JP2008243770A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】市場が必要としている照度と省エネルギーを備えた照明器具を提供すること。ガラスレンズを用いることで、発光ダイオードの発熱によるレンズの変形・劣化を防止し、発光ダイオードの発熱時の最大表面温度の１００℃に対しても、耐熱性を高めること。また、適宜な大きさの照射範囲を得ること。
【解決手段】発光ダイオードを実装した発光素子基板１３と、この発光素子基板１３からの光を拡散し一面を平面状の平面部３２とし他面を凸面状の凸面部３３とした非球面レンズのガラスレンズ３１と備えている。ガラスレンズ３１は少なくともレンズ外径寸法よりも短い焦点距離を持っている。ガラスレンズ３１の平面部３２と該ガラスレンズ３１の焦点の間に、前記発光素子基板１３を前記ガラスレンズ３１の平面部３２とほぼ平行させて該発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１側に向けて配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井等から吊設されて商品を照らす店舗用の照明器具や、家庭内で照明用として用いられる照明器具に関するものであり、より詳しくは発光ダイオードを光源に用いた照明器具に関するものである。

現在、家庭内や店舗で大量に使用されている白熱電球は、エネルギー効率が極めて悪い。その理由は熱を光に変換する効率が悪いためである。最近は二重コイル型とか、色々な工夫がされてきており、６０Ｗ型の電球の消費電力も５４Ｗぐらいには改善されてきている。しかしながら、これ以上の効率の改善が原理的に無理と言われている。

ところで、２００７年２月にオーストラリア政府は、地球温暖化による気候変動を遅らせる対策の一環として、国内での白熱電球の使用を２０１０年までに段階的にやめる計画を明らかにした。エネルギー効率の悪い白熱電球を効率の良い照明器具に切り替え、白熱電球の廃止が進むと、オーストラリアが排出する温室効果ガスの年間平均削減量は、２０１５年までにその量は、４００万トンになると予想されている。

世界的に地球温暖化の原因となる、温室効果ガスの一種である二酸化炭素とその他５種類の削減は、京都議定書において日本が合意した「６％削減」という数字は揺るぎないものである。

また、二酸化炭素は日本が排出する温室効果ガスの大部分を占めており、日本の温暖化対策にとって最も重要なガスである。さらに、オゾン層破壊の原因ともなっている。二酸化炭素の大部分は、電力などをはじめとするエネルギーの生産を起源とするものであるため、それに対する対策は最重要だと言える。日本は世界で４番目に二酸化炭素の排出が多い国である。

そのため、照明器具における照明のエネルギー効率を高めることは、地球温暖化対策の重要なエコ行動である。そして、各家庭におけるエネルギー消費量では、照明は一つの大きなジャンルになっている。

白熱灯は、そもそも１０％程度しか明るさ（可視光）に変わらないと言われている。残りの９０％は熱（赤外線と熱伝導）に変わってしまっている。発電所で投入されるエネルギーからすると僅か４％しか照明用として利用されておらず、９６％以上が熱として消えている。蛍光灯も可視光に変わる効率は、白熱電球の４倍程度であり、８４％は無駄になっている。

最近、白熱電球の代わりに、電球型蛍光灯が市場に出回ってきている。６０Ｗ相当の照度の蛍光灯の消費電力は、１５Ｗ程度であるものの、蛍光灯の内部には水銀が含まれており、水銀が自然環境中に放出されたときに問題になるのは、やはり水俣病のような人体に影響が出る恐れが指摘されていることである。
そのため、蛍光灯も状況によっては環境には良くなく、さらに蛍光灯の起動時の輝度も低く、点灯直後は輝度が５０％ぐらいしかない。家庭では、電球は必要な時のみ点灯させ、不必要な時はすぐに消灯させる使用方法が一般的である。この蛍光灯を頻繁に点灯させたり、消灯させることによって、蛍光灯（ランプ）の寿命が大幅に短くなることも問題となっている。

この問題を解決するにあたり、光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤという。）の採用が待ち望まれている。ＬＥＤは半導体そのものが発光するという特性上、白熱電球や蛍光灯のようにフィラメントが切れて点灯しなくなることはない。
ＬＥＤは点灯直後（電源の印加直後）に１００％の明るさを出すことができる。ＬＥＤを使用した交通信号灯では、従来の電球式の７０Ｗに対して、１２Ｗに消費電力量が大幅に削減されている。発光素子の１つである発光ダイオードは、白熱電球や蛍光灯に代わる次世代照明の本命として大いに注目されている。

なお、ＬＥＤを光源とした照明装置としては、例えば、下記の特許文献１が挙げられる。

特開２００５−８２１０６号公報

この特許文献１の照明装置は、車両用の室内照明装置であり、一面を開口した筐体内にＬＥＤからなる光源ユニットを配設し、該筐体の開口面にスライド自在とした光透過性で樹脂製のカバーが設けられており、この平板状のカバーの内面には不規則で微細な溝を形成することで光拡散処理が施されている。
この特許文献１では、カバーを閉めることで、光源からの光をカバーにより拡散させて照射範囲を広くし、また、カバーをあけることで、ＬＥＤ自体のレンズの作用によって光を集光して放出させて、照射範囲の狭い光の照明を行なっているものである。

しかしながら、この特許文献１は、後述する本発明とは構造、作用等が全く異なるものである。

ところで、ＬＥＤの発光原理は以下の通りである。ＬＥＤのチップに順方向電圧をかけると、チップの中を電子と正孔が移動して電流が流れ、移動中に電子と正孔とがぶつかると結合する（再結合：Ｎ極とＳ極のように引き合い結合する）。この再結合すると、電子と正孔が結合前に、もともと持っていたエネルギーよりも、小さなエネルギーになる。その時に余ったエネルギーロスが光に変換されて発光する。

現在、市場では、店舗や家庭内で使用されている白熱電球の代わりに、ＬＥＤの採用が待ち望まれている。

しかし、照明器具の光源としてＬＥＤを用いた場合の問題点は、高照度を得るためには大電力を投入する必要があり、大電力を投入すると、それに比例してＬＥＤの発熱が増えることになる。ＬＥＤの発熱が増えると、発光効率が低下する。このＬＥＤの発光効率の低下を補うために、大電力を投入するとさらに発熱が増えるという悪循環に陥る。
この悪循環の最後は熱でＬＥＤ素子が破壊されることになる。また、ＬＥＤ素子が破壊にまで至らない場合でも効率が低下し寿命が短縮するという問題がある。

そのため、現在、市場にあるものは、高照度を確保するために、３Ｗ、５Ｗ等の高出力ＬＥＤを多数使用し、さらに大電力を投入し、ＬＥＤの発熱を抑える方法として、器具全体で放熱を行なっている。

その結果、器具の外面（表面）を触ると、かなりの高温となっており、人が触れるとヤケドなどの外傷を負う程度の熱さとなっているものもある。そのため、出来る限り電力の投入を抑え、器具の外面の温度を抑えるようにしている。そして、不足した照度を補うため、ＬＥＤの表面には、前記特許文献１に記載されているような樹脂で製作されたレンズを使用し、照度を確保しようとしている。
また、ＬＥＤに大電力を投入すると、ＬＥＤの発熱により、レンズが劣化・変形し、照射範囲や照度が変わってくるという問題もある。さらに、ＬＥＤの灯数を多く使用すると、コストが高くなり、市場で普及し得ない原因でもある。

市場で要求されている照度は、照明器具から距離２ｍ離れた位置で、２ｍの円を描く範囲に電球と同じ照度を確保したものが待ち望まれている。

このため、従来の樹脂製のレンズを利用して照度を確保しようとしたＬＥＤ照明器具は多品種販売されている。しかし、どのＬＥＤ照明器具も６０Ｗ電球どころか、４０Ｗ電球の照度すら確保できないものばかりである。市場で４０Ｗのレフ電球の照度を確保しているＬＥＤ照明器具は、消費電力１７Ｗ〜２５Ｗを要している。

本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を持った照明器具を提供するものである。
（１）市場が必要としている照度と省エネルギーを備えた照明器具を提供すること。
（２）発光ダイオードの光を拡散させるレンズとしてガラスレンズを用いることで、発光ダイオードの発熱によるレンズの変形・劣化を防止し、発光ダイオードの発熱時の最大表面温度の１００℃に対しても、耐熱性を高めること。
（３）ガラスレンズにより、照明器具を屋外に設置した場合でも、紫外線の影響による劣化・黄変を防止し、発光ダイオードが本来備えている演色性を変えることもなく、また、照度の低下を防止すること。
（４）発光ダイオードの発光部のみをレンズで覆うのではなく、発光ダイオードの発光部分以外の領域、発光ダイオードの周辺部分等を広範囲にガラスレンズで覆うことで、光の屈折率を最小限にし、光を有効に外部へ取り出し、十分に明るい照度を確保すること。
（５）発光ダイオードの放熱用の放熱板によりガラスレンズにて反射する光をガラスレンズ側に再反射させて、照度を一層上げるようにすること。
（６）発光ダイオードの発光面とガラスレンズの距離を、ほぼゼロの位置からガラスレンズの焦点距離の間で自在に変更可能として、器具の形状を変化させることなく、光源が照射されている場所の照度と、照射範囲を自由に変更可能とすること。
（７）所謂ダクトタイプの照明器具では、放熱を一層向上させて、表面温度の上昇を抑えること。

そこで、本発明の請求項１に記載の照明器具では、発光ダイオードを実装した発光素子基板１３と、この発光素子基板１３からの光を拡散し一面を平面状の平面部３２とし他面を凸面状の凸面部３３とした非球面レンズのガラスレンズ３１と、前記発光素子基板１３の発光ダイオードを点灯駆動する回路基板６とを備え、
前記ガラスレンズ３１は少なくともレンズ外径寸法よりも短い焦点距離を持ち、
前記ガラスレンズ３１の平面部３２と該ガラスレンズ３１の焦点の間に、前記発光素子基板１３を前記ガラスレンズ３１の平面部３２とほぼ平行させて該発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１側に向けて配置していることを特徴としている。

請求項２に記載の照明器具では、前記発光素子基板１３の発光面１４の寸法に対して前記ガラスレンズ３１の外径を３〜４倍としていることを特徴としている。

請求項３に記載の照明器具では、前記発光素子基板１３を配設する放熱板１１の金属面が前記ガラスレンズ３１の方向に露出していることを特徴としている。

請求項４に記載の照明器具では、前記発光素子基板１３の発光面１４と前記ガラスレンズ３１の距離を、ほぼゼロの位置から焦点距離の間で自在に変更可能としていることを特徴としている。

請求項５に記載の照明器具では、前記発光素子基板１３、ガラスレンズ３１及び回路基板６とで構成される器具ユニット３９を下面を開口したダクト５１に空間５２を介して納装配置され、前記ダクト５１の上部に空気流通用の通流孔５３を設けていることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の照明器具によれば、発光ダイオードの光を拡散させるレンズとしてガラスレンズ３１を用いることで、発光ダイオードの発熱によるレンズの変形・劣化を防止し、発光ダイオードの発熱時の最大表面温度の１００℃に対しても、耐熱性を高めることことができる。また、ガラスレンズ３１により、照明器具を屋外に設置した場合でも、紫外線の影響による劣化・黄変を防止し、発光ダイオードが本来備えている演色性を変えることもなく、また、照度の低下を防止することができる。
さらには、ガラスレンズ３１の平面部３２と該ガラスレンズ３１の焦点の間に、前記発光素子基板１３を前記ガラスレンズ３１の平面部３２とほぼ平行させて該発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１側に向けて配置しているので、適宜な大きさの照射範囲を得ることができる。このように、市場が必要としている照度と省エネルギーを備えた照明器具を提供することができる。

請求項２に記載の照明器具によれば、前記発光素子基板１３の発光面１４の寸法に対して前記ガラスレンズ３１の外径を３〜４倍としているので、発光ダイオードの発光部のみをレンズで覆うのではなく、発光ダイオードの発光部分以外の領域、発光ダイオードの周辺部分等を広範囲にガラスレンズ３１で覆うことになり、光の屈折率を最小限にし、光を有効に外部へ取り出し、十分に明るい照度を確保することができる。

請求項３に記載の照明器具によれば、前記発光素子基板１３を配設する放熱板１１の金属面が前記ガラスレンズ３１の方向に露出しているので、発光ダイオードの放熱用の放熱板１１によりガラスレンズ３１にて反射する光をガラスレンズ３１側に再反射させて、照度を一層上げることができる。

請求項４に記載の照明器具によれば、前記発光素子基板１３の発光面１４と前記ガラスレンズ３１の距離を、ほぼゼロの位置から焦点距離の間で自在に変更可能としているので、発光ダイオードの発光面とガラスレンズ３１の距離を、ほぼゼロの位置からガラスレンズ３１の焦点距離の間で自在に変更可能として、器具の形状を変化させることなく、光源が照射されている場所の照度と、照射範囲を自由に変更可能とすることができる。

請求項５に記載の照明器具によれば、前記発光素子基板１３、ガラスレンズ３１及び回路基板６とで構成される器具ユニット３９を下面を開口したダクト５１に空間５２を介して納装配置され、前記ダクト５１の上部に空気流通用の通流孔５３を設けているので、器具ユニット３９、特に発光素子基板１３からの熱は、ダクト５１内の空間５２を経て、通流孔５３を介して外部に放熱され、そのため、器具ユニット３９が効率良く冷却され、器具ユニット３９を覆っているダクト５１の表面の温度はほとんど上昇しすることもない。
特に、照明器具本体１の使用状態としては、光の照射方向を下向き、あるいは斜め下方とした使い方をするので、下面を開口し、上部に通流孔５３を設けたダクト５１が、所謂煙突効果となってダクト５１内の空気の流通を促進し、器具ユニット３９の放熱効果を一層向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。本発明のＬＥＤ照明器具は、発光ダイオード（ＬＥＤ）と、このＬＥＤの発光面側を非球面とし、ＬＥＤからの光の照射側を凸面状としたガラスレンズと、ＬＥＤを定電流にて発光（点灯）駆動する基板とを組み合わせことにより、市場が必要としている照度と省エネルギーを確保した照明器具である。

（第１の実施の形態）
先ず、第１の実施形態の照明器具を図１〜図７により説明する。図１はＬＥＤを光源とした電球タイプの照明器具本体１の破断正面図を示し、図２は該照明器具本体１の分解側面図を示している。
照明器具本体１の外殻を形成している電球形状のケーシング２は、図１〜図３に示すように、略円筒状のケース本体３と、このケース本体３の開口面側に嵌着されるカバー４とで構成されている。

ケース本体３の内部には、図３及び図４に示すように、円形の空所５が設けられていて、この空所５内に、ＬＥＤを定電流にて点灯駆動する回路基板６が配設されるようになっている。また、ケース本体３の空所５の開口面７を閉塞する形であってケース本体３の端面１０側に２枚のアルミ板を重ねた円板状の放熱板１１が配設される。なお、図４（ａ）はケース本体３の正面図を、（ｂ）はケース本体３の破断側面図を、（ｃ）はケース本体３の背面図をそれぞれ示している。
ケース本体３の端面１０にはねじ穴１２が２つ設けられており、このねじ穴１２に皿ネジ（図示せず）を螺着することで、放熱板１１がケース本体３の端面１０に固定されるようになっている。

放熱板１１の略中央部分には、複数のＬＥＤを合成させた１枚の発光素子基板１３が配設され、この発光素子基板１３から発熱する熱を放熱板１１にて放熱するようにしている。そして、放熱板１１とは反対側の発光素子基板１３の面を発光面１４としている。

また、ケース本体３の端部は細径とした円柱状の口金支持部１５が形成されており、この口金支持部１５の表面に円筒状で導電性の口金１６が固定されるようになっている。ケース本体３の口金支持部１５の略中央には外部と空所５とに連通する挿通孔１７が穿孔されていて、この挿通孔１７に略傘状の口金押さえ具２０の軸２１が挿入される。
口金押さえ具２０の軸２１にはその軸方向に沿って孔２２が両端を開口する形で穿設されており、この孔２２にビス２３を挿入し、この挿入したビス２３の先端はケース本体３の空所５内に位置している。そして、このビス２３の先端にナット（図示せず）にて螺着することで、口金１６が口金押さえ具２０に固定されることになる。

前記ケース本体３の端面１０側に嵌着されるカバー４は、図１〜図３、図５に示すように、略円筒状に形成されており、前面側は前端に至るほど傾斜して細径に形成されている。この両側を開口したカバー４の前面側に開口部２４が穿孔されていて、この開口部２４よりガラスレンズ３１が外部へ露出するようになっている。なお、図５の（ａ）はカバー４の正面図を、（ｂ）はカバー４の破断側面図を、（ｃ）はカバー４の背面図をそれぞれ示している。
また、開口部２４とは反対側のカバー４の縁部の外周面にはネジ部２５が螺刻されており、このカバー４のネジ部２５と螺合するネジ部２６が図４に示すようにケース本体３の縁部の内周面に螺刻されている。

図６（ａ）は合成樹脂製のレンズ押さえ具２７の正面図を示し、（ｂ）はレンズ押さえ具２７の側面図を示している。このレンズ押さえ具２７はリング円板状に形成されており、図１に示すように、このレンズ押さえ具２７にてガラスレンズ３１を押さえ、ケース本体３とカバー４をネジ部２５、２６により嵌合した際に、放熱板１１の周縁部とレンズ押さえ具２７とが密着し、ガラスレンズ３１がケーシング２内に固定されることになる。

また、ガラスレンズ３１がケーシング２内に固定される時には放熱板１１に配設されている発光素子基板１３はレンズ押さえ具２７の空間内に位置することになる。

ガラスレンズ３１は、従来よりある球面レンズではなく、非球面レンズを使用しており、図１及び図２に示すように、発光素子基板１３側の面は平面状とした平面部３２とし、ガラスレンズ３１の前面は凸状の凸面部３３としている。

従来ある、球面レンズには収差が発生するので、収差が大きいレンズは使用することができない。この収差を無くすことは球面レンズ単体では出来ず、凸レンズと凹レンズの組み合わせにより、完全ではないが収差を小さくしている。
しかし、非球面レンズであれば収差が無いので、従来の球面レンズを２枚使用するところ１枚に置き換えられる。このため、製品（照明器具）の小型化、軽量化、コストダウンを図ることができる。

また、従来の樹脂製のレンズは、紫外線の影響で１年も使用すれば黄変する。さらに、屋外に設置すると１カ月で黄変してしまう。レンズが黄変すると、照度が落ち、光源の演色性も変わる。本発明の照明器具本体１に用いているレンズは、ガラスレンズのため、紫外線の影響で劣化・黄変することはない。したがって、本来ＬＥＤの持っている演色性を変えることもなく、照度が落ちることもない。

本照明器具本体１の組み立てを簡単に説明すると以下の通りである。先ず、口金１６をケース本体３の口金支持部１５に挿入し、口金押さえ具２０をビス２３にて固定する。このビス２３と口金１６とで一対の電極が形成される。次に、ＬＥＤを定電流駆動する回路基板６をケース本体３の空所５内に挿入し、回路基板６とビス２３、口金１６、発光素子基板１３との配線を行なう。
次に、ケース本体３の空所５内にウレタン樹脂を充填し、このウレタン樹脂が硬化することで回路基板６がケース本体３内に固定される。次に、発光素子基板１３を取り付けた放熱板１１をネジにてケース本体３の端面１０側に固定する。そして、カバー４のガラスレンズ３１を挿入し、レンズ押さえ具２７を取り付けて、ケース本体３とカバー４とを合体させる。

ここで、ガラスレンズ３１は、少なくともレンズ外径寸法よりも短い焦点距離を持ち、ガラスレンズ３１の平面部３２と該ガラスレンズ３１の焦点との間に、発光素子基板１３をガラスレンズ３１の平面部３２とほぼ平行に配置させている。また、発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１の平面部３２に向けて配置しており、ガラスレンズ３１の凸面部３３はカバー４の開口部２４より突出している。

また、ガラスレンズ３１の平面部３２の外径は、発光素子基板１３の発光面１４より大きく形成されており（例えば、発光素子基板１３の発光面１４の寸法に対してガラスレンズ３１の外径を３〜４倍としている。）、ガラスレンズ３１は従来のＬＥＤの発光部分のみを覆う方法ではなく、発光面１４はもちろん、発光素子基板１３のＬＥＤの発光部分以外の領域、発光素子基板１３の周辺部分も広範囲にガラスレンズ３１で覆うようにしている。
そもそも光は屈折率の高いところに閉じ込められ易いという性質を持っており、そのため、光源部（発光面１４）のみを覆う従来のレンズ配置では、僅かな光しかレンズの外部へと取り出されず、「有用な発光」が十分には得られないことになる。

本発明では、ガラスレンズ３１により発光素子基板１３を含めた広範囲に発光面１４を覆うことにより、光の屈折率を最小限にし、最大限、光を外部に取り出すことができるようにしている。また、放熱板１１の色は、アルミ板の光沢のある銀色であり、発光面１４から照射された光がガラスレンズ３１の平面部３２にて反射され、この反射した光をこの銀色の放熱板１１の表面にて再反射させてガラスレンズ３１へ照射させていることで、照明器具本体１の照度を一層上げることができる。

これにより、本発明の照明器具本体１は、電球の６０Ｗ相当の照度を有しているにも関わらず、消費電力は４Ｗであり、白熱電球の１／１５の消費電力で、また電球型蛍光灯の１／４の消費電力を達成している。したがって、本発明により次世代照明を実現させ、地球温暖化対策に大きく貢献している、画期的な照明器具を提供することができる。

なお、図１に示すように、ガラスレンズ３１の平面部３２と発光素子基板１３の発光面１４とは非常に近接しているが、レンズをガラスレンズ３１として該ガラスレンズ３１の耐熱温度は１７０℃であり、発光素子基板１３のＬＥＤの発熱時の最大表面温度は１００℃であるので、ＬＥＤの発熱によるガラスレンズ３１の変形がなく、劣化も無い。

このように、本実施形態では、発光ダイオードの光を拡散させるレンズとしてガラスレンズ３１を用いることで、発光ダイオードの発熱によるレンズの変形・劣化を防止し、発光ダイオードの発熱時の最大表面温度の１００℃に対しても、耐熱性を高めることことができる。また、ガラスレンズ３１により、照明器具を屋外に設置した場合でも、紫外線の影響による劣化・黄変を防止し、発光ダイオードが本来備えている演色性を変えることもなく、また、照度の低下を防止することができる。

図７は、例えば、天井面から吊設されているソケット３５に照明器具本体１を装着し、下方に向けて光を照射している状態を示し、照明器具本体１から２ｍ離れた位置で、直径が約２ｍの円３６を描いたものである。かかる場合、市場で要求されている照度と同じ照度を得ている。
なお、図７における使用例としては、店舗などの商品を照らす場合を示しているが、もちろん家庭用の一般の照明器具としても使用することができるものである。

このように本実施形態では、ガラスレンズ３１の平面部３２と該ガラスレンズ３１の焦点の間に、前記発光素子基板１３を前記ガラスレンズ３１の平面部３２とほぼ平行させて該発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１側に向けて配置しているので、適宜な大きさの照射範囲を得ることができる。このように、市場が必要としている照度と省エネルギーを備えた照明器具を提供することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施形態を図８以降により説明する。本実施形態は所謂ダクトタイプの照明器具であり、ガラスレンズ３１、発光素子基板１３、該発光素子基板１３を配設している放熱板１１、発光素子基板１３を定電流で駆動する回路基板６等の構成は先の実施形態と同じである。また、先の実施形態と同一の機能を発揮する部材には同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

図８（ａ）は照明器具本体１の破断正面図を示し、（ｂ）は照明器具本体１の側面図を示している。また、図９（ａ）は照明器具本体１の器具ユニット３９の一部を断面とした要部側面図、（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図をそれぞれ示している。図１０は発光素子基板１３を配設している放熱板１１の平面図を示している。

器具ユニット３９の構成を説明すると、回路基板６に一対の六角スペーサ４０が取り付けられていて、上面を開口した有底円筒状のアルミ製の容器４１に前記六角スペーサ４０を取り付けた回路基板６が納装される。容器４１の底面には六角スペーサ４０の下部４０ａを挿通させる穴（図示せず）があいており、この穴を介して六角スペーサ４０の下部４０ａが突出している。また、六角スペーサ４０の上部４０ｂは容器４１の上端より突出している。

六角スペーサ４０を取り付けた回路基板６を容器４１内に納装した後に、ウレタン樹脂４２（図１１に示す斜線部分）を充填することで、容器４１内で回路基板６が固定される。また、回路基板６からは発光素子基板１３への接続用のリード線４３とＡＣ１００Ｖに接続する電源ケーブル４４とが導出されている。
発光素子基板１３を上面に配設した放熱板１１を六角スペーサ４０の上部４０ｂの端面に載置して、ネジ４５を放熱板１１に穿孔している穴を介して六角スペーサ４０のねじ穴に螺合することで、放熱板１１が六角スペーサ４０に固定される。

回路基板６からのリード線４３は放熱板１１に穿孔している穴を介して発光素子基板１３側に導出され、該リード線４３は発光素子基板１３に接続される。図９及び図１１に示すように、ガラスレンズ３１は略Ｖ字型の固定部材４６により三カ所で放熱板１１に固定されるようになっている。放熱板１１にはネジ４７挿通用の穴（図示せず）が穿設されており、また、固定部材４６の底面にもネジ４７が螺合するねじ穴（図示せず）が設けられている。
固定部材４６によりガラスレンズ３１を３カ所で支持すると共に、ネジ４７を放熱板１１の下方から挿入し、ネジ４７を固定部材４６のねじ穴に螺合することで、ガラスレンズ３１が固定部材４６を介して放熱板１１に固定される。

また、六角スペーサ４０の下部４０ａには固定金具５０が取り付けられており、この固定金具５０を介して図８（ａ）に示すようにダクト５１の内部の器具ユニット３９が固定される。この金属製のダクト５１は下面を開口した円筒状に形成されており、ダクト５１の内面と器具ユニット３９との間には、該放熱板１１等の器具ユニット３９からの熱を放熱させるための空間５２が形成されている。
また、ダクト５１の上部には細長状の通流孔５３が複数条穿孔されている。器具ユニット３９から放熱された熱は空気と共に空間５２を経て通流孔５３から外部へと放熱される。

ダクト５１は略Ｕ字型の支持具５４にて支持されるようになっており、支持具５４の両側の下部にはネジ５５が設けられている。このネジ５５の先端面にてダクト５１の外面を押接することで、ダクト５１を支持具５４に対して任意の角度にて固定できるようになっている。
また、支持具５４の上面にはブラケット５６が設けられており、器具ユニット３９からの電源ケーブル４４がブラケット５６内に案内されている。ブラケット５６の上端面にはコンセントなどの電源と接続される一対の接続端子５７が設けられており、この接続端子５７に電源ケーブル４４がそれぞれ接続されるようになっている。なお、支持具５４がブラケット５６に対して回動可能となっており、器具ユニット３９の発光素子基板１３からの光を任意の方向に照射可能となっている。

図１２はレールコンセント６０にブラケット５６を接続し、該レールコンセント６０から照明器具本体１を吊設した状態を示している。照明器具本体１から２ｍ離れた位置で、直径が約２ｍの円３６を描いたものである。かかる場合、市場で要求されている照度と同じ照度を得ている。
なお、図１２における使用例としては、店舗などの商品を照らす場合を示しているが、もちろん家庭用の一般の照明器具としても使用することができるものである。

本実施形態では、ガラスレンズ３１を用いていることや、発光素子基板１３のガラスレンズ３１の焦点に対しての配置位置等は先の第１の実施形態と同じなので、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
先の実施形態では、発光素子基板１３からの放熱はケーシング２から直接に外部へと放熱していたが、本実施形態においては、器具ユニット３９、特に発光素子基板１３からの熱は、ダクト５１内の空間５２を経て、通流孔５３を介して外部に放熱されるので、器具ユニット３９が効率良く冷却され、器具ユニット３９を覆っているダクト５１の表面の温度はほとんど上昇しない。

特に、本実施形態の照明器具本体１の使用状態としては、光の照射方向を下向き、あるいは斜め下方とした使い方をするので、下面を開口し、上部に通流孔５３を設けたダクト５１が、所謂煙突効果となってダクト５１内の空気の流通を促進し、器具ユニット３９の放熱効果を一層向上させることができる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施形態を図１３及び図１４により説明する。本実施形態は、発光素子基板１３の発光面１４とガラスレンズ３１の距離を、ほぼゼロの位置から焦点距離の間で自在に変更可能としたものである。

図１３（ａ）は、発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１の平面部３２に密着に近い状態に配置した場合を示し、この場合では、光の照射範囲を大きくすることができる。
図１３（ｂ）は、発光素子基板１３をガラスレンズ３１と焦点距離ｆのほぼ中間の位置に配置した場合であり、（ａ）の場合よりも照射範囲を小さくすることができる。図１３（ｃ）は発光素子基板１３を焦点距離ｆに近い場所に設置した場合を示し、光の照射範囲を更に小さくすることができる。

なお、図１３において、光が照射されている場所の照度は、照射範囲の大きさに逆比例して低くなる。（ａ）は照射範囲が大で、照度が標準とした場合、（ｂ）は、照射範囲が（ａ）より狭くなり、照度は（ａ）より高くなる。また、（ｃ）は照射範囲は更に狭くなるが、照度は更に高くなる。

第２の実施形態におけるダクトタイプの照明器具本体１に本実施形態を適用するものであり、発光素子基板１３をガラスレンズ３１と焦点距離ｆとの間で自在に変更可能とすることで、光が照射されている場所の照度と、照射範囲を自由に変更することができる。

なお、図１３（ａ）に示すように、発光素子基板１３の発光面１４をガラスレンズ３１の平面部３２にほぼ密着させた状態でも、発熱した発光素子基板１３のＬＥＤの表面温度が１００℃であり、これに対してガラスレンズ３１は耐熱温度が約１７０℃と高いため、熱的には何ら問題はない。
また、ガラス自体は、熱伝導が悪く、非球面レンズであるガラスレンズ３１の表面に触れても、熱が伝わっておらず、安全である。

図１４は具体例を示し、先の第２の実施形態ではガラスレンズ３１を支持固定するのに、爪状の固定部材４６を用いていたが、この固定部材４６の代わりに円筒状の支持部材６２を用いる。そして、この支持部材６２の端部側の内周面にネジ部６３を螺刻し、このネジ部６３と螺合するネジ部６４をガラスレンズ３１の基部の外周面に螺刻する。
ガラスレンズ３１を回転させることで、図中の矢印に示すようにガラスレンズ３１が支持部材６２の軸方向に対して進退自在に移動させることができ、これにより、ガラスレンズ３１と発光素子基板１３の発光面１４の位置を、ガラスレンズ３１の平面部３２にほぼ密着させる位置から、ガラスレンズ３１の焦点距離の間で自在に変更可能とすることができる。

このように、発光素子基板１３の発光面１４と前記ガラスレンズ３１の距離を、ほぼゼロの位置から焦点距離の間で自在に変更可能としているので、発光ダイオードの発光面とガラスレンズ３１の距離を、ほぼゼロの位置からガラスレンズ３１の焦点距離の間で自在に変更可能として、器具の形状を変化させることなく、光源が照射されている場所の照度と、照射範囲を自由に変更可能とすることができる。

本発明の第１の実施の形態における照明器具本体の破断側面図である。 本発明の第１の実施の形態における照明器具本体の分解側面図である。 本発明の第１の実施の形態におけるケーシングの破断側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形態におけるケース本体の正面図、破断側面図及び背面図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第１の実施の形態におけるカバーの正面図、破断側面図及び背面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第１の実施の形態におけるレンズ押さえ具の正面図及び側面図である。 本発明の第１の実施の形態における使用状態を示す図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第２の実施の形態における照明器具本体の破断正面図及び側面図である。 （ａ）は本発明の第２の実施の形態における器具ユニットの正面図、（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第２の実施の形態における発光素子基板を配設した放熱板の平面図である。 本発明の第２の実施の形態における器具ユニットの正面図である。 本発明の第２の実施の形態における照明器具本体の使用状態を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施の形態における説明図である。 本発明の第３の実施の形態における要部断面図である。

符号の説明

１ 照明器具本体
６ 回路基板
１１ 放熱板
１３ 発光素子基板
１４ 発光面
３１ ガラスレンズ
３２ 平面部
３３ 凸面部
３９ 器具ユニット
５１ ダクト
５２ 空間
５３ 通流孔

Claims (5)

1. 発光ダイオードを実装した発光素子基板（１３）と、この発光素子基板（１３）からの光を拡散し一面を平面状の平面部（３２）とし他面を凸面状の凸面部（３３）とした非球面レンズのガラスレンズ（３１）と、前記発光素子基板（１３）の発光ダイオードを点灯駆動する回路基板（６）とを備え、
   前記ガラスレンズ（３１）は少なくともレンズ外径寸法よりも短い焦点距離を持ち、
   前記ガラスレンズ（３１）の平面部（３２）と該ガラスレンズ（３１）の焦点の間に、前記発光素子基板（１３）を前記ガラスレンズ（３１）の平面部（３２）とほぼ平行させて該発光素子基板（１３）の発光面（１４）をガラスレンズ（３１）側に向けて配置していることを特徴とする照明器具。
2. 前記発光素子基板（１３）の発光面（１４）の寸法に対して前記ガラスレンズ（３１）の外径を３〜４倍としていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記発光素子基板（１３）を配設する放熱板（１１）の金属面が前記ガラスレンズ（３１）の方向に露出していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明器具。
4. 前記発光素子基板（１３）の発光面（１４）と前記ガラスレンズ（３１）の距離を、ほぼゼロの位置から焦点距離の間で自在に変更可能としてい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照明器具。
5. 前記発光素子基板（１３）、ガラスレンズ（３１）及び回路基板（６）とで構成される器具ユニット（３９）を下面を開口したダクト（５１）に空間（５２）を介して納装配置され、前記ダクト（５１）の上部に空気流通用の通流孔（５３）を設けていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の照明器具。

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