JP2007134324A - 電球アセンブリおよび電球製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギを熱に変換することなく、かつ寿命および耐久性が向上した白熱電球器具用の代替電球を提供する。
【解決手段】白熱電球器具で使用される代替電球アセンブリ（１０）は、発光ダイオード（ＬＥＤ）（１４）を利用する。ＬＥＤは、典型的な白熱電球器具に収容される口金（１２）に結合される。ＬＥＤは、白熱灯照明器具内に取り付けられたときに電気回路を構成するように口金および口金の内部のセンタポストに電気的に接続される。ＬＥＤの出力を調整するように、ＬＥＤに制御装置が接続される。また、制御装置は、直流電流または交流電流の用途で利用することができるように電球アセンブリの電圧または電流の必要条件を調整するように使用可能である。外部のシールドまたはレンズ（５２）、または内部のシールドまたはレンズ（５０）を電球アセンブリまたは直接ＬＥＤに追加して放射光を変更することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、白熱灯照明器具用の代替光源であり、代替光源が発光ダイオードを利用するものに関する。

懐中電灯、玩具、計器板などの一般製品は、明るさを提供するために白熱電球を利用する。しかし、白熱電球は、動作時に熱を発するという難点を有する。よって、白熱電球は、エネルギを損失熱に変換することで余分なエネルギを消費してしまう。また、白熱電球は、電球の揺動や衝撃によって損傷を受けやすい。衝撃や揺動によって生じる損傷により、白熱電球の交換が必要になることが多い。加えて、白熱電球は寿命が短いので頻繁に交換する必要がある。

白熱電球は、かなり普及しているので、どのような代替品でも白熱電球器具に適合して動作することができる。

従って、エネルギを熱に変換することなく、かつ寿命および耐久性が向上した白熱電球器具用の代替電球が求められている。

白熱灯照明器具で使用される代替電球アセンブリは、発光ダイオードを利用する。

代替電球アセンブリは、口金と発光ダイオード（ＬＥＤ）とを含む。口金は、典型的な白熱電球器具の内部に収容される。ＬＥＤは、非導電性材料によって口金に結合されるとともに、口金コネクタによって口金に電気的に接続される。センタポストが実質的に口金の中心に沿って配置されており、電球アセンブリが白熱電球器具内に取り付けられたときにＬＥＤに電気的に接続されて電気回路を完成する。口金は、センタポストを口金から電気的に絶縁するために非導電性充填材を有する。

制御装置がＬＥＤに接続されており、輝度、（閃光などの）持続時間、色などを変更するためにＬＥＤ出力を調整する。制御装置は、直流電流および交流電流の両方で利用可能となるように電球アセンブリの電圧および電流の必要条件を変更するために使用することもできる。外部のシールドまたはレンズ、または内部のシールドまたはレンズを電球アセンブリまたは直接ＬＥＤに追加して電球アセンブリが発する光を変更することができる。

代替電球アセンブリは、典型的な白熱電球器具に収容される。白熱電球は、用途の一般的な電圧および電流の定格に対して標準的な口金寸法を有する。典型的な白熱電球器具に対応する口金をそれぞれ有する代替電球アセンブリの種々の変形例が可能である。

本発明の上述および他の特徴は、以下の実施形態および図面から最もよく理解されよう。

図１は、本発明の電球アセンブリ１０を示している。このアセンブリは、口金１２と発光ダイオード（ＬＥＤ）１４とを含む。ＬＥＤ１４は、口金１２と電気的に接続されている。口金１２は、典型的な白熱電球器具に収容される。図示の実施例では、口金１２は、ねじ込み口金であり、典型的な白熱電球器具のねじ溝に対応する保持用のねじ山１６を含む。電球は、ＬＥＤの光特性を変更する内部のシールドまたはレンズ５０を含みうる。電球アセンブリ１０は、結合剤５４によって電球アセンブリ１０または直接ＬＥＤ１４に結合される外部のシールドまたはレンズ５２を含んでもよい。内部のシールド５０、外部のシールド５２、および結合剤５４は、透光性または不透光性とすることができ、例えば、可視スペクトルの範囲外の光を変更する光特性を有しうるがこれに限定されない。

図２は、本発明の電球アセンブリの断面図である。ＬＥＤ１４は、口金１２に取り付けられる。図示のように、ＬＥＤ１４は、非導電性材料１７で口金に結合されている。ＬＥＤ１４は、電気的に絶縁された取付部を提供するあらゆる周知手段によって口金１２に取付すなわち保持可能である。ＬＥＤ１４は、口金コネクタ１８を介して口金１２に電気的に接続される。口金コネクタ１８は、一端でＬＥＤ１４に接続されるとともに他端でねじ込み式接点２１と接続されている。

口金１２の内部には、センタポスト２０が配置される。センタポスト２０は、口金１２の軸Ａに実質的に平行に延在するとともに口金１２の口金接点２３につながっている。センタポスト２０は、ポストのコネクタ位置２２においてＬＥＤ１４と電気的に接続されている。口金１２は、センタポスト２０を口金１２から電気的に絶縁するために非導電性充填材２４で満たされる。電球アセンブリ１０が白熱灯照明器具に取り付けられると、ねじ込み式接点２１と口金接点２３によってＬＥＤ１４への電気回路が完成する。

制御装置２６が、ＬＥＤ１４の出力を所望の通りに調整するようにＬＥＤ１４に接続される。制御装置２６は、口金１２の内部に配置されることが好ましいが、ＬＥＤ１４に接続可能であれば電球アセンブリ１０に好適なあらゆる位置に配置してもよい。制御装置は、電球アセンブリ１０の製造時に当該技術で周知のようにＬＥＤ１４の出力を調整するよう設定することができる。制御装置２６は、輝度、（閃光などの）持続時間、色などを変更するように電球アセンブリ１０の出力を調整することができる。また、制御装置２６は、直流電流または交流電流の用途で利用するために、電球アセンブリ１０の電圧や電流の必要条件を変更するように使用可能である。制御装置２６は、製造時に最も一般的な直流電流定格電圧である１．５Ｖ，３Ｖ，４．５Ｖ，６Ｖ，９Ｖ，１２Ｖなどで電球アセンブリが動作するように設定可能である。また、電球アセンブリ１０は、１１０ＶＡＣや２２０ＶＡＣなどの典型的な家庭用定格電圧を有しうる。制御装置２６は、同様に他の直流電流または交流電流の設定値に電球アセンブリ１０を変更するように設定可能である。ＬＥＤは、直視の減少または光方向の変更ために遮蔽してもよい。複数のＬＥＤを制御装置２６とともに使用して、輝度、色、（閃光などの）持続時間、方向、および時間依存特性を増加させることができる。

上述したように、電球アセンブリ１０は、典型的な白熱電球器具に収容される。白熱電球は、用途の一般的な電圧および電流の定格の標準的な口金寸法を有する。典型的な白熱電球器具に対応する口金１２をそれぞれ有する電球アセンブリ１０の種々の変形例も可能である。例えば、図３は、懐中電灯２８で使用される本発明の電球アセンブリ１０の一実施例を示している。口金３０は、懐中電灯で使用される典型的な白熱電球口金の寸法に設けられ、懐中電灯用電球器具の寸法３２に対応する。（図２に示した）制御装置２６は、懐中電灯で使用される典型的な出力である高輝度、白色光、および直流３Ｖ設定にＬＥＤ１４を調整する。ＬＥＤ１４は、放射光の方向的な特性を変更するように調整可能である。（図１に示したように）電球アセンブリに結合された内部のシールド５０または外部のシールド５２のいずれかを用いたＬＥＤの遮蔽は、色、方向、分散、収束の変更、過度の直接照射の防止、投射パターンの導入、または使用される装置の内部反射形状５６に一致するよう光パターンを調整するために使用できる。

図４は、常夜灯３４に使用された電球アセンブリの他の実施例を示している。口金３６は、常夜灯で使用される典型的な白熱電球用の口金３８の寸法に設けられている。（図２に示した）制御装置２６は、典型的な常夜灯の出力である低輝度、黄色光、および交流４Ｗまたは７Ｗの定格を有するようにＬＥＤ１４を調整する。

図５は、自動車計器板４０に使用された電球アセンブリ１０の他の実施例を示している。計器板４０の一部が示されている。口金４２は、計器板４０に使用される典型的な白熱電球用の口金４４の寸法に設けられている。（図２に示した）制御装置２６は、典型的な計器板の出力である低輝度、白色光、および直流１２Ｖの設定を有するようにＬＥＤ１４を調整する。他の典型的な常夜灯３３、懐中電灯２８、または計器板４０の出力にＬＥＤ１４の出力を調整するように制御装置が設定された電球アセンブリ１０の他の実施例を使用することもできる。

本発明の好適実施例を開示したが、当業者であれば本発明の範囲内に特定の変更も含まれることが分かるであろう。従って、本発明の真の範囲および趣旨を判断するためには請求項の検討が必要である。

本発明に係る電球アセンブリの実施例の説明図である。 本発明に係る電球アセンブリの実施例の断面図である。 懐中電灯で使用される本発明に係る電球アセンブリの実施例の説明図である。 常夜灯で使用される本発明に係る電球アセンブリの実施例の説明図である。 自動車計器板で使用される本発明に係る電球アセンブリの実施例の説明図である。

符号の説明

１０…電球アセンブリ
１２…口金
１４…発光ダイオード
１６…ねじ山
５０…内部のシールド
５２…外部のシールド
５４…結合剤

Claims (24)

1. 標準的な白熱灯照明器具に取り付けられる口金と、
   前記口金の軸に沿って設けられたセンタポストと、
   前記口金と前記センタポストとに電気的に接続された発光ダイオードと、を有することを特徴とする電球アセンブリ。
2. 前記口金と前記センタポストとを電気的に絶縁するために非導電性の充填材が該口金内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
3. 前記発光ダイオードは、非導電性材料によって前記口金に結合されていることを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
4. 前記口金は、懐中電灯のソケットに収容されるように形状づけられていることを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
5. 前記口金は、常夜灯のソケットに収容されるように形状づけられていることを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
6. 前記口金は、自動車計器板のソケットに収容されるように形状づけられていることを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
7. 前記発光ダイオードの出力を調整するために、少なくとも１つの制御装置が該発光ダイオードに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
8. 前記少なくとも１つの制御装置は、前記口金の内部に配置されていることを特徴とする請求項７記載の電球アセンブリ。
9. 前記少なくとも１つの制御装置は、直流電流または交流電流の一方で使用可能となるように前記発光ダイオードを調整していることを特徴とする請求項７記載の電球アセンブリ。
10. 前記発光ダイオードは、発光ダイオードハウジングを含み、該ハウジングは、放射光の特性を変更する改良部を有することを特徴とする請求項１記載の電球アセンブリ。
11. 前記ハウジングの改良部は、ハウジングに結合された内部のシールドまたは外部のシールドであることを特徴とする請求項１０記載の電球アセンブリ。
12. 前記ハウジングの改良部は、透光性であることを特徴とする請求項１０記載の電球アセンブリ。
13. ねじ山を有するとともに発光ダイオードに電気的に接続されたねじ込み口金を有することを特徴とする電球アセンブリ。
14. 前記ねじ込み口金の軸に沿ってセンタポストが設けられており、前記発光ダイオードは、前記ねじ込み口金と前記センタポストとに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１３記載の電球アセンブリ。
15. 非導電性の充填材が、前記ねじ込み口金と前記センタポストとを電気的に絶縁するように該ねじ込み金具内に配置されていることを特徴とする請求項１４記載の電球アセンブリ。
16. 前記発光ダイオードは、非導電性材料によって前記ねじ込み口金に結合されていることを特徴とする請求項１３記載の電球アセンブリ。
17. 前記発光ダイオードの出力を調整するために少なくとも１つの制御装置が該発光ダイオードに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１３記載の電球アセンブリ。
18. 前記少なくとも１つの制御装置は、直流電流と交流電流の一方で使用可能となるように前記発光ダイオードを調整していることを特徴とする請求項１７記載の電球アセンブリ。
19. ａ）標準的な白熱灯照明器具用の口金を提供し、
    ｂ）前記口金に発光ダイオードを接続するステップをそれぞれ含むことを特徴とする電球製造方法。
20. ステップｂ）は、前記口金から電気的に絶縁されたセンタポストを提供するとともに、該センタポストを前記発光ダイオードに接続することを含むことを特徴とする請求項１９記載の電球製造方法。
21. ｃ）前記発光ダイオードの出力を調整するために該発光ダイオードに制御装置を接続するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の電球製造方法。
22. ステップｃ）は、前記制御装置によって前記発光ダイオードの輝度を調整することを含むことを特徴とする請求項２１記載の電球製造方法。
23. ステップｃ）は、前記制御装置によって前記発光ダイオードが出力する色を調整することを含むことを特徴とする請求項２１記載の電球製造方法。
24. 直流電流および交流電流の一方で使用可能となるように、前記制御装置によって前記発光ダイオードを調整することをさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の電球製造方法。

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