JP2005327731A - 既存のソケットと互換性を有するソリッドステート光源および複数のｌｅｄからなるランプから熱を除去する熱除去器を作製する方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】既存の白熱ランプの置き換え品として使用可能なソリッドステート光源を提供すること。
【解決手段】本発明のソリッドステート光源は、ソケットに機械的および電気的に適合する中空ベースと、中空ベースと協働しこれに嵌合するように適合化されたサブアセンブリとを含んでいる。このサブアセンブリは、球状本体部およびここからぶら下がった狭脚部を有する金属コアと、金属コアを両側で包囲する回路基板とを有しており、この回路基板は、金属コアの球状本体部の周りに配置された球状本体部と、狭脚部の両側において隣接して配置され、離隔された脚部とを有している。上記サブアセンブリはさらに、回路基板の片側に機械的および電気的に接続された複数の光源と、電気回路に接続するために回路基板に配置された外部電気コンタクトと、回路基板の球状本体部を覆い、中空ベースにシールされるガラスドームとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は光源、殊にソリッドステート光源に関する。さらに具体的にいうと、本発明は、反射器と共に使用可能であり、このために白熱ライトの光分布を模倣するソリッドステート光源に関する。さらに具体的にいうと、テールライトなどの自動車のシグナルライトに対する直接的な代替品として使用可能なソリッドステート光源および実現可能な熱伝導機構を有する光源に関する。
本発明はまた、複数のＬＥＤからなるランプから熱を除去する熱除去器を作製する方法に関する。
ソリッドステートライト、例えば、発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）は、寿命が長いことおよびショックに対する耐性が高いことで有名である。これらは時として、光の増幅または反射を特別に必要としない自動車のハイマウント形制動灯に使用されている。これまでにテールライトユニットなどの他の目的にＬＥＤを適合させる複数の試みがなされてきたが、これらの試みでは、通例プラスチックビーズに入れられたＬＥＤが平らな表面にされ、つぎにこれらの平らな表面が、組になって例えば差込口金の円筒形の端部に取り付けられている。適切な光分布を得るために反射器に配向される光はないか、またはほとんどない。大部分においてこれらの装置は政府の規制を満たさない。さらに光の出力を増大して政府の規則を満たすためには個々のＬＥＤユニットの数を何倍にもしなければならないことがわかった。しかしながら、このように数を増大させることによって、生成される熱の量も増大し、この過剰な熱がＬＥＤを使用するランプに有害な影響を与えるのである。
本発明の課題は、従来技術の欠点を未然に防ぐことである。
本発明の別の課題は、ソリッドステート光源、例えばＬＥＤ光源を増強することである。
本発明のさらに別の課題は、既存の白熱ランプの後付けの置き換え品として使用可能なソリッドステート光源、例えばＬＥＤ光源を提供することである。
本発明のさらに別の課題は、複数のＬＥＤからなるランプから熱を除去する熱除去器を作製する方法を提供することである。
上記のソリッドステート光源に関する課題は、本発明の請求項１により、フィラメント付きのランプ用に設けられたふつうの既存のソケットと互換性のあるソリッドステート光源を提供することによって解決され、ここでこのソリッドステート光源は、ソケットに機械的および電気的に適合するように形成された中空のベースと、この中空ベースと協働しこれに嵌合するように適合化されたサブアセンブリとを含む。このサブアセンブリは、球状本体部と、この球状本体部からぶら下がった狭脚部とを有する金属コアを含む。またこの金属コアは実質的に両側で回路基板によって包囲されている。この回路基板は、金属コアの球状本体部の周りに配置された球状本体部を有しており、またこの回路基板は、上記の狭脚部の両側において隣接して配置され、離隔された２つの脚部を有している。ここでは複数のソリッドステート光源が、上記の回路基板の片側に機械的および電気的に接続されており、電気回路との接続のために外部電気コンタクトがこの回路基板に配置されている。ガラスドームが、回路基板および金属コアからなる球状本体部を覆っており、また上記の中空のベースにシールされている。
上記の熱除去器を作製する方法についての課題は、本発明の請求項６により、作動可能に取り付けられる複数のＬＥＤを含むフレキシブルプリント回路基板を準備し、金属コアを準備し、この金属コアの周りで上記フレキシブルプリント回路基板を成形し、上記金属コアにフレキシブルプリント回路基板を固定することによって解決される。
本発明のソリッドステート光源の有利な実施形態は、以下の実施例の説明に記載されている。
本発明のソリッドステート光源により、複数のソリッドステートデバイスを使用して、十分な光出力を保証することができ、また上記の金属コアによって十分に熱を除去することができる。
上記の方法の１実施形態では、上記フレキシブル回路基板は回路端部を有しており、この回路端部は、中空ベースに固定されて、外部回路との電気的コンタクトを形成する。
本発明ならびにその別の課題、利点および機能をわかりやすくするため、添付の図面に関連して以下の説明において詳述する。
極めて具体的な図面を参照すると、図１には、フィラメント付きランプ用に設けられたふつうの既存のソケットと互換性のあるソリッドステート光源１０が示されている。光源１０は、ソケットに機械的および電気的に適合するように形成された中空のベース１２を含む。ベース１２は有利にはプラスチック製であるが、付加的な熱放散が必要な場合は、適切な断熱機能を有する金属を使用可能である。中空ベース１２と協働しかつこれに嵌合するように適合化されたサブアセンブリ１４は、球状本体部１８と、この球状本体部からぶら下がった狭脚部２０とを有する金属コア１６を含んでいる。金属コア１６は有利には均質な銅から構成されるが、別の金属を使用することができる。例えば、アルミニウムはコアとして機能し、また重量が問題になる場合に使用可能である。回路基板２２は実質的に金属コア１６を両側で包囲する。回路基板２２は、金属コア１６の球状本体部１８の周りに配置された球状本体部分２４を有しており、また狭脚部２０の両側において隣接して配置され、離隔された２つの脚部２６，２８を有する。回路基板２２は有利には、少なくとも０．２５インチ（６ｍｍ）の曲げ半径に耐えるフレキシブルプリント回路基板材料から形成される。最も重要な利点を得るため、回路基板２２を金属コア１６の周りに配置して、熱的に良好に接触接続させて、ＬＥＤによって生成される熱を良好に伝導して逃がすようにしなければならない。このために回路基板とコアとの間に熱伝導性接着剤またはペーストを使用可能である。
図示しない有利な導電性トレースにより、上記の回路基板の片側に複数のソリッドステート光源３０、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を機械的および電気的に接続する。回路基板２２の脚部２６，２８には外部電気コンタクト３２が配置されており、これにより、光源１０が挿入される適切なソケットを介して電気回路に接続される。サブアセンブリ１４が中空ベース１２に挿入された後、ガラスドーム３４は、このサブアセンブリ１４を覆い、また中空ベースにシールされる。任意の有利なガラスを使用可能であるが、このガラスが赤外線放射に対して効果的な放射器であると有利である。このようなガラスはアルミナシリケートである。
生成される熱の除去をさらに補助するため、熱的に有効な流体をドームの内部に満たすことができる。このような熱的に有効な流体は、水素またはヘリウムのような気体またはシリコンなどの液体とすることができ、または真空にすることができる。
回路基板２２によって覆われていない金属コア１６の側面３６には放熱リブ３８を設けることができる。この放熱リブは、ランプから横に出る大きな露出面を有し、これによって大きな放熱面が得られる。
中空ベース１２はロック式レセプタクル４０と、ぶら下がりアーム５０，５２とを有している。これらのアームは、サブアセンブリ１４がベース１２に配置される場合に狭脚部２０のエッジ５４，５６を覆う。金属コア１６は、ロック式レセプタクル４０に噛み合うマッチングロック４２を含む。
回路基板２２の脚部２６，２８のうちの少なくとも１つ（有利には２つの脚部）は、ラッチ４４を有しており、また中空ベース１２は、これに噛み合うラッチ受け部５８を有する。
ＬＥＤの色放射は、この光源の最終的な目的に有利なように選択される。例えば、この光源が、自動車のテールライトに使用するために設計される場合、赤を放射するＬＥＤが使用される。赤、緑および青色の光を放射するＬＥＤを混ぜることによって白色のライトを形成することができる。
以上により、オリジナルの装備としてまたは代替部材として自動車のテールライトに使用可能なソリッドステート光源が得られる。
ここでは現在のところ有利であると思われる本発明の実施形態を示して説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定めた本発明の範囲を逸脱することなく、さまざまな変更および修正を行うことができることは当業者には明らかであろう。
本発明の１実施形態の斜視図である。 図１の実施形態を底部から見た斜視図である。 本発明のベースおよびドームの分解組み立て斜視図である。 本発明に使用される金属コアの斜視図である。 本発明に使用可能な回路基板の斜視図である。
符号の説明
１０ ソリッドステート光源、 １２ 中空ベース、 １４ サブアセンブリ、 １６ 金属コア、 １８ 球状本体部、 ２０ 狭脚部、 ２２ 回路基板、 ２６，２８ 脚部、 ３０ 複数のソリッドステート光源、 ３２ 外部電気コンタクト、 ３４ ガラスドーム、 ３６ 金属コア側面、 ３８ 放熱リブ、 ４０ ロック式レセプタクル、 ４２ マッチングロック、 ４４ ラッチ、 ５０，５２ ぶら下がりアーム、 ５４，５６ 狭脚部エッジ、 ５８ ラッチ受け部

Claims (7)

  1. フィラメント付きランプ用に設けられたふつうの既存のソケットと互換性のあるソリッドステート光源において、
    ソケットに機械的および電気的に適合するように形成された中空のベースと、
    該中空ベースと協働しこれに嵌合するように適合化されたサブアセンブリとを含んでおり、
    該サブアセンブリは、
    球状本体部および該球状本体部からぶら下がった狭脚部を有する金属コアと、
    金属コアを両側で包囲する回路基板とを有しており、
    該回路基板は、前記金属コアの球状本体部の周りに配置された球状本体部と、前記狭脚部の両側にて隣接して配置され、離隔された２つの脚部とを有しており、
    前記サブアセンブリはさらに
    該回路基板の片側に機械的および電気的に接続された複数のソリッドステート光源と、
    電気回路に接続するために前記回路基板に配置された外部電気コンタクトと、
    前記の回路基板の球状本体部を覆い、前記中空ベースにシールされるガラスドームとを有することを特徴とする
    ソリッドステート光源。
  2. 熱的に有効な流体が前記ドームの内部に満たされている、
    請求項１に記載のソリッドステート光源。
  3. 前記の回路基板によって覆われていない金属コアの側面には放熱リブが設けられている、
    請求項１に記載のソリッドステート光源。
  4. 前記中空ベースは、ロック式レセプタクルを含んでおり、
    前記金属コアは、マッチングロックを含む、
    請求項１に記載のソリッドステート光源。
  5. 前記の回路基板の脚部のうちの少なくとも１つにはラッチが設けられており、
    前記中空ベースは、該ラッチに噛み合うラッチ受けを有する、
    請求項１に記載のソリッドステート光源。
  6. 複数のＬＥＤからなるランプから熱を除去する熱除去器を作製する方法において、
    作動可能に取り付けられる複数のＬＥＤを含むフレキシブルプリント回路基板を準備し、
    金属コアを準備し、
    該金属コアの周りで前記フレキシブルプリント回路基板を成形し、
    前記金属コアにフレキシブルプリント回路基板を固定することを特徴とする、
    複数のＬＥＤからなるランプから熱を除去する熱除去器を作製する方法。
  7. 前記フレキシブル回路基板は回路端部を有しており、
    該回路端部は、中空ベースに固定されて外部回路との電気的コンタクトを形成する、
    請求項６に記載の方法。
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