JP3176769U - Ｌｅｄ電球のグローブ構造及び該グローブ構造を具えるｌｅｄ電球 - Google Patents

Abstract

【課題】ＬＥＤ電球に全方向照射能力を与えるグローブ構造を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ電球１のグローブ構造２０は、少なくとも１つの光拡散ボウル構造と、底縁と、内部空間２００と、側壁と、を含み、外側曲面及び内側曲面を有する光拡散ボウル構造がグローブ構造２０の上端に設けられ、発光ダイオードの光線を電球構造の側辺に向けて散乱させることに用いる。そのうち、外側曲面の曲率中心及び内側曲面の曲率中心は、何れもグローブ構造の外側に位置し、発光ダイオードの光線経路上の内凹式光拡散ボウル構造を呈し、光拡散ボウル構造に入射する発光ダイオードの光線が電球の側面に部分反射し、発光ダイオード電球を実質上全方向性照明の電球となるようにすることができる。
【選択図】図３

Description

本考案は、発光ダイオード(Light emitting diode, LED)電球のグローブ構造及び該グローブ構造を具えるＬＥＤ電球に関し、特に、半反射構造を提供し、入射光線の一部分をその他の部分に転向して射出するグローブ構造に関し、ＬＥＤ電球を従来の電球に類似する全方向式発光装置に変換できる。

全方向式照明技術において、既に数十年市場を支配する一般の白熱電球は、ほとんどが各方向上の照明を提供することができるが、この従来の白熱電球は、そのエネルギー消費上の欠陥を解決することができず、このエネルギー消費の問題は、実際に現在略全ての回路及び電子装置の運用上の大きな課題であり、且つエネルギー消費の考慮において、全ての想定される照明運用において、従来の白熱灯具及び電球に取って代わるものをできるだけ早く探すという努力の方向は、避けることができなくなっている。

ＬＥＤ技術の発展の特色は、その省エネルギー、及び環境保全性にあり、その発展は、照明孔凝にエネルギー消費問題を解決する方法を提供している。但し、現在の技術において、ＬＥＤが提供する有限照明形態は、依然として照明角度の制限を受ける問題があり、通常、ＬＥＤ照明装置の照射角度は、３０〜１２０度の間にあり、主要な照明領域の範囲外では、その輝度は、顕著に５０％以上降下し、このＬＥＤ照明器具の特性は、従来の白熱電球に大規模に取って代わることを阻害する最大の要因となっている。

とはいえ、多くの方法がＬＥＤの照明形態を改善することに用いられており、そのうち１つの方法は、マット化又は屈折鏡片、気泡管又はグローブを利用し電球のＬＥＤ上に被せている。これら方面では、この方法は、確実に効果を有するが、一方で、電球の全体の輝度を低減させる。

他の改善方法は、複数のＬＥＤを同時に電球上に運用し、各ＬＥＤの設置位置を調整し、電球に全方向上の照明を持たせることができるというものであるが、この方法は、高価であり、且つ製造困難度が高く、更には、複数のＬＥＤの同時運用が電球地震が解決し難い放熱問題を発生する。

そこで、ＬＥＤ電球の全方向性照明技術を改良し、コストを低減し、十分な輝度を有し、熱量の累積を低減する等の高価を達成する努力は、全世界に歓迎されている。

本考案の目的は、発光ダイオード（ＬＥＤ）電球のグローブ構造及び該グローブ構造を具えるＬＥＤ電球を提供することにあり、このグローブ構造は、少なくとも１つの光拡散部位を含み、一部分の上向きに入射するＬＥＤ光線をグローブ構造の側辺に反転して射出し、ＬＥＤ電球を、全方向照射能力を備える電球に変換させることができる。

本考案において、ＬＥＤ電球のグローブ構造は、好ましくは、少なくとも１つの光拡散ボウル構造と、底縁と、内部空間と、側壁と、を含む。

前記の光拡散ボウル構造は、グローブ構造の上端に設けられ、各光拡散ボウル構造は、外側曲面及び内側曲面を含み、外側曲面は、曲率半径Ｒｅ及び曲率中心Ｃｅを有し、内側曲面は、もう１つの曲率半径Ｒｉ及びもう１つの曲率中心Ｃｉを有し、Ｃｅ及びＣｉは、特にグローブ構造の外側に位置するよう定義される。

前記の底縁は、開放された底縁であり、光拡散ボウル構造と互いに対応してグローブ構造の一側上に設置される。前記内部空間は、底縁に接近し、少なくとも１つのＬＥＤの設置に収容することに用いる。前記側壁は、内部空間とＬＥＤを取り囲う方式により光拡散ボウル構造及び底縁に接続する。

実施例において、光拡散ボウル構造の２つの極率中心Ｃｅ及びＣｉは、同一位置の点上に位置する。

実施例において、光拡散ボウル構造は、光拡散粒子を混合した光透過材料で製造でき、この光拡散粒子は、シリコン粒子、ＰＭＭＡ粒子、又はその他の類似機能を具える粒子等であることができる。

実施例において、光拡散ボウル構造の内側曲面又は外側曲面上に更に光拡散膜を含むことができる。

実施例において、光拡散ボウル構造の側壁に更に、複数の環状物を堆積して構成する表面構造を含むことができ、そのうち、各環状物の断面は、半円状の断面であることができる。

本考案において、前記グローブ構造のＬＥＤ電球は、外部電源と接続することに用いる底台と、底台上に設ける装置ボウルと、装置ボウル中に設け、底台と電気接続する変圧器と、装置ボウル中に立てて設置する中空柱と、中空柱とをその中心部位に収納し、装置ボウル上に設けるほう熱モジュールと、放熱モジュール及び中空柱の上端に設け、中空柱線を介し、変圧器に接続する回路板と、少なくとも回路板上に設けるＬＥＤと、放熱モジュール上端に設ける保持環と、保持環で放熱モジュール上端に位置制限する本考案のグローブ構造と、を含む。

本考案のＬＥＤ電球のグローブ構造は、少なくとも１つの光拡散ボウル構造と、底縁と、内部空間と、側壁と、を含み、外側曲面及び内側曲面を有する光拡散ボウル構造がグローブ好悪図の上端に設けられ、発光ダイオードの光線を電球構造の側辺に向けて散乱させることに用いられ、そのうち、外側曲面の曲率中心及び内側曲面の曲率中心は、何れもグローブ構造の外側に位置し、発光ダイオードの光線経路上の内凹式光拡散ボウル構造を呈し、光拡散ボウル構造に入射する発光ダイオードの光線が電球の側面に部分反射し、発光ダイオード電球を実質上全方向性照明の電球とすることができる。

本考案のグローブ構造を備えるＬＥＤ電球の実施例の立体分解図である。 立体組み合わせ図である。 図２の中心線に沿った断面図である。 図３中のグローブ構造の拡大図であり、このグローブ構造は、本考案のグローブ構造の第１実施例である。 本考案のグローブ構造の凹面部材の断面説明図である。 本考案のグローブ構造の第２実施例の断面説明図である。 本考案のグローブ構造の第３実施例の断面説明図である。 本考案のグローブ構造の第４実施例の断面説明図である。 本考案のグローブ構造の第５実施例の断面説明図である。 本考案のグローブ構造の第６実施例の断面説明図である。

図１、図２及び図３を参照し、それは、それぞれ、本考案のグローブ構造２０の第１実施例のＬＥＤ電球１の立体分解図、立体組み合わせ図、及び中心線に沿った断面説明図である。

図に示すように、このＬＥＤ電球１は、底台１１と、装置ボウル１２と、変圧器１３（又は電源ＩＣ）と、中空柱１４と、放熱モジュール１５と、回路板１６と、少なくとも１つのＬＥＤ１７（１つのＬＥＤを図示するが、複数のＬＥＤであることもできる）と、保持環１８と、本考案のグローブ構造２０と、を含む。

底台１１は、螺子山に構成され、外部の電力ソケット上に螺合し、それは、螺子規格を有するＥ系列の螺子山、例えば、Ｅ１０、Ｅ１２、Ｅ１４，Ｅ２６，Ｅ２７，Ｅ４０等（そのうち、数字は、導電性螺子山の直径を表す）であることができ、それは、ＭＲ系列の導電ピンプラグ（図示せず）、例えば、ＭＲ１１、ＭＲ１６等（そのうち、数字は、導電ピンのピッチを表す）であることができ、当然ながら、その他のＥ系列又はＭＲ系列ではない底台も適当な構造の修正を経てＬＥＤ電球１上に容易に運用でき、この類の修正は、当業者が本考案の技術を理解した後、容易に実施することができるので、ここでは更に記載しない。

装置ボウル１２は、底台１１上に設けられ、変圧器１３を収容することに用い、クラウンソケットを提供し、後続の中空柱１４及び放熱モジュール１５をその上に構築する。

変圧器１３は、底台１１から導入される外部電源及び内部動作電圧の間の電気ブリッジとすることに用い、ＬＥＤ１７に電力供給することに用いる。

中空柱１４は、薄殻柱状体であり、回路板１６を受けることに用いる上端と、装置ボウル１２中の中に設ける互いに対応する底単と、回路板１６及び変圧器１４の間の電気接続回路を配置させる中間通孔と、を有し、この中間柱１４の材料は、金属、プラスチック、又はその他の適合する材料であることができる。

放熱モジュール１５は、複数の所定角度ピッチで径方向に装置ボウル１２上に設置される放熱フィンから構成される。放熱モジュール１５は、中空柱１４外に被せ設けられ、上向きに回路板１６を支持し、各放熱フィン上に更に複数の補助通気放熱用の小貫通孔を有し（数量は、図示するものに制限しない）、前記花びら形態のように構成される放熱モジュールは、その技術が公知であるので、関連する製造、材料及び組み立て詳細は、ここでは記載しない。

回路板１６は、放熱モジュール１５上部に形成される階段状凹孔中に配置し、複数のＬＥＤ１７（１つを代表として図示する）を設置することに用いる。照明期間において、ＬＥＤ１７が発生する熱量を操作することは、回路板１６により放熱モジュール１５の放熱フィン上にガイドし、その後、周辺環境中に放出し、運用する回路板１６の基板は、セラミック材料、プラスチック材料、金属材料又はその他の適合する材料で製造することができる。

ＬＥＤ又はＬＥＤｓ１７は、回路板１６上に設置され、電球１の点光源を提供することに用い、その運用エネルギーは、底台１１、変圧器１３、回路板１６を流れる外部電力により供給される。

保持環１８は、放熱モジュール１５上端に設けられ、その底縁は、構造形態が間隔をおいて各放熱フィン機能を有する構造（例えば、複数の下向きに延伸する凸歯）であり、放熱モジュール１５の外縁を安定して取り囲い、各放熱フィン間の間隔を確実に維持することができる。保持環１８の上縁は、構造形態が内向きに凹陥する内階段状環形醸造を有し、内凹陥空間を提供し、グローブ構造２０を設置させる。

図１〜図４に示すように、本考案のグローブ構造２０（第１実施例に示す）は、その底縁は、保持環１８上の内階段状環形構造が構成する内凹陥空間中に収容接続され、このグローブ構造２０は、構造形態が内部空間２００の円柱状林冠構造を有し、下向きに開き、内部空間２００中に電球１のＬＥＤ１７を収納することに用いる底縁２０５と、密閉され、且つ構造形態が光拡散ボウル又は内凹屋根構造である上端と、光拡散構造ボウル構造２０１及び底縁２０５を接続する側壁２０３と、を有し、側壁２０３は、更に構造形態が複数の堆積環２０３１を有する表面構造を有し、各堆積環２０３１の断面は、半円形である。

本考案において、グローブ構造２０の光拡散ボウル構造２０１が主要な革新構造であり、光拡散ボウル構造２０１のグローブ構造２０を構築し、少なくとも１つのＬＥＤ１７の点光源を有する電球１であれば、類似する従来電球装置に置き換えることができ、全方位の照明機能を有する。

図５を参照し、それは、本考案のグローブ構造２０の光拡散ボウル構造２０１の断面説明図であり、本考案の前記独特のグローブ構造を具える電球が暗に含む設計概念を明確に理解することに用いる。本考案の光拡散ボウル構造２０１は、光透過材料で製造され、外側曲面２０１１及び内側曲面２０１２を含み、外側曲面２０１１は、曲率半径Ｒｅ及び曲率中心Ｃｅを有し、内側曲面２０１２は、もう１つの曲率半径Ｒｉ及びもう１つの曲率中心Ｃｅを有し、そのうち、Ｃｅ及びＣｉは、特に、その位置が、グローブ構造２０、即ち電球１の外側に位置するように定義される。

本考案において、２つの内凹曲面２０１１，２０１２を運用する利点は、反射光線１００２，１００２’（同一入射光線１００１に対応する）の比較から図中の実反射面２０１２及び虚反射面２０１２’（一平面）の関係を容易に対応させることができることである。図に示すように、実反射光線１００２は、虚反射光線１００２’に比較し、水平に接近し（即ち、グローブ構造２０の中心線に垂直である）、即ち、ＬＥＤが発生する入射線に相対し、これにより、本考案の光拡散ボウル構造２０１は、その反射線が比較的容易にＬＥＤ電球の側辺に誘導射出され、ＬＥＤ電球を全方向性照射の電球に変換する目標を達成することができる。

本考案の好適実施例において、それは、Ｒｉ＞Ｒｅであり、且つ光拡散ボウル構造２０の２つの曲率中心Ｃｅ及びＣｉは、同一位置の点上に位置する。これにより、外側曲面２０１１及び内側曲面２０１２は、何れも内凹曲面で構成されるので、内側曲面２０１２上のＰ１点上の反射線１００２（入射線が１００１であり、グローブ構造２０内部空間２００中のＬＥＤ１７に提供される）は、グローブ構造２０の側壁２０３上に容易に誘導され、同様に、Ｐ２点及びＰ３点上の反射も同様に「比較的側面方向」の特長を有する。

本考案中、光拡散構造２０１の光拡散能力を向上させるため、そのグローブ構造２０が使用する光透過性材料は、光拡散材料であるか、光拡散粒子（粉末、顆粒、微粒等）を混合又は加えた光透過性材料、例えば、ＰＣＰＭＭＡ材料、ＰＭＭＡ粉末を加え多材料、シリコン粉末を加えた材料等であることができる。この光拡散材料により、光拡散ボウル構造２０１中の任意の点は、何れも散乱入射光の点光源であることができ、従って、本考案のグローブ構造２０が達成可能な均一且つ全方向性の照明効果が顕著である。

また、本考案において、光拡散ボウル構造２０１において、好適な拡散効果を達成する為、その内側曲面２０１２、外側曲面２０１１、又は両者は、何れも、コーティング、印刷、メッキ層、スクリーン、スパッタリング、又はその他の可能な方法で層表面光拡散薄膜又はコーティング層２０１３，２０１４を加えることができる（図６、図７参照）。この薄膜の材質は、光拡散材料、例えば、ＰＣＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ粉末を加えた材料、シリコン粉末を加えた材料等であることができる。

図６は、本考案のグローブ構造２０の第２実施例であり、それと前記第１実施例の差異は、以下である（図１〜図４）。本実施例は、コーティング層又はグローブ構造２０の光拡散ボウル構造２０１内側曲面２０１上に付着する内側光拡散薄膜２０１３を含む。

図７は、本考案のグローブ構造２０の第３実施例であり、それと前記第１実施例の差異は、以下である（図１〜図４）。本実施例は、コーティング層又はグローブ構造２０の光拡散ボウル構造２０１外側曲面２０１１上に付着する外側光拡散薄膜２０１４を含む。

従来技術において、特定の光拡散向上方法を光拡散ボウル構造２０１中に運用し、それは、図５に示すような物理性質が依然として存在し、そのうち、特定点上の反射光線は、その散乱において、最も主要な光線及び方向となり、その他のゆっくりした照射により発生する散乱光は、比較的多くの方向を有することができる。

図８を参照し、それは、本考案のグローブ構造２０の第４実施例の説明図である。それと前記第１実施例（図４）の主要な差異は、以下にある：本実施例は、側壁２０３上に表面構造２０３１を設置し、この実施例における側壁２０３は、ただ内部空間２００中の回路板及びＬＥＤの側面方向を保護とするものであり、その光拡散ボウル構造２０１は、グローブ構造２０のその内のＬＥＤがある位置から離れた上方位置に位置する。本考案において、光拡散ボウル構造２０１のより好適でより正確な設置位置は、回路板上の各ＬＥＤの全幅照射角度を塗布又は被覆するものであり、このように、ＬＥＤが射出する各光線は、何れも本考案の全方向性照明の要求に対し貢献することができる。

図９を参照し、それは、本考案のグローブ構造２０の第５実施例の説明図である。それは、図４に示す前記第１実施例と比較し、両者間に２つの主要な差異が存在し、１つは、本実施例が側壁２０３上表面構造２０３１の設置を取り除いていることであり、もう１つは、光拡散ボウル構造２０１をグローブ構造２０上部に設ける錘状構造２０３１に変換するが、この光拡散ボウル構造２０１の真上の壁面断面が依然として図４に示すとおりであることである。実際に、本考案のグローブ構造２０は、単一の光拡散ボウル構造２０１を有するだけに制限するものではなく、複数の光拡散ボウル構造を含むことができ、幾つの光拡散ボウル構造２０１を設置する必要があるかという考慮は、主にＬＥＤ電球の外観の要求により定めることができる。

図１０を参照し、それは、本考案のグローブ構造２０の第６実施例の説明図である。それは、図２及び図３に示す第１実施例と比較し、両者間に１つの主要な差異が存在する。第１実施例において、その側壁２０３は、連続式壁面であり、本実施例において、その側壁２０３は、フレーム構造２０７の方式で存在し、このフレーム構造２０７は、多様な構造形状であることができ、且つ大量のフレーム２０７１を有し、好適な空気流通モード及び放熱機能を提供することができる。

本考案において、光拡散材料で特製される光拡散ボウル構造をＬＥＤ電球のグローブ構造の主要な部材として提供する技術により、従来の技術に局限方向性照明を具えるＬＥＤ電球を、容易に全方向性照明を具える電球に変換させることができ、これにより全面的に従来のエネルギーをより消費する電球に取って代わることを実現することができる。

なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１ ＬＥＤ電球
１１ 底台
１２ 装置ボウル
１３ 変圧器
１４ 中空柱
１５ 放熱モジュール
１６ 回路板
１７ ＬＥＤ
１８ 保持環
２０ グローブ構造
２００ 内部空間
２０１ 光拡散ボウル構造
２０３ 側壁
２０５ 底縁
２０７ フレーム構造
１００１ 入射光線
１００２ 実反射光線
１００２’ 虚反射光線
２０１１ 外側曲面
２０１２ 内側曲面
２０１２’ 虚反射面
２０１３ 内側光拡散薄膜
２０１４ 外側光拡散薄膜
２０３１ 堆積環
２０７１ フレームギャップ

Claims (3)

1. 少なくとも１つの光拡散ボウル構造と、底縁と、内部空間と、側壁と、を含むＬＥＤ電球のグローブ構造であって、
   前記少なくとも１つの光拡散構造は、該グローブ構造の上端に設けられ、外側曲面及び内側曲面を含み、該外側曲面は、曲率半径Ｒｅ及び曲率中心Ｃｅを有し、該内側曲面は、もう１つの曲率半径Ｒｉ及びもう１つの曲率中心Ｃｉを有し、そのうち、該Ｃｅ及び該Ｃｉは、該グローブ構造の外側に位置し、
   前記底縁は、該少なくとも１つの光拡散ボウル構造と相対して該グローブ構造の一側に設置され、
   前記内部空間は、該底縁に接近し、少なくとも１つのＬＥＤを収納し、
   前記側壁は、該内部空間を取り囲み該少なくとも１つの光拡散ボウル構造及び該底縁を接続するＬＥＤ電球のグローブ構造。
2. 前記Ｃｅ及び該Ｃｉは同一位置点で、該Ｒｉは該Ｒｅより大きく、該光拡散ボウル構造は、光拡散粒子を混合した光透過材料で、該側壁は、複数の環状物を堆積してなる表面構造を含み、各該環状物の断面は半円状である請求項１に記載のグローブ構造。
3. 外部電源と接続することに用いる底台と、
   該底台上に設けられる装置ボウルと、
   該装置ボウル中に設けられ、該底台と電気接続する変圧器と、
   該装置ボウル中に立てて設けられる中空柱と、
   該中空柱をその中心部位に収納して該装置ボウル上に設けられる放熱モジュールと、
   該放熱モジュールの上端中心部位に設けられ、且つ該中空柱の上端に位置し、該中空柱線を介して該変圧器に接続する回路板と、
   該回路板上に設けられる少なくとも１つのＬＥＤと、
   該放熱モジュール上端に設けられる保持環と、
   該保持環により該放熱モジュールの上端に設けられる少なくとも１つの光拡散ボウル構造と、開放底縁と、内部空間と、側壁と、を含むグローブ構造であって、
   前記少なくとも１つの光拡散構造は、該グローブ構造の上端に設けられ、外側曲面及び内側曲面を含み、該外側曲面は、曲率半径Ｒｅ及び曲率中心Ｃｅを有し、該内側曲面は、もう１つの曲率半径Ｒｉ及びもう１つの曲率中心Ｃｉを有し、そのうち、該Ｃｅ及び該Ｃｉは、該グローブ構造の外側に位置し、
   前記開放底縁は、該少なくとも１つの光拡散ボウル構造と相対して該グローブ構造の一側に設置され、
   前記内部空間は、該底縁に接近し、少なくとも１つのＬＥＤを収納し、
   前記側壁は、該内部空間を取り囲み該少なくとも１つの光拡散ボウル構造及び該底縁を接続し、
   前記Ｃｅ及び該Ｃｉは同一位置点で、該Ｒｉは該Ｒｅより大きく、該光拡散ボウル構造は、光拡散粒子を混合した光透過材料で、該側壁は、複数の環状物を堆積してなる表面構造を含み、各該環状物の断面は半円状であるグローブ構造を具えるＬＥＤ電球。

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