JP2015109215A - 光源ユニット及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板における発光素子の設置箇所が制限され難い光源ユニット及びそれを用いた照明器具を提供する。【解決手段】光源ユニット2は、基板22と、取付部材21と、接着部材26とを備える。基板22には、1乃至複数のLED221が実装される。取付部材21には、基板22が取り付けられる。接着部材26は、基板22と取付部材21との間に設けられて、取付部材21に基板22を密着させて取り付ける。基板22におけるLED221が実装される面には、LED221への給電路となる導体パターン221Aが形成される。そして、接着部材26は、その幅方向の寸法が、基板22の幅方向の寸法よりも小さく且つ導体パターン221Aの幅方向の寸法以上の大きさとなるように形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、一般に光源ユニット、より詳細には発光素子を光源とする光源ユニット及びそれを用いた照明器具に関する。
従来、天井に取り付けられる天井直付け型の照明器具が提供されており、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1に記載の照明器具は、器具本体と、光源部と、点灯装置とを備える。器具本体は、長手方向に沿って略中央部に収容凹部を有し、この収容凹部に沿い且つ幅方向の両側に一体に形成された側板部を備える。光源部は、複数の発光素子を光源とし、収容凹部に収容スペースを確保して開口部側を覆うように配設される。点灯装置は、収容スペースに配置された複数の発光素子を点灯制御する。
光源部は、取付部材と、基板とを備える。取付部材は、器具本体と同様に横長且つ長尺状であって、熱伝導が良好な材料により形成されている。基板は、略長方形状に形成されており、その表面には複数の発光素子が実装されている。また、基板は、ねじ止め等により、その裏面側が取付面に密着するように取付部材に取り付けられている。
特開2012−003993号公報
しかしながら、上記従来例では、ねじ止めにより基板を取付部材に密着させているため、発光素子とねじとの間の絶縁距離を確保する必要があった。このため、上記従来例では、基板において、発光素子への給電路となる導体パターンを実装するスペースが狭くなり、結果として発光素子の設置箇所が制限されるという問題があった。
本発明は、上記の点に鑑みて為されており、基板における発光素子の設置箇所が制限され難い光源ユニット及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
本発明の光源ユニットは、1乃至複数の発光素子が実装される基板と、前記基板が取り付けられる取付部材と、前記基板と前記取付部材との間に設けられて、前記取付部材に前記基板を密着させて取り付けるための接着部材とを備え、前記基板における前記発光素子が実装される面には、前記発光素子への給電路となる導体パターンが形成され、前記接着部材は、その幅方向の寸法が、前記基板の幅方向の寸法よりも小さく且つ前記導体パターンの幅方向の寸法以上の大きさとなるように形成されていることを特徴とする。
この光源ユニットにおいて、前記接着部材は、その長手方向の寸法が、前記基板の長手方向の寸法よりも小さくなるように形成されていることが好ましい。
この光源ユニットにおいて、前記接着部材は、耐熱性及び柔軟性を有する材料により形成されていることが好ましい。
この光源ユニットにおいて、前記基板を前記取付部材に固定する固定部材を備え、前記固定部材は、前記取付部材における前記基板が配置される側と反対側から前記取付部材に設けられた取付孔に挿入され、前記取付部材との間で前記基板を挟み込む取付片を有することが好ましい。
この光源ユニットにおいて、前記固定部材は、絶縁性を有する材料により形成されていることが好ましい。
本発明の照明器具は、上記何れかの前記光源ユニットと、前記光源ユニットを保持する器具本体とを備えることを特徴とする。
本発明は、接着部材により基板を取付部材に取り付けているので、基板における発光素子の実装面において、従来のように絶縁距離を稼ぐ必要がない。したがって、本発明では、導体パターンを実装するスペースを広くとることができ、基板における発光素子の設置箇所が制限され難い。
図1Aは、本発明の実施形態に係る光源ユニットの概略斜視図で、図1Bは、本発明の実施形態に係る光源ユニットにおける固定部材の他の構成を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る光源ユニットにおいて、固定部材を取り付けた状態の概略断面図である。 従来の光源ユニットの説明図である。 本発明の実施形態に係る照明器具の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明器具の概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明器具の概略断面図である。
本発明の実施形態に係る光源ユニット2は、図1Aに示すように、基板22と、取付部材21と、接着部材26とを備える。基板22には、1乃至複数のLED221(発光素子)が実装される。取付部材21には、基板22が取り付けられる。接着部材26は、基板22と取付部材21との間に設けられて、取付部材21に基板22を密着させて取り付ける。基板22におけるLED221が実装される面には、LED221への給電路となる導体パターン221Aが形成される。そして、接着部材26は、その幅方向の寸法が、基板22の幅方向の寸法よりも小さく且つ導体パターン221Aの幅方向の寸法以上の大きさとなるように形成されている。
また、本発明の実施形態に係る照明器具A1は、図4〜6に示すように、光源ユニット2と、光源ユニット2を保持する器具本体1とを備える。
以下、本実施形態の光源ユニット2、及び本実施形態の照明器具A1について詳細に説明する。但し、以下の説明では、図6における上下左右により上下左右を規定する。また、以下の説明では、図6中の紙面に垂直な方向を前後方向とし、紙面手前側を前、紙面奥側を後と規定する。
本実施形態の照明器具A1は、図4〜6に示すように天井直付け型の照明器具であり、光源ユニット2と、光源ユニット2を保持する器具本体1とを備える。器具本体1は、図4〜6に示すように、例えば板金に曲げ加工を施すことで、長尺且つ扁平な箱形に形成されている。また、器具本体1の上面(天井材100との対向面)は開口している。器具本体1は、吊ボルト200を用いて天井材100に取り付けられる。器具本体1の下側(天井材100と反対側)には、光源ユニット2を収納するための凹部11が、器具本体1の前後方向(長手方向)に沿った全長にわたって設けられている。また、器具本体1の左右方向(幅方向)における凹部11の両側には、凹部11の開口端縁から延び出て、且つ外側に向かうほど上側(天井材100側)に傾斜する傾斜部12がそれぞれ設けられている。
凹部11の底面部111には、図4に示すように、電源線(図示せず)を通すための孔111Aが前後方向(凹部11の長手方向)に沿って複数個(図4では5個)設けられている。また、凹部11の底面部111には、吊ボルト200を通すための孔111Bが、前後方向における両側にそれぞれ2個ずつ設けられている。さらに、器具本体1の前後方向における両端には、エンドキャップ13がそれぞれ取り付けられている。
光源ユニット2は、図4に示すように、複数(図4では2枚)の基板22と、取付部材21と、カバー23と、電源装置24と、端子台ブロック25と、接着部材26(図1参照)と、固定部材27(図1参照)とを有する。取付部材21には、複数の基板22が取り付けられる。カバー23は、複数の基板22を覆うようにして取付部材21に取り付けられる。なお、図4では、接着部材26及び固定部材27の図示を省略している。
基板22は、前後方向に長い矩形板状に形成されたプリント配線板である。基板22の一面(図4における下面)には、複数の発光ダイオード(発光素子)221が前後方向(基板22の長手方向)に沿って実装されている。なお、以下の説明では、「発光ダイオード221」を「LED221」と称する。また、基板22の一面(すなわち、基板22における複数のLED221が実装される面)には、図1Aに示すように、複数のLED221への給電路となる導体パターン221Aが形成されている。導体パターン221Aは、例えば銅箔により形成され、基板22の前後方向に沿って設けられている。また、導体パターン221Aの左右方向(幅方向)の寸法は、基板22の左右方向(幅方向)の寸法よりも小さい。
一方(図4における右側)の基板22の一端(図4における右端)には、第1コネクタ222が実装されている。第1コネクタ222には、電線(図示せず)の一端が接続されており、この電線の他端を電源装置24に接続することで、一方の基板22の導体パターン221Aと電源装置24とが電気的に接続される。また、一方の基板22における他方(図4における左側)の基板22と対向する端には、第2コネクタ223が実装されている。この第2コネクタ223は、他方の基板22における一方の基板22と対向する端にも実装されている。そして、各基板22それぞれの第2コネクタ223を互いに電気的に接続することで、一方の基板22の導体パターン221Aと、他方の基板22の導体パターン221Aとを電気的に接続することができる。
取付部材21は、図4,6に示すように、例えば板金に曲げ加工を施すことで、底面部211と、一対の側面部212とを一体に備えた形状に形成されている。底面部211は、前後方向に沿って長尺な矩形板状に形成されている。各側面部212は、底面部211の左右方向(幅方向)における両端から上向きに突出するように形成されている。底面部211の左右方向における中央部には、複数の基板22を収納するための凹部211Aが、底面部211の前後方向(長手方向)の全長にわたって設けられている。また、各側面部212の上端には、互いに離れる向きに傾斜する引掛け部212Aが、それぞれ前後方向(長手方向)の全長にわたって設けられている(図6参照)。
凹部211Aの底面211Bは、各基板22が取り付けられる取付面となっている。また、凹部211Aの左右両側(幅方向の両側)それぞれの側面211Cは、図6に示すように、底面211Bの左右方向における両端から下向きに突出し、且つ下側に向かうほど左右両側に広がる傾斜面となっている。凹部211Aの底面211Bには、孔211Dが前後方向(凹部211Aの長手方向)における一端(図4における右端)に設けられている。この孔211Dは、前述の電線を通すために用いられる。また、底面211Bの前後方向における中央部には、底面211Bの一部を上向きに突出させることで形成される凹部211Eが設けられている。この凹部211Eにより、各基板22を取付部材21に取り付けた状態で、第2コネクタ223と底面211Bとの間の絶縁距離が確保される。
カバー23は、図4,6に示すように、拡散性を有する材料(例えば、乳白色のアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂)により、上面(取付部材21側の面)が開口した長尺な箱形に形成されている。また、カバー23は、その左右方向(幅方向)における両端側から中央側に向かうほど下側への突出量が大きくなるような凸レンズ状の曲面部231を有している(図6参照)。また、カバー23の左右方向(幅方向)の両端には、図6に示すように、それぞれ延出部232が設けられている。これら延出部232は、光源ユニット2を器具本体1に取り付けた状態で、上下方向において器具本体1の凹部11の開口端縁と重なる。さらに、カバー23の左右方向における各延出部232の内側には、上側(取付部材21側)に突出する脚部233が、それぞれカバー23の長手方向(前後方向)の全長にわたって設けられている。各脚部233の上端には、左右方向において内向きに突出する突起部233Aがそれぞれ設けられている。
電源装置24は、図4に示すように、基板241と、基板241が収納される収納ケース242とを有する。基板241は、前後方向に長い矩形板状に形成されたプリント配線板である。基板241には、少なくともLED221の点灯電力を生成するために必要な回路部品241A(例えば、トランスやダイオード、コンデンサなど)が実装されている。収納ケース242は、図4に示すように、下面(取付部材21の底面部211との対向面)が開口し且つ前後方向に長い矩形箱状に形成されている。収納ケース242は、その開口が取付部材21の底面部211と対向するようにして、例えばねじ止めにより取り付けられる。
端子台ブロック25は、図4に示すように、矩形箱状に形成された端子台251と、端子台251を取付部材21に取り付けるための取付金具252とを有する。端子台251には、天井材100を通して室内側(下側)に露出する電源線が接続される。また、端子台251には、電源装置24との間を電気的に接続する電線(図示せず)が接続される。端子台ブロック25は、例えばねじ止めにより、取付部材21に取り付けられる。
次に、光源ユニット2を組み立てる手順について説明する。まず、作業者は、電源装置24及び端子台ブロック25をそれぞれ取付部材21の上面側に取り付け、電源装置24と端子台ブロック25との間を電線により電気的に接続する。次に、作業者は、取付部材21の凹部211Aの底面211Bに各基板22を固定する。このとき、各基板22に設けられた第2コネクタ223同士を電気的に接続する。さらに、作業者は、基板22の第1コネクタ222から導出する電線を、取付部材21の孔211Dに通した後、その一端を電源装置24に電気的に接続する。最後に、作業者は、開口を上向きにした状態でカバー23を取付部材21に組み付ける。このとき、各脚部233の突起部233Aが、それぞれ取付部材21の各引掛け部212Aに引っ掛かることで、カバー23が取付部材21に取り付けられる。以上の手順により、光源ユニット2が組立てられる。
続けて、照明器具A1を施工する手順について説明する。まず、作業者は、室内側に露出する電源線を器具本体1の孔111Aに通し、さらに天井材100を通して室内側に露出する吊ボルト200を孔111Bに通す。その後、作業者は、吊ボルト200にナット300(図6参照)をねじ込むことで、器具本体1を天井材100に固定する。次に、作業者は、電源線を端子台251に電気的に接続し、少なくとも電源装置24及び端子台ブロック25が凹部11に収納されるようにして、光源ユニット2を器具本体1に取り付ける。以上の手順により、照明器具A1が天井材100に施工される。
ところで、従来例のように、ねじ止めにより基板22を取付部材21に取り付ける場合、次のような問題が生じ得る。すなわち、ねじ(図示せず)とLED221との間の絶縁距離を確保する必要があるため、導体パターン221Aを実装するスペースが狭くなってしまう。このため、基板22の左右方向(幅方向)の中央に寄せて導体パターン221Aを実装しなければならず、基板22の左右方向においてLED221を並列に実装することができないといった問題が生じる。
また、図3に示すように、取付部材21の底面211Bの一部を切り起こして形成されるかしめ部211Fを用いて、基板22を取付部材21に取り付ける場合にも、上記と同様の問題が生じ得る。すなわち、金属製のかしめ部211FとLED221との間の絶縁距離を確保する必要があるため、基板22において、導体パターン221Aを実装するスペースが狭くなる。
そこで、本実施形態の光源ユニット2では、図1Aに示すように、接着部材26を用いて基板22を取付部材21に取り付けている。接着部材26は、例えば両面テープや接着剤であって、矩形板状に形成されている。接着部材26は、基板22と取付部材21との間に設けられ、その上下方向の一面(上面)が取付部材21の底面211Bに接着され、他面(下面)が基板22に接着される。したがって、接着部材26により、基板22は、取付部材21の底面211Bに密着した状態で取付部材21に取り付けられる。
上述のように、本実施形態の光源ユニット2では、接着部材26により基板22を取付部材21に取り付けている。このため、本実施形態の光源ユニット2では、基板22の下面(LED221の実装面)において、従来のように絶縁距離を稼ぐ必要がない。したがって、本実施形態の光源ユニット2では、導体パターン221Aを実装するスペースを広くとることができ、基板22におけるLED221の設置箇所が制限され難い。
また、本実施形態の光源ユニット2では、接着部材26により、LED221を実装した基板22が金属製の取付部材21に密着する。このため、LED221の点灯時に発生する熱が、接着部材26を介して取付部材21に伝わり、取付部材21から放熱する。したがって、LED221の温度上昇を抑制することができる。
ところで、接着部材26を、その左右方向(幅方向)の寸法が基板22の左右方向(幅方向)の寸法よりも大きくなるように形成すると、製造コストが増大する。一方、接着部材26の幅方向の寸法が基板22の幅方向の寸法より大幅に小さいと、基板22の熱を十分に金属製の取付部材21に伝えることができない。この場合、LED221の温度上昇を十分に抑制できず、LED221の光束が短期的又は長期的に低下する虞がある。
そこで、接着部材26は、図1Aに示すように、その左右方向(幅方向)の寸法が基板22の幅方向の寸法よりも小さく且つ導体パターン221Aの左右方向(幅方向)の寸法以上の大きさとなるように形成されているのが望ましい。このように接着部材26を形成すれば、LED221の温度上昇を十分に抑制することができ、且つ製造コストを低減することができる。
ここで、LED221の点灯時の熱は、導体パターン221Aに伝わり易い。したがって、接着部材26は、その幅方向の寸法が導体パターン221Aの幅方向の寸法とほぼ同じとなるように形成されるのが望ましい。このように接着部材26を形成し、接着部材26を導体パターン221Aと対向するように密着させることで、製造コストを十分に低減しつつ効率的に取付部材21へと熱を伝えることができる。
また、接着部材26は、図1Aに示すように、その前後方向(長手方向)の寸法が、基板22の前後方向(長手方向)の寸法よりも小さくなるように形成されるのが望ましい。本実施形態の光源ユニット2では、図1Aに示すように、このように形成された複数(図示では2枚)の接着部材26を、LED221の熱が取付部材21に伝わり易い箇所(例えば電源装置24の近傍)を中心として配置している。この構成では、LED221の温度上昇を抑制する効果を確保しつつ、基板22の前後方向の全長にわたって接着部材26を形成する場合と比較して、製造コストを低減することができる。
なお、接着部材26は、例えばアクリル樹脂やシリコーン樹脂などの耐熱性及び柔軟性を有する材料で形成されていてもよい。この構成では、LED221の発する熱により基板22が膨張又は収縮し、基板22が変形したとしても、接着部材26が基板22に追従して変形するので、好ましい。
ところで、本実施形態の光源ユニット2では、図1Aに示すように、接着部材26の他に、基板22を取付部材21に固定する固定部材27を備えていてもよい。固定部材27は、主板271と、一対の取付片272とを有する。主板271は、例えば樹脂材料により矩形板状に形成されており、その左右方向(長手方向)の両側は、それぞれ取付部材21の各側面211Cに沿うように下向きに傾斜している。各取付片272は、主板271の下面(取付部材21の底面211Bと対向する面)から下向き(取付部材21に向かう向き)に突出するように形成されている。各取付片272の先端(下端)には、それぞれ互いに近づく向きに突出する突起272Aが一体に形成されている。
以下、固定部材27を用いて基板22を取付部材21に固定する方法について説明する。先ず、接着部材26を取付部材21の底面211Bに接着し、その後、基板22を接着部材26に接着することで、取付部材21に基板22を取り付ける。次に、固定部材27の各取付片272を、それぞれ取付部材21の各取付孔211Gに上側(取付部材21において基板22が配置されている側と反対側)から通す。ここで、各取付孔211Gは、図1Aに示すように、取付部材21の底面211Bに設けられた矩形状の孔であって、底面211Bの左右方向(幅方向)において一定の間隔を空けて設けられている。そして、各取付孔211Gを通して下側に突出する各突起272Aと、取付部材21の底面211Bとの間で基板22を挟み込むことで、基板22を取付部材21に密着させて固定させることができる(図3参照)。換言すれば、各取付片272は、取付部材21における上側(基板22が配置される側と反対側)から取付部材21に設けられた取付孔211Gに挿入され、取付部材21との間で基板22を挟み込む。
ここで、接着部材26とは異なる部品(図示せず)を下側(取付部材21において基板22が配置されている側)から取付部材21に取り付けて、基板22を取付部材21と部品との間で挟み込んで固定することも考えられる。しかしながら、この場合、LED221からの光を妨げないように部品を配置しなければならない。したがって、隣り合うLED221の間隔が狭い場合、部品の寸法(前後方向の寸法)が制限されるため、部品の基板22を挟み込む力が小さくなるという問題がある。また、部品を下側から取付部材21に取り付ける場合には、LED221からの光に僅かであるが含まれる紫外線を受け易く、LED221の発する熱も受け易いので、部品の劣化が促進されてしまうという問題がある。
一方、本実施形態の光源ユニット2では、固定部材27を上側から取付部材21に取り付けて、基板22を取付部材21と固定部材27との間で挟み込んで固定している。この構成では、主板271がLED221の光を妨げることがないので、主板271の寸法(前後方向の寸法)が制限されない。したがって、この構成では、隣り合うLED221の間隔が狭い場合でも、固定部材27が基板22を挟み込む力を十分に確保することができる。なお、図3に示すように、固定部材27の各突起272Aは基板22の下側に位置するが、各突起272Aは主板271と比べて小さいため、LED221からの光を妨げることは殆どなく、問題ない。
また、主板271とLED221との間には、取付部材21及び基板22が存在するので、LED221からの紫外線や熱を受け難く、固定部材27が劣化し難いという利点がある。さらに、固定部材27を用いると、接着部材26の基板22を取付部材21に密着させる性能が劣化した場合にも、基板22を取付部材21に密着させ続けることができる。また、固定部材27は、基板22を取り付ける前に取付部材21に先に取り付けることもできる。この場合、固定部材27を取付部材21に取り付けた後に基板22を取り付けるときに、固定部材27が基板22を位置決めする機能を果たす。
なお、図1Aに示す例では、取付部材21の前後方向の一端に固定部材27を取り付けているが、取付部材21の前後方向に沿って複数の固定部材27を取付部材21に取り付けてもよい。
ここで、固定部材27は、例えば樹脂などの絶縁性を有する材料で形成してもよい。この構成では、導体パターン221Aを基板22上に設計する際に、固定部材27との間の絶縁距離を考慮せずに、取付部材21との間の絶縁距離を考慮するだけでよい。したがって、この構成では、基板22における導体パターン221Aの実装面積を広くとることができるので、基板22の左右方向(幅方向)に沿ってLED221を並列に配置することも可能となる。
さらに、固定部材27の取付片272を弾性を有する樹脂材料で形成すれば、固定部材27の寸法にバラつきが生じたとしても、バラつきに依らず基板22を取付部材21に固定することができるので、好ましい。
また、固定部材27を樹脂材料で形成する場合は、固定部材27を変形し易く、その形状の変更も容易である。したがって、この場合、各取付片272を各取付孔211Gに通すだけで各取付孔211Gを塞げるように、固定部材27を形成することも容易である。
ここで、固定部材27を樹脂材料で形成する場合は、図1Bに示すように、固定部材27の主板271の上面(取付片272が設けられている面と反対側の面)に一対の保持片273を設けてもよい。各保持片273は、それぞれ主板271の上面から上向きに突出するように形成されている。各保持片273の先端(上端)には、それぞれ互いに近づく向きに突出する突起273Aが一体に形成されている。
この構成では、各突起273Aと主板271との間で配線L1を挟み込むことで、配線L1を保持させることができる。なお、配線L1は、例えば端子台251と電源装置24とを電気的に接続する電線や、電源装置24と第1コネクタ222とを電気的に接続する電線などである。
また、固定部材27の個数を増やし、各固定部材27を取付部材21において高温となる箇所にそれぞれ配置してもよい。この場合、取付部材21が高温になったとしても、配線L1が取付部材21と接触する可能性が低くなるため、配線L1が高温に晒され難くなる。
なお、固定部材27は、電源装置24と取付部材21との間に配置してもよい。この場合、取付部材21から電源装置24へと熱が伝わるのを抑制することができ、電源装置24の回路部品241Aの温度上昇を抑制することができる。
なお、本実施形態の光源ユニット2において、固定部材27を設けるか否かは任意である。また、本実施形態の照明器具A1は、天井直付け型の照明器具であるが、他の照明器具に本発明の構成を適用してもよい。すなわち、本実施形態の照明器具A1の形態は、天井直付け型に限定されない。
1 器具本体
2 光源ユニット
21 取付部材
22 基板
221 LED(発光素子)
221A 導体パターン
26 接着部材
27 固定部材
272 取付片
A1 照明器具

Claims (6)

  1. 1乃至複数の発光素子が実装される基板と、
    前記基板が取り付けられる取付部材と、
    前記基板と前記取付部材との間に設けられて、前記取付部材に前記基板を密着させて取り付けるための接着部材とを備え、
    前記基板における前記発光素子が実装される面には、前記発光素子への給電路となる導体パターンが形成され、
    前記接着部材は、その幅方向の寸法が、前記基板の幅方向の寸法よりも小さく且つ前記導体パターンの幅方向の寸法以上の大きさとなるように形成されていることを特徴とする光源ユニット。
  2. 前記接着部材は、その長手方向の寸法が、前記基板の長手方向の寸法よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。
  3. 前記接着部材は、耐熱性及び柔軟性を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の光源ユニット。
  4. 前記基板を前記取付部材に固定する固定部材を備え、
    前記固定部材は、前記取付部材における前記基板が配置される側と反対側から前記取付部材に設けられた取付孔に挿入され、前記取付部材との間で前記基板を挟み込む取付片を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光源ユニット。
  5. 前記固定部材は、絶縁性を有する材料により形成されていることを特徴とする請求項4記載の光源ユニット。
  6. 請求項1乃至5の何れか1項に記載の前記光源ユニットと、前記光源ユニットを保持する器具本体とを備えることを特徴とする照明器具。
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