JP5375340B2 - 電気機器及び照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＬＥＤなどの発光素子を光源とする照明器具を点灯させるための点灯装置等の電気機器及び、この電気機器を用いて構成した照明器具に関するものである。

従来、この種の電気機器においては、ＬＥＤが実装されたＬＥＤ実装基板、ＬＥＤ実装基板に設けられた放熱手段、商用電源を受けて所定の直流電圧を出力する直流電源回路、上記ＬＥＤ実装基板と放熱手段と直流電源回路とを収納するカバーとを備えたものが知られている。

上記電気機器においては、放熱手段の熱をカバーに熱伝達手段を介して伝達するように構成して、ＬＥＤ素子の熱を効率よく放熱し、直流電源回路への熱の影響を緩和するようにしている（特許文献１参照）。

上記の電気機器においては、ＬＥＤ素子の熱を放熱させるものであり、電気機器の回路による熱の放熱は考慮されていない。また、近年においては電気機器の小型化が要望されており、小型化と電気機器の回路による熱の放熱の双方を考慮した電気機器が求められている。

本発明は上記のような発光素子を光源とする照明器具を点灯させる点灯装置等の電気機器に対する要望に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化と放熱の双方を達成することのできる電気機器を提供することである。

本発明に係る電気機器は、電源供給を行う電子部品が実装された回路基板と；この回路基板を収納する長尺のベースケースと；回路基板の電子部品を内包するようにベースケースの上方を覆い、長手方向の両端部に設けられ下端側に回路基板の一方の面から押圧してこの回路基板をベースケース側に押さえ込む凸部が形成された端板部およびベースケースの底面部からベースケースと離間する方向へ延在して設けられ放熱が可能な被取付体側と直接結合するための結合手段を備えるカバーケースと；カバーケースとベースケースに設けられ、カバーケースの凸部が回路基板を押さえ込んだ状態において、カバーケースとベースケースを強固に固定する手段とを具備することを特徴とする。

回路基板を押さえ込む凸部は、回路基板側に凸であることを意味し、一つの凸部に限ることなく、複数の凸部により構成することができる。

本発明に係る電気機器では、回路基板に実装されている電子部品中の発熱部品が、カバーケースに熱的に結合されていることを特徴とする。

ここで、「カバーケースに熱的に結合」とは、間接的直接的を問わない。従って、放熱シートを介して発熱部品がカバーケースと熱的結合を得る構成を含む。電子部品中の発熱部品としては、トランスを挙げることができるが、これに限定されるものではない。

本発明に係る電気機器では、回路基板の長手方向端部に端子台が実装され、カバーケースの端板部には端子台と対応する部分に切欠部が形成されていることを特徴とする。

端子台の数と位置に応じて切欠部の位置が変更され得る。

本発明に係る照明器具は、回路基板の電子部品が発光素子の点灯用回路を構成しており、点灯装置として機能する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気機器と；この電気機器により点灯される発光素子により構成された光源と；前記電気機器の結合手段と結合され光源を配置している器具本体とを具備することを特徴とする。

発光素子は、例えばＬＥＤである。

本発明に係る電気機器は、カバーケースの端板部に備えられている凸部により回路基板をベースケース側に押さえ込む構成であるため、部品点数を減少させることができ小型化に寄与する。また、結合手段により放熱が可能な被取付体側に熱を放熱することができ、適切な放熱を図ることができる。

本発明に係る電気機器は、回路基板に実装されている電子部品が、カバーケースに熱的に結合して照明器具の器具本体へと伝達され、電気機器の放熱が効率よく行われる。

本発明に係る電気機器は、上記カバーケースの端板部には、端子台と対応する部分に切欠部が形成されているため、端子台の端子と適切な絶縁距離をとることができ、電気的安全基準を守ることが可能である。

本発明に係る照明器具によれば、小型化と良好な放熱効果を有する照明器具を提供することができる。

本発明の第一の実施形態に係る電気機器の組立斜視図。 本発明の第一の実施形態に係る電気機器の要部に関する組立斜視図。 本発明に係る照明器具に用いられる電気機器の実施形態を示す組立斜視図。 本発明に係る照明器具に用いられる電気機器の実施形態を示す側面図。 本発明に係る照明器具に用いられる電気機器の他の実施形態を示す側面図。 本発明に係る照明器具に用いられる電気機器の実施形態を示す断面図。 本発明の第二の実施形態に係る照明器具の組立斜視図。 図７のＡ−Ａ断面図。 本発明の第二の実施形態に係る照明器具に電気機器を適用した組立斜視図。

以下添付図面を参照して、本発明に係る電気機器及び照明器具の実施形態を説明する。各図において、同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１には、第１の実施形態に係る電気機器を用いて構成したライン型の照明器具の実施形態が示されている。照明器具１０は、長尺で箱状の器具本体１１の底面側に電気機器である点灯装置２０を備えている。

上記器具本体１１の底面における長手方向の両端部には、コ字状のフレーム受台１２が備えられ、フレーム受台１２に例えばアルミニウム製のフレーム４０が固定される。フレーム４０に関する構成を図２に示す。フレーム４０は、上記器具本体１１の底面と略一致する面積の底面板４１と、この底面板４１の二長辺において直角に立設するように設けられた側面板４２とを備える。底面板４１の表面側には光源である複数のＬＥＤ４３が一列に実装された基板４４が複数長手方向に並べられてネジ４５によって固定されている。

底面板４１における長手方向の両端部には、固定用の穴４１ａが形成されている。フレーム４０の底面板４１には、基板４４に実装されたＬＥＤ４３に電力を供給するリードを通過させる図示しない穴が設けられている。リードは後に述べる端子台１３ｂの端子穴に挿入されて電力供給を受ける。

フレーム４０におけるそれぞれの側面板４２、４２の先端部近傍には、長手方向に一条の溝４６が形成されている。この溝４６には、フレア対策された例えば半透明のカバー４７の側辺端部４７ａが挿入される。長尺状のカバー４７の二短辺４７ｂは、この二短辺４７ｂに対応する溝４８ａを有する支持片４８に挿入され、ネジ４９によりフレーム受台１２に対して螺合される。

フレーム４０における底面板４１の裏面側には、図３に示される点灯装置２０が固定される。この点灯装置２０は、ベースケース２２、絶縁シート２３、点灯回路２４及びカバーケース２５を主な構成要素としている。絶縁シート２３は、ベースケース２２の内側に沿って配置されると共にカバーケース２５がベースケース２２に被せられた状態においてカバーケース２５の内側に沿って半円の円弧に相当するＲ形状となってベースケース２２側へ戻るように配置され、金属製のベースケース２２及びカバーケース２５と点灯回路２４との電気的接続を遮断している。点灯回路２４は、回路基板２６に電子部品２１を実装した構成を有している。カバーケース２５は、ベースケース２２に覆い被さる蓋の機能を有する。カバーケース２５とベースケース２２により構成される筐体内には、絶縁シート２３に覆われた状態で点灯回路２４が収納される。

ベースケース２２は、例えば１枚の金属製の平板を折り曲げて、底面部２２ａの両側部に一対の側壁部２２ｂ、２２ｂを備えるように構成されている。金属としては、例えば鋼板材が用いられる。上記底面部２２ａは、細長い長方形の形状に形成されている。また、一対の側壁部２２ｂ、２２ｂは、底面部２２ａの長手方向に沿うように両側から上方に折り曲げられ、底面部２２ａとほぼ直交し互いに対向してベースケース２２の全体が略樋形状に形成されている。

一対の側壁部２２ｂ、２２ｂにおいては、図３に示されるようにその長手方向の一端側及び他端側に、係合受部である孔８がそれぞれ形成されている。孔８は、長方形状に形成され、カバーケース２５の係合部である凸部（ベースケース２２側へ向かって凸）１０と係合する大きさに形成されている。

更に、底面部２２ａにおいては、その長手方向の一端側及び他端側に、それぞれ内側に突出すると共に先端に回路基板２６を載置するＬ字状の切欠部を有する基板支持段部２２ｂａが形成されている。合計４個である基板支持段部２２ｂａは、回路基板２６を支持する。

絶縁シート２３は、平面状に形成された絶縁性の例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの弾性を有する樹脂により構成され、ベースケース２２及びカバーケース２５の内面に沿って内側に配置されている。絶縁シート２３の厚さは、例えば0.2 〜1.0 ｍｍである。

点灯回路２４は、電子部品が回路基板２６に実装されて構成されている。回路基板２６は、例えばガラスエポキシ材や紙フェノール材などにより構成されるものであり、長方形状に形成され、その長手方向の寸法がベースケース２２の側壁部２２ｂにおける長手方向の寸法によりも幾分小さく設計されている。

更に、回路基板２６には、その上面２６ａにおいて、一端側２６ｂに入力用の端子台１３ａが配設されており、他端側に出力用の端子台１３ｂが配設されている。入力用の端子台１３ａには、商用交流電源からの電源線が接続され、出力用の端子台１３ｂからは、ＬＥＤ４３に接続されるリード線が導出される。

電子部品２１は、回路基板２６の入力用の端子台１３ａと出力用の端子台１３ｂとの間に実装されており、コンデンサＣ１、インダクタＬ１更に図示しないトランジスタＴＲやトランスＴなどによって、交流電圧を直流電圧へ変換する直流電源回路、直流電圧を高周波交流電圧へ変換するインバータ回路、更にＬＥＤ４３に駆動電圧を印加する回路などが形成されている。

カバーケース２５は、例えば鋼板材により構成され、一対の側板部２５ｃ、２５ｃ及びこの一対の側板部２５ｃ、２５ｃをつなぐ天板部２５ａを有する。より詳細には、カバーケース２５は、一枚の平板を折り曲げて構成したもので、長方形状の天板部２５ａと、この天板部２５ａの長手方向に沿う両端に連設すると共に天板部２５ａに対して互いに内向きに傾斜する一対の傾斜板部２５ｂ、２５ｂを備える。この一対の傾斜板部２５ｂ、２５ｂには、その長手方向に沿うように互いにほぼ平行に対向する一対の側板部２５ｃ、２５ｃが連設され、更に、側板部２５ｃ、２５ｃには、水平に延びるフランジ部２５ｄ、２５ｄが形成されている。このフランジ部２５ｄに形成された穴を介してネジによりフレーム４０に点灯装置２０が取り付けられる。このようにフランジ部２５ｄは、放熱が可能な被取付体としての照明器具の器具本体１１と結合するための結合手段として機能する。

また図４に示されるように、天板部２５ａにおける長手方向の両端においては、天板部２５ａに対しほぼ直交するように形成された一対に端板部２５ｅ、２５ｅが天板部２５ａに連設している。この端板部２５ｅ、２５ｅは、平面形状が略五角形状をなし、カバーケース２５における長手方向の両側端の開口１４の上側を略閉塞している。端板部２５ｅ、２５ｅの下端部における両端部は、回路基板を押さえ込む凸部２５ｅａを有している。ベースケース２２に対しカバーケース２５が上側から装着された場合に、端板部２５ｅ、２５ｅが端子台１３ａ、１３ｂを外部に残した状態で電子部品２１を内包すると共に凸部２５ｅａによって回路基板２６を押さえ込む状態となる。端板部２５ｅ、２５ｅの下端部においては、二つの凸部２５ｅａ、２５ｅａの間に切欠部２５ｅｂが形成されている。この切欠部２５ｅｂによって、端板部２５ｅ、２５ｅと端子台１３ａ、１３ｂとの間に適切な絶縁距離が設けられている。側板部２５ｃ、２５ｃは、傾斜板部２５ｂ、２５ｂを介して天板部２５ａの長手方向に沿う両側に連設されている。

なお、端子台１３ａ、１３ｂの位置や数に応じて、凸部２５ｅａや切欠部２５ｅｂの位置や数は変更され、例えば、図５に示されるように、端板部２５ｅ、２５ｅの中央部に、回路基板を押さえ込む一つの凸部２５ｅａを有してよい。この場合、一つの凸部２５ｅａの両端に二つの切欠部２５ｅｂが形成されている。この切欠部２５ｅｂによって、端板部２５ｅ、２５ｅと端子台１３ａ、１３ｂとの間に適切な絶縁距離が設けられる。

更に、カバーケース２５は、その長手方向が回路基板２６に配設されている入力用の端子台１３ａと出力用の端子台１３ｂとの間に位置する大きさに形成されている。また、ベースケース２２にカバーケース２５を被嵌したときに、フランジ部２５ｄの底面とベースケース２２の底面部２ａの高さが一致するように、側板部２５ｃ、２５ｃの丈寸法（カバーケース２５の高さ寸法）が設定されている。更に、一対の側板部２５ｃ、２５ｃの内面がベースケース２２の一対の側壁部２２ｂ、２２ｂの外面に重なり合って相互に熱的に結合するように、側板部２５ｃ、２５ｃの間隔が設定されている。カバーケース２５が全体として弾性を有し、一対の側板部２５ｃ、２５ｃに対し拡開するように変形させると、当初の形状に弾性復帰するような力が付与される。

カバーケース２５をベースケース２２に連結するときに、ベースケース２２の一対の側壁部２２ｂ、２２ｂは、カバーケース２５の側板部２５ｃ、２５ｃに挟まれる。これにより、カバーケース２５の側板部２５ｃ、２５ｃの内面とベースケース２２の一対の側壁部２２ｂ、２２ｂの外面が接触して重なり合う。そして、カバーケース２５をベースケース２２の底面部２２ａ側に押圧して移動させると、カバーケース２５の凸部９が側壁部２２ｂ、２２ｂの外面に乗り上がる。

凸部９は、一対の側板部２５ｃ、２５ｃがベースケース２２の一対の側壁部２２ｂ、２２ｂに重なり合うときに、側壁部２２ｂ、２２ｂに設けられた孔８に嵌合する。このとき、孔８の両横縁部に凸部９の突出面が当接する。これにより、凸部９は孔８に強固に固定され、孔８において移動しなくなる。

既に述べた通り回路基板２６には、入力用の端子台１３ａ、コンデンサＣ１、インダクタＬ１以外に、トランスＴ、パワートランジスタＴＲ、出力用の端子台１３ｂ、その他の電子部品２１が実装されている。ここで、高さが高い部品はトランスＴであるので、トランスＴを含むカバーケース２５の端板部２５ｅに平行な面による断面図である図６に示されるように、絶縁シート２３および熱伝導性、弾力性のあるシリコーン樹脂製の放熱シートＨを介してトランスＴのコアＴＣとカバーケース２５を接触させる。この構成によって、トランスＴにより発生された熱は絶縁シート２３を介してカバーケース２５へと伝熱し、放熱が適切になされることになる。カバーケース２５を含む点灯装置２０は、器具本体１１に接続されているので、点灯装置２０の熱を器具本体１１から放熱させることができる。

ここでは、トランスＴが二つ実装されているので、実装された状態のトランスＴ、Ｔの高さが一致しない場合には、トランスＴのコアＴＣとカバーケース２５の間に絶縁シート２３、放熱シートＨを介在させるなどしてトランスＴコアＣＴとカバーケース２５との間隙を吸収して、確実にトランスＴとカバーケース２５の接続を確保する。

第２の実施形態に係る照明器具は、図７に示すように発光パネル５０、本体枠６０及び支持枠７０を備えている。本体枠６０及び支持枠７０は、照明器具本体を構成する。発光パネル５０は、平面形状が正方形であり、４枚の基板にそれぞれ４×４のＬＥＤ５２を実装し、これらを並べて全体として図８に示すように基板５１上にマトリックス状にＬＥＤ５２が並べられたように構成したものである。各ＬＥＤ５２は、耐熱性及び絶縁性を有する４枚の反射板５３により構成される傾斜面の最下部に配置されている。各ＬＥＤ５２から射出される光は、４枚の反射板５３により構成される開口部５５から照明対象へ向けて射出される。基板５１の裏面側には放熱板５４が設けられ、ＬＥＤ５２の放熱がなされる。基板５１には各ＬＥＤ５２に電力供給するリードが取り付けられ、このリードは放熱板５４を介して裏面側へ引き出され、先端には端子台１３ｂに接続する端子が設けられている。

本体枠６０は、熱伝導性の良好な材料からなる四枚の側板６１により枠状に構成されており、側板６１は、幅（高さ）方向の両端縁に外側へ突出するフランジ部６２ａ、６２ｂを有している。また、外側へ突出するフランジ部６２ｂと同一面には、本体枠６０の内側に向かって突出するフランジ部６２ｃが各側板６１に形成されている。発光パネル５０は図７の状態から裏表が反転させられて、フランジ部６２ｃにおいて保持され固定される。一枚の側板６１に設けられたフランジ部６２ｂの側辺部には一辺に沿って、鉤状に突出する係止片部６３が形成されている。係止片部６３が形成されている側の側板６１と対向する側の側板６１には、図示しない止め具が設けられている。

支持枠７０は、本体枠６０を収納する熱伝導性の良好な材料からなる枠であり、四枚の側板７１により枠状に構成されている。側板７１は、幅（高さ）方向の両端縁に外側へ突出するフランジ部７２ａ、７２ｂを有している。また、外側へ突出するフランジ部７２ｂと同一面には、支持枠７０の内側に向かって突出するフランジ部７２ｃが各側板６１に形成されている。フランジ部７２ｃには、係止片部６３を受けて嵌合する溝状の係止受部７３が形成されている。

係止受部７３に本体枠６０の係止片部６３が嵌合され、係止片部６３が形成されている側の側板６１と対向する側の側板６１に設けられている図示しない止め具により、支持枠７０の対応する側板７１を押圧するように構成されている。これによって、本体枠６０は支持枠７０内に収納固定される。

発光パネル５０が固定された本体枠６０は支持枠７０内に収納され、図９に示すように点灯装置２０が放熱板５４に取り付けられる。このとき、放熱板５４を介して裏面側へ引き出されているリードは端子台１３ｂに接続される。この結果、点灯装置２０は、少なくともフランジ部６２ａやフランジ部７２ａにおいて器具本体と熱的に結合され、点灯装置２０において発生した熱を適切に放熱することができる。また、点灯装置２０の内部に実装されているトランスについては、図６に示されるように、絶縁シート２３を介してトランスＴのコアＴＣとカバーケース２５を接触させる。係る構成によって、点灯装置２０の熱を本体枠６０及び支持枠７０によって構成されている器具本体から放熱させることができる。

１０ 照明器具
１１ 器具本体
２０ 点灯装置
２２ ベースケース
２４ 点灯回路
２５ カバーケース
２５ｅ 端板部
２５ｅａ 凸部
２５ｅｂ 切欠部
２６ 回路基板
４０ フレーム
４３ ＬＥＤ
５０ 発光パネル
６０ 本体枠
７０ 支持枠

特開２００８−２５２１４１号公報

Claims (4)

1. 電源供給を行う電子部品が実装された回路基板と；
   この回路基板を収納する長尺のベースケースと；
   回路基板の電子部品を内包するようにベースケースの上方を覆い、長手方向の両端部に設けられ下端側に回路基板の一方の面から押圧してこの回路基板をベースケース側に押さえ込む凸部が形成された端板部およびベースケースの底面部からベースケースと離間する方向へ延在して設けられ放熱が可能な被取付体側と直接結合するための結合手段を備えるカバーケースと；
   カバーケースとベースケースに設けられ、カバーケースの凸部が回路基板を押さえ込んだ状態において、カバーケースとベースケースを強固に固定する手段と
   を具備することを特徴とする電気機器。
2. 回路基板に実装されている電子部品が、カバーケースに熱的に結合されていることを特徴とする請求項１に記載の電気機器。
3. 回路基板の長手方向端部に端子台が実装され、カバーケースの端板部には端子台と対応する部分に切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気機器。
4. 回路基板の電子部品が発光素子の点灯用回路を構成しており、点灯装置として機能する 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電気機器と；
   この電気機器により点灯される発光素子により構成された光源と；
   前記電気機器の結合手段と結合され光源を配置している器具本体と
   を具備することを特徴とする照明器具。

Images