JP5628950B2 - 光半導体照明装置 - Google Patents

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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、ハウジングと、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を備えた放熱体ユニットと、を含み、前記底部薄板の端部の外側には、対向する前記放熱薄板の間に形成された切欠部を含み、前記ハウジングは、前記底面の周縁部にベントスロットが形成され、前記切欠部は、前記ベントスロットと連通するように形成されている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。
また、前記放熱体ユニットは前記底面内側の中心部に向かって前記放熱薄板の内側端部の一部から延在する固定薄板をさらに含み、前記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含み、前記コア固定片の上部側の空間と、前記放熱薄板の間の空間とは、当該放熱薄板の内側端部で連通し、前記コア固定片の下部側の空間と、前記放熱薄板の間の空間とは、前記固定薄板の間の空間を介して連通していてもよい。
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 (8)

  1. ハウジングと、
    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る複数の底部薄板、及び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を備えた放熱体ユニットと、
    を含み、
    前記底部薄板の端部の外側には、対向する前記放熱薄板の間に形成された切欠部を含み、
    前記ハウジングは、前記底面の周縁部にベントスロットが形成され、
    前記切欠部は、前記ベントスロットと連通するように形成されていることを特徴とする光半導体照明装置。
  2. 前記放熱体ユニットは前記底面内側の中心部に向かって前記放熱薄板の内側端部の一部から延在する固定薄板をさらに含み、
    前記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含み、
    前記コア固定片の上部側の空間と、前記放熱薄板の間の空間とは、当該放熱薄板の内側端部で連通し、
    前記コア固定片の下部側の空間と、前記放熱薄板の間の空間とは、前記固定薄板の間の空間を介して連通してい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1に記載の光半導体照明装置。
  4. 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に記載の光半導体照明装置。
  5. 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1乃至請求項のいずれかに記載の光半導体照明装置。
  6. 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1乃至請求項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、
    前記連通空間は前記放熱薄板の間に形成される第1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に記載の光半導体照明装置。
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