JP2010027570A - 放電灯点灯装置及び照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】放電灯からの熱の影響を受け難くして温度上昇を低減するとともに信頼性及び寿命の向上を図ることができ、定格電力の大きな放電灯を負荷とする際に照明器具のデザイン性を損なわない放電灯点灯装置及び照明器具を提供する。
【解決手段】放電灯点灯装置10及び照明器具1は、天井面に取り付けられることにより商用電源を受けて高周波電力に変換して、環状の放電灯を点灯制御する。電子部品を実装したプリント基板12,13を、環状の放電灯の中心に配置し、その短辺を天井面に接するように、天井面に対し垂直になるように配置し、プリント基板12,13は、複数備えられて互いの実装面を対向させ、実装面の間に放熱手段18を有している。
【選択図】図5

Description

本発明は、環状の放電灯を制御する放電灯点灯装置及びこの放電灯点灯装置を用いた照明器具に関する。
従来の放電灯点灯装置及び照明器具の一例として、2重管の環状蛍光灯を制御する放電灯点灯装置がランプ内径に沿うように配置した放電灯点灯装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような放電灯点灯装置は、商用電源を、入力フィルタを介してダイオードブリッジにて整流し、昇圧チョッパ回路で直流に変換し、ハーフブリッジインバータにて高周波に変換し、その出力に放電灯とともに共振回路が接続されている。
このハーフブリッジインバータの駆動周波数を変化させて、予熱、放電開始、点灯、調光等の制御を行う。
これらの回路を構成する部品の中で、チョークコイルや、ダイオードブリッジ、FET、ダイオード等は発熱の大きい電子部分であり、放熱部材に接続されている。これらの放電灯点灯装置を構成する電子部品は、放電灯点灯時に放電灯自体が発する熱の影響も受ける。
従来の放電灯点灯装置及び照明器具の他の一例として、放電灯点灯装置を構成する回路部品の自己発熱と、放電灯から発せられる熱とを考慮した放電灯点灯装置が知られている。
このような放電灯点灯装置における回路部品の自己発熱上昇、放電灯自体からの熱の影響は、放電灯の定格電力が大きくなるのに従って大きくなることは自明である。また、照明器具として目立たないように小型化、薄型化のニーズが高まっており、これらの要求を実現するために、回路部品の自己温度上昇、放電灯自体からの熱の影響の課題が重要になってきている。
従来の放電灯点灯装置及び照明器具のさらに他の一例として、天井面に配設された配線装置(所謂、引掛シーリングや引掛ローゼット等と称されるもの)と電気的接続がなされる引掛刃を備えた放電灯点灯装置構成する回路部品の自己発熱と、放電灯から発せられる熱とを考慮した放電灯点灯装置及び照明器具が知られている(例えば、特許文献2参照)。
このような放電灯点灯装置は、放電灯点灯装置を構成する回路部品を実装したプリント基板が天井面と並行に位置するように配置されている。
特開2000−207931号公報(図1、段落番号0003、0023,0024) 特開2005−209477号公報(図1、段落番号0007)
ところで、上記特許文献1等に開示された放電灯点灯装置において、回路部品の自己温度上昇、放電灯自体からの熱の影響は、放電灯の定格電力が大きくなるのに従い大きくなるのは自明である。一方、回路部品の信頼性及び寿命の面では、電解コンデンサは長寿命であり、その寿命は使用温度環境に大きく依存することが知られている。即ち、より低い温度環境で使用する方が寿命の延命化につながる。つまり、放電灯点灯装置は、その温度上昇を低減することにより、信頼性及び寿命の向上を図れる。
また、従来の放電灯点灯装置においては、放電灯点灯装置を構成する回路部品が実装されたプリント基板が天井面に並行に位置する場合、負荷の高出力化(ランプの定格電力が大きくなった場合)に伴い、回路部品やプリント基板が大型化すると、相対的にランプに近づくことになり、ランプからの熱の影響に対して何らかの保護手段を必要とする。また、このような放電灯点灯装置と受電用の引掛刃が一体となった構成では、回路部品やプリント基板の大型化により放電灯点灯装置が大型化すると、一般ユーザーが引掛刃を取付けようとする際に非常に見え難く、作業しづらくなるために、放電灯の定格電力が大きくなるのに従い、このような課題が大きくなりうる。
前述したように、放電灯点灯装置は、負荷である放電灯自体からの熱の影響を低減するには、放電灯からなるべく遠くに距離をとって配置するのが望ましい。しかし、このように放電灯点灯装置を照明器具の外部に配置すると、一般ユーザーが器具の取替えをする際の施工性が悪化して現実的に不可能である。また、照明器具は、通常、部屋のデザイン性、好ましいコーディネートを損なうことのないように小型化、薄型化が求められる。
しかし、上記特許文献1等の放電灯点灯装置のように、放電灯点灯装置を放電灯の中心部に配置すると、放電灯からの離間距離をわずかしか大きくすることができず、放電灯からの熱の影響を低減するには至らない。
一方、上記特許文献2の放電灯点灯装置では、放電灯の中心部付近に放電灯点灯装置を配置した場合、定格電力の大きい放電灯については、放電灯点灯装置が大型化して放電灯との距離が近づく、あるいは照明器具の取付け時に引掛刃が見え難くなって作業をしづらくなる。
本発明は、前述した要望を満たすためになされたもので、その目的は、放電灯からの熱の影響を受け難くして温度上昇を低減するとともに信頼性及び寿命の向上を図ることができ、定格電力の大きな放電灯を負荷とする際に照明器具のデザイン性を損なわない放電灯点灯装置及び照明器具を提供することにある。
本発明の放電灯点灯装置は、天井面に取り付けられることにより商用電源を受けて高周波電力に変換して、環状の放電灯を点灯制御する放電灯点灯装置であって、電子部品を実装したプリント基板を、前記環状の放電灯の中心に配置し、その短辺を前記天井面に接するように、前記天井面に対し垂直になるように配置しており、前記プリント基板は、複数備えられて互いの実装面を対向させ、前記実装面の間に放熱手段を有していることを特徴とする。
本発明においては、プリント基板を環状の放電灯の中心に配置し、その短辺を天井面に接するように配置し、天井面に対し垂直になるように配置したことにより、放電灯点灯装置と放電灯との離間距離を広く確保できる。
よって、放電灯自体からの熱の影響を低減することができ、使用温度環境を低くして信頼性及び寿命の向上を図ることができる。
加えて、定格電力の大きな放電灯に対応して大型化したとしても、引掛刃が見え難くなることがないので照明器具の取付け等の作業を簡単に行うことができる。
本発明においては、プリント基板を、互いの実装面を対向させて配置したことにより、比較的大きな負荷においても、照明器具の厚さ寸法に影響するプリント基板の長手方向の大型化を抑制することができる。
よって、照明器具のデザインに対する影響や制約を極力回避することができる。
本発明においては、実装面の間に放熱手段を配置したことにより、放電灯からの距離を広げつつ効率の良い放熱を行うことができる。
本発明の放電灯点灯装置は、前記プリント基板は、対向する前記実装面に面実装部品をそれぞれ実装していることを特徴とする。
本発明においては、対向する実装面に実装された面実装部品を効率良く放熱することができる。
本発明の放電灯点灯装置は、前記プリント基板は、対向する前記実装面に挿入実装部品をそれぞれ実装していることを特徴とする。
本発明においては、対向する実装面に実装された挿入実装部品を効率良く放熱することができる。
本発明の放電灯点灯装置は、前記プリント基板は、対向する前記実装面のうちの一方に前記面実装部品を、他方に前記挿入実装部品を実装していることを特徴とする。
本発明においては、対向する実装面のうちの一方に実装された面実装部品および他方に実装された挿入実装部品を効率良く放熱することができる。
本発明の放電灯点灯装置は、前記放熱手段が、放熱用シート部材または放熱用樹脂充填剤であることを特徴とする。
本発明においては、放熱用シート部材または放熱用樹脂充填剤を用いることにより、組立て加工性を大きく損なわずに効率良く放熱することができる。
本発明の放電灯点灯装置は、前記プリント基板は、前記天井面に並行になるように受光素子を実装していることを特徴とする。
本発明においては、天井面に並行に受光素子を実装することにより、放電灯からの高周波ノイズを回避して受光性能を確保することができる。
本発明の放電灯点灯装置は、引掛ローゼットに受電接続される一対の引掛刃をケースの外郭に備えていることを特徴とする。
本発明においては、天井面に配置されている引掛ローゼットに受電接続される一対の引掛刃をケースの外郭に備えることにより、照明器具の中央部に配置しても照明器具の取付け時等の施工性を阻害することがない。
本発明の照明器具は、本発明の放電灯点灯装置を備えていることを特徴とする。
本発明においては、デザイン性を確保しつつ、信頼性および寿命の向上を図ることができる。
本発明の放電灯点灯装置及び照明器具によれば、電子部品を実装したプリント基板を、環状の放電灯の中心に配置し、その短辺を天井面に接するように、天井面に対し垂直になるように配置しており、プリント基板は、複数備えられて互いの実装面を対向させ、実装面の間に放熱手段を有している。
これにより、放電灯からの熱の影響を受け難くして温度上昇を低減するとともに信頼性及び寿命の向上を図ることができ、定格電力の大きな放電灯を負荷とする際に照明器具のデザイン性を損なわない放電灯点灯装置及び照明器具を得ることができるという効果を有する。
以下、本発明の複数の実施形態に係る放電灯点灯装置及び照明器具について、図面を参照して説明する。
(第1実施形態)
図1(A),(B)に示すように、本発明の第1実施形態の照明器具1は、丸型であって不図示の天井面に並行に配置される器具本体2に環状の蛍光灯(2重管環状形蛍光灯)3,4を備え、蛍光灯3,4の光を拡散させるための半透明のグローブ5を取り付けており、器具本体2の中央部に、ケース11に収容された放電灯点灯装置10を配置している。
器具本体2には、蛍光灯3,4を2重に組み付けるための複数のフック6を有する。
図2にも示すように、放電灯点灯装置10の具体的回路は、ラインフィルタLF1,LF2及びコンデンサC1からなりコネクタCF1を介して商用電源ACに接続する電源帰還ノイズ低減用のフィルタ回路101と、ダイオードブリッジDBからなる整流回路102と、スイッチング素子(FET)Q1,チョークコイルL1,ダイオードD1及びコンデンサC2で構成され商用電源ACからの入力電流歪率を低減するための昇圧チョッパ回路103とを備えている。
また、放電灯点灯装置10は、平滑コンデンサC3,C4を並列接続した平滑回路104と、一対のスイッチング素子(FET)Q2,Q3,チョークコイルL2,出力用のトランスT1,予熱電流供給用のトランスT2,コンデンサC5〜C10で構成され平滑回路104から出力される直流出力を高周波の交流出力に変換するインバータ回路105と、を備えている。
そして、放電灯点灯装置10は、昇圧チョッパ回路103のスイッチング素子Q1をオンオフ制御するチョッパ制御回路106と、インバータ回路105のスイッチング素子Q2,Q3をオンオフするための制御信号を作成するインバータ制御回路107と、インバータ制御回路107からの制御信号に応じて各スイッチング素子Q2,Q3をオンオフ駆動するドライバ回路108と、チョッパ制御回路106,インバータ制御回路107及びドライバ回路108の動作電源を供給する電源回路109と、を備えている。
加えて、放電灯点灯装置10は、蛍光灯3,4に通電するためのコネクタCN2,CN3を備えている。
図3(A),(B)、図4(A),(B)にも示すように、放電灯点灯装置10は、第1プリント基板12と、第2プリント基板13と、を備えている。
第1プリント基板12は、その表実装面14に、トランスT1,T2、チョークコイルL2、平滑コンデンサC3,C4、コネクタCN2,CN3を、不図示のスルーホールを介して挿入実装しており、その裏実装面15に、スイッチング素子Q2,Q3(面実装部品)を面実装している。
第2プリント基板13は、その表実装面16に、スイッチング素子Q1、ダイオードD1(面実装部品)を面実装しており、その裏実装面17に、チョークコイルL1、ラインフィルタLF1,LF2、整流回路102を、不図示のスルーホールを介して挿入実装している。
図5にも示すように、第1プリント基板12と第2プリント基板13とは、第1プリント基板12の裏実装面15を第2プリント基板13の表実装面16、即ち、それぞれの面実装部品側につき合わせるように組み合わされてケース11内に組み込まれている。
そして、2枚のプリント基板12,13のそれぞれの面実装部品側の実装面15,16の間に放熱用シート部材18が組み込まれている。放熱用シート部材18は、例えば、絶縁性を有する熱伝導物質を充填した複合材料である。
放電灯点灯装置10は、第1、第2プリント基板12,13の短辺、即ち、上面19,20をケース11の上面21と同一の面を形成するようにケース11に組み込まれており、天井面に対して垂直になるように配置されている。
図6にも示すように、放電灯点灯装置10は、第1、第2プリント基板12,13の上面19,20となるケース11の外郭の上面21に一対の引掛刃22を突出形成している。一対の引掛刃22はコネクタCN1に接続されている。
一対の引掛刃22は、天井面に配置されている不図示の引掛ローゼットに受電接続されることにより、放電灯点灯装置10に商用電源ACを電気的に接続する。
前述した第1実施形態の放電灯点灯装置10によれば、第1、第2プリント基板12,13を環状の蛍光灯3,4の中心に配置し、その短辺を天井面に接するように配置し、天井面に対し垂直になるように配置した。
これにより、放電灯点灯装置10と蛍光灯3,4との離間距離を広く確保できる。
よって、蛍光灯3,4自体からの熱の影響を低減することができ、使用温度環境を低くして信頼性及び寿命の向上を図ることができる。
加えて、定格電力の大きな蛍光灯3,4に対応して大型化したとしても、引掛刃22,22が見え難くなることがないので照明器具1の取付け等の作業を簡単に行うことができる。
また、第1実施形態の放電灯点灯装置10によれば、第1、第2プリント基板12,13を、互いの実装面15,16を対向させて配置した。
これにより、比較的大きな負荷においても、照明器具1の厚さ寸法に影響する第1、第2プリント基板12,13の長手方向の大型化を抑制することができる。
よって、照明器具1のデザインに対する影響や制約を極力回避することができる。
そして、第1実施形態の放電灯点灯装置10によれば、実装面15,16の間に放熱用シート部材18を配置した。
よって、蛍光灯3,4からの距離を広げつつ効率の良い放熱を行うことができる。
さらに、第1実施形態の放電灯点灯装置10によれば、対向する実装面15,16に実装されたスイッチング素子Q2,Q3及びスイッチング素子Q1、ダイオードD1を効率良く放熱することができる。
加えて、第1実施形態の放電灯点灯装置10によれば、放熱用シート部材18を用いることにより、組立て加工性を大きく損なわずに効率良く放熱することができる。
さらに加えて、第1実施形態の放電灯点灯装置10によれば、天井面に配置されている引掛ローゼットに受電接続される一対の引掛刃22,22をケース11の外郭に備えることにより、照明器具1の中央部に配置しても照明器具1の取付け時等の施工性を阻害することがない。
そして、第1実施形態の照明器具1によれば、放電灯点灯装置10を備えていることにより、デザイン性を確保しつつ、信頼性および寿命の向上を図ることができる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態の放電灯点灯装置及び照明器具について説明する。なお、以下の各実施形態において、上述した第1実施形態と重複する構成要素や機能的に同様な構成要素については、図中に同一符号あるいは相当符号を付することによって説明を簡略化あるいは省略する。
図7、図8に示すように、本発明の第2実施形態の放電灯点灯装置30は、第1プリント基板12の表実装面14に、トランスT1,T2、チョークコイルL2、平滑コンデンサC3,C4、コネクタCN2,CN3、スイッチング素子Q2,Q3を不図示のスルーホールを介して挿入実装している。
第2プリント基板13は、その表実装面16に、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、チョークコイルL1、ラインフィルタLF1,LF2、整流回路102を、不図示のスルーホールを介して挿入実装している。
図9、図10にも示すように、第1プリント基板12と第2プリント基板13とは、第1プリント基板12の表実装面14を第2プリント基板13の表実装面16に、即ち、それぞれの挿入実装面をつき合わせるように組み合わされてケース11内に組み込まれている。
そして、2枚のプリント基板12,13のそれぞれの挿入実装部品側の面14,16の間に、熱伝導率が高い樹脂材料からなる放熱用樹脂充填剤31を充填している。
第2実施形態の放電灯点灯装置30によれば、第1、第2プリント基板12,13の対向する実装面14,16に挿入実装部品をそれぞれ挿入実装し、放熱用樹脂充填剤31を充填した。
よって、対向する実装面14,16に実装された挿入実装部品を効率良く放熱することができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態の放電灯点灯装置及び照明器具について説明する。
図11、図12(A),(B)に示すように、本発明の第3実施形態の放電灯点灯装置40は、第1プリント基板12の表実装面14に、トランスT1,T2、チョークコイルL2、平滑コンデンサC3,C4、コネクタCN2,CN3、スイッチング素子Q2,Q3を不図示のスルーホールを介して挿入実装している。
第2プリント基板13は、その表実装面16に、スイッチング素子Q1、ダイオードD1を面実装しており、その裏実装面17に、チョークコイルL1、ラインフィルタLF1,LF2、整流回路102を、不図示のスルーホールを介して挿入実装している。
図13、図14にも示すように、第1プリント基板12と第2プリント基板13とは、第1プリント基板12の表実装面14を第2プリント基板13の表実装面16につき合わせるように組み合わされてケース11内に組み込まれている。
そして、2枚のプリント基板12,13のそれぞれの実装面14,16の間に、熱伝導率が高い樹脂材料からなる放熱用樹脂充填剤41を充填している。
第3実施形態の放電灯点灯装置40によれば、第1、第2プリント基板12,13の対向する実装面14,16のうちの一方の実装面16に面実装部品を面実装し、他方の実装面14に挿入実装部品を挿入実装し、放熱用樹脂充填剤41を充填した。
よって、対向する実装面14,16に実装された面実装部品および挿入実装部品を効率良く放熱することができる。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態の放電灯点灯装置及び照明器具について説明する。
図15、図16に示すように、本発明の第4実施形態の放電灯点灯装置50は、第1プリント基板12の表実装面14に、トランスT1,T2、チョークコイルL2、平滑コンデンサC3,C4、コネクタCN2,CN3を、不図示のスルーホールを介して挿入実装しており、その裏実装面15に、スイッチング素子Q2,Q3(面実装部品)を面実装し、第2プリント基板13の表実装面16に、スイッチング素子Q1、ダイオードD1(面実装部品)を面実装しており、その裏実装面17に、チョークコイルL1、ラインフィルタLF1,LF2、整流回路102を、不図示のスルーホールを介して挿入実装して、2枚のプリント基板12,13のそれぞれの面実装部品側の実装面15,16の間に放熱用シート部材51を組み込み、2枚のプリント基板12,13の下面52,53に、天井面に並行になるように受光素子54を実装している。
図17にも示すように、放電灯点灯装置50を搭載した照明器具1は、グローブ5を透過して与えられる不図示のリモコン送信器から送信される赤外線リモコン信号を受光素子54により受信することにより、点灯制御を行うことができる。なお、受光素子54は、上述した各実施形態に適用することもできる。
第4実施形態の放電灯点灯装置40によれば、天井面に並行に受光素子54を実装した。
よって、蛍光灯3,4からの高周波ノイズを回避して受光性能を確保することができる。
なお、前記各実施形態で使用した器具本体2、蛍光灯3,4、グローブ5は例示したものに限定するものではなく適宜変更が可能である。
(A)は本発明に係る第1実施形態の照明器具の分解斜視図、(B)は(A)の底面図 図1の照明器具に適用される放電灯点灯装置の具体的回路図 (A)は図2の放電灯点灯装置に適用される第1プリント基板の上方から視た斜視図、(B)は(A)の第1プリント基板を下方から視た斜視図 (A)は図2の放電灯点灯装置に適用される第2プリント基板の上方から視た斜視図、(B)は(A)の第2プリント基板を下方から視た斜視図 図2の放電灯点灯装置の側面図 図2の放電灯点灯装置の外観斜視図 本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置に適用される第1プリント基板の上方から視た斜視図 本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置に適用される第2プリント基板の上方から視た斜視図 本発明に係る第2実施形態の放電灯点灯装置の側面図 図9の放電灯点灯装置の外観斜視図 本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置に適用される第1プリント基板の上方から視た斜視図 (A)は図11の放電灯点灯装置に適用される第2プリント基板の上方から視た斜視図、(B)は(A)の第2プリント基板を下方から視た斜視図 本発明に係る第3実施形態の放電灯点灯装置の側面図 図13の放電灯点灯装置の外観斜視図 本発明に係る第4実施形態の放電灯点灯装置の側面図 図15の放電灯点灯装置の外観斜視図 本発明に係る第4実施形態の照明器具の分解斜視図
符号の説明
1 照明器具
3 蛍光灯(放電灯)
4 蛍光灯(放電灯)
10 放電灯点灯装置
11 ケース
14 表実装面(実装面)
15 裏実装面(実装面)
16 表実装面(実装面)
17 裏実装面(実装面)
18 放熱用シート部材(放熱手段)
22 引掛刃
30 放電灯点灯装置
31 放熱用樹脂充填剤(放熱手段)
40 放電灯点灯装置
41 放熱用樹脂充填剤(放熱手段)
50 放電灯点灯装置
51 放熱用シート部材(放熱手段)
54 受光素子
102 整流回路(電子部品)
AC 商用電源
C5 コンデンサ(電子部品)
C6 コンデンサ(電子部品)
CN1 コネクタ(電子部品)
CN2 コネクタ(電子部品)
CN3 コネクタ(電子部品)
D1 ダイオード(電子部品)
L1 チョークコイル(電子部品)
L2 チョークコイル(電子部品)
LF1 ラインフィルタ(電子部品)
LF2 ラインフィルタ(電子部品)
Q1 スイッチング素子(電子部品)
Q2 スイッチング素子(電子部品)
Q3 スイッチング素子(電子部品)
T1 トランス(電子部品)
T2 トランス(電子部品)

Claims (8)

  1. 天井面に取り付けられることにより商用電源を受けて高周波電力に変換して、環状の放電灯を点灯制御する放電灯点灯装置であって、
    電子部品を実装したプリント基板を、前記環状の放電灯の中心に配置し、その短辺を前記天井面に接するように、前記天井面に対し垂直になるように配置しており、
    前記プリント基板は、複数備えられて互いの実装面を対向させ、前記実装面の間に放熱手段を有していることを特徴とする放電灯点灯装置。
  2. 前記プリント基板は、対向する前記実装面に面実装部品をそれぞれ実装していることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
  3. 前記プリント基板は、対向する前記実装面に挿入実装部品をそれぞれ実装していることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
  4. 前記プリント基板は、対向する前記実装面のうちの一方に前記面実装部品を、他方に前記挿入実装部品を実装していることを特徴とする請求項1記載の放電灯点灯装置。
  5. 前記放熱手段が、放熱用シート部材または放熱用樹脂充填剤であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の放電灯点灯装置。
  6. 前記プリント基板は、前記天井面に並行になるように受光素子を実装していることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載の放電灯点灯装置。
  7. 引掛ローゼットに受電接続される一対の引掛刃をケースの外郭に備えていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の放電灯点灯装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項記載の放電灯点灯装置を備えていることを特徴とする照明器具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017016851A (ja) * 2015-06-30 2017-01-19 三菱電機株式会社 照明器具
JP2017062946A (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 東芝ライテック株式会社 照明器具

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