(57)【要約】  開口部１４２、１６８、２７２を持つ前面部１４４、１７０、２７４を持つヒートシンク１４０、１６６、２７０に取り付けるための発光ダイオード（ＬＥＤ）装置が、開示される。装置は、サブマウント１０２と、当該サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイ１０４、２４４と、第１の領域１０８及び第２の領域１１０を持つ熱伝導性のスラグ１０６とを含む。第１の領域はサブマウントに熱的に結合され、第２の領域はそこから突出するポスト１１２、１６２、２５０を持つ。ポストは、ヒートシンクの開口部に受けられるように実施可能に構成され、第２の領域がヒートシンクの前面部に熱的に結合されるように、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するように構成される。粘着性の熱伝導性材料１９６、ばねクリップ、挿入スナップ又は溶接を利用して、ＬＥＤ装置を取り付けるための他の実施例も、開示されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を具備する前面部を持つヒートシンクに取り付けるための発光ダイオード（ＬＥＤ）装置であって、サブマウント、前記サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイ、並びに第１及び第２の領域を持つ熱伝導性のスラグを有し、第１の領域は前記サブマウントに熱的に結合され、第２の領域は外に向かって突出するポストを持ち、前記ポストは、第２の領域が前記ヒートシンクの前記前面部に熱的に結合されるように、前記ヒートシンクの前記開口部に受けられ、前記ＬＥＤ装置を前記ヒートシンクに固定する、ＬＥＤ装置。
【請求項２】
前記ポストは、前記ＬＥＤ装置を前記ヒートシンクに固定するためヒートシンク内の前記開口部のねじ部と係合するねじ部を含む、請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項３】
前記熱伝導性のスラグは、前記ＬＥＤ装置を前記ヒートシンクに固定するためのトルクを付与するためのスパナを受けるように構成される、請求項２に記載のＬＥＤ装置。
【請求項４】
前記ヒートシンクは、前記開口部を持つベースを含み、前記ベースから延在し、前記ベースから遠位の開放端を持つ円筒形壁を更に含み、前記円筒形壁は、少なくとも部分的に前記ＬＥＤ装置を囲み、前記開放端を通じて前記ＬＥＤダイにより生成される光を案内する、請求項２に記載のＬＥＤ装置。
【請求項５】
前記ポストは、前記開口部に受けられるとき、前記ヒートシンクの背面から突出する末端部分を含み、前記末端部分は、第２の領域と前記ヒートシンクの前記前面部との熱結合を付勢するため、前記ヒートシンクの前記背面と係合するばねクリップを受ける、請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項６】
第２の領域に配置される熱伝導性材料と前記ポストの末端部分に配置されるばねクリップとを有し、前記熱伝導性材料は、前記ＬＥＤ装置が前記ヒートシンクに取り付けられて、これにより熱抵抗を下げるとき、第２の領域と前記ヒートシンクの前記前面部との間のインターフェースを形成し、前記ばねクリップは、前記ヒートシンクの前記開口部に前記ポストが受けられる間、前記ポストにぴったりくっついて押しつけるように構成される少なくとも一部分を持ち、前記熱伝導性材料は、前記ばねクリップの前記少なくとも一部分が、第２の領域と前記前面部との熱結合を付勢するため前記ヒートシンクの背面と係合可能にするために充分な程度まで、前記ヒートシンクの前記前面部に抗してＬＥＤ装置が押し下げられるように十分に適合する、請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項７】
前記スラグは、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに電流を供給するための少なくとも一つの導体を受けるための少なくとも一つのチャネルを有する、請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項８】
前記少なくとも一つのチャネルは、前記少なくとも一つの導体を前記ヒートシンクの背面までルーティングするのを容易にするために、前記ポストを通って延在する、請求項７に記載のＬＥＤ装置。
【請求項９】
第２の領域に配置される熱伝導性材料を有し、当該熱伝導性材料は、前記ＬＥＤ装置が前記ヒートシンクに取り付けられることにより熱抵抗を下げるとき、第２の領域と前記ヒートシンクとの間のインターフェースを形成する、請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一つのＬＥＤダイと電気的に接続される少なくとも一つの端子を更に有し、当該端子は、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに動作電流を供給するための電気的導体を受けて固定する、請求項１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１１】
ヒートシンクに取り付ける発光ダイオード（ＬＥＤ）装置であって、サブマウントと、前記サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイと、第１及び第２の領域を持つ熱伝導性のスラグと、前記スラグの第２の領域に配置される熱伝導性材料とを有し、第１の領域は前記サブマウントに熱的に結合され、前記熱伝導性材料は、第２の領域が前記ヒートシンクの前記前面部に熱的に結合されるように、前記ＬＥＤ装置を前記ヒートシンクに固定するための接着性を持つ外面を持つ、ＬＥＤ装置。
【請求項１２】
熱伝導性材料は、内面及び外面を持つ熱伝導性材料層と、第２の領域に前記熱伝導性材料層を結合する、前記内面に配置される第１の接着材層と、前記外面上の第２の接着材層とを有する、請求項１１に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１３】
前記スラグは前記ヒートシンク内の対応するくぼみに受けられ、前記くぼみは前記ヒートシンクへの前記ＬＥＤ装置の位置合わせを促進する、請求項１２に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１４】
前記外面に配置される着脱可能な保護フィルムを有し、前記保護フィルムは前記ＬＥＤ装置を前記ヒートシンクに固定する前に取り除かれるように構成される、請求項１２に記載のＬＥＤ装置。
【請求項１５】
前記少なくとも一つのＬＥＤダイと電気的に接続される少なくとも一つの端子を更に有し、前記端子は、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに動作電流を供給するための電気的導体を受けて固定する、請求項１１に記載のＬＥＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、発光ダイオード（ＬＥＤ）、特にヒートシンクに取り付けるＬＥＤに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、一般に電子部品としてみなされ、それ自体、例えば表面実装パッケージのリフロー・ハンダ付けのようなさまざまなハンダ付け技術を使用して、印刷回路基板（ＰＣＢ）に一般に取り付けられている。
【０００３】
ＬＥＤ技術の進歩は、低い製造費用で改良された光学効率を導き、より高いパワーＬＥＤは、家庭及び商業用のような照明アプリケーションの一般的使用に現在利用できる。斯様なアプリケーションは、ＬＥＤの単純で低コストの取付解決策のためのニーズを確立した。比較的ローテクの接続及び取付技術に伝統的に依存するハンダ付けは、照明業界では適切な取付け又は接続手法ではない。はんだ技術を斯様な業界に導入することは、ＬＥＤ照明部品のより広い採用に対する障害を示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＬＥＤはまた、白熱電球及び蛍光灯のような従来の照明デバイスより大幅にコンパクトであり、ＬＥＤが従来の照明電球より周囲の大気への対流伝熱が利用できる表面領域が少ないという点で、熱除去のための課題がある。
【０００５】
ＬＥＤを取り付けるとき、ＬＥＤにより生成される熱を、周囲の環境に熱を放散できるボディに転送し、よって、ＬＥＤを安全な動作温度に維持するためのニーズがある。
【０００６】
従来の光源（例えば、白熱電球、蛍光灯等）で使用される取付技術は、従来の光源がＬＥＤと同じ熱転送要件を一般に持たないので、ＬＥＤデバイスでの用途に概して適していない。従来の光源の大多数の取付技術は、コンパクトなＬＥＤ源（例えば、パワーＬＥＤは、１ｍｍ×１ｍｍ以下である）を取り付けるために有効でない。
【０００７】
従って、ＬＥＤを取り付けるための方法及び装置のためのニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によると、開口部を具備する前面部を持つヒートシンクに取り付けるための発光ダイオード（ＬＥＤ）装置が供給される。当該装置は、サブマウント、当該サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイ、並びに第１及び第２の領域を持つ熱伝導性のスラグを含む。第１の領域はサブマウントに熱的に結合され、第２の領域はそこから外に向かって突出するポストを持つ。ポストは、第２の領域がヒートシンクの前面部に熱的に結合されるように、ヒートシンクの開口部に受けられて、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するように実施可能に構成される。
【０００９】
ポストは、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するためヒートシンク内の開口部のねじ部と係合するように実施可能なねじ部を含む。
【００１０】
熱伝導性のスラグは、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するためのトルクを付与するためのスパナを受けるように実施可能に構成される。
【００１１】
ヒートシンクは、開口部を持つベースを含み、ベースから延在し、ベースから遠位の開放端を持つ円筒形壁を更に含み、円筒形壁は、少なくとも部分的にＬＥＤ装置を囲み、開放端を通じてＬＥＤダイにより生成される光を案内するように実施可能である。
【００１２】
ポストはねじ部を含み、当該ねじ部は、ヒートシンク内の開口部に受けられるとき、その背面から突出し、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するためのねじナットを受けるように実施可能に構成される。
【００１３】
ポストは、開口部に受けられるとき、ヒートシンクの背面から突出する末端部分を含み、末端部分は、第２の領域とヒートシンクの前面部との熱結合を付勢するため、ヒートシンクの背面と係合するばねクリップを受けるように実施可能に構成される。
【００１４】
装置は第２の領域に配置される熱伝導性材料を含み、熱伝導性材料は、ＬＥＤ装置がヒートシンクに取り付けられて、これにより熱抵抗を下げるとき、第２の領域とヒートシンクの前面部との間のインターフェースを形成するように実施可能である。装置は、ポストの末端部分に配置されるばねクリップを含み、ばねクリップは、ヒートシンクの開口部にポストが受けられる間、ポストにぴったりくっついて押しつけるように実施可能に構成される少なくとも一部分を持ち、熱伝導性材料は、ばねクリップの前記少なくとも一部分が、第２の領域と前面部との熱結合を付勢するためヒートシンクの背面と係合可能にするために充分な程度まで、ヒートシンクの前面部に抗してＬＥＤ装置が押し下げられるように十分に適合する。
【００１５】
スラグは、少なくとも一つのＬＥＤダイに電流を供給するための少なくとも一つの導体を受けるための少なくとも一つのチャネルを含む。
【００１６】
前記少なくとも一つのチャネルは、少なくとも一つの導体をヒートシンクの背面までルーティングするのを容易にするために、ポストを通って延在する。
【００１７】
装置は第２の領域に配置される熱伝導性材料を含み、当該熱伝導性材料は、ＬＥＤ装置がヒートシンクに取り付けられることによりその間の熱抵抗を下げるとき、第２の領域とヒートシンクとの間のインターフェースを形成するように実施可能である。
【００１８】
装置は、少なくとも一つのＬＥＤダイと電気的に接続される少なくとも一つの端子を含み、当該端子は、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに動作電流を供給するための電気的導体を受けて固定するように実施可能である。
【００１９】
本発明の別の態様によると、ヒートシンクに取り付ける発光ダイオード（ＬＥＤ）装置が供給される。装置は、サブマウント、当該サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイ、並びに第１及び第２の領域を持つ熱伝導性のスラグを含む。第１の領域は、サブマウントに熱的に結合される。装置はまた、スラグの第２の領域に配置される熱伝導性材料を含み、当該熱伝導性材料は、第２の領域がヒートシンクの前面部に熱的に結合されるように、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するための接着性を持つ外面を持つ。
【００２０】
熱伝導性材料は、内面及び外面を持つ熱伝導性材料層と、第２の領域に熱伝導性材料層を結合するように実施可能な内面に配置される第１の接着材層と、外面上の第２の接着材層とを含む。
【００２１】
スラグはヒートシンク内の対応するくぼみに受けられるように実施可能に構成され、当該くぼみはヒートシンクへのＬＥＤ装置の位置合わせを促進するように実施可能である。
【００２２】
装置は外面に配置される着脱可能な保護フィルムを含み、当該保護フィルムはＬＥＤ装置をヒートシンクに固定する前に取り除かれるように実施可能に構成される。
【００２３】
装置は、少なくとも一つのＬＥＤダイと電気的に接続される少なくとも一つの端子を含み、当該端子は、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに動作電流を供給するための電気的導体を受けて固定するように実施可能である。
【００２４】
本発明の別の態様によると、ヒートシンクの前面部に取り付けられ、自由端を各々持つ一対のばねクリップ持つヒートシンクに取り付ける発光ダイオード（ＬＥＤ）装置が供給される。装置は、サブマウント、当該サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイ、並びに第１及び第２の領域を持つ熱伝導性のスラグを含む。第１の領域は、サブマウントに熱的に結合される。装置はまた、ＬＥＤ装置の上面部の対向し合う側に位置される第１及び第２のスロットを含み、第１及び第２のスロットは、ＬＥＤ装置がヒートシンクに取り付けられるときスラグの第２の領域がヒートシンクとの熱結合を付勢されるように、ばねクリップのそれぞれの自由端を受けるように実施可能である。
【００２５】
装置は、スラグの少なくとも一部の周りに形成される電気絶縁ボディを含み、第１及び第２のスロットは電気絶縁ボディ内に形成される。
【００２６】
装置は、第１及び第２のスロットの各々を導く上向きに傾斜された傾斜部分を含み、当該傾斜部分は、ばねクリップのそれぞれの自由端を受けるように向けられ、第１及び第２のスロットとそれぞれ係合するために自由端をガイドするように実施可能である。
【００２７】
スラグの第２の領域は、ヒートシンクの前面部に形成されるくぼみに受けられるように実施可能に構成され、当該くぼみは、ヒートシンク上にＬＥＤを位置決めするように実施可能である。
【００２８】
装置は、第２の領域に配置される熱伝導性材料を含み、当該熱伝導性材料は、ＬＥＤ装置がヒートシンクに取り付けられ、これによりその間の熱抵抗を下げるとき、第２の領域とヒートシンクとの間にインターフェースを形成するように実施可能である。
【００２９】
装置は、少なくとも一つのＬＥＤダイと電気的に接続される少なくとも一つの端子を含み、当該端子は、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに動作電流を供給するための電気的導体を受けて固定するように実施可能である。
【００３０】
本発明の別の態様によると、ヒートシンクの前面部に取り付けるための発光ダイオード（ＬＥＤ）装置が供給され、ヒートシンクは、それを通じて形成される少なくとも一つの開口部を持つ。装置は、上面及び下面を持つサブマウントと、サブマウントの上面に取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイと、ＬＥＤダイに隣接してサブマウントの上面に結合されて、動作電流をＬＥＤに供給するためＬＥＤと電気的に接続される導体ストリップとを含む。導体ストリップは、サブマウントの上面から下向きに下降する少なくとも一つのコネクタ部分を持つ。装置は、コネクタ部分の少なくとも一部の周りでモールドされ、コネクタ部分の近くに挿入スナップを持つ電気的に絶縁ボディを含み、前記挿入スナップは、開口部に受けられ、サブマウントの下面がヒートシンクの前面部と熱的に結合されるように、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するためヒートシンクの背面を係合するように、実施可能に構成される。
【００３１】
コネクタ部分はその末端でｖ字形のカット部分を含み、当該ｖ字形のカット部分は、電流供給導体を受け、ＬＥＤダイに電流を供給するためコネクタとの電気的接触を確立するため電流供給導体上の絶縁層をずらすように実施可能である。
【００３２】
装置は、サブマウントの下面に配置される熱伝導性材料を含み、当該熱伝導性材料は、ＬＥＤ装置がヒートシンクに取り付けられ、これによりその間の熱抵抗を下げるとき、下面とヒートシンクとの間のインターフェースを形成するように実施可能である。
【００３３】
本発明の別の態様によると、ヒートシンクに取り付けるための発光ダイオード（ＬＥＤ）装置が供給される。装置は、サブマウントと、サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイと、第１及び第２の領域を持つ金属的なスラグとを含み、第１の領域がサブマウントに熱的に結合され、第２の領域がそこから外に突出している金属的なスタッドを持ち、前記スタッドは、第２の領域がヒートシンクに熱的に結合されるように、ＬＥＤ装置がヒートシンクに溶接されるためにスラグからヒートシンクまで溶接電流を伝導するように実施可能に構成される。
【００３４】
装置は、少なくとも一つのＬＥＤダイと電気的に接続する少なくとも一つの端子を含み、前記端子は、前記少なくとも一つのＬＥＤダイに動作電流を供給するための電気的導体を受けて、固定するように実施可能である。
【００３５】
本発明の別の態様によると、金属的ヒートシンクに発光ダイオード（ＬＥＤ）装置を取り付けるプロセスが供給され、当該ＬＥＤ装置は、サブマウントと、当該サブマウントに取り付けられる少なくとも一つのＬＥＤダイと、第１及び第２の領域を持つ金属的なスラグとを含み、第１の領域がサブマウントに熱的に結合される。プロセスは、スラグの第２の領域がヒートシンクの近くに配置されるようにするステップと、スラグをヒートシンクに溶接するためスラグの第２の領域とヒートシンクとの間に溶接電流を確立するためスラグに帯電キャパシタを結合させるステップとを含む。
【００３６】
スラグの第２の領域がヒートシンクの近くに配置されるようにするステップは、チャックにＬＥＤ装置を受けるステップを含み、前記チャックは、スラグの第２の領域がヒートシンクに対して間隔を置かれて置かれるように、ヒートシンクの面を係合するように実施可能に構成される。
【００３７】
スラグの第２の領域がヒートシンクの近くに配置されるようにするステップは、チャックにＬＥＤ装置を受けるステップを含み、前記チャックは、スラグの第２の領域がヒートシンクを係合するように、ヒートシンクの面を係合するように実施可能に構成される。
【００３８】
スラグの第２の領域がヒートシンクの近くに配置されるようにするステップは、スラグの第２の領域から外向きに突出するスタッドがヒートシンクを係合するようにするステップを含み、前記スタッドは、スラグからヒートシンクまで溶接電流を伝導するように実施可能にされ、これによりスラグがヒートシンクに溶接されるようにスタッド及びスラグの第２の領域の少なくとも一部を溶かす。
【００３９】
スラグの第２の領域がヒートシンクの近くに配置されるようにするステップは、スラグの第２の領域から外向きに突出するスタッドがヒートシンクから離れて間隔をあけるステップを含み、当該スラグは、スラグからヒートシンクへ溶接電流を伝導するように実施可能であり、これによりスラグがヒートシンクに溶接されるようにスタッド及びスラグの第２の領域の少なくとも一部を溶かす。
【００４０】
スラグに帯電キャパシタを結合するステップは、スラグに電気的に接触するための伝導の部分を持つチャックにＬＥＤ装置を受けるステップと、チャックの伝導部分に帯電キャパシタを結合するステップとを含む。
【００４１】
本発明の他の態様及び特徴は、添付の図面に関連して本発明の特定の実施例の以下の記述を参照すると、当業者には明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の第１の実施例によるＬＥＤ装置の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示されるＬＥＤ装置の他の斜視図である。
【図３】図３は、ヒートシンクに取り付けられた図１のＬＥＤ装置のライン３―３に沿った断面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の実施例によるＬＥＤ装置の断面図である。
【図５】図５は、本発明の第３の実施例によるＬＥＤ装置の断面図である。
【図６】図６は、本発明の第４の実施例によるＬＥＤ装置の断面図である。
【図７】図７は、図６の断面図に対して直角の方向においての図６に示されるＬＥＤ装置の他の断面図である。
【図８】図８は、図６及び図７に示されるＬＥＤ装置の平面図である。
【図９】図９は、本発明の第５の実施例によるＬＥＤ装置の斜視図である。
【図１０】図１０は、図９に示されるＬＥＤ装置の断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第６の実施例によるＬＥＤ装置の断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第７の実施例によるＬＥＤ装置の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第８の実施例によるＬＥＤ装置の斜視図である。
【図１４】図１４は、ヒートシンクに取り付けられた図１３に示されるＬＥＤ装置の断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第９の実施例によるＬＥＤ装置の斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５に示されるＬＥＤ装置の第２の領域の斜視図である。
【図１７】図１７は、図１５及び図１６に示されるＬＥＤをヒートシンクに溶接するためのプロセスを例示する一連の断面図である。
【図１８】図１８は、図１５及び図１６に示されるＬＥＤをヒートシンクに溶接するためのプロセスを例示する一連の断面図である。
【図１９】図１９は、図１５及び図１６に示されるＬＥＤをヒートシンクに溶接するためのプロセスを例示する一連の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明の第１の実施例によるＬＥＤ装置が、図１及び図２の１００で概して示される。図１を参照すると、ＬＥＤ１００は、サブマウント１０２と、当該サブマウントに取り付けられた少なくとも一つのＬＥＤダイ１０４とを含む。サブマウント１０２は、例えばセラミック又はシリコン材料を有する。ＬＥＤ１００はまた、第１及び第２の領域１０８及び１１０を持つ熱伝導性のスラグ１０６を含む。第１の領域１０８は、サブマウント１０２に熱的に結合される。スラグ１０６はまた、第２の領域１１０から外向きに突出するポスト１１２を含む。概して、ポスト１１２は、第２の領域がヒートシンクに熱的に結合されるようにする一方で、ＬＥＤ装置をヒートシンクに固定するために、ヒートシンク（図１に示されない）の開口部に受けられるように実施可能に構成される。ヒートシンクは、例えばＬＥＤ１００が取り付けられる金属若しくは合金のプレート又は器具である。ポスト１１２及びスラグ１０６は、例えばアルミニウム又は銅のような熱伝導性材料の単体ボディとして一緒に形成される。
【００４４】
図１及び図２に示される実施例では、ＬＥＤ１００はまた、成形されたボディ１１４と、ＬＥＤダイ１０２により生成される光を結合し、及び／又は方向づけるためのレンズ１１６とを含む。成形されたボディ１１４は、スラグ１０６を囲み、レンズ１１６のための取付の特徴を提供する。
【００４５】
サブマウント１０２はまた、ＬＥＤダイ１０４に電気的に結合される一つ以上のサブマウント電極（図示せず）を含む。ＬＥＤ１００はまた、電流供給導体を受けるための第１の端子１１８を含む。第１の端子１１８は、例えば導体ワイアを受けて、固定する圧入された端子である。第１の端子１１８は、第１のパッド１２０に電気的に結合され、ＬＥＤ１００は更に、サブマウント上の第１の電極に動作電流を供給するため、サブマウント１０２と第１のパッド１２０との間を接続する第１のコネクタ１２１を含む。
【００４６】
示される実施例において、ＬＥＤ１００はまた、第２のパッド１２２と、第２のワイア接合コネクタ１２４と、サブマウント上の第２の電極に動作電流を供給するための第２の端子（図３の１５４で示される）とを含む。他の実施例において、ＬＥＤダイ１０４はスラグ１０６に結合され、スラグはＬＥＤ１００用の第２の電流供給端子として働く。
【００４７】
ＬＥＤは、ＬＥＤ又はＬＥＤパッケージの正及び負の端子に接続される導体を通じて概して供給される電気的電流を実施のため必要とする。あるいは、いくつかのＬＥＤは、従来の交流電流照明部品に対して典型的であるように、いずれの端子も正又は負の端子として取り換えられても機能できるように電気的に構成される。
【００４８】
一つの実施例において、レンズ１１６は、外面１１７を持ち、サブマウント１０２とレンズの外面１１７との間に延在するシリコン・ゲルのような光学的に透明な材料を有する。あるいは、レンズ１１６は、任意のフィラー材料がレンズ１１６の外面１１７とサブマウント１０２との間に空所を占有して、サブマウント１０２を囲む剛性レンズ材料を有する。
【００４９】
図３を参照すると、一つの実施例において、ＬＥＤ１００は、円筒形開口部１４２を具備する前面部１４４を持つ金属ヒートシンク１４０に取り付けられる。この実施例において、開口部１４２は、前面部１４４とプレートの背面１４５との間に延在し、ポスト１１２を受けるための必要な大きさにされている。
【００５０】
ポスト１１２は、ＬＥＤ１００がプレートに取り付けられるとき、開口部１４２を通って突出する末端部分１４８を含む。ＬＥＤ１００を取り付けるとき、ばねクリップ１５０はポスト１１２の末端部分１４８に配置される。ばねクリップ１５０は、第２の領域１１０をヒートシンク１４０の前面部１４４との熱的結合を付勢するためにヒートシンクの背面１４５と係合するように実施可能である少なくとも一つの部分１５２（２つの部分１５２が図３に示される）を持つ。
【００５１】
取り付けられたＬＥＤ１００はまた、ヒートシンク１４０の前面部１４４とスラグ１０６の第２の領域１１０との間に配置された熱伝導性材料１４６を持つ。好適な熱伝導性材料は、例えば、熱伝導粘着テープ、相変化材料、熱伝導性のエラストマ・パッド及び黒鉛プレートを含む。熱伝導性材料は、理想的でない表面仕上がりのため発生し、スラグ１０６とヒートシンク１４０との間で増大する熱抵抗になる前面部１４４とスラグ１０６の第２の領域１１０との間の微小空洞及び／又はギャップを埋める。
【００５２】
あるいは、ばねクリップ１５０は、ポスト１１２の末端部分１４８に一体的に取り付けられてもよく、部分１５２は、ポストがヒートシンク１４０の開口部１４２を通じて挿入される間、ばねクリップ部がポスト１１２にぴったりくっついて押しつけるために十分に薄い材料（例えばベリリウム銅ストリップ）から作られる。この実施例において、熱伝導性材料１４６は、ＬＥＤ１００がヒートシンクの前面部１４４に抗して押し下げられる一方で、ばねクリップ部１５２が開口部１４２をクリアして、示される位置へ外側に跳ね返り可能にするために十分に対応されるべきである。最適に圧縮可能な熱伝導性材料の例は、日本国東京の住友３Ｍ社のテープ及び接着事業部から入手可能なハイパーソフト熱伝導性インタフェース・パッド５５０２Ｓである。
【００５３】
好適には、一旦取り付けられると、ＬＥＤ１００との電気的接続は、第１の電流供給導体１５８を第１の端子１１８へ、第２の電流供給導体１５６を第２の端子１５４へ挿入することにより容易になされる。図１及び図２に関連して説明されたように、第１及び第２の端子１１８及び１５４は、ＬＥＤダイ１０４に動作電流を供給するためサブマウント１０２に接続される。
【００５４】
好適には、ポスト１１２及び対応する開口部１４２は、ヒートシンクとの機械的位置合わせでヒートシンク１４０へのＬＥＤ１００のツール無しの取り付けを容易にする。最善の熱パフォーマンスのために、ばねクリップ１５０及びポストのサイズは、スラグ１０６とヒートシンク１４０との間の熱転送領域を増大するために最小化されるべきである。
【００５５】
代替の実施例では、スラグ１０６に概して対応する形状を持つくぼみ（図示せず）が、ヒートシンクとＬＥＤ１００との間の位置合わせを促進するためヒートシンク１４０に形成される。ＬＥＤ１００が、レンズ、反射器及び／又は散乱面を持つ光学分布システム（図示せず）に光を結合するように実施可能なとき、光学的分布システムに関してＬＥＤを正確に位置合わせすることが望ましい。斯様な位置合わせは、ＬＥＤ１００のスラグ１０６を受けて位置付けるためのくぼみを供給することにより促進される。
【００５６】
図４を参照すると、別の実施例では、ＬＥＤ１６０は、ねじ部１６４を持つポスト１６２を含む。ＬＥＤ１６０は、図１及び図２に示されるＬＥＤ１００に概ね同様であり、スラグ１０６、第１の領域１０８及び第２の領域１１０を含む。ＬＥＤ１６０は、対応するねじ開口部１６８を持つ金属ヒートシンク１６６に取り付けられる。ねじ開口部１６８は、前面部１７０からヒートシンク１６６の背面１７２までヒートシンク１６６を通って延在する。あるいは、ねじ開口部１６８は、ヒートシンク１６６のブラインド開口部である。
【００５７】
取り付けられたＬＥＤ１６０はまた、ヒートシンク１６６の前面部１７０とスラグ１０６の第２の領域１１０との間に配置された熱伝導性材料１７４を持つ。ＬＥＤ１６０は、ねじ開口部１６８にねじ止めされ、熱伝導性材料が前面部１７０及びスラグの第２の領域１１０に概して適合するように締められ、よって、その間で良好な熱結合を供給する。改良された熱結合は、ポスト１６２に対する最小直径を選択することにより達成され、これは、充分な固定の力を供給するために依然実施可能であり、よって、ヒートシンク１６６との熱結合の第２の領域のサイズを最大にする。ヒートシンク１６６の厚みは、ＬＥＤ１６０をヒートシンクに確実に固定するため、ねじ開口部１６８内にポスト１６２のねじ部１６４の充分な長さ（例えば、ポストの直径の２倍）の係合を可能にするように選択される。概して、ＬＥＤ１６０は熱伝導性材料の最適加圧が生じるのに十分なトルクでヒートシンク１６６に固定されるとき、第１の領域１１０とヒートシンク１６６との間の熱抵抗も最小化される。
【００５８】
代替の実施例では、成形されたボディ１１４は、最適な熱転送のため所望のトルクまでＬＥＤ１６０を締めるのを容易にするスパナのようなツールによる係合のために形作られている。
【００５９】
図５を参照すると、他の実施例では、ＬＥＤ１９０は、スラグ１０６の第２の領域１１０に結合される熱伝導性材料１９２を含む。ＬＥＤ１９０は、この実施例において第２の領域１１０に、突出していないポストがあることを除いては、図１及び図２に示されるＬＥＤ１００と概して同様である。熱伝導性材料１９２は、接着性を持つ外面１９４を含む。
【００６０】
ＬＥＤ１９０は、外面１９４が着脱可能な保護フィルムにより保護されながら、スラグ１０６の第２の領域１１０にすでに結合されている熱伝導性材料を備える。ＬＥＤ１９０を取り付けるとき、保護フィルムが除去され、ＬＥＤ１９０はヒートシンク１９６に位置合わせされ、ヒートシンクの第１の面１９８と接触して加圧される。この実施例において、ヒートシンク１９８は、ＬＥＤ１９０の第２の領域１１０に対応する形状を持つくぼみ１９９を含む。くぼみ１９９は、その上に熱伝導性材料１９２を持つ第２の領域１１０を受けて、ヒートシンク１９６へのＬＥＤの位置合わせを促進する。
【００６１】
概して、熱伝導性材料は、熱伝導性材料層（図示せず）を含み、当該熱伝導性材料層の内面及び外面上に第１及び第２の接着材層を持つ。適切な熱伝導粘着テープは、ミネソタ州セントポールの３Ｍの電気的接着及び専門事業部から入手可能である。３Ｍの熱伝導性の接着テープは、接着面に配置されるシリコン処理ポリエステルの着脱可能な保護フィルムを持つ感圧接着面とセラミック充填材とを持つ。３Ｍテープに対して、良好な粘着力は、約２−５秒間約５−５０ｐｓｉの圧力を維持することにより達成される。
【００６２】
好適には、図５に示されるＬＥＤ１９０は、多くの既存のＬＥＤ製品の速い取り換えを容易にし、ヒートシンク１９６に対する特定の要求は、結合のためにかなりクリーンな平らな面の供給のみである。ＬＥＤ１９０は、例えば、熱導電性エポキシを使用するときの場合のように、硬化時間を考慮する必要なしにヒートシンク１９６に確実に結合される。結合は、第２の領域１１０及びヒートシンク１９６に熱伝導性材料１９２を結合するために用いられる接着剤に応じて、永久的又は半永久的である。３Ｍのテープを使用するとき、交換されなければならないＬＥＤ１９０の除去は、テープを剥がすために熱を付与することにより補助され、ＬＥＤをヒートシンク１９６に再び付けるために望ましい。
【００６３】
図６を参照すると、他の実施例では、ＬＥＤ２００は、ボディの上面２０８の対向し合う側に位置される第１の突起２０２及び第２の突起２０４を持つ成形されたボディ２０６を含む。第１及び第２の突起２０２及び２０４は、ボディ２０６の一部として成形されてもよい。あるいは、突起は、スラグ１０６の一部として形成されてもよい。ＬＥＤ２００はまた、電流供給導体を受けるための端子２０７及び２０９を含む。端子２０７及び２０９は、図１に関連して上述されたように、導体ワイアを受けて固定する圧入された端子である。
【００６４】
ＬＥＤ２００は、ヒートシンクに取り付けられた第１のばねクリップ２１４及び第２のばねクリップ２１６でヒートシンク２１２に取り付けられる。ばねクリップ２１４及び２１６は、取付けポイント２１８及び２２０でそれぞれヒートシンク２１２に溶接される。図６に示される実施例では、ばねクリップ２１４及び２１６は板ばねであり、例えば、ベリリウム銅又はステンレス鋼で製作される。他の実施例では、ばね２１４及び２１６は、ヒートシンク２１２の一部として形成されてもよい。
【００６５】
図７を参照すると、各突起２０２及び２０４は、ＬＥＤ２００がヒートシンク２１２と接触して加圧させられるように、それぞれのばねクリップ２１４及び２１６の自由端を受けるためのスロット２１０を含む。示された実施例において、ヒートシンク２１２は、ＬＥＤ２００を受けるために、くぼみ領域２２２を含む。くぼみ領域２２２は、スラグ１０６に対応する形状及びサイズを持ち、ヒートシンク２１２上にＬＥＤ２００を位置決めするための配置ガイドを提供する。くぼみ領域はまた、熱伝導性材料２２４を収容する。
【００６６】
図６及び図７に示される実施例では、突起２０２及び２０４は各々、それぞれ上向きに傾斜した傾斜部分２２６及び２２８を含む。図８を参照すると、傾斜部分２２６及び２２８は、点線で示される位置２３０のばねクリップ２１４及び２１６のそれぞれの自由端を受けるために方向づけられる。ＬＥＤ２００は、ばねクリップ２１４及び２１６のそれぞれの自由端が位置２３２にそれぞれのスロット２１０と係合してきちんとはまるように、それぞれの傾斜部分２２６及び２２８に沿って自由端をガイドする矢印２３４及び２３６の方向にねじられる。スロット２１０それぞれに受けられるとき、ばねクリップ２１４及び２１６の自由端は下方への圧力を付与し、またＬＥＤ２００が更に回転するのを防止し、このように、ＬＥＤをヒートシンク２１２に固定する。
【００６７】
他の実施例では、突起２０２及び２０４と傾斜２２６及び２２８とが省略され、スロット２１０はボディ２０６の上面又はスラグ１０６に直接形成されてもよい。
【００６８】
ＬＥＤ２００は、ＬＥＤを交換するのに必要である簡単な取り外し及び交換を容易にしながら、ヒートシンク２１２上にＬＥＤをこのように確実に取り付ける。簡単な取り外し及び交換を容易にすることにより、好適には、ＬＥＤ２００は、この業界の当業者でなく不慣れな人によっても交換され、よって、ＬＥＤを含む全体の器具の交換を回避する。
【００６９】
図９を参照すると、他の実施例では、ＬＥＤ２４０は、一つ以上ＬＥＤダイ２４４を取り付けるための熱伝導性のスラグ２４２を含む。この実施例では、４個のＬＥＤダイ２４４が、スラグ２４２に結合される熱伝導サブマウント２４６に取り付けられて示される。サブマウント２４６は、例えばシリコン又はセラミック材料を有する。サブマウント２４６は、更に、電流供給導体をＬＥＤダイ２４４に接続するためのパッド（図示せず）を含む。
【００７０】
スラグ２４２は、サブマウント２４６を取り付けるための取付部分２４８及びポスト２５０を含む。ポスト２５０は、ポストの末端にねじ部２５２を含む。図９に示される実施例では、ＬＥＤ２４０は、ポスト２５０のねじ部２５２に受けられるねじナット２５４を含む。スラグ２４２は、例えば、アルミニウム、鋼又は銅のような熱伝導性材料から形成される。
【００７１】
図９に示される実施例では、スラグ２４２は、銅の表面膜を持つ鋼ボルトを有する。好適には、鋼ボルトは、銅又はアルミニウムスラグより強く、一般に低コストである。鋼はまた、銅又はアルミニウム（それぞれ１７及び２３ｐｐｍ／Ｃ）より低い熱膨張係数（約１１ｐｐｍ／Ｃ）を持つ。ＬＥＤダイ２４４を取り付けるために使用される材料は、低い熱膨張係数（シリコンは、約３．２ｐｐｍ／Ｃの熱膨張係数を持つ）を概して持つ。鋼は、このようにスラグ２４２とダイ２４４との間に低い膨張係数不整合を供給し、よって、温度変化によるＬＥＤ２４０に対するストレスを低減する。
【００７２】
ＬＥＤ２４０はまた、スラグ２４２のポスト及び取り付け部分２４８を通って延在する第１及び第２のチャネル２５６及び２５８を含む。チャネル２５６及び２５８は、ＬＥＤダイ２４４に電流を供給するための導体２６０及び２６２をそれぞれ受けるように実施可能である。導体２６０及び２６２は、端部部分２６４及び２６６でそれぞれ曲げを含み、当該曲げは、サブマウント２４６を通ってダイへの電気的接続を供給するためＬＥＤダイ２４４上のパッドと超音波又ははんだで結合される。スラグ２４２が電気的に導体である実施例では、導体２６０及び２６２は、第１及び第２のチャネル２５６及び２５８から電気的に絶縁されるべきである。
【００７３】
図１０を参照すると、ヒートシンク２７０と取り付けられたＬＥＤ２４０が示される。ヒートシンク２７０は、ポスト２５０を受けるための開口部２７２を含む。熱伝導性材料２４９は、スラグ２４２の取り付け部分２４８とヒートシンク２７０の前面部２７４との間に置かれる。ＬＥＤ２４０は、ねじナット２５４を係合し、締め付けることにより、ヒートシンク２７０に固定され、よって、スラグ２４２の取り付け部分２４８が、ヒートシンク２７０の前面部２７４と熱的に結合するように付勢される。導体２６０及び２６２は、ポスト２５０のねじ部分２５２の端部を過ぎて延在し、ＬＥＤ２４０に動作電流を供給するための電流供給部との接続を促進する。
【００７４】
図１０に示される実施例では、ヒートシンク２７０は、ＬＥＤダイ２４４により生成される光を収集し方向づけるための光リフレクタ及び／又は光ガイドとして更に働く円筒缶形状ボディを持つ。導体２６０及び２６２は、ＬＥＤ装置を吊るすための部屋の天井の照明器具（図示されず）と接続されてもよい。他の実施例では、ヒートシンク２７０は、プレート又は例えば冷却フィンを持つヒートシンクでもよい。
【００７５】
図１１を参照すると、代わりのヒートシンク３０２に取り付けられたＬＥＤ３００が示される。ＬＥＤ３００は、ねじ部分３０６を備えるポスト３０４を持つが、円筒ボディ３０８を持つ図９に示されたＬＥＤ２４０に概して類似している。ヒートシンク３０２は、ＬＥＤ３００を固定するためのポスト３０４のねじ部分３０６を受けるためのねじ開口部３１４及び円筒くぼみ３１２を含む。熱的導体材料３１８は、くぼみ３１２の面３２０とボディ３０８との間に置かれる。
【００７６】
好適には、ＬＥＤ３００は、ねじ開口部３１４にねじ止めされ、ボディ３０８とヒートシンク３０２との間の熱的結合を供給するために熱的導体材料３１８が圧迫されるように締め付けられてもよい。
【００７７】
図１２を参照すると、他の実施例では、ＬＥＤ３４０は、一つ以上のＬＥＤダイ３４４を取り付けるための円筒ボディ３４２を含む。ＬＥＤ３４０は、図９と関連して説明されるようにＬＥＤ３４４と接続される導体３４６及び３４８を含む。
【００７８】
ＬＥＤ３４０は、導体３４６及び３４８に対するフィードスルー開口部３５４を持つヒートシンク３５０に取り付けられる。ヒートシンク３５０はまた、ヒートシンクに固定され、それぞれの導体３４６及び３４８を受けるための接続ソケット３５８及び３６０を含むコネクタブロック３５６を含む。ソケット３５８及び３６０は、ＬＥＤ３４０に電流を供給するための供給導体３６２及び３６４とそれぞれ接続される。
【００７９】
ソケット３５８及び３６０は、電子部品を基板と除去可能に接続するためプリント回路基板アセンブリで使用されるソケットに概して類似し、これらソケットはＬＥＤ３４０をヒートシンクに同時に固定する一方、導体３４６及び３４８との接続を供給するように機能する。ソケット３５８及び３６０は、ボディ３４２とヒートシンク３５０の前面部３５２との間に熱的導体材料３６６を少なくとも部分的に圧迫するために充分な力を供給するように構成され、よってＬＥＤ３４０とヒートシンクとの間の良好な熱的コンタクトを保証する。
【００８０】
図１３を参照すると、更に他の実施例では、ＬＥＤ３８０は、サブマウント３８４の第１の面３８５に取り付けられるＬＥＤダイ３８２を含む。ＬＥＤ３８０はまた、第１の面３８５に結合される第１及び第２の長手導体ストリップ３８６及び３８８を含む。一つの実施例では、サブマウント３８４は、導体ストリップ３８６及び３８８をその場所にはんだ付けするための接続パッド（図示されず）を持つ金属セラミックを有する。接続パッドは更に、動作電流をＬＥＤダイ３８２へ供給するためＬＥＤダイ３８２と電気的に接続されてもよい。
【００８１】
導体ストリップ各々は、下方に下がる依存コネクタ部３９０及び３９２それぞれを持つ。示される実施例では、導体部３９０及び３９２は、サブマウント３８４の第１の面３８５から下方向に延在するように折られる。
【００８２】
図１４を参照すると、ＬＥＤ３８０は、サブマウント３８４を囲む（ＬＥＤダイ３８２及びサブマウントの背面を除く）プラスチックボディ３９６に封入される。ボディ３９６はまた、ボディに成型された挿入スナップ４０２を含む。
【００８３】
ＬＥＤ３８０は、下方に下がる降下コネクタ部３９０及び３９２に対応する開口部を持つヒートシンク４０４に取り付けられ、ここでは開口部４１０及び４１２が示されている。ＬＥＤ３８０を取り付けるとき、挿入スナップ４０２が開口部４１０及び４１２内に受けられ、ボディ３９６は、挿入スナップ４０２がヒートシンク４０４の背面４０８と係合するまで下方向に押される。熱伝導性材料４１４は、サブマウント３８４の背面３９８とヒートシンク４０４の前面４０６との間に配置され、これらの条件の下、サブマウントの背面は、ヒートシンクと熱的に結合され、その場所に固定される。熱伝導性材料４１４は、図５に関連して説明されたように、３Ｍのハイパーソフト熱パッドのような適合材料でもよい。
【００８４】
図１３及び図１４に示される実施例では、下方に下がる依存コネクタ部３９０及び３９２各々は、絶縁された導体４２０及び４２２それぞれを受けるためのＶ字形カットアウト４１６及び４１８を持つ。この実施例では、カットアウト４１６及び４１８はまた、導体部の平面にコネクタ部の端部が曲がるのを許容するため除去された円形部４１７及び４１９を持つ。絶縁された導体各々は、導体コア４２４及び絶縁層４２６を持ち、絶縁された導体４２０及び４２２がＶ字形カットアウト４１６及び４１８へ力を行使されるとき、それぞれのカットアウトは、導体コアと電気的にコンタクトするため絶縁をずらすことにより導体と係合するように曲がる。プラスチックボディ３９６は、ヒートシンク４０４からリード線を絶縁することにより、供給された電流の電気的短絡を防止する。
【００８５】
図１及び図２に示された実施例に関連して説明されたように、光学素子は、上述の代替実施例の何れに具備されてもよい。例えば、図１４を参照すると、光学素子は、導体ストリップ３８６及び３８８をアタッチする前にサブマウントに事前成型されるレンズ（図示せず）を有する。
【００８６】
図１５及び図１６を参照すると、他の実施例では、ＬＥＤ４５０は、サブマウント４５２と当該サブマウント上に少なくとも一つ以上のＬＥＤダイ４５４とを含む。ＬＥＤ４５０はまた、第１及び第２の領域４５８及び４６０を持つ金属スラグ４５６を含む。第１の領域４５８は、サブマウント４５２に熱的に結合される。スラグ４５６はまた、第２の領域４６０から突出する金属スタッド４６２を含む。
【００８７】
この実施例では、ＬＥＤ４５０は、ＬＥＤダイ４５４により生成される光を結合し及び／又は方向づけるためのレンズ４６４を含む。レンズ４６４は、レンズ包囲部とでＬＥＤダイ４５４を保護する成型ボディ４６８内に取り付けられる。ＬＥＤ４５０はまた、端子４７０及び４７２と、ＬＥＤダイ４５４に動作電流を供給するためのそれぞれのコネクタ４７４及び４７６とを含む。この実施例では、コネクタ４７４及び４７６は、図１３及び図１４と関連して上述されたような絶縁移動タイプのコネクタである。他の実施例では、図１の端子１１８のような押圧フィット端子が供給されてもよい。
【００８８】
ＬＥＤ４５０の取り付けのプロセスは、図１７乃至図１９を参照すると説明される。図１７を参照すると、ＬＥＤ４５０は溶接ツール（図示せず）のチャック４９０に受けられる。溶接ツールは、米国オハイオ州エリリアのネルソンスタッドウェルディング社から利用可能なネルソン（登録商標）ＣＤライトアイシステムのような容量的放電スタッド溶接システムの一部でもよい。ネルソンシステムは、５０Ｖ乃至２２０Ｖの範囲内の電圧まで６６０００μＦキャパシタを充電するための電源ユニットを含む。溶接ツールは、溶接されるべきワークピースを受けるための種々のチャックアタッチメントを受けるように構成される。溶接ツールは、キャパシタに結合するためのケーブルを含み、チャックを通ってワークピースまでキャパシタの放電を活性化するためのスイッチを更に含む。
【００８９】
この実施例では、チャック４９０は、ヒートシンク４９６と係合するための絶縁部分４９４を持つ外部スリーブ４９２を含む。チャック４９０は、ＬＥＤ４５０を保持し、充電されたキャパシタから金属スラグ４５６へ溶接電流を導通するためのホルダー４９８を更に含む。ホルダー４９８は、スリーブ４９２を受け、スリーブに関して矢印により示される方向に移動可能である。チャック４９０はまた、ＬＥＤ４５０をヒートシンク４９６に付勢するためのばね５０２を含む。一般に、容量的放電スタッド溶接システムは、所望の溶接特性を達成するためバネ５０２により供給される付勢力の調節を促進する。
【００９０】
溶接する前に、ＬＥＤ４５０は、コネクタ４７４及び４７６がそれぞれの導体５０４及び５０６と係合するように位置決めされる。それから、チャック４９０がＬＥＤ４５０にわたって位置づけられ、ＬＥＤは、スタッド４６２がヒートシンク４９６と近接するが電気的にコンタクトしないように、チャック４９０により最初に位置決められる。他の実施例では、ＬＥＤ４５０は、チャック４９０にロードされてもよく、その後チャック内に保持されながらヒートシンクに関して位置決めされる。
【００９１】
電源はまた、所望の電圧までキャパシタを充電するように活性化する。キャパシタが充電され、ＬＥＤ４５０が所望の位置にあるとき、溶接ツールスイッチがユーザにより活性化され、キャパシタはホルダー４９８を通じて放電されるようになる。
【００９２】
初期の電流の流れはスタッド４６２を通って集中され、スタッドとヒートシンク４９６（通常グランドの電位に保持される）との間にアークを確立する。集中された電流の流れは、スタッド３６２を通る高い電流密度となり、スタッドが少なくとも部分的に溶けるか及び／又は蒸発する程度までスタッドの速い加熱を生じ、よって、第２の領域４６０がヒートシンク４９６に近接移動することを許容する。第２の領域４６０がヒートシンク４９６へ近接移動するので、複数のアーク５１０が第２の領域とヒートシンクとの間に確立される。アーク５１０は、第２の領域のスラグ４５６とヒートシンク４９６との局地的溶解を生じ、第２の領域がヒートシンクとのコンタクトを結果的に生じるとき、ＬＥＤ４５０をヒートシンクと固定するように溶接する。
【００９３】
図１９を参照すると、ＬＥＤ４５０のスラグ４５６とヒートシンク４９６との間の結果の溶接は、溶接された金属が後で冷却され固定されたとき、良好な熱コンタクトを保証する。
【００９４】
好適には、容量的放電スタッド溶接システムは、非常に短いタイムフレームで大きな電流（たとえば４ミリ秒で９０００Ａ）をスタッド３６２に流す。スタッド４６２及び周りの第２の領域の結果的加熱は、非常に速く、従って、熱放散が最小化され、よって、スラグ４５６及び／又はヒートシンク４９６の損傷又は変色を局地化する。
【００９５】
図１７に戻ると、他の実施例（コンタクト容量的放電スタッド溶接として知られる）では、スタッド４６２は、ヒートシンク４９６との電気的コンタクトで位置づけられてもよい。次に、スイッチが活性化されるとき、溶接電流は、直接スタッド４６２を通じてヒートシンク４９６と結合される。コンタクト容量的放電スタッド溶接は、スタッド４６２とヒートシンク４９６との間にギャップがあるとき放電が開始される実施例より、わずかに長めの溶接時間となる。
【００９６】
好適には、スタッド４６２は、所望の位置（すなわち、第２の領域４６０の中心）に溶接電流を開始する。しかしながら、他の実施例では、スタッド４６２は、省略されてもよい。斯様な場合、初期の溶接電流が、第２の領域４６０とヒートシンク４９６との間にアークを確立し、結果的溶接が十分に単一であることを保証するためヒートシンクに関してＬＥＤ４５０のより注意深い位置合わせを必要とする。
【００９７】
好適には、ここで説明される実施例のＬＥＤは、熱が効果的にヒートシンクへ転送されるように、ＬＥＤとヒートシンクとの間の良好な熱結合を供給しながら、はんだの使用がないヒートシンクとのアタッチメントを提供する。他の実施例が一般のハンドツール又は他の便利なツールを使用して取り付けられる一方、ここで説明された幾つかの実施例は、道具なしのヒートシンクとのアタッチメントを促進する。
【００９８】
本発明の特定の実施例が、説明され例示されたが、斯様な実施例は、本発明の単なる例示であり、添付の請求項にしたがって意図される本発明を限定するものとみなされるべきではない。
【国際調査報告】
2011519148.tif 000002
2011519148.tif 000003
2011519148.tif 000004
2011519148.tif 000005
2011519148.tif 000006