JP5575665B2 - 照明システム、光源及び電極装置 - Google Patents

Description

本発明は、光を放射するための光源及び電極装置を有するシステムであって、前記光源が、少なくとも２つの接点素子が設けられる口金面を備える口金を有し、前記電極装置が、積層位置に、電気絶縁層によって切り離されている少なくとも２つの電極を持ち、前記２つの電極が、動作中、異なる極性を持つシステムに関する。本発明は、更に、本発明によるシステム用に適合させられる光源と電極装置との両方に関する。

このようなシステムは、Diplineの商品名で販売されており、ウェブサイトのhttp://www.magiclite.com/dipline/diplilne.shtml及びhttp://www.magiclite.com/downloads/PDFs/dipline.pdfにおいて説明されている。Dipline照明パネルシステムは、低電圧、例えば、12V又は24Vで動作する。これらの既知のシステムは、電気の流れている壁部又は天井面として役立つ電源内蔵式の平坦な可撓性パネルとして販売を促進されている。それは、光源を平坦な表面上のどこにでも簡単に配置することを可能にし、前記光源を直ちに点灯させる。

過去数年において、多くの相対的に小さな光源（＝ＳＬＳ）、例えば、ＬＥＤ製品又は小型ハロゲンランプが、市場に入ってきている。これらの製品のほとんどは、改装部品であり、故に、それらは、最低限の投資で現在のインフラに組み込まれ得る。しかしながら、これは、ＳＬＳの全潜在能力の活用に制限をもたらす。特に、新しいビル又は家は、照明設計における既存のパラダイムから脱却する可能性を供給する。例えば、スリムなＳＬＳ照明システムは、ビルへの照明のさりげない組み込みを可能にすることは既に照明されている。ＳＬＳをベースにしたシステムは、照明システムの異なる外観とは別に、熱管理、ドライバ・インフラ、機械的な取り付け具及びユーザインタフェースのための新しいソリューションも必要とする。家庭内環境へのＳＬＳの組み込みの鍵となる価値のドライバのうちの１つは、位置決めの自由である。消費者は、ＳＬＳ照明システムを壁部又は天井の任意の位置に配置することによって、あらゆる所望の照明パターンを作成することができる。更に、消費者が、これらのシステムのうちの幾つかを組み合わせることによって、家において、前記消費者自身の雰囲気を作成することも可能である。このようなシステムが適切に動作するためには、それは、容易な位置決め、固定及び即時の動作を可能にすべきであり、且つロバストであるべきである。

既知の電極装置は、パネルであり、その電極は、積層位置に配設される板状電極である。平板電極は、板状電気絶縁層によって分離され、各平板電極は、好ましくは、装飾用の（電気的に絶縁する）層によって覆われる。パネルは、一般的な、１平方メートルの寸法及び約3cmの厚さを持つ。電極装置は、ファサード壁部若しくは天井を形成するのに用いられることができ、又は他の例においては、既存の壁部、天井若しくは床における外装材として利用されることができる。電極装置は、電気エネルギ供給システムに接続される。既知のシステム用に適している光源は、板状電極及び中間電気絶縁層に穴をあけることができるピン状電気接点を持つ。ピン状電気接点は、光源を電極装置上に配置すると、一方の電極は、両方の平板電極を貫き、他方の電極は、１つの平板電極しか貫かないように異なる長さを持ち、従って、電極装置との適切な電気的接触を実現する。両方の平板電極を貫くピン状電気接点は、この電気接点を介した２つの平板電極の短絡を防止するように、部分的に、電気絶縁層で覆われる。このシステムは、ランプをあらゆる所望の位置に配置することを可能にし、従って、照明及び／又は照明パターンの設計における大きな創造的自由、並びに要求用途に応じた適切な且つ／又は所望の光源への容易な交換を提供する。

しかしながら、既知のシステムでは、様々な問題が生じ、とりわけ、
電極間の電気的（及び熱的）に絶縁する層により、動作中に少なくとも１つの光源によって生成される熱の管理が潜在的に困難であるという問題、
光源をオン及びオフに切り換えることにより、少なくとも１つの光源の接点素子の繰り返し熱膨張及び熱収縮の結果として、少なくとも１つの光源の接点素子と電極との間の電気的接触が、劣化し、信頼できなくなるであろうという問題、
現在の実施例においては、少なくとも１つの光源の除去後に、パンチ穴の可視性が漸減すべきである場合には、ユーザが、ピンボードのような壁部の使用に制限されるという問題、及び
既知のシステムは、相対的に柔軟性がなく、（湾曲した壁部のような）担体材料の相対的に鋭い輪郭に従うことができないという問題が生じる。

本発明の目的は、既知の従来技術のシステムの上記の問題の少なくとも１つを抑制することである。

この目的のため、冒頭の段落に記載されているシステムは、請求項１の特徴部によって規定される。前記光源が、前記電極装置に取り付けられる場合、電極材料は、相対的に小さな穴あけ物体、例えば、前記光源のピン状接点素子によって、穴をあけられることから、損傷するであろう。自動閉鎖材料は、その表面が効果的に閉じられるとみなされ得るようにして、即ち、前記自動閉鎖材料がそれ自身を修復した後には、液体又はペースト材料が損傷箇所を通って自由に流れることができない、又は損傷箇所が消えてさえいるようにして、それ自身を修復する材料であると理解されている。前記材料は、前記穴あけ物体が依然として存在するときに、及び／又は前記穴あけ物体が取り除かれた後に、それ自身を修復し得る。これは、本発明によるシステムに、前記電極と前記接点素子との間の十分な、信頼性が高い電気的接触を維持することが可能であるという利点、及び前記光源の除去後、損傷は事実上見えないことから、前記システムに、より美的な外観を与えるという利点を与える。非常に適切な自動閉鎖材料は、ゴム、低融点金属／合金、液体金属／合金、及び金属／合金ペーストから成る材料のグループの中で見つけられる。自動閉鎖ゴム材料及び適切なゴム材料の使用は、医療用途、例えば、薬ビンであって、このようなビンのゴムのクロージャに穴をあける注射針を介して前記薬ビンから少量の薬が抜き取られる薬ビンから知られている。液体及びペースト材料は、自由に流れることができ、従って、自動閉鎖するであろう、換言すれば、穴あけ素子が取り除かれた後に残される開いている空間を埋めるであろう。低融点材料は、室温、即ち、20℃乃至25℃では固体であるが、動作中、前記光源によって生成される熱により液体になり、従って、動作中、信頼性が高い電気的接触を維持するであろう。この材料は、前記光源によって加熱される場合、それ自身をその元の状態に修復することができる。前記融点は、好ましくは、30℃乃至200℃、又は30℃乃至120℃、又は50℃乃至80℃の範囲内である。上記の特性のうちの少なくとも１つを呈すると知られている材料は、ガリウム、インジウム、Ga68In20Sn12、Indalloy 117、SnPbInBi、ウッド合金、Indalloy 1E及びシリコンゴムである。これらの金属／合金の化学組成、融点及び熱伝導率は、当業界ではよく知られている。

別の実施例においては、本発明によるシステムは、前記自動閉鎖材料が、金属／合金ペースト、ガリンスタンのような室温で液体である金属／合金から成るグループから選ばれ、２つの自動閉鎖固体層の間に閉じ込められることを特徴とする。従って、自由に流れる材料が、前記システムから外部へ流れ得ることが防止され、これは、前記システムのメンテナンスを改善する。

好ましい実施例においては、前記システムは、導電性の前記自動閉鎖材料が、1Ω/cm以下の体積抵抗率を持つことを特徴とする。前記抵抗率が相対的に高い場合には、前記電極において、相対的に高い電力損失が生じ、従って、前記光源の動作のために使用可能な最大電力を制限するであろう。従って、それは、相対的に高い公称電力を持つ光源を備える前記システムの動作を可能にする。1Ω/cm以下の相対的に低い抵抗率を実現するための非常に適切な実施例は、前記導電性の自動閉鎖材料が、ゴムであり、少なくとも１つの電極におけるコーティングとして設けられ、好ましくは、両方の電極におけるコーティングとして設けられることを特徴とする。前記電極は、例えば、金属板電極又は金網クロスとして実施される。自動閉鎖ゴムが、前記光源に、その取り付け位置において面する場合には、それは、前記光源の除去後、むきだしの金属板電極を備えるシステムの場合と比べて、前記システムに、より美的な外観を自動的に与える。

別の好ましい実施例においては、前記システムは、前記電極が、少なくとも１つの、フェリ磁性材料、強磁性材料又は電磁材料を有することを特徴とする。両方の電極が、磁化可能な、永久磁気又は電磁材料で作成され、且つ前記光源の前記口金に、磁化可能な、永久磁気又は電磁接着装置が設けられる場合、前記電極装置における前記光源の容易な取り付けが達成される。従って、前記ランプの電気的接触に課される、前記電極装置に前記光源を機械的に固定するのに十分に長く、厚いという要件は、もはやあてはまらず、その代わりに、前記電極装置への前記光源の固定は、磁気接着を介して実現される。

前記システムの実施例は、前記光源によってそれらの動作中に生成される熱をよりうまく処理するために、前記導電性の自動閉鎖材料及び／又は前記電気絶縁層が、2.5mm以下の厚さを持つ層に適している少なくとも1W/Mkの熱伝導率を持ち、好ましくは、20mmまでの厚さを持つ層に適している10W/Mkより大きい熱伝導率を持つことを特徴とする。この熱管理の理由のため、前記電気絶縁層は、好ましくは、例えば5mmの限られた厚さしか持たない。しかしながら、前記電極装置の前記２つの電極の間の短絡を防止するためには、従って、これらの電極間の信頼性が高い分離を確実にするためには、前記電気絶縁層は、少なくとも1mmの厚さを持つべきである。この点において、適切な材料は、好ましくは、例えば、Cast-Coat社から入手可能なような平板状アルミナ充填注型用樹脂CC3-300又は熱伝導性低粘度注封用樹脂CC3-301AD-FRといった、熱界面材料の分野で知られているような、熱的に強化された、電気的に絶縁する材料から成るグループから選ばれる。

更に別の実施例においては、前記システムは、取り付け位置の前記光源に最も近い前記電極上の、前記電極の、前記光源に面する面に、保護及び／又は美的スクリーンが設けられることを特徴とする。従って、前記システムは、所定の美的設定を持つ環境、例えば、古い大邸宅、美術館又は宮殿に埋め込まれ得る。

本発明は、更に、システムの請求項１乃至１２のいずれか一項に規定されているようなシステムの全光源特性を持つ光源、及びシステムの請求項１乃至１２のいずれか一項に規定されているようなシステムの全電極装置特性を持つ電極装置に関する。

ここで、概略的な図面を参照して、本発明を説明する。

従来技術によるシステムを示す。 本発明によるシステムの電極装置の第１実施例の断面図である。 本発明によるシステムの電極装置の第２実施例の断面図である。 本発明によるシステムの電極装置の第３実施例の断面図である。 本発明によるシステムの光源のランプ口金の断面図である。

図１に示されている既知の従来技術のシステム１１においては、電極装置１は、電気絶縁板２であって、第１電極３及び第２電極４を構成する薄い金属箔で覆われる両方の主表面を持つ電気絶縁板２である。機械的な理由、及び随意に、美的な理由で、各電極は、各々のスクリーン５、６で覆われる。既知の電極装置は、一般に、約25mmの厚さＴを持ち、電気絶縁板及びスクリーンは、一般に、発泡材料で作成される。光源７は、第１電気接点８及び第２電気接点９を介して電極装置１上に機械的に取り付け可能である。第１電気接点８は、第２電極４に到達することができないように相対的に短く、それに穴をあけることしかできず、従って、第１電極３との電気接続を確立する。第２電気接点９は、相対的に長く、従って、両方の電極３及び４に穴をあけることができ、従って、第２電極との電気接続を確立する。第２電気接点は、第１電極との電気接続が起こるのを防止するため、部分的に、電気絶縁層１０を具備する。

図２は、本発明によるシステムに適用可能な電極装置１の断面図である。従来技術のシステムと同様に、電極装置に、光源が取り付けられる。図２の電極装置は、５つの層でできており、２つの外層２１、２２は、各々、導電性の自動閉鎖ゴムで作成され、1mmの厚さを持ち、前記導電性の自動閉鎖ゴムは、各々、0.12mmのシート厚を持つ強磁性（＝永久）ステンレス鋼で作成される各々の第１電極シート２３及び第２電極シート２４に付着される。第１及び第２電極シートは、適切な熱界面材料、例えば、Cast-Coat社から入手可能なような熱伝導性RTVシリコンゴムCC3-1200で作成され、2.6mmの厚さを持つ電気絶縁層２５によって切り離される。従って、電極装置は、合計で、5mm未満の厚さＴを持つ。光源が磁化可能な素子を備える口金を持つ場合には（図５参照）、電極シートの強磁性は、光源を、電極装置上に、磁気付着を介して取り付けることを可能にする。光源２６は、図２において概略的に示されており、第１電極シートを貫く第１接点素子２７と、第１電極シート及び第２電極シートの両方を貫く第２接点素子２８とを備え、第２接点素子は、２つの電極シート２３、２４の短絡が起こるのを防止するために電気絶縁コーティング２９を具備する。光源は、小型ハロゲンランプ、例えば、各々が動作中例えば20Wの公称電力を持つ１つ以上のハロゲンランプであってもよく、又は各々が例えば約3Wの公称電力を持つ１つ又は複数のＬＥＤであってもよい。

図３においては、電極装置１は７層構造である。２つの電極層３１、３２は、金属ペースト、例えば、ヒートシンクをマイクロプロセッサに接続するのに用いられる金属入りペーストとして実施され、各電極層は、２つの各々の自動閉鎖シリコンゴム層３３、３４、３５、３６の間に閉じ込められ、その目的のため、２つの各々の自動閉鎖ゴム層は、各電極層の各端部において、閉鎖素子３８を介して互いに接続される。中心層３７は、電極間の絶縁体として設けられ、電極装置に、その形状安定性を与える。電気絶縁層は、従来技術のシステムと同様に、光源のピン状接点素子による光源の電極装置上への機械的な固定を可能にするために、相対的に厚く、例えば1.5cmである。

図４に示されている電極装置１は、４つの層を有する。美的なスクリーン上部層４１が、取り付けられる光源４２に面する。２つの電極４３、４４は、低融点材料、例えば、約70℃の融点を持つウッド合金、又は58℃の融点を持つInCuBi合金、又は30℃の融点を持つガリウム金属で作成される。２つの電極層４３、４４の間には、適切な熱界面材料で作成される電気絶縁性の熱伝導性層４５が存在する。動作中、取り付けられるランプは、熱を生成し、前記熱は、ランプ口金４６から電極装置に伝達される。この熱伝達により、電極の低融点材料は、ランプ口金及び／又は接点素子に隣接して局所的に溶け、従って、光源のピン状電気接点４７、４８を「濡らす」。従って、電極と接点素子との間の十分な電気的接触が確実にされる。光源をオフに切り換えると、システムは冷め、低融点材料は再び凝固する。

図５は、光源のランプ口金５１の側断面図である。口金は、少なくとも２つの永久磁気又は磁化可能な素子、即ち、図５における２つの永久磁石５２を有する。磁石は、ランプ口金の底部５３と同じ高さに配置される。ランプ口金は、一旦、機械的に接続されると、磁力によって固着及び保持されるであろう。ランプ口金の付加的な素子は、磁石に隣接して又は磁石に対して近距離のところに配置される少なくとも２つの電気接点５４である。各電極は、ランプ口金の底部から短い距離だけ延在する鋭利なピン状端部５５を持ち、電極装置の様々な層に穴をあけることができる。このようにして、電極装置と光源との間の電気接続が確立される。

Claims (13)

1. 光を放射するための光源及び電極装置を有するシステムであり、
   前記光源が、少なくとも２つの接点素子が設けられる口金面を備える口金を有し、
   前記電極装置が、積層位置に、電気絶縁層によって切り離されている少なくとも２つの電極を持ち、前記２つの電極が、動作中、異なる極性を持ち、
   少なくとも１つの電極が、導電性の自動閉鎖材料を有するシステムであって、
   前記導電性の自動閉鎖材料が、低融点金属／合金、液体金属／合金、及び金属／合金ペーストから成るグループから選ばれることを特徴とするシステム。
2. 前記自動閉鎖材料が、前記液体金属／合金、及び前記金属／合金ペーストから成るグループから選ばれ、２つの自動閉鎖固体層の間に閉じ込められることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記導電性の自動閉鎖材料が、1Ω/cm以下の体積抵抗率を持つことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記電極が、少なくとも１つの、フェリ磁性材料、強磁性材料又は電磁材料を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記導電性の自動閉鎖材料が、少なくとも1W/Mkの熱伝導率を持ち、好ましくは、少なくとも10W/Mkの熱伝導率を持つことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記導電性の自動閉鎖材料が、ガリウム、インジウム、ガリンスタン、Ga68In20Sn12、Indalloy 117、SnPbInBi、ウッド合金及びIndalloy 1Eから成るグループから選ばれることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記電気絶縁層が、少なくとも1W/Mkの熱伝導率を持ち、好ましくは、少なくとも10W/Mkの熱伝導率を持つことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記電気絶縁層が、gap padとして知られている熱界面材料から成るグループから選ばれることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. 前記電気絶縁層が、1乃至5mmの範囲内の厚さを持つことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
10. 取り付け位置の前記光源に最も近い前記電極上の、前記電極の、前記光源に面する面に、保護及び／又は美的スクリーンが設けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステムにおいて規定されているような全光源特性を持つ光源。
12. 前記光源が、フェリ磁性材料、強磁性材料又は電磁材料の固定素子を有するランプ口金を持つことを特徴とする請求項１１に記載の光源。
13. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のシステムにおいて規定されているような全電極装置特性を持つ電極装置。

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