特許 6839701 可撓性回路ストリップを支持体に巻き付けた照明装置

(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】6839701

(24)【登録日】2021年2月17日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】可撓性回路ストリップを支持体に巻き付けた照明装置

(51)【国際特許分類】

   F21K 9/232 20160101AFI20210301BHJP

   F21V 19/00 20060101ALI20210301BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20210301BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20210301BHJP

【ＦＩ】

   F21K9/232 100

   F21V19/00 170

   F21V19/00 450

   F21Y115:10

   F21Y115:30

【請求項の数】9

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-510963(P2018-510963)

(86)(22)【出願日】2016年8月25日

(65)【公表番号】特表2018-526786(P2018-526786A)

(43)【公表日】2018年9月13日

(86)【国際出願番号】EP2016070110

(87)【国際公開番号】WO2017036924

(87)【国際公開日】20170309

【審査請求日】2019年8月15日

(31)【優先権主張番号】15183800.0

(32)【優先日】2015年9月4日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】516043960

【氏名又は名称】シグニファイ ホールディング ビー ヴィ

【氏名又は名称原語表記】ＳＩＧＮＩＦＹ ＨＯＬＤＩＮＧ Ｂ．Ｖ．

(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】バイエル ヨハンネス ヘリット ヤン

【審査官】 杉浦 貴之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１２４１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２５８４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５６３５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４６２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１５３７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３７７９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６５８０２２８（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｋ ９／２３２

Ｆ２１Ｖ １９／００

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

透光性のハウジングと、
前記ハウジングの内部に配された固体光源キャリアと、
を有する照明装置であって、
前記固体光源キャリアは、
２つの多角形ベース面と、複数の側面であって少なくとも第１の側面及び第２の側面と、を有する筒状支持体と、
これに取り付けられた複数の固体光源を持つ可撓性の回路ストリップであって、前記回路ストリップは、当該回路ストリップが、少なくとも１回各ベース面を横切って延在すると共に少なくとも１回各側面を横切って延在し、前記回路ストリップが、前記ベース面を横切って第１の側面から第２の側面まで延在するように、当該筒状支持体の周りに巻き付けられている、回路ストリップと、
を含んでいる、照明装置。

【請求項2】

前記回路ストリップは各側面を１回だけ横切って延在する、請求項１に記載の照明装置。

【請求項3】

少なくとも１つの固体光源が各側面において前記回路ストリップ上に取り付けられている、請求項２に記載の照明装置。

【請求項4】

前記照明装置は、前記照明装置を機械的かつ電気的に接続するためのコネクタを更に有し、少なくとも１つの固体光源は前記コネクタから離れる方向を向いているベース面上の前記回路ストリップに取り付けられている、請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明装置。

【請求項5】

前記ベース面の少なくとも１つが、これを通る気体の流れを可能にするように開放されている、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明装置。

【請求項6】

前記筒状支持体はフレーム及びメッシュの一方であり、これにより前記側面及び前記ベース面はこれを通る気体の流れを可能にするように開放されている、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明装置。

【請求項7】

前記側面の数は７であり、前記筒状支持体の高さの前記ベース面の半径に対する比は３.５未満である、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置。

【請求項8】

前記側面の数は８であり、前記筒状支持体の高さの前記ベース面の半径に対する比は２未満である、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置。

【請求項9】

前記側面の数は９であり、前記筒状支持体の高さの前記ベース面の半径に対する比は３未満である、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体照明（ＳＳＬ）技術に基づく照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、白熱照明器具を、エネルギ効率及び動作寿命の理由から、ＳＳＬ技術に基づく照明器具に置き換える傾向が強まっている。ＳＳＬ型の照明装置の一例は、中国特許出願第１０３７７５９８３号に開示されているランプである。このランプは、幾つかの側板と天板とを含む筒形の基板上に取り付けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）を有する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ＳＳＬ技術に基づく照明装置の開発に取り組んできた努力にもかかわらず、このような照明装置の開発に関連する様々な技術的課題に対する革新的な解決策を見つけることを目的とした更なる努力が必要である。例えば、製造プロセスに著しいコストを加える複雑な設計に頼ることなく均一な配光を達成する仕方が関連する問題である。

【0004】

本発明の一般な目的は、ＳＳＬ技術に基づく改善された又は代替的な照明装置を提供することにある。具体的な目的は、高度の配光均一性、低い製造コスト及び容易な製造を含む。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施例によれば、光透過性ハウジングとハウジングの内部に配置された固体光源キャリアとを有する照明装置が提供される。キャリアは、２つの多角形ベース面と複数の側面とを有する筒状の支持体と、複数の固体光源が取り付けられた可撓性回路ストリップとを含む。ストリップは、ストリップが各ベース面を少なくとも１回は超えて延在するように、支持体の周りに巻かれている。

【0006】

本発明は、可撓性回路ストリップと多角形筒形とを組み合わせて使用することにより、幾つかの全く別個の技術的要件を同時に満たすことができるという認識に基づいている。多角形は、光源が多くの空間方向に光を放射して、均一な光分布が達成されるように、可撓性ストリップを筒状支持体の周りにしっかりと巻き付けることを可能にする。ストリップを筒状の支持体の周りに巻き付けることは、幾つかの簡単なステップを必要とする迅速なプロセスによって行うことができる。また、可撓性回路ストリップは、ロールツーロール処理のような安価な方法で製造することができ、これは、照明装置の製造コストを低く維持するのに役立つ。

【0007】

筒状支持体は、典型的には、まっすぐな筒（ａ ｒｉｇｈｔ ｃｙｌｉｎｄｅｒ）であり、直角プリズムであっても良い。ベース面は、典型的には凸多角形であり、正多角形であっても良い。側面及びベース面は、「開放されている」又は「閉じられている」ものであることができることに留意されたい。閉じた表面とは実際の物理的な表面を意味し、開放された表面とは想像上の純粋に幾何学的な表面を意味する。開放された表面は、例えば、表面の境界を規定するフレーム又はメッシュ構造によって規定され得る。気体は、開放された表面を通って流れることができるが、閉じた表面を通って流れることはできない。

【0008】

ここを通る気体の流れを可能にするようにベース面の少なくとも１つを開放することは、対流が筒状支持体を通って流れることを可能にすることによって照明装置の冷却を改善するのを助けることができる。全ての側面及びベース面を開放している、支持フレーム又はメッシュ構造は、可撓性回路ストリップからの特に効率的な対流熱伝達を可能にすることができる。

【0009】

一実施例によれば、ストリップは各側面を横切って延在する。これにより光が多くの方向に放射されることが可能になり、何かしらが光分布の均一性が向上する。

【0010】

一実施例によれば、ストリップは各側面を１回だけ横切って延在する。これにより、ストリップが必要以上に長くならずに多くの方向に光を放射することが可能になる。従って、照明装置の技術的性能を犠牲にすることなく、材料のコストを低く保つことができる。

【0011】

一実施例によれば、少なくとも１つの固体光源が各側面のストリップ上に取り付けられる。これは、光が多くの方向に放出されることを確実にする簡単な仕方である。各側面上のストリップ上に取り付けられた固体光源の数は容易に変化することができ、従って意図するアプリケーションのための照明装置の光強度を最適化することは容易である。

【0012】

一実施例によれば、照明装置は、照明装置を機械的及び電気的に接続するためのコネクタを更に有する。少なくとも１つの固体光源が、コネクタから離れる方を向いているベース面上のストリップに取り付けられる。ベース面の一方又は両方によって光源を配することによって、光が側面に垂直に放射されることを確実にすることは容易である。これにより、照明装置の上部の「ダークスポット」を低減することができる。

【0013】

一実施例によれば、側面の数は７であり、筒形支持体の高さとベース面の半径との比は３.５未満である。例えば、照明装置内部の或る空間制約を満たすために、細長い筒状の支持体が必要とされる場合には、７つの側面が適している。

【0014】

一実施例によれば、側面の数は８であり、筒形支持体の高さとベース面の半径との比は２未満である。小型で広い筒形の支持体が必要な場合は、８つの側面が適している。

【0015】

一実施例によれば、側面の数は９であり、ベース面の半径に対する筒形支持体の高さの比は３未満である。照明装置に均一に分布された光を生成させる１つの仕方は、多数の側面を有する筒形支持体を使用することであり、９つの側面はほとんどのアプリケーションに対して十分に均一な光分布をもたらす。

【0016】

第２の見地によれば、照明装置を製造する方法が提供される。この方法は、２つの多角形ベース面と複数の側面とを有する筒支持体を設けるステップと、支持体の周りに可撓性回路ストリップを巻き付けるステップとを含む。幾つかの固体光源がストリップ上に取り付けられている。ストリップを筒形支持体の周りに巻き付けるステップは、ベース面に垂直な第１の軸と、前記第１の軸に垂直な第２の軸との周りで筒形支持体を回転させるステップを含む。第２の見地の効果及びフィーチャは、第１の見地と同様である。本発明は、特許請求の範囲に記載されたフィーチャの全ての可能な組み合わせに関する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】固体光源キャリアの概略斜視図である。

【図2】多角形の辺から延在する長方形を有する正多角形を示している。

【図3】多角形の辺から延在する長方形を有する正多角形を示している。

【図4】多角形の辺から延在する長方形を有する正多角形を示している。

【図5】照明装置の一例の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、固体光源キャリア１（以下、簡略化のために「キャリア」と呼ぶ）の一例を示す。キャリア１は、２つのベース面２ａ、２ｂと幾つかの側面２ｃとを有する筒状支持体２を含む。筒状の支持体２は、切断されて筒状に折り曲げられた平坦な金属片からなる。ベース面２ａ、２ｂ及び側面２ｃは全て閉じられているが、これは他の実施例では当てはまらない。例えば、ベース面２ａ、２ｂ及び側面２ｃをそれぞれ開放する及び閉じても良く、ベース面２ａ、２ｂ及び側面２ｃを全て開放しても良い。

【0019】

２つのベース面２ａ、２ｂは、同じ形状及び大きさを有する。より正確には、ベース面２ａ、２ｂは、７辺を有する凸多角形である。多角形は規則的な多角形であり、即ち全ての辺が同じ長さを有し、隣接する辺間の角度は全て同じである。ベース面２ａ、２ｂの辺の数は、他の実施例では７とは異なっていても良い。例えば、辺の数は、３、４、５、７、８、９又は１１つであっても良い。ベース面２ａ、２ｂの辺の数は、Ｎが最も近い整数に切り下げられた（Ｎ−１）/２に対して素であるような数Ｎであっても良い。

【0020】

側面２ｃは、長方形であり、これらの全てが同じ形状及び大きさを有する。側面２ｃの数は、ベース面２ａ、２ｂの辺の数に等しいので、この実施例では側面２ｃの数は７である。他の実施例では、側面２ｃの数は、例えば３、４、５、７、８、９又は１１つであっても良い。側面５ｃの数は、Ｎが最も近い整数に切り下げられた（Ｎ−１）/２に対して素であるような数Ｎであっても良い。側面２ｃは、筒状支持体２の外側面又は外側小面（ｌａｔｅｒａｌ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｒ ｌａｔｅｒａｌ ｆａｃｅｓ）と称され得る。

【0021】

可撓性の回路ストリップ３（以下、簡略化のために「ストリップ」と呼ぶ）が筒形支持体２の周りに巻かれている。ストリップ３は、筒形支持体３の輪郭を辿り、切れ目、ループ又はしわを有しない。ストリップ３は、ストリップ３が各側面２ｃ一度横切って延在するように、筒状支持体２に巻き付けられる。ストリップ３は、ストリップ３の幅及び筒形支持体２の大きさが許せば、他の実施例では、各側面２ｃにわたって２回以上延在するように巻かれても良い。ストリップ３が、１からＮまで連続して番号付けされたＮ個の側面２ｃ（図示の例ではＮ＝７）を有すると仮定すると、側面番号Ｍからベース面２ａ、２ｂの１つを横切って、最も近い整数に切り捨てられた側面番号Ｍ＋（Ｎ−１）/２まで延在する。勿論、側面２ａ、２ｂの数は、Ｎを法として計算される。別の言い方をすれば、ストリップ３は、多角形辺の数が偶数の場合にはベース面の多角形の一方の側にから反対側の側まで進み、多角形辺の数が奇数の場合は「ほぼ」対抗する側に進む。このようにしてストリップ３を包むことにより、背の高い筒状の支持体２を得ることができる。

【0022】

ストリップ３は、各側面２ｃの境界と角度θを成すという意味において傾斜している。角度θの値は、ストリップ３の幅ｗ、筒形支持体２の高さｈ及びベース面２ａ、２ｂの半径ｒに依存する。ここで、半径ｒは、ベース面２ａ、２ｂの中心から２つの多角形辺が接する角までの距離として定義される。図２〜４に関連して以下に更に説明するように、高さｈ、半径ｒ及び幅ｗの値には、一定の制限が適用され得る。

【0023】

ストリップ３はストリップ３の第１の端部を側面２ｃの１つに取り付け、筒形支持体２を第１の軸線Ａ及び第２の軸線Ｂの周りで回転させ、ストリップ３の第２端部を別の側面２ｃに移動させる。第１の軸線Ａは、ここでは、筒形支持体２の中心の長手方向の軸であり、ベース面２ａ、２ｂに対して垂直である。ここで、第２の軸線Ｂは、第１の軸線Ａに対して垂直である。ストリップ３の巻き付けは、次いで、筒形支持体２を第２の軸線Ｂの周りに何回か回転させる一方で、第１の軸線Ａの周りにゆっくりと回転させることによって達成される。

【0024】

ストリップ３は、ストリップ３に取り付けられた幾つかの固体光源４（以下、簡潔にするために「光源」と呼ぶ）を電気的に接続するように構成されている。ストリップ３は、例えば、導電性パターンが印刷された可撓性プラスチック基板を有することができる。光源４は、例えば、半導体ＬＥＤ、有機ＬＥＤ、ポリマーＬＥＤ、又はレーザダイオードであっても良い。光源４の全ては、同じ色の光（例えば白色光）を放射するように構成されてもよく、又は異なる光源４が異なる色の光を放射するように構成されても良い。光源４は、ベース面２ａ、２ｂの各々によって１つの光源４と各側面２ｃによって１つの光源４とが設けられるように、ストリップ３上に取り付けられる。勿論、光源４は、意図されたアプリケーションの配光要件に依存して、他の多くの仕方で取り付けられることができる。例えば、ベース面２ａ、２ｂ及び側面２ｃの一部又は全部によって２つ以上の光源４が設けられても良い。

【0025】

図２〜図４を参照すると共に、図１を続けて参照すると、筒形支持体２の高さｈ及び半径ｒに適用され得る或る制限が議論される。図２、図３、図４の多角形は、それぞれ、７、８、９つの辺を持っている。各多角形は、添え字を有するｒで示される半径を有し、当該多角形の半径は多角形の中心と２つの多角形の辺が交わる角との間の距離として定義される。１つの同じ図の全ての長方形は等しく、この長さは添え字を有するｈで示されている。

【0026】

ストリップ３を筒形支持体２の周りに巻く有利な仕方は、ストリップ３を側面の中心上に通過させることである。このことをストリップ３が多角形の角上で折り返されることなく可能にするために、筒形支持体２の高さｈは、ストリップ３のベース面２ａ、２ｂの所与の半径ｒに対する及び所定の幅ｗに対する閾値未満でなければならない。これは、図２〜４に示されており、これらの図から、長さｈ_７、ｈ_８、ｈ_９が増大され、半径ｒ_７、ｒ_８、ｒ_９が変更されない場合、破線が、２つの多角形の辺が交差する角に接近し、最終的に接触することが明らかである。破線は、１つの長方形の中心から、図２及び図４においては「ほぼ」反対側の長方形の中心まで、図３においては反対側の長方形の隣にある長方形まで進行する。比ｈ／ｒは、それぞれ、７、８、９の辺を有するベース面２ａ、２ｂの場合、通常、３.５未満、２未満、及び３未満である。勿論、ストリップ３の幅が小さいほど、比ｈ／ｒは、ストリップ３が多角形の角上に折り畳まれることなく、大きくなる。

【0027】

図５は、レトロフィットＡ６０電球のような、電球の形態の照明装置１０を示す。照明装置１０は、照明装置１０の中心軸である光軸ＯＡを有する。照明装置１０によって生成される照明は、この例では、光軸ＯＡを中心として実質的に回転対称である。照明装置１の端部にはコネクタ２が配されている。コネクタ２は、照明装置１をランプソケットに機械的かつ電気的に接続される。ここに示すコネクタ１１は、ネジベースであるが、別の例では、バヨネット式の電球マウントのような、他のタイプのコネクタであっても良い。コネクタ１１は、典型的には金属製である。照明装置１０は、この中心がコネクタ１１に対して光軸ＯＡに沿って変位される透光ハウジング１２（以下、簡潔にするために「ハウジング」と呼ぶ）を有する。ハウジング１２は、例えば、ガラス又はプラスチックで作られることができる。ここに示したハウジング１２は、円形の頭部と筒形の首部とによって形成された梨状の形状を有し、当該頭部及び当該首部は、ぞれぞれ、コネクタ１１に対して遠位及び近位である。勿論、ハウジング１２は、他の例では、筒形状のような異なる形状を有しても良い。この例では、ハウジング１２は気体、例えばヘリウム又はヘリウムと酸素との混合物で充填されているので、照明装置１０は気体充填された電球である。これは、他の例において、そうであるかもしれず又はそうでないかもしれない。

【0028】

図１に関連して説明したものと同様のキャリア１は、ハウジング１２内の光軸ＯＡ上に中心が合わせられている。キャリア１は光軸ＯＡに中心を合わせられており、光軸ＯＡは２つのベース面２ａ、２ｂに垂直であると共に側面２ｃに平行である。光軸ＯＡは、キャリア１の第１の軸Ａと一致する。この例では、上部ベース面２ａ、即ちコネクタ１１に対して遠位にあるベース面が閉じられているのに対し、底部ベース面２ｂ、即ちコネクタ１１に対して近位にあるベース面は開放されている。側面２ｃは閉じられている。上面２ａによって１つの光源４が設けられており、側面２ｃによって１つの光源４が設けられている。

【0029】

留め具１３は、「スパイダ」と呼ばれることもあり、キャリア１を、製造中に照明装置１０に気体を導入することができる管である照明装置１０の排気管１４に取り付ける。排気管１４は、キャリア１の下方から延在している。このことは、ストリップ３が、コネクタ１１の近位にあるベース面２ｂの中心を覆わないように筒状支持体２の周りに巻かれているため、可能である。排気管１４は、排気管１４よりも大きな直径を有すると共にハウジング１２に封止されているステム要素１５と一体化されている。ステム要素８及び排気管７は、典型的にはガラス製である。接触ワイヤ１６はステム要素１５に固定されている。接触ワイヤ１６は、ステム要素１５から突出し、キャリア１の光源４に電力を供給するためにキャリア１をドライバ１７に電気的に接続する。ドライバ１７は、この例では、コネクタ１１の内側に配されているが、別の例ではハウジング１２の内側に配されていても良い。ドライバ１７とコネクタ１１との間には、ドライバ１７の一部をコネクタ１１から電気的に絶縁する絶縁要素１８が配されている。

【0030】

照明装置１０は、電源に接続された電気ソケットにコネクタ１１を差し込むことによって動作され、これによりドライバ１７は、接触ワイヤ１６及びキャリア１を介して、光源４に電力を供給し、光源４はエンベロープ１２を介して透過される光を発する。上部のベース面２ａ上の光源４は、コネクタ１１から離れる方向に、光軸ＯＡに沿って光を発し、側面２ｃによる光源４は、光軸ＯＡに対して垂直に光を発する。

【0031】

当業者であれば、本発明は決して上述の好ましい実施例に限定されるものではないことを理解する。逆に、添付の特許請求の範囲の範囲内で多くの変更及び変形が可能である。例えば、キャリア１の辺の数は異なっていてもよく、半径と高さとの関係は示されたものとは異なっていても良い。更に、不規則な多角形を含む他の種類の多角形ベース面２ａ、２ｂも考えられ得る。２つのベース面２ａ、２ｂは、やはり実質的に筒形の形状を維持しながら、僅かに異なるサイズ又は形状を有することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】