JP2020053188A

JP2020053188A - 照明装置

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Publication number: JP2020053188A
Application number: JP2018179545A
Authority: JP
Inventors: 裕行倉持; Hiroyuki Kuramochi
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2018-09-25
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2020-04-02
Anticipated expiration: 2038-09-25
Also published as: JP7168904B2

Abstract

【課題】放熱性および絶縁性を確保できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、放熱体17および発光モジュール19を備える。放熱体17は、第１の面34、第１の面34から突出する突部39、および突部39上に設けられた第２の面35を有する。発光モジュール19は、基板57、基板57の一面の中央域57aに設けられた発光部58、および基板57の一面の周辺域57bに設けられ発光部58に接続されている端子部を有する。基板57の他面の中央域57aが放熱体17の第２の面35に配置され、基板57の周辺域57bが放熱体17の第２の面35よりも外側に外れて第１の面34に対向するように配置される。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光モジュールを用いた照明装置に関する。

従来、発光モジールを用いた照明装置では、発光モジュールの基板の一面に設けられた発光部が発生する熱を効率よく放熱するために、発光モジュールの基板の他面を放熱体に配置している。

放熱体には、発光モジュールの配置場所に平坦な配置面が設けられており、この配置面に基板の他面の全体が直接または間接的に密着するように配置されている。

ところで、基板の一面には、発光部とともに、発光部に接続されて電源を供給するための端子部等も設けられており、この端子部等が基板の周辺部に位置していることが多い。そのため、基板の縁と端子部等との距離が近いと、基板の端子部等と放熱体との間の絶縁距離が短くなり、絶縁性が低下する。基板の縁から離れた内側位置に端子部等を配置すると、基板が大形になり、好ましくない。

特開２０１６−１８１４３５号公報

本発明は、放熱性および絶縁性を確保できる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、放熱体および発光モジュールを備える。放熱体は、第１の面、第１の面から突出する突部、および突部上に設けられた第２の面を有する。発光モジュールは、基板、基板の一面の中央域に設けられた発光部、および基板の一面の周辺域に設けられ発光部に接続されている端子部を有する。基板の他面の中央域が放熱体の第２の面に配置され、基板の周辺域が放熱体の第２の面よりも外側に外れて第１の面に対向するように配置される。

実施形態の照明装置によれば、放熱性および絶縁性を確保することが期待できる。

第１の実施形態を示す照明装置の灯体の断面図である。同上灯体の放熱体への部品の取り付けを示す斜視図である。同上図２に続く灯体の放熱体への部品の取り付けを示す斜視図である。同上図３に続く灯体の放熱体への部品の取り付けを示す斜視図である。同上灯体の放熱体への部品の取付状態を示す斜視図である。同上灯体の斜視図である。同上灯体の断面図である。同上照明装置の平面図である。第２の実施形態を示す照明装置の灯体の斜視図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図８を参照して説明する。

図８に照明装置10の平面図を示す。照明装置10は、天井板に設けられた開口部に埋め込み設置するダウンライト等の埋込形照明装置である。

照明装置10は、灯体11、この灯体11に電源を供給する電源部12、これら灯体11と電源部12とを電気的に接続する接続線13、および灯体11と電源部12とを機械的に連結する吊り具14を備えている。すなわち、照明装置10は電源別置き形であり、電源部12が天井板上に設置され、灯体11が天井板の開口部に設置される。

図６に灯体11の斜視図を示し、図７に灯体11の断面図を示す。灯体11は、放熱体17と、この放熱体17の下側に取り付けられた化粧枠18と、放熱体17内にそれぞれ配置された発光モジュール19、取付ベース20、反射板21およびレンズ22と、化粧枠18に取り付けられた反射鏡23とを備えている。

そして、放熱体17は、金属製であって、例えばアルミダイカスト製で、一体に形成されている。放熱体17は、本体部26、この本体部26から上方へ向けて突設された複数のフィン27、および本体部26に設けられた配線部28を備えている。

本体部26は、上面部30、この上面部30の周縁部から下方に向けて設けられた周面部31、およびこの周面部31の下端から外側方に向けて設けられたフランジ部32を備え、周面部31の内側が下方に向けて開口されている。

図１、図２および図７に示すように、放熱体17の上面部26の内面（下面）には、第１の面34、この第１の面34の内側域に設けられた第２の面35、および第１の面34の外側域に設けられた第３の面36を有している。第１の面34と第２の面35との間には、第１の面34よりも第２の面35が突出する第１の段差部37が設けられている。第１の面34と第３の面36との間には、第１の面34よりも第３の面36が窪む第２の段差部38が設けられている。

第１の面34は、外形状が円形に形成されている。第１の面34には、取付ベース20をねじ止めするための複数の取付孔34aが設けられている。

第２の面35は、第１の面34の内側域から突出する突部39によって形成されている。突部39は、略長方形状の接触部40、およびこの接触部40の長手方向の両端から突出する一対の取付部41を有している。第２の面35は、突部39の接触部40上に設けられており、発光モジュール19が熱的に接続される状態に配置される。接触部40は、放熱体17の上面部30の中心に配置されている。各取付部41は、接触部40の短手方向の幅よりも小さく設けられている。各取付部41には、位置決め孔42と、ねじ止め用の取付孔43とがそれぞれ設けられている。なお、突部39の一対の取付部41は、本実施形態では接触部40と同じ高さに突出され、第２の面35が連続しているが、第２の面35よりも突出高さが低くてもよく、あるいは第１の面34と同じ面でもよい。

第３の面36は、第１の面34と周面部31との間で環状に形成されている。

そして、第２の面35は、研削等の表面処理が施され、発光モジュールとの密着性が高まるように、平面度および平滑度が高められている。第１の面34についても、研削等の表面処理が施されている。これは、第２の面35に研削等の表面処理を施すことで、第１の面34と第２の面35との段差の寸法にばらつきが生じるため、第１の面34と第２の面35との段差が所定の寸法を保つように、第１の面34にも研削等の表面処理が施されている。

図６および図７に示すように、フィン27は、本体部26の上面部30、周面部31の外周面およびフランジ部32の上面から、上方に向けて突設されている。フィン27は、上面部30の中央域から上方に突出する外側突部45、この外側突部45の周囲から複数方向であって例えば３方向に向けて放射状に突出する第１のフィン部46、およびそれぞれ隣り合う第１のフィン部46，46間から外側方向に向けて互いに平行に設けられる複数の第２のフィン部47を備えている。外側突部45は、突部39の接触部40の領域に対応して、突部39の突出方向に対して反対側に突出されている。外側突部45は、本体部26の上面部30に連続する下端側の径が大きく、上端側の径が小さい円錐形に形成されている。

また、化粧枠18は、放熱体17の下部に固定されている。化粧枠18は、円筒状の筒部50、この筒部50の上端に設けられ放熱体17のフランジ部32にねじ止め固定される固定部51、筒部50の下端から外側方に突設された化粧枠部52、および筒部50の外周面に設けられた複数のばね取付部53を有している。各ばね取付部53には、天井板に取り付けるための取付ばね54がそれぞれ取り付けられている。

そして、灯体11は、放熱体17および化粧枠18の筒部50が天井板の開口部に埋め込まれる埋込部11aであり、この埋込部11aが天井板の開口部に埋め込まれるとともに、化粧枠18の化粧枠部52が天井板の下面に当接された状態に設置される。

また、図１ないし図５に示すように、発光モジュール19は、基板57、およびこの基板57の一面の中央域57aに設けられた発光部58を有している。

基板57は、長方形状に形成されている。基板57は、例えば金属板をベースとし、表面に絶縁層が形成されている。基板57の一面には、配線パターン59が形成されている。配線パターン59は、基板57の中央域57aに設けられた実装パターン部60、およびこの実装パターン部60の両端に接続されて基板57の周辺域57bに設けられた一対の端子部61を有している。一対の端子部61は、基板57の周辺域57bで、基板57の互いに対向する一方の対角線上の角部に配置されている。

発光部58は、円形の発光面62を有している。発光部58は、例えば、基板57の一面の実装パターン59に複数の半導体発光素子であるＬＥＤチップ63が実装され、これら複数のＬＥＤチップ63が蛍光体層64によって一体に封止されている。この場合、発光モジュール19は、ＣＯＢ（Chip on board）モジュールである。そして、複数のＬＥＤチップ63が発生する光によって蛍光体層64が励起されて光が放出され、蛍光体層64の表面である発光面62から複数のＬＥＤチップ63からの光と蛍光体層64で励起された光が出射され、これにより所定の色温度の光が発光面62から出射される。なお、発光部58は、有機ＥＬ等で他の半導体発光素子で構成してもよい。

そして、発光モジュール19の基板57の他面は、放熱体17の突部39の接触部40上であって、この接触部40の第２の面35に、熱伝導シートや熱伝導グリスを介して熱的に接続されるように配置されるか、あるいは直接配置される。

ここで、発光モジュール19の基板57とこの基板57を配置する放熱体17との位置関係および寸法関係について説明する。

放熱体17の突部39の接触部40の外形は、基板57の外形よりも小さい。そのため、基板57の一面の発光部58の領域に対応した基板57の他面の中央域57aは、接触部40の第２の面35に配置される。基板57の一面の少なくとも端子部61の領域に対応した基板57の他面の周辺域57bは、第２の面35（突部39）よりも外側に外れ、第１の面34に対して所定の間隔W1をあけて対向するように配置される。基板57の周辺域57bが突部39よりも外側に外れる寸法および第１の面34との間隔W1の寸法は、基板57の周辺域57bに設けられた端子部61と放熱体17の突部39や第１の面34との間での絶縁距離を確保できる寸法とされる。

なお、本実施形態では、突部39の接触部40と取付部41とが連続されているため、基板57の長手方向の周辺域57bが取付部41に配置されるが、基板57の端子部61は、取付部41に配置される基板57の周辺域57bの位置から外れた位置であって基板57の角部に配置されるため、第２の面35（突部39）よりも外側に外れ、第１の面34に所定の間隔W1をあけて対向するように配置される。

また、発光モジュール19は、一対のソケット66によって、放熱体17の接触部40（第２の面35）に密着するように固定されているとともに電気的に接続されている。ソケット66は、絶縁性を有する例えば樹脂材料によって形成されたソケット本体67、このソケット本体67内に配置され基板57の端子部61に接触する図示しない接点、およびこの接点に接続されていてソケット本体67に挿入される接続線13の一端を接続する図示しない電線接続端子を備えている。ソケット本体67には、取付部41の位置決め孔42に挿入される位置決め突起が突設されている。そして、ソケット本体67を挿通して取付部41の取付孔43に螺着されるねじ68によってソケット本体67が締付固定される。このとき、ソケット本体67が基板57に当接し、基板57を放熱体17の第２の面35（突部39）に押圧するとともに、接点が基板57の端子部61に接続される。

また、取付ベース20は、絶縁性を有する例えば樹脂材料によって形成されている。取付ベース20は、放熱体17の第１の面34に複数のねじ71で取り付けられる取付面部72、およびこの取付面部72の周辺部に設けられた周壁部73を有している。取付面部72には、放熱体17の突部39が挿通される挿通開口74が形成されている。取付面部72の一面には、挿通開口74の周囲に基板57を嵌合して位置決めする位置決め突部75が突設されている。取付面部72は、放熱体17の第１の面34と基板57の周辺域57bの他面との間に配置される。この取付面部72の厚みW2は、第１の面34と基板57の周辺域57bの他面との間の間隔W1よりも小さい関係にあり、ソケット66によって基板57を第２の面35に押圧することには影響が生じない。

また、図７に示すように、反射板21は、円筒状に形成され、上端側が取付ベース20に取り付けられている。反射板21は、発光部58からの光を下端開口へ向けて反射させる。

また、レンズ22は、反射板21の下端開口に着脱可能に取り付けられ、発光部58からの光を所定の配光に制御する。

また、反射鏡23は、円筒状に形成され、化粧枠18の内側に着脱可能に取り付けられる。反射鏡23は、レンズ22を通過した光を照射方向に向けて反射させる。

次に、図８に示すように、電源部12は、接続線13によって灯体11の発光モジュール19に電気的に接続されている。電源部12は、例えば商用交流電源を所定の点灯電源に変換して発光モジュール19に供給し、発光モジュール19を点灯させる。

また、接続線13は、被覆電線等が用いられている。接続線13の一端は、灯体11内の発光モジュール19に電気的に接続され、つまりソケット66に接続されている。接続線13の他端は、灯体11外に引き出されて電源部12に接続されている。図６に示すように、接続線13の中間部は、接続線固定部材77によって放熱体17の配線部28に固定されている。

また、吊り具14の一端は吊り具固定部材78によって配線部28に固定され、吊り具14の他端は電源部12に接続されている。

灯体11と電源部12との間の吊り具14の長さL1は、灯体11と電源部12との間の接続線13の長さL2よりも短い関係にある。

そして、照明装置10の施工時には、まず、天井板の開口部に導かれている電源線を天井板の開口部からの下方に引き出して電源部12に接続し、この電源部12を天井板の開口部に挿入して天井板の上面等に設置し、その後、灯体11を天井板の開口部に挿入して設置する。

このような作業において、電源部12に対して灯体11が吊り下がったり、灯体11に対して電源部12が吊り下がったりすることがある。このとき、灯体11と電源部12との間の吊り具14の長さL1は、灯体11と電源部12との間の接続線13の長さL2よりも短い関係にあるため、灯体11または電源部12が吊り下げ状態となっても吊り具14を介して吊り下げることになり、接続線13やこの接続線13の接続箇所等に負荷が加わることがない。

また、灯体11を設置する際には、複数の取付ばね54を上方に弾性変形させて放熱体17の側面に沿わせた状態で、灯体11の上側から天井板の開口部に挿入し、挿入状態で複数の取付ばね54の弾性変形を解除することにより、複数の取付ばね54が弾性によって側方に展開し、天井板の上面に当接して灯体11を天井板に対して上方に引き上げ、化粧枠部52が天井板の下面に当接し、灯体11が設置される。

そして、電源部12から発光モジュール19に点灯電源を供給することにより、発光モジュール19が点灯し、光が灯体11の下方から出射される。発光モジュール19の点灯時に発生する熱は放熱体17に伝達され、放熱体17の複数のフィン27から空気中に効率的に放熱される。

このように構成された本実施形態の照明装置10では、基板57の一面の発光部58の領域に対応した基板57の他面の中央域57aが、放熱体17の突部39の第２の面35に配置され、また、基板57の一面の少なくとも端子部61の領域に対応した基板57の他面の周辺域57bが、第２の面35（突部39）よりも外側に外れ、第１の面34に対して所定の間隔W1をあけて対向するように配置されるため、基板57上の発光部58の放熱性を確保しながら、基板57の周辺域57bに配置される端子部61の放熱体17に対する絶縁性を確保することができる。

さらに、突部39の接触部40の領域に対応して、突部39の突出方向に対して反対側に外側突部45が突出されているため、基板57と放熱体17との接触面積が少なくなっても、発光部58の熱を吸収する熱容量を外側突部45による増加できるとともに外側突部45から効率的に放熱することができ、放熱体17の放熱性を確保することができる。

次に、図９に第２の実施形態の照明装置10を示す。

灯体11を埋め込む天井板の開口部の径が、第１の実施形態よりも大きい場合の構成である。灯体11の化粧枠18と反射鏡23と取付ばね54を含む天井取付構造とが第１の実施形態とは異なり、他の構成は第１の実施形態と同じである。

灯体11は、放熱体17の下部に取り付けられたばね取付板80、このばね取付板80に取り付けられた反射鏡81、およびばね取付板80に取り付けられたいわゆるＶばねと呼ばれる複数の取付ばね82を備えている。

灯体11は、設置ユニット83によって天井板の開口部に設置される。設置ユニット83は、天井板の下面に当接する環状の化粧枠部84、天井板の開口部に挿入される環状の天板部85およびこれら化粧枠部84と天板部85とを連結する複数の脚部86を備えている。天板部85には、各取付ばね82を引っ掛けるための引掛孔87が設けられている。各脚部86には、取付金具88が上下方向に移動可能に取り付けられている。

そして、照明装置10の設置時には、設置ユニット83を上部側から天井板の開口部に挿入し、化粧枠部84を天井板の下面に当接させた状態で、各取付金具88を脚部86に沿って下方に移動させることにより、各取付金具88が側方に突出するとともに下降して天井板の上面に弾性的に当接し、その位置で係止される。したがって、設置ユニット83は、化粧枠部84と各取付金具88との間で天井板を挟み込んだ状態に設置される。

天井板の開口部に導かれている電源線を設置ユニット83の内側から下方に引き出して電源部12に接続し、この電源部12を設置ユニット83の内側から挿入して天井板の上面等に設置する。

なお、最初に電源線を接続した電源部12を天井板の上面等に設置した後、設置ユニット83を天井板の開口部に設置してもよい。

設置ユニット83の設置後、灯体11の各取付ばね82を設置ユニット83のばね取付板80の各引掛孔87に引っ掛け、灯体11を設置ユニット83の内側に押し上げることにより、各取付ばね82の弾性によって灯体11を設置ユニット83に対して引き上げ、反射鏡81が化粧枠部84に当接して止まり、設置完了となる。

そして、第２の実施形態においても、上述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

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。

10 照明装置
17 放熱体
19 発光モジュール
34 第１の面
35 第２の面
39 突部
45 外側突部
57 基板
57a 中央域
57b 周辺域
58 発光部
61 端子部

Claims

第１の面、この第１の面から突出する突部、およびこの突部上に設けられた第２の面を有する放熱体と；
基板、この基板の一面の中央域に設けられた発光部、および基板の一面の周辺域に設けられ前記発光部に接続されている端子部を有し、前記基板の他面の中央域が前記放熱体の前記第２の面に配置され、前記基板の周辺域が前記放熱体の前記第２の面よりも外側に外れて前記第１の面に対向するように配置される発光モジュールと；
を具備することを特徴とする照明装置。
前記放熱体は、前記突部の突出方向に対して反対側に突出する外側突部を有する
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。