JP2014089894A - 照明ランプ - Google Patents
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Abstract
【課題】小型であると共に、容易に製造することができ、且つ、照度及び配光性に優れた照明ランプを提供することを課題とする。
【解決手段】発光部分の外観が管状とされた照明ランプであり、光源である発光体が複数配置された光源モジュールと、軸線方向が長手となるように形成されて前記発光体からの光を拡散させつつ透過させるカバーと、前記カバーが係止されて装着される基台部とを備え、前記光源モジュールは、前記基台部と前記カバーとの係止により形成された空間に位置し、前記カバーは、軸線方向に沿う全長に亘り形成された側方開口部を有し、該側方開口部が幅方向に拡大または縮小するように弾性変形可能であって、この弾性変形により該カバーの前記基台部への装着がなされることを特徴とする。
【選択図】図1
【解決手段】発光部分の外観が管状とされた照明ランプであり、光源である発光体が複数配置された光源モジュールと、軸線方向が長手となるように形成されて前記発光体からの光を拡散させつつ透過させるカバーと、前記カバーが係止されて装着される基台部とを備え、前記光源モジュールは、前記基台部と前記カバーとの係止により形成された空間に位置し、前記カバーは、軸線方向に沿う全長に亘り形成された側方開口部を有し、該側方開口部が幅方向に拡大または縮小するように弾性変形可能であって、この弾性変形により該カバーの前記基台部への装着がなされることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光部分の外観が管状とされた照明ランプに関する。
近年、発光ダイオード(LED)を光源として用いた照明装置は、一般に、蛍光灯や白熱電球に比べてエネルギー効率が高く、長寿命であることからその用途を急速に拡大させている。しかし、LEDから照射される光は指向性が高く、そのままの状態では、局部的に強い光を照射することになる。このため、配光性(「配向性」ともいう)を向上させるため、つまり、一定以上の光量をある程度の面積にわたって照射させるためには、LEDから照射される光を拡散させることが必要となる。
LEDからの光を拡散させる方法として、光の反射性に優れた平板状の材料に、凹部(以下、反射板凹部と記す)を形成し、該反射板凹部の底部に形成された開口部から反射板凹部内にLEDを突出させ、反射板凹部の内面にLEDの光を反射させて拡散させることが提案されている。このような反射板を備えた照明装置としては、面状に配置された複数のLEDを備える光源モジュールと、該光源モジュールを覆うように形成された反射板と、反射板を覆うように形成されて光源からの光を拡散させつつ透過させる拡散板とを備えたライトボックスが提案されている。この照明装置では、光源モジュールのLEDに対応する位置に反射板凹部が形成されており、各反射板凹部内に突出したLEDから照射される光と反射板によって反射された光とが拡散板で拡散されつつ拡散板を通過するため、一定以上の光量を面状の領域から照射させることが可能となっている(下記特許文献1)。
一方、より小型である照明装置の一例として、従来の蛍光灯の代替を主な目的とし、光源としてLEDを用いた、発光部分の外観が管状とされた照明ランプが提案されている。
このような照明ランプでは、複数のLEDが配置された光源モジュールを管内に収納することから、管の径寸法による制限により十分な光拡散距離を確保することが難しい。このため、光にムラが発生しやすく、また、照明範囲に寄与する配向性が狭くなるという課題があった。
前記課題に対し、光源モジュールに切欠穴を設けることで光源モジュールの裏側方向に一部導光するものや(下記特許文献2)、フレキシブルな光源モジュールを軸上に巻き付けたもの(下記特許文献3)、管を二重構造にして照明位置を任意に変更できる機構を付与したもの(下記特許文献4)が提案されている。また、光源モジュールの管内への収納に際し、管端部の開口より光源モジュールを挿入して固定することが提案されている(下記特許文献5、6)。
しかしながら、特許文献1に記載された照明装置は、複数のLEDが面状に配置されているため大型なものとなり、設置するスペースに制限がある。また、光源モジュール、反射板、及び、拡散板が大型なものとなるため、照明装置を製造する際に、各部材が扱い難くなると共に、各部材を順次重ねて固定する必要があるため、照明装置の製造を効率的に行うことが出来ない。
また、特許文献2〜4に記載された照明ランプは、各部材の製造工程が煩雑化する等のため効率的な製造が出来ない。また、特許文献5、6に記載された照明ランプは、軸線方向に長尺である管を用いるため、管端部の開口より光源モジュールを挿入するためには、管の2倍以上の長さの作業スペースが必要となり、光源モジュールの挿入作業を行い難いという問題があった。
そこで、本発明は、小型であると共に、容易に製造することができ、且つ、配光性に優れた照明ランプを提供することを課題とする。
本発明は、発光部分の外観が管状とされた照明ランプであり、光源である発光体が複数配置された光源モジュールと、軸線方向が長手となるように形成されて前記発光体からの光を拡散させつつ透過させるカバーと、前記カバーが係止されて装着される基台部とを備え、前記光源モジュールは、前記基台部と前記カバーとの係止により形成された空間に位置し、前記カバーは、軸線方向に沿う全長に亘り形成された側方開口部を有し、該側方開口部が幅方向に拡大または縮小するように弾性変形可能であって、この弾性変形により該カバーの前記基台部への装着がなされることを特徴とする。
この構成によれば、カバーが側方開口部を有し、この側方開口部が幅方向に拡大または縮小するように弾性変形可能であって、この弾性変形によりカバーの基台部への装着がなされる。これにより、側方開口部が幅方向に拡大または縮小するようにすることで照明ランプの組み立てが可能であるため、組み立てのためにカバー及び基台部の軸線方向外側のスペースを確保する必要がなくなり、作業スペースが小さくて済む。このため、容易に照明ランプを製造できる。また、軸線に沿う棒状の照明ランプとなるため、面状に形成された場合よりも小型なものとなり、設置するのに必要なスペースを小さくすることができる。
また、前記カバーは、前記側方開口部の一部である当接部を備え、前記基台部は、前記当接部に対して直接的または間接的に当接する傾斜面を備え、前記傾斜面は、前記カバーが前記基台部に装着される際に、前記当接部が直接的または間接的に当接した状態で、該カバーが外力を受けて該傾斜面に沿い移動することで、前記側方開口部を拡大または縮小させるものともできる。
この構成によれば、基台部が傾斜面を備える。これにより、この傾斜面にカバーの当接部を直接的または間接的に当接させた上でカバーに外力を加えることで、基台部へのカバーの装着を容易にできる。
また、前記発光体からの光を反射する反射部を備え、該反射部は、前記基台部と前記カバーとの係止により形成された空間に位置するもので、前記傾斜面に重なり合う面を有する重なり部を備え、前記傾斜面は、前記基台部において幅方向外側に向かうにつれ下降する平面とされ、前記カバーが前記基台部に装着される際に、該傾斜面に前記当接部が直接的または間接的に当接して、該傾斜面に沿い移動することで前記側方開口部を拡大させるものであり、前記カバーは、前記重なり部に対して直接的または間接的に当接することで、該カバーが前記基台部に装着される際に前記側方開口部の拡大がなされ、この後、該カバーの前記基台部への装着がなされるものともできる。
この構成によれば、外力を受けて側方開口部が拡大することでカバーが基台部に対して装着される。これにより、基台部の幅方向外側にカバーを位置させることができるため、透光性のあるカバーを周方向の広い範囲に位置させるようにできるため、照明ランプの配光性を更に向上できる。
また、前記反射部は前記発光体からの光を反射できる反射面を内面に有する凹部を備え、該凹部の底部から前記発光体の光が照射されるものともできる。
この構成によれば、凹部の反射面により、発光体の光を該発光体の前方側に効率的に導くことができるため、照明ランプの配光性を更に向上できる。
以上のように、本発明によれば、小型であると共に、容易に製造することができ、且つ、配光性に優れた照明ランプを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図1〜図7を参照しながら説明する。なお、以下の説明における上下方向、水平・垂直方向の表現は、図1等に示されたように、カバー1が鉛直方向における上方に位置し、光源収容体2が同下方に位置した場合を基準としている。また、前後の表現は、照明ランプ内に位置する発光ダイオード(LED)の向き(より具体的にはLEDから発される光束の向き)を基準としている。
本実施形態に係る照明ランプは、従来の、発光部分が直管とされた直管形蛍光灯の代替を主な目的としており、発光部分の外観が直管状である照明ランプである。図1に示すように、光を拡散させつつ透過させるカバー1と、光源Lである発光体として好適なLEDを収容した、基台部としての光源収容体2と、光源Lからの光を反射する、反射部としての反射板3と、光を拡散させる拡散板4と、電流を供給するソケットに挿入される一対の口金5,5とから構成されている。そして、カバー1の軸線に沿って光源収容体2が取り付けられることで直管状となり、該直管状部分における内部空間に、反射板3及び拡散板4が配置され、該直管状部分(カバー1及び光源収容体2)の両端部に一対の口金5,5が取り付けられることで形成される。
前記カバー1は、光源収容体2に対して着脱可能であり、軸線方向が長手となるように形成されている。本実施形態では、カバー1は、円筒状の外周部が軸線方向に沿う側方開口部1bの形成により長手方向に沿って切り欠かれ(具体的には、長手方向の両端間の全域に亘って)、長手方向に直交する断面の断面形状が略「C」字状に形成されている。また、カバー1は、両端部に端部開口部1a,1aが形成されている。側方開口部1bは、長手方向に平行に形成されており、幅寸法は該側方開口部1bに光源収容体2が装着可能な寸法とされている。このため、カバー1は、該カバー1に加えられた下方への外力を受け、側方開口部1bが幅方向に拡大するように弾性変形可能とされている。また、この側方開口部1bの開口端縁1cは、カバー1を光源収容体2に装着する際に、光源収容体2における収容体フランジ部2bの上側面2b1に間接的に(本実施形態では反射板3及び拡散板4越しに)当接する当接部として機能する。
また、カバー1は、内周面から突出する係止部としての係止突起1dを備えている。該係止突起1dは、長手方向に平行に形成されている。具体的には、係止突起1dは、側方開口部1bに近い側に1本ずつ端側係止突起1d1が形成され、更に、側方開口部1bから周方向に離れた位置に1本ずつ奥側係止突起1d2が形成されている。つまり、側方開口部1bの幅方向一方側につき2本ずつ形成されている。端側係止突起1d1の基端部の奥側の位置と、奥側係止突起1d2の基端部の端側(側方開口部側)の位置との距離は、拡散板フランジ部4b、反射板フランジ部3c、収容体フランジ部2bを重ね合わせた厚さ寸法と略一致している。
係止突起1dは、カバー1の両端部に形成された端部開口部1a,1a間の全域に亘って直線状に形成されている。本実施形態では、係止突起1dは、2本1組である各組が側方開口部1bを挟むようにして一対形成されている。また、係止突起1dの断面形状は三角形とされている。詳しくは、係止突起1dにおける側方開口部1b寄りの側面形状が、カバー1を光源収容体2に装着した状態(または、照明ランプとして組み立てられた状態)にて光源収容体2の収容体フランジ部2bの上側面2b1と平行な面であり、反対側の側面が同状態にて水平な面となる形状である。このような形状とすることにより、カバー1の光源収容体2への装着後に、収容体フランジ部2bの上側面2b1側において係止突起1dによる遮光を防止できる。なお、本実施形態では、側方開口部1bの開口端縁1cに一致して端側係止突起1d1が形成されているが、開口端縁1cから周方向に離れた位置に端側係止突起1d1が形成されていてもよい。
なお、カバー1を形成する材料としては、光源Lからの光を拡散透過できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、屈折率の異なる樹脂を混合したものや、非相溶微粒子が材料に添加または表面に塗布されたものであってもよい。特に、本実施形態ではカバー1を光源収容体2に装着するため、側方開口部1bが拡大・縮小する際にカバー1が変形する。このため、強度に優れた材質とすることが好ましく、好ましい材料として、例えば、ポリアクリル酸メチル系やポリカーボネート系の樹脂素材が挙げられる。また、例えば図8に示すように、カバー1の表面に微細加工が施されたことにより、光拡散性が付与されてもよい。
前記のように構成されたカバー1は、図6(a)〜(c)に示すように、光源収容体2の幅方向外側から装着される。このため、透光性のあるカバーを、直管状である発光部分における、周方向の広い範囲に位置させるようにできる。よって、照明ランプの配光性を向上できる。なお、本実施形態における「発光部分」とは、従来の直管形等の蛍光灯における発光部分に対応する部分であって、口金や口金に接続された台座を除いた部分を指す。
ここで、長手方向に直交する断面形状におけるカバー1の曲率中心を基準とした、カバー1を光源収容体2に装着した状態での、側方開口部1bの外周部分における中心角をαとすると(図7参照)、好ましいαの範囲は下記の通りである。
250°≦α<360°
αが250°以上であれば、カバー1の曲率中心を基準とした前方側だけでなく、側方側や斜め後方側にも配光が可能であり、照明ランプの配光性を向上できるため好ましい。ただし、本発明は前記角度に限定されるものではなく、αが180°以上であってもよい。αが180°以上であれば、照明ランプの機能上支障がない程度の配光性は確保できる。また、本実施形態における前記αは、カバー1の曲率中心と光源収容体2の幅方向中央とを通る仮想の面を挟んで周方向両側へ均等に広がる範囲の角度であるが、これに限定されるものではなく、前記仮想の面を挟んで不均等に広がる範囲の角度であってもよいし、前記仮想の面と全く関係しない範囲の角度であってもよい。
250°≦α<360°
αが250°以上であれば、カバー1の曲率中心を基準とした前方側だけでなく、側方側や斜め後方側にも配光が可能であり、照明ランプの配光性を向上できるため好ましい。ただし、本発明は前記角度に限定されるものではなく、αが180°以上であってもよい。αが180°以上であれば、照明ランプの機能上支障がない程度の配光性は確保できる。また、本実施形態における前記αは、カバー1の曲率中心と光源収容体2の幅方向中央とを通る仮想の面を挟んで周方向両側へ均等に広がる範囲の角度であるが、これに限定されるものではなく、前記仮想の面を挟んで不均等に広がる範囲の角度であってもよいし、前記仮想の面と全く関係しない範囲の角度であってもよい。
前記光源収容体2は、一方向に沿って長手となるように形成されている。光源収容体2の長さとしては、特に限定されるものではないが、本実施形態では、カバー1の長手方向の長さとほぼ同一長さのものが用いられる。また、光源収容体2は、光源LとしてLEDを備える光源モジュールL1を収容するよう構成されている。具体的には、光源収容体2は、凹状(より詳しくは、長手方向に直交する断面形状が凹状)に形成されて、内側に光源モジュールL1を収容するように構成されている。なお、本実施形態では、光源モジュールL1は、光源収容体2の長手方向に沿って長手となるように形成され、長手方向に沿って複数の光源Lが直線状に(一方向に)等間隔で配列されている。本実施形態では、図1に示すように、光源Lが一列に並ぶように配列されているが、これに限定されるものではなく、複数列が並ぶように配列されたり、千鳥状に配列されたりしてもよい。
光源収容体2について、より詳しく説明すると、図2に示すように、光源収容体2は、凹状に形成されて光源モジュールL1を収容する収容体凹部2aと、該収容体凹部2aの幅方向端部から外方に延設された収容体フランジ部2bとを備えている。ここで、外方とは、カバー1が光源収容体2に装着された状態で、軸線方向に直交する方向(即ち、カバー1及び光源収容体2の長手方向に直交する方向)であって、収容体凹部2aの内側から外側に向かう方向をいう。
前記収容体凹部2aは、光源モジュールL1が載置される収容体底部2cと、該収容体底部2cの端部から開放方向に向かって形成された一対の収容体壁部2d,2dとから構成されている。
収容体底部2cは、上面が光源収容体2の長手方向に沿って長手となる平面に形成されている。また、収容体底部2cは、光源モジュールL1と密着するように構成されている。収容体壁部2dは、光源収容体2(即ち、収容体底部2c)の長手方向に沿って(具体的には、長手方向の両端間の全域に亘って)形成されている。収容体壁部2dのうち下部は、収容体底部2cに対して略直交するように形成されている。一方、収容体壁部2dのうち中間部は、収容体底部2cよりも外方に向かって傾斜するように形成されている。そして、収容体壁部2dのうち上部は、上方に向かうように形成されている。
収容体底部2cの下面、及び、収容体壁部2dの外面からはフィン部2eが複数突出している。収容体底部2c側のフィン部2eは、収容体底部2cの下面に対して直交し、長手方向に沿って形成された平板状のものである。収容体壁部2d側のフィン部2eは、図2に示すような、内側面が垂直面とされ外側面が傾斜面とされた断面形状であり、長手方向に沿って形成されものである。そして、収容体壁部2d側のフィン部2eにおける外側上方の面は嵌合部2fの一部を構成する。
前記収容体フランジ部2bは、収容体凹部2aの開放方向に位置する収容体壁部2dの端部から下斜め外方に延設されるように形成されている。また、収容体フランジ部2bは、光源収容体2の長手方向に沿って(具体的には、長手方向の両端間の全域に亘って)形成されている。この収容体フランジ部2bの上側面2b1は、幅方向において外向きの、平坦な傾斜面とされている。本実施形態では、この上側面2b1の傾斜角度は45°とされている。
フランジ部2bにおける内側下方面、収容体壁部2d側のフィン部2eにおける外側上方面、収容体壁部2dのうち上部により、長手方向に沿う溝状の嵌合部2fが形成されている。この嵌合部2fは、係止部としての係止突起1dに対する被係止部として機能する。図6(c)に示すように、この嵌合部2fにはカバー1の端側係止突起1d1が嵌合する。
なお、光源収容体2を形成する材料としては、特に限定されるものではなく、本実施形態では、アルミニウム合金が押出成型されて形成されている。ただし、アルミニウム合金に限定されず、種々の素材を用いることができる。特に放熱を考慮すると、熱伝導性の高い素材(金属等)を用いることが好ましい。このような素材を用いて光源収容体2を形成することで、光源モジュールL1の熱を光源収容体2の外側に放散させることができ、光源モジュールL1が温度上昇してしまうのを抑制することができる。特に、アルミニウム合金は、熱伝導性に優れ、軽量とでき、加工性が良く、表面の光反射性にも優れるため好ましい。更に、本実施形態の光源収容体2にはフィン部2eが形成されているため、光源モジュールL1の熱をフィン部2eから効果的に放散させることができる。なお、本発明においてフィン部2eの形成は必須ではなく、省略してもよい。また、フィン以外の形状であって、光源収容体2の表面積を増加させたことにより放熱を促進するように構成されていてもよい。
ここで、長手方向に直交する断面形状におけるカバー1の曲率中心Cを基準とした、カバー1を光源収容体2に装着した状態での、光源収容体2の中心角(最も大きい角度となる部分における中心角)をβとすると(図7参照)、好ましいβの範囲は下記の通りである。
(360°−α)≦β≦150°
βが150°以下であれば、光源Lからの光が光源収容体2によって遮られる範囲を限定できるため、照明ランプの配光性を向上できる。
(360°−α)≦β≦150°
βが150°以下であれば、光源Lからの光が光源収容体2によって遮られる範囲を限定できるため、照明ランプの配光性を向上できる。
また、光源収容体2の左右に位置する収容体フランジ部の上側面2b1,2b1同士の挟角をγとすると(図7参照)、γの好ましい範囲は、β≦γ≦150°であり、より好ましい範囲は、90°≦γ≦120°である。γがこの範囲内であれば、照明ランプの内部において光の反射を多重になすことができ(ただし、実際に光を反射するのは、収容体フランジ部2bに重ねられた反射板3における反射板フランジ部3cの上側面である)、照明ランプの側方及び斜め後方への配光性を向上できる。前記光の反射は、前記反射板フランジ部3cの上側面で直接的になされてもよいし、間接的、つまり、反射板フランジ部3cに重ねられた拡散板4の拡散板フランジ部4bでなされてもよい。この反射により、前記照明ランプの内部において多重に反射した光を外側へと導くことができる。
図1に戻り、前記反射板3は、一方向に沿って長手となるように形成されている。反射板3の長さとしては、特に限定されるものではなく、種々の長さとできる。また、反射板3は、凹状(具体的には、長手方向に直交する断面形状が凹状)の形状を有する。また、反射板3は、この凹状となる領域(後述する反射板凹部3a)を複数備えている。この凹状となる領域は、反射板3の長手方向に沿って複数形成されている。そして、反射板3は、各凹状となる領域の内側に形成された空間同士を仕切る仕切壁部3bを各凹状となる領域間に備えている。この反射板3は、図7に示すように、光源収容体2の上方に重ねられることで、反射板3の表面(特に反射壁部3eにおける反射内壁面3f及び仕切壁部3bにおける壁面3j)にて光源Lからの光を反射してカバー1に至らせることができる。これにより照明ランプの照度を向上できる。また、複数の光源Lによる光のムラを低減でき、配光を均一化できる(これは特に、拡散反射性の高い反射板を用いた場合に顕著に奏される効果である)。
本発明において反射板3は必須ではなく、省略してもよい。ただし、本実施形態のように反射板凹部3aを備えた反射板3を用いると、例えば光源収容体2における収容体凹部2aの内面で光を反射させる場合に比べ、光源Lに近い位置に反射面を配置できる。このため、効率的に光の反射がなされて照明ランプの照度を向上できる。このことから、反射板3を設ける方が好ましい。
反射板3について、より詳しく説明すると、図3(a)に示すように、反射板3は、光源収容体2が組み合わされたカバー1内に収容された状態(光源収容体2とカバー1との係止により形成された空間に反射板3が位置する状態)で、カバー1の軸線(換言すれば、反射板3の長手方向)に直交する断面形状が凹状となるように形成された反射板凹部3aと、該反射板凹部3aの開放方向に位置する端部から外方に延設された、重なり部としての反射板フランジ部3cとを備えている。本実施形態では、反射板凹部3aは、カバー1の軸線(換言すれば、反射板3の長手方向)に沿って複数形成されている。そして、各反射板凹部3aの内側に形成された空間同士を仕切る仕切壁部3bが各反射板凹部3aの間に形成されている。ここで、外方とは、カバー1内に反射板3が収容された状態で、カバー1の軸線に直交する方向であって、反射板凹部3aの内側から外側に向かう方向をいう。
前記反射板凹部3aは、平板状(具体的には、平面視四角形状)に形成された底部である反射底部3dと、同じく平板状に形成され、該反射底部3dの端部から開放方向に向かって形成された対向する一対の反射壁部3e,3eとから構成されている。また、反射板凹部3aは、反射底部3dにおける外縁部から開放方向に向かって外方前方へと傾斜するように立ち上げられて形成された反射内壁面3fを備えている。
反射底部3dは、厚み方向に貫通するように形成された開口部3gを備えている。該開口部3gは、反射板凹部3aの下方外側から光源Lを挿入可能に構成されており、図5に示すように反射板3を光源収容体2に重ね合わせた状態で、反射底部3dの上方に光源Lの一部(LEDのうち光を発する部分)が突出する。これにより、反射底部3dから光源Lの光が照射される。反射内壁面3fは、対向する一対の反射壁部3e,3eにおける対向する面が反射底部3dから開放方向に向かって外方に傾斜するように形成されてなるものである。即ち、反射板凹部3aは、一対の対向する反射内壁面3f,3fを備えている。
前記反射板フランジ部3cは、反射板凹部3aの開放方向に位置する反射壁部3eの端部から下斜め外方に延設されるように形成されている。つまり、この反射板フランジ部3cにおける上側面は、反射壁部3eにおける反射内壁面3fとは異なる角度に傾斜した面である。また、反射板フランジ部3cは、反射板3の長手方向に沿って(具体的には、長手方向の両端間の全域に亘って)形成されている。また、反射板フランジ部3cは、上側面と下側面とが、図5に示すように、光源収容体2に反射板3を重ね合わせた状態で、光源収容体2における収容体フランジ部3bの上側面2b1に対して平行となるように形成されている。図6(c)に示すように、左右の反射板フランジ部3c,3cが光源収容体2とカバー1とによって挟まれるため、接着剤や接着テープを用いることなしに、反射板3を光源収容体2に対してずれることなく固定できる。
仕切壁部3bは、カバー1の軸線(換言すれば、反射板3の長手方向)に略直交するように形成されている。また、仕切壁部3bは、反射板3の長手方向に沿って間隔を空けて(等間隔で)複数配置されている。そして、対向する一対の仕切壁部3b,3bは、図3(b)に示すように、対向する壁面3j,3j同士の間隔が反射板凹部3aの開放方向に向かって広くなるように形成されている。壁面3j,3jは、前記反射壁部3e,3eと同じく平板状に形成されている。これにより、対向する一対の仕切壁部3b,3bと、反射板凹部3aとで画定される空間は、多角錐台状(四角錐台状)となっている。また、本実施形態では、仕切壁部3bは、反射板凹部3aの開放方向側に位置する端部3kが反射板凹部3aの開放方向の端部3mよりも反射底部3d側に位置している。この仕切壁部3bの形成により、前記多角錐台状(四角錐台状)の空間が複数、反射板3の長手方向に並列する。
前記のように、反射板3は、光源収容体2が組み合わされたカバー1内に収容されることから、本実施形態の照明ランプを取り付ける灯具の側には、従来の蛍光灯を用いた灯具のように、照明ランプ外に該照明ランプの光(主に照射方向と逆方向に照射される光)を反射させる反射板を設ける必要がないため、灯具の構成を簡素化できる。
また、反射板3が複数の仕切壁部3bを備えることで、反射板凹部3aの内面と一対の仕切壁部3bの対向する壁面とによってより多くの光が反射される。このため、より明るい光を反射板凹部3aの開放方向に向かって照射させることができる。これにより、より明るい光を均一に照射する照明ランプとなる。
また、複数の仕切壁部3bを備えることで、反射板3におけるカバー1の軸線に沿った方向に直交する方向の剛性を向上させることができる。これにより、照明ランプの組み立ての際の作業性を向上させることができる。
また、仕切壁部3bの端部3kが反射板凹部3aの端部3mよりも反射底部3d側に位置していることで、反射板3におけるカバー1の軸線に沿った方向の剛性を向上させることができる。これにより、照明ランプの組み立ての際の作業性を向上させることができる。
また、この仕切壁部3bの端部3kは、反射板凹部3aの開放方向に向かう光を収束する作用を有するため、光源収容体2と組み合わされた状態のカバー1内で反射板3がカバー1と近接していると、仕切壁部3bの端部3kとカバー1の間に光が届き難くなる。このため、カバー1における仕切壁部3bの端部3kに対応した領域の光量が低下し、光量にムラが生じてしまう。これに対し、仕切壁部3bの端部3kが反射底部3d側に位置していることで、仕切壁部3bの端部3kとカバー1との間の間隔が広がるため、仕切壁部3の端部3kとカバー1との間に光が届き易くなる。これにより、より明るい光を均一に照射する照明ランプとなる。
なお、反射板3を形成する材料としては、特に限定されるものではなく、本実施形態では、板状の材料を熱成形することで反射板3が形成されている。この板状の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性樹脂シートを用いることが好ましい。熱可塑性樹脂シートが熱成形されることで反射板3が形成されることにより、反射板3の作製を容易に行うことができる。また、熱可塑性樹脂シートを折り曲げ加工する場合よりも、複雑な形状を作製し易く、折り曲げ加工によって形成される折り目による反射性の低下を防止することができる。
ここで、図3(c)に示すように、反射板凹部3aの各部寸法(長手方向寸法または前後方向寸法)は、反射底部3dの寸法(内寸)、つまり、反射底部3dの上面にて光源Lを挟んで対向する外縁部同士の距離をL1とし、仕切壁部3b,3bまたは反射壁部3e,3eの上端間の寸法(内寸)、つまり、仕切壁部3b,3bまたは反射内壁面3f,3fにて光源Lを挟んで対向する上端同士の距離をL2とし(図示は仕切壁部3b,3bの寸法)、仕切壁部3b,3bまたは反射壁部3e,3eの下端から上端までの高さ寸法をHとするとき(図示は仕切壁部3b,3bの高さ)、下記の式1及び式2を満たすことが、配光性向上のため好ましい。
L2−L1=tan37.5°×2H・・・(式1)
1.0<(L2/L1)≦2.2・・・(式2)
式1に関しては、近似的にL2−L1=1.53Hで表すことができる。
式2に関しては、より好ましくは、1.3≦(L2/L1)≦1.9であり、更に好ましくは、1.4≦(L2/L1)≦1.8である。
L2−L1=tan37.5°×2H・・・(式1)
1.0<(L2/L1)≦2.2・・・(式2)
式1に関しては、近似的にL2−L1=1.53Hで表すことができる。
式2に関しては、より好ましくは、1.3≦(L2/L1)≦1.9であり、更に好ましくは、1.4≦(L2/L1)≦1.8である。
式1及び式2で寸法が特定された反射板凹部3aによると、特に反射壁部3eにおける反射内壁面3f及び仕切壁部3bにおける壁面3jにおいて一次反射(光源Lが発する光の直接的な反射)される光束を、効率よく前方に集束させることができる。このため、光源Lの光を反射することでこの光を前方へと導くことができ、光源Lから後方に照射されてしまうロス光を低減できると共に、前方への照度を向上できる。
また、図3(c)に示すように、反射底部3dの上面中点と仕切壁部3b,3bまたは反射壁部3e,3eの各上端とを結ぶ、長手方向または前後方向に沿う仮想線のなす角度を2θとすると(図示は仕切壁部3b,3bの角度)、2θは下記の式3で与えられる。
tanθ=L2/2H・・・(式3)
式1と式2と式3とにより、2θの近似的な値は、好ましくは108°≦2θ<180°、より好ましくは116°≦2θ≦146°、更に好ましくは119°≦2θ≦139°となる。
tanθ=L2/2H・・・(式3)
式1と式2と式3とにより、2θの近似的な値は、好ましくは108°≦2θ<180°、より好ましくは116°≦2θ≦146°、更に好ましくは119°≦2θ≦139°となる。
前記のように、照明ランプの仕様に応じ、L1及びHを決定することにより最適なL2を決定できるため、配光性の良い形状の反射板3を設計できる。
図1に戻り、前記拡散板4は、一方向に沿って長手となるように形成されている。拡散板4の長さとしては、特に限定されるものではなく、種々の長さとできる。また、拡散板4は、凸状(具体的には、長手方向に直交する断面形状が凸状)の形状を有する。この拡散板4は、図6に示すように、反射板3の上方に重ねられる。
本発明において拡散板4は必須ではなく、省略してもよい。ただし、本実施形態のように平板部4a(後述)を備えた拡散板4を用いると、例えば光源収容体2における収容体凹部2aの内面、または反射板3における反射板凹部3aの内面と拡散板4の平面部4aとの間で、多重反射の反射回数を増加させることができる。このため、カバー1から出る光を均一化できる。このことから、拡散板4を設ける方が好ましい。
拡散板4について、より詳しく説明すると、図4に示すように、拡散板4は、光源収容体2と組み合わされた状態のカバー1内に収容された状態で、軸線方向に沿って長手となる平板部4aと、該平板部4aの幅方向端部から下斜め外方に延設された拡散板フランジ部4bとを備えている。図6(c)に示すように、左右の拡散板フランジ部4b,4bが光源収容体2とカバー1とによって挟まれるため、接着剤や接着テープを用いることなしに、拡散板4を光源収容体2に対してずれることなく固定できる。
この拡散板4により、光源Lからの光が拡散板4の上面及び下面で反射するので、光源Lが指向性の高いものであっても、カバー1の内部での多重反射の回数が増加するため、カバー1から出る光に関して配光を均一化できる。また、2色以上の異色の光源Lが1本の光源モジュールL1に配置された場合であっても、光の混色が促進され、演色性に優れたものとできる。
なお、カバー1と同様、拡散板4を形成する材料としては、光源Lからの光を拡散透過できるものであれば特に限定されるものではなく、種々の材料を使用できる。本実施形態の拡散板4は、反射板3と同様、板状の材料を熱成形することで形成されている。この板状の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、熱可塑性樹脂シートを用いることが好ましい。熱可塑性樹脂シートが熱成形されることで拡散板4が形成されることにより、拡散板4の作製を容易に行うことができる。
図1に戻り、前記口金5は、一端部が閉塞された筒状の口金本体5aと、一対の口金ピン5b,5bとを備えている。口金本体5aは、樹脂素材(耐熱性を有するものが好ましい)を用いて形成されている。一方、一対の口金ピン5b,5bは、例えば、アルミニウムや銅等の金属からなり、口金本体5aを貫通するように配置されて、一端部が口金本体5aの外側に位置し、他端部が口金本体5aの内側に位置している。そして、照明ランプが形成された状態で、一対の口金ピン5b,5bの他端部が光源モジュールL1の配線パターンとリード線を介して電気的に接続される。
次に、上記のような構成を有するカバー1、光源収容体2、反射板3、拡散板4、一対の口金5,5を用いて、照明ランプを形成する手順について説明する。まず初めに、図5に示すように、光源収容体2の上に反射板3を重ね、更にこれらの上に拡散板4を重ねる。具体的には、収容体凹部2aの内側に反射板凹部3aを収容するように光源収容体2と反射板3とを重ね、反射板凹部3a上端の開口が平板部4aで塞がれるように拡散板4を重ねる。
この際、反射底部3dに形成された開口部3gから光源Lが反射板凹部3a内に突出した状態となる。本実施形態では、対向する一対の仕切壁部3bの対向面3j,3jと、反射板凹部3aの内面(一対の反射内壁面3f,3fと、反射底部3dの一方の面)とで画定される空間に、少なくとも1つの光源Lが突出する。また、幅方向両端において、収容体フランジ部2b、反射板フランジ部3c、拡散板フランジ部4bが重なった状態となる。
次に、図6(a)〜(c)に示すように、前記重ね合わせられた光源収容体2、反射板3、拡散板4に対しカバー1を取り付ける。
この際、まず、反射板3及び拡散板4が重ね合わされた光源収容体2に対しカバー1を上方から当接させると、図6(a)に示すように、カバー1の端側係止突起1d1が拡散板フランジ部4bに当接する(光源収容体2の収容体フランジ部2bに間接的に当接する)。より詳しくは、カバー1における側方開口部1bの開口端縁1c、及び、該開口端縁1cに一致する端側係止突起1d1の端縁に位置する平面が拡散板フランジ部4bの上面に対して当接する。
前記状態でカバー1を押し込むべく、作業者等によりカバー1に下向きの外力Fがかけられると、図6(b)に示すようにカバー1が弾性変形して、側方開口部1bが幅方向外側(左右方向)に開くように拡大する。この際、前記のように当接していた面同士が下斜め方向M1にずれる。そして、外力Fにより側方開口部1bが更に広がると、カバー1の端側係止突起1d1が、拡散板フランジ部4b、反射板フランジ部3c、収容体フランジ部2bを乗り越えて下方に移動する。そして前記乗り越えの後には前記弾性変形が減少し、図6(c)に示すように、カバー1の有する弾性力によって側方開口部1bが幅方向内側に閉じるように縮小する。この際、側方開口部1bの開口端縁1cが上斜め方向M2に移動して端側係止突起1d1が嵌合部2fに入り込む。これにより、端側係止突起1d1が嵌合部2fに対して嵌合する。そして、これと同時に、カバー1の奥側係止突起1d2が拡散板フランジ部4bに当接する。このため、端側係止突起1d1と奥側係止突起1d2との間に拡散板フランジ部4b、反射板フランジ部3c、収容体フランジ部2bが挟まれる。以上により、カバー1の取り付けがなされる。
なお、カバー1取り付け後の状態にて、カバー1には、側方開口部1bが広がった際に発生した弾性力が残存したままであってもよいし、弾性変形が解除されて該弾性力が0である自由状態となっていてもよい。
次に、前記のようにカバー1、光源収容体2、反射板3、拡散板4が各々組み合わされた集合体(本実施形態における発光部分)の両端部に、口金5,5が取り付けられる。これにより、軸線方向に沿って長手となる、発光部分の外観が直管状の照明ランプが形成される。
以上、本実施形態によると、LEDを光源として用いた照明ランプを小型で、且つ、容易に製造することができる。
前記のように製造された照明ランプは、光源Lからの光束Laが例えば図7に示すように、反射板3の反射内壁面3f、及び、仕切壁部3bの壁面3j(図示せず)、拡散板4の拡散板フランジ部4b、カバー1における断面円弧状の内面で反射する。そして、拡散板4の平板部4aで屈折及び反射する。反射に関しては、一度反射した光が再度別の位置で反射すること(多重反射)もある。このようにして、光源Lからの光がカバー1に導かれ、カバー1の表面から外部に照射される。よって、前記反射及び屈折を適切に設定することにより、カバー1の表面にて光源Lに対応した領域以外からも反射・屈折した光を照射でき、カバー1から照射される光を均一化できる。そして、照明ランプの配光性及び照度(明るさ)を向上できる。
前記のように、光源収容体2に対してカバー1を下方に押し込むことで照明ランプの組み立てが可能であるため、組み立てのための作業スペースを、例えば従来の、管端部の開口より挿入する組み立て方法のように、カバー1の2倍以上も確保する必要がないため、作業スペースが小さくて済む。しかも、照明ランプにおいて外部に露出する部分のうち大部分を、発光部分として、透光性のあるカバー1が占めるようにできるため、配光性を向上できる。また、反射板3及び拡散板4を同時に光源収容体2に対して組み込むことができるので、照明ランプを組み立てるための作業性が良い。
なお、本実施形態では、反射板3、及び、拡散板4の長さがカバー1の長さよりも短く形成されているため、複数の反射板3、及び、複数の拡散板4を長手方向に直線状に配列したものをカバー1、及び、光源収容体2に組み合わせることもできる。このように、複数の反射板3、及び、複数の拡散板4を連結してカバー1を取り付けることができるため、照明ランプを製造する際の作業性を向上させることができる。
また、前記のようにカバー1、光源収容体2、反射板3、拡散板4が各々組み合わされていることから、反射板3及び拡散板4がカバー1及び光源収容体2に連結されることで、カバー1の軸線を中心に照明ランプを回転させて、光の照射方向を任意に設定することができる。
また、本実施形態のようにカバー1を下方に押し込む組み立て方法に限られず、従来と同様、カバー1の端部から光源収容体2を軸線方向(各部の長手方向)に沿ってスライドさせることで組み立てを行ってもよい。
なお、本発明に係る照明ランプは、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、複数の実施形態の構成や方法等を任意に採用して組み合わせてもよく(1つの実施形態に係る構成や方法等を他の実施形態に係る構成や方法等に適用してもよく)、更に、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
例えば、上記実施形態では、カバー1は、円筒状(一定の曲率で湾曲した筒状)の外周部に側方開口部1bが形成されることで切り欠かれ、長手方向に直交する断面形状が略「C」字状に形成されているものであったが、これに限定されるものではなく、多角形筒状や楕円筒状の外周部が切り欠かれた形状であってもよい。
また、図8に示すように、カバー1の表面に凹条及び凸条が設けられることで光拡散性等が付与されていてもよい。また、上記実施形態では、係止突起1dが側方開口部1bの幅方向一方側に2本ずつ形成されているが、これに限定されるものではなく、図8に示すように1本ずつ形成されていてもよい。
また、上記実施形態では、外力により側方開口部1bが幅方向(左右方向)に拡大することで、光源収容体2の幅方向外側からカバー1が嵌合するように、カバー1、光源収容体2等が構成されている(外側からの嵌合)が、これに限定されるものではなく、外力により側方開口部1bが幅方向(左右方向)に縮小することで、光源収容体2の幅方向内側からカバー1が嵌合するように(内側からの嵌合)、カバー1、光源収容体2等が構成されていてもよい。
また、上記実施形態では、カバー1に加えられた、光源収容体2へ向かう下方への外力を受け、側方開口部1bが幅方向に拡大するように弾性変形可能とされているが、これに限定されるものではなく、作業者がカバー1をつまんだり握ったりすること等により、側方開口部1bが幅方向に拡大または縮小するように弾性変形可能とされていてもよい。
また、上記実施形態では、図6(c)に示すように、カバー1の二つの係止突起1d,1dで光源収容体2の収容体フランジ部2b、反射板3の反射板フランジ部3c、拡散板4の拡散板フランジ部4bを挟むことで各々が固定されるよう構成されているが、これに限定されるものではなく、図8に示すように、反射板3が光源収容体2の収容体フランジ部2bに形成された嵌合部2gに対して嵌合することで支持されるよう構成されていてもよい。この嵌合部2gは、幅方向内方を向いて開口した、長手方向に沿う溝であって、図9(f)に示す上方に突出した形状とされた反射板3の幅方向端部を支持できる。また、図8の実施形態では、光源収容体2が収容体底部2cを備えずに中空に形成されており、光源収容体2上方に突出した部分で光源モジュールL1を支持する。また、拡散板4を備えていない。このように本発明では、拡散板4は必須ではなく省略してもよい。なお、拡散板4を備えた場合には、前記嵌合部2gで反射板3と共に拡散板4が支持されてもよい。
また、上記実施形態では、係止突起1dは長手方向に連続して(途切れずに)形成されているが、これに限定されるものではなく、断続的に形成されていてもよい。また、係止突起1dの断面形状は上記実施形態の三角形に限定されるものではなく、四角形や半円形であってもよい。
また、上記実施形態では、基台部である光源収容体2は一部材からなるが、これに限定されるものではなく、複数の部材が組み合わされて基台部が構成されていてもよい。また、基台部を構成する一部の部材が、カバー1と同様に透光性のある部材とされていてもよい。こうすることで、基台部からも光の一部を照射できる。
また、上記実施形態では、反射板3は、複数の仕切壁部3bを備えているが、これに限定されるものではなく、図9(a)に示すように、反射板3の長手方向に沿って反射板凹部3aを形成し、反射底部3dに複数の開口部3gを形成してもよい。この構成の反射板3は、板状の材料を折り曲げ加工することで形成することができる。
また、上記実施形態では、図3(b)に示すように、反射板凹部3aの開放方向側に位置する仕切壁部3bの端部3kが反射板凹部3aの開放方向に位置する端部3mよりも反射底部3d側に位置しているが、これに限定されるものではなく、図9(b)(c)に示すように、反射板凹部3aの開放方向に位置する端部3mと略同一の位置に仕切壁部3bの端部3kが位置するように構成されてもよい。なお、図9(c)に示すものは、反射板凹部3aの端部3kの上面が平坦面とされたものである。
また、上記実施形態では、仕切壁部3b,3b間に一つの開口部3gを備えているが、これに限定されるものではなく、図9(d)に示すように、複数(図示のものは二つ)の開口部3gを備えていてもよい。
また、上記実施形態では、対向する一対の仕切壁部3b,3bと、反射板凹部3aとで画定される空間は多角錐台状となっているが、これに限定されるものではなく、図9(e)に示すように、反射板凹部3aを、底部に開口部3gが位置するような円錐台状の空間が形成されるよう構成されていてもよい。
更に、上記実施形態では、反射壁部3eの反射内壁面3f及び仕切壁部3bの壁面3jが平面で形成されているが、これに限定されるものではなく、開口部3gを取り巻く壁面が縦断面にて湾曲した形状の湾曲面(アール曲面)であってもよい。前記壁面を湾曲面とすることで、光源Lの前方への照度を向上できる。この湾曲面の曲率をRとすると、好ましいRは下記の式4で与えられる。
R=[{(L2−L1)/2}2+H2]0.5/(2×sin7.5°)・・・(式4)
式1と式4とにより、Rは近似的に、R=4.83Hで表すことができる。
R=[{(L2−L1)/2}2+H2]0.5/(2×sin7.5°)・・・(式4)
式1と式4とにより、Rは近似的に、R=4.83Hで表すことができる。
また、上記実施形態では、反射板3は反射板凹部3aを備えるが、これに限定されるものではなく、図8及び図9(f)に示すように、長手方向に延びる平板部と、この平板部の幅方向端部から下斜め外方に延設されるフランジ部とを備え、上方が開放された凹部を備えないものであってもよい。
また、上記実施形態では、反射板3は一部材からなるが、これに限定されるものではなく、図9(g)に示すように、対向する二部材31,31からなり、各部材間に光源Lが位置できるように構成されていてもよい。
また、上記実施形態は、発光部分の外観が直管状とされた照明ランプであるが、これに限定されるものではなく、円管状の照明ランプや、白熱灯用ソケットに適合する蛍光灯であり、管の折り曲げ・折り返しがなされて、軸線が湾曲した発光部分を有する蛍光灯に相当する形状の照明ランプであってもよい。
また、上記実施形態は、従来の直管形蛍光灯を代替するための、LEDを用いた照明ランプであるが、これに限定されるものではなく、LED専用の灯具に用いられるもの等、蛍光灯または白熱灯の代替を前提としない照明ランプであってもよい。更には、LED以外の発光素子を発光体として用いた照明ランプであってもよい。
1…カバー、1b…側方開口部、1c…当接部(開口端縁)、1d…係止部(係止突起)、2…基台部(光源収容体)、2b1…傾斜面(収容体フランジ部の上側面)、2f…被係止部(嵌合部)、3…反射部(反射板)、3a…反射部の凹部(反射板凹部)、3c…重なり部(反射板フランジ部)、3d…反射部の凹部の底部(反射底部)、4…拡散板、5…口金、L…光源(発光ダイオード)L1…光源モジュール
Claims (4)
- 発光部分の外観が管状とされた照明ランプであり、
光源である発光体が複数配置された光源モジュールと、軸線方向が長手となるように形成されて前記発光体からの光を拡散させつつ透過させるカバーと、前記カバーが係止されて装着される基台部とを備え、
前記光源モジュールは、前記基台部と前記カバーとの係止により形成された空間に位置し、
前記カバーは、軸線方向に沿う全長に亘り形成された側方開口部を有し、該側方開口部が幅方向に拡大または縮小するように弾性変形可能であって、この弾性変形により該カバーの前記基台部への装着がなされることを特徴とする照明ランプ。 - 前記カバーは、前記側方開口部の一部である当接部を備え、
前記基台部は、前記当接部に対して直接的または間接的に当接する傾斜面を備え、
前記傾斜面は、前記カバーが前記基台部に装着される際に、前記当接部が直接的または間接的に当接した状態で、該カバーが外力を受けて該傾斜面に沿い移動することで、前記側方開口部を拡大または縮小させることを特徴とする請求項1に記載の照明ランプ。 - 前記発光体からの光を反射する反射部を備え、該反射部は、前記基台部と前記カバーとの係止により形成された空間に位置するもので、前記傾斜面に重なり合う面を有する重なり部を備え、
前記傾斜面は、前記基台部において幅方向外側に向かうにつれ下降する平面とされ、前記カバーが前記基台部に装着される際に、該傾斜面に前記当接部が直接的または間接的に当接して、該傾斜面に沿い移動することで前記側方開口部を拡大させるものであり、
前記カバーは、前記重なり部に対して直接的または間接的に当接することで、該カバーが前記基台部に装着される際に前記側方開口部の拡大がなされ、この後、該カバーの前記基台部への装着がなされることを特徴とする請求項2に記載の照明ランプ。 - 前記反射部は前記発光体からの光を反射できる反射面を内面に有する凹部を備え、該凹部の底部から前記発光体の光が照射されることを特徴とする請求項3に記載の照明ランプ。
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