JP5980963B2

JP5980963B2 - アレイホルダーおよびアレイホルダーを有するｌｅｄモジュール

Info

Publication number: JP5980963B2
Application number: JP2014560130A
Authority: JP
Inventors: ピーマイヤーグレゴリー; ビーマクゴーアンダニエル
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-03-04
Publication date: 2016-08-31
Anticipated expiration: 2033-03-04
Also published as: WO2013131092A1; JP2015520910A; TW201348643A; US9581317B2; US20150131299A1; CN104350329A; CN104350329B; TWM476223U; TWI586917B

Description

関連出願
本出願は、２０１２年３月２日に出願された米国仮特許出願第６１／６０６，０６９号の優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本発明は、ホルダーの分野に関し、より具体的には、ＬＥＤのアレイを支持するのに適しているホルダーの分野に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）の設計は、ＬＥＤ技術が成熟するにつれて、ますます興味深くなっている。当初は、ＬＥＤの費用および性能により、一般消費者が、ＬＥＤを特に魅力的とみなすことは困難であった。しかしながら、性能および価格が向上すると、ＬＥＤの使用量は増加し始めている。同時に、使用されるＬＥＤ（ＬＥＤは、アレイ配列されていることが多い。）は少なくなっている傾向がある。結果的に、現存する１つの課題は、量が増加するにつれて、ＬＥＤの取り扱いが問題となっていることである。結果的に、当業者であれば、ＬＥＤ、特に、小型ＬＥＤアレイの取り扱いを組み込むシステムおよび構成のさらなる向上を理解するであろう。

ホルダーが提供される。ホルダーは、２つの絶縁導体を係合するための絶縁除去部（ＩＤＰ）を提供するようにそれぞれ構成される、２つの端子を支持する基部を含み、一方で、端子は、ＬＥＤアレイの表面接触部を係合するように構成される接触部も含む。ホルダーは、ＬＥＤアレイを適所に固定するように構成され、ファスナー装着部を含むことができる。ホルダーおよびＬＥＤアレイを受容するハウジングを含むＬＥＤモジュールを提供することができる。ハウジングは、床と、壁から延在する壁とを含み、床および壁は、ＬＥＤアレイからの発光を望ましい方法で方向付けることを可能にする、円筒状の形状を画定する。床は、絶縁導体が床を通じて延在することを可能にし、かつＬＥＤアレイに電力を提供する、開口部を含む。ハウジングは、アルミニウム等の熱伝導材料で形成することができ、基部は、ハウジングとＬＥＤアレイとの間に電気的分離を提供するのに役立つように、開口部を通じて延在する縁を含むことができる。この設計の利点は、ホルダーが、小型ＬＥＤモジュールを可能にし、費用対効果の高い製造工程を提供するのに役立つことである。

本発明は、例として説明され、同様の参照番号が同様の要素を示す添付の図面に限定されない。

ＬＥＤモジュールの例示的な実施形態の斜視図である。図１に示される実施形態の部分分解斜視図である。図１に示される実施形態の部分分解図である。線４−４に沿って切り取った図１に示される実施形態の断面の斜視図である。図４に示される断面の別の斜視図である。ホルダーおよびＬＥＤアレイの例示的な実施形態の部分分解図である。ホルダーおよびＬＥＤアレイの例示的な実施形態の斜視図である。導体が取り付けられたホルダーの例示的な実施形態の斜視図である。導体が取り付けられたホルダーの例示的な実施形態の斜視図である。ホルダーの例示的な実施形態の平面図である。ホルダーの例示的な実施形態の底面図である。ホルダーでの使用に適している端子の例示的な実施形態の斜視図である。ＬＥＤアレイを係合する図１２に示される端子の斜視図である。ホルダーおよびＬＥＤアレイの例示的な実施形態の斜視図である。ＬＥＤアレイ基板および熱パッドの断面である。ＬＥＤモジュールの例示的な実施形態の部分切取斜視図である。図１６に示されるＬＥＤモジュールの別の斜視図である。

後に続く発明を実施するための形態は、例示的な実施形態を記載し、明確に開示された組み合わせに限定されるよう意図されない。したがって、別途記述されない限り、本明細書に開示される特徴は、簡潔さの目的のために、示されなかったさらなる組み合わせを形成するように共に組み合わせられ得る。

発光ディスプレイ（ＬＥＤ）モジュール１０の実施形態が図１に説明される。図１〜１５から理解されるように、構築が容易な設計を提供しながら、ＬＥＤモジュール１０が望ましい熱性能（ＬＥＤが長寿命を提供する場合に比較的有用である）を有することを可能にする、ある特徴を提供することができる。具体的には、ホルダー６０は、ＬＥＤアレイ４０をハウジング２０に固定するように構成され、ハウジング２０は、ヒートスプレッダ機能を提供することができ、一方で、ホルダー６０は、ＬＥＤアレイ４０の接触パッド４４への電気的接続を提供する。

図示されるように、ハウジング２０は、ダイカスト金属等の伝導性材料または他のいくつかの他の熱伝導材料で形成することができる。費用および所望の熱特性に起因し、ハウジングは、熱的および電気的の両方で伝導性であることが期待される。ハウジング２０は、ホルダー６０およびＬＥＤアレイ４０を支持する床２２を含み、さらに、エンクロージャ２４を提供するために、床２２から延在する壁２１を含む。導体がエンクロージャに入ることを可能にするため、チャネル２３が提供される。図示されるように、２つの小さいチャネルが提供されるが、代替的な実施形態において、２つのチャネルは、単一のチャネルを提供するために組み合わせられ得る。そのような構成は、端子が、（図示されるような）ＬＥＤ開口部の両側ではなく、お互いにより近くに位置する場合に有益であろう。また、壁２１の内部表面２１ａは、配光を向上させるために角度付けることができることも留意されるべきである。実施形態において、ホルダー６０（または少なくともその表面）は、対応するシステムの効率を向上させるために、高反射材料（８５％を超える反射）で形成することができる。これは、所望されるように、コーティングを用いて、または反射材料を使用して達成され得る。

ホルダー６０は、（ホルダー６０をハウジング２０に固定する）ファスナー３７を受容する１つ以上のファスナー装着部７２を含むことができる。理解されるように、ハウジング２０は、ファスナー３７を受容するように構成されるネジ穴開口部を含むことができる。

図示されるホルダー６０は、絶縁材料で形成される基部６１を有し、ＬＥＤアレイ４０を受容し、適所に保持するＬＥＤ開口部７４を含む。肩部７６は、ＬＥＤ開口部７４にＬＥＤアレイを固定するのに役立つことができる。基部６１は、支持表面６５の下方に延在する縁６６を含み得る１つ以上の導体開口部６４をさらに含み得る。図４から理解されるように、例えば、縁６６は、支持表面６５の下方、かつ少なくとも部分的に床２２を通じて延在する。所望される場合、縁６６は、さらなる電気的分離を提供するために、床２２を通じて延在することができる。ＬＥＤアレイ４０に電力を提供するため、ホルダー６０は、２つの端子８０を含む（ただし、いくつかの他の数の端子が提供され得る）。各端子８０は、ＬＥＤ開口部７４内に延在するアーム８３を含み、アーム８３の遠位端で接触部８２を支持する。

ＬＥＤアレイ４０は、（当技術分野で知られているように、１つ以上のＬＥＤチップおよび亜リン酸被覆を含むことができる）光エンジン４６を支持する基板４２を含み、ＬＥＤアレイに電力を提供するために使用される第１および第２の接触パッド４４を含む。当然ながら、１つを超える電気経路がＬＥＤアレイに提供される場合（または、ＬＥＤアレイがコントローラを含み、かつ電力入力に加えて信号入力により利益を得ることができる場合）、さらなる接触パッド４４を提供することができる。アーム８３の遠位端の接触部８２は、ホルダー６０が所望の位置にＬＥＤアレイ４０を固定するとき、接触パッド４４に電気的に接続される。

熱性能を向上させるため、ＬＥＤアレイ４０と支持表面との間の端子抵抗を低減させるように、熱パッド６２を提供することができる。当然ながら、所望される場合、熱ペーストも使用され得る。熱パッド６２の利点は、熱パッドは、製造の観点からより清潔であり、かつ熱ペーストが加圧下にあり、多くの熱サイクルを受ける場合に可能性がある熱ペーストの移行を回避する傾向があることである。

典型的に、導体は、ハンダまたはワイヤートラップを介して端子に結合する。ハンダを用いることは、明らかにリフロー操作を必要し、問題となり得る。ワイヤートラップは、これらの課題を回避するが、ソリッドワイヤーで最良に機能する傾向があり、小さいマルチストランド導体で使用することは困難であり得る。

これに取り組むため、理解されるように、端子８０は、何らかのハンダ付けを必要とせずに、絶縁導体を端子８０に電気的に接続することを可能にする絶縁除去部（ＩＤＰ）８５と通信する開口８４を有する。したがって、導体を、信頼性があり、かつ費用対効果の高い方法で、開口８４を通じて挿入し、ＩＤＰ８５に圧入し、端子８０に電気的に接続することができる。これは、（例えば、リフロー操作が望ましくない製造工程において）ＬＥＤモジュールが構築される場所により適している、より容易な製造工程を提供するように決定されている。したがって、既存のソリューションと比較すると、ホルダー６０は、全てハンダ付けを必要とせずに、ＬＥＤアレイ４０に電気的接続を提供し、一方で、導体９４にも電気的接続を提供することができる。

向上した性能を提供するのに役立つように、基部６１は、高電圧試験時に、望ましくないコンポーネントへの偶発的な短絡から導体９４を防ぐように機能することができる、保持ウェル７０も含むことができる。保持ウェル７０に導体９４を固定するように、固定フィンガー７１を提供することができる。実施形態において、ウェルは、端子８０のＩＤＰ８５に容易に結合することを可能にするために、長さ５ｍｍを超えることができ、潜在的に、少なくとも１０ｍｍを超えることができる。したがって、既存の設計と比較すると、図示される実施形態は、ＵＬ準拠等の種々の要件に合格するのに役立つことができる、製造しやすいホルダー６０を可能にする。

図１６〜１７は、ＬＥＤモジュール１００が、ヒートスプレッダおよびヒートシンクとして機能することができるハウジング１２０を含む、（例示の目的のための）部分切取実施形態を説明する。ハウジング１２０は、一体物として構成され得るか、または一緒に連結されるいくつかの部分であり得る。ハウジング１２０は、例えば、ＡＣからＤＣに電力を変換するのに有用である電源を支持し得る。理解されるように、ＡＣは、線間電圧またはいくつかの他の電圧（１２ＶＡＣ等）であり得、所望される場合、適切な方法で埋め込まれ得る。代替的な実施形態において、電源は、ＡＣからＤＣに変換しない場合があるが、代わりに、フィルターされたＡＣをＬＥＤアレイに直接提供する場合がある。

より具体的には、ハウジング１２０は、第１のエンクロージャ１２４ａおよび第２のエンクロージャ１２４ｂを提供するために、床１２２の上方および下方に延在する壁１２１を有する床１２２を含む。ホルダー１６０は、床１２２上に位置付けられ、ＬＥＤアレイ１４０を支持する。理解されるように、ホルダー１６０およびＬＥＤアレイ１４０は、上記のように構成することができる。これは、上記と同じ方法で、導体が、床１２２を通じて、ホルダー１６０の基部１６１を通じて、第２のエンクロージャから延在し、第１のエンクロージャの端子に接続することを可能にする。

認識され得る１つの特徴は、端子が比較的ロープロファイルであるということである。これは、ＬＥＤを、ＬＥＤの表面のより近くに配置することを可能にする。結果的に、特定のレンズタイプに対して、所与のサイズで可能であり得るよりも広いビーム角を提供することが可能である。

理解されるように、縁部１２７を有するように図示される、ＬＥＤモジュール上に、光学素子が提供され得る。したがって、所望される場合、光学素子は、縁部１２７に装着され得る。ある実施形態において、光学素子は、１つ以上のレンズおよび／または反射鏡を使用して、光を望ましいビーム角（１５度、３０度等）に成形し得る。代替的な実施形態において、光学素子は、むしろ、粉塵および他の望ましくない外部条件からＬＥＤアレイを保護するように機能しながら、最小限のルーメン損失を提供するカバーであり得、かつ最小限の光成形のみを提供し得る。

本明細書に提供される開示は、その好ましく、例示的な実施形態に関する特徴を記載する。本開示を再検討して、当業者には、添付の特許請求の範囲の範囲および精神内の多くの他の実施形態、修正、および変更が想起されるであろう。

Claims

光エンジンを支持する基板ならびに第１の接触パッドおよび第２の接触パッドを有するＬＥＤアレイを保持するホルダーであって、
ＬＥＤ開口部および支持表面および第１の導体開口部および第２の導体開口部を有する基部であって、前記第１の導体開口部および前記第２の導体開口部はそれぞれ、前記支持表面と交差する方向に延在する縁を含む、基部と、
被支持部とアームとを含む第１の端子であって、前記被支持部は前記基部によって支持されて前記ＬＥＤ開口部の外側に位置付けられ、前記被支持部は前記第１の導体開口部と整列する絶縁除去部（ＩＤＰ）を含み、前記アームは前記被支持部から前記ＬＥＤ開口部内に延在し、前記アームは前記ＬＥＤ開口部内に位置付けられた遠位端に前記第１の接触パッドと接触する接触部を含む、第１の端子と、
被支持部とアームとを含む第２の端子であって、前記被支持部は前記基部によって支持されて前記ＬＥＤ開口部の外側に位置付けられ、前記被支持部は前記第２の導体開口部と整列するＩＤＰを含み、前記アームは前記被支持部から前記ＬＥＤ開口部内に延在し、前記アームは前記ＬＥＤ開口部内に位置付けられた遠位端に前記第２の接触パッドと接触する接触部を含む、第２の端子と、を備える、ホルダー。
基部は、少なくともファスナー装着部を含む、請求項１に記載のホルダー。
前記端子は、前記ＬＥＤ開口部の両側に位置付けられる、請求項１に記載のホルダー。
前記ホルダーは、ＩＤＰに位置付けられる導体の端部を受容するように構成される、保持ウェルを含む、請求項１に記載のホルダー。
前記保持ウェルは、湾曲して延在し、長さ約１０ｍｍである、請求項４に記載のホルダー。
ＬＥＤ開口部および支持表面および第１の導体開口部および第２の導体開口部を含む基部を有するホルダーであって、前記第１の導体開口部および前記第２の導体開口部はそれぞれ、前記支持表面と交差する方向に延在する縁を含み、さらに、前記ホルダーは、被支持部とアームとを含む第１の端子であって、前記被支持部は前記基部によって支持されて前記ＬＥＤ開口部の外側に位置付けられ、前記被支持部は前記第１の導体開口部と整列する絶縁除去部（ＩＤＰ）を含み、前記アームは前記被支持部から前記ＬＥＤ開口部内に延在し、前記アームは前記ＬＥＤ開口部内に位置付けられた遠位端に接触部を含む、第１の端子と、被支持部とアームとを含む第２の端子であって、前記被支持部は前記基部によって支持されて前記ＬＥＤ開口部の外側に位置付けられ、前記被支持部は前記第２の導体開口部と整列するＩＤＰを含み、前記アームは前記被支持部から前記ＬＥＤ開口部内に延在し、前記アームは前記ＬＥＤ開口部内に位置付けられた遠位端に接触部を含む第２の端子と、を含む、ホルダーと、
光エンジンを支持する基板および第１の接触パッドおよび第２の接触パッドを有するＬＥＤアレイであって、前記第１の端子の前記接触部は、前記第１の接触パッドに接続され、前記第２の端子の前記接触部は、前記第２の接触パッドに接続される、ＬＥＤアレイと、
該ＬＥＤアレイから熱エネルギーを伝導するように構成されるハウジングであって、該ハウジングは、前記支持表面を支持する床を有し、さらに、前記基部の上方に第１のエンクロージャを提供するために、前記床から延在する壁をさらに含み、前記床は、前記第１および第２の導体開口部と整列する少なくとも１つのチャネルを含み、前記第１および第２の導体開口部の前記縁は、少なくとも部分的に前記床を通じて延在する、ハウジングと、を備える、ＬＥＤモジュール。
前記縁は、前記床を通じて延在する、請求項６に記載のＬＥＤモジュール。
前記ＬＥＤアレイと前記床との間に位置付けられる熱パッドをさらに含む、請求項６に記載のＬＥＤモジュール。
前記ホルダーは、ファスナー装着部を含み、前記ハウジングは、ネジ穴開口部を含み、前記ＬＥＤモジュールは、前記ホルダーを前記ハウジングに固定するネジをさらに備える、請求項６に記載のＬＥＤモジュール。
前記壁は、前記床の上方に前記第１のエンクロージャを提供し、前記床の下方に第２のエンクロージャをさらに提供するために、前記床の両面に延在する、請求項６に記載のＬＥＤモジュール。
前記第１の端子の前記ＩＤＰに電気的に接続する、前記第２のエンクロージャから前記第１のエンクロージャに延在する、第１の導体をさらに含み、前記第２の端子の前記ＩＤＰに電気的に接続する、前記第２のエンクロージャから前記第１のエンクロージャに延在する、第２の導体をさらに含む、請求項１０に記載のＬＥＤモジュール。
前記ハウジングは、ダイカスト金属で作られている、請求項６に記載のＬＥＤモジュール。