(57)【要約】【課題】導光板の熱膨張によるＬＥＤが損傷を防止できるＬＥＤ投光器を提供する。【解決手段】ＬＥＤ投光器１は、複数のＬＥＤ素子３２を直線状に配列したＬＥＤアレイ３０と、ＬＥＤアレイ３０からの光を側面から入射して正面から出射する導光板２４と、導光板２４の背面に密着して光を反射する反射板２１と、ＬＥＤアレイ３０を底部３６に収容すると共に、導光板２４と反射板２１を挟持する溝形支持フレーム３５と、を備え、反射板２１とＬＥＤアレイ３０の基板３１が当接し、導光板２４とＬＥＤアレイ３０の間に隙間Ｓが形成される。【選択図】図４
2019040715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＥＤ素子を直線状に配列したＬＥＤアレイと、
前記ＬＥＤアレイからの光が側面から入射して正面から出射する導光板と、
前記導光板の背面に密着して光を反射する反射板と、
前記ＬＥＤアレイを底部に収容すると共に、前記導光板と前記反射板を挟持する溝形支持フレームと、
を備え、
前記反射板と前記ＬＥＤアレイの基板が当接し、
前記導光板と前記ＬＥＤアレイの間に隙間が形成されることを特徴とするＬＥＤ投光器。
【請求項２】
前記隙間は、前記反射板と前記反射板の熱膨張係数に応じて設定されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ投光器。
【請求項３】
前記ＬＥＤアレイは、前記導光板の四辺に沿って配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のＬＥＤ投光器。
【請求項４】
前記導光板の前面に密着して光を拡散する拡散板と、
前記拡散板の前面に密着する保護板と、
を備えることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載のＬＥＤ投光器。
【請求項５】
前記反射板は、
前記導光板の背面に密着する白色樹脂板と、
前記白色樹脂板の背面に密着する黒色樹脂板と、
からなることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載のＬＥＤ投光器。
【請求項６】
前記導光板と前記反射板は、四隅を斜めに形成した傾斜部を有し、
前記溝形支持フレームは、前記傾斜部よりも外縁側に配置された挿通孔を有し、
前記挿通孔を介して前記ＬＥＤアレイの接続ケーブルが敷設されることを特徴とする請求項１から５のうちいずれか一項に記載のＬＥＤ投光器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、面発光式ＬＥＤ投光器に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業現場等で用いられる投光器は、作業者が容易に取り扱えるように、軽量化、コードレス化（バッテリー駆動化）が要求されている。また、乱雑に扱われるため、衝撃に強く、長寿命であることも要求されている。
このため、投光器の発光源として、省エネルギー、軽量、長寿命で衝撃に強いＬＥＤ（Light Emitting Diode）が採用されている。
【０００３】
ＬＥＤ投光器の発光源には、複数のＬＥＤ素子を配列したＬＥＤアレイが用いられる。このため、何重にも重なったマルチシャドウが現れる。また、ＬＥＤの光は、不快感のある眩しさ（グレア光）を生じさせてしまうため、光が直接目に入ると物が見えづらい。
そこで、面発光式ＬＥＤ投光器が開発されている。この面発光式ＬＥＤ照明は、導光板の側面にＬＥＤアレイを配置して、導光板の正面全体から投光する。このため、マルチシャドウが現れず、ストレスなく、長時間作業でも疲れにくい。また、グレア光が直接目に入らず、ムラのない自然な光により物が良く見える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０６６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＬＥＤを用いた投光器では、ＬＥＤから発生する熱の対策が必要になる。特に、面発光式のＬＥＤ投光器においては、導光板の熱膨張によりＬＥＤ素子が圧迫されてＬＥＤ素子が損傷してしまう。
このため、特許文献１等の従来の技術では、導光板とＬＥＤ素子の距離を一定に保つスペーサーを設けている。
しかし、スペーサーの寸法誤差や組立不良により、導光板とＬＥＤ素子が接触して、ＬＥＤ素子が損傷する虞がある。また、組立作業の増大、製品コストの上昇を招く。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであって、導光板の熱膨張によるＬＥＤ素子の損傷を防止できるＬＥＤ投光器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】
【０００７】
第一実施形態のＬＥＤ投光器は、複数のＬＥＤ素子を直線状に配列したＬＥＤアレイと、前記ＬＥＤアレイからの光が側面から入射して正面から出射する導光板と、前記導光板の背面に密着して光を反射する反射板と、前記ＬＥＤアレイを底部に収容すると共に、前記導光板と前記反射板を挟持する溝形支持フレームと、を備え、前記反射板と前記ＬＥＤアレイの基板が当接し、前記導光板と前記ＬＥＤアレイの間に隙間が形成されることを特徴とする。
【０００８】
第二実施形態のＬＥＤ投光器は、第一実施形態において、前記隙間は、前記反射板と前記反射板の熱膨張係数に応じて設定されることを特徴とする。
【０００９】
第三実施形態のＬＥＤ投光器は、第一または第二実施形態において、前記ＬＥＤアレイは、前記導光板の四辺に沿って配置されることを特徴とする。
【００１０】
第四実施形態のＬＥＤ投光器は、第一から第三実施形態のいずれかにおいて、前記導光板の前面に密着して光を拡散する拡散板と、前記拡散板の前面に密着する保護板と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
第五実施形態のＬＥＤ投光器は、第一から第四実施形態のいずれかにおいて、前記反射板は、前記導光板の背面に密着する白色樹脂板と、前記白色樹脂板の背面に密着する黒色樹脂板と、からなることを特徴とする。
【００１２】
第六実施形態のＬＥＤ投光器は、第一から第五実施形態のいずれかにおいて、前記導光板と前記反射板は、四隅を斜めに形成した傾斜部を有し、前記溝形支持フレームは、前記傾斜部よりも外縁側に配置された挿通孔を有し、前記挿通孔を介して前記ＬＥＤアレイの接続ケーブルが敷設されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る面発光式ＬＥＤ投光器１を示す斜視図である。
【図２】投光部４を示す分解斜視図である。
【図３】投光ユニット２０を示す分解斜視図である。
【図４】投光ユニット２０を示す図であって、（ａ）背面図、（ｂ）IVb-IVb断面図、（ｃ）IVc部拡大図である。
【図５】挿通孔３８を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
〔面発光式ＬＥＤ投光器１〕
以下、実施形態の面発光式ＬＥＤ投光器１を図面を参照して説明する。各図において、同一構成については同一の符号を付す。
図１は、実施形態に係る面発光式ＬＥＤ投光器１を示す斜視図である。
図２は、投光部４を示す分解斜視図である。
図３は、投光ユニット２０を示す分解斜視図である。
【００１５】
面発光式ＬＥＤ投光器１は、光を出射する本体部３と、本体部３を支持するスタンド７と、を備える。
本体部３は、ＬＥＤを内蔵する投光部４と、投光部４の後方に配置されてバッテリー（不図示）を内蔵する電源部６と、を備える。
【００１６】
面発光式ＬＥＤ投光器１において、投光部４と電源部６が重なる方向を厚み方向または前後方向という。投光部４側を向く面を前面、電源部６側を向く面を背面という。
投光部４の長手方向を横または左右方向という。
投光部４の短手方向を縦または上下方向という。
【００１７】
投光部４の側面にはスイッチ５が配置される。このスイッチ５により投光部４の点灯消灯を操作する。
投光部４の底面にはコネクタ（不図示）が配置される。このコネクタにＡＣアダプターケーブル（不図示）を接続することにより、バッテリーを充電できる。
【００１８】
スタンド７は、複数本のパイプ材を複数箇所で折り曲げた部材等からなり、本体部３の外周側を取り囲むように配置される。スタンド７は、本体部３の両面に接続し、本体部３を上下方向に揺動可能に支持する。
また、スタンド７は、地面に対して上下方向に揺動可能に立設する。
このため、作業者は、スタンド７を上下方向に揺動させたり、本体部３を上下方向に揺動させたりすることにより、本体部３が向く方向（仰俯角）を任意に変更できる。したがって、作業者は、面発光式ＬＥＤ投光器１から出射する光の方向を、容易に調整することができる。
【００１９】
図２に示すように、投光部４は、ハウジング１１、制御基板１２、投光ユニット２０、防水スポンジ１３、保護ガラス１４、保護格子１５、フロントフレーム１６等を備え、これらが背面側から前面側に向かって配置される。
ハウジング１１は、制御基板１２を収容する金属製の箱体であり、前面側に開口する。
制御基板１２は、ＬＥＤ駆動回路やバッテリー充電回路等を搭載して、投光ユニット２０やバッテリーを駆動制御する。
投光ユニット２０は、ＬＥＤからの光を正面から出射する矩形の光学装置であり、ハウジング１１の開口（内壁）に配置される。
【００２０】
防水スポンジ１３は、４つの帯状部材であり、ハウジング１１の開口縁に配置されてハウジング１１の内部への雨水等の浸入を阻止する。
保護ガラス１４は、投光ユニット２０の前面に密着して、投光ユニット２０の破損を防止する矩形の透明部材である。
保護格子１５は、保護ガラス１４の前面側に配置されて、投光ユニット２０の破損を防止する縦格子状の部材である。
フロントフレーム１６は、ハウジング１１の開口縁に密着する枠部材であり、防水スポンジ１３、保護格子１５、保護ガラス１４をハウジング１１に対して締着する。
【００２１】
図３に示すように、投光ユニット２０は、黒色樹脂板２２、白色樹脂板２３、導光板２４、拡散板２５、保護板２６等を備え、これらが背面側から前面側に向かって配置される。
黒色樹脂板２２、白色樹脂板２３は、一体となって反射板２１となる。つまり、黒色樹脂板２２と白色樹脂板２３は、導光板２４の背面に密着配置されて、導光板２４からの光を反射する。
また、導光板２４の前面に拡散板２５が密着し、さらに拡散板２５の前面に保護板２６が密着する。
【００２２】
反射板２１（黒色樹脂板２２、白色樹脂板２３）は、例えば塩化ビニルからなり、縦１５２ｍｍ、横１９７ｍｍ、厚み２ｍｍに形成される。黒色樹脂板２２と白色樹脂板２３は、それぞれ厚み１ｍｍである。
導光板２４は、例えばアクリル樹脂からなり、縦１５０ｍｍ、横１９５ｍｍ、厚み３ｍｍに形成される。導光板２４は、背面に多数のディンプルが所定のパターンで設けられる。
拡散板２５は、例えばポリカーボネート樹脂からなり、縦１５０ｍｍ、横１９５ｍｍ、厚み０．１ｍｍに形成される。拡散板２５は、表面に微細なプリズム（凹凸）が形成される。このため、拡散板２５は半透明である。
保護板２６は、例えばアクリル樹脂からなり、縦１５０ｍｍ、横１９５ｍｍ、厚み２ｍｍに形成される。
【００２３】
反射板２１は、導光板２４、拡散板２５、保護板２６に比べて、縦と横にそれぞれ２ｍｍだけ大きい。このため、反射板２１から保護板２６を中心（重心）を合わせて重ねると、導光板２４、拡散板２５、保護板２６の外周が一致し、これら導光板２４等の外周側に反射板２１が１ｍｍずつはみ出る。
反射板２１、導光板２４、拡散板２５、保護板２６は、それぞれ四隅が斜めに形成される。これにより、反射板２１から保護板２６を重ねると、これら板材の四隅に傾斜部２８が出現する。
【００２４】
さらに、投光ユニット２０は、ＬＥＤアレイ３０と溝形支持フレーム３５をそれぞれ４つずつ備え、これらが導光板２４等の上下左右方向に配置される。
ＬＥＤアレイ３０は、細長い基板３１の表面に複数のＬＥＤ素子３２を直線状に配列したものであり、長さ約１９５ｍｍまたは１５０ｍｍ、幅約６ｍｍである。ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤ素子３２は、面発光式ＬＥＤ投光器１の発光源となる。
溝形支持フレーム３５は、断面がコ字形のアルミ部材であり、長さ約１９７ｍｍまたは１５２ｍｍ、内寸約７ｍｍである。
【００２５】
ＬＥＤアレイ３０と溝形支持フレーム３５は、導光板２４等の四辺に沿って配置される。ＬＥＤアレイ３０は、溝形支持フレーム３５の底部３６に両面テープ４１を用いて固定される。
溝形支持フレーム３５の内側には、導光板２４等が配置される。つまり、溝形支持フレーム３５は、一対の壁部３７により導光板２４等を挟持する。ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤ素子３２は、導光板２４に対向する。
４つの溝形支持フレーム３５は、枠形に組み立てられて、その四隅をアルミ粘着テープ４２を用いて固定（連結）される。
つまり、導光板２４等の四辺を４つの溝形支持フレーム３５で挟持し、この４つの溝形支持フレーム３５を枠形に連結することにより、投光ユニット２０が組み上がる。
【００２６】
次に、投光ユニット２０の詳細構成について説明する。
図４は、投光ユニット２０を示す図であって、（ａ）背面図、（ｂ）IVb-IVb断面図、（ｃ）IVc部拡大図である。
図５は、挿通孔３８を示す拡大図である。図５では、説明の都合上、アルミ粘着テープ４２を省略して図示する。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、投光ユニット２０を背面側から見ると、溝形支持フレーム３５の連結部分（四隅）に正方形の挿通孔３８が設けられる。
図５に示すように、挿通孔３８は、溝形支持フレーム３５の両端の壁部３７を切り欠き、この切り欠き同士を突き合わせることにより形成される。この挿通孔３８は、傾斜部２８よりも外縁側に配置される。このため、挿通孔３８を介して底部３６が外部に連通する。
この挿通孔３８には、ＬＥＤアレイ３０の接続ケーブル３３が挿通される。接続ケーブル３３は、投光ユニット２０を背面側から見ると、左上と右下の挿通孔３８を介して敷設される。
【００２８】
図４（ｂ），（ｃ）に示すように、溝形支持フレーム３５の内部では、ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤは、導光板２４に対向する。ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤ素子３２と導光板２４の間に僅かな隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓは、約０．１〜０．２ｍｍ程度である。
一方、反射板２１（黒色樹脂板２２、白色樹脂板２３）は、ＬＥＤアレイ３０の基板３１に当接する。反射板２１は、導光板２４等よりも大きく、導光板２４等の外周側に１ｍｍずつはみ出るためである。
そして、溝形支持フレーム３５は、その弾性力により導光板２４等を一対の壁部３７で挟持す。このため、投光ユニット２０に衝撃等が加わったとしても、導光板２４がずれ動くことが防止される。したがって、ＬＥＤ素子３２と導光板２４の間に形成された隙間Ｓが維持される。
【００２９】
面発光式ＬＥＤ投光器１は、投光部４の側面に配置されたスイッチ５を操作することにより発光する。具体的には、制御基板１２により電源部６のバッテリーから投光ユニット２０に電流が供給される。これにより、ＬＥＤアレイ３０の各ＬＥＤ素子３２が発光して、導光板２４の側面を照らす。
ＬＥＤ素子３２から出射した光は、導光板２４の側面から入射する。そして、導光板２４に入射した光は、導光板２４の背面に設けられた多数のディンプルと反射板２１の作用により、導光板２４の正面から前方に向けて出射する。
導光板２４から出射した光は、拡散板２５を経て斑なく拡散し、さらに保護板２６と保護ガラス１４を透過して、前方に向けて出射する。
面発光式ＬＥＤ投光器１は、投光ユニット２０の正面全体が発光するので、マルチシャドウが現れず、ストレスなく、長時間作業でも疲れにくい。また、グレア光が直接目に入らず、ムラのない自然な光により物が良く見える。
【００３０】
ＬＥＤ素子３２は、発光に伴って５０〜８０℃程度に発熱する。この発熱により、導光板２４や反射板２１等が熱膨張する。
しかし、導光板２４や反射板２１等がいずれも同程度に熱膨張するため、ＬＥＤ素子３２と導光板２４の間に形成された僅かな隙間Ｓが維持される。このため、導光板２４の熱膨張によりＬＥＤ素子３２が圧迫されてＬＥＤ素子３２が損傷することを回避できる。
したがって、面発光式ＬＥＤ投光器１は、長期に亘って発光できる。
【００３１】
以上、説明したように、面発光式ＬＥＤ投光器１は、溝形支持フレーム３５の底部３６に配置したＬＥＤアレイ３０のＬＥＤ素子３２に対して導光板２４が隙間Ｓを介して対向し、ＬＥＤアレイ３０の基板３１に対して反射板２１（黒色樹脂板２２、白色樹脂板２３）が当接するように配置される。
このため、ＬＥＤ素子３２の発光に伴って導光板２４や反射板２１等が熱膨張した場合であっても、ＬＥＤ素子３２と導光板２４の間に形成された僅かな隙間Ｓが維持される。したがって、ＬＥＤ素子３２の損傷を回避して、長期に亘って発光を維持できる。つまり、面発光式ＬＥＤ投光器１の長寿命化が図られる。
【００３２】
面発光式ＬＥＤ投光器１は、ＬＥＤアレイ３０が導光板２４の四辺に沿って配置されるため、斑のない面発光を実現できる。
【００３３】
面発光式ＬＥＤ投光器１は、導光板２４と反射板２１が四隅を斜めに形成した傾斜部２８を有し、溝形支持フレーム３５が傾斜部２８よりも外縁側に配置された挿通孔３８を有する。このため、ＬＥＤアレイ３０の接続ケーブル３３をこの挿通孔３８を介して敷設することができる。
【００３４】
本発明の実施形態は、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。これらの新規な実施形態は、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。これらの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。
【００３５】
例えば、反射板２１は、黒色樹脂板２２と白色樹脂板２３からなる場合に限らない。反射板２１は、アルミ板やアルミ蒸着した樹脂板等であってもよい。このとき、隙間Ｓは、導光板２４と反射板２１の熱膨張係数に応じて設定される。具体的には、導光板２４の熱膨張係数が反射板２１の熱膨張係数よりも大きいので、熱膨張によりＬＥＤ素子３２が損傷しない範囲において隙間Ｓを設定する。
【００３６】
ＬＥＤアレイ３０は、導光板２４の四辺に沿って配置される場合に限らない。例えばＬＥＤアレイ３０が導光板２４の長辺（二辺）のみに配置される場合であってもよい。
【００３７】
投光ユニット２０は、長方形の場合に限らない。投光ユニット２０は、多角形や円形等の場合であってもよい。
【００３８】
面発光式ＬＥＤ投光器１は、バッテリーを備える場合（充電式）に限らない。つまり、コードレス式に限らない。ＡＣアダプターケーブルを常に接続して使用する投光器であってもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  面発光式ＬＥＤ投光器    ３  本体部    ４  投光部    ６  電源部    ７  スタンド    ２０  投光ユニット    ２１  反射板    ２２  黒色樹脂板    ２３  白色樹脂板    ２４  導光板    ２５  拡散板    ２６  保護板    ２８  傾斜部    ３０  ＬＥＤアレイ    ３１  基板    ３２  ＬＥＤ素子    ３３  接続ケーブル    ３５  溝形支持フレーム    ３６  底部    ３７  壁部    ３８  挿通孔    Ｓ  隙間    
【図１】
2019040715.tif 000003
【図２】
2019040715.tif 000004
【図３】
2019040715.tif 000005
【図４】
2019040715.tif 000006
【図５】
2019040715.tif 000007