JP6200458B2

JP6200458B2 - Ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP6200458B2
Application number: JP2015131886A
Authority: JP
Inventors: 俊司山本; 翔太井上; 哲治久保田; 皆瀬　十三夫; 十三夫皆瀬; 小相澤　久; 久小相澤
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Totoku Electric Co Ltd
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Totoku Electric Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP2017016870A

Description

本発明は、部品点数が少なく軽量なＬＥＤ照明装置に関するものである。

省エネルギーおよび長寿命であることから、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）照明が普及しており、ＬＥＤを用いた照明は数多く提案されている。これらの照明装置は、照明装置の枠体の内部やＬＥＤを実装した基板に白色レジストなどの光反射性の有機被膜を塗布して光反射特性を向上させるものがある。さらに、照明装置の照度向上や光拡散の目的で、光反射板を用いるものがある。

例えば、箱体の内部にＬＥＤ光源を配置し、当該箱体内に光反射板を配置したＬＥＤ光源ライトボックスがある（特許文献１）。

また、指向性の強いＬＥＤ光源を用い、ＬＥＤの放射方向の厚みを増大させることなく広い面積で均一な照明光を得ることのできる面照明光源装置及びこれを用いた面照明装置が提案されている。（特許文献２）

さらに、照明灯具の一対の光出口である平面形状のレンズとケースにより作られる空間の両側端に、対向してＬＥＤ光源が配置される照明装置がある。（特許文献３）

特許文献１は、指向性の強いＬＥＤ光源を用いた場合でも、表面照度ムラを抑制することを目的としたものである。

しかし、特許文献１のように多数のＬＥＤ光源を用いたのでは、コストが増加する。また、特許文献１は、箱体内に光反射板などを配置するものであり、部品点数が多く、また、箱体のＬＥＤ光源から離れた中央部での反射率を高くするためには、さらに別途の反射板を配置する必要がある。このため、構造が複雑となり、重量の増加を招く。

特許文献２は、発光源の放射方向に放射面を有する導光体と、導光体の放射面以外の面を閉塞するケーシングとにより構成される照明光源装置である。しかし、放射面に設けられる放射側反射手段の他に、ケーシングには内側反射手段が設けられており、成形されたケーシングが反射板を兼ねるものではない。発光源の放射方向に導光体を設けるためにケーシングの厚さが厚くなる。また発光源からの光を導光体の反射面で反射させるため反射の回数が多くなり照度が低下する課題がある。均一な面発光を実現するためには、導光体の反射面のパターンが複雑になり、その加工費用が掛かる課題もある。

特許文献３は、光の拡散機能と反射機能を持つ光拡散フィルムが平行に配置したレンズの裏面に取り付けられるか、他方が光反射板を取り付けられる構造を有している。特許文献３の照明装置では、ＬＥＤの照射光は、光拡散フィルム間、あるいは光拡散フィルムと光反射板の間で反射しながら、光の照射方向と直交する方向に拡散されレンズから面発光する。しかし、筐体は装置ケース本体とレンズにより構成され、光拡散フィルムや光反射板は筐体の一部であるレンズに貼り付けて使用され、光拡散フィルムや光反射板が照明装置の筐体を兼ねるものではないので、それらを貼り付ける作業が必要であり、複雑な構造への適用は難しい。

側面に配置されたＬＥＤ基板は、ＬＥＤ基板の表面に白色のレジストによる反射処理が施されているが、反射率は高くなく、ＬＥＤから照射された照射光が光拡散フィルムや光反射板により反射された照明光がＬＥＤ基板で吸収されＬＥＤ基板が加熱される。この結果、発光効率や寿命の低下が懸念される。
また高価な光拡散フィルムを使用するのでコストが高くなる課題がある。

特開２００６−２０２７２９号公報特開２００８−０２７８８６号公報特開２０１０−１７７１９６号公報

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、マイクロ発泡樹脂シート（多数の微細機構を有する多孔質部材）の光反射特性に着目し、簡易な構造で軽量なＬＥＤ照明枠体を構成することができ、さらにその枠体が反射板を兼ねることで低消費電力で面発光が実現でき、さらに複雑形状のＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために本発明は、天面部と、開口部を有する底面部と、前記天面部と前記底面部とをつなぐ側面部と、からなる枠体を有する照明装置において、前記枠体は、前記天面部、前記側面部、および前記底面部の内、少なくとも二つの面がマイクロ発泡樹脂シートから成形され、さらに、前記枠体自体が、光反射板発泡樹脂成形体を兼ねるものであり、前記ＬＥＤ光源を配置するための開口部が前記側面部または前記天面部に設けられ、前記光反射板発泡樹脂成形体の前記開口部の内面側にＬＥＤ光源の発光面が位置するように、前記ＬＥＤ光源が実装された平型フレキシブルフラットケーブルが、前記光反射板発泡樹脂成形体の外側に沿わせて露出するように配置されて、前記光反射板発泡樹脂成形体の外面に接着されており、前記光反射板発泡樹脂成形体の内面側が、光反射板として用いられ、前記光反射板発泡樹脂成形体の外面側が、前記ＬＥＤ光源が実装された前記平型フレキシブルフラットケーブルが配置される基板の支持面として用いられることを特徴とするＬＥＤ照明装置である。

ここで、前記照明装置用枠体は、底面に光取り出し用の開口部を設けることが望ましい。前記天面部、前記側面部、および前記底面部の内、少なくとも二つの面が一体に形成されているものである。特に、前記天面部と前記側面部あるいは、前記底面部と前記側面部の２つの面の少なくともいずれかが一体に形成されていることが望ましい。ここで、二つの面が一体に形成されているとは、一体成形されているか、あるいは連続体として形成されていることを意味する。また、本発明のように平型フレキシブルフラットケーブルが接着されることで、容易にＬＥＤ光源を枠体に接着などにより形状に合わせて取り付けることができる。更にフレキシブルフラットケーブルを枠体上で自由に折り曲げたり、折り重ねることができる。このため、ガラエポ等のリジット基板上にＬＥＤ光源を配置した場合では実現できない枠体の曲面に、ＬＥＤ光源を実装したフレキシブルフラットケーブルを貼り付けるだけで、照明装置を製造することができる。また枠体に対しても実質的に応力や歪みを与えることなくフレキシブルフラットケーブルを取り付けることができる。

前記光反射板発泡樹脂成形体の内面が光反射板であり、前記光反射板発泡樹脂成形体の外面である側面部の外周面には、平型フレキシブルフラットケーブルの幅に合わせた凹部が形成されており、前記凹部に前記ＬＥＤ光源が実装された前記平型フレキシブルフラットケーブルを沿わせて配置されるかあるいははめ込まれてもよい。

前記光反射板発泡樹脂成形体が円筒形または略円錐台形または略角錐台形のいずれかの形状であり、前記光反射板発泡樹脂成形体が略円錐台形状である場合において、天面部と側面部の他にフランジ部を有し、フランジ部が天面部に略平行に形成されていて、枠体が略角錐台の形状の場合において、前記光反射板発泡樹脂成形体の側面部が底面部から天面のフランジ部に向かって広がるように形成されていることが望ましい。

前記平型フレキシブルフラットケーブルが放熱用の予備配線を有するものであることが望ましい。

前記マイクロ発泡樹脂から形成された前記底面部の開口部に、光拡散板が配置されることが望ましい。

前記光反射板発泡樹脂成形体は、波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する光学特性
として、硫酸バリウム標準片を用いた時の、硫酸バリウム標準片に対する光反射率が、全反射率が９０％以上、拡散反射率が９０％以上の光反射率を有することが望ましい。また、前記光反射板発泡樹脂成形体は、ＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、難燃ＰＣ樹脂、アクリル系樹脂のいずれかからなることが望ましい。

前記マイクロ発泡樹脂シートを成形して形成された前記ＬＥＤ照明装置用枠体は、波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する光学特性が、硫酸バリウム標準片を用いた時の、硫酸バリウム標準片に対する光反射率として、全反射率が９０％以上、拡散反射率が９０％以上のＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、難燃ＰＣ樹脂、アクリル系樹脂のいずれかからなることが望ましい。

前記光反射板発泡樹脂成形体成形品の板厚が１ｍｍ以上の場合に、波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する反射率の波長依存性は２％以内であることが望ましい。

本発明によれば、枠体が光反射特性に優れるマイクロ発泡樹脂シートで形成されているため、枠体自体を光反射板発泡樹脂成形体として機能させることができる。このため、枠体内部に、別途の反射板を設ける必要がなく、部品点数を少なくすることができる。この結果、簡易な構造で軽量な面発光が実現できるＬＥＤ照明装置を得ることができる。

特に、ＬＥＤ光源の周囲をマイクロ発泡樹脂シートで覆われた構成とすることで、ＬＥＤ光源から出射された照明光の利用効率が高くでき、消費電力の低減効果が期待できる。更に、照明光の反射光によりＬＥＤ光源やＬＥＤ基板が加熱されることが少ないので、寿命の劣化も低減できる。

また、枠体に、ＬＥＤ光源を配置するための開口部が設けられるため、ＬＥＤ光源を枠体の背面側から露出させることができる。開口部の形成は、成形品と金型の間を真空にする都合上、通常は成形後に型抜き成形により行う。
また、ＬＥＤ光源に通電する配線回路が枠体の側面部または天面部の外側に配置されることで、枠体の側面部または天面部など枠体内部には、ＬＥＤ光源の発光面が配置されるだけで、枠体内部に配線回路やＬＥＤ光源の実装基板などが配置されることがなく、配線回路やＬＥＤ光源の実装基板が枠体内面の反射板としての機能に影響を与えることがないことから、枠体内面の反射板の占める面積を最大化することができる。

また、枠体の側面部に凹部を形成することで、フレキシブルフラットケーブルが枠体からずれることがない。すなわち、前記照明装置の枠体の側面部には凹部（浅い溝形状）が形成されており、前記凹部に前記ＬＥＤ光源を実装したフレキシブル基板を沿わせて配置するかあるいははめ込まれていることで、フレキシブルフラットケーブルが枠体からずれることがない。このように、枠体の側面部の凹部の形成も真空成形用の前記凹金型の形状を、前記枠体の側面部の凹部の形状に対応する浅い溝形状の凹部を形成しておくことで、真空成形時に同時に形成することができる。前記枠体とフレキシブル基板が機密に接続されてもよい。

また、波長４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する光学特性として、硫酸バリウム標準片に対する光反射率が、全反射率が９０％以上、拡散反射率が９０％以上のＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、難燃ＰＣ樹脂、またはアクリル系樹脂で形成されれば、効率よく光を反射させることができる。

前記底面部の開口部に光拡散板が設けられてもよい。また、光拡散板を照明の固定部として用いることで枠体に変形を生じさせることなく照明を固定することができる。

また、ＬＥＤ光源がフレキシブルフラットケーブルの所定の位置に実装されることで、ＬＥＤ光源を所定位置に容易に配置することができる。ＬＥＤ光源から発生する熱は、ＬＥＤ光源からフレキシブルフラットケーブルを通じて照明装置の外部に放出することができる。この際、フレキシブルフラットケーブルには、通電用の配線の他、放熱用の予備配線などを配置したフレキシブルフラットケーブルを用いることがさらに望ましい。

フレキシブルフラットケーブルに使う導体の断面積と表面積を適切に選択することで、ＬＥＤ光源の熱を導体に効率的伝えることができ、導体表面積が放熱面積となり効率的に大気に放熱ができる。特に、フレキシブルフラットケーブルが枠体の外周に設けられる場合には、フレキシブルフラットケーブルから枠体外部に放熱できることから、枠体の内部に熱がこもることがなく、放熱効果が大きくなる。また、枠体をマイクロ発泡樹脂シートで形成しているので、断熱効果があるのでＬＥＤ発光体から出る熱を照明内に流入することを低減でき、照明装置の温度上昇を低減できる。また、配線回路をフレキシブルフラットケーブルにて枠体の外周に形成すれば、配線が枠体の外周部に露出することがなく安全である。
さらに、照明装置用枠体にフレキシブル基板を枠体の外側に貼り付ける場合、前記枠体とフレキシブル基板の隙間ができないように気密に接続される構造とすることで、枠体の内部と外部の空間を分離できる。枠体内部へのほこりなどの微粒子の侵入を防止することができ、それによる枠体の反射率の低下やＬＥＤ光源の電気的不具合などの信頼性の低下を防止できる。

本発明によれば、簡易な構造で軽量なＬＥＤ照明装置を提供することができる。

照明装置１を示す分解斜視図。（ａ）はフレキシブルフラットケーブル１５の正面図、（ｂ）はフレキシブルフラットケーブル１５の背面図。照明装置１を示す底面図。（ａ）は照明装置１の断面図、（ｂ）は照明装置１ａの断面図。照明装置１ｄの断面図。（ａ）照明装置１ｆの斜視図、（ｂ）は照明装置１ｇの斜視図、（ｃ）は照明装置１ｈの斜視図。照明装置１ｂの断面図。照明装置１ｃを示す分解斜視図。照明装置１ｃの断面図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は照明装置１を示す分解斜視図である。照明装置１は、主に、上部枠体３ａ、下部枠体４ａ、光拡散板１３、フレキシブルフラットケーブル１５、キャップ２３等から構成される。なお、以下の説明において、配線および放熱構造などは図示を省略する。

フレキシブルフラットケーブル１５は、長手方向の端部同士を突き合わせるようにして、略円形に丸められて用いられる。なお、端部同士を完全に突き合せる必要はなく、隙間が空いてもよい。

図２（ａ）は、フレキシブルフラットケーブル１５を示す正面図であり、図２（ｂ）は、フレキシブルフラットケーブル１５を示す背面図である。なお、以下の説明において、フレキシブルフラットケーブル１５への配線等については、図示を省略する。

フレキシブルフラットケーブル１５は、回路導体（例えば銅箔または銅線により形成された回路）が樹脂（例えばＰＥＴやポリイミド、ポリエチレンナフタレート）で上下面を積層樹脂被覆又は接着されたケーブルである。所定の長さに切断されたフレキシブルフラットケーブル１５の内部には、少なくとも一対の回路導体が形成されており、ＬＥＤ光源を実装したフレキシブルフラットケーブル１５の端部近傍では、これらの回路導体同士を導通させる導体部材２１が設けられる。導体部材２１は、内部の回路導体と導通する。すなわち、ＬＥＤ光源、回路導体と導体部材２１によって配線回路１９が形成される。導体部材を用いる代わりに、端部の導体回路を折り曲げて形成して配線回路１９を形成しても良い。
また、必要に応じてＬＥＤ以外に抵抗、ヒューズや電流制限部品などの回路部品が配線回路に組み込むことができる。ここで、積層樹脂がＰＥＴ樹脂の場合には、積層樹脂を接着する接着剤としては、オレフィン系接着剤やポリエステル系接着剤などを使用することができる。

フレキシブルフラットケーブル１５には、複数のＬＥＤ光源１７が所定の間隔で配置される。ＬＥＤ光源１７の電極端子を、フレキシブルフラットケーブル１５の表面から、内部の配線回路１９に貫通させてかしめるか、あるいは一方の積層被覆樹脂を剥がして、電極端子と配線回路１９をはんだ付けや低温ろう付け等を行うことで、内部の配線回路１９によってＬＥＤ光源１７へ実装することができる。なお、ＬＥＤ光源１７は、配線回路１９に対して、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよい。直列と並列を組み合わせても良い。

ここで、本願発明においては、フレキシブルフラットケーブルにＬＥＤ光源を実装したものを、フレキシブル基板として定義する。

上部枠体３ａは、天面部７および側面部９を有する。天面部７は略円形であり、天面部７の周縁部には、天面部７に略垂直に側面部９が形成される。すなわち、側面部９は、略円筒状の形状であり、天面部７に対向する側が開口する。ここで、天面部７と側面部９をつなぐ接続部はなめらかな曲線状に形成されても良い。

上部枠体３ａの側面部９には、一つ以上の（図では複数個所に）開口部５が設けられる。開口部５は、ＬＥＤ光源１７の発光部が露出する部位となる。開口部５は、周方向に所定の間隔で略等間隔に配置される。ここで、開口部５は、上記のように複数個所設けることも可能であるが、ＬＥＤ光源１７の出力を高めて、ＬＥＤ光源１７を側面部に１個所配置することもできる。
開口部５の近傍の枠体とＬＥＤを実装したフレキシブルフラットケーブル１５は接着剤や粘着剤などで接続されて、照明内部と外部とが仕切られるようにすることが好ましい。

図３は、照明装置１を示す底面図であり、図４（ａ）は照明装置１の断面図（図３のＡ−Ａ線断面図）である。ＬＥＤ光源を実装したフレキシブルフラットケーブル１５は、上部枠体３ａの側面部９の外面に配置される。前述した様に、フレキシブルフラットケーブル１５に固定されたＬＥＤ光源１７の発光部が、開口部５から内面側に配置される。フレキシブルフラットケーブル１５は、上部枠体３ａの側面部９に接着剤により固定される。例えば、これに用いる接着剤としては、ポリエステル系接着剤を用いることができる。

図４（ａ）から判るように、上部枠体３ａの側面部９の下端（開口側）には、外周側に向けてフランジ部８が設けられる。フランジ部８の下部には、下部枠体４ａが設けられる。下部枠体４ａは、略環状の部材である。下部枠体４ａの外径と上部枠体３ａのフランジ部８における外径はほぼ一致する。すなわち、上部枠体３ａの下方に下部枠体４ａを配置すると、下部枠体４ａは、上部枠体３ａの側面部外周より中心方向に所定の長さだけ突出する。ここで、特に図示しないが、図４に限らず、本発明の実施形態において、上部枠体の天面部７と側面部９の間の接続部および側面部９とフランジ部８の間には適度な丸みを設けたり、上部枠体の天面部７と側面部９の角度を成形時の抜き勾配などを考慮して適宜設けることができることは言うまでもない。

なお、上部枠体３ａの天面部７および側面部９と、下部枠体４ａの底面部１１を合わせて単に枠体と称する。本発明の枠体は、ＬＥＤ照明装置用の枠体であり、天面部７と開口部６を有する底面部１１が対向し、天面部７と底面部１１とをつなぐように側面部９が設けられる。

上部枠体３ａの内部であって下部枠体４ａの上方には、必要に応じて光拡散板１３が設けられる。下部枠体４ａはキャップ２３によって上部枠体３ａの側面部９の下端（フランジ部８）に固定され、光拡散板１３は下部枠体４ａ上に、下部枠体４ａに接するように配置される。これにより、光拡散板１３は、底面部１１の開口部６を塞ぐように配置される。例えば、光拡散板１３は、光透過性を有するガラスまたは樹脂製で、光拡散板１３は、下部枠体４ａとの接触面を接着して枠体に固定することができる。光拡散板１３は、光が透過する際に、光拡散板１３に入射する照明光の一部の光を照明内部に拡散させる。このため、光拡散板１３を用いることで、ＬＥＤ光源１７から照射され、枠体内で拡散反射した光を、さらに拡散させることができる。

なお、図４（ｂ）に示す照明装置１ａのように、下部枠体４ａと上部枠体３ａとを直接接合すれば、光拡散板１３を保持するのに、キャップ２３を用いなくてもよい。

この場合、光拡散板１３は、上部枠体３ａと下部枠体４ａとを接合する前に、上部枠体３ａを下部枠体４ａに固定する。光拡散板１３は、底面部１１の開口部６のサイズよりも大きいため、光拡散板１３を下部枠体に配置するか、あるいは配置し固定した後に、上部枠体３ａと下部枠体４ａとを接合することで照明装置１ａを組み立てることができる。

また、図５に示す照明装置１ｄのように、下部枠体４ａを、光拡散板１３の上方に配置してもよい。このようにすることで、より効率よく下部枠体４ａで光を反射させることができる。このため、光拡散板１３からより均一な光を取り出すことができる。また、側面に配置したＬＥＤ光源が見えにくくなるので、ＬＥＤ光源から直接光拡散反射板に入射する光を低減でき、より眩しさが少ない面発光照明装置とすることができる。

ここで、上部枠体３ａおよび下部枠体４ａは、マイクロ発泡樹脂シート（多数の微細機構を有する多孔質部材）から形成される。本発明で用いるマイクロ発泡樹脂シートは、中央に発泡層を有し、両面に非発泡層を有する絶縁性の樹脂シートである。ここで、発泡層とは、発泡により、気泡を生成させた層をいう。

本発明では、マイクロ発泡樹脂シートの厚さは０．４ｍｍ〜２．０ｍｍで、非発泡層の厚さは１０〜３０μｍである。発泡層の厚さは、マイクロ発泡樹脂シートの厚さから、非発泡層の厚さを引いた値になる。つまり、非発泡層の厚さは、マイクロ発泡樹脂シートの全体厚さが増しても、ほぼ一定値である。この理由は、非発泡層がマイクロ発泡樹脂シートの製造工程においてシートの表面から発泡用のガスが抜けることにより形成され、これにより形成される層の厚さは、マイクロ発泡樹脂シートの表面からの距離によって決まるためである。

本発明のマイクロ発泡樹脂シートは、平均気泡径が０．２μｍから４０μｍの範囲であることが好ましい。ここで、平均気泡径が０．２μｍより小さすぎると、光の透過度が高くなり反射率が低下する。平均気泡径が大きすぎると拡散反射率が低下するため、平均気泡径は０．２μｍから４０μｍ以下とする必要がある。さらに平均気泡径は０．５μｍから２０μｍであることが好ましい。

ＬＥＤ照明装置用枠体に用いる前記マイクロ発泡樹脂シートは熱可塑樹脂からなり、波長４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する光学特性として、硫酸バリウム標準片を用いた時の硫酸バリウム標準片に対する光反射率が、全反射率が９０％以上、拡散反射率が９０％以上を満たし、光反射率の波長依存性が１％以下の範囲内にある。全反射率、拡散反射率ともに、好ましくは９５％以上を満足でき、９９％以上も可能である。また、前記マイクロ発泡樹脂シートを成形して形成されたＬＥＤ照明装置用枠体の、波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する光学特性も、成形前のマイクロ発泡樹脂シートと同様に、光反射特性が大きく変わることがないため、硫酸バリウム標準片に対する光反射率として、全反射率が９０％以上、拡散反射率が９０％以上を満たすことができる。さらに、硫酸バリウム標準片に対する光反射率の波長依存性は、成形品の板厚を１ｍｍ以上とすれば、２％以内とすることができる。また、真空成形でなく、型紙の折り曲げ成形の場合は、枠体の光反射率は、折り曲げ部を除いてはマイクロ発泡樹脂シートにおけるシートの状態と同様の光反射率を維持できる。

ここで、本発明のマイクロ発泡樹脂シートは、絶縁性を有する基板で、その体積固有抵抗は１０^１２Ω〜１０^１１Ωである。この範囲であれば、本発明における絶縁性を十分確保できる。

本発明において、マイクロ発泡樹脂シートは、ＰＥＴ樹脂（ポリエチレンテレフタレート樹脂）、ＰＣ樹脂（ポリカーボネート樹脂）、難燃ＰＣ樹脂、アクリル系樹脂、例えばＰＭＭＡ樹脂（ポリメタクリル酸メチル樹脂）のいずれかから構成することが好ましい。上記の他、マイクロ発泡樹脂シートには、シクロオレフィンポリマー、ポリアクリロニトリルなどのアクリル樹脂に難燃性を持たせた透明樹脂を使用することもできる。また、使い場所や用途により帯電防止、難燃性付与、耐紫外線のコーティングを施したり、そのような処理をされたマイクロ発泡樹脂シートを使用しても良い。

なお、本実施形態では、天面部７、側面部９、底面部１１の全てが、光反射特性に優れるマイクロ発泡樹脂シートで形成されている例を示したが、天面部７、側面部９、および底面部１１の内、少なくとも二つの面が光反射特性を有するマイクロ発泡樹脂シートで形成されていればよく、例えば、上部枠体３ａの天面部７と側面部９の２面のみをマイクロ発泡樹脂シートで形成してもよい。もちろん、側面部９と底面部１１を真空成形または凸金型と凹金型で挟み込むマッチモールド成形で加工することも可能である。

本実施形態では、上部枠体３ａは、一体で構成される。すなわち、天面部７と側面部９は、一体で構成される。例えば、天面部７の外周に側面部９が形成された展開型紙を用い、側面部９を折り曲げて、側面部９と天面部７の端部同士、および、側面部９の突合せ部同士を接着することで一体化することができる。

また、天面部７と側面部９とを真空成形法により一体で成形してもよい。例えば、ＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、難燃ＰＣ樹脂、またはアクリル系樹脂の熱可塑性樹脂製のマイクロ発泡樹脂シートを、ヒータで加熱して軟化させ、軟化させた前記シートを成形型に吸引することで、相互に隣接する天面部７と側面部の二つの面の境界部を折り曲げた形で一体成形することができる。この時、成形材と成形型の間の圧力は、通常１ｋｇ／ｃｍ^２以下の圧力にすることができる。ここで、真空成形やマッチモールド成形の加熱成形後のマイクロ発泡樹脂シートは加熱前後で、全反射率や拡散反射率等の光学特性は、ほとんど変わらずに、全反射率や拡散反射率が９０％以上を満たすことができる。

以上、本実施の形態によれば、照明装置１の枠体（上部枠体３ａ、下部枠体４ａ）が、光反射特性に優れるマイクロ発泡樹脂シート製であるため、枠体の内面全体を反射板として機能させることができる。また、上部枠体３ａの側面部９の外周面にＬＥＤ光源を実装したフレキシブルフラットケーブル１５が配置されるため、部品点数が少なく、構造が簡易で軽量で、面発光の照明装置を得ることができる。真空成形やマッチモールド成形を用いて枠体を成形することで、照明装置の形状が曲面形状であっても枠体を成形することが可能であり、デザイン性が高く且つ面発光の照明が実現できる。また、照明装置の形状によっては、上記の真空成形やマッチモールド成形の他に、展開型紙を用いて枠体を形成することが可能である。したがって、枠体がリジッドな反射板を装着できないような複雑な局面形状であっても、枠体のいずれの位置においても優れた反射特性を持たせることができる。

また、天面部７と側面部９が一体で形成され、反射板を設ける必要がないため、取り扱い性が良好であり、組立作業性にも優れる。
また、枠体はマイクロ発泡樹脂でできていることから、柔軟性が高く、強度は高くないものの形状回復性に優れる。また、光拡散板１３やキャップ２３で補強すること、さらにそれらを固定部とすることで、ハンドリングや取り付けによる応力や歪みの影響を枠体に与えないようにできる。

また、ＬＥＤ光源１７が、上部枠体３ａの外周面側に配置され、底面部１１が照明装置１の中心方向に張り出しているため、ＬＥＤ光源１７が見えにくく、ＬＥＤ光源が目立ちにくい。これと、光拡散板１３を組み合わせることで、ＬＥＤ光源１７が目立たない眩しくない（グレア感のない）照明を実現できる。

ここで、照明装置１のＬＥＤ光源１７を発光させると、ＬＥＤ光源１７からの光は直接に照射されるのではなく、照明装置１（枠体）の内面における拡散反射を繰り返して底面部１１の開口部６（光取り出し部）から照射される。このため、レンズ等を用いることなく、光を下方に均一に拡散させて、光拡散板１３から外方に照射することができる。この結果、照度むらや影が生じることがなく、やわらかく落ちついた間接照明的な効果を演出することができる。

次に、別の第１の実施形態の実施態様をしめす。図６（ａ）の照明装置１ｆの上部枠体３ｄは、図１から図４と同様に真空成形で、ＬＥＤ照明装置の枠体の天面部７と側面部９とフランジ部８を一体成形したものである。図４との相違点は、照明装置１ｆが、図４のような円筒形の薄型の照明ではない点である。上部枠体３ｄは、天面部７から側面部９が徐々に拡径する略円錐台形状で、側面部９とフランジ部８との境界において、フランジ部８がフランジ状に天面部７と略平行に外方に拡径する形状に形成されている。

図６（ａ）では、この上部枠体３ｄの側面部９の一方の側から、天面部７の中心を通り、側面部９の他方の側（一方の側と対向する位置）にかけて、ＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５を接着する。このＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５を上部枠体３ｄに装着した際に、ＬＥＤ光源１７が上部枠体に形成された開口部に対応する位置に配置されるように、ＬＥＤ光源１７がフレキシブルフラットケーブル１５に事前に実装されたフレキシブル基板を使用する。

図６（ｂ）の照明装置１ｇの上部枠体３ｅは、図６（ａ）の枠体とほぼ同様の形状をしており、ＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５は、天面部７の中心を通り、側面部９の互いに対向する部位にまたがるように配置されている。上部枠体３ｅは、側面部９に配置したＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５がずれにくいように、フレキシブルフラットケーブルを配置する部分に、フレキシブルフラットケーブル１５の厚さに相当する深さだけ、上部枠体３ｅの側面部９の円錐台の斜面に窪む凹部１０が設けられる。上部枠体３ｅを上記のような形状とすることで、フレキシブルフラットケーブル１５がずれることがない。このように、図６（ｂ）においても、同様にＬＥＤ光源１７がフレキシブルフラットケーブル１５に事前に実装されたフレキシブル基板を使用することができる。

図６（ｃ）の照明装置１ｈの上部枠体３ｆは、図６（ａ）の枠体とほぼ同様の形状をしているが、ＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５が図６（ｂ）と異なり、側面部９の中央部の円周方向に配置される。さらに、上部枠体３ｆには、側面部９に配置したＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５がずれにくいように、ＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５を配置する位置に、フレキシブルフラットケーブル１５の厚さに相当する深さだけ、側面部９の円周方向に窪む凹部１０が設けられる。このように枠体に凹部を形成し、金型に凹金型を用い、アンダカット部が存在しても、凹部深さが浅いので、成形後に枠体を円周方向に押圧することで型抜きが可能である。もちろん、分割型などを用いれば型抜きは可能である。

図６（ｃ）においても、同様にＬＥＤ光源１７がフレキシブルフラットケーブル１５に事前に実装されたフレキシブル基板を使用することができる。

また、上記の他、ＬＥＤ光源１７を配置する部分とその近傍のみ略矩形状の平面とすることも可能である。このように、ＬＥＤ光源を配置する部分をその近傍をＬＥＤ光源の端子部を含むフレーム部の大きさに合わせた略矩形状の平面に形成することで、ＬＥＤ光源を安定させて枠体に配置することができる。

ここで、特に図示しないがフレキシブル基板を枠体の外側に付ける場合に、前記枠体とフレキシブル基板の隙間ができないように気密に接続される構造とすることが望ましい。このようにすることで、枠体の内部と外部の空間を分離できる。それにより、枠体内部へのほこりなどの微粒子の侵入を防止することができ、枠体内部の反射率の低下やＬＥＤ光源の電気的不具合などの信頼性の低下を防止することができる。

以上のように、前記照明装置の枠体の側面部９には、前記ＬＥＤ光源１７を実装したフレキシブルフラットケーブル１５を沿わせて配置するか、あるいははめ込むことができるようにフレキシブルフラットケーブル１５の幅に合わせた凹部１０が形成される。
本発明では、ＬＥＤ光源1つの場合でも、光拡散板を用いれば面発光が実現できる。照度を高めたい場合は、ＬＥＤ光源を複数用いることで対応が可能である。

次に、第２の実施形態について説明する。図７は、照明装置１ｂの断面図である。なお、以下の説明において、照明装置１等と同一の機能を奏する構成については、図１〜図４と同一の符号を付し重複する説明を省力する。

照明装置１ｂは照明装置１とほぼ同様の構造であるが、枠体の構造が異なる。照明装置１ｂの枠体は、上部枠体３ｂおよび下部枠体４ｂとからなる。下部枠体４ｂは、底面部１１と側面部９とからなる。側面部９の上端には、外周側に向けてフランジ部８が設けられる。

フランジ部８の上部には、上部枠体３ｂが接合される。上部枠体３ｂは、天面部７を構成する。上部枠体３ｂは、略円板状の部材である。上部枠体３ｂの外径と下部枠体４ｂのフランジ部８における外径はほぼ一致する。

下部枠体４ｂの側面部９の下端は、中心方向に内側に向かって所定の長さだけ突出する。すなわち、底面部１１は環状に形成され、中央部に開口部６が設けられる。底面部１１の開口部６のサイズよりも大きな光拡散板１３は、底面部１１の上部に配置される。すなわち、光拡散板１３は、底面部１１の開口部６を塞ぐように配置される。また、光拡散板１３は、底面部１１の上部に接着材で貼り付けられても良い。なお、光拡散板１３を下部枠体４ｂ内に配置した後、下部枠体４ｂのフランジ部８の上部に上部枠体３ｂが接合される。ここで、開口部６は、枠体を真空成形した後に、型抜きまたはレーザ加工などで形成すれば良い。

なお、本実施形態においても、上部枠体３ｂおよび下部枠体４ｂは、マイクロ発泡樹脂シートで形成されていることが望ましいが、例えば、下部枠体４ｂの側面部９と底面部１１の２面のみをマイクロ発泡樹脂シートで形成してもよい。

また、下部枠体４ｂは、一体で構成される。すなわち、底面部１１と側面部９は、一体で構成される。この場合、例えば、底面部１１の外周に側面部９が形成された展開型紙を用い、側面部９を折り曲げて、側面部９と底面部１１の端部同士を接着することで一体化することができる。展開型紙を用いて、枠体を形成する場合には、折り曲げ部の折り曲げ線位置に、折り曲げやすいようにマイクロ発泡樹脂シートにカッターやローラ加工等で、浅い切込みや溝を入れることが望ましい。このようにすることで、マイクロ発泡樹脂シートが折り曲げやすくなり、枠体が組み立てやすくなる。また、前述した様に、底面部１１と側面部９とを真空成形法により一体で成形してもよい。展開型紙を用いて枠体を形成する場合には、折り曲げ線以外は変形を受けないことから、枠体は、成形前のマイクロ発泡樹脂の光学特性を維持できる。

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。このように、照明装置を構成する枠体は、天面部７と側面部９、または、側面部９と底面部１１の少なくともいずれかが一体で構成されればよい。

次に、第３の実施形態について説明する。図８は、照明装置１ｃの分解斜視図であり、図９は、照明装置１ｃの断面図である。照明装置１ｃは、照明装置１等とほぼ同様であるが、枠体が略矩形に形成される点で異なる。

照明装置１ｃの枠体は、上部枠体３ｃと下部枠体４ｃとからなる。下部枠体４ｃは、底面部１１および４つの側面部９で構成される。長辺側の側面部９の上端と短辺側の側面部９の上端には、外側に向けてフランジ部８が形成され、フランジ部８の上部に上部枠体３ｃが接合される。

上部枠体３ｃは、略長方形の部材である。上部枠体３ｃは、天面部７を構成する。上部枠体３ｃの外形と下部枠体４ｃのフランジ部８における外形はほぼ一致する。底面部１１の開口サイズよりも大きな光拡散板１３は、底面部１１の上部に配置される。すなわち、光拡散板１３は、底面部１１の開口部６を塞ぐように配置される。なお、光拡散板１３は、必要に応じて、下部枠体４ｃの底面部１１に接着剤や粘着剤などで貼り付けて固定することができる。光拡散板１３を下部枠体４ｃ内に配置した後、下部枠体４ｃのフランジ部８の上部に上部枠体３ｃが接合される。

下部枠体４ｃの長辺側の側面部９には、複数の開口部５が併設される。また、下部枠体４ｃの長辺側の側面部９の外周面には、フレキシブルフラットケーブル１５が設けられる。したがって、照明装置１ｃの枠体は、長辺側の側面の内面側にＬＥＤ光源１７が露出する。なお、図示した例では、ＬＥＤ光源を実装したフレキシブルフラットケーブル１５を一対用いる例を示すが、ＬＥＤ光源を実装したフレキシブルフラットケーブル１５を側面部９の全周に巻き付けるように配置してもよい。この際、ＬＥＤ光源１７を短辺側の側面部９に配置してもよい。

下部枠体４ｃの、ＬＥＤ光源１７が配置される側面部９は、上方（天面部７側）に向けて、広がるように傾斜して形成される。すなわち、ＬＥＤ光源１７は、やや天面部７側に向けて光を照射する。

照明装置１ｃでは、ＬＥＤ光源１７から照射される光の一部が、天面部７で反射し、さらに一部の反射光が底面部１１と天面部７の反射を繰り返した後、光拡散板１３を介して、照明装置１ｃの開口部６から照射される。
光拡散板１３に入射した反射光の一部は透過するが、一部は反射し照明内部にもどる。このように反射を繰り返すことで面発光の照明となる。

なお、本実施形態においても、上部枠体３ｃおよび下部枠体４ｃは、マイクロ発泡樹脂シートで形成されていることが望ましいが、例えば、下部枠体４ｃの側面部９と底面部１１の２面のみをマイクロ発泡樹脂シートで形成してもよい。

また、下部枠体４ｃは、一体で構成される。すなわち、底面部１１と側面部９は、一体で構成される。この場合、例えば、底面部１１の外周に側面部９が形成された展開型紙を用い、側面部９を折り曲げて、側面部９と底面部１１の端部同士を接着することで一体化することができる。また、前述した様に、底面部１１と側面部９とを真空成形法により一体で成形してもよい。ここで、開口部６は、型抜きまたはレーザ加工により形成すれば良い。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、前述した各実施形態はそれぞれ互いに組み合わせることができることは言うまでもない。また、前述した各実施形態では、側面部９に開口部５を設けてＬＥＤ光源を配置する例を示したが、天面部７に開口部５を設け、ＬＥＤ光源を天面部７に配置してもよい。この場合には、ＬＥＤを実装したフレキシブルフラットケーブル１５を天面部７の外側（背面側）に配置すればよい。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｆ、１ｇ、１ｈ………照明装置
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ………上部枠体
４ａ、４ｂ、４ｃ………下部枠体
５………開口部
６………開口部
７………天面部
８………フランジ部
９………側面部
１０………凹部
１１………底面部
１３………光拡散板
１５………フレキシブルフラットケーブル
１７………ＬＥＤ光源
１９………配線回路
２１………導体部材
２３………キャップ

Claims

天面部と、開口部を有する底面部と、前記天面部と前記底面部とをつなぐ側面部と、からなる枠体を有する照明装置において、
前記枠体は、前記天面部、前記側面部、および前記底面部の内、少なくとも二つの面が光反射特性を有するマイクロ発泡樹脂シートから成形され、
さらに、前記枠体自体が、光反射板発泡樹脂成形体を兼ねるものであり、
ＬＥＤ光源を配置するための開口部が前記側面部または前記天面部に設けられ、
前記光反射板発泡樹脂成形体の前記開口部の内面側に前記ＬＥＤ光源の発光面が位置するように、
前記ＬＥＤ光源が実装された平型フレキシブルフラットケーブルが、
前記光反射板発泡樹脂成形体の外面側に沿わせて露出するように配置されて、前記光反射板発泡樹脂成形体の外面に接着されており、前記光反射板発泡樹脂成形体の内面側が、光反射板として用いられ、前記光反射板発泡樹脂成形体の外面側が、前記ＬＥＤ光源が実装された前記平型フレキシブルフラットケーブルが配置される基板の支持面として用いられることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記光反射板発泡樹脂成形体の内面が光反射板であり、前記光反射板発泡樹脂成形体の外面である側面部の外周面には、平型フレキシブルフラットケーブルの幅に合わせた凹部が形成されており、前記凹部に前記ＬＥＤ光源が実装された前記平型フレキシブルフラットケーブルを沿わせて配置されるかあるいははめ込まれることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記光反射板発泡樹脂成形体が円筒形または略円錐台形または略角錐台形のいずれかの形状であり、前記光反射板発泡樹脂成形体が略円錐台形状である場合において、天面部と側面部の他にフランジ部を有し、フランジ部が天面部に略平行に形成されていて、枠体が略角錐台の形状の場合において、前記光反射板発泡樹脂成形体の側面部が底面部から天面のフランジ部に向かって広がるように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
前記平型フレキシブルフラットケーブルが放熱用の予備配線を有するものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
前記マイクロ発泡樹脂シートから形成された前記底面部の開口部に、光拡散板が配置されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
前記光反射板発泡樹脂成形体は、波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する光学特性として、硫酸バリウム標準片を用いた時の、硫酸バリウム標準板に対する光反射率が、全反射率が９０％以上、拡散反射率が９０％以上の光反射率を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
前記光反射板発泡樹脂成形体の板厚が１ｍｍ以上の場合に、波長が４５０〜６５０ｎｍの可視光に対する硫酸バリウム標準板に対する光反射率の波長依存性は２％以内であることを特徴とする請求項６に記載のＬＥＤ照明装置。
前記光反射板発泡樹脂成形体は、ＰＥＴ樹脂、ＰＣ樹脂、難燃ＰＣ樹脂、アクリル系樹脂のいずれかからなることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。