(57)【要約】【課題】基板における半導体発光素子の実装に有効な実装面積を広くし、半導体発光素子を多く実装できる照明器具を提供する。【解決手段】照明器具10は、中央に器具取付部17を有する器具本体11を備える。ＬＥＤ素子35、およびＬＥＤ素子35を実装する基板12を有する発光ユニットＡを用いる。基板12を器具本体11の前面側で器具取付部17の周囲に配置する。樹脂製の複数個の押え部材により、基板12の複数箇所を器具本体11に押える。【選択図】図１
2014082067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央に器具取付部を有する器具本体と；
半導体発光素子、および半導体発光素子を実装する基板を有し、基板が器具本体の前面側で器具取付部の周囲に配置される発光ユニットと；
基板の複数箇所を器具本体に押える樹脂製の複数個の押え部材と；
を具備していることを特徴とする照明器具。
【請求項２】
発光ユニットを覆って器具本体に取り付けられ、基板を器具本体に押える押え部、および基板の径方向への移動を許容する空間部が形成された透光性を有する保護カバーを具備している
ことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
【請求項３】
器具取付部の周囲に配置される点灯回路を具備し、
基板は周方向に複数に分割されており、基板と点灯回路とを接続する電線が分割された基板間を通じて配線されている
ことを特徴とする請求項１または２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、半導体発光素子を用いた照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシーリングライトなどの照明器具では、中央に器具取付部を設けた器具本体に対して、その器具取付部の周囲に点灯回路が配置されているとともに、その点灯回路より外径側で器具本体の周辺部に複数のＬＥＤ素子を実装した基板が配置されている。
【０００３】
基板を器具本体に取り付ける場合には、ＬＥＤ素子が発生する熱を基板から器具本体に効率よく熱伝導して放熱性を高めるために、基板を器具本体に複数個の金属製のねじを用いて取り付けるのが一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３４６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような照明器具において、例えば、高価な高出力形のＬＥＤ素子に代えて、安価な比較的低出力形のＬＥＤ素子を用いる場合、所望の明るさを確保するためにはＬＥＤ素子の数を増加させる必要があり、この場合、基板におけるＬＥＤ素子の実装に有効な実装面積を大きくすることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、従来の照明器具では、基板の外径側には照明器具の大形化につながり、基板の内径側には点灯回路が配置されていることから、基板の面積を大きくしにくいとともに、基板を器具本体に取り付けるのに金属製のねじを用いていることから、ねじとの絶縁距離を確保するために、基板におけるＬＥＤ素子の実装に有効な実装面積が制限されてしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、基板における半導体発光素子の実装に有効な実装面積を広くし、半導体発光素子を多く実装できる照明器具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の照明器具は、中央に器具取付部を有する器具本体を備える。半導体発光素子、および半導体発光素子を実装する基板を有する発光ユニットを用いる。基板を器具本体の前面側で器具取付部の周囲に配置する。樹脂製の複数個の押え部材により、基板の複数箇所を器具本体に押える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、樹脂製の押え部材により基板を器具本体に押えることにより、基板の反りなどを規制して器具本体への放熱性を確保できるとともに、押え部材との絶縁距離の問題がなく、基板における半導体発光素子の実装に有効な実装面積を大きくでき、半導体発光素子を多く実装可能とすることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態を示す照明器具の断面図である。
【図２】同上照明器具の保護カバーの取付構造を示す断面図である。
【図３】同上照明器具の基板および保護カバーを取り付けた器具本体の斜視図である。
【図４】同上照明器具の基板を取り付けた器具本体および保護カバーの斜視図である。
【図５】同上照明器具の分解状態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態を、図１ないし図５を参照して説明する。
【００１２】
図４および図５に示すように、照明器具10は、天井面に設置されている引掛シーリングにアダプタを介して取り付けられる円形のシーリングライトである。なお、照明器具10から光を照射する方向を前面側、前面側に対して反対側を背面側と呼び、これら前面側および背面側は設置状態の照明器具10の下面側および上面側に対応する。
【００１３】
照明器具10は、器具本体11を備え、この器具本体11の前面側に発光ユニットＡのモジュール基板あるいは主基板である基板12、保護カバー13およびセード14が取り付けられ、器具本体11の背面側にケース16が取り付けられる。ケース16にはアダプタガイドである器具取付部17および点灯回路18などが取り付けられている。
【００１４】
そして、器具本体11は、金属製で円盤状に形成されている。器具本体11中央には器具取付部17が嵌り込む開口部21が形成され、この開口部21の周囲で器具本体11の前面には基板12が取り付けられる平面状の基板取付部22が環状に形成され、基板取付部22の周辺部には背面側に突出する凹部23が環状に形成され、この凹部23の周辺部にフランジ部24が環状に形成されている。
【００１５】
図１に示すように、基板取付部22には、径方向の中間位置に、例えば絞り加工により器具本体11の背面側に突出して基板取付部22側に開口するとともに周方向に沿って環状に突出部25が形成されている。突出部25の頂部には、ケース16をねじ（図示せず）で取り付けるためのねじ孔26が形成されている。さらに、図４および図５に示すように、突出部25と開口部21との間には窓孔27が形成され、開口部21を中心とする窓孔27との対称位置には器具本体11の背面側に突出して前面側が窪んだ窪み部28が形成されている。窓孔27および窪み部28の外径側の一部は、基板取付部22の領域に位置されている。また、図２および図５に示すように、基板取付部22の外周側および内周側には、基板12を取り付けるための複数の取付孔29が周方向に沿って配列されている。
【００１６】
図１および図４に示すように、基板取付部22の外周側には、保護カバー13を係止して取り付けるための複数の爪挿通孔30が形成されている。基板取付部22の内周側には、保護カバー13をねじ（図示せず）で取り付けるための複数のねじ孔31が形成されている。
【００１７】
図４および図５に示すように、凹部23には、セード14を器具本体11に対して回動させることによってセード14を着脱可能に取り付ける複数のセード取付金具32が取り付けられている。セード取付金具32は、基板取付部22から突出せず、凹部23内に収容されている。
【００１８】
また、発光ユニットＡの基板12は、半環状に分割形成されており、一対の基板12が器具本体11の基板取付部22に取り付けられることによって一対の基板12が環状に組み合わされる。基板12は、例えば紙フェノールを材料として用いられ、基板12の外周側が点灯回路18（回路基板）より外径側に配置されるとともに基板12の内周側が点灯回路18（回路基板）の前方領域に重なって配置されるように基板12の径方向の寸法が大きく、その結果、基板12の面積が広く形成されている。なお、基板12の材料は、紙フェノールに限らず、金属、セラミックスあるいは樹脂などの他の基板材料を用いてもよい。
【００１９】
基板12の前面側は、実装面であり、配線パターンが形成され、この配線パターンに接続されて例えばＬＥＤ素子や有機ＥＬなどを含む複数の半導体発光素子が同心円上に複数列実装されている。本実施形態では、半導体発光素子として、面実装タイプのＳＭＤパッケージ式のＬＥＤ素子35が用いられ、複数のＬＥＤ素子35が基板12に円周方向に沿って等間隔に配列されているとともに同心円上に複数列配置されている。なお、図４および図５にはＬＥＤ素子35の列として外周側と内周側の２列のみを示しているが、他の列は図示を省略しており、図１および図３に示すように、これら外周側と内周側との間にも２列のＬＥＤ素子35の列が配置され、計４列が配置されている。ただし、ＬＥＤ素子35の列は、４列に限らず、２列、３列、あるいは５列以上としてもよい。このような基板12にＬＥＤ素子35を実装する場合のいずれの配列形態であっても、基板12に実装されるＬＥＤ素子35は、器具本体11の突出部25に対向する領域に配置されず、その領域から外れた位置に配置されている。また、ＬＥＤ素子35の発光部は基板12に対して反対方向であって照明器具10の設置状態で直下方向に向けられる。さらに、基板12の前面側には、配線パターンを覆って高反射率特性を有する反射面が形成されている。
【００２０】
一対の基板12の互いに対向する縁部で内周側には、器具本体11の窓孔27および窪み部28の位置に対応して切欠部36が形成されている。また、一対の基板12の互いに対向する縁部近傍には配線パターンに接続されたコネクタ37が実装されている。
【００２１】
分割されている基板12は、共通の構成であり、同一のものが用いられている。
【００２２】
図４に示すように、一対の基板12の互いに対向する一方のコネクタ37は、電線38の両端にコネクタ39が接続された接続部材40で互いに電気的に接続されている。また、一対の基板12の互いに対向する他方のコネクタ37には、それぞれ電線41の先端にコネクタ42が接続された一対の給電部材43が電気的に接続されている。各給電部材43の電線41は基板12間から器具本体11側に配線され、器具本体11に形成された配線孔（図示せず）を通じて点灯回路18に電気的に接続されている。なお、給電部材43の電線41は、器具本体11の突出部25の内側の空間を配線空間として用いて配線してもよい。
【００２３】
基板12の外周側および内周側には、径方向に沿って長い長孔で、それぞれ外周側および内周側に開口された複数の挿通孔44が形成されている。各挿通孔44は器具本体11の各取付孔の位置に対応して形成されており、図２に示すように、挿通孔44および取付孔29を利用して複数個の押え部材45により基板12が器具本体11に押え付けられて取り付けられている。
【００２４】
押え部材45は、樹脂製で、例えばブッシュリベットなどの止め具が用いられている。ブッシュリベットの場合には、それぞれ樹脂製のスリーブ46とピン47とから構成され、スリーブ46の先端側46aが挿通孔44および取付孔29に挿通されるとともに基端側のフランジ部46bが基板12の前面側に接触した状態で、スリーブ46内にピン47が圧入されることにより、スリーブ46の先端側46aが外径方向に開いて取付孔29の背面側の縁に圧接され、このスリーブ46の先端側46aとフランジ部46bとの間で基板12と器具本体11とを挟み込んで止めるように構成されている。押え部材45と基板12の挿通孔44との間には少なくとも基板12の径方向に隙間があり、熱膨張などによる基板12の移動が許容されている。なお、押え部材45は、プッシュリベットに限らず、基板12を器具本体11に押えることができる他の構成の止め具を用いてもよい。
【００２５】
また、保護カバー13は、光透過性および拡散性を有する透明な樹脂製で、中央に開口部50が開口する環状に形成されている。保護カバー13は、基板12を器具本体11との間に覆うことが可能な大きさで中央領域が前面側に突出するように断面湾曲形状に形成された環状でカバー部51を有している。
【００２６】
図１に示すように、保護カバー13の背面の外周側および内周側には、基板12の前面の内周側および外周側のそれぞれに当接してこの基板12を器具本体11に押え付ける環状の押え部52，53が形成されている。外周側の押え部52は環状のリブによって形成され、内周側の押え部53は環状の段部によって形成されている。基板12の外周面側および内周面側には、押え部52，53が位置せず、基板12が例えば熱変形などで径方向に移動するのを許容する空間部Ｓが形成されている。
【００２７】
図２に示すように、保護カバー13の背面側には、各押え部材45の位置に対応して、押え部材45が挿通孔44および取付孔29から脱落するのを規制し、押え部材45により基板12と器具本体11とを挟み込んでいる状態を保持させるための保持部54が形成されている。
【００２８】
図１および図４に示すように、保護カバー13の背面側で外周側には、器具本体11の各爪挿通孔30に挿通可能とする複数の爪部55が一体に突出形成されている。これら複数の爪部55は、保護カバー13の周方向の一方である装着回動方向へ向けて略Ｌ字形に形成されている。そして、各爪部55を器具本体11の各爪挿通孔30に挿通して保護カバー13を装着回動方向に回動させることにより、各爪部55の先端が器具本体11の背面側に乗り上げて保護カバー13を器具本体11に向けて引き寄せるとともに、各爪部55が器具本体11の背面側に引っ掛かって保護カバー13の押え部52，53と器具本体11との間に基板12を挟持した状態で保護カバー13が器具本体11に固定される。
【００２９】
保護カバー13の内周部には、器具本体11の各取付孔29の位置に対応して複数の挿通孔56が形成されている。ねじ（図示せず）が挿通孔56から器具本体11の取付孔29にねじ込まれることにより、保護カバー13が器具本体11に締め付けられ、保護カバー13の押え部52，53と器具本体11との間に基板12を挟持した状態で保護カバー13が器具本体11に固定される。
【００３０】
また、図５に示すように、セード14は、透光性を有する乳白色の樹脂製で、上面側が開口され、上面側の内周縁部に各セード取付金具32に取り付けられる取付段部（図示せず）が形成されている。器具本体11に取り付けられるセード14により、器具本体11の下面、基板12および保護カバー13などが一体的に覆われる。
【００３１】
また、図１および図５に示すように、ケース16は、金属製で、中央に器具取付部17が配置される開口部59が形成され、周辺部から前面側に突出する側壁部の周囲にフランジ部60が形成され、フランジ部60が器具本体11の突出部25にねじ止めされて取り付けられる。フランジ部60には、突出部25の各ねじ孔26の位置に対応してねじが挿通する挿通孔61が形成されている。ケース16内には器具本体11の上面との間に器具取付部17や点灯回路18を収容して取り付ける収容空間62が形成されている。ケース16の背面には、照明器具10を天井面に設置した際に天井面との間で圧縮されて照明器具10のがたつきを防止したり照明器具10が回転するのを防止する複数のクッション材63が取り付けられている。
【００３２】
また、図５に示すように、器具取付部17は、樹脂製で筒状に形成され、天井面に設置されている引掛シーリングに装着されたアダプタに嵌め込むことにより、アダプタに着脱可能に取り付けられる。器具取付部17には、器具本体11の窓孔27に対向配置される常夜灯取付部66が形成され、この常夜灯取付部66に常夜灯基板67が取り付けられている。
【００３３】
図３に示すように、常夜灯基板67には、例えばＬＥＤ素子で構成される常夜灯素子68、リモコン受光部（図示せず）、およびリモコン切換スイッチ69が一緒に実装されている。そして、常夜灯素子68が乳白色の拡散カバー70で覆われ、常夜灯71が構成されている。拡散カバー70ではリモコン受光部も一緒に覆われているがリモコン切換スイッチ69は覆われない。リモコン受光部は、照明器具10の点灯状態を遠隔操作するリモコンから赤外線媒体によって送信される信号を受光し、この信号を点灯回路18に出力する。リモコン切換スイッチ69は、リモコンとこのリモコンで遠隔操作する照明器具10とを対応させるためのリモコン信号の切り換えに用いられる。
【００３４】
常夜灯基板67に搭載されている常夜灯71およびリモコン切換スイッチ69は、器具本体11の窓孔27に配置されている。窓孔27の外径側に常夜灯71が実装され、窓孔27の内径側にリモコン切換スイッチ69が配置されている。窓孔27の外径側は基板取付部22の領域に配置されているため、常夜灯71も基板取付部22の領域すなわち基板12の内周側より基板12の内側領域に侵入した位置に配置され、リモコン切換スイッチ69はそれら領域の外に配置されている。そのため、基板12を覆う保護カバー13によって、基板12とともに常夜灯71が一緒に覆われている。リモコン切換スイッチ69は、保護カバー13の外側に位置して覆われていない。
【００３５】
また、図５に示すように、点灯回路18は、器具取付部17の周囲に配置されてケース16側に固定された回路基板74を有し、この回路基板74上に点灯回路18を構成する各種の電子部品が実装されている。点灯回路18の電源入力側にはアダプタおよび引掛シーリングを介して商用交流電源が入力され、点灯回路18の電源出力側は給電部材43、基板12の配線パターンおよび接続部材40を通じて複数のＬＥＤ素子35に接続されている。そして、点灯回路18は、交流電源を整流平滑し、所定の直流電源に変換してＬＥＤ素子35に供給する。
【００３６】
次に、照明器具10を組み立てるには、器具取付部17および点灯回路18などを取り付けたケース16を器具本体11の上面にねじ止めする。
【００３７】
器具本体11の基板取付部22に基板12を載置するとともに、基板12に接続部材40および給電部材43を電気的に接続した後、基板12の挿通孔44および器具本体11の取付孔29に押え部材45を挿入し、この押え部材45によって基板12と器具本体11とを挟み込んで止める。
【００３８】
基板12を覆うように保護カバー13を被せながら、保護カバー13の各爪部55を器具本体11の各爪挿通孔30に挿通させ、保護カバー13を装着回動方向に回動させることにより、各爪部55の先端が器具本体11の背面側に乗り上げて保護カバー13を器具本体11に向けて引き寄せる。さらに、ねじを保護カバー13の挿通孔56を通じて器具本体11のねじ孔31にねじ込んで締め付け固定する。これにより、保護カバー13の押え部52，53が基板12の前面の外周側および内周側に当接し、基板12を器具本体11に押圧する。
【００３９】
基板12および保護カバー13などを覆うようにセード14を器具本体11に被せ、所定の装着回動方向に回動させることにより、セード14をセード取付金具32に取り付ける。
【００４０】
なお、照明器具10の組立順序は、このような順序に限られるものではない。
【００４１】
そして、照明器具10を設置するには、セード14を外した照明器具10の器具取付部17を天井面の引掛シーリングに予め装着したアダプタに取り付ける。アダプタから導出されている配線を点灯回路18側と接続し、引掛シーリングと点灯回路18とを電気的に接続する。セード14を器具本体11に装着する。
【００４２】
照明器具10を設置する際に、リモコンとこのリモコンで遠隔操作する照明器具10とを対応させるためのリモコン信号を切り換える場合には、保護カバー13で覆われていないリモコン切換スイッチ69を切り換えればよい。
【００４３】
そして、商用交流電源が点灯回路18に供給されることにより、点灯回路18から複数のＬＥＤ素子35に点灯電力が供給され、複数のＬＥＤ素子35が点灯する。
【００４４】
複数のＬＥＤ素子35が発生する光は、保護カバー13を透過してセード14に入射し、セード14で拡散されて照明空間に照射される。
【００４５】
また、ＬＥＤ素子35が発生する熱は、基板12の背面側から器具本体11に熱伝導され、器具本体11から効率よく放熱される。一方、点灯回路18が発生する熱は、ケース16に伝わり、ケース16から効率よく放熱される。そのため、ＬＥＤ素子35が発生する熱と点灯回路18が発生する熱とが干渉し合うことが少なく、それぞれが発生する熱を効率よく放熱することができる。
【００４６】
また、リモコン操作により、点灯状態を切り換えることができる。常夜灯71のみを点灯させた場合、常夜灯素子68が発生する光が拡散カバー70で拡散され、保護カバー13およびセード14を透過して照明空間に照射される。このとき、常夜灯71をＬＥＤ素子35と一緒に保護カバー13の面方向に凹凸や角部などがない均一な面で覆っているため、輝線が発生することがなく、輝線がセード14に映るのを防止できる。
【００４７】
このように構成された照明器具10では、基板12の外周側が点灯回路18より外径側に配置されるとともに基板12の内周側が点灯回路18の前方領域に重なって配置されるようにして基板12の面積を大きくしたうえで、樹脂製の押え部材45により基板12を器具本体11に押えることにより、基板12の面積が大きく例えば紙フェノールで形成されていて反りなどが発生しやすくても、基板12の反りなどを規制して器具本体11への密着性を高めることで放熱性を確保できるとともに、押え部材45との絶縁距離の問題がなく、基板12におけるＬＥＤ素子35の実装に有効な実装面積を大きくでき、ＬＥＤ素子35を多く実装することができる。
【００４８】
そのため、例えば、直径の小さい照明器具10を形成する場合、あるいは安価な比較的低出力形のＬＥＤ素子35を多数用いる照明器具10を形成する場合でも、基板12の実装面積を大きくできて、明るさの確保に必要な数のＬＥＤ素子35を実装することができる。
【００４９】
基板12を覆って器具本体11に取り付けられる保護カバー13の押え部52，53により基板12の外周側および内周側を器具本体11に押えることにより、面積の大きい基板12の反りなどを規制して器具本体11への密着性を高め、放熱性を確保できる。
【００５０】
押え部52，53を有する保護カバー13は、基板12の径方向への移動を許容する空間部Ｓを確保することにより、基板12の熱膨張による移動を許容することができ、基板12に負荷が加わるのを防止でき、配線パターン自体や配線パターンとＬＥＤ素子35とのはんだ接続部分の損傷を防止できる。
【００５１】
基板12を覆う保護カバー13の保持部54により、押え部材45が挿通孔44および取付孔29から脱落するのを規制し、押え部材45により基板12と器具本体11とを挟み込んでいる状態を保持できる。
【００５２】
基板12の面積を大きくすることで、基板12の内周側にはこの基板12と点灯回路18とを接続するための配線スペースを確保し難くなるが、基板12と点灯回路18とを接続する給電部材43の電線41を分割されている基板12間に通すことによって容易に配線することができる。
【００５３】
また、基板12に実装するＬＥＤ素子35を器具本体11の突出部25の領域から外れた位置に配置するため、ＬＥＤ素子35が発生する熱を基板12の背面側から器具本体11に効率よく伝えてＬＥＤ素子35の温度上昇を抑制することができる。
【００５４】
突出部25を形成することにより、器具本体11の補強になるとともに、器具本体11の背面側に配置する点灯回路18を収容するケース16をねじ止めして取り付けることができる。
【００５５】
突出部25の内側の空間は、分割されている基板12間に通す給電部材43の電線41を配線する配線空間として利用することもできる。
【００５６】
また、基板12、および基板12とは別体に設けた常夜灯71を保護カバー13で一体に覆うため、常夜灯71の点灯時に保護カバー13から輝線が発生するのを低減することができる。
【００５７】
基板12の一部に形成された切欠部36に常夜灯71を配置するため、例えば保護カバー13から常夜灯71を覆う部分を突出させて形成するような必要がなく、基板12の外形状に沿った外形状に保護カバー13を形成することができる。
【００５８】
常夜灯71の常夜灯基板67にリモコン切換スイッチ69が搭載されている場合、リモコン切換スイッチ69が保護カバー13で覆われない領域に配置されるため、保護カバー13を外すことなく、リモコン切換スイッチ69を操作できる。
【００５９】
なお、照明器具は、円形のシーリングライトに限らず、四角形や多角形の照明器具にも適用できる。
【００６０】
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】
【００６１】
10    照明器具
11    器具本体
12    基板
13    保護カバー
17    器具取付部
18    点灯回路
35    半導体発光素子としてのＬＥＤ素子
41    電線
45    押え部材
52，53    押え部
Ａ    発光ユニット
Ｓ    空間部
【図１】
2014082067.tif 000003
【図２】
2014082067.tif 000004
【図３】
2014082067.tif 000005
【図４】
2014082067.tif 000006
【図５】
2014082067.tif 000007