(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記従来の天井照明システムでは、拡散カバーを透過するときの光の損失が大きいため、照明効率の面では十分とは言い難く、この点に未だ改善の余地があった。
【0006】
本発明は、上述の実状に鑑みて為されたものであって、その主たる課題は、合理的な改良により、グレアの発生を抑止しながらも高い照明効率を実現し得る天井照明システム、及び、それに用いられる照明器具を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1特徴構成は、光源としての
複数のLED素子を
、天井面において下向きに開口されたスリット状の凹溝の底側に、前
記凹溝の溝長方向に沿って並設するとともに、
前記凹溝における前記複数の前記LED素子の下側に、夫々の前記LED素子の位置に対応する状態で、集光用の凸レンズ部を配し、
前記凸レンズ部の下面形状は、前記凹溝の溝幅方向に沿った方向視で、前記溝幅方向を軸とする部分円形状又はそれに近い形状の蒲鉾型に下向きに突出する凸形状であり、且つ、前記溝長方向に沿った方向視で、天井面に沿う直線状に形成され
前記複数の凸レンズ部は、前記溝長方向に連続する状態で設けられ、
前記凹溝の左右両側壁による光遮断により
前記溝幅方向でのLED素子からの直接光の照射角を制限し、且つ、前記凸レンズ部による
前記溝長方向での集光作用により
前記溝長方向でのLED素子からの直接光の照射角を制限する構成にしてある点にある。
【0008】
つまり、上記構成によれば、凹溝の溝幅方向において、凹溝の左右両側壁による光遮断によりLED素子からの直接光の照射角を制限することで、LED素子からの直接光の照射エリアをLED素子の直下側に縮小させ、且つ、LED素子からの直接光の照射方向を通常の人の視線に近い水平とのなす角が大きなものにするから、その分、照明対象空間における凹溝の溝幅方向視(更には、凹溝の溝長方向に交差する方向視)においてLED素子の直接光が人の目に入り難くすることができ、これにより、照明対象空間における平面視で凹溝の溝長方向に交差する方向の視線において不快グレアが発生するのを抑止することができる。
【0009】
また、凹溝の溝長方向では、前記凸レンズ部による溝長方向での集光作用によりLED素子からの直接光の照射角を制限することで、LED素子からの直接光の照射角をLED素子の直下側に縮小させ、且つ、LED素子からの直接光の照射方向を通常の人の視線に近い水平とのなす角が大きなものにするから、その分、照明対象空間における凹溝の溝長方向視(更には、平面視で凹溝の溝幅方向に交差する方向の視線)においてLED素子の直接光が人の目に入り難くすることができ、これにより、照明対象空間における平面視で凹溝の溝幅方向に交差する方向の視線において不快グレアが発生するのを抑止することができる。
【0010】
すなわち、この構成によれば、凹溝の左右両側壁による照射角制限と、凸レンズによる照射角制限とにより、照明対象空間における天井面に沿う各方向視での不快グレアの発生を抑止することができるから、光の損失を招く先述の拡散カバーを不存にすることが可能となり、拡散カバーを不存にする分だけ照明効率を高めることができる。さらに、凸レンズによる集光作用により床面に到達する光の強さも高めることができる。
【0011】
それ故に、不快グレアの発生を抑止しながらも、高い照明効率を実現することが可能になる。
【0012】
しかも、例えば、消灯時においてLED素子が目立ち過ぎると見苦しく感じられてしまう虞もあるが、この構成によれば、凹溝の左右両側壁による隠蔽作用により照明対象空間においてLED素子を目立ち難くすることができるから、このような不都合も未然に抑止することができる。
【0013】
なお、前記凹溝は、天井面に埋め込み状態で形成されたものに限らず、天井面から下方に突出する状態で形成されたものであってもよい。
【0015】
また、LED素子それぞれの光を凸レンズ部それぞれで各別に集光させるから、例えば、二個のLED素子を一組として、その一組のLED素子の光を一個の凸レンズ部で集光させるのに比べ、個々のLED素子の光に対応する状態で個々のLED素子の光を効果的に集光させることができ、照明効率を更に一層高めることができる。
【0017】
また、例えば、部分球面型の凸レンズ部のように、凸レンズ部を天井面に沿う各方向で集光作用を生じさせる構造とする場合では、高い精度が要求される集光用の曲面設計や曲面加工が天井面に沿う各方向で必要となるために設計コストや製造コストが嵩み易く、また、天井面に沿う各方向で集光作用を生じさせるために天井照明としては照射面積が小さくなり過ぎて床面に照度ムラが生じ易い。
【0018】
これに対して、凸レンズ部を蒲鉾型に構成する上記構成によれば、集光用の曲面設計や加工が溝長方向に沿う一方向で済むため、集光用の曲面設計や曲面加工の複雑化により設計コストや製作コストが嵩む不都合を回避することができ、また、天井面に沿う一方向でのみで集光作用を生じさせるから、照射面積が小さくなり過ぎて床面に照度ムラが生じることも抑止することができる。
【0019】
本発明の第
2特徴構成は、第
1特徴構成に記載の天井照明システムに用いる照明器具であって、
天井に対する取付け状態で前記凹溝を形成するように底壁部と左右の両側壁部とを設けて構成された照明ボックスの底壁部側に、複数の前記LED素子を配備するとともに、
前記凸レンズ部を備えたレンズカバーを前記照明ボックスにおける前記LED基板の表側に装着してある点にある。
【0020】
上記構成によれば、LED素子とレンズカバーを備えた前記照明ボックスを天井面に取り付けることで、第1〜第3特徴構成に記載の天井照明システムを構築することができるから、不快グレアの発生を抑止しながら高い照明効率が得られる天井照明システムを簡単に構築することができる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図1は、本発明に係る天井照明システムを採用した建物内空間を示し、この天井照明システムは、下向き開口の多数のスリット状の凹溝A1を天井面Cに沿う一方向に所定ピッチで並列状に分散形成するとともに、それら凹溝A1の夫々に、LED素子2a(
図2参照)の多数個を長手方向に沿う状態で備えた照明器具Tを凹溝A1の溝長方向に所定ピッチで分散配置して構成してある。
【0023】
図2、
図3に示すように、前記照明器具Tは、天井への取付け状態(つまり、天井面Cに形成した凹溝A1に取付けた状態)で凹溝A1と略同形状の凹溝A2を形成するよう側壁部1Aと底壁部1Bを設けて構成された金属製の照明ボックス1の底側に、多数のLED素子2aを長手方向に沿って備えたLED取付け板2を配備するとともに、後述する集光用の多数の凸レンズ部3aを長手方向に沿って備えた樹脂製のレンズカバー3を照明ボックス1の内部におけるLED取付け板2の表側(室内側)に装着して構成してある。
【0024】
なお、照明ボックス1の側壁部1Aは凹溝A2の側壁を構成し、照明ボックス1の底壁部1Bは凹溝A2の底壁を構成する。
【0025】
前記照明ボックス1は、
図2、
図3に示すように、天井側への取付け部4Dと天井形成材c1の取付け部4Eを備えた金属製の型材からなる同形状の左右一対の側板(側板部の一例)4、4と、両側板4、4の上下中間部に亘らせた金属製の底板(底板部の一例)5としての前記LED取付け板2とから構成してある。つまり、本例では、照明ボックス1の底板5とLED取付け板2とを兼用する構成にしてある。
【0026】
前記側板4は、
図3に示すように、前記照明ボックス1の側壁部1Aを内側面の一部で兼用構成する第1縦板部4Aと、該第1縦板部4Aの上端部から左右幅方向の外方側に水平姿勢で突出する横板部4Bと、該横板部4Bの外端部から上方側に延びる第2縦板部4Cとを主要構成として備える。
【0027】
前記第1縦板部4Aの外側面には、石膏ボード等の天井形成材c1を取付けビス6(取付け手段の一例)で取付けるための第1取付け板部4a(天井形成材c1の取付け部4Eの一例)を左右幅方向外方側に向かって水平姿勢で一体的に突出形成してある。つまり、当該照明ボックス1は、天井形成材c1の取付け具に兼用構成してある。
【0028】
この第1取付け板部4aは、天井形成材c1及びそれの下面に配設される天井仕上材c2を取付けた状態で天井面C(つまり、天井仕上材c2の下面)と第1縦板部4Aの下端とが面一又略面一となるように、2層の天井形成材c1と1層の天井仕上材c2の合計厚み分だけ第1縦板部4Aの下端から上方に偏倚させた部位に形成してある。
【0029】
前記第2縦板部4Cの上端部には、C型鋼からなる野縁受け(天井下地材の一例)Bに取付けるための第2取付け板部4b(天井側への取付け部4Dの一例)を左右幅方向外方に向かって水平姿勢で突出形成してあり、この第2取付け板部4bを取付け金具7(取付け具の一例)により野縁受けBの下側フランジb1に挟持固定することで、当該照明ボックス1を天井側に取付ける。
【0030】
なお、前記取付け金具7に代えて取付けビスや取付けネジ等で第2取付け板部4bを野縁受けBの下側フランジb1に固定するようにしてもよい。
【0031】
前記横板部4Bの左右幅方向中間部には、LED取付け板2の取付け用の板金製の取付け金具8を取付けネジ9(取付け具の一例)で取付けるためのネジ孔(図示省略)を長手方向に沿って所定ピッチで形成してある。
【0032】
前記取付け金具8は、縦姿勢の中間板部8Aの上端側に前記横板部4Bの上面に取付けるための第1取付け板部8Bを左右幅方向外方側に向かって水平姿勢で突出形成するとともに、中間板部8Aの下端側にLED取付け板2を取付けるための第2取付け板部8Cを左右幅方向内方側に向かって水平姿勢で突出形成して構成してある。
【0033】
前記取付け金具8の第1取付け板部8Bには、取付けネジ9が挿通可能な挿通孔(図示省略)を長手方向に沿って所定ピッチで形成してある。
【0034】
そして、取付け金具8の第1取付け板部8Bを側板4の横板部4Bの上面に重合させ、且つ、取付け金具8の中間板部8Aを側板4の第1縦板部4Aの内面に重合させた状態で、取付け金具8の第1取付け板部8Bの挿通孔を通して側板4の横板部4Bのネジ孔に対して裏側から取付けネジ9を螺じ込むことにより、取付け金具8の第1取付け板部8Bと側板4の横板部4Bとを締結状態で取付けてある。
【0035】
また、前記取付け金具8の第2取付け板部8Cには、LED取付け板2を取付けネジ10(取付け具の一例)で取付けるためのネジ孔(図示省略)を長手方向に沿って所定ピッチで形成してある。
【0036】
前記LED取付け板2は、
図2、
図3に示すように、表側にLED素子2aの多数個を長手方向に沿って所定ピッチで備え、且つ、裏側に天井裏で商用電源線を接続するための電源接続端子(図示省略)を備えた帯板状の基板部2Aに、該基板部2Aよりも表側(
図3中の下側)に位置する状態でレンズカバー3を取付け可能なレンズカバー用の取付け部2B(
図3参照)と、当該LED取付け板2を側板4側(詳しくは、側板4に取付けた取付け金具8の取付け板部8C)に取付けるための取付け部2Cを設けて構成してある。
【0037】
前記LED素子2aの多数個は、前記電源接続端子に商用電源線を接続した状態で点灯可能なように基板部2A上において電線又はプリント配線(図示省略)などで電源接続端子に接続されている。
【0038】
図3に示すように、LED取付け板2の基板部2Aの左右幅方向の両端部には、左右一対の側板部2Dを表側(図中下側)に向かって突出形成するとともに、各側板部2Dの内面先端側には、前記レンズカバー3の左右幅方向外端部3Bの厚みに対応する溝幅を有する内向き開口の取付け溝2b(前記取付け部2Bの一例)を形成してある。
【0039】
つまり、レンズカバー3は、両取付け溝2bの夫々にレンズカバー3の左右幅方向の外端部3Bの各々を入り込み配置することで、該基板部2Aよりも表側に位置する状態で、且つ、凹溝A2の開口面よりも裏側(凹溝A2の底側)に位置する状態でLED取付け板2に取付けてある。
【0040】
LED取付け板2の側板部2Dの外面先端側には、前記取付け金具8の第2取付け板部8Cに取付けるための取付け板部2d(前記取付け部2Cの一例)を左右幅方向外方側に向かって水平姿勢で突出形成してある。この取付け板部2dには、取付けネジ10が挿通可能な挿通孔(図示省略)を長手方向に沿って所定ピッチで形成してある。
【0041】
そして、このLED取付け板2の取付け板部2dを取付け金具8の第2取付け板部8Cの下面に重合させる状態で、LED取付け板2の取付け板部2dの挿通孔を通して取付け金具8の第2取付け板部8Cのネジ孔に対して表側(室内側)から取付けネジ9を螺じ込むことにより、LED取付け板2の取付け板部2dを取付け金具8の第2取付け板部8Cに締結状態で取付け、これにより、LED取付け板2を照明ボックス1及び天井に対して凹溝2Aの底側に位置する状態で取付けてある。
【0042】
つまり、この天井照明システムは、
図4(a)に示すように、照明ボックス1の左右両側板(前記凹溝A2の左右両側壁)1A、1Aによる光遮断によって、凹溝A2の溝幅方向(
図4(a)中の左右幅方向、
図2中のX方向)でのLED素子2aからの直接光の照射角αを左右両側板1A、1Aの間を通して照射可能な範囲に制限する構成にしてある。
【0043】
図2、
図3、
図4(b)に示すように、前記レンズカバー3の左右幅方向中間部3Aには、少なくとも凹溝A2の縦断面視(及び、レンズカバー3の縦断面視)で表面(図中の下面)が下向き凸形状に形成された集光用の多数の凸レンズ部(換言すれば、少なくとも凹溝A2の溝長方向で集光作用を有する多数の凸レンズ部)3aを、レンズカバー3の長手方向である凹溝A2の溝長方向(
図4(b)中の左右幅方向、
図2中のZ方向)に沿って連続形成してある。
【0044】
前記凸レンズ部3aの各々は、LED取付け板2側のLED素子2aの各々に対応する位置・ピッチ(間隔)で、且つ、1個のLED素子2aに対応するサイズで形成してある。つまり、レンズカバー3をLED取付け板2Aに取付けた状態において、多数のLED素子2aの夫々の表側に凸レンズ部3aを各別に配置するようにしてあり、これにより、凸レンズ部3aの各々により個々のLED素子2aの光を効果的に集光させる。
【0045】
つまり、この天井照明システムは、
図4(b)に示すように、凸レンズ部3aの各々による凹溝A2の溝長方向での集光作用によって、凹溝A2の溝長方向での各LED素子2aからの直接光の照射角を照射角βに制限(更に、凹溝A2の溝長方向での器具全体としての照射角を照射角βに制限)する構成にしてある。
【0046】
なお、レンズカバー3の左右幅方向外端部3Bは、前述したようにLED取付け板2に対する取付け部を構成する。
【0047】
すなわち、この天井照明システムは、凹溝A2の溝幅方向では、凹溝A2の左右両側壁1Aによる光遮断によりLED素子2aからの直接光の照射角αを制限することで、LED素子2aからの直接光の照射エリアをLED素子2aの直下側に縮小させ、且つ、LED素子2aからの直接光の照射方向を通常の人の視線に近い水平とのなす角が大きなものにするから、その分、照明対象空間における凹溝A2の溝幅方向視(更には、平面視で凹溝A2の溝長方向に交差する方向の視線)において、LED素子2aの直接光が人の目に入り難くし、これにより、平面視で凹溝A2の溝長方向に交差する方向の視線において不快グレアが発生するのを抑止する。
【0048】
また、凹溝A2の溝長方向では、凸レンズ部3aによる凹溝A2の溝長方向での集光作用によりLED素子2aからの直接光の照射角βを制限することで、LED素子2aからの直接光の照射エリアをLED素子2aの直下側に縮小させ、その分、且つ、LED素子2aからの直接光の照射方向を通常の人の視線に近い水平とのなす角が大きなものにするから、照明対象空間における凹溝A2の溝長方向視(更には、平面視で凹溝A2の溝幅方向に交差する方向の視線)において、LED素子2aの直接光が人の目に入り難くし、これにより、平面視で凹溝A2の溝幅方向に交差する方向の視線において不快グレアが発生するのを抑止する。
【0049】
そして、この天井照明システムは、上述のように、凹溝A2の左右両側壁1Aによる照射角制限と、凸レンズ部3aによる照射角制限とにより、天井面Cに沿う各方向視での不快グレアの発生を抑止し得ることで、不快グレアの発生を防止し得るものの光の損失を招いていた従来の拡散カバー(透明色又は乳白色の拡散カバー)を不存としてあり、これにより、不快グレアの発生を抑止しながらも高い照明効率を得る。
【0050】
しかも、この天井照明システムは、凹溝A2の左右両側壁1A、1Aによる隠蔽作用により照明対象空間において照明部分(つまり、LED素子2a及びレンズカバー3)を目立ち難くすることで、点灯時は勿論、消灯時において照明部分が目立ち過ぎて見苦しく感じられてしまう不都合を未然に抑止する。
【0051】
なお、凹溝A2の溝幅方向での前記照射角α、凹溝A2の溝長方向での前記照射角βは、室内の照度設計に応じて適宜に設定すればよい。
【0052】
図2〜
図4に示すように、前記凸レンズ部3aの各々は、天井面Cに沿う方向のうちで凹溝A2の溝長方向(
図2中のZ方向)に交差する方向の一例として、凹溝A2の溝幅方向(
図2中のX方向)を軸方向とする部分円筒形状又はそれに近い形状の表面を有した蒲鉾型に構成してある。
【0053】
つまり、この天井照明システムは、凸レンズ部3aの各々を上述の蒲鉾型に構成することで、集光用の曲面設計や加工が溝長方向に沿う一方向で済み、且つ、天井面Cに沿う一方向でのみで集光作用を生じさせるようにし、これにより、部分球面型のように凸レンズ部3aを天井面Cに沿う各方向で集光作用を生じさせる構成にするのに比べ、集光用の曲面設計や曲面加工を単純化するとともに、高い照度を得ながらも照度ムラが発生することも抑止する。
【0054】
〔その他の実施形態〕
(1)前述の実施形態では、LED素子2aを底側に備える凹溝A2を天井面Cよりも上方側に形成する場合を例に示したが、例えば、
図5に示すように、天井面Cに取付けるなどによって天井面Cよりも下方側に形成してもよい。
【0055】
(2)前述の実施形態では、LED素子2aの表面の夫々に凸レンズ部3aの夫々を各別に配する場合を例に示したが、例えば、LED素子2aの複数個(例えば2個)を一組とし、その一組のLED素子2aを覆い得るサイズに凸レンズ部を構成することで、LED素子2aの組毎に凸レンズ部を配するようにしてもよい。
【0056】
また、例えば、照明器具Tに配備された多数個のLED素子2aの全てを覆い得るサイズに凸レンズ部を構成することで、全てのLED素子2aに対して単一の凸レンズ部を配するようにしてもよい。
【0057】
(3)前述の実施形態では、凸レンズ部3aとして、凹溝A2の溝幅方向を軸方向とする部分円筒形状又はそれに近い形状の表面を有した蒲鉾型のものを例に示したが、天井面Cに沿う各方向での断面形状が円弧状(中央ほど下方に位置する円弧状)となる部分球面型のものなどであってもよい。
【0058】
(4)前述の実施形態では、凸レンズ部3aを凹溝A2の開口面よりも裏側(凹溝A2の底側)に位置させる場合を例に示したが、凹溝A2の開口面又はそれよりも表側に位置させるようにしてもよい。