JP5643590B2 - 照明装置及び照明装置を備えた自動販売機 - Google Patents

Description

本発明は、導光板の少なくとも一方の端部から入射した光を面状に放射する照明装置に関する。

自動販売機の商品表示部（商品サンプル棚）や屋外看板等の照明では、全体の光が均一であることが望ましい。そのため、光を直接照射するのではなく、バックライトとしての面光源が用いられている。

このような面光源では、板状の導光板の端部から光を導光板内部に導入し、その光を反射板および拡散板により導光板から面状に放射している（特許文献１参照）。

特開２００９−２１１３２０号公報

上述の特許文献１のような照明装置では、熱により導光板が膨張すると、導光板の端部と光源（ＬＥＤ等）との位置関係が変化することによって導光板の端部に入射する光量が変化し、導光板の表面から放射される光量が変化する。特に、ＬＥＤと導光板の端部との距離が両端側で大きく不均一となると明るさが変化したり、明るさのむらが生じたりする。そのため、適切な照明を行うことができなくなる。また、膨張した導光板がＬＥＤ等の光源を押圧し、光源を破壊するおそれもある。

本発明の目的は、上記課題に鑑み、導光板が熱膨張した際にも、導光板の端部と光源との位置関係を適切に保つことができる照明装置及び照明装置を備えた自動販売機を提供することである。

前記課題を解決するために、本発明の照明装置は、互いに対向する端部のそれぞれの側に備えられた光源から入射する光を面状の光として放射する導光板と、前記導光板を支持するベースと、を備え、前記導光板と前記ベースとの一方に当該導光板と当該ベースとの他方側に突出する突出部が設けられ、前記導光板と前記ベースとの他方に前記突出部を受け入れる受入部が設けられ、前記導光板の前記光の入射方向に直交する側の両端部の当該光の入射方向に沿う方向における略中央位置に前記突出部または前記受入部としての第１突出部または第１受入部が設けられるとともに、前記ベースは前記第１突出部または前記第１受入部に対応する第１受入部または第１突出部が設けられ、前記導光板の前記光の入射方向に直交する側の両端部の当該光の入射方向に沿う方向における一方の端部側に前記突出部または前記受入部としての第２突出部または第２受入部が設けられるとともに、前記ベースは前記第２突出部または前記第２受入部に対応する第２受入部または第２突出部が設けられ、前記第１受入部および前記第２受入部のそれぞれは前記第１突出部および前記第２突出部のそれぞれに対して前記光の入射方向に沿う方向に隙間を有し、前記導光板は略鉛直方向に設置され、前記光源は前記導光板の上方および下方に配置され、前記導光板の前記第２突出部または前記第２受入部は、当該導光板の下端部側に設けられ、前記導光板が膨張していない状態において、前記第１突出部は前記第１受入部の上端部と当接するとともに、前記第２受入部の上端部と前記第２突出部との間に前記隙間が形成され、前記導光板は前記突出部が前記受入部に受け入れられることにより、当該導光板が前記光源側に膨張した際に前記導光板の端部と前記光源とが所定の位置関係となるように支持されている。

この構成では、導光板が膨張していない状態（初期状態）では、第１突出部が第１受入部の上端部と当接するため、第１突出部が導光板の位置決め部材として機能するとともに、導光板の支持部材としても機能することができる。また、導光板が膨張した際には、第２突出部が第２受入部に当接するため、導光板が下方に膨張することを抑制することができる。すなわち、第２突出部と第２受入部とは導光板の下方の位置決め部材として機能する。

本発明の照明装置の好適な実施形態の一つでは、前記導光板が膨張していない状態において、前記第２受入部の前記隙間の大きさは前記導光板の前記光の入射方向に沿う方向における最大膨張長さの半分よりも小さく設定されている。

この構成では、第２受入部の前記隙間の大きさは前記導光板の前記光の入射方向に沿う方向における最大膨張長さの半分よりも小さく設定されているため、導光板が膨張する途中で第２受入部の上端部が第２突出部と当接するため、導光板の下方への膨張が規制される。これにより、導光板の下端部と導光版の下方に配置された光源との位置関係を維持することができる。

本発明の照明装置は様々な用途に用いることができる。例えば、前記放射する光を自動販売機の商品表示部の光源として用いることができる。

本発明の照明装置を用いた自動販売機の扉を開いた状態での斜視図である。 自動販売機の外扉の断面図である。 照明装置の分解斜視図である。 実施例１における受入部およびピン（突出部）の形成位置を示す図である。 実施例２における受入部およびピン（突出部）の形成位置を示す図である。 実施例３における受入部およびピン（突出部）の形成位置を示す図である。 実施例３における受入部およびピン（突出部）の形成位置を示す図である。 実施例４における受入部およびピン（突出部）の形成位置を示す図である。 実施例５における受入部およびピン（突出部）の形成位置を示す図である。

以下に、図面を用いて本発明の照明装置の実施形態を説明する。図１は、本発明の照明装置を採用した自動販売機の扉を開いた状態での斜視図である。この自動販売機では、板金製の筐体１の内部に飲料缶や飲料瓶等の商品（以下、商品と称する）を収納する商品収納庫２が設けられている。また、本実施形態では、商品収納庫２は断熱構造の区画壁４により２つの分割商品収納庫２Ａおよび２Ｂに区画されている。

分割商品収納庫２Ａおよび２Ｂ内には、径の異なる複数の商品を積み重ねた状態で収納可能な商品収納ラック３が１列または２列状態で前後方向から吊り下げ状態で着脱可能に組みつけられている。

筐体１には、商品収納庫２の前面開口部のうちの商品投入口６を除く下半側開口部に対して揺動開閉自在に断熱構造の下側内扉８が取り付けられている。この下側内扉８の分割商品収納庫２Ａおよび２Ｂに対応する下端側部位には商品排出口７が形成されている。また、筐体１の前面開口部に対して、外扉１１が揺動自在に取り付けられている。この外扉１１の下端側には、下側内扉８の商品排出口７を通して送り出される商品を受け止める商品受止め部９および商品受止め部９に受け止められた商品を外部から取り出すための商品取出し口１０が設けられている。

外扉１１の商品サンプル棚１２の背面には、商品収納庫２の上半側の商品投入口６を覆う断熱構造の上側内扉１３が揺動開閉自在に取付けられている。

図２は、外扉１１の上半分（上側内扉１３に対応する部分）のＩＩ−ＩＩ断面線における断面図である。また、図３は照明装置の分解斜視図である。図に示すように、上側内扉１３と商品サンプル棚１２との間には、アクリル樹脂製の略矩形（１ｍ四方程度）板状の導光板２０が配置され、導光板２０の上端部側および下端部側には光源としてのＬＥＤ３０（本発明の光源の例）が導光板２０の端部に沿って１列に備えられている。したがって、ＬＥＤ３０から照射された光は、導光板２０の端部から導光板２０の内部に導かれる。本実施形態では、ＬＥＤ３０は表面実装型を用いているが、砲弾型を用いても構わない。また、図には詳細に示していないが、ＬＥＤ３０は凹部の底部に配置され、凹部の壁面はＬＥＤ３０の光を導光板２０側に反射する反射面で構成されている。これにより、ＬＥＤ３０から放射される大部分の光を導光板２０の端部に導くことができる。さらに、ＬＥＤ３０と導光板２０との隙間におけるベース２３と支持部材２３ａの内面を鏡面加工したり反射性の塗料を塗布したりすれば、ＬＥＤ３０と導光板２０との隙間が大きくなっても導光板２０の端部に導かれる光量が大きく減少しない。

また、導光板２０の背面側（上側内扉１３側）には光を反射させる反射板２１が備えられ、導光板２０の前面側（商品サンプル棚１２側）には光を拡散させる拡散板２２が備えられている。そのため、導光板２０の内部に導かれたＬＥＤ３０からの光は、反射板２１により反射され、拡散板２２により面状の拡散光として商品サンプル棚１２側に放射され、商品サンプルの照明（バックライト）となる。

これらの反射板２１，導光板２０および拡散板２２は、アルミニウム製のベース２３とベース２３に設けられた支持部材２３ａ（本発明の覆い部材の例）とにより挟み込まれるようにして支持されている。

このベース２３は、熱伝導率の高い材質で構成されており、導光板２０の熱が反射板２１を介してベース２３に伝達され、放熱される。これにより、導光板２０の温度が必要以上に高くなることを防止している。

図４は本実施例における受入部２４およびピン２５の形成位置を示す図である。図３，４に示すように、本実施形態における導光板２０には、切り欠きにより６つの受入部２４が設けられている。また、ベース２３には、６つの受入部２４に対応する位置にピン２５（本発明の突出部材の例）が設けられている。ピン２５はベース２３と一体成形されたものでもよいし、ベース２３と別体のピン２５をネジ等によりベース２３に固定しても構わない。

本実施例では、受入部２４は導光板２０の端部に設けられ、図２に示したように、導光板２０の端部は支持部材２３ａにより覆われている。したがって、受入部２４およびピン２５は使用者等から視認されることはない。なお、本実施例では支持部材２３ａは導光板２０の４つの端部側に備えられているが、受入部２４およびピン２５が設けられている端部側にのみ備えても構わない。

図４に示すように、本実施例ではＬＥＤ３０からの光の入射方向（図中上下方向）における中間（略中央）部位に第１受入部２４ａおよび第１ピン２５ａ（本発明の第１突出部の例）、下端部位に第２受入部２４ｂおよび第２ピン２５ｂ（本発明の第２突出部の例）、上端部に第３受入部２４ｃおよび第３ピン２５ｃが設けられている。

図４（ａ）は、導光板２０が膨張していない状態（初期状態）における受入部２４とピン２５との位置関係を示す図である。初期状態においては、第１ピン２５ａは、第１受入部２４ａの上端部と当接し、下端とは間隔ａの隙間を有している。一方、第２ピン２５ｂは、第２受入部２４ｂの上端部と間隔ｂの隙間を有している。他方、第３ピン２５ｃは、第３受入部２４ｃの下端部と間隔ｃの隙間を有している。

図４（ｂ）は、熱により導光板２０が膨張する過程における受入部２４とピン２５との位置関係を示す図である。この状態では、導光板２０は上下方向にそれぞれｂだけ膨張している。すなわち、導光板２０の上下方向に２ｂ膨張している。そのため、第２ピン２５ｂは第２受入部の上端部と当接し、第３ピン２５ｃと第３受入部２４ｃとの隙間は（ｃ−ｂ）となり、初期状態よりも小さくなっている。

さらに導光板２０の熱膨張が進むと図４（ｃ）に示す状態となる。上述したように、図４（ｂ）の状態では、第２ピン２５ｂが第２受入部２４ｂの状態と当接しているため、導光板２０の下方への膨張が規制される。そのため、導光板２０は上方にのみ膨張する。これにより、第３受入部２４ｃと第３ピン２５ｃの下端との隙間は（ｃ−ｂ−ａ）となっている。また、導光板２０は第１受入部２４ａ付近でも上方に膨張するため、第１ピン２５ａは第１受入部２４ａの上端から離間する。なお、導光板２０の第１受入部２４ａ付近での膨張の大きさは、ｄ／２程度となっている。

このように、導光板２０は熱により上下方向に対して２ｂ＋ｄだけ膨張する。このとき、ａ≧ｄ／２かつｃ≧ｂ＋ｄとなるように隙間を設定しておけば、導光板２０が熱膨張しても、導光板２０の上下側端部とＬＥＤ３０との距離を略均一に維持することができる。すなわち、導光板２０が最も膨張した際の導光板２０の上下端部とＬＥＤ３０との距離と、その際の導光板２０の膨張量とが決まれば、受入部２４とピン２５との位置関係を上述のように設定すれば、導光板２０の上下側端部とＬＥＤ３０との距離（位置関係）を最適に維持することができる。なお、本実施形態のような自動販売機では、照明装置は夜間等では点灯状態にあるため、上述のように、導光板２０が膨張状態で受入部２４とピン２５との位置関係を適切に維持することで、動光板２０から放射される光が略均一で照明の明るさの大きな変化を抑制することができる。

なお、導光板２０は光の入射方向と直交する方向に対しても膨張するため、受入部２４は光の入射方向に直交する方向にもピン２５に対する隙間を有している。

本発明の照明装置における受入部２４を形成する位置や数は実施例１の形態に限定されるものではない。そこで、以下に、様々な受入部２４の形成態様を説明する。なお、以下の説明では導光板２０における受入部２４の形成態様のみを説明するが、当然ながらベース２３には受入部２４に対応した位置および数のピン２５が形成されている。

図５は、導光板２０の略中央に１つの受入部２４が孔として形成された例である。本実施例では、受入部２４の開口形状とピン２５の断面形状とは略同一になっている。この場合には、導光板２０は受入部２４を中心としてあらゆる方向に膨張可能となっている。なお、膨張する量は、受入部２４から導光板２０の端部までの距離に比例するため、この例では、上下方向および左右方向に同じ量だけ膨張することとなる。したがって、初期状態における導光板２０の両端部とＬＥＤ３０との距離は同じ距離に設定しておけばよい。一方、受入部２４を導光板２０の図面上方寄りまたは下方寄りに形成した場合には、受入部２４より上方の膨張量と下方の膨張量が異なる。その場合には、初期状態における導光板２０の上端部と上側のＬＥＤ３０との距離と導光板２０の下端部と下側のＬＥＤ３０との距離とを膨張量に応じて異ならせておけばよい。

したがって、本実施例の照明装置においても、上述のように初期状態を設定すれば、導光板２０が膨張した際に、導光板２０の端部とＬＥＤ３０との位置関係を適切に維持することができる。

図６は、導光板２０の光の入射方向に沿う方向の略中央に、２つの受入部２４を光の入射方向と直交する方向に並べて形成した例である。この場合には、実施例２と同様に、導光板２０は光の入射方向に沿う方向（図中上下方向）には、略同一の膨張量となる。したがって、初期状態における導光板２０とＬＥＤ３０との距離は実施例２と同様に設定すれば良い。なお、本実施形態における初期状態では、各々の受入部２４は各々のピン２５に対して内側に隙間を有している。この隙間により、導光板２０の図中左右方向への膨張を吸収している。

本実施例では、２つの受入部２４を形成しており、この２点で導光板２０が支持されるため、実施例２の作用効果に加えて、より確実に導光板２０を支持することができる。

図７は、２つの受入部２４を導光板２０の光の入射方向に直交する側（図中左右側）の端部に設けた例である。このような位置に受入部２４を形成すると、光の進行を阻害することを回避することができる。さらに、このような位置に受入部２４を形成すれば、実施例１のように支持部材２３ａ等により光の放射面側から受入部２４やピン２５を覆うことができるため、これらをユーザが視認することを回避することができる。

なお、これらの場合には、光の入射方向と直交する方向への導光板２０の膨張を考慮して、受入部２４はピン２５に対して光の入射方向と直交する方向に隙間を有するように形成することが望ましい。

図８は、実施例３と同様に２つの受入部２４を形成したものであるが、実施例３とは異なり、２つの受入部２４は光の入射方向に沿って並べられて形成されている。この例では、初期状態では、第１ピン２５ａは第１受入部の上端部と当接し、第１受入部２４ａは第１ピン２５ａに対して下方に隙間を有している。一方、第２受入部２４ｂは第２ピン２５ｂの上方に対して隙間を有している。導光板２０が膨張した際の第１受入部２４ａと第１ピン２５ａとの関係、および、第２受入部２４ｂと第２ピン２５ｂとの関係は実施例１と同様である。なお、本実施例では、導光板２０の膨張を考慮して、導光板２０と上部側のＬＥＤ３０との距離を設定すればよい。

図９は、２組の第１受入部２４ａと第１ピン２５ａ、および、２組の第２受入部２４ｂと第２ピン２５ｂを形成した例、すなわち、実施例１から第３受入部２４ｃと第３ピン２５ｃとを除いたものである。この場合も、導光板２０が膨張した際の第１受入部２４ａと第１ピン２５ａとの関係、および、第２受入部２４ｂと第２ピン２５ｂとの関係は実施例１と同様であり、導光板２０と上部側のＬＥＤ３０との距離は、実施例４と同様に設定すればよい。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、導光板２０の上下両端部側に光源（ＬＥＤ３０）を備えたが、さらに、左右いずれかの一方、または双方に備えても構わない。

（２）上述の実施形態では、受入部２４は切り欠きや孔により形成したが、凹部により形成しても構わない。

（３）上述の実施形態では、導光板２０に受入部２４を設け、ベース２３にピン２５を設けたが、導光板２０にピン２５を設け、ベース２３に受入部２４を設ける構成としても構わない。

（４）上述の実施形態では、本発明の照明装置を自動販売機のバックライトとして採用した例を説明したが、他の用途に用いても構わない。また、導光板２０は略鉛直方向に設置するだけでなく、略水平方向に設置しても構わない。

本発明は、自動販売機や屋外看板等の比較的面積が大きな面光源を必要とする機器等の光源としての照明装置に用いることができる。

２０：導光板
２３：ベース
２３ａ：支持部材（覆い部材）
２４：受入部
２４ａ：第１受入部（受入部）
２４ｂ：第２受入部（受入部）
２４ｃ：第３受入部（受入部）
２５：ピン（突出部）
２５ａ：第１ピン（第１突出部、突出部）
２５ｂ：第２ピン（第２突出部、突出部）
２５ｃ：第３ピン（突出部）
３０：ＬＥＤ（光源）

Claims (3)

1. 互いに対向する端部のそれぞれの側に備えられた光源から入射する光を面状の光として放射する導光板と、
   前記導光板を支持するベースと、を備え、
   前記導光板と前記ベースとの一方に当該導光板と当該ベースとの他方側に突出する突出部が設けられ、
   前記導光板と前記ベースとの他方に前記突出部を受け入れる受入部が設けられ、
   前記導光板の前記光の入射方向に直交する側の両端部の当該光の入射方向に沿う方向における略中央位置に前記突出部または前記受入部としての第１突出部または第１受入部が設けられるとともに、前記ベースは前記第１突出部または前記第１受入部に対応する第１受入部または第１突出部が設けられ、
   前記導光板の前記光の入射方向に直交する側の両端部の当該光の入射方向に沿う方向における一方の端部側に前記突出部または前記受入部としての第２突出部または第２受入部が設けられるとともに、前記ベースは前記第２突出部または前記第２受入部に対応する第２受入部または第２突出部が設けられ、
   前記第１受入部および前記第２受入部のそれぞれは前記第１突出部および前記第２突出部のそれぞれに対して前記光の入射方向に沿う方向に隙間を有し、
   前記導光板は略鉛直方向に設置され、
   前記光源は前記導光板の上方および下方に配置され、
   前記導光板の前記第２突出部または前記第２受入部は、当該導光板の下端部側に設けられ、
   前記導光板が膨張していない状態において、前記第１突出部は前記第１受入部の上端部と当接するとともに、前記第２受入部の上端部と前記第２突出部との間に前記隙間が形成され、
   前記導光板は前記突出部が前記受入部に受け入れられることにより、当該導光板が前記光源側に膨張した際に前記導光板の端部と前記光源とが所定の位置関係となるように支持されることを特徴とする照明装置。
2. 前記導光板が膨張していない状態において、前記第２受入部の前記隙間の大きさは前記導光板の前記光の入射方向に沿う方向における最大膨張長さの半分よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 請求項１又は２記載の照明装置を商品表示部の光源として用いる自動販売機。

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