(57)【要約】  ハウジングの上面に配置されたインターフェース部と、インターフェース部に配置及び装着され、屋外照明システムで発生した熱を放散するように構成された取り付け可能なヒートシンクと、取り付け可能なヒートシンクをインターフェース部に取り付け、それに接触圧力を加えるように構成された取付要素とを含むハウジングを含む、複数の照明要素を含む屋外照明システム用のモジュール式熱管理装置が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の照明要素を備える屋外照明システム用のモジュール式熱管理装置であって、当該モジュール式熱管理装置がハウジングを備えており、ハウジングが、
ハウジングの上面に配置されたインターフェース部と、
インターフェース部に配置及び装着され、屋外照明システムで発生した熱を放散するように構成された取り付け可能なヒートシンクと、
取り付け可能なヒートシンクをインターフェース部に取り付け、それに接触圧力を加えるように構成された取付要素と
を備えている、モジュール式熱管理装置。
【請求項２】
装着された複数の照明要素を含むプリント回路基板であって、ハウジングの上面に配置されたインターフェース部の位置の反対側に隣接するハウジングの内側上面に装着された、プリント回路基板をさらに備える、請求項１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項３】
ハウジングが低熱伝導性材料で形成される、請求項１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項４】
低熱伝導性材料がプラスチック、鉄又はチタンを含む、請求項３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項５】
ハウジングが高熱伝導性材料で形成される、請求項１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項６】
インターフェース部が、ハウジングよりも熱伝導率が高い熱伝導性材料で形成される、請求項１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項７】
インターフェース部の熱伝導率が約１６０Ｗ／ｍ‐Ｋである、請求項６に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項８】
取り付け可能なヒートシンクが、インターフェース部を実質的に完全に覆い、インターフェース部に装着される側面の反対側の一側面に複数のフィン部を備える、請求項６に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項９】
取付要素が、取り付け可能なヒートシンクと物理的に接触する複数の取付要素を備え、ヒートシンクをインターフェース部に固定するために取り付け可能なヒートシンクに接触圧力を加えるように構成される、請求項１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１０】
接触圧力が約０．３５Ｍｐａである、請求項９に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１１】
取り付け可能なヒートシンクとインターフェース部とが同じ材料で形成されている、請求項１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１２】
材料がアルミニウムを含む、請求項１１に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１３】
複数の照明要素を備える屋外照明システムのモジュール式熱管理装置であって、当該モジュール式熱管理装置がハウジングを備えており、ハウジングが、
ハウジングの上面に配置されたインターフェース部と、
インターフェース部に配置され、屋外照明システムで発生した熱を放散するように構成された取り付け可能なヒートシンクであって、取付要素を受けるための受け部を有する、取り付け可能なヒートシンクと、
受け部内に配置され、取り付け可能なヒートシンクをインターフェース部に取り付け、それに接触圧力を加えるように構成された１以上の取付要素と
を備えている、モジュール式熱管理装置。
【請求項１４】
装着された複数の照明要素を含むプリント回路基板であって、ハウジングの上面に配置されたインターフェース部の位置の反対側に隣接するハウジングの内側上面に装着された、プリント回路基板をさらに備える、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１５】
ハウジングが低熱伝導性材料で形成される、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１６】
低熱伝導性材料がプラスチック、鉄又はチタンを含む、請求項１５に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１７】
ハウジングが高熱伝導性材料で形成される、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１８】
インターフェース部が、ハウジングよりも熱伝導率が高い熱伝導性材料で形成される、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項１９】
インターフェース部の熱伝導率が約１６０Ｗ／ｍ‐Ｋである、請求項１８に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項２０】
取り付け可能なヒートシンクが、インターフェース部を実質的に完全に覆い、複数のフィン部を備え、複数のフィン部がその領域に窪み部分を備え、窪み部分が、取付要素を受けるために、取り付け可能なヒートシンクの受け部を形成している、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項２１】
取付要素が、受け部内に配置され、ハウジングの上面の第１の端部で第１の取り付け手段、またハウジングの上面の第２の端部で第２の取り付け手段を介して、ハウジングに取り付けられる、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【請求項２２】
取り付け可能なヒートシンクが、取付要素を受けるために、２つの柱状部の間に開口部が存在するように、２以上の柱状部に整列した複数のフィン部を備える、請求項１３に記載のモジュール式熱管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は、概して、屋外照明システム（例えば、屋外照明器具）に関する。特に、屋外照明システムのモジュール式熱管理装置は、照明システムに供給される電力の量にかかわらず、屋外照明システムの放熱を管理する熱的スケーラビリティ能力を有する。
【背景技術】
【０００２】
熱管理は、屋外照明システムにおいて重要な役割を果たす。屋外照明システムは、高流量の照明要素（例えば、ＬＥＤ）を利用することができ、照明要素の温度は、照明器具の有効性及び性能に影響を及ぼすため、照明要素と屋外照明システムのハウジングとの接合部で低い温度を維持することが非常に重要である。
【０００３】
現行の例では、ＬＥＤベースの道路屋外照明システムは、システム電力の全範囲に対して同じハウジングを有し、熱状態は実際のシステム電力に基づいて変化する。したがって、これらのタイプの照明システムは、熱的に、高いシステム電力のために設計されている。そのため、低いシステム電力の場合には、より小さいハウジングを使用する場合に比べて、ハウジングは不必要な冷却及びコスト増加をもたらす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許第１０２７５９０４５号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本開示の様々な実施形態は、熱的スケーラビリティ能力を有する屋外照明システムのモジュール式で拡張可能な熱管理装置を提供するように構成される。
【０００６】
１つの例示的な実施形態では、屋外照明システム用のモジュール式熱管理装置が提供され、ハウジングの上面に配置されたインターフェース部と、インターフェース部に配置及び装着され、屋外照明システムで発生した熱を放散するように構成された取り付け可能なヒートシンクと、ヒートシンクをインターフェース部に取り付け、それに接触圧力を加えるように構成された取付要素とを備える、ハウジングを備える。
【０００７】
別の例示的な実施形態では、ハウジングを備えるモジュール式熱管理装置が提供され、ハウジングは、ハウジングの上面に配置されたインターフェース部と、インターフェース部に配置され、屋外照明システムで発生した熱を放散するように構成された取り付け可能なヒートシンクであって、取付要素を受けるための受け部を有する、取り付け可能なヒートシンクと、受け部内に配置され、取り付け可能なヒートシンクをインターフェース部に取り付け、それに接触圧力を加えるように構成された１以上の取付要素とを備える。
【０００８】
上記は様々な実施形態の態様及び特徴のいくつかを概略的に概説したものであり、本開示の様々な潜在的な用途の単なる例示であると解釈されるべきである。開示された情報を異なる方法で適用することによって、又は開示された実施形態の様々な態様を組合せることによって、他の有益な結果を得ることができる。したがって、特許請求の範囲によって規定される範囲に加えて、添付の図面と併せて例示的な実施形態の詳細な説明を参照することによって、他の態様及びより包括的な理解を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】１つ以上の例示的な実施形態による屋外照明システムの概略図である。
【図２】１つ以上の例示的な実施形態による、図１に示す照明要素の拡大図である。
【図３】１つ以上の例示的な実施形態による屋外照明システム用のモジュール式熱管理装置の概略図である。
【図４】１つ以上の例示的な実施形態による、装着された取り付け可能なヒートシンクを含む、図２に示すモジュール式熱管理装置の概略図である。
【図５】１つ以上の代替の例示的な実施形態による、屋外照明システムのモジュール式熱管理装置の概略図である。
【図６】１つ以上の例示的な実施形態による、装着されるヒートシンクを含む、図５のモジュール式熱管理装置の概略図である。
【図７】１つ以上の例示的な実施形態による、ヒートシンクを固定するための取付要素を含む、図６のモジュール式熱管理装置の概略図である。
【図８】１つ以上の代替の例示的な実施形態による取り付け可能なヒートシンクの概略図である。
【図９】１つ以上の例示的な実施形態による図７の取付要素の概略図である。
【図１０】１つ以上の例示的な実施形態による、取付要素によってインターフェース部の接触熱抵抗に対して加えられる、接触圧力のグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面は、好ましい実施形態を説明するためのものにすぎず、本開示を限定するものとして解釈されるべきではない。以下の図面の説明を可能にすると、本開示の新規な態様が当業者に明らかになるはずである。この詳細な説明では、図面の特徴を示すために数字及び文字の表記を使用する。図面及び説明における同様の又は類似の表記は、本発明の実施形態の同様の又は類似の部分をいうために使用されている。
【００１１】
必要に応じて、詳細な実施形態を本明細書に開示する。開示された実施形態は、様々な代替形態の単なる例示であることを理解されたい。本明細書で使用される場合、「例示的」という語は、例示、標本、モデル、又はパターンとして役立つ実施形態を参照するために広範に使用される。図は、必ずしも一定の縮尺ではなく、特定の構成要素の詳細を示すために、いくつかの特徴が誇張されているか、又は最小化されていることがある。他の例では、当業者に知られている周知の構成要素、システム、材料又は方法は、本開示を不明瞭にすることを避けるため、詳細には記載されていない。そのため、本明細書で開示される特定の構造的及び機能的詳細は、限定として解釈されるのではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、及び当業者に教示するための代表的な基礎として解釈されるべきである。
【００１２】
本発明の例示的な実施形態は、屋外照明システム用のモジュール式熱管理装置を提供し、この装置は、ハウジングの上部領域に配置されたインターフェース部と、インターフェース部に配置される取り付け可能なヒートシンクと、ヒートシンクをインターフェース部に取り付けるように構成された取付要素と備える、ハウジングを備える。
【００１３】
図１は、１つ以上の例示的な実施形態による屋外照明システム５０の概略図である。屋外照明システム５０は、上面１１０ａ、内側領域１１０ｂ及び底面１１０ｃを有するハウジング１１０を含むモジュール式熱管理装置１００を含み、ハウジング１１０は、複数の照明要素１１５（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））及びこれに装着された他の電気回路を含むプリント回路基板（ＰＣＢ）１１４を有する、光エンジン１１３と、屋外照明システム５０に電力を供給するための電源（図示せず）と、ＰＣＢ１１４に接続され、電源から電力を受け取り、複数の照明要素１１５の動作のために光エンジン１１３に電力を供給するように構成された照明ドライバ１２５とを備える。ハウジング１１０は、ハウジング１１０の内側上面に形成された冷却リブ（図示せず）を備えて、内部の構成要素（例えば、照明ドライバ１２５）から発生する熱に基づいて、ハウジング１１０内の冷却を可能にしてもよい。照明要素１１５から放射された光を、照明システム５０から離れた所望の方向に反射するために、反射器（図示せず）を設けてもよい。屋外照明システム５０の動作状態を制御するためのハウジング制御スイッチ（例えば、オン／オフスイッチ又は調光スイッチ）を収容するギアトレー（図示せず）が設けられてもよい。照明システム５０を支持面に接続するためのカプラ１３０も設けられている。取り付け可能なヒートシンク１４０も設けられており、屋外照明システム５０の照明要素１１５から発生した熱を放散するように構成されている。モジュール式熱管理装置１００の放熱の詳細については、図２〜図１０を参照して後述する。
【００１４】
図２は、１つ以上の例示的な実施形態による、図１に示す照明要素の拡大図である。図２に示すように、照明要素１１５が装着されたＰＣＢ１１４は、モジュール式熱管理装置１００の上面１１０ａに隣接する内側領域１１０ｂの上部内面に配置され、照明要素１１５は、互いに所定距離ｄを隔てて配置されている。本発明は、照明要素１１５の任意の特定の数、又はその特定の構成に限定されず、したがって、所望に応じて変更することができる。照明要素１１５は、そこから放射された光が下方に放射されるように位置してもよい。さらに、照明要素１１５は、モジュール式熱管理装置１００が装着されている面にカプラ１３０を介して結合された端部の反対側の端部に位置する。
【００１５】
図３は、１つ以上の例示的な実施形態によるモジュール式熱管理装置１００の概略図である。図３に示すように、モジュール式熱管理装置１００は、取り付け可能なヒートシンク１４０（図１に示す）を受けるためのインターフェース部１６０と、取り付け可能なヒートシンク１４０を固定するための取付要素１７０とを備える、ハウジング１１０の上面１１０ａを含む。
【００１６】
ハウジング１１０は、屋外照明システム５０の動作のために、図１に示すように、その内側領域１１０ｂの他の構成要素に適合している。ハウジング１１０は、本明細書で説明する目的に適した任意の形状又はサイズで形成することができる。
【００１７】
１つ以上の例示的な実施形態では、ハウジング１１０は、例えば、プラスチック、チタン、又は鉄を含む、低熱伝導性材料で形成されてもよい。材料の熱伝導率は、約０．５Ｗ／ｍ‐Ｋであってもよい。ハウジング１１０は、屋外照明システム５０の構成要素を機械的に固定するように構成される。代替の実施形態では、ハウジング１１０は、例えばアルミニウムを含む、高熱伝導性材料で形成されてもよい。
【００１８】
インターフェース部１６０は、底面１１０ｃの反対側の、ハウジング１１０の上面１１０ａに配置される。インターフェース部１６０は、ハウジング１１０よりも熱伝導率が高い熱伝導性材料で形成されている。１つ以上の例示的な実施形態では、ハウジング１１０が低熱伝導性材料で形成される一方で、インターフェース部１６０はアルミニウムで形成され、約１６０Ｗ／ｍ‐Ｋの熱伝導率を有してもよい。材料によっては、より高い又はより低い値が可能であり得る。代替的に、他の実施形態では、ハウジング１１０及びインターフェース部１６０は、同じ材料、例えばアルミニウムのような高熱伝導性材料で形成されてもよい。
【００１９】
図３に示すように、インターフェース部１６０は、長方形で形成され、本明細書で説明する目的に適した、例えばネジ又は他のタイプの取り付け手段などの取り付け手段を介して、ハウジング１１０に取り付けられる。本発明は、単一のインターフェース部を使用することに限定されず、必要に応じて変更することができる。
【００２０】
図４は、１つ以上の例示的な実施形態に従って装着された取り付け可能なヒートシンク１４０を含む、図３に示すモジュール式熱管理装置の概略図である。
【００２１】
図４に示すように、取り付け可能なヒートシンク１４０は、インターフェース部１６０の上面に、インターフェース部１６０の上面全体を覆うように配置されている。ヒートシンク１４０は、インターフェース部１６０に装着される側面とは反対側の一側面において、複数の整列したフィン部（図では１４２で示す）で形成されている。ヒートシンク１４０は、取り付け可能なヒートシンク１４０を堅固に、かつ確実に固定しておくために、取付要素１７０を使用してインターフェース部１６０に装着され、取り付けられる。取付要素１７０は、単一の要素であってもよいし、複数の取付要素を備えていてもよい。取付要素１７０は、ヒートシンク１４０をインターフェース部１６０に固定するために、ヒートシンク１４０に接触圧力を加えるように構成される。インターフェース部１６０とヒートシンク１４０との間の熱接続は、取付要素１７０を用いて十分な接触圧力を加えることによって実現される。図１０のグラフ１０００に示すように、熱接触抵抗Ｒcontactが無視できる程度であるように（例えば約０．０００３Ｋ‐ｍ2／Ｗ、ここでＫは絶対温度）、接触圧力Ｐcontactの量は、例えば約０．３５Ｍｐａなど、十分に高くてもよい。
【００２２】
図４を再び参照すると、ヒートシンク１４０は、インターフェース部１６０と同じ材料で形成されてもよい。例えば、ヒートシンク１４０はアルミニウム製であってもよい。
【００２３】
（図１に示すように）ハウジング１１０の内側領域１１０ｂに装着された照明エンジン１１３と電気的に連通する照明ドライバ１２５と共に装着された、照明要素１１５及び他の電気回路を含む、照明エンジン１１３及びＰＣＢ１１４は、図３及び図４に示すように、ハウジング１１０の上面１１０ａに配置され、かつその上にヒートシンク１４０が配置されている、インターフェース部１６０の位置の反対側に隣接している。ヒートシンク１４０のフィン部１４２は、限定されるものではないが上述の部品から発生する熱を含む、ハウジング１１０内で発生する熱の放散を助ける。本明細書では単一のヒートシンク１４０が示されているが、本発明は特定の数のヒートシンクに限定されず、必要に応じて変更することができる。さらに、本発明は、特定のタイプのヒートシンク１４０又は取付要素１７０に限定されず、したがって、適宜変更することができる。ここで、他の実施形態によるモジュール式熱管理装置１００について、図６〜図９Ｂを参照して説明する。
【００２４】
図５は、１つ以上の代替の例示的な実施形態による、屋外照明システム５０のモジュール式熱管理装置３００の概略図である。図５に示すように、モジュール式熱管理装置３００は、図３に示して説明したモジュール式熱管理装置１００と同様の構成要素を含むため、これらの要素の詳細な説明は省略する。モジュール式熱管理装置３００は、インターフェース部３２０と、取付要素３３０と、ヒートシンク３４０とを含む、ハウジング３１０を含む（図６に図示）。
【００２５】
１つ以上の例示的な実施形態では、インターフェース部３２０のサイズは様々であってもよい。インターフェース部３２０は、ハウジング３１０の上面３１０ａに形成される。
【００２６】
図６は、１つ以上の例示的な実施形態による、上に装着されるヒートシンク３４０を含む、図５のモジュール式熱管理装置３００の概略図である。図６に示すように、ヒートシンク３４０は、インターフェース部３２０上に装着され、インターフェース部３２０を実質的に完全に覆う。ヒートシンク３４０は、内部に取付要素３３０を受けるための受け部３４６を備える。図示のように、ヒートシンク３４０は、複数の整列したフィン部３４２を備え、各フィン３４２は、その中央領域に窪み部分３４４を備え、フィン３４２は互いに平行であり、かつ密接に近接していることにより、ヒートシンク３４０の中央領域に沿って、取付要素３３０を受けるための受け部３４６を形成する。
【００２７】
図８に示す別の例示的な実施形態では、ヒートシンク４４０は、窪み部分３４４を含まず、代わりに長さがより短く、取付要素３３０を受けるために２つの柱状部４４４の間に開口部４４６が存在するように、２以上の柱状部４４４に整列する、フィン部４４２を含む。
【００２８】
ここで再び図７を参照すると、図７は、１つ以上の例示的な実施形態による、ヒートシンク３４０を固定するための取付要素３３０を示す、図６のモジュール式熱管理装置３００の概略図である。図７に示すように、取付要素３３０は、ストラップ状の可撓性材料で形成され、上面３１０ａの両端で、第１の取り付け手段３３４及び第２の取り付け手段３３６を介して、ハウジング３１０の上面３１０ａに取り付けられている。取付要素３３０に関するさらなる詳細は、図９Ａ及び図９Ｂを参照して以下に説明される。
【００２９】
図９Ａ及び図９Ｂは、１つ以上の例示的な実施形態による図７の取付要素の概略図である。
【００３０】
図９Ａに示すように、取付要素３３０は、第１の取り付け手段３３４のフック部内に載置され、ハウジング３１０の上面３１０ａの第１の端部で第１の取り付け手段３３４の周りを回転して、受け部３４６内で曲がり、その中に収容され、図９Ｂに示すように、第１の端部の反対側の第２の端部で第２の取り付け手段３３６に接続される。第２の取り付け手段３３６と接続する取付要素３３０の端部は、第２の取り付け手段３３６を引っ掛けて取り囲むためのフック部を含む。固定されると、取付要素３３０は、ヒートシンク３４０をインターフェース部３２０に確実に取り付けるために、ヒートシンク３４０に接触圧力を加える。
【００３１】
本発明の例示的な実施形態は、取り付け可能なヒートシンク、インターフェース部、及びヒートシンクをインターフェース部に固定するための取付要素を利用することによって、屋外照明システム内の熱管理の利点を提供する。
【００３２】
本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するために実施例を用いており、また、任意のデバイス又はシステムを製造し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、いかなる当業者も本発明を実施することが可能となるように実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、又は特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にある。
【符号の説明】
【００３３】
５０  屋外照明システム
１００  モジュール式熱管理装置
１１０  ハウジング
１１０ａ  上面
１１０ｂ  内側領域
１１０ｃ  底面
１１３  光エンジン、照明エンジン
１１４  プリント回路基板（ＰＣＢ）
１１５  照明要素
１２５  照明ドライバ
１３０  カプラ
１４０  ヒートシンク
１４２  フィン部
１６０  インターフェース部
１７０  取付要素
３００  モジュール式熱管理装置
３１０  ハウジング
３１０ａ  上面
３２０  インターフェース部
３３０  取付要素
３３４  第１の取り付け手段
３３６  第２の取り付け手段
３４０  ヒートシンク
３４２  フィン部、フィン
３４４  窪み部分
３４６  受け部
４４０  ヒートシンク
４４２  フィン部
４４４  柱状部
４４６  開口部
１０００  グラフ
【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】
2017538272.tif 000009
【図８】
2017538272.tif 000010
【図９】
2017538272.tif 000011
【図１０】
2017538272.tif 000012
【国際調査報告】
2017538272.tif 000013
2017538272.tif 000014
2017538272.tif 000015