(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの本体部、２つの後端部、および２つの渡り部を備え、前記本体部は前記２つの渡り部と接続され、前記２つの後端部は前記渡り部とそれぞれ接続されている管体と、
前記管体内に配置され、表面に少なくとも１つのＬＥＤ光源が取り付けられる１つのＬＥＤ照明帯片と、
１つの電気絶縁管状部を有し、前記電気絶縁管状部の内周面に固定的に配置される１つの磁気金属部材を備え、前記管体の一端に被せて取り付けられるエンドキャップと、
前記エンドキャップ内に配置され、前記ＬＥＤ照明帯片を介して前記ＬＥＤ光源と電気的に接続される１つの電源とを備え、
前記エンドキャップは前記管体の前記後端部にそれぞれ被せられ、前記２つの後端部のそれぞれの外径は、前記本体部の外径よりも小さく、
前記磁気金属部材の内周面は接着剤で被覆され、前記磁気金属部材は前記管体と面して前記管体の外周面に接着される
ＬＥＤ直管ランプ。
【請求項２】
前記ＬＥＤ照明帯片はフレキシブル基板を備え、
前記ＬＥＤ照明帯片は前記本体部の内側表面に取り付けられ、かつ、少なくとも一方の端が前記管体の前記内側表面から取り外されて自由延出端部をなす
請求項１に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項３】
前記ＬＥＤ照明帯片の前記自由延出端部の一部は前記管体内にあり、
前記ＬＥＤ照明帯片の前記自由延出端部の他の一部は、前記管体の一端を越えて前記エンドキャップに入る
請求項２に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項４】
前記電源は回路基板を備え、前記回路基板は前記エンドキャップ内に配置され、前記ＬＥＤ照明帯片の前記自由延出端部は、前記電源の前記回路基板に直接はんだ接合される
請求項２又は３に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項５】
前記管体にガラス強化処理が実施されることによって前記渡り部が形成され、
前記エンドキャップそれぞれの外径は、前記管体の前記本体部の外径と実質的に同じである
請求項１から４のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項６】
前記エンドキャップの前記磁気金属部材及び前記電気絶縁管状部の両方が、前記管体の前記後端部と径方向で重なる
請求項１から５のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項７】
前記２つの渡り部はカーブしている
請求項５又は６に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項８】
前記ＬＥＤ照明帯片の一端は、前記渡り部の１つを通り抜けて前記電源と電気的に接続される
請求項５から７のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項９】
前記ＬＥＤ照明帯片は１層の導電層を含む
請求項５から８のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ照明帯片は、１層の誘電体層と、１層の導電層と、１層の回路保護層とをさらに備え、
前記ＬＥＤ光源は、前記導電層の前記誘電体層から遠い側の面に配置され、
前記誘電体層の前記導電層から遠い側の面には、前記誘電体層を前記管体の内周面に接着するための接着剤が配置され、
前記回路保護層は、前記導電層の前記ＬＥＤ光源が配置される側と同じ面に配置される
請求項５から８のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項１１】
前記管体は、前記管体の内壁を被覆する１つの拡散膜層をさらに備え、
前記拡散膜層は、材料に炭酸カルシウム及びリン酸ストロンチウムを含む
請求項１から１０のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項１２】
前記拡散膜層は厚さ２０μｍから３０μｍの拡散コーティングである
請求項１１に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項１３】
前記渡り部の各々は、１ｍｍから４ｍｍの長さを有する
請求項１から１２のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【請求項１４】
前記磁気金属部材は、前記エンドキャップが前記管体に被せられる間、前記磁気金属部材と前記管体の前記後端部との間の接着剤を溶かすための部材である
請求項１から１３のいずれか一項に記載のＬＥＤ直管ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は照明器具に関し、特に、ＬＥＤ直管ランプ、ならびに光源、電子部品、およびエンドキャップを含むその構成部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ照明の技術は急速に発展し、従来の白熱灯および蛍光灯にとって代わりつつある。不活性ガスおよび水銀を充填する必要のある蛍光灯ランプに対し、ＬＥＤ直管ランプは水銀を含まない。したがって、家庭内および仕事場で利用可能な様々な照明システムの中で、コンパクトな電球型蛍光灯（ＣＦＬ）および直管形蛍光灯といった従来の照明が選択肢を占めていたところ、ＬＥＤ直管ランプが強く希望される選択肢になりつつあることは驚くにあたらない。ＬＥＤ直管ランプの利点としては、従来の照明を上回る耐久性および長寿命、ならびに従来の照明よりはるかに少ないエネルギー消費量が挙げられる。したがって、すべての要因を考慮に入れると、ＬＥＤ直管ランプは概して費用対効果の高い選択肢であると考えられるであろう。
【０００３】
一般的なＬＥＤ直管ランプは、管体と、管体内に配置されて光源が取り付けられる回路基板と、管体の両端にあって、電源を備え、この電源からの電力を回路基板を通して光源に送るエンドキャップとを有する。しかしながら、既存のＬＥＤ直管ランプには、いくつかの欠点がある。
【０００４】
第一に、一般的な回路基板は硬質であるため、管体が部分的に破裂または破損しても、全体の直管形状は維持される。しかしながら、このせいで、ＬＥＤ直管ランプはなお使用可能であるという誤った印象をユーザに与え、このＬＥＤ直管ランプの取扱または設置の際に、ユーザを感電させてしまうおそれがある。
【０００５】
第二に、硬質な回路基板は通常、ワイヤボンディングによってエンドキャップと電気的に接続されるが、ワイヤはその中で損傷しやすく、ＬＥＤ直管ランプの生産、輸送、および使用中の動きによって破損のおそれすらあり、その結果、ＬＥＤ直管ランプは使用不能になる場合がある。
【０００６】
第三には、管体とエンドキャップとは、ホットメルト接着剤またはシリコーン接着剤を用いて固定されることが多いが、余分な（はみ出した）接着剤の残留物の形成を防ぐのは困難である。これは外観を美的に損なうのみならず、光を遮ることもある。さらに、余分な接着剤の形成物を除去するには大量の人的資源が必要であり、生産のさらなるボトルネックとなり非効率を招く。また、エンドキャップの内部の電源部品の熱放散が不十分であると、高温状態になり得る。そのため、ホットメルト接着剤の寿命が縮まるとともに、管体とエンドキャップとの間の接着が剥がれる。これにより、ＬＥＤ直管ランプの信頼性が低下し得る。
【０００７】
第四として、通常の管体は、接着剤を用いて両端にエンドキャップが被せられた長尺の筒状であり、各エンドキャップの径寸法は、管体の径寸法より大きい。この点で、管体用の梱包箱も通常は筒状であって、エンドキャップとのみと接触するためエンドキャップのみが支持され、エンドキャップと管体とを繋ぐ接続部分が壊れやすい。米国特許出願ＵＳ２０１４２２６３２０にて開示されるＬＥＤ直管ランプおよび中国特許出願ＣＮ１０２５１８９７２にて開示されるＬＥＤ直管ランプはその例である。この問題への対処として、米国特許出願ＵＳ２０１００１０３６７３にて、封止されてガラス製の管体に挿入されるエンドキャップが開示されている。しかしながら、この種の管体はその端で内部からの応力を受けており、当該端に外力を受けると容易に壊れるおそれがあるため、不良品および品質の問題につながる。
【０００８】
第五に、粒状的な外観もしばしば前述の従来のＬＥＤ直管ランプに見受けられる。管体の内部の回路基板上で空間的に配置されているＬＥＤチップはスポット光源とみなされ、これらのＬＥＤチップの出射光は一般に、適切な光学的操作がなければ、ＬＥＤ直管ランプの照度の一様性に貢献しない。その結果、直管ランプ全体で、ＬＥＤ直管ランプを見る者に対し粒状感、つまりは不均一な照明効果を見せるため、視覚的な快適さに悪影響を与え、配光角を狭めさえする。その結果、平均的な消費者が求める品質および美感上の条件が満たされない。この問題への対処として、中国特許出願ＣＮ２０１３２０７４８２７１．６にて、ガラス製の管体内に配置される拡散管で粒状的な見た目の影響を避けることが開示されている。
【０００９】
しかしながら、拡散管を配置することで光路中に界面が生じるため、全反射の起こる確率が高まり、これにより光出力効率が低下する。さらに、拡散管における旋光の吸収によって光出力効率が低下する。
【００１０】
これらを受けて、本開示およびその実施形態をここに提供する。
【発明の概要】
【００１１】
本開示は、特許が請求されている発明も未だされていない発明も含めて１以上の発明を実際には含み得るものである。これらの含まれ得る発明を本明細書の作成段階において無用に区別することによる混乱を避けるために、本開示においては、これらの複数の含まれ得る複数の発明を、集合的に「（本）発明」ともいう。
【００１２】
この節では、様々な実施形態が概括されて「本発明」に関して記述される。「本発明」の語は、特許が請求される否かに関わらず、本開示に係る実施形態を示すのに用いられ、必ずしもすべての考え得る実施形態を網羅的に示すものではなく、むしろ、ある特定の実施形態の概要に過ぎない。以下において「本発明の」種々の態様として説明される特定の実施形態は、ＬＥＤ直管ランプあるいはその一部をなすものとして様々なかたちで組み合わせることができる。
【００１３】
本発明によれば、新規なＬＥＤ直管ランプ、およびそのいくつかの態様が提供される。
【００１４】
本発明によって、管体および管体の両端に固定される１組のエンドキャップを含むＬＥＤ直管ランプが提供される。各エンドキャップは、電気絶縁管および熱伝導部材を有してもよい。この熱伝導部材は、電気絶縁管の外周面に配置および固定され、接着剤を用いて管体の外側表面に接着される。
【００１５】
本発明によって、管体と、当該管体の両端にそれぞれ固定されたサイズの異なる２つのエンドキャップとを含むＬＥＤ直管ランプがさらに提供される。幾つかの実施形態では、一方のエンドキャップのサイズは、他方のエンドキャップのサイズの３０％から８０％であってもよい。
【００１６】
開示される管体は、１つの本体部およびそれぞれ本体部の両端に位置する２つの後端部を含んでもよい。ここで、各後端部は、本体部と同じ外径を有する２つのエンドキャップをそれぞれに被せることができるよう、外径が本体部よりも小さい。幾つかの実施形態では、後端部の外径と本体部の外径との差は、約１ｍｍから約１０ｍｍである。最も好ましくは、後端部の外径と本体部の外径との差は、約２ｍｍから約７ｍｍであってもよい。
【００１７】
管体は、本体部および後端部を繋ぐ渡り部をさらに含んでもよい。渡り部は両端で弧状をなしてもよく、本体部側では、外側表面が引っ張られ、かつ内側表面は圧縮状態にある一方で、後端部側では、外側表面が圧縮状態にあって、かつ内側表面が引っ張られる。渡り部の本体部側の端における弧状面の法線ベクトルは管体から外に向かう方向を指し、渡り部の後端部側の端における弧状面の法線ベクトルは管体の内に向かう方向を指す。
【００１８】
渡り部の本体部側の端における弧状面の曲率半径Ｒ１は、渡り部の後端部側の端における弧状面の曲率半径Ｒ２より小さくてもよい。例えば、Ｒ１対Ｒ２の比は、約１：１．５〜約１：１０の範囲であってもよい。
【００１９】
さらに、幾つかの実施形態では、管体の本体部とエンドキャップとの間に段差がない。
【００２０】
渡り部の本体部側の端における弧状面の弧の角度および渡り部の後端部側の端における弧状面の弧の角度は、９０度より大きくてもよい。幾つかの実施形態では、後端部の外側表面は連続面であって、本体部の外側表面と平行である。
【００２１】
幾つかの実施形態では、渡り部の長さは約１ｍｍから約４ｍｍである。
【００２２】
管体はガラス製または樹脂製であってもよい。
【００２３】
電気絶縁管は、管体の長さ方向の軸方向に沿って接続される第１管状部および第１管状部よりも外径の小さい第２管状部を有してもよい。幾つかの実施形態では、第１管状部と第２管状部との外径の差は約０．１５ｍｍから約０．３０ｍｍである。
【００２４】
第２管状部には熱伝導部材が被せられてもよく、これにより熱伝導部材の外側表面と第１管状部の外周面とが実質的に面一であってもよい。
【００２５】
管体には、部分的に第２管状部が被せられてもよい。また、管体は、ホットメルト接着剤のような接着剤を用いて熱伝導部材と固定されてもよい。
【００２６】
ある特定の実施形態では、第２管状部の第１管状部から遠い方の端に、第２管状部の周方向に沿って空間的に配置される１個または複数の切り欠きが設けられる。
【００２７】
エンドキャップの軸または長さ方向に沿った熱伝導部材の長さの、電気絶縁管の軸方向の長さに対する比率は、約１：２．５〜約１：５であってもよい。
【００２８】
幾つかの実施形態では、管体のうち、エンドキャップに挿入される部分の長さは、熱伝導部材の軸方向または長さ方向の全長の約３分の１から３分の２を占める。
【００２９】
幾つかの実施形態では、熱伝導部材は金属製の円環体であってもよい。
【００３０】
幾つかの実施形態では、熱伝導部材は筒状であってもよい。
【００３１】
幾つかの実施形態では、電気絶縁管は樹脂製の管であってもよい。
【００３２】
本発明によって、直管ランプを形成するためにエンドキャップを管に接着する方法が提供される。この方法は以下のステップを含む。エンドキャップの内側表面にホットメルト接着剤を塗布するステップと、管体の端にエンドキャップを被せるステップと、外部加熱装置でホットメルト接着剤を加熱することでホットメルト接着剤を膨張させ、エンドキャップの内側表面と管体の端の外側表面との間の空間に流れ込ませるステップである。
【００３３】
本発明によって、管体および管体の両端に固定される１組のエンドキャップを含むＬＥＤ直管ランプが提供される。各エンドキャップは電気絶縁管および熱伝導部材を有する。この熱伝導部材は、電気絶縁管の外周面に配置および固定される。電気絶縁管は、電気絶縁管の軸方向又は長さ方向に沿って接続される第１管状部および第２管状部を有する。さらに、第２管状部の内側表面、熱伝導部材の内側表面、後端部の外側表面、および渡り部の外側表面は、ともに１つの収容空間を形成してもよい。
【００３４】
収容空間には、ホットメルト接着剤が置かれてもよい。幾つかの実施形態では、収容空間の一部にホットメルト接着剤が置かれてもよい。幾つかの実施形態では、第２管状部の内側表面と後端部の外側表面との間の空間に、ホットメルト接着剤の一部が置かれる。
【００３５】
ホットメルト接着剤は、管体の軸方向に垂直な第１仮想平面が、熱伝導部材、ホットメルト接着剤、および管体の外側表面を通る場所から収容空間に充填されてもよい。
【００３６】
ホットメルト接着剤は、管体の軸方向に垂直な第２仮想平面が、熱伝導部材、第２管状部、ホットメルト接着剤、および後端部を通る場所から収容空間に充填されてもよい。
【００３７】
ホットメルト接着剤は、管体の軸方向に垂直な第１仮想平面が、熱伝導部材、ホットメルト接着剤、および管体の外側表面を通る場所から収容空間に充填されてもよく、また、ホットメルト接着剤は、管体の軸方向に垂直な第２仮想平面が、熱伝導部材、第２管状部、ホットメルト接着剤、および後端部を通る場所から収容空間に充填されてもよい。
【００３８】
ホットメルト接着剤は、以下の物質の１つ以上を含んでいてもよい。フェノール樹脂２１２７＃、セラック、ロジン、方解石粉末、酸化亜鉛、およびエタノール。また、ホットメルト接着剤の体積は、室温（例えば摂氏約１５〜３０度）から摂氏２００〜２５０度まで加熱された時に元のサイズの１．３倍程度まで膨張してもよい。
【００３９】
本発明によって、１つの管体と、管体の一方の端に固定された１つのエンドキャップとを含むＬＥＤ直管ランプが提供される。エンドキャップは、管体の端に被せられる電気絶縁管を含む。また、１つの磁気金属部材が、その少なくとも一部が電気絶縁管の内周面と管体との間にあるよう電気絶縁管の内周面上に配置される。幾つかの実施形態では、磁気金属部材の外径は、管体の後端部の外径より大きい。
【００４０】
磁気金属部材と管体の端とは、ホットメルト接着剤のような材料を用いる接着によって接合されてもよい。
【００４１】
または、磁気金属部材は、全体が電気絶縁管内に置かれてもよく、磁気金属部材の内側表面の全体がホットメルト接着剤で覆われてもよい。
【００４２】
電気絶縁管には、その内側表面上で内方に向かって立つ支持部がさらに設けられてもよく、磁気金属部材は軸方向に沿って支持部の上端に接してもよい。幾つかの実施形態では、電気絶縁管の径方向に沿って測られる支持部の厚さは、１ｍｍから２ｍｍの間である。
【００４３】
電気絶縁管には、その内側表面上で内方に向かって立つ突出部がさらに設けられてもよく、磁気金属部材は軸方向に沿って突出部の側端に接してもよい。また、磁気金属部材の外側表面と電気絶縁管の内側表面とは隙間を隔てて離間されてもよい。電気絶縁管の径方向に沿って測られる突出部の厚さは、電気絶縁管の径方向に沿って測られる支持部の厚さより小さくてもよい。幾つかの実施形態では、突出部の厚さは約０．２ｍｍから１ｍｍの間である。
【００４４】
突出部は、電気絶縁管の周方向に沿って円形の配置に並べられてもよい。または、突出部は、電気絶縁管の内側表面上に配置される複数のバンプであってもよい。これらのバンプは、電気絶縁管の内周面に沿って等間隔で並べられてもよい。これらのバンプは、電気絶縁管の内周面に沿って異なる間隔で配置されてよい。
【００４５】
本発明によって、ＬＥＤ直管ランプに使用されるエンドキャップが提供される。エンドキャップはＬＥＤ直管ランプの管体の端に被せる電気絶縁管と、電気絶縁管の内側表面に固定される磁気金属部材と、磁気金属部材の内側表面を被覆するホットメルト接着剤とを含む。
【００４６】
ホットメルト接着剤は、磁気金属部材の内側表面を完全に被覆してもよい。
【００４７】
磁気金属部材は円環状であってもよい。
【００４８】
磁気金属部材は表面に開口を有してもよい。幾つかの実施形態では、開口は、磁気金属部材の表面積の約１０％から約５０％を占める。幾つかの実施形態では、開口は複数で、等間隔または異なる間隔で周方向に配置される。
【００４９】
磁気金属部材は、電気絶縁管に対向する表面に陥凹部または隆起部を有してもよい。例えば一実施形態において、隆起部は磁気金属部材の内側表面から盛り上がり、陥凹部は磁気金属部材の内側表面下に沈み込む。
【００５０】
磁気金属部材は管状で、電気絶縁管と同軸上に配置されてもよい。
【００５１】
磁気金属部材は、円環状でもよいし、楕円形のような非円環形状であってもよい。
【００５２】
ホットメルト接着剤は、均一に分布する透磁率の高い粉末を所定の割合で含んでもよい。当該粉末は、外部加熱装置から電力を受け取ることで帯電し、接着剤を加熱して膨張させて流動させる。接着剤は最終的には冷却後に硬化する。この結果、ホットメルト接着剤でエンドキャップと管体とを固定する目的が達成される。
【００５３】
このように、本発明によって、ＬＥＤ直管ランプに使用されるホットメルト接着剤が提供される。このホットメルト接着剤は、以下の物質の１つ以上を含んでもよい。フェノール樹脂２１２７＃、セラック、ロジン、方解石粉末、酸化亜鉛、エタノール、および高透磁性粉末。ここで、高透磁性粉末と方解石粉末との体積比は約１：３〜１：１である。また、ホットメルト接着剤の体積は、室温（例えば摂氏約１５〜３０度）から摂氏２００〜２５０度まで加熱された時に元の大きさの１．３倍程度まで膨張してもよい。
【００５４】
幾つかの実施形態では、当該粉末の透磁率は、約１０２〜約１０６である。
【００５５】
幾つかの実施形態では、当該粉末の材料は、鉄、ニッケル、コバルト、およびこれらの合金からなる群より選択される。
【００５６】
幾つかの実施形態では、ホットメルト接着剤に対する当該粉末の重量パーセンテージは、約１０％から約５０％である。
【００５７】
幾つかの実施形態では、当該粉末の平均粒子径は１〜３０マイクロメートルである。
【００５８】
ホットメルト接着剤が電磁場にあるとき、ホットメルト接着剤の粉末は閉回路を形成してもよい。
【００５９】
ホットメルト接着剤が電磁場にあるとき、ホットメルト接着剤の粉末は各粒子が帯電してもよい。
【００６０】
例えば、ホットメルト接着剤は、摂氏約２００〜約２５０度の温度で流動してもよい。
【００６１】
例えば、ホットメルト接着剤は、摂氏約２００〜約２５０度からの冷却後に硬化してもよい。
【００６２】
摂氏約２００〜約２５０度まで加熱されたホットメルト接着剤は、直ちに硬化してもよい。
【００６３】
外部加熱装置は、電力が供給されて電磁場を発生させるよう電源に接続された誘導コイルでもよい。電磁場に入った磁気金属部材には電流が生じ、これにより、磁気金属部材が加熱されてホットメルト接着剤に熱が伝わる。
【００６４】
外部加熱装置の電源は、交流電力を元の強さの約１〜２倍に増幅させるための電力増幅器を備えてもよい。
【００６５】
幾つかの実施形態では、誘導コイルは、直径約３０ｍｍから約３５ｍｍの円形コイルにされた、太さ約５ｍｍから約６ｍｍの金属線で作られてもよい。
【００６６】
幾つかの実施形態では、誘導コイルの材料は銅である。
【００６７】
磁気金属部材は、通常は摂氏約２５０度〜約３００度まで加熱され、幾つかの実施形態では、摂氏約２００〜約２５０度まで加熱される。
【００６８】
誘導コイルは、エンドキャップが誘導コイル内に移動または進入することでホットメルト接着剤が加熱されて膨張して流動し、その後エンドキャップが誘導コイルから遠ざかるとホットメルト接着剤が冷却して硬化するような位置に固定されてもよい。または、エンドキャップは、誘導コイルが移動してエンドキャップを囲むことでホットメルト接着剤が加熱されて膨張して流動し、その後誘導コイルがエンドキャップから遠ざかるとホットメルト接着剤が冷却して硬化するような位置に固定されてもよい。
【００６９】
誘導コイルは、エンドキャップが誘導コイル内に移動または進入することでホットメルト接着剤が加熱されて膨張して流動し、その後直ちに硬化するような位置に固定されてもよい。または、エンドキャップは、誘導コイルがエンドキャップを囲むことでホットメルト接着剤が加熱されて直ちに硬化するような位置に固定されてもよい。
【００７０】
エンドキャップと管体の端とはホットメルト接着剤を用いて固定され、その結果、約１．５〜約５ニュートンメートル（Ｎｔ−ｍ）のトルク試験および／または約５〜約１０ニュートンメートル（Ｎｔ−ｍ）の曲げ試験で適格と判断される。
【００７１】
エンドキャップには排熱用の開口が形成されてもよい。幾つかの実施形態では、当該開口は弧状である。例えば、当該開口はサイズの異なる３つの弧状であってもよい。幾つかの実施形態では、当該開口は徐々に大きさの変わる３つの弧状である。
【００７２】
管体は拡散膜を備えてもよく、ＬＥＤ直管ランプの光源からの出射光を、拡散膜および管体表面の順に透過させる。
【００７３】
拡散膜は、管体の内側表面あるいは外側表面を覆うコーティング層の形をとってもよい。拡散膜は、管体内で光源の表面を覆うコーティング層の形をとってもよい。幾つかの実施形態では、拡散膜の厚さは約２０μｍ〜約３０μｍである。拡散膜は、光源を非接触で覆うシートの形をとってもよい。
【００７４】
幾つかの実施形態では、拡散膜の光透過率は約８５％を超える。幾つかの実施形態では、拡散膜は厚さが約２００μｍ〜約３００μｍであり、光透過率は約９２％〜約９４％である。
【００７５】
管体は、管体の内周面の一部に配置された反射膜を備えてもよい。幾つかの実施形態では、管体の周長に対する、管体の内側表面に配置されて管体の周方向に沿って延在する反射膜の長さの比率は、約０．３から０．５である。
【００７６】
本発明によって、管体と、管体の一方の端に配置されたエンドキャップと、エンドキャップ内に備えられる電源と、管体内に配置され、光源が取り付けられるＬＥＤ照明帯片とを含み、ＬＥＤ照明帯片は、光源と電源とを電気的に接続する可撓性回路シートを有するＬＥＤ直管ランプが提供される。
【００７７】
可撓性回路シートは１層の導電配線層であってもよい。光源はこの導電配線層上に取り付けられ、この導電配線層を介して光源と電源とが電気的に接続される。
【００７８】
可撓性回路シートは導電配線層に積層される１層の誘電体層をさらに備えてもよい。誘電体層は、好ましくは、導電配線層の光源がある面と反対側の面上に積層される。誘電体層は、管体の内側表面上に取り付けられてもよい。幾つかの実施形態では、管体の内側表面の周長に対する可撓性回路シートの周方向の長さの比率は、約０．２から０．５である。
【００７９】
可撓性回路シートは、さらに１層の回路保護層を含んでもよい。
【００８０】
可撓性回路シートと電源とは、ワイヤボンディングで接続されてもよい。
【００８１】
可撓性回路シートは、反射膜上に配置されてもよい。
【００８２】
可撓性回路シートは、反射膜の片側の側辺に接して配置されてもよい。
【００８３】
可撓性回路シートは、可撓性回路シートの両側辺に接して配置された反射膜が管体の周方向に沿って延在するよう配置されてもよい。
【００８４】
管体は、その内側表面または外側表面に、管体が破損している場合にその内部と外側とを絶縁する粘着フィルムを有してもよい。
【００８５】
可撓性回路シートは、その両端が渡り部を通り抜けて電源に到達し、電源と電気的に接続してもよい。
【００８６】
可撓性回路シートは交互に積層される１組の導電配線層および１組の誘電体層を有し、光源は最外の導電配線層上に配置されて、当該導電配線層を介して電力の供給を受ける。
【００８７】
可撓性回路シートは、管体の軸方向に沿う姿勢で、端が管体の内側表面から離間するよう配置されてもよい。可撓性回路シートは、その両端がそれぞれ管体の両端を越える長さの自由延出端部であって、これらの自由延出端部が、管体の内部に適宜収まるよう丸められたり、巻かれたり、または変形させられてもよい。
【００８８】
電源は、単一の（例えば１つのボディに電源の全部品が収まっている）統合ユニットであって、管体の一方の端のエンドキャップ内に配置される形であってもよい。または、電源は、２個の（例えば電源の各部品が２個に分かれている）別体で、それぞれが２つのエンドキャップに分けて配置される形をとってもよい。
【００８９】
エンドキャップは、電源との接続用のソケットを含んでいてもよい。
【００９０】
電源は一方の端に金属ピンを有してもよく、エンドキャップは、電源の当該金属ピンを収容するための中空導電ピンを備えてもよい。
【００９１】
可撓性回路シートは、はんだ接合によって電源に接続されてもよい。
【００９２】
ＬＥＤ照明帯片は、長尺の回路シートおよび短尺の回路基板を含む回路基板アセンブリを利用して電源に接続されてもよい。長尺の回路シートと短尺の回路基板とは、短尺の回路基板が長尺の回路シートの側端に近接するよう接着されている。短尺の回路基板は、電源モジュールを備えて電源を成してもよい。短尺の回路基板は長尺の回路シートより硬く、電源モジュールを支持することができる。長尺の回路シートは、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートであってもよい。
【００９３】
短尺の回路基板の長さは、通常は約１５ｍｍ〜約４０ｍｍであってよく、より好ましくは、１９ｍｍ〜３６ｍｍであってもよい。一方、長尺の回路シートの通常の長さは、約８００ｍｍ〜約２８００ｍｍであってよく、より好ましくは１２００ｍｍ〜２４００ｍｍであってもよい。幾つかの実施形態では、短尺の回路基板の長さと長尺の回路シートの長さとの比は、約１：２０〜約１：２００の範囲にある。
【００９４】
短尺の回路基板は、電源モジュールを支持する硬質回路基板である。
【００９５】
電源モジュールと長尺の回路シートとは、電源モジュールが長尺の回路シートに直接接続されるように、短尺の回路基板の同じ面に配置されてもよい。または、電源モジュールと長尺の回路シートとは、電源モジュールが短尺の回路基板に直接接続され、さらに長尺の回路シートの配線層に接続されるように、短尺の回路基板の異なる面にそれぞれ配置されてもよい。
【００９６】
電源モジュールは、短尺の回路基板の端に垂直に接続されてもよい。
【００９７】
本発明によって、ＬＥＤチップが配置される凹部が形成されたリードフレームを有する光源を含むＬＥＤ直管ランプが提供される。リードフレームはさらに、複数の第１側壁および複数の第２側壁を備え、第１側壁は第２側壁よりも高さが低い。
【００９８】
第１側壁は、凹部の外方を向く斜面である内側面を各々有してもよい。さらに、当該斜面は平面であってもよいし、曲面であってもよく、凹部の底面と当該内面との間の角度は、通常は約１０５度から約１６５度までの範囲にあってもよく、より好ましい幾つかの実施形態では、約１２０度から約１５０度の範囲にあってもよい。
【００９９】
または、当該斜面は反り面でもよい。
【０１００】
幾つかの実施形態では、ＬＥＤ直管ランプは、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源を収容する管体とを含む。当該ＬＥＤ光源は、凹部が形成されたリードフレームと、当該凹部に配置されたＬＥＤチップとを備える。当該リードフレームは、管体の長さ方向に並ぶ複数の第１側壁、および管体の幅方向に並ぶ複数の第２側壁を有する。第１側壁は第２側壁よりも高さが低い。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ直管ランプは、ＬＥＤ光源と、ＬＥＤ光源を収容する管体とを含んでもよい。当該ＬＥＤ光源は、凹部が形成されたリードフレームと、当該凹部に配置されたＬＥＤチップとを備える。当該リードフレームは、管体の幅方向に沿って延在する複数の第１側壁、および管体の長さ方向に沿って延在する複数の第２側壁を有する。第１側壁は第２側壁よりも高さが低い。
【０１０１】
ＬＥＤ光源は複数であってもよく、幾つかの実施形態では、複数のＬＥＤ光源は、管体の長さ方向に延在する１列のみ、または複数の列に配置される。
【０１０２】
さらに、ＬＥＤ光源の当該１列では、管体の長さ方向と平行な同一直線上にすべての第２側壁が配置されてもよい。または、管体の幅方向の並びで最も外側にあるＬＥＤ光源の２列では、各列において、管体の長さ方向と平行な２本の直線上にすべての第２側壁が配置されてもよい。
【０１０３】
従来のＬＥＤ管体およびその製造方法と比較して、本開示で提供されるＬＥＤ管体には、以下の長所がある。
【０１０４】
当該エンドキャップは、管体との接続に使用されるホットメルト接着剤の加熱および硬化を成し遂げるための熱伝導部材を備えてもよく、これにより、粘着を緩和し、より高い効率を実現する。
【０１０５】
当該エンドキャップは、管体との接続に使用されるホットメルト接着剤の、電磁誘導を利用しての加熱および硬化を成し遂げるための磁気金属部材を備えてもよく、これにより、粘着を緩和し、より高い効率を実現する。
【０１０６】
エンドキャップ間でサイズを変えてもよく、これにより、設計および生産の自由度を高められる。
【０１０７】
当該エンドキャップは、電源との接続用ソケットを備えてもよく、これにより、組立が簡単になり生産効率が向上する。
【０１０８】
当該エンドキャップは、電源と接続するための中空導電ピンを備えてもよく、設計および生産の自由度が高められる。
【０１０９】
当該エンドキャップは表面に開口を備えてもよく、電源に由来する熱を放散させ、美観を与える。
【０１１０】
管体には、一方または両方の端に、エンドキャップの外側表面と本体部の外側表面とが実質的に面一になるように、本体部よりも小径の後端部が形成されてもよい。これにより、ＬＥＤ直管ランプ用の荷箱は、管体とエンドキャップとの両方に接することができ、ＬＥＤ直管ランプ全体への力の掛かり方が均一になってＬＥＤ直管ランプの輸送中の破損が防止される。
【０１１１】
管体には、本体部と後端部とを繋ぐ渡り部が形成され、当該渡り部においてエンドキャップが管体に固定されてもよい。当該渡り部によって、後端部と本体部との間に高さの差が付けられることで、後端部に塗布された接着剤のはみ出しが防止される。これにより、はみ出た接着剤を除去するための人的資源が削減され、生産性が向上する。
【０１１２】
管体は、光源が面光源として機能し、光拡散効果によって最終的に管体全体の輝度が均一になるよう、光源からの出射光を透過時に拡散させる拡散層を含んでもよい。さらに、拡散層を配置することで、ユーザが知覚する視覚上の影響を弱めて、視覚的な快適さを向上させる。拡散層の厚みは、最大の光出力効率が確保されるようなごく薄いものであってもよい。
【０１１３】
管体は、光源からの出射光を反射するための反射膜を備えてもよく、これによって他の様々な角度から光が見え、反射膜が配されていない場所も照らせるように光の広がり角の調節が達成される。これにより、ＬＥＤ直管ランプは、より小さな電力で同様の配光が得られ、エネルギーの節約が実現する。
【０１１４】
照明角度は広げられてもよく、放熱効率は、光源を管体の内側表面に付着させることにより向上させることができる。
【０１１５】
管体の取扱時の安全を確保するために、管体の内側表面または外側表面に粘着フィルムを貼ることで、破損した管体の内部と外側とが絶縁されてもよい。
【０１１６】
破損した管体が直線形状を保持しなくなるため、ユーザには当該管体を使用しないようにという警告になり、ＬＥＤ照明帯片として可撓性回路シートを採用することによって感電が回避される。
【０１１７】
可撓性回路シートには、管体の軸方向沿いの両端に自由に伸ばせる部分が設けられ、この部分が丸められたり、巻かれたり、または変形させられたりして管体内に適宜収められる。これにより、ＬＥＤ管体の生産および組立の工程がより簡便になる。
【０１１８】
可撓性回路シートとエンドキャップ内にある電源との接続は、可撓性回路シートを電源の出力端子に直接はんだ接合することによってしっかりと固定されてもよい。
【０１１９】
可撓性回路シートと、電源の電源モジュールを支持するプリント回路基板との間の接続は、容易に破損しないよう、回路基板アセンブリを用いることで強化されてもよい。
【０１２０】
ＬＥＤ直管ランプの設計および製造の自由度は、電源のための異なるタイプの電源モジュールを利用することで高められる。
【０１２１】
光源は、凹部と、凹部を囲む複数の第１側壁および複数の第２側壁とを含むリードフレームを備えてもよく、当該凹部にはＬＥＤチップが配置される。第１側壁は管体の幅方向に沿って延在し、第２側壁は管体の長さ方向に沿って延在する。第２側壁は、管体を横方向から見るユーザにＬＥＤチップを見せないようにし、これにより、粒状感を弱めて視覚的な快適さを向上させる。また、第１側壁の高さは第２側壁の高さよりも低く、ＬＥＤチップからの出射光は第１側壁を横切って通過し照明する。これにより光量を増加させつつ、エネルギーの節約を実現する。
【０１２２】
管体の幅方向に並ぶＬＥＤ光源の各列では、すべての第２側壁が管体の長さ方向に平行な同一直線上に配置されてもよい。これにより、管体の長さ方向での照明ロスが小さくなり、また、整列した第２側壁によって、光が横方向に進んでユーザの目に入らないよう遮られる。
【０１２３】
エンドキャップ内に生じる高温によってホットメルト接着剤の信頼性が損なわれないよう、管体とエンドキャップとをより簡単に確実に接続するためのホットメルト接着剤の改良およびホットメルト接着剤の加熱法の入念な構成がなされてもよい。さらに、ホットメルト接着剤は、管体が破損している場合に起こり得るあらゆる感電が防止されるよう、管体およびエンドキャップの絶縁に用いられてもよい。
【０１２４】
関連出願への相互参照
【０１２５】
本願は、２０１４年９月２８日にされた中国特許出願ＣＮ２０１４１０５０７６６０．９、２０１４年９月２８日にされた中国特許出願ＣＮ２０１４１０５０８８９９．８、２０１４年１１月６日にされた中国特許出願ＣＮ２０１４１０６２３３５５．６、２０１４年１２月５日にされた中国特許出願ＣＮ２０１４１０７３４４２５．５、２０１５年２月１２日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１００７５９２５．７、２０１５年３月２７日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０１３６７９６．８、２０１５年６月２６日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０３７２３７５．５、２０１５年５月１９日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０２５９１５１．３、２０１５年６月１７日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０３３８０２７．６、２０１５年６月２６日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０３７３４９２．３、２０１５年８月７日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０４８２９４４．１、２０１５年８月８日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０４８３４７５．５、および２０１５年９月２日にされた中国特許出願ＣＮ２０１５１０５５５５４３．４に基づく優先権を主張し、これらの特許出願の開示内容は、参照によって余すところなく本願に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプを模式的に示す斜視図である。
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのサイズの異なるエンドキャップを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すＬＥＤ直管ランプを模式的に示す分解図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのエンドキャップの正面および上面を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、図３に示すエンドキャップの底面を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのエンドキャップと管体との接続部分を模式的に示す部分平断面図である。
【図６】図６は、本発明の他の一実施形態に係る、全体が樹脂製のエンドキャップ（磁気金属部材およびホットメルト接着剤を内部に有する）の内部構造を模式的に示す斜視断面図である。
【図７】図７は、本発明の上記の他の一実施形態に係る、誘導コイルを用いて接着された全体が樹脂製のエンドキャップおよび管体を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の上記の他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのエンドキャップの電気絶縁管の支持部および突出部を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９は、図８におけるエンドキャップの電気絶縁管および磁気金属部材の内部構造を模式的に示す、Ｘ−Ｘ線における平断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の上記の他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのエンドキャップの磁気金属部材の表面にある開口の配置を模式的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の上記の他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのエンドキャップの磁気金属部材の表面にある陥凹部／突出部を模式的に示す平面図である。
【図１２】図１２は、電気絶縁管が円環状である場合の、図８のエンドキャップおよび管体の接続構造を模式的に示す管体の放射軸方向の平断面図である。
【図１３】図１３は、電気絶縁管が楕円状または長円状である場合の、図８のエンドキャップおよび管体の接続構造を模式的に示す管体の放射軸方向の平断面図である。
【図１４】図１４は、本発明のさらに他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、さらに他のエンドキャップを模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの管体の端部構造を模式的に示す平断面図である。
【図１６】図１６は、図１５の管体の端にある渡り部の局所的な構造を模式的に示す平断面図である。
【図１７】図１７は、２枚の反射膜が、管体の周方向でＬＥＤ照明帯片の両側辺に隣接する、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの管体の内部構造を模式的に示す平断面図である。
【図１８】図１８は、１枚の反射膜が、管体の周方向でＬＥＤ照明帯片の一方の側辺に接して配置される、本発明の他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの管体の内部構造を模式的に示す平断面図である。
【図１９】図１９は、ＬＥＤ照明帯片の下に配置される反射膜が管体の周方向の両方に延在する、本発明のさらに他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの管体の内部構造を模式的に示す平断面図である。
【図２０】図２０は、ＬＥＤ照明帯片の下に配置される反射膜が、管体の周方向の一方のみに延在する、本発明のさらに他の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの管体の内部構造を模式的に示す平断面図である。
【図２１】図２１は、２枚の反射膜が、管体の周方向でＬＥＤ照明帯片の２つの側辺に隣接し、かつ管体の周方向に延在する、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの管体の内部構造を模式的に示す平断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の一実施形態に係る可撓性回路シートであって、その両端がＬＥＤ直管ランプの管体の渡り部を通り抜けて電源の出力端子にはんだ接合されるＬＥＤ照明帯片を模式的に示す平断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの照明帯片である可撓性回路シートの２層構造を模式的に示す平断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの電源のプリント回路基板とのはんだ接合のための、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートのはんだパッドを模式的に示す斜視図である。
【図２５】図２５は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートのはんだパッドの配置を模式的に示す斜視図である。
【図２６】図２６は、本発明の他の実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートの１列に並ぶ３個のはんだパッドを模式的に示す斜視図である。
【図２７】図２７は、本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートの２列に並ぶはんだパッドを模式的に示す斜視図である。
【図２８】図２８は、本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートの１列に並ぶ４個のはんだパッドを模式的に示す斜視図である。
【図２９】図２９は、本発明のさらに他の実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートの各列２個で２列に並ぶはんだパッドを模式的に示す斜視図である。
【図３０】図３０は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートのはんだパッドに開けられた貫通孔を模式的に示す斜視図である。
【図３１】図３１は、本発明の一実施形態に係る、図３０のＬＥＤ照明帯片である可撓性回路シートのはんだパッドおよび電源のプリント回路基板を用いたはんだ接合工程を模式的に示す、側面から見た平断面図である
【図３２】図３２は、本発明の他の一実施形態に係る図３０のＬＥＤ照明帯片である可撓性回路シートのはんだパッド、および電源のプリント回路基板を用いたはんだ接合工程を模式的に示す、はんだパッドの貫通孔が可撓性回路シートの端付近にあるところを側面から見た平断面図である。
【図３３】図３３は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートのはんだパッドに設けられた切り欠きを模式的に示す斜視図である
【図３４】図３４は、図３３のＡ−Ａ´線における平断面図である。
【図３５】図３５は、本発明の他の一実施形態に係る、ＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートおよび電源のプリント回路基板からなる回路基板アセンブリを模式的に示す斜視図である。
【図３６】図３６は、図３５の回路基板アセンブリの他の配置を模式的に示す斜視図である。
【図３７】図３７は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの光源のためのＬＥＤリードフレームを模式的に示す斜視図である。
【図３８】図３８は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプの電源を模式的に示す斜視図である。
【図３９】図３９は、本発明の他の一実施形態に係る、電源のプリント回路基板がはんだ付けによってアルミニウム製の硬質回路基板に垂直に接合されるところを模式的に示す斜視図である。
【図４０】図４０は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートと電源のプリント回路基板とのはんだ接合に用いられる熱圧着ヘッドを模式的に示す斜視図である。
【図４１】図４１は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートのパッド上のはんだと電源のプリント回路基板上のはんだとの厚さの差を模式的に示す平面図である。
【図４２】図４２は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートと電源のプリント回路基板とのはんだ接合のためのはんだ付け手段を模式的に示す斜視図である。
【図４３】図４３は、図４１中のはんだ付け手段の回転式プラットホームの回転状態を模式的に示す平面図である。
【図４４】図４４は、本発明の他の実施形態に係るホットメルト接着剤の加熱のための外部装置を模式的に示す平面図である。
【図４５】図４５は、本発明の一実施形態に係る、小粒径の高透磁性粉末が均一に分布するホットメルト接着剤を模式的に示す断面図である。
【図４６】図４６は、本発明の一実施形態に係る、小粒径の高透磁性粉末が不均一に分布して閉回路を成すホットメルト接着剤を模式的に示す断面図である。
【図４７】図４７は、本発明の他の一実施形態に係る、大粒径の高透磁性粉末が不均一に分布して閉回路を成すホットメルト接着剤を模式的に示す断面図である。
【図４８】図４８は、本発明の他の一実施形態に係る、２層の導電性配線層が形成されたＬＥＤ照明帯片の可撓性回路シートを模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０１２７】
本開示は、上述の課題を解決する、ガラス製の管体をベースとする新規なＬＥＤ直管ランプを提供する。本開示は、図面を参照して以下の実施形態に記載される。以下に述べるこの発明の様々な実施形態の記載は、説明を目的とするものであって例のみを提供する。以下の記載は網羅的であることは意図されておらず、開示どおりの形に限定されるものとも意図されていない。これらの例示的な実施形態は例に過ぎず、本開示の細部までは必要としない多くの実施および変形が可能である。また、強調しておかれるべきことには、開示には代替的な例の詳細が示されるが、ここに列挙される代替的な事項は網羅的ではない。また、種々の例の間での、細部のいかなる一貫的な点も、必要的な細部であると解釈されるべきではない。すべての特徴についてあらゆる可能な変形を列挙するよう本開示に記載するのは不可能である。請求項での表現は、発明に必要不可欠な要素を確定する際に参考にされるべきである。
【０１２８】
図１および図２を参照すると、本発明の一実施形態のＬＥＤ直管ランプは、１つの管体１と、管体１内に配置される１つのＬＥＤ照明帯片と、管体１内の両端にそれぞれ置かれる２個のエンドキャップ３とを備える。管体１は樹脂製またはガラス製である。２個のエンドキャップ３のサイズは同じであってもよいし、異なってもよい。図１Ａを参照すると、幾つかの実施形態では、一方のエンドキャップのサイズは、他方のエンドキャップのサイズの約３０％から約８０％であってもよい。
【０１２９】
一実施形態においては、管体１を強化ガラス製とすることで、従来のガラス製の管体で生じる容易な破損および感電、ならびに樹脂製の管体にしばしば生じる急速な経年劣化を避けている。ガラス製の管体１は、本発明の様々な実施形態において、化学的強化方法または物理的強化方法によってさらに強化されてもよい。
【０１３０】
典型的な化学的強化方法は、ガラス表面上のＮａイオンまたはＫイオンを他のアルカリ金属イオンと交換してガラス面の組成を変化させることで実施される。ガラス表面上のナトリウム（Ｎａ）イオンまたはカリウム（Ｋ）イオン、および他のアルカリ金属イオンは、ガラス表面で交換されてイオン交換層を形成する。次いでこのガラスは、目的の強度まで高められるよう、室温まで冷却されて、内側には張力がかかる一方、外側は圧縮される。この化学的強化方法には、高温型イオン交換法、低温型イオン交換法、脱アルカリ法、表面結晶化法、および／またはケイ酸ナトリウム強化法といったガラス強化方法が含まれるがこれらに限定されない。以下、これらについてさらに説明する。
【０１３１】
高温型イオン交換法には以下の工程が含まれる。酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）またはカリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）を含むガラスを、軟化点とガラス転移点との間の温度域でリチウム溶融塩に浸す。これにより、ガラスの中のＮａイオンが、溶融塩中のリチウムイオンと置換する。その後、ガラスは室温に冷却される。リチウムイオンを含む表面層がＮａイオンまたはＫイオンを含む内部層に対して異なる膨張係数を持つため、ガラスの表面に残留応力が発生して強化される。これに対し、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、および他の構成材料を含むガラスは、イオン交換を行なうことによって、非常に低い膨張係数のガラス結晶を生じる。冷却後の結晶化したガラス表面には、７００ＭＰａまでの高い圧力が生じ、これによってガラスは強化される。
【０１３２】
低温型イオン交換法には以下の工程が含まれる。まず、１価のカチオン（例えばＫイオン）が、歪点より低い温度範囲で表層上でアルカリイオン（例えばＮａイオン）とイオン交換して、Ｋイオンが表面に浸透できるようになる。例えば、Ｎａ２Ｏ‐ＣａＯ‐ＳｉＯ２系ガラスの製造のために、ガラスを溶融塩の中で４００度以上で１０時間浸漬してもよい。低温型イオン交換法では、より強いガラスを容易に得ることができ、処理方法が簡単で、ガラスの透明性が損なわれたり、形が歪んだりすることもない。
【０１３３】
脱アルカリ法は、高温大気中で亜硫酸ガスおよび水と共に白金（Ｐｔ）触媒を用いてガラスを扱う工程を含む。Ｎａ＋イオンは移動させられて、Ｐｔ触媒と反応させるガラス表面から流出する。；その結果、表層はＳｉＯ２を多く含む層となり、結果的に低膨張ガラスとなって、冷却によって圧縮応力が生じる。
【０１３４】
表面結晶化法と高温型イオン交換法とは異なるものの、ガラス表面のみが熱処理されて低膨張係数の微結晶が形成され、これによってガラスが強化される。
【０１３５】
ケイ酸ナトリウムガラス強化法は、摂氏１００度の水溶液中でケイ酸ナトリウム（水ガラス）を使用し、数種類の雰囲気での加圧処理を含む強化法であり、これにより、強化されてより傷がつきにくいガラス表面が得られる。
【０１３６】
物理的強化方法は、コーティング、または壊れやすい箇所の強化などの物の構造を変化させる方法を含むがこれらに限定されない。塗布されるコーティングとしては、使用される材料によって、セラミックコーティング、アクリル塗料、またはガラス被膜があり得る。コーティングは液相または気相で行なうことができる。
【０１３７】
物理的強化法および化学的強化法を含む上述のガラス強化法は、単独で実施されてもよいし、任意に組み合わせて実施されてもよい。
【０１３８】
図２および図１５を参照すると、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ直管ランプのガラス製の管体は、以下に説明する強化構造を持つ端部を有する。ガラス製の管体１は、１つの本体部１０２と、本体部１０２の両端にそれぞれ形成された２つの後端部１０１と、後端部１０１にそれぞれ被せられるエンドキャップ３とを備える。少なくとも一方の後端部１０１の外径は、本体部１０２の外径よりも小さい。図２および図１５の実施形態では、２つの後端部１０１の外径は、本体部１０２の外径よりも小さい。後端部１０１の表面は、断面図中の本体部１０２の表面と平行である。具体的には、ガラス製の管体１は両端で強化され、後端部１０１が強化構造を有するよう形成される。ある特定の実施形態では、強化構造を有する後端部１０１には、それぞれエンドキャップ３が被せられ、エンドキャップ３の外径と本体部１０２の外径とは、ほとんど、またはまったく差がない。言いかえれば、エンドキャップ３と本体部１０２とは外径が同じであるため、エンドキャップ３と本体部１０２の間に段差が生じない。これにより、ＬＥＤ直管ランプの輸送用の荷箱の中にある支持台は、エンドキャップ３のみではなく管体１にも接触して、ＬＥＤ直管ランプ全体にかかる荷重が均されることにより、エンドキャップ３にのみ力が加わってエンドキャップ３と後端部１０１の間の接続部分が応力集中により破損する状況が回避される。したがって、製品の品質および外観が改善される。
【０１３９】
一実施形態では、エンドキャップ３および本体部１０２は、外径が実質的に同じである。これらの径には、例えば±０．２ミリメートル（ｍｍ）、または場合によって±１．０ミリメートル（ｍｍ）までの許容差があってもよい。エンドキャップ３の厚さにもよるが、後端部１０１の外径と本体部１０２の外径との間の差は、通常の製品用途では約１ｍｍから約１０ｍｍである。幾つかの実施形態では、後端部１０１の外径と本体部１０２の外径との差は、約２ｍｍから約７ｍｍであってもよい。
【０１４０】
図１５を参照すると、管体１には、本体部１０２と後端部１０１との間の渡り部１０３がさらに設けられる。一実施形態では、渡り部１０３は、両端それぞれで本体部１０２と後端部１０１とを滑らかに接続するよう斜面が形成された湾曲部分である。例えば、渡り部１０３の両端は、管体１の軸方向に沿う断面視において弧状をなしていてもよい。さらに、斜面の一方は本体部１０２と接続し、他方は後端部１０１と接続する。斜面の弧の角度は９０度より大きい。また、後端部１０１の外側表面は連続面であって、管体の軸方向に沿う断面視において本体部１０２の外側表面と平行である。他の実施形態では、渡り部１０３の形状はカーブまたは弧状でなくてもよい。管体１の軸方向に沿った渡り部１０３の長さは、約１ｍｍから約４ｍｍの範囲にある。実験において、以下のことが分かった。ひとつは、管体１の軸方向に沿った渡り部１０３の長さが１ｍｍ未満である場合、渡り部の強度が不十分である。また、管体１の軸方向に沿った渡り部１０３の長さが４ｍｍを超える場合、本体部１０２が短くなるため、所望の照明面が縮小される。また、エンドキャップ３は長くなるため、エンドキャップ３の材料がより多く必要となる。
【０１４１】
図５および図１６によれば、ある特定の実施形態では、管体１はガラス製であり、後端部１０１と、本体部１０２と、渡り部１０３とを有する。渡り部１０３は両端に２つの弧状の斜面を有し、Ｓ字形状をなす。一方の斜面は本体部１０２側に位置して外側に出っ張る凸形であり、他方の斜面は後端部１０１側に位置して内側に入り込む凹形である。概して、渡り部１０３と本体部１０２との間の斜面／弧状面の曲率半径Ｒ１は、渡り部１０３と後端部１０１との間の斜面／弧状面の曲率半径Ｒ２より小さい。例えば、Ｒ１：Ｒ２の比は、約１：１．５から約１：１０に渡り、幾つかの実施形態では、約１：２．５から約１：５の間でより有効であり、また幾つかの実施形態では、約１：３から約１：４の間でさらに有効である。このように、渡り部１０３の後端部１０１側の斜面／弧状面は、外側表面が圧縮状態にあり、内側表面が引っ張られており、渡り部１０３の本体部１０２側の斜面／弧状面は、外側表面が引っ張られており、内側表面が圧縮状態にある。これにより、管体１の渡り部１０３の強化という目的が達成されている。
【０１４２】
Ｔ８照明の規格仕様を例にとると、後端部１０１の外径は２０．９ｍｍから２３ｍｍの間で形成される。後端部１０１の外径が２０．９ｍｍ未満であると、小さすぎて電源を管体１に適切に挿入することができない。幾つかの実施形態では、本体部１０２の外径は、約２５ｍｍから約２８ｍｍである。本体部１０２の外径が２５ｍｍ未満であると、目下の技術に関する限りでは本体部１０２の端を強化するのに不都合である一方、外径が２８ｍｍより大きい本体部１０２では工業規格に適合しない。
【０１４３】
図３および図４を参照すると、本発明の一実施形態では、エンドキャップ３はそれぞれ、電気絶縁管３０２と、電気絶縁管３０２に被せられる熱伝導部材３０３と、電気絶縁管３０２状に配置される２本の中空導電ピン３０１とを備える。熱伝導部材３０３は、管形状の金属製の円環体であってもよい。
【０１４４】
図５を参照すると、一実施形態では、熱伝導部材３０３の一端は、エンドキャップ３の電気絶縁管３０２から管体１の一端に向かって延在し、ホットメルト接着剤６を用いて管体１の端へ接着して接合される。このように、エンドキャップ３は、熱伝導部材３０３を経由して管体１の渡り部１０３まで延在する。熱伝導部材３０３と渡り部１０３とは緊密に接続されるため、熱伝導部材３０３と管体１とを結合するためにホットメルト接着剤６を使用した場合、ホットメルト接着剤６はエンドキャップ３から溢れずに本体部１０２上に留まる。さらに、管体１に対向する電気絶縁管３０２は、端が渡り部１０３まで延在しないため、電気絶縁管３０２と渡り部１０３との間には隙間がある。一実施形態において、電気絶縁管３０２は樹脂製またはセラミック製に限定されず、導電性の低いいかなる材料が使用されてもよい。
【０１４５】
ホットメルト接着剤６は、一般にいわゆる「溶着マッドパウダー」として知られる物を含む組成物で、幾つかの実施形態では、さらにフェノール樹脂２１２７＃、セラック、ロジン、方解石粉末、酸化亜鉛、およびエタノールの１つ以上を含む。ロジンは増粘剤であり、エタノールには溶けるが水には解けない特徴がある。ある実施形態では、ロジンを含むホットメルト接着剤６は、固有粘度に加えて、高温に加熱されたときに膨張し、その物理的状態を変えて硬化してもよい。これにより、エンドキャップ３と管体１とは、ホットメルト接着剤を用いて緊密に接合することができ、ＬＥＤ直管ランプの自動製造の実現に至る。一実施形態では、ホットメルト接着剤６は膨張して流動し、最終的には冷却後に硬化してもよい。この実施形態では、ホットメルト接着剤６の体積は、室温から摂氏２００〜２５０度まで加熱された時に元の大きさの１．３倍程度に膨張してもよい。ホットメルト接着剤６の材料は、本明細書に記載するものに限定されない。上記に代えて、所定の温度に加熱されると直ちにホットメルト接着剤６を硬化させる材料が用いられてもよい。本発明の各実施形態におけるホットメルト接着剤６は、電源から発生する熱によるエンドキャップ３内の高温に耐え得る。したがって、ＬＥＤ直管ランプの信頼性を損なうことなく管体１とエンドキャップ３とを相互に固定することができる。
【０１４６】
さらに、図５の中の点線Ｂによって示されるように、熱伝導部材３０３の内側表面と管体１の外側表面との間に、ホットメルト接着剤６を収容する収容空間が形成されてもよい。言いかえると、ホットメルト接着剤６は、管体１の軸方向に垂直な第１仮想平面（図５の中の点線Ｂによって示される）が、熱伝導部材、ホットメルト接着剤６、および管体１の外側表面を通る場所から収容空間に充填される。ホットメルト接着剤６の厚さは０．２ｍｍから０．５ｍｍであってもよい。ホットメルト接着剤６は膨張してから硬化し、管体１とエンドキャップ３と接続して両者を固定する。渡り部１０３によって後端部１０１と本体部１０２との間に高さの差が付けられることで、後端部１０１に塗布された接着剤のはみ出しが防止される。これにより、はみ出た接着剤を除去するための人的資源が削減され、ＬＥＤ直管ランプの生産性が高まる。ホットメルト接着剤６は、外部加熱装置から電気が流される熱伝導部材３０３から熱を受け取ることにより加熱されて膨張し、最終的に冷却後に硬化し、これによりエンドキャップ３は管体１に接合される。
【０１４７】
図５を参照すると、一実施形態において、エンドキャップ３の電気絶縁管３０２は、第１管状部３０２ａと、管体１の軸方向に沿って接続されている第２管状部３０２ｂとを含む。第２管状部３０２ｂの外径は、第１管状部３０２ａの外径よりも小さい。幾つかの実施形態では、第１管状部３０２ａと第２管状部３０２ｂとの外径の差は、約０．１５ｍｍから約０．３０ｍｍである。熱伝導部材３０３は、第２管状部３０２ｂの外周面を覆うように被せられる。熱伝導部材３０３の外側表面は、第１管状部３０２ａの外周面と共面か、あるいは実質的に面一である。言いかえれば、熱伝導部材３０３および第１管状部３０２ａは、端から端まで実質的に一定の外径を有する。その結果、エンドキャップ３全体およびＬＥＤ直管ランプ全体が外観上滑らかであり、実質的に一様な管状の外側表面を有している。これにより、輸送の間にＬＥＤ直管ランプ全体にかかる荷重もまた一様である。一実施形態においては、エンドキャップ３の軸方向に沿った熱伝導部材３０３の長さの、電気絶縁管３０２の軸方向の長さに対する比は、約１：２．５〜約１：５の範囲にわたる。
【０１４８】
一実施形態では、エンドキャップ３と管体１との確かな接着のために、第２管状部３０２ｂは少なくとも一部が管体１の周囲に配置され、収容空間は、第２管状部３０２ｂの内側表面および管体１の後端部１０１の外側表面によって囲まれる空間をさらに含む。ホットメルト接着剤６は、第２管状部３０２ｂの内側表面と、管体１の後端部１０１の外側表面が重なる部分（図５の点線「Ａ」によって示される）の少なくとも一部に充填される。言いかえると、ホットメルト接着剤６は、管体１の軸方向に垂直な第２仮想平面（図５の中の点線Ａによって示される）が、熱伝導部材３０３、第２管状部３０２ｂ、ホットメルト接着剤６、および後端部１０１を通る場所から収容空間に充填される。
【０１４９】
ホットメルト接着剤６は、特に熱伝導部材３０３と第２管状部３０２ｂとの間に隙間が確保されるか形成される場合に、図５に示されるような全収容空間を完全に充填されなくてもよい。言いかえれば、ホットメルト接着剤６は、収容空間にほんの部分的に充填されてもよい。ＬＥＤ直管ランプの製造においては、熱伝導部材３０３と後端部１０１との間を覆って塗布されるホットメルト接着剤６の量は、後の加熱プロセスでは、ホットメルト接着剤６が膨張して第２管状部３０２ｂと後端部１０１との間に流動するよう、そして、冷却後に硬化すると第２管状部３０２ｂと後端部１０１とを接合するように適宜増加されてもよい。
【０１５０】
ＬＥＤ直管ランプの組立てにおいては、管体１の後端部１０１は、エンドキャップ３の一方に挿入される。管体１の後端部１０１の挿入された部分の軸方向の長さは、熱伝導部材３０３の軸方向の長さの合計の３分の１（１／３）から３分の２（２／３）にを占める。ひとつの利益は、中空導電ピン３０１と熱伝導部材３０３との間に十分な沿面距離があるため、人に危険な感電に結びつく短絡が容易に形成されないことである。その一方で、中空導電ピン３０１と熱伝導部材３０３との間の沿面距離は、電気絶縁管３０２の電気的絶縁効果によって増加するため、高圧試験を容易に通過し、人を感電させることがない。
【０１５１】
さらに、ホットメルト接着剤６と熱伝導部材３０３との間に置かれた第２管状部３０２ｂの存在によって、熱伝導部材３０３からホットメルト接着剤６に伝わる熱を減らす。この問題を解決するために、図４を参照すると、一実施形態において、管体１（つまり第１管状部３０２ａから遠方に）に面する第２管状部３０２ｂの端の周囲には、複数の切り欠き３０２ｃが設けられる。これらの切り欠き３０２ｃは、熱伝導部材３０３とホットメルト接着剤６の間の接触面積を増加させるように働き、これにより、ホットメルト接着剤６の硬化を加速するよう熱伝導部材３０３からホットメルト接着剤６への迅速な熱伝導を可能にする。さらに、ホットメルト接着剤６は、熱伝導部材３０３および管体１を電気的に絶縁するため、ユーザが破損した管体１に接続された熱伝導部材３０３に触れたときも感電しない。
【０１５２】
熱伝導部材３０３は、種々の熱伝導材料で作ることができる。熱伝導部材３０３は、アルミニウム合金等の金属板であってもよい。第２管状部３０２ｂに被さる熱伝導部材３０３は、管状または円環状であってもよい。電気絶縁管３０２は、電気絶縁材で作られてもよいが、幾つかの実施形態では、熱がエンドキャップ３内にある電源モジュールに達することで電源モジュールのパフォーマンスに悪影響を与えないよう熱伝導率が低い。一実施形態においては、電気絶縁管３０２は樹脂製の筒であってもよい。
【０１５３】
あるいは、熱伝導部材３０３は、等間隔または異なる間隔で管状部３０２ｂの周囲に配置された複数の金属板によって形成されてもよい。
【０１５４】
エンドキャップ３は、他の種類の構造または他の要素を含むように作られてもよい。図６を参照すると、他の実施形態に係るエンドキャップ３は、電気絶縁管３０２の内部に磁気金属部材９をさらに含みながら、熱伝導部材３を備えなくてもよい。磁気金属部材９は、電気絶縁管３０２の内周面上に固定して配置されて、電気絶縁管３０２と管体１との間に位置し、管体１と径方向で部分的に重なる。本実施形態においては、磁気金属部材９の全体が電気絶縁管３０２内にあり、ホットメルト接着剤６が磁気金属部材９の内側表面（磁性金属管部材９の管体１に面する表面）を覆って管体１の外周面に付着する。幾つかの実施形態では、ホットメルト接着剤６は、粘着領域を増加させて粘着の安定性を向上させるために、磁気金属部材９の内側表面の全体を覆う。
【０１５５】
図７を参照すると、本実施形態に係るＬＥＤ直管ランプを製造する場合に、電気絶縁管３０２は、実施形態によっては外部加熱装置に入れられる。外部加熱装置は、実施形態によっては誘導コイル１１であり、誘導コイル１１および磁気金属部材９は、電気絶縁管３０２の径の延びる方向で互いに対向（または近接）するよう配置される。誘導コイル１１は電圧が印加されると電磁場を形成し、電磁場は、磁気金属部材９での電流の発生および加熱を起こす。磁気金属部材９からの熱は、ホットメルト接着剤６に伝わってホットメルト接着剤６を膨張させて流動させ、次に、冷却後に硬化させてエンドキャップ３と管体１との接着を得る。誘導コイル１１は銅製であってもよく、例えば、エンドキャップ３の外径よりもわずかに大きい直径約３０ｍｍから約３５ｍｍの円形コイルにされた、太さが約５ｍｍから約６ｍｍの金属線で作られてもよい。エンドキャップ３および管体１は外径が同じであってもよいため、この外径は管体１の外径に応じて変わってもよい。したがって、使用の誘導コイル１１の直径は、管体１の型に応じて変わり得る。例えば、Ｔ１２、Ｔ１０、Ｔ８、Ｔ５、Ｔ４、およびＴ２の管体の外径は、それぞれ３８．１ｍｍ、３１．８ｍｍ、２５．４ｍｍ、１６ｍｍ、１２．７ｍｍ、および６．４ｍｍである。
【０１５６】
さらに、誘導コイル１１は、交流電力を元の強さの約１〜２倍に増幅させるための電力増幅器を備えてもよい。エネルギー伝達をより均一にするために、誘導コイル１１および電気絶縁管３０２は同軸で整列させるほうがよい。幾つかの実施形態では、誘導コイル１１と電気絶縁管３０２との軸間の差分は、約０．０５ｍｍを超えない。接合工程が完了すると、エンドキャップ３および管体１は誘導コイルから遠ざけられる。そして、エネルギーを吸収するとホットメルト接着剤６は膨張して流動し、冷却後に硬化する。一実施形態では、磁気金属部材９は、摂氏約２５０〜３００度の温度まで加熱することができ、ホットメルト接着剤６は、摂氏２００〜２５０度の温度まで加熱することができる。ここで、ホットメルト接着剤の材料は限定されず、熱エネルギーを吸収したホットメルト接着剤を直ちに硬化させる材料も用い得る。
【０１５７】
一実施形態では、誘導コイル１１は、エンドキャップ３および管体１が動かされて誘導コイル１１内に入れられることでホットメルト接着剤６が加熱されて膨張して流動し、その後エンドキャップ３が誘導コイルから再び遠ざけられると、ホットメルト接着剤６が冷却して硬化するような位置に固定されてもよい。または、エンドキャップ３および管体１は、誘導コイル１１が動かされてエンドキャップ３を囲むことでホットメルト接着剤６が加熱されて膨張して流動し、その後誘導コイル１１がエンドキャップ３から再び遠ざけられると、ホットメルト接着剤６が冷却して硬化するような位置に固定されてもよい。一実施形態では、磁気金属部材９の加熱のための外部加熱装置は、誘導コイル１１と同じ器具を複数備え、加熱工程では、外部加熱装置がエンドキャップ３および管体１に対して移動してもよい。このように、加熱工程では、外部加熱装置はエンドキャップ３から遠ざかる。しかしながら、管体１の長さは、エンドキャップ３の長さよりはるかに大きく、特定の器具においては約２４０ｃｍにまで及び得る。そのため、位置誤差が存在すると、エンドキャップ３を備える管体１を誘導コイル１１に対して上述の方向に出入りさせる工程中に、エンドキャップ３と管体１との間の接合不良を生じさせることがある。
【０１５８】
図４４を参照すると、上下半円固定具１１ａのセットを複数備える外部加熱装置１１０では、誘導コイル１１と同じ加熱効果が得られる。これにより、出し入れの相対的な動きによる上述の破損の危険性を下げることができる。上下半円固定具１１ａは、太さが約５ｍｍから約６ｍｍの金属線を巻いて作られた半円形のコイルをそれぞれ有する。上下半円固定具の組み合わせにより、約３０ｍｍから約３５ｍｍの直径を備えた円環が形成され、その内側にある半円形のコイルが閉じたループをなして、上述のような誘導コイル１１となる。本実施形態では、エンドキャップ３および管体１は、相対的に出入りするようには動かないが、下半円固定具の切り欠きに運び入れられる。具体的には、管体１を備えるエンドキャップ３は、まず製造ライン上を進み、次に下半円固定具の切り欠きに運び入れられる。その次に上半円固定具と下半円固定具とが閉じたループを形成するよう組み合わせられ、加熱が完了すると固定具は分離される。この方法は、製造において要求される位置精度および歩留まりの問題を軽減する。
【０１５９】
図６を参照すると、電気絶縁管３０２は、２つの部分、つまり第１管状部３０２ｄおよびそれ以外の第２管状部３０２ｅにさらに分割される。磁気金属部材９をより確実に支持するために、磁気金属部材９を支持するための第１管状部３０２ｄの内径は、磁気金属部材９がない第２管状部３０２ｅの内径より大きく、第１管状部３０２ｄと第２管状部３０２ｅとの接続部分に、階段構造が形成されている。このように、エンドキャップの内側表面全体が滑らかになるよう、軸方向で見たときに磁気金属部材９の端が階段構造に接する。さらに、磁気金属部材９は、例えば周面に沿って配置されるシート状または管状の構造等の様々な形を取り得るが、磁気金属部材９は電気絶縁管３０２と同軸に配置される。
【０１６０】
図８および図９を参照すると、電気絶縁管３０２は、その内側表面上で内方に向かって立つ支持部３１３がさらに設けられてもよく、磁気金属部材９は軸方向に沿って支持部３１３の上端に接してもよい。幾つかの実施形態では、電気絶縁管３０２の径方向に沿って測られる支持部３１３の厚さは、１ｍｍから２ｍｍの間である。電気絶縁管３０２には、その内側表面上で内方に向かって立つ突出部３１０がさらに設けられてもよく、磁気金属部材９は軸方向に沿って突出部３１０の側端に接してもよい。また、磁気金属部材９の外側表面と電気絶縁管３０２の内側表面とは隙間を隔てて離間されてもよい。電気絶縁管３０２の径方向に沿って測られる突出部３１０の厚さは、電気絶縁管３０２の径方向に沿って測られる支持部３１３の厚さより小さく、一実施形態においては、約０．２ｍｍから１ｍｍの間である。
【０１６１】
図９を参照すると、突出部３１０および支持部３１３は、軸方向に沿って繋がり、磁気金属部材９は軸方向に沿って支持部３１３の上端に接する一方、突出部３１０の側端に径方向に接して、突出部３１０の少なくとも一部が磁気金属部材９と電気絶縁管３０２との間に介在する。突出部３１０は、電気絶縁管３０２の周方向に沿って円形の配置に並べられてもよい。または、突出部３１０は、電気絶縁管３０２の内側表面上に配置される複数のバンプであってもよい。これらのバンプは、磁気金属部材９の外側表面と電気絶縁管３０２の内側表面とが最小限で接触し、かつホットメルト接着剤６を保持するのであれば、電気絶縁管３０２の内周面に沿って、等間隔または異なる間隔で配置されてよい。他の実施形態においては、エンドキャップ３の全体が金属であれば、耐高電圧用に中空導電ピンの下に配置される絶縁体が必要である。
【０１６２】
一実施形態では、図１０を参照すると、磁気金属部材９は、１つ以上の円形の開口９１を有する。なお、開口９１は円形に代えて、磁気金属部材９と電気絶縁管３０２の内周表面との接触面積を減らせるものであって、ホットメルト接着剤６を熱するという磁気金属部材９の機能の実行が可能であれば、例えば楕円形、正方形、星型などであってもよい。幾つかの実施形態では、開口９１は、磁気金属部材９の表面積の約１０％から約５０％を占める。開口９１は、等間隔または異なる間隔で磁気金属部材９上で周方向に配置することができる。
【０１６３】
図１１を参照すると、他の実施形態では、磁気金属部材９は電気絶縁管３０２に面する表面に陥凹部／隆起部９３を有する。例えば一実施形態において、隆起部は磁気金属部材９の内側表面から盛り上がり、陥凹部は磁気金属部材９の内側表面下に沈み込む。陥凹部／隆起部９３は、ホットメルト接着剤６の溶解と硬化の機能は維持しながら、電気絶縁管３０２の内周表面と磁気金属部材９の外側表面の間の接触面積を縮小する。要約すると、磁気金属部材９は、電気絶縁管３０２の内周表面と磁気金属部材９の外側表面との接触面積を縮小する目的を果たすよう、表面に、開口、陥凹部、もしくは隆起部、またはこれらの任意の組み合わせを有するよう構成されてもよい。同時に、ホットメルト接着剤６の加熱および硬化のために、磁気金属部材９と管体１とは堅固に接合されなければならない。
【０１６４】
図１２を参照すると、一実施形態においては、磁気金属部材９は円環状である。図１３を参照すると、他の実施形態においては、磁気金属部材９は非円環状であって、例えば長円環状であるがこれに限定されない。磁気金属部材９が長円環状である場合、電気絶縁管３０２の内周表面と磁気金属部材９の外側表面との接触面積が縮小されながら、ホットメルト接着剤６を加熱および硬化する機能は適切に行われるよう、長円環の短軸は管体１の後端部１０１の外径よりわずかに大きい。例えば、電気絶縁管３０２の内側表面に支持部３１３が作られてもよく、非円環状の磁気金属部材９が支持部３１３に支えられる。このようにして、磁気金属部材９の外側表面と電気絶縁管３０２の内側表面との接触面積を縮小しながら、ホットメルト接着剤６を硬化する機能の実行が可能であってもよい。他の実施形態では、磁気金属部材９は、図５に示されるような熱伝導部材３０３に取って代わってエンドキャップ３の外側表面上に配置され、電磁誘導によってホットメルト接着剤６を加熱して硬化させるよう機能してもよい。
【０１６５】
図４５から図４７を参照すると、他の実施形態においては、磁気金属部材９は省略されてもよい。これに代えて、幾つかの実施形態では、ホットメルト接着剤６は高透磁性粉末６５を所定の割合で含んでもよく、その比透磁率は、例えば、約１０２から約１０６の範囲にある。この粉末はホットメルト接着剤６に元々含まれていた方解石粉末に代えて用いられてもよく、ある特定の実施形態では、高透磁性粉末６５と方解石粉末との体積比はおよそ１：１〜１：３である。幾つかの実施形態では、高透磁性粉末６５の材料は、鉄、ニッケル、コバルト、これらの合金、またはこれらの任意の組み合わせの１つである。および／または、高透磁性粉末６５のホットメルト接着剤に対する重量パーセンテージは、約１０％から約５０％である。および／または、粉末の平均粒子径は、約１〜約３０マイクロメートルであってもよい。そのようなホットメルト接着剤６は、破壊試験、トルク試験、および曲げ試験において適格とされるようエンドキャップ３と管体１とを接合する。一般的には、ＬＥＤ直管ランプのエンドキャップの曲げ試験基準は、５ニュートンメートル（Ｎｔ−ｍ）より大きく、トルク試験基準は１．５ニュートンメートル（Ｎｔｍ）より大きい。一実施形態においては、適用される高透磁性粉末６５のホットメルト接着剤６に対する比率および磁束に関して、ホットメルト接着剤６を用いて固定されたエンドキャップ３および管体１の端は、１．５〜５ニュートンメートル（Ｎｔ−ｍ）のトルク試験および５〜１０ニュートンメートル（Ｎｔ−ｍ）の曲げ試験で適格と判断される。まず、誘導コイル１１のスイッチが投入されると、ホットメルト接着剤６に均一に分布させた高透磁性粉末が荷電され、これによりホットメルト接着剤６が加熱されて膨張して流動し、冷却後に硬化する。これにより、管体１にエンドキャップ３を接合するという目的が果たされる。
【０１６６】
図４５から図４７を参照すると、高透磁性粉末６５はホットメルト接着剤６に不均一に分布してもよい。図４５に示されるように、高透磁性粉末６５の平均粒子径は約１〜約５マイクロメートルであり、ホットメルト接着剤６内に均一に分布する。そのようなホットメルト接着剤６でエンドキャップ３の内側表面が覆われる場合、高透磁性粉末６５は均一な分布では閉回路を形成することができないが、それでもなお電磁場の磁気ヒステリシスにより加熱されてホットメルト接着剤６を加熱する。図４６に示されるように、高透磁性粉末６５の平均粒子径は約１〜約５マイクロメートルであり、ホットメルト接着剤６内に不規則に分布する。そのようなホットメルト接着剤６でエンドキャップ３の内側表面が覆われる場合、高透磁性粉末６５は閉回路を形成し、電磁場の磁気ヒステリシスにより加熱されてホットメルト接着剤６を加熱する。図４７に示されるように、高透磁性粉末６５の平均粒子径は約１〜約５マイクロメートルであり、ホットメルト接着剤６内に不規則に分布する。そのようなホットメルト接着剤６でエンドキャップ３の内側表面が覆われる場合、高透磁性粉末６５は閉回路を形成し、電磁場の磁気ヒステリシスにより加熱されてホットメルト接着剤６を加熱する。したがって、高透磁性粉末６５の粒径、分布密度、および分布の仕方の調整次第で、電磁束がエンドキャップ３に印加されて、ホットメルト接着剤６の加熱温度をコントロールすることができる。一実施形態においては、ホットメルト接着剤６は流動し、摂氏２００〜２５０度の温度からの冷却後に硬化する。他の実施形態においては、ホットメルト接着剤６は摂氏２００〜２５０度の温度で直ちに硬化する。
【０１６７】
図１４および図３９を参照すると、一実施形態においては、エンドキャップ３´は端にピラー３１２を有する。ピラー３１２の頂部には、溝３１４を伴う開口が設けられる。この溝は導電リード５３の位置決め用であり、その深さは、例えばその周辺部分で０．１±１％ｍｍである。導電リード５３は、ピラー３１２の頂部にある開口を貫通し、端が溝３１４に入るよう曲げられる。その後、導電リード５３がピラー３１２と導電金属キャップ３１１の間で固定されるよう、導電金属キャップ３１１がピラー３１２に被せられる。幾つかの実施形態では、導電金属キャップ３１１の内径は７．５６±５％ｍｍであり、ピラー３１２の外径は７．２３±５％ｍｍであり、導電リード５３の外径は０．５±１％ｍｍである。しかしながら、これらの寸法は上述に限定されず、余分な接着剤を使用することなく、導電金属キャップ３１１が緊密にピラー３１２を覆うことで電源５と導電金属キャップ３１１とが一旦電気的に接続されればよい。
【０１６８】
図２、３、１２、および１３を参照すると、一実施形態においては、エンドキャップ３は、エンドキャップ３内の高温状態で信頼性が損なわれるのを防止するために、エンドキャップ３内の電源モジュールが産生した熱を放散させる開口３０４を有してもよい。幾つかの実施形態では、開口は弧状で、特に、サイズの異なる３つの弧状である。一実施形態においては、当該開口は徐々に大きさの変わる３つの弧状である。エンドキャップ３の当該開口は、上述のいずれの形状でもよく、また、これらの組み合わせであってもよい。
【０１６９】
他の実施形態においては、エンドキャップ３は、電源モジュールを設置するためのソケット（図示せず）を備える。
【０１７０】
図１７を参照すると、一実施形態においては、管体１は、その内壁を被膜するように接着される拡散膜１３をさらに備えてもよい。これにより、ＬＥＤ光源２０２からの出射光は、拡散膜１３によって拡散されてから管体１を透過する。拡散膜１３には様々なタイプがある。例えば管体１の内壁または外壁のコーティングであってもよいし、各ＬＥＤ光源２０２の表面を覆う拡散被覆層（図示せず）、またはＬＥＤ光源２０２をカバーする個別の膜であってもよい。
【０１７１】
図１７を再び参照すると、拡散膜１３がシート状である場合には、ＬＥＤ光源２０２を非接触で覆う。シート状の拡散膜１３は、光拡散シートまたは光拡散ボードと通常呼ばれ、通常、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメタクリル酸（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、もしくはポリカーボネート（ＰＣ）、またはこれらの任意の組み合わせに拡散粒子を混合して得た組成物である。光はそのような組成物を透過して拡散されて、面光源から発せられた光のように広範囲の空間に広がるため、ＬＥＤ直管ランプの輝度が均一になる。
【０１７２】
他の実施形態では、拡散膜１３は光拡散コーティングの形をとり、この光拡散コーティングは炭酸カルシウム、ハロリン酸カルシウム、もしくは酸化アルミニウムまたはこれらの任意の組み合わせからなる。光拡散コーティングが炭酸カルシウムおよび適切な溶液から作られる場合、優れた光拡散効果および９０％を超える光透過率が得られる。さらに、光拡散コーティングの形をとる拡散膜１３は、エンドキャップ３と後端部１０１との間の摩擦抵抗を上げるために、ホットメルト接着剤６が塗布された後端部１０１の外側表面に貼付られてもよい。光拡散コーティングのない例と比較して、拡散膜１３を備える後端部１０１は、エンドキャップ３の不測の管体１からの脱落の防止に効果がある。
【０１７３】
本実施形態において、光拡散コーティングの形をとる拡散膜１３の組成は、炭酸カルシウム、リン酸ストロンチウム（例えばＣＭＳ−５０００、白色粉末）、増粘剤、およびセラミック活性炭（例えばセラミック活性炭のＳＷ−Ｃ、無色の液体））が含まれる。具体的には、ガラス管の内周面上のそのような光拡散コーティングは、平均厚が約２０〜約３０μｍの範囲にある。この光拡散コーティングを用いる拡散膜１３の光透過率は、約９０％である。拡散膜１３の光透過率は、通常、８５％から９６％までの範囲にある。さらにこの拡散膜１３は、管体１が破損した場合のユーザの感電のリスクを下げる電気的遮蔽ともなり得る。さらに、拡散膜１３は、管体１の内側で暗い領域を形成させず、かつ照明の快適さを向上させるために、光源２０２の後部および可撓性回路シートの側端が照明されるように、ＬＥＤ光源２０２が出力した光の照度分布の均一性をより高める。さらに他の可能な実施形態では、拡散膜の光透過率は９２％から９４％であってもよく、厚さは約２００〜約３００μｍの範囲にある。
【０１７４】
他の実施形態では、光拡散コーティングは、炭酸カルシウム系材料、リン酸ストロンチウムまたは硫酸バリウムのような反射性物質、増粘剤、セラミック活性炭、および脱イオン水を含む混合物でも作ることができる。当該混合物はガラス管の内周面を被膜し、その平均厚は約２０〜約３０μｍの範囲にある。微視的に見る拡散現象を考慮すると、光は粒子によって反射される。リン酸ストロンチウムまたは硫酸バリウムのような反射性物質の粒径は、炭酸カルシウムの粒径よりはるかに大きくなる。したがって、光拡散コーティング中に少量の反射性物質を加えることで、光の拡散効果を有効に増加させることができる。
【０１７５】
他の実施形態では、ハロリン酸カルシウムまたは酸化アルミニウムもまた拡散膜１３を形成するための主材料たり得る。炭酸カルシウムの粒径は約２〜４μｍであり、ハロリン酸カルシウムおよび酸化アルミニウムの粒径は、それぞれ約４〜６μｍおよび１〜２μｍである。８５％から９２％の光透過率が要求される場合、主に炭酸カルシウムを含む光拡散コーティングは必要平均厚さは約２０〜約３０μｍであり、主にハロリン酸カルシウムを含む光拡散コーティングの必要平均厚さは約２５〜約３５μｍであってもよく、酸化アルミニウムを主に含む光拡散コーティングの必要平均厚さは、約１０〜約１５μｍであってもよい。しかしながら、要求される光透過率が９２％以上に至る場合には、主に炭酸カルシウム、ハロリン酸カルシウム、または酸化アルミニウムを含む光拡散コーティングはより薄くなければならない。
【０１７６】
光拡散コーティングの主材料およびそれに対応する厚さは、管体１の使用場所および要求される光透過率に応じて決定することができる。拡散膜の光透過率が高いほど、光源の粒状感が目により明らかになる点は注意すべきである。
【０１７７】
図１７を参照すると、管体１の内周面にも反射膜１２が設置または貼付されてもよい。反射膜１２はＬＥＤ光源２０２の周囲に設置され、管体１の内周面の周方向に沿って一部の領域を占める。図１７に示されるように、反射膜１２はＬＥＤ照明帯片２の両側に配置されて管体１の周方向に沿って延在する。ＬＥＤ照明帯片２は基本的に、管体１の中央位置にあって、２つの反射膜１２に挟まれている。反射膜１２は、側方（図１７に示されるＸ方向）から管体が見る人に対しＬＥＤ光源２０２を遮る役割をするため、人には直接ＬＥＤ光源２０２を見えず、これにより粒状感を弱める。その一方で、ＬＥＤ光源２０２から発せられた光が反射膜１２によって反射されることで、ＬＥＤ直管ランプの広がり角の調節が容易になり、結果的に、反射膜１２のない方向を照らす光が増す。これにより、同レベルの照明性能であっても、当該ＬＥＤ直管ランプはより高いエネルギー効率を示す。
【０１７８】
具体的には、反射膜１２は、管体１の内周表面上に設けられ、ＬＥＤ照明帯片２を収容するための間隙１２ａを有する。間隙１２ａの大きさは、ＬＥＤ照明帯片２の大きさと同じか、それよりわずかに大きい。組立においては、ＬＥＤ光源２０２は、管体１の内側表面に設置されるＬＥＤ照明帯片２（可撓性回路シート）に取り付けられ、次に反射膜１２が、反射膜１２の間隙１２ａがＬＥＤ照明帯片２と一対一の関係で対応して組み合わせられ、かつＬＥＤ照明帯片２が反射膜１２の外側に露出されるように管体１の内側表面に貼付される。
【０１７９】
一実施形態では、反射膜１２の反射率は、通常少なくとも８５％を超え、実施形態によっては９０％を超え、またある実施形態では、９５％を超えて最も高い効果を示す。一実施形態では、反射膜１２は、管体１の周方向の長さに沿って延在して、内側表面の面積の約３０％から５０％を占める言い換えると、管体１の周長に対する、管体１の内周表面に沿う反射膜１２の周長の比率は、約０．３から０．５である。図１７に示される実施形態では、反射膜１２は、管体１の周方向の実質的に中央に配置されて、ＬＥＤ照明帯片２の両側辺に配置された反射膜１２の２つの別個の部分または区画は、実質的に面積が等しい。反射膜１２は、リン酸ストロンチウム、硫酸バリウム等またはその任意の組み合わせ等の反射材を含むＰＥＴで作られ、約１４０μｍから３５０μｍの間の厚さで、または、実施形態によってはより好適な効果を得るために約１５０μｍから約２２０μｍの間の厚さを有する。図１８に示されるように、他の実施形態では、反射膜１２は、ＬＥＤ照明帯片２の片側の側辺にのみ管体１の周方向に沿って配置され、管体１の内側表面の面積を同じ割合で占める（例えばその片側で１５％〜２５％）。または、図１９および図２０に示されるように、反射膜１２は間隙なしで配置されてもよく、反射膜１２は、管体１の内側表面に直接貼付されるか、または取り付けられ、そして反射膜１２の上にＬＥＤ照明帯片２が取り付けられるか、または固定されて、反射膜１２はＬＥＤ照明帯片２の一方または両方の側辺に接する位置にある。
【０１８０】
上述の実施形態においては、単一反射、単一拡散および／または反射拡散の組み合わせを含む光学的な効果を得るために、様々なタイプの反射膜１２および拡散膜１３を採用することができる。例えば、図１９、図２０、および図２１に示されるように、管体１が備えるのは反射膜１２のみでよく、拡散膜１３は管体１内には置かれない。
【０１８１】
他の実施形態では、ＬＥＤ照明帯片２の（管体の周方向に沿った）幅は、管体１の内周面の周面積を占めるよう拡張されてもよい。ＬＥＤ光照明帯片２は、光を反射するインクからなる回路保護層をその表面に有するため、ＬＥＤ照明帯片２の拡張された部分は上述の反射膜１２のように機能する。幾つかの実施形態では、管体１の周長に対するＬＥＤ照明帯片２の周方向の長さの比率は、約０．２から０．５である。光源から発せられた光が、ＬＥＤ照明帯片２の拡張された部分での反射によって集められてもよい。
【０１８２】
他の実施形態では、ガラス製の管体の内側表面が全体的に、または部分的に光拡散コーティングで被膜されてもよい（ただし反射膜１２で覆われる場所は光拡散コーティングで被膜されない。コーティングの仕方に関係なく、エンドキャップ３が管体１に堅固に固定されるよう管体１の後端部１０１の外側表面は光拡散コーティングで被膜される。
【０１８３】
本発明においては、光源から発せられた光は、上述の拡散膜、反射膜あるいは他の種類の拡散層シート、粘着フィルム、またはこれらの任意の組み合わせを用いて処理されてもよい。
【０１８４】
図２を再び参照すると、本発明の実施形態に係るＬＥＤ直管ランプは、粘着シート４と、絶縁粘着シート７と、光学粘着シート８とをさらに備える。ＬＥＤ照明帯片２は、粘着シート４によって管体１の内周面に固定される。粘着シート４はシリコーン接着剤であってよいがこれに制限されない。粘着シート４は、複数の短片の形をとってもよいし、長い１片の形をとってもよい。様々な種類の粘着シート４、絶縁粘着シート７、および光学粘着シート８は、本発明の様々な実施形態を構成するために組み合わせることができる。
【０１８５】
絶縁粘着シート７は、ＬＥＤ照明帯片２を露出させないことで電気的に外部環境から絶縁するようにＬＥＤ光源２０２に面するＬＥＤ照明帯片２の表面を被膜する。絶縁粘着シート７の貼付において、絶縁粘着シート７にはＬＥＤ光源２０２に対応してこれらを収めるために複数の貫通孔７１が用意され、ＬＥＤ光源２０２は貫通孔７１の中に入る。絶縁粘着シート７の材料組成には、ビニルシリコーン、水素ポリシロキサン、および酸化アルミニウムが含まれる。絶縁粘着シート７の厚さは、約１００μｍから約１４０μｍ（マイクロメートル）の範囲にある。絶縁粘着シート７は、１００μｍ未満の厚さでは十分な絶縁効果を通常表わさないし、１４０μｍを超える厚さでは、原材料の浪費となる。
【０１８６】
光学粘着シート８は、向こうが透けるか、または透明な材質であり、最適な光透過率を確保するためにＬＥＤ光源２０２の表面に貼り付けられるか、または被膜させられる。ＬＥＤ光源２０２に貼り付けられた後の光学粘着シート８は、粒状、帯片状、又はシート状であってもよい。光学粘着シート８の性能は、その屈折率と厚さに依存する。幾つかの実施形態では、光学粘着シート８の屈折率は１．２２から１．６の範囲にある。幾つかの実施形態では、光学粘着シート８の屈折率は、ＬＥＤ光源２０２のハウジングまたはケースの屈折率の平方根、またはＬＥＤ光源２０２のハウジングまたはケースの屈折率の平方根のプラスマイナス１５％であると、より優れた光透過率をもたらす。ＬＥＤ光源２０２のハウジング／ケースは、ＬＥＤダイ（またはチップ）を収容して保持する構造体であり、例えば図３７に示されるようなＬＥＤリードフレーム２０２ｂである。光学粘着シート８の屈折率は、１．２２５〜１．２５３の範囲にあってもよい。幾つかの実施形態では、光学粘着シート８の厚さは１．１ｍｍから１．３ｍｍの範囲にあってもよい。光学粘着シート８は、１．１ｍｍ未満の厚さであればＬＥＤ光源２０２を覆うことができず、１．３ｍｍを超える厚さであれば光透過率を低下させ、材料費を増加させる。
【０１８７】
ＬＥＤ照明帯片にＬＥＤ光源を組み付ける過程では、まず光学粘着シート８がＬＥＤ光源２０２に貼り付けられる。次に、絶縁粘着シート７でＬＥＤ照明帯片２の一方の面を被膜する。次に、ＬＥＤ光源２０２は、ＬＥＤ照明帯片２に固定されるか、または嵌め込まれる。ＬＥＤ照明帯片２のＬＥＤ光源２０２が取り付けられた面と反対側の面には接着剤は、管体１の内側表面に接着される。最後に、エンドキャップ３が管体１の端部に固定される。また、ＬＥＤ光源２０２および電源５は、ＬＥＤ照明帯片２によって電気的に接続される。図２２に示されるように、可撓性回路シート２は渡り部１０３を通り抜けて、はんだまたは従来のワイヤボンディングで電源５に接合される。次に、図３、図４、または図６に示されるような構造を有するエンドキャップ３は、強化された渡り部１０３に、図５または図７に示されるような方法で接着されてＬＥＤ直管ランプが完成する。
【０１８８】
本実施形態では、ＬＥＤ照明帯片２は粘着シート４によって管体１の内周面に固定されてＬＥＤ直管ランプの照明角度を広げて、配光角を３３０度を上回るほどに広げる。絶縁粘着シート７および光学粘着シート８を貼り付けることで、管体１が破損しているときも、感電が生じないように、照明帯片２全体が電気的に絶縁され、安全性が高められる。
【０１８９】
さらに、ガラス製の管体１の内周表面または外周面は、ガラス製の管体１が破損した時もガラス製の管体１の外側から内部を隔絶するために粘着フィルム（図示せず）で被覆または被膜されてもよい。本実施形態では、粘着フィルムは管体１の内周表面上を被膜する。被膜する粘着フィルムの材料には、メチルビニルシリコーンオイル、水素シリコーンオイル、キシレン、および炭酸カルシウムが含まれ、うち、キシレンは補助材料である。管体１の内側表面を被覆する粘着フィルムが硬化する時に、キシレンは揮発して無くなる。キシレンは主に粘着力を調節するために使われることで、被覆に用いられる粘着フィルムの厚さをコントロールする。
【０１９０】
一実施形態では、被覆に用いられる粘着フィルムの厚さは、実施形態によっては約１００〜約１４０マイクロメートル（μｍ）の範囲にある。１００マイクロメートル未満の厚さの粘着フィルムでは、ガラス管に対する十分な飛散防止能力を備えないことがあり、したがってガラス管は亀裂が入ったり粉砕したりしやすい。１４０マイクロメートルより厚い粘着フィルムでは、光透過率が低下し、材料費が増加する。飛散防止能力および光透過率の要求が厳しくない場合、被覆に用いられる粘着フィルムの厚さは約１０〜約８００マイクロメートル（μｍ）の範囲にあってもよい。
【０１９１】
本実施形態では、ガラス製の管体が破損した場合に破片が粘着フィルムに付着するように、ガラス製の管体１の内周表面または外周表面は粘着フィルムで被覆される。したがって、管体１には管体１の内と外とを連通させる貫通孔が開かないため、ユーザが管体１の内部の帯電している物体に触れて感電することを防ぐ。さらに、粘着フィルムは光を拡散することができ、光の均一性およびＬＥＤ直管ランプ全体の光透過率が増加するように光を透過させる。粘着フィルムは、粘着シート４、絶縁粘着シート７および光学粘着シート８は、本発明の様々な実施形態を構成するために組み合わせることができる。ＬＥＤ照明帯片２は可撓性回路シートであるよう構成されるため、被覆に用いられる粘着フィルムは必要ではない。
【０１９２】
さらに、ＬＥＤ照明帯片２は、長方形のアルミ製プレート、ＦＲ４ボード、または可撓性回路シートであってもよい。管体１がガラス製であって、剛体であるアルミ製プレートまたはＦＲ４ボードが採用されている場合、管体は破損すると例えば２つの破片に分かれるものの直管形状を保つため、ユーザには、ＬＥＤ直管ランプがまだ使用可能で完全に機能するという誤った印象を持たせ、ＥＤ直管ランプの取り扱いまたは設置時にるユーザの感電を招きやすい。ＬＥＤ照明帯片２用のフレキシブル基板には柔軟性と可撓性が加わっていることで、アルミプレート、ＦＲ４ボード、または柔軟性が不十分な従来の３層フレキシブルボードが直面した問題は、これにより対処される。ある特定の実施形態では、可撓性回路シートがＬＥＤ照明帯片２として採用されることで、ＬＥＤ照明帯片２は管体が破裂または破損しても直管形状を維持させず、ＬＥＤ直管ランプが使用不可能であることを即座にユーザに気付かせ、招き得る感電が回避される。次に、ＬＥＤ照明帯片２として使用される可撓性回路シートのさらなる説明を示す。
【０１９３】
図２３を参照すると、一実施形態においては、ＬＥＤ照明帯片２は、積層された導電性の配線層２ａおよび誘電体層２ｂを有する可撓性回路シートを備え、配線層２ａと誘電体層２ｂとは同面積を有する。ＬＥＤ光源２０２は、配線層２ａの一方の面に配置され、誘電体層２ｂは、配線層２ａのＬＥＤ光源２０２から遠い側の別の面に配置される。配線層２ａは、電源５に電気的に接続されて直流（ＤＣ）信号を搬送する。その一方で、誘電体層２ｂの配線層２ａから遠い側の面は、粘着シート４を用いて管体１の内周面に固定される。配線層２ａは、銅線等の配線を含む金属層または電源層であってもよい。
【０１９４】
別の実施形態では、配線層２ａまたは誘電体層２ｂの外側表面は、はんだ耐性を備え、反射率を増加させる機能のあるインクで作られる回路保護層で覆われてもよい。または、誘電体層は省略してもよく、配線層を管体の内周面へ直接接着し、配線層２ａの外側表面を回路保護層で覆ってもよい。配線層２ａは１層構造または２層構造のいずれであっても、回路保護材が用いられてよい。回路保護材は、ＬＥＤ照明帯片２の、例えばＬＥＤ光源２０２がある面のように一方の面／表面のみに配置されてもよい。幾つかの実施形態では、可撓性回路シートは、１層の配線層２ａのみからなる１層構造か、または１層の配線層２ａおよび１層の誘電体層２ｂからなる２層構造であり、従来の３層構造のフレキシブル基板（２つの配線層にはさまれた１つの誘電体層）と比較して、より可撓性が高く、または柔軟に曲がる。その結果、ＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シートは、カスタマイズされた形または非管状の形の管体にも設置することができ、管体の内側表面に適切に取り付けることができる。管体の内側表面にしっかりと取り付けられた可撓性回路シートが好ましい場合もある。さらに、層の数がより少ない可撓性回路シートを用いることで放熱が改善され、かつ材料費が低下する。
【０１９５】
しかしながら、可撓性回路シートは１層または２層であることに限定されない。他の実施形態においては、可撓性回路シートは、複数の配線層２ａおよび複数の誘電体層２ｂを備えてもよく、この場合、誘電体層２ｂおよび配線層２ａは、連続して交互に積層される。これらの層は、最外にあってＬＥＤ光源２０２が配置された配線層２ａの面とは反対側に積層され、電源５に電気的に接続される。さらに、可撓性回路シートは、管体より長い。
【０１９６】
図４８を参照すると、一実施形態においては、ＬＥＤ照明帯片２は、第１配線層２ａ、誘電体層２ｂ、および第２配線層２ｃがこの順に重ねられた可撓性回路シートを備える。第２配線層２ｃは第１配線層２ａより厚く、また、ＬＥＤ照明帯片２は管体１より長い。ＬＥＤ照明帯片２の端部は管体１の端部を越えて延在し、光源２０２は配置されず、第１配線層２ａおよび第２配線層２ｃとそれぞれ電気的に接続するための２つの個別の貫通孔２０３および２０４が形成されている。短絡が生じさせないために、貫通孔２０３および２０４は連通させない。
【０１９７】
これにより、第２配線層２ｃがより厚いことで、第２配線層による第１配線層２ａおよび誘電体層２ｂの支持が可能になり、その一方で位置ずれまたは変形しやすくなることなく、ＬＥＤ照明帯片２を内周面上に取り付けることが可能になり、製品の歩留まりを改善することができる。さらに、第１配線層２ａおよび第２配線層２ｃは、電気的に接続されているため、第１配線層の回路レイアウトは下流の第２配線層にまで延長されてＬＥＤ照明帯片２ｃの回路レイアウト全体に及ぶ。さらに、回路レイアウトのための領域が２層になるので、個々の層の面積、したがって、ＬＥＤ照明帯片２の幅を縮小することができるため、より多くのＬＥＤ照明帯片２を製造ラインに載せて生産性を高めることができる。
【０１９８】
さらに、管体１の端部を越えて延在し、かつ光源２０２が配置されない、ＬＥＤ照明帯片２の端部における第１配線層２ａおよび第２配線層２ｃは、電源モジュールの回路レイアウトに使用することができるため、電源モジュールをＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シートに直接配置することができる。
【０１９９】
図２を参照すると、一実施形態において、ＬＥＤ照明帯片２は、その上に多くのＬＥＤ光源２０２が取り付けられ、エンドキャップ３では、その中に電源５が設置されている。ＬＥＤ光源２０２と電源５とは、ＬＥＤ照明帯片２によって電気的に接続される。電源５は、一方のエンドキャップ３に設置される単一の統合ユニット（つまり、電源部品はすべて１つのモジュールユニットに統合される）であってもよい。または、電源５は、２つの別個のユニット（つまり、電源部品はすべて２つに分割される）に分けられて、各ユニットは２つのエンドキャップ３に分けて設置されてもよい。管体１の一方の端だけがガラス強化処理によって強化されている場合、電源５は単一の統合ユニットで、管体１の当該強化された端部に対応するエンドキャップ３内にインストールされていることが好ましい。
【０２００】
電源５は様々な方法によって作り上げることができる。例えば電源５は、０．７Ｗ／（ｍ・Ｋ）より大きな高い熱伝導率を有するシリカゲル射出成形によって成形されたカプセル封入体であってもよい。この種の電源には、高い電気絶縁性、高い熱放散性、および、アセンブリで他の部品と適合する一定の形状という長所がある。または、エンドキャップの中の電源５は、直接露出するかまたは従来の熱収縮スリーブによってパッケージ化される部品を有するプリント回路基板であってもよい。本発明のいくつかの実施形態においては、電源５は、図２３に示されるような電源モジュールまたは図３８に示されるような単一の統合ユニットを備える単一のプリント回路基板であってもよい。
【０２０１】
図２および図３８を参照すると、本発明の一実施形態では、電源５は、一方の端にオスプラグ５１、および他方の端に金属ピン５２を備え、ＬＥＤ照明帯片２は、対応するように一方の端にメスプラグ２０１を備え、エンドキャップ３は、外部の電源と接続するための中空導電ピン３０１を備える。具体的には、オスプラグ５１は、ＬＥＤ照明帯片２のメスプラグ２０１に合わせて挿入され、金属ピン５２は、エンドキャップ３の中空導電ピン３０１に合わせて挿入される。オスプラグ５１およびメスプラグ２０１は、電源５とＬＥＤ照明帯片２との間のコネクタとして機能する。金属ピン５０２の挿入に際して、中空導電ピン３０１は、外部のパンチングツールで打ち込まれて、電源５の金属ピン５０２が固定されて中空導電ピン３０１と電気的に接続されるようにわずかに変形する。電源が投入されると、電流は、中空導電ピン３０１、金属ピン５０２、オスプラグ５１、およびメスプラグ２０１を順に通ってＬＥＤ照明帯片２に到達し、ＬＥＤ光源２０２に向かう。しかしながら、本発明の電源５は、図３８に示されるようなモジュラータイプに限定されない。電源５は、電源モジュールを備えるプリント回路基板でもよく、上述のオスプラグ５１およびメスプラグ２０１の組を介してＬＥＤ照明帯片２と電気的に接続される。
【０２０２】
他の実施形態においては、オスプラグ５１およびメスプラグ２０１に代えて、いかなる種類の電源５および照明帯片２の接続にも、従来のワイヤボンディング技術を用いることができる。さらに、感電からユーザを保護するために、このワイヤを電気絶縁管で包んでもよい。ただし、接合されたワイヤは、輸送中に壊れやすいため、品質上の問題を招き得る。
【０２０３】
さらに他の実施形態では、電源５とＬＥＤ照明帯片２との電気的接続は、錫はんだ付、リベット接合、または溶接によって実行されてもよい。ＬＥＤ照明帯片２を固定する一方法は、ＬＥＤ照明帯片２の一方の面に粘着シートに４を付け、粘着シート４によって管体１の内側表面にＬＥＤ照明帯片２を貼り付けるというものである。ＬＥＤ照明帯片２の両端は、管体１の内側表面に固定し、また取り外すことができる。
【０２０４】
ＬＥＤ光照明帯片２が管体１の内側表面に固定された場合、ＬＥＤ照明帯片２と電源５とを接続するために、ＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シートがメスプラグ２０１を備え、電源にオスプラグ５１が備えるのが好ましい。この場合、電源５のオスプラグ５１はメスプラグ２０１に挿入されて電気的接続が確立する。
【０２０５】
ＬＥＤ照明帯片２の両端が管体の内側表面から取り外され、ＬＥＤ照明帯片２がワイヤボンディングによって電源５に接続される場合、その後の輸送でのどのような移動も接合されたワイヤを破損させやすい。したがって、照明帯片２と電源５の間の接続の好ましい選択肢は、はんだ付けであると言える。具体的には、図２２を参照すると、可撓性回路シートを含むＬＥＤ照明帯片２の両端は、強化された渡り部１０３を通り抜けて電源５の出力端子に直接はんだ付けされるように配置されることで、ワイヤを使用せずに製品の品質が向上する。このようにすることで、ＬＥＤ照明帯片２および電源５がそれぞれ備えるメスプラグ２０１およびオスプラグ５１は、不要になる。
【０２０６】
図２４を参照すると、電源５のプリント回路基板の出力端子は、後にはんだ継手を形成するに十分な厚さになる量の錫はんだが付けられたはんだパッド「ａ」を備えてもよい。これに対応し、ＬＥＤ照明帯片２の端には、はんだパッド「ｂ」があってもよい。電源５のプリント回路基板の出力端子の上のはんだパッド「ａ」は、はんだパッド「ａ」上の錫はんだによって、ＬＥＤ照明帯片２上のはんだパッド「ｂ」に接合される。はんだパッド「ａ」およびはんだパッド「ｂ」を、ＬＥＤ照明帯片２および電源５のプリント回路基板がもっとも堅固に接続されるよう接合中に直接対向させてもよい。しかしながら、この種のはんだ付けでは、熱圧着ヘッドをＬＥＤ照明帯片２の裏面に押し当てて錫はんだを加熱する、つまり、ＬＥＤ照明帯片２が熱圧着ヘッドと錫はんだの間に入る必要があるため、信頼性の問題を起こしやすい。図３０を参照すると、ＬＥＤ照明帯片２上のはんだパッド「ｂ」が、はんだパッド「ａ」に直接でなくても覆い被さるよう、ＬＥＤ照明帯片２のはんだパッド「ｂ」のそれぞれに貫通孔が開けられてもよく、はんだパッド「ａ」とはんだパッド「ｂ」とが垂直に並んだときに、熱圧着ヘッドが電源５のプリント回路基板の表面ではんだパッド「ａ」上の錫はんだに直接押しあてられる。これは実際上仕上げるための容易な方法である。
【０２０７】
図２４を再び参照すると、管体１の内側表面から取り外されたＬＥＤ照明帯片２の両端は自由延出端部２１をなすが、ほとんどのＬＥＤ照明帯片２は、管体１の内側表面に取り付けられて固定される。上述のとおり、自由延出端部２１のうちの一方に、はんだパッド「ｂ」がある。ＬＥＤ直管ランプの組立において、電源５のプリント回路基板とＬＥＤ照明帯片２とのはんだ接続を伴う自由延出端部２１は、丸められるか、巻かれるか、または変形させられて管体１の内部に適宜収められる。ＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シートは、図４８に示されるように、第１配線層２ａ、誘電体層２ｂ、および第２の配線層２ｃをこの順で含み、自由延出端部２１は、第１配線層２ａと第２配線層２ｃの間の接続を成し、また電源５の回路レイアウトを整えるために使用される。
【０２０８】
本実施形態においては、ＬＥＤ照明帯片２と電源５との接続の間、はんだパッド「ｂ」、はんだパッド「ａ」、およびＬＥＤ光源２０２は、同じ方向を向く面上にあり、ＬＥＤ照明帯片２上にある各はんだパッド「ｂ」には、図３０に示されるように貫通孔「ｅ」が開けられてはんだパッド「ｂ」とはんだパッド「ａ」とが貫通孔「ｅ」を介して連通する。自由延出端部２１は、収縮して、または丸められて変形し、電源５のプリント回路基板とＬＥＤ照明帯片２のはんだ接続では、電源５に横方向の張力がかける。さらに、電源５のはんだパッド「ａ」とＬＥＤ照明帯片２のはんだパッド「ｂ」とが向かいあう状況と比較して、電源５のプリント回路基板とＬＥＤ照明帯片２とのはんだ接続では、電源５に下方向の張力がかかる。電源５にかかるこの下方向への張力は、貫通孔「ｅ」の中の錫はんだから来るものであり、ＬＥＤ照明帯片２と電源５と間の電気的接続をより強く確実にする。
【０２０９】
図２５を参照すると、一実施形態においては、ＬＥＤ照明帯片２のはんだパッド「ｂ」は、ＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シートの正極および負極とそれぞれ接続する２つの別個のパッドである。はんだパッド「ｂ」のサイズは、例えば約３．５×２ｍｍ２である。これに対応して、電源５のプリント回路基板は、予備錫はんだの付いたはんだパッド「ａ」を備え、自動はんだ接合工程に適した錫はんだの一般的な高さは例えば、約０．１〜０．７ｍｍであり、幾つかの実施形態では、０．３〜０．５ｍｍであり、さらに好ましい実施形態では約０．４ｍｍである。２つのはんだパッド「ｂ」の間を絶縁してはんだ付け中の２つのはんだパッドの短絡を防止するために、電気的に絶縁する貫通孔「ｃ」が設けられてもよい。さらに、自動はんだ付け装置がはんだパッド「ｂ」の位置をすばやく認識できるように、追加の位置決め口「ｄ」が電気的に絶縁する貫通孔「ｃ」の後ろに設けられてもよい。
【０２１０】
拡張性および互換性を得るために、ＬＥＤ照明帯片２の各端上のはんだパッド「ｂ」の個数は１個より多く、例えば２、３、４、または４個以上であってもよい。ＬＥＤ照明帯片２の各端に備えられるはんだパッド「ｂ」が１個のみである場合、ＬＥＤ照明帯片２の両端は、電源５に電気的に接続されて回路を形成し、種々の電気部品は使用することができる。例えば、キャパシタンスをもつ回路要素は、電流制御のための誘導子に置き換えられてもよい。図２６〜２８を参照すると、ＬＥＤ照明帯片２の各端に３個のはんだパッドがある場合、３個目のはんだパッドは接地することができる。ＬＥＤ照明帯片２の各端に４個のはんだパッドがある場合、４個目のはんだパッドは信号の入力端子として使用することができる。これに対応して、電源５は、ＬＥＤ照明帯片２上のはんだパッド「ｂ」と同じ個数のはんだパッド「ａ」を備える。はんだパッド「ｂ」間の電気的短絡が防止できる限り、はんだパッド「ｂ」は配置のための実際の面積の寸法に応じて配置されるべきあり、例えば、３個のはんだパッドは１列に配置されてもよいし２列に配置されてもよい。他の実施形態においては、ＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シート上のはんだパッド「ｂ」の個数は、ＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シート上の回路の再配置により削減されてもよい。はんだパッドの個数が少ないほど、製造プロセスは簡単になる。その一方で、はんだパッドの個数を増やして、ＬＥＤ照明帯片２と電源５の出力端子の間の電気的接続をよくして確実にしてもよい。
【０２１１】
図３０を参照すると、別の一実施形態では、はんだパッド「ｂ」の各々に、通常直径約１〜２ｍｍの貫通孔「ｅ」が開けられ、実施形態によっては直径は約１．２〜１．８ｍｍ、さらに他の実施形態では、直径は約１．５ｍｍである。貫通孔「ｅ」は、はんだパッド「ａ」の錫はんだが貫通孔「ｅ」を通り抜けて最終的にはんだパッド「ｂ」に達するよう、はんだパッド「ａ」とはんだパッド「ｂ」との間を連通させる。貫通孔「ｅ」が小さい場合には、錫はんだの通り抜けが困難になる。錫はんだは貫通孔を通過すると、貫通孔「ｅ」の周囲で蓄積し、凝縮して貫通孔「ｅ」より径大なはんだボール「ｇ」を形成する。そのようなはんだボール「ｇ」は、電源５上のはんだパッド「ａ」とＬＥＤ照明帯片２上のはんだパッド「ｂ」との間の電気的接続の安定性をさらに増加させるリベットとして機能する。
【０２１２】
図３１〜３２を参照すると、他の実施形態において、貫通孔「ｅ」からＬＥＤ照明帯片２の側端までの距離は１ｍｍ未満であり、錫はんだは、貫通孔「ｅ」を通り抜けて貫通孔「ｅ」の周囲に蓄積してもよく、余分な錫はんだは、はんだパッド「ｂ」の上に溢れ、ＬＥＤ照明帯片２の側端に沿ってリフローして、電源５のはんだパッド上「ａ」の錫はんだと繋がってもよい。その後、錫はんだは凝縮して、リベットのような構造物をなし、ＬＥＤ照明帯片２を電源５のプリント回路基板上にしっかりと固定する。これにより信頼性のある電気接続が得られる。図３３および図３４を参照すると、他の一実施形態において、貫通孔「ｅ」に代えて、はんだパッドの側端に形成される、切り欠き「ｆ」であってもよく、錫はんだは、切り欠き「ｆ」を容易に通り抜け、切り欠きの「ｆ」の周囲に蓄積し、凝縮して切り欠き「ｅ」より径大なはんだボールを形成する。そのようなはんだボールは、電気的に接続する構造物の安全性能を強化するＣ字形のリベットのように形成されてもよい。
【０２１３】
上述の貫通孔「ｅ」または切り欠き「ｆ」は、はんだ付けに先立って形成されてもよいし、または図４０に示されるように、はんだ付中に熱圧着ヘッドによって直接打ち抜かれて形成されてもよい。熱圧着ヘッドの錫はんだに触れる部分は平面、凹面、もしくは凸面、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。ＬＥＤ照明帯片２のように接合される対象を押さえるための熱圧着ヘッドの部分は、帯片状でもよいし、またはグリッド状であってもよい。熱圧着ヘッドの錫はんだに触れる部分は、錫はんだが貫通孔「ｅ」または切り欠き「ｆ」を確実に通り抜けられるように、貫通孔「ｅ」または切り欠き「ｆ」を完全には覆わない。熱圧着ヘッドの凹面部分は、はんだボールを受ける空間として機能してもよい。
【０２１４】
図４０を参照すると、電源５上のはんだパッド「ａ」と照明帯片２上のはんだパッド「ｂ」との接合に使用される熱圧着ヘッド４１は主に、ボンディング面４１１、複数の凹型ガイドタンク４１２、複数の凹型成型タンク４１３、および押さえ面４１４の４つの部分からなる。ボンディング面４１１は、はんだ接合を行なうために実際に錫はんだに接触し、押して加熱する部分である。ボンディング面４１１は、平面、凹面、もしくは凸面、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。凹型ガイドタンク４１２は、ボンディング面４１１に形成され、ボンディング面４１１の縁の近傍に開けられて、貫通孔に加熱されて溶けた錫はんだをはんだパッドに形成された貫通孔および切り欠きに流れるようガイドする。例えば、ガイドタンク４１２は、溶けた錫はんだをガイドしかつ遮るよう機能してもよい。凹型成型タンク４１３はガイドタンク４１２の傍に配置され、ガイドタンク４１２よりもさらに深い凹部で、各凹型成型タンク４１３ははんだボールを受けるハウジングをなす。押さえ面４１４は、ボンディング面４１１の隣の部分であり、凹型成型タンク４１３とあわせて作られる。押さえ面４１４は、ボンディング面４１１より低いことで、はんだ接合中にボンディング面４１１がはんだパッド「ｂ」を押さえる間、押さえ面４１４は電源５のプリント回路基板上のＬＥＤ照明帯片２をしっかりと押さえる。押さえ面４１４は、表面で帯片状でもよいし、またはグリッド状であってもよい。ボンディング面４１１と押さえ面４１４との高さの差は、ＬＥＤ照明帯片２の厚さと同じである。
【０２１５】
図４１、図２５、および図４０を参照すると、ＬＥＤ照明帯片のはんだパッドに対応するはんだパッドは、電源５のプリント回路基板上に形成され、錫はんだは、続く自動はんだ接合機によるはんだ接合に備えて、電源５のプリント回路基板上のはんだパッド状にあらかじめ置かれる。幾つかの実施形態では、ＬＥＤ照明帯片２を電源５のプリント回路基板にしっかりと接合できるよう、錫はんだの厚さは約０．３〜約０．５ｍｍである。図４１に示されるように、電源５のプリント回路基板上の２個のはんだパッド上にそれぞれ用意された２つの錫はんだ間で高さに差がある場合には、より高い方が熱圧着ヘッドに先に接触して溶融し、もう一方は、より高い方が溶けて同じ高さになってから溶融し始める。これにより、通常は、より低い方の予備錫はんだのはんだ接合が不安定になることで、ＬＥＤ照明帯片２と電源５のプリント回路基板との間の電気的接続が影響を受ける。一実施形態においては、この問題を解決するために、本発明は平衡動力学のプリンシパルを応用している。熱圧着ヘッド４１にリンク機構を設置して、熱圧着ヘッド４１が、２つの予備の錫はんだへの圧力が同じであると検知した時のみ当該２つの予備の錫はんだの加熱、溶融を開始するよう、はんだ接合中に熱圧着ヘッド４１を回転させる。
【０２１６】
上述の実施形態では、熱圧着ヘッド４１は回転可能である一方で、ＬＥＤ照明帯片２および電源５のプリント回路基板は、動かない。図４２を参照すると、他の実施形態では、熱圧着ヘッド４１は動かず、その一方でＬＥＤ照明帯片は回転可能である。本実施形態では、ＬＥＤ照明帯片２および電源５のプリント回路基板は、回転式プラットホーム６１、車両ホルダー６２、回転軸６３、および２つの弾性部材６４を含む、はんだ付け車両６０に載せられる。回転式プラットホーム６１は、ＬＥＤ照明帯片２および電源５のプリント回路基板を運搬する働きをする。回転式プラットホーム６１は、車両ホルダー６２に対して回転できるよう、回転軸６３を介して車両ホルダー６２に可動な形で取り付けられ、一方で車両ホルダー６２は、回転式プラットホーム６１を支えて保持する。２つの弾性部材６４は、回転式プラットホーム６１が空のときには、回転軸６３に接続された回転式プラットホーム６１が常に水平でいるよう回転軸６３の両側にそれぞれ設けられる。本実施形態では、弾性部材６４は例えばスプリングであり、その端は、車両ホルダー６２の２つのピボットとして機能するように回転軸６３の両側に対応するよう配置される。図４２に示されるように、熱圧着ヘッド４１が圧力をかけるＬＥＤ照明帯片２に用意された２つの錫はんだの高さが同じでない時、ＬＥＤ照明帯片２および電源５のプリント回路基板を運ぶ回転式プラットホーム６１は、回転軸６３によって駆動されて、熱圧着ヘッド４１が２つの錫はんだに対する同じ圧力を検知するまで移動してから、はんだ接合を開始する。図４３を参照すると、回転式プラットホーム６１が回転するとき、回転軸６３の両側の弾性部材６４は圧縮または引っ張られる。また、はんだ接合が完了するとき、回転式プラットホーム６１は回転軸６３の駆動力から解放されて、弾性部材６４の弾力によって元の高さに復帰する。
【０２１７】
他の実施形態においては、回転式プラットホーム６１は、回転軸６３および弾性部材６４を使用しない機構を持つよう設計されてもよい。例えば、回転式プラットホーム６１は、駆動モータおよびアクティブな回転機構を持つように設計されてもよく、これにより車両ホルダー６２が省略される。したがって、はんだ接合プロセスを完了するために移動するＬＥＤ照明帯片２、および電源５のプリント回路基板を駆動するための平衡動力学の原理を利用する他のいかなる実施形態も本発明の趣旨の範囲内である。
【０２１８】
図３５および３６を参照すると、別の一実施形態において、ＬＥＤ照明帯片２および電源５は、はんだ接合の代わりに回路基板アセンブリ２５を利用して接続されてもよい。回路基板アセンブリ２５は、長尺の回路シート２５１および短尺の回路基板２５３を含み、長尺の回路シート２５１と短尺の回路基板２５３とは、短尺の回路基板２５３が長尺の回路シート２５１の側端に近接するよう接合されている。短尺の回路基板２５３は、電源モジュール２５０を備えて電源５を成してもよい。短尺の回路基板２５３は長尺の回路シート２５１より硬い、または剛性が高く、電源モジュール２５０を支持することができる。
【０２１９】
長尺の回路シート２５１は、図２３に示されるような配線層２ａを含むＬＥＤ照明帯片２の可撓性回路シートであってもよい。長尺の回路シート２５１の配線層２ａおよび電源モジュール２５０は、実際上、要求に応じて様々なやり方で電気的に接続され得る。図３５に示されるように、電源モジュール２５０と、配線層２ａを表面に備える長尺の回路シート２５１とは、電源モジュール２５０が長尺の回路シート２５１に直接接続されるように、短尺の回路基板２５３の同じ面に配置される。または、電源モジュール２５０と、配線層２ａを表面に備える長尺の回路シート２５１とは、電源モジュール２５０が短尺の回路基板２５３に直接接続され、さらにＬＥＤ照明帯片２の配線層２ａには短尺の回路基板２５３を介して間接的に接続されるように、短尺の回路基板２５３の異なる面にそれぞれ配置される。
【０２２０】
図３５に示されるように、一実施形態においては、最初の段階で長尺の回路シート２５１および短尺の回路基板２５３が相互に接合され、次に電源モジュール２５０がＬＥＤ照明帯片２の役割をする長尺の回路シート２５１の配線層２ａに取り付けられる。ＬＥＤ照明帯片２の長尺の回路シート２５１は１層の配線層２ａを含むものに限定されず、図４８に示されるように配線層２ｃのような別の配線層をさらに含んでもよい。光源２０２は、ＬＥＤ照明帯片２の配線層２ａに配置され、配線層２ａ経由で電源５に電気的に接続される。図３６に示されるように、別の一実施形態では、ＬＥＤ照明帯片２の長尺の回路シート２５１は、配線層２ａおよび誘電体層２ｂを含んでもよい。まず初めに、誘電体層２ｂが短尺の回路基板２５３に接合されてもよく、次に、配線層２ａが誘電体層２ｂに接合されて短尺の回路基板２５３まで延在する。これらのすべての実施形態は、本発明の回路基板アセンブリの概念が適用される範囲内にある。
【０２２１】
上述の実施形態では、短尺の回路基板２５３の長さは、通常約１５ｍｍ〜約４０ｍｍであってよく、幾つかの実施形態では、１９ｍｍ〜３６ｍｍであってもよい。一方、長尺の回路シート２５１の長さは、通常約８００ｍｍ〜約２８００ｍｍであってよく、幾つかの実施形態では、１２００ｍｍ〜２４００ｍｍであってもよい。短尺の回路基板２５３の長さと長尺の回路シート２５１の長さとの比は、例えば約１：２０〜約１：２００の範囲である。
【０２２２】
ＬＥＤ照明帯片２が、管体１の内側表面に固定されない場合、ＬＥＤ照明帯片２と電源５との間のはんだ接合を介した接続は、電源５を強固に支持することができないであろうことから、電源５はエンドキャップ３の内部に配置される必要がある場合がある。例えば、電源５を受けるに十分なスペースを持つ、より長いエンドキャップが必要であろう。しかしながら、これでは、ＬＥＤ直管ランプの全長が製品規格によって固定であるという前提条件の下では管体の長さが短くなり、したがって有効な照明エリアが縮小し得る。
【０２２３】
図３９を参照すると、一実施形態において、アルミニウム製の硬質回路基板２２が、可撓性回路シートの代わりに使用され、硬質回路基板２２の端または端子は、管体１の両端に取り付けることができるようになっている。また電源５は、回路基板２２の一方の端または端子にはんだ接合される。このはんだ接合において、エンドキャップのために必要な長さ方向のスペースをつくるために、電源５のプリント回路基板は硬質回路基板２２に平行ではなくて垂直に接合されてもよい。このはんだ接合技術は実行がより便利であり、ＬＥＤ直管ランプの有効な照明エリアも維持される。さらに、エンドキャップ３との電気的接続のための導電リード５３は、電源５と図３に示されるような中空導電ピン３０１との間に他の金属線をはんだ接合することなく、電源５に直接形成されてもよい。これにより、ＬＥＤ直管ランプの製造はより簡単になる。
【０２２４】
図３７を参照すると、一実施形態では、ＬＥＤ光源２０２の各々は、凹部２０２ａがあるＬＥＤリードフレーム２０２ｂと、凹部２０２ａに配置されたＬＥＤチップ１８とを備えてもよい。凹部２０２ａの個数は、１個でもよいし、１個より多くてもよい。凹部２０２ａは、ＬＥＤチップ１８を覆って、ＬＥＤチップ１８からの出射光を所望の光色に変換するための蛍光体で満たされてもよい。実質的に正方形である従来のＬＥＤチップと比較して、本実施形態中のＬＥＤチップ１８は長方形であって、長辺の短辺に対する寸法の比率が、実施形態によっては通常約２：１から１０：１であり、また実施形態によっては約２．５：１から約５：１であり、さらに望ましい実施形態では、３：１から４．５：１である。さらに、ＬＥＤチップ１８は、幾つかの実施形態では、長辺方向が管体１の長さ方向に沿うように配置されることで、ＬＥＤチップ１８の平均電流密度が増加し、かつ管体１の照明領域が全体でよりよい形状になる。管体１は、１列またはより多くの列に並べられる多数のＬＥＤ光源２０２を有してもよく、ＬＥＤ光源２０２の各行は、それぞれ管体１の長さ方向（Ｙ方向）に沿って配置される。
【０２２５】
図３７を再び参照すると、凹部２０２ａは、平行な２つの第１側壁１５および平行な２つの第２側壁１６に囲まれ、第１側壁１５は第２側壁１６より高さが低い。２つの第１側壁１５は、管体１の長さ方向（Ｙ方向）の位置に並べられ、管体１の幅方向（Ｘ方向）に沿って延在するよう配置される。また、２つの第２側壁１６は管体１の幅方向（Ｘ方向）の位置に並べられ、管体１の長さ方向（Ｙ方向）に沿って延在するよう配置される。第１側壁１５の延在方向は、管体１の幅方向（Ｘ方向）と、正確にではなくとも実質的に平行である必要がある。また、第１側壁の輪郭は、ジグザグ、カーブ、波状など様々な形状を取り得る。同様に、第２側壁１６の延在方向は、管体１の長さ方向（Ｙ方向）と、正確にではなくとも実質的に平行である必要がある。また、第２側壁の輪郭は、ジグザグ、カーブ、波状など様々な形状を取り得る。ＬＥＤ光源２０２の１つの列では、各ＬＥＤ光源２０２の第１側壁１５および第２側壁１６の並べ方は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０２２６】
高さが第２側壁１６より低い第１側壁１５を備えること、および適切な間隔で配置されることにより、ＬＥＤリードフレーム２０２ｂは、配光をＬＥＤリードフレーム２０２ｂを越えて分散させ、Ｙ方向に沿ってＬＥＤ直管ランプを見る人々に視覚的に不快な感覚を起こさせない。第１側壁１５は第２側壁より低くてもよいが、この場合、ＬＥＤ光源２０２の列同士をより近づけて配置することで粒状感が弱められる。その一方で、ＬＥＤ直管ランプのユーザがそのＸ方向に沿って管体を見る場合、第２側壁１６も、ユーザのＬＥＤ光源２０２を見る視線をブロックすることができ、不快な粒状感を弱める。
【０２２７】
図３７を再び参照すると、第１側壁１５は、凹部２０２ａの外方を向く内側面１５ａを各々有する。内側面１５ａは、斜面であるように作られていることで、配光が第１側壁１５を越えて広がりやすくする。内側面１５ａである斜面は平面でも反り面でもよく、またはこれらを組み合わせた形であってもよい。斜面が平面である場合、内側面１５ａの傾斜は約３０度から約６０度までの範囲にある。したがって、凹部２０２ａの底面と内側面１５ａとの間の角度は、約１２０〜約１５０度の範囲にあってもよい。幾つかの実施形態では、内側面１５ａの傾斜は約１５度から約７５度の範囲にあり、凹部２０２ａの底面と内側面１５ａとの間の角度は、約１０５度から約１６５度の範囲にある。
【０２２８】
ＬＥＤ光源２０２は、管体１の長さ方向（Ｙ方向）の１列または複数列に配置されてよい。１列の場合、一実施形態においては、同列にあるすべてのＬＥＤ光源２０２のＬＥＤリードフレーム２０２ｂの第２側壁１６が同一直線上に配置されて、ＬＥＤ光源２０２を見るユーザの視線を遮る２つの壁をそれぞれなす。複数列の場合、一実施形態においては、最も外側の２列にあるＬＥＤ光源２０２のＬＥＤリードフレーム２０２ｂが、同一直線上に配置されて、ＬＥＤ光源２０２を見るユーザの視線を遮る２つの壁をそれぞれなす。その他の列に配置されたＬＥＤ光源２０２のＬＥＤリードフレーム２０２ｂは、異なる並べ方で配置され得る。中間列（３番目の行）にあるＬＥＤ光源２０２に関する限り、そのＬＥＤリードフレーム２０２ｂは次のように配置し得る。例えば、各ＬＥＤリードフレーム２０２ｂの第１側壁１５同士が管体１の長さ方向（Ｙ方向）に並び、第２側壁１６同士が管体１の幅方向（Ｘ方向）に並べられてもよい。また、各ＬＥＤリードフレーム２０２ｂの第１側壁１５同士が管体１の幅方向（Ｘ方向）に並び、第２側壁１６同士が管体１の長さ方向（Ｙ方向）に並べられてもよい。また、ＬＥＤリードフレーム２０２ｂ同士が互いにずれるように配置されてもよい。ＬＥＤ直管ランプのユーザがそのＸ方向から管体を見る場合にＬＥＤ光源２０２が生じる粒状感を弱めるためには、最も外側の列にあるＬＥＤ光源２０２のＬＥＤリードフレーム２０２ｂに第２側壁１６があれば、ＬＥＤ光源２０２を見るユーザの視線を遮るにじゅうぶんであり得る。そうでない配置は、最も外側の２列にあるＬＥＤ光源２０２のうちの１つまたはいくつかのＬＥＤリードフレーム２０２ｂの第２側壁１６に適用されてもよい。
【０２２９】
要約すると、複数のＬＥＤ光源２０２が管体１の長さ方向に延在する１列に配置される場合、ＬＥＤ光源２０２を見るユーザの視線を遮るための壁をそれぞれ形成するために、同じ列にあるすべてのＬＥＤ光源２０２のＬＥＤリードフレーム２０２ｂの第２側壁１６が同一直線上に配置されてもよい。複数のＬＥＤ光源２０２が、管体１の長さ方向に延在し幅方向に並ぶ複数の列に配置される場合、ＬＥＤ光源２０２を見るユーザの視線を遮るための２つの壁をそれぞれ形成するために、最も外側の列にあるすべてのＬＥＤ光源２０２のＬＥＤリードフレーム２０２ｂの第２側壁１６が同じ直線上に配置されてもよい。最も外側の列の間にある１つ以上の列では、第１側壁１５および第２側壁１６が最も外側の列と同じように配置されてもよいし、異なるように配置されてもよい。
【０２３０】
本発明の様々な異なる実施形態に係るＬＥＤ直管ランプは、上記のように説明される。ＬＥＤ直管ランプ全体に関して、特徴には「構造が強化された端部を有すること」、「ＬＥＤ照明帯片として可撓性回路シートが用いられること」、「管体の内側表面上が粘着フィルムで被覆されること」、「管体の内側表面上を拡散膜で被覆すること」、「ＬＥＤ光源に上方でシート状の拡散膜を被せること」、「管体の内側表面上を反射膜で被覆すること」、「熱伝導部材を含むエンドキャップ」、「磁気金属部材を含むエンドキャップ」、「リードフレームを備えるＬＥＤ光源」、および「ＬＥＤ照明帯片と電源とを接続するために回路基板アセンブリを利用すること」が含まれ、これらの特徴は、その１つのみ、または同時に多数が実施されるよう、単独にまたは一体的に実際に適用され得る。
【０２３１】
さらに、特徴のうち「構造が強化された端部を有すること」、「ＬＥＤ照明帯片として可撓性回路シートが用いられること」、「管体の内側表面上が粘着フィルムで被覆されること」、「管体の内側表面上を拡散膜で被覆すること」、「ＬＥＤ光源に上方でシート状の拡散膜を被せること」、「管体の内側表面上を反射膜で被覆すること」、「熱伝導部材を含むエンドキャップ」、「磁気金属部材を含むエンドキャップ」、「リードフレームを備えるＬＥＤ光源」、および「ＬＥＤ照明帯片と電源とを接続するために回路基板アセンブリを利用すること」は、いずれも、本発明の上述の各実施形態として記載された関連する技術的な要点、変形、およびこれらの任意の組み合わせを含む。
【０２３２】
例として、「構造が強化された端部を有すること」という特徴は、「管体は本体部、複数の後端部、および本体部と後端部とを接続する渡り部を含み、渡り部の両端は管体の軸方向の断面が弧状であり、後端部にはそれぞれエンドキャップが被せられており、後端部の少なくとも１つの外径は、本体部の外径よりも小さく、エンドキャップの外径は本体部の外径と同じである」という点を含んでもよい。
【０２３３】
例として、「ＬＥＤ照明帯片として可撓性回路シートが用いられること」という特徴は、「可撓性回路シートと電源との間の接続は、ワイヤボンディングまたははんだ接合で行われ、可撓性回路シートは、積層された配線層および誘電体層を含み、可撓性回路シートは、光を反射するインクによる回路保護層を有し、また、反射膜として機能するために管体の周方向に沿って拡張された部分を有する」という点を含んでもよい。”
例として、「管体の内側表面上が粘着フィルムで被覆されること」という特徴は、「拡散膜の組成には、炭酸カルシウム、ハロリン酸カルシウム、および酸化アルミニウム、またはこれらの任意の組み合わせを含み、さらに増粘剤およびセラミック活性炭を含んでもよく、拡散膜はＬＥＤ光源を覆うシートであってもよい」という点を含んでもよい。
【０２３４】
例として、「管体の内側表面上を反射膜で被覆すること」という特徴には、「ＬＥＤ光源は反射膜の開口内または反射膜の近傍に、反射膜の上に出るよう配置される」という点を含んでもよい。
【０２３５】
例として、「熱伝導部材を含むエンドキャップ」という特徴には、「エンドキャップは電気絶縁管であり、ホットメルト接着剤の一部または全部が熱伝導部材の内側表面と管体の外側表面との間にある収容空間に充填される」点を含んでもよい。「磁気金属部材を含むエンドキャップ」という特徴は、「磁気金属部材は円環状または非円環状であり、電気絶縁管の内側表面と磁気金属部材の外側表面との間の接触面積を小さくするための開口または陥凹部／隆起部と、磁気金属部材を支持し、または電気絶縁管と磁気金属部材との間の接触面積を小さくするための支持部および突出部を有する」という点を含んでもよい。
【０２３６】
例として、「リードフレームを備えるＬＥＤ光源」という特徴は、「リードフレームはＬＥＤチップを受けるための凹部を有し、凹部は、第１側壁および第２側壁に囲まれ、第１側壁は第２側壁よりも高さが低く、第１側壁同士は管体の長さ方向に並び、第２側壁同士は管体の幅方向に並ぶ」という点を含んでもよい。
【０２３７】
例として、「ＬＥＤ照明帯片と電源とを接続するために回路基板アセンブリを利用すること」という特徴は、「回路基板アセンブリは、長尺の回路シートおよび短尺の回路基板を有し、長尺の回路シートと短尺の回路基板とは、短尺の回路基板が長尺の回路シートの側端に近接するよう接合され、短尺の回路基板は電源モジュールを備えて電源をなし、短尺の回路基板は長尺の回路シートよりも硬い」という点を備えてもよい。
【０２３８】
本発明の上記の特徴はＬＥＤ直管ランプを改良するためにいかなる組み合わせで実行されてもよく、上記の実施形態は例示の目的としてのみ記載される。本発明は本明細書の記載に限定されず、また、本発明の趣旨および添付の請求項で画定される範囲から逸脱することなく多くの変形が可能である。
【図１】
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【図１Ａ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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