KR20130035843A

KR20130035843A - Ｌｅｄ 광원장치

Info

Publication number: KR20130035843A
Application number: KR1020117025847A
Authority: KR
Inventors: 겐지 요네다
Original assignee: 씨씨에스 가부시키가이샤
Priority date: 2010-06-23
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2013-04-09
Also published as: EP2597352A1; EP2597352A4; JP2012009186A; SG179022A1; WO2011161845A1; CN102439353A; US8591063B2; US20120188745A1; TW201200795A; JP4679669B1

Abstract

본 발명은, LED와 LED를 제어하는 제어부를 열적으로 분리하여 서로 열영향을 주기 어렵게 함과 아울러, 양쪽의 허용온도에 따른 핀형상을 각각 최적인 것으로 하는 것을 목적으로 하고 있으며, LED 기판(21)을 수용하는 제1 케이스(22)와, LED 제어부(23)를 수용하는 제2 케이스(24)와, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)를 연결하는 연결부재(25)와, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 사이에 마련된 팬기구(26)와, 제1 케이스(22)에서 팬기구(26)의 주위에 마련된 방열핀(27)과, 제2 케이스(24)에서 팬기구(26)의 공기흡입 측(26a)에 대향하는 위치에 일단 개구(28a)가 형성되고, 제2 케이스(24)의 대향면(24a)과는 다른 면에 타단 개구(28b)가 형성된 공기통로(28)를 구비한다.

Description

ＬＥＤ 광원장치 {LED LIGHT SOURCE DEVICE}

본 발명은 발광 다이오드(이하, LED라 함.)를 이용한 광원장치에 관한 것이다.

종래, LED를 이용한 광원장치로서는, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, LED가 탑재된 LED 기판을 수용하는 제1 케이스(복부(覆部) 및 기반(基盤))와, 구동회로부를 수용하는 제2 케이스(회로수용부)와, 제1 케이스 및 제2 케이스를 연결하는 유지기둥을 구비하는 것이 있다. 그리고, LED로부터 발생하는 열을 외기(外氣)로 방출하기 위해서 유지기둥에는 방열부가 마련되어 있다.

그렇지만, 상기의 광원장치에서는, 제1 케이스 및 제2 케이스를 연결하는 유지기둥을 통하여, 방열부로 LED로부터의 열을 전하도록 하고 있기 때문에, LED로부터의 열이 방열부뿐만이 아니라, 제2 케이스로 전해져 버린다. 또, 구동회로부가 LED보다도 고온인 경우에는, 당해 구동회로부로부터의 열이 제1 케이스로 전해져 버린다. 즉, 상기의 광원장치는 LED 및 구동회로부의 열분리가 불충분하다는 문제가 있다.

또, 특허문헌 2에 나타내는 바와 같이, LED 기판을 수용하는 제1 케이스(판상부 및 커버부재)와, 제어회로를 수용하는 제2 케이스(하부 케이스)와, 제1 케이스 및 제2 케이스를 그들의 측둘레면에 걸쳐 연결하는 제3 케이스(케이스)를 구비하는 것이 있다. 그리고, 제3 케이스의 내부에 LED 기판과 열적으로 접합된 방열부재를 마련함과 아울러, 당해 케이스에 개구부를 형성하고 있다.

그렇지만, 제3 케이스가 제1 케이스 및 제2 케이스의 측둘레면을 전체에 걸쳐 연결하는 것으로, 열분리가 불충분하다는 문제가 있다. 또, 방열부재가 LED 기판 측에만 마련되고 있고, 제어회로를 수용하는 제2 케이스의 방열에 관해서는 전혀 고려되어 있지 않다. 이와 같은 것으로는, 제어회로가 열영향을 받게 되어 고장 등의 원인이 된다.

이들 문제는, 요점은, 원래 열분리의 필요성에 대한 명확한 과제가 인식되어 있지 않은 것에 기인한다.

또한, 특허문헌 3에 나타내는 바와 같이, 램프 케이스, LED 광원, 히트 싱크(heat sink), 제어회로 및 팬을 구비한 LED 램프가 있다. 그리고, 램프 케이스는 수납공간, 복수의 흡기구 및 배기구를 가지며, 그 수납공간 내에 LED 광원, 히트 싱크 및 제어회로가 배치되어 있다. 또한 수납공간 내에는 팬이 마련되어 있고, 이 팬에 의해서 외부로부터의 공기가 흡기구를 통하여 수납공간에 유입하며, 히트 싱크의 열방산핀 사이를 흐르고, 그 후, 배기구를 통하여 외부로 유출한다. 이와 같이, 상기의 램프는 수납공간 내에 팬을 마련하는 것에 의해서, LED 광원의 열방산을 촉진한다.

그렇지만, LED 광원 및 제어회로가 1개의 램프 케이스에 고정되어 있어, LED 광원과 제어회로와의 열분리가 불충분하다. 즉, LED 광원으로부터의 열은, 램프 케이스를 통하여, 제어회로에 전해져 버린다고 하는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개2008-293753호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특개2008-204671호 공보 특허문헌 3 : 일본국 특개2009-48994호 공보

그래서, 본 발명은, LED와 당해 LED를 제어하는 제어부를 각각 최적인 동작온도로 하도록, 그들의 각 온도를 독립적으로 조정 가능하게 하는 것으로, LED와 제어부를 열적으로 분리하여 서로 열영향을 주기 어렵게 함과 아울러, 양쪽의 허용온도에 따른 핀형상을 각각 최적인 것으로 하는 것을 그 주된 소기 과제로 하는 것이다.

즉 본 발명에 관한 LED 광원장치는, LED가 탑재된 LED 기판을 실질적으로 닫힌 공간에 수용하는 제1 케이스와, 상기 LED를 제어하는 제어부를 실질적으로 닫힌 공간에 수용하는 제2 케이스와, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하는 연결부와, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 서로 대향하는 대향면의 사이에 마련되고, 공기흡입 측이 상기 제2 케이스를 향함과 아울러, 공기토출 측이 대향면을 따라서 외측을 향하도록 마련된 팬기구와, 상기 제2 케이스의 대향면에서 상기 팬기구의 공기흡입 측에 대향하는 위치에 일단(一端) 개구가 형성되며, 상기 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 타단(他端) 개구가 형성된 공기통로와, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 대향면 중 적어도 한쪽에서 상기 팬기구의 주위에 마련된 복수의 방열핀을 구비하고, 상기 제어부가 부분 대략 원환(圓環) 모양 또는 대략 원환 모양을 이루는 제어기판을 가지는 것이며, 상기 공기통로가 상기 제어기판의 중앙의 구멍을 통과하도록 형성되어 있고, 상기 공기통로를 형성하는 통로형성벽이 상기 제어기판을 수용하는 수용공간과 공기통로를 구획하는 것인 것을 특징으로 한다.

이와 같은 것으로 하면, LED 기판을 제1 케이스에 수용하고, 제어부를 제2 케이스에 수용함과 아울러, 그들 케이스를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하고 있으므로, LED로부터의 열을 제어부로 전하기 어렵게 함과 아울러, 제어부로부터의 열을 LED로 전하기 어렵게 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 양쪽의 허용온도에 따른 핀형상을 각각 최적인 것으로 하는 것에 의해서, LED와 제어부를 개별적으로 온도 제어할 수 있게 되어, LED와 제어부를 각각 최적인 동작온도로 조정할 수 있다.

또, 제2 케이스에 마련한 공기통로의 일단 개구를 팬기구의 공기흡입 측에 대향한 위치에 마련하고 있으므로, 팬기구로의 공기의 공급도 충분히 행할 수 있음과 아울러, 팬기구의 흡기부담을 경감할 수 있다. 또한 제2 케이스 내에 공기가 흐르게 되어 제2 케이스 및 제어부를 냉각할 수도 있다. 이 때, 제어부의 제어기판이 대략 원환 모양 등을 이루고, 당해 제어기판의 중앙의 구멍을 통과하도록 공기통로가 형성됨과 아울러, 그 통로형성벽이 제어기판을 수용하는 수용공간과 공기통로를 구획하는 것이기 때문에, 공기통로를 공기가 통과할 때에 통로형성벽을 통하여 제어부의 열을 빼앗게 되어, 제어부를 효율 좋게 냉각할 수 있다.

또한, 통로형성벽에 의해 수용공간과 공기통로가 구획되어 있기 때문에, 공기 중에 포함되는 티끌이나 먼지가 제어부에 부착이나 퇴적 등 하여 제어부가 고장나 버릴 우려를 막을 수 있다.

게다가, 팬기구의 공기토출 측을 대향면을 따라서 외측을 향하도록 마련하고, 이 팬기구를 둘러싸도록 복수의 방열핀을 마련하고 있으므로, 방열핀의 사이에 충분한 공기를 공급할 수 있어, 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

게다가, 공기통로의 타단 개구가 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 마련되고 있기 때문에, 방열핀을 통과해 따뜻해진 공기가 다시 공기통로로 흘러드는 것을 방지할 수 있다.

또 본 발명에 관한 LED 광원장치는 LED가 탑재된 LED 기판을 수용하는 제1 케이스와, 상기 LED를 제어하는 제어부를 수용하는 제2 케이스와, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하는 연결부와, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 서로 대향하는 대향면의 사이에 마련되고, 공기흡입 측이 대향면을 따라서 외측을 향함과 아울러, 공기토출 측이 상기 제2 케이스를 향하도록 마련된 팬기구와, 상기 제2 케이스의 대향면에서 상기 팬기구의 공기토출 측에 대향하는 위치에 일단 개구가 형성되며, 상기 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 타단 개구가 형성된 공기통로와, 상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 대향면 중 적어도 한쪽에서 상기 팬기구의 주위에 마련된 복수의 방열핀을 구비하고, 상기 제어부가 부분 원환 모양 또는 원환 모양을 이루는 제어기판을 가지는 것이며, 상기 공기통로가 상기 제어기판의 중앙의 구멍을 통과하도록 형성되어 있고, 상기 공기통로를 형성하는 통로형성벽이 상기 제어기판이 수용되는 수용공간과 공기통로를 구획하는 것인 것을 특징으로 한다.

또, 제2 케이스에 마련한 공기통로의 일단 개구가 팬기구의 공기토출 측에 대향하여 형성되고, 그 타단 개구가 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 타단 개구가 형성되어 있기 때문에, 방열핀을 통과하여 따뜻해진 공기를 바람직하게 외부로 배출할 수 있다. 또한 제2 케이스 내에 공기가 흐르게 되어 제2 케이스 및 제어부를 냉각할 수도 있다. 이 때, 제어부의 제어기판이 대략 원환 모양 등을 이루고, 당해 제어기판의 중앙의 구멍을 통과하도록 공기통로가 형성됨과 아울러, 그 통로형성벽이 제어기판을 수용하는 수용공간과 공기통로를 구획하는 것이기 때문에, 공기통로를 공기가 통과할 때에, 통로형성벽으로부터 제어부의 열을 빼앗게 되어, 제어부를 효율 좋게 냉각할 수 있다.

게다가, 팬기구의 공기흡입 측을 대향면을 따라서 외측을 향하도록 마련하고, 이 팬기구를 둘러싸도록 복수의 방열핀을 마련하고 있으므로, 팬기구에 흘러드는 공기가 방열핀의 사이를 통과해 열을 빼앗게 되어, 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

이 때, 공기통로의 타단 개구가 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 마련되어 있기 때문에, 공기통로를 지나 외부로 배출된 공기가 다시 방열핀을 통하여 일단 개구로부터 공기통로로 흘러드는 것을 방지할 수 있다.

공기통로 내의 공기의 흐름을 부드럽게 함과 아울러, 제2 케이스의 열분포를 균일하게 할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 공기통로의 타단 개구가 복수 형성되어 있는 것이 바람직하다.

팬기구의 고장 후에 LED를 계속 점등한 경우, LED 및 제어부 각각이 열을 지니게 되어 버려 고장난다고 하는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는, 상기 팬기구의 고장을 검지하는 고장검지부를 더 구비하고, 상기 고장검지부에 의해 상기 팬기구의 고장을 검지한 경우에 상기 LED의 점등을 정지하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성한 본 발명에 의하면, LED와 LED를 제어하는 제어부를 열적으로 분리하여 서로 열영향을 주기 어렵게 함과 아울러, 양쪽의 허용온도에 따른 핀형상을 각각 최적인 것으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 LED 광원장치의 위쪽으로부터 본 사시도이다.
도 2는 같은 실시형태에 관한 LED 광원장치의 하부로부터 본 사시도이다.
도 3은 같은 실시형태의 LED 광원장치의 모식적 단면도이다.
도 4는 같은 실시형태의 A-A선단면도이다.
도 5는 방열핀의 변형예를 나타내는 내부구조를 생략한 단면도이다.
도 6은 방열핀의 변형예를 나타내는 내부구조를 생략한 단면도이다.
도 7은 변형 실시형태에 관한 LED 광원장치를 모식적으로 나타내는 측면도이다.
도 8은 방열핀의 형성 방법을 나타내는 사시도이다.

이하에 본 발명에 관한 LED 광원장치의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

<장치 구성>

본 실시형태에 관한 LED 광원장치(100)는, 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 대략 회전체 형상을 이루는 전구형인 것으로, 1 또는 복수의 LED(211)가 탑재된 LED 기판(21)을 수용하는 제1 케이스(22)와, LED(211)에 공급하는 전압 등을 제어하는 제어부(23)를 수용하는 제2 케이스(24)와, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 서로 대향하는 대향면(22a, 24a)의 사이에 마련되어, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하는 연결부재(25)와, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 서로 대향하는 대향면(22a, 24a)의 사이에 마련되고, 공기흡입 측인 공기흡입구(26a)가 제2 케이스를 향함과 아울러, 공기토출 측인 공기토출구(26b)가 대향면(22a, 24a)을 따라서 외측을 향하도록 마련된 팬기구(26)를 구비하고 있다.

제1 케이스(22)는, 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 선단 측이 대략 부분 구형상을 이루는 것으로, 제1 케이스(22)의 후단벽(221)에는 LED 기판(21)이 밀착하여 마련되어 있다. 이 제1 케이스(22)는 LED 기판(21)을 실질적으로 닫힌 공간에 수용하여, LED 기판(21)을 외기와 격절(隔絶)하는 것이다. 이것에 의해, 제1 케이스(22)의 LED 기판(21)의 수용공간 내에 외기로부터의 먼지나 티끌 등이 침입하지 않도록 구성하고 있다. 구체적으로, 제1 케이스(22)의 LED 기판 수용공간은 배선용의 구멍을 제외하여 그 외의 부분이 닫혀져 있다. 또, 제1 케이스(22)의 대략 부분 구형상 부분(222)은 LED(211)로부터의 광을 확산시키는 확산부재에 의해 형성되어 있다. 또한, 제1 케이스(22)의 형상 및 구성은 도 2에 한정되지 않고, 여러 가지의 형상 및 구성으로 할 수 있다. 예를 들면, 제1 케이스(22)가 LED 및 LED에 대응하여 마련된 집광렌즈를 수용하고, 당해 집광렌즈로부터 나오는 광을 직접 외부로 사출하는 구성으로 해도 된다.

제2 케이스(24)는, 도 1 ~ 도 3에 나타내는 바와 같이, 일단(후단)에 소켓부에 접속되는 구금(口金)부(241)를 가지고, 내부에 당해 구금부(241)로부터의 공급되는 전력을 LED(211)에 제어하여 공급하는 제어부(23)를 수용하고 있다. 이 제2 케이스(24)는 제어부(23)를 실질적으로 닫힌 공간에 수용하여, 제어부(23)를 외기와 격절하는 것이다. 이것에 의해, 제2 케이스(24)의 제어부(23)의 수용공간 내에 외기로부터의 먼지나 티끌 등이 침입하지 않도록 구성하고 있다. 구체적으로 제2 케이스(24)의 제어부 수용공간은 배선용의 구멍을 제외하여 그 외의 부분이 닫혀져 있다. 또한, 도 3에서 제어부(23)와 LED(211)와의 사이의 배선은 생략하고 있다.

연결부재(25)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 서로 대향하는 면, 즉, 제1 케이스(22)의 후단면(22a)과 제2 케이스(24)의 선단면(24a)에 접속되어, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)를 연결하는 것이다.

본 실시형태의 연결부재(25)는 3개 있고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 정삼각형의 정점에 위치하도록 배치되며, 제1 케이스(22)의 평면 모양의 후단면(22a)과 제2 케이스(24)의 평면 모양의 선단면(24a)이 대략 평행하게 되도록 연결한다. 이와 같이 복수의 연결부재(25)를 서로 등간격으로 마련하는 것에 의해서, 온도분포의 편향을 방지하고 있다. 이 연결부재(25)에 의해서, 제1 케이스(22)의 후단면(22a)과 제2 케이스(24)의 선단면(24a)과의 사이에 외부로 개방된 공간을 형성한다. 또한, 연결부재(25)의 적어도 1개의 내부에는 제어부(23)와 LED(211)를 접속하는 전원케이블(미도시) 등이 통과하고 있다.

팬기구(26)는 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 사이의 공간 및 후술하는 공기통로(28)에 공기의 흐름을 강제적으로 발생시키는 것으로, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 서로 대향하는 대향면(22a, 24a)의 사이에서 그들 대향면(22a, 24a)의 대략 중앙부에 마련되어 있다. 즉, 팬기구(26)는 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)와 대략 동축 모양으로 마련되어 있다. 또, 팬기구(26)는 연결부재(25)보다도 중심 측에 마련되어 있다.

본 실시형태의 팬기구(26)는 원심 팬형인 것으로, 그 공기흡입구(26a)가 제2 케이스(24)를 향함과 아울러, 공기토출구(26b)가 대향면(22a, 24a)을 따라서 외측을 향하도록 마련되어 있다. 이 팬기구(26)는 회전모터(미도시)에 의해 회전구동되는 회전날개(261)와, 그들을 유지하는 홀더(262)를 가진다. 그리고, 홀더(262)가 제1 케이스(22)의 대향면(22a) 또는 연결부재(25)에 나사 등에 의해 고정된다.

그러나 본 실시형태의 LED 광원장치(100)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 케이스(22)의 대향면(22a) 및 제2 케이스(24)의 대향면(24a) 중 적어도 한쪽에서 팬기구(26)의 주위에 마련된 복수의 방열핀(27)과, 제2 케이스(24)의 대향면(24a)에서 팬기구(26)의 공기흡입구(26a)에 대향하는 위치에 일단 개구(28a)가 형성된 공기통로(28)를 구비한다.

본 실시형태에서는, LED(211)가 제어부(23)보다도 고온이 되는 것을 상정하고 있으며, 복수의 방열핀(27)은 제1 케이스(22)의 대향면(22a)에 마련되어 있다(도 2 참조). 방열핀(27)은 제1 케이스(22)의 후단면(22a)으로부터 제2 케이스(24)를 향하여 신장하도록 마련되어 있다. 또한, 방열핀(27)은 제2 케이스(24)에는 비접촉이다.

또, 각 방열핀(27)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 팬기구(26)를 중심으로 하여 방사상으로 마련된 대략 만곡 모양을 이루는 것으로, 모든 방열핀(27)은 대략 동일 형상으로 하고 있다. 이와 같이 팬기구(26)를 둘러싸도록 복수의 방열핀(27)을 마련하는 것에 의해서, 외관상 팬기구(26)를 보이기 어렵게 함으로써, LED 광원장치(100)의 미관을 해치지 않고, 또 팬기구(26)에 손가락이 닿는 것을 방지하여 안전성을 담보하고 있다.

그리고, 방열핀(27)은, 예를 들면 동 또는 알루미늄 등의 고열 전도율을 가지는 금속을 이용하여 형성된다. 한편, 연결부재(25)는 방열핀(27)보다도 열전도율이 낮은 재료, 예를 들면 수지 등의 단열부재를 이용하여 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)가 연결부재(25)에 의해서 실질적으로 열분리된 상태에서 연결된다.

또한, 연결부재(25) 및 방열핀(27)의 열전도율에 의해 열전도성을 다르게 하는 것 외, 연결부재(25)를 가늘게 함으로써, 방열핀(27)에 전해지는 열전달량에 비하여, 연결부재(25)에 전해지는 열전달량을 충분히 작게 함으로써도 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)를 실질적으로 열분리시키는 것도 생각할 수 있다. 혹은, 연결부재(25)의 일부를 단열부재에 의해 구성하여 열분리하도록 해도 된다.

다음으로, 공기통로(28) 및 그 주위의 구성에 대해서 설명한다.

제2 케이스(24)에 마련된 공기통로(28)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 케이스(24)의 대향면(24a)에서 팬기구(26)의 공기흡입구(26a)에 대향하는 위치에 일단 개구(28a)가 형성되고, 제2 케이스(24)의 대향면(24a)과는 다른 면에 타단 개구(28b)가 형성되어 있다. 공기통로(28)의 일단 개구(28a)는 팬기구(26)의 공기흡입구(26a)에 대응하는 위치, 즉, 제2 케이스(24)의 대향면(24a)(제2 케이스(24)의 선단면)의 대략 중앙부에 형성되어 있다. 또, 공기통로(28)의 타단 개구(28b)는 제2 케이스(24)의 대향면(24a)과는 다른 면, 구체적으로는, 제2 케이스(24)의 외측 둘레면에 복수 개 등간격으로 형성되어 있다.

이와 같은 공기통로(28)가 마련되는 제2 케이스(24)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 대략 회전체 형상을 이루어 선단 측이 개구하는 외벽(242)과, 당해 외벽(242)의 내면으로부터 외벽(242)의 중심 축을 따라 선단 측으로 연장하여 마련된 통로형성벽(243)과, 외벽(242) 및 통로형성벽(243)의 사이에 형성되는 개구를 막는 선단벽(244)을 가진다. 그리고, 외벽(242), 통로형성벽(243) 및 선단벽(244)의 사이에 형성되는 대략 원환 모양의 수용공간(S1) 내에 제어부(23)가 수용된다. 통로형성벽(243)은 일단이 선단 측으로 개구하고, 내측 둘레면이 같은 단면 형상을 이루는 원통부(243a)와, 당해 원통부(243a)의 타단에 연속하며, 외벽(242)의 내측 둘레면에 연결되는 플랜지부(243b)로 이루어진다. 이 원통부(243a)의 선단 측 개구가 공기통로(28)의 일단 개구(28a)를 구성한다. 또, 플랜지부(243b)의 하측의 외벽(242)에 공기통로(28)의 타단 개구(28b)가 복수 개 형성되어 있다.

본 실시형태의 제어부(23)는 대략 원환 모양을 이루는 제어기판(231)과 당해 제어기판(231)상에 배치된 제어기(232)로 이루어지고, 당해 제어기판(231)은 제2 케이스(24)와 대략 동축에 배치되며, 그 중앙의 구멍이 공기통로(28)의 일단 개구(28a)를 둘러싸도록 제2 케이스(24)에 수용되어 있다. 즉, 제어기판(231)은 통로형성벽(243)의 주위를 둘러싸도록 당해 통로형성벽(243)과 대략 동축에 배치되어 있다.

이 수용공간(S1) 내에 수용된 제어기판(231)은 제2 케이스(24)의 선단벽(244)(선단면(24a)을 형성하는 벽)에 접촉하여 마련된 대략 원환 모양을 이루는 전열부재(29)에 접촉하여 마련되어 있다. 이 전열부재(29)는, 예를 들면 실리콘 등의 점탄성(粘彈性)을 가지는 재료로 형성되어 있다. 또, 전열부재(29)는 평면시(平面視)에서의 형상이, 평면시에서의 제어기판(231)의 형상과 대략 동일하다. 이와 같이 제어기판(231)을 전열부재(29)를 통하여 제2 케이스(24)의 선단벽(244)에 접촉시킴으로써, 제어기판(231)의 열을 선단벽(244)에 전해지기 쉽게 할 수 있다. 또, 전열부재(29)가 점탄성을 가지기 때문에, 제어기판(231) 표면에 형성된 회로 패턴이나 납땜 등에 의해 발생하는 요철에 의하지 않고 틈새 없이 접촉시킬 수 있어, 제어기판(231)의 열을 한층 전해지기 쉽게 할 수 있다.

또, 제어부(23)를 수용하는 수용공간(S1)은 외벽(242), 통로형성벽(243) 및 선단벽(244)에 의해 형성된 대략 닫힌 공간이며, 공기통로(28)를 흐르는 공기에 포함되는 티끌, 먼지 등이 제어부(23)에 부착이나 퇴적 등 하여 제어부(23)의 동작 불량이나 고장을 방지하고 있다.

다음으로, 본 실시형태의 LED 광원장치(100)의 전열형태에 대해서 설명한다.

LED(211)에 의해 발생하는 열은 LED 기판(21)을 통하여 제1 케이스(22)의 후단벽(221)에 전해진다. 또한, LED 기판(21)은 제1 케이스(22)의 후단벽(221)에 열적으로 접속되어 있다. 구체적으로는 LED 기판(21)의 이면은 제1 케이스(22)의 후단벽(221)에 면접촉하여 마련되어 있다. 그리고, 제1 케이스(22)의 후단벽(221)에 전해진 열은 제1 케이스(22)의 후단면(22a)에 마련된 방열핀(27)에 전달된다. 또한, 이 때, 팬기구(26)의 열전도율보다도 방열핀(27)의 열전도율이 크기 때문에, 제1 케이스(22)의 후단벽(221)에 전해진 열의 거의 전부가 방열핀(27)에 전열된다. 이 때, 팬기구(26)에 의해, 공기통로(28)를 통하여 방열핀(27)에 공기가 보내지는 것에 의해서, LED(211)로부터 방열핀(27)에 전열된 열은 외부로 방출된다.

한편, 제어부(23)에 의해 발생하는 열은 제어기판(231) 및 전열부재(29)를 통하여 제2 케이스(24)의 선단벽(244)에 전해진다. 그리고, 선단벽(244)에 전해진 열은 팬기구(26)에 의해 흐르는 공기에 의해서 외부로 방열된다. 또, 제어부(23)에 의해 발생하는 열은 통로형성벽(243)에도 전해진다. 그리고, 통로형성벽(243)에 전해진 열은 공기통로(28)를 흐르는 공기에 의해서 외부로 방열된다. 이와 같이, 제어부(23)에 의해 발생하는 열은 제2 케이스(24)의 선단벽(244) 및 통로형성벽(243)의 양쪽으로부터 외부로 방열되게 되어, 제어부(23)를 바람직하게 냉각할 수 있다. 이 때, 통로형성벽(243)과 제어기판(231)은 동축상에 배치되어 있으므로, 제어기판(231)으로부터 통로형성벽(243)에 전해지는 열을 둘레방향으로 균일하게 할 수 있어, 제어기판(231)을 균일하게 냉각할 수 있다.

<본 실시형태의 효과>

이와 같이 구성한 본 실시형태에 관한 LED 광원장치(100)에 의하면, LED 기판(21)을 제1 케이스(22)에 수용하고, 제어부(23)를 제2 케이스(24)에 수용함과 아울러, 그들 케이스(22, 24)를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하고 있으므로, LED(211)로부터의 열을 제어부(23)에 전하기 어렵게 함과 아울러, 제어부(23)로부터의 열을 LED(211)에 전하기 어렵게 할 수 있다. 이와 같은 구성에 의해, 또한 양쪽의 허용온도에 따른 핀형상을 각각 최적인 것으로 함으로써, LED(211)와 제어부(23)를 개별적으로 온도 제어할 수 있게 되어, LED(211)와 제어부(23)를 각각 최적인 동작온도로 조정할 수 있다.

또, 제2 케이스(24)에 마련한 공기통로(28)의 일단 개구를 팬기구(26)의 공기흡입구(26a)에 대향한 위치에 마련하고 있으므로, 팬기구(26)로의 공기의 공급도 충분히 행할 수 있음과 아울러, 팬기구(26)의 흡기부담을 경감할 수 있다. 또한 제2 케이스(24) 내에 공기가 흐르게 되어 제2 케이스(24) 및 제어부(23)를 냉각할 수도 있다. 이 때, 제어부(23)의 제어기판(231)이 대략 원환 모양을 이루고, 당해 제어기판(231)의 중앙의 구멍을 통과하도록 공기통로(28)가 형성됨과 아울러, 그 통로형성벽이 제어기판(231)을 수용하는 수용공간과 공기통로(28)를 구획하는 것이기 때문에, 공기통로(28)를 공기가 통과할 때에, 통로형성벽으로부터 제어부(23)의 열을 빼앗게 되어, 제어부(23)를 효율 좋게 냉각할 수 있다.

또한, 통로형성벽에 의해 수용공간과 공기통로(28)가 구획되어 있기 때문에, 공기 중에 포함되는 티끌이나 먼지가 제어부(23)에 부착이나 퇴적 등 하여 제어부(23)가 고장나 버릴 우려를 막을 수 있다.

게다가, 팬기구(26)의 공기토출구(26b)를 대향면(22a)을 따라서 외측을 향하도록 마련하고, 이 팬기구(26)를 둘러싸도록 복수의 방열핀(27)을 마련하고 있으므로, 방열핀(27)의 사이에 충분한 공기를 공급할 수 있어, 냉각효과를 향상시킬 수 있다.

게다가, 공기통로(28)의 타단 개구(28b)가 제2 케이스(24)의 대향면(24a)과는 다른 면에 마련되어 있기 때문에, 방열핀(27)을 통과해 따뜻해진 공기가 다시 공기통로(28)로 흘러드는 것을 방지할 수 있다.

<그 외의 변형 실시형태>

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.

예를 들면, 방열핀은 방사상으로 배치한 만곡 모양을 이루는 것의 외, 도 5에 나타내는 바와 같이, 팬기구를 중심으로 하여 방사상으로 배치한 평판 모양을 이루는 것이라도 된다. 또, 평판 모양의 방열핀을 서로 평행하게 되도록 배치해도 된다. 그 외, 도 6에 나타내는 바와 같이, 방열핀을 직선의 가는 봉 모양으로 해도 된다.

또, 상기 실시형태에서는, 방열핀을 제1 케이스의 대향면에만 마련하는 구성으로 하고 있지만, 제어부의 냉각성능을 향상시키기 위해서 제2 케이스의 대향면에 방열핀을 마련하도록 해도 된다. LED 및 제어부의 냉각성능을 향상시키기 위해서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 케이스의 대향면 및 제2 케이스의 대향면의 양쪽에 방열핀을 마련해도 된다.

이 때, LED와 제어부의 온도 밸런스에 따라서, 각 대향면에 마련되는 방열핀의 길이 등의 형상을 결정하도록 해도 된다. 예를 들면 LED가 제어부보다도 고온이면, 제1 케이스의 방열핀을 제2 케이스의 방열핀보다 길게 한다. 이 때, 그들 온도가 크게 다른 경우에는, 제2 케이스(24)의 방열핀(27)을 선단벽(244) 또는 이것에 평행하게 마련된 평판으로 해도 된다. 또는, 제어부(23)가 LED(211)보다도 고온이면, 제2 케이스의 방열핀을 제1 케이스의 방열핀보다도 길게 한다. 또, LED(211) 및 제어부(23)가 동일한 정도의 동작온도이면, 제1 방열핀 및 제2 방열핀의 길이를 대략 동일하게 한다. 더욱 구체적으로 말하면, LED(211)의 허용온도 및 LED(211)의 실제의 동작온도의 차이와, 제어부(23)의 허용온도 및 제어부(23)의 실제의 동작온도의 차이가 각각 대략 동일하게 되도록 방열핀(27)의 길이 등의 형상을 결정하도록 한다.

또한, 팬기구(26)의 고장을 검지하는 고장검지부를 마련해도 된다. 이 고장검지부는, 예를 들면 팬기구(26) 내의 모터의 통전상태를 검출함으로써 팬기구(26)의 고장을 검지하는 것으로, 그 검지신호를 제어부(23)에 출력한다. 그리고, 검지신호를 수신한 제어부(23)는 그 검지신호가 팬기구(26)의 고장을 나타내는 것인 경우에, LED(211)로의 통전을 정지함으로써 LED(211)의 점등을 정지한다. 이 고장검지부는 제어부의 제어기판상에 배치하는 것을 생각할 수 있다. 이렇게 하면, 팬기구(26)의 고장 후에 LED(211)를 계속 점등하여, LED(211) 및 제어부(23) 각각에 열이 발생하여 고온이 되어 LED(211) 및 제어부(23)가 고장나 버리는 것을 방지할 수 있다.

상기 실시형태에서는, 연결부재와 팬기구가 별도의 부재에 의해 구성되어 있지만, 그 외, 도 7에 나타내는 바와 같이, 팬기구의 케이싱을 연결부재로서 이용하고, 팬기구에 의해 제1 케이스 및 제2 케이스를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하도록 구성해도 된다.

이에 더하여, 팬기구(26)를, 그 공기흡입구(26a)가 대향면(22a, 24a)을 따라서 외측을 향함과 아울러, 공기토출구(26b)가 제2 케이스(24)를 향하도록 마련해도 된다. 이 경우, 외부의 공기가 방열핀(27)의 사이를 통과하여 팬기구(26)로 흡입된 후에, 공기통로(28)를 통과하여, 다시 외부로 흘러나온다.

게다가, 상기 실시형태의 제1 케이스(22) 및 제2 케이스(24)의 서로 대향하는 면(후단면(22a) 및 선단면(24a))은 평면 모양을 이루는 것이었지만, 적어도 한쪽의 면이 오목한 상태면 또는 볼록한 모양면을 이루는 것이라도 된다.

또한 이에 더하여, 방열핀(27)의 형성방법으로서는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 평판 모양의 핀형성부재(M)에 커팅날개(M1)를 넣어, 그 커팅날개부분을 대략 직각으로 절곡함으로써 방열핀(27)을 형성하는 것을 생각할 수 있다. 이와 같이 가공된 핀형성부재(M)를 제1 케이스(22)의 후단면(22a)에 밀착시킨다.

또, 전구형뿐만아니라, 다이크로익-할로겐(Dichroic-Halogen) 치환의 스포트라이트 타입인 것에라도 상관없다.

그 외, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

<산업상의 이용 가능성>

본 발명에 의하면, LED와 LED를 제어하는 제어부를 열적으로 분리하여 서로 열영향을 주기 어렵게 함과 아울러, 양쪽의 허용온도에 따른 핀형상을 각각 최적인 것으로 할 수 있다.

100 … LED 광원장치 211 … LED
21 … LED 기판 22 … 제1 케이스
23 … 제어부 24 … 제2 케이스
22a … 제1 케이스의 대향면 24a … 제2 케이스의 대향면
25 … 연결부재 26 … 팬기구
26a … 공기흡입구(공기흡입 측) 26b … 공기토출구(공기토출 측)
27 … 방열핀 28 … 공기통로
28a … 일단 개구 28b … 타단 개구

Claims

LED가 탑재된 LED 기판을 실질적으로 닫힌 공간에 수용하는 제1 케이스와,
상기 LED를 제어하는 제어부를 실질적으로 닫힌 공간에 수용하는 제2 케이스와,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하는 연결부와,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 서로 대향하는 대향면의 사이에 마련되고, 공기흡입 측이 상기 제2 케이스를 향함과 아울러, 공기토출 측이 대향면을 따라서 외측을 향하도록 마련된 팬기구와,
상기 제2 케이스의 대향면에서 상기 팬기구의 공기흡입 측에 대향하는 위치에 일단 개구가 형성되고, 상기 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 타단 개구가 형성된 공기통로와,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 대향면 중 적어도 한쪽에서 상기 팬기구의 주위에 마련된 복수의 방열핀을 구비하고,
상기 제어부가 부분 대략 원환(圓環) 모양 또는 대략 원환 모양을 이루는 제어기판을 가지는 것이며,
상기 공기통로가 상기 제어기판의 중앙의 구멍을 통과하도록 형성되어 있고,
상기 공기통로를 형성하는 통로형성벽이 상기 제어기판을 수용하는 수용공간과 공기통로를 구획하는 것인 LED 광원장치.
LED가 탑재된 LED 기판을 수용하는 제1 케이스와,
상기 LED를 제어하는 제어부를 수용하는 제2 케이스와,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스를 실질적으로 열분리한 상태에서 연결하는 연결부와,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 서로 대향하는 대향면의 사이에 마련되고, 공기흡입 측이 대향면을 따라서 외측을 향함과 아울러, 공기토출 측이 상기 제2 케이스를 향하도록 마련된 팬기구와,
상기 제2 케이스의 대향면에서 상기 팬기구의 공기토출 측에 대향하는 위치에 일단 개구가 형성되고, 상기 제2 케이스의 대향면과는 다른 면에 타단 개구가 형성된 공기통로와,
상기 제1 케이스 및 상기 제2 케이스의 대향면 중 적어도 한쪽에서 상기 팬기구의 주위에 마련된 복수의 방열핀을 구비하고,
상기 제어부가 부분 대략 원환 모양 또는 원환 모양을 이루는 제어기판을 가지는 것이며,
상기 공기통로가 상기 제어기판의 중앙의 구멍을 통과하도록 형성되어 있고,
상기 공기통로를 형성하는 통로형성벽이 상기 제어기판이 수용되는 수용공간과 공기통로를 구획하는 것인 LED 광원장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공기통로의 타단 개구가 복수 형성되어 있는 LED 광원장치.
청구항 1에 있어서,
상기 팬기구의 고장을 검지하는 고장검지부를 더 구비하고,
상기 고장검지부에 의해 상기 팬기구의 고장을 검지한 경우에 상기 LED의 점등을 정지하는 LED 광원장치.
청구항 1에 있어서,
상기 LED가 자외광을 사출하는 LED소자와, 당해 LED소자를 피복하여 마련된 RGB의 형광체를 함유하는 여기층(勵起層)을 가지는 것인 LED 광원장치.
청구항 1에 있어서,
상기 LED 광원장치가 전구형(電球型)인 것인 LED 광원장치.