JP6340753B2 - 発光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置に関する。
従来のLED照明装置、特に、高天井に設置するLED照明装置としては、比較的小型で小光束のLEDパッケージを複数搭載した基板を、大型の1つの放熱ヒートシンクに装着し、その放熱効果によりLED温度を低温化させ、高い発光効率を維持しようとする装置構成が主流である(例えば、特許文献1参照)。また、同じように放熱性改善を目的とした他の装置構成としては、個々のLED光源に対し放熱部を備えた発光ユニットを複数備えた構成が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特開2010−262846号公報 特表2008−542982号公報
特許文献1のような構成では、大型の1つの放熱ヒートシンクで放熱しようとしているので、大光束化に伴い、ヒートシンク部分が大型化、重量化して、高コスト化につながる。
また、特許文献2のような構成では、LED光源と放熱モジュールとを小型のパッケージとして放熱する構造にしているが、LED光源の数および配置位置が予め定められているため、その個数調整や配置位置を容易に変更できないという欠点がある。すなわち、ある既定のサイズの器具で、光束や表面の発光強度分布を調整したい場合に、自由度が無く、個別の光学的要求仕様に合わせて、個々の装置を作らねばならず、コスト上昇要因となっている。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、発光ユニットの搭載個数や配置の自由度が高く、同じ装置サイズにおいて、光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができ、かつ組み立て性に優れた安価な発光装置を提供することを目的とする。
本発明に係る発光装置は、発光素子を有する、1個または複数の発光ユニットと、支柱と、支柱から径方向に突出するように支柱に取り付けられた支持枝と、を備え、発光ユニットは、支持枝に支持されており、支持枝に対して発光ユニットを取り付ける位置を、支柱の長手方向に変更可能であり、発光ユニットの側面に、支柱に平行な平坦面が設けられており、発光ユニットを支持枝に固定するねじの先端は、平坦面に押し当てられているものである
た、本発明に係る発光装置は、発光素子を有する、1個または複数の発光ユニットと、支柱と、支柱から径方向に突出するように支柱に取り付けられた支持枝と、を備え、発光ユニットは、支持枝に支持されている発光装置において、発光装置の光を投射する方向を前とし、その反対方向を後ろとし、発光ユニットの前面側を支持する前方支持体と、発光ユニットの後面側を支持する後方支持体との一方または両方と、前方支持体または後方支持体と発光ユニットとを固定するねじと、を備え、前方支持体または後方支持体に、支柱を中心とする円弧状の溝が形成されており、ねじが、円弧状の溝に通されているものである。
本発明によれば、発光ユニットの搭載個数や配置の自由度が高く、同じ装置サイズにおいて光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができ、かつ組立性に優れた安価な発光装置を提供することが可能となる。
本発明の実施の形態1の発光装置を示す斜視図である。 図1に示す発光装置の分解斜視図である。 図1に示す発光装置が備える発光ユニット群の斜視図である。 図1に示す発光装置が備える発光ユニット、支柱および支持枝の正面図である。 図1に示す発光装置が備える発光ユニット群に前方支持体を取り付けた状態を斜め前から見た斜視図である。 図1に示す発光装置が備える発光ユニット群に後方支持体を取り付けた状態を斜め後ろから見た斜視図である。 本発明の実施の形態1の発光装置に発光ユニットを6個搭載する場合の発光ユニット群(前方支持体および後方支持体を取り付けた状態)を示す斜視図である。 本発明の実施の形態1の発光装置に発光ユニットを4個搭載する場合の発光ユニット群(前方支持体および後方支持体を取り付けた状態)を示す斜視図である。 図7に示す発光ユニット群の正面図である。 図8に示す発光ユニット群の正面図である。 図7に示す発光ユニット群の後面図である。 図8に示す発光ユニット群の後面図である。 本発明の実施の形態1の発光装置が備える発光ユニットを斜め前から見た斜視図である。 本発明の実施の形態1の発光装置が備える発光ユニットを斜め後ろから見た斜視図である。 本発明の実施の形態1の発光装置が備える発光ユニットを斜め後ろから見た一部切欠き斜視図である。 本発明の実施の形態2の発光装置が備える発光ユニット、支柱および支持枝の正面図である。 本発明の実施の形態3の発光装置が備える発光ユニット群(前方支持体および後方支持体を取り付けた状態)を示す斜視図である。 図17に示す発光ユニット群の正面図である。 図17に示す発光ユニット群の後面図である。
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。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の発光装置を示す斜視図である。図2は、図1に示す発光装置の分解斜視図である。図1に示す本実施の形態の発光装置1は、装置本体を天井面に埋め込み、発光面を床面に向けて照明するように使用されるダウンライトであり、例えば数千から数万ルーメンの大光束を発する照明装置として好適に使用されるものである。図1および図2に示すように、発光装置1は、発光ユニット群2と、反射体3と、透光板押さえ4と、透光板5と、表面反射枠6と、前方支持体7と、後方支持体8とを有している。発光ユニット群2は、複数(図1および図2では6個)の発光ユニット20と、それらを支持する後述の支持機構とからなる。本実施の形態の発光装置1は、図1中での下向きに向かって光を投射する。本実施の形態の発光装置1の全体形状は、発光装置1が光を投射する方向、すなわち投光方向から発光装置1を見たときに、略円形をなすような形状である。
以下では、発光装置1の投光方向を前とし、その反対方向を後ろとして説明する。図2に示すように、前方支持体7は、発光ユニット群2の前方に取り付けられ、発光ユニット20の前面側を支持する。前方支持体7には、発光ユニット20のほか、支柱11と、透光板押さえ4と、表面反射枠6とが取り付けられる。透光板押さえ4は、透光板5および反射体3を、前方支持体7との間に挟み込むように、固定している。前方支持体7は、略円環状の部分と、この略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部とを有している。支柱11の前端は、前方支持体7の腕部に固定される。また、発光ユニット群2の後方には、後方支持体8が取り付けられている。後方支持体8は、発光ユニット20の後面側を支持する。後方支持体8は、略円環状の部分と、この略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部とを有している。支柱11の後端は、後方支持体8の腕部に固定される。
反射体3には、複数の個別開口31が形成されている。この個別開口31は、個々の発光ユニット20が備えるLED光源21(発光素子)の発光部を個別に露出させる。反射体3は、例えば、高反射性樹脂材料で形成され、板状をなしている。反射体3は、LED光源21の後方への不要な光漏れを防止する機能を有する。
透光板5は、反射体3の前面側に配置される。透光板5は、光源保護および配光制御の機能を有する。透光板5は、目的とする光質に合わせて、表面がクリアまたはブラスト状の、透光性樹脂もしくはガラス材で構成されることが好ましい。また、目的とする光質によっては、透光板5がレンズ機能を有していてもよい。
表面反射枠6は、反射体3および透光板5の外周を囲むように配置される。表面反射枠6は、金属を主材料とし、少なくとも内周面が拡散状あるいは高反射性の鏡面状であることが好ましい。表面反射枠6は、光を反射する配光制御機能、あるいは、グレア防止機能を有する。また、表面反射枠6には、天井面に発光装置1を埋め込んで設置する際に発光装置1を支持可能とする装置支持部61が設けられている。
次に、発光ユニット群2の構成について説明する。図3は、図1に示す発光装置1が備える発光ユニット群2の斜視図である。ただし、図3では、図1に示す発光装置1の発光ユニット群2が備える6個の発光ユニット20のうちの2個を取り外した状態を示す。図3に示すように、発光ユニット群2は、発光装置1の中心軸を通り、投光方向に平行に伸びる1本の支柱11と、この支柱11に取り付けられた支持枝12とを有している。支持枝12は、支柱11から径方向に突出するように取り付けられている。発光ユニット20は、支持枝12に支持されている。すなわち、発光ユニット20は、支持枝12を介して、支柱11に取り付けられている。支持枝12は、発光ユニット20ごとに設けられている。図示の構成では、支柱11に対し、6組の支持枝12および発光ユニット20が取り付けられている。
以下、発光ユニット20の発光装置1への取り付け方法について、図3および図4を参照して、更に詳細に説明する。図4は、発光ユニット20、支柱11および支持枝12の正面図である。図4中では、1組の発光ユニット20および支持枝12のみを示す。図4に示すように、支柱11は、断面形状が円形の円柱形をなしている。支持枝12は、支柱11に対して固定するための第1固定部121と、発光ユニット20を固定するための第2固定部122とを有している。第1固定部121は、支持枝12の基端側に形成されている。第2固定部122は、支持枝12の先端側に形成されている。第1固定部121には、支柱11の断面形状よりもやや大きい開口(図示の構成では円形開口)が形成されている。支持枝12は、第1固定部121の開口に支柱11を挿入した状態で、支柱11に取り付けられる。第1固定部121には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじ13が螺合している。第1固定部121の開口の内側にねじ13の先端が突出し、支柱11の側面に接触可能になっている。このねじ13を締め付けることにより、支柱11に支持枝12が固定される。
支持枝12の第2固定部122には、発光ユニット20を支柱11に垂直な平面で切断した断面の外形よりもやや大きい開口(図示の構成では円形開口)が形成されている。この第2固定部122の開口に発光ユニット20を挿入した状態で、発光ユニット20が支持枝12に固定される。第2固定部122には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじ14が螺合している。第2固定部122の開口の内側にねじ14の先端が突出し、発光ユニット20の側面に接触可能になっている。このねじ14を締め付けることにより、支持枝12に発光ユニット20が固定される。
図3に示すように、複数の支持枝12は、支柱11を中心として回転する方向の位置(以下、「支柱11に対する取り付け角度」と称する。)が互いに異なるように支柱11に取り付けられている。これにより、複数の発光ユニット20を、支柱11を中心とする円の円周上に、適切な間隔をあけて配置することができる。このため、良好な光質が得られる。個々の支持枝12の、支柱11に対する取り付け角度は、発光装置1への発光ユニット2の搭載個数に応じて、変更することができる。また、複数の支持枝12は、支柱11の長手方向の位置が異なるように支柱11に取り付けられている。これにより、複数の支持枝12同士が干渉することを防ぐことができ、その結果、発光ユニット20の配置の自由度を高くすることができる。
本実施の形態1では、支柱11の断面形状が円形であるため、ねじ13で固定していない状態において、支持枝12が支柱11の周りを自由に回転可能である。したがって、支持枝12の支柱11に対する取り付け角度を自由に調整することができる。このため、発光装置1への発光ユニット20の搭載個数に応じて、個々の支持枝12の支柱11に対する取り付け角度を自由に決定することができる。よって、複数の発光ユニット20を適切に配置することができる。例えば、複数の支持枝12の支柱11に対する取り付け角度が等角度間隔になるようにすることにより、複数の発光ユニット20を均等に配置したり、複数の発光ユニット20を回転対称に配置することができ、良好な光質を得ることができる。
また、本実施の形態1では、支柱11は、円柱形であり、長手方向に断面形状が変化しない。このため、ねじ13で固定していない状態において、支持枝12が支柱11の長手方向に移動可能である。したがって、支柱11に対して支持枝12を取り付ける位置を支柱11の長手方向に自由に変更可能である。これにより、多数の支持枝12を支柱11に取り付ける場合においても、個々の支持枝12を支柱11の長手方向にずらして固定することにより、支持枝12同士の干渉を防ぐことが可能となる。
また、支柱11の側面(外周面)に、発光ユニット20の搭載個数に応じて、個々の支持枝12の取り付け位置を示す、例えば切り欠き線等のマーキング(図示省略)を予め施しておいても良い。このようにすることにより、組立時に、個々の支持枝12を適切な位置に容易に取り付けることができる。
図3に示すように、本実施の形態1の発光ユニット20の側面には、支柱11の長手方向に平行な平坦面22aが設けられている。発光ユニット20を支持枝12に固定するねじ14の先端は、この平坦面22aに押し当てられる。これにより、発光ユニット20を支持枝12に固定する際に、ねじ14の押しつけの圧力を平坦面22aで確実に受けることができるため、発光ユニット20を支持枝12にしっかりと固定することができる。また、平坦面22aは、支柱11の長手方向に平行な方向に伸びるように形成されている。このため、支持枝12に対して発光ユニット20を固定する位置を前後方向に移動させても、ねじ14が平坦面22aに当たることができる。このように、本実施の形態1では、支持枝12に対して発光ユニット20を取り付ける位置を、支柱11の長手方向に自由に変更可能である。その結果、支柱11に対する複数の支持枝12の取り付け位置が支柱11の長手方向にずれていても、個々の支持枝12と発光ユニット20との相対的な固定位置を調整することにより、複数の発光ユニット20の前後方向の位置を同一の位置に揃えることができ、良好な光質を得ることができる。
図5は、発光ユニット群2に前方支持体7を取り付けた状態を斜め前から見た斜視図である。本実施の形態1では、発光ユニット20の発光装置1への固定を補強するため、複数の発光ユニット20の前面側を一括して支持する前方支持体7を設けている。図5に示すように、前方支持体7と発光ユニット20とは、ねじ15にて固定される。前方支持体7には、ねじ15の太さよりもやや幅の広い、ねじ案内溝71が設けられている。発光ユニット20には、ねじ15が螺合するねじ穴が形成されている。ねじ案内溝71にねじ15を通し、ねじ15を締め付けることにより、前方支持体7が発光ユニット20の前面に固定される。ねじ案内溝71は、支柱11を中心とする円弧状をなしている。このため、支柱11に対する支持枝12の取り付け角度を変化させても、ねじ15をねじ案内溝71に通すことができる。よって、発光ユニット20の取り付け位置の自由度を高くすることができる。本実施の形態1では、このような前方支持体7を設けたことにより、発光ユニット20の発光装置1への固定強度を増強することができる。更に、本実施の形態1では、前方支持体7の略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部と、支柱11の前端とが、ねじ17により固定される。このため、前方支持体7と支柱11との位置ずれを確実に防止することができ、発光ユニット20の発光装置1への固定強度を更に増強することができる。
図6は、発光ユニット群2に後方支持体8を取り付けた状態を斜め後ろから見た斜視図である。本実施の形態1では、発光ユニット20の発光装置1への固定を補強するため、複数の発光ユニット20の後面側を一括して支持する後方支持体8を設けている。図6に示すように、後方支持体8と発光ユニット20とは、ねじ16にて固定される。後方支持体8には、ねじ16の太さよりもやや幅の広い、ねじ案内溝81が設けられている。発光ユニット20には、ねじ16が螺合するねじ穴が形成されている。ねじ案内溝81にねじ16を通し、ねじ16を締め付けることにより、後方支持体8が発光ユニット20の後面に固定される。ねじ案内溝81は、支柱11を中心とする円弧状をなしている。このため、支柱11に対する支持枝12の取り付け角度を変化させても、ねじ16をねじ案内溝81に通すことができる。よって、発光ユニット20の取り付け位置の自由度を高くすることができる。本実施の形態1では、このような後方支持体8を設けたことにより、発光ユニット20の発光装置1への固定強度を増強することができる。更に、本実施の形態1では、後方支持体8の略円環状の部分から中心に向かって突出した腕部と、支柱11の後端とが、ねじ18により固定される。このため、後方支持体8と支柱11との位置ずれを確実に防止することができ、発光ユニット20の発光装置1への固定強度を更に増強することができる。
なお、前方支持体7のねじ案内溝71、あるいは後方支持体8のねじ案内溝81の近傍に、発光ユニット20の搭載個数に応じて、発光ユニット20の取り付け位置を示す、例えば切り欠き線等のマーキング(図示省略)を入れても良い。そのようにしておけば、支持枝12の取り付け角度の調整を容易に行うことができる。その結果、複数の発光ユニット20を、容易に、適切な位置(例えば、回転対称な光源配置)に取り付けることができ、良好な光質を得ることが可能となる。
本実施の形態1では、前方支持体7および後方支持体8の双方を使用して固定強度の補強を行う場合を例に説明しているが、支柱11および支持枝12による発光ユニット20の固定の強度が十分であるならば、前方支持体7および後方支持体8に、発光ユニット20の固定強度を補強するような機構を設けなくても良い。あるいは、前方支持体7、後方支持体8の何れか一方のみで、固定強度を補強するような構造でも良い。
図7は、発光ユニット20を6個搭載する場合の発光ユニット群2(前方支持体7および後方支持体8を取り付けた状態)を示す斜視図である。図8は、発光ユニット20を4個搭載する場合の発光ユニット群2(前方支持体7および後方支持体8を取り付けた状態)を示す斜視図である。図9は、図7に示す発光ユニット群2の正面図である。図10は、図8に示す発光ユニット群2の正面図である。図11は、図7に示す発光ユニット群2の後面図である。図12は、図8に示す発光ユニット群2の後面図である。
図7、図9および図11に示す構成は、図1乃至図3に示す構成と同様であり、6個の発光ユニット20をそれぞれ支持枝12を介して1本の支柱11に取り付けている。6個の発光ユニット20は、支柱11を中心として、(360/6)°間隔、すなわち60°間隔で取り付けられている。このため、6個の発光ユニット20は、支柱11を中心として60°回転したときに同じ配置になるような回転対称に配置されている。更に、発光ユニット20同士の間隔が等間隔になっている。このようなことから、良好な光質を得ることが可能となる。
図8、図10および図12に示す構成は、4個の発光ユニット20をそれぞれ支持枝12を介して1本の支柱11に取り付けている。この構成では、図7、図9および図11に示す構成に比べて、支柱11、支持枝12、前方支持体7、後方支持体8、発光ユニット20等の部品はすべて共通であり、支柱11と支持枝12との固定方法、支持枝12と発光ユニット20との固定方法、発光ユニット20と前方支持体7との固定方法、発光ユニット20と後方支持体8との固定方法なども同様である。
図8、図10および図12に示す構成では、4個の発光ユニット20は、支柱11を中心として、(360/4)°間隔、すなわち90°間隔で取り付けられている。このため、4個の発光ユニット20は、支柱11を中心として90°回転したときに同じ配置になるような回転対称に配置されている。更に、発光ユニット20同士の間隔が等間隔になっている。このようなことから、良好な光質を得ることが可能となる。
このように、本実施の形態1の発光装置1によれば、発光ユニット20の搭載個数が異なる場合にも、発光ユニット20を固定するための上記のような部品に関して同一の部品を用いて構成することが可能である。このため、発光ユニット20の搭載個数や配置の自由度が高く、同じ装置サイズにおいて光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができる。また、発光ユニット20の搭載個数を変更した場合であっても、複数の発光ユニット20を回転対称に配置したり、等間隔に配置したりすることが可能であるので、何れの場合においても、良好な光質を得ることが可能となる。
また、発光ユニット20の搭載個数については、発光ユニット20を3個以上搭載すれば、発光装置1の中心軸(すなわち支柱11)に対して、回転対称な光源配置にすることが可能であり、良好な光質を得ることが可能となる。なお、発光ユニット20を、発光装置1の中心軸に対して、180°ずらして2個配置した場合も、回転対称であるが、光源の並ぶ方向と、その方向に直交する方向(光源の並ばない方向)とに、明確に異方性が出てしまうので、2個搭載の場合は、3個以上搭載の回転対称な配置に比べ、良好な光質は得られない。
以上のようなことから、本発明では、良好な光質を得るため、3個以上の発光ユニット20を発光装置1に搭載することが望ましい。そして、本発明では、発光装置1に搭載した複数の発光ユニット20の配置が、Qを3以上の整数とし、支柱11を中心に(360/Q)°回転したときに同じ配置になるような回転対称にすることが望ましい。これにより、更に良好な光質を得ることが可能となる。
なお、反射体3(図7乃至図12では図示していない)に関しては、発光ユニット20を、6個搭載する場合と、4個搭載する場合とで、異なる部品が必要になる。しかしながら、本実施の形態1の反射体3は、板状で、穴(個別開口31)が開いているだけの構成であるので、部品製造時に複雑な金型等を必要としない。例えば、反射体3の外形をカットする型と、内部の穴(個別開口31)をカットする型とを用意すれば、発光ユニット20の数を変更した場合にも対応が容易である。
ただし、反射体3の個々の穴(個別開口31)の形状を、前方に向かって径が拡大する、円錐台状の内周面を有する形状にしても良い。そのような構成の反射体3の場合には、部品の製造過程が複雑になるという問題はあるが、光源から側方に発せられて反射体3の穴(個別開口31)の内周面に当たった光線を反射して前方に投射することができるため、装置の発光効率が増すという効果を得られる。
また、発光装置1の内部の構造が見えるという意匠的な問題と、装置の発光効率が幾分低くなるという問題とが許容できる場合には、反射体3を設けないようにしてもよい。反射体3を設けないようにすれば、発光ユニット20の搭載個数が異なる場合であっても、使用する部品をすべて共通化することができ、製造工程が完全に同一になるという効果を得られる。
以上のように、本実施の形態1の発光装置1は、発光ユニット20の搭載個数や配置の自由度が高く、同じ発光装置1の大きさにおいて、光束クラスあるいは表面発光強度分布の変更を容易に実現することができる。発光装置1には、複数組の発光ユニット20および支持枝12が組み込まれるが、何れも同一の形状の発光ユニット20および支持枝12を用いることができるため、同一の製造工程で発光装置1に組み込むことが可能である。すなわち、発光ユニット20の搭載個数が異なっても、異種の部品を使用することがなく、同一の手順で組み込むことが可能なので、組み立て性も良好である。また、本実施の形態1では、前方支持体7、後方支持体8を設け、発光ユニット20の固定強度を増しているので、例えば輸送時等に発光装置1に荷重や振動が作用する場合にも、発光ユニット20の取り付け位置のずれ等を確実に防ぐことが可能である。
次に、本実施の形態1の発光ユニット20の構成について説明する。図13は、本発明の実施の形態1の発光装置1が備える発光ユニット20を斜め前から見た斜視図である。図14は、本発明の実施の形態1の発光装置1が備える発光ユニット20を斜め後ろから見た斜視図である。図13および図14に示すように、本実施の形態1の発光ユニット20は、発光素子であるLED(Light Emitting Diode)光源21と、LED光源21を取り付ける光源取り付け板23と、光源取り付け板23のLED光源21を取り付ける面と反対側の面に接触して設けられた板状の放熱体取り付け板24と、放熱体取り付け板24の光源取り付け板23を取り付ける面と反対側の面に接触して取り付けられた放熱体22(ヒートシンク)とを有している。LED光源21は、光源取り付け板23の前面に取り付けられている。本実施の形態1では、LED光源21は、ねじ26により光源取り付け板23に固定されているが、例えばクリップ等の他の固定方法により固定されていても良い。
光源取り付け板23の構成材料は、セラミックス材料、特に、アルミナ等のファインセラミックス材料であることが好ましい。放熱体取り付け板24の構成材料は、例えばアルミニウム、または、アルミニウム合金等の金属材料であることが好ましい。放熱体取り付け板24を熱伝導率の高い金属製にすることにより、LED光源21からの熱の放熱体22への熱伝導性を向上することができる。光源取り付け板23をセラミックス製にすることにより、LED光源21と、放熱体取り付け板24および放熱体22とを確実に絶縁しつつ、良好な放熱性が得られる。光源取り付け板23と放熱体取り付け板24とは、隙間無く接触している。これにより、光源取り付け板23と放熱体取り付け板24との間の伝熱を促進し、その結果、放熱体22での放熱性を向上することができる。また、放熱体取り付け板24がアルミニウム製またはアルミニウム合金である場合には、放熱体取り付け板24の表面にアルマイト処理が施されていることが好ましい。放熱体取り付け板24の表面にアルマイト処理を施すことにより、放射率を高めることができ、放熱性を更に向上することができる。
LED光源21の基板と、光源取り付け板23との間に、接触熱抵抗を抑えるための薄い熱伝導シートまたはグリスを介在させても良い。また、本実施の形態1では、LED光源21に給電する給電線25は、LED光源21上の接続端子に、はんだ付けで直結されている。本実施の形態1では、LED光源21の基板は、アルミニウムで構成されているものとするが、セラミックスなどの他の基板材料でもよい。
放熱体22は、放熱体取り付け板24に接触して設けられている。放熱体22は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属製であることが好ましい。放熱体22を熱伝導率の高い金属製にすることにより、放熱性を向上することができる。放熱体22がアルミニウム製またはアルミニウム合金製である場合には、放熱体22の表面にアルマイト処理を施すことにより、放射性を高めることができ、放熱性を更に向上することができる。
図5に示すように、本実施の形態1では、前方支持体7は、発光ユニット20の光源取り付け板23に対してねじ15により固定される。ただし、ねじ15は、光源取り付け板23を貫通して放熱体取り付け板24まで達していても良い。
本実施の形態1では、発光ユニット20が備えるLED光源21は、給電端子を備えた金属基板もしくは、セラミック基板に複数のLEDベアチップを直接に実装して樹脂封止することにより構成された、チップ・オン・ボード(Chip On Board)タイプのLED光源である。このため、従来のパッケージ型LEDチップを複数搭載して所望の光束を得るよりも、実装面積が小さくすることが可能で、発光ユニット20の大きさも小さくすることができる。その結果、発光装置1全体を小型化、軽量化することができる。特に、本実施の形態1におけるLED光源21としては、例えば、基板上に複数の青系のLEDベアチップを配置し、黄色系蛍光体混合の樹脂材料で封止した白色発光のチップ・オン・ボードタイプのLED光源を好ましく用いることができる。
図15は、本発明の実施の形態1の発光装置1が備える発光ユニット20を斜め後ろから見た一部切欠き斜視図である。図15では、説明の都合上、放熱体22の支柱部の周方向の一部の領域、および当該領域から突出するフィンを切り欠いて除去した状態を示している。図15に示すように、本実施の形態における放熱体22は、円筒形の支柱部と、この支柱部から放射状に外側に突出する複数のフィンとを有する形状をなしている。本実施の形態1では、放熱体22は、内部が空洞になっている。これにより、放熱体22の表面積の拡大と軽量化が図れる。LED光源21に接続された給電線25は、光源取り付け板23と、放熱体取り付け板24と、放熱体22の前壁とを貫通する穴を通り、放熱体22内の空洞を通して、電力供給用の外部電源に接続される。
以上のように、本実施の形態1の発光装置1では、個々の発光ユニット20に放熱体22(ヒートシンク)を備えたことにより、個々の発光ユニット20が放熱機能を持つ構成になっている。このため、大光束が要求される発光装置1の場合にも、LED光源21の熱を放熱する放熱性が良好であり、高い発光効率が得られる。また、一体形の大型のヒートシンクを設ける構成に比べて、小型化および軽量化に有利である。
実施の形態2.
次に、図16を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
図16は、本発明の実施の形態2の発光装置が備える発光ユニット20、支柱110および支持枝12の正面図である。図16に示すように、本実施の形態2の発光装置は、実施の形態1の支柱11に代えて、支柱110を備えている。図16に示すように、本実施の形態2の支柱110の断面形状は、正6角形になっている。すなわち、支柱110の形状は、正6角柱になっている。
このように、本発明の発光装置では、Nを3以上の整数とし、支柱の断面形状を正N角形にする、すなわち支柱の形状を正N角柱にしてもよい。その場合、支柱の全長に渡って断面形状を正N角形にしても良いし、支持枝12を取り付ける部分の支柱の断面形状だけを正N角形にしても良い。本実施の形態2では、支柱110の断面形状が正6角形の場合、すなわちN=6の場合を例に説明する。
支持枝12は、支柱110に対して固定するための第1固定部121を有している。第1固定部121には、支柱110の断面形状よりもやや大きい開口が形成されている。本実施の形態2では、支持枝12の第1固定部121に形成された開口の形状は、支柱110の断面形状である正6角形の外接円よりもやや大きい円形になっている。支持枝12は、第1固定部121の開口に支柱110を挿入した状態で、支柱110に取り付けられる。第1固定部121には、ねじ穴が形成されており、このねじ穴にねじ13が螺合している。第1固定部121の開口の内側にねじ13の先端が突出し、支柱110の側面110aに接触可能になっている。このねじ13を締め付けることにより、支柱110に支持枝12が固定される。なお、支持枝12の第2固定部122に対する発光ユニット20の固定方法は、実施の形態1と同様である。
このように、本実施の形態2では、支柱110の断面形状が正6角形であるので、支柱110に対する支持枝12の取り付け角度は、正6角柱をなす支柱110の側面110aに拘束される。したがって、支柱110に対する支持枝12の取り付け角度は、60°ごとに位置決めされる。このため、支持枝12を支柱110に取り付ける際に、支持枝12の取り付け角度を調整することなく、支持枝12を適切な角度(例えば、複数の発光ユニット20が回転対称になる角度)に取り付けることが可能となり、作業を容易にすることができる。同様にして、支柱の断面形状が正6角形以外の正N角形である場合には、支柱に対する支持枝12の取り付け角度は、正N角柱をなす支柱の側面に拘束される。したがって、この支柱に対する支持枝12の取り付け角度は、(360/N)°ごとに位置決めされる。よって、上記と同様の効果が得られる。
発光ユニット20の搭載個数が6個以下であれば、本実施の形態2のような正6角形の断面形状の支柱110で対応することが可能となる。特に、発光ユニット20の搭載個数が、N=6の約数である、6個または3個の場合には、それらの発光ユニット20を、支柱110を中心にして、回転対称かつ等間隔に配置可能となり、良好な光質を得ることが可能となる。すなわち、6個の発光ユニット20を搭載する場合には、支柱110に対する6個の支持枝12の取り付け角度を60°間隔にすれば良く、3個の発光ユニット20を搭載する場合には、支柱110に対する3個の支持枝12の取り付け角度を120°間隔にすれば良い。
なお、前述したとおり、発光ユニット20が2個の場合は、光源の並ぶ方向と、その方向に直交する方向(光源の並ばない方向)とに、異方性が出てしまうので、3個以上の発光ユニット20を配置することが望ましい。
以上のようなことから、本発明では、Nの約数で、かつ3以上の数をMとしたとき、M個の発光ユニット20を発光装置に搭載することが好ましい。これにより、M個の発光ユニット20を、支柱を中心にして、回転対称かつ等間隔に配置可能となり、良好な光質を得ることが可能となる。例えば、N=12の場合、すなわち支柱の断面形状が正12角形の場合には、支柱に対する支持枝12の取り付け角度は、(360/N)°ごと、すなわち30°ごとに位置決めされる。12の約数で、かつ3以上の数は、3,4,6,12であるので、発光ユニット20の搭載個数が、3個、4個、6個、または12個の場合に、これらの発光ユニット20を、支柱を中心にして、回転対称かつ等間隔に配置可能となる。すなわち、3個の発光ユニット20を搭載する場合には、支柱に対する3個の支持枝12の取り付け角度を120°間隔にすれば良く、4個の発光ユニット20を搭載する場合には、支柱に対する4個の支持枝12の取り付け角度を90°間隔にすれば良く、6個の発光ユニット20を搭載する場合には、支柱に対する6個の支持枝12の取り付け角度を60°間隔にすれば良く、12個の発光ユニット20を搭載する場合には、支柱に対する12個の支持枝12の取り付け角度を30°間隔にすれば良い。
また、本発明では、Nの約数で、かつ3以上の数をMとし、NからMを引いた数で、かつ3以上の数をPとしたとき、P個の発光ユニット20を発光装置に搭載するようにしても良い。発光ユニット20の搭載個数をこのような数にすることにより、発光ユニット20を、支柱を中心にして、等間隔ではないが、回転対称に配置可能となり、良好な光質を得ることが可能となる。例えば、N=12、M=3、P=12−3=9の場合には、9個の支持枝12および発光ユニット20を、支柱に対する取り付け角度が、0°、30°、60°、120°、150°、180°、240°、270°、300°の位置にそれぞれ取り付ける。これにより、9個の発光ユニット20の配置を、支柱を中心に120°回転したときに同じ配置になるような回転対称にすることができる。また、N=12、M=4、P=12−4=8の場合には、8個の支持枝12および発光ユニット20を、支柱に対する取り付け角度が、0°、30°、90°、120°、180°、210°、270°、300°の位置にそれぞれ取り付ける。これにより、8個の発光ユニット20の配置を、支柱を中心に90°回転したときに同じ配置になるような回転対称にすることができる。
また、本実施の形態2では、支持枝12の第1固定部121の開口の形状を円形にしているが、このような構成に限らず、第1固定部121の開口の形状を、支柱の断面形状と同様の正N角形(本実施の形態2では、正6角形)にしても良い。そのようにすれば、支持枝12の取り付け角度を更に確実かつ容易に位置決めすることができ、取り付け作業が更に容易になる。
上述したように、支柱の断面形状を正N角形とする構成は、支柱に対する支持枝12の取り付け角度を(360/N)°ごとに位置決めする位置決め手段としての機能を有している。本発明の発光装置では、この位置決め手段の構成は、支柱の断面形状を正N角形とする構成に限定されず、いかなる構成でも良い。例えば、上記位置決め手段は、支柱の外周面と、支持枝12の第1固定部121の開口の内周面とに、スプラインまたはセレーションのような溝を設ける構成としても良い。支柱に対する支持枝12の取り付け角度を(360/N)°ごとに位置決めすることのできる構成であれば、いかなる構成であっても、上述した本実施の形態2と同様の効果が得られる。すなわち、実施の形態1に比べて、発光ユニット20の配置の自由度は減るものの、支柱に対して支持枝12を取り付ける作業が容易になるという効果が得られる。
実施の形態3.
次に、図17乃至図19を参照して、本発明の実施の形態3について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同一部分または相当部分は同一符号を付し説明を省略する。
図17は、本発明の実施の形態3の発光装置が備える発光ユニット群2A(前方支持体70および後方支持体80を取り付けた状態)を示す斜視図である。図18は、図17に示す発光ユニット群2Aの正面図である。図19は、図17に示す発光ユニット群2Aの後面図である。これらの図に示すように、本実施の形態3の発光装置は、実施の形態1の発光ユニット群2、前方支持体7および後方支持体8に代えて、発光ユニット群2A、前方支持体70および後方支持体80を備えている。
本実施の形態3の発光ユニット群2Aは、実施の形態1の支持枝12に代えて、長さの異なる2種類の支持枝120a,120bを備えている。支持枝120bは、支持枝120aに比べて、長さが短い。発光ユニット群2Aは、支柱11と、3個の支持枝120aと、3個の支持枝120bと、6個の発光ユニット20とを備えている。
図18に示すように、支持枝120aと、支持枝120bとは、支柱11を中心とする回転方向において、交互に配置されている。また、隣接する支持枝120a,120bの間隔は、60°になっている。前方支持体70には、円弧状の外周側ねじ案内溝701aと、この外周側ねじ案内溝701aよりも内周側に位置する円弧状の内周側ねじ案内溝701bとが設けられている。長い方の支持枝120aに支持された発光ユニット20と、前方支持体70とは、外周側ねじ案内溝701aに通したねじ15によって固定されている。また、短い方の支持枝120bに支持された発光ユニット20と、前方支持体70とは、内周側ねじ案内溝701bに通したねじ15によって固定されている。
図19に示すように、後方支持体80には、円弧状の外周側ねじ案内溝801aと、この外周側ねじ案内溝801aよりも内周側に位置する円弧状の内周側ねじ案内溝801bとが設けられている。長い方の支持枝120aに支持された発光ユニット20と、後方支持体80とは、外周側ねじ案内溝801aに通したねじ16によって固定されている。また、短い方の支持枝120bに支持された発光ユニット20と、後方支持体80とは、内周側ねじ案内溝801bに通したねじ16によって固定されている。
以上説明した本実施の形態3の発光装置では、長さの異なる2種類の支持枝120a,120bを設けたことにより、実施の形態1の発光装置1のようにすべての発光ユニット20を一つの円の円周上に配置する場合に比べて、発光装置の中心近傍に光源を寄せることが可能となる(図18参照)。これにより、本実施の形態3の発光装置は、良好な光質を得ることができる。
本実施の形態3では、長さの異なる2種類の支持枝120a,120bを備える構成について説明したが、本発明の発光装置では、長さの異なる3種類以上の支持枝を設けるようにしてもよい。本発明の発光装置では、長さの異なる複数種類の支持枝を設けることにより、複数の発光ユニットの配置の自由度を更に高めることが可能となる。例えば、大型の発光装置の場合には、複数の発光ユニット20を単純に中心に寄せるのではなく、広い領域に多数の発光ユニットを分散して配置する等の設計的要求にも対応可能であり、より多様性のある表面発光強度分布に対応が可能となる。
本発明の適用対象は、上述した実施の形態で説明したような、装置本体を天井面に埋め込み、発光面を床面に向けて照明するように使用されるダウンライト器具に限定されるものではなく、単一の円または複数の同心円の円周上に光源を配置するような各種の発光装置に適用可能である。例えば、本発明の発光装置は、より大光束な光を扱う、高天井用照明装置、あるいは、投光器などにも適用が可能である。また、本発明の発光装置は、発光ユニットを少なくとも1個搭載していれば良い。また、本発明における発光ユニットは、LED光源以外の発光素子を用いたものでも良い。
1 発光装置、2,2A 発光ユニット群、3 反射体、4 透光板押さえ、5 透光板、6 表面反射枠、7,70 前方支持体、8,80 後方支持体、11,110 支柱、12,120a,120b 支持枝、20 発光ユニット、21 LED光源、22 放熱体、22a 平坦面、23 光源取り付け板、24 放熱体取り付け板、25 給電線、31 個別開口、61 装置支持部、71,81 ねじ案内溝、110a 側面、121 第1固定部、122 第2固定部、701a,801a 外周側ねじ案内溝、701b,801b 内周側ねじ案内溝

Claims (21)

  1. 発光素子を有する、1個または複数の発光ユニットと、
    支柱と、
    前記支柱から径方向に突出するように前記支柱に取り付けられた支持枝と、
    を備え、
    前記発光ユニットは、前記支持枝に支持されており、
    前記支持枝に対して前記発光ユニットを取り付ける位置を、前記支柱の長手方向に変更可能であり、
    前記発光ユニットの側面に、前記支柱に平行な平坦面が設けられており、
    前記発光ユニットを前記支持枝に固定するねじの先端は、前記平坦面に押し当てられている発光装置。
  2. 複数の前記発光ユニットを備え、
    前記複数の前記発光ユニットのそれぞれは、前記支持枝に支持されており、
    前記支柱の長手方向の位置が互いに異なるように前記支柱に取り付けられた複数の前記支持枝により、前記複数の前記発光ユニットが、前記支柱の長手方向の位置が同一の位置になるように支持されている請求項1記載の発光装置。
  3. 発光素子を有する、1個または複数の発光ユニットと、
    支柱と、
    前記支柱から径方向に突出するように前記支柱に取り付けられた支持枝と、
    を備え、
    前記発光ユニットは、前記支持枝に支持されている発光装置において、
    前記発光装置の光を投射する方向を前とし、その反対方向を後ろとし、
    前記発光ユニットの前面側を支持する前方支持体と、前記発光ユニットの後面側を支持する後方支持体との一方または両方と、
    前記前方支持体または前記後方支持体と前記発光ユニットとを固定するねじと、
    を備え、
    前記前方支持体または前記後方支持体に、前記支柱を中心とする円弧状の溝が形成されており、
    前記ねじが、前記円弧状の溝に通されている発光装置。
  4. 前記支持枝に対して前記発光ユニットを取り付ける位置を、前記支柱の長手方向に変更可能である請求項1乃至3の何れか1項記載の発光装置。
  5. 前記支柱に対して前記支持枝を取り付ける位置を、前記支柱の長手方向に変更可能である請求項1乃至4の何れか1項記載の発光装置。
  6. 前記支柱に対して前記支持枝を取り付ける位置を、前記支柱を中心として回転する方向に変更可能である請求項1乃至5の何れか1項記載の発光装置。
  7. 前記支柱を中心として回転する方向の位置が互いに異なるように前記支柱に取り付けられた複数の前記支持枝を備える請求項1乃至6の何れか1項記載の発光装置。
  8. 前記支柱の長手方向の位置が互いに異なるように前記支柱に取り付けられた複数の前記支持枝を備える請求項1乃至7の何れか1項記載の発光装置。
  9. 3個以上の前記発光ユニットを備える請求項1乃至8の何れか1項記載の発光装置。
  10. 長さの異なる複数種類の前記支持枝を備える請求項1乃至9の何れか1項記載の発光装置。
  11. 前記支柱の断面形状が円形である請求項1乃至10の何れか1項記載の発光装置。
  12. 前記支柱の側面に、前記支持枝を取り付ける位置を示すマーキングがされている請求項11記載の発光装置。
  13. Nを3以上の整数とし、前記支柱の断面形状が正N角形である請求項1乃至10の何れか1項記載の発光装置。
  14. Nを3以上の整数とし、前記支柱に対して前記支持枝を取り付ける位置を、前記支柱を中心として回転する方向に、(360/N)°ごとに位置決めする位置決め手段を備える請求項1乃至10の何れか1項記載の発光装置。
  15. Nの約数で、かつ3以上の数をMとし、M個の前記発光ユニットを備える請求項13または14記載の発光装置。
  16. Nの約数で、かつ3以上の数をMとし、
    NからMを引いた数で、かつ3以上の数をPとし、P個の前記発光ユニットを備える請求項13または14記載の発光装置。
  17. Qを3以上の整数とし、前記支柱を中心に(360/Q)°回転したときに同じ配置になるような回転対称に配置された複数の前記発光ユニットを備える請求項1乃至16の何れか1項記載の発光装置。
  18. 前記発光ユニットは、前記発光素子からの熱を放熱するヒートシンクを有する請求項1乃至17の何れか1項記載の発光装置。
  19. 前記発光装置の光を投射する方向を前とし、その反対方向を後ろとし、
    前記発光ユニットの前面側を支持する前方支持体と、前記発光ユニットの後面側を支持する後方支持体との一方または両方を備える請求項1または2記載の発光装置。
  20. 前記前方支持体または前記後方支持体に、前記発光ユニットを取り付ける位置を示すマーキングがされている請求項3または19記載の発光装置。
  21. 前記発光素子は、チップ・オン・ボードタイプのLED光源である請求項1乃至20の何れか1項記載の発光装置。
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