(57)【要約】  【課題】  工場や倉庫など比較的広い空間に使用され、手元や床面を十分な明るさで照明できるような集光性を有する照明装置を提供する。  【解決手段】  照明装置１は、ＬＥＤ光源１０と、外リフレクタ３０と、光源１０と外リフレクタ３０との間に配置された筒状の内リフレクタ４０と、を備える。内リフレクタ４０は、複数の板バネ５０によって光軸方向に位置調整可能に支持されている。内リフレクタ４０を光軸方向に移動させることによって、光源１０から内リフレクタ４０の内面に入射して同面で光軸方向に反射する光の焦点位置を変えることができる。さらに、光線の一部を、外リフレクタ３０の内面３３に反射した後で内リフレクタ４０の外面４４に入射させ、さらに、この反射した光を外リフレクタ３０の内面３３に入射させて光軸方向に向かって反射させるようにすれば、照明範囲の中央付近の照度をさらに上げることができる。【選択図】  図１
2012084457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ光源と、
該光源の周囲に拡がる外リフレクタと、
前記ＬＥＤ光源と前記外リフレクタとの間に配置された筒状の内リフレクタと、
を備え、
前記内リフレクタが、前記光源及び外リフレクタに対して光軸方向に位置調整可能に取り付けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記内リフレクタが、前記ＬＥＤ光源の発する光線の一部をその内面に受けて反射させ、該光線の他の一部を前記外リフレクタを介してその外面に受けて反射させることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源の周囲の、前記外リフレクタに弾性材からなる支持片が取り付けられ、
前記内リフレクタの前記光源寄り部分に、前記支持片と係合する係合部が、前記光源の光軸方向に分散されて並ぶように複数箇所形成されており、
前記支持片の弾性付勢力によって前記内リフレクタを前記外リフレクタに対して保持することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記支持片が、複数の板バネであって、該板バネの先端に差し込み片が形成されており、
前記内リフレクタの係合部が、前記板バネの差し込み片が挿入される係合孔であり、
前記板バネが前記光源の周囲に複数配置されており、
前記複数のバネの復元力により、前記内リフレクタを周りから保持することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場や倉庫など比較的広い空間に使用される吊り下げ型の照明装置に関する。特には、中央部分への集光特性を向上させる内リフレクタを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な照明装置は、光源の光を反射する反射面を有するリフレクタを備えている。光源から照射された光は、放射状に照射されるとともにリフレクタの反射面で反射して、所定の箇所を照明する。
【０００３】
倉庫や工場など、天井が高く広い空間用の照明装置としては、一般に蛍光灯や水銀灯が使用される。このような照明器具は、天井に所定の間隔で配置される。水銀灯の場合は、一般に天井から吊り下げられる。この場合、天井が高いため、手元や床面を十分な明るさで照明しようとすると、高出力の水銀灯を使用せざるを得ず、消費電力の増加やＣＯ２排出量の増加をまねく。そこで、低消費電力のＬＥＤ光源を使用し、さらに、手元や床面を十分な明るさで照明できる装置が必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであって、工場や倉庫など比較的広い空間に使用され、手元や床面を十分な明るさで照明できるような集光性を有するＬＥＤ照明装置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】
【０００５】
本発明の第１の照明装置は、  ＬＥＤ光源と、  該光源の周囲に拡がる外リフレクタと、  前記ＬＥＤ光源と前記外リフレクタとの間に配置された筒状の内リフレクタと、を備え、  前記内リフレクタが、前記光源及び外リフレクタに対して光軸方向に位置調整可能に取り付けられていることを特徴とする。
【０００６】
内リフレクタを光軸方向に移動させることによって、光源から内リフレクタの内面に入射して同面で光軸方向（照明装置の真下、照明範囲の中央方向）に反射する光の焦点位置を変えることができる。例えば、内リフレクタを光源から遠い位置に移動させることにより、焦点を光源から遠くすることができる。このように、照明範囲内の光の照度分布を調整することができる
【０００７】
本発明においては、  前記内リフレクタが、前記ＬＥＤ光源の発する光線の一部をその内面に受けて反射し、該光線の他の一部を前記外リフレクタを介してその外面に受けて反射させることもできる。
【０００８】
本発明によれば、光線の一部は内リフレクタの内面に入射して同面で光軸方向（照明範囲の中央方向）に反射する。その他の一部は、外リフレクタの内面に反射した後で内リフレクタの外面に入射して反射し、さらに、この反射した光が外リフレクタの内面に入射して光軸方向に向かって反射する。このため、反射面積が広くなり明るさが増す。また、別言すれば、照明範囲の中心付近に対する光の利用効率が上がり、照明装置直下（照明範囲の中心付近）の照度を上げることができる。
【０００９】
本発明においては、  前記光源の周囲の、前記外リフレクタに弾性材からなる支持片が取り付けられ、  前記内リフレクタの前記光源寄り部分に、前記支持片と係合する係合部が、前記光源の光軸方向に分散されて並ぶように複数箇所形成されており、  前記支持片の弾性付勢力によって前記内リフレクタを前記外リフレクタに対して保持することが好ましい。
【００１０】
本発明によれば、支持片を変形させて内リフレクタに係合させる、あるいは、内リフレクタから外すことによって、内リフレクタを外リフレクタにワンタッチで脱着できる。あるいは、内リフレクタの高さをワンタッチで変更することができる。この際、ネジ回しなどの器具が不要であるので、内リフレクタの脱着や高さ変更を簡単に行うことができる。
【００１１】
より具体的には、  前記支持片が、複数の板バネであって、該板バネの先端に差し込み片が形成されており、  前記内リフレクタの係合部が、前記板バネの差し込み片が挿入される係合孔であり、  前記板バネが前記光源の周囲に複数配置されており、  前記複数のバネの復元力により、前記内リフレクタを周りから保持することとできる。
【発明の効果】
【００１２】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、内リフレクタを備えることにより照明範囲内の中央部分に向かう光の量を多くしたので、中央部分の照度を高くすることができる。同時に、内リフレクタを光軸方向に移動可能としたので、同部分の集光特性（明るい部分の範囲や照度）を調整することができる。さらに、内リフレクタを弾性支持片で取り付ければ、内リフレクタの脱着や位置調整を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の構造を説明する図であり、図１（Ａ）は側断面図、図１（Ｂ）は外リフレクタにおける光の反射を模式的に示す図である。
【図２】図１の照明装置の光源付近の構造を示す下面図である。
【図３】図１の照明装置の内リフレクタを示す斜視図である。
【図４】図１の照明装置の全体構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の構造を説明する側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１〜図４を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る照明装置を説明する。
照明装置１は、図４に示すように、光源１０と、同光源用の電源２０、外リフレクタ３０及び内リフレクタ４０と、を備える。
【００１５】
光源１０は、図２の下面図に示すように、方形の基板１１の表面に複数のＬＥＤ１２を格子状に配置したものである。この光源１０は、図１にも示すように、電源２０の下面から突出した出力部２１に配置されている。出力部２１の下面には、底面形状が方形の浅い凹部２３が形成されている。光源１０は、この凹部２３の底面に取り付けられている。凹部２３の各側面は、底面から外方向に向かってなだらかに傾斜している。ＬＥＤは前方に光を照射するので、この光源１０においては、基板１１の表面から前方の領域内全体に光が照射される。
【００１６】
光源１０は、ドーム型のプラスチックカバー１５で覆われている。プラスチックカバー１５は、下方に凸の半球状の中央ドーム部１５ａと、その周囲の外周部１５ｂとを有する。中央ドーム部１５ａの径は、電源出力部２１の凹部２３の対角線の長さよりも長く、同部１５ａは凹部２３を完全に覆っている。そして、外周部１５ｂは凹部２３の周囲の出力部２１に当てられて、図２に示すように、複数箇所（この例では４箇所）でビス１８によって固定されている。なお、プラスチックカバー１５の外周部１５ｂに円周状に沿って形成されている開口は、電源２０の放熱用のものである。
電源２０の上面には吊り下げ用のフックが取り付けられている。
【００１７】
外リフレクタ３０は、図１に示すように、内径が下方に向かって拡径した傘状の部材であり、上開口３１と下開口３２を有する。外リフレクタ３０の内面３３（反射面）は回転方物面となっている。同リフレクタ３０は、例えばアルミニウム製であり、内面３３には、図１（Ｂ）に示すような梨地加工や、鏡面加工が施されている。外リフレクタ３０は、光源１０が内面３３の回転方物面の焦点の位置となるように凹部２３の周囲に配置されて、上開口３１の周囲が電源２０の下面にビス３５（図２参照）で固定されている。光源１０から照射された光は、外リフレクタ３０の内面３３で反射されて光軸に平行な方向（下方）に照射される（詳細後述）。ただし、内面３３に梨地加工を施した場合は、同面で乱反射も生じる。
【００１８】
内リフレクタ４０は、図３にも示すように、内径が下方に向かって拡径した筒状の部材であり、上開口４１と下開口４２とを有する。上開口４１の径は、光源１０の寸法よりも十分に大きく、この例では、プラスチックカバー１５の径とほぼ同じである。同リフレクタ４０は、内面４３及び外面４４とも高い反射率を有する材料で作製されている。例えば、一面に９０％以上の反射率の高反射フィルムを積層した金属板を２枚準備し、２枚の金属板をフィルム面（高反射面）が外側となるように貼り付けた後、貼り付けられた金属板を筒状に加工することによって、内面及び外面とも高反射面となる内リフレクタ４０が作製される。
【００１９】
また、内リフレクタ４０を、１枚の、高反射フィルム（反射率９０％以上）を貼った金属板で作製することもできる。この場合、例えば、金属板の反対側の面（高反射フィルムが貼られていない面）を、反射率が７０％以上となるように鏡面加工あるいは梨地加工する。そして、同板を筒状に加工する。この際、高反射フィルムが貼られた面を内側となるように筒状に加工した場合、照明範囲の中央部分（照明の直下部）の照度が高くなる。一方、高反射フィルムが貼られた面を外側となるように筒状に加工した場合、中央部分の照度は低くなるが、その周辺部の照度は高くなる。
このように、内リフレクタ４０の外側と内側で反射率を異ならせた場合、多様な照度分布を形成することができる。また、高反射フィルムを２枚使用する場合に比べて、原材料費を１／２程度に削減できるとともに、貼り合わせ加工の工数も削減できるので、内リフレクタ４０を低価格で作製できる。
【００２０】
内リフレクタ４０は、複数（この例では４枚）の弾性支持片５０によって、光源１０と外リフレクタ３０との間に、光源１０及び外リフレクタ３０に対して光軸方向に位置調整可能に取り付けられている。弾性支持片５０としては、例えば板バネを使用できる。板バネ５０の長さは、プラスチックカバー１５のドーム状中央部１５ａの高さよりも十分に長く、内リフレクタ４０の上開口４１と光源１０との間には、図１に示すように、スキマｄが形成される。
【００２１】
板バネ５０は、付勢方向が内方向（光軸方向）となる姿勢で、電源出力部２１の周囲に等間隔で配置されて、基端が電源２０の下面に固定されている。この際、外リフレクタ３０を電源２０に固定するビス３５を共有することができる。板バネ５０の先端は、内方向にほぼ直角に折れ曲がった差し込み片５１を形成している。一方、内リフレクタ４０の上端部には、図３に示すように、各板バネ５０の差し込み片５１が挿入される係合孔４７が開けられている。各係合孔４７は、縦方向（光軸方向、内リフレクタ４０の長さ方向）に複数箇所（この例では３箇所）並んで形成されている。板バネ５０の差し込み片５１を挿入する係合孔４７を選択することにより、内リフレクタ４０の光源１０及び外リフレクタ３０に対する光軸方向位置、つまり、内リフレクタ４０の上開口４１と光源１０との間の距離ｄ（図１参照）を調整することができる。図１（Ａ）は、板バネ５０の差し込み片５１が最下部の係合孔４７ｃに係合している状態（内リフレクタ４０と光源１０との間隔ｄが最も狭い状態）を示している。
【００２２】
このように、各板バネ５０の復元力により、内リフレクタ４０は周囲から内方向に押圧されて保持される。また、板バネ５０を外方向又は内方向へ変形させることにより、ネジ回しなどの器具を使用しなくとも、差し込み片５１を係合孔４７から簡単に外す又は挿入することができる。したがって、内リフレクタ４０の脱着や高さ変更を簡単に行うことができる。
【００２３】
次に、図１を参照してこの照明装置１における光の照射状態を説明する。
前述のように、光は、光源１０の基板１１の表面から前方の領域内全体（凹部２３の傾斜面の前方の領域）に放射状に照射される。この光の内、凹部２３の傾斜面と内リフレクタ４０の上開口４１との間から照射された光Ｌ１は、外リフレクタ３０の内面３３に入射されて、前述のように、外リフレクタ３０の内面３３で等しい入射角度で反射される。反射された光Ｌ２は、内外リフレクタ４０、３０の下開口４２、３２の間の空間から、光軸に平行な方向（下方）に照射される。
【００２４】
なお、前述のように、外リフレクタ３０の内面３３は梨地加工されているので、図１（Ｂ）に示すように表面で乱反射が起きる。この乱反射した光の内の一部は、内リフレクタ４０の外面４４に入射し、同面４４で反射して再度外リフレクタ３０の内面３３に入射した後、内外リフレクタ４０、３０の下開口４２、３２間の空間から照射される場合もある。
【００２５】
一方、内リフレクタ４０の上開口４１から下開口４２へ通過する光Ｌ３は、内リフレクタ４０の下開口４２から放射状に照射される。また、外リフレクタ３０の内面３３に照射される光Ｌ１と、内リフレクタ４０を通過する光Ｌ３の間の光Ｌ４は、内リフレクタ４０の内面４３に入射し、等しい入射角度で反射される。反射した光Ｌ５は、内リフレクタ４０の下開口４２から光軸に向かうように（照明範囲の中心付近に向かうように）照射され、集光した後放射状に拡散する。
【００２６】
このように、照明範囲の周辺の部分は、外リフレクタ３０の内面３３で反射された光Ｌ２と、内リフレクタ４０から放射状に照射される光Ｌ３で主に照射される。一方、照明範囲の中央部分（照明の直下部）は、内リフレクタ４０の内面４３で反射された光Ｌ５と、内リフレクタ４０の内部を直進した光Ｌ３で主に照射される。つまり、内リフレクタ４０を設けると、照明範囲の中央部分へ向かう光の量が多くなるので、中央部分の照度を高めることができる。この際、内リフレクタ４０の内面４３で反射した光Ｌ５は、前述のように集光した後で放射状に拡散するので、集光位置を選択することにより、所望の集光パターンを得ることができる。
また、外リフレクタ３０の内面３３で乱反射した光によっても、照明範囲内へ向かう光の量が増加する。
【００２７】
次に、内リフレクタ４０の光軸方向位置を変更した場合の照明状態を説明する。ここでは、板バネ５０の差し込み片５１を、最上部の係合孔４７ａに係合させて、内リフレクタ４０と光源１０との間隔ｄを最も広くした状態について説明する。
この場合、光源１０から放射状に照射された光の内、外リフレクタ３０の内面３３へ入射する光Ｌ１の量が多くなって、内外リフレクタ４０、３０の下開口４２、３２の間から放射状に照射される光の量も多くなる。一方、内リフレクタ４０を通過する光Ｌ３の量が少なくなる。また、内リフレクタ４０の内面４３に入射する光Ｌ４の量も少なくなる。そして、内面４３で反射した光Ｌ５は、内リフレクタ４０の下開口４２から光軸に向かうように（照明範囲の中心付近に向かうように）照射されるが、前述の内リフレクタと光源との間隔が狭い場合に比べて、装置から比較的遠い位置で集光した後で、放射状に拡散する。
【００２８】
つまり、外リフレクタ３０の内面３３で反射される光Ｌ２の量や内外リフレクタ４０、３０の下開口４２、３２の間から放射状に照射される光の量が多くなるので、照明範囲が広くなる。一方、内リフレクタ４０を通過する光Ｌ３の量が少なくなるので、照明範囲の比較的照度の高い中央部分の範囲が狭くなる。また、内リフレクタ４０の内面４３で反射した光Ｌ５は、前述のように装置から比較的遠い位置で集光するので、比較的低い位置で、所望の集光特性を得ることができる。
【００２９】
なお、本発明の照明装置は、既存のＬＥＤ照明装置に、内リフレクタ４０を板バネ５０で取り付けることでも作製できる。
【００３０】
図５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置を説明する。
この例の照明装置１Ａも、光源１０と、同光源の電源２０と、外リフレクタ３０Ａ及び内リフレクタ４０を備えるが、外リフレクタ３０Ａの形状が図１の照明装置と異なる。以下、外リフレクタ３０Ａについて説明する。内リフレクタ４０は、図１の照明装置と同じものを使用できる。
【００３１】
この例の外リフレクタ３０Ａは、内面３３（反射面）が回転放物面ではなく、単なる回転非球面となっている。つまり、光源１０から、凹部２３の傾斜面と内リフレクタ４０の上開口４１との間を通って照射された光Ｌ１１は、外リフレクタ３０の内面３３で反射して光軸に平行な方向（下方）に照射されるのではなく、光軸方向に反射される。反射した光Ｌ１２は、次に内リフレクタ４０の外面４４に入射して、同面４４で等しい入射角度で反射する。反射した光Ｌ１３は、外リフレクタ３０の内面３３に入射し、同面で等しい入射角度で反射する。反射した光Ｌ１４は、内外リフレクタ４０、３０Ａの下開口４２、３２の間から光軸方向に向かうように（照明範囲の中心付近に向かうように）照射され、集光した後放射状に拡散する。
【００３２】
一方、内リフレクタ４０を通過する光Ｌ３、内リフレクタ４０の内面４３に入射して反射した光Ｌ５は、図１の照明装置と同様に照射される。
【００３３】
このように第２の例においては、外リフレクタ３０Ａの内面３３、内リフレクタ４０の外面４４及び外リフレクタ３０Ａの内面３３を順に反射して内外リフレクタ４０、３０Ａの下開口４２、３２の間から光軸方向に（照明範囲の中央に向けて）照射されるので、第１の例の照明装置よりも中央付近の光量を増加させることができる。
【実施例】
【００３４】
図１の照明装置を使用した場合の照度計測結果を説明する。
まず、市販されているＬＥＤ照明装置（ＭＰ−１００（商品名）、株式会社テクモ社製）を準備した。同照明装置のリフレクタの内面は、アルミニウム鏡面に梨地加工を施したものである。同照明装置のＬＥＤの出力は５０Ｗ、消費電力は５９Ｗ、光束は４９００ルーメンである。
【００３５】
次に、内リフレクタを作製した。まず、高反射フィルム（ＭＩＲＯ２、４２００ＡＧ（商品名）、アラノド社製、反射率９７％）を積層した金属板(アルミ製)を２枚準備した。この金属板を、フィルム面（高反射面）が外側となるように貼り付けた後、筒状に加工した。内リフレクタの上開口の内径は１２０ｍｍ、下開口の内径は１７５ｍｍ、高さは１３０ｍｍである。最後に、上部の４箇所に、縦に３個並んだ係合孔を形成した。内リフレクタの上開口と最上部の係合孔との間隔は光軸方向において７．５ｍｍ、係合孔間の間隔は７．５ｍｍである。
【００３６】
次に、先端に差し込み片が形成された板バネを４枚準備した。板バネの自然状態での長さは６７ｍｍである。この板バネにより、内リフレクタの上開口と光源との間隔は、３０ｍｍ、３７．５ｍｍ及び４５ｍｍに可変である。板バネの基端は、前述のように、照明装置のリフレクタと電源との取付用ビスを用いて装置に固定した。
【００３７】
内リフレクタと取り付けた場合と取り付けていない場合（市販されている照明装置そのまま）との、照明器具直下の照度（ｌｕｘ）を照度計（ＬＸ−２０４（商品名）、カスタム社製）で計測した。内リフレクタの上開口と光源間の間隔は４５ｍｍである。
【００３８】
計測結果を表１に示す。
【表１】
2012084457.tif 000003
【００３９】
表に示すように、内リフレクタを取り付けた場合、内リフレクタなしの場合に比べて、各距離において、２〜３倍の照度を実現することができた。
【符号の説明】
【００４０】
１  照明装置
１０  光源                              １１  基板
１２  ＬＥＤ                            １５  プラスチックカバー
１８  ビス
２０  電源                              ２１  出力部
２３  凹部
３０  外リフレクタ                      ３１  上開口
３２  下開口                            ３３  内面（反射面）
３５  ビス
４０  内リフレクタ                      ４１  上開口
４２  下開口                            ４３  内面
４４  外面                              ４７  係合孔
５０  弾性支持片（板バネ）              ５１  差し込み片
【図１】
2012084457.tif 000004
【図２】
2012084457.tif 000005
【図３】
2012084457.tif 000006
【図４】
2012084457.tif 000007
【図５】
2012084457.tif 000008