(57)【要約】【課題】ＬＥＤランプの自動製造を容易化する前記各構成部品の配列構成を提供することである。【解決手段】ＬＥＤランプ１０が、台座部１４の伝熱性部分に取り付けた伝熱性の支柱１２を含み、支柱１２は長手方向の長孔１６を備えた外側面を有し、長孔１６には取り付け用基板１８が摺動自在に配置され、取付け用基板１８が、ＬＥＤ２２を取り付けた外側面２０を有している。支柱１２の、台座部１４とは反対側の部分には保持用のキャップ２４が取り付けられ、取付け用基板１８は長孔１６に締まり嵌めされることで長孔１６内に保持されると共に、支柱１２と取付け用基板１８との間を熱的に連通させる。キャップ２４は、あるいは若しくは更に、取付け用基板１８の側端面２６に接触して取付け用基板１８を長孔１６の内部に保持する（あるいは保持を助成する）ようにされ得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座部の伝熱性部分に取り付けられ、長手方向の長孔を備える外側面を有する伝熱性の支柱と、
長孔内に摺動自在に配置され、ＬＥＤを設けた外側面を有し、前記支柱と熱的に連通され且つＬＥＤ用の第１電気回路を有する取付け用基板と、
を含むランプ。
【請求項２】
支柱の、台座部とは反対側の位置にキャップを含み、外キャップが、取付け用基板の側端面と接触することにより長孔内で取付け用基板を保持する請求項１のランプ。
【請求項３】
支柱が２より大きい数Ｎの外側面を有し、支柱の全長さ方向に沿った断面が一定である請求項１のランプ。
【請求項４】
台座部が、第１電気回路に連結した第２電気回路を含む請求項１のランプ。
【請求項５】
第２電気回路が、長手方向に伸延する複数のピンを含み、第１電気回路が複数のソケットを含み、複数のピン及びソケットの各一つが相互に連結することにより、ＬＥＤが第２電気回路に電気的に連結される請求項４のランプ。
【請求項６】
第２電気回路がソケットを含み、第１電気回路が複数の接点を含み、ソケット及び複数の接点が相互に連結することによりＬＥＤが第２電気回路に電気的に連結される請求項４のランプ。
【請求項７】
第２電気回路が複数の接触パッドを含み、第１電気回路が複数の接触フィンガを含み、複数の接触パッドの各一つが複数の接触フィンガの各一つと接触することにより、ＬＥＤが第２電気回路に電気的に連結される請求項４のランプ。
【請求項８】
伝熱性の支柱が各長孔を備えた外側面を複数有し、各長孔内に摺動自在に配置した取付け用基板を複数含み、
複数の取付け用基板が、支柱の上部に載置される中心部分と一体的に連結され、各折り目線が該中心部分の周囲部分を確定する請求項１のランプ。
【請求項９】
取付け用基板が、長手方向に整列するＬＥＤを複数含んでいる請求項１のランプ。
【請求項１０】
ＬＥＤからの光を反射するように配列した反射体を更に含む請求項１のランプ。
【請求項１１】
第１電気回路を上部に設けたヒートシンクと、
該ヒートシンクから長手方向に伸延し、ヒートシンクと熱的に連通する底部を有する伝熱性の支柱にして、長手方向に伸延する長孔を各備えた複数の長手方向面を有する支柱と、
金属クラッド処理した複数の回路基板にして、各前記長孔内で各回路基板が支柱と熱的に連通するように各摺動自在に配列され、ａ）ヒートシンク及び第１電気回路の何れか一方と接触する第１側端面と、ｂ）少なくとも一つのＬＥＤを備えた外側長手方向面と、ｃ）ＬＥＤと第１電気回路とに連結する第２電気回路と、
を含むランプ。
【請求項１２】
各長孔内で各回路基板を保持するキャップを、支柱の、ヒートシンクとは反対側の上部に更に含み、該キャップが、各回路基板の、第１側端面とは反対側の第２側端面と接触することにより、各回路基板がキャップと、ヒートシンク及び第１電気回路の何れか一方との間部分に捕捉される請求項１１のランプ。
【請求項１３】
各長孔が、各回路基板の一つの内側面に押接する長手方向リブを含み、各回路基板の外側面の長手方向縁部が各長孔の縁部により保持され、かくして回路基板が各長孔内に保持される請求項１１のランプ。
【請求項１４】
複数の回路基板が、該回路基板の中心部分が支柱の上部に載置される中心部分状態で一体的に連結され、折り目線が前記中心部分の周囲部分を確定する請求項１１のランプ。
【請求項１５】
ランプの製造方法であって、
台座部の伝熱性部分上に、長手方向の長孔を備える外側面を有する伝熱性の支柱を取り付けること、
長孔内に、ＬＥＤを備えた外側面を有する取付け用基板を摺動自在に挿通すること、
長孔内で取付け用基板を支柱と熱的に連通する状態下に保持すること、
を含む方法。
【請求項１６】
長孔内で取付け用基板を支柱と熱的に連通する状態下に保持することが、支柱に台座部と反対側の位置で、取付け用基板の側端面と接触する状態でキャップを取り付けることを含む請求項１５の方法。
【請求項１７】
キャップを支柱の嵌合わせ部分に押し嵌めすることを含む請求項１６の方法。
【請求項１８】
支柱が、２よりも大きい数Ｎの外側面を有するようにし、支柱の全体長さに沿った支柱の断面を一定にすることを更に含む請求項１５の方法。
【請求項１９】
支柱が、各長孔を備える外側面を複数有し、各前記長孔内に複数の取付け用基板が摺動自在に挿通されるようにし、
前記複数の取付け用基板により構成される複数のアームを中心部分に連結して一体ユニットとして提供することを更に含み、該一体ユニットの各アームを中心部分の周囲位置の折り目線位置で折り曲げ、折り曲げた各アームを各前記長孔内に挿通し、かくして中心部分を支柱の上部に載置させることを含む請求項１５の方法。
【請求項２０】
第１電気回路を備えた台座部を提供すること、ＬＥＤに連結する第２電気回路を備えた基板を提供すること、第１電気回路と第２電気回路とを相互に連結してＬＥＤを第１電気回路に連結すること、を更に含む請求項１５の方法。
【請求項２１】
第１電気回路と第２電気回路とを相互に連結することが、第１電気回路のソケットを、第２電気回路の、キャップとは反対側の取付け用基板の端部に隣り合う複数の接点に接続することを含む請求項２０の方法。
【請求項２２】
ＬＥＤからの光を反射する反射体を取り付けることを更に含む請求項１４の方法。
【請求項２３】
ランプの組み立て方法であって、
第１電気連結部を有するヒートシンクを提供すること、
該ヒートシンクから長手方向に伸延し且つヒートシンクと熱的に連通する底部と、長手方向に伸延する長孔を各有する複数の長手方向面とを有する伝熱性の支柱を取り付けること、
各金属クラッド処理した回路基板にして、ａ）ヒートシンク及び第１電気連結部の何れか一方と接触する第１側端面と、ｂ）少なくとも一つのＬＥＤを備える外側の長手方向面と、ｃ）回路基板の第１側端面に隣り合う第２電気連結部と、ｄ）ＬＥＤを第２電気連結部に連結する回路と、を含む回路基板を前記長孔内に摺動させることにより各回路基板を支柱と熱的に連通させること、
第１電気連結部と第２電気連結部とを電気的に相互に連結すること、
支柱の、ヒートシンクとは反対側の上部に、各前記回路基板の前記第1側端面とは反対側の第２側端面と接触するキャップを取り付けることにより、各前記回路基板を該キャップと、ヒートシンク及び第１電気的連結部の何れか一方との間に捕捉する状態下に各前記長孔内に回路基板を保持すること、
を含む方法。
【請求項２４】
各長孔に、各回路基板の一つの内側面に押し付けられるリブにして、各回路基板の外側面の長手方向縁部を各長孔の縁部と共に保持する長手方向リブを設けることを更に含む請求項２３の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とするランプ及びその製造方法に関する。本件出願は、２００３年８月２５日付で出願された、LED LAMP WITH INSERTABLE LED SUBSTRATES AND METHOD OF MAKING THE LAMPと題する、現在継続中の米国特許出願番号第１０／６４７，６８２号及び、同じく現在継続中の、同年同日に出願された、LED LAMP WITH INSERTABLE AXIAL WIREWAYS AND METHOD OF MAKING THE LAMPと題する米国特許出願番号第１０／６４７，８３１号に関連するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤの発光性はその温度に依存することが知られている。ＬＥＤは、光が確実に効率的に出力されるよう、その温度を低く保つべきである。従って、ＬＥＤの熱を逃がすヒートシンクを備えたＬＥＤを含むＬＥＤランプを提供することには有益性がある。ＬＥＤは支柱に取り付けられ、支柱は反射体で包囲される。ＬＥＤを動作させるために必要な電気的な部品や接続部は回路基板により提供される。上述した各特許出願及び米国特許番号第６，７７３，１３８号にはそうしたランプが例示される。
ＬＥＤランプの設計者にとって、ＬＥＤランプ内に反射体、ヒートシンク、回路基板、支柱を配列し、それら各部品を効率的に組み合わせようとする場合、様々な課題が生じる。その一つは、支柱の先端部のＬＥＤを支柱底部位置で回路基板に効率的に組み合わせるための技法を提供することである。組み立て状態ではランプの熱は支柱先端部のＬＥＤから支柱底部位置のヒートシンクへと逃げ、また支柱の底部位置の回路基板と支柱先端部のＬＥＤとは電気的に結合するべきである。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願番号第１０／６４７，６８２号明細書
【特許文献２】米国特許出願番号第１０／６４７，８３１号明細書
【特許文献３】米国特許番号第６，７７３，１３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤランプの自動製造を容易化する前記各構成部品の配列構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、ヒートシンクと、ヒートシンクから長手方向に伸延する伝熱性の支柱にして、長手方向に伸延する長孔を各有する長手方向面を有する支柱と、各前記長孔内に摺動し、ＬＥＤをその外側面に取り付けた各回路基板を支柱と熱的に連通させる、金属クラッド処理した回路基板と、を含む新規なＬＥＤランプ、及びその組み立て方法が提供される。支柱上部には、支柱の各前記長孔に回路基板を保持するためのキャップが、回路基板の側端面に接触する状態で取り付けられ得る。回路基板は、各長孔内に折り込まれて各回路基板を構成する複数のアーム部分を有する単一の一体ユニットからも構成させ得る。中でも、伝熱性の支柱の長孔に回路基板を摺動させて差し込むこと及びあるいは、支柱上部のキャップによって長孔内に回路基板を保持すること及びあるいは、単一の回路基板を折り曲げて成るアーム部分が、ＬＥＤランプの自動製造を容易化する。
【発明の効果】
【０００６】
ＬＥＤランプの自動製造を容易化する部品配列構成が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜４を参照して本発明を説明するに、本発明のＬＥＤランプ（以下、単にランプとも称する）の実施例が全体を番号１０で例示され、台座部１４の伝熱性部分に取り付けた伝熱性の支柱１２を含み、この支柱１２が、長手方向の長孔１６を備えた外側面を有している。長孔１６には取り付け用基板１８が摺動自在に配置され、この取付け用基板１８が、ＬＥＤ２２を取り付けた外側面２０を有している。支柱１２の、台座部１４とは反対側の部分には保持用のキャップ２４が取り付けられる。取付け用基板１８は長孔１６に締まり嵌めされることで長孔１６内に保持されると共に、支柱１２と取付け用基板１８との間を熱的に連通させる。キャップ２４は、あるいは若しくは更に、取付け用基板１８の側端面２６に接触して取付け用基板１８を長孔１６の内部に保持する（あるいは保持を助成する）ようにされ得る。
図４に示すように、各長孔１６には、取付け用基板１８の一つの内側面を押圧する長手方向リブ１６’が設けられる。取付け用基板１８の各外側面の各長手方向縁部は各長孔の縁部１６”により保持され、かくして締まり嵌めが提供される。
【０００８】
ＬＥＤランプの製造方法には、台座部１４の伝熱性部分上に伝熱性の支柱１２を取付け、支柱１２と台座部１４の伝熱性部分とを熱的に連通させること、取付け用基板１８を長孔１６内に摺動させ、取付け用基板１８を支柱１２と熱的に連通する状態に配置すること、ＬＥＤ２２を電気的に連結させること、が含まれる。取付け用基板１８は、この取付け用基板１８が締まり嵌めされること及びあるいは、支柱上にキャップ２４を取り付け、このキャップを取付け用基板１８の側端面２６と接触させることにより長孔１６内に保持させ得る。
【０００９】
組み立て状態のＬＥＤランプの支柱１２に取り付けたＬＥＤ２２の熱は支柱の底部位置の伝熱性部分に伝達される。取付け用基板１８を長孔１６内に摺動自在に挿通させること及びあるいはキャップ２４により長孔１６内でこの取付け用基板１８を保持するようにしたことで、ＬＥＤランプの自動製造が容易化される。
【００１０】
別の実施例では、支柱１２は二つ以上の数Ｎの外側面を有し、この外側面の、支柱の全長さ方向に沿った断面は図１〜４に示すように一定である。支柱の断面は四角形以外の、例えば三角形、矩形、五角形、八角形その他のものであり得る。更には支柱の断面は非対称であり得、あるいは半径方向に対称（つまり、一つの面をＸ度回転させると、この面が別の面を対称的に置換する）のものであり得る。支柱１２が平坦な側面を有すること及び、断面が一定であることにより、取付け用基板１８の挿通が容易化される。長孔１６が平行な側面を有し、取付け用基板１８が長孔１６よりも若干小さいことがランプの組み立てを一層容易化する。支柱１２は押し出し成型したアルミニュームその他の好適な伝熱製材料から作製することができる。
【００１１】
キャップ２４は支柱の側面と同じ数の側面を有するものであることが好ましい。しかしながらキャップは、長孔１６内の取付け用基板１８を保持させるに際して各取付け用基板１８の側端面と接触するのであれば、その他の形状（例えば円形）のものであっても良い。キャップは、支柱１２の上部位置の相当するキャビティ３０内に弾発係入する突出部２８を有し得る。
取付け用基板１８は、ＬＥＤに接続した第１電気回路４２（図２では内側の回路であり得ることを示すために点線で示される）を含み得、台座部１４が第２電気回路４０を含み得る。これら第１及び第２の各電気回路は相互に連結し、かくしてＬＥＤが第２電気回路に接続される。
【００１２】
図５〜７を参照するに、第１電気回路及び第２電気回路の、幾つかの方法の各一つによる相互連結状況が示される。例えば、第２電気回路４０が、台座部１４から長手方向に伸延する複数のピン４４を含み、第１電気回路４２が、取付け用基板１８に取り付けた複数のソケット４６を含み得、各ピン４及びソケット４６が相互に連結されるとＬＥＤが第２電気回路に電気的に接続される。図６には別の接続状況が示され、第２電気回路４０が台座部分１４にソケット４８を含み、第１電気回路４２がこれらソケット４８に嵌入する複数の接点５０を含み得、ソケット４８と各接点５０とが相互に連結するとＬＥＤが第２電気回路に電気的に接続される。或いは第２電気回路４０は台座部分１４上に複数の接点パッド５２を含み得、第１電気回路４２が、取付け用基板１８から伸延する複数の接触フィンガ５４を含み得、各接点パッド５２と各接点フィンガ５４とが相互に連結することでＬＥＤが第２電気回路に電気的に連結される。
【００１３】
取付け用基板１８は長手方向に沿って整列した複数のＬＥＤ２２を含み得る。各ＬＥＤはパッケージダイであり得、あるいはＣＯＢ実装され得る。取付け用基板１８は、ＬＥＤ２２と取付け基板１８との間及び取付け用基板１８と支柱１２との間の熱的連通状況を改善するべく、金属クラッド処理した、従って被金属クラッド処理のものよりもずっと高剛性の回路基板であり得る。第１電気回路４２は印刷回路基板その他のものであり得る。
【００１４】
台座部１４は金属クラッド処理した回路基板あるいはヒートシンク１４’（図３）、あるいはその組合せ体であり得る。ベース部が金属クラッド処理した回路基板である場合、別個にヒートシンクが必要となり得る。第２電気回路４０は、ヒートシンクに取り付けた回路基板あるいは、ヒートシンク上の回路であり得る。第２電気回路は台座部の一方側に設け得、ランプ用の好適な外側連結部（図３）を含み得る。この外側連結部は、連結ハウジング６０及びピン６１を含み得る。
図３〜図８に示すように、ＬＥＤ２２からの光を反射する反射体６２をランプの一部分として設け得る。台座部と反射体とを連結するために好適な締め具を設け得る。反射体はパラボラその他の形態のものであり得、ＬＥＤ２２はこの反射体の焦点位置付近に配置され得る。支柱は、この台座部を貫いて支柱の底部に伸延する締め具６４により台座部に連結され得る。
【００１５】
図９には本発明の更に他の実施例が示され、取付け用基板７０は複数のアーム７２を備えた可撓性の単一の回路基板であり得る。各アームは折り目線７３の位置で折り曲げられ、支柱１２の長孔１６の一つに嵌入され得る。各アーム７２は、予め組み付けられた複数のＬＥＤ２２及び適宜の電気回路を有し得る。取付け用基板７０の中心７４は、全てのアーム７２を各長孔内に摺動して嵌入させると支柱１２の上部に載置される。取付け用基板７０には、本実施例では随意的なものであるが、キャップ２４に対する好適な連結部を設け得る。長孔１６内に各アーム７２を保持する締まり嵌めの全体的な圧力が、取付け用基板７０を支柱１２上に保持する。
【００１６】
図３を再度参照するに、ランプは第２電気回路４０を有するヒートシンク１４’を含み、伝熱性の支柱１２がこのヒートシンク１４’から長手方向に伸延され、支柱１２が、ヒートシンク１４’と熱的に連通する底部と、長手方向に伸延する長孔１６を各有する複数の長手方向面とを有している。金属クラッド処理した回路基板１８’が長孔の各一つ内に各摺動自在に配列されることにより、各回路基板１８’が支柱１２と熱的に連通される。各回路基板１８’は、ａ）ヒートシンク１４’及びあるいは第２電気回路４０と接触する第１側端面７６と、ｂ）少なくとも一つのＬＥＤ２２を有する外側長手方向面と、ｃ）回路基板の第１側端面に隣り合って位置付けられ、第２電気回路と接続する第１電気回路４２とを有する。支柱１２の、ヒートシンク１４’と反対側の上部にはキャップ２４が設けられ、このキャップ２４が、各回路基板１８’を各長孔内１６の内部に保持すると共に、各回路基板の側端面２６と接触することで回路基板１８’をキャップ２４と、ヒートシンク１４’及び第１電気回路４０の何れかとの間に捕捉する。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のＬＥＤランプの分解斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤランプ組み立て状態での斜視図である。
【図３】本発明のＬＥＤランプの断面図である。
【図４】保持用のキャップを取り付ける部分での伝熱性の支柱の端部の詳細を示す斜視図である。
【図５】取り付け用基板と台座部との間の電気的接続状況を例示する概略斜視図である。
【図６】別態様における取り付け用基板と台座部との間の電気的接続状況を例示する概略斜視図である。
【図７】別態様における取り付け用基板と台座部との間の電気的接続状況を例示する概略斜視図である。
【図８】本発明のＬＥＤランプの、反射体と組み合わせた状態で示す斜視図である。
【図９】折りたたみ式の取り付け用基板の平面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  ＬＥＤランプ
１２  支柱
１４  台座部
１６  長孔
１８  取り付け用基板
２０  外側面
２４  キャップ
２６  側端面
４０  第２電気回路
４２  第１電気回路
４４  ピン
４６、４８  ソケット
５０  接点
５２  接点パッド
５４  接点フィンガ
６０  連結ハウジング
６１  ピン
７０  取付け用基板
７２  アーム
７３  折り目線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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