JP2013065410A - Led照明器具 - Google Patents
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Abstract
【課題】LEDモジュールの基板を本体に均一に接触させることが可能なLED照明器具を提供する。
【解決手段】実施形態のLED照明器具は、本体とLEDモジュールと反射板とを備えている。LEDモジュールは、本体の光源取付面に接触される裏面と実装面とを有する基板と、実装面に実装された複数のLED素子とを有する。反射板は、基板の実装面に重ねられ、共通のネジで基板と共に光源取付面にネジ止めされる。反射板は、LED素子を臨ませる光ガイド孔を有する筒状の複数の突出部を有する。複数の突出部は、実装面に接触して基板を光源取付面に対して押さえ付ける第1の突出部と、第1の突出部よりも実装面側への突出長さが短い第2の突出部とを有する。
【選択図】図7
【解決手段】実施形態のLED照明器具は、本体とLEDモジュールと反射板とを備えている。LEDモジュールは、本体の光源取付面に接触される裏面と実装面とを有する基板と、実装面に実装された複数のLED素子とを有する。反射板は、基板の実装面に重ねられ、共通のネジで基板と共に光源取付面にネジ止めされる。反射板は、LED素子を臨ませる光ガイド孔を有する筒状の複数の突出部を有する。複数の突出部は、実装面に接触して基板を光源取付面に対して押さえ付ける第1の突出部と、第1の突出部よりも実装面側への突出長さが短い第2の突出部とを有する。
【選択図】図7
Description
本発明の実施形態は、LED(Light Emitting Diode)を光源に用いたLED照明器具に関する。
LEDは、長寿命、低消費電力、耐衝撃性、高速応答性、高純度表示色、軽薄短小化の実現等の特徴から、産業分野のみならず一般照明用としても普及が進んでいる。また、LEDモジュールの他に、配光を制御する反射板を備えたLED照明器具が知られている。
LEDモジュールの基板を本体に均一に接触させることが可能なLED照明器具を提供する。
実施形態のLED照明器具は、光源取付面を有する本体と、LEDモジュールと、反射板とを備えている。LEDモジュールは、前記光源取付面に接触される裏面と前記裏面の反対側の実装面とを有する基板と、前記実装面に実装された複数のLED素子とを有する。前記反射板は、前記基板の前記実装面に重ねられ、共通のネジで前記基板と共に前記光源取付面にネジ止めされる。前記反射板は、前記LED素子を臨ませる光ガイド孔を有する筒状の複数の突出部を有する。前記複数の突出部は、前記実装面に接触して前記基板を前記光源取付面に対して押さえ付ける第1の突出部と、前記第1の突出部よりも前記実装面側への突出長さが短い第2の突出部とを有する。
本発明によれば、高い放熱性が期待できる。
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。
図1は、実施形態のLED照明器具1の外観斜視図である。
実施形態のLED照明器具1は、本体2と、LEDモジュール3(図4に示す)と、反射板4(図7(a)及び(b)に示す)と、電源ユニット5と、吊り下げアングル(以下、単にアングルともいう)6と、を備えている。
実施形態のLED照明器具1は、消費電力が例えば100〜500Wの大型照明器具である。LED照明器具1は、アングル6を介して、例えば体育館などの高天井、あるいはその天井から吊り下げられた昇降部などに取り付けられる。
まず、本体2について説明する。
図2は、本体2における光源取付面11側の平面図である。
図3は、本体2における光源取付面11の反対側の放熱フィン15側の斜視図である。
図3は、本体2における光源取付面11の反対側の放熱フィン15側の斜視図である。
本体2は、円形のプレート13を有する。そのプレート13における一方の面側は、浅底の皿状に形成され、その底面に光源取付面11が形成されている。光源取付面11の外周縁部には、光源取付面11よりも図2において紙面手前側に突出する環状のリム14が設けられている。
プレート13における他方の面は放熱面12として機能し、その放熱面12には複数の放熱フィン15が設けられている。複数の放熱フィン15は、放熱面12に対して垂直(この方向を図3においてZ方向として表す)に、光源取付面11の反対側に突出している。
図3において、Z方向に対して直交するXY平面は、放熱面12に対して平行な面を表す。X方向及びY方向は、互いに直交する。そして、すべての放熱フィン15は、同じ方向であるY方向に延びている。
本体2は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分として含む金属をダイキャスト法で成型してなり、プレート13及び放熱フィン15は一体に設けられている。また、プレート13及び放熱フィン15を含む本体2の全表面は、放熱性を向上させるために、例えばアルマイト処理によりアルミニウムの酸化皮膜が形成されている。
プレート13の中心には、貫通孔13aが形成されている。したがって、図2に示すように、光源取付面11は、貫通孔13aの周囲に環状に形成されている。
光源取付面11における貫通孔13aの周辺には、例えば4つの突起状のボス21が設けられている。4つのボス21は、周方向に例えば90°間隔で配置されている。ボス21は、後述する反射板4を図12に示す第2のレイアウトに位置決めする第2の位置決め部として機能する。
光源取付面11において、外周縁部付近には、例えば12個の突起状のボス22が設けられている。12個のボス22は、周方向に例えば30°間隔で配置されている。ボス22は、後述する反射板4を図11に示す第1のレイアウトに位置決めする第1の位置決め部として機能する。
さらに、ボス22よりも少し内周側の光源取付面11には、例えば4つの突起状のボス23が設けられている。図2において左側2つのボス23は周方向に例えば60°間隔で配置され、図2において下側2つのボス23は周方向に例えば120°間隔で配置され、図2において右側2つのボス23は周方向に例えば60°間隔で配置され、図2において上側2つのボス23は周方向に例えば120°間隔で配置されている。ボス23は、後述する反射板4を図12に示す第2のレイアウトに位置決めする第2の位置決め部として機能する。
また、光源取付面11には、複数のネジ孔24、25が形成されている。ネジ孔24、25は、プレート13を貫通しない有底のネジ孔である。ネジ孔24は、6個のLEDモジュール3及び6個の反射板4を第1のレイアウトで、光源取付面11にネジ止めするために使われる。ネジ孔25は、4個のLEDモジュール3及び4個の反射板4を第2のレイアウトで、光源取付面11にネジ止めするために使われる。
次に、LEDモジュール3について説明する。
図4は、LEDモジュール3の平面図である。
図4は、LEDモジュール3の平面図である。
LEDモジュール3は、基板31と、基板31の実装面に実装されたLED素子32とを有する。1枚の基板31上には、複数(図4に示す例では30個)のLED素子32が実装されている。複数のLED素子32は、例えば3つごとに集合して実装されている。また、基板31の実装面には、1つのコネクタ33と、1つの抵抗Rと、複数(図4に示す例では10個)のコンデンサCが実装されている。
LED素子32の素子基板(またはパッケージ基板)と、LEDモジュール3の基板31とは、熱膨張率が同じか、あるいは近いことが好ましい。例えば、LED素子32の素子基板がセラミック基板の場合には、基板31としてセラミック基板を用いることができる。
あるいは、セラミック基板よりも安価な金属板を基板31として用いてもよい。実施形態では、アルミニウムや銅に比べて、セラミック基板との間の熱膨張率差が小さい鉄の基板31を用いている。基板31は、中心角側の角部がカットされた略扇形の平面形状を有する。基板31の中心角側の端部には1つの切欠き39が形成され、弧状の外周部には2つの切欠き35が形成されている。
基板31の実装面は例えば樹脂等の絶縁膜で覆われ、その絶縁膜上に、図5において黒色で示される配線パターン36が形成されている。配線パターン36は、例えば銅材料からなる。また、配線パターン36を覆うように、基板31の最表面には、LED素子32が放出する光に対して反射性を有する例えば白色の樹脂膜が形成されている。この樹脂膜は絶縁性を有し、極性の異なる配線パターン36間を短絡させない。
各LED素子32は、アノード側外部端子とカソード側外部端子とを有し、それら外部端子が配線パターン36に例えばハンダにより接合されている。
図6は、配線パターン36に、各LED素子32の外部端子32aの位置(またはハンダの位置)を重ねた図である。また、図6には、コンデンサC、抵抗Rおよびコネクタ33のそれぞれの外部端子(またはハンダ)41、42、43も表す。
実施形態では、複数(例えば30個)のLED素子32が配線パターン36を介して直列接続されている。複数のLED素子32は、抵抗Rを介してコネクタ33に接続されている。また、3個のLED素子32を1つの単位とする各グループごとに1個のコンデンサCが並列接続されている。
LED素子32は、光の放出面を基板31の実装面の反対側に向けて実装面に実装される。基板31の実装面の反対側の裏面は、本体2の光源取付面11に接触される。
基板31には、一対の貫通孔34が形成されている。貫通孔34は、図2に示す光源取付面11の放射方向に並んだ一対のネジ孔24に位置合わせされる。あるいは、貫通孔34は、ネジ孔24とは異なる位置で光源取付面11の放射方向に並んだ一対のネジ孔25に位置合わせされる。
本実施形態ではLEDモジュール3の個数を任意に選択して、光源取付面11に取り付けることができる。
図9は、例えば6個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第1のレイアウトを表す。
光源取付面11の外形は円形に形成されている。6個のLEDモジュール3は、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
この第1のレイアウトでは、各LEDモジュール3の貫通孔34は、光源取付面11に形成された図2に示すネジ孔24に位置合わせされる。そして、貫通孔34を通してネジ孔24にねじ込まれるネジによって、後述する反射板4と共にLEDモジュール3は光源取付面11に共締めされる。
図4に示すように、各LEDモジュール3の基板31の弧状の外周部に2つの切欠き35が形成されており、それぞれの切欠き35に、光源取付面11の外周側に設けられたボス22の付け根部分がはまり込む。基板31を光源取付面11上をスライドさせて、切欠き35を容易にボス22にはめ込むことができる。これにより、光源取付面11のネジ孔24に対する、LEDモジュール3の貫通孔34の位置決めが容易になる。
次に、図10は、上記第1のレイアウトよりもLEDモジュール3の数が少ない例えば4個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第2のレイアウトを表す。
4個のLEDモジュール3は、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
この第2のレイアウトでは、各LEDモジュール3の貫通孔34は、第1のレイアウトのときに使われたネジ孔24とは異なるネジ孔25に位置合わせされる。そして、貫通孔34を通してネジ孔25にねじ込まれるネジによって、後述する反射板4と共にLEDモジュール3は光源取付面11に共締めされる。
各LEDモジュール3の中心角側の端部に形成された切欠き39(図4)に、光源取付面11の中心の周辺に設けられたボス21の付け根部分がはまり込む。さらに、各LEDモジュール3の弧状の外周部に形成された2つの切欠き35のうちの一方に、第1のレイアウトで使われたボス22よりも内周側に設けられたボス23の付け根部分がはまり込む。基板31を光源取付面11上をスライドさせて、切欠き39、35をそれぞれ容易にボス21、23にはめ込むことができる。これにより、光源取付面11のネジ孔25に対する、LEDモジュール3の貫通孔34の位置決めが容易になる。
複数のLEDモジュール3は光源取付面11の面方向に分割された状態で配置され、ネジの着脱により、それぞれのLEDモジュール3ごとに光源取付面11に対して着脱自在である。したがって、光源取付面11に取り付けるLEDモジュール3の数を簡単に変更することができ、LED照明器具1の使用目的などに応じて、光束(明るさ)を調整することができる。
図9に示す第1のレイアウトのときにLEDモジュール3を位置決めする第1の位置決め部であるボス22と、図10に示す第2のレイアウトのときにLEDモジュール3を位置決めする第2の位置決め部であるボス21及び23とが共に、同じ本体2の光源取付面11に設けられている。
したがって、第1のレイアウト用に設計された光源取付面を有する本体と、第2のレイアウト用に設計された光源取付面を有する本体とを別々に用意する必要がない。同じ設計の本体2を第1のレイアウトにも第2のレイアウトにも兼用できる。本体2の金型も1種類で済み、コストアップをまねかない。
図9に示すように、第1のレイアウトのときには、第2のレイアウトで使われるボス21はLEDモジュール3よりも内周側に位置し、ボス23は、周方向で隣り合うLEDモジュール3間に位置し、6個のLEDモジュール3の第1のレイアウトでの配置を妨げない。
逆に、図10に示すように、第2のレイアウトのときには、第1のレイアウトで使われるボス22は、LEDモジュール3よりも外周側に位置し、4個のLEDモジュール3の第2のレイアウトでの配置を妨げない。
4個のLEDモジュール3を配置した第2のレイアウトは、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトから、単に2個のLEDモジュール3を外しただけでなく、各LEDモジュール3の周方向の位置をずらしている。すなわち、4個のLEDモジュール3が、周方向に等間隔で並ぶように、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトから各LEDモジュール3の周方向の位置をずらしている。
複数のLEDモジュール3が周方向に等間隔に並ぶことで、発光部を周方向にムラなく均等に分布させることができる。これにより、既存の照明器具によく見られるような円形または環状に光る部分が見える違和感のない照明を実現できる。
また、4個のLEDモジュール3を配置した第2のレイアウトでは、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトのときよりも、各LEDモジュール3を光源取付面11の中心側に寄せている。
すなわち、LEDモジュール3に実装されたLED素子32が光源取付面11の中心側に寄る。これにより、4個のLEDモジュール3の半径方向の位置を図9に示す第1のレイアウトと同じにした場合に比べて、隣り合うLEDモジュール3間でのLED素子32間の周方向の距離が小さくなり、光る部分を円形または環状に視認しやすくなる。
以上説明したように、本実施形態では、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトと、4個のLEDモジュール3を配置した第2のレイアウトとでは、各LEDモジュール3の光源取付面11上での周方向の位置および半径方向(放射方向)の位置を変えている。
これにより、光源取付面11に配置するLEDモジュール3の数(光束)に応じた適切な発光部の面方向分布を実現できる。
また、第1のレイアウトと第2のレイアウトとで、各LEDモジュール3の光源取付面11上での周方向の位置および半径方向の位置を変えることで、第1のレイアウトの位置決めに使うボス22と第2のレイアウトの位置決めに使うボス21及び23とを同じ光源取付面11に設けながらも、第1のレイアウトのときにはボス21及び23が邪魔にならず、第2のレイアウトのときにはボス22が邪魔にならない。
次に、反射板4について説明する。
図7(a)は反射板4の表面の平面図であり、図7(b)は反射板4の裏面の平面図である。
反射板4の裏面側には、相対的に突出長さが異なる第1の突出部81と第2の突出部82とを含む複数の突出部が設けられている。
図8(a)は第1の突出部81の断面図であり、図8(b)は第2の突出部82の断面図である。
第1の突出部81の方が、第2の突出部82よりも突出長さが長い。第1の突出部81の先端面81aは、第2の突出部82の先端面82aよりも、例えば0.3mmほど長く突出している。
第1の突出部81及び第2の突出部82のそれぞれは、反射板4を貫通する光ガイド孔80を内側に有する筒状に形成されている。
後述するように、光ガイド孔80からLEDモジュール3のLED素子32を臨ませた状態で、反射板4はLEDモジュール3に重ね合わされる。
また、図8(a)及び(b)の断面図に示すように、光ガイド孔80は、反射板4の裏面側から表面側に向かうにしたがって孔径が拡がっている。例えば、光ガイド孔80の内周面は、傾斜角度の異なるテーパー面どうしを組み合わせた面に形成されている。あるいは、光ガイド孔80の内周面は、テーパー面に限らず、放物面等の曲面、それらの組み合わせ、あるいは光源取付面11に対して垂直な面とテーパー面との組み合わせであってもよい。また、光ガイド孔80にレンズをはめ込んでもよい。光ガイド孔80の内壁面の設計や、レンズを使うことで、光の配光角を所望に制御できる。
第1の突出部81の内周面と先端面81aとの間には段差が設けられ、その段差に続く内周面の端81bは、先端面81aよりも光ガイド孔80の中心軸側に位置し、且つ先端面81aよりも図において上方に位置している。
同様に、第2の突出部82の内周面と先端面82aとの間には段差が設けられ、その段差に続く内周面の端82bは、先端面82aよりも光ガイド孔80の中心軸側に位置し、且つ先端面82aよりも図において上方に位置している。
反射板4は、LED素子32から放出される光に対する反射性を有する白色樹脂の成型品である。
反射板4の表面及び光ガイド孔80の内周面には、反射膜88が形成されている。反射膜88は、LED素子32から放出される光に対する反射性を有する。反射膜88として、例えば蒸着法により形成されたアルミニウム膜を用いることができる。あるいは、反射膜88として、アルミニウム以外の金属膜を用いてもよい。
反射板4の裏面側には、2つのネジ孔ボス83a、83bが形成されている。ネジ孔ボス83a、83bは、反射板4を貫通するネジ孔85を内側に有する筒状に形成され、反射板4の裏面側に突出している。ネジ孔ボス83a、83bの突出長さは、第1の突出部81の突出長さ及び第2の突出部82の突出長さよりも短い。
後述するように、ネジ孔85は、前述したLEDモジュール3の基板31に形成された貫通孔34に合わされ、基板31と反射板4とは共通のネジで、光源取付面11に共締めされる。
反射板4の外形形状は、扇形状に形成されている。反射板4は、平面視での外形形状において複数(実施形態では例えば3つ)の角部を有する。図7(b)において、扇形の中心角側の角部と、弧状の外周部とを結ぶ直線であって、扇形の中心角を2等分する直線aを1点鎖線で表す。
その2等分線a上に、2つのネジ孔ボス83a、83bが位置している。それら2つのネジ孔ボス83a、83bの間であって、反射板4の面方向のほぼ中心位置に第1の突出部81が設けられている。その中心の第1の突出部81の周りを囲むように、反射板4の外形に沿うようにして、複数の突出部が設けられている。それら外周側の複数の突出部のうちで、3つの角部のそれぞれに最も近い突出部は第1の突出部81である。
扇形の中心角側の角部に最も近い第1の突出部81は、上記2等分線a上に位置している。その2等分線a上にある2つの第1の突出部81以外の他の突出部は、2等分線aに対して線対称の関係で位置している。
2等分線a上の2つの第1の突出部81の間のネジ孔ボス83aを挟んで、2等分線aに対して線対称に、さらに2つの第1の突出部81が設けられている。すなわち、第1の突出部81は、合計6箇所に設けられている。
実施形態では、1つの反射板4あたり、例えば、10個の突出部が設けられ、そのうちの6個は第1の突出部81であり、残りの4個が第1の突出部81よりも突出長さが短い第2の突出部82である。
反射板4の裏面側には、さらに3つの位置決めボス84a、84b、84cが設けられている。位置決めボス84aは扇形の中心角を形成する先端部付近に設けられ、他の2つの位置決めボス84b、84cは弧状の外周部付近に設けられている。位置決めボス84a、84b、84cは、筒状に形成され、その内側の孔86は有底であり、反射板4の表面側に貫通していない。位置決めボス84a、84b、84cの突出長さは、第1の突出部81の突出長さ及び第2の突出部82の突出長さよりも短い。
また、反射板4の裏面側には、複数のリブ87が張り巡らされている。リブ87の突出長さは、第1の突出部81の突出長さ及び第2の突出部82の突出長さよりも短い。
反射板4の裏面側において、第1の突出部81、第2の突出部82、ネジ孔ボス83a、83b、位置決めボス84a、84b、84cおよびリブ87以外の領域は、いわゆる肉抜きされた凹部となっている。
本実施形態では、前述したように、複数のLEDモジュール3が光源取付面11の面方向に分割した状態で取り付けられるが、これに合わせて、反射板4も光源取付面11の面方向に分割した状態で光源取付面11上にレイアウトすることができる。
複数のLEDモジュール3どうしは外形形状及び外形サイズを含めた構造が同じであり、複数の反射板4どうしも外形形状及び外形サイズを含めた構造が同じである。そして、個々の反射板4は、個々のLEDモジュール3と、外形形状及び外形サイズが近似して形成されている。
図11(a)は、図9に示した6個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第1のレイアウトにおける反射板4のレイアウトを表す。6個のLEDモジュール3のそれぞれに対して反射板4が重ね合わされる。
図11(b)は、1個のLEDモジュール3に重ね合わされた状態の1個の反射板4の拡大平面図を表す。
反射板4に形成された光ガイド孔80は、LEDモジュール3におけるLED素子32が実装された位置に合わされる。1つの光ガイド孔80からは、例えば3つのLED素子32が露出される。
図8(a)及び(b)に示すように、光ガイド孔80の内周面には反射膜88が形成されている。また、反射板4の表面にも反射膜88が形成されている。反射板4自体の材料は、LED素子32から放出される光に対して反射性を有する白色樹脂である。この反射板4によって、LED素子32から放出された光は配光制御される。
各反射板4のネジ孔ボス83a、83bに形成されたネジ孔85は、各LEDモジュール3の貫通孔34に位置合わせされる。そして、各LEDモジュール3の貫通孔34は、光源取付面11に形成された図2に示すネジ孔24に位置合わせされている。
そして、反射板4のネジ孔85及びLEDモジュール3の貫通孔34を通して、図11(b)に示すネジ70が光源取付面11のネジ孔24にねじ込まれることで、反射板4及びLEDモジュール3は光源取付面11に固定される。すなわち、LEDモジュール3と反射板4とは、共通のネジ70によって光源取付面11に対して共締め固定される。
反射板4を基板31に重ねると、第2の突出部82よりも基板31側への突出長さが長い第1の突出部81の先端面81aが確実に基板31に接触する。そして、ネジ70を締め付けていくことで、第1の突出部81の先端面81aが基板31を光源取付面11側に押し付ける。
基板31を直接ネジで固定すると、基板31に局部的に過大な力がかかりクラックが生じるおそれがある。しかしながら、実施形態では、ネジ70の頭部は、反射板4のネジ孔85の周辺面に押し付けられる。ネジ70の頭部は、基板31に対して直接接触して押し付けられない。そして、反射板4と光源取付面11との間に基板31が挟持される。したがって、基板31にネジ70の圧接力が直接かかることがなく、クラックなどの破損を防ぐことができる。
基板31の裏面は光源取付面11に接触する。LEDの発光に伴う熱は、基板31及び光源取付面11を通じて、光源取付面11の反対側に設けられた放熱フィン15に伝わり、空間へと放熱される。
反射板4によって基板31を光源取付面11に押し付ける構造では、反射板4の寸法公差、2箇所のネジ70の締め付け力のバランスなどによっては、基板31の裏面の一部が光源取付面11から浮いてしまい、基板31の裏面が光源取付面11に均一に接触しないことが起こりうる。
基板31の裏面が光源取付面11に均一に接触していない場合、基板31に実装された複数のLED素子32間で温度にばらつきが生じ、LED素子32の光束や色味にばらつきが生じる懸念がある。
反射板4における光ガイドを兼ねた複数の突出部のすべてを設計上は同じ突出長さにしても、LEDモジュール3側からの熱による変形や寸法変動、あるいは成形時の寸法公差により、基板31に当たらない突出部が生じうる。この場合、どの突出部が基板31に押し当たり、どの突出部が基板31に当たらないもしくは押し付け力が弱くなるかはわからない。したがって、基板31に対する反射板4からの押し付け位置の分布を制御できず、場合によっては基板31の裏面の一部の領域が光源取付面11から浮いてしまうことが起こりうる。
そこで、実施形態では、反射板4の裏面側に突出した複数の突出部の突出長さに差をつけて、基板31に対する反射板4側からの押し付け箇所を、適切な箇所に限定(制御)している。
すなわち、光ガイドを兼ねた複数の突出部のうち、第1の突出部81のみに基板31を固定する役割を担わせている。第2の突出部82よりも突出長さが長い第1の突出部81は、基板31に対して確実に押し付けられる。その第1の突出部81を適切な位置に設けることで、基板31の裏面の局所的な浮きを抑えて、基板31の裏面を均一に光源取付面11に接触させることができる。
これにより、LEDモジュール3から本体2への熱伝導性が高まり、高い放熱性が得られる。また、基板31は金属板であり、樹脂基板やセラミック基板よりも熱伝導がよい。
第1の突出部81よりも基板31側への突出長さが短い第2の突出部82は、基板31に接触しない。あるいは、ネジ70の締め付け具合によっては、第2の突出部82の先端面82aが基板31に接触する可能性もあるが、基板31を光源取付面11に対して強く押し付けるには至らない。
図4において、1点鎖線の円100の位置に第1の突出部81が押し付けられる。基板31の内側の部分を第1の突出部81で押さえ付けると、そこを支点にして外側の部分が浮きやすくなる。したがって、図4に示すように、基板31の平面形状が複数の角部を有する形状の場合、それぞれの角部近傍を押さえ付けると、基板31の裏面を均一に光源取付面11に接触させやすい。
また、ネジ止め部付近は、ネジの締結力によって強い押さえ付け力が生じやすい。したがって、2箇所のネジ止め部の間に第1の突出部81を設けることで、熱や成形上の多少の寸法変動があっても、2箇所のネジ止め部の間の第1の突出部81は、確実に基板31に対して押し付けられる。さらに、実施形態では、扇形の中心角側のネジ止め部を周方向に挟む位置も、第1の突出部81で押さえ付けられる。
円形の光源取付面11において、内周側は外周側に比べて外気との熱交換効率が低く、相対的に高温になりやすい。実施形態では、その内周側の4グループのLED素子32の裏側が第1の突出部81によって光源取付面11に強く押し付けられる。このため、内周側での基板31から本体2への放熱性を高めることができる。
本実施形態では、光ガイド孔80を囲む第1の突出部81が基板を押さえ付ける。したがって、図4において1点鎖線の円100で囲む領域の裏面が光源取付面11に密着する。そのため、最も高温になりやすいLED素子実装箇所の裏面を光源取付面11に密着させることができ、放熱効率がよい。
図8(a)に示すように、第1の突出部81の内周面と先端面81aとの間には段差が設けられ、内周面の基板31側の端81bは基板31に接触せず、基板31から浮いている。したがって、内周面に形成された金属膜である反射膜88と、基板31上の配線パターン36との接触を確実に防いで、反射膜88と配線パターン36との短絡を防止できる。
LED照明器具1は、光源取付面11を下方に向けて天井等から吊り下げられる。反射板4及び基板31を光源取付面11に共締めするネジ70は、反射板4及び基板31を貫通して、光源取付面11側からネジ孔24またはネジ孔25に対してねじ込まれる。
また、光源取付面11に形成されたネジ孔24及び25は有底であり、光源取付面11の反対側(放熱面12側)に貫通していない。そのため、光源に対する防水性、防塵性に優れる。
図11(a)に示す第1のレイアウトにおいて、6個の反射板4は、6個のLEDモジュール3のレイアウトに合わせて、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
各反射板4の弧状の外周部付近に形成された、図7(b)に示す2つの位置決めボス84b、84cの孔86に、光源取付面11の外周側に設けられたボス22がはまり込む。これにより、光源取付面11に対する反射板4の位置決めが容易になる。また、LEDモジュール3に対して反射板4を上からはめ込んで位置決めすることができる。このため、反射板4をLEDモジュール3に対してスライドさせることによるLED素子32の擦れ、損傷などを防ぐことができる。
次に、図12は、図10に示した4個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第2のレイアウトにおける反射板4のレイアウトを表す。
4個のLEDモジュール3のそれぞれに対して4個の反射板4のそれぞれが重ね合わされる。各反射板4の貫通孔85は、各LEDモジュール3の貫通孔34に位置合わせされる。この第2のレイアウトでは、貫通孔34、85は、第1のレイアウトに使われたネジ孔24ではなく、ネジ孔25に位置合わせされている。
そして、反射板4の貫通孔85及びLEDモジュール3の貫通孔34を通して、図11(b)に示すネジ70が、光源取付面11のネジ孔25にねじ込まれることで、反射板4及びLEDモジュール3は光源取付面11に共締め固定される。
この図12に示す第2のレイアウトにおいて、4個の反射板4は、4個のLEDモジュール3のレイアウトに合わせて、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
第2のレイアウトでは、各反射板4の外周部に形成された2つの位置決め用の孔86のうちの一方に、図2に示すボス23がはまり込む。さらに、反射板4の中心角側に設けられた孔86に、ボス21がはまり込む。これにより、第2のレイアウトにおいても、光源取付面11に対する反射板4の位置決めが容易になる。
第2のレイアウトにおいても、LEDモジュール3に対して反射板4を上からはめ込んで位置決めすることができる。このため、反射板4をLEDモジュール3に対してスライドさせることによるLED素子32の擦れ、損傷などを防ぐことができる。
複数の反射板4は、LEDモジュール3に合わせて、光源取付面11の面方向に分割された状態で配置され、ネジ70の着脱により、それぞれの反射板4ごとに光源取付面11に対して着脱自在である。したがって、光源取付面11に取り付けるLEDモジュール3の数の変更及びレイアウト変更に柔軟に対応することができる。
結果として、LED照明器具1の使用目的などに応じて、LEDモジュール3及び反射板4の数やレイアウトを変えることで、光束(明るさ)や配光を調整することができ、汎用性の高いLED照明器具1を提供できる。
反射板4においても、LEDモジュール3のレイアウトに合わせて、図11(a)に示す第1のレイアウトと、図12に示す第2のレイアウトとでは、光源取付面11上での周方向の位置および半径方向(放射方向)の位置を変えている。
図12に示す第2のレイアウトでは、図11(a)に示す第1のレイアウトよりも、反射板4が光源取付面11の中心に寄っている。このため、光源取付面11の周方向に密に反射板4が並んだ第1のレイアウトよりも、反射板4の数を減らして且つ光源取付面11の中心側に寄せた第2のレイアウトでは、中心周辺で複数の反射板4を周方向により接近させることができる。この結果、隣り合う反射板4間においてLED素子32が臨む光ガイド孔80間の周方向の距離が小さくなり、光る部分を円形または環状に視認しやすくなる。
また、図11(a)に示す第1のレイアウトのときには、第2のレイアウトで使われるボス23は、周方向で隣り合う反射板4間に位置して、反射板4の第1のレイアウトでの配置を妨げない。
逆に、図12に示す第2のレイアウトのときには、第1のレイアウトで使われるボス22は、反射板4よりも外周側に位置し、反射板4の第2のレイアウトでの配置を妨げない。
図3に示すように、本体2の放熱面12側において、直径方向に沿って周辺の放熱フィン15の上面よりもくぼんだ空間が形成されている。その空間の上に、図1に示す電源ユニット5が設けられる。
LED照明器具1は、天井あるいは天井から吊り下げられた昇降部などに、アングル6を介して取り付けられる。
図1に示すように、アングル6は、電源ユニット5のケース天板に向き合わされる横板部61と、横板部61の長手方向の両端に一体に設けられ、横板部61の両端から下方に延在する一対の縦板部62とを有する。そして、縦板部62が、本体2の放熱面側に突出して設けられた取付部75に対してネジ止めされる。
例えば体育館などの高天井に取り付けられる照明器具は大型で重量が大きい。そのため、そのような照明器具を天井に直接取り付けるためには、照明器具側の取付部の強度を確保するためにその取付部を厚くする必要がある、これは、照明器具全体の重量の増大をまねき、また重くなると施工も困難になる。
これに対して、本実施形態では、天井や昇降部などにはアングル6を取り付け、そのアングル6に対して本体2を吊り下げることで、天井などに対する取付部分の強度を確保しつつ、本体2の軽量化を図れる。アーム6の横板部61には、複数の取付孔61a〜61eが形成され、異なるピッチでの2点吊り、あるいは1点吊りなどの取付形態に対応できる。
反射板4及び基板31の平面サイズによっては、ネジ止め部は1箇所でもよく、あるいは3箇所以上をネジ止めしてもよい。また、どこをネジ止めするかは、基板31上における複数のLED素子32のレイアウトにも依る。
ネジ止め部やLED素子32が基板31上でどのようなレイアウトであっても、少なくとも基板31の角部近傍を、反射板4の相対的に突出長さが長い第1の突出部81で押さえ付けると、基板31の反りを抑えて、基板31の裏面を光源取付面11に均一に密着させやすくなる。
また、円形状の基板の場合には、外周側の複数箇所を第1の突出部で押さえ付けると、基板の反りを抑えて、基板の裏面を光源取付面に均一に密着させやすくなる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…LED照明器具、2…本体、3…LEDモジュール、4…反射板、5…電源ユニット、6…アングル、11…光源取付面、15…放熱フィン、31…基板、80…光ガイド孔、81…第1の突出部、82…第2の突出部、88…反射膜
Claims (5)
- 光源取付面を有する本体と、
前記光源取付面に接触される裏面と前記裏面の反対側の実装面とを有する基板と、前記実装面に実装された複数のLED(Light Emitting Diode)素子と、を有するLEDモジュールと、
前記基板の前記実装面に重ねられ、共通のネジで前記基板と共に前記光源取付面にネジ止めされた反射板と、
を備え、
前記反射板は、前記LED素子を臨ませる光ガイド孔を有する筒状の複数の突出部を有し、
前記複数の突出部は、前記実装面に接触して前記基板を前記光源取付面に対して押さえ付ける第1の突出部と、前記第1の突出部よりも前記実装面側への突出長さが短い第2の突出部と、を有するLED照明器具。 - 前記反射板は、平面視での外形形状において複数の角部を有し、
前記複数の突出部のうち、それぞれの前記角部に最も近い突出部が、前記第1の突出部である請求項1記載のLED照明器具。 - 前記反射板及び前記基板は複数箇所で、前記光源取付面に対してネジ止めされ、
複数のネジ止め部の間に、前記第1の突出部が設けられている請求項2記載のLED照明器具。 - 前記突出部は、
前記光ガイド孔に面し、反射膜が形成された内周面と、
前記基板に対向する先端面と、
を有し、
前記内周面と前記先端面との間に段差が設けられ、前記段差に続く前記内周面の端が前記基板に対して浮いている請求項1〜3のいずれか1つに記載のLED照明器具。 - 前記光源取付面は、有底のネジ孔を有し、
前記ネジは、前記反射板及び前記基板を貫通して、前記光源取付面側から前記ネジ孔に対してねじ込まれた請求項1〜4のいずれか1つに記載のLED照明器具。
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- 2011-09-15 JP JP2011202131A patent/JP2013065410A/ja not_active Withdrawn
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