(57)【要約】  照明アセンブリおよび照明アセンブリを製造する方法が提供される。照明アセンブリは、照明要素を含んでいる光モジュールと、光モジュールを受け、収容する凹みを有している筐体とを含んでいる。照明アセンブリはさらに、筐体を介して光モジュールに接続された熱伝導コアを含んでいる。照明アセンブリはさらに、周囲大気へ熱を放散するように、コアおよび筐体と熱接触した状態に装着されたハウジングを含んでいる。
2010520602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明要素を含んでいる光モジュールと、
前記光モジュールを受け、収容する凹みを有している筐体と、
前記筐体を介して前記光モジュールに接続された熱伝導コアと、
周囲大気へ熱を放散するように、前記コアおよび前記筐体に熱接触した状態に装着されたハウジングと、
を備えている照明アセンブリ。
【請求項２】
前記筐体に取り付けられた保護カバーをさらに備えており、
前記カバーは、
前記照明要素から放出された光が前記カバーを透過することを可能にする、前記カバーに形成された透明なカバー、および、
空気流が前記カバーを通り抜けることを可能にする、前記保護カバーの周縁に形成された少なくとも１つの孔を有している、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項３】
前記照明要素が発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを備えている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項４】
前記ＬＥＤデバイスが、少なくとも１つのＬＥＤがその上に装着されたＬＥＤチップを備えている、請求項３に記載の照明アセンブリ。
【請求項５】
前記光モジュールが、前記筐体の中に取外し可能に装着された光モジュールを備えている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項６】
前記光モジュールがさらに、
間に隙間ができるように互いに積み重ねられた第１および第２の回路板であって、前記第１の回路板が第１の回路板孔を有しており前記第２の回路板が第２の回路板孔を有している、第１および第２の回路板と、
ベース頂部とベース底部とを有している装着ベースであって、前記ベース底部が前記ベース頂部よりも幅が広く前記ベース頂部が前記第２の孔を通り抜けて延びている、装着ベースと、
前記照明要素から放出された光を誘導するテーパの付いた光学要素であって、要素上部と要素下部とを有しており、前記要素下部が前記要素上部よりも幅が狭く前記第１の回路板孔を通り抜けて延びている、光学要素と、
を備えている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項７】
前記装着ベース頂部が装着ベース頂面を有しており、前記装着ベース底部が装着ベース底面を有しており、
前記照明要素が、前記装着ベース頂面に装着され、前記照明要素と前記装着ベース頂面の間に第１の熱伝導材料が配置され、
前記装着ベース底面が前記筐体を介して前記コアと熱接触し、前記装着ベース底面と前記筐体の間に第２の熱伝導材料が配置されている、
請求項６に記載の照明アセンブリ。
【請求項８】
前記第１および第２の熱伝導材料が相変化材料を含む、請求項７に記載の照明アセンブリ。
【請求項９】
前記第１の回路板、前記第２の回路板、および前記装着ベース、を固定する弾性装着構成要素を備えている、請求項６に記載の照明アセンブリ。
【請求項１０】
前記弾性装着構成要素によって、前記照明要素が、前記装着ベースに対して実質的に均等な力を及ぼす、請求項９に記載の照明アセンブリ。
【請求項１１】
前記装着構成要素が、ばね圧縮アセンブリおよび弾性ゴム管アセンブリのうちの一方を備えている、請求項９に記載の照明アセンブリ。
【請求項１２】
前記第１の回路板が第１の回路板頂面を備えており、
前記照明アセンブリが、前記フロント回路板頂面に装着された離脱可能な保護覆いを備えている、請求項６に記載の照明アセンブリ。
【請求項１３】
前記第２の回路板が、第２の回路板頂面および第２の回路板底面を備えており、
前記照明アセンブリが、前記第２の回路板底面上に装着された複数の２次ＬＥＤを備えている、請求項６に記載の照明アセンブリ。
【請求項１４】
前記筐体が、外部電源に接続され、前記光モジュールと離脱可能な電気接続を確立する電気接点を含んでいる、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項１５】
前記筐体が、その周縁に、外部電源へのコネクタを受け取る電源開口を含んでいる、請求項１４に記載の照明アセンブリ。
【請求項１６】
前記筐体が、前記筐体の底面に形成された複数の孔を備えている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項１７】
前記第２の回路板が、第２の回路板頂面および第２の回路板底面、ならびに前記第２の回路板底面に装着された複数の２次ＬＥＤを有しており、
前記筐体の前記底面から光が放出することを可能にするため、前記筐体の底面に形成された前記複数の孔が前記複数の２次ＬＥＤと整列している、請求項１６に記載の照明アセンブリ。
【請求項１８】
前記コアを前記筐体および前記ハウジングに固定する熱伝導接着剤を含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項１９】
前記光モジュールからの熱を前記筐体へ伝達し、ハウジング内へ伝達するため、
前記コアが、前記光モジュール、前記筐体、および前記ハウジングに機械的に結合されている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項２０】
前記ハウジングが、熱放散面を有している複数の表面積増大構造を備えている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項２１】
前記表面増大構造が溝を備えている、請求項２０に記載の照明アセンブリ。
【請求項２２】
前記ハウジングが花の形状を有している、請求項２０に記載の照明アセンブリ。
【請求項２３】
前記ハウジングが、前記ハウジングを貫いて形成された複数の孔を備えている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項２４】
前記ハウジングが押出成形品を含む、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項２５】
前記筐体、前記熱伝導コアおよび前記ハウジングが、８０Ｗ／ｍＫよりも大きな熱伝導率を有する材料から形成されている、請求項１に記載の照明アセンブリ。
【請求項２６】
前記材料がアルミニウムを含む、請求項２５に記載の照明アセンブリ。
【請求項２７】
前記材料が陽極処理アルミニウムを含む、請求項２６に記載の照明アセンブリ。
【請求項２８】
照明アセンブリを製造する方法であって、
熱伝導接着剤を使用して、熱伝導コアのコア頂部を筐体の筐体底部に固定すること、
熱伝導接着剤を使用して、ハウジングを前記熱伝導コアのコア底部に固定すること、
ばね圧縮を使用して、少なくとも１つの照明要素を含んでいる光モジュールを、前記筐体の筐体頂部の凹みの中に弾性的に装着すること、および
前記光モジュールを囲うために、前記筐体に保護カバーを取り付けること、
を含む製造方法。
【請求項２９】
前記筐体が、
前記筐体底部の周縁に沿って配置された複数の孔と、
前記光モジュールに電力を供給する外部電源への接続を受け取る電源開口と、
を有しており、
前記方法は、さらに、
前記外部電源との離脱可能な電気接続を確立する電気接点を、前記筐体上に取り付けることを含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記コアを固定することが、
前記筐体から前記ハウジングへ熱を伝達する導管を形成するように前記コアを固定することを含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３１】
ハウジングを固定することが、
押出成形されたハウジングを固定することを含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３２】
ハウジングを固定することが、さらに、
熱放散面を有している複数の構造を有しているハウジングを固定することを含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３３】
前記ハウジングを固定することが、
花の形の押出成形されたハウジングを固定することを含む、請求項３２に記載の製造方法。
【請求項３４】
前記ハウジングを固定することが、さらに、
前記ハウジングのハウジング頂部から前記ハウジングのハウジング底部を貫いて延びる複数の孔を有しているハウジングを固定すること、を含む、請求項３１に記載の製造方法。
【請求項３５】
コアを固定し、ハウジングを固定することがさらに、
８０Ｗ／ｍＫよりも大きな熱伝導率を有している材料から形成されたコアおよびハウジングを、８０Ｗ／ｍＫよりも大きな熱伝導率を有する筐体に固定すること、
を含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３６】
前記光モジュールを組み立てることが、
第１の回路板を、第２の回路板上に、前記第１の回路板と前記第２の回路板の間に隙間が残るように装着すること、
装着ベースを前記第１および第２の回路板に固定すること、
照明要素を前記装着ベースのベース頂部上に装着すること、および、
前記照明要素から放出された光を誘導するために、光学要素を前記第１の回路板上に装着すること、
を含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３７】
前記照明要素を装着することが、
少なくとも１つのＬＥＤを有するＬＥＤチップを装着することを含む、請求項３６に記載の製造方法。
【請求項３８】
第１の回路板および第２の回路板を装着することが、第２の回路板孔を有している第２の回路板上に第１の回路板孔を有している第１の回路板を装着することを含む、請求項３６に記載の製造方法。
【請求項３９】
第１の回路板を装着することが、さらに、
前記第１の回路板を、第２の回路板底面に少なくとも１つのＬＥＤを有している第２の回路板上に装着することを含む、請求項３６に記載の製造方法。
【請求項４０】
光学要素を装着することが、
要素上部のほうが要素下部よりも幅が広いテーパを有する光学要素を装着することを含む、請求項３６に記載の製造方法。
【請求項４１】
装着ベースを固定することが、
ベース頂部、ベース頂面、ベース底部、およびベース底面を有している装着ベースを固定することを含み、前記ベース底部は前記ベース頂部よりも幅が広い、請求項３６に記載の製造方法。
【請求項４２】
前記照明要素を前記ベース頂面上に装着することをさらに含み、前記照明要素と前記ベース頂面の間に第１の熱伝導材料が配置される、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４３】
前記照明要素を前記ベース頂面上に装着することをさらに含み、前記照明要素と前記ベース頂面の間に第１の相変化材料が配置される、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４４】
前記光モジュールを装着することが、前記ベース底部を前記筐体の前記筐体頂部の凹みの中に装着することを含み、
前記ベース底部と前記筐体頂部の間に第２の熱伝導材料が配置される、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４５】
前記光モジュールを装着することが、弾性装着アセンブリを使用することを含む、請求項４４に記載の製造方法。
【請求項４６】
弾性装着アセンブリを使用することが、ばね圧縮アセンブリと弾性ゴム管アセンブリのうちの一方を使用することを含む、請求項４５に記載の製造方法。
【請求項４７】
前記光モジュールを装着することが、前記ベース底部を前記筐体の前記筐体頂部の凹みの中に装着することを含み、
前記ベース底部と前記筐体頂部の間に第２の相変化材料が配置される、請求項４１に記載の製造方法。
【請求項４８】
光モジュールを装着することが、離脱可能な保護覆いを、前記第１の回路板の第１の回路板頂面に装着することを含む、請求項３５に記載の製造方法。
【請求項４９】
保護カバーを取り付けることが、
前記カバーの中心に中心開口部を有しており、前記カバーの周縁に少なくとも１つの孔を有している保護カバーを取り付けること、および
前記中心開口部の中に透明なカバーを装着すること、
を含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項５０】
照明アセンブリ内で使用される光モジュールであって、
前記照明アセンブリ上に配置された装着ベースと、
前記照明アセンブリと前記装着ベースの間に配置された第１の熱伝導材料と、
前記装着ベース上に装着された照明要素と、
前記照明要素と前記装着ベースの間に配置された第２の熱伝導材料と、
前記光モジュールを前記照明アセンブリ内に取外し可能に固定する弾性装着構成要素と、
を備えている光モジュール。
【請求項５１】
前記照明要素が発光ダイオード（ＬＥＤ）デバイスを備えている、請求項５０に記載の光モジュール。
【請求項５２】
前記ＬＥＤデバイスが、少なくとも１つのＬＥＤがその上に装着されたＬＥＤチップを備えている、請求項５１に記載の光モジュール。
【請求項５３】
前記第１および第２の熱伝導材料が相変化材料を含む、請求項５０に記載の光モジュール。
【請求項５４】
前記弾性装着構成要素は、
前記光モジュールを前記照明アセンブリに対して押し付けることによって、前記光モジュールを、前記光モジュール全体にわたって実質的に均等に及ぶ力で、前記照明アセンブリに固定する、請求項５０に記載の光モジュール。
【請求項５５】
前記弾性装着構成要素が、
ばね圧縮アセンブリと復元弾性アセンブリのうちの一方を備えている、請求項５４に記載の光モジュール。
【請求項５６】
前記照明要素からの熱を前記照明アセンブリへ熱伝導するため、前記装着ベースは、少なくとも４００Ｗ／ｍＫの熱伝導率を有する材料から形成されている、請求項５０に記載の光モジュール。
【請求項５７】
さらに、
前記装着ベースに固定された少なくとも１つの回路板を備えている、請求項５０に記載の光モジュール。
【請求項５８】
前記弾性装着構成要素が、さらに、前記照明要素を前記装着ベースに弾性的に固定する、請求項５０に記載の光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、その中に組み込まれた受動冷却構成要素を含むことができる照明アセンブリを対象とする。
【背景技術】
【０００２】
ランプ、天井灯、トラックライト（ｔｒａｃｋ  ｌｉｇｈｔ）などの照明アセンブリは、家庭または事業所における重要な器具である。このようなアセンブリは、ある範囲を照明するために使用されるだけでなく、しばしば、その範囲の装飾の一部として役立たせるために使用される。しかしながら、１つの照明アセンブリにおいて、どちらかを犠牲にすることなく、形態と機能を両立させることはしばしば難しい。
【０００３】
伝統的な照明アセンブリは一般に白熱電球を使用する。白熱電球は安価ではあるが、エネルギー効率が悪く、視感効率も低い。白熱電球のこれらの欠点に対処することを意図して、よりエネルギー効率がよく、より長持ちする、蛍光電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの照明源を使用する手段が講じられている。蛍光電球は、電球を流れる電流を調節するのに安定器を必要とし、したがって標準照明アセンブリに組み込むことが難しいことがある。したがって、かつては特殊用途向けとされていたＬＥＤが、より従来型の照明アセンブリの光源としてますます検討されている。
【０００４】
ＬＥＤは、白熱電球および蛍光電球に優るいくつかの利点を提供する。例えば、ＬＥＤは、１ワットあたり白熱電球よりも多くの光を放出し、減光しても照明の色が変化せず、強い保護および高い耐久性を提供するために堅固なケースの中に構築することができる。ＬＥＤはさらに、控え目に使用されたときに、時には１０万時間を超える極めて長い寿命を有し、この寿命は、最良の蛍光電球の２倍、最良の白熱電球の２０倍である。さらに、ＬＥＤは一般に、白熱電球のように突然に切れることはなく、時間がたつにつれて徐々に暗くなり、やがて機能を停止する。ＬＥＤはさらに、サイズが小さく安定器が不要なため蛍光電球よりも望ましく、また、非常に小さくなるように大量生産し、プリント回路板上に容易に装着することができる。
【０００５】
しかしながら、ＬＥＤは熱に関係した限界を有する。ＬＥＤの性能はしばしば動作環境の周囲温度に依存し、やや高い周囲温度を有する環境中でＬＥＤを動作させると、ＬＥＤが過熱し、早期に機能を停止することがある。さらに、ある範囲を十分に照明するのに足る十分な強度での長時間のＬＥＤの動作も、ＬＥＤの過熱および早期の機能停止を引き起こす可能性がある。したがって、照明アセンブリ内でＬＥＤを使用する際の重要な考慮事項は、適切な受動冷却または能動冷却を提供することである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ファンなどの能動冷却機構は、アセンブリのサイズおよび消費電力をしばしば増大させ、追加の電力を消費するため、照明アセンブリに実装することが困難なことがある。ヒートシンクなどの受動冷却構造も、照明アセンブリのサイズを増大させるため、組み込むことが困難なことがある。さらに、蛍光電球アセンブリ内には安定器があることがあるため、伝統的なヒートシンクも同様に、伝統的な照明割当てに組み込むには不利なことがある。
したがって、サイズをあまり増大させることなく、かつ照明アセンブリがある範囲に付与しうる美観および雰囲気を損なうことなく、ＬＥＤ照明アセンブリなどの照明アセンブリに適切な冷却を提供することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、照明要素を含んでいる光モジュールと、光モジュールを受け、収容する凹みを有している筐体と、筐体を介して光モジュールに接続された熱伝導コアと、周囲大気へ熱を放散するように、コアおよび筐体に熱接触した状態に装着されたハウジングとを備えている照明アセンブリが提供される。
【０００８】
本発明によればさらに、照明アセンブリを製造する方法であって、熱伝導接着剤を使用して、筐体の筐体底部に熱伝導コアのコア頂部を固定すること、熱伝導接着剤を使用して、熱伝導コアのコア底部にハウジングを固定すること、ばね圧縮を使用して、少なくとも１つの照明要素を含んでいる光モジュールを、筐体の筐体頂部の凹みの中に弾性的に装着すること、および光モジュールを囲うために、筐体に保護カバーを取り付けることを含む方法が提供される。
【０００９】
本発明に基づく追加の特徴および利点は、一部については以下の説明に記載されており、一部については、以下の説明から明白であり、または本発明を実施することによって知ることができる。本発明に基づくそれらの特徴および利点は、特許請求の範囲に詳細に記載された要素および組合せによって実現され、達成される。
【００１０】
本発明によればさらに、照明アセンブリ内で使用される光モジュールが提供される。この光モジュールは、照明アセンブリ上に配置された装着ベースと、照明アセンブリと装着ベースの間に配置された第１の熱伝導材料と、装着ベース上に装着された照明要素と、照明要素と装着ベースの間に配置された第２の熱伝導材料と、照明アセンブリ内に光モジュールを取外し可能に固定する弾性装着構成要素とを備えている。
【００１１】
以上の概略的な説明と以下の詳細な説明はともに、単に例示および説明を目的としたものであり、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１２】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明に基づく一実施形態を例示し、本明細書の説明とともに、本発明の原理を説明する役目を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に基づく照明アセンブリの透視図である。
【図２】図１の照明アセンブリの分解図である。
【図３Ａ】図２の光モジュールの分解図である
【図３Ｂ】図３Ａの光モジュールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明に基づく例示的な実施形態を詳細に参照する。本発明に基づく例示的な実施形態の一例が添付図面に示されている。可能なときには、図面全体を通じて、同じまたは同様の部分を指すために同じ参照符号が使用されている。
【００１５】
図１は、本発明に基づく照明アセンブリ１００の図である。
照明アセンブリ１００は、一実施形態では、保護カバー１０、筐体２０、ハウジング３０、およびコア４０を含んでいる。本発明によればさらに、照明アセンブリは、図３Ａおよび３Ｂに示されているように、光モジュール６０を含むことができる。
【００１６】
本発明に基づくいくつかの実施形態では、照明アセンブリはさらに、装着ブラケット５０と電力ケーブル５２とを含んでいてもよい。装着ブラケット５０は、照明アセンブリ１００を、壁やライトスタンドや天井などの動かない固定具に装着するのに使用することができる。本発明に基づく一実施形態では、トラック照明器具において使用されるトラックに照明アセンブリ１００を装着するのに、装着ブラケット５０を使用することができる。電力ケーブル５２は、外部電源から照明アセンブリ１００へ電力を供給するコネクタとして使用することができる。
【００１７】
図２は、図１の照明アセンブリの分解図である。図２に示されているように、光モジュール６０を取り囲む筐体２０にカバー１０を取り付けることができる。図２には光モジュール６０は完全には示されていないが図３Ａおよび３Ｂに完全に示されている。保護カバー１０および筐体に対する光モジュール６０の配置は、図２に、例示のためのみに、点線を使用して示している。
【００１８】
図２に戻ると、カバー１０は、カバー１０の中心部分に形成された主開口部１２と、開口部１２の中に形成されたレンズ１４などの透明部材と、カバー１０の周縁に形成された複数の周縁孔１６と、を含むことができる。レンズ１４は、照明要素から放出された光がカバー１０を透過することを可能にし、さらに照明要素を環境から保護する。光が最小限の反射または散乱でレンズ１２を透過することを可能にするため、レンズ１２は任意の透明材料から製作することができる。本発明によれば、カバー１０、筐体２０、ハウジング３０およびコア４０は、高い熱伝導率を有する材料から形成することができる。カバー１０、筐体２０、ハウジング３０、およびコア４０は、同じ材料または異なる材料から形成することができる。例えば、本発明に基づく一実施形態では、カバー１０、筐体２０、ハウジング３０、およびコア４０が、８０Ｗ／ｍＫよりも大きな熱伝導率を有する材料などの同じ材料から形成される。本発明によれば、この材料をアルミニウムまたは陽極処理アルミニウムとすることができる。
【００１９】
周縁孔１６は、等間隔に配置されカバー１０の周縁全体に沿った部分を露出させるように、カバー１０の周縁に形成することができる。複数の周縁孔１６が示されているが、本発明に基づく実施形態は、１つまたは複数の周縁孔１６を使用することができ、あるいは周縁孔１６を全く使用しなくてもよい。本発明の一実施形態によれば、周縁孔１６は、熱を放散させるために空気がカバー１０を通り抜け光モジュール６０の上を流れることができるように設計されている。本発明の他の実施形態によれば、光モジュール６０から放出された光が周縁孔１６を通過してカバー１０の光環（コロナ）効果を提供することを可能にするために周縁孔１６が使用されてもよい。
【００２０】
筐体２０は、凹み２１を含むことができ、この凹み２１には光モジュール６０が取外し可能に装着される。筐体２０はさらに、締付け具２４を使用してその上に複数の電気接点２３が取り付けられた装着リング２２を含むことができる。電源ケーブル５２を受け取り電気接点２３との電気接続を確立するため、筐体２０の周縁に電源開口２５を形成することができ、電源開口２５には電源グロメットを取り付けることができる。本発明に基づく実施形態では、電源ケーブル５２を筐体２０に固定可能に取り付けることができるが、本発明に基づく他の実施形態では、電源ケーブル５２を筐体２０に取外し可能に取り付けることができる。
【００２１】
さらに、筐体２０の周縁に締付け孔２６を形成することができ、この孔は、締付けねじ２７を使用して筐体２０に装着ブラケット５０を締め付ける際に使用される。さらに、筐体２０の底面に通気孔２８を形成することができ、この通気孔２８は、空気が光モジュール６０の上を流れ周囲大気中へ流出すること、またはハウジング３０内を通り次いで周囲大気中へ流出することを可能にし、それにより光モジュールの冷却を受動的に助ける。
【００２２】
本発明の一実施形態によれば、光モジュールが内部に装着されたときに、電気接点２３がその光モジュール６０への電気接続を提供する。電気接点との電気接続を確立する接点パッド（図示せず）を光モジュール６０の底面に取り付けて、電源ケーブル５２のプラグが筐体２０に差し込まれたときに、電源ケーブル５２を通して電気接点２３へ、次いで接点パッドを通して光モジュール６０内へ電力が供給されるようにすることができる。
【００２３】
本発明によれば、例えば差込み式（プラグイン）接続を使用して、光モジュール６０を筐体から取り外すことができるようにすることができる。取外し可能な光モジュール６０は、使用者が、光モジュール６０から安全に電源を切り離すことを可能にすることができ、その結果、使用者は次いで光モジュール６０を取り外し、光モジュール６０を取り替え、修理し、較正しまたは試験することができる。具体的には、光モジュール６０を取替え可能に形成することができ、それにより使用者は、照明アセンブリ１００の他の構成要素を一切取り替える必要なしに光モジュール６０を取り替えることができる。さらに、照明アセンブリ１００が装着されたまま、光モジュール６０を取り外し、取り替えることができる。
【００２４】
図２はさらに熱伝導コア４０を示している。本発明によれば、コア４０は、スパイク形または「Ｔ」字形の形状を有することができる。本発明によれば、コア４０は、熱伝導接着剤（図示せず）を使用して筐体２０の底面に固定することができる。本発明に基づく一実施形態では、熱伝導接着剤を、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社によって製造されたＳＥ４４８６  ＣＶ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅとすることができるが、他の熱伝導接着剤を使用してもよい。
【００２５】
本発明によれば、コア４０は導管の働きをし、光モジュール６０によって生成された熱を、筐体２０を通して伝導し、ハウジング３０の部分およびコア４０の端部から周囲大気中へ放出する。
【００２６】
ハウジング３０は、リッジ３２などの複数の表面積増大構造を含んでいる押出成形品（extrusion）から製作することができる。リッジ３２は複数の目的を果たすことができる。例えば、リッジ３２は、ハウジング３０の全体表面積を増大させるための熱放散面を提供することができ、それにより熱が周囲大気中に放散するためのより大きな表面積を提供することができる。すなわち、リッジ３２は、ハウジング３０が照明アセンブリ１００の効果的なヒートシンクとして機能することを可能にすることができる。
さらに、ハウジング３０が美的性質を帯びるように、リッジ３２を、さまざまな任意の形状および構成に形成することができる。すなわち、ハウジング３０が、美的魅力を有する装飾的な押出成形品として形作られるようにリッジ３２を形成することができる。例えば、図２に示されているハウジング３０は花の形状を有しており、リッジ３２はフルート（溝）として形成されている。しかしながら、ハウジング３０を、複数の他の形状を有するように形成することもできる。したがって、ハウジング３０は、照明アセンブリ１００の装飾的な特徴として機能することができるだけでなく、光モジュール６０を冷却するヒートシンクとしても機能することができる。
【００２７】
ハウジング３０はさらに複数のハウジング孔３４を含むことができ、この孔は、ハウジング３０の頂部（図２の左側）からハウジング３０の底部（図２の右側）を貫いて延びるように形成されている。ハウジング孔３４は、ハウジング３０の重量を低減させるためだけでなく、加えて照明アセンブリ１００内を通る空気流を増大させるために形成される。したがって、空気は、周縁孔１６を通過し、光モジュール６０のを流れ、通気孔２８およびハウジング孔３４を通り抜けて、ハウジング３０の底部から周囲大気中へ放散し、またはハウジング３０から周囲大気中へ放散することができる。本発明に基づく一実施形態では、ハウジング孔３４が、通気孔２８と整列するように形成されている。
【００２８】
本発明によれば、ハウジング３０はさらに、ハウジング３０の頂部からハウジング３０の底部（図２の右側）を貫いて延びるコア孔３６を含むことができる。ハウジング３０をコア４０に固定することができるように、コア孔３６は、コア４０の底部を受けることができる。本発明の一実施形態によれば、熱伝導接着剤を使用してハウジング３０をコア４０に固定することができる。この熱伝導接着剤は、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社によって製造されたＳＥ４４８６  ＣＶ  Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅとすることができるが、他の熱伝導接着剤を使用してもよい。
【００２９】
ハウジング３０は、ハウジング３０の頂部の頂面が筐体２０の底面と同一平面をなすように、コア４０に固定することができ、それによってハウジング３０と筐体２０の間の確実な熱接触を確立することができる。さらに、熱伝導接着剤を使用して、ハウジング３０と筐体２０の間の熱接触を弾性的に確立することができる。ハウジング３０と筐体の間の確実な熱接触を確立することは、光モジュール６０を冷却する際の助けとなる可能性がある。例えば、光モジュール６０（筐体２０の凹み２１の中に弾性的に装着されている）によって生成された熱が筐体２０の底部を通してリッジ３２の中へ伝導され次いで周囲大気中へ放散するように、リッジ３２の頂面を、筐体２０の底部と同一平面をなすように装着することができる。
【００３０】
図３Ａは、本発明に基づく光モジュールの分解図である。図３Ａに示されているように、光モジュール６０は、上から下へ、離脱可能な保護覆い６１と、テーパの付いた光学要素または反射器６２と、第１の回路板孔６４が形成された第１の回路板６３と、照明要素６５と、第２の回路板孔６７が形成された第２の回路板６６と、弾性装着構成要素６８と、装着ベース６９とを含んでいる。
【００３１】
図３Ａに示されているように、第１の回路板６３は、第２の回路板６６上に積み重ねることができ、第１の回路板孔６４を有するように形成することができ、ここで、テーパの付いた光学要素６２は、第１の回路板孔６４を通り抜けて延びるように第１の回路板６３上に装着される。本発明によれば、テーパの付いた光学要素６２は、底部が第１の回路板孔６４を通り抜けて延びることができるように、底部よりも幅の広い頂部を有するように形成することができる。さらに、テーパの付いた光学要素６２は、照明要素６５から放出された光を誘導し、および／または照明要素６５に対する追加の保護を提供するため、内面に形成された複数の反射面を備えることができる。
【００３２】
第２の回路板６６は、第２の回路板孔６７が装着ベース６９の頂部６９Ａを受け取るように形成することができる。本発明によれば、頂部６９Ａが底部よりも幅が狭くなるように装着ベース６９を形成することができ、それにより、頂部６９Ａは、第２の回路板孔６７を通り抜けて延びることができる。さらに、装着ベース６９は、高い熱伝導率を有する材料から形成することができる。本発明によれば、装着ベース６９を銅から形成することができる。そして、装着ベース６９の頂面６９Ａに照明要素６５を装着することができる。
【００３３】
図３Ａに示されているように、照明要素６５は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップ７０を含んでいる。示されている実施形態は照明要素としてＬＥＤを使用するが、本発明の他の実施形態によれば、他の照明要素を使用することもできる。ＬＥＤチップ７０は、少なくとも１つの発光ダイオードデバイスがその上に装着されたチップを備えることができる。例えば、ＬＥＤチップ７０は、ＯＳＲＡＭ  ＧｍｂＨ社によって製造された出力４００〜６５０ルーメンのＯＳＴＡＲ  ６−ＬＥＤチップを備えることができる。
【００３４】
次いで、ねじまたは他のよく知られた締付具とすることができる締付け具７１を使用して、装着ベース６９上に照明要素６５を装着することができる。照明要素６５と装着ベース６９の間に第１の熱伝導材料７２が配置され、これは、照明要素６５と装着ベース６９の間の空隙充填材の働きをする。本質的に、製造工程中の照明要素６５の底面の機械加工および装着ベース６９の機械加工はともに、これらの表面に、空隙を形成する小さな欠陥を残す可能性がある。これらの空隙のサイズは微小だが、これらの空隙は、照明要素６５の底面と装着ベース６９の頂面６９Ａとの間の熱伝導に対する障害となる。まず、第１の熱伝導材料７２はこれらの空隙を埋めて、照明要素６５と装着ベース６９の間の熱インピーダンスを低減させる働きをし、その結果、熱伝導が向上する。さらに、本発明によれば、第１の熱伝導材料７２を相変化材料（所定の温度で固体から液体へ変化し、それにより第１の熱伝導材料７２の空隙充填特性を向上させる）とすることができる。例えば、熱伝導材料７２は、Ｔｈｅ  Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ社によって製造された、５５℃で固体から液体へ変化するように設計されたＨｉ−Ｆｌｏｗ  ２２５Ｆ−ＡＣ相変化材料を含むことができる。
【００３５】
照明要素６５がその上に装着された装着ベース６９は次いで、弾性装着構成要素６８を使用して、積み重ねられた第１の回路板６３および第２の回路板６６に弾性的に装着される。本発明によれば、装着ベース６９上に照明要素６５を装着する前に、装着ベース６９を、弾性装着構成要素６８を使用して、積み重ねられた第１の回路板６３および第２の回路板６６に装着することができる。
【００３６】
弾性装着構成要素６８は、積み重ねられた第１および第２の回路板６３および６６に装着ベース６９を装着し、照明要素６５の表面および装着ベース６９の表面全体にわたって実質的に均等な締付け力を提供するように、配置することができる。弾性装着構成要素６８を使用することにより、照明要素６５と装着ベース６９の間の空隙によって生じる熱インピーダンスが最小化され、熱伝導率が改善される。図３Ａに示されている実施形態では、弾性装着構成要素６８が圧縮ばね部材を備えることができる。弾性装着構成要素６８が例えばゴム管部材などの弾性部材を備えることができる、本発明に基づく他の実施形態を提供することもことができる。
【００３７】
筐体２０の凹み２１（図２）の中に、光モジュール６０の底面を装着することができる。具体的には、装着ベース６９の底面が凹み２１の中の筐体２０の頂面と接触するように、光モジュール６０を装着することができる。本発明によれば、装着ベース６９と筐体２０の間の熱インピーダンスを最小化するため、装着ベース６９と筐体２０の間に、第１の熱伝導材料７２と同様の第２の熱伝導材料７３（図３Ａ）を配置することができる。第２の熱伝導材料７３も、Ｔｈｅ  Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ  Ｃｏｍｐａｎｙ社によって製造されたＨｉ−Ｆｌｏｗ  ２２５ＵＦなどの相変化材料とすることができる。
【００３８】
本発明によれば、第２の回路板６６は、裏面に装着された少なくとも１つの２次ＬＥＤ７４を有することができる。図３Ａに示されているように、第２の回路板６６は、裏面に装着された複数の２次ＬＥＤ７４を有している。本発明によれば、２次ＬＥＤ７４は、２次ＬＥＤ７４が通気孔２８（図２）と整列するように第２の回路板６６に取り付けることができる。このような配置は、２次ＬＥＤ７４が、通気孔２８を通過し、ハウジング３０およびリッジ３２を照明する２次光を放出することを可能にすることができる。２次光はさらに、照明アセンブリ１００の背後の領域に、ハウジング３０の形の影を投げかけることができ、それにより照明アセンブリ１００によって提供される美的効果を増大させる。
【００３９】
さらに、テーパの付いた光学アセンブリ６２ならびに第１および第２の回路板上の他の構成要素を保護するため、離脱可能な保護覆い６１が照明要素６５上に装着されていてもよい。本発明の一実施形態によれば、その離脱可能な保護覆いは、合成材料から製作され第１の回路板６３の頂面に載るように装着される。
【００４０】
図３Ｂは、第１の回路板と第２の回路板の間の隙間７５を示している、本発明に基づく光モジュールの側面図である。
図３Ｂに示されているように、光モジュール６０は、第１の回路板６３と第２の回路板６６の間に距離ｄの所定の隙間ができるように組み立てられている。図３Ａおよび３Ｂには、２つの回路板を有している光モジュール６０が示されているが、本発明に基づく実施形態では、１つの回路板または２つより多くの回路板を有するように光モジュールを形成することができる。さらに、本発明に基づく他の実施形態では、照明要素６５を能動的に冷却するために、光モジュール６０はモジュール上に装着された微小なファンを有していてもよく、または、照明要素６５を受動的に冷却するために、回路板上に装着された受動ヒートシンクを有していてもよい。さらに、本発明に基づく実施形態は、照明要素６５上に装着されたヒートシンクとファンの組合せ、および能動冷却構成要素と受動冷却構成要素の他の組合せを使用することができる。
【００４１】
本発明の他の実施形態は、本明細書を検討すること、および本明細書に開示された発明を実施することによって当業者には明らかとなろう。本明細書および例は単に例示的なものとみなされることが意図されており、本発明の真の範囲および趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１】
2010520602.tif 000003
【図２】
2010520602.tif 000004
【図３Ａ】
2010520602.tif 000005
【図３Ｂ】
2010520602.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月18日(2009.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明アセンブリに取外し可能かつ弾性的に装着可能な光モジュールであって、
熱伝導性の照明アセンブリに熱的に結合可能な装着ベースと、
該装着ベースに装着されたＬＥＤ照明要素と、
前記装着ベースを前記照明モジュールに弾性的に結合できるように構成された１つまたはそれ以上の弾性装着構成要素であって、前記光モジュールが前記照明アセンブリに結合されているときに前記装着ベースに力を加えて前記装着ベースを照明アセンブリに弾性的に接触させ、それにより、前記装着ベースと前記照明アセンブリとが熱的に結合する弾性装着構成要素と、
を備えている光モジュール。
【請求項２】
孔を有する回路板をさらに備えている、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項３】
前記ＬＥＤ照明要素から照射された光を誘導する多数の反射面を有するテーパの付いた光学要素をさらに備え、当該テーパの付いた光学要素の一部が前記回路板の孔を通って延びている、請求項２に記載の照明モジュール。
【請求項４】
前記１つまたはそれ以上の弾性装着構成要素が、
前記光モジュールの装着ベースに実質的に均一に及ぶ力で前記装着ベースを前記照明アセンブリに付勢することによって、前記光モジュールを前記照明アセンブリに結合する、請求項１に記載の照明モジュール。
【請求項５】
前記弾性装着構成要素が圧縮バネを含んでいる、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項６】
前記装着ベースが、前記照明要素からの熱を前記照明アセンブリに熱的に伝導するように、熱伝導材料で構成されている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項７】
さらに、
前記光モジュールと前記照明アセンブリとの結合において、前記照明アセンブリの電気接点に電気的に接続可能な電気接点を少なくとも１つ備えている、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項８】
前記少なくとも１つの電気接点は、
前記光モジュールが前記照明アセンブリと結合している間、前記照明アセンブリの前記電気接点に回転して接続可能である、請求項７に記載の光モジュール。
【請求項９】
前記装着ベースが前記光モジュールに対して軸方向に可動であり、これにより、主要な熱が、前記装着ベースを介して前記ＬＥＤ照明要素から前記照明アセンブリに伝達される、請求項１に記載の光モジュール。
【請求項１０】
熱伝導性の照明アセンブリと、
該照明アセンブリに取外し可能かつ弾性的に装着可能な光モジュールと、を備える照明ユニットであって、
前記光モジュールは、
装着ベース、
該装着にマウントされたＬＥＤ照明要素、および、
前記光モジュールが前記照明アセンブリに結合されたときに、該装着ベースが前記照明アセンブリに弾性的に接触するように前記装着ベースに力を加え、それにより前記装着ベースと前記照明アセンブリとが熱的に結合する１つまたはそれ以上の弾性装着構成要素、を有している、照明ユニット。
【請求項１１】
前記照明アセンブリが、さらに、
前記光モジュールが前記照明アセンブリに装着されているときに電気的接続を定めるために、前記光モジュールの電気接点にリリース可能に結合される電気接点を有している、請求項１０に記載のユニット。
【請求項１２】
前記光モジュールの前記電気接点が、該光モジュールが前記照明アセンブリと結合している間、前記照明アセンブリの前記電気接点に回転して接続可能である、請求項１１に記載のユニット。
【請求項１３】
前記装着ベースと前記照明アセンブリの装着インターフェースとの間に配置された熱伝導材料の層をさらに備え、
該熱伝導材料の層は、
前記光モジュールの前記装着ベースと前記装着インターフェースとの間の熱インピーダンスを最小にするように構成されている、請求項１０に記載のユニット。
【請求項１４】
前記光モジュールが、さらに、
孔を有し、前記装着ベースの少なくとも一部がその孔を通って延びるように構成されている回路板を有している、請求項１０に記載のユニット。
【請求項１５】
光モジュールを取外し可能に受ける照明アセンブリであって、
前記光モジュールを取外し可能に受けるように構成された筐体と、
該筐体を介して前記光モジュールと熱的に結合可能な細長い熱伝導コアと、
該コアの周りに装着され、該コアおよび前記筐体と熱接触するハウジングであって、前記光モジュールによって生成されて前記筐体および前記熱伝導コアを介して該ハウジングに伝達された熱を放散させるように構成され、熱放散表面を具備する多数の面積増大構造を介して熱を放散するハウジングと、
を備えている照明アセンブリ。
【国際調査報告】
2010520602.tif 000007