JP2015159028A - 配光角可変型ダウンライト - Google Patents

Abstract

【課題】部品の交換等を要することなく、簡単な構成で配光角を容易に調整可能な配光角可変型ダウンライトを提供すること。【解決手段】配光角可変型ダウンライト１を、天井面１０に開口する孔１０ａから天井裏に埋設される有底筒状のケース２と、該ケース２の天面に配置されたＬＥＤ４と、前記ケース２内に収容された柱体状のロッドレンズ６と、該ロッドレンズ６を上下動させてその高さ位置を変更可能な移動機構と、を含んで構成する。ここで、前記ケース２の内面を拡散反射面２ａとする。又、前記ケース２の前記ＬＥＤ４に対向する頂面にヒートシンク５を配置する。更に、前記移動機構を、前記ケース２の内周面に形成された螺旋溝７に、前記ロッドレンズ６の外周面に形成された螺旋突起８を係合させることによって構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、配光角を任意に調整可能な配光角可変型ダウンライトに関するものである。

住宅等の天井裏に埋設して使用されるダウンライトは、天井面に開口する孔から天井裏に埋設されるケースと、該ケース内に収容された光源を含んで構成されている。斯かるダウンライトにおいて使用形態に応じて配光角を変更するには、器具そのものを交換したり、改良する必要があるため、配光角の変更は容易ではなかった。

そこで、特許文献１には、図９に示すようなダウンライトが提案されている。

即ち、図９は特許文献１において提案されたダウンライトの縦断面図であり、図示のダウンライト１０１は、天井裏に配置されたドーム１０２の内面に多数のＬＥＤ（不図示）を配置して構成されており、ＬＥＤは同心状に配置されているもの同士が電気的に接続されている。

斯かるダウンライト１０１においては、ＬＥＤから出射される光は、天井面１１０に開口する小孔１１０ａから床面に向かって照射されるが，同心状の内側に配置されているＬＥＤのみを点灯させれば、図９（ａ）に示すように狭い配光角が得られ、外周部のＬＥＤを含めて全てのＬＥＤを点灯させれば、図９（ｂ）に示すように広い配光角が得られる。

又、特許文献２には、図１０に示すようなダウンライトが提案されている。

即ち、図１０は特許文献２において提案されたダウンライトの縦断面図であり、図示のダウンライト２０１は、ランプ２０２の高さ位置を調整して配光を変更する場合には、ランプ取付用ダウンライトソケット２０３にランプ位置変更用ソケット２０４を取り付け、該ランプ位置変更用ソケット２０４にランプ２０２を装着するとともに、配光変更用反射板２０５を取り付けるようにしている。

特開平１１−０６６９１６号公報 実開平６−０７７１０８号公報

しかしながら、特許文献１において提案された図９に示すダウンライト１０１においては、多数のＬＥＤが必要であるために発熱量が大きくなり、熱によってＬＥＤの寿命が低下したり、光度低下や色シフトの問題が発生する可能性がある。又、多数のＬＥＤをそれぞれ独立して点灯させる必要があるため、ＬＥＤの個数分の多くの配線が必要となって構造の複雑化やコストダウンを招くという問題もある。

又、特許文献２において提案された図１０に示すダウンライト２０１においては、配光を変更する度にランプ位置変更用ソケット２０４と配光変更用反射板２０５を交換する必要があり、細かな配光制御にはサイズの異なる多くのランプ位置変更用ソケット２０４と配光変更用反射板２０５を用意しておく必要があるという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品の交換等を要することなく、簡単な構成で配光角を容易に調整可能な配光角可変型ダウンライトを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の配光角可変型ダウンライトは、
天井面に開口する孔から天井裏に埋設される有底筒状のケースと、
該ケースの天面に配置されたＬＥＤと、
前記ケース内に収容された柱体状のロッドレンズと、
該ロッドレンズを上下動させてその高さ位置を変更可能な移動機構と、
を含んで構成されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ケースの内面を拡散反射面としたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記ロッドレンズを円柱又は円錐台形状としたことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の発明において、前記ケースの前記ＬＥＤに対向する頂面にヒートシンクを配置したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載の発明において、前記移動機構を、前記ケースの内周面に形成された螺旋溝に、前記ロッドレンズの外周面に形成された螺旋突起を螺合させることによって構成したことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、配光角を変更する場合には、ロッドレンズを移動機構によってケース内で上下動させてその高さ位置を変更すれば良いため、ソケットや反射板等の部品の交換等を要することなく、簡単な構成で配光角を容易に調整することができる。

請求項２記載の発明によれば、ケースの内面を拡散反射面としたため、ケース内でロッドレンズを下げて該ロッドレンズをＬＥＤから遠い位置に移動させた場合、ＬＥＤから出射した光は、ケースのロッドレンズが存在しない部分の拡散反射面で拡散してロッドレンズに入射し、ロッドレンズから出射する光は、より広い範囲に亘って照射される。

請求項３記載の発明によれば、ロッドレンズの形状を円柱状又は円錐台状に変更することによっても配光角を調整することができる。

請求項４記載の発明によれば、ＬＥＤにて発生した熱は、ケースのＬＥＤに対向する頂面に配置されたヒートシンクによって効果的に放熱されるため、ＬＥＤの温度上昇が抑えられ、該ＬＥＤの寿命と発光効率の低下、色シフトの発生等が防がれる。

請求項５記載の発明によれば、ロッドレンズの移動機構を、螺旋溝とこれに螺合する螺旋突起から成るネジ機構によって構成したため、ロッドレンズを回転させるだけでその高さ位置を任意且つ容易に調整して配光角を変更することができる。

本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤに近い位置にある状態を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトの底面図である。 本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤから遠い位置にある状態を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤに近い位置にあるときの配光を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤから遠い位置にあるときの配光を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤに近い位置にあるときの配光を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態２に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤから遠い位置にあるときの配光を示す縦断面図である。 本発明に係る配光角可変型ダウンライトにおけるロッドレンズの位置と形状の違いによる相対光強度の分布図である。 特許文献１において提案されたダウンライトの縦断面図である。 特許文献２において提案されたダウンライトの縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤに近い位置にある状態を示す縦断面図、図２は同配光角可変型ダウンライトの底面図、図３は同配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤから遠い位置にある状態を示す縦断面図である。

本実施の形態に係る配光角変更型ダウンライト１は、住宅等の天井裏に埋設して使用される照明器具であって、天井面１０に開口する円孔１０ａから天井裏に埋設された有底筒状のケース２と、該ケース２の天面の中心部に配置された基板３と、該基板３の下面中心部に実装された光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）４と、前記ケース２の前記ＬＥＤ４に対向する頂面に配置されたヒートシンク５と、前記ケース２内に収容された円柱状の透明なロッドレンズ６と、該ロッドレンズ６を上下動させてその高さ位置を変更可能な移動機構とを含んで構成される。ここで、ロッドレンズ６のＬＥＤ４に対向する上面は入射面６ａを構成し、下面は出射面６ｂを構成している。

本実施の形態では、ケース２の内周面には複数（周方向に４つ）の螺旋溝７が上下方向に適当な間隔で形成されており、前記ロッドレンズ６の上端外周面には複数（周方向に４つ）の螺旋突起８が形成されている。そして、ロッドレンズ６に形成された螺旋突起８は、ケース２の内周面に形成された前記螺旋溝７に螺合しており、互いに螺合する螺旋突起８と螺旋溝７は、前記移動機構を構成している。尚、本実施の形態では、ケース２の内面は、アルミ蒸着等の拡散処理によって拡散反射面２ａとされている。

又、本実施の形態では、ロッドレンズ６に形成された螺旋突起８がロッドレンズ６のＬＥＤ４側に近い側面、例えばＬＥＤ４の半値角範囲の外側となる範囲に設けられており、該螺旋突起８による発光を抑制している。そして、本実施の形態においてロッドレンズ６に形成された螺旋突起８は、ロッドレンズ６の内部の反射光が導光されて迷光となることを抑制する機能を果たす。尚、ロッドレンズ６の螺旋突起８は、ケース２の螺旋溝７の下端が閉塞されているとき、ロッドレンズ６の脱落防止機構として機能する。

而して、前記移動機構は、一種のネジ機構を構成しており、ロッドレンズ６を左右何れかの方向に回転させれば、該ロッドレンズ６の上端外周に形成された螺旋突起８がケース２の内面に形成された螺旋溝７に沿って移動するため、ロッドレンズ６がケース２に対して上下動し、例えば、ロッドレンズ６をＬＥＤ４に最も近い図１に示す位置からＬＥＤ４から最も遠い図３に示す位置の範囲で上下動させてその高さ位置（ＬＥＤ４との焦点位置）を任意に調整することができる。

次に、本実施の形態に係る配光角可変型ダウンライト１における配光角の調整を図４、図５及び図８に基づいて以下に説明する。

図４は本発明の実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤに近い位置にあるときの配光を示す縦断面図、図５は同配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤから遠い位置にあるときの配光を示す縦断面図、図８ロッドレンズの位置と形状の違いによる相対光強度の分布図である。

図４に示すように、本実施の形態に係る配光角可変型ダウンライト１においてロッドレンズ６がＬＥＤ４に最も近づいた状態では、ＬＥＤ４から下方に向かって出射する光は、ロッドレンズ６の上面の入射面６ａから該ロッドレンズ６内に入射し、ロッドレンズ６内を全反射しながら下方へと進み、ロッドレンズ６の下面の出射面６ｂから広がりながら出射して下方を照明する。この場合の光強度分布は、図８にＡにて示され、当該配光角可変型ダウンライト１の真下の光強度がピーク値を示し、そこから遠ざかると光強度が極端に低下し、光の照射範囲は比較的狭い。

ロッドレンズ６を回して下動させ、図５に示すように、該ロッドレンズ６をＬＥＤ４から最も遠い位置へと移動させると、ＬＥＤ４から出射する光は、ケース２の内面の拡散反射面２ａで反射した後にロッドレンズ６の上面の入射面６ａから該ロッドレンズ６内に入射し、ロッドレンズ６内を斜めに透過し、その一部はロッドレンズ６の下部外周面で全反射して該ロッドレンズ６の下面の出射面６ｂから大きく広がりながら出射して下方を照明する。この場合の光強度分布は、図８にＢにて示され、当該配光角可変型ダウンライト１の真下の光強度がピーク値を示し、そこから遠ざかると光強度がやや緩やかに低下し、光の照射範囲は比較的広い。即ち、この場合はＬＥＤ４から出射する光は、ロッドレンズ６に入射する以前にケース２の内面の拡散反射面２ａで拡散するため、光強度のピーク値は強度分布Ａに比して低いものの、その照射範囲は強度分布Ａよりも広くなる。尚、ロッドレンズ６がＬＥＤ４から遠い位置にある場合、ケース２の内面に形成された螺旋溝７は反射光に影響を及ぼすが、ケース２の内面の拡散反射面２ａはケース２内で光を拡散反射させることを目的としているため、ケース２はその本来の目的を果たすことができる。

以上のように、本実施の形態に係る配光角変更型ダウンライト１において配光角を変更する場合には、ロッドレンズ６を移動機構によってケース２内で上下動させてその高さ位置を変更すれば良いため、ソケットや反射板等の部品の交換等を要することなく、簡単な構成で配光角を容易に調整することができる。例えば、店舗においては、商品の大きさや雰囲気に応じて配光角を変えることができる。

そして、本実施の形態では、ケース２の内面を拡散反射面２ａとしたため、ケース２内でロッドレンズ６を下げて該ロッドレンズ６をＬＥＤ４から遠い位置に移動させた場合、ＬＥＤ４から出射する光は、ケース２のロッドレンズ６が存在しない部分の拡散反射面２ａで拡散してロッドレンズ６に入射する。このため、ロッドレンズ６から出射する光は、より広い範囲に亘って照射される。

又、本実施の形態では、ロッドレンズ６の移動機構を、ケース２の内面に形成された螺旋溝７とロッドレンズ６の上端外周に形成された螺旋突起８とを螺合させて構成されるネジ機構としたため、ロッドレンズ６を回転させるだけでその高さ位置を任意且つ容易に調整して配光角を変更することができる。尚、本実施の形態では、移動機構としてネジ機構によってロッドレンズ６を回転させる方式を採用したが、配光角可変型ダウンライト１は天井裏に埋設されるため、遠隔操作によって移動させることが望ましい。従って、ロッドレンズ６を回転させるモータとその回転をロッドレンズ６に伝達する伝動機構を設け、モータを有線又は無線によって遠隔操作することが考えられる。有線の場合は、ＤＡＬＩシステム等を用いることによって照明やセンサとの連動が容易となり、無線の場合は、赤外線や電波の受信機能をモータに設ける必要がある。その他、ロッドレンズ６の移動機構としては、バネ等の弾性部材とリンク機構を組み合わせたもの等が考えられる。

更に、本実施の形態に係る配光角可変型ダウンライト１においては、ＬＥＤ４にて発生した熱は、ケース２のＬＥＤ４に対向する頂面に配置されたヒートシンク５によって効果的に放熱されるため、ＬＥＤ４の温度上昇が抑えられて該ＬＥＤ４の寿命と発光効率の低下、色シフトの発生等が防がれる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図６〜図８に基づいて以下に説明する。

図６は本実施の形態に係る配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤに近い位置にあるときの配光を示す縦断面図、図７は同配光角可変型ダウンライトのロッドレンズがＬＥＤから遠い位置にあるときの配光を示す縦断面図であり、これらの図においては、図４及び図５に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態に係る配光角可変型ダウンライト１’は、円錐台状のロッドレンズ６’を使用したことを特徴としており、他の構成は前記実施の形態１に係る配光角可変型ダウンライト１のそれと同じである。

図５に示すように、本実施の形態に係る配光角可変型ダウンライト１’においてロッドレンズ６’がＬＥＤ４に最も近づいた状態では、ＬＥＤ４から下方に向かって出射する光は、ロッドレンズ６’の上面の入射面６ａ’から該ロッドレンズ６’内に入射し、ロッドレンズ’６内を全反射しながら下方へと進み、ロッドレンズ６’の下面の出射面６ｂ’から広がりながら出射して下方を照明する。円錐台状のロッドレンズ６’の反射面は前記実施の形態１における円柱状のロッドレンズ６に対して傾斜しているため、外側に向かう光線が交差する割合が小さくなり、輝度ムラや配光ムラの改善に有利となる。この場合の光強度分布は、図８にａにて示されるが、当該配光角可変型ダウンライト１’の真下の光強度がピーク値を示し、そこから遠ざかると光強度が極端に低下し、光の照射範囲は比較的狭い。

ロッドレンズ６’を回して下動させ、図７に示すように、該ロッドレンズ６’をＬＥＤ４から最も遠い位置へと移動させると、ＬＥＤ４から出射する光は、ケース２の内面の拡散反射面２ａで反射した後にロッドレンズ６’の上面の入射面６ａ’から該ロッドレンズ６’内に入射し、ロッドレンズ６’内を斜めに透過し、その一部はロッドレンズ６’の下部外周面で全反射してロッドレンズ６’の下面の出射面６ｂ’から大きく広がりながら出射して下方を照明する。この場合の光強度分布は、図８にｂにて示され、当該配光角可変型ダウンライト１’の真下の光強度がピーク値を示し、そこから遠ざかると光強度がやや緩やかに低下し、光の照射範囲は前記実施の形態１のそれよりも広くなる。即ち、この場合はＬＥＤ４から出射する光は、ロッドレンズ６’に入射する以前にケース２の内面の拡散反射面２ａで拡散するため、光強度のピーク値は強度分布ａに比して低いものの、その照射範囲は強度分布ａよりも広くなる。

尚、高齢者に多い白内障においては、濁った水晶体により眼内で光が散乱し、対象物以外の部分が明る過ぎると、散乱光のために見えにくいという問題があるが、本発明に係る配光角可変型ダウンライト１，１’をシーリングライト等のベース照明と組み合わせて使用することによって、高齢者の白内障における周辺光の散乱防止を図ることができる。

本発明に係る配光角可変型ダウンライトは、住宅用照明、オフィスや店舗等の照明、工場等における作業空間の照明、介護施設での照明、舞台照明等に利用可能である。

１，１’ 配光角可変型ダウンライト
２ ケース
２ ケースの拡散反射面
３ 基板
４ ＬＥＤ
５ ヒートシンク
６，６’ ロッドレンズ
７ 螺旋溝
８ 螺旋突起
１０ 天井面
１０ａ 天井面の円孔（孔）

Claims (5)

1. 天井面に開口する孔から天井裏に埋設される有底筒状のケースと、
   該ケースの天面に配置されたＬＥＤと、
   前記ケース内に収容された柱体状のロッドレンズと、
   該ロッドレンズを上下動させてその高さ位置を変更可能な移動機構と、
   を含んで構成されることを特徴とする配光角可変型ダウンライト。
2. 前記ケースの内面を拡散反射面としたことを特徴とする請求項１記載の配光角可変型ダウンライト。
3. 前記ロッドレンズを円柱又は円錐台形状としたことを特徴とする請求項１又は２記載の配光角可変型ダウンライト。
4. 前記ケースの前記ＬＥＤに対向する頂面にヒートシンクを配置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の配光角可変型ダウンライト。
5. 前記移動機構を、前記ケースの内周面に形成された螺旋溝に、前記ロッドレンズの外周面に形成された螺旋突起を係合させることによって構成したことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の配光角可変型ダウンライト。
   

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