JP2013058467A - Ｌｅｄ型照明モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】単独或いはモジュール固定板に複数個設けられ、所望の出力を出す照明器具を構成ＬＥＤ型照明モジュールを提供する。
【解決手段】超音波融着によって放熱体３の下面に固設される拡散透過板１と、放熱体３の下面にネジで固設されたＬＥＤ基板２と、ダイカスト製で本体３ａの上面に複数の放熱棒３ｃが一体に突出形成され、下面には前記ＬＥＤ基板２及び前記拡散透過板１が設置された放熱型筐体６と、前記放熱型筐体６の上面開口部の縁部と蓋体６ｌの下面との間に設けられ、外部から前記放熱型筐体６の内部へ湿気を含む異質物が流入することを防ぐ防水パッキング７と、前記放熱型筐体６に内蔵され、前記ＬＥＤ基板２に設置されたＬＥＤを駆動するための電源電圧を供給する電源供給用コンバータ５と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、数〜数十Ｗの容量を有するＬＥＤ型照明モジュールに関する。より詳細には、発熱量が少なく、電力消耗が少ない発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として使用して小さなＬＥＤ型照明モジュールを形成し、これを利用して各種照明器具（例えば、階段照明灯、投光灯、街灯、保安灯、景観照明灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯、看板間接照明灯及びダウンライト等）を容易に製作し、高出力の発光ダイオードで発生した熱を放熱させるための放熱構造として放熱体と放熱板を形成し、放熱体と放熱体に多段階で設けられる放熱板を共に熱拡散度がアルミニウムより約１．７倍高い軽金属系合金であるマグネシウム（Ｍｇ）合金で形成することで、発光ダイオードで発生した熱を大気中へ多段階で放出させる。また、発光ダイオードに電源を供給するコンバータが内蔵される筐体を伝導性/高分子放熱樹脂材を射出成形して放熱体及び放熱板の上面に着脱可能に固設することで、高出力の照明器具の放熱機能を大幅に向上させると同時に、照明器具を軽量化及び小型化した多目的用ＬＥＤ型照明モジュールに関する。
一般的に、従来の保安灯又は街灯は、主に水銀灯やナトリウム灯を光源として使用して照明するので、明るさに比べエネルギー消費が大きく、寿命が短く、時間の経過に伴って光量が急激に低下してしまい、定期的な管理が必要であった。
特に、従来の保安灯又は街灯は、水銀ガスを利用しているので、廃棄の時、環境汚染の原因となる問題点があった。
このことから、最近では、電力消耗が少なく、寿命が長い発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として使用する照明灯が開発され、発売されている。
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）は、速い応答速度、低電力消耗、長い寿命等の長所を有し、半導体のＰ‐Ｎ接合構造を利用して注入された少数キャリア（電子又は正孔）を生じさせ、少数キャリアの再結合によって発光するものである。発光ダイオードは、従来の照明用白熱電球、ハロゲン電球より消費電力が１/１０程度であり、電気エネルギーを大きく節減できる長所を有する。
特に、交通信号灯、保安灯、街灯、投光灯、景観照明灯及びハウスや畜舎用照明灯のように、電力消耗が多い場合には、このような照明器具に多く使用されているナトリウム灯や水銀灯に代わって発光ダイオードを使用すれば、消費電力の節減効果が非常に大きい。
ところで、従来の発光ダイオードを使用した照明器具は、放熱の面で問題があり、主に１個あたり消費電力が１Ｗ以下の小容量発光ダイオードを使用していた。つまり、１Ｗ以上、主に２〜１０Ｗ程度の高容量発光ダイオード（いわゆる、パワーＬＥＤ）を使用した場合、相当な熱が発生してしまう。よって、放熱機能が不十分な場合、この熱で周辺装置に損傷をもたらし、発光ダイオードの寿命も急速に短縮してしまい、照明装置としての実質的な役割を果たせない問題点があった。
このように、発光ダイオードを使用した照明器具、例えば、発光ダイオード型保安灯又は街灯器具は、一般の蛍光灯を使用する保安灯又は街灯と異なり、点灯回路が簡単で、インバータ回路や鉄芯安定器が不要になり、電力消耗が少なく、寿命が長く、維持補修費が少ない。
しかし、このような発光ダイオード型保安灯、街灯、投光灯、景観照明灯、ハウスや畜舎用照明灯、看板間接照明灯及びダウンライトは、熱的ストレスによる特性劣化及び故障が発生する問題点がある。
これは、発光ダイオードを動作させるために、多数の発光ダイオードに流れる電流が高いほど、発生する熱が多くなり、故障及び特性劣化が生じるからである。
例えば、発光ダイオード型保安灯、街灯、投光灯、景観照明灯、ハウスや畜舎用照明灯、看板間接照明灯、ダウンライト及び天井灯等における制御ボード（ＰＣＢ：ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｏａｒｄ）は、ＰＣＢ上に多数のＬＥＤの点滅を制御する制御回路及び各々のＬＥＤに外部からの電源を供給する電源回路等が設けられており、制御ボードは、多数のＬＥＤで発生した熱による熱的ストレスで誤動作又は故障を起こす。
そこで、従来の発光ダイオード型保安灯、街灯、投光灯、景観照明灯、ハウスや畜舎用照明灯、看板間接照明灯及びダウンライト等では、熱伝導性が優れた金属材で形成したヒートシンク（ｈｅａｔ ｓｉｎｋ）、スラグのような放熱板を設けることで、ＬＥＤの発光による熱的ストレスを解消しようとした場合が多いが、放熱板を構成する金属材に限界があり、所望の放熱効率を充足させるためには、放熱板の厚さ及びサイズが大きくなり、照明器具の重さ及びサイズが増加してしまう。
さらに、従来の発光ダイオード型照明モジュール又は街灯器具の場合、その特性上、機密を維持しないと、外部からの湿気の浸入を防ぐことができず、効率的な放熱のための冷却装置の設置が困難であった。この場合、冷却装置を設置しても、保安灯、街灯、投光灯、景観照明灯、ハウスや畜舎用照明灯の内部に外部からの水や湿気を含む各種異質物が侵入する恐れがあった。
一方、発光ダイオード型照明モジュールに使用される放熱体をアルミニウムでダイカスト成形した場合、厚さ及び体積が大きいので、製品の生産原価が増加するとともに、軽量化が困難である。また、従来の放電灯より何倍の重さを有する灯柱及び照明設置支柱台の原価上昇を招き、更には、既に設置された問題のない灯柱を交換せざるを得ない問題点もある。
さらに、従来の放電灯型保安灯及び投光灯等を発光ダイオード型保安灯及び投光灯等に交換する時、放電灯型保安灯及び投光灯等の本体内には、発光ダイオード型保安灯及び投光灯が必要とする放熱器具を内蔵するスペースが足りない。よって、従来の放電灯型保安灯及び投光灯等をそのまま使用することができず、捨てるしかないので、資源を浪費してしまう問題点もある。
また、従来の放熱構造において、アルミニウムを圧出又はダイカストした構造は、熱伝導は優れるが、密閉された空間では、熱放散（熱拡散、又は熱気の大気への放出）性能が急激に低下する。
このことから、最近ノートパソコンやＰＣにはほとんど採用されていない放熱構造であるにもかかわらず、多くのＬＥＤ照明の放熱器具は、アルミニウムを圧出又はダイカストして形成されていて、全体的な体積及び重さが増加する問題点がある。
また、従来のヒートスプレッダー（いわゆる無動力ヒートポンプ）原理の放熱装置は、性能は優れるものの、寿命が短く、高価で、体積が大きい。この放熱装置は、最近、ノートパソコン等の高価製品及び一部のＬＥＤ照明に適用されているが、照明器具の場合、価格が非常に高くなる問題点がある。
また、従来、アルミニウム薄膜板材をプレス加工した後、積層して板材を束に形成する放熱構造は、熱伝導がある程度優れ、熱拡散性能も改善した。しかし、密閉された空間では、熱拡散に限界があり、薄膜板間の狭い空間における空気層がむしろ保温作用を起こしてしまい、特に、微細埃が多い場所では望ましくない放熱方式である。
一方、発光ダイオード型照明モジュールを使用して階段照明灯、投光灯、街灯、保安灯、景観照明灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯、天井灯、看板間接照明灯及びダウンライトのような各種照明器具を製作するには、各々の照明モジュールに電源供給用コンバータを単独で直接設置する必要があり、場合によっては、電流制限器又はカラー制御器と電源供給用コンバータを別途で大きく製作した後、電源及び信号線を複数の照明モジュールに各々連結せざるを得ない場合もある。
ところで、上記の二つの場合のうち、各々の照明モジュールに電源供給用コンバータを単独で直接設置する場合、熱拡散係数と熱伝導度が非常に低い一般の合成樹脂材で形成した筐体内に内蔵した形態であるので、各々の照明モジュールに設けられる電源供給用コンバータで発生する熱を円滑に放熱させることができず、更には、発光ダイオードで発生する熱も放熱体のみを通じて放熱されるので、電源供給用コンバータ内蔵型発光ダイオード照明モジュールを構成している電源供給用コンバータを含め、発光ダイオードの寿命が短いという問題点がある。
特に、例えば、各々の照明モジュールの出力が１０〜２０Ｗである、高出力照明モジュールの場合には、各々の発光ダイオードで発生する熱が非常に多く、高い放熱効率が求められる。しかしながら、従来には、８Ｗ以下の低出力照明モジュールと同様に、複数の放熱ピンが一体に形成された放熱体のみを通じて放熱が行われるため、放熱体が非常に大きくなるか、或いは、同じ大きさでは、放熱効率が低くなり、結局、発光ダイオードを含む照明モジュールの寿命が短い問題点がある。
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために工夫したものであり、光効率が高く、発光ダイオード配置スペースが小型化し、各発光ダイオードあたりの光出力量が高い高出力発光ダイオード（Ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ）を光源として使用する。また、高出力の発光ダイオードで発生する熱を放熱させるための放熱構造として放熱体と複数の放熱板を形成し、放熱体と放熱体に多端に設けられる放熱板を各々熱拡散度がアルミニウムより約１．７倍高い軽金属系合金であるマグネシウム（Ｍｇ）合金を利用して熱を立体的な多段階で放熱させる方式を採用することで、サイズが小さく、出力が高い発光ダイオード型照明モジュールを提供し、使用者がこれを利用して各種の数十〜数百Ｗ程度の中高出力級の照明器具を容易に製作して使用することができる。さらには、放熱を放熱体と複数の放熱板を使用して多段階的に行うことで発光ダイオード型高出力照明モジュール自体の機能を大幅に向上させ、各々の発光ダイオード型高出力照明モジュールの全体的な体積を大きく減らし軽量化及び小型化が可能になる。なおかつ、製品の生産原価を大幅に低減し、特に、投光灯、保安灯のように比較的高出力の照明器具をＬＥＤ型照明モジュールとして製作するにおいて、既存の支柱台、反射笠、ケースをそのまま使用した状態で、必要な個数の発光ダイオード型高出力照明モジュールのみを反射笠又はケースなどの内部に設置して所望の照明出力を得ることができ、製品の生産原価及び設置費用を大幅に減少させ、不必要な資源浪費を防止できるＬＥＤ型照明モジュールを提供することを課題とする。
本発明は、電源供給用コンバータが内蔵される筐体を放熱体の上面に直接着脱可能に設け、筐体を一般の合成樹脂でない、熱伝導性が非常に優れた炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む伝導性/高分子放熱樹脂材で射出成形することで、筐体の内部に設けられる電源供給用コンバータで発生する熱を円滑に放熱させ、放熱体を通じて放熱しきれない発光ダイオードの残熱の一部も筐体を通じて放熱させ、ＬＥＤ型照明モジュールをより安くし、軽量化及び小型化したＬＥＤ型照明モジュールを提供することを他の課題とする。
本発明は、複数のＬＥＤ型照明モジュールを必要とする高出力照明器具である投光灯、保安灯、街灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯のような場合、各々の発光ダイオード型高出力照明モジュールを弾性固定具でモジュール固定板に簡単に固定させ、階段照明灯、景観照明灯、看板間接照明灯及びダウンライトのように一つのＬＥＤ型照明モジュールを電球の形態で設置する必要がある場合には、筐体や拡散透過板にらせん状ソケット結合具又はソケット結合用通風支持具を簡単に固設することで、ＬＥＤ型照明モジュールの互換性を向上させ、使用者の多様な各種照明器具に合わせ、結合して使用できるＬＥＤ型照明モジュールを提供することを更に他の課題とする。
上記の課題を解決するための本発明の一つの特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、単独で照明灯の機能を行い、或いは、所定面積を有するモジュール固定板に複数個設けられ、所望の出力を出す照明器具を構成するのに使用されるＬＥＤ型照明モジュールであって、超音波融着によって放熱体の下面に固設され、ＬＥＤで発生する光を拡散又は透過させ、外部から流入する異質物と雨水の流入を防ぐ拡散透過板と、放熱体の下面にネジで固設された状態で電源供給用コンバータの制御によって照明に必要な光を発生させるＬＥＤ基板と、ダイカストで本体の上面に複数の放熱棒が一体に突出形成され、下面には前記ＬＥＤ基板及び前記拡散透過板を設置するための設置溝が形成され、本体には複数の超音波融着突起通過孔が形成され、軽金属系合金を成形して構成され、前記ＬＥＤで発生する熱を放熱させる放熱体と、前記拡散透過板と前記放熱体との機密を維持させる防水リングと、軽金属系合金で放射状板に形成され、前記放熱体の本体と平行になるように前記放熱棒の中間部において多端に固設され、前記ＬＥＤで発生する熱を更に放熱させる複数の放熱板と、
蓋体を備える長方形筐体状になるように伝導性/高分子放熱樹脂材で射出成形され、前記放熱体の前記放熱棒の上部及び前記放熱板の上部にネジで着脱可能に固設され、その内部に内蔵される電源供給用コンバータで発生する熱及び前記ＬＥＤから前記放熱体と前記放熱板を通じて伝達される残熱の一部を放熱させる放熱型筐体と、前記放熱型筐体の上面開口部の縁部と前記蓋体の下面との間に設けられ、外部から前記放熱型筐体の内部へ湿気を含む異質物が流入することを防ぐ防水パッキングと、前記放熱型筐体に内蔵され、前記ＬＥＤ基板に設置されたＬＥＤを駆動するための電源電圧を供給する電源供給用コンバータと、を有する。
本発明の他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記拡散透過板は、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートを射出成形して形成する。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記拡散透過板の内側の中央には、前記ＬＥＤで発生する熱によりアルミニウムで成形された前記ＬＥＤ基板が熱膨張され、前記放熱体の下面で前記拡散透過板側へ突出変形することを防ぐための基板変形防止棒が更に突出成形されている。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱体の前記放熱棒は、円柱状又は円錐状を有するように成形され、円柱状の放熱棒には、前記放熱型筐体をネジで着脱可能に設置するためのネジ結合孔が形成され、円錐状を有する放熱棒のうち、一部の放熱棒の中間部には、前記複数の放熱板のうち最下段に位置する放熱板を支持するための放熱板支持部が形成され、円錐状を有する放熱棒のうち、残りの放熱棒の上部には、前記複数の放熱板のうち上段に位置する放熱板を支持する放熱板支持部が形成されている。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱板には、直径が異なる複数の放熱棒及び支持棒のための通過孔及び通過溝が穿孔され、前記放熱型筐体の下面において、前記放熱棒のうち円錐状の放熱棒に対応する位置には、前記放熱棒支持部によって支持された複数の放熱板の上面を各々支持して、前記放熱板が所定間隔を維持したまま、前記放熱体の前記放熱棒と前記放熱型筐体との間に固定された状態を維持するための複数の放熱板支持棒が２つ以上の高さで突出成形され、前記放熱棒のうち円柱状の放熱棒に対応する位置には、ネジで前記放熱型筐体を前記放熱体の前記放熱棒に一体に固定するための一対のネジ結合片とネジ通過孔が形成されている。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱棒のうち、前記放熱型筐体のネジ通過孔を通じてネジ結合する２つの円柱状の放熱棒は、他の放熱棒よりも高く形成され、前記２つの円柱状の放熱棒と接触する、前記放熱型筐体の下面には、前記放熱棒の端部の一部が挿入され、前記放熱型筐体が回転しないようにする放熱棒挿入溝が更に形成されている。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱体及び前記放熱板を形成する軽金属系合金は、熱拡散係数が１．３〜１．４ｃｍ２/ｓｅｃで、熱伝導度が６０〜９０Ｗ/ｍＫで、密度が１．８±０．３ｇ/ｃｍ３で、溶融温度が５９５℃で、比熱が１．０２〜１．０５Ｊ/ｇＫであるマグネシウム合金を含む。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱型筐体を含む蓋体を形成する伝導性/高分子放熱樹脂材は、熱拡散係数が０．７５〜０．８ｃｍ２/ｓｅｃで、熱伝導度が９０〜１５０Ｗ/ｍＫで、密度が１．４±０．２ｇ/ｃｍ３で、溶融温度が１０５〜１６０℃で、比熱が１．１±０．４Ｊ/ｇＫである炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱型筐体の蓋体の上面中央には、絶縁機能と接着機能を同時に有する接着剤によって、らせん状ソケット結合具が一体固設されており、前記らせん状ソケット結合具は、前記電源供給用コンバータに交流電圧を供給し、前記ＬＥＤ型照明モジュールを単一の照明灯として一般電球のようにソケットにねじ結合する。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱体の縁部には、所定間隔で又は各角にネジ結合溝が更に穿孔され、前記ネジ結合溝は、前記モジュール固定板に穿孔された放熱体通過孔に前記放熱体を挿入した状態で前記放熱体通過孔の縁部において前記放熱体の本体をネジで固定し、又は、所定形状を有するソケット結合用通風支持具をネジで前記放熱体の本体に固定するために用いられる。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、複数のＬＥＤ型照明モジュールが固設された前記モジュール固定板の上面には、所定形状を有するソケット結合用通風支持具が固設され、前記複数のＬＥＤ型照明モジュールが一体に固設されたモジュール固定板は、一般電球と同様に、照明器具にねじ結合する。
本発明の更に他の特徴によるＬＥＤ型照明モジュールは、前記放熱型筐体の両側面の下部には、平断面がコ字形状である固定具結合具が更に突出成形され、複数のＬＥＤ型照明モジュールを前記モジュール固定板に固設して照明器具を製作する時、所定形状の弾性固定具を前記固定具結合具に結合し、或いは、前記ＬＥＤ型照明モジュールの光照射角度を調節するために光角度調節手段を前記固定具結合具に結合する。
本発明によれば、光効率が高く、発光ダイオード配置スペースが小型化し、各発光ダイオードあたりの光出力量が高い高出力発光ダイオード（Ｐｏｗｅｒ ＬＥＤ）を光源として使用し、高出力の発光ダイオードで発生する熱を放熱させるための放熱構造として放熱体と複数の放熱板を形成し、放熱体と放熱体に多端に設けられる放熱板を、各々、熱拡散度がアルミニウムより約１．７倍高い軽金属系合金であるマグネシウム（Ｍｇ）合金を利用して熱を立体的な多段階で放熱させる方式を採用することで、サイズが小さく、出力が高い発光ダイオード型照明モジュールを提供する。使用者がこれを利用して各種の数十〜数百Ｗ程度の中高出力級の照明器具を容易に製作して使用することができ、放熱を放熱体と複数の放熱板を使用して多段階的に行うことで発光ダイオード型高出力照明モジュール自体の機能を大幅に向上させ、各々の発光ダイオード型高出力照明モジュールの全体的な体積を大きく減らし軽量化及び小型化が可能になり、製品の生産原価を大幅に低減させる。特に、投光灯、保安灯のように比較的高出力の照明器具をＬＥＤ型照明モジュールとして製作するにおいて、既存の支柱台、反射笠、ケースをそのまま使用した状態で、必要な個数の発光ダイオード型高出力照明モジュールのみを反射笠又はケースなどの内部に設置して所望の照明出力を得ることができ、製品の生産原価及び設置費用を大幅に減少させ、不必要な資源浪費を防止できる。
また、本発明によれば、電源供給用コンバータが内蔵される筐体を放熱体の上面に直接着脱可能に設け、筐体を一般の合成樹脂でない、熱伝導性が非常に優れた炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む伝導性/高分子放熱樹脂材で射出成形することで、筐体の内部に設けられる電源供給用コンバータで発生する熱を円滑に放熱させ、放熱体を通じて放熱しきれない発光ダイオードの残熱の一部も筐体を通じて放熱させ、ＬＥＤ型照明モジュールをより安くし、軽量化及び小型化することができる。
また、本発明によれば、複数のＬＥＤ型照明モジュールを必要とする高出力照明器具である投光灯、保安灯、街灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯のような場合、各々の発光ダイオード型高出力照明モジュールを弾性固定具でモジュール固定板に簡単に固定させ、階段照明灯、景観照明灯、看板間接照明灯及びダウンライトのように一つのＬＥＤ型照明モジュールを電球の形態で設置する必要がある場合には、筐体や拡散透過板にらせん状ソケット結合具又はソケット結合用通風支持具を簡単に固設することで、ＬＥＤ型照明モジュールの互換性を向上させ、使用者の多様な各種照明器具に合わせて使用することができる。
図１は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールの斜視図である。 図２は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールの分解斜視図である。 図３は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールにおける放熱型筐体の結合状態を示す下部斜視図である。 （ａ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールの正断面図であり、（ｂ）は、その側断面である。 図５は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを複数個利用して照明器具を構成し、交流電源供給線を相互連結した状態の一部を示す拡大正面図である。 （ａ）は、本発明における弾性固定具の一実施例による斜視図であり、（ｂ）は、これを利用してＬＥＤ型照明モジュールを固定させた状態の一部を示す拡大正面図である。 （ａ）は、本発明における弾性固定具の他の実施例による斜視図であり、（ｂ）は、これを利用してＬＥＤ型照明モジュールを固定させた状態の一部を示す拡大正面図である。 図８は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールの上面にらせん状ソケット結合具を直接的に固設した照明器具の斜視図である。 図９は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールの上面にソケット結合用通風支持具を結合して単一の照明器具を形成した状態を示す分解斜視図である。 図１０は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールの複数をモジュール固定板に固設し、ソケット結合用通風支持具を結合して形成した高出力照明器具の斜視図である。 図１１は、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ型照明モジュールに光角度調節手段を結合した照明器具の分解斜視図である。 図１２は、本発明の光角度調節手段を利用して照明器具の光照射角度を調節した状態を示す側面図である。 （ａ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを利用して製造した、円形反射笠を有する投光灯（例えば、工場及び高天井固定灯）を示す下面図であり、（ｂ）は、四角形投光灯（例えば、運動場、ゴルフ場、港及び舞台照明灯）を示す下面図である。 （ａ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを街灯に適用した下面図であり、（ｂ）は、保安灯に適用した下面図である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の望ましい実施形態、その作用効果を詳細に説明する。
図１及び図２には、単独で照明灯の機能を行い、或いは、所定面積を有するモジュール固定板８に複数個設置され、所望の出力を出す各種照明器具を構成するのに使用されるＬＥＤ型照明モジュールが示されている。ＬＥＤ型照明モジュールは、拡散透過板１、複数のＬＥＤが所定間隔でハンダ付けによって固定されたＬＥＤ基板２、軽金属系合金をダイカスト成形して形成した放熱体３、防水リング４、軽金属系合金からなる複数の放熱板９、伝導性/高分子放熱樹脂材を射出成形して形成した放熱型筐体６、防水パッキング７及び電源供給用コンバータ５等を含む。
拡散透過板１は、四角形又は円形を有するように、ポリカーボネート（ＰＣ）又はアクリル系のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を射出成形して形成する。拡散透過板１の上面には、レンズ、防水リング用挿入溝１ａ、複数の超音波融着突起１ｂが形成されている。拡散透過板１を放熱体３の下面に固設する時、別途のネジを用いず、複数の超音波融着突起１ｂを超音波加熱し融着することで放熱体３に一体に固設することができる（図１の拡大図を参照）。拡散透過板１は、ＬＥＤ２ａで発生する光を拡散又は透過させると同時に、外部からの各種異質物や雨水の浸入を防ぐことができる。
本発明においては、必要に応じて、拡散透過板１の内側中央に基板変形防止棒１ｃを更に突出形成することができる。これによって、拡散透過板１を放熱体３の下面に固設する時、図４（ａ）及び（ｂ）に示されたように、基板変形防止棒１ｃがＬＥＤ基板２の中央部を支持し、ＬＥＤ２ａで発生した熱でアルミニウムで形成されたＬＥＤ基板２が熱膨張され、放熱体３の下面で拡散透過板１側へ突出変形してしまうことを防ぐことができる。
ＬＥＤ基板２には、所望の照度量に応じ、複数のＬＥＤ２ａが所定間隔でハンダ付けによって固定されている。ＬＥＤ基板２は、後述する放熱体３における本体３ａの下面に形成された、ＬＥＤ基板及び拡散透過板を設置するための設置溝３ｂに装着された状態で、複数のネジで固設され、放熱型筐体６内に実装された電源供給用コンバータ５からの電源電圧の供給によって照明に必要な光を発生する。
放熱体３は、従来には通常アルミニウムで成形したが、本発明においては、アルミニウムより熱拡散度が約１．７倍高く、比重が３５％以上低く、軽い特性を有する軽金属系合金をダイカスト成形して形成する。放熱体３の本体３ａの上面には、円柱状又は円錐状を有する複数の放熱棒３ｃが一体に突出形成されている。また、放熱体３の本体３ａの下面には、設置溝３ｂが形成されている。また、本体３ａの縁部又は角部には、複数の超音波融着突起通過孔３ｄが形成されている。放熱体３は、ＬＥＤ基板２と共に拡散透過板１の上面を囲むように固設され、ＬＥＤ２ａで発生する熱を１次に放熱させる。
放熱体３の放熱棒３ｃのうち、円柱状の放熱棒３ｃの一部には、放熱型筐体６をネジで着脱可能に設置するためのネジ結合孔３ｅが形成されている。また、円錐状を有する放熱棒３ｃのうち一部の放熱棒の中間部分には、複数の放熱板９のうち、下段に配置される放熱板を支持するための放熱板支持部３ｆが形成されている。さらに、他の円錐状を有する放熱棒３ｃの上部には、複数の放熱板９のうち、上段に配置される放熱板９を支持するための放熱板支持部３ｆが形成されている。
放熱板９は、放熱体３と同様に軽金属系合金からなる放射状板である。放熱板９には、大きさが異なる、複数の放熱棒及び指示棒用、通過孔９ａ及び通過溝９ｂが穿孔されている。放熱板９は、放熱体３の本体３ａと平行になるように、放熱棒３ｃに多端に固設されており、放熱体３によって１次に放熱された発光ダイオードからの熱を２次、３次にかけて更に放熱させる。
従来の放熱体等は、熱拡散係数が０．８４ｃｍ２/ｓｅｃで、熱伝導度が２２０〜２４０Ｗ/ｍＫで、密度が２．７ｇ/ｃｍ３で、溶融温度が６００〜６６０℃で、比熱が０．９Ｊ/ｇＫであるアルミニウムで形成されていた。これに対し、本発明においては、放熱体３及び放熱板９を軽金属系合金、例えば、熱拡散係数が１．３〜１．４ｃｍ２/ｓｅｃで、熱伝導度が６０〜９０Ｗ/ｍＫで、密度が１．８±０．３ｇ/ｃｍ３で、溶融温度が５９５℃で、比熱が１．０２〜１．０５Ｊ/ｇＫであるマグネシウム合金を含む、ベリリウム、チタニウム、ジュラルミン及び炭素‐アルミニウムの複合材のうち何れかの材料で形成する。
このように、放熱体３及び放熱板９をマグネシウム合金、ベリリウム、チタニウム、ジュラルミン及び炭素‐アルミニウム複合材を含む軽金属系合金で形成すれば、特に、マグネシウム合金で形成すれば、放熱体３の密度及び比熱が、各々、１．８±０．３ｇ/ｃｍ３及び１．０２〜１．０５Ｊ/ｇＫになる。よって、密度比熱が、各々、２．７ｇ/ｃｍ３と０．９Ｊ/ｇＫであるアルミニウムより低い。また、熱拡散係数は、０．８４ｃｍ２/ｓｅｃであるアルミニウムに比べ、１．３〜１．４ｃｍ２/ｓｅｃと高くなる。更に、熱伝導度が２２０〜２４０Ｗ/ｍＫであるアルミニウムに比べ、６０〜９０Ｗ/ｍＫと低い特性を有する。つまり、軽金属系合金の一つであるマグネシウム合金で放熱体３を形成すれば、アルミニウムで形成した放熱体より少ない表面積であっても、熱電子の大気への放出性能が高くなり、アルミニウムで形成した場合より、軽量化及び小型化ができる。
さらに、本発明では、放熱体３を軽金属系合金のマグネシウム合金等でダイカスト成形するにおいて、必要に応じて、放熱体３の本体３ａの外側面に複数の放熱突起３ｇを所定間隔で更に突出成形することができる。これによって、放熱体３の放熱表面積を更に増大させ、同じ放熱条件下で放熱体３の体積を減らすことができ、ＬＥＤ型照明モジュールの小型化に一層有利である。
一方、放熱板９の個数は、本発明が適用されるＬＥＤ型照明モジュールの設計目的、その構造、単の一ＬＥＤ型照明モジュールの容量によって変更することができる。例えば、８Ｗの場合は、複数の放熱棒等が一体に形成された放熱体３だけでも十分な放熱が可能であることから、放熱板９を設置しなくても良い。一方、９〜１０Ｗの場合は、１枚の放熱板９を設置し、１０〜１２Ｗの場合は、２枚の放熱板９を設置し、１４Ｗの場合は、３枚の放熱板９を設置することができる。
つまり、本発明が適用されるＬＥＤ型照明モジュールを設計する時、適用しようとする各種照明器具の容量に応じて、放熱体３に設けられる放熱板９の個数、放熱体３における放熱棒の形状、放熱型筐体６の形状を決定すれば良い。
防水リング４は、ゴム又はシリコン等で形成されたものであり、拡散透過板１の上面縁部に形成された防水リング挿入溝１ａに挿入され、拡散透過板１の上面と放熱体３の本体３ａの下面との間隔の機密を維持し、外部からの湿気を含む雨水のみならず、各種異質物の流入を防ぐ。
放熱型筐体６は、図３に示されたように、蓋体６１が設けられ、長方形を有するように伝導性/高分子放熱樹脂材を射出成形して形成する。放熱型筐体６は、放熱体３の放熱棒３ｃ上部及び放熱板９上部とネジで着脱可能に固設され、その内部に内蔵される電源供給用コンバータ５で発生する熱、更には、放熱体３及び放熱板９から伝達されるＬＥＤ２ａからの残熱の一部を放熱させる。
また、放熱型筐体６を放熱体３の放熱棒３ｃに容易に固定するとともに、放熱板９を確実に固定するために、放熱型筐体６の下面において円錐状の放熱棒３ｃに対応する位置には、複数の放熱板支持棒６ａが２つ以上の高さで各々突出成形されている。放熱板支持棒６ａは、放熱棒３ｃの放熱板支持部３ｆによって支持される複数の放熱板９の上面を支持し（図４（ａ）及び（ｂ）を参照）、放熱板９が垂直方向において所定間隔で維持させ、放熱体３の放熱棒３ｃと放熱型筐体６との間で固定状態を維持させる。また、放熱棒３ｃのうち円柱状の放熱棒３ｃに対応する、放熱型筐体６の位置には、各々ネジで放熱型筐体６を放熱体３の放熱棒３ｃに一体に固定させるための一対ネジ結合片６ｂ及びネジ通過孔６ｃが形成されている。
さらに、放熱棒３ｃのうち、放熱型筐体６のネジ通過孔６ｃを通じてネジ結合する２つの円柱状の放熱棒３ｃは、他の放熱棒より高く形成されており、この２つの円柱状の放熱棒３ｃと接触する放熱型筐体６の下面（即ち、ネジ通過孔６ｃが穿孔された部分の下面）には、放熱棒３ｃの端部の一部が挿入され、放熱型筐体６が回転しないようにする放熱棒挿入溝６ｄが更に形成されている。これによって、放熱型筐体６を放熱体３に固設する時、回転が防止され、組み立てが容易になる。
一方、放熱型筐体６の下面を薄く形成する場合、放熱効果が低下し、強度も弱くなる恐れがあるので、放熱型筐体６の下面の内側にリーブ６ｅが格子形で突出成形されている。これによって、放熱板支持棒６ａの強度を補強するとともに、放熱面積を増大させることができる。
ＬＥＤ型照明モジュールに設けられた電源供給用コンバータ５は、放熱型筐体６の蓋体６ｌに接着又はモールドによって固設され、ＬＥＤ基板２に設置されたＬＥＤ２ａの駆動に必要な電源電圧を供給する。
放熱型筐体６及び蓋体６ｌを射出成形するための材料としては、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む伝導性/高分子放熱樹脂材を使用することができる。炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）は、密度及び比熱が、各々、１．４±０〜２ｇ/ｃｍ３及び１．１±０．４Ｊ/ｇＫであり、密度と比熱が、各々、２．７ｇ/ｃｍ３及び０．９Ｊ/ｇＫであるアルミニウムより低い。
一方、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）の熱拡散係数は、０．７５〜０．８ｃｍ２/ｓｅｃであり、０．８４ｃｍ２/ｓｅｃであるアルミニウムと同じぐらいである。よって、炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む伝導性/高分子放熱樹脂材で放熱作用部を形成すれば、アルミニウムで成形した放熱型筐体６よりも少ない表面積及び体積であっても、熱電子の大気への放出性能が高くなり、アルミニウム板材又は鉄板材で形成した場合によりも、軽量化、小型化、製造原価の節減に寄与することができる。
さらに、本発明では、放熱型筐体６を炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む伝導性/高分子放熱樹脂材で射出成形するにおいて、必要に応じて、放熱型筐体６の外表面に放熱表面積を広げる放熱突起６ｆを所定間隔で突出成形することができる。これによって、放熱型筐体６の放熱表面積を更に増大させ、同じ放熱条件下で放熱型筐体６の体積を減らし、ＬＥＤ型照明モジュールの更なる小型化及び軽量化を図ることができる。
また、防水パッキング７は、シリコン又はゴムで成形され、放熱型筐体６の上面開口部の縁部と蓋体６ｌの下面縁部との間にリング状で設けられ、外部から電源供給用コンバータ５が内蔵された放熱型筐体６の内部へ湿気を含む各種異質物が流入することを確実に防ぐことができ、電源供給用コンバータ５への絶縁性を向上させることができる。
上記したアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金及び炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含む伝導性/高分子放熱樹脂材に関する熱拡散係数、熱伝導渡、密度、溶融温度及び比熱の材料特性をまとめると、次の表の通りである。
Figure 2013058467
 ここで、「熱伝導度」とは、物質の移動を伴わず、高温部から高温部と接触している低温部へ熱が伝達していく現象をいい、熱伝導による物体内部における熱の伝達速度は、物質内部における温度勾配（単位長さあたりの温度差）に比例し、物質の種類によって異なる。
また、上記表１に示された材料別の平均特性の数値について放熱作用及び放熱性能への影響を説明すると、「熱拡散係数」は、高いほど良く、放熱表面積を縮小させることができる。「熱伝導度」は、高いほど良く、放熱接触及び熱電子移動の役割を果たす断面積を縮小させることができる。一方、「密度」及び「比熱」は、低いほど良く、放熱構造体（即ち、放熱体と放熱型筐体）の表面積、体積、重さを縮小させることができる。
また、上記表１に示された材料を簡単に説明すると、「カーボンナノチューブを含む伝導性/高分子放熱樹脂材」は、米国のＤｕＰｏｎｔ社が商用化の先頭走者であり、日本のＤｅｎｋｅｒ社及びＵｎｉｔｉｋａ社、韓国のＮｅｘｔｅｃｈ社、ＡｃｏｌＧｒｅｅｎ社等が開発して商用化しており、新素材分野において脚光を浴びている材料である。「マグネシウム合金」は、自動車、自転車及び宇宙航空分野で主に使用されてきたが、合金改良開発技術、成形加工技術、表面処理技術などの発展につれ値段が落ちており、重さを低くする必要がある各種放熱構造体に適用されているが、ＬＥＤ照明分野では熱伝導度が低いことから適用が少ないのが現状である。
「アルミニウム」及び「アルミニウム合金」は、当業者に自明な材料であるので詳細な説明は省略する。ただし、アルミニウム合金は、アルミニウムに比べ、多様な形態に加工することができるが、比熱（Ｊ／ｇＫ）が非常に大きいことから、熱拡散（熱の大気への放出）が良くない、つまり、体積、重さが大きくなる短所がある。
「炭素‐アルミニウム複合素材」は、米国のＮＡＳＡ、日本のＡＭＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社が開発、商用化したものであり、炭素（カーボン）の塊にアルミニウムを溶け込むように加工した複合素材である。「炭素‐アルミニウム複合素材」は、放熱性能は比較的優れるが、価格競争力の問題で一部の高級製品のみに採用されている。韓国のＰＯＳＣＯ、台湾、中国の企業が開発、商用化しているので、値段が下がるに伴って適用範囲も広くなると予想される。
例えば、銅、鉄のような電気の良導体では、熱も非常に早く伝達されるが、硫やプラスチックのような電気絶縁材では、熱も遅く伝達される。また、液体や気体は、固体に比べ熱伝達が非常に遅い。これは、熱伝導のメカニズムが各物質別に異なるからである。数値で表すと、厚さ１ｃｍの物質層の両面に１℃の温度差を設けたとき、その層の１ｃｍ２の広さを１秒間通過する熱量を利用し、これをその物質の熱伝導度（Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）という。
一般的に、熱伝導度は、温度によって多少変わるが、物質の種類によってはほぼ決まっている物質常数と考えても良い。また、金属の場合、熱伝導度と電気伝導とは、比例関係があり、同じ温度における熱伝導度と電気伝導との比は、金属の種類に関係なく、一定の値を有する。これは、Ｇ．Ｈ．Ｂｉｄｅｍａｎｎ及びＲ．Ｆｒａｎｔｚが１８５３年に発見し、「Ｂｉｄｅｍａｎｎ‐Ｆｒａｎｔｚ法則」という。
このように、金属内の熱伝導は、自由電子が熱を高温部から低温部へ運動エネルギーの形態で運ぶことで行われる。このため、金属の熱伝導度は高く、熱伝導度と電気伝導との間に相関関係がある。温度が更に高くなると、熱伝導度はある程度低くなるが、これは、自由電子の運動が結晶格子の熱振動によって妨害されるからと言われている。一方、自由電子を有しない誘電体（絶縁体）の場合には、熱でその一部に発生した原子・分子の振動が一種の波動性を有することになり、それが表面で反射され定常波を発生させ、定常波全体のエネルギーが均一に内部エネルギーを上げる作用原理で熱を伝達する。
本発明では、放熱作用を行う構造物である放熱体３及び放熱板９は、軽量化、小型化、製造原価節減の目的を達成するために、熱伝導度が多少低く、熱拡散度が多少高いマグネシウム合金等を採用する。熱伝導度を上げるために、熱伝達通路の断面積をアルミニウム合金より４０〜６０％拡大させ、熱拡散度が良いので、表面積をアルミニウム放熱構造より３０〜５０％縮小させ、空気の通風性を高めるために、３６０°四方に空気を流入及び流出できるようにし、モジュールの全体構造で放熱作用の部分全体が外部へ露出される構造に設計することが望ましい。
一方、本発明では、単一のＬＥＤ型照明モジュールを一般電球のようにソケットにねじ結合する照明器具として使用する場合、放熱型筐体６の蓋体６ｌの上面中央に、図８に示されたように、らせん状ソケット結合具１１を絶縁機能と接着機能を有する接着剤を利用して一体に固設する。これによって、らせん状ソケット結合具１１を通じて放熱型筐体６内に設置される電源供給用コンバータ５に交流電圧を容易に供給することができ、ＬＥＤ型照明モジュールを一般電球と同様にソケットにねじ結合することで、単独照明器具として広く使用されている階段照明灯、看板間接照明灯及びダウンライトのような照明器具の電灯として使用することができる。
また、本発明では、放熱体３の本体３ａの縁部に所定間隔で又は各角にネジ結合溝３ｈを各々穿孔することができる。
即ち、ＬＥＤ型照明モジュールを各種照明器具（例えば、複数のＬＥＤ型照明モジュールが一体に設けられた投光灯、保安灯、景観照明灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯等）のモジュール固定板８に穿孔された放熱体通過穴８ａに放熱体３の本体の一部を挿入した状態で、図５に示されたように、放熱体通過穴８ａの縁部に置かれた放熱体３の本体３ａをネジで固定させ、或いは、図９に示された所定形状を有するソケット結合用通風支持具１２をネジで放熱体３に固定するために、放熱体３の本体の上面に所定間隔で又は各角にネジ結合溝３ｈをさらに穿孔する。
ソケット結合用通風支持具１２は、図９及び図１０に示されたように、らせん状ソケット結合具１２ａと合成樹脂材及び金属で成形した通風支持具１２ｂを有する。らせん状ソケット結合具１２ａは、電源供給用コンバータ５へ交流電圧を供給し、単一のＬＥＤ型照明モジュール（図９参照）又は複数のＬＥＤ型照明モジュールがモジュール固定板８に一体に設置されたもの（図１０参照）に結合し、一般電球と同様に、ソケットにねじ結合する。一方、通風支持具１２ｂは、らせん状ソケット結合具１２ａの下部に一体に形成された本体１２ｂ‐１と、本体１２ｂ‐１の縁部から所定間隔で下方へ延長形成された複数の脚部１２ｂ‐２と、脚部１２ｂ‐２の下段に穿孔され、放熱体３又はモジュール固定板８にネジで固定させるためのネジ通過孔１２ｂ‐３とを有する。
このように、ソケット結合用通風支持具１２は、放熱体３及び放熱型筐体６の放熱機能には全く支障を与えない状態（即ち、空気の流れに全く支障を生じさせない状態）で、単一のＬＥＤ型照明モジュール又は複数のＬＥＤ型照明モジュールがモジュール固定板８に一体に設置されたものを、一般電球と同様に、ソケットにねじ結合することができる。従って、ソケット結合用通風支持具１２が設けられたＬＥＤ型照明モジュールを、図９のように、単独照明器具として広く使用されている階段照明灯、看板間接照明灯及びダウンライトのような照明器具の電灯として使用することができる。また、複数のＬＥＤ型照明モジュールがモジュール固定板８に一体に設置された場合は、図１０、図１３（ａ）及び（ｂ）のように、投光灯、保安灯、景観照明灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯のような高出力照明器具の電灯として笠の内部に着脱可能に使用することができる。
つまり、図９に示されたように、ソケット結合用通風支持具１２を一つのＬＥＤ型照明モジュールに結合させ、単独照明器具である階段照明灯、看板間接照明灯及びダウンライトのような照明器具の電灯として使用することができる。更には、図１０に示されたように、複数のＬＥＤ型照明モジュールが固設されたモジュール固定板８に結合させ、保安灯、景観照明灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯のような高出力照明器具の電灯として使用することができる。
一方、本発明では、放熱型筐体６の両側面の下部に、平断面がコ字形状の固定具結合具６ｇが更に一体に突出成形される。これによって、複数のＬＥＤ型照明モジュールをモジュール固定板８に固設させることができる。投光灯、保安灯、景観照明灯、ハウス、畜舎又は工場用照明灯のような高出力照明器具を製作する場合、図８（ａ）及び（ｂ）、図７（ａ）及び（ｂ）に示されたように、所定形状を有する弾性固定具１３を固定具結合具６ｇに結合し、モジュール固定板８に複数のＬＥＤ型照明モジュールを一体に固定結合し、或いは、図１１（ａ）及び（ｂ）に示されたように、ＬＥＤ型照明モジュールの光照射角度を調節するために光角度調節手段１４を結合する。
この場合、弾性固定具１３は、図６（ａ）に示されたように、所定の幅及び長さを有するように切断した鉄板を利用し、「π」形状の弾性固定片１３ａと、平板部１３ｂと、板バネ部１３ｃとを一体に形成することもできる。或いは、図７（ａ）に示されたように、所定の直径及び長さを有する鋼鉄線材を利用して一対の弾性掛止部１３ｅと、一対の平坦部１３ｆと、一対の間隔維持部１３ｇと、バネ部１３ｈとを一体に形成することができる。
このうち、図６（ａ）に示された実施例においては、弾性固定具１３は、所定の幅及び長さを有するように切断した鉄板を利用して曲げ成形される。具体的には、上部の平板部１３ｂを中心にその内側には、固定具結合具６ｇの内側に挿入され、弾性的に掛止する弾性固定片１３ａが「π」形状で形成されている。平板部１３ｂの外側には、固定具結合具６ｇの外側を覆う形態で形成され、その下段の一部が曲げられた形態で、図６（ｂ）に示されたように、モジュール固定板８の上面の一部と弾性的に密着している板バネ部１３ｃが一体に形成されている。さらには、板バネ部１３ｃの上部には、必要に応じて、分解用工具を結合させ、強制分解するための工具結合孔１３ｄを穿孔しても良い。
このような形態を有する弾性固定具１３を利用して、モジュール固定板８に穿孔された放熱体通過穴８ａに放熱体３を挿入してＬＥＤ型照明モジュールを結合した後、放熱型筐体６の両側面に成形された固定具結合具６ｇの内側に、板バネ形状を有する弾性固定具１３の「π」形状の弾性固定片１３ａを挿入すれば、弾性固定片１３ａの掛止突起が固定具結合具６ｇの下面の両側に弾性的に掛止される。これと同時に、弾性固定具１３の平板部１３ｂの外側に曲げ形成された板バネ部１３ｃは、固定具結合具６ｇの外側を覆い、その下段の一部が曲げられた形態で、図６（ｂ）に示されたように、モジュール固定板８の上面の一部と弾性的に密着する。これによって、ＬＥＤ型照明モジュールのモジュール固定板８への固定状態を確実に維持することができ、ＬＥＤ型照明モジュールのモジュール固定板への固定作業を容易に行うことができる。
一方、図７（ａ）に示された実施例においては、弾性固定具１３は、所定の直径及び長さを有する鋼鉄線材を利用して曲げ形成される。具体的には、上部の内側には、固定具結合具６ｇの内側に挿入され弾性的に掛止する一対の弾性掛止部１３ｅが形成されている。上部には、固定具結合具６ｇの上面部を囲む平坦部１３ｆが形成されている。また、平坦部１３ｆの外側から下方には、弾性掛止部１３ｅを所定間隔で維持する一対の間隔維持部１３ｇが曲げ形成されている。間隔維持部１３ｇの下部には、固定具結合具６ｇの外側を過ぎて、その下段の一部が曲げられた形態でモジュール固定板８の上面の一部まで弾性的に密着した形態を有するバネ部１３ｈが一体に折り曲げ形成されている。
このように、鋼鉄線材からなる弾性固定具１３を利用してＬＥＤ型照明モジュールをモジュール固定板８に固定するにおいては、一対の弾性掛止部１３ｅを放熱型筐体６の固定具結合具６ｇの内側に挿入して結合すると、一対の弾性掛止部１３ｅが固定具結合具６ｇの下面に各々弾性的に掛止固定される。これと同時に、弾性固定具１３の平坦部１３ｆの外側に曲げ形成した一対の間隔維持部１３ｇとバネ部１３ｈの一部が固定具結合具６ｇの外側を覆い、バネ部１３ｈの下段の一部は、曲げられた形態で、図７（ｂ）に示されたように、モジュール固定板８の上面の一部を弾性的に密着する。これによって、ＬＥＤ型照明モジュールのモジュール固定板８への固定状態を確実に維持することができ、ＬＥＤ型照明モジュールのモジュール固定板への固定作業を容易に行うことができる。
光角度調節手段１４は、図１１に示されたように、一対の弾性連結具１４ａと、支持具１４ｃと、固定板１４ｄとを有する。一対の弾性連結具１４ａは、所定の幅及び長さを有するように切断した鉄板を「Ｕ」形状に曲げ形成したものであり、その下部には、放熱型筐体６の固定具結合具６ｇが挿入され固定される結合具固定部１４ｂが一体に形成されており、放熱型筐体６の固定具結合具６ｇに着脱可能に結合する。
また、支持具１４ｃは、所定の幅及び長さを有するように切断した鉄板をコ字形状に曲げ形成したものであり、両端には、折り曲げ形成された固定片１４ｃ‐１が一体に形成されている。固定片１４ｃ‐１は、弾性連結具１４ａに形成されている隙間に挿入され、ボルト１４ｅと蝶ナット１４ｆとで角度の調節ができるように結合する。また、固定板１４ｄが支持具１４ｃの中央に着脱可能に固定され、ＬＥＤ型照明モジュールを含む光角度調節手段１４を、壁のような固定具に着脱可能に固定させる。
光角度調節手段１４は、一対の弾性連結具１４ａと支持具１４ｃとの連結部に設けられた蝶ナット１４ｆを緩めた後、図１２に示されたように、ＬＥＤ型照明モジュールの角度を調節し、所望の光角度に設定した後、蝶ナット１４ｆを締めて固定することができる。従って、このような構成は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールが適用された各種照明器具のうち、看板間接照明灯や景観照明灯等に適用すれば良い。
一方、図１３（ａ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを利用して製造した、円形反射笠を有する投光灯（例えば、工場及び高天井固定灯）を示す下面図であり、図１３（ｂ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを利用し、四角形投光灯（例えば、運動場、ゴルフ場、港及び舞台照明灯）を示す下面図である。
また、図１４（ａ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを利用し、１９０Ｗに設計された街灯を示す下面図であり、図１４（ｂ）は、本発明によるＬＥＤ型照明モジュールを利用し、１００Ｗに設計された保安灯を示す下面図である。
以上、本発明に関する例示的な実施形態について説明したが、本発明の技術分野に属する通常の知識を有する者であれば、本発明の範囲及び要旨を外れずに種々の変形及び変更が可能であることは自明である。
１ 拡散透過板
１ａ 防水リング挿入溝
１ｂ 超音波融着突起
１ｃ 基板変形防止棒
２ ＬＥＤ基板
２ａ ＬＥＤ
３ 放熱体
３ａ 本体
３ｂ 設置溝
３ｃ 放熱棒
３ｄ 超音波融着突起通過孔
３ｅ ネジ結合孔
３ｆ 放熱板支持部
３ｇ 放熱突起
３ｈ ネジ結合溝
４ 防水リング
５ 電源供給用コンバータ
６ 放熱型筐体
６ａ 放熱板支持棒
６ｂ ネジ結合片
６ｃ ネジ通過孔
６ｄ 放熱棒挿入溝
６ｅ リーブ
６ｆ 放熱突起
６ｇ 固定具結合具
６ｌ 蓋体
７ 防水パッキング
８ モジュール固定板
９ａ 放熱体通過孔
９ 放熱板
９ａ 放熱棒及び支持棒の通過孔
９ｂ 放熱棒及び支持棒の通過溝
１１ らせん状ソケット結合具
１２ ソケット結合用通風支持具
１２ａ らせん状ソケット結合具
１２ｂ 通風支持具
１２ｂ‐１ 本体
１２ｂ‐２ 脚部
１２ｂ‐３ ネジ通過孔
１３ 弾性固定具
１３ａ 弾性固定片
１３ｄ 平板部
１３ｃ 板バネ部
１３ｄ 工具結合孔
１３ｅ 弾性掛止部
１３ｆ 平面部
１３ｇ 間隔維持部
１３ｈ バネ部
１４ 光角度調節手段
１４ａ 弾性型連結具
１４ｂ 結合具固定部
１４ｃ 支持具
１４ｃ‐１ 固定片
１４ｄ 固定板
１４ｅ ボルト
１４ｆ 蝶ナット

Claims (12)

  1. 単独で照明灯の機能を行い、或いは、所定面積を有するモジュール固定板に複数個設けられ、所望の出力を出す照明器具を構成するのに使用されるＬＥＤ型照明モジュールであって、
    超音波融着によって放熱体の下面に固設され、ＬＥＤで発生する光を拡散又は透過させ、外部から流入する異質物と雨水の流入を防ぐ拡散透過板と、
    放熱体の下面にネジで固設された状態で電源供給用コンバータの制御によって照明に必要な光を発生させるＬＥＤ基板と、
    ダイカストで本体の上面に複数の放熱棒が一体に突出形成され、下面には前記ＬＥＤ基板及び前記拡散透過板を設置するための設置溝が形成され、本体には複数の超音波融着突起通過孔が形成され、軽金属系合金を成形して構成され、前記ＬＥＤで発生する熱を放熱させる放熱体と、
    前記拡散透過板と前記放熱体との機密を維持させる防水リングと、
    軽金属系合金で放射状板に形成され、前記放熱体の本体と平行になるように前記放熱棒の中間部において多端に固設され、前記ＬＥＤで発生する熱を更に放熱させる複数の放熱板と、
    蓋体を備える長方形筐体状になるように伝導性/高分子放熱樹脂材で射出成形され、前記放熱体の前記放熱棒の上部及び前記放熱板の上部にネジで着脱可能に固設され、その内部に内蔵される電源供給用コンバータで発生する熱及び前記ＬＥＤから前記放熱体と前記放熱板を通じて伝達される残熱の一部を放熱させる放熱型筐体と、
    前記放熱型筐体の上面開口部の縁部と前記蓋体の下面との間に設けられ、外部から前記放熱型筐体の内部へ湿気を含む異質物が流入することを防ぐ防水パッキングと、
    前記放熱型筐体に内蔵され、前記ＬＥＤ基板に設置されたＬＥＤを駆動するための電源電圧を供給する電源供給用コンバータと、
    を有すること特徴とするＬＥＤ型照明モジュール。
  2. 前記拡散透過板は、ポリカーボネート又はポリメチルメタクリレートを射出成形して形成することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  3. 前記拡散透過板の内側の中央には、前記ＬＥＤで発生する熱によりアルミニウムで成形された前記ＬＥＤ基板が熱膨張され、前記放熱体の下面で前記拡散透過板側へ突出変形することを防ぐための基板変形防止棒が更に突出成形されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  4. 前記放熱体の前記放熱棒は、円柱状又は円錐状を有するように成形され、
    円柱状の放熱棒には、前記放熱型筐体をネジで着脱可能に設置するためのネジ結合孔が形成され、
    円錐状を有する放熱棒のうち、一部の放熱棒の中間部には、前記複数の放熱板のうち最下段に位置する放熱板を支持するための放熱板支持部が形成され、
    円錐状を有する放熱棒のうち、残りの放熱棒の上部には、前記複数の放熱板のうち上段に位置する放熱板を支持する放熱板支持部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  5. 前記放熱板には、直径が異なる複数の放熱棒及び支持棒のための通過孔及び通過溝が穿孔され、
    前記放熱型筐体の下面において、前記放熱棒のうち円錐状の放熱棒に対応する位置には、前記放熱棒支持部によって支持された複数の放熱板の上面を各々支持して、前記放熱板が所定間隔を維持したまま、前記放熱体の前記放熱棒と前記放熱型筐体との間に固定された状態を維持するための複数の放熱板支持棒が２つ以上の高さで突出成形され、
    前記放熱棒のうち円柱状の放熱棒に対応する位置には、ネジで前記放熱型筐体を前記放熱体の前記放熱棒に一体に固定するための一対のネジ結合片とネジ通過孔が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  6. 前記放熱棒のうち、前記放熱型筐体のネジ通過孔を通じてネジ結合する２つの円柱状の放熱棒は、他の放熱棒よりも高く形成され、
    前記２つの円柱状の放熱棒と接触する、前記放熱型筐体の下面には、前記放熱棒の端部の一部が挿入され、前記放熱型筐体が回転しないようにする放熱棒挿入溝が更に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  7. 前記放熱体及び前記放熱板を形成する軽金属系合金は、熱拡散係数が１．３〜１．４ｃｍ２/ｓｅｃで、熱伝導度が６０〜９０Ｗ/ｍＫで、密度が１．８±０．３ｇ/ｃｍ３で、溶融温度が５９５℃で、比熱が１．０２〜１．０５Ｊ/ｇＫであるマグネシウム合金を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  8. 前記放熱型筐体を含む蓋体を形成する伝導性/高分子放熱樹脂材は、熱拡散係数が０．７５〜０．８ｃｍ２/ｓｅｃで、熱伝導度が９０〜１５０Ｗ/ｍＫで、密度が１．４±０．２ｇ/ｃｍ３で、溶融温度が１０５〜１６０℃で、比熱が１．１±０．４Ｊ/ｇＫである炭素ナノチューブ（ＣＮＴ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  9. 前記放熱型筐体の蓋体の上面中央には、絶縁機能と接着機能を同時に有する接着剤によって、らせん状ソケット結合具が一体固設されており、
    前記らせん状ソケット結合具は、前記電源供給用コンバータに交流電圧を供給し、前記ＬＥＤ型照明モジュールを単一の照明灯として一般電球のようにソケットにねじ結合することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  10. 前記放熱体の縁部には、所定間隔で又は各角にネジ結合溝が更に穿孔され、
    前記ネジ結合溝は、前記モジュール固定板に穿孔された放熱体通過孔に前記放熱体を挿入した状態で前記放熱体通過孔の縁部において前記放熱体の本体をネジで固定し、又は、所定形状を有するソケット結合用通風支持具をネジで前記放熱体の本体に固定するために用いられることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  11. 複数のＬＥＤ型照明モジュールが固設された前記モジュール固定板の上面には、所定形状を有するソケット結合用通風支持具が固設され、
    前記複数のＬＥＤ型照明モジュールが一体に固設されたモジュール固定板は、一般電球と同様に、照明器具にねじ結合することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
  12. 前記放熱型筐体の両側面の下部には、平断面がコ字形状である固定具結合具が更に突出成形され、
    複数のＬＥＤ型照明モジュールを前記モジュール固定板に固設して照明器具を製作する時、所定形状の弾性固定具を前記固定具結合具に結合し、或いは、前記ＬＥＤ型照明モジュールの光照射角度を調節するために光角度調節手段を前記固定具結合具に結合することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ型照明モジュール。
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