JP2010212687A - Ｌｅｄランプアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】ＬＥＤアセンブリに実際に取り付け得る簡素なヒートシンク構造を提供することである。
【解決手段】ヒートシンク２４が、高伝熱性金属で形成され、印刷回路基盤１２の第２側面１６と近接熱接触するように位置決めした平坦なフロントフェース２６を有する。ヒートシンク２４の背面には、印刷回路基盤１２上の相当する機能構造部と連結して相互に整列し得る１つ以上のリブ又はトラフを形成し得る。好ましいヒートシンク２４では、平坦なフロントフェース２６から、当該平坦なフロントフェース２６から離れる直交方向に複数の放熱要素２８が伸延される。
【選択図】図４

Description

本発明は電灯に関し、詳しくはヒートシンク付きのＬＥＤランプに関する。
ＬＥＤランプはその経済性を急速に高めつつあるが、発光効率向上及び寿命保全上、しばしば大型ヒートシンクを必要とする。ヒートシンクは設計及び製造費用が大きい上に、放熱用のフィン、ピンその他伝熱要素が壊れ易く、またはランプ外装に位置決めしにくい。かくして、製造費用が安価で、ＬＥＤアセンブリ取り付けに実用し得る簡易構造のヒートシンクに対する需要がある。
ＬＥＤアセンブリ取り付けに実用し得る簡易構造のヒートシンクを提供することである。
本発明によれば、押し出し成型したヒートシンクを備える、経済的に製造し得るＬＥＤランプアセンブリが提供される。本アセンブリには、第１及び第２の各側面を有する平坦な回路基盤が含まれる。印刷回路基盤上には、第１側面から離間する方向の通路に沿って光を放射する１つ以上のＬＥＤが支持される。フロントフェースを持つヒートシンクが印刷回路基盤の第２側面に隣り合って位置決めされる。ヒートシンクはフロントフェースから離れる方向に伸延する少なくとも１つの放熱要素を有する。バックプレートが、後壁と、少なくとも１つのラッチとを有し、後壁は、少なくとも１つの放熱要素を受ける開口を画定する内壁を含む。印刷回路基盤を貫いて光学部品が伸延され、当該光学部品が、１つ以上のＬＥＤからの放射光と実質的に交差するように位置決めした受光フェースを有する。光学部品は、印刷回路基盤の第２側面とヒートシンクとの中間に位置決めされる一部分を有する。フロントプレートが、通路を画定し且つラッチを有する内壁を有する。バックプレートは、フロントプレートにラッチ掛けされると、印刷回路基盤と光学部品の前記一部分とを捕捉し、ヒートシンクのフロントフェースに近接熱接触させる。他方、放熱要素はバックプレートを貫いて伸延し、ランプアセンブリの外部に実質的に露呈される。
ＬＥＤアセンブリ取り付けに実用し得る簡易構造のヒートシンクが提供される。
図１は、ＬＥＤランプアセンブリの好ましい実施例の正面側からの斜視図である。 図２は、ＬＥＤランプアセンブリの好ましい実施例の背面側からの斜視図である。 図３は、ＬＥＤランプアセンブリの好ましい実施例の正面側からの分解斜視図である。 図４は、ＬＥＤランプアセンブリの好ましい実施例の背面側からの分解斜視図である。 図５は、タブを曲げた状態で示す反射性のレンズの斜視図である。
図１にはＬＥＤランプアセンブリ１０の好ましい実施例の正面側からの斜視図が示される。ＬＥＤランプアセンブリ１０は、印刷回路基盤１２、１つ以上のＬＥＤ１８、電気コネクタ２０、ヒートシンク２４、バックプレート３２、光学部品４８、フロントプレート６４、から構成される。
図３には、ＬＥＤランプアセンブリ１０の好ましい実施例の正面側からの斜視図が示される。図４には、ＬＥＤランプアセンブリ１０の好ましい実施例の背面側からの分解斜視図が示される。印刷回路基盤１２の本体は全体に平坦であり、第１側面１４及び第２側面１６を有する。印刷回路基盤には内壁１５で包囲された貫通通路１７を形成する。貫通通路１７は光学部品４８の端部をぴったり受けるように寸法形状付けすることが好ましい。印刷回路基盤１２上の第１側面１４上には１つ以上のＬＥＤ１８が支持され、各ＬＥＤが、第１側面１４から離間する通路に沿って光学部品４８の方向に光を放射する。印刷回路基盤１２上には電気回路が支持される。電気回路は、ＬＥＤ１８を動作させる供給電力に条件付けされた適宜の電力及び信号を提供し得る。好ましい実施例では印刷回路基盤１２はＬＥＤ１８を、当該ＬＥＤ１８の駆動電力を受けるように電気コネクタ２０に電気的に接続する。電気コネクタ２０は、印刷回路基盤１２及び回路アセンブリに機械的及び電気的に連結することが好ましい。あるいは印刷回路基盤１２の第２側面に、光学部品４８のタブを受ける又はタブと合致する凹所又は突起部を形成し得る。
ヒートシンク２４は、高伝熱性の、例えば、銅、アルミニューム、亜鉛その他の如き金属で形成する。ヒートシンク２４は、印刷回路基盤１２の第２側面１６に近接熱接触するように位置決めした平坦なフロントフェース２６を有する。ヒートシンク２４の背面には、印刷回路基盤１２上の相当する機能構造部と連結して相互に整列し得る１つ以上のリブ又はトラフを形成し得る。好ましいヒートシンク２４では、平坦なフロントフェース２６から、当該平坦なフロントフェース２６から離れる直交方向に複数の放熱要素２８が伸延される。好ましい実施例では複数の放熱要素またはフィン２８がフロントフェース２６と９０度の角度で伸延され、かくして外側のバックプレートを、放熱用の各フィンを覆って軸方向に摺動させ得る。押し出し成型品は製造費用が安価であり、異なる印刷回路基盤、レンズ、バックカバー、または外装上の制限事項に対してフィン長さ、フィン幅、フィン間隔またはフロントサイド寸法を変更する再設計に迅速に対処できる。押し出し成型したヒートシンクは堅牢であり、その押し出し成型胴部の伝熱性は注型または成型材のそれよりずっと高いことも判明している。例えば、押し出し成型アルミニュームの伝熱性は約２００Ｗ／ｍｋであるが、注型アルミニューム合金のそれは１００Ｗ／ｍｋ未満である。ヒートシンク２４を押し出し成型することでヒートシンク２４の製造コストも大幅に低減される。押し出し成型した、平坦なフロントフェース２６を持つヒートシンク２４は当該フロントフェース２６と直交する周囲ラインに沿って切断され得る。最も簡単には、押し出し成型体を横断する２カ所で直線的に切断し、全体が矩形ブロックまたは割パイプ構造のヒートシンクとする。こうして切断した押し出し成型したヒートシンク２４は押し出し方向と直交方向の断面が一定であり、直角な第１及び第２の各端部を有する。あるいは外側のラインは円形、またはそうでなければ、円筒、楕円あるいはその他の有益な形状を形成し得るその他形状を有し得る。他の実施例では、ヒートシンク２４のフロントフェース２６と、印刷回路基盤１２または光学部品４８とを押圧して接触させる場合にこれら部品群を受け且つ整列させるような整列機能構造部分を備えるようにフロントフェースを改変し得る。
バックプレート３２は、ヒートシンク２４を印刷回路基盤１２方向に押圧するような設計とされる。バックプレート３２は後壁３４を有し、当該後壁は、１つ以上の開口３８を画定する１つ以上の第１内壁３６を含む。各開口３８は１つ以上の放熱要素２８を受ける寸法形状とされる。各放熱要素または各要素２８はバックプレート３２に形成した各開口３８の各々と相互嵌合し、バックプレート３２を貫いてランプアセンブリ１０の外部に伸延し露呈される。バックプレート３２には、少なくとも１つのラッチ４２を有する側壁と、電気コネクタ２０を受ける開口を少なくとも部分的に画定し、かくしてソケット部分４６を形成する第２の壁４４とを形成する。図２にはＬＥＤランプアセンブリの好ましい実施例の背面側からの斜視図を示す。
図５にはタブ５５を曲げた状態で示す反射性の光学部品４８の斜視図を示す。光学部品４８は印刷回路基盤１２に機械的に連結されることが好ましい。光学部品４８は光反射面と、光路を実質的に跨ぎ且つ交差する受光面５０とを有することが好ましい。光学部品４８は印刷回路基盤に形成した孔に機械的に挿入され、印刷回路基盤１２に結合される。光学部品４８は金属製の回転体を構成し、当該金属性の回転体は側壁５２を有し、側壁５２はその少なくとも一部が反射性を有する。光学部品４８は金属シートからトランペット形状にプレス加工され、外側表面が反射性を有し、ランプ軸線と直交する方向に光を反射し、反射光が前方の配光リフレクタにより更に妨害され得る形状を有することが好ましい。光学部品４８は、印刷回路基盤１２またはヒートシンク２４の何れかに押圧される熱接点５４を有することが好ましい。光学部品４８は金属から作製し、印刷回路基盤１２とヒートシンク２４との間で機械的圧力により押圧される熱接点を有することが好ましい。ある実施例では光学部品４８の背面側端部に１つ以上のタブ５５を形成する。タブ５５は、トランペット形状の光学部品の背面側端部の周囲に等間隔に配分することが好ましい。光学部品４８を印刷回路基盤に形成した孔に挿通し、タブ５５を外側に９０度曲げて光学部品４８を印刷回路基盤の孔内に捕捉させる。好ましい実施例では、光学部品の円錐部分の直径はフロントプレート６４に形成した通路を通り抜けるに十分小さいが、１つ以上のＬＥＤの軸方向突出部を跨いで１つ以上のＬＥＤからの放射光を妨害するに十分大きい。
フロントプレート６４は、平坦なフェース６６と、光学部品４８を覆って嵌装されるに十分な大きさあるいは形状の通路７０を画定し、ＬＥＤ１８から光学部品４８の反射面方向への放射光を妨害しないよう、ＬＥＤ１８から十分離間される。フロントプレート６４には更に、バックプレート３２に形成した相当するラッチ部分に連結するための少なくとも１つのラッチ部分７２を形成する。例えば、フロントプレート６４を１つ以上のラッチ部分７２をその周囲に備える環形状に形成し得る。フロントプレート６４の内側には、印刷回路基盤１２の各部分と合致してフロントプレート６４を印刷回路基盤１２に合致させ且つ印刷回路基盤に押圧させ得るように寸法付けし且つ位置決めした小隆起またはスペーサー７４を形成し得る。
ＬＥＤランプアセンブリの組み立てに際し、バックプレート３２内にヒートシンク２４を位置決めする。光学部品４８を印刷回路基盤１２内の孔を貫いて挿入させ、タブ５５を軸方向に対して半径方向外側に曲げ、かくして光学部品４８を印刷回路基盤１２に捕捉させる。印刷回路基盤１２の第２側面はヒートシンク２４の平坦面に対向する状態で配置し得る。印刷回路基盤１２の電気的完全性が維持されるべきであり、そのための、伝熱性を有するがしかし電気的絶縁性を有する界面層、例えば、ラッカー、シリコーン、または類似の材料薄層を介挿させ得る。電気コネクタ２０はソケット部分４６において整列状態に位置決めされる。曲げたタブ５５はヒートシンク２４のフロントフェース２６と、印刷回路基盤１２の第２側面１６との間に捕捉される。フロントプレート６４は光学部品４８の前方端部を超えて伸延し、バックプレートの各ラッチ４２と整列する。フロントプレート６４またはフロントプレート６４のスペーサー（小隆起）７４は、場合に応じて印刷回路基盤１２に押圧され、印刷回路基盤１２を押圧し、タブ５５をヒートシンク２４と近接熱接触させる状態下に捕捉する。フロントプレート６４の各ラッチ７２は、バックプレート３２の各ラッチ４２と連結し、アセンブリを密着状態に維持する。
１０ ランプアセンブリ
１２ 印刷回路基盤
１４ 第１側面
１５ 内壁
１６ 第２側面
１７ 貫通通路
２０ 電気コネクタ
２４ ヒートシンク
２６ フロントフェース
２８ 放熱要素
３２ バックプレート
３４ 後壁
３６ 第１内壁
３８ 開口
４２ ラッチ
４４ 壁
４６ ソケット部分
４８ 光学部品
５０ 受光面
５２ 側壁
５４ 熱接点
５５ タブ
６４ フロントプレート
６６ フェース
７０ 通路
７２ ラッチ部分
７４ スペーサー

Claims (9)

  1. ＬＥＤランプアセンブリであって、
    第１側面及び第２側面を有する平坦な印刷回路基盤と、
    印刷回路基盤上に支持され、第１側面から離間する方向の通路に沿って光を放射する１つ以上のＬＥＤと、
    印刷回路基盤の第２側面に隣り合うフロントフェースにして、当該フロントフェースから離間する方向に伸延する少なくとも１つの放熱要素を有するフロントフェースを有するヒートシンクと、
    少なくとも１つの放熱要素を受ける開口を画定する内壁を含む後壁を有し、少なくとも１つのラッチを有するバックプレートと、
    印刷回路基盤を貫いて伸延し、１つ以上のＬＥＤからの放射光と実質的に交差するように位置決めした受光面を有し、印刷回路基盤の第２側面とヒートシンクとの中間にその一部分を位置決めした光学部品と、
    通路を画定する内壁を有し、ラッチを有するフロントプレートと、
    を含み、
    フロントプレートにラッチ掛けされたバックプレートが、印刷回路基盤及び光学部品の前記一部分を、ヒートシンクのフロントフェースに近接熱接触させる状態下に捕捉し、当該状況下において放熱要素が、バックプレートを貫いて伸延されてランプアセンブリの外側に実質的に露呈されるＬＥＤランプアセンブリ。
  2. ヒートシンクが複数の放熱要素を有し、バックプレートが、相当する複数の開口を画定し、各放熱要素が、ランプアセンブリの外側に露呈されるための各開口と相互嵌合されつつ、ヒートシンクを印刷回路基盤の方向に押圧する請求項１のＬＥＤランプアセンブリ。
  3. 光学部品が回転体を構成し、当該回転体が、その少なくとも一部が反射性を有する側壁を有する請求項１のＬＥＤランプアセンブリ。
  4. 光学部品が金属製であり、印刷回路基盤またはヒートシンクのいずれかに押圧される熱接点を有する請求項１のＬＥＤランプアセンブリ。
  5. 光学部品が金属製であり、印刷回路基盤とヒートシンクとの間で押圧される熱接点を有する請求項４のＬＥＤランプアセンブリ。
  6. ヒートシンクが、その第１の側面上に平坦な表面を有し、当該第１の側面と直交する方向には複数のリブが伸延する直線状に伸延する胴部であり、または該胴部は、第１の直交端部及び第２の直交端部を有する一定断面を有する請求項１のＬＥＤランプアセンブリ。
  7. ヒートシンクが矩形の割パイプ構造を画定する請求項６のＬＥＤランプアセンブリ。
  8. ヒートシンクが円筒状の胴部を画定する請求項６のＬＥＤランプアセンブリ。
  9. ＬＥＤランプアセンブリであって、
    第１側面及び第２側面を有する平坦な印刷回路基盤と、
    印刷回路基盤上に支持され、第１側面から離間する方向の通路に沿って光を放射する１つ以上のＬＥＤと、
    印刷回路基盤に連結した電気コネクタと、
    印刷回路基盤の第２側面に近接熱接触するフロントフェースにして、当該フロントフェースから離間する方向に伸延する少なくとも１つの放熱要素を有するフロントフェースを有するヒートシンクと、
    １つ以上の放熱要素を受ける１つ以上の開口を画定する１つ以上の第１内壁を含む後壁と、少なくとも１つのラッチを有する側壁と、電気コネクタを受ける開口を少なくとも部分的に画定し、かくしてソケット部分を形成する第２の壁と、を有するバックプレートと、
    印刷回路基盤に連結した光学部品にして、１つ以上のＬＥＤからの放射光と実質的に交差するように位置決めした受光面を有し、印刷回路基盤とヒートシンクとの中間にその一部分が位置決めされ、少なくともその一部が反射性を有する側壁を有する回転体を構成し、金属製であり、印刷回路基盤またはヒートシンクの何れかに押圧される熱接点を有し、
    ヒートシンクが、直線状に伸延する胴部を構成し、該胴部が、その第１側面上に平坦面を有し且つ複数のリブが該第１側面とは逆の直交方向に伸延され、あるいはそうでなければ前記胴部は第１の直交端部及び第２の直交端部を有する一定断面を有する光学部品と、
    フロントフェースと、通路及びラッチを画定する内壁とを有するフロントプレートと、
    を含み、
    フロントプレートにラッチ掛けされたバックプレートが、印刷回路基盤をヒートシンクのフロントフェースに近接熱接触させる状態に捕捉し、当該状況下に、少なくとも１つの放熱要素がバックプレートを貫いて伸延されてランプアセンブリの外側に実質的に露呈されるＬＥＤランプアセンブリ。
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