JP2013125603A - Ｌｅｄ照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤアレイ基板を備えたＬＥＤ照明器具において、電源回路を構成する電気部品の劣化により駆動能力が低下した場合においても、電源モジュールの簡単な交換作業のみで初期性能が得られるようにするとともに、ＬＥＤの発熱と電源回路の発熱が相乗することがないようにして外部への効果的な放熱が可能となるようにし、建築物の天井面への配設がワンタッチで可能となるようにする。
【解決手段】ＬＥＤアレイ基板を備えた長尺のＬＥＤ光源部と、該ＬＥＤ光源部上にＬＥＤ光源部より短尺のＬＥＤ駆動電源部を一体に備えてなり、前記ＬＥＤアレイ基板のＬＥＤを点灯する電源モジュールを前記ＬＥＤ駆動電源部に対し着脱可能となるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の半導体発光素子（以下、ＬＥＤと略称）を同時に発光させて照明光を得るようにしたＬＥＤ照明器具に関するもので、ＬＥＤの発光に伴う発熱の影響を極力少なくするとともに、ＬＥＤ駆動電源の性能が劣化した場合においても、電源モジュールの交換メンテナンスが容易となるようにし、長期に安定した照明効果が得られるようにしたものである。

従来から蛍光管を光源とする照明器具が主流となっているが、蛍光管が規格相当の安定した発光をするのは、約３０００時間とされている。これに安定器などの劣化などもあり、商業施設などにおいては蛍光管の交換メンテナンスは日常の作業となっている。また、白熱電球に比べて蛍光管の消費電力は低いものの、その消費電力を更に効果的に低減する方法は提案されていないのが実状である。

そこで注目されているのがＬＥＤを採用した照明器具であるが、このＬＥＤは、蛍光管より約１０倍以上の設計寿命が約４００００時間あるとされている。このＬＥＤを採用し、既存の蛍光管用のソケットに取り付けることができるようにした照明器具が提案されている（例えば、特許文献１、２）。この特許文献１、２に開示された構成は、蛍光管に相当する散光スリーブ内にＬＥＤアレイ基板と、このＬＥＤアレイ基板のＬＥＤを発光させるための点灯回路を同時に封入するようにしたものである。

また、ＬＥＤとこのＬＥＤの駆動電源を同時に内蔵することによる熱干渉を防ぎ、製品寿命を長くすることを目的として駆動電源を外部に設け、この駆動電源において生成された直流電源をケーブルにより照明装置本体に供給する照明器具が提案されている（例えば、特許文献３）。この特許文献３に開示された構成は、駆動電源を別構成とするものであるが、特許文献１、２と同様に蛍光管に相当する散光スリーブ内にＬＥＤアレイ基板を封入するようにしたものである。

実用新案登録第３１４２６５２号公報 特開２０１１−１６５６３４号公報 特開２０１１−１９８６４６号公報

ところで、白色電球や蛍光灯は、エネルギー損失は大きいもののその多くは赤外線で直接放射されてしまうため、光源の発熱は少ない。ところが、半導体素子であるＬＥＤは、可視光で消費されるエネルギー以外はすべて熱に変換されることになる。また、熱源の１つであるＬＥＤパッケージは表面積が小さいため、対流や輻射による放熱が小さく、熱的に厳しい環境にあると言える。

このように熱源となるＬＥＤは、温度が上昇すると電気抵抗が小さくなる特性があり、そのため、温度上昇→抵抗減少→電流増加→発熱増加→温度上昇となる負のスパイラルに陥り、素子の劣化を生じることになる。また、この熱による影響は、封止材料の劣化による透明度の低下、繰り返される膨張・収縮の度合いが大きくなることによる反りや亀裂が生じることになり、熱対策に関する配慮は重要な課題となっている。

このような熱対策に関する配慮は、ＬＥＤの駆動電源に対しても十分でなければならない。駆動電源を構成する電源回路は商用交流電源を低電圧の直流に変換し、大きい電流を流してＬＥＤを高輝度に発光させるため、抵抗素子などからの発熱が大きくなる。特に電解コンデンサの熱による劣化は著しく、環境温度が定格値を超えるような状態になると急速に寿命が短くなることが知られている。したがって、ＬＥＤ照明器具を構成する場合には、ＬＥＤ駆動電源部を備えたＬＥＤ光源の設計寿命約４００００時間相当またはこれ以上に駆動電源の寿命も確保しなければならないことになる。

ところが、特許文献１、２に開示されたような、ＬＥＤアレイ基板とＬＥＤ駆動電源を同時に封入した蛍光管型のＬＥＤ照明器具である場合は、散光スリーブ内にＬＥＤと電源回路からの発熱が滞留することになり、散光スリーブ内の温度が極端に高くなることを否めない。このような構成のＬＥＤ照明器具における対応策として、ＬＥＤアレイ基板の背面の空間を大きくして電源回路に耐熱規格の大きい高価な電気部品を採用することも一応考え得るが、根本的な対策とはならない。このような構成にした場合、即ち、電気回路を収容する部分の容積を大きくする必要があることから、ＬＥＤが散光スリーブに接近してしまうことから照射角の狭い発光となり、また、散光スリーブの内部に温度傾斜が生じた場合は、ＬＥＤの発光状態に差異が生じてしまうことになり、実用性の乏しいものとなる。

一方、特許文献３は、このような発熱に対する問題を配慮するようにしたものであるが、照明装置と別体となるユニット構成された駆動電源を、照明装置を取り付けるベース器具の側面に固定、ベース器具の内部に固定、あるいは建物の天井の壁面に固定し、照明装置と駆動電源をケーブルで接続するようにしている。このような構成による場合、照明装置を安定に取り付けるためのベース器具なる付帯装置が必需となり、駆動電源の大掛かりな取付作業が必要となるとともに、製造コスト、据付作業コストを上昇する要因となる。また、駆動電源を照明装置の外部に配設した場合は、この駆動電源が室内に露呈することになり、デザイン的観点から好ましいものではない。

さらに、照明装置のＬＥＤより駆動電源の劣化が先行することから、駆動電源の能力が低下した場合これを交換しなければならない。ところが、高所である建築物の天井面に据え付けてある照明装置から駆動電源を取り外し、さらにケーブルを取り外して新たな駆動電源を取り付ける作業は容易なものではなく、危険性を伴う電工工事に相当することから専門知識を備えない一般の家庭人などには到底対応できるものではない。しかも、駆動電源をベース器具の内部に固定している場合は更に交換作業は困難なものとなる。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、ＬＥＤ光源部およびＬＥＤ駆動電源部を一体化しつつ放熱効果を向上し、ＬＥＤ駆動電源部の電源モジュールの交換をきわめて容易に行うことができるようにしたもので、メンテナンスの作業性を向上するようにしたＬＥＤ照明器具を提供することを目的とするものである。

そこで本発明は、以下に述べる各手段により上記課題を解決するようにした。即ち、請求項１に記載の発明では、ＬＥＤアレイ基板を備えた長尺のＬＥＤ電源部と、該ＬＥＤ光源部上にＬＥＤ光源部より短尺のＬＥＤ駆動電源部を一体に備えてなり、前記ＬＥＤアレイ基板のＬＥＤを点灯する電源モジュールを前記ＬＥＤ駆動電源部に対し着脱可能としたＬＥＤ照明器具となるようにする。

請求項２に記載の発明では、ＬＥＤアレイ基板を備えた複数の長尺のＬＥＤ光源部と、該ＬＥＤ光源部上にＬＥＤ光源部より短尺の駆動電源部を一体に備えてなり、前記ＬＥＤアレイ基板のＬＥＤを点灯する電源モジュールを前記ＬＥＤ駆動電源部に対し着脱可能としたＬＥＤ照明器具となるようにする。

請求項３に記載の発明では、上記請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ光源部とＬＥＤ駆動電源部が軽金属により一体に形成されているようにする。

請求項４に記載の発明では、上記請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ駆動電源部の天板の中央部に商用交流電源との接続手段を設けるようにする。

請求項５に記載の発明では、上記請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ駆動電源部の天板の側部にフランジを形成し、該フランジを建築物の天井壁に固定した保持具に装着するようにする。

請求項６に記載の発明では、上記請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ駆動電源部に通気孔を形成し、該ＬＥＤ駆動電源部の内部の換気が可能となるようにする。

請求項７に記載の発明では、上記請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具において、ＬＥＤ駆動電源部の内部にマルチコネクタを備え、該マルチコネクタに電源モジュールの基板の端部が接続されるようにし、前記電源モジュールにより生成された直流電源がＬＥＤ駆動電源部の内部からＬＥＤ光源部のＬＥＤアレイ基板に供給されるようにする。

請求項８に記載の発明では、上記請求項７に記載のＬＥＤ照明器具において、マルチコネクタはプッシュロック機構を有し、電源モジュールの基板の端部を保持するようにする。

本発明によれば、ＬＥＤアレイ基板を備えたＬＥＤ光源部とＬＥＤ駆動電源部を一体に形成し、このＬＥＤ駆動電源部に電源モジュールを着脱可能となるようにしたので、電源回路を構成する電気部品の劣化により駆動能力が低下した場合においても、電源モジュールの簡単な交換作業のみで初期性能を回復することができ、煩雑な電工工事などが不要となる。

また、ＬＥＤ光源部とＬＥＤ駆動電源部とを軽金属により一体に形成することにより、ＬＥＤの発熱と電源回路の発熱が相乗することなく外部へ十分放熱されるので、ＬＥＤ駆動電源部内の温度をきわめて低くすることができる。これにより電源回路を構成する電気部品が受ける熱的影響が低くなり、安定した長寿命の電源となる。また、このように高い放熱効果が得られることから、照度を向上するためにＬＥＤの数を増やすことが容易に可能であり、これに伴う電解コンデンサやトランスなどの電気部品の大型化にも容易に対応することができ、耐熱規格の低い安価な部品の採用が可能となる。

さらに、ＬＥＤ光源部とＬＥＤ駆動電源部を一体化し、このＬＥＤ駆動電源部を建築物の天井壁に固定した保持具に、いわゆるワンタッチで装着できるようにしたので、特別な工具および据付作業が全く不要となり、しかも、ＬＥＤ光源部を取り付けるためのベース器具などが不要となることから付帯経費を削減することができる。また、本発明のＬＥＤ照明器具はきわめて軽量となるので、天井壁に配設した後においても落下などの懸念なく安定した取付状態を維持することができる。

本発明のＬＥＤ照明器具の完成状態の外観を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の要部の内部構造を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の要部の内部構造を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の電源モジュールの構成を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の保持クリップの例示する図である。 本発明のＬＥＤ照明器具のプラグ部分の他の構成例を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具のプラグ部分の他の構成例を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の室内への配設の例を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の他の例を示す完成状態の外観を示す図である。 本発明のＬＥＤ照明器具の多灯型の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。図１は本発明のＬＥＤ照明器具１の完成状態の外観を示す図であり、その要部の縦断面を図２に示し、横断面を図３に示す。図１に示すように本発明のＬＥＤ照明器具１は長尺のＬＥＤ光源部２およびこのＬＥＤ光源部２より短尺のＬＥＤ駆動電源部３を主体とするもので、アルミニウムなどの軽金属で一体に形成されている。

前記ＬＥＤ光源部２を構成するベース基板４の下面には複数のＬＥＤ５が配設されたＬＥＤアレイ基板６が接着剤あるいはスペーサを介した螺着などの適宜手段により固定されている。そして、前記ベース基板４の長手方向の両側部にはアングル４ａが形成されており、このアングル４ａに光拡散剤を含む散光スリーブ７の両端部７ａを装着する。

つぎに、前記ＬＥＤ光源部２のベース基板４の上面に配されるＬＥＤ駆動電源部３は、方形の筺状中空体であって一方の側部が閉塞され、他方に開口３ａが形成されている。そして、その内部の中央部に商用交流電源に接続するためのプラグ８およびマルチコネクタ９が固定され、プラグ８とマルチコネクタ９はリード線１０により接続され、商用交流電源がマルチコネクタ９に導かれるようにしている。

前記ＬＥＤ駆動電源部３の内壁にはガイド溝３ｂが形成されており、このガイド溝３ｂにより電源モジュール１１の配線基板１１ａの側端を案内し、前記マルチコネクタ９に接続可能となるようにしている。前記電源モジュール１１は図４に示すように、前記開口３ａに装着するサイドカバー１２の底部に配線基板１１ａの端部を固定し、この配線基盤１１ａの表面上にトランス１３、整流用半導体１４、電解コンデンサ１５、抵抗素子１６などの電気部品が配置され、プリント配線１１ｂにより所定の電源回路が構成されている。

前記マルチコネクタ９の内部には前記プリント配線１１ｂに接触して電気的に導通する接触子を備えるが、挿入口９ａから挿入された配線基板１１ａの端部を保持するプッシュロック機構９ｂを備え、装着した電源モジュール１１の脱落を防止するようにしている。なお、装着した電源モジュール１１は、そのサイドカバー１２を再度押し込むことにより配線基板１１ａの端部の保持が解除され、外部へ取り出すことができる。

電源モジュール１１が装着され、プラグ８が天井コンセントＣに接続されると、商用交流電源がプラグ８のリード線１０からマルチコネクタ９、および配線基板１１ａのプリント配線１１ｂを介してトランス１３に供給される。このトランス１３により低電圧に変換された電流は、整流用半導体１４、電解コンデンサ１５、抵抗素子１６により直流電流となり、マルチコネクタ９のリード線１７からＬＥＤ光源部２のＬＥＤアレイ基板６に供給され、複数のＬＥＤ５を同時に発光させることになる。なお、ＬＥＤ駆動電源部３の内部の残余の空間にリモコン受信モジュールや調光モジュールの収容が可能である。

以上のように構成された本発明のＬＥＤ照明器具１は、建築物の天井壁に配設する必要があり、その一例を以下に説明する。図３に示す保持クリップ５０は、図５に示すようにその両端部が内方に曲成され挟持爪５０ａとなるようにしている。この保持クリップ５０はその通孔５０ｂに挿通された木ネジ５１により天井壁Ｗ１および補強板２にネジ止めされている。したがって、前記挟持爪５０ａ間にＬＥＤ駆動電源部３の天板の側部のフランジ３ｃを押し込むことにより、挟持爪５０ａに張力が発生して保持され、プラグ８と天井コンセントＣが同時に接続されることになる。

また、天井コンセントＣがローゼットタイプあるいはシーリングタイプである場合は、プラグ８を専用のものとする必要がある。この場合は、図６に示すように、プラグ８を固定する位置に凹陥部３ｄを形成し、この凹陥部３ｄの底部に形成した通孔３ｅから、前記マルチコネクタ９に接続した電灯線６０を引き出し、これに専用のプラグ９を接続する。このように構成しておくことにより、プラグ８を天井コンセントＣに接続した後、電灯線６０を内部空間に収容しながらＬＥＤ駆動電源部３を保持クリップ５０に装着することができ、図７に示すようにプラグ８は凹陥部３ｄ内に収まることになる。

以上のように構成された本発明のＬＥＤ照明器具１は、図８に例示するように、室内Ｒの天井壁Ｗ１に、いわゆるワンタッチで配設され、即時に照明機能が得られる。なお、図９に示すようにＬＥＤ駆動電源部３の外壁の適宜の位置に通孔３ｆを形成しておくことにより、ＬＥＤ駆動電源部３の内部の換気が促進され、温度上昇を更に防止することができる。

図１０は、多灯型の構成を例示するもので、２本のＬＥＤ光源部２に跨ってＬＥＤ駆動電源部３を一体に配設するようにしたもので、このように構成した場合においても、保持クリップ５０をＬＥＤ駆動電源部３の増加幅に対応させて構成することにより容易に対応することができる。なお、図１のように構成した単灯型の複数の並設によっても多灯型に相当する効果を得ることができ、室内の条件に容易に対応することができる融通性を備える。

１・・・・・・ＬＥＤ照明器具
２・・・・・・ＬＥＤ光源部
３・・・・・・ＬＥＤ駆動電源部
４・・・・・・ベース基板
５・・・・・・ＬＥＤ
６・・・・・・ＬＥＤアレイ基板
７・・・・・・散光スリーブ
８・・・・・・プラグ
９・・・・・・マルチコネクタ
１０・・・・・リード線
１１・・・・・電源モジュール
１１ａ・・・・配線基板
１２・・・・・サイドカバー
１３・・・・・トランス
１４・・・・・整流用半導体
１５・・・・・電解コンデンサ
１６・・・・・抵抗素子
５０・・・・・保持クリップ
６０・・・・・電灯線

Claims (8)

1. ＬＥＤアレイ基板を備えた長尺のＬＥＤ光源部と、該ＬＥＤ光源部上にＬＥＤ光源部より短尺のＬＥＤ駆動電源部を一体に備えてなり、前記ＬＥＤアレイ基板のＬＥＤを点灯する電源モジュールを前記ＬＥＤ駆動電源部に対し着脱可能となるようにしたことを特徴とするＬＥＤ照明器具。
2. ＬＥＤアレイ基板を備えた複数の長尺のＬＥＤ光源部と、該ＬＥＤ光源部上にＬＥＤ光源部より短尺のＬＥＤ駆動電源部を一体に備えてなり、前記ＬＥＤアレイ基板のＬＥＤを点灯する電源モジュールを前記ＬＥＤ駆動電源部に対し着脱可能となるようにしたことを特徴とするＬＥＤ照明器具。
3. 前記ＬＥＤ光源部とＬＥＤ駆動電源部が軽金属により一体に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
4. 前記ＬＥＤ駆動電源部の天板の中央部に商用交流電源との接続手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
5. 前記ＬＥＤ駆動電源部の天板の側部にフランジを形成し、該フランジを建築物の天井壁に固定した保持具に装着するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
6. 前記ＬＥＤ駆動電源部に通気孔を形成し、該ＬＥＤ駆動電源部の内部の換気が可能となるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
7. 前記ＬＥＤ駆動電源部の内部にマルチコネクタを備え、該コネクタに電源モジュールの基板の端部が接続されるようし、前記電源モジュールにより生成された直流電源がＬＥＤ駆動電源部の内部からＬＥＤ光源部のＬＥＤアレイ基板に供給されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
8. 前記マルチコネクタはプッシュロック機構を有し、電源モジュールの基板の端部を保持するようにしたことを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明器具。

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