JP5344092B2 - ソケット、ソケットアセンブリ、及び、照明装置 - Google Patents
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Description
本発明は、口金付のランプユニットが着脱可能に装着される照明装置のソケット、ソケットアセンブリ、及び、照明装置に関する。
近年、照明装置用のランプユニットにおいては、光源としてLED等の発光素子が広く採用される傾向にある。この種のランプユニットを装置本体側に装着するための構造としては、例えば、口金から突設した一対の電源用端子ピンをソケットに設けた各キー溝に挿入し、ランプユニットを回転させながらキー溝の終端部に電源用端子ピンを係止させることにより、ソケットに対するランプユニットの支持と電気的な接続とを同時に実現する技術が広く知られている。
ここで、LED等の発光素子は、一般に、温度が上昇するに従って光出力が低下すると共に寿命が短縮されるという特性を有する。そこで、LEDを光源とするランプユニットの熱対策に関する技術として、例えば、日本国特開2010−129488号公報には、ランプユニットの筐体を熱伝導性の良好なアルミニウム合金等の金属で構成し、この筐体の基部側に突設した口金を、ソケットとの係止時に装置本体側に押し当てて熱伝導可能に接触させる技術が知られている。
しかしながら、上述のように口金を装置本体に押し当てる構成を採用した場合、電源供給用ピンはソケット側からの過大な応力を受けることとなる。従って、電源供給用ピン等に対する強度を十分に確保する必要が生じ、照明装置の構造が複雑化する等の虞がある。
ところで、この種の照明装置においては、ランプユニットの接地を要求される場合がある。例えば、上述のようにランプユニットの筐体をアルミニウム合金等の金属で構成した場合、ランプユニットに内蔵された点灯回路等にノイズが発生し易くなることが知られており、その対策として、ランプユニットの接地を要求される場合がある。また、例えば、内蔵される点灯回路上の各デバイスに対する沿面距離を確保することへの要請等から、ランプユニットの接地を要求される場合がある。
しかしながら、この種の照明装置においては、ランプユニットを有効に接地させるための具体的な構成についての提案がされていなかった。これに対処し、例えば、上述の電源用端子ピンと同様に、ランプユニットの支持機能を兼ねた接地用端子ピン等を追加することも考えられるが、このような場合、接地用端子ピンについても十分な強度を確保する必要が生じ、構造がより複雑化する等の虞がある。
本発明は、簡単な構成で、ランプユニットとの電気的な接続を実現することができるソケット、ソケットアセンブリ、及び、照明装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様によるソケットは、ランプユニットから突出する口金を受容する口金受容部と;前記口金受容部の内周面において周方向に延在され、前記口金が前記口金受容部に受容されて当該口金受容部と相対回転された際に、前記口金の外周面から突出する係合用突起を終端部に係止するキー溝と;前記係合用突起とは独立して前記ランプユニットから前記口金の回転軸方向にそれぞれ突出する電源用及び接地用の各端子ピンをそれぞれ収容して電気接続する各収容部と;を具備する。
また、本発明の一態様によるソケットアセンブリは、前記ソケットと、前記ソケットを支持する装置本体と;を具備する。
また、本発明の一態様による照明装置は、前記ソケットと;前記ソケットを支持する装置本体と;前記ソケットの口金受容部内に係止される口金を有するランプユニットと;を具備する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
図1乃至図は本発明の第1の実施形態に係わり、図1は照明装置の分解斜視図、図2は照明装置の断面図、図3はソケットからランプユニットを分離して示す側面図、図4はソケットをランプユニット側から見た平面図、図5はソケットを放熱部材側から見た平面図、図6は図2のVI−VI線に沿う断面図、図7はランプユニットを口金側から見た平面図、図8は照明装置の回路構成図、図9Aはランプユニット係合開始時のソケットと放熱部材との関係を示す説明図、図9Bはランプユニット係止時のソケットと放熱部材との関係を示す説明図、図10Aはランプユニット係合開始時の端子ピンと端子部との関係を示す説明図、図10Bはランプユニット係止時の端子ピンと端子部との関係を示す説明図、図11は放熱部材に固設した各端子台を示す斜視図である。
図1乃至図は本発明の第1の実施形態に係わり、図1は照明装置の分解斜視図、図2は照明装置の断面図、図3はソケットからランプユニットを分離して示す側面図、図4はソケットをランプユニット側から見た平面図、図5はソケットを放熱部材側から見た平面図、図6は図2のVI−VI線に沿う断面図、図7はランプユニットを口金側から見た平面図、図8は照明装置の回路構成図、図9Aはランプユニット係合開始時のソケットと放熱部材との関係を示す説明図、図9Bはランプユニット係止時のソケットと放熱部材との関係を示す説明図、図10Aはランプユニット係合開始時の端子ピンと端子部との関係を示す説明図、図10Bはランプユニット係止時の端子ピンと端子部との関係を示す説明図、図11は放熱部材に固設した各端子台を示す斜視図である。
図1,2に示す照明装置1は、例えば、ダウンライト等に好適な照明装置であり、装置本体5と、この装置本体5に支持されたとソケット6と、ソケット6を介して装置本体5に着脱可能に装着されるランプユニット7とを有して構成されている。なお、第1,第2の実施形態の説明において、これらの上下方向等については、照明装置1をダウンライトとして取り付けた状態を基準として適宜説明する。
装置本体5は、例えば、ランプユニット7の周部を囲繞するリフレクタ部材10と(図2参照)、このリフレクタ部材10の上部に固設された放熱体11と、を有して構成されている。
リフレクタ部材10は、例えば、上方から下方に拡開するテーパー状の板金部材で構成され、内周面に反射面10aを有する。このリフレクタ部材の下端部には外向フランジ部10bが設けられ、この外向フランジ部10bを介して、リフレクタ部材10を屋内の天井等に取り付けることが可能となっている。また、リフレクタ部材10の上部には、例えば、円筒状の放熱体支持部10cが設けられ、この放熱体支持部10cには、放熱体11がネジ止め等によって固設されている。
放熱体11は、例えば、放熱体支持部10cに固設する略円盤状の放熱体本体11aと、この放熱体本体11aの上面から突出する複数の放熱フィン11bとを有し、これらは熱伝導性の良好なアルミニウム合金等の金属によって一体形成されている。
また、放熱体11には、例えば、放熱フィン11bの一部を切り欠くことによって端子台取付部11cが形成されている。さらに、放熱体11には、放熱体本体11aの一部を切り欠くことによって配線用溝11dが形成され、この配線用溝11dを介して、放熱体本体11aの上面側(端子台取付部11c側)と底面側とが連通されている。
図11に示すように、端子台取付部11cには、例えば、電源供給用の端子台12と、制御信号用の端子台13と、接地用の端子台14とがネジ止め等によって固設されている。これら各端子台12〜14は、それぞれ内部配線用端子12a〜14aと外部配線用端子12b〜14bとを有する。各端子台12〜14の内部において、内部配線用端子12a〜14aには、配線用溝11dを介してソケット6側から配索された各内部配線15〜17が電気的に接続されている。
ここで、図8に示すように、電源供給用の端子台12の内部配線用端子12aには、例えば、交流電源20に接続する外部配線22のコネクタ22aが接続可能となっている。また、制御信号用端子台13の内部配線用端子13aには、例えば、調光操作部21に接続する外部配線23のコネクタ23aが接続可能となっている。さらに、接地用の端子台14の内部配線用端子14aには、グランドされた外部配線24のコネクタ24aが接続可能となっている。そして、これらのコネクタ接続を通じて、各外部配線22〜24が、対応する各内部配線15〜17と電気的に接続される。
一方、各外部配線用端子12b〜14bには、図示しない各中継用配線のコネクタが接続可能となっており、これら各中継用配線を介して、照明装置1を図示しない他の照明装置等と電気的に接続することが可能となっている。
例えば、図1〜3,4,5,9に示すように、ソケット6は、略円筒形状をなす口金受容部31と、この口金受容部31の下端部(先端部)に連設する外向フランジ部32と、が耐熱性樹脂等によって一体形成されたソケット本体30を有する。
口金受容部31の内周面には、例えば、周方向に延在する3つのキー溝31aが等間隔毎(例えば、口金受容部31の中心軸O周り120°毎の等間隔)にそれぞれ凹設されている。これらのキー溝31aの一端側に設定された始端部には、当該キー溝31aを口金受容部31の先端部側に開放する連通溝31bが設けられている。また、キー溝31aには、当該キー溝31aの内側に突出する係止段部31cが、連通溝31bに隣接して設けられている。
また、外向フランジ部32には、上方に突出する袋状をなす3つのスプリング収容部33が等間隔毎(例えば、口金受容部31の中心軸O周りに120°毎の等間)にそれぞれ設けられている。スプリング収容部33の頂部はネジ止め用の座部33aとして設定され、この座部33aを外向フランジ部32の底面側から貫通するネジ34が、放熱体本体11aの底面に締結されている。その際、スプリング収容部33内に収容されたスプリング35がネジ34の頭部34aと座部33aとの間に挟持されることにより、ソケット6(ソケット本体30)は、放熱体11に対し、押圧方向の付勢力を有して弾性的に支持されている。なお、ランプユニット7をソケット6に装着(後述する)した際にスプリング35の付勢力によってソケット本体30に撓み等が発生することを防止するため、各スプリング収容部33は各キー溝31aの終端部の近傍に配設されることが望ましい。
また、例えば、図4に示すように、外向フランジ部32の上面には、各スプリング収容部33(放熱体本体11aとの各締結部)で区画された各領域に、それぞれ、電源用端子部40aを収容する一対の端子ボックス40、制御信号用端子部41aを収容する一対の端子ボックス41、及び、接地用端子部42aを収容する端子ボックス42が固設されている。そして、各端子ボックス40〜42に収容された各端子部40a〜42aは、各内部配線15〜17を介して、対応する各端子台13〜14の内部配線端子12a〜14aと電気的に接続されている。
さらに、例えば、図4に示すように、外向フランジ部32には、各端子ボックス40〜42にそれぞれ対応する位置に、口金受容部31の中心軸Oと同心の円弧状をなすピン溝45〜47が設けられている。そして、これら各ピン溝45〜47を介して、各端子ボックス40〜42は外部と連通されている。
ランプユニット7は、下端側(先端側)に開口部50aを有する筐体50と、この筐体50内に保持される光源モジュール51及び点灯回路モジュール52と、筐体50の開口部50aを閉塞するグローブ53とを有して構成されている。
筐体50は、下端側に開口部50aが開口する有頂の円筒部55と、この円筒部55の基部側に形成された頂部55aから突設する口金56とを有し、これらは、例えば、熱伝導性の良好なアルミニウム合金等の金属によって一体形成されている。すなわち、本実施形態において、筐体50は、円筒部55と、この円筒部55よりも小径の略円筒形状をなす口金56とが一体に連設された段付の略円筒部材で構成されている。
ここで、例えば、図3に示すように、口金56の高さh2は、ソケット6の口金受容部31の高さh1よりも高く(すなわち、h2>h1)設定されている。
口金56の外周面には、口金受容部31の内周面に形成されたキー溝31aに対応する3つの係合用突起56aが等間隔毎(例えば、口金56の中心軸O周りに120°毎の等間隔)にそれぞれ突設されている。
また、円筒部55の頂部55aからは、ソケット6側の各端子部40a〜42aに対応して各ピン溝45〜47に挿入可能な、一対の電源用端子ピン57、一対の制御信号用端子ピン58、及び、接地用端子ピン59が、口金56の中心軸O方向に沿って突設されている。
図7に示すように、これら各端子ピン57〜59のうち、電源用端子ピン57及び制御信号用端子ピン58は、絶縁体57a,58aを介して、円筒部55の頂部55aに立設されている。一方、接地用端子ピン59は、頂部55aに対して直接的に立設され、筐体50との電気的な接続が採られている。
図6に示すように、光源モジュール51は、LED実装基板61上に、発光素子である面実装型の発光ダイオード(LED)62が、光源として複数個実装されて要部が構成されている。具体的に説明すると、LED実装基板61は、例えば、熱伝導性の良好なアルミニウム基板等からなる略円板状の部材で構成されている。そして、このLED実装基板61上には、例えば、6個のLED62が、等間隔毎に実装されている。なお、図2に示すように、この光源モジュール51は、筐体50内の開口部50a近傍に設けられた段部50bに係止され、ネジ止め等によって固設されている。
図2,8に示すように、点灯回路モジュール52は、略円板状の回路基板65上に形成された、点灯回路66と、制御回路67とを有する。
点灯回路66の入力側には電源用端子ピン57を介して交流電源20が接続され、出力側には光源モジュール51が接続されている。この点灯回路66は、例えば、全波整流回路、リップル電流平滑用のコンデンサ、スイッチングトランジスタ、スイッチングトランス、整流平滑回路等(何れも図示せず)を含んで構成されている。そして、点灯回路66は、交流電源20から供給される交流電力を所定の直流出力に変換して光源モジュール51に出力する。
制御回路67には、制御信号用端子ピン58を介して調光操作部21が接続されている。この制御回路67は、例えば、比較器、基準信号出力部等(何れも図示せず)を含んで構成されている。そして、制御回路67は、例えば、点灯回路66における負荷電圧と、調光操作部21からの信号に基づく基準信号とを比較し、この比較結果に基づいて点灯回路66のスイッチングトランジスタをオンオフさせることにより、点灯回路66から光源モジュール51に供給される出力を制御する。
なお、図2に示すように、点灯回路モジュール52は、筐体50内において、例えば、光源モジュール51よりも上方(基部側)に、絶縁性及び断熱性を有するスペーサ68を介して配置されている。
グローブ53は、透光性を有する透明或いは光拡散性を有するガラスや合成樹脂により構成されている。
このような構成の照明装置1において、ランプユニット7を装置本体5側に装着する際は、先ず、各キー溝31aの連通溝31bに対して各係合用突起56aを位置決めしながら、口金受容部31に口金56が挿入される。
これにより、例えば、図9Aに示すように、各係合用突起56aは、各連通溝31bを通じてキー溝31aの始端側に導かれる。同時に、例えば、図10Aに示すように、各ピン溝45〜47の始端側には、対応する各端子ピン57〜59が挿入される。
次に、ソケット6の口金受容部31に対して、ランプユニット7の口金56が相対回転されると、各係合用突起56aは、係止段部31cを乗り越えてキー溝31aの終端部に導かれる(図9B参照)。そして、係止段部31cに係合用突起56aが係止されることにより、口金56は口金受容部31内で係止(嵌合)される。同時に、例えば、図10Bに示すように、各端子ピン57〜59は、各ピン溝45〜47の終端側まで移動され、対応する各端子部40a〜42aと電気的に接続される。
このように口金56が口金受容部31内で係止される過程において、口金56の高さh2が口金受容部31の高さh1よりも高いことから、先ず、口金56の突端部が放熱体本体11aの底面に当接される。次に、各係合用突起56aが係止段部31cを乗り越えてキー溝31aの終端側に導かれると、係合用突起56aとキー溝31aとの間には、外向フランジ部32の下端面からキー溝31aまでの高低差に基づく応力が発生する。この応力により、ソケット6がランプユニット7側に引き寄せられて放熱体本体11aから離間され、さらに、各スプリング35が圧縮側に弾性変形される(図9B参照)。そして、このスプリング35の弾性変形による付勢力がソケット6を介してランプユニット7側に伝達されることにより、口金56の突端部は放熱体本体11aの底面に弾性的に押し付けられる。これにより、ランプユニット7の筐体50と放熱体11とが熱的に接続され、各LED62で発生した熱を、LED実装基板61から筐体50を介して放熱体11に伝達する放熱経路が形成される。
このような実施形態によれば、口金受容部31の周辺部に各端子部40a〜42aを配設してソケット6を構成し、ランプユニット7の装置本体5側への装着時には、筐体50の基部側に突設した口金56を口金受容部31に係止させると共に、口金56の周辺部に配設した各端子ピン57〜59を対応する各端子部40a〜42aとそれぞれ電気的に接続する構成を採用することにより、簡単な構成で、ランプユニット7の装置本体5側への電気的な接続を的確に実現することができる。
すなわち、口金受容部31に対する口金56の係止構造とは別に、ランプユニット7のソケット6側に対する電気的な接続構造を別途設けることにより、各端子ピン57〜59等は、口金受容部31に対して口金56が係止された際の応力等による影響を受けにくい構成となり、簡単な構成でランプユニット7の装置本体5側への電気的な接続を実現することができる。特に、各端子ピン57〜59のソケット6に対する挿入方向は、口金受容部31と口金56との係止時の応力が作用する方向(すなわち、中心軸Oの方向)と同方向に設定されているため、係止時の応力の影響をほとんど受けることがなく、各端子ピン57〜59を過剰に補強する等の対策を回避することができる。
この場合において、電源用端子部40a等に加えて接地用端子部42aをソケット6上の口金受容部31の周辺部に配設し、同様に、電源用端子ピン57等に加えて接地用端子ピン59をランプユニット7の筐体50上の口金56の周辺部に配置することにより、ランプユニット7の接地についても簡単な構成で的確に実現することができる。従って、点灯回路66等に対するノイズ対策や、各デバイスに対する沿面距離対策等を容易に実現することができる。
[第2の実施の形態]
図12,13は本発明の第2の実施形態に係わり、図12は照明装置の断面図、図13Aはランプユニット係合開始時のアース用端子ピンと放熱部材との関係を示す説明図であって(b)はランプユニット係止時のアース用端子ピンと放熱部材との関係を示す説明図である。なお、本実施形態においては、ランプユニットの接地の方式が上述の第1の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
図12,13は本発明の第2の実施形態に係わり、図12は照明装置の断面図、図13Aはランプユニット係合開始時のアース用端子ピンと放熱部材との関係を示す説明図であって(b)はランプユニット係止時のアース用端子ピンと放熱部材との関係を示す説明図である。なお、本実施形態においては、ランプユニットの接地の方式が上述の第1の実施形態に対して主として異なる。その他、上述の第1の実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、口金56の突端部には、ピン孔56bが穿設され、このピン孔56bには、筐体50側と電気的に接続された接地用端子ピン70が進退移動可能に挿通されている。また、口金56の内部には、ピン孔56bに対応するケース部71が固設され、このケース部71と接地用端子ピン70との間には、接地用端子ピン70を筐体50の基部側に付勢するスプリング72が介装されている。
ここで、図示のように、ピン孔56bから突出する接地用端子ピン70の端部は、先細り形状に形成されていることが望ましい。
また、図示しないが、接地用の端子台14の内部配線端子14aは、放熱体11に対して電気的に接続されている。
このような構成において、図13A、図13Bに示すように、口金受容部31に対する口金56の係止時に、口金56の突端部が放熱体本体11aの底面に弾性的に押し当てられることに伴い、接地用端子ピン70は放熱体本体11aの底面に弾性的に押し当てられて電気的に接続される。この場合において、接地用端子ピン70の端部を先細り形状に形成することにより、放熱体本体11aに押し当てられる際の応力を集中させることができ、例えば、放熱体11がアルミニウム合金等である場合にも、表面に形成される酸化膜等の絶縁層を貫通して、接地用端子ピン70を放熱体本体11aに対して的確に電気接続することができる。
なお、上述の各実施形態に示した照明装置1は、ユーザ等による調光機能を持たない照明装置にも適用が可能であり、この場合、調光操作部21、制御信号用端子部41a、制御信号用端子ピン58等の各構成を適宜省略することが可能である。
[第3の実施の形態]
次に、図14A乃至図25Bを参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態における各部材等と、上述の第1,第2の実施形態における各部材等との対応は、概略次の通りである。すなわち、後述の照明器具130は上述の照明装置1に、後述の器具本体132,反射体133,及び放熱体134が上述の装置本体5に、後述のソケット装置120が上述のソケット6に、後述の口金付ランプ110が上述のランプユニット7に、後述の放熱体134が上述の放熱体11に、後述のソケット本体121が上述のソケット本体30に、後述の支持孔121aが上述の口金受容部31に、後述の係合手段121a1が上述のキー溝31aに、後述の係止突起121a4が上述の係止段部31cに、後述の端子ケース123aが上述の端子ボックス40に、後述の端子板122bが上述の電源用端子部40aに、後述の端子ケース123aが上述の端子ボックス41に、後述の端子板122bが上述の制御信号用端子部41aに、後述の長孔122a2が上述のピン溝45,46に、後述の凹嵌部111eが上述の口金56に、後述の係合突起111fが上述の係合用突起56aに、後述の電源用口金部材114が上述の電源用端子ピン57に、後述の信号用口金部材115が上述の制御信号用端子ピン58にそれぞれ略対応する。
次に、図14A乃至図25Bを参照して、本発明の第3の実施形態について説明する。なお、本実施形態における各部材等と、上述の第1,第2の実施形態における各部材等との対応は、概略次の通りである。すなわち、後述の照明器具130は上述の照明装置1に、後述の器具本体132,反射体133,及び放熱体134が上述の装置本体5に、後述のソケット装置120が上述のソケット6に、後述の口金付ランプ110が上述のランプユニット7に、後述の放熱体134が上述の放熱体11に、後述のソケット本体121が上述のソケット本体30に、後述の支持孔121aが上述の口金受容部31に、後述の係合手段121a1が上述のキー溝31aに、後述の係止突起121a4が上述の係止段部31cに、後述の端子ケース123aが上述の端子ボックス40に、後述の端子板122bが上述の電源用端子部40aに、後述の端子ケース123aが上述の端子ボックス41に、後述の端子板122bが上述の制御信号用端子部41aに、後述の長孔122a2が上述のピン溝45,46に、後述の凹嵌部111eが上述の口金56に、後述の係合突起111fが上述の係合用突起56aに、後述の電源用口金部材114が上述の電源用端子ピン57に、後述の信号用口金部材115が上述の制御信号用端子ピン58にそれぞれ略対応する。
先ず、本実施形態のソケット装置に装着される口金付ランプの構成につき説明する。本実施形態の口金付ランプは、ピン形式の口金部材が設けられたフラットな薄形構造の口金付ランプ110を構成するもので、図14A〜図17に示すように、ソケット装置に対し回動操作によって着脱可能に装着される係合手段111fを有するランプ本体111、ランプ本体に配設される発光部112、ランプ本体に配設され発光部を点灯制御する制御装置113、係合手段を間にした一側方に隣接して位置しランプ本体の円の軌跡上に配設され制御装置113に接続される電源用口金部材114、係合手段を間にした他側方に隣接して位置しランプ本体の円の軌跡上に配設され制御装置113に接続される信号用口金部材115で構成する。
ランプ本体111は、放熱性を高めるために熱伝導性の良好な金属、本実施形態では、アルミニウムで構成された横断面の平面形状が略円形の皿形をなし、一端部側の開口部111aには、円形の凹段部からなる基板支持部111bが一体に形成される。基板支持部は、その凹段部の底面が平坦な面になるように形成され、周囲にリング状をなす凸条部111cが一体に形成される。また、ランプ本体111の他端部側は外底面に環状の支持段部111dが形成されるように凹嵌部111eが突出されて一体に形成される。凹嵌部111eの外底面は、器具側の放熱体に対し熱的に密着して支持するために平坦な面に形成される。
凹嵌部111eの外周面には、係合手段111fを形成する。係合手段は、後述する本実施形態のソケット装置120に設けられる係合手段121a1に対し着脱可能に装着するための手段で、本実施形態では、口金付ランプ110の係合手段を凹嵌部111eの外周面に係合突起を一体に突出させることにより構成した。(以下、口金付ランプの係合手段111fを「係合突起111f」と称す)。
係合突起111fは、図16に示すように、ランプ本体111の中心oから直径方向に120°の角度をもった凹嵌部111eにおける外周面に対し、均等の間隔を有して3個が形成され、各係合突起111fは略正方形をなす同一の形状をなしている。これら構成のランプ本体111は、例えば、鋳造、鍛造または切削加工等で加工される。本実施形態では、アルミダイカストで構成した。
発光部112は、固体発光素子112aと固体発光素子を実装した基板112bからなる。固体発光素子は、本実施形態では発光ダイオード(以下「LED112a」と称す)で構成し、複数個、本実施形態では6個のSMDタイプのLEDからなる。なお、LEDとしては、複数個のLEDチップおよびこのLEDチップにより励起される蛍光体により白色(昼白色、昼光色、電球色を含む)を発光するタイプのいわゆるCOB形であってもよい。
基板112bは、熱伝導性の良好な金属、本実施形態では平板状の薄い円形の板状をなすアルミニウムで構成され、その表面(図14B)中の上面)にシリコーン樹脂等の電気絶縁層を介して銅箔からなる配線パターンが形成され、この配線パターン上に6個の各LED112aが略同心円状をなすように略等間隔に配設されて実装される(図15)。これにより円形で板状をなす基板112bに、6個のLED112aが円形基板の中心に対して略点対称となるように配設された発光モジュールからなる発光部112が構成される。
上記に構成された発光部112は、本体111の一端部側に形成された基板支持部111bに電気絶縁を図り、かつ密着されるように配設され、また、必要に応じてシリコーン樹脂等で構成された電気絶縁シート等(図示せず)を介して、平坦な面をなす基板支持部111bの底面にネジ等の固定手段112cを用い密着して固定する。
これにより、ランプ本体111の一端部側に発光部112が配設されると共に、基板112bの裏面がランプ本体111の基板支持部111bに確実に密着され、基板112bが熱伝導性の良好なアルミニウムで構成されていることと相まって、LED112aから発生する熱を効果的にアルミニウムからなるランプ本体111に伝達し放熱させることができる。上記構成により、6個のLED112aを実装した基板112bからなる発光部112の光軸y−yが、ランプ本体111の中心軸x−xに略合致し、全体として上面視で略円形の発光面を有する光源部が構成される。
制御装置113は、図17の回路ブロック図に示すように、交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換してLED112aに定電流の直流電流を供給する点灯回路113aと、外部からの制御信号により発光部112を点灯・消灯・調光・調色等、本実施形態では、点灯・消灯、調光を行う制御回路113bで構成する。これら点灯回路113aおよび制御回路113bを構成する電子部品113cは、図14Bに示すように、円形の平板状のガラスエポキシ製の回路基板113dに実装される。回路基板113dは片面または両面に回路パターンが形成され、その実装面に複数の小形の電子部品113cが実装されてランプ本体111内に配設される。
なお、本実施形態において、これら電子部品113cは、次のようにしてランプ本体111内に配設される。すなわち、発熱を伴う部品、例えば、スイッチングトランジスタ113c1は、回路基板113dからリードワイヤにより離間させて、ランプ本体111の内底面に密着させて収容する。また、比較的大きなリード部品、例えば、カレントトランス113c2は、ランプ本体内の凹嵌部111e内に収容する。これにより、発熱を伴うスイッチングトランジスタ113c1の熱は、アルミニウムからなるランプ本体111から外部に放熱され、温度上昇が抑制される。同時に、大きな部品は凹嵌部111e内に収容され、ランプ本体111のフラットな薄形構造を形成している。
上記に構成された回路基板113dは、耐熱性および電気絶縁性を有する合成樹脂、本実施例では、PBT(ポリブチレンテレフタレート)製の支持脚113eを介してランプ本体111内に、発光部112の基板112bの下方で、かつランプ本体の内底面から所定の間隔を有するようにして配設され支持される。図14B中、113fは遮熱板で、PBTなどの耐熱性で電気絶縁性を有し、かつ熱絶縁性を有する合成樹脂で円板状に形成され、回路基板113dの上面中央部に隙間を有するように支持され、発光部112の基板112bと回路基板113dとの間に介在することによって、基板112bと回路基板113d間の互いの熱的影響を遮断させている。なお、制御装置113を構成する回路基板113dの出力端子と、発光部112の基板112bの入力端子がリード線(図示せず)によって接続される。
また、点灯回路113aおよび制御回路113bは、図17の回路ブロック図に示すように構成される。すなわち、点灯回路113aは、AC/DCコンバータ、整流回路や定電流供給回路等からなり、商用電源Eの交流電圧100Vを直流電圧24Vに変換して各LED112aに定電流の直流電流を供給する。制御回路113bは、マイクロコンピュータ等で構成され、外部から伝送された制御信号に基づき、点灯・消灯・調光を行うための制御信号を生成して点灯回路113aに供給する。点灯回路113aは、この制御信号に基づいて発光部112のLED112aを点灯・消灯・調光を行うように点灯制御する。なお、外部から伝送される制御信号は、本実施形態においては、部屋の壁面等に設置された既存の白熱電球用の調光器137を使用者が操作することによって、これら制御信号が信号線S1を介して制御回路113bに伝送される。図中114はソケット装置120を介して商用電源に接続するための電源用口金部材、115はソケット装置120を介して制御信号を入力するための信号用口金部材である。
また、本実施形態における制御装置113は、制御回路113bの入力側に外部の調光器137からの制御信号を入力するための信号用口金部材115を有しているが、点灯回路113aと制御回路113bが電源に対して並列に接続されており、信号用口金部材115には、信号線を接続しなくても動作させることができる。このため、調光器137を設置しない場合は、調光機能を有さない通常の口金付ランプとして作動させることができる。
電源用口金部材114は、図14Bに示すように、銅や黄銅等の導電性を有する金属、本実施形態では黄銅からなり、円柱状をなす軸部114aと円板状のベース部114bを有するピン形の一対の口金ピンで構成する。この電源用口金部材114は、PBTなどの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で円板状に形成された支持基板114cに樹脂成形により一体に埋め込まれて支持されている。電源用口金部材114を一体に埋め込んだ支持基板114cは一対2個が用意され、ランプ本体111の環状の支持段部111dに、係合突起111fの一側方に隣接して形成された円形の一対の支持孔111d1にそれぞれ嵌めこまれ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で固定されている。
これにより、図16に示すように、一対の電源用口金部材114−1、114−2は、口金付ランプ110の係合突起111f−2、すなわち、係合手段を間にした一側方に隣接して位置し、ランプ本体111の円の軌跡上に配設される。そして、電源用口金部材114の一対の円柱状の軸部114aがランプ本体111の外底面から外方に突出して設けられると共に、各ベース部114bが制御装置113とリード線w1によって電気的に接続される。なお、本実施形態の電源用口金部材114によれば、ピン形の軸部114aの先端部は、図14Bに一点鎖線で示すようにランプ本体111から突出していないため、落下等による外部衝撃で口金ピンが変形するリスクが低減し、口金変形による口金付ランプのソケット装置に対する装着不具合を低減させることができる。なお、本構成は後述する信号用口金部材115も同様に構成されており、装着不具合を低減させることができる。
信号用口金部材115は、図14Cに示すように、上記の電源用口金部材114と同様の形状・寸法を有する銅や黄銅等の導電性を有する金属、本実施形態では黄銅からなり、円柱状をなす軸部115aと円板状のベース部115bを有するピン形の一対の口金ピンで構成する。この信号用口金部材115は、PBTなどの耐熱性で電気絶縁性を有する合成樹脂で円板状に形成された支持基板115cに樹脂成形により一体に埋め込まれて支持されている。信号用口金部材115を一体の埋め込んだ支持基板115cは、一対2個が用意され、ランプ本体111の環状の支持段部111dに、係合突起111fの他側方に隣接して形成された円形の一対の支持孔111d1にそれぞれ嵌めこまれ、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で固定されている。
これにより、図16に示すように、一対の信号用口金部材115−1、115−2は、口金付ランプ110の係合突起111f−2、すなわち、係合手段を間にした他側方に隣接して位置し、ランプ本体111の円の軌跡上に配設される。また、信号用口金部材115が配設される円の軌跡は、電源用口金部材114の円の軌跡と同一の円の軌跡上に配設され、小形化を阻害しないように構成している。なお、小形化を阻害しない範囲で、異なる円の軌跡上に配設するようにしてもよい。そして、信号用口金部材115の一対の円柱状の軸部115aがランプ本体111の外底面から外方に突出して設けられると共に、各ベース部115bが制御装置113とリード線(図示せず)によって電気的に接続される。
上記により、図16に示すように、上記電源用口金部材114と信号用口金部材115が、係合突起111f−2(係合手段)を間にして、係合突起111f−2の両側方に互いに所定の寸法をもって離間し、かつ隣り合うように位置しランプ本体111の円の軌跡上に配設される。これにより、電源用口金部材114と制御装置113を接続するリード線w1および信号用口金部材115と制御装置113を接続するリード配線を、係合突起111f−1の両側方で集中して1箇所で行うことができ電源線や信号線の配線を簡素化することができ、口金付ランプ110の小形化を達成することが可能となる。
因みに、電源用口金部材114と信号用口金部材115が直径方向に対向して位置した場合には、各電線の配線を直径方向に離間した位置で行う必要があり、また各電線をランプ本体111内で引き回す必要が生じるため、引き回し用のスペースが必要となる。このため配線作業が複雑になるとともに、ランプ本体の小形化の達成が困難となる。
また、同時に、電源用口金部材114と信号用口金部材115が、係合突起111f−2を間にして、係合突起111f−2の両側方に互いに所定の寸法をもって離間して位置しているので、信号用のリード線や口金部材115が電源用のリード線や口金部材114から発生し易いノイズを拾い難くすることが可能になる。
本実施形態における電源用口金部材114、信号用口金部材115および3個の係合突起111fの角度寸法、すなわち、口金付ランプ110側の角度寸法は、次のようにして配設される。すなわち、図16の口金付ランプ110の底面図に示すように、120°の角度で均等な間隔を有して形成された係合突起111fの内の2個の係合突起111f―1および係合突起111f―2を起点にした中心oから直径方向に向かう角度で示すと、係合突起111f―1に隣接する一方の電源用口金部材114−1の直径方向に向かう角度θ1は45°、他方(係合突起111f―1から離間した他方)の電源用口金部材114−2の直径方向に向かう角度θ2は95°である。
また、係合突起111f―2に隣接する一方の信号用口金部材115−1の直径方向に向かう角度θ1は45°、他方(係合突起111f―2から離間した他方)の信号用口金部材115−2の直径方向のなす角度θ2は95°である。
なお、各角度θ1およびθ2は、各係合突起111fの中心軸線を通る線a−aと、電源用口金部材114および信号用口金部材115のそれぞれの円柱状をなす軸部114a、115aの軸心を通る線b−bがなす角度である。また、口金付ランプ110のソケット装置120に対する回動角α1は15°である。なお、円柱状をなす軸部114a、115aの直径φ1は約2.5mm、ランプ本体111の支持段部111dからの突出寸法h1は約6mm、凹嵌部111eの外径d1は約60mmである。上述の角度および寸法は、製造誤差の範囲で±されることが許容される。なお、上記において、一対の電源用口金部材114と一対の信号用口金部材115の位置関係は、逆にしてもよい。
次に、カバー部材116は、図14A、図14Bに示すように、ランプのグローブを構成するもので、透光性を有する透明または光拡散性を有する半透明の部材、本実施形態では乳白色のガラスで構成され、一端部側に開口部116aを設けた扁平な曲面形状に形成されている。開口部116aを囲む縁部は円筒状の側壁部116bとなるとともに、この開口部に対向する正面は、滑らかな曲面状に形成されている。上記に構成したカバー部材116は、ランプ本体111の発光部112を覆うように対向して設けられ、開口部116aをランプ本体111の一端部側の凸条部111c内面に所定の重ね代を有して嵌め込み、さらに、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の接着剤を用いて固定する。上記によりランプ本体111の一端部側にカバー部材116およびLED112aからなる発光部112が設けられ、他端部側にピン形の電源用口金部材114および信号用口金部材115が設けられたフラットな薄形構造の口金付ランプ110が構成される。
次に、本実施形態におけるソケット装置の構成につき説明する。本実施形態のソケット装置は、上記の口金付ランプ110のピン形の電源用口金部材114および信号用口金部材115が電気的に接続され、照明器具130に組み込まれて使用されるソケット装置を構成するもので、図18A〜図23に示すように、口金付ランプ110が回動操作によって着脱可能に装着される係合手段121a1を有するソケット本体121、係合手段を間にした一側方に隣接して位置しソケット本体121の円の軌跡上に配設され口金付ランプ110の電源用口金部材114が接続される電源用端子部材122、係合手段を間にした他側方に隣接して位置しソケット本体121の円の軌跡上に配設され、口金付ランプ110の信号用口金部材115が接続される信号用端子部材123で構成する。
ソケット本体121は、耐熱性・耐候性を有し、電気絶縁性の良好な合成樹脂、本実施形態では、PBTで構成された横断面の平面形状が略円形で、中央部に貫通した支持孔121aを有したリング状に形成される。支持孔121aの内径寸法d2は、ランプ本体111の支持段部111dの突出部、すなわち、凹嵌部111eの外周面の直径寸法d1より多少大きく形成する(d1<d2)。また、支持孔121aの深さ寸法h3は、ランプ本体111の支持段部111dの高さ寸法h2より若干小さくなるように形成する(h2>h3)。
また、ソケット本体121の表面側(図19A中の上面)には、リングの鍔状をなす面の外周部を一体に立ち上げて側壁121fを形成する。この側壁は、後述する口金付ランプ110の電源用口金部材114や信号用口金部材115の片側のピン形状の軸部114a、115aが、ソケット装置120の電源用端子部材122や信号用端子部材123に誤って挿入されることによって発生する電撃が生じないようにするための壁面であり、側壁の高さh4は、片側の軸部がソケット装置の各端子部材に挿入されないように形成した。本実施形態では、口金部材114、115の突出寸法h1が約6mm、側壁の高さh4は約5mmに形成した。
また、支持孔121aの内周面には、ソケット装置120の係合手段121a1を形成する。係合手段は、口金付ランプ110の係合手段111fと共に、口金付ランプ110を回動操作によってソケット装置120に対し、着脱可能に装着するための手段で、本実施形態では、ソケット装置120の係合手段を支持孔121aの内周面に係合溝121a1を一体に形成するにより構成した。(以下、ソケット装置の係合手段121a1を「係合溝121a1」と称す)。
係合溝121a1は、図18Aに示すように、ソケット本体121の中心oから直径方向に120°の角度をもった支持孔121aにおける内周面に対し、均等の間隔を有して同一形状のものが3個形成される。各係合溝121a1は、図19Bに示すように、支持孔121aの端面に開口する縦溝からなる挿入部121a2と、挿入部に連続して略水平方向(ランプ本体110の回動方向)に形成された横溝からなる係合部121a3と、L字形をなす挿入部121a1と係合部121a3の境目となる下方の角部、換言すれば、係合溝121a1の入口となる部分に形成された山形をなす係止突起121a4からなる。なお、山形をなす係止突起121a4には、挿入部121a2から挿入されたランプ本体111の係合突起111fがスライドし当接しながらガイドされ、山形の頂点を越えて係合部121a3内に導入されるように構成され、山形をなす係止突起121a4によって、後述するように半掛かりを防止するとともに、係合時に不用意に外れないようにしている。
また、ソケット本体121の裏面側(図19A中の下面)には、被設置部、本実施形態では、後述する照明器具130の放熱体134に対し、ソケット本体121を支持するための支持部材121bが設けられる。この支持部材121bはソケット本体121の中心oから直径方向に120°の角度をもって、リング状をなすソケット本体121の下面に均等の間隔を有して3個が形成され、その内の2個の支持部材121bは、上記の係合溝121a1に近接した位置に設けられる。各支持部材121bは、同一の形状をなし、図21A、図21Bに示すように、筒状をなすシリンダー121b1と、シリンダー内に挿入されるボルト121b2と、ボルトに挿通されたコイルスプリング121b3からなる。
シリンダー121b1は、ソケット本体121のリングの鍔状をなす面の裏面側に樹脂成形によって一体に立設させて形成し、シリンダー121b1の上面の開口端部には、端板112a4が係止される。この端板に対してボルト121b2の先端部が貫通し、ボルトがシリンダー内を上下に移動できるように設けられ、さらに、ボルトの先端がシリンダー121b1の上面側から突出される。このボルト121b2によって、ソケット装置120が被設置部、本実施形態では照明器具130の放熱体134に支持される。放熱体134は、裏面側(図21A、図21B中の下面)にボルト121b2をねじ込むためのネジ孔が形成され、このネジ孔に対してボルト121b2がねじ込まれソケット装置120が放熱体134の下面に支持される。
上記のように照明器具130の放熱体134に支持されたソケット装置120は、口金付ランプ110を装着することによって、ランプ本体111の凹嵌部111eの平坦な外底面が、放熱体134の裏面に向かってスプリング121b3の弾性力によって押付けられる。すなわち、図21Aに示すように、ランプ本体111の凹嵌部111eをソケット装置120の支持孔121aに挿入し、ランプ本体111の係合突起111fを、ソケット装置120の係合溝121a1に合わせ、係合突起111fを挿入部121a2から挿入し、さらに図中左方に回動させる。これにより係合突起111fが山形の係止突起121a4を乗り越え、係合部121a3内に導入され、口金付ランプ110がソケット装置120に装着される。このとき、ランプ本体111の係合突起111fの下面によってソケット本体121が下方(図中、矢印a方向)に押付けられて放熱体134の裏面側から離間して隙間sが形成される。同時に、この押付けによってソケット本体121のスプリング121b3が圧縮され、その反発力(図中矢印b方向の力)によってランプ本体111が放熱体134の裏面に強く押付けられる。これにより、アルミニウムからなるランプ本体の凹嵌部111eの平坦な外底面と放熱体134の裏面とが熱的に密着されて支持され、複数のLED112aから発生する熱を効果的外部に放熱させることができ、高輝度・高出力のLEDの使用を可能にした。
なお、口金付ランプ110をソケット装置120から外す場合には、ランプ本体111を上記とは逆に回動させ、ランプ本体111の係合突起111fを、ソケット装置120の係合部121a3に沿って移動し挿入部121a2から引き出し、ランプ本体111の凹嵌部111eをソケット装置120の支持孔121aから引き出せばよい。口金付ランプ110をソケット装置120から外すと、図21Bに示すように、スプリング121b3の圧縮が解除されて、元の位置に復帰しソケット本体121の上面が放熱体134の裏面側に隙間なく支持される。
次に、口金付ランプ110の電源用口金部材114が接続される電源用端子部材122は、図11Aに示すように、ソケット本体121に一体に形成された小さな端子ケース122aと、端子ケース内に収容される端子板122bで構成される。端子ケース122aは、ソケット本体121のリングの鍔状をなす面の裏面側(図20)に隣接して一対が一体に設けられ、ケース内に端子板122bを収容するとともに、一端部に電線挿入部122a1を一体に形成する。
端子板122bは、電源用口金部材114の軸部114aが接触して、口金付ランプ110に商用電源を供給するための部材で、一定の剛性とバネ性を有し、かつ導電性の良好な金属、例えば、銅、黄銅、リン青銅等、本実施形態では、リン青銅からなる。端子板122bは、全体を略U字形状になるように折り曲げることにより形成された二又の端子片122b1と、端子片の先端部分を互いに対向する方向に略「く」の字に折り曲げて形成した接触部122b2と、U字の底辺部に形成した係止片122b3とを有し、ネジレスのSL端子として構成する。
上記に構成された端子板122bは、ソケット本体121のリングの鍔状をなす面の裏面側(図20)に、係合溝121a1−1の一側方に隣接して一体に形成された端子ケース122a内に嵌めこまれる。端子ケース122aは、リング状をなすソケット本体121に沿って形成された円弧状をなす凹部で構成され、電線挿入部122a1と、ソケット本体121の表面側(図19A)に開口する長孔122a2と、裏面側の開口を塞ぐ蓋体122a3からなる。
長孔122a2は、両端に半円形の開口を有する円弧状をなす形状に形成され、細長の小さな端子板122bが長孔から落下しないように形成される。また、幅寸法は、口金付ランプ110における電源用口金部材114の円柱状の軸部114aが挿入し移動できる寸法に形成する。また、蓋体122a3は、端子ケース122aの裏面側の開口を塞ぐとともに、電線挿入部122a1側に位置する上面に電線ガイド片122a4を一体に形成する。
上記に構成された端子ケース122aおよび端子板122bは、同一構成のものが一対ずつ用意され、各端子板122bが長孔122a2に面するようにして各端子ケース122a内に収容される。そして、端子ケース122aの裏面側の開口が蓋体122a3によって閉塞され、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤で固定される。これにより、図20に示すように、一対の電源用端子部材122−1、122−2は、ソケット装置120の係合溝121a1−1、すなわち、係合手段を間にした一側方に隣接して位置し、ソケット本体121の円の軌跡上に配設される。
次に、口金付ランプの信号用口金部材115が接続される信号用端子部材123は、電源用端子部材114と同様に構成されており、端子ケース123aおよび端子板123bの構成は、図22A、図22Bに信号用端子部材123における各構成部品の符合を()内に表示して詳細な説明は省略した。
上記構成により、口金付ランプ110の信号用口金部材115が接続される信号用端子部材123は、ソケット本体121のリングの鍔状をなす面に隣接して設けられる一対の端子ケース123aと、端子ケースに収容される端子板123bからなり、一対の信号用端子部材123−1、123−2は、ソケット装置120の係合溝121a1−1、すなわち、係合手段を間にした他側方に隣接して位置し、ソケット本体121の円の軌跡上に配設される。また、信号用端子部材123が配設される円の軌跡は、電源用端子部材122の円の軌跡と同一の円の軌跡上に配設され、小形化を阻害しないように構成している。なお、小形化を阻害しない範囲で、異なる円の軌跡上に配設するようにしてもよい。
上記により、図20に示すように、電源用端子部材122と信号用端子部材123が、係合溝121a1−1(係合手段)を間にして、係合溝121a1−1の両側方に互いに所定の寸法をもって離間し、かつ隣り合うように位置してソケット本体121の円の軌跡上に配設される。
本実施形態における電源用端子部材122、信号用端子部材123および3個の係合溝121a1の角度寸法、すなわち、ソケット装置120側の角度寸法は、次のようにして配設される。すなわち、図18Aのソケット装置の表面図に示すように、120°の角度で均等な間隔を有して形成された係合溝121a1の内の2個の係合溝121a1−1および係合突起121a1−2を起点にした中心oから直径方向に向かう角度で示すと、係合溝121a1−1に隣接する一方の電源用端子部材122−1の直径方向に向かう角度θ3は25°、他方(係合溝121a1−1から離間した他方)の電源用端子部材122−2の直径方向に向かう角度θ4は75°である。
また、係合溝121a1―2に隣接する一方の信号用端子部材123−1の直径方向に向かう角度θ3は25°、他方(係合溝121a1−2から離間した他方)の信号用端子部材123−2の直径方向に向かう角度θ4は75°である。
なお、各角度θ3およびθ4は、係合溝121a1の挿入部121a2の中心軸線を通る線c−cと、電源用端子部材122および信号用端子部材123のそれぞれの長孔122a2、123a2における挿入側(口金付ランプ110のピン形の軸部114a、115aが最初に挿入される部分)の各半円形部分の中心を通る線d−dがなす角度である。また、口金付ランプ110のソケット装置120に対する回動角α1は15°である。なお、支持孔121aの内径寸法d2は約65.5mmである。上述の角度および寸法は、製造誤差の範囲で±されることが許容される。なお、上記において、一対の電源用端部材122と一対の信号用端子部材123の位置関係は、逆にしてもよい。
また、上記に構成された電源用端子部材122に対し電源用の電線w3が接続され、信号用端子部材123に信号用の電線w4が接続される。図20に示すように、電源用の電線w3は、係合溝121a1−1に隣接する一方の電源用端子部材122−1に接続された電源用の電線w3−1が電線挿通部122a1から引き出され、他方(係合溝121a1−1から離間した他方)の電源用端子部材122−2の上面、すなわち、蓋体122a3の上面に沿って導出され、さらに電線ガイド片122a4にガイドされるとともに、電線ガイド片122a4とソケット本体121の側壁との間に挟持されて抜け止めがなされて引き出される。また、他方(係合溝121a1−1から離間した他方)の電源用端子部材122−2に接続された電源用の電線w3−2は、電線挿通部122a1から引き出され、先に引き出された電源用の電線w3−1とともに上下に重ね束ねられて引き出される。
この各電源用電線w3−1、w3−2は、電源用端子部材122−2の上面に沿って導出され、また電線ガイド片122a4によって上下に重ね束ねられることから、リング状をなすソケット本体121のリングの鍔状をなす面の裏面側の幅寸法内に収められ、電源用の電線がソケット装置の外周面から飛び出すことなくコンパクトに配線され、引き出された電源用電線を隠すためにソケット本体の外径寸法を大きくする必要がなくなり、ソケット装置120の小形化を達成することができる。
信号用の電線w4は、電源用の電線w3と同様に接続される。すなわち、係合溝121a1−2に隣接する一方の信号用端子部材123−1に接続された信号用の電線w4−1が電線挿通部123a1から引き出され、他方(係合溝121a1−2から離間した他方)の信号用端子部材123−2の上面、すなわち、蓋体123a3の上面に沿って導出され、さらに電線ガイド片123a4にガイドされるとともに、電線ガイド片122a4とソケット本体の側壁との間に挟持されて抜け止めがなされて引き出される。また、他方(係合溝121a1−2から離間した他方)の信号用端子部材123−2に接続された信号用の電線w4−2は、電線挿通部123a1から引き出され、先に引き出された信号用の電線w4−1とともに上下に重ね束ねられて引き出される。
この各信号用の電線w4−1、w4−2も、信号用端子部材123−2の上面に沿って導出され、また電線ガイド片122a4によって上下に重ね束ねられることから、リング状をなすソケット本体121のリングの鍔状をなす面の裏面側の幅寸法内に収められ、信号用電線がソケット装置の外周面から飛び出すことなくコンパクトに配線され、ソケット装置120の小形化を達成することができる。
なお、各電線w3、w4は、先端の絶縁被覆が剥がされ、各端子ケース122a、123aの電線挿通部122a1、123a1に差し込むことによってSL端子の係止片122b3、123b3に係止されて接続される。また、ソケット装置120から引き出された各電線w3、w4は、後述する照明器具130の端子台135、136に接続される。
また、図20に示すように、上述した電源用の電線w3および信号用の電線w4の配線は、電源用端子部材122と信号用端子部材123が、係合溝121a1−1(係合手段)を間にして、係合溝121a1−1の両側方に互いに所定の寸法をもって離間し、かつ隣り合うように位置しソケット本体121の円の軌跡上に配設される。これにより、電源用の電線w3および信号用の電線w4の配線を、係合溝121a1−1の両側方で集中して1箇所で行うことができ配線を簡素化することができ、口金付ランプ110の小形化を達成することが可能となる。
因みに、電源用端子部材122と信号用端子部材123が直径方向に対向して位置した場合には、各電線w3、w4の配線を直径方向に離間した位置で行う必要があり、また各電線をソケット本体121内で引き回す必要が生じるため、引き回し用のスペースが必要となる。このため配線作業が複雑になるとともに、ソケット本体の小形化の達成が困難となる。
また、同時に、電源用端子部材122と信号用端子部材123が、係合溝121a1−1(係合手段)を間にして、係合溝121a1−1の両側方に互いに所定の寸法をもって離間して位置しているので、信号用の電線w4や信号用端子部材122が、電源用の電線w3や電源用端子部材123から発生し易いノイズを拾い難くすることが可能になる。
上記のように、電源用端子部材122および信号用端子部材123が構成されることにより、図23に示すように、口金付ランプ110の凹嵌部111eを、ソケット装置120の支持孔121a内に挿入し、図24A、図24Bに示すように、ソケット本体121の中心点oを中心にして、口金付ランプ110を角度α1、本実施形態では15°の角度、図中の矢印方向に回動させる。これにより、口金付ランプ110の電源用口金部材114が、電源用端子部材122の長孔122a2から挿入されて端子板122bに移動、同時に、信号用口金部材115が、信号用端子部材123の長孔123a2から挿入されて端子板123bに移動する。そして、図21A、図21Bに示すように、電源用口金部材114および信号用口金部材115の円柱状の軸部114a、115aが、それぞれ二又の端子片122b1、123b1に挿入され、さらに端子板の互いに対向する「く」の字の接触部122b2、123b2を乗り越えた位置で停止し、この状態で軸部114a、115aの両側部と二又の接触部122b2、123b2がともに接触して電源部と信号部の電気接続が同時になされる。この接触位置は、図21Aに示すように、ランプ本体111の係合突起111fがソケット本体121における係合溝121a1の係合部121a3の終端に当接し係合することによってなされる。
上記により口金付ランプ110とソケット装置120の電気接続が行われると同時に、機械的な保持、すなわち、口金付ランプ110がソケット装置120に対し装着される。この際、口金付ランプ110をソケット装置120に対し着脱が可能に装着するため係合手段(係合突起111fと係合溝121a1)と、電気的な接続との関係は次のようにして行われることにより、口金付ランプ110をソケット装置120に装着する際の半掛かり状態を回避している。
すなわち、図21Aに示すように、電気的な接続、すなわち、電源用口金部材114の軸部114aと端子板122bの接触および信号用口金部材115の軸部115aと端子板123bの接触は、係合突起111fが係合溝121a1の山形の係止突起121a4を乗り越えてからなされるように構成している。このため、使用者は回動操作の途中において、係合突起111fが係止突起121a4を乗り越える際に回動操作に対し抵抗を受けるため、係合がなされたと勘違いし回動操作を止めてしまう虞がある。しかし、そのときには、まだ電気接続がなされていないためランプは点灯しない。このため、使用者は、まだ係合が完全になされないと理解し、最後まで回動操作を行うことになる。この結果、回動操作が途中で停止することが防止され、係合手段における半掛かり状態(係止突起111fが山形の係止突起121a4を乗り越える前の状態)を回避することが可能になる。これにより、口金付ランプ110をソケット装置120に対し確実に装着することができる。
また、回動操作において、円滑な操作を行えるようにすることによって、ワンタッチ操作による簡単な操作を実現するとともに、係合手段の半掛かり状態および電気接続の半接触状態を回避している。すなわち、回動操作における抵抗は、係合突起111fが係止突起121a4を乗り越える際に受ける抵抗と、軸部114a、115aが端子板122b、123bの互いに対向する「く」の字の接触部122b2、123b2を乗り越える際に受ける抵抗の2段階で受けることになる。このため、使用者は回動操作の途中において、この2段の抵抗を受けることによって、係合がなされたと2回において勘違いし回動操作を止めてしまう虞がある。特に2回目の抵抗は、電気的な接触を行うための抵抗であり、これを勘違いして回動操作を止めると半接触状態(軸部114a、115aが端子板122b、123bの互いに対向する「く」の字の接触部122b2、123b2を乗り越える前の状態)になる虞がある。
本実施形態では、これらを防止するために、係合突起111fが係止突起121a4を乗り越える際に受ける1回目の抵抗に対して、軸部114a、115aが互いに対向する「く」の字の接触部を乗り越える際に受ける2回目の抵抗を小さくするように構成した。具体的には、1回目の抵抗を100%とした場合に、2回目の抵抗が約70%以下になるように設定した。
これにより、回動操作においては、1回目の抵抗に抗する回動力と回転の慣性によって、2回目の抵抗を簡単に乗り越えることができ、1回目の抵抗のみを受けることで回動操作を行えることができ、ワンタッチ操作による回動操作を実現させた。同時に、2回目の抵抗は簡単に乗り越えることができるので、一気に軸部114a、115aが互いに対向する「く」の字の接触部122b2、123b2を乗り越えることができ、電気的な半接触状態を確実に回避することが可能になる。
また、回動操作の停止は、係合突起111fが係合溝121a1の係合部121a3の終端に当接することによってなされ、この当接の際に、アルミニウムからなる係合突起111fと合成樹脂からなる係合溝121a1が当たることによって「カッチ」と金属性の音が発生する。これにより、係合手段が係合された状態、すなわち、口金付ランプ110がソケット装置120に対して完全に装着された状態を、使用者にわかり易く音で知らせることが可能なる。
次に、上記に構成された口金付ランプ110とソケット装置120からなる照明器具の構成につき説明する。図25A、図25Bに示すように、130は店舗等の天井面Xに埋め込み設置される小形のダウンライト式の照明器具で、下面に開口部131を有する金属製の箱状をなした器具本体132と、開口部131に嵌合される金属製の反射体133と、反射体133の上面に設けられた放熱体134からなり、放熱体134裏面の略中央部に上記構成のソケット装置120が設置される。反射体133は、熱伝導性の良好な金属、例えば、ステンレス等の金属板で構成し、その上面を放熱体134の側面に取り付けて構成する。
放熱体134は、ヒートシンクとしての作用をなすもので、熱伝導性の良好な金属、本実施形態では、肉厚のアルミニウムからなるブロックで構成され、外周部に多数の放熱フィン134aが一体に形成されている。また、放熱体134は、その裏面側(図25A、図25Bの下面)にソケット装置120を取り付けるためのネジ孔が形成され、このネジ孔に対してソケット装置120のボルト121b2がねじ込まれることによって支持される(図21A、図21B)。また、放熱体134の側面を一部切り欠いて、端子台を設置する設置部134bを一体に形成する。端子台は電源用端子台135と信号用端子台136からなる。送り配線用の端子台をさらに設けるように構成してもよい。
また、電源用端子台135の出力端子にソケット装置120から引き出された電源用の電線w3が接続され、入力端子に屋内に配線されたFケーブルF1が接続される。また、信号用端子台136の出力端子にソケット装置120から引き出された信号用の電線w4が接続され、入力端子に信号線S1が接続される。
図17に示すように、Fケーブルは商用電源Eに接続され、電源用口金部材114がソケット装置120の電源用端子部材122に接続されると、電源用端子部材122から電源用口金部材114を介して口金付ランプ110に電源が供給される。また、信号線S1は調光器137に接続され、信号用口金部材115がソケット装置120の信号用端子部材123に接続されると、信号用端子部材123から信号用口金部材115を介して口金付ランプ110に調光器137からの制御信号が伝送される。調光器137は、既存の白熱電球用に用いられる調光器で、部屋の壁面に設置されて使用者が操作できるようにする。なお、各電線w3、w4は、放熱体134に形成された電線導出孔138から引き出される。
上記に構成された照明器具130において、上述したLEDを光源とし、ピン形の電源用口金部材114および信号用口金部材115が設けられたフラットな薄型構造の口金付ランプ110をソケット装置120に装着する。その装着は、図23、図24A、図24Bに示すように、口金付ランプ110の一対の電源用口金部材114をソケット装置120の長孔122a2に、一対の信号用口金部材115をソケット装置120の長孔123a2にそれぞれ対向させ、それぞれの軸部114a、115aを長孔122a2、123a2に挿入する。同時に、口金付ランプ110の3個の係合突起111fをソケット装置120の3個の係合溝121a1にそれぞれ対向させて、それぞれの挿入部121a2に挿入する。
この際、ソケット装置120の表面側に側壁121fを形成したので、口金付ランプ110の電源用口金部材114や信号用口金部材115の片側のピン(軸部114a、115a)が、ソケット装置120の電源用端子部材122や信号用端子部材123に誤って挿入されることがなく、電撃の発生が防止される。
そして、口金付ランプ110を、図中矢印の方向に角度15°だけ回動させる。これにより、図21Aに示すように、電源用口金部材114および信号用口金部材115の軸部114a、115aが二又の端子片122b1、123b1にそれぞれ挿入され、さらに端子片の互いに対向する「く」の字の接触部122b2、123b2を乗り越えた位置で停止し、この状態で軸部114a、115aの両側部と二又の接触部122b2、123b2がともに接触して電気接続がなされる。同時に、ソケット装置120における係合溝121a1の挿入部112a2から挿入された口金付ランプ110の係合突起111fが、山形の係止突起121a4に対しスライドし当接しながらガイドされ、山形の頂点を越えて係合部121a3内に導入され、係合部121a3の終端に当接する。
このとき、電気的な接続は、係合突起111fが係合溝121a1の山形の係止突起121a4を乗り越えてからなされるように構成しているので、使用者は回動操作の途中において、係合突起111fが係止突起121a4を乗り越える際に抵抗を受け、係合がなされたと勘違する虞があるが、そのときには、まだ電気接続がなされていないためランプは点灯しない。このため、使用者は、まだ係合が完全になされないと理解し、最後まで回動操作を行い半掛かり状態が回避される。
また、係合突起111fが係合部121a3の終端に当接すると、「カッチ」と音がするので、使用者は、口金付ランプ110がソケット装置120に完全に係合されたことがわかり、係合が半掛かり状態になったり、電気接続が半接触状態になることが、さらに防止される。これにより、口金付ランプ110とソケット装置120の電気接続が行われると同時に、口金付ランプ110がソケット装置120に対し装着される。なお、逆方向に回動させることによってソケット装置120から口金付ランプ110を取り外すことができる。
上記のように係合手段によって口金付ランプ110をソケット装置120に装着すると、図21Aに示すように、ランプ本体111の係合突起111fの下面によってソケット本体121が下方に押付けられ、ソケット本体121のスプリング121b3が圧縮され、その反発力によってランプ本体111が放熱体134の裏面に強く押付けられる。上記により、LEDを光源としたフラットな薄型構造の口金付ランプ110を光源としたダウンライト形の照明器具130が構成される。
この状態で電源を投入すると、ソケット装置120の電源用端子部材122から口金付ランプ110の電源用口金部材114を介して電源が供給され、制御装置113の点灯回路113aが動作し24Vの直流電圧が出力される。この直流電圧は制御装置113から各LED112aに印加され、定電流の直流電流が供給されて全てのLEDが同時に点灯する。各LED112aから放射された白色の光は、カバー部材116の内面全体に向かって略均等に放射され、さらに乳白色のグローブで光が拡散され所定の配光特性をもった照明を行うことができる。
また、使用者が壁面に設置された調光器137を操作することによって、制御信号が、ソケット装置120の信号用端子部材123から口金付ランプ110の信号用口金部材115を介して制御回路113bに伝送され、制御回路によって必要な調光信号が生成されて点灯回路113aに供給される。点灯回路113aはこの調光信号に基づいて各LED112aを調光しながら点灯させる。この際、口金付ランプ110およびソケット装置120が、電源側で発生し易いノイズを拾い難くしているので、安定した正確な調光制御を行うことができる。
上記により口金付ランプ110が点灯されると、LED112aの温度が上昇し熱が発生する。その熱は、図14Bに示すように、熱伝導性の良好なアルミニウムからなる基板112bから、基板が直接密着して固定された基板支持部111bに伝達され、アルミニウムからなるランプ本体111の凹嵌部111eの平坦な外底面に伝達され、放熱体134を介して外部に放熱される。このとき、ランプ本体111の凹嵌部111eの外底面と放熱体134の裏面とがスプリング121b3によって熱的に密着されて支持されているので、効果的に外部に放熱させることができる。
また、制御装置113の電子部品113cから発生する熱、特に発熱を伴うスイッチングトランジスタ113c1から発生する熱も、スイッチングトランジスタが密着されて収容されたランプ本体111の内底面から凹嵌部111eに伝達され、放熱体134を介して外部に効果的に放熱される。これら効果的な放熱作用によりLED112aの温度上昇および制御装置113における電子部品113cの温度上昇が抑制され信頼性が向上する。
以上、本実施形態のソケット装置120によれば、口金付ランプの口金部材が接続される端子部材は、ソケット本体のリングの鍔状をなす面に隣接して設けられる一対の端子ケースと、端子ケースに収容される端子板からなり、端子部材に接続される電線は、隣接する端子ケースの上面に沿って導出されるので、配線を簡素化し小形化を達成することが可能になる。
また、本実施形態によれば、端子部材が口金付ランプの電源用口金部材に接続される電源用端子部材と、口金付ランプの信号用口金部材に接続される信号用端子部材からなり、各端子部材に接続される電線がともに、隣接する端子ケースの上面に沿って導出されるようにしたので、電源用の電線および信号用の各電線が端子ケースの上面に沿って導出され、また電線ガイド片によって上下に重ね束ねられることから、リング状をなすソケット本体121のリングの鍔状をなす面の幅寸法内に収められ、各電線がソケット装置の外周面から飛び出すことなくコンパクトに配線され、引き出された各電線を隠すためにソケット本体の外径寸法を大きくする必要がなくなり、ソケット装置120の小形化を達成することが可能になる。
また、本実施形態のソケット装置120によれば、口金付ランプが回動操作によって着脱可能に装着されるソケット本体を具備し、端子部材は、ソケット本体に配設され口金付ランプの口金部材が電気的に接続され、係合手段は、端子部材の口金付ランプに対する電気接続時に口金付ランプと機械的に係合し、係合動作が終了してから端子部材の電気接続がなされるようにしたので、ランプの半掛かり状態を回避することが可能になる。
また、係合手段は、係合突起と係合突起が係合する係合溝からなり、係合溝の入口に係合突起が乗り越えることが可能な係止突起を形成し、係合突起が係止突起を乗り越えてから端子部材の電気接続がなされるようにしたので、簡単な構成によりランプの半掛かり状態を回避することが可能になる。
以上、本実施形態において、ソケット装置は、例えば、スポットライトのように、単体のソケット装置に対し、口金付ランプを装着して照明器具を構成することができるような独立したソケット装置であっても、ダウンライトのように、ソケット装置を器具本体や反射板に対して取り付け、この器具に組み込まれたソケット装置に口金付ランプを装着し照明器具を構成するような器具組み込み形のソケット装置であってもよい。
ソケット本体は、合成樹脂で構成したが、発光部や制御装置の放熱性をより高めるために熱伝導性の良好な金属、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)の少なくとも一種を含む金属や、窒化アルミニウム(AlN)等からなるセラミックス、シリコンカーバイト(SiC)などの工業材料で構成してもよい。外観形状は、フラットな薄形構造の口金付ランプを装着するために、平面が略円形で皿形をなすように構成することが好ましいが、平面が三角形、四角形、六角形などの多角形状、さらには楕円形状等をなすものであってもよい。
口金付ランプとソケット装置を着脱が可能に装着する係合手段は、口金付ランプに係合突起形成し、ソケット装置に係合溝を形成したが、逆に、口金付ランプに係合溝を形成し、ソケット装置に係合突起を形成してもよい。
口金付ランプの口金部材およびソケット装置の端子部材を、係合手段を間にした両側方に位置して設けたが、口金部材および端子部材が設けられていないスペースを利用してアース用の口金部材およびアース用の端子部材を設けるように構成してもよい。
照明器具は、天井埋込形、直付形、吊下形、さらには壁面取付形等が許容され、器具本体に制光体としてグローブ、セード、反射体などが取付けられるものであっても光源となる口金付ランプが露出するものであってもよい。また、器具本体に1個の口金付ランプを取付けたものに限らず、複数個が配設されるものであってもよい。さらに、オフィス等、施設・業務用の大型の照明器具などを構成してもよい。
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の設計変更を行うことができる。
本出願は、2010年7月5日に日本国に出願された特願2010−153438号、2010年7月5日に日本国に出願された特願2010−153052号、2010年7月5日に日本国に出願された特願2010−153082号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。
Claims (10)
- ランプユニットから突出する口金を受容する口金受容部と;
前記口金受容部の内周面において周方向に延在され、前記口金が前記口金受容部に受容されて当該口金受容部と相対回転された際に、前記口金の外周面から突出する係合用突起を終端部に係止するキー溝と;
前記係合用突起とは独立して前記ランプユニットから前記口金の回転軸方向にそれぞれ突出する電源用及び接地用の各端子ピンをそれぞれ収容して電気接続する各収容部と;を具備したことを特徴とするソケット。 - 前記各収容部を、前記口金受容部が開口するソケット本体に形成されたリング状の外向フランジ部に設けられた端子部材で構成したことを特徴とする請求項1記載のソケット。
- 前記電源用の端子ピンを収容する前記収容部を、前記口金受容部が開口するソケット本体に形成されたリング状の外向フランジ部に設けられた端子部材で構成し;
前記接地用の端子ピンを収容する前記収容部は、前記口金受容部であることを特徴とする請求項1記載のソケット。 - 前記電源用の端子ピンを収容する前記収容部と、前記係合用突起とは独立して前記ランプユニットから前記口金の回転軸方向に突出する信号用の端子ピンを収容して電気的に接続する収容部とを、前記口金受容部が開口するソケット本体に形成されたリング状の外向フランジ部に設けられた端子部材で構成し;
前記端子部材は、前記外向フランジ部に設けられる端子ケースと、前記端子ケースに収容され前記端子ピンが接続される端子板とを有し;
前記端子部材に接続された電線が、前記外向フランジ部において隣接する他の前記端子部材の前記端子ケースの上面に沿って導出されることを特徴とする請求項1記載のソケット。 - 前記電線は、前記端子ケースから突出する電線ガイド片と、前記口金受容部の外周面を形成する前記ソケット本体の側壁との間に挟持されていることを特徴とする請求項4記載のソケット。
- 少なくとも前記電源用の端子ピンを収容する前記収容部は、前記口金の係合用突起が前記キー溝の終端部に係止する係合動作が終了してから前記端子ピンと電気接続することを特徴とする請求項1記載のソケット。
- 前記キー溝の入口に前記係合用突起が乗り越えることが可能な係止突起を形成し、前記係合用突起は前記係止突起を乗り越えてから前記収容部の電気接続がなされるようにしたことを特徴とする請求項6記載のソケット。
- 請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のソケットと;
前記ソケットを支持する装置本体と;を具備したことを特徴とするソケットアセンブリ。 - 前記装置本体は、前記ソケットを押圧方向の付勢力を有して弾性的に支持するとともに、ランプユニットの口金の外周面から突出する係合用突起が前記キー溝の終端部に係止された際に当該口金の突端部が前記ソケットの付勢力によって弾性的に押し当てられる放熱体を具備することを特徴とする請求項8記載のソケットアセンブリ。
- 請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載のソケットと;
前記ソケットを支持する装置本体と;
前記ソケットの口金受容部内に係止される口金を有するランプユニットと;を具備することを特徴とする照明装置。
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