JP2020119740A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数を削減し、小形、軽量化できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置10は、長尺状のシャーシ15および長尺状の光源ユニット14を備える。光源ユニット14は、長尺状の基板20、基板20の一面20aに実装された発光素子21、および基板20の他面20bに実装され発光素子21に電源を供給する電源回路部品23を有し、電源回路部品23をシャーシ15との間に配置してシャーシ15に取り付けられる。基板20の一面の発光素子21と基板20の他面の電源回路部品23とは、基板20を挟んで互いに重ならない位置に実装される。シャーシ15は、基板20の一面の発光素子21が実装された位置に対応した基板20の他面の位置に接触する接触部33を有する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光素子を用いた照明装置に関する。

従来の照明装置では、発光素子を実装した基板と、発光素子に点灯電源を供給する電源部とが別体に構成され、これら発光素子を実装した基板および電源部が器具本体にそれぞれ個別に取り付けられている。

このように発光素子を実装した基板と電源部とが別体に構成されていることにより、それぞれ保持したり収容するための部品や器具本体に取り付けるための部品などが必要となり、照明装置の部品点数が多く、大形で重くなっている。

特開２０１６-５８２６６号公報

本発明は、部品点数を削減し、小形、軽量化できる照明装置を提供することである。

実施形態の照明装置は、長尺状のシャーシおよび長尺状の光源ユニットを備える。光源ユニットは、長尺状の基板、基板の一面に実装された発光素子、および基板の他面に実装され発光素子に電源を供給する電源回路部品を有し、電源回路部品をシャーシとの間に配置してシャーシに取り付けられる。基板の一面の発光素子と基板の他面の電源回路部品とは、基板を挟んで互いに重ならない位置に実装される。シャーシは、基板の一面の発光素子が実装された位置に対応した基板の他面の位置に接触する接触部を有する。

実施形態の照明装置によれば、部品点数が削減され、小形、軽量化することが期待できる。

第１の実施形態を示す照明装置の断面図である。 同上照明装置の分解状態の斜視図である。 同上照明装置の分解状態の斜視図である。 同上照明装置の斜視図である。 第２の実施形態を示す照明装置の断面図である。

以下、第１の実施形態を、図１ないし図４を参照して説明する。

照明装置10は、長尺状に設けられており、発光領域が長手方向に沿ってライン状に連続するベースライトなどの長尺な照明器具である。

照明装置10は、天井などの被設置面に設置される長尺な器具本体11、およびこの器具本体11の下面側に対して着脱可能に取り付けられる長尺な光源部12を備えている。

光源部12は、光源ユニット14、この光源ユニット14を取り付けるシャーシ15、および光源ユニット14を覆ってシャーシ15に取り付けられるカバー16を備えている。

そして、光源ユニット14は、基板20、この基板20の一面20aに実装された発光素子（半導体発光素子）21、および基板20の他面20bに実装された電源回路22を構成する複数の電源回路部品23を備えている。

基板20は、一面20aと他面20bの両面に配線パターンが形成された両面実装基板が用いられている。基板20の一面20aには発光素子21を実装する配線パターンが形成され、他面20bには電源回路22を構成して電源回路部品23を実装する配線パターンが形成されている。基板20の一面20aの配線パターンと他面20bの配線パターンとはスルーホールなどで電気的に接続されている。基板20の一面20aの発光素子21を実装する実装領域は、基板20の長手方向に直交する幅方向の中央位置で基板20の長手方向に沿って設けられている。基板20の他面20bの電源回路部品23を実装する実装領域は、基板20の一面20aの発光素子21が実装された実装領域に対応した基板20の他面20bの位置からずれた位置であって、基板20の幅方向の中央位置から幅方向の両側にずれた位置に設けられている。すなわち、基板20の一面20aの発光素子21の実装領域と基板20の他面20bの電源回路部品23の実装領域とは、基板20を挟んで互いに重ならない位置に設けられている。

発光素子21は、面実装形のＬＥＤが用いられている。複数の発光素子21が、基板20の幅方向の中央位置で基板20の長手方向に沿って１列（複数列でもよい）に実装されている。なお、発光素子21は、面実装形であれば、ＬＥＤに限らず、例えば有機ＥＬなどの他の素子でもよい。

電源回路22は、例えば交流電源などの外部電源を、発光素子21を点灯させる直流電源などの所定の点灯電源に変換して、発光素子21に供給するもので、外部電源を整流する整流回路、力率を改善する力率改善回路、および点灯電源を生成する降圧チョッパ回路など備えている。そして、電源回路22は、複数の発光素子21に対して１つの電源回路22が用いられる場合、所定数の発光素子21毎に１つずつとして複数の電源回路22が用いられる場合がある。本実施形態では、複数の電源回路22が用いられている。

電源回路部品23には、面実装形部品が用いられている。電源回路部品23は、電源回路22の上述した各回路を構成するために、外部電源を入力するコネクタ24、整流器25、各種のスイッチング素子26、各種のトランス27、および制御部などが含まれている。電源回路22は、これら電源回路部品23を一組として備えている。コネクタ24は、基板20の一端部で、基板20の長手方向の外側から器具本体11側からの電源ケーブルが接続される。

電源回路部品23は、基板20の他面20bで、基板20の一面20aの発光素子21が実装された位置に対応した基板20の他面20bの位置からずれた位置であって、基板20の幅方向の中央位置から幅方向の両側にずれた位置に実装されている。すなわち、基板20の一面20aの発光素子21と基板20の他面20bの電源回路部品23とは、基板20を挟んで互いに重ならない位置に実装されている。

そして、発光素子21および電源回路部品23は、基板20に対してリフローはんだ付けにより実装されて電気的に接続されている。

電源回路部品23のうち、トランス27などは、基板20から突出高さが高く、他の電源回路部品23に比べても発熱量が大きい方の発熱部品である。この発熱部品である電源回路部品23の上面は例えば熱伝導シートなどの熱伝導部材28を介在してシャーシ15に熱的に接続される。

そして、光源ユニット14は、電源回路部品23をシャーシ15との間に配置してシャーシ15に取り付けられる。シャーシ15に対する光源ユニット14の取付構造は、爪を用いた係止構造やねじ止めなどのいずれでもよい。

また、シャーシ15は、金属製で、長尺に設けられている。シャーシ15は、下面部30、この下面部30の幅方向の両側から立ち上げられた側面部31、側面部31の上端から外側に屈曲された屈曲部32を備えている。

下面部30には、基板20の一面20aの発光素子21が実装された位置に対応した基板20の他面20bの位置に接触する接触部33が設けられている。接触部33は、下面部30の幅方向の中央位置に、基板20（シャーシ15）の長手方向と平行に設けられており、光源ユニット14の幅方向両側の電源回路部品23の間を通じて基板20の他面20bに介在物がなく直接接続される。接触部33は、基板20の長手方向の長さと同等（同じまたは略同じ）の長さを有する。

下面部30の幅方向の両側には、基板20の幅方向の両側が接触するとともにカバー16が接触して取り付けられる取付面部34が設けられている。

下面部30の接触部33と各取付面部34との間の２箇所には、基板20との間に電源回路部品23をそれぞれ収容する囲み部35が設けられている。各囲み部35は、下面部30から立ち上がる両側の囲み側面部36、およびこれら両側の囲み側面部36の上端間に設けられる囲み上面部37を有する断面略コ字形に形成されている。囲み部35の内側には、電源回路部品23を収容する収容部38が形成されている。囲み上面部37の下面には、一部の電源回路部品23が熱伝導部材28を介して熱的に接続されるように構成されている。

なお、シャーシ15には、例えば取付ばね機構が設けられ、この取付ばね機構によって器具本体11に対して着脱可能に取り付けられる。

また、カバー16は、透光性および拡散性を有する例えば樹脂製で、長尺に設けられている。カバー16は、カバー本体40、このカバー本体40の両端を閉塞する端板41を備えている。カバー本体40の幅方向の中央域は下方に突出するように湾曲され、カバー本体40の幅方向の両端部は互いに内側に向けて屈曲されている。カバー本体40の幅方向の両端部には、シャーシ15の幅方向の両側部に係合して取り付けられる取付部42が設けられている。取付部42は、シャーシ15の取付面部34に当接する当接部43、および屈曲部32の外側面および上面に係合する係合部44を有している。当接部43は、基板20と同一平面とされており、シャーシ15の取付面部34に基板20とともに取り付けられる構造となっている。

端板41は、非透光性または透光性のいずれでよい。端板41は、カバー本体40の長手方向の端部に取付けられている。

そして、光源部12を組み立てるには、一体的に構成された光源ユニット14を、電源回路部品23がシャーシ15との間に配置されるように、シャーシ15に取り付ける。このとき、基板20の他面20bの幅方向の両側に実装されている各電源回路部品23をシャーシ15の各囲み部35の収容部38に挿入し、基板20の他面20bをシャーシ15の下面部30に当接させ、爪を用いた係止構造やねじ止めなどの取付構造により基板20をシャーシ15に取り付ける。

光源ユニット14をシャーシ15に取り付けることにより、基板20の一面20aの発光素子21が実装された位置に対応した基板20の他面20bの位置に接触部33が接触し、各電源回路部品23がシャーシ15の各囲み部35に収容されるとともに、一部の電源回路部品23が熱伝導部材28を介してシャーシ15の囲み上面部37に熱的に接続される。さらに、基板20の他面20bの幅方向両側の電源回路部品23が実装されていない位置がシャーシ15の取付面部34に当接する。

その後、一体に構成されたカバー16の幅方向の両側の取付部42を、シャーシ15の両側部に係合して取り付ける。

光源部12の組立状態において、シャーシ15の囲み部35の端部は、端板41で覆われずに開口されており、その囲み部35の端部の開口に臨んで光源ユニット14のコネクタ24が配置されている。

そして、このように組み立てられた光源部12は、器具本体11からの電源ケーブルを光源ユニット14のコネクタ24に接続し、シャーシ15に設けられている取付ばね機構によって器具本体11に取り付けられる。

また、外部電源が光源ユニット14の電源回路22に供給されることにより、電源回路22によって外部電源を所定の点灯電源に変換して発光素子21に供給し、発光素子21が点灯する。発光素子21の光は、カバー16を透過して照明空間に照射される。

点灯時に、発光素子21が発生する熱は、一部は基板20に伝わって放熱され、一部はカバー16内の空気に伝わってカバー16から放熱される。

点灯時、電源回路部品23が発生する熱のうち、一部は基板20に伝わって放熱され、一部は電源回路部品23を収容する囲み部35からシャーシ15に伝わって放熱される。電源回路部品23のうち、他の電源回路部品23に比べて発熱量が大きいトランス27などの電源回路部品23は、囲み部35に熱的に接続されているため、シャーシ15に効率よく伝達され、放熱性がよい。

このように構成された本実施形態の照明装置10は、基板20の一面20aに発光素子21を実装するとともに他面に電源回路部品23を実装して一体に構成しているため、部品点数が削減され、小形、軽量化することができる。

基板20の一面20aの発光素子21と基板20の他面20bの電源回路部品23とは、基板20を挟んで互いに重ならない位置に実装しているため、互いの発生する熱が干渉し合うのを低減できる。

基板20の一面20aの発光素子21が実装された位置に対応した基板20の他面20bの位置に、シャーシ15の接触部33が接触するため、発光素子21の熱がシャーシ15に効率よく伝わり、発光素子21の温度上昇を抑制できる。

シャーシ15には基板20との間に電源回路部品23をそれぞれ収容する囲み部35を設けているため、特別な電源ケースなどが必要なく、部品点数を削減できる。

また、長尺状の基板20に電源回路部品23を表面実装した場合、基板20のたわみなどで電源回路部品23や発光素子21などの部品がとれてしまう虞がある。例えば、電源回路基板を別に備えている照明装置の場合、電源回路基板の長さが最低限のものにできるため、電源回路基板のたわみは少ない。本実施形態では、発光素子21を実装する長尺状の基板20に電源回路部品23も実装するため、長尺状の基板20が長手方向でたわみやすい。

本実施形態のシャーシ15は、平板ではなく、側面部31や囲み部35などを有する構造をしているために補強され、基板20よりも長手方向にたわみにくい。このシャーシ15に、基板20の長手方向と平行に接触部33を設けており、この接触部33と基板20とに直接接触することにより、基板20をたわみにくい構造とすることができる。しかも、接触部33は、基板20の長手方向の長さと同等の長さを有し、基板20の両端まで接触することで、よりたわみにくい構造とすることができる。

また、基板20とカバー16（当接部43）の間に隙間がある場合は、ここから虫などが入り込んでしまう虞があり、基板20とカバー16は隙間がないように取り付けることが好ましい。本実施形態では、基板20とカバー16（当接部43）の取付部分を同一平面とすることで、シャーシ15でその隙間を橋渡しするように覆う構造としている。この構造により、基板20とカバー16の間に例えばパッキンといった部材を設けることなく、また、シャーシ15にさらなる段差などを設けることなく、隙間を埋めることができる。

また、シャーシ15は、光源ユニット14が取り付けられるため、光源ユニット14と略同等の長さで作られている。さらに、シャーシ15は、側面部31を有し、折り曲げられる構造となっている。このような構造では、シャーシ15の厚み（板厚）が厚いと、シャーシ15の質量を大きくすることに繋がる。シャーシ15が重くなることで、照明装置10の取付時の作業性の低下、または取付後に落下するリスクが大きくなるため、シャーシ15の厚み（板厚）は薄いことが望ましい。例えば、シャーシ15の厚み（板厚）は、基板20と同等以下であることが望ましい。

次に、図５に第２の実施形態を示す。

光源ユニット14の基板20の一面20aに実装される発光素子21が、基板20の幅方向の中央を中心として離間した各位置に基板20の長手方向に沿って２列に実装されている。

この場合、電源回路部品23は、基板20の他面20bで、基板20の一面20aの発光素子21が実装された位置に対応した基板20の他面20bの位置からずれた位置であって、基板20の幅方向の中央位置に実装されている。すなわち、基板20の一面20aの各列の発光素子21と基板20の他面20bの電源回路部品23とは、基板20を挟んで互いに重ならない位置に実装されている。

この光源ユニット14の構成に対応して、シャーシ15の接触部33および囲み部35が設けられている。すなわち、接触部33は、下面部30の幅方向の中央を中心として離間した２箇所の位置に設けられており、基板20の一面20aの発光素子21が実装された各位置に対応した基板20の他面20bの各位置に接触する。囲み部35は、下面部30の幅方向の中央に設けられている。

そして、この第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、発光素子21の発光効率が高く、発熱量が少ない場合には、基板20の一面20aの各列の発光素子21と基板20の他面20bの電源回路部品23とを、基板20を挟んで重なる位置に実装してもよい。

また、照明装置10の光源部12は、天井に配設される器具本体11の他に、配線ダクト（配線レール）などに取付機構を介して着脱可能に取り付けられる。

従来構成では、基板の幅くらいの電源装置を基板の裏側（発光素子が配設される側とは反対側）に取り付けている。その電源装置は、配線ダクトの幅よりも広いため、配線ダクトの幅内に収めることができず、配線ダクトへの取付機構は電源装置よりも上部に取り付ける必要があった。そのため、照明装置を配線ダクトに取り付けた際に、取付機構分の厚み生じる形で取り付けられていた。

第１の実施形態のように電源回路部品23を基板20の幅方向両側に分けて配設した場合、電源回路部品23が存在しない中央領域に配線ダクトの取付機構を配設し、電源回路部品23が配線ダクトの外側に位置する構造とすることができ、配線ダクトに対して照明装置10を厚みを抑えて取り付けることが可能となる。

また、第２の実施形態のように電源回路部品23を基板20の幅方向中央に配設する場合も、配線ダクトの幅内に収まる寸法で電源回路部品23を基板20の幅方向中央に配設することで、電源回路部品23を配線ダクト内に収め、配線ダクトに対して照明装置10を厚みを抑えて取り付けることが可能となる。この場合は、例えば、照明装置10の長手方向において、中央領域に電源回路部品23を配設して、端部に配線ダクトの取付機構を配設する、もしくは中央領域に取付機構を配設し、端部に電源回路部品23を配設するなど、照明装置10の長手方向での取付機構を配設する場所を確保すればよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。

10 照明装置
14 光源ユニット
15 シャーシ
20 基板
20a 一面
20b 他面
21 発光素子
23 電源回路部品
33 接触部

Claims (3)

1. 長尺状のシャーシと；
   長尺状の基板、この基板の一面に実装された発光素子、および前記基板の他面に実装され前記発光素子に電源を供給する電源回路部品を有し、前記電源回路部品を前記シャーシとの間に配置して前記シャーシに取り付けられる長尺状の光源ユニットと；
   を具備する長尺状の照明装置であって、
   前記基板の一面の前記発光素子と前記基板の他面の前記電源回路部品とは、前記基板を挟んで互いに重ならない位置に実装され、
   前記シャーシは、前記基板の一面の前記発光素子が実装された位置に対応した前記基板の他面の位置に接触する接触部を有する
   ことを特徴とする照明装置。
2. 前記接触部は、前記基板の長手方向と平行に形成され、前記基板と直接接触する
   ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記接触部は、前記基板の長手方向の長さと同等の長さを有する
   ことを特徴とする請求項１または２記載の照明装置。

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