JP2014212076A - 照明器具 - Google Patents

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健一 興
Kenichi Ko
健一 興
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Koizumi Lighting Technology Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V19/00Fastening of light sources or lamp holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Abstract

【課題】半導体発光素子を実装した光源基板を筐体に簡単に取り付けることができ、組立工数と材料コストを低減することができる照明器具を提供する。【解決手段】光源基板44と筐体21とを備える照明器具100であって、光源基板44は、複数の半導体発光素子42が実装される第1面441と、第1面441の反対側の第2面442とを有し、筐体21は、光源基板44の第2面442に当接する基板載置部23と、光源基板44の第1面側441に対向して、基板載置部23との間で光源基板44の第1端部431の少なくとも一部を挟み込む挟持部24と、光源基板44の少なくとも1箇所を固定するための固定部26と、を有する。【選択図】図2

Description

本発明は、照明器具に関する。より詳細には、半導体発光素子を実装した光源基板を筐体に取り付ける構造に関する。
従来、半導体発光素子を実装した光源基板を筐体に取り付けた照明器具が知られている。半導体発光素子を実装した光源基板として、例えばLED(Light Emitting Diode)モジュール基板がある。LEDは点灯時に熱を発生するため、LEDモジュール基板を筐体に対して密着させ、効率良く放熱させる必要がある。LEDモジュール基板と筐体を密着させるため、筐体に光源取付部が形成されている照明器具も知られている。
LEDモジュール基板は必ずしも平坦ではなく、LEDモジュール基板が僅かに反っている場合もある。このため、複数本のネジを用いてLEDモジュール基板を筐体に取り付けることで、LEDモジュール基板を光源取付部に密着させるようにした照明器具も知られている。例えば、特許文献1では、LEDモジュール基板の一対の長辺をネジ止めする構成が開示されている。
登録実用新案3164120号公報
しかしながら、LEDモジュール基板の寸法や形状、あるいは1台の照明器具に用いるLEDモジュール基板の枚数によっては、数多くのネジを用いてLEDモジュール基板を筐体に取り付けなければならない。特許文献1では、照明器具の長手方向に沿って、多数本のネジでLEDモジュール基板を放熱板に取り付けている。多数本のネジを用いてLEDモジュール基板を筐体に取り付ける作業は組立工数と材料コストが掛かるため、照明器具の製造コストを増大させることとなる。
本発明は、上記課題を解決すべくなされたものである。本発明の目的は、半導体発光素子を実装した光源基板を筐体に簡単に取り付けることができ、組立工数と材料コストを低減することができる照明器具を提供することである。
本願に開示する照明器具は、上記課題を解決すべくなされたものである。本願に開示する照明器具は、光源基板と筐体とを備える照明器具である。
光源基板は、複数の半導体発光素子が実装される第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有する。
筐体は、光源基板の第2面に当接する基板載置部と、光源基板の第1面側に対向して、基板載置部との間で光源基板の第1端部の少なくとも一部を挟み込む挟持部と、光源基板の少なくとも1箇所を固定するための固定部と、を有する。
筐体は、第1端部に対向する第2端部に当接可能な規制部を更に有することが好ましい。
光源基板は、第1長辺と、第1長辺に対向する第2長辺と、短辺とを有する場合、
挟持部は、光源基板の第1長辺側を挟み込む位置に設けられ、固定部は、第2長辺側を固定する位置に設けられることが好ましい。
挟持部は、光源基板を差し込む開口部から奥行方向にかけて、基板載置部との間隔が漸次狭くなるように傾斜する当接面を有してもよい。
挟持部は、光源基板を差し込む開口部から奥行方向にかけて、基板載置部との間隔が段階的に狭くなるように段部が形成される当接面を有してもよい。
本願に開示する照明器具によれば、半導体発光素子を実装した光源基板を筐体に簡単に取り付けることができ、組立工数と材料コストを低減することができる。
本発明の実施例1に係る照明器具100の斜視図。 図1のA―A線における一部断面図。 LEDモジュール基板44の平面図。 筐体21にLEDモジュール基板44を取り付けた状態を示す平面図。 筐体21にLEDモジュール基板44を取り付ける手順を示す側面図。 筐体21にLEDモジュール基板44を取り付ける手順を示す側面図。 変形例1にかかる筐体21の側面図。 変形例2にかかる筐体21の側面図。
次に、発明の実施の形態について図を用いて説明する。
本発明の実施形態に係る照明器具100について、図1から図4を用いて説明する。本実施形態に係る照明器具100は、光源としてLED42が用いられている。図1に示すように、照明器具100は、天井等の取付面に吊り下げされるペンダントライトである。以下では、光を照射する側を照明器具100の下面側とし、上面側は下面側の反対側(取付状態では取付面側)として説明する。
尚、本実施形態で照明器具100として説明するペンダントライトは一例である。照明器具100の種類は限定されず、ペンダントライトの他に、例えばシーリングライト(天井直付け灯)、ブラケットライト(壁直付け灯)、間接照明灯等であってもよい。また、照明器具100の形状も限定されず、本実施形態で説明する細長い形状の他に、例えば円形や方形等であってもよい。光源はLEDに限られず、他の半導体発光素子、例えばEL(Electroluminescence)を用いてもよい。
図1、図2に示すように、照明器具100は、主に取付部12、吊下部材13、及び器具本体14を有している。
取付部12は、照明器具100を天井等の取付面に固定するものである。取付部12の内部には、電源装置(図示せず)や点灯装置(図示せず)等が収容されている。電源装置、及び点灯装置は、器具本体14に設けられるLED42を点灯させるための装置である。電源装置は、照明器具用の天井配線器具を介して外部電源と電気的に接続されている。点灯装置と器具本体14は電線15によって電気的に接続されている。
吊下部材13は、取付部12と器具本体14とを連結する部材である。吊下部材13は、例えば金属製ワイヤーで形成されている。
図2、図4、図5に示すように、器具本体14は、照明器具100の本体を構成するものである。器具本体14は、主に筐体21、セード51、及び光源部41を有している。本実施形態では、器具本体14は、筐体21にセード51が取り付けられた状態で、細長い略円柱形状となるように構成されている。尚、「円柱形状」とは、円柱面と、その母線に交わって互いに平行な平面との三面によって囲まれた立体であるが、本実施の形態における「略円柱形状」には上記円柱形状のほか、2つの平面が非平行である立体形状、円柱面が完全な円柱面となっていない立体形状、2つの平面が真円以外の形状(楕円等)となっている立体形状などを含む。
セード51は、筐体21の下面側を覆うように取り付けられる部材である。セード51は、光源部41からの光を反射及び拡散させつつ、外部へ配光する。セード51は、透光性を有する樹脂素材で形成されている。セード51は、セード51の内部の清掃や筐体21の部品交換等のために筐体21に対して着脱できる構造となっている。セード51の上面側の開口縁部には、筐体21に取り付けるための被保持部52が形成されている。
筐体21は、器具本体14の基体となる部材である。筐体21は、光源部41から発する熱を放熱させるために、熱伝導性が高い素材、例えばアルミニウム等の金属素材を用いて形成されている。本実施形態では、筐体21は、アルミニウム製の押出成型材で形成されている。尚、筐体21は、少なくとも熱伝導性が高い素材で形成されていればよく、例えば金属で形成されていることが好ましい。本実施の形態では、筐体21は、高い熱伝導性、成形容易性、材料コストなどを考慮し、アルミニウムで形成した。筐体21の下面側には、筐体21の長手方向に沿って、光源部41を取り付ける光源取付部22が形成されている。筐体21の下面側の短手方向両端(光源取付部22を挟んで互いに対向する位置)には、セード51の被保持部52を保持する保持部31が設けられている。筐体21の保持部31の長手方向の端部からセード51の被保持部52の端部を差し込んでいくことで、筐体21にセード51を取り付けることができる。筐体21の上面側には、吊下部材13を取り付けるための係止部32が設けられている。
図3は、LEDモジュール基板44の平面図である。図4は、LEDモジュール基板44が搭載された筐体21の平面図である。尚、図3及び図4は、一部を破断して省略描画している。図2、図3、及び図4に示すように、光源部41は、光源基板としてのLEDモジュール基板44を有している。本実施形態では、光源部41は、複数枚のLEDモジュール基板44で構成されている。各LEDモジュール基板44は、基板43上に半導体発光素子としてのLED42が複数実装されている。基板43は、本実施の形態ではエポキシ樹脂基板としたが、紙フェノール基板、アルミナ基板(セラミックス基板)などを用いてもよい。複数のLED42が実装される面をLEDモジュール基板44の第1面441とし、第1面441の反対側の面を第2面442とする。また、本実施形態の基板43は、図3に示すように第1面441及び第2面442の形状が長方形であり、第1長辺431と、第1長辺431に対向する第2長辺432と、短辺433とを有する。第2長辺432には、長手方向の中央位置には、筐体21の固定部26にネジ27で固定するためのU字形状の切欠434が一箇所形成(図3参照)されている。切欠434は、U字形状としたことにより、筐体21に対するLEDモジュール基板44の位置裕度が高くなるので、LEDモジュール基板44を筐体21に組み付ける際の作業性を向上できる。尚、切欠434は、基板43の長手方向の中央位置に限らず、長手方向の中央位置から長手方向にずれた位置に形成されていてもよい。また、切欠434は、U字形状に限らず、円形や四角形であってもよい。複数のLEDモジュール基板44は、筐体21の長手方向に沿って、短辺433(図4参照)を突き合わせるようにして光源取付部22に取り付けられる。
次に筐体21の光源取付部22について詳細に説明する。
図2、図4、図5に示すように、光源取付部22は、LEDモジュール基板44が取り付けられる部分である。光源取付部22は、基板載置部23、挟持部24、規制部25、及び固定部26を有する。
基板載置部23は、LEDモジュール基板44の第2面442に当接する部分である。基板載置部23は、筐体21の長手方向の中心線に沿って設けられている。基板載置部23は、LEDモジュール基板44の第2面442に当接する幅と長さを有するように形成されている。基板載置部23がLEDモジュール基板44の第2面442に当接することにより、LEDモジュール基板44から放出される熱を光源取付部22に伝えることができるので、LED42の放熱性を高めることができる。また、基板載置部23は、平面で形成されていることにより、LEDモジュール基板44の第2面442との接触面積を大きくすることができるので、LED42の放熱性を高めることができる。尚、本実施の形態では、基板載置部23は、段差が無い一つの平面としたが、互いに高さが異なる複数の平面を有する構成としてもよい。例えば、基板載置部23において、LEDモジュール基板44が配置される面と、LEDモジュール基板44が配置されない面の高さを異ならせてもよい。また、基板載置部23において、LED42の裏側に対向する部分とそれ以外の部分とで高さを異ならせてもよい。
挟持部24は、LEDモジュール基板44の一部を挟み込む部分である。本実施形態では、挟持部24は、LEDモジュール基板44の第1長辺431側を挟み込むよう、基板載置部23の長手方向に沿って設けられる(図4参照)。挟持部24は、LEDモジュール基板44の第1面441側に対向することで、基板載置部23との間でLEDモジュール基板44の第1長辺431及びその近傍を挟み込む。本実施形態では、挟持部24は、LEDモジュール基板44の第1面441側に当接する当接面241を有する。本実施形態の当接面241は基板載置部23と平行である。基板載置部23と当接面241との間隙寸法は、基板43の厚さと同等である。尚、基板載置部23と当接面241との間隙寸法を基板43の厚さよりも小さくする場合は、挟持部24を弾性変形可能な構成とし、挟持部24の弾性力を生かして基板43を挟み込む。これにより、LEDモジュール基板44の位置が安定する。一方、基板載置部23と当接面241との間隙寸法を基板43の厚さよりも大きくすることにより、基板43を基板載置部23と挟持部24との間に挿入しやすくなるため、LEDモジュール基板44を筐体21に取り付けやすくなる。
本実施形態では、挟持部24は、図4に示すように、筐体21の長手方向の全長に渡って連続的に形成されている。このため、挟持部24は、LEDモジュール基板44の第1長辺431の全域を挟み込む。ただし、挟持部24はこれに限定されず、挟持部24は、LEDモジュール基板44の端部の少なくとも独立した2箇所を挟み込む位置に形成されていれば、LEDモジュール基板44を安定的に保持することができる。
規制部25は、挟持部24の挟み込ませたLEDモジュール基板44の端部に対して反対側の端部に当接可能な部分である。本実施形態では、挟持部24にLEDモジュール基板44の第1長辺431側を挟み込ませ、LEDモジュール基板44の第2面442を基板載置部23に当接させた状態で、LEDモジュール基板44の第2長辺432側の端部に当接するように形成されている。
本実施形態では、規制部25は、図4に示すように、筐体21の長手方向の全長に渡って連続的に形成されている。このため、規制部25は、LEDモジュール基板44の第2長辺432の全域に当接する。ただし、規制部25はこれに限定されず、規制部25は、挟持部24の挟み込ませたLEDモジュール基板44の端部と反対側の端部の少なくとも1箇所に当接可能な位置に形成されていればよい。また、規制部25は、固定部26の補助であるため、必ずしも設けられる必要はない。
固定部26は、LEDモジュール基板44の少なくとも一箇所を固定するための部分である。本実施形態では、固定部26は、ネジ27に対応するネジ溝が内側に形成された有底穴である。固定部26は、図4に示すように、LEDモジュール基板44の第2長辺432側をネジ27で固定する位置に設けられている。固定部26は、各LEDモジュール基板44の第2長辺432の長手方向中心付近で、かつ規制部25に近い位置に設けられている。尚、固定部26は、有底穴に限らず貫通孔であってもよい。固定部26の位置は、規制部25に近い位置に限らず、基板載置部23の短手方向の中央位置であってもよい。
次に、図5、図6を用いて、筐体21の光源取付部22にLEDモジュール基板44を取り付ける手順について説明する。まず、図5Aから図5Bに示すように、LEDモジュール基板44を傾けて、挟持部24にLEDモジュール基板44の第1長辺431側を挿入する。
図6Aに示すように、挟持部24にLEDモジュール基板44の第1長辺431側を挟み込ませ、LEDモジュール基板44の第2面442を基板載置部23に当接させた状態とし、LEDモジュール基板44の第2長辺432側の端部を規制部25に当接させる。尚、LEDモジュール基板44の第2長辺432側の端部を規制部25に当接させる工程は、不要の場合がある。
この状態で、図6Bに示すように、筐体21の固定部26と、LEDモジュール基板44のU字形状の切欠434の位置を合わせる。次に、ネジ27を、切欠434を介して固定部26にネジ込む。このとき、切欠434の内径はネジ27の頭部外径よりも小さいため、ネジ27は、筐体21との間にLEDモジュール基板44を挟んで固定することができる(図6B、図4参照)。以上の手順で1枚のLEDモジュール基板44を筐体21に取り付けることができ、同様の手順を繰り返して、所定の枚数のLEDモジュール基板44を筐体21に取り付ける。
以上説明した本実施形態に係る照明器具100によれば、次のような効果を有する。
照明器具100によれば、筐体21は、LEDモジュール基板44の第2面442に当接する基板載置部23と、LEDモジュール基板44の第1面441側に当接して、基板載置部23との間でLEDモジュール基板44の第1長辺431を挟み込む挟持部24と、LEDモジュール基板44の第2長辺432側をネジ27で固定するための固定部26と、を有する。このため、LEDモジュール基板44を筐体21に簡単に取り付けることができ、組立工数と材料コストを低減することができる。
すなわち、本実施形態では、LEDモジュール基板44を筐体21に固定する際に、LEDモジュール基板44を筐体21の短手方向に移動させて挟持部24に挟み込むことができるため、筐体21周辺の作業スペースを縮小することができる。例えば、LEDモジュール基板44を筐体21の長手方向に移動させて筐体21に取り付ける構成では、筐体21の長手方向側方に少なくともLEDモジュール基板44の長手寸法に相当する作業スペースが必要となる。
また、本実施形態では、LEDモジュール基板を筐体にネジのみで固定する構成に比べて、ネジの本数を減らすことができる。例えば、図3に示すような長方形のLEDモジュール基板を筐体にネジのみで安定的に固定する場合、LEDモジュール基板の第1長辺の近傍を1本のネジで固定し、第2長辺の近傍を2本のネジで固定する必要があり、少なくとも3本のネジが必要となる。これに対して本実施形態では、1本のネジで1枚のLEDモジュール基板を固定可能な構成であるため、ネジの本数を大幅に減らすことができる。また、ネジの本数を減らすことにより、ネジ留めに要する作業時間を減らすことができるので、照明器具を組み立てる際の作業時間を短縮することができる。
また、筐体21を熱伝導性が高い素材で形成し、基板載置部23がLEDモジュール基板44の第2面442に当接することにより、LED42の放熱性を高めることができ、LED42の発光効率の低下を軽減することができる。すなわち、LED42が発した熱は、基板43を介して、筐体21の基板載置部23に伝わる。筐体21は、アルミニウム等の熱伝導性が優れた素材で形成されているため、LED42が発した多くの熱を蓄えることができる。筐体21は、図2に示すように外部に露出している部分があるため、蓄えた熱が熱交換作用により空気中へ放出される。これにより、LED42が異常な温度まで上昇することを抑えることができ、LED42の発光効率の低下を軽減することができる。また、LED42の温度上昇を抑えることができるので、1枚の基板43に搭載可能なLED42の数を増やすことが可能となり、高い照度の照明器具を製造することができる。
第2の照明器具100によれば、筐体21は、LEDモジュール基板44の第1長辺431に対向する第2長辺432に当接する規制部25を有する。このため、固定部26とネジ27によるLEDモジュール基板44の固定を補助することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図7A、図7Bに示すように、挟持部24の当接面241は、LEDモジュール基板44を差し込む開口部から奥行方向にかけて、基板載置部23との間隔が漸次狭くなるように傾斜させてもよい。この場合、LEDモジュール基板44の厚みが異なる場合や、LEDモジュール基板44と基板載置部23との間に熱伝導性シート等を介在させる場合であっても、LEDモジュール基板44を筐体21に取り付けることができる。つまり、基板43が薄い場合は、基板43を挟持部24の奥まで挿入することで、当接面241と基板載置部23とで基板43を挟むことができる。一方、基板43が厚い場合やLEDモジュール基板44と基板載置部23との間に熱伝導性シート等を介在させている場合などでは、図7Bに示すように挟持部24への基板43の挿入量を小さくすることで、当接面241と基板載置部23とで基板43を挟むことができる。
また、当接面241が傾斜していることにより、LEDモジュール基板44を挿入しやすく、かつ、LEDモジュール基板44を基板載置部23に密着させることができる。
また、図8A、図8Bに示すように、挟持部24の当接面241は、LEDモジュール基板44を差し込む開口部から奥行方向にかけて、基板載置部23との間隔が段階的に狭くなるように段部が形成されていてもよい。この場合、LEDモジュール基板44の厚みが異なる場合や、LEDモジュール基板44と基板載置部23との間に熱伝導性シート等を介在させる場合であっても、LEDモジュール基板44を筐体21に取り付けることができる。つまり、基板43が薄い場合は、基板43を挟持部24の奥まで挿入することで、当接面241と基板載置部23とで基板43を挟むことができる。一方、基板43が厚い場合やLEDモジュール基板44と基板載置部23との間に熱伝導性シート等を介在させている場合などでは、図8Bに示すように挟持部24への基板43の挿入量を小さくすることで、当接面241と基板載置部23とで基板43を挟むことができる。
尚、本実施形態に示すLEDモジュール基板44の取り付け方法を、複数の扇形LEDモジュール基板を備える円形のシーリングライトに適用する場合は、例えば、扇形LEDモジュール基板の径方向内側の円弧状の縁部を筐体に挟み込み、LEDモジュール基板の径方向外側付近をネジで締結固定する構成とする。
また、本実施形態では、LEDモジュール基板44におけるネジ27の固定箇所は1箇所としたが、第1面44の面積が大きいLEDモジュール基板や、長尺のLEDモジュール基板を筐体21に固定する場合は、ネジ27の固定箇所は2箇所以上とすることで、LEDモジュール基板44と筐体21との密着性を確保しつつLEDモジュール基板44を筐体21に固定することができる。
また、本実施形態では、LEDモジュール基板44は、その第1長辺431側が挟持部24に挟み込まれる構成とした。ここでいう「挟み込む」とは、LEDモジュール基板44の第1面441が基板載置部23に当接し、第2面442が当接面241に当接する状態と、LEDモジュール基板44の第1面441が基板載置部23に当接し、第2面442と当接面241との間に隙間がある状態とを含む。つまり、LEDモジュール基板44の第2面442と当接面241とは、少なくとも対向していればよい。
100 照明器具
12 取付部
13 吊下部材
14 器具本体
15 電線
21 筐体
22 光源取付部
23 基板載置部
24 挟持部
241 当接面
25 規制部
26 固定部
27 ネジ
31 保持部
32 係止部
41 光源部
42 LED
43 基板
44 LEDモジュール基板
441 第1面
442 第2面
431 第1長辺
432 第2長辺
433 短辺
434 切欠
51 セード
52 被保持部

Claims (5)

  1. 光源基板と筐体とを備える照明器具であって、
    前記光源基板は、複数の半導体発光素子が実装される第1面と、前記第1面の反対側の第2面とを有し、
    前記筐体は、前記光源基板の前記第2面に当接する基板載置部と、前記光源基板の前記第1面側に対向して、前記基板載置部との間で前記光源基板の第1端部の少なくとも一部を挟み込む挟持部と、前記光源基板の少なくとも1箇所を固定するための固定部と、を有する照明器具。
  2. 請求項1に記載の照明器具であって、
    前記筐体は、前記第1端部に対向する第2端部に当接可能な規制部を更に有する照明器具。
  3. 請求項1又は2に記載の照明器具であって、
    前記光源基板は、第1長辺と、前記第1長辺に対向する第2長辺と、短辺とを有し、
    前記挟持部は、前記光源基板の前記第1長辺側を挟み込む位置に設けられ、前記固定部は、前記第2長辺側を固定する位置に設けられる照明器具。
  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、
    前記挟持部は、前記光源基板を差し込む開口部から奥行方向にかけて、前記基板載置部との間隔が漸次狭くなるように傾斜する当接面を有する照明器具。
  5. 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、
    前記挟持部は、前記光源基板を差し込む開口部から奥行方向にかけて、前記基板載置部との間隔が段階的に狭くなるように段部が形成される当接面を有する照明器具。
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