JP2017517126A - 照明デバイス、照明器具及び製造方法 - Google Patents

照明デバイス、照明器具及び製造方法 Download PDF

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Abstract

開示されるのは、コスト効果的な態様で製造され得、且つ白熱照明デバイスの外観を模したＬＥＤなどの複数の固体照明（ＳＳＬ）素子２０を含む照明デバイス１００である。照明デバイスは発光機構を有する。発光機構は対向する管状部１２、１４を含み、対向する管状部１２、１４の間に、ＳＳＬ素子を担持する切片形状部１６が径方向に延在する。発光機構は、照明デバイスの透過性本体１１０内部に取り付けられた支持構造３０上に実装されている。照明デバイスを含む照明器具、発光機構を製造する方法、及び照明デバイスを製造する方法も開示される。

Description

本発明は、発光機構を収容する透過性本体を含む照明デバイスに関し、前記発光機構は、支持構造上に実装された単一片の可撓性キャリアを含み、可撓性キャリアは、支持構造の第１の領域の周りの第１の終端部と、第１の終端部から径方向に延在する複数の切片形状部とを含む。
本発明は、更に、そのような照明デバイスを含む照明器具に関する。
本発明は、また更に、そのような照明デバイスのための発光機構を製造する方法に関する。
本発明は、また更に、そのような発光機構を含む照明デバイスを製造する方法に関する。
人口の継続的な増加に伴い、世界のエネルギー需要を満たすこと、及び地球温暖化現象の原因であると考えられる二酸化炭素排出などの温室効果ガスの排出を抑制することは次第に困難になっている。これらの懸念は、エネルギー消費量を削減しようする試みにおいて、より効率的な電気使用を推進することの契機となっている。
こうした懸念の領域の１つは、家庭用又は商用環境の両方における照明利用である。電力消費が極めて高いことが知られている従来の白熱電球を、より省エネルギーの代替品に交換することに対する明らかな傾向がある。実際、多くの法域において白熱電球の製造及び小売が禁止されたことで、消費者に、例えば白熱電球を交換する際に省エネルギー代替物を購入することを強いている。
特定の有望な代替物が、白熱電球のエネルギーコストの数分の１で単位光束を生成することができる固体照明（ＳＳＬ：solid state lighting）素子を含む照明デバイスによって提供されている。このようなＳＳＬ素子の例は発光ダイオードである。
このような照明デバイスによる消費者市場の浸透を阻む問題は、消費者が白熱電球などの白熱照明デバイスの外観に慣れていることであり、代替デバイスの外観がこの外観にほぼ合致することを期待していることである。これはＳＳＬ素子を使用する場合には決して些細なことではない。その理由は、このような素子が指向性の光束を生成する点光源として機能すると考えられ得るからである。このことは、単指向性の配光を生成する傾向がある白熱光源のグローフィラメントとは明らかに異なる。
ＳＳＬ素子ベースの照明デバイスの設計努力の多くにおいては、このため、それらの白熱均等物の外観を模すことに注力してきた。しかしながら、これにより、通常、ＳＳＬ素子ベースの代替物のコストは増加する。これは、最も単純なＳＳＬ素子ベースの照明デバイスでさえそれらの白熱代替物よりも数倍高額であることからも問題であり、また、これらのＳＳＬ素子ベースの照明デバイスの高い購入費用も市場の顕著な浸透を阻んでいる。
例えば、米国特許第６，７０９，１３２Ｂ２号では、ケージに組み合わされた複数のブランチを有するフレキシブルプリント回路基板を含むことによって、タングステンフィラメントベースの電球の外観を模したＬＥＤ電球を開示している。ブランチはＬＥＤを担持し、そのそれぞれは近位端にある中心孔から延び、その遠位端に穴を有する。電球を組み立てる際に支持ロッドが近位側中心孔及び遠位側の重なった穴を貫通するように、各ブランチの穴は、重なった状態で位置合わせされている。しかしながら、支持ロッドを受け入れるためにブランチの遠位側孔が互いに重ね合わされなければならないことから、これは自動化することが困難な時間のかかるプロセスである。これによりＬＥＤ電球のコストが増加する。
欧州特許出願公開第２３１４９１３Ａ１号は、ケージ様の形状に曲げられた、取付アームを備える取付フレームを含む、少なくとも１つの発光ユニットのためのキャリアを開示している。しかしながら、このような取付フレームは、カバーに組み付ける前に形成される。ケージ様の取付フレームの外形は、ケージ様の取付フレームがカバーに挿入され得るように、カバーの入口部よりも小さくなければならない。
本発明は、白熱代替物の外観を模したより経済的な照明デバイスを提供しようとするものである。
本発明は、更に、そのような照明デバイスを含む照明器具を提供しようとするものである。
本発明は、また更に、そのような照明デバイスの発光機構を製造する方法を提供しようとするものである。
本発明は、また更に、そのような発光機構を含む照明デバイスを製造する方法を提供しようとするものである。
一態様によれば、発光機構を収容する透過性本体と、透過性筺体と協働する取付具とを含む照明デバイスであって、前記発光機構は、支持構造上に実装された単一片の可撓性キャリアを含み、支持構造は取付具内部に取り付けられて、支持アセンブリを形成し、可撓性キャリアは、支持構造の第１の領域を覆っている第１の管状端部部分と、支持構造の第２の領域を覆っている第２の管状端部部分とであって、第１の領域は第２の領域から空間的に分離されている、第１の管状端部部分及び第２の管状端部部分と、第１の管状端部部分から第２の管状端部部分まで径方向に延在する複数の切片形状部であって、前記切片形状部のそれぞれが複数の固体照明（ＳＳＬ）素子を担持している、複数の切片形状部とを含む、照明デバイスが提供される。支持アセンブリの透過性筺体内への実装後又は実装中、切片形状部を第１の管状端部部分と第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、支持アセンブリは、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるためのサブアセンブリを含む。
好ましくは、サブアセンブリは、弾性部材（３７）、モータ、電磁石、又は第１の管状端部部分と第２の管状端部部分とを互いに向かって動かすことを可能にする他の構造を含み得る。
例えば、照明デバイスが電球である場合、透過性本体は球状体であり得る。球状体の全体的な直径は、通常、その入口部の直径よりも大きい。支持アセンブリの透過性筺体内への実装前に、切片形状部が径方向に変形される場合、及び発光機構が入口部の直径と同様のサイズ又は入口部の直径よりも大きいサイズまで延ばされる場合、組立工程がかなり困難になり得るか、又はそのような組立工程が不可能になる。従って、このサブアセンブリは、電球内の発光機構の変形を特に効率的な態様で容易にすると共に、照明デバイスの効率的な組み立てを可能にする。
切片形状部の両端が共通の管状部に取り付けられることから、支持構造が管状部内に単に挿入され得るため、照明デバイスを組み立てる際に切片形状部を個々に位置合わせする必要はない。結果的に、照明デバイスの外観に影響することなく照明デバイスのコストが削減され得る。
一実施形態においては、切片形状部のそれぞれは、第１の管状端部部分から第２の管状端部部分まで経線のような状態で延びる。
別の実施形態においては、切片形状部のそれぞれは、第１の管状端部部分から第２の管状端部部分まで螺旋状になる。これは、ＳＳＬ素子が照明デバイス内において垂直に位置合わせされないという技術的な利点を有する。驚くべきことに、これにより、ＳＳＬ素子によって生成される熱の放散が向上することが見出された。
異なる切片状部は、照明デバイスの外観を調整するために、固体照明素子の異なる配分、例えば、異なる数のＳＳＬ素子を有する、及び／又は例えば、照明デバイスの色又は色温度を調整するために、異なる色を生成するＳＳＬ素子を有する。
支持構造は、任意の適切な断面形状を有する管状体であり得る。例えば、製造を容易にするため、支持構造は円筒状構造であり得る。
一実施形態においては、照明デバイスは、固体照明素子を駆動するための少なくとも１つのドライバ回路を更に含み、前記切片形状部上の固体照明素子は、前記少なくとも１つのドライバ回路と直列に接続される。
別の実施形態においては、照明デバイスは、固体照明素子を駆動するための少なくとも１つのドライバ回路を更に含み、異なる切片形状部上の固体照明素子は、前記少なくとも１つのドライバ回路と並列に接続される。
別の態様によれば、本発明の一実施形態による照明デバイスを含む照明器具が提供される。このような照明器具は、例えば、照明デバイスのホルダであるか、照明デバイスが組み込まれる装置であり得る。
更に別の態様によれば、発光機構を製造する方法であって、可撓性キャリアのシートを用意するステップと；可撓性キャリアに複数の切欠きを作製するステップであって、各切欠きは、第１の縁端及び対向する第２の縁端によって境界が定められる可撓性キャリアの第１の終端部の前記第１の縁端と、前記第１の更なる縁端及び第１の更なる縁端に対向する第２の更なる縁端によって境界が定められる可撓性キャリアの第２の終端部の第１の更なる縁端との間に延在して、前記第１の終端部と前記第２の終端部との間に延在する複数の切片形状部を画定する、ステップと；切片形状部のそれぞれに固体照明素子を実装するステップと；可撓性キャリアを管状形状に巻くステップであって、第１の終端部が第１の管状端部部分を画定し、及び第２の終端部が第２の管状端部部分を画定する、ステップとを含む、方法が提供される。そのような発光機構は簡単明瞭な態様で製造され得、且つ径方向に延在する切片形状部を有する発光機構へと容易に変形され得るため、照明デバイス内の支持構造上における発光機構の自動化されたコスト効率的な組み立てが容易になる。
一実施形態においては、方法は、切片形状部を第１の管状端部部分と第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるステップを更に含む。これは、支柱などの支持構造上に発光機構を実装する前又は後に実施され得る。
可撓性キャリアは、矩形の形状を有し得、変形済みの発光機構が、対向する管状端部部分の間に経線のような状態で径方向に延びる切片形状部を含むように、前記切欠きは、前記矩形の形状の側縁部と平行に延びる。
或いは、可撓性キャリアの少なくとも中心セクションは、平行四辺形の形状を有し得、変形済みの発光機構が、対向する管状端部部分の間で螺旋状になっている切片形状部を含むように、前記切欠きは、前記平行四辺形の形状の側縁部と平行に延びる。これは、特に好適な熱特性を有する発光機構をもたらす。
更に別の態様によれば、照明デバイスを製造する方法であって、上述の方法の一実施形態に従って発光機構を製造するステップと、第１の管状端部部分が支持構造の第１の領域を覆い、及び第２の管状端部部分が支持構造の第２の領域を覆うように、発光機構を支持構造に実装するステップであって、第１の領域が第２の領域から空間的に分離される、ステップと、透過性筺体と、透過性筺体と協働するための取付具とを用意するステップと、支持アセンブリを形成するために支持構造を取付具内部に実装するステップと、発光機構が透過性筺体によって囲まれるように、支持アセンブリを透過性筺体内に実装するステップと、支持アセンブリの透過性筺体内への実装後又は実装中に、切片形状部を第１の管状端部部分と第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるステップとを含む、方法が提供される。この方法は、白熱代替物の外観に非常に類似した外観を有する電球などの照明デバイスの特定のコスト効果的な製造方法を容易にする。
好ましくは、発光機構は、透過性筺体への支持アセンブリの挿入後又は挿入中、電球形のフィラメント様機構へと変形される。
一実施形態においては、支持構造は、遠位側固定部材と；遠位側固定部材に結合された本体と；遠位側固定部材にあり、且つ本体によって境界が定められた環状凹部であって、可撓性キャリアの遠位端部が前記環状凹部内に固定される、環状凹部と；本体の、前記遠位側固定部材とは逆側から延出する突起物とを含み、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、支持アセンブリの透過性筺体内への実装後に実施され、及び切片形状部を第１の管状端部部分と第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、可撓性キャリアの近位端部を保持しつつ、突起物を用いて、本体を取付具に引き込み、それによって、可撓性キャリアの遠位端部と近位端部とを互いに向かって押しやるステップを含む。或いは、発光機構が透過性筺体によって囲まれるように支持アセンブリを取付具上の透過性筺体内に実装するステップの最中、遠位側固定部材は透過性筺体の内壁に押し付けられ、それによって、可撓性キャリアの遠位端部と近位端部とを互いに向かって押しやる。これにより、電球内の発光機構の変形を特に効率的な態様で容易にする。
前記取付具を用意するステップは、支持構造の近位端を受け入れるための受入部材を含む取付具を用意するステップを含み得、前記受入部材は、前記変形ステップ中に可撓性キャリアの近位端部を固定するための階段状内壁プロファイルを含む。このような取付具は、変形ステップ中に発光機構を固定することを補助する。
別の実施形態においては、支持構造は、中空管状体と；中空管状体と一体化され、且つ透過性筺体を密閉するような寸法にされたシーリング部材と；シーリング部材に対して圧縮された弾性部材と；近位側固定部材であって、弾性部材がシーリング部材と近位側固定部材との間に固定されるように支持構造の周りに摺動可能に嵌合された近位側固定部材とを含み、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、支持アセンブリの透過性筺体内への実装後に実施され、及び切片形状部を第１の管状端部部分と第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、第１の管状端部部分を第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、近位側固定部材が支持構造の遠位端に向かって押しやられるように前記弾性部材を弛緩させるステップを含む。これにより、電球内の発光機構の変形を特に効率的な態様で容易にする。
方法は、シーリング部材を透過性筺体の縁端部と融着して、透過性筺体内にガス密の内部ボリューム部を形成するステップを更に含み得る。これにより、照明デバイスに所望のガス又は混合ガスが充填されることを可能にする。
本発明の実施形態が、添付の図面を参照しながら、より詳細に及び非限定的な例によって記載される。
一実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 一実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 一実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 一実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 図１〜図４の方法に従って製造された照明デバイスを概略的に示す。 別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法のステップを概略的に示す。 図６〜図１０の方法に従って製造された照明デバイスを概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。 更に別の実施形態による、発光機構及び照明デバイスを製造する方法の態様を概略的に示す。
図は単なる概略図であり、一定の縮尺で描かれてはいないことは理解されるべきである。図の全体を通じて、同じ又は類似の部品を示すために同じ参照番号が使用されることも理解されるべきである。
図１〜図４は、一実施形態による、発光機構を製造する方法を概略的に示す。方法は、図１に示されるように、フレキシブルプリント回路基板などの可撓性キャリア１０の用意から開始する。このようなフレキシブルプリント回路基板は、例えば、電気絶縁である可撓性ポリマー層の間に、金属層、例えば、銅層などの導電性層が挟まれているサンドウィッチ構造を含み得る。例えば、そのような目的に適したポリマーはポリイミドであるが、当業者であれば、ＰＥＥＫ又はポリエステルなど、この目的に適した他のポリマーを認識しているであろう。更に、可撓性キャリア１０は、導電性材料が予め存在するサンドウィッチ構造である必要はないことは理解されるべきであり、スクリーン印刷又は任意の他の適切な印刷技術などの適切な堆積技術を使用して上に導電パターンが形成される可撓性ポリマーなどの可撓性キャリアを提供することも等しく実施可能である。例えば、ＰＥＥＫポリマーキャリア上に銀トラックを印刷することによってフレキシブルプリント回路基板を形成することは良く知られている。電気絶縁ポリマーキャリア上への印刷導電性材料の他の組み合わせは当業者には明らかであろう。
次に、複数の切欠き又は切込み１５が可撓性キャリア１０に作製される。切欠き又は切込み１５は、典型的には、可撓性キャリア１０の側縁部と平行に作製され、それによって、可撓性キャリア１０内に複数の切片形状部１６を形成する。重要なことに、切欠き又は切込み１５は可撓性キャリア１０の長さ全体にわたって延在しない。その代わりに、切欠き又は切込み１５は、切欠き又は切込み１５の範囲を定める可撓性キャリア１０の終端部が画定されるように作製される。具体的には、第１の終端部１２が可撓性キャリア１０の第１端部に形成される。第１の終端部１２は、切欠き又は切込み１５がそこで終端する内側縁部１２’と、可撓性キャリア１０の外側縁部に合致する、内側縁部１２’に対向する外側縁部１２”とを有する。第２の終端部１４が、可撓性キャリア１０の第１端部に対向する、可撓性キャリア１０の第２端部に形成される。第２の終端部１４は、切欠き又は切込み１５がそこで終端する更なる内側縁部１４’と、更なる外側縁部１４”とを有し、更なる外側縁部１４”は、可撓性キャリア１０の外側縁部に対向する、可撓性キャリア１０の更なる外側縁部に合致する内側縁部１４’に対向する。切欠き又は切込み１５は、任意の適切な態様で、例えば、ブレード切断、レーザ切断等によって作製され得る。
次に、図２に非限定的な例によって示されるように、導電トラック２２が可撓性キャリア１０上に形成され、ＳＳＬ素子２０が可撓性キャリア１０の切片形状部１６上に配置されるように、ＳＳＬ素子２０が可撓性トラック２２上に実装される。既に上述したように、導電トラック２２は任意の適切な態様で、例えば、可撓性キャリア１０のポリマー層の間に挟まれた銅膜などの導電性材料のパターニングによって、又は可撓性キャリア１０上に所望の導電パターンを、スクリーン印刷などの適切な堆積技術を使用して堆積することによって形成され得る。ＳＳＬ素子２０は、例えば、半田付け、導電性接着剤を用いた接着等の任意の適切な態様で導電トラック２２に接着され得る。ＳＳＬ素子２０に加えて、更なる回路素子（図示せず）が導電トラック２２に接着され得る。例示的実施形態においては、切込み又は切欠き１５の形成に続いて導電トラック２２が形成される。しかしながら、切込み又は切欠き１５の形成前に導電トラック２２を形成することも等しく実施可能であることは理解すべきである。
図２に示されるように、各切片形状部１６が同じパターンのＳＳＬ素子２０を担持するように、ＳＳＬ素子２０は切片形状部１６上に規則的なパターンで配置される。しかしながら、これは単に非限定的な例によるものであり、異なるパターンのＳＳＬ素子２０、例えば、異なる数のＳＳＬ素子２０及び／又は他の切片形状部１６と比べて異なる位置にあるＳＳＬ素子２０を、異なる切片形状部１６が担持することも等しく実施可能であることは理解すべきである。例えば、異なるパターンは、不均一な配光が望まれる場合に特定の配光を実現するために適用され得る。
ＳＳＬ素子２０は、発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）などの任意の適切な種類のＳＳＬ素子であり得る。任意の適切な種類のＬＥＤが使用され得、例えば、ＬＥＤは、有機又は無機半導体層を含み得る。有機半導体層の場合、有機材料は高分子材料又は小分子材料等であり得る。ＳＳＬ素子２０は同一又は異なることができ、例えば、可撓性キャリア１０を含む照明デバイスによって生成される色及び／又は色点を調整するために異なる色のＳＳＬ素子２０が切片形状部１６に接着され得る。
導電トラック２２の形成及び導電トラック２２へのＳＳＬ素子２０の接着後、図３に示されるように、可撓性キャリア１０は管状形状へと巻かれる。この目的のために、可撓性キャリア１０は、ガラス又は金属ロッドなどの支持構造３０上に巻かれ得る。支持構造３０は、中実構造又は管状（中空）構造であり得る。或いは、可撓性キャリアはこうした支持構造を用いることなく管状形状へと巻かれ得る。図３に示される実施形態においては、可撓性キャリア１０は円形断面を有する管状形状へと巻かれているが、他の形状の断面、例えば、楕円形断面又は多角形断面も実施可能であることは理解すべきである。そのような非円形断面を実現するために、支持構造３０の使用が必要であり得る。可撓性キャリア１０は、この管状形状内に任意の適切な態様で、例えば、可撓性キャリア１０の重なった部分の間に適切な接着剤を塗布することによって固定され得る。図３に示されるように可撓性キャリアを巻くことによって、可撓性キャリア１０の第１の終端部１２及び第２の終端部１４は管状形状を取り、切片形状部１６は管状形状の第１の終端部１２と管状形状の第２の終端部１４との間に延在する。
こうして得られた発光機構は、その後、図４に示されるようなランタン状又は球状構造へと変形される。この目的のために、第１の終端部１２は第２の終端部１４に向かって押しやられ（又はこの反対）、切片形状部１６が可撓性キャリア１０の元の面から押し出され、それによって、可撓性キャリア１０の第１の終端部１２から第２の終端部１４へと径方向に延在する切片形状部１６を形成する。図４に示されるように、この変形ステップは支持構造３０上で実施され得、これは、発光機構の変形に対する制御を向上させることから好ましい。しかしながら、この変形ステップは、また、支持構造３０のない状態で実施され得ることは理解すべきであり、この場合、支持構造３０は、変形ステップ後に、変形済みの発光機構に挿入される。
発光機構が所望の形状を有すると、可撓性キャリア１０の第１の終端部１２が支持構造３０の第１の領域内に固定され、可撓性キャリア１０の第２の終端部１４が支持構造３０の第２の領域内に固定され、第１の領域が第２の領域から空間的に分離されるように、発光機構が支持構造３０上に固定され得る。可撓性キャリア１０の各終端部は、任意の適切な態様で、例えば、適切な接着剤、又は１つ以上のピン、ねじ、釘等などの適切な固定手段を使用することによって支持構造３０上に固定され得る。或いは、図４に示されるように、変形済みの可撓性キャリアは、第１の終端部１２及び第２の終端部１４をそれぞれ覆い得る、第１の、即ち近位側固定部材３１と、第２の、即ち遠位側固定部材３２とによって固定され得る。
こうして得られた、変形済みの可撓性キャリア１０を含む発光機構は、図５に示されるような照明デバイス１００を製造する方法において使用され得る。この目的のために、透過性本体１１０が設けられる。透過性本体１１０は、例えば、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）等などのポリマーなどの任意の適切な光透過性材料で作製された球状体であり得る。加えて、取付具１２０が設けられる。取付具１２０は、透過性本体１１０と協働するように設計されており、そのような協働において係合されると、透過性本体１１０及び取付具１２０が照明デバイス１００の筺体を画定するような態様で設計されている。取付具１２０は、典型的には、照明デバイス１００を電源に接続するための電気的に伝導性の端子を含む。取付具１２０は、任意の適切な形状を有し得る。例えば、取付具１２０は、ネジ式取付具（Ｅ型取付具）、差込み式取付具、又はＭＲ型若しくはＧＵ型取付具などの２つ以上のピンを含む取付具であり得る。他の適切な種類の取付部品は当業者には直ちに明らかとなるであろう。
取付具１２０は、典型的には、支持構造３０を受けるためのレセプタクルを含む。換言すると、可撓性キャリア１０の第１の管状終端部１２と第２の管状終端部１４との間に径方向に延在する切片形状部１６上のＳＳＬ素子２０が、使用時に、同等の白熱照明デバイスの配光に良く類似した高度に均一な配光などの照明デバイス１００の所望の配光を生成するように、支持構造３０上の変形済みの可撓性キャリア１０が、透過性本体１１０及び取付具１２０によって画定される筺体の内部に配置されるように、支持構造３０は、典型的には、取付具１２０内に実装される。疑義を回避するため、図５では、第１の管状終端部１２及び第２の管状終端部１４はそれぞれ第１の固定部材３１及び第２の固定部材３２からは直接見えにくいことに留意されたい。
透過性本体１１０と取付具１２０とは、任意の適切な態様で、例えば、接着剤又は適切なロック機構を使用して係合され得る。透過性本体１１０が、例えば、それぞれ透過性本体の外部表面及び取付具１２０の内部表面上の対応するねじ山を使用して取付具１２０にねじ込まれる場合、そのような適切なロック機構の非限定的な例が設けられ得る。
取付具１２０は、更に、ＳＳＬ素子２０の１つ以上のドライバ回路（図示せず）を収容し得る。一実施形態においては、導電パターン２２は、ＳＳＬ素子２０がドライバ回路に直列に接続されるようなものである。別の実施形態においては、異なる切片形状部１６上のＳＳＬ素子２０が並列に接続されるように、各切片形状部１６はそのようなドライバ回路に個々に接続される。直列接続のＳＳＬ素子２０と並列接続のＳＳＬ素子２０との組み合わせなどの他の適切な接続タイプも企図され得る。
図１〜図５に示される実施形態では、矩形の可撓性キャリア１０が使用されている。矩形の可撓性キャリア１０は、切片形状部１６が第１の終端部１２と第２の終端部１４との間に経線のような状態で径方向に延びる照明デバイス１００をもたらす。換言すると、各切片形状部１６は、仮想の球状構造上の２つの点の間に最短経路を画定する。２つの点は、それぞれ、第１の終端部１２及び第２の終端部１４上の切片形状部１６の接続点である。これにより、支持構造３０に合致する照明デバイス１００の光軸が垂直軸線に沿って配向される場合、切片形状部１６が実質的に垂直方向に径方向に延在する照明デバイス１００を提供し得る。
図５に示されるように、切片形状部１６を経線状に強制的に径方向に延在させることによって、ＳＳＬ素子２０の熱管理が良好に制御され得ることが見出された。これは重要なことである。なぜなら、ＳＳＬ素子２０は特定の温度範囲内で動作するように設計されており、この範囲の上限値を超えるとＳＳＬ素子２０の寿命を低下させる恐れがある一方で、同時に、ＳＳＬ素子２０の色などの発光出力特性を変化させるため、ＳＳＬ素子２０が上述の温度範囲内で動作され得るようにすることが非常に望ましいからである。径方向に延在する切片形状部１６上のＳＳＬ素子２０の配置により、ＳＳＬ素子２０が互いに近接しないようにし、これにより、ＳＳＬ素子２０の周囲への効果的な熱伝達を促進する。
しかしながら、驚くべきことに、別の実施形態により、切片形状部１６の経線形状を螺旋形状に変更することによって熱管理を更に向上させ得ることが見出された。この目的のために、発光機構の上述の製造方法は以下のように調整され得る。
図６に示されるように、少なくとも、平行四辺形のような形状の中心部１１を有する可撓性キャリア１０が設けられる。この中心部１１は、一端においては第１の終端部１２によって境界が定められ、他端においては第２の終端部１４によって境界が定められる。図１の補助によって上で説明したように、第１の終端部１２及び第２の終端部１４の各内側縁部の間に切欠き又は切込み１５が延びるように、切片形状部１６を画定する切欠き又は切込み１５がこの中心部１１に作製される。各切欠き又は切込み１５は平行四辺形中心部１１の側縁部に平行に延在し、それによって、可撓性キャリア１０の第１の終端部１２から第２の終端部１４へと傾斜した複数の平行な切欠き又は切込み１５を設ける。
次に、図７に示されるように、導電トラック２２が形成され、図２の補助により上で説明したように、ＳＳＬ素子２０が接着され、その後、前に説明したように、可撓性キャリア１０は管状形状へと巻かれる。こうして得られた発光機構は、その後、前に説明したように、即ち、第１の終端部１２を第２の終端部１４に向かって押しやり（又はこの反対）、切片形状部１６を可撓性キャリア１０の面から押し出すことによって変形される。前と同様、この変形ステップは、可撓性キャリア１０が支持構造３０上に巻かれた後に実施され得るか、支持構造３０のない状態で実施され得る。
しかしながら、可撓性キャリア１０の中心部１１の平行四辺形の形状により、切片形状部１６は可撓性キャリア１０の第１の管状終端部１２から第２の管状終端部１４に向かって強制的に螺旋状になる。こうして得られた発光機構は図８の斜視図に示され、こうして得られた発光機構の頂面図は図９に示され、こうして得られた発光機構の側面図は図１０に示される。可撓性キャリア１０の第１の管状終端部１２の孔１８によって示されるように、発光機構は支持構造３０のない状態で示されるが、前に説明したように、支持構造３０は可撓性キャリア１０の変形前に存在し得ることは理解すべきである。図８〜図１０では、非限定的な例として、孔１８は多角形孔である。前に説明したように、孔１８が円形又は楕円形の周縁を有するものも等しく実施可能である。
前と同様、変形済みの可撓性キャリア１０によって画定される発光機構は、透過性本体１１０を含む照明デバイス１００内に配置され得る。これは図５に示される照明デバイスの製造方法に完全に類似しているため、これについては単に簡略化のために再度説明されない。
発光機構１０及び照明デバイス１００の製造方法の別の実施形態が図１２〜図１９に示される。これについては以下に更に詳細に記載される。例えば、図１及び図２又は図６及び図７並びにそれらの詳細な説明において前述したような、ＳＳＬ素子２０を担持する可撓性キャリア１０が設けられ得る。図１２に示されるように、支持構造３０、例えば、管又はピンが設けられる。支持構造３０は、図１３に示されるように、支持構造３０の主要部分に取り付けられた、可撓性キャリア１０を受けるための遠位側固定部材３２、例えば、キャップを有する。支持構造３０は、金属、ガラス又はプラスチック材料などの任意の適切な材料で作製され得る。遠位側固定部材３２は、主要部分の周囲に、可撓性キャリア１０の端部部分を受け入れ、それによって、上述の可撓性キャリア１０の変形時に端部部分を固定するための環状凹部３３を更に含む。この実施形態においては、支持構造３０は近位側固定部材を含まず、その代わりに、以下により詳細に説明されるように、近位側固定機能部が、別個の部材、例えば取付具によって設けられる。
支持構造３０は、遠位側固定部材３２と逆側の、支持構造３０の主要部分から延出するピン３５などの突起物を更に含み得る。支持構造３０が透過性本体１１０内に実装されると、ピン３５は、例えば、適切な形状の取付具を介してアクセス可能である。
図１４に示されるように、支持構造３０の近位端を受け入れるための受入部材１２１を含む取付具１２０が設けられ得る。当業者には明らかなように、取付具１２０は、任意の適切な材料又は材料の組み合わせで形成され得る。図１５に示されるように、可撓性キャリア１０を担持する支持構造３０の近位端は、その後、取付具１２０の受入部材１２１内に挿入され、照明デバイスの透過性本体内に挿入され得るアセンブリを形成する。
図１６は、透過性本体１１０を含む照明デバイス１００内におけるそのようなアセンブリの配置を概略的に示す。透過性本体１１０は、例えば、前に説明したように、ガラス、又はポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）等などのポリマーなどの任意の適切な光透過性材料で作製された球状体であり得る。その後、図１７に示されるように、取付具１２０が透過性本体１１０に任意の適切な態様で、例えば、接着、ネジ式取付具、溶解等によって固定される。
図１８及び図１９から理解され得るように、可撓性キャリア１０は、支持構造３０を、例えば、ピン３５を用いて、取付具１２０の受入部材１２１に引き込むことによって変形され得る。可撓性キャリア１０が取付具１２０にも入ることを防ぎ、それによって、その変形を防ぐために、受入部材１２１の側壁は、可撓性キャリア１０の近位側固定部材として機能する肩部１２２、即ち、階段状のプロファイルを含み得る。従って、支持構造３０を取付具１２０の受入部材１２１内に引き上げることによって遠位側固定部材３２が取付具１２０に向かって押しやられると、可撓性キャリア１０の近位端の位置が肩部１２２により保持されることから、可撓性キャリア１０は強制的にその変形形状にされる。
或いは、図１６及び図１７に示されるように、支持構造３０は取付具１２０上の受入部材１２１と協働するほど十分に長いことができる。そのため、支持アセンブリを透過性本体１１０に挿入すると、遠位側固定部材３２を透過性本体１１０の内壁に対して押すことにより可撓性キャリア１０が変形され得る。
可撓性キャリア１０をその変形形状に維持するために、支持構造３０が受入部材１２１において下に滑り戻ることを防ぐことが必要である。この目的のために、図１８及び図１９に示されるように、支持構造３０の主要部分が肩部分３４’を含む溝３４を含み、取付具１２０の受入部材１２１が更なる肩部分１２２’を含むロック機構が設けられ得る。ロック機構は、例えば、支持構造３０の近位端に設けられた小孔３６を用いて受入部材１２１内の支持構造３０を回転し、それによって、肩部分３４’が更なる肩部分１２２’と係合することにより、受入部材１２１内における支持構造３０の下方への動きを防止するように、肩部分３４’を更なる肩部分１２２’と位置合わせすることによって係合され得る。例えば、接着等の、受入部材１２１内の支持構造３０を固定する他の適切な手法は当業者には明らかであろう。取付具１２０は、本質的に知られているように、透過性本体１１２の縁端領域１１２と係合するための凹部１２４を更に含み得る。
この時点で、可撓性キャリア１０の変形は、透過性本体１１０に取付具１２０を組み付ける前に、及びそのような組み付けの後に実施され得ることに留意されたい。例えば、ピン３５が、透過性本体１１０への取付具１２０の組み付け後に取付具１２０を介してアクセスされることも等しく実施可能である。
発光機構１０及び照明デバイス１００の製造方法の更に別の実施形態が図２０〜図２６に示される。これについては以下に更に詳細に記載される。例えば、図１及び図２又は図６及び図７及びそれらの詳細な説明で前に記載したような、ＳＳＬ素子２０を担持する可撓性キャリア１０が設けられ得る。図２０に示されるように、この実施形態では、後により詳細に説明されるように、透過性本体１１０の内ボリュームを密閉するような形状及び寸法にされた一体型のシーリング部材３８を含む中空管を含む支持構造３０が設けられ得る。ばねなどの弾性部材３７が、一体型のシーリング部材３８と、支持構造３０即ち中空管上に摺動可能に取り付けられている近位側固定部材３１との間に圧縮された形態で取り付けられている。弾性部材３７の圧縮された状態は、一体型のシーリング部材３８及び近位側固定部材３１上に固定されたプレースホルダ４９、例えば、クランプ、クリップ等によって維持される。プレースホルダ４９は、任意の適切な態様で、例えば、粘着テープ片を用いることによって固定され得る。
図２１に示されるように、可撓性キャリア１０は、その後、この支持構造３０に取り付けられ、照明アセンブリを形成する。その後、前に説明したように、可撓性キャリア１０の遠位端部を支持構造３０上に固定するために、遠位側固定部材３２が支持部材３０の遠位端に取り付けられる。図２３により詳細に示されるように、一実施形態においては、近位側固定部材３１は、可撓性キャリア１０の近位端部を受け入れるための肩部３９、即ち、階段状のプロファイルを含み得、この端部部分は、近位側固定部材３１のこのプロファイルにおける階段部に固定される。
図２４に示されるように、このように形成された照明アセンブリは、前述の適切な材料の何れかで作製され得る透過性本体１１０内に配置される。以下により詳細に説明される理由で、シーリング部材３８が透過性本体１１０の縁端領域１１２と融着され、それによって、透過性本体１１０内にガス密の内部ボリューム部を形成し得るように、一体型のシーリング部材３８を含む支持構造３０は、同じ材料で作製されることが好ましい。例えば、透過性本体１１０及び支持構造３０は、ガラス又は溶融プラスチック材料で作製され得る。
次に、プレースホルダ４９が支持構造３０から取り外され、これにより、弾性部材３７がその蓄積エネルギーを放出し、（より）弛緩した状態に拡張することを可能にする。これにより、図２４の矢印によって示されるように、摺動可能に取り付けられた近位側固定部材３１を支持構造３０の中空管に沿って遠位側固定部材３２に向かって押しやる。結果として、可撓性キャリア１０の近位端部が近位側固定部材３１の肩部３９と係合することにより、可撓性キャリア１０は前に説明したように変形される。これは図２５に概略的に示される。
他の実施形態においては、支持構造３０の透過性本体１１０内への挿入後又は挿入中に可撓性キャリア１０を変形するために、モータ、電磁石又は当業者に知られている他の機構によって外力が導入され得る。
照明デバイス１００は、その後、図２６に示されるように、シーリング部材３８を透過性本体１１０の縁端部１１２と融着することによって完成させ得る。図２６の矢印は、この融着領域を強調するものである。これにより、透過性本体１１０内にガス密の内部ボリューム部を設け、内部ボリューム部に、支持構造３０の中空管を通じて任意の適切な気体雰囲気が充填され得る。ガス密の内部ボリューム部にこうした気体雰囲気を充填する際、中空管は任意の適切なガス密の態様で密閉され得る。ガス密の透過性本体に所望のガス又は混合ガスを充填することについては本質的に知られているため、これについては単に簡略化のために更に詳細に説明されない。
上記実施形態では、照明デバイス１００は電球として示されている。しかしながら、本発明は、照明デバイス１００のそのような実施形態に限定されず、照明デバイス１００は任意の適切な形態、特に、白熱代替形態が利用可能な任意の形態を取り得ることは理解されるべきである。
前述の実施形態の何れかによる照明デバイス１００は、白熱照明デバイスの光束に良く類似した光束を生成し得ることから利するコスト効果的な照明器具を提供するために、照明器具に有利に組み込まれ得る。天井ダウンライタ（ceiling down lighter）、電機子、自立型照明器具、照明デバイスを含む電子デバイス、例えば、レンジフード、冷蔵庫、電子レンジ等などの任意の適切な種類の照明器具が企図され得る。
上述の実施形態は、本発明を限定するよりもむしろ説明するものであり、当業者であれば、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替的な実施形態を設計し得るであろうことに留意されたい。特許請求の範囲において、括弧間に配置された任意の参照符号は、請求項を限定するものと解釈されるべきではない。「含む（comprising）」という語は、請求項に列挙されたもの以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する語「１つの（a）」又は「１つの（an）」は、複数のそのような要素の存在を排除するものではない。本発明は、幾つかの異なる要素を含むハードウェアによって実施され得る。幾つかの手段を列挙するデバイスクレームにおいて、これらの手段の幾つかは同一のハードウェア物品によって具現化され得る。相互に異なる従属請求項に特定の施策が列挙されるという単なる事実は、これらの施策の組み合わせが効果的に使用され得ないことを示すものではない。

Claims (15)

  1. 発光機構を収容する透過性本体と、透過性筺体と協働する取付具とを含む照明デバイスであって、
    前記発光機構は、支持構造上に取り付けられた単一片の可撓性キャリアを含み、前記支持構造は前記取付具内部に取り付けられて、支持アセンブリを形成し、
    前記可撓性キャリアは、
    前記支持構造の第１の領域を覆っている第１の管状端部部分と、
    前記支持構造の第２の領域を覆っている第２の管状端部部分であって、前記第１の領域は前記第２の領域から空間的に分離されている、第２の管状端部部分と、
    前記第１の管状端部部分から前記第２の管状端部部分まで径方向に延在する複数の切片形状部とを含み、前記切片形状部のそれぞれが複数の固体照明素子を担持している、
    照明デバイスにおいて、
    前記支持アセンブリの前記透過性筺体内への実装後又は実装中、前記切片形状部を前記第１の管状端部部分と前記第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、前記支持アセンブリは、前記第１の管状端部部分を前記第２の管状端部部分に向かって押しやるためのサブアセンブリを含む、照明デバイス。
  2. 前記サブアセンブリは、弾性部材、モータ、又は電磁石を含む、請求項１に記載の照明デバイス。
  3. 前記切片形状部のそれぞれは、前記第１の管状端部部分から前記第２の管状端部部分まで経線のような状態で延びる、請求項１に記載の照明デバイス。
  4. 前記切片形状部のそれぞれは、前記第１の管状端部部分から前記第２の管状端部部分まで螺旋状になる、請求項１に記載の照明デバイス。
  5. 異なる切片形状部は、前記固体照明素子の異なる分布を有する、請求項１乃至４の何れか一項に記載の照明デバイス。
  6. 前記照明デバイスは、前記固体照明素子を駆動するための少なくとも１つのドライバ回路を更に含み、前記切片形状部上の前記固体照明素子は、前記少なくとも１つのドライバ回路と直列に接続されるか、又は、異なる切片形状部上の前記固体照明素子は、前記少なくとも１つのドライバ回路と並列に接続される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明デバイス。
  7. 前記支持構造は、当該支持構造上に摺動可能に取り付けられる近位側固定部材を含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明デバイス。
  8. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の照明デバイスを含む、照明器具。
  9. 照明デバイスを製造する方法であって、当該方法は、
    可撓性キャリアのシートを用意するステップと；
    前記可撓性キャリアに複数の切片形状部を画定するため複数の切欠きを作製するステップであって、各切欠きは、第１の縁端及び対向する第２の縁端によって境界が定められる前記可撓性キャリアの第１の終端部の前記第１の縁端と、第１の更なる縁端及び前記第１の更なる縁端に対向する第２の更なる縁端によって境界が定められる前記可撓性キャリアの第２の終端部の第１の更なる縁端との間に延在して、複数の切片形状部が前記第１の終端部と前記第２の終端部との間に延在する、ステップと；
    前記切片形状部のそれぞれに固体照明素子を実装するステップと；
    前記可撓性キャリアを管状形状に巻くステップであって、前記第１の終端部が第１の管状端部部分を画定し、前記第２の終端部が第２の管状端部部分を画定する、ステップとにより、
    発光機構を製造するステップと、
    前記第１の管状端部部分が前記支持構造の第１の領域を覆い、前記第２の管状端部部分が前記支持構造の第２の領域を覆うように、前記発光機構を前記支持構造に実装するステップであって、前記第１の領域が前記第２の領域から空間的に分離される、ステップと、
    透過性筺体と、前記透過性筺体と協働するための取付具とを用意するステップと、
    支持アセンブリを形成するために前記支持構造を前記取付具内部に実装するステップと、
    前記発光機構が前記透過性筺体によって囲まれるように、前記支持アセンブリを前記透過性筺体内に実装するステップと、
    前記支持アセンブリの前記透過性筺体内への実装後又は実装中に、前記切片形状部を前記第１の管状端部部分と前記第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、前記第１の管状端部部分を前記第２の管状端部部分に向かって押しやるステップとを含む、
    照明デバイスを製造する方法。
  10. 前記可撓性キャリアの少なくとも中心セクションは、平行四辺形の形状を有し、前記切欠きは、前記平行四辺形の形状の側縁部と平行に延びる、請求項９に記載の方法。
  11. 前記支持構造は、
    遠位側固定部材と；
    前記遠位側固定部材に結合された本体と；
    前記遠位側固定部材にあり、且つ前記本体によって境界が定められた環状凹部であって、前記可撓性キャリアの遠位端部が前記環状凹部内に固定される、環状凹部と；
    本体の、前記遠位側固定部材とは逆側から延出する突起物とを含み、
    前記切片形状部を前記第１の管状端部部分と前記第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、前記第１の管状端部部分を前記第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、
    前記可撓性キャリアの近位端部を保持しつつ、前記突起物を用いて、前記本体を取付具に引き込み、それによって、可撓性キャリアの遠位端部と近位端部とを互いに向かって押しやるステップを含むか、又は、
    前記発光機構が前記透過性筺体によって囲まれるように前記支持アセンブリを前記取付具上の前記透過性筺体内に実装するステップの最中、前記遠位側固定部材を前記透過性筺体の内壁に押し付け、それによって、前記可撓性キャリアの前記遠位端部と前記近位端部とを互いに向かって押しやるステップを含む、
    請求項９に記載の方法。
  12. 前記取付具を用意するステップは、前記支持構造の近位端を受け入れるための受入部材を含む取付具を用意するステップを含み、前記受入部材は、変形ステップ中に前記可撓性キャリアの前記近位端部を固定するための階段状内壁プロファイルを含む、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記支持構造は、支持アセンブリを形成するため前記取付具内部に実装され、前記支持アセンブリは更に、前記支持アセンブリの前記透過性筺体内への実装中又は実装後に、前記切片形状部を前記第１の管状端部部分と前記第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、前記第１の管状端部部分を前記第２の管状端部部分に向かって押しやるモータ又は電磁石を含む、請求項９に記載の方法。
  14. 前記支持構造は、
    中空管状体と；
    前記中空管状体と一体化され、且つ前記透過性筺体を密閉するような寸法にされたシーリング部材と；
    前記シーリング部材に対して圧縮された弾性部材と；
    近位側固定部材であって、前記弾性部材が前記シーリング部材と前記近位側固定部材との間に固定されるように前記支持構造の周りに摺動可能に嵌合された前記近位側固定部材とを含み、
    前記第１の管状端部部分を前記第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、前記支持アセンブリの前記透過性筺体内への実装後に実施され、切片形状部を前記第１の管状端部部分と前記第２の管状端部部分との間で強制的に径方向に延在させるように、前記第１の管状端部部分を前記第２の管状端部部分に向かって押しやるステップは、前記近位側固定部材が前記支持構造の前記遠位端に向かって押しやられるように前記弾性部材を弛緩させるステップを含む、請求項９に記載の方法。
  15. 前記シーリング部材を前記透過性筺体の縁端部と融着して、前記透過性筺体内にガス密の内部ボリューム部を形成するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
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