JP2022508368A - 照明デバイス - Google Patents

Abstract

照明デバイスは、支持体７と、照明集合体３と、照明集合体３を覆うレンズ部材１とを有する。支持体７及びレンズ部材１は、取付孔２７、２５を有し、レンズ部材１の取付孔２５は、レンズ部材１の周縁部１Ａに沿って配置される。レンズ部材１及び支持体７の取付孔２５、２７は位置合わせされ、取付要素１１Ａ、１１Ｂが、前記取付孔２５、２７内に延在し、固定され、それによって、レンズ部材１を支持体７に固定する。レンズ部材１の周縁部１Ａの少なくとも半分に沿った取付要素１１Ａ、１１Ｂの各々が、支持体７及びレンズ部材１に対する降伏要素である。取付要素１１Ａ、１１Ｂは、支持体７及びレンズ部材１よりも低いヤング率を有する。

Description

本発明は、支持体（base）と、前記支持体上の照明集合体（light aggregate）と、前記照明集合体を覆い、前記支持体に取り付けられるレンズ部材とを有する照明デバイスであって、前記レンズ部材が周縁部を有し、前記支持体及び前記レンズ部材が、それぞれ、各々が内面を有する複数の取付孔を含み、前記レンズ部材の前記取付孔が、前記レンズ部材の前記周縁部に沿って配置され、それによって、前記レンズ部材の取付孔が、前記支持体の取付孔と位置合わせされ、取付要素が、位置合わせされたそれぞれの取付孔内に延在し、前記取付孔に固定されており、それによって、前記レンズ部材を前記支持体に固定する照明デバイスに関する。

本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、ＬＥＤ照明器具、特に、屋外ＬＥＤ照明器具に関する。

上述した技術の照明デバイスは、JP 2996094 B2から知られており、JP 2996094 B2は、支持体及びレンズ部材の周縁部の周りに間隔を置いて配置される取付孔を通して挿入される管リベット又はアイレットを用いて相互接続される支持体及びレンズ部材を有する照明デバイスを開示している。アイレットに代わるものとしてねじが使用されてもよい。トリム（trim）が、接合周縁部の周りに供給され、管リベットの内孔に供給される接着剤を用いて固定される。支持体とレンズ部材の接合周縁部には、リベットのない、更なる接着剤供給孔が設けられる。更なる接着剤供給孔に供給される接着剤は、支持体の接合周面とレンズ部材の接合周面との間に入り込んで、これらの面を接着し得る。

幾つかの照明デバイス、例えば、ＬＥＤ照明器具の場合、特に、屋外用途のものの場合は、天候条件に対する耐性が必要とされる。従って、埃及び水に対する特定の耐性が、ＩＰレーティング又はＩＰｘｘレーティングによって規定されている（International Protection Marking, IEC standard 60529参照）。照明デバイス又は照明器具を防水にするために、防塵性及び防水性を供給するためのカバープレートを、ＬＥＤ基板を覆って一体化させることは、よく用いられるものである。従って、ＩＰレーティングに従うために、ＬＥＤ基板などの照明集合体を覆って取り付けられることができるレンズ部材を設けることが知られている。

例えばＩＰ６６の屋外モジュールのための、レンズ部材は、多くの場合、シリコーンガスケットが付属しており、ヒートシンクとして機能し得る金属板などの支持体にねじを用いて固定される必要がある。ねじを締めると、レンズ部材と支持体との間でガスケットが圧縮され、水の浸入に対する耐性をもたらす。しかしながら、本発明者は、場合によっては、加熱中及び冷却中に、レンズ部材が、金属製のヒートシンクの形態の支持体よりも膨張及び収縮することを発見した。レンズ部材はねじによって固定されているので、温度サイクル中のレンズ部材と支持体との間の動きは、制限される又はない。これは、レンズ部材の材料において高い応力をもたらし、最終的には、レンズ部材において亀裂をもたらす。

JP 2996094 B2の、支持体とレンズ部材とを互いに取り付けるやり方は、レンズ部材と支持体との間の動きに備えていないことに留意されたい。

本発明の目的は、上記の問題を解決又は最小化することである。

これは、導入部で述べたような照明デバイスであって、前記レンズ部材の前記周縁部の少なくとも半分に沿って、特には、前記レンズ部材の前記周縁部の少なくとも４分の３に沿って延在するコヒーレント領域（coherent area）内に配置される前記取付要素の各々が、前記支持体及び前記レンズ部材に対する降伏要素であり、前記取付要素の前記各々が、前記支持体及び前記レンズ部材よりも低いヤング率を有する照明デバイスによって、達成される。これにより、前記レンズ部材の、前記支持体と比べて異なる膨張又は収縮が、前記レンズ部材及び前記支持体のそれぞれの部分の間の相対的な動きをもたらすことができ、前記レンズ部材の材料において高い応力が発生されるのではなく、前記取付要素が弾性変形されることが、達成される。前記周縁部は、直線状延在部及び／又は湾曲延在部を有し、少なくとも前記コヒーレント領域内では、前記取付要素の各々が降伏要素である前記コヒーレント領域は、前記レンズ部材の前記周縁部の前記延在部の少なくとも半分に沿って、特には、前記レンズ部材の前記周縁部の前記延在部の少なくとも４分の３に沿って延在することに留意されたい。実施形態においては、前記支持体及び前記レンズ部材の各々が、前記支持体及び前記レンズ部材のそれぞれの他方に対して近位にある近位面を有し、前記支持体及び前記レンズ部材の各々が、前記支持体及び前記レンズ部材のそれぞれの他方に対して遠位にある遠位面を有する。

実施形態においては、前記取付要素の前記各々は、１ＧＰａ未満のヤング率を有する。

更なる実施形態においては、前記取付要素の前記ヤング率は、０．１ＧＰａ未満であり、特には０．０５ＧＰａ未満である。

実施形態においては、前記取付要素の前記各々は、４％を上回る降伏ひずみを有する。

更なる実施形態においては、前記取付要素の前記降伏ひずみは、１０％を上回り、特には５０％を上回り、更に特には２００％を上回る。

これらの実施形態は、前記レンズ部材及び前記支持体のそれぞれの部分の間の相対的な動きの可能性をサポートし、前記取付要素は弾性変形される。

前記支持体の設計、及び特に前記レンズ部材の設計に応じて、前記レンズ部材の前記周縁部の一部に沿って、例えば、このような一部は使用中に温度の変化がほとんどないために、前記支持体と前記レンズ部材との間で実質的な動きが生じない場合には、多くの前記取付要素が降伏要素である必要はない。しかしながら、前記レンズ部材の前記周縁部の前記延在部の少なくとも半分に沿って、特には、前記レンズ部材の前記周縁部の前記延在部の少なくとも４分の３に沿って、前記取付要素は、前記支持体と前記レンズ部材との間の動きを吸収するための降伏要素であるべきである。

幾つかの実施形態においては、前記取付要素の全て、場合によっては、１つを除いて前記取付要素の全てが降伏要素である。

実施形態においては、前記支持体と前記レンズ部材との間にガスケットが配置される。このようなガスケットは、前記レンズ部材と前記支持体との間の水密性及び／又は防塵性を提供する。前記ガスケットは弾性があり、実施形態においては、前記ガスケットの材料は、シリコーンである、又はシリコーンを有する。

実施形態においては、前記取付孔のうちの少なくとも１つは、それぞれの取付要素との確動係合（positive engagement）、即ち、幾何学的係合を供給し、ひいては、それぞれの取付要素の機械的固定を供給するよう、その前記内面の少なくとも一部に、波形がつけられている（corrugate）、特には、ねじ山がつけられている（threaded）。

実施形態においては、前記取付孔のうちの少なくとも１つは、それぞれの取付要素との確動係合を供給し、ひいては、それぞれの取付要素の機械的固定を供給するよう、前記遠位面において、拡張された断面積を有する。

従って、前記取付要素が前記レンズ部材又は前記支持体の材料に付着する必要のない実施形態が提供される。

実施形態においては、前記取付要素のうちの少なくとも１つは、それぞれの取付孔の前記内面に付着する。

後者の実施形態を組み合わせることは可能であり、それにより、取付要素は、前記レンズ部材及び／又は前記支持体と確動的に（positively）、即ち、幾何学的に、且つ付着して、係合し得る。

実施形態においては、前記支持体は、ヒートシンクであり、実施形態においては、前記支持体は、金属製の支持体である。組み合わされてもよいこれらの実施形態は、例えば、ＬＥＤ照明器具に適している。

少なくとも幾つかの実施形態においては、前記取付要素の前記各々は、ポリマを有し、少なくとも幾つかの実施形態においては、前記取付要素の前記各々は、シリコーンゴム、シリコーン接着剤、及びシリコーンシーラントのグループから選択される材料を有する。

実施形態においては、少なくとも１つの弾性クランプが、前記レンズ部材を前記支持体の方へ付勢する（urge）。このような実施形態は、例えば、前記レンズ部材と前記支持体との間にガスケットが存在する場合に使用されることができ、このような弾性クランプの使用は、前記取付部材が、上述のような水密性及び／又は防塵性を提供するために前記ガスケットを圧縮するのに十分な力を供給しない場合に、特に有益である。

更なる特定の実施形態においては、前記弾性クランプは、前記支持体に固定されるばねを有する。

前記レンズ部材は、例えば、半透明又は透明な部材であってもよい。

ここで、概略図面を参照して、非限定的な例示的な実施形態に基づいて、本発明をより詳細に説明する。
従来技術による照明デバイスの分解組立図である。 本発明の第１実施形態における、支持体、レンズ部材、及び取付部材を通る断面を示す。 本発明の第２実施形態における、支持体、レンズ部材、及び取付部材を通る断面を示す。 本発明の第３実施形態における、支持体、レンズ部材、及び取付部材を通る断面を示す。 本発明の第４実施形態における、支持体、レンズ部材、及び取付部材を通る断面を示す。

実施形態の詳細な説明

図１は、レンズ部材１と、本実施形態においてはＬＥＤ基板である照明集合体３と、ガスケット５、例えば、シリコーンガスケットと、本実施形態においては照明集合体又はＬＥＤ基板３のためのヒートシンクとして機能する金属製の支持体である支持体７とを有する従来技術の照明デバイスの分解組立図を示している。

ねじ９、即ち、取付要素の第１セットは、照明集合体３を支持体７に固定するために設けられ、ねじ１１、即ち、取付要素の第２セットは、レンズ部材１を支持体７に固定するために設けられ、ねじ１３、即ち、取付要素の第３セットは、照明デバイスをランプ（図示せず）などに取り付けるために設けられる。図1において示されているように、レンズ部材１と照明集合体３には、それぞれ、ねじ１１、９の挿入のための取付孔が設けられ、支持体７には、ねじ１１、９を受けるための、ねじ山がつけられている取付孔が設けられる。ねじ９のための取付孔は、照明デバイスの水及び埃の影響を受けやすい部分への水又は埃の侵入を防止するようめくら孔であるのに対し、ねじ１１のための取付孔は、従来技術のデバイスにおいては、貫通孔又はめくら孔であってもよい。レンズ部材１の取付孔は、レンズ部材１の周縁部１Ａに沿って設けられる。

レンズ部材１は、照明集合体３及び支持体７に面する近位面１５と、照明集合体３及び支持体７とは反対側を向いた遠位面１７とを有する。それに応じて、支持体７は、照明集合体３及びレンズ部材１に面する近位面１９と、照明集合体３及びレンズ部材１とは反対側を向いた遠位面２１とを有する。

レンズ部材１は、レンズ部材１が半透明であることを示す破線で示されている溝２３を有し、前記溝２３は、ガスケット５を受けるためにレンズ部材１の近位面１５に延在する。ねじ１１の挿入のためのレンズ部材１の取付孔は、溝２３に隣接して配置され、従って、図１において示されている実施形態においては、ねじ１１は、ガスケット５を通過しない。図１の照明デバイスが組み立てられ、ねじ１１が締められる場合、レンズ部材１の近位面１５と支持体７の近位面１９とが、必ずしも互いに接触することなく互いに近づけられ、ガスケット５が、水及び埃の侵入に対する堅固さ（tightness）を提供するよう圧縮される。

以下においては、本発明の４つの異なる実施形態における、支持体、レンズ部材、及び取付部材を通る断面を示している図２乃至５に対する参照がなされている。図１において示されている照明デバイス、及び図２乃至５において示されている実施形態に関して、両方とも、同様の要素は同様の参照番号によって示されている。

図１の従来技術の照明デバイスのねじ１１の第２セットに代えて、支持体７及びレンズ部材１に対する降伏要素である取付要素１１Ａ、１１Ｂを用いることが、本発明の概念と見なされてもよく、本発明による前記取付要素１１Ａ、１１Ｂは、支持体７及びレンズ部材１よりも低いヤング率を有する。従って、本発明による取付要素１１Ａ、１１Ｂは、少なくともレンズ部材１の周縁部１Ａの大部分に沿って、レンズ部材１の周縁部１Ａの少なくとも半分に沿って、特に、レンズ部材１の周縁部１Ａの少なくとも４分の３に沿って、取付孔に設けられるべきである。幾つかの実施形態においては、取付要素１１Ａ、１１Ｂの全て、場合によっては、１つを除いて取付要素１１Ａ、１１Ｂの全てが降伏要素である。

従って、図２は、レンズ部材１の一部と、支持体７の一部と、それぞれレンズ部材１及び支持体７を通って延在する、位置合わせされている取付孔２５、２７内に配置され、前記取付孔２５、２７の間に延在する取付要素１１Ａとを示している。支持体７における取付孔２７は、雌ねじによって設けられる波形内面２９を有する、ねじ山の付いた取付孔であり、レンズ部材１における取付孔２５は、近位面１５における取付孔２５の断面積に対して拡張された断面積を備える一部３１を遠位面１７において有する。波形内面２９及び一部３１の拡張された断面積が、取付要素１１Ａと、レンズ部材１及び支持体７（の取付孔）との間の確動係合又は幾何学的係合を提供する。従って、取付要素１１Ａが、レンズ部材１を支持体７に固定する。

図３乃至５は、支持体７が、図２において示されているレンズ部材１のように、近位面１９における取付孔２７の断面積に対して拡張された断面積を備える取付孔２７の一部３３を遠位面２１において有する実施形態を示している。従って、図３乃至５において示されている実施形態においては、拡張された断面積を備える一部３１及び３３が、取付要素１１Ｂと、レンズ部材１及び支持体７（の取付孔）との間の確動係合又は幾何学的係合を提供する。

図２及び３は、取付孔２５及び２７によって貫通される領域において、レンズ部材１と支持体７との間にガスケットが存在しない実施形態を示している。しかしながら、図２及び３において示されている部分以外では、図１において示されている実施形態のように、レンズ要素１と支持体７との間にガスケットが存在していてもよい。それに応じて、概略図２及び３においては、レンズ部材１と支持体７とが相互に接触しているように示されているが、これは、そうである必要はない。

図４及び５は、取付要素１１Ｂがガスケット５の取付孔を通って延在するために、取付孔２５及び２７によって貫通される領域において、レンズ部材１と支持体７との間にガスケット５、又はガスケット５の少なくとも一部が延在する実施形態を示している。

図５において示されている実施形態においては、弾性クランプ３５が、レンズ部材１を支持体７の方へ付勢している。弾性クランプ３５は、ばね３７と、支持体７にねじ込まれるねじ３９とを有する。

本発明の実施形態においては、図２乃至５において示されている取付要素１１Ａ、１１Ｂは、例えば、使用中の温度の変化によるレンズ部材１及び支持体７の膨張及び収縮における違いによる、特にレンズ部材の材料におけるひずみ又は応力を最小化するために、１ＧＰａ未満の、特には０．１ＧＰａ未満の、より特には０．０５ＧＰａ未満のヤング率を有する。

更に、本発明の実施形態においては、図２乃至５において示されている取付要素１１Ａ、１１Ｂは、４％を上回る、特には１０％を上回る、更に特には５０％を上回る、一層更に特には２００％を上回る降伏ひずみを有する。従って、取付要素１１Ａ、１１Ｂは、取付要素１１Ａ、１１Ｂの破壊なしに、取付孔２５、２７の領域において、レンズ部材１と支持体７との間の動きを可能にする。

本発明の幾つかの実施形態においては、取付要素１１Ａ、１１Ｂは、例えば、シリコーンゴム、シリコーン接着剤、及びシリコーンシーラントのグループから選択される材料を含み得るポリマを有する。

実施形態においては、取付要素１１Ａ、１１Ｂは、レンズ部材１が支持体７上に配置された後に、後で軟質ゴムと同様の特性を持つよう固めることができる非スランプペースト（non-slump paste）として取付孔２５、２７に塗布される、シリコーン接着剤、例えば、Dow Corning（登録商標） 744などの材料を有する。

取付要素１１Ａ、１１Ｂが、後で固めるための、材料、例えば、非スランプペーストなどのペースト材料として塗布される場合、支持体７とレンズ部材１との間に存在する任意のガスケット５を圧縮するだろう取付要素１１Ａ、１１Ｂにおける張力を供給するために、固める間に収縮する材料が使用されてもよく、又は状況によって必要とされるような堅固さを供給するガスケット５の圧縮を確実にするために、取付要素１１Ａ、１１Ｂの材料を塗布し、固める間、レンズ部材１は、支持体７の方へ付勢されるべきである。ガスケット５のこのような圧縮が、取付要素１１Ａ、１１Ｂ内に存在する如何なる張力によっても供給されない場合には、弾性クランプ３５のような弾性クランプが頼りにされ得る。

上記においては、例を用いて本発明について説明しているが、この例は、本発明の範囲又は本願によって求められる保護を限定するものではないことは理解されるべきである。当業者は、上記の実施形態の特徴が多くのやり方で変えられ得ることを理解するだろう。例えば、上記の例においては矩形である照明デバイスの全体の形は、円形、楕円形、二次、多角形などであってもよい。

Claims (15)

1. 支持体と、前記支持体上の照明集合体と、前記照明集合体を覆い、前記支持体に取り付けられるレンズ部材とを有する照明デバイスであり、前記レンズ部材が周縁部を有し、前記支持体及び前記レンズ部材が、それぞれ、各々が内面を有する複数の取付孔を含み、前記レンズ部材の前記取付孔が、前記レンズ部材の前記周縁部に沿って配置され、それによって、前記レンズ部材の取付孔が、前記支持体の取付孔と位置合わせされ、取付要素が、位置合わせされたそれぞれの取付孔内に延在し、前記取付孔に固定されており、それによって、前記レンズ部材を前記支持体に固定する照明デバイスであって、前記レンズ部材の前記周縁部の少なくとも半分に沿って、特に、前記レンズ部材の前記周縁部の少なくとも４分の３に沿って延在するコヒーレント領域内に配置される前記取付要素の各々が、前記支持体及び前記レンズ部材に対する降伏要素であり、前記取付要素の前記各々が、前記支持体及び前記レンズ部材よりも低いヤング率を有する照明デバイス。
2. 前記取付要素の前記各々が、１ＧＰａ未満のヤング率を有する請求項１に記載の照明デバイス。
3. 前記取付要素の前記ヤング率が、０．１ＧＰａ未満であり、特には０．０５ＧＰａ未満である請求項２に記載の照明デバイス。
4. 前記取付要素の前記各々が、４％を上回る降伏ひずみを有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
5. 前記取付要素の前記降伏ひずみが、１０％を上回り、特には５０％を上回り、更に特には２００％を上回る請求項４に記載の照明デバイス。
6. 前記支持体と前記レンズ部材との間にガスケットが配置される請求項１乃至５のいずれか一項に記載の照明デバイス。
7. 前記取付孔のうちの少なくとも１つは、それぞれの取付要素との確動係合を供給し、ひいては、それぞれの取付要素の機械的固定を供給するよう、その前記内面の少なくとも一部に、波形がつけられている、特には、ねじ山がつけられている請求項１乃至６のいずれか一項に記載の照明デバイス。
8. 前記支持体及び前記レンズ部材の各々が、前記支持体及び前記レンズ部材のそれぞれの他方に対して遠位にある遠位面を有し、前記取付孔のうちの少なくとも１つが、それぞれの取付要素との確動係合を供給し、ひいては、それぞれの取付要素の機械的固定を供給するよう、前記遠位面において、拡張された断面積を持つ部分を有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明デバイス。
9. 前記取付要素のうちの少なくとも１つが、それぞれの取付孔の前記内面に付着する請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明デバイス。
10. 前記支持体がヒートシンクである請求項１乃至９のいずれか一項に記載の照明デバイス。
11. 前記支持体が金属製の支持体である請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の照明デバイス。
12. 前記取付要素の前記各々がポリマを含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の照明デバイス。
13. 前記取付要素の前記各々が、シリコーンゴム、シリコーン接着剤、及びシリコーンシーラントのグループから選択される材料を有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の照明デバイス。
14. 少なくとも１つの弾性クランプが、前記レンズ部材を前記支持体の方へ付勢する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の照明デバイス。
15. 前記弾性クランプが、前記支持体に固定されるばねを有する請求項１４に記載の照明デバイス。

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