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JP6544679B2 - 光源ユニット及びそれを用いた照明器具 - Google Patents

光源ユニット及びそれを用いた照明器具 Download PDF

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Description

本発明は、光源ユニット及びそれを用いた照明器具に関し、より詳細には、照明空間を上方から照明する光源ユニット及びそれを用いた照明器具に関する。
従来、体育館やホールなどの天井の高い建物に設置され、照明空間を上方から照明する、いわゆる高天井用の照明器具が提供されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1記載の照明器具は、器具本体、4つの灯具、電源ブロック、取付金具などを備える。
灯具は、灯具本体、光源ブロック、配光ブロックなどを有する。光源ブロックは、光源ユニット、給電線、取付ばね、絶縁シートなどを備える。光源ユニットは、セラミックス製の基板と、基板の表面に形成される光源と、基板の表面に実装されるレセプタクルコネクタとを有する。光源は、基板に実装される複数個の発光ダイオードチップと、透光性を有しかつ蛍光材料が混合された合成樹脂製の封止部材とで構成される。
配光ブロックは、反射部材、透光パネル、防水部材で構成される。反射部材は、両端が開口した円錐台形状に形成される反射部と、反射部の出射側の開口縁から外向きに突出する円環状の外鍔部とが金属製の板材で一体に形成される。透光パネルは、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂、あるいはガラスなどの透光性材料によって円板状に形成される。
器具本体は、円形の底板、底板の周縁より上向きに突出する周壁、取付金具が取り付けられる一対の取付台などがアルミ又はアルミ合金によって一体に形成される。器具本体の底板には、4つの窓孔が底板の周方向に並ぶように貫通している。そして、4つの灯具は、窓孔を塞ぎかつ窓孔を通して下方に光を照射するように器具本体の底板に取り付けられる。
特開2014−26804号公報
上述の特許文献1記載の照明器具のように、指向性の強い発光ダイオードチップを光源に用いた場合、建物の利用者が照明器具を直視した際にグレア(まぶしさ)を感じる場合がある。そのため、このような高天井用の照明器具では、グレアを低減するための拡散パネルを後付けできるようになっている。
しかしながら、拡散パネルを照明器具に取り付けた場合、拡散パネルによりグレアを低減することはできるが、透光パネルを透過した光の一部が拡散パネルの周縁部分で遮られてしまい、照明空間への照射効率が低下する可能性があった。
また、拡散パネルは、透光パネルとの間に隙間を空けた状態で取り付けられる構造であり、そのためこの隙間に埃などが堆積した場合にも透光パネルを透過した光の一部が埃などで遮られてしまい、照明空間への照射効率が低下する可能性があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされており、グレアを低減しつつ、照明空間への照射効率を低下しにくくした光源ユニット及びそれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
本発明の光源ユニットは、光源と、透光性を有する材料からなり、前記光源と対向する前面部及び前記前面部の周縁から前記前面部と交差する方向でかつ前記光源側に突出する側面部により箱状に形成され、前記光源を覆うように配置されるカバーとを備え、前記カバーは、前記側面部に比べて前記前面部の光拡散性が高くなるように、前記前面部の内面に複数の第1シボが形成され、かつ、前記側面部の内面に第2シボが形成されており、前記側面部と前記前面部とをつなぐ繋ぎ部の内面は、曲面形状であって、前記側面部から前記前面部に向けてシボ深さが徐々に深くなるような第3シボが形成されており、前記複数の第1シボの各々の傾斜面に複数のシボが形成されていることを特徴とする。
本発明の照明器具は、上述の光源ユニットと、前記光源ユニットに給電する電源ユニットとを備えたことを特徴とする。
本発明の光源ユニットは、グレアを低減しつつ、照明空間への照射効率を低下しにくくすることができる。
本発明の照明器具は、グレアを低減しつつ、照明空間への照射効率を低下しにくくすることができる。
本発明の実施形態に係る照明器具の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る照明器具の別の全体斜視図である。 本発明の実施形態に係る光源ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る光源ユニットの別の分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る光源ユニットの全体斜視図である。 図6Aは本発明の実施形態に係る光源ユニットに用いられるカバーの正面図、図6Bは右側面図、図6Cは底面図である。 図7Aは本発明の実施形態に係る光源ユニットに用いられるカバーの断面図、図7BはX部詳細図である。
本発明の実施形態に係る光源ユニット1及び照明器具10について、図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されない。したがって、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
なお、以下の説明では特に断りがない限り、図1において上下、左右、前後の各方向を規定する。したがって、本実施形態では、光源ユニット1の並ぶ方向が前後方向、光源ユニット1を構成する放熱部材3の放熱板32の並ぶ方向が左右方向、これらの方向に直交する方向が上下方向となる。ただし、これらの方向は光源ユニット1及び照明器具10の取付方向を規定するものではない。
本実施形態の照明器具10は、例えば体育館やホールなどの天井の高い建物に設置され、照明空間を上方から照明する、いわゆる高天井用の照明器具である。この照明器具10は、図1及び図2に示すように、複数(本実施形態では2つ)の光源ユニット1と、電源ユニット7とを備える。また、照明器具10は、一対の連結部材11と、アーム12と、一対のアーム取付部材13とをさらに備えるのが好ましい。
光源ユニット1は、図3及び図4に示すように、LEDモジュール2(光源)と、カバー6とを備える。また、光源ユニット1は、放熱部材3と、レンズブロック4と、シール部材5とをさらに備えるのが好ましい。
LEDモジュール2は、図3及び図4に示すように、実装基板20と、複数個(図3では22個)の発光ダイオード21(以下、LED21と称す)とを有する。実装基板20は、矩形平板状のアルミ基板で構成される。各LED21は、従来周知であるパッケージ型の白色LEDである。これらのLED21は、実装基板20の下面において縦横に並べて実装される。
また、実装基板20の下面には、実装基板20の下面に形成された配線用の導体を介して各LED21に電気的に接続されたレセプタクルコネクタが実装される。さらに、実装基板20の四隅には、それぞれ円形のねじ挿通孔200が設けられている。
放熱部材3は、図3及び図4に示すように、ベース部30と、一対の縁部31と、複数の放熱板32とを有する。なお、ベース部30、縁部31及び放熱板32は、例えばアルミニウム合金などの熱伝導性に優れた材料で形成されるのが好ましい。ベース部30は、矩形平板状に形成される。ベース部30の下面には、多数のねじ孔(雌ねじ)300が設けられている。
一対の縁部31の各々は、前後方向を長手方向とする直方体状であって、ベース部30の左端縁又は右端縁においてベース部30と一体に形成される。なお、縁部31の厚み(上下方向の幅)は、ベース部30の厚みよりも十分大きく形成されている。
縁部31の前後方向における両端面には、それぞれねじ孔(雌ねじ)310が1つずつ設けられている。また、縁部31の左右方向における外側面には、ねじ孔(雌ねじ)311が前後方向に沿って間隔を空けて複数設けられている。さらに、縁部31の上面には、前後方向に並ぶように2つのねじ孔(雌ねじ)312が設けられている。
複数の放熱板32は、それぞれ前後方向を長手方向とする矩形平板状であって、ベース部30の上面においてベース部30と一体に形成される。なお、これらの放熱板32は、左右方向において間隔を空けて配置されている。
レンズブロック4は、図3及び図4に示すように、アクリル樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料により、ブロック本体40と複数のレンズ41とが一体に形成される。ブロック本体40は、矩形平板状の底板400と、底板400の周縁から上向きに突出する4つの側板401とを有する。複数のレンズ41は、底板400の上面において縦横に並べて一体に形成される。なお、これらのレンズ41は、LEDモジュール2の各LED21と一対一に対応する個数及び位置に設けられている。
前後方向における両側板401及び左側の側板401には、それぞれ固定片402が一体に形成されている。これらの固定片402は、各側板401の長手方向における中央部分において上端縁から上向きに突出している。また、これらの固定片402は、上下方向から見てC字形状に形成されている。
シール部材5は、例えばシリコーンゴムにより矩形枠状に形成される。シール部材5の四隅には、それぞれボルトの外形と類似した形状の突起50が下向きに突出している。また、シール部材5の4つの辺には、それぞれ円形のねじ挿通孔51が3つずつ間隔を空けて設けられている。さらに、シール部材5の左右方向における2つの辺には、それぞれ円形の貫通孔52が2つずつ間隔を空けて設けられている。
カバー6は、図6A〜図6Cに示すように、カバー本体60と、外鍔61とを有する。カバー本体60及び外鍔61は、ポリカーボネート樹脂などの透光性を有する合成樹脂材料により一体に形成される。
カバー本体60は、矩形平板状の前面部600と、前面部600の周縁から上向きに突出する4つの側面部601とで上面が開口する矩形箱状に形成される。前面部600の四隅には、それぞれ下向きに突出する突起6001が設けられている。なお、前面部600と各側面部601とは、弧状に湾曲する繋ぎ部602を介して一体に連結される。
外鍔61は、上下方向から見て矩形枠状に形成され、カバー本体60の開口端縁から外向きに突出する。また、外鍔61の四隅には、それぞれ円形の嵌合孔611が設けられている。さらに、外鍔61の4つの辺には、それぞれ円形のねじ挿通孔610が3つずつ間隔を空けて設けられている。また、外鍔61の左右方向における2つの辺の上面には、それぞれ2つの突起612が間隔を空けて設けられている。
電源ユニット7は、図1及び図2に示すように、電源ブロックと、電源ブロックを収納するケース71とを備える。
電源ブロックは、外部より供給される電力(例えば、商用電源より供給される交流電力)を2つの光源ユニット1に必要とされる電力(直流電力)に変換する電力変換回路を有する。電力変換回路は、例えば、全波整流器、力率改善回路(昇圧チョッパ回路)、DC/DCコンバータ(降圧チョッパ回路)などで構成される。この電源ブロックは、電力変換回路を構成する多数の回路部品がプリント配線板の表面に実装されて構成される。
また、プリント配線板には、先端にプラグコネクタが設けられた出力ケーブルが電気的に接続されている。そして、この出力ケーブルをケース71の外側に引き出し、光源ユニット1のレセプタクルコネクタにプラグコネクタを接続することで、電源ユニット7(電源ブロック)と光源ユニット1とが電気的に接続される。
ケース71は、図1及び図2に示すように、底板72と、天板73と、4つの側板(図1及び図2では、第1側板74及び第4側板77のみ図示)とで構成される。底板72は、ステンレス鋼板などの金属板により、前後方向に長い矩形平板状に形成されている。ただし、底板72は、周縁部分が上向きに曲げ起こされることで強度の向上が図られている。また、底板72の中央部分には、縦横に並べて配置された複数の貫通孔720が設けられている。
天板73は、ステンレス鋼板などの金属板により前後方向に長い矩形平板状に形成されている。天板73の前端縁には、矩形平板状の第1側板74が下向きに垂れ下がるように形成されている。この第1側板74には、縦横に並べて配置された複数の貫通孔740が設けられている。
また、天板73の後端縁には、矩形平板状の第2側板が下向きに垂れ下がるように形成されている。この第2側板は、第1側板74と同様に、縦横に並べて配置された複数の貫通孔が設けられている。さらに、天板73の左端縁及び右端縁には、それぞれ第3側板、第4側板77が下向きに垂れ下がるように形成されている。これらの第3側板、第4側板77は、同一寸法の矩形平板状に形成されている。
連結部材11は、図1及び図2に示すように、帯状の金属板(例えば、ステンレス鋼板など)で構成され、第1連結部110と、第1連結部110の両側に位置する2つの第2連結部111とを有する。なお、第1連結部110は、両側の第2連結部111に対して厚み方向(左右方向)に突出している。第1連結部110には、3つのねじ挿通孔が設けられている。また、各第2連結部111には、2つのねじ挿通孔が設けられている。
この連結部材11は、第1連結部110及び各第2連結部111のねじ挿通孔に通したねじ112を、放熱部材3の縁部31に設けられたねじ孔311にねじ込むことで、2つの光源ユニット1に取り付けられる(図1及び図2参照)。
アーム取付部材13は、図1及び図2に示すように、固定部130と、一対の取付部131と、軸受け部132とを有する。なお、固定部130、取付部131及び軸受け部132は、例えばアルミダイカストによって一体に形成されるのが好ましい。
固定部130は、下側が開放された角樋状に形成される。一対の取付部131は、上下方向に長い円錐台形状に形成され、先端部(上端部)にはねじ孔(雌ねじ)が形成されている。軸受け部132は、円筒形状に形成され、一対の取付部131の間に配置されて各取付部131及び固定部130と繋がっている。また、軸受け部132には、2つのねじ孔が上下方向に並べて設けられている。
アーム12は、図1及び図2に示すように、固定板120と、固定板120の左右方向における両端から下向きに突出する一対の支持板121とが金属板によって一体に形成されている。固定板120の右端には、円形のボルト挿通孔1201が設けられている。また、固定板120の左端には、長円形状のボルト挿通孔1202が設けられている。各支持板121の先端部(下端部)には、円形のねじ挿通孔と弧状のねじ挿通孔1211とが上下方向に並べて設けられている。
このアーム12は、各支持板121の2つのねじ挿通孔にそれぞれ通したねじ122を、軸受け部132に設けた2つのねじ孔にそれぞれねじ込むことで、連結部材11により連結された2つの光源ユニット1を回転可能に支持する。なお、ねじ挿通孔1211は弧状に形成されていることから、ねじ122を緩めることでアーム12の角度を変えることができる。
次に、本実施形態の光源ユニット1を組み立てる手順について説明する。
まず、作業者は、LEDモジュール2を放熱部材3のベース部30の下面に載せた後、ねじ挿通孔200に通したねじ22をベース部30のねじ孔300にねじ込んでLEDモジュール2を放熱部材3に固定する。
続いて、作業者は、レンズブロック4をLEDモジュール2に被せた後、レンズブロック4の各固定片402の溝に通したねじをベース部30のねじ孔300にねじ込んでレンズブロック4を放熱部材3に固定する。このとき、レンズブロック4の各レンズ41は、対応するLED21の下方に位置するように配置される。
次に、作業者は、シール部材5の4つの突起50を、カバー6の外鍔61の四隅に設けた嵌合孔611にそれぞれ嵌め込んでシール部材5をカバー6に取り付ける。このとき、外鍔61の上面より上向きに突出する突起612は、シール部材5の貫通孔52に挿通される。
そして、作業者は、シール部材5を取り付けたカバー6をレンズブロック4に被せた後、外鍔61のねじ挿通孔610に通したねじ62をベース部30のねじ孔300にねじ込んでカバー6を放熱部材3に固定する。以上の手順により、本実施形態の光源ユニット1が組み立てられる(図5参照)。
さらに、本実施形態の照明器具10を組み立てる手順について説明する。
まず、作業者は、2つの光源ユニット1を前後方向に並べて配置し、両光源ユニット1の放熱部材3の縁部31と、各アーム取付部材13の固定部130とを嵌合させる。続いて、作業者は、第1連結部110の段差に固定部130を合わせるようにして、連結部材11を固定部130と両側の縁部31に重ねる。
それから、作業者は、連結部材11の両側の第2連結部111を各光源ユニット1の縁部31にねじ止めし、さらに固定部130と第1連結部110とを各光源ユニット1の縁部31にねじ止めする。これにより、2つの光源ユニット1が連結部材11によって連結される。
次に、作業者は、電源ユニット7を一対のアーム取付部材13に取り付ける。このとき、作業者は、電源ユニット7のケース71を構成する底板72に設けられた貫通孔に通したねじを各取付部131のねじ孔にねじ込むことで、電源ユニット7が一対のアーム取付部材13に取り付けられる。その後、作業者は、電源ユニット7より引き出された出力ケーブルの結線作業を行う。
最後に、作業者は、支持板121の2つのねじ挿通孔に通したねじ122を、アーム取付部材13の軸受け部132の2つのねじ孔にそれぞれねじ込むことで、アーム12をアーム取付部材13に取り付ける。以上の手順により、本実施形態の照明器具10が組み立てられる(図1及び図2参照)。
以上の手順により組み立てられた照明器具10は、アーム12のボルト挿通孔1201,1202に通した一対の吊りボルトにナットが締め付けられることで建物の天井に設置される。
ところで、従来の照明器具では、グレアを低減するための拡散パネルを取り付けているため、透光パネルを透過した光の一部が拡散パネルの周縁部分で遮られてしまい、照明空間への照射効率が低下するという問題があった。また、拡散パネルは、透光パネルとの間に隙間を空けた状態で取り付けられる構造であり、そのためこの隙間に埃などが堆積した場合にも透光パネルを透過した光の一部が埃などで遮られてしまい、照明空間への照射効率が低下するという問題があった。
そこで、本実施形態の照明器具10では、上記の問題を解決するために、以下の構成を採用している。図7Aはカバー6の断面図であり、図7BはX部詳細図である。
カバー本体60の前面部600の内面には、図7Bに示すように、複数の第1シボ6002が形成されている。また、カバー本体60の側面部601の内面には、図7Bに示すように、複数の第2シボ6011が形成されている。第1シボ6002は、第2シボ6011に比べてシボ深さが深くなっている。
なお、複数の第1シボ6002の各々は、同じシボ深さであってもよいし、互いに異なるシボ深さであってもよい。また、複数の第2シボ6011の各々についても、同じシボ深さであってもよいし、互いに異なるシボ深さであってもよい。ここに、シボとは、前面部600及び側面部601の内面に形成された凹凸のことをいう。また、シボ深さとは、凹部の底から凸部の先端までの高さのことをいう。
LEDモジュール2から放射された光のうち前面部600に向かう光は、第1シボ6002により拡散される。そのため、前面部600の内面に第1シボ6002を形成しない場合に比べてグレアを低減することができる。また、図7Bに示すように、各第1シボ6002の傾斜面に複数のシボ6003を形成した場合には、LEDモジュール2から前面部600に向かう光をさらに拡散することができ、グレアをより効果的に低減することができる。
また、LEDモジュール2から放射された光のうち側面部601に向かう光は、第2シボ6011により拡散される。そして、側面部601を透過した光の一部が上向きに照射されることにより、天井面を照らすことができる。特に、本実施形態のように、第1シボ6002に比べて第2シボ6011のシボ深さを浅くした場合には、第1シボ6002と第2シボ6011とで同じシボ深さにした場合に比べて天井面をより明るく照らすことができる。
さらに、本実施形態の照明器具10では、従来の照明器具のように拡散パネルを使用しなくてもよく、LEDモジュール2から放射された光が拡散パネルにより遮られないので、下方の照明空間への照射効率が低下しにくくなるという利点もある。つまり、本実施形態の光源ユニット1及び照明器具10によれば、グレアを低減しつつ、照明空間への照射効率を低下しにくくすることができる。
また、本実施形態の照明器具10では、カバー6において前面部600と各側面部601とが繋ぎ部602を介して一体に連結されており、図7Bに示すように、繋ぎ部602の内面に第3シボ6021を形成するのが好ましい。この第3シボ6021は、側面部601から前面部600に向けてシボ深さが徐々に深くなるように形成されている。このように、繋ぎ部602の内面に第3シボ6021を形成することにより、カバー6を透過する光の量が繋ぎ部602で急激に変化するのを抑えることができる。
ところで、本実施形態の照明器具10では、カバー6の上下方向における高さ寸法h1(図7A参照)が、従来の照明器具の透光パネルに比べて大きくなっている。言い換えれば、LEDモジュール2のLED21からカバー6の前面部600までの距離が長くなっている。その結果、従来の透光パネルと同じ高さ寸法に設定した場合に比べて光拡散性を向上させることができる。
また、例えば作業台などにカバー6を置く際には、前面部600を下側に向けて置かれる場合が多いが、本実施形態のように、カバー6の前面部600の下面に突起6001を設けることで前面部600の下面が傷つきにくくなるという利点がある。
なお、本実施形態では、照明器具10が高天井用の照明器具である場合を例に説明したが、例えば道路灯や街路灯などの照明器具であってもよい。また、本実施形態では、光源ユニット1が2つの場合を例に説明したが、光源ユニット1は3つ以上であってもよい。さらに、本実施形態では、LEDモジュール2を光源としたが、光源はLEDに限らず、例えばハロゲンランプなどであってもよい。
以上説明したように、本実施形態の光源ユニット1は、光源(LEDモジュール2)と、透光性を有する材料からなるカバー6とを備える。カバー6は、光源と対向する前面部600及び前面部600の周縁から前面部600と交差する方向でかつ光源側に突出する側面部601により箱状に形成され、光源を覆うように配置される。また、カバー6は、側面部601に比べて前面部600の光拡散性が高くなるように、前面部600の内面に第1シボ6002が形成され、かつ、側面部601の内面に第2シボ6011が形成されている。
本構成によれば、光源から放射される光は前面部600に形成した第1シボ6002により拡散されるので、前面部600に第1シボ6002を形成していない場合に比べてグレアを低減することができる。しかも、従来の照明器具のように、光源から放射される光が拡散パネルの周縁部分で遮られないので、照明空間への照射効率を低下しにくくすることもできる。さらに、前面部600に比べて側面部601の光拡散性を低くしているので、前面部600と側面部601とで光拡散性を同じにした場合に比べて天井面を明るく照らすことができる。
また、本実施形態の光源ユニット1のように、第1シボ6002は、第2シボ6011に比べてシボ深さが深くなっているのが好ましい。
本構成によれば、光源から放射される光は前面部600に形成した第1シボ6002により拡散されるので、前面部600に第1シボ6002を形成していない場合に比べてグレアを低減することができる。しかも、従来の照明器具のように、光源から放射される光が拡散パネルの周縁部分で遮られないので、照明空間への照射効率を低下しにくくすることもできる。さらに、前面部600に比べて側面部601の光拡散性を低くしているので、前面部600と側面部601とで光拡散性を同じにした場合に比べて天井面を明るく照らすことができる。
また、本実施形態の光源ユニット1のように、側面部601と前面部600とをつなぐ繋ぎ部602の内面は、曲面形状であって、側面部601から前面部600に向けてシボ深さが徐々に深くなるような第3シボ6021が形成されるのが好ましい。
本構成によれば、側面部601から前面部600に向けてシボ深さが徐々に深くなるような第3シボ6021を繋ぎ部602に形成しているので、カバー6を透過する光の量が繋ぎ部602で急激に変化するのを抑えることができる。
本発明の照明器具10は、光源ユニット1と、光源ユニット1に給電する電源ユニット7とを備えている。
本構成によれば、上述の光源ユニット1を用いることによって、グレアを低減しつつ、照明空間への照射効率を低下しにくくすることができる。
1 光源ユニット
2 LEDモジュール(光源)
6 カバー
7 電源ユニット
10 照明器具
600 前面部
601 側面部
602 繋ぎ部
6002 第1シボ
6011 第2シボ
6021 第3シボ

Claims (3)

  1. 光源と、
    透光性を有する材料からなり、前記光源と対向する前面部及び前記前面部の周縁から前記前面部と交差する方向でかつ前記光源側に突出する側面部により箱状に形成され、前記光源を覆うように配置されるカバーとを備え、
    前記カバーは、前記側面部に比べて前記前面部の光拡散性が高くなるように、前記前面部の内面に複数の第1シボが形成され、かつ、前記側面部の内面に第2シボが形成されており、
    前記側面部と前記前面部とをつなぐ繋ぎ部の内面は、曲面形状であって、前記側面部から前記前面部に向けてシボ深さが徐々に深くなるような第3シボが形成されており、
    前記複数の第1シボの各々の傾斜面に複数のシボが形成されていることを特徴とする光源ユニット。
  2. 前記複数の第1シボの各々は、前記第2シボに比べてシボ深さが深くなっていることを特徴とする請求項1記載の光源ユニット。
  3. 請求項1又は2に記載の光源ユニットと、前記光源ユニットに給電する電源ユニットとを備えたことを特徴とする照明器具。
JP2015069260A 2015-03-30 2015-03-30 光源ユニット及びそれを用いた照明器具 Active JP6544679B2 (ja)

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