JP2014194865A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】容易かつ確実に光源モジュールを器具本体に取り付けることができる照明器具を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、光源モジュールと、器具本体と、反射板と、を備えた照明器具が提供される。反射板は、一端に採光開口、他端に採光開口よりも拡開した投光開口、この投光開口の周囲に形成された鍔部を有し、採光開口が光源を包囲するように光源モジュールに当接する筒状をなしている。固定部材は、採光開口が光源モジュールに当接した状態で、反射板の鍔部に圧力をかけながら、反射板を器具本体に固定する。弾性体は、反射板の鍔部と固定部材との間に設けられ、採光開口が光源モジュールに当接する圧力を緩和する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、照明器具に関する。

ＬＥＤ（Light
Emitting Diode）チップなどの光源を基板上に設けた光源モジュールがある。こうした光源モジュールのなかで、ＣＯＢ（Chip On Board）と呼ばれるタイプのものがある。ＣＯＢタイプの光源モジュールを器具本体に取り付けた照明器具がある。照明器具では、より容易かつ確実に光源モジュールを器具本体に取り付けられるようにすることが望まれる。

特開２０１２−２５６５７２号公報

本発明の実施形態は、より容易かつ確実に光源モジュールを器具本体に取り付けることができる照明器具を提供する。

本発明の実施形態によれば、光源モジュールと、器具本体と、反射板と、を備えた照明器具が提供される。光源モジュールは、表面と裏面とを有する基板と、表面上に設けられた光源を有する。器具本体は、基板の裏面に対向して設けられ、光源モジュールを位置決めする位置決め部を有して光源モジュールと熱的に結合する。反射板は、内面が光反射性であって、一端に採光開口、他端に採光開口よりも拡開した投光開口を有する筒状で、採光開口が光源を包囲するように光源モジュールに当接する。固定部材は、筒状の反射板と、反射板を投光開口の周囲で器具本体に固定する。弾性体は、反射板と器具本体との間に設けられ、採光開口が光源モジュールに当接する圧力を緩和する。

容易かつ確実に光源モジュールを器具本体に取り付けることができる照明器具が提供される。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施形態に係る照明器具を表す模式図である。 図２は、実施形態に係る照明器具を表す模式的断面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る別の照明器具を表す模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る別の照明器具を表す模式図である。

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

図１（ａ）及び図１（ｂ）は、実施形態に係る照明器具を表す模式図である。
図２は、実施形態に係る照明器具を表す模式的断面図である。
図１（ａ）は、照明器具１１０の模式的斜視図である。
図１（ｂ）は、照明器具１１０の模式的分解斜視図である。
図１、図２に表したように、照明器具１１０は、光源モジュール１２と、器具本体１３と、反射板１４と、カバー１５と、固定部材１６と、を備える。

光源モジュール１２は、基板１８と、光源２０と、樹脂部２１と、バンク部２４と、を含む。光源モジュール１２は、いわゆるＣＯＢ（Chip On Board）である。

基板１８は、表面１８ａと裏面１８ｂとを含む板状である。裏面１８ｂは、表面１８ａに対して反対側の面である。裏面１８ｂは、例えば、表面１８ａに対して実質的に平行である。裏面１８ｂは、表面１８ａに対して非平行でもよい。

ここで、表面１８ａに対して平行な１つの方向をＸ軸方向とする。表面１８ａに対して平行で、Ｘ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向は、換言すれば、表面１８ａに対して垂直な方向である。

表面１８ａに対して平行な平面（Ｘ−Ｙ平面）に基板１８を投影した形状は、例えば、正方形状である。すなわち、基板１８をＺ軸方向に見た形状は、例えば、正方形状である。基板１８の形状は、これに限ることなく、他の多角形でもよいし、円形や楕円形などでもよい。基板１８の形状は、任意である。基板１８には、例えば、セラミックなどが用いられる。

光源２０は、表面１８ａの上に設けられる。例えば、複数の光源２０が、表面１８ａの上に設けられる。各光源２０は、例えば、表面１８ａ上に二次元マトリクス状に並べられる。光源２０には、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップが用いられる。光源２０は、例えば、有機発光ダイオード（Organic Light Emitting Diode：ＯＬＥＤ）、無機エレクトロルミネッセンス（Inorganic ElectroLuminescence）発光素子、有機エレクトロルミネッセンス（Organic ElectroLuminescence）発光素子、または、その他の電界発光型の発光素子などでもよい。

基板１８には、配線パターンが設けられている。各光源２０は、表面１８ａ上に設けられ、基板１８の配線パターンと電気的に接続される。また、基板１８の配線パターンには、電源線が接続される。各光源２０には、電源線及び基板１８の配線パターンを介して、外部から電力が供給される。これにより、各光源２０が発光し、各光源２０から光が照射される。

樹脂部２１は、光源２０を封止する。この例では、樹脂部２１が、各光源２０のそれぞれを封止する。樹脂部２１は、例えば、各光源２０のそれぞれの上に設けられ、各光源２０のそれぞれを覆う。樹脂部２１は、例えば、各光源２０のそれぞれの上面と側面とを覆う。

樹脂部２１は、光透過性を有する。樹脂部２１は、光源２０から照射される光に対して透過性である。樹脂部２１には、光透過性を有する樹脂材料が用いられる。樹脂部２１には、例えば、透明なシリコーン樹脂が用いられる。また、樹脂部２１は、例えば、蛍光体粒子を含む。樹脂部２１には、例えば、複数の蛍光体粒子が分散されている。樹脂部２１は、例えば、光透過性の樹脂部と、この樹脂部に分散された複数の蛍光体粒子と、を含む。

光源２０には、例えば、青色光を照射するＬＥＤが用いられる。樹脂部２１の蛍光体粒子には、例えば、黄色蛍光体が用いられる。これにより、例えば、実質的に白色の光を照射することができる。

このように、樹脂部２１は、各光源２０を封止して各光源２０を保護する。また、樹脂部２１は、例えば、光源２０から照射された光の色を変化させる。樹脂部２１は、例えば、光源２０から照射される光の一部の波長を変化させる。なお、光源モジュール１２の照射する光の色は、白色に限ることなく、任意の色でよい。樹脂部２１は、必ずしも蛍光体粒子を含まなくてもよい。

バンク部２４は、表面１８ａの上に設けられる。バンク部２４は、各光源２０を囲む環状である。この例では、バンク部２４のＸ−Ｙ平面に投影した形状が、四角環状である。バンク部２４の形状は、これに限ることなく、例えば、円環状などでもよい。バンク部２４は、樹脂部２１に接する。バンク部２４は、例えば、樹脂部２１の形成の際に、樹脂部２１の広がりを抑制する。バンク部２４は、例えば、樹脂部２１の封止する領域を決定する。バンク部２４は、樹脂材料を含む。バンク部２４には、例えば、シリコーン樹脂などが用いられる。バンク部２４は、必要に応じて設けられ、省略可能である。

器具本体１３は、基板１８の裏面１８ｂと対向して設けられる。この例において、器具本体１３は、円柱状である。器具本体１３の形状は、これに限ることなく、例えば角柱状などの任意の形状でよい。器具本体１３の一端には、凹部１３ｃが設けられている。器具本体１３は、例えば、凹部１３ｃの内底面を基板１８の裏面１８ｂと対向させる。

器具本体１３は、光源モジュール１２を位置決めする位置決め部１３ａを有する。位置決め部１３ａは、凹部１３ｃの内底面に設けられている。位置決め部１３ａは、例えば、凹部１３ｃの内底面から基板１８と実質的に同じ形状に凹んでいる。基板１８は、位置決め部１３ａに嵌る。これにより、光源モジュール１２の位置が決められる。

位置決め部１３ａの形状は、上記に限ることなく、光源モジュール１２の位置を決めることができる任意の形状でよい。位置決め部１３ａは、例えば、基板１８を囲む環状の突起でもよい。あるいは、基板１８の外周に沿って並ぶ複数の突起でもよい。

器具本体１３は、位置決め部１３ａに位置決めされた光源モジュール１２と熱的に結合する。器具本体１３は、例えば、基板１８の裏面１８ｂに接触することにより、光源モジュール１２と熱的に結合する。これにより、例えば、光源２０の点灯にともなって生じる熱を器具本体１３に逃がすことができる。例えば、光源２０の放熱性を高めることができる。

器具本体１３には、例えば、鉄、アルミニウム、または、ステンレスなどの金属材料が用いられる。器具本体１３の材料は、これに限ることなく、適切な熱伝導率を得られる任意の材料でよい。なお、器具本体１３は、基板１８に直接接触してもよいし、例えば、放熱グリスや放熱シートなどを介して接触してもよい。このように、本願明細書において、「熱的に結合」には、直接接する場合の他に、放熱グリスや放熱シートなどを介して接する場合も含む。

器具本体１３の他端には、複数の放熱フィン１３ｆが設けられている。各放熱フィン１３ｆは、例えば、Ｚ軸方向及びＹ軸方向に延びる板状である。そして、各放熱フィン１３ｆのそれぞれは、Ｘ軸方向に並ぶ。これにより、放熱性をより高めることができる。

反射板１４は、樹脂部２１を露呈させる開口１４ａを有する。反射板１４は、第２樹脂部２２に密着して光源モジュール１２を押さえる。反射板１４は、例えば、光源モジュール１２を器具本体１３に押し付ける。これにより、器具本体１３と反射板１４とに光源モジュール１２が挟まれ、光源モジュール１２が保持される。

反射板１４は、例えば、円筒状である。反射板１４では、開口１４ａが、各光源２０から照射された光の照射方向に向かって広がる。例えば、開口１４ａが、光の照射方向に向かって連続的に広がる。反射板１４は、例えば、光源モジュール１２から光の照射方向に向かって広がるテーパ状の円筒である。なお、光の照射方向とは、例えば、Ｚ軸方向に対して平行な方向で、器具本体１３から光源モジュール１２に向かう方向である。

反射板１４には、例えば、電気絶縁性の樹脂材料が用いられ、金属は不使用である。反射板１４は、光反射性を有する。反射板１４は、例えば白色を呈し、光源２０から照射される光に対して反射性である。反射板１４の一端には、筒状の採光開口１４ａを形成し、他端には投光開口１４ｂを形成し、この投光開口１４ｂの周囲に鍔部１４ｃを形成する。これにより、反射板１４は、光源２０から照射される光の配光角を制御する。反射板１４は、例えば、テーパ角によって、配光角を制御する。反射板１４の形状は、上記に限ることなく、光源モジュール１２を押さえることができ、かつ配光角を制御できる任意の形状でよい。

カバー１５は、例えば、板状である。カバー１５の外形形状は、反射板１４の外形形状と実質的に同じである。この例では、カバー１５が、円板状である。カバー１５は、光透過性を有する。カバー１５は、例えば、光源２０から照射される光に対して透過性である。カバー１５は、例えば、透明である。カバー１５は、例えば、光拡散性を有してもよい。カバー１５には、例えば、光学ガラスや光学プラスチックなどが用いられる。カバー１５は、例えば、反射板１４の開口１４ａを塞ぎ、光源モジュール１２を保護する。

固定部材１６は、例えば、ネジ止めなどによって器具本体１３に取り付けられる。固定部材１６は、器具本体１３に取り付けられ、反射板１４及びカバー１５を器具本体１３に固定する。

固定部材１６は、樹脂部２１を露呈させる投光開口１４ｂと同径の開口を有する。固定部材１６の開口のＺ軸方向に対して垂直な方向の長さは、例えば、反射板１４のテーパ状の投光開口１４ｂのＺ軸方向に対して垂直な方向の最も長い長さと実質的に同じである。この例では、採光開口１４ａ及び投光開口１６ａのそれぞれが、実質的に円形である。固定部材の開口の直径は、例えば、投光開口１４ａの最も大きい直径と実質的に同じである。

固定部材１６は、例えば、器具本体１３の形状に対応する円環状をである。固定部材１６の外形は、例えば、器具本体１３の外径と実質的に同じである。固定部材は、周囲にフランジ部を有して、器具本体を覆うように構成してもよい。

固定部材１６は、例えば、器具本体１３の一端に被せられた状態で、器具本体１３に取り付けられる。これにより、器具本体１３の一端と固定部材１６との間に、反射板１４及びカバー１５が挟まれる。これにより、反射板１４及びカバー１５が、器具本体１３に固定される。また、このように、固定部材１６によって反射板１４及びカバー１５を器具本体１３に固定することにより、反射板１４の端部が、基板１８の表面１８ａに密着する。これにより、反射板１４によって光源モジュール１２が押さえられ、光源モジュール１２が器具本体１３に保持される。本実施形態では、反射板１４の採光開口１４ａを形成する端部は筒状をなし、端部端面が基板１８表面１８ａに対して面接触しているので、基板１８を反射板１８の端部端面で確実に保持できる。

固定部材１６の器具本体１３への取り付けは、ネジ止めに限ることなく、例えば、爪係止などでもよい。また、固定部材１６を用いることなく、例えば、ネジ止めや爪係止などによって反射板１４を器具本体１３に直接取り付けてもよい。

光源モジュール１２を器具本体１３に取り付ける場合には、光源モジュール１２に過剰な圧力が加わらないようにする必要がある。例えば、基板１８にセラミックスが用いられている場合、基板１８に過剰な圧力が加わると、基板１８が割れてしまう恐れがある。このため、セラミックスが基板１８に用いられている場合には、特に注意が必要となる。

過剰な圧力が加わらないように光源モジュール１２を取り付ける方法として、バネ状の部材で光源モジュール１２を押さえる方法が知られている。この方法では、バネ状の部材を別途用意する必要があるため、部品点数の増加を招くとともに、取り付けが煩雑になる。このため、例えば、コスト増を招いてしまう。光源モジュール１２を専用のアタッチメントを介して器具本体１３に取り付ける方法もある。この方法では、比較的容易に取り付けを行える反面、アタッチメントの部品単価が高く、やはりコスト増を招いてしまう。

また、バネ状の部材やアタッチメントなどは、ネジを用いて取り付けることが一般的である。ところが、光源モジュール１２付近での取り付け作業となるため、作業中に指や工具などが、光源２０に接触してしまう恐れがある。指や工具などの接触は、例えば、ＬＥＤチップと配線パターンとを接続する金属ワイヤの変形や断線などの要因となり得る。そこで本実施形態では、弾性体を用いる。

弾性体４０は、反射板１４と固定部材１６との間に設けられる。弾性体４０は、弾性を有する。弾性体４０には、例えば、シリコーン樹脂や天然ゴムなどの樹脂材料が用いられる。弾性体４０は、例えば、各光源２０を露呈させる開口４０ａを有する環状である。この例では、弾性体４０が円環状である。弾性体４０の形状は、環状に限ることなく、各光源２０から照射される光を遮ることなく反射板１４と固定部材１６との間に配置できる任意の形状でよい。例えば、各光源２０を囲むように、複数の弾性体４０を並べて設けてもよい。

保持部材４２は、反射板１４とカバー１５とを保持する。保持部材４２は、例えば、反射板１４の鍔部１４ｃ及びカバー１５の外縁を囲む環状である。保持部材４２には、第１溝部４２ａと、第２溝部４２ｂと、が設けられている。第１溝部４２ａには、反射板１４の端部が嵌る。第２溝部４２ｂには、カバー１５の端部が嵌る。保持部材４２は、例えば、弾性を有する。保持部材４２には、例えば、シリコーン樹脂や天然ゴムなどの樹脂材料が用いられる。例えば、保持部材４２を弾性変形させて押し広げる。これにより、反射板１４の鍔部１４ｃ及びカバー１５を各溝部４２ａ、４２ｂに嵌め込むことができる。

照明器具１１０では、器具本体１３の凹部１３ｃの内径が変化する。照明器具１１０において、凹部１３ｃの開口端付近の内径は、保持部材４２の外径と実質的に同じである。照明器具１１０では、反射板１４及びカバー１５が、保持部材４２に保持された状態で、凹部１３ｃ内に収容される。保持部材４２の側面は、例えば、凹部１３ｃ内に収容された状態で、凹部１３ｃの内側面に密着する。

このように、弾性を有する保持部材４２を介して鍔部１４ｃ及びカバー１５を器具本体１３に取り付けることで、例えば、反射板１４やカバー１５の寸法誤差を吸収し、反射板１４及びカバー１５をより適切に器具本体１３に保持できる。この例では、１つの保持部材４２で反射板１４とカバー１５とを保持しているが、例えば、反射板１４を保持する保持部材と、カバー１５を保持する保持部材と、に分けてもよい。

弾性体４０は、例えば、保持部材４２の上に設けられる。弾性体４０も、凹部１３ｃ内に収容される。凹部１３ｃの深さ（Ｚ軸方向の長さ）は、光源モジュール１２、反射板１４、カバー１５、保持部材４２及び弾性体４０を内部に収容した状態で、弾性体４０が、凹部１３ｃの開口端から僅かに突出する程度に設定される。

照明器具１１０では、固定部材１６が、円環状である。固定部材１６は、ネジ止めなどによって器具本体１３の一端に取り付けられる。これにより、反射板１４の採光開口１４ａ端部が基板１８の表面１８ａに密着し、光源モジュール１２が器具本体１３に保持される。

また、照明器具１１０では、固定部材１６を器具本体１３に取り付けた際に、反射板１４と固定部材１６との間に設けられた弾性体４０が、反射板１４と固定部材１６とに挟まれて弾性変形する。より具体的には、弾性体４０が、固定部材１６と保持部材４２とに挟まれて弾性変形する。

これにより、照明器具１１０では、例えば、光源モジュール１２に過度の圧力が加わることを適切に抑制することができる。例えば、より安全かつ確実に光源モジュール１２を器具本体１３に取り付けることができる。

弾性体４０に天然ゴムなどの弾性係数の比較的大きい材料を用いる場合には、弾性体４０を中空状としてもよい。また、弾性体４０は、樹脂材料に限ることなく、例えば、バネ状の金属材料でもよい。金属材料を用いた場合、弾性体４０は、例えば、板バネ状でもよいし、コイルバネ状でもよい。

なお、弾性体４０は、例えば、器具本体１３と反射板１４との間や、反射板１４とカバー１５との間などに設けてもよい。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、実施形態に係る別の照明器具を表す模式図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、実施形態に係る別の照明器具を表す模式図である。
図３（ａ）は、照明器具１２０の模式的斜視図である。
図３（ｂ）は、照明器具１２０の模式的分解斜視図である。
図４（ａ）は、照明器具１２０の模式的断面図である。
図４（ｂ）は、照明器具１２０の断面の一部を拡大して表す模式的拡大図である。
図３（ａ）、図３（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｂ）に表したように、照明器具１２０では、弾性体４０が省略され、保持部材４２に空洞部４２ｃが設けられている。

照明器具１２０では、光源モジュール１２、反射板１４、カバー１５及び保持部材４２を凹部１３ｃの内部に収容した状態で、保持部材４２が、凹部１３ｃの開口端から僅かに突出する。照明器具１２０では、例えば、この条件を満たすように、凹部１３ｃの深さ及び保持部材４２のＺ軸方向の長さが、設定される。

空洞部４２ｃは、例えば、第１溝部４２ａ及び第２溝部４２ｂの上に設けられる。すなわち、この例では、空洞部４２ｃが、第１溝部４２ａに保持された反射板１４の上、及び、第２溝部４２ｂに保持されたカバー１５の上に設けられる。換言すれば、空洞部４２ｃは、反射板１４と固定部材１６との間に設けられる。より詳しくは、空洞部４２ｃは、カバー１５と固定部材１６との間に設けられる。

照明器具１２０では、固定部材１６を器具本体１３に取り付けた際に、反射板１４と固定部材１６との間に設けられた空洞部４２ｃが、反射板１４と固定部材１６とに挟まれて弾性変形する。より具体的には、空洞部４２ｃが、固定部材１６とカバー１５とに挟まれて弾性変形する。

すなわち、この例では、保持部材４２が、弾性体４０としても機能する。換言すれば、弾性体４０に保持部材４２の機能を持たせることもできる。このように、弾性体４０は、照明器具１２０の他の部品と一体にすることもできる。これにより、例えば、光源モジュール１２に過度の圧力が加わることをより適切に抑制しつつ、部品点数の増加を抑えることができる。例えば、照明器具１２０のコスト増を抑えることができる。

空洞部４２ｃは、例えば、第１溝部４２ａと第２溝部４２ｂとの間に設けてもよいし、第１溝部４２ａの下に設けてもよい。すなわち、空洞部４２ｃは、例えば、反射板１４とカバー１５との間に設けてもよいし、器具本体１３と反射板１４との間に設けてもよい。

また、保持部材４２などの他の部品に弾性体４０の機能を持たせる場合に、その部品に用いられる樹脂材料の弾性係数が、十分に小さい場合には、必ずしも空洞部を設けなくてもよい。例えば、二色成形法やインサート成形法などにより、弾性係数の大きい樹脂の部分と、弾性係数の小さい樹脂の部分と、を一体に成形することにより、弾性係数の小さい樹脂の部分に弾性体４０の機能を持たせてもよい。

上記実施形態では、反射板として反射板１４を示しているが、反射板は、反射板１４に限ることなく、第２樹脂部２２に密着して光源モジュール１２を押さえることのできる任意の部材でよい。但し、反射板１４を反射板として用いることにより、例えば、部品点数の増加を抑えることができる。また、反射板１４と基板１８との間の距離を近づけ、光源２０から照射される光の反射板１４への入射光率を高めることができる。

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。

１１０、１２０ 照明器具、１２ 光源モジュール、１３ 器具本体、１３ａ 位置決め部、１４ 反射板、１４ａ 採光開口、１４ｂ 投光開口、 １４ｃ 鍔部、１５ カバー、１６ 固定部材、１８ 基板、１８ａ 表面、１８ｂ 裏面、２０ 光源、４０ 弾性体、４２ 保持部材

Claims (2)

1. 基板およびこの基板の表面に設けられた光源を含む光源モジュールと；
   基板の裏面に対向して設けられ、光源モジュールを位置決めする位置決め部を有し、光源モジュールと熱的に結合する器具本体と；
   内面が光反射性であって、一端に採光開口、他端に採光開口よりも拡開した投光開口、投光開口の周囲に形成された鍔部を有し、採光開口が光源を包囲するように光源モジュールに当接する筒状の反射板と；
   採光開口が光源モジュールに当接した状態で、反射板の鍔部に圧力をかけながら、反射板を器具本体に固定する固定部材と；
   反射板の鍔部と固定部材との間に設けられ、採光開口が光源モジュールに当接する圧力を緩和する弾性体と；
   を具備していることを特徴とする照明器具。
2. 反射板の採光開口を形成する端部は筒状をなし、端部端面が基板表面に対して面接触することを特徴とする請求項１記載の照明器具。
   

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