JP5682878B2 - 電球構造及びそのライトガイドランプカバー - Google Patents

Description

本発明は、概して電球構造に、より具体的には、ライトガイドランプカバーを有する電球構造に関する。

省電力化及び高発光化の特性により、ＬＥＤ電球は、ますます人気のあるものになってきている。ＬＥＤ電球は、複雑な構造を有し、組み立て工程に時間を費やすので、製造コストが高く、製造コストを抑えることは難しい。また、熱放散ベース（すなわちランプベース）は通常、ユニボディ設計を採用し、金属（アルミニウム等）によって形成されるので、ランプの成形及び製造はいっそう難しくなっており、このため製造コストが高くなる。また、電球構造の部材は非常に複雑であり、全体の熱放散効果はなおも改善の余地が多大にある。

このため、電球構造の製造コストを抑える目的で、成形が容易であり、組み立てが手軽であり、且つ優れた熱放散性を有する部材を提供することが、照明産業にとって重要な務めになってきている。

「ＬＥＤ電球構造」と題する中国特許公開番号ＣＮ２０３１９００９７は、ランプヘッド、ランプシェル、ライトガイドシート及びその他の部材から主にできているＬＥＤ電球構造を開示している。取り付けのために用いられるねじ面がランプヘッドに形成され、三角状に配置された３つの発光ダイオード光源の複数の回路基板が、ランプヘッドの頂上面に配置される。ランプシェルは、発光ガラスで作られており、ランプヘッドの頂部に固定される。ライトガイドシートは、分離可能状態でランプシェル内に設けられる。内側に突出した複数のプレートが、円形フレーム形状でありピラミッドに接続されるベース上に配置されること、及び、底縁からピラミッド形の先端に伸びる複数のライトガイドストリップが、ピラミッドの外側表面に配置されることによって、ライトガイドシートが形成される。ＬＥＤ電球構造によれば、少数のＬＥＤが電球の光源として用いられ、光線が辺り一帯に散乱し、光が電球全体の表面から均一に照射され、電球は十分な照明効果を生み出すことができる。

本発明は、ホルダとライトガイド部との間の留め付け構造を用いて、ライトガイド部を容易に組み立てることができる、ライトガイドランプカバーを有する電球構造に関する。

本発明はまた、ライトガイドランプカバーを有する電球構造に関する。ライトガイド部とホルダとの間の留め付け構造及び色変化層の配置を利用して、ライトガイド部を調整することによって電球構造の発光色は変化する。

本発明の１つの実施例によると、光源及びランプボディを含む電球構造を提供する。光源は、回路基板及び回路基板に設けられた複数の発光素子を含む。ランプボディは、光源の上方に設けられたライトガイドランプカバーを含む。ライトガイドランプカバーは、ライトガイド部及びホルダを含む。ライトガイド部は、ホルダの周囲面を覆う。ライトガイド部は、締め具素子を介してホルダ上に移動可能に接続され、ホルダに対して移動することができる。

本発明の別の１つの実施例によれば、ライトガイド部及びホルダを含むライトガイドランプカバーを提供する。ライトガイド部は、ホルダの周囲面を覆う。ライトガイド部は、締め具素子を介してホルダ上に留められ、ホルダに対して移動することができる。

本発明の上記及びその他の側面は、好ましいが限定するものではない実施例の以下の詳細の記載に関連してより理解できるであろう。以下の記載は、添付の図面を参照して説明される。

本発明の１つの実施例に準じた電球構造及びそのライトガイドランプカバーの展開図を示す。 本発明の１つの実施例に準じた電球構造及びそのライトガイドランプカバーの展開図を示す。 本発明の１つの実施例に準じた電球構造の断面図を示す。 本発明の別の１つの実施例に準じたライトガイドランプカバーの展開図を示す。

本実施例の電球構造は、ライトガイドランプカバーを有する。ライトガイドランプカバーは、光源の上方に設けられ、ライトガイド部及びホルダを含む。本実施例では、ライトガイド部は、締め具素子を介してホルダ上に留められるので、アセンブリコストを削減できる。また、光は、ホルダの周囲面によって反射され、ライトガイド部によってガイドされる。このため、反射効率が増加し、光損失が減少する。さらに、締め具素子の構成を介して、ライトガイド部はホルダに対して移動することができ、特にホルダに対して回転することができる。

本実施例の電球構造は、色変化発光システムに用いられうる。発光材料層と複数の発光素子との間の相対位置を変更するためにライトガイド部を調整することによって、色変化機能を達成することができる。また、ランプボディは、光源の下に設けられる、ヒートシンク及び絶縁ベースを有する。光源によって生成された熱を熱対流によって放散すべく、絶縁ベース及びヒートシンクの周りの熱せられた空気は、ホルダの頂部開口を通過しうる。

本発明を詳しく述べるために数多くの実施例を如何に開示する。しかしながら、本発明の実施例は、詳細の説明だけのためであり、本発明の保護範囲を限定するものではない。

図１Ａ及び１Ｂに、本発明の１つの実施例に準じた、電球構造１００及びそのライトガイドランプカバー１０１の展開図を示す。電球構造１００は、光源１１０及びランプボディ１１１を含む。光源１１０は、ランプボディ１１１に設けられ、回路基板１１２、及び回路基板１１２上に設けられた複数の発光素子１１４を含む。複数の発光素子１１４は、例えば、複数のＬＥＤ素子である。ランプボディ１１１は、上から順に、ライトガイドランプカバー１０１、ヒートシンク１５０、電力コントローラ１５５、及び絶縁ベース１６０を含む。

ライトガイドランプカバー１０１は、光源１１０の上に設けられ、ライトガイド部１２０及びホルダ１３０を含む。ライトガイド部１２０は、中空構造に基づいており、透明ライトガイド材料（アクリル等）によって形成され、ホルダ１３０の周囲面１３１を覆う。また、ライトガイド部１２０の頂部１２２は、第１の開口部１２９を有し、ホルダ１３０の頂部１３２は、第１の開口部１２９に対応した締め具素子１３５を有し、ライトガイド部１２０の底部１２１は、複数の発光素子１１４から発生された光を受信する入射面１２３となる。

また、ホルダ１３０は、電球構造１００の内部構造を遮蔽し、電球構造１００の外観をより整然且つ簡素にすべく、不透明の中空ボディ、好ましくは半円形の中空ボディである。ホルダ１３０の周囲面１３１は、ライトガイド部１２０の内側表面１２４に面した滑らかな湾曲面又は鏡面である。ホルダ１３０の周囲面１３１は、光をライトガイド部１２０に反射するための反射面１３４として用いられうる。このため、ライトガイド部１２０の底部１２１（入射面１２３）から来る入射光は、ライトガイド部１２０及び／又は反射面１３４のガイドによって、外部に発生されうる。好ましくは、光の反射効率を増加し、光損失を減少させることで、発光素子１１４の数を減らすことができるように、ライトガイド部１２０の内部表面１２４は、ホルダ１３０の周囲面１３１に密着する。

また、環状プレート１４０は、ホルダ１３０の底部に設けられる。環状プレート１４０は、対応する複数の発光素子１１４を露出するために複数の発光素子１１４に対応するそれぞれの穴１４２を有する。これにより、光がライトガイド部１２０の底部１２１（入射面１２３）からライトガイド部１２０に入射するように、複数の発光素子１１４をライトガイド部１２０の底部１２１に向けさせることができる。

ライトガイド部１２０をホルダ１３０に対して移動できるようにするために、ホルダ１３０の頂部１３２に設けられた締め具素子１３５は、ライトガイド部１２０を固定すべく、ライトガイド部１２０の頂部１２２に設けられた第１の開口部１２９と係合する。ライトガイド部１２０は、ホルダ１３０に対して、締め具素子１３５の中心周りに回転しうる。電球構造１００に色変化機能を持たせるために、ライトガイド部１２０の底部１２１（入射面１２３）は、その上に色変化層１２５を有する。色変化層１２５は、複数の発光素子１１４から入射面１２３に入射する光の波長を変化させる。色変化層１２５は、感光性の色変化インク又は蛍光粉末等で形成された材料層でありうる。１つの実施例では、色変化層１２５は、入射面１２３上に周期的に配置された複数の第１の材料層１２６及び複数の第２の材料層１２７を含む。

ライトガイド部１２０が、ホルダ１３０に対して回転するように調整される場合に、色変化層１２５と複数の発光素子１１４（又は複数の穴１４２）との間の相対位置が変化することで、色変化機能が実現できる。例えば、図１Ｂを参照すると、電球構造１００の発光色が、通常色光（第１の色の光等）によって放射される場合に、複数の発光素子１１４は、第１の材料層１２６と第２の材料層１２７との間の対応した場所に位置する。このため、電球構造１００が第１の色の光を発することができるように、複数の発光素子１１４の発光は、ライトガイド部１２０の底部１２１（入射面１２３）を介してライトガイド部１２０に直接入射しうる。

本発明では、色変化層１２５を複数の発光素子１１４に対して移動するためにライトガイド部１２０が第１の角度θ１回転した場合に（時計回り等）、複数の第１の材料層１２６はそれぞれ、複数の発光素子１１４（又は複数の穴１４２）とそろって位置する。そうすることによって、複数の発光素子１１４が発した光は、最初に、第１の材料層１２６を通過する。その結果、複数の発光素子１１４が発する光の波長は、第２の色の光に変化し、その後にライトガイド部１２０に入射するので、電球構造１００に第２の色の光を発生させることができる。

本実施例では、色変化層１２５を複数の発光素子１１４に対して移動するためにライトガイド部１２０が第２の角度θ２回転した場合に（反時計回り等）、複数の第２の材料層１２７はそれぞれ、複数の発光素子１１４（又は複数の穴１４２）とそろって位置する。そうすることによって、複数の発光素子１１４が発した光は、最初に、第２の材料層１２７を通過する。その結果、複数の発光素子１１４が発する光の波長は、第３の色の光に変化し、その後にライトガイド部１２０に入射するので、電球構造１００に第３の色の光を発生させることができる。

１つの実施例によれば、ライトガイド部の動きと色変化層の異なる材料層とが共同する構成により、複数の発光素子１１４は、異なる材料層に応じて異なる色の光を生成することができる。その結果、電球構造１００は、異なる色の光を発することができる。

ライトガイド部１２０の可動範囲を制御する目的で、環状プレート１４０及びライトガイド部１２０の底部１２１は、その上に複数の対応する制限構造Ｐを有する。制限構造Ｐのそれぞれは、ライトガイド部１２０の底部１２１に設けられた凹部１２８と、環状プレート１４０に設けられた突出部１３８とを含み、突出部１３８は、凹部１２８に対応している。本実施例では、制限構造Ｐは、ライトガイド部１２０の回転範囲を、第１の材料層１２６と第２の材料層１２７の周期変化内に制限する。例えば、凹部１２８の長さＬは、第１の材料層１２６又は第２の発光材料層１２７の周期幅Ｗに等しい。ライトガイド部１２０が第１の角度θ１回転した場合に、凹部１２８の一方の側面は、突出部１３８と接触してそこで止まる。ライトガイド部１２０が第２の角度θ２回転した場合に、凹部１２８の他方の側面は、突出部１３８と接触してそこで止まる。しかしながら、上記実施例は例示に過ぎず、複数の材料層の色及び配置周期、或いは、ライトガイド部の動き又は回転の方向及び範囲を制限するものではない。所望の色変化又は色グラデーション効果が生成できる限り、如何なる組み合わせでもよい。

本実施例では、ヒートシンク１５０及び絶縁ベース１６０は、回路基板１１２の下に設けられる。ヒートシンク１５０は、アルミニウム又は高い熱伝導性を有する材料によって形成されうる。絶縁ベース１６０は、プラスチック部材でありうる。ヒートシンク１５０は、回路基板１１２と接触する。ヒートシンク１５０及び回路基板１１２は、絶縁ベース１６０の包含空間１６２に受け入れられる。絶縁ベース１６０の底部は、外部電源を受け取るための一対の導電性コネクタ１６３及び１６４を有する。電力コントローラ１５５は、外部電源の電圧を複数の発光素子１１４を駆動するための回路基板１１２の駆動電圧に変換する。発光素子１１４のそれぞれが光を発するときに発光素子１１４が生成する熱は、ヒートシンク１５０によって吸収されうる。その結果、ヒートシンク１５０は、吸収した熱を熱対流によって放散する。例えば、外部の空気を絶縁ベース１６０を介してランプボディ１１１に入れて、その後に、ホルダ１３０の頂部開口（すなわち第２の開口部１３９）に達するようにヒートシンク１５０を通過させてもよい。その結果、光源１１０によって生成された熱を放散することができる。

本実施例によれば、ランプボディ１１１は、ねじ又は固定ボルト等の固定部材１４４を含む。環状プレート１４０及び回路基板１１２を絶縁ベース１６０と結合するために、固定部材１４４の１つの末端は、環状プレート１４０の最上部から回路基板１１２及びヒートシンク１５０を通過するように絶縁ベース１６０の固定部１６１に固定される。また、ホルダ１３０及び環状プレート１４０は、一体的に１つの部材で形成されてもよく、又は、固定部材を介して固定して結合されてもよい。ホルダ１３０と環状プレート１４０を一体的に１つの部材で構成することで、光漏れを防ぐことに加え、アセンブリコストを削減する助けとなる。

図２に、本発明の１つの実施例に準じた電球構造１００の断面図を示す。ライトガイド部１２０の頂部１２２は、第１の開口部１２９を有する。ライトガイド部１２０は、締め具素子１３５を介してホルダ１３０に接続される。締め具素子１３５は、第１の開口部１２９に対応した第２の開口部１３９を有する。第１の開口部１２９の直径Ｄ１は、第２の開口部１３９の直径Ｄ２に等しいか、又は直径Ｄ２より僅かに大きい。締め具素子１３５は、第２の開口部１３９を囲う複数の花弁状の構造１３６によって形成される。ライトガイド部１２０をホルダ１３０に取り付けるとき、締め具素子１３５（複数の花弁状の構造１３６）は、第１の開口部１２９を通過しようとして、第１の開口部１２９によって弾性的に締め付けられる。その後に、締め具素子１３５（複数の花弁状の構造１３６）は、解放されて第１の開口部１２９と係合する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。図示していない１つの実施例においては、締め具素子１３５は、マッシュルーム形状の突出部であり、複数の花弁状の構造１３６は、ライトガイド部１２０の第１の開口部１２９の周りに形成される。ライトガイド部１２０をホルダ１３０に取り付けるとき、複数の花弁状の構造１３６は、第１の開口部１２９を通過するために、締め具素子１３５の押しにより締め具素子１３５に対して弾性的に伸長される。その後に、複数の花弁状の構造１３６は解放されて、第１の開口部１２９に締め具素子１３５が固定される。

図３に、本発明の別の１つの実施例に準じたライトガイドランプカバー２０１の展開図を示す。本実施例は、ライトガイド部２２０をホルダ２３０上に留めるために、締め具素子２３５がホルダ２３０の頂部２３２に脱着可能に設けられる点で、上記の実施例とは異なる。締め具素子２３５の詳細の構造を以下に示す。上記実施例に対応するその他の部材については以下では繰り返さない。

図３のとおり、ライトガイドランプカバー２０１は、光源２１０の上に設けられ、ライトガイド部２２０及びホルダ２３０を含む。ライトガイド部２２０の頂部２２２は、第１の開口部２２９を有し、ホルダ２３０の頂部２３２は、第１の開口部２２９に対応する第２の開口部２３９を有する。

また、締め具素子２３５は、フランジ２３７及び複数の花弁状の構造２３６を有する。フランジ２３７の外径は、第１の開口部２２９の直径Ｄ１より大きい。複数の花弁状の構造２３６は、第１の開口部２２９及び第２の開口部２３９によって締め付けられたとき内側に収縮することができ、第２の開口部２３９と係合するために第１の開口部２２９及び第２の開口部２３９を通過する。複数の花弁状の構造２３６が第２の開口部２３９と係合すると、フランジ２３７は、ホルダ２３０上のライトガイド部２２０と接続するために第１の開口部２２９の周囲に寄り掛かっている。

上記の留め付け構造により、ライトガイド部２２０は、締め具素子２３５を介してホルダ２３０上に接続される。ライトガイド部２２０は、締め具素子２３５の中心周りにホルダ２３０に対して移動することができる。

また、締め具素子２３５は、光源２１０によって生成された熱を熱対流によって放散するための、第１の開口部２２９及び第２の開口部２３９に対応する第３の開口部２３８を有する。

本発明の上記実施例に開示した電球構造によれば、複数の発光素子とライトガイド部上に設けられた複数の材料層との間の相対位置を変更するためにライトガイド部を調整することによって、色変化機能を達成することができる。このため、本実施例の電球構造は、色可変発光システムに用いることができ、製品実用性をさらに向上することができる。

本発明を好ましい実施例の観点から例示的に説明してきたが、本発明はこれらに限定されないことに理解されたい。むしろ、多様な改良並びに同様の構成及び手順を含むことを意図している。このため、添付の請求項の範囲は、そのような全ての改良並びに同様の構成及び手順を包含するように、最も広い解釈が認められるべきである。

Claims (12)

1. 回路基板と、前記回路基板に設けられた複数の発光素子とを備える光源と、
   ライトガイドランプカバーを備えるランプボディと
   を備え、
   前記ライトガイドランプカバーは、前記光源の上方に設けられ、ライトガイド部とホルダとを備え、
   前記ライトガイド部は、前記ホルダの周囲面を覆い、
   前記ライトガイド部は、締め具素子を介して前記ホルダ上に移動可能に支持され、前記ホルダに対して移動するように前記締め具素子の中心周りに回転する
   電球構造。
2. 前記ランプボディは、前記回路基板の下に設けられた、ヒートシンクと絶縁ベースとを有し、前記絶縁ベースの包含空間に設けられ、
   前記ヒートシンクは前記回路基板と接触する、請求項１に記載の電球構造。
3. 環状プレートが、前記ホルダの底部に設けられ、
   前記ランプボディはさらに、固定部と絶縁ベースとを備え、
   前記固定部は、前記環状プレート及び前記回路基板を前記絶縁ベースと結合するために、前記環状プレート及び前記回路基板のそれぞれを通過する、請求項１又は２に記載の電球構造。
4. 環状プレートが、前記ホルダの底部に設けられ、
   前記環状プレートは、前記複数の発光素子を露出するために、前記複数の発光素子に対応した複数の穴を有し、
   前記複数の発光素子は、前記ライトガイド部の底部に向いている、請求項１から３の何れか１項に記載の電球構造。
5. 前記締め具素子は、複数の花弁状の構造によって形成される、請求項１から４の何れか１項に記載の電球構造。
6. 前記締め具素子は、前記ホルダ上に設けられ、
   前記ライトガイド部は、前記ライトガイド部を前記ホルダ上に接続するために、前記締め具素子が通過する第１の開口部を有する、請求項１から５の何れか１項に記載の電球構造。
7. 前記ライトガイド部は、第１の開口部を有し、
   前記ホルダは、前記第１の開口部に対応した第２の開口部を有し、
   前記締め具素子は、脱着可能であり、前記ライトガイド部を前記ホルダ上に接続するために前記第１の開口部及び前記第２の開口部を通過する、請求項１から４の何れか１項に記載の電球構造。
8. 前記締め具素子は、フランジと、複数の花弁状の構造とを有し、
   前記締め具素子が前記ホルダ上の前記ライトガイド部に接続したときに、前記複数の花弁状の構造は、前記第２の開口部と係合し、
   前記フランジは、前記第１の開口部に寄り掛かっている、請求項７に記載の電球構造。
9. 前記ライトガイド部の底部は、入射面であり、
   前記入射面は、前記複数の発光素子から前記入射面に入射する光の波長を変化させる色変化層を有する、請求項１から８の何れか１項に記載の電球構造。
10. 前記色変化層は、前記入射面に設けられた複数の材料層を備え、
    前記複数の発光素子と前記複数の材料層との間の相対位置は、前記ライトガイド部を移動することにより変化する、請求項９に記載の電球構造。
11. 環状プレートが前記ホルダの底部に設けられ、
    前記ライトガイド部の底部及び前記環状プレートは、前記ライトガイド部の可動範囲を制限するための対応した制限構造を有する、請求項１から１０の何れか１項に記載の電球構造。
12. 前記ホルダの前記周囲面は、滑らかな湾曲面を有し、
    前記湾曲面は、前記ライトガイド部の内側表面に面しており、光を反射して前記ライトガイド部に入射させるための反射面として用いられる、請求項１から１１の何れか１項に記載の電球構造。

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