JP2011513922A - 照明器具組立体およびｌｅｄ組立体 - Google Patents

Abstract

熱伝導性筐体を有する照明器具組立体で用いる取外し可能なＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子、熱インターフェース部材および弾性部材を備える。熱インターフェース部材は、ＬＥＤ照明素子に結合され、ＬＥＤ組立体が照明器具組立体のソケットに結合されるとき熱伝導性筐体と弾性的に接触する。弾性部材は、熱インターフェース部材に動作可能に結合され、熱インターフェース部材と熱伝導性筐体との間に圧縮力を発生するために第１の位置から第２の位置へ移動し、ＬＥＤ組立体を熱伝導性筐体へ熱的に接続する。

Description

本発明は、照明器具組立体の筺体に熱的および／または電気的に接続することができるＬＥＤ組立体を対象とする。

ランプ、天井灯およびトラックライトなどの照明器具組立体は、多くの住宅および事業所における重要な器具である。そのような組立体は、領域を照明するのに使用されるだけでなく、領域の装飾の一部としても役立つことが多い。しかし多くの場合、照明器具組立体の中に形態および機能の両方を兼ね備えて一方または他方を損なわないようにするのは困難である。

従来の照明器具組立体は、一般に白熱電球を使用する。白熱電球は廉価であるが、エネルギー効率が悪く発光効率が不十分である。白熱電球の短所に対処するために、螢光灯、高輝度放電（ＨＩＤ）灯、および発光ダイオード（ＬＥＤ）などの、よりエネルギー効率が良く、より長寿命の照明源を使用する方策が行なわれている。螢光灯およびＨＩＤ灯は、電球を通る電力の流れを調整する安定器を必要とし、したがって標準的な照明器具組立体に組み込むのが困難なことがある。したがって、以前は特別の用途向けに用いられたＬＥＤが、次第に、より通常の照明器具組立体向けの光源と見なされつつある。

ＬＥＤには、白熱電球、蛍光灯、およびＨＩＤ灯に対して多くの利点がある。例えば、ＬＥＤは、白熱電球よりワット当りの光が強く、減光したとき照明色が変化せず、固体ケースの内部に構築することができて保護および耐久性の向上をもたらす。また、ＬＥＤは非常に長い寿命を有し、通常の使用状態では１００，０００時間の寿命であり、これは最も良い蛍光灯およびＨＩＤ電球の寿命の２倍程度であって、最も良い白熱電球の寿命より２０倍長い。その上、ＬＥＤは、白熱電球、蛍光灯、およびＨＩＤ灯のように急激に燃え尽きるのでなく、一般に時間が経つにつれて徐々に減光して故障する。ＬＥＤは、安定器の必要がなくサイズが小さいことでも蛍光灯に対して望ましいものであり、非常に小さくプリント回路基板上に容易に搭載して大量生産することができる。

ＬＥＤには、白熱電球、蛍光灯、およびＨＩＤ灯に対して様々な利点があるが、ＬＥＤの放射熱を適切に制御しかつ分散させる方法の問題がＬＥＤの広範な採用を妨げている。ＬＥＤの性能は、しばしば動作環境の周囲温度に左右され、中程度に高い周囲温度の環境でＬＥＤを作動させるとＬＥＤの過熱および早期故障に繋がるほどである。その上、領域を全面的に十分な明るさで照光するように長時間にわたってＬＥＤを作動させることも、ＬＥＤの過熱および早期故障を引き起こす恐れがある。

したがって、高出力ＬＥＤは、ＬＥＤ製造業者が公表する平均寿命を達成するには、放熱デバイスに直接、熱的結合する必要がある。これによって、所与の照明器具にアップグレードまたは交換することができない照明器具組立体が生じることになる。例えば、従来、ＬＥＤは熱放散器具の筺体に取り外せないように結合されており、エンドユーザは、ＬＥＤの寿命終了後に組立体の全体を廃棄しなければならない。

照明器具組立体の一実施形態は、ＬＥＤからの熱を、熱パッドなどの圧縮荷重がかかった部材を介して照明器具の筺体へ直接伝達することができ、これら２つの間の適切な熱伝導が可能になる。さらに、照明器具組立体の特定の実施形態により、ＬＥＤ技術が進歩したとき、製造中に金属スプリングを使用することなく熱的結合を伴う取外し可能なＬＥＤ光源、またはＬＥＤのエンドユーザがＬＥＤを照明器具筺体に組み込むのに過度の力を用いる必要のないＬＥＤ光源を提供することによって、エンドユーザがＬＥＤエンジンを改良することが可能になり得る。

照明器具組立体の特定の実施形態は、（１）ＬＥＤ組立体および（２）ＬＥＤソケットを含むことができる。このＬＥＤ組立体は第１の係合部材を含むことができ、ソケットは角度付きスロットなどの第２の係合部材を含むことができる。ＬＥＤ組立体が回転すると、第１の係合部材は、圧縮荷重がかかった熱パッドが照明器具筺体とのインターフェースを形成するように、角度付きスロットを下って移動することができる。この圧縮されたインターフェースによって、ＬＥＤ組立体から照明器具筺体への適切な熱伝導が可能になり得る。さらに、ＬＥＤ組立体が係合位置へ回転すると、このインターフェースが、電気伝導のためにＬＥＤソケットの電気接点と接続する。したがって、圧縮されたインターフェースを使用すると、動作の容易さを向上させることができ、同時に従来型の鋼ばねを必要とせずかなりの量の圧縮力が可能になる。さらに、ＬＥＤ組立体およびＬＥＤソケットを様々な熱放散器具の筺体に使用することができ、ＬＥＤの簡単な取出しおよび交換が可能になる。一方、いくつかの実施形態ではＬＥＤ組立体およびＬＥＤソケットが円形の外周を有して示され、ＬＥＤ組立体および／またはＬＥＤソケットに様々な形状を用いることができる。

本発明の一実施形態に従って、熱伝導性筺体と、ＬＥＤ照明素子を含む取外し可能なＬＥＤ組立体と、第１の位置から第２の位置へ作動させると圧縮力が発生してＬＥＤ組立体が熱的かつ電気的に筺体に接続される圧縮要素とが提供される。

本発明の別の実施形態に従って、照明器具組立体用のＬＥＤ組立体が提供され、その照明器具組立体は、熱伝導性筺体と、その筺体に取り付けられたソケットと、第１の係合部材とを有し、ＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子と、弾性部材と、第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材とを含み、ＬＥＤ組立体およびソケットを整列位置から係合位置へ互いに対して作動させると、第１の係合部材が第２の係合部材と係合し、弾性部材が圧縮力を生成してＬＥＤ組立体と筺体との間の熱インピーダンスが低下する。

本発明の別の実施形態に従って、照明器具組立体の製造方法が提供され、この方法は、ＬＥＤ照明素子および第１の係合部材を含むＬＥＤ組立体を形成することと、第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材を含む、熱伝導性筺体に取り付けられたソケットを形成することとを含み、ＬＥＤ組立体およびソケットを整列位置から係合位置へ互いに対して移動させると、第１の係合部材が第２の係合部材と係合し、圧縮力を生成してＬＥＤ組立体と取付け筺体との間に電気接点および熱的接触が確立される。

本発明の別の実施形態に従って、熱伝導性筺体と、第１の係合部材を備えてこの筺体に取り付けられたソケットと、ＬＥＤ照明素子、弾性部材、および第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材を備えたＬＥＤ組立体とを備える照明器具組立体であって、ＬＥＤ組立体およびソケットが整列位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、第１の係合部材が、係合位置で、第２の係合部材と係合してＬＥＤ組立体をソケットに対してしっかりと位置付け、弾性部材が、係合位置で、ＬＥＤ組立体と筺体との間に電気接点および熱的接触を形成する圧縮力を生成する照明器具組立体が提供される。

本発明の別の実施形態に従って、熱伝導性筺体を有する照明器具組立体で用いる取外し可能なＬＥＤ組立体が提供される。取外し可能なＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子およびＬＥＤ照明素子に結合されてＬＥＤ組立体が照明器具組立体のソケットに結合されるとき弾性的に熱伝導性筺体と接触するように構成された熱インターフェース部材を備える。取外し可能なＬＥＤ組立体は、熱インターフェース部材と熱伝導性筺体との間に圧縮力を発生するために第１の位置から第２の位置へ移動するように構成されてＬＥＤ組立体を筺体へ熱的に接続する、熱インターフェースに動作可能に結合された弾性部材も備える。

本発明のさらに別の実施形態に従って、ソケットおよび第１の係合部材が設けられた熱伝導性筺体を有する照明器具組立体に取外し可能に結合することができるＬＥＤ組立体が提供される。このＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子と、ＬＥＤ照明素子に動作可能に結合された弾性部材と、ＬＥＤ組立体を筺体へ解放可能に結合するために第１の係合部材を解放可能に係合するように適合された第２の係合部材とを備える。第１の係合部材と第２の係合部材とが係合することにより、弾性部材が、非圧縮状態から圧縮状態へと動き、圧縮力を生成してＬＥＤ組立体と筺体との間に熱的接触を形成する。

本発明のさらに別の実施形態に従って、照明器具組立体が提供される。この照明器具組立体は、熱伝導性筺体と、ＬＥＤ照明素子を備えて熱伝導性筺体のソケットへ取外し可能に結合され得るＬＥＤ組立体とを備える。照明器具組立体は、ＬＥＤ組立体と熱伝導性筺体との間に圧縮力を発生するために第１の位置から第２の位置へ移動するように構成されてＬＥＤ組立体を筺体へ熱的に接続する圧縮要素も備える。

本発明のさらに別の実施形態に従って、照明器具組立体が提供される。この照明器具組立体は、熱伝導性筺体と、熱伝導性筺体に取り付けられて第１の係合部材およびＬＥＤ組立体を備えるソケットとを備える。ＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子と、ＬＥＤ照明素子に動作可能に結合された弾性部材と、第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材とを備える。ＬＥＤ組立体およびソケットが非係合位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、第１の係合部材が、係合位置で、第２の係合部材と係合してＬＥＤ組立体をソケットに対してしっかりと位置付け、弾性部材が、係合位置で、ＬＥＤ組立体と筺体との間に熱的接触を形成する圧縮力を生成する。

本発明のさらに別の実施形態に従って、照明器具組立体用のＬＥＤ組立体が提供され、その照明器具組立体は、熱伝導性筺体と、この筺体に取り付けられたソケットと、第１の係合部材とを有する。ＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子と、第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材とを備える。ＬＥＤ組立体およびソケットを整列位置から係合位置へ互いに対して作動させると、第１の係合部材が第２の係合部材と係合し、ＬＥＤ組立体と筺体との間に熱的接触を形成するための圧縮力を生成するように第１の係合部材および第２の係合部材のうち少なくとも１つが変形する。

本発明の別の実施形態に従って、照明器具組立体用のＬＥＤ組立体が提供され、その照明器具組立体は、熱伝導性筺体と、この筺体に取り付けられたソケットと、第１の係合部材とを有する。このＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子および第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材を備える。ＬＥＤ組立体およびソケットを整列位置から係合位置へ互いに対して作動させると、第１の係合部材が第２の係合部材と係合し、ＬＥＤ組立体と筺体との間の熱インピーダンスを低下させる圧縮力を生成するように第１の係合部材および第２の係合部材のうち少なくとも一方が変形する。

本発明のさらに別の実施形態に従って、熱伝導性筺体と、この筺体に取り付けられて第１のねじ部を備えたソケットと、ＬＥＤ組立体とを備える照明器具組立体が提供される。ＬＥＤ組立体はＬＥＤ照明素子および第２のねじ部を備え、ＬＥＤ組立体およびソケットは、非係合位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、係合位置では、第１および第２のねじ部が互いに解放可能に結合されて、ＬＥＤ組立体をソケットに対してしっかりと位置付ける。

本発明のさらに別の実施形態に従って、熱伝導性筺体と、この筺体に取り付けられてバックルを備えたソケットと、ＬＥＤ組立体とを備える照明器具組立体が提供される。ＬＥＤ組立体は、ＬＥＤ照明素子およびバックル留め具を備え、ＬＥＤ組立体およびソケットは、非係合位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、係合位置では、バックルおよびバックル留め具が互いに解放可能に結合されて、ＬＥＤ組立体をソケットに対してしっかりと位置付ける。

本発明の別の実施形態に従って、照明器具を組み立てる方法が提供される。この方法は、ＬＥＤ照明素子を有するＬＥＤ組立体を筺体のソケットと位置合わせすることと、ＬＥＤ組立体およびソケットを互いに対して移動させてソケットの第１の係合部材をＬＥＤ組立体の第２の係合部材と解放可能に係合させて、ＬＥＤ組立体の弾性部材を非圧縮状態から圧縮状態へと動かし、それによって筺体とＬＥＤ組立体との間に圧縮力を発生させることにより、ＬＥＤ組立体と筺体との間に熱的接触を確立することとを含む。

前述の概要および以下の詳細な説明は、どちらも単なる説明であって、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解されたい。

組み込まれて本明細書の一部分を構成する添付図面は、本発明と合致する実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するのに役立つ。

本発明に従った照明器具組立体の分解斜視図である。 図１の照明器具組立体のＬＥＤ組立体の分解斜視図である。 図２のＬＥＤ組立体の第２のシェルの詳細な斜視図である。 図１の照明器具組立体のソケットの斜視図である。 図２のＬＥＤ組立体の係合部材の移動を示すソケットの側面図である。 図２のＬＥＤ組立体の圧縮状態の側面図である。 図２のＬＥＤ組立体の非圧縮状態の側面図である。 図４のＬＥＤソケットの斜視図である。 図１の照明器具組立体の断面図である。 図１の照明器具組立体の断面図である。 図１の照明器具組立体の断面斜視図である。 図１の照明器具組立体の斜視図である。 第２の実施形態による照明器具組立体の正面図である。 第３の実施形態による照明器具組立体の正面図である。 第４の実施形態による照明器具組立体の正面図である。 第５の実施形態による照明器具組立体の正面図である。

次に本発明に従った実施形態を詳細に参照するが、その一実施例が添付図面に示されている。図面の全体にわたって、可能であれば、同一または類似の部品を参照するのに同一の参考番号が用いられる。しかし、添付図面に示される実施形態は限定するものではなく、また、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく変更形態が作製され得ることは明らかである。

図１は、本発明に従った照明器具組立体１０の分解斜視図である。照明器具組立体１０は、フロントカバー１００、ＬＥＤ組立体２００、ソケット３００、および熱伝導性筺体４００を含む。

図２は、ＬＥＤ組立体２００の分解斜視図である。ＬＥＤ組立体２００は、反射器または光学部品２１０と、第１のシェル２２０と、ＬＥＤ２３０などの照明素子と、熱伝導材料２４０と、プリント回路基板２５０と、第２のシェル２６０と、熱界面部材２７０と、熱パッド２８０とを含むことができる。

第１のシェル２２０は、光学部品２１０を受けるように適合された開口２２１を含んでよく、光学部品２１０は光学部品取付け部材２２２を介して第１のシェル２２０に固定され得る。第１のシェル２２０は、１つまたは複数の気流開口２２５も含むことができ、その結果、空気が気流開口２２５を通って、プリント回路基板２５０、ＬＥＤ２３０、および熱伝導性筺体４００を換気することができる。第１のシェル２２０は、その外面２２４上に、突起部などの１つ以上の係合部材２２３を含んでよい。この実施形態では、係合部材２２３は「Ｔ字形」タブとして示されているが、係合部材２２３は、様々な形状を有することができ、様々な位置および／またはＬＥＤ組立体２００の様々な表面上に配置することができる。さらに、係合部材２２３の数は、図２に示された実施形態に限定されない。さらに、気流開口２２５の数、形状、および／または位置も変更することができる。しかし、特定の用途では換気が不要なことがあり、したがって気流開口２２５を省略することができる。

第２のシェル２６０は、弾性リブ２６３などの弾性部材を含むことができる。リブ２６３の厚さおよび幅は、圧縮力を増加または減少させるように調節することができ、リブ２６３間の開口はサイズおよび／または形状を変化させることができる。一実施形態では、弾性リブ２６３はウィッシュボーン形状を有することができる。第２のシェル２６０内のリブ２６３は、ＬＥＤ組立体２００を熱伝導性筺体４００に熱的結合するための圧縮を生成するように、適切な抵抗をもたらすように形成される。第２のシェル２６０は、プリント回路基板２５０を適切に位置決めして第１のシェル２２０と第２のシェル２６０との間にプリント回路基板２５０を係留して保持するように、プリント回路基板２５０の１つまたは複数の凹部２５１と係合する１つまたは複数の位置決め要素２６４も含むことができる。位置決め要素２６４は、第１のシェル２２０内の受け（図示せず）とも係合してよい。第１のシェル２２０および第２のシェル２６０は、例えばポリブチレンテレフタレートなどのプラスチックまたは樹脂材料で作製することができる。

図２に示されるように、第２のシェル２６０は、熱インターフェース部材２７０を受けるように適合された開口２６１も含むことができ、熱インターフェース部材２７０は、（１）ねじまたは他の既知の締結具などの１つまたは複数の取付け部材２６２によって第２のシェル２６０、および（２）熱インターフェース部材組立体２９９を生成するように熱パッド２８０に固定される。熱インターフェース部材２７０は、上部２７１、および外周が上部２７１の外周よりも小さい下部２７２を含むことができる。図３に示されるように、下部２７２は、上部２７１が第２のシェル２６０と係合するように、第２のシェル２６０の開口２６１を通って挿入されてよい。第２のシェル２６０は、例えばナイロンおよび／またはＣｏｏｌ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ社製のＣｏｏｌＰｏｌｙ（登録商標）として知られているプラスチックなどの熱伝導性プラスチックで形成することができる。

図２を参照すると、熱パッド２８０は、熱インターフェース部材２７０の表面と熱伝導性筺体４００との間の微視的な間隙および／または孔を充填するように、接着剤または他の適切な既知の締結物によって熱インターフェース部材２７０に取り付けられることができる。熱パッド２８０は、例えばＴｈｅ Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＱ−ＰＡＤ ３ Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ｂａｃｋなど任意の様々なタイプの市販の熱伝導性パッドでよい。この実施形態には熱パッド２８０が使用されているが、いくつかの実施形態ではこれを省略することができる。

図２に示されるように、熱インターフェース部材２７０の下部２７２は、ＬＥＤ２３０をＬＥＤ組立体２００内に位置決めする働きをすることができる。ＬＥＤ２３０は、ねじまたは他の周知の締結具でよい締結具２３１を使用して下部２７２の表面２７３に搭載することができる。ＬＥＤ２３０と表面２７３との間に熱伝導材料２４０が配置されてよい。

製造プロセス中のＬＥＤ２３０の底面および表面２７３の両方の機械加工は、これらの表面に、空隙を形成する小さな不完全性を残すことがある。これらの空隙は、微視的サイズであり得るが、ＬＥＤ２３０の底面と熱インターフェース２７０の表面２７３との間の熱伝導に対してインピーダンスとして働く恐れがある。熱伝導材料２４０は、これらの空隙を充填してＬＥＤ２３０と表面２７３との間の熱インピーダンスを低下させる作用をすることができ、熱伝導の改善をもたらす。その上、本発明に従って、熱伝導材料２４０は、所定の温度で固体から液体へ変化する相変化材料であってよく、それによって熱伝導材料２４０のギャップ充填特性が改善する。例えば、熱伝導材料２４０は、例えばＴｈｅ Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ Ｃｏｍｐａｎｙ製のＨｉ−Ｆｌｏｗ ２２５ＵＴ ００３−０１などの相変化材料を含んでよく、これは５５℃で固体から液体に変化するように設計されている。

本実施形態では、熱インターフェース部材２７０はアルミニウムで作製することができ、「シルクハット」に似て示されているが、様々な他の形状、サイズ、および／または材料を、熱を運びかつ／または分散させるための熱インターフェース部材に使用することができる。一実施例として、熱インターフェース部材２７０は「パンケーキ」の形状に似せることができ、単一の外周を有することができる。さらに、熱インターフェース部材２７０は、ＬＥＤ２３０をＬＥＤ組立体２００内に位置決めする働きをする必要がない。さらに、ＬＥＤ２３０は基板２３８に搭載されて示されているが、ＬＥＤ２３０は基板２３８に搭載する必要性はなく、代わりに熱インターフェース部材２７０に直接搭載してもよい。ＬＥＤ２３０は、例えばＯＳＲＡＭ ＧｍｂＨ製のＯＳＴＡＲ ６ ＬＥＤチップなどの４００〜６５０ルーメンの出力を有する任意の適切な市販の単一ＬＥＤチップまたは複数のＬＥＤチップでよい。

図４は、ＬＥＤソケット３００の内面３２０に配置された角度付きスロット３１０などの１つまたは複数の係合部材を含むソケット３００の斜視図である。スロット３１０は、整列位置で第１のシェル２２０のそれぞれの係合部材２２３を受けてそれと係合することができる受け部３１１と、ＬＥＤソケット３００の周辺部分の辺りで周辺に広がり、ＬＥＤソケット３００にＬＥＤ組立体２００を固定するように適合された下部３１２と、停止部分３１３とを含む。いくつかの実施形態では、停止部分３１３は、ＬＥＤソケット３００にＬＥＤ組立体２００を固定するように適合された突起部（図示せず）を含むことができる。スロット３１０は、係合部材２２３用のロック機構として働くわずかな凹部３１４を含むことができる。ソケット３００は、フロントカバー１００のフロントカバー係合部材１０１（図１および図１０に示されている）と係合するように適合されたフロントカバー保持機構３３０も含む。フロントカバー保持機構ロック３３１（図５）が設けられおり、それはフロントカバー保持機構３３０がフロントカバー係合部材１０１と係合し、かつそれに対して回転するとき、フロントカバー保持機構のロックがフロントカバー１００を所定の位置に保持するようになっている。ソケット３００は、保持部材３４０などの保持部材により、ねじなどの様々な周知の締結具を使用して熱伝導性筺体４００に固定されてよい。ソケット３００は、熱伝導性筺体４００のねじ山と係合するねじ切り外面も有することができる。あるいは、ソケット３００が熱伝導性筺体４００に取り付けられた個別要素である必要性はなく、熱伝導性筺体４００自体に一体化して形成することができる。さらに、図７に示されるように、ソケット３００は、電池端子コネクタなどの端子ブロック３６０を保持するトレー３５０も含んでよい。

次に図５を参照すると、ＬＥＤ組立体２００をソケット３００内に搭載するために、ＬＥＤ組立体２００が整列位置に配置され、この位置で、ＬＥＤ組立体２００の係合部材２２３がソケット３００の角度付きスロット３１０の受け部３１１と一致する。一実施形態では、ＬＥＤ組立体２００およびソケット３００は円形の外周を有することができ、そのため、ＬＥＤ組立体２００はソケット３００に対して図４の矢印Ａの方向へ回転することができる。図５に示されるように、ＬＥＤ組立体２００が回転すると、係合部材２２３は、受け部３１１を下って角度付きスロット３１０の下部３１２内へ、ＬＥＤ組立体２００のさらなる回転および／または圧縮を制限する停止部分３１３と接触するまで進み、それによってＬＥＤ組立体２００およびソケット３００を係合位置に配置する。

次に図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、第２のシェル２６０が、圧縮状態および非圧縮状態でそれぞれ示されている。ＬＥＤ組立体２００が回転して、係合部材２２３を角度付きスロット３１０の上部面３１４に押し付けると、第２のシェル２６０の弾性リブ２６３が軸方向に内側へ変形し、これによって、ＬＥＤ組立体２００の高さＨ_ｃは、非圧縮状態のＬＥＤ組立体２００の高さＨ_ｕに対して縮小され得る。図５へ戻って、係合部材２２３が角度付きスロット３１０の下方へより深く下るとき、弾性リブ２６３が発生する圧縮力が増加する。この圧縮力により、ＬＥＤ組立体２００と熱伝導性筺体４００との間の熱インピーダンスが低下する。このように、係合部材２２３と角度付きスロット３１０とが圧縮要素を形成する。

図９は、照明器具組立体の一実施形態の断面斜視図であり、ＬＥＤ組立体２００が、熱的および電気的に熱伝導性筺体４００へ接続されるように圧縮された状態を示す。図６Ｂに示されるように、ＬＥＤ組立体２００がソケット３００から取り出されると、弾性リブ２６３は、実質的に最初の非変形状態に戻る。

さらに、図８Ａおよび図８Ｂに示されるように、ＬＥＤ組立体２００が回転すると、プリント回路基板２５０上のプリント回路基板の電気接触細片２５２が端子ブロック３６０の電気接点３６１と強制的に係合され、それによってＬＥＤ組立体２００と筺体４００の電気接点３６１との間に電気的接続がもたらされ、その結果、ＬＥＤ２３０に動作電力が供給され得る。ＬＥＤ２３０に動作電力を供給するための代替機構も提供され得る。例えば、ＬＥＤ組立体２００は、筺体４００からの電源コードを受けるための雌コネクタまたはＬＥＤ組立体２００もしくは筺体４００に搭載された、ばね荷重電気接点などの電気的コネクタを含むことができる。

図７に示されるように、本実施形態では、角度付きスロット３１０の収容部３１１は同一サイズであるが、収容部３１１、角度付きスロット３１０、および／または係合部材２２３は異なるサイズおよび／または形状でよい。例えば、収容部３１１の大きさは、大きい方の係合部材２２３を収容するようにサイズ設定されることができ、その結果、ＬＥＤ組立体２００はソケット３００の特定の位置にのみ挿入されることができる。さらに、角度付きスロット３１０の位置および数は、図７に示された実施形態に限定されない。

さらに、前述の実施形態は角度付きスロットを使用しているが、他の実施形態では、ＬＥＤ組立体２００と熱伝導性筺体４００との間の熱的接続および電気的接続を生成するのに、ＬＥＤ組立体２００とＬＥＤソケット３００との間に他のタイプの係合機構を使用することができる。

図１１に示されるように、照明器具組立体の第２の実施形態では、ＬＥＤ組立体２３０は、ねじ部２３２から絶縁された第１のボタン型電気接点２３３を有する雄ねじ部２３２を含むことができる熱インターフェース部材２７０に搭載されることができる。熱インターフェース部材２７０の雄ねじ部２３２は、雄ねじ部２３２および雌ねじ部３３２の一方または両方がわずかに変形して圧縮力を生成し、第１の電気接点２３３が第２のボタン型電気接点３３３と接触して、熱インターフェース部材２７０と筺体４００との間の熱インピーダンスが低下するように、例えばソケット３００の雌ねじ部３３２と回転可能に係合することができる。中心が円形にくり抜かれている熱パッド２８０が、雄ねじ部２３２の端部に設けられてよい。熱インターフェース部材２７０と筺体４００との間の熱インピーダンスを低下させるために、弾性の熱インターフェースパッド２８０がばねとして働いて圧縮力を生成または増加させるように、熱パッド２８０は弾性の特徴を有することができる。したがって雄ねじ部２３２と雌ねじ部３３２とが圧縮要素を形成する。

図１２に示されるように、照明器具組立体の第３の実施形態では、弾性の熱インターフェースパッド５００が低い熱インピーダンス結合のための圧縮力を生成する作用をするように、弾性の熱インターフェースパッド５００を熱インターフェース部材２７０の端部に設けることができる。ソケット３００は、圧縮要素を形成して追加の圧縮を生成し、またＬＥＤ組立体を適所にロックするために、熱インターフェース部材２７０のスロットと係合するタブ３９５を含んでよい。

図１３に示されるように、照明器具組立体の第４の実施形態では、熱インターフェース部材２７０は熱伝導性筺体４００上のバックル３５５と係合し、よって圧縮要素を形成するバックル留め具２５５を有することができる。図１４に示されるように、照明器具組立体の第５の実施形態では、熱インターフェース部材２７０と熱伝導性筺体４００との間に低インピーダンスの熱的結合をもたらすために圧縮要素を形成して適切な圧縮力を生成するように、ねじ２６５などの締結具を熱放散器具の筺体４００の一部分３６５に取り付けてよい。

図１に戻って、ＬＥＤ組立体２００を熱伝導性筺体４００に組み込んだ後、フロントカバー１００を適当な場所に固定するために、フロントカバー保持機構３３０を用いてフロントカバー係合部材１０１をフロントカバー１００に対して係合させ、フロントカバー１００をソケット３００に対して回転させて、フロントカバー１００をソケット３００に取り付けることができる。フロントカバー１００は、カバー１００の中央部分に形成された主開口１０２、開口１０２に形成されたレンズ１０４などの透明部材、およびフロントカバー１００の外周上に形成された複数の外周穴１０６を含んでよい。レンズ１０４により、照明素子から放射された光がカバー１００を通過することを可能とすると同時に、照明素子が環境から保護される。レンズ１０２は、任意の適切な透明材料から作製することができ、光が最小限の反射または散乱で通ることを可能にする。

図１に示されるように、本発明に従って、フロントカバー１００、ＬＥＤ組立体２００、ソケット３００、および熱伝導性筺体４００は、例えばアルミニウム、銅、または熱伝導性プラスチックなど、少なくとも１２Ｗ／ｍ・ｋ、好ましくは少なくとも２００Ｗ／ｍ・ｋの熱伝導率ｋを有する材料から形成することができる。フロントカバー１００、ＬＥＤ組立体２００、ソケット３００、および熱伝導性筺体４００は、同一の材料または異なる材料から形成されてよい。外周穴１０６は、フロントカバー１００の外周全体に沿った部分を露出するように、フロントカバー１００の外周上に等間隔で形成されてよい。複数の外周穴１０６が示されているが、本発明に従った実施形態は、１つまたは複数の外周穴１０６を使用してよく、あるいは全く使用しなくてもよい。本発明の一実施形態に従って、外周穴１０６は、熱を放散するために、空気が、フロントカバー１００を通ってＬＥＤ組立体２００の内部およびその周辺を流れ、かつ熱伝導性筺体４００の空気穴を通って流れることができるように設計される。

さらに、図１に示されるように、外周穴１０６は、フロントカバー１００上にコロナ照明効果をもたらすために、ＬＥＤ２３０から放射された光が外周穴１０６を通過するのを可能にするように使用することができる。熱伝導性筺体４００は、本発明の譲受人に譲渡された同時係属の米国特許出願第１１／７１５，０７１号でより完全に説明されている隆起部４０２（図１に示されている）などの複数の表面積増加構造を含む突き出しから作製することができ、同出願の開示の全体を参照によって本明細書に組み込む。隆起部４０２は、複数の目的に役立つことができる。例えば、隆起部４０２は、熱伝導性筺体４００の全体の表面積が増加するように、熱放散面をもたらすことができ、より大きな表面積をもたらして熱を周囲の雰囲気の上方へ放散させる。すなわち、隆起部４０２により、熱伝導性筺体４００が照明器具組立体用の効果的な放熱器として作用することが可能になり得る。その上、隆起部４０２は、熱伝導性筺体４００が美的品質を呈するように、様々な形状および構成のうち任意のものに形成されてもよい。すなわち、熱伝導性筺体４００が美的魅力のある装飾的な突き出しに成形されるように、隆起部４０２が形成されてよい。しかし、熱伝導性筺体４００は複数の他の形状に形成することができ、したがって、照明器具組立体の装飾的な特徴として機能するだけでなく、ＬＥＤ２３０を冷却するための放熱器としても機能する。

本発明の他の実施形態は、本明細書に開示された本発明の仕様および方法を検討することから当業者には明らかになるはずである。仕様および実施例は単なる例と見なされることが意図されており、本発明の真の範囲および精神は以下の特許請求の範囲によって示されている。

Claims (28)

1. 熱伝導性筺体を有する照明器具組立体で用いる取外し可能なＬＥＤ組立体であって、
   ＬＥＤ照明素子と、
   前記ＬＥＤ照明素子に結合されて前記ＬＥＤ組立体が前記照明器具組立体のソケットに結合されるとき前記熱伝導性筺体と弾性的に接触するように構成された熱インターフェース部材と、
   前記熱インターフェースに動作可能に結合された、前記熱インターフェース部材と前記熱伝導性筺体との間に圧縮力を発生するために第１の位置から第２の位置へ移動するように構成されて前記ＬＥＤ組立体を前記筺体へ熱的に接続する弾性部材とを備えるＬＥＤ組立体。
2. ソケットおよび第１の係合部材を有する熱伝導性筺体を有する照明器具組立体へ取外し可能に結合することができるＬＥＤ組立体であって、
   ＬＥＤ照明素子と、
   前記ＬＥＤ照明素子に動作可能に結合された弾性部材と、
   ＬＥＤ組立体を前記筺体へ解放可能に結合するために前記第１の係合部材と解放可能に係合するように適合された第２の係合部材とを備え、
   前記第１の係合部材と前記第２の係合部材とが係合することにより、前記弾性部材が、非圧縮状態から圧縮状態へと動き、圧縮力を生成してＬＥＤ組立体と前記筺体との間に熱的接触を形成するＬＥＤ組立体。
3. 熱伝導性筺体と、
   前記熱伝導性筺体のソケットに、取外し可能に結合することができるＬＥＤ組立体とを備え、前記ＬＥＤ組立体は、
   ＬＥＤ照明素子と、
   前記ＬＥＤ組立体と前記熱伝導性筺体との間に圧縮力を発生するために第１の位置から第２の位置へ移動するように構成されて前記ＬＥＤ組立体を前記筺体へ熱的に接続する圧縮要素とを備える照明器具組立体。
4. 熱伝導性筺体と、
   第１の係合部材を備えて前記筺体に取り付けられたソケットと、
   ＬＥＤ組立体であって、
   ＬＥＤ照明素子と、
   前記ＬＥＤ照明素子に動作可能に結合された弾性部材と、
   前記第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材を備えたＬＥＤ組立体とを備え、
   前記ＬＥＤ組立体および前記ソケットが非係合位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、
   前記第１の係合部材は、前記係合位置で、前記第２の係合部材と係合して前記ＬＥＤ組立体を前記ソケットに対してしっかりと位置付け、
   前記弾性部材は、前記係合位置で、前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に熱的接触を形成する圧縮力を生成する照明器具組立体。
5. 照明器具組立体用のＬＥＤ組立体であって、前記照明器具組立体が、熱伝導性筺体と、前記筺体に取り付けられたソケットと、第１の係合部材とを有し、ＬＥＤ組立体が、
   ＬＥＤ照明素子と、
   前記第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材とを備え、
   ＬＥＤ組立体および前記ソケットが整列位置から係合位置へ互いに対して作動することにより、
   前記第１の係合部材が前記第２の係合部材と係合し、
   ＬＥＤ組立体と前記筺体との間の熱的接触を形成するために圧縮力を生成するように、前記第１および第２の係合部材の少なくとも一方が変形するＬＥＤ組立体。
6. 照明器具組立体用のＬＥＤ組立体であって、前記照明器具組立体が、熱伝導性筺体と、前記筺体に取り付けられたソケットと、第１の係合部材とを有し、ＬＥＤ組立体が、
   ＬＥＤ照明素子と、
   前記第１の係合部材と係合するように適合された第２の係合部材とを備え、
   ＬＥＤ組立体および前記ソケットが整列位置から係合位置へ互いに対して作動することにより、
   前記第１の係合部材が前記第２の係合部材と係合し、
   ＬＥＤ組立体と前記筺体との間の熱インピーダンスを低下させる圧縮力を生成するように、前記第１および第２の係合部材の少なくとも一方が変形するＬＥＤ組立体。
7. 前記ＬＥＤ照明素子が前記熱インターフェース部材と間接的に接触する請求項１に記載の組立体。
8. 前記熱界面部材が、第１の外周を有する第１の部分と前記第１の外周より小さい第２の外周を有する第２の部分とを備える請求項１および７に記載の組立体。
9. 前記熱インターフェース部材が相変化材料を含む請求項１、７および８に記載の組立体。
10. 前記熱インターフェース部材が、前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に配置され、前記ＬＥＤ組立体が前記筺体に結合されたとき前記ＬＥＤ照明素子と前記筺体との間に熱エネルギーの経路をもたらすように構成される請求項１および７から９に記載の組立体。
11. 前記弾性部材が、半径方向外側に延びる弾性の変形可能な複数のリブを備える請求項１、２、および４に記載の組立体。
12. 前記弾性部材が、概ねウィッシュボーン形状を有する請求項１、２、４、および１１に記載の組立体。
13. 前記第１の係合部材が突起部を備え、前記第２の係合部材が前記突起部と解放可能に係合することができるスロットを備え、前記ＬＥＤ組立体が前記筺体に対して回転すると、前記突起部が前記スロットに沿って進み、前記弾性部材が変形して前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に圧縮力が発生する請求項２、４、５および６に記載の組立体。
14. 前記ＬＥＤ照明素子に動作電力を供給するための取外し可能な接続部材を備える請求項１から１３に記載の組立体。
15. 前記ＬＥＤ組立体および前記筺体の少なくとも一方に搭載された弾性の導電部材を備え、前記圧縮力によって前記ＬＥＤが前記筺体と電気的に接続される請求項１から１４に記載の組立体。
16. 前記ＬＥＤ照明素子に電気的に接続され、前記ＬＥＤ照明素子の動作を制御するように構成されたプリント回路基板をさらに備える請求項１から１５に記載の組立体。
17. 前記ＬＥＤ組立体が前記筺体に結合されたとき前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に電気的接続をもたらすために、前記筺体上の電気接点と接触するように構成された１つまたは複数の電気接点部材を前記ＬＥＤ組立体上にさらに備える請求項１から１６に記載の組立体。
18. 前記電気接点部材は電気接点細片またはパッドである請求項１７に記載の組立体。
19. 前記筺体上の前記電気接点が、前記筺体のソケットの電気接点を備える請求項１７および１８に記載の組立体。
20. 前記ＬＥＤ照明素子を支持する熱伝導性基板をさらに備える請求項１から１９に記載の組立体。
21. 前記ソケットが、前記筺体のフロントカバー上のフロントカバー係合部材と係合するように適合されたフロントカバー保持機構を含む請求項１から２０に記載の組立体。
22. 熱伝導性筺体と、
    第１のねじ部を備えて前記筺体に取り付けられたソケットと、
    ＬＥＤ組立体とを備え、前記ＬＥＤ組立体が、
    ＬＥＤ照明素子、および
    第２のねじ部を備え、
    前記ＬＥＤ組立体および前記ソケットが、非係合位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、前記係合位置では、前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とが互いに解放可能に結合されて、前記ＬＥＤ組立体を前記ソケットに対してしっかりと位置付ける照明器具組立体。
23. 前記第１のねじ部と前記第２のねじ部とのねじ結合により、前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に圧縮力が発生する請求項２２に記載の照明器具組立体。
24. 熱伝導性筺体と、
    バックルを備えて前記筺体に取り付けられたソケットと、
    ＬＥＤ組立体とを備え、前記ＬＥＤ組立体が、
    ＬＥＤ照明素子、および
    バックル留め具を備え、
    前記ＬＥＤ組立体および前記ソケットが、非係合位置から係合位置へ互いに対して移動可能であり、前記係合位置では、前記バックルと前記バックル留め具とが互いに解放可能に結合されて、前記ＬＥＤ組立体を前記ソケットに対してしっかりと位置付ける照明器具組立体。
25. 前記バックルと前記バックル留め具との結合により、前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に圧縮力が発生する請求項２４に記載の照明器具組立体。
26. ＬＥＤ照明素子を有するＬＥＤ組立体を筺体のソケットと位置合わせすることと、
    前記ＬＥＤ組立体および前記ソケットを互いに対して移動させて前記ソケットの第１の係合部材を前記ＬＥＤ組立体の第２の係合部材と解放可能に係合させ、前記ＬＥＤ組立体の弾性部材を非圧縮状態から圧縮状態へと動かして、前記筺体と前記ＬＥＤ組立体との間に圧縮力を発生させ、そのことにより前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に熱的接触を確立することとを含む照明器具を組み立てる方法。
27. 前記移動させることが、前記ソケットに対して前記ＬＥＤ組立体を回転させることを含む請求項２６に記載の方法。
28. 前記ＬＥＤ組立体および前記ソケットを互いに対して移動させることが、前記ＬＥＤ組立体の１つまたは複数の電気接点細片を前記ソケット上の電気接点部材に解放可能に係合させて前記ＬＥＤ組立体と前記筺体との間に電気的接続を確立することをさらに含む請求項２６および２７に記載の方法。

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