JP6065322B2 - 照明用光源及び照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、照明用光源及びこれを備えた照明装置に関する。
発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)等の半導体発光素子は、小型、高効率及び長寿命であることから、様々な製品の光源として期待されている。中でも、LEDを用いたランプ(LEDランプ)の研究開発が盛んに進められている。
この種のLEDランプとして、例えば、直管形蛍光灯に代替する直管形のLEDランプ(直管形LEDランプ)が知られている(特許文献1)。
直管形LEDランプには、例えば、長尺状のガラス管を外郭筐体として用いて、当該ガラス管内に長尺状の金属製の基台を配置する構造のものがある。また、半円筒状の樹脂製の透光性カバーと長尺状の金属製の基台とを組み合わせることで長尺状の外郭筐体を構成する構造のものもある。
このように構成される直管形LEDランプは、長尺状の外郭筐体の両端部に設けられた口金と、基台の上に配置された1つ又は複数のLEDモジュールと、LEDモジュールを点灯させるための点灯回路等とを備える。LEDモジュールは、例えば、基板と、基板の上に実装された複数のLEDとを備える。
特開2009−043447号公報
直管形LEDランプでは、LEDモジュールの基板又はLEDモジュールを配置するための基台を、口金の一部で押さえつけることで固定することが検討されている。具体的には、有底円筒状の口金の底部から開口部に向かって突出する板状の突出部を形成して、当該突出部によって基板又は基台を固定することが考えられている。
しかしながら、基板や基台を突出部で押さえつけて固定する際に、突出部が上方向(押さえつける方向とは反対側の方向)に逃げて、突出部による押さえつけの力が弱くなるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、口金の突出部による押さえつけの力を安定させることができる照明用光源及び照明装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る照明用光源の一態様は、長尺状の透光性カバーと、前記透光性カバーに覆われた長尺状の基台と、前記基台の上に載置された基板と、前記基板の上に配置された発光素子と、口金ピンを有し、前記基台の長手方向の端部に設けられた口金とを備え、前記口金は、開口部及び底部を有する有底筒状の口金本体と、前記底部から前記開口部に向かう方向に延設され、かつ前記基板又は前記基台を押さえるための板状の突出部と、前記突出部に立設するリブとを有することを特徴とする。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記基板の上に配置され、前記発光素子と電気的に接続された接続端子と、前記接続端子と前記口金ピンとを電気的に接続するためのコネクタ線とを備え、前記リブは、当該リブの前記開口部側の端縁が前記突出部の前記開口部側の端縁よりも前記底部側に位置するように設けられている、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記突出部における当該突出部の前記開口部側の端縁と前記リブの前記開口部側の端縁との間の端部領域は、前記底部から前記開口部に向かう方向に沿って厚みが薄くなっている、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記突出部の前記端部領域の表面は、傾斜面である、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記突出部は、前記基板を前記基台に押さえつける基板押さえ部である、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記リブは、前記底部から前記開口部に向かう方向に沿って漸次高さが低くなっている、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記口金ピンは、2つ設けられており、前記コネクタ線は、2本の電力供給線を有しており、前記2本の電力供給線の一方の一端は、前記2つの口金ピンの一方に接続されており、前記2本の電力供給線の他方の一端は、前記2つの口金ピンの他方に接続されており、前記リブは、前記2本の電力供給線の間に設けられている、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記リブは、前記底部から延設されている、としてもよい。
また、本発明に係る照明用光源の一態様において、前記口金本体、前記突出部及び前記リブは、樹脂材料によって一体成形されている、としてもよい。
また、本発明に係る照明装置の一態様は、上記いずれかに記載の照明用光源を備えることを特徴とする。
本発明によれば、口金の突出部による押さえつけの力を安定させることできる。
図1は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの概観斜視図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの分解斜視図である。 図3は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの断面図である。 図4Aは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の斜視図である。 図4Bは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の斜視図である。 図4Cは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の斜視図である。 図5Aは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金と基板との関係を示す平面図である。 図5Bは、図5AのA−A’線における本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの断面図である。 図6Aは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第2口金の斜視図である。 図6Bは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第2口金の斜視図である。 図7Aは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第2口金と基板との関係を示す平面図である。 図7Bは、図7AのB−B’線における本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの断面図である。 図8は、比較例の直管形LEDランプにおける第1口金の取り付け方法を説明するための図である。 図9は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の取り付け方法を説明するための図である。 図10は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の拡大断面斜視図である。 図11は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概観斜視図である。 図12は、LEDモジュールの変形例の構成を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態に係る照明用光源及び照明装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、工程(ステップ)、工程の順序などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
以下の実施の形態では、照明用光源の一例として、直管形LEDランプについて説明する。また、本実施の形態において、直管形LEDランプの管軸方向(長手方向)をX軸方向とし、X軸と直交する一の方向(短手方向)をY軸方向とし、X軸及びY軸に直交する方向をZ軸方向とする。
(ランプの全体構成)
まず、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプ1の全体構成について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの概観斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの分解斜視図である。
図1及び図2に示すように、本実施の形態に係る直管形LEDランプ1は、長尺筒状の外郭筐体(外郭部材)が長尺状の透光性カバー20と長尺状の基台30とに分離可能に構成された分割型の構造となっている。つまり、透光性カバー20と基台30とを組み合わせることによって、両端部に開口を有する筒状の外郭筐体が構成される。
また、外郭筐体の長手方向(X軸方向)の両端部には第1口金60及び第2口金70が取り付けられている。本実施の形態では、第1口金60のみの片側一方から給電を行う片側給電方式が採用されている。第1口金60及び第2口金70が照明器具のソケットに装着されることによって直管形LEDランプ1が照明器具に支持される。
図2に示すように、直管形LEDランプ1は、LEDモジュール10と、透光性カバー20と、基台30と、コネクタ線41及び42と、押さえ部材50と、第1口金(給電用口金)60と、第2口金(非給電用口金)70とを備える。直管形LEDランプ1は、例えば、110形の直管形LEDランプであって、ランプ全長が約2367mmである。
以下、直管形LEDランプ1の各構成部材について、図2とともに図3を用いて詳述する。図3は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの断面図である。
(LEDモジュール)
図2に示すように、LEDモジュール10は、直管形LEDランプ1の光源であり、透光性カバー20に覆われる形で基台30の上に配置される。基台30に載置されたLEDモジュール10は、押さえ部材50によって基台30に固定される。
LEDモジュール10は、長尺状であって、基台30の長手方向(X軸方向)に沿って複数並べられる。本実施の形態では、4つのLEDモジュール10を用いて、短辺部分が互いに隣り合うように直線状に配置されている。
本実施の形態におけるLEDモジュール10は、表面実装(SMD:Surface Mount Device)型の発光モジュールであって、基板11と、基板11に実装された複数のLED素子12と、LED素子12を発光させるための電力を受ける接続端子13(14)と、複数のLED素子12を電気的に接続するための所定形状にパターン形成された金属配線(不図示)とを備える。基板11が基台30の載置面上に載置されることで、LEDモジュール10が基台30の載置面上に載置される。
基板11は、LED素子12を実装するための実装基板である。基板11としては、樹脂をベースとする樹脂基板、金属をベースとするメタルベース基板、セラミックからなるセラミック基板、又は、ガラスからなるガラス基板等を用いることができる。樹脂基板としては、例えば、ガラス繊維とエポキシ樹脂とからなるガラスエポキシ基板(CEM−3、FR−4等)、紙フェノールや紙エポキシからなる基板(FR−1等)、又は、ポリイミド等からなる可撓性を有するフレキシブル基板を用いることができる。メタルベース基板としては、例えば、表面に絶縁膜が形成された、アルミニウム合金基板、鉄合金基板又は銅合金基板等を用いることができる。本実施の形態では、基板11として、CEM−3の両面基板を用いている。
基板11は、長尺状の基板である。基板11は、矩形基板の一部が切り欠かれたような形状になっており、基板11には、切り欠き部11a(凹部)が設けられている。つまり、切り欠き部11aは、基板11の端部の一部を切り欠くようにして形成することができる。例えば、切り欠き部11aは、矩形基板の短辺の中央部分を残すように、対向する長辺端部から内方に後退するように一対で設けられている。本実施の形態における基板11は、図2に示すように、長尺状の矩形基板の4つの角部が切り欠かれたような形状となっている。
このように、長尺状の矩形基板に切り欠き部11aが存在する結果、切り欠かれずに残った部分は、矩形基板の主面水平方向で長手方向に突出する凸部11bとなる。つまり、凸部11bは、矩形基板の短辺側の一部から長手方向に延在するように設けられる。
なお、基板11としては、切り欠き部11aが設けられていない矩形基板を用いても構わない。
LED素子12は、発光素子の一例であって、基板11上に実装される。本実施の形態では、複数のLED素子12が、基板11の長手方向に沿ってライン状に一列配置される形で実装されている。
各LED素子12は、LEDチップと蛍光体とがパッケージ化された、いわゆるSMD型の発光素子である。各LED素子12は、図3に示すように、パッケージ12aと、パッケージ12aに配置されたLEDチップ12bと、LEDチップ12bを封止する封止部材12cとを備える。LED素子12は、例えば、白色光を発する白色LED素子を用いることができる。
パッケージ12aは、白色樹脂等によって成型された容器であり、逆円錐台形状の凹部(キャビティ)を備える。凹部の内側面は傾斜面となっており、LEDチップ12bからの光を上方に反射させるように構成されている。
LEDチップ12bは、パッケージ12aの凹部の底面に実装されている。LEDチップ12bは、単色の可視光を発するベアチップであり、ダイアタッチ材(ダイボンド材)によって、パッケージ12aの凹部の底面にダイボンディング実装されている。LEDチップ12bとしては、例えば通電されると青色光を発光する青色LEDチップを用いることができる。
封止部材12cは、光波長変換体である蛍光体を含む蛍光体含有樹脂であって、LEDチップ12bからの光を所定の波長に波長変換(色変換)するとともに、LEDチップ12bを封止してLEDチップ12bを保護する。封止部材12cは、パッケージ12aの凹部に充填されており、当該凹部の開口面まで封入されている。封止部材12cとしては、例えばLEDチップ12bが青色LEDである場合、白色光を得るために、YAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)系の黄色蛍光体粒子をシリコーン樹脂に分散させた蛍光体含有樹脂を用いることができる。これにより、黄色蛍光体粒子は青色LEDチップの青色光によって励起されて黄色光を放出するので、封止部材12cからは、励起された黄色光と青色LEDチップの青色光との合成光として白色光が放出される。なお、封止部材12cに、シリカ等の光拡散材も含有させても構わない。
このように構成されるLED素子12は、正極及び負極の2つの電極端子を有しており、これらの電極端子と基板11に形成された配線とが電気的に接続されている。
接続端子(電極端子)13及び14は、LED素子12を発光させるための直流電力を、LEDモジュール10の外部から受電する外部接続端子である。本実施の形態における接続端子13及び14は、ソケット型に構成されており、樹脂製のソケットと、直流電力を受電するための導電部(ピン)とを有する。当該導電部は、基板11上に形成された金属配線と電気的に接続されている。
接続端子13のソケットには、コネクタ線41の装着部41aが装着される。これにより、接続端子13は、コネクタ線41を介して直流電力の供給を受ける。接続端子13が受電した直流電力がLED素子12に供給される。
接続端子14は、点灯回路80の入力端子であり、給電用口金である第1口金60に最も近い位置に配置されたLEDモジュール10の基板11に設けられている。接続端子14は、コネクタ線42を介して第1口金60の口金ピン61と電気的に接続される。
接続端子14のソケット部分(開口部分)には、コネクタ線42の装着部42aが装着される。これにより、接続端子14は、コネクタ線42を介して直流電力の供給を受ける。接続端子14が受電した直流電力は、点灯回路80によって所望の電圧値に変換されてLED素子12に向けて出力される。なお、点灯回路80から出力される直流電力は、当該点灯回路80の回路素子が実装された基板11上のLED素子12だけではなく、コネクタ線41を介して第2口金70側へのLEDモジュール10のLED素子12にも順次供給される。
なお、接続端子13及び14としては、ソケット型ではなく、矩形状等にパターン形成された金属電極とすることもできる。
また、図示しないが、金属配線は、銅(Cu)等の金属からなり、基板11上に所定形状でパターン形成されている。
さらに、LEDモジュール10の光取り出し効率を向上させるために、基板11の表面に白レジストを形成してもよい。白レジストを形成することによって、基板11の絶縁性(耐圧)を向上させることができるとともに、金属配線の酸化を防止できる。また、白レジストは高反射性を有するので、LEDモジュール10の光取り出し効率を向上させることができる。
(透光性カバー)
透光性カバー20は、外郭筐体(ランプ筐体)の外面の一部を構成し、透光性を有する長尺状のカバー部材である。透光性カバー20は、複数のLEDモジュール10が配置された基台30を覆うように構成されている。つまり、透光性カバー20は、LEDモジュール10を保護している。
図2に示すように、透光性カバー20は、長尺円筒の一部をその長手方向(ランプの管軸方向と平行な方向)に沿って切り欠いて形成された主開口を有する切り欠き円筒部材である。
また、図3に示すように、透光性カバー20の内面及び外面の輪郭形状は、X軸方向から見たときにおいて(透光性カバー20の長手方向を法線とする平面で切断したときの断面視において)、真円リングの一部が切り欠かれた形状となっている。なお、X軸方向から見たときの透光性カバー20の内面及び外面の輪郭形状は、楕円の一部が切り欠かれた形状となっていてもよい。
透光性カバー20の主開口の開き角(長尺円筒の軸(X軸)を中心としたときにおける主開口の開き角)θは、例えば、270°であり、240°以上300°以下とすることができる。つまり、X軸方向からみたときの透光性カバー20の形状は半円を越えている。具体的には、透光性カバー20は基台30の一部を覆っており、透光性カバー20の主開口の端部は、基台30を越えた位置に存在する。
また、透光性カバー20の周方向の両端部(主開口の端部)には、爪部20aが形成されている。2つの爪部20aは、透光性カバー20の周方向の端部が内方に屈曲するように構成されている。各爪部20aは、透光性カバー20の長手方向の一方の端部から他方の端部にわたって連続して形成されている。
透光性カバー20の爪部20aの各々は、基台30の外郭部32の凹部に係止されており、透光性カバー20は、基台30を挟み込むようにして基台30に固定される。
透光性カバー20は、透光性材料を用いて形成することができ、例えば、アクリルやポリカーボネート等の樹脂材料又はガラス材料を用いて形成することができる。
なお、LEDモジュール10からの光を拡散させるために、透光性カバー20に光拡散機能を持たせてもよい。例えば、透光性カバー20の内面又は外面に光拡散シート又は光拡散膜を形成すればよい。具体的には、シリカや炭酸カルシウム等の光拡散材(微粒子)を含有する樹脂や白色顔料を透光性カバー20の内面又は外面に付着させることで、乳白色の光拡散膜を形成することができる。
その他に、透光性カバー20の内部又は外部に設けられたレンズ構造物、あるいは、透光性カバー20に形成された凹部又は凸部を設けることによって、透光性カバー20に光拡散機能を持たせることもできる。例えば、透光性カバー20の内面又は外面にドットパターンを印刷したり、透光性カバー20の一部を加工したりすることができる。あるいは、透光性カバー20そのものを、光拡散材が分散された樹脂材料等を用いて成形してもよい。
このように、透光性カバー20に光拡散機能を持たせることによって、LEDモジュール10から放射された光を、透光性カバー20を通過する際に拡散させることができる。特に、本実施の形態のように、SMD型のLED素子12が離間して配置されていると、光のつぶつぶ感(輝度ばらつき)が発生するが、透光性カバー20に光拡散機能を持たせることで、光のつぶつぶ感を抑制することができる。
(基台)
基台30は、外郭筐体(ランプ筐体)の外面の一部を構成し、LEDモジュール10を支持するための長尺状の支持基台である。基台30には複数のLEDモジュール10が載置される。
また、基台30は、LEDモジュール10で発生する熱を放熱させるためのヒートシンク(放熱体)でもある。基台30は外面の一部がランプ外部に露出しているので、LEDモジュール10から基台30に伝導した熱を効率良くランプ外部に放熱させることができる。基台30は熱伝導率が高い材料によって構成することが好ましく、アルミニウム等の金属材料又は熱伝導率の高い樹脂等の非金属材料によって構成することができる。本実施の形態における基台30は、金属製の基台(金属基台)であり、例えば、アルミニウムの押し出し材とすることができる。なお、基台30は、引き抜き材としてもよい。
基台30は、透光性カバー20の主開口を塞ぐようにして透光性カバー20と組み合わされる。図3に示すように、基台30と透光性カバー20とが一体化された状態で、基台30を長手方向(X軸方向)から見た場合、基台30の露出部分の先端に沿った輪郭線と透光性カバー20の外面に沿った輪郭線とで略真円が構成される。つまり、基台30と透光性カバー20とで構成される外郭筐体は、直管形蛍光灯のガラス管(直管)と略同形状である。
図3に示すように、基台30は、LEDモジュール10(基板11)を載置するための載置部31と、少なくとも一部が外部(ランプ外の大気中)に露出する外郭部32と、空洞部分である中空部33と、連結部34とを有する。
載置部31は、略板状に構成されており、LEDモジュール10(基板11)を載置するための載置面を有する。載置部31の載置面は、透光性カバー20の内面に対面している。
また、載置部31における基台30の短手方向(Y軸方向)の両端部には溝部31a(レール)が設けられている。各溝部31aは、断面形状が逆L字状に構成されており、基台30の長手方向の一方の端部から他方の端部にわたって(X軸方向に)延設されている。
各溝部31aの窪みには、LEDモジュール10の基板11の長辺端部と押さえ部材50の端部とがスライドにより挿入されている。例えば、LEDモジュール10と押さえ部材50とは、基台30の端部から順にスライドさせながら挿入される。
外郭部32は、断面形状が概略円弧状であって、円弧の両端部分の各々が載置部31の両端部の各々に接続されるように構成されている。外郭部32は、外郭筐体の外面を構成しており、外郭部32の外面には複数の凹部が形成されている。透光性カバー20の爪部20aを外郭部32の凹部に挿入し、透光性カバー20を基台30の奥にスライドさせていくことにより、透光性カバー20と基台30とを組み合わせることができる。つまり、透光性カバー20は、基台30に対してスライド可能な状態で取り付けられている。
中空部33は、載置部31と外郭部32とで囲まれる中空領域である。中空部33は、基台30の長手方向の一方の端部から他方の端部に連通している。中空部33を設けることによって、基台30を軽量化することができる。なお、中空部33には、電源回路等のランプ部品を配置しても構わない。
連結部34は、載置部31と外郭部32とで囲まれる中空領域において、載置部31と外郭部32とを連結するように構成されている。
(コネクタ線)
図2に示すように、コネクタ線41は、隣り合うLEDモジュール10同士を電気的に接続する導電線であり、隣り合うLEDモジュール10の接続端子13同士を電気的に接続する。コネクタ線41を介して一方のLEDモジュール10から他方のLEDモジュール10へと電力が供給される。なお、本実施の形態では、4つのLEDモジュール10は、コネクタ線41によって直列接続となるように接続されている。
コネクタ線41は、例えばハーネスと呼ばれるケーブル線であって、LEDモジュール10の接続端子13に装着される装着部(コネクタ部)41aと、電流が流れる電力供給線41bとを有する。
装着部41aは、電力供給線41bの両端部に設けられており、LEDモジュール10の接続端子13(ソケット)と嵌合するように構成された略矩形状の樹脂成形部と、当該樹脂成形部に設けられた導電部とからなる。電力供給線41bは、例えば1本のリード線によって構成することができる。リード線としては、金属の芯線と当該芯線を被覆する絶縁性の樹脂被膜とによって構成されたビニル線等の樹脂被覆線を用いることができる。
本実施の形態において、コネクタ線41は、2本用いられており、それぞれ高圧側(プラス側)のコネクタ線41と低圧側(マイナス側)のコネクタ線41である。なお、1つのコネクタ線が2本のリード線を備えるように構成してもよい。
コネクタ線42は、第1口金60(給電用口金)の口金ピン61と点灯回路80とを電気的に接続する導電線である。口金ピン61で受電した電力は、コネクタ線42を介して点灯回路80に供給される。
コネクタ線42は、例えばハーネスと呼ばれるケーブル線であって、第1口金60に隣接するLEDモジュール10の接続端子14に装着される装着部(コネクタ部)42aと、電流が流れる一対の電力供給線42bと、口金ピン61に接続される接続部(コネクタ部)42cとを有する。
装着部42aは、一対の電力供給線42bの一端に共通して設けられている。装着部42aは、接続端子14のソケット部分に嵌合するように構成された略矩形状の樹脂成形部と、当該樹脂成形部に設けられた導電部とからなる。
一対の電力供給線42bは、一対のリード線によって構成することができ、それぞれ高圧側(プラス側)のリード線と低圧側(マイナス側)のリード線である。リード線としては、上記同様に、ビニル線等の樹脂被覆線を用いることができる。電力供給線42bの長さは、作業性等を考慮して比較的に長いものを用いており(例えば30mm〜40mm)、口金ピン61と接続端子14との距離よりも長くなっている。したがって、第1口金60を基台30に取り付けた時に、電力供給線42bはたるんだ状態となっている。
接続部42cは、一対の電力供給線42bの他端の各々に設けられている。各接続部42cは、金属製のコネクタであり、一対の口金ピン61の各々とかしめ等によって物理的及び電気的に接続される。
(押さえ部材)
押さえ部材50は、LEDモジュール10の基板11を基台30に押さえるように構成されている。押さえ部材50は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)やポリカーボネート(PC)等の樹脂材料によって形成することができる。なお、押さえ部材50は、樹脂以外の材料で形成してもよく、例えば、金属材料によって構成することができる。
基台30上に隣り合うように並べられた2つの基板11は、一方の基板11の凸部11bと他方の基板11の凸部11bとが隣接するように配置されている。押さえ部材50は、基板11の切り欠き部11aから基板11を跨ぐように基台30の上に配置されている。これにより、基板11の凸部11bは、押さえ部材50によって基台30に押さえつけられる。
(第1口金)
第1口金60は、LEDモジュール10(LED素子12)に電力を供給するための給電用口金であり、外郭筐体の長手方向(X軸方向)の一方の端部に設けられる。第1口金60は、LEDモジュール10のLED素子12を点灯させるための電力をランプ外部から受ける。
第1口金60は、透光性カバー20と基台30とを一体化することによって構成される外郭筐体の長手方向の一方の端部を蓋するようにキャップ状に構成されている。つまり、第1口金60は、透光性カバー20及び基台30の長手方向の一方の端部を覆うように設けられる。
ここで、図4A〜図4C及び図5A〜図5Bを用いて、第1口金60の詳細構成について説明する。図4A〜図4Cは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の構成を示す斜視図である。また、図5Aは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金と基板との関係を示す平面図であり、図5Bは、図5AのA−A’線における本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの断面図である。
第1口金60は、一対の口金ピン(給電ピン)61と、口金本体62と、突出部63と、リブ64とを有する。
一対の口金ピン61は、LEDモジュール10を発光させるための電力を照明器具等の外部機器から受ける導電ピンであり、真ちゅう等の金属材料によって構成されている。第1口金60を照明器具のソケットに装着させることによって、一対の口金ピン61は照明器具に内蔵された電源装置から直流電力を受ける状態となる。
一対の口金ピン61は、口金本体62の底部62bを貫通するように設けられており、口金本体62の底部62bから外方に向かって突出するとともに口金本体62の開口部62a側に向かって突出するように構成されている。本実施の形態における第1口金60は、JEL801に準拠した直管形LEDランプにおけるL形ピン口金としているので、口金ピン61はL字形である。
口金本体62は、開口部62a及び底部62bを有する有底筒状に構成されている。本実施の形態における口金本体62は、有底円筒形状であり、円形の開口部62aと円板状の底部62bとを有する。口金本体62は、例えば、PBT等の樹脂材料によって構成することができる。なお、突出部63及びリブ64は、口金本体62と一体成形されているので、突出部63及びリブ64も樹脂材料によって構成されている。第1口金60は、例えば、口金ピン61と樹脂材料とを用いたインサート成形によって作製することができる。
突出部63は、底部62bから開口部62aに向かう方向に延設された板状の押さえ部材である。本実施の形態における突出部63は、基台30に配置された基板11を基台30に押さえつける基板押さえ部である。具体的には、突出部63と基台30とよって基板11の長手方向の端部を挟持することで、基板11が基台30に固定されている。この場合、突出部63を樹脂材料によって構成することで、突出部63に所望の弾性付勢力を与えることができる。これにより、基板11は、突出部63の付勢力によって突出部63と基台30とに挟持される。
また、突出部63を設けることによって、口金ピン61と基台30との絶縁性を確保することもできる。
つまり、基台30はヒートシンクとして機能するのでアルミニウム等の金属材料を用いて構成されることが多いが、金属製の基台30と給電用の口金ピン61とが近づけすぎると、基台30と口金ピン61との間で放電が生じてしまうことがある。そこで、基台30と口金ピン61との間に樹脂製の壁(突出部63)を設けることによって、基台30及び口金ピン61の金属同士の間の沿面距離を稼ぐことができる。これにより、上記の放電の発生を抑制できる。
なお、突出部63は、基板11ではなく基台30の表面を押さえつけるように構成してもよい。特に、外郭筐体が円筒状の直管であって、基台(ヒートシンク)が直管内に配置されているような場合、突出部63を、基台30を直管内面に押さえつける基台押さえ部としてもよい。これにより、突出部63と直管とで基台30を挟持することができる。
また、突出部63における当該突出部63の開口部62a側の端縁とリブ64の開口部62a側の端縁との間の端部領域63aは、底部62bから開口部62aに向かう方向(X軸方向)に沿って厚みが薄くなっている。本実施の形態において、端部領域63aの表面は、傾斜面(テーパ面)となっている。なお、端部領域63aは、階段状に構成されていてもよい。
また、突出部63の裏面には、基板11の表面に接触する凸部63bが設けられている。本実施の形態において、凸部63bは突条で2箇所に設けられている。凸部63bは、例えば、角部が基台30側に向くように設けられた略三角柱とすることができる。このように、樹脂からなる凸部63bを設けることによって、突出部63と基台30とで基板11を挟み込むときに凸部63bがつぶれるように変形(縮小)するので、基板11の厚さや突出部63(第1口金60)に寸法バラツキがあっても、当該寸法バラツキを吸収することができる。また、突出部63(第1口金60)と基台30とで基板11をきつく挟持できるので、基板11を強固に保持できる。
リブ64は、突出部63を補強するための補強リブであり、突出部63及び底部62bに立設している。具体的に、リブ64は、底部62bの底面及び突出部63の表面のいずれにも略垂直に設けられた板状部材であって、底部62bから開口部62aに向かって衝立状に形成されている。なお、リブ64は、底部62bから突出する2つの口金ピン61の間に形成されている。
また、リブ64は、当該リブ64の開口部62a側の端縁が突出部63の開口部62a側の端縁よりも底部62b側に位置するように設けられている。つまり、リブ64の開口部62a側の端縁が突出部63の開口部62a側の端縁よりも底部62b側に後退するように形成されている。これにより、突出部63の開口部62a側の端縁とリブ64の開口部62a側の端縁との間に一定のクリアランス(隙間)を設けることができる。
また、リブ64は、底部62bから開口部62aに向かう方向に沿って漸次高さが低くなっている。
さらに、リブ64は、2本の電力供給線42bの間に設けられている。つまり、2つの口金ピン61の各々に接続される2本の電力供給線42bのうちの一方の電力供給線42bは、リブ64の両側面のうちの一方の側面側を通っており、他方の電力供給線42bは、リブ64の他方の側面側を通っている。
なお、本実施の形態において、リブ64は1つとしたが、リブ64は2つ設けても構わない。これにより、突出部63の変形等をさらに抑制することができる。
また、本実施の形態において、第1口金60は、ランプ外部の電源装置から直流電力を受けるように構成したが、交流電力を直流電力に変換する電源装置は、直管形LEDランプ1に内蔵されるように構成してもよい。この場合、一対の口金ピン61は、例えば商用100Vの交流電源から交流電力を受けることになり、当該交流電力は電源装置に供給される。
(第2口金)
第2口金70は、外郭筐体の長手方向の他方の端部に設けられる。具体的には、第2口金70は、透光性カバー20と基台30とを一体化することによって構成される外郭筐体の長手方向の他方の端部を蓋するようにキャップ状に構成されている。つまり、第2口金70は、透光性カバー20及び基台30の長手方向の他方の端部を覆うように設けられる。
ここで、図6A、図6B、図7A及び図7Bを用いて、第2口金70の詳細構成について説明する。図6A及び図6Bは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第2口金の斜視図である。また、図7Aは、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第2口金と基板との関係を示す平面図であり、図7Bは、図7AのB−B’線における本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプの断面図である。
第2口金70は、口金ピン(非給電ピン)71と、口金本体72と、突出部73と、リブ74とを有する。
口金ピン71は、真ちゅう等の金属材料によって構成された断面T字状の導電ピンである。口金ピン71は、口金本体72の底部72bから外方に向かって突出するように構成されている。
本実施の形態において、第2口金70は給電機能を有さない。したがって、第2口金70は、照明器具との取り付け部として機能する。これにより、口金ピン71は、照明器具への取り付けピンとして機能する。このため、口金ピン71は、底部72bに埋め込んで形成されており、底部72bを貫通していないが、底部72bを貫通していてもよい。
口金本体72は、第1口金60の口金本体62と同様に、開口部72a及び底部72bを有する有底筒状に構成されている。本実施の形態における口金本体72は、有底円筒形状であり、円形の開口部72aと円板状の底部72bとを有する。口金本体72は、例えば、PBT等の樹脂材料によって構成することができる。なお、突出部73及びリブ74は、口金本体72と一体成形されているので、突出部73及びリブ74も樹脂材料によって構成されている。第2口金70は、例えば、口金ピン71と樹脂材料とを用いたインサート成形によって作製することができる。
突出部73は、第1口金60の突出部63と同様に、底部72bから開口部72aに向かう方向に延設された板状の押さえ部材である。本実施の形態における突出部73は、基台30に配置された基板11を基台30に押さえつける基板押さえ部である。具体的には、突出部73と基台30とよって基板11の長手方向の端部を挟持することで、基板11が基台30に固定されている。この場合、突出部73を樹脂材料によって構成することで、突出部73に所望の弾性付勢力を与えることができる。これにより、基板11は、突出部73の付勢力によって突出部73と基台30とに挟持される。
なお、突出部73は、第1口金60の突出部63と同様に、基板11ではなく基台30の表面を押さえつけるように構成してもよい。
また、第1口金60の突出部63と同様に、突出部73の裏面には、基板11の表面に接触する凸部73bが設けられている。本実施の形態において、凸部73bは突条で2箇所に設けられている。凸部73bは、例えば、略三角柱とすることができ、三角柱の角部が基台30側に向くように設けられている。これにより、基板11の厚さや突出部73(第2口金70)の寸法バラツキを吸収できるとともに基板11を強固に保持できる。
リブ74は、第1口金60のリブ64と同様に、突出部73を補強するための補強リブであり、突出部73及び底部72bに立設している。具体的に、リブ74は、底部72bの底面及び突出部73の表面のいずれにも略垂直に設けられた板状部材であって、底部72bから開口部72aに向かって衝立状に形成されている。
リブ74は、第1口金60のリブ74と同様に、開口部72a側の端縁が突出部73の開口部72a側の端縁よりも底部72b側に後退するように形成されている。また、リブ74は、底部72bから開口部72aに向かう方向に沿って漸次高さが低くなっている。
なお、本実地の形態において、リブ74は1つとしたが、リブ74は2つ設けても構わない。
また、本実施の形態において、第2口金70は、電気的な機能を有さず、照明器具との取り付け部のみとして機能させたが、これに限らない。例えば、第2口金70にアース機能を持たせてもよい。具体的には、口金ピン71を口金本体72の底部72bを貫通させて、口金ピン71の外側の部分を照明器具を介して接地させるとともに、口金ピン71の内側の部分をリード線等によって金属製の基台30と接続する。これにより、口金ピン71をアースピンとして機能させることができ、基台30を接地させることができる。
(点灯回路)
点灯回路80は、LEDモジュール10におけるLED素子12を点灯するためのLED点灯回路である。点灯回路80は、1つ又は複数の回路素子(回路部品)によって構成される。本実施の形態における回路素子は、LEDモジュール10の基板11を利用して基板11に直接実装されているが、基板11とは別の回路基板を用意し、この回路基板に回路素子を実装してもよい。回路素子としては、整流回路やヒューズ素子である。その他必要に応じて、抵抗、コンデンサ、コイル、ダイオード又はトランジスタ等を用いてもよい。
また、点灯回路80の入力端子として、接続端子14が設けられている。接続端子14は、点灯回路80を構成する回路素子と電気的に接続されている。
このように構成される点灯回路80は、例えば、コネクタ線42を介して入力される直流電圧を所定の電圧値に調整して出力する。なお、点灯回路80を保護するために回路カバーを設けてもよい。
(効果)
次に、本実施の形態に係る直管形LEDランプ1の効果の一例について、図4A〜図6Bを用いて説明する。
上述のとおり、第1口金60の口金本体62には、基板11を押さえるための板状の突出部63が設けられており、基台30に配置された基板11は、突出部63によって基台30に押さえつけられている。さらに、口金本体62には、突出部63に立設するリブ64が設けられている。本実施の形態では、突出部63の表面の垂直方向にリブ64が立てられている。
これにより、基板11を突出部63で押さえつけて固定する際に、突出部63は、押さえつけの反力として上方向(押さえつける方向とは反対側の方向)に押される力を受けることになるが、突出部63にリブ64が設けられているので、突出部63による押さえつけの力が弱くなることを抑制することができる。したがって、突出部63による押さえつけの力を安定させることができる。
特に、第1口金60では、口金ピン61が底部62bから口金本体62の内部に突出しているので、絶縁性を確保するために突出部63の長さは長くすることが好ましい。また、突出部63は、樹脂成形時の樹脂流動量の関係から、ヒケ等が発生しないように薄くすることが好ましい。このため、突出部63の機械的強度は比較的に弱くなりやすく、突出部63に応力が加わると当該突出部63が変形したり折れたりする可能性がある。
本実施の形態では、突出部63の表面の垂直方向にリブ64が立てられているので、突出部63の機械的強度を強くすることができる。これにより、突出部63で基板11を押さえたときの反力として突出部63に応力が加わったとしても、突出部63が変形したり折れたりすることを防止できる。
また、第2口金70についても同様に、第2口金70の口金本体72には、基板11を押さえるための板状の突出部73と当該突出部73を補強するためのリブ74が設けられている。
これにより、突出部63と同様に、基板11を突出部73で押さえつけて固定する際に、突出部73による押さえつけの力が弱くなることを抑制することができる。したがって、突出部73による押さえつけの力を安定させることができる。
次に、本実施の形態に係る直管形LEDランプ1の他の効果について、図8、図9及び図10を用いて説明する。図8は、比較例の直管形LEDランプにおける第1口金の取り付け方法を説明するための図である。図9は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の取り付け方法を説明するための図である。なお、図8及び図9では、透光性カバー20は省略している。図10は、本発明の実施の形態に係る直管形LEDランプにおける第1口金の拡大断面斜視図である。
図8に示す比較例の直管形LEDランプのように、第1口金60Aに突出部63A及びリブ64Aを設けると、外郭筐体(基台30)の端部に第1口金60Aを取り付ける際に、口金ピン61に接続されるコネクタ線42と第1口金60Aとが干渉することがある。以下、具体的に説明する。
図8(a)に示すように、第1口金60Aを基台30(外郭筐体)の端部に取り付ける場合、LED素子12が実装された基板11(LEDモジュール10)を基台30の上に載置し、第1口金60Aの一対の口金ピン61に接続されたコネクタ線42の装着部42aを、基板11の接続端子14に装着する。
その後、図8(b)に示すように、透光性カバー(不図示)と基台30とを組み合わせた外郭筐体の端部に第1口金60Aを挿入する。続いて、第1口金60Aを基台30の奥に挿入していくと、電力供給線42bは余裕を持って長めのものを用いているので、図8(c)に示すように、コネクタ線42の電力供給線42bがリブ64Aの端部に当たったり突出部63Aの端部に当たったりして、電力供給線42bが突出部63Aと基台30や基板11との間に挟み込まれたり(噛み込んだり)、電力供給線42bがリブ64Aに引っ張られたりするということがあった。この結果、第1口金60Aを外郭筐体(基台30)に正常に取り付けることができなかったり、コネクタ線42が断線したりすることがあった。
そこで、図10に示すように、本実施の形態では、リブ64の端部を底部62b側に後退させて、当該リブ64の開口部62a側の端縁が突出部63の開口部62a側の端縁よりも底部62b側に位置するように構成している。つまり、突出部63の端部領域63aに一定のクリアランス(隙間)を設けている。例えば、突出部63のX軸方向の長さを23〜25mmとした場合、端部領域63aのX軸方向の長さ(クリアランス)dは6.5mmとすることができる。
このようにリブ64を後退させることによって、図9(a)〜図9(c)に示すように、図8と同様にして透光性カバー(不図示)と基台30とで構成される外郭筐体の端部に第1口金60を挿入していったとしても、コネクタ線42の電力供給線42bがリブ64の端部に当接することを回避できる。これにより、コネクタ線42と第1口金60とが干渉することを抑制できる。例えば、コネクタ線42の電力供給線42bが突出部63と基台30や基板11と間に挟まれたり、当該電力供給線42bがリブ64に引っ張られたりすることを抑制できる。したがって、第1口金60を基台30(外郭筐体)に正常に取り付けることができる。また、コネクタ線42が断線することも防止できる。
特に、本実施の形態では、第1口金60が樹脂製の突出部63と補強用のリブ64とを有するので、給電用口金(第1口金60)と金属製の基台30との絶縁性を確保しつつ、突出部63の機械的強度を確保した上で、第1口金60とコネクタ線42とが干渉することを抑制することできる。
しかも、本実施の形態では、リブ64の高さが底部62bから開口部62aに向かう方向に沿って漸次低くなっている。つまり、リブ64の開口部62a側の端部の高さがリブ64で最も低くなるようにしている。
これにより、電力供給線42bがリブ64の端部に当接することをさらに抑制することができ、電力供給線42bの挟み込み等を一層抑制できる。
さらに、本実施の形態では、図10に示すように、突出部63の端部領域63aの表面が傾斜面となっており、端部領域63aの厚みが底部62bから開口部62aに向かう方向に沿って薄くしている。つまり、突出部63の端縁の厚みが突出部63で最も薄くなるように他の部分よりも薄くしている。
これにより、コネクタ線42の電力供給線42bは、突出部63の端部に当接したときに、電力供給線42bが傾斜面に沿って滑るように突出部63の上に移動する。つまり、電力供給線42bが突出部63の下側(裏側)ではなく上側(表側)へと促し、電力供給線42bを上向きに逃がすことができる。この結果、電力供給線42bが突出部63と基台30や基板11と間に挟まれることをさらに抑制することができる。
(照明装置)
次に、本発明の実施の形態に係る照明装置2について、図11を用いて説明する。図11は、本発明の実施の形態に係る照明装置の概観斜視図である。
図11に示すように、本実施の形態に係る照明装置2は、ベースライト型の照明装置であって、直管形LEDランプ1と照明器具3とを備える。本実施の形態では、図11に示すように、2本の直管形LEDランプ1を用いている。
照明器具3は、直管形LEDランプ1と電気的に接続され、かつ、当該直管形LEDランプ1を保持する一対のソケット4と、当該ソケット4が取り付けられた器具本体5とを備える。器具本体5は、例えばアルミ鋼板をプレス加工等することによって成形することができる。また、器具本体5の内面は、直管形LEDランプ1から発せられた光を所定方向(例えば下方)に反射させる反射面となっている。
このように構成される照明器具3は、例えば天井等に固定具を介して装着される。なお、直管形LEDランプ1を覆うように透光性のカバー部材が設けられていてもよい。
以上のように、本実施の形態に係る直管形LEDランプ1は、照明装置等として実現することができる。
(その他)
以上、本発明に係る照明用光源及び照明装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記の実施の形態では、第1口金60の口金ピン61を2本ピン(2ピン)とし、第2口金70の口金ピン71を1本(2ピン)とする2ピン−1ピンの口金構造としたが、2つの口金をいずれも2本ピン(2ピン)とする2ピン−2ピンの口金構造としてもよい。さらに、この場合、2ピンの口金として、G13口金を用いてもよい。
また、上記の実施の形態では、接続端子14は点灯回路80の入力端子とし、口金ピン61に接続されたコネクタ線42を接続端子14に接続したが、これに限らない。例えば、口金ピン61に接続されたコネクタ線42を接続端子13に接続し、第1口金60で受電した電力をLEDモジュール10に直接給電するように構成してもよい。
また、上記の実施の形態では、LEDモジュール10として、パッケージ化されたLED素子12を用いたSMD型のLEDモジュールとしたが、これに限らない。具体的には、図12に示すように、基板11上に複数のLEDチップ12Aが直接実装され、複数のLEDチップを封止部材15(蛍光体含有樹脂)によって一括封止した構成であるCOB(Chip On Board)型のLEDモジュール10Aとしても構わない。
また、上記の実施の形態では、第1口金60のみの片側から給電を受ける片側給電方式としたが、第1口金60及び第2口金70の両側から給電を受ける両側給電方式としても構わない。この場合、第2口金70に代えて、第1口金60を設ければよい。
また、上記の実施の形態では、外郭筐体が透光性カバー20と基台30とによって構成された直管形LEDランプを例にとって説明したが、これに限らない。例えば、透光性カバー20に代えて長尺円筒状(直管状)の透光性筐体(ガラス管やプラスチック管等)を用いて、当該透光性筐体内に基台30を収納するように構成された直管形LEDランプとしても構わない。
また、上記の実施の形態において、LEDモジュール(LED素子)は、青色LEDチップと黄色蛍光体とによって白色光を放出するように構成したが、これに限らない。例えば、演色性を高めるために、黄色蛍光体に加えて、さらに赤色蛍光体や緑色蛍光体を混ぜても構わない。また、黄色蛍光体を用いずに、赤色蛍光体及び緑色蛍光体を含有する蛍光体含有樹脂を用いて、これと青色LEDチップとを組み合わせることによりに白色光を放出するように構成することもできる。
また、上記の実施の形態において、LEDチップは、青色以外の色を発光するLEDチップを用いても構わない。例えば、紫外線発光のLEDチップを用いる場合、蛍光体粒子としては、三原色(赤色、緑色、青色)に発光する各色蛍光体粒子を組み合わせたものを用いることができる。さらに、蛍光体粒子以外の波長変換材を用いてもよく、例えば、波長変換材として、半導体、金属錯体、有機染料、顔料など、ある波長の光を吸収し、吸収した光とは異なる波長の光を発する物質を含んでいる材料を用いてもよい。
また、上記の実施の形態において、発光素子としてLEDを例示したが、半導体レーザ等の半導体発光素子、又は、有機EL(Electro Luminescence)や無機EL等のEL素子等、その他の固体発光素子を用いてもよい。
その他、実施の形態及び変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態及び変形例における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1 直管形LEDランプ
2 照明装置
3 照明器具
4 ソケット
5 器具本体
10、10A LEDモジュール
11 基板
11a 切り欠き部
11b 凸部
12 LED素子(発光素子)
12a パッケージ
12b LEDチップ
12c、15 封止部材
12A LEDチップ
13、14 接続端子
20 透光性カバー
20a 爪部
30 基台
31 載置部
31a 溝部
32 外郭部
33 中空部
34 連結部
41、42 コネクタ線
41a、42a 装着部
41b、42b 電力供給線
42c 接続部
50 押さえ部材
60、60A 第1口金
61、71 口金ピン
62、72 口金本体
62a、72a 開口部
62b、72b 底部
63、63A、73 突出部
63a 端部領域
63b、73b 凸部
64、64A、74 リブ
70 第2口金
80 点灯回路

Claims (9)

  1. 長尺状の透光性カバーと、
    前記透光性カバーに覆われた長尺状の基台と、
    前記基台の上に載置された基板と、
    前記基板の上に配置された発光素子と、
    口金ピンを有し、前記基台の長手方向の端部に設けられた口金と
    前記基板の上に配置され、前記発光素子と電気的に接続された接続端子と、
    前記接続端子と前記口金ピンとを電気的に接続するためのコネクタ線とを備え、
    前記口金は、開口部及び底部を有する有底筒状の口金本体と、前記底部から前記開口部に向かう方向に延設され、かつ前記基板又は前記基台を押さえるための板状の突出部と、前記突出部に立設するリブとを有し、
    前記リブは、当該リブの前記開口部側の端縁が前記突出部の前記開口部側の端縁よりも前記底部側に位置するように設けられている
    照明用光源。
  2. 前記突出部における当該突出部の前記開口部側の端縁と前記リブの前記開口部側の端縁との間の端部領域は、前記底部から前記開口部に向かう方向に沿って厚みが薄くなっている
    請求項に記載の照明用光源。
  3. 前記突出部の前記端部領域の表面は、傾斜面である
    請求項に記載の照明用光源。
  4. 前記突出部は、前記基板を前記基台に押さえつける基板押さえ部である
    請求項1〜のいずれか1項に記載の照明用光源。
  5. 前記リブは、前記底部から前記開口部に向かう方向に沿って漸次高さが低くなっている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の照明用光源。
  6. 前記口金ピンは、2つ設けられており、
    前記コネクタ線は、2本の電力供給線を有しており、
    前記2本の電力供給線の一方の一端は、前記2つの口金ピンの一方に接続されており、
    前記2本の電力供給線の他方の一端は、前記2つの口金ピンの他方に接続されており、
    前記リブは、前記2本の電力供給線の間に設けられている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の照明用光源。
  7. 前記リブは、前記底部から延設されている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の照明用光源。
  8. 前記口金本体、前記突出部及び前記リブは、樹脂材料によって一体成形されている
    請求項1〜のいずれか1項に記載の照明用光源。
  9. 請求項1〜のいずれか1項に記載の照明用光源を備える
    照明装置。
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