JP2006024381A - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光軸合わせが容易であるとともに、レンズなどの光制御体が器具本体から不所望に取り外されることを防止したＬＥＤ照明器具を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明器具１は、発光ダイオード２と、発光ダイオード２を実装している基板３と、発光ダイオード２を包囲するように配設され、発光ダイオード２からの放射光を所定の方向に出射する光制御体４と、光制御体４を支持している支持部材５と、基板３、光制御体４および支持部材５を収容している器具本体７と、発光ダイオード２の光軸と光制御体４の光軸が一致するように支持部材５を器具本体７に基板３側から取付け、固定する固定手段６を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオードを光源とするＬＥＤ照明器具に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射された光が所定の方向に放射されるように、レンズを備えたＬＥＤモジュールやＬＥＤ照明器具が提案されている。例えば、凹部（くぼみ）を有するコリメータレンズを備え、凹部内にＬＥＤを収容しているＬＥＤモジュールおよびこのＬＥＤモジュールを箱状の照明器具本体内に収容している照明器具が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、多数のＬＥＤが搭載された基板が枠状体に取着され、この基板の前側に位置するように反射鏡ユニットを枠状体に取り付けているＬＥＤモジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。）。反射鏡ユニットは、多数のＬＥＤに対応して形成され、内面が反射面に形成されて反射鏡とされている反射凹部を有し、この反射凹部の所定の位置にＬＥＤが位置されている。そして、ＬＥＤモジュールをランプハウジング（照明器具本体）の前端部に着脱自在に取り付けている。
特表２００２−５２８８６１号公報（第７頁、第５図） 特開２００２−１２４１０３号公報（第３−４頁、第１図）

特許文献１は、凹部内にＬＥＤが収容されるように、ＬＥＤを搭載している基板にコリメータレンズが配設されているので、基板へコリメータレンズを配設する作業に手間を要する。また、ＬＥＤの発光部がＬＥＤの対称軸上に形成されていない場合があり、コリメータレンズの凹部内にＬＥＤを収容したのみでは、ＬＥＤとコリメータレンズの光軸が一致しない場合があるという欠点を有する。

また、特許文献２は、反射鏡ユニットを枠状体に取り付けるときに、ＬＥＤおよび反射凹部のそれぞれの光軸が合うように反射凹部の所定の位置にＬＥＤを位置させるので、当該取付作業に手間を要する。すなわち、当該取付時に、ＬＥＤを繰り返し点灯、消灯させながら、光軸合わせの確認をすることがある。また、反射鏡ユニットを枠状体の前端部に着脱自在に取り付けると、当該前端部側から反射鏡ユニットが第三者により容易に取り外されて持ち去られ、紛失するという問題がある。

本発明は、光軸合わせが容易であるとともに、レンズなどの光制御体が器具本体から不所望に取り外されることを防止したＬＥＤ照明器具を提供することを目的とする。

請求項１に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、発光ダイオードと；発光ダイオードを実装している基板と；発光ダイオードを包囲するように配設され、発光ダイオードからの放射光を所定の方向に出射する光制御体と；光制御体を支持している支持部材と；基板、光制御体および支持部材を収容している器具本体と；発光ダイオードの光軸と光制御体の光軸が一致するように支持部材を器具本体に基板側から取付け、固定する固定手段と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

発光ダイオードは、面実装形または砲弾形のいずれであってもよい。

基板は、アルミニウム（Ａｌ）などの金属板であってもよく、ガラスエポキシ材などの樹脂であってもよい。

光制御体は、例えば樹脂やガラスなどで形成され、レンズを包含する。

固定手段は、支持部材を直接器具本体に取付け、固定してもよく、他の部材を介して基板に取付け、固定してもよい。

本発明によれば、固定手段により支持部材を器具本体に基板側から取り付けるので、発光ダイオードを点灯させ、光制御体から出射される発光ダイオードからの放射光を視認しながら、発光ダイオードの光軸と光制御体の光軸が一致するように、支持部材を位置調整して器具本体に固定させることができる。また、発光ダイオードからの放射光が出射される器具本体の開口部側から光制御体が不所望に取り外されることが防止される。

請求項２に記載のＬＥＤ照明器具の発明は、請求項１記載のＬＥＤ照明器具において、光制御体は、発光ダイオードの少なくとも発光部を収容する凹部、この凹部に対向する投光面および凹部と投光面との間に形成された反射面を有することを特徴とする。

本発明によれば、発光ダイオードの発光部が光制御体の凹部に収容されているので、発光ダイオードからの放射光のうち、凹部の底面に入射した光は直接投光面から所定の方向に出射され、凹部の側面に入射した光は反射面で投光面側に反射されて投光面から所定の方向に出射される。

請求項１の発明によれば、固定手段により支持部材を器具本体に基板側から取付け、固定するときに、発光ダイオードを点灯させて、光制御体から出射される発光ダイオードからの放射光を視認しながら行うことができるので、発光ダイオードと光制御体の光軸合わせを容易に行うことができる。また、支持部材を器具本体に基板側から取付け、固定するので、器具本体の開口部側から光制御体が不所望に取り外され、紛失することを防止することができる。

請求項２の発明によれば、発光ダイオードの発光部が光制御体の凹部に収容されているので、発光ダイオードからの放射光を投光面から所定の方向に放射させる光制御体の形状設計を容易にすることができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１〜図３は、本発明の一実施の形態を示し、図１はＬＥＤ照明器具の概略断面図、図２は、同じく、発光ダイオードを示し、図２（ａ）は概略上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ方向の概略側面図、図３は光学ユニットを示し、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側断面図、図３（ｃ）は下面図である。

図１において、ＬＥＤ照明器具１は、天井等に埋設されるダウンライトであり、発光ダイオード２、基板３、光制御体としてのレンズ４、支持部材５、固定手段としてのねじ６および器具本体７を有して構成されている。

発光ダイオード２は、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂からなる円形の基板３に１個が面実装されている。発光ダイオード２は、周知の白色光を放射する構造に形成され、発光部が半球状の例えばエポキシ樹脂により被覆されている。

基板３は、図２に示すように、角部に略半楕円状の切り込み部８を有する略６角形状の例えばアルミニウム（Ａｌ）からなる土台９の中央部に配設されている。そして、基板３が配設されている土台９の表面には、外形が土台９と同一形状に形成されて、中央部に貫通孔１０を有する例えばガラスエポキシ材からなる給電板１１が接着材により固着されている。基板３は、貫通孔１０内の土台９の表面に接着剤により固着されている。

そして、給電板１１には、図２（ａ）に示すように、例えば青銅からなる長方形状の一対の給電端子１２，１２が配設されている。給電端子１２，１２は、それぞれ３個からなり、互いに配線パターン１３，１３で電気接続されている。給電端子１２，１２は、それぞれワイヤ１４，１４を介して基板３に接続され、さらに発光ダイオード２の電極に接続されている。そして、土台９の背面９ａには、図１に示すように、電気コード１５から導出されたリード線１６，１６が導入されている。リード線１６，１６は、一対の給電端子１２，１２に電気接続されている。一対の給電端子１２，１２には、リード線１６，１６を介して外部電源（直流電圧）が供給される。そして、土台９は、発光ダイオード２からの熱を放熱させる。

レンズ４は、例えばポリカーボネート樹脂からなり、図３（ｂ）に示すように、回転軸（光軸）Ｂに対称な略放物体に形成され、頂部側４ａに凹部１７を有している。そして、凹部１７の底面１７ａは、略円弧状のレンズ面に形成され、内面１７ｂは円筒状に形成されている。また、外周面４ｂは、放物線の回転体の外面形状に略近似し、前面４ｃは、平坦面に形成されている。前面４ｃは、凹部１７に対向する投光面であり、凹部１７と前面４ｃとの間の外周面４ｂは、反射面に形成されている。

そして、レンズ４は、頂部側４ａが基板３に当接し、凹部１７が発光ダイオード２を包囲するように配設されている。すなわち、凹部１７は、発光ダイオード２の発光部を収容している。そして、発光ダイオード２から放射され、凹部１７の底面１７ａに入射した光は、光軸Ｂに平行な光に屈折されて前面４ｃから出射される。また、凹部１７の側面１７ｂに入射した光は、屈折光として外周面４ｂに達し、外周面４ｂで光軸Ｂに平行な光に反射されて前面４ｃから出射される。外周面４ｂは、発光ダイオード２から放射光を光軸Ｂに平行な方向（所定の方向）に反射させる反射面に形成されている。このように、レンズ４は、発光ダイオード２からの放射光をレンズ４の所定の方向（光軸Ｂに平行）に出射する。

支持部材５は、内部が貫通され、外形が円柱体の形状に形成されており、下部５ａに複数の円状の段差１９が形成されている。そして、最上側の段差１９ａにレンズ４の前面４ｃ側を嵌め込むようにして、内部空間にレンズ４を収容している。こうして、支持部材５は、レンズ４を支持している。そして、支持部材５は、上面５ｂに、土台９の切り欠き部８に対向して、ねじ６が螺合される一対のねじ部（図示しない。）が形成されている。

土台９は、器具本体７に配設されている有底円筒の支持金具２０に取り付けられている。支持金具２０の底面２０ａには、中央部に電気コード１５を挿通する孔２１が形成され、端部側に土台９の切り欠き部８，８に対向する一対の孔２２，２２が形成されている。そして、一対の孔２２，２２および切り欠き部８，８には、支持金具２０の底面２０ａからねじ６が挿通されている。ねじ６は、さらに土台９のねじ部に螺合され、レンズ４の凹部１７に発光ダイオード２が収容され、レンズ４の頂部側４ａが基板３に当接するときに、支持部材５の上面５ｂが給電板１１に当接し、土台９の背面９ａが支持金具２０に当接し、さらにねじ６の頭部６ａが支持金具２０の底面２０ａに当接する。これにより、レンズ４を支持している支持部材５は、ねじ６により、土台８等を介して支持金具２０に固定される。

そして、支持金具２０の孔２２，２２、土台９および給電板１１のそれぞれの切り欠き部８，８の大きさは、ねじ６の螺合部の直径よりも幾分大きく形成されている。そして、ねじ６を支持部材５のねじ部に螺合させるとき、ねじ６を前記孔２２，２２および切り欠き部８，８で左右前後に移動させることにより、支持部材６およびレンズ４が左右前後に移動される。この移動により、発光ダイオード２およびレンズ４の光軸合わせの調整が行えるようになっている。すなわち、ねじ６は、発光ダイオード２の光軸とレンズ４の光軸が一致するように支持部材６を支持金具２０に取付け、固定することができる。

図１において、器具本体７は、金属板例えばアルミニウム（Ａｌ）板からなり、円筒体２３および円筒体２３の開口部２３ａの周囲に設けられたフランジ部２４を有して形成されている。器具本体７は、一対の板ばね２５，２５の弾性復帰力により、フランジ部２４の上面２４ａが例えば天井２６の下面２６ａに当接されて、天井２６に埋設される。そして、円筒体２３の他方の開口部２３ｂには、蓋体２７が着脱自在に配設されている。蓋体２７には、給電用の電気コード１５を挿通する孔２８が形成されている。

そして、有底円筒の支持金具２０は、器具本体７の内部にリベット２９，２９により取り付けられている。このとき、ねじ６により支持金具２０に取付けられている支持部材５の下部５ａに形成されている円状の段差１９が器具本体７の開口部２３ａに臨むように、支持金具２０の配設位置が設定されている。そして、支持金具２０が器具本体７に取り付けられることにより、器具本体７は、発光ダイオード２を実装している基板３、レンズ４および支持部材５を収容している。

円筒体２３内には、ねじ６を取り外した状態で、図２に示す基板３、給電板１１および土台９の一体物が開口部２３ａから挿入される。そして、電気コード１５を支持金具２０の孔２１に挿通させた後、土台９の切り欠き部８，８を一対の孔２２，２２に対向させるようにして、土台９の背面９ａを支持金具２０に当接させる。そして、レンズ４を支持した支持部材５を円筒体２３内に挿入するとともに、円筒体２３の他方の開口部２３ｂからねじ６を支持金具２０の孔２２，２２および土台９および給電板１１のそれぞれの切り欠き部８，８に挿通させ、支持部材５のねじ部に螺合させる。すると、レンズ４の凹部１７に発光ダイオード２が収容される。

そして、発光ダイオード２を点灯させ、レンズ４から出射される照射光を壁面や床面あるいは机上面などに照射させる。ここで、発光ダイオード２の光軸とレンズ４の光軸が一致していると、壁面などに輪郭の鮮明な明るい円形のビーム光が得られる。一方、発光ダイオード２の光軸とレンズ４の光軸が一致していないと、壁面などに輪郭の不鮮明な明るさが低いビーム光が得られる。したがって、ねじ６を螺合させるとき、壁面などに照射されたビーム光を視認しながら、ねじ６を支持金具２０の孔２２，２２、土台９および給電板１１のそれぞれの切り欠き部８，８で移動調整して、壁面などに輪郭の鮮明な明るい円形のビーム光が得られるようにする。そして、当該ビーム光が得られた状態で、ねじ６の頭部６ａを支持金具２０の底面２０ａに当接させ、支持部材５のねじ部に完全に螺合させる。これにより、発光ダイオード２の光軸とレンズ４の光軸が一致した状態で、レンズ４を支持している支持部材５が支持金具２０に取付けられ、固定される。

このように、ねじ６を支持部材５のねじ部に螺合し、支持部材５を支持金具２０に支持金具２０側から固定するときに、発光ダイオード２を点灯させて、レンズ４から出射されたビーム光を視認（確認）しながら、ねじ６の位置調整をして、発光ダイオード２の光軸とレンズ４の光軸を一致させるので、両者の光軸合わせが容易化される。ここで、支持金具２０は、器具本体７に配設されているので、支持部材５は、器具本体７に固定されるものである。また、支持金具２０および支持部材５の間には、基板３、給電板１１および土台９の一体物が配設されるので、支持部材５は、支持金具２０（器具本体７）に基板３側から取付け、固定されている。

そして、仮に、レンズ４またはレンズ４を支持している支持部材５が器具本体７の開口部２３ａから器具本体７に取付け、固定されると、発光ダイオード２とレンズ４の光軸合わせの位置調整は、発光ダイオード２を消灯させて行うことになる。すなわち、当該位置調整を行うごとに、発光ダイオード２を点灯させて光軸合わせが良好なものか否かを確認することになる。この結果、当該位置調整および確認作業に時間を要するという問題が発生する。

そして、ＬＥＤ照明器具１は、レンズ４を支持している支持部材５を、ねじ６により器具本体７の内部に配設されている支持金具２０に支持金具２０（基板３）側から取付け、固定しているので、レンズ４を器具本体７の開口部２３ａ（レンズ４の前面４ｃ）側から取り外すことができないものである。したがって、第三者により、不所望にレンズ４が取り外されて紛失することが防止される。

そして、発光ダイオード２の発光部をレンズ４の凹部１７に収容させることにより、発光ダイオード２からの放射光のうち、凹部１７の底面１７ａに入射した光は前面４ｃ（投光面）から所定の方向に出射され、凹部１７の側面１７ｂに入射した光は外周面４ｂ（反射面）で前面４ｃ側に反射されて前面４ｃから所定の方向に出射される。すなわち、発光ダイオード２からの放射光の大部分がレンズ４の凹部１７に入射されるので、発光ダイオード２からの放射光を前面４ｃ（投光面）から所定の方向に放射させるレンズ４の形状設計が容易化される。

本発明の一実施の形態を示すＬＥＤ照明器具の概略断面図。 同じく、発光ダイオードを示し、図２（ａ）は概略上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ方向の概略側面図。 同じく、光学ユニットを示し、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は側断面図、図３（ｃ）は下面図。

符号の説明

１…ＬＥＤ照明器具
２…発光ダイオード
３…基板
４…光制御体としてのレンズ
５…支持部材
６…固定手段としてのねじ
７…器具本体

Claims (2)

1. 発光ダイオードと；
   発光ダイオードを実装している基板と；
   発光ダイオードを包囲するように配設され、発光ダイオードからの放射光を所定の方向に出射する光制御体と；
   光制御体を支持している支持部材と；
   基板、光制御体および支持部材を収容している器具本体と；
   発光ダイオードの光軸と光制御体の光軸が一致するように支持部材を器具本体に基板側から取付け、固定する固定手段と；
   を具備していることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
2. 光制御体は、発光ダイオードの少なくとも発光部を収容する凹部、この凹部に対向する投光面および凹部と投光面との間に形成された反射面を有することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ照明器具。

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