JP2011129423A - Ｌｅｄ照明器具およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の低減をはかるとともに、意匠性の高い照明器具を提供する。
【解決手段】複数のＬＥＤ素子１２２と、前記ＬＥＤ素子１２２が実装される基板１２１と、前記ＬＥＤ素子１２２のそれぞれに対向する小径開口１４１を有し、前記小径開口１４１から次第に大きくなるように形成された反射面１４３と、前記各反射面１４３を連続的に接続する連接面部１４４とを有する反射板１４と、前記ＬＥＤ素子１２２の光照射方向に配設される透光性の前面パネル１３と、を備えた照明器具であって、前記連接面部１４４および前記前面パネルの一方は、孔部１４５を、他方は凸部１３１を有し、前記孔部と前記凸部とが係合することで、前記前面パネルが固定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明器具およびその製造方法に係り、特にＬＥＤ(発光ダイオード)素子などの発光素子を光源とし、反射板を有するＬＥＤ照明器具に関する。

従来から、前面パネルを器具筐体で支持したＬＥＤ照明器具が提案されている。例えば、図１１に示すように、このＬＥＤ照明器具４は、本体４１の内部に、複数のＬＥＤ素子４２１が実装されたＬＥＤユニット４２と、ＬＥＤユニット４２を点灯させるための電力を供給する電源ユニット４５とを収納している。そして、ＬＥＤ素子４２１毎に反射板４４が配設されてその放射光を反射するように構成され、さらにその外側にＬＥＤ素子４２１の外部との接触を回避すると共に、静電気から保護するための透光性の前面パネル４３が装着されている。

ここで反射板４４は、コーン部と呼ばれる大径の開口から上方に行くに従って次第に細くなる椀状に形成され、その頂部に小径の開口が設けられている。また、前面パネル４３は、反射板４４の下方に設置されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献２でもダウンライトが提案されているが、この場合も前面パネルは器具本体で支持した構造がとられている。

さらにまた、ＬＥＤ素子に対応して設けられた複数の反射面が連接面部を介して、一体的に形成されるものにおいて、前面パネルの周縁部が筐体に弾性的に装着されたＬＥＤ照明器具も提案されている（特許文献３、４）。

特開２００９-０６４６３７号公報 特開２００７-２３０７０１号公報 特開２００９-１９９９５８号公報 特開２００９-１９９９５９号公報

このように、ＬＥＤ光源を有する照明器具において、ＬＥＤ光源を静電保護するために、光出射側には透過部材からなる前面パネルが使用される。
この前面パネルの支持構造としては種々の構造が提案されているが、器具筐体合理化のために支持ができない場合がある。例えばＬＥＤ素子や電源などを収容する枠・本体が１パーツで構成される照明器具の場合、円筒状の枠本体の中空部分にＬＥＤ基板の取り付けと熱伝導による放熱のための接合部を設けた構造とすることが多い。この場合、ＬＥＤ基板とそれを保護する透過部材は、器具を設置したときの使用時に人目にふれる方向から挿入せざるを得ない。この面での取り付け部材の追加は意匠性を損ねるため、非常に難しい。
例えば、前面パネルをねじ等で器具筐体に取り付ける構造が考えられるが、ねじ頭が露出してしまうため意匠性が低下するという問題があった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、部品点数の低減をはかるとともに、意匠性の高い照明器具を提供することを目的とする。

本発明の照明器具は、複数のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が実装される基板と、前記ＬＥＤ素子のそれぞれに対向する小径の開口を有し、前記小径の開口から次第に大きくなるように形成された反射面と、前記各反射面を連続的に接続する連接面部とを有する反射板と、前記ＬＥＤ素子の光照射方向に配設される透光性の前面パネルと、を備えた照明器具であって、前記連接面部および前記前面パネルの一方は、孔部を、他方は凸部を有し、前記孔部と前記凸部とが係合することで、前記前面パネルが前記反射板に固定されることを特徴とするものである。

この構成により、前面パネルを反射板の連接面部で係止しているため、別部材を使用することなく、固定することができ、部品点数の低減を図るとともに装着が容易となる。前面パネルと反射板の連接面部が直接係合することで固定されるため、ねじ頭が露出したりすることもなく、意匠性も向上する。なおこの反射板は、集光性という観点から、椀状に形成されるのが望ましい。

また、本発明は、上記照明器具であって、前記前面パネルが、凸部を構成するとともに、前記連接面部は孔部を構成し、前記凸部が前記孔部に挿通されるものを含む。
この構成によれば、表面側への突出部はなく、前面パネルの表面は平坦にすることができ、意匠性の向上をはかることができる。

また、本発明は、前記凸部の先端は曲面を構成するものを含む。
この構成により、凸部の先端で構成される曲面がレンズの役割を果たし、器具の外側からは突起やねじなどの構成物、更にはＬＥＤ素子の実装された基板は見えず意匠性に優れた外観をもつことができる。

また、本発明は、前記凸部の先端に、曲面を構成するキャップを装着したものを含む。
この構成により、別途形成したキャップを装着しただけでよく、組み立てが容易である。そして、凸部の先端で構成される曲面がレンズの役割を果たし、器具の外側からは突起やねじなどの構成物、更にはＬＥＤ素子の実装された基板は見えず意匠性に優れた外観をもつことができる。

また、本発明は、上記照明器具であって、前記前面パネルが透光性樹脂で構成されるものを含む。
この構成によれば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などで構成することができ、弾性を持たせることもできる。また一体化して形成することで、製造コストの低減が可能となる。また、器具を薄形化することができる。

また本発明の照明器具の製造方法は、複数のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が実装される基板を形成する工程と、前記ＬＥＤ素子のそれぞれに対向する小径の開口を有し、前記小径の開口から次第に大きくなるように形成された反射面と、前記各反射面を連続的に接続する連接部とを有する反射板を形成する工程と、前記ＬＥＤ素子の光照射方向に配設される透光性の前面パネルを形成する工程と、前記連接面部および前記前面パネルの一方は、孔部を、他方は凸部を有し、前記孔部と前記凸部とが係合することで、前記前面パネルをＬＥＤ素子本体部に固定する工程とを含む。
この構成により、別部材を使用することなく、固定することができ、部品点数の低減を図るとともに装着が容易となる。

また本発明は、上記照明器具の製造方法であって、前記反射板の孔部に前記前面パネルの凸部を挿入し、金型を用いて前記凸部を半球状のキャップ部に成形する工程を含む。
この構成によれば、凸部を挿入したのち、凸部を半球状のキャップ部に成形するため、装着が極めて容易である。

また本発明は、上記照明器具の製造方法であって、前記反射板の孔部に前記前面パネルの凸部を挿入し、前記凸部に半球状のキャップ部を装着する工程を含む。
この構成によれば、別途成形されたキャップ部を凸部に装着すればよいため、製造が容易である。このキャップ部は弾性体で構成するのが望ましい。

本発明によれば、別部材を使用することなく、固定することができ、部品点数の低減を図るとともに装着が容易となる。また、ねじ頭が露出したりすることもなく、意匠性も向上する。

本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す断面図 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤユニットの外観を示す斜視図 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具において、前面パネルの概略構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図 （ａ）本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤが照射される側から見た反射板の外観を示す斜視図 （ｂ）本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤの側から見た反射板の外観を示す斜視図 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具の実装工程を示す要部断面図であり、（ａ）〜（ｃ）は各工程を示す。 本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具の変形例を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は各工程を示す。 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す正面図 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す側面図 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す斜視図 本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す斜視図 従来のＬＥＤ照明器具の概略構成を示す断面図

以下、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明器具について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本発明の実施の形態に係るＬＥＤ照明器具は、例えばホテルや高級飲食店などにおいて、天井に埋め込んで取り付けられるダウンライトやシーリングライトである。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す断面図である。
本実施の形態のＬＥＤ照明器具１は、図１に示すように本体１１、ＬＥＤユニット１２、前面パネル１３、反射板１４、及び電源ユニット１５を備えた構成である。ここでＬＥＤユニット１２は基板１２１上に４個のＬＥＤ素子１２２を実装して形成されている。そして反射板１４はＬＥＤ素子１２２のそれぞれに対向する小径開口１４１を有し、前記小径開口１４１から次第に大きくなるように形成された反射面１４３と、各反射面１４３を連続的に接続する連接面部１４４とを有し、この連接面部１４４に孔部１４５を有している。一方、前面パネル１３は、この孔部に係合する凸部１３１を有しており、この孔部１４５と凸部１３１とが係合することで、前面パネル１３が固定されることを特徴とする。

本体１１は、ＬＥＤユニット１２が発する熱を外部に放出する放熱部材を兼ねるために、放熱性に優れたアルミダイカスト等により略円筒状に形成され、天井に窄設された埋込穴の縁部に係止するための枠１６が下端部で一体化された構成である。また、本体１１の内部には、ＬＥＤユニット１２をドライブするための電源ユニット１５が収納されている。なお、電源ユニット１５は、本体１１の外部に設置される構成であってもよい。

ＬＥＤユニット１２は、図２に示すように、略円板状に形成された基板１２１上の導体パターン(図示せず)が形成された表面に、ＬＥＤ素子として、複数の高輝度ＬＥＤ素子１２２が、例えばフリップチップ実装により配設された構成であり、ＬＥＤ素子１２２が実装されていない裏面を本体１１の下面に面接触させて設置される。なお、ＬＥＤユニット１２は、熱抵抗を下げる目的で放熱シートを介して本体１１の下面に取りつけられる場合もある。

前面パネル１３は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、透光性及び絶縁性を有するアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂で略円板状に形成されるとともに反射板１４の連接面部１４４に形成された孔部１４５に対応する位置に凸部１３１が形成されている。そして、反射板１４の孔部１４５にこの凸部１３１が係合し、半球状のキャップ１３２を構成している。このようにしてこの前面パネル１３は、ＬＥＤユニット１２の基板１２１の表面側に装着された反射板１４に固定される。図３（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図であるり、図３（ａ）は図３（ｂ）の矢印方向からみた正面図である。

また、前面パネル１３は、ＬＥＤ素子１２２の表面に塵埃が付着することを防止すると共に、ＬＥＤ素子１２２を静電気から保護する機能を有するものである。

反射板１４は、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂の押出成型によって略円盤状に形成され、図４（ａ）、（ｂ）に表面側および裏面側を示すように、基板１２１に実装されたＬＥＤ素子１２２に対応する位置に、小径開口１４１と、通常コーン部といわれる大径開口１４２が設けられ、その間が椀状に形成される。なおこの反射板１４の筐体への装着は周囲に配置されたねじ穴を用いて本体に装着される。

なお、反射板１４の小径開口１４１が奥まっているのは、意匠性を向上させるためであって、通常は目立たない色、例えば天井の色に近似した白色や黒色が用いられる。また、天井面の輝度を抑制したい場合は、黒色若しくは銀面仕上げとして、光の反射や拡散を抑えるようにする。本実施の形態では、枠１６がその機能の一部を担っている。更に、製品によっては、小径開口１４１を大きく形成することで、大径開口１４２を有しない場合もある。

次に、本実施の形態のＬＥＤ照明器具１の反射板１４への前面パネル１３の装着工程について図５（ａ）乃至（ｃ）を参照しつつ説明する。図５（ａ）に示すように、反射板１４と前面パネル１３を成形する。
ぞして図５（ｂ）に示すように、反射板１４の孔部１４５に前面パネル１３の凸部１３１を差込み、加熱した金型２００を裏面からあて、図５（ｃ）に示すように半球状に成形し、キャップ１３２を形成する。

図１において、本実施の形態のＬＥＤ照明器具１が点灯すると、ＬＥＤ素子１２２からの放射光が前面パネル１３を通過し、その大部分は直接に、他は反射板１４の小径開口１４１から大径開口１４２に向かう領域で反射して、それぞれ鉛直下方に放射される。

以上説明したように、このような本発明の実施の形態１に係るＬＥＤ照明器具によれば、基板に実装されたＬＥＤ素子を物理的および静電気から保護するための前面パネルを、反射板１４の孔部１４５に前面パネル１３の凸部１３１を差込むことで固定しており、きわめて装着が容易でかつ意匠性も良好である。また、パネル面が視認しにくくなって、明るさ感及びグレアを抑えたい空間において好適な照明が得られる。

なお、前記実施の形態１では、複数のＬＥＤ素子を配列した構成について説明したが、ひとつのＬＥＤ素子を有する照明器具にも適用可能であることはいうまでもない。

この構成により、凸部の先端で構成される球面を形成するキャップ１３２がレンズの役割を果たし、器具の外側からは突起やねじなどの構成物、更にはＬＥＤ素子の実装された基板は見えず、意匠性に優れた外観をもつことができる。

なお、器具外から突起部を観察した場合、状態によってはＬＥＤ基板が見えてしまう場合がある。基板上には基板色（緑、白）、銅パターン、ＬＥＤ色（蛍光体色、ＬＥＤケース色）、逆接続防止ダイオードなど種々の部材が搭載されているため、デザイン構成上好ましくない。しかし、突起部を曲面状に成型することにより、レンズ効果により内部が認識しにくくなるためデザイン性が向上する。

また、こうした曲面状部に近い基板上に動作告知のためのＬＥＤ素子を設置することにより、動作告知機能が必要な器具のデザイン性も向上する。
なお、前記実施の形態では、半球状のキャップ１３２を形成したが、必ずしも半球状でなくてもよい。

変形例として、図６（ａ）に示すように、反射板１４の孔部１４５に前面パネル１３の凸部１３１を位置合わせし、この後図６（ｂ）に示すように、反射板１４の孔部１４５に前面パネル１３の凸部１３１を差し込んだのち、弾性を有する樹脂キャップ１３３を差込むことで、図６（ｃ）に示すように、半球状の樹脂キャップ１３３を備えた係止構造を構成するようにしてもよい。この樹脂キャップの形状についても、半球状に限定されることなく適宜変更可能である。
このようにして形成されたＬＥＤ照明器具は、製造がきわめて容易でかつ意匠性も良好である。

（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明器具の概略構成を示す要部断面図である。なお、実施の形態１において示した図１と同じ構成については、同一符号を付して説明を簡略に、若しくは省略する。

図７に、本実施の形態のＬＥＤ照明器具２の正面図、図８に側面図、図９に斜視図を示す。図１０は斜視図である。本実施の形態では、焦電素子を用いた人感センサ３０を用い、センサの動作モードを確認するためのインジケータとして、赤色ＬＥＤ素子を内蔵した赤色キャップ部１３５を設けたものである。ここでは前記実施の形態１のキャップ１３２に代えて、反射板１４の孔部１４５から突出する凸部に相当する領域のＬＥＤ基板１２１に赤色ＬＥＤ素子１２３を実装し、キャップ部に相当する部分に赤色キャップ部１３５を形成するものである。インジケータとなる発光素子については、通常の赤色ＬＥＤ素子を使用し、通電は、ＬＥＤ素子１２２と同様に行う。
他は前記実施の形態１と同様である。

本実施の形態では、透明突起部近傍のＬＥＤユニットを構成する基板上に、小出力ＬＥＤパッケージ、例えば赤色ＬＥＤ素子を設置する。
これは、インジケータとしての役割を果たし、例えばセンサが内蔵された照明器具であれば、センサ検知時のインジケータ、センサ動作モードのインジケータとして機能するように設計されている。

なお、本実施の形態によれば、特別なインジケータ部を設けることなく、デザイン性の高い器具とすることができる。
また、センサ検知時に点滅をさせ、侵入者に対する威嚇機能としてもよい。インジケータは、微小光量での点灯のため、ＬＥＤ素子周辺の構成部が外部から視認されやすくなっているが、本発明のようにパネル突起部を曲面とすることにより、外部からの視認性が緩和されデザイン性が向上する。さらにまた、照明用ＬＥＤ基板上に実装するため、専用基板は不要でコストメリットも高い。

ここで、このように構成される反射板１４の製造方法について説明する。

まず、小径開口（透光部）１４１と大径開口１４２を含む全体を、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透光性樹脂を用いて一体成型する。

次いで、透光部である小径開口１４１に相当する部分をマスキングしてから、全面をアルミニウム等反射率の高い金属で蒸着するか、若しくは白色塗装を施し、その後マスキングを除去する。

なお、反射板１４の製作は、上記の方法に限定されるものではなく、例えば、実施の形態１における反射板１４を反射率の高いチタン等の白色金属を含有した樹脂を用いて製作し、その小径開口１４１に、予めアクリル樹脂の成型によって製作した透光部をインサート成型により一体化させるものであってもよい。

また、別の製作方法として、インサート成型によらず、実施の形態１における反射板１４に、予めアクリル樹脂の成型で製作した透光部を小径開口１４１に嵌合して接着するか、あるいは圧入により一体化させるようにしたものでもよい。

以上説明したように、このような本発明の実施の形態２に係るＬＥＤ照明器具によれば、反射板の小径開口に相当する部分に、ＬＥＤ素子からの放射光を透過可能な透光部を形成することで、実施の形態１と同様の効果に加え、部材の一体化による製造コストの低減が可能となる。また、器具を薄形化することができる。

また、赤色キャップ部１３５に、赤色ＬＥＤ素子を直接実装し、反射板１４の背面側に形成した配線パターンを介して給電するようにしてもよい。これにより前面パネルの部分で発光するように構成できるため、視認性は向上する。

なお、前記実施の形態１，２では、反射板に形成した孔部に前面パネルの凸部を挿入するようにしたが、前面パネルに形成した孔に反射板に形成した凸部を挿入してもよい。この場合は、前面側に突出するので、前面パネルに反射板側にむかうくぼみを形成し、このくぼみの部分で反射面の凸部が挿入されるようにするのが望ましい。さらにまた、実施の形態２のように、この反射面の凸部にインジケータを構成する赤色ＬＥＤ素子などを実装するようにしてもよい。

１、２ ＬＥＤ照明器具
１１ 本体
１２ ＬＥＤユニット
１２１ 基板
１２２ ＬＥＤ素子
１３ 前面パネル
１３１ 凸部
１３２ キャップ
１３３ 樹脂キャップ
１３５ 赤色キャップ部
１４ 反射板
１４１ 小径開口
１４２ 大径開口
１４３ 反射面
１４４ 連接面部
１４５ 孔部
１５ 電源ユニット
１６ 枠
３０ 人感センサ
２００ 金型

Claims (7)

1. 複数のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が実装される基板と、前記ＬＥＤ素子のそれぞれに対向する小径の開口を有し、前記小径の開口から次第に大きくなるように形成された反射面と、前記各反射面を連続的に接続する連接部とを有する反射板と、前記ＬＥＤ素子の光照射方向に配設される透光性の前面パネルと、を備えた照明器具であって、
   前記連接面部および前記前面パネルの一方は、孔部を、他方は凸部を有し、
   前記孔部と前記凸部とが係合することで、前記前面パネルが前記反射板に固定される照明器具。
2. 請求項１に記載の照明器具であって、
   前記前面パネルは、凸部を構成するとともに、前記連接面部は孔部を構成する照明器具。
3. 請求項２にいずれかに記載の照明器具であって、
   前記凸部の先端が、曲面を構成するようにした照明器具。
4. 請求項３にいずれかに記載の照明器具であって、
   前記凸部の先端に、曲面を構成するキャップを装着した照明器具。
5. 複数のＬＥＤ素子と、前記ＬＥＤ素子が実装される基板を形成する工程と、
   前記ＬＥＤ素子のそれぞれに対向する小径の開口を有し、前記小径の開口から次第に大きくなるように形成された反射面と、前記各反射面を連続的に接続する連接部とを有する反射板を形成する工程と、
   前記ＬＥＤ素子の光照射方向に配設される透光性の前面パネルを形成する工程と、
   前記連接面部および前記前面パネルの一方は、孔部を、他方は凸部を有し、
   前記孔部と前記凸部とが係合することで、前記前面パネルをＬＥＤ素子本体部に固定する工程とを含む照明器具の製造方法。
6. 請求項５に記載の照明器具の製造方法であって、
   前記反射板の孔部に前記前面パネルの凸部を挿入し、金型を用いて前記凸部を半球状のキャップ部に成形する工程を含む照明器具の製造方法。
7. 請求項５に記載の照明器具の製造方法であって、
   前記反射板の孔部に前記前面パネルの凸部を挿入し、前記凸部に半球状のキャップ部を装着する工程を含む照明器具の製造方法。

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