JP5805877B2 - 照明器具 - Google Patents
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Description
上記目的を達成するために、本発明は、照明用の発光素子を配した投光面を有する投光部と、前記発光素子の電源基板を収めた基板収容部とを、当該基板収容部が前記投光部の下端に連続するように一体に備え、前記投光面を外側に向けて、全体が略くの字状に屈曲し、前記投光面の背後側に位置する前記基板収容部、又は前記基板収容部の背面に設けたユニット部に、前記発光素子の調光指示信号を有線又は無線を通じて受信する信号受信部、及び/又は、前記発光素子の調光のために周囲の明るさを検知する光センサを設けた、ことを特徴とする照明器具を提供する。
本発明は、上記照明器具において、前記投光部と前記基板収容部の背面には、上下方向に延びる放熱フィンが形成され、前記放熱フィンは、器具本体が前記略くの字状に屈曲した谷部分に、当該器具本体の幅方向に貫通する空気の流路が形成されていることを特徴とする。
本発明は、上記照明器具において、前記発光素子は、面発光の複数の面発光素子であり、前記投光面には、前記面発光素子を、被照射面の所定領域の全域が照射されるように並べて配置し、これらの面発光素子の周りを反射鏡で包囲し、前記被照射面の所定領域から外れる光を当該被照射面の前記所定領域に前記反射鏡で反射することを特徴とする。
本実施形態では、発光素子の一例たるLEDを光源に備えた投光器を例示する。
図1は本実施形態に係る投光器1の構成を示す図であり、図1(A)は正面、図1(B)は背面、図1(C)は底面を示す。図2は投光器1の側面図である。また図3は投光器1の分解斜視図である。
投光器1は、屋外に設置される屋外照明器具であり、建物の壁面や看板を照明する。
図1に示すように、投光器1は、器具本体3と、支持アーム4とを備え、器具本体3は高熱伝導性を有する材料を用いた例えばアルミダイカスト等で成形され、また支持アーム4は同じく高熱伝導性を有する例えばステンレスを用いて成形されている。
投光部5は、図1〜図3に示すように、幅がW、高さがHの正面視略矩形であって、厚みT(図2)が幅W、及び高Hよりも十分に小さな薄い板状に形成され、正面側が投光面14として構成される。すなわち、図3に示すように、この投光部5の正面の投光面14には略矩形の開口7が設けられ、この開口7に光源ユニット8が正面に臨むように配置される。投光部5の開口7は、正面視略矩形の樹脂製、又はガラス製の透明な前面カバー9で閉塞される。開口7の縁と前面カバー9の間にはシーリング材(図示せず)が塗布されて防水が図られている。
光源ユニット8は、照明用の複数個の発光素子であるCOB(Chip On Board)型のLEDチップ10と、反射鏡11とを備えて構成される。この光源ユニット8の構成については後に詳述する。
基板収容部6は、電源基板12を収容する空間である。電源基板12は、光源ユニット8に点灯電力を供給する回路基板であり、図4に示すように、電力変換回路13と、調光回路60と、信号受信部61とが実装されている。電力変換回路13は、商用電源62の交流電力を直流電力に変換し、投光部5の光源ユニット8に点灯電力として供給する。調光回路60は、電力変換回路13を制御して直流電力を可変することで、光源ユニット8の明るさを可変し調光する。信号受信部61は、光源ユニット8の明るさを決定付ける基となる調光信号63の入力インターフェースである。すなわち、調光信号63は信号受信部61を通じて調光回路60に入力され、調光回路60は、調光信号63が入力されると、当該調光信号63に基づいて光源ユニット8の明るさを決定し、当該明るさが得られるように電力変換回路13を制御する。
また底蓋15には、図1、及び図3に示すように、商用電源の電線や点灯・調光制御の制御信号の信号線等の各種の配線18を内部に引き込む引込部19が形成されている。引込部19は、図3に示すように、底蓋15に形成された引込開口部20と、この引込開口部20に差し込まれ、配線18を通すパイプ21と、引込開口部20とパイプ21との差し込み部分を固定する固定プレート22とを備える。パイプ21には、引込開口部20、及び固定プレート22との間をシールする防水パッキン23が装着されている。
本実施形態では、器具本体3への風圧荷重を低減すべく、投光部5の下端5Aから背面側に延びるように基板収容部6を一体に設けた構成としている。換言すれば、器具本体3は、投光部5の投光面14を正面側(外側)に向けつつ、当該投光部5の下端5Aで背面側に角度θ(図2)で屈曲することで、全体として略くの字状に屈曲し、背面側に屈曲した箇所が基板収容部6として構成されている。
この構成によれば、基板収容部6が背面側に延びるため、器具本体3を正面視したときの投影面積が小さくなり、器具据付時に、器具本体3が受ける風圧荷重を低減することができる。
また、器具本体3は、これら投光部5と基板収容部6とがアルミダイカストによって一体に成形されているため、器具本体3の生産が容易であり、生産性の向上が図られる。
上記角度θを約90度とすることで、基板収容部6が投光部5の背面側に隠れ、この基板収容部6が正面側からの風圧を受けることなく、風圧加重を最小にできる。また、角度θを約90度〜約135度の範囲とすることで、風圧加重を良好に低減することができる。
これにより、器具本体3の背面にあっては、放熱フィン27同士の間、及び放熱フィン28同士の間を上方から下方に向けてスムーズに雨水や埃等が流れ落ちることとなる。
そこで、器具本体3の背面側には、上述の通り、谷部分3Aの上方の投光部5に放熱フィン27を設け、また谷部分3Aの下方の基板収容部6に放熱フィン27とは別の放熱フィン28を設けている。これにより、これら放熱フィン27、及び放熱フィン28が谷部分3Aで分離した構成としている。この構成により、谷部分3Aには、図2に示すように、幅Wの方向に貫通して延びる一条の流路29が形成され、谷部分3Aに溜まることなく、雨水や埃が流路29から流れ落ちることとなる。
特に、この投光器1にあっては、高熱伝導性を有する上記支持アーム4が、投光部5と基板収容部6の連接部分に取り付けられている。このため投光部5と基板収容部6との熱的結合を更に弱くでき、光源ユニット8が電源基板12の発熱の影響を受け難く光源ユニット8のLEDチップ10が適性温度に維持されるようになっている。
このように、投光部5と基板収容部6とを一体に形成しつつ、両者の熱的結合を弱くできるため、器具本体3をダウンサイズしても、光源ユニット8が電源基板12の発熱の影響を受け難くでき、器具本体3の小型軽量化が可能となる。
図5は光源ユニット8の構成を示す図であり、図5(A)は平面図、図5(B)は側面図、図5(C)は正面図である。また図6は光源ユニット8の断面図であり、図6(A)は図5(A)のI−I線断面図、図6(B)は図5(A)のII−II線断面図である。
光源ユニット8は、前掲図3、図5、及び図6に示すように、複数のLEDチップ10と、セラミック基板31と、LED保護パッキン32と、反射鏡11とを備えている。
LEDパッケージ30は、面発光の1又は複数個(本実施形態では3個)の面発光素子をモジュール化して構成された面発光素子体である。
なお、面発光の面発光素子には、COB型LEDの他に、例えば有機ELが挙げられる。またLEDチップ10は、必ずしもLEDパッケージ30としてパッケージ化される必要はない。またLEDチップ10の配列は必ずしも格子状に限定されるものではない。
本実施形態の光源ユニット8は、縦横比3:4の矩形の看板ボードを被照射領域としており、図5に示すように、光源ユニット8の発光面形状の外形Dは、縦Eと横Fの比が略3:5の矩形形状とさている。
したがって、この面発光素子たるLEDチップ10を照射に用いて光源ユニット8を構成することで、被照射面の被照射領域での照度ムラが抑制される。また、被照射面の所定の被照射領域の全域が照射されるように各LEDチップ10を配列しているため、レンズや反射鏡を用いて配光を作る必要が無く、光の取り出し効率の低下が押さえられる。
具体的には、反射鏡11は、LEDチップ10の配列の外形Dの外形線(輪郭)に沿って反射面11Aを有する。本実施形態では、この反射面11Aは、図6に示すように、傾斜角度αが約35度(又は、35度以下でも良い)に形成されている。
このとき、反射面11Aは、あくまでも被照射面から外れる光を反射するためのものである。すなわち、その高さG(図6(A))は、従来の配光制御用の反射鏡に比べて小さく(本実施形態では約15mm(又は、15mm以下でも良い))、反射による光束低下が比較的小さく押さえられている。
また反射鏡11は、LEDチップ10の配列の囲む形状であるため、個々のLEDチップ10ごとに反射鏡を配置する構成に比べ、LEDチップ10の発熱が籠もることなく、LEDチップ10のジャンクション温度の上昇を抑制できる。
例えば、本実施形態による前記光源ユニット8を内蔵する投光器1は、看板ボード上端より水平方向へ1m離し、下向き70度に傾けて設置した場合、縦横比3m:4mの矩形の看板ボードの被照射領域全域の照度ムラを抑えて照射できる。
特に、LEDパッケージ30が含むLEDチップ10は、面状の発光面10Aを有する面発光素子であるため、発光面10Aの内でも歪みが生じ易く、その影響も大きい。
そこで、反射鏡11には、各LEDチップ10の発光面10Aの周りを押さえ付ける押さえ桟11Bが一体に設けられている。また反射面11Aの下側縁部には、図5、及び図6に示すように、フランジ下部11Dが一体に形成されており、このフランジ下部11Dによっても押さえ桟11BとともにLEDチップ10の発光面10Aの周りが押さえ付けられる。
また、反射鏡11の押さえ桟11Bは、熱伝導性が高い金属材で形成されており、押さえ桟11Bを通じてLEDチップ10の発熱が反射鏡11に伝えられて放熱されることで、各LEDチップ10の温度上昇が抑えられている。
なお、フランジ下部11D、及び押さえ桟11Bのいずれか一方のみでLEDチップ10の発光面10Aの周りを押さえ付ける構成としても良い。
光源ユニット8を器具本体3に組み付ける際には、セラミック基板31を担持面5Bに接着剤等で固定し、反射鏡11のフランジ上部11Cのネジ孔35にネジを通して器具本体3にネジ止め固定する。このように、反射鏡11が器具本体3に固定されることで、反射鏡11に伝えられた熱が器具本体3から効率良く放熱される。
また反射鏡11の器具本体3へのネジ止めにより、セラミック基板31が担持面5Bに押さえ付けられるとともに、押さえ桟11Bによって、各LEDパッケージ30が発光面10Aに歪みが生じないように押さえ付けられることとなる。
また、押さえ桟11Bの形状をより安定させるため、反射鏡11の成形時にリブ加工を押さえ桟11B全体に施しても良く、これにより各LEDパッケージ30をより安定して押さえ付けられる。
またLEDチップ10に投入されるエネルギーのうち、投光器1の外の光に使用される割合が高いことからLEDチップ10の発熱量も低減される。したがって、器具本体3の小型、軽量化により熱容量が小さくなった場合でも、LEDチップ10に対する十分な冷却性能を維持することができる。
このように、小型軽量化した投光器1が実現できることから、HIDランプを光源に使用した看板照明等の照明器具を取り付ける架台に、補強工事などをすることなく投光器1を取り付けて使用することができる。すなわち、HIDランプを光源にした照明器具を、省施工により投光器1に置き換え、消費電力削減による省エネルギー化が容易となる。
これにより、投光すべき被照射面を効率良く、かつ照度ムラを抑えた照明が可能になる。
図7は、本発明の変形例に係る投光器100の構成を示す図であり、図7(A)は側面図、図7(B)は背面図である。また図8は投光器100の機能的構成を示すブロック図である。なお、これらの図において、実施形態で説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
この投光器100は、図7に示すように、器具本体3の背面に、無線受信ユニット150を備える点で投光器1と構成を異にする。
また、送信機164には、明るさを可変指示するための操作ボタン167が設けられている。これにより、例えば投光器100が建物の高所に設置されている看板等を照明している場合でも、作業者が地上から被照射面の照明具合(照度や明るさ等)を目視で確認しながら操作ボタン167を操作して投光器100を適切な明るさに調光できる。
図9は、本変形例に係る投光器200の機能的構成を示すブロック図である。なお、同図において、実施形態、及び第1変形例で説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図に示すように、本変形例では、光センサ268を基板収容部6に内蔵する点で実施形態と構成を異にする。光センサ268は、投光器200の周囲の明るさに応じた信号を信号受信部61を通じて調光回路60に入力する。調光回路60は、この信号に基づき周囲の明るさに応じて光源ユニット8を自律的に調光する。
なお、本変形例において、実施形態と同様に、信号受信部61に、例えば制御盤64等から調光信号63を別途に入力する構成としても良い。
図10は、本変形例に係る投光器300の構成を設置の態様と共に示す図である。なお、同図において、実施形態、第1及び第2変形例で説明した部材については同一の符号を付し、その説明を省略する。
同図に示すように、本変形例の投光器300は、第1変形例で説明したユニット本体151を備え、当該ユニット本体151に第2変形例で説明した光センサ268を内蔵し、この光センサ268で周囲の明るさを検知して自律的に調光する。この点で、本変形例の投光器300は、第1及び第2変形例と構成を大きく異にしている。なお、第1変形例と同様に、ユニット本体151に信号受信部161を内蔵し無線による調光も可能にしても良い。
したがって、かかるユニット本体151に光センサ268を内蔵することで、照射光70の影響を抑えて周囲の明るさを検知し、周囲の明るさに応じた調光が正確に行われることとなる。
3 器具本体
5 投光部
6 基板収容部
8 光源ユニット
10 LEDチップ(面発光素子)
10A 発光面
11 反射鏡
11A 反射面
11B 押さえ桟(押さえ部)
11C フランジ上部
11D フランジ下部
14 投光面
30 LEDパッケージ
31 セラミック基板
32 LED保護パッキン
35 ネジ孔
150 無線受信ユニット
151 ユニット本体
152 支持部材
D 配列の外形
β カットオフ角
Claims (10)
- 照明用の発光素子を配した投光面を有する投光部と、前記発光素子の電源基板を収めた基板収容部とを、当該基板収容部が前記投光部の下端に連続するように一体に備え、前記投光面を外側に向けて、全体が略くの字状に屈曲し、
前記投光面の背後側に位置する前記基板収容部、又は前記基板収容部の背面に設けたユニット部に、前記発光素子の調光指示信号を有線又は無線を通じて受信する信号受信部、及び/又は、前記発光素子の調光のために周囲の明るさを検知する光センサを設けた、
ことを特徴とする照明器具。 - 前記投光部と前記基板収容部の背面には、上下方向に延びる放熱フィンが形成され、
前記放熱フィンは、器具本体が前記略くの字状に屈曲した谷部分に、当該器具本体の幅方向に貫通する空気の流路が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の照明器具。 - 屋外使用の照明器具であり、当該照明器具の据え付け時の風圧を前記投光面で受け、当該投光面の背後側に前記基板収容部が位置する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の照明器具。
- 前記投光面と、前記基板収容部とのなす角度が90度〜135度であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の照明器具。
- 前記投光面から出射し、照射面で反射されて戻る光を遮る位置に前記光センサを設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の照明器具。
- 前記発光素子は、面発光の複数の面発光素子であり、前記投光面には、前記面発光素子を、被照射面の所定領域の全域が照射されるように並べて配置し、これらの面発光素子の周りを反射鏡で包囲し、前記被照射面の所定領域から外れる光を当該被照射面の前記所定領域に前記反射鏡で反射することを特徴とする請求項1または2に記載の照明器具。
- 前記反射鏡は、前記面発光素子の並びの外形に沿って配置され、所定傾斜角度で傾斜した反射面を有することを特徴とする請求項6に記載の照明器具。
- 配列された前記面発光素子の発光面の各々の周りを押さえる押さえ部を前記反射鏡に設けたことを特徴とする請求項6または7に記載の照明器具。
- 前記押さえ部を、前記反射面のフランジ下部、及び/又は、押さえ桟で構成し、前記発光面の各々の周りを覆う保護パッキンを介して押さえることを特徴とする請求項8に記載の照明器具。
- 前記面発光素子の並びの中心を基準とした場合のカットオフ角を70度以上としたことを特徴とする請求項6に記載の照明器具。
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