СОЕДИНИТЕЛЬ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ КОМПОНЕНТА С ТЕПЛООТВОДОМ Российский патент 2015 года по МПК F21V17/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к соединителю для соединения компонента с теплоотводом.

Предпосылки создания изобретения

Во многих практических применениях может возникать необходимость в соединении компонента с теплоотводом для того, чтобы обеспечивать повышенное рассеивание тепла. Это может быть применимо, например, для общего освещения, которое использует светодиоды (LED).

Представляется, что доминирующей концепцией на рынке сегодня является то, что светодиоды «работают вечно», или по меньшей мере около 50000 часов, и не ломаются раньше времени. Таким образом, большинство арматурных конструкций такие, что когда источник света выходит из строя, требуется замена всей арматуры. Однако, как и другие типы источников света, светодиоды могут рано выходить из строя. Кроме того, при некоторых практических применениях (например, в магазинах, ресторанах, барах) ремонтный цикл намного короче, чем заданный срок службы светодиода в 50000 часов, в то время как при других применениях (например, вне дома, на улице, в офисе, в больнице) срок службы светодиодов короче, чем ремонтный цикл. Таким образом, требуется конструкция, которая позволяет легкую замену светодиодного модуля.

Патентный документ US 7549786 раскрывает устройство лампового патрона для облегчения замены светодиода, которое содержит кристалл светодиода, установленный на монтажную подложку, имеющую электрические контакты. Ламповый патрон содержит силовые контакты лампового патрона для контакта с электрическими контактами на монтажной подложке светодиодной лампы и подачи электроэнергии кристаллу светодиода, и механизм для прикрепления силовых контактов лампового патрона в электрическом контакте с электрическими контактами во время работы и для того, чтобы обеспечивать легкое снятие и замену светодиодной лампы вручную, когда требуется замена светодиодных ламп.

В патентном документе WO2007/135579 раскрыт ламповый модуль со светодиодным элементом для использования в качестве автомобильного лампового модуля. В модуле предусмотрено байонетное соединение, выполняющее соединение для размещения и закрепления модуля внутри отражателя. Светодиодный элемент расположен на стороне верхней стенки металлического теплоотвода и в прямом тепловом контакте с упомянутым теплоотводом.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является создание соединителя для надежного разъемного соединения компонента с теплоотводом для обеспечения эффективного рассеяния тепла.

Согласно аспекту изобретения эта и другие цели достигаются посредством соединителя для соединения компонента с теплоотводом, причем соединитель образован в виде охватывающей части байонетного соединения, охватывающей отверстие для вставления либо компонента, либо теплоотвода, причем соединитель при использовании расположен с возможностью обеспечения прямого теплового контакта между компонентом и теплоотводом в отверстии.

Компонент может представлять собой осветительный модуль или другой (второй) теплоотвод.

Настоящее изобретение основано на понимании того, что байонетное соединение с отверстием, выполненным с возможностью вставления компонента (или теплоотвода), обеспечивает прочное, но разъемное механическое соединение между компонентом и теплоотводом, и в тоже время обеспечивает прямой тепловой контакт между тепловой поверхностью компонента и теплоотводом. «Прямой» в настоящем контексте обозначает то, что соединитель не проходит в теплоотводный путь между компонентом и теплоотводом. Прочный и прямой контакт между тепловым интерфейсом компонента и теплоотводом улучшает теплопередачу тем самым, исключая необходимость в термальной пасте и, таким образом, упрощая замену компонента. Другое преимущество заключается в том, что функция «поворота и фиксации» байонетного соединения обеспечивает простой способ для соединения (и отсоединения) компонента и теплоотвода. Это также дает возможность осуществлять операцию замены одной рукой.

Следует понимать, что соединитель может непрерывно охватывать отверстие для вставления либо компонента, либо теплоотвода, например, если соединитель будет иметь форму непрерывного кольца «О», или соединитель может прерывисто охватывать отверстие для вставления либо компонента, либо теплоотвода, например, если соединитель будет иметь форму двух противоположных скобок «()».

Соединитель может быть выполнен из нетеплопроводного материала, такого как пластик. Нетеплопроводный здесь означает, что материал имеет низкую тепловую проводимость, например, теплопроводность ниже 1 Вт/м·K или теплопроводность ниже 0,1 Вт/м·K. Преимущество, связанное с этим, заключается в том, что соединитель может быть изготовлен с низкой стоимостью.

Более того, соединитель может быть выполнен с возможностью прикрепления к теплоотводу. Поскольку компонент может быть соединен с теплоотводом посредством соединителя, это упрощает замену компонента. Например, если компонент является осветительным модулем, он может быть легко заменен в случае поломки. Осветительный модуль также может быть заменен на другой осветительный модуль (например, с другой цветовой температурой или шириной луча). Если компонент является дополнительным теплоотводом, возможно простое увеличение рассеяния тепла посредством соединения с теплоотводом дополнительного теплоотвода.

Более того, соединитель может быть выполнен с возможностью прикрепления к компоненту. Так как теплоотвод может быть соединен с компонентом посредством соединителя, это позволяет выполнять простую замену теплоотвода на больший/меньший теплоотвод и упрощать адаптацию светильника к местным условиям применения. Тепловое рассеяние, таким образом, может быть адаптировано, например, к местной температуре (чрезвычайно теплым/холодным температурам окружающей среды) комнат с низкой конвекцией или с сильной вентиляцией, к арматуре, соединенной с изолирующими потолками или к подвесной арматуре и так далее. Более того, он позволяет использовать один и тот же светильник для многих применений без необходимости использования крупногабаритного громоздкого теплоотвода, который должен справляться с наихудшим сценарием.

Соединитель может являться ламповым патроном, дополнительно содержащим электрический интерфейс, выполненный с возможностью подачи энергии к осветительному модулю. Таким образом, ламповый патрон может обеспечивать как электрическое соединение с цепью энергоснабжения для подачи энергии к осветительному модулю, так и механическое закрепление осветительного модуля. Более того, предусматривая внешние электрические контакты на осветительном модуле (например, выступающие контактные пальцы) и располагая электрические контакты внутри осветительного модуля (например, в отверстиях или в выемках в ламповом патроне), можно достичь повышенную безопасность для опасных высоких напряжений (например, силовые сети переменного тока). Более того, соединитель может быть выполнен с возможностью определения заданного давления между тепловым интерфейсом компонента и теплоотводом. Заданное контактное давление предпочтительно может быть выбрано для обеспечения хорошего теплового контакта. Давление может быть, например, в диапазоне от 1 до 10 PSI (фунт-сила на квадратный дюйм) (от 6,89476 кПа до 68,9476 кПа).

Соединитель может содержать первый кольцевой элемент, расположенный с возможностью прикрепления относительно первого теплоотвода (или относительно первого кольцевого элемента), и второй кольцевой элемент, упруго поддерживаемый относительно первого кольцевого элемента. Второй кольцевой элемент может предпочтительно опираться по меньшей мере на один упругий элемент, такой как комплект пружин. Однако также могут быть использованы другие типы упругих элементов, такие как элементы, выполненные из силиконовой резины или другого подходящего материала (например, цилиндр). По меньшей мере один упругий элемент может быть сконструирован с возможностью достижения адекватного давления между компонентом и первым теплоотводом для содействия хорошей теплопередаче.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается осветительный модуль, содержащий вставку для соединения с соединителем, причем соединитель образован в виде охватывающей части байонетного соединения, охватывающего отверстие. Вставка образована в виде охватываемой части байонетного соединения и выполнена с возможностью вставления в отверстие, предусмотренное в соединителе, причем вставка включает в себя тепловой интерфейс, расположенный так, что когда осветительный модуль соединен с соединителем, тепловой интерфейс расположен в отверстии, чтобы обеспечивать прямой тепловой контакт с теплоотводом, прикрепленным к соединителю.

Далее, вставка осветительного модуля может содержать структуру (например, комплект выступов или выемок) для механического соединения осветительного модуля с приемной частью байонетного соединения, причем тепловой интерфейс может упруго поддерживаться относительно структуры. Это может быть достигнуто посредством по меньшей мере одного упругого элемента, такого как силиконовая резина, или другого подходящего упругого материала. Таким образом, может быть обеспечено заданное давление между осветительным модулем и теплоотводом для улучшения теплопередачи.

Тепловой интерфейс может содержать слой, который является сжимаемым. Это позволяет тепловому интерфейсу принимать форму вокруг поверхностных неровностей (таких как частицы загрязнения) на теплоотводе и обеспечивать интерфейс, который является более стойким к царапинам и пыли. Примером такого слоя является металлическая пленка с кремниевой адгезией (например, Laird T-Flex 320H).

Более того, тепловой интерфейс может содержать слой, образованный для улучшения смазки, облегчая тем самым поворотное движение, когда тепловой интерфейс осветительного модуля находится в контакте с теплоотводом. Это может быть достигнуто, например, посредством графитовой фольги (например, GrafTech H1-710) или металлической пленки с кремниевой адгезией (например, Laird T-Flex 320H). Металлическая пленка с кремниевой адгезией может быть предпочтительной, поскольку она более устойчива к царапинам и неровностям.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается теплоотвод, содержащий вставку для соединения с соединителем, причем соединитель образован в виде охватывающей части байонетного соединения, охватывающей отверстие. Вставка образована в виде охватываемой части байонетного соединения и выполнена с возможностью вставления в отверстие, предусмотренное в соединителе, причем вставка включает в себя тепловой интерфейс, расположенный так, что когда теплоотвод соединен с соединителем, тепловой интерфейс расположен в отверстии для обеспечения прямого теплового контакта с тепловым интерфейсом осветительного модуля, прикрепленного к соединителю.

Более того, соединитель согласно настоящему изобретению может преимущественно включать в себя осветительную арматуру для использования с осветительным модулем, причем осветительная арматура дополнительно содержит теплоотвод для рассеивания тепла, производимого осветительным модулем, причем соединитель может быть прикреплен к теплоотводу и может позволять соединение осветительного модуля с теплоотводом.

Следует отметить, что изобретение относится ко всем возможным комбинациям отличительных признаков, описанных в формуле изобретения.

Краткое описание чертежей

Этот и другие аспекты настоящего изобретения теперь будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, показывающие вариант(-ы) осуществления изобретения.

Фиг.1 схематически иллюстрирует осветительный модуль и соединитель в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.2 схематически иллюстрирует ламповый патрон в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.3а-с схематически иллюстрирует, как осветительный модуль может быть соединен с ламповым патроном;

Фиг.4 схематически иллюстрирует светильник в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

Фиг.5а-d схематически показывает замену осветительного модуля в светильнике;

Фиг.6а-с схематически иллюстрирует различные варианты осуществления оснастки для вставки, которая может быть использована для соединения/отсоединения осветительного модуля и соединителя;

Фиг.7а-b схематически иллюстрирует дополнительные варианты осуществления осветительного модуля;

Фииг.8 схематически иллюстрирует вариант осуществления соединителя для соединения теплоотвода с осветителем;

Фиг.9 схематически иллюстрирует вариант осуществления соединителя для соединения первого теплоотвода со вторым теплоотводом.

Подробное описание вариантов осуществления

Фиг.1 схематически иллюстрирует соединитель 100 для соединения осветительного модуля 102 с теплоотводом 104. Соединитель (далее упоминающийся в настоящем документе как ламповый патрон 100) образован в виде приемной части байонетного соединения, охватывающей круговое отверстие 106 для вставления осветительного модуля 102. Ламповый патрон 100 прикреплен здесь к теплоотводу 104 посредством винтов 108. Таким образом, поскольку осветительный модуль 102 соединен с ламповым патроном 100, тепловой интерфейс 116 осветительного модуля (находящийся на нижней части осветительного модуля) находится в прямом контакте с теплоотводом 104, обеспечивая тем самым рассеяние тепла от осветительного модуля 102 к теплоотводу 104.

Осветительный модуль 102 (упоминаемый далее в настоящем документе как светодиодный модуль 102) содержит цилиндрический корпус, содержащий нижнюю поверхность 116, боковую стенку 110 и верхнюю поверхность 119. Верхняя поверхность здесь представляет собой фосфорный диск 119, позволяющий свету выходить из светодиодного модуля. Корпус содержит множество светодиодных устройств 109, которые здесь являются светодиодами 109, расположенными на печатной плате 111. Количество и тип светодиодов может меняться в зависимости от применения, но здесь используется девять светодиодов повышенной яркости, каждый с мощностью около 1 Вт. Светодиодный модуль 102 также может включать в себя полость 113 для формирования луча, и захватное кольцо 117, которое пользователь может захватывать, когда светодиодный модуль соединяют/отсоединяют от лампового патрона 100. Далее, нижняя часть 112 светодиодного модуля 102 образует цилиндрическую вставку 112 (упоминающуюся далее в настоящем документе как ламповый цоколь), выполненную с возможностью вставления в ламповый патрон 100. Комплект наружных радиальных выступов 114, расположенных на боковой стенке 110, образуют крепежные пальцы 114 для механического соединения светодиодного модуля 102 с ламповым патроном 100. Здесь используются три крепежных пальца, но количество крепежных пальцев может меняться. Крепежные пальцы также могут быть использованы для создания специального ключа, позволяющего создание интерфейса, защищающего от ошибок пользователя, так как только специальный ключ позволяет вставить светодиодный модуль 102 в ламповый патрон 100 единственным образом. Это может предотвращать использование неправильной электрической полярности и повреждение светодиодного модуля, и это особенно применимо к соединениям постоянного тока, переменного тока с заземлением и соединениям с шинами связи, такими как, например, DALI/DMX.

В ламповом цоколе 112 также предусмотрен электрический интерфейс 115, который позволяет светодиодному модулю 102 быть электрически соединенным с внешним источником энергии (переменного тока или постоянного тока). Электрический интерфейс здесь выполнен в виде двух электрических контактов 115. Электрические контакты 115, которые здесь расположены рядом друг с другом, проходят радиально от корпуса 110. Расположение электрических контактов 115 рядом друг с другом (в отличие от расположения на противоположных сторонах корпуса) экономит пространство на печатной плате и уменьшает электромагнитную интерференцию (ЕМТ). Как показано на фиг.1, электрические контакты 115 предпочтительно могут быть выполнены непосредственно на печатной плате 111, что тем самым предотвращает наличие дополнительных компонентов и затрат.

В ламповом цоколе 112 предусмотрен тепловой интерфейс 116 для теплового соединения светодиодного модуля с теплоотводом 104. Тепловой интерфейс 116 светодиодного модуля здесь представляет собой плоскую медную пластину, расположенную для образования дна светодиодного модуля 102. Для теплового интерфейса 116 также могут быть использованы другие материалы, имеющие высокую теплопроводность, такие как углерод, алюминиевый сплав, теплопроводный пластик или керамика. Плоская медная пластина 116 находится в тепловом контакте со светодиодами 109, например, посредством серии тепловых сквозных отверстий (vias), предусмотренных в печатной плате 111. Площадь теплового интерфейса 116 выполнена с возможностью обеспечения прохождения достаточного количества тепла, рассеивающегося от светодиодного модуля 102 к теплоотводу 104. В показанном примере тепловой интерфейс 116 представляет собой по существу всю нижнюю поверхность светодиодного модуля 102.

Фиг.2 схематически показывает более подробный вид лампового патрона 100 из фиг.1. Ламповый патрон 100 содержит первый кольцевой элемент 202 и второй кольцевой элемент 204, оба из которых могут быть выполнены из нетеплопроводного материала, такого как пластик. Первый кольцевой элемент 202 прочно прикреплен к теплоотводу 104 посредством винтов 108, в то время как второй кольцевой элемент 204 упруго опирается относительно первого кольцевого элемента 202. Упругая опора здесь достигается посредством комплекта пружин 208, которые здесь представляют собой четыре цилиндрических пружины, расположенные между первым 202 и вторым 204 кольцевыми элементами. Однако количество или тип пружин может меняться. Например, может быть использована пластинчатая пружина. Более того, упругая опора также может быть достигнута посредством использования других типов упругих элементов. Например, вместо использования пружины может быть использован цилиндр, выполненный из силиконовой резины.

Второй кольцевой элемент 204, представляющий собой здесь пластиковое кольцо, имеет три L-образные выемки 210, приспособленные для вставления крепежных пальцев 114 светодиодного модуля 102. Также имеется дополнительная L-образная выемка 212 для приема электрических контактов 115 светодиодного модуля 102. L-образная выемка 212, в которой предусмотрен электрический интерфейс в форме двух контактных пластин в L-образной выемке 212. Контактные пластины могут быть выполнены из меди или другого электропроводного материала, и могут быть электрически соединены с цепью энергоснабжения в светильнике.

Фиг.3а-с схематически показывают, как светодиодный модуль 102 соединен с ламповым патроном 100. Как показано на фиг.3а, крепежный палец 114 вводится в L-образную выемку 210, в то время как электрические контакты 115 светодиодного модуля будут вставляться в L-образную выемку 212. Далее, как показано на фиг.3b, светодиодный модуль 102 поворачивают по часовой стрелке. При повороте светодиодного модуля 102 крепежные пальцы 114 поджимают второй кольцевой элемент 204 вверх, сжимая пружины 208. При прохождении крепежными пальцами 114 плеч 214, пользователь почувствует, что светодиодный модуль защелкнулся на место, и плечи 214 зафиксируют крепежные пальцы 114 в их конечных положениях, как показано на фиг.3с. (В этом положении электрические контактные пластины будут контактировать с электрическими контактами 115 светодиодного модуля). Следует отметить, что крепежные пальцы являются достаточно высокими для того, чтобы второй кольцевой элемент не находился в контакте с теплоотводом 104 (что иллюстрируется зазором 216). Таким образом, второй кольцевой элемент 204 будет прижимать крепежные пальцы 114 в направлении теплоотвода 104, в результате чего тепловой интерфейс 116 (то есть нижняя поверхность) светодиодного модуля будет прижиматься к верхней поверхности 126 теплоотвода 104.

Пружины 208 могут быть выполнены так, чтобы к крепежным пальцам 114 прикладывалось заданное давление, в результате чего заданное давление может быть достигнуто между тепловым интерфейсом 116 светодиодного модуля и теплоотводом 104.

Далее следует отметить, что отверстие 106 в ламповом патроне 100 является сквозным отверстием, и существует прямой контакт между тепловым интерфейсом 116 светодиодного модуля и теплоотводом 104 (то есть ламповый патрон 100 не находится в теплоотводном пути).

Для облегчения поворотного перемещения тепловой интерфейс 116 светодиодного модуля может содержать слой с первой клеевой стороной, прикрепленной к медной пластине светодиодного модуля, и второй стороной (обращенной на теплоотвод), которая обеспечивает достаточную смазку для поворотного перемещения. Примерами такого слоя являются металлическая пленка с кремниевой адгезией (такая как Laird T-Flex 320H) или графитовая фольга (такая как GrafTech HI-710). Более того, при использовании интерфейсного слоя, такого как Laird T-Flex 320H, который сжимается (по толщине), обеспечивается тепловой интерфейс, который является устойчивым к царапинам, пыли и другим частицам. Согласно альтернативному варианту осуществления такой слой может быть предусмотрен на теплоотводе.

Далее, для обеспечения хорошей теплопередачи между тепловым интерфейсом 116 светодиодного модуля и теплоотводом 104, предпочтительно, чтобы было приложено адекватное давление. Большинство материалов теплового интерфейса требуют около 100 psi (689,476 кПа) для обеспечения хорошей теплопередачи, но Laird T-Flex 320H может быть использован при более низком давлении (около 2,5 psi) (около 16,2369 кПа). Более низкое давление может быть преимущественным, потому что пользователю нужно произвести крутящий момент (при повороте в модуле), который создает такое давление. Требуемое давление может быть обеспечено, например, посредством регулирования количества пружин в ламповом патроне и их жесткости.

Фиг.4 схематически показывает светильник 400 в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Светильник включает в себя ламповый патрон 100 и светодиодный модуль 102, такой как один, из описанных выше на фиг.1-3.

Ламповый патрон 100 здесь расположен в осветительной арматуре, прикрепленной к потолку 406. Осветительная арматура дополнительно содержит цепь подачи электроэнергии (не показана), теплоотвод 104 и рефлектор 404. Цепь подачи электроэнергии здесь включает в себя преобразователь напряжения и светодиодный драйвер.

При работе преобразователь напряжения преобразует 230В переменного тока от основного источника в ток для светодиодов. Ток для светодиодов затем подается к светодиодам 109 в светодиодном модуле через электрические контакты, предусмотренные в ламповом патроне 100. В результате свет испускается светодиодами 109. В тоже время вырабатывается тепло у светодиодных соединений. Выработанное тепло рассеивается от светодиодного модуля 102 через тепловой интерфейс 116 светодиодного модуля 102 к теплоотводу 104, где тепло рассеивается в окружающую среду. В качестве предупреждающей меры светодиодный драйвер может быть также оборудован обратной связью по температуре, которая обеспечивает, что освещение будет либо уменьшаться, либо выключаться, когда температура превысит заданное пороговое значение. Это предотвращает перегревание светодиодного модуля 102, если по некоторым причинам устройство не сможет рассеивать достаточное количество тепла.

Фиг.5а-d схематически показывают, как пользователь может заменить светодиодный модуль 102 в светильнике 400. В показанном варианте осуществления захватное кольцо 117 присоединенного светодиодного модуля 102 выступает в арматурный рефлектор 404, чтобы позволить выполнить достаточный захват для его поворота вручную. Таким образом, пользователь может отсоединить светодиодный модуль 102 от осветительной арматуры, захватывая захватное кольцо 117 светодиодного модуля, слегка прижимая осветительный модуль к осветительной арматуре (то есть к теплоотводу), поворачивая его против часовой стрелки и вынимая светодиодный модуль из осветительной арматуры.

Пользователь может затем присоединить новый светодиодный модуль, захватывая захватное кольцо 117, вставляя ламповый цоколь 112 светодиодного модуля 102 в ламповый патрон 100, расположенный в осветительной арматуре, слегка прижимая светодиодный модуль к осветительной арматуре (то есть к теплоотводу 104) и поворачивая светодиодный модуль по часовой стрелке до тех пор, пока он не зафиксируется в рабочем положении. Более того, после того, как светодиодный модуль 102 будет соединен с ламповым патроном 100, ламповый патрон 100 вынуждает светодиодный модуль 102 находиться в определенном положении относительно осветительной арматуры и, поэтому, светодиодный модуль 102 может быть аккуратно выровнен с арматурным отражателем 404. Согласно другому варианту осуществления арматурный отражатель 404 может быть вынут из осветительной арматуры для упрощения замены осветительного модуля 102. Это также обеспечивает более высокую эффективность отражателя, потому что ему не требуется больше иметь захватное кольцо 117, которое выступает в арматурный рефлектор 404.

Согласно другому варианту осуществления изобретения для соединения/отсоединения светодиодного модуля 102 от осветительной арматуры может быть использовано установочное приспособление 600, как схематически показано на фиг.6а. Вводя наконечники 602 установочного приспособления 600 в соответствующий комплект выемок 604, предусмотренных в светодиодном модуле 102, светодиодный модуль может быть соединен/отсоединен от осветительной арматуры 402. Преимущество в использовании установочного приспособления заключается в том, что можно избежать отпечатков пальцев на арматурном рефлекторе после каждого цикла замены. Также эффективность рефлектора может быть выше, потому что нет необходимости в захватном кольце, которое выступает в арматурный рефлектор. Более того, поскольку нет захватного кольца, светодиодный модуль не может быть вынут вручную, требуя либо разборки осветительной арматуры (например, вынимания арматурного рефлектора), либо установочного приспособления для вынимания светодиодного модуля. Это может снизить риск воровства светодиодного модуля. Конструкция установочного приспособления может изменяться, как для примера показано в вариантах осуществления на фиг.6а-с.

Фиг.7а-b схематически показывают дополнительные варианты осуществления осветительного модуля 702. Осветительные модули из фиг.7а-b отличаются от осветительного модуля, обсужденного выше, тем, что нижняя поверхность осветительного модуля (и, таким образом, тепловая поверхность 716 осветительного модуля) упруго поддерживается относительно крепежных пальцев 714 (и остального корпуса). В результате осветительный модуль на фиг. 7а-b может быть использован с неупругим соединителем (и неупругий соединитель может быть получен, например, объединением первого и второго кольцевых элементов лампового патрона из фиг.2 в единую деталь).

На фиг.7а комплект цилиндрических резиновых элементов 708 прочно прикреплен к боковой стенке 710 светодиодного модуля 702 посредством пластиковых зажимов 706, предусмотренных в боковой стенке 710. Прикрепление резиновых элементов к зажимам может быть усилено посредством использования связующего вещества, такого как клей. Резиновые элементы 708 удерживают днище светодиодного модуля (например, нижняя пластина может быть прикреплена к резиновым элементам 708 с помощью клея). Таким образом, так как осветительный модуль 702 соединен с приемной частью байонетного соединения, расположенного на теплоотводе, нижняя поверхность 716 осветительного модуля 702 прижимается (здесь вверх) к светодиодному модулю. В результате резиновые цилиндры сжимаются и, тем самым, прижимают нижнюю поверхность 716 осветительного модуля к теплоотводу.

Фиг.7b показывает альтернативный вариант осуществления, в котором кольцо 712, выполненное из силиконовой резины, расположено между нижним концом боковой стенки 710 светодиодного модуля и пластиной, которая образует нижнюю поверхность 716 светодиодного модуля. Таким образом, осветительный модуль 702 соединяется с приемной частью байонетного соединения, и днище 716 осветительного модуля вдавливается в светодиодный модуль, резиновое кольцо 712 сжимается между нижним концом боковой стенки 710 и пластиной, которая образует нижнюю поверхность 716 светодиодного модуля. В результате резиновое кольцо прижимает нижнюю поверхность 716 светодиодного модуля к теплоотводу.

Фиг.8 схематически показывает соединитель 800, выполненный с возможностью соединения теплоотвода 801 со светильником с возможностью отсоединения, причем светильник дополнительно содержит светодиодный модуль 802 с тепловым интерфейсом 816 у его нижней стороны (то есть обращенной на теплоотвод 801).

Теплоотвод 801 типично может быть выполнен из алюминия и иметь размеры, которые позволяют рассеивать тепло, вырабатываемое осветительным/светодиодным модулем 803, используемым в осветителе. Часть теплоотвода здесь образует цилиндрическую вставку 807 (которая может быть также названа охватываемой частью байонетного соединения), в которой предусмотрен комплект радиально выступающих крепежных пальцев 814 и тепловой интерфейс, который здесь расположен у днища теплоотвода (то есть у стороны, обращенной на тепловой интерфейс осветительного модуля). Количество крепежных пальцев может изменяться, но здесь их три.

Соединитель 800 здесь содержит первый кольцевой элемент 802 и второй кольцевой элемент 804, каждый из которых выполнен из токонепроводящего материала, такого как пластик. Первый кольцевой элемент 802 прикреплен к осветителю 800 посредством винтов, в то время как второй кольцевой элемент 804 упруго поддерживается относительно первого кольцевого элемента 802. Упругая поддержка здесь обеспечивается посредством комплекта пружин 806, которые здесь представляют собой четыре цилиндрические пружины, но также можно использовать другие типы пружин, таких как пластинчатые пружины. Также упругая поддержка может быть обеспечена посредством использования других типов упругих элементов. Например, вместо использования пружины может быть использован цилиндр, выполненный из силиконовой резины.

Далее, во втором кольцевом элементе 804, представляющим собой здесь пластиковое кольцо, предусмотрены три L-образные выемки 810, выполненные с возможностью вставления в них крепежных пальцев 814 теплоотвода 801. Теплоотвод, таким образом, может быть соединен со светильником посредством вставления крепежных пальцев 814 в L-образные выемки 810 и вдавливания теплоотвода 801 в соединитель 800 при поворачивании теплоотвода по часовой стрелке. После соединения теплоотвода 801 с соединителем 800 крепежные пальцы 814 будут механически соединять теплоотвод 801 с осветителем и прижимать тепловой интерфейс 826 теплоотвода к тепловому интерфейсу 816 светодиодного модуля (подобно тому, что было описано для соединителя из фиг.3), позволяя тем самым эффективное тепловое рассеяние от светодиодного модуля 803 к теплоотводу 801.

Соединитель обеспечивает простую замену теплоотвода на больший/меньший теплоотвод. Кроме того, соединитель также может быть использован для соединения двух теплоотводов, позволяя тем самым простое удлинение посредством дополнительных теплоотводов. Это создает возможность для простой адаптации светильника к местным условиям применения: тепловое рассеяние может, таким образом, быть приспособлено, например, к местной температуре (чрезвычайно теплой/холодной окружающей температуре комнаты с низкой конвекцией или с сильной вентиляцией, к арматуре, присоединенной для изолирования потолка или к свободно подвешенной арматуре и так далее). Фиг.9 схематически показывает вариант осуществления, в котором соединитель 100, прикрепленный к первому теплоотводу 901, используется для соединения второго теплоотвода 902 с первым теплоотводом 901.

Согласно другому варианту осуществления светильник может содержать первый соединитель для соединения со светодиодным модулем и второй соединитель для соединения с теплоотводом. Это обеспечивает гибкость в применении светильника. Когда присоединяют светодиодный модуль пониженной яркости, может быть использован маленький теплоотвод, в то время как, тот же самый светильник также может быть использован со светодиодным модулем повышенной яркости в комбинации с большим теплоотводящим модулем (или с многочисленными теплоотводящими модулями). Более того, может быть использован соединитель, который содержит две охватывающих части байонетного соединения, причем в каждую охватывающую часть байонетного соединения может быть вставлена охватываемая часть байонетного соединения. Это позволяет как световому модулю, так и теплоотводу быть соединенными с возможностью отсоединения посредством единственного соединителя.

Следует отметить, что соединитель согласно изобретению делает возможным устройство, которое легко масштабируется по отношению к рассеиванию мощности. Увеличивая диаметр соединителя/теплового интерфейса/теплоотвода можно достигнуть большего рассеивания мощности. Более того, введение различных диаметров для потребительского и профессионального освещения предотвращает использование профессиональных модулей для потребительского применения и, в результате, может уменьшить кражи профессиональных модулей. Более того, высота светодиодного модуля не фиксируется ламповым патроном и, следовательно, может быть адаптирована к требуемой функциональности. Например, может быть использовано дополнительное пространство для интегрирования электроники светодиодного драйвера в светодиодный модуль; добавления оптики формирования луча (статической или/динамической); добавления беспроводной связи; создания средства для присоединения рефлектора; добавления кнопок для конфигурации (статической и/или динамической); создания средства для защиты или установочных приспособлений. Размер светодиодного модуля может быть также уменьшен посредством изъятия электроники для создания очень плоского светодиодного модуля. Эта гибкость позволяет светодиодному модулю быть адаптированным для многих различных применений освещения. Например, в таких применениях, как в светильниках с изменяемым направлением освещения, низкое переменное или постоянное напряжение может подаваться к электрическому интерфейсу между ламповым патроном и светодиодным модулем посредством преобразователя для преобразования 230 V переменного тока в светодиодный ток вне светодиодного модуля, позволяя тем самым иметь более маленький светодиодный модуль. Далее, наличие электроники светодиодного драйвера в светодиодном модуле может быть преимущественным для будущей готовности в случае отказа электроники.

Специалисту в данной области техники понятно, что настоящее изобретение никаким образом не ограничивается предпочтительными вариантами осуществления, описанными выше. Напротив, многие модификации и изменения возможны в рамках объема прилагаемой формулы изобретения. Например, могут быть использованы другие твердые источники света, такие как лазеры. Далее, ламповый патрон может быть использован для электронного интерфейса, который может быть сетевым напряжением переменного тока, низким напряжением переменного тока или постоянным напряжением. Также в крепежных пальцах могут быть предусмотрены электрические контакты. Однако использование отдельных пальцев для электрического или механического соединения может быть предпочтительным, так как это может снизить напряжение на печатной плате. Более того, хотя охватываемая часть байонетного соединения была показана здесь в виде вставок, в которых предусмотрены комплекты выступов, которые образуют крепежные пальцы, можно также использовать охватываемую часть байонетного соединения, в которой предусмотрен комплект выемок (полагая, что в охватывающей части байонетного соединения, то есть в соединителе, предусмотрены соответствующие выступы).

Изобретение относится к соединителю для соединения компонента с теплоотводом. Изобретение направлено на создание соединителя для надежного разъемного соединения компонента с теплоотводом для обеспечения эффективного рассеяния тепла. Соединитель (100) для соединения компонента (102; 902) с теплоотводом (104), при этом соединитель (100) образован в виде охватывающей части байонетного соединения, охватывающей отверстие (106), и прикреплен к теплоотводу (104) так, что верхняя поверхность (126) теплоотвода (104) является доступной через отверстие (106), причем соединитель (100) при использовании принимает компонент (102; 902) и расположен с возможностью обеспечения прямого теплового контакта между тепловым интерфейсом (116) компонента (102; 902) и верхней поверхностью (126) теплоотвода (104) в отверстии (106). 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Соединитель (100) для соединения компонента (102; 902) с теплоотводом (104), отличающийся тем, что соединитель (100) образован в виде охватывающей части байонетного соединения, охватывающей отверстие (106), и прикреплен к теплоотводу (104) так, что верхняя поверхность (126) теплоотвода (104) является доступной через отверстие (106),
причем соединитель (100) при использовании принимает компонент (102; 902) и расположен с возможностью обеспечения прямого теплового контакта между тепловым интерфейсом (116) компонента (102; 902) и верхней поверхностью (126) теплоотвода (104) в отверстии (106).

2. Соединитель по п. 1, причем упомянутый компонент представляет собой осветительный модуль (102).

3. Соединитель по п. 1, причем упомянутый компонент представляет собой еще один теплоотвод (902).

4. Соединитель по любому из предшествующих пунктов, причем упомянутый соединитель (100) выполнен из нетеплопроводного материала, такого как пластик.

5. Соединитель по п. 2, причем упомянутый соединитель (100) представляет собой ламповый патрон, дополнительно содержащий электрический интерфейс, выполненный с возможностью подачи электроэнергии к упомянутому осветительному модулю (102).

6. Соединитель по п. 1 или 2, причем упомянутый соединитель (100) выполнен с возможностью определения заданного давления между тепловым интерфейсом (116) упомянутого компонента и упомянутым теплоотводом (104).

7. Соединитель по п. 1 или 2, дополнительно содержащий первый кольцевой элемент (202), расположенный с возможностью прочного закрепления относительно упомянутого теплоотвода (104), и второй кольцевой элемент (204), упруго поддерживаемый относительно первого кольцевого элемента (202).

8. Соединитель (800) для соединения теплоотвода (801) с осветительным модулем (802), отличающийся тем, что соединитель (800) образован в виде охватывающей части байонетного соединения, охватывающей отверстие, и прикреплен к осветительному модулю (802) так, что тепловой интерфейс (816) осветительного модуля (802) является доступным через отверстие, причем соединитель (800) при использовании принимает теплоотвод (801) и расположен с возможностью обеспечения прямого теплового контакта между теплоотводом (801) тепловым интерфейсом (816) в упомянутом отверстии.

9. Осветительный модуль (102), содержащий вставку (112) для соединения с соединителем (100) по п. 1, причем вставка (112) образована в виде охватываемой части байонетного соединения и выполнена с возможностью вставления в отверстие (106) в соединителе, и причем тепловой интерфейс (116) обеспечен на концевой поверхности вставки (112) так, что когда осветительный модуль (102) соединен с соединителем (100), прямой тепловой контакт между тепловым интерфейсом (116) и теплоотводом (104) обеспечивается в отверстии (106).

10. Осветительный модуль (102) по п. 9, в котором упомянутая вставка дополнительно содержит структуру (114) для механического соединения осветительного модуля (102) с приемной частью байонетного соединения, причем упомянутый тепловой интерфейс (116) упруго поддерживается относительно упомянутой структуры (114).

11. Осветительный модуль (102) по п. 9 или 10, в котором упомянутый тепловой интерфейс содержит слой, который является сжимаемым.

12. Осветительный модуль (102) по п. 9 или 10, в котором упомянутый тепловой интерфейс (116) содержит слой, выполненный с возможностью содействия смазке.

13. Теплоотвод (801; 902), содержащий вставку (807) для соединения с соединителем (800; 900) по пп. 1 и 8, причем вставка (807) образована в виде охватываемой части байонетного соединения и выполнена с возможностью вставления в отверстие в соединителе (800; 900), и причем вставка включает в себя тепловой интерфейс (826), расположенный так, что когда упомянутый теплоотвод соединен с соединителем (800; 900), прямой тепловой контакт между тепловым интерфейсом (826) и осветительным модулем (802) или теплоотводом (901) обеспечивается в отверстии (106).