JP5695036B2 - 部品をヒートシンクに接続するためのコネクタ - Google Patents

部品をヒートシンクに接続するためのコネクタ Download PDF

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Description

本発明は、部品をヒートシンクに接続するためのコネクタに関する。
多くのアプリケーションにおいて、熱放散の増大を供給するために部品をヒートシンクに接続することは望ましいだろう。これは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる一般照明アプリケーションにも当てはまるだろう。
今日、市場において主流を占めている考えは、ＬＥＤは、「永久に持ち」、又は少なくとも約50000時間持ち、早期に故障しないということであるようである。従って、ほとんどの器具の設計は、光源が故障した場合には、器具全体が交換される必要があるような設計である。しかしながら、他のタイプの光源と全く同じように、ＬＥＤは、早期故障を示し得る。更に、幾つかのアプリケーション（例えば、小売店、レストラン、バー）においては、改装サイクルが、50000時間という仕様のＬＥＤ寿命よりずっと短いのに対して、他のアプリケーション（例えば、アウトドア、道路、オフィス及び病院）においては、ＬＥＤ寿命は、改装サイクルより短い。従って、ＬＥＤモジュールの容易な交換を可能にする構成が望ましいように思われる。
米国特許出願公開第US7549786号は、電気接点を持つ取付基板上に取り付けられたＬＥＤチップを有するＬＥＤの交換を容易にするためのランプホルダ構成を開示している。前記ランプホルダは、ＬＥＤランプの取付基板上の電気接点と接触し、ＬＥＤチップに電力を供給するためのランプホルダ電力接点と、動作中には、ランプホルダ電力接点が電気接点と電気的接触をしている状態を維持し、ＬＥＤランプを交換することが望まれるときには、ＬＥＤランプを容易に取り外し、交換することを可能にするための機構とを有する。
しかしながら、ＬＥＤモジュールの特性は、時として、ＬＥＤモジュールが、生成される全ての熱を放散するのに十分なヒートシンク能力を含むことができないような特性であり、従って、ＬＥＤモジュールを外部ヒートシンクに接続することが必要とされ得る。従って、ＬＥＤモジュールなどの部品をヒートシンクに取り外し可能に接続するためのコネクタであって、部品とヒートシンクとの間の適切な熱伝達を確実にするためのより信頼性の高い接続を供給するコネクタの必要性があるように思われる。
本発明の目的は、効率的な熱放散を確実にする信頼性の高い方法で部品をヒートシンクに取り外し可能に接続するためのコネクタを提供することである。
本発明の或る態様によれば、この及び他の目的は、部品をヒートシンクに接続するためのコネクタであって、前記コネクタが、前記部品及び前記ヒートシンクのうちの１つを受けるための開口部を囲むバヨネットカップリング（bayonet coupling）のメス部として形成され、前記コネクタが、使用中、前記開口部における前記部品及び前記ヒートシンクの間の直接的な熱的接触を確実にするよう構成されるコネクタによって達成される。
前記部品は、照明モジュール、又は別の（第２）ヒートシンクであり得る。
本発明は、部品（又はヒートシンク）を受けるよう適合される開口部を備えるバヨネットカップリングは、前記部品とヒートシンクとの間の、しっかりした機械的接続であるが、取り外し可能な機械的接続を可能にしながら、同時に、前記部品の熱的インタフェースと前記ヒートシンクとの間の直接的な熱的接触を確実にするという理解に基づいている。本文脈における「直接的な」は、前記コネクタが、前記部品と前記ヒートシンクとの間の熱経路中に延在しないことを示すよう意図されている。前記部品の前記熱的インタフェースと前記ヒートシンクとの間のしっかりした直接的な接触は、熱伝達を向上させ、それによって、サーマルペーストの必要性を取り除き、従って、前記部品の交換を容易にする。別の利点は、前記バヨネットカップリングの「回して固定する」機能が、前記部品と前記ヒートシンクとを接続（及び分離）する直観的な方法を供給することである。それは、単一の手動交換操作も可能にする。
例えば、前記コネクタが、途切れのないリング「Ｏ」の形状を持つ場合には、前記コネクタは、前記部品及び前記ヒートシンクのうちの１つを受けるための開口部を連続的に囲むかもしれず、又は例えば、前記コネクタが、２つの対向する丸括弧「（）」の形状を持つ場合には、前記コネクタは、前記部品及び前記ヒートシンクのうちの１つを受けるための開口部を不連続的に囲むかもしれないことを理解されたい。
前記コネクタは、プラスチックなどの非熱伝導性材料で作成され得る。ここでは、非熱伝導性は、材料が、低い熱伝導率、例えば、1 (W/m・K)未満の熱伝導率又は0.1 (W/m・K)未満の熱伝導率を持つことを示すよう意図されている。これに関連する利点は、前記コネクタが、低コストで製造され得ることである。
更に、前記コネクタは、前記ヒートシンクに固定して取り付けられるよう適合され得る。前記部品は、前記コネクタを用いて前記ヒートシンクに接続されることができるので、これは、前記部品の交換を容易にする。例えば、前記部品が照明モジュールである場合には、前記照明モジュールは、故障した場合に容易に交換されることができる。前記照明モジュールは、（例えば、異なる色温度又はビーム幅を持つ）別の照明モジュールと交換されることもできる。前記部品が付加的なヒートシンクである場合には、前記付加的なヒートシンクを前記ヒートシンクに接続させることによって、容易に熱放散を増大させることが可能である。
更に、前記コネクタは、前記部品に固定して取り付けられるよう適合され得る。前記ヒートシンクは、前記コネクタを用いて前記部品に接続されることができるので、これは、前記ヒートシンクの、より大きい／より小さいヒートシンクとの容易な交換を可能にし、照明器具の、局所的なアプリケーション条件への適合を容易にする。従って、前記熱放散は、例えば、対流が少ない又は換気が多い局所的な温度（非常に暖かい／冷たい周囲温度）の部屋、絶縁天井に接続される器具又は自由懸垂器具などに適合されることができる。更に、最悪のシナリオに対処しなければならない過剰寸法のかさばるヒートシンクの必要なしに、多くのアプリケーションに同じ照明器具を用いることを可能にする。
前記コネクタは、前記照明モジュールに電力を供給するよう適合される電気的インタフェースを更に有するランプホルダであり得る。従って、前記ランプホルダは、前記照明モジュールに電力を供給するための電源回路に対する電気的接続と、前記照明モジュールの機械的固定との両方を供給し得る。更に、前記照明モジュール上に外部電気接点（例えば、突出接点ピン）を設け、前記電気接点を前記ランプホルダ内に（例えば、前記ランプホルダ内の孔又は凹部内に）配設することによって、危険なほど高い電圧（例えばＡＣ電源）に対する安全性の向上が達成され得る。更に、前記コネクタは、前記部品の熱的インタフェースと前記ヒートシンクとの間の所定の圧力を規定するよう適合され得る。前記所定の接触圧力は、好ましくは、良好な熱的接触を向上させるよう選択され得る。前記圧力は、例えば1乃至10PSI（重量ポンド毎平方インチ）の範囲内であり得る。
前記コネクタは、第１ヒートシンクに関して（又は前記部品に関して）しっかりと取り付けられるよう構成される第１環状部材と、前記第１環状部材に関して弾性的に支持される第２環状部材とを更に含み得る。前記第２環状部材は、好ましくは、ばねのセットなどの、少なくとも１つの弾性素子によって支持され得る。しかしながら、シリコーンゴム又は他の適切な弾性材料で作成された素子（例えば円柱）などの他のタイプの弾性素子も用いられ得る。前記少なくとも１つの弾性素子は、良好な熱伝達を向上させるために、前記部品と前記第１ヒートシンクとの間の適切な圧力を達成するよう構成され得る。
本発明の別の態様によれば、コネクタであって、前記コネクタが、開口部を囲むバヨネットカップリングのメス部として形成されるコネクタとの接続のためのプラグを有する照明モジュールが提供される。前記プラグは、バヨネットカップリングのオス部として形成され、前記コネクタ内に設けられる前記開口部において受けられるよう適合され、前記プラグは、熱的インタフェースであって、前記照明モジュールが前記コネクタに接続される場合には、前記熱的インタフェースが、前記コネクタに取り付けられるヒートシンクとの直接的な熱的接触を可能にするよう、前記開口部内に位置するように構成される熱的インタフェースを含む。
更に、前記照明モジュールの前記プラグは、前記照明モジュールを前記バヨネットカップリングの受け部に機械的に接続するための構造物（例えば、突出部又は凹部のセット）を有してもよく、前記熱的インタフェースは、前記構造物に関して弾性的に支持されてもよい。これは、ばね、又はシリコーンゴム若しくは他の適切な弾性材料で作成された素子などの、少なくとも１つの弾性素子を用いて、達成されることができる。従って、熱伝達を向上させるための、前記照明モジュールと前記ヒートシンクとの間の所定の圧力が、達成されることができる。
前記熱的インタフェースは、圧縮可能である層を含み得る。これは、前記熱的インタフェースが、前記ヒートシンクにおける（粒子汚染などの）表面周辺のでこぼこを整形することを可能にし、かき傷及び塵に対してより強いインタフェースを供給する。このような層の例は、シリコン接着剤（例えば、Laird T-Flex 320H）を備える金属膜である。
更に、前記熱的インタフェースは、潤滑性を向上させるよう構成される層を有してもよく、それによって、前記照明モジュールの前記熱的インタフェースが前記ヒートシンクと接触しているときの回す動きを容易にする。これは、例えば、グラファイトホイル（例えば、GrafTech HI-710）又はシリコン接着剤（例えば、Laird T-Flex 320H）を備える金属膜を用いて、達成されることができる。前記シリコン接着剤を備える金属膜は、かき傷及びでこぼこに対してより強いことから、好ましいだろう。
本発明の別の態様によれば、コネクタであって、前記コネクタが、開口部を囲むバヨネットカップリングのメス部として形成されるコネクタとの接続のためのプラグを有するヒートシンクが提供される。前記プラグは、バヨネットカップリングのオス部として形成され、前記コネクタ内に設けられる前記開口部において受けられるよう適合され、前記プラグが、熱的インタフェースであって、前記ヒートシンクが前記コネクタに接続される場合には、前記熱的インタフェースが、前記コネクタに取り付けられる照明モジュールの熱的インタフェースとの直接的な熱的接触を可能にするよう、前記開口部内に位置するように構成される熱的インタフェースを含む。
更に、本発明によるコネクタは、有利なことに、照明モジュールと一緒に用いるための照明器具であって、前記照明モジュールによって生成される熱を放散するためのヒートシンクを更に有する照明器具に含まれてもよく、前記コネクタは、前記ヒートシンクに固定して取り付けられてもよく、前記照明モジュールが前記ヒートシンクに接続されることを可能にする。
本発明は、請求項において列挙されている特徴の全てのあり得る組み合わせに関することに注意されたい。
ここで、本発明のこの及び他の態様を、本発明の実施例を示している添付の図面を参照して、より詳細に説明する。
本発明の実施例によるコネクタ及び照明モジュールを概略的に図示する。 本発明の実施例によるランプホルダを概略的に図示する。 照明モジュールがどのようにしてランプホルダに接続されることができるかを概略的に図示する。 照明モジュールがどのようにしてランプホルダに接続されることができるかを概略的に図示する。 照明モジュールがどのようにしてランプホルダに接続されることができるかを概略的に図示する。 本発明の実施例による照明器具を概略的に図示する。 照明器具における照明モジュールの交換を概略的に図示する。 照明器具における照明モジュールの交換を概略的に図示する。 照明器具における照明モジュールの交換を概略的に図示する。 照明器具における照明モジュールの交換を概略的に図示する。 コネクタに対して照明モジュールを接続／分離するのに用いられ得る挿入器具の様々な実施例を概略的に図示する。 コネクタに対して照明モジュールを接続／分離するのに用いられ得る挿入器具の様々な実施例を概略的に図示する。 コネクタに対して照明モジュールを接続／分離するのに用いられ得る挿入器具の様々な実施例を概略的に図示する。 照明モジュールの他の実施例を概略的に図示する。 照明モジュールの他の実施例を概略的に図示する。 ヒートシンクを照明器具に接続するためのコネクタの実施例を概略的に図示する。 第１ヒートシンクを第２ヒートシンクに接続するためのコネクタの実施例を概略的に図示する。
図１は、照明モジュール１０２をヒートシンク１０４に接続するためのコネクタ１００を概略的に図示している。（ここではランプホルダ１００と呼ばれる）コネクタは、照明モジュール１０２を受けるための円形開口部１０６を囲むバヨネットカップリングの受け部として形成される。ランプホルダ１００は、ここでは、ねじ１０８によってヒートシンク１０４に取り付けられる。従って、照明モジュール１０２はランプホルダ１００に接続されるので、（照明モジュールの底部に設けられる）照明モジュールの熱的インタフェース１１６は、ヒートシンク１０４と直接接触し、それによって、照明モジュール１０２からヒートシンク１０４への熱放散を可能にする。
（ここではＬＥＤモジュール１０２と呼ばれる）照明モジュール１０２は、底面１１６と、側壁１１０と、上面１１９とを含む円柱形ハウジングを有する。上面は、ここでは、ＬＥＤモジュールからの光が抜け出すことを可能にするための蛍光体ディスク１１９である。ハウジングは、ここでは、プリント回路基板１１１上に配設される発光ダイオード（ＬＥＤ）１０９である、光放射装置１０９を、複数含む。ＬＥＤの数及びタイプは、アプリケーションに依存して様々であり得るが、ここでは、各々が約1Wの出力を持つ９個のハイパワーＬＥＤである。ＬＥＤモジュール１０２は、ビーム成形のためのキャビティ１１３、及びＬＥＤモジュールがランプホルダ１００に対して接続／分離されるときにユーザがつかみ得るグリップリング１１７も含み得る。更に、ＬＥＤモジュール１０２の底部１１２は、ランプホルダ１００によって受けられるよう適合される（ここではランプ口金と呼ばれる）円柱形プラグ１１２を形成する。側壁１１０上に配設される外部半径方向突出部１１４のセットは、ＬＥＤモジュール１０２をランプホルダ１００に機械的に接続するための固定用ピン１１４を形成する。ここでは、３つの固定用ピンが存在するが、固定用ピンの数は様々であり得る。固定用ピンは、特定の鍵であって、前記特定の鍵が、ＬＥＤモジュール１０２が単一の方法でしかランプホルダ１００に挿入されることができないようにするので、誰にでも扱えるユーザインタフェースを可能にする特定の鍵を作成するためにも用いられ得る。これは、ＬＥＤモジュールの誤った電気極性及び故障を防止することができ、特に、ＤＣ接続、ＡＣとアース／接地の接続、及び例えばＤＡＬＩ／ＤＭＸなどの通信バスを備える接続に適用できる。
ランプ口金１１２は、ＬＥＤモジュール１０２が外部電源（ＡＣ又はＤＣ）に電気的に接続されることを可能にする電気的インタフェース１１５も具備し得る。電気的インタフェースは、ここでは、２つの電気接点１１５の形態である。ここでは互いの隣に配設される電気接点１１５は、ハウジング１１０から半径方向に延在する。電気接点１１５を（ハウジングの両側にではなく）互いの隣に配設することで、プリント回路基板上のスペースを節約し、電磁干渉（ＥＭＩ）を減らす。図１に図示されているように、電気接点１１５は、好ましくは、直接、プリント回路基板１１１上に作成されてもよく、それによって、更なる部品及びコストの発生を防止する。
ランプ口金１１２は、ＬＥＤモジュールをヒートシンク１０４に熱的に接続するための熱的インタフェース１１６を具備する。ＬＥＤモジュールの熱的インタフェース１１６は、ここでは、ＬＥＤモジュール１０２の底部を形成するよう配設される平らな銅板である。炭素、アルミニウム合金、熱伝導性プラスチック又はセラミックなどの高い熱伝導率を持つ他の材料も、熱的インタフェース１１６のために用いられ得る。平らな銅板１１６は、例えば、プリント回路基板１１１に設けられる一連の熱バイアによって、ＬＥＤ１０９と熱的に接触している。熱的インタフェース１１６の領域は、ＬＥＤモジュール１０２からヒートシンク１０４に十分な熱を放散することを可能にするよう設計される。図示されている例においては、熱的インタフェース１１６は、本質的に、ＬＥＤモジュール１０２の底面全体を構成する。
図２は、図１のランプホルダ１００のより詳細な図を概略的に図示している。ランプホルダ１００は、第１環状部材２０２と、第２環状部材２０４とを有し、それらの両方とも、プラスチックなどの非熱伝導性材料で作成され得る。第１環状部材２０２は、ねじ１０８によってヒートシンク１０４にしっかりと取り付けられるのに対して、第２環状部材２０４は、第１環状部材２０２に関して弾性的に支持される。ここでは、弾性支持は、第１環状部材２０２と第２環状部材２０４との間に配設される、ここでは４つのコイルばねである、ばね２０８のセットによって達成される。しかしながら、ばねの数及びタイプは、様々であり得る。例えば、板ばねが用いられてもよい。更に、弾性支持は、他のタイプの弾性素子を用いても達成され得る。例えば、ばねを用いる代わりに、シリコンゴム製の円柱が用いられてもよい。
ここではプラスチックリングである第２環状部材２０４は、ＬＥＤモジュール１０２の固定用ピン１１４を受けるよう適合される３つのＬ字形凹部２１０を具備する。ＬＥＤモジュール１０２の電気接点１１５を受けるよう構成される付加的なＬ字形凹部２１２も存在する。この後者のＬ字形凹部２１２は、Ｌ字形凹部２１２内に２つの接点板の形態の電気的インタフェースを具備する。接点板は、銅又は何か他の導電性材料で作成されることができ、照明器具の電源回路に電気的に接続されることができる。
図３ａ乃至３ｃは、ＬＥＤモジュール１０２がどのようにしてランプホルダ１００に接続されるかを概略的に図示している。図３ａに図示されているように、固定用ピン１１４は、Ｌ字形凹部２１０に差し込まれるのに対して、ＬＥＤモジュールの電気接点１１５は、Ｌ字形凹部２１２に嵌まるであろう。次に、図３ｂに図示されているように、ＬＥＤモジュール１０２は、時計回りに回される。ＬＥＤモジュール１０２が回されるにつれて、固定用ピン１１４は、第２環状部材２０４を押し上げ、ばね２０８を押し縮める。固定用ピン１１４が肩部２１４を通過するにつれて、ユーザは、ＬＥＤモジュールがぴったりと収まるように感じ、肩部２１４は、図３ｃに図示されているように、固定用ピン１１４をそれらの目的位置に固定するであろう。（この位置においては、ランプホルダ内の電気接点板は、ＬＥＤモジュールの電気接点１１５と接触するであろう。） 固定用ピンは、（隙間２１６によって図示されているように）第２環状部材がヒートシンク１０４と接触しないよう、十分に高いことに気づくことができる。従って、第２環状部材２０４は、固定用ピン１１４をヒートシンク１０４の方向に押し、それによって、ＬＥＤモジュールの熱的インタフェース１１６（即ち、底面）は、ヒートシンク１０４の上面１２６に押し付けられる。
ばね２０８は、固定用ピン１１４に所定の圧力が加えられるように構成されてもよく、それによって、ＬＥＤモジュールの熱的インタフェース１１６とヒートシンク１０４との間の所定の圧力も達成され得る。
更に、ランプホルダ１００内の開口部１０６は貫通孔であるので、ＬＥＤモジュールの熱的インタフェース１１６とヒートシンク１０４との間の直接接触がある（即ち、ランプホルダ１００は熱経路内にない）ことに気づくことができる。
回す動きを容易にするため、ＬＥＤモジュールの熱的インタフェース１１６は、ＬＥＤモジュールの銅板に取り付けられる第１接着面と、回す動きのための十分な潤滑を供給する（ヒートシンクに面する）第２面とを備える層を含んでもよい。このような層の例は、（Laird T-Flex 320Hなどの）シリコン接着剤を備える金属膜、又は（GrafTech HI-710などの）グラファイトホイルである。更に、（厚さが）圧縮可能であるLaird T-Flex 320Hなどのインタフェース層を用いることによって、かき傷、塵及び他の粒子に対して強い熱的インタフェースが達成される。他の実施例によれば、このような層はヒートシンクに設けられてもよい。
更に、ＬＥＤモジュールの熱的インタフェース１１６とヒートシンク１０４との間の良好な熱伝達を確実にするために、好ましくは、十分な圧力が加えられるべきである。ほとんどの熱的インタフェース材料は、良好な熱伝達を供給するのに約10PSI（重量ポンド毎平方インチ）を必要とするが、Laird T-Flex 320Hは、より低い圧力（約2.5PSI）で用いられ得る。より低い圧力は有利であり得る。なぜなら、ユーザが、（モジュールにおいて回すときに）この圧力をもたらすトルクを発生させる必要があるからである。所望の圧力は、例えば、ランプホルダ内のばねの数及びそれらのばね定数を調節することによって、達成され得る。
図４は、本発明の実施例による照明器具４００を概略的に図示している。照明器具は、図１乃至３に関連して上に記載したもののようなランプホルダ１００及びＬＥＤモジュール１０２を含む。
ランプホルダ１００は、ここでは、天井４０６に取り付けられる照明器具内に配設される。照明器具は、電源回路（図示せず）と、ヒートシンク１０４と、反射器４０４とを更に有する。ここでは、電源回路は、電圧変換器及びＬＥＤドライバを含む。
電圧変換器は、動作中、幹線電源からの230V ACをＬＥＤ電流に変換する。ＬＥＤ電流は、次いで、ランプホルダ１００内に設けられる電気接点を介してＬＥＤモジュール内のＬＥＤ１０９に供給される。その結果として、ＬＥＤ１０９によって光が放射される。同時に、ＬＥＤ接合部に熱が生じる。生じる熱は、ＬＥＤモジュール１０２から、ＬＥＤモジュール１０２の熱的インタフェース１１６を介して、ヒートシンク１０４へ放散され、ヒートシンク１０４において、熱は周囲環境へ放散される。予防手段として、ＬＥＤドライバにも、温度が所定のしきい値を超える場合に照明が減光されるか又はオフに切り替えられることを確実にする温度フィードバックが装備され得る。これは、装置が何かの理由で十分な熱を放散しそこなった場合にＬＥＤモジュール１０２が過熱するのを防止する。
図５ａ乃至５ｄは、ユーザがどのようにして照明器具４００内のＬＥＤモジュール１０２を交換し得るかを概略的に図示している。図示されている実施例においては、接続されたＬＥＤモジュール１０２のグリップリング１１７は、十分なグリップが、手でそれを回すことを可能にするよう、器具の反射器４０４内へ突き出る。従って、人は、ＬＥＤモジュールのグリップリング１１７をつかみ、照明モジュールをわずかに照明器具内へ（即ち、ヒートシンクの方へ）押し込み、それを反時計回りに回し、ＬＥＤモジュールを照明器具から取り外すことによって、ＬＥＤモジュール１０２を照明器具から分離し得る。
次いで、人は、グリップリング１１７をつかみ、ＬＥＤモジュール１０２のランプ口金１１２を、照明器具内に配設されたランプホルダ１００に差し込み、ＬＥＤモジュールをわずかに照明器具内へ（即ち、ヒートシンク１０４の方へ）押し込み、ＬＥＤモジュールを適所で動かなくなるまで時計回りに回すことによって、新しいＬＥＤモジュールを接続し得る。更に、ＬＥＤモジュール１０２はランプホルダ１００に接続されるので、ランプホルダ１００が、ＬＥＤモジュール１０２を、照明器具を基準にした或る位置に押し込み、それ故、ＬＥＤモジュール１０２は、器具の反射器４０４に対して注意深く位置合わせされることができる。別の実施例によれば、器具の反射器４０４は、照明モジュール１０２の交換を容易にするために、照明器具から取り外されることができる。これは、より高い反射器効率も可能にする。なぜなら、もはや、器具の反射器４０４内へ突き出るグリップリング１１７を持つ必要がないからである。
更に別の実施例によれば、図６ａに概略的に図示されているように、照明器具に対してＬＥＤモジュール１０２を接続／分離するのに挿入器具６００が用いられ得る。挿入器具６００の先端部６０２を、ＬＥＤモジュール１０２に設けられた、対応する凹部６０４のセットに差し込むことによって、ＬＥＤモジュール１０２は、照明器具４０２から接続／分離されることができる。挿入器具を用いることによる利点は、各交換サイクル後に、器具の反射器に指紋がつくことが防止され得ることである。反射器効率も高くなり得る。なぜなら、器具の反射器内へ突き出るグリップリングが必要ないからである。更に、グリップリングがないことから、ＬＥＤモジュールは、手では取り外されることができず、照明器具の分解（例えば、器具の反射器の取り外し）か、又はＬＥＤモジュールを取り外すための挿入器具が必要となる。これは、ＬＥＤモジュールの盗難のリスクを減らし得る。挿入器具の設計は、図６ａ乃至６ｃに図示されている実施例によって例示されているように、様々であり得る。
図７ａ乃至７ｂは、照明モジュールの他の実施例７０２を概略的に図示している。図７ａ乃至７ｂの照明モジュールは、照明モジュールの底面（及び照明モジュールの熱的インタフェース７１６）が、固定用ピン７１４（及びハウジングの残部）に関して弾性的に支持される点で、上記の照明モジュールと異なる。その結果として、図７ａ乃至７ｂの照明モジュールは、非弾性コネクタと一緒に用いられ得る（非弾性コネクタは、例えば、図２のランプホルダの第１及び第２環状部材を組み合わせて単一部品にすることで得られ得る）。
図７ａにおいては、円柱形ゴム素子７０８のセットが、側壁７１０に設けられるプラスチッククランプ７０６によって、ＬＥＤモジュール７０２の側壁７１０にしっかりと取り付けられる。ゴム素子の、クランプへの取り付けは、接着剤のような粘着性のものを用いて補強されてもよい。ゴム素子７０８は、ＬＥＤモジュールの底部を支持する（例えば、底板は、粘着性のものによってゴム素子７０８に取り付けられ得る）。従って、照明モジュール７０２が、ヒートシンクに配設されるバヨネットカップリングの受け部に接続されるにつれて、照明モジュール７０２の底面７１６は、ＬＥＤモジュール内へ（ここでは上方へ）押し込まれる。その結果として、ゴム円柱は、圧縮され、それによって、ＬＥＤモジュールの底面７１６をヒートシンクの方へ押し付ける。
図７ｂは、ゴムシリコン製のリング７１２が、ＬＥＤモジュールの側壁７１０の底端部と、ＬＥＤモジュールの底面７１６を形成する板との間に配設される他の実施例を図示している。従って、照明モジュール７０２がバヨネットカップリングの受け部に接続され、ＬＥＤモジュールの底部７１６がＬＥＤモジュール内へ押し込まれるにつれて、ゴムリング７１２が、側壁７１０の底端部と、ＬＥＤモジュールの底面７１６を形成する板との間で圧縮される。その結果として、ゴムリングは、ＬＥＤモジュールの底面７１６をヒートシンクの方へ押し付ける。
図８は、ヒートシンク８０１が照明器具に取り外し可能に接続されることを可能にするよう適合されるコネクタ８００を概略的に図示しており、照明器具は、ＬＥＤモジュール８０２であって、（ヒートシンク８０１に面する）その底面に熱的インタフェース８１６を備えるＬＥＤモジュール８０２を更に有する。
ヒートシンク８０１は、一般に、アルミニウムで作成されてもよく、照明器具において用いられる照明／ＬＥＤモジュール８０３によって生成される熱を放散することができるような寸法を有する。ここでは、ヒートシンクの一部が、半径方向に突出する固定用ピン８１４のセットと、ここではヒートシンクの底部に（即ち、照明モジュールの熱的インタフェースに面する面に）配設される熱的インタフェースとを具備する（バヨネットカップリングのオスカップリングとも呼ばれ得る）円柱形プラグ８０７を形成する。固定用ピンの数は様々であり得るが、ここでは３個である。
コネクタ８００は、ここでは、第１環状部材８０２と、第２環状部材８０４とを有し、それらの両方とも、プラスチックなどの非熱伝導性材料で作成される。第１環状部材８０２は、ねじで照明器具８００に取り付けられるのに対して、第２環状部材８０４は、第１環状部材８０２に関して弾性的に支持される。ここでは、弾性支持は、ここでは４つのコイルばねである、ばね８０６のセットによって達成されるが、板ばねなどの他のタイプのばねも用いられ得る。また、弾性支持は、他のタイプの弾性素子を用いて達成されてもよい。例えば、ばねを用いる代わりに、シリコンゴム製の円柱が用いられてもよい。
更に、ここではプラスチックリングである第２環状部材８０４は、ヒートシンク８０１の固定用ピン８１４を受けるよう適合される３つのＬ字形凹部８１０を具備する。従って、固定用ピン８１４をＬ字形凹部８１０に差し込み、ヒートシンクを時計回りに回しながらヒートシンク８０１をコネクタ８００内へ押し込むことによって、ヒートシンクは、照明器具に接続され得る。ヒートシンク８０１が、コネクタ８００に接続されるにつれて、固定用ピン８１４は、ヒートシンク８０１を照明器具に機械的に接続し、（図３のコネクタについて記載したものと同様に）ヒートシンクの熱的インタフェース８２６をＬＥＤモジュールの熱的インタフェース８１６に押し付け、それによって、ＬＥＤモジュール８０３からヒートシンク８０１への効率的な熱放散を可能にする。
前記コネクタは、ヒートシンクの、より大きい／より小さいヒートシンクへの容易な交換を可能にする。更に、前記コネクタは、２つのヒートシンクを接続するためにも用いられることができ、それによって、付加的なヒートシンクによる容易な拡張を可能にする。これは、照明器具の、局所アプリケーション条件への容易な適合を可能にする。従って、熱放散は、例えば、対流が少ない又は換気が多い局所的な温度（非常に暖かい／冷たい周囲温度）の部屋、絶縁天井に接続される器具又は自由懸垂器具などに適合されることができる。図９は、第１ヒートシンク９０１に取り付けられるコネクタ１００が、第２ヒートシンク９０２を第１ヒートシンク９０１に接続するのに用いられる実施例を概略的に図示している。
更に別の実施例によれば、照明器具は、ＬＥＤモジュールを接続するための第１コネクタと、ヒートシンクを接続するための第２コネクタとを有してもよい。これは、照明器具の柔軟な適用を可能にする。ローパワーＬＥＤモジュールが接続される場合には、小さなヒートシンクモジュールが用いられることができる一方で、同じ照明器具が、大きなヒートシンクモジュール（又は多数のヒートシンクモジュール）と組み合わせて、ハイパワーＬＥＤモジュールと一緒に用いられることもできる。更に、メス・バヨネットカップリングの各々がオス・バヨネットカップリングを受けることができる２つのメス・バヨネットカップリングを有するコネクタがあってもよい。これは、照明モジュールとヒートシンクとの両方が、単一のコネクタによって、取り外し可能に接続されることを可能にする。
本発明によるコネクタは、パワー放散に対して容易に拡大縮小できる構成を可能にすることに気づくことができる。コネクタ／熱的インタフェース／ヒートシンクの直径を大きくすることによって、より高いパワー放散が達成され得る。更に、家庭用照明と業務用照明とに対して異なる直径を採用することは、家庭用アプリケーションに業務用モジュールを用いることを防止し、最終的に、業務用モジュールの盗難を減らすことができる。更に、ＬＥＤモジュールの高さは、ランプホルダによって決定されず、それ故、所望の機能に対して適合され得る。例えば、ＬＥＤドライバ電子回路をＬＥＤモジュールに組み込むために、ビーム成形光学部品（静的及び／又は動的）を加えるために、無線通信を加えるために、反射器を接続する手段を作成するために、設定のためのボタン（静的及び／又は動的）を加えるために、保護又は挿入器具のための手段を作成するために、付加的な空間が用いられることができる。ＬＥＤモジュールのサイズは、非常に平らであるＬＥＤモジュールを作成するために、電子回路を取り除くことによって、減らされることもできる。この柔軟性は、ＬＥＤモジュールを多様な照明アプリケーションに適合させることを可能にする。例えば、トラック照明などのアプリケーションにおいては、230VのＡＣをＬＥＤ電流に変換するための変換器をＬＥＤモジュールの外部に設けることによって、ランプホルダとＬＥＤモジュールとの間の電気的インタフェースに、低いＡＣ又はＤＣ電圧が印加されてもよく、それによって、より小さなＬＥＤモジュールを可能にする。更に、ＬＥＤドライバ電子回路をＬＥＤモジュール内に設けることは、将来の準備のために、及び電子回路が故障する場合に、有利であり得る。
当業者には、本発明が、決して、上記の好ましい実施例に限定されないことは分かるであろう。逆に、添付の請求項の範囲内で多くの修正及び変更が可能である。例えば、レーザなどの、ＬＥＤ以外の固体光源が用いられてもよい。更に、ランプホルダは、ＡＣ幹線電圧、低電圧ＡＣ電圧又はＤＣ電圧である、あらゆる電気的インタフェースのために用いられ得る。また、電気接点は、固定用ピン内に設けられてもよい。しかしながら、電気的接続及び機械的接続のために別々のピンを用いることは、プリント回路基板におけるストレスを減らし得るので、好ましいかもしれない。更に、オス・バヨネットカップリングは、ここでは、固定用ピンを形成する突出部のセットを具備するプラグとして図示されているが、（メス・バヨネット、即ち、コネクタが、対応する突出部のセットを具備するとすれば）凹部のセットを具備するオス・バヨネットカップリングを用いることもできる。

Claims (11)

  1. 照明モジュールをヒートシンクに接続するためのコネクタであって、
    前記コネクタが、前記ヒートシンクを受けるための開口部を囲むバヨネットカップリングのメス部として形成され、
    前記コネクタが、使用中、前記開口部における前記照明モジュール及び前記ヒートシンクの間の直接的な熱的接触を確実にするよう構成され、
    前記ヒートシンクが、前記コネクタとの接続のためのプラグを有し、
    前記プラグが、バヨネットカップリングのオス部として形成され、前記コネクタ内に設けられる前記開口部において受けられるよう適合され、前記プラグが、熱的インタフェースであって、前記ヒートシンクが前記コネクタに接続される場合には、前記熱的インタフェースが、前記コネクタに取り付けられる照明モジュールの熱的インタフェースとの直接的な熱的接触を可能にするよう、前記開口部内に位置するように構成される熱的インタフェースを含むコネクタ。
  2. 前記コネクタが、プラスチックなどの非熱伝導性材料で作成される請求項1に記載のコネクタ。
  3. 前記コネクタが、前記照明モジュールに固定して取り付けられるよう適合される請求項１又は２に記載のコネクタ。
  4. 前記コネクタが、前記照明モジュールに電力を供給するよう適合される電気的インタフェースを更に有するランプホルダである請求項１乃至３のいずれか一項に記載のコネクタ。
  5. 前記コネクタが、前記照明モジュールの熱的インタフェースと前記ヒートシンクとの間の所定の圧力を規定するよう適合される請求項１乃至４のいずれか一項に記載のコネクタ。
  6. 前記コネクタが、前記照明モジュールに関してしっかりと取り付けられるよう構成される第１環状部材と、使用中、前記ヒートシンクを前記照明モジュールに押し付けるように前記第１環状部材に関して弾性的に支持される第２環状部材とを更に有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のコネクタ。
  7. コネクタであって、前記コネクタが、開口部を囲むバヨネットカップリングのメス部として形成されるコネクタとの接続のためのプラグを有するヒートシンクであって、
    前記プラグが、バヨネットカップリングのオス部として形成され、前記コネクタ内に設けられる前記開口部において受けられるよう適合され、前記プラグが、熱的インタフェースであって、前記ヒートシンクが前記コネクタに接続される場合には、前記熱的インタフェースが、前記コネクタに取り付けられる照明モジュールの熱的インタフェースとの直接的な熱的接触を可能にするよう、前記開口部内に位置するように構成される熱的インタフェースを含むことを特徴とするヒートシンク。
  8. 前記プラグが、前記ヒートシンクを前記バヨネットカップリングの受け部に機械的に接続するための構造物を更に有し、前記熱的インタフェースが、前記構造物に関して弾性的に支持される請求項７に記載のヒートシンク。
  9. 前記熱的インタフェースが、圧縮可能である層を有する請求項７又は８に記載のヒートシンク。
  10. 前記熱的インタフェースが、潤滑性を向上させるよう構成される層を有する請求項７乃至９のいずれか一項に記載のヒートシンク。
  11. 請求項７に記載のヒートシンクと一緒に用いるための照明器具であって、
    請求項１に記載のコネクタと、
    前記コネクタに関して固定して取り付けられる照明モジュールとを有する照明器具。
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