０において環状溝７が設けられない内周面部の内径φｂよりも大きくなっており、基台１０の外周面の外径φｃよりも小さくなっている。更には、環状溝７の底部９の内径φｄは、単独状態のレンズ５０における環状支持部５２の外径φａよりも小さくなっている。

レンズ５０は、透光性を有する透明なシリコーン樹脂（シリコーンゴム）で構成されている。レンズ５０は、波長５５０ｎｍ、肉厚１ｍｍにおける、光線透過率が、８５％以上、好ましくは、９０％以上であると、好ましいが、これに限らない。また、ショア（Ａ）硬度を、ＪＩＳのＫ６２５３（２０１２）及びＪＩＳのＫ７２１５（１９８６）で規定されている硬度としたとき、レンズ５０は、ショア（Ａ）硬度が５０〜９０のゴム弾性体で構成されている。その結果、レンズ５０は、弾性を有し、アクリル製の硬いレンズやポリカーボネート製の硬いレンズとは異なって歪ませることが可能になる。

レンズ５０は、環状支持部５２の外径が小さくなるように圧縮された状態で、基台１０の下側から上側に挿入され、基台１０の内周面に圧入される。その圧入は、環状支持部５２が環状溝７に嵌入されるまで実行される。レンズ５０は弾性を有するので、レンズ５０はこの圧入で破損することはない。また、上述のように、環状溝７の底部９の内径は、単独状態のレンズ５０における環状支持部５２の外径よりも短くなっている。その結果、環状支持部５２が環状溝７に嵌入された状態で、環状支持部５２のＲ方向外側の先端部は、環状溝７の底部９にＲ方向内側に押圧されて圧縮される。この圧縮で、環状支持部５２と環状溝７の底部９との間に隙間が生じることが防止され、レンズ５０の外周面部５１と基台１０の内周面で画定されるスペースが外部に対して密閉される。

レンズ５０は、環状支持部５２を環状溝７に係止することで基台１０の内周側に取り付けられる。レンズ５０を基台１０に固定した後、レンズ落下防止部材４０が、基台１０におけるレンズ５０の下側に取り付けられる。Ｚ方向から見たとき、レンズ落下防止部材４０は、レンズ５０に重なる部分を有する。この構成により、何らかの問題で仮にレンズ５０が落下したとしても、その落下したレンズ５０をレンズ落下防止部材４０で受け止めることが可能になる。このようにして、レンズ５０の落下を二重の落下防止機構で防止し、安全に万全を期している。なお、レンズ落下防止部材４０は、省略されてもよく、この場合、部品点数を省略できて、製造コストを低減できる。また、レンズ落下防止部材４０の内周面をグレーや黒で着色すると、当該内周面での光の反射を抑制でき、人が下側から照明装置１を見たときの眩しさを抑制できて好ましい。

以上、照明装置１は、環状溝（係止部）７を有する内周面を含む筐体の基台１０と、筐体内に配置され、基板２１、及び基板２１に実装されたＬＥＤ（発光素子）を有する光源２０を備える。また、照明装置１は、光源２０からの光が入光する入光部、及び光を投光する投光部を有するレンズ５０を備える。また、投光部は、Ｒ方向外側に突出すると共に環状溝７に係止される環状支持部５２を外周側に含む。また、環状支持部５２の外径は、基台１０の内周面の内径よりも大きく、かつ、基台１０の外周面の外径よりも小さい。

上記構成によれば、レンズ５０の環状支持部５２の外径φａが、基台１０の内周面の内径φｂよりも大きいので、レンズ５０を単独で基台１０の内周側に固定できる。よって、レンズ５０を基台１０に固定するためのレンズ固定部材を必要としない。また、上述のように、レンズ５０の落下を防止するレンズ落下防止部材４０を省略することもできる。よって、照明装置の部品点数を低減でき、照明装置１の製造コストを削減できる。

更には、レンズ５０の環状支持部５２の外径φａが、基台１０の内周面の内径φｂよりも大きいので、レンズ５０の環状支持部５２と、基台１０の内周面とに隙間が生じにくくなる。したがって、埃や虫が、レンズ５０の外周面部５１と基台１０の内周面とで画定されるスペースに侵入しにくくなり、照明装置１の点灯時に照射面に埃や虫による影が生成しにくい。よって、その影により、照明性能が低下することを抑制でき、清潔感も良好なものにできる。

また、レンズ５０は、ショア（Ａ）硬度が５０〜９０のゴム弾性体で構成されてもよい。

上記構成によれば、レンズ５０が弾性変形し易い。よって、レンズ５０を圧入させ易くなり、レンズ５０を基台１０に容易かつ確実に取り付けできる。

また、係止部は、基台１０の内周面に全周に亘って設けられた環状溝７であってもよい。

上記構成によれば、環状支持部５２を簡単安価かつ確実に基台１０に固定できる。また、環状支持部５２のＺ方向位置を、環状溝７のＺ方向位置に精密に位置決めできる。更には、環状溝７と環状支持部５２との間に迷路構造（ラビリンス構造）を形成できる。よって、この迷路構造で照明装置１内への虫の侵入を効果的に抑制できる。

また、環状溝７の底部９の内径は、単独状態のレンズ５０における環状支持部５２の外径よりも短くてもよい。

上記構成によれば、環状支持部５２が締め代によって圧縮された状態で環状溝７の底部９に接触することになる。したがって、環状支持部５２の先端部と筐体（基台）１０の内周面とに隙間が生じることを防止でき、照明装置１の内部への虫や埃の侵入を防止できる。よって、埃や虫の侵入により照射面に影ができる現象を、略防止又は防止でき、清潔感も優れたものにできる。

なお、本開示は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。

例えば、上記実施形態では、筐体の内周側に設けた係止部が、環状溝７であり、環状支持部５２の先端部が、環状溝７の底部９でＲ方向内側に圧縮される場合について説明した。しかし、筐体の内周側に設けた係止部が、環状溝であり、環状溝に収容された環状支持部の先端部が、環状溝の底部に対してＲ方向に間隔をおいて対向する構成でもよい。又は、筐体の内周側に設ける係止部は、略環状の非環状溝であってもよい。又は、筐体の内周側に設ける係止部は、環状の突出部又は略環状の突出部であってもよい。そして、環状支持部を、弾性変形させて環状の突出部又は略環状の突出部を乗り越えるように下側から上側に移動させ、環状支持部の下面を、環状の突出部又は略環状の突出部の上面に載置（係止）する構成でもよい。

また、レンズ５０が、ショア（Ａ）硬度が５０〜９０であると共に透光性を有するシリコーンゴム弾性体で構成される場合について説明した。しかし、レンズは、ショア（Ａ）硬度が５０以下であると共に透光性を有するシリコーンゴム弾性体で構成されてもよく、ショア（Ａ）硬度が９０以上であると共に透光性を有するシリコーンゴム弾性体で構成されてもよい。又は、レンズは、シリコーンゴム弾性体以外の透光性を有するゴム弾性体で構成されてもよく、この場合においても、レンズは、ショア（Ａ）硬度が５０〜９０であると共に透光性を有するシリコーンゴム弾性体以外のゴム弾性体で構成されると好ましい。

また、光学部材がレンズ５０である場合について説明した。しかし、光学部材は、レンズ機能を有さない透光性カバー等でもよい。また、照明装置１が、埋め込み型ライトである場合について説明した。しかし、照明装置は、レールに吊り下げされる形式や、天井に吊り下げされる形式でもよい。要は、照明装置は、係止部を有する内周面を含む筐体と、筐体内に配置され、基板、及び基板に実装された発光素子を有する光源と、光源からの光が入光する入光部、及び光を投光する投光部を有する光学部材と、を備え、投光部は、径方向の外側に突出すると共に係止部に係止される環状支持部を外周側に含み、環状支持部の外径が、筐体の内周面の内径よりも大きく、かつ、筐体の外周面の外径よりも小さい構成を有すれば、如何なる形式の照明装置でもよい。

１照明装置、７環状溝、９環状溝の底部、１０基台（筐体の一部）、２０光源、２１基板、５０レンズ（光学部材）、５２環状支持部、 φａ単独状態のレンズにおける環状支持部の外径、 φｂ基台の内周面の内径、 φｃ基台の外周面の外径。

Claims

係止部を有する内周面を含む筐体と、
前記筐体内に配置され、基板、及び前記基板に実装された発光素子を有する光源と、
前記光源からの光が入光する入光部、及び前記光を投光する投光部を有する光学部材と、を備え、
前記投光部は、径方向の外側に突出すると共に前記係止部に係止される環状支持部を外周側に含み、
前記環状支持部の外径は、前記筐体の前記内周面の内径よりも大きく、かつ、前記筐体外周面の外径よりも小さく、
前記光学部材は、ショア（Ａ）硬度が５０〜９０のゴム弾性体で構成されている、照明装置。
係止部を有する内周面を含む筐体と、
前記筐体内に配置され、基板、及び前記基板に実装された発光素子を有する光源と、
前記光源からの光が入光する入光部、及び前記光を投光する投光部を有する光学部材と、を備え、
前記投光部は、径方向の外側に突出すると共に前記係止部に係止される環状支持部を外周側に含み、
前記環状支持部の外径は、前記筐体の前記内周面の内径よりも大きく、かつ、前記筐体外周面の外径よりも小さく、
前記係止部は、前記内周面に全周に亘って設けられた環状溝である、照明装置。
前記環状溝の底部の内径は、単独状態の前記光学部材における前記環状支持部の外径よりも短い、請求項２に記載の照明装置。