JP2018125087A - Led照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 管状の本体に導通部材をより容易に固定することが可能なLED照明装置を提供すること。【解決手段】 管状のLED照明装置A1であって、LED素子3と、LED素子3が実装され且つLED素子3への電力供給のための導通経路を構成する導通部材と、LED素子3および前記導通部材を収容する管状の本体1と、を備え、導通部材は、磁力によって本体1に固定されている。【選択図】 図3
Description
本発明は、光源にLED素子を用いた管状のLED照明装置に関する。
光源にLED素子を用いたLED照明装置は、省電力化や長寿命化に優れた照明装置として広く使用されている。特許文献1には、従来のLED照明装置の一例が開示されている。同文献に開示されたLED照明装置は、LED素子が実装された導通部材としてのLED基板が、管状の本体に収容されている。
上記のLED照明装置においては、LED基板は、接着剤によって本体の内面に固定されている。このような構成では、LED基板を本体の内面に固定する際に、接着剤が意図しない部分に付着することが懸念される。また、接着剤が硬化した後は、LED基板を本体から取り外すことが困難であり、固定位置の調整やLED基板の交換は容易ではない。
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、管状の本体に導通部材をより容易に固定することが可能なLED照明装置を提供することをその課題とする。
本発明によって提供されるLED照明装置は、管状のLED照明装置であって、LED素子と、前記LED素子が実装され且つ前記LED素子への電力供給のための導通経路を構成する導通部材と、前記LED素子および前記導通部材を収容する管状の本体と、を備え、前記導通部材は、磁力によって前記本体に固定されていることを特徴としている。
好ましくは、前記導通部材を保持するホルダーを備えており、前記導通部材は、前記ホルダーを介して前記本体に固定されている。
好ましくは、前記ホルダーは、前記本体の内面に沿った形状の曲面部を有する。
好ましくは、前記ホルダーに固定された磁石と、前記磁石と磁力によって相互に引き合うことにより前記ホルダーを前記本体に固定する磁性体部材と、を備える。
好ましくは、前記磁石は、前記導通部材となるLED基板と前記ホルダーとによって挟まれて前記ホルダーに固定されている。
好ましくは、前記ホルダーに固定された磁性体部材と、前記磁性体部材と磁力によって相互に引き合うことにより前記ホルダーを前記本体に固定する磁石と、を備える。
好ましくは、前記導通部材は、金属からなり且つ前記LED素子への導通経路のアノード側とカソード側とを絶縁する空隙部が設けられた金属フレームである。
本発明によれば、前記導通部材が、磁力によって前記本体に固定されていることにより、管状の前記本体に前記導通部材をより容易に固定することが可能である。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
[第1実施形態]
図1〜図15は、本発明の第1実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A1は、本体1、一対の口金19、LED基板2A、複数のLED素子3、ホルダー4A、複数の補助ホルダー4B、磁石5および磁性体部材6を備えている。LED照明装置A1は、たとえば建物の天井に設けられた給電器具(図示略)に取付けられることにより、室内を照らす照明手段として用いられる管状の照明装置である。前記給電器具からLED照明装置A1に供給される電力は、特に限定されず、LED素子3の点灯に適した直流電力でもよいし、商用の交流電力であってもよい。以下においては、前記給電器具からLED素子3の点灯に適した直流電力が供給される場合を例に説明するが、たとえば商用の交流電力が供給される場合、LED照明装置A1は、AC/DC変換等の機能を果たす電源部をさらに備えることが好ましい。
図1〜図15は、本発明の第1実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A1は、本体1、一対の口金19、LED基板2A、複数のLED素子3、ホルダー4A、複数の補助ホルダー4B、磁石5および磁性体部材6を備えている。LED照明装置A1は、たとえば建物の天井に設けられた給電器具(図示略)に取付けられることにより、室内を照らす照明手段として用いられる管状の照明装置である。前記給電器具からLED照明装置A1に供給される電力は、特に限定されず、LED素子3の点灯に適した直流電力でもよいし、商用の交流電力であってもよい。以下においては、前記給電器具からLED素子3の点灯に適した直流電力が供給される場合を例に説明するが、たとえば商用の交流電力が供給される場合、LED照明装置A1は、AC/DC変換等の機能を果たす電源部をさらに備えることが好ましい。
なお、LED照明装置A1は、直管型のLED照明装置として構成されているが、本発明の管状のLED照明装置は、直管型に限定されず、たとえば円環管型のLED照明装置をはじめ、管状の本体1を備える種々の構成が含まれる。以降の説明においては、直管型のLED照明装置である場合を例に説明する。図中において、x方向は、本体1の長手方向であり、y方向は、LED基板2Aの幅方向である。z方向は、x方向およびy方向に対して直角な方向であり、LED照明装置A1が天井等に取付けられた場合に鉛直方向となることが一般的である方向である。また、図4および図7においては、理解の便宜上、本体1を省略している。
[本体1]
本体1は、図1〜図3、図5、図6、図8および図9に示すように、内面11を有する管状の部材であり、LED基板2AおよびLED素子3を収容している。また、本実施形態においては、本体1は、ホルダー4A、補助ホルダー4Bおよび磁石5を収容している。
本体1は、図1〜図3、図5、図6、図8および図9に示すように、内面11を有する管状の部材であり、LED基板2AおよびLED素子3を収容している。また、本実施形態においては、本体1は、ホルダー4A、補助ホルダー4Bおよび磁石5を収容している。
本実施形態の本体1は、x方向を長手方向とする直管型であり、LED素子3からの光を透過する材質からなる。また、LED照明装置A1がより広い領域をより均一に照らす観点から、本体1は、LED素子3からの光を拡散させつつ透過させる構成が好ましい。このような本体1としては、ガラスや樹脂を基材とするものが挙げられる。また、本体1は、ガラスや樹脂に光を拡散させる拡散材料として、酸化カルシウム、酸化亜鉛、酸化バリウム、酸化リチウム、フッ素等が添加され、あるいは前記基材の内面11または外面に塗布された構成であってもよい。さらに、本体1は、たとえばガラスからなる基材を覆う保護層を有するものであってもよい。また、本体1は、全体が一体的に形成された構成であってもよいし、複数の部品が連結された構成であってもよい。
[口金19]
一対の口金19は、図1〜図3に示すように本体1のx方向両端に取付けられている。一対の口金19は、上述した給電器具等にLED照明装置A1を取り付けるために用いられる。口金19の構成は特に限定されず、本実施形態においては、一般的な直管型蛍光灯の口金と類似の構成とされており、樹脂または金属等の短筒状の本体に、金属製の一対の電極ピンが設けられている。図7に示すように、図示された例の口金19は、一対のリブ191を有する。一対のリブ191は、各々がx方向に沿って口金19の内面から突出しており、y方向に離れて平行に配置されている。一対の口金19は、LED基板2Aを口金19に対して位置決めするためのものである。
一対の口金19は、図1〜図3に示すように本体1のx方向両端に取付けられている。一対の口金19は、上述した給電器具等にLED照明装置A1を取り付けるために用いられる。口金19の構成は特に限定されず、本実施形態においては、一般的な直管型蛍光灯の口金と類似の構成とされており、樹脂または金属等の短筒状の本体に、金属製の一対の電極ピンが設けられている。図7に示すように、図示された例の口金19は、一対のリブ191を有する。一対のリブ191は、各々がx方向に沿って口金19の内面から突出しており、y方向に離れて平行に配置されている。一対の口金19は、LED基板2Aを口金19に対して位置決めするためのものである。
[LED基板2A]
LED基板2Aは、図3から図9に示すように、複数のLED素子3が実装されており、LED素子3への電力供給のための導通経路を構成している。LED基板2Aは、本発明における導通部材の一例に相当する。本実施形態においては、LED基板2Aは、たとえばガラスエポキシ樹脂やセラミックス等からなる絶縁部材と、この絶縁部材上に形成された金属めっき層等からなる配線パターン(図示略)とを有している。LED基板2Aは、x方向を長手方向とし、y方向を幅方向とし、z方向を厚さ方向とする長矩形状である。
LED基板2Aは、図3から図9に示すように、複数のLED素子3が実装されており、LED素子3への電力供給のための導通経路を構成している。LED基板2Aは、本発明における導通部材の一例に相当する。本実施形態においては、LED基板2Aは、たとえばガラスエポキシ樹脂やセラミックス等からなる絶縁部材と、この絶縁部材上に形成された金属めっき層等からなる配線パターン(図示略)とを有している。LED基板2Aは、x方向を長手方向とし、y方向を幅方向とし、z方向を厚さ方向とする長矩形状である。
LED基板2Aは、実装面21Aを有しており、実装面21Aは、z方向を向く面であり、前記配線パターンが形成されている。本実施形態においては、実装面21Aに複数のLED素子3が実装されている。なお、図4に示す様に、図示された例においては、2つのLED基板2Aがx方向に直列に配置されている。1つのLED照明装置A1において、複数のLED基板2Aが用いられてもよいし、一つのLED基板2Aのみを備える構成であってもよい。複数のLED基板2Aが用いられる場合、互いの前記配線パターンを導通させるケーブル等(図示略)が適宜用いられる。
図7に示すように、本実施形態においては、LED基板2Aのx方向端部が、口金19の一対のリブ191が規定する隙間に挿入されている。LED基板2Aは、口金19に対して接着等の手法により固定されていてもよいし、点灯に付随するx方向における熱変形を考慮して、口金19に対してスライド可能に保持されていてもよい。LED基板2Aの前記配線パターンは、口金19の前記電極ピンにケーブル等(図示略)によって接続されている。
[LED素子3]
LED素子3は、LED照明装置A1の光源であり、導通部材としてのLED基板2Aを介して電力が供給されることにより発光するものである。LED素子3は、GaN系半導体やGaAs系半導体等からなる発光層としての活性層を具備する。LED素子3は、半導体層や半導体基板のみを有するいわゆるベアチップの構成でもよいし、ベアチップが搭載されたリードまたは基板、ベアチップを覆う封止樹脂および封止樹脂を囲む樹脂ケース等を具備する、いわゆるチップLEDの構成でもよい。また、LED素子3が発する光の色(波長域)は、特に限定されない。
LED素子3は、LED照明装置A1の光源であり、導通部材としてのLED基板2Aを介して電力が供給されることにより発光するものである。LED素子3は、GaN系半導体やGaAs系半導体等からなる発光層としての活性層を具備する。LED素子3は、半導体層や半導体基板のみを有するいわゆるベアチップの構成でもよいし、ベアチップが搭載されたリードまたは基板、ベアチップを覆う封止樹脂および封止樹脂を囲む樹脂ケース等を具備する、いわゆるチップLEDの構成でもよい。また、LED素子3が発する光の色(波長域)は、特に限定されない。
LED照明装置A1が一般的な蛍光灯の代替照明として用いられる場合、LED照明装置A1は、昼光色や昼白色等の白色光を発することが望まれる。この場合、LED素子3は、たとえば青色光を発するベアチップが、蛍光材料を含有する封止樹脂によって覆われたチップLEDの構成が好ましい。この蛍光材料は、たとえば青色光によって励起されることにより、黄色光を発する。青色光と黄色光との混色により、LED素子3は、白色光を発する。
本実施形態においては、複数のLED素子3が、LED基板2Aの実装面21Aにx方向に並んで実装されている。ただし、LED基板2Aに実装されるLED素子3の個数は、1つでも複数でもよい。また、複数のLED素子3の配置は、x方向に沿った一列に限定されず、x方向に沿った複数列や千鳥状の配置等であってもよい。複数のLED素子3の導通形態は、直列または並列およびこれらの組合せのいずれであってもよい。図示された例においては、複数のLED素子3のすべてが並列に接続されている構成、あるいは複数のLED素子3が、互いに直列に接続された複数のグループを構成しており、各グループに含まれるLED素子3が互いに並列に接続された構成、等が適宜採用される。LED素子3の実装手法は特に限定されず、たとえばはんだによってLED基板2Aの実装面21Aに実装されている。
なお、LED素子3に加えて、LED基板2Aには、たとえば、LED素子3の過電流保護素子等の電子部品(図示略)が適宜実装されていてもよい。
[ホルダー4A]
ホルダー4Aは、図3〜図6に示すように、導通部材としてのLED基板2Aを保持しており、LED基板2Aを本体1に固定するためのものであり、その形状、大きさ、個数および位置は、特に限定されない。図3〜図6および図10〜図12に示すように、本実施形態においては、1つのホルダー4Aが用いられている。ホルダー4Aは、一対の側壁部41A、複数の突起42A、複数の支持面43A、複数の貫通孔44A、一対の幅広部45A、複数の曲面部46Aおよび収容凹部47Aを有している。なお、図5は、ホルダー4Aのx方向略中央における断面であって、一対の幅広部45Aと交差する断面における断面図であり、図6は、突起42Aと交差する断面における断面図である。
ホルダー4Aは、図3〜図6に示すように、導通部材としてのLED基板2Aを保持しており、LED基板2Aを本体1に固定するためのものであり、その形状、大きさ、個数および位置は、特に限定されない。図3〜図6および図10〜図12に示すように、本実施形態においては、1つのホルダー4Aが用いられている。ホルダー4Aは、一対の側壁部41A、複数の突起42A、複数の支持面43A、複数の貫通孔44A、一対の幅広部45A、複数の曲面部46Aおよび収容凹部47Aを有している。なお、図5は、ホルダー4Aのx方向略中央における断面であって、一対の幅広部45Aと交差する断面における断面図であり、図6は、突起42Aと交差する断面における断面図である。
ホルダー4Aの材質は特に限定されず、LED基板2Aをはじめとする導通部材を適切に保持可能な材質が適宜選択される。図示された例においては、ホルダー4Aは、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料が用いられる。これらの樹脂は、成形性および強度が優れるという利点がある。また、ホルダー4Aは、透明でも半透明でも不透明であってもよい。
一対の側壁部41Aは、各々がx方向に沿っており、互いにy方向に離れて平行に配置されている。側壁部41Aは、z方向に沿って起立している。複数の突起42Aは、各々が側壁部41Aのz方向上端付近からy方向内側に突出しており、x方向に離散配置されている。複数の突起42Aのz方向位置は、いずれも略一致している。図示された例においては、一対ずつの突起42Aが、x方向において同じ位置に設けられており、互いに対向する配置とされている。
支持面43Aは、z方向を向く面であり、複数の突起42Aのz方向下端からの距離が略一定である平面である。図11においては、理解の便宜上、支持面43Aにハッチングを付している。図示された例においては、y方向において一対の側壁部41Aに挟まれた領域の略中央に、ホルダー4Aをx方向の全長にわたって横断する支持面43Aが形成されている。この支持面43Aは、x方向中央に、z方向視矩形環状の部分を有している。また、図示された例においては、ホルダー4Aは、上述した中央の支持面43Aに対してy方向に退避した位置に設けられた複数の支持面43Aを有する。これらの支持面43Aは、x方向において隣り合う突起42Aの間、または突起42Aのx方向外側に位置しており、z方向視において側壁部41Aに隣接している。
複数の貫通孔44Aは、z方向に貫通する孔であり、z方向視において突起42Aと重なる位置に設けられている。また、図示された例においては、貫通孔44Aは、側壁部41Aに隣接している。一対の幅広部45Aは、一対の側壁部41Aからy方向外方に突出する部位であり、図示された例においては、ホルダー4Aのx方向略中央に設けられている。
曲面部46Aは、本体1の内面11に沿う形状とされた曲面形状の部分である。図12においては、理解の便宜上、曲面部46Aにハッチングを付している。図示された例においては、曲面部46Aは、z方向視において一対の側壁部41Aに重なる部分、一対の幅広部45Aに重なる部分、x方向において突起42Aを避けた位置においてy方向内方に延出した部分、等を有している。また、x方向中央において、一対の幅広部45Aに挟まれた領域に、y方向寸法が小である小サイズの一対の曲面部46Aが設けられている。
収容凹部47Aは、後述する磁力を発揮する部材を収容するためのものであり、意図した収容機能を果たすものであれば、その形状、大きさおよび位置は特に限定されない。図示された例においては、支持面43Aが形成された側に開口し、曲面部46A側に凹んでおり、z方向視においてx方向を長手方向とする長矩形状である。また、曲面部46Aは、x方向においてホルダー4Aの略中央に位置しており、x方向における位置が一対の幅広部45Aと一致している。
なお、本実施形態においては、図4に示すように、ホルダー4Aは、2つのLED基板2Aを保持しており、これらのLED基板2Aを連結する機能を果たしている。ただし、このような保持形態は一例であり、ホルダー4Aは、1つのみのLED基板2Aをはじめとする導通部材を保持してもよいし、3つ以上の導通部材を保持してもよい。
図5および図6に示すように、本実施形態においては、LED基板2Aが一対の側壁部41Aと複数の突起42Aと複数の支持面43Aとによって規定された空間に挿入されている。これにより、LED基板2Aは、一対の側壁部41Aによってy方向の移動が規制されており、複数の突起42Aと複数の支持面43Aとによってz方向の移動が規制されている。また、LED基板2Aは、収容凹部47Aを覆っている。
[補助ホルダー4B]
補助ホルダー4Bは、図3および図7〜図9に示すように、導通部材としてのLED基板2Aを保持しており、LED基板2Aを本体1に固定するためのものであり、その形状、大きさ、個数および位置は、特に限定されない。図3、図7〜図9および図13〜図15に示すように、本実施形態においては、4つの補助ホルダー4Bが用いられている。補助ホルダー4Bは、一対の側壁部41B、複数の突起42B、複数の支持面43B、複数の貫通孔44B、一対の幅広部45Bおよび複数の曲面部46Bを有している。なお、図8は、補助ホルダー4Bのx方向略中央における断面であって、一対の幅広部45Bと交差する断面における断面図であり、図9は、突起42Bと交差する断面における断面図である。
補助ホルダー4Bは、図3および図7〜図9に示すように、導通部材としてのLED基板2Aを保持しており、LED基板2Aを本体1に固定するためのものであり、その形状、大きさ、個数および位置は、特に限定されない。図3、図7〜図9および図13〜図15に示すように、本実施形態においては、4つの補助ホルダー4Bが用いられている。補助ホルダー4Bは、一対の側壁部41B、複数の突起42B、複数の支持面43B、複数の貫通孔44B、一対の幅広部45Bおよび複数の曲面部46Bを有している。なお、図8は、補助ホルダー4Bのx方向略中央における断面であって、一対の幅広部45Bと交差する断面における断面図であり、図9は、突起42Bと交差する断面における断面図である。
補助ホルダー4Bの材質は特に限定されず、LED基板2Aをはじめとする導通部材を適切に保持可能な材質が適宜選択される。図示された例においては、補助ホルダー4Bは、ホルダー4Aと同様に、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂材料が用いられる。これらの樹脂は、成形性および強度が優れるという利点がある。また、補助ホルダー4Bは、透明でも半透明でも不透明であってもよい。
一対の側壁部41Bは、各々がx方向に沿っており、互いにy方向に離れて平行に配置されている。側壁部41Bは、z方向に沿って起立している。複数の突起42Bは、各々が側壁部41Bのz方向上端付近からy方向内側に突出しており、x方向に離散配置されている。複数の突起42Bのz方向位置は、いずれも略一致している。図示された例においては、一対ずつの突起42Bが、x方向において同じ位置に設けられており、互いに対向する配置とされている。
支持面43Bは、z方向を向く面であり、複数の突起42Bのz方向下端からの距離が略一定である平面である。図14においては、理解の便宜上、支持面43Bにハッチングを付している。図示された例においては、y方向において一対の側壁部41Bに挟まれた領域の略中央に、補助ホルダー4Bをx方向の略全長にわたって横断する支持面43Bが形成されている。また、図示された例においては、補助ホルダー4Bは、上述した中央の支持面43Bに対してy方向に退避した位置に設けられた複数の支持面43Bを有する。これらの支持面43Bは、x方向において隣り合う突起42Bの間、または突起42Bのx方向外側に位置しており、z方向視において側壁部41Bに隣接している。
複数の貫通孔44Bは、z方向に貫通する孔であり、z方向視において突起42Bと重なる位置に設けられている。また、図示された例においては、貫通孔44Bは、側壁部41Bに隣接している。一対の幅広部45Bは、一対の側壁部41Bからy方向外方に突出する部位であり、図示された例においては、補助ホルダー4Bのx方向略中央に設けられている。
曲面部46Bは、本体1の内面11に沿う形状とされた曲面形状の部分である。図15においては、理解の便宜上、曲面部46Bにハッチングを付している。図示された例においては、曲面部46Bは、z方向視において一対の側壁部41Bに重なる部分、一対の幅広部45Bに重なる部分、x方向において突起42Bを避けた位置においてy方向内方に延出した部分、等を有している。
なお、本実施形態においては、図3に示すように、x方向においてホルダー4Aを挟んで両側に2つずつ、合計4つの補助ホルダー4Bが設けられている。ただし、このような保持形態は一例である。
図8および図9に示すように、本実施形態においては、LED基板2Aが一対の側壁部41Bと複数の突起42Bと複数の支持面43Bとによって規定された空間に挿入されている。これにより、LED基板2Aは、一対の側壁部41Bによってy方向の移動が規制されており、複数の突起42Bと複数の支持面43Bとによってz方向の移動が規制されている。
[磁石5]
磁石5は、導通部材としてのLED基板2Aを本体1に固定するための磁力を発揮するものである。本実施形態においては、磁石5は、ホルダー4Aの収容凹部47Aに収容されている。磁石5のホルダー4Aに対する固定手法は特に限定されず、係合、嵌合、接着等の手法を適宜採用すればよい。本実施形態においては、磁石5は、収容凹部47AとともにLED基板2Aによって覆われており、収容凹部47Aから抜け出ることが阻止されている。このため、接着剤等の部材を用いることなく、磁石5は、ホルダー4Aに対して固定されている。なお、図示された例においては、磁石5は、扁平な直方体形状であるが、磁石5の形状、大きさおよび個数は特に限定されず、円形状等の磁石5でもよいし、複数の磁石5がホルダー4Aに収容されていてもよい。
磁石5は、導通部材としてのLED基板2Aを本体1に固定するための磁力を発揮するものである。本実施形態においては、磁石5は、ホルダー4Aの収容凹部47Aに収容されている。磁石5のホルダー4Aに対する固定手法は特に限定されず、係合、嵌合、接着等の手法を適宜採用すればよい。本実施形態においては、磁石5は、収容凹部47AとともにLED基板2Aによって覆われており、収容凹部47Aから抜け出ることが阻止されている。このため、接着剤等の部材を用いることなく、磁石5は、ホルダー4Aに対して固定されている。なお、図示された例においては、磁石5は、扁平な直方体形状であるが、磁石5の形状、大きさおよび個数は特に限定されず、円形状等の磁石5でもよいし、複数の磁石5がホルダー4Aに収容されていてもよい。
[磁性体部材6]
磁性体部材6は、磁石5とともに導通部材としてのLED基板2Aを本体1に固定するための磁力を発揮するものであり、磁性体からなる。なお、磁性体部材6が磁力によって磁石5と引き合うものであることが意図されていることから、磁性体部材6を構成する磁性体は、いわゆる強磁性体が用いられることが好ましく、たとえばFe、Co、Niやこれらを主成分とする材料からなる。
磁性体部材6は、磁石5とともに導通部材としてのLED基板2Aを本体1に固定するための磁力を発揮するものであり、磁性体からなる。なお、磁性体部材6が磁力によって磁石5と引き合うものであることが意図されていることから、磁性体部材6を構成する磁性体は、いわゆる強磁性体が用いられることが好ましく、たとえばFe、Co、Niやこれらを主成分とする材料からなる。
磁性体部材6の本体1に対する固定手法は特に限定されず、磁力によってLED基板2Aを本体1に固定しうる強度を実現しうる種々の固定手法が採用される。すなわち、磁性体部材6は、本体1の表面に固定されたものであってもよいし、本体1が樹脂からなる場合に、樹脂材料とともに一体的に形成される、いわゆるインサート成形の手法によって固定されたものであってもよい。図2、図3および図5に示すように、本実施形態においては、磁性体部材6は、たとえば本体1の外面に接合部61によって接合されている。接合部61は、たとえば接着テープである。本体1に対する磁性体部材6の固定位置は特に限定されず、本実施形態においては、本体1のx方向中央付近であって、z方向においてLED基板2Aの実装面21Aが向く側とは反対側に固定されている。
図5によく表れているように、本体1およびホルダー4Aを挟んで、磁石5と磁性体部材6とが磁力によって互いに引き合う。この磁力によりホルダー4Aが本体1に対して固定される。この結果、ホルダー4Aに保持されている導通部材としてのLED基板2Aが本体1に固定されている。また、本実施形態においては、ホルダー4Aの曲面部46Aが本体1の内面11に接する姿勢で、ホルダー4Aが本体1に固定されている。また、磁石5と磁性体部材6との磁力による引きつけ力が、ホルダー4AからLED基板2Aを介して補助ホルダー4Bへと伝わる。この結果、補助ホルダー4Bが本体1に対して固定されている。本実施形態においては、補助ホルダー4Bの曲面部46Bが本体1の内面11に接する姿勢で、補助ホルダー4Bが本体1に固定されている。
次に、LED照明装置A1の作用について説明する。
本実施形態によれば、図3および図5に示すように、LED素子3が実装された導通部材としてのLED基板2Aが、磁力によって本体1に固定されている。このため、LED基板2Aを本体1に固定するための接着剤等を用いる必要がない。接着剤等は、LED照明装置A1の製造工程において、塗布すべき箇所以外の箇所に付着することが懸念され、管状の本体1の内面11の所望の箇所のみに接着剤を塗布することは困難である。本実施形態においては、磁力による固定であることから、LED基板2Aや本体1の内面11等に接着剤を塗布することが強いられず、意図しない箇所に接着剤等を不当に付着させてしまうおそれがない。また、磁力によってLED基板2Aを本体1に固定した後に、LED基板2Aを本体1から取り外し、より正確な位置にLED基板2Aを再び固定することができる。さらに、使用後の時点において、LED基板2Aを交換する等の目的に応じて、LED基板2Aを本体1から取り外すことが可能である。このように、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。
本実施形態においては、図4および図5に示すように、LED基板2Aを保持するホルダー4Aが用いられており、ホルダー4Aを介してLED基板2Aが本体1に固定されている。LED素子3が実装されるLED基板2Aは、たとえば平坦な面の実装面21Aを有するものなど、LED素子3の実装作業や実装後のLED素子3の剥離防止の観点から、平板状の形状が好ましい。一方、管状の本体1の内面11は、曲面である。このため、LED基板2Aを単体で内面11に接しさせると、互いの間に隙間が生じる。また、LED基板2Aを本体1に固定する磁力が強すぎると、LED基板2Aが内面11に沿って撓むことが懸念され、LED素子3の剥離の誘因となりうる。本実施形態においては、LED基板2Aと本体1との間にホルダー4Aが介在しており、LED基板2Aと本体1とを直接接しさせる必要がない。このため、LED素子3の実装に適した平板状のLED基板2Aと曲面の内面11を有する本体1とをより安定して且つ確実に固定することができる。
図5、図6および図12に示すように、ホルダー4Aには、本体1の内面11に沿った曲面部46Aが形成されている。これは、ホルダー4Aを本体1に対してより安定して固定するのに好ましい。
図5および図10に示すように、ホルダー4Aの収容凹部47Aには、磁石5が収容されている。この磁石5は、LED基板2Aによって覆われることにより、ホルダー4Aに対して固定されている。これにより、磁石5をホルダー4Aに対して固定するための接着テープや接着剤等は不要であり、製造工程の効率向上および製造コストの低減に有利である。
図2、図3および図5に示すように、本体1の外面に設けられた磁性体部材6は、本体1に対する固定位置を容易に変更可能である。したがって、LED基板2Aを固定するための磁石5が設けられる位置に応じて、磁性体部材6の位置を適宜変更することができる。また、同一の本体1に対して異なる大きさや形状の磁性体部材6を固定することが可能であり、より幅広い製品ラインナップを実現することに寄与しうる。
図5、図8、図10および図11に示すように、ホルダー4Aは、突起42Aと支持面43AとによってLED基板2Aを挟む構造とされている。これにより、LED基板2Aをx方向からホルダー4Aの突起42Aと支持面43Aとの間に挿入することにより、ホルダー4AによってLED基板2Aを容易に保持することが可能である。z方向視において突起42Aと重なる位置に貫通孔44Aを設けることにより、たとえばホルダー4Aを金型成形する場合に、金型のうち突起42Aを成形する部分が、ホルダー4Aの他の部分と干渉することを回避することができる。
図5および図10〜図12に示すように、ホルダー4Aに、一対の幅広部45Aが設けられていることにより、ホルダー4Aの剛性を部分的に向上させることができる。特に、本実施形態においては、幅広部45Aは、x方向の位置が収容凹部47Aと一致している。収容凹部47Aは、磁力を発揮する磁石5が収容される箇所であり、ホルダー4Aの中で最も大きな力が付与されることが想定される。このような箇所に幅広部45Aを設けることにより、ホルダー4Aの不当な変形を抑制し、より安定してホルダー4Aを本体1に固定することができる。また、幅広部45Aを設けることにより、曲面部46Aの面積が拡大している。これによっても、ホルダー4Aを本体1により安定して固定する効果が期待できる。
本実施形態においては、ホルダー4Aに加えて複数の補助ホルダー4Bが設けられている。ホルダー4Aによって固定に必要な力(磁力)を発揮させることに加えて、複数の補助ホルダー4Bによって、LED基板2Aの本体1に対する固定姿勢をより安定させることができる。これにより、たとえば、LED基板2Aが全体的に撓んでしまう等の不具合を抑制することができる。
図16〜図25は、本発明の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
[変形例1]
図16は、LED照明装置A1の変形例を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本変形例においては、ホルダー4Aの収容凹部47Aに、磁性体部材6が収容されている。一方、本体1の外面に磁石5が固定されている。磁性体部材6のホルダー4Aに対する固定手法は特に限定されず、図示された例においては、上述した例の磁石5と同様に、LED基板2Aによって覆われることにより固定されている。また、磁石5の本体1に対する固定手法は、上述した磁性体部材6の本体1に対する固定手法と同様に限定されず、図示された例においては、接合部51によって本体1に接合されている。接合部51は、たとえば接着テープである。このような変形例によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。
図16は、LED照明装置A1の変形例を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本変形例においては、ホルダー4Aの収容凹部47Aに、磁性体部材6が収容されている。一方、本体1の外面に磁石5が固定されている。磁性体部材6のホルダー4Aに対する固定手法は特に限定されず、図示された例においては、上述した例の磁石5と同様に、LED基板2Aによって覆われることにより固定されている。また、磁石5の本体1に対する固定手法は、上述した磁性体部材6の本体1に対する固定手法と同様に限定されず、図示された例においては、接合部51によって本体1に接合されている。接合部51は、たとえば接着テープである。このような変形例によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。
[変形例2]
図17は、LED照明装置A1の他の変形例を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本変形例においては、ホルダー4Aの収容凹部47Aに磁石5が収容されており、本体1に他の磁石5が固定されている。これらの磁石5は、たとえば一方のN極と他方のS極とが引き合う関係となるように配置されている。各々の磁石5の固定手法は、上述した例における固定手法と同様である。このような変形例によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。また、これらの変形例から理解されるように、磁石5および磁性体部材6を備える構成においては、磁石5と磁性体部材6との固定箇所を相互に入れ替えることが可能である。また、磁力を発揮させる手段として、磁性体部材6を用いることなく2つの磁石5を用いてもよい。この点は、以降に述べる実施形態においても同様である。
図17は、LED照明装置A1の他の変形例を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本変形例においては、ホルダー4Aの収容凹部47Aに磁石5が収容されており、本体1に他の磁石5が固定されている。これらの磁石5は、たとえば一方のN極と他方のS極とが引き合う関係となるように配置されている。各々の磁石5の固定手法は、上述した例における固定手法と同様である。このような変形例によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。また、これらの変形例から理解されるように、磁石5および磁性体部材6を備える構成においては、磁石5と磁性体部材6との固定箇所を相互に入れ替えることが可能である。また、磁力を発揮させる手段として、磁性体部材6を用いることなく2つの磁石5を用いてもよい。この点は、以降に述べる実施形態においても同様である。
[第2実施形態]
図18は、本発明の第2実施形態に基づくLED照明装置を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本実施形態のLED照明装置A2においては、磁性体部材6の本体1に対する固定手法が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、磁性体部材6は、少なくともその一部が本体1の内部に埋没している。
図18は、本発明の第2実施形態に基づくLED照明装置を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本実施形態のLED照明装置A2においては、磁性体部材6の本体1に対する固定手法が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、磁性体部材6は、少なくともその一部が本体1の内部に埋没している。
このような本体1および磁性体部材6は、たとえば本体1が樹脂からなる場合に、本体1の成形過程において本体1を成形するための金型に対して磁性体部材6を所定位置に固定する。そして、液状の樹脂材料を金型および磁性体部材6に沿って充填し、この樹脂材料を硬化させる。これにより、本体1と磁性体部材6とを一体的に成形することができる。なお、図示された例においては、本体1の厚さ方向において磁性体部材6の全体が本体1の内部に埋没する構成となっているが、磁性体部材6が本体1の内面11または外面から部分的に露出する構成であってもよい。
[第3実施形態]
図19は、本発明の第3実施形態に基づくLED照明装置を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本実施形態のLED照明装置A3は、磁石5とともに磁力を発揮するためのホルダー4Aとは別の磁性体部材6が設けられておらず、ホルダー4Aが上述した磁性体部材6の機能を兼ねている点が上述した実施形態と異なっている。
図19は、本発明の第3実施形態に基づくLED照明装置を示しており、図5と同様の断面における断面図である。本実施形態のLED照明装置A3は、磁石5とともに磁力を発揮するためのホルダー4Aとは別の磁性体部材6が設けられておらず、ホルダー4Aが上述した磁性体部材6の機能を兼ねている点が上述した実施形態と異なっている。
本実施形態においては、ホルダー4Aは、Fe、Co、Ni等の磁性体からなる。また、磁石5が本体1に対して固定されている。これにより、ホルダー4Aと磁石5とは、本体1を挟んで磁力によって互いに引き合う。このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。また、たとえばインサート成形の手法等を用いることにより、ホルダー4Aの一部を磁性体によって形成し、他の部分を樹脂等によって形成してもよい。
[第4実施形態]
図20は、本発明の第4実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A4は、上述したホルダー4Aを備えない点が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、本体1に一対のリブ12が形成されている。一対のリブ12は、内面11から内方に向かって突出しており、互いにy方向に離れて設けられている。リブ12は、x方向に沿って長く延びており、その断面形状は図示された断面形状で一定である。
図20は、本発明の第4実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A4は、上述したホルダー4Aを備えない点が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、本体1に一対のリブ12が形成されている。一対のリブ12は、内面11から内方に向かって突出しており、互いにy方向に離れて設けられている。リブ12は、x方向に沿って長く延びており、その断面形状は図示された断面形状で一定である。
本実施形態においては、一対のリブ12の間にLED基板2Aが挿入されている。また、LED基板2Aには、実装面21Aと反対側に磁性体部材6が固定されている。図示された例においては、磁性体部材6は、たとえば両面テープまたは接着剤等の接合部61によってLED基板2Aに固定されている。一方、本体1の外面には、接合部51によって磁石5が固定されている。このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。また、一対のリブ12の間にLED基板2Aを挿入することにより、ホルダー4A等の部材を用いることなく、LED基板2Aを本体1に対して適切に固定することができる。
[第5実施形態]
図21は、本発明の第5実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A5は、複数のホルダー4Aを備えている。複数のホルダー4Aは、x方向に離れて配置されており、各々が上述した構成によってLED基板2Aを保持している。また、各々のホルダー4Aには、磁石5が収容されている。
図21は、本発明の第5実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A5は、複数のホルダー4Aを備えている。複数のホルダー4Aは、x方向に離れて配置されており、各々が上述した構成によってLED基板2Aを保持している。また、各々のホルダー4Aには、磁石5が収容されている。
複数のホルダー4Aが設けられていることに対応して、ホルダー4Aと同数の複数の磁性体部材6が本体1に固定されている。図示された例においては、各々の磁性体部材6は、接合部61によって本体1に固定されている。
このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。また、複数のホルダー4Aに加えて、1以上の補助ホルダー4Bを追加して設けてもよい。このように、ホルダー4Aおよび補助ホルダー4Bの個数は特に限定されず、様々な個数のホルダー4Aおよび補助ホルダー4Bを種々に組み合わせて用いることができる。また、LED基板2Aの略全長に相当する長さなど、図示された例よりもx方向寸法が長い1つもしくは少数のホルダー4Aを備える構成であってもよい。また、図示された例よりもx方向寸法が長い1つもしくは少数の磁性体部材6を備える構成であってもよい。さらに、x方向寸法が相対的に長いホルダー4Aと複数の磁性体部材6(または磁石5)とが磁力によって引き合う構成であってもよいし、x方向寸法が相対的に長い磁性体部材6(または磁石5)と複数のホルダー4Aとが磁力によって引き合う構成であってもよい。
[第6実施形態]
図22および図23は、本発明の第6実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A6は、導通部材として金属フレーム2Bを備える点が、上述した実施形態と異なっている。
図22および図23は、本発明の第6実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A6は、導通部材として金属フレーム2Bを備える点が、上述した実施形態と異なっている。
金属フレーム2Bは、LED素子3が実装されており、LED素子3への電力供給のための導通経路を構成している。具体的には、金属フレーム2Bは、アノード部21Bおよびカソード部22Bを有しており、金属からなる。アノード部21Bは、LED素子3のアノード電極(図示略)と直接導通する部位であり、カソード部22Bは、LED素子3のカソード電極(図示略)と直接導通する部位である。金属フレーム2Bの材質としては、磁性体の金属と非磁性体の金属とを選択しうる。本実施形態においては、金属フレーム2Bは、Fe、Co、Ni等の磁性体の金属によって形成されている。なお、金属フレーム2Bは、これらの磁性体の表面に良好なはんだ付けを実現するためのめっき層が設けられていてもよい。
図示された例においては、アノード部21Bとカソード部22Bとは、全体としてx方向に長く延びており、y方向に互いに離れて略平行に配置されている。金属フレーム2Bには、アノード部21Bとカソード部22Bとを絶縁する空隙部23Bが設けられている。すなわち、金属フレーム2Bは、アノード部21Bとカソード部22Bとを絶縁するための基板におけるガラスエポキシ樹脂やセラミックス等からなる基材に相当する部材を有していない。
図23に示すように、本実施形態においては、金属フレーム2Bは、曲面部26Bを有している。曲面部26Bは、たとえば金属フレーム2Bの一部が折り曲げ加工することにより、本体1の内面11に沿った形状の曲面を有する部分として形成されたものである。図示された例においては、y方向両側に2つの曲面部26Bが設けられている。これらの曲面部26Bは、金属フレーム2Bの全長にわたって設けられていてもよいし、部分的に設けられていてもよい。また、アノード部21Bおよびカソード部22Bの双方から延出する曲面部26Bを有する構成に限定されず、アノード部21Bおよびカソード部22Bのいずれか一方から延出する曲面部26Bのみを有する構成であってもよい。また、金属フレーム2Bは、曲面部26Bを有する構成に限定されず、曲面部26Bを有さない、x方向およびy方向に沿う平坦な形状の構成であってもよい。この場合、たとえば、本体1の内面11にx方向およびy方向に沿った平面部分を形成し、この平面部分に金属フレーム2Bを載置すればよい。さらに、金属フレーム2Bの一部をインサート成形の手法により本体1に固定し、磁力を用いて補助的に金属フレーム2Bを本体1に固定してもよい。具体例としては、金属フレーム2Bの長手方向の一部分に折り曲げ部を形成し、この折り曲げ部をインサート成形により本体1に固定し、金属フレーム2Bの長手方向の他の部分を磁力を用いて本体1に固定する構成が挙げられる。
本実施形態においては、本体1の外面に磁石5が固定されている。そして、磁性体からなる金属フレーム2Bと磁石5とが磁力によって引き合うことにより、導通部材としての金属フレーム2Bが本体1に対して固定されている。
このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。特に、金属フレーム2Bは、絶縁性の基材等を具備しないものであり、軽量に仕上げることが可能である。したがって、LED照明装置A6の軽量化に好ましい。また、LED照明装置A6の製造コストを低減するのに有利である。また、金属フレーム2Bを磁性体の金属によって形成すれば、磁石5とともに磁力を発揮するための専用の別部材を設ける必要がない。これは、製造工程の効率向上、製造コストの低減および軽量化に好ましい。
[第7実施形態]
図24は、本発明の第7実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A7は、LED照明装置A6と同様に磁性体からなる金属フレーム2Bを備えている。そして、本体1にLED照明装置A4と同様の一対のリブ12が形成されている。本実施形態においては、一対のリブ12の間に、金属フレーム2Bが挿入されている。このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。
図24は、本発明の第7実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A7は、LED照明装置A6と同様に磁性体からなる金属フレーム2Bを備えている。そして、本体1にLED照明装置A4と同様の一対のリブ12が形成されている。本実施形態においては、一対のリブ12の間に、金属フレーム2Bが挿入されている。このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。
[第8実施形態]
図25は、本発明の第8実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A8は、非磁性体の金属からなる金属フレーム2Bを備えている。このような金属フレーム2Bの材質としては、たとえばCuが挙げられる。金属フレーム2Bが磁力を発揮しない構成であるため、LED照明装置A8は、磁石5および磁性体部材6を備えている。
図25は、本発明の第8実施形態に基づくLED照明装置を示している。本実施形態のLED照明装置A8は、非磁性体の金属からなる金属フレーム2Bを備えている。このような金属フレーム2Bの材質としては、たとえばCuが挙げられる。金属フレーム2Bが磁力を発揮しない構成であるため、LED照明装置A8は、磁石5および磁性体部材6を備えている。
磁石5および磁性体部材6の固定位置および固定手法は、上述した実施形態における固定位置および固定手法を適宜用いればよい。本実施形態においては、金属フレーム2Bを保持するホルダー4Aが採用されている。ホルダー4Aは、たとえばLED照明装置A1におけるホルダー4Aと類似の樹脂からなる構成であり、金属フレーム2Bを保持している。ただし、本実施形態のホルダー4Aにおいては、収容凹部47Aが金属フレーム2Bとは反対側(本体1の内面11と対面する側)に開口している。そして、収容凹部47Aに収容された磁石5は、接合部51によって収容凹部47Aの底面に固定されている。一方、本体1の外面には、磁性体部材6が接合部61によって固定されている。
このような実施形態によっても、管状の本体1に導通部材としてのLED基板2Aをより容易に固定することができる。また、金属フレーム2Bの材質として、比較的低抵抗な材質であるCuを用いれば、LED素子3への電力供給を行う導通経路における低抵抗化を図ることができる。非磁性体である金属フレーム2Bをホルダー4Aによって保持することにより、磁石5と磁性体部材6との磁力を利用して金属フレーム2Bを本体1に適切に固定することができる。収容凹部47Aが金属フレーム2Bとは反対側に開口していることにより、収容凹部47Aに収容された磁石5(または磁性体部材6)が金属フレーム2Bのアノード部21Bとカソード部22Bとを誤って導通させてしまうことを防止することができる。
本発明に係るLED照明装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るLED照明装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
A1〜A8:LED照明装置
1 :本体
2A :LED基板
2B :金属フレーム
3 :LED素子
4A :ホルダー
5 :磁石
6 :磁性体部材
1 :本体
2A :LED基板
2B :金属フレーム
3 :LED素子
4A :ホルダー
5 :磁石
6 :磁性体部材
Claims (7)
- 管状のLED照明装置であって、
LED素子と、
前記LED素子が実装され且つ前記LED素子への電力供給のための導通経路を構成する導通部材と、
前記LED素子および前記導通部材を収容する管状の本体と、を備え、
前記導通部材は、磁力によって前記本体に固定されていることを特徴とする、LED照明装置。 - 前記導通部材を保持するホルダーを備えており、
前記導通部材は、前記ホルダーを介して前記本体に固定されている、請求項1に記載のLED照明装置。 - 前記ホルダーは、前記本体の内面に沿った形状の曲面部を有する、請求項2に記載のLED照明装置。
- 前記ホルダーに固定された磁石と、
前記磁石と磁力によって相互に引き合うことにより前記ホルダーを前記本体に固定する磁性体部材と、を備える、請求項2または3に記載のLED照明装置。 - 前記磁石は、前記導通部材となるLED基板と前記ホルダーとによって挟まれて前記ホルダーに固定されている、請求項4に記載のLED照明装置。
- 前記ホルダーに固定された磁性体部材と、
前記磁性体部材と磁力によって相互に引き合うことにより前記ホルダーを前記本体に固定する磁石と、を備える、請求項2または3に記載のLED照明装置。 - 前記導通部材は、金属からなり且つ前記LED素子への導通経路のアノード側とカソード側とを絶縁する空隙部が設けられた金属フレームである、請求項1ないし3のいずれかに記載のLED照明装置。
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-
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- 2017-01-30 JP JP2017014465A patent/JP2018125087A/ja active Pending
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