特許第5746366号(P5746366)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5746366エネルギー消費デバイスのための固定システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5746366
(24)【登録日】2015年5月15日
(45)【発行日】2015年7月8日
(54)【発明の名称】エネルギー消費デバイスのための固定システム
(51)【国際特許分類】
   F21V 21/35 20060101AFI20150618BHJP
   F21V 21/34 20060101ALI20150618BHJP
   F21V 21/096 20060101ALI20150618BHJP
   F21V 29/00 20150101ALI20150618BHJP
   F21Y 101/02 20060101ALN20150618BHJP
【FI】
   F21V21/35
   F21V21/34 100
   F21V21/096
   F21V29/00 111
   F21Y101:02
【請求項の数】11
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2013-544492(P2013-544492)
(86)(22)【出願日】2011年11月15日
(65)【公表番号】特表2013-546153(P2013-546153A)
(43)【公表日】2013年12月26日
(86)【国際出願番号】US2011060732
(87)【国際公開番号】WO2012082286
(87)【国際公開日】20120621
【審査請求日】2013年7月24日
(31)【優先権主張番号】61/423,392
(32)【優先日】2010年12月15日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/485,470
(32)【優先日】2011年5月12日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/514,748
(32)【優先日】2011年8月3日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】591043064
【氏名又は名称】モレックス インコーポレイテド
【氏名又は名称原語表記】MOLEX INCORPORATED
(74)【代理人】
【識別番号】100116207
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 俊明
(74)【代理人】
【識別番号】100096426
【弁理士】
【氏名又は名称】川合 誠
(72)【発明者】
【氏名】ケヴィン オコナー
(72)【発明者】
【氏名】ミーガン イー セルワッキ
(72)【発明者】
【氏名】ヴィクター ブイ ザデレジュ
(72)【発明者】
【氏名】ステファン エル シェルドン
【審査官】 三島木 英宏
(56)【参考文献】
【文献】 特開2010−176916(JP,A)
【文献】 登録実用新案第3074481(JP,U)
【文献】 米国特許出願公開第2009/0279298(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F21V 21/35
F21V 21/096
F21V 21/34
F21V 29/00
F21Y 101/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、
ベース壁、第1の壁および第2の壁、ならびに該第2の壁の方へ開く溝を含む支持構造であって、前記溝は、前記第1の壁および該第1の壁から延在する第1のリップによって画定され、前記支持構造は、該支持構造の外部と連通しているチャネルを提供する、支持構造と、
前記ベース壁によって支持される第1および第2の電力供給された接点であって、前記ベース壁および相互から電気的に分離される、第1および第2の電力供給された接点と、
前記溝内に位置付けられる筐体を有するエネルギー消費デバイスであって、該エネルギー消費デバイスは、第1および第2の端子、ならびに該第1および第2の端子がそれぞれ前記第1および第2の電力供給された接点と電気接触するように、前記筐体を前記ベース壁の方へと付勢するように構成される磁石を含み、前記エネルギー消費デバイスは、前記チャネルを介して前記支持構造の外部と連通しており、前記筐体は、動作中に、前記エネルギー消費デバイスが前記溝に沿って並行移動されることを可能にしながら、前記支持構造から除去不可能であるように構成される、エネルギー消費デバイスと、を備え
該エネルギー消費デバイスは、LEDアレイおよび該LEDアレイに熱的に結合されるサーマルブリッジを含み、該サーマルブリッジは、該サーマルブリッジが、少なくとも0.021MPaを提供するのに十分な力で前記ベース壁に対して押し付けられるように、前記磁石を介して前記ベース壁に対して付勢される、システム。
【請求項2】
前記LEDアレイと前記ベース壁との間の熱抵抗は、3/W未満である、請求項に記載のシステム。
【請求項3】
前記支持構造に結合される第1および第2のヘッダを更に備え、該第1および第2のヘッダは、前記溝に沿った前記エネルギー消費デバイスの並行移動を限定するように構成される、請求項に記載のシステム。
【請求項4】
前記支持構造は、最上部支持構造および底部支持構造を備え、前記最上部および底部支持構造は、一緒に固定される、請求項に記載のシステム。
【請求項5】
前記最上部および底部構造を一緒に固定する少なくとも1つのロックを更に備える、請求項に記載のシステム。
【請求項6】
前記溝は、第1の溝であり、前記支持構造は、前記第1の溝に対面する第2の溝を更に提供し、該第2の溝は、前記第2の壁および該第2の壁から延在する第2のリップによって画定される、請求項に記載のシステム。
【請求項7】
前記ベース壁、第1および第2の壁、ならびに前記第1および第2のリップは、単一の構造である、請求項に記載のシステム。
【請求項8】
前記支持構造に置されるように構成される第1および第2のヘッダを更に備える、請求項に記載のシステム。
【請求項9】
前記第1のヘッダは、該第1のヘッダを前記支持構造に解除可能に結合するロックを含む、請求項に記載のシステム。
【請求項10】
前記LEDアレイと前記ベース壁との間の熱抵抗は、3/W未満である、請求項に記載のシステム。
【請求項11】
前記LEDアレイと前記ベース壁との間の熱抵抗は、2/W未満である、請求項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願
本出願は、2010年12月15日に出願された米国仮出願第61/423,392号、2011年5月12日に出願された米国仮出願第61/485,470号、および2011年8月3日に出願された米国仮出願第61/514,748号に対する優先権を主張し、それらの全ては、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【0002】
本発明は特に、エネルギー消費デバイスの分野に、より具体的には、一対の接点に固定することができるエネルギー消費デバイスに関する。
【背景技術】
【0003】
既存の軌道式点灯(track lighting)システムは、特定の場所に電気を供給しながら、発光要素をその場所に位置付けるように構成される。かかるシステムの便益のうちの1つは、発光要素を、軌道に沿った幾つかの場所に位置付けることが可能なことであり、このようにして高レベルのカスタマイズを提供する。これらの既存のシステムは白熱光源と共によく機能する一方で、新たなより効率的なLEDベースの光源は、LEDが高温で耐用年数の低減を受けやすいため、より多くの熱制御を要求する。加えて、慣習的な軌道式点灯システムは、白熱電球のサイズに起因して、より大きい傾向がある。結果として、簡便に設置できる様態で、熱的、電気的、および構造的懸念に対処することが可能であり、洗練された審美的設計を提供するシステムは、ある種の個人によって評価されるであろう。
【発明の概要】
【0004】
支持構造は、溝およびチャネルを含む。エネルギー消費デバイスは、磁石ならびに第1および第2の端子を支持する、筐体を含む。発光ダイオードアレイを含み得る、エネルギー消費モジュールは、支持構造によって支持される。溝は、筐体を支持構造内に保持する一助となる一方で、チャネルは、エネルギー消費デバイスが可視となることを可能にする。磁石は、エネルギー消費デバイスを、電力供給された接点を支持する支持構造に固定するように構成される可能性がある。第1および第2の端子は、電力供給された接点に係合する。エネルギー消費デバイス上のサーマルブリッジは、エネルギー消費デバイスと支持構造との間の低い熱抵抗を提供するように、支持構造に対して押し付けられるように構成される可能性がある。エネルギー消費デバイスを固定する一助となるために、ヘッダが支持構造の両端に提供される可能性がある。
【0005】
本開示は、例として例証され、添付の図において限定されず、ここで同種の参照番号は、同様の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】エネルギー消費デバイス、つまりLEDデバイス、および支持構造の実施形態の斜視図である。
図2】エネルギー消費デバイスの斜視図である。
図3】エネルギー消費デバイスの代替的な斜視図である。
図4】エネルギー消費デバイスの分解斜視図である。
図5】エネルギー消費デバイスの部分分解斜視図である。
図6】エネルギー消費デバイスの代替的な分解斜視図である。
図7】支持構造上に載置される電源モジュールの実施形態の斜視図である。
図8】電源モジュールの斜視図である。
図9】カバーが除去された電源モジュールの斜視図である。
図10】電源モジュールの構成要素の斜視図である。
図11】電源モジュールの構成要素の斜視図である。
図12】電源モジュールの構成要素の斜視図である。
図13】電源モジュールの構成要素の上面図である。
図14】電源モジュールおよび図16〜18に示されるジャンパーにおいて使用される、接点の斜視図である。
図15】電源モジュールの構成要素の斜視図である。
図16】ジャンパーの実施形態の斜視図である。
図17】ジャンパーの構成要素の斜視図である。
図18】ジャンパーの構成要素の斜視図である。
図19】レールおよびエネルギー消費デバイスの実施形態の立面側面図である。
図20図19に図示される実施形態の拡大図である。
図21】エネルギー消費デバイスおよび支持構造の実施形態の斜視図である。
図22】線22−22に沿ってとられた、図21に図示される実施形態の断面の斜視図である。
図23】支持構造のエンドキャップの斜視図である。
図24】代替的な固定構造の略図である。
図25】エンドキャップが省略された、図21に図示される実施形態の斜視図である。
図26図25に図示される実施形態の立面側面図である。
図27】支持構造およびエネルギー消費デバイスの代替的な実施形態の立面側面図である。
図28】支持構造内に位置付けられたエネルギー消費デバイスの略図である。
図29図28に図示される略図の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明は、異なる形態での実施形態の影響を受けやすい場合がある一方で、本開示が、本発明の原則の例示と見なされるべきであり、かつ本発明を、本明細書に例証および記載されるものに限定するようには意図されないという理解と共に、具体的な実施形態が図面において示され、本明細書で詳述されるであろう。したがって、別途注記のない限り、本明細書に開示される特色を一緒に組み合わせて、さもなければ簡潔さの目的で示されなかった更なる組み合わせを形成してもよい。
【0008】
一般に、図示される実施形態は、低い電圧印加(12〜24VAC/VDC等)のために意図される。ある種の適用において、電圧は、DCであろう(それは、DC電力を要求する多くのタイプの構成要素に電力供給することを単純にする)。しかしながら、12VACもまた、提供される可能性がある。かかるシナリオにおいて、個々のエネルギー消費デバイスは、それらがDC電力を要求したとすれば、整流器および蓄電器等の電力変換構成要素を組み込む必要があるだろう。加えて、理解され得るであろうが、多数のエネルギー消費デバイスが、下で考察される様態で単一の軌道上に配置されてもよい。加えて、2つの軌道が、相互に隣接して配置されてもよく、第1および第2のジャンパーは、2つの軌道上で電力供給された接点を一緒に電気的に結合することができる。当然ながら、ジャンパーはまた、それが分離電力変換ユニット(電源等)に結合される場合、電力を軌道に提供することができる。
【0009】
エネルギー消費アセンブリは、磁力によって支持構造22上に支持される、エネルギー消費デバイス20を含む。磁力によって結合されているように図示される、電源モジュール120もまた、提供することができるが、電源モジュールは、任意の所望の様式で支持構造に取り付けることができる。1つより多い支持構造22が、エネルギー消費アセンブリにおいて使用されることが所望される場合、ジャンパー320もまた、磁力によって支持構造22上に支持して、1つの支持構造22を隣接した支持構造(図示されず)に接続することができる。エネルギー消費デバイス20は、LEDデバイスであってもよい。理解され得るであろうが、エネルギー消費デバイス20は、位置付けおよび設置が単純であり、支持構造22に沿って周囲を移動するため、図示される実施形態は、軌道式ライト適用における使用に好適である。エネルギー消費デバイス20および支持構造22は、例えば、限定されないが、キャビネット点灯下で、車両において、および植物のため等の、幾つかの適用において使用することができる。図示される実施形態はまた、より一般の照明等の多くの他の適用における使用に好適であり、柔軟性が望ましい場合の適用に特に適していると考えられる。
【0010】
支持構造22は、一直線(示されるように)、曲線、波状、階段状等の幾つかの形状をとってもよい。示されるように、支持構造22は、レール24から形成され、それは図面において細長いように示され、その長さに沿って延在する、一対の離間された細長い電力供給された接点26、28を有する。支持構造22は、壁、天井、キャビネット等の支持面上に、簡便に載置することができる。しかしながら、支持面は、任意の望ましい形状であり得、更にはソケット様形状であるように構成されるか、または単一のエネルギー消費者向けデバイス(energy consumer device)がその上に載置されることを可能にした何らかの他の構成であり得ることに留意すべきである。更に、支持面は、所望される場合、筐体内で陥凹させられる可能性がある(レールによって提供されるヒートシンク便益が、他の構造によって提供される必要があり得ることが理解される)。
【0011】
示されるように、レール24は、ベース壁30(それは平面であるように図示される)、およびベース壁30の反対側の縁から垂直に延在する側壁32、34から形成される。複数個のフィン36が、側壁32、34から外方向に延在する。レール24は、熱伝導性であり、また導電性であってもよく、導電性である場合、一対の細長い電力供給された接点26、28は、レール24上に提供される非導電性両面テープ、塗料、または陽極処理等の好適な絶縁体37を介して、レール24から電気的に分離される。レール24は、プレートされた(例えば、ニッケルおよびすずでプレートされた)押出しプラスチックによって形成されてもよく、金属から完全に形成されてもよく、またはプラスチックおよび金属片のハイブリッド結合であり得る。側壁32、34は、ベース壁30に垂直であるように示されるが、ある種の実施形態では、側壁32、34は、排除され得るか、またはベース壁30に対して他の角度で角度を付けられ得ることが理解される。
【0012】
エネルギー消費デバイス20は、ベース壁30上、および電力供給された接点26、28上に定着する。レール24は、本明細書に記載されるエネルギー消費デバイス20のためのヒートシンクとして作用することができる。
【0013】
エネルギー消費デバイス20は、誘電材料から形成されてもよい筐体38、筐体38によって支持されるエネルギー消費モジュール40、筐体38によって支持される一対の磁石42a、42b、および筐体38によって支持される一対の端子62a、62bを含む。エネルギー消費モジュール40は、照明が所望される場合、LEDアレイ(それは所望のパターンで提供される1つ以上のLEDであり得る)を含む可能性があるが、また、限定なしに、無線ラジオ、カメラ、センサ等の他のエネルギー消費デバイスでもあり得、エネルギー消費デバイスはまた、所望に応じて、スピーカーまたは画像投影機等の適切な要素の組み込みを通じて、画像または音を投影してもよい。装飾的であってもよい、カバー46は、筐体38上に位置付けられ、エネルギー消費モジュール40および磁石42a、42bをカバーする。当該技術分野で周知であるが、レンズまたは他のライト形の要素48が提供されてもよく、ライトをエネルギー消費モジュール40から導くために、筐体38によっておよび/またはカバー46によって支持され得る(LEDアレイとして構成される場合)。
【0014】
筐体38は、多様な形状、例えば、図1に示されるような円形、図2に示されるような長方形、正方形、三角形、楕円形状等をとってもよい。筐体38は、内面および外面52、54を有するベース50、ベース50を通じた開口部56、ベース50の各末端で提供され、中央開口部56から離間される磁石マウント58a、58b、ならびに第1および第2の端子開口部60a、60bとそれらの関連する端子62a、62bとを含む。双対磁石マウントが図示される一方で、一実施形態では、筐体は、単一の磁石マウントが提供されたように、代替的な方法で構成可能であることに留意すべきである。例えば、限定なしに、筐体の一端は、支持構造によって提供されるリップを介して保持可能であり、すると単一の磁石マウントおよび関連する磁石は、筐体を定置に固定するのに十分であろう。代替的に、磁石マウントは、力が2つの端子(および含まれる場合、サーマルブリッジ)に均等に分配されたように、筐体上の中央位置に位置することが可能である。エネルギー消費モジュール40の一部分は、ベース50を通じた開口部56を通じて延在する。
【0015】
磁石42aは、磁石マウント58a内に定着し、磁石42bは、磁石マウント58b内に定着する。示されるように、磁石42a、42bは、製造が簡便な構成要素を有益に提供するように、断面が長方形であるが、多数の磁石形状が知られるため、磁石42a、42bについての他の形状もまた、企図される。各磁石マウント58a、58bは、内表面52から延在する陥凹として形成される。各磁石マウント58a、58bは、内表面52から延在する側壁64および界面壁66を有する。各磁石マウント58a、58bは、好ましくは、磁石42a、42bの形状に適合し、磁石42a、42は、示されるように筐体38の内表面52から延在してもよく、または筐体38の内表面52と同一平面上にあってもよい。
【0016】
カバー46は、エネルギー消費モジュール40および任意の光学部品48を収容するために、多様な形状をとることができる。例えば、限定されないが、カバー46は、完全に平面であり得、カバー46は、光学部品を収容するための隆起した中央部分を有しながら実質的に平面であり得、カバーは、凹状または凸状であり得る。図示されるカバー46は、内面70および外面72を有するカバー壁68、レンズまたは他のライト形の要素48が中に載置されるカバー壁68の中央を通じた開口部、カバー壁68の各末端で提供され、中央開口部から離間される磁石マウント74a、74b、ならびにカバー壁68の縁から延在する側壁75a、75b、75c、75dを含む。
【0017】
カバー46が筐体38上に定着されるとき、磁石42aは、磁石マウント74a内に保持され、磁石42bは、磁石マウント74b内に保持され、側壁75a、75b、75c、75dは、筐体38の縁と噛合する。各磁石マウント74a、74bは、内表面70から延在する側壁76を有し、内表面70が陥凹のベース壁を形成する。側壁75b、75dの一部分は、それぞれの磁石マウント74a、74bの一部を形成する。理解され得るであろうが、カバー46の壁75b、75bが、磁石マウント58a、58bの一部として示される一方で、別個の壁をカバー46上に提供して、磁石マウント58a、58bの残りの部分を形成することができる。各磁石マウント74a、74bは、好ましくは、磁石42a、42bの形状に適合する。したがって、理解され得るであろうが、磁石42a、42bは、内表面70と界面壁66との間に挟まれ、このようにしてそれらは定置に保有される。更なる制約は、壁76、75b、75dによって提供されるが、任意の望ましい制限様態が適切であろう。例えば、磁石は、接着剤または他の締結システムを用いて取り付けることが可能である。筐体とカバーとの間に磁石を保持する便益は、製造費用が回避され得ることである。
【0018】
示されるように、エネルギー消費モジュール40は、LEDアレイが上に定着するプレート78を含む、ソリッドステートの点灯要素として構成され、それはカバー80によって保護される。プレート78は、LEDアレイが上に配置される絶縁層でカバーされたアルミニウム等の、熱伝導材料であり得る。代替的に、エネルギー消費モジュール40が、熱劣化に対して感受性が低い場合、プレート78は、回路基板または何らかの他の複合構造であり得る。サーマルブリッジ82(それは、限定なしに、サーマルパッドまたはサーマルペーストであり得る)が、エネルギー消費モジュール40の外面上(例えば、プレート78の下面上)に提供される可能性がある。サーマルブリッジ82は、例えば、3Mの熱伝導性接着剤転写テープ8810等の、熱伝導性接着ガスケットであり得る。図示されるように、サーマルブリッジ82は、プレート78をベース壁30に結合する。図示される実施形態では、プレート78が、プレート78とLEDアレイとの間に低い熱抵抗を有するように構成され(好ましくは、プレートは、50ワット/メートル−ケルビン(W/(m K)を超える熱伝導率を有するであろう)、より好ましくは、100W/(m K)を超える熱伝導率を有することになり、またサーマルブリッジ82がプレート78をベース壁30に効率的に結合するため、LEDアレイとベース壁30との間の総計の熱抵抗は、3C/W未満であり得、好ましくは2C/W未満である。加えて、サーマルブリッジが薄型に保たれ、比較的高い熱伝導率を有する材料が選択される場合、1C/W未満を有することが可能である。かかる設計は、例えば、好適なサーマルブリッジおよび磁石によって適用される十分な力と組み合わせたBRIDGELUX LEDアレイを用いて可能である。したがって、理解され得るであろうが、図示される設計は一般に、非常に効率的な熱転写設計を有する磁気的に支持されるエネルギー消費デバイス20を可能にし、また図示されるように、3C/W未満、好ましくは2C/W未満、および可能性として1C/W未満の熱抵抗を有する非常に小型の界面を提供しながら、500ルーメン超を生み出す照明デバイスを可能にする。プレート78は、プレート78が一般に、筐体38の最底部の外表面と同一平面上にあるように、中央開口部56を囲む陥凹83内に定着する。
【0019】
端子開口部60aは、磁石マウント58aに近接しているが、そこから離間され、端子開口部60bは、磁石マウント58bに近接しているが、そこから離間される。端子開口部60aは、ベース50の一方の縁に隣接している一方で、端子開口部60aは、ベース50の反対側の縁に隣接している。各端子開口部60a、60bは、ベース50を通じて、内表面52から外表面54へと延在する。
【0020】
各端子62a、62bは、導電材料から形成され、第1、第2、および第3の部分84、86、88を有する。各端子62a、62bの第1の部分84は、それぞれの端子開口部60a、60bに近接したベース50の内表面52上に定着し、それに噛合させられる。第2の部分86は、それぞれの第1の部分84から延在し、それぞれの第1の部分84に対して角度を付けられる。各第2の部分86は、それぞれの端子開口部60a、60bを通じて延在する。第3の部分88は、それぞれの第2の部分86から延在し、電力接点に係合するように構成される。各第3の部分88は曲線状であり、外表面54から外方向に延在する。第2および第3の部分86、88は、第3の部分が、屈曲の距離の範囲にわたって電力接点に好適に係合することができるように、第1の部分84に対して屈曲することができる。実施形態において、第2および第3の部分86、88は、屈曲範囲のための少なくとも0.4mm公差を有する。端子62a、62bは、LEDアレイの陽極または陰極等のエネルギー消費モジュール40に、ベース50への載置を通じて(例えば、はんだ)、および筐体38上または筐体38内に提供される配線89を介して、電気的に結合される。実施形態において、カバーおよびベースは、端子の第2および第3の部分の周囲にポケットが形成されるように構成される可能性がある。かかる実施形態では、開口部を通じて進入する水または粉じんは、筐体およびカバーがそれらの間に封止されたビームを形成するという事実によって、アセンブリの中へと更に進むことを阻止される。一実施形態では、これは、筐体とカバーとの間の公差を綿密に管理することによって遂行することができる。別の実施形態では、封止は、ガスケットを使用して提供することができる。端子がカバーと筐体との間に挟まれるように、カバーをベースに押し付けることの1つの利点は、力が、端子の第1の部分を定置に固定するための更なる支持を提供し、それにより第1の部分に対して加えられるいずれの応力も、エネルギー消費ベースと端子との間の継手に害を及ぼす可能性が低くなるということである。
【0021】
エネルギー消費デバイス20は、磁石42a、42bが、電力供給された接点26、28の間にあり、レール24のベース壁30に近接するように、支持構造22上に配置される。磁石42a、42bとレール24との間の磁気引力は、エネルギー消費デバイス20をレール24に固定する力を提供する。界面壁66は、磁力を妨げないように十分に薄い。所望される場合、開口部は、磁石が界面壁を通じて部分的に延在することを可能にするために、各界面壁66を通じて提供することができる。しかしながら、一般に、界面壁は、かかる開口部が要求されないように構成される可能性がある。サーマルブリッジ82は、電力供給された接点26、28の間のベース壁30上に位置付けられ、プレート78とベース壁30との間のいずれの空間も埋める。これは、プレート78とベース壁30との間の低い熱抵抗を確保する。デバイス20の寸法に応じて、空隙が磁力に悪影響を及ぼさない限り、界面壁66とレール24との間に空隙が提供されてもよい。
【0022】
端子62aは、電力供給された接点26と噛合し、端子62bは、電力供給された接点28と噛合する。第2および第3の部分86、88は、端子62a、62bを電力供給された接点26、28と係合させると、第1の部分84に対してそれらの公差内で屈曲することができる。これは、端子62a、62bと電力供給された接点26、28との間の良好な電気接触を確保する。
【0023】
動作中に、電力は、電力供給された接点26、28を通じ、端子62a、62bを通じて、配線に沿って、エネルギー消費モジュール40へと貫流する。エネルギー消費モジュール40は、典型的に除去されなければならない(さもなければエネルギー消費デバイスの寿命は低減されるであろう)熱を発生する。エネルギー消費モジュール40によって発生する熱は、サーマルブリッジ82を通じてベース壁30へと伝達する。レール24は、ヒートシンクとして作用する。フィン36は要求されないが、放熱のための更なる表面積を提供する機能を果たす。当然ながら、レール(および任意のフィン)は、適切な装飾的設計を提供する任意の所望の形状であり得る。
【0024】
エネルギー消費デバイス20は、ユーザが、磁力を克服するようにエネルギー消費デバイス20を支持構造22から引き離すことによって、支持構造22上で周囲を容易に移動させられ得る。エネルギー消費デバイス20は次いで、支持構造22上に簡便に再位置決めされる。
【0025】
サーマルブリッジ82がエネルギー消費デバイス20上に提供される場合、エネルギー消費デバイス20と支持構造22との間の確実な熱接続(thermal connection)を確保するのに十分な力が所望される。磁石42a、42bは、設置中にエネルギー消費デバイス20を並行移動(例えば、回転または摺動)する必要性を回避しながら(それは、サーマルブリッジ82が柔軟である、接着性質を有する、またはかかる並行移動中に変形し得る場合に、有利であり得る)、かかる力を提供する。図示される実施形態では、磁石42a、42bとレール24の間の引力によって提供される、最低3psi(0.021MPa)、好ましくは5psi(0.034MPa)、より好ましくは10psi(0.069MPa)の圧力が、確実な熱接続を提供するのに有益である。有益である力のレベルは、しかしながら、エネルギー消費デバイス20の質量、除去される必要がある熱エネルギーの量、およびエネルギー消費デバイスが取り付けられるヒートシンクの効率に依存するであろう。
【0026】
図7〜15に示されるように、電源モジュール120は、平面のベース壁30上および電力供給された接点26、28上に定着する。電源モジュール120は、下部誘電筐体138、上部誘電筐体139、下部筐体138によって支持され、上部筐体139を通じて延在する電源140、下部筐体138と上部筐体139との間に支持される一対の磁石142a、142b、ならびに筐体138によって支持される一対の端子162a、162bを含む。誘電カバー146は、筐体138、139上に位置付けられ、電源140、磁石142a、142b、および一対の端子162a、162bをカバーする。
【0027】
上部筐体138は、内面および外面152、154を有する一般に平面のベース壁150、ベース壁150の反対側面上に提供される磁石マウント158a、158b、ならびに第1および第2の端子開口部160a、160bとそれらの関連する端子162a、162bとを含む。電源140は、ベース50における陥凹156内に定着する。
【0028】
磁石142aは、磁石マウント158a内に定着し、磁石142bは、磁石マウント158b内に定着する。示されるように、磁石142a、142bは、好ましくは、簡便に製造される目的で断面が長方形であるが、磁石142a、142bについての他の形状もまた企図され、別途注記のない限り、形状は、限定的であるようには意図されない。各磁石マウント158a、158bは、内表面152から延在する陥凹として形成される。各磁石マウント158a、158bは、内表面152から延在する側壁164および平面のベース壁166を有する。各磁石マウント158a、158bは、好ましくは、磁石142a、142bの形状に適合し、磁石142a、142は、示されるように下部筐体138の内表面152から延在してもよく、または下部筐体138の内表面152と同一平面上にあってもよい。
【0029】
端子開口部160aは、磁石マウント158aに近接しているが、そこから離間され、端子開口部160bは、磁石マウント158bに近接しているが、そこから離間される。端子開口部160aは、ベース壁150の一方の側縁に隣接している一方で、端子開口部160aは、ベース壁150の反対側の側縁に隣接している。各端子開口部160a、160bは、ベース壁150を通じて、内表面152から外表面154へと延在する。
【0030】
図14から理解され得るであろうが、各端子162a、162bは、導電材料から形成され、平面のベース184、ベース184から延在する第1、第2、および第3の部分186、188、190、ならびに一対のワイヤートラップ192、194を有する。各端子162a、162bのベース184は、それぞれの端子開口部160a、160bに近接したベース壁150の内表面152における陥凹196a、196b内に定着する。第1の部分186は、ベース184から垂直に延在する。第2の部分186は、それぞれの第1の部分186から延在し、それぞれの第1の部分186に対して角度を付けられる。第3の部分190は、それぞれの第2の部分188から延在し、一般にそれぞれの第1の部分186に垂直である。各第3の部分190は曲線状であり、それぞれの端子開口部160a、160bを通じて延在する。第3の部分190は、外表面154から外方向に延在する。第2および第3の部分188、190は、第1の部分186に対して屈曲することができる。好ましくは、第2および第3の部分188、190は、下でより詳細に考察されるように、屈曲のために少なくとも0.4mm公差を有する。ワイヤートラップ192、194は、ワイヤーまたは刃(図示されず)に接続される。端子162a、162bは、下部筐体138上または下部筐体138内に提供される配線を介して、電源140に電気的に結合される。代替的に、端子は、絶縁導体(例えば、絶縁ワイヤー)を介して、電源に結合可能である。
【0031】
上部筐体139は、下部筐体138上に定着し、磁石142a、142bおよび端子162a、162bをカバーする。上部筐体139は、開口部199を含む可能性があり、それを通じて、電源140がそれを通過することを可能にする。上部筐体139が下部筐体138上に定着されるとき、磁石142a、142bは、下部筐体138と上部筐体139との間に挟まれる。カバー146は、下部筐体および上部筐体138、139をカバーし、それに好適に取り付けられる。
【0032】
電源モジュール120は、磁石142a、142bが、レール24の電力供給された接点26、28にわたって定着するように、支持構造22上に配置される。磁石142a、142bとレール24との間の磁気引力は、電源モジュール120をレール24に固定する力を提供する。ベース壁166は、磁力を妨げないように十分に薄い。端子162aは、電力供給された接点26と噛合し、端子162bは、電力供給された接点28と噛合する。第2および第3の部分188、190は、端子162a、162bが電力供給された接点26、28と係合すると、第1の部分186に対してそれらの公差内で屈曲することができる。これは、端子162a、162bと電力供給された接点26、28との間の良好な電気接触を確保する。理解され得るであろうが、動作中に、電流は、電源140から、接点162a、162bに接続されるワイヤーまたは配線に沿って、接点162a、162bを通じて電力供給された接点26、28へと、次いでエネルギー消費デバイス20へと流れる。
【0033】
上述のように、端子は、範囲を通じて屈曲することができ、図示されるように、確実な電気接触を依然として提供しながら、約1mmの範囲を通じて屈曲することができる。ある種の適用についてより低い公差が好適である一方で、支持構造(ベース壁30等)によって提供される支持面の間で良好な熱接点が作り出されることを確実にするために、0.5mmを超える、および好ましくは0.8mmを超える公差が有益であることが決定されている。これは、圧縮性のサーマルブリッジが使用されるとき、端子が電力供給された接点に係合することを確実にすることが有益であるが、一旦良好な電気接続が作り出されると、サーマルブリッジによって提供される熱界面が好ましくは良好に管理されることを確実にすることに、焦点が移り得るためである。これは、サーマルブリッジの幾らかの範囲の圧縮を有することを伴ってもよい。良好な電気接触を依然として提供しながら、開示される範囲の端子屈曲を可能にすることによって、熱抵抗が低く保たれることを依然として確実にしながら(それは長寿命を提供することが意図されるデバイスのために有益である)、種々の公差を管理する試みは、はるかに解決容易となる。これは、より少ない圧縮性を提示しながら、より高い熱伝導率を提供することができるサーマルブリッジを可能にする。
【0034】
電源モジュール120は、ユーザが、磁力を克服するように電源モジュール120を支持構造22から引き離すことによって、支持構造22上で周囲を簡便に移動させられ得る。電源モジュール120は次いで、支持構造22上に簡便に再位置決めされる。代替的に、下部筐体138およびカバー146は、耳200、202を含む可能性があり、それを通じて締結具(図示されず)を提供して、電源モジュール120をレール24に固定して取り付けることができる。図示されるもの等の外耳を使用して、電源モジュール120を支持構造に固定することができ、すると磁石は省略され得る。
【0035】
磁石142a、142bは、電力供給された接点26、28にわたって定着しているように示されるが、磁石142a、142bは、磁石142a、142bが電力供給された接点26、28の間のレール24にわたって定着するように、下部筐体138上に提供され得ることが理解される。しかしながら、レールがフェライトベースの材料でなく、電力供給された接点がフェライトベースである場合の適用については、磁石を電力供給された接点にわたって位置付けることが有益である。
【0036】
ジャンパー320は、図14および16〜18に示される。ジャンパー320は、1つの支持構造22を別の支持構造(図示されず)に接続するための手段を提供する。ジャンパー320は、ベース壁30上および電力供給された接点26、28上に定着する。ジャンパー320は、誘電筐体338、筐体338内に支持される一対の磁石342a、342b、一対の端子362a、362b、ならびに筐体338に取り付けられ、磁石342a、342bおよび端子362a、362bをカバーする誘電カバー346を含む。筐体338は、平面の形状であってもよく、内面および外面352、354を有するベース壁350、ベース壁350の反対側面上に提供される磁石マウント358a、358b、ならびに第1および第2の端子開口部360a、360bとそれらの関連する端子362a、362bとを含む。
【0037】
図示されるように、磁石342aは、磁石マウント358a内に定着し、磁石342bは、磁石マウント358b内に定着する。示されるように、磁石342a、342bは、簡便に製造される目的で断面が長方形であり得るが、磁石342a、342bについての他の形状もまた好適である。各磁石マウント358a、358bは、内表面352から延在する陥凹として形成される。各磁石マウント358a、358bは、内表面352から延在する側壁364および平面ベース壁366を有する。各磁石マウント358a、358bは、好ましくは、磁石342a、342bの形状に適合し、磁石342a、342は、筐体338の内表面352から延在してもよく、または筐体338の内表面352と同一平面上にあってもよい。
【0038】
端子開口部360aは、磁石マウント358aに近接しているが、そこから離間され、端子開口部360bは、磁石マウント358bに近接しているが、そこから離間される。端子開口部360aは、ベース壁350の一方の側縁に隣接している一方で、端子開口部360aは、ベース壁350の反対側の側縁に隣接している。各端子開口部360a、360bは、ベース壁350を通じて、内表面352から外表面354へと延在する。
【0039】
端子362a、362bは、図14に示されるものと構造において同一であり得、したがって細目は、本明細書で反復されない。各端子362a、362bのベース384は、それぞれの端子開口部360a、360bに近接した、ベース壁350の内表面352における陥凹396a、396b内に定着する。各第3の部分390は、それぞれの端子開口部360a、360bを通じて延在し、外表面354から外方向に延在する。ワイヤートラップ392、394は、隣接するエネルギー消費デバイス20から延在する電源モジュール120またはワイヤー/刃に接続するために、ワイヤーまたは刃(図示されず)に接続される。
【0040】
カバー346は、筐体338上に定着し、それに好適に取り付けられる。カバー346は、磁石342a、342bおよび端子362a、362bをカバーする。カバー346が筐体338上に定着されるとき、磁石342a、342bは、カバー346と筐体338との間に挟まれる。
【0041】
ジャンパー320は、磁石342a、342bがレール24の電力供給された接点26、28上に定着するように、支持構造22上に配置される。磁石342a、342bとレール24との間の磁気引力は、ジャンパー320をレール24に固定する力を提供する。ベース壁366は、磁力を妨げないように十分に薄い。端子362aは、電力供給された接点26と噛合し、端子362bは、電力供給された接点28と噛合する。端子362a、362bは、端子362a、362bが電力供給された接点26、28と係合すると、それらの公差内で屈曲することができる。これは、端子362a、362bと電力供給された接点26、28との間の良好な電気接触を確保する。実際面では、2つのジャンパー320を使用して、2つの隣接したレール24に電力供給することができる。動作中に、電流は、電源140から、端子162a、162bへと、第1レールの電力接点26、28に沿って、第1のジャンパー320の端子362a、362bを通じて、ワイヤートラップ192/392、194/394の間で接続されたワイヤーまたは刃に沿って、第2のジャンパーの端子362a、362bを通じて、第2のレール24の電力供給された接点26、28へと(次いで第2のレール上に載置される任意のエネルギー消費デバイスへと)流れる。
【0042】
ジャンパー320は、ユーザが、磁力を克服するようジャンパー320を支持構造22から引き離すことによって、支持構造22から、簡便に取り付けられ、取り外され得る。磁石342a、342bは、電力供給された接点26、28にわたって位置付けられているように示されるが、磁石342a、342bが、レール24のベース壁30(例えば、電力供給された接点26、28の間)にわたって位置付けられるように、磁石342a、342bを下部筐体338上に提供できることが理解される。
【0043】
理解され得るであろうが、エネルギー消費デバイス20、電源モジュール120、ジャンパー320、および支持構造22は、目立たないシステムを提供するように構成される。これは、空間が浅い場合等の、多くの状況で有益である。その点で、平坦なベース壁と、電力接点がベース壁から延在する距離の少なくとも2倍を超えてベース壁から離れて延在する、フィンとを有することは、小さい、比較的小型のエネルギー消費デバイスと共に、開示される実施形態で望ましく、かつ実現可能であると決定された、簡潔で、洗練された装飾的外見を提供する。外見は、フィンが、ベース壁の上に、電力接点よりも2倍を超えて高く延在する場合により望ましくなり得、フィンが、電力接点よりも4倍を超えて高く延在する場合がより好ましい。加えて、エネルギー消費デバイスの最上部は、電力接点の間のベースをサーマルブリッジと係合させながら、電力接点の高さの少なくとも5倍だけ延在し得る。例えば、電力接点がベース壁の上に約0.6mmだけ延在する場合、エネルギー消費デバイスの最上部は、ベース壁の上で6.0mm〜10mmの間であり得る(例えば、有益な審美的外観を提供するように、高さの5倍より大きいが、高さの20倍未満である)。
【0044】
例えば、図19および20を見ると、レール24’に載置されたエネルギー消費デバイス20を含むシステム10’が開示される。理解され得るであろうが、エネルギー消費デバイス20’は、設置されるとき、ベース壁30’の上に高さD1だけ延在し、レール24’は、ベース壁30’の上に距離D2だけ延在するフィン34’を有する。ある種の実施形態では、D2は、D1の1/2を超えるところにあり、図示されるように、D2は、D1を超える。
【0045】
理解され得るであろうが、筐体38’の界面壁66’は、プレート78’が、サーマルブリッジ82’をプレート78’とベース壁30’との間で圧縮したように、電力供給された接点28’上に位置付けられる。更に、電力接点がベース壁30の上に延在する距離は、魅力的な、洗練された外見のために、距離D2が、距離D3の少なくとも3倍であり、好ましくはD2が、D3の10倍を超えるように、短く保たれる可能性がある。設計の外観は、アセンブリが可視である場所において、特に、結果的な実施形態の外観が、設計を目にする者の行動に影響を及ぼす可能性のある商業的背景において、重要であり得る。
【0046】
図21は、図1に図示される支持構造222と同様に機能する支持構造222の実施形態を例証する。理解され得るように、しかしながら、支持構造222は、上述のLEDアセンブリであり得る、エネルギー消費デバイス220を固定支持するように構成される。具体的には、チャネル241が支持構造の外部と連通しているため、エネルギー消費デバイス220が受容されることを可能にするチャネル241が提供される。図示されるように、チャネル241は、リップ233を支持する壁235によって形成され、リップ233は、支持構造222と一体である。しかしながら、図24、30、および31から理解され得るように、分離可能な界面もまた企図される。例えば、最上部支持構造222bは、2つのヘッダ290およびヘッダ290の間に延在する脚を含むことになり、各脚が外側の縁296および内側の縁295を有し、この2つの内側の縁295がチャネル241を形成する。ヘッダの間の距離が十分に大きい場合、任意の結合器297を一方または両方の脚に追加して、最上部支持構造222bを下層支持構造に固定し、脚が所望の位置に保有されることを確実にすることができる。加えて、最上部支持構造222bは、最上部支持構造322bが、チャネル341を提供するように底部支持構造322aに載置している、図30に図示されるもの等の、よりU字形である脚を提供する可能性があることに留意すべきである。代替的に、最上部支持構造422bは、平面である可能性があり、チャネル441を提供するように底部支持構造422aに載置するであろう。1ピース設計の便益は、支持構造が単純な様態で提供され得ることである。2ピース設計の便益は、プレス加工プロセスにおいて種々のピースが形成可能であることである。
【0047】
支持構造が、ヘッダと共に1ピースで、または2ピース設計で提供されるかどうかに関わらず(例えば、ヘッダが最上部または底部構造にはめ込まれた、最上部および底部支持構造)、種々の構成要素を一緒に固定するためのロッキング機構を有する(慣習的な締結具の代わりにまたはそれに加えて)ことが望ましい場合がある。例えば、ロック292またはロック293が提供されてもよい。ロックは、慣習の鍵ベースのロックであり得るか、またはヘッダを支持構造222から分離するために、特別なツールを要求する可能性がある。加えて、ヘッダはまた、図18に図示される実施形態によって接点が支持される様態と同様の様態で、端子を支持する可能性があることに留意すべきである(例えば、ヘッダは、ヘッダが設置されるとき、電力供給された接点に係合する端子を支持する可能性があり、端子は、端子が電源に接続されることを可能にするワイヤートラップを有する可能性がある)。当然ながら、ヘッダは、所望に応じて更なる機能性を含む可能性があるが、機能性を追加することは、ヘッダがより大きくなる原因となることが理解される。
【0048】
実際面では、支持構造(それは所望の機能性および特色に応じて所望の様態で形成され得る)は、溝225(典型的に2つの対向する溝であるが、溝225が十分に深い場合は一方のみが要求される)を提供し、それは、エネルギー消費デバイスの筐体が、溝から除去されるのに十分に回転または角度を付けられ得ないという事実に起因して、エネルギー消費デバイスが除去されることを可能にすることなく、対向する壁の方へ開き、エネルギー消費デバイスが支持構造222のベース壁223(このベース壁223はまた電力供給された接点228も支持する)に沿って並行移動させられることを可能にする。図26および27から理解され得るように、例えば、エネルギー消費デバイス220は、エネルギー消費デバイス220が支持構造222から除去されるのを防止するために表面Bに係合する表面Aを含む、筐体220aを有する。エネルギー消費デバイスが何らかの方法で操作され、次いで除去され得ないことを確実にする一助とするために、エネルギー消費デバイスの表面Cを、支持構造222の表面Dの十分に近くに配置して、表面Bがエネルギー消費デバイス220の除去を防止することを確実にすることができる。表面AとBとの間の距離は、支持構造に沿ったエネルギー消費デバイスの並行移動を可能にするように調整することができる。
【0049】
図28および29に概略的に図示されるもの等の、2つの溝を提供するシステムにおいて、表面Aは、デバイスが、電力供給された接点228から除去されるよう試みられたとすれば、表面BおよびB’に係合する一方で、表面CおよびC’は、それぞれ、表面DおよびD’に係合する可能性がある。図29から理解され得るように、したがって、エネルギー消費モジュールと支持構造との間の平均距離であり得る距離301は、動作中に、角298が縁299を通過することが可能でないように構成される可能性がある。当然ながら、距離301が小さく保たれる場合、縁299が角298を過ぎて延在する距離は低減され得る。しかしながら、エネルギー消費デバイスを位置付けるときの動作の簡便性を確保するために、少なくとも1mmである距離301が有用であろうことが予想される。
【0050】
例示的な実施形態が本明細書に示され、記載されるが、当業者は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、種々の修正を考案してもよいことが想定される。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
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図19
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図24
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図26
図27
図28
図29
図30
図31