CN107743566B - 具有固态照明设备的灯泡 - Google Patents

Abstract

提供了一种灯泡(1)，该灯泡(1)包括：灯帽(2)，用于将灯泡(1)机械地和电气地连接到灯插座；透光罩(3)；布置在罩(3)内部的芯柱(12)，该芯柱(12)包括邻近灯帽(2)的基部(13)；以及至少一个载体(7)和安装在罩(3)内的至少一个载体(7)上的一个或多个固态照明设备(6)。至少一个载体(7)由芯柱(12)的基部(13)支撑。还提供了一种用于生产灯泡(1)的方法。

Description

具有固态照明设备的灯泡

技术领域

本发明涉及一种基于固态照明(SSL)技术的灯泡。

背景技术

目前存在一种强的趋势将普通照明服务(GLS)灯泡(即传统的白炽灯泡)代替为诸如基于SSL技术的灯泡的更现代的替代物，因为这些替代物通常关于能量效率、运作寿命以及许多其他因素方面具有优越的性能。US 8757839 B2中公开了这种灯泡的一个示例。该文献公开了一种具有由延伸越过芯柱的末端的管支撑的发光二极管(LED)组件的灯(参见US8757839 B2中的图10)。

在现代灯泡的生产中，通常期望尽可能地利用传统的GLS生产线，因为这些生产线在数十年内已经在关于速度和成本效率方面被反复地改进。因此，开发与现有GLS生产线在很大程度上兼容的现代灯泡是工业研究的一个重要领域。

发明内容

提供一种基于SSL技术的改进的或备选的灯泡将是有利的。特别感兴趣的一个方面是常规GLS生产线可用于灯泡生产的程度。

为了更好地解决这个问题，在第一方面中提供了一种灯泡，包括：用于将灯泡机械地和电气地连接到灯插座的灯帽；透光罩；布置在罩内部的芯柱，该芯柱包括邻近于灯帽的基部；以及至少一个载体和安装在罩内部的至少一个载体上的一个或多个SSL设备。至少一个载体由芯柱的基部支撑。

为了能够利用现有的GLS生产线来生产基于SSL技术的灯泡，它的许多部件应该与GLS灯泡那些部件类似。这是因为GLS生产线由于它们的高度优化而导致灵活性受到限制。上文所描述的灯泡在很大程度上可以使用许多可用的GLS生产线来生产，而没有或者只有微小的修改。特别地，灯泡的芯柱可以与GLS灯泡的芯柱相同，或者至少非常类似。

此外，载体附接到芯柱上的方式导致坚固的构形，其能够耐受终端用户的粗暴操作以及灯在生产期间可能暴露的强力(诸如高的g力(g-force))。

根据一个实施例，芯柱进一步包括远离灯帽的管部，管部具有比基部更小的直径。这样的芯柱可以非常类似于GLS灯泡的芯柱。灯泡的芯柱通常具有支撑灯丝的管部，并且气体可以通过该管部被泵送到罩中。

根据一个实施例，基部包括远端柱形区段和近端喇叭形区段。这是GLS灯泡的常见芯柱设计。芯柱通常由喇叭形区段密封到罩。

根据一个实施例，至少一个载体由基部直接支撑。在该实施例中，不需要借助或经由紧固设备将载体附接到基部，这可以简化灯泡的生产。

根据一个实施例，至少一个载体至少部分地包围或者扣住远端的柱形区段，并且至少一个载体的近端边缘搁置在近端喇叭形区段上。

根据一个实施例，灯泡进一步包括紧固设备。至少一个载体由基部经由附接到基部的紧固设备间接地支撑。这种灯泡可能特别地坚固并且能够耐受粗暴操作。进一步，紧固器件可以将载体电连接到从芯柱引出的接触导线。电连接载体的另一种方式是将接触导线连接到附接到载体的载体导线。然而，经由紧固设备电连接载体可能更简单，因为将载体导线附接到载体可能相对困难。

根据一个实施例，灯泡进一步包括从芯柱引出的接触导线，并且至少一个载体连接到接触导线。接触导线将载体电连接到灯帽，并且还可以通过防止载体绕着芯柱旋转和从载体滑落，来有助于将载体机械地固定到芯柱。

根据一个实施例，至少一个载体具有至少部分地围绕芯柱的形状，并且至少一个载体连接到在至少一个载体的外部的接触导线。

根据一个实施例，至少一个载体具有至少部分地包围芯柱的形状，并且至少一个载体连接到在至少一个载体的内部的接触导线。特别地在接触导线连接到附接到载体的载体导线的那些实施例中，将载体连接到内部的接触导线可能是有利的，因为接触导线和载体导线由此彼此相对容易对准。良好对准的导线使得载体与芯柱之间的连接能够耐受远离灯帽方向上的大的拉伸力(tensile force)。

根据一个实施例，载体包括连接到接触导线的载体导线。每对连接的载体导线和接触导线在导线连接在一起处形成小于45度的角度，备选地小于30度、小于20度或小于10度。将载体导线和接触导线尽可能地在它们连接处彼此对准，使得对准了它们相应的工作线(working lines)。这在导线之间产生强的连接，这能够耐受远离灯帽的方向上大的拉伸力。

根据一个实施例，载体具有邻近灯帽的部分，该部分包括多个孔。在密封罩期间，这些孔帮助防止热量经由芯柱和载体传递到SSL设备。它们还帮助防止在密封罩期间可能出现的大的温差所引起的芯柱中的应力。

根据一个实施例，至少一个载体是管状的。根据一个实施例，至少一个载体具有邻近灯帽的管状部和从管状部沿远离灯帽方向延伸的条。SSL设备可以安装在条上。上文所描述的载体具有开口的结构，灯泡内部的气体可以容易地流动通过该开口结构，这可以产生热烟囱效应。这改进了从SSL设备生成的热量到灯泡的外部的传递。此外，通过弯曲、扭曲和/或折叠，条易于成形，从而在定位SSL设备和选择SSL设备的发光方向时有很大的自由度。因此，载体有助于为旨在的应用提供最佳的光分布。此外，由于具有这种设计的载体可以具有开口结构，罩内部的气体可以通过该开口结构容易地流动，热量可以有效地从SSL设备传递远离到罩内部的周围气体。

根据一个实施例，灯泡是填充气体的灯泡。气体例如氦气可以通过从SSL设备向罩提供更好的热量传递而改进热性能。灯泡可能包含混合气体，例如氦气和氧气的混合气体。使用混合气体可以通过减少SSL设备的流明衰减(lumen depreciation)来改进灯泡的寿命。

根据第二方面，提供了一种用于生产灯泡的方法。该方法包括：提供具有基部的芯柱；将至少一个载体安装到芯柱，使得载体由基部支撑，载体具有一个或多个SSL设备；邻近于基部布置灯帽，灯帽适配于将灯泡机械地和电气地连接到灯插座；以及将芯柱和载体布置在透光罩内部。第二方面可以具有与第一方面相同或类似的特征和技术效果。

应注意，本发明涉及权利要求中所记载的特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参考附图更详细地描述本发明的这个和其他方面，在附图中：

图1是灯泡的一个示例的示意性分解图；

图2是灯泡的另一个示例的示意性横截面侧视图；

图3是芯柱的一个示例的示意性立体图；

图4和图5是具有条的载体示例的示意性侧视图；

图6是管状载体的一个示例的示意性立体图；

图7是具有紧固设备的载体的一个示例的示意性立体图；

图8是图7中的载体的横截面立体图；以及

图9是具有紧固设备的载体的另一个示例的示意性立体图。

具体实施方式

现在将参考附图在下文中更全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限制于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并且将本发明的范围全面地传达给本领域技术人员。

图1示出了具有光轴OA的灯泡1。光轴OA是灯泡1的中心轴，并且在本示例中由灯泡1的生成的照明是基本上关于光轴OA旋转对称的。灯泡1具有布置在灯泡1的端部处的灯帽2，灯帽2适配于将灯泡1机械和电气地连接到灯插座。灯帽2通常由金属制成。在所图示的示例中，灯帽2是螺旋基座，但是灯帽2可以是不同类型，例如卡口式灯泡安装件。

灯泡1还具有透光罩3，透光罩3的中心相对于灯帽2沿光轴OA移位。例如，罩3可以由玻璃或塑料制成。在图示的示例中，罩3具有由圆形头部4和圆柱形颈部5所形成的类梨形状，头部4和颈部5分别远离灯帽2和邻近灯帽2。罩3充满气体，所以灯泡1是一种填充气体的灯泡。气体可以例如是氦气和氧气的混合物。气体可以包括5％至10％之间的氧气。

多个SSL设备6被布置在罩3内部。在其他实施例中，可以存在单个SSL设备6。SSL设备6可以例如是半导体LED、有机LED、聚合物LED或激光二极管。所有SSL设备6可以被配置成发射相同颜色的光，例如白光。备选地，不同的SSL设备6可以被配置成发射不同颜色的光。

SSL设备6安装在载体7上，后者将SSL设备6电连接到用于驱动SSL设备6的驱动器19。驱动器19电连接到灯帽2。隔离部件20可以被布置在驱动器19与灯帽2之间，隔离部件20将驱动器19的一些部件与灯帽2电隔离。载体7还用作散热器，从而使得能够从SSL设备6向罩3内部的周围气体进行有效的热量传递。SSL设备6和载体7一起形成三维L2结构。载体7可以包括印刷电路板，诸如柔性印刷电路板、可弯曲的金属芯印刷电路板或类似物。载体7可以包括例如铝的金属片，后者通常通过切割、弯曲和/或折叠来形成期望的三维形状。在该实施例中，载体7具有邻近于灯帽2的管状部8和多个条9，多个条9从管状部8在大体沿光轴OA远离灯帽2的方向延伸。管状部8以光轴OA为中心。垂直于光轴OA的管状部8的横截面通常是圆形或多边形，诸如矩形、六边形或八边形。条9基本上围绕光轴OA圆形地布置。

条9是平坦的和细长的，颇似于手指。条9具有略微不同的长度，但在其他示例中可以具有相同的长度。每个条9具有略微朝向条9的中部逐渐变细的类V形状。V的远离于管状部8的支脚具有类滴(droplike)形状并且在面对罩3的一侧支撑一个SSL设备2。每个SSL设备6具有在图1中略微向下指向的主要照明方向，即略微朝向灯帽2。在其他示例中，可以存在两个或更多个安装在每个条9上的SSL设备2。

管状部8具有多个孔10，多个孔10帮助降低生产期间对SSL设备6的热量损害的风险，特别是当罩3被密封时。条9可以设置有开口11，例如用于SSL设备6的电导线可以通过开口11从载体7的一侧穿到另一侧。在灯泡1的其他实施例中，载体7可以具有或可以不具有孔10和/或开口11。

芯柱12被布置在罩3的内部，芯柱12可以由例如玻璃或塑料制成。载体7由芯柱12支撑，或者更确切地，由芯柱12的基部13支撑。基部13被定位为邻近于灯帽2，大致与罩3的颈部5齐平。基部13包括喇叭形区段14和柱形区段15，它们分别地邻近灯帽2和远离灯帽2。喇叭形区段14有时被称为“喇叭”，而柱形区段15有时被称为“喇叭管”。柱形区段15是圆柱形的，但在其他示例中可以是多角柱形，诸如六角柱形或八角柱形。喇叭形区段14是逐渐变细的，从而朝向灯帽2变宽。在其他示例中，喇叭形区段14可以基本上是平坦的。如沿着光轴OA所见的，载体7完全地包围基部13。在其他实施例中，基部13可以仅部分地被载体7包围。然后，载体7可以具有如沿着光轴OA所见的类C的横截面。载体7(邻近于灯帽2)的边缘21搁置在喇叭形区段14上，使得载体7直接由基部13支撑。由此，喇叭形区段14防止载体沿着光轴OA朝向灯帽2移动。喇叭形区段14通常被密封到罩3，例如通过熔融到罩3。

芯柱12还具有管部16，有时被称为“排气管”，通过该管部16可将气体引入到罩3中。管部16具有比基部13更小的直径，并且沿远离灯帽2的方向延伸到罩3中。管部16远离灯帽2，而基部13邻近灯帽2。应注意，在其他实施例中，芯柱12可以具有或可以不具有管部16(参见图3)。

芯柱12包括接触导线17，有时被称为“引线”，接触导线17从芯柱12引出并且连接到载体7，例如通过钎焊(soldering)或焊接(welding)或借助于夹具。接触导线17通过防止载体7绕芯柱12旋转并且沿远离灯帽2朝向罩3的方向从芯柱12滑落，而有助于将载体7机械地固定到芯柱12。接触导线17还将载体7电连接到灯帽2、驱动器19。

应注意，在其他实施例中，载体7可以以与上文所描述方式不同的方式固定到芯柱12。载体7可以例如扣住或夹紧柱形区段15，或者可以存在单独的紧固设备(参见图7-9)。因此，在这样的实施例中，并不是接触导线17与喇叭形区段14的组合最终将载体7固定到芯柱12。

图2示出了灯泡1，除了载体7有所不同之外，灯泡1类似于图1中的灯泡。图2中的载体的每个条9具有第一部以及第二部，第一部分邻近于芯柱12并且基本上平行于光轴OA，第二部远离芯柱12并且相对于光轴OA倾斜一个角度φ。角度φ例如可以是大约30度。因此，每个SSL设备6具有在图2中略微向下指向的主要照明方向，即略微朝向灯帽2。如图2所示，载体7包括载体导线18，接触导线17连接到载体导线18，例如借助于夹具或通过焊接或钎焊在一起。接触导线17和载体导线18连接在载体7的内部22。在每对连接的接触导线17和载体导线18中，导线被对准，以便在导线彼此连接的情况下相对于彼此形成小于45度的角度θ。

图3示出了芯柱12'，芯柱12'缺少图1和图2中的芯柱12的管部16。相反，该芯柱12'具有表面开口23(表面开口23在功能上等同于管部，并且因此也被称为管部)，通过该表面开口23可以将气体引入到罩3中。喇叭形区段14作为支座支撑管状部8。

图4示出了在芯柱12上的载体7。载体7的形状类似于图1中载体7的形状。接触导线17和载体导线18连接在载体7的外部24。

图5示出了芯柱12上的载体7，芯柱12与图1中的芯柱类似，除了载体7不同。在图5中，每个条9最远离管状部8的部分具有基本上V形的横截面。一个SSL设备6安装在每个V的“支脚”上，因此在每个条9上有两个SSL设备6。因此，每个条9具有主照明方向在图5中指向略微向下的一个SSL设备6，以及主照明方向指向略微向上的一个SSL设备6。这导致光的广泛分布。条9具有不同的长度，但是在其他示例中可能不是这种情况。

图6示出了芯柱12上的载体7，芯柱12与图1中的芯柱类似，除了图6中的整个载体7是管状并且缺少条9。垂直于光轴OA的载体7的横截面可以是例如圆形或多边形，诸如矩形、六边形或八边形。

喇叭形区段14作为支座支撑载体7。载体7可以具有侧面开口25，侧面开口25有助于触及载体7的内部，使得接触导线17可以更容易地附接到载体7。

图7和8示出了一个载体7，该载体7由芯柱12经由包括两个部件26a、26b的紧固设备26间接地支撑。紧固设备26通过扣住(clasping)或夹紧柱形区段15而附接到基部13，并且向上延伸到管状载体7中，管状载体7在内部机械地和电气地连接到紧固设备26。两个部件26a、26b绕芯柱12彼此相对布置。每个部件26a、26b具有用于将紧固设备26附接到接触导线27的附接器件27。在该示例中，附接器件27夹紧接触导线17。

图9示出了载体7，载体7由芯柱12经由紧固设备26间接支撑。

在该示例中，紧固设备26具有类环形状并且通过扣住或夹紧柱形区段15而附接到基部13。载体7具有两个突片(tab)28，两个突片28被布置在柱形区段15与紧固设备26之间。在其他示例中，可以存在不同数目的突片28。

通过将灯帽2插入与电源连接的电插座，使灯泡1运行，由此驱动器19经由接触导线17和载体7向SSL设备6供应电力。SSL设备6发射透射通过罩3的光。

一种用于生产灯泡1的方法，可以包括：提供具有基部13的芯柱12；将至少一个载体7安装到芯柱12上，使得载体7由基部13支撑，其中载体7具有一个或多个SSL设备6；将灯帽2布置邻近于基部13，其中灯帽2适配于将灯泡1机械地和电气地连接到灯插座；并且将芯柱12和载体7布置在透光罩3内部。

本领域技术人员认识到，本发明并不限于上文所描述的优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变型是可能的。例如，罩3的形状不限于类梨形状。其他罩形状的一些示例包括柱形、椭圆形和圆锥形。

附加地，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时，可以理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施这一仅有事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

Claims (7)

1.一种灯泡(1)，包括：

灯帽(2)，用于将所述灯泡(1)机械地和电气地连接到灯插座；

透光罩(3)；

芯柱(12)，被布置在所述罩(3)内部，所述芯柱(12)包括邻近所述灯帽(2)的基部(13)和远离所述灯帽的管部(16)，所述管部的直径小于所述基部，所述灯泡通过所述管部填充气体；以及

至少一个载体(7)以及一个或多个固态照明设备(6)，所述一个或多个固态照明设备(6)被安装在所述罩(3)内部的所述至少一个载体(7)上；

其中所述基部(13)包括远端柱形区段(15)和近端喇叭形区段(14)，以及所述至少一个载体(7)至少部分地包围或者扣住所述远端柱形区段(15)，并且其中所述至少一个载体(7)的近端边缘(21)搁置在所述近端喇叭形区段(14)上；以及

其中所述载体(7)具有邻近所述灯帽(2)的部分，所述部分包括多个孔(10)。

2.根据权利要求1所述的灯泡(1)，进一步包括从所述芯柱(12)引出的接触导线(17)，其中所述至少一个载体(7)连接到所述接触导线(17)。

3.根据权利要求2所述的灯泡(1)，其中所述至少一个载体(7)具有至少部分地包围所述芯柱(12)的形状，并且其中所述至少一个载体(7)被连接到在所述至少一个载体(7)的外部(24)的所述接触导线(17)。

4.根据权利要求2所述的灯泡(1)，其中所述至少一个载体(7)具有至少部分地包围所述芯柱(12)的形状，并且其中所述至少一个载体(7)被连接到在所述至少一个载体(7)的内部(22)的所述接触导线(17)。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的灯泡(1)，其中，所述载体(7)包括连接到所述接触导线(17)的载体导线(18)，并且其中每对连接的载体导线(17)和接触导线(18)在导线(17、18)连接在一起处形成小于45度的角度(θ)。

6.根据前述权利要求2至4中任一项所述的灯泡(1)，其中所述至少一个载体(7)是管状的。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的灯泡(1)，其中所述至少一个载体(7)具有邻近所述灯帽(2)的管状部(8)以及从所述管状部(8)沿远离所述灯帽(2)的方向延伸的条(9)。

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