JP6035274B2 - Led実装基板およびled照明灯具 - Google Patents
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Description
我が国の高速道路網は、その区間の多くが山岳部を通過し、トンネルの数が多く、トンネル設備の中で最も消費エネルギーの多い照明施設を、より高効率化、低環境負荷化することが、高速道路を建設・管理する関係者にとって重要なテーマであり、さらに、トンネルの出入り口付近の照明が適切な状態に設置されていなければ、トンネルの入り口直前付近で野外の明るさに慣れているドライバーの目が、トンネル入り口内を真っ黒に視認してしまい、落下物などの障害物を見落としてしまう虞のあるブラックホール現象や、トンネル進入直後に、トンネル内の暗さに完全に順応するまで時間が掛かってしまうという暗順応の遅れ現象などを生じたり、トンネル内の暗さに順応しているドライバーの目が、トンネルの出口を真っ白に認識してしまうホワイトホール現象などを生じてしまうといった虞があり、こうした危険性を排除して、より安全性の高い照明施設への改善が不可欠である。
こうした状況を憂慮し、本願出願人はこれまで、例えば、下記の特許文献1(1)および同特許文献1(2)などに提案されているものに代表されるように、1つの灯具筐体内に複数個のLED光源を配列し、各LED光源の支持姿勢を個別に調節可能とすることにより、LED光源の欠点である照明範囲の狭さを克服し、より広い範囲を照明可能とするよう改良し、従来の蛍光灯照明に置き換えることができるものとする技術を開発積みとしてきた。
上述したとおり、従前までに提案のある各種LED照明灯具は、何れも支障無く蛍光灯照明に置き換え可能とするよう、より広い範囲を均質に照明し、トンネル内を走行する車両の安全を確保しようとするものであり、当初は、そうした条件を満たせば充分に実用に耐え得るものとしていたが、実際に設置・利用を進めて行く中に、これまで問題として認識されていなかった様々な事象や新たな課題などを見出し、LED光源の特徴である指向性、および、調光制御可能であるという利点を活かし、一層効率的で無駄なく、さらに一層高い安全性を確保できる新たな照明技術の開発への可能性を痛感するに至ったものである。
そこで、この発明は、照明対象となる走行車線毎に、より的確な照明を実現化可能とし、トンネルの入り口や出口など、時間と共に刻々と変化する路面の暗さにも対応可能な新たなLED照明技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造のLED実装基板、および新規な構造のLED照明灯具を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明のLED実装基板は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、プリント基板上の適宜間隔を隔てた点在状となる複数箇所の夫々に、チップLED用の位置決め搭載箇所を設定し、各チップLED用の位置決め搭載箇所の周囲には、夫々略均衡するように配して複数個の被嵌合部を設けると共に、各位置決め搭載箇所に、夫々チップLEDを位置決め搭載し、各チップLEDには、概略肉厚ドーム形を呈し、対象チップLEDの照明範囲を覆う光学素子部、該光学素子部の裾部周囲に設けた焦点距離規制座面、および、該光学素子部周囲に、当該プリント基板各被嵌合部に対応するよう設けた位置決め嵌合部を有する配光制御レンズを、各焦点距離規制座面が、当該プリント基板上に積層状に接合・被着するよう組合せた上、各位置決め嵌合部を、同プリント基板の対応する被嵌合部に嵌合し、位置決め可能とし、適宜仮固定機構を介して一体化してなるものとした構成を要旨とするLED実装基板である。
上記したLED実装基板に関連し、この発明には、そのLED実装基板を搭載可能なLED照明灯具も包含している。
即ち、概略直方体状の最も広い一面を照明開口として開口した容器型の灯具筐体を有し、該灯具筐体内の底面長辺方向一側寄りに設定した制御回路配置用区画に、照明制御回路を集合状に収納し、該灯具筐体内の底面長辺方向一側とは反対がわの他側に、底面短辺幅の中央付近で同長辺方向の直線状に縦分割した一対の光源装置配置用区画を設定し、それら一対の光源装置配置用区画中の少なくとも何れか一方に、当該灯具筐体内適所に設けた支持機構を介在し、適宜寸法形状の放熱板を、当該灯具筐体底壁に平行な標準姿勢、および、同灯具筐体の底面長辺に平行に延びる仮想軸心回りの所定角度に傾けた傾斜姿勢の何れか一方の支持姿勢とするよう固定し、各放熱板の灯具筐体照明開口に臨む表面に反射膜を設けると共に、各放熱板の表面には、適数のLED実装基板を適宜配するよう搭載したLED光源装置を設けた上、当該灯具筐体照明開口に、防水パッキンを介して透明板を密閉状に装着してなるものとした構成からなるLED照明灯具である。
LED光源装置は、灯具筐体内より所望の範囲に照明光を照射可能とし、その光源姿勢を固定的に維持可能とする機能を担い、灯具筐体内底面の長辺方向一側に設定した制御回路配置用区画とは反対がわの他側に、同灯具筐体内の底面短辺幅の中央付近で同長辺方向の直線状に縦分割するよう、設定した一対の光源装置配置用区画の中の少なくとも何れか一方に設けた放熱板の表面適所に、適数のLED実装基板を適宜搭載してなるものとしなければならず、各放熱板の支持姿勢を灯具筐体底壁に平行な標準姿勢、および、同灯具筐体の底面長辺に平行に延びる仮想軸心回りの所定角度に傾けた傾斜姿勢の何れか一方の支持姿勢とするよう固定し、後述する実施例に示すように、各放熱板の灯具筐体照明開口に臨む表面に反射膜を設けると共に、各放熱板の表面には、適数のLED実装基板を適宜配するよう搭載したものとすべきである。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
以上のとおりの構成からなるこの発明のLED実装基板5は、図1および図2に示すように、プリント基板50に複数個のチップLED6,6,……を搭載しただけでなく、各チップLED6,6,……に対し、夫々正確な焦点距離となる位置に、配光制御レンズ7,7,……を効率的に組み込み、一体化したものとしてあるから、LED実装基板5をそのまま組み込むだけで、特別なレンズ取り付けの位置調整などを要さずとも、最も理想的な照明および配光を実現化可能とするLED照明灯具を効率的に生産することができ、さらに、プリント基板50に搭載する複数個のチップLED6,6,……に対応する光学素子部71,71,……を一体化してなる配光制御レンズアレイ70を、プリント基板50に組み込んだものは、レンズの個別調整が不要となり、一対のリード線接続コネクタ83,83を組み込むだけで、プリント基板50と配光制御レンズアレイ70とを、適正な位置に一体化することができ、より効率的な組立て作業を実現化するものとなる。
また、図9および図10に示しているように、放熱板4の支持機構となるベース板43上には、一対の光源装置配置用区画21,22の範囲内に収まる外郭寸法のアルミニウム板製矩形板体であり、一対の光源装置配置用区画21,22中の一方に相当する長方形範囲(22)を、灯具筐体2底壁25に平行な標準姿勢の正面板部40とし、一対の光源装置配置用区画21,22中の他方に相当し、該正面板部40の余となる長方形範囲(21)を、灯具筐体2の底面壁25長辺に平行に延びる仮想軸心回りの所定角度(図10中に示すα)例えば15度に傾けた傾斜姿勢に折り曲げ、傾斜板部41とした放熱板4を、その正面板部40が、一対の光源装置配置用区画21,22中の一方(22)に相当するベース板43表面に積層状に接合し、固定ネジによって結合・搭載したものとしてある。
このようにして、照明制御回路8およびLED光源装置3を収容した灯具筐体2は、その照明開口23パッキン装着枠部24に、長方形環状の防水パッキンPを介して強化ガラス板製の透明板Gを装着し、照明開口23周囲の均衡する四角に配した透明板G固定金具F,F,……が、開閉可能とするよう密閉状に閉鎖してなるものである。
この発明のLED照明灯具1は、図9ないし図13に示すように、灯具筐体2の底面壁25長辺方向の一側よりに制御回路配置用区画20を配し、それとは反対がわに、底面壁25短辺幅の中央付近で同長辺方向の直線状に縦分割した一対の光源装置配置用区画21,22を設け、一対の光源装置配置用区画21,22中の一方に傾斜板部41、他方に正面板部40を設けた放熱板4を収容・搭載したから、当該LED照明灯具1を、トンネルの天井内壁や、天井壁近傍の側内壁などの適所に、底面壁25長辺方向を路面走行方向に向けた姿勢に、灯具取付け脚27,27,……を介して設置し、電源接続レセプタクル85および調光信号接続レセプタクル86に、夫々配線接続することにより、例えば、走行条件の異なる対向2車線道路(図示せず)の一方の車線に、傾斜板部41搭載の各LED実装基板5,5,……の照明が所望の適切な角度にて照明し、また、隣接する他方の車線に、正面板部40搭載の各LED実装基板5,5,……の照明が所望の適切な角度にて照明するものとなり、より安全性に秀でた照明を実現化するようにし、さらに、該放熱板4は、ベース板43を介して搭載してあるから、灯具筐体2底部内壁25とベース板43との間の僅かな間隙44が、放熱板4全体の放熱性を高めるものとなり、しかも傾斜板部41が、ベース板43から立ち上がる形状としたから、放熱性をより高めたものとすることができ、各チップLED6,6,……の耐久寿命を大幅に延命化することができるものとなる。
叙述の如く、この発明のLED実装基板およびLED照明灯具は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、従前からのLED照明灯具技術に比較して大幅に、生産効率を高め、軽量且つ低廉化して遥かに経済的なものとすることができる上、設置作業性を大幅に改善し得るものとなることから、従前までは、トンネル内の走行安全性を確保するため、より多くの台数のLED照明灯具を設置しなければならなかったが、1台のLED照明灯具で少なくとも2台分以上の照明効果を得るものとすることができ、国道や市町村道のような各種一般道路を管理する公共団体はもとより、自動車専用道路や高速道路などのトンネルを管理する企業や道路管理業界からも、高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
2 灯具筐体
20 同 制御回路配置用区画
21 同 一対中一方の光源装置配置用区画
22 同 一対中他方の光源装置配置用区画
23 同 照明開口
24 同 パッキン装着枠部
25 同 底部内壁
26 同 底部外壁
27 同 灯具取付け脚
28 同 防水シート
F 透明板固定金具
P 防水パッキン
G 透明板
3 LED光源装置
4 放熱板
40 同 正面板部
41 同 傾斜板部
α 所定角度
42 同 反射シート(反射膜)
43 同 ベース板(支持機構)
44 同 間隙
45 同 スペーサー
5 LED実装基板
50 同 プリント基板
51 同 位置決め搭載箇所
52 同 被嵌合部
53 同 コネクタ接続孔(コネクタ接続用形状部)
54 同 固定用溝孔
6 チップLED
7 配光制御レンズ
70 同 配光制御レンズアレイ
74 同 コネクタ嵌合溝(コネクタ係合部)
71 同 光学素子部
72 同 焦点距離規制座面
73 同 位置決め嵌合部
8 照明制御回路
80 同 LED電源
81 同 調光器
82 同 フィルター
83 同 リード線接続コネクタ(仮固定機構)
84 同 各嵌合顎部
85 電源接続レセプタクル
86 調光信号接続レセプタクル
Claims (6)
- プリント基板上の適宜間隔を隔てた点在状となる複数箇所夫々に、チップLED用の位置決め搭載箇所を設定し、各チップLED用の位置決め搭載箇所の周囲には、適宜配置となる複数個の被嵌合部を設け、各位置決め搭載箇所に、夫々チップLEDを位置決め搭載し、各チップLEDには、当該プリント基板上の主要範囲に積層状被着可能な透明板状体からなり、各チップLEDに対応する箇所夫々に概略肉厚ドーム形を呈し、対象チップLEDの照明範囲を覆う光学素子部、各光学素子部の裾部周囲に設けた焦点距離規制座面、および、各光学素子部の余となる範囲の各被嵌合部に対応する複数箇所夫々に設けた位置決め嵌合部の一体化された配光制御レンズアレイを、その焦点距離規制座面が、当該プリント基板上に積層状に接合・被着するよう組み合わせると共に、各位置決め嵌合部を、同プリント基板の対応する被嵌合部に嵌合して位置決め可能とした上、該プリント基板の対峙する両端がわに設けた一対のコネクタ接続用形状部、配光制御レンズアレイのプリント基板コネクタ接続用形状部に対応する両端がわに設けたコネクタ係合部、および、プリント基板各コネクタ接続用形状部と、それらに対応させた配光制御レンズアレイ各コネクタ係合部とを共に一体化するよう嵌合可能な仮固定用の一対のリード線接続コネクタを介して一体化してなるものとしたことを特徴とするLED実装基板。
- プリント基板上の適宜間隔を隔てた点在状となる複数箇所夫々に、チップLED用の位置決め搭載箇所を設定し、各チップLED用の位置決め搭載箇所の周囲には、適宜配置となる複数個の被嵌合部を設け、各位置決め搭載箇所に、夫々チップLEDを位置決め搭載し、各チップLEDには、当該プリント基板上の主要範囲に積層状被着可能な透明板状体からなり、各チップLEDに対応する箇所夫々に概略肉厚ドーム形を呈し、対象チップLEDの照明範囲を覆う光学素子部、各光学素子部の裾部周囲に設けた焦点距離規制座面、および、各光学素子部の余となる範囲の各被嵌合部に対応する複数箇所夫々に設けた位置決め嵌合部の一体化された配光制御レンズアレイを、その焦点距離規制座面が、当該プリント基板上に積層状に接合・被着するよう組み合わせると共に、各位置決め嵌合部を、同プリント基板の対応する被嵌合部に嵌合して位置決め可能とした上、該プリント基板の対峙する両端がわに設けた一対のコネクタ接続用形状部、配光制御レンズアレイのプリント基板コネクタ接続用形状部に対応する両端がわに設けたコネクタ係合部、および、プリント基板各コネクタ接続用形状部と、それらに対応させた配光制御レンズアレイ各コネクタ係合部とを共に一体化するよう嵌合可能な仮固定用の一対のリード線接続コネクタを介し、該プリント基板両端の各コネクタ接続用形状部夫々に機械的および電気的に接続する各リード線接続コネクタが、配光制御レンズアレイの両端がわ各コネクタ係合部にも機械的に係合し、脱着容易に一体化してなるものとしたことを特徴とするLED実装基板。
- 概略直方体状の最も広い一面を照明開口として開口した容器型の灯具筐体を有し、該灯具筐体内の底面長辺方向一側寄りに設定した制御回路配置用区画に、照明制御回路を集合状に収納し、該灯具筐体内の底面長辺方向一側とは反対がわの他側に、底面短辺幅の中央付近で同長辺方向の直線状に縦分割した一対の光源装置配置用区画を設定し、それら一対の光源装置配置用区画中の少なくとも何れか一方に、当該灯具筐体内適所に設けた支持機構を介在し、適宜寸法形状の放熱板を、当該灯具筐体底壁に平行な標準姿勢、および、同灯具筐体の底面長辺に平行に延びる仮想軸心回りの所定角度に傾けた傾斜姿勢の何れか一方の支持姿勢とするよう固定し、各放熱板の灯具筐体照明開口に臨む表面に反射膜を設けると共に、各放熱板の表面には、請求項1または2何れか一記載のLED実装基板を適数、適宜配するよう搭載したLED光源装置を設けた上、当該灯具筐体照明開口に、防水パッキンを介して透明板を密閉状に装着してなるものとしたことを特徴とするLED照明灯具。
- 概略直方体状の最も広い一面を照明開口として開口し、底部外壁に灯具取付け脚を設けた容器型の灯具筐体を有し、該灯具筐体の周囲壁適所に、電源接続レセプタクルおよび調光信号接続レセプタクルを設け、該灯具筐体内の底面長辺方向一側寄りに設定した制御回路配置用区画に、LED電源、調光器の照明制御回路を集合状に収納し、該灯具筐体内の底面長辺方向一側とは反対がわの他側に、底面短辺幅の中央付近で同長辺方向の直線状に縦分割した一対の光源装置配置用区画を設定し、それら一対の光源装置配置用区画中の少なくとも何れか一方に、当該灯具筐体内適所に設けた支持機構を介在し、該光源装置配置用区画に収まる形状・寸法の放熱板を、当該灯具筐体底壁に平行な標準姿勢、および、同灯具筐体の底面長辺に平行に延びる仮想軸心回りの所定角度に傾けた傾斜姿勢の何れか一方の支持姿勢とするよう固定し、各放熱板の灯具筐体照明開口に臨む表面に反射膜を設けると共に、各放熱板の表面には、請求項1または2何れか一記載のLED実装基板を適数、適宜配するよう搭載したLED光源装置を設けた上、当該灯具筐体照明開口には、防水パッキンを介して透明板を装着し、照明開口周囲の均衡する複数箇所に配した透明板固定金具が、開閉可能とするよう密閉状に閉鎖してなるものとしたことを特徴とするLED照明灯具。
- 放熱板の灯具筐体の底面長辺に平行に延びる仮想軸心回りに傾斜姿勢とする所定角度が、灯具筐体底壁に対し、5度ないし30度の範囲内から、設置場所の配光条件に応じて適宜選択した角度に設定してなる、請求項3または4何れか一項記載のLED照明灯具。
- 支持機構が、灯具筐体内一対の光源装置配置用区画に略相当する外郭形状とし、表面に各放熱板を搭載可能とした熱伝導性ベース板を、該灯具筐体内壁の適所に対し、複数のスペーサーを介して僅かな間隙を確保するよう組み込んでなるものとした、請求項3ないし5何れか一項記載のLED照明灯具。
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