本発明の屋外用照明装置は、中空部に調光電源が収容された有底円筒状の電源ユニット1、中空部に発光素子が収容され、開放端側が光を透過する透明板で覆われ、かつ電源ユニット1に固定された有底円筒状の照明ユニット2、および電源ユニット1と照明ユニット2との間に介在し、調光電源から発光素子に供給される電流の値を調節するために用いられる、軸を中心に回転可能な有底円筒状の調光リング3で構成されている。電源ユニット1、照明ユニット2および調光リング3は、それぞれの円筒部の中心軸が一致するように配置され、調光リング3の円筒部31の前端面および後端面にリング状の溝37、38が形成され、かつその溝37、38にリング状の防水パッキン8が収容されている。
前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製されたものである、請求項1ないし6のいずれかに記載の屋外用照明装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献1、2に記載の照明装置を、例えば庭園の照明装置として使用する場合、照明装置を設置した場所で、対象物を照明しながら明るさを調節できるため、調節がしやすい利点がある。
【0006】
その一方で、庭園のような屋外で使用する照明装置は、常に雨風に晒され、照明装置内部に水や湿気が浸入する恐れがあるため、防水機能を備えることが不可欠である。
【0007】
しかし、特許文献1、2に記載された照明装置では、装置本体の一部に開口部を設け、その開口部から、LEDの輝度を調節する可変抵抗器のツマミやノブを外部に突出させる構造を採用している。このような構造では、外部からの水や湿気の浸入を防ぐことができないために、照明装置を屋外で使用することができなかった。
【0008】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、照明の明るさを調節する調光機能と共に防水機能をも備えた、屋外での使用が可能な照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明にかかる屋外用照明装置は、
中空部に調光電源が収容された有底円筒状の電源ユニットと、
中空部に発光素子が収容され、開放端側が光を透過する透明板で覆われ、かつ前記電源ユニットに固定された有底円筒状の照明ユニットと、
前記電源ユニットと照明ユニットとの間に介在し、前記調光電源から前記発光素子に供給される電流の値を調節するために用いられる、軸を中心に回転可能な有底円筒状の調光リングとで構成され、
前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、それぞれの円筒部の中心軸が一致するように配置され、
前記調光リングの円筒部の前端面および後端面、または前記電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部のそれぞれの端面にリング状の溝が形成され、かつその溝にリング状の防水パッキンが収容されていることを特徴とする。
【0010】
本発明にかかる屋外用照明装置において、前記調光電源の一部をなし、前記発光素子に供給される電流の値を調節する回転式の可変抵抗器が、前記調光リングの底部と対向する位置に配置され、
前記可変抵抗器の回転軸は、当該回転軸の回転中心と前記調光リングの回転中心が一致した状態で、前記調光リングの底部に形成された孔に嵌合していることが好ましい。
【0011】
また前記調光リングの円筒部の後端面および前端面にそれぞれリング状の第1および第2の段差部が形成され、
前記電源ユニットの円筒部の端面に、前記第1の段差部と一定の隙間を隔てて対向するリング状の第2の段差部が形成され、
前記照明ユニットの円筒部の端面に、前記第2の段差部と一定の隙間を隔てて対向するリング状の第3の段差部が形成されていることが好ましい。
【0012】
本発明にかかる屋外用照明装置において、前記電源ユニットの円筒部の内壁には、軸と平行に一対の柱状の第1のリブが取り付けられ、
前記照明ユニットの底部には、前記第1の一対のリブに対応した箇所に一対の第2のリブが取り付けられ、
前記照明ユニットは、前記第1の一対のリブと第2のリブとを、それぞれの中心部に形成された孔に挿入されたビスを用いて連結することにより、前記電源ユニットに固定されていることが好ましい。
【0013】
前記防水パッキンの断面は、円形、楕円形、または円の外周に突起が等間隔に形成された形状のいずれかであることが好ましい。また前記調光電源は、円柱状の電源本体の一方の端面の中心部に前記可変抵抗器が取り付けられたものであることが好ましい。更に前記電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングは、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製されたものであることが好ましい。
【発明の効果】
【0014】
本発明にかかる屋外用照明装置は、電源ユニット、照明ユニットおよび調光リングを、それぞれの円筒部の中心軸が一致するように配置しているために、調光リングを装置本体の内部と外部とを遮蔽するカバーとして機能させることができる。
【0015】
更に、調光リングの円筒部の前後の端面、または電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部のそれぞれの端面にリング状の溝を形成し、その溝に防水パッキンを収容しているため、電源ユニットおよび照明ユニットと調光リングとの間の隙間から水や湿気が浸入するのを防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態にかかる屋外用照明装置について、スポットライトに適用した場合を例に挙げ、図面を参照して説明する。
【0018】
<屋外用照明装置の構成と各部の機能>
最初に、
図1および
図2を参照して、本実施の形態にかかる屋外用照明装置(以降、「照明装置」と略す)100の主要構成部材について説明する。
図1は、本実施の形態にかかる照明装置の正面図、
図2は、同装置の側面図である。
【0019】
照明装置100は上部と下部で機能が分かれており、上部の照明装置本体は電源ユニット1、照明ユニット2および調光リング3で構成され、本体を支持する下部は、アーム4および支持ユニット5で構成されている。
【0020】
有底円筒状の電源ユニット1、照明ユニット2および調光リング3は、それぞれの円筒部の軸が一致する状態で、光を照射する側より、照明ユニット2、調光リング3および電源ユニット1の順に配置されている。以降の説明においては、照明ユニット2側を前部、電源ユニット1側を後部とする。
【0021】
電源ユニット1、照明ユニット2および調光リング3の材質は、屋外に設置されることから耐腐食性が必要となり、またLEDの発熱を逃がすために熱伝導性が良い材料を使用する必要がある。これらの点を考慮し、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製することが好ましい。
【0022】
後述するように、照明ユニット2は電源ユニット1に固定され、回転できないが、調光リング3は軸を中心に回転できるように構成されている。操作者が指で調光リング3を回転させることにより、照明ユニット2の前面から放射される光の強度を調節できる。
【0023】
図2に示すように、照明ユニット2の外周面には、調光リング3の回転量を測る目盛20が印刷され、一方、調光リング3の外周面には、回転位置を示す三角形の目印30が印刷されている。操作者が指で調光リング3を回転させると、目印30が目盛20に対して移動し、視覚によって回転量を確認できる。
【0024】
電源ユニット1の下部には、中空のアーム4が軸41を介して取り付けられており、アーム4の下部には、円筒部51およびスパイク52で構成された支持ユニット5が取り付けられている。アーム4および支持ユニット5は、電源ユニット1等と同様、耐腐食性および熱伝導性を考慮し、アルミニウムまたはアルミニウム合金で作製することが好ましい。
【0025】
図1に示すように、円筒状の軸41は、電源ユニット1に取り付けられた円筒部41aと、アーム4に取り付けられた円筒部41bに分割されており、それらがビス43によって、相対的に回転できる状態で固定されている。
【0026】
照明装置100を庭園等に設置する際には、先端の尖ったスパイク52を地面に突き刺して固定する。その後、アーム4の軸41を回転させて照明ユニット2から放射される光の方向を調節する。
【0027】
次に、
図3、
図4、
図5および
図6を参照して、電源ユニット1、照明ユニット2、調光リング3、アーム4および支持ユニット5の内部構造について説明する。
図3は、
図1のA−A線で切断した断面図、
図4は、
図2のB−B線で切断した断面図である。また
図5(a)(b)(c)は、調光リング3の正面図、側面図および背面図、
図6は、調光リング3の円筒部31の周辺を拡大して示した要部断面図である。
【0028】
電源ユニット1は、開放端側に向かって若干拡がった円筒部11と底部12からなり、中空部には調光電源7が収容されている。円筒部11の上下の内壁に形成された肉厚部13には、リング状のガイド14が取り付けられている。このガイド14は、円柱状の調光電源7を電源ユニット1の中空部に挿入する際に、調光電源7を中空部に案内するために設けられたもので、挿入を容易にする。
【0029】
調光電源7は、トランス等の主要部品が収容された円柱状の電源本体71と、電源本体71の前端面の中心部に取り付けられた可変抵抗器72とで構成されている。可変抵抗器72には、回転軸73を回転させて抵抗値を変える回転式の可変抵抗器を採用しており、回転軸73の回転中心Oは、調光リング3の円筒部31の回転中心と一致している。
【0030】
電源ユニット1の中空部には円筒状のガイド13が取り付けられており、調光電源7を中空部に収容する際には、円柱状の電源本体71をガイドに案内される形で中空部に挿入する。電源本体71の前端面の周辺にはリング状のフランジ74が形成されており、調光電源7は、フランジ74の上下に形成された一対の孔にビス15、15をそれぞれ挿入して円筒部11の肉厚部13に固定することにより、電源ユニット1に取り付けられる。
【0031】
照明ユニット2は、有底円筒状のユニットケース21、および開放端側に光を透過するガラス23が嵌め込まれた円筒状のレンズカバー22で構成されている。ユニットケース21の円筒部24の前部の外周面には雄ネジが形成され、レンズカバー22の内周面には雌ネジが形成されている。
【0032】
レンズカバー22の雌ネジをユニットケース21の雄ネジに螺合することにより、ユニットケース21の底部25、レンズカバー22およびガラス23で覆われた密閉空間が形成され、その密閉空間には、LEDモジュール26とレンズ27が収容されている。以降、ユニットケース21の円筒部24および底部25を、単に照明ユニット2の円筒部および底部とも云う。
【0033】
本実施の形態では、LEDモジュール26として、円盤状の配線基板に120度毎にLED26aが3個配置されたモジュールを用いている。同様に、レンズ27として120度毎に3個、集光用のレンズが配置され、その間が透明樹脂板で連結されたものを用いている。レンズ27の底部には、LED26aを収容する凹部が形成され、LED26aから放射された光はレンズ27で集光された後、ガラス23を通って外部に放出される。
【0034】
なお、本実施の形態では3個のLEDと集光レンズが収容された照明ユニット2を用いているが、LEDと集光レンズの数は3個に限定されず、要求される光の強度に応じて
増減できることは云うまでもない。
【0035】
また本実施の形態では発光素子としてLEDを用いているが、発光素子は必ずしもLEDに限定されない。LEDと同様の輝度と寿命を確保できるものであれば、他の発光素子を用いてもよい。
【0036】
調光リング3は円筒部31と底部32からなり、
図5に示すように、底部32には円弧状の3つのスリット33a,33b、33cが形成されている。3つのスリットのうち33aおよび33bは、後述する電源ユニット1の一対のリブ16、16を通すためのもの、33cは、電力供給用のコード61を通過するためのものである。
図3に示すように、調光電源7と照明ユニット2のLEDモジュール26との間は一対のコード61、61によって接続されている。図示しないが、ユニットケース21の底部25には、コード61を通す孔が形成されている。
【0037】
また調光リング3の底部32の中心部には、可変抵抗器72の回転軸73の断面形状に対応した、円の一部が切り欠かれた形状の孔34が形成されている。この孔34に可変抵抗器72の回転軸73を嵌合することにより、回転軸73は、調光リング3の回転に伴って回転する。
【0038】
図5および
図6に示すように、円筒部31の前後の端面には、リング状の段差部35および36が形成されている。段差部35は、電源ユニット1の円筒部11の端面に形成された段差部16と一定の隙間を隔てて対向している。同様に、段差部36は、照明ユニット2の円筒部21の端面に形成された段差部28と一定の隙間を隔てて対向している。
【0039】
また調光リング3の円筒部31の前部および後部の端面には、防水パッキン9を収容するリング状の溝37および38が形成されている。調光リング3の防水機能については、後に
図6を用いて詳述する。
【0040】
次に、照明ユニット2の電源ユニット1への固定方法について説明する。
図3および
図4に示すように、電源ユニット1の円筒部11の左右の内壁には、一対の柱状のリブ17、17が円筒部11の軸と平行になるように取り付けられ、先端は調光リング3まで到達している。またそれぞれのリブ17の中心部には、ビスを挿入する孔18が形成されている。
【0041】
一方、照明ユニット2の底部25にも、上述の一対のリブ17、17に対応する位置に、一対の柱状のリブ29、29が形成されており、その先端は調光リング3まで到達している。リブ17と同様に、リブ29の中心部にビス挿入用の孔(図示せず)が形成されている。
【0042】
前述したように、調光リング3の底部32には一対の円弧状のスリット33a、33bが形成されており、上述の電源ユニット1の一対のリブ17、17の前端と、照明ユニット2の一対のリブ29、29の後端は、調光リング3のスリット33a、33bを介して当接している。この状態で、電源ユニット1の底部に形成された孔18の開放端(
図2参照)から図示しないビスを挿入して照明ユニット2のリブ29に締め付けると、照明ユニット2は電源ユニット1に固定される。
【0043】
ビスによって照明ユニット2が電源ユニット1に固定された状態では、調光リング3は、前後に若干の隙間を保った状態で、照明ユニット2と電源ユニット1との間に配置されており、操作者の手を用いて回転させることができる。
【0044】
次に、アーム4および支持ユニット5について説明する。アーム4および支持ユニット5は電源ユニット1を垂直面内において回転可能な状態で支持すると共に、電力供給用コードの通路を提供している。
図3および
図4に示すように、支持ユニット5の円筒部51の側面に設けられた開口には、中空の防水クランパ53が取り付けられており、その中空部には外部商用電源に接続されたケーブル60が挿通されている。
【0045】
図3および
図4に示すように、ケーブル60から取り出された一対のコード62、62は、円筒部51、アーム本体42および軸41の内部に形成された中空部を通って電源ユニット1内まで延びている。なお、商用電源から供給される電力を、支持ユニット5およびアーム4内の中空部に配線されたコードを用いて照明装置の電源ユニット1に供給する構造は、照明装置の分野では広く知られているため、詳細な説明は省略する。
【0046】
<照明装置の回路構成>
次に、前述の
図3および新たな
図7を参照して、照明装置100の回路構成について説明する。
図7に、照明装置100の回路構成を示す。図中、
図3に記載された部材と同一の部材には同一の符号を付している。
【0047】
照明装置100の回路は、電源ユニット1の円筒部11内に収容され、かつケーブル60および一対のコード62を介して外部の商用電源63に接続された調光電源7と、照明ユニット2のユニットケース21内に収容されたLEDモジュール26とで構成されている。
【0048】
調光電源7は、商用電源63から供給された交流電流を直流電流に変換してLEDモジュール26に供給するもので、交流電流のノイズを除去するノイズフィルタ75、交流電流を直流電流に変換する整流器76、および可変抵抗器72の抵抗値を変えることにより、LEDモジュール26に供給される直流電流の値を調節する制御回路77によって構成されている。
【0049】
前述したように、操作者が指で調光リング3を回転させると、可変抵抗器72の回転軸73が回転して、調光電源7からLEDモジュール26に供給される直流電流の値が変化し、それに伴ってLED26aから放射される光の強度が変化する。
【0050】
<調光リングの機能>
次に、前述の
図3〜
図6を参照して、調光機能と防水機能を兼ね備えた調光リング3の機能について説明する。
【0051】
前述したように、有底円筒状の電源ユニット1、照明ユニット2および調光リング3のそれぞれの円筒部の中心が一致するように配置されており、かつそれぞれの円筒部の直径が略等しいため、調光リング3は装置本体の内部と外部とを遮蔽するカバーとして機能している。
【0052】
本実施の形態の調光リング3の第1の特徴は、装置本体の内部と外部とを遮蔽するカバーとして機能する調光リングに防水機能を付加した点にある。前述したように、調光リング3の円筒部31の前後の端面には段差部35および36が形成されているが、そのうち円筒部31の軸と直交する面にはリング状の溝37および38が形成され、それぞれの溝に防水パッキン9が収容されている。
【0053】
前述したように、調光リング3が回転できるように、電源ユニット1の円筒部11と照明ユニット2の円筒部21との間に若干の隙間を設けているが、その隙間から雨や湿気が侵入すると、漏電の原因となる。本実施の形態では、漏電を防止するため、
図6に示すように、調光リング3の円筒部31の前後の端面にリング状の溝37および38を形成し、その溝にシリコンゴム製の防水パッキン9を挿入している。
【0054】
防水パッキン9として、太さが隙間の幅より若干大きいものを用いれば、弾性によって防水パッキンが端面に押し付けられて隙間を密閉し、外部から水や湿気が浸入するのを防止できる。防水パッキンと端面は線接触し摩擦は左程大きくないため、調光リング3の回転の妨げとはならない。逆に、防水パッキン9によって調光リング3の円筒部31の端面と、電源ユニット1の円筒部11および照明ユニット2の円筒部25の端面が接触するのを防止できるため、調光リング3のなめらかな回転に寄与する。
【0055】
図8に防水パッキン9の断面形状を示す。
図8(a)に示した断面が円形の防水パッキンは最も一般に使用されるもので、Oリングとも呼ばれている。
図8(b)に示した断面が楕円形の防水パッキン、
図8(c)に示した円形の断面に三角形の突起が等間隔に形成された防水パッキンを用いると、
図8(a)に示した断面が円形の防水パッキンに比較して端面との接触面積が増えるため、高い防水機能を要求される場合に適している。ただし、接触する面積が増える分、摩擦抵抗が大きくなる。防水パッキンの材質および断面形状は、要求される防水能力および端面との間に発生する摩擦力を考慮して決定する必要がある。
【0056】
本実施の形態の調光リング3の第2の特徴は、調光リング3の回転中心を、照明ユニット2の光の強度を調節する可変抵抗器72の回転軸73の回転中心Oと一致させた点にある。そしてこの構成を実現するため、本実施の形態では、調光リング3の底部32の中心に形成された孔34に、電源ユニット1の中空部に収容された可変抵抗器72の回転軸73を嵌合させている。
【0057】
図5に示すように、調光リング3の底部には一対の円弧状のスリット33a、33bが形成されており、スリット33a、33bのそれぞれに挿入された一対のリブ17、17がスリットの端部に衝突しない約120度の角度範囲で、調光リンク3を回転させることができる。可変抵抗器72で調節可能な抵抗値をこの角度範囲に合わせて設定すれば、LED26aから発光される光の強度を、実用可能な範囲で調節できる。
【0058】
調光リング3の円筒部31と可変抵抗器72の回転軸73との回転半径の違いから、操作者が指で調光リング3を回転させると、可変抵抗器72の回転軸73に大きなトルクが加わるため、少ない力で回転軸72を回転させることができる。更に回転軸73に加わるトルクは回転角度に関係なくほぼ一定であるため、なめらかな調光操作を実現できる。
【0059】
また
図6に示すように、本実施の形態では、調光リング32の円筒部31の前後の端面に段差部35および36を形成し、この段差部35、36を、電源ユニット1の円筒部11の前端面に形成された段差部16、および照明ユニット2の円筒部21の後端面に形成された段差部28と、一定の隙間を隔てた状態で対向させている。
【0060】
このような構成を採用すれば、調光リング3の円筒部31は、電源ユニット1の円筒部11および照明ユニット2のユニットケース21の円筒部24によって位置が規制されるため、軸と直交する方向に無理な力が加わっても、調光リング3の変移が抑えられ、結果として調光リング3の変形や破壊を防止できる。
【0061】
なお、本実施の形態では、調光リングの円筒部の端面にリング状の溝を形成したが、電源ユニットおよび照明ユニットの円筒部の端面にリング状の溝を形成しても、同様の機能を実現できる。
【0062】
また本実施の形態では、本発明にかかる照明装置をスポットライトに適用した場合について説明したが、本発明にかかる照明装置の用途はスポットライトに限定されず、防水機能を必要とする屋外用の様々な照明装置に適用できる。