JP2012227057A - ランプユニット及びランプソケット - Google Patents

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Abstract

【課題】発光源の熱を外部へ放熱することができると共に、ランプユニットをランプソケットへ容易に装着することができるランプユニット及びランプソケットを提供する。
【解決手段】ランプソケット13に着脱自在なランプユニット14において、一端92と他端93とを備えると共に、温度が所定値以上で第1の形状となり、温度が所定値以下で第2の形状となる熱伝導性部材91を有し、一端92は、ランプユニット14に接触して設けられ、他端93は、ランプユニット14がランプソケット13に装着された状態で、第1の形状のときにランプソケット13に接触する構成にした。
【選択図】図2

Description

本発明は、LED等の発光源を備えたランプユニット及びランプユニットが装着されるランプソケットに関する。
近年、照明装置には、高輝度で半永久的な寿命を有するLEDが用いられるようになってきている。しかし、発光源のLEDを高輝度にすればするほどLEDの発熱が増大してしまい、LED自体の発光効率や寿命に悪影響を及ぼしたり、ランプユニットの構成部品を劣化させたりするため、発光特性や耐久性に問題が生じていた。そこで、下記特許文献1に示すように、LEDの発熱を積極的に放熱させ、放熱特性を向上させた照明器具が知られている。
特許文献1に記載の照明器具では、天井等に取り付けられる放熱部材としての照明器具本体部とランプユニット(以下、ランプユニットという)との間に、弾性体(押圧体)が備えられている。そして、この照明器具では、ランプユニットを照明器具本体部へ取り付けると、弾性体は圧縮されてランプユニットと照明器具本体部とに密着するようになっている。これにより、LEDから発生した熱が、弾性体を介してランプユニットから照明器具本体部へ伝達され、照明器具本体部で放熱されるようになっている。
特開2010−129487号公報(例えば、段落〜[0006]、図8)
一般にこのような照明器具では、ランプユニットを照明器具本体部へ取り付ける際、ランプユニットに突設された電極ピンを、照明器具本体部が備えるランプソケットに形成された接続孔へ挿入した後、ランプユニットをランプソケットに対して回動させるようになっている。
そのため、特許文献1に記載された照明器具では、ランプユニットをランプソケットに対して回動させると、ランプユニットやランプソケットと、弾性体との間に摩擦が生じてしまい、スムースに取り付けることができないという問題があった。
そこで本発明は、発光源の熱を外部へ放熱することができると共に、ランプユニットをランプソケットへ容易に装着することができるランプユニット及びランプソケットを提供することを目的とする。
本発明は、ランプソケットに着脱自在なランプユニットにおいて、一端と他端とを備えると共に、温度が所定値以上で第1の形状となり、温度が所定値以下で第2の形状となる熱伝導性部材を有し、一端は、ランプユニットに接触して設けられ、他端は、ランプユニットがランプソケットに装着された状態で、第1の形状のときにランプソケットに接触し、第2の形状のときにランプソケットから離間することを特徴とするものである。
この場合、熱伝導性部材は、バイメタルであってもよい。
また、熱伝導性部材は、形状記憶合金であってもよい。
本発明は、ランプユニットを着脱自在なランプソケットにおいて、一端と他端とを備えると共に、温度が所定値以上で第1の形状となり、温度が所定値以下で第2の形状となる熱伝導性部材を有し、一端は、ランプソケットに接触して設けられ、他端は、ランプユニットがランプソケットに装着された状態で、第1の形状のときにランプユニットに接触し、第2の形状のときにランプユニットから離間することを特徴とするものである。
この場合、伝導性部材は、バイメタルであってもよい。
また、熱伝導性部材は、形状記憶合金であってもよい。
本発明によれば、ランプユニットをランプソケットに装着するときに、熱伝導性部材が第2の形状となってランプユニットとランプソケットのいずれか一方と接触しないので、装着時の不要な摩擦力を低減し、装着行為を容易とすることができ、かつ、ランプユニットが所定温度以上になると、熱伝導部材が第1の形状となるために、ランプユニットの熱をランプソケットを通して効果的に放熱することができる。
本発明の第1実施形態を示すランプユニットとランプソケットの概念図である。 図1に示すランプユニットがランプソケットに装着された状態を示す断面図である。 本発明の第2実施形態を示すランプユニットとランプソケットの概念図である。 図3に示すランプユニットがランプソケットに装着された状態を示す断面図である。 本発明の第3実施形態に係るランプユニット及びランプソケットを示す断面図である。 本発明の第4実施形態に係るランプユニット及びランプソケットを示す断面図である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例では、照明ユニットの口金は、IEC(国際電気標準会議)で規格化されたGX53の口金で構成されている例で説明する。ただし、各図において、同一の構成部品には同一の番号を付して、重複する説明は省略する。
図1および図2に第1の実施の形態を示す。図1は照明器具の分解状態の概念図、図2の(a)は照明器具のランプユニットを装着した状態の断面図で熱伝導部材の温度が所定値以下のとき、(b)は照明器具のランプユニットを装着した状態の断面図で熱伝導部材の温度が所定値以上のときである。
照明器具11は、たとえばダウンライトであり、放熱体としての器具本体12、この器具本体12に取り付けられたランプソケット13、およびこのランプソケット13に着脱可能なランプユニット14を備えている。なお、以下、これらの上下方向などの方向関係は、ランプユニット14を水平に取り付ける状態を基準として、口金部38側を上側、グローブ36側を下側として説明する。
器具本体12は、金属製で反射体が一体に形成されており、円形の平板部17、および
この平板部17の周辺部から下方へ拡大していく反射部18を有している。
また、ランプソケット13は、絶縁性を有する合成樹脂性の円筒状のランプソケット本体21を有し、そのランプソケット本体21の中央には嵌合孔22が上下方向に貫通形成されている。嵌合孔22の内面53には嵌合孔22の中心に向かい、1対の突起部23が突出されている。
ランプソケット本体21の下面54には、一対のソケット部24が形成されている。これらソケット部24には、接続孔25が形成されているとともに、この接続孔25の内側に電源を供給する図示しない受金が配置されている。接続孔25は、ランプソケット本体21の中心に対して回転対称に位置する円弧状の溝部であり、この円弧状の溝部の一端には拡径部26が形成されている。
ランプソケット本体21の下面54には複数の凹部27が形成され、この凹部27には器具本体12からねじ28が挿入配置され、このねじ28に押圧体としてのたとえばゴムなどの弾性体29を介在してナット30が螺着されている。これらねじ28、弾性体29およびナット30によってランプソケット13が器具本体12の平板部17に取り付けられている。
また、ランプユニット14は、扁平状のランプユニット本体34、このランプユニット本体34の下面側に配置される光源としての複数のLED35、ランプユニット本体34の下面側を覆うグローブ36、およびLED35を点灯させる点灯回路37を有し、高さ方向の寸法が小さい薄型に形成されている。
ランプユニット本体34は、絶縁性を有する合成樹脂、あるいは放熱性に優れたアルミニウムなどの金属で形成されており、一面側である上面側にGX53形の口金部38が形成され、他面側である下面側にLED35を取り付ける平面状の光源取り付け面39が形成され、内面部に点灯回路37を収容する収容部40が形成されている。
口金部38には、ランプソケット13の下面54に当接する環状の当接面41が形成され、この当接面41の中央からランプソケット13の嵌合孔22に嵌合可能とする円柱状の突出部42が突出されている。
当接面41には、導電性を有する金属製の一対の電極ピン44が突設されている。これら電極ピン44の先端部には径大部45が形成されている。そして、各電極ピン44の径大部45がランプソケット13の各接続孔25の拡径部26から挿入され、ランプユニット14の回動により電極ピン44が接続孔25に移動することにより、電極ピン44が受金に電気的に接触されるとともに、径大部45が接続孔25の縁部に引っ掛かって、ランプユニット14をランプソケット13に保持するように構成されている。なお、ランプユニット本体34が金属の場合、電極ピン44は絶縁材を介在してランプユニット本体34に取り付けられている。
突出部42の側面には、ランプソケット13の各突起部23が係合する一対のガイド溝46が形成されている。このガイド溝46は、突出部42の端面43に開口する導入溝部47、この導入溝部47から水平となる保持溝部48を有している。そして、ランプソケット13の突起部23にガイド溝46の導入溝部47に合わせて、ランプユニット14を上昇させた後に装着方向へ回動させることによって、ランプユニット14が上方へ、ランプソケット13が下方へ相対的に移動し、突起部23と保持溝部48が係合した位置がランプユニット14をランプソケット13に装着した装着位置となる。
複数のLED35は、LEDモジュール基板50に搭載され、このLEDモジュール基板50がランプユニット本体34の光源取付面39に密着状態に取り付けられている。このLEDモジュール基板50は、金属製の基板に絶縁層を介して配線パターンが形成され、配線パターン上にLED35が接続され、ねじなどによってランプユニット本体21の光源取付面39に密着するように取り付けられている。
また、グローブ36は、透光性を有する透明あるいは光拡散性を有するガラスや合成樹脂により形成されている。
また、点灯回路37は、図示しない回路基板、およびこの回路基板に実装された点灯回路部品を有し、回路基板の入力部にリード線などで電極ピン44が電気的に接続され、回路基板の出力部にリード線などでLEDモジュール基板50が電気的に接続されている。ランプユニット本体34が金属の場合、絶縁材を介在してランプユニット本体34の収容部40に収容されている。回路基板はランプユニット本体と34と熱的に結合している。
次に、本実施形態の特徴である熱伝導部材91の詳細について説明する。
当接面41には、温度が所定値以上になったときに形状が変化する形状記憶合金やバイメタルのような熱伝導性部材91が設けられている。この熱伝導部材91の一端92は、当接面41に図示しないねじや接着剤などによって密着状態に取り付けられている。他端93は当接面41に固定されていない。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、外部から電源が供給されていない状態では、図2の(a)に示すように、熱伝導部材91の他端93はランプソケット13から離間している。このときの熱伝導部材91の状態を第2の形状という。
これにより、ランプユニット14をランプソケット13に装着するときには、ランプユニット14の当接面41に設けられた熱伝導部材91がランプソケット13に接触しないので、回動させても摩擦力が生じることや、ランプユニット14がランプソケット13から押圧されることなく、スムースに装着が可能である。
また、ランプユニット14をランプソケット13に装着し、電源が供給されると、ランプユニット14のLED35が点灯とともに発熱し始め、その熱はLED35が搭載されているLEDモジュール基板50に伝熱する。そして、LEDモジュール基板50はランプユニット本体34の光源取り付け面39に密着状態で取り付けられており、LED35から発生した熱はランプユニット本体34へ伝熱する。この熱の一部は対流と熱放射によって外部に放熱する。このLED35、ランプユニット本体34から外部への放熱経路を第1の熱伝導経路F11とする。
一方、点灯回路37で発生した熱は、ランプユニット本体34へ伝熱し、この熱の一部は対流と熱放射によって外部に放熱する。この点灯回路37からランプユニット本体34から外部への放熱経路を第1´の熱伝導経路F11´とする。
さらに、ランプユニット本体34の当接面41と、当接面41に設けられた熱伝導部材91は密着接続しているので、LED35と点灯回路37で発生した熱の一部は熱伝導部材91に伝熱する。このランプユニット本体34から熱伝導部材91への放熱経路を第2の熱伝導経路F12とする。
この場合、電力供給を続けることで、熱伝導部材91の温度は上昇を続け、所定の温度を超える。熱伝導部材91の温度が所定値以上になると熱伝導部材91は、図2(b)に
示す第1の形状となる。第1の形状となった熱伝導部材91の他端93は、ランプソケット13と当接する。
熱伝導部材91が第1の形状となったことで、ランプユニット14とランプソケット13は熱的に結合される。この、ランプユニット14からランプソケット13への熱の経路を第3の熱伝導経路F13とする。
ランプソケット13と器具本体12の平板部17はねじ28によって密着結合されているので、ランプソケット13へ伝熱された熱は、器具本体12へと伝熱され、熱は器具本体12により外部へ放出される。このとき、効率よく伝熱するため、ランプソケット13の内部にたとえば金属のような熱伝導率の高い部材を用い、熱抵抗を小さくするとよい。このランプソケット13から器具本体12の取り付けられている外部への放熱経路のことを第4の熱伝導経路F14とする。
図2に示すように、LED35と点灯回路37で発生する熱は、第1と第1´の熱伝導経路と、第2から第4の熱伝導経路との2つのルートを経由して外部に放出される。
このため、LED35は高温になりすぎることがなく、発光効率の高い状態で動作することができる。また、温度上昇による低寿命化を低減することができる。
本実施形態では、上記の第2から第4への熱伝導経路は必須であるが、第1と第1´の熱伝導経路を省略した構成としても良い。
なお、図1、2では熱伝導部材91を当接面41に設けたが、ガイド溝46を避けた突出部側面52に設けてもいい。その場合は、熱伝導部材91の温度が所定値以上になったとき、突出部側面52から熱伝導部材91を介し、ランプソケット13の嵌合孔22の内面53へと熱伝導する経路になる。
なお、熱伝導部材91は、バイメタルや形状記憶合金のように温度条件によって変形する部材だけでなく、温度条件によって膨張する膨張黒鉛や、ゴム(シリコンゴムなど)や熱膨張性マイクロカプセルを添加した材料のような膨張率の高い材料を用いても良い。また、マイクロカプセルや膨張黒鉛に熱伝導フィラーを混ぜたものや、熱膨張する液体(不活性なフロリナートなど)を熱伝導性ゴムの中に入れたものを用いても良い。
次に、図3および図4に第2の実施形態を示す。図3はランプユニットとランプソケットの概念図、図4(a)は同上ランプユニット14をランプソケット13に装着し、熱伝導部材91の温度が所定値以下にあるときの断面図、(b)は同上ランプユニットをランプソケットに装着し、熱伝導部材91の温度が所定値以上にあるときの断面図である。
器具本体12は第1の実施形態と同様の構造である。熱伝導性部材91は、ランプソケット本体21の下面54のソケット部24や凹部27以外の領域に設けられている。この熱伝導部材91の一端92は、下面54にねじや接着剤などによって密着状態に取り付けられている。他端93は下面54に固定されていない。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、外部から電源が供給されていない状態では、図4の(a)に示すように、熱伝導部材91はランプユニット14から離間している。このときの熱伝導部材91の状態を第2の形状という。
そのため、ランプユニット14をランプソケット13に装着するときには、ランプソケット13の下面54に設けられた熱伝導部材91がランプソケット13に接触しないので
、回動させても摩擦力が生じることや、ランプユニット14がランプソケット13から押圧されることなく、スムースに装着が可能である。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、電源が供給されると、LED35と点灯回路37から発熱する。これらの熱は第1の実施形態と同様に、ランプユニット本体34に伝熱し、この熱の一部は対流と放射によって外部に放出される(第2−1、第2−1´の伝熱経路F21、21´)。
ランプソケット本体21の下面54に設けられた熱伝導部材91は、ランプユニット本体34の当接面41から対流と放射によって放出された熱によって温度上昇し始める。温度が所定値以上になったとき、熱伝導部材91は、図4(b)に示す第1の形状となる。第1の形状となった熱伝導部材91の他端93は、ランプユニット14と当接する。
熱伝導部材91が第1の形状となったことで、ランプユニット14とランプソケット13は熱的に結合され、ランプユニット14からランプソケット13へ熱伝導経路が形成される(第2−3の熱伝導経路F22)。
ランプソケット13へ伝熱された熱は、実施形態1と同様に器具本体12へ伝熱し、外部へ放出される(第2−4の熱伝導経路F24)。
図4に示すように、LED35と点灯回路37で発生する熱は、第2−1と第2−1´の熱伝導経路と、第2−3から第2−4の熱伝導経路との2つのルートを経由して外部に放出される。
このため、LED35は高温になりすぎることがなく、発光効率の高い状態で動作することができる。また、温度上昇による低寿命化を低減することができる。また、熱伝導部材91をランプソケット13側に設けることで、ランプユニット14の交換をしても繰り返し使用できるので、コストが安くなる。
本実施形態では、上記の第2−3から第2−4への熱伝導経路は必須であるが、第2−1と第2−1´の熱伝導経路を省略した構成としても良い。
なお、熱伝導部材91を設ける位置は、ランプソケット本体21の内面53でも良い。
次に、図5に第3の実施形態を示す。図5の(a)は同上ランプユニットをランプソケットに装着し、熱伝導部材の温度が所定値以下にあるときの断面図、(b)は同上ランプユニットをランプソケットに装着し、熱伝導部材の温度が所定値以上にあるときの断面図である。
器具本体12は第1および第2の実施形態と同様の構造である。
熱伝導性部材91は、ランプユニット本体34の突出部42の端面43に設けられている。この熱伝導部材91の一端92は、上面55にねじや接着剤などによって密着状態に取り付けられている。他端93は端面43に固定されていない。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、外部から電源が供給されていない状態では、図5の(a)に示すように、熱伝導部材91は器具本体12の平板部17から離間している。このときの熱伝導部材91の状態を第2の形状という。
そのため、ランプユニット14をランプソケット13に装着するときには、ランプユニ
ット14の端面43に設けられた熱伝導部材91が平板部17に接触しないので、回動させても摩擦力が生じることや、ランプユニット14がランプソケット13から押圧されることなく、スムースに装着が可能である。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、電源が供給されると、LED35と点灯回路37から発熱する。これらの熱の一部は第1および第2の実施形態と同様に、ランプユニット本体34に伝熱し、対流と放射によって外部に放出される(第3−1、第3−1´の伝熱経路F31、31´)。
突出部42の端面43に設けられた熱伝導部材91は、ランプユニット本体34からの熱伝導(第3−2の伝熱経路F32)によって温度上昇し始める。温度が所定値以上になったとき、熱伝導部材91は、図5(b)に示す第1の形状となる。第1の形状となった熱伝導部材91の他端93は、器具本体12の平板部17と当接する。
熱伝導部材91が第1の形状となったことで、ランプユニット14と器具本体12は熱的に結合され、ランプユニット14から器具本体12へ熱伝導経路が形成され、第1および第2の実施形態と同様に、外部へ放出される(第3−3の熱伝導経路F33)。
図5に示すように、LED35と点灯回路37で発生する熱は、第3−1と第3−1´の熱伝導経路と、第3−2から第3−3の熱伝導経路との2つのルートを経由して外部に放出される。このため、LED35は高温になりすぎることがなく、発光効率の高い状態で動作することができる。
また、温度上昇による低寿命化を低減することができる。また、端面43に熱伝導部材91を配置すると、熱伝導部材91の面積を大きくとりやすいため、放熱の効果が高い。さらに、径の大きい形状のランプユニットの場合、より効果的である。
本実施形態では、上記の第3−2から第3−3への熱伝導経路は必須であるが、第3−1と第3−1´の熱伝導経路を省略した構成としても良い。
次に、図6に第4の実施形態を示す。図6の(a)は同上ランプユニットをランプソケットに装着し、熱伝導部材の温度が所定値以下にあるときの断面図、(b)は同上ランプユニットをランプソケットに装着し、熱伝導部材の温度が所定値以上にあるときの断面図である。
器具本体12は第1、第2および第3の実施形態と同様の構造である。
熱伝導性部材91は、器具本体12の平板部17に設けられている。この熱伝導部材91の一端92は、平板部17にねじや接着剤などによって密着状態に取り付けられている。他端93は平板部17に固定されていない。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、外部から電源が供給されていない状態では、熱伝導部材91は、図6の(a)に示すようにランプユニット14の端面43から離間している。このときの熱伝導部材91の状態を第2の形状という。
そのため、ランプユニット14をランプソケット13に装着するときには、器具本体12の平板部17に設けられた熱伝導部材91が端面43に接触しないので、回動させても摩擦力が生じることや、ランプユニット14がランプソケット13から押圧されることなく、スムースに装着が可能である。
ランプユニット14をランプソケット13に装着し、電源が供給されると、LED35と点灯回路37から発熱する。これらの熱は第1、第2および第3の実施形態と同様に、ランプユニット本体34に伝熱し、この熱の一部は対流と放射によって外部に放出される(第4−1、第4−1´の伝熱経路F41、41´)。
平坦部18に設けられた熱伝導部材91は、ランプユニット本体34からの熱伝導(第4−2の伝熱経路F42)によって温度上昇し始める。温度が所定値以上になったとき、熱伝導部材91は第1の形状となる。図6(b)に示す第1の形状となった熱伝導部材91の他端93は、ランプユニット14の端面43と当接する。
熱伝導部材91が第1の形状となったことで、ランプユニット14と器具本体12は熱的に結合され、ランプユニット14から器具本体12へ熱伝導経路が形成され、第1、第2および第3の実施形態と同様に、外部へ放出される(第4−3の熱伝導経路F43)。
図6に示すように、LED35と点灯回路で発生する熱は、第4−1と第4−1´の熱伝導経路と、第4−2から第4−3の熱伝導経路との2つのルートを経由して外部に放出される。
このため、LED35は高温になりすぎることがなく、発光効率の高い状態で動作することができる。また、温度上昇による低寿命化を低減することができる。また、器具本体12に熱伝導部材91を配置すると、熱伝導部材91の面積を大きく取りやすい。そのため、放熱の効果が高い。熱伝導部材91を照明器具12側に設けることで、ランプユニット14の交換をしても繰り返し使用でき、コストが安くなる。
本実施形態では、上記の第4−2から第4−3への熱伝導経路は必須であるが、第4−1と第4−1´の熱伝導経路を省略した構成としても良い。
11 照明器具
12 器具本体
13 ランプソケット
14 ランプユニット
17 平板部
18 反射板部
21 ランプソケット本体
22 嵌合孔
23 突起部
24 ソケット部
25 接続孔
26 拡径部
27 凹部
28 ねじ
29 弾性体
30 ナット
34 ランプユニット本体
35 LED
36 グローブ
37 点灯回路
38 口金部
39 光源取り付け面
40 収容部
41 当接面
42 突出部
43 端面
44 電極ピン
45 径大部
46 ガイド溝
47 導入溝部
48 保持溝部
50 LEDモジュール基板
52 側面
53 内面
54 下面
91 熱伝導部材
92 一端
93 他端

Claims (6)

  1. ランプソケットに着脱自在なランプユニットにおいて、
    一端と他端とを備えると共に、温度が所定値以上で第1の形状となり、温度が所定値以下で第2の形状となる熱伝導性部材を有し、
    前記一端は、前記ランプユニットに接触して設けられ、
    前記他端は、前記ランプユニットが前記ランプソケットに装着された状態で、前記第1の形状のときに前記ランプソケットに接触し、前記第2の形状のときに前記ランプソケットから離間することを特徴とするランプユニット。
  2. 前記熱伝導性部材は、バイメタルであることを特徴とする請求項1に記載のランプユニット。
  3. 前記熱伝導性部材は、形状記憶合金であることを特徴とする請求項1に記載のランプユニット。
  4. ランプユニットを着脱自在なランプソケットにおいて、
    一端と他端とを備えると共に、温度が所定値以上で第1の形状となり、温度が所定値以下で第2の形状となる熱伝導性部材を有し、
    前記一端は、前記ランプソケットに接触して設けられ、
    前記他端は、前記ランプユニットが前記ランプソケットに装着された状態で、前記第1の形状のときに前記ランプユニットに接触し、前記第2の形状のときに前記ランプユニットから離間することを特徴とするランプソケット。
  5. 前記熱伝導性部材は、バイメタルであることを特徴とする請求項4に記載のランプソケット。
  6. 前記熱伝導性部材は、形状記憶合金であることを特徴とする請求項4に記載のランプソケット。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2016170843A1 (ja) * 2015-04-20 2016-10-27 株式会社アスター 照明装置
WO2022019039A1 (ja) * 2020-07-22 2022-01-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 ランプユニット、ソケット、照明器具本体、ランプモジュール、及び照明器具

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