特開 2024-85694 照明器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024085694

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/00 20200101AFI20240620BHJP

   F21S 9/02 20060101ALI20240620BHJP

   F21S 8/02 20060101ALI20240620BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20240620BHJP

   F21V 23/00 20150101ALI20240620BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240620BHJP

【ＦＩ】

H05B47/00

F21S9/02 200

F21S8/02 410

F21V9/40 400

F21V23/00 120

F21Y115:10

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022200360

(22)【出願日】2022-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】閨谷 渉

【テーマコード（参考）】

3K014

3K273

【Ｆターム（参考）】

3K014AA01

3K273PA08

3K273QA23

3K273RA04

3K273SA08

3K273SA33

3K273SA46

3K273TA39

3K273TA42

3K273TA44

3K273UA20

3K273UA22

3K273UA27

3K273UA29

3K273VA02

3K273VA09

3K273VA10

(57)【要約】

【課題】構造を簡素化できる照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具１０は、バッテリと、常時は商用電源、非常時はバッテリからの電力供給により点灯する光源３０と、光源３０の光照射側に配置され、光源３０からの光を常時と非常時で異なる配光に制御する液晶部材１４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バッテリと；
常時は商用電源、非常時は前記バッテリからの電力供給により点灯する光源と；
前記光源の光照射側に配置され、前記光源からの光を常時と非常時で異なる配光に制御する液晶部材と；
を備えることを特徴とする照明器具。

【請求項2】

前記液晶部材は、電圧を印加することにより透明状態となる特性を有し、
常時に前記商用電源からの電力を前記液晶部材に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の照明器具。

【請求項3】

非常時は、常時の前記商用電源から前記液晶部材に供給する電力の電圧よりも小さい電圧の電力を前記バッテリから前記液晶部材に供給するとともに、前記バッテリの電圧降下に伴い、前記バッテリから前記液晶部材に供給する電力の電圧を低下させる
ことを特徴とする請求項２記載の照明器具。

【請求項4】

前記液晶部材は、電圧を印加することにより光拡散状態となる特性を有し、
非常時に前記バッテリからの電力を前記液晶部材に供給する
ことを特徴とする請求項１記載の照明器具。

【請求項5】

前記液晶部材は、液晶層を挟み込む透明基材が不燃材で形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の照明器具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、常時・非常時兼用の照明器具がある。この照明器具では、常時と非常時とで要求される配光が異なるため、常時用と非常時用に２つの光源および光学部品を用いている。

【0003】

そのため、１つ器具内に２つの光源および光学部品を配置することになり、構造が複雑になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－１０２２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、構造を簡素化できる照明器具を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態の照明器具は、バッテリと、常時は商用電源、非常時はバッテリからの電力供給により点灯する光源と、光源の光照射側に配置され、光源からの光を常時と非常時で異なる配光に制御する液晶部材と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の照明器具によれば、構造を簡素化することが期待できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態を示す照明器具の断面図である。

【図2】同上照明器具の斜視図である。

【図3】同上照明器具の液晶部材の特性に応じ、常時の商用電源と非常時のバッテリの電力供給の有無、光源および液晶部材の状態の例を示し、（ａ）は液晶部材がリバースモードタイプの場合の第１の例を示す表、（ｂ）は液晶部材がリバースモードタイプの場合の第２の例を示す表、（ｃ）は第２の例において時間経過に伴うバッテリの電圧降下と液晶部材の拡散度合を示すグラフ、（ｄ）は液晶部材がノーマルモードタイプの場合の第３の例を示す表である。

【図4】第２の実施形態を示す照明器具の断面図である。

【図5】第３の実施形態を示す照明器具の断面図である。

【図6】第４の実施形態を示す照明器具の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、第１の実施形態を、図１ないし図３を参照して説明する。

【0010】

照明器具１０は、被設置部である例えば天井部材に形成された埋込孔に埋込設置されるダウンライト形の非常用照明器具である。照明器具１０は、常時における一般照明機能と非常時における非常灯機能とを一体に兼ね備えている。

【0011】

照明器具１０は、天井部材に設置される本体ユニット１１と、この本体ユニット１１に配置される光源ユニット１２と、この光源ユニット１２に電力供給する電源ユニット１３と、光源ユニット１２の光照射側に配置される液晶部材１４と、を備えている。

【0012】

本体ユニット１１は、金属製の化粧枠２０と、この化粧枠２０の上部に取り付けられたホルダ２１と、化粧枠２０の周囲に取り付けられた複数の取付ばね２２と、を備えている。化粧枠２０には、上下方向に開口する円筒状の筒部２３が設けられ、この筒部２３の下端側から周囲に環状のフランジ部２４が突出されている。取付ばね２２は、板ばねによって構成されており、ばね力によって化粧枠２０の外側方に展開するように構成されている。取付ばね２２は、化粧枠２０の側面に沿うように弾性変形された状態で天井部材の埋込孔に挿入され、ばね力によって化粧枠２０の側方に展開して天井部材の上面側に係合することにより化粧枠２０を引き上げ、化粧枠２０のフランジ部２４が天井部材の下面に当接する状態で、照明器具１０全体を天井部材に支持する。

【0013】

また、光源ユニット１２は、光源３０と、この光源３０を取り付けた放熱体３１と、光源３０からの光を光照射側に向けて反射させる反射体３２と、光源３０の光照射側に配置される光源カバー３３と、電源ユニット１３と電気的に接続される配線部３６と、を備えている。光源３０は、１つであり、常用と非常用で兼用される。光源３０は、基板３４の表面に例えばＬＥＤなどの発光素子３５が複数実装された光源モジュールが用いられる。基板３４の背面側が放熱体３１に熱的に接続された状態で取り付けられている。光源３０は、配線部３６に電気的に接続され、電源ユニット１３からの点灯電力が配線部３６を通じて供給される。放熱体３１は、金属製で、光源カバー３３とともに光源３０を収容する筐体を成すもので、本体ユニット１１内に取り付けられている。光源カバー３３は、例えばガラスまたは樹脂製で、光透過性を有している。光源カバー３３の内面側には、光源３０からの光の配光を制御するフレネルレンズなどのレンズを設けてもよい。そして、光源ユニット１２は、本体ユニット１１に対して、化粧枠２０の下面開口を通じて交換可能に配置されていてもよいし、交換不可で本体ユニット１１に固定的に配置されていてもよい。

【0014】

また、電源ユニット１３は、本体ユニット１１のホルダ２１に取り付けられる取付部材４０を備えるとともに、この取付部材４０の下面側に配置される端子台４１、バッテリ４２、および電源部４３などを備えている。さらに、電源部４３から引き出され、光源ユニット１２の配線部３６に電気的に接続される配線部４４を備えている。

【0015】

端子台４１には、商用電源からの電力を供給する電源線が接続される。端子台４１と電源部４３とは配線によって電気的に接続され、端子台４１に供給される商用電源からの電力が電源部４３に入力される。

【0016】

バッテリ４２は、例えばニッケル水素電池などの充放電可能な二次電池が用いられ、電源部４３に対して電気的に接続されている。

【0017】

電源部４３は、光源ユニット１２の配線部３６と電気的に接続される配線部４４を介して光源３０に電気的に接続されている。さらに、電源部４３は、例えば配線部３６，４４を介して液晶部材１４に電気的に接続され、または、配線部３６，４４とは別の配線経路を介して液晶部材１４に電気的に接続されている。

【0018】

電源部４３は、商用電源からの電力が供給されている常時において、商用電源からの電力を常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を常時の明るさで点灯させる。さらに、商用電源からの電力を所定の充電電力に変換してバッテリ４２に供給し、バッテリ４２を充電する。

【0019】

電源部４３は、商用電源からの電力の供給が遮断された停電時などの非常時において、バッテリ４２から放電される電力を非常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を非常時の明るさで点灯させる。例えば、非常時の点灯電力の電流は常時の点灯電力の電流よりも小さく、光源３０の非常時の明るさは非常時の規定された明るさ以上であるが常時の明るさよりも暗い。

【0020】

電源部４３は、商用電源またはバッテリ４２からの電力を所定の液晶駆動電力に変換して液晶部材１４に供給し、液晶部材１４を駆動可能とする。電源部４３から液晶部材１４への電力の供給は、液晶部材１４の特性に応じて常時と非常時とで異なり、詳細については後述する。

【0021】

また、液晶部材１４は、本体ユニット１１の化粧枠２０の下面開口を覆って配設され、つまり光源３０の光照射側に配置される。液晶部材１４は、光源ユニット１２が化粧枠２０の下面開口を通じて交換可能な場合には、化粧枠２０の下面開口に着脱可能または開閉可能に配置される。

【0022】

液晶部材１４は、既知の液晶構造を備えるものであり、図１には液晶構造を省略して図示している。液晶部材１４は、平面状のパネルタイプであり、ガラスや透明樹脂製であって好ましくは不燃材で平板状に形成された２枚の透明基材と、各透明基材の内面に形成された透明電極膜と、２枚の透明基材の内面間（透明電極膜の内面３間）に形成された液晶層と、を少なくとも備えている。この構成の液晶部材１４はノーマルモードタイプと言われるものであるが、リバースモードタイプの液晶部材１４においては、２枚の透明基材の透明電極膜の内面側に垂直配光膜をさらに備えている。そして、一対の透明電極膜は、配線部３６，４４を介して、または別の配線系統を介して電源部４３に電気的に接続され、電源部４３から電力が供給されて動作する。

【0023】

液晶層は、液晶分子と、この液晶分子を保持する高分子とを含んでいる。液晶分子の保持形式は、ポリマーネットワーク型（ＰＮＬＣ：Polymer Network Liquid Crystal）でもよいし、ポリマー分散型（ＰＤＬＣ：Polymer Dispersed Liquid Crystal）でもよい。

【0024】

液晶部材１４は、電圧の印加により透明状態、電圧の印加解除により光拡散状態となる特性を有するノーマルモードタイプと、電圧の印加により光拡散状態、電圧の印加解除により透明状態となるリバースモードタイプとがある。

【0025】

ノーマルモードタイプの液晶部材１４は、一対の透明電極膜間に電圧を印加していない状態において、液晶分子の向きが不規則で、透過する光が散乱し、例えば乳白となる不透明または半透明の光拡散状態となり、光が拡散されて透過する。一方、一対の透明電極膜間に電圧を印加すると、不規則であった液晶分子の向きが透明電極膜に対して垂直に配列され、透明状態となり、光が直線的に透過可能となる。

【0026】

リバースモードタイプの液晶部材１４は、一対の透明電極間に電圧を印加していない状態では、垂直配光膜の影響によって液晶分子の向きが垂直配光膜に対して垂直に配列され、透明状態となり、光が直線的に透過可能となる。一方、一対の透明電極膜間に電圧を印加すると、液晶分子の向きが透明電極膜に対して平行状に配列され、透過する光が散乱し、例えば乳白となる不透明または半透明の光拡散状態となる。

【0027】

次に、照明器具１０の動作を説明する。

【0028】

まず、液晶部材１４が電圧印加により透明状態となるリバースモードタイプの場合の第１の例について説明する。図３（ａ）には、液晶部材１４がリバースモードタイプの場合の第１の例の動作状況を示す。

【0029】

常時には、電源部４３は、商用電源からの電力を常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を点灯させる。さらに、電源部４３は、商用電源からの電力を所定の液晶駆動電力に変換して液晶部材１４に供給し、液晶部材１４を透明状態とする。そのため、点灯した光源３０からの光が透明状態の液晶部材１４を透過し、常時の配光で光を照射する。

【0030】

なお、常時において、液晶部材１４に供給する点灯電力の電圧を調整することにより、液晶部材１４による光拡散度合を調整し、それによって、光照射範囲を調整してもよい。

【0031】

非常時には、電源部４３は、バッテリ４２からの電力を非常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を点灯させる。電源部４３は、液晶部材１４に対して電力を供給せず、液晶部材１４を光拡散状態とする。そのため、点灯した光源３０からの光が光拡散状態の液晶部材１４により拡散されて透過し、常時の配光よりも広い非常時の配光で光を照射する。

【0032】

そして、液晶部材１４がリバースモードタイプの場合の第１の例では、非常時に液晶部材１４に電力を供給しなくても光拡散状態とすることができるため、バッテリ４２の電力を液晶部材１４の駆動に使用せずに済み、バッテリ４２の容量を大きくしなくてよい。

【0033】

続いて、液晶部材１４が電圧印加により透明状態となるリバースモードタイプの場合の第２の例について説明する。図３（ｂ）には、液晶部材１４がリバースモードタイプの場合の第２の例の動作状況を示し、図３（ｃ）には、第２の例において時間経過に伴うバッテリ４２の電圧降下と液晶部材１４の光拡散度合のグラフを示す。

【0034】

常時には、電源部４３は、商用電源からの電力を常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を点灯させる。さらに、電源部４３は、商用電源からの電力を所定の液晶駆動電力に変換して液晶部材１４に供給し、液晶部材１４を透明状態とする。そのため、点灯した光源３０からの光が透明状態の液晶部材１４を透過し、常時の配光で光を照射する。

【0035】

なお、常時において、液晶部材１４に供給する点灯電力の電圧を調整することにより、液晶部材１４による光拡散度合を調整し、それによって、光照射範囲を調整してもよい。

【0036】

非常時には、電源部４３は、バッテリ４２からの電力を非常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を点灯させる。さらに、電源部４３は、バッテリ４２からの電力を所定の液晶駆動電力に変換して液晶部材１４に供給する。この際、非常時の点灯電力の電圧を、常時に液晶部材１４に供給する点灯電力の電圧よりも小さく（例えば常時の半分の電圧）することにより、液晶部材１４を透明状態よりも光が拡散する光拡散状態である例えば半光拡散状態とする。そのため、点灯した光源３０からの光が半光拡散状態の液晶部材１４により拡散されて透過し、常時の配光よりも広い非常時の配光で光を照射する。

【0037】

非常時において、図３（ｃ）に示すように（図３（ｃ）の実線の曲線はバッテリ４２の電圧（光源３０の明るさ）の変化、破線の曲線は光拡散度合の変化）、時間経過に伴う電力の使用により、バッテリ４２の電圧降下が生じる。電源部４３は、バッテリ４２の電圧を検出し、電圧降下に伴って、液晶部材１４に供給する電力の電圧を連続的または段階的に低下させるように制御する。そのため、バッテリ４２の電圧降下に伴い、液晶部材１４の光拡散度合が増加し、光源３０からの光の配光を広げる。

【0038】

そして、液晶部材１４がリバースモードタイプの場合の第２の例では、非常時に、バッテリ４２の電圧降下に伴い、光源３０の明るさが低下していくが、液晶部材１４の光拡散度合が増加していくことにより、光源３０からの光の配光を広げ、光を照射される範囲を確保することができる。

【0039】

続いて、液晶部材１４が電圧印加により光拡散状態となるノーマルモードタイプの場合の第３の例について説明する。図３（ｄ）には、液晶部材１４がノーマルモードタイプの場合の第３の例の動作状況を示す。

【0040】

常時には、電源部４３は、商用電源からの電力を常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を点灯させる。電源部４３は、液晶部材１４に対して電力を供給せず、液晶部材１４を透明状態とする。そのため、点灯した光源３０からの光が透明状態の液晶部材１４を透過し、常時の配光で光を照射する。

【0041】

非常時には、電源部４３は、バッテリ４２からの電力を非常時の点灯電力に変換して光源３０に供給し、光源３０を点灯させる。さらに、電源部４３は、バッテリ４２からの電力を所定の液晶駆動電力に変換して液晶部材１４に供給し、液晶部材１４を光拡散状態とする。そのため、点灯した光源３０からの光が光拡散状態の液晶部材１４により拡散されて透過し、常時の配光よりも広い非常時の配光で光を照射する。

【0042】

なお、非常時において、液晶部材１４に供給する点灯電力の電圧を調整することにより、液晶部材１４による光拡散度合を調整し、光照射範囲を調整してもよい。

【0043】

そして、液晶部材１４がノーマルモードタイプの場合の第３の例では、非常時に、常時よりも広い配光で光を照射できる。

【0044】

このように、照明器具１０では、光源３０の光照射側に配置される液晶部材１４により常時と非常時で異なる配光に制御することにより、常時と非常時でそれぞれに適切な配光を得ることができるため、常時と非常時で１つの光源３０および１つの光学系である液晶部材１４を兼用でき、構造を簡素化できる。

【0045】

また、液晶部材１４の透明基材がガラスなどの不燃材で形成した場合、光源３０を覆う光源カバー３３が樹脂製であっても、照明器具１０を防災照明として活用できる。

【0046】

次に、図４に第２の実施形態を示す。

【0047】

液晶部材１４は、可撓性を有するフィルムタイプ（液晶フィルム）の場合である。フィルムタイプの液晶部材１４は、透明基材として例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂フィルムや、ガラスフィルムなどを用いている。

【0048】

化粧枠２０の下面開口を覆うようにガラスまたは樹脂製の透明カバー５０が配置され、この透明カバー５０の光源３０とは反対側の外面、または光源３０に対向する内面にフィルムタイプの液晶部材１４が貼り付けられて配置されている。

【0049】

この場合にも、光源３０の光照射側に配置される液晶部材１４により常時と非常時で異なる配光に制御することにより、常時と非常時でそれぞれに適切な配光を得ることができるため、常時と非常時で１つの光源３０および１つの光学系である液晶部材１４を兼用でき、構造を簡素化できる。

【0050】

さらに、フィルムタイプの液晶部材１４の透明基材がガラスフィルムやガラスクロスを含有した樹脂フィルムなどの不燃材で形成した場合、光源３０を覆う光源カバー３３や透明カバー５０が樹脂製であっても、照明器具１０を防災照明として活用できる。

【0051】

次に、図５に第３の実施形態を示す。

【0052】

光源カバー３３の少なくとも光源３０の光照射側に対向する領域に、上述した第１の実施形態と同様の平面状のハードパネルタイプの液晶部材１４が用いられる。化粧枠２０の下面側は開口されている。

【0053】

この場合にも、光源３０の光照射側に配置される液晶部材１４により常時と非常時で異なる配光に制御することにより、常時と非常時でそれぞれに適切な配光を得ることができるため、常時と非常時で１つの光源３０および１つの光学系である液晶部材１４を兼用でき、構造を簡素化できる。

【0054】

さらに、液晶部材１４の透明基材がガラスなどの不燃材で形成した場合、照明器具１０を防災照明として活用できる。

【0055】

さらに、液晶部材１４が光源カバー３３に配置されることで、電源部４３との電気的な接続を光源３０と一緒に行うことができ、配線構造を簡素化できる。

【0056】

次に、図６に第４の実施形態を示す。

【0057】

光源カバー３３の光源３０とは反対側の外面、または光源３０に対向する内面に、上述した第２の実施形態と同様のフィルムタイプの液晶部材１４が貼り付けられて配置されている。化粧枠２０の下面側は開口されている。

【0058】

この場合にも、光源３０の光照射側に配置される液晶部材１４により常時と非常時で異なる配光に制御することにより、常時と非常時でそれぞれに適切な配光を得ることができるため、常時と非常時で１つの光源３０および１つの光学系である液晶部材１４を兼用でき、構造を簡素化できる。

【0059】

さらに、フィルムタイプの液晶部材１４の透明基材がガラスフィルムやガラスクロスを含有した樹脂フィルムなどの不燃材で形成し、光源カバー３３の外面に配置された場合、光源３０を覆う光源カバー３３が樹脂製であっても、照明器具１０を防災照明として活用できる。

【0060】

さらに、液晶部材１４が光源カバー３３に配置されることで、電源部４３との電気的な接続を光源３０と一緒に行うことができ、配線構造を簡素化できる。

【0061】

なお、各実施形態において、光源３０は、常時用光源と非常時用光源との２つ備えていてもよい。この場合、常時用光源と非常時用光源のいずれが点灯する場合でも、１つの液晶部材１４により配光を制御できるため、構造が複雑になるのを最小限に留めることができる。

【0062】

また、液晶部材１４を用いた照明器具１０は、ダウンライト形に限らず、天井直付け形、壁面取付形、床面埋込形などにも適用できる。

【0063】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0064】

１０ 照明器具
１４ 液晶部材
３０ 光源
４２ バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】