JP6422985B2 - Led電球 - Google Patents

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Description

本発明は、概して、発光ダイオード(LED)電球に関し、特に、LEDランプの冷却に関する。
最近では、従来の白熱電球をLED電球と置き換える傾向がある。白熱電球はLEDに比べて、例えばエネルギー利用及び寿命に関して非効率的であるため、従来の白熱電球を1つ以上のLEDと置き換えることは望ましい。
LED電球は更に、様々な色の光を生成するLEDの2つ以上のグループ又は「チャネル」を使用する可能性を提供する。各グループ又はチャネルに、所定電流が制御可能に供給され、これにより、光の発生及び混合が可能にされ、所望の属性又は所望の照明効果を有する一般照明が生成される。したがって、LEDは、より用途の幅が広い照明ソリューションを提供する。
白熱電球をLEDと置き換えることが望ましい一方で、多くの照明取付け具があり、動作条件によって、置換が難しいことがある。特に、熱管理が重要である。例えば家庭用照明用途では、電球は、大抵の場合、ハウジング内に収められている。これは、特にスポットランプの場合である。
標準的なソリューションは、余剰熱を放散させるヒートシンク構造を提供することである。
LEDベースの電球の価格は、消費者が無理なく購入できるレベルに到達したが、LED電球の製造業者間には激しい競争があり、電球の価格を下げなくてはならないという大きいプレッシャーがある。最近の費用低減にも関わらず、LED電球は依然として比較的高価である。これは主に、ヒートシンク、LED、ドライバ、プリント回路基板(PCB)といった構成要素の価格だけでなく、当該構成要素を取り付けるのに掛かる費用によるものである。
費用低減は、例えば薄くて細いフレキシブル基板上で電気的に接続されるLEDの線形アレイの形の光源を使用することによって、可能となっている。このようにすると、LEDは、連続的な線形処理で取り付け(はんだ付け)することができる。処理中、蛍光体も(例えば浸漬被覆及び乾燥によって)付与される。後に、LEDの長い線がある長さに切断される。
当該長さが、電球の光出力を決定する。この提案の主な問題は、このようなLEDの線は、冷却が難しい点である。
低費用で製造可能であるが、熱を効率的に放散させることも可能であり、また、値段の高いヒートシンク構造を必要としないLEDランプが必要である。しかし、ヒートシンクがなければ、LEDデバイス温度は跳ね上がり、結果として、性能が低下し、寿命が短くなる。
本発明は、請求項によって定義される。
一例によれば、
電気コネクタを含む口金と、
口金に接続され、外側エンベロープを有する密封外郭体を含む発光電球部と、
電気コネクタに電気的に接続されるドライバ回路と、
ドライバ回路に電気的に接続される一組のLEDと、
を含み、LEDは、密封外郭体内に置かれる中空管の周りに取り付けられ、中空管は、開放端を有し、これにより、中空管を通り、外側エンベロープに向けて方向付けられる流れの通路が画成されるLED電球が提供される。
LEDを、中空管の周りに取り付けることによって、管の表面からの熱放射に加えて、管を通る対流気流を使用することによって、冷却が提供される。LEDから環境への最大熱伝達を達成するために、この流れは、LEDと外側バルブとの間の熱抵抗が、電球内に気流を発生させることによって増加されることを意味する。この気流は、外側エンベロープに向けて方向付けられ、これにより、外側エンベロープの付近にあるときに、環境冷却を受ける。このデザインは、例えば完全に電球発光部の内部で、単純化されたヒートシンク構造を使用することを可能にするか、又は、ヒートシンク構造を全く不要にすることができる。これにより、電球の費用を下げることができる。
中空管は、電球の上下方向に延在する中心伸長軸を有してよい。これは、最適な冷却機能を提供することが分かっている。また、これは、光出力を回転対称にすることができる。例えば中空管の中心伸長軸は、電球の回転対称軸に沿って延在することが好適である。
LEDは、中空管の外側の付近に取り付けられてよい。この場合、LEDは、電球の外面に向かって光を放射する。しかし、LEDは、中空管の内側の付近に取り付けられてもよい。しかし、この場合、中空管は透明壁を有する必要がある。
したがって、「付近に」との用語は、管の壁の内側又は外側の付近での取付けを含むと理解されるべきである。
中空管は、発光電球部の外壁から離間され、中空管の半径方向外側の付近と、中空管の両端とにおいて、気流空間を有することが好適である。このようにすると、中空管は、口金ではなく、電球の中央に取り付けられ、これにより、対流が中空管の辺り一帯に生じる。
中空管は、最大幅d及び高さhを有し、h>=dであることが好適である。
これは、中空管が細長く、したがって、中空管は、方向性を有する流れがその中に確立される流れの通路を画成することを意味する。密封外郭体は、最大幅wを有し、0.3w<d<0.7wであり、より好適には、0.4w<d<0.6wである。このようにすると、中空管の付近に幾らか空間が提供され、したがって、循環する流れが、中空管の中心に沿って及び中空管の外側の付近に確立される。
LEDは、中空管の周りに巻き付けられるフレキシブル基板上に設けられるLEDの列を含んでもよい。これは、低費用の実施態様を提供する。
或いは、中空管は、個別のLEDがその上に取り付けられるフレキシブル回路基板を含んでもよい。このようにすると、LEDの基板自体が、中空管を画成する。この場合、中空管は単にLEDを担持する回路基板であるから、構成要素の数が少なくなる。
回路基板は、従来のやり方で製造されてよい。即ち、片面、両面又は多層構造であってよく、パネル化手順を使用することが好適である。これは、多数の同一回路が大きい基板(パネル)にプリントされる手順である。パネルは、すべての他の処理が完了すると、個々のPCBに分割される。この分離処理は、しばしば、個々のPCBの境界に沿って穿孔を開けることによって助けられ、より最近では、これは、個々のPCBの付近にV字型の溝を切り込むことによって取って代わられてきている。これは、しばしば、基板に物理的に接触することなく、基板を完全に切断するか又はV字型の溝を作ることができるレーザを用いて完了される。
大型パネルからより小さい個別のPCBを取り外すために使用されることに加えて、一連のV字型の溝は、個々のPCBの片面に、PCBを3D形状に形成することを可能にするように作成されることが見受けられる。一実施形態では、PCBの背面が多数のV字型の溝を有して、PCBが所望の形状に折り畳まれることを可能にする。
中空管は、空の中心を有してよい(即ち、電球内の気体で充填される)。これは、熱放射と合わせて対流気流を使用するパッシブ冷却しかない低費用のパッシブ冷却実施態様に特に望ましい。
或いは、ヒートシンク構造が、中空管内に取り付けられてもよい。ヒートシンク構造の一実施形態は、PCBが、個別のLEDが表面に取り付けられた第1の端領域と、LEDのない第2の端領域とを含む中空管となるように巻かれることを可能にするV字型の溝を使用する方法を用いて製造される。当該第1の端領域は、外側管を形成し、第2の端領域は、管の長さ全体に延在する内側ヒートシンク部を形成する。これは、LEDがその上に取り付けられている外側中空管と、中空管内に含まれる内側ヒートシンクとが、単一の構成要素として形成されることを可能にする。
この実施形態は、内側ヒートシンク部が中空管の中心軸に沿って短い距離しか延在しない実施形態に比べて、より大きい熱放散のための表面積を有することによって、より優れた熱伝達能力を有する。このようなヒートシンク構造は、中空管を通る気体の流れを妨げてしまうことがあり、この構造は、ファン又は他のフローデバイスが管の中で気流を動かすように使用されるアクティブ冷却実施態様向けに特に興味深い。
回路基板は、回路基板は、隣接するセクション間に折れ領域を有する一連のセクションを両端間に含み、外側管は、第1の数であるn個の辺を有する多角形を含み、各辺は、一連のセクションのうちの1つを含み、内側ヒートシンク部は、第2の数であるm個の辺を有する多角形を含み、各辺は、一連のセクションのうちの1つを含む。これは、単一のコイル状回路基板から形成される1つの多角形円筒が別の多角形円筒内にある構造を画成する。
好適には、m=n−1、又は、m=n−2である。内側管の辺がより少ないことによって、辺(即ち、回路基板のセクション)は、同じ長さを有することができ、これにより、回路基板は、規則的構造を有する。
フローデバイスが使用される場合、当該デバイスは、中空管の中心を通るアクティブ冷却気流を提供するために、口金部に置かれてよい。フローデバイスは、例えば扇風機、シンセティックジェット冷却デバイス又は圧電ブレードファンであってよい。
PCBを製造する代替方法が、プリンテッドエレクトロニクスとして知られている。これらは、様々な基板上に電気デバイスを作成するために使用される一組のプリンティング方法である。これは、適切な基板が使用される場合、フレキシブル回路基板を製造することができる。
プリンテッドエレクトロニクスの製造のために、略すべての工業プリンティング方法が使用される。プリンテッドエレクトロニクスの1つの重要な利点は、低費用の大量製造である。プリンティング技術は、一般に、シートベースのアプローチとロール・ツー・ロールベースのアプローチとに分かれるが、エアロゾルベースの堆積技術が使用されてもよい。
本発明の第2の態様によれば、LED電球を製造する方法が開示される。当該方法は、
電気コネクタ16を含む口金15を提供するステップと、
発光電球部14を提供するステップと、
電気コネクタ16に電気的に接続されるドライバ回路18を提供するステップと、
別個のLED32がその第1の端領域に取り付けられる回路基板を含む中空管22を提供するステップと、
中空管22を、口金15に近接して置くステップと、
中空管22の付近に置かれる外側エンベロープを含む密封外郭体を形成するように、発光電球部14を口金15に接続するステップとを含む。
次に、本発明の例を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、既知のLED電球を示す。 図2は、低費用のパッシブ冷却実施態様のための本発明のLED電球の基礎となっている概念を概略形式に示す。 図3は、アクティブ冷却実施態様のための本発明の電球のLEDユニットの第1の例を示す。 図4は、平面形態にある図3のLEDユニットを示す。 図5は、LED電球を形成するように電球内にある図3のLEDユニットを示す。 図6は、本発明のLED電球の第1のデザインについて行われた熱テストの幾つかの結果を示す。 図7は、熱テストの更なる結果を示す。 図8は、本発明のLED電球をデザインするための幾つかのデザインパラメータを示す。 図9は、LED電球内に使用されるLED管デザインの様々な例の冷却効果を示す。 図10は、直径と高さとの様々な比率を有する円筒の冷却特性への影響を示す。 図11は、様々な断面形状を有する円筒の冷却特性への影響を示す。
図1は、特にA55及びA60型である白熱電球に取って代わる既知のLEDベースの電球を示す。外観が左側に示され、内部の構成要素が右側に概略的に示される。これは、Koninklijke Philips N.V.社から市販されているMASTER LEDbulbとして知られている。この電球は、回路基板11上に設けられる複数のLED光源10を含み、回路基板は、ヒートシンク12の上に配置される。LEDは、拡散ドームカバー14に向けて調光可能な光を放出する。
電球は、電気コネクタ16を含む口金と、導管20を介してLEDに接続するドライバ回路18とを有する。ドライバ回路は、電気コネクタからのAC電力をDC電力に変換するAC/DC変換器を含む。この例では、ドライバ回路は更に、例えばパルス幅変調(PWM)を使用して具体化される調光制御回路を含む。しかし、調光制御は、必須の機能ではない。
ヒートシンク12は、電球の費用の明らかな寄与因子である。
本発明は、LEDを中空管に取り付けることによって、気流がその中に形成されるLED電球を提供する。中空管は両端が開いている。この構造は、熱用の煙突を画成すると考えることができる。
図2は、本発明のLED電球の第1の例のセットの基礎となっている概念を示す。同じ構成要素には、図1に使用されたものと同じ参照符号が使用される。
LEDは、端が開いている円筒担体22に取り付けられる。図示される例では、担体は、電球の上下方向に方向付けられている。LEDは、外面上であっても、内面上であってもよい(内面の場合は、担体が透明である必要がある)。しかし、何れの場合でも、LEDの円筒内の空間との熱的結合がある。円筒は、煙突として機能する。
円筒内の空気の加熱は、周囲環境との熱的結合がある電球の外縁付近の空気の冷却と組み合わさって、電球ボリューム内に対流を形成する。この流れは24と示す。したがって、LEDが動作させられると、煙突が加熱され、熱い空気が煙突の一端から外に押し出される。気流は、煙突と電球の外側エンベロープとの間の熱抵抗を下げる。開放構造によって、2つの面(内側管と外側エンベロープ)が、熱伝達に参加することが可能になる。
図2に示される構造は、ヒートシンク構造が簡易化されるか又はヒートシンク構造が完全に回避されるように、パッシブ冷却を使用することを可能にする。これは、低費用ソリューションを可能にする。パッシブ冷却実施態様のために、円筒は、端が開いていて、空の中心ボリュームを有する。円筒の横断面は、円形であっても、多角形であってもよい。図2の構造の熱解析が以下に更に示される。
パッシブ冷却方法は、費用が最も掛からない実施態様を可能にするために特に興味深い1つの例のセットを提供する。
第2の例のセットは、アクティブ冷却を利用する。
図3は、アクティブ冷却実施態様のために特に興味深く、円柱がヒートシンク構造を含む担体22のデザインの一例を示す。しかし、図3の構造は、ヒートシンク構造からもたらされる追加の流れ抵抗にも関わらず、対流が十分であると考えられる場合は、パッシブ冷却実施態様に使用可能である。
図3(a)は斜視図を示し、図3(b)は側面図を示し、図3(c)は端面図を示す。
担体22は、LED32がその上に取り付けられている外周面30を画成するように巻かれた金属コアPCB(MCPCB)の形態の平面基板を含む。MCPCBは、高出力LEDの取付けに知られており、熱放散を向上させるために中心金属コアを含む。金属コアは、通常、アルミニウムか銅である。このように画成される円筒の内部は完全に空であってよい。しかし、図3の例は、平面基板の一端が、LEDを担持している主円筒30の中の更なる円筒34を形成するように使用されることを示す。この更なる円筒34は、ヒートシンクとして機能する。
なお、フレキシブルフォイル基板や、銅単層を有する(FR4と知られるガラス強化エポキシラミネート及びCEM3と知られる複合エポキシ材料といった)PCB材料といった他の担体を使用してもよい。
図4は、MCPCBを含み、巻く前の基板デザインを示す。1つの端40が、LED32を別個に取り付けられた構成要素として担持し、もう1つの端42はLEDを担持しない。この端が、ヒートシンク部34を画成するように使用される。
基板は、基板が多角形に折り畳まれるように折れ目44を有する。図3に示される例では、内側円筒34は五角形を形成する。したがって、端42は、6つのセクション(内側円筒34を主円筒に接合させる1つのセクションと、五角形の辺を形成する5つのセクション)を有する。LEDを有する端40は、六角形の主円筒を形成するように、6つのセクションを有する。
これは一例に過ぎない。主円筒は、3つの辺しか有さなくてもよいし、また、通常、最大で8つの辺を有してもよい。内側円筒は、同数の辺を有してもよいが、この場合、セクションは、端40におけるよりも端42において細い必要がある。すべてのセクションが(図示される例のように)同じ幅の場合、内側円筒は、通常、主円筒よりも1つ又は2つ少ないセクションを有する。
図5は、ガラス電球内に取り付けられた担体22を示す。
担体は、水平方向に取り付けられても、垂直方向に取り付けられてもよい。しかし、垂直向きにおいて、対流が向上される。
上記されたように、第1の例のセットでは、冷却はパッシブである。この場合、対流気流が、本質的に、電球の中心にあるLEDと、周囲環境に熱が放散される電球の外面との熱的結合を向上させる。
第2の例のセットでは、冷却はアクティブである。この場合、担体を通り気流を動かすように、電球内にファンといったフローデバイスが取り付けられる。担体は、この場合、ファンを電球の口金に設けることができるように、垂直であることが好適である。ファンは、図2に示されるように、気流を、担体の中心を垂直方向上に方向付け、気流を増加させる。ファンは、図5に、ユニット50として示される。フローデバイスは、例えば従来の扇風機、シンセティックジェット冷却デバイス又は圧電ブレードファンであってよい。
開放端を有する管と、閉鎖端を有し、流れの通路を形成しないヒートシンク構造を有する管との熱分布を比較することによって、パッシブ冷却煙突概念の利点を検証すべく熱量計算が行われた。最初に、様々な方向下で、煙突又は開放円筒を、閉鎖円筒又はクロス形状と比較した結果、煙突概念は、平均的に、最低熱抵抗を有することが明らかである。熱流分布の解析によって、LED源から電球の外面への熱の流れは、57%の対流及び43%の放射として行われることが分かった。円筒の円筒縁は、全熱負荷の5%を担持し、内面は30%を有し、外面は65%を有する。結論は、円筒の内側を通る流れが、熱伝達に重要な役割を果たすということである。内面も放射熱伝達に関与する。
熱解析によって、デザインの熱効率が試験された。
図6は、1つの例示的なデザインの結果を示す。
当該デザインは、24mmの円筒直径と、30mmの円筒高さとを有する。
図6(a)は、一般的な電球形状を示す。線L1乃至線L5は、軸を示し、それに沿った熱勾配が図6(b)乃至図6(e)にプロットされている。線L1は、担体22の中心を垂直に通る。線L2は、担体22の中心を水平に通る。線L3は、担体22の外縁を垂直に通る。線L4は、担体の下端を水平に通る。線L5は、担体22の上端を水平に通る。
図6(b)は、90mAの駆動電流での線L1及び線L2の図を示す。
図6(c)は、90mAの駆動電流での線L1、線L4及び線L5の図を示す。
熱測定は、赤外線撮像を用いて行われた。画像を撮るために、画像を撮る直前に、円筒を電球外郭体から取り出した。これは、画像は、ガラスの外郭体を通っては撮れないからである。
図6(d)は、130mAの駆動電流での線L1及び線L2の図を示す。駆動電流が増加すると、図6(b)に比べて、温度が増加する。
図6(e)は、130mAの駆動電流での線L1及び線L3の図を示す。線L3は、担体へのLEDの線のはんだスポットを横断するので、L3の図は凹凸を有する。
図7は、増加された駆動電流について、更なる結果を示す。
図7(a)は、一般的な電球形状を示し、図6(a)に対応するが、図7(b)乃至図7(d)の図のために線L1、線L4及び線L5のみが使用される。
図7(b)は、170mAの駆動電流での線L1、線L4及び線L5の図を示す。図7(c)は、250mAの駆動電流での線L1、線L4及び線L5の図を示す。図7(d)は、330mAの駆動電流での線L1、線L4及び線L5の図を示す。
これらの熱解析は、パッシブ冷却機構の有効性を実証するために使用された。線L1に沿った図は特に、円筒軸に沿って著しい温度勾配があることを示し、これは、対流による冷却効果があることを実証する。
2000lm乃至5000lmといった高ルーメンのランプが形成され、効果的に冷却される。
様々なデザインを解析することによって、所与の円筒表面積について、より大きい直径を有するより短い円筒が、より優れた冷却を達成することが分かっている。
図8は、円筒の直径をdとして、高さをhとして示す。円筒と電球の端との最大水平間隙は、g(両側)である。
円筒の直径は、基本的に、所与の面積について可能な限り大きいべきである。例えば直径は、円筒内及び外側に大気流のチャネルが画成されるように、電球の内径の30%乃至70%の範囲内であるべきである。図8を参照するに、0.3(d+2g)<d<0.7(d+2g)である。内径は、w、即ち、w=d+2gと示される。
等しい最大幅の3つのチャネルを画成するために、dは、内径の66%である。内部チャネルが外部チャネルの最大幅の2倍広い(これは、2つの外部チャネルは円筒内で組み合わさるからである)3つのチャネルを画成するために、dは、電球の内径の50%である。より好適な範囲は、0.4(d+2g)<d<0.6(d+2g)である。
円筒の高さは、所望のLEDの数のための空間を提供するように選択されるが、ある高さが、煙突効果を形成するために必要である。好適にはh>=dである。
一例として、直径は、10mm乃至30mmの範囲内、高さは、20mm乃至50mmの範囲内であってよい。
幾つかの可能な例は、次の通りである。
d=20mm、h=20mm
d=16mm、h=25mm
d=10mm、h=40mm
d=20mm、h=40mm
シミュレーションも行われ、冷却機構は、25度の周囲温度に基づき、最大4Wの熱負荷に対して使用可能であることが示された。冷却機構を検証するために、電球形状は、球状の60mmの直径の外側電球に単純化された。25mmである外側電球の典型的なネック直径を考慮するに、20mmの管外径(及び18mmの内径)が確実にされた。LED光源は、外側円筒領域上に分布させられた熱源を有する円筒としてモデリングされ、熱源出力は、LEDの熱特性のモデリングに基づいている。
20mm及び30mmといった様々な管長さがモデリングされる。
図9は、結果を示し、3つのパッシブ冷却シミュレーションについて、光源の温度をプロットする。線90は、20mmの長さを有する、20mmの直径の管についてである。線92は、30mmの長さを有する、20mmの直径の管についてである。線94は、30mmの長さを有する、20mmの直径の管であって、管の中心に、クロス形状の断面を有する追加の細長いヒートシンクを有する管についてである。
冷却は、例えば光源の温度が115度を上回らないように、十分な冷却を提供することを目的とする。図示されるように、より長い管が、冷却を向上させ、ヒートシンクは、追加の利点を提供する。115度の最大値を仮定して、線90は、最大約2.8Wの電力までの必要な冷却を可能にし、線92は、最大約3.7Wの電力までの必要な冷却を可能にし、線94は、最大約4.0Wの電力までの必要な冷却を可能にする。
上記されたように、煙突の高さ及び直径が、冷却特性に影響を及ぼす。図10は、直径と高さとの様々な比率を有する円筒の冷却特性への影響を示す。LED配列に印加される固定電力に対する最大温度がプロットされる。最大温度が低いほど、冷却はより効果的である。線100は、一定の表面積を維持しつつ(したがって、半径が増加されると高さは減少される)、様々な半径の円筒について、冷却効果が変動する様子を示す。線102は、同じサイズ及び形状であるが、ヘリウムで満たされた円筒についての結果を示す。一般に、より大きい半径の方が好ましい。
円筒は、様々な断面形状を有してよい。図11は、様々な断面形状を有する円筒の冷却特性への影響を示す。線110は、円形の円筒についてであり、線112は、同じ最大直径を有する八角形の円筒についてである(共に空気が満たされた電球について)。
上記例では、管は、LEDの回路基板として機能する。別の例では、LEDは、フレキシブル基板上に設けられたLEDの列を含んでもよい。このフレキシブル基板は、次に、管の表面周りに巻き付けられる。特に、LED基板と、気流の通路を提供する管の中空の中心との間に、熱的結合を提供するように管との接触がある。このデザインは、電球が、特に簡単かつ低費用で作製可能であることを意味する。円筒は、線形のLEDアレイと共に1つの構成要素となるように予め組み立てられていてよく、当該構成要素は、電球内に容易に挿入され、接着される。LEDは、熱接着剤を使用することによって、管に良好に熱接触することができる。
上記例では、管は、電球の発光部の上から下の方向に延在する真っすぐな通路である。しかし、管は、他の形態及び方向を取ってもよい。
電球の外側エンベロープは、好適にはガラスであり、中にある個別のLEDの出現をマスキングするために散乱特性を有するようにデザインされてもよい。しかし、透明の外側エンベロープを使用してもよい。LEDが管の内面上に設けられている場合、透明の外側エンベロープを使用できるように、管自体が、散乱特性を有してもよい。
他の構成では、より透明な管を使用することができる。例えば、管の内面又は外面上に設けられたLEDが、観察者には、電球の中で浮いているように見えるように、管は透明であってよい。
外側エンベロープは、プラスチック、又は、高密度に焼結されたアルミナといった半透明セラミックといったガラス以外の材料から作られてもよい。
外側エンベロープは、空気で満たされていても、ヘリウムといった気体で満たされていてもよい。これは、電球の表面全体のより均等な温度を促進することができる。ヘリウム及び二酸化炭素又はヘリウム及びプロパンといった他の気体充填剤を使用してもよい。
本発明の電球は、任意の所望の形状でデザインすることができる。特に白熱電球の既存のA55及びA60形状を使用することができ、この場合、LED電球は、これらの電球構造の直接的な代替手段として機能することができる。
なお、電球内で冷却用のファンを使用することは知られている。このために、電気モータによって駆動される軸流扇風機を使用してもよい。電気モータは、一例として、ブラシレスDC12Vモータであってよく、ドライバ回路の一部を形成するAC/DC変換器から電力を受け取る。モータ及びファンのタイプ及びサイズは、LEDランプのサイズ及びLEDのタイプと、LEDによって生成される熱量とに依存する。ファンは、密封された電球外郭体の中で気流を循環させるので、単純に、パッシブ冷却システムにおいて利用される対流を高める。
開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「a」又は「an」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。請求項における任意の参照符号は、範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (15)

  1. 電気コネクタを含む口金と、
    前記口金に接続され、外側エンベロープを有する密封外郭体を含む発光電球部と、
    前記電気コネクタに電気的に接続されるドライバ回路と、
    前記ドライバ回路に電気的に接続される一組のLEDと、
    を含み、
    前記一組のLEDは、前記密封外郭体内に置かれる中空管の周りにあり、前記中空管は、隣接するセクション間に折れ領域を有する一連のセクションを更に含む回路基板を含み、前記回路基板は、個別のLED取り付けられる第1の端領域と、LEDのない第2の端領域とを有し、前記第1の端領域は、外側管を画成するように成形され、前記第2の端領域は、前記外側管内の内側ヒートシンク部を画成するように成形され、前記内側ヒートシンク部及び前記外側管が開放端を有することにより、前記内側ヒートシンク部及び前記外側管を通り、前記外側エンベロープに向けて方向付けられる流れの通路が画成される、LED電球。
  2. 前記中空管は、前記LED電球の上下方向に延在する中心伸長軸を有する、請求項1に記載のLED電球。
  3. 前記中空管の前記中心伸長軸は、前記LED電球の回転対称軸に沿って延在する、請求項に記載のLED電球。
  4. 前記LEDは、前記中空管の外側又は前記中空管の内側に取り付けられる、請求項1乃至3の何れか一項に記載のLED電球。
  5. 前記中空管は、散乱特性を有するか、又は、透明である、請求項1乃至4の何れか一項に記載のLED電球。
  6. 前記中空管は、前記発光電球部の外壁から離間され、前記中空管の半径方向外側の付近と、前記中空管の両端とにおいて、気流空間を有する、請求項1乃至5の何れか一項に記載のLED電球。
  7. 前記中空管は、最大幅d及び高さhを有し、h>=dである、請求項1乃至6の何れか一項に記載のLED電球。
  8. 前記密封外郭体は、最大幅wを有し、0.3w<d<0.7wである、請求項7に記載のLED電球。
  9. 前記LEDは、前記中空管の周りに巻き付けられるフレキシブル基板上に設けられるLEDの列を含む、請求項1乃至8の何れか一項に記載のLED電球。
  10. 前記中空管は、個別のLED取り付けられるフレキシブル回路基板を含む、請求項1乃至8の何れか一項に記載のLED電球。
  11. 前記フレキシブル回路基板は、隣接するセクション間に折れ領域を有する一連のセクションを両端間に含み、前記外側管は、第1の数であるn個の辺を有する多角形を含み、各辺は、前記一連のセクションのうちの1つを含み、前記内側ヒートシンク部は、第2の数であるm個の辺を有する多角形を含み、各辺は、前記一連のセクションのうちの1つを含む、請求項10に記載のLED電球。
  12. m=n−1、又は、m=n−2である、請求項11に記載のLED電球。
  13. 前記中空管の中心を通るアクティブ冷却気流を提供するために前記口金に置かれる気流デバイスを更に含む、請求項1乃至12の何れか一項に記載のLED電球。
  14. 請求項1に記載のLED電球を製造する方法であって、
    電気コネクタを含む口金を提供するステップと、
    発光電球部を提供するステップと、
    前記電気コネクタに電気的に接続されるドライバ回路を提供するステップと、
    別個のLEDがその第1の端領域に取り付けられる回路基板を含む中空管を提供するステップと、
    前記中空管を、前記口金に近接して置くステップと、
    前記中空管の周りに置かれる外側エンベロープを含む密封外郭体を形成するように、前記発光電球部を前記口金に接続するステップと、
    を含む、方法。
  15. 第1の端領域と第2の端領域とを有し、隣接するセクション間に折れ領域を有する一連のセクションを更に含む回路基板を提供するステップと、
    前記回路基板の前記第1の端領域に複数の個別のLEDを取り付けるステップと、
    前記第1の端領域が外側管を画成するように成形され、前記第2の端領域が前記外側管内の内側ヒートシンク部を画成するように成形されるように前記回路基板を形成するステップと、
    を更に含み、
    前記内側ヒートシンク部及び前記外側管は共に、前記内側ヒートシンク部及び前記外側管を通る流れの通路を画成するように開放端を有するので、中空管が形成される、請求項14に記載の方法。
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