特許 6688808 ヒートシンクを有するＬＥＤ照明モジュールとＬＥＤモジュールの交換方法

(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】6688808

(24)【登録日】2020年4月8日

(45)【発行日】2020年4月28日

(54)【発明の名称】ヒートシンクを有するＬＥＤ照明モジュールとＬＥＤモジュールの交換方法

(51)【国際特許分類】

   F21V 29/503 20150101AFI20200421BHJP

   F21V 29/76 20150101ALI20200421BHJP

   F21V 29/83 20150101ALI20200421BHJP

   F21S 45/47 20180101ALI20200421BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20200421BHJP

【ＦＩ】

   F21V29/503

   F21V29/76

   F21V29/83

   F21S45/47

   F21Y115:10

【請求項の数】14

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-551058(P2017-551058)

(86)(22)【出願日】2016年3月31日

(65)【公表番号】特表2018-513529(P2018-513529A)

(43)【公表日】2018年5月24日

(86)【国際出願番号】EP2016057018

(87)【国際公開番号】WO2016156463

(87)【国際公開日】20161006

【審査請求日】2019年3月28日

(31)【優先権主張番号】15161967.3

(32)【優先日】2015年3月31日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】517152128

【氏名又は名称】ルミレッズ ホールディング ベーフェー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】メルテンス，ユルゲン ゲルハルト

(72)【発明者】

【氏名】マルチェウカ，アストリット

(72)【発明者】

【氏名】ペーテルス，ラルフ フーベルト

(72)【発明者】

【氏名】スピンゲル，ベンノ

(72)【発明者】

【氏名】ヘンニンゲル，ゲオルク

【審査官】 田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０８３１２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 登録実用新案第３１２１９１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２０１２−５３０３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２８５８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｖ ２９／５０３

Ｆ２１Ｖ ２９／７６

Ｆ２１Ｖ ２９／８３

Ｆ２１Ｓ ４５／５７

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部のＬＥＤ取り付け面に取り付けられたＬＥＤ装置とを有し、
前記ヒートシンク部は、少なくとも第１部分と第２部分とを有するマルチパートヒートシンクの前記第１部分を構成するように設計され、
前記ヒートシンク部は、第２のヒートシンク部の対応する受け開口に受けられる外側表面を有するように設計され、
前記ヒートシンク部は、電気的に絶縁され、熱的に伝導性の周辺部内に組み込まれた導電性キャリアを含む、
ＬＥＤモジュール。

【請求項2】

前記電気的に絶縁され熱的に伝導性の周辺部はプラスチックを含む、
請求項１に記載のＬＥＤモジュール。

【請求項3】

前記導電性キャリアは、少なくとも二つの電気的に分離された部分を有し、前記ＬＥＤ装置は前記導電性キャリアの各部分に電気的に接続されたアノードとカソードとを有する、
請求項１または２に記載のＬＥＤモジュール。

【請求項4】

前記ＬＥＤ装置は、前記少なくとも二つの電気的に分離された部分の間の接合上に取り付けられる、
請求項１に記載のＬＥＤモジュール。

【請求項5】

前記導電性キャリアの少なくとも二つの電気的に分離された部分の一方または両方に電気的に接続された電気的コネクタを有する、
請求項１に記載のＬＥＤモジュール。

【請求項6】

前記ヒートシンク部は、底部と、前記ＬＥＤ取り付け面が確成される頂部とを有し、前記ヒートシンク部は底部から頂部へ先細りになっている、
請求項１または２に記載のＬＥＤモジュール。

【請求項7】

車載照明モジュールを有する、
請求項１または２に記載のＬＥＤモジュール。

【請求項8】

請求項１または２に記載のＬＥＤモジュールと、
前記ヒートシンク部が第１部分を構成するマルチパートヒートシンクの第２のヒートシンク部とを有する、
ＬＥＤシステム。

【請求項9】

前記第２のヒートシンク部の開口は先細りのチャネルを有する、
請求項８に記載のＬＥＤシステム。

【請求項10】

前記ＬＥＤモジュールのヒートシンク部と前記第２のヒートシンク部とは、前記ヒートシンク部が前記開口に受けられたとき、互いに物理的に接触する、又はエアギャップだけ離れている、
請求項８に記載のＬＥＤシステム。

【請求項11】

光学コンポーネントをさらに有し、
前記ＬＥＤモジュールは第１の接続手段を有し、前記光学コンポーネントは第２の接続手段を有し、前記第１と第２の接続手段は共に接続されるように構成されている、
請求項８に記載のＬＥＤシステム。

【請求項12】

前記ＬＥＤモジュールと前記第２のヒートシンク部とはそれぞれ一組のフィンとエアフローチャネルとを有し、前記ＬＥＤモジュールのヒートシンク部が前記第２のヒートシンク部の開口に受け入れられたとき、前記ＬＥＤモジュールの、及び前記第２のヒートシンク部の、フィンとエアフローチャネルとはアライメントされる、
請求項８に記載のＬＥＤシステム。

【請求項13】

請求項８に記載のＬＥＤシステムを有し、
前記ＬＥＤモジュールは交換可能である、
照明器具。

【請求項14】

請求項８に記載のＬＥＤシステムのＬＥＤモジュールを交換する方法であって、
前記ヒートシンク部を有するＬＥＤモジュールを、前記第２のヒートシンク部の受け入れ開口から分離することと、
新しいＬＥＤモジュールのヒートシンク部を、前記第２のヒートシンク部の受け入れ開口に挿入することとを含む、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒートシンクを含むＬＥＤモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

多くのＬＥＤ照明アプリケーションはＬＥＤから放熱するヒートシンクを要する。ＬＥＤモジュールの長いサービス寿命を保証するため、発生する熱を取り除くことが重要である。

【0003】

ＬＥＤをヒートシンクと組み合わせるほとんどのアプリケーションでは、ＬＥＤモジュールはヒートシンクに取り付けられ、またはプリント基板（ＰＣＢ）に取り付けられ、そのプリント基板自体がヒートシンクに取り付けられている。ＬＥＤモジュールまたはＬＥＤ ＰＣＢは、界面で直接接触する中間材料（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を通してヒートシンクに接続される。例えば、ＬＥＤからヒートシンクへの熱伝導を容易にするために、はんだ材料や熱伝導材料が界面をつなぎ、エアギャップを防ぐ。発生する熱は、この界面を通してヒートシンクに導かれ、例えばヒートシンクのフィンにより環境に伝えられる。

【0004】

ＬＥＤ、特にハイパワーＬＥＤの寿命は限られている。それゆえ、ＬＥＤの交換が必要となる場合がある。ヒートシンクに直接取り付けられたＬＥＤモジュールの場合、これはヒートシンクの交換となる。ＰＣＢに取り付けられたＬＥＤの場合、例えば、ＬＥＤ ＰＣＢをヒートシンクから取り外し、ＬＥＤ ＰＣＢを一つのコンポーネントとして交換することとなる。ＬＥＤとそのＰＣＢは一つのユニットであると見なされ得る。

【0005】

この動作は簡単ではないという問題が生じる。特に、熱伝導材料を交換する必要がある。これはゲル材料（ｇｅｌ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含み得る。ＬＥＤの交換は素人が行うべきではなく、専門家が行う必要がある。ＬＥＤが熱伝導材料でよごれると、ＬＥＤの信頼性と光出力に悪い影響が生じる。ＬＥＤをヒートシンクと一緒に交換することの代替案は、顧客にとってコスト的に受け入れられない。

【0006】

それゆえ、ヒートシンクを交換せずに容易に交換できるＬＥＤモジュールが必要である。かかる必要性の一部は、例えば特許文献１−６に記載の先行技術で解決されている。例えば、ヒートシンクにモジュラーコンセプトを導入することにより、すなわちマルチパートヒートシンクの第１パートにＬＥＤを取り付け、その第１パートがマルチパートヒートシンクの残りのパートと取り外し可能に取り付けられるようにすることにより、解決されている。しかし、かかるマルチパートヒートシンクの制約にはまだ改善の余地がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＷＯ２０１２０４８３５１Ａ１

【特許文献2】ＪＰ２０１１１８１４１８Ａ

【特許文献3】ＷＯ２０１４０８３１２２Ａ１

【特許文献4】ＵＳ２０１２０２９３６５２Ａ１

【特許文献5】ＷＯ２０１００４４０１１Ａ１

【特許文献6】ＵＳ２０１１００１９４０９Ａ１

【発明の概要】

【0008】

本発明の一態様による例では、ＬＥＤモジュールが提供され、該ＬＥＤモジュールは、
ヒートシンク部と、
前記ヒートシンク部のＬＥＤ取り付け面に取り付けられたＬＥＤ装置とを有し、
前記ヒートシンク部は、少なくとも第１部分と第２部分とを有するマルチパートヒートシンクの前記第１部分を構成し、
前記ヒートシンク部は、前記第２のヒートシンク部の対応する受け開口に受けられる外側表面を有し、
前記ヒートシンク部は、電気的に絶縁され、熱的に伝導性の周辺部内に組み込まれた導電性キャリアを含む。

【0009】

ＬＥＤモジュールは、ＬＥＤ装置とヒートシンクの一部との組み合わせを含む。ヒートシンク部は、例えば、ＬＥＤ装置の動作に必要な冷却を提供するには十分ではない。ヒートシンク部は、全体的な冷却性能を提供するため、さらに別のヒートシンク部と結合される必要がある。

【0010】

ＬＥＤ装置を交換するためには、そのモジュールを一つのユニットとして交換する。これにより、ＬＥＤ装置をヒートシンク部から分離する必要が無くなる。ＬＥＤ装置とヒートシンク部との間の結合は、例えば、熱伝導材料（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）を含んでもよい。そうではなく、ユーザは単に、２つのヒートシンク部の間の機械的結合を切断する。これは例えば、単純な押し込み式結合であってもよく、任意的にロック用ねじを含んでいてもよい。

【0011】

好ましくは、２つのヒートシンク部の間には何も材料を設ける必要はなく、２つのヒートシンク部の間には表面的接触（ｓｕｒｆａｃｅ ｃｏｎｔａｃｔ）、またはエアギャップがあってもよい。熱伝導材料は必要ない。

【0012】

ヒートシンク部は主ヒートシンク（第２部分）への界面としてのみ機能するので、比較的低コストである。導電性に十分なだけ、少し金属を含有していてもよい。熱伝導機能の設計は、ヒートシンクの残りの部分に熱を伝えるのに十分であるだけでよい。

【0013】

ヒートシンク部は、電気的に絶縁され、熱的に伝導性の周辺部内に組み込まれた導電性キャリアを含む。周辺部は、ヒートシンク部から第２のヒートシンク部への熱伝導を容易にする。導電性キャリアを用いて電気信号をＬＥＤ装置に伝えてもよい。

【0014】

電気的に絶縁性であり、熱的に導電性である周辺部は、プラスチックを含んでもよく、これが導電性キャリアの周りにモールドされ得る。

【0015】

導電性キャリアは、少なくとも二つの電気的に分離された部分を有してもよく、ＬＥＤ装置は導電性キャリアの各部分に電気的に接続されたアノードとカソードとを有してもよい。ＬＥＤ装置は、例えば、導電性キャリア部分の間の接合部の上に取り付けられてもよく、一方の側でアノード接続（または複数の接続）し、他方の側でカソード接続（または複数の接続）してもよい。

【0016】

ＬＥＤ装置に電気信号を伝えるため、電気的コネクタが設けられ、導電性キャリアの電気的に分離された部分の一方または両方に電気的に接続されてもよい。このコネクタはＬＥＤ装置に外部接続を提供する。一方の端子がグラウンドされている場合、他方の電気的接続のみがあってもよく、電気的に分離された部分の両方に電気的接続があってもよい。

【0017】

ヒートシンク部は、底部と、ＬＥＤ取り付け面が確成される頂部とを有してもよく、ヒートシンク部は底部から頂部へかけて先細りになっていてもよい。これにより、ヒートシンク部が第２のヒートシンク部にアライメントされ、簡単に押し込み式（ｐｕｓｈ ｆｉｔ）を実現できる。テーパーはセルフアライメント手段として機能する。

【0018】

ＬＥＤモジュールは、フロントライトモジュールなどの車載ライトモジュールを含んでもよい。車載ライトを定期的に交換する必要があり、このモジュールにより顧客はもっと容易に交換を実行できるようになる。

【0019】

本発明はＬＥＤシステムも提供する。該ＬＥＤシステムは、
上記のＬＥＤモジュールと、
第２のヒートシンク部とを有し、第２のヒートシンク部はＬＥＤモジュールのヒートシンク部を受け入れる開口を有する。

【0020】

このＬＥＤシステムは、例えば、車載照明器具などの照明器具の一部であってもよい。

【0021】

第２のヒートシンク部の開口は先細りのチャネル（ｔａｐｅｒｅｄ ｃｈａｎｎｅｌ）を含み得る。これは、ＬＥＤモジュールの先細りのヒートシンク部に対応し、セルフアライメント押し込み式結合を実現する。

【0022】

好ましくは、ＬＥＤモジュールのヒートシンク部と第２のヒートシンク部とは、ヒートシンク部が開口に受け入れられたとき、互いに物理的に接触する、又はエアギャップだけ離れている。すなわち、ユーザは、モジュールを交換するとき、熱伝導材料やその他の充填材料を使う必要がない。

【0023】

ＬＥＤ装置からの光出力のビーム成形をする光学コンポーネントが設けられてもよい。これは、Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ ＬＥＤ出力を、例えば自動車のフロントライトの所望のビーム形状に変換するのに用いられてもよい。

【0024】

ＬＥＤモジュールは第１の接続手段を有してもよく、光学コンポーネントは第２の接続手段を有してもよく、第１と第２の接続手段は共に接続されるように構成され、第２のヒートシンク部がその間にクランプされてもよい。

【0025】

すなわち、接続手段はＬＥＤ装置と光学コンポーネントとの間の直接結合を確定し、光学的機能が最適化されるようにされ、第２のヒートシンク部に関する製造公差が無視できる。ＬＥＤ装置と光学コンポーネントとの相対的な位置関係に影響しないからである。

【0026】

ＬＥＤモジュールと第２のヒートシンク部はそれぞれ一組のフィンとエアフローチャネルとを含み、モジュールのヒートシンク部が第２のヒートシンク部の開口に受け入れられたとき、ＬＥＤモジュールの、及び第２のヒートシンク部のフィンとエアフローチャネルとはアライメントされる。これら二つの部分は、一緒に機能するヒートシンクフィンとチャネルとを確定するように協働する。

【0027】

本発明は、上記のＬＥＤシステムを有する照明器具であって、ＬＥＤモジュールは、第２のヒートシンク部の開口から取り外し、新しいＬＥＤモジュールをその開口に挿入することにより交換可能である照明器具も提供する。これにより、ユーザの交換動作が簡単になる。第２のヒートシンク部の開口は、ヒートシンクの背部（光を出力する前面と反対側）にあってもよいが、開口は側部（すなわち光を出力前面と垂直な側）にあってもよい。実際、開口は前面の光出力面に対していかなる角度であってもよい。

【0028】

本発明は、上記のＬＥＤシステムのＬＥＤモジュールを交換する方法も提供する。該方法は、
前記ヒートシンク部を有するＬＥＤモジュールを、前記第２のヒートシンク部の受け入れ開口から分離することと、
新しいＬＥＤモジュールのヒートシンク部を、前記第２のヒートシンク部の受け入れ開口に挿入することとを含む。

【0029】

この方法は、ＬＥＤをヒートシンク部から分離する必要がなく、ユーザにとって実装しやすいが、第１のヒートシンク部は完全なヒートシンクではなく単なる界面部分なので、無駄が少ない。

【図面の簡単な説明】

【0030】

添付した図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

【図1】ＬＥＤモジュールの第１のビューを示す図である。

【図2】ＬＥＤモジュールの第２のビューを示す図である。

【図3】図１と図２のＬＥＤモジュールと共に第２のヒートシンクとビーム形成コンポーネントを含むＬＥＤシステムの斜視ビューを示す図である。

【図4】図３のシステムの他のビューを示す図である。

【図5】図３のシステムの他のビューを切り取り形式で示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明は、部分的ヒートシンクとＬＥＤ装置とを組み合わせるＬＥＤモジュールを提供する。部分的ヒートシンクは、少なくとも第１と第２のパートを有するマルチパートヒートシンクの第１の部分である。部分的ヒートシンクは、それだけでは、ＬＥＤ装置を動作させるのに必要な冷却を提供できず、そのため小型かつ安価であり得る。ユーザはモジュールを一つのユニットとして簡単に交換でき、完全なヒートシンクを捨てる大きな浪費やコストを無くすことができる。

【0032】

図１はＬＥＤモジュール１を示し、これはヒートシンク部１０と、ヒートシンク部１０のＬＥＤ取り付け面１４に取り付けられたＬＥＤ装置とを含む。ヒートシンク部１０は、ＬＥＤ装置１２に必要な放熱機能の一部のみを行う。

【0033】

ＬＥＤ装置１２は、一つ以上のＬＥＤを有し、それらは取り付け面１４上のヒートシンク部１０の上に取り付けられる。

【0034】

図２は、図１のＬＥＤモジュール１をカットアウェイビュー（ｃｕｔ ａｗａｙ ｖｉｅｗ）で示す。この図は、ヒートシンク部１０が３次元形状を形成するシート金属キャリア１６を有することを示す。この３次元形状は、図示した例では、基本的にピラミッド形状である。このピラミッドは、大きな底部１８を有し、形状が頂部の取り付け面１４へ向けて細くなっており（ｔａｐｅｒ）、頂部はキャリア１６の平坦領域２０により確成される。このように全体的な形状は、平坦な頂部を有する、頭を切られたピラミッドである。

【0035】

その他の形状、例えば円錐形、円柱形、球形なども同じく可能である。しかし、細くなる構造（ｔａｐｅｒｅｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）が特に興味深いのは、接続が単純になりセルフアライメント（ｓｅｌｆ−ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）するからである。頂部エリアは底部１８より小さく、底部に垂直投影されると底部内にある。

【0036】

他の導電性材料をキャリア１６として用いてもよい。

【0037】

キャリアは少なくとも二つの電気的に絶縁されたセクションとして形成され、ＬＥＤ装置１２と接続する二つの電気的端子を確定し得る。２つのセクション間の接合を２２として示した。ＬＥＤ装置１２は、接合部２２の上に取り付けられ、一方の側でアノード接続し、他方の側でカソード接続してもよい。

【0038】

ＬＥＤ装置１２は、一つ以上のベアダイ（ｂａｒｅ ｄｉｅｓ）として取り付け面１４上に取り付けてもよく、あるいはＬＥＤ ＰＣＢ上に取り付けて、それを取り付け面１４に取り付けてもよい。この取り付けには熱伝導材料を利用してもよい。

【0039】

金属コアＰＣＢを使う場合、ＰＣＢと取り付け面との間の機械的接続が、必要な電気的接続を提供してもよい。あるいは、ＰＣＢの頂面から取り付け面までワイヤボンド（ｗｉｒｅｂｏｎｄｓ）を設けてもよい。

【0040】

ベアＬＥＤダイを使う場合、その底部には電気接点があり、それが取り付け面の絶縁されたセクションに直接接続されてもよい。

【0041】

ＬＥＤは、代替的に、熱拡散器（ｈｅａｔ ｓｐｒｅａｄｅｒ）として機能する金属マウントに取り付けられてもよい。ＬＥＤ及びその金属マウントと、キャリア１６との間の接続は、明らかに、放熱金属マウントがキャリアの別の絶縁セクションとショートすることを避ける必要がある。

【0042】

ＬＥＤダイまたはＬＥＤ ＰＣＢまたは金属マウント上のＬＥＤを取り付け面に接続する様々な方法が当業者には知られるだろう。

【0043】

キャリア１６は、熱伝導プラスチックなどのレイヤ構成の、または多層レイヤ構成の、電気的に絶縁された熱伝導材料周辺部（ａｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｕｒｒｏｕｎｄ）２４により取り囲まれている。必要な熱伝導は、例えば、０．２Ｗ／ｍＫないし５０Ｗ／ｍＫであってもよい。

【0044】

電気的に絶縁され熱的に伝導性を有する周辺部（ｓｕｒｒｏｕｎｄ）２４は、導電性キャリア１６上に薄い又は厚いコーティングなどの大きな電気的絶縁性を有する第１の材料によりできていてもよい。この電気的に絶縁された材料は、導電性キャリア１６とともに、大きな熱伝導性を有する第２の材料に埋め込まれ得る。このように、周辺部の２つの機能、すなわち電気的絶縁と熱伝導とは、２つの別個の材料により実現される。

【0045】

任意的に、熱伝導材料（または多層レイヤ構造）は、さらに別の熱伝導材料により取り囲まれてもよい。この熱伝導材料は金属レイヤのように導電性を有してもよい。これを用いて、第２のヒートシンク部（後で説明する）に対するモジュール１の熱的結合を改善してもよい。別の熱伝導レイヤが電気的シールド機能を果たしてもよい。さらに別の熱伝導材料が、例えば、モジュールの表面にのみ設けられ、熱を第２のヒートシンク部に伝えてもよい。

【0046】

言うまでもなく、周辺部２４は、単一レイヤでも、（熱的要件と電気的要件とを分離した）一対のレイヤでも、３層以上のレイヤでもよい。これらの可能性はすべて本発明の範囲内にある。

【0047】

熱伝導周辺部２４は、例えば、底面に金属が無いように、キャリア１６をカバーする。材料レイヤまたは複数のレイヤは、好ましくはキャリアの周りにモールドされている。

【0048】

電気信号をＬＥＤ装置に送るため、キャリア１６の複数セクションとの電気的に接触する電気的コネクタ２６が設けられる。コネクタ２６の導電部は、キャリア１６とそのモールドされたカバー２４がコネクタ２６を確成するよう、キャリア１６の一部であってもよい。あるいは、コネクタは別のコンポーネントであって、配線その他の接触によりキャリア１６のセクションに電気的に接続されてもよい。コネクタ２６は、ＬＥＤ装置１２に取り外し可能な外部の電気的接続を提供する。

【0049】

図示されたコネクタ１６は、モジュール１の外殻内に配置され、ヒートシンク部１０内に引っ込んでいるコネクタ２６を確成するようになっている。これにより空間的な節約を改善できる。

【0050】

ヒートシンク部１０の底部１８は、放熱フィン２８を有し、図示した例には、ヒートシンク部１０を通って延在する空気流チャネル３０もある。これらは、シート金属キャリア１６中の穴を通り、またはモジュール１の全側面（ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｓｉｄｅｓ）はシート金属キャリア１６無しで作られていてもよい。

【0051】

図３は、上記のＬＥＤモジュール１と第２のヒートシンク部４０とを有するＬＥＤシステムを示す。第２のヒートシンク部４０は、ＬＥＤモジュール１のヒートシンク部１０を受ける開口４２を有する。これは、モジュール１が受けられる負電極（ｎｅｇａｔｉｖｅ）として機能する。

【0052】

第２のヒートシンク部４０はフィンとチャネルとを有する。２つのヒートシンク部１０と４０のフィンとチャネルは、協働して、チムニー高価によりＬＥＤから放熱する換気システムを構成する。

【0053】

開口４２は、ＬＥＤモジュール１のヒートシンク部１０の形状と対応する形状を有する先細りのチャネルを含む。モジュール１は開口４２に押し込み型になっており、先細り（ｔａｐｅｒ）はセルフアライメント機能を為す。

【0054】

開口４２は第２のヒートシンク部４０を通って延在し、モジュール１が挿入された時、取り付け面１４が露出し、ＬＥＤ装置１２が光出力を提供する。ビーム形成光学コンポーネント４４は、ＬＥＤ装置１２からの光出力をビーム成形するために用いられる。これは、Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ ＬＥＤ出力を、例えば自動車のフロントライトの所望のビーム形状に変換するのに用いられてもよい。

【0055】

第２のヒートシンク部４０にモジュール１を固定するため、モジュール１はガイドロッドの形状の接続部（ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｆｅａｔｕｒｅｓ）４６を有し、光学コンポーネント４４はスレッドボア（ｔｈｒｅａｄｅｄ ｂｏｒｅｓ）の形状の対応する第２の接続部４８を有する。第１と第２の接続部は、スレッドボアと係合するガイドロッドにねじを挿入することにより、共に接続される。これらは相対的な位置調整を可能とし、又はパーツを一つの固定された位置的関係にクランプし得る。モジュール１と光学コンポーネント４４は、間に挟まれた第２のヒートシンク部４０と共にクランプされる。

【0056】

替わりにスナップ式接続を用いて、ねじ止めその他の接続パーツの必要性を回避してもよい。

【0057】

すなわち、接続はＬＥＤ装置１２と光学コンポーネント４４との間であり、光学的機能が最適化され、第２のヒートシンク４０から生じる製造公差を無視できる。

【0058】

モジュール１のヒートシンク部１０は、主ヒートシンク（第２の部分４０）への界面として機能する。それゆえ、低コストで作ることができる。

【0059】

モジュール１は、従来の電球と同様に、外側から照明システム全体に取り付け及び取り外しされる。

【0060】

図示していないが、モジュール１が挿入される位置に、取り外し可能な防水カバーを、システムの外側に取り付けてもよい。

【0061】

開口４２の第２のヒートシンク部４０の厚みは、モジュールの高さより小さくてもよく、ＬＥＤ装置１２が第２のヒートシンク部４０を越えて、光学コンポーネント４４のキャビティ形成部に突き出ている。第２のヒートシンク部４０は、光出力の一部を切り取ることはない。あるいは、第２のヒートシンク部４０は、所望の光学機能全体の一部を実施するように設計されてもよい。

【0062】

モジュール１のヒートシンク部１０は、開口４２にはめ込まれてもよく、両者の間にエアギャップが確成（ｄｅｆｉｎｅｄ）されてもよい。エアギャップにより、例えば、接続部４６、４８をアライメントし、関与するすべてのパーツの位置及び製造の公差を補償する調整が可能となる。ＬＥＤモジュール１と第２のヒートシンク部４０との間のエアギャップにより、熱的対流によりモジュール周りの空気の循環が可能となる。この加熱された空気を、例えば、照明システムの外側カバーを霜取りするように流し得る。

【0063】

図４は、図３のシステムを前方から見たところを示し、光学コンポーネント４４と第２の接続部４８とをよりはっきりと示している。

【0064】

図５は、図３のシステムをカットアウェイビュー（ｃｕｔ ａｗａｙ ｖｉｅｗ）で示し、モジュール１のヒートシンク部のフィン及びチャネルが、第２のヒートシンク部４０のフィン及びチャネルとアライメントされて、それらが共に必要な熱的特性を有するヒートシンクを構成するかをはっきりと示している。

【0065】

ヒートシンク部１０と光学装置４４との間の接続装置の一例は上記した。ＬＥＤ装置１２の隣の取り付け面１４に組み込まれた穴やピンなどの代替的なアライメント手段を設け、これと光学系を係合させてもよい。

【0066】

モジュール１の内部には、ＬＥＤの光出力を制御する付加的駆動電子回路が含まれてもよく、またはすべての駆動電子回路がこのユニットとは別に設けられてもよい。

【0067】

上記の例は、平坦面上に取り付けられたＬＥＤ装置１２を有し、光は法線方向に（ヒートシンクの一般面、すなわち底部１８の面に垂直に）放射される。ＬＥＤ装置１２は、その替わりに、底部１８の面からオフセットされた面上に取り付けられてもよい。例えば、歩道へのＬＥＤ光放射は、ＬＥＤ装置１２を底部に垂直に、例えば突き出しているフィン上に取り付けることにより実現してもよい。ＬＥＤ装置１２は、任意の所定角度での光放射を可能とするように、所望の任意の角度で取り付けられてもよい。

【0068】

上記の例では、ＬＥＤは、モジュール１の頂部に、特に平坦な頂部に取り付けられていた。ＬＥＤは、その替わりとして、一つ以上の先細りの（ｔａｐｅｒｅｄ）側壁に取り付けられてもよい。このテーパー（ｔａｐｅｒ）の目的は、取り付けを容易にするためである。ＬＥＤは、ヒートシンク部１０が第２のヒートシンク部４０に取り付けられたときに、要求通りＬＥＤ光が出力され得る限り、どの位置にあってもよい。ＬＥＤは、ヒートシンク部１０の複数の位置にあってもよく、例えば、頂部にあっても、先細りの（ｔａｐｅｒｅｄ）側面にあってもよい。

【0069】

ＬＥＤを保護するため、モールド１の頂部に保護カバーを設け、ＬＥＤ装置１２がモジュール１の頂部に露出しないようにしてもよい。ＬＥＤ装置１２は、その替わりに、樹脂などの保護カバー中に組み込まれてもよい。これは、ＬＥＤ装置１２の前置光学系（ｐｒｅ−ｏｐｔｉｃｓ）として機能するように成形し得る。

【0070】

ＬＥＤ装置１２の側部（ｓｉｄｅ）は、ＬＥＤ装置１２からのサイド放射を防ぐように、反射サイドコーティングによりカバーされていてもよい。あるいは、熱伝導材料２４が、反射材料として機能するように、ＬＥＤの側部に形成されてもよい。ＬＥＤモジュール１の頂部のシート金属キャリア１６は、熱伝導材料でほぼ完全に覆われていてもよい。

【0071】

ＬＥＤモジュール１を交換するために、（スナップ留めを開放して、又はねじ留めを外して）第２のヒートシンク部４０の受け開口（ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ ｏｐｅｎｉｎｇ）４２からモジュール１を分離し、新しいＬＥＤモジュール１のヒートシンク部１０を第２のヒートシンク部４０の受け開口４２に挿入して、新しいＬＥＤモジュール１を設ける。この挿入をできるだけ容易にし、２つのパーツの方向が正しいことを保証するキーイング（ｋｅｙｉｎｇ）手段があってもよい。

【0072】

この方法は、ＬＥＤをヒートシンク部１０から分離する必要がなく、ユーザにとって実装しやすいが、ヒートシンク部１０は完全なヒートシンクではなく単なる界面部分なので、無駄が少ない。

【0073】

ＬＥＤモジュールは、フロントライトモジュールなどの車載ライトモジュールを含んでもよい。車載ライトを定期的に交換する必要があり、このモジュールにより顧客はもっと容易に交換を実行できるようになる。

【0074】

このモジュール１のサイズは、ユーザが容易に取り扱えるように選択される。そのサイズは、モジュールが担う光源の光量に依存する。そのサイズは、ＬＥＤが発生する熱の好適な熱管理をでき、この熱が主ヒートシンク部に伝えられるようなサイズである。これにより最小サイズが課される。ＬＥＤ装置が故障した時にはモジュール１が廃棄されるので、無駄にしないようにサイズは小さくしなければならない。

【0075】

例として、図示した正方形底部のピラミッド形状のモジュール１の場合、正方形底部は、比較的低出力ＬＥＤ装置１２の場合、３５ｍｍ×３５ｍｍでよく、比較的高出力ＬＥＤ装置１２の場合、５０ｍｍ×５０ｍｍでよい。よって、底部の面積は４００ｍｍ２ないし４０００ｍｍ２であってもよい。第２のヒートシンク部４０は、より大きな底部面積を有し、例えば、モジュールの底部面積の少なくとも２倍であり、または少なくとも５倍であってもよい。

【0076】

請求項に記載した発明を実施する際、図面、本開示、及び添付した特許請求の範囲を研究して、開示した実施形態のその他のバリエーションを、当業者は理解して実施することができるであろう。請求項において、「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は他の要素やステップを排除するものではなく、「１つの（「ａ」又は「ａｎ」）」という表現は複数ある場合を排除するものではない。相異なる従属クレームに手段が記載されているからといって、その手段を組み合わせて有利に使用することができないということではない。請求項に含まれる参照符号は、その請求項の範囲を限定するものと解してはならない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】