JP4427539B2 - 交換可能な発光ダイオードモジュール - Google Patents

Description

本発明は交換可能な発光ダイオードモジュールに関し、特に挿抜式の交換可能な発光ダイオードモジュールに関する。

発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）は、小体積、良好な耐震性、小消費電力、長寿命、多様なカラーといった長所を備えた微小な固体（solid-state）光源であり、様々な新しい用途に適用させることができるため、日常生活のあらゆる場所で見かける光源となっている。そして、発光ダイオードの発光効率の向上に伴い、演色性と色温度も徐々に向上し、その価格も下がってきているため、発光ダイオード照明の応用範囲はさらに広がる傾向にある。

発光ダイオードは、従来の白熱電球や蛍光灯と比べ、複数かつ多種類の組み合わせが可能である上、一つの発光ダイオードは発熱量が少ないために、発生する熱輻射を減らすことができる。発光ダイオードは、低電圧、低電流で駆動することができるため、消費電力が少なく、エネルギーを節減することができる。また発光ダイオードは、耐震性が高く、高周波数の操作が可能で、損壊後の回収が可能なために環境を汚染しない上、平面状にパッケージすることが可能なために軽薄短小の製品に適用しやすい。以上述べた長所を有する発光ダイオードは、従来の照明器具を代替することのできる大きな潜在力を備えた光源とみられている。

しかし発光ダイオードは、軽量かつ小型という特性を備えているため、大量の単体発光ダイオードで一つのモジュールを構成して製品に応用していた。そのため、発光ダイオードの一つが損壊した場合、モジュール全体を交換しなければならず、コストが多くかかる上、発光ダイオードモジュールの非照明面で発生する発熱量も、全体としては大きくなって軽視できなかった。そのため、これら従来技術における問題は解決が望まれていた。

本発明の目的は、発光ダイオードモジュールの維持コストを低減する交換可能な発光ダイオードモジュールを提供することにある。
本発明のもう一つの目的は、モジュールの様々な必要性に応じて調整や交換を行うことにより使用時の自由度を高める発光ダイオードモジュールを提供することにある。

このような技術的課題解決のため、請求項１に記載の発明にあっては、ベースモジュール１５０を備える交換可能な発光ダイオードモジュール１００であって、前記ベースモジュール１５０が、底板１６０、少なくとも一つの放熱構造１７０、複数のスロット１７２、及び少なくとも一つの発光モジュール１１０を有し、前記放熱構造１７０は、前記底板１６０に配置され、前記スロット１７２は、前記放熱構造１７０の中に配置され、前記発光モジュール１１０は、前記ベースモジュール１５０と組み合わされ、前記発光モジュール１１０のそれぞれは、本体１１２、少なくとも一つの放熱ピン１３０、及び複数の発光ダイオード１２０を有し、前記放熱ピン１３０は、前記スロット１７２の位置に対応するように前記本体１１２の端部に配置され、前記発光モジュール１１０は、前記放熱ピン１３０により前記放熱構造１７０の中にある前記スロット１７２の少なくとも一つと結合され、前記発光ダイオード１２０は、前記本体１１２の前記放熱ピン１３０が設けられた反対側に配置されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、前記放熱構造１７０は、前記スロット１７２の間に配置された複数の放熱ブロック１７４を有し、前記発光モジュール１１０から発生した熱量は、前記放熱ピン１３０及び前記放熱ブロック１７４で熱交換されることを特徴とする。

請求項３の発明は、前記放熱ピン１３０は、前記放熱ブロック１７４と直接に接触して熱交換を行うことを特徴とする。

請求項４の発明は、前記放熱ブロック１７４は、金属材料、セラミック材料又は高分子材料からなることを特徴とする。

請求項５の発明は、前記金属材料は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする。

請求項６の発明は、前記ベースモジュール１５０は、前記底板１６０に配置された電源供給装置１８０をさらに有し、前記発光モジュール１１０は、前記電源供給装置１８０の位置に対応するように前記本体１１２に設けられた駆動ピン１４０をさらに有し、前記発光モジュール１１０と前記ベースモジュール１５０とが組み合わされるときに前記駆動ピン１４０が前記電源供給装置１８０に接触され、前記電源供給装置１８０から供給された電源を前記発光ダイオード１２０へ送ることを特徴とする。

請求項７の発明は、前記駆動ピン１４０は、前記電源供給装置１８０に接触された複数のコネクタ１４２を有し、前記発光ダイオード１２０は、前記コネクタ１４２のうちの一つに接続されたリードピン・セット１２２を有することを特徴とする。

請求項８の発明は、前記本体１１２は、長方形の薄板構造であり、前記発光ダイオード１２０は、前記長方形の薄板構造の一方の長辺に直線状に配列され、前記放熱ピン１３０及び前記駆動ピン１４０は、前記長方形の薄板構造の他方の長辺に配置されていることを特徴とする。

請求項９の発明は、前記直線状の配列は、単面又は両面の直線状配列であることを特徴とする。

本発明の交換可能な発光ダイオードモジュールは、挿抜方式により発光モジュールとベースモジュールとを固定し、それぞれの発光モジュールは独立して配置されている。そのため、必要な輝度やカラーに応じて発光モジュールを調整し、発光ダイオードの一つが損壊した場合、問題のある発光モジュール一組だけ交換することができる。そのため、交換可能な発光ダイオードモジュールの維持コストを大幅に低減させるとともに使用時の自由度を高めることができる。発光モジュールにより発生する熱量は、放熱機能を備えたピンを介し、ベースモジュール上にある放熱構造の中にある放熱ブロックと熱交換を行う。これにより、発光ダイオードは、ベースモジュールにより放熱を行い、従来技術で発生した蓄積熱の問題を解決することができる。発光モジュールの中にある発光ダイオードは、直線状に配列することができるため、様々な形状のモジュールの必要性に応じ、各発光モジュールの長さを調整してモジュールに必要な面光源に構成することができる。

図１は、本発明の一実施形態による交換可能な発光ダイオードモジュールを示す分解図である。図１に示すように、交換可能な発光ダイオードモジュール１００は、挿抜式により互いに組み合わす発光モジュール１１０とベースモジュール１５０とを少なくとも含む。ベースモジュール１５０は、底板１６０と、底板１６０上に配置された複数のスロット１７２とを含む。各発光モジュール１１０は、本体１１２、ピン１３０及び複数の発光ダイオード１２０を含む。ピン１３０は、スロット１７２の位置に対応するように本体１１２の端部に配置され、発光ダイオード１２０は、本体１１２のピン１３０が設けられた反対側に配置されている。交換可能な発光ダイオードモジュール１００は、ピン１３０とスロット１７２との結合や分離を行い、ベースモジュール１５０に対して発光モジュール１１０の脱着を行い、挿抜式の固定方式を達成する。

本実施形態の交換可能な発光ダイオードモジュール１００は、従来の発光ダイオードモジュールと異なり、挿抜方式により発光モジュール１１０とベースモジュール１５０とを脱着することができる上、各発光モジュール１１０が独立的に配置されている。そのため、発光ダイオード１２０の一つが損壊した場合には、損壊した発光モジュール１１０だけを交換することができるため、交換可能な発光ダイオードモジュールの維持コストを低減させることができる。交換可能な発光ダイオードモジュール１００は、様々なカラーの発光モジュール１１０を含んでいるため、様々なカラーを表示することにより、使用時の自由度がさらに高まる。

ベースモジュール１５０は、放熱を行う放熱構造１７０をさらに含み、放熱構造１７０の中にはスロット１７２が配置されている。放熱構造１７０は、スロット１７２の間に配置された複数の放熱ブロック１７４を含む。ピン１３０は、スロット１７２と結合したときに放熱ブロック１７４と熱交換を行う放熱ピンでもよい。放熱ブロック１７４は、金属材料、セラミック材料又は高分子材料といった熱伝導率の高い材料からなってもよい。放熱ブロック１７４は、銅又はアルミニウムからなり、発光モジュール１１０から発生した熱量は、ピン１３０を介し、ベースモジュール１５０上に配置された放熱ブロック１７４と熱交換を行う。底板１６０はアルミニウムからなることが好ましい。放熱機能を備えたピン１３０は、金属表面１３２を有し、ピン１３０の放熱効果を高めてもよい。

ベースモジュール１５０は、底板１６０上に配置され、外部電源に接続されて交換可能な発光ダイオードモジュール１００に必要な電源を供給する電源供給装置１８０をさらに含んでもよい。発光モジュール１１０は、電源供給装置１８０に対応した位置に配置され、組み合わした時に電源供給装置１８０に接触される本体１１２に設けられた駆動ピン１４０をさらに含んでもよい。各発光ダイオード１２０は、それぞれ正負極を含むリードピン・セット１２２を有し、駆動ピン１４０上には複数のコネクタ１４２が設けられ、発光ダイオード１２０のリードピン・セット１２２がコネクタ１４２と接続されている。発光モジュール１１０とベースモジュール１５０とを組み合わせると、電源供給装置１８０から供給された電源は、電源供給装置１８０に接触されたコネクタ１４２に送られてから、コネクタ１４２によりリードピン・セット１２２へ送られて発光ダイオード１２０を駆動させる。発光モジュール１１０は、長方形の薄板構造であり、発光ダイオード１２０は、直線状に配列された発光モジュール１１０の一方の長辺に配置されていることが好ましく、放熱機能を備えたピン１３０及び駆動ピン１４０は、発光モジュール１１０の他方の長辺に配置してもよい。この直線状の配列は、単面の直線状の配列でもよい。各発光モジュール１１０の長さは、モジュールの様々な形状に応じて変え、複数の発光モジュール１１０を組み合わせてモジュールに必要な一面の光源を形成してもよい。

交換可能な発光ダイオードモジュール１００は、別の態様にすることもできる。例えば、発光モジュール１１０の数を使用する光線の強度に応じて増減させ、放熱構造１７０の中にある放熱ブロック１７４を複数の放熱フィンに変えてもよい。図２は、本発明のもう一つの実施形態による交換可能な発光ダイオードモジュールを示す分解図である。図２に示すように、ベースモジュール１５０の底板１６０上には複数の放熱構造１７０が配置され、発光モジュール１１０は、対応した位置に放熱機能を備えた複数のピン１３０を有し、それを放熱構造１７０の中にあるスロット１７２に結合させて熱交換を行う。或いは、ピン１３０を放熱ブロック１７４に直接接触させて発光モジュール１１０の放熱を行ってもよい。また図２に示すように、発光ダイオード１２０は、単位面積当たりの輝度を増大させるため、両面を直線状に配列してもよい。

上述の実施形態から分かるように、本発明は以下のような長所を有する。本発明の交換可能な発光ダイオードモジュールは、挿抜方式により発光モジュールとベースモジュールとを脱着させることができる上、各発光モジュールが独立的に配置されている。そのため、必要な輝度やカラーに応じて調整することが可能である上、発光ダイオードの一つが損壊した場合には、問題のある発光モジュール一組だけを交換することができるため、交換可能な発光ダイオードモジュールの維持コストを大幅に低減させることができる。発光モジュールから発生した熱量は、放熱機能を備えたピンを介し、ベースモジュール上にある放熱構造の中にある放熱ブロックと熱交換を行う。これにより発光ダイオードは、ベースモジュールにより放熱を行い、従来技術で発生した蓄積熱の問題を解決することができる。発光モジュールの中にある発光ダイオードは、直線状に配列することができ、モジュールの様々な形状に応じ、各発光モジュールの長さを調整してモジュールに必要な面光源に組み合わせることができる。

当該施術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と範囲を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本出願による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

本発明の一実施形態による交換可能な発光ダイオードモジュールを示す分解図である。 本発明のもう一つの実施形態による交換可能な発光ダイオードモジュールを示す分解図である。

符号の説明

１００ 交換可能な発光ダイオードモジュール
１１０ 発光モジュール
１１２ 本体
１２０ 発光ダイオード
１２２ リードピン・セット
１３０ ピン
１３２ 金属表面
１４０ 駆動ピン
１４２ コネクタ
１５０ ベースモジュール
１６０ 底板
１７０ 放熱構造
１７２ スロット
１７４ 放熱ブロック
１８０ 電源供給装置

Claims (8)

1. ベースモジュールを備える交換可能な発光ダイオードモジュールであって、
   前記ベースモジュールが、底板、少なくとも一つの放熱構造、複数のスロット、及び少なくとも一つの発光モジュールを有し、
   前記放熱構造は、前記複数のスロット、及び前記底板に配置されるとともに前記複数のスロットの間に配置された複数の放熱ブロックを有し、
   前記少なくとも一つの発光モジュールは前記ベースモジュールと組み合わされるためのものであり、それぞれ本体、少なくとも一つの放熱ピン、及び複数の発光ダイオードを有し、
   前記放熱ピンは、前記スロットの位置に対応するように前記本体の端部に配置され、
   前記発光モジュールは、前記放熱ピンにより前記放熱構造の中にある前記スロットの少なくとも一つと結合され、前記発光モジュールから発生した熱量は、前記放熱ピン及び前記放熱ブロックで熱交換され、前記発光ダイオードは、前記本体の前記放熱ピンが設けられた反対側に配置されていることを特徴とする交換可能な発光ダイオードモジュール。
2. 前記放熱ピンは、前記放熱ブロックと直接に接触して熱交換を行うことを特徴とする、請求項１に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
3. 前記放熱ブロックは、金属材料、セラミック材料又は高分子材料からなることを特徴とする、請求項１に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
4. 前記金属材料は、銅又はアルミニウムであることを特徴とする、請求項３に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
5. 前記ベースモジュールは、前記底板に配置された電源供給装置をさらに有し、
   前記発光モジュールは、前記電源供給装置の位置に対応するように前記本体に設けられた駆動ピンをさらに有し、
   前記発光モジュールと前記ベースモジュールとが組み合わされるときに前記駆動ピンが前記電源供給装置に接触され、前記電源供給装置から供給された電源を前記発光ダイオードへ送ることを特徴とする、請求項１に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
6. 前記駆動ピンは、前記電源供給装置に接触された複数のコネクタを有し、
   前記発光ダイオードは、前記コネクタのうちの一つに接続されたリードピン・セットを有することを特徴とする、請求項５に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
7. 前記本体は、長方形の薄板構造であり、
   前記発光ダイオードは、前記長方形の薄板構造の一方の長辺に直線状に配列され、
   前記放熱ピン及び前記駆動ピンは、前記長方形の薄板構造の他方の長辺に配置されていることを特徴とする、請求項５に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
8. 前記直線状の配列は、単面又は両面の直線状配列であることを特徴とする、請求項７に記載の交換可能な発光ダイオードモジュール。
   

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