ＬＥＤ照明装置
【課題】側方への照射光を簡単な機構で実現できるＬＥＤ照明装置を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置１が、複数のＬＥＤ発光素子１０が搭載される基板４と、前記基板が固定される底面と、該底面から伸びた側壁面とを有し、当該底面の対向面が開放面をなすフレーム２０と、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光を通過する第１の開口窓部２０ｈを有し、前記フレームに対して前記開放面側から取り付けられる化粧カバー６と、前記第１の開口窓部を覆うように前記化粧カバーに固定され、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光の一部を透過させ、一部を反射または散乱する第１の透光性プレート５と、前記側壁面の少なくとも一つに設けられ、前記第１の透光性プレートから反射または散乱された光を外部に通過させる第２の開口窓部とを備える。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置１が、複数のＬＥＤ発光素子１０が搭載される基板４と、前記基板が固定される底面と、該底面から伸びた側壁面とを有し、当該底面の対向面が開放面をなすフレーム２０と、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光を通過する第１の開口窓部２０ｈを有し、前記フレームに対して前記開放面側から取り付けられる化粧カバー６と、前記第１の開口窓部を覆うように前記化粧カバーに固定され、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光の一部を透過させ、一部を反射または散乱する第１の透光性プレート５と、前記側壁面の少なくとも一つに設けられ、前記第１の透光性プレートから反射または散乱された光を外部に通過させる第２の開口窓部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ発光素子により照明を行うＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置として、例えば蛍光灯の場合、蛍光管のほぼ全周にわたって光を照射することが可能であるため、部屋の照明として、床面のみならず、設置面である天井面や、側方の壁面を照らすのにも適している。例えば特許文献１には、照明装置の側面に透光用開口を設けることで、蛍光管から出射された光を側方に照射するように構成されたものが記載されている（図１参照）。
【０００３】
その一方、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤ照明灯が種々提案されており、省エネルギーの観点から鉄道車両においても採用が検討されつつある。ＬＥＤは、蛍光灯に比べて、消費電力が低く、長寿命であるため、照明器具として最近注目されているが、一般に、指向性が高いため、ＬＥＤ素子単体では、側方への照射光が期待できない。
【０００４】
特許文献２には、基板上にＬＥＤ素子を実装してなる照明器具を複数個用意し、これらを透光性チューブ内にそれぞれ向きを変えて設置することにより、側方への照射光を得るようにした照明装置が記載されている（図１５参照）。
【０００５】
また、特許文献３には、それぞれ複数のＬＥＤ素子が搭載された２つの基板を用意し、これらを直線状の管の内部に対向配置させることにより、管のほぼ全周から照射光を得るようにした照明装置が記載されている（図２、図３参照）。さらに、特許文献３には、管の内部に反射面を設け、ＬＥＤ素子からの出射光をこの反射面で反射させることにより、側方への照射光を得るようにした構成についても記載されている（図４ないし図７参照）。
【０００６】
さらに、特許文献４には、発光素子列を備え、棚板の下面又は下部に取り付け可能な棚構造の照明装置であって、棚板の下面又は下部に取り付け可能なフレームと、このフレーム内に装着可能な発光素子列と、前記フレームの前方域、上方域及び下方域のうち少なくとも１つの領域に形成された透光部とを備えており、前記発光素子列からの発光で前記透光部を照明可能である棚構造の照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７３３８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９７９０１号公報
【特許文献３】特表２０１１−５０８３８０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２５１２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
車両、特に鉄道車両は長尺で客室内の全長にわたり所定の照度で均等に照明するために、客室用主照明装置として、複数の照明装置、一般的には長尺の蛍光灯、が車両の天井に長手方向に連続して設けられている。客室内を均等に照明するために、照明装置からの光の照明は、主発光面として発光させることに加えて、側方への配光も必要とされる場合が多い。
【０００９】
しかしながら、蛍光灯を前提とした特許文献１に記載の装置を、そのままＬＥＤ照明灯を用いた客室用の主照明装置に適用することは困難である。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載のＬＥＤ照明灯は、各々別々の基板に面実装された複数のＬＥＤ素子を用意して、これらを透光性チューブの内部に組み付ける必要があり、装置全体の構成が複雑である。また、特許文献３に記載のＬＥＤ照明灯は、複数のＬＥＤ素子がそれぞれ実装された２つの基板を用意して、これらを管の内部に組み付ける必要がある。また、管の内部に新たに反射面を設ける必要があり、同様に、装置全体の構成が複雑になる。
【００１１】
なお、ＬＥＤ素子から出射された光を側方に配光させるために、ＬＥＤ素子の前方にレンズを配設して、ＬＥＤ素子からの出射光を側方に屈折させることも考えられるが、照明装置が多数のＬＥＤ素子から構成されている場合には、各ＬＥＤ素子にレンズが必要になるので、同様に、装置全体が複雑化する。特許文献４に記載の棚構造の照明装置も、出射光を側方に屈折させるために、発光素子列からの光を側方の透光部に向けるための配向部材（反射部材）を各ＬＥＤ素子に対応してフレーム内に設置する必要があり、フレーム内の構成が複雑になる。
【００１２】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、主発光面及び側方への配光が簡単な機構で実現できる、ＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ＬＥＤ発光素子が搭載される基板と、前記基板が固定される底面と該底面から伸びた側壁面とを有し、当該底面の対向面が開放面をなすフレームと、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光が通過する第１の開口窓部を有し、前記フレームに対して前記開放面側から取り付けられる化粧カバーと、前記第１の開口部を覆うように前記化粧カバーに固定され、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光の一部を透過させ、一部を反射あるいは散乱させる第１の透光性プレートと、前記側壁面の少なくとも一つに設けられ、前記第１の透光性プレートから反射された光を外部に通過させる第２の開口窓部とを用いてＬＥＤ照明装置を構成することにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記各先行技術文献に記載のような複雑な機構、例えば、ＬＥＤ発光素子が実装された複数の基板を透光性チューブ内で異なる向きに配設したり、または、複数のＬＥＤ発光素子が搭載された２つの基板を管の内部で対向配置させたり、あるいは、管の内部に新たに反射面を設けたりといった付加的な機構無しに、照明装置本体の主発光面及び側方への配光が可能なＬＥＤ照明装置を実現することができる。
また、装置全体の構造が簡素化されるため、非常に薄いＬＥＤ照明装置を実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施例１に係る、ＬＥＤ照明装置の背面図である。
【図１Ｂ】実施例１のＬＥＤ照明装置の右側面図である。
【図１Ｃ】実施例１のＬＥＤ照明装置の正面図である。
【図１Ｄ】本発明の適用例として、ＬＥＤ照明装置を搭載した１両編成の鉄道車両を示す模式図である。
【図１Ｅ】図１Ｄの鉄道車両の略縦断面図である。
【図２Ａ】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置のII−II線断面を、フレームと化粧カバーが分離された状態で示した図である。
【図２Ｂ】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置のII−II線断面図である。
【図３】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置の長手方向端部（Ｖ部分）の一部断面の詳細図である。
【図４】ＬＥＤ発光素子を搭載する基板の正面図である。
【図５】ＬＥＤ照明装置に搭載される複数の基板間の電気的な接続関係を説明する図である。
【図６】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置のVI−VI線断面図である。
【図７】実施例１のＬＥＤ発光素子から出射される光の光路について説明するための模式図である。
【図８】化粧カバーの側縁部の効果について説明するための模式図である。
【図９】ＬＥＤ照明装置の長手方向端部の変形例に関する一部断面の詳細図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る、ＬＥＤ照明装置の化粧カバーの延設部の構成及び効果について説明するための模式図である。
【図１１】本発明の実施例２の変形例に係る、ＬＥＤ照明装置の化粧カバーの延設部の構成及び効果について説明するための模式図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る、ＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図１３Ａ】本発明の実施例４に係る、ＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図１３Ｂ】実施例４の変形例に係る、ＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図１４】本発明の実施例５に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の一例を示す図である。
【図１５】実施例５の変形例に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の他の例を示す図である。
【図１６】実施例５の変形例に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の他の例を示す図である。
【図１７】実施例５の変形例に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のＬＥＤ照明装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１に係るＬＥＤ照明装置について説明する。
図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃには、本実施例のＬＥＤ照明装置１の背面図、側面図および正面図をそれぞれ示す。図１Ａは、本実施例のＬＥＤ照明装置１を上方（背面２Ａ側）からみた背面図、図１Ｂは、同右側面図、図１Ｃは、ＬＥＤ照明装置１を主発光面側から見た外観図を示す。図１Ａ〜図１Ｃに示すＬＥＤ照明装置１は、長手方向（図１左右方向）に延設された照明装置本体２と、その背面に設置されたＬＥＤ電源ユニット３とを備えている。２Ａはヒートシンク、２３Ｃは垂設部、２３ｈは第２の開口窓部、５は第１の透光性プレート、６は化粧カバー、６ａは開口部に各々対応するが、これらの構造・機能については後述する。
【００１８】
本実施例のＬＥＤ照明装置１は、鉄道車両のような輸送機器や建築物等、種々の機器や設備に設置が可能である。例えば、鉄道車両の場合には、ＬＥＤ電源ユニット３は、電源線３１を介して、鉄道車両の車体側の電源供給用の端子台に接続される。この場合、電源として、ＡＣ電源およびＤＣ電源のいずれを用いることも可能である。
【００１９】
図１Ｄは、本発明のＬＥＤ照明装置の適用対象の例として、複数（ここでは５個）のＬＥＤ照明装置１を備えた１両編成の鉄道車両の模式図である。また、図１Ｅは、図１Ｄの鉄道車両の略縦断面図である。鉄道車両８０は、架線８１から電力を集電する集電装置８２を屋根上に備え、この集電装置８２によって集電された高電圧の電力が、鉄道車両８０の床下に備えられた第２の電源装置８３へ送電される。鉄道車両８０の床下には、蓄電池または整流装置８４及び第１の電源装置８５も搭載されている。第２の電源装置８３は、高電圧の電力を照明や空調装置等のサービス機器に供給できる低電圧の電力に変換し、整流装置８４を経由して第１の電源装置８５に電力を供給する。一方、第１の電源装置８５は、電源線３１を介して鉄道車両８０の客室の天井等に装着されたＬＥＤ照明装置１等のサービス機器に該電力を供給する。蓄電池は、第１の電源装置８５と上記サービス機器とを結ぶ電源線３１上に配置される場合が多いが、第１の電源装置８５と第２の電源装置８３の結線上に配置されていても構わない。なお、以下では、第２の電源装置、蓄電池、整流装置及び制御機能付きの第１の電源装置を纏めて、主電源装置と称する。
【００２０】
図１Ｅに示すように、鉄道車両８０の客室９０内の天井の取付け部８８に２列、すなわち、間に空調装置８９を挟んで一対のＬＥＤ照明装置１（１Ａ，１Ｂ）が主照明装置として設置されている。なお、９１は窓、９２は座席を示している。一対のＬＥＤ照明装置１（１Ａ，１Ｂ）は、客室９０内の座席９２を照射すると共に、客室の左右の窓９１の上の天井部近傍を柔らかく照明する、間接照明装置として、機能している。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置１は、長手方向に複数個、列をなすように順次繋がれ、後で詳細に述べる取り付け態様により、客室９０内の天井の取付け部８８に、その開口部を下方に向けて設置されている。
【００２２】
複数のＬＥＤ照明装置１は、主電源装置に対して、例えば直列、あるいは並列に接続されている。主電源装置には、ＬＥＤ照明システムを構成する機器として、ＬＥＤ照明装置１の他に、鉄道車両８０の客室内の照度を監視する照度センサ８６と、編成制御装置８７とが接続されている。編成制御装置８７は、トンネル位置などの路線情報および鉄道車両８０に備えられるＬＥＤ照明装置１の輝度を制御する調光指令等を処理する。照度センサ８６により、鉄道車両８０の車外環境の変化、例えば走行時間帯、走行位置、天候等の変化、に伴う客室内の照度の変化を検知し、照度情報として第１の電源装置８５へ送る。第１の電源装置８５は、路線情報や照度情報に基づき、客室内の照度が所定の範囲になるように、電源線３１を介してＬＥＤ照明装置１に供給する電流もしくは電力を制御する。このようなＬＥＤ照明システムにより、鉄道車両８０の客室内の照度が所望のレベルに維持される。
【００２３】
なお、実施例３で後述するように、ＬＥＤ電源ユニット３と照明装置本体２とが分離されている形態もありうる。
【００２４】
図２（図２Ａ、及び図２Ｂ）に、本実施例のＬＥＤ照明装置１の、図１ＢのII−II線断面図を示す。本実施例のＬＥＤ照明装置１の照明装置本体２は、大まかには、一面が開放面をなす概直方体状のフレーム２０と、当該フレーム２０に上記の開放面側から被せられる化粧カバー６とを含んで構成されている。分かりやすさを考慮し、図２Ａには、化粧カバー６がフレーム２０から分離された状態のII−II線断面図を示しているが、実際には、図２Ｂに示すように、化粧カバー６とフレーム２０とは一体に組み合わされて使用される。
【００２５】
フレーム２０は、ベース部２１と、当該ベース部２１の左右両端部に設けられた側縁部２２、２３とを含んで構成される。フレーム２０の縦断面はΠ字状であり、照明装置本体２の長手方向（図１Ａ〜図１Ｃに示す背面図、側面図および正面図の紙面左右方向）に延設されている。このような形状のフレーム２０は、例えばアルミ合金の押出加工により成形することができる。
【００２６】
フレーム２０のＬＥＤ照明装置１の長手方向端部には、図３に示すようにエンドプレート２５が取り付けられており、上述したフレーム２０の箱型形状の長手方向端部の壁面をなしている。
【００２７】
ベース部２１の上記開放面に対向する側はフレーム２０の底面をなし、当該底面すなわち取付面に複数のＬＥＤ発光素子１０が実装された基板４が取り付けられる。一例として基板４は矩形の平板からなり、取付面も平坦な面となっている。ベース部２１の電源ユニット対向面（基板４の取付面の裏面）には、フレーム長手方向へ形成された一対の凹部を介してヒートシンク２Ａ（凸部）が形成されている。このヒートシンク２Ａは、ＬＥＤ発光素子１０への通電により発生する熱を外部へ逃がす機能を有する。アルミ自体の熱伝導性が良いため、本実施例では単なる凸部をヒートシンク２Ａとして使用しているが、凸部を設けずに熱伝導性の良い金属薄膜や放熱性コーティングをベース部２１裏面に設けてヒートシンク２Ａとして機能させてもよい。あるいは、凸部の表面に金属薄膜や放熱性コーティングを設けてもよい。
【００２８】
側縁部２２は、ベース部２１の左側側部から左方（図２の左方）に張り出す上側張出部２２Ａと、その下方（同図下方）に間隔を隔てて配置され、同様に左方に張り出す下側張出部２２Ｂとを有している。上側張出部２２Ａおよび下側張出部２２Ｂは垂設部２２Ｃにより上下方向（つまり照明装置本体２の厚み方向）に連結されている。下側張出部２２Ｂには、側縁部２３側に張り出した内側張出部２２Ｄが設けられている。
【００２９】
同様に、側縁部２３は、ベース部２１の右側側部から右方（図２の右方）に張り出す上側張出部２３Ａと、その下方に間隔を隔てて配置され、同様に右方に張り出す下側張出部２３Ｂとを有し、上側張出部２３Ａおよび下側張出部２３Ｂは、垂設部２３Ｃにより上下方向に連結される。また、下側張出部２３Ｂにも、側縁部２２側に張り出した内側張出部２３Ｄが設けられている。
【００３０】
上述の内側張出部２２Ｄ、２３Ｄは、フレーム２０の長手方向に延在しており、本実施例では、内側張出部２２Ｄ、２３Ｄによって形成される開口を開放面と称する。また、この開放面の外側（図２Ａの紙面下側）には、上記内側張出部２２Ｄ、２３Ｄの下面と下側張出部２２Ｂ、２３Ｂの内壁面による凹部２２ｂ、２３ｂが各々形成されている。
【００３１】
上述の垂設部２２Ｃ、２３Ｃは、各々、フレーム２０の側壁面をなしている。この側壁面（２２Ｃ、２３Ｃ）には、図１Ｂに示すように、照明装置本体の長手方向に沿って間欠的に第２の開口窓部２３ｈが貫通形成されている。第２の開口窓部２３ｈは、照明装置本体２の長手方向に延びる長孔であって、上記長手方向に所定間隔を隔てて複数個設けられている。後述するが、第２の透光性プレート７は締結部材であるネジにより第２の開口窓部２３ｈに固定されている。各第２の開口窓部２３ｈには、第２の透光性プレート７が固定されている。本実施例では、第２の透光性プレート７としては、好ましくは難燃性または耐火性の樹脂製プレート（例えばポリカーボネート板）が用いられている。なお、第２の透光性プレートは原理的には必ずしも必要ではないが、第２の開口窓部２３ｈを塞ぐ機能を奏するためフレーム２０内部の防塵効果を有し、ＬＥＤ発光素子１０表面への埃の付着による照度劣化を抑制できる。
【００３２】
上述した各側縁部２２、２３における下側張出部２２Ｂ、２３Ｂは、ＬＥＤ照明装置１の幅方向（図２の紙面左右方向）に間隔を隔てて相対しており、当該間隔により、フレーム２０のベース部２１と対向する第１の開口窓部２０ｈが形成されている。第１の開口窓部２０ｈは、フレーム２０に化粧カバー６を取り付けた際に、第１の透光性プレート５が位置するように形成されている（図２Ｂ参照）。
【００３３】
次に、化粧カバー６について説明する。化粧カバー６は、フレーム２０を下方から覆う部材であって、図１Ｃに示されるように、外観上は、開口部６ａを備え、端部に曲げ加工が施された板状部材である。開口部６ａは、長手方向（図２Ａまたは図２Ｂの紙面垂直方向）に延在している。
【００３４】
図１ＢのＶ部分詳細図である図３に示されるように、化粧カバー６の長手方向端部には、照明装置本体２の背面２Ａの側に向かって屈曲しつつ上方に折り曲げられた折曲げ部６３が形成されている。折曲げ部６３は、照明装置本体２の端部を端面方向から覆っている。また、化粧カバー６の幅方向の端部には、後述する延設部６１、６２が形成されている。
【００３５】
本実施例の場合、図２Ａに示されるように、化粧カバー６にはネジ穴２９が設けられており、フレーム２０の各下側張出部２２Ｂ、２３Ｂおよび内側張出部２２Ｄ、２３Ｄの下面にパッキン２４のような緩衝部材を介して、締結部材２８（例えばネジやボルト・ナットなど）により、フレーム２０に対して脱着可能に固定される。
【００３６】
本実施例のＬＥＤ照明装置１は、構造が簡単であるため厚みが非常に薄く、更に開放面および第１の開口窓部２０ｈと基板４とが平行若しくは大凡平行な位置関係にあるため（つまり、基板４が箱形状のフレーム２０の底面に固定されているため）、化粧カバー６を取り外せば基板４に直ぐにアクセス可能である。従って、化粧カバー６をフレーム２０に完全に固定せず、化粧カバー６を脱着可能に構成することにより、基板４へのアクセス性が著しく向上し、ＬＥＤ発光素子１０の破損・故障時における基板４の交換作業等、装置のメンテナンス性が向上する。無論、化粧カバー６をフレーム２０に完全に固定しても、照明装置の側方配光は可能であるが、メンテナンス性の観点からは、化粧カバー６は、フレーム２０に対して脱着可能であった方が好ましい。
【００３７】
開口部６ａの裏面（フレーム２０との対向面側）には、第１の透光性プレート５が設けられている。本実施例では、化粧カバー６を構成する板状部材のうち、開口部６ａの周囲の部分を開口縁部６０と称するが、第１の透光性プレート５はパッキン２４により開口縁部６０の裏面側に固定されている。第１の透光性プレート５をフレーム２０側に固定する構成も実現可能であるが、装置のメンテナンス性を考慮すると、第１の透光性プレート５を化粧カバー６側に固定し、化粧カバー６と一体でフレーム２０から脱着できる方が好ましい。
【００３８】
また、化粧カバー６をフレーム２０に取り付けた場合、図２Ｂに示されるように、パッキン２４は凹部２２ｂ、２３ｂ内に収納される。つまり、第１の透光性プレート５の外周縁部は、内側張出部２２Ｄ、２３Ｄと開口縁部６０により、パッキン２４を介して挟持されることになり、開口縁部６０は、第１の透光性プレート５の外周縁部を保持する保持部として機能する。開口部６ａと同様、第１の透光性プレート５は、長手方向（図２の紙面垂直方向）に延在している。
【００３９】
第１の透光性プレート５は、ＬＥＤ発光素子１０から放出された光を照明装置本体２の下側に導き、かつ側方に反射または散乱させる機能を有する部材であり、好ましくは平板状のガラス板（例えば強化ガラス板）が用いられる。化粧カバー６が開放面を塞ぐように箱状のフレームに固定されることにより、第１の透光性プレート５が平坦な発光面を構成する。鉄道車両の場合、スキー板や楽器といった長尺の手荷物を車内に持ち込む乗客が存在する。従って、蛍光灯のような発光面に凹凸がある照明装置に比べて、発光面が平坦な照明装置の方が長尺の手荷物が引っ掛かりにくくなる。また、凹凸が無い分、床面から天井までの高さが高くなるため、上記の手荷物が当たりにくくなる。よって、発光面を平坦に構成する方が、発光面に凹凸のある場合に比べて照明装置の破損の確率を低くすることができる。
【００４０】
第１の透光性プレート５の内面（図２上側面）には、ＬＥＤ発光素子１０から放出された光の一部を透過し、一部を反射または散乱させる拡散シート（図示せず）が設けられており、この拡散シートによって、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を拡散して側方を照射することができる。また、拡散シートが設けられていることにより、第１の透光性プレート５の破損時に第１の透光性プレート５の飛散を防止できるようになっている。
【００４１】
拡散シートとしては、偏光性を有するシートを採用してもよい。この場合には、拡散シートの縦横の向きを変えて第１の透光性プレート５に装着することにより、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光が第１の透光性プレート５に入射して拡散したときに、第１の透光性プレート５の発光面の見え方が変化する。例えば、第１の透光性プレート５が長手方向に直線状に発光して発光面が冷陰極管のように見えたり、あるいは第１の透光性プレート５が長手方向と直交する幅方向に縞模様に発光して発光面が立体的に見えたりするようになる。
【００４２】
なお本実施例では、第１の透光性プレート５の反射・散乱機能を実現するため拡散シートを用いたが、ガラス繊維やポリカーボネート製の部材を用いれば、拡散シートを使用せずとも第１の透光性プレート５を作製することができる。ただし、ガラス板と拡散シートの組み合わせの方が光の損失が少なく、より照度の高い照明装置を実現することができる。
【００４３】
また、第１の透光性プレート５や第２の透光性プレート７を色つきの透光性部材で構成してもよい。この場合、第１の透光性プレート５や第２の透光性プレート７を透過して外部へ照射される光に色が付くことになるが、色付きの第１の透光性プレートまたは第２の透光性プレートを有する複数のＬＥＤ照明装置を並べて配置し、更にこれら複数のＬＥＤ照明装置間で透光性プレートの色を変えることにより、カクテル照明のような効果を生むことができる。鉄道車両以外に適用した場合であってもこの効果が奏されることは言うまでもない。
【００４４】
本実施例の化粧カバー６には、図２に示すように、開口縁部６０からそれぞれ両側方に延設された延設部６１、６２が設けられている。本実施例のＬＥＤ照明装置１の場合、両側面の一方のみが発光する片面発光タイプの灯具であるため、延設部６１，６２の形状が異なっており、すなわち、延設部６１，６２の形状が左右非対称である。延設部６１は、照明装置本体２の背面２Ａの側に向かって屈曲しつつ上方に立ち上がるとともに、フレーム２０の側縁部２２の上側張出部２２Ａまで延びる立壁部を形成しており、フレーム２０の側縁部２２を側方から覆っている。これは、延設部６１が設けられた側からの発光が不要であるためである。延設部６２は、照明装置本体２の背面２Ａの側に向かって上方に湾曲しつつ傾斜する傾斜部を形成している。なお、延設部６２の機能・作用については後述する。
【００４５】
図４は、基板４上にＬＥＤ発光素子１０が実装された様子を示す模式図である。基板４の実装面には、基板４の長手方向（同図左右方向）に沿って配設された多数のＬＥＤ発光素子１０が搭載されている。この基板４は、絶縁シート（図示せず）を介して、ベース部２１上に固定されている。
【００４６】
本実施例のＬＥＤ照明装置１においては、１台のフレーム２０上に複数の基板が載置される。例えば、本実施例では、１個のＬＥＤ照明装置１の構成要素の１つである照明装置本体２に取り付けられる基板４は、図５に示したように、複数枚、例えば４枚の基板４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄから構成されている（各基板４Ａ〜４Ｄの実装面には、それぞれ多数のＬＥＤ発光素子１０が搭載されているが図示は省略した）。このように、本実施例のＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤ発光素子を搭載する基板４が複数枚の基板に分割されて照明装置本体２に実装されているため、ＬＥＤ発光素子が破損・故障した場合の装置メンテナンスが容易である。つまり、全てのＬＥＤ発光素子を１枚の基板に実装した場合、一部故障の場合であっても基板全てを交換する必要が生じるが、本実施例のＬＥＤ照明装置１では、ＬＥＤ発光素子が複数枚の基板に分割されて装置に搭載されているため、ＬＥＤ発光素子全体を交換する必要が無い。
【００４７】
図５に、一対のコネクタ（オス型コネクタ及びメス型コネクタ）を用いた複数枚の基板の電気的な接続関係を模式図で示す。各基板４Ａ〜４Ｄの角部には、オス型コネクタ４０が設けられており、隣り合う各基板は、相対する各オス型コネクタ４０に嵌合する中継用のメス型コネクタ４１により電気的に接続されている。また、基板４Ａ、４Ｄの残りのオス型コネクタ４０には、短絡用のメス型コネクタ４１’が嵌合している。基板４Ｂの残りのオス型コネクタ４０に嵌合するメス型コネクタ４１”は、端子台３０を介してＬＥＤ電源ユニット３に接続されている。図５の例では、基板４Ａと４Ｂ、基板４Ｃと４Ｄ各々直列に、電源ユニット３に接続されている。このような一対のコネクタを用い複数枚の基板を接続して構成された１つの基板４が、各ＬＥＤ照明装置１の照明装置本体２に実装されている。
【００４８】
次に、本実施例のＬＥＤ照明装置１の動作について、図６および図７を用いて説明する。図６は、図１ＢのVI−VI線断面図を示し、図７はＬＥＤ発光素子１０から出射された光の光路を示す模式図である。
【００４９】
ＬＥＤ発光素子１０から出射された光は、ベース部２１と対向する第１の透光性プレート５に入射する。第１の開口窓部２０ｈ（換言すると第１の透光性プレート５）と基板４とが平行若しくは大凡平行な位置関係にあるため、各ＬＥＤ発光素子１０から出射された光のうち第２の開口窓部２３ｈに直接到達する光以外は、直下の第１の透光性プレート５に入射し、下方に透過したのち、照明装置本体２の外部に直接光として照射される。直接光の光路の一例を図６、図７中に実線で示した。また、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光の一部は、第１の透光性プレート５で反射（全反射または一部反射）した後、垂設部２３Ｃの第２の透光性プレート７を透過して第２の開口窓部２３ｈの側方に間接光として照射される。間接光の光路は図６、図７中に一点鎖線で示した。このとき、第１の透光性プレート５の内面に拡散シートが装着されている場合には、第１の透光性プレート５の全面を主発光面として発光させることができるばかりでなく、当該拡散シートによる拡散光が第２の透光性プレート７を透過して側方に照射されるようになる。
【００５０】
このように、第１の透光性プレート５での反射および（または）散乱を利用することで、簡易な構成で、照明装置の側方照射を実現することができる。
【００５１】
次に、図８を用いて、化粧カバー６の延設部６２およびフレーム２０の上側張出部２３Ａの機能について説明する。図８は、ＬＥＤ発光素子１０から出射された光の光路を示す模式図であり、実線が直接光の光路、一点鎖線が間接光の光路を、二点鎖線が別の間接光の光路を示す。点線は、第２の透光性プレート７の中心を示す。ＬＥＤ発光素子１０からの出射光のうち一部は、例えば、図８の実線で示す光路を通って、第１の透光性プレート５を透過し、照明装置の下面を照射する。
【００５２】
本実施例の場合、化粧カバー６の外側は上側に反った曲面部によって構成される延設部６２をなしている。図８中の一点鎖線で示されるように、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光の一部は、第２の透光性プレート７を直接透過した後、延設部６２の内面で反射され、側方上部（図８中の点線よりも紙面上側）を照射する。また一方、図８中の二点鎖線で示されるように、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光の一部は、第１の透光性プレート５裏面の拡散シートで反射した後、上側張出部２３Ａの内面で反射され、照明装置の側方下部（図８中の点線よりも紙面下側）を照射するようになる。
【００５３】
以上のように、化粧カバー６の幅方向の端部領域に上側に湾曲した延設部６２を設け、かつフレーム２０に上側張出部２３Ａを設けることにより、照明装置の側方を上側から下側までむらなく照射することができるようになる。
【００５４】
この効果は、特に鉄道車両に本実施例のＬＥＤ照明装置１を取り付けた場合に大きく、車両の天井側面や側広告等を従来の照明装置よりも明るく照射することが可能となる。
【００５５】
例えば、図１Ｅに示した一対のＬＥＤ照明装置１のうち、左側のＬＥＤ照明装置１Ａは左側に延設部６２があり、右側のＬＥＤ照明装置１Ｂは右側に延設部６２がある。これにより、延設部６２からの光が車両の天井側面や側広告等を明るく照射する効果がある。
【００５６】
このとき、延設部６２の内面は、反射光量を増やすために、白色に塗装されている方が好ましい。この場合には、化粧カバー６の延設部６２での反射を利用することで、照明装置本体２の側方から照射されるようになっているので、装置全体の構造を簡略化できる。
【００５７】
また、以上の説明では、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を照明装置本体２の側部からのみ側方へ照射するようにした例を示したが、図９に示すように、照明装置本体２の長手方向の端部に装着したエンドプレート２５に第３の開口窓部２５ａを貫通形成し、当該開口窓部２５ａに第３の透光性プレート８を装着することにより、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を第３の透光性プレート８を透過させて、第３の開口窓部２５ａから端部方向に照射するようにしてもよい。
【００５８】
本実施例によれば、装置全体の構造が簡素化され、付加的な複雑な機構無しに、主発光面として発光すると共に、照明装置本体の側方への配光が可能なＬＥＤ照明装置を実現することができる。
また、装置全体の構造が簡素化されるため、非常に薄いＬＥＤ照明装置を実現することも可能となる。
【実施例２】
【００５９】
本実施例では、化粧カバー６の延設部６２の変形例について説明する。実施例１では、図２あるいは図６に示すような湾曲形状の延設部６２について説明したが、図１０に示すように、化粧カバー６の開口縁部６０に対して屈曲しつつ直線状に交差するものであってもよい。この場合においても、図８の場合と同様の光路が形成される。
あるいは、図１１の変形例に示すように、化粧カバー６の延設部６２は、湾曲形状や屈曲形状を有することなく、単に開口縁部６０の延長線上に延設されたものであっても良い。この場合においても、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を側方に照射させることが可能である。
本実施例によれば、側方への配光を行うための延設部の構造、ひいては装置全体の構造が簡素化され、非常に薄いＬＥＤ照明装置を実現することが可能となる。
【実施例３】
【００６０】
実施例１、２では、ＬＥＤ照明装置の２つの側面のうち、片側のみが発光する片面発光タイプのＬＥＤ照明装置の構成について説明したが、本実施例では、ＬＥＤ照明装置の両側面が発光する両面発光タイプ、かつＬＥＤ電源ユニットが照明装置本体とは分離された形態のＬＥＤ照明装置について説明する。
図１２に、図１ＢのVI−VI線断面図に相当する、本実施例のＬＥＤ照明装置１の断面図を示す。ここで、本実施例のＬＥＤ照明装置１の外観図は、側面図は図１Ｂとほぼ同様であるが、ＬＥＤ電源ユニットが分離されており、更に両面発光タイプのため、背面図と正面図は図１Ａないし図１Ｃに示される態様とは若干異なる。
【００６１】
本実施例では、フレーム２０の側縁部２２，２３の両垂設部２２Ｃ，２３Ｃに第２の開口窓部２３ｈを貫通形成して、当該開口窓部に第２の透光性プレート７を装着する。また、化粧カバー６の延設部６１、６２の両者を、照明装置本体２の背面２Ａ側に向かって湾曲しつつ傾斜する傾斜部として形成する。更に、側縁部２２，２３の両者に上側張出部２２Ａ、２３Ａを各々設ける。これにより、照明装置の両側の側方を上側から下側までむらなく照射することが可能となる。
【００６２】
本実施例のＬＥＤ照明装置１は延設部６１，６２の形状が左右対称なので、例えば鉄道車両８０の客室９０用の空調装置が鉄道車両８０の床下に設置され、ダクトを介して客室９０内の空調がなされるタイプに適している。すなわち、本実施例のＬＥＤ照明装置１は客室９０内の天井の中央に取り付けることもできる。換言すると、本実施例のＬＥＤ照明装置１は天井面等の設置位置に制約がない。
【００６３】
また、本実施例では、ＬＥＤ電源ユニット３は照明装置本体２から分離されているため、照明装置本体２を軽量化でき、照明装置本体２の天井面への取付作業の負担を軽減できる。また、ＬＥＤ電源ユニット３を照明装置本体２とは離れた外部、例えば鉄道車両の床下に配置することができるため、車両の重心を下げるといった効果も期待できる。なお、実施例１で説明した片面発光型のＬＥＤ照明装置においても、電源ユニットを分離した構成を採用できることは言うまでもない。
【実施例４】
【００６４】
本実施例では、笠（ディフューザー）を備えた笠付き灯具の実施例について説明する。実施例１から３で説明したＬＥＤ照明装置は、従来のＬＥＤ照明装置よりも側方を明るく照明できるという特徴を有するが、場合によっては、側方照明はさほど重要ではなく、ＬＥＤ発光素子から出射された光を照明装置の下側に配光したい場合がある。
【００６５】
図１３Ａに、本実施例のＬＥＤ照明装置１の断面図を示す。ＬＥＤ発光素子１０は基板４に実装され、基板４はフレーム２０の底面にネジ止めされている。化粧カバー６の開口部６ａの裏面には第１の透光性プレート５が固定され、更に、化粧カバー６はパッキン２４（緩衝部材）と図示しない締結部材を介してフレーム２０に固定されている。フレーム２０の側壁には第２の開口窓部２３ｈが形成されているが、本実施例の場合、第２の透光性プレート７は、フレーム２０の側壁面外側と化粧カバー６の側壁面内側の両方に固定されている。ディフューザー７０（笠部材）は、取付部７１を介してフレーム２０およびＬＥＤ電源ユニット３に固定されている。
【００６６】
ＬＥＤ発光素子１０からの出射光のうち、主発光面から照射される光は、例えば図１３Ａの実線で示した光路を通り、第１の透光性プレート５を透過して照明装置下面を照射する。一方、図１３Ａの一点鎖線で示された間接光の場合、第２の透光性プレート７を透過するが、ディフューザー７０の内壁面（紙面下向き面）で反射され、ＬＥＤ照明装置１の下部に導かれる。同様に、光路が第２の開口窓部２３ｈを通る直接光であっても、図１３Ａの二点鎖線で示されるように、ディフューザー７０の内壁面（紙面下向き面）で反射され、ＬＥＤ照明装置１の下部に導かれる。
【００６７】
従って、図１３Ａに示す実施例の場合、ＬＥＤ発光素子１０から出射される光は、全て照明装置の下方の照明に寄与するため、実施例１から３で説明したＬＥＤ照明装置に比べて、照明装置下部を特に明るく照明することができる。本実施例のＬＥＤ照明装置１は延設部の形状が左右対称なので、例えば鉄道車両８０の客室９０内の天井の取付け部に取り付ける際は、天井の中央に取り付けることも可能であり、その設置位置に制約がない。
【００６８】
図１３Ｂに、実施例４の変形例を示す。図１３Ｂに示す例の場合、第２の開口窓部２３ｈの下端がディフューザー７０の下端よりも下に位置しているため、第２の開口窓部２３ｈを通過する光の一部はディフューザー７０で反射されず、直接光として第２の開口窓部２３ｈを通って、ＬＥＤ照明装置１の側方に照射される。従って図１３Ｂの実施例により、主としてＬＥＤ照明装置１の下方を照明したいが、ある程度側方にも配光したい場合に好適なＬＥＤ照明装置を実現することができる。なお、側方への配光度合いは、図１３Ｂに図示した長さｄ（第２の開口窓部２３ｈの下端位置とディフューザー７０の下端位置との差）を調節することにより調整できることは明らかである。
【実施例５】
【００６９】
本実施例では、図１４ないし図１７を用いて、電源ユニット付きＬＥＤ照明装置の取付方法の各態様について説明する。ここでは、鉄道車両に本発明のＬＥＤ照明装置を取り付ける場合の取付方法について説明する。実施例１から４で説明したＬＥＤ照明装置１は、フレーム２０の各側縁部２２、２３の各張出部２２Ａ、２３Ａまたは２２Ｂ、２３Ｂを用いて取付面に取り付けられる。図１４ないし図１７において、図１から図１３に示された参照番号と同一の番号は、同一または相当部分を意味する。また、図１４ないし図１７では、ＬＥＤ照明装置１を概略図で示しており、照明装置本体２の基板、ＬＥＤ発光素子、第１、第２の透光性プレート、化粧カバー等は、図示を省略している。
【００７０】
図１４に示す取付態様は、鉄道車両の天井の天板１６に貫通孔１６ａを形成し、ＬＥＤ電源ユニット３を当該貫通孔１６ａを介して天井の裏側に配置した例である。このとき、フレーム２０の各側縁部２２、２３における各上側張出部２２Ａ、２３Ａが、これらを上下に挿通する取付ネジ１５（締結部材）により天板１６に取り付けられている。
【００７１】
図１５に示す取付態様は、天井に形成された凹部１６ｂを利用して、当該凹部１６ｂ内にＬＥＤ電源ユニット３を配置した例である。この場合、フレーム２０の各上側張出部２２Ａ、２３Ａには、横断面略Π字状の取付金具１７の下端が取付ネジ１５により取り付けられている。取付金具１７は、凹部１６ｂ内に配置されるとともに、取付ネジ１８により、凹部１６ｂ内の天板１６Ａに取り付けられている。
【００７２】
図１４および図１５に示す取付態様では、照明装置本体２を天板１６の下方に配置した例を示したが、図１６に示すものでは、フレーム２０の各上側張出部２２Ａ、２３Ａが天井の裏側に配置されており、各上側張出部２２Ａ、２３Ａの下面は、取付ネジ１５により、天板１６の上面に取り付けられている。すなわち、この場合には、照明装置本体２の一部が天板１６の上方に配置されている。
【００７３】
図１７に示す取付態様は、ＬＥＤ照明装置全体を天井の裏側に配置した例であり、ＬＥＤ照明装置１が天井に埋め込まれている。このとき、フレーム２０の各側縁部２２、２３における各下側張出部２２Ｂ、２３Ｂの下面は、取付ネジ１５（締結部材）により、天板１６の上面に取り付けられている。この場合には、ＬＥＤ照明装置１の側方から光を照射する必要がないので、第２の透光性プレートは不要となる。図１７に示す取付態様の場合、天井面に凹凸が無くなるため、外観上、天井面がすっきりして見えるという効果がある。
【００７４】
このように、ＬＥＤ照明装置１の取付けの際には、フレーム２０の左右両側縁部２２、２３において上下方向に間隔を隔てた各張出部２２Ａ、２２Ｂおよび２３Ａ、２３Ｂを利用することにより、ＬＥＤ照明装置１の取付面への取付け作業が容易に行えるようになるとともに、種々の取付方法が可能になる。
【００７５】
また、本実施例で説明した取付態様では、側縁部の張出部を介して、照明装置本体が取付面に取り付けられるようになっている。この場合には、張出部がベース部の側部から側方に張り出して設けられているので、この張出部を利用することにより、照明装置本体の取付面への取付け作業が容易に行えるようになる。また、各張出部が垂設部を挟んで照明装置本体の厚み方向に間隔を隔てて配置されているので、照明装置本体の厚み方向の２個所の位置で取付面に対する取付けを行える。
【００７６】
なお、ＬＥＤ電源ユニット３を照明装置本体２の背面２Ａに設置したことにより、照明装置本体２を取付面（例えば天井面）に据え付ける際には、電源ユニット３を取付面側の例えば端子台に接続する作業が容易になるとともに、電源ユニット単体のメンテナンス作業が容易になるという効果を奏する。
【００７７】
以上、実施例５では、鉄道車両に本発明のＬＥＤ照明装置を取り付ける場合の取付方法について説明したが、本発明のＬＥＤ照明装置は、ビル等の建物内の照明や住宅の室内用の照明等にも適用可能である。
本発明は、側方への照射光を簡単な機構で実現できるＬＥＤ照明装置に好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１： ＬＥＤ照明装置
２： 照明装置本体
２Ａ： ヒートシンク
２０ｈ： 第１の開口窓部
２１： ベース部
２２： 側縁部
２２Ａ、２２Ｂ： 張出部
２２Ｃ： 垂設部
２３： 側縁部
２３Ａ、２３Ｂ： 張出部
２３Ｃ： 垂設部
２３ｈ： 第２の開口窓部
２５ａ： 第３の開口窓部
３： ＬＥＤ電源ユニット
３１： 電源線
４： 基板
４Ａ〜４Ｄ： 基板
５： 第１の透光性プレート
６： 化粧カバー
６０： 開口縁部
６１、６２： 延設部
７： 第２の透光性プレート
１０： ＬＥＤ発光素子
８０： 鉄道車両
８８： 天井の取付け部
９０： 客室。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のＬＥＤ発光素子により照明を行うＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置として、例えば蛍光灯の場合、蛍光管のほぼ全周にわたって光を照射することが可能であるため、部屋の照明として、床面のみならず、設置面である天井面や、側方の壁面を照らすのにも適している。例えば特許文献１には、照明装置の側面に透光用開口を設けることで、蛍光管から出射された光を側方に照射するように構成されたものが記載されている（図１参照）。
【０００３】
その一方、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤ照明灯が種々提案されており、省エネルギーの観点から鉄道車両においても採用が検討されつつある。ＬＥＤは、蛍光灯に比べて、消費電力が低く、長寿命であるため、照明器具として最近注目されているが、一般に、指向性が高いため、ＬＥＤ素子単体では、側方への照射光が期待できない。
【０００４】
特許文献２には、基板上にＬＥＤ素子を実装してなる照明器具を複数個用意し、これらを透光性チューブ内にそれぞれ向きを変えて設置することにより、側方への照射光を得るようにした照明装置が記載されている（図１５参照）。
【０００５】
また、特許文献３には、それぞれ複数のＬＥＤ素子が搭載された２つの基板を用意し、これらを直線状の管の内部に対向配置させることにより、管のほぼ全周から照射光を得るようにした照明装置が記載されている（図２、図３参照）。さらに、特許文献３には、管の内部に反射面を設け、ＬＥＤ素子からの出射光をこの反射面で反射させることにより、側方への照射光を得るようにした構成についても記載されている（図４ないし図７参照）。
【０００６】
さらに、特許文献４には、発光素子列を備え、棚板の下面又は下部に取り付け可能な棚構造の照明装置であって、棚板の下面又は下部に取り付け可能なフレームと、このフレーム内に装着可能な発光素子列と、前記フレームの前方域、上方域及び下方域のうち少なくとも１つの領域に形成された透光部とを備えており、前記発光素子列からの発光で前記透光部を照明可能である棚構造の照明装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２７３３８５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９７９０１号公報
【特許文献３】特表２０１１−５０８３８０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２５１２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
車両、特に鉄道車両は長尺で客室内の全長にわたり所定の照度で均等に照明するために、客室用主照明装置として、複数の照明装置、一般的には長尺の蛍光灯、が車両の天井に長手方向に連続して設けられている。客室内を均等に照明するために、照明装置からの光の照明は、主発光面として発光させることに加えて、側方への配光も必要とされる場合が多い。
【０００９】
しかしながら、蛍光灯を前提とした特許文献１に記載の装置を、そのままＬＥＤ照明灯を用いた客室用の主照明装置に適用することは困難である。
【００１０】
また、上記特許文献２に記載のＬＥＤ照明灯は、各々別々の基板に面実装された複数のＬＥＤ素子を用意して、これらを透光性チューブの内部に組み付ける必要があり、装置全体の構成が複雑である。また、特許文献３に記載のＬＥＤ照明灯は、複数のＬＥＤ素子がそれぞれ実装された２つの基板を用意して、これらを管の内部に組み付ける必要がある。また、管の内部に新たに反射面を設ける必要があり、同様に、装置全体の構成が複雑になる。
【００１１】
なお、ＬＥＤ素子から出射された光を側方に配光させるために、ＬＥＤ素子の前方にレンズを配設して、ＬＥＤ素子からの出射光を側方に屈折させることも考えられるが、照明装置が多数のＬＥＤ素子から構成されている場合には、各ＬＥＤ素子にレンズが必要になるので、同様に、装置全体が複雑化する。特許文献４に記載の棚構造の照明装置も、出射光を側方に屈折させるために、発光素子列からの光を側方の透光部に向けるための配向部材（反射部材）を各ＬＥＤ素子に対応してフレーム内に設置する必要があり、フレーム内の構成が複雑になる。
【００１２】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、主発光面及び側方への配光が簡単な機構で実現できる、ＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、ＬＥＤ発光素子が搭載される基板と、前記基板が固定される底面と該底面から伸びた側壁面とを有し、当該底面の対向面が開放面をなすフレームと、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光が通過する第１の開口窓部を有し、前記フレームに対して前記開放面側から取り付けられる化粧カバーと、前記第１の開口部を覆うように前記化粧カバーに固定され、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光の一部を透過させ、一部を反射あるいは散乱させる第１の透光性プレートと、前記側壁面の少なくとも一つに設けられ、前記第１の透光性プレートから反射された光を外部に通過させる第２の開口窓部とを用いてＬＥＤ照明装置を構成することにより上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記各先行技術文献に記載のような複雑な機構、例えば、ＬＥＤ発光素子が実装された複数の基板を透光性チューブ内で異なる向きに配設したり、または、複数のＬＥＤ発光素子が搭載された２つの基板を管の内部で対向配置させたり、あるいは、管の内部に新たに反射面を設けたりといった付加的な機構無しに、照明装置本体の主発光面及び側方への配光が可能なＬＥＤ照明装置を実現することができる。
また、装置全体の構造が簡素化されるため、非常に薄いＬＥＤ照明装置を実現することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施例１に係る、ＬＥＤ照明装置の背面図である。
【図１Ｂ】実施例１のＬＥＤ照明装置の右側面図である。
【図１Ｃ】実施例１のＬＥＤ照明装置の正面図である。
【図１Ｄ】本発明の適用例として、ＬＥＤ照明装置を搭載した１両編成の鉄道車両を示す模式図である。
【図１Ｅ】図１Ｄの鉄道車両の略縦断面図である。
【図２Ａ】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置のII−II線断面を、フレームと化粧カバーが分離された状態で示した図である。
【図２Ｂ】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置のII−II線断面図である。
【図３】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置の長手方向端部（Ｖ部分）の一部断面の詳細図である。
【図４】ＬＥＤ発光素子を搭載する基板の正面図である。
【図５】ＬＥＤ照明装置に搭載される複数の基板間の電気的な接続関係を説明する図である。
【図６】図１Ｂに示すＬＥＤ照明装置のVI−VI線断面図である。
【図７】実施例１のＬＥＤ発光素子から出射される光の光路について説明するための模式図である。
【図８】化粧カバーの側縁部の効果について説明するための模式図である。
【図９】ＬＥＤ照明装置の長手方向端部の変形例に関する一部断面の詳細図である。
【図１０】本発明の実施例２に係る、ＬＥＤ照明装置の化粧カバーの延設部の構成及び効果について説明するための模式図である。
【図１１】本発明の実施例２の変形例に係る、ＬＥＤ照明装置の化粧カバーの延設部の構成及び効果について説明するための模式図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る、ＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図１３Ａ】本発明の実施例４に係る、ＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図１３Ｂ】実施例４の変形例に係る、ＬＥＤ照明装置の断面図である。
【図１４】本発明の実施例５に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の一例を示す図である。
【図１５】実施例５の変形例に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の他の例を示す図である。
【図１６】実施例５の変形例に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の他の例を示す図である。
【図１７】実施例５の変形例に係る、電源ユニット一体型のＬＥＤ照明装置の取付態様の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のＬＥＤ照明装置の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例１に係るＬＥＤ照明装置について説明する。
図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃには、本実施例のＬＥＤ照明装置１の背面図、側面図および正面図をそれぞれ示す。図１Ａは、本実施例のＬＥＤ照明装置１を上方（背面２Ａ側）からみた背面図、図１Ｂは、同右側面図、図１Ｃは、ＬＥＤ照明装置１を主発光面側から見た外観図を示す。図１Ａ〜図１Ｃに示すＬＥＤ照明装置１は、長手方向（図１左右方向）に延設された照明装置本体２と、その背面に設置されたＬＥＤ電源ユニット３とを備えている。２Ａはヒートシンク、２３Ｃは垂設部、２３ｈは第２の開口窓部、５は第１の透光性プレート、６は化粧カバー、６ａは開口部に各々対応するが、これらの構造・機能については後述する。
【００１８】
本実施例のＬＥＤ照明装置１は、鉄道車両のような輸送機器や建築物等、種々の機器や設備に設置が可能である。例えば、鉄道車両の場合には、ＬＥＤ電源ユニット３は、電源線３１を介して、鉄道車両の車体側の電源供給用の端子台に接続される。この場合、電源として、ＡＣ電源およびＤＣ電源のいずれを用いることも可能である。
【００１９】
図１Ｄは、本発明のＬＥＤ照明装置の適用対象の例として、複数（ここでは５個）のＬＥＤ照明装置１を備えた１両編成の鉄道車両の模式図である。また、図１Ｅは、図１Ｄの鉄道車両の略縦断面図である。鉄道車両８０は、架線８１から電力を集電する集電装置８２を屋根上に備え、この集電装置８２によって集電された高電圧の電力が、鉄道車両８０の床下に備えられた第２の電源装置８３へ送電される。鉄道車両８０の床下には、蓄電池または整流装置８４及び第１の電源装置８５も搭載されている。第２の電源装置８３は、高電圧の電力を照明や空調装置等のサービス機器に供給できる低電圧の電力に変換し、整流装置８４を経由して第１の電源装置８５に電力を供給する。一方、第１の電源装置８５は、電源線３１を介して鉄道車両８０の客室の天井等に装着されたＬＥＤ照明装置１等のサービス機器に該電力を供給する。蓄電池は、第１の電源装置８５と上記サービス機器とを結ぶ電源線３１上に配置される場合が多いが、第１の電源装置８５と第２の電源装置８３の結線上に配置されていても構わない。なお、以下では、第２の電源装置、蓄電池、整流装置及び制御機能付きの第１の電源装置を纏めて、主電源装置と称する。
【００２０】
図１Ｅに示すように、鉄道車両８０の客室９０内の天井の取付け部８８に２列、すなわち、間に空調装置８９を挟んで一対のＬＥＤ照明装置１（１Ａ，１Ｂ）が主照明装置として設置されている。なお、９１は窓、９２は座席を示している。一対のＬＥＤ照明装置１（１Ａ，１Ｂ）は、客室９０内の座席９２を照射すると共に、客室の左右の窓９１の上の天井部近傍を柔らかく照明する、間接照明装置として、機能している。
【００２１】
ＬＥＤ照明装置１は、長手方向に複数個、列をなすように順次繋がれ、後で詳細に述べる取り付け態様により、客室９０内の天井の取付け部８８に、その開口部を下方に向けて設置されている。
【００２２】
複数のＬＥＤ照明装置１は、主電源装置に対して、例えば直列、あるいは並列に接続されている。主電源装置には、ＬＥＤ照明システムを構成する機器として、ＬＥＤ照明装置１の他に、鉄道車両８０の客室内の照度を監視する照度センサ８６と、編成制御装置８７とが接続されている。編成制御装置８７は、トンネル位置などの路線情報および鉄道車両８０に備えられるＬＥＤ照明装置１の輝度を制御する調光指令等を処理する。照度センサ８６により、鉄道車両８０の車外環境の変化、例えば走行時間帯、走行位置、天候等の変化、に伴う客室内の照度の変化を検知し、照度情報として第１の電源装置８５へ送る。第１の電源装置８５は、路線情報や照度情報に基づき、客室内の照度が所定の範囲になるように、電源線３１を介してＬＥＤ照明装置１に供給する電流もしくは電力を制御する。このようなＬＥＤ照明システムにより、鉄道車両８０の客室内の照度が所望のレベルに維持される。
【００２３】
なお、実施例３で後述するように、ＬＥＤ電源ユニット３と照明装置本体２とが分離されている形態もありうる。
【００２４】
図２（図２Ａ、及び図２Ｂ）に、本実施例のＬＥＤ照明装置１の、図１ＢのII−II線断面図を示す。本実施例のＬＥＤ照明装置１の照明装置本体２は、大まかには、一面が開放面をなす概直方体状のフレーム２０と、当該フレーム２０に上記の開放面側から被せられる化粧カバー６とを含んで構成されている。分かりやすさを考慮し、図２Ａには、化粧カバー６がフレーム２０から分離された状態のII−II線断面図を示しているが、実際には、図２Ｂに示すように、化粧カバー６とフレーム２０とは一体に組み合わされて使用される。
【００２５】
フレーム２０は、ベース部２１と、当該ベース部２１の左右両端部に設けられた側縁部２２、２３とを含んで構成される。フレーム２０の縦断面はΠ字状であり、照明装置本体２の長手方向（図１Ａ〜図１Ｃに示す背面図、側面図および正面図の紙面左右方向）に延設されている。このような形状のフレーム２０は、例えばアルミ合金の押出加工により成形することができる。
【００２６】
フレーム２０のＬＥＤ照明装置１の長手方向端部には、図３に示すようにエンドプレート２５が取り付けられており、上述したフレーム２０の箱型形状の長手方向端部の壁面をなしている。
【００２７】
ベース部２１の上記開放面に対向する側はフレーム２０の底面をなし、当該底面すなわち取付面に複数のＬＥＤ発光素子１０が実装された基板４が取り付けられる。一例として基板４は矩形の平板からなり、取付面も平坦な面となっている。ベース部２１の電源ユニット対向面（基板４の取付面の裏面）には、フレーム長手方向へ形成された一対の凹部を介してヒートシンク２Ａ（凸部）が形成されている。このヒートシンク２Ａは、ＬＥＤ発光素子１０への通電により発生する熱を外部へ逃がす機能を有する。アルミ自体の熱伝導性が良いため、本実施例では単なる凸部をヒートシンク２Ａとして使用しているが、凸部を設けずに熱伝導性の良い金属薄膜や放熱性コーティングをベース部２１裏面に設けてヒートシンク２Ａとして機能させてもよい。あるいは、凸部の表面に金属薄膜や放熱性コーティングを設けてもよい。
【００２８】
側縁部２２は、ベース部２１の左側側部から左方（図２の左方）に張り出す上側張出部２２Ａと、その下方（同図下方）に間隔を隔てて配置され、同様に左方に張り出す下側張出部２２Ｂとを有している。上側張出部２２Ａおよび下側張出部２２Ｂは垂設部２２Ｃにより上下方向（つまり照明装置本体２の厚み方向）に連結されている。下側張出部２２Ｂには、側縁部２３側に張り出した内側張出部２２Ｄが設けられている。
【００２９】
同様に、側縁部２３は、ベース部２１の右側側部から右方（図２の右方）に張り出す上側張出部２３Ａと、その下方に間隔を隔てて配置され、同様に右方に張り出す下側張出部２３Ｂとを有し、上側張出部２３Ａおよび下側張出部２３Ｂは、垂設部２３Ｃにより上下方向に連結される。また、下側張出部２３Ｂにも、側縁部２２側に張り出した内側張出部２３Ｄが設けられている。
【００３０】
上述の内側張出部２２Ｄ、２３Ｄは、フレーム２０の長手方向に延在しており、本実施例では、内側張出部２２Ｄ、２３Ｄによって形成される開口を開放面と称する。また、この開放面の外側（図２Ａの紙面下側）には、上記内側張出部２２Ｄ、２３Ｄの下面と下側張出部２２Ｂ、２３Ｂの内壁面による凹部２２ｂ、２３ｂが各々形成されている。
【００３１】
上述の垂設部２２Ｃ、２３Ｃは、各々、フレーム２０の側壁面をなしている。この側壁面（２２Ｃ、２３Ｃ）には、図１Ｂに示すように、照明装置本体の長手方向に沿って間欠的に第２の開口窓部２３ｈが貫通形成されている。第２の開口窓部２３ｈは、照明装置本体２の長手方向に延びる長孔であって、上記長手方向に所定間隔を隔てて複数個設けられている。後述するが、第２の透光性プレート７は締結部材であるネジにより第２の開口窓部２３ｈに固定されている。各第２の開口窓部２３ｈには、第２の透光性プレート７が固定されている。本実施例では、第２の透光性プレート７としては、好ましくは難燃性または耐火性の樹脂製プレート（例えばポリカーボネート板）が用いられている。なお、第２の透光性プレートは原理的には必ずしも必要ではないが、第２の開口窓部２３ｈを塞ぐ機能を奏するためフレーム２０内部の防塵効果を有し、ＬＥＤ発光素子１０表面への埃の付着による照度劣化を抑制できる。
【００３２】
上述した各側縁部２２、２３における下側張出部２２Ｂ、２３Ｂは、ＬＥＤ照明装置１の幅方向（図２の紙面左右方向）に間隔を隔てて相対しており、当該間隔により、フレーム２０のベース部２１と対向する第１の開口窓部２０ｈが形成されている。第１の開口窓部２０ｈは、フレーム２０に化粧カバー６を取り付けた際に、第１の透光性プレート５が位置するように形成されている（図２Ｂ参照）。
【００３３】
次に、化粧カバー６について説明する。化粧カバー６は、フレーム２０を下方から覆う部材であって、図１Ｃに示されるように、外観上は、開口部６ａを備え、端部に曲げ加工が施された板状部材である。開口部６ａは、長手方向（図２Ａまたは図２Ｂの紙面垂直方向）に延在している。
【００３４】
図１ＢのＶ部分詳細図である図３に示されるように、化粧カバー６の長手方向端部には、照明装置本体２の背面２Ａの側に向かって屈曲しつつ上方に折り曲げられた折曲げ部６３が形成されている。折曲げ部６３は、照明装置本体２の端部を端面方向から覆っている。また、化粧カバー６の幅方向の端部には、後述する延設部６１、６２が形成されている。
【００３５】
本実施例の場合、図２Ａに示されるように、化粧カバー６にはネジ穴２９が設けられており、フレーム２０の各下側張出部２２Ｂ、２３Ｂおよび内側張出部２２Ｄ、２３Ｄの下面にパッキン２４のような緩衝部材を介して、締結部材２８（例えばネジやボルト・ナットなど）により、フレーム２０に対して脱着可能に固定される。
【００３６】
本実施例のＬＥＤ照明装置１は、構造が簡単であるため厚みが非常に薄く、更に開放面および第１の開口窓部２０ｈと基板４とが平行若しくは大凡平行な位置関係にあるため（つまり、基板４が箱形状のフレーム２０の底面に固定されているため）、化粧カバー６を取り外せば基板４に直ぐにアクセス可能である。従って、化粧カバー６をフレーム２０に完全に固定せず、化粧カバー６を脱着可能に構成することにより、基板４へのアクセス性が著しく向上し、ＬＥＤ発光素子１０の破損・故障時における基板４の交換作業等、装置のメンテナンス性が向上する。無論、化粧カバー６をフレーム２０に完全に固定しても、照明装置の側方配光は可能であるが、メンテナンス性の観点からは、化粧カバー６は、フレーム２０に対して脱着可能であった方が好ましい。
【００３７】
開口部６ａの裏面（フレーム２０との対向面側）には、第１の透光性プレート５が設けられている。本実施例では、化粧カバー６を構成する板状部材のうち、開口部６ａの周囲の部分を開口縁部６０と称するが、第１の透光性プレート５はパッキン２４により開口縁部６０の裏面側に固定されている。第１の透光性プレート５をフレーム２０側に固定する構成も実現可能であるが、装置のメンテナンス性を考慮すると、第１の透光性プレート５を化粧カバー６側に固定し、化粧カバー６と一体でフレーム２０から脱着できる方が好ましい。
【００３８】
また、化粧カバー６をフレーム２０に取り付けた場合、図２Ｂに示されるように、パッキン２４は凹部２２ｂ、２３ｂ内に収納される。つまり、第１の透光性プレート５の外周縁部は、内側張出部２２Ｄ、２３Ｄと開口縁部６０により、パッキン２４を介して挟持されることになり、開口縁部６０は、第１の透光性プレート５の外周縁部を保持する保持部として機能する。開口部６ａと同様、第１の透光性プレート５は、長手方向（図２の紙面垂直方向）に延在している。
【００３９】
第１の透光性プレート５は、ＬＥＤ発光素子１０から放出された光を照明装置本体２の下側に導き、かつ側方に反射または散乱させる機能を有する部材であり、好ましくは平板状のガラス板（例えば強化ガラス板）が用いられる。化粧カバー６が開放面を塞ぐように箱状のフレームに固定されることにより、第１の透光性プレート５が平坦な発光面を構成する。鉄道車両の場合、スキー板や楽器といった長尺の手荷物を車内に持ち込む乗客が存在する。従って、蛍光灯のような発光面に凹凸がある照明装置に比べて、発光面が平坦な照明装置の方が長尺の手荷物が引っ掛かりにくくなる。また、凹凸が無い分、床面から天井までの高さが高くなるため、上記の手荷物が当たりにくくなる。よって、発光面を平坦に構成する方が、発光面に凹凸のある場合に比べて照明装置の破損の確率を低くすることができる。
【００４０】
第１の透光性プレート５の内面（図２上側面）には、ＬＥＤ発光素子１０から放出された光の一部を透過し、一部を反射または散乱させる拡散シート（図示せず）が設けられており、この拡散シートによって、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を拡散して側方を照射することができる。また、拡散シートが設けられていることにより、第１の透光性プレート５の破損時に第１の透光性プレート５の飛散を防止できるようになっている。
【００４１】
拡散シートとしては、偏光性を有するシートを採用してもよい。この場合には、拡散シートの縦横の向きを変えて第１の透光性プレート５に装着することにより、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光が第１の透光性プレート５に入射して拡散したときに、第１の透光性プレート５の発光面の見え方が変化する。例えば、第１の透光性プレート５が長手方向に直線状に発光して発光面が冷陰極管のように見えたり、あるいは第１の透光性プレート５が長手方向と直交する幅方向に縞模様に発光して発光面が立体的に見えたりするようになる。
【００４２】
なお本実施例では、第１の透光性プレート５の反射・散乱機能を実現するため拡散シートを用いたが、ガラス繊維やポリカーボネート製の部材を用いれば、拡散シートを使用せずとも第１の透光性プレート５を作製することができる。ただし、ガラス板と拡散シートの組み合わせの方が光の損失が少なく、より照度の高い照明装置を実現することができる。
【００４３】
また、第１の透光性プレート５や第２の透光性プレート７を色つきの透光性部材で構成してもよい。この場合、第１の透光性プレート５や第２の透光性プレート７を透過して外部へ照射される光に色が付くことになるが、色付きの第１の透光性プレートまたは第２の透光性プレートを有する複数のＬＥＤ照明装置を並べて配置し、更にこれら複数のＬＥＤ照明装置間で透光性プレートの色を変えることにより、カクテル照明のような効果を生むことができる。鉄道車両以外に適用した場合であってもこの効果が奏されることは言うまでもない。
【００４４】
本実施例の化粧カバー６には、図２に示すように、開口縁部６０からそれぞれ両側方に延設された延設部６１、６２が設けられている。本実施例のＬＥＤ照明装置１の場合、両側面の一方のみが発光する片面発光タイプの灯具であるため、延設部６１，６２の形状が異なっており、すなわち、延設部６１，６２の形状が左右非対称である。延設部６１は、照明装置本体２の背面２Ａの側に向かって屈曲しつつ上方に立ち上がるとともに、フレーム２０の側縁部２２の上側張出部２２Ａまで延びる立壁部を形成しており、フレーム２０の側縁部２２を側方から覆っている。これは、延設部６１が設けられた側からの発光が不要であるためである。延設部６２は、照明装置本体２の背面２Ａの側に向かって上方に湾曲しつつ傾斜する傾斜部を形成している。なお、延設部６２の機能・作用については後述する。
【００４５】
図４は、基板４上にＬＥＤ発光素子１０が実装された様子を示す模式図である。基板４の実装面には、基板４の長手方向（同図左右方向）に沿って配設された多数のＬＥＤ発光素子１０が搭載されている。この基板４は、絶縁シート（図示せず）を介して、ベース部２１上に固定されている。
【００４６】
本実施例のＬＥＤ照明装置１においては、１台のフレーム２０上に複数の基板が載置される。例えば、本実施例では、１個のＬＥＤ照明装置１の構成要素の１つである照明装置本体２に取り付けられる基板４は、図５に示したように、複数枚、例えば４枚の基板４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄから構成されている（各基板４Ａ〜４Ｄの実装面には、それぞれ多数のＬＥＤ発光素子１０が搭載されているが図示は省略した）。このように、本実施例のＬＥＤ照明装置１は、ＬＥＤ発光素子を搭載する基板４が複数枚の基板に分割されて照明装置本体２に実装されているため、ＬＥＤ発光素子が破損・故障した場合の装置メンテナンスが容易である。つまり、全てのＬＥＤ発光素子を１枚の基板に実装した場合、一部故障の場合であっても基板全てを交換する必要が生じるが、本実施例のＬＥＤ照明装置１では、ＬＥＤ発光素子が複数枚の基板に分割されて装置に搭載されているため、ＬＥＤ発光素子全体を交換する必要が無い。
【００４７】
図５に、一対のコネクタ（オス型コネクタ及びメス型コネクタ）を用いた複数枚の基板の電気的な接続関係を模式図で示す。各基板４Ａ〜４Ｄの角部には、オス型コネクタ４０が設けられており、隣り合う各基板は、相対する各オス型コネクタ４０に嵌合する中継用のメス型コネクタ４１により電気的に接続されている。また、基板４Ａ、４Ｄの残りのオス型コネクタ４０には、短絡用のメス型コネクタ４１’が嵌合している。基板４Ｂの残りのオス型コネクタ４０に嵌合するメス型コネクタ４１”は、端子台３０を介してＬＥＤ電源ユニット３に接続されている。図５の例では、基板４Ａと４Ｂ、基板４Ｃと４Ｄ各々直列に、電源ユニット３に接続されている。このような一対のコネクタを用い複数枚の基板を接続して構成された１つの基板４が、各ＬＥＤ照明装置１の照明装置本体２に実装されている。
【００４８】
次に、本実施例のＬＥＤ照明装置１の動作について、図６および図７を用いて説明する。図６は、図１ＢのVI−VI線断面図を示し、図７はＬＥＤ発光素子１０から出射された光の光路を示す模式図である。
【００４９】
ＬＥＤ発光素子１０から出射された光は、ベース部２１と対向する第１の透光性プレート５に入射する。第１の開口窓部２０ｈ（換言すると第１の透光性プレート５）と基板４とが平行若しくは大凡平行な位置関係にあるため、各ＬＥＤ発光素子１０から出射された光のうち第２の開口窓部２３ｈに直接到達する光以外は、直下の第１の透光性プレート５に入射し、下方に透過したのち、照明装置本体２の外部に直接光として照射される。直接光の光路の一例を図６、図７中に実線で示した。また、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光の一部は、第１の透光性プレート５で反射（全反射または一部反射）した後、垂設部２３Ｃの第２の透光性プレート７を透過して第２の開口窓部２３ｈの側方に間接光として照射される。間接光の光路は図６、図７中に一点鎖線で示した。このとき、第１の透光性プレート５の内面に拡散シートが装着されている場合には、第１の透光性プレート５の全面を主発光面として発光させることができるばかりでなく、当該拡散シートによる拡散光が第２の透光性プレート７を透過して側方に照射されるようになる。
【００５０】
このように、第１の透光性プレート５での反射および（または）散乱を利用することで、簡易な構成で、照明装置の側方照射を実現することができる。
【００５１】
次に、図８を用いて、化粧カバー６の延設部６２およびフレーム２０の上側張出部２３Ａの機能について説明する。図８は、ＬＥＤ発光素子１０から出射された光の光路を示す模式図であり、実線が直接光の光路、一点鎖線が間接光の光路を、二点鎖線が別の間接光の光路を示す。点線は、第２の透光性プレート７の中心を示す。ＬＥＤ発光素子１０からの出射光のうち一部は、例えば、図８の実線で示す光路を通って、第１の透光性プレート５を透過し、照明装置の下面を照射する。
【００５２】
本実施例の場合、化粧カバー６の外側は上側に反った曲面部によって構成される延設部６２をなしている。図８中の一点鎖線で示されるように、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光の一部は、第２の透光性プレート７を直接透過した後、延設部６２の内面で反射され、側方上部（図８中の点線よりも紙面上側）を照射する。また一方、図８中の二点鎖線で示されるように、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光の一部は、第１の透光性プレート５裏面の拡散シートで反射した後、上側張出部２３Ａの内面で反射され、照明装置の側方下部（図８中の点線よりも紙面下側）を照射するようになる。
【００５３】
以上のように、化粧カバー６の幅方向の端部領域に上側に湾曲した延設部６２を設け、かつフレーム２０に上側張出部２３Ａを設けることにより、照明装置の側方を上側から下側までむらなく照射することができるようになる。
【００５４】
この効果は、特に鉄道車両に本実施例のＬＥＤ照明装置１を取り付けた場合に大きく、車両の天井側面や側広告等を従来の照明装置よりも明るく照射することが可能となる。
【００５５】
例えば、図１Ｅに示した一対のＬＥＤ照明装置１のうち、左側のＬＥＤ照明装置１Ａは左側に延設部６２があり、右側のＬＥＤ照明装置１Ｂは右側に延設部６２がある。これにより、延設部６２からの光が車両の天井側面や側広告等を明るく照射する効果がある。
【００５６】
このとき、延設部６２の内面は、反射光量を増やすために、白色に塗装されている方が好ましい。この場合には、化粧カバー６の延設部６２での反射を利用することで、照明装置本体２の側方から照射されるようになっているので、装置全体の構造を簡略化できる。
【００５７】
また、以上の説明では、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を照明装置本体２の側部からのみ側方へ照射するようにした例を示したが、図９に示すように、照明装置本体２の長手方向の端部に装着したエンドプレート２５に第３の開口窓部２５ａを貫通形成し、当該開口窓部２５ａに第３の透光性プレート８を装着することにより、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を第３の透光性プレート８を透過させて、第３の開口窓部２５ａから端部方向に照射するようにしてもよい。
【００５８】
本実施例によれば、装置全体の構造が簡素化され、付加的な複雑な機構無しに、主発光面として発光すると共に、照明装置本体の側方への配光が可能なＬＥＤ照明装置を実現することができる。
また、装置全体の構造が簡素化されるため、非常に薄いＬＥＤ照明装置を実現することも可能となる。
【実施例２】
【００５９】
本実施例では、化粧カバー６の延設部６２の変形例について説明する。実施例１では、図２あるいは図６に示すような湾曲形状の延設部６２について説明したが、図１０に示すように、化粧カバー６の開口縁部６０に対して屈曲しつつ直線状に交差するものであってもよい。この場合においても、図８の場合と同様の光路が形成される。
あるいは、図１１の変形例に示すように、化粧カバー６の延設部６２は、湾曲形状や屈曲形状を有することなく、単に開口縁部６０の延長線上に延設されたものであっても良い。この場合においても、ＬＥＤ発光素子１０からの出射光を側方に照射させることが可能である。
本実施例によれば、側方への配光を行うための延設部の構造、ひいては装置全体の構造が簡素化され、非常に薄いＬＥＤ照明装置を実現することが可能となる。
【実施例３】
【００６０】
実施例１、２では、ＬＥＤ照明装置の２つの側面のうち、片側のみが発光する片面発光タイプのＬＥＤ照明装置の構成について説明したが、本実施例では、ＬＥＤ照明装置の両側面が発光する両面発光タイプ、かつＬＥＤ電源ユニットが照明装置本体とは分離された形態のＬＥＤ照明装置について説明する。
図１２に、図１ＢのVI−VI線断面図に相当する、本実施例のＬＥＤ照明装置１の断面図を示す。ここで、本実施例のＬＥＤ照明装置１の外観図は、側面図は図１Ｂとほぼ同様であるが、ＬＥＤ電源ユニットが分離されており、更に両面発光タイプのため、背面図と正面図は図１Ａないし図１Ｃに示される態様とは若干異なる。
【００６１】
本実施例では、フレーム２０の側縁部２２，２３の両垂設部２２Ｃ，２３Ｃに第２の開口窓部２３ｈを貫通形成して、当該開口窓部に第２の透光性プレート７を装着する。また、化粧カバー６の延設部６１、６２の両者を、照明装置本体２の背面２Ａ側に向かって湾曲しつつ傾斜する傾斜部として形成する。更に、側縁部２２，２３の両者に上側張出部２２Ａ、２３Ａを各々設ける。これにより、照明装置の両側の側方を上側から下側までむらなく照射することが可能となる。
【００６２】
本実施例のＬＥＤ照明装置１は延設部６１，６２の形状が左右対称なので、例えば鉄道車両８０の客室９０用の空調装置が鉄道車両８０の床下に設置され、ダクトを介して客室９０内の空調がなされるタイプに適している。すなわち、本実施例のＬＥＤ照明装置１は客室９０内の天井の中央に取り付けることもできる。換言すると、本実施例のＬＥＤ照明装置１は天井面等の設置位置に制約がない。
【００６３】
また、本実施例では、ＬＥＤ電源ユニット３は照明装置本体２から分離されているため、照明装置本体２を軽量化でき、照明装置本体２の天井面への取付作業の負担を軽減できる。また、ＬＥＤ電源ユニット３を照明装置本体２とは離れた外部、例えば鉄道車両の床下に配置することができるため、車両の重心を下げるといった効果も期待できる。なお、実施例１で説明した片面発光型のＬＥＤ照明装置においても、電源ユニットを分離した構成を採用できることは言うまでもない。
【実施例４】
【００６４】
本実施例では、笠（ディフューザー）を備えた笠付き灯具の実施例について説明する。実施例１から３で説明したＬＥＤ照明装置は、従来のＬＥＤ照明装置よりも側方を明るく照明できるという特徴を有するが、場合によっては、側方照明はさほど重要ではなく、ＬＥＤ発光素子から出射された光を照明装置の下側に配光したい場合がある。
【００６５】
図１３Ａに、本実施例のＬＥＤ照明装置１の断面図を示す。ＬＥＤ発光素子１０は基板４に実装され、基板４はフレーム２０の底面にネジ止めされている。化粧カバー６の開口部６ａの裏面には第１の透光性プレート５が固定され、更に、化粧カバー６はパッキン２４（緩衝部材）と図示しない締結部材を介してフレーム２０に固定されている。フレーム２０の側壁には第２の開口窓部２３ｈが形成されているが、本実施例の場合、第２の透光性プレート７は、フレーム２０の側壁面外側と化粧カバー６の側壁面内側の両方に固定されている。ディフューザー７０（笠部材）は、取付部７１を介してフレーム２０およびＬＥＤ電源ユニット３に固定されている。
【００６６】
ＬＥＤ発光素子１０からの出射光のうち、主発光面から照射される光は、例えば図１３Ａの実線で示した光路を通り、第１の透光性プレート５を透過して照明装置下面を照射する。一方、図１３Ａの一点鎖線で示された間接光の場合、第２の透光性プレート７を透過するが、ディフューザー７０の内壁面（紙面下向き面）で反射され、ＬＥＤ照明装置１の下部に導かれる。同様に、光路が第２の開口窓部２３ｈを通る直接光であっても、図１３Ａの二点鎖線で示されるように、ディフューザー７０の内壁面（紙面下向き面）で反射され、ＬＥＤ照明装置１の下部に導かれる。
【００６７】
従って、図１３Ａに示す実施例の場合、ＬＥＤ発光素子１０から出射される光は、全て照明装置の下方の照明に寄与するため、実施例１から３で説明したＬＥＤ照明装置に比べて、照明装置下部を特に明るく照明することができる。本実施例のＬＥＤ照明装置１は延設部の形状が左右対称なので、例えば鉄道車両８０の客室９０内の天井の取付け部に取り付ける際は、天井の中央に取り付けることも可能であり、その設置位置に制約がない。
【００６８】
図１３Ｂに、実施例４の変形例を示す。図１３Ｂに示す例の場合、第２の開口窓部２３ｈの下端がディフューザー７０の下端よりも下に位置しているため、第２の開口窓部２３ｈを通過する光の一部はディフューザー７０で反射されず、直接光として第２の開口窓部２３ｈを通って、ＬＥＤ照明装置１の側方に照射される。従って図１３Ｂの実施例により、主としてＬＥＤ照明装置１の下方を照明したいが、ある程度側方にも配光したい場合に好適なＬＥＤ照明装置を実現することができる。なお、側方への配光度合いは、図１３Ｂに図示した長さｄ（第２の開口窓部２３ｈの下端位置とディフューザー７０の下端位置との差）を調節することにより調整できることは明らかである。
【実施例５】
【００６９】
本実施例では、図１４ないし図１７を用いて、電源ユニット付きＬＥＤ照明装置の取付方法の各態様について説明する。ここでは、鉄道車両に本発明のＬＥＤ照明装置を取り付ける場合の取付方法について説明する。実施例１から４で説明したＬＥＤ照明装置１は、フレーム２０の各側縁部２２、２３の各張出部２２Ａ、２３Ａまたは２２Ｂ、２３Ｂを用いて取付面に取り付けられる。図１４ないし図１７において、図１から図１３に示された参照番号と同一の番号は、同一または相当部分を意味する。また、図１４ないし図１７では、ＬＥＤ照明装置１を概略図で示しており、照明装置本体２の基板、ＬＥＤ発光素子、第１、第２の透光性プレート、化粧カバー等は、図示を省略している。
【００７０】
図１４に示す取付態様は、鉄道車両の天井の天板１６に貫通孔１６ａを形成し、ＬＥＤ電源ユニット３を当該貫通孔１６ａを介して天井の裏側に配置した例である。このとき、フレーム２０の各側縁部２２、２３における各上側張出部２２Ａ、２３Ａが、これらを上下に挿通する取付ネジ１５（締結部材）により天板１６に取り付けられている。
【００７１】
図１５に示す取付態様は、天井に形成された凹部１６ｂを利用して、当該凹部１６ｂ内にＬＥＤ電源ユニット３を配置した例である。この場合、フレーム２０の各上側張出部２２Ａ、２３Ａには、横断面略Π字状の取付金具１７の下端が取付ネジ１５により取り付けられている。取付金具１７は、凹部１６ｂ内に配置されるとともに、取付ネジ１８により、凹部１６ｂ内の天板１６Ａに取り付けられている。
【００７２】
図１４および図１５に示す取付態様では、照明装置本体２を天板１６の下方に配置した例を示したが、図１６に示すものでは、フレーム２０の各上側張出部２２Ａ、２３Ａが天井の裏側に配置されており、各上側張出部２２Ａ、２３Ａの下面は、取付ネジ１５により、天板１６の上面に取り付けられている。すなわち、この場合には、照明装置本体２の一部が天板１６の上方に配置されている。
【００７３】
図１７に示す取付態様は、ＬＥＤ照明装置全体を天井の裏側に配置した例であり、ＬＥＤ照明装置１が天井に埋め込まれている。このとき、フレーム２０の各側縁部２２、２３における各下側張出部２２Ｂ、２３Ｂの下面は、取付ネジ１５（締結部材）により、天板１６の上面に取り付けられている。この場合には、ＬＥＤ照明装置１の側方から光を照射する必要がないので、第２の透光性プレートは不要となる。図１７に示す取付態様の場合、天井面に凹凸が無くなるため、外観上、天井面がすっきりして見えるという効果がある。
【００７４】
このように、ＬＥＤ照明装置１の取付けの際には、フレーム２０の左右両側縁部２２、２３において上下方向に間隔を隔てた各張出部２２Ａ、２２Ｂおよび２３Ａ、２３Ｂを利用することにより、ＬＥＤ照明装置１の取付面への取付け作業が容易に行えるようになるとともに、種々の取付方法が可能になる。
【００７５】
また、本実施例で説明した取付態様では、側縁部の張出部を介して、照明装置本体が取付面に取り付けられるようになっている。この場合には、張出部がベース部の側部から側方に張り出して設けられているので、この張出部を利用することにより、照明装置本体の取付面への取付け作業が容易に行えるようになる。また、各張出部が垂設部を挟んで照明装置本体の厚み方向に間隔を隔てて配置されているので、照明装置本体の厚み方向の２個所の位置で取付面に対する取付けを行える。
【００７６】
なお、ＬＥＤ電源ユニット３を照明装置本体２の背面２Ａに設置したことにより、照明装置本体２を取付面（例えば天井面）に据え付ける際には、電源ユニット３を取付面側の例えば端子台に接続する作業が容易になるとともに、電源ユニット単体のメンテナンス作業が容易になるという効果を奏する。
【００７７】
以上、実施例５では、鉄道車両に本発明のＬＥＤ照明装置を取り付ける場合の取付方法について説明したが、本発明のＬＥＤ照明装置は、ビル等の建物内の照明や住宅の室内用の照明等にも適用可能である。
本発明は、側方への照射光を簡単な機構で実現できるＬＥＤ照明装置に好適である。
【符号の説明】
【００７８】
１： ＬＥＤ照明装置
２： 照明装置本体
２Ａ： ヒートシンク
２０ｈ： 第１の開口窓部
２１： ベース部
２２： 側縁部
２２Ａ、２２Ｂ： 張出部
２２Ｃ： 垂設部
２３： 側縁部
２３Ａ、２３Ｂ： 張出部
２３Ｃ： 垂設部
２３ｈ： 第２の開口窓部
２５ａ： 第３の開口窓部
３： ＬＥＤ電源ユニット
３１： 電源線
４： 基板
４Ａ〜４Ｄ： 基板
５： 第１の透光性プレート
６： 化粧カバー
６０： 開口縁部
６１、６２： 延設部
７： 第２の透光性プレート
１０： ＬＥＤ発光素子
８０： 鉄道車両
８８： 天井の取付け部
９０： 客室。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ発光素子が搭載される基板と、
前記基板が固定される底面と、該底面から伸びた側壁面とを有し、当該底面の対向面が開放面をなすフレームと、
前記ＬＥＤ発光素子から放出された光が通過する第１の開口窓部を有し、前記フレームに対して前記開放面側から取り付けられる化粧カバーと、
前記第１の開口窓部を覆うように前記化粧カバーに固定され、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光の一部を透過させ、一部を反射あるいは散乱させる第１の透光性プレートと、
前記側壁面の少なくとも一つに設けられ、前記第１の透光性プレートから反射された光を外部に通過させる第２の開口窓部とを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記化粧カバーが前記開放面を塞ぐように前記フレームに固定されることにより、前記第１の透光性プレートが平坦な発光面を構成することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第１の透光性プレートは、
ガラス板と、当該ガラス板を透過する光量を調節する拡散シートとを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記拡散シートに替えて、偏光シートを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の開口窓部に設けられた第２の透光性プレートを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の透光性プレートが色付き透光プレートであることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の開口窓部が、前記側壁面のうち前記フレームの長手方向に延びる２つの側壁面のいずれか一方に形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の開口窓部が、さらに前記２つの側壁面の両方に形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
請求項７に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの長手方向端部の側壁面に設けられた第３の開口窓部を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記化粧カバーの前記第２の開口窓部側端部が曲面であることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記曲面の前記第２の開口窓部側の面が光を反射する色に塗装されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの側壁面のうち当該フレームの長手方向に延びる２つの側壁面に、ＬＥＤ照明装置を所定の取付面に固定する締結部材が配置される張出部を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの底面側から前記開放面側に反った笠部材を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの底面を上側、前記開放面側を下側として、前記第２の開口窓部の少なくとも下端が前記笠部材の下端よりも下側に配置されることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記基板の取付面の裏面側に形成されたヒートシンクを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記ヒートシンクは、前記裏面側に設けられた２つの長手方向溝により形成される凸部であることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１】
ＬＥＤ発光素子が搭載される基板と、
前記基板が固定される底面と、該底面から伸びた側壁面とを有し、当該底面の対向面が開放面をなすフレームと、
前記ＬＥＤ発光素子から放出された光が通過する第１の開口窓部を有し、前記フレームに対して前記開放面側から取り付けられる化粧カバーと、
前記第１の開口窓部を覆うように前記化粧カバーに固定され、前記ＬＥＤ発光素子から放出された光の一部を透過させ、一部を反射あるいは散乱させる第１の透光性プレートと、
前記側壁面の少なくとも一つに設けられ、前記第１の透光性プレートから反射された光を外部に通過させる第２の開口窓部とを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記化粧カバーが前記開放面を塞ぐように前記フレームに固定されることにより、前記第１の透光性プレートが平坦な発光面を構成することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第１の透光性プレートは、
ガラス板と、当該ガラス板を透過する光量を調節する拡散シートとを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記拡散シートに替えて、偏光シートを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の開口窓部に設けられた第２の透光性プレートを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の透光性プレートが色付き透光プレートであることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の開口窓部が、前記側壁面のうち前記フレームの長手方向に延びる２つの側壁面のいずれか一方に形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項８】
請求項７に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記第２の開口窓部が、さらに前記２つの側壁面の両方に形成されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項９】
請求項７に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの長手方向端部の側壁面に設けられた第３の開口窓部を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記化粧カバーの前記第２の開口窓部側端部が曲面であることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記曲面の前記第２の開口窓部側の面が光を反射する色に塗装されていることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの側壁面のうち当該フレームの長手方向に延びる２つの側壁面に、ＬＥＤ照明装置を所定の取付面に固定する締結部材が配置される張出部を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１３】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの底面側から前記開放面側に反った笠部材を備えたことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記フレームの底面を上側、前記開放面側を下側として、前記第２の開口窓部の少なくとも下端が前記笠部材の下端よりも下側に配置されることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記基板の取付面の裏面側に形成されたヒートシンクを備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＬＥＤ照明装置において、
前記ヒートシンクは、前記裏面側に設けられた２つの長手方向溝により形成される凸部であることを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３Ａ】
【図１３Ｂ】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１３−４１８２０（Ｐ２０１３−４１８２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１５９２４９（Ｐ２０１２−１５９２４９）
【出願日】平成２４年７月１８日（２０１２．７．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（３９００１０９７３）日立交通テクノロジー株式会社 (20)
【出願人】（００００００３０９）ＩＤＥＣ株式会社 (188)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１８日（２０１２．７．１８）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【出願人】（３９００１０９７３）日立交通テクノロジー株式会社 (20)
【出願人】（００００００３０９）ＩＤＥＣ株式会社 (188)
【Ｆターム（参考）】
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