JP6179760B2

JP6179760B2 - 照明器具

Info

Publication number: JP6179760B2
Application number: JP2013076420A
Authority: JP
Inventors: 義郎岡
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2013-04-01
Publication date: 2017-08-16
Anticipated expiration: 2033-04-01
Also published as: JP2014203548A

Description

本発明の実施形態は、例えば投光器として用いられる照明器具に関する。

従来、例えば看板などを照明したり、建物を演出照明したりするための投光器、あるいはスポットライトなどとして用いられる、高出力の照明器具がある。そして、このような照明器具として、近年、高寿命化、省エネルギー化、軽量化、あるいは小型化などを目的として、固体発光素子としてのＬＥＤ(発光ダイオード)を発光体として備えるものがある。このようなＬＥＤ投光器は、例えば多数の面実装タイプのＬＥＤと、光学レンズとを配置した設計が多いが、高出力化が進むとＬＥＤ及びレンズの数が増加し、コストや重量及び器具面積が増加してしまう。また、ＬＥＤは発光輝度が高いため、光源数が多いと目に残像が残りやすく、眩しく感じられる。そこで、高密度実装されたＬＥＤ光源モジュールを使用しつつ、複数光源の問題点を解消させるために、ＬＥＤと、これらＬＥＤからの配光を制御する反射体とを備えた構成が知られている。

特開２０１２−９２８０号公報

投光器は、様々な照射対象物に対応するために、配光を異ならせることができるようにすることが望まれる。しかしながら、円柱形状の高輝度放電(ＨＩＤ)ランプと異なり、平面状のＬＥＤを用いた投光器の場合、狭角配光を得るための反射体と、中角配光あるいは広角配光を得るための反射体とでサイズ(光軸方向長さ)が大きく異なる。一般には、配光角(ビーム角)が狭角のものは、反射体の長さがなくなり、中広角のものは反射体の長さが短くなる。そのため、これら異なる配光角に対応しつつ共通の器具構造を利用することが容易でない。

実施形態の照明器具は、器具本体と；固体発光素子を備えた少なくとも一つの発光部と；前記発光部を包囲し放物面状に形成された反射体と；前後両端が開口した円筒状で放物面状に形成された後方開口側が前記反射体の前端部に接合されるとともに前記反射体と連続した反射面を有する延長反射体と；を具備しており、前記反射体と前記延長反射体いずれかの反射体接合部分でいずれかの反射板内面と、反射鏡外面が接合することで取り付けられることで配光角が変更できるとともに、前記器具本体は前記発光部が取り付けられる底面部と、この側面部の周囲を囲む側壁部を有し、この側壁部の高さが前記反射体よりも光軸方向に長手状に形成されている。

本発明によれば、共通の構造を利用しながら、異なる配光角にそれぞれ対応できる。

一実施形態の照明器具を示す図６のＩ−Ｉ断面図である。同上照明器具を示す図５のII−II断面図である。同上照明器具を中広配光用として使用する状態からカバー部を取外した状態を示す正面図である。同上照明器具を狭角配光用として使用する状態から延長カバーを取外した上体を示す正面図である。同上照明器具を中広角配光用として使用する状態を示す斜視図である。同上照明器具を狭角配光用として使用する状態を示す斜視図である。同上照明器具を示す放熱体の背面図である。

以下、一実施形態の構成を図１ないし図７を参照して説明する。

図１ないし図７において、11は照明器具としての投光器を示し、この投光器11は、例えば各種看板、あるいは建物などの照射対象物に対して光を照射するための、例えば１ｋＷクラスの高出力のものである。なお、以下、前後方向は光軸方向(照射方向)を基準として設定するものとする。
そして、この投光器11は、共通本体部15と、この共通本体部15に着脱可能なアダプタ部16とを備えている。

共通本体部15は、器具本体としての筐体である放熱体21と、この放熱体21に配置された少なくとも一つ、本実施形態では複数、例えば７つの発光部22と、これら発光部22に対応する複数が放熱体21に着脱可能に取り付けられた反射体(リフレクタ)23と、放熱体21を構造物などの図示しない被取付部に取り付ける取付部材としての取付アーム24と、発光部22に電源を供給する電源部25とを備えている。そして、この共通本体部15は、放熱体21にカバー部26が取り付けられることで、第１の配光角である中角配光または広角配光が可能な第１の投光器(中広角用投光器)として機能するものである。

放熱体21は、例えばアルミニウム、あるいはアルミダイカストなどの、放熱性に優れた軽量の部材によって一体に形成されており、例えば六角形状の底面部31と、この底面部31の周囲から前側に立ち上げられた側壁部32と、底面部31の背面側に多数設けられた放熱フィン34とを備えている。

底面部31は、平板状に形成されており、発光部22が取り付けられて熱的に接続されている。また、この底面部31には、下側寄りの位置に、電源部25と発光部22とを電気的に接続する図示しない電源線を配線するための配線孔が開口されている。この配線孔35の背面側、すなわち底面部31の後側には、配線用ボス部36が一体に形成されている。この配線用ボス部36は、底面部31の背面側に放熱フィン34よりも突出しており、電源部25と連結されている。

また、側壁部32は、底面部31の全周に亘って連続する壁状に形成されており、例えば６つの辺部32aを備え、反射体23の全体の周囲を枠状に囲んでいる。さらに、この側壁部32は、反射体23よりも光軸方向に長手状に形成されている。したがって、この側壁部32(放熱体21)の前端部は、反射体23の前端部よりも前方に位置している。また、この側壁部32は、光軸方向後側から前側へと拡開状に傾斜しており、前端部が、共通本体部15を第１の投光器として使用する際の(第１の)出射開口37となっている。そして、この出射開口37の全周を囲む側壁部32の前端部には、カバー部26が嵌合される(第１の)取付受部38が外側へとフランジ状に拡開して形成されている。また、この取付受部38の外縁部、すなわち側壁部32の各辺部32aの前端部には、カバー部26を取り付け固定するための(第１の)取付座部39がそれぞれ突設されている。これら取付座部39には、カバー部26を固定する図示しない固定体であるねじなどをねじ止め固定するためのねじ孔39aがそれぞれ開口されている。そして、これら取付受部38及び取付座部39により、放熱体21(共通本体部15)にカバー部26を取り付けるための取付部40が構成されている。

また、各放熱フィン34は、配線用ボス部36及びその下側の位置を除く底面部31全体の背面に上下方向、すなわち光軸方向と交差(直交)する方向に沿ってそれぞれ長手状に連続して形成されており、互いに幅方向に所定間隔(例えば６〜１０ｍｍ程度の間隔)に離間されている。したがって、各放熱フィン34，34間には、空気が通過する通路部44がそれぞれ形成されている。また、これら放熱フィン34は、配線用ボス部36が電源部25と接続されていることにより、電源部25に対して光軸方向に離間されて対向している。このため、各放熱フィン34と電源部25との間には、各通路部44と連通する空間部45が形成されている。

また、各発光部22には、光源として例えば固体発光素子(半導体発光素子)としてのＬＥＤ素子22aが用いられている。本実施形態では、円形状の基板22b上に複数のＬＥＤ素子22aを実装するＣＯＢ(Chip On Board)方式が採用されている。すなわち、各発光部22は、基板22b上に実装された複数のＬＥＤ素子22aがワイヤボンディングによって直列に電気的に接続され、蛍光体を混入した例えばシリコーン樹脂などの透明樹脂である蛍光体層で複数のＬＥＤ素子22aが一体に覆われて封止されている。なお、発光部22には、配光用のレンズを配置してもよい。また、発光部22としては、ＬＥＤ素子22aが搭載された接続端子付きのＳＭＤ(Surface Mount Device)パッケージを基板に複数個実装する方式を用いてもよい。

また、各反射体23は、中広角ミラーとも呼び得るもので、前後両端が開口した円筒状であるとともに、後側から前側へと徐々に拡径する放物面状に形成されており、内面すなわち反射面が鏡面状となっている。さらに、これら反射体23の各発光部22側には、反射体取付部としての位置決め部であるフランジ部23aが全周に亘って鍔状に突設されており、このフランジ部23aに、図示しない固定部材であるねじなどを用いてねじ止め固定されている。

また、取付アーム24は、投光器11(共通本体部15)を所定の取付位置に所定の角度で取り付け固定するためのもので、例えば金属などの剛性を有する部材により一体形成され、一対の腕部24a，24aと、これら腕部24a，24a間を連結する連結部24bとを備えた、Ｕ字状となっている。

腕部24a，24aは、放熱体21の側壁部32の両側に位置する辺部32a，32aの外部に突設された軸支部32b，32bに上下回動(チルト回動)可能に軸支されている。また、一方の腕部24aと一方の軸支部32bとの間には、回転板47が位置しており、この回転板47が一方の軸支部32bに対して固定されている。そして、一方の腕部24aには、回り止め体である回り止め板48が取り付けられ、この回り止め板48が回転板47を一方の腕部24aとの間で挟み込んだ状態でこの一方の腕部24aに固定されることで、投光器11を取付位置に対して所定の回動角度に設定した状態で固定するように構成されている。

また、連結部24bの中央部には、回転台49が設けられている。この回転台49には、所定の取付位置に図示しないボルトなどを介して固定するための円形状の開口部49aが中央部に開口されており、この回転台49により、投光器11(共通本体部15)が左右回動(パン回動)可能となっている。さらに、この開口部49aの外方には、長孔状の回動角規制孔49bが同心円弧状に湾曲して開口されている。この回動角規制孔49bには、取付位置に突設された図示しない回動規制体が挿入され、投光器11(共通本体部15)の左右回動の最大角度を規制するようになっている。

また、電源部25は、例えば四角形状のケース体51に複数の図示しない電源がマトリクス状に配置されてユニット状に構成されており、発光部22に対して所定の直流電源を供給するようになっている。

また、カバー部26は、透光性を有するガラスなどの部材により例えば六角形板状に形成されたカバー部本体としてのカバー53と、このカバー53の外縁部を保持する六角形枠状の枠体54とを備えている。カバー53は、外縁部が出射開口37よりも僅かに大きく、取付受部38に嵌合するように形成されている。また、枠体54は、放熱体21の側壁部32の前端部に嵌合される枠体本体54aと、この枠体本体54aの各辺部54bの中央部から側方へとフランジ状に突出する取付片部54cとを備えている。これら取付片部54cには、取付座部39のねじ孔39aと位置合わせされてねじなどが挿入される通孔54dが略中央部に開口されている。

一方、図２および図４に示すようにアダプタ部16は、反射体23の前端部に取り付けられる延長反射体56と、これら延長反射体56の周囲を囲んで共通本体部15の放熱体21に取り付けられる筒状の枠部57とを備えている。すなわち、このアダプタ部16は、光軸方向に延びるように共通本体部15に取り付けられる。そして、このアダプタ部16は、カバー部26に代えて共通本体部15に取り付けられるとともに、枠部57に延長カバー部58が取り付けられることで、共通本体部15とともに第１の配光角よりも狭い第２の配光角である狭角配光が可能な第２の投光器(狭角用投光器)として機能するものである。

延長反射体56は、狭角ミラーとも呼び得るもので、前後両端が開口した円筒状であるとともに、後側から前側へと徐々に拡径する放物面状に形成されており、内面すなわち反射面が鏡面状となっている後側端開口には、光軸方向に直交する外側へ段部５６ａおよび、段部５６ａから後側端開口方向へ延在する延在部５６ｂが形成されている。この延在部５６ｂ内面は、反射体２３外面と略同等の極率で形成され、それぞれが接合することで互いの内面が連続する反射面に形成される。なお反射体２３前端開口と延長反射体５６の段部５６ａの周方向が接合されることになる。要するに、これら延長反射体56の内面は、反射体23の前端部に取り付けられた状態で、この反射体23の内面と段差なく連続する放物面形状に形成されている。すなわち、これら延長反射体56と反射体23とのそれぞれの内面は、狭角配光用の連続した放物面をその軸方向に対して交差(直交)する方向に沿う平面状の分割面PLによって長さ方向に分割した形状となっている。したがって、共通本体部15の発光部22及び反射体23の配置は、狭角配光用の配置を基準として設定されている。

また、枠部57は、例えばアルミニウム、アルミダイカスト、あるいは合成樹脂などの軽量の部材により光軸方向に沿って軸方向を有する六角形筒状に形成され、例えば延長反射体56と別体となっている。この枠部57は、延長反射体56よりも光軸方向に長手状に形成されている。したがって、この枠部57の前端部は、延長反射体56の前端部よりも前方に位置している。さらに、この枠部57は、後側から前側へと、徐々に拡開している。そして、この枠部57には、後端部に、取付受部38に嵌合する嵌合部61が段差状に凹設されているとともに、各辺部57aの後端部に、アダプタ部取付部としての取付突出部62がそれぞれ突設されている。これら取付突出部62には、放熱体21の取付座部39のねじ孔39aと位置合わせされてねじなどが挿入される通孔62aが開口されている。したがって、この枠部57(アダプタ部16)は、放熱体21に対して、カバー部26を固定するための取付部40にて着脱可能に取り付けられる。換言すれば、取付部40は、カバー部26とアダプタ部16とを放熱体21に対して取り付ける際の共通の取付部となっている。また、この枠部57の前端部は、投光器11を第２の投光器として使用する際の(第２の)出射開口64となっている。そして、この出射開口64の全周を囲む枠部57の前端部には、延長カバー部58が嵌合される(第２の)取付受部65が外側へとフランジ状に拡開して形成されている。また、この取付受部65の外縁部、すなわち枠部57の各辺部57aの前端部には、延長カバー部58を取り付け固定するための(第２の)取付座部66がそれぞれ突設されている。これら取付座部66には、延長カバー部58を固定する図示しない固定体であるねじなどをねじ止め固定するためのねじ孔66aがそれぞれ開口されている。

また、延長カバー部58は、透光性を有するガラスなどの部材により例えば六角形板状に形成された延長カバー部本体としての延長カバー71と、この延長カバー71の外縁部を保持する六角形枠状の延長枠体72とを備えている。延長カバー71は、外縁部が出射開口64よりも僅かに大きく、取付受部65に嵌合するように形成されている。また、延長枠体72は、枠部57の前端部に嵌合される延長枠体本体72aと、この延長枠体本体72aの各辺部72bの中央部から側方へとフランジ状に突出する取付片部72cとを備えている。これら取付片部72cには、取付座部66のねじ孔66aと位置合わせされてねじなどが挿入される通孔72dが略中央部に開口されている。
次に、上記一実施形態の動作を説明する。

まず、投光器11を中角配光用、あるいは広角配光用として用いる場合には、アダプタ部16を取り外して共通本体部15にカバー部26を取り付けて用いる(図１及び図５)。

すなわち、発光部22をそれぞれ取り付け電源部25と接続した放熱体21に対して、まず、反射体23をそれぞれ取り付ける。このとき、反射体23は、放熱体21のフランジ部23aを放熱体にねじ止めすることで、それぞれ放熱体21に固定される。この状態で、各反射体23は、中心軸位置が各発光部22と位置合わせされ、後端側に発光部22がそれぞれ挿入される。

次いで、これら反射体23を取り付けた放熱体21に対して、カバー部26を取り付ける。このとき、カバー部26は、カバー53の外縁部を放熱体21の取付受部38に嵌合させ、枠体54の各取付片部54cの通孔54dを放熱体21の側壁部32の各取付座部39のねじ孔39aとそれぞれ位置合わせしてねじ止めすることで、放熱体21の前端部を覆って固定される。

この完成した投光器11(共通本体部15)は、取付アーム24の回転台49を、取付位置にボルトなどによって取り付けるとともに、照射対象物と取付位置との位置関係に対応して、腕部24a，24a及び回転台49により上下方向及び左右方向の回動角度を調整して固定する。

そして、電源部25から電源が供給された各発光部22が発光し、これら発光部22からの配光が各反射体23の内面で反射されて中角配光、あるいは広角配光され、カバー53を透過して出射し、照射対象物を照明する。

一方、投光器11を狭角配光用として用いる場合には、アダプタ部16を共通本体部15に取り付けるとともに、アダプタ部16に延長カバー部58を取り付ける(図２及び図６)。

すなわち、放熱体21に対して各反射体23を取り付けた共通本体部15(図５に示す状態からカバー部26を取り外した状態)に対して、まず、延長反射体56を取り付ける。このとき、各反射体23の前端開口と、延長反射体５６の後端開口の段部56aを周方向に接合させることで、各反射体23の前端開口外側面と。各延長反射体５６の後端開口の延在部56b内側面とが嵌合することで、各延長反射体56が、対応する各反射体23と一体的に放熱体21に固定される。この状態で、各反射体23と、対応する各延長反射体56との中心軸が一致し、これら反射体23の内面と各延長反射体56の内面とが連続して狭角配光用の放物面を形成する。

次いで、この延長反射体56を取り付けた共通本体部15の放熱体21に対して、枠部57を取り付ける。このとき、枠部57は、嵌合部61を取付受部38に嵌合させるとともに、各取付突出部62の通孔62aを放熱体21の側壁部32の各取付座部39のねじ孔39aとそれぞれ位置合わせしてねじ止めすることで、各延長反射体56の周囲を囲んでこれら延長反射体56を内包するように放熱体21の前端部に固定される。

さらに、この枠部57に対して延長カバー部58を取り付ける。このとき、延長カバー部58は、延長カバー71の外縁部を枠部57の取付受部65に嵌合させ、延長枠体72の各取付片部72cの通孔72dを枠部57の各取付座部66のねじ孔66aとそれぞれ位置合わせしてねじ止めすることで、枠部57の前端部を覆って固定される。

そして、電源部25から電源が供給された各発光部22が発光し、これら発光部22からの配光が各反射体23及び各延長反射体56の内面で反射されて狭角配光され、延長カバー71を透過して出射し、照射対象物を照明する。

なお、放熱体21では、投光器11(共通本体部15)の取付角度に拘らず通路部44及び空間45を外気が通過することで、発光部22の発光による発熱を放熱フィン34から効果的に放熱する。

以上説明した一実施形態によれば、放熱体21に着脱可能で、この放熱体21に取り付けた状態で反射体23と連続してこの反射体23とともに発光部22からの配光を反射体23よりも狭角に制御する延長反射体56を有するアダプタ部16を備えることにより、中角用、あるいは広角用とするときには、アダプタ部16を使用せず、放熱体21及び反射体23を用いることで対応でき、狭角用とするときには、アダプタ部16を放熱体21に取り付けて延長反射体56により反射体23を延長する。この結果、放熱体21及び反射体23を、複数の異なる配光角(ビーム角)のそれぞれに共通に用いながら、すなわち共通の構造を利用しながら、これら異なる配光角にそれぞれ対応できる。したがって、より少ない部品点数で複数の異なる配光角に対応でき、利便性が向上するとともに、コストを低減できる。

また、投光器11は、放熱構造を野外利用前提で設計する必要があるため、強制空冷構造を採用することが容易でなく、点灯方向も、照射対象物の構造などにより、上下横点灯など自由に設計できるようにすることが望ましい。そこで、放熱体21に、互いの間を空気が通過するように離間された複数の放熱フィン34を設けることにより、投光器11の取付方向などに拘らず、充分な放熱効果を得ることができ、ＬＥＤ素子22aを用いた発光部22においても熱によって発光効率が低下することがなく、充分な明るさを得られる。

さらに、カバー部26を共通本体部15(放熱体21)に取り付ける取付部40(取付受部38及び取付座部39)を利用してアダプタ部16を共通本体部15(放熱体21)に着脱可能に取り付ける、すなわち、アダプタ部16とカバー部26との共通本体部15(放熱体21)への着脱構造を共通化することで、カバー部26やアダプタ部16の取り付け作業をより効率化できる。

また、反射体23と延長反射体56のそれぞれの開口を利用して互いを接合することができるので、反射体23や延長反射体56の取り付け作業をより効率化できる。

このように、中角用あるいは広角用の場合と、狭角用の場合とで共通化できる構造を多数備えることで、投光器11が、より少ない部品点数でコストを抑制しつつ複数の異なる配光角に対応できる。

しかも、反射体23と延長反射体56とは、互いの開口を重ねて固定するので、反射体23と延長反射体56とを安定的に固定でき、反射体23と延長反射体56との光軸のずれやがたつきを低減できる。

さらに、延長反射体56と枠部57とを別体とすることにより、枠部57が周囲にない状態で各延長反射体56を各反射体23に取り付けできるので、この取り付けの作業スペースを延長反射体56の周囲に充分に確保でき、作業性をより向上できる。

なお、上記一実施形態において、枠部57は、延長反射体56を一体的に保持するように構成してもよい。この場合には、複数の延長反射体56を反射体23に対して一度に容易に位置合わせできる。

さらに、反射体23及び延長反射体56の接合は、反射体前側開口側に段部および延在部を形成してもよく、互いの反射面が連続形成可能であれば、その構造がどちらに付与されていても構わない。
また、放熱体21は、例えば放熱体21の底面部31の中心部から放射状に設けてもよい。
さらに、固体発光素子としては、ＬＥＤ素子22aに限らず、例えば有機ＥＬ素子などを用いてもよい。

また、カバー部26と延長カバー部58とは、別個のものを用いたが、枠部57を後側から前側へと殆ど拡開しないように形成することで、枠部57の取付受部65及び取付座部66にカバー部26を取り付けられるようにして、カバー部26と延長カバー部58とを共通化してもよい。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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。

11 照明器具としての投光器
16 アダプタ部
21 放熱体
22 発光部
22a 固体発光素子としてのＬＥＤ素子
23 反射体
26 カバー部
34 放熱フィン
40 取付部
53 カバー
56 延長反射体

Claims

器具本体と；
固体発光素子を備えた少なくとも一つの発光部と；
前記発光部を包囲し放物面状に形成された反射体と；
前後両端が開口した円筒状で放物面状に形成された後方開口側が前記反射体の前端部に接合されるとともに前記反射体と連続した反射面を有する延長反射体と；
を具備しており、前記反射体と前記延長反射体いずれかの反射体接合部分でいずれかの反射板内面と、反射鏡外面が接合することで取り付けられることで配光角が変更できるとともに、前記器具本体は前記発光部が取り付けられる底面部と、この側面部の周囲を囲む側壁部を有し、この側壁部の高さが前記反射体よりも光軸方向に長手状に形成されていることを特徴とする照明器具。
前記器具本体の発光部が取り付けられる底面部の反対の面には複数の放熱フィンが形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明器具。