特許 6291146 レトロフィット電球

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6291146

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月14日

(54)【発明の名称】レトロフィット電球

(51)【国際特許分類】

   F21K 9/23 20160101AFI20180305BHJP

   F21V 29/503 20150101ALI20180305BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20180305BHJP

   F21Y 115/15 20160101ALN20180305BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20180305BHJP

【ＦＩ】

   F21K9/23

   F21V29/503

   F21Y115:10

   F21Y115:15

   F21Y115:30

【請求項の数】11

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-542872(P2017-542872)

(86)(22)【出願日】2016年2月26日

(86)【国際出願番号】EP2016054046

(87)【国際公開番号】WO2016135276

(87)【国際公開日】20160901

【審査請求日】2017年8月15日

(31)【優先権主張番号】15156766.6

(32)【優先日】2015年2月26日

(33)【優先権主張国】EP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516043960

【氏名又は名称】フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ

(74)【代理人】

【識別番号】100163821

【弁理士】

【氏名又は名称】柴田 沙希子

(72)【発明者】

【氏名】ブッケムス ペーテル ヨハンネス マルティヌス

(72)【発明者】

【氏名】ヴァイエルス アルデゴンガ ルチア

(72)【発明者】

【氏名】アンセムス ヨハンネス ペトルス マリア

(72)【発明者】

【氏名】ライスカムプ ペーテル

【審査官】 河村 勝也

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１５−５３７３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０９１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１６１２１５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｋ ９／２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸を有するレトロフィット電球であって、
開口を有する実質的に平坦なヒートスプレッダであって、前記平坦なヒートスプレッダは、前記光軸に沿って配されると共に、前記光軸に垂直な法線を有して互いに平行な第１の側面及び第２の側面を有している、平坦なヒートスプレッダと、
前記ヒートスプレッダを挟んでいる前記第１及び第２のカバー部材であって、各々 前記ヒートスプレッダから離れる方に向けられていると共に開口と位置合わせされている突出部分を有しており、前記２つの突出部分は一緒にコンパートメントを形成している、第１及び第２のカバー部材と、
前記ヒートスプレッダと熱的に接触している、前記コンパートメント内に配されたキャリアに取り付けられる１つ以上の固体照明装置であって、各突出部分が各固体照明装置から直接的に光を受け取るように配されている、１つ以上の固体照明装置と
を有するレトロフィット電球。

【請求項2】

前記第１のカバー部材は前記第１の側面に面しており、前記第２のカバー部材は前記第２の側面に面している、請求項１に記載のレトロフィット電球。

【請求項3】

前記開口は前記レトロフィット電球の光学的中心を含む、請求項１又は２に記載のレトロフィット電球。

【請求項4】

支持表面が開口内に位置決めされ、前記支持表面が前記支持表面の中央点を通り抜ける光軸と平行な法線を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【請求項5】

各突出部分は、ヒートスプレッダと平行な断面を有し、前記断面の大きさは前記開口以上の大きさである、請求項１乃至４の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【請求項6】

前記第１及び第２のカバー部材は実質的に同じ形状を有する、請求項１乃至５の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【請求項7】

各カバー部材は前記突出部分を部分的に囲む少なくとも平坦な部分を有する、請求項１乃至６の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【請求項8】

前記レトロフィット電球の端部により配される機械的及び電気的なコネクタを更に有し、各固体照明装置は 前記コネクタから離れる方向に光を発するように配されている、請求項１乃至７の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【請求項9】

前記突出部分は、前記コネクタに向かう方向において前記開口を越えて延在する、請求項８に記載のレトロフィット電球。

【請求項10】

各突出部分の端部はリフレクタを備えており、前記端部はコネクタよりも末梢側である、請求項８又は９の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【請求項11】

前記ヒートスプレッダと同一平面上に配されているドライバ基板上に配されている駆動回路を更に有し、前記キャリアは接続部材によって前記ドライバ基板に機械的及び電気的に接続されている、請求項１乃至１０の何れか一項に記載のレトロフィット電球。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レトロフィット電球に関し、より正確には固体照明（ＳＳＬ）装置を持つレトロフィット電球に関する。

【背景技術】

【0002】

国際出願第２０１４／０８７３６６号は、少なくとも２つの固体光源を備える発光部を有する照明装置を開示している。前記発光部は、各々光源キャリア及び光透過部分を有する第１及び第２のカバー部材を含んでいる。２つの光源キャリアは、同一平面上にある。異なる光源キャリアの光源は、対向する方向に光を発し、前記照明装置の周りの光の一様な分布のために数が等しい。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上述したもののような、レトロフィット電球が高い技術的な性能標準をもたらす及び満たすために廉価であることが、望ましい。既存のレトロフィット電球は、これらの点において改善されることができる。

【0004】

米国特許出願公開第２０１３／０２５０５８７号には、水平な方向において互いに接続されている（即ち垂直な接続線を有する）一対のハウジング部材により形成されたハウジングを有するＬＥＤランプが開示されている。前記ＬＥＤは水平面のキャリアに取り付けられ、前記キャリアは前記ハウジング部材によって適所に保持され、熱は、前記キャリアから上向き及び下向きの方向に放散される。

【0005】

高い技術的な性能標準をもたらす及び満たすために廉価である改善された又は代替的なレトロフィット電球を提供することが、有利である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

これらの懸念により良好に対処するために、本発明の第１の見地において、開口を有する実質的に平坦なヒートスプレッダと、前記ヒートスプレッダを挟んでいる第１及び第２のカバー部材であって、各カバー部材は、前記ヒートスプレッダから離れる方に向けられると共に前記開口と位置合わせされている突出部分を有し、２つの前記突出部分が一緒にコンパートメントを形成している、第１及び第２のカバー部材と、前記ヒートスプレッダと熱的に接触しており、前記コンパートメント内に配されているキャリア上に取り付けられている１つ以上のＳＳＬ装置とを有するレトロフィット電球が提案される。１つ以上のＳＳＬ装置は、各突出部分が各ＳＳＬ装置から直接的に光を受け取るように配される。

【0007】

「実質的に平坦」とは、前記ヒートスプレッダが、凹部又は突起等のような、ヒートスプレッダの主に平坦な形状から逸脱している相対的に小さい部分を有し得ることを意味している。「熱的接触」とは、熱が、熱伝導によって前記キャリアから前記ヒートスプレッダへ輸送されることができることを意味している。ＳＳＬ装置から「直接的に」光を受け取る突出部分とは、前記突出部分が、発された光がＳＳＬ装置を出た後に衝突する最初の表面であることを意味している。

【0008】

上述した電球は、光分布が対称になるように偶数のＳＳＬ装置を有する必要はなく、このことは、特定のアプリケーションのために必要な最も少ない数ＳＳＬ装置を使用することも可能にする。このことは、生産費用を低減させ、ほんの少数のＳＳＬ装置によって、電球のＳＳＬ装置の全体の費用を低減させており、ますます一般的になっており、特にかなりの程度に影響を受けている。

【0009】

更に、前記コンパートメントは、前記ＳＳＬ装置の全てにより発される光が混合される単一の光混合チャンバを形成する。ＳＳＬ装置の全てからの光を同じ光混合チャンバ内で混合することは、ＳＳＬ装置（及び費用）に対するビニング（binning）要件を減少することができる。ＳＳＬ装置の全費用を低く保持すると共に、それは異なる色のＳＳＬ装置から光の特に効果的な混合を可能にすることもできる。

【0010】

前記レトロフィット電球は、多くの他の類似の電球よりも少ない電気的な接続を有することもできる。例えば、典型的にキャリアの２つの側に取り付けられるＳＳＬ装置を有する電球は、提供するのに費用が高い前記キャリアを介した接続があることを必要とする。幾つかのキャリア、例えば、ヒートスプレッダの対応する側に取り付けられる２つのキャリアを備える電球は、通常、本発明によるレトロフィット電球よりも多くの接続及びワイヤを必要としている電球の他の実施例である。より少ない電気的な接続は、典型的には、これらに関連するより単純な製造工程及び低い費用を意味する。

【0011】

一実施例によれば、前記開口は、前記レトロフィット電球の光学的中心を含む。特定の種類の電球に関する光学的中心の場所は、米国国家規格照明グループのもののような、業界の規格によって与えられており、前記開口をこのような仕方において位置決めすることは、一定の業界の規格との適合を容易にすることができる。通常、電球の光学的中心は、この幾何学的な中心の近くに位置されている。

【0012】

一実施例によれば、各突出部分は断面を有し、前記断面は前記ヒートスプレッダに平行であると共に、前記断面の大きさは前記開口以上の大きさである。

【0013】

一実施例によれば、第１及び第２のカバー部材は、実質的に同じ形状を有する。このようなカバー部材は、高度に対称的な光分布を必要としているアプリケーションに適している。幾つかの場合において、同じ道具が両方のカバー部材を形成するのに使用されることができるように、製造工程において必要な道具の数を減少することもできる。

【0014】

一実施例によれば、各カバー部材は、少なくとも部分的に前記突出部分を囲む平坦部分を有する。このようなカバー部材は薄いものであることができ、前記レトロフィット電球の大きさを減少する。また、熱は、このようなカバー部材と前記平坦なヒートスプレッダとの間で、接点のこれらの面積が比較的大きくあることができるので、効果的に輸送されることができる。

【0015】

一実施例によれば、レトロフィット電球は、レトロフィット電球の端部により配されている機械的及び電気的なコネクタを有する。各ＳＳＬ装置は、コネクタから離れる方向に光を発するように配されることができる。コネクタは、標準的な電球ソケットに適合するように作られることができ、元々従来の白熱電球向けであるランプ及び照明器具等におけるレトロフィット電球の使用を容易にする。

【0016】

一実施例によれば、前記突出部分は、前記コネクタに向かう方向において前記開口を越えて延在する。

【0017】

一実施例によれば、各突出部分の端部はリフレクタを備えており、前記端部はコネクタによりも末梢側である。前記リフレクタは、特にレトロフィット電球が少数のＳＳＬ装置のみを有する場合に、"Energy Star"のような幾つかの技術的な性能規格の光分布要件への適合を促進する。

【0018】

一実施例によれば、当該レトロフィット電球は、前記ヒートスプレッダと同一平面上に配されているドライバボード上に配される駆動回路を有し、前記キャリアは、接続部材によって前記ドライバボードに機械的及び電気的に接続されている。このような仕方でドライバを配することは、電球を小型で薄いものにすることができる。

【0019】

本発明は、添付の請求項において詳述されるフィーチャの全てのあり得る組合せに関することに留意されたい。

【0020】

本発明は、ここで、添付図面を参照して更に詳細に記載される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】レトロフィット電球の実施例の斜視図における模式的な分解図を示している。

【図2】図１のレトロフィット電球の斜視図における模式的な断面図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0022】

図に示されているように、層及び領域の大きさは、説明の便宜上誇張されており、従って、本発明の実施例の一般的な構造を例示するために提供されている。

【0023】

ここで、本発明の現在好適な実施例が、添付図面を参照してより十分に記載される。しかしながら、本発明は、多くの異なる形態において実施されることができ、本願明細書に記載される実施例に限定されるものであると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施例は、徹底及び完全さのために提供されているものであり、本発明の範囲を当業者に対して十分に伝えるものである。

【0024】

図１及び２は、レトロフィット電球１（例えば、Ａ２１又はＡ６０レトロフィット電球）を示している。レトロフィット電球１は、レトロフィット電球１の中心軸である光軸ＯＡを有する。レトロフィット電球１により発される光の分布は、光軸ＯＡの周りにほぼ回転対称である。光軸ＯＡに沿ったレトロフィット電球１の長さｌは、例えば、６０ｍｍと３５０ｍｍとの間のどこかであり得る。実質的に平坦なヒートスプレッダ２は、光軸ＯＡに沿って配される。ヒートスプレッダ２の厚さｔは、意図されたアプリケーションによって必要とされる熱性能に依存するが、典型的には、厚さｔは０．５ｍｍから２ｍｍまでの範囲にある。ヒートスプレッダ２は、深絞りによって、単一の部分として生成されることができる。ヒートスプレッダ２が作られることが可能である材料の例は、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化アルミニウム、銅、銅の合金、マグネシウム、亜鉛、鉄、鋼、グラファイト圧縮剥片、熱分解グラファイト、及び高いグラファイト含有量を有する熱伝導性プラスチックである。

【0025】

ヒートスプレッダ２は、平坦で互いに平行である第１及び第２の側面３、４を有する。第１の側面３の面法線は光軸ＯＡに対して垂直であり、同じことが面法線第２の側面４の面法線にも当てはまる。ヒートスプレッダ２は、第１及び第２の側面３、４において中央に置かれる開口５を有し、この間に延在している。第１及び第２の側面３、４の面法線に沿って見られた場合、光軸ＯＡは開口５を２つの対称な半分に分割する。開口５はテーパー状及び湾曲された形状を有するが、円形及び楕円形状のような、他の形状も可能である。開口５は、レトロフィット電球１の光学的中心を含んでいるが、このことは、他の実施例において、そうであってもなくとも良い。支持表面６は、開口５内に位置される。支持表面６は、ヒートスプレッダ２を有する１つの部分において形成される。他の実施例において、支持表面６は、ヒートスプレッダ２に取り付けられた部分の一部であっても良い。支持している表面６は平坦であり、開口５を通って延在し、ヒートスプレッダ２の両側において外側に突出しており、従って、ヒートスプレッダ２の実質的に平坦な形状から逸脱している。支持表面６の面法線は、光軸ＯＡと平行である。光軸ＯＡは、支持表面６の中央点を通り抜ける。

【0026】

ヒートスプレッダ２は第１のカバー部材７と第２のカバー部材８との間に挟まれており、第１のカバー部材７が第１の側面３に面しており、第２のカバー部材８が第２の側面４に面している。第１及び第２のカバー部材７、８は、少なくとも部分的に光透過性材料でできている。射出成形が、例えば、第１及び第２のカバー部材７、８を生産するために使用されることができる。第１及び第２のカバー部材７、８が作られることが可能である材料の例は、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴ及びＳＡＮを含む。第１及び第２のカバー部材７、８は実質的に同じ形状を有し、ヒートスプレッダ２の平面に対して鏡面対称に配されている。第１及び第２のカバー部材７、８は、第１及び第２のカバー部材が互いに取り付けられることを可能にする相補的なギザギザ、突起、スリット又はエッジ等を備えることができる。

【0027】

各カバー部材７、８は、ヒートスプレッダ２から離れる方向に向けられた突出部分９、１０を備えている。従って、第１のカバー部材７の突出部分９及び第２のカバー部材８の突出部分１０が対向する方向に向けられることになる。突出部分９、１０は、同じ形状を有する。突出部分９、１０の断面の大きさは開口５より大きく、断面は光軸ＯＡに沿っていると共にヒートスプレッダ２と平行である。他の実施例において、断面の大きさは開口５以下の大きさである。突出部分９、１０は、コネクタ１７（更に以下で議論される）に向かう方向において開口５を越えて延在する。一緒に、２つの突出部分９、１０はコンパートメント１１を形成する。コンパートメント１１の最大の幅ｗ（光軸ＯＡに対して垂直に測定される）はアプリケーション間で異なり、前記幅ｗは、例えば、所望の光分布及びＳＳＬ装置１８の数（更に後述する）に依存する。幾つかのアプリケーションにおいて、幅ｗの適切な値は、５ｍｍから５０ｍｍまでの範囲内のどこかにあり得る。コンパートメント１１の内側から露出されるヒートスプレッダ２の何らかの部分は、光学効率の理由のために反射材料によって、覆われることができる。

【0028】

突出部分９、１０は、対応するリフレクタ１２、２３を備えており、リフレクタ１２、２３は他の実施例において含まれても含まれなくても良い。リフレクタ１２、２３は、コネクタ１７（更に後述する）よりも末梢側である突出部分９、１０の端部に配される。リフレクタ１２、２３の場所は、ＳＳＬ装置１８（更に、後述する）により発される光がリフレクタ１２、２３によって受け取られるようにされている。リフレクタ１２、２３は、突出部分９、１０を備える１つの部分において形成されることができる又は突出部分９、１０に取り付けられることが可能である。リフレクタ１２、２３は、部分的に光透過性であり得る又は全反射するように構成されることができる。リフレクタ１２、２３による光の反射は、鏡のようである又は拡散性のものであり得る。リフレクタ１２、２３は、プラスチック材料（例えば反射性ＰＣ）又は金属（例えばアルミニウム）でできていることができる。リフレクタ１２、２３は、コーティング（例えば白色コーティング又は二色性コーティング）により形成されることができる。リフレクタ１２、１３は、高い後方散乱値を有する突出部分９、１０の半透明の部分により形成されることができる。

【0029】

各カバー部材７、８は、対応するカバー部材７、８の突出部分９、１０を少なくとも部分的に囲む平坦部分１３、１４を有する。平坦部分１３、１４は、ヒートスプレッダ２と平行に配される。ヒートスプレッダ２及び平坦部分１３、１４は互いに熱的に接触しており、このことは幾つかの仕方において達成されることができる。平坦部分１３、１４及びヒートスプレッダ２は、例えば、互いに直接的に物理的な接触をしていても良く、又は熱界面材料が、平坦部分１３、１４及びヒートスプレッダ２が間接的に物理的な接触をしているように平坦部分１３、１４とヒートスプレッダ２との間に配されることができる。このような熱界面材料は、平坦部分１３、１４をヒートスプレッダ２に取り付けるための接着剤の層であっても良い。他の可能性は、空気層が平坦部分１３、１４とヒートスプレッダ２との間にあることにある。空気層の厚さは、空気層が断熱されることがないように約０．２ｍｍ以下でなければならない。

【0030】

第１及び第２のカバー部材７、８は、対応する下部１５、１６を有する。下部１５、１６の各々は半円であり、下部１５、１６は、一緒に、ねじ切りされた口金の形態における機械的及び電気的なコネクタ１７内に、光軸ＯＡの方向に沿って、挿入可能である管状の首部を形成する。コネクタ１７は、レトロフィット電球１の端部により配され、電気的なソケットに接続されるように適応化される。コネクタ１７は、金属（例えばアルミニウム、真鍮若しくはニッケル、又はプラスチック材料と金属との組合せ）から作られることが可能である。

【0031】

レトロフィット電球１は、コンパートメント１１内に配される幾つかのＳＳＬ装置１８を有する。他の実施例は、単一のＳＳＬ装置１８を有することができる。ＳＳＬ装置１８の数は、奇数又は偶数であり得る。ＳＳＬ装置１８は、例えば、半導体発光ダイオード、有機発光ダイオード、ポリマ発光ダイオード又はレーザダイオードであり得る。ＳＳＬ装置１８の全ては、同じ色（例えば白色光）の光を発するように構成されることができる。代替的には、異なるＳＳＬ装置１８が異なる色の光を発するように構成されることができる。レトロフィット電球１は、例えば赤、緑及び青色のＳＳＬ装置１８を有することができる。ＳＳＬ装置１８の全ては、コネクタ１７から離れる方向に光を発するように配される。突出部分９、１０の両方が、各ＳＳＬ装置１８から直接的に光を受け取る。従って、両方の突出部分９、１０が、あらゆるＳＳＬ装置１８により照明される。ＳＳＬ装置１８は、ヒートスプレッダ２に対して垂直に延在しているキャリア１９に取り付けられる。キャリア１９は平坦であり、ＳＳＬ装置１８のための電気的な接続を有し、キャリア１９は典型的にプリント回路基板である。他の実施例において、キャリア１９は、平坦であってもなくても良い。例えば、キャリア１９は、アーチ形又はＶ字形であっても良い。接続部材２０は、キャリア１８をＳＳＬ装置１８を駆動するドライバボード２１に機械的及び電気的に接続する。接続部材２０は、ドライバボード２１を有する１つの部分において形成されることができる又はドライバボード２１に取り付けられる別個の部分として形成されることができる。接続部材２０は、例えば、ホイル又は１つ以上のワイヤであり得る。駆動回路２２は、ドライバボード２１上に配置される。ドライバボード２１は、ヒートシンク２と同一平面上に配される。ドライバボード２１の一部は、コネクタ１７内に延在する。他の実施例において、ドライバボード２１は、光軸ＯＡに垂直に及び／又はコネクタ１７の完全に外側に配されることができる。

【0032】

キャリア１９は支持表面６と熱的に接触しており、ＳＳＬ装置１８により生成される熱は支持表面６を介してヒートスプレッダ２に輸送され、第１及び第２のカバー部材７，８を介して周囲に輸送される。

【0033】

レトロフィット電球１は、コネクタ１７を電力供給に接続している電気的ソケットにコンセント接続ことにより作動され、これによりドライバボード２１は、接続部材２０及びキャリア１９を介してＳＳＬ装置１８に電力を供給する。ＳＳＬ装置１８は、発された光が第１及び第２のカバー部材７、８を通って出る前に混合する光混合チャンバとして機能するコンパートメント１１内に光を発する。ＳＳＬ装置１８により発される光の一部は反射面１２、１３に当たり、出る前に、コンパートメント１１内に反射され戻される。第１及び第２のカバー部材７、８を通って出る光は、レトロフィット電球１により提供される照明を作り出す。レトロフィット電球１の動作中に生成される熱はヒートスプレッダ２及び第１及び第２のカバー部材７、８を介して周囲の空気へ輸送される。

【0034】

当業者であれば、本発明が上述の好ましい実施例に決して限定されるものではないと理解するであろう。逆に、多くの変形及び変化は、添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、コネクタ１７は、第１及び第２のカバー部材７、８と一体化されることができる。更に、開示された実施例に対する変更は、添付の図面、開示及び添付の請求項の研究から、添付の請求項に係る本発明を実施する当業者により理解され達成されることができる。添付の請求項において、「有する」なる語は他の要素又はステップを排除するものではなく、単数形は複数形を排除するものではない。特定の手段が、相互に異なる従属請求項において引用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が有利になるように使用されることができないと示すものではない。

【要約】

レトロフィット電球１が開示される。レトロフィット電球１は、開口５を有する実質的に平坦なヒートスプレッダ２と、ヒートスプレッダ２を挟んでいる第１及び第２のカバー部材７、８であって、各カバー部材７、８は ヒートスプレッダ２から離れる方に向けられていると共に開口５と位置合わせされている突出部分９、１０を有し、２つの突出部分９、１０は一緒にコンパートメント１１を形成している、第１及び第２のカバー部材７、８と、ヒートスプレッダ２と熱的に接触している、コンパートメント１１内に配されるキャリア１９に取り付けられる１つ以上の固体照明装置１８であって、各突出部分９、１０が各固体照明装置１８から直接的に光を受け取るように配されている１つ以上の固体照明装置１８を有する。従って、前記コンパートメントは、前記ＳＳＬ装置の全てにより発される光が混合される単一の光を混合しているチャンバを形成する。

【図1】

【図2】