(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
実施の形態1.
図1は、本実施の形態に係るLEDユニット100の分解斜視図である。
図2は、本実施の形態に係るLEDユニット100の斜視図である。
図3は、本実施の形態に係るLEDユニット100を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
図4は、本実施の形態に係るLEDユニット100を示す図であり、
図3(a)に示すA−A断面の一部拡大図である。
図1〜
図4を用いて、実施の形態に係るLEDユニット100の全体構成について説明する。
【0010】
図1及び
図2に示すように、LEDユニット100は、放熱板110と、基板200と、主反射部300と、補助反射部400と、透光カバー500とを備える。
【0011】
基板200は、長方形状であり、4枚の基板200が長手方向に直列に並べられて放熱板110に取り付けられる。1枚の基板200には、長手方向に12個のLED210が並べて装着されている。また、1枚の基板200には、2個のコネクタ230が装着されている。コネクタ230は、長手方向の両端部近傍にそれぞれ配置される(
図1、
図3(a)参照)。
【0012】
本実施の形態に係るLEDユニット100は、上述したように、直列に連結された4つの基板200を備える。すなわち、LEDユニット100には、12個×4=48個のLED210が直線状に並べて配置される(
図3(a)参照)。
図3(a)に示すように、48個のLED210が直線状に並んで配置されているLED210の列をLED列211とする。
【0013】
図1及び
図4に示すように、基板200において、LED210が実装されている面を基板発光面240とし、基板発光面240の反対側の面を基板非発光面250とする。
【0014】
図1及び
図3(a)に示すように、12個のLED210は、基板200の長手方向に延びる直線上に並べて実装されている。また、2個のコネクタ230は、基板200の長手方向の両端側かつ短手方向の一端側に1つずつ実装され、12個のLED210が並べて配置されている直線上(LED列211)からはずれた位置に配置されている。
【0015】
図1及び
図4に示すように、放熱板110は、断面コ字状をなす略長方形の板であり、コ字状の凹部の底部分に基板200を取り付ける基板取付面111を備える。また、放熱板110は、コ字状の両側の短手方向端部から外側に延設された本体取付部112を備える。本体取付部112には、LEDユニットを照明器具等の本体に取り付ける際に、ネジ等を通すために用いる取付孔113を備える。放熱板110は、LED210から発せられる熱を放熱するためにアルミ等の熱伝導率の高い材料で形成されている。
【0016】
図4に示すように、放熱板110は、基板200が主反射部300により基板取付面111へ押し付けられ、基板200と基板取付面111とが密着するように取り付けられているので、LED210の熱を効率良く逃がすことができる構造となっている。
【0017】
主反射部300は、基板200の基板発光面240側に取り付けられ、LED210から発せられる光(照射光)を反射して、LED210からの照射光の照射方向を調節する。
図1に示すように、4つの主反射部300が、4つの基板200の各基板200に対応してそれぞれ取り付けられる。つまり、4つの主反射部300は、基板200と同様に、直列に連結するように放熱板110に取り付けられる。
【0018】
図1及び
図4に示すように、主反射部300は、略直方体形状をなしている。また、主反射部300は、断面がM字状に形成されており、短手方向のほぼ中央部に形成される凹部(溝部350)を備える。
【0019】
主反射部300は、溝部350の底面部330にLED210を挿入させる12個のLED挿入孔320を備える。短手方向の両端に形成される凸部360に透光カバー500を取り付けるカバー取付部331を備える。
【0020】
図1に示すように、放熱板110の基板取付面111は、長手方向に長い長方形状である。また、
図3(a)に示すように、基板200は、直線状に並べられたLED210(LED列211)が基板取付面111の短手方向の略中心に配置されるように、基板取付面111に取り付けられる。
図1に示すように、LED210は、基板200の短手方向の中心に直線状に並んでいるわけではなく、基板200の短手方向の中心からやや短手方向一端側にずれた位置に並んで配置される。これは、コネクタ230が短手方向他端側に配置されているからである。
【0021】
図4に示すように、主反射部300は、底面部330と底面部330に対向する開口部340を有する溝部350を備える。また、溝部350は、内側面である主反射面310を備える。主反射部300は、底面部330の短手方向の略中心(略中心線上)に、LED210を挿入させるLED挿入孔320(
図1参照)を備える。底面部330は発光面の一例である。
【0022】
LED挿入孔320は、基板200に装着されているLED210を挿入させるための孔である。基板200は、主反射部300の底面部330の裏面と基板発光面240とが当接するとともに基板非発光面250と基板取付面111とが当接するように、主反射部300の底面部330の裏面と基板取付面111とにより挟まれて取り付けられる。
【0023】
つまり、主反射部300の底面部330において、放熱板110に基板200と主反射部300とが取り付けられた場合に、基板200の12個のLED210に対応する位置に、12個のLED挿入孔320が形成されている。主反射部300は、LED210から照射される光の一部を、溝部350の内側面である主反射面310で反射して開口部340から出射させる。
【0024】
図4に示すように、主反射部300は、溝部350の開口部340が照射方向を向くように放熱板110のコ字状の凹部に嵌め込まれ、取付ネジ120により放熱板110に固定される。このとき、主反射部300は、溝部350の底面部330の裏面と基板取付面111との間に基板200を挟むようにして放熱板110に固定される。基板200の基板発光面240を照射方向側に向けるとともに基板非発光面250を基板取付面111に当接させながら、主反射部300を放熱板110に固定することにより、基板200が放熱板に密着するように固定される。
【0025】
取付ネジ120を締め付けて放熱板110に主反射部300を固定することにより、基板非発光面250が放熱板110に押し付けられるので、放熱効率を高めることができる。
【0026】
主反射部300には、開口部340を覆うように透光カバー500が取り付けられる。透光カバー500は、透光率の高いアクリル製の板材であり、ほぼ長方形をなしている。主反射部300の照射方向側の面の短手方向の両端側部には、透光カバー500の両側部を収納する溝であるカバー取付部331が形成されている。透光カバー500の両側部をカバー取付部331に挿入しスライドさせることにより、透光カバー500を主反射部300に取り付ける。
【0027】
図1及び
図4に示すように、補助反射部400は、三角柱形状をなしている。補助反射部400の三角柱形状の3つの側面のうち、取り付け時に透光カバー500に当接させる側面を取付側面440とする。また、取付側面440以外の2つの側面を補助反射面410a,410bとする。
【0028】
補助反射部400は、三角柱形状をなしており、三角柱形状の一側面(取付側面440)を透光カバー500に面接触させながら、透光カバー500に取り付けられる。補助反射部400の長手方向の長さは、透光カバー500の長手方向の長さと略等しい。補助反射部400の長手方向の長さは、基板200を4つ直列に連結した場合の長手方向の長さと略等しく、主反射部300を4つ直列に連結した場合の長手方向の長さとも略等しい。
【0029】
透光カバー500は、補助反射部400を取り付ける取付穴530を短手方向のほぼ中央線上に、例えば5つ、備える(
図1参照)。また、補助反射部400の取付側面440の取付穴530に対応する箇所には、取付ネジ510と係合するネジ係合穴450を備える。
【0030】
補助反射部400は、透光カバー500の内側(LED210側)の面の短手方向のほぼ中央線上に取付側面440を当接させるように配置される。そして、補助反射部400は、透光カバー500の取付穴530を貫通した取付ネジ510が取付側面440のネジ係合穴450と係合することにより、透光カバー500に取り付けられる。
【0031】
図4に示すように、透光カバー500が、主反射部300のカバー取付部331に取り付けられたとき、溝部350の底面部330に直線状に並べて配置されたLED210(LED列211)の直下(光軸方向、照射方向)に補助反射部400が配置される。
【0032】
補助反射部400の3つの側辺部のうち、透光カバー500に当接している取付側面440に対向する位置の側辺部を対向側辺部420とする。また、上述したように、対向側辺部420の両側の側面を補助反射面410(410a,410b)とする。
【0033】
補助反射部400が透光カバー500に取り付けられるとともに透光カバー500が主反射部300に取り付けられると、補助反射部400の対向側辺部420は、直線状に並べて配置されるLED210(LED列)に対向するように配置される。言い換えると、補助反射部400の対向側辺部420は、直線状に並べて配置されるLED210に対向するように配置される。
【0034】
また、対向側辺部420の両側の側面である補助反射面410(410a,410b)は、光軸から所定の角度を有する斜面となる。補助反射面410(410a,410b)は、対向側辺部420から透光カバー500の内側面に向かって徐々に広がるように配置される。
【0035】
補助反射部400は、LED210から発せられる光のうち、光軸方向から所定の範囲内の光を直接反射して、光軸方向から所定の範囲内の光の照射方向を調節する。
【0036】
主反射部300及び補助反射部400は、光を反射して、光の照射方向を制御するための部材であるので、アルミ蒸着などでコーティングした鏡面が好ましい。特に、主反射部300の主反射面310、補助反射部400の対向側辺部420の両側に形成される補助反射面410(410a,410b)は、アルミ蒸着などでコーティングした鏡面が好ましい。
【0037】
本実施の形態では、補助反射部400と透光カバー500とは別部品として構成したが、これらを一体形成された1部品として構成しても構わない。
【0038】
図5は、本実施の形態に係るLEDユニット100の光制御方式を示す図である。
図6は、本実施の形態に係るLEDユニット100の配光曲線を示す図である。
図7は、本実施の形態に係るLEDユニット100の光制御方式の詳細を示す図である。
図5〜
図7を用いて、本実施の形態に係るLEDユニット100の光の制御方法について説明する。
【0039】
図2及び
図5に示すように、透光カバー500全体の領域のうち、補助反射部400の取付側面440と当接している領域は、LED210から照射される照射光を遮光する遮光領域550である。また、遮光領域550の両側の領域が、LED210から照射される照射光を透過させる透光領域560(560a,560b)となる。
図2に示すように、透光カバー500の短手方向の中心線近傍の領域が遮光領域550であり、その両側が透光領域560(560a,560b)となる。
【0040】
図5に示すように、補助反射部400は、LED210から両側の補助反射面410のうちの一方側の補助反射面410aに直接到達する光であって一方側の補助反射面410aにより反射した光が、主反射部300の両側の主反射面310のうちの一方側の主反射面310aに到達しないように形成される。さらに、補助反射部400は、LED210から他方側の補助反射面410bに直接到達して反射した光が、主反射部300の他方側の主反射面310bに到達しないように形成される。
【0041】
また、主反射部300は、LED210から両側の主反射面310のうちの一方側の主反射面310aに直接到達する光であって一方側の主反射面310aにより反射した光が、補助反射部400の両側の補助反射面410のうちの一方側の補助反射面410aに到達しないように形成される。さらに、主反射部300は、LED210から他方側の主反射面310bに直接到達して反射した光が、補助反射面410bに到達しないように形成される。
【0042】
つまり、主反射部300及び補助反射部400は、LED210から補助反射面410a,410bに直接到達する照射光がすべて透光領域560(560a,560b)を通過するとともに、LED210から主反射面310a,310bに直接到達する照射光がすべて透光領域560(560a,560b)を通過するように形成される。
【0043】
以上のように、主反射部300及び補助反射部400を形成することにより、LED210から主反射面310bに直接到達した全ての照射光は、主反射面310bによりPa方向に反射し、透光領域560bを通過してPa方向を照射する。また、LED210から補助反射面410aに直接到達した全ての照射光は、補助反射面410aによりPa方向に反射し、透光領域560aを通過してPa方向を照射する。
【0044】
つまり、LED210から照射された照射光のうち、主反射面310bに直接到達した照射光と補助反射面410aに直接到達した照射光との全ては、Pa方向を照射し、LED210から照射された照射光のうち、主反射面310aに直接到達した照射光と補助反射面410bに直接到達した照射光との全ては、Pb方向を照射する。
【0045】
図6に示すように、本実施の形態に係るLEDユニット100の配光曲線は、Pa方向及びPb方向を照射する光の光度が大きくなっている。
【0046】
このように、LED210の直下に補助反射部400が配置されるようにLEDユニット100を構成したので、直線状に並んだLED210(LED列211)の直下方向(光軸方向)の光を略三角状の同断面で構成した補助反射部400の対向側辺部420(中心軸)の両側の方向(水平方向、Pa・Pb方向)に制御して2方向に光を飛ばすことができる。
【0047】
また、補助反射部400及び主反射部300のおのおのの反射板(補助反射面410及び主反射面310)で制御した光は、おのおのの反射板(補助反射面410及び主反射面310)に再び反射されることがなく、アクリルなどの透過率が高い材料で形成された透光カバー500から効率良く光を取り出すことができる。
【0048】
次に、
図7を用いて、LED210から補助反射面410a,410bに直接到達した光が主反射面310b,310aに再び到達しないようにする光制御方式について説明する。
【0049】
図7に示すように、LED210から照射されて補助反射面410aの上端部S1(LED210側の端部)に反射するのは、L11ラインである。L11ラインは、基準軸からの角度をθとすると、θ=11度の照射光である。L11ライン上の照射光は、補助反射面410aの上端部S1に反射してL12ライン上の照射光となる。
【0050】
L12ライン上の照射光は、補助反射面410aに反射する光のなかでもっとも基準軸からの角度θが大きくなる(θ=64度)。したがって、このL12ライン上の光が主反射面310aに到達しないように設計すれば、LED210から照射されて補助反射面410aに直接反射した照射光が再び主反射面310aに反射することはない。
【0051】
図7に示すように、LED210から照射されて補助反射面410aの下端部S2(照射方向側の端部)に反射するのは、L21ライン上の照射光であり、基準軸からの角度θは31度である。L21ライン上の照射光は、補助反射面410aの下端部S2に反射してL22ライン上の照射光となる。
【0052】
したがって、LED210から照射された光のうちR2範囲(11度<θ<31度)の照射光は、補助反射面410aに反射してR3範囲(44度<θ<64度)の照射光となる。すなわち、LED210から照射される照射光のうち、L11ラインからL21ラインの間の照射光は、全て補助反射面410aに反射してR3範囲の照射光となり、透光領域560aを透過し、Pa側を照射する照射光となる。
【0053】
図7に示すように、本実施の形態では、L11ライン上の光であるθ=11度の照射光が補助反射面410aの上端部S1に反射するものとした。これは、
図7に示すように、補助反射部400の対向側辺部420が面となっているためである。LED210からの照射光が補助反射面410aの上端部S1に反射する場合のθの値は、補助反射部400の形状により自在に変更可能である。
【0054】
また、L22ライン上の照射光は、θ=44度となっているが、このθの値も、補助反射部400の形状により自在に変更可能である。
【0055】
次に、
図7に示すように、LED210からPb側に照射される照射光のうち、もっとも水平方向に近い照射光をL31ラインとする。L31ラインは、主反射板310bのS4において主反射面310bに反射し、L32ライン上の照射光となる。
【0056】
このL32ライン上の照射光が、LED210からPb側に照射され直接に主反射面310bに反射する照射光のうちで、透光カバー500のもっともPa側(すなわち、S6)を透過する照射光である。
【0057】
また、LED210からPb側に照射され直接に主反射面310bに反射する照射光のうちで、透光カバー500のもっともPb側(すなわち、S5)を透過する照射光は、L41ライン上の照射光である。L41ライン上の照射光は、S5において主反射面310bに反射してL42ライン状の照射光となる。L42ライン上の照射光は、Pa側を照射する。
【0058】
したがって、L32ライン上の照射光が補助反射面410bに到達しないように設計すれば、LED210から照射されて主反射面310aに直接反射した照射光が再び補助反射面410bに反射することはない。LED210からPa側に照射される照射光についても同様である。
【0059】
以上のように、LED210、補助反射部400、主反射部300を設計することにより、簡単な構造により、ツービームの配光を得ることができる。
【0060】
本実施の形態に係るLEDユニット100によれば、一列のLED(LED列211)で異なる方向(ツインビーム)に光を出すことが可能なため、部品数が少なくてすみ、低コストでLEDユニットを製造することができる。また、光源の光が直接人の目等に入らないため、まぶしさ(グレア)を感じることなく間接光を効果的に演出することができる。
【0061】
実施の形態2.
本実施の形態では、実施の形態1で説明したLEDユニット100(100a)を搭載した照明器具1000について説明する。
【0062】
図8は、本実施の形態を示す照明器具1000の斜視図である。
図9は、
図8の照明器具1000を分解した分解斜視図である。
図10は、
図8の照明器具1000の三面図である。
図11は、
図8の照明器具1000の断面図である。
図12は、
図8の照明器具1000から出た光の概略イメージを表した図である。
【0063】
本実施の形態に係る照明器具1000は、天井面714(
図12参照)などに取り付けられる本体810を備える。また、照明器具1000は、本体810に取り付けられる電源ユニット900と、端子台970と、LEDユニット100aとを備える。
【0064】
図9、
図11に示すように、本体810は、長方形状の本体底面820と、この本体底面820の短手方向から折り曲げられて形成される本体側面830とを有し、断面コ字状に形成されている。したがって、本体底面820に対向する面は、本体開口840となっている。
【0065】
電源ユニット900および端子台970は、本体810の本体底面820に取り付けられ、本体810の外部から引き込まれた電線が端子台970に接続され、この電線から供給される商用電源を電源ユニット900が直流電力に変換して、LEDユニット100aに供給する。
【0066】
本実施の形態に係るLEDユニット100aと、実施の形態1に係るLEDユニット100との異なる点は、放熱板の形状であり、他の構成は同一である。LEDユニット100aにおいて、実施の形態1に係るLEDユニット100と同一の構成については一の符号を付し、その説明を省略する。
【0067】
図9,
図11に示すように、LEDユニット100aの放熱板110aは、短手方向の両側部が折り曲げられて放熱板側面140aを形成しており、端面がコ字状に形成される。したがって、コ字形状の底面に対向する面は、放熱板開口150aとなっている。また、放熱板側面140aの端部は、内側に折れ曲がり、放熱板端面151aを形成する。
【0068】
コ字形状の底面の外側の面は、基板200を取り付ける基板取付面111aとなる。基板取付面111aに基板200を取り付ける取付方式は、実施の形態1において説明した方式と同様である。
【0069】
図9に示すように、本体810の短手方向の幅は、LEDユニット100a(放熱板110a)の短手方向の幅よりも小さく形成される。そして、LEDユニット100aの放熱板開口150aに、本体810の本体開口840側から挿入する。
【0070】
図11に示すように、本体810は、放熱板開口150aから挿入された本体810の本体底面820と放熱板端面151aとが、同一面上となる位置に配置される。本体810は、本体側面830と放熱板側面140aとをツマミネジ910によって固定することにより、放熱板110aに取り付けられる。
【0071】
ツマミネジ910は、上述したように、照明器具1000の側面に固定されるので、LED列211から照射される光が途切れることがない構造とすることができる。つまり、LEDユニット100aの長手方向の端から端まで光らせることが可能である。したがって、照明器具1000を長手方向に連結しても光のとぎれがない。
【0072】
つまり、本実施の形態に係るLEDユニット100aの放熱板110aは、照明器具1000の外郭の一部を形成する。したがって、照明器具1000は、基板200を取付ける放熱板110aが、照明器具1000の外郭を兼ねる構造であるため、LED210の熱をより効率的に放熱することができ、LED210の熱による光低下を抑制している。
【0073】
図12では、照明器具1000を天井面714に取り付けた場合の、配光状態を示している。
図12は、両側に壁面715を有するとともに床面716を有する、例えば、廊下や通路等を想定しているが、他にも居室、ロビー等、どのような場所でも設置可能である。
【0074】
図12に示すように、照明器具1000は、照明器具1000の短手方向の2つの壁面715を照らす間接照明用途等で使用される。例えば、通路の両側の壁面715に絵画等の鑑賞物が配置されている場合等の照明による演出効果を高めることができる。
【0075】
図12に示すように、照明器具1000は、例えば、通路において天井面714の短手方向の略中央付近に取り付けて使用される。本実施の形態に係る照明器具1000によれば、照明器具1000の中心軸(LED列211)を境にして両壁面715を照らすことができる。また、通路中央に人が立った場合には、補助反射部400によりLED210(LED列211)の直下の光が遮光されるため、まぶしさを抑制することができる。
【0076】
実施の形態3.
本実施の形態では、実施の形態1で説明したLEDユニット100を搭載した照明器具1000bについて説明する。
【0077】
図13は、本実施の形態を示す照明器具1000bの斜視図である。
図14は、
図13の照明器具1000bを分解した分解斜視図である。
図15は、
図13の照明器具1000bの三面図である。
図16は、
図13の照明器具1000bの断面図である。
図17は、
図13の照明器具1000bから出た光の概略イメージを表した図である。
【0078】
本実施の形態に係る照明器具1000bは、例えば、部屋等の天井面714(
図17参照)と壁面715との間の角部717などに取り付けられる本体810bを備える。また、照明器具1000bは、本体810bに取り付けられる電源ユニット900と、端子台970と、LEDユニット100とを備える。
【0079】
図14及び
図16に示すように、本体810bは、長方形状の本体底面820bと、この本体底面820bの短手方向の一端から折り曲げられて形成される本体側面830bとを有し、断面がL字状に形成されている。本体810bは、さらに、本体側面830b及び本体底面820bの短手方向の他端から折り曲げられて形成される本体端面850b(取付面)を有している。
【0080】
図16に示すように、本体810bの断面は、本体頂辺部860bの角度が略直角であり、本体頂辺部860bの両側に形成される本体底面820bと本体側面830bとの長さが略等しい直角三角形状である。直角三角形状の底面部分(すなわち、本体頂辺部860bに対向する面)の短手方向両端部に本体端面850bが形成される。本体頂辺部860bに対向する底面は、開口する本体開口840bを備える。
【0081】
電源ユニット900および端子台970は、本体810bの本体底面820bに取り付けられ、本体810bの外部から引き込まれた電線が端子台970に接続され、この電線から供給される商用電源を電源ユニット900が直流電力に変換して、LEDユニット100に供給する。
【0082】
本実施の形態に係るLEDユニット100と、実施の形態1に係るLEDユニット100とは同一の構成である。LEDユニット100において、実施の形態1に係るLEDユニット100において説明した構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0083】
LEDユニット100の放熱板110の本体取付部112と本体810bの本体端面850bとを、ツマミネジ910により固定することにより、LEDユニット100を本体810bに取り付ける。
【0084】
図16に示すように、ツマミネジ910は、照明器具1000の発光面(LED列211)の短手方向の両側で固定されるので、LED列211から照射される光が途切れることがない構造とすることができる。つまり、LEDユニット100の長手方向の端から端まで光らせることが可能である。したがって、照明器具1000を長手方向に連結しても光のとぎれがない。
【0085】
LEDユニット100は、放熱板110の短手方向の両側(本体取付部121)がツマミネジ910によって、本体810bの本体端面850b(取付面)に固定される。本実施の形態に係るLEDユニット100の放熱板110は、照明器具1000bの外郭の一部を形成する。したがって、照明器具1000bは、基板200を取付ける放熱板110が、照明器具1000bの外郭を兼ねる構造であるため、LED210の熱をより効率的に放熱することができ、LED210の熱による光低下を抑制している。
【0086】
図17では、照明器具1000bを天井面714に取り付けた場合の、配光状態を示している。
図17は、壁面715と床面716とを有する、例えば、部屋を想定しているが、他にも廊下、通路、ロビー等、どのような場所でも設置可能である。
【0087】
照明器具1000bは、断面形状が三角形(略直角三角形状)であるため、壁面715と天井面714との角部717に取り付けることが可能である。そのとき、
図17に示すように、壁面715及び天井面714を照らす間接用途等で使用される。照明器具1000bは、例えば、壁面715に絵画等の鑑賞物が配置されている場合等の照明による演出効果を高めることができる。
【0088】
このように、部屋において天井面714と壁面715の角部717に照明器具1000bを付けて使用するとき、補助反射部400をLED210(LED列211)の直下方向に配置しているので、天井面714と壁面715の面(2方向の面)を照らすことができる。また、照明器具1000bを見た時には、補助反射部400によりLED210からの直接光が遮光されるため、まぶしさを抑制することができる。
【0089】
以上、実施の形態1〜3について説明したが、これらのうち、2つの実施の形態を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、1つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、2つの実施の形態を部分的に実施しても構わない。あるいは、これらのうち、3つの実施の形態を部分的に組み合わせて実施しても構わない。