JP2012043558A - Led照明灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明の目的は、LEDで発生した熱を放熱するための放熱構造が軽量化されるLED照明灯及びその放熱構造に含まれる熱伝達部品を提供することである。
【解決手段】LED照明灯1Aは、LEDを搭載するLED基板10と、熱伝達部品20と、筒形状のランプシェード30とを具備する。LED基板10及び熱伝達部品20はランプシェード30に収容される。熱伝達部品20は、平板部分21と、平板部分21の一方側端縁に連続する第1側板部分22と、平板部分21の他方側端縁に連続する第2側板部分23とを備える。平板部分21とLED基板10とが重なるようにLED基板10が熱伝達部品20に取り付けられる。第1側板部分22及び第2側板部分23は、ランプシェード30の内側面31に沿うように形成される。
【選択図】図4

Description

本発明は、LED照明灯に関し、特に、蛍光ランプの代替として利用するのに適したLED照明灯に関する。
省電力、長寿命といった理由から、LED(発光ダイオード)を用いたLED照明灯の利用が広がっている。LEDは、高温になると発光効率が低下し、高温の状態で使用されると寿命が短くなる。したがって、発光時にLEDで発生した熱を放熱する必要がある。
図1を参照して、特許文献1のLEDランプ100は、LED102が実装された光源基板101と、放熱部材103と、円筒形のケース106とを備える。光源基板101及び放熱部材103は、ケース106に収容される。光源基板101は、ネジなどを用いて放熱部材103に取り付けられている。
LEDランプ100のような直管形LEDランプは、直管形蛍光ランプを使用する照明器具に直管形蛍光ランプのかわりに取り付けることが可能である。ここで、この照明器具は直管形蛍光ランプ用に設計されているため、直管形蛍光ランプの重量を大きく上回る重量の直管形LEDランプを取り付けることは想定されていない。したがって、この照明器具に重量の大きい直管形LEDランプを取り付けた場合、地震等により直管形LEDランプが外れるおそれがある。直管形LEDランプの重量を直管形蛍光ランプの重量程度に抑えることが好ましい。
特開2010−140843号公報
本発明の目的は、LEDで発生した熱を放熱するための放熱構造が軽量化されるLED照明灯及びその放熱構造に含まれる熱伝達部品を提供することである。
以下に、(発明を実施するための形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
本発明の第1の観点によるLED照明灯(1A、1B、1C、1D)は、LEDを搭載する第1LED基板(10)と、熱伝達部品(20、20C、20D)と、筒形状のランプシェード(30、30D)とを具備する。前記第1LED基板及び前記熱伝達部品は前記ランプシェードに収容される。前記熱伝達部品は、第1平板部分(21、26)と、前記第1平板部分の第1一方側端縁(21a、26a)に連続する第1側板部分(22、28)とを備える。前記第1平板部分と前記第1LED基板とが重なるように前記第1LED基板が前記第1平板部分に取り付けられる。前記第1側板部分は、前記ランプシェードの内側面(31、31D)に沿うように形成される。
好ましくは、前記熱伝達部品は、前記第1平板部分の第1他方側端縁(21b)に連続する第2側板部分(23、29)を備える。前記第2側板部分は、前記内側面に沿うように形成される。
好ましくは、上記LED照明灯は、LEDを搭載する第2LED基板(10)を更に具備する。前記第2LED基板は前記ランプシェードに収容される。好ましくは、前記熱伝達部品は、第2平板部分(27)と、前記第2平板部分の第2一方側端縁(27a)に連続する第2側板部分(23)とを備える。前記第2平板部分と前記第2LED基板とが重なるように前記第2LED基板が前記第2平板部分に取り付けられる。前記第2側板部分は、前記内側面に沿うように形成される。前記第1平板部分と前記第2平板部分が交差するように、前記第1平板部分の第1他方側端縁(26b)が前記第2平板部分の第2他方側端縁(27b)に連続する。
好ましくは、前記熱伝達部品は、プレス加工部材である。
好ましくは、前記第1側板部分の面積と前記第2側板部分の面積の和は、前記第1平板部分の面積以上である。
好ましくは、前記第1側板部分の面積と前記第2側板部分の面積の和は、前記第1平板部分の面積と前記第2平板部分の面積の和以上である。
好ましくは、前記熱伝達部品は、フック部(24)を備える。前記第1LED基板は前記第1平板部分と前記フック部との間に挟まれる。
好ましくは、上記LED照明灯は、前記ランプシェードの端部(30a)に装着されるカプラー(40)を更に具備する。前記カプラーは、前記第1側板部分が前記内側面に密着するように前記熱伝達部品を支持する。
好ましくは、上記LED照明灯は、前記ランプシェードの端部(30a)に装着されるカプラー(40)と、前記ランプシェードと前記カプラーとの間をシールする防水パッキン(70)とを更に具備する。
本発明の第2の観点による熱伝達部品(20、20C、20D)は、LED照明灯(1A、1B、1C、1D)の熱伝達部品である。前記熱伝達部品は、第1平板部分(21、26)と、前記第1平板部分の第1一方側端縁(21a、26a)に連続する第1側板部分(22、28)とを具備する。前記LED照明灯は、LEDを搭載する第1LED基板(10)と、筒形状のランプシェード(30、30D)とを備える。前記第1LED基板及び前記熱伝達部品は前記ランプシェードに収容される。前記第1平板部分と前記第1LED基板とが重なるように前記第1LED基板が前記第1平板部分に取り付けられる。前記第1側板部分は、前記ランプシェードの内側面(31、31D)に沿うように形成される。
本発明によれば、LEDで発生した熱を放熱するための放熱構造が軽量化されるLED照明灯及びその放熱構造に含まれる熱伝達部品が提供される。
図1は、従来のLEDランプの横断面図である。 図2は、本発明の第1の実施形態に係るLED照明灯の縦断面図である。 図3Aは、第1の実施形態に係る熱伝達部品の側面図である。 図3Bは、第1の実施形態に係る熱伝達部品の正面図である。 図4は、第1の実施形態に係るLED照明灯の内部構造図である。 図5は、比較例に係るLED照明灯の内部構造図である。 図6は、本発明の第2の実施形態に係るLED照明灯の縦断面図である。 図7は、本発明の第3の実施形態に係るLED照明灯の内部構造図である。 図8は、本発明の第4の実施形態に係るLED照明灯の内部構造図である。 図9は、第4の実施形態の変形例に係るLED照明灯の内部構造図である。
添付図面を参照して、本発明によるLED照明灯及びその熱伝達部品を実施するための形態を以下に説明する。
(第1の実施形態)
図2を参照して、本発明の第1の実施形態に係るLED照明灯1Aは、LED基板10と、熱伝達部品20と、円筒形状のランプシェード30と、カプラー40と、ソケットキャップ50とを備える。LED照明灯1Aは、直管形蛍光ランプのかわりに使用することが可能である。LED基板10は、LED(不図示)を搭載するLED搭載面10aと、LED搭載面10aの反対側の裏面10bとを備える。ランプシェード30は、ポリカーボネートのような光を透過する樹脂により形成されている。樹脂中に光拡散材を分散してもよい。カプラー40は、LED(不図示)に電力を供給するための口金ピン41と、円筒部42とを備える。
熱伝達部品20は、金属製であって、LED(不図示)で発生する熱を放熱するための放熱構造の一部を形成する。熱伝達部品20は、平板部分21と、複数のフック部24とを備える。平板部分21は矩形に形成され、平板部分21の長辺はLED照明灯1Aの軸(ランプシェード30の軸)に平行である。
図3A及び図3Bを参照して、熱伝達部品20を説明する。熱伝達部品20は、平板部分21の端縁21aに連続する側板部分22と、平板部分21の端縁21bに連続する側板部分23とを備える。ここで、端縁21a及び21bは、平板部分21の二つの長辺にそれぞれ対応する。側板部分22及び23は、それぞれ端縁21a及び21bの全長にわたって延びている。側板部分22と側板部分23との間には、平板部分21の長辺方向に平行に延びる隙間25が形成されている。複数のフック部24は、側板部分22に連続するフック部24と、側板部分23に連続するフック部24とを含む。
図2を参照して、裏面10bが平板部分21を向いた状態で平板部分21とLED基板10とが重なるように、LED基板10が平板部分21に取り付けられる。ここで、LED基板10は平板部分21とフック部24との間に挟まれる。尚、裏面10bと平板部分21とが密着することが好ましい。平板部分21はLED基板10よりも面積が大きいことが好ましい。LED基板10及び熱伝達部品20はランプシェード30に収容される。ソケットキャップ50は、熱伝達部品20の端部20aに装着されている。カプラー40は、ランプシェード30の端部30aに装着されている。ここで、円筒部42がランプシェード30の外側に配置され、カプラー40はネジ60でソケットキャップ50に固定されている。
図4を参照して、ランプシェード30は、その軸を中心とする360度全周にわたって形成されている。側板部分22及び23は、ランプシェード30の内側面31に沿うように形成されている。すなわち、側板部分22及び23は、ランプシェード30の内側面31のRに沿うように湾曲している。ソケットキャップ50は、平板部分21、側板部分22、及び側板部分23に囲まれた空間に配置されるように、熱伝達部品20の端部20aに嵌っている。カプラー40は、側板部分22及び23が内側面31に密着するように、ソケットキャップ50を介して熱伝達部品20を支持する。
本実施形態によれば、LED基板10、熱伝達部品20、及びランプシェード30は、LED(不図示)で発生した熱を放熱する放熱構造を形成する。LED(不図示)で発生した熱は、LED基板10を介して平板部分21に伝達され、平板部分21から側板部分22及び23に伝導により伝達し、側板部分22及び23からランプシェード30を介してLED照明灯1A外に放熱される。熱伝達部品20を上述の構造とすることで、熱伝達部品20を薄い金属板(例えばアルミニウム板)で形成しても、必要な強度及び必要な放熱効果を達成することが可能である。したがって、熱伝達部品20が軽量化される。
更に、熱伝達部品20の肉厚を薄くすることによって、熱伝達部品20の体積が小さくなり、熱容量を小さくすることができる。熱伝達部品20の熱容量が小さくなるということは、熱伝達部品20には蓄熱がされにくく、よりランプシェード30に熱伝達されやすくなる。したがってLED(不図示)で発生した熱が効率的に放熱される。
尚、側板部分22及び23と内側面31との間に隙間が形成される場合であっても、隙間が十分小さければ、側板部分22及び23が内側面31に密着する場合とほぼ同じ放熱効果が達成できる。
また、側板部分22の面積と側板部分23の面積の和を平板部分21の面積以上とすることで、十分な放熱効果を得ることができる。
更に、熱伝達部品20の上述の構造は、熱伝達部品20をプレス加工部材として形成することを可能にする。熱伝達部品20をプレス加工で形成することで、熱伝達部品20の製造コストを低減することができる。プレス加工で形成すると、押出成形の場合に比べて熱伝達部品20の密度が大きくなるため熱伝導率が大きくなる。その結果、熱伝達部品20の肉厚を薄くしても熱が効率よく伝達され、熱伝達部品20の軽量化が可能になる。
更に、フック部24と平板部分21との間にLED基板10を挟んで熱伝達部品20をLED基板10に取り付けることで、LED照明灯1Aの組立工数を低減できる。
以下、LED照明灯1Aを一般的なLED照明灯と比較して本実施形態による効果を説明する。図5を参照して、比較例に係るLED照明灯200を説明する。LED照明灯200は、LEDが搭載されるLED基板210と、放熱部品220と、ランプシェード230と、カプラー240とを備える。放熱部品220は、平板部分221と、半円筒部分222と、鍵形の嵌合部224とを備える。平板部分221にLED基板210が搭載される。ランプシェード230は、全体が半円筒形に形成されており、嵌合部231を備える。ランプシェード230及び半円筒部分222が円筒体を形成するように、嵌合部224及び嵌合部231が嵌合する。放熱部品220は、アルミニウム又はその他の金属製の押出成形部材として形成されている。ランプシェード230と嵌合するために必要な強度を持たせるために、放熱部品220の肉厚は0.8〜1.0mmとなっている。LED照明灯200の総重量は、長さ1200mmの直管型40Wの場合で、500〜700gである。
これに対し、熱伝達部品20をアルミニウム又はその他の金属製のプレス加工部材として形成することで、熱伝達部品20の肉厚を0.3〜0.5mmと薄くすることが可能である。このため、LED照明灯1Aの総重量は、長さ1200mmの直管型40Wの場合で、270〜280gである。したがって、LED照明灯1Aの総重量は、LED照明灯200の総重量の約半分である。長さ1200mmの40W直管型蛍光ランプの総重量が約250gであるから、LED照明灯1Aは蛍光ランプの代替として利用するのに適している。更に、熱伝達部品20に使用される材料が少なくて済むため、LED照明灯1Aの価格を低減できる。
ここで、ランプシェード30及び230に用いられる樹脂は、一般的に熱伝導性は悪いが放熱特性が良く、熱伝達部品20及び放熱部品220に用いられる金属は、一般的に熱伝導性は良いが放熱特性が悪い。そのため、ランプシェード30から放熱するLED照明灯1Aの放熱構造は、放熱部品220の半円筒部分222から放熱するLED照明灯200の放熱構造に劣らない放熱効果を発揮する。
(第2の実施形態)
図6を参照して、本発明の第2の実施形態に係るLED照明灯1Bを説明する。LED照明灯1Bは、ランプシェード30とカプラー40との間をシールする防水パッキン70が追加されている点を除いて第1の実施形態に係るLED照明灯1Aと同様である。本実施形態によれば、LED照明灯1B内に水が浸入することが防止される。LED照明灯1Bは、駅のホームのような雨が吹き込む場所にも設置することができる。
(第3の実施形態)
図7を参照して、本発明の第3の実施形態に係るLED照明灯1Cを説明する。LED照明灯1Cは、1枚のLED基板10が取り付けられた熱伝達部品20のかわりに2枚のLED基板10が取り付けられた熱伝達部品20Cを備えている点が、第1の実施形態に係るLED照明灯1A又は第2の実施形態に係るLED照明灯1Bと異なる。
熱伝達部品20Cは、平板部分21が平板部分26及び27で置き換えられている点を除いて、熱伝達部品20と同様である。平板部分26とLED基板10とが重なるようにLED基板10が平板部分26に取り付けられる。平板部分27とLED基板10とが重なるようにLED基板10が平板部分27に取り付けられる。平板部分26及び27は矩形に形成され、平板部分26及び27の長辺はLED照明灯1Cの軸(ランプシェード30の軸)に平行である。側板部分22は、平板部分26の端縁26aに連続する。側板部分23は、平板部分27の端縁27aに連続する。平板部分26と平板部分27とが交差するように、平板部分26の端縁26bが平板部分27の端縁27bに連続する。端縁26a及び26bは、平板部分26の二つの長辺にそれぞれ対応する。端縁27a及び27bは、平板部分27の二つの長辺にそれぞれ対応する。側板部分22及び23は、それぞれ端縁26a及び27aの全長にわたって延びている。
本実施形態においては、平板部分26と平板部分27とが交差しているため、熱伝達部品20Cに取り付けられた二つのLED基板10が異なる方向を向く。したがって、LED照明灯1Cは、周囲の広い範囲を照らすことが可能である。LEDからの光は直進性が高いため、二つのLED基板10が異なる方向を向くことは周囲の広い範囲を照らすために重要である。
尚、平板部分26及び27の各々はLED基板10よりも面積が大きいことが好ましい。側板部分22の面積と側板部分23の面積の和を平板部分26の面積と平板部分27の面積の和以上とすることで、十分な放熱効果を得ることができる。
(第4の実施形態)
図8を参照して、本発明の第4の実施形態に係るLED照明灯1Dを説明する。LED照明灯1Dは、LED基板10と、熱伝達部品20Dと、角筒形状のランプシェード30Dとを備える。LED基板10及び熱伝達部品20Dは、ランプシェード30Dに収容される。LED基板10は、第1の実施形態の場合と同様である。LED照明灯1Dは、直管形蛍光ランプのかわりに使用することが可能である。ランプシェード30Dは、ポリカーボネートのような光を透過する樹脂により形成されている。樹脂中に光拡散材を分散してもよい。熱伝達部品20Dは、平板部分21と、平板部分21の端縁21aに連続する側板部分28と、平板部分21の端縁21bに連続する側板部分29とを備える。平板部分21は、第1の実施形態の場合と同様である。側板部分28及び29は、ランプシェード30Dの内側面30Dに沿うように形成されている。すなわち、側板部分28及び29は、平板形状に形成されている。側板部分28及び29は、内側面30Dに密着することが好ましい。
本実施形態によれば、LED基板10、熱伝達部品20D、及びランプシェード30Dは、LED基板10に搭載されたLED(不図示)で発生した熱を放熱する放熱構造を形成する。LED(不図示)で発生した熱は、LED基板10を介して平板部分21に伝達され、平板部分21から側板部分28及び29に伝導により伝達し、側板部分28及び29からランプシェード30Dを介してLED照明灯1D外に放熱される。熱伝達部品20Dを上述の構造とすることで、熱伝達部品20Dを薄い金属板(例えばアルミニウム板)で形成しても、必要な強度及び必要な放熱効果を達成することが可能である。したがって、熱伝達部品20Dが軽量化される。
(第4の実施形態の変形例)
図9を参照して、第4の実施形態の変形例に係るLED照明灯1Dの側板部分28及び29は、ランプシェード30Dの内側面31Dに沿うように屈曲している。
第4の実施形態及びその変形例においても、側板部分28の面積と側板部分29の面積の和を平板部分21の面積以上とすることで、十分な放熱効果を得ることができる。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に様々な変更を行うことが可能である。例えば、熱伝達部品20、20C及び20Dをセラミックや高熱伝導プラスチックで形成してもよく、ランプシェード30を楕円筒形状にしてもよく、ランプシェード30Dを多角筒形状にしてもよく、LED照明灯1A、1B、1C及び1Dを環形タイプとしてもよい。また、一の実施の形態に係る事項と他の実施の形態に係る事項とを組み合わせることが可能である。
1A、1B、1C、1D…LED照明灯
10…LED基板
10a…LED搭載面
10b…裏面
20、20C、20D…熱伝達部品
20a…端部
21、26、27…平板部分
21a、21b、26a、26b、27a、27b…端縁
22、23、28、29…側板部分
24…フック部
25…隙間
30、30D…ランプシェード
30a…端部
31、31D…内側面
40…カプラー
41…口金ピン
42…円筒部
50…ソケットキャップ
60…ネジ
70…防水パッキン
100…LEDランプ
101…光源基板
102…LED
103…放熱部材
106…ケース
200…LED照明灯
210…LED基板
220…放熱部品
221…平板部分
222…半円筒部分
224…嵌合部
230…ランプシェード
231…嵌合部
240…カプラー

Claims (10)

  1. LEDを搭載する第1LED基板と、
    熱伝達部品と、
    筒形状のランプシェードと
    を具備し、
    前記第1LED基板及び前記熱伝達部品は前記ランプシェードに収容され、
    前記熱伝達部品は、第1平板部分と、前記第1平板部分の第1一方側端縁に連続する第1側板部分とを備え、
    前記第1平板部分と前記第1LED基板とが重なるように前記第1LED基板が前記第1平板部分に取り付けられ、
    前記第1側板部分は、前記ランプシェードの内側面に沿うように形成される
    LED照明灯。
  2. 前記熱伝達部品は、前記第1平板部分の第1他方側端縁に連続する第2側板部分を備え、
    前記第2側板部分は、前記内側面に沿うように形成される
    請求項1のLED照明灯。
  3. LEDを搭載する第2LED基板を更に具備し、
    前記第2LED基板は前記ランプシェードに収容され、
    前記熱伝達部品は、第2平板部分と、前記第2平板部分の第2一方側端縁に連続する第2側板部分とを備え、
    前記第2平板部分と前記第2LED基板とが重なるように前記第2LED基板が前記第2平板部分に取り付けられ、
    前記第2側板部分は、前記内側面に沿うように形成され、
    前記第1平板部分と前記第2平板部分が交差するように、前記第1平板部分の第1他方側端縁が前記第2平板部分の第2他方側端縁に連続する
    請求項1のLED照明灯。
  4. 前記熱伝達部品は、プレス加工部材である
    請求項1乃至3のいずれかに記載のLED照明灯。
  5. 前記第1側板部分の面積と前記第2側板部分の面積の和は、前記第1平板部分の面積以上である
    請求項2のLED照明灯。
  6. 前記第1側板部分の面積と前記第2側板部分の面積の和は、前記第1平板部分の面積と前記第2平板部分の面積の和以上である
    請求項3のLED照明灯。
  7. 前記熱伝達部品は、フック部を備え、
    前記第1LED基板は前記第1平板部分と前記フック部との間に挟まれる
    請求項1乃至6のいずれかに記載のLED照明灯。
  8. 前記ランプシェードの端部に装着されるカプラーを更に具備し、
    前記カプラーは、前記第1側板部分が前記内側面に密着するように前記熱伝達部品を支持する
    請求項1乃至7のいずれかに記載のLED照明灯。
  9. 前記ランプシェードの端部に装着されるカプラーと、
    前記ランプシェードと前記カプラーとの間をシールする防水パッキンと
    を更に具備する
    請求項1乃至7のいずれかに記載のLED照明灯。
  10. LED照明灯の熱伝達部品であって、
    前記熱伝達部品は、
    第1平板部分と、
    前記第1平板部分の第1一方側端縁に連続する第1側板部分と
    を具備し、
    前記LED照明灯は、
    LEDを搭載する第1LED基板と、
    筒形状のランプシェードと
    を備え、
    前記第1LED基板及び前記熱伝達部品は前記ランプシェードに収容され、
    前記第1平板部分と前記第1LED基板とが重なるように前記第1LED基板が前記第1平板部分に取り付けられ、
    前記第1側板部分は、前記ランプシェードの内側面に沿うように形成される
    LED照明灯の熱伝達部品。
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