JP2014035833A - 照明器具 - Google Patents

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Abstract

【課題】光源部と電源装置を器具本体内に配置した照明器具において、放熱性を高める。
【解決手段】半導体発光素子62を有する光源部60と、光源部60の点灯電流を制御する電源装置70と、光源部60を収容する光源収容部23と、電源装置70を収容する電源収容部24と、複数の放熱フィン81が並設される放熱部80と、を有する器具本体21と、を備える。放熱部80の第1端部E1側に光源収容部23を配置し、第1端部E1に対向する第2端部E2側に電源収容部24を配置した照明器具11とする。
【選択図】図5

Description

本発明は、半導体発光素子を有する光源部と、光源部の点灯電流を制御する電源装置とを器具本体内に配置した照明器具に関する。
従来、半導体発光素子を有する光源部と電源装置とが設けられ、器具本体にブラケットなどの支持部が設けられている照明器具が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1の照明器具は、光源部は器具本体内に配置されているが、電源装置は器具本体内には配置されていない。
一方、光源部と電源装置とが器具本体内に配置されている照明器具も知れられている。このような照明器具として、例えば、屋外に設置されるスポットライトがある。
屋外に配置される照明器具は、高い防水性が要求される。器具本体内に光源部と電源装置とを収容することで、照明器具の防水性を高めることができる。
また、照明器具は、支持部をブラケット型からスパイク型(杭のように地面に突き刺して照明器具を支持する)にするなど、商品のバリエーション展開を行う場合がある。このような場合に、光源部と電源装置とが器具本体内に収容されていれば、バリエーション展開の際に設計変更部分が少なくて済み、バリエーション展開を容易に行うことができる。
特開2011−159447号公報
しかしながら、光源部と電源装置は、点灯中は電気素子が発する熱によって高温となる可能性がある。器具本体内に光源部と電源装置とを収容した場合、光源部と電源装置から発生する熱が器具本体の内部に溜まる。半導体発光素子は、温度が高くなると効率が低下して光量が低下するという特性があるため、光源部と電源装置とが収容された照明器具は、電源装置から光源部に送る電力が同じでも光量が低下してしまうという問題がある。また、光量を上げるために電源装置から光源部への出力電力を上げると、半導体発光素子からより多くの熱が発生してしまうという問題がある。
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものである。本発明の第1の目的は、光源部と電源装置を器具本体内に配置した照明器具において、放熱性を高めることである。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、本願に開示する照明器具は、光源部と、電源装置と、器具本体と、を備える。
光源部は、半導体発光素子を有する。
電源装置は、光源部の点灯電流を制御する。
器具本体は、光源部を収容する光源収容部と、電源装置を収容する電源収容部と、複数の放熱フィンが並設される放熱部と、を有する。
放熱部の第1端部側に光源収容部を配置し、第1端部に対向する第2端部側に電源収容部を配置する。
照明器具は、第1端部側から第2端部側に向かう方向を第1方向とし、第1方向に交差する方向を第2方向として、
放熱部は、隣接する放熱フィンの間に第2方向に貫通する間隙を設ける。
照明器具の放熱部は、隣接する放熱フィンの間に傾斜面を有しており、傾斜面は、器具本体の外側に向けて傾斜している。
照明器具の放熱部は、光源収容部と電源収容部を連通させる通線部を有しており、通線部は、隣接する放熱フィンとの間に間隙を有する。
照明器具の通線部は、内部に通線用穴が形成されており、通線用穴は、第1方向における中心部の断面積に対して、第1方向における両端部における断面積を大きくする。
本願に開示する照明器具によれば、光源部と電源装置を器具本体内に配置した照明器具において、放熱性を高めることができる。
本発明の実施例1に係る照明器具11の側面図。 図1の2矢視図。 図1の3矢視図。 図1の4矢視図。 図2の5−5線における一部を省略した断面図。 図2の6−6線における断面図。 図1の7−7線における断面図。 本発明の実施例2に係る照明器具11の一部を省略した断面図。 本発明の実施例2に係る照明器具11の断面図。
次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。
本発明の実施例1に係る照明器具11について、図1から図7を用いて説明する。実施例1の照明器具11は、屋外に設置されるスポットライトである。照明器具11は、図1、図5に示すように、器具本体21、光源部60、電源装置70、放熱部80、及び支持部90を有している。
図1から図4に示すように、器具本体21は、略円柱形である。図5に示すように、器具本体21は、器具主体22、第1蓋体31、及び第2蓋体32を有している。器具主体22、第1蓋体31、及び第2蓋体32は、高い熱伝導性を有するアルミニウム等の金属素材を用いて形成されている。尚、器具主体22、第1蓋体31、及び第2蓋体32は、金属素材で形成することに限らず、少なくとも熱伝導性が高い材料で形成されていればよい。また、器具主体22、第1蓋体31、及び第2蓋体32は、高い熱伝導性を有する銀や銅等で形成することも可能であるが、強度、耐久性、材料コスト等を考慮してアルミニウムで形成することが好ましい、
器具主体22は、光源部60及び電源装置70を収容するとともに、放熱部80が形成されている部分である。放熱部80は、器具主体22の略中央部分に形成されている。尚、放熱部80は、器具主体22の中央部分に限らず、光源収容部23に近い位置、または電源収容部24に近い位置に形成されていてもよい。放熱部80の構成については後に詳細に説明するが、放熱部80には複数の放熱フィン81が並設されている(図7参照)。
円柱形に形成された器具本体21において、中心軸に沿う方向を「軸方向」と定義し、軸方向に直交する方向を「径方向」と定義する。図1に示すように、放熱部80の軸方向における一方の端部を第1端部E1とし、第1端部E1に対して軸方向に対向する他方の端部を第2端部E2とする。放熱部80の第1端部E1側には光源収容部23が配置される。光源収容部23は、光源部60を収容する部分である。図5、及び図6に示すように、光源収容部23は、第3隔壁53、第1側壁54、及び第1蓋体31を備える。第3隔壁53は、放熱部80の軸方向における一方の端部(複数の放熱フィン81の第1端部E1側)に一体の部材として形成される。第1側壁54は、第3隔壁53の周縁部から軸方向に突設されている。なお、本明細書において「一体の部材」とは、分離独立した複数の部材が一つに結合したものではなく、成型段階で一つの部材として作られた部材である。ただし、本発明における「一体の部材」は、成型段階で一つの部材として作られた部材に限らず、分離独立した複数の部材が一つに結合した部材を含むように広義な意味を持つこととする。
第1蓋体31は、第1側壁54で形成される開口部43を覆うように取り付けられる部材である。第1蓋体31には、光照射穴41が形成されている。光照射穴41は、軸方向に貫通している。光照射穴41を介して、光源部60から出射される光が外部へ照射される。光照射穴41には、透光部材42が取り付けられる。透光部材42は、透光性を有するガラスや合成樹脂素材等で形成されている。透光部材42は、シリコン接着剤等で第1蓋体31の内側に取り付けられる。第1蓋体31は、光源部60を器具本体21に取り付けた後、第1側壁54に螺合させて取り付けられ、光源収容部23を構成する。第1蓋体31と第1側壁54との間には、パッキン(図示せず)を介在させており、光源収容部23の防水性を確保している。尚、照明器具11を屋内等のように雨滴がかからない環境で使用する場合は、パッキンは不要である。また、第1蓋体31と第1側壁54との結合方法は、螺合に限らず、第1蓋体31の内面に凹部を備えて第1側壁54の外面に凸部を備え、凹凸嵌合させて結合する構成であってもよい。
図1に示すように、放熱部80の軸方向における第2端部E2側には電源収容部24が配置される。電源収容部24は、電源装置70を収容する部分である。図5、及び図6に示すように、電源収容部24は、第1隔壁51、第2側壁55、及び第2蓋体32を備える。第1隔壁51は、放熱部80の複数の放熱フィン81の第2端部E2側に一体の部材として形成される。第2側壁55は、第1隔壁51の周縁部から軸方向に突設されている。
第2蓋体32は、第2側壁55で形成される開口部44を覆うように取り付けられる部材である。第2蓋体32は、第2隔壁52及び第3側壁56を有している。第2隔壁52は、第2蓋体32が器具主体22に取り付けられると第1隔壁51に対向する位置に配置される部材である。第3側壁56は、第2隔壁52の周縁部から軸方向に突設されている。
図6に示すように、第2隔壁52、及び第3側壁56には、周縁部の2か所に貫通穴46が形成されている。第2側壁55には、貫通穴46に対応する位置に固定部47が設けられ、ネジ穴48が形成されている。電源装置70を第2隔壁52に取り付けた後、貫通穴46に通したボルト49をネジ穴48に螺合させることにより、第2蓋体32は器具主体22に取り付けられ、電源収容部24が構成される。第2蓋体32と器具主体22との間には、パッキン(図示せず)を介在させており、電源収容部24の防水性を確保している。尚、照明器具11を屋内等のように雨滴がかからない環境で使用する場合は、パッキンは不要である。また、第2蓋体32と器具主体22との結合方法は、螺合であってもよい。
放熱部80は、光源部60と電源装置70で発生した熱を放熱するためのものである。図1、図4、図6、及び図7に示すように、放熱部80には、複数の放熱フィン81が径方向に並設されている。本実施例では、放熱部80の径方向中央部に第1放熱フィン811が設けられる。放熱部80は、第1放熱フィン811の径方向における両側方に、順次、第2放熱フィン812、第3放熱フィン813、第4放熱フィン814、及び第5放熱フィン815が設けられている。
ここで、図1に示すように、放熱部80の軸方向において第1端部E1側から第2端部E2側に向かう方向を第1方向D1とし、第1方向D1に交差する方向を第2方向D2とすると、図7に示すように、放熱部80は、隣接する放熱フィン81の間に第2方向D2(径方向)に貫通する間隙82を設けている。間隙82は、第1放熱フィン811と第2放熱フィン812との間、第2放熱フィン812と第3放熱フィン813との間、第3放熱フィン813と第4放熱フィン814との間、第4放熱フィン814と第5放熱フィン815との間にそれぞれ設けられている。
放熱部80は、放熱フィン81の第2方向D2における両端に自由端部83を有している。自由端部83は、第1放熱フィン811、第2放熱フィン812、第3放熱フィン813、第4放熱フィン814、及び第5放熱フィン815のそれぞれに設けられている。放熱フィン81は、第2方向における中心部の厚みに対して、自由端部83における厚みを薄くしている。具体的には、第1放熱フィン811、第2放熱フィン812、第3放熱フィン813、第4放熱フィン814、及び第5放熱フィン815のそれぞれにおいて、第2方向における中心部の厚みに対して、自由端部83の厚みが薄くなるよう、厚みを漸減させている。
放熱部80は、隣接する放熱フィン81の間に傾斜面84を有しており、傾斜面84は、器具本体21の外側に向けて傾斜している。具体的には、傾斜面84は、第1放熱フィン811と第2放熱フィン812との間、第2放熱フィン812と第3放熱フィン813との間、第3放熱フィン813と第4放熱フィン814との間、及び第4放熱フィン814と第5放熱フィン815との間に設けられている。尚、放熱フィン81に傾斜面84を備えることは必須ではない。
図6、及び図7に示すように、放熱部80は、光源収容部23と電源収容部24を連通させる通線部85を有している。通線部85は、光源部60と電源装置70とを電気的に接続する第1電線L1を敷設するためのものである。図7に示すように、本実施例では、通線部85は、第1放熱フィン811の第2方向における中心部において、第1放熱フィン811と一体の部材として形成されている。通線部85は、外形断面形状が、第2方向における中心部の厚みに対して、第1放熱フィン811の自由端部83側における厚みが薄くなるようにしている。具体的には、通線部85の断面形状を、略菱形としている。通線部85は、隣接する第2放熱フィン812との間に間隙を確保するようにしている。
通線部85は、内部に通線用穴86が形成されている。通線用穴86は、第1電線L1を通すための貫通穴であり、通線部85、第1隔壁51、及び第3隔壁53を貫通している。通線用穴86は、第1方向D1における中心部の断面積に対して、第1方向D1における両端部における断面積を大きくしている。本実施例では、通線部85の断面形状が略菱形であるため、通線用穴86の断面形状も略菱形となるようにしている。通線用穴86の断面積は、通線用穴86の内壁が第1電線L1に接触する程度とすることが好ましい。この場合、第1電線L1で発生した熱を速やかに放熱部80に伝導させることができる。通線用穴86は、光源収容部23側では、第3隔壁53に形成した通線用溝87に連通している。第1電線L1は、通線用溝87を介して光源部60まで敷設されている。
図5、及び図6に示すように、光源部60は、略平面状の照射面61を備えており、光源収容部23の内部において、照射面61を第1蓋体31の光照射穴41に向けて配置される。光源部60は、半導体発光素子としてのLED素子62、光源基板63、及びレンズ64を有している。光源基板63には、複数のLED素子62が同心円状に並ぶ配置で実装されている(図2参照)。光源基板63は、第3隔壁53に面接触するように固定されている。これにより、光源基板63で発生した熱を第3隔壁53に伝えることができ、光源基板63の放熱性を高めることができる。
レンズ64は、各LED素子62から出射される光を透過させて、照射面61を形成する部材である。レンズ64は、透光性を有する合成樹脂素材等で形成されており、LED素子62に軸方向に対向する位置に配置されている。尚、本実施例では、照射面61が略平面状のものを説明したが、照射面61は略平面状のものに限らず、例えば球面状等であってもよい。
光源部60のLED素子62は、放熱フィン81(第1放熱フィン811、第2放熱フィン812、第3放熱フィン813、第4放熱フィン814、及び第5放熱フィン815)が形成されている領域を第1方向に延長した仮想領域内に配置されていることが好ましい。尚、場合によっては、LED素子62が放熱フィンと放熱フィンとの間に配置される可能性があるが、仮想領域内に配置されるLED素子62をできるだけ多くすることで、LED素子62の放熱性を向上できる。
電源装置70は、光源部60の点灯電流を制御するものである。電源装置70は、電気部品71、電源基板72、及び放熱板73を有している。電気部品71は、LED素子62の点灯電流を制御するものである。電気部品71は、電源基板72に実装されている。放熱板73は、電源装置70自体に設けられている放熱のための部品であり、門形状の金属部品である。放熱板73は、電源基板72に固定されている。放熱板73は、電気部品71から輻射される熱を伝導する。電源装置70は、電源収容部24の内部において、放熱板73の平坦な面を第2隔壁52に接触させた状態で固定される。これにより、電気部品73から輻射される熱は、放熱板73、第2蓋体32、及び放熱部80を介して、外部に放出される。電源装置70には、第2電線L2が接続されている。第2電線L2は、支持部90の内部に挿通され、外部電源と電気的に接続される。
支持部90は、天井や壁面等の取付対象面に固定されるとともに、器具本体21を支持するものである。本実施例の支持部90は、ブラケット型であり、器具本体21を伏仰自在、及び回転自在に支持する。支持部90は、基台91、接続部92、第1軸93、及び第2軸としてのアーム94を有する。
基台91は、天井や壁面等の取付対象面に固定される部分である。接続部92は、器具本体21とアーム94を接続するものである。本実施例では、接続部92は、器具本体21の電源収容部24に設けられている。具体的には、接続部92は電源収容部24を構成する第2蓋体32に一体の部材として形成されている。
第1軸93は、接続部92とアーム94の回転軸である。本実施例では、第1軸93は、その軸方向が、第1方向D1及び第2方向D2に対して直交するように設けられている。このため、照明器具11が、アーム94の長手方向が鉛直方向に沿う姿勢で設置された場合、第1軸93は、器具本体21の伏仰方向(図1における矢印R1の方向)の回転軸となる。
アーム94は、基台91に対して回転するように構成されている。本実施例では、アーム94は、第2方向D2と平行となる姿勢をとり得るように設けられている。照明器具11のアーム94が鉛直方向に沿う姿勢で設置された場合、アーム94は、器具本体21の水平方向(図1における矢印R2の方向)の回転軸となる。
以上説明した本実施例に係る照明器具11によれば、次のような効果を有する。
照明器具11は、放熱部80の軸方向における第1端部E1側に光源収容部23を配置し、第1端部E1に対して軸方向に対向する第2端部E2側に電源収容部24を配置した。このため、2つの熱源である光源部60と電源装置70との間に放熱部80が配置されることとなり、2つの熱源を離し、かつ、2つの熱源が発する熱を1つの放熱部80で放熱することが可能となる。よって、光源部60と電源装置70を一体にした照明器具11において、放熱性を高めることができる。また、光源部60と電源装置70を器具本体21内に配置した照明器具11において、より大きな電流を流すことを可能となり、明るく効率の良い配光を得ることが可能となる。
照明器具11の放熱部80は、隣接する放熱フィン81の間に第2方向D2に貫通する間隙82を設けた。このため、照明器具11の放熱性を高めることができるとともに、放熱部80に雨水等がかかっても放熱フィン81に水が溜まりにくく、排水性を高めることができる。排水性を高めることにより、放熱フィン81の腐食を防ぐことができるとともに、水の滞留による放熱性の低下を防ぐことができる。また、間隙82を設けることで、放熱フィン81の間に埃等の異物が滞留することを軽減でき、異物が滞留することによる放熱性の低下を防ぐことができる。たとえ、放熱フィン81の間に埃等の異物が滞留したとしても、間隙81が第2方向D2に貫通しているため、容易に異物を除去することができる。
照明器具11の放熱部80は、放熱フィン81の第2方向D2における両端に自由端部83を有しており、第2方向D2における中心部の厚みに対して、自由端部83における厚みを薄くした。このため、放熱部80の放熱フィン81に雨水等がかかっても、放熱フィン81に水が溜まりにくく、排水性を高めることができる。排水性を高めることにより、放熱フィン81の腐食を防ぐことができるとともに、水の滞留による放熱性の低下を防ぐことができる。
照明器具11の放熱部80は、隣接する放熱フィン81の間に傾斜面84を有しており、傾斜面84は、器具本体21の外側に向けて傾斜している。このため、放熱部80の放熱フィン81に雨水等がかかっても、放熱フィン81に水が溜まりにくく、排水性を高めることができる。排水性を高めることにより、放熱フィン81の腐食を防ぐことができるとともに、水の滞留による放熱性の低下を防ぐことができる。
照明器具11の放熱部80は、光源収容部23と電源収容部24を連通させる通線部85を有しており、通線部85は、隣接する放熱フィン81との間に間隙82を有する。このため、通線部85の放熱性を高めることができる。
照明器具11の通線部85は、放熱フィン81と一体の部材として形成されており、第2方向D2における中心部の厚みに対して、放熱フィン81の自由端部83側における厚みを薄くした。このため、放熱部80の通線部85に雨水等がかかっても、通線部85に水が溜まりにくく、排水性を高めることができる。
照明器具11の通線部85は、内部に通線用穴86が形成されており、通線用穴86は、第1方向D1における中心部の開口面積に対して、第1方向D1における両端部における開口面積を大きくした。このため、通線部85の内部の熱を両端から排熱することができ、通線部85の放熱性を高めることができる。また、光源部60と電源装置70を接続する第1電線L1を通線部85に通す際に、両端部の開口面積が大きいため第1電線L1の端部を通線部85に挿入し易く、照明器具11の組み立て作業性が向上する。
照明器具11の光源部60は、放熱フィン81が形成されている領域を第1方向に延長した仮想領域内に、LED素子62を配置する構成とすることが好ましい。このような構成とすることで、LED素子62で発生した熱が放熱フィン81に伝わりやすく、光源部60で発生した熱を放熱することができる。
照明器具11は、伏仰方向の回転軸を第1軸93とし、回転方向の回転軸を第2軸としてのアーム94として、第1軸93は第1方向D1及び第2方向D2と直交し、アーム94は第2方向D2と平行な姿勢をとり得る構成とした。このため、第2方向D2が鉛直方向となるように照明器具11を配置した場合、放熱フィン81の間の間隙82が鉛直方向に貫通する姿勢となって自然通風しやすく、放熱部80と外気との熱交換を効率よく行うことができる。
照明器具11の支持部90は、器具本体21の電源収容部24側に設けられている。このため、支持部90の内部から電源装置70まで、電力の供給のための第2電線L2の取り回しを容易に行うことができる。
照明器具11の電源収容部24は、放熱部80に隣接する第1隔壁51と、第1隔壁51に対向する第2隔壁52とを有し、電源装置70は、第2隔壁52に取り付けられている。電源装置70を光源収容部23から離して配置できるため、電源装置70の熱の影響を光源部60に与えにくくすることができる。
次に、本発明の実施例2に係る照明器具11について、図8、及び図9を用いて説明する。本実施例の照明器具11は、第2蓋体32を有さない点、及び電源装置70が、第2隔壁52ではなく、第1隔壁51に取り付けられている点が実施例1と大きく異なっている。実施例1と同一部分は同一符号を付して詳しい説明は省略する。
図8、及び図9に示すように、電源収容部24は、第1隔壁51、第4側壁57、及び第3蓋体33を備える。第4側壁57は、第1隔壁51の周縁部から器具本体21の端部まで軸方向に突設されている。第4側壁57の端部には、開口部45が形成されている。開口部45は、電源装置70等を電源収容部24の内部に取り付ける際に、電源装置70等を挿入するためのものである。電源装置70は、電源収容部24の内部において、放熱板73の平坦な面を第1隔壁51に接触させた状態で固定される。開口部45は、電源装置70等を器具本体21に取り付けた後、第3蓋体33によって密閉され、電源収容部24の防水性を確保している。
以上説明した本実施例に係る照明器具11によれば、次のような効果を有する。
照明器具11によれば、電源収容部24は、放熱部80に隣接する第1隔壁51を有し、電源装置70は、第1隔壁51に取り付けられている。電源装置70を放熱部80に隣接して配置できるため、電源装置70の熱を放熱部80によって効率的に放熱することができる。
第4側壁57は、第1隔壁51の周縁部から器具本体21の端部まで軸方向に突設されており、第2蓋体32を有さないため、第2蓋体32を取り付けるためのボルト49が不要になる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、支持部90は、器具本体21の電源収容部24側に設けたが、例えば、放熱部80側に設けてもよい。この場合、器具本体21を重心位置付近で支持することとなるため、重量バランスが良くなる。
通線部85は、第1放熱フィン811の中心部に設けたが、通線部85を設ける位置はこの位置に限定されない。例えば、器具本体21の外周縁部付近など、第2電線L2を取り回しやすい位置に設けてもよい。
支持部90は、ブラケット型に限定されず、例えば、スパイク型(杭のように地面に突き刺して照明器具を支持する)としてもよい。
通線部85の外形断面形状を略菱形としたが、円形にしてもよい。また、通線用穴86の断面形状も略菱形としたが、円形であってもよい。
11 照明器具
21 器具本体
23 光源収容部
24 電源収容部
60 光源部
62 LED素子
70 電源装置
80 放熱部
81 放熱フィン
82 間隙
83 自由端部
84 傾斜面
85 通線部
86 通線用穴
90 支持部
92 接続部
93 第1軸
94 アーム

Claims (5)

  1. 半導体発光素子を有する光源部と、
    前記光源部の点灯電流を制御する電源装置と、
    前記光源部を収容する光源収容部と、前記電源装置を収容する電源収容部と、複数の放熱フィンが並設される放熱部と、を有する器具本体と、
    を備え、
    前記放熱部の第1端部側に前記光源収容部を配置し、前記第1端部に対向する第2端部側に前記電源収容部を配置した、
    ことを特徴とする照明器具。
  2. 請求項1に記載の照明器具であって、
    前記第1端部側から前記第2端部側に向かう方向を第1方向とし、前記第1方向に交差する方向を第2方向として、
    前記放熱部は、隣接する前記放熱フィンの間に前記第2方向に貫通する間隙を設けた、
    ことを特徴とする照明器具。
  3. 請求項1又は2のいずれか1項に記載の照明器具であって、
    前記放熱部は、隣接する前記放熱フィンの間に傾斜面を有しており、前記傾斜面は、前記器具本体の外側に向けて傾斜している、
    ことを特徴とする照明器具。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の照明器具であって、
    前記放熱部は、前記光源収容部と前記電源収容部を連通させる通線部を有しており、前記通線部は、隣接する前記放熱フィンとの間に間隙を有する、
    ことを特徴とする照明器具。
  5. 請求項4に記載の照明器具であって、
    前記通線部は、内部に通線用穴が形成されており、前記通線用穴は、前記第1方向における中心部の断面積に対して、前記第1方向における両端部における断面積を大きくした、
    ことを特徴とする照明器具。
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