JP5685278B2

JP5685278B2 - 灯具

Info

Publication number: JP5685278B2
Application number: JP2013027011A
Authority: JP
Inventors: 英犠中村; 工木島; 勝清森井; 敏夫赤井
Original assignee: 有限会社橘工業
Priority date: 2013-02-14
Filing date: 2013-02-14
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: JP2013101975A

Description

本願発明は、ＬＥＤ（発光ダイオード）のように発光素子を光源に使用した灯具のうち、従来の直管式蛍光灯の代替品として好適な直管タイプに関するものである。

ＬＥＤは省電力・高輝度・長寿命といった特色を持っており、そこで次世代照明装置と目されている。このＬＥＤ方式の灯具は既に商品化もなされているが、商品化をより強く推進するための一つの方策として、既存の蛍光灯にそのまま置き換えて使用できるようにすることが考えられている。

ＬＥＤは、通電により発光する発光素子（チップ）をガラスや樹脂等の透光材で封止することでランプ化しており、直管式蛍光灯代替方式の灯具に適用する場合は、細長い基板（回路基板）にＬＥＤランプを多数搭載して、基板を筒体の内部に配置せねばならず、また、筒体の左右両端には、２本ずつのピンが突出した端部材を取り付ける必要がある。そして、基板は細長いので安定良く保持する必要があり、また、ピンを器具本体に挿入した状態で光が一定の方向に照射されるように基板とピンとの関係を保持する必要がある。

この点について例えば特許文献１（特に図３）では、文章で明示されてはいないが、基板は筒体にスペーサを介してファスナーで締結されており、また、特許文献２では、端部材に形成したスリットに基板の端部を差し込むことにより、基板と端部材との相対姿勢を一定に保持している。

特開２００７−１２３２２号公報特許第４１５６６５７号公報

特許文献１では基板の長さが長くても安定的に保持できる利点があるが、筒体に取り付け穴を開けねばならないため部材の加工の手間が掛かるのみならず、灯具の組み立てに際しては、一々ファスナーを操作せねばならずに手間が掛かる問題や、端部材が基板と所定の姿勢になるように一々姿勢を確認しながら筒体にセットせねばならないためその取り付けが面倒である問題があった。

また、特許文献１では端部材と基板との相対的な姿勢が一定に保持されている訳ではないため、端部材が筒体に対して回転すると、光の照射方向が予め想定していた状態からずれてしまったり、左右の端部材の姿勢が不揃いになってピンを器具に差し込みできなくなったりする問題が懸念される。

他方、特許文献２では基板と端部材との相対的な姿勢は一体に保持されるため、光の照射方向がずれたり左右の端部材のピンの姿勢が不揃いになったりすることはないが、基板はある程度以上に長くなると曲がり易くなって安定性が悪くなるという問題がある。また、基板は樹脂からなっていて強度はさほど強くないため、左右の端部材を逆方向に回転させることで基板にねじり力が作用すると、基板が破損してしまう虞もある。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。また、蛍光灯は、始動方式にグローランプ方式やラピッドスタート方式、高周波点灯方式（Ｈｆ，ＦＨＦ）といったものがあり、それぞれ専用の蛍光灯（管）が使用されているが、本願は、始動方式の相違する各種の蛍光灯器具にそのまま使用可能としたＬＥＤ方式灯具も開示している。

本願発明は、透光性素材から成る両端開口の細長い筒体と、前記筒体の両端に装着した端部材と、前記筒体の内部に配置した細長い基板とを備えており、前記基板の片面を光源配置面としてこれに発光素子方式光源が搭載されている、という灯具を対象にしている。

そして請求項１の発明では、前記両端部材の端面にはそれぞれ電源用のピンを外向きに突設している一方、前記筒体の内部には、前記光源を露出させた状態で前記基板を保持するホルダー部材が、前記端部材との相対姿勢を一定に保持した状態で前記筒体の長手方向に沿って長く延びるように配置されており、前記ホルダー部材のうち、前記筒体の軸心方向から見て前記光源を挟んだ左右両側の部位に、前記光源から照射された光のうち前記筒体による反射光を再び反射させる反射面を、前記光源配置面に対して傾斜した状態に設けている。

本願発明では、基板は細長いホルダー部材で保持されているため、ホルダー部材を強度メンバーとして剛性を保持せしめることにより、長い灯具であっても基板を安定良く保持できる。また、ホルダー部材と端部材との相対姿勢を一定に保持することで端部材と基板との姿勢は一定に保持されるのであり、このため、両端にピンを有する灯具に適用しても、端部材と基板との相対姿勢がずれて照射方向がずれたり左右の端部材のピンの姿勢が不揃いになったりすることはない。

そして、本願発明は、端部材と基板とを直接に嵌め合わせるのではなくて、基板が保持されたホルダー部材と端部材とを一定姿勢に保持することで間接的に端部材と基板との相対姿勢を一定に保持しているのであり、このため、端部材を回転させることで基板に外力が掛かることはなく、従って、基板の破損や変形を防止できると共に、左右の端部材の相対姿勢を一定に保持することも確実ならしめられる。

また、ホルダー部材が反射板の機能を兼用するため、電力消費量を増大することなく照度（或いは輝度）を高めることができて好適である。

第１実施形態を示す図で、（Ａ）は灯具の正面図、（Ｂ）は分離斜視図である。（Ａ）は部分的な分離正面図、（Ｂ）は組み立て後の状態での部分断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ視断面図である。部分的な平断面図である。図３の IV-IV視断面図である。基板の取り付け手順を示す図である。第２実施形態を示す図である。第３実施形態を示す図である。第４実施形態を示す図である。第５実施形態を示す図である。第６実施形態を示す図で、（Ａ）は一部破断分離図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ視断面図、（Ｅ）は縦断正面図である。図８（Ｄ）の XI-XI視断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５では第１実施形態を示し、図６以下では他の実施形態を示している。以下、第１実施形態から順次説明する。

(1).第１実施形態（図１〜図５）
図１のうち（Ａ）は灯具の正面図、（Ｂ）は分離斜視図、図２のうち（Ａ）は部分的な分離正面図、（Ｂ）は組み立て後の状態での部分断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ視断面図、図３は部分的な平断面図、図４は図３の IV-IV視断面図である。

図１（Ａ）から理解できるように、灯具は直管式蛍光灯と似た外観を呈しており、全長は蛍光灯の規格に合わせている。そして、図１（Ｂ）に示すように、灯具は、透光性の樹脂素材からなる筒体１と、筒体１の内部に配置した細長い帯状の基板２と、同じく筒体１の内部に配置したホルダー部材３と、筒体１の両端に装着（嵌着）した端部材４を主要部材として構成されている。

筒体１は、乳白色のような透光性樹脂から成っている。具体的な素材としては、ポリカーボネートが挙げられる。本実施形態では筒体１の断面は真円になっているが、楕円や小判形等の非円形の断面形状とすることも可能である。なお、筒体１は、コストや平行度維持の点から押し出し加工品を採用するのが好ましい。

基板２は筒体１の内径よりも小さい巾寸法であり、その片面は光源配置面１ａになっており、この光源配置１ａに多数のＬＥＤランプ５を一列に並べて多数装着している。図面では省略しているが、基板２の光源配置面２ａ又はこれと反対側の裏面２ｂに回路がプリントされている。基板２の両端には、外側に開口した箱状の雌型コネクタ６を取り付けている。

ホルダー部材３はポリカーボネートのような樹脂成形品であり、基板２をその裏面２ａの側から抱持する形態になっている。すなわち、ホルダー部材３は、筒体１の内周面に沿って拡がる円弧状の３ａと、基部３ａの外端から基板２の光源配置面２ａに向けて延びる一対の折り返し部２ｂとで構成されており、全体としては三日月に近い形状でかつ中空に近い形態になっている。

基部３ａはその大部分が基板２の裏面２ｂの側に位置しつつ、長く延びる２つの側縁は基板２における光源配置面２ａの外側にはみ出ており、この側縁から折り返し部３ｂが基板２の光源配置面２ａに向けて延びている。従って、折り返し部３ｂは筒体１の軸心方向から見て基板２の光源配置面２ａに対して若干の角度で傾斜しており、この傾斜により、折り返し部３ｂの外面が反射面になっている。折り返し部３ｂの先端は基板２に向けて延びるリブ状になっている。

なお、折り返し部３ｂの外面に金属箔を貼るなどして反射効率を高めることも可能である。折り返し部３ｂの先端はＬＥＤランプ５の列に近接している。図２（Ｄ）では、筒体１の軸方向から見た状態でＬＥＤランプ５から等距離の点を二点鎖線の線として示し、これにＸの符号を付している。光の明るさ（強さ）を円周方向に見た場合、このＸのように変化すると言える。つまり、一点鎖線Ｘは基板２を起点として光の強さをグラフ化したのと同じであり、ＬＥＤランプ５からの光の放射光が基板２の表面に対して直角に近くなるほど光は強くなると言える。

そして、ＬＥＤランプ５は点光源であるため人は違和感を感じることがあるが、折り返し部３ｂを反射部とすることにより、ＬＥＤランプ５から照射された光は筒体１の内面と折り返し部３ｂとで反射を繰り返し、その拡散作用によって違和感のない柔らかい光になる。

ホルダー部材３の基部３ａは筒体１の内周面に密接しており（密着させてもよい）、かつ、筒体１の内周の半分近くの範囲で周方向に拡がっている。ホルダー部材３は基本的には透光性はないので、筒体１はホルダー部材３が重なっていない部分が照射面になっている。

また、基板２の巾寸法は、ホルダー部材３における基部３ａの長手両側縁間の巾寸法よりも少し小さい寸法になっており、ホルダー部材３の基部３ａには、基板２の長手側縁が安定的に載る平坦部７を形成している。基板２は、その長手両側縁が平坦部７に載ることで巾方向のずれが保持され、かつ、ホルダー部材３の折り返し部３ｂが光源配置面２ａに当接又は引接していることにより厚さ方向のずれが阻止されている。

ホルダー部材３の基部３ａのうち巾方向（周方向）に沿った中間部は薄肉のヒンジ部８なっており、このため、ホルダー部材３はヒンジ部８を折り目として割り広げるように変形させることができる。従って、図４に示すように、ホルダー部材３を折り返し部３ｂの間隔が広がるように変形させてから、基板２をその巾方向に移動させてホルダー部材３の内部に嵌め入れ、次いで、ホルダー部材３を弾性復元力で元の形態に戻す、という手順を踏むことにより、ホルダー部材３及び基板２が長くても、基板２をホルダー部材３にワンタッチ的に取り付けることができる。

なお、ホルダー部材３は、図５（Ａ）のように広がった状態に成形しておいて、筒体１に嵌め入れることで折り返し部３ｂの間隔が狭まるように変形させることも可能であるが、基板２の保持機能の確実性という点からは、折り返し部３ｂの間隔を狭めた状態に成形しておいてから、基板２の取り付けに際して広げ変形させるのが好ましいと言える。

例えば図３から明瞭に把握できるように、端部材４は、樹脂より成る略筒状の本体ケース９と、本体ケース９に外側から嵌着した金属板製口金１０とを有しており、口金１０からは２本の平行なピン１１が突出している。本体ケース９は軸方向の略中間部にフランジ９ａを有しており、フランジ９ａを挟んだ内側の部分に筒体１が外側から嵌まり、フランジ１２を挟んで外側の部分に口金１０を嵌着している。本体ケース９のうち筒体１が嵌まる個所には２条の環状溝１３が形成されており、この環状溝１３にＯリング１４を嵌め込でいる。このため筒体１は本体ケース９にしっかりと（相対回転しにくい状態に）取り付けられており、かつ、筒体１の内部に湿気が入り込むことも防止できる。

ピン１１は口金に絶縁した状態で固定されており、また、ピン１１にはケーブル１４が接続されており、２本のケーブル１４は雄型コネクタ１５に接続されている。本体ケース９の内部には外端に寄った位置に仕切り板１５が一体に形成されており、ケーブル１４は仕切り板１５の内側の空間に配置されている。

例えば図１（Ｂ）や図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、本体ケース９のうち筒体１の内部位置した端部には、ホルダー部材３の端部が入り込む切欠き１６を形成している。切欠き１６の内側面１６ａは２本のピン１１の並び方向１７と同じ方向に延びており、従って、筒体１の軸方向から見て基板２の光源配置面２ａもピン１１の並び方向１７と平行になっている。その結果、ピン１１の並び姿勢と基板２の姿勢とは常に一定に保持されて、ＬＥＤランプ５の照射方向が所定の方向に維持される。

図示していないが、灯具は整流や降圧等の機能を司る回路部を備えており、この回路部は基板２の裏面２ｂに取り付けている（本体ケース９のうちのいずれか一方又は両方の中空部に配置することも可能である。）。

(2).第２実施形態（図６）
図６では第２実施形態を示している。（Ａ）は側面図、（Ｂ）は基板２の平面図である。この実施形態では、基板２にはＬＥＤランプ５の列が２列配置されており、かつ、両列のＬＥＤランプ５は、長手方向の位置を互いにずらして千鳥配列されている。この第２実施形態では単位長さ当たりのＬＥＤランプ５の個数が多くなるため、灯具は長さを変えることなく明るさを強くできる。敢えて述べるまでもないが、ＬＥＤランプ５は３列以上配置することも可能である。

(3).第３実施形態及び第４実施形態（図７，図８）
図７に示す第３実施形態は第１実施形態の変形例であり、図７に示す第４実施形態は第２実施形態の変形例である。これら第３実施形態及び第４実施形態は、筒体１の内面箇所に、当該筒体１の軸心を挟んだ反対側からホルダー部材３に当接する補強部材１′を配置している。補強部材２′は透明な樹脂製品であり、ホルダー部材３の折り返し部３ｂに重なる内向き部１ａ′を有している。

ホルダー部材３と補強部材１′とで全体として円筒状の形態になっており、このため、灯具の長さが長くてもホルダー部材３は撓み変形することなくしっかりと保持される。また、補強部材１′は透明であるため光の透過や反射を阻害することはない。補強部材１′を乳白色のような半透明とすることで、光に柔らかさを持たせることも可能である。なお、補強部材１′における内向き部１ａ′の先端はＬＥＤランプ５の側面に当たり得るように設定しており、このため、補強部材１′の正確に位置決めされている。補強部材１′は、内向き部１ａ′を持たない単なる断面円弧状に形成することも可能である。

(4).第３実施形態（図９）
図９では第５実施形態を示している。この実施形態では、端部材４は、第１実施形態と殆ど同じ形状のアウターケース１９と、アウターケース１９の内部にスライド自在に嵌め込まれたインナーケース２０とを備えており、インナーケース２０にホルダー部材３が嵌まる切欠き１６を形成している。また、インナーケース２０の内端面とアウターケース１９の奥端部との間にばね２１を配置しており、ばね２１でインナーケース２０を内側に付勢している。このため、灯具の長さが長くてホルダー部材３に熱収縮が発生したり加工誤差が生じたりしても、ホルダー部材３がガタ付ついたり軸方向に突っ張ったりすることはない。

本実施形態では、アウターケース１９とインナーケース２０とは自由に相対回転し得る状態に描いているが、インナーケース２０における切欠き１６の内側面１６ａの並び方向がピン１１の並び方向と同じになるように姿勢保持手段を講じることも可能である。姿勢保持手段としては、スライド自在に嵌まりあう凸状と溝状との嵌め合わせを採用したり、アウターケース１９とインナーケース２０との嵌合部を断面八角や断面十二角の多角形に形成することなどを採用できる。

(5).第６実施形態（図１０〜図１１）
図１０〜図１１では第６実施形態を示している。図１０のうち（Ａ）は一部破断分離図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視側面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ視断面図、図１１は図１１（Ｄ）の XI-XI視断面図である。

この実施形態では、端部材４は、第１実施形態の本体ケース９とほぼ共通した形態のアウターケース１９と、アウターケース１９に内側から嵌まったインナーケース２２とで構成されており、インナーケース２２に切欠き１６を形成している。アウターケース１９の内端部には内径が広がった段部２３を形成しており、段部２３の外周に多数の内向き突起（或いは凹凸）２４を形成している一方、インナーケース２２にはアウターケース１９の段部２３に嵌まり込むフランジ部２５を形成しており、フランジ部２５の外周面に、アウターケース１９の内向き突部２４と嵌合する多数の溝２６を形成している。

この実施形態では、アウターケース１９とインナーケース２２とはその弾性に抗して相対回転させることができ、その結果、ピン１１の並び方向に対する基板２の姿勢を変更して光の照射方向を変更することができる。

(6).その他
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えばホルダー部材は、基板が重なる平板部とこれから筒体の内周面に延びる足部とを有する断面略Ｔ型に形成して、平板部の長手両側縁に基板の長手側縁が嵌まる蟻溝部を形成するといったことも可能である。また、端部材は３個以上の部材で構成することも可能である。端部材とホルダー部材との嵌め合わせ形態も、例えば端部材に凹所を形成してこれにホルダー部材の端部を嵌め込むなど、様々の態様を採用できる。

光源としてはＬＥＤのみならず、有機ＥＬなど非放電式・非白熱式の各種のものを採用できる。敢えて述べるまでもないが、ＬＥＤ等の光源をカラー発光させることも可能である。ホルダー部材に一対の折り返し部を設けている場合、一対の折り返し部のうちいずれか一方又は両方をその付け根個所において屈曲させ得る構成とすることにより、基板をホルダー部材に簡単に抱き込むことも可能である。

１筒体
２基板
３ホルダー部材
３ｂ反射面を構成する折り返し部
４端部材
５ＬＥＤランプ
８ヒンジ部
９端部材を構成する本体ケース
１０口金
１１ピン
１９端部材を構成するアウターケース
２０，２２端部材を構成するインナーケース

Claims

透光性素材から成る両端開口の細長い筒体と、前記筒体の両端に装着した端部材と、前記筒体の内部に配置した細長い基板とを備えており、前記基板の片面を光源配置面としてこれに発光素子方式光源が搭載されている、
という灯具であって、
前記両端部材の端面にはそれぞれ電源用のピンを外向きに突設している一方、
前記筒体の内部には、前記光源を露出させた状態で前記基板を保持するホルダー部材が、前記端部材との相対姿勢を一定に保持した状態で前記筒体の長手方向に沿って長く延びるように配置されており、前記ホルダー部材のうち、前記筒体の軸心方向から見て前記光源を挟んだ左右両側の部位に、前記光源から照射された光のうち前記筒体による反射光を再び反射させる反射面を、前記光源配置面に対して傾斜した状態に設けている、
灯具。