JP2017191743A - 照明装置及び商品展示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過性を有するパイプ部材に収容された回路基板の一方にのみ発光素子が実装された構成でも、従来よりも回路基板の他方の面側の出射光量を増加させることが可能な照明装置及び商品展示装置を提供する。
【解決手段】照明装置１は、光透過性の材料から形成され、内周面に係合受部を有するパイプ部材１０と、パイプ部材１０に収容され、パイプ部材１０の長手方向に沿って延びる回路基板２０と、回路基板２０の表面２０ａに長手方向に沿って配置された複数のＬＥＤ素子２１と、回路基板２０をパイプ部材１０の凹部１００に支持する支持部材２３と、を備え、支持部材２３は、回路基板２０の幅方向の端面からはみ出て凹部１００に延びた部分が光を透過させる構成を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光透過性を有するパイプ部材に発光素子が実装された回路基板を収容した照明装置、及びこの照明装置を用いた商品展示装置に関する。

従来の技術として、光透過性を有するパイプ部材に発光ダイオード（ＬＥＤ）が実装された回路基板を収容した照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に開示された照明装置は、光透過性を有するパイプ部材と、パイプ部材の内周面に設けられた一対の凹部に挿入されてパイプ部材に収容される回路基板と、回路基板の一方の面に実装されたＬＥＤと、回路基板の他方の面に搭載され、ＬＥＤに電力を供給する電池パックとを備える。

特開２０１４−１０５２７号公報

上記した特許文献１の照明装置は、ＬＥＤが回路基板の一方の面にのみ実装されているので、回路基板の電池パックが搭載された他方の面側には光がほとんど出射されず、回路基板の他方の面側が暗くなるという問題がある。

したがって、本発明の目的は、光透過性を有するパイプ部材に収容された回路基板の一方にのみ発光素子が実装された構成でも、従来よりも回路基板の他方の面側の出射光量を増加させることが可能な照明装置及び商品展示装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、光透過性の材料から形成され、内周面に係合受部を有するパイプ部材と、前記パイプ部材に収容され、前記パイプ部材の長手方向に沿って延びる回路基板と、前記回路基板の一方の面に前記長手方向に沿って実装された複数の発光素子と、前記回路基板を前記パイプ部材の前記係合受部に支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記回路基板の幅方向の端面からはみ出て前記係合受部に延びた部分が光を透過させる構成を有する照明装置を提供する。

本発明の他の態様は、上記目的を達成するため、商品が陳列される商品棚と、前記商品棚の後方上部に配置された反射板と、上記の照明装置であって、前記回路基板の裏面が前記反射板に向くように前記反射板の前方に配置された照明装置と、を備えた商品展示装置を提供する。

本発明によれば、光透過性を有するパイプ部材に収容された回路基板の一方にのみ発光素子が実装された構成でも、従来よりも回路基板の他方の面側の出射光量を増加させることが可能になる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置を示す斜視図である。 図２は、図１の照明装置のソケットを除きパイプ部材の端部側からパイプ部材の長手方向に沿ってパイプ部材の内部を見た場合の側面図である。 図３は、図１の要部分解斜視図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置のソケットを除きパイプ部材の端部側からパイプ部材の長手方向に沿ってパイプ部材の内部を見た場合の側面図である。 図５は、本発明の第３の実施の形態に係る照明装置のソケットを除きパイプ部材の端部側からパイプ部材の長手方向に沿ってパイプ部材の内部を見た場合の側面図である。 図６は、図５の要部分解斜視図である。 図７は、本発明の第４の実施の形態に係る商品展示装置の概略の構成を示す要部断面図である。 図８は、本発明の実施例に係る照明装置の配光特性を示すグラフ図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図中、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置を示す斜視図である。図２は、図１の照明装置のソケットを除きパイプ部材の端部側からパイプ部材の長手方向に沿ってパイプ部材の内部を見た場合の側面図である。図３は、図１の要部分解斜視図である。なお、図３では、後述するソケット１１の図示を省略している。

図１において、符号１は蛍光灯型ＬＥＤランプ（以下、「照明装置」という。）の一構成例を模式的に示している。この照明装置１の基本構成は、円筒パイプからなる光透過性のパイプ部材１０と、パイプ部材１０の両端を閉蓋するキャップ状の第１及び第２のソケット１１と、パイプ部材１０に収容されて発光する照明部２とを備える。

照明部２は、ＬＥＤ素子２１を実装するための図示しない配線パターンが形成された回路基板２０と、回路基板２０の表面２０ａにパイプ部材１０又は回路基板２０の長手方向に沿って実装された複数のＬＥＤ素子２１と、ＬＥＤ素子２１から出射された光の配光特性を変更するレンズ２２と、回路基板２０をパイプ部材１０に支持する支持部材２３と、回路基板２０の裏面２０ｂに搭載された後述する電源部２４とを有する。ＬＥＤ素子２１は、発光素子の一例である。

（パイプ部材の構成）
パイプ部材１０は、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の光透過性を有する材料からなる。なお、当該材料に拡散剤が含まれていてもよい。パイプ部材１０は、既存の直管蛍光灯とほぼ同一の大きさ、寸法、及び外観形態を有している。パイプ部材１０は、内周面１０ａから径方向に突出する一対の凸部１０１を内周面１０ａの対向する位置にそれぞれ設けることにより、内周面１０ａの長手方向に沿って平行に延びる一対の係合受部としての凹部１００が形成されている。

図３に示すように、一対の凹部１００は、支持部材２３の外側突起２３２を係合支持する。図示例によれば、パイプ部材１０の凹部１００は、内周面の長手方向に沿って延びるレール状の凹凸部となっているが、これに限定されるものではなく、例えばパイプ部材１０の内周面１０ａから径方向に窪んでおり、内周面１０ａの長手方向に沿って延びる溝状の凹部を形成してもよい。

（ソケットの構成）
照明装置１の第１及び第２のソケット１１は同一構造を有している。ソケット１１の端部の材質としては、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等の金属の他、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂を用いることができる。このソケット１１のそれぞれは、図示しない蛍光灯ソケット部の端子に接続させるための金属製の２本一対の第１乃至第４のソケット端子１１０を備え、端部に金属を用いる場合には、第１乃至第４のソケット端子１１０をベークライトにより絶縁的に支持する。また、端部に樹脂を用いる場合には、第１乃至第４のソケット端子１１０を樹脂によりかしめて支持する。

これらのソケット端子１１０の外部への突出端は、蛍光灯ソケット部の端子に電気的に接続される。ソケット端子１１０の突出端と反対側の他端は、回路基板２０上に設けられたパッドと電気的に接続されている。なお、ソケット端子１１０を用いる他、電気的に接続できるものであれば、リード線やリード線の先端にコネクタを設けたものを用いてもよい。また、電源部２４に二次電池を用いる場合には、ソケット端子１１０と回路基板２０とは電気的に接続されていなくてもよい。

ソケット１１のパイプ部材１０と接続される接続部は、例えばポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート等の樹脂で形成される。ソケット１１には、内周面から径方向に突出する一対の係止凸部が対向して形成されている。ソケット１１の接続部は、パイプ部材１０の一端側の外周を覆う。ソケット１１は、パイプ部材１０の外周面に設けられた係止凹部とソケット１１の係合凸部とを係合して取り付けられる。

図では、ソケット１１としてソケット端子１１０を軸方向に突設した構成を例示したが、これに限定されるものではなく、例えばソケット端子１１０をソケット１１の側面に突設した構成であってもよい。ソケット端子１１０としては、例えばインサート成形したり、ピン挿通孔に圧入固定したり、あるいは螺合固定したりすることで突設すればよい。

（照明部２の構成）
回路基板２０の表面２０ａには、一定のピッチで回路基板２０の長手方向に沿って配置された複数のＬＥＤ素子２１が実装され、回路基板２０の裏面２０ｂには、ＬＥＤ素子２１に電力を供給する電源部２４が搭載されている。なお、ＬＥＤ素子２１は、ピッチを任意にすることができる。回路基板２０は、例えば、パイプ部材１０の内径の１／３以下、又は１／２以下の幅を有する。例えば、パイプ部材１０の内容を４０ｍｍ、回路基板２０の幅を１９ｍｍとしてもよい。

回路基板２０は、材質として、例えばガラス基材（例えば、ＦＲ−４等）又はエポキシ系・ポリエステル系コンポジット基材（例えば、ＣＥＭ−３等）の材料を用いることができる。

照明装置１としては、フリップチップタイプのＬＥＤ素子２１を使用するが、これに限定されるものではない。ＬＥＤ素子２１の他の一例としては、例えば青色ＬＥＤを蛍光体により波長変換して白色を発光可能に構成されていてもよい。

レンズ２２は、ＬＥＤ素子２１から出射された光が入射する凹状の入射面２２０と、入射面２２０に入射した光を出射する凸状の出射面２２１と、回路基板２０の表面２０ａに接触する基板接触面２２２と、支持部材２３のベース部２３０と内側突起２３３との間の係合受部に係合される係合突起２２３とを備える。

入射面２２０は、回路基板２０の幅方向に沿う方向に短軸、及び短軸に直交する方向に長軸を有する略楕円形状に形成されている。入射面２２０は、発光素子２１から入射した光の一部（光軸の方向を除く）を屈折させて出射面２２１まで導光する。なお、入射面２２０は、円形の曲面を有するものであってもよい。また、入射面２２０は、一部に平面を含んでいてもよい。

出射面２２１は、中央が最も高い山型形状を有する。出射面２２１は、入射面２２０に入射した光を屈折させることで、光を回路基板２０の幅方向に拡散させて出射する。

電源部２４は、ソケット端子１１０から１００Ｖ又は２００Ｖ、５０Ｈｚ／６０Ｈｚの交流の商用電源が供給されるものである。電源部２４は、供給された交流を直流に変換する整流ダイオードと、整流ダイオードによって変換された直流の出力を平滑にして２００〜３００ｍＡ、３０〜４５Ｖの直流で電力を回路基板２０に供給するコンデンサとを備える。電源部２４は、幅が回路基板２０の幅よりも小さいのが好ましい。

なお、電源部２４は、電気的に直列に接続された複数の二次電池を電池収容箱内に収容した複数の電池パックでもよい。複数の電池パックは、回路基板２０の長手方向に沿って回路基板２０の裏面２０ｂに搭載されている。これらの電池パックから供給される電力により、外部電源から電力が供給されなくてもＬＥＤ素子２１が点灯する。

（支持部材の構成）
支持部材２３は、パイプ部材１０の内径よりも小さい幅を有し、パイプ部材１０の長手方向に延びたベース部２３０と、ベース部２３０の幅方向の両端部にベース部２３０に直交するように設けられた一対の側部２３１と、一対の側部２３１の外側の面から外側に突出した外側突起２３２と、一対の側部２３１の上端部から内側に突出した内側突起２３３とを備え、全体として板状の形状を有する。

支持部材２３は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明な材料から形成されている。回路基板２０の幅を細くし、支持部材２３を透明な材料から形成することにより、支持部材２３は、回路基板２０の幅方向の端面からはみ出てパイプ部材１０の凹部１００に延びた部分が複数のＬＥＤ素子２１から出射され、パイプ部材１０の内周面１０ａを含む各部で反射又は散乱した光を透過させる構成を有する。なお、支持部材２３は、パイプ部材１０を形成する材料に拡散剤が含有されている場合には、拡散剤で反射した光も透過させる。

回路基板２０には、図示しない複数の貫通孔が形成され、支持部材２３には、回路基板２０に形成された貫通孔に嵌合される図示しない複数の位置決め凸部が形成されている。これにより、支持部材２３に対する回路基板２０を位置決めすることができる。

（照明装置の動作）
次に、照明装置１の動作について説明する。電源部２４からＬＥＤ素子２１に電力が供給され、ＬＥＤ素子２１から光が出射されると、ＬＥＤ素子２１から出射された光は、レンズ２２の入射面２２０に入射した後、屈折して出射面２２１に到達し、この出射面２２１でも屈折した後、パイプ部材１０の内周面１０ａに入射する。

パイプ部材１０の内周面１０ａに入射した光は、一部は透過し、残りは反射又は散乱する。パイプ部材１０を透過した光は、外周面１０ｂから外部に出射される。パイプ部材１０の内周面１０ａで反射又は散乱した光は、各部で反射又は散乱して回路基板２０の幅方向の端面から外側に存在するレンズ２２の部分や支持部材２３を透過し、回路基板２０の裏面２０ｂ側に回り込み、さらにパイプ部材１０を透過して外部に出射される。以上のようにして回路基板２０の表面２０ａ側だけでなく、回路基板２０の裏面２０ｂ側も光が出射される。

（第１の実施の形態の作用、効果）
第１の実施の形態によれば、以下の作用、効果を奏する。
（１）ＬＥＤ素子２１から出射された光の一部がパイプ部材１０の内周面１０ａで反射又は散乱し、その反射又は散乱した光が直接、又は各部で反射又は散乱して支持部材２３を透過して回路基板２０の裏面２０ｂ側に回り込み、パイプ部材１０を透過して外部に出射されるので、回路基板２０の表面２０ａにのみＬＥＤ素子が実装された構成でも、従来よりも回路基板２０の裏面２０ｂ側の出射光量を増加させることが可能になる。
（２）回路基板２０の表面２０ａをパイプ部材１０の略中心（ずれ量が例えばパイプ部材１０の外径の１０％以内）に配置しているので、回路基板２０の裏面２０ｂに電源部２４を搭載することが容易になる。これにより、回路基板２０の表面２０ａ側は長手方向の端部まで光を出射することができる。
（３）電源部２４の回路基板２０の幅方向の大きさを回路基板２０の幅よりも小さくしているため、電源部２４を回路基板２０の裏面２０ｂに搭載しても光の回路基板２０の裏面２０ｂ側の出射光量を増加させることができる。
（４）ＬＥＤ素子２１から出射された光を回路基板２０の幅方向に拡散させて出射するレンズ２２を用いているので、回路基板２０の幅方向に広がった配光特性を有する。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置のソケットを除きパイプ部材の端部側からパイプ部材の長手方向に沿ってパイプ部材の内部を見た場合の側面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態とは、レンズが異なり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

第２の実施の形態に係るレンズ２２は、ＬＥＤ素子２１から出射された光が入射する平坦な入射面２２４と、入射面２２４に入射した光を出射する一対の山形状の出射面２２５と、回路基板２０の表面２０ａに接触する接触凸部２２６と、支持部材２３のベース部２３０と内側突起２３３との間に係合受部に係合される係合突起２２３とを備える。

入射面２２４は、発光素子２１から入射した光の一部（光軸の方向を除く）を屈折させて出射面２２５まで導光する。入射面２２４は、一部に曲面を含んでいてもよい。

出射面２２５は、中央が最も低い一対の山型形状を有する。出射面２２５は、入射面２２４に入射した光を反射（一部は屈折）させることで、光を回路基板２０の幅方向に拡散させて出射する。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と比べて上方への出射光量よりも横方向への出射光量を増加させることができる。

［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る照明装置のソケットを除きパイプ部材の端部側からパイプ部材の長手方向に沿ってパイプ部材の内部を見た場合の側面図である。図６は、図５の要部分解斜視図である。第１及び第２の実施の形態では、レンズを用いたが、本実施の形態は、レンズを省いたものである。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。

第３の実施の形態は、レンズ２２の代わりに保持部材２５を用いたものである。保持部材２５は、回路基板２０を支持部材２３側に押し付ける押圧部２５０と、支持部材２３のベース部２３０と内側突起２３３との間の係合受部に係合される係合突起２５１とを備え、全体として板状の形状を有する。また、保持部材２５は、複数のＬＥＤ素子２１との干渉を避けるための複数の開口２５０ａが形成されている。保持部材２５は、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の透明な材料から形成されている。

本実施の形態においても、ＬＥＤ素子２１から出射された光は、パイプ部材１０の内周面１０ａに入射し、一部は透過し、残りは反射又は散乱する。パイプ部材１０の内周面１０ａで反射又は散乱した光は、各部で反射又は散乱して回路基板２０の幅方向の端面から外側に存在する保持部材２５の部分や支持部材２３を透過し、回路基板２０の裏面２０ｂ側に回り込み、さらにパイプ部材１０を透過して外部に出射される。以上のようにして回路基板２０の表面２０ａ側だけでなく、回路基板２０の裏面２０ｂ側にも光が出射される。

［第４の実施の形態］
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る商品展示装置の概略の構成を示す要部断面図である。

この商品展示装置５０は、背面板５１と、第１の天板５２と、反射板５３と、第２の天板５４と、前面板５５と、背面板５１から水平方向に取り付けられ、商品Ｐが陳列される第１の商品棚５６及び第２の商品棚５７と、反射板５３と前面板５５との間に水平方向に配置された照明装置１とを備える。

照明装置１は、第１乃至第３の実施の形態のいずれの照明装置１でもよい。照明装置１は、図示しない支持金具によって例えば第２の天井５４に取り付けられている。照明装置１の回路基板２０の向きは前面板５５に平行な向きでもよく、傾斜して反射板５３と同様の方向に傾斜させてもよい。反射板５３は、第１及び第２の商品棚５６、５７の後方上部に配置されている。照明装置１の回路基板２０の裏面２０ｂが反射体５３に向くように反射板５３の前方に配置されている。

背面板５１、第１の天板５２、反射板５３、第２の天板５４、第１の商品棚５６及び第２の商品棚５７は、例えば、金属から形成されている。前面板５５は、光透過性を有する樹脂又はガラスから形成されている。前面板５５には、広告等が印刷されている。

以上のように構成された商品展示装置５０によれば、回路基板２０の表面２０ａの側に出射した光は、前面板５５を照射して広告等を明るく照らす。一方、回路基板２０の表面２０ａ側に出射し、パイプ部材１０及びパイプ部材１０内の各部で反射又は散乱して回路基板２０の裏面２０ｂ側に回り込んだ光は、反射板５３で反射して第１の商品棚５６等を明るく照らす。第２の商品棚５７は、照明装置１からの光でも照明されるが、商品展示装置５０が設置された室内に設けられた蛍光灯等の光でも照明される。

図８は、本発明の実施例に係る照明装置１の配光特性を示すグラフ図である。本実施例は、第３の実施の形態に対応するものである。図８のＡで示す光強度分布は、実施例に対応するものである。図８のＢで示す光強度分布は、図３に示す構成において、支持部材２３を用いずに回路基板２０を支持部材２３と同じ幅まで伸ばした比較例に対応するものである。

図８において０度の方向、すなわち回路基板２０の表面２０ａ側の光軸方向の光強度を１００％としたとき、１８０度の方向、すなわち回路基板２０の裏面２０ｂ側の光軸方向の光強度は、比較例は３％であったが、本実施例は１５％であった。本実施例は回路基板２０の表面２０ａ側に出射した光は、パイプ部材１０の内周面１０ａで反射又は散乱し、支持部材２３を透過して回路基板２０の裏面２０ｂに回り込んで外部に出射していることが分かる。

［変形例］
なお、本発明の実施の形態は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々に変形、実施が可能である。

例えば、上記各実施の形態では、支持部材２３全体を光透過性を有する材料から形成したが、支持部材の回路基板２０の裏面２０ｂに隠れる部分は金属等の光透過性を有していない材料から形成し、支持部材の回路基板２０の端面から回路基板２０の幅方向に露出した部分を光透過性を有する材料から形成してもよい。

また、支持部材２３の回路基板２０の端面から回路基板２０の幅方向に露出した部分を光透過性を有していない材料から構成してもよい。この場合は、回路基板２０の端面から露出した部分に光を透過させる開口を設ける。

また、上記第１及び第２の実施の形態では、回路基板２０の表面２０ａにレンズ２２を搭載したが、パイプ部材１０にレンズ機能を持たせてもよい。これによりレンズ２２を省くことが可能になる。

また、本発明の要旨を変更しない範囲内で、上記各実施の形態の構成要素の一部を省くことが可能である。例えば、上記各実施の形態では、パイプ部材１０に電源部２４を収容したが、外部から回路基板２０に直流の電力を供給できる場合には、電源部２４を省いてもよい。

１…照明装置、２…照明部、１０…パイプ部材、１０ａ…内周面、１０ｂ…外周面、
１１…ソケット、２０…回路基板、２０ａ…表面、２０ｂ…裏面、２１…ＬＥＤ素子、
２２…レンズ、２３…支持部材、２４…電源部、２５…保持部材、
５０…商品展示装置、５１…背面板、５２…第１の天板、５３…反射板、
５４…第２の天板、５５…前面板、５６…第１の商品棚、５７…第２の商品棚、
１００…凹部、１０１…凸部、１１０…ソケット端子、２２０…入射面、
２２１…出射面、２２２…基板接触面、２２３…係合突起、２２４…入射面、
２２５…出射面、２２６…接触凸部、２３０…ベース部、２３１…側部、
２３２…外側突起、２３３…内側突起、２５０…押圧部、２５０ａ…開口、
２５１…係合突起、Ｐ…商品

Claims (8)

1. 光透過性の材料から形成され、内周面に係合受部を有するパイプ部材と、
   前記パイプ部材に収容され、前記パイプ部材の長手方向に沿って延びる回路基板と、
   前記回路基板の一方の面に前記長手方向に沿って実装された複数の発光素子と、
   前記回路基板を前記パイプ部材の前記係合受部に支持する支持部材と、を備え、
   前記支持部材は、前記回路基板の幅方向の端面からはみ出て前記係合受部に延びた部分が光を透過させる構成を有する照明装置。
2. 前記回路基板は、前記パイプ部材の前記回路基板の幅方向の内径の２／３以下の幅を有する、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記支持部材は、光透過性の材料から形成された、請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 前記複数の発光素子から出射された光に所定の配光特性を付与するレンズを、さらに備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記回路基板は、前記パイプ部材の略中心を通るように配置された、請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記回路基板の前記一方の面と反対側の面に配置され、前記複数の発光素子に電力を供給する電源部を、さらに備えた請求項５に記載の照明装置。
7. 前記パイプ部材は、入射した光を拡散させる拡散剤が含有された、請求項１から６のいずれか１項に記載された照明装置。
8. 商品が陳列される商品棚と、
   前記商品棚の後方上部に配置された反射板と、
   請求項１から７のいずれか１項に記載された照明装置であって、前記回路基板の裏面が前記反射板に向くように前記反射板の前方に配置された照明装置と、
   を備えた商品展示装置。
   
   

Images