特許 5844405 ランプ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5844405

(24)【登録日】2015年11月27日

(45)【発行日】2016年1月13日

(54)【発明の名称】ランプ構造

(51)【国際特許分類】

   F21K 9/00 20160101AFI20151217BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20151217BHJP

   F21V 17/00 20060101ALI20151217BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20151217BHJP

   F21V 29/70 20150101ALI20151217BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20151217BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 231

   F21V17/00 154

   F21V19/00 150

   F21V19/00 170

   F21V29/70

   F21V29/503

【請求項の数】13

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-75377(P2014-75377)

(22)【出願日】2014年4月1日

(65)【公開番号】特開2015-88452(P2015-88452A)

(43)【公開日】2015年5月7日

【審査請求日】2014年4月4日

(31)【優先権主張番号】102139768

(32)【優先日】2013年11月1日

(33)【優先権主張国】TW

(31)【優先権主張番号】102220409

(32)【優先日】2013年11月1日

(33)【優先権主張国】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】390023582

【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院

【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(72)【発明者】

【氏名】廖春雄

(72)【発明者】

【氏名】劉信助

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼志郎

(72)【発明者】

【氏名】李兆偉

(72)【発明者】

【氏名】陳建明

【審査官】 柿崎 拓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０６０４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１４６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１８４３４６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−０９６２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２１９７１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いにつながった装着部および冷却部を備え、前記装着部は、２つの外壁面と、対応する当該２つの外壁面にそれぞれ位置するとともに２つの制限面をそれぞれ有する２つのスロットと、前記冷却部の２つの端部につながった支持面とを有し、前記２つの制限面の２つの延長面が交差して１８０度未満の第１の夾角をなすプラスチックベースと、
前記支持面の上に配置された光源と、
互いにつながったカバー部および２つのスナップ部を備え、前記２つのスナップ部は前記カバー部の２つの相対する端部にそれぞれつながっているとともに２つの外面をそれぞれ有し、前記２つのスナップ部が前記プラスチックベースの対応する前記２つのスロットにそれぞれ配置され、前記２つの外面が前記プラスチックベースの対応する前記２つの制限面とそれぞれ対面することによって、前記カバー部が前記光源を包囲するプラスチックランプシェードと、
を備え、
前記装着部は、２つの結合構造をさらに有し、
前記２つの外壁面は、対応する前記２つの対応する結合構造を介して前記支持面にそれぞれつながり、
前記２つの結合構造の各々は、前記支持面に対し前記冷却部から離間する方向に延在するＬ字型部材であり、
２つのロックスロットをさらに備え、当該２つのロックスロットの各々は、前記スロットにおける前記結合構造とは反対側の端部に位置することによって、前記スロットが前記結合構造と前記ロックスロットとの間に位置することを特徴とするランプ構造。

【請求項2】

前記２つの延長面は、前記光源から離間する方向に延在する前記２つの制限面で形成され、前記第１の夾角は２０度乃至１４０度であることを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項3】

前記２つの制限面の前記２つの延長面と前記支持面とは第２の夾角と第３の夾角とをそれぞれなし、前記第２の夾角および前記第３の夾角は２０度乃至８０度であることを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項4】

前記２つのスロットの各々は、該当の制限面において少なくとも１つの第１の突起微細構造をさらに有し、
前記２つのスナップ部の各々は、前記少なくとも１つの第１の突起微細構造と互いに係合する少なくとも１つの第２の突起微細構造をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項5】

前記光源は、前記２つの結合構造と結合して前記支持面上に配置された回路基板と、当該回路基板の上に配置された少なくとも１つの発光ダイオードとを有することを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項6】

前記装着部は、対応する前記２つの結合構造および外壁面にそれぞれつながることによって、前記冷却部に向かって前記支持面とともに凹部を形成する２つの斜面をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項7】

前記２つの斜面および前記支持面は第４の夾角および第５の夾角をそれぞれなし、前記第４の夾角および前記第５の夾角は１３５度乃至１５０度であることを特徴とする請求項６に記載のランプ構造。

【請求項8】

前記凹部は、前記支持面と反対側の底面をさらに有し、前記冷却部は、前記底面と対向する内壁を有し、前記底面と前記内壁面の最下点との間の垂直な距離は、１ｍｍ乃至３ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載のランプ構造。

【請求項9】

前記冷却部は、多重凹凸微細構造をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項10】

少なくとも１つのエンドキャップおよび２つの固定具をさらに備え、前記少なくとも１つのエンドキャップは２つの孔を有し、前記２つの固定具は前記少なくとも１つのエンドキャップの前記２つの孔を貫通して前記プラスチックベースの前記２つのロックスロットでロックされることを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項11】

前記プラスチックベースは、熱伝導性プラスチックから構成されて、ポリプロピレンおよびポリカーボネートからなる群から選択された樹脂と、ガラス繊維、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、グラファイト、酸化マグネシウム、二酸化チタン、およびホウ素ニトリドからなる群から選択された複数の熱伝導性材料と、を含み、前記複数の熱伝導性材料は前記樹脂の内部にドープされたことを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【請求項12】

前記樹脂の含有量は４０％乃至８０％であり、前記熱伝導性材料の含有量は６０％乃至２０％であることを特徴とする請求項１１に記載のランプ構造。

【請求項13】

前記プラスチックベースの熱伝導性は０．３Ｗ／Ｍ・Ｋより高いことを特徴とする請求項１に記載のランプ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ランプ構造に関し、特に、プラスチックライトチューブを有するランプ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

白色発光ダイオード（ＬＥＤ）は、高効率、省エネルギー、高速反応、長寿命かつ無害の光源であり、省エネルギーおよび環境保護の要求に完全に見合っている。そのため、白色ＬＥＤは、次世代の光源になりつつある。

【0003】

産業経済ナレッジセンター（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｃｏｎｏｍｉｃｓ ａｎｄ Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ Ｃｅｎｔｅｒ、ＩＥＫ）は、ＬＥＤ照明の規模が２０１５年にはおよそ３５０億ドルに達すると推定している。照明業界における普及率は約３０％であり、年間８０％の成長率で急速に成長している。

【0004】

ほとんどの既存のＬＥＤライトチューブには、放射材料としてアルミニウムまたはアルミニウム合金が使用されている。アルミニウムまたはアルミニウム合金製のＬＥＤライトチューブは、高コストで重量が重い。したがって、同業界は、全プラスチック製ＬＥＤライトチューブの開発を開始してライトチューブの重量およびコストを削減しようとしている。しかしながら、現在のプラスチック製ＬＥＤライトチューブはいずれも、組立信頼性が低く冷却効率が低いという問題を抱えている。
例えば、ライトチューブの上カバーおよび下カバーは、外力で押下されると破損するおそれがある。そのため、全プラスチック製ライトチューブの組立信頼性および冷却効率をどのように向上させるかが、現在製造者が解決すべき問題の１つであろう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、全プラスチック製ライトチューブの組立信頼性を向上させるためのランプ構造を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示によるランプ構造は、プラスチックベース、光源、およびプラスチックランプシェードを備える。プラスチックベースは、互いにつながっている装着部および冷却部を備える。装着部は、２つの外壁面と、２つのスロットと、冷却部の２つの端部につながっている支持面とを有する。２つのスロットは、対応する外壁面にそれぞれ位置し、各スロットは、制限面を有する。２つの制限面の２つの延長面は、交わって第１の夾角を形成する。第１の夾角は、１８０度未満である。光源は、支持面上に配置される。プラスチックランプシェードは、互いにつながっているカバー部および２つのスナップ部を備える。２つのスナップ部は、カバー部の２つの相対する端部にそれぞれつながり、各々のスナップ部は外面を有する。２つのスナップ部は、２つの対応するスロットに配置される。２つの外面は、それぞれ２つの対応する制限面と対面している。カバー部は、光源の周囲を包囲している。

【0007】

本開示に開示したランプ構造によれば、この実施形態における２つの制限面の延長面の間の夾角が１８０度未満で、かつプラスチックランプシェードが外力で押下されると、２つの制限面は、２つのスナップ部の外面に当接して、２つのスナップ部が反対方向に広がってスロットから脱離しないようにすることができ、これによってランプ構造の組立信頼性が向上する。

【0008】

本開示の内容に関する上記の説明および実施形態に関する以下の説明は、本開示の原理を例示して説明するとともに、本開示の特許請求の範囲についてのさらに深い解釈を示すために用いるものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の実施形態によるランプ構造の概略断面図である。

【図2】図１の概略分解図である。

【図3】図１のランプ構造の３次元分解図である。

【図4】水平面に対して垂直な外力で押下したときの図１のランプ構造の概略断面図である。

【図5】本発明の第２の実施形態によるランプ構造の概略断面図である。

【図6】本発明の第３の実施形態によるランプ構造の概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１および図２を参照すると、図１は、本発明の第１の実施形態によるランプ構造の概略断面図であり、図２は、図１の概略分解図である。

【0011】

この実施形態におけるランプ構造１０は、プラスチックベース１００、光源２００、およびプラスチックランプシェード３００を備えている。光源２００は、プラスチックベース１００上に配置されている。プラスチックランプシェード３００は、プラスチックベース１００上に配置され、光源２００を覆っている。

【0012】

プラスチックベース１００は、互いにつながっている装着部１１０および冷却部１２０を備える。装着部１１０は、１つの支持面１１１、２つの外壁面１１２、２つのスロット１１３、２つのロックスロット１１４、および２つの結合構造１１５を有する。２つの外壁面１１２は、冷却部１２０の２つの端部につながり、２つの外壁面１１２は、それぞれ対応する結合構造１１５を介して支持面１１１につながっている。
２つのスロット１１３は、それぞれ対応する外壁面１１２上に位置しているとともに、支持面１１１の２つの対応する側に位置している。スロット１１３を設けることで、プラスチックランプシェード３００およびプラスチックベース１００をしっかりと係合させることができる。特に、各スロット１１３は、内側にくぼんだ外壁面１１２で形成された構造である。各スロット１１３は、制限面１１３ａを有し、この制限面はその構造内にある斜面であり、外壁面１１２とつながっている。この実施形態では、制限面１１３ａは、外壁面１１２に直接つながっているが、これに限定されない。他の実施形態では、２つの制限面１１３ａが誘導斜面を介して外壁面１１２につながっていてもよい。

【0013】

この実施形態では、２つの制限面１１３ａを光源２００から離れていく方向に向かって延長して形成する２つの延長面１１３ｃによって、１８０度未満の第１の夾角θ１が生じる。この実施形態では、第１の夾角θ１は、２つのスロット１１３のスナップ効果および制限効果を増大させるために、２０度から１４０度の間である。

【0014】

また、２つの制限面１１３ａの延長面１１３ｃおよび支持面１１１は、それぞれ第２の夾角θ２および第３の夾角θ３を有する。第２の夾角θ２および第３の夾角θ３は、２０度から８０度の間である。この実施形態における第２の夾角θ２は、第３の夾角θ３と等しいが、これに限定されない。他の実施形態では、第２の夾角θ２が第３の夾角θ３と異なっていてよい。

【0015】

支持面１１１は水平面に平行なので、２つの制限面１１３ａの延長面１１３ｃと水平面との間の角度は、それぞれ２０度から８０度である。また、説明しやすいように、最初に一例として、水平面に平行な支持面１１１を以下に挙げる。

【0016】

この実施形態における各スロット１１３は、さらに、少なくとも１つの第１の突起微細構造１１３ａを備えている。第１の突起微細構造１１３ａは、スロット１１３の固定効果および制限効果を増大するように制限面１１３ａに位置し、これによってプラスチックランプシェード３００が落下するのを回避する。この実施形態の第１の突起微細構造１１３ａは、鋸歯状の突起構造だが、これに限定されない。例えば、他の実施形態では、第１の突起微細構造１１３ａは、制限面１１３ａの摩擦耐性を増大できるリブ、スレッド、または突片などの構造であってよい。

【0017】

２つのロックスロット１１４は、それぞれ対応する外壁面１１２に位置しているとともに、支持面１１１の２つの対応する側に位置している。特に、ロックスロット１１４は、内側にくぼんだ外壁面１１２で形成された構造である。各ロックスロット１１４は、結合構造１１５とは反対側にあるスロット１１３のもう一方の端部に位置して、スロット１１３が結合構造１１５とロックスロット１１４との間に位置する。

【0018】

各結合構造１１５は、支持面１１１および外壁面１１２につながっている。特に、結合構造１１５は、支持面１１１が冷却部１２０から離れていく方向に向かって延びているＬ字型部材である。結合構造１１５は、光源２００を取り付けて光源２００を支持面１１１上に配置するために使用される。

【0019】

冷却部１２０は、さらに、冷却部１２０の面積を増大させるための多重凹凸微細構造１２１を有し、これによって冷却部１２０の冷却効果が増大する。

【0020】

この実施形態では、プラスチックベース１００の装着部１１０および冷却部１２０は、一体構造を形成するために熱伝導性プラスチックを押出成形したものである。熱伝導性プラスチックは、樹脂および複数の熱伝導性材料を含んでいる。
熱伝導性材料は、熱伝導性プラスチックの熱伝導性を増大させるために樹脂内でドープされる。樹脂含有量は４０％から８０％であり、熱伝導性材料含有量は６０％から２０％である。この実施形態では、樹脂は、ポリプロピレンおよびポリカーボネートからなる群から選択され、熱伝導性材料は、ガラス繊維、マイカ、クレー、炭酸カルシウム、グラファイト、酸化マグネシウム、二酸化チタン、および窒化ホウ素からなる群から選択される。

【0021】

例えば、表１および表２を参照すると、表１および表２は、熱伝導性プラスチックの配合割合の関係を示している。

【0022】

【表1】

【0023】

【表2】

【0024】

熱伝導性プラスチックの上記の配合を用いて作製したプラスチックベース１００の熱伝導性値は０．３Ｗ／ＭＫを上回り、ランプ構造１０の冷却効率を高める可能性がある。

【0025】

この実施形態では、プラスチックベース１００は一体構造だが、これに限定されない。他の実施形態では、プラスチックベース１００は一体構造でなくてもよい。

【0026】

光源２００は、回路基板２１０および少なくとも１つの発光ダイオード２２０を備えている。少なくとも１つの発光ダイオード２２０は、回路基板２１０上に配置されている。光源２００は、装着部１１０に配置されている。特に、支持面１１１の面積は、実質的に回路基板２１０の面積と等しい。回路基板２１０は、装着部１１０の結合構造１１５に合致し、回路基板２１０を結合構造１１５に取り付けて支持面１１１上に固定するように配置できる。光源２００はプラスチックベース１００に固定され、支持面１１１と熱的に接触しているため、光源２００の動作中に発生する熱は、装着部１１０の支持面１１１を介して冷却部１２０に伝達することができる。

【0027】

プラスチックランプシェード３００は、互いにつながっているカバー部３１０および２つのスナップ部３２０を備えている。２つのスナップ部３２０は、それぞれカバー部３１０の２つの相対する端部につながっている。各スナップ部３２０は、外面３２１および第２の突起微細構造３２２を有する。第２の突起微細構造３２２は、外面３２１に位置し、スロット１１３内で第１の突起微細構造１１３ｂと合致する。スナップ部３２０の外面３２１およびスロット１１３の制限面１１３ａは、実質的に互いに平行である。したがって、２つのスナップ部３２０を対応する２つのスロット１１３に装着すると、第１の突起微細構造１１３ｂおよび第２の突起微細構造３２２は、プラスチックランプシェード３００をプラスチックベース１００の上に固定できるように互いに嵌合することができる。
２つの外面３２１は、それぞれ対応する２つの制限面１１３ａと対面している。カバー部３１０は、光源２００を包囲している。この実施形態では、スナップ部３２０のスナップは、スロット１１３のくぼみ形状と合致するが、これに限定されない。他の実施形態では、スナップ部３２０の形状もスロット１１３のくぼみ形状と部分的に合致していてよい。また、プラスチックランプシェード３００の材料には、光拡散性を有する樹脂、例えばアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）にシリカ粒子もしくはポリスチレン球などの光拡散粒子を加えたもの、またはポリカーボネート（ＰＣ）にシリカゲル粒子もしくはＰＭＭＡ球粒子などの光拡散粒子を加えたものを使用する。

【0028】

また、この実施形態における光源２００は、熱伝導性プラスチックでできたプラスチックランプシェード３００およびプラスチックベース１００内に配置される。プラスチックは、プラスチックランプシェード３００内かつプラスチックベース１００内に位置する光源２００および他の電子回路を外部から電気的に絶縁できるため、本ランプ構造１０は、工場を出る前の高電圧試験に容易に合格できる。

【0029】

図３を参照すると、図３は、図１のランプ構造の３次元分解図である。

【0030】

この実施形態におけるランプ構造は、２つのエンドキャップ４００および複数の固定具５００を備えている。２つのエンドキャップ４００は、それぞれ組み立てた後に、プラスチックベース１００およびプラスチックランプシェード３００の２つの相対する端部に装着され、各エンドキャップ４００には２つの孔４１０が設けられている。
組み立てる際は、孔４１０はそれぞれロックスロット１１４の位置に対応する。各固定具５００は、それぞれエンドキャップ４００上にある２つの孔４１０を貫通し、プラスチックベース１００の２つの相対する端部にある各ロックスロット１１４にロックされて、２つのエンドキャップ４００はそれぞれプラスチックベース１００の２つの相対する端部でロックされる。

【0031】

図４を参照すると、図４は、水平面に対して垂直な外力で押下したときの図１のランプ構造の概略断面図である。

【0032】

プラスチックランプシェード３００のカバー部３１０を、支持面１１１に対して垂直な外力Ｆ１で押下すると、プラスチックランプシェード３００の２つのスナップ部３２０は、スロット１１３から離れていく方向に向かって水平方向に沿って広がるはずであり（それぞれ矢印ａ、ｂの方向）、その結果、プラスチックランプシェード３００はプラスチックベース１００から脱離する。しかし、２つの制限面１１３ａの延長面１１３ｃの間にできる第１の夾角θ１は１８０度未満であるため、つまり、２つの制限面１１３ａの延長面１１３ｃと水平面（または支持面１１１）との間にできる第２の夾角θ２および第３の夾角θ３は、それぞれ１つの実施形態では０度を上回るため、第２の夾角θ２および第３の夾角θ３はそれぞれ２０度から８０度である。
２つのスナップ部３２０が広がろうとすると、２つの制限面１１３ａは、２つのスナップ部３２０に当接するように内向きの外力Ｆ２およびＦ３を供給して、２つのスナップ部３２０が反対方向に広がってスロット１１３から脱離しないようにすることができ、これによってランプ構造１０の組立信頼性が向上する。

【0033】

また、２つのスナップ部３２０が２つのスロット１１３にスナップ嵌めされると、スロット１１３の第１の突起微細構造１１３ｂはスナップ部３２０の第２の突起微細構造３２１と係合できるため、ランプ構造１０の組立信頼性をさらに向上させることができる。

【0034】

図５を参照すると、図５は、本発明の第２の実施形態によるランプ構造の概略断面図である。この実施形態は、図１の実施形態と同様であるため、２つの実施形態の相違点のみを説明する。

【0035】

この実施形態の装着部１１０は、さらに、２つの斜面１１６を有する。各斜面１１６は、対応する結合構造１１５および外壁面１１２につながって、支持面１１１および２つの斜面１１６は、冷却部１２０に向かってくぼんでいる凹部１１７を形成する。
２つの斜面１１６および支持面１１１は、それぞれ第４の夾角θ４および第５の夾角θ５を有し、第４の夾角θ４および第５の夾角θ５は、それぞれ１３５度から１５０度である。この実施形態では、第４の夾角θ４は第５の夾角θ５に等しいが、これに限定されない。他の実施形態では、第４の夾角θ４が第５の夾角θ５と異なっていてもよい。

【0036】

また、凹部１１７は、さらに、支持面１１１とは反対側にある底面１１７ａを有する。冷却部１２０は、凹凸微細構造１２１とは反対側にある内壁面１２２を有する。内壁面１２２は、底面１１７ａと対向している。凹部１１７の底面１１７ａと冷却部１２０の内壁面１２２の最下点との間の垂直な距離Ｈは、１ｍｍから３ｍｍである。

【0037】

光源２００は、結合構造１１５を介して支持面１１１の上に固定されている。ＬＥＤ２２０がビームを放射すると、斜面１１６はビームのエッジで光を遮断することができる。ビームのエッジは光点が発生する現象を起こす可能性があるため、ビームのエッジで光を遮断している斜面１１６は、光点が発生する現象を低減して照明の質を向上させるのを補助できる。また、支持面１１１および２つの斜面１１６は、冷却部１２０に向かってくぼんでいる凹部１１７を形成するため、光源２００とプラスチックランプシェード３００との間の距離は比較的長く、これによって全体的な拡散効果を向上させて美しい光タイプを発生させることができる。

【0038】

図６を参照すると、図６は、本発明の第３の実施形態によるランプ構造の概略断面図である。この実施形態は、図５の実施形態と同様であるため、２つの実施形態の相違点のみを説明する。

【0039】

この実施形態と図５の実施形態との相違点は、図５の実施形態のランプ構造１０が円形であるのに対し、この実施形態におけるランプ構造１０は楕円形であるという点である。また、この実施形態の装着部１１０にはロックスロット１１４がない。

【0040】

本開示に開示したランプ構造によれば、この実施形態における２つの制限面の延長面の間の夾角は１８０度未満であるため、プラスチックランプシェードを外力で押下すると、２つの制限面は、２つのスナップ部に当接して、２つのスナップ部が反対方向に広がってスロットから脱離しないようにすることができ、これによってランプ構造の組立信頼性が向上する。

【0041】

また、２つのスナップ部が２つのスロットにスナップ嵌めされると、スロットの第１の突起微細構造は、スナップ部の第２の突起微細構造と係合してランプ構造の組立信頼性をさらに向上させることができる。

【0042】

このほか、プラスチックベースおよびプラスチックランプシェードは、熱伝導性プラスチックで作製されるため、プラスチックの熱伝導性を増大させてランプ構造の冷却効率を高めることができる。

【0043】

さらに、光源はランプシェード内に配置され、ベースが熱伝導性プラスチックで作製されている場合、プラスチックは光源を外部から電気的に絶縁でき、その結果、本ランプ構造は、工場を出る前の高電圧試験に容易に合格できる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】