JP6618296B2 - コンパクト蛍光灯形ledランプ - Google Patents

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Description

本発明は、コンパクト形蛍光灯と同等又は類似形状のコンパクト蛍光灯形LEDランプに関し、例えば天井位置に取付けられた器具本体に装着して使用されるコンパクト蛍光灯形LEDランプに好適なものである。
照明に用いる発光源として発光ダイオード(以下、LED(Light Emitting Diode))が注目され、種々のLEDを用いた発光モジュール(以下、LEDモジュールともいう)がランプとして開発されている。室内照明には、例えば下記特許文献1や特許文献2に記載されるように、直管蛍光灯(ライン蛍光灯)に代えてライン型のLEDモジュールからなるライン蛍光灯形LEDランプが開発されている。これらの特許文献に記載されるライン蛍光灯形LEDランプは、天井位置に取付けられた器具本体に装着して使用されるものである。このようなライン蛍光灯形LEDランプでは、LEDが一方向に連続して配置されたLED基板を本体に取付け、その本体に半透明なカバーを取付けて構成される。
国際公開第2014/045523号 特開2012−243756号公報
ところで、LEDモジュールを用いたLEDランプは、ライン蛍光灯形の他に、コンパクト蛍光灯形のものも開発されている。このコンパクト蛍光灯形LEDランプに要求される仕様としては、コンパクト蛍光灯が扁平であるため、それと同等の扁平形状であることや、既存のコンパクト蛍光灯用器具本体に装着可能であることが求められる。特に、既存のコンパクト蛍光灯用器具本体に装着する場合、LEDモジュールと蛍光灯では、電源電力の形態が異なるので、LEDモジュールからなるコンパクト蛍光灯形LEDランプには、適切な電源電力を得ることができる電源回路が必要である。この電源回路をコンパクト蛍光灯形LEDランプの外部に配置する場合、ランプ自体の扁平化に合わせて、製造工数の低減化やコストの低廉化の要求がある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、LEDモジュール用の電源回路を外部に配置する場合に、ランプ自体の扁平化に合わせて、製造工数の低減化やコストの低廉化を可能とするコンパクト蛍光灯形LEDランプの提供を目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、器具本体の片側口金ソケットに接続されて使用されるコンパクト蛍光灯形LEDランプであって、一方向に長手な板状で、LED素子が形成されたLED基板と、LED基板を搭載する支持板及び支持板のLED基板搭載面と反対側面から突設された複数のフィンを備えたLED基板の長手方向に長手な本体と、本体のLED基板搭載側に被せられるドーム形状のカバーと、本体にカバーが被せられた状態で長手方向一方の端部に取付けられるエンド側キャップと、片側口金ソケットに接続されるピンが設けられ、本体に前記カバーが被せられた状態でエンド側キャップと反対側の長手方向他方の端部に取付けられるソケット側キャップとを備え、フィンは、本体の長手方向に長手であり、LED基板におけるLED素子の形成部位に相当する本体幅方向中央部でピッチが小さく且つ本体幅方向外側部でピッチが大きいコンパクト蛍光灯形LEDランプが提供される。
本発明のコンパクト蛍光灯形LEDランプでは、ランプ自体を扁平化することができると共に、構造の簡素化を可能として、これにより製造工数の低減化やコストの低廉化を促進することが可能となる。
本発明のコンパクト蛍光灯形LEDランプの一実施形態を示す斜視図である。 図1のコンパクト蛍光灯形LEDランプの分解斜視図である。 図1のコンパクト蛍光灯型ランプの断面図である。 図1のコンパクト蛍光灯形LEDランプのエンド側キャップの外側を示す斜視図である。 図1のコンパクト蛍光灯形LEDランプのエンド側キャップの内側を示す斜視図である。 図1のコンパクト蛍光灯形LEDランプのソケット側キャップの内側を示す斜視図である。 図1のコンパクト蛍光灯形LEDランプのソケット側キャップの外側を示す斜視図である。
以下に示す実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
以下に、本発明のコンパクト蛍光灯形LEDランプの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図1には、この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプの全体斜視図、図2には、図1のコンパクト蛍光灯形LEDランプの分解斜視図、図3には、図1のコンパクト蛍光灯型ランプの断面図を示す。この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプは、例えば被取付位置である天井位置に取付けられた器具本体に装着されるものであるが、机上スタンドのような器具本体に装着して使用することもできる。このコンパクト蛍光灯形LEDランプは、例えばJISC7709に規定されるGX10qのような4ピンの片側口金ソケットに接続して使用するものである。
この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプを装着する器具本体は、例えば天井位置に取付けられている既設のものであってもよいし、新設のものであってもよい。また、既設のものを一部改造して用いることも可能である。この実施形態では、ランプの発光源としてLEDモジュールを用いる。コンパクト形蛍光灯は、周知のように、交流電力を電源として発光するのに対し、ダイオードであるLEDモジュールは直流電力を電源として発光する。屋内配線は、一般的に商用電源、即ち交流電力電源であるから、LEDモジュールを用いるコンパクト蛍光灯形LEDランプでは、電源回路として交流−直流変換回路を必要とする。この実施形態では、ランプ自身には電源回路を内蔵せず、例えば電源回路を器具本体内部、つまりランプ外部に配置する形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプである。
この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプは、一方向に長手で且つLED素子1が形成されたLED基板2と、このLED基板2が搭載される本体3と、この本体3のLED基板2搭載側に被せる扁平ドーム形状のカバー4と、本体3にカバー4が被せられた状態で長手方向一方の端部に取付けられるエンド側キャップ5と、本体3にカバー4が被せられた状態でエンド側キャップ5と反対側の長手方向他方の端部に取付けられるソケット側キャップ6とを備えて構成される。
LED基板2の上面には、多数のLED素子1が形成されている。この実施形態では、LED基板2の幅方向中央部に、基板長手方向に沿うようにして多数のLED素子1が二列形成されている。これらの各LED素子1の電極は図示しない銅箔を介して一連に連結され、銅箔は基板の長手方向一方の端部に延長されて、その端部に連結されたLED基板側コネクタ7が基板の長手方向一方の端部に固定されている。このLED基板2上には、LED素子1の部分をくり抜いた反射板8が搭載される。なお、LED基板には、LED素子が基板の幅いっぱいに形成されたものも存在する。
この実施形態の本体3は、例えばアルミ合金などの金属製で、反射板8を含めてLED基板2を搭載する支持板3aが設けられている。例えば図3の支持板3aの図示上面にLED基板2及び反射板8が搭載される場合、このLED基板搭載面と反対側の面(下面)から複数のフィン8a、8bが突設されている。これらのフィン8a、8bは、LED基板2の発熱を外部に放熱するものである。一方向に長手なLED基板2を搭載する支持板3aも同方向に長手であり、フィン8a、8bも同方向に長手である。支持板3aの幅方向を本体3の幅方向としたとき、これら複数のフィン8a、8bのうち、LED基板2においてLED素子1が形成されている部分に相当する本体幅方向中央部の中央部フィン8aは形成ピッチが小さく(密度が高く)、本体幅方向外側部の外側部フィン8bは形成ピッチが大きい(密度が小さい)。なお、外側部フィン8bも中央部フィン8aも、フィンの突出先端部、つまり図3の下端部の高さは同じ(フィンの長さは同じ)である。また、外側部フィン8bの形成部位よりも本体幅方向外側には、中央部フィン8aや外側部フィン8bの突出先端部の高さから図3の斜め上方に向けて、断面円弧状の円弧側面部3bが形成されている。
支持板3aのLED基板搭載面は平坦であり、図3の左右方向、即ち本体幅方向両側に、LED基板2及び反射板8の幅方向両端部を押さえるための押え部9が支持板3aの図示上方に規定の隙間を空けて突出するように形成されている。即ち、LED基板2及び反射板8は、この押え部9と支持板3aとの隙間に滑り込むようにして本体長手方向に挿入される。また、押え部9の本体幅方向両側にあって押え部9より図示やや下方には、本体3から本体幅方向外側に張り出すようにして、カバー4の爪部10が係合する係合部11が円弧側面部3bから延長されて図示斜め上向きに形成されている。また、押え部9の本体幅方向外側からは係合部11の図示上方に向けて本体側爪部12が突出形成されている。従って、カバー4を本体3の支持板3a側に被せると、後述するように、カバー4の爪部10が押え部9の本体側爪部12の斜面を滑って係合部11と本体3との隙間に入り込み、係合部11の本体幅方向内側面にカバー4の爪部10が押し当たって本体3とカバー4が係合する。なお、本体側爪部12の下方で且つ係合部11の本体幅方向内側には、本体3の本体幅方向外側面に、後述するネジ14を螺合するためのネジ用溝13が本体3の長手に沿って連続的に形成されており、このネジ用溝13は、規定の円弧断面を有し且つ本体3の外部に開口している。
カバー4は、例えばポリカーボネートなどの半透明な樹脂製で、長板状の天板4aと、この天板4aの本体幅方向両側から図示下方に向けて連続する湾曲板4bと、両湾曲板4bの図示下端部から本体幅方向内側に向けて突出するように形成された爪部10とを備えて一体的に構成される。このカバー4は、本体3の支持板3a側に被せる扁平なドーム形状なので、長さや幅は本体3と同等又はほぼ同等である。このカバー4は、半透明な樹脂製なので、内部でLED基板2が発光すると、外部に向けて光が漏れ、LEDモジュールを構成する。このカバー4を本体3の支持板3a側に被せると、前述したように、カバー4の爪部10が押え部9の本体側爪部12の斜面を滑って係合部11と本体3との隙間に入り込み、係合部11の本体幅方向内側面にカバー4の爪部10が押し当たって本体3とカバー4が係合する。このとき、カバー4の爪部10が押え部9の本体側爪部12に引っ掛かるので、本体3とカバー4の係合は容易に外れない。また、以上の説明からも分かるように、この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプは、実際にはカバー4を下向きにして使用されることが多いが、以下に説明する組立工程を理解し易くするためにも、カバー4を上向きにした状態で説明する。
図4は、エンド側キャップ5の外側を示す斜視図、図5は、エンド側キャップ5の内側を示す斜視図である。このエンド側キャップ5は、例えば樹脂製の蓋部材で、カバー4が被せられた本体3の長手方向一方の端部をカバー4ごと閉塞するように被せられるものであり、本体長手方向一方の端面の図示上半部、つまりカバー側半部には、カバー4の内側に差し込まれるガイド部5aが形成されている。また、このエンド側キャップ5の本体幅方向両端部には、本体3のネジ用溝13部に相当する位置にネジ用貫通孔15が形成されている。また、このエンド側キャップ5の本体長手方向一方の端面のうちの図示下方、つまり本体3の支持板3a側には、組立時、支持板3aの上方、つまりLED基板2の上面に突出する2本の固定爪16が形成されている。これらの固定爪16は、本体3の支持板3aのLED基板搭載面と平行な押え板部17と、この押え板部17の上面に突設されたリブ18を有する。
図6は、ソケット側キャップ6の内側を示す斜視図、図7は、ソケット側キャップ6の外側を示す斜視図である。このソケット側キャップ6は、例えば樹脂製の蓋部材で、カバー4が被せられた本体3の長手方向他方の端部をカバー4ごと閉塞するように被せられるものであり、キャップ本体の本体長手方向一方の端部には、カバー4及び本体3の外周面に被さる縁部6aが形成されている。また、このソケット側キャップ6の本体長手方向一方の端面のうちの図示下方、つまり本体3の支持板3a側には、エンド側キャップ5と同様に、組立時、支持板3aの上方、つまりLED基板2の上面に突出する2本の固定爪16が形成されている。これらの固定爪16は、本体3の支持板3aのLED基板搭載面と平行な押え板部17と、この押え板部17の上面に突設されたリブ18を有する。また、キャップ本体の縁部6aと反対側には、規定されたソケット挿入形状のソケット対応部19が形成されており、例えば既設の器具本体のソケットにも取付可能としてある。また、このソケット対応部19の本体幅方向両端部には、本体3のネジ用溝13部に相当する位置にネジ用貫通孔15が形成されている。また、このソケット対応部19の本体幅方向中央部には、前述のようにJISに規定される同等形状の4本のピン20、21が方形の四隅に配置されるようにして外側向きに突設されているが、このうち図7の方形の一つの対角を為す左上と右下のピン21は樹脂製(非導電性)のダミーピンであり、残りの対角を為す左下と右上のピン20が金属製(導電性)の接続ピンである。
片側口金に4本のピンを接続するように構成されているのは、コンパクト形蛍光灯の2本のフィラメントを片側で予熱するためである。この実施形態のように、LED基板2用に単一の直流電力を得る場合には、必要な電極は二極でよい。そのため、金属製の接続ピン20は2ピンだけであり、残りの2ピンは、例えば樹脂製のダミーピン21であり、2本の金属製(導電性)の接続ピン20にのみLED基板2用の直流電力が供給されるように配線する。しかしながら、合計4本のピンを突設しておくことにより、規定のソケットとの接続(差し込み)が確実になり、また接続後(差し込み後)のランプを安定させることにも繋がる。なお、金属製の2本の接続ピン20の夫々には配線材22が接続され、図2にしめすように、それらの配線材22の端部が接続ピン側コネクタ23に連結されている。この接続ピン側コネクタ23には、後述のように、LED基板側コネクタ7が接続されるので、LED基板2のLED素子1には接続ピン20を介して直流電力が供給される。なお、ダミーピン21は、例えば樹脂製のソケット側キャップ6と一体に形成するようにしてもよい。
この実施形態のコンパクト蛍光灯型ランプを組立てる場合には、例えば図2に示すように、LED基板2の上面に反射板8を搭載した状態で反射板8及びLED基板2を本体3の支持板3aと押え部9との隙間に差し込み、本体3にカバー4を被せて固定し、カバー4と本体3の長手方向一方の端部にエンド側キャップ5を被せた後、エンド側キャップ5のキャップ本体のネジ用貫通孔15にネジ14を差し込み、本体3のネジ用溝13に螺合して締付ける。これにより、本体3、カバー4とエンド側キャップ5とが固定される。次いで、ソケット側キャップ6の接続ピン20に接続されている接続ピン側コネクタ23をLED基板側コネクタ7に接続した後、カバー4と本体3の長手方向他方の端部にソケット側キャップ6を被せた後、ソケット側キャップ6のソケット対応部19のネジ用貫通孔15にネジ14を差し込み、本体3のネジ用溝13に螺合して締付ける。これにより、本体3、カバー4とソケット側キャップ6とが固定される。
このネジ用溝13は、何れも雌ネジが形成されていない。一般に、ネジ14は鋼(鋼合金)製、この実施形態の本体3はアルミ合金製であるから、ネジ用溝13の円弧断面の内径が適正であれば、ネジ14を螺合するだけで、所謂セルフタッピングのように雌ネジを形成しながら締付けることが可能である。これにより、雌ネジを形成する手間が省略されるばかりでなく、例えば押し出し成形で必要断面形状に形成された素材を規定寸法に切断するだけで本体3を製造することができ、その分、歩留まりの向上など、コストの低廉化を図ることができる。勿論、ネジ14にセルフタッピングネジを用いてもよい。なお、前述のようにエンド側キャップ5及びソケット側キャップ6を規定位置に固定すると、図3に示すように、それらのキャップに形成された固定爪16の押え板部17が反射板8及びLED基板2の上面に当接し、反射板8及びLED基板2が固定される。
この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプは、例えば図3の断面図に示すように、カバー4及び本体3の外形が扁平な長円断面形状となる。これは、本体3の支持板3aから突設されたフィン8a、8bの長さが貢献している。前述した特許文献に記載されるLEDランプにも、LED基板放熱用のフィンが形成されている。しかしながら、この従来のLEDランプは、直管蛍光灯(ライン蛍光灯)を模したライン蛍光灯形LEDランプであるので、全体の断面が円形である。そのため、フィンの基部から突出先端部までの寸法が長かったり、或いは断面形状が放射状に形成されていたりする。フィンの基部から突出先端部までの寸法が必要以上に長いと放熱効率がよくないし、フィンを放射状に形成するのも断面効率がよくない。この実施形態では、前述したように平坦な支持板3aからフィン8a、8bを突設することで、本体長手方向に長手なフィン8a、8bを平行に形成し且つ突出寸法を短尺化が可能である。これにより、フィン8a、8bによるLED基板2の放熱効率を確保することができるほか、コンパクト蛍光灯形LEDランプの厚さ(高さ方向寸法)を小さくして薄型化することもできる。更には、本体幅方向中央部の中央部フィン8aのピッチを小さくしてLED基板2、特にLED素子1からの放熱効率を高めながら、本体幅方向外側部の外側部フィン8bのピッチを大きくして軽量化を促進することが可能となる。
このように、この実施形態のコンパクト蛍光灯形LEDランプでは、器具本体の片側口金ソケットに接続して使用する場合に、本体3の支持板3aにLED基板2を搭載し、その本体3に扁平ドーム形状のカバー4を被せ、カバー4が被せられた本体3の長手方向一方の端部にエンド側キャップ5を取付けると共に他方の端部に、片側口金ソケットに接続されるピンが設けられたソケット側キャップ6を取付ける。本体3の支持板3aのLED基板搭載面と反対側面からは複数のフィン8a、8bが突設される。これらのフィン8a、8bは、本体長手方向に長手であり、LED基板2におけるLED素子1の形成部位に相当する本体幅方向中央部でピッチが小さく且つ本体幅方向外側部でピッチが大きい。これにより、中央部フィン8aのピッチを小さくしてLED基板2、特にLED素子1からの放熱効率を高めながら、外側部フィン8bのピッチを大きくして軽量化を促進することを可能とし、合わせてフィン8a、8bの突出寸法を短尺化を可能とすることでランプ自体の扁平化を促進することができる。
また、カバー4が被せられた状態でのカバー4及び本体3の外形を扁平な長円断面形状とすることで、コンパクト形蛍光灯との置き換えが容易となると共に、違和感がない。
また、規定の円弧断面を有し且つ外部に開口するようにして本体3に形成されたネジ用溝13にネジ14を螺合してエンド側キャップ5及びソケット側キャップ6を固定する。そのため、ネジ用溝13に雌ネジを形成しなくてもエンド側キャップ5及びソケット側キャップ6を固定することが可能となり、これにより製造工数の低減化やコストの低廉化を促進することが可能となる。
また、ネジ用溝13を本体3の長手方向に沿って本体3の外周面に連続的に形成することにより、押し出し成形などにより必要断面形状に形成された素材を規定寸法に切断するだけで本体3を製造することができ、製造工数の低減化やコストの低廉化を図ることができる。
また、ネジ14の螺合に伴ってネジ用溝13に雌ネジがセルフタッピングされるようにすることで、雌ネジ形成工程を省略することができ、製造工数の低減化やコストの低廉化を図ることができる。
また、ソケット側キャップ6に設けられたピン20、21は、同等形状の4本のピンであり、4本のピン20、21は方形の四隅に配置するようにしてソケット側キャップ6から外部に突設し、方形の一つの対角を為す2本の接続ピン20を導電性とすると共に残りの対角を為す2本のダミーピン21を非導電性とする。これにより、規定のソケットに接続するだけでLED基板2に必要な直流電力を取得することができると共に、接続後のランプを安定化させることができる。
本発明がここに記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
1 LED素子
2 LED基板
3 本体
3a 支持板
3b 円弧側面部
4 カバー
4a 天板
4b 湾曲板
5 エンド側キャップ
5a ガイド部
6 ソケット側キャップ
6a 縁部
7 LED基板側コネクタ
8a 中央部フィン(フィン)
8b 外側部フィン(フィン)
9 押え部
10 爪部
11 係合部
12 本体側爪部
13 ネジ用溝
14 ネジ
15 ネジ用貫通孔
16 固定爪
17 押え板部
18 リブ
19 ソケット対応部
20 接続ピン(導電性のピン)
21 ダミーピン(非導電性のピン)
22 配線材
23 接続ピン側コネクタ

Claims (7)

  1. 器具本体の片側口金ソケットに接続されて使用されるコンパクト蛍光灯形LEDランプであって、
    一方向に長手な板状で、LED素子が形成されたLED基板と、
    前記LED基板を搭載する支持板及び前記支持板のLED基板搭載面と反対側面から突設された複数のフィンを備えた前記LED基板の長手方向に長手な本体と、
    前記本体のLED基板搭載側に被せられるドーム形状のカバーと、
    前記本体に前記カバーが被せられた状態で長手方向一方の端部に取付けられるエンド側キャップと、
    前記片側口金ソケットに接続されるピンが設けられ、前記本体に前記カバーが被せられた状態で前記エンド側キャップと反対側の長手方向他方の端部に取付けられるソケット側キャップと
    を備え、
    前記フィンは、前記本体の長手方向に長手であり、
    前記ピンは、導電性の1対のピンと非導電性のピンからなる
    ことを特徴とするコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
  2. 器具本体の片側口金ソケットに接続されて使用されるコンパクト蛍光灯形LEDランプであって、
    一方向に長手な板状で、LED素子が形成されたLED基板と、
    前記LED基板を搭載する支持板及び前記支持板のLED基板搭載面と反対側面から突設された複数のフィンを備えた前記LED基板の長手方向に長手な本体と、
    前記本体のLED基板搭載側に被せられるドーム形状のカバーと、
    前記本体に前記カバーが被せられた状態で長手方向一方の端部に取付けられるエンド側キャップと、
    前記片側口金ソケットに接続されるピンが設けられ、前記本体に前記カバーが被せられた状態で前記エンド側キャップと反対側の長手方向他方の端部に取付けられるソケット側キャップと
    を備え、
    前記ピンは、導電性の1対のピンと非導電性のピンからなる
    ことを特徴とするコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
  3. 前記ピンは同等形状の4本のピンであり、
    前記4本のピンは方形の四隅に配置するようにして前記ソケット側キャップから外部に突設され、
    前記方形の一つの対角を為す2本のピンを導電性とすると共に残りの対角を為す2本のピンを非導電性とした
    ことを特徴とする請求項1または2に記載のコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
  4. 前記カバーが被せられた状態での前記カバー及び前記本体の外形が扁平な長円断面形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
  5. 前記本体には、規定の円弧断面を有し且つ外部に開口して、前記エンド側キャップ及び前記ソケット側キャップの少なくとも何れか一方を固定するためのネジが螺合されるネジ用溝が形成された
    ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
  6. 前記ネジ用溝は、
    前記本体の長手方向に沿って前記本体の外周面に連続的に形成されている
    ことを特徴とする請求項に記載のコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
  7. 前記ネジ用溝は、前記ネジの螺合に伴って雌ネジがセルフタッピングされる
    ことを特徴とする請求項に記載のコンパクト蛍光灯形LEDランプ。
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