JP2010287561A - Ledランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】 熱拡散メカニズムを有し、長寿命であるランプを提供する。
【解決手段】 LEDランプであって、コネクター12と、LEDモジュール14と、角度調整リング18と、絶縁リング20と、熱拡散モジュール16と、を含む。LEDモジュールは、電気的にコネクターにつながれ、少なくとも一つのLEDユニットを含む。角度調整リングは、LEDモジュールとLEDモジュールを回転させるためのコネクターの間に配置され、コネクターに対してLEDモジュールを固定するための少なくとも一つの固定部品を含む。絶縁リングは、コネクターと角度調整リングの間に配置される。熱拡散モジュールはLEDモジュールの過熱を防止するためにLEDモジュールと接触している。熱拡散モジュールは少なくとも一つのヒートパイプとそのヒートパイプに接続される複数のフィンを含むが、このとき少なくとも一つのLEDユニットはそのヒートパイプに配置されている。
【選択図】 図1

Description

本出願は、参照することにより本書に組み込まれる2009年6月11日に出願された米国出願番号61/186,026の表題に係る出願の利益を主張するものである。

本発明は概してランプ、特にLED(Light Emitting Diode)ランプ等に関する。

従来のランプ、例えば紫外線を含む水銀灯、蛍光灯、白熱灯、ハロゲンランプなどは、全てが今日において特定の用途で使用される。これらのランプの照明は、我々に大きな利便性を与え、日々の生活を支えている。しかしながら、従来のランプの全てが環境に優しく長寿命であるわけではない。

紫外線を含む水銀灯を例にとる。現在において、道路の照明として水銀灯は最もよく使用されている。しかし、水銀灯を使用しているとき、有毒ガスが発生し、周囲環境に放出されてひどく大気を汚染する。そのうえ、紫外線を含む水銀灯は3000時間と寿命が短く、稼働中は多くの電力を消費し、グリーンテクノロジーの要求を満足しない。そのため、LEDを用いた装置が照明のマーケットにおいてだんだんと人気を博してきており、そして関連する特許出願の数も世界中で急速に増加している。例えば、米国特許出願公開
番号2005/0168990や2007/0090737等は、全てLED技術を用いた照明装置を開示するものであり、LED技術の重要性を示している。

本発明のいくつかの態様によれば、熱拡散メカニズムを有し、長寿命であるランプを提供する。

本発明は、LED(Light Emitting Diode)ランプを対象とする。そのLEDランプは、過熱防止のために熱拡散メカニズムを有している。さらに、そのLEDランプは、何ら手間を要することなく、従来のランプホルダーに装着されてもよい。またさらに、そのLEDランプは、従来のランプより長寿命であり、従来のランプより環境に優しくてもよい。

本発明によれば、LEDランプはコネクター、LEDモジュール、角度調整リング、絶縁リング、熱拡散モジュールを含んでもよい。LEDモジュールは、電気的にコネクターにつながれおり、少なくとも一つのLEDユニットを含む。角度調整リングは、少なくとも一つのLEDユニットの光を発する方向を変更するために、LEDモジュールとLEDモジュールを回転させるためのコネクターの間に配置されるが、このとき角度調整リングは、LEDモジュールを望む方向に回転させた後にコネクターに対してLEDモジュールを固定するための少なくとも一つの固定部品を含む。絶縁リングはコネクターと角度調整リングの間に配置される。熱拡散モジュールはLEDモジュールの過熱を防止するためにLEDモジュールと接触している。熱拡散モジュールは少なくとも一つのヒートパイプとそのヒートパイプに接続される複数のフィンを含むが、このとき少なくとも一つのLEDユニットはそのヒートパイプに配置されている。

その他の発明の対象、特長および利点は、下記の好適な、しかし限定を意図するものではない実施形態についての詳細な説明から明らかとなるであろう。下記の記載は添付の図面を参照する。

図1は、本発明の一実施形態に係るLED(Light Emitting Diode)ランプを示す図。 図2は、図1のLEDランプの正面図。 図3は、図1のLEDランプの背面図。 図4は、図1のLEDランプの内部構造を示す図。 図5は、本発明の別の実施形態に係るLEDランプを示す図。 図6は、従来のランプホルダーを示す図。

図1から図3を参照すると、図1は本発明の一実施形態に係るLED(Light Emitting Diode)ランプを示す図であり、図2は図1のLEDランプの正面図であり、図3は図1のLEDランプの背面図である。LEDランプ10は、コネクター12、LEDモジュール14、熱拡散モジュール16を含む。コネクター12は、例えば金属製のコネクターであり、ネジ接合部13を含む。ネジ接合部13はE40型口金、E27型口金、又は他の従来の口金であってもよい。LEDモジュール14は電気的にコネクター12と接続されており、少なくとも一つのLEDユニットを含む。本実施形態では、例として、複数のLEDユニット141がLEDランプ10に使われている。図2に示すようにLEDユニット141は所定のパターンに配置されているが、本発明はこのような配置に限られない。LEDユニット141はランダムな形状に配置されていてもよい。LEDユニット141のそれぞれは、光を発する少なくとも一つのLEDダイオードを含むLEDパッケージであってもよい。

熱拡散モジュール16はLEDモジュール14の過熱を防止するためにLEDモジュールと接触している。熱拡散モジュール16は複数のフィン161を含むが、図3に示すようにLEDランプ10の表面に均等に配置されることが望ましい。言い換えれば、フィン161は互いに等しい間隔を空けている。さらに、フィン161のそれぞれは、LEDランプ10の美的外観を高めるために同一のサイズと形状を有する。そして、隣接する2つのフィン161の間隔は、コネクター12の中心軸に近づくに従って狭くなる。例えば、LEDランプ10が流線形の輪郭となるように、フィン161のそれぞれは弧状のりょう線を有している。熱拡散モジュール16によって、過熱による問題を引き起こすことなくLEDモジュール14におけるLEDユニット141の数を増加させることができ、このことはLEDモジュール14の発光効率を向上させる。

LEDランプ10は、さらに角度調整リング18、絶縁リング20,ランプカバー22を含む。角度調整リング18は、LEDユニット141の光を発する方向を変更するために、LEDモジュール14とLEDモジュール14を回転させるためのコネクター12の間に配置される。角度調整リング18は、コネクター12を取り囲み、可動であることが望ましく、LEDモジュール14は、角度調整リング18と共に回転可能なように角度調整リング18に対して固定されていることが望ましい。角度調整リング18は、LEDモジュール14を望む方向に回転させた後にコネクター12に対してLEDモジュール14を固定するための少なくとも一つの固定部品24を含む。固定部品24は、例えば、角度調整リング18のリング本体を貫いてコネクター12に近づくネジを含んでいてもよい。固定部品24が緩むと、そのネジはコネクター12を押さえつけないので、角度調整リング18はコネクター12に対して回転することが可能になる。固定部品24が締まると、角度調整リング18はコネクター12に対して動かなくなる。

角度調整リング18とコネクター11の電気的接続やユーザーがうっかり触れることを防止するために、絶縁リング20は角度調整リング18とコネクター11の間に配置される。ランプカバー22は、LEDモジュール14を保護するために、LEDモジュール14に合わせて配置される。LEDユニット141からの光を照射するために、ランプカバー22のうちLEDユニットに対応する少なくとも一部は透明であり、優れた光透過性を有するべきである。もしくは、ランプカバー22はLEDユニット141を露出させるために少なくとも一つの開口部を有する。本実施形態において、ランプカバー22はLEDユニット141に対応した開口部22aを有する。LEDユニット141の光透過性と保護機能を共に与えるために、できれば開口部22aは透明な板(図外)で覆われているとよい。

図4を参照すると、図4は図1のLEDランプの内部構造を示す図である。LEDランプ10はさらに、LEDモジュール14に電気的に接続される2つの柔軟なワイヤー26及びコネクター12を含む。そしてさらに、LEDモジュール14は回路基板143、複数の電子部品145、複数の導線147を含む。電子部品145は、回路基板143に固定されており電気的に接続されている。LEDユニット141は互いに電気的に接続され、導線147によって回路基板143に接続される。柔軟なワイヤー26は回路基板143に接続される。

ヒートパイプ163の機能によってLEDユニット141の熱をフィン161に伝導させて、フィン161によって熱を外部に拡散させるために、さらに熱拡散モジュール16は、LEDユニット141を搭載して複数のフィン161に接続するのに用いられる、少なくとも一つのヒートパイプ163を含む。ヒートパイプ163は、例えば、焼結金属粉末で形成された毛細管状の焼結ヒートパイプである。本実施形態において、ヒートパイプ163はフィン161を貫通しており、ヒートパイプ163の伸張方向は各フィン161の表面に対して垂直である。図4に示すように、ヒートパイプ163は第1のパイプセグメント163a、第2のパイプセグメント163b、第3のパイプセグメント163cを含み、第2のパイプセグメント163bと第3のパイプセグメント163cは、組み合わせて使用されて、第1のパイプセグメント163aと向かい合って配置される。LEDユニット141は第1のパイプセグメント163a上に配置され、フィン161は第2のパイプセグメント163bと第3のパイプセグメント163cによって貫かれる。なお、第2のパイプセグメント163bと第3のパイプセグメント163cの一方がなくてもよい。LEDユニット141の取り付けを容易にし、LEDユニット141とヒートパイプ163の接触面積を増やすために、第1のパイプセグメント163aはなるべく平坦な表面を有することが望ましい。これにより、LEDランプ10の製造は複雑さが軽減され、LEDユニット141とヒートパイプ163の結合は強化され、熱拡散の効率は改善される。

図5を参照すると、図5は本発明の別の実施形態に係るLEDランプを示す図である。LEDランプ10bは、図1のLEDランプ10と全体およびコネクター12bの輪郭において異なる。LEDモジュール14bはLEDランプ10bの前部に配置され、熱拡散モジュール16bはLEDランプ10bの中央部に配置されている。例えば、LEDモジュール14bはボール形をしている。そのため、LEDモジュール14bが発光すると、同一の方向に向かって光が発せられるわけではなく、この点において(図1で示される)LEDランプ10とは大きく異なる。さらに、LEDモジュール14bからの熱は、熱拡散モジュール16bに伝えられて、熱拡散モジュール16bの熱交換作用および例えば空気などの周囲の流体によって外部へと拡散させられる。

コネクター12bは、例えばMR16型コネクターであり、電力を得るのにソケットに挿入される2つのプラグ足121bを含む。しかしながら、このタイプのコネクター12bは従来のネジ式ソケットに直接取り付けることができない。図5に示すように、LEDランプ10bは、プラグ足121bを接続する2つの穴13aを有する中間ネジ接合部13bをさらに含む。そのため、ネジ式ソケットしか備わっていない場合には、コネクター12bは、最初にプラグ足121bを穴13aに挿入することで中間ネジ接合部13bと接続されてもよい。その後にLEDランプ10bは、中間ネジ接合部13bをネジ式ソケットにねじ込むことで、電気的にネジ式ソケットに接続されてもよい。

図6を参照すると、図6は従来のランプホルダーを示す図である。従来のランプホルダー200は、リアカバー202とフロントカバー204を含み、リアカバー202にはネジ式ソケット206が取り付けられている。フロントカバー204はリアカバー202に取り付けられていて可動であり、リアカバー202の開口部202aに対応している。フロントカバー204を開けることで、ランプホルダー200にランプ210を取り付けたり、ランプホルダー200からランプ210を取り外したりできる。ランプ210がランプホルダー200に取り付けられる時に、コネクター212はネジ式ソケット206内に装着される。ランプ210は、例えば紫外線を含む水銀灯といった従来のランプである。しかしながら、図1又は図5のLEDランプ10又はLEDランプ10bもまた、どちらともネジ接合部13、中間ネジ接合部13bを有するので、従来のランプホルダー200で使用可能である。さらに、従来のランプ、特に紫外線を含む水銀灯を前記実施形態において開示されたLEDランプで置き換えることはより環境に優しく有益である。なぜならば、LEDランプは光を発しているときに、有毒ガスを発生させないし周囲の環境に放出することもない。

図1のLEDランプ10を例にとる。LEDランプ10がランプホルダー200に取り付けられた後、LEDユニット141はリアカバー202の開口部202aに必ずしも沿って並んでいるわけではないため、LEDランプ10の光を発する方向を調整すべきである(図6参照)。角度調整リング18とLEDモジュール14を回転させることで、LEDユニット141の方向も変化する。調整後、LEDユニット141は開口部202aの方を向き、LEDランプ10の光を発する方向が適切となったため、固定部品24はLEDランプ10のLEDモジュール14を留めることができる。リアカバー202の受け入れスペースは限られておりLEDランプ10の熱拡散効果を妨げるかもしれないが、リアカバー202内部において現行で普通に行われている慣例手法は残存しており熱拡散を手助けする。さらにLEDランプ10はヒートパイプとフィンを備え、サイズについても細かく制御が可能であるため、過熱問題はかなり軽減されており、そのためLEDランプ10の寿命も実に長くできる。

本発明は例示により、そして適する実施形態の観点から記載されたが、本発明がこれらの形態に限定されるものでないことは理解されるであろう。それどころか、様々な変形、類似のアレンジや手順をも意図するものであり、そのような変形、類似のアレンジや手順の全てを包含するために、特許請求の範囲の補正可能な範囲は最も広義に解釈されるべきである。

10…LEDランプ、10b…LEDランプ、12…コネクター、12b…コネクター、13…ネジ接合部、13a…穴、13b…中間ネジ接合部、14…LEDモジュール、14b…LEDモジュール、16…熱拡散モジュール、16b…熱拡散モジュール、18…角度調整リング、20…絶縁リング、22…ランプカバー、22a…開口部、24…固定部品、26…柔軟なワイヤー、121b…プラグ足、141…LEDユニット、143…回路基板、145…電子部品、147…導線、161…フィン、163…ヒートパイプ、163a…第1のパイプセグメント、163b…第2のパイプセグメント、163c…第3のパイプセグメント、200…ランプホルダー、202…リアカバー、202a…開口部、204…フロントカバー、206…ネジ式ソケット、210…ランプ、212…コネクター

Claims (3)

  1. LEDランプであって、
    コネクターと、
    電気的に前記コネクターにつながれるLEDモジュールと、
    少なくとも一つのLEDユニットの光を発する方向を変更するために、前記LEDモジュールと前記LEDモジュールを回転させるための前記コネクターの間に配置される角度調整リングと、
    前記コネクターと前記角度調整リングの間に配置される絶縁リングと、
    前記LEDモジュールと接触している熱拡散モジュールと、
    を含み、
    前記LEDモジュールは、
    少なくとも一つの前記LEDユニットを含み、
    前記角度調整リングは、
    前記コネクターを取り囲み、可動であって、当該角度調整リングに対して前記LEDモジュールは固定され、前記LEDモジュールを望む方向に回転させた後に前記コネクターに対して前記LEDモジュールを固定するための少なくとも一つの固定部品を含み、
    前記熱拡散モジュールは、
    少なくとも一つのLEDユニットが配置される少なくとも一つの毛細管状の焼結ヒートパイプと、前記ヒートパイプに接続される複数のフィンを含むLEDランプ。
  2. 請求項1に記載のLEDランプにおいて、
    前記ヒートパイプは、
    第1のパイプセグメントと、
    前記第1のパイプセグメントと向かい合って配置される第2のパイプセグメントと、
    を含み、
    前記LEDユニットは、
    前記第1のパイプセグメントに配置され、
    前記複数のフィンは、
    前記第2のパイプセグメントによって貫通されているLEDランプ。
  3. 請求項1乃至2のいずれかに記載のLEDランプにおいて、
    隣接する2つの前記フィンの間隔は、前記コネクターの中心軸に近づくに従って狭くなるLEDランプ。
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