(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光ダイオード素子を収容する発光部と、交流電圧を前記発光ダイオード素子の駆動に用いる直流電圧に変換する電源部とが用いられる照明器具であって、
上面が家屋に固定されることによって前記家屋に設置され、前記電源部が前記上面における前記家屋と反対側に固定されたシャーシと、
使用時に前記シャーシに固定される取付部と前記発光部とが一体化され、前記電源部を有さない照明器具本体と、を具備し、
前記取付部が前記シャーシに固定されることによって前記照明器具本体が前記シャーシに装着され、
前記シャーシには、装着時における前記発光部の長手方向と垂直な方向の両側において前記長手方向に沿って形成されたシャーシ側面が設けられ、
前記取付部には、前記長手方向と垂直な方向の両側において前記長手方向に沿って形成された取付部側面が設けられ、
前記取付部側面が前記シャーシ側面に外側から当接し、前記シャーシに設けられた爪及び溝のうちの一方と、前記取付部に設けられた爪及び溝のうちの他方とが係合されており、前記取付部が前記シャーシに固定された際に、前記発光部と前記電源部との間に空隙が形成される設定とされたことを特徴とする照明器具」
【請求項２】
前記シャーシには、前記長手方向の両側に前記長手方向と交差するシャーシ端面が設けられ、
前記取付部には、前記長手方向の両側に前記長手方向と交差する取付部端面が設けられ、
前記取付部が前記シャーシに固定された際に、前記取付部端面は前記シャーシ端面に外側から当接する構成とされたことを特徴とする請求項１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、発光ダイオード素子（ＬＥＤ）が用いられる照明器具の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱電球や蛍光灯は、その照度の高さや経済性から、一般家庭の照明用として従来より広く用いられている。しかしながら、近年、その消費電力が大きいことが問題になっている。このため、白熱電球や蛍光灯に代えて、少ない消費電力でこれらと同等の照度を得ることが可能なＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）素子を光源として用いた照明が普及してきている。
【０００３】
蛍光灯においては、例えば細長い円筒形状（直管型）のガラス管の内部の両端に電極が設けられ、この電極間に商用電源の交流１００Ｖが印加されて発光する。このため、両端部にはそれぞれ２本のピンが設けられ、これらのピンが蛍光灯の固定具に設けられた端子に係止されることによって、蛍光灯が固定具に固定される。この際、固定具の端子には商用電源が接続され、このピンは、蛍光灯に対する通電と、蛍光灯の機械的固定の２つの役割を果たす。蛍光灯における両端部の電極とピンとは直接接続され、両端部の電極間の細長い領域がほぼ一様に発光する。
【０００４】
これに対して、ＬＥＤ照明器具において直接発光するのは、数ｍｍ角程度の小さなＬＥＤ素子である。ただし、照明器具あるいは発光領域の形態としては、蛍光灯と同様の広がりをもつことが好ましい。このため、ＬＥＤ照明器具においては、蛍光灯における直管の長手方向に対応する方向にこのＬＥＤ素子が多数配列される。また、蛍光灯とは異なり、ＬＥＤ素子は低電圧の直流で動作するのに対し、一般に普及している商用電源（交流１００Ｖ）をＬＥＤ照明器具の電源としても用いることが好ましい。このため、ＬＥＤ照明器具においては、商用電源の交流１００Ｖをこれよりも低い直流電圧に変換する電源回路も付属しているのが一般的である。更に、各ＬＥＤ素子や電源回路は動作時に発熱するため、この放熱を行うための放熱板等も用いられる。
【０００５】
こうした構成を具備するため、ＬＥＤ照明器具は、全体として蛍光灯と比べて重くなる。一方で、蛍光灯もＬＥＤ照明器具も、一般的には家屋における天井に設置される場合が多い。こうした場合において、地震等の際には特にＬＥＤ照明器具は落下しやすくなる。このため、重いＬＥＤ照明器具を充分な強度で固定することが必要となる。これに対して、従来の両端部をピンで固定する方式では、その固定強度は不充分である。一方で、ＬＥＤ照明器具は寿命のある消耗品であるため、利用者がその交換作業を容易に行うことができることも要求される。
【０００６】
こうした点を考慮して、特許文献１において、ＬＥＤ照明器具の取付構造が提案されている。この構造においては、蛍光灯と同様の形態の直管型のＬＥＤ照明器具本体が用いられる。その中央付近に矩形体の箱状の取付部が一体化されて設けられる。この取付部は、天井に固定された固定部にビス止めで固定される。この際、ＬＥＤ照明器具本体と商用電源との間の電気的接続は、箱状の取付部の内部でなされる。この構成においては、ＬＥＤ照明器具本体は固定部に強固に固定することができるため、ＬＥＤ照明器具本体が重い場合でも対応ができる。電源線の接続は通常用いられる電源コネクタ等を用いて容易に行うことができ、ＬＥＤ照明器具本体の固定部に対する固定も、例えば４本のビスを用いて容易に行うことができる。すなわち、利用者はこの設定を容易に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−７６７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ＬＥＤ照明器具においては、動作時におけるＬＥＤ素子や電源回路の発熱が問題になる。特許文献１に記載の技術によって、ＬＥＤ照明器具本体の固定は容易かつ強固に行われるものの、この発熱の影響を低減することは困難であった。
【０００９】
このように、商用電源が供給されて発光するＬＥＤ照明器具において、その設置を容易とし、かつ発熱の影響を低減することは困難であった。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明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】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の照明器具は、発光ダイオード素子を収容する発光部と、交流電圧を前記発光ダイオード素子の駆動に用いる直流電圧に変換する電源部とが用いられる照明器具であって、上面が家屋に固定されることによって前記家屋に設置され、前記電源部が前記上面における前記家屋と反対側に固定されたシャーシと、使用時に前記シャーシに固定される取付部と前記発光部とが一体化され、前記電源部を有さない照明器具本体と、を具備し、前記取付部が前記シャーシに固定されることによって前記照明器具本体が前記シャーシに装着され、前記シャーシには、装着時における前記発光部の長手方向と垂直な方向の両側において前記長手方向に沿って形成されたシャーシ側面が設けられ、前記取付部には、前記長手方向と垂直な方向の両側において前記長手方向に沿って形成された取付部側面が設けられ、前記取付部側面が前記シャーシ側面に外側から当接し、前記シャーシに設けられた爪及び溝のうちの一方と、前記取付部に設けられた爪及び溝のうちの他方とが係合されており、前記取付部が前記シャーシに固定された際に、前記発光部と前記電源部との間に空隙が形成される設定とされたことを特徴とする。
本発明の照明器具において、前記シャーシには、前記長手方向の両側に前記長手方向と交差するシャーシ端面が設けられ、前記取付部には、前記長手方向の両側に前記長手方向と交差する取付部端面が設けられ、前記取付部が前記シャーシに固定された際に、前記取付部端面は前記シャーシ端面に外側から当接する構成とされたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は以上のように構成されているので、商用電源が供給されて発光するＬＥＤ照明器具において、その設置が容易であり、かつ発熱の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態となる照明器具において、照明器具本体とシャーシとが組み付けられた後の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態となる照明器具における照明器具本体の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態となる照明器具におけるシャーシの斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態における照明器具本体の取付部を拡大した斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態となる照明器具の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態となる照明器具につき説明する。この照明器具は、ＬＥＤ（発光ダイオード）素子が配置された照明器具本体（本体）とシャーシで構成される。シャーシは例えば家屋の天井に固定され、このシャーシに照明器具本体が設置されることによって照明器具として機能する。この点については、特許文献１に記載の技術と同様である。ただし、商用電源（交流１００Ｖ）をＬＥＤ素子駆動用の直流低電圧に変換する電源部が、シャーシに固定されている。
【００１５】
図１（ａ）は、この照明器具において、照明器具本体１０がシャーシ２０に固定された際の形態を斜め上側から見た斜視図であり、図１（ｂ）は同じく斜め下側から見た斜視図である。ここで、上側（図中矢印）とは、実際にこの照明器具が使用される際の鉛直方向上側である。後述するように、例えばシャーシ２０の上面は家屋の天井に取り付けられるため、実際にはシャーシ２０の上側には天井が存在しているが、その記載は省略している。
【００１６】
また、図２（ａ）は照明器具本体１０を斜め上側から見た斜視図、図２（ｂ）は同じく斜め下側から見た斜視図である。図３（ａ）はシャーシ２０を斜め上側から見た斜視図、図３（ｂ）は同じく斜め下側から見た斜視図である。図２、３における照明器具本体１０、シャーシ２０は、図１に対応して記載されている。
【００１７】
図２（ａ）に示されるように、この照明器具本体１０においては、水平方向に細長い直管状の発光部１１の中央部に、上側が開いた箱状の取付部１２が一体化されて固定されている。図４は、図２（ａ）における取付部１２を拡大した斜視図である。
【００１８】
発光部１１の中には、その長手方向に沿ってＬＥＤ（発光ダイオード）素子（図示せず）が多数配列されている。各ＬＥＤ素子は、直流電圧（ｐｎ接合の順方向電圧）が印加されることによって発光する。各ＬＥＤ素子は、化合物半導体からなるＬＥＤと、この発光面上に形成された蛍光体を具備する。各ＬＥＤ素子においては、ＬＥＤを構成する発光ダイオードが発する単色（例えば青色）の光と、この光を吸収することによって蛍光体が発する光（例えば黄色）とが同時に混合して発せられるため、擬似的な白色の発光が得られる。また、このＬＥＤ素子が配列した面の下側は、水平方向に細長い略半円筒形状のカバー１１１で覆われている。カバー１１１は、ＬＥＤ素子等の保護と、ＬＥＤ素子が発する光を拡散する役割を果たす。また、ＬＥＤ素子の放熱特性を良好とするために、ＬＥＤ素子は、熱伝導率の高い基板上に搭載される。
【００１９】
各ＬＥＤ素子に供給される直流電圧は、取付部１２の内部に設けられた本体側電源コネクタ１３から供給される。この直流電圧は各ＬＥＤ素子に並列に供給される。例えば一部のＬＥＤ素子に通電がされなくなった場合（故障した場合）において、他のＬＥＤ素子が正常に動作できるように適切な制御を行う制御回路も照明器具本体１０の内部に設けられている。なお、従来の蛍光灯では固定及び通電のために両端部にピンが設けられていたのに対し、この照明器具本体１０においては、両端部にピンが設けられていない。
【００２０】
一方、図３（ａ）に示されるように、シャーシ２０の上面（シャーシ上面２１）は平坦であり、この中に上面開口部２１１、シャーシ取付用開口部２１２等が形成されている。シャーシ取付用開口部２１２に固定用のボルト等を通すことによって、このシャーシ上面２１を家屋における平坦な天井に固定することができる。この際、商用電源に接続された電源線を上面開口部２１１を通してシャーシ２０内に導入させた状態で、このシャーシ２０を天井に固定することができる。
【００２１】
シャーシ２０の長手方向における側面（シャーシ側面２２、２３）は、シャーシ上面２１の長手方向の両辺に沿ってシャーシ上面２１と垂直に形成されている。シャーシ側面２２、２３にはそれぞれ４つずつの側面溝２４が形成されている。側面溝２４は屈曲形状であり、図３（ａ）においては、シャーシ側面２２の下側（シャーシ上面２１と反対の側）から上側に向かう太い部分（側面溝垂直部２４１）と、この太い部分の上端部で水平方向左側に向かう細い部分（側面溝水平部２４２）で構成される。なお、図３（ａ）において図示されておらず図３（ｂ）において図示されるように、シャーシ側面２３においても、同様に側面溝２４が形成されており、側面溝水平部２４２が延伸する方向はシャーシ側面２２における方向と同様である。
【００２２】
また、図３（ａ）におけるシャーシ２０の右側（側面溝水平部２４２が側面溝垂直部２４１から延伸する方向と反対側）には、シャーシ端面２５が設けられている。シャーシ端面２５はシャーシ上面２１の右端辺に沿ってシャーシ上面２１と垂直に形成されている。シャーシ端面２５には、シャーシ端面ビス穴２５１が形成されている。シャーシ端面ビス穴２５１の内側面は雌螺子加工がなされている。こうした構成のシャーシ上面２１、シャーシ側面２２、２３、シャーシ端面２５が一体化された構造は、板金加工等によって容易に製造することができる。
【００２３】
図３（ｂ）に示されるように、シャーシ上面２１の内側（下側）には、電源回路（電源部）２６が固定されている。電源回路２６は、シャーシ２０内に上面開口部２１１を通して導出された商用電源（交流１００Ｖ）の電源線と接続される。電源回路２６は、この交流を整流してＬＥＤ素子に印加する直流低電圧に変換し、ＬＥＤ素子を例えば定電流で駆動する。その回路構成は通常知られるものと同様である。電源回路２６においては、トランスや整流回路等がモールド層中に封入されて一体化されており、特にトランス等は重いために、電源回路２６は重くなる。電源回路２６で生成された直流電圧は、シャーシ側電源コネクタ２７に接続される。シャーシ側電源コネクタ２７が本体側電源コネクタ１３と接続されることによって、ＬＥＤ素子を通電し、発光させることができる。
【００２４】
図４は、図２（ａ）における照明器具本体１０の取付部１２を拡大した図である。取付部１２の形状は、前記のシャーシ２０に対応している。すなわち、取付部１２における取付部側面１２１、１２２はそれぞれシャーシ２０におけるシャーシ側面２２、２３を、取付部１２における取付部端面１２３はシャーシ２０におけるシャーシ端面２５を、それぞれ外側から当接した状態とすることができる。
【００２５】
図４において、取付部側面１２１の上辺には、４つの爪１２４が、それぞれ内側に向かって取付部側面１２１に垂直に形成されている。この４つの爪１２４は、前記のシャーシ側面２２における側面溝２４に対応する。爪１２４の幅（発光部１１の長手方向に沿った幅）は側面溝２４における側面溝垂直部２４１の幅よりも細く、かつその厚さは側面溝２４における側面溝水平部２４２の幅（垂直方向の幅）よりもわずかに薄いものとする。この場合、側面溝垂直部２４１中において図３（ａ）、図４中の矢印Ｉに示す方向（上側）に爪１２４が移動するように、取付部１２を移動させることができる。その後、爪１２４が側面溝垂直部２４１の上端部に達したら、取付部１２（爪１２４）を図３（ａ）、図４中の矢印ＩＩに示す方向（左側）に移動させて側面溝水平部２４２に係合させることができる。これにより、取付部側面１２１をシャーシ側面２２に固定することができる。なお、シャーシ側面２３と取付部側面１２２の関係も同様である。このように、シャーシ２０の一側面に設けられた側面溝（溝）２４と取付部１２の一側面に設けられた爪１２４とを係合させることによって、取付部１２をシャーシ２０に固定することができる。
【００２６】
また、取付部端面１２３は、爪１２４が側面溝水平部２４２に係合した状態で、シャーシ端面２５と当接するように設定される。ここで、取付部端面１２３には、シャーシ端面２５におけるシャーシ端面ビス穴２５１に対応する箇所において、取付部端面ビス穴１２５が形成されている。このため、取付部端面ビス穴１２５を貫通するビス（ネジ）をシャーシ端面ビス穴２５１に固定することにより、取付部端面１２３をシャーシ端面２５に固定することができる。これにより、取付部側面１２１、１２２がそれぞれシャーシ側面２２、２３を外側から、取付部端面１２３がシャーシ端面２５を外側から当接した状態で、取付部１２をシャーシ２０に固定することができる。すなわち、シャーシ２０において側面溝２４が形成された側面と交差する側面であるシャーシ端面２５と、取付部１２において爪１２４が形成された側面と交差する側面である取付部端面１２３とを当接させ、これらをネジを用いて固定することにより、取付部１２をシャーシ２０に、更に強固に接合することができる。
【００２７】
なお、取付部端面１２３の表面には構造物が存在せず、スペースが充分存在するために、この際に用いられるビスとして、特殊な工具を用いずに素手で締め込むことが可能である化粧ネジ等を用いることができる。この場合、この固定において工具を用いることが不要となる。
【００２８】
上記の構成により、この照明器具においては、（１）照明器具本体１０における取付部１２内の本体側電源コネクタ１３とシャーシ２０側のシャーシ側電源コネクタ２７と接続する、（２）取付部１２の上面側とシャーシ２０の下面側を当接させる、（３）取付部１２における各爪１２４を、シャーシ２０側において対応する側面溝２４中で、図３（ａ）中の矢印Ｉ、ＩＩの方向に順に動かして係止する、（４）取付部端面ビス穴１２５を貫通させたビスをシャーシ端面ビス穴２５１に固定する、という手順を用いて、照明器具本体１０をシャーシ２０に固定することができる。これにより、照明器具本体１０中のＬＥＤ素子を発光させることができる。この構成においては、照明器具本体１０は容易かつ強固にシャーシ２０に固定され、照明器具本体１０中のＬＥＤ素子を発光させることができる。
【００２９】
ここで、照明器具本体１０がシャーシ２０に固定された際（図１）におけるＡ−Ａ方向の断面図を図５に示す。この断面は、照明器具本体１０の長手方向に垂直な断面となっている。図５において、ＬＥＤ素子が多数配列された発光部１１と、電源回路２６との間には空隙が存在している。前記の通り、ＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ素子と電源回路２６は共に必須の構成要素であり、共に動作時に発熱する。また、これらは共に熱によって劣化する。このため、動作時において、ＬＥＤ素子と電源回路２６とを離間することが好ましい。この点において、図５の構成は、発光部１１（ＬＥＤ素子）と、電源回路２６との間には空隙が存在するため、好ましい。こうした構成は、照明器具本体１０とシャーシ２０とを別体とし、電源回路２６をシャーシ２０の側に設置したことによって実現できる。また、組立の際に利用者が直接取り扱うのは照明器具本体１０であり、重い電源回路２６はこの中に含まれない。このため、照明器具本体１０の取り扱いが容易である。
【００３０】
また、シャーシ側電源コネクタ２７と本体側電源コネクタ１３とは、この空隙中に、接続された状態で収容される。上記の（１）〜（４）の手順において、この状態を実現することも容易である。
【００３１】
すなわち、この照明器具においては、その設置が容易であり、かつ発熱の影響を低減することができる。
【００３２】
なお、上記の例において、シャーシ２０側に側面溝（溝）２４を設け、取付部１２側に爪１２４を設け、これらを係合させることによって取付部１２（照明器具本体１０）をシャーシ２０に固定していた。しかしながら、これらが逆の構成、すなわちシャーシ側に爪が設けられ、取付部側に溝が形成され、これらを係合させることによって取付部をシャーシに固定させる構成としてもよい。あるいは、取付部をシャーシに固定できる限りにおいて、これらの構成は任意である。
【００３３】
また、この爪と溝の係合による固定の強度が充分であれば、取付部端面とシャーシ端面とをネジによって固定することは不要である。この場合、その設置は更に容易となる。こうした場合においても、上記の構成においては、特に重い電源部（電源回路）は天井に予め固定されたシャーシに設置され、後で取り付けられる照明器具本体には存在しないため、照明器具本体を軽量とすることができるため、信頼性が高くなる。
【００３４】
また、上記の例では、電源回路（電源部）と発光部におけるＬＥＤ素子の接続のために、シャーシ側電源コネクタと本体側電源コネクタを用いていたが、この接続方法も任意である。
【００３５】
また、上記の例では、シャーシ２０の上面２１を家屋の天井に固定し、その下側に発光部１１が設けられた構成としたが、この形態は任意である。例えば、鉛直方向に延伸する壁面にこれらを設置することもできる。
【００３６】
また、シャーシ、取付部や発光部の形状は、上記の構成が実現できる限りにおいて任意である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  照明器具本体
１１  発光部
１２  取付部
１３  本体側電源コネクタ
２０  シャーシ
２１  シャーシ上面（上面）
２２、２３  シャーシ側面
２４  側面溝（溝）
２５  シャーシ端面
２６  電源回路（電源部）
２７  シャーシ側電源コネクタ
１１１  カバー
１２１、１２２  取付部側面
１２３  取付部端面
１２４  爪
１２５  取付部端面ビス穴
２１１  上面開口部
２１２  シャーシ取付用開口部
２４１  側面溝垂直部
２４２  側面溝水平部
２５１  シャーシ端面ビス穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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