(57)【要約】【課題】ＬＥＤ素子アレイを有するＰＣＢＡ（２００）と、二次レンズアレイ（３００）と、レンズホルダ（５１０）とを備えるＬＥＤモジュール（５００）を提供する。【解決手段】二次レンズアレイ（３００）は、レンズホルダ（５１０）とＰＣＢＡ（２００）との間で押しつけられて防水性ガスケットを形成する周辺リップ（３６０）および複数のボス部（３３０ａ）を有する。二次レンズアレイ（３００）も、ＰＣＢＡ（２００）上の端子ブロックと接続するワイヤの周囲にガスケットを形成し、ＰＣＢＡ（２００）が取り付けられるベースプレート（１００）とともに効果的に密封する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレートと、
前記ベースプレートに取り付けられたプリント回路基板と、
前記プリント回路基板に取り付けられた複数の発光ダイオードと、
前記プリント回路基板に取り付けられ、前記複数の発光ダイオードのそれぞれに電力を供給するために電気的に接続された少なくとも２つの電気接続部と、
前記プリント回路基板上の前記複数の発光ダイオード上に取り付けられた二次レンズアレイであって、複数の二次レンズ素子を備え、前記電気接続部のそれぞれにカバー部分を、前記電気接続部のそれぞれに接続された各ワイヤに被覆部を、与えるように構成された二次レンズアレイと、
前記二次レンズアレイ上に取り付けられたレンズホルダであって、前記二次レンズ素子のそれぞれを収容するように形成された複数の孔を備え、前記レンズホルダと前記ベースプレートとの間に少なくとも１つのガスケットを形成して前記プリント回路基板の周りの水の進入を防ぐように前記二次レンズアレイの少なくとも一部分を押しつけるように構成されたレンズホルダと、を備える防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項２】
前記二次レンズアレイは、前記ベースプレートの表面にわたって延伸する周辺リップ部を備える、請求項１に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項３】
前記ベースプレートは、ヒートシンクと、前記モジュールが取り付けられる照明器具本体の一部とのうちの一方を形成する、請求項１または２に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項４】
前記レンズホルダは、その周辺の周りに配置されたスカート部であって、前記ベースプレートの表面に対して前記二次レンズアレイの周辺リップ部を押しつけるように構成されたスカート部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項５】
前記スカート部は、少なくとも２つの切り欠き部を有し、各切り欠き部は、それぞれの被覆部と実質的に整列し、前記被覆部を通るワイヤのために前記二次レンズアレイの対応するカバー部内の接続部へのアクセスを与えるように構成された、請求項４に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項６】
各被覆部は、そこに挿入されたワイヤの周りにガスケットを形成するように構成された、請求項５に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項７】
前記二次レンズアレイは、そこに形成された複数のアレイ取り付け穴を備え、各アレイ取り付け穴は、前記プリント回路基板に形成された対応する取り付け穴を貫通するように構成された、関連付けられたアレイボス部を有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項８】
前記レンズホルダは、そこに形成された複数のホルダ取り付け穴をさらに備え、各ホルダ取り付け穴は、前記二次レンズアレイの対応するアレイボス部と係合し、前記プリント回路基板に形成された前記対応する穴に対して、かつ、前記ベースプレートの表面とに対して、前記アレイボス部を押しつけて密封するように構成された、関連付けられたホルダボス部を有する、請求項７に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項９】
前記プリント回路基板が取り付けられる前記ベースプレートに前記レンズホルダと前記二次レンズアレイとを取り付けるための複数の取り付けねじをさらに備え、各取り付けねじは、前記ホルダ取り付け穴の１つとそれに関連付けられたホルダボス部を貫通して前記ベースプレートの関連付けられた穴に入る、請求項８に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項１０】
前記二次レンズアレイは、光学等級シリコーン材料を含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項１１】
前記二次レンズアレイは一体成形された、請求項１から１０のいずれか一項に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項１２】
前記レンズホルダは一体成形された、請求項１から１１のいずれか一項に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項１３】
前記レンズホルダは、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレートおよびポリアミドのいずれか１つを含む、請求項１２に記載の防水性発光ダイオードモジュール。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載の少なくとも１つの防水性発光ダイオードモジュールを備える照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオードモジュールの改良または発光ダイオードモジュールに関する改良に関し、特に、該モジュールに防水性を与えることに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）ベースの照明器具は、多くの場合、ＬＥＤ素子が、該ＬＥＤ素子へ電力を供給するためのＰＣＢへの電気接続部とともに実装されたプリント回路基板（ＰＣＢ）を備えたＬＥＤモジュールを備える。ＬＥＤ素子は、通常、アレイ状またはパターン状に配列され、ＰＣＢ上に実装され、ＬＥＤ素子が使用される照明器具に適しているＰＣＢアセンブリ（ＰＣＢＡ）としばしば称される。ＬＥＤ素子は、一次光学素子またはレンズを備えた光源をそれぞれ備えるが、これらの光源によって生成された光を照明器具の特定の用途に適した方向に向けるために、二次光学素子が必要になる場合が多い。一般的に、光を方向付けるための二次光学素子としてレンズが使用される。
【０００３】
そのようなＬＥＤモジュールは、屋外での使用の場合、水の進入に対するＬＥＤモジュールの適切な保護を確実にするために、二次光学素子とともにガラス製またはポリカーボネート製の窓を備えた筐体内に取り付けられる。この窓は、ＬＥＤモジュールからの光を筐体から送出することができるものであるが、減衰による光損失をさらに生じさせる別の光学インタフェースとなる。通常、屋外用の照明器具に使用されるガラス窓の場合、最大約７％の光損失が一般的である。
【０００４】
二次光学素子またはレンズを作製する素材を保護窓として使用することで、これらの光損失を低減することができる。このようなアセンブリにおいて、ＬＥＤモジュールは、背面と、二次光学素子のアレイによって形成される表面との間に囲まれて、密封筐体を形成する。このような配置によりＬＥＤモジュールに適切な保護が与えられる場合もあるが、ＬＥＤモジュールにワイヤを設ける必要があり、密封筐体内に延伸するワイヤ周りの防水は、それらが筐体の密封性を維持する適切なガスケット材料で適切に覆われていなければ、依然として水の進入源となる。
【０００５】
特許文献１には、上記のような密封筐体の背面に、密封筐体内にワイヤを入れる際にワイヤを通す防水性のケーブルグランドまたはガスケットを設けることにより上記問題を解決する方法が開示されている。しかしながら、このような解決方法は、独自の熱的ヒートシンクを備えたＬＥＤモジュールには適切ではあるが、ＬＥＤモジュールへのワイヤやケーブルの経路を確保できるように溝や穴を設ける必要があるため、照明器具本体の平坦な表面への取り付けが必要な場合、平坦なＬＥＤモジュールの組立てが複雑化する。
【０００６】
また、特許文献２には、剛性の二次レンズアレイ上にガスケットを設けてカバーで適所に保持されるＬＥＤモジュールの取付け配置が開示されている。カバーは、ＬＥＤモジュールが取り付けられるベースとともに、ねじ留めされると、二次レンズアレイに対してガスケットを、ＰＣＢＡに対して二次レンズアレイを取り囲んで押しつけ、密封筐体を形成する内部を形成する。ガスケットは耐候性シールを与え、ＬＥＤモジュールへの配線用に剛性の金属電線路が設けられている。特許文献３に、このような剛性の金属電線路の１つが記載されている。電線路は、管状のものであり、密封筐体内へとワイヤを通す強固な内部通路を確保する。剛性の金属電線路の一端と密封筐体が取り付けられるハウジングとの間にシールが配置される。
【０００７】
しかしながら、特許文献２では、配線用ではなくＬＥＤモジュール用のシールを形成するために追加の構成部品を必要とし、このような追加の構成部品により、取付け配置の複雑性が増すだけでなく、このような配置のコストも増大してしまう。さらに、特許文献３に開示された剛性の金属電線路についても、ハウジングに配置を取り付ける前に電線路に通すワイヤを慎重に螺装する必要があるため、複雑性およびコストが増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】中国実用新案公告第２０２９４７０１０号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／０５３３４９号
【特許文献３】米国特許第７５６６１４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、二次レンズアレイがＬＥＤモジュールの外部を形成する単純な配置を提供することである。
【００１０】
本発明の別の目的は、ＬＥＤモジュールに防水性を与えるために、二次レンズアレイを用いてＬＥＤモジュールとそれが取り付けられる照明器具との間にガスケットを設けることである。
【００１１】
本発明のさらなる目的は、他のガスケットやシールを使用することなく、二次レンズアレイを用いてＬＥＤモジュール用の配線に防水性を与えることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様によれば、
ベースプレートと、
ベースプレートに取り付けられたプリント回路基板と、
プリント回路基板に取り付けられた複数の発光ダイオードと、
プリント回路基板に取り付けられ、複数の発光ダイオードのそれぞれに電力を供給するために電気的に接続された少なくとも２つの電気接続部と、
プリント回路基板上の複数の発光ダイオード上に取り付けられた二次レンズアレイであって、複数の二次レンズ素子を備え、電気接続部のそれぞれにカバー部を、電気接続部のそれぞれに接続された各ワイヤに被覆部を、与えるように構成された二次レンズアレイと、
二次レンズアレイ上に取り付けられたレンズホルダであって、二次レンズ素子のそれぞれを収容するように形成された複数の孔を備え、レンズホルダとベースプレートとの間に少なくとも１つのガスケットを形成してプリント回路基板の周りの水の進入を防ぐように二次レンズアレイの少なくとも一部分を押しつけるように構成されたレンズホルダと、を備える防水性発光ダイオードモジュールが提供される。
【００１３】
二次レンズアレイを圧縮可能材料で形成することにより、プリント回路基板の部分、ベースプレートの部分およびレンズホルダの部分の間で二次レンズアレイの部分を押しつけることによって形成されたガスケットに同じ材料を使用することができる。
【００１４】
これは、別のガスケットを設けるための追加コストを生じさせることなく防水性接続部を与えるという利点を有する。
【００１５】
好ましい実施形態では二次レンズアレイ全体が同じ材料で作られているが、ガスケットとして使用される二次レンズアレイの部分に使用されるものとは異なる材料が二次レンズ素子に使用されてもよいことは理解されよう。
【００１６】
一実施形態において、二次レンズアレイは、ベースプレートの表面にわたって延伸する周辺リップ部を備える。
【００１７】
これは、水の進入を防ぐように二次レンズアレイ内においてプリント回路基板を効果的に密封するという利点を有する。
【００１８】
ベースプレートは、ヒートシンクと、モジュールが取り付けられる照明器具本体の一部とのうちの一方を形成するものであってもよい。
【００１９】
一実施形態において、レンズホルダは、その周辺の周りに配置されたスカート部であって、ベースプレートの表面に対して二次レンズアレイの周辺リップ部を押しつけるように構成されたスカート部を備える。
【００２０】
プリント回路基板および二次レンズアレイに対して適切なサイズでレンズホルダにスカート部をともに設けることで、二次レンズアレイの周辺リップ部を押しつけてスカート部とベースプレートの表面との間にガスケットを形成する手段が得られる。
【００２１】
好適には、スカート部は、少なくとも２つの切り欠き部を有し、各切り欠き部は、それぞれの被覆部と実質的に整列し、被覆部を通るワイヤのために二次レンズアレイの対応するカバー部内の接続部へのアクセスを与えるように構成される。各ワイヤカバー部は、そこに挿入されたワイヤの周りにガスケットを形成するように構成される。
【００２２】
これらの切り欠き部は、ワイヤのためにアクセスを与え、また、二次レンズアレイの被覆部によってワイヤの周りに形成されたガスケットに影響を与え得る過度の曲げが生じないように、ワイヤを支持するための棚状部を与える。
【００２３】
一実施形態において、二次レンズアレイは、そこに形成された複数のアレイ取り付け穴を備え、各アレイ取り付け穴は、プリント回路基板に形成された対応する取り付け穴を貫通するように構成された、関連付けられたアレイボス部を有する。
【００２４】
その上、レンズホルダは、そこに形成された複数のホルダ取り付け穴をさらに備え、各ホルダ取り付け穴は、二次レンズアレイの対応するアレイボス部と係合し、プリント回路基板に形成された対応する取り付け穴に対して、かつ、ベースプレートの表面に対して、アレイボス部を押しつけてシールを形成するように構成された、関連付けられたホルダボス部を有する。
【００２５】
二次レンズアレイの取り付け穴およびレンズホルダの取り付け穴の両方に関連付けられたボス部を設けることによって、取り付け穴を通った二次レンズアレイとプリント回路基板との間の水の進入を防ぐように取り付け穴の周囲にガスケットを容易に設けることができるようになる。
【００２６】
複数の取り付けねじが、好ましくは、レンズホルダおよび二次レンズアレイを、プリント回路基板が取り付けられるベースプレートに取り付けるために設けられ、各取り付けねじは、ホルダ取り付け穴の１つとそれに関連付けられたホルダボス部を貫通してベースプレートの関連付けられた穴に入る。
【００２７】
二次レンズアレイは、光学等級シリコーン材料を含むことが好ましい。この場合、二次レンズアレイは、一体成形されたものであってもよい。さらに、シリコーン材料の本来の可撓性によりガスケットとして使用することが可能となり、液体または固体のいずれかの形態で適用される追加のガスケットの必要性を避けることができる。
【００２８】
一実施形態において、レンズホルダは一体成形される。この場合、レンズホルダは、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレートおよびポリアミドのいずれか１つを含むものであってもよい。
【００２９】
本発明の別の態様によれば、上述したような少なくとも１つの防水性発光ダイオードモジュールを備える照明器具が提供される。
【００３０】
本発明をさらに理解するために、以下、添付の図面を例示的に参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】プリント回路基板アセンブリの上面斜視図を示す。
【図２】本発明による二次レンズアレイの上面斜視図を示す。
【図３】図２の二次レンズアレイの端子端部の拡大斜視図である。
【図４】図２の二次レンズアレイの端子端部の端面図である。
【図５】本発明による図２の二次レンズアレイのためのレンズアレイホルダの上面斜視図を示す。
【図６】本発明による組立てられたＬＥＤモジュールの端子端部の拡大斜視図を示す。
【図７】図４の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って取った、組立てられたＬＥＤモジュールの端子端部の切断面図を示す。
【図８】図３の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って取った、組立てられたＬＥＤモジュールの端子端部の切断端面図を示す。
【図９】図６の線ＩＸ−ＩＸに沿って取った、組立てられたＬＥＤモジュールの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
いくつかの図面を参照しながら、特定の実施形態について本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。記載する図面は、概略的なものであって、非限定的なものにすぎない。図面において、要素の一部のサイズは誇張して示されているものもあり、例示的な目的のために一定の比率で描かれていないものもある。
【００３３】
本発明は、照明器具に適したＬＥＤモジュールを参照しながら説明されるが、このような実施例に限定されるものではなく、任意のＬＥＤモジュールにおいて、特に水の進入を防ぐ必要があるものであれば、どのようなＬＥＤモジュールでも使用されうることは容易に理解されよう。
【００３４】
本明細書において使用される「プリント回路基板アセンブリ」および「ＰＣＢＡ」という用語は、ＬＥＤ素子アレイが実装されたプリント回路基板（ＰＣＢ）を指す。また、上記用語には、各ＬＥＤ素子に電力を供給するための配線接続部も含まれる。
【００３５】
本明細書において使用される「発光光ダイオードモジュール」または「ＬＥＤモジュール」という用語は、ＰＣＢＡ、二次レンズアレイ、およびＰＣＢＡに二次レンズアレイを取り付けるためのレンズホルダを指す。二次レンズアレイの各素子は、ＰＣＢＡのＬＥＤアレイの対応付けられたＬＥＤ素子と正確に位置合わせされることが必須である。
【００３６】
本明細書において使用される「レンズアレイ」という用語は、少なくとも１つのレンズ素子の配置またはパターンを指す。以下に記載する実施形態において、各レンズアレイは、１つの構成部品として一体に形成された１２個のレンズ素子を備える。しかしながら、レンズアレイは、レンズアレイを形成するように配設された任意の数のレンズ素子を備えてもよいことは理解されよう。
【００３７】
本明細書において使用される「二次レンズアレイ」という用語は、レンズ素子が、所定の光分布を生じる光ビーム形成器として設計され、ＬＥＤ素子アレイの関連付けられたＬＥＤ素子上に位置付けられたレンズアレイを指す。このようなレンズアレイは、通常、路上照明用途の照明器具において二次レンズとして使用される。本発明によれば、二次レンズアレイは、光学等級のシリコーン材料から単一の構成部品として成形される。
【００３８】
本明細書において使用される「シリコーン材料」という用語は、６０〜１００の範囲のショア００（Shore 00）硬さ値を有する光学等級のシリコーン材料を指す。容易に理解されるように、これらの値は、軟らかいから中程度に硬いまでの範囲のものであり、このような材料から作られたレンズアレイの柔軟性、可撓性、および耐久性に影響する。また、シリコーン材料は、より高い温度（例えば、８５℃を超える温度や、場合によっては１５０℃程度の高さの温度）に耐性があるため、ヒートシンク用に使用される高コスト材料のより少ない量しか照明器具に使用される必要がないようにすることができる。
【００３９】
二次レンズとして使用されるシリコーンレンズは、その光学特性に応じてさまざまな大きさや構造を有することができ、このようなレンズを組み込んだ照明装置の高温領域での動作を可能にする。これは、熱放散用の従来のヒートシンクを使用しながら動作温度範囲を広げたり、照明器具の動作に悪影響を与えることなく熱放散に必要なヒートシンクの量を減らしたりすることができるということを意味する。熱放散に必要な材料の量を減らすことで、当然、費用便益が得られる。
【００４０】
シリコーンレンズの光学特性は、全動作温度において維持される必要があり、高温動作時に経時的劣化を示すものであってはならないことは容易に理解されよう。さらに、シリコーンは、紫外線（ＵＶ）放射による劣化に耐性があり、外部環境や屋外環境にさらされるレンズとしての使用に適した選択肢の１つである。
【００４１】
本発明によれば、シリコーンレンズは、より高い動作温度のための要求を満たすだけでなく、ＰＣＢＡとレンズホルダとの間にガスケットを形成するように所定の領域（非レンズ領域）において圧縮可能である二次レンズアレイとして形成される。
【００４２】
本発明によれば、二次レンズアレイに適切なシリコーン材料を使用することによって、二次レンズアレイが、以下にさらに詳細に記載するように筐体への水の進入を防ぐ少なくとも１つの防水性シールまたはガスケットを形成する密封筐体を容易に得ることができる。
【００４３】
図１は、１２個のＬＥＤ素子２２０がその上に実装されたＰＣＢ２１０を備えるＰＣＢＡ２００を示す。ＰＣＢ２１０は、ＰＣＢ２１０が装着または取り付けられるベースプレート（図９に１００で示す）を有する。また、ＰＣＢ２１０は、ＰＣＢＡ２００がその一部をなすＬＥＤモジュールを照明器具のハウジングに取り付けるために取り付けねじ（図５〜９を参照して、以下で記載）が差し込まれる１０個の取り付け穴２３０も含む。さらに、ＰＣＢ２１０は、ＰＣＢＡ２００に電力を供給するためにワイヤ（図示せず）が接続される、その端子端部に位置する端子ブロック２４０、２５０を含む。端子ブロック２４０、２５０は、図３および図４を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、ワイヤ用のプラグイン式コネクタ２４５、２５５を含む。
【００４４】
各端子ブロック２４０、２５０がＰＣＢ２１０上のＬＥＤ素子２２０に電力を供給するための接続部を備えることは容易に理解されよう。
【００４５】
１２個のＬＥＤ素子２１０しか図示していないが、特定の実施例に応じて任意の適切な数のＬＥＤ素子が設けられてもよいことは容易に理解されよう。さらに、ＬＥＤ素子アレイは、図２に示すパターンで構成されたものである必要はなく、任意の他の適切なパターンも可能である。
【００４６】
ＰＣＢ２１０は、図５および図６を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、周辺を延伸し、二次レンズアレイ３００が密封する縁部２６０を有する。ベースプレート１００（図９に示す）は、ＰＣＢ２１０の縁部２６０を越えて延伸することが好ましく、図９を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、二次レンズアレイの周辺リップの対応する部分と係合するように構成された表面１１０を有する。
【００４７】
図２は、図１に示すＰＣＢＡ２００に取り付け可能な、本発明による二次レンズアレイ３００を示す。二次レンズアレイ３００は、各ＬＥＤ素子２１０にそれぞれ１つずつ、１２個の二次レンズ素子３２０が形成された本体部３１０を備える。ＰＣＢＡ２００の取り付け穴２３０に対応する１０個の取り付け穴３３０が図示されており、図６および図９を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、両方の穴に取り付けねじが挿入される。
【００４８】
二次レンズアレイ３００の端子端部には、水が進入しないように、ＰＣＢ２１０の端子端部に設けられた各端子ブロック２４０、２５０のそれぞれに位置合わせされ、これらを覆うカバー部３４０、３５０が設けられる。各カバー部３４０、３５０は、その端部から二次レンズアレイ３００の本体部３１０の端部まで延伸する、関連付けられた被覆部３４５、３５５を有する。
【００４９】
本発明によれば、本体部３１０は、以下にさらに詳細に記載するように、組み立てられるとＰＣＢＡ２００に対してガスケットまたは防水性縁部を形成する周辺リップ３６０を有する。さらに、各被覆部は、以下にさらに詳細に記載するように、挿入されたワイヤの周囲にガスケットまたは防水性シールを形成する。
【００５０】
本体部３１０に形成された各取り付け穴３３０は、ＰＣＢＡ２００の対応する穴２３０内に延伸し、図９を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、水がねじ穴を通って二次レンズアレイ３００とＰＣＢＡ２００との間に進入しないように、各取り付けねじ（図５〜９）の防水性ガスケットとして作用する、ボス部（図９に示す）を有する。
【００５１】
３つの短いリブ３７０が、４つの二次レンズ素子３２０の各群の中心に形成され、２つの長いリブ３７５が、４つの二次レンズ素子の各群の間に形成される。これらのリブは、以下にさらに詳細に記載するように、レンズホルダに位置特定点を与える。
【００５２】
また、端子ブロックカバー部３４０、３５０から離れた二次レンズアレイ３００の端部に、位置合わせピン３８０が形成される。リブおよび位置合わせピンの機能については、以下にさらに詳細に記載する。
【００５３】
二次レンズアレイ３００の例示的な実施形態において、遮光部３２５は、二次レンズ素子３２０を通る光が特定の方向において阻止されるように各二次レンズ素子３２０に設けられる。しかしながら、これらの遮光部は必須のものではないことが理解されよう。
【００５４】
二次レンズアレイ３００における二次レンズ素子３２０の数は、ＰＣＢＡ２００におけるＬＥＤ素子２２０の数に一致するように選択されることは容易に理解されよう。さらに、二次レンズアレイ２１０内の二次レンズ素子３２０の配列および／または向きは、図２に示し本明細書に記載する配列および向きに限ったものではなく、特定の照明用途に応じた任意の他の好適な配列および／または向きのものであってもよい。
【００５５】
ＰＣＢＡ２００がその上に取り付けられ、組み立てられると二次レンズアレイ３００が周辺縁部周りで密封するベースプレート１００（図９）が、明確に表すために図３〜６には図示されていないことは、容易に理解されよう。
【００５６】
図３は、組立てられた二次レンズアレイ３００およびＰＣＢＡ２００の端子端部の拡大図を示しているが、後者は同図において見えない状態である。図示するように、電源（図示せず）からのワイヤ４４０、４５０が、端子ブロック２４０、２５０（図９に示す）のプラグイン式コネクタ２４５、２５５に差し込まれるように、被覆部３４５、３５５の円筒状穴４４５、４５５（図４に示す）内におよびカバー部３４０、３５０内に挿入される。被覆部３４５、３５５の円筒状穴４４５、４５５は、ワイヤ４４０、４５０に沿った水の進入を防ぐガスケットとして作用する。
【００５７】
円筒状穴４４５、４５５の内径およびワイヤ４４０、４５０の外径は、締り嵌め（tight or interference fit）を与えるように選択されてもよい。シリコーン材料の可撓性により、被覆部３４５、３５５は、ワイヤがプラグイン式コネクタ２４５、２５５内に挿入されて、ワイヤの外径に合わせて順応するようにわずかに伸張し、そしてその後、通常の形状およびサイズに緩和しうる。
【００５８】
一実施形態において、各円筒状穴４４５、４５５の内径は、単一の構成部品の二次レンズアレイの成形に使用される成形ツールからの離型角度をもたらすような形状にされる。円筒状穴４４５、４５５の内径の一実施形態を、図７を参照しながら以下にさらに詳細に記載する。
【００５９】
図４は、図３に示されるアセンブリの端子端部の側面図を示す。前述したように、ＰＣＢＡ２００は、端子ブロック２４０、２５０のプラグイン式コネクタ２４５、２５５以外は見えない状態にある。
【００６０】
本発明によれば、二次レンズアレイをＰＣＢＡに対して取り付けるためにレンズホルダが設けられる。レンズホルダは、図５を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、二次レンズ素子を取り囲み保持する単純なフレームを備える。
【００６１】
以下、本発明による、ＰＣＢＡ（図示せず）、二次レンズアレイ３００およびレンズホルダ５１０のアセンブリ５００の上面斜視図である図５を参照する。レンズホルダ５１０は、組み立てられたときに二次レンズ素子３２０および関連付けられた遮光部３２５のそれぞれを受けるよう形付けられた１２個の孔５２０を有するフレーム５１５を備える。
【００６２】
フレーム５１５には、ＰＣＢ２００に形成された１０個の穴２３０および二次レンズアレイ３００に形成された１０個の穴３３０に対応する１０個の穴５３０が形成される。各穴５３０は、図９を参照しながら以下にさらに詳細に記載する二次レンズアレイ３００の対応するボス部を通って延伸するように構成されたボス部（図９に示す）を含む。レンズホルダのフレーム５１５を、二次レンズアレイ３００を間に挟んでＰＣＢＡ２００に固定し、アセンブリ全体を、ＬＥＤモジュールが取り付けられる取り付け板または他の表面（図示せず）に固定するために、取り付けねじ５９０が使用される。
【００６３】
端子ブロック２４０、２５０用のカバー部３４０、３５０を収容するように、フレーム５１５の端子端部には、切り欠き５４０、５５０が設けられる（図１）。
【００６４】
以下にさらに詳細に記載するように、組み立てられたときに二次レンズアレイ３００の周辺リップ３６０と係合してベースプレート１００とシールを形成するスカート５６０がフレーム５１５から延伸する（図９）。フレーム５１５のスカート５６０は、二次レンズアレイ３００の周辺リップ３６０に対して密封し、周辺リップ３６０を、ＰＣＢ２１０の周辺縁部２６０に対し、かつ、ベースプレート１００の表面１１０に対して密封させるような大きさにされる。
【００６５】
５つの短手方向リブ５７０がフレーム５１５に形成され、二次レンズアセンブリ３００に形成された４つの二次レンズ素子３２０からなる各群の中央にある３つの短いリブ３７０と、各群の間の長いリブ３７５とに、組み立てられたときに係合するように構成される。
【００６６】
フレーム５１５は、二次レンズアレイ３００の位置合わせピン３８０が組み立てられたときに係合する孔または穴５８０も含む。この孔または穴５８０は、短手方向リブ５７０とともに、二次レンズ素子３２０および関連付けられた遮光部３２５がレンズホルダ５１０の孔５２０内に位置付けられるように、二次レンズアレイ３００のレンズホルダ５１０との正しい位置合わせを確実なものにする。
【００６７】
レンズホルダ５１０を作る材料となりうる非限定的な例は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）およびポリアミド（ＰＡ）などの熱可塑性材料を含む。
【００６８】
ＬＥＤモジュールアセンブリ５００を構造については、二次レンズアレイ３００（図２〜図５）は、ＰＣＢ２１０が取り付けられるベースプレート１００（図１０）のみが二次レンズアレイ３００によって取り囲まれないように、ＰＣＢＡ２００の縁部にわたって周辺リップ３６０が延伸した状態で、ＰＣＢＡ２００（図２）上に位置付けられる。ＰＣＢＡ２００が取り付けられる表面は、図９を参照しながら以下にさらに詳細に記載するように、二次レンズアレイ３００の周辺リップ３６０が密封する表面を形成する。
【００６９】
さらに、二次レンズアレイ３００の取り付け穴３３０に関連付けられたボス部３３０ａ（図９に示す）は、ＰＣＢＡ２００に形成された対応する穴２３０を貫通する。フレーム５１５の端子端部に設けられた切り欠き５４０、５５０は、それぞれの円筒状穴４４５、４５５が配線接続部へアクセス可能になるように、カバー部３４０、３５０および関連付けられた被覆部３４５、３５５の周りに位置付けられる。
【００７０】
レンズホルダ５１０のスカート５６０は、図６により明確に示すように、円筒状穴４４５、４５５にアクセスするための切り欠き６４０、６５０をさらに有する。これらの切り欠き６４０、６５０のそれぞれは、一般に、関連付けられた被覆部３４５、３５５内に挿入される際のワイヤ４４０、４５０のそれぞれの芯出しを行うだけでなく、それぞれの端子ブロック２４０、２５０内に完全に挿入されたときに各ワイヤに支持を与えるＵ字状の棚状部によって、形成される。
【００７１】
レンズホルダ５１０は、レンズホルダ５１０の短手方向リブ５７０が二次レンズアレイ３００の短いリブ３７０および長いリブ３７５と係合した状態で、二次レンズアレイ３００上にわたって配置される。ねじ５９０は、レンズホルダ５１０のフレーム５１５にある穴５３０内に、ＰＣＢＡ２００の穴２３０を通って延伸する二次レンズアレイ３００に形成された穴３３０に関連付けられたボス部を通って、さらに、ベースプレートに形成された穴１３０内に挿入される（図９）。
【００７２】
図６は、アセンブリ５００の端子端部の拡大図を示す。切り欠き６４０、６５０は、被覆部３４５、３５５を通り、端子ブロック２４０、２５０上のカバー部３４０、３５０内へ、ＰＣＢ２１０上に設けられた端子ブロック２４０、２５０へのアクセスを与える。図示されるように、ワイヤ４４０は、被覆部３４５および端子ブロックカバー部３４０を通って、端子ブロック２４０（図１）のプラグイン式コネクタ（図６に図示せず）内に挿入される。
【００７３】
切り欠き６５０がより明確に見えるように、図６にはワイヤ４５０を図示していない。図示されるように、切り欠き６５０は、上述したように端子ブロックのそれぞれのプラグイン式コネクタに挿入されたときにワイヤを支持可能な棚状部を形成する。切り欠き６４０は、切り欠き６５０と実質的に同一であることは容易に理解されよう。
【００７４】
図７は、図４の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って取った、アセンブリ５００の端子端部の、端子ブロック２４０と関連付けられたプラグイン式コネクタ２４５とを示す断面図を示す。プラグイン式コネクタ２４５は、被覆部３４５およびその中に形成された円筒状穴４４５と実質的に整列される。フレーム５１５の切り欠き６４０もプラグイン式コネクタ２４５と実質的に整列される。
【００７５】
図７に示されるように、円筒状穴４４５は、ワイヤ４４０の差込み方向に小さくなる異なる直径の複数のショルダ部を備える（図８）。この直径が小さくなる構造により、円筒状穴４４５内にワイヤの長さに沿ってワイヤの外径に対して密封する複数のガスケット部を形成しながら、ワイヤ４４０が滑らかに挿入されるようになる。
【００７６】
図８は、図３の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿って取ったアセンブリ５００の端子端部の断面図を示し、図７と類似しているが、ワイヤ４４０が被覆部３４５内に挿入され、これによって密封状態にあり、ワイヤ４４０の導体４４０ａの伸長部分がプラグイン式コネクタ２４５内へ、さらにこれを通して延伸した状態にある。ワイヤ４４０は、被覆部３４５を形成するシリコーン材料に挿入され、その導体４４０ａがプラグイン式コネクタ２４５と完全に係合した状態になると、ワイヤ４４０の外径に被覆部３４５が制約されることで適所に保持され、上述したような防水接続を形成する。
【００７７】
図６を参照しながら上述したように、フレーム５１５のスカート５６０は、端子ブロック２４０、２５０および関連付けられたプラグイン式コネクタ２４５、２５５へのアクセスを与えるのみならず、ワイヤ４４０、４５０を支持するような形状にされた切り欠き６４０、６５０を有する。これらの切り欠き６４０、６５０は、ワイヤカバー部３４５、３５５を形成するシリコーン材料に望ましくない応力を生じさせ得る、ワイヤ４４０、４５０の過度な曲げを防ぐように構成される。
【００７８】
図９は、図６の線ＩＸ−ＩＸに沿って取った断面図である。図から容易に分かるように、二次レンズアレイ３００は、二次レンズアレイのリップ３６０がＰＣＢＡ２００の周辺の周りに延伸し、ＰＣＢ２１０が取り付けられるベースプレート１００の表面と係合した状態で、ＰＣＢＡ２００の上に装着される。ＰＣＢＡ２００は、以下にさらに詳細に記載するように、ベースプレート１００の表面１１０と直接接触した状態にある。
【００７９】
ベースプレート１００は、実質的に平坦であり、以下にさらに詳細に記載するように取り付けねじ５９０を受け、ベースプレートを照明器具本体（図示せず）に取り付けるために形成された複数のネジ穴を有する材料ブロックを効果的に備える。一実施形態において、ベースプレート１００は、モジュール５００用の単純な取り付け板のみを備えるものであってもよい。別の実施形態において、ベースプレート１００は、さらなるヒートシンクが不要となるようにモジュール５００用のヒートシンクを備えてもよい。さらなる実施形態において、ベースプレート１００は、それが取り付けられる照明器具本体（図示せず）とともにヒートシンクの一部を形成する。
【００８０】
穴３３０に関連付けられたボス部３３０ａは、ＰＣＢＡ２００にある穴２３０を通って延伸する。レンズホルダ５１０も、ホルダボス部５３０ａが二次レンズアレイ３００のそれぞれのボス部３３０ａを通って延伸した状態で示されている。組み立てられたとき、取り付けねじ５９０は、レンズホルダ５１０にあるそれぞれの穴５３０を通り、関連付けられたホルダボス部５３０ａを通り、ＰＣＢＡ２００が取り付けられるベースプレート１００内に延伸する。取り付けねじ５９０の挿入により、ボス部を拡げ、二次レンズアレイ３００に形成された取り付け穴３３０に関連付けられたアレイボス部３３０ａを、ＰＣＢＡ２００に形成された穴２３０に押しつけ、アレイボス部３３０ａの端部３３０ｂをベースプレート１００の表面１１０に対して押しつけるように、各ホルダボス部５３０ａはわずかにテーパ状にされてもよい。
【００８１】
図示されているように、シリコーンで作られた二次レンズアレイ３００は、レンズホルダ５１０のスカート５６０とＰＣＢＡ２００の周辺縁部２６０との間、およびアレイボス部３３０ａの端部３３０ｂがベースプレート１００の表面１１０に対して押しつけられた状態でレンズホルダ５１０のボス部５３０ａとＰＣＢＡ２００にある穴２３０との間にガスケットを形成する。さらに、二次レンズアレイ３００はまた、上述したように被覆部３４５、３５５にワイヤ４４０、４５０（図３）の周りにガスケットを形成する。
【００８２】
一実施形態において、二次レンズアレイ３００の周辺縁部３６０は、レンズホルダ５１０によって押しつけられると、ベースプレート１００の表面１１０と同一平面になるように平らになり、図９に示されるように水の進入を防ぐ一対のシールを形成する、そこに形成された一対の周辺リップ３６０ａ、３６０ｂを有する。図９に示されていないが（明確さのために）、周辺リップ３６０ａ、３６０ｂがベースプレート１００の表面１１０に対して完全に平坦であるようにすることもできる。
【００８３】
ベースプレート１００の表面１１０に対する周辺縁部３６０の密封性は他の方法で実現されてもよく、上述したような一対の周辺リップ３６０ａ、３６０ｂに限定されるものではないことは容易に理解されよう。二次レンズアレイ３００の周辺縁部３６０とベースプレート１００の表面１１０との間の密封性を達成するために、リップの数を増やしたり、他の手段を設けたりしてもよい。
【００８４】
さらに、たった１つのＬＥＤモジュール５００がベースプレート１００上に取り付けられるように上述されているが、そのそれぞれが、ＬＥＤモジュール５００内への、特に、二次レンズアレイとＰＣＢＡ２００との間の水の進入を防ぐように、その間でガスケットを形成する二次レンズアレイを有する、このようなＬＥＤモジュールの２つ以上がベースプレート１００に取り付けられてもよいことは容易に理解されよう。
【００８５】
上述の発明は非導電性レンズホルダを備えるが、シリコーン二次レンズアレイが電気安全規則を満たす良好な電気絶縁性を有するため、例えば金属等の導電性材料を備えるレンズホルダが使用されてもよいことは理解されよう。
【００８６】
二次レンズアレイ３００の形成材料としてシリコーンの使用を参照しながら本発明を上述してきたが、二次レンズアレイは、他の材料、または互いに適合可能であり、光学等級レンズと一体に成形可能であり、上述したようなアセンブリの位置にガスケットを形成するように圧縮可能である機能をもたらす材料の組み合わせを含むものであってもよいことは理解されよう。
【符号の説明】
【００８７】
１００  ベースプレート
１１０  表面
１３０  穴
２００  ＰＣＢＡ
２１０  ＰＣＢ
２２０  ＬＥＤ素子
２３０，３３０  取り付け穴
２４０，２５０  端子ブロック
２４５，２５５  プラグイン式コネクタ
２６０  縁部
３００  二次レンズアレイ、二次レンズアセンブリ
３１０  本体部
３２０  二次レンズ素子
３２５  遮光部
３３０ａ  アレイボス部
３３０ｂ  端部
３４０，３５０  端子ブロックカバー部
３４５，３５５  被覆部，ワイヤカバー部
３６０，３６０ａ，３６０ｂ  周辺リップ
３７０，３７５  リブ
３８０  位置合わせピン
４４０，４５０  ワイヤ
４４０ａ  導体
４４５，４５５  円筒状穴
５００  ＬＥＤモジュールアセンブリ
５１０  レンズホルダ
５１５  フレーム
５２０  孔
５３０，５８０  穴
５３０ａ  ホルダボス部
５４０，５５０，６４０，６５０  切り欠き
５６０  スカート
５７０  短手方向リブ
５９０  取り付けねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017037841.tif 000009
【図８】
2017037841.tif 000010
【図９】
2017037841.tif 000011
【外国語明細書】
2017037841000001.pdf