JP5326459B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＥＤ等の発光素子を用いた照明装置に関する。

従来、この種、照明装置として、例えば、光源にＬＥＤを用いた誘導灯では、基板に複数個のＬＥＤを配設し、このＬＥＤからの光を導光板の入射面へ入射させ、表示パネルを照らして誘導表示のピクトグラムを明示するようにしている（非特許文献１参照）。しかしながら、この従来の誘導灯では、ＬＥＤを配設した充電部である基板面が表出しており、何ら保護されておらず、基板面が損傷したり、また、これにより電気絶縁性が低下し短絡等が生じたりする虞があった。

一方、ＬＥＤユニットの前面側に透明樹脂で形成されたプリズムシート及びカバープレートを備えた表示装置や、ＬＥＤ及び電子部品に対して水の浸入等を防止し、誤作動が起こらないようにするため、ＬＥＤと基板からなるＬＥＤモジュールを筐体内にシリコン樹脂等の透明樹脂で充填する照明器具が知られている（特許文献１及び特許文献２参照）。
三菱電機照明 高輝度誘導灯ルクセントＬＥＤｓシリーズ［平成２０年８月１４日検索］、インターネット（http://www.mitsubishielectric.co.jp/group/mlf/product/sisetsu/content08.html） 特開平１０−２７４９４７号公報 ２００６−１９６６８４号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に示されたものは、ＬＥＤから出射される光が透明樹脂層の透過率の影響を受けるので、その材質や厚さ寸法によっては出射効率が低下する問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、発光素子から出射される光の出射効率を低下させることなく、基板の実装面を保護することができる照明装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明装置は、細長状に形成されるとともに、長手方向に発光素子が実装された基板と；前記基板の発光素子の実装面に対向する裏面側に配設された基板押え板と；前記基板を支持し、前記基板の実装面側を覆うとともに、前記発光素子に対向する開口が形成されたカバー部と、前記カバー部の長手方向の周縁部の両側に前記基板側に突出して設けられた間隙保持手段と、前記カバー部の長手方向の周縁部に設けられるとともに、前記基板を前記カバー部および前記基板押え板に挟持するように支持する弾性係止手段と、前記間隙保持手段上であって前記基板側に突出し、かつ前記開口に隣接する位置に配設された光漏れ防止壁とを有する基板取付ホルダと；前記カバー部の開口に対向して配置された入射面を有する導光板と；を具備することを特徴とする。

本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義及び技術的意味は次による。発光素子とは、ＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子である。発光素子の実装は、表面実装方式やチップ・オン・ボード方式によって実装されたものが好ましいが、本発明の性質上、実装方式は特に限定されない。また、発光素子の配設個数には特段制限はない。照明装置は、誘導灯やいわゆる空間を照らす照明器具、ディスプレイ装置等を含む概念である。

請求項２に記載の照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、前記基板には、弾性係止手段および光漏れ防止手段に対向する位置に切欠きが形成されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、基板の実装面側はカバー部に覆われているので、基板の実装面を保護でき、実装面が損傷したりするのを防ぐことができるとともに、発光素子から出射される光の出射効率を低下させることがない。さらに、カバー部は、基板を支持しているので、基板の変形を抑制することができる。また、導光板の入射面が基板に衝突し、基板の実装面や発光素子が損傷することを抑制できる。
さらに、光漏れ防止壁を配設したので、カバー部と基板との合わせ目から漏れる光を抑制することができ、光を効率的に導光板の入射面へ入射させることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、基板の基板取付ホルダへの取付けが容易となる。

以下、本発明の実施形態に係る照明装置について図１乃至図１４を参照して説明する。図１は、照明装置として誘導灯を示す斜視図、図２は、本体ユニットと表示ユニットとを分解して示す斜視図、図３は、本体ユニットを示す正面図、図４は、本体ユニットを分解して示す斜視図、図５及び図６は、光源ユニットを示す斜視図、図７乃至図９は、光源ユニットを分解し、それぞれ視点を変えて示す斜視図、図１０は、光源ユニットの一部をハッチングして示す横断面図、図１１は、光源ユニットの縦断面図、図１２は、光源ユニットを拡大して示す斜視図、図１３及び図１４は、光源ユニットと導光板との関係を示す縦断面図及び斜視図である。

図１及び図２において、誘導灯１は、天井面や垂直な壁面等の設置面に設置されて使用可能なように構成されている。そして、誘導灯１は、本体ユニット２と、この本体ユニット２に装着される表示ユニット３とから構成されている。また、本体ユニット２は、本体ケース４、光源ユニット５、端子台６、点灯装置７及びバッテリ８を備えている。

まず、表示ユニット３は、略矩形枠状のユニットケース３１の内側に板状のアクリル樹脂製の導光板３２が配設されて構成されている。この導光板３２の表面側には、誘導表示として人が避難している状態を示すピクトグラムが表示された表示パネル３３が設けられており、ユニットケース３１は、本体ユニット２に対し、係脱手段３４によって着脱可能となっている。

図２乃至図４に示すように、本体ユニット２は、正面背面方向の寸法、つまり、厚さ寸法が小さく正面側を開口部４１とした扁平な箱状の本体ケース４を備え、この本体ケース４の内側に光源ユニット５、端子台６、点灯装置７等が配設されている。図４に代表して示すように、本体ケース４は絶縁性を有する白色の合成樹脂にて一体に形成され、四角形板状の背面部４２、上面部４３、下面部４４及び両側の側面部４５を有し、上面部４３、下面部４４及び両側の側面部４５とで四角形枠状に形成されている。

上面部４３には、円孔状の電源線導入口４６が略中央部に位置して形成されているとともに、この電源線導入口４６の両側に位置して、本体ケース４を支持し設置面部に取付けるボルト等の取付具が挿通する取付孔４７が形成されている。同様に、背面部４２の略中央部上側にも円孔状の電源線導入口４６が形成されているとともに、この電源線導入口４６の両側に位置して、取付孔４７が形成されている。これら上面部４３及び背面部４２に形成した電源線導入口４６、取付孔４７は、誘導灯１を天井面や壁面等の設置面に選択的に設置するために用いられるものであり、容易に開口可能なノックアウト構造となっている。さらに、背面部４２の略中央部には、両側方向に延出する突起状の庇部４８が形成されている。また、本体ケース４の内側には、本体ケース４の内側形状に沿い、前記上面部４３及び背面部４２に形成された電源線導入口４６、取付孔４７並びに背面部４２に形成された庇部４８に対応した貫通孔４６ａ、４７ａ、４８ａが形成された金属板製の補強体４９が係合手段によって取付けられている。

詳細を後述する光源ユニット５は、光源としてＬＥＤチップが用いられ、複数のＬＥＤチップが表面実装された基板と、この基板を保持する基板取付ホルダとを備えている。基板は、細長状に形成されており、ＬＥＤチップが実装された面を下方に向けた状態で本体ケース４の上部に取付けられている。したがって、ＬＥＤチップから出射された光は、導光板３２の上端面、すなわち、入射面に入射するようになっている。

端子台６は、略四角形の箱状に形成されて背面部４２の取付孔４７の下側に位置して補強体４９に取付けられており、電源線導入口４６から導入される外部の電源線や内部の配線コード等の芯線が挿入されて電気的に接続される複数の自己鎖錠形の端子を有している。

点灯装置７は、基板７１にトランスＴｒ、ＩＣ、スイッチング素子としてトランジスタＱ、電解コンデンサＣ、基板用端子台Ｔ、コネクタＣｎ等の点灯回路部品７２が実装されて構成されている。この基板７１には、その両面に回路部品７２が実装されており、表面側には、トランス等の背の高い部品が図示上左側に集約されて配置されている。一方、図示しない裏面には背の低い半導体素子や抵抗素子等が表面実装方式により実装されており、したがって、表面側の図示上右側には、回路部品は実装されておらず、回路パターンのみが配線されて構成されている。また、点灯装置７は、端子台６を介して電源線に接続され、その出力を光源ユニット５のＬＥＤチップに供給し、常用点灯としてＬＥＤチップを点灯制御するとともにバッテリ８を充電し、電源からの電力が遮断された場合には、バッテリ８の電力に切替えて非常点灯としてＬＥＤチップを点灯するようになっている。さらに、点灯装置７には、図示しない点検スイッチが接続され、点検スイッチの操作によりバッテリ８の充電状態等の点検動作を行うことが可能になっている。加えて、点灯装置７には、リモコン受信部が接続され、リモコンの操作により、点灯装置７を操作し設定作業等を行うことができるようになっている。

点灯装置７を収納する合成樹脂製の点灯装置ケース７３は、全体形状が略直方体状に形成され、基板７１の背の高い部品が実装された領域をカバーする第１のカバー部７３ａと、回路パターンのみが配線された領域をカバーする第２のカバー部７３ｂとを備えている。そして、正面視、点灯装置ケース７３は、第１のカバー部７３ａと第２のカバー部７３ｂとで段状を形成している。このような構成により、第２のカバー部７３ｂの前面側にはスペースＳが形成され、このスペースＳにバッテリ８が配設されるようになっている。バッテリ８は、充電可能な二次電池が用いられ、バッテリケースに収納されて、前記スペースＳに配設される。なお、金属板製の補強体４９と点灯装置７との間には絶縁シート７４が介在されており、点灯装置ケース７３の第１のカバー部７３ａの外面には金属板製の補強板７５が取付けられている（図４参照)。

次に、光源ユニット５について詳述する。図５乃至図９において（前面側、すなわち、表示面側の方向を矢印で示す）、光源ユニット５は、合成樹脂製の基板取付ホルダ５１、発光素子としてＬＥＤチップ５２が実装された基板５３及び基板押え板５４を備えている。基板取付ホルダ５１は、断面略Ｌ字状であり、長方形状の細長のカバー部５５と、このカバー部５５から垂下するように形成された導光板当接壁５６とから構成されている。カバー部５５は、平板状であり、長手方向の端部寄りには長方形状の開口５５ａが形成されている。また、長手方向の周縁部には、間隙保持手段として僅かに突出した突条５５ｂが形成されており、さらに、長手方向の周縁部には、複数の弾性係止手段として弾性係止爪５５ｃが形成されている。さらにまた、長手方向の周縁部、より詳しくは、前記突条５５ｂであって、開口５５ａに対向する両側には、リブ状の光漏れ防止壁５５ｄが立設されている。
すなわち、光漏れ防止壁５５ｄは、間隙保持手段としての突条５５ｂ上であって、基板５３側に突出し、かつ前記開口５５ａに隣接する位置に配設されている。
なお、背面側の弾性係止爪５５ｃは導光板当接壁５６と連続するように形成されている。導光板当接壁５６は、カバー部５５と直交して垂下するように形成されており、導光板３２の上部が当接し、支持されるものである。この導光板当接壁５６は、光源ユニット５として一体的に形成することが好ましいが、別部材として構成してもよく、さらには、本発明にとって必須の構成要素ではない。

基板５３は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等でＬ字状の細長の平板状に形成されており、その実装面に２個のＬＥＤチップ５２が表面実装されている。そして、この実装面には、銅箔で形成された配線パターンやレジスト層が形成されており、また、基板５３の周縁には、前記基板取付ホルダ５１の弾性係止爪５５ｃ及び光漏れ防止壁５５ｄと対向する位置に切欠き５３ａ、５３ｂが形成されており、さらに、基板５３の一端側には、点灯装置７とコネクタを介して接続される図示しない受電端子が設けられている。なお、ＬＥＤチップ５２は、チップ・オン・ボード方式で基板５３に実装してもよく、さらに、基板５３を金属製とする場合は、アルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れた材料を適用するのが好ましい。基板押え板５４は、絶縁性を有し、基板５３と類似した形状で、略Ｌ字状の細長の平板状に形成されている。

このように構成された光源ユニット５の組立状態を図１０、図１１及び図１２の参照を加えて説明する。図７乃至図９に示すように、基板５３を基板取付ホルダ５１のカバー部５５に重合するようにして配置する。この場合、基板５３には、切欠き５３ａ、５３ｂが形成されているので、基板５３をカバー部５５に重合するに際し、弾性係止爪５５ｃ及び光漏れ防止壁５５ｄが邪魔になることがなく重合できる。また、重合状態では、基板５３の実装面側の長手方向の周縁部は、カバー部５５の突条５５ｂに載置された状態となっている。続いて、基板押え板５４を基板５３の裏面側に重ねるように配設すると、基板押え板５４の周縁部に弾性係止爪５５ｃが係合、つまり、弾性係止爪５５ｃが外側に弾性変形し、その復帰力で基板押え板５４の周縁部に係合し、基板押え板５４が基板５３を押圧し、基板５３が基板押え板５４とカバー部５５との間に挟持されるように支持されるとともに、基板押え板５４は、カバー部５５に支持固定される。

以上のような組立状態では、図１０及び図１１に示すように、基板５３の実装面側はカバー部５５に覆われた状態になっており、カバー部５５の開口５５ａに対向しているＬＥＤチップ５２の部分のみが表出されている。したがって、基板５３の充電部である実装面を保護でき、また、基板面が損傷したりするのを防ぐことができるとともに、ＬＥＤチップ５２は表出されているので、ＬＥＤチップ５２から出射される光の出射効率を低下させることはない。さらに、ＬＥＤチップ５２から発生する熱等の影響により基板５３が変形する虞があるが、カバー部５５、加えて、基板押え板５４が基板５３の補強の機能を果たすように支持しており、基板５３の変形を抑制することが可能である。

そして、表面実装されたＬＥＤチップ５２は、開口５５ａから突出することなく、開口５５ａの外表面より没入された状態となっているため、ＬＥＤチップ５２に他の部材等が接触しにくくなっており、他の部材等が接触し作用して、破損等する不具合を軽減できる。また、基板５３の周縁部は、カバー部５５の突条５５ｂに載置された状態になるので、基板５３の実装面とカバー部５５との間は僅かな間隙Ｇが生じており、基板５３の実装面側が直接カバー部５５の表面に衝突、接触することが抑制される。したがって、基板５３の実装面側の配線パターンやレジスト層に傷がついたりするのを回避できる。さらに、開口５５ａは、ＬＥＤチップ５２からの光の出射方向に向けて拡開するように傾斜部Ｔを有しており、光の出射効率を高めることができるようになっている。

ところで、この種、ＬＥＤチップ５２からの光は、主として正面方向（図示上、下方）に出射されるが、一部の光は側方にも出射され、所定の広がりをもった配光を有する。したがって、図１２に代表して示すように、部分的に設けられた弾性係止爪５５ｃの弾性力によって、基板５３は、基板押え板５４とカバー部５５との間に挟持されるように支持されているので、このような挟持構造にあっては、基板５３とカバー部５５との合わせ目Ｓには、僅かながら隙間が形成される可能性がある。この場合、合わせ目ＳからＬＥＤチップ５２の側方へ出射された光が外方へ漏れる虞があり、仮に、光が漏れると、導光板３２の入射面への入射光量が減少し、効率の低下を来たすことになる。また、この漏れた光が輝線となり商品性を損なう可能性もある。

本実施形態では、カバー部５５の開口５５ａに対向する両側、換言すれば、ＬＥＤチップ５２に対向する両側に光漏れ防止壁５５ｄが設けられているので、ＬＥＤチップ５２から側方へ出射された光が外方へ漏れるのを抑制することができる。つまり、光漏れ防止壁５５ｄは、ＬＥＤチップ５２と対向する部分において、基板５３とカバー部５５との合わせ目Ｓを光の通過という観点で遮断する作用をなしているものである。さらに、光漏れ防止壁５５ｄによって遮断された光は、反射して再帰し、反射を繰り返し、結果的に正面方向へ照射させ導光板３２の入射面へ入射させて、有効に利用することも可能となる。また、光漏れ防止壁５５ｄは、カバー部５５の全周縁部に設けることなく、カバー部５５の開口５５ａと対向する部分に設けられているので、基板５３は、切欠き５３ｂを形成した部分において面積を減少することで形成でき、例えば、基板５３の実装面を広く有効に使える等の効果をもたらすことができる。

なお、カバー部５５の突条５５ｂは、基板５３の実装面側が直接カバー部５５の表面に接触しないような形態であれば周縁部に形成することに限定されない。また、光漏れ防止壁５５ｄは、基板押え板５４に設けるようにしてもよく、光漏れ防止壁５５ｄをどの部材に設けるかは格別限定されるものではない。要は、ＬＥＤチップ５２に対向する両側に配設されていればよい。加えて、光漏れ防止壁５５ｄは、弾性係止爪５５ｃをＬＥＤチップ５２に対向する両側に設けて、弾性係止爪５５ｃによってその機能を兼用させるようにしてもよい。

次に、光源ユニット５と導光板３２との配置関係について、図１３及び図１４を参照して説明する。導光板３２は、アクリル樹脂製の平板状に形成されており、上部側が導光板当接壁５６に当接支持され、上端面を光の入射面３２ａとし、この入射面３２ａから入射される光を前面側、すなわち、表示パネル３３側に照射するものである。したがって、導光板３２の入射面３２ａは、光源ユニット５のカバー部５５の開口５５ａ、すなわち、ＬＥＤチップ５２と対向して配置されている。このため、組立工程等において、導光板３２の入射面３２ａがＬＥＤチップ５２、延いては基板５３の実装面に当接、衝突する可能性があるが、上述したように、基板５３の実装面側はカバー部５５によって覆われているので、導光板３２の入射面３２ａが基板５３の実装面に当接、衝突することはなく、基板の実装面を保護することが可能となる。さらに、ＬＥＤチップ５２は、開口５５ａの外表面より没入されているため、導光板３２の入射面３２ａがＬＥＤチップ５２に接触して破損するような不具合を防止できる。加えて、仮に、入射面３２ａがカバー部５５に衝突しても、カバー部５５と基板５３の実装面との間には間隙Ｇが形成されているので、この衝突に伴い作用する衝撃を緩和することができ、基板５３の実装面の損傷を抑制できる。

以上のように構成された誘導灯１は、天井面や壁面等の設置面に設置してされて使用される。電源を投入すると、ＬＥＤチップ５２が点灯し、その光が導光板３２の入射面に入射し、入射した光が表示パネル３３を発光させ、誘導表示のピクトグラムが明示されるようになる。また、バッテリ８の交換等のメンテナンスにあたっては、図２に示すように、光源ユニット５等を取外すことなく、本体ユニット２から表示ユニット３を取外すことにより行うことができ、メンテナンスがしやすい構成となっている。

本実施形態によれば、基板５３の実装面側はカバー部５５に覆われているので、基板５３の充電部である実装面を保護でき、また、基板面が損傷したりするのを防ぐことができるとともに、ＬＥＤチップ５２から出射される光の出射効率を低下させることがない。さらに、カバー部５５は、基板５３を補強するように支持しているので基板５３の変形を抑制することができる。

また、基板５３は、基板押え板５４とカバー部５５との間に挟持されるように支持されているので、このような挟持構造にあっては、基板５３とカバー部５５との合わせ目Ｓに僅かな隙間が形成されるのを回避することは困難であり、この合わせ目ＳからＬＥＤチップ５２からの光が漏れる可能性がある。しかしながら、本実施形態では、前記挟持構造であっても、ＬＥＤチップ５２に対向する両側に光漏れ防止壁５５ｄが設けられているので、ＬＥＤチップ５２から側方へ出射された光が外方へ漏れるのを抑制することができ、導光板３２の入射面への入射光量が減少して効率が低下するのを防止することができる。

加えて、ＬＥＤチップ５２は、開口５５ａから突出しないように配設されているので、ＬＥＤチップ５２の破損等を軽減できる。さらに、基板５３の実装面とカバー部５５との間は間隙Ｇが形成されているので、基板５３の実装面側が直接カバー部５５の表面に衝突や接触することが抑制される。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、光源としては、ＬＥＤに限らず、有機ＥＬ等の固体発光素子が適用できる。また、誘導灯としては、両面表示タイプのものに適用してもよい。さらに、本発明は、誘導灯に限らず、いわゆる空間を照らす照明器具やディスプレイ装置等にも適用可能である。

本発明の実施形態に係る誘導灯を示す斜視図である。 同本体ユニットと表示ユニットとを分解して示す斜視図である。 同本体ユニットを示す正面図である。 同本体ユニットを分解して示す斜視図である。 同光源ユニットを示す斜視図である。 同じく光源ユニットを示す斜視図である。 同光源ユニットを分解して示す斜視図である。 同じく光源ユニットを分解して示す斜視図である。 同じく光源ユニットを分解して示す斜視図である。 同光源ユニットを示す横断面図である。 同光源ユニットを示す縦断面図である。 同光源ユニットを拡大して示す斜視図である。 同光源ユニットと導光板との関係を示す縦断面図である。 同じく光源ユニットと導光板との関係を示す斜視図である。

符号の説明

１・・・照明装置（誘導灯）、５・・・光源ユニット、３２・・・導光板、
３２ａ・・・導光板の入射面、５１・・・基板取付ホルダ、
５２・・・発光素子（ＬＥＤチップ）、５３・・・基板、５５・・・カバー部、
５５ａ・・・開口、５５ｃ・・・弾性係止手段（弾性係止爪）、
５５ｄ・・・光漏れ防止壁

Claims (2)

1. 細長状に形成されるとともに、長手方向に発光素子が実装された基板と；
   前記基板の発光素子の実装面に対向する裏面側に配設された基板押え板と；
   前記基板を支持し、前記基板の実装面側を覆うとともに、前記発光素子に対向する開口が形成されたカバー部と、前記カバー部の長手方向の周縁部の両側に前記基板側に突出して設けられた間隙保持手段と、前記カバー部の長手方向の周縁部に設けられるとともに、前記基板を前記カバー部および前記基板押え板に挟持するように支持する弾性係止手段と、前記間隙保持手段上であって前記基板側に突出し、かつ前記開口に隣接する位置に配設された光漏れ防止壁とを有する基板取付ホルダと；
   前記カバー部の開口に対向して配置された入射面を有する導光板と；
   を具備することを特徴とする照明装置。
2. 前記基板には、弾性係止手段および光漏れ防止手段に対向する位置に切欠きが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

Images