JP2011054421A - 照明用品 - Google Patents

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Abstract

【課題】 全体における均一な照射性能及び所定の明るさ性能を確保できるLEDを用いた照明用品、特に、一般的な蛍光管に似せた好適な照明用品の容易な実用化を図る。
【解決手段】 蛍光管を装着するソケットに対して着脱する口金部2a,2bを有する照明用品1を構成するに際して、透明又は半透明のエンベロープ部3と、このエンベロープ部3に付設した口金部2a,2bと、エンベロープ部3の内部に収容する軸方向に沿った支持軸部4と、リング形基板5…の周方向に沿って複数のLED6…を実装し、中心に設けた被支持孔部5po…を利用して支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに装着する複数の発光基板部C…と、口金部2aに入力する一次電源Pfを直接又は二次電源Prに変換してLED6…に付与する電源回路部7とを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、一般的な蛍光管を装着するソケットに対して着脱する口金部を有する照明用品に関する。
近時、照明装置に用いる照明用品は、旧来より広く用いられている電球や蛍光管から、消費電力が少なく、寿命の長いLED(発光ダイオード)を用いた照明用品に置き換わりつつある。LEDは、点光源であり、一個当たりの明るさも限られるとともに、電球や蛍光管に比べて発光原理が全く異なるため、LEDを含む専用の照明装置を構成する必要がある。
一方、LEDを用いた照明用品の全体形態を電球や蛍光管に似せて構成すれば、電球や蛍光管が着脱するソケットをそのまま利用できる利点があり、このような照明用品としては、特許文献1で開示される照明装置が知られている。同文献1に開示される照明装置は、エンベロープ,口金,固体光源及び光学手段を有しており、光学手段は、光アウトカップリング表面を備え、固体光源は、光学手段に対して光結合する。光学手段は、螺旋状に巻かれた光ファイバを備え、従来の電球と同様に形成される透明なエンベロープの使用により、炭素電球等の従来の白熱電球に類似する照明装置(照明用品)となる。
特表2008−515158号公報
しかし、上述した従来の照明装置(照明用品)は、次のような問題点があった。
即ち、上述した照明装置は、電球の形態を真似た照明装置として構成するため、他の照明用品である蛍光管にはそのまま適用できない。特に、一般的な直管形の蛍光管は、細長く、しかも、発光原理が電球とは異なるため、そのまま適用することが困難となる。また、蛍光管は、細長いエンベロープ部の周面に均一な発光が可能になるなどの相応の優位性を有しているため、LEDを用いた照明用品の優位性を確保するには、均一な照射性能を実現するとともに、一定の消費電力当たりの明るさ性能を高める必要がある。しかし、LEDは点光源となることから、均一な照射性能を確保し、かつ全体の明るさ性能を高めるのは容易でなく、従来より、このような課題を有効に解決するLEDを用いた照明用品、特に、蛍光管を装着するソケットに対して着脱する口金部を有する照明用品の実用化が要請されていた。
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した照明用品の提供を目的とするものである。
本発明は、上述した課題を解決するため、蛍光管を装着するソケットに対して着脱する口金部2a,2bを有する照明用品1を構成するに際して、透明又は半透明のエンベロープ部3と、このエンベロープ部3に付設した口金部2a,2bと、エンベロープ部3の内部に収容する軸方向に沿った支持軸部4と、リング形基板5…の周方向に沿って複数のLED6…を実装し、中心に設けた被支持孔部5po…を利用して支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに装着する複数の発光基板部C…と、口金部2aに入力する一次電源Pfを直接又は二次電源Prに変換してLED6…に付与する電源回路部7とを備えてなることを特徴とする。
この場合、発明の好適な態様により、エンベロープ部3の内周面には、蛍光塗料11を塗布することができる。一方、リング形基板5は、エンベロープ部3の内径よりも小さい基板本体部5p、及びこの基板本体部5pの周方向に沿って所定間隔おきに配し、かつ外周縁から放射方向に突出してエンベロープ部3の内面に係合可能な複数の規制片部5pe…により形成することができる。なお、発光基板部Cは、発光指向角度の広いLED6…をリング形基板5の中心側に配し、かつ発光指向角度の狭いLED6…をリング形基板5の外周側に配することが望ましい。また、電源回路部7には、外部からの操作により少なくともLED6…の発光照度の大きさを変更可能な調光部12を設けることができる。
このような構成を有する本発明に係る照明用品1によれば、次のような顕著な効果を奏する。
(1) 透明又は半透明のエンベロープ部3に付設した口金部2a,2bと、エンベロープ部3の内部に収容する軸方向に沿った支持軸部4と、リング形基板5…の周方向に沿って複数のLED6…を実装し、中心に設けた被支持孔部5po…を利用して支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに装着する複数の発光基板部C…を備えるため、全体における均一な照射性能及び所定の明るさ性能を確保できるLED6…を用いた照明用品1、特に、360゜にわたって発光可能な一般的な蛍光管に似せた好適な照明用品1を容易に実用化することができる。
(2) リング形基板5…の周方向に沿って複数のLED6…を実装し、中心に設けた被支持孔部5po…を利用して支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに装着する複数の発光基板部C…を用いたため、エンベロープ部3及び支持軸部4の長さを固定とした場合であっても、発光基板部C…の使用数量の変更により最大照度(定格)を容易に変更できるとともに、他方、発光基板部C…同士の間隔Lp…を固定とした場合であっても、エンベロープ部3及び支持軸部4の長さ変更のみで最大照度(定格)を容易に変更することができる。
(3) 好適な態様により、エンベロープ部3の内周面に蛍光塗料11を塗布すれば、エンベロープ部3内の光をエンベロープ部3の外部に放出する機能及びエンベロープ部3内で光を反射させる機能の双方をより高機能化できるため、明るさ及び照射性に関してより一般的な蛍光管に似せることができる。
(4) 好適な態様により、リング形基板5を、エンベロープ部3の内径よりも小さい基板本体部5p、及びこの基板本体部5pの周方向に沿って所定間隔おきに配し、かつ外周縁から放射方向に突出してエンベロープ部3の内面に係合可能な複数の規制片部5pe…により形成すれば、リング形基板5…(発光基板部C…)の影がエンベロープ部3に映りにくくなり、エンベロープ部3における全体の明るさを均一化することができる。
(5) 好適な態様により、発光基板部Cにおいて、発光指向角度の広いLED6…をリング形基板5の中心側に配し、発光指向角度の狭いLED6…をリング形基板5の外周側に配すれば、発光指向角度が異なるLED6…であっても明るさを均一化する観点からより最適化を図ることができる。
(6) 好適な態様により、電源回路部7に、外部からの操作により少なくともLED6…の発光照度の大きさを変更可能な調光部12を設ければ、蛍光灯タイプとなる照明用品1であっても容易に発光照度の大きさを変更することができるため、使い勝手及び利便性を高めることができる。また、用途毎に必要な発光照度を設定できるため、省エネルギ性を高めることができる。
本発明の好適実施形態に係る照明用品の軸直角面の断面図、 同照明用品の一部を示す図1中A−A線断面図、 同照明用品の一部断面底面図、 同照明用品の一部を示す一部断面斜視図、 同照明用品の分解部品図、 同照明用品の外観正面図、 同照明用品の電気系回路図、 同照明用品のレイアウトを示す模式図、 本発明の変更実施形態に係る照明用品のレイアウトを示す模式図、 本発明の他の変更実施形態に係る照明用品の軸直角面の断面図、
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
まず、本実施形態に係る照明用品1の構成について、図1〜図6を参照して具体的に説明する。
照明用品1は、大別して、エンベロープ部3、このエンベロープ部3の一端に取付ける電源回路部7を内蔵する一方の口金部2a、エンベロープ部3の他端に取付ける他方の口金部2b、エンベロープ部3の内部に収容する支持軸部4、この支持軸部4により支持され、この支持軸部4と一緒にエンベロープ部3の内部に収容する複数の発光基板部C…により構成するとともに、全体の外観は一般的な直管タイプの蛍光管(放電管)に似せて構成する。
最初に、各構成部品について説明する。エンベロープ部2は、一般的な蛍光管の形態と同様に、乳白色(半透明)のガラス素材又はプラスチック素材等により円筒形に形成する。エンベロープ部3の内周面には、蛍光塗料11を塗布する。蛍光塗料11の塗布に際しては、一般的な蛍光塗料を希釈液により1〜20%に薄めて使用することが望ましい。これにより、エンベロープ部3内の光をエンベロープ部3の外部に放出する機能及びエンベロープ部3内で光を反射させる機能の双方をより高機能化できるため、明るさ及び照射性に関してより一般的な蛍光管に似せることができる。なお、エンベロープ部3は、放電管を構成するものではないため、必ずしも内面に蛍光物質を塗布することを要しない。
一方、口金部2aは、エンベロープ部3に対して反対側に位置する端面に、この端面から突出する一対の電極ピン2am,2anを有するとともに、エンベロープ部3側に位置する端面に、エンベロープ部3の一端開口に嵌合する嵌合凸部2aiを有する。この場合、電極ピン2am,2anは、一般的な蛍光管を装着するソケットに対して着脱できるように、その形状及び位置等を選定する。
この口金部2aには電源回路部7を内蔵する。したがって、口金部2aは電源回路部7を内部に収容可能な円筒形の電源ケース7cを兼用する。電源回路部7は一次側の入力電圧(一次電源Pf)が交流100〜240V(±10%)となるため、入力部(一次側)を電極ピン2am,2anに接続する。電源回路部7は、図7に示すように、スイッチングレギュータ7sを使用し、二次側の出力電圧(二次電源Pr)は、LED6…に付与する直流電圧(例示は12V)となる。このような電源回路部7を内蔵することにより、突入電圧(突入電流),逆電圧(逆電流),過電圧(過電流),ノイズ等のLED照明における弱点を克服できるとともに、これらに伴う故障の発生を回避することができる。
また、電源回路部7には、外部からの操作により少なくともLED6…の発光照度の大きさを変更可能な調光部12を設ける。具体的には、図3に示すように、電源ケース7cの下面部に、コイン等により回し操作可能な調整つまみ12sを配設することができ、この調整つまみ12sの回し操作により、LED6…に対する供給電力を変更してLED6…の発光照度の大きさを変更することができる。このような調光部12を設ければ、蛍光灯タイプとなる照明用品1であっても発光照度の大きさを容易に変更できるため、使い勝手及び利便性を高めることができるとともに、用途毎に必要な発光照度を設定できるため、省エネルギ性を高めることができる利点がある。
なお、例示の電源回路部7は、既に設置されている蛍光灯(照明装置)に装着されている蛍光管に対して、照明用品1をそのまま交換して使用する場合を想定しているが、例えば、商用交流電源に直接接続して使用する専用の照明装置に照明用品1を装着する場合には、電源回路部7を照明装置の本体側に設けることができる。したがって、この場合には、一次電源Pfとして、直流電圧12Vを口金部2aに供給できるため、電源回路部7には、口金部2aに入力する一次電源Pfを直接LED6…に付与する構成も採用可能であり、電源回路部7には、一次電源Pfを直接又は二次電源Prに変換してLED6…に付与する機能を有する。
他方、口金部2bは、エンベロープ部3に対して反対側に位置する端面に、この端面から突出する一対の電極ピン2bm,2bnを有するとともに、エンベロープ部3側に位置する端面に、エンベロープ部3の他端開口に嵌合する嵌合凸部2biを有する。口金部2bの電極ピン2bm,2bnは、一般的な蛍光管を装着するソケットに対して着脱できるように、その形状及び位置等を選定するが、本実施形態では、ソケットへの装着用にのみ使用するダミーとして構成する。したがって、電極としての機能は有しておらず、口金部2bは、図5に示すように、円盤状のキャップ部材として構成する。なお、既設の蛍光灯に用いたソケットを使用する場合には、一方の口金部2aの電極ピン2bm,2bnにのみ一次側の入力電圧が付与されるようにソケット側の配線接続を変更する。この場合であっても配線接続の変更は容易である。
支持軸部4は、直径がエンベロープ部3に対して1/3程度となり、長さがエンベロープ部3の長さとほぼ同じになる断面円形のアルミニウム管により形成する。このようなアルミニウム管を用いることにより、軽量化を図れるとともに、放熱性を高めることができる利点がある。
発光基板部Cは、リング形基板5及びこのリング形基板5…に実装した複数のLED(発光ダイオード)6…により構成する。リング形基板5は、エンベロープ部3の内径よりも小さい円形の基板本体部5p、及びこの基板本体部5pの周方向に沿って所定間隔おきに配し、かつ外周縁から放射方向に突出してエンベロープ部3の内面に係合可能な複数の規制片部5pe…により形成する。リング形基板5をこのように形成すれば、リング形基板5をエンベロープ部3の内部に収容した際に、複数の規制片部5pe…のみがエンベロープ部3の内面に係合し、基板本体部5pの外周縁とエンベロープ部3の内面間に空間が生じる。したがって、リング形基板5…(発光基板部C…)の影がエンベロープ部3に映りにくくなり、エンベロープ部3における全体の明るさを均一化できる利点がある。また、基板本体部5pの中心には支持軸部4が挿通する被支持孔部5poを形成する。
リング形基板5はプリント配線基板であり、プリント配線上に各LED6…をハンダ付等により実装する。例示のLED6はチップタイプの白色パワーLEDであり、発光指向角度は60゜である。発光指向角度が60゜以上となるLED6は発光指向角度が広いタイプに属するため、各LED6…は、図1に示すように、リング形基板5の中心側(中心寄り)に配し、かつ周方向に沿って一定間隔おきに実装する。このように、発光基板部Cにおいて、発光指向角度の広いLED6…をリング形基板5の中心側に配すれば、明るさを均一化する観点からより最適化を図ることができる。
本実施形態として例示する照明用品1のディメンションを以下に示す。このようなディメンションを選択することにより、一般的な40〔W〕相当の蛍光管に代用できる照明用品1を得ることができる。
(a) エンベロープ部3の外径:30mm
(b) エンベロープ部3の内径:27.4mm
(c) 支持軸部4の外径 :9mm
(d) 基板本体部5pの外径 :26.8mm
(e) 規制片部5peの数 :4つ(発光基板部Cの一枚当たり)
(f) 規制片部5peの幅 :2mm
(g) 規制片部5peの突出長:2mm
(h) LED6…の数 :8個(発光基板部Cの一枚当たり)
(i) 発光基板部C…の枚数 :9枚
次に、本実施形態に係る照明用品1の組立方法について、図1〜図8を参照して説明する。
まず、必要な構成部品として、予め製作した口金部2a,2b、エンベロープ部3、支持軸部4、必要枚数の発光基板部C…を用意する。
そして、支持軸部4に、複数のLED6…を有する発光基板部C…を順次装着する。この場合、各発光基板部C…における被支持孔部5po…に支持軸部4を挿通させるとともに、支持軸部4の軸方向に、各発光基板部C…を所定間隔Lp…おき(図8)に配し、各発光基板部C…と支持軸部4は、接着剤或いは固定金具(固定部材)等を利用して固定する。この場合、図8に示すように、各発光基板部C…の向きを同一方向(Fp方向)に一致させる。即ち、各発光基板部C…におけるLED6…が軸方向の一方側に位置するように揃える。また、各発光基板部C…には、配線Lp,Ln(図7)を接続し、この配線Lp,Lnは支持軸部4の周面に形成した貫通孔から当該支持軸部4の内部に導入するとともに、支持軸部4の内部を通して当該支持軸部4の端部開口に至らせる。
次いで、発光基板部C…を装着した支持軸部4を、エンベロープ部3の内部に挿入し、エンベロープ部3の一端に口金部2aを装着してエンベロープ部3の一端開口を閉塞するとともに、エンベロープ部3の他端に口金部2bを装着してエンベロープ部3の他端開口を閉塞する。この場合、図3に示すように、口金部2aの嵌合凸部2aiをエンベロープ部3の一端開口に嵌合させて固定し、かつ嵌合凸部2aiの中心に設けた凹部により支持軸部4の一端部を保持するとともに、口金部2bの嵌合凸部2biをエンベロープ部3の他端開口に嵌合させて固定し、かつ嵌合凸部2biの中心に設けた凹部により支持軸部4の他端部を保持する。また、エンベロープ部3の一端に口金部2aを装着する際には、支持軸部4の一端開口から導出される配線Lp,Lnを、口金部2aの接続端子2p,2n(図5,図7)にそれぞれ接続する。図7には、以上の組立により接続される電気系の回路図を示す。
このように、本実施形態に係る照明用品1によれば、半透明のエンベロープ部3に付設した口金部2a,2bと、エンベロープ部3の内部に収容する軸方向に沿った支持軸部4と、リング形基板5…の周方向に沿って複数のLED6…を実装し、中心に設けた被支持孔部5po…を利用して支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに装着する複数の発光基板部C…を備えるため、全体における均一な照射性能及び所定の明るさ性能を確保できるLED6…を用いた照明用品1、特に、360゜にわたって発光可能な一般的な蛍光管に似せた好適な照明用品1を容易に実用化することができる。また、リング形基板5…の周方向に沿って複数のLED6…を実装し、中心に設けた被支持孔部5po…を利用して支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに装着する複数の発光基板部C…を用いたため、エンベロープ部3及び支持軸部4の長さを固定とした場合であっても、発光基板部C…の使用数量の変更により最大照度(定格)を容易に変更できるとともに、他方、発光基板部C…同士の間隔Lp…を固定とした場合であっても、エンベロープ部3及び支持軸部4の長さ変更のみで最大照度(定格)を容易に変更することができる。
次に、本発明の変更実施形態に係る照明用品1について、図9及び図10を参照して説明する。
図9(a),(b)は、発光基板部C…の装着形態(レイアウト)の変更例を示す。前述した図8の場合は、各発光基板部C…の向きを同一方向(Fp方向)に一致させているが、図9(a)の場合は、偶数枚数(例示は10枚)の発光基板部C…を使用することにより、半分(5枚)を支持軸部4の一方側に配し、かつ当該発光基板部C…のLED6…を軸方向の一方側(Fp方向)に配するとともに、残りの半分(5枚)を支持軸部4の他方側に配し、かつ当該発光基板部C…のLED6…を軸方向の他方側(Fq方向)に配した。この際、中央に位置する二つの発光基板部C…は、互いに向き合うため、両者の間隔Lpcは、他の発光基板部C…同士の間隔Lp…に対して概ね1.5〜2.0倍程度広げる。他方、図9(b)の場合は、一対の発光基板部C…が互いに反対方向(Fp方向とFq方向)を向くように、両者の背面(裏面)同士を近接させて配した。このように、本発明に係る照明用品1は、支持軸部4の軸方向に所定間隔Lp…おきに複数の発光基板部C…を装着する構成を備えるため、各発光基板部C…を支持軸部4に装着するに際しては、様々な装着形態により実施することができる。
図10は、発光基板部Cにおいて、発光指向角度の狭いLED6…をリング形基板5の外周側に配したものである。図10において使用するLED6は、発光指向角度が45゜であり、発光指向角度が60゜未満となるLED6は、発光指向角度が狭いタイプに属するため、各LED6…は、図10に示すように、リング形基板5の外周側(外周寄り)に配し、かつ周方向に沿って一定間隔おきに実装する。このように、発光基板部Cにおいて、発光指向角度の狭いLED6…の場合は、リング形基板5の外周側に配すれば良く、発光指向角度が異なるLED6…であっても、配する位置を選択、即ち、リング形基板5の外周側に配するか又は中心側に配するかの選択を行えば、明るさを均一化する観点からより最適化を図ることができる。
以上、好適実施形態(変更実施形態)について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,素材,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。
例えば、エンベロープ部3は半透明により形成した場合を示したが、透明であってもよい。また、リング形基板5における規制片部5pe…は例示のように一体形成してもよいし、異なる素材により形成した別部材を付加した構成であってもよい。さらに、LED6…はリング形基板5の外周側又は中心側に配した場合を示したが、外周側と中心側の双方に配して2列としてもよいし、或いは3例以上としてもよい。一方、LED6…には、白色のみならず色やタイプの異なる様々なLEDを適用することができる。なお、照明用品1は、直管形の蛍光管に似せて構成した場合を示したが、丸形の蛍光管であってもよいし、既存の蛍光管に似ていない形態であってもよい。
本発明に係る照明用品1の用途は、照明用途をはじめ、表示用途や信号用途等の各種用途に利用することができる。
1:照明用品,2a:口金部,2b:口金部,3:エンベロープ部,4:支持軸部,5…:リング形基板,5p:基板本体部,5pe…:規制片部,5po…:被支持孔部,6…:LED,7:電源回路部,11:蛍光塗料,12:調光部,Lp…:所定間隔,C…:発光基板部,Pf:一次電源,Pr:二次電源

Claims (5)

  1. 蛍光管を装着するソケットに対して着脱する口金部を有する照明用品であって、透明又は半透明のエンベロープ部と、このエンベロープ部に付設した口金部と、前記エンベロープ部の内部に収容する軸方向に沿った支持軸部と、リング形基板の周方向に沿って複数のLEDを実装し、中心に設けた被支持孔部を利用して前記支持軸部の軸方向に所定間隔おきに装着する複数の発光基板部と、前記口金部に入力する一次電源を直接又は二次電源に変換して前記LEDに付与する電源回路部とを備えてなることを特徴とする照明用品。
  2. 前記エンベロープ部の内周面には、蛍光塗料を塗布することを特徴とする請求項1記載の照明用品。
  3. 前記リング形基板は、前記エンベロープ部の内径よりも小さい基板本体部、及びこの基板本体部の周方向に沿って所定間隔おきに配し、かつ外周縁から放射方向に突出して前記エンベロープ部の内面に係合可能な複数の規制片部により形成することを特徴とする請求項1又は2記載の照明用品。
  4. 前記発光基板部は、発光指向角度の広い前記LEDを前記リング形基板の中心側に配し、発光指向角度の狭い前記LEDを前記リング形基板の外周側に配することを特徴とする請求項1,2又は3記載の照明用品。
  5. 前記電源回路部には、外部からの操作により少なくとも前記LEDの発光照度の大きさを変更可能な調光部を備えることを特徴とする請求項1記載の照明用品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101211465B1 (ko) 2011-08-12 2012-12-18 오명호 형광등 형태의 led 조명등
JP2016126915A (ja) * 2014-12-28 2016-07-11 株式会社ニューフィールド 蛍光ledランプ

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