(57)【要約】  光源１１０、光源を少なくとも部分的に囲むエンベロープ１２０、及びエンベロープ内に光源を位置決めする位置決め部材１３０を含む、照明機器１００が提供される。位置決め部材は、光源がエンベロープの内面部分１２３から第１の距離ｄ１に位置決めされる第１の状態、及び、光源が内面部分から第２の距離ｄ２に位置決めされる第２の状態をとるように配置されることができる。位置決め部材は、形状記憶材料が所定の閾値を超える温度又は磁場のような外部刺激にさらされると位置決め部材を第１の状態から第２の状態に移行する当該形状記憶材料を含む。第２の距離は第１の距離より小さいため、光源はエンベロープの壁に向かって移動でき、ひいては、エンベロープを介した光源からの放熱の効率が向上する。
2017525097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源と、
前記光源を少なくとも部分的に囲むエンベロープと、
前記エンベロープ内に前記光源を位置決めする位置決め部材と、
を含む照明機器であって、
前記位置決め部材は、前記光源が前記エンベロープの内面部分から第１の距離に位置決めされる第１の状態、及び、前記光源が前記内面部分から第２の距離に位置決めされる第２の状態をとるように配置可能であり、前記第２の距離は前記第１の距離よりも小さく、
前記位置決め部材は、形状記憶材料が外部刺激にさらされると前記位置決め部材を第１の状態から前記第２の状態に移行する形状記憶材料を含む、
照明機器。
【請求項２】
前記位置決め部材は、当該位置決め部材の第１の状態において、前記エンベロープの開口端を介して前記エンベロープ内に導入可能である、請求項１に記載の照明機器。
【請求項３】
前記エンベロープの前記開口端は、前記エンベロープの前記内面部分で測定された幅よりも小さい幅を有する、請求項２に記載の照明機器。
【請求項４】
前記エンベロープは電球の形状に従う形状を有する、請求項１に記載の照明機器。
【請求項５】
前記光源は、固体光源である、請求項１に記載の照明機器。
【請求項６】
前記位置決め部材は、前記エンベロープの横方向に拡張することによって、前記第１の状態から前記第２の状態に移行する、請求項１に記載の照明機器。
【請求項７】
前記形状記憶材料は、形状記憶合金であるSMA、又は強磁性形状記憶合金であるFSMAである、請求項１に記載の照明機器。
【請求項８】
前記位置決め部材は、ワイヤ状の材料で形成される、請求項１に記載の照明機器。
【請求項９】
前記位置決め部材は、ばねとして形成される、請求項１に記載の照明機器。
【請求項１０】
前記エンベロープは、ヘリウムを含む気体で満たされる、請求項１に記載の照明機器。
【請求項１１】
前記エンベロープは、空気で満たされる、請求項１に記載の照明機器。
【請求項１２】
前記第２の距離は、前記内面部分における温度境界層の厚さと前記光源における温度境界層の厚さとの合計よりも小さい、請求項１に記載の照明機器。
【請求項１３】
前記位置決め部材は、前記第２の距離が１５ｍｍ以下になるよう調整される、請求項１に記載の照明機器。
【請求項１４】
照明機器を製造する方法であって、前記方法は、
エンベロープ内に位置決め部材を配置するステップであって、前記エンベロープは光源を少なくとも部分的に囲み、前記位置決め部材は前記エンベロープの内面部分から第１の距離に前記光源を位置決めする、当該配置するステップと、
前記光源が内面から第２の距離に位置決めされた第２の状態に、形状記憶材料が位置決め部材を移行するように、前記位置決め部材の前記形状記憶材料を外部刺激にさらすステップであって、前記第２の距離は前記第１の距離より小さい、当該さらすステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して照明機器の分野、特に、エンベロープ内に光源を配置するための位置決め部材を含む照明機器、及びそのような機器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）のような固体光源の光学性能及び寿命は、例えばそれらの動作温度に依存することが知られている。動作温度が高すぎると、光源の劣化や寿命が短くなるリスクが増す。したがって、特に、高出力ＬＥＤ、及び、エネルギを消費する例えば白熱灯のような従来の光源に代わるＬＥＤ、といった光源の冷却及び放熱に大きな関心が寄せられている。発生した熱は、例えば、周囲の雰囲気への自由な対流によって放散されたり、例えば光源と熱的に接触して配置されたヒートシンクを介して熱伝導によって放散されたりする。
【０００３】
米国特許出願公開第２０１３／０２５７２６１号明細書には、光源の下に配置された放熱ユニットによって光源が冷却される照明装置が開示されている。光源と放熱ユニットとの間に調整可能なギャップが形成され、より高い温度ではギャップが縮小されるように、熱変形性材料によって制御される。これにより、光源の温度が上昇するにつれて冷却効率が向上する。
【０００４】
様々な照明機器及び放熱技術が知られているが、製造が容易で、且つ、動作中に光源を十分に冷却することができるコンパクトな照明装置が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の問題の１つ以上をよりよく扱うために、独立請求項に定義された特徴を有する照明機器、及びそのような機器を製造する方法が提供される。好ましい実施形態は、従属請求項に定義されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、態様によれば、光を放射する光源と、光源を少なくとも部分的に囲むエンベロープと、エンベロープ内に光源を位置決めする位置決め部材とを含む、照明機器が提供される。位置決め部材は、光源がエンベロープの内面部分から第１の距離に位置決めされる第１の状態、及び、光源が内面部分から第２の距離に位置決めされる第２の状態をとるように配置されることが可能であり、第２の距離は第１の距離よりも小さい。更に、位置決め部材は、形状記憶材料がトリガすなわち外部刺激にさらされると、第１の状態から第２の状態に移行する当該形状記憶材料か、又は、位置決め部材を第１の状態から第２の状態に移行させる形状記憶材料を含む。
【０００７】
第２の態様によれば、照明機器を製造する方法が提供される。この方法は、光源を少なくとも部分的に囲むエンベロープ内に位置決め部材を配置するステップを含む。位置決め部材は、エンベロープの内面部分から第１の距離に光源を位置決めする。更に、この方法は、光源が内面から第２の距離に位置決めされる第２の状態に、形状記憶材料が位置決め部材を移行するように、位置決め部材の形状記憶材料をさらすステップを含み、第２の距離は第１の距離よりも小さい。
【０００８】
形状記憶材料は、第１の（変形された又は一時的な）状態から、本願の内容では第２の状態とも呼ばれる、当該形状記憶材料の元の状態に戻る能力を有する材料として理解されるべきである。状態の移行は、温度変化、又は、磁場、電界若しくは光への露出等の、外部刺激すなわちトリガによって誘発される。形状記憶材料の例には、形状記憶合金（ＳＭＡ）、強磁性形状記憶合金（ＦＳＭＡ）等の磁気形状記憶合金（ＭＳＭＡ）、及び形状記憶ポリマーを含む。
【０００９】
本発明は、照明機器の冷却すなわち光源からの熱伝達が、光源と、エンベロープを通じて放熱が行われる当該エンベロープとの間の距離を短くすることによって改善され得ることの理解に基づく。エンベロープを介した光源から周囲への熱伝達は、熱対流、熱伝導及び熱放射の３つのメカニズムを用いて説明できる。対流は、例えば空気又はヘリウムの流れのような、エンベロープ内の流体の移動による熱の伝達として理解されるべきである一方で、伝導は、隣接する原子及び分子の直接的な相互作用によって引き起こされる熱の伝達として理解されるべきであり、したがって必ずしも流体の流れを必要としない。熱放射は、隣接する原子又は分子との相互作用ではなく、電磁放射によって熱が伝達される第３のメカニズムである。熱放射は、ＬＥＤのような比較的低い温度の光源での全熱伝達に対する寄与は比較的小さいと考えられている。周囲媒体を通じた伝導による熱伝達は、エンベロープの内面部分までの距離の逆数と共に増加するので、伝導による熱伝達は、光源とエンベロープの内面部分との間の比較的小さい距離での主要なメカニズムであるとみなすことができる。その結果、対流による熱伝達は、より大きな距離で主要なメカニズムとなる。本願のコンテキストにおいて、比較的小さい距離とは、光源及びエンベロープそれぞれの温度境界層の累積された厚さと等しいかそれより小さい距離であるとみなされるべきである。
【００１０】
本態様は、照明機器の熱抵抗を低下させ、ひいては熱伝達の効率を改善させるように、光源と内面部分との間の距離を短くすることができるという利点を有する。重要なことに、第１の状態から第２の状態へと移行できる位置決め部材は、取り付け後、すなわち光源と位置決め部材とがエンベロープと組み立てられた後に、光源をエンベロープに向かって更に移動させることを可能にする。言い換えれば、光源は、ある時点でエンベロープ内に挿入され、後の時点で、すなわち、熱源のような外部トリガを用いるか、又は動作中に光源によって生成される熱によって、エンベロープの内面部分のより近くに位置決めされる。更に、トリガは、光、磁場、又は所定の電界強度を超える電界を用いて実現されてもよい。
【００１１】
更に、位置決め部材の第１及び第２の状態は、様々な条件又は目的に適するようにできる。第１の状態は、例えば、光源の取り付け又は製造プロセスを容易にすることができる一方で、第２の状態は、照明機器の熱的動作を改善できる。取り付けの間、エンベロープのネック又は開口端を介してエンベロープ内の中央に挿入するのを容易にするように、位置決め部材は比較的小さくコンパクトである。第２の状態では、第１の状態における第１の距離と比較して、光源がエンベロープの内面部分のより近くに配置されるように、位置決め部材が拡張される。したがって、照明機器は、熱伝達に大きな関心が寄せられている動作条件と、取り付け及び取扱いに焦点を当てた製造プロセスとの両方に、有利に調整される。
【００１２】
温度閾値又は電界強度の閾値等のトリガに応じて第１の状態から第２の状態に移行する位置決め部材は、何らかの機械的介入を必要とすることなく、光源をエンベロープの表面部分に向かって移動させることを、有利に可能にする。したがって、光源が第２の距離に位置決めされる前、すなわちエンベロープの内面部分に向かって移動される前に、エンベロープは封止されるか又は密閉され得る。
【００１３】
第１の状態から第２の状態への移行は、エンベロープを用いて、ひいては追加のヒートシンク又は放散ユニットを使用することなく、照明機器を冷却することを更に可能にする。特に、外部及び／又は追加のヒートシンクを介して別個の熱経路を有する照明機器と比較して、既存のエンベロープを介して熱を放散させることは、比較的小さくコンパクトな照明機器を可能にする。
【００１４】
位置決め部材は、直接的又は間接的に接続される光源のための機械的支持体として実現される。位置決め部材は、例えば、エンベロープ内に光源を正確かつ確実に配置するために、エンベロープに又は少なくともエンベロープに対して、固定して取り付けられる。位置決め部材は、例えば、接着剤又は溶融を用いてエンベロープに固定されたガラスのステム等のステムに取り付けられてもよい。
【００１５】
本明細書において、「状態」という用語は、位置決め部材がある形状や構成を有することであって、光源がエンベロープの内面部分から一定の距離に配置されることとして、理解されるべきである。第１の状態は、例えば、曲げ、巻き付け又はねじれによって位置決め部材が圧縮されることを指す。したがって、第２の状態は、圧縮されていない位置決め部材、又は、少なくとも位置決め部材があまり圧縮されていないことを指す。
【００１６】
更に、「移行」という用語は、第１の状態から第２の状態への転移又はその逆を指す。言い換えれば、光源がエンベロープの壁の近くに移動されるように、位置決め部材を減圧、拡張、巻きほどし又はまっすぐにする動作は、状態の移行として理解されるべきである。移行動作は、転移温度又は所定の磁場強度で開始されてもよく、及び／又は転移温度又は所定の磁場強度で完了されてもよい。
【００１７】
エンベロープは、例えば ポリマー材料又はセラミック材料等の、透明及び／又は半透明の材料を含み、例えば射出成型され得る。更に又は代替的に、エンベロープは、Ｇａ‐Ｌａ‐Ｓ（ＧＡＬ）ガラスを含み得る。エンベロープは、気密（気体不透過性）であるか、少なくとも気体透過性が比較的低い。エンベロープは、エンベロープ内の所望の雰囲気を維持するために、及び／又は、環境の影響から光源を保護するために、更に密封され得る。エンベロープは、位置決め部材とエンベロープとの間に、密閉のすなわち比較的気密な封止を得るために、様々な接合手法、例えば金属が金属又はセラミックに接合される又はセラミックがセラミックに接合されること等によって、位置決め部材に結合される。このことは、継ぎ目又は接点に添加剤を塗布することによって達成され、添加剤は例として金属（例えば、半田）、セラミック、又はガラス（例えば、フリット）を含む。
【００１８】
更に、エンベロープは、囲まれた雰囲気及び／又は光源の良好な放熱又は冷却を有利に可能にする比較的高い熱伝導率を有する。更に、エンベロープは、光源によって生成された光の少なくとも一部を反射するように配置された光反射領域、及び／又は生成された光の少なくとも一部を他の色に変換するように配置された蛍光体層（すなわち体積）を含んでもよい。
【００１９】
実施形態によれば、第１の状態の位置決め部材は、エンベロープの開口端すなわちネックを介してエンベロープ内に導入可能である。開口端は、エンベロープの内面部分で測定された幅よりも小さい、直径のような幅を有する。言い換えれば、光源は、照明機器の製造又は組み立て中に、エンベロープの内面部分から第１の（より大きな）距離で、エンベロープ内の場合によっては中心に位置決めされる。光源とエンベロープとの相対位置は、例えば位置決め部材をエンベロープにしっかりと固定することによって維持される。位置決め部材は、エンベロープ内に挿入された後、当該位置決め部材の第２の状態に移行され、この状態はエンベロープのネックを通過するには幅が広すぎるか、大きすぎる可能性がある。
【００２０】
実施形態によれば、エンベロープは従来の電球の形状に従う形状を有する。電球型エンベロープは、既に使用中の照明器具の、例えば、特に白熱光源、又は、蛍光灯若しくは高輝度放電光源のような他の光源を置き換えるためのレトロフィット照明機器を提供するために使用される。
【００２１】
実施形態によれば、位置決め部材は、エンベロープの縦方向に垂直な横方向に拡張することによって、第１の状態から第２の状態に移行する。縦方向は、位置決め部材の挿入方向、すなわちエンベロープの開口端から当該エンベロープの頂部に向かう縦の伸長に相当する一方で、横方向は、縦方向ではなくエンベロープの側方に走る方向として理解されるべきである。本実施形態では、光源及び位置決め部材は、第１の比較的コンパクトな状態で挿入することができる。次いで、光源がエンベロープ内に取り付けられると、位置決め部材が当該位置決め部材の第２の拡張状態をとるときに、光源は内面部分に向かって横方向に移動することができる。
【００２２】
一実施形態では、形状記憶材料は、形状記憶合金（ＳＭＡ）又は強磁性形状記憶合金（ＦＳＭＡ）等の磁性形状記憶合金（ＭＳＭＡ）を含む。ＦＳＭＡの例には、Ｎｉ２ＭｎＧａが含まれ、ＳＭＡの例には、銅‐アルミニウム‐ニッケル及びニッケル‐チタン（ＮｉＴｉ）合金が含まれる。
【００２３】
位置決め部材は、例えば、線状、棒状、若しくは板状の材料、又は帯状のストリップで形成される。更に、位置決め部材は、例えばコイルばね、螺旋ばね、又は板ばね等のばねとして形成されてもよい。ばね形状の位置決め部材は、有利に圧縮状態に変形され、そこから温度又は磁場の変化等の外部刺激にさらされたときに減圧された第２の状態に戻る。形状記憶材料は、例えば、室温（一般的に１５〜２５℃又は約２０℃）〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃、最も好ましくは７０〜１００℃の範囲の転移温度を有する。形状記憶材料もまた導電性であり、これによって光源に電力を供給するために位置決め部材を使用することができる。
【００２４】
エンベロープは、例えばヘリウム、水素、ネオン又は窒素を含む不活性ガス又は不活性雰囲気を有利に囲み、これは光源の劣化を防ぎ、ひいては照明機器の寿命を延ばし得る。代替的に又は更に、囲まれた雰囲気は酸素を含み、これは、例えば、上記の不活性ガスの１種又は数種と混合してもよい。本発明者らは、酸素を含む雰囲気が、ＬＥＤ等の光源の冷却、ひいては寿命を、更に増加することを示す研究を行った。ヘリウム及び、例えば水素等の他の低密度のガスの更なる利点は、それらの比較的高い熱伝導率であり、ゆえに照明機器の熱性能、特に伝導による熱伝達を改善することである。
【００２５】
一実施形態では、エンベロープは大気雰囲気で満たされる。このような雰囲気は、周囲空気中で取り付けが行われるため、位置決め部材の取り付けを容易にする。エンベロープを通るガス透過が受け入れられるため、エンベロープ内の大気雰囲気を使用することにより、エンベロープの気密性の要件が更に低減される。これにより、材料コストが低下し、製造工程が容易になる。
【００２６】
実施形態によれば、位置決め部材は、第２の距離が、エンベロープの内面部分における温度境界層と光源における温度境界層の厚さとの累積された厚さよりも、小さい。このことは、主として伝導によって熱が伝達されることを有利にする。温度境界層は、内面部分又は光源のような放熱面に隣接する層として理解されるべきであり、この層には、放熱面と周囲媒体（すなわち囲まれた雰囲気）との間に温度勾配が存在する。言い換えれば、温度境界層は、自由に流れる媒体と冷却される面との間の媒体の層として定義される。
【００２７】
一実施形態では、第２の距離は２０ｍｍ以下である。エンベロープ内の大気雰囲気の場合、第２の距離は有利に５〜８ｍｍ以下であり、熱伝達を更に改善する。本発明者らは、光源での有効温度境界層が、大気雰囲気の場合には１〜４ｍｍ、ヘリウム雰囲気の場合には３〜１０ｍｍであることを示す研究を行い、これはより低い熱抵抗を提示する。エンベロープの内面部分において、有効な温度境界層は、大気雰囲気の場合には少なくとも３ｍｍであり、ヘリウム雰囲気の場合には少なくとも８ｍｍである。したがって、１５ｍｍ以下の第２の距離は、有利にヘリウム雰囲気で使用される一方で、５ｍｍ以下の第２の距離は大気雰囲気で使用される。熱伝達の効率は、第２の距離が減少することで増大する一方で、光源とエンベロープの内面部分との間の挿入中の機械的接触によって引き起こされる損傷のリスクは、比較的大きい第１の距離で減少される。
【００２８】
光源は、一般的に固体光源であり、１つ又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む。しかし、「光源」という用語は、電磁スペクトルの任意の領域又は領域の組み合わせ、例えば、可視領域、赤外領域、及び／又は紫外領域において、例えばその間に電位差をかけることによって、又は電流を通過させることによって、活性化された場合に、放射線を放出できる任意の機器又は要素を指す。したがって、光源は、単色、準単色、多色又は広帯域のスペクトル放射特性を有することができる。光源の例には、半導体、有機又はポリマー／ポリメリックＬＥＤ、青色ＬＥＤ、光学ポンピングされた蛍光体ＬＥＤ、光学ポンピングされたナノ結晶ＬＥＤ、又は当業者によって容易に理解される他の同様のデバイスが含まれる。
【００２９】
「光源」（又は「ＬＥＤフィラメント」）という用語は、ＬＥＤがアレイに配置されるガラス又は半透明セラミック基板等の基板を更に指す。ＬＥＤは、電気トラック及びボンディングワイヤーを用いて、基板に電気的に接続される。蛍光体層は、放出された光の少なくとも一部を所望の色、例えば黄色に変換するように、ＬＥＤの頂部に堆積される。蛍光体層は、例えば基板の裏面等、基板上に提供され、これにより基盤を透過した光が色変換されることができる。
【００３０】
本発明の実施形態は、特許請求の範囲に記載された特徴のすべての可能な組み合わせに関することに留意されたい。更に、照明アセンブリについて説明した様々な実施形態は、第２の態様に従って定義された方法の実施形態と全て組み合わせ可能であることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
これらの態様及び他の態様は、実施形態を示す添付の図面を参照してより詳細に記載される。
【００３２】
【図１ａ】実施形態による照明装置の断面側面図を示す。
【図１ｂ】実施形態による照明装置の断面側面図を示す。
【図２ａ】図１ａに示される同様の実施形態の断面上面図を示す。
【図２ｂ】図１ｂに示される同様の実施形態の断面上面図を示す。
【図３ａ】実施形態による位置決め部材の上面図を示す。
【図３ｂ】実施形態による位置決め部材の上面図を示す。
【図４ａ】更なる実施形態による位置決め部材の上面図を示す。
【図４ｂ】更なる実施形態による位置決め部材の上面図を示す。
【図５】実施形態による照明機器の製造方法を概略的に示す。
【００３３】
全ての図は概略的であり、必ずしも縮尺通りではなく、概して、実施形態を解明するために必要な部分のみを示し、他の部分は省略されているか、単に示唆されている。同様の参照符号は、明細書全体を通して同様の要素を指す。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本態様は、現在好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下に十分に記載される。しかし、本発明は、多くの様々な形態で実施することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈すべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、徹底及び完全性のために提供され、当業者に本態様の範囲を完全に伝える。
【００３５】
図１ａ及び図１ｂは、本発明による照明機器を示す。図１ａでは、位置決め部材は当該位置決め部材の第１の状態に配置され、図１ｂでは、位置決め部材が当該位置決め部材の第２の状態に配置される。
【００３６】
照明機器は、ＬＥＤ１１０等の光源と、エンベロープ１２０と、位置決め部材１３０とを含む。図１ａ及び図１ｂの実施形態による照明機器は、ホルダ１４０、ステム１４３、及びエンベロープ１２０の開口部１２５を更に含む。
【００３７】
ＬＥＤ１１０は、支持体上、例えばプリント回路基板すなわちＰＣＢ上に取り付けられ、ＬＥＤ１１０に電力供給及び機械的支持を提供する。図１ａ及び図１ｂに示される実施形態は、複数のＬＥＤ１１０を有し、位置決め部材１３０を用いてホルダ１４０に取り付けられている、対向配置された２つのＰＣＢ１１３を含む。ホルダ１４０は、ガラスのステム１４３等のステム１４３に取り付けられ、エンベロープの長軸に平行な垂直方向、すなわちエンベロープの底部開口部１２５からエンベロープ１２０の上部対向する頂部に向かって伸びる方向に伸びる。ホルダ１４０、位置決め部材１３０及び光源１１０は、エンベロープ１２０内の中央に配置され、すなわちエンベロープ１２０の長軸に沿って配置される。
【００３８】
位置決め部材１３０は、ＰＣＢ１１３とホルダ１４０との間に構造的に配置され、ＰＣＢ１１３、ひいてはＬＥＤ１１０を、エンベロープ１２０内の所望の場所に位置決めされる。位置決め部材１３０の第１の状態において、光源１１０は、当該光源がエンベロープ１２０の内面部分１２３に近づけられた第２の状態と比較して、中心長軸の比較的近くに配置される。図１ａは、エンベロープ１２０のそれぞれの内面部分１２３からの第１の距離ｄ１におけるＬＥＤ１１０の位置を示す一方で、図１ｂは、内面部分１２３から第２の距離ｄ２に位置決めされるＬＥＤ１１０を示す。
【００３９】
エンベロープは、例えば、 ＬＥＤ１１０を少なくとも部分的に囲むガラスバルブとして形成される。内面部分１２３は、それぞれのＬＥＤ１１０の取り付け位置において、当該それぞれのＬＥＤ１１０と向き合うように配置される。ＬＥＤ１１０及びＰＣＢ１１３が取り付けられる位置決め部材１３０は、第１の圧縮状態、及び、第２の拡張状態をとる。第１の状態において、ＬＥＤ１１０は、第２の状態におけるそれらの位置と比較して、ホルダの比較的近くに位置決めされる。その結果、位置決め部材が第１の状態から第２の状態に移行すると、ＬＥＤ１１０とエンベロープ１２０のそれぞれの内面部分１２３との間の第１の距離ｄ１は、第２の距離ｄ２に縮小される。
【００４０】
この実施形態では、第１の状態における、ＬＥＤ１１０、ＰＣＢ１１３、及び位置決め部材１３０の、全体の横方向の伸びは、エンベロープ１２０の開口部すなわちネック１２５より小さく、したがって、これらの構成要素は、照明機器１００の組み立て中に開口部１２５を通って挿入され得る。距離ｄ１は更に、ＬＥＤ１１０又は位置決め部材１３０が挿入中にエンベロープ１２０に接触するリスクを低減し、ひいては、エンベロープ１２０、任意のＬＥＤ１１０、及び／又は位置決め部材１３０に、挿入中の機械的損傷を引き起こすリスクを低減する。
【００４１】
ＬＥＤ１１０、ＰＣＢ１１３及び位置決め部材１３０が挿入されると、エンベロープ１２０内に所望の雰囲気を提供し維持するように、例えばホルダ１４０又はガラスのステム１４３に溶接又は接着することによって、エンベロープ１２０の開口部１２５が封止される。雰囲気は、例えば、 ヘリウム、ネオン若しくは窒素等の不活性ガス、又は酸素、及び/又は空気等のガス混合物を含む。
【００４２】
図１ｂでは、位置決め部材１３０が第２の状態で示される。ＬＥＤ１１０と内面部分１２３との間の距離は、第２の距離ｄ２に減少され、これはｄ１より小さい。したがって、ＬＥＤ１１０は、位置決め部材１３０の第１の状態から第２の状態への移行中に、エンベロープ１２０の内面部分１２３に向かって横方向に移動する。これにより、ＬＥＤ１１０は第２の状態において、位置決め部材１３０の第１の状態よりもエンベロープ１２０の内面部分１２３に近くに位置決めされ、これにより放熱の効率が高まる。
【００４３】
位置決め部材１３０は、本実施形態によれば、形状記憶合金（ＳＭＡ）又は強磁性形状記憶合金（ＦＳＭＡ）等の形状記憶材料で形成されたワイヤ１３０を含む。ワイヤ１３０は、その第１の状態において、１つ又は複数の方向に湾曲されるか又は曲げられ、これについては後に詳しく説明する。ＳＭＡは転移温度を有し、その温度を超えると、ＳＭＡはその変形された第１の状態から当該ＳＭＡの元の変形されていない状態に移行し始める。同様に、ＦＳＭＡが使用された場合、ワイヤ１３０は、所定の閾値を超える磁場強度を有する磁場にさらされると、当該ワイヤ１３０の第２の変形されていない元の状態に戻る。ＳＭＡの例には、銅‐アルミニウム‐ニッケル及びニッケル‐チタン（ＮｉＴｉ）合金が含まれる。
【００４４】
図２ａ及び図２ｂは、図１ａ及び図１ｂを参照して説明したのと同様の照明機器の一部の上面断面図である。断面は、エンベロープ１２０の横幅に沿っており、エンベロープ１２０、ＬＥＤ１１０、及び位置決め部材１３０の相対位置を示す。位置決め部材１３０は、本実施形態によれば、図２ａに示される圧縮された第１の状態に曲げられた材料の平らなストリップから形成される。したがって、位置決め部材１３０は比較的コンパクトであり、すなわち横方向の伸びが比較的小さく、ゆえに、ＬＥＤ１１０は、エンベロープ１２０の内面部分１２３から第１の距離ｄ１に位置決めされる。
【００４５】
図２ｂにおいて、位置決め部材１３０は、ＬＥＤ１１０がエンベロープ１２０の内面部分１２３のより近くに配置されるように、平らなストリップがまっすぐにされた第２の状態で配置される。したがって、位置決め部材１３０の横方向の伸びは第１の状態よりも大きく、ＬＥＤ１１０はエンベロープ１２０の内面部分１２３から距離ｄ２に位置決めされる。
【００４６】
しかし、位置決め部材１３０は必ずしもワイヤ状の材料で形成されなくてもよいことがわかる。位置決め部材１３０は、例えば、減圧された第１の状態に変形することができ、拡張された元の第２の状態に戻ることができる、少なくとも１つのプレート、ロッド、ストリップ、ワイヤ、チューブ等から形成されてもよい。位置決め部材は、例えば、曲げ、折りたたみ、巻きつけ、よじれ又はねじれによって圧縮状態に変形されることができる。位置決め機器は、１つ又は複数の光源１１０及び／又はＰＣＢ１１３を支持するように形成されてよいことも理解されよう。
【００４７】
図３ａ及び図３ｂには、本発明による位置決め部材１３０の更なる実施例が示される。位置決め部材１３０は、例えば、ホルダ１４０に取り付けられ、照明機器１００の横平面においてそれぞれの直交方向に伸びる、４つのコイルばねによって形成される。図３ａは、光源１１０がエンベロープの内面部分１２３から第１の距離ｄ１に位置決めされるようにコイルばね１３０が圧縮される、第１の状態の位置決め部材を示す。
【００４８】
位置決め部材１３０は、第１の状態において、位置決め部材１３０がエンベロープ１２０の開口端すなわちネック１２５（図示せず）を通って挿入されることを可能にするように、十分に圧縮される。言い換えれば、位置決め部材１３０は、それらの全体の最大の横方向の伸びがネック１２５の幅を超えないように、ＬＥＤ１１０が互いに十分に近くに配置されることを可能にするように形成される。位置決め部材１３０、ひいてはＬＥＤ１１０がエンベロープ１２０内に位置決めされた後、位置決め部材が当該位置決め部材の第１の状態から当該位置決め部材の元の第２の状態に戻ることができるように、位置決め部材は外部トリガにさらされる。位置決め部材１３０がＳＭＡから形成される場合、位置決め部材１３０は転移温度を超える温度に加熱される。転移温度は、例えば、７０℃〜１００℃の範囲のように、室温と２００℃以下の間に含まれる。位置決め部材１３０がＦＳＭＡから形成される場合、位置決め部材１３０は磁場にさらされる。
【００４９】
図３ｂは、エンベロープ１２０のそれぞれの内面部分１２３から第２の短い距離ｄ２にＬＥＤ１１０が配置された、第２の状態の位置決め部材１３０を示す。図３ｂに示される全ての４つのＬＥＤ１１０は同じ距離ｄ２に配置されたように見えるが、当該４つのＬＥＤ１１０はエンベロープ１２０のそれぞれの内面部分１２３から別々の距離に配置されてもよいことがわかる。第１及び第２の距離ｄ１及びｄ２は、本願のコンテキストにおいて、少なくとも１つの光源１１０と、光源１１０の最も近くに位置する内面部分１２３との間の距離として理解されるべきである。
【００５０】
図４ａ及び図４ｂは、前述の図を参照して説明された実施形態と類似の照明機器１００の別の実施形態の断面上面図を示す。しかし、本照明機器１００の位置決め部材１３０は、照明機器１００の長軸に平行な平面内に伸びる２つの板状構造から形成される。板状構造は、第１の状態においては、図４ａの上面図に示される通り、当該板状構造が交差する２つのＳ字状の断面を形成するように湾曲する。図４ｂに示す第２の状態においては、位置決め部材１３０は、両方の板状構造が、図４ａの湾曲した平面ではなく、それぞれの直線の平面の形状に従うように、まっすぐにされる。したがって、位置決め部材１３０によって支持される例えばＬＥＤ１１０のような光源１１０は、第２の状態において、光源１１０が、第１の状態の第１の距離ｄ１と比較してそれぞれの内面部分１２３からより小さい距離ｄ２に配置されるように、エンベロープ１２０に向かって移動する。
【００５１】
図５は照明機器を製造する方法を概略的に示し、エンベロープ内に位置決め部材を位置決めするステップ２１０であって、エンベロープは光源を少なくとも部分的に囲み、位置決め部材はエンベロープの内面部分から第１の距離に光源を位置決めするステップと、光源が内面から第２の距離に位置決めされる第２の状態に位置決め部材が移行するように、位置決め部材の形状記憶材料を所定の閾値を超える温度又は磁場のような外部刺激にさらすステップ２２０であって、第２の距離は第１の距離よりも小さいステップと、を含む。
【００５２】
結論として、照明機器が提供される。照明機器は、エンベロープによって少なくとも部分的に囲まれた光源であって、位置決め部材を用いてエンベロープ内に位置決めされることができる光源を含む。位置決め部材は、エンベロープの内面部分から第１の距離に光源が位置決めされる第１の状態と、内面部分から第２の距離に光源が位置決めされる第２の状態とをとるように配置可能である。第２の距離は、光源からの熱伝達を増加させることができるように、第１の距離よりも小さい。位置決め部材は、所定の閾値を超える温度又は磁場のような外部刺激にさらされると位置決め部材を第１の状態から第２の状態に移行する形状記憶材料を含む。これにより、照明源が組み立てられた後でも、光源がエンベロープの内面部分に向かって移動され得る。
【００５３】
当業者は、本発明は決して上記の好ましい実施形態に限定されないことがわかる。それどころか、添付の請求項の範囲内で多くの修正及びバリエーションが可能である。例えば、位置決め部材は、光源に電力を供給するように導電性であってもよく、又は光源及び／又は照明機器を電気的短絡から保護するように電気的に絶縁されてもよい。光源は、例えば、位置決め装置及び／又はホルダとは別個に形成された電気コネクタを用いて電力を供給されてもよい。
【００５４】
更に、特許請求された発明を実施するにあたり、図面、明細書、及び添付の請求項の研究から、開示された実施形態のバリエーションは、当業者によって、理解され、達成されることができる。請求項で、「含む」の文言は他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数を除外するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせを有利に用いることができないことを意味するものではない。請求項のいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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