JP2013179014A - 照明器具 - Google Patents

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成治 岡
Tatsuya Toshikawa
達也 利川
Yasuhiro Sano
康博 佐野
Shigehisa Kawazuru
滋久 川鶴
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Abstract

【課題】十分な機械強度を備えたより長尺な照明器具を提供することを課題とする。
【解決手段】実施形態に係る照明器具は、発光素子を実装した細長い基板を長手方向に連結した状態で取り付けた細長い板状のシャーシを有する。このシャーシの長手方向に沿った中央には、シャーシの全長の1/2を超える長さを有する補強部材が固設される。補強部材は、その長手方向に沿った縁をシャーシから離間する方向に立ち上げた補強リブを有する。
【選択図】 図10

Description

本発明の実施形態は、比較的長尺なシャーシを有する照明器具に関する。
近年、使用寿命が長く消費電力の少ない照明器具として、発光ダイオード(LED)を光源に用いた照明器具が普及されつつある。この種の照明器具として、天井面に設置するベースライトが知られている。ベースライトにおいて、LEDは、細長い基板に複数個並べて実装され、この基板が長手方向に連結されて、シャーシに取り付けられる。
この種のベースライトの普及に伴い、より多くの基板を連結したより長尺な製品の開発が望まれつつあり、より長尺なシャーシの開発が必要とされている。
特開2011−258420号公報
しかし、ベースライトのシャーシを長くすると、その分、機械強度が不十分となり、しなりやねじれを生じてしまう可能性が高くなる。
よって、十分な機械強度を備えたより長尺な照明器具の開発が望まれている。
実施形態に係る照明器具は、発光素子を実装した細長い基板を長手方向に連結した状態で取り付けた細長い板状のシャーシを有する。このシャーシの長手方向に沿った中央には、シャーシの全長の1/2を超える長さを有する補強部材が固設される。補強部材は、その長手方向に沿った縁をシャーシから離間する方向に立ち上げた補強リブを有する。
本発明によると、十分な機械強度を備えたより長尺な照明器具の開発が期待できる。
図1は、参考例としてのベースライトの外観斜視図である。 図2は、図1のベースライトを前面側から見た平面図である。 図3は、図1のベースライトを分解した分解斜視図である。 図4は、図2のY−Y線に沿ってベースライトを切断した断面図である。 図5は、図4のA部分を拡大した部分拡大断面図である。 図6は、図1のベースライトの一端側の1つの側板および2つの蓋体を取り除いた状態の側面図である。 図7は、図1のベースライトに組み込まれた1つの光源部をその前面側から見た平面図(a)、およびこの光源部の基板にレジスト層を設ける前の配線パターン層を示す平面図(b)である。 図8は、図1のベースライトのカバー部材の一端を閉塞する蓋体、および側板を示す分解斜視図である。 図9は、実施形態に係る比較的長尺なベースライトのセンターカバーを分離した状態の斜視図である。 図10は、図9のベースライトのシャーシに取り付けられた補強部材を示す部分拡大斜視図である。
本発明の実施形態について説明する前に、参考例としての照明器具について、図1乃至図8を参照して説明する。なお、各図において、同一部分には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
図1には、照明器具の一例として、天井面Cへ直付けされるベースライト100の外観斜視図を示してある。ベースライト100は、細長い扁平な略長方形状に形成されている。以下の説明では、図示下方、すなわち光の取り出し側を前面側と称し、図示上方、すなわち天井面Cに向かう方向を背面側と称する。
図3に示すように、ベースライト100は、装置本体として機能するシャーシ1と、このシャーシ1に取り付けられた細長い複数の帯状の光源部2と、複数の光源部2を覆う乳白色で且つ透光性を有する細長いチューブ状のカバー部材3と、光源部2を点灯制御する点灯装置4と、シャーシ1の中央部に取り付けられた断面略V字状のセンターカバー5と、2つの側板6と、を備えている。このようなベースライト100は、前面側を光の照射面とし、背面側を天井面Cへの取付面としている。
図3及び図4に示すように、シャーシ1は、細長い略矩形板状の構造を有し、溶融亜鉛めっき鋼板等の熱伝導性を有する金属板を形状加工して形成されている。このシャーシ1は、ベースライト100の複数の構成部材を取り付ける機能と、光源部2で発生する熱を逃がすための放熱部材としての機能と、を担う。
シャーシ1は、中央部に平らな天板面11を有し、その長手方向に沿った両端縁に、複数の光源部2の背面を接触させるための細長い2つの配設部12、12を有する。各配設部12は、シャーシ1の一部を前面側に膨出させて一体に形成され、光源部2の背面を接触させ熱的に結合させる細長い平坦面を有する。配設部12は、3つの光源部2をつなげた長さを超える長さを有する。
言い換えると、2つの配設部12は、シャーシ1の全長に亘って設けられており、シャーシ1の長手方向に沿った機械強度を高める補強リブとしての機能も有する。
また、シャーシ1の天板面11の長手方向両端近くには、それぞれ、取付孔11aが形成されている。この取付孔11aには、天井の構造体に設けられた一対の取付ボルト(図示せず)が背面側から貫通されて、シャーシ1の前面側に配置した図示しないナットで締結することで、シャーシ1が天井面Cに固設されるようになっている。
光源部2は、図2乃至図4、図7に示すように、細長い矩形帯状の基板21と、この基板21の表面に実装された複数の発光素子22と、各発光素子22を覆う蛍光体層23と、を有する。なお、図2では、説明を分かり易くするため、一方(図示上側)のカバー部材3を透明化して示してある。また、図7(b)において、発光素子22を実装する前の基板21の配線パターン層21aを示している。
基板21は、絶縁材である例えば、ガラスエポキシ樹脂(FR−4)等の材料で細長い長方形状に形成されている。表面側には銅箔で形成された配線パターン層21aが施されている(図7b参照)。また、配線パターン層21aの上には、適宜レジスト層21b(図7a参照)が施される。なお、基板21の材料には、セラミックス材料、合成樹脂材料又は各発光素子22の放熱性を高めるうえでアルミニウム等の熱伝導性が良好で放熱性に優れたべース板の一面に絶縁層が積層された金属製のべース基板を使用することができ、格別その材料が限定されるものではない。
配線パターン層21aは、図7(b)に示すように、例えば、略矩形状の複数の配線パッドを基板21の長手方向に沿って互いに隣接するように2列に並べて形成されている。各配線パッドは、それぞれ、発光素子22に1対1で対応して設けられている。この配線パターン層21aは、各発光素子22を電気的に接続する導電層であり、また、各発光素子22から発生する熱を拡散し放熱する放熱層としての機能を併せ持っている。
基板21の表層には、発光素子22の実装領域や部品の実装部分を除いて、ほとんど全面に反射率の高い白色のレジスト層21bが積層されている。これにより発光素子22が放射した光のうち、横方向へ向かった光が、反射率の高い白色のレジスト層21bの表面で反射されて前面側へ放射される。
複数の発光素子22は、LEDのベアチップからなる。LEDのベアチップには、例えば、白色系の光を光源部2で発光させるために、青色の光を発するものが用いられている。このLEDのベアチップは、シリコーン樹脂系の絶縁性接着剤を用いて配線パターン層21a上に接着され、ボンディングワイヤによって配線パターン層21aに電気的に接続されている。
蛍光体層23は、透光性合成樹脂、例えば、透明シリコーン樹脂製であり、YAG:Ce等の蛍光体を適量含有している。蛍光体層23は、個々の発光素子22を発光素子22ごとに被覆するように高さ寸法の小さい略円筒状をなしている。蛍光体は、発光素子22が発する光で励起されて、発光素子22が発する光の色とは異なる色の光を放射する。本参考例では、発光素子22が青色光を発するため、光源部2として白色光を出射できるように、蛍光体には青色の光とは補色の関係にある黄色系の光を放射する黄色蛍光体が使用されている。
なお、蛍光体層23の形状は、個々の発光素子22を被覆できれば、特段限定されるものではなく、山形の形状や複数の発光素子22を連続的に覆うライン状の形態を適用することができる。また、発光素子22としては、表面実装型のLEDパッケージを用いるようにしてもよく、実装方式や形式は、格別限定されるものではない。
さらに、本参考例では、配線パターン層21aは、放熱層として機能するものであるが、配線パターン層21aと放熱層とは、別個に形成するようにしてもよい。この場合、放熱層上に発光素子22が接着されて配置されるが、放熱層は電気的には接続されず、発光素子22の実装パッドとして主として放熱作用を促進する役目を担うこととなる。
上記構造の光源部2は、その長手方向に連結されてカバー部材3に装着される。本参考では、3つの光源部2が連結されて1つのカバー部材3内に装着され、合計6つの光源部2がベースライト100に組み込まれている。より長尺なベースライトを構成する場合には、長手方向に連結する光源部2の数を増やすことになる。
各光源部2の隣接した端部同士は、図2に示す配線Zを介して接続される。また、連結された光源部2のうち両端の光源部2の少なくとも一方の端部からも配線Zが導出される。そして、この端部から導出された配線Zが、シャーシ1に取り付けられた点灯装置4に接続され、各光源部2への給電が可能となる。
カバー部材3は、各光源部2の前面側を覆う前面部3a、および各光源部2の裏面を露出するスリット状の開放部31を有する。このため、カバー部材3をシャーシ1に取り付けることで、この開放部31を介して、各光源部2の基板21の裏面が、シャーシ1における配設部12の平坦面に接触し、基板21がシャーシ1に熱的に結合されるようになっている。
カバー部材3は、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等の透光性を有する絶縁性の材料で形成される。本参考例では、カバー部材3をポリカーボネートの押出成形によって形成した。カバー部材3は、図3乃至図5に示すように、長尺のチューブ状に形成されていて、断面形状が左右対称であり、シャーシ1の両側に形成された配設部12に取り付けられる。カバー部材3は、配設部12と略同じ長さを有する。なお、カバー部材3の長手方向両端には、光源部2を挿通するための開口32が設けられている。
例えば図5に示すように、開放部31の長手方向に沿う縁部には、互いに対向して開放する一対の保持溝33が全長に亘って形成されている。これら一対の保持溝33は、長手方向に沿う前面側支持部33a及び背面側支持部33bの間に形成されている。また、保持溝33の外側には、断面略コ字状であって内側に開放する一対の係止部34が長手方向の全長に亘って形成されている。
カバー部材3の互いに対向する一対の保持溝33には、複数の光源部2の各基板21の長手方向に沿った両端縁が挿通される。具体的には、図3に示すように、3つの光源部2が配線Zで接続されてカバー部材3の一方の開口32から挿入され、各光源部2の基板21の長手方向に沿った両端縁が一対の保持溝33によって案内されて保持される。これにより光源部2は、カバー部材3によって保持されて、カバー部材3と一体化される。光源部2とカバー部材3が一体化された状態における前面側支持部材33aと基板21の長手方向に延びた端縁との重なり具合は、図7(a)に図示してある。
図8に示すように、カバー部材3の長手方向両端にある開口32には、この開口32を閉塞する蓋体35が取り付けられる。つまり、上述したように、カバー部材3の一対の保持溝33に3つの光源部2が装着された後、カバー部材3の両端を閉塞するように蓋体35が取り付けられる。このように、カバー部材3の両端にある開口32に蓋体35を取り付けることにより、光源部2がカバー部材3から抜け落ちる不具合を防止することができる。
蓋体35は、絶縁性を有し、表面から材料内部まで光拡散性を有する透光性の材料により形成され、カバー部材3と同様に乳白色である。このため、光源部2から放出された光を蓋体35を介して外部に照射することができる。
また、蓋体35は、後述する側板6に組み合わされてその位置が規制されるようになっている。さらに、蓋体35の背面側でシャーシ1の端部前面との間には、基板21の端部と点灯回路4とを接続する配線Zが存在する。基板21の端部から導出する配線Zは、点灯装置4に至るまでにシャーシ1の端部を経由しなければならないが、配線Zの前面の蓋体35が光を伝導するので光るため、装置本体の端部に存在する配線Zの存在が目立たなくなる。
ここで、図3及び図5を参照して、それぞれ3つの光源部2を保持したカバー部材3をシャーシ1へ取り付ける方法について説明する。
カバー部材3をシャーシ1に取り付ける場合、まず、断面略コ字状の一対の係止部34のうち、シャーシ1の短手方向外側に位置する係止部34のコ字状の内面側に、シャーシ1の長手方向に沿う端縁部13を挿入する。そして、センターカバー5に近い内側の係止部34の外面側をストッパ部材36によって係止する。
ストッパ部材36は、鍵状に屈曲形成された金具であり、係止片部36aとこの係止片部36aと一体に形成された固定片部36bとを有する。また、固定片部36bには、ねじ貫通孔が形成されている。このストッパ部材36の係止片部36aがカバー部材3における係止部34の外面側に係止され、固定片部36bがそのねじ貫通孔を貫通してシャーシ1にねじ込まれる取付ねじ36cによって固定される。
ストッパ部材36は、図3に示すように、カバー部材3の長手方向に沿って互いに離間して複数個設けられており、これらストッパ部材36とシャーシ1の端縁部13によって、カバー部材3の前背方向(図示上下方向)の動きが規制されるようになっている。
このように、カバー部材3をシャーシ1に取り付けると、カバー部材3によって保持された各光源部2の背面、すなわち、基板21の背面がカバー部材3の開放部31を介してシャーシ1の平坦な配設部12に接触して、複数の光源部2がシャーシ1に対して熱的に結合される。換言すれば、カバー部材3は、開放部31を有しているので、シャーシ1の前面側へ突出する配設部12がこの開放部31に入り込み、配設部12と基板21との熱的結合が可能となる。また、この熱的結合は、カバー部材3のシャーシ1への取り付けと同時に行われる。
加えて、シャーシ1の前面側へ突出した配設部12は、その側壁が保持溝33を形成する背面側支持部33bの背面側へ延出する延出壁33cを嵌合支持するようになっている。このため、カバー部材3は、シャーシ1の配設部12によって短手方向(図5で左右方向)への動きが規制されるようになっている。
図3及び図6に示すように、点灯装置4は、シャーシ1の天板部11の前面側に取り付けられている。点灯装置4は、光源部2を点灯制御するものであり、箱状のケース内に複数個の回路部品を実装した回路基板を収容して構成されている。この点灯装置4は、図示しない商用交流電源に接続されていて、交流を直流に変換して出力する。点灯装置4は、例えば、全波整流回路の出力端子間に平滑コンデンサを接続し、この平滑コンデンサに直流電圧変換回路及び電流検出手段を接続して構成されている。点灯装置4は、基板21を介して発光素子22に接続されており、その直流出力を発光素子22に供給し、発光素子22を点灯制御する。
また、天板部11の前面側には、端子台7が取り付けられている。この端子台7には、電源線や送り線、調光信号線等のここでは図示を省略した配線が接続される。点灯装置4は、調光信号に基づいて光源部2を調光する。
図1乃至図6に示すようにセンターカバー5は、シャーシ1の天板部11の前面側に配設されている。センターカバー5は、溶融亜鉛めっき鋼板等の金属製の板材から形成されていて、側面形状がV字状をなしている。また、少なくとも表面側には、白色の塗装が施されており、反射板として機能する。
このセンターカバー5の拡開する長手方向に沿う端縁51(図3参照)には、複数の取付舌片52が形成されている。一方、この取付舌片52と対向するシャーシ1側には、切り込みによって前面側へ若干膨出変形させて形成した挿入孔14が形成されている。
センターカバー5は、V字状の頂部を中心として、拡開する端縁を幅方向に弾性変形させて、拡開する幅寸法を縮小させることが可能となっている。したがって、センターカバー5をシャーシ1に取り付ける場合には、センターカバー5を拡開する幅寸法を縮小させるように弾性変形し、取付舌片52を挿入孔14の位置に合わせ、弾性変形を解いて元の状態に復帰させる。これにより、取付舌片52が挿入孔14に挿入され、センターカバー5がシャーシ1に取り付けられる。
このようにセンターカバー5がシャーシ1に取り付けられると、ストッパ部材36の固定片部36bにセンターカバー5の端縁51が当接される。したがって、例えば、経時的な振動等によってストッパ部材36の取付ねじ36cに緩みが生じても、ストッパ部材36の外れや過度な動きを抑制できる。これにより、シャーシ1と基板21との熱的結合の確実化が期待できる。
加えて、点灯装置4や端子台7、配線等は、センターカバー5に覆われ外部からは視認できないようになり、外観を損なうことがない。
側板6は、合成樹脂材料で形成され、シャーシ1の長手方向の両端部を閉塞するように取り付けられている。
以上のように構成されたベースライト100によると、光源部2を保持したカバー部材3をシャーシ1に装着するだけで、光源部2の背面、すなわち基板21の背面をシャーシ1の配設部12に比較的広い面で接触させて熱的に結合させることができる。したがって、組立作業性が良好であるとともに、基板21の放熱性を向上でき、発光素子22の温度上昇を抑制することが可能となる。
また、シャーシ1の長手方向に沿う端縁部13は、カバー部材3の係止部34に挿入されて係止部34によって覆われるため、端縁部13に特別な加工を施すことなく、端縁部13の鋭利性に起因する危険性を回避することができ、組立作業性の安全性を確保することができる。
また、図6に示すように、光源部2を保持したカバー部材3及び点灯装置4をシャーシ1の短手方向に並べて配置したため、ベースライト100の薄型化が実現できた。
また、図5に示すようにカバー部材3の係止部34は、シャーシ1の端縁部13より外方に延出されるようになっているので、この延出された部位より、発光素子22から横方向に出射される光の一部が外部に放射されるようになる。さらに、発光素子22から長手方向両端部の横方向に出射される光の一部は、透光性の蓋体35から外部に放射されるようになる。これら外部に放射される光は、天井面Cを照射するようになるため、照明の明るさ感を増すことができる。
一方、各発光素子22が点灯することにより発生する熱は、配線パターン層21aに伝わり、主として基板21の背面側からシャーシ1の配設部12に伝熱され、さらにシャーシ1の全体に伝導されて放熱される。これによって、発光素子22の温度上昇を抑制することができる。
ベースライト100を点灯させる場合、点灯装置4に電力が供給され、配線Zを介して光源部2に直流出力が供給され、基板21を介して発光素子22に通電され、各発光素子22が点灯する。発光素子22から出射された光は、蛍光体層23を透過し、乳白色の透光性のカバー部材3を透過して拡散され、主として下方に放射され所定の配光範囲が照明される。
図9は、実施形態に係るベースライト200のセンターカバー5を分離した状態の斜視図である。また、図10は、このベースライト200のシャーシ201の略中央に固設された補強部材40を示す部分拡大斜視図である。補強部材40は、点灯装置4や端子台7とともにセンターカバー5の内側に配置される。
このベースライト200は、そのシャーシ201が上述した参考例のベースライト100のシャーシ1より長尺であり、ベースライト200全体も参考例のベースライト100より長尺である。このため、このベースライト200のシャーシ201には補強部材40が取り付けられている。これ以外の構造は、上述した参考例と略同じであるため、ここでは同様に機能する構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
より具体的には、本実施形態のベースライト200のシャーシ201は、約2400mmの長さを有する。例えば、1500mmを超える長さのシャーシを有するベースライトでは、上述した参考例のように補強リブとして機能する配設部12だけでは、シャーシにしなりや捩れを生じてしまう可能性がある。
このため、本実施形態では、シャーシ201の略中央に補強部材40を固設した。この補強部材40の長さを変えてシャーシ201のしなりや捩れを観察したところ、補強部材40の長さをシャーシ201の長さの1/2より長くした場合、例えば1800mmした場合にしなりや捩れを生じないことが分かった。実際には、2400mmのシャーシ201には、2000mm程度の長さを有する補強部材40が好適である。
補強部材40は、シャーシ201の平らな天板面11に取り付けられる。ここで言う略中央とは、シャーシ201の長手方向に沿った略中央であり、且つシャーシ201の短手方向、すなわち幅方向に沿った略中央である。そして、この補強部材40に、上述した点灯装置4や端子台7を取り付けた。本実施形態では、電源用の端子台7aと調光用の端子台7bを補強部材40に取り付けた。
補強部材40は、略矩形の細長い板状体を形状加工したものである。具体的には、補強部材40は、その長手方向に沿った両縁をシャーシ201から離間する方向に立ち上げた細長い補強リブ41、42を有する。補強部材40の幅方向両端の補強リブ41、42は、補強部材40の全長に亘って連続して延びている。補強部材40は、例えば溶接などによりシャーシ201に固定される。
各補強リブ41、42には、点灯装置4を接続した配線Zや端子台7a、7bを接続した配線Zを引っ掛けて保持するための複数のフック41a、42aが設けられている。各フック41a、42aは、補強リブ41、42のシャーシ201から離間した先端から切り欠きを形成することによって形成される。各切り欠きは、補強リブ41、42の先端から基端、すなわち補強リブの折り曲げ部位に向かって途中まで延びており、補強リブ41、42の全幅に達していない。このため、フック41a、42aを形成することで補強リブ41、42が必要以上に機械強度を低下させる不具合を防止できる。
また、2本の補強リブ41、42に設けられたフック41a、42aは、互いにオフセットした位置関係で設けられている。つまり、一方の補強リブ41に形成されたフック41aに対向する位置に他方の補強リブ42のフック42aが設けられておらず、他方の補強リブ42に形成されたフック42aに対向する位置に一方の補強リブ41のフック41aが設けられていない。これにより、左右の補強リブ41、42の同じ長さ位置にフック41a、42aを設けたことに起因して、その部位に応力が集中して折れなどの不具合を生じることを防止でき、より機械強度の高い構造を提供できる。
以上述べた実施形態の照明器具によれば、比較的長尺なシャーシ201の略中央に補強部材40を取り付けたため、シャーシ201にしなりや捩れを生じることなく、長尺なベースライトを実現できる。また、補強部材40の長手方向に沿った縁から立ち上げた補強リブ41、42にフック41a、42aを設けたため、配線Zを保持する結束バンドやM型クランプが不要となり、その分、部品点数を少なくでき、ベースライト200を安価に製造できる。
特に、フック41a、42aを設けるための切り欠きを補強リブ41、42の全幅に形成するのではなく、補強リブ41、42の途中までにしたため、補強リブ41、42の強度低下を抑制でき、機械強度を維持できる。さらに、本実施形態によると、補強部材40の幅方向に対向する2本の補強リブ41、42それぞれに設けたフック41a、42aの位置を、互いに対向しないオフセットした位置にしたため、応力集中による折れなどの不具合を防止でき、装置の信頼性を高めることができる。
上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施形態では、発光素子22の一例としてLEDを用いた場合について説明したが、これに限らず、有機EL等の他の個体発光素子を用いても良い。
1、201…シャーシ、2…光源部、3…カバー部材、4…点灯装置、5…センターカバー、6…側板、7、7a、7b…端子台、12…配設部、21…基板、22…発光素子(LED)、32…開口、35…蓋体、40…補強部材、41、42…リブ、41a、42a…フック、100、200…ベースライト、Z…配線。

Claims (4)

  1. 発光素子を実装した細長い基板と;
    この基板を長手方向に連結した状態で取り付けた細長い板状のシャーシと;
    このシャーシの全長の1/2を超える長さを有し、その長手方向に沿った縁を上記シャーシから離間する方向に立ち上げた補強リブを有し、上記シャーシの長手方向に沿った中央に固設された補強部材と;
    を有する照明器具。
  2. 上記補強リブは、点灯装置や端子台を接続するための配線を引っ掛けるフックを有する、請求項1の照明器具。
  3. 上記フックは、上記補強リブの先端から基端に向かって途中まで延びた切り欠きを形成することによって形成される、請求項2の照明器具。
  4. 上記補強リブは、上記補強部材の長手方向に沿った両縁から立ち上げられ、
    上記切り欠きは、上記両縁から立ち上げられた2つの補強リブに互いにオフセットした位置関係で設けられている、請求項3の照明器具。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016157667A (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 三菱電機株式会社 照明器具及び照明装置
JP2017037728A (ja) * 2015-08-07 2017-02-16 アイリスオーヤマ株式会社 照明装置
JP2017224391A (ja) * 2016-06-13 2017-12-21 三菱電機株式会社 光源ユニット及び照明装置

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