照明组件和灯座的制作方法
【专利摘要】一种照明组件(100)，配置为机械地并且电气地连接到灯座(150)，该照明组件包括：照明模块(102)，包括光源(106)、电气连接到该光源的电接触装置(108)、以及与光源热接触的热扩散器(110)；以及连接器(104)，关于照明模块(102)可旋转。该连接器包括连接器锁定装置(119)，用于当照明模块被轴向地插入灯座中并且该连接器关于照明模块和灯座旋转时，通过与灯座中包含的容纳锁定装置的相互作用而将照明组件锁定到灯座，从而使得电接触装置(108)与该灯座中所包含的对应容纳接触装置(122)接触。由此，可以减小照明组件和灯座中的电接触装置所需的空间，因为在灯座中并没有保留用于旋转电连接装置的空间。
【专利说明】照明组件和灯座
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种照明组件和一种用于容纳该照明组件的灯座。
【背景技术】
[0002]发光二极管，即LED，被广泛应用于照明应用中。由于LED具有提供明亮光、价钱并不昂贵并且耗电极少的优点，使用LED代替传统的白炽照明变得越来越有吸引力。此外，LED具有长的工作寿命。例如，LED灯可以持续100000小时，高达白炽灯工作寿命的20倍。
[0003]然而，尽管LED工作寿命长，个别设备也可能出现故障而需要尽快替换，或者可能出于不同LED灯之间的升级或交替的原因而更换LED灯。
[0004]因此，具有用于一般照明应用的相应灯座的、耐用的并且集成的LED模块被引入市场，从而能够容易地升级和替换LED模块。另外，用于LED设备的模块化系统提供了使用来自不同供应商的LED模块的可能性。
[0005]US7703951公开了 一种照明器材，包括一个外壳，该外壳配置为凹进的或者以另外方式配置在诸如新的或现有的建筑场景中的天花板、墙壁、或者楼板底面(soffit)这样的建筑表面之后。该器材外壳包括一个灯座，该灯座配置为便于光产生模块到器材外壳的一个或多个机械的、电的和热的耦合。基于LED的光产生模块在无需移除器材外壳本身的情况下与灯座的接合和脱离的能力，允许在出现故障或者替换具有不同光产生特性的另一模块时直接地更换LED模块。例如，在LED模块的工作寿命末期或更早，例如如果期望不同的色温时，可以在不必移除反射器或打开天花板的情况下替换和升级它们。
[0006]LED系统的可替换设计包括灯座和LED模块，可能是令人感兴趣的，从而提供一个更紧凑的LED系统。在一个更紧凑的LED系统中，或者在一个LED设备被密集封装的系统中，对系统的散热性能提出了更高的要求，因为从LED产生的热量必须被有效地耗散以便保持LED所需的性能。相应地，可能需要改进的LED模块和相应的灯座以提供更紧凑的设备和/或用于改进性能特性。
【发明内容】
[0007]本发明的一个目的是提供一种改进的照明组件和一种灯座，该灯座用于将该照明组件以可靠的方式可释放地连接到该灯座。
[0008]根据本发明的第一方面，该目的及其他的目的通过以下的照明组件实现，该照明组件配置为机械地并且电气地连接到灯座，该照明组件包括:照明模块，包括光源、电气连接到该光源的电接触装置、和与该光源热接触的热扩散器；以及连接器，关于该照明模块可旋转，并且包括连接器锁定装置，用于当照明模块被轴向地插入灯座中并且该连接器关于照明模块和灯座旋转时，通过与灯座中包含的容纳锁定装置的相互作用而将照明组件锁定到灯座，从而使得电接触装置与该灯座中所包含的对应容纳接触装置接触。
[0009]术语“轴向插入”在此上下文中应该理解为与照明组件和/或灯座的轴向相关。在上下文中出现的轴向限定为基本上垂直于连接器和/或灯座的大致圆形横截面部分的半径的方向。在基本上柱形照明组件和/或灯座的情况下，轴向对应于照明组件和/或灯座的圆形横截面的法线。
[0010]控制光源的电子器件也可以包括在该照明模块中。控制特征可以例如包括调光和/或光源的颜色控制。控制电子器件和光源可以例如安装在布置于照明模块的上表面上的电路板上。然而，照明组件同样也可以包括在模块中集成控制电子器件的照明模块。照明组件可以进一步包括反射器，用于以期望的方式反射光。
[0011]在上下文中，电接触装置可以例如是用于向光源供电的导电连接引脚。此外，电接触装置也可以包括用于控制照明模块并与之通讯的触点。然而，电接触装置也可以包括不同的电触点，例如连接器或者电池触点。
[0012]热扩散器可以是提供良好导热性的金属片，用于有效地传递光源产生的热量。然而，也可以使用热扩散器的替代设计及其他提供足够导热性的材料成分，例如金属合金、热环氧树脂、金刚石或者其它基于碳的材料。
[0013]照明模块也可以包括引导特征，用于引导连接器关于照明模块的旋转和轴向运动。这样的引导特征可以例如是该连接器上相应的钉(peg)可以在其中行进的导向槽。
[0014]本发明基于以下实现，即通过将电接触装置沿轴向插入，而同时通过关于照明模块和灯座旋转连接器而将照明组件锁定到灯座，由于在灯座中不用保留用于旋转电连接装置的空间，在照明组件和灯座中电接触装置所需的空间可以缩小。灯座中用于在轴向容纳电连接装置的容纳接触装置可以制造得比用于旋转容纳电连接装置的相应的容纳接触装置更小，从而在照明组件和灯座中提供改进的空间利用率。与现有技术中电和机械连接均已通过转动照明组件来实现的已知的许多照明组件相反，根据本发明的照明组件包括关于照明模块旋转的连接器，从而在垂直插入电接触装置和热扩散器进入灯座的同时允许连接器的转动机械锁定。改进空间利用的一个优点是横截面积的更大的部分可以用于热扩散器，从而改进光源的散热。可替换地，改进的空间利用可以用来减小连接器和灯座的尺寸同时保持一定水平的散热。此外，因为热扩散器被垂直地插入灯座中，热扩散器不必具有圆形的横截面。取消这一限制的一个优势是在设计用于最佳可能散热性质的热扩散器方面提供了额外的灵活性。另外，通过使用非圆形的热扩散器，热扩散器和灯座可以被设计成使得提供关于应如何将照明组件安装在灯座中的视觉引导。根据本发明的照明组件的一个另外优势是照明模块可以容易地替换而不用替换全部照明组件。
[0015]根据本发明的一个实施例，该连接器可以进一步包括弹簧装置，其被布置和配置为沿轴向向该热扩散器施加机械力，以便在热扩散器和灯座中包含的散热器之间形成热接触。在这里，连接器是轴向关于照明模块可移动的，从而沿轴向从连接器向热扩散器上施加作用力，同时连接器可旋转地安装在灯座中。通过向热扩散器施加机械力使得将它按压到散热器，可以改善热界面，从而改进热扩散器到散热器的散热。此外，通过将弹簧装置布置在连接器中使得沿轴向将作用力直接施加在该热扩散器上，在连接器和灯座中节省了额外的空间，从而允许热扩散器有更大的表面面积。弹簧装置可以例如包括以如下方式贴附到连接器的一个或多个片簧，该方式使得当将照明组件安装到灯座中、在连接器关于照明模块旋转时使得机械力沿轴向作用于热扩散器上。然而，该弹簧装置同样可以是例如卷簧或者其它任何执行在照明组件安装到灯座中时向散热器上施加作用力的任务的柔性布置。弹簧装置优选位于使得其产生的力量必须穿过组件行进一个短程到达灯座的固定部分。这意味着它们应该放置得接近或者在热扩散器上，并且接近将来自连接器的力传送到灯座并且进一步传送到散热器的连接器锁定装置。此外，弹簧装置可以沿旋转方向布置在连接器和照明模块之间，以便将它们的相对旋转位置保持在用于安装的正确的起动位置。旋转布置的弹簧装置不应施加比将灯座中的连接器保持在安装位置的力大的旋转力。
[0016]根据一个实施例，可以通过旋转连接器和所获得的电接触装置的轴向运动来实现照明模块和灯座之间的电连接，从而除非热扩散器与灯座中包含的散热器有热接触，否则就没有电连接。由于连接器和灯座被配置为使得通过同时旋转和轴向运动而安装照明模块，防止了过早的电接触。如果在照明模块完全地安装之前构成了电接触，则热接触可能还没有完全形成，从而由于不良的热接触以及导致的从照明模块的低散热，照明模块有早期失效的危险。
[0017]在一个实施例中，光源可以有利地为一个或多个发光二极管(LED)。选择LED比其它光源有利，因为它们是经济节约的替代，而这是由于它们的低功耗和长工作寿命所致。此外，由于LED可以做小，因此与使用白炽光源的照明组件相比，可以减小照明组件的总尺寸。
[0018]在一个实施例中，连接器锁定装置可以有利地是卡口耦合的第一部分。提供“扭动并锁定”功能的卡口耦合可以被认为是将照明组件安装到灯座中的最直观方式。可替换地，其它的连接器锁定装置例如螺纹也同样可行。
[0019]根据本发明的第二方面，提供了一个用于容纳前述照明组件的灯座，该灯座包括:领口状部分，包括容纳锁定装置，该容纳锁定装置被配置为与连接器锁定装置相互作用以便将连接器锁定到灯座；容纳接触装置，用于轴向容纳电接触装置；和散热器，配置为与热扩散器形成热接触。容纳接触装置适配成容纳照明模块的电接触装置。类似于在照明模块中，灯座中的容纳接触装置可以以不同的方式配置，例如用于容纳连接引脚的凹部或者任何其它适于在光源和灯座之间形成导电通路的相应的布置。领口状部分可以有利地由电绝缘材料例如塑料或者陶瓷材料制成。
[0020]由于LED的性能和寿命都极大地取决于工作温度，为光源提供有效的冷却是很重要的。可以有利地通过散热器促进有效的冷却，散热器配置为耗散光源所产生的并经由热扩散器转移到散热器上的热量。因此，重要的是在热扩散器和散热器之间具有良好的热接触。特别地，热界面可以有利地包括配置为改善热接触的材料层，即热界面材料(TM)。热界面材料可以有利地以膏状的形式提供，允许围绕例如颗粒污染的不规则表面形成热界面。然而，热界面材料同样可以是热传导带或者任何其它提供高热导率和良好热界面并且改善照明模块可交换性的材料。根据本发明的照明组件的进一步的优点在于，与热扩散器与散热器接触时旋转热扩散器的卡口型LED灯座中所使用的相比，选择TIM方面有更多的自由。特别地，本申请照明组件中所使用的TM不需要专门的衬垫，或者以别的方式适配成在压力下耐受旋转运动。
[0021]散热器优选由高热导率的材料制造，例如金属。也可以优选地设计为包括一个或多个鳍或者凸缘以便将热量转移到周围空气。散热器也可以是使用了例如用于使空气围绕散热器的鳍循环的风扇的主动冷却系统的一部分。
[0022]根据一个实施例，领口状部分可以机械地连接到散热器。该领口状部分可以例如装备有用于拧紧到散热器上的孔。可替换地，领口状部分可以被夹紧或者粘结到散热器上，或者它可以是与散热器的集成部分。
[0023]在一个实施例中，该领口状部分沿着灯座的周边布置。此外，电容纳装置可以布置在领口状部分中。
[0024]在一个实施例中，容纳锁定装置可以有利地是卡口耦合的第二部分。然而，容纳锁定装置可替换地可以是用于容纳连接器的对应螺纹的螺纹或者任何协同以提供机械耦合的其他装置。
[0025]前述照明组件可以有利地安装在灯座中，该组合从而形成发光设备。灯座可以优选地连接到电源例如市电连接、电池、或者其它任何适合的电源。
[0026]需要注意的是本发明涉及权利要求中记载的特征的所有可能组合。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]现在将参考示出本发明实施例的附图，对本发明的这一和其他方面进行更详细地描述。
[0028]图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的照明组件；
[0029]图2a和2b示意地示出了根据本发明一个实施例的照明组件；和
[0030]图3示意地示出了根据本发明的一个实施例的照明组件的一部分。
【具体实施方式】
[0031]以下将参考附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的示例实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实现而不应该局限于此处显示的实施例来解释；相反，这些实施例出于透彻性和完整性而提供，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。相似参考标记贯穿全文指代相似元件。
[0032]在下面的详细说明中，主要参照示出照明组件和灯座的图1讨论根据本发明的一种照明组件的示例实施例，其中该照明组件被配置为机械地并且电气地连接到灯座，以及该灯座被配置为容纳该照明组件。
[0033]图1示意地示出了照明组件100，包括照明模块102和连接器104，该连接器被配置为连接到灯座150，该灯座150包括领口状部分120和散热器140。照明模块102包括LED光源106、连接到LED104的电传导连接引脚108形式的电接触装置108、以及与LED106热接触的热扩散器110。在该例子中，电传导连接引脚108配置为提供与电源的接触。热界面材料层(TM) 111布置在热扩散器110上朝向散热器140的一侧。散热器140装备有用于将来自散热器140的热量有效传导给周围空气的鳍。
[0034]照明模块102进一步装备有用于控制LED104的电子器件112。连接器104成形为包围照明模块102的基本柱形的外壳。布置在照明模块102的基本柱形的部分之外的导销114被配置为配合布置在连接器104里面的对应的导向槽116。可替换地，在导向槽布置在照明模块中的情况下，导销可以布置在连接器上。导销114和导向槽116将照明模块和连接器保持在一起，并且它们也允许连接器104沿关于照明模块102的轴向的旋转和移动。仅允许这样用于将照明组件100装入灯座150所需的旋转和轴向运动。导向槽116也可以具有肋条，该肋条用于保持导销114并因此将连接器104保持在安装于灯座150中的正确位置。此外，在此以片簧118的形式的弹簧装置被布置在连接器104的下部上。连接器也装备有紧固销119，从而形成用于将照明组件100紧固到灯座150的卡口耦合的公扣部分。
[0035]另外，灯座150的领口状部分120具有开口形式的容纳接触装置122以便轴向容纳连接引脚108。灯座还具有L形的凹部124，以便形成用于将照明组件100紧固到灯座150的卡口耦合的母扣部分。灯座150还具有开口 126形式的特征以便将灯座的领口状部分120旋紧到散热器140。
[0036]图2a和2b示出了将照明组件100装入灯座150。首先，照明组件100被轴向插入灯座150中。灯座150的领口状部分120中的开口形状对应于热扩散器110的形状，因此连接引脚108被正确地对准以便轴向地插入容纳接触装置122中。同时，紧固销119轴向插入L形凹部124中，从而一起形成卡口耦合。
[0037]接下来，连接器104关于灯座150并且关于照明模块102的旋转运动闭合卡口耦合，同时将连接器104沿关于灯座150和照明模块的轴向向散热器140移动。当连接器104向散热器140移动时，连接器104中的片簧118沿轴向向热扩散器110施加作用力，从而将热扩散器110按压在散热器140上形成良好的热接触。由于热扩散器被固定到照明模块102上，照明模块也沿关于连接器的轴向移动，照明模块的这种关于连接器的联合旋转和轴向运动通过连接器中的导向槽116和照明模块中对应的导销114来控制。
[0038]图3示意地示出了安装在灯座中的照明模块102，其中弹簧装置118向热扩散器110施加垂直方向的作用力，从而使热扩散器110按压散热器140,由此在热扩散器110和散热器140之间形成良好的热接触。
[0039]所属【技术领域】的专业人员意识到，本发明决不限于如上所述的优选实施例。反之，在所附的权利要求的范围内，许多变更、修改和变化都是可能的。例如，可以使用LED外的其它固态光源，例如激光器或者激光二极管。进一步，连接器可以用于任何电气接口，可以是AC市电电压、低压AC电压或者DC电压。另外，机械连接可以制造为其它方式，例如使用螺纹。
[0040]另外，根据对附图、公开内容、和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实施本请求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变化。在权利要求中，措辞“包括”不排除其它元件或者步骤，而不定冠词“一个”或“一种”不排除多个。仅在相互不同从属权利要求中记载某些措施的事实并不表明不能有利地利用这些措施的组合。
【权利要求】
1.一种照明组件(100)，配置为机械地并且电气地连接到灯座(150)，所述照明组件包括: 照明模块(102)，包括光源(106)、电气连接到所述光源的电接触装置(108)和与所述光源热接触的热扩散器(110);以及 连接器(104)，关于所述照明模块(102)可旋转，并且包括连接器锁定装置(119)，所述连接器锁定装置(119)用于在所述照明模块被轴向地插入到所述灯座中并且所述连接器关于所述照明模块和所述灯座旋转时，通过与所述灯座中所包含的容纳锁定装置的相互作用而将所述照明组件锁定到灯座，从而使得所述电接触装置(108)与所述灯座中所包含的对应的容纳接触装置(122)接触。
2.根据权利要求1所述的照明组件(100)，其中所述连接器(104)进一步包括弹簧装置(I 18)，所述弹簧装置被布置和配置为沿轴向向所述热扩散器(110)施加机械力，以便形成在所述热扩散器(110)和所述灯座中所包含的散热器(140)之间的热接触。
3.根据权利要求1或2所述的照明组件(100)，其中通过所述连接器(104)的旋转和导致的所述电接触装置(108)的轴向运动来实现所述照明模块(102)和所述灯座(150)之间的电气连接，从而除非所述热扩散器与所述灯座中的散热器热接触，否则就不会形成电气连接。
4.根据前述的任何一个权利要求所述的照明组件(100)，其中所述光源(106)是发光二极管。
5.根据前述任何一个权利要求所述的照明组件(100)，其中所述连接器锁定装置(119)是卡口耦合的第一部分。
6.一种用于容纳根据权利要求1所述的照明组件的灯座(150)，包括: 领口状部分(120)，包括配置为与所述连接器锁定装置(119)相互作用以便将照明组件(100)锁定到所述灯座(150)的容纳锁定装置(124)； 容纳接触装置(122)，用于轴向地容纳所述照明模块(102)的所述电接触装置(108)；以及 散热器(140)，配置为与所述热扩散器形成热接触。
7.根据权利要求6所述的灯座(150)，其中所述领口状部分(120)机械地连接到所述散热器(140)。
8.根据权利要求6或7所述的灯座(150)，其中所述领口状部分(120)沿着灯座的周边布置。
9.根据权利要求6到8中任何一个权利要求所述的灯座(150)，其中所述电容纳装置(122)布置在所述领口状部分(120)内。
10.根据权利要求6到9中任何一个权利要求所述的灯座(150)，其中所述容纳锁定装置(124)是卡口耦合的第二部分。
11.一种发光设备，包括安装在根据权利要求5所述的灯座(150)中的、根据权利要求1所述的照明组件(100)。
【文档编号】F21V17/14GK103518098SQ201280019394
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年4月3日 优先权日:2011年4月21日
【发明者】M·克泽, P·H·F·德伦贝格, M·P·克雷伊森 申请人:皇家飞利浦有限公司