JP7013916B2 - 光源ユニットならびに照明器具 - Google Patents

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Description

本発明は、光源ユニットならびにこの光源ユニットを備えた照明器具に関する。
平面状の反射部に対して、両側から光を照らすように構成された照明器具に関する技術がある。(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)
また、傾斜面に対して側面方向から光を照らすように構成された照明器具に関する技術がある。(例えば、特許文献3参照。)
特開2016-213055号公報 特開2016-213068号公報 特許第5712050号公報
しかしながら、特許文献1、特許文献2に記載の照明器具は、平面部に光を当てるため、平面部に光を入射させる光源を屈曲させた面に取り付けるため、光源近傍に光ムラが出たり、光源から離れた反射板に当たる輝度が下がるためにカバーの中央部が暗くなったりするなどの課題があった。
また、特許文献3に記載の照明器具は、レンズを用いて光を集光、拡散制御した後、反射板に当てるため、光ムラなど光学性能を高めることができるが、光学性能を高めるためにレンズを用いるため、構成する部品が多くなり、コストがかかるという課題があった。
本発明は、少ない部品構成で、光ムラの少ない光源ユニットならびに照明器具を提供することを目的とする。
本発明の、天井に取り付けられる器具本体に対して距離を隔てて収納される光源ユニットならびに照明器具は、光源モジュールと、この光源モジュールが取り付けられる光源取付部と、この光源取付部の前記光源モジュールが取り付けられる面に対して傾斜して設けられた斜面反射部と、この斜面反射部と前記光源取付部との間に、前記天井に沿うように設けられ、前記光源取付部の前記光源モジュールが取り付けられる面に対して略垂直となる平面反射部と、前記光源取付部、前記斜面反射部と前記平面反射部で囲われた空間を塞ぐように設けられたカバーと、を備える。
本発明によれば、少ない部品構成で、光ムラを少なくすることができる。
実施の形態1の照明器具を示す斜視図である。 図1の照明器具を示す5面図であり、(a)は天井面側から見た上面図、(b)は正面図、(c)は下面図、(d)と(e)は側面図である。 図1の照明器具から光源ユニットを外した状態を示す斜視図である。 図3の器具本体を分解した状態を示す分解斜視図である。 図2の天井取付部を示す斜視図であり、(a)は上面側から見た図、(b)は下面側から見た図である。 図1の照明器具をシステム天井に取り付ける工程を示す斜視図であり、(a)は照明器具をシステム天井に取り付ける前の状態を示す図、(b)は照明器具をシステム天井に取り付けた状態を示す図である。 図1の照明器具をシステム天井に取り付ける工程を示す部分拡大図であり、(a)は照明器具をシステム天井に取り付ける前の状態を示す部分拡大斜視図、(b)は(a)の状態におけるシステム天井に取り付ける前の断面を示す部分拡大断面図、(c)は照明器具をシステム天井に取り付けた状態を示す部分拡大斜視図、(d)は(c)の状態におけるシステム天井に取り付けた後の断面を示す部分拡大断面図である。 図3の光源ユニットを分解した状態を示す分解斜視図であり、(a)は光源ユニットを一の方向から見たときを示す図、(b)は(a)の光源ユニットを他の方向から見たときを示す図である。 図6の光源モジュールを分解した状態を示す分解斜視図であり、(a)は図8(a)における光源モジュールを示す分解斜視図、(b)は図8(b)における光源モジュールを示す分解斜視図である。 図6の光源モジュールとカバーとを組み合わせた状態を示す正面図である。 図3の光源モジュールの断面図であり、光源モジュールの光路の一例を示す図である。 実施の形態1の他の光源モジュールとカバーとを組み合わせた状態を示す正面図である。 図3の器具本体に光源ユニットを取り付ける工程を示す断面図であり、(a)は光源ユニットを取り付ける前の状態を示す断面図、(b)と(c)は光源ユニットを取り付ける過程を示す断面図、(d)は光源ユニットを取り付けた状態を示す断面図である。 実施の形態2の光源モジュールとカバーを組み合わせた状態を示す正面図である。 実施の形態2の他の光源モジュールとカバーを組み合わせた状態を示す正面図である。
実施の形態1.
図1~図10を用いて、本実施の形態における照明器具1000の構成、構造について説明する。
照明器具1000は、図1~図3に示すように、器具本体100と、この器具本体100に取り付けられる2つの光源ユニット200と、を備える。
器具本体100は、光源ユニット200を収納する2つのユニット取付部120と、この2つのユニット取付部120を連結する連結部150を備える。なお、2つのユニット取付部120の間には、後述する設備プレート30が取り付けられることがある。
2つのユニット取付部120は、本実施の形態の説明の便宜上、一方側を第一ユニット取付部130、他方側を第二ユニット取付部140といい、第一ユニット取付部130と第二ユニット取付部140を区分けしない総称して、単にユニット取付部120という。
第一ユニット取付部130は、図4に示すように、一面が開口した直方体形状の第一箱体131と、この第一箱体131に取り付けられた電源取付部135と、この電源取付部135に取り付けられた電源装置135aと、この電源装置135aを覆うように第一箱体131に取り付けられる電源装置用カバー136と、この電源装置用カバー136に取り付けられる電線を通すためのキャップ137を有する。
第一箱体131は、長方形状の天面部132と、この天面部132の4辺から立ち上がって形成された4つの側面部133と、を有し、4つの側面部133に囲われ、天面部132と対向する部分に開口面134が形成されている。なお、本実施の形態では、4つの側面部133のうち、2つの側面部133は、後述する連結フレーム151により構成されている。
第一箱体131の天面部132は、5つの長方形状に開口が開けられている。この5つの長方形状のうち、4つの開口は、居室内と天井裏との間に空気が対流するようにするためのいわゆる空調リターン穴132aである。残りの1つの開口は、電源取付部135に取り付けられた電源装置135aを取り付けるための電源装置取付穴132bである。
第二ユニット取付部140は、図4に示すように、一面が開口した直方体形状の第二箱体141を有する。
第二箱体141は、長方形状の天面部142と、この天面部142の4辺から立ち上がって形成された4つの側面部143と、を有し、4つの側面部143に囲われ、天面部142と対向する部分に開口面144が形成されている。
第二箱体141の天面部142は、4つの長方形状に開口が開けられている。この4つの開口は、空調リターン穴142aである。
連結部150は、第一ユニット取付部130と第二ユニット取付部140を連結する連結フレーム151と、この連結フレーム151に取り付けられ、後述するTバー20が格子状に組み合わされて構成されたシステム天井に取り付けられる天井取付部152と、連結フレーム151に取り付けられた電源端子台取付部153と、この電源端子台取付部153に取り付けられる電源端子台154とを有する。
連結フレーム151は、L字状に折り曲げられた長尺状の金属板であり、両端側にそれぞれ第一箱体131、第二箱体141が取り付けられる。
また、連結フレーム151は、第一箱体131、第二箱体141の間に、天井取付部152が摺動可能に取り付けられる。なお、連結フレーム151には、天井取付部152を摺動させたとき、天井取付部152の一部が入り込むためのT字状の開口151aが形成されている。
電源端子台取付部153は、2つの連結フレーム151の一方側に取り付けられる。
連結フレーム151は、互いに向き合う方向に突出する一対の係合軸133aを長手方向の両端側にそれぞれ有する。この係合軸133aは、例えば不完全ネジなどである。
天井取付部152は、図5~図7に示すように、連結フレーム151にネジなどにより取り付けられるスライド取付部152aと、このスライド取付部152aの一端部分に設けられた側面視がコの字状(またはU字状)の取付係合部152bと、スライド取付部152aが折り曲げられて形成され、スライド取付部152aの剛性を高めるための一対の補強片153cを有する。
スライド取付部152aは、長円形のスライド穴152aaが形成されており、このスライド穴152aaのネジが挿入されて連結フレーム151に締結される。なお、スライド穴152aaに挿入されたネジが緩められることにより、天井取付部152は、スライド穴152aaに沿ってスライドさせることができる。
取付係合部152bは、スライド取付部152aの端部から突出する2つの係合突出片152baと、この2つの係合突出片152baの間からL字形状に折り曲げられて形成された引っ掛け突出片152bbとを有する。
取付係合部152bは、天井取付部152がスライドされると、連結フレーム151のT字状の開口151aを介して、連結フレーム151の外側に突出する。このとき、取付係合部152bは、Tバー20の頭部21の上下を挟むような形状となっており、Tバー20の頭部21の上側に係合突出片152baが当接して、照明器具1000が天井から落下しないように支持し、また、Tバー20の頭部21の下側に引っ掛け突出片152bbが引っ掛かることにより、振動などによって、照明器具1000が天井(Tバー20)から浮き上がらないように支持している。
このように、天井取付部152を照明器具1000の内側に配置されるスライド取付部152aをスライドさせて、取付係合部152bを照明器具1000の外側に突出させてTバー20に係合させるので、天井裏の懐寸法が狭い場合であっても容易に照明器具1000をTバー20に取り付けることができる。
光源ユニット200は、図8に示すように、光源モジュール210と、光源モジュール210が取り付けられる本体部215と、本体部215に取り付けられる透光性のカバー216と、本体部215の両端部に取り付けられる端板部217と、本体部215に取り付けられ、ユニット取付部120に係合する係合部214を備える。
係合部214は、Z字状に折り曲げられて形成され、バネ性を有する。
本体部215は、板金が折り曲げられて形成されており、光源モジュール210が取り付けられる光源取付部215aと、この光源取付部215aからほぼ直角に折り曲げられて形成された平面反射部215bと、この平面反射部215bから鈍角に曲げられて形成された斜面反射部215cと、斜面反射部215cから折り曲げられて光源取付部215aと向かい合うカバー取付部215dと、光源取付部215a並びにカバー取付部215dから互いに向き合う方向に折り曲げられて形成され、カバー216を支えるカバー支持部215eを有する。
カバー216は、アクリルなどの樹脂や摺りガラスなど光を透過する乳白の板材である。なお、本実施の形態のカバー216は、乳白の板材である場合について説明するが、本実施の形態に記載の作用効果を有するものであれば、板材に限らず、曲面で形成されたり、凹凸面で形成されたりしてもよく、また、乳白に限らず、透明な材質であっても構わない。
端板部217は、本体部215とカバー216とを組み合わせることで形成された中空状の筒体の両端を塞ぐように、本体部215に取り付けられるものである。
この端板部217は、本体部215の端部とカバー216の端部に当接する蓋部217aと、この蓋部217aの周枠部から折り曲げられて形成され、カバー216を支持するカバー支持片217bと、同じく蓋部217aの周枠部から折り曲げられて形成され、ネジや溶接などにより本体部215に取り付けるための2つの取付片217cと、蓋部217aの周枠部から延出して形成され、ユニット取付部120に取り付けられるユニット取付片217dとを有する。
蓋部217aの外郭形状は、本体部215とカバー216とを組み合わせた筒体の両端を塞ぐものであるため、筒体と同形状か、あるいは、大きな形状である。
ユニット取付片217dは、係合軸133aが挿入される切欠溝217eが形成される。
切欠溝217eは、係合軸133aを挿入するためにユニット取付片217dの外郭からL字形状に切り込まれて形成される。この切欠溝217eは、係合軸133aを挿入するための挿入用スリット217eaと、挿入用スリット217eaに係合軸133aが挿入された後、第一箱体131に第一光源ユニット200を保持した状態に維持させるための係合用スリット217ebとしての役割をもつ。
光源モジュール210は、図9、図10に示すように、複数の発光ダイオード211(以下、LED211という。)と、この複数のLED211が実装される長尺状の基板212と、この基板212が取り付けられる基板取付フレーム213を備える。
基板212は、幅手方向のほぼ中央の位置に、複数のLED211が直線状に配列される。つまり、図10に示すように、カバー216の表面(基板212の一方側)から第一箱体131の天面部132側(基板212の他方側)までの距離をAとし、カバー216から複数のLED211の中心線までの距離をBとするとき、B=A/2の関係となっている。
基板取付フレーム213は、基板212が取り付けられる長尺状の基板取付部213aと、この基板取付部213aの短手方向の一方側が折り曲げられて形成され、本体部215に当接する本体当接部213bと、基板取付部213aの短手方向の他方側が折り曲げられて形成され、カバー216を支持するカバー押さえ部213cと、基板取付部213aの長手方向の両端側が折り曲げられて形成されたカバー規制部213dとを備える。
次に、光源ユニット200の組み立て並びに詳細構造について説明する。
光源モジュール210は、LED211が本体当接部213b側に寄るように、基板取付部213aに取り付ける。
カバー216を本体部215の長手方向から挿入して本体部215のカバー支持部215eに載せ、次に、光源モジュール210が取り付けられた基板取付フレーム213を本体部215の長手方向から挿入する。
基板取付フレーム213のカバー支持部215eがカバー216に当接するように、基板取付フレーム213の基板取付部213aを本体部215の光源取付部215aに当接し、基板取付フレーム213の本体当接部213bを本体部215の平面反射部215bに当接させる。このとき、平面反射部215bをネジが貫通し、本体当接部213bにネジ込まれることにより、本体当接部213bを平面反射部215bに固定する。また、基板取付フレーム213のカバー支持部215eがカバー216に当接したとき、カバー216の反対側の面がカバー支持部215eに当接しているので、カバー支持部215eとカバー支持部215eはカバー216を挟み込むことができ、カバー216の面に対して垂直成分方向へ動くのを抑制することができる。
次に、本体部215の長手方向の両端部にそれぞれ端板を当接させる。このとき、カバー支持片217bが、カバー支持部215eを支えているカバー216の表面に当接してカバー216を支えるとともに、2つの取付片217cの一方が平面反射部215b、他方が斜面反射部215cに当接し、ネジによって本体部215に締結される。これにより、カバー216は本体部215の長手方向へ動くのを抑制される。つまり、本体部215にカバー216が取り付けられた状態となる。
このように組み立てられた光源ユニット200は、図11に示すように、LED211が発光(直接光Ld)すると、平面反射部215b並びに斜面反射部215cによって光が拡散反射され、拡散反射された光(反射光Lr)はカバー216を透過して、光源ユニット200の外部へ放出される。
このとき、LED211は、カバー216からの距離が離れるように配置されているので、LED211から発せられた光がカバー216に当たることになる。
つまり、カバー216とLED211との距離が離れるほど、LED211から発せられた直接光がカバー216の広い面積に当たるので、光ムラが少なくすることができる。この状態で、平面反射部215b及び斜面反射部215cに拡散反射された反射光がカバー216に当たるので、LED211からの直接光が当たらない暗がり部分に対しても光があたり、よりカバー216の全面に光ムラの少ない均一な光を当てることになる。一方で、LED211を平面反射部215b側に寄せすぎると、LED211が発した光が、平面反射部215bには当たるものの、斜面反射部215cのうち、平面反射部215b側に近いほうに集中的に光が当たることとなる。
これに対して、例えば図12で示すように、LED211を平面反射部215bから少し距離を置いて基板212に配置することによって、斜面反射部215cの全体に光を当てることができるので、斜面反射部215cによって反射された光をカバー216の広い範囲に投影させることができ、光ムラをより軽減させることができる。つまり、カバー216の表面(基板212の一方側)から第一箱体131の天面部132側(基板212の他方側)までの距離をAとし、カバー216から複数のLED211の中心線までの距離をBとするとき、B≧A/2の関係となるようにするとよい。
次に、器具本体100の組み立て並びに詳細構造について説明する。
電源端子台154と電源装置135aとを電線(図示しない)で接続し、電源端子台154を電源端子台取付部153、電源装置135aを電源装置取付部135にそれぞれ取り付ける。
第一箱体131、第二箱体141の長手方向の端部同士をそれぞれ連結部150で結合し、電源端子台154取り付け部を連結部150、電源装置135a取付部を第一箱体131に取り付ける。
次に、第一光源ユニット200を第一箱体131に取り付けるが、図13に示すように、切欠溝217eに係合軸133aを挿入し、係合軸133aが係合用スリット217ebまでくるように第一光源ユニット200を可動(図13(a)~図13(b))させ、係合軸133aを支点に第一光源ユニット200を回動(図13(b)~図13(c))させて、第一箱体131の内部に第一光源ユニット200を取り付ける(図13(d))。このとき、第一光源ユニット200の係合部214が、空調リターン用の開口部分の縁に係り合う。このように、係合部214が開口部分の縁に係合することにより、第一光源ユニット200の回動を規制し、第一光源ユニット200を第一箱体131に取り付けられた状態に維持することができる。
このように、係合部214を空調リターン用の開口部分に係合するようにしたので、天面部132に開ける穴を少なくすることができ、天面部132の強度を高めることができ、また、第一箱体131を製造するときの加工数を減らすことができる。
また、係合部214を空調リターン用の開口部分に対して、第一箱体131の外側方向へ弾性力が発生するように係合させるので、第一箱体131に捩れなどの外力がかかったとき、係合軸133aと係合部214にも力が掛かるので、第一光源ユニット200の剛性により、第一箱体131が捩れたり、変形したりするのを抑制することができ、第一箱体131の剛性を高めることができる。
なお、第一光源ユニット200を第一箱体131に取り付けたとき、天面部132と平面反射部215bとの距離は、係合部214により10mm程度である。このようにすることにより、平面反射部215bが天面部132に開けられた開口を塞ぐことなく、第一光源ユニット200と第一箱体131とで形成された空間を通じて、居室内と天井裏との空調用の流路(空調リターン)を確保することができる。
また、斜面反射部215cと天面部132との間の位置に電源装置135aを配置するようにしているので、照明器具1000の高さを低くすることができる。つまり、斜面反射部215cと天面部132との間の空間を広くしているので、この空間に前述の電源装置135aや電装部品などを格納することができる。
また、斜面反射部215cと天面部132との間の空間を広くしているので、光源ユニット200を第一箱体131に取り付ける際に光源ユニット200を回動させるスペースとすることができ、光源ユニット200を第一箱体131に取り付ける取付性を向上させることができる。
なお、光源ユニット200を第二箱体141に取り付ける工程及び各構成における機能、効果は光源ユニット200を第一箱体131取り付けるものと同じため、説明を省略する。
本実施の形態では、システム天井の用いられる照明器具1000について説明したが、これに限らず、天井埋込用や天井直付用などの他の形態の照明器具1000に本実施の形態に記載の構成の全てあるいは部分的に適用しても構わない。
実施の形態2.
本実施の形態は、実施の形態1の光源モジュール210を変更したものである。本実施の形態では、実施の形態1と同様の構成については同符号を付して説明を省略し、実施の形態1と異なる光源モジュール310について、主に説明する。
図14を用いて、本実施の形態の光源モジュールについて説明する。
本実施の形態における光源モジュール310は、複数の発光ダイオード311(以下、LED311という。)と、このLED311が実装される基板312と、この基板312が取り付けられる基板取付フレーム213を有する。
図14に示すように、複数のLED311は、基板312の幅手方向のほぼ中央に一列の直線状に実装される第一列群311aと、カバー216より離れた基板312の長辺側に一列の直線状に実装される第二列群311bで構成される。つまり、カバー216の表面(基板212の一方側)から第一箱体131の天面部132側(基板212の他方側)までの距離をAとし、カバー216から第一列群311aの中心線までの距離をB、第二列群311bの中心線までの距離をCとするとき、この実施の形態ではB=A/2、C=3A/4の関係となっている。なお、実施の形態ではB=A/2、C=3A/4の関係となっている場合について説明するが、第一列群311a、第二列群311bの配置はカバーからの距離がA>C>B≧A/2の関係を満たしていれば、同等の作用効果が得られる。
また、第一列群311aと第二列群311bは、その配列をX方向とするとき、このX方向と直交するY方向では第一列群311aのLED211と第二列群311bのLED311は直線状と並ばないように、基板312に実装される。つまり、第一列群311aのLED311と第二列群311bのLED311は、いわゆる千鳥配列で基板312に実装される。
このように、複数のLED311を第一列群311a、第二列群311bに分けて基板212に実装することにより、複数のLED311の互いの距離を離すことができるので、互いのLED311の発熱の影響を少なくすることができ、また、基板312或いはLED311のリード端子間の絶縁距離を長くすることができる。
さらに、図15に示すように、基板312の長手方向の両端に配置されるLED311を、第一列群311aのLED311または第二列群311bのLED311のいずれかとすると、基板312に実装された複数のLED311の配列は、左右対称となるので、基板312の両端側のLED211が発光してカバー216にあたる光の印象(配光)を等しくすることができ、カバー216に投影される光ムラが抑制される。
なお、本実施の形態では、基板312に実装される複数のLED311の列が2列の場合について説明したが、これに限らず、基板312に実装される複数のLED311の列を3列以上としてもよい。
1000 照明器具、100 器具本体、120 ユニット取付部、130 第一ユニット取付部、131 第一箱体、132 天面部、132a 空調リターン穴、132b 電源装置取付穴、133 側面部、134 開口面、135 電源取付部、135a 電源装置、136 電源装置用カバー、137 キャップ、140 第二ユニット取付部、141 第二箱体、142 天面部、142a 空調リターン穴、143 側面部、144 開口面、150 連結部、151 連結フレーム、151a 開口、133a 係合軸、152 天井取付部、152a スライド取付部、152aa スライド穴、152b 取付係合部、152ba 係合突出片、152bb 引っ掛け突出片、153c 補強片、153 電源端子台取付部、154 電源端子台、200 光源ユニット、210 光源モジュール、215 本体部、215a 光源取付部、215b 平面反射部、215c 斜面反射部、215d カバー取付部、215e カバー支持部、216 カバー、217 端板部、217a 蓋部、217b カバー支持片、217c 取付片、217d ユニット取付片、217e 切欠溝、217ea 挿入用スリット、217eb 係合用スリット、214 係合部、210 光源モジュール、211 発光ダイオード(LED)、212 基板、213 基板取付フレーム、213a 基板取付部、213b 本体当接部、213c カバー押さえ部、213d カバー規制部、310 光源モジュール、311 発光ダイオード(LED)、312 基板、311a 第一列群、311b第二列群、20 Tバー、21 頭部、30 設備プレート。

Claims (6)

  1. 天井に取り付けられる器具本体に対して距離を隔てて収納される光源ユニットであって、
    光源モジュールと、
    この光源モジュールが取り付けられる光源取付部と、
    この光源取付部の前記光源モジュールが取り付けられる面に対して傾斜して設けられた斜面反射部と、
    この斜面反射部と前記光源取付部との間に、前記天井に沿うように設けられ、前記光源取付部の前記光源モジュールが取り付けられる面に対して略垂直となる平面反射部と、
    前記光源取付部、前記斜面反射部と前記平面反射部で囲われた空間を塞ぐように設けられたカバーと、
    を備えた光源ユニット。
  2. 前記光源モジュールは、前記カバーから距離を隔てて取り付けられた発光ダイオードを有する請求項1に記載の光源ユニット。
  3. 前記斜面反射部は、前記光源モジュール側とは逆側に、器具本体に取り付けるための取付機構を備えた請求項1または請求項2に記載の光源ユニット。
  4. 前記器具本体は、互いに向き合う方向に突出する軸部を有しており、
    前記取付機構は、前記軸部が挿入された状態で、当該光源ユニットを回動させるための部を有する請求項3記載の光源ユニット。
  5. 前記平面反射部は、前記光源モジュール側とは逆側に、前記取付機構により回動するのを抑制して、前記器具本体に係合するための係合機構を有する請求項4記載の光源ユニット。
  6. 請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
    前記光源ユニットが取り付けられるユニット取付部を有する器具本体と、を備えた照明器具。
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