JP2011523180A

JP2011523180A - Ｌｅｄ電球装置

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Publication number: JP2011523180A
Application number: JP2011512647A
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Inventors: デイビッド・ダブリュー・キャロル; ウェンデル・エル・キャロル
Original assignee: Forever Bulb LLC
Current assignee: Forever Bulb LLC
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2029-06-04
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Abstract

ＬＥＤ電球装置（２０）が、電球本体（８０）と、キャップ（８２）と、ＬＥＤ部（２２）とを備える。電球本体は外表面と内部を画定する。キャップは電球本体に取り付けられて、電球構造（２４）が構成される。ＬＥＤ部は、基板（２６）、ＬＥＤ（２８）、トランス回路（３０）、および接続回路（３２）を含む。ＬＥＤおよび接続回路は基板によって保持され、接続回路はＬＥＤとトランス回路とを電気的に接続する。トランス回路は、ＬＥＤを作動させるために供給される電源を適合するように変換する。ＬＥＤ部は電球構造に装備され、電球本体の外表面に沿ってＬＥＤが配置されて、ＬＥＤからの光が内向きに内部へ導かれ、その後内部から外向きに導かれる。ＬＥＤ部は、ＬＥＤを覆うヒートシンク部（３４）をさらに備えても良い。

Description

本発明は、ＬＥＤ（light emitting diode）照明装置および方法に関し、より具体的には一般的な電球におけるＬＥＤ光の問題解決手法に関する。

燃料コストの増加につれて、白熱電球の代替製品として、小型の蛍光灯（ＣＦＬ）およびＬＥＤ電球がより広く用いられるようになっている。この変化に伴う１つの結果として、使用済み電球が廃棄されることによる廃棄物の問題が高まっている。これは環境に負の影響を与える。また、小型蛍光灯には水銀およびガスが含まれており、ユーザーがこれらの電球を交換する際に、定められた廃棄方法が要求されることになる。多くのユーザーは圧縮処理される通常のゴミの中にこのような小型蛍光灯を廃棄するため、環境負荷が増加することは避けられない。交換された後の何百万個ものあらゆる種類の電球の廃棄物が増加し続けており、これらを監視して正しく廃棄させることは難しい問題である。

形式に関係なく、従来の電球は、ガラス（あるいは他の透明若しくは半透明材料）の囲い部分と端部キャップ若しくはプラグ（標準的な電球ソケットとのネジ接続部分となる）とを備えている。これらの部品は、製品コストに付加される。交換される電球において、ガラス部分と端部キャップはかさばるものであり扱いにくい。ガラス部分および端部キャップは破損しないように保護しなければならず、部材の梱包コストや輸送スペースへマイナスの影響を与える。多くは海外から供給されるため、搬送のやり方によっては単価への影響は大きくなる。小売店での展示においても製品の容積は大きな問題となる。これらは全て製品コストに付加されることになるため、消費者や販売ビジネスにおいて、環境やエネルギ効率のために何か役に立つことをしたいという自然な願いを逆行させることになる。

蛍光灯のツイスト管および現在のＬＥＤの電球などの環境問題解決手法には、美観上の懸念事項が存在する。商業上の懸念事項として、多くの場合、これらの新たな代替製品を予め取り付ける付属品として進んで用いるというような魅力を消費者が感じにくいという問題がある。多くの場合、従来慣れ親しんだ外観を有する白熱電球の採用を環境保護や経済的な観点から変えることは、消費者には受け入れられにくい。

ＬＥＤ電球は、最も耐久性があり、最も消費電力が少なく、そして最も環境に優しい照明である。しかしながら、ルーメンあたりの高い初期コストおよび光分散の指向特性に関して、大きな問題がある。

このような観点から、これらの問題を解決するような手法が求められている。このような解決手法は、望まれている環境的な代替についての価値を理想的に高めることになるであろう。

本発明の特徴に基づく幾つかの態様は、電球本体、キャップ、およびＬＥＤ部を備えるＬＥＤ電球装置に関する。電球本体は外表面と内部領域とを画定する壁を有する。キャップは、電球本体に取り付けられ、電気ソケットへの選択的な接続部を構成する表面を形成する。これに関し、電球本体とキャップとは一体的とされて、従来のＡＣ／エジソン型の電球にかなり似た外観を有する電球構造を形成する。ＬＥＤ部は、基板、複数のＬＥＤ、トランス回路、および接続回路を有する。ＬＥＤおよび接続回路の少なくとも一部は、接続回路がＬＥＤおよびトランス回路に電気的に接続された状態で基板により保持されている。トランス回路は、入力される電源を変換して、ＬＥＤに供給する（例えば、入力されたＡＣ電源をＤＣ電源に変換してＬＥＤに供給する）。複数のＬＥＤが電球本体の外表面に沿って配置されるように、ＬＥＤ部が電球構造に取り付けられ、ＬＥＤからの照明が内部領域に導かれ、そして内部領域から外側へ導かれる。幾つかの実施態様では、ＬＥＤ部は、ＬＥＤおよび基板の対応する箇所を取り囲むヒートシンク部をさらに備える。関係する態様では、基板は複数の足部を形成し、それぞれのＬＥＤが足部に沿って配置され、また、ヒートシンク部はさらに対応する多数の茎部を有し、それぞれの茎部が基板の足部まで広がる。

本発明の特徴に基づくＬＥＤ電球装置の斜視図図１の装置に使用されるフレキシブル回路の模式斜視図図１の装置に使用される回路の電気配線図図１の装置の部分断面図図１の装置の上面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の側面図図６の装置の成形部品を含む部分の側面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の側面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の斜視図図９の装置に使用されるフレキシブル回路の斜視図図９の装置に使用されるキャップの斜視図図１１Ａのキャップと、キャップに取り付けられた図１０のフレキシブル回路との上面図図９の装置の部分断面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の側面図図１２の装置に使用されるフレキシブル回路の斜視図電球ソケットに取り付けされた状態の図１２の装置の断面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の側面図図１５Ａの装置の部分断面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の側面図図１６の装置の上部断面図図１６の装置の側部断面図本発明の特徴に基づく別のＬＥＤ電球装置の側面図図１８Ａの装置の上部断面図

本発明の一の実施形態にかかるＬＥＤ電球装置２０を図１に示す。装置２０は、ＬＥＤ部２２（概略を示す）、および電球構造２４を備えている。詳細には以下に示す様々な構成部品を備える。概略的には、ＬＥＤ部２２は電球構造２４に取り付けられており、これによりＬＥＤ電球装置２０が標準的な電球ソケットに接続されて給電されることによりＬＥＤ電球装置２０が発光する。ＬＥＤ部２２は、電球構造２４とは別体としてエンドユーザーに提供することもできる（例えば、エンドユーザーがＬＥＤ部２２を既存の電球に取り付けるような場合）。また、ＬＥＤ電球装置２０は、一体的な製品として製造されてエンドユーザーに提供することもできる。

幾つかの実施形態では、ＬＥＤ部２２は、基板２６、複数のＬＥＤ２８（例えば、ＬＥＤ照明）、トランス回路３０、接続回路３２（概略を示す）、およびオプション的にヒートシンク部３４を備える。ＬＥＤ２８、トランス回路３０、および接続回路３２が電球構造２４に対して望ましい配置となるとともに、ＬＥＤ２８への給電のための電気経路が確保できるように基板２６はそれぞれの構成部品２８−３２を保持しても良い。ヒートシンク部３４は、ＬＥＤ２８およびオプション的にはトランス回路３０から熱を放散するように備えられ、ヒートシンク部３４はＬＥＤ部２２を電球構造２４に確実に取り付ける。

電球構造２４に取り付ける前の基板２６、ＬＥＤ２８、トランス回路３０、および接続回路３２の好ましい形態の１つを図２に示す。基板２６がフレキシブル性および非導電性を有し、接続回路３２と一体化されて、従来知られているようなフレキシブル基板を形成するようにしても良い。あるいは、基板２６の一部若しくは全部に剛体材料を用いても良い（例えば、ＬＥＤ２８がフレキシブル基板に保持され、一方、トランス回路３０と接続回路３２の一部が剛体材料により形成されたプリント回路基板）。接続回路３２がＬＥＤ２８と電力トランス回路３０に電気的に接続される（概略を示す）。

別の実施形態では、基板２６が、部品２８−３２が取り付けられる様々な部分（セグメント）を備えるあるいは形成するようにしても良い。このような部分としては、例えば、ベース３６、複数の足部３８、そして尾部４０などがある。それぞれの足部３８は互いに間隔を空けてベース３６から延在する（例えば、第１足部３８ａは第２足部３８ｂから離間するようにベース３６から共通して延在する）。また、後述するように、それぞれの足部３８は、複数のＬＥＤ２８を保持する。尾部４０は、ベース３６から延在し、ベース３６に対して折り畳めるようになっている（例えば、図示される折り畳み線４２に沿って）。このような折り畳み線４２は、電球構造２４の最終的な組み立ての容易性を高める。しかしながら、基板２６が最初から電球構造２４の形状に合致した形状を有するように形成されていれば、折り畳み構造は要求されない。図２において、尾部４０を折り畳む前の状態を点線で示し（図示Ａ）、折り畳まれた状態を図示Ｂとして示す。このような実施形態では、部品２８−３２の全てが基板２６の共通する面に配置され、高速かつ合理化された大量生産に対応できる。また、他の実施形態では、基板２６と部品２８−３２は、オープンリール式にて生産することも可能である。

ベース３６は、電球構造２４（図１参照）に対する足部３８（およびこれに保持されたＬＥＤ２８）の望ましい配置を最適化するような様々な形状やサイズを採用できる。ある実施形態では、ベース３６の長さを、標準的なＡＣあるいはエジソン電球のねじ込み式キャップの外周に相応するようにしても良い。また、ベース３６は選択されたトランス回路３０を取り付けるために十分なサイズとされる。

足部３８は、図２に示すものとは異なる様々なサイズや形状を採ることができる。同様に、それぞれの足部３８は、同一の姿勢でベース３６から延在している形態を図示しているが、他の実施形態ではそれぞれの足部３８は同一な形態を採る必要はない（例えば、１つあるいはそれ以上の足部３８をベース３６に対して直交しない角度で配置することもできる）。また、図２に示すように、基板２６は５本の足部３８を有しているが、それ以上や以下のあらゆる本数を採用しても良い。概略的には、個々の足部３８はＬＥＤ２８の組４４を保持し、それぞれのＬＥＤ２８は基板２６の第１主面４６に沿って互いに近接して配置される（対応する足部３８に関して）。例えば、第１足部３８ａはＬＥＤ２８の第１組４４ａを保持し、第２足部３８ｂはＬＥＤ２８の第２組４４ｂを保持する。図２では、各組４４が６個のＬＥＤ２８を含む場合について示しているが、それ以上あるいは以下のあらゆる個数を採用することができる。また、それぞれの組４４に含まれるＬＥＤ２８の個数は同じである必要はない。しかしながら、驚くべきことに、従来のＡＣ１２０Ｖ電源を用いてＬＥＤ２８に十分な電力を供給することで、合計３０個のＬＥＤ２８を備えたＬＥＤ部２２より十分な光量を得ることができることがわかった。

トランス回路３０は、ＬＥＤ２８に適切な電力を供給するために、ＡＣ電源（例えば１２０Ｖ）をＤＣ電源に変換する。ＬＥＤ２８がＡＣ電源にて作動するような場合には、トランス回路３０は、供給された電力をＬＥＤ２８への給電に適したＡＣ電力に変換する装置として機能する。例えば、ある実施形態では、トランス回路３０は、正極端子５０、中性（あるいは負極）端子５２、抵抗５４、電流制御器５６、およびブリッジ整流器５８を備える。抵抗５４、電流制御器５６、およびブリッジ整流器５８（または他のトランスチップセット）は、基板内に含まれるが、電極端子５０、５２が基板の外に露出して配置されて、標準的なＡＣ電球ソケットのようにＡＣ電源との電気的接続が可能とされる。さらに具体的には、電極端子５０、５２は、後述するように、間隔をあけて尾部４０に沿って配置され、基板２６の第１主面４６に対して外側に露出して配置される。図２の尾部４０の折り畳み状態（Ｂ）では、それぞれの電極端子５０、５２が尾部４０により効果的に「隠された」状態とされている（すなわち、尾部４０において、図２では基板２６の第２主面６０が見えている）。

トランス回路３０は、図示されているものやＡＣ電源からＬＥＤ２８への給電に相応しいもの以外の電気部品を含んでも良い。これらを考慮して、３０個のＬＥＤ２８への給電を行うトランス回路３０の電気配線図の一例を図３に示す。他のトランス関連部品（例えば、トランジスタ）が含まれても良い。他の実施形態では、ＬＥＤ部２２はより多くのあるいは少ない個数のＬＥＤ２８を備えることもできる。

ＬＥＤ２８は、従来から知られており、そして発光ダイオードとして機能する様々な形態のものを採用することができる。ＬＥＤ２８より発光される光を高めるためのＬＥＤのコーティングや層として、あるいはＬＥＤ２８それ自体として、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、量子ドット、またはナノ結晶を用いることもできる。ＬＥＤ２８は、例えば、非サファイアＬＥＤなどのように、標準的なパッケージ、ダイ・オン・フレックス・パッケージ、スパッタコーティングされたウェハー層などを含む様々な形態で基板２６に実装される。

図１に示すように、ある実施形態では、オプションであるヒートシンク部３４（他の実施形態ではこれを含まないことも可能である）は、足部３８（および対応するＬＥＤ２８）、およびトランス回路３０を覆って保護するように形成される。ヒートシンク部３４は、部品２８および／または３０にて生じた熱を放散し、適切なヒートシンク材料（例えば、成形樹脂、セラミック、金属など）により形成される。ヒートシンク部３４は、ＬＥＤ部２２の電球構造２４へ取り付けを助ける。ある実施形態では、ヒートシンク部３４が、ハブ６０および複数の茎部６２を備えるあるいは形成しても良い。一般的には、ハブ６０は以降に説明する電球構造２４に対応する部品に応じたサイズおよび形状に形成され、基板２６のベース３６を取り囲む。茎部６２はハブ６０から延在し、足部３８に応じたサイズおよび形状に形成される。すなわち、茎部６２の数は足部３８の数に対応しており、逆もまた同様である。図１に示すように、第１茎部６２ａは第１足部３８ａに対応し、第２茎部６２ｂは第２足部３８ｂに対応している。

ある構成では、茎部６２は対応する足部３８の長さよりも長く形成され、より完全に足部３８を覆う。例えば、最終的な組み立て状態において、第１茎部６２ａは、対応する足部３８ａの先端６６を長手方向に超えて配置された端部６４にて終端される。ヒートシンク部３４の内周面６８が滑らかであり、オプション的に接着剤がコーティングされて（あるいは接着テープが貼り付けられて）、後述するように電球構造２４に強固に固定されていても良い。逆に、ヒートシンク部３４の外周面７０に熱放散を促進するフィン７２が形成されていても良い。

ヒートシンク部３４は、熱放散および／またはＬＥＤ電球装置２０の他の性能属性を高める追加的な特徴を備えても良い。例えば、１個以上の孔（図示せず）を１本以上の茎部６２に形成しても良い（例えば、ハブ６０に隣接する茎部６２に第１の孔を形成し、ハブ６０に対向する茎部６２の端部に第２の孔を形成しても良い）。このような構成を採用することで、熱対流により外気が孔を通して茎部６２に通過することになるであろう。このような自然な空気の運動を補助するために小型のエアポンプ（図示せず）をさらに備えさせても良い。茎部６２に湿気が侵入することを防ぎながら内部の熱を逃すことができるように、防湿性または耐湿性ではあるが空気透過性を有する部材（例えば、ゴアテックスのような布材料、ポリエステルフィルムのようなフィルムなど）により孔を覆っても良い。あるいは、茎部６２において、孔内に湿気が侵入することを低減できるような部分に的を絞って、茎部６２を貫通する孔としてそれぞれの孔を形成しても良い。他の実施形態において、茎部６２は光を拡散させるように形成あるいは構成されても良い（例えば、フレネルレンズのような表面に）。上述したように、光を拡散するような茎部６２の形態には、電球構造２４および／または熱放散孔を組み立てるための接着層が含まれても良い。

基板２６（およびこれに保持される部品２８−３２）は、以下に説明するように、様々な形態にてヒートシンク部３４に組み付けられる。例えば、基板２６は、ヒートシンク部３４に埋め込まれても良く、また、電球構造２４に基板２６が取り付けられるように、ヒートシンク部３４が基板２６を覆うようにしても良い。

ＬＥＤ部２２は、様々な種類の電球構造２４に用いることができる。一般的には、電球構造２４は「標準的な」またはよく知られたＡＣ電球（例えば、エジソン電球）であり、電球本体８０およびキャップ８２を含む。電球本体８０はガラス材料や樹脂材料などにより形成され、外壁面８６を構成する壁８４、および空間、内部領域８８（図１に示す）を有する。電球本体８０は様々な形状およびサイズ（球型、ピラミッド型（フラッドライト）、キャンドル型など）とすることができ、よくある光拡散部材により覆われても良い（例えば、「やわらかい」白色光）。キャップ８２は電球本体８０に取り付けられ、標準的なＡＣ電球ソケットとねじ込み係合させるために外ネジ面９０が形成されており、従来から知られているようなＡＣ電球ソケットにＬＥＤ電球装置２０が選択的に取り付けられる。同様に、キャップ８２は、従来の電球によく採用されているように導電材料によりオプション的に形成され、中性端子面９４とは電気的に分離された正極端子面９２が形成される（概略を示す）。

上述した電球構造２４の説明を踏まえて、幾つかの実施形態では、電球構造２４は、従来のＡＣ／エジソン電球に広く用いられているような追加的な部品を備えている必要はない。例えば、電球構造２４はフィラメントを備えてはいないが、それ以外では従来の電球と同様な外観を有している。しかしながら、他の実施形態では、電球構造２４は、従来のＡＣまたはエジソン電球にＬＥＤ部２２が取り付けられたような構造が採用され、このような構造ではフィラメント（およびその他の従来の電球の特徴）が含まれることになる。このような代替構造では、フィラメントは機能しても機能しなくても良い（例えば、ＬＥＤ部２２は、電球として機能しなくても機能しても良い）。

電球構造２４の詳細な構造に関係なく、図示するようにＬＥＤ部２２は電球構造２４に取り付けられる。足部３８は電球本体８０に沿って延在し、対応するＬＥＤ２８を外壁面８６に近接するあるいは向かうように位置させる。このように、発光された光が内部領域８８に向かうようにＬＥＤ２８が配置される（すなわち、ＬＥＤ２８は内向きに配置される）。茎部６２はＬＥＤ２８に近接しながら延在するように、対応する足部３８を覆って配置される。図４に示す好ましい形態のように、例えば、基板２６の第１主面４６（図４に示す少なくとも足部３８に沿った部分）は電球本体８０の外壁面８６に面しており、それぞれのＬＥＤ２８は基板２６と電球本体の壁８４との間に挟まれている。ヒートシンク茎部６２はＬＥＤ２８と向かい合うように、基板の足部３８の第２主面６０に沿って延在し、ＬＥＤ２８の作動により発生した熱がヒートシンク茎部６２に伝わり、すぐに放散される（例えば、フィン７２を通して）。茎部６２は高温安定性を有する接着剤および／または封止剤（図示１００にて概略的に示す）を用いて電球本体の壁８４にしっかりと接着されており、基板の足部３８（およびＬＥＤ２８）が図示される位置に固定される。このような構造では、ＬＥＤ２８が電球本体の壁８４と対応する茎部６２との間で効果的に封止された状態とされるため、茎部６２は外的な汚染物質（例えば、ダスト）からＬＥＤ２８を保護する役割を果たす。

図４にさらに示すように、電球本体８０とキャップ８２との間にまで突出するように足部３８から基板２６は延在する。ここで従来の電球製造技術では、電球本体８０は、例えばキャップ８２内に挿入されて接着剤１０４（概略的に示す）で接着される足１０２を形成する。キャップ８２からヒートシンク部３４を電気的に分離する非導電性スペーサ１０６を、ＬＥＤ部２２にオプション的に備えさせても良い。尾部４０が電球本体８０とキャップ８２との間に延在し、中性端子５２がキャップ中性端子面９４に電気的に接続され、正極端子５０がキャップ正極端子面９２に電気的に接続されるような状態について図示している。端子５０、５２と端子面９２、９４との間の電気的接続の長期間安定性を確保するために、導電性接着剤を用いても良い。最終的には、オプション的にではあるが、製造者識別表示１０８をキャップ８２上に形成または印刷しても良い。

キャップ８２の内部における端子５０、５２の配置を図５に示す。基板２６のベース３６が電球本体８０の足１０２を取り囲んでおり、トランス回路３０が外壁面８６（図４）に対向して配置されていることが示されている。ヒートシンクハブ６０はベース３６を包んでおり、さらにトランス回路３０に近接して作動により生じる熱がすぐに除去される。

図１および図４を参照すれば、最終的な組み立て状態において、キャップ８２をソケットに単にねじ込むことで、ＬＥＤ電球装置２０を従来のＡＣ電球ソケットに接続できることは、いかなるエンドユーザーによってすぐに理解されるであろう。正極および中性端子５０、５２がキャップ８２において対応する正極および中性端子面に位置される、あるいは電気的に接続されているため、ＡＣ電球ソケットにキャップ８２がねじ込まれることで、端子５０、５２が電球ソケットの正極および中性端子配線に電気的に接続される。ある実施形態では、電球ソケットに通電されるとトランス回路３０がＡＣ電源をＤＣ電源に変換し、接続された回路がＤＣ電源をＬＥＤ２８に供給する。その結果、ＬＥＤは通電されて発光する。ＬＥＤ２８から発光される光は、まず、最初に電球本体壁８４を透過して内側に向かって、光波特性が一致されて内部領域８８に入る。そして、導かれた光は内部領域８８から外側に向かい、電球本体壁８４を透過して、ＬＥＤ電球装置２０の周りを照らす。ＬＥＤ２８からの光に対して、このように二重拡散処理が効果的に行われることにより（電球に対して施された従来の拡散コーティングを用いて）、「やわらかい」光が最終的に周囲を照らすことになる。二重拡散効果は、従来の通常のＬＥＤ照明装置の懸念事項でもある、発光される光が強すぎるというユーザーが受ける感覚を効果的に低減することができる。ある構成では、足部３８および／またはそれぞれの足部３８におけるＬＥＤ２８の配置を「段状配置」あるいは角度をつけた配置として、電球本体８０の中央により多くの光を向かわせて、周囲に向けて発光されるＬＥＤ電球装置２０からの光の均一性を高めるようにしても良い。例えば、図４に示すように、キャップ８２に近接する位置に電球本体８０に沿って追加的なＬＥＤ２８を配置するようにしても良い。これらの「低い位置」のＬＥＤ２８は、電球本体８０の中央に向けて上向きに照射されて（例えば、ヒートシンク部３４に形成された段部を介して）、ＬＥＤ電球装置２０の光量を高める「役割」を担っている。ヒートシンク部３４はＬＥＤ２８および／またはトランス回路３０からの熱を放散し、ＬＥＤ電球装置２０の長寿命化をより確実なものとしている。図１に示す実施形態では、以降に記載するその他の多くの実施形態と同様に、足部３８の対向する組が、電球本体８０の対向する面における対応するＬＥＤ２８の位置に配置されている。このような場合に限られず、その他の配置を採用しても良い。

ＬＥＤ電球装置２０は、エンドユーザーに対して、組み立てられた状態（すなわち、製造工場において、ＬＥＤ部２２が電球構造２４に取り付けられた状態）で提供することができる。このような手法は、いくつかの製造技術を、既存のＡＣ／エジソン電球製造ラインに取りいれて、上述したように、ＬＥＤ部２２（およびそれらが装備されたもの）を得ることができる。フィラメントとその他の従来のＡＣ／エジソン電球に用いられていた部品（電球本体８０およびキャップ８２は別として）が必要ではないため、従来の製造ラインから対応する製造工程および部品を取り除くことができ、コストを減らすことができる。このような場合に代えて、後述するように、ＬＥＤ部２２を独立した製品としてエンドユーザーに提供しても良く、ユーザーがＬＥＤ部２２を、別の提供される電球構造２４（例えば、電球として機能しない電球、あるいは電球として機能する電球）に装着するようにしても良い。最終的なＬＥＤ電球装置２０は、このように簡単に構成することができ、不良品の電球の交換用として用いることができる。ＬＥＤ部２２が既存のＡＣ／エジソン電球に装備される（例えば、エンドユーザーによって）ことで、ＬＥＤ部２２は、キャップ８２と他の部品（例えば、フィラメント）との間の電気的接続を無効にさせて、様々な特徴が組み込まれることになる。

基板とは別の部品であるオプション的なヒートシンク部３４について述べたが、その他の構成として、基板２６が、ヒートシンク部３４の機能を高める、あるいは取って代わるような熱放散機能を提供する、および／またはその他の望ましい形態を有するように形成されても良い。例えば、図２に示すように、基板２６を、足部３８（およびベース３６のような他の部品）の鏡像を含むように形成しても良い。鏡像部は、ベース３６、それぞれの足部３８、尾部４０から延在し、基板２６上へのＬＥＤ２８の配置または形成を助けるようにしても良い。鏡像部は対応する足部３８上にて折り畳まれており（例えば、第１足部３８ａの鏡像部は、第１足部３８ａ上にて折り畳まれる、など）、２つの基板層の間に対応するＬＥＤ２８の位置が挿入されることになる。このような場合に代えて、基板の鏡像部が基板２６とは別に用意され、その後、基板２６上に取り付けられるようにしても良い。積層構造を有する基板では、それぞれの足部３８と関連する基板の対向する層にて、取り囲まれたＬＥＤ２８を（湿気から）保護することができる。１またはそれ以上の基板層を透明とする、あるいは、オプション的なＬＥＤコーティング（蛍光物質、量子ドット、ナノ結晶など）および／またはＬＥＤカラーフィルタの色目を変更する、あるいは高めるように色付きとしても良い。さらに、カバー層がレンズ（例えば、フレネルレンズ）のような特性を有しても良い。ベース３６は、同様に、回路３０を保護するように基板カバー層を含んで構成されても良い。このように保護されたＬＥＤ部２２には、上述した熱放散／空気の流れのための孔が茎部６２に形成されたヒートシンク部３４を取りいれても良く（例えば、湿気が孔を通り抜けけることから積層基板層が保護する）、また、オプション的に熱放散孔が形成されても良い。このオプション的なＬＥＤ部２２の形態では、電球構造２４および／またはヒートシンク部３４に取り付けるための接着層をさらに含んでも良い。その他の実施形態では、ヒートシンク部３４を設けないようにすることもできる（少なくとも１つの基板層が熱放散特性を有することで）。ＬＥＤ部２２の積層された形態は、電球構造２４と関係するような如何なる形態に適合するように十分な柔軟性を有する。ＬＥＤ部２２の積層形態は、電球構造２４を包み込んでそれに接着されるようにしても良く、あるいは上述したようにキャップ８２に対してスライドするようにしても良い。このような場合に代えて、ＬＥＤ部２２の積層形態が、後述するようにキャップ８２内に挿入されるようにしても良い。さらに、積層部分が、キャップ８２（図４）とヒートシンク部３４（例えば、非導電性スペーサ１０６に置き換えても良い（図４））との間の電気的絶縁材として機能させても良い。また、ヒートシンク部３４の一部または全部が基板２６によって形成されても良く、あるいは上述した鏡像部がヒートシンク部３４の対応する部分の外表面にて折り畳まれても良い。ＬＥＤ部２２のオプション的な積層形態には、ダイ・オン・フレックスやオープンリール方式などの様々な製造／組み立て技術を適用することができる。

本発明における別の実施形態にかかるＬＥＤ電球装置１５０を図６に示す。ＬＥＤ電球装置１５０は、上述したＬＥＤ電球装置２０（図１）に類似しており、ＬＥＤ部１５２および電球構造１５４を含む。ＬＥＤ部１５２は、上述した部品、すなわち、ＬＥＤ２８、ヒートシンク部３４、および図６において図示されていない他の部品（例えば、上述した基板、トランス回路、接続回路など）を含む。電球構造１５４は、上述した電球構造２４に類似しており、電球本体８０を含んでいる。図６に示す実施形態では、ＬＥＤ部１５２は、一体的な部品として形成されており、様々な部品、すなわち、従来のＡＣ／エジソン電球のキャップ８２（図１）に類似するような部品を含む。

特に、図７に示すように、ＬＥＤ部１５２は一体的に形成された成型部分１５６を備えており、これにはヒートシンク部３４、セパレータリング１５８、キャップ１６０、アイソレータリング１６２、および正極端子面１６４が含まれる。ヒートシンク部３４は、ハブ６０および茎部６２をもまた含む。セパレータリング１５８は、キャップ１６０（および特にそれに形成された中性端子面）からヒートシンク部３４を電気的に分離する。キャップ１６０は、同様に、従来のＡＣ／エジソン電球キャップに類似しており、外ネジ面１６６を形成する。アイソレータリング１６２は、正極端子面１６４からキャップ１６０（および特に中性端子面）を電気的に分離する。

成型部分１５６は、２つの非導電性の挿入物（すなわち、セパレータリング１５８およびアイソレータリング１６２）が樹脂注入に先だって配置された状態で成型あるいは形成されることにより製造することができる。その後、導電性材料が金型内に注入されて、２つの挿入物１５８および１６２の周りに３つのスプルーが形成され、ヒートシンク部３４、キャップ１６０および正極端子面１６４が形成される。図６および図７では図示しないが、ＬＥＤ部１５２の残りの部品は（すなわち、基板、およびトランス回路およびＬＥＤ２８を保持する接続回路）、成型部分１５６に取り付けられて、正極端子が正極端子面１６４に電気的に接続され、中性端子がキャップ１６０の中性端子面に電気的に接続される。

電球本体８０は、その後ＬＥＤ部１５２に、例えば成型部分１５６に電球本体８０を挿入することにより取り付けられて、図６に示すようにされる。使用する際には、ＬＥＤ電球装置１５０が上述したように従来のＡＣ電球ソケットに接続され、ＬＥＤ２８の位置より電球本体８０内に内向きに光が発光され、二重拡散光かが得られる。関連する実施形態にかかるＬＥＤ電球装置１５０’を図８に示す。電球本体８０’が成型される、あるいは成型部分１５６の茎部６２に直接的に取り付けられるようにして（例えば、茎部６２を電球本体８０’に入れ子状に組み付ける）、より流線型とするようにしても良い。

さらに別に実施形態にかかるＬＥＤ電球装置１８０を図９に示す。ＬＥＤ電球装置１８０は、ＬＥＤ部１８２および電球構造１８４を含んでいる。ＬＥＤ電球装置１８０は、上述した（図１の）ＬＥＤ電球装置２０に類似しており、ＬＥＤ部１８２が基板１８６（例えば、フレキシブル基板）、ＬＥＤ２８の位置２８、トランス回路３０、接続回路３２（図示せず）、およびオプション的なヒートシンク部３４を有する。電球構造１８４もまた、上述した電球構造２４（図１）に似た構成を有しており、電球本体１９０およびキャップ１９２を備える。また、ＬＥＤ部１８２は、電球構造１８４に装備され、ＬＥＤ２８に給電されることにより、電球本体１９０に向けて内向きに光が発光されるようにＬＥＤ２８が配置されている。これまでの実施形態とは異なるのは、基板１８６がキャップ１９２の外表面に沿って延在するように配置されており、ＬＥＤ電球装置１８０はエンドユーザーよってより簡単に組み立てることが可能となる点である。

基板１８６（同様にＬＥＤ２８および回路３０、３２）の１つの構成について初期状態（例えば、電球構造１８４に取り付ける前の状態）を図１０に示す。ある実施形態では、基板１８６および接続回路３２は、ＬＥＤ２８およびトランス回路３０が備えられたフレキシブル回路として形成、あるいは提供される。基板により、ベース２００、複数の足部２０２、および尾部２０４が形成される、あるいは画定される。足部２０２はベース２００から間隔をあけた状態にて延在し、ＬＥＤ２８が上述したように組が形成された状態にてそれぞれの足部２０２に配置される。尾部２０４は、足部２０２から間をあけた状態にてベース２００より延在し、それらの上に折り畳まれる。これに関して、図１０では、初期状態が示され、点線（図１０の“Ａ”）にて折り畳まれていない状態の尾部２０４を示し、折り畳まれた状態を“Ｂ”にて示す。トランス回路３０は尾部２０４に沿って延在し、正極端子２０８および中性端子２１０に到達する（端子２０８、２１０は、非導電性基板１８６を介して互いに電気的に分離される）。図１０の２１２に示すように、トランス回路の１または全ての部品（例えば、トランス回路の配線から離間したチップセット）を尾部２０４に取り付けるようにしても良い。

図９に戻って、電球構造１８４にＬＥＤ部１８２を取り付けるに先立って、基板１８６に保持される部品を含めて基板１８６は、上述したいずれかの方法によりヒートシンク部３４（提供される）に取り付けられる。このような場合に代えて、基板１８６に保持される部品を含めて基板１８６は、電球構造１８４に予め取り付けられて、取り付けられた基板１８６がヒートシンク部３４により覆われるようにしても良い。ベース２００は電球本体１９０に沿って延在し（例えば、図４に示すように足１０２に沿って）、足部２０２が電球本体１９０の外表面に沿って上向きに延在して、図示されるようにＬＥＤ２８が配置される。尾部２０４は、ベース２００から下向きに延在して折り畳まれ、キャップ１９２の外表面に沿って延在する。これにより、正極端子２０８によりキャップ１９２の正極端子面２１４に電気的に接続され、中性端子２１０はキャップ１９２の中性端子面２１６に電気的に接続される（例えば、導電性接着剤を介して）。基板１８６がフレキシブル特性を有していることにより、尾部２０４をキャップ１９２の表面（例えば、外ネジ面）に合致させることができる。非導電性リング２１８はキャップ１９２の覆うように配置され、キャップ１９２をヒートシンク部３４から電気的に分離するように配置される（ある実施形態では、非導電性リング２１８がヒートシンク部３４と一体的な部品として形成されても良い）。キャップ１９２の正極端子面２１４のサイズよりも大きなサイズに尾部２０４を形成することにより、ＬＥＤ部１８２の最終的な配置において、尾部２０４がキャップ１９２と電気的に分離される、あるいは導通されないようにすることができ、キャップ１９２（およびキャップ１９２に接続されるフィラメント（図示せず）のようなその他の部品）へ通電されることが防止される。

ある実施形態においては、キャップ１９２を従来の設計として（例えば、電球構造１８４を従来の電球とする）、尾部２０４の組み付けを容易にするような形式にキャップ１９２を形成しても良い。例えば、図１１Ａに示すように、キャップ１９２には、ネジが形成された外表面および溝２２４が形成されたハウジング２２０を含んでも良い。後述するように、溝２２４は尾部２０４を受け止めることができるようなサイズおよび形状に形成されおり（図１０）、ネジ面２２２を超えて突出しないような厚さに形成される。特に、図１１Ｂに示すように、完成品の状態において、尾部２０４が溝２２４を沿いながら通過するように延在している。使用中に、尾部２０４の中性端子２１０が電球ソケット（図示せず）に電気的に接触することをより確実にするために、基板１８６において、中性端子２１０に対向する位置にバンプや突起２２６を形成しても良い（あるいはバンプ２２６を溝２２４内のキャップ１９２によって形成しても良い）。このような場合に代えて、上述したように、中性端子２１０を、キャップ１９２の中性端子面に電気的に接続しても良い。

キャップ１９２に対するＬＥＤ部１８２の取り付け状態について図１１Ｃに示す。図示するように、尾部２０４は溝２２４に沿って延在しており、正極端子２０８がキャップ１９２の正極端子面２１４に対向して（あるいは覆うように）配置されている。正極端子面２１４の領域において、接着剤２２８を、キャップ１９２に尾部２０４を接着するように用いても良く、これにより、基板１８６によって正極端子面２１４の全体を確実に覆うことができる（そして電気的に絶縁することもできる）。バンプ２２６は、キャップ１９２のネジ面２２２に中性端子２１０が近接するように配置され、従来の電球ソケット配線への電気的接続が可能となる。これに関して、図１１Ｃに示すように、ヒートシンク部３４からキャップ１９２を電気的に分離する非導電性リング２１８と、ベース２００と基板１８６の尾部２０４との間の折り畳み線２０６とが用いられる。最終的には、ヒートシンク部３４にオプション的なフィン７２が形成される。

さらに本発明の別の実施形態にかかるＬＥＤ電球装置２５０を図１２に示す。ＬＥＤ電球装置２５０は、ＬＥＤ部２５２および電球構造２５４を備えている。ＬＥＤ電球装置２５０は、上述したＬＥＤ電球装置１８０（図９）に類似しており、電球構造２５４に備えられるキャップ２５６の外表面に渡ってＬＥＤ部が配置されている。これにより、電球構造２５４として、典型的な電球本体２５８を有する既存のＡＣ／エジソン電球（機能するものまたは機能しないもの）をオプション的に用いることができ、ユーザーによる組み立てを簡単なものとできる。図１２に示す形態のように、上述したオプション的な溝２２４（図１１Ａ）を用いることなく、ＬＥＤ部２５２をキャップ２５６にさらに強固に取り付けても良い。

より詳細には、ＬＥＤ部２５２は、基板２６０、オプション的なヒートシンク部３４、オプション的な非導電性リング２１８、およびオプション的なケース２６２を備えている。基板２６０は、フレキシブル性を有し、非導電性材料により形成され、図１２では示されない上述した様々な部品（例えば、ＬＥＤ２８、トランス回路３０、接続回路３２）を保持する。例えば、図１３に初期状態（例えば、電球構造２５４に装備される前の状態）の基板２６０（ＬＥＤ２８および回路３０、３２についても同様に）の一例を示す。ある実施形態では、基板２６０および接続回路３２は、ＬＥＤ２８およびトランス回路３０が実装または形成されたフレキシブル回路として形成されるまたは提供される。基板は、ベース２７０、複数の足部２７２、および尾部２７４を形成または画定する。足部２７２は、間隔をあけてベース２７０から延在し、上述したように、それぞれの足部２７２にＬＥＤ２８が組を形成した状態で配置される。尾部２７４は、足部２７２から離れた状態でベース２７０より延在し、尾部端部２７６にて終端する。尾部２７４は、ベース２７０に対して折り畳み可能であって（基板２６０のフレキシブル特性により）、例えば、基板２６０が有する１以上の折り畳み線２７８に沿って折り畳み可能である。これに関して、尾部２７４の初期の折り畳み前の状態を、図１３において点線で示し（図１３の“Ａ”）、折り畳まれた状態を“Ｂ”で示す。トランス回路３０は尾部２７４に沿って延在し、正極端子２８０および中性端子２８２にて終端する（端子２８０、２８２は非導電性の基板２６０を介して、互いに電気的に分離された状態にある）。さらにまた、図１３の２８４にて示すように、トランス回路における１個または全部の部品（例えば、トランス回路の配線から離れたチップセット）が、尾部２７４に実装されていても良い。

図１２および図１４に示すように、ＬＥＤ部２５２を電球構造２５４に取り付ける前に、実装されている部品を含む基板２６０は、上述した様々な手法によりヒートシンク部３４（提供される）に取り付けられる。これに関して、電球固定用ソケット２８６に取り付けられたＬＥＤ電球装置２５０を図１４に示す。図１４には、従来においても用いられている、接着剤２８８を介してキャップ２５６に接着されている電球本体２５８を含む電球構造２５４が、本発明のある構成として示されている。このような場合に代えて、実装されている部品を含む基板２６０が最初から電球構造２５４に取り付けられて、ヒートシンク部３４が基板２６０を覆うようにしても良い。ベース２７０は電球本体２５８に沿って延在し（例えば、図１４に示すように、電球本体の足２９０に沿って）、電球本体２５８の外表面に沿って足部２７２が上向きに延在し、図示するようにＬＥＤ２８およびトランス回路３０が位置決めされる。尾部２７４は、ベース２７０から下方に向けて延在して折り畳まれて、キャップ２５６の外表面に沿って延在する。図１４に示すように、尾部端部２７６はキャップ２５６の上端２９２に隣接してあるいは上方に位置され、尾部２７４がキャップ２５６に対する台座を効果的に形成することが好ましい。このような配置構成を採用することにより、尾部２７４は、正極端子２８０をキャップ２５６の正極端子面２９６に位置決めし、中性端子２８２をキャップ２５６の中性端子面２９６に位置決めする。基板２６０がフレキシブル特性を有していることにより、尾部２７４をキャップ２５６の表面（例えば、外ネジ面）に合致させることができる。キャップ２５６の正極端子面２９４のサイズよりも大きなサイズで尾部２７４を形成することにより、ＬＥＤ部２５２の最終的な配置において、尾部２７４がキャップ２５６と電気的に分離される、あるいは接続されないようにできる。これにより、キャップ２５６（およびキャップに接続されたフィラメント（図示せず）のような他の部品）に給電されることが防止される。

尾部２７４は、様々な形態にて、例えば、接着剤を介してキャップ２５６に接続される。ある構成では、尾部２７４とキャップ２５６との間の接続を強化するために、あるいはキャップ２５６の正極端子面２９４をより確実に覆うために、オプション的なケース２６２を備えさせるようにしても良い。ケース２６２は、非導電性材料（例えば、樹脂）により形成されており、尾部２７４に沿って取り付けられるように形成される。例えば、ケース２６２は、組み合わさることによりスロット３０２を形成する上部および下部ケース部２９８、３００を含んでおり（図１４に特に示すように）、スロット３０２を通して尾部２７４が延在する。ケース部２９８、３００は、組立のためのスナップ構造（例えば、上部ケース部２９８に孔が形成され（図１４）、下部ケース部３００に形成された棒部が摩擦でもって孔に受け止められる）を構成し、また、一体的な成形品として形成されても良い。下部ケース部３００には開口３０４が形成され、後述するように、完成品状態において、ソケット２８６と正極端子２８０との間の電気的接続を行うことができる。

非導電性リング２１８（提供される）はキャップ２５６を覆い、キャップ２５６がヒートシンク部３４から電気的に分離されるように配置される（ある実施形態において理解できるように、非導電性リング２１８はヒートシンク部３４と一体的な部品として形成される）。ある構成において、非導電性リング２１８が電球構造に対して尾部端部２７６を固定する役割を担う。

図１４に示すように、使用中において、ＬＥＤ電球装置２５０は電球固定用ソケット２８６に取り付ける（例えば、ネジ込みにて）ことができる。完全に挿入した時に、正極端子２８０がソケット２８６の正極配線端子３０８に接続され（あるいは電気的に接続され）、中性端子２８２がソケット２８６の中性（あるいは負極）配線端子３１０に接続される（あるいは電気的に接続される）。ソケット２８６に給電されると、ＬＥＤ２８が給電されてＬＥＤ２８が周囲を照らすようにＬＥＤ電球装置２５０が作動する（例えば、上述したように二重拡散光が外側から内側へと導かれることによって）。

本発明の別の実施形態にかかるＬＥＤ電球装置３５０を、図１５Ａおよび図１５Ｂに示す。ＬＥＤ電球装置３５０は概略的にはＬＥＤ部３５２および電球構造３５４を備える。ＬＥＤ部３５２は、先の実施形態のものと類似しており、基板３５６、ＬＥＤ２８、オプション的なヒートシンク部３５８、およびオプション的な非導電性リング３６０を含む。基板３５６は、上述した接続回路（図示せず）、トランス回路３６２（大まかに示す）、およびＬＥＤ２８を備える。ＬＥＤ部３５２は、後述するように電球構造３５４に取り付けられ、電球本体３６４およびキャップ３６６を備える。上述した実施形態とは異なり、ＬＥＤ部３５２は、電球本体３６４の周囲に近接して部分的に配置される少なくとも１つのＬＥＤ２８の組を備える。

さらに具体的には、図１５Ｂに示すように、基板３５６は対向する足部３７０（図１５Ｂにその１つを示す）を備え、足部３７０はベース３７２（概略的に示す）から延在するとともに、１組の指部３７４（図１５Ｂにその１つを示す）が各々の足部３７０のベース３７２の逆側から延在する。それぞれの指部３７４は、１組または一連のＬＥＤ２８を保持する（例えば、図１５Ｂの指部３７４はＬＥＤ２８の第１の組３６８を保持する）。電球本体３６４に組み付けられた際（例えば、その外壁面３７６において）、それぞれの足部３７０は電球本体３６４に沿って上向きに延在し（図１５Ｂの配置において）、足部３７０の対向する端部において約９０度に曲げられた状態にて指部３７４が延在し（ある実施形態において）、電球本体３６４の周囲を取り囲むように配置される。図１５Ａに概略的に示すように、複数の指部３７４（図１５Ａでは隠れている）が、ほぼ連続するように配置されることで、電球本体３６４の周囲においてＬＥＤ２８（図１５Ａでは隠れている）が環状に配置される。図１５Ｂに示すように、１以上の追加的なＬＥＤ２８を１または複数の足部３７０に沿って配置しても良い。

トランス回路３６２は、上述した様々な形態を採ることができ、基板３５６の尾部３８２沿いに配置された正極端子および中性端子３７８、３８０を備える。ある変形例では、図１５Ｂにおいて３８４で示すように、１以上のトランス回路部品が１または複数の足部３７０に沿って配置するようにしても良い。

図１５Ａおよび図１５Ｂに示すように、ヒートシンク部３５８は、基板３５６およびそれに実装された部品を保持するような様々な形態を、電球本体３６４に関連して採ることができ、ＬＥＤ２８、２８’（およびオプション的にトランス回路３６２）からの熱を放散する。例えば、ヒートシンク部３５８が、それぞれの足部３７０を取り囲むような対向する茎部３８６ａ、３８６ｂを備えるようにしても良い。各茎部３８６ａ、３８６ｂから延在する互いに対向する首部３８８は、それぞれの指部３７４と釣り合いの取れた（例えば、僅かに大きい）サイズおよび形状を有している（図１５Ａから理解できるように、茎部３８６ａ、３８６ｂに対して１つの首部３８８が示されている）。先の実施形態と同様に、茎部３８６ａ、３８６ｂ（首部３８８についても同様に）は、基板３５６およびそれに実装された部品（例えば、ＬＥＤ２８、２８’）の対応する部分を受け止めるようなサイズに形成されており、電球本体３６４の外表面３７６に対して配置され、接着された内端部３９０（図１５Ｂに概略的に示す）を備えている。完成品の状態において、ヒートシンク部３５８は、電球本体３５８に対してＬＥＤ２８、２８’を包み込み、外的汚染（例えば、ダスト）からＬＥＤ２８、２８’を保護する役割を担う。さらに、ヒートシンク部３５８が、電球構造３５４にヒートシンク部３５８をより強固に取り付けるサポートリング３９２を備えるようにしても良い。

ＬＥＤ電球装置３５０の製造工程には、図１５Ｂに示すように、キャップ３６６の内側に沿って尾部３８２を配置する工程が含まれても良い。このような場合には、キャップ３６６と電球本体３６４の足３９４との間に尾部３８２を延在させる。このような場合に代えて、上述した先のいくつかの実施形態のように（例えば、エンドユーザーがＬＥＤ部３５２を電球構造３５４に取り付けるような形態）、キャップ３６６の外表面に沿って尾部３８２を配置させるようにしても良い。正極端子３７８がキャップ３６６の正極端子面３９６に電気的に接続され、中性端子３８０が中性（あるいは負極）端子面３９８に電気的に接続される。ヒートシンク部３５８が基板３５６（およびＬＥＤ２８、２８’にように基板に実装された部品）を保持するような図示される配置としても良く、あるいはそれに代えて、基板３５６が電球構造３５４に直接貼り付けられる（あるいは取り付けられる）ようにしても良い。例えば、ヒートシンク部３５８のサポートリング３９２が導電性材料により形成され、オプション的な非導電性リング３６０がキャップ３６６を覆うように取り付けて、ヒートシンク部３５８とキャップ３６６とを電気的に分離するようにしても良い。

使用中において、ＬＥＤ電球装置３５０が上述した先の実施形態と同様に作動し、ＬＥＤ電球装置３５０に供給された電源がＤＣ電源に変換されて、ＬＥＤ２８、２８’に供給される。これにより、図１５Ａおよび図１５Ｂの配置関係において、ＬＥＤ２８、２８’から発光された光が外側から内向きに向かう。このような場合に代えて、発光された光が電球本体３６４から外向きに向かうようにＬＥＤ２８、２８’が配置されても良い。

別の実施形態にかかるＬＥＤ電球装置４５０を図１６に示す。ＬＥＤ電球装置４５０はＬＥＤ部４５２および電球構造４５４を備えている。ＬＥＤ部４５２は、先の実施形態と類似しており、基板４５６、ＬＥＤ２８、オプション的なヒートシンク部４５８、および柱部４６０を備えている。基板４５６は、上述した接続回路（図示せず）、トランス回路４６２（概略的に示す）、およびＬＥＤ２８を形成する、あるいは保持する。ＬＥＤ部４５２は、後述するように電球本体４６４およびキャップ４６６を含む電球構造４５４に実装される。柱部４６０は、電球本体４６４の内部を通ってその頂部４６８に至るような電気接続用導管として機能し、頂部４６８に近い位置にまでＬＥＤ２８を配置することを可能とする。

図１７Ａに示すように、基板４５６はＬＥＤ２８の組を保持する足部４７０を備える。ある実施形態では、３本の足部４７０が備えられ、これらの足部４７０は、他の部材よりも大きくても小さくても構わない。足部４７０は共通ベース４７２から延在し、トランス回路４６２がベース４７２上に保持されまたは形成され、ＬＥＤ２８の選択された形態に適したトランス部品４７４が備えられる。接続回路（図示せず）が基板４５６に沿って形成されて、ＬＥＤ２８とトランス回路４６２との間の電気的接続が成される。

トランス回路４６２の正極および中性端子４７６、４７８を図１７Ｂに示す。正極および中性端子４７６、４７８はベース４７２に保持されている。柱部４６０の内側において、正極および中性端子４７６、４７８のそれぞれから電気的に絶縁された配線４８０、４８２が延在している。柱部４６０は、電球本体４６４と一体的に形成されても良く、あるいは、別体にて形成されて組み立てられても良い。正極端子４７６からの配線４８０はキャップ４６６の正極端子面４８４に電気的に接続され、中性端子４７８からの配線４８２はキャップ４６６の中性（あるいは負極）端子面４８６に電気的に接続される。

柱部４６０を形成するオプション的な手法として、電球本体４６４が、外表面４９０を画定する外壁４８８とともに、電球頂部４６８に形成された空洞４９２とを有する。空洞４９２はトランス部品４７４を受けるサイズに形成され、配線４８０、４８２の通過を許容するように柱部４６０を開口する。

キャップ４６６は、上述した様々な形態とすることができ、概略的には、対応する電球ソケットに選択的に係合されるような形態を有する（例えば、外ネジ面や突起部、など）。図１７Ｂに示す１つの好ましい形態では、キャップ４６６が、正極および中性端子面４８４、４８６を電気的に分離するアイソレータリング４９４を備える。さらに、図１７Ｂでは、電球本体４６４とキャップ４６６とを接着するために従来から用いられている接着剤４９６が示されている。

図１６および図１７Ｂに示すように、ヒートシンク部４５８は茎部４９８を備え、完成品状態にて、先の実施形態のように、茎部４９８の１つが足部４７０（およびそれに保持されたＬＥＤ２８）の１つを覆うように、茎部４９８が足部４７０と釣り合いのとれた大きさを有している。ある実施形態では、茎部４９８は電球本体４６４の外表面４９０を超えて外向きに突出している。あるいは、電球本体４６４にスロットが形成され、茎部４９８がスロットに入れ子状態とされても良い。外表面４９０に茎部４９８の内面５０２を強固に接着する、および／または封止するような接着剤または封止材５００を用いても良く、これによりＬＥＤ２８にダストや他の汚染物が接触するルートを遮断することができる。

別の実施形態にかかるＬＥＤ電球装置５５０を図１８Ａに示す。ＬＥＤ電球装置５５０は概略的にはＬＥＤ部５５２および電球構造５５４を備える。ＬＥＤ電球装置５５０は、上述したＬＥＤ電球装置４５０（図１６）と類似しており、ＬＥＤ部５５２は、基板５５６、ＬＥＤ２８、オプション的なヒートシンク部５５８、および柱部５６０を備える。基板５５６は、上述した接続回路（図示せず）、トランス回路５６２（概略的に示す）、およびＬＥＤ２８を形成するあるいは保持する。ＬＥＤ部５５２は、後述するように電球本体５６４およびキャップ５６６を有する電球構造５５４に取り付けられている。柱部５６０は、電球本体５６４の内部を通ってその中間部５６８に至るような電気接続用導管として機能し、電球本体５６４の周囲にＬＥＤ２８を配置することを可能とする。

図１８Ａおよび図１８Ｂでは図示を省略しているが、トランス回路５６２は正極および中性端子を含み、それぞれの端子から絶縁された配線５７０、５７２が延在する。正極端子からの配線５７０はキャップ５６６の正極端子面５７４に電気的に接続され、中性端子からの配線５７２は中性端子面５７６に電気的に接続される。電球本体５６４の内部に形成された柱部５６０を通ってそれぞれの配線５７０、５７２が延在する。柱部５６０には垂直部５７６および水平部５７８が含まれ、これらが結合されることにより、電球本体５６４の中間領域５６８からキャップ５６６の内側にまで至る通路が形成される。

完成品の状態において、ＬＥＤ２８は電球本体５６４の外表面５７４に沿って配置され、発光された光が電球本体５６４に対して内向きに導かれるようにＬＥＤ２８が配置される。このような場合に代えて、発光された光が外向きに導かれるようにＬＥＤ２８が配置されても良く、および／または電球本体５６４の内部にＬＥＤ２８が配置されても良い。ヒートシンク部５５８は、少なくともＬＥＤ２８の直近の領域を覆うように配置され、熱放散を行う（例えば、フィン５８０を介して）。同様に、図示されるＬＥＤ２８の領域において、１以上のトランス部品５８２が基板５５６に実装されて、ヒートシンク部５５８が部品５８２からの熱を放散するようにしても良い。

本発明のＬＥＤ電球装置は、従来の装置と比して顕著な効果を有する。ＬＥＤ部が電球構造に製造者によって取り付けられても良く、あるいはエンドユーザーにより最終的な組み立てが行われるような形態としても良い。さらに、オプションとして、ＬＥＤ発光光の二重拡散を採用することで消費者の要望に応えることもできる。

好ましい実施形態を参照しながら本発明について記載したが、本発明の思想および範囲から外れない限りにおける変形や詳細については、この技術分野に属する当業者にとって明白に理解できるものである。

Claims

外表面および内部空間を画定する壁を有する電球本体と、
電球本体に取り付けられ、電気ソケットへの選択的な接続のための表面を形成するキャップと、
ＬＥＤ部とを備え、
キャップと電球本体により電球構造が構成され、
ＬＥＤ部は、
基板と、
基板に保持された複数のＬＥＤと、
ＬＥＤ電球に供給される電源を変換して適合させるトランス回路と、
少なくともその一部が基板によって保持され、複数のＬＥＤとトランス回路とを電気的に接続する接続回路とを有し、
複数のＬＥＤが電球本体の外表面に沿って配置されるように、ＬＥＤ部は電球構造に保持され、
複数のＬＥＤからの光が内部領域内へ内向きに導かれて、その後内部領域から外向きに導かれる、ＬＥＤ電球装置。
電球構造に取り付けられたヒートシンク部をさらに備え、ヒートシンク部の少なくとも一部が複数のＬＥＤの少なくとも１つに近接して配置されている、請求項１に記載のＬＥＤ電球装置。
複数のＬＥＤは、基板の第１の部分に沿って保持された第１のＬＥＤ組を含み、第１のＬＥＤ組および第１の部分が、ヒートシンク部と前記外表面との間で囲まれている、請求項２に記載のＬＥＤ電球装置。
基板の第１の部分が、互いに対向する第１および第２主面を画定し、第１主面に沿って第１のＬＥＤ組が配置され、第２主面に近接してヒートシンク部が延在している、請求項３に記載のＬＥＤ電球装置。
ヒートシンク部が、基板の第１の部分に面する内面と前記内面と対向する外表面とを有し、前記外表面が複数のフィンを形成する、請求項４に記載のＬＥＤ電球装置。
複数のＬＥＤが、基板の第１の部分からは離れた第２の部分に沿って保持された第２のＬＥＤ組をさらに備え、第２のＬＥＤ組および第２の部分が、ヒートシンク部と前記外表面との間で囲まれる、請求項３に記載のＬＥＤ電球装置。
ヒートシンク部の少なくとも一部が、トランス回路に近接して配置されている、請求項２に記載のＬＥＤ電球装置。
トランス回路が基板の部分に実装されて、電球構造と前記部分との間にトランス回路が配置され、電球構造に相対する前記部分がヒートシンク部により覆われる、請求項７に記載のＬＥＤ電球装置。
ヒートシンク部の中に基板が埋め込まれている、請求項２に記載のＬＥＤ電球装置。
ヒートシンク部が電球本体に接触している、請求項２に記載のＬＥＤ電球装置。
基板が、互いに間隔をあけてベースから延在する複数の足部を含み、それぞれの足部によりＬＥＤ組が保持される、請求項１に記載のＬＥＤ電球装置。
足部が電球構造に取り付けられ、キャップから前記キャップに対向する電球本体の頂部に向けて足部が延在する、請求項１１に記載のＬＥＤ電球装置。
足部が電球本体の外周に延在するように電球構造に取り付けられる、請求項１１に記載のＬＥＤ電球装置。
基板および接続回路がフレキシブル回路である、請求項１に記載のＬＥＤ電球装置。
キャップが正極端子面および中性端子面を有し、トランス回路が正極端子および中性端子を有し、トランス回路の正極端子がキャップの正極端子面に接続され、トランス回路の中性端子がキャップの中性端子面に接続される、請求項１に記載のＬＥＤ電球装置。
キャップの正極端子面および中性端子面を基板が覆い、電気ソケット内にキャップが挿入されて電気ソケットに対して供給された電源からキャップが電気的に分離される、請求項１５に記載のＬＥＤ電球装置。
電球本体内に配置され、ソケットの正極端子面および中性端子面と電気的に接続されたフィラメントをさらに備える、請求項１６に記載のＬＥＤ電球装置。
トランス回路の正極端子および中性端子がキャップによって一体的に形成される、請求項１５に記載のＬＥＤ電球装置。
基板が、ＬＥＤを覆う第１および第２の層を含む、請求項１に記載のＬＥＤ電球装置。
電球本体およびキャップを含む電球に装備されるＬＥＤ部であって、
電球本体は外表面を有し、キャップは既存の電球の電気ソケットに選択的に接続するための表面を有し、
ＬＥＤ部は、
ベース、ベースから延在する第１足部、第１茎部から離間した位置にてベースから延在する第２足部と、それぞれの茎部から離間してベースから延在する尾部とが形成されたフレキシブル基板と、
第１足部上に配置された第１のＬＥＤ組と、第２足部上に配置された第２のＬＥＤ組とを備える、基板に保持された複数のＬＥＤと、
ＬＥＤに給電するための供給される電源を適合するように変換し、尾部上に形成された正極および中性端子を有する、基板に保持されたトランス回路と、
複数のＬＥＤとトランス回路とを電気的に接続する接続回路とを備え、
電球本体の外表面に沿って複数のＬＥＤが位置されるように電球本体に沿ってそれぞれの足部が延在し、キャップに沿って尾部が延在するように、ＬＥＤ部が電球に装備される、電球に装備されるＬＥＤ部。
ベースおよび足部を覆うように形成され、電球に装備されるヒートシンク部をさらに備える、請求項２０に記載の電球に装備されるＬＥＤ部。