(57)【要約】  電球コアを形成する方法、及び、電球、または、コアを組み込んでいるランプに関する。方法は、中央平面の対向側に等しく位置する少なくとも6つのワーキングファセットを有するヒートシンクを形成することを含み、光源を各々のワーキングファセットに載せる。光源は、回路基板に取り付けられ、各々の回路基板は、ワーキングファセットのそれぞれの一つに対応する。次いで、基板は、それぞれのワーキングファセットに適用される。電球は、スクリュー・ベース、スクリュー・ベースに取り付けられる外部ヒートシンクおよび、外部ヒートシンクに、および外部ヒートシンクから伸びる電球コアから成る。光源は、複数の発光ダイオードから成る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．  スクリューベースと、
ｂ．  前記スクリューベースに取り付けられた外部ヒートシンクと、
ｃ．  前記外部ヒートシンクから延びる内部ヒートシンクであって、前記内部ヒートシンクが少なくとも６つのワーキングファセットを備えることを特徴とする内部ヒートシンクと、
ｄ．  各ワーキングファセットに取り付けられた光源と、
を有することを特徴とする電球。
【請求項２】
前記光源が、複数のＬＥＤからなることを特徴とする請求項１に記載の電球。
【請求項３】
各ファセットＬＥＤが、ファセットに固定された回路基板に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の電球。
【請求項４】
前記内部ヒートシンクが金属であることを特徴とする請求項２に記載の電球。
【請求項５】
前記ファセットが、中央平面の対向する両側に鏡像関係に配置されることを特徴とする請求項１に記載の電球。
【請求項６】
前記ファセットが、互いに角度関係で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の電球。
【請求項７】
ａ．  少なくとも６つのワーキングファセットを備えたヒートシンクを形成するステップであって、前記ワーキングファセットが中央平面の対向する両側に等しく配置されていることを特徴とする、形成するステップと、
ｂ．  各ワーキングファセットに光源を取り付けるステップと、
を有することを特徴とする電球コアを形成する方法。
【請求項８】
前記ａのステップが、前記中央平面の対向する両側に鏡像関係で前記ファセットを配置するステップを包含することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ｂのステップが、
ｉ．前記ワーキングファセットのそれぞれ１つに対応する各回路基板上に前記光源を配置するステップと、
次いで、
ｉｉ．前記ワーキングファセットのそれぞれ１つに前記回路基板を適用するステップと
を包含することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記ｉのステップとｉｉのステップとの間に、互いに前記回路基板を電気的に接続するステップを包含することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ｉのステップの前に、壊れやすいタブによって相互接続された平面アレイに前記回路基板を形成し、前記平面アレイにおいて前記回路基板を電気的に接続するステップを包含することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ｂのステップの前に、前記タブの少なくともいくつかを破砕するステップを包含することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、2010年5月11日の米国仮特許出願の公開番号第61/333,345号の非仮出願である。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ＬＥＤランプに関し、特に、ＬＥＤランプに関するコアを形成する方法、並びに、ランプそれ自身に関する。
白熱ランプはゆっくり、ＬＥＤランプを含むよりモダンなランプと取り替えられている。弱い強度のＬＥＤランプは大きいヒートシンクを必要とすることなく効率的な照明を提供することができるが、光度が増加するにつれて、大きいヒートシンクが、ランプの審美性に影響を及ぼすだけでなく、いくつかの発された光を遮断もして、熱を取り除くために必要であるので、実用的なランプを出力することはよりむずかしくなる。
【０００３】
ＬＥＤランプは、自己完結している。ランプを動かすための電力供給（同様に、全ての回路）は、ランプの範囲内に配置される。2010年6月30日に出願された米国特許出願シリアル番号第12/826,774号（本願明細書にリファレンスとして組み入れられる）は、低電力白熱灯のＬＥＤランプ置換を開示する。それは光がまる360度の視野角において放射することができ、白熱のフィラメントの観察を維持することができるＬＥＤランプを開示する。
【０００４】
通常、様々な形の熱伝導材料のヒートシンクを備える、より高い強度のＬＥＤランプは、熱の消散を必要とする。しかしヒートシンクは、光を妨げて、暗いバンドを作製する傾向がある。したがって、ＬＥＤを光が全方向に放射することができる載置する方法。その一方で、熱をさらに放散させる方法が必要である。組み入れられた米国特許出願シリアル番号第12/826,774号では、低電力のため、熱はマルチ層をなした印刷回路基板およびスクリュータイプ・ランプ・ベースで消失される。それは、最大評価される値の下でＬＥＤ接合温度を製造業者によってセットするように保つのに十分である。しかし、パワーを増やすことは、印刷回路基板およびランプ・ベースで適切に向けられることができない熱を放散させるための外部シンクを必要とする。
【０００５】
より高い強度のＬＥＤランプの熱を放散させるために、個々のＬＥＤは、熱伝導媒体（例えばアルミニウム・プレート）に載置される。しかし、等しい公称の厚みのプレート上にＬＥＤを取り付けることは、発光の角度を減らし、近くの表面に投影されるとき、低い光の強度の目立つバンドに結果としてなる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、スクリュー・ベースと、スクリュー・ベースに取り付けられる外部ヒートシンクと、外部ヒートシンクから伸びている内部ヒートシンクから成る電球またはランプに関する。内部ヒートシンクは、少なくとも6つのワーキングファセットを有する。発光源は、各々のワーキングファセットに載置される。
【０００７】
本発明の好ましい形態によれば、各々のワーキングファセットのための光源は、複数の発光ダイオードから成る。各々のファセットの発光ダイオードは、ファセットに固着される回路基板に載置される。好ましくは、内部ヒートシンクは金属（例えばアルミニウム）であり、それは外部ヒートシンクに、そして、スクリュー・ベースに内部ヒートシンクから直ちに熱を伝導する。内部ヒートシンクの側面は、中央平面の対向側に鏡像関係に位置する。ファセットは、互いに角度関係で形成される。
【０００８】
電球コアは、中央平面の対向側に等しく位置しているワーキングファセットについて、少なくとも6つのワーキングファセットを有するヒートシンクを形成するステップを含む方法によって形成される。光源は、各々のワーキングファセットに載置される。好ましくは、ファセットは中央平面の対向側に鏡像関係に形成される。
【０００９】
光源を各々のワーキングファセットに取り付ける際に、本発明は、ワーキングファセットのそれぞれの一つに対応する各々の回路基板について、光源を回路基板に置くステップを含み、回路基板をワーキングファセットのそれぞれの一つに適用する。好ましくは、回路基板がワーキングファセットに適用される前に、回路基板は電気的に互いに接続される。
【００１０】
回路基板は、こわれやすいタブによって相互接続する平面アレイに形成される。回路基板が平面アレイにある間、それらは電気的に相互接続される。それから、回路基板がワーキングファセットに適用されるにつれて、こわれやすいタブは砕かれる。
【００１１】
本発明は、更に詳細に本発明（図面とともに中で必要とされる）の最良の形態を具体化している実施形態の以下の説明に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ここに組み入れられた米国特許出願シリアル番号12/826,774号にて開示したように、低電力白熱灯の置換のためのＬＥＤランプの断面図である。
【図２】図２は、外部ヒートシンクに取り付けられるような、本発明による内部ヒートシンクの正面断面図である。
【図３】図３は、図２に示される組合せの上部斜視図である。
【図４Ａ】図4Aは、図2に示される組合せの側面立面図である。
【図４Ｂ】図4Bは、図2に示される組合せの平面図である。
【図４Ｃ】図4Cは図4Aと同様の概略図であり、取り付けられたＬＥＤの光のオーバーラップを示す。
【図４Ｄ】図4Dは、図4Bと同様の図であり、取り付けられたＬＥＤからの光線のオーバーラップを示す。
【図５】図５は、プリント配線パネルの印刷回路基板の平面形成の等角図であり、その上に載置される全ての要素と共に、印刷回路基板を適当に保っているタブを示す。
【図５ａ】図5aは、図5の平面図であり、よりよく相対的な寸法を示す。
【図６Ａ】図6Aは、本発明によるランプの等角立面図である。
【図６Ｂ】図6Bは図6Aと同様の等角図であるが、上からみたものである。
【図６Ｃ】図6Cは、図6Aと同様の正面立面概略図である。
【図６Ｄ】図6Dは、図6Cの側面立面図である。
【図７Ａ】図7Aは、入力電流を制限するために直列ドロップレジスタを使用しているドライバのブロック図である。
【図７Ｂ】図7Bは、入力電流を制限するために線形電流調節装置を使用しているドライバのブロック図である。
【図８】図8は、図7Aのドライバを使用して、セットされることができるピークＬＥＤ電流を示す。
【図９】図9は、図7Bのドライバを使用して、セットされることができるピークＬＥＤ電流を示す。
【図１０】図10は、異なる減光角度で図7Aおよび7Bに示される回路に関してＬＥＤランプがどのように順方向の位相（forward phase）TRIAC調光器で減光するかについて説明する。
【図１１】図11は、異なる減光角度で図7Aおよび7Bに示される回路に関してＬＥＤランプがどのように順方向の位相（forward phase）TRIAC調光器で減光するかについて説明する。
【図１２Ａ】図12Aは、異なる減光角度で図7Aおよび7Bに示される回路に関してＬＥＤランプがどのように順方向の位相（forward phase）TRIAC調光器で減光するかについて説明する。
【図１２Ｂ】図12Ｂは、異なる減光角度で図7Aおよび7Bに示される回路に関してＬＥＤランプがどのように順方向の位相（forward phase）TRIAC調光器で減光するかについて説明する。
【図１２Ｃ】図12Cは、異なる減光角度で図7Aおよび7Bに示される回路に関してＬＥＤランプがどのように順方向の位相（forward phase）TRIAC調光器で減光するかについて説明する。
【図１３】図13は、一時的に高い入力電圧を制限し、失敗を警戒するための入力でサージ抑制器の使用を含んでいる本発明による回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
2010年6月30日に出願のここに組み込まれた米特許出願番号第12/826,774号は、光がまる360°視野角で放射して、典型的な白熱のフィラメントの概観を維持することができるＬＥＤ装置を有するA-typeランプを記載する。そのランプの１つの形態は、図1に10で示され、より詳細には組み込まれた出願で参照される。
【００１４】
図2-4は、図6に示される完全に組み立てられたランプと共に、本発明の外部ヒートシンク12および内部ヒートシンク14の１つの形態を例示する。外部ヒートシンク12は、従来のランプ・スクリュー・ベース16（図6）に接続され、それ自体、従前通りであり、したがって、より詳細には記載されない。絶縁体15は、電気的に外部ヒートシンク12をスクリュー・ベース16から絶縁する。
【００１５】
周知なように、より高いパワーＬＥＤランプは、より大きい電力供給を必要として、適切に機能するために温度消散を必要とする。典型的には、温度消散は熱伝導材料を必要とし、熱伝導材料を使用する不利な点はいくつかの光を妨げて、暗いバンドを作製するということである。したがって、内部ヒートシンク14は、表面の近くで突設されるとき、ＬＥＤを取り付け、光度の容認できない暗いバンドまたは顕著な下部のバンドに導く熱伝導材料（例えば金属）の単に平坦な厚板であった。
【００１６】
光度の課題を解決するために、内部ヒートシンク14は、図2-4に示すように6つのワーキングファセット（working facets）が形成され、ワーキングファセットが中央平面18の対向側に等しく位置する。このように、ワーキングファセット20、22および24は平面18一方の側に位置し、ワーキングファセット26、28および30は反対側にある。内部ヒートシンク14もまた、ワーキングファセットでない先端を切り取った部分32および34を有しているが、むしろ材料が、下記に詳述されるように、透明なガラス・ドームまたはエンクロージャの範囲内で容易に適合するために存在しない。
【００１７】
更に下記に述べるように、各々のワーキングファセット20-30は、その上に取り付けられる光源を含む。好ましい実施形態では、その光源が直列のＬＥＤであり、適当な状況で、異なってもよく、類似した光源であってもよい。
【００１８】
ワーキングファセット20-30が、互いに直角の関係に形成され、その上に取り付けられたＬＥＤから発する光のビームが、オーバーラップし、暗いバンドを除去する。これは4C図および4Dにおいて図式的に表され、ここで、ＬＥＤ36は、さまざまなファセットにあって図式的に示され、ＬＥＤの光線角度もまた例示される。ＬＥＤが実際に光線角度が例示したパスを照らすと共に、ＬＥＤ光線角度は、光度が50%以下に減少するところであると考慮される。
【００１９】
典型的白いＬＥＤは、120°-150°の光線角度を有する。それは、図4Cおよび4DのＬＥＤ光線として示される。それはビューアに視覚的に同一であるために発された光線のオーバーラップに至り、そのとき、ワーキングファセット20-30は適切に正しい位置に置かれる。本発明の好ましい形態では、ワーキングファセット20および26は、中央平面18に対して約150度の外角で方位付けされる。ワーキングファセット22、24、28および30は、約168°の外角で方位付けされる。明らかに、ワーキングファセット20-30の角度は、使用されているＬＥＤの光線角度に従い、変化することができる。
【００２０】
図5は、ＬＥＤ36の取付けのために使われることができる印刷回路基板の１つの形態を例示する。それらの対応する6つのワーキングファセットに載置するために大きさを設定される各々のワーキングファセット20-30があり、または、したがって、6つの印刷回路基板のための1つの印刷回路基板は、必然的にある。
【００２１】
印刷回路基板は、都合よく単一のパネル38から形成される。このように、パネル38は、一方の側に印刷回路基板40、42および44、他方の側に印刷回路基板46、48および50に分けられる。順番に、各々の印刷回路基板40-50は、それが取り付けられるワーキングファセット20-30と一致する。印刷回路基板40-50は、それぞれの回路基板40とパネル38の残りの材料との間で接続されるタブ52によって一緒に保たれ、同様に、印刷回路基板40-50間でそれら自身一緒に保たれる。タブ52は、パネル38からボードをリリースするために、および、ワーキングファセット20-30に取り付けるために容易に壊れる。
【００２２】
印刷回路基板40-50は従来の方法で形成されることができ、したがって、より詳細に記載されていない。印刷回路基板40-50は、ＬＥＤ 36を動かすのに必要なさまざまな電気部品と直列に同様に接続されるＬＥＤ36と置かれる。それらの電気部品は、本発明の部分を形成しなくて、図面では54で全体的に示される。印刷回路基板40-50間の電気接続のために、印刷回路基板40-50がＬＥＤ 36およびさまざまな電気部品54と置かれると共に、表層搭載のジャンパー導線56が取り付けられる。
【００２３】
ジャンパー導線56の長さがそれらのそれぞれのワーキングファセット20-30に載置する板に充分であるように、さまざまな印刷回路基板40-50間の間隔は選択される。このように、図5aに示すように、間隔58、60および62は、印刷回路基板40-50の間で確立され、その結果、印刷回路基板40-50はそれからそれらのそれぞれのワーキングファセット20-30に載置することができる。明らかに、間隔58-62は、変化することができ、ワーキングファセット20-30の角関係に従い変化する。
【００２４】
印刷回路基板40-50は、従来の傾向のワーキングファセット20-30に載置することができる。例えば、印刷回路基板40-50は仮接着層によって基礎をなされることができ、それはリリースによってオバーライドされる。リリースの除去によって、それぞれの印刷回路基板40-50が接着剤でそれらのそれぞれのワーキングファセット20-30に固着することができる。例えば、6つの印刷回路基板40-50は、それに対して印刷回路基板を接続しているタブ52を壊すことによってパネル38から切り離されることができる。次いで、印刷回路基板40はワーキングファセット20に適用されることができる。印刷回路基板50に印刷回路基板42および44につながっているタブ52は、それから壊れることができ、印刷回路基板44および42はそれらのそれぞれのワーキングファセット24および22に適用される。同様に、内部ヒートシンク14の反対側は、次いで、印刷回路基板の上に横たわることによって置かれる。
【００２５】
完了したランプまたは電球64が、図6に示される。透明なガラス・エンクロージャまたはドーム66は、外部ヒートシンク12から延び、とり囲み、内部ヒートシンク14に載置する本発明の構成要素を保護して、ランプ64に従来の白熱ランプの外観を与える。明らかに、ＬＥＤが使われた時から、エンクロージャ66または排出の特定のガスが必要でない。
【００２６】
上で記載されている互いの角度関係で、ワーキングファセット20-30は、中央平面18の対向側に鏡像関係に位置する。鏡像関係が好まれると共に、それが明白で、その360度の全体にわたる光分散でさえ重大でなく、さまざまなファセットの鏡像関係は、不必要である。
【００２７】
ドライバは、ＬＥＤ36を動かすのに必要である。２つのドライバが、図7Aおよび7Bに示される。両方において、整流器68を通過した後に、入力電圧は、ＬＥＤ36の一連の組合せを駆動するのに用いられる。図7Aでは、入力電流を制限するために、レジスタ70は使用され、この種の回路はまた、組み入れられた米国特許出願番号第12/826,774号において議論される。図7Bでは、レジスタ70の代わりに、線形電流調節装置72が、使用される。例示されて記載されているタイプのドライバは単に説明のためにあり、同様に、他の種類のドライバが使用されるかもしれないことは明白である。ドライバは、本発明の一部を形成しない。
【００２８】
現在の調節装置72はより少ない力が使われ、更に、ピークＬＥＤ電流が、予め定められた値を上回らないように設定され、それによりＬＥＤがＬＥＤの製造業者によって決められる安全な限度の範囲内で作動すると保証するというにおいて有利である。これは、簡単にそして視覚的に図8および9に示される。
【００２９】
ＬＥＤ電流が定電流源セットポイントの下に落ちるとき、電流調節装置はＬＥＤ電流をもはやクランプせず、ＬＥＤのダイナミックな抵抗および駆動回路に加えられるいかなる抵抗にもよって制限される。入力電圧が更に減少するにつれて、ソース電圧がＬＥＤ電圧に接近するまで、ＬＥＤ電流は落ち、そのポイントで、ＬＥＤは切れる（turn off）。同じように、ＬＥＤは逆の位相または順方向の位相調光器で減光する。これらの概念は図式的に図10、11および12A-12Cに示される。これは単に説明のためであり、減光は本発明の一部を形成しない。
【００３０】
ＬＥＤランプに対する一時的な電圧サージは、破壊的でありえる。サージをガードするために、図13に示すように、サージ抑制器74が使用され得る。
ユーザによって識別可能である美的違い以外については、本発明は白熱ランプをＬＥＤランプで置換ができるようにする。図６に示すように、本発明は、エジソン-タイプ・スクリュー・ベース16の白熱ランプを複製し、白熱ランプと完全に互換性を持つA19ＬＥＤランプを提供する。精神または以下の請求項の範囲から逸脱することなく、さまざまな変更を本発明になされることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５】
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【図５ａ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
2013526761.tif 000026