JP5854530B2 - Ｌｅｄアレイのための低コスト多機能ヒートシンク - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及び照明装置を製造するための方法であって、該照明装置は、ヒートシンクである多角形のセル構造と、前記セル構造により冷却されるように構成された光源と、を有する、照明装置及び方法に関する。

光源のアレイを利用する照明装置は、ディスプレイ用のバックライト及び照明パネルといった用途のために興味深い。斯かるアレイは一般的に、大面積ＰＣＢ（Printed Circuit Board）上に例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）のような光源を配置することによりつくられる。更に、照明用途が望ましいため、高出力光源が要求されることが多く、ＰＣＢが装着されるヒートシンクに対するニーズを引き起こしている。しかしながら、大面積ＰＣＢは比較的高価である。基本的に前述した種類の照明装置は国際特許出願公開WO2007/124277において示されており、ここでは該照明装置は、印刷回路基板に装着されたＬＥＤ光源の列を含む。該基板は、ヒートシンク上に配置される。当該先行技術の方法は幾つかのより小型のＰＣＢを使用し、コストを或る程度まで低減させ得る。他方では、配線が増加し、望ましくない。

本発明の目的は、より高価でない方法を提供する照明装置を提供することにある。

本目的は、添付される請求項において定義される、本発明による照明装置及び照明装置を製造する方法により達成される。

斯くして、本発明の一態様によれば、ヒートシンクである多角形セルのセル構造と、前記セル構造により冷却されるように構成された光源と、を有する照明装置が提供される。前記光源は、各セルに１つずつ、前記セルのうちの少なくとも幾つかに配置される。前記光源は前記セル構造に装着され、前記セル構造と電気的に接続される。前記セル構造は、前記光源に電力を供給するように構成される。

本発明の他の態様によれば、照明装置を製造する方法であって、

多角形セルのセル構造としてヒートシンクを備えるステップと、

前記セルのうち少なくとも幾つかにおいて、各セルに１つの光源を配置するステップと、

前記光源を前記セル構造に装着することにより、前記光源を前記セル構造に熱的に接続するステップと、

前記光源を前記セル構造に電気的に接続するステップと、

前記セル構造に電源供給端子を備えるステップと、
を有する方法が提供される。

多角形セルのヒートシンクのセル構造自体は国際特許出願公開WO2007/124277から知られているが、単にＰＣＢを支持するヒートシンクとしてのものである。しかしながら、本発明によれば、ＰＣＢは省略されており、光源は個別にセル構造のセルに装着される。斯くして、光源を指示するための付加的な共通支持構造は必要とされない。更に、該セル構造は、ヒートシンクとしても光源のための電気的なコネクタとしても利用される。

該照明装置の一実施例によれば、前記セル構造は幾つかの壁要素を有し、光源を含む各セルは、互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの壁要素により形成される。これにより、単純な電源構造が得られ、該壁部材が導体として利用される。

該照明装置の一実施例によれば、前記壁要素は、前記多角形セルを形成するように屈曲されたストリップである。当該構造は、単純な製造を可能とする。

該照明装置の一実施例によれば、前記壁要素は、電気的に相互接続されて群を構成し、各群は共通の電源供給端子を持つ。これにより、単純な電源接続が得られる。

該照明装置の一実施例によれば、各光源は、組み合わせられた熱伝導性の接続部及び電気伝導性の接続部により前記セル構造に装着される。これにより、光源とセル構造との間の単純なインタフェースが実現される。

該製造方法の対応する実施例は対応する利点をもたらすものであり、ここでは更には説明されない。

本発明は、添付図面を参照しながら、以下に詳細に説明される。

本発明による照明装置の実施例の模式的な正面斜視図である。 図１に示された照明装置の一部の模式的な正面斜視図である。 図１に示された照明装置の一部の模式的な後面斜視図である。 図１に示された照明装置の模式的な後面斜視図である。 図１に示された照明装置の一部の模式的な前面図である。 ヒートシンクが切り出され形成される粘着シートの層の模式的な側面図である。

本発明の照明装置の一実施例によれば、図に示されるように、該照明装置は、多角形セルのセル構造１０１と、セル構造１０１のセル１０５に配置された光源１０３と、を有する。より詳細には、セル１０５は六角形であり、互いに隣接して配置されている。斯くして、セル構造１０１はハニカム構造を構成する。しかしながら、正方形、長方形又は台形といった代替のセル形状も可能であり、いずれも接合線幅及び伸長速度に依存する。セル構造１０１は、アルミニウム、銅、鋼、合金及び金属めっき材料といった、優れた熱的及び電気的な伝導体である材料からできている。その理由は、セル構造１０１が、光源１０３に電力を供給するための導電体として利用され、且つ光源１０３のためのヒートシンクとして利用されるからである。従って、光源１０３は、以下に更に記載され説明されるように、電気的及び熱的に伝導性の接続部によって、セル構造１０１に装着される。

光源１０３は、セル１０５の少なくとも幾つかに配置される。図２及び３において最もよく分かるように、各光源１０３はセル１０５に物理的に装着される。光源１０３は、発光部（ここではＬＥＤ）１０７と、各端に装着部１１１を持つ発光部支持体１０９と、を有する。本実施例においては、発光部支持体１０９は、発光部１０７から反対方向に突出した、銅のストリップ又は以上に例示したような他の何らかの適切な物質の、２つの接続部品１０９ａ、１０９ｂにより構成される。各接続部品１０９ａ、１０９ｂは、一方の端部において発光部１０７に装着され、他方の端部において装着部１１１におけるセル１０５の壁部１１３に装着される。斯くして、接続部品１０９ａ、１０９ｂは、以上に定義された熱的及び電気的に伝導性の接続部を構成する。セルは六角形であるから、セル１０５を具現化する６個の斯かる壁部１１３が存在する。各接続部１１１は、部品１０９ａ、１０９ｂの端部の、９０度の屈曲、及び後続する反対方向の１８０度の屈曲として形成され、狭いスロットを備えたフック状の部分を形成する。その結果、装着部１１１は、発光部１０７の主面に垂直に、後方に向けて延在する。それにより、装着部１１１をセル１０５の壁部１１３と整合させて壁部１１３がスロットに受容されるようにしつつ、セル構造１０１の後側からセル１０５へと光源１０３を動かすことにより、セル１０５に光源１０３を装着することが可能となる。次いで、必要であれば、例えば超音波溶接又はその他の熱的及び電気的に伝導性の結合を形成する何らかの方法によって、装着部１１１が壁部１１３に固定される。当業者には理解されるように、銅の代わりに他の物質も適用可能である。

セル構造１０１は、トリップ状であり且つ等間隔の相互接続部１１９において接着剤により互いに接続された、複数の壁要素１１７を有する。多角形セル１０５は、ストリップ状の壁要素１１７を接着した後、これら要素を曲げることにより形成されている。該接着剤は電気的に伝導性がなく、即ち絶縁性のものであり、そのため２つの接着して相互接続された隣接する壁要素１１７は互いに電気的に絶縁されている。壁要素１１７は、相互接続部材１２１により、群で電気的に相互接続されている（図４を参照）。各群は、少なくとも２つの壁要素１１７から成る。各相互接続部材１２１は、相互接続部１１９において２つの隣接する壁要素１１７に亘って固定された導電性のＵ字形クランプである。好適には、相互接続クランプ１２１は、壁要素１１７と同じ物質でできたものである。相互接続された壁要素１１７の各群は、該群の壁要素の１つに接着された共通の電源端子１２３、１２５を持つ。相互接続部材１２１及び光源１０３がどのようにセル構造１０１に配置されるかの組み合わせにより、図５に示されるように、光源１０３は直列及び／又は並列に接続される。

図６を参照すると、照明装置を製造する方法の一実施例が、以下のように実行される。導電性物質の第１のシート６０１が、支持面に配置される。例えば、該シートはアルミニウム箔である。シート６０１の上面は、シート６０１の幅に亘って延在する幾つかの接着性の縞状部６０３を備えられる。接着性の縞状部６０３は、例えば接着剤又は両面テープから成る。該縞状部の幅、及び接着性の縞状部６０３間の距離が、後に形成されるセルのサイズを決定する。次いで、第１のシート６０１の上に第２のシート６０５が配置される。第２のシート６０５の上面には、接着性の縞状部６０７が備えられる。第２のシート６０５上の接着性の縞状部６０７は、第１のシート６０１上の接着性の縞状部６０３に対して、長手方向にずらされる。第１のシート６０１の縞状部と整列した接着性の縞状部６１１を持つ第３のシート６０９、第２のシート６０５の縞状部と整列した接着性の縞状部６１５を持つ第４のシート６１３、等が配置される。斯くして、複数のシートが互いに積層され、最上部のシート以外の全てのシートの上面は幾つかの接着性の縞状部を備える。次いで接着剤が硬化され、シートの積層６１７が幾つかのサブ積層へと長手方向に切断される。最終的に、各サブ積層がハニカム状のセル構造へと開かれる。より具体的には、サブ積層のシートが非接着部において互いから離隔され、以上に説明したセル１０５を形成する。接着性の縞状部が適用された部分は、最終的な結果は上述した相互接続部１１９である。

代替の製造方法によれば、単一の長い箔が大径のドラムに数回巻き戻され、平行な接着性の縞状部が箔表面に付される。接着剤が硬化され、次いで積層した箔のリングが該ドラムから取り除かれる。サブ積層が切り取られ、セル構造へと開かれる。

以上において、添付される請求項において定義される本発明による照明装置及び照明装置を製造する方法が説明された。これらは単に、限定するものではない例とみなされるべきである。当業者には理解されるように、本発明の範囲内で多くの変更及び代替実施例が可能である。

例えば、ＬＥＤの白熱電球、小型蛍光ランプ、ＯＬＥＤ等のような種々のタイプの光源が適用可能である。

当業者には明らかであるように、本出願の目的のため、特に添付される請求項に関しては、「有する（comprising）」なる語は他の要素又はステップを除外するものではなく、「１つの（a又はan）」なる語は複数を除外するものではないことに留意されたい。

Claims (7)

1. ヒートシンクである多角形セルのセル構造であって、幾つかの壁要素を有するセル構造と、
   前記セル構造により冷却されるように構成された光源と、
   を有する照明装置において、前記光源は、各セルに１つずつ、前記セルのうちの少なくとも幾つかに配置され、前記光源を含む各セルは、互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの壁要素により形成され、前記光源は前記セル構造に装着され、前記光源は少なくとも２つの壁要素に電気的に接続され、前記セル構造は前記光源に電力を供給するように構成されたことを特徴とする、照明装置。
2. 前記壁要素はストリップ型であり、前記多角形セルを形成するように屈曲された、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記壁要素は、電気的に相互接続されて群を構成し、各群は共通の電源供給端子を持つ、請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 相互接続部材を有し、各相互接続部材は隣接する壁要素を電気的に相互接続する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 各光源は、組み合わせられた熱的及び電気的に伝導性の接続部により前記セル構造に装着される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 多角形セルのセル構造としてヒートシンクを備えるステップであって、前記セル構造は幾つかの壁要素を有する、ステップと、
   前記ヒートシンクに熱的に接触した光源を備えるステップと、
   を有する、照明装置を製造する方法において、
   前記セルのうち少なくとも幾つかにおいて、各セルに１つの光源を配置するステップであって、前記セルは、互いに電気的に絶縁された少なくとも２つの前記壁要素により形成されている、ステップと、
   前記光源を前記セル構造に装着するステップと、
   前記光源を前記セル構造に電気的に接続するステップと、
   前記セル構造に電源供給端子を備えるステップと、
   を有することを特徴とする方法。
7. 前記ヒートシンクを備えるステップは、
   互いに積層させて金属箔の層を配置し、これら層の間に絶縁性の接着剤の平行な線を配することにより、ヒートシンクの基部を備えるステップと、
   前記ヒートシンクの基部の基部ストリップを切断するステップと、
   基部ストリップの平行な非接着部を互いから離隔させ、それによりセル構造を形成するステップと、
   を有する、請求項６に記載の方法。

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