JP2011134517A - 照明器具及び照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光モジュールを防水性とし、簡単な構成で、発光素子の温度上昇を抑制できるとともに、ケース内の排水も可能な照明器具及び照明装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、照射開口７１が形成されたベースケース部材４と、このベースケース部材４にシール手段を介することなく接合されたカバーケース部材５とを備えたケース１と、このケース１に発光面が照射開口７１と対向するように収容され、基板２４と、この基板２４に実装された発光素子２５とを有する防水性の発光モジュール２と、前記発光モジュール２の発光面の周囲と前記照射開口７１との間に形成された間隙Ｇとを備える照明器具である。
【選択図】図８

Description

本発明は、屋外で街路灯、防犯灯、庭園灯及び投光器等として用いるのに好適であり、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子を用いる照明器具及び照明装置に関する。

従来、街路灯や防犯灯などの屋外用の照明装置にあっては、器具本体内に雨水等が侵入することを防止するため、器具本体を防水構造としていた。例えば、上部グローブと下部グローブとの接合部を特別な構造として防水機能や防虫機能を確保する街路灯が知られている（特許文献１参照）。また、器具本体に取付けられた点灯用電気部品の上方を覆う遮水壁を設け、器具本体の底壁に水抜き穴を設けた防雨型照明器具が知られている（特許文献２参照）。この特許文献２には、器具本体とグローブの嵌め込み部分にパッキンが設けられてもよいとの記載がある。

したがって、これら特許文献１及び特許文献２に示されたものは、基本的には、器具本体内に雨水等が侵入しないように、器具本体の密閉性を高めようとするものである。

これに対し、上向きに光を照射することができるように、光源の上方をパンチングメタルで覆い、光源を防水性とし、底板部に水抜き部を設ける照明器具が提案されている（特許文献３参照）。この特許文献３によれば、器具本体内に雨水等の水は浸入するが、光源は防水性を有するので、遮水板やパッキン等の防水部材を必要とせず、また、水抜き部と光源との間に遮光部材を設けたので光源からの光は遮光部材によって遮断され、水抜き部に照明が当たらず見えないので、外観を損なうことがないというものである。

一方、この種、照明装置において、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いるものが開発されている。ＬＥＤ等の発光素子を用いることにより、寿命が長くなり、ランプ交換等の維持費をかけることなく長期にわたり使用することができる利点がある。この場合、ＬＥＤ等の発光素子は、その温度が上昇することによって、光出力の低下等の諸特性の変化や短寿命化をもたらすことが知られている。したがって、ＬＥＤやＥＬ素子等の固体発光素子を光源とする照明装置では、諸特性や寿命を改善するために発光素子の温度上昇を抑制する必要がある。

特開２０００−３４８５２２号公報 特開２００５−１５８４０４号公報 特開２００９−１２９７５７号公報

しかしながら、光源としてＬＥＤ等の発光素子を用いる場合、発光素子の温度上昇を抑制するため放熱性と、防水性や防塵性との両者を確保しなければならない。防水性や防塵性を確保するためには、器具本体の密閉性を高くする方法があるが、この方法は、放熱性を低下させることに繋がり、放熱性と、防水性や防塵性との両者の確保は、二律背反の関係にある。また、特許文献３に示されたような構成では、水抜き部と光源との間に遮光部材を設ける必要がある。

本発明は、上記のような課題に鑑みなされたもので、発光モジュールを防水性とし、簡単な構成で、発光素子の温度上昇を抑制できるとともに、ケース内の排水も可能な照明器具及び照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明器具は、照射開口が形成されたベースケース部材と、このベースケース部材にシール手段を介することなく接合されたカバーケース部材とを備えたケースと、このケースに発光面が照射開口と対向するように収容され、基板と、この基板に実装された発光素子とを有する防水性の発光モジュールと、前記発光モジュールの発光面の周囲と前記照射開口との間に形成された間隙と、を具備することを特徴とする。
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の技術的意味及び解釈は次による。

ケースは、ベースケース部材とカバーケース部材とを備え、発光モジュールが収容されるように構成されていればよく、その形状等の形態は格別限定されるものではない。発光モジュールの発光面は、発光素子の光が出射される側の面を意味している。また、発光モジュールの発光面の周囲と前記照射開口との間に形成された間隙は、発光面の全周に限らず、部分的に形成される場合も含まれる。

基板は、例えば、アルミニウム製等の熱伝導性の良好な基板やガラスエポキシ樹脂、セラミックス等の材料で形成されたものを用いることができる。発光素子とは、ＬＥＤ等の固体発光素子である。発光素子の実装方式は、表面実装方式やチップ・オン・ボード方式が適用でき、実装方式が格別限定されるものではない。また、発光素子の実装個数には特段制限はない。
発光モジュールの発光面の周囲と前記照射開口との間に形成された間隙は、例えば、発光モジュールの放熱や排水に寄与する機能を有している

照明器具は、屋外で使用される防犯灯、街路灯、庭園灯、道路灯、看板照明や投光器に適用するのが好適であるが、屋内で使用される各種照明器具に適用することを妨げるものではない。
請求項２に記載の照明器具は、請求項１に記載の照明器具において、前記間隙は、放熱口と排水口とを兼ねていることを特徴とする。
放熱口と排水口とを兼ねる間隙の他に、別個に放熱口、排水口を設けることを妨げるものではない。これにより、放熱や排水を効率的に行うことができる。

請求項３に記載の照明器具は、請求項１又は請求項２に記載の照明器具において、前記カバーケース部材の側壁には、放熱口が形成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の照明器具は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の照明器具において、前記ベースケース部材は、カバーケース部材が接合される背面側開口を備えており、この背面側開口から照射開口に向かう横断面形状が先細りの傾斜状に形成されていることを特徴とする。
請求項５に記載の照明装置は、請求項１乃至請求項４に記載のいずれか一の照明器具と、
この照明器具が上端部に取付けられ、鉛直方向に立設される支柱と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、発光モジュールの発光面の周囲と照射開口との間に間隙を形成したので、簡単な構成で、発光素子の温度上昇を抑制できるとともに、ケース内の排水も可能な防水性を有する照明器具及び照明装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 同前面（下方）側から見て示す斜視図である。 同前面側を示す平面図である。 図３のＸ−Ｘ線に沿ってケースを切断して示す側断面図である。 発光モジュールを示す斜視図である。 照明器具を分解して示す斜視図である。 図３のＹ−Ｙ線に沿ってケースを切断して示す横断面図である。 図４の要部を拡大して示す側断面図である。 ケースの一部を拡大して示す斜視図である。 照明装置としての防犯灯を示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明器具を示す斜視図である。 同図７に相当する横断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態に係る照明器具及び照明装置について図１乃至図１０を参照して説明する。図１乃至図９は、照明器具を示しており、図１０は、照明装置としての防犯灯を示している。なお、各図において、同一又は相当部分には、同一符号を付し、重複した説明は省略する。

図１乃至図４に示すように、照明器具は、防犯灯の灯体であり、ケース１と、このケース１内に収容された発光モジュール２及び電源ユニット３を備えている。ケース１には、照射開口が形成されており、この照射開口から発光モジュール２の光が外方へ放射されるようになっている。

ケース１は、横長の外観をなし、ベースケース部材４及びカバーケース部材５から構成されている。さらに、ベースケース部材４は、外枠部材６と前面板７とを備えている。外枠部材６は、概略舟形の枠状をなしており、アルミニウム材料の押出成形によって形成されている。図６に示すように、外枠部材６の背面側には、ほぼ長方形状の背面側開口６１が形成されており、前面側には、同様に、ほぼ長方形状の前面側開口６２が形成されている。また、この前面側開口６２のほぼ全周内側には、鍔部６３が形成されている。さらに、前面側開口６２の端面は、前面側へ向かって広がるような傾斜状Ｓに形成されている。これにより光の照射範囲を広げることが可能となる。

図４、図６及び図７に示すように、外枠部材６の内周面側には、取付段部６４が形成されており、この取付段部６４の長手方向には、対向して支持部材６５がねじ等の固定手段によって取付けられている。支持部材６５は、側面形状においてコ字状に折曲されて形成されており、この支持部材６５には、後述するカバーケース部材５が取付けられるようになっている。また、外枠部材６の外面には、横方向に沿って複数の凹凸が形成されている。

前面板７は、ほぼ長方形状でステンレス材料によって平板状に形成され、外枠部材６の鍔部６３に載置されて取付けられている。前面板７は、長楕円形状の照射開口７１を有し、また、この前面板７には、照射開口７１と長手方向に並んで電源ユニット３が取付けられる取付け台７２が固着されている。

カバーケース部材５は、アルミニウム材料の押出成形又はステンレス材料で形成され、一面側に開口部５１を有する直方体形状の箱状をなしている。また、この開口部５１の外周側には外側に突出するフランジ５２が全周にわたって形成されている。この開口部５１と外枠部材６の背面側開口６１とが組合わされ、カバーケース部材５は、ねじ等の固定手段によって外枠部材６に接合される。これにより外枠部材６の背面側開口６１は、カバーケース部材５で覆われるようになる。

具体的には、フランジ５２に形成されたねじ貫通孔を貫通するねじが、支持部材６５のねじ穴にねじ込まれることによって取付けられる。ここで、カバーケース部材５のフランジ５２と支持部材６５又は外枠部材６の上面との間には、シール部材や特別のシール構造は設けられていない。これは、後述するように、発光モジュール２の放熱性を効果的に発揮させるためである。

図５に代表して示すように、発光モジュール２は、前面側がほぼ長楕円形状に形成され、光源部２１、ヒートシンク２２及び光源部を密閉状態に覆う透明のカバー２３を備えている。この発光モジュール２は、防水性を有し、例えば、ＩＥＣ規格のＩＰ６５クラスの防水性、防塵性を有している。光源部２１は、基板２４と、この基板２４に実装された複数の発光素子２５と、この発光素子２５と対向したレンズ２６とを有している。したがって、この発光素子２５が実装された基板２４の表面側が発光面となる。

基板２４は、ほぼ長楕円形状の金属又は絶縁材の平板からなり、発光素子２５としてＬＥＤが設けられている。このＬＥＤは、ＬＥＤチップのパケージであり、表面実装方式で基板２４の表面上に４個をひとつのブロックとして３つのブロックをなして実装されている。基板２４を金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。さらに、絶縁材とする場合には、例えば、ガラスエポキシ樹脂等の合成樹脂材料で形成できる。
レンズ２６は、前記３つのブロックに対応して配設されており、各ＬＥＤの配光を効率的に制御するようになっている。

ヒートシンク２２は、熱伝導性の良好なアルミニウム材料で形成されており、基板２４の裏面に接触して、基板２４からの熱が伝導するようになっており、背面側に複数の放熱フィン２２ａを備えている。

カバー２３は、アクリル樹脂等の透光性を有する合成樹脂からなり、光源部２１の防水性を確保するため、基板２４の表面側を密閉状態で覆うようにヒートシンク２２の側部に強固にホック止めされている。

電源ユニット３は、防水性を有し、箱状のケース内に電源回路が収納されており、その電源回路基板には、制御用ＩＣ、トランス、コンデンサ等の電気部品が実装されている。電源回路基板は、電源に接続され、また、ＬＥＤが実装された基板２４に電気的に接続されており、電源回路によってＬＥＤを点灯制御するものである。

なお、ケース１の後部側には取付アーム８が取付けられている。この取付アーム８は、照明器具を支柱に取付けるものであり、回動金具８１及び固定金具８２から構成されている。回動金具８１は、ケース１に固定され、固定金具８２に対し回動可能に軸支されている。一方、固定金具８２は、支柱Ｐに固定されるようになっている。

次に、主として図６を参照して照明器具の組立工程の概要について説明する。まず、外枠部材６の鍔部６３に前面板７が載置される。次いで、この前面板７に発光モジュール２の両端部２７がねじ止めによって取付けられる。この場合、発光モジュール２の発光面は、照射開口７１と対向するように取付けられる。さらに、詳しくは、図７及び図８に示すように、発光モジュール２の発光面の周囲と照射開口７１との間には、所定の間隙Ｇが形成されるようになっている。つまり、発光モジュール２は、照射開口７１との間に所定の間隙Ｇが形成されるように取付けられる。そして、発光モジュール２のカバー２３が照射開口７１から露出するようになっている。
また、前面板７には、取付け台７２を介して電源ユニット３が取付けられる。続いて、カバーケース部材５を上から被せるように取付ける。

このように構成された照明器具は、図１０に示すように、防犯灯として道路等の歩道側に鉛直方向に立設された支柱Ｐの上端部に取付けられて使用される。この場合、設置状況に応じて、取付アーム８によって照明器具の仰角を適宜調整して取付けることができる。

以上のような照明器具及び照明装置としての防犯灯の作用効果について説明する。電源が投入されると、電源ユニット３の電源回路が動作し、基板２４に電力が供給され、発光素子２５が発光する。発光素子２５から出射された光は、レンズ２６によって制御され、カバー２３を透過して外方に照射される。これによって、道路面を適度な明るさで照明することができる。
また、光源としてＬＥＤ等の発光素子２５を用いることにより、寿命が長くなり、光源の交換等に要する維持費を安価とすることが可能となる。

発光素子２５の点灯中は、熱が発生するが、この熱は主として、基板２４からヒートシンク２２に伝導され、放熱フィン２２ａか放熱される。このとき、図７及び図８に示すように発光モジュール２の発光面の周囲と照射開口７１との間の間隙Ｇを通じて、矢印で示すように外気がケース１内に導入される。この導入された外気は、シール部材や特別のシール構造が採用されていないカバーケース部材５と外枠部材６との接合部の僅かな隙間を流通して外部へ流れる（図７乃至図９参照）。したがって、この対流作用により、発光モジュール２、ヒートシンク２２は冷却され放熱が促進される。この場合、間隙Ｇは、放熱口としての機能をなすものである。

また、特に、屋外の使用では雨水等がカバーケース部材５と外枠部材６との接合部等から侵入する可能性があるが、侵入した雨水等は、前記間隙Ｇを通じて外部に排出される。この場合、間隙Ｇは、排水口、すなわち、水抜き穴としての機能をなすものである。また、発光モジュール２は防水性を有しているため雨水等がケース１内に侵入しても影響はなく、反対に、雨水等が侵入することにより発光モジュール２に作用して、発光モジュール２が冷却される効果を奏する。

このように発光モジュール２の発光面の周囲と照射開口７１との間の間隙Ｇを利用して、放熱口や排水口として機能させることができ、格別に放熱口や排水口を設けることなく所期の効果を達成できる。すなわち、間隙Ｇは、放熱口と排水口とを兼ねたものとなっている。また、発光面の周囲と照射開口７１との間の間隙Ｇであるため、この間隙Ｇから光が照射されることは何ら不都合なく、却って好ましく、従来のように遮光部材等を用いる必要もない。
また、ベースケース部材４の背面側開口６１から照射開口７１に向かう横断面形状が先細りの傾斜状に形成されているので、排水を円滑に行うことができる。

以上のように本実施形態によれば、発光モジュール２の発光面の周囲と照射開口７１との間に間隙Ｇを形成したので、簡単な構成で、発光素子２５の温度上昇を抑制できるとともに、ケース１内の排水が可能な防水性を有する照明器具及び照明装置を提供することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る照明器具について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し、重複した説明は省略する。

本実施形態では、カバーケース部材５の側壁に放熱口５５を形成したものである。したがって、第１の実施形態に加え、発光モジュール２の発光面の周囲と照射開口７１との間の間隙Ｇから導入された外気は、放熱口５５からも導出され、対流作用が促進され、放熱効果が高くなる。

さらに、図１２に示すように、放熱口５５から雨水等がケース１内に侵入すると、矢印で示すように、雨水等が発光モジュール２のヒートシンク２２に作用し、発光モジュール２の冷却効果を高めることができる。これは、放熱口５５と排水口である間隙Ｇとを繋ぐ経路中に発光モジュール２が配設されていることにより、雨水等が発光モジュール２に作用する度合いが大きくなるものである。

なお、本発明は、上記各実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、電源ユニットは、ケース内に収容しないで支柱に収納するようにしてもよい。さらに、電源ユニットは、発光モジュールと一体的に構成してもよい。発光素子の実装は、表面実装方式に限らず、チップ・オン・ボード方式で実装されたものでもよい。

また、発光モジュールにヒートシンクを一体的に設けることは、本発明の必須要件ではない。ヒートシンクは、照明器具のケース等を適用して構成することもできる。上記実施形態では、ベースケース部材は、外枠部材と前面板とで構成したが、これらを一体化して構成してもよい。さらに、発光モジュールの発光面の周囲と照射開口との間の間隙で構成する排水口の他に、排水を効果的に行うために、追加して別個に排水口を形成してもよい。この場合、別個の排水口が主であり、間隙で構成された排水口が従である機能を有する場合であってもよい。
さらにまた、光量を増大する場合には、ケースに複数個の発光モジュールを配設するようにしてもよい。

本発明の照明器具は、屋外で使用される防犯灯、街路灯、庭園灯、道路灯、看板照明や投光器に適用するのが好適であるが、屋内で使用される各種照明器具に適用することを妨げるものではない。

１・・・ケース、２・・・発光モジュール、３・・・電源ユニット、
４・・・ベースケース部材、５・・・カバーケース部材、２５・・・発光素子、
５５・・・放熱口、６１・・・背面側開口、７１・・・照射開口、Ｇ・・・間隙、
Ｐ・・・支柱

Claims (5)

1. 照射開口が形成されたベースケース部材と、このベースケース部材にシール手段を介することなく接合されたカバーケース部材とを備えたケースと、
   このケースに発光面が照射開口と対向するように収容され、基板と、この基板に実装された発光素子とを有する防水性の発光モジュールと、
   前記発光モジュールの発光面の周囲と前記照射開口との間に形成された間隙と、
   を具備することを特徴とする照明器具。
2. 前記間隙は、放熱口と排水口とを兼ねていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記カバーケース部材の側壁には、放熱口が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明器具。
4. 前記ベースケース部材は、カバーケース部材が接合される背面側開口を備えており、この背面側開口から照射開口に向かう横断面形状が先細りの傾斜状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の照明器具。
5. 請求項１乃至請求項４に記載のいずれか一の照明器具と、
   この照明器具が上端部に取付けられ、鉛直方向に立設される支柱と、
   を具備することを特徴とする照明装置。

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