JP2015201356A - 照明器具 - Google Patents

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誠 河野
恭平 斎藤
Kyohei Saito
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Abstract

【課題】
器具取付面側を照明する間接光の使用時に違和感などを生じにくい照明器具を提供する。
【解決手段】
照明器具100は、基板131および複数個の主光源133を有する主光源部130と、間接光光源163を有する間接光光源部160と、主光源部130および間接光光源部160が配設され、複数個の開口125が間接光光源部160よりも外周側に周方向に沿って設けられた器具本体120と、主光源133および間接光光源163に給電する電源部110と、開口125に挿入されて器具本体120に係止する爪部143を有し、主光源部130の前面側から基板131を覆って器具本体120に取り付けられる透光性の保護部材140と、保護部材140の前面側から器具本体120に取り付けられる前面カバー150と、を具備している。
【選択図】図4

Description

本発明の実施形態は、直接光および間接光による照明が行える照明器具に関する。
LED(発光ダイオード)などの発光素子を光源とする照明器具の開発が進められている。この照明器具として、例えば住宅の天井面等に取り付けられるシーリングライトがある。シーリングライトは、天井面等の器具取付面に設置された引掛けシーリングボディにアダプタが電気的かつ機械的に接続され、当該アダプタにLEDを光源とする光源部を有する器具本体が取り付けられている。光源部は、直接、床面側を照明するように配置されている。また、器具本体には、光源部を覆う透光性のカバーが取り付けられている。
そして、シーリングライトには、器具本体に床面側を照明する主光源部の他に、天井面側を照明する間接光光源部が備えられているものがある(例えば特許文献1参照。)。このシーリングライトは、例えば夜間などにおいて、間接光により天井面側のみを照明するように使用される場合がある。
特開2013−37852号公報(第7−8頁、第5図)
間接光で天井面側のみが照明されているときは、器具本体の前面側のカバーは、光っていなく暗い状態であるので、器具本体を見上げたときに、人によっては、違和感などを生じることがある。特に、カバーの大きさ(外径)が大きいほど、カバーの暗さが気になる傾向にある。
本発明の実施形態は、器具取付面側を照明する間接光の使用時に違和感などを生じにくい照明器具を提供することを目的とする。
本実施形態の照明器具は、主光源部、間接光光源部、器具本体、電源部、保護部材および前面カバーを有して構成される。
主光源部は、平板状の基板および複数個の主光源を有してなる。複数個の主光源は、基板の一面側に実装されるとともに、基板の周方向に沿って配設される。間接光光源部は、間接光光源を有する。器具本体は、表面側に主光源部および背面側に間接光光源部が配設される。また、表面および背面が連通する複数個の開口が間接光光源部よりも外周側に周方向に沿って設けられる。
電源部は、主光源および間接光光源に給電する。保護部材は、器具本体の開口に挿入されて器具本体に係止する爪部を有する。そして、主光源部の前面側から主光源部の基板を覆って器具本体に取り付けられる。前面カバーは、保護部材の前面側から器具本体に取り付けられる。
本実施形態の照明器具によれば、間接光光源部からの間接光の一部が器具本体の開口から前面カバー側に出射するので、間接光のみで器具取付面側を照明しているときに前面カバーに光の模様を付けて前面カバーを光らせることが期待できる。
本実施形態の照明器具を示し、図1(a)は下方側から見た概略斜視図、図1(b)は上方側から見た概略斜視図である。 同上、照明器具の下方側から見た概略分解図である。 同上、照明器具を示し、図3(a)は概略平面図、図3(b)は図3(a)のA1部分を拡大した概略平面図である。 同上、照明器具を示し、図4(a)は図3(a)のA−A切断面における概略断面図、図4(b)は図3(a)のB−B切断面における概略断面図である。 同上、照明器具を示し、図5(a)は図3(a)のC−C切断面における概略断面図、図5(b)は図3(a)のD−D切断面における概略断面図である。 同上、照明器具の要部構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一符号を付して、その詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は、模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を示す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって示される場合もある。
本実施形態の照明器具100は、器具取付面に設置された配線器具としての引掛けシーリングボディに取付けられて使用される一般家庭用のシーリングライトである。照明器具100は、基板に実装された複数の発光素子を有する光源部から放射される光によって室内の照明を行う。
図1および図2に示すように、照明器具100は、電源部110、器具本体120、主光源部130、保護部材140、前面カバー150および間接光光源部160を有して構成されている。
前面カバー150は、例えば、乳白色のアクリル樹脂成形体であり、光透過性を有する。前面カバー150の下面150aは、発光面を形成する。照明器具100の外形は、円形であるが、これに限定されない。例えば、照明器具100の外形は、楕円または方形であってもよい。
電源部110は、冷間圧延鋼板等の金属材料の平板から成形されたシャーシを有する。電源部110のシャーシは、環状に組み合せられている。電源部110のシャーシの内部には、図2に示すように、制御部115を含む回路部品116が設けられている。また、電源部110は、図1(b)に示すように、上面110aの中央に取付部を構成する嵌合部111を有する。嵌合部111は、例えば、住宅の天井に設けられた接続器具(配線器具)としての引掛けシーリングボディに嵌合し、器具本体120を天井に固定する。嵌合部111には、引掛けシーリングボディを案内するアダプタガイド113が取り付けられている。
なお、本実施形態において、説明の便宜上、電源部110からみて前面カバー150の側を「下方」とし、前面カバー150からみて電源部110の側を「上方」とする。これは、他の構成要素においても同様である。
器具本体120は、例えば、冷間圧延鋼板等の金属材料の平板を成形したシャーシである。器具本体120の略中央部には、図2に示すように、アダプタガイド113を通す穴121が形成されている。
主光源部130は、図3に示すように、基板131と、複数個の主光源としての発光素子133とを有し、接続部を介して電源部110と分離可能に設けられる。発光素子133は、基板131の一面としての下面131aに設けられる。基板131は、所定の幅寸法を有した略円弧状の2枚の基板が繋ぎ合わされた構造を有し、全体として略環状に形成されている。つまり、全体として略環状に形成された基板131は、2枚の分割された基板を有する。複数個の分割された基板131は、基板131の内側において、電線135などを介してコネクタ(電気接続部)CNにより電気的に接続されている。基板131は、器具本体120の表面としての下面120a(図2に示す。)に固定される。なお、基板131は、4枚の分割された基板を有していてもよい。
分割された基板を用いることにより、基板131の分割部で熱的収縮を吸収して基板131の変形を抑制することができる。なお、複数個に分割された基板を用いることが好ましいが、略環状に一体的に形成された一枚の基板が用いられてもよい。さらに、特定の基板131の内周側には、電源供給部137が設けられている。電源供給部137は、具体的にはコネクタCNである。点灯装置と電気接続される出力線W(図示しない。)が電源供給部137に接続され、基板131の配線パターンを介して複数個の発光素子133に電力が供給される。
基板131の下面131aには、発光素子133の放射光を反射する部材が塗布される。例えば、基板131の下面131aには、酸化チタン等を分散した樹脂が塗布される。基板131の下面131aに反射部材が塗布されることにより、器具本体120の中央部における輝度の低下を防ぐことができる。
基板131は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁性基板と、銅箔を用いて形成された配線とを有する。反射部材は、発光素子133が配設された部分を除いた基板131の下面131aに塗布される。すなわち、基板131は、反射部材により隠された配線を有し、複数個の発光素子133を電気的に接続する。
発光素子133は、LEDである。また、発光素子133は、表面実装型のLEDパッケージである。LEDパッケージは、複数個(図3(a)の例では2枚)のサークル状の基板131の周方向に沿って実装されている。また、LEDパッケージは、半径の異なる略同心円の周上に複数列(図3(a)の例では3列)に亘って実装されている。つまり、LEDパッケージは、内周側の列、外周側の列および内周側の列と外周側の列との間の中間の列に亘って実装されている。
LEDパッケージは、概略的には、セラミックスや合成樹脂で形成されたキャビティに配設されたLEDチップと、LEDチップを封止するエポキシ系樹脂やシリコーン樹脂等のモールド用の透光性樹脂とを有する。
内周側の列に実装されているLEDパッケージには、図3(b)に示すように、発光色が電球色(L)の発光素子133Lと、発光色が昼光色(D)の発光素子133Dとが用いられている。昼光色(D)の光の色温度は、電球色(L)の光の色温度よりも高い。つまり、発光素子133Dは、電球色(L)の光の色温度よりも高い色温度の光を放射する。発光素子133Lおよび発光素子133Dは、円周上に略等間隔を空けて交互に並べられて配設されている。LEDチップは、青色光を放射するLEDチップである。透光性樹脂には、蛍光体が混入されている。電球色(L)および昼光色(D)の昼光色系の光を放射できるようにするために、蛍光体として、主として青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体や赤み成分を補うため赤色蛍光体が用いられている。外周側の列のLEDパッケージの実装形態は、内周側の列のLEDパッケージの実装形態と同様である。
中間の列に実装されているLEDパッケージには、発光色が赤色(R)の発光素子133Rと、発光色が緑色(G)の発光素子133Gと、発光色が青色(B)の発光素子133Bとが用いられている。発光素子133RのLEDチップは、赤色光を放射するLEDチップである。発光素子133GのLEDチップは、緑色光を放射するLEDチップである。発光素子133BのLEDチップは、青色光を放射するLEDチップである。これらのLEDチップが、モールド用の透光性樹脂によって封止されている。
発光素子133R、発光素子133Gおよび発光素子133Bは、略円周上に順次、発光素子133R、発光素子133Gおよび発光素子133Bと連続的に略等間隔を空けて配置されている。これにより、照明器具1は、各色の光を混合することで表現可能な光色の範囲を広くすることができる。また、各発光素子から放射される光の出力を個別に制御することで光色を適切に調色することができる。
そして、発光素子133の配光は、保護部材140により制御される。保護部材140は、図4(a)に示すように、器具本体120に固定され、発光素子133、分割された複数個の基板131の間の電気接続部および電源供給部137を覆っている。保護部材140の材料は、例えば樹脂を含み、透光性を有する。また、保護部材140は、主光源部130の全体をその前面側から覆っている。すなわち、保護部材140は、基板131および基板131に配設された主光源としての発光素子133を覆っている。このため、保護部材140は、主光源部130を保護する機能を有する。
なお、保護部材140の内周側には、基板131の電気接続部および電源供給部137に対応した凸部145が形成されている。凸部145は、環状方向である周方向に、コネクタCNの寸法よりも長い寸法に形成されている。すなわち、保護部材140は、回動させることによって器具本体120に着脱する構造であるため、保護部材140の回動の際に電気接続部CNおよび電線135と干渉しないように、周方向にコネクタCNの寸法よりも長い凸部145を有している。
そして、保護部材140は、レンズ部141を有する。レンズ部141は、第1の部分141aと、第2の部分141bと、第3の部分141cとを有する。また、第1の部分141aと第3の部分141cとの間、第2の部分141bと第3の部分141cとの間、第1の部分141aの内周側および第2の部分141bの外周側の基板131に対応する閉端部141eの領域には、光拡散部141fが形成されている。光拡散部141fは、例えば凹凸パターンを施すことによって形成されている。光拡散部141fは、拡散シートなどを貼り付けるなど別の手段により形成されても構わない。第1の部分141aは、内周側の列の発光素子133(図4(b)の例では、発光素子133Lおよび発光素子133D)を覆い、内周側の列の発光素子133の配光を制御する。第3の部分141cは、中間の例の発光素子133(図4(b)の例では、発光素子133R、発光素子133G、および発光素子133B)を覆い、中間の列の発光素子133の配光を制御する。第2の部分141bは、外周側の列の発光素子133(図4(b)の例では、発光素子133Lおよび発光素子133D)を覆い、外周側の列の発光素子133の配光を制御する。つまり、保護部材140は、各列に配設された発光素子133の配光を列ごとに独立に制御する。これにより、前面カバー150の下面(発光面)150aにおける色むらおよび輝度むらを軽減し、色度および輝度の均一化を図ることができる。
ここで、外周側の列の発光素子133および内周側の列の発光素子133を不点灯とし、中間の列の発光素子133だけを点灯させた場合に、レンズ部141の形状によっては前面カバー150の下面150aにおいて輝線が生ずることがある。より具体的には、例えば図4(b)に表した矢印A11および矢印A12のように、中間の列の発光素子133から放射された光が第3の部分141cを透過し、第1の部分141aおよび第2の部分141bの少なくともいずれかに入射すると、前面カバー150の下面150aにおいて輝線が生ずることがある。
これに対して、本実施形態のレンズ部141の第3の部分141cの表面には、拡散処理部141dが設けられている。例えば、レンズ部141の第3の部分141cの表面には、ドット状の散乱体、いわゆるシボパターンが形成されている。また、発光素子133からレンズ部141に入射した光のうちの一部の光であって、出射面で反射してレンズ部141の背面側の平坦部に向かう光は、保護部材140の平坦部141eの領域に向かう。仮に、光拡散部141fが形成されていない場合には、保護部材140の平坦部141eで光が反射し、反射した光がレンズ部141から出射される。これにより、輝線が発生し、この輝線が前面カバー150に映り込むことで、前面カバー150の輝度ムラが生じる。これに対して、保護部材140の平坦部141eに光拡散部141fが形成されることにより、平坦部141eに向かった光が光拡散部141fで拡散される。このため、レンズ部141からの光度の強い輝線は発生せず、前面カバー150の輝度ムラの発生を抑制することができる。
これにより、図4(b)に表した矢印A13および矢印A14のように、第3の部分141cを透過した光は、第3の部分141cの表面の拡散処理部141dにより拡散する。すると、第1の部分141aおよび第2の部分141bに入射する光の量が軽減される。そのため、前面カバー150の下面150aにおいて輝線が生ずることを抑えることができる。一方で、第1の部分141aの表面および第2の部分141bの表面には、拡散処理部は設けられていない。そのため、照明器具100の光束量が低下することを抑えることができる。なお、薄型化などのために前面カバー150とレンズ部141との間の距離を小さくした場合には、光拡散部141fを形成したとしても、輝度の発生を抑制できない場合がある。この場合には、レンズ部141の入射面にも拡散処理を施していても構わない。
基板131は、図2において説明したように、器具本体120の下面120aに固定される。そして、基板131は、図5(a)に示すように、穴131bを有する。一方、器具本体120の下面120aには、下方へ突出した突起部123が設けられている。基板131を器具本体120の下面120aに取り付ける際には、まず、基板131の穴131bと器具本体120の突起部123との位置を合わせ、器具本体120の突起部123を基板131の穴131bに挿入する。これにより、基板131を器具本体120の下面120aに仮固定あるいは仮置きすることができる。
また、保護部材140は、器具本体120に固定される。図5(b)に示すように、保護部材140は、爪部143を有する。爪部143は、鉤形の形状を有する。爪部143の先端部は、器具本体120の下面120aと略平行方向に延在する。一方、器具本体120は、開口125を有する。開口125の長さD1は、爪部143の先端部の長さD2よりも長い。開口125は、間接光光源部160よりも器具本体120の外周側に設けられ、さらに基板131に実装された外周側の列の発光素子133よりも外周側に設けられている。開口125には、間接光光源部160の間接光光源としての発光素子163から放射された放射光の漏れ光が入射する。
保護部材140を器具本体120に取り付ける際には、まず、器具本体120の開口125と爪部143との位置を合わせ、爪部143を器具本体120の開口125に挿入する。続いて、図4(a)に示す矢印A16の方向へ保護部材140を回転させる。これにより、保護部材140が器具本体120に固定される。より具体的には、各爪部143は、器具本体120の周方向に移動することにより器具本体120の背面120b側に引っ掛かって係止し、保護部材140を器具本体120側に引き寄せる。これにより、器具本体120と保護部材140との間に基板131を挟持した状態で、器具本体120と保護部材140とが嵌合される。
そして、保護部材140は、透光性の前面カバー150により覆われている。前面カバー150は、図1に示すように、低い膨出の略ドーム状に形成されている。そして、前面カバー150は、不図示の取付け手段により、保護部材140を覆って器具本体120に着脱可能に取り付けられている。
主光源部130は、図6に示すように、電源部110に接続されて、制御部115の制御により電流の供給が制御されている。また、間接光光源部160も主光源部130と同様である。電源部110は、商用交流電源ACに接続されている。電源部110は、直流電源として機能し、商用交流電源ACを受けて直流出力を生成する。
間接光光源部160は、図1(b)に示すように、器具本体120の背面120b側に配設され、主として天井面を照らす機能を有する。間接光光源部160は、複数個が電源部110の周囲に設けられている。そして、間接光光源部160は、基板161と、間接光光源としての複数個の発光素子163とを有してなる。基板161は、例えば略長方形状の平板に形成されている。発光素子163は、基板161の長手方向に沿って略直線状に並べられて基板161に実装されている。発光素子163は、例えば電球色(L)の光を放射するものが用いられている。
そして、間接光光源部160は、電源部110の上部の側壁の4箇所に取り付けられている。電源部110の上部は、略四角形の形成されている。すなわち、間接光光源部160は、略四角形の形状を呈する電源部110の上部の側壁に取り付けられている。また、発光素子163の放射光が主として天井側である器具取付面側に照射するように設けられ、図4(b)に示すように、一部の放射光の漏れ光が器具本体120の開口125に入射するように設けられている。4箇所に取り付けられた間接光光源部160のそれぞれは、保護カバー165で覆われている。
図6において、制御部115は、設定情報入出力部115aと、調光制御手段115bと、記憶手段115cとを有する。調光制御手段115bは、設定情報入出力部115aに接続されている。記憶手段115cは、設定情報入出力部115aに接続されている。設定情報入出力部115aには、リモコン信号受信部127が接続されている。記憶手段115cには、モード記憶部118aが設けられている。
調光制御手段115bには、PWM制御回路117aと、スイッチング制御回路117bとが設けられている。スイッチング制御回路117bは、PWM制御回路117aに接続されている。PWM制御回路117aおよびスイッチング制御回路117bは、電球色(L)の光を放射する発光素子133Lと、昼光色(D)の光を放射する発光素子133Dと、赤色(R)の光を放射する発光素子133Rと、緑色(G)の光を放射する発光素子133Gと、青色(B)の光を放射する発光素子133Bと、間接光光源部160の発光素子163とのそれぞれに対して設けられている。つまり、6個のPWM制御回路117aおよび6個のスイッチング制御回路117bが設けられている。
これにより、主光源部130と、間接光光源部160とを独立して制御可能である。また、発光色ごとの調光制御(個別制御)が可能となっている。したがって、主光源部130については、発光色ごとの調光比を調整して発光色ごとの光出力を可変し、電球色(L)と、昼光色(D)と、赤色(R)と、緑色(G)と、青色(B)との発光色を混色して所望の発光色を表現することができる。例えば、使用者は、リモコン送信器180の不図示の「R」、「G」、「B」ボタンの少なくともいずれかを操作することにより、発光色ごとの調光比を調整して発光色ごとの光出力を変更することができる。
調光制御手段115bにおけるPWM制御回路117aは、モード設定情報に基づいてPWM制御信号を生成してスイッチング制御回路117bへ送出する。スイッチング制御回路117bは、PWM制御信号に基づいてPWM制御し、主光源部130の各発光素子133および間接光光源部160の発光素子163に電源部110からの直流出力を供給する。これにより、モード設定情報に従った調光比で各色の発光素子133および発光素子163が発光色ごとに制御され、所定の混光比で発光され、全体として混色した発光色が表現される。
次に、本実施形態の作用について述べる。
リモコン送信器180を操作して、主光源部130の各発光素子133を点灯させ、発光色ごとの光出力を設定することにより、所望の発光色を有する混光が前面カバー150を透過して床面側を照明する。前面カバー150は、その下面150a全体が光って発光面となる。
そして、例えば夜間などにおいて、リモコン送信器180の操作により、間接光光源部160の発光素子163のみを点灯させると、発光素子163から例えば電球色(L)の光が放射される。発光素子163の放射光は、主として器具取付面側に照射され、天井側を照明する。天井側は、明るくなり、天井面で反射された弱光により床面側も相応に明るくなる。
また、発光素子163の放射光の一部は、器具本体120の背面120b側に照射される。そして、その一部の光が漏れ光となって器具本体120の開口125および保護部材140の爪部143に入射する。開口125に入射した光は、透光性の保護部材140に入射し、保護部材140を透過して前面カバー150側に出射される。また、爪部143に入射した光は、保護部材140を透過して前面カバー150側に出射される。
爪部143および開口125は、主光源部130の外周側の列の発光素子133よりも器具本体120の外周側に位置するように設けられているので、開口125および爪部143に入射した光は、保護部材140のレンズ部141で制御されることがなく、前面カバー150に入射する。入射光は、前面カバー150の外周縁側を透過して床面側に出射される。これにより、前面カバー150の下面15oaの外周縁側が所定の模様で光って見える。前面カバー150は、その下面150a全体が暗くなることが防止される。
本実施形態の照明器具100によれば、間接光光源部160からの間接光の一部が器具本体160の開口125および保護部材140の爪部143から保護部材140を透過して前面カバー150側に出射するので、間接光光源部160からの間接光のみで天井側である器具取付面側を照明しているときに、前面カバー150の下面150aに光の模様を付けて前面カバー150を光らせることでき、これにより、間接光による演出効果を向上できるとともに人に違和感などを生じにくくすることができるという効果を有する。
また、保護部材140の爪部143および器具本体120の開口125は、主光源部130の主光源としての発光素子133よりも外側に位置するように設けられているので、前面カバー150の下面150aをぼんやり光らせることができ、人に不快感を生じにくくすることができるという効果を有する。
また、保護部材140は、回転することにより、爪部143が器具本体120の背面120b側に係止して取り付けられるので、器具本体120への取付けを容易に行うことができるという効果を有する。
なお、本発明の上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
100…照明器具、 110…電源部、 120…器具本体、 125…開口、 130…主光源部、 131…基板、 133…主光源としての発光素子、 140…保護部材、 143…爪部、 150…前面カバー、 160…間接光光源部、 163…間接光光源としての発光素子

Claims (2)

  1. 平板状の基板およびこの基板の一面側に実装され前記基板の周方向に沿って配設された複数個の主光源を有する主光源部と;
    間接光光源を有する間接光光源部と;
    表面側に前記主光源部および背面側に前記間接光光源部が配設され、表面および背面が連通する複数個の開口が前記間接光光源部よりも外周側に周方向に沿って設けられた器具本体と;
    前記主光源および前記間接光光源に給電する電源部と;
    前記開口に挿入されて前記器具本体に係止する爪部を有し、前記主光源部の前面側から前記基板を覆って前記器具本体に取り付けられる透光性の保護部材と;
    この保護部材の前面側から前記器具本体に取り付けられるカバーと;
    を具備していることを特徴とする照明器具。
  2. 前記保護部材は、回転して前記器具本体に取り付けられることを特徴とする請求項1記載の照明器具。
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