JP2013542568A - 均一モジュール光源 - Google Patents

Abstract

照明装置は、階段状段付き円筒外形を有し、照明装置の上方部分を形成する上部ハウジングと、ほぼ環状のヒートシンクであって、外周部周りが円形且つ内周部周りが六角形状とされ、且つ底部に開口部を有するように成形された、ヒートシンクと、ヒートシンクの内周部の周囲に設置され、光を所定角度で上方向に発するように方向付けられた複数のＬＥＤと、上部ハウジングとヒートシンクとの間に位置し、光を下方に反射する下面を有した六角形の反射器と、を備える。照明装置が組み立てられ且つ電力がＬＥＤに加えられると、ＬＥＤから発せられた光が、ヒートシンクの底部の開口部を通って出てくるように反射部の下面から反射される。

Description

（関連出願に対する相互参照）
このＰＣＴ国際出願は、２０１０年１０月４日付けで出願された米国仮特許出願番号６１／３８９，４９６に優先権を主張するもので、該明細書は、参照することによって本明細書に組み込まれる。

本発明は、照明のために使用される照明装置に関する。好ましい実施形態では、照明装置は、１つ以上のＬＥＤチップを含むＬＥＤ光源を有した均一モジュール光源である。

従来では、光源のための電球は、小型の蛍光灯または白熱電球である。近年では、ＬＥＤ、例えば個々の平行レンズとともに用いるＬＥＤが提案されて照明に利用されている。しかしながら、このようなＬＥＤ光は、光源から到達する光が一様ではなく、従って、目に対して不快感をもたらす可能性がある。

ＬＥＤからの反射光を用いる照明ユニットは、公知である。特に、Lithonia lighting社製のDOM6 LED 600L 3500K 120HSG型のダウンライトは、光が下方に反射されるダウンライトを提供する。しかしながら、Lithonia製のユニットは、ユニットの頂部にヒートシンクを有し、大型であり且つ重い器具であり、且つ標準の照明器具の規格、例えばＧＸ５３規格に適合しない。従って、小型で軽く、且つ電球として、例えば標準的な照明ソケット用交換電球として用いることができ、しかも目に対して不快感をもたらすことなく一様な光を提供することができる照明に対する要求が存在する。

本発明の一側面によれば、照明装置は、階段状段付き円筒外形を有し、照明装置の上方部分を形成する上部ハウジングと、ほぼ環状のヒートシンクであって、外周部周りが円形且つ内周部周りが六角形状とされ、且つ底部に開口部を有するように成形された、ヒートシンクと、ヒートシンクの内周部の周囲に設置され、光を所定角度で上方向に発するように方向付けられた複数のＬＥＤと、上部ハウジングとヒートシンクとの間に位置し、光を下方に反射する下面を有した六角形の反射器と、を備えている。照明装置が組み立てられ且つ電力がＬＥＤに加えられると、ＬＥＤから発せられた光が、ヒートシンクの底部の開口部を通って出てくるように反射器の下面から反射される。

別の側面では、照明装置は、光源の外部からの電力をＬＥＤを駆動することに適した信号に変換するＡＣ−ＤＣドライバをさらに備える。

別の側面では、ＡＣ−ＤＣドライバは、上部ハウジングの内側部分にスナップフィットされ、且つ上部ハウジングの上方部分において穴から突出するノブを含み、ノブは、ＡＣ−ＤＣドライバに電力を提供するために、照明器具／ソケットと結合するように構成されている。

別の側面では、ＡＣ−ＤＣドライバは、上部ハウジングの内側部分にスナップフィットされ、且つ上部ハウジングの上方部分において１つ以上の穴から延伸する第１ワイヤを含み、第１ワイヤは、ＡＣ−ＤＣドライバに電力を提供するために、外部電源と連結するように構成されている。

別の側面では、ヒートシンクの内周部は、六角形状である。

別の側面では、ＬＥＤは、ヒートシンクの内周部の表面上にあるように、折り曲げられたフレキシブルＰＣＢに取り付けられている。

別の側面では、ＬＥＤは、ヒートシンクの内周面に直接プリントされた回路要素に取り付けられ、回路要素は、ＬＥＤが貼り付けられた銅層を備え、銅層は、ＡＣ−ＤＣドライバに連結されている。

別の側面では、内周部は、傾斜されている。

図面は、図示することのみを目的としたものであって、必ずしも縮尺どおりには描かれていない。しかしながら、本発明自体は、添付の図面と合わせて考慮する詳細な説明を参照してよりよく理解される。

本発明の実施形態による均一モジュール光源の断面図である。 本発明の実施形態による均一モジュール光源の分解図である。 本発明の実施形態による均一モジュール光源に使用されるＬＥＤ及び関連する回路要素を有するヒートシンク部分の斜視図である。 図３Ａに示すヒートシンク部分の線３Ｂに沿った断面図である。 本発明の実施形態による均一モジュール光源の垂直断面図である。 本発明の実施形態による均一モジュール光源の垂直断面図である。 本発明の別の実施形態による均一モジュール光源の断面図である。 図５に示す本発明の実施形態による均一モジュール光源の分解図である。

図１〜図４Ｂは、本発明による平坦モジュール光源の好ましい第１実施形態を示している。図からわかるように、本発明の一実施形態による平坦モジュール光源１は、上部ハウジング１０と、翼部１２を有するＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ａと、から形成されており、ウイング１２は、その上に取り付けられたノブ１３を有している。反射上面を有する反射部分１４、ヒートシンク１６及びレンズカバー１８が設けられている。

上部ハウジング１０は、好ましくは、図に示すように、段差を有する円筒形状で形成されている。好ましくは、ドライバモジュール１１ａは、ハウジングにおける２番目に大きい円周面内へのスナップフィットまたは螺合によってハウジング１０内に取り付け可能である。ハウジング１０は、光源１を組み立てたときに、最外部分（すなわち、最も大きい外周部）がヒートシンク１６の上縁部の周囲と緊密に嵌合することが可能となるように形成されている。好ましくは、上部ハウジングの最内部分は、光源１が標準の照明ソケット／器具、例えば公知なＧＸ５３ソケット／固定具に適合し且つその内部に緊密に嵌合することが可能となるように構成されている。上部ハウジング１０は、好ましくは、プラスチックまたは他の成形可能材料から形成されている。

反射部分１４は、好ましくは、その下面に反射面を有する六角形状である。反射面は、反射部分１４を反射金属から製造すること、または反射塗料を用いることで設けることができる。反射部分１４は、ヒートシンク１６内に形成された六角内側リング２２の上にあり且つそれと結合している。複数のＬＥＤ１５が、内側リング２２の表面上で、ヒートシンク１６の内周部の周囲に取り付けられている。

好ましい一実施形態では、ＬＥＤは、六角形状に折り曲げられ且つ例えば接着によってヒートシンク１６の内面２２上に貼り付けられたフレキシブルＰＣＢ（ＦＰＣＢ）１７に取り付けられている。ドライバモジュール１１ａとフレキシブルＰＣＢとの間の電気接続は、ワイヤ２６ａによって提供される。図示した実施形態は、折り曲げられたフレキシブルＰＣＢを示しているが、本発明は、この形態に限定されない。例として、いくつかの小さなＰＣＢのピース同士を互いに電源供給できるように接続し、それら各ピースに対して一つのＬＥＤを設けるようにすることも可能である。別の例として、ＬＥＤは、ヒートシンクの内面に直接プリントされた回路要素、例えば絶縁体及び銅層に取り付けられることができる。このような実施形態は、図３Ａ及び図３Ｂを参照して以下で説明される。

ヒートシンク１６の底部は、ヒートシンク１６の中央部に向かって上方にアーチ状にされた環状下方部分２０を含み、ヒートシンク１６の内側部分は、ＬＥＤからの反射光が光源１から出て行くことを可能にするための開口部を形成する。内面２２を形成する六角リムは、好ましくは、ヒートシンク１６の内周部の周囲に形成される。

好ましくは、光源１は、底部キャップまたはレンズカバー１８を含んでいる。レンズカバー１８は、プラスチックまたは他の同種材料から製造することができ、且つ目の快適性のために、より多くの散乱光を提供する（すなわち光を拡散する）ためにつや消しにされてもよい。また、レンズカバー１８は、透明であってもよい。どのような場合でも、光量を加減することに加えて、レンズカバーは、粉塵、ほこりおよび水分から光源１を保護する。また、レンズカバー１８は、光源１から発せられた光の角度をより狭くするために、平行レンズまたはこのレンズの複数を備えることができることが考えられる。

図１及び図２に示す実施形態では、光源は、ＡＣ／ＤＣドライバモジュール１１ａを用いてＬＥＤに電力を供給する。ＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ａは、好ましくは、いくつかの翼部１２を有し、翼部１２は、その上に取り付けられたノブ１３を有している。ノブ１３は、例としてランプソケット、例えばＧＸ５３ランプソケットに固定されたときに電力を得るために設けられ、且つＡＣ−ＤＣドライバモジュールに電力を加える。ＡＣ−ＤＣドライバモジュールは、受領した電力をＬＥＤを駆動するために用いることができる直流信号に変換する。ＡＣ−ＤＣドライバを形成する実際の回路要素は、交流電力を直流駆動信号に変換するための任意の公知な型からなることができる。その後、直流信号は、ＬＥＤを駆動するためにワイヤ２６ａを用いてフレキシブルＰＣＢ１７に提供される。

翼部１２及びノブ１３を有したＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ａは、好ましくは、標準の照明器具取付規格、例えば公知なＧＸ５３規格に適合する外形であり、光源がどの標準のＧＸ５３ランプソケット内にも取り付けられることを可能とする。従って、ノブ１３は、上記照明ソケットに適合するように構成されることができる。当然ながら、本発明は、ＧＸ５３ランプソケットに適合する形状に限定されない。好ましくは、ＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ａは、ＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ａが上部ハウジング１０の内部にスナップフィットまたは螺合されることが可能となるように形成される。

図３Ａ及び図３Ｂは、ＬＥＤをヒートシンク１６の内面２２に貼り付ける別の方法を示している。この実施形態では、ＬＥＤは、フレキシブルＰＣＢを使用するよりむしろ、例としてはんだ接合部１６０によってヒートシンクの内面２２に直接プリントされた回路要素に付着されている。直接プリントされた回路要素は、絶縁体１７０及び銅層１８０を有している。回路要素は、ＬＥＤを駆動するためにワイヤ２６ａから電圧を受ける。ワイヤ２６ａは、銅層１８０に連結され、且つはんだ付けもされてＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ａに接続されている。ワイヤ２６ａは、上部ハウジング１０を貫通している。銅層１８０は、個々のＬＥＤに駆動電圧及び他の電圧を加えるために回路要素を備えている。例として、銅層１８０の厚さは、約０．１ｍｍであってもよい。六角リム２２の内面壁は、ＬＥＤからの光が傾斜して上昇するように、斜め上方に傾斜されている。その後、上方へ傾斜した光は、反射部分１４に対して反射され、そして、光源１の底部の下方へ出て行く。使用されるＬＥＤの種類は、輝度及び放熱に応じて変更してもよいが、例としてＣｒｅｅ ＭＸ６型ＬＥＤまたはＣｒｅｅ ＸＰＥ型ＬＥＤを含んでいてもよい。

光源１の組立てにおいて、六角形の反射部分１４は、六角リム２２を覆って設置され、リム２２の上に置かれる。有利なことに、この形態は、ＬＥＤから上方に発する光が下向きに傾斜し且つ光源１の底部の外部に反射されることを可能にする。上部ハウジング１０は、例としてスナップフィットによってヒートシンクに取り付けられる。レンズ１８が使用されるときには、レンズも、例としてスナップフィットによってヒートシンクの底部に取り付けられる。

図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の一側面による光源の動作時の断面図である。ただし、図４Ａ及び図４Ｂは、上述した回路要素またはＡＣ−ＤＣ駆動回路の詳細を示していない。図４Ａ及び図４Ｂにおける矢印は、ＬＥＤ１５から発せられた光が、どのように反射器１４に当たって光源１の底部の外部に方向を変えられるかを示している。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、ＬＥＤ１５から出て、反射面１４に反射し、その後光源１から下方に向かう光の経路が、矢印によって示されている。

図１及び図２に示す実施形態では、光源は、外部の電力供給部、例えば壁または天井のＡＣ電源に連結するためのノブ１３を有したＡＣ／ＤＣドライバモジュール１１ａを用いてＬＥＤに電力を供給している。別の実施形態は、図５及び図６に示す。図５及び図６に示す実施形態では、ＡＣ−ＤＣドライバモジュールにおけるノブから外部電力を受ける光源の代わりに、ワイヤ２６がＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ｂに交流電力を供給するために設けられている。

図からわかるように、ワイヤ２６は、上部ハウジング１０の頂部における穴に入り、且つＡＣ−ＤＣドライバモジュール１１ｂに接続されている。図１及び図２の実施形態の場合と同じように、ドライバモジュール１１ｂによって変換された信号は、フレキシブルＰＣＢ１７に接続したワイヤ２６ｂを介してＬＥＤに供給される。同様の参照符号を有する図５及び図６に示す実施形態の他の構成要素は、図１〜図４Ｂにおいて説明されたものと同一であり、光源は、例として図４Ａ及び図４Ｂに示すものと同じように機能する。図１及び図２に示す形態に関してもそうであったように、図５及び図６に示す形態では、ＬＥＤは、フレキシブルＰＣＢ１７あるいはＰＣＢにおける個々の一部または図３Ａ及び図３Ｂに示すように直接プリントされた回路要素に取り付けられることができる。これら同一の構成についての説明は、ここでは繰り返さない。

ノブの代わりにワイヤ２６を使用することは、他の型のソケットまたはワイヤ接続部への接続を可能にする柔軟性を持たせる。ワイヤは、異なる国における電源ソケットに適応するために任意のプラグに接続されることができ、ワイヤ接続は、外部電源に接続するために電気技術者によって直接的になされることができる。ドライバの構成と、ＡＣまたはＤＣどちらが使用されるかと、に応じて、２本〜３本のワイヤがあってもよい。２本のワイヤの場合では、ワイヤは、通常、送電線及び中性線である。３本のワイヤの場合には、送電線、中性線及び接地線である。

どの実施形態でもレンズカバー１８は、好ましくは、透明であり、つや消しにされるか、そうでなければ下方に反射されたＬＥＤ１５からの光を弱める光拡散カバーである。レンズカバー１８は、その上縁部が例えばスナップフィットによってヒートシンク１６に連結されるように成形されている。カバー１８は、好ましくは、高い光透過率を有する透明ポリマー、例えばＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＶＣもしくはＰＵ、または他のプラスチックもしくはガラス、または光を通過させることができる任意の他の材料から製造されている。

特別な実施形態が図示され且つ本明細書において説明されたが、当業者には、他の変更及び／または同等の実施が、本発明の範囲から逸脱することなく、示され且つ説明された特別な実施形態に対して置換されてもよいことが理解される。この仮特許出願は、本明細書において説明した特別な実施形態の任意の適応または変更を含むことを意図する。従って、本発明が特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されることが意図される。

１０ 上部ハウジング、１１ａ ＡＣ−ＤＣドライバ、１３ ノブ、１４ 反射器、１５ ＬＥＤ、１６ ヒートシンク、２６ 第１ワイヤ

Claims (8)

1. 階段状段付き円筒外形を有し、照明装置の上方部分を形成する上方ハウジングと、
   ほぼ環状のヒートシンクであって、外周部周りが円形且つ内周部周りが六角形状とされ、且つ底部に開口部を有するように成形された、ヒートシンクと、
   前記ヒートシンクの前記内周部の周囲に設置され、光を所定角度で上方向に発するように方向付けられた複数のＬＥＤと、
   前記上部ハウジングと前記ヒートシンクとの間に位置し、光を下方に反射する下面を有した六角形の反射器と、
   を備える照明装置であって、
   該照明装置が組み立てられ且つ電力が前記ＬＥＤに加えられると、前記ＬＥＤから発せられた光が、前記ヒートシンクの底部の前記開口部を通って出てくるように反射器の下面から反射されることを特徴とする照明装置。
2. 前記光源の外部からの電力を前記ＬＥＤを駆動することに適した信号に変換するＡＣ−ＤＣドライバをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記ＡＣ−ＤＣドライバは、前記上部ハウジングの内側部分にスナップフィットされ、且つ前記上部ハウジングの上方部分において穴から突出するノブを含み、該ノブは、前記ＡＣ−ＤＣドライバに電力を提供するために、照明器具／ソケットと結合するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記ＡＣ−ＤＣドライバは、前記上部ハウジングの内側部分にスナップフィットされ、且つ前記上部ハウジングの上方部分において１つ以上の穴から延伸する第１ワイヤを含み、該第１ワイヤは、前記ＡＣ−ＤＣドライバに電力を提供するために、外部電源と連結するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
5. 前記ヒートシンクの前記内周部は、六角形状であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
6. 前記ＬＥＤは、前記ヒートシンクの前記内周部の表面上にあるように、折り曲げられたフレキシブルＰＣＢに取り付けられていることを特徴とする請求項１または５に記載の照明装置。
7. 前記ＬＥＤは、前記ヒートシンクの前記内周面に直接プリントされた回路要素に取り付けられ、該回路要素は、前記ＬＥＤが貼り付けられた銅層を備え、該銅層は、前記ＡＣ−ＤＣドライバに連結されていることを特徴とする請求項２または５に記載の照明装置。
8. 前記内周部は、傾斜されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。

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