CN1105863C - 用于光导管照明系统的安装组件及光导管照明系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将一光导管照明系统(2)安装于一支承面的安装组件，包括一连接于光源(104)的细长支承轨(20)和一连接于所述细长支承轨(20)的吊挂支架(22，24)。支承轨(20)包括反向延伸的纵向凸缘部分，它们可滑动地配合于吊挂支架(22，24)，藉以将支承轨(20)连接于吊挂支架(22，24)。吊挂支架(22，24)既可以是可滑动地支承在支承轨(20)上以允许光源(104)相对于支承面移动，也可以沿支承轨(20)固定在不同的位置上。细长的光源支承轨(20)连接于一光源(104)，该光源带有一支架(22，24)或带有一围住光源(104)的壳体(10)，光源支承轨(20)还可以连接于一相关的光管支承轨(20)，以在光管(16)和光源(104)之间传递轴向力。

Description

用于光导管照明系统的安装组件以及光导管照明系统

发明领域

本发明涉及照明系统，更具体地说，涉及一种用于光导管照明系统的安装组件，该组件可将一光源可滑动地安装到一支承面上，或安装于支承面上的一个固定位置。

发明背景

长期以来，总是希望用一个中央照明系统对较大的区域进行照明，因为这样有很多优点。例如，与很多分散光源相比，一个中央光源更容易维护。由一中央光源所产生的热量可以很方便地从被照明的区域排出，而来自分散光源的热量不容易排出。连接于中央光源的光配送系统只散发少量的或者不散发热量。

如授予Whitehead的美国专利4,260,220所述，由透明材料制成的光导管或称光管已被广泛地使用，这些光导管具有基本上平的、八等分的(inoctature)内表面和外表面。这些装置通常是由用透明的柔性聚合物片材制成的光学薄膜构造而成，该材料的一侧具有一结构化表面，而其与结构化表面相对的另一侧为一光滑表面。这种装置的结构化表面最好包括一微型的线性阵列，该阵列是由基本上为直角的二等边棱柱组成，这些棱柱并肩排列，形成多个凸峰和凹谷。另外，棱柱的垂直侧面相对于光滑表面大致成45度角。如果光线偏离光导管纵轴线的角度不超过一临界角，聚合物片材的这种结构以及光导管的形状就可以将光线限制成沿光导管通过，不会从管壁透出。因此，以小于临界角的角度进入光导管的光线被全内反射。

临界角的定义是：周围介质(通常是空气)的折射率与管壁材料折射率比值的反正弦值。例如，一种折射率为1.493的聚甲基丙烯酸甲酯透明材料，若所有入射光线均小于约为27.3度的临界角(沿着光导管的纵轴线测量)时，将会被全内反射。另一方面，以超出临界角的角度进入光导管的入射光线不会被全内反射。

或者，如美国专利5,661,839(Whitehead)所述，可以利用多层光学薄膜来构造一光导管。光导管可以被构造成具有各种横截面，如美国专利4,260,220所述的方形截面，以及如美国专利4,805,984所述的圆形截面。

在很多场合，希望能使光线以受控的方式从光导管散发出来。过去已经有很多装置可便于光线从光管散发，如美国专利5,363,470(Wortman)所述。在另一个例子中，可以在光导管内侧安置一个分散器，如利用高反射白色聚合物胶带(例如明尼苏达州圣保罗市的3M公司出品的SCOTCHCAL ELETROCUT牌的薄膜)制成的散射体，以提高光从光导管内部的透光或散发率。散射体可提高光的散发率，即，使入射于其上的光线分散至光导管的非全内反射角度的区域，从而增加处于这些可让光线从光导管散发之角度的光线数量。通常，是将一条高反射白色聚合物胶带设置在光导管的整个长度上，以形成散射。

目前的光分配系统是采用连接于一光源的分段光导管。这些光导管段相互接合成串，其总长可达4至40米。一光分配系统可以包括一设置在串列管段一端的单个光源，或包括设置在串列管段两端的、相互指向的两个光源。光分配系统会受到各种力，包括由于温度波动所造成的热收缩和膨胀而形成张力和压缩力。一条40米长的串列光导管的膨胀和收缩程度可达15厘米。因此，必须将光分配系统设计成可以承受由于这种长度变化所导致的力。在目前的设备中，光源通常附连于墙壁或天花板上的固定位置。因此，在这种光分配系统中，不能靠移动光源来释放应力，并且在光源安装之后，不容易改变其位置。此外，对于其中一个光源必须相对于另一个光源移动的双光系统而言，需要两个单独的光源安装组件。因此，希望能为光源提供一种安装组件，其不需要两个单独的安装组件，并且便于安装。

发明概要

本发明提供了一种用于将一光导管照明系统安装于一支承面(例如天花板)的安装组件。该安装组件包括一连接于光源的细长支承轨和一连接于所述细长支承轨的吊挂支架。支承轨包括反向延伸的纵向凸缘部分，它们可滑动地配合于吊挂支架，藉以将支承轨连接于吊挂支架。吊挂支架既可以是可滑动地支承在支承轨上以允许光源相对于支承面移动，也可以沿支承轨固定在不同的位置上。这样的安装组件特别适用于双光照明系统，即在一光导管(光管)的两端分别设置有两个相互指向的光源的照明系统。在这样一个系统中，通常是将一个光源固定于支承面，而另一个光源可相对于支承面和所述固定光源浮动或移动。因此，可消除由于例如热膨胀或收缩而在系统中产生的应力。由于可将光源安装在支承面上的不同位置，因而这样的系统还有利于安装。

在一个实施例中，光管包括一支承轨，该支承轨连接于光源支承轨，因而可通过这两个支承轨来传递轴向的张力和压缩力。光源支承轨连接于带有一壳体支架的光源，并防止吊挂支架和壳体支架发生相对移动，吊挂支架可以刚性地连接于壳体支架。为了在吊挂支架不是固定地连接于壳体支架的情况下限制吊挂支架的纵向移动，可以在支承轨的位于吊挂支架的两侧设置一对挡止件，当支承轨相对于吊挂支架滑动预定的距离时，挡止件与吊挂支架相接触。

在另一个实施例中，光源支承导轨连接于一围住光源的管壳，该光源支承导轨不与光管支承导轨相连接，因而可以将轴向力直接从光管传递至光源。可以在光管和光源之间设置一承载联接件，以便更有效地传递力。此外，光管和联接件的相邻端可以包括能传递张力和压缩力的互锁套环。

附图简要说明

下面将接合附图来更详细地描述本发明，附图中相同的标号表示相同的部件。

图1是一结合有本发明安装组件的照明系统的立体图；

图2是图1所示照明系统的纵剖视图；

图3是沿图1中的线3-3剖取的横剖视图；

图4是沿图1中的线4-4剖取的横剖视图；

图5是本发明的另一个变化型实施例的立体图；

图6是图5实施例的纵剖视图；

图7是另一种支承轨的立体图；

图8是一挡止夹的立体图；

图9是图7所示支承轨的端部视图，该支承轨连接于一吊挂支架和壳体支架；以及

图10是沿图7中的线10-10剖取的横剖视图。

详细描述

现请参见图1和图2，其中示出了一照明系统2，该照明系统包括一光源4、一光导管6(例如一光管组件)、以及一用于将所述照明系统2悬挂于一支承面(例如一天花板，未图示)的安装组件8。为简化起见，图中所示的照明系统只有一单个的光源。然而，该照明系统也可以包括一个布置在光管组件远端、指向第一光源的第二光源，从而增加照明系统的总长。光源最好是高强度光源，如购自于马里兰州Rockville的Fusion照明股份有限公司的LIGHTDRIVE 1000^TM。该光源包括一壳体10和一包含一个灯泡14的反射锥体12。光管组件(例如购自于明尼苏达州圣保罗市的3M公司的3M LPS1010光管系统)包括多个相互连接的光管16。为简化起见，图中只示出了其中的一个光管。

安装组件包括一连接于光壳体10的主壳体支架18、一固定地连接于壳体支架18的细长的光源支承轨20、以及一对连接于支承轨20的吊挂支架22、24。吊挂支架22、24固定地连接于支承面，如天花板。或者，支承轨可以固定地连接于支承面，而吊挂支架可以固定地连接于壳体支架，因而使吊挂支架可以沿着固定的支承轨滑动。图3和图4分别示出了支承轨20与吊挂支架22、24之间的连接情况。支承轨20具有大致为I形的横截面，并且包括一对反向伸出的上凸缘部分20a和一对反向伸出的下凸缘部分20b，下凸缘部分20b与上凸缘部分20a一起限定了一对纵向延伸的凹槽26和28，这两个凹槽可分别接收吊挂支架22、24的指向内的弯角部分22a、24a。弯角部分22a、24a可滑动地保持在凹槽26、28中，从而允许支承轨20和一相关的光源在安装过程中滑到支架22、24上，并进一步允许支承轨和相关光源滑过支架，因此，当由于热膨胀和收缩而使光管组件6的长度改变时，可以相对于支承面滑动。壳体支架的肩部18a与下凸缘部分20b相配合，将壳体支架18连接于支承轨20。

一对挡止件30沿着吊挂组件22、24的方向并在其两侧，从支承轨20向上延伸。挡止件30可用来限制在吊挂组件22、24与支承轨20之间的移动程度。因此，当支承轨20和光源4相对于固定在支承面上的吊挂组件22、24移动预定的距离时，吊挂组件22、24接触挡止件30，藉以防止支承轨20更进一步地滑动。或者，可以将一锁定片32连接于吊挂支架22和壳体支架18，以将吊挂支架22固定地连接于支承轨20，藉以防止支承轨20相对于支架22滑动。由于吊挂支架22固定于支承面，锁定片可将光源4相对于支承面固定在一个固定的位置上。可以在吊挂组件24上设置一个类似的锁定片，以提供附加的装置，用于将光源和光源支承轨相对于支承面固定在一个固定的位置上。还可以采用其它已知的紧固技术(如焊接或铆接)将吊挂组件连接于支承轨。或者，可以去掉锁定片，以允许光源支承轨20和安装于其上的光源可以滑过吊挂支架22、24，从而如上所述的那样相对于支承面移动。允许光源移动有利于安装，并且便于释放由于光源和光管组件之间的相对移动所造成的应力，例如由于光管组件6的热膨胀和收缩所造成的长度变化而形成的应力。因此，利用本发明的安装组件既可以将光源安装在一个相对于支承面的固定位置上，也可以将光源相对于支承面可滑动地安装。这样的安装组件在双光源系统中特别有利，在所述双光源系统中，一个光源固定，另一光源可相对于吊挂组件自由地移动。

通过将一紧固件38(例如一螺母和一螺栓)穿过锁定片32和设置在壳体支架18上的多个孔中的一个，就可以将壳体支架18和锁定片32相互连接。吊挂支架24包括一在支架的侧壁部分24b之间延伸的螺纹夹紧件36。在被拧紧时，螺纹夹紧件可施加一个使侧壁部分24b相互靠拢的向内的力，从而为支架24提供一个附加的结构刚性，藉以防止吊挂支架从支承轨脱落。支架22也可以包括一螺纹夹紧件。还可以采用其它已知的技术来防止侧壁24b分开，例如在侧壁24b之间设置一刚性杆。每个支架22、24还可以分别包括一挡脚22c、24c，这两个挡脚向下伸出，当光源如上所述的那样沿着支承轨20滑动一预定距离时，可与一个挡止件20接触配合。

各光管16分别包括一沿光管长度方向延伸的支承轨40。一类似于光源吊挂支架22、24的光管吊挂支架41安装在支承面上，并且可滑动地与光管支承轨相配合，因此，当例如由于热膨胀和收缩的缘故而使光管组件6的总长发生变化时，可允许光管16和光管支承轨40相对于支承面移动。一连接器或引导夹头42将光源支承轨20连接于光管支承轨40。该引导夹头包括一对突起42a，该对突起可与光源支承轨20和光管支承轨40上的凹口44、46相配合，藉以防止两个支承轨分开。因此，在光管组件的收缩过程中，可通过引导夹头传递一张力，在膨胀过程中，可通过引导夹头来传递一压缩力。或者，在膨胀过程中，光源支承轨20和光管支承轨40的端部相互抵靠，可通过两支承轨来传递压缩力。

一联接件48将光管16连接于反射锥体12。一联接垫圈50将联接件48连接于反射锥体12。联接垫圈50包括一环形槽52，如果不使用联接件48，该环形槽可以接纳光管16的端部，这样就可以将光管16直接连接于反射锥体12。联接垫圈50还包括一径向向内的引导槽54，该槽可接纳反射锥体12的边缘、用于反射锥体12的透明罩盖的边缘、以及联接件48的唇部48a。可采用一围绕联接垫圈50布置的V带夹紧件58来收紧联接垫圈的连接处。在光管16和联接件48之间设置一环形垫圈60，以在其间造成密封。此外，一封条62围绕由光管16、环形垫圈60和联接件48所形成的接头，以为此处的连接提供附加的支承，并提供更有效的密封。封条62固定于引导夹头42的外表面。或者，封条62可以紧固于支承轨20、40、联接件26或光管16。

图5和6示出了本发明安装组件的另一个变化型实施例。该安装组件包括一可接纳光源104之底盘166的外壳或管壳164。底盘166包含反射锥体112和光源壳体(未图示)。该管壳可包围因而保护底盘166，进而将光源支承于支承面，其支承方式类似于以上结合图1和2所述的支承于主壳体支架18的方式。一细长的支承轨120与管壳164形成一体，并沿其顶面延伸。或者，该支承轨120可以是一个附连于管壳164的单独构件。支承轨120包括一对反向伸出的凸缘部分120a，这两个凸缘部分与吊挂支架122和124的弯角部分相配合，其配合方式类似于图3和4所述的吊挂支架22和24与支承轨20的配合方式。管壳包括一端盖168，该端盖连接于并间隔于管壳，从而限定一环形的空气流动槽，允许冷却空气进入管壳并流过底盘166。虽然图中所示的管壳164具有大致为圆形的横截面，但应该理解，该管壳可以具有各种不同的横截面形状，例如方的或矩形的。此外，可以将管壳形成为具有一可插入光源的敞开端的单个构件，或者是形成为围绕光源紧固在一起的两半。

与图1和2所示的安装组件不同，图5和6的光源支承轨120并不连接于光管支承件140。相反，光源支承轨140的整个长度都容纳在管壳164的整个长度中。因此，没有用引导夹头42。然而，即使没有连接支承轨120和140，也可以通过承载联接件148将压缩力从光管116传递至反射锥体112。由于结合图1和2所述的光管16和联接件48之间的连接不适于传递张力，所以图5和6示出了联接件148和光管116之间的另一种连接方式，借助该连接方式既能传递张力又能传递压缩力。该接头包括在光管116和联接件148之相邻端上的相配互锁套环172、174。一夹紧件176包围这两个套环。或者，可以将光管116直接连接于联接垫圈150，这样就可以消除联接件148。

图7-10示出了另一种安装组件，该组件包括一光源支承轨220、一吊挂支架222和一U形挡止夹头284。该安装组件的一个有利之处是，可以消除图1和2所示实施例中的挡止件30、锁定片32和孔34。支承轨220包含一可接纳挡止夹头的纵向内凹槽282，并包括反向伸出的上凸缘部分220a和反向伸出的下凸缘部分220b，它们限定了纵向延伸的侧凹槽226、228。下凸缘部分220b可配合壳体支架218的一个凸肩部分218a，藉以将支承轨220固定于壳体支架218。吊挂支架222包括一U形滑动部分222a(图9)，该滑动部分可限定一用于接纳支承轨220的上凸缘部分220a的凹槽。吊挂支架222还包括一向下延伸的端部222b，该端部靠近所述支承轨220，位于上凸缘部分220a和下凸缘部分220b之间。虽然只图示和描述了吊挂支架222的一半，但显然另一半也应具有类似的结构特征。

如图8清楚所示，挡止夹头284包括一对腿部284a，这对腿部通过一弧形铰接部分284b相互连接，并从铰接部分延伸。挡止夹头是用合适的弹性材料，例如弹簧钢制成的。一对翼部284c分别从两个腿部284a的末端反向地伸出，一对锁定片部分284d分别从两个腿部的位于铰接部分284b和翼部284c中间的位置反向地伸出。支承轨220包含用于接纳锁定片部分284d的第一对横向开口286，以及用于接纳翼部284c的、靠近支承轨220端部的第二对横向开口288。开口286、288可允许挡止夹头284滑入内凹槽并在其中锁定到位。当被插入内凹槽282时，每个翼部284c的一端分别穿过相应的开口288而伸入侧凹槽226并远离吊挂端部222b。因此，当支承轨220和挡止夹头284相对于吊挂支架222偏移时，翼部284将抵靠吊挂组件的向下延伸的端部，从而防止支承轨和相关的光源更进一步地移动。在此方式下，挡止夹头284可代替图1和2中所示的挡止件30。此外，可以在靠近支承吊挂件222每一侧的支承轨凹槽282内设置成对的挡止夹头，以将吊挂件有效地锁定到位，从而不必采用图1和2中所示的锁定突片32和对准孔34。

虽然以上描述了本发明的若干个实施例，但熟悉本技术领域的人员应该可以作出各种变化和改型而不偏离所阐述的本发明的精神。因此，本发明的保护范围不应该限于所描述的结构，而是应该由权利要求书中的语言所描述的结构以及与其等价的结构来限定。

Claims (14)

1.一种用于将照明系统安装到支承面上的安装组件，所述照明系统包括一具有一反射锥体的第一光源、以及一具有第一和第二端部的光导管组件，该光导管组件包括一连接于所述光源反射锥体的光导管，所述安装组件包括：

(a)一连接于所述第一光源的细长支承轨；以及

(b)一第一光源吊挂支架，该支架固定地连接于所述支承面，并且可调节地连接于所述细长的支承轨。

2.如权利要求1所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述第一细长支承轨包括反向延伸的凸缘部分，这些凸缘部分适于可滑动地配合所述第一光源吊挂支架。

3.如权利要求2所述的照明系统安装组件，其特征在于，该组件还包括：

(c)一光导管支承轨，该支承轨连接于光导管，并且连接于所述第一光源支承轨；以及

(d)至少一个光导管吊挂支架，该支架固定地连接于所述支承面，并且可滑动地连接于所述光导管支承轨。

4.如权利要求3所述的照明系统安装组件，其特征在于，该组件还包括一壳体支架，该壳体支架将所述第一光源支承轨固定地连接于所述第一光源。

5.如权利要求4所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述第一吊挂支架固定地连接于所述壳体支架，所述壳体支架包括多个适于接纳一紧固件的对准孔，藉以将所述第一吊挂组件可拆卸地和可调节地固定于所述壳体支架。

6.如权利要求5所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述第一吊挂组件包括一夹紧装置，用于提供一个推动所述吊挂支架与所述第一光源支承轨接触配合的力，藉以防止所述吊挂组件从所述第一光源支承轨上脱开。

7.如权利要求6所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述第一光源支承轨包括挡止件，这些挡止件是布置成可限制所述第一光源支承轨相对于所述吊挂支架的纵向移动。

8.如权利要求7所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述照明系统还包括一布置在所述光源反射器和光导管之间的承载联接件，藉以在所述光导管组件和所述光源之间提供一个力的传递界面，从而通过所述联接件将在热膨胀和收缩过程中所产生的力传递至所述光源。

9.如权利要求8所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述联接件和所述光导管的相邻端部包括能将轴向力传递至光源的互锁套环。

10.如权利要求1所述的照明系统安装组件，其特征在于，该组件还包括一连接于所述第一光源支承轨的管壳，所述管壳大致包围所述第一光源。

11.如权利要求10所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述第一光源支承轨与所述管壳形成一体，所述支承轨被包含在所述管壳的长度范围内。

12.如权利要求1所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述照明系统还包括一连接于所述光导管组件的第二端的第二光源，所述安装组件还包括一连接于所述第二光源的支承轨，以及一固定地连接于所述支承面并且可调节地连接于所述第二光源壳体的第二光源吊挂支架。

13.如权利要求1所述的照明系统安装组件，其特征在于，所述细长的支承轨包含一纵向内凹槽，所述第一光源吊挂支架包括向下延伸的端部，所述安装组件还包括一布置在所述纵向内凹槽中的挡止夹头，所述挡止夹头具有穿过所述支承轨、适于接合所述向下的端部的翼部。

14.一种光导管照明系统，包括：

(a)一光源；

(b)一连接于所述光源的联接件；

(c)一光导管组件，该组件包括至少一个连接于所述联接件的光导管；

(d)一连接于所述光源的细长光源支承轨；

(e)至少一个连接于所述细长支承轨的光源吊挂支架；

(f)一连接于各光导管的光导管支承轨；

(g)至少一个可滑动地连接于光导管支承轨的光导管吊挂支架。

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