JP6187784B2 - LED lighting fixtures - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、LED(Light Emitting Diode)を光源に用いたLED照明器具に関する。 Embodiments described herein relate generally to an LED lighting apparatus using an LED (Light Emitting Diode) as a light source.
LEDは、長寿命、低消費電力、耐衝撃性、高速応答性、高純度表示色、軽薄短小化の実現等の特徴から、産業分野のみならず一般照明用としても普及が進んでいる。また、LEDモジュールの他に、配光を制御する反射板を備えたLED照明器具が知られている(例えば特許文献1)。 LEDs have been widely used not only for industrial fields but also for general lighting because of their features such as long life, low power consumption, impact resistance, high-speed response, high-purity display color, and lightness and thinness. Moreover, the LED lighting fixture provided with the reflecting plate which controls light distribution other than an LED module is known (for example, patent document 1).
本発明は、LEDモジュールの数の変更に合わせて反射板も柔軟にレイアウトすることができるLED照明器具を提供する。 The present invention provides an LED lighting apparatus that can flexibly lay out a reflector in accordance with a change in the number of LED modules.
本発明の一態様によれば、光源取付面の中心に貫通孔を有する本体と、基板と、前記基板に実装されたLED(Light Emitting Diode)素子と、前記基板の前記LED素子が実装された側の面の前記貫通孔側に設けられたコネクタと、を有し、前記光源取付面の前記貫通孔の周囲に取り付けられた複数のLEDモジュールと、前記複数のLEDモジュールの、前記基板の前記LED素子が実装された側の面を覆い、前記LED素子を露出させる孔と、前記貫通孔側とは反対側であって前記孔が形成されている領域側に入り込むように形成された前記コネクタを収納する凹部と、を有する反射板と、前記本体の光源取付面とは反対側に形成された複数の放熱フィンと、を備え、前記LEDモジュールに電力を供給するためのケーブルは、前記光源取付面の前記貫通孔を介して配線されていることを特徴とするLED照明器具が提供される。 According to one aspect of the present invention, a main body having a through hole at the center of a light source mounting surface, a substrate, an LED (Light Emitting Diode) element mounted on the substrate, and the LED element on the substrate are mounted. A connector provided on the through hole side of the side surface, a plurality of LED modules mounted around the through hole of the light source mounting surface, and the substrate of the plurality of LED modules The connector formed to cover the surface on which the LED element is mounted and to expose the LED element, and to enter the region side opposite to the through hole side and where the hole is formed A cable for supplying power to the LED module, the reflector having a recess for storing the light source, and a plurality of heat radiation fins formed on the opposite side of the light source mounting surface of the main body. Mounting LED lighting apparatus, characterized in that said are wired through the through-hole is provided.
本発明によれば、汎用性の高いLED照明器具が提供される。 According to the present invention, a highly versatile LED lighting apparatus is provided.
以下、図面を参照し、実施形態について説明する。なお、各図面中、同じ要素には同じ符号を付している。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same element in each drawing.
図1は、実施形態のLED照明器具1の外観斜視図である。
実施形態のLED照明器具1は、本体2と、LEDモジュール3(図7に示す)と、反射板4(図9(a)及び(b)に示す)と、電源ユニット5と、アーム6とを備えている。
The
実施形態のLED照明器具1は、消費電力が例えば100W〜500Wの大型照明器具である。LED照明器具1は、取付部材であるアーム6を介して、例えば体育館などの高
The
天井、あるいはその天井から吊り下げられた昇降装置などに取り付けられる。 It is attached to the ceiling or a lifting device suspended from the ceiling.
まず、本体2について説明する。
First, the
図2は、本体2における光源取付面11側の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the
図3は、本体2における光源取付面11の反対側の放熱面12側の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the
図4は、本体2における放熱面12側の斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of the
図5(a)は、図3におけるA−A’方向から見た側面図である。 FIG. 5A is a side view seen from the A-A ′ direction in FIG. 3.
図5(b)は、図3におけるB−B’断面図である。 FIG. 5B is a cross-sectional view along B-B ′ in FIG. 3.
図6は、図3におけるC−C’方向から見た側面図である。 FIG. 6 is a side view seen from the direction C-C ′ in FIG. 3.
本体2は、円形のプレート13を有する。そのプレート13における一方の面側は、浅底の皿状に形成され、その底面に図2に示す光源取付面11が形成されている。光源取付面11の外周縁部には、光源取付面11よりも図2において紙面手前側に突出する環状のリム14が設けられている。
The
プレート13における他方の面は放熱面12として機能し、その放熱面12には複数の放熱フィン15、16が設けられている。
The other surface of the
本体2は、例えばアルミニウムまたはアルミニウムを主成分として含む金属をダイキャスト法で成型してなり、プレート13及び放熱フィン15、16は一体に設けられている。また、プレート13及び放熱フィン15、16を含む本体2の全表面は、放熱性を向上させるために、例えばアルマイト処理によりアルミニウムの酸化皮膜が形成されている。
The
プレート13の中心には、貫通孔13aが形成されている。したがって、図2に示すように、光源取付面11は、貫通孔13aの周囲に環状に形成されている。
A through
光源取付面11における貫通孔13aの周辺には、例えば4つの突起状のボス21が設けられている。4つのボス21は、周方向に例えば90°間隔で配置されている。ボス21は、後述する反射板4を図14に示す第2のレイアウトに位置決めする第2の位置決め部として機能する。
For example, four projecting
光源取付面11において、リム14の内周壁付近には、例えば12個の突起状のボス22が設けられている。12個のボス22は、周方向に例えば30°間隔で配置されている。ボス22は、後述する反射板4を図13に示す第1のレイアウトに位置決めする第1の位置決め部として機能する。
In the light
さらに、ボス22よりも少し内周側の光源取付面11には、例えば4つの突起状のボス23が設けられている。図2において左側2つのボス23は周方向に例えば60°間隔で配置され、図2において下側2つのボス23は周方向に例えば120°間隔で配置され、図2において右側2つのボス23は周方向に例えば60°間隔で配置され、図2において上側2つのボス23は周方向に例えば120°間隔で配置されている。ボス23は、後述する反射板4を図14に示す第2のレイアウトに位置決めする第2の位置決め部として機能する。
Furthermore, for example, four projecting
また、光源取付面11には、複数のネジ孔24、25が形成されている。ネジ孔24は、図11及び図13に示すように、それぞれ6個のLEDモジュール3及び反射板4を光源取付面11にネジ止めするために使われる。ネジ孔25は、図12及び図14に示すように、それぞれ4個のLEDモジュール3及び反射板4を光源取付面11にネジ止めするために使われる。
In addition, a plurality of
次に、LEDモジュール3について説明する。
Next, the
図7は、LEDモジュール3の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of the
LEDモジュール3は、基板31と、基板31上に実装されたLED素子32とを有する。1枚の基板31上には、複数(図7に示す例では33個)のLED素子32が実装されている。複数のLED素子32は、例えば3つごとに集合して実装されている。また、基板31上には、コネクタ33が実装されている。
The
LED素子32の素子基板(またはパッケージ基板)と、LEDモジュール3の基板31とは、熱膨張率が同じか、あるいは近いことが好ましい。例えば、LED素子32の素子基板がセラミック基板の場合には、基板31としてセラミック基板を用いることができる。
It is preferable that the element substrate (or package substrate) of the
あるいは、セラミック基板よりも安価な金属板を基板31として用いてもよい。本実施形態では、アルミニウムや銅に比べて、セラミック基板との間の熱膨張率差が小さい鉄の基板31を用いている。基板31は、略扇形の平面形状を有し、その中心角側の先端部には切欠き39が形成され、弧状の外周部には、2つの切欠き35が形成されている。
Alternatively, a metal plate that is cheaper than a ceramic substrate may be used as the
その基板31の実装面は例えば樹脂等の絶縁膜で覆われ、その絶縁膜上に、図8において網掛けまたはグレーで示される配線パターン36が形成されている。図8において、配線パターン36上に実装されたLED素子32及びコネクタ33を1点鎖線で表す。また、配線パターン36を覆うように、基板31の最表面には、LED素子32が放出する光に対して反射性を有する例えば白色の樹脂膜が形成されている。この樹脂膜は絶縁性を有し、極性の異なる配線パターン36間を短絡させない。
The mounting surface of the
配線パターン36は、例えば銅材料からなる。図8において、配線パターン36間の絶縁部分は、白いライン状に示される。配線パターン36は、ライン状ではなく、ベタパターン状に形成され、基板31の面内で配線パターン36間の絶縁部分(白いライン状部分)よりも広い面積で形成されている。これにより、配線パターン36を介した、LED素子32の熱の放熱性を高めることができる。
The
各LED素子32は、アノード側外部端子とカソード側外部端子とを有し、それら外部端子が配線パターン36に例えばはんだにより接合されている。本実施形態では、複数(例えば33個)のLED素子32及び1つのコネクタ33が、配線パターン36を介して電気的に直列接続されている。
Each
LED素子32は、光の放出面を基板31の実装面の反対側に向けて実装される。LED素子32は、発光層を含む半導体チップと、蛍光体粒子を含有した蛍光体層とを有している。例えば、蛍光体粒子が黄色光を発光する黄色蛍光体粒子とすると、GaN系材料である発光層からの青色光と、蛍光体層における波長変換光である黄色光との混合色として、白色または電球色の光が外部に放出される。なお、蛍光体層は、複数種の蛍光体粒子(例えば、赤色光を発光する赤色蛍光体粒子と、緑色光を発光する緑色蛍光体粒子)を含む構成であってもよい。
The
LEDモジュール3は、LED素子32を実装した基板31の実装面の反対側の面(裏面)を、本体2の光源取付面11に接触させて、光源取付面11に取り付けられる。
The
基板31には、一対の貫通孔34が形成されている。貫通孔34は、図2を参照して前述した、光源取付面11の放射方向に並んだ一対のネジ孔24、またはネジ孔24とは異なる位置で光源取付面11の放射方向に並んだ一対のネジ孔25のいずれかに位置合わせされる。そして、貫通孔34を通してネジがネジ孔24または25にねじ込まれることで、LEDモジュール3は光源取付面11に対して密着して固定される。これにより、LEDモジュール3から本体2への熱伝導性が高まる。LEDモジュール3の基板31は金属板であり、樹脂基板やセラミック基板よりも熱伝導がよい。
A pair of through
本実施形態ではLEDモジュール3の個数を任意に選択して、光源取付面11に取り付けることができる。
In the present embodiment, the number of
図11は、例えば6個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第1のレイアウトを表す。
FIG. 11 shows a first layout in which, for example, six
光源取付面11の外形は円形に形成されている。6個のLEDモジュール3は、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
The outer shape of the light
この第1のレイアウトでは、各LEDモジュール3の貫通孔34は、光源取付面11に形成された図2に示すネジ孔24に位置合わせされる。そして、貫通孔34を通して図示しないネジがネジ孔24にねじ込まれて、LEDモジュール3は光源取付面11に固定される。
In the first layout, the through
図7に示すように、各LEDモジュール3の基板31の弧状の外周部に2つの切欠き35が形成されており、それぞれの切欠き35に、光源取付面11の外周側に設けられたボス22の付け根部分がはまり込む。これにより、光源取付面11のネジ孔24に対する、LEDモジュール3の貫通孔34の位置決めが容易になる。
As shown in FIG. 7, two
次に、図12は、上記第1のレイアウトよりもLEDモジュール3の数が少ない例えば4個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第2のレイアウトを表す。
Next, FIG. 12 shows a second layout in which, for example, four
4個のLEDモジュール3は、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
The four
この第2のレイアウトでは、各LEDモジュール3の貫通孔34は、第1のレイアウトのときに使われたネジ孔24とは異なるネジ孔25に位置合わせされる。そして、貫通孔34を通して図示しないネジがネジ孔25にねじ込まれて、LEDモジュール3は光源取付面11に固定される。
In the second layout, the through
各LEDモジュール3の先端部に形成された切欠き39(図7)に、光源取付面11の中心の周辺に設けられたボス21の付け根部分がはまり込む。さらに、各LEDモジュール3の弧状の外周部に形成された2つの切欠き35のうちの一方に、第1のレイアウトで使われたボス22よりも内周側に設けられたボス23の付け根部分がはまり込む。これにより、光源取付面11のネジ孔25に対する、LEDモジュール3の貫通孔34の位置決めが容易になる。
The base portion of the
複数のLEDモジュール3は光源取付面11の面方向に分割された状態で配置され、ネジの着脱により、それぞれのLEDモジュール3ごとに光源取付面11に対して着脱自在である。したがって、光源取付面11に取り付けるLEDモジュール3の数を簡単に変更することができ、LED照明器具1の使用目的などに応じて、光束(明るさ)を調整することができる。
The plurality of
図11に示す第1のレイアウトのときにLEDモジュール3を位置決めする第1の位置決め部であるボス22と、図12に示す第2のレイアウトのときにLEDモジュール3を位置決めする第2の位置決め部であるボス21及び23とが共に、同じ本体2の光源取付面11に設けられている。
A
したがって、第1のレイアウト用に設計された光源取付面を有する本体と、第2のレイアウト用に設計された光源取付面を有する本体とを別々に用意する必要がない。同じ設計の本体2を第1のレイアウトにも第2のレイアウトにも兼用できる。本体2の金型も1種類で済み、コストアップをまねかない。
Therefore, there is no need to separately prepare a main body having a light source mounting surface designed for the first layout and a main body having a light source mounting surface designed for the second layout. The
図11に示すように、第1のレイアウトのときには、第2のレイアウトで使われるボス21はLEDモジュール3よりも内周側に位置し、ボス23は、周方向で隣り合うLEDモジュール3間に位置し、6個のLEDモジュール3の第1のレイアウトでの配置を妨げない。
As shown in FIG. 11, in the first layout, the
逆に、図12に示すように、第2のレイアウトのときには、第1のレイアウトで使われるボス22は、LEDモジュール3よりも外周側に位置し、4個のLEDモジュール3の第2のレイアウトでの配置を妨げない。
Conversely, as shown in FIG. 12, in the second layout, the
4個のLEDモジュール3を配置した第2のレイアウトは、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトから、単に2個のLEDモジュール3を外しただけでなく、各LEDモジュール3の周方向の位置をずらしている。すなわち、4個のLEDモジュール3が、周方向に等間隔で並ぶように、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトから各LEDモジュール3の周方向の位置をずらしている。
In the second layout in which the four
複数のLEDモジュール3が周方向に等間隔に並ぶことで、発光部を周方向にムラなく均等に分布させることができる。これにより、既存の照明器具によく見られるような円形または環状に光る部分が見える違和感のない照明を実現できる。
By arranging the plurality of
また、4個のLEDモジュール3を配置した第2のレイアウトでは、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトのときよりも、各LEDモジュール3を光源取付面11の中心側に寄せている。
Further, in the second layout in which the four
すなわち、LEDモジュール3に実装されたLED素子32が光源取付面11の中心側に寄る。これにより、4個のLEDモジュール3の半径方向の位置を図11に示す第1のレイアウトと同じにした場合に比べて、隣り合うLEDモジュール3間でのLED素子32間の周方向の距離が小さくなり、光る部分を円形または環状に視認しやすくなる。
That is, the
以上説明したように、本実施形態では、6個のLEDモジュール3を配置した第1のレイアウトと、4個のLEDモジュール3を配置した第2のレイアウトとでは、各LEDモジュール3の光源取付面11上での周方向の位置および半径方向(放射方向)の位置を変えている。
As described above, in the present embodiment, the light source mounting surface of each
これにより、光源取付面11に配置するLEDモジュール3の数(光束)に応じた適切な発光部の面方向分布を実現できる。
Thereby, the surface direction distribution of the suitable light emission part according to the number (light beam) of the
また、第1のレイアウトと第2のレイアウトとで、各LEDモジュール3の光源取付面11上での周方向の位置および半径方向の位置を変えることで、第1のレイアウトの位置決めに使うボス22と第2のレイアウトの位置決めに使うボス21及び23とを同じ光源取付面11に設けながらも、第1のレイアウトのときにはボス21及び23が邪魔にならず、第2のレイアウトのときにはボス22が邪魔にならない。
Further, the
次に、反射板4について説明する。
Next, the reflecting
図9(a)は反射板4の表面の平面図であり、図9(b)は反射板4の裏面の平面図である。
FIG. 9A is a plan view of the front surface of the reflecting
図10は、図9(a)におけるD−D’拡大断面図である。 FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view taken along the line D-D ′ in FIG.
反射板4の外形形状は、LEDモジュール3の基板31の外形形状とほぼ同じに形成されている。反射板4の外形形状は、一対の第1の側面部41と、一対の第2の側面部42と、弧状の外周部43とで囲まれた略五角形状に形成されている。また、反射板4の平面サイズも、LEDモジュール3の基板31の平面サイズとほぼ同じである。
The outer shape of the
一対の第1の側面部41は、第1の角度θ1をなしている。一対の第1の側面部41によって形成されるコーナー部を、反射板4の先端部と定義する。その先端部は丸みを帯びている。
The pair of first
第1の角度θ1は、一対の第1の側面部41を扇形の2本の半径とした場合における、その扇形の中心角の角度に対応する。本実施形態では、第1の角度θ1は略90°である。
1st angle (theta) 1 respond | corresponds to the angle of the central angle of the sector shape when a pair of
一対の第1の側面部41と、弧状の外周部43との間に、一対の第2の側面部42が設けられている。後述する図13または14に示すように反射板4が光源取付面11に取り付けられた状態で、第2の側面部42は、第1の側面部41から、光源取付面11の中心から遠ざかる方向に延びる。第1の側面部41と第2の側面部42とは、屈曲または湾曲したコーナー部を介してつながっている。第2の側面部42の長さは、第1の側面部41の長さよりも長い。
A pair of second
一対の第2の側面部42は、第2の角度θ2をなしている。第2の角度θ2は、一対の第2の側面部42を扇形の2本の半径とした場合における、その扇形の中心角の角度に対応する。本実施形態では、第2の角度θ2は、略60°である。
The pair of second
反射板4には、複数の光ガイド孔45が形成されている。光ガイド孔45は、反射板4を貫通している。また、図9(b)に示すように、反射板4の裏面における先端部の近くには、凹部48が形成されている。
A plurality of light guide holes 45 are formed in the reflecting
後述するように、光ガイド孔45からLEDモジュール3のLED素子32を臨ませ、且つ凹部48に、LEDモジュール3のコネクタ33を収めた状態で、反射板4はLEDモジュール3に重ね合わされる。
As will be described later, the reflecting
また、図10の断面図に示すように、光ガイド孔45の内壁面は、反射板4の裏面側から表面側に向かうにしたがって孔径が拡がったテーパー面となっている。後述するように、反射板4が、光源取付面11に取り付けられたLEDモジュール3に重ね合わされた状態で、光ガイド孔45の内壁面は、光源取付面11側から遠ざかるにつれて孔径が拡がったテーパー面となっている。
Further, as shown in the cross-sectional view of FIG. 10, the inner wall surface of the
光ガイド孔45の内壁面は、テーパー面に限らず、放物面等の曲面、それらの組み合わせ、あるいは光源取付面11に対して垂直な面とテーパー面との組み合わせ、あるいは傾斜角度の異なるテーパー面どうしの組み合わせであってもよい。また、光ガイド孔45にレンズをはめ込んでもよい。光ガイド孔45の内壁面の設計や、レンズを使うことで、光の配光角を所望に制御できる。
The inner wall surface of the
反射板4は、LED素子32から放出される光に対する反射性を有する白色樹脂の成型品であり、第1の側面部41、第2の側面部42および弧状の外周部43は一体に設けられている。
The
反射板4において、少なくとも光ガイド孔45の内壁面には、反射膜48(図10)が形成されている。反射膜48は、LED素子32から放出される光に対する反射性を有し、光ガイド孔45の内壁面は反射面として機能する。反射膜48として、例えば蒸着法により形成されたアルミニウム膜を用いることができる。あるいは、反射膜48として、アルミニウム以外の金属膜を用いてもよい。
In the
また、反射板4には、2つの貫通孔46が形成されている。この貫通孔46は、前述したLEDモジュール3の基板31に形成された貫通孔34に合わされ、基板31と反射板4とは共通のネジで、光源取付面11に共締めされる。
In addition, two through
本実施形態では、前述したように、複数のLEDモジュール3が光源取付面11の面方向に分割した状態で取り付けられるが、これに合わせて、反射板4も光源取付面11の面方向に分割した状態で光源取付面11上にレイアウトすることができる。
In the present embodiment, as described above, the plurality of
複数のLEDモジュール3は外形形状及び外形サイズを含めた構造が同じであり、複数の反射板4も外形形状及び外形サイズを含めた構造が同じである。そして、個々の反射板4は、個々のLEDモジュール3と、外形形状及び外形サイズが近似して形成されている。
The plurality of
図13(a)は、図11に示した6個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第1のレイアウトにおける反射板4のレイアウトを表す。
FIG. 13A shows the layout of the
6個のLEDモジュール3のそれぞれに対して6個の反射板4のそれぞれが重ね合わされる。各反射板4の貫通孔46は、各LEDモジュール3の貫通孔34に位置合わせされる。そして、各LEDモジュール3の貫通孔34は、光源取付面11に形成された図2に示すネジ孔24に位置合わせされている。
Each of the six
したがって、反射板4の貫通孔46及びLEDモジュール3の貫通孔34を通して図示しないネジがネジ孔24にねじ込まれることで、反射板4及びLEDモジュール3は光源取付面11に固定される。すなわち、LEDモジュール3と反射板4とは、共通のネジによって光源取付面11に対して共締め固定される。
Accordingly, a screw (not shown) is screwed into the
図13(b)は、1個のLEDモジュール3に重ね合わされた状態の1個の反射板4の拡大平面図を表す。
FIG. 13B shows an enlarged plan view of one reflecting
反射板4に形成された光ガイド孔45は、LEDモジュール3におけるLED素子32が実装された位置に合わされる。1つの光ガイド孔45からは、例えば3つのLED素子32が露出される。
The
前述したように、光ガイド孔45の内壁面には反射膜48が形成されている。また、反射板4において、光源取付面11に対する反対側の表面にも反射膜が形成されている。なお、反射板4自体の材料も、LED素子32から放出される光に対して反射性を有する白色樹脂である。この反射板4によって、LED素子32から放出された光は配光制御される。
As described above, the
図13(a)に示す第1のレイアウトにおいて、6個の反射板4は、6個のLEDモジュール3のレイアウトに合わせて、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
In the first layout shown in FIG. 13A, the six
各反射板4の弧状の外周部43に形成された2つの切欠き44(図9(a)及び(b))に、光源取付面11の外周側に設けられたボス22がはまり込む。これにより、光源取付面11に対する反射板4の位置決めが容易になる。
The
次に、図14は、図12に示した4個のLEDモジュール3を光源取付面11に取り付けた第2のレイアウトにおける反射板4のレイアウトを表す。
Next, FIG. 14 shows the layout of the
4個のLEDモジュール3のそれぞれに対して4個の反射板4のそれぞれが重ね合わされる。各反射板4の貫通孔46は、各LEDモジュール3の貫通孔34に位置合わせされる。この第2のレイアウトでは、各LEDモジュール3の貫通孔34は、第1のレイアウトに使われたネジ孔24ではなく、ネジ孔25に位置合わせされている。
Each of the four
そして、反射板4の貫通孔46及びLEDモジュール3の貫通孔34を通して図示しないネジがネジ孔25にねじ込まれることで、反射板4及びLEDモジュール3は光源取付面11に固定される。すなわち、LEDモジュール3と反射板4とは、共通のネジによって光源取付面11に対して共締め固定される。
Then, a screw (not shown) is screwed into the
この図14に示す第2のレイアウトにおいて、4個の反射板4は、4個のLEDモジュール3のレイアウトに合わせて、光源取付面11の中心のまわりの周方向に沿って等間隔で並べられている。
In the second layout shown in FIG. 14, the four
第2のレイアウトでは、各反射板4の外周部43に形成された2つの切欠き44のうちの一方に、第1のレイアウトのときの位置決め用のボス22よりも内周側に設けられたボス23がはまり込む。これにより、第2のレイアウトにおいても、光源取付面11に対する反射板4の位置決めが容易になる。
In the second layout, one of the two
複数の反射板4は、LEDモジュール3に合わせて、光源取付面11の面方向に分割された状態で配置され、ネジの着脱により、それぞれの反射板4ごとに光源取付面11に対して着脱自在である。したがって、光源取付面11に取り付けるLEDモジュール3の数の変更及びレイアウト変更に柔軟に対応することができる。
The plurality of
結果として、LED照明器具1の使用目的などに応じて、LEDモジュール3及び反射板4の数やレイアウトを変えることで、光束(明るさ)や配光を調整することができ、汎用性の高いLED照明器具1を提供できる。
As a result, the luminous flux (brightness) and light distribution can be adjusted by changing the number and layout of the
反射板4においても、LEDモジュール3のレイアウトに合わせて、図13に示す第1のレイアウトと、図14に示す第2のレイアウトとでは、光源取付面11上での周方向の位置および半径方向(放射方向)の位置を変えている。
Also in the
図14に示す第2のレイアウトでは、図13に示す第1のレイアウトよりも、反射板4が光源取付面11の中心に寄っている。これを可能にするために、図9(a)を参照して前述したように、各反射板4の側面に、相対的に開き角度に大小をもたせた一対の第1の側面部41と一対の第2の側面部42を設けている。すなわち、一対の第1の側面部41間のなす第1の角度θ1は、一対の第2の側面部42間のなす第2の角度θ2よりも大きい。
In the second layout illustrated in FIG. 14, the
したがって、周方向で隣り合う反射板4間における第1の側面部41間の距離は、図13に示す第1のレイアウトでは第2の側面部42間の距離よりも大きく、図14に示す第2のレイアウトでは第2の側面部42間の距離よりも小さい。
Therefore, the distance between the first side surfaces 41 between the reflecting
このため、光源取付面11の周方向に密に反射板4が並んだ第1のレイアウトよりも、反射板4の数を減らして且つ光源取付面11の中心側に寄せた第2のレイアウトでは、中心周辺で複数の反射板4を周方向により接近させることができる。この結果、隣り合う反射板4間においてLED素子32が臨む光ガイド孔45間の周方向の距離が小さくなり、光る部分を円形または環状に視認しやすくなる。
For this reason, in the second layout in which the number of
また、図13に示す第1のレイアウトのときには、第2のレイアウトで使われるボス23は、周方向で隣り合う反射板4間に位置して、反射板4の第1のレイアウトでの配置を妨げない。
Further, in the first layout shown in FIG. 13, the
逆に、図14に示す第2のレイアウトのときには、第1のレイアウトで使われるボス22は、反射板4よりも外周側に位置し、反射板4の第2のレイアウトでの配置を妨げない。また、光源取付面11の中心付近に設けられたボス21は、第2のレイアウトのときには、反射板4の先端部の下に隠れる。
Conversely, in the second layout shown in FIG. 14, the
本体2において光源取付面11側には、図2において2点鎖線で表す透明板26が取り付けられる。透明板26は、LED素子32から放出される光に対する透過性を有し、例えばアクリル板を用いることができる。
A
透明板26は、本体2のリム14の一部に形成されたネジ孔14aにネジ止めされる。透明板26と、光源取付面11に取り付けられた反射板4の表面との間には隙間が形成される。このため、光源側と透明板26との間に空気層(断熱層)が介在され、光源側の熱が透明板26に伝導するのを抑制できる。この結果、透明板26の熱による伸縮や変形を抑制することができる。また、透明板26が熱膨張や収縮しても、反射板4と透明板26とは接触していないため擦れない。このため、軽く、機械的に弱い透明板26に傷がつくのを回避できる。したがって、その傷によって光の透過が阻害されることもない。
The
次に、本体2のプレート13における光源取付面11の反対側の構造について説明する。
Next, the structure on the opposite side of the light
プレート13において、光源取付面11の反対側には、図3、4に示す放熱面12が設けられ、その放熱面12上には、複数の放熱フィン15、16が設けられている。
In the
複数の放熱フィン15、16は、放熱面12に対して垂直(この方向を図4においてZ方向として表す)に、光源取付面11の反対側に突出している。また、図4において、Z方向に対して直交するXY平面は、放熱面12に対して平行な面を表す。X方向及びY方向は、互いに直交する。そして、すべての放熱フィン15、16は、同じ方向であるY方向に延びている。
The plurality of
なお、図1、3、15、17に表したX方向、Y方向、Z方向は、図4におけるX方向、Y方向、Z方向に対応する。 The X direction, Y direction, and Z direction shown in FIGS. 1, 3, 15, and 17 correspond to the X direction, Y direction, and Z direction in FIG.
放熱面12側を見た図3に示す平面視で、複数の放熱フィン15のY方向の外周側の端部は、プレート13からはみ出していない。また、その平面視にて、複数の放熱フィン15の外周側の端部をつなぐ線は円を描く。
The end portions on the outer peripheral side in the Y direction of the plurality of radiating
また、放熱面12上には、プレート13の中心に形成された貫通孔13aから直径方向に延びる2つのリブ17が設けられている。2つのリブ17は、プレート13の中心(貫通孔13aの中心)から互いに逆方向に延び、且つ複数の放熱フィン15、16が延びるY方向に対して直交するX方向に延びている。複数の放熱フィン15、16を含む放熱面12側の構造は、リブ17に対して線対称の関係になっている。
On the
図4に示すように、リブ17の側面の近くに設けられた放熱フィン16は、その放熱フィン16をY方向に挟む位置関係で設けられた放熱フィン15よりも高さ(放熱面12からの突出高さ)が低くなっている。また、貫通孔13aの周辺には放熱フィン15、16が設けられていない。したがって、放熱面12側には、リブ17が延びる直径方向に沿って、周辺の放熱フィン15の上面よりもくぼんだ空間58が形成されている。その空間58の上には、後述する図16に示すように、電源ユニット5が設けられる。
As shown in FIG. 4, the radiating
その空間58を、Y方向の両側から挟んで、空間58の下に設けられた放熱フィン16及びリブ17よりも突出高さが高い複数の放熱フィン15が設けられている。
A plurality of radiating
本実施形態では、一部の放熱フィン16の高さを低くして上記空間58を形成することで、その空間58を電源ユニット5の配置に利用している。放熱フィンが低くなると、放熱性が低下する。そこで、空間58のY方向の両側に設けられた放熱フィン15における空間58側の一部分15aを他の部分よりも高くして、空間58周辺の放熱性の向上を図っている。
In this embodiment, the
放熱フィン15における空間58側の一部分15aだけを他の部分よりも高くすることで、コスト及び重量の増加を抑えつつ、低い放熱フィン16が設けられた領域の放熱性を助長することができる。
By making only the
また、その突出高さが高い部分15a上に、後述する電源ユニット5を支持させることで、電源ユニット5を、放熱面12の反対側に設けられたLEDモジュール3から、より遠ざけることができる。これにより、LEDモジュール3側から電源ユニット5に伝わる熱を抑制することができる。
Further, by supporting a
また、図15に示すように、複数の放熱フィン15、16の間隔は一定ではなく、LEDモジュール3側の配置に応じて、放熱フィン15、16の間隔が相対的に狭い領域と、相対的に広い領域とが混在する。
Moreover, as shown in FIG. 15, the space | interval of the
図15は、放熱面12の反対側の光源取付面11に配置されたLEDモジュール3を破線で放熱面12側に重ねて図示した平面図である。突出高さが低い放熱フィン16の裏側に配置された2つのLEDモジュール3を図示している。
FIG. 15 is a plan view illustrating the
外形が円形の本体2において、内周側は、外周側に比べて外気との熱交換効率が低く、相対的に高温になりやすい。また特に、その内周側において、放熱フィン16の突出高さが低くなっている領域100(図15において2点鎖線で表す)にて高温になりやすい。
In the
そこで、本実施形態では、その領域100に設けられた放熱フィン16、およびその放熱フィン16に連続してY方向に延びる放熱フィン15bを最も密に配置している。したがって、領域100の放熱フィン16間の間隔、およびその放熱フィン16につながる放熱フィン15b間の間隔が最も狭くなっている。
Therefore, in the present embodiment, the
放熱フィンを密に配置し、放熱フィンの間隔を狭くすることは、放熱フィンの数の増大によるコスト及び重量の増大につながる。そのため、本実施形態では、放熱面12側で相対的に高温になり、より高い放熱性を必要とされる箇所だけに放熱フィンの密な配置を制限している。これにより、コスト及び重量の増加を抑えつつ、効率的な放熱設計を行える。
If the heat dissipating fins are arranged closely and the space between the heat dissipating fins is narrowed, the cost and weight increase due to the increase in the number of heat dissipating fins. For this reason, in the present embodiment, the
なお、プレート13の中心(貫通孔13aの中心)の周辺には、LED素子32が配置されないため、その中心の周辺には放熱フィンを設けていない。すなわち、熱設計上必要性の低い放熱フィンを省くことで、低コスト化及び軽量化を実現している。
Since the
次に、電源ユニット5について説明する。
Next, the
図16は、電源ユニット5が本体2に取り付けられた状態における、図6に対応する側面図である。
FIG. 16 is a side view corresponding to FIG. 6 in a state where the
図17は、図3に示す放熱面12側の平面図に、電源ユニット5を2点鎖線で重ねた平面図である。
17 is a plan view in which the
図18は、電源ユニット5におけるケース50の内部の平面図である。
FIG. 18 is a plan view of the inside of the
電源ユニット5は、例えば3つのバー形状の電源回路51と、これら電源回路51を覆う金属製のケース50とを有する。
The
ケース50は、天板部52と、一対の側板部53と、一対の取付部55と、一対の端板部54と、底板部56とを有する。
The
ケース50は、本体2の放熱面12側に形成された前述した空間58の上方に配置される。その状態で、天板部52、底板部56および取付部55は放熱面12に対して略平行になり、端板部54は放熱面12に対して略垂直になる。側板部53は、天板部52及び取付部55に対して傾斜して、天板部52と取付部55との間に設けられている。端板部54は、ケース50の長手方向の端に設けられている。
The
3つの電源回路51のうち、1つは天板部52の裏に例えばネジ止めにより取り付けられる。他の2つの電源回路51のそれぞれは、一対の側板部53のそれぞれの裏に例えばネジ止めにより取り付けられる。
One of the three
ここで、参考例として、放熱面12に対して平行な面内に3つの電源回路を平行に並べたレイアウトを考える。この場合、真ん中の1本は本体2の中心を通る直径方向に沿って配置することができるが、その両側の2本は本体2の中心を通らない方向に延び、端部が本体2からはみ出す可能性がある。これは、照明器具全体の平面サイズの小型化や取り扱いの妨げになりうる。
Here, as a reference example, consider a layout in which three power supply circuits are arranged in parallel in a plane parallel to the
これに対して、実施形態のように、3つの電源回路51のうち1つを放熱面12に対して平行に設置される天板部52に取り付け、他の2つを天板部52に対して傾斜した側板部53に取り付けることで、3つの電源回路51を直径方向に延びるリブ17上に密集させて配置することができる。このため、3つのバー形状の電源回路51を平面視で本体2からはみ出させることなく設置することができ、結果として電源ユニット5全体を平面視で本体2の内側に収めることができる。これにより、LED照明器具1全体の小型化や取り扱い性の向上を図れる。
On the other hand, as in the embodiment, one of the three
ケース50には一対の側板部53が設けられ、一対の側板部53のそれぞれの下端部から、放熱フィン15、16が延びるY方向に一対の取付部55が張り出している。また、取付部55は、ケース50の長手方向(X方向)に延在している。
The
取付部55は、放熱フィン15における他の部分よりも突出高さが高くされた部分15aの上に支持される。その部分15aのうちの例えば6本には、図3に示すように、ネジ孔81が形成されている。図3に示す平面視にて、リブ17を挟んだ一方の領域に3個のネジ孔81が存在し、他方の領域に3個のネジ孔81が存在する。それら3個のネジ孔81は、リブ17に対して線対称の関係で位置している。リブ17を挟んだ一方の領域に設けられた3つのネジ孔81はX方向に等間隔で並んでいる。そのうちの真ん中に位置するネジ孔81は、本体2の中心を通る直線上に位置している。リブ17を挟んだ他方の領域に設けられた3つのネジ孔81もX方向に等間隔で並び、そのうちの真ん中に位置するネジ孔81は、本体2の中心を通る直線上に位置している。
The mounting
ネジ孔81が形成された放熱フィン15の部分15a上に支持されたケース50の取付部55は、ネジ孔81に対してねじ込まれるネジ57(図17に図示)によって、放熱フィン15に対して固定される。図17に示す例では、6つのネジ孔81のうち、平面視で三角形を形作る関係にある3つのネジ孔81に対してネジ57を締結している。すなわち、ケース50は、放熱フィン15に対して3点で固定されている。
The mounting
その状態で、取付部55よりも内側にあるケース50の底板部56は、放熱フィン15よりも低い放熱フィン16の上方に位置する。すなわち、ケース50の底板部56は、放熱フィン16に対して離間しており、その底板部56と放熱フィン16との間には空間58が存在する。すなわち、ケース50内に収容された3つの電源回路51は、他の放熱フィン15よりも低い放熱フィン16の上に空間58を隔てて設けられている。
In this state, the
このため、LEDモジュール3側からの熱が放熱フィン16を通じて電源回路11に伝わるのを抑制することができる。すなわち、本実施形態では、LEDモジュール3が取り付けられた本体2と、電源ユニット5とを一体化して、LED照明器具1全体の小型化を図りつつ、電源ユニット5の放熱性は損なわれない。
For this reason, it can suppress that the heat from the
放熱フィン15において、ケース50の取付部55が支持される部分15aを他の部分よりも高くすることで、放熱フィン15全体の高さ増大によるコスト及び重量の増加を抑えつつ、電源ユニット5をLEDモジュール3に対してより遠ざけることができ、電源ユニット5の放熱に有利となる。
In the radiating
LEDモジュール3が取り付けられる光源取付面11と、電源ユニット5のケース50の底板部56との間の距離は、80(mm)〜200(mm)が好ましい。その距離が80(mm)より小さいと、電源回路51の電子部品の温度が定格温度を超えてしまうことが懸念される。また、上記距離が200(mm)よりも大きいと、本体2と電源ユニット5との一体感が損なわれ、配線等も含めた組立性を低下させ、また小型化を妨げてしまう懸念がある。
The distance between the light
放熱面12側から本体2を見た図17の平面視で、電源ユニット5は、放熱フィン15が延びるY方向に対して直交するX方向に延在している。このため、放熱フィン15によって形成される空気の対流が、電源ユニット5における長手方向(X方向)に延びる側面全体に効率よく導かれ、電源ユニット5を効果的に空冷することができる。
The
また、電源ユニット5は、放熱面12の中心を通る直線上(リブ17上)で放熱面12の直径方向に延在している。すなわち、円形の放熱面12上における最も長さを大きくとれる直径方向に沿って延在するように電源ユニット5を配置することで、電源ユニット5を本体2からはみ出させることなく、平面視で本体2の内側に電源ユニット5を収めることができる。この結果、LED照明器具1全体の小型化を図れ、また取り扱い性が向上する。
The
電源ユニット5のケース50の例えば天板52上には、図示しない端子台が設けられる。図1には、その端子台を覆う端子台カバー71を示す。端子台は、ケース50内に収容された電源回路51がケーブルを通じて電気的に接続された端子を有する。
A terminal block (not shown) is provided on, for example, the
電源回路51は、ケース50の底板部56に形成された切欠きまたは貫通孔、および本体2の中心に形成された貫通孔13aを通じて、図18に示すケーブル95によって、図7に示すLEDモジュール3のコネクタ33に接続されている。これにより、電源回路51からLEDモジュール3のLED素子32に電力が供給され、LED素子32が発光する。例えば、1つの電源回路51は、2つのLEDモジュール3に電力を供給する。ケーブル95は、例えばフロストなどによって覆い隠される。
The
また、端子台に設けられた端子は、図示しないケーブルを通じて、商用電源などの外部電源と電気的に接続される。 The terminals provided on the terminal block are electrically connected to an external power source such as a commercial power source through a cable (not shown).
次に、LED照明器具1を、天井、あるいは天井から吊り下げられた昇降装置などに取り付けるための取付部材であるアーム6について説明する。
Next, the arm 6 which is an attachment member for attaching the
アーム6は、本体2に対して取り付けられる。図4に示すように、本体2の放熱面12側において、リブ17の長手方向の両端よりも外周に、一対のアーム取付部75が設けられている。アーム取付部75は、板状に設けられ、放熱フィン15、16と同じZ方向に突出している。アーム取付部75には、ネジ孔76が形成されている。
The arm 6 is attached to the
図1に示すように、アーム6は、電源ユニット5のケース50の天板部52に向き合わされる横板部61と、横板部61の長手方向の両端に一体に設けられ、横板部61の両端から下方に延在する一対の縦板部62とを有する。
As shown in FIG. 1, the arm 6 is provided integrally with a
縦板部62には貫通孔64が形成されている。その貫通孔64を通して、ネジが本体2のアーム取付部75に形成されたネジ孔76にねじ込まれることで、アーム6は本体2に対して取り付けられる。アーム6は、本体2に対して着脱自在である。
A through
例えば体育館などの高天井に取り付けられる照明器具は大型で重量が大きい。そのため、そのような照明器具を天井に直接取り付けるためには、照明器具側の取付部の強度を確保するためにその取付部を厚くする必要がある、これは、照明器具全体の重量の増大をまねき、また重くなると施工も困難になる。 For example, a lighting fixture attached to a high ceiling such as a gymnasium is large and heavy. Therefore, in order to directly attach such a lighting fixture to the ceiling, it is necessary to increase the thickness of the mounting portion in order to ensure the strength of the mounting portion on the lighting fixture side. This increases the weight of the entire lighting fixture. If it becomes heavy and heavy, construction becomes difficult.
これに対して、本実施形態では、天井や昇降装置などにはアーム6を取り付け、そのアーム6に対して本体2を吊り下げることで、天井などに対する取付部分の強度を確保しつつ、本体2の軽量化を図れる。アーム6の横板部61には、例えば2つの取付孔63が形成され、その取付孔63に対して、例えば天井から吊り下げられた昇降装置が取り付けられる。
On the other hand, in the present embodiment, the arm 6 is attached to the ceiling, the lifting device, and the like, and the
アーム6の縦板部62は、本体2に設けられたアーム取付部75の外面に対して面接触して重ね合わされる。これにより、本体2側からアーム6への熱伝導率を向上させることができ、アーム6を通じた放熱性を高めることができる。すなわち、アーム6を、LED照明器具1を天井などに取り付けるための取付部材としてだけではなく、放熱部材としても機能させることができる。
The
アーム6の、横板部61及び縦板部62は、強度を確保する観点から例えば鉄などの金属板からなる。その金属板の表面に、金属板の材料よりも輻射率(放熱性)が高い皮膜91を形成することで、アーム6の放熱性をより高くすることができる。
The
そのような皮膜91として、例えば樹脂膜を用いることができる。また、その樹脂膜の表面を粗面にすることで表面積を増大させて、アーム6の放熱性をより向上できる。なお、アーム6の金属板に例えばアルミニウム板を用いた場合には、その表面に黒色アルマイト処理を行って、酸化皮膜を放熱性(輻射率)を向上させる皮膜として形成してもよい。
As such a
本体2のアーム取付部75は図4に示すように放熱フィン15、16に対して並列に設けられ、放熱フィン15、16に対して平行である。アーム取付部75に面接触して取り付けられたアーム6の縦板部62も放熱フィン15、16に対して平行である。すなわち、アーム6の縦板部62は、放熱フィン15間の隙間における外周側の開口を塞いでいない。
As shown in FIG. 4, the
そのような一対の縦板部62間をつなぐ横板部61は、電源ユニット5の上方の空間を、放熱フィン15が延びるY方向に対して直交してX方向に延在している。アーム6の横板部61は、電源ユニット5の下に位置する放熱フィン16よりも突出高さが高い放熱フィン15の上方の空間を遮っていない。
The
このように、アーム6は放熱フィン15によって形成される空気の対流を妨げない方向に存在するため、LEDモジュール3から発生する熱の放熱性がアーム6によって損なわれない。むしろ、前述したように、アーム6を積極的に放熱体として使うことで、LED照明器具1全体の放熱性を高めている。
Thus, since the arm 6 exists in a direction that does not interfere with the convection of the air formed by the
なお、電源ユニット5は、ケース50を有さない構成であってもよく、電源回路51が放熱フィン上に支持されて放熱フィンに固定される構造であってもよい。
The
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…LED照明器具、2…本体、3…LEDモジュール、4…反射板、5…電源ユニット、6…アーム、11…光源取付面、12…放熱面、15、16…放熱フィン、21〜23…ボス、24,25…ネジ孔、31…基板、32…LED素子、36…配線パターン、41…第1の側面部、42…第2の側面部、45…光ガイド孔、48…反射膜、50…電源ケース、51…電源回路、55…電源ユニットの取付部、61…アームの横板部、62…アームの縦板部、91…皮膜、θ1…第1の角度、θ2…第2の角度
DESCRIPTION OF
Claims (2)
基板と、前記基板に実装されたLED(Light Emitting Diode)素子と、前記基板の前記LED素子が実装された側の面の前記貫通孔側に設けられたコネクタと、を有し、前記光源取付面の前記貫通孔の周囲に取り付けられた複数のLEDモジュールと、
前記複数のLEDモジュールの、前記基板の前記LED素子が実装された側の面を覆い、前記LED素子を露出させる孔と、前記貫通孔側とは反対側であって前記孔が形成されている領域側に入り込むように形成された前記コネクタを収納する凹部と、を有する反射板と、
前記本体の光源取付面とは反対側に形成された複数の放熱フィンと、
を備え、
前記LEDモジュールに電力を供給するためのケーブルは、前記光源取付面の前記貫通孔を介して配線されていることを特徴とするLED照明器具。 A body having a through hole in the center of the light source mounting surface;
A light source mounting comprising: a substrate; an LED (Light Emitting Diode) element mounted on the substrate; and a connector provided on the through hole side of the surface of the substrate on which the LED element is mounted. A plurality of LED modules attached around the through hole of the surface;
The hole of the plurality of LED modules covering the surface of the substrate on which the LED element is mounted and exposing the LED element is opposite to the through hole side and the hole is formed. A recess that houses the connector formed so as to enter the region side, and a reflector ,
A plurality of heat dissipating fins formed on the opposite side of the light source mounting surface of the main body,
With
A cable for supplying power to the LED module is wired through the through hole of the light source mounting surface.
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