JP2017502482A - 蛍光管照明器具におけるレトロフィットのためのｌｅｄ管 - Google Patents

Abstract

本発明は、蛍光管照明器具が蛍光管のフィラメントを予熱する予熱段階を有する蛍光管照明器具においてレトロフィットするためのＬＥＤ管１であって、ＬＥＤアレイ２と、ＬＥＤアレイ２を駆動するためのＬＥＤドライバ４と、ＬＥＤ管１を電子的に及び機械的に蛍光管照明器具に接続するためのＬＥＤ管１の第１の端部１２における第１の接点ピンのペア８、１０、及びＬＥＤ管１の第２の端部１８における第２の接点ピンのペア１４、１６であって、第１の接点ピンのペア８、１０は第１の回路を形成するよう接続され、第２の接点ピンのペア１４、１６は第２の回路を形成するよう接続され、ＬＥＤドライバ４は第１の回路と第２の回路との間に接続される、第１及び第２の接点ピンのペアと、開状態及び閉状態を有し、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られるように、加熱されると閉状態を適合させる温度制御スイッチ２０とを含み、蛍光管照明器具の予熱段階中に第１の接点ピンのペア８、１０間を流れる予熱電流は、温度制御スイッチを加熱する、ＬＥＤ管に関する。

Description

本発明は、蛍光管照明器具におけるレトロフィットのためのＬＥＤ管に関する。

従来の蛍光管ランプでは、ランプのボディは直管形であり、その長さは管径の１５〜６０倍である。蛍光管は、管の内側表面が蛍光材料によって被覆された、低圧水銀放電灯である。蛍光管ランプは、少量の水銀、不活性ガス、燐光体等の蛍光コーディング、及び電極を収容する密封ガラス管からなる。蛍光管の両端には、電極と接続される２本の対称的に配置された接点ピンを有する蓋が存在する。これらの接点ピンを介して、蛍光管に電力が供給される。蛍光灯の動作中、電極の温度は、電極から電子が放出される程度に十分高い。蛍光灯は予熱しなければ、通常の動作電圧では点灯しない。通常、蛍光管では、別個の予熱回路又は構成によってカソードが加熱される。

今日、蛍光管をＬＥＤ管によってレトロフィットすることは一般的になりつつある。レトロフィットとは、スタータを除去し、又は（オプションの）異なる機能を有する類似形状のデバイスによって置き換える（受動的な磁気式安定器が使用される場合）ことを除き、蛍光管照明器具に変更を加えることなく、蛍光管をＬＥＤ管によって置き換えることを意味する。

蛍光管をＬＥＤ管と交換する場合、ＬＥＤ管を取り付ける際の感電のリスクに関する問題が生じる。電気分野の安全規定によれば、蛍光管照明器具は、蛍光管の交換時、蛍光管照明器具が電圧を持っていたとしても、ユーザーが電源電圧の部分に触れることができないよう構成されていなければならない。蛍光管の一端のみが蛍光管照明器具のホルダーの接点と接触し、蛍光管を交換している人が蛍光管の他端に触れることができるような態様で蛍光管が交換される場合であっても、この要件は満たされる。当該要件は、始動パルスによって管内のガスがイオン化されるまで、ガスで充填された蛍光管内を電流が流れないことによって満たされる。言い換えれば、蛍光管内のガスそのものが絶縁体として機能する。一方、照明器具の電気的構造は、始動パルスを生成するには、蛍光管の両端がホルダーの接点に接続されなければならないよう構成されている。蛍光管はこのようにして交換中の感電のリスクを防ぐ。

ＬＥＤ管の場合、この電気的安全性要件は必ずしも満たされない。ＬＥＤ管の内部には、ＬＥＤ及びＬＥＤが必要とする電流供給電子部品が実装されたプリント回路又は対応する構造が存在する。これらの部品の目的は、商用電源の交流電圧を直流電圧に変換し、ＬＥＤが要求する直流電流を調整することである。実際には、電圧が印加されるとこれらの部品に電流が流れ、言い換えれば、ＬＥＤ管は別個の始動パルスを用いずに導通状態に入る。したがって、実際の場面では、ＬＥＤ管が蛍光管照明器具に取りつけられているとき、ＬＥＤ管の一端の接点ピンが蛍光管照明器具のホルダーの接点に当たる一方、ＬＥＤ管の他端が蛍光管照明器具の外部にとどまることにより、管を取り付け又は交換している人が他端に触れるおそれがあり、感電のリスクがある。

ＵＳ２０１１／０２６０６１４は、蛍光管照明器具におけるレトロフィットのためのＬＥＤ管を開示する。ＬＥＤ管は、蛍光管照明器具の対応するホルダーから接点ピンのペアに供給される電圧がＬＥＤ管の各端で別々に検出されるまで、管形ランプの一端から他端に電圧が伝わることを防ぐよう構成された安全ユニットを含む。ＬＥＤ管の内部には、容量性漏れ電流を伴わずに、安全ユニットに関連付けられた制御又は測定信号をＬＥＤ管の一端から他端に伝送するよう構成された少なくとも１本の光回線が存在する。ＵＳ２０１１／０２６０６１４は、ＬＥＤ管を蛍光管照明器具にレトロフィットする際の感電のリスクという上記問題の解決策を提示するが、ＵＳ２０１１／０２６０６１４による解決策は、安全ユニットに関連付けられた制御又は測定信号をＬＥＤ管の一端から他端に伝送するよう構成された光回線の使用のため、複雑かつ高価である。

本発明の一課題は、この問題を克服し、ＬＥＤ管を蛍光管照明器具にレトロフィットする際の感電のリスクに対する単純かつ安価な解決策を提供することである。

本発明の第１の側面によれば、上記及び他の課題は、蛍光管照明器具が蛍光管のフィラメントを予熱する予熱段階を有する蛍光管照明器具においてレトロフィットするためのＬＥＤ管であって、ＬＥＤアレイと、ＬＥＤアレイを駆動するためのＬＥＤドライバと、ＬＥＤ管を電子的に及び機械的に蛍光管照明器具に接続するためのＬＥＤ管の第１の端部における第１の接点ピンのペア、及びＬＥＤ管の第２の端部における第２の接点ピンのペアであって、第１の接点ピンのペアは第１の回路を形成するよう接続され、第２の接点ピンのペアは第２の回路を形成するよう接続され、ＬＥＤドライバは第１の回路と第２の回路との間に接続される、第１及び第２の接点ピンのペアと、開状態及び閉状態を有し、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られるように、加熱されると閉状態を適合させる温度制御スイッチとを含み、蛍光管照明器具の予熱段階中に第１の接点ピンのペア間を流れる予熱電流は、温度制御スイッチを加熱する、ＬＥＤ管によって達成される。

上記ＬＥＤは照明器具に変更を加える必要なく、蛍光管照明器具にレトロフィットすることに適する。開状態及び閉状態を有する第１の温度制御スイッチは、ＬＥＤ管を蛍光管照明器具にレトロフィットしている間の感電事故の発生を防ぐ。感電事故は、ＬＥＤ管が蛍光管照明器具に適切に取り付けられない限り温度制御スイッチが開いていることにより、防がれる。照明器具に適切に取り付けられた後でのみ、予熱段階が開始する。

温度制御スイッチは熱機械アクチュエータを含み、熱機械アクチュエータは、加熱されたとき、温度制御スイッチが閉状態を取ることを可能にし得る。したがって、温度制御スイッチは、熱機械アクチュエータが加熱されたとき、効率的に閉状態を取り得る。これは、蛍光管照明器具に適切に取り付けられたときにのみレトロフィットＬＥＤ管を通る電流経路が閉じることを保証するスイッチを実装する安価かつ単純な態様である。

ＬＥＤ管は、さらに、開状態及び閉状態を有し、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られるように、加熱されたとき、閉状態を適合させるよう構成された第２の温度制御スイッチを有し得る。蛍光管照明器具の予熱段階中に第２の接点ピンのペア間を通過する予熱電流は、第２の温度制御スイッチを加熱するよう構成される。かかるＬＥＤ管は、１つの接点ピンのペアのみが取り付けられている場合であっても予熱電流を供給するドライバを有する蛍光管照明器具にＬＥＤ管をレトロフィットするときに感電事故が発生することを防ぎ得る。

熱機械アクチュエータは、形状記憶合金部材を含み得る。したがって、温度制御スイッチは、熱機械アクチュエータが加熱されると効率的に閉状態を取り得る。

熱機械アクチュエータは、弾性であり得る。熱機械アクチュエータを弾性にすることにより、開状態及び閉状態の間並びに閉状態及び開状態の間をより容易に取ることができる。

温度制御スイッチは、さらに、付勢された弾性部材を含み得る。付勢された弾性部材は、温度制御スイッチが冷却したとき、温度制御スイッチが開状態を適合させることを助け得る。これは、温度制御スイッチが一方向形状記憶合金部材を含む場合に特に適している。

一実施形態によれば、温度制御スイッチは、弾性プランジャー、ラッチ、及び形状記憶合金部材を含み、温度制御スイッチの開状態において、弾性プランジャーはラッチによって付勢され、温度制御スイッチは、弾性プランジャーが位置を変更し、これにより、温度制御スイッチを開状態から閉状態に切り替えるように、予熱段階中、形状記憶合金部材がラッチを解放するように構成される。本実施形態は、帯電した導電性表面間のアーク放電のリスクを回避し又は最小化するという利益を享受する。また、形状記憶合金部材（１００万サイクル以上可能）は、短時間のみ、かつ管が設置された後でのみ給電される。さらに、蛍光管照明器具でフィラメントを加熱するために安定器で使用されるエネルギーは、形状記憶合金部材の形態の熱機械アクチュエータに給電するために使用され得る。形状記憶合金部材は、本発明に係るピン安全性ソリューションにおいて使用されるに適した温度範囲、力の能力、抵抗、及び作動速度を有する。本実施形態によれば、ＬＥＤ管は、ＬＥＤ管を蛍光管照明器具に取り付けた後、ＬＥＤ回路を閉じることによって起動される。したがって、ＬＥＤ管が蛍光管照明器具に適切に取り付けられた場合、ＬＥＤ管が蛍光管照明器具に取りつけられたままでいる限り、ドライバが常に第１及び第２の回路の間に接続されることを保証する（スイッチは閉状態のままである）。

第１の接点ピンのペアの各接点ピンは、ＬＥＤ管の第１の端部が蛍光管照明器具から取り外されると、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が開かれ得るように、ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に個別に移動可能である、。ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向は、互いに反対向きの方向であり得る。第１の接点ピンのペアをこのように構成することにより、ＬＥＤ管を蛍光管照明器具に取りつけている間だけでなく、ＬＥＤ管を取り外している間でも感電事故を防ぐことができる。ＬＥＤ管の第１の端部を蛍光管照明器具から取り外すと、弾性プランジャーは、第１の接点ピンのペアに力を付与し、それらをＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に動かし得る。また、第１の接点ピンのペアの各接点ピンは、ＬＥＤ管の第１の端部が蛍光管照明器具から取り外されると、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が開かれ、また、第１の回路が開かれ得るように、ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に弾性的に移動可能である、。第１の接点ピンのペアは、さらに、第１の回路が開いており、弾性プランジャーがその弾性に反して動かされ、ラッチによって再び付勢されるとき、第１の回路が閉じるよう構成され得る。これは、蛍光管照明器具から取り外した後にＬＥＤ管を再使用することを容易にする。

他の実施形態によれば、温度制御スイッチは、形状記憶合金部材と、ピボット（旋回）部材と、２つの接点部分を有し、ＬＥＤドライバと電気接続された細長い接点部材とを含み、接点部材は、ピボット部材に接続され、形状記憶合金部材は、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られるように、接点部材の２つの接点部分が第１の接点ピンのペアの対応する接点ピンと接触するように、予熱電流によって加熱されると、ピボット部材をピボット（旋回）させる。

温度制御スイッチは、さらに、予熱電流がスイッチオフされたとき、接点部材が第１の接点ピンのペアとの接触を解除し、これにより、第１の温度制御スイッチを開状態に切り替え得るように、ピボット部材をピボットさせる少なくとも１つの付勢部材を含む。本実施形態によれば、ＬＥＤ管は、ＬＥＤ管がスイッチオンされる度に第１及び第２の回路の間の電流経路を閉じることによって起動される。これは、手動の起動を要さず、代わりに形状記憶合金部材が、ＬＥＤ管がスイッチオンされる度に、ＬＥＤ管を通る回路を閉じるスイッチを起動する。かかる温度制御スイッチは、小型かつ静かであり、エンドキャップの外側に目に見える特徴を設けることなく製造され得る。

他の実施形態によれば、温度制御スイッチは、スライダーと、弾性要素と、形状記憶合金部材と、スライダーロック部材とを含み、弾性要素は、一端においてスライダーに取り付けられ、他端においてＬＥＤ管に関して固定されるよう取り付けられ、温度制御スイッチは、スライダーが位置を変化させ、これにより、温度制御スイッチを開状態から閉状態に切り替え、また、スライダーが、スライダーロック部材によって閉状態での位置にロックされ、弾性要素によって付勢されるように、予熱段階中、形状記憶合金部材がスライダーに力を付与するように構成され得る。弾性要素は、例えばゴムバンド又はバネ等、様々な異なる態様で具現化され得る。

第１の接点ピンのペアの各接点ピンは、ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に弾性的にかつ個別に移動可能であり、スライダーは、開状態において第１の接点ピンのペアを付勢するための少なくとも１つの付勢部と、閉状態において第１の接点ピンのペアを付勢するための少なくとも１つの弾性部とを有し、各接点ピンは、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が開かれるように、ＬＥＤ管の第１の端部が蛍光管照明器具から取り外されると、接点ピンがスライダーの弾性部を動かし、これにより、スライダーをその位置及びスライダーロック部材から解放するように構成され得る。

本発明の第２の側面によれば、蛍光管照明器具が蛍光管のフィラメントを予熱する予熱段階を有する蛍光管照明器具にレトロフィットするためのＬＥＤ管（１）の第１の回路及び第２の回路の間の電流経路を開閉するための開状態及び閉状態を有する温度制御スイッチが提供される。第１の回路は、ＬＥＤ管の第１の端部における第１の接点ピンのペアの間に形成される。第２の回路は、ＬＥＤ管の第２の端部における第２の接点ピンのペアの間に形成される。温度制御スイッチは、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られるように、蛍光管照明器具の予熱段階中に第１の接点ピンのペア間を通過する予熱電流によって加熱されたとき、閉状態を適合させるよう構成される。

本発明は、特許請求の範囲に列挙された特徴のあらゆる可能な組み合わせに関することに留意されたい。

以下、本発明の実施形態を示す添付図面を参照しながら、本発明の上記及び他の側面をより詳細に説明する。

図１ａ及び図１ｂは、蛍光管照明器具にレトロフィットするための、本発明の実施形態に係るＬＥＤ管の概略図である。 図２ａ及び図２ｂは、ＬＥＤ管の他の実施形態の概略図である。 図３ａ及び図３ｂは、本発明の他の実施形態の概略図である。 図４ａ−図４ｄは、ＬＥＤ管の他の実施形態の概略図である。 図５は、ＬＥＤ管の他の実施形態の概略図である。 図６は、ＬＥＤ管の実施形態の概略図である。 図７−図９は、本発明の実施形態に係る温度制御スイッチの概略図である。 図１０ａ−図１０ｄは、本発明の他の実施形態の概略図である。 図１１ａ−図１１ｂは、本発明の他の実施形態の概略図である。

図中、層及び領域のサイズは、説明を目的として誇張されており、よって、本発明の実施形態の一般構造を表すために提供されている。類似する参照符号は、一貫して類似する要素を指す。

以下、本発明の現在の好適な実施形態が示されている添付図面を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で具現化され、本明細書に明示される実施形態に限定されるものと解されるべきではない。これらの実施形態は、徹底及び完全を期すために提供され、本発明の範囲を当業者に十分に伝える。

本発明は、予熱段階を有する全ての蛍光管照明器具に対して互換性を有する。予熱段階中、蛍光管照明器具は、蛍光管の第１の端部における第１の接点ピンのペアの間、及び蛍光管の第２の端部における第２の接点ピンのペアの間に電流を印加するよう構成される。電流は、第１及び第２の接点ピンの間に接続された対応するフィラメントをそれぞれ加熱するために印加される。

図１ａ及び図１ｂには、本発明の一実施形態に係る概略的なＬＥＤ管の例が図示されている。ＬＥＤ管１は、ＬＥＤアレイ２、ＬＥＤアレイ２を駆動するためのＬＥＤドライバ４、ＬＥＤ管１の第１の端部１２における第１の接点ピンのペア８、１０、及びＬＥＤ管１の第２の端部１８における第２の接点ピンのペア１４、１６を含む。接点ピン８、１０、１４、１６は、ＬＥＤ管１を電子的に及び機械的に蛍光管照明器具（図示無し）に接続するよう構成される。第１の接点ピンのペア８、１０は、第１の回路を形成するよう接続される。第２の接点ピンのペア１４、１６は、第２の回路を形成するよう接続される。ＬＥＤドライバ４は、第１の回路と第２の回路との間に接続される。ＬＥＤドライバ４及びＬＥＤアレイ２を結ぶ導線５３、５３’、５３”を除き、導線は図示されていない。２組の接点ピンのペアに電圧が印加され、接点ピンのペアの接点ピンの間に予熱電流が流れ得ることが理解されよう。両図には、ＬＥＤ管１の第１の端部１２及び第２の端部１８の両方において、温度制御スイッチ２０が概略的に図示されている。図１aの温度制御スイッチ２０は、白色部分によって示されるように開状態で図示され、電流が接点ピン８、１０とＬＥＤアレイ２との間、又は接点ピン１４、１６とＬＥＤアレイ２との間を流れることができないことが示され、図１ｂの温度制御スイッチ２０は、温度制御スイッチ２０が塗りつぶされることによって閉状態で図示されている。開状態では、電流は第１の回路と第２の回路との間を通過することができず、すなわち、ＬＥＤ管を電流が流れることができない。したがって、ＬＥＤ管を取り付けている人の感電のリスクが最小化される。温度制御スイッチ２０は、加熱されたとき、第１の接点ピンのペア８、１０と第２の接点ピン１４、１６との間の電流経路が得られるよう、図１ｂに図示される閉状態を適合させるよう構成される。蛍光管照明器具の予熱段階中に接点ピンのペア８、１０及び１４、１６の間を流れる予熱電流は、温度制御スイッチを加熱するよう構成される。

図１ａ及び図１ｂのＬＥＤ管の実施形態は、２つの温度制御スイッチ２０を有するよう図示されているが、本発明に係るＬＥＤ管は、１つだけの、又は３つ以上の温度制御スイッチを有してもよいことが認識されよう。

一実施形態によれば、ＬＥＤ管１は、それぞれＬＥＤ管の第１及び第２の端部に配置された第１及び第２の温度制御スイッチを両方含む。第１及び第２の温度制御スイッチは、ともに開状態及び閉状態を有する。第１の温度制御スイッチは、加熱されると閉状態を適合させるよう構成される。第２の温度制御スイッチは、加熱されると閉状態を適合させるよう構成される。第１の温度制御スイッチが閉状態にあるとき、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られる。また、第２の温度制御スイッチが閉状態にあるとき、第２の回路と第１の回路との間の電流経路が得られる。これは、１つの接点ピンのペアのみが取り付けられている場合であっても予熱電流を流すドライバを有する蛍光管照明器具にＬＥＤ管をレトロフィットしているときに感電事故が発生することを防ぎ得る。

また、温度制御スイッチ２０はＬＥＤ管１の両端に図示されているが、実施形態の温度制御スイッチは、例えば、ＬＥＤ管の一方の又は両方のエンドキャップに、ＬＥＤ管の内部に、又はドライバボード上に取り付けられ得る。

一実施形態によれば、温度制御スイッチは熱機械アクチュエータを含み、これは、加熱されると温度制御スイッチが閉状態を取ることを可能にするよう構成され得る。

一実施形態によれば、熱機械アクチュエータは、形状記憶合金部材を含み得る。形状記憶合金部材は、銅−アルミ−ニッケル合金；ニッケル−チタン合金；並びに亜鉛、銅、金、及び鉄の合金を含む群から選択される１つ又は複数の合金を含み得る。形状記憶合金及び形状記憶合金部材は、加熱又は冷却されると形状を変化させ得る。

一実施形態によれば、形状記憶合金ＳＭＡは、双方向形状記憶効果を有し得る。したがって、温度制御スイッチは、効率的に繰り返し、熱機械アクチュエータが加熱されたときに閉状態を取り、熱機械アクチュエータが冷却されたときに開状態を取り得る。ＳＭＡの双方向形状記憶効果とは、形状記憶合金部材が２つの異なる形状、すなわち低温での形状及び高温での形状を記憶するという効果を指す。したがって、例えば、加熱されると、形状記憶合金部材は高温形状を取り、その後冷却されると、形状記憶合金部材は低温形状を取り、そして再び加熱されると、高温形状を取り得る。加熱時及び冷却時の両方で形状記憶効果を示す材料は、双方向ＳＭＡと称され得る。

一実施形態によれば、ＳＭＡは、一方向形状記憶効果を有し得る。一方向形状記憶効果形状記憶合金が冷却状態にあるとき、元の形状の形状記憶合金部材は変形され、例えば曲げられ又は伸展され、遷移温度以上に加熱されるまで変形された形状を維持する。加熱されると、変形された形状は元の形状に変化する。金属が再び冷却されると、再度変形されるまで、元の形状を保つ。一方向形状記憶効果を有するＳＭＡは、例えば、冷却されたときに変形された形状に戻るよう１つ又は複数のバネによって付勢され得る。

ＬＥＤ管が蛍光管照明器具から外されたとき、又は蛍光管照明器具の電源が切られたとき、ＳＭＡは冷却し、（ｉ）一方向形状記憶効果の場合、例えば付勢バネ等によって元の形状に戻され、又は（ｉｉ）双方向形状記憶効果の場合、ＳＭＡは自発的に元の形状に戻り得る。

図２ａ及び図２ｂには、予熱段階を有する蛍光管照明器具（不図示）にレトロフィットするためのＬＥＤ管１の実施形態が図示されている。この実施形態の例では、温度制御スイッチは形状記憶合金部材を含むよう図示されているが、他の適切な温度制御スイッチも使用可能であることが理解されよう。例えば、他の実施形態によれば、バイメタルを使用する温度制御スイッチが使用されてもよい。

形状記憶合金を用いた温度制御スイッチはより速く、より大きい力を生じ、また、形状記憶合金はバイメタルよりも効率的に加熱され得るため、形状記憶合金の方がバイメタルよりも好ましい可能性がある。ＬＥＤ管１は、ＬＥＤアレイ２、及びＬＥＤアレイ２を駆動するためのＬＥＤドライバ４を含む。ＬＥＤ管１の第１の端部１２には、第１の接点ピンのペア８、１０が配置される。ＬＥＤ管１の第２の端部１８には、第２の接点ピンのペア１４、１６が配置される。第１及び第２の接点ピンのペア８、１０、１４、１６は、ＬＥＤ管１を電子的に及び機械的に蛍光管照明器具に接続するよう構成される。第１の接点ピンのペア８、１０は、第１の回路を形成するよう接続される。第２の接点ピンのペア１４、１６は、第２の回路を形成するよう接続される。ＬＥＤドライバ４は、第１の回路と第２の回路との間に接続される。ＬＥＤ管１の第１の端部１２に温度制御スイッチ２０が配置され、ＬＥＤ管１の第２の端部１８に温度制御スイッチ２０が配置される。図２ａでは、温度制御スイッチ２０は開状態で図示されている。開状態では、第１の回路と第２の回路との間を電流が流れることができず、すなわち、ＬＥＤ管を電流が流れることができない。したがって、ＬＥＤ管を取り付けている人の感電のリスクが最小化される。ＬＥＤ管が蛍光管照明器具に取り付けられると、予熱電流が第１の接点ピンのペア８、１０の一方から他方に、及び第２の接点ピンのペア１４、１６の一方から他方に流れ得る。すなわち、ＬＥＤが蛍光管照明器具に取り付けられると、温度制御スイッチ２０を介して予熱電流が流され得る。予熱電流が温度制御スイッチ２０を流れ始めると、温度制御スイッチ２０は加熱し始める。結果的に、温度制御スイッチ２０は閉状態を取る（図２ｂに図示される閉状態）。温度制御スイッチ２０が閉状態にあるとき、電流はＬＥＤ管１を通過し、ＬＥＤ管１を発光させることができる。本実施形態によれば、温度制御スイッチ２０は、形状記憶合金部材５０及び付勢部材５６の形態の電気機械的アクチュエータを含み、形状記憶合金部材５０は加熱されると収縮し、付勢部材５６が伸びる。付勢部材５６は、形状記憶合金部材５０を元の形状に戻すよう機能し、これは、形状記憶合金部材５０が一方向記憶効果を有する場合に特に有益であり得る。形状記憶合金部材５０が双方向記憶効果を有する場合、付勢部材５６は省かれてもよい。

ＬＥＤ管の内部に第１及び第２の温度制御スイッチを配置することによって、ＬＥＤ管１を照明器具に取り付けている間の感電のリスクが一層極小化され得る。例えば、１つの接点ピンのペアのみが蛍光管照明器具に取りつけられている場合であっても、予熱電流が供給されるような場合である。

図３ａ及び図３ｂは、本発明に係るＬＥＤ管１の一部としての温度制御スイッチ２０の実施形態を概略的に示す。図３ａは、温度制御スイッチ２０が開状態にあるＬＥＤ管の一部を示す。図３ｂは、温度制御スイッチ２０が閉状態にあるＬＥＤ管を示す。接点ピンのペア（不図示）に対応する又はこれらと電気接触する接点７０、７２及びＬＥＤアレイ２を含むＬＥＤ管１の一部のみが図示されている。温度制御スイッチ２０は、形状記憶合金部材５０を含む熱機械アクチュエータ３０、並びに接点部材６１及び６１’を含む。接点部材６１は弾力性を有する。図３ａ及び図３ｂに示される実施形態では、導線（ワイヤー）６０の形態の形状記憶合金部材３０が示されている。導線６０に予熱電流が流れると、導線６０は収縮し、温度制御スイッチ２０は閉状態に切り替えられる。形状記憶合金が双方向記憶を有する場合、連続的な予熱電流が特に適している可能性がある。導線６０は、接点部材６１の上に配置され、導線６０に予熱電流が供給されると、導線６０の温度が上昇して導線６０が収縮し、接点部材６１に力が付与され、温度制御スイッチが閉状態に切り替わる。形状記憶合金部材が導線の形状を取る代わりに、適切な細長い形状、例えば細長いプレート、バネ、又は糸等が使用されてもよいことに留意されたい。

次に、図４ａ〜図４ｄを参照して、本発明の他の実施形態について論じる。図４ａは、ＬＥＤアレイ２、ＬＥＤドライバ４、第１の接点ピンのペア８、１０、及び第２の接点ピンのペア１４、１６を有するＬＥＤ管１を概略的に示す。接点ピン８、１０、１４、１６は、ＬＥＤ管１を電子的に及び機械的に蛍光管照明器具（図示無し）に接続するよう構成される。第１の接点ピンのペア８、１０は、第１の回路を形成するよう接続される。第２の接点ピンのペア１４、１６は、第２の回路を形成するよう接続される。ＬＥＤドライバ４は、第１の回路と第２の回路との間に接続される。黒線によって導線が図示されている。ＬＥＤ管１の一端に、温度制御スイッチ２０が配置されている。

図４ａは、開状態の温度制御スイッチ２０を示す。温度制御スイッチ２０は、形状記憶合金部材５０の形態の熱機械アクチュエータのラッチ２４によって付勢されるプランジャー２２を含む。プランジャー２２は、非導電性部分２５及び導電性部分２６を含む。導電性部分２６は、網掛けによって図示されている。図４ａに示される構成では、電流は、プランジャー２２の導電性部分２６を介して、及び形状記憶合金部材５０回路を介して、第１の接点ピンのペア８、１０の一端から他端に流れ得る。しかし、図４ａに示される構成では、プランジャー２２の非導電性部分２５のため、第１の回路から第２の回路に電流が流れることはできない。したがって、プランジャー２２の非導電性部分２５のため、ＬＥＤ管１を電流が通過することはできない。すなわち、温度制御スイッチ２０は開状態にある。この開状態では、第１の回路と第２の回路との間を電流が通過することはできず、すなわち、ＬＥＤ管を電流が通過できない。したがって、ＬＥＤ管を取り付けている人の感電のリスクが最小化される。よって、ＬＥＤ管１の安全な設置が提供される。ＬＥＤ管が蛍光管照明器具（不図示）に取り付けられ、電源が入れられると、形状記憶合金部材５０を予熱電流が流れる。

図４ｂは、蛍光管照明器具（不図示）に取り付けられた予熱段階中のＬＥＤ管１を示し、電流が形状記憶合金部材５０を流れることによって形状記憶合金部材５０が加熱された結果、形状記憶合金部材５０が収縮し、ラッチをプランジャー２２から外している。この状態では、温度制御スイッチはまだ開状態にあり、ＬＥＤ管１を電流が通過することはできない。しかし、プランジャー２２は付勢されており、ラッチが外されたため、プランジャーは矢印の方向に、すなわちＬＥＤ管の端部の方向に動かされる。

図４ｃには、矢印方向に動いているプランジャー２２が図示され、このポジションでは、形状記憶合金部材５０回路及びＬＥＤ管１を通る回路の両方が閉じている。これは、電流遮断を防ぐためである。導電性表面は、帯電した導電性表面間のショック動作によるアーク放電を防ぐために滑り接触する。

図４ｄでは、プランジャー２２はストッパー２８によって動きを止めている。このポジションでは、形状記憶合金部材５０回路は開状態であり、ＬＥＤ管を通る回路は閉じている。したがって、ＬＥＤドライバ４は、ＬＥＤアレイ２を駆動するための電流を受け取る。この構成では、ＬＥＤ管は蛍光管照明器具（不図示）に取り付けられている間とどまる。

図４ａ〜図４ｄに図示された実施形態は、帯電した導電性表面間のアーク放電のリスクの回避又は最小化という点で利益を享受する。また、図４ａ〜図４ｄに示された実施形態によれば、ＳＭＡ（１００万サイクル以上可能）は短時間のみ及び管が設置された後でのみ給電される。さらに、蛍光管照明器具でフィラメントを加熱するために安定器で使用されるエネルギーは、ＳＭＡ部材５０の形態の熱機械アクチュエータに給電するために使用され得る。ＳＭＡ部材５０は、本発明に係るピン安全性ソリューションにおいて使用されるのに適した温度範囲、力の能力、抵抗、及び作動速度を有する。

他の実施形態によれば、ＬＥＤ管は、図４ａ〜図４ｄを参照して開示及び議論されたＬＥＤ管によって表され、さらに、ラッチと接触するピン、ロッド、ネイル、又は他の適切な物体等のラッチ解放部材によって接触することによってラッチがプランジャーから機械的に解放され得る。ＬＥＤ管１の温度制御スイッチ２０は、さらに、ラッチ解放部材によるラッチへのアクセスを提供するアクセスホールを含み得る。したがって、かかるＬＥＤ管１は、予熱電流から独立して機能し、ＬＥＤ管及び温度制御スイッチ２０をあらゆる安定器に適合可能にし得る。

ＬＥＤ管の取り外しの間、一方の接点ピンのペアが蛍光管照明器具内に残っている一方、他方の接点ピンのペアが蛍光管照明器具から取り外され得るので、ＬＥＤ管の蛍光管照明器具への取り付け中だけでなく、取り外しの間についても感電が防がれることが望ましい。一実施形態によれば、図５を参照して、ＬＥＤ管１の非アクティブ化が図示されている。本実施形態の１つの目的は、蛍光管照明器具（不図示）からのＬＥＤ管１の取り外し中の感電を防ぐことである。例えば、図４ａ〜図４ｄを参照して議論された実施形態と好適に組み合わせられ得る本実施形態によれば、第１の接点ピンのペアの接点ピン８、１０は弾性的に構成され、蛍光管照明器具内にあるとき、接点ピンが、照明器具によって付勢され、ピンによる力は、ＬＥＤ管１の中心線から外側を向く。ＬＥＤ管１の一端が蛍光管照明器具から取り外されている間、プランジャー２２は、その弾性により、矢印の方向に進む（ＬＥＤ管の端部に向かって）。ストッパー２８のテーパ状の形状、接点ピンの弾性、及びプランジャーの先端のテーパ状の形状が組み合わせられる結果、接点ピンは、ＬＥＤ管１の中心線から外側の方向に動かされ、プランジャー２２との電気接触を失い、結果として、ＬＥＤ管１を通る回路が開状態になり、感電が防止される。この状態は、ＬＥＤ管１がカスタマー又はＬＥＤ管１のユーザーに提供される状態であり得る。また、この状態では、図５に示されるように、接点ピン（８、１０）間の距離は、ＬＥＤ管１が蛍光管照明器具に再取り付けできないよう選択され得る。ＬＥＤ管１を蛍光管照明器具に再取り付けすべき場合、プランジャー２２が例えばユーザーの指によって又はＬＥＤ管の製造又は梱包中、ＬＥＤ管１の中央方向に内側に押され、その過程で、接点ピン８、１０はそれらの弾性によって元の位置に戻り、図６に示されるようにプランジャー２２と再び電気接触し得る。また、温度制御スイッチ２０も、かかるプロセス中に形状記憶合金部材５０及びラッチ２４が温度制御スイッチ２０を開状態に切り替えるよう構成され得る。これは、例えばカスタマー又はユーザーに送られるときのＬＥＤ管１の代替的な状態であり得る。ユーザーがプランジャー２２を押すために指を使用する代わりに、ペン又はボールペンの先端等、任意の適切な物体が使用されてもよく、プランジャー２２は、そのために、例えばペンの先端を受け入れるための円錐状の窪みを有し得ることが認識されよう。

実施形態を説明してきたが、図１０及び図１１を参照してさらなる実施形態を説明する。これらの実施形態は、ＬＥＤ管１を蛍光管照明器具に取り付けた後、ＬＥＤ回路を閉じることによって起動されるＬＥＤ管を開示する。次に、ＬＥＤ管がスイッチオンされる度にＬＥＤ回路を閉じることによって起動される種類のＬＥＤ管１に関する実施形態に焦点を当て、図７〜図９を参照しながら説明する。

図７〜図９を参照して、本発明に係るＬＥＤ管において使用される温度制御スイッチの実施形態が図示されている。図７には、温度制御スイッチ２０の部品が図示されている。図示されている温度制御スイッチ２０の種類は、ＬＥＤ管がスイッチオンされる度に起動される種類である。図７には、ＬＥＤ管１の第１の端部１２に接続されるエンドキャップシェル１５０、接点ピンのペア８、１０、形状記憶合金部材５０、ピボット部材１５２、２つの接点部分を有し、接点プレート１６０を介してＬＥＤドライバ（図示無し）に電気接続される細長い接点部材１５４、付勢バネ１５６、１５６’、及びエンドキャップ１５８が図示されている。図８は、ＬＥＤ管１内で見られるように取り付けられた図７の温度制御スイッチ２０の部品を示す。ピボット部材１５２は、電気絶縁されている。図８から、この構成では温度制御スイッチが開状態にあり、接点ピンから接点プレートに電流が流れないことを理解されたい。また、予熱電流は形状記憶合金部材５０を介して接点ピン８、１０の間を通過し得ることを理解されたい。予熱電流が形状記憶合金部材５０を通過すると、それは加熱され、収縮し、ピボット部材１５２がピボットするようピボット部材１５２に作用し、図９に示されるように、温度制御スイッチが閉状態に適合させられる。図９に示されるように形状記憶合金部材５０の加熱は、それが収縮し、ピボット部材１５２がピボットすることをもたらす。結果として、ピボット部材１５２に接続された細長い接点部材１５４もピボットする。細長い接点部材１５４がピボットすると、細長い接点部材１５４の各接点部分と、第１の接点ピンのペア８、１０の対応する接点ピン８、１０との間で接触が確立される。結果として、接点プレート１６０は接点ピン８、１０と接触し、ＬＥＤ管を通る回路を閉じる。したがって、第１の回路と第２の回路との間の電流経路が得られる。図８〜図９に示される実施形態は、連続的な予熱電流、及び双方向記憶効果を有する形状記憶合金に適し、ＬＥＤ管の電源が切られると、形状記憶合金が冷却し、付勢バネによって補助されて、図７に図示される状態に戻る。

図１０ａ〜図１０ｄを参照して、本発明のさらなる実施形態について議論する。図１０ａは、ＬＥＤアレイ２及び第１の接点ピンのペア８、１０を有するＬＥＤ管１の一部としての、開状態にある温度制御スイッチ２０を概略的に示す。接点ピン８、１０は、ＬＥＤ管１を電子的に及び機械的に蛍光管照明器具（不図示）に接続するよう構成される。図４ａ〜図４ｄでは、接点ピン８、１０は、接点ピンの長さ沿いに見て図示されており、よって、接点ピン８、１０の例示的な円形は、接点ピン８、１０の断面に対応する。本実施形態によれば、接点ピン８、１０は、それぞれ、解除可能なロック部材２６０、２６１を有し得る。図４ａ〜図４ｄには図示されていないが、接点ピン８、１０は、例えばバネによって弾性であり、接点ピン８、１０、よってＬＥＤ管１の長軸に対して直角に弾性的に曲がり得る。また、スライダーの長軸沿いに摺動可能なスライダー２１０が提供される。弾性要素２２０は、一端でスライダー２１０に取り付けられ、他端ではＬＥＤ管１に関して固定される。図４ａに示される状態では、弾性要素２２０は圧縮され、図４ｄに示される状態では、圧縮しようとするが、収縮された形状記憶合金部材５０によって付勢された力によって伸長する。スライダー２１０は、付勢部２１４及び弾性部２１６を有し、これらは、温度制御スイッチ２０が開状態及び閉状態にあるときに接点ピン８、１０を付勢状態で保つためのものである。形状記憶合金部材５０は、図４ａ及び図４ｂでは冷却形状に対応して伸長され、図４ｄでは高温形状に対応して短くされ、図４ｃでは加熱中の形状に対応する中間の長さである。接点ピン８、１０は、互いに大きく離れるよう図示されており、この構成では、接点ピン８、１０は管照明器具に取り付けることができない。図１０ｂは、管照明器具に取り付けられるよう準備されたＬＥＤ管１を示し、接点ピン８、１０は、自らの弾性に反して押し込まれることにより、互いへの距離が短い状態でスライダー２１０の付勢部２１４によって付勢状態に保たれる。この構成では、図４ｂに示されるように、温度制御スイッチは開状態にあり、よって、設置中の感電のリスクは最小化されることに留意されたい。予熱段階中、本実施形態によれば、形状記憶合金部材５０は図１０ｃに示されるように収縮し、スライダーを形状記憶合金部材５０の方向に及び弾性要素２２０の付勢に反して引っ張る。図１０ｃに示されるように、回路はまだ開いていることに留意されたい。図１０ｄでは、形状記憶合金部材５０はさらに収縮して高温形状に至っており、スライダーロック部材２３０がスライダーをリップ２６０に対してロックしており、弾性要素２２０からの力から独立して、スライダー２１０が引き下がることを防ぎ、温度制御スイッチ２０が閉状態から開状態に切り替わることを防ぐ。この構成では、ランプ回路は閉じている。図１０ａ〜図１０ｄに関して議論された実施形態に係るＬＥＤ管が管照明器具から取り外された場合、スライダー２１０の弾性部２１６及び管照明器具との接触による接点ピン８、１０の付勢が解放され、図１１ａに示されるように接点ピン８、１０がスライダーの弾性部２１６を外側に押し出し、図１１ｂに示されるようにピンの構成を互いの間の距離が広がるよう切り替えてスライダーに対するロック動作を解除し、スライダーは弾性要素２２０によって移動されて回路を開き、感電のリスクが回避される。

当業者は、本発明が如何ようにも上記実施形態に限定されないことを認識する。反対に、添付の特許請求の範囲の範囲内で、多くの改変形態及び変形形態が実現可能である。

さらに、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲を分析することにより、当業者は、開示の実施形態の変形形態を理解及び実施することができる。請求項中、「含む」等の用語は他の要素又はステップを除外せず、要素は複数を除外しない。単にいくつかの手段が互いに異なる従属請求項に記載されているからといって、これらの手段の組み合わせを好適に使用することができないとは限らない。

Claims (15)

1. 蛍光管照明器具が蛍光管のフィラメントを予熱する予熱段階を有する前記蛍光管照明器具においてレトロフィットするためのＬＥＤ管であって、
   ＬＥＤアレイと、
   前記ＬＥＤアレイを駆動するためのＬＥＤドライバと、
   前記ＬＥＤ管を電子的に及び機械的に前記蛍光管照明器具に接続するための前記ＬＥＤ管の第１の端部における第１の接点ピンのペア、及び前記ＬＥＤ管の第２の端部における第２の接点ピンのペアであって、前記第１の接点ピンのペアは第１の回路を形成するよう接続され、前記第２の接点ピンのペアは第２の回路を形成するよう接続され、前記ＬＥＤドライバは前記第１の回路と前記第２の回路との間に接続される、第１及び第２の接点ピンのペアと、
   開状態及び閉状態を有し、前記第１の回路と前記第２の回路との間の電流経路が得られるように、加熱されると前記閉状態を適合させる温度制御スイッチとを含み、前記蛍光管照明器具の前記予熱段階中に前記第１の接点ピンのペア間を流れる予熱電流は、前記温度制御スイッチを加熱する、ＬＥＤ管。
2. 前記温度制御スイッチは熱機械アクチュエータを含み、前記熱機械アクチュエータは、加熱されたとき、前記温度制御スイッチが前記閉状態を取ることを可能にする、請求項１に記載のＬＥＤ管。
3. 前記熱機械アクチュエータは、形状記憶合金部材を含む、請求項２に記載のＬＥＤ管。
4. 前記形状記憶合金部材は、双方向記憶効果を有する、請求項３に記載のＬＥＤ管。
5. 前記熱機械アクチュエータは、弾性である、請求項２又は３に記載のＬＥＤ管。
6. 前記温度制御スイッチは、さらに、付勢された弾性部材を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＬＥＤ管。
7. 前記温度制御スイッチは、弾性プランジャー、ラッチ、及び形状記憶合金部材を含み、前記温度制御スイッチの前記開状態において、前記弾性プランジャーは前記ラッチによって付勢され、前記温度制御スイッチは、前記弾性プランジャーが位置を変更し、これにより、前記温度制御スイッチを前記開状態から前記閉状態に切り替えるように、前記予熱段階中、前記形状記憶合金部材が前記ラッチを解放するように構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤ管。
8. 前記第１の接点ピンのペアの各接点ピンは、前記ＬＥＤ管の前記第１の端部が前記蛍光管照明器具から取り外されると、前記第１の回路と前記第２の回路との間の前記電流経路が開かれるように、前記ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に個別に移動可能である、請求項７に記載のＬＥＤ管。
9. 前記ＬＥＤ管の前記第１の端部が前記蛍光管照明器具から取り外されると、前記第１の接点ピンのペアが前記ＬＥＤ管の前記中心線に対して垂直な方向に動かされるように、前記弾性プランジャーは前記第１の接点ピンのペアに力を加える、請求項８に記載のＬＥＤ管。
10. 前記第１の接点ピンのペアの各接点ピンは、前記ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に弾性的に移動可能であり、前記ＬＥＤ管の前記第１の端部が前記蛍光管照明器具から取り外されると、前記第１の回路と前記第２の回路との間の前記電流経路が開かれ、また、前記第１の回路が開かれる、請求項８又は９に記載のＬＥＤ管。
11. 前記第１の接点ピンのペアは、さらに、前記第１の回路が開いており、前記弾性プランジャーがその弾性に反して移動され、ラッチによって再び付勢されるとき、前記第１の回路が閉じられるように構成される、請求項１０に記載のＬＥＤ管。
12. 前記温度制御スイッチは、
    形状記憶合金部材と、
    ピボット部材と、
    ２つの接点部分を有し、前記ＬＥＤドライバと電気接続された細長い接点部材と
    を含み、
    前記接点部材は、前記ピボット部材に接続され、
    前記形状記憶合金部材は、前記第１の回路と前記第２の回路との間の前記電流経路が得られるように、前記接点部材の前記２つの接点部分が前記第１の接点ピンのペアの対応する接点ピンと接触するように、前記予熱電流によって加熱されると、前記ピボット部材をピボットさせる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤ管。
13. 前記温度制御スイッチは、さらに、前記予熱電流がスイッチオフされたとき、前記接点部材と前記第１の接点ピンのペアとの接触を解除し、これにより、前記第１の温度制御スイッチを開状態に切り替えるように、前記ピボット部材をピボットさせる少なくとも１つの付勢部材を含む、請求項１２に記載のＬＥＤ管。
14. 前記温度制御スイッチは、スライダーと、弾性要素と、形状記憶合金部材と、スライダーロック部材とを含み、前記弾性要素は、一端において前記スライダーに取り付けられ、他端において前記ＬＥＤ管に関して固定されるよう取り付けられ、
    前記温度制御スイッチは、前記スライダーが位置を変化させ、これにより、前記温度制御スイッチを前記開状態から前記閉状態に切り替え、また、前記スライダーが、前記スライダーロック部材によって前記閉状態での位置にロックされ、前記弾性要素によって付勢されるように、前記予熱段階中、前記形状記憶合金部材が前記スライダーに力を付与するように構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のＬＥＤ管。
15. 前記第１の接点ピンのペアの各接点ピンは、前記ＬＥＤ管の中心線に対して垂直な方向に弾性的にかつ個別に移動可能であり、前記スライダーは、前記開状態において前記第１の接点ピンのペアを付勢するための少なくとも１つの付勢部と、
    前記閉状態において前記第１の接点ピンのペアを付勢するための少なくとも１つの弾性部とを有し、
    各接点ピンは、前記第１の回路と前記第２の回路との間の前記電流経路が開かれるように、前記ＬＥＤ管の前記第１の端部が前記蛍光管照明器具から取り外されると、前記接点ピンが前記スライダーの前記弾性部を動かし、これにより、前記スライダーをその位置及び前記スライダーロック部材から解放するように構成される、請求項１５に記載のＬＥＤ管。
    

Images