JP5284522B1 - 光半導体照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品全体の軽量化を実現可能な光半導体照明装置を提供する。
【解決手段】本発明は発光モジュールが装着されたハウジングに放射状に配置される放熱ユニットの形成方向に第１放熱通路を形成し、発光モジュールの周縁に沿って第２放熱通路を形成する実施形態と、発光モジュール、光学部材及び放熱ユニットを含み一端側から他端側に行くほど次第に広くなる底面が形成されたエンジン本体を含むライトエンジン（ｌｉｇｈｔ ｅｎｇｉｎｅ）の概念の実施形態と、を提供することによって製品全体の軽量化を実現可能で、自然対流を誘導して放熱効率をさらに向上させることができ、製品の組み立て及び設置が簡単で維持補修が便利である上、半導体光素子の単位面積あたりの配置効率を上げて信頼度の高い製品を提供できるようにする光半導体照明装置に関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光半導体照明装置に関する。

ＬＥＤ又はＬＤなどのような光半導体は、白熱灯や蛍光灯に比べて電力消耗量が少ない上に使用寿命が長く耐久性に優れているだけでなく、非常に高い輝度により、最近、照明用として多くの注目を集めている部品の１つである。

通常、このような光半導体を利用した照明器具は光半導体からの発熱が避けられないため、熱が発生する部位には必ずヒートシンクを設置して発生した熱を外部に放出させなければならない。

最近、上述のような光半導体が大衆化され大量生産で光半導体の製品単価も低くなることによって、光半導体を利用した照明器具を工場灯、街灯、または保安灯などの高出力の産業用に活用する傾向にある。

したがって、このような高出力の産業用として活用される光半導体を利用した照明器具は、通常、発熱問題もその大きさと出力に比例して大きくなるので、発熱性能を充分に発揮するためにはヒートシンクの容量及び体積もともに大きくなるようになる。

光半導体を利用した照明器具に装着されたヒートシンクは、通常、ダイカストなどの方式でハウジングと一体に、または着脱結合可能に製作されることが一般的であるが、このような方式で製作されたヒートシンクは製品全体の重量が大きくなり製作費用や原材料の使用量が増大する問題もあった。

特に、ダイカストで製作された従来のヒートシンクはその製作方式の特性上、放熱フィンの厚さを所定基準以下に薄くすることができないため、限定された部位により放熱面積が狭く、十分な放熱面積を確保するために多数の放熱フィンを形成した場合、ヒートシンク自体の体積と大きさが大きくなる。

一方、このような点に鑑みて薄板を利用して放熱板の形態に製作されたヒートシンクの場合は、十分な放熱面積の確保は可能であるが、ハウジングに線接触の形態で配置されなければならないという構造的な制限によって、光半導体から発生する熱を伝達して排出させる熱伝逹の側面では限界があった。

また、光半導体を利用した照明器具は、通常、光半導体が配置された回路基板がヒートシンクと接続され、回路基板がハウジングに内蔵され、ハウジングに設置されたレンズなどの光学部材によって光半導体からの光がより広く又は狭く照射されるようにする構造である。

このような光半導体を利用した照明器具は、一般に製造上の便宜のために一律的に四角形又は円形の回路基板上に配置されたものが大半であり、前述した回路基板を収容するハウジングも四角形又は円形のものが主流であった。

しかし、このような照明器具は高出力を図るために、配列のための単位面積あたりの個数が多数となる配列をした場合、前述したような構造的な形状の制限によって照明器具全体の重量と体積が大きくなる問題点がある。

韓国公開特許第１０−２０１１−００７７２３７号公報

本発明は、上記問題点を改善するためになされたものであって、本発明の目的は、製品全体の軽量化を実現可能な光半導体照明装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、自然対流を誘導して放熱効率をさらに向上させることができるようにする光半導体照明装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、製品の組み立て及び設置が簡単で維持補修が容易な光半導体照明装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、本発明は半導体光素子の単位面積あたりの配置効率を上げて信頼度の高い製品を提供できるようにする光半導体照明装置を提供することにある。

上記のような目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、少なくとも１つの半導体光素子を含み、前記ハウジングの底面外側に配置される発光モジュールと、前記ハウジングの底面内側に放射状に配置され、前記ハウジングの底面内側の中心部に連通空間を形成する放熱ユニットと、前記ハウジングの底面内側の中心部から放射状に形成される第１放熱通路と、前記ハウジング底面の周縁に沿って上下方向に形成される第２放熱通路と、を含むことを特徴とする光半導体照明装置を提供することができる。

ここで、前記放熱ユニットは、前記ハウジングの底面と直交し、対向する一対の放熱薄板を含む放熱体ユニットが複数に配置されたことを特徴とする。

また、前記光半導体照明装置は、前記ハウジングの底面内側の中心部に配置され前記放熱ユニットの内側端部を固定するコア固定片をさらに含むことを特徴とする。

また、前記放熱ユニットの外側端部は前記ハウジングの底面外側から形成される前記第２放熱通路と連通することを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記ハウジングの底面の周縁に沿って延在する側壁をさらに含み、前記放熱ユニットは前記側壁の内側に収容され、前記第２放熱通路は前記側壁に平行するように形成されることを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記側壁の上側周縁に結合され中心部に連通孔が形成されたカバーをさらに含むことを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記第１及び第２放熱通路と連通し、中心部に連通孔が形成されるカバーと、前記カバーの形成方向に沿って複数に形成した仮想の同心円の円周上において貫通された複数の上部ベントスロットと、をさらに含むことを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記放熱ユニットの上側に配置されて前記ハウジングと結合され、中心部において前記連通空間と接続される連通孔が形成されたカバーをさらに含むことを特徴とする。

また、前記カバーは、前記カバーの形成方向に沿って複数に形成した仮想の同心円の円周上において貫通された複数の上部ベントスロットをさらに含むことを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記連通空間に配置される換気ファンをさらに含むことを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記発光モジュールの周縁に沿って前記ハウジングの底面に貫通された複数の下部ベントスロットをさらに含み、前記下部ベントスロットは前記第２放熱通路と連通することを特徴とする。

一方、本発明は少なくとも１つの半導体光素子が前記ハウジングの底面外側に配置されるハウジングと、前記ハウジングの底面内側に放射状に配置される複数の底部薄板と、前記底部薄板の両側周縁に沿って延在して対向する放熱薄板と、を含むことを特徴とする光半導体照明装置を提供することもできる。

ここで、前記光半導体照明装置は、前記底面内側の中心部に向かって前記底部薄板の内側端部から延在する延在薄板と、前記延在薄板の両側周縁に沿って延在して対向する固定薄板と、をさらに含み、前記固定薄板は前記放熱薄板と接続されることを特徴とする。

この時、前記光半導体照明装置は、前記底面内側の中心部に配置され前記固定薄板の上側周縁を固定するコア固定片をさらに含むことを特徴とする。

また、前記底部薄板は、前記底面内側の周縁側に向かって次第に広くなるようにテーパ状をなす形状であることを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記底面内側から突出され前記底部薄板の両側周縁に沿って配置された複数の固定突片をさらに含むことを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記底面内側の中心部から複数の前記底部薄板及び前記放熱薄板の内側端部間で形成される連通空間をさらに含み、前記連通空間は第１放熱通路と連通することを特徴とする。

また、前記ハウジングは、前記連通空間に配置される換気ファンをさらに含むことを特徴とする。

さらに、特許請求の範囲及び明細書に記載された「半導体光素子」は光半導体を含んでもよいし、光半導体を利用する発光ダイオードチップなどのようなものであってもよい。

このような「半導体光素子」は前述した発光ダイオードチップを含む多様な種類の光半導体を内部に含むパッケージレベルのものを含むといえる。

上記構成の本発明によれば、次のような効果を図ることができる。

まず、本発明は発光モジュールが装着されたハウジングに放射状に配置される放熱ユニットを含み、放熱ユニットの形成方向に沿って第１放熱通路を形成し、発光モジュールの周縁に沿ってハウジングの上下方向に第２放熱通路を形成した構造を採用することによって、第１、第２放熱通路を介した自然対流を活発に誘導して放熱効果を大幅に増大させて発熱問題を解決することができる。

また、本発明は半導体光素子を含むハウジングに放射状に配置された底部薄板の両側の周縁から延在して放熱薄板が互いに対向する「Ｕ」字形状の構造を採用することによって、製品全体の軽量化を実現でき、製品の生産原価と原資材の使用量を大幅に減らすことができる。

すなわち、本発明は放熱体ユニットそのものを薄板化することによってダイカストで製作された従来のヒートシンクの問題点であるヒートシンクを薄板化することが難しい問題点を解決して軽量化を実現できるようにしており、従来の薄板型ヒートシンクの線接触方式による伝熱面積の確保の困難を底部薄板によって解決したものと言える。

また、本発明は底部薄板と放熱薄板を含む放熱体ユニットをハウジングに嵌め込んで結合させ、上部ベントスロットが形成されたカバーをハウジングに締結することで製品の組み立てが簡単に行われるので、故障の発生個所の確認が直ちに行われることができ、維持補修管理も簡便で信頼性の高い製品を需要者に供給できるであろう。

そして、本発明は発光モジュール、光学部材及び放熱ユニットが含まれ、一端側から他端側に行くほど次第に広くなる底面を形成したエンジン本体を含むライトエンジン（ｌｉｇｈｔ ｅｎｇｉｎｅ）の概念の装置を提供することで、半導体光素子の単位面積あたりの配置効率を上げて信頼度の高い製品を提供することができる。

すなわち、本発明はライトエンジンの概念のエンジン本体を別途の収容空間が備えられたベースケーシングに放射状に配置することによって高出力の照明を実現できる上に、出力調節も設置及び施工環境に応じて適切に可変できるであろう。

本発明の一実施形態による光半導体照明装置の全体的な構成を示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ´線断面図である。 図１のＢから見た一部の概念図である。 図１のＣから見た一部の概念図である。 本発明の一実施形態による光半導体照明装置の主要部である放熱ユニットを構成する放熱体ユニットの全体的な構造を示す図である。 図５のＤから見た一部の概念図である。 本発明の一実施形態による光半導体照明装置の全体的な構造を示す斜視図である。 図７のＥ−Ｅ´線断面概念図である。 本発明の他の実施形態による光半導体照明装置の全体的な構造を示す斜視図である。 図９のＦ−Ｆ´線断面概念図である。 図９のＧから見た一部の概念図である。 図９のＩから見た一部の概念図である。 本発明の他の実施形態による光半導体照明装置の主要部である放熱ユニットを構成する放熱体ユニットの全体的な構造を示す図である。 本発明の他の実施形態による光半導体照明装置の主要部である放熱ユニットを構成する放熱体ユニットの全体的な構造を示す図である。 本発明の様々な実施形態による光半導体照明装置の実際の適用例を示す概念図である。 本発明の様々な実施形態による光半導体照明装置の実際の適用例を示す概念図である。 本発明の様々な実施形態による光半導体照明装置の実際の適用例を示す概念図である。 本発明の様々な実施形態による光半導体照明装置の実際の適用例を示す概念図である。 図１７のＫ−Ｋ´線断面概念図である。

以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による光半導体照明装置の全体的な構成を示す斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ´線断面図で、図３は図１のＢから見た一部の概念図で、図４は図１のＣから見た一部の概念図で、図５及び図６は本発明の一実施形態による光半導体照明装置の主要部である放熱ユニットを構成する放熱体ユニットの全体的な構造を示す図である。

本発明は、図示のように、発光モジュール２００が配置されたハウジング１００に放熱ユニット３００が装着され、ハウジング１００内側に第１、第２放熱通路Ｈ１、Ｈ２が形成された構造であることがわかる。

ちなみに、図２で説明されていない符号６００は防水コネクタを示し、図２での底面１１０外側とは底面１１０を基準に図面の下側に向ける面を、底面１１０内側とは底面１１０を基準に図面の上側に向ける面をそれぞれ指すものとし、以下の図面でも同じように適用することとする。

ハウジング１００は発光モジュール２００と放熱ユニット３００が装着される空間を提供するものであり、発光モジュール２００は少なくとも１つの半導体光素子２０１を含み、ハウジング１００の底面１１０外側に配置されるものであり、光源として作用するようになる。

放熱ユニット３００はハウジング１００の底面１１０内側に放射状に配置され、ハウジング１００の底面１１０内側の中心部に連通空間１０１を形成するものであり、発光モジュール２００から発生する熱をハウジング１００の外側に排出させるためのものである。

第１放熱通路Ｈ１はハウジング１００の底面１１０内側の中心部から放射状に形成されるものであり、具体的には放熱ユニット３００それぞれの形成方向に沿って放射状に形成されることができる。

第２放熱通路Ｈ２はハウジング１００底面１１０の周縁に沿って上下方向に形成されるものであり、具体的には発光モジュール２００の周縁に沿ってハウジング１００の上下方向に連通するように形成されることができる。

したがって、本発明は、図示のように第１、第２放熱通路Ｈ１、Ｈ２によって発光モジュール２００から発生される熱が排出される経路を多数形成させることによって、自然対流を活発に誘導して放熱効果をさらに増大させることができる。

本発明は前記のような実施形態の適用が可能で、次のような様々な実施形態の適用も可能であることは無論である。

ハウジング１００は上述のように発光モジュール２００と放熱ユニット３００が装着される空間を提供するためのものであり、ハウジング１００の底面１１０周縁に沿って延在する側壁１２０（図２参照）をさらに含み、側壁１２０が放熱ユニット３００を外側から囲み、第２放熱通路Ｈ２が側壁１２０に平行するように形成されるものである。

そして、ハウジング１００は発光モジュール２００の周縁に沿ってハウジング１００の底面１１０に貫通された複数の下部ベントスロット１３０をさらに含み、下部ベントスロット１３０は第２放熱通路Ｈ２と連通するものである。

そして、ハウジング１００は側壁１２０の上側周縁に結合され中心部に連通孔５０１が形成されたカバー５００をさらに含む実施形態の適用が可能である。

カバー５００は第１、第２放熱通路Ｈ１、Ｈ２と連通し、中心部に連通孔５０１が形成されるものであり、カバー５００の形成方向に沿って複数に形成した仮想の同心円の円周上において複数の上部ベントスロット５１０が貫通する。

具体的には連通孔５０１は第１放熱通路Ｈ１を介して連通空間１０１と接続されるものであり、第２放熱通路Ｈ２は最外縁の上部ベントスロット５１０を介して接続される。

図３からは下部ベントスロット１３０が上部ベントスロット５１０を介して連通するように形成された構造であることがわかり、これは後述する放熱ユニット３００の詳細な構造説明とともにさらに明確に理解されるであろう。

そして、本発明の一実施形態による光半導体照明装置は図１及び図４のようにハウジング１００の底面１１０内側の中心部に配置されて放熱ユニット３００の内側端部を固定するコア固定片４００をさらに含むことが好ましい。

また、連通空間１０１には特に示していないが、発光モジュール２００から発生する熱を強制的に対流させてハウジング１００の外側に排出させることによって放熱効果を速かに図ることができるように換気ファンをさらに装着してもよい。

一方、放熱ユニット３００は上述のようにハウジング１００の底面１１０に装着されて放熱性能を実現できるようにしたものであり、ハウジング１００の底面１１０と直交し、対向する一対の放熱薄板３２０を含む放熱体ユニット３０１（図５及び図６参照）が複数に配置されたものである。

ここで、放熱ユニット３００の外側端部はハウジング１００の底面１１０外側から形成される第２放熱通路Ｈ２と連通することを確認することができる。

放熱ユニット３００の構造についてさらに詳しく述べると、ハウジング１００の底面１１０内側に放射状に配置されるものであり、半導体光素子２０１が配置された反対側面、すなわち底面１１０内側に接触される複数の底部薄板３１０を含む構造であることが把握できる。

そして、放熱ユニット３００は底部薄板３１０の両側周縁に沿って延在して互いに対向する放熱薄板３２０を含む。

したがって、第１放熱通路Ｈ１は放熱薄板３２０と隣接した放熱薄板３２０の間に放射状に形成され、第２放熱通路Ｈ２は次のように形成される。

すなわち、第２放熱通路Ｈ２は底面１１０内側の周縁に沿って貫通された複数の下部ベントスロット１３０に対応するように下部ベントスロット１３０から上下に第１放熱通路Ｈ１と直交するように形成されるものである。

ここで、底部薄板３１０は外側端部が切除されて、放熱薄板３２０の間に切欠部３１５が形成されることによって、切欠部３１５が下部ベントスロット１３０と連通し、第２放熱通路Ｈ２はカバー５００の上部ベントスロット５１０を介して形成され得る。

このとき、放熱ユニット３００は底面１１０内側の中心部に向かって底部薄板３１０の内側端部から延在する延在薄板３１１と、延在薄板３１１の両側周縁に沿って延在して互いに対向する固定薄板３１２と、をさらに含むことが好ましい。

延在薄板３１１は固定薄板３１２の形成空間を提供するためのものであり、固定薄板３１２は固定薄板３１２の上側周縁を固定するコア固定片４００による固定支持力を分散支持するための補強構造の役割を行うものである。

コア固定片４００が底面１１０内側の中心部に配置されるものであることは図面及び上述と同じである。

したがって、連通空間１０１はコア固定片４００の上側空間、すなわち底面１１０内側の中心部から複数の底部薄板３１０及び放熱薄板３２０の内側端部間で形成され、第１放熱通路Ｈ１と互いに連通するものである。

また、ハウジング１００は、図５のように放熱体ユニット３０１を構成する底部薄板３１０の定着空間を提供し、放熱薄板３２０の下部側が堅固に固定支持されることができるように底面１１０内側から突出され、底部薄板３１０の両側周縁に沿って配置された複数の固定突片１６０をさらに含むことが好ましい。

また、底部薄板３１０は、図６のように底面１１０の中心部から外側に向かうほど円滑に熱が排出されることができるように底面１１０内側の周縁側に向かって次第に広くなるようにテーパ状をなす形状に製作されるようにする。

したがって、放熱ユニット３００は放熱体ユニット３０１を構成する底部薄板３１０と放熱薄板３２０が全体的にその断面が「Ｕ」字形状をなすようにするが、底部薄板３１０が底面１１０の内側に接触配置されるようにすることによって従来の放熱フィン構造に比べて伝熱面積が増大する結果によってさらに増大した放熱効果を図ることができるようになる。

さらに、本発明は従来の照明装置でヒートシンクがダイカストで製作されることによって、体積と大きさが大きくなる問題点を、薄板構造である底部薄板３１０と放熱薄板３２０とを含む放熱体ユニット３０１の放射状の配置構造に代えることによって製品全体の軽量化が可能になる。

一方、本発明は図７乃至図１９のようにライトエンジンの概念の構造を活用した実施形態の適用も可能である。

ちなみに、図７乃至図１９での図面符号のうち図１乃至図６と同じ構造と役割を行う部材には同じ符号を付することにする。

まず、図７は、本発明の一実施形態による光半導体照明装置の全体的な構造を示す斜視図であり、図８は、図７のＥ−Ｅ´線断面概念図である。

そして、図９は、本発明の他の実施形態による光半導体照明装置の全体的な構造を示す斜視図であり、図１０は、図９のＦ−Ｆ´線断面概念図であり、図１１は、図９のＧから見た一部の概念図であり、図１２は図９のＩから見た一部の概念図で、図１３及び図１４は本発明の他の実施形態による光半導体照明装置の主要部である放熱ユニットを構成する放熱体ユニットの全体的な構造を示す図である。

また、図１５乃至図１８は本発明の様々な実施形態による光半導体照明装置の実際の適用例を示す概念図で、図１９は、図１７のＫ−Ｋ´線断面概念図である。

ちなみに、図８で説明されていない符号６００は防水コネクタを示す。

そして、図９でハウジング１００底面１１０の他端側は一端側に比べて広くなる側を指し、ハウジング１００底面１１０の「一端側」は右側下端を、「他端側」は左側上端を指す。

そして、図１０でハウジング１００底面１１０の「一端側」は右側を、「他端側」は左側を指す。

そして、図１１でハウジング１００底面１１０の「一端側」は左側上端を、「他端側」は右側下端を指す。

そして、図１２でハウジング１００底面１１０の「一端側」は右側下端を、「他端側」は左側上端を指す。

そして、図１３でハウジング１００底面１１０の「一端側」は左側下端を、「他端側」は右側上端を指す。

そして、図１４でハウジング１００底面１１０の「一端側」は左側を、「他端側」は右側を指す。

また、図１９で説明されていない符号６００は防水コネクタを示し、図７、図８、図９、図１０及び図１９での底面１１０外側は底面１１０を基準に図面の下側に向ける面を、底面１１０内側は底面１１０を基準に図面の上側に向ける面をそれぞれ指すこととし、他の図面でも同じように適用することにする。

本発明は、図示のようにベースケーシング７００の底面外側にエンジン本体８００が結合され、ベースケーシング７００の底面内側に放熱ユニット３００が結合される構造であることが把握できる。

ベースケーシング７００は筒状の部材であり、後述する放熱ユニット３００が収容される空間を提供しながら後述するエンジン本体８００が装着される面積も提供するためのものである。

エンジン本体８００はベースケーシング７００の底面外側に結合され、一端側から他端側に行くほど次第に広くなる上面を形成するものである。

ここで、エンジン本体８００は特に示してはいないが、半導体光素子を含む発光モジュール（図示せず）と共に発光モジュールに対応する光学部材を含む構造をいい、ＬＥＤ照明エンジン標準規格開発コンソーシアムである「ザガ コンソーシアム（Ｚｈａｇａ ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）」で定義する発光モジュール及びそれと電気的に接続されるパワーユニットとの結合形態にまで拡張された構造的概念であると把握するとよい。

放熱ユニット３００はベースケーシング７００の底面内側に扇状に配置され、対向する一対の放熱薄板３２０を備えた複数の放熱体ユニット３０１、以下（図１３及び図１４参照）を含むものである。

この時、放熱体ユニット３０１はベースケーシング７００の底面外側に装着されるハウジング８００の大きさ又はエンジン本体８００内部に装着された発光モジュールの光出力量に応じてその個数を適切に加減して配置されることができる。

そして、放熱ユニット３００は十分な伝熱面積を確保するためにベースケーシング７００に接触される底部薄板３１０（図９を参照）を含み、放熱薄板３２０は底部薄板３１０の両側の周縁から延在するものである。

また、エンジン本体８００はベースケーシング７００の底面外側の中心部から放射状に複数に配置され、さらに詳細に述べると放熱ユニット３００はエンジン本体８００が結合された位置に対応するように配置されることが放熱性能の実現のためには好ましい。

本発明は前記のような実施形態の適用が可能で、次のような様々な実施形態の適用が可能であることは無論である。

ベースケーシング７００は上述のようにエンジン本体８００と放熱ユニット３００の装着空間及び面積を提供するためのもので、図８のように複数の放熱体ユニット３０１の内側端部を上側で固定するリング状のコア固定片４００をさらに含む。

また、ベースケーシング７００は放熱ユニット３００及びベースケーシング７００内部に装着された部品を外部から加えられる物理・化学的衝撃から保護するために複数の放熱体ユニット３０１の上側に配置され、ベースケーシング７００の周縁に固定され、複数の上部ベントスロット５１０が貫通されたリング状のカバー５００をさらに備えることが好ましい。

また、カバー５００は放熱ユニット３００が形成する空間を介して自然対流を誘導しつつ発光モジュール２００から発生された熱の排出が円滑に行われることができるように放熱薄板３２０の上側に配置されてベースケーシング７００の上側周縁に結合されるものである。

したがって、本発明はベースケーシング７００の底面内側及び外側に配置領域に拘らずエンジン本体８００の個数及び放熱ユニット３００を構成する放熱体ユニット３０１の個数を適切に加減して配置することによって様々な設置及び施工環境に幅広い積極的な対応が行える。

一方、本発明は前述した構造の実施形態を適用することができることは無論で、図９乃至図１９に示したような様々な構造の実施形態を適用することもできる。

まず、本発明は大まかには発光モジュール２００が装着されたハウジング１００に放熱ユニット３００が含まれた構造であることが把握できる。

ハウジング１００は一側から他側に行くほど次第に広くなる底面１１０を形成するものであり、具体的には扇状からなり後述する発光モジュール２００、光学部材及び放熱ユニット３００が装着される空間と面積を提供するための部材である。

発光モジュール２００は少なくとも１つの半導体光素子２０１を含み、ハウジング１００の底面１１０外側に配置されるものであり、光源として作用するようになる。

光学部材はハウジング１００の底面１１０外側に結合され、発光モジュール２００と対面するものであり、発光モジュール２００から照射される光の配光面積を調節できるようにするものである。

放熱ユニット３００はハウジング１００の底面１１０内側に扇状に配置され、対向する一対の放熱薄板３２０を備えた複数の放熱体ユニット３０１を含むものであり、発光モジュール２００から発生する熱をハウジング１００の外側に排出させることができるようにするためのものである。

したがって、このような構造及び実施形態による光半導体照明装置はハウジング１００の底面１１０の構造的特徴上、後述するベースケーシング７００（図１５乃至図１９参照）に複数に装着されることによって光出力量を調節することもできる。

ハウジング１００は上述のように本発明の各構成要素が装着される空間及び面積を提供するためのものであり、底面１１０の両側の周縁及びハウジング１００の他側の周縁に沿って延在する側壁１２０をさらに含み、放熱ユニット３００は側壁１２０が形成する内部空間に収容されるものである。

光学部材は上述のように発光モジュール２００に対向するものであり、発光モジュール２００と対面し発光モジュール２００から照射された光を透射させる透明又は半透明材質の光学カバー２１０を含む。

そして、光学部材は光学カバー２１０に備えられ半導体光素子２０１に対応して半導体光素子２０１それぞれから光が照射される面積や範囲を縮小又は拡大させる役割を行うレンズ２２０を含む。

一方、ハウジング１００は図１０のように光学部材の装着のために結合リブ１５０とフレームリブ１７０とをさらに備えた実施形態を適用できる。

結合リブ１５０は底面１１０外側の周縁に沿って突出されたものであり、フレームリブ１７０は結合リブ１５０に結合されるものであり、光学部材の周縁は結合リブ１５０とフレームリブ１７０の間に固定されることが把握できる。

ここで、ハウジング１００は結合リブ１５０の外側周縁に沿って段差を有して形成された第１顎部１５２と、フレームリブ１７０の外側周縁に沿って段差を有して形成され、第１顎部１５２に対応する第２顎部１７２と、をさらに含む構造を適用できる。

第１顎部１５２と第２顎部１７２は結合リブ１５０とフレームリブ１７０の確実かつ堅固な締結を図るために作られたものであって、光学部材、すなわち光学カバー２１０の周縁が確実に固定されるように備えられた技術的手段といえる。

この時、光学部材、すなわち光学カバー２１０の周縁には気密及び水密維持のために封止部材１８０が結合されることが好ましい。

また、ハウジング１００は放熱ユニット３００が形成する空間を介して自然対流を誘導しつつ発光モジュール２００から発生された熱の排出が円滑に行われることができるように放熱薄板３２０の上側に配置されてハウジング１００の上側周縁に結合されるカバー５００をさらに備えることが好ましい。

また、カバー５００は放熱ユニット３００及びベースケーシング７００内部に装着された部品を外部から加えられる物理・化学的衝撃から保護する役割も行うことは無論である。

ここで、カバー５００にはハウジング１００の一側から他側方向に沿って貫通された少なくとも１つの上部ベントスロット５１０がさらに形成される実施形態を適用できる。

この時、ハウジング１００は底面１１０の他側の周縁に貫通される少なくとも１つの下部ベントスロット１３０（図１０乃至図１２参照）をさらに含む実施形態の適用も可能である。

一方、放熱ユニット３００は上述のように放熱性能を実現できるようにしたものであり、放熱体ユニット３０１を構成する放熱薄板３２０が形成されるようにハウジング１００の底面１１０内側に接触される底部薄板３１０を含む。

ここで、放熱薄板３２０は底部薄板３１０の両側の周縁から延在する構造であることが把握できる。

この時、放熱薄板３２０それぞれの間に形成される空間にはハウジング１００の底面１１０一側から他側にわたって扇状に第１放熱通路Ｈ１（以下、図１０、図１３及び図１４参照）が形成される。

また、下部ベントスロット１３０からカバー５００の最外縁に位置した上部ベントスロット５１０にわたっては第２放熱通路Ｈ２（以下、図１０及び図１３参照）が形成される。

したがって、本発明は、図示のように第１、２放熱通路Ｈ１、Ｈ２によって発光モジュール２００から発生される熱が排出される経路を多数形成させることによって自然対流を活発に誘導して放熱効果をさらに増大させることができる。

また、放熱ユニット３００は後述するベースケーシング７００に固定配置される時に活用できるように延在薄板３１１及び固定薄板３１２をさらに備えた構造を適用することもできる。

すなわち、延在薄板３１１は底面１１０の一側に向かって底部薄板３１０の内側端部から延在するものであり、固定薄板３１２は延在薄板３１１の両側周縁に沿って延在して対向するものである。

この時、固定薄板３１２は放熱薄板３２０と接続されるものであることがわかり、固定薄板３１２が底面１１０から突出された高さは放熱薄板３２０より低いことが組み立ての固定のためには好ましい。

また、底部薄板３１０は底面１１０に放射状に配置される構造的な特徴上、十分な接触面積を確保できるように底面１１０の一端側から他端側に行くほど次第に広くなるようにテーパ状をなす形状に製作されることが好ましい。

また、ハウジング１００は、図１３のように放熱体ユニット３０１を構成する底部薄板３１０の定着空間を提供し放熱薄板３２０の下部側が堅固に固定支持されることができるように反対側面上に突出されて底部薄板３１０の両側周縁に沿って配置された複数の固定突片１６０をさらに含むことが好ましい。

したがって、放熱ユニット３００は放熱体ユニット３０１を構成する底部薄板３１０と放熱薄板３２０とが全体的にその断面が「Ｕ」字形状をなすようにするが、底部薄板３１０が底面１１０の内側に接触配置されるようにすることによって従来の放熱フィン構造に比べて伝熱面積が増大する結果によってさらに増大した放熱効果を図ることができるようになる。

さらに、本発明は従来の照明装置でヒートシンクがダイカストで製作されることにより、体積と大きさが大きくなる問題点を薄板構造である底部薄板３１０と放熱薄板３２０を含む放熱体ユニット３０１の放射状配置構造に代えることによって製品全体の軽量化が可能になる。

一方、本発明は、図１５乃至図１９のように、ライトエンジンの概念のハウジング１００を複数に配置して光出力を調節でき、半導体光素子２０１の単位面積あたりの配置効率を上げて軽量化の実現が可能であることは無論、高出力の製品を提供できるようにベースケーシング７００にハウジング１００を配置する実施形態を適用することができることは無論である。

ここで、ハウジング１００と隣接したハウジング１００に配置された放熱ユニット３００の放熱薄板３２０はベースケーシング７００の中心部に対して放射状に配置される。

複数のハウジング１００は具体的には図１５乃至図１８のようにベースケーシング７００の中心部に対して放射状に配置される構造を適用できる。

この時、ハウジング１００の他端側はベースケーシング７００の外側に向かう ことが単位面積あたりのハウジング１００の配置効率を最大化できる配置構造であることは無論である。

また、図面上でベースケーシング７００が円筒状をなすように円盤状の底面を有するものに図示されているが、必ずしもこれに限定されず、多角形の底面を有する多角柱形状など様々な応用及び変形設計も可能である。

また、ベースケーシング７００は、図１９のように、固定薄板３１２の上側周縁を押さえ固定するコア固定片４００をさらに含み、コア固定片４００はベースケーシング７００の中心部に配置されるようにすることによってハウジング１００それぞれの堅固な締結状態を維持できる。

したがって、ハウジング１００が、図１５乃至図１８のように、ベースケーシング７００の中心部に対して放射状に配置されると、第１放熱通路Ｈ１も放射状に形成され、第２放熱通路Ｈ２とともに発光モジュール２００から発生される熱を、自然対流を介して活発に排出させることができるように誘導できる。

また、ベースケーシング７００は特に示していないが、発光モジュール２００から発生される熱を強制的に対流させてハウジング１００の外側に排出させることによって放熱効果を速かに図ることができるように換気ファンをさらに装着することもできる。

以上のように本発明は製品全体の軽量化を実現可能で、自然対流を誘導して放熱効率をさらに向上させることができ、製品の組み立て及び設置が簡単で維持補修が便利である上、半導体光素子の単位面積あたりの配置効率を上げて信頼度の高い製品を提供できるようにする光半導体照明装置を提供することを基本的な技術的思想としていることがわかる。

そして、本発明の基本的な技術的思想の範疇内で、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の様々な実施形態による照明装置を室内照明は無論、街灯や保安灯又は工場灯など多様な分野で活用できるなど他の多くの変形及び応用も可能であることは無論である。

１００：ハウジング、２００：発光モジュール、３００：放熱ユニット

Claims (17)

1. ハウジングと、
   少なくとも１つの半導体光素子を含み、前記ハウジングの底面外側に配置される発光モジュールと、
   前記ハウジングの底面内側に放射状に配置され、前記ハウジングの底面内側の中心部に連通空間を形成する放熱ユニットと、
   前記ハウジングの底面内側の中心部から放射状に形成される第１放熱通路と、
   前記ハウジング底面の周縁に沿って上下方向に形成される第２放熱通路と、を含み、
   前記放熱ユニットは、
   対向する一対の放熱薄板を含み、隣接する前記放熱薄板の間に前記第１放熱通路を形成する放熱体ユニットが複数に配置され、
   前記ハウジングは、前記発光モジュールの周縁に沿って前記ハウジングの底面に貫通された複数の下部ベントスロットをさらに含み、
   前記下部ベントスロットは前記第２放熱通路と連通することを特徴とする光半導体照明装置。
2. 前記放熱薄板は、前記ハウジングの底面と略直交することを特徴とする請求項１に記載の光半導体照明装置。
3. 前記放熱体ユニットは、前記ハウジングの底面に対して少なくとも一部が面で前記ハウジングの底面と接触していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光半導体照明装置。
4. 前記放熱体ユニットは、底部薄板を含み、
   前記放熱薄板は、前記底部薄板の両側周縁に沿って延在して対向することを特徴とする請求項３に記載の光半導体照明装置。
5. 前記光半導体照明装置は、
   前記ハウジングの底面内側の中心部に配置され前記放熱ユニットの内側端部を固定するコア固定片をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光半導体照明装置。
6. 前記放熱ユニットの外側端部は前記ハウジングの底面外側から形成される前記第２放熱通路と連通することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光半導体照明装置。
7. 前記ハウジングは、
   前記ハウジングの底面の周縁に沿って延在する側壁をさらに含み、
   前記放熱ユニットは前記側壁の内側に収容され、
   前記第２放熱通路は前記側壁に平行するように形成されることを特徴とする 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光半導体照明装置。
8. 前記ハウジングは、
   前記側壁の上側周縁に結合され中心部に連通孔が形成されたカバーをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の光半導体照明装置。
9. 前記ハウジングは、
   前記第１及び第２放熱通路と連通し、中心部に連通孔が形成されるカバーと、
   前記カバーの形成方向に沿って複数に形成した仮想の同心円の円周上において貫通された複数の上部ベントスロットをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の光半導体照明装置。
10. 前記ハウジングは、
    前記放熱ユニットの上側に配置されて前記ハウジングと結合され、中心部において前記連通空間と接続される連通孔が形成されたカバーをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光半導体照明装置。
11. 前記カバーは、
    前記カバーの形成方向に沿って複数に形成した仮想の同心円の円周上において貫通された複数の上部ベントスロットをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の光半導体照明装置。
12. 前記底面内側の中心部に向かって前記底部薄板の内側端部から延在する延在薄板と、
    前記延在薄板の両側周縁に沿って延在して対向する固定薄板と、をさらに含み、
    前記固定薄板は前記放熱薄板と接続されることを特徴とする請求項４に記載の光半導体照明装置。
13. 前記底面内側の中心部に配置され前記固定薄板の上側周縁を固定するコア固定片をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の光半導体照明装置。
14. 前記底部薄板は、
    前記底面内側の周縁側に向かって次第に広くなるようにテーパ状をなす形状であることを特徴とする請求項４に記載の光半導体照明装置。
15. 前記ハウジングは、
    前記底面内側から突出され前記底部薄板の両側周縁に沿って配置された複数の固定突片をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光半導体照明装置。
16. 前記連通空間は、
    前記底面内側の中心部から複数の前記底部薄板及び前記放熱薄板の内側端部間で形成され、前記第１放熱通路と連通することを特徴とする請求項４に記載の光半導体照明装置。
17. 前記ハウジングは、
    前記連通空間に配置される換気ファンをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の光半導体照明装置。