CN111247370B - 具有固定天线的发光二极管(led)灯丝灯泡 - Google Patents

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Abstract

公开了发光二极管(LED)灯丝灯泡。LED灯丝灯泡包括多个LED灯丝、RF驱动器、天线和盖子。天线限定第一端部和第二端部，这里，天线的第一端部与RF驱动器电连接并与其进行信号通信。盖子限定外壁和支撑结构。外壁限定内部容积，并且支撑结构限定抽气通道和空腔。抽气通道和天线均在支撑结构的空腔内被接收，并且抽气通道与盖子的内部容积流体连接。

Description

具有固定天线的发光二极管(LED)灯丝灯泡
技术领域
本公开一般涉及发光二极管(LED)灯丝灯泡，并且更具体地，涉及包括盖子和天线的LED灯丝灯泡，这里，盖子包括将天线固定到位的支撑结构。
背景技术
基于发光二极管(LED)的照明系统与其它类型的照明系统(诸如例如白炽灯或荧光灯)相比可以提供若干能量和可靠性优势。因此，基于LED的照明系统正越来越多地被用于取代其它现有的照明技术。虽然基于LED的照明系统提供了许多优点和好处，但在使用这项技术时仍可能面临一些挑战。例如，LED灯泡具有与白炽灯泡的外观明显不同的非常规的外观。这是因为发光的LED芯片通常以水平取向定位在设置在LED灯泡的圆顶内的基部上。相比之下，白炽灯泡包括金属灯丝，该金属灯丝悬挂在灯泡的圆顶内，并被加热以发出可见光。
当与LED灯泡相比时，一些消费者偏好普通白炽灯泡的外观。因此，模拟白炽灯泡外观的LED灯丝灯泡被引入以满足该需求。LED灯丝灯泡包括一个或多个类似灯丝的LED串。尽管从美学角度来看透明灯丝灯泡很受欢迎，但在将智能控制部件(诸如例如驱动器板和天线)集成到这些灯泡中时，可能遇到设计问题。具体来说，提供智能控制的部件通常位于灯泡基座内。由于LED灯丝灯泡通常包括开放式基座，因此用户可以看到这些部件。在一种隐藏部件不被看到的方法中，设置不透明的圆顶以隐藏控制板和用于智能LED灯泡的其它部件。然而，圆顶的不透明性否定了购买透明灯丝灯泡的消费者所追求的审美特征。因此，本领域继续需要改进以解决常规LED灯丝灯泡可能遇到的上述问题。
附图说明
图1是公开的包括盖子的LED灯丝灯泡的立面图；
图2是图1所示的LED灯丝灯泡的示意图，这里，为了更清楚地显示LED灯丝、天线和各种智能控制部件，已拆下盖子；
图3是图2所示的LED灯丝灯泡的基座的放大立面图；
图4是示出作为盖子的一部分的支撑结构的LED灯丝灯泡的放大图；
图5是图4所示的支撑结构的细长柱体的远端和LED灯丝的示图；
图6示出盖子的底部和抽气通道；
图7是LED灯丝灯泡的一个实施例的立面图，这里，天线与支撑结构熔合；
图7A是图7所示的支撑结构的断面顶视图；
图8是示出图7所示的LED灯丝灯泡的另一示图；
图9是LED灯丝灯泡的替代性实施例，这里，天线通过粘合剂或环氧材料固定在支撑结构上；以及
图10是示出图7～9所示的LED灯丝灯泡的制造方法的示例性工艺流程图。
具体实施方式
下面的详细说明将说明本发明的一般原理，在附图中表示本发明的示例。在附图中，相同的附图标记表示相同或功能相似的元件。
图1是示例性发光二极管(LED)灯丝灯泡10的俯视图。LED灯丝灯泡10是通过使用多个LED灯丝18产生可见光的电灯泡，每个LED灯丝18被配置为类似于白炽灯泡的灯丝。在如图所示的示例性实施例中，LED灯丝灯泡10被描绘为经典的或标准的A19灯泡。具体而言，如图所示的LED灯丝灯泡10包括形状为A19灯泡的圆顶或盖子20。LED灯丝灯泡10还包括附接到盖子20的爱迪生螺丝基座22。LED灯丝灯泡10包括A19配置和爱迪生螺丝基座，因为这些特征在白炽灯中常见。然而，应当理解，这些附图在本质上只是示例性的，并且LED灯丝灯泡10不限于A19配置。
图2是图1所示的LED灯丝灯泡10的示图，这里，为了更清楚地表示LED灯丝18、天线34和位于基座22内的各种电气部件(诸如驱动器板54、电容器56和RF驱动器58)，盖子20被去除。LED灯丝18各自由透明基板上的一系列LED(在图中不可见)组成，这里，透明基板可以是玻璃或蓝宝石材料。透明基板允许由LED发出的光均匀且均一地分散。LED灯丝18还涂有黄色荧光粉，以将由LED产生的蓝光转换为白光。在如图所示的实施例中，示出四个LED灯丝18，但是LED灯丝灯泡10可以包括任意数量的LED灯丝18。
天线34、驱动器板54和RF驱动器58被用于为LED灯丝灯泡10提供智能或无线控制。因此，可以通过使用诸如射频(RF)信号的无线通信远程控制LED灯丝灯泡10。参照图1和图2，盖子20可以由允许RF信号通过的无铅玻璃构成。在一个实施例中，盖子20由基本透明的无铅玻璃构成。驱动器板54包括用于向LED灯丝18提供电力的各种电力电子器件(未示出)以及微控制器。RF驱动器58可以是接收器、发射器或收发器。
图3是图2所示的基座22的放大立面图。现在参照图2和图3，LED灯丝18各自包括第一引线40和第二引线42。LED灯丝18通过第一电导体44分别在各自的第一引线40处电连接到另一LED灯丝18。图5是LED灯丝18的第一引线40、第一电导体44和作为导电线灯柱或支撑结构74的一部分的细长突出物或柱体70的放大图，这里，第一电导体44熔合至支撑结构74的元件并嵌入其中。回到图2，各LED灯丝18的第二引线42连接到相应的细长导电体50。各细长导电体50从LED灯丝18中的一个的第二引线42延伸到LED灯丝灯泡10的基座22中，并且电连接到驱动器板54。如图7所示，如下面更详细地解释的那样，导电体50也熔合至支撑结构74并嵌入其中。
参照图2，天线34被定位为在基本上与LED灯丝灯泡10(图1)的对称轴A-A平行并偏移的方向上延伸，并且LED灯丝18被定位为包围天线34。参照图2和图3，天线34定义第一端部51和第二端部52，这里，天线34的第一端部51与RF驱动器58电连接并且进行信号通信。驱动器板54、电容器56和RF驱动器58位于LED灯丝灯泡10的基座22内，并且被基座22的螺丝壳60包围。参照图1和图2，天线34的第二端部52在向上的方向上突出或延伸，并且朝向盖子20的顶部62(图1)。在其它实施例中，天线34可以沿与LED灯丝灯泡10的对称轴A-A偏移的大致笔直的线延伸。
现在转到图4，示出盖子20和LED灯丝18的一部分。盖子20限定外壁72和导电线灯柱或支撑结构74。支撑结构74限定气孔或孔径80、用于支撑图2中所示的细长导电体50和LED灯丝18的细长柱体70、空腔78和抽气通道82。细长柱体70延伸到由盖子20的外壁72限定的内部容积76中。细长柱体70可以沿LED灯丝灯泡10的对称轴A-A(图1)延伸。图5是细长柱体70的远端84的示图，这里，细长柱体70基本上是实心的。LED灯丝18的第一引线40电连接到第一电导体44。第一电导体44熔合到细长柱体70的远端84。具体地，如图10中的工艺流程图200所述，第一电导体44在制造过程中通过加热熔合到细长柱体70。图6示出盖子20的底部86以及抽气通道82。抽气通道82在图6中被示出为被密封。具体地，抽气通道82限定位于盖子20的底部86处的端部90，这里，端部90闭合以提供气密性密封。气密性密封大致防止环境空气或其它气体和液体的进入。
回到图4，LED灯丝灯泡10的内部容积76容纳LED灯丝18。在制造过程中，从内部容积76中抽出环境空气。诸如例如氮气或氦气的非反应性气体被引入并且填充盖子20的内部容积76。
现在参照图4和图6，位于底部86的盖子20的外壁72被整形为向内变窄成截头圆锥形轮廓。盖子20的底部86被整形为与在螺丝基座22内限定的内腔92(图3)对应。盖子20的外壁72限定沿盖子20的最底部96的平坦表面94(图6)。外壁72还限定沿盖子20的平坦表面94定位的孔98。孔98提供到支撑结构74的空腔78的通路。空腔78从沿盖子20的底部设置的孔98延伸到细长柱体70的近端106。
支撑结构74是单独的部件，在制造过程中通过将该部件与盖子20一起加热，该部件与盖子20熔合。盖子20和支撑结构74均可以由玻璃构成，这里，两个部件的玻璃包括相近的热膨胀系数和粘度。这确保在玻璃冷却后盖子20和支撑结构74保持熔合在一起。在图10所示的工艺流程图200中更详细地解释支撑结构74与盖子20的接合。
参照图4、图6和图8，抽气通道82在支撑结构74的空腔78内被接收。抽气通道82的一部分沿着LED灯丝灯10的对称轴A-A延伸。如图4所示，抽气通道82从支撑结构74的孔径80延伸，并终止于被密封的端部90(如图6所示)。抽气通道82与盖子20的内部容积76流体连接。在如图所示的示例性实施例中，示出具有管状轮廓的抽气通道82。然而，应当理解，抽气通道82不限于管状轮廓，并且，图中仅示出抽气通道82的一个示例。
抽气管82的端部90从沿盖子20的平坦表面94定位的孔98延伸。在抽气管82的端部90在制造过程中被密封之前，抽气管82提供到盖子20的内部容积76的通路。一旦内部容积76被抽空环境空气并填充非反应性气体，抽气通道82的端部90就被加热并然后被挤压以形成气密性密封。气密性密封被用于基本上防止空气进入盖子20的内部容积76。
图7是示出LED灯丝18和支撑结构74的一部分的LED灯丝灯泡10的一个实施例的立面图。在图7中，盖子20的一部分被剖切以露出LED灯丝18和支撑结构74。如上所述，各LED灯丝18包括电连接到相应的细长导电体50的第二引线42。各细长导电体50熔合到盖子20的支撑结构74。图7A是支撑结构74的断面顶视图。支撑结构74被加热，然后模具(图中未示出)挤压加热的玻璃以产生两个突起或凸起部分88。细长导体50被封装在支撑结构74的凸起部分88内。在如图7A所示的实施例中，两个凸起部分88大体可以彼此相对。
图8是图7所示的LED灯丝灯泡10的断面图。参照图7和图8，支撑结构74的空腔78由内壁100限定。细长导电体50被嵌入在通过在制造期间挤压内壁100的被加热玻璃而产生的附加玻璃内。因此，细长电连接器50被永久地固定并保持在LED灯丝灯泡10的盖子20内的适当位置。
在图7和图8所示的实施例中，天线34在从LED灯丝灯泡10的对称轴A-A偏移的向上方向上延伸。通过加热空腔78的内壁100并然后挤压被加热的玻璃以形成另一凸起部分79，天线34被固定在盖子20上。与导体50类似，天线34被封装在支撑结构74的凸起部分79内。在如图所示的实施例中，天线34的第二端部52延伸穿过内壁100并进入盖子20的内部容积76中。然而，在另一实施例中，天线34的第二端部52被嵌入在通过加热内壁100而产生的凸起部分79内。因此，天线34的第二端部52通过空腔78的内壁100被固定到位，从而在LED灯丝灯泡10的盖子20内将天线34永久固定到位。支撑结构74的细长柱体70位于内壁100的上部102上，并且沿着LED灯丝灯泡10的对称轴A-A延伸。
图9示出用于通过使用粘合剂或环氧材料110将天线34固定到位的替代性方法。具体地，在图9所示的实施例中，材料110的珠子沿空腔78的上部112和内壁100的开口侧的表面114被定位。天线34的第二端部52接触材料110并嵌入其中。因此，天线34由材料110固定到位。
图10是示出图1所示的LED灯丝灯泡10的制造方法200的示例性工艺流程图。一般参照图1～10，方法200从块202开始。在块202中，LED灯丝18与支撑结构70熔合。具体地，连接到LED灯丝18的第一引线40的第一电导体44熔合到细长柱体70的远端84(见图5)。连接到LED灯丝18的第二引线42的细长导电体50熔合到支撑结构74。支撑结构74被加热，然后，模具(图中未示出)挤压被加热的玻璃，由此封装细长导电体50。应当理解，在块202中，支撑结构74尚未接合到盖子20(图1)。然后，方法200可以进行到块204。
在块204中，支撑结构74接合到盖子20。具体地，通过将两个部分一起加热，支撑结构74与盖子20熔合。然后，方法200可以进行到下一个块。
块206是任选的，并且仅当天线34如图7和图8所示的那样被固定到盖子20时被执行。在块206中，通过首先加热支撑结构74的玻璃，天线34熔合到支撑结构74。然后，模具(图中未示出)挤压被加热的玻璃以产生封装天线34的凸起部分79。然后，方法200可以进行到块208。
在块208中，非反应性气体冲洗或填充盖子20的内部容积76。气体可以将环境空气冲洗到内部容积76外面，或者，环境空气可被抽出内部容积，该内部容积随后被气体填充。然后，方法200可以进行到块210。
在块210中，抽气管82的端部90被加热并且闭合，以形成气密性密封。然后，方法200可以进行到下一个块。
块212是任选的，并且，如图9所示，当天线34的第二端部52被粘合剂或环氧材料110固定到盖子20时被执行。在块212中，材料110被施加于支撑结构74的内壁100的开口侧表面114。然后，天线34的第二端部52被插入材料110中。然后，方法200可以进行到块214。
在块214中，通过将细长导电体50焊接到驱动器板54并且将天线34的第一端部51焊接到RF驱动器58，将LED灯丝灯泡10组装在一起。然后，基座22被附接到盖子20以产生如图1所示的LED灯丝灯泡10。然后，方法200可以终止。
一般参考附图，公开的LED灯丝灯泡在制造过程中将天线集成到盖子中(经由支撑结构74)。此外，智能控制和电力所需的电气部件均容纳于LED灯丝灯泡的基座内。出于美观的考虑，将电气部件放在基座内是很重要的，因为一些消费者可能不喜欢这种部件在外壳内可见的灯泡。因此，透明玻璃盖子可以与公开的LED灯丝灯泡一起使用。相比之下，一些当前可用的常规LED灯丝灯泡为了隐藏可见的电气部件需要不透明或磨砂的盖子。
虽然本文所描述的装置和方法的形式构成本发明的优选实施例，但是应当理解，本发明不限于这些精确形式的装置和方法，并且，可以在不脱离本发明的范围的情况下在其中进行改变。

Claims (20)

1.一种发光二极管LED灯丝灯泡，包括：
多个LED灯丝；
射频RF驱动器；
限定第一端部和第二端部的天线，其中，天线的第一端部与RF驱动器电连接并进行信号通信；以及
限定外壁的盖子，其中外壁限定内部容积，其中盖子在远端和近端之间向内变窄成截头圆锥形轮廓，其中盖子在近端附接至基座，并且其中RF驱动器定位在基座内；以及
支撑结构，设置在内部容积内并且沿着在远端和近端之间延伸的盖子的对称轴被定位，其中支撑结构包括：
细长柱体，沿着对称轴延伸到内部容积中，其中细长柱体被配置为支撑多个LED灯丝，
由支撑结构的内壁限定的空腔，其中平行于对称轴延伸的天线设置在空腔内，
多个凸起部分，其中第一细长导体的第一部分被封装在所述多个凸起部分中的第一凸起部分中，其中第二细长导体的第二部分被封装在所述多个凸起部分中的第二凸起部分中，其中所述第一细长导体耦合到所述多个LED灯丝中的第一LED灯丝的第一引线，并且其中所述第二细长导体耦合到所述多个LED灯丝中的第二LED灯丝的第二引线；和
抽气通道，与内部容积流体连接并设置在空腔内，其中抽气通道从支撑结构的第一孔延伸到从盖子的第二孔延伸的端部，其中盖子的第二孔沿着盖子的近端的平坦表面被定位。
2.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，抽气通道的端部被配置为被加热并被挤压以产生气密性密封，并且其中，在加热并挤压所述端部之前，内部容积被抽空并且随后填充惰性气体。
3.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，天线的第二端部延伸穿过内壁并进入盖子的内部容积中。
4.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，所述天线的第二端部的一部分被封装在所述多个凸起部分中的第三凸起部分内。
5.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，粘合剂材料的珠子沿着内壁的内表面被定位。
6.根据权利要求5所述的LED灯丝灯泡，其中，天线的第二端部的一部分被嵌入粘合剂材料内。
7.根据权利要求5所述的LED灯丝灯泡，其中，盖子被整形为A19灯泡，并且基座为爱迪生螺丝基座。
8.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，盖子由基本透明的无铅玻璃构成。
9.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，端部闭合以提供气密性密封。
10.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，其中，天线从对称轴偏移。
11.根据权利要求1所述的LED灯丝灯泡，包括LED驱动器。
12.根据权利要求11所述的LED灯丝灯泡，其中LED驱动器包括用于向多个LED灯丝供电的电力电子器件和微控制器，其中，LED驱动器位于基座内。
13.一种具有对称轴的发光二极管LED灯丝灯泡，包括：
多个LED灯丝；
包含用于向多个LED灯丝供电的电力电子器件和微控制器的LED驱动器；
射频RF驱动器；
被定位为在基本上平行于LED灯丝灯泡的对称轴并从该对称轴偏移的方向上延伸的天线，其中，天线限定第一端部和第二端部，并且天线的第一端部电连接到RF驱动器并与其进行信号通信；
限定外壁的盖子，其中外壁限定内部容积，其中盖子在远端和近端之间向内变窄成截头圆锥形轮廓；
支撑结构，设置在内部容积内并且沿着对称轴被定位并且在远端和近端之间延伸，其中支撑结构包括：
细长柱体，从支撑结构沿着对称轴朝向远端延伸，其中细长柱体被配置为支撑多个LED灯丝，
由支撑结构的内壁限定的空腔，其中平行于对称轴延伸的天线设置在空腔内，
多个凸起部分，其中第一细长导体的第一部分被封装在所述多个凸起部分中的第一凸起部分中，其中第二细长导体的第二部分被封装在所述多个凸起部分中的第二凸起部分中，其中所述第一细长导体耦合到所述多个LED灯丝中的第一LED灯丝的第一引线，并且其中所述第二细长导体耦合到所述多个LED灯丝中的第二LED灯丝的第二引线；
抽气通道，与内部容积流体连接并设置在空腔内，其中抽气通道从支撑结构的第一孔延伸到从盖子的第二孔延伸的端部，其中盖子的第二孔沿着盖子的近端的平坦表面定位；以及
在第二孔周围附接到盖子的基座，其中盖子在近端附接至基座，并且其中LED驱动器和RF驱动器容纳于基座内。
14.根据权利要求13所述的LED灯丝灯泡，其中，天线的第二端部延伸穿过内壁并进入盖子的内部容积中。
15.根据权利要求13所述的LED灯丝灯泡，其中天线的第二端部的一部分被封装在所述多个凸起部分中的凸起部分内。
16.根据权利要求13所述的LED灯丝灯泡，其中，粘合剂材料的珠子沿内壁的面向开口侧被定位，并且天线的第二端部的一部分被嵌入材料中。
17.一种制造LED灯丝灯泡的方法，该方法包括：
将多个LED灯丝熔合到支撑结构上；
加热支撑结构；
在加热支撑结构之后，挤压支撑结构以产生第一凸起部分和第二凸起部分；
将第一细长导体的第一部分封装在第一凸起部分中，其中所述第一细长导体耦合到所述多个LED灯丝中的第一LED灯丝的第一引线；
将第二细长导体的第二部分封装在第二凸起部分中，其中所述第二细长导体耦合到所述多个LED灯丝中的第二LED灯丝的第二引线；
将支撑结构接合到LED灯丝灯泡的盖子上，其中，通过将支撑结构和盖子一起加热，支撑结构与盖子熔合；
将天线接合到盖子上；
用非反应性气体冲洗或填充由盖子限定的内部容积；以及
加热并闭合抽气管的端部，以产生气密性密封，其中，抽气管由支撑结构限定，并与内部容积流体连接。
18.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：
在加热支撑结构之后，挤压支撑结构以产生第三凸起部分；以及
将天线的一部分封装在第三凸起部分中。
19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括沿支撑结构的空腔壁的内表面放置粘合剂材料，其中，通过将天线的端部放置在材料中，天线被固定到盖子上。
20.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括在加热和闭合抽气管的端部之后将基座附接到盖子上。
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