JP2016058223A - 光源ユニット、照明ランプ及び照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
LEDは点光源で、出射向きに強く光を放出する指向性の強い配光分布を有しており、照明ランプの光源として用いるにあたって、強い光源像による違和感(粒状感)や眩しさ(グレア感)を抑制させたり、配光分布(配光角)を拡大させたりすることが求められる。
図1は、本実施の形態に係る光源ユニット200を示す斜視図である。
図2は、本実施の形態に係る光源ユニット200を示す断面図であり、図1におけるA−A断面図である。
図3は、本実施の形態に係る光源ユニット200の分解斜視図である。
図4は、本実施の形態に係る照明ランプ100を概略的に示す斜視図である。
図5は、本実施の形態に係る照明ランプ100を概略的に示す断面図であり、図4におけるB−B断面図である。
まず、図1〜3を用いて、光源ユニット200の構成について説明する。
基板22は、LED21の温度を抑制するため、熱伝導性の高い、アルミニウム、銅、合金などの金属材料を用いた基板、あるいはセラミック基板、メタルコア基板、メタルコアセラミック基板などを使用するのが好ましい。なお、LED21の温度が規定値以下であれば、ガラスエポキシ基板や紙フェノール基板を使用してもよい。
また、図1に示すように、基板22は長手方向に長く伸びた長方形形状である。なお、基板22は、長形であれば長方形でなくてもよく、楕円形、多角形などでもよい。また、基板22は、必ずしも長形でなくてもよく、長形でない正方形、多角形、円形、楕円形などであっても本実施の形態を適用することができる。
取付体上面部2301は、光源取付体23の上側の面(連続面)を形成する面部の例である。取付体上面部2301と記載した場合は、光源取付体23の上側の面(連続面)を指す場合があるものとする。取付体上面部2301は、長手方向に長く伸びた長方形形状である。なお、取付体上面部2301は、長形であれば長方形でなくてもよく、楕円形、多角形などでもよい。また、取付体上面部2301は、必ずしも長形でなくてもよく、長形でない正方形、多角形、円形、楕円形などであってもよい。
光源取付部230は、光源基板20の形状に対応して、取付体上面部2301の短手方向中央に長手方向に沿って形成された凹部2303であって、取付体上面部2301に開口を形成する凹部2303を備える。
光源取付部230は、凹部2303の底面である載置面231と、載置面231の短手方向の両側に形成された側面232とを備える。また、光源取付部230は、載置面231の短手方向の両端部(すなわち、載置面231と側面232との境界)に、長手方向に沿って形成された溝部233を備える。
図2に示すように、光源基板20は、光源取付部230の凹部2303の内部に取り付けられた状態で、基板22の実装面220と、光源取付部230の側面232の上端部とが略同一平面上となる。すなわち、凹部2303の深さ寸法と基板22の厚み寸法とが略等しくなるように構成されている。換言すると、載置面231を基準として、側面232の上端部と基板22の実装面220とは、略同じ高さとなるように構成されている。
保持突設部237において、上面部を保持上面部238、下面部を保持下面部2381とする。
上述したように、光源ユニット200は、取付体上面部2301の保持上面部238と光源基板20の実装面220とが、滑らかに連続する面、例えば同一平面の少なくとも一部となるように構成される。
保持突設部237において、外側の端部の縁部を長辺縁部239とする。また、保持突設部237において、長手方向端部の縁部を短辺縁部240とする。
反射部25は、取付体上面部2301(保持上面部238)と、実装面220の少なくとも一部とに密着する反射部材である。以下において、反射部25が密着する取付体上面部2301(保持上面部238)と実装面220の少なくとも一部とを、反射部密着部2304と呼ぶ場合がある。
反射部25の長手方向の長さは、光源取付体23の取付体上面部2301の長手方向の長さよりも若干短く、光源基板20の長手方向の長さと略等しい。
図1に示すように、本実施の形態では、1つの部材貫通孔252が3つのLED21を露出するように構成されている。なお、LED21毎に1つの部材貫通孔252を形成してもよいし、2つのLED21毎に1つの部材貫通孔252を形成してもよい。
図4,5に示すように、照明ランプ100は、光源ユニット200と、光源ユニット200を内部に収納するカバー300と、アース口金6と、給電口金5とを備える。
一対の保持突部32は、カバーの短手方向の断面視において、最大径部L1よりも下側に設けられる。
保持突部32は、上側の面である突部上面部321、下側の面である突部下面部322、内側に向いている面(先端の端面)である突部側面部320を有する。
このとき、保持突部32の突部下面部322と、光源ユニット200の反射部25の反射面250が当接する。換言すると、保持突部32の突部下面部322と、光源取付体23の保持突設部237の保持上面部238とが、反射部25を介して当接する。すなわち、反射部25の部材長辺縁部253側は、保持突部32の突部下面部322と、光源取付体23の保持突設部237の保持上面部238とによって挟持される。保持突部32は、光透過性及び光拡散性を有しているので、反射部25に反射した光を透過させることができる。また、光源取付体23の円弧面2361と、カバー300の内周面31とが、接着部材4を介して当接する。すなわち、光源取付体23は、接着部材4によってカバー300の内周面31に接着固定される。
給電口金5は、底壁部500及び周壁部501から構成された給電口金筐体50、底壁部500に配置された給電端子51を備える。
アース口金6は、底壁部600及び周壁部601から構成されたアース口金筐体60、底壁部600に配置されたアース端子61を備える。また、底壁部600には、アース口金6を光源ユニット200に固定するためのねじ7を通すねじ孔602が設けられる。なお、図示はしないが、給電口金5にもアース口金6と同様に、給電口金5を光源ユニット200に固定するためのねじ7を通すねじ孔502が設けられる。
このような光源ユニット200の構造により、光源ユニット200のユニット上面(照射側の面(上側の面))には、面積が広く連続した滑らかな反射部25の反射面250が形成される。
なお、本実施の形態では、主に、反射部25の反射面250が平面状である場合について説明したが、滑らかな連続する曲面を形成するように構成してもよい。
図1及び図6に示すように、反射部25上のR1点は、部材貫通孔252の縁部近傍にある。
反射部25上のR2点は、保持上面部238と光源取付部230との境界近傍にある。
反射部25上のR3点は、部材長辺縁部253近傍にある。
なお、R3点は保持突部32の突部下面部322の下側に配置されるが、上述したようにカバー300の材質は光透過性を有しているので、保持突部32はO点からの光を透過させR3点まで到達させる。
しかし、上述したように光源ユニット200では、反射部25が滑らかな反射面250を形成するように構成されているので、点R2のような位置であっても、O点からの光を確実に上方に向かって反射させることができる。
このとき、両側のA1点を結ぶ範囲E0、両側のA2点を結ぶ範囲E1、両側のA3点を結ぶ範囲E2は、O点を中心としてできるだけ左右対称の範囲であることが望ましい。左右対称であればあるほど、均一に反射していることを意味するからである。
カバー300は、光透過性を有する樹脂材料によって形成されている。カバー300の内周面31には、光源ユニット2を保持するための一対の保持突部32が形成されている。そして、光源ユニット200は、一対の保持突部32によってカバー300の器具側空間9に保持されている。
反射部25は、高さが揃えられた光源取付体23の保持上面部238と基板22の実装面220とを跨ぎ、広い面積にわたって貼合されており、反射部25の部材長辺縁部253(長手方向の縁部)は、光源取付体23の長辺縁部239(長手方向の縁部)近傍まで及んでいる。
また、反射部25の部材長辺縁部253近傍は、カバー300の内周面31に形成された保持突部32の突部下面部322と対向(当接)している。
図7は、本実施の形態に係る光源ユニット200の第1変形例を示す分解斜視図である。
図7では、点線に示すように、光源基板20の実装面220に、ガイドとなるガイド表示2202(印刷表示ともいう)を設ける例を示している。
また、反射部25は、長手方向両端部のそれぞれの短手方向中央部を結ぶ線(線2511)上において、縁部となる箇所にV字状の切欠き部を設ける。例えば、反射部25の線2511上に位置する長手方向両端部切欠き部2501を設けるとともに、部材貫通孔252の周縁部に切欠き部2502を設ける。
図8は、本実施の形態に係る光源ユニット200の第2変形例を示す分解斜視図である。
図8では、光源基板20の外形をガイド表示として用いる例を示している。
V字状の切欠き部2503は、シート状の反射部25の長手方向両端部に1箇所ずつでもよいし、または2箇所ずつ設けてもよい。
図9は、本実施の形態に係る光源ユニット200の第3変形例を示す分解斜視図である。
図9では、光源取付体23の保持上面部238に、ガイドのためのガイド溝2350を設ける例を示している。
また、シート状の反射部25の長手方向両端部において、ガイド溝2530に対応する位置に、V字状の切欠き部2504を設ける。図9に示す例では、光源基板20へのガイド表示(印刷表示)は不要となる。
さらに、反射部25に設けられる部材貫通孔252の周縁部の形状や寸法を、基板22に実装される複数のLED21の部品外形に対応させて、取付体上面部2301対する反射部25の位置を特定する構成としてもよい。
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点について説明する。
実施の形態1では、部材貫通孔252から3つのLED21が露出するように形成された反射部25について説明した。本実施の形態では、実施の形態1で説明した反射部25とは異なる形状の反射部25a,25bについて説明する。
図11は、本実施の形態に係る光源ユニット200bを示す斜視図である。
図10,11において、実施の形態1で説明した機能と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図10に示すような反射部25aによれば、反射面250aの面積を増大させることができるため、照明ランプ100の光利用率さらに向上させるとともに、照明ランプ100から出射される光をより均一にすることができる。
図11に示すような反射部25bによれば、材料コスト及び製造コストを抑えることができるとともに、貼合作業時の位置合わせ難易度を軽減し、作業性を向上させることができる。
本実施の形態では、主に、実施の形態1,2と異なる点について説明する。
実施の形態1,2では、基板22の実装面220に複数のLED21が長手方向に1列に並んで配置された光源基板20について説明した。本実施の形態では、実施の形態1で説明したものとはLED21の配置が異なる光源基板20cを用いた光源ユニット200cについて説明する。
図13は、本実施の形態に係る光源ユニット200cを示す断面図であり、図12におけるC−C断面図である。
図12,13では、実施の形態1,2において説明した構成部と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
また、実施の形態2で説明したように、1つのLED21毎に1つの部材貫通孔252aを形成してもよい(図10参照)し、LED21の短手方向の両側に2つの反射部25bを配置してもよい(図11参照)。
LED21の配置に応じて、部材貫通孔252を柔軟に形成することが好ましい。
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した光源取付体23とは異なる形状の光源取付体23dを備える光源ユニット200dと、この光源ユニット200dを備える照明ランプ100dについて説明する。
図15は、本実施の形態に係る光源ユニット200dを示す断面図であり、図14におけるD−D断面図である。
図16は、本実施の形態に係る照明ランプ100dを概略的に示す斜視図である。
図17は、本実施の形態に係る照明ランプ100dを概略的に示す断面図であり、図16におけるE−E断面図である。
図14〜17では、実施の形態1において説明した構成部と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図14,15において、図1,2と異なる点は、保持突設部237dの形状とねじ固定部234dの形状が異なる光源取付体23dを備える点である。その他の構成部については、実施の形態1で説明したものと同様であるため説明を省略する。
ねじ固定部234dは、光源取付部230の下側の取付部下部2302から下方に突き出すように形成された一対の筒壁部2341と、一対の筒壁部2341の下端部から内側に円弧状に形成された一対の円弧部236dと、一対の円弧部236dの内側の端部から連続するねじ孔形成部2351とから構成される。ねじ孔形成部2351は、取付部下部2302と、一対の筒壁部2341と、一対の円弧部236dとにより形成された略筒形状の内部に、ねじ孔235を形成するように設けられる。すなわち、ねじ固定部234dは、2重の筒構造となる。
図16,17において、図3,4と異なる点は、保持突設部237dと保持突部32との係合構造と、ねじ固定部234dの形状である。カバー300の構成は、実施の形態1で説明したものと同様である。その他の構成部については、実施の形態1で説明したものと同様であるため説明を省略する。
また、図17に示すように、円弧部236dの下側の面である円弧面2361は、実施の形態1で説明したものと同様に、接着部材4を介してカバーの内周面31に固定される。
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点について説明する。
実施の形態1では、反射部25の反射面250は略平面状である場合について説明した。本実施の形態では、平面状ではなく、上側(照射側)に滑らかに張り出した凸状の曲面状である反射面250eを有する光源ユニット200e、及び光源ユニット200eを備えた照明ランプ100eについて説明する。
図18において、実施の形態1で説明した機能と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
取付体上面部2301eは、実施の形態1で説明したものと同様に、光源取付体23eの保持上面部238eと、光源基板20の実装面220とからなる。
本実施の形態では、主に、実施の形態1,5と異なる点について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1,5とは異なり、平面状あるいは上側(照射側)に滑らかに張り出した凸状の曲面状ではなく、下側(照射側と反対側)に滑らかに窪んだ凹状の曲面状である反射面250fを有する光源ユニット200f、及び光源ユニット200fを備えた照明ランプ100fについて説明する。
図19において、実施の形態1で説明した機能と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
取付体上面部2301fは、実施の形態1で説明したものと同様に、光源取付体23fの保持上面部238fと、光源基板20の実装面220とからなる。
本実施の形態では、主に、実施の形態1と異なる点について説明する。
実施の形態1では、光源取付体23に光源基板20を取り付ける態様の光源ユニット200について説明した。本実施の形態では、LED21を基板22ではなく、直接光源取付体23gに実装した態様の光源ユニット200g、及び光源ユニット200gを備えた照明ランプ100gについて説明する。
図21は、本実施の形態に係る光源ユニット200gを示す断面図であり、図20におけるF−F断面図である。
図22は、本実施の形態に係る照明ランプ100gを概略的に示す斜視図である。
図23は、本実施の形態に係る照明ランプ100gを概略的に示す断面図であり、図22におけるG−G断面図である。
図20〜23では、実施の形態1において説明した構成部と同様の機能を有する構成部には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図21に示すように、光源取付体23gは、短手方向中央部分に長手方向に沿ってLED21を取り付ける光源取付部230gを備える。LED21の配置は、実施の形態1〜6において説明したように、長手方向に1列、2列、3列などでもよく、また千鳥状、市松模様状に配置してもよい。
また、取付体上面部2301gに凹部2303(図1参照)を設ける必要がないため、光源ユニット200gは撓みにくい構成となる。
本実施の形態では、実施の形態1〜7で説明した照明ランプ100,100a〜100g(以下、総称して照明ランプ100とする)を用いた照明装置800について説明する。
図24は、本実施の形態に係る照明装置800の斜視図である。
照明器具810は、長手方向に延在した照明器具本体811と、照明器具本体811の長手方向の両端部に配置されたアースソケット812及び給電ソケット813とを備えている。
Claims (13)
- 光源と、
前記光源が配置される光源取付部と、前記光源取付部から連続して形成された滑らかな面部とを有する光源取付体と、
前記面部の予め特定された領域を覆うとともに、前記光源を露出させて前記光源取付体に敷設された反射部と
を備えたことを特徴とする光源ユニット。 - 前記反射部は、
前記光源取付部に取り付けられた前記光源の位置に対応して貫通孔が形成されたこと
を特徴とする請求項1に記載の光源ユニット。 - 前記光源は、
前記貫通孔から露出していること
を特徴とする請求項2に記載の光源ユニット。 - 前記光源が基板の実装面に実装された光源基板と、
前記面部に前記光源基板の形状に対応した凹部が設けられた光源取付体とを備え、
前記光源基板が前記凹部に取り付けられた状態で、前記凹部の開口から前記光源が露出するとともに、
前記凹部の端部における前記面部の高さと前記実装面の高さとが略等しくなること
を特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光源ユニット。 - 前記面部または前記実装面のいずれかに、前記領域を特定するガイドが設けられたことを特徴とする請求項4に記載の光源ユニット。
- 前記反射部は、
前記面部または前記実装面の予め特定された前記領域に密着して敷設されたこと
を特徴とする請求項4または5に記載の光源ユニット。 - 前記反射部は、
シート状、ジェル状、液状のいずれかの反射部材が前記面部または前記実装面の予め特定された前記領域に敷設されたこと
を特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の光源ユニット。 - 前記面部は、平面であること
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光源ユニット。 - 前記面部は、曲面であること
を特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の光源ユニット。 - 前記面部は、
前記光源から光が出射する向きに滑らかに張り出した凸状の曲面が形成されたこと
を特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の光源ユニット。 - 前記面部は、
前記光源から光が出射する向きと反対の向きに滑らかに窪んだ凹状の曲面が形成されたこと
を特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の光源ユニット。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の光源ユニットと、
前記光源を覆うとともに、前記光源取付体に取り付けられる光透過性のカバーと
を備えることを特徴とする照明ランプ。 - 請求項12に記載の照明ランプと、
前記照明ランプが装着されるとともに、前記照明ランプに給電して前記照明ランプを点灯させる照明器具と
を備えたことを特徴とする照明装置。
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