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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-21
(45)【発行日】2022-03-02
(54)【発明の名称】照明器具
(51)【国際特許分類】
   F21S 2/00 20160101AFI20220222BHJP
   F21V 29/51 20150101ALI20220222BHJP
   F21V 29/76 20150101ALI20220222BHJP
   F21V 29/503 20150101ALI20220222BHJP
   F21Y 115/10 20160101ALN20220222BHJP
【FI】
F21S2/00 340
F21S2/00 375
F21V29/51
F21V29/76
F21V29/503
F21Y115:10
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2017181470
(22)【出願日】2017-09-21
(65)【公開番号】P2019057435
(43)【公開日】2019-04-11
【審査請求日】2020-07-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000126274
【氏名又は名称】株式会社アイ・ライティング・システム
(74)【代理人】
【識別番号】110001081
【氏名又は名称】特許業務法人クシブチ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】孫 赫禹
(72)【発明者】
【氏名】柿沼 幸夫
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 俊一
【審査官】野木 新治
(56)【参考文献】
【文献】特開2011-071093(JP,A)
【文献】特許第3987103(JP,B1)
【文献】実公昭48-039195(JP,Y1)
【文献】特開2014-099334(JP,A)
【文献】特開2016-162746(JP,A)
【文献】特開2007-035513(JP,A)
【文献】特開2012-186700(JP,A)
【文献】特開2015-005501(JP,A)
【文献】国際公開第2017/081999(WO,A1)
【文献】特開2012-064496(JP,A)
【文献】特開2015-228320(JP,A)
【文献】特開2015-225717(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21S 2/00
F21V 29/51
F21V 29/76
F21V 29/503
F21Y 115/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、前記光源の光を反射する反射面と、を備え、第1配光角の照明光を出射する照明器具において、
前記反射面による反射光を一定の拡散角で拡散するシート状の光拡散部材と、
前記反射面を有した反射鏡と、
前記反射鏡の外面に密着して覆う外側カバーと、
を備え、
前記反射光が、前記第1配光角よりも小さな第2配光角を有し、
前記光拡散部材が、前記第1配光角と前記第2配光角との差に相当する前記一定の拡散角で前記反射光を拡散し、
前記反射鏡は、前記反射面の底部に前記光源が設けられ、
前記反射鏡には、前記光源に一端部が熱的に結合され、他端部が前記反射面の出射開口の側に延びる複数のヒートパイプが設けられており、
前記ヒートパイプは、前記反射鏡の外面に設けられ、当該反射鏡と前記外側カバーとによって挟まれている、
ことを特徴とする照明器具。
【請求項2】
前記反射面の出射開口に設けられ、前記反射光を透過する板状の板状部材と、
を備え、
前記光拡散部材が前記板状部材とともに、前記反射面の出射開口に、カシメ加工により固定されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の照明器具。
【請求項3】
前記反射面は、回転放物面であり、
前記光拡散部材は、前記反射面によって平行光化された前記反射光を前記一定の拡散角で拡散し、
前記第1配光角と前記第2配光角との差が、少なくとも10度以上である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の照明器具。
【請求項4】
前記反射鏡には、前記ヒートパイプを収める溝部が形成されており、
前記ヒートパイプが前記溝部に高熱伝導性接着剤で接合されている、
ことを特徴とする請求項に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
反射鏡を有した照明器具において、この反射鏡の出射開口に、光を拡散する拡散カバーを設け、反射鏡による反射光を拡散カバーで拡散する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、拡散により被照射面での照度ムラが抑えられる。
また、反射鏡を有した照明器具において、反射鏡による反射光を、光学レンズで制御することで、所望の配光角の照明光を得る技術も知られている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2017-059498号公報
【文献】国際公開第2016/039130号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献2のように、照明光の配光角を光学レンズで制御するとグレアが生じ易い。
一方、特許文献1の技術では、模型様が表面に描かれた型押しガラス(型板ガラスとも呼ばれる)が拡散カバーに用いられている。この拡散カバーは、入射する光をランダムな拡散角で拡散するので、グレアを抑制できるものの、照明光の配光角制御が難しくなる。
【0005】
本発明は、グレアを抑えつつ、所望の配光角の照明光を容易に得ることができる照明器具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】
【0006】
本発明は、光源と、前記光源の光を反射する反射面と、を備え、第1配光角の照明光を出射する照明器具において、前記反射面による反射光を一定の拡散角で拡散するシート状の光拡散部材と、前記反射面を有した反射鏡と、前記反射鏡の外面に密着して覆う外側カバーと、を備え、前記反射光が、前記第1配光角よりも小さな第2配光角を有し、前記光拡散部材が、前記第1配光角と前記第2配光角との差に相当する前記一定の拡散角で前記反射光を拡散し、前記反射鏡は、前記反射面の底部に前記光源が設けられ、前記反射鏡には、前記光源に一端部が熱的に結合され、他端部が前記反射面の出射開口の側に延びる複数のヒートパイプが設けられており、前記ヒートパイプは、前記反射鏡の外面に設けられ、当該反射鏡と前記外側カバーとによって挟まれている、ことを特徴とする。
【0007】
本発明は、上記照明器具において、前記反射面の出射開口に設けられ、前記反射光を透過する板状の板状部材と、を備え、前記光拡散部材が前記板状部材とともに、前記反射面の出射開口に、カシメ加工により固定されている、ことを特徴とする。
【0008】
本発明は、上記照明器具において、前記反射面は、回転放物面であり、前記光拡散部材は、前記反射面によって平行光化された前記反射光を前記一定の拡散角で拡散し、前記第1配光角と前記第2配光角との差が、少なくとも10度以上である、ことを特徴とする。
【0010】
本発明は、上記照明器具において、前記反射鏡には、前記ヒートパイプを収める溝部が形成されており、前記ヒートパイプが前記溝部に高熱伝導性接着剤で接合されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、グレアを抑えつつ、所望の配光角を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】本発明の実施形態に係る照明器具の構成を示す側面図である。
図2】照明器具の平面図である。
図3】照明器具の上面図である。
図4図1のIV-IV断面線から照明器具をみた図である。
図5図1のV-V断面線から照明器具をみた図である。
図6図4の矢指X部の拡大図である。
図7】本発明の変形例に係る照明器具の構成を示す側面図である。
図8図7のVIII-VIII断面線から照明器具をみた図である。
図9図7のIX-IX断面線から照明器具をみた図である。
図10】照明器具の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1図2及び図3は本実施形態に係る照明器具1の構成を示す図であり、図1は側面図、図2は平面図、図3は上面図である。また図4図1のIV-IV断面線から照明器具1をみた図であり、図5図1のV-V断面線から照明器具1をみた図である。
【0015】
照明器具1は、主に屋内照明に用いられる器具であり、発光素子の一例であるLED9(図5)を光源とし、図1に示すように、配光角γで拡がる照明光K1を、被照射面内の照度が略均一になるように照射する。なお、本実施形態において、1/2照度角を配光角と定義する。
また、照明器具1は、グレアが抑えられており、人間の視界に入る位置に好適に設置できるように構成されている。したがって、工場や倉庫、スポーツ施設などでの高天井照明だけでなく商業施設や駅コンコース、家庭などでの低天井照明や、壁面からのサイド照明に好適に照明器具1を用いることができる。
【0016】
図1に示すように、照明器具1は、光源部2と、反射鏡4と、前面カバーユニット6(図2)と、天井面や壁面などへ固定のためのアーム8と、を備えている。
光源部2は、照明器具1の光源を含む部位であり、図4に示すように、LEDモジュール10と、LEDモジュール10を保持するホルダー12と、ホルダー12が固定されるベース部14と、を備えている。
【0017】
LEDモジュール10は、光源たるLED9と、このLED9が実装された基板と、を有し、LED9には、平面視略円形の発光面9Aを有するCOB型LEDが用いられている。図5に示すように、ホルダー12は、LED9の発光面9Aを露出させた状態でLEDモジュール10を脱落不能に保持する保持具である。ベース部14は、略円板状の部材であり、図4に示すように、その表面14Aにホルダー12が固定され、また裏面14Bには多数の放熱フィン16が一体に形成されている。放熱フィン16及びベース部14は、LED9の熱を効率良く放熱するために、放熱性に優れた材料(例えばアルミニウム合金)を原料に鋳造によって一体形成され、いわゆるヒートシンクとして機能する。
またベース部14の裏面14Bには、筒状の配線部18が立設されている。配線部18には、LED9の点灯電力などを伝送する電気配線が通され、光源部2の中でLEDモジュール10に接続される。また、ベース部14には上記アーム8が回転自在に設けられている。
【0018】
反射鏡4は、LED9の放射光を制御する椀状の光制御部材であり、図4に示すように、内面に反射面5が形成されている。反射面5は、回転中心軸Qを中心した略回転放物面形状であり、その焦点位置に発光面9Aの発光中心O(図5)が配置されている。したがって、発光面9Aの放射光K2が反射面5による反射で略平行光化され、開口端である出射開口20(図4)の前面カバーユニット6を通って出射される。なお、発光面9Aの発光中心Oを反射面5の焦点位置以外に配置してもよい。発光面9Aの発光中心Oを、反射面5の光軸方向に沿って、焦点位置からずらして配置することにより配光角θを調整することもできる。
本実施形態では、反射面5の形状と理想的な回転放物面との間に僅かにズレがあり、また発光面9Aが点光源でない等の要因によって、反射面5での反射光K3は理想的な平行光(すなわち配光角θ=0度)にはならず、約6度の僅かな配光角θを有している。
【0019】
図4に示すように、反射鏡4の底部4Aには、光源部2のベース部14の表面14Aに面接触し密着する平面部19が形成されている。反射面5の内部には、平面部19にホルダー12が密着させて載置され、このホルダー12とベース部14とが平面部19を間に挟んでネジ等の締結部材で固定されている。ホルダー12は、平面部19を通じて反射鏡4、及びベース部14の各々と熱的に結合されるので、LED9の熱は、これら反射鏡4、及びヒートシンクとして機能するベース部14から効率良く放熱されることとなる。
【0020】
図6は、図4の矢指X部の拡大図である。
前面カバーユニット6は、出射開口20を閉じる保護部材であり、反射鏡4に、カシメ加工によって固定されている。具体的には、図6に示すように、反射鏡4の先端部22には、出射開口20の径方向に平面状に延びるカバー当接部24が形成されており、このカバー当接部24に前面カバーユニット6の縁部6Aが当接配置されている。そして、カバー当接部24の縁部24Bが、前面カバーユニット6の縁部6Aを包み込むようにカシメ加工され、これにより前面カバーユニット6が反射鏡4の先端部22に固定される。
【0021】
前面カバーユニット6は、透光板30と、光拡散フィルム32と、パッキン34と、を備えている。
透光板30は、LED9の放射光を透過する透光性を有し、かつ、外部衝撃からの保護に十分な硬度を有する板状部材であり、本実施形態では、強化ガラスが透光板30に用いられている。
光拡散フィルム32は、入射する光を所定の拡散角δで拡散する拡散層を有した樹脂製のシート状の光拡散部材であり、透光板30の裏面(反射鏡4の内側の面)に、その全面を覆うように設けられている。
パッキン34は、透光板30の縁部に全周に亘って装着される部材であり、カシメ加工によって反射鏡4の先端部22に密着することで出射開口20を密閉する。またパッキン34は、断面コの字状であり、透光板30と光拡散フィルム32との両方を挟み込み、光拡散フィルム32の剥離を防止している。
【0022】
カシメ加工時には、前面カバーユニット6の光拡散フィルム32が透光板30とともに同時に反射鏡4に固定されるので、光拡散フィルム32の取付作業が容易になっている。
【0023】
上述の光拡散フィルム32について更に詳述する。
光拡散フィルム32は、フロストガラスや型押しガラス等のように、入射した光をランダムな拡散角で拡散する(いわゆる散乱させる)ものではなく、所定の拡散角δで拡散する部材である。係る拡散特性を有する拡散部材としては、例えば、液晶表示装置のバックライトに用いられる光拡散フィルムや、液晶表示装置の表示面に貼付されて表示面の覗き見を防止するプリズムシートなどの光学シート材が挙げられる。
【0024】
また光拡散フィルム32には、所望の配光角γの照明光K1を得るために必要な拡散角δ、すなわち反射光K3の配光角θと、照明光K1の配光角γとの差に相当する角度を有したものが用いられる。
本実施形態において、配光角γは、中照形、広照形、又は特広照形に相当する角度に設定されている。これら中照形、広照形、又は特広照形は、一般社団法人 日本照明工業会が策定したJIL4004-2004において、高天井照明分野の配光特性として規定されているものである。JIL4004-2004では、高天井照明分野の配光特性として、配光角が小さなものから順に、特狭照形(1/2照度角が14度未満)、狭照形(1/2照度角が14度以上19度未満)、中照形(1/2照度角が19度以上27度未満)、広照形(1/2照度角が27度以上37度未満)、及び特広照形(1/2照度角が37度以上)の5つが規定されている。
【0025】
上述の通り、本実施形態では、反射光K3の配光角θは約6度(上記特狭照形に相当)なので、中照形以上の配光角γ(すなわち、配光角γが19度以上)を得るために、13度以上の一定の拡散角δを有した光拡散フィルム32が用いられることとなる。
なお、本実施形態では、光拡散フィルム32に、株式会社ツジデン製の拡散フィルム(製品型番「D121UP」、「D261S II J1」)を用いることで、中照形(配光角γ=21度)、広照形(配光角γ=29度)の配光を得ている。
【0026】
このように、本実施形態の照明器具1は、反射面5での反射による反射光K3を、一定の拡散角δを有する光拡散フィルム32で拡散させ、所定の配光角γの照明光K1を出射する構成となっている。
この構成により、配光角γの照明器具1を設計する際には、反射光K3の配光角θを実測し、この配光角θの実測値と配光角γとの差から、必要となる拡散角δを特定し、この拡散角δを有した光拡散フィルム32を出射開口20に設ければよく、照明器具1の設計が容易になる。
【0027】
特に、例えば、フロストガラスや型押しガラス等によってランダムな拡散角で拡散させる構成に比べれば、設計の容易さは格段に向上する。
詳述すると、拡散部材の拡散角がランダムである場合、拡散部材の拡散の度合いと、配光角γとの相関関係が図り難い。したがって、通常、照明器具1の設計においては、拡散部材の拡散の度合いを変えて所望の配光角γを測定する、といった作業を繰り返して、拡散部材の選定が行われる。これに対して、本実施形態の照明器具1によれば、反射光K3の配光角θの実測だけで拡散角δを特定し、適切な光拡散フィルム32を選定できるので、設計作業が非常に容易となる。
また、フロストガラスや型押しガラス等によってランダムな拡散角で拡散させる構成においては、拡散の度合いが強いほど散乱成分が増大する。このため、反射鏡4の配光角θと、照明器具1の配光角γとの差が10度以上のように大きくなると、散乱によって照度が低下し、照明効率の低下を招く。これに対して、本実施形態の照明器具1によれば、反射鏡4の配光角θと、照明器具1の配光角γとの差が10度以上であっても、照度低下が比較的抑えられるので、照明効率の低下を抑えることができる。
【0028】
さらに、本実施形態の照明器具1においては、照明光K1が光拡散フィルム32によって拡散制御された光なので、照明光K1の配光角γをレンズ等の光学素子で制御する構成に比べてグレアを十分に抑えることができる。したがって、人間の視界に入る高さの低天井や壁面にも照明器具1を好適に設置することができ、また、被照射面での照度ムラを抑えた照明が可能になる。
【0029】
また本実施形態の照明器具1では、光拡散フィルム32は、前面カバーユニット6の透光板30とともに、反射面5の出射開口20の先端部22に、カシメ加工により固定されている。
これにより、透光板30の出射開口20への取付と同時に、光拡散フィルム32も取り付けることができ、作業性が高められる。
【0030】
また本実施形態の照明器具1では、照明光K1の配光角γと反射光K3の配光角θとの差が、少なくとも10度以上となっている。
これにより、フロストガラス等によってランダムな拡散角で拡散させる構成に比べ、照明器具1の設計を容易としつつ、照明効率の低下も抑えることができる。
【0031】
なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を例示したものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形、及び応用が可能である。
【0032】
(変形例1)
上述した実施形態において、LED9の熱を放熱する放熱構造を反射鏡4に設け、放熱性を高めてもよい。
【0033】
図7は、本変形例に係る照明器具100の構成を示す側面図である。図8図7のVIII-VIII断面線から照明器具100をみた図である。図9図7のIX-IX断面線から照明器具100をみた図である。図10は照明器具100の分解斜視図である。なお、これらの図において、上述した実施形態と同じ部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
【0034】
照明器具100は、光源部2の光を制御する反射鏡ユニット150を備えている。反射鏡ユニット150は、上述した照明器具1の反射鏡4と同一の光学的機能を有するものであり、図10に示すように、反射鏡104と、複数のヒートパイプ154と、外側カバー156と、を備えている。
反射鏡104は、照明器具1が備える反射鏡4に相当する。外側カバー156は反射鏡104の外面の略全面に亘って密着し当該反射鏡104の全体を覆う高熱伝導性を有する材料から形成されたカバー部材である。
【0035】
ヒートパイプ154は、棒状の熱輸送手段であり、反射鏡104の外面に底部104Aから出射開口20に向けて放射状に設けられており、反射鏡104が外側カバー156で覆われることで、反射鏡104と外側カバー156とによって挟み込まれている。
さらに詳述すると、反射鏡104の外面には、底部104Aから出射開口120にかけて放射状に延びる複数の溝部160が形成されており、また外側カバー156の内面にも、底部156Aから開口端部156Bにかけて放射状に延びる複数の溝部162が、反射鏡104の溝部160に対応する位置に形成されている。そして一対の溝部160、及び162によって、図9に示すように、底部104Aから放射状に延びる管状部166が形成され、それぞれの管状部166の内部にヒートパイプ154が収められている。
ヒートパイプ154は、熱伝導性接着剤によって管状部166に隙間無く接合されており、ヒートパイプ154から反射鏡104、及び外側カバー156に熱が効率良く伝えられるようになっている。
【0036】
図8に示すように、反射鏡104には、反射鏡4と同様に、底部104Aに平面部19が形成されており、この平面部19に、LED9を保持したホルダー12が載置されている。各ヒートパイプ154の一端部154Aは、ホルダー12に接続されており、各一端部154AがLED9と熱的に結合されている。
これにより、LED9の熱がホルダー12を介してヒートパイプ154の一端部154Aに伝えられ、ヒートパイプ154の熱輸送機能によって出射開口20の側の他端部154Bに伝えられる。このとき、ヒートパイプ154を通じて、反射鏡104と外側カバー156の各々に熱が伝えられ、これら反射鏡104、及び外側カバー156の全体から効率良く熱が放熱される。
【0037】
また、ホルダー12は、図8に示すように、反射鏡104、及び外側カバー156を間に挟んで、ヒートシンクとして機能するベース部14に固定されており、上述の実施形態の照明器具1と同様に、当該ベース部14とホルダー12とが熱的に接続されている。これにより、照明器具100の放熱性能が更に高められる。
【0038】
本変形例によれば、次のような効果を奏する。
【0039】
本変形例の照明器具100では、反射鏡104に、光源たるLED9に一端部154Aが熱的に結合され、他端部154Bが出射開口20の側に延びる複数のヒートパイプ154が設けられているので、LED9の熱を反射鏡104の全体にヒートパイプ154を通じて伝え、効率良く放熱することができる。
【0040】
本変形例の照明器具100では、反射鏡104には、ヒートパイプ154を収める溝部160が形成されており、ヒートパイプ154が溝部160に高熱伝導性接着剤で接合されている。
これにより、ヒートパイプ154から反射鏡104への熱伝導効率が高まり、放熱性能を高めることができる。
【0041】
本変形例の照明器具100では、ヒートパイプ154は、反射鏡104の外面に設けられ、反射鏡104と外側カバー156とによって挟まれているので、ヒートパイプ154の脱落を防止できる。
【0042】
なお、本変形例において、ヒートパイプ154を反射鏡104の反射面5に設けてもよい。この場合、外側カバー156の代わりに反射鏡104の内側に設置され、内面に反射面が設けられた内側カバー(不図示)を設けてもよい。
また、ヒートパイプ154の断面を楕円状にすることで、ヒートパイプ154と反射鏡104との接触面積を増やし、反射鏡104への熱伝導性を高めてもよい。
【0043】
(その他の変形)
光拡散フィルム32は、いわゆる異方性拡散フィルムのように、拡散角δが方位角によって異なってもよい。
本発明は、屋内照明用の照明器具に限らず、屋外照明の照明器具にも適用できる。
【符号の説明】
【0044】
1、100 照明器具
2 光源部
4、104 反射鏡
4A、104A 底部
5 反射面
6 前面カバーユニット
9 LED(光源)
12 ホルダー
14 ベース部
16 放熱フィン
20、120 出射開口
30 透光板(板状部材)
32 光拡散フィルム(光拡散部材)
34 パッキン
150 反射鏡ユニット
154 ヒートパイプ
154A 一端部
154B 他端部
156 外側カバー
160、162 溝部
166 管状部
K1 照明光
K3 反射光
γ 配光角(第1配光角)
δ 拡散角
θ 配光角(第2配光角)
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10