JP6704116B2 - 照明器具 - Google Patents

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Description

本発明は、透過性の光学部材を備える照明器具に関する。
従来、埋込型の照明器具として、例えば、ダウンライトやスポットライトのように天井に埋込配設されて下方に光を照射する天井埋込型照明器具、あるいは、地中に埋込配設されて上方に光を照射する地中埋込型照明器具等が知られている。従来の埋込型照明器具として、例えば特許文献1には、ダウンライトに関する照明器具が開示されている。
特開2011−210621号公報
一般に、従来のダウンライトに用いられる光学部材は、ゴム製のシール部材を介して反射部材に取り付けられる。シール部材は、光学部材外周側面を覆う形状であるが、各部材の寸法公差によって、上記した密着性および密閉性が十分に確保できない場合がある。
そこで、本発明は、シール部材を介して反射部材に対する光学部材の密着性および密閉性がより高い照明器具を提供する。
本発明に係る照明器具は、開口を有する有底筒状の器具本体と、器具本体の底部に配置される光源部と、入射開口部と出射開口部とで両端に開口した筒状の部材であって、出射開口部の開口縁部に全周に亘って外方へ突出する鍔状部が設けられ、器具本体の内部に配置される反射部材と、光源部側に対向する第一面と第一面に背向する第二面とを有し、内周側面に全周に亘って内方に開口した溝を有する環状部と、自由端を有し、環状部の外周側面から外方に向かって突出した鍔部とが設けられた弾性を有するシール部材と、出射開口部を塞ぎ、溝に嵌め込まれて器具本体の開口端部に配置される光学部材と、両端が開口した筒状の部材であって、第二面側からシール部材を全周に亘って押さえて器具本体に取り付けられる枠体と、を備える。
上記構成により、反射部材に対する光学部材の密着性および密閉性を向上することができる。
図1は、実施の形態に係る照明器具100の分解斜視図である。 図2は、実施の形態に係る照明器具100の断面図である。 図3は、実施の形態に係る照明器具100の断面の要部拡大図である。 図4は、実施の形態に係る光学部材6とシール部材5と接続部分の断面図であり、(a)は実施の形態に係る断面図、(b)、(c)はシール部材の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明
する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
(実施の形態)
[1.構成]
まず、実施の形態に係る照明器具100の構成について、図1から図3を参照して説明する。
図1は、本実施の形態に係る照明器具100の分解斜視図である。
図2は、本実施の形態に係る反射部材4と光学部材6との分解斜視図である。
図3は、本実施の形態に係る照明器具100の断面の要部拡大図である。
図1及び図2、図3に示されるように、照明器具100は、器具本体1、光源部2、取付部材3、反射部材4、シール部材5、光学部材6、枠体7を備える。XYZ方向は各図に示されるように定義する。光源部2から出射される光の光軸J方向は鉛直方向(各図のZ軸方向)である。以下、各構成要素について説明する。
[1−1.器具本体]
器具本体1は、開口を有し、内部で光源部2と反射部材4とを支持する有底筒状の部材である。本実施の形態では、器具本体1は、光源部2と反射部材4とを取り付ける取付台として機能する。器具本体1は、筒状部11、光源支持部12及び複数のフィン13を備える。
筒状部11は、Z軸方向側に開口する有底筒状の部分である。筒状部11の内部には、開口した開口端部111において、全周に亘って第一段部14と、第一段部14に囲まれた第二段部15とが設けられる。このように、筒状部11の内部は、シール部材5及び光学部材6を保持する第一段部14と、反射部材4の鍔状部45を保持する第二段部15とを有する。
筒状部11の具体的な形状について説明する。第一段部14の内周形状は、シール部材5の外周形状と同程度である。第二段部15の内周形状は、シール部材5の外周形状より小さく、反射部材4の鍔状部45の外周形状と同程度である。また、第一段部14におけるZ軸方向の高さはシール部材5の厚さと同程度であり、第二段部15におけるZ軸方向の高さも鍔状部45の厚さと同程度である。
筒状部11のZ軸方向側には、枠体7が取り付けられる。枠体7は、例えば、器具本体1にねじ(不図示)を用いて締結される。枠体7のZ軸方向負側の枠体端部74には、ねじ穴(不図示)が設けられており、ねじがねじ穴に捩じ込まれることによって、枠体7は器具本体1に取り付けられる。
光源支持部12は、筒状部11の底面に設けられた光源部2を支持する部分である。光源部2は、底面に配置され、取付部材3によって光源支持部12に取り付けられる。光源支持部12は、底面の平面のみで構成されていても、光源部2を搭載する一部分が窪んで
いても、または突出した形状であってもよい。その他に、底面のうちの光源部2を搭載する部分が光源部2と同形状に窪んだ形状であってもよい。
フィン13は、光源部2の点灯によって発生した熱を放熱させる部分である。フィン13は板状であり、器具本体1の外壁にZ軸方向負側へ立設して複数設けられている。
器具本体1は、金属材料等の熱伝導率が高い材料を用いて形成されるとよい。例えば、器具本体1はアルミダイカスト工程を経て形成されることが好ましい。
[1−2.光源部]
光源部2は、発光素子を有する発光モジュールであって、発光素子は所定の光を放射状に出射する、例えばLED(Light Emitting Device)である。光源部2は、COB(Chip On Board)型LEDで構成され、基台21と、発光部22とを有する。発光部22は、基台21上に実装されたベアチップ(LEDチップ)である複数のLEDチップと、それらLEDチップを封止する封止部材とを有する。なお、本実施の形態では、封止部材は全てのLEDチップを一括封止しているが、封止部材の構成はこれに限られない。例えば、ライン状に配列されたLEDチップの配列方向に沿って複数本の封止部材がライン状に配置されていてもよい。
光源部2は取付部材3によって、器具本体1の光源支持部12に取り付けられる。図1に示される光源部2から発せられる光は、光軸J方向(図1のZ軸方向)に照射される。
基台21は、複数のLEDチップを実装するための実装基板であって、例えばセラミックス基板、樹脂基板又は絶縁被覆されたメタルベース基板などである。また、基台21は、例えば平面視において矩形形状の平面を有する板状部材である。基台21の底面が器具本体1に向けられて固定される。なお、基台21には、LEDチップを発光させるため、直流電力を電源部から受電するための一対の電極端子23(正電極端子及び負電極端子)が設けられている。
[1−3.取付部材]
取付部材3は、光源部2を器具本体1に取り付けるための部材である。
取付部材3は、本実施の形態では、規制部31と第一の係止部32とを有する。
規制部31は、光源部2のX軸及びY軸方向の位置を規制する。規制部31は中央に開口部33を有する矩形枠状であり、絶縁樹脂材料からなる。
開口部33は、光源部2の基台21に対応する形状を有する。開口部33に光源部2が嵌め込まれて配置される。
また、規制部31には器具本体1の光源支持部12に取り付けるためのねじ貫通孔(不図示)が設けられており、ねじがねじ貫通孔に貫通させることによって、取付部材3が光源部2を保持して、器具本体1に取り付けられる。
また、取付部材3には、光源部2を支持するだけでなく、通電用のコネクタとしても機能する接続部材34が2つ設けられる。接続部材34は、絶縁樹脂製の接続本体部と、接続本体部に固定された電極部を有する。一方の接続部材34には高電位側の配線が、他方の接続部材34には低電位の配線がそれぞれ電気的に接続される。電極部は、金属などの導電性材料を用いて形成されることが好ましい。電極部は折り曲げ加工を施すことで形成され、光源部2に設けられた一対の電極端子23にそれぞれ接触して取り付けられる。
接続部材34は、取付部材3を介して器具本体1にねじ止め固定された際に、金属板が弾性変形する。この弾性変形によって、コネクタ部は、光源部2の電極端子23を付勢して電気的に接続される。
[1−4.反射部材]
図2に示されるように、反射部材4は、光源部2からの光を光学部材6に向けて反射させる部材である。反射部材4は、入射開口部41と出射開口部42とで両端に開口した筒状の形状である。入射開口部41は、光源部2を囲むように形成されている。出射開口部42は、入射開口部41の内径よりも大きくなっている。反射部材4の内面は、光源部2から光を反射させる反射面となっている。
器具本体1内に配置される反射部材4は、中央部43、立設部44及び鍔状部45とから構成される。
中央部43は、入射開口部41と出射開口部42とが設けられ、内径及び外径が入射開口部41から出射開口部42に向けて次第に大きくなるように構成された筒状の形状を有する。反射部材4は、入射開口部41の内径が光源部2を取り囲むようにして、取付部材3に取り付けられる。
光源部2から放射された光は入射開口部41から入射し、中央部43の内壁面において反射され、出射開口部42から出射される。
鍔状部45は、出射開口部42の開口縁部分に全周にわたって外方へ突出する環状形状を有する部材である。
立設部44は、鍔状部45の光源部2側に配置され、Z軸方向の反対方向に立設されている。立設部44には、取付部材3に設けられた係止部32に対応する被係止貫通孔441が設けられている。取付部材3に設けられた第一の係止部32が第一の被係止貫通孔441に接続されることで、反射部材4が取付部材3を介して器具本体1に取り付けられる。また、反射部材4は、入射開口部41の内部で光源部2を取り囲むようにして、取付部材3に取り付けられる。
反射部材4は、例えばポリブチレンテレフタラート(PBT)、ポリカーボネートなど、白色樹脂材料を用いて形成される。
[1−5.シール部材]
シール部材5は、光学部材6を器具本体1に取り付ける際に用いられる弾性を有する部材である。すなわち、シール部材5は、シリコーン樹脂などの弾性変形可能な素材から形成されている。
図1及び図2に示されるように、シール部材5は、環状部51と鍔部52とを備える。
環状部51は、光源側に第一面511と、第一面511に背向する第二面512とを有する環状形状の部分である。環状部51の内周側面は、全周に亘って内方に開口した溝53を有する。溝53に光学部材6の外周端部63が嵌め込まれている。すなわち、外周端部63は、全周に亘って、溝53に嵌め込まれている。器具本体1の第一段部14に取り付けられることによって、器具本体1に光学部材6が固定される。
環状部51の内径は、出射開口部42の内径よりも大きく、反射部材4の外周よりも小さい。また、環状部51の外径は、第一段部14の内径と同程度であることが好ましい。
環状部51のZ軸方向における厚さは、第一段部14のZ軸方向における高さと同程度であることが好ましい。
また、環状部51の第一面511には、好ましくは、全周に亘って、山型で円環形状の突出部54が設けられる。突出部54の内径は、第二段部15の内径よりも大きく、第一面511の内径寄りに設けられることが好ましい。
鍔部52は、環状部51の外周側面から外方(図2のJ軸の垂直平面方向)に向かって立設した環状形状を有する部分である。鍔部52の外周端部は、自由端である。鍔部52は、環状部51のZ軸方向の厚さにおいて、突出部54が設けられた第一面511寄りに設けられていることが好ましい。また、鍔部52のZ軸方向の厚さは、環状部51の厚さに比べて薄い(例えば、環状部51の厚さの半分以下である)ことが好ましい。また、鍔部52は、均一な厚さで環状部51から垂直に立設しているが、鍔部52の自由端がZ軸方向に屈曲できる形状であれば、鍔部52と環状部51との接合部分は円弧が設けられていてもかまわない。例えば、図4に示されるように、鍔部52と環状部51との接合部における形状例がある。図4の(a)は、本実施の形態における接合部の形状である。(b)は、鍔部52と環状部51の接合部に曲面を有する形状である。(c)は、鍔部52と環状部51の接合部に凹部が設けられている形状である。接合部は、図4に示される形状に限定されるものではなく、鍔部52が屈曲できる形状であれば、形状は問わない。
鍔部52のZ軸の垂直方向の長さは、鍔部52はZ軸方向に屈曲させた際、器具本体1の筒状部11における第一段部14のZ軸方向の長さより短いことが好ましい。
シール部材5の係止構成については、後で説明する。
[1−6.光学部材]
光学部材6は、光源部2から出射された光が入射される透過性の部材であって、出射開口部42を覆うように配置される。本実施の形態において、光学部材6は、配光制御部61とフランジ部62とを備える。
配光制御部61は、光源部2側から入射した光の配光を制御し、出射する機能を有する。配光制御部61は、Z軸方向に向かって突出するように湾曲し、枠体7内部に向かって膨出するように形成されていることが好ましい。また、光入射面(Z軸方向負側)には、ディンプル加工が施されている。光出射面(Z軸方向側)には同心円状に配置された複数のプリズムからなるフレネルレンズが形成されている。これによって、出射する光を拡散させることができ、光の照度ムラ及び色ムラを抑制することができ、均一に被照射物を照らすことができる。
フランジ部62は、光学部材6の光が入射する側の端部に円環状に配置され、光学部材6と反射部材4とをシール部材5を介して器具本体1に接続する部分である。フランジ部62の外径は、第一段部14の内径より小さく、第二段部15の内径と同程度であることが好ましい。
光学部材6は透過性材料を用いて形成されており、例えばフレネルレンズやPMMA(アクリル)、ポリカーブネートなどの透明樹脂素材、又は、ガラス材料などの透光材料を用いて形成されることが好ましい。
なお、光学部材6は、配光制御機能や光拡散機能を有しているものであれば、平板状の平面パネルであってもよい。
[1−7.枠体]
枠体7は、光学部材6から出射される光を反射させる両端に開口した筒形状の枠部材である。枠体7は、枠体本体部71と補助反射部72と取付部73を備える。
なお、枠体7は、図1及び3に示されるように、器具本体1のZ軸方向側の端面と接している。
枠体本体部71は筒状の部材であり、Z軸方向負側の端部は、器具本体1の筒状部11と同じ程度の外径を有する。枠体本体部71のZ軸方向負側の端部と器具本体1のZ軸方向側の端部とが、例えば、ねじ止めによって固定される。枠体本体部71は、例えばアルミニウムなどの金属で形成される。
また、枠体本体部71のZ軸方向負側の枠体端部は、器具本体1とシール部材5とを固定する形状を有する。本実施の形態においては、枠体端部74の内径が第一段部14の内径よりも中心方向へ突出しており、枠体端部74が器具本体1とシール部材5とをZ軸方向から押えることによって、固定される形状である。
補助反射部72は、枠体本体部71の内周面に沿って形成される筒状の部材である。補助反射部72の内周面は補助反射面を有し、光学部材6から入射される光の配光制御を行う機能を有する。補助反射部72は、例えばアルミニウムなどの薄い金属板で形成されている。補助反射部72はZ軸方向負側の開口部を、枠体本体部71におけるZ軸方向負側の開口部にかしめることにより、枠体本体部71に取り付けられる。また、補助反射部72は、Z軸方向負側の開口部が配光制御部61を取り囲み、枠体本体部71を介して器具本体1に取り付けられる。
取付部73は、照明器具100を天井などに取り付けるための弾性部材である。本実施の形態では、三つの取付部73が枠体本体部71の外周に設けられる。取付部73は、例えば鉄などの金属で形成される。
[2.係止構成]
続いて、図1から図3を参照して、本実施の形態に係る構成要素間の係止構成について説明する。
[2−1.器具本体と反射部材の係止構成]
器具本体1と反射部材4の係止構成を説明する。
図2及び図3に示されるように、器具本体1の底部には、光源部2が取り付けられる。具体的には、光源部2は、取付部材3の開口部に嵌め込まれ、取付部材3は接続部材34を介して、器具本体1の光源支持部12にねじ止めされる。
反射部材4の入射開口部41は、図2に示されるように、取り付けられた光源部2を取り囲んで器具本体1に取り付けられる。
反射部材4は、取付部材3に設けられた係止部32が、反射部材4に設けられた被係止貫通孔441に挿入されることによって、器具本体1に係止される。器具本体1と反射部材4の係止において、反射部材4の入射開口部41は器具本体1の開口内部で基台21を取り囲んで係止される。
具体的には、取付部材3に設けられた係止部32が、反射部材4の立設部44に設けられた被係止貫通孔441に挿入され、支持される。その際、光源部2は反射部材4の入射開口部41の径内に収められる。
反射部材4の鍔状部45の外周端部46は、器具本体1の第二段部15に嵌め込まれて取り付けられる。
[2−2.器具本体と光学部材との間の係止構成]
図3を参照して、器具本体1とシール部材5との係止構成について説明する。
光学部材6は、弾性を有するシール部材5を介して、器具本体1に取り付けられる。
具体的には、光学部材6の外周端部63がシール部材5の溝53に嵌め込まれる。シール部材5が器具本体1の第一段部14に嵌め込まれることで、光学部材6は器具本体1に取り付けられる。
この時、シール部材5に設けられる鍔部52の外周縁はZ軸垂直方向からZ軸方向に弾性変形し、屈曲した状態で保持される。このように第一段部14に嵌め込まれると、鍔部52はZ軸垂直方向に復元力が働き、シール部材5は、器具本体1に圧接して配置される。これにより、光学部材6の寸法公差による隙間があったとしても、鍔部52の弾性変形により、隙間に対応して取り付けることができるので、がたつきなく取り付けることができる。また、復元力によって光学部材6が器具本体1に仮保持することができるので、組み立てる際、枠体7に固定される前であっても光学部材が落下しにくくなる。
さらに、シール部材5の第一面511には突出部54が設けられる。光学部材6の外周縁がシール部材5の溝53に嵌め込まれて取り付けられた際、突出部54は、鍔状部45の光学部材6と対向する面と接して配置される。鍔部52の復元力によって、突出部54はZ軸方向負側に力が働き、器具本体1と反射部材4とをZ軸方向において圧接させることができる。これにより、反射部材4と器具本体1の寸法公差による隙間も、がたつきなく取り付けることができる。
また、シール部材5は、枠体7の枠体端部によってZ軸方向負側に、ねじ止めされることで、器具本体1にシール部材5が固定される。
この係止構成によって、シール部材5の鍔部52は、弾性変形して屈曲した状態で反射部材4と光学部材6に取り付けられる。屈曲した鍔部52により、Z軸垂直方向に弾性変形による復元力が働く。復元力によって、シール部材5は光学部材6を保持したまま、器具本体1の第一段部14に圧接して取り付けられる。また、反射部材4は、環状部51に設けられた突出部54を介して、光学部材6と圧接して取り付けられる。したがって、シール部材5によって、反射部材4に対する光学部材6の密着性及び密閉性を向上させることができ、反射部材4に対する光学部材の保持力を高めることができる。また、復元力の反作用効果及び弾性部材の滑り止め効果によっても、密着性及び密閉性を高めることができる。また、密着性及び密閉性の向上により、隙間を無くすことができるので、照明器具100内部への防虫や防水効果も期待される。
[4.効果など]
以上、本実施の形態における照明器具100は、開口を有する有底筒状の器具本体1と、器具本体1の底部に配置される光源部2と、入射開口部41と出射開口部42とで両端に開口した筒状の部材であって、出射開口部42の開口縁部に全周に亘って外方へ突出する鍔状部45が設けられ、器具本体1の内部に配置される反射部材4と、光源部2側に対向する第一面511と第一面511に背向する第二面512とを有し、内周側面に全周に亘って内方に開口した溝53を有する環状部51と、自由端を有し、環状部51の外周側面から外方に向かって立設した鍔部52とが設けられた弾性を有するシール部材5と、出射開口部42を塞ぎ、溝53に嵌め込まれて器具本体1の開口端部111に配置される光学部材6と、両端が開口した筒状の部材であって、第二面512側からシール部材5を全
周に亘って押さえて器具本体1に取り付けられる枠体7と、を備える。
これにより、光学部材6がシール部材5を介して第一段部14に嵌め込まれた際、シール部材5の鍔部52の復元力により、器具本体1に対する光学部材6の密着性及び密閉性と向上させることができる。そのため、各部材の寸法公差によるがたつきを防ぎ、反射部材4に対する光学部材6の保持力を高めることができる。また、防虫・防水効果も期待される。
また、開口端部111において、全周に亘って第一段部14と、第一段部14に囲まれた第二段部15とが設けられ、反射部材4は、第二段部15において、鍔状部45が全周に亘ってシール部材5に押さえられることで器具本体1に取り付けられることが好ましい。
これにより、反射部材4は、シール部材5によって器具本体1に圧接して取り付けられるので、締結部材を用いずに、取り付けることが可能である。
また、シール部材5は、第一面511の全周に亘って突出部54が設けられることが好ましい。
これにより、シール部材5は、第一段部14に嵌め込まれた際、Z軸方向負側にも復元力が働くので、器具本体1に対する反射部材4の密着性及び密閉性をより向上することができる。
また、鍔部52は、突出部54が設けられた第一面511寄りに設けられることが好ましい。
また、鍔部52の厚さは、環状部51の厚さに比べて薄いことが好ましい。
これにより、鍔部52は、第一段部14に確実に屈曲して嵌め込まれ、復元力を作用させることができる。
以上より、環状部51の第一面511に突出部54を設けることにより、反射部材4を器具本体1により強く圧接することができるので、寸法公差によるばらつきがあったとしても、反射部材4と光学部材6とががたつくことは少なくなる。
(変形例など)
以上、本発明に係る照明器具100について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態では、光学部材6は、フレネルレンズを用いて説明したが、光学部材6はこれに限定されない。光学部材6は、例えば、ハイブリッドレンズ、ドーム型レンズ、平板などでもよい。
また、各構成部材における寸法は実施の形態に限るものではない。
また、上記実施の形態においては、光源部2において、COB型LEDを用いたが、他の発光素子を用いてもよい。例えば、SMD(Surface Mount Device)型LEDを用いてもよい。また、有機EL(Electro Luminescence)素子など他の固体発光素子、又は、固体発光素子以外の他の光源を用いてもよい。
また、反射部材4は、入射開口部41から入射した光を反射したものを出射開口部42へ導くとしたが、光学部材6で跳ね返った光を反射させ再度出射開口部42へ導いてもよい。
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
1 器具本体
14 第一段部
15 第二段部
111 開口端部
2 光源部
4 反射部材
41 入射開口部
42 出射開口部
45 鍔状部
5 シール部材
51 環状部
52 鍔部
53 溝
54 突出部
511 第一面
512 第二面
6 光学部材
7 枠体

Claims (5)

  1. 開口を有する有底筒状の器具本体と、
    前記器具本体の底部に配置される光源部と、
    入射開口部と出射開口部とで両端に開口した筒状の部材であって、前記出射開口部の開口縁部に全周に亘って外方へ突出する鍔状部が設けられ、前記器具本体の内部に配置される反射部材と、
    前記光源部側に対向する第一面と前記第一面に背向する第二面とを有し、内周側面に全周に亘って内方に開口した溝を有する環状部と、自由端を有し、前記環状部の外周側面から外方に向かって立設した鍔部とが設けられた弾性を有するシール部材と、
    前記出射開口部を塞ぎ、前記溝に嵌め込まれて前記器具本体の開口端部に配置される光学部材と、
    両端が開口した筒状の部材であって、前記第二面側から前記シール部材を全周に亘って押さえて前記器具本体に取り付けられる枠体と、
    を備える照明器具。
  2. 前記開口端部において、全周に亘って第一段部と、前記第一段部に囲まれた第二段部とが設けられ、
    前記反射部材は、前記第二段部において、前記鍔状部が全周に亘って前記シール部材に押さえられることで前記器具本体に取り付けられる
    請求項1に記載の照明器具。
  3. 前記シール部材は、前記第一面の全周に亘って突出部が設けられる
    請求項1または請求項2に記載の照明器具。
  4. 前記鍔部は、前記突出部が設けられた前記第一面寄りに設けられる
    請求項3に記載の照明器具。
  5. 前記鍔部の厚さは、前記環状部の厚さに比べて薄い
    請求項1から4のいずれか1項に記載の照明器具。
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