(57)【要約】  装置は、照明器具の電気及び光学部品を囲繞する高分子ハウジングと、ハウジングに固定された外側フレームとを含み、外側フレームは、別のデバイスに装置を機械的に取り付けるカプラを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置であって、当該装置が、
照明器具の電気及び光学部品を囲繞する高分子ハウジングと、
ハウジングに固定された外側フレームであって、当該装置を別のデバイスに機械的に取り付けるカプラを含む外側フレームと
を備える装置。
【請求項２】
電気部品が、プリント回路基板及び固体光源の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
固体光源が、プリント回路基板によって支持された１以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
光学部品が、ハウジング内の固体光源から放射された光を所定のパターンで分配する１以上の光学レンズを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
複数の光学レンズが、ハウジング内の複数の光源から放射された光を所定のパターンで分配するように構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
外側フレームが、金属、金属合金及び複合材料の１種以上で構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
カプラが、装着デバイスをその内部に受け入れる開口遠位端部を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
高分子ハウジングが、照明器具の電気及び光学部品を内部に囲繞するために互いに接合された２以上の別個の部品を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
高分子ハウジングが、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ガラス及びそれらの組合せの１種以上で構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
外側フレームの両側を架橋して接続する中央背骨部をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
照明器具であって、
回路基板と、
回路基板に支持された固体光源と、
固体光源から放射された光を分配するために回路基板に固定又は接合された１以上の光学レンズと、
回路基板、固体光源及び１以上の光学レンズを囲繞する高分子ハウジングと、
ハウジングに固定され、金属、金属合金及び複合材料の１種以上で構成される外側フレームと
を備える照明器具。
【請求項１２】
外側フレームの両側を架橋して接続する中央背骨部をさらに含む、請求項１１に記載の照明器具。
【請求項１３】
高分子ハウジング内にハウジングからの水分の排出を容易にするためのブリーザをさらに含む、請求項１１に記載の照明器具。
【請求項１４】
ブリーザが、さらに、ハウジングの内側圧力と外側圧力を均等にするのを促進する、請求項１３に記載の照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側フレームを有するプラスチックハウジングのＬＥＤ屋外器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック材料で構成された部材を有する屋外照明器具は、軽量であり、効率的かつ安価に製造されることが知られている。しかし、屋外に設置されて厳しい環境に耐えることができる屋外照明器具が望まれており、これに限定されないが、それには風その他の環境危害によって繰り返される負荷が含まれる。
【０００３】
いくつかの屋外照明器具の公知の短所又は少なくとも弱点は、照明器具と装着デバイス又はシステムとの間の接続点である。例えば、照明器具は、照明器具と器具が取り付けられるライトポールとの間の接続点で疲労又は破損しがちなことが多い。
【０００４】
したがって、耐久性があり、軽量で構造的に頑丈な屋外照明器具を設計することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願第２０１４／２２６３３１Ａ１号
【発明の概要】
【０００６】
ある実施形態では、照明器具の電気及び光学部品を囲繞する高分子ハウジングと、ハウジングに固定された外側フレームとを含む装置であって、外側フレームは、別のデバイスに装置を機械的に取り付けるカプラを含む装置が提供される。他の実施形態は、本明細書に記載の照明装置又はシステムを製造するプロセスに関連付けられる。
【０００７】
本開示のある実施形態の技術的効果は、ある実施形態では、外側フレーム及び高分子ハウジングを含む照明システムを生成するための効率的な照明器具及び技術である。以下で明らかになるこのその他の利点及び特徴により、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することによって、本発明の性質をより完全に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ある実施形態に係る照明器具の説明図である。
【図２】本明細書のある実施形態に係る照明器具を製造するための部品を含む照明器具の説明図である。
【図３】本明細書のある実施形態に係るプロセスの例示的な流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本明細書のある実施形態に係る照明器具１００の説明図である。一般に、照明器具１００は、外側フレームを有する高分子ハウジングに囲まれた屋外照明器具である。図１を参照すると、本開示の実施形態に係る照明器具の具体的な態様が示されている。照明器具１００は、外側フレーム１０５を含む。外側フレーム１０５は、照明器具１００に機械的強度及び完全性をもたらすことができる。ある実施形態では、照明器具１００は、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅など）、金属合金、複合材料（例えば、炭素繊維、繊維ガラスなど）その他の材料で構成することができる。照明器具１００はまた、照明器具の電気、電子及び光学部品を囲繞するためのプラスチックハウジングを含む。照明器具１００のハウジングは、２つの別個の部材、上側ハウジング１１０とカバープレート１１５とを含むことができる。ある実施形態では、上側ハウジングは、平面表面と、平面表面の周囲に沿った一体型側壁とを含むことができ、側壁は、対向するカバープレート１１５と嵌合すると、照明器具の他の部品を受け入れるのに十分な深さを設ける。ある実施形態では、カバープレート１１５は、図１に示すように、周辺側壁を含まなくてもよい。いくつかの他の実施形態では、カバープレート１１５は、内部に照明器具の他の部品を収容するための空洞を設けるために、周辺側壁自体を含んでいてもいなくてもよい上側ハウジング１１０と嵌合協働する周辺側壁を含むことができる。
【００１０】
図１に示すように、照明器具１００はさらに、プリント回路基板（ＰＣＢ）１２０を含む。プリント回路基板は、例えば、これらに限定されないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、固体光源（単数又は複数）への電力を調整するドライバ回路、電気コネクタその他の電気部品を含む１以上の固体光源などの電気又は電子部品を支持することができる。照明器具１００はまた、例えば、レンズ、反射器、フィルタその他の光学部品などの１以上の光学部品１２５を含むことができる。ある実施形態では、光学部品は、別個のものであってもよく、他の部品から分離されていてもよいし、又は少なくともいくつかの他の部品と一体化されていてもよい。照明器具１００のレンズ１２５は、ＰＣＢ１２０に固定又は接合される。ある実施形態では、光学部品１２５は、ＰＣＢ１２０上の１以上の、必ずしも等しい数ではない光源（例えば、ＬＥＤ）に対応する複数のレンズ又は他の光学要素を含むことができる。
【００１１】
組み立てられた構成では、ＰＣＢ１２０及び光学部品１２５を含む部品は、上側ハウジング１１０及びカバープレート１１５を含むハウジング内に形成された空洞に配置される。上側ハウジング１１０及びカバープレート１１５は、例えば、熱かしめ、振動溶接、超音波溶接、接着その他の技術を含むプラスチック部品を接合するための１以上の技術によって互いに接合することができる。
【００１２】
外側フレーム１０５は、上側ハウジング１１０の頂部に嵌め合わされ、照明器具に構造的強度及び完全性をもたらす。外側フレーム１０５は、装着ベース又はポール（図１には図示せず）のような別のデバイスに取り付け、接続され、インターフェースするカプラ１３０を含む。ある態様では、カプラ１３０は、別のデバイスに照明器具１００を物理的に結合又は取り付けるための機構を提供することができる。
【００１３】
ある実施形態では、カプラ１３０は、照明器具１００を取り外し可能に取り付けることができる別のデバイスのロッド又はダウエル状の部品を受け入れることができる遠位開口端部を有する。ある実施形態では、外側フレーム１０５は、外側フレーム１０５の両側を架橋して接続する中央背骨部１３２を含むことができる。図１には単一のピースとして描かれているが、中央背骨部１３２は、２つ以上の物理的な特徴を含むことができ、ある実施形態では、長手方向（図示のように）に、幅方向に及びそれらの組合せの形態で外側フレーム１０５の両側を架橋することができる。中央背骨部１３２は、外側フレーム１０５にさらなる剛性及び構造的完全性を加えるように作用することができる。
【００１４】
ある態様では、本明細書の照明器具の電気及び光学部品を囲繞する高分子ハウジングは、効率的かつ比較的安価に製造することができる軽量で耐候性の筐体を提供するが、外側フレームは、環境危害からプラスチックハウジングをさらに保護し、他のデバイス及びシステムとの構造的に健全な装着インターフェースを提供することができる強固で耐久性のある部品を提供する。外側フレーム１０５は、フレームに取り付けられたプラスチックハウジングが所望の電気絶縁特性を有し、容易に製造できる一方で、構造１００全体が屋外器具の標準要件を満たすのに十分な機械的強度を提供することができる。組合せることによる照明器具１００の利点は、容易に製造される軽量の主ハウジングと、他のデバイスに照明器具を機械的に装着してインターフェースさせる頑丈なカプラを有する金属フレームとを含むことである。
【００１５】
ある実施形態では、外側フレーム１０５は、他の部品との電気的及び機械的接続並びにインターフェースのための構造的に強固な機構を提供することができる。外側フレーム１０５は、所望の位置及び配向（例えば、道路上）に照明器具を支持及び配置するために、例えばライトポールに構造的に健全なインターフェースを提供することができる。さらに、外側フレーム１０５は、電源、制御源その他の通信信号源との電気的接続を提供又は促進することができる。外側フレーム１０５は、金属、金属合金、複合材料及び／又はそれらの組合せで構成することができる。
【００１６】
ある実施形態では、高分子部材は、照明器具又は照明具１００のいくつかの層の上又は周囲に射出成形（すなわち、オーバーモールド）することができる。本明細書で言及するように、いくつかの層は、光学層１２５、ＬＥＤ及びＰＣＢ層１２０、並びにこれらに限定されないが、ヒートシンク又は他の熱管理部品（図示せず）を含む他の電気及び光学部品を指すことができる。したがって、照明器具１００のハウジング内に収容された特定の部品及びその具体的な構成は、カプラを有する外側フレームに取り付けられるプラスチックハウジングを含め、このような変更が本明細書の他の態様と矛盾しない範囲で変化し得る。
【００１７】
ある実施形態では、カプラ１３０は、現在公知及び将来的に公知となるものを含め、取り付けられる及び／又は一体化される様々な機械及び電気カプラ並びにプラグを含むことができる。
【００１８】
ある実施形態では、光学部品１２５は、屋外ＬＥＤ照明用に構成された平坦な光学シートを含むことができる。平坦な光学シートは、所望のパターン（単数又は複数）及び方向（単数又は複数）にＬＥＤ又は他の光源から放射された光を分配するために、例えばポリカーボネート又はガラスレンズで構成することができる。ある特定の実施形態では、複数のレンズが、マトリクス状に配列され、レンズのマトリクスがＰＣＢ１２０の複数のＬＥＤに対応することができる位置で別の材料と共に配置され固定され得る。ある態様では、光学部品１２５を含む光学シートは、シートの限定された領域である特定の（すなわち、所望の）光学特性を有してもよい。多くの屋外照明器具では、「上方照明器具効率」（ＵＬＯＲ；upper light output ratio）を約０に維持し、光源の汚染を避けるために、平坦な発光面を有することが重要となり得る。ある実施形態では、本開示のこの態様は、本開示の他の態様と共に適切に使用され得る街路照明用の理想的な配光形状を生成するために、ＬＥＤのマトリクスによって放射された光を分配する平坦な光学シートを提供する。光学シートを含む光学部品は、ポリカーボネート、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ガラスなどの１以上の光学材料で構成することができる。光は、１以上の内部全反射（ＴＩＲ）によって、固体（例えば、ＬＥＤ）光源の表面からハウジングの外側の環境への光学経路を通ってガイド又は導くことができる。光源からの光を反射することができる一部の従来の反射器とは異なり、ＴＩＲレンズは、内部損失を有さない。光が光学材料を離れる光学シートの表面は、平坦であってもよいし、鋭い縁部を有さなくてもよい。光学シートは、所望の配光形状を得るために、１つのモールドされた部材、いくつかのオーバーモールドされた部材、いくつかの接着された部材、又は他の方法で互いに取り付けられた部材から製造することができる。光（例えば、ＬＥＤ又は他の固体光源チップ（単数又は複数）によって生成された）がシートに入射する表面は、テクスチャ加工、平坦化、又は曲面加工することができる。ある実施形態では、光学シートは、反射粒子又は要素を含むことができる。ある態様では、照明器具のグレア効果を避けるために内側に障害物が設けられてもよい。反射粒子は、オーバーモールド、塗装、接着又は任意の他の方法によって挿入することができる。平坦な光学シートは、照明具又は照明器具ハウジングに装着することができ、ガスケットを使用して光学部品１２５の周囲にシールを設けることも可能である。
【００１９】
ある実施形態では、照明器具１００は、照明器具のハウジングの外側に位置したモジュールに設けられ得るドライバ回路又は部品を含むことができる。このようなドライバは、照明器具の外側のコネクタユニットに、部分的又は全体的に載置することができる。ある実施形態及び状況では、固体（例えば、ＬＥＤ）光源用のドライバを含み、ポール又は他のマウントと照明器具を互いに接続するモジュール又はモジュラユニットを使用してもよい。したがって、本明細書のある実施形態では、照明器具１００は、照明器具のハウジング内にＬＥＤドライバを含まなくてもよい。このモジュラコネクタユニットは、ポールアームと照明器具を接続することができ、ポールとポールアームとの間、又は別の位置に載置することができる。ドライバがＬＥＤモジュールより容易に過熱することがあるので、ハウジングの外側の説明された位置にドライバを載置することが有利となり得る。また、器具の内側のＬＥＤモジュールに近接したドライバの一部は、互いに熱を発することがあり、それによって故障の可能性を促進することがある。いくつかの代替の実施形態では、ドライバは、ポール、ポールアーム、又は他の装着デバイスもしくはベースに一体化されてもよい。さらに、ドライバモジュールは、ハウジング又は照明具の配置を補助するように構成され得るという点で、その載置に機械的利点を有することができる。
【００２０】
ある実施形態では、カプラ１３０は、ポール又は他の照明器具ベース、マウント、又は延長部に本明細書の照明器具を接続するためのダウエル状の装着部とインターフェース又は嵌合することができる。ある実施形態では、このカプラは、例えば街路灯を含むポールに本明細書の照明器具又は照明具を装着するための解決策を提供する。本明細書の照明器具が取り付けられるか接続され得る構造は、ダウエル又はロッド形部材と同様の外観を有することができる。
【００２１】
ある実施形態では、カプラ１３０は、照明器具又は照明具と上述の装着デバイス又はベースとの間に任意に載置され得る調節可能なカプラを含むことができる。本明細書の調整可能なカプラは、照明具を選択された角度又は位置に調整することを可能にする複数（例えば、４つ）の歯付き環状ピースで構成されてもよい。
【００２２】
ある態様では、本開示の改良のいくつかは、これらに限定されないが、照明具構造の機械的強度を高めるためにアルミニウム、金属、又は複合材料の外側フレームを含む。理論によって制限されることを望むものではないが、外側フレームは、風力耐性を高めると考えられる。このような風力耐性及びデバイスの堅牢性は、屋外用照明器具を検証するために非常に重要である。
【００２３】
図２は、本明細書のある実施形態に係る照明器具２００の説明図である。大部分において、照明器具２００の部品は、図１に関して説明した照明器具と同様又は同じとすることができる。そのようなものとして、照明器具２００の多くの態様の完全な理解は、上述の照明器具１００の説明を読む際に、本明細書に関連する分野（単数又は複数）の当業者によってなすことができ、以下では繰り返されない。図２は、照明器具２００を製造するプロセスに関する図３の説明と共に参照される。
【００２４】
図２に示す照明器具２００は、上側ハウジング２１０及びフロントカバー２１５を含むハウジングに嵌め合わされる外側フレーム２０５を含む。ある実施形態では、外側フレーム２０５は、カプラ２３０と、中央背骨部２３２とを含み、ねじ又は締結具２３５によって照明器具２００のハウジングに固定される。ある実施形態では、照明器具のハウジングに外側フレーム２０５を取り付けるための他の機構は、単独で、又はねじ２３５及び例えば溶接、接着剤を用いた接着などの他の代替の締結プロセス及び技術と組合せて使用してもよい。１以上の光源、ワイヤトレース並びに電気及び通信相互接続部を含む他の電気部品及び光学部品２２５を支持するＰＣＢ２２０は、ハウジング内に収納又は含まれる。
【００２５】
図３は、照明器具２００を組み立てる又は製造するプロセスを開示する。プロセス３００は、いくつかの例において、互いにその他のプロセス又は操作と組合せて実装され得る多数の操作を含む。操作３０５は、照明器具の上側ハウジング２１０内にブリーザ２４５及びケーブルグランド２４０を設置することを含む。ブリーザ２４５は、組み立て後にハウジングから水分を排出し、シールコンパートメントの内側圧力と外側圧力を均等にするための機構を提供する。組み立てられたハウジングは実質的に耐候性とすることができるが、少量の水分が時折ハウジング内に侵入することがある。しかし、ブリーザ２４５は、ハウジングからのこのような水分の排出を容易にする機構を提供する。ケーブルグランド２４０は、１以上の部材（例えば、図２では２つ）を含むことができる。ケーブルグランド２４０の特徴は、ケーブル（単数又は複数）がハウジングを出入りすることができるアクセスポートを風雨密にすることを含むことができる点である。ある態様では、ケーブルグランド２４０は、ケーブル（図２には図示せず）上の一定のストレインリリーフだけでなく、上側ハウジング２１０においてケーブル（単数又は複数）と開口部との間に風雨密シールを設けることができる。
【００２６】
操作３１０は、上側ハウジング２１０にＰＣＢ２２０その他の内部部品（すなわち、電気、光学及び機械部品）を設置することを含む。内部部品は、これらに限定されないが、熱かしめ、保持ワッシャ又はスターロック（商標）その他のタイプの部品接合技術を含む１以上の高分子締結機構を使用して、上側ハウジング２１０内に又は上側ハウジング２１０に固定され得る。
【００２７】
操作３１５では、電源ケーブル（図示せず）が、「プレケーブル接続」プロセスにおいてケーブルグランド２４０を通して上側ハウジング２１０内に設置することができる。操作３１５は、ケーブルグランド２４０を通って供給されたケーブルを、ＰＣＢ２２０上に又はＰＣＢ２２０によって支持された適切な電気及び通信相互接続部に終端することを含むことができる。
【００２８】
プロセス３００は操作３２０に進み、ここではフロントカバー２１５が上側ハウジング２１０に取り付けられ、上側カバーとカバーが互いに嵌合するときにそれらによって形成された空洞内にＰＣＢ２２０及び光学系２２５を含む。ある態様では、カバー２１５は、これらに限定されないが、振動溶接、超音波溶接、接着などを含む１以上の取り付け技術によって上側カバー２１０に取り付けることができる。
【００２９】
操作３２５に進み、操作３２０によって現在シールされているハウジングは、ねじ締結具２３５によって外側フレームに取り付けることができる。組み立てられたハウジングに外側フレーム２０５を取り付けるための他の機構は、ねじ２３５以外も本明細書において使用できることを理解されたい。
【００３０】
ある態様では、上側ハウジング２１０及びカバー２１５を含む組み立てられたハウジングは、操作３２０でハウジングのシール後に再び開口することを意図していない。しかし、シールされたハウジングは、外側フレーム２０５から選択的に取り外されてもよい。このようにして、本明細書で開示されるような照明器具の電気及び光学部品を含むシールされたハウジングは、ユニットとして容易に交換することができ、外側フレームは、新しい又は異なるシールされた照明器具ユニットで再使用され得る。
【００３１】
いくつかの状況に関して実施形態を説明してきたが、ある実施形態は、一般性を失うことなく、部分的又は全体的に、他のタイプのデバイス、システム及び構成に関連付けられてもよい。
【００３２】
本明細書に記載の実施形態は、説明の目的のみのものである。当業者であれば、修正及び変更を加えて実施することができる他の実施形態を認識するであろう。当業者であれば、特許請求の範囲の範囲及び精神から逸脱することなく、上記の実施形態の様々な適応及び修正を構成することができることを理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に具体的に記載されたもの以外にも実施することができることを理解されたい。
【図１】
2017537443.tif 000003
【図２】
2017537443.tif 000004
【図３】
2017537443.tif 000005
【国際調査報告】
2017537443.tif 000006
2017537443.tif 000007
2017537443.tif 000008