(57)【要約】【課題】熱伝導特性、放熱特性及び集光特性に優れた新規なＬＥＤ反射ランプを提供すること。【解決手段】本発明のＬＥＤ反射ランプは、制御回路と、前記制御回路によって制御される少なくとも２つのＬＥＤ光源と、前記少なくとも２つのＬＥＤ光源が固定された少なくとも２つの光源パネルと、前記少なくとも２つの光源パネルが熱伝導性をもって固定される少なくとも１つの熱伝導プレートと、反射性の内面と前記反射性内面の端縁部に形成される開口部とを有し、底部にスロットが形成された反射カップであって、前記反射カップの中心垂直軸と平行になるように前記ＬＥＤ光源と前記光源パネルとが固定された前記熱伝導プレートが前記スロットを介して前記反射カップの内部に挿入され、内部に空洞を有し、前記空洞が前記反射カップと前記熱伝導プレートの少なくとも一部が結合されるようなサイズと形状を有するヒートシンクと、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2010170977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御回路を含むＬＥＤ反射ランプであって、前記ＬＥＤ反射ランプは、さらに、
前記制御回路によって制御される少なくとも２つのＬＥＤ光源と、
前記少なくとも２つのＬＥＤ光源が固定された少なくとも２つの光源パネルと、
前記少なくとも２つの光源パネルが熱伝導性をもって固定される少なくとも１つの熱伝導プレートと、
反射性の内面と前記反射性内面の端縁部に形成される開口部とを有し、底部にスロットが形成された反射カップであって、前記反射カップの中心垂直軸と平行になるように前記ＬＥＤ光源と前記光源パネルとが固定された前記熱伝導プレートが前記スロットを介して前記反射カップの内部に挿入され、
内部に空洞を有し、前記空洞が前記反射カップと前記熱伝導プレートの少なくとも一部が結合されるようなサイズと形状を有するヒートシンクと、を備えることを特徴とするＬＥＤ反射ランプ。
【請求項２】
２つのＬＥＤ光源と、
前記２つのＬＥＤ光源がそれぞれ固定された２つの光源パネルと、
それぞれの面に前記２つの光源パネルのそれぞれが固定された１つの熱伝導プレートと、を備え、
前記ヒートシンクが円環状であって、前記反射カップの外面に対してぴったりと重なる反射性の内面を有することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項３】
前記ＬＥＤ反射ランプが更に前記反射カップの中心垂直軸上に配置される金属キャップを備え、前記金属キャップは２つの対向する面を有しており、それぞれの面に前記熱伝導プレートの厚さと同一幅の切り欠きが形成され、前記切り欠きに前記熱伝導プレートがぴったりと嵌合されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項４】
前記反射カップがそれぞれ中心垂直軸に対して対称に配置される２つの対称形の半部材から成り、前記半部材のそれぞれが放物線を拡張してできる放物面状の内部反射面を有し、前記ＬＥＤ光源の中心が前記放物面状の内部反射面の放物線の焦点に位置することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項５】
前記ＬＥＤ光源が前記光源パネルに、接着剤によって、又は機械的に固定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項６】
前記光源パネルが前記熱伝導プレートに締結具、接着剤塗布、又は粘着性放熱オイルによって固定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項７】
前記光源パネルと前記熱伝導プレートの間に放熱オイルの層が設けられることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項８】
前記反射カップが実質的にホーン形状であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項９】
前記反射カップの反射内面が光反射物質で被覆されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１０】
前記ヒートシンクが中空円筒状で、その内面が前記反射カップの外面と結合するようにされたアーチ形状であって、前記ヒートシンクの内面が前記反射カップの外面にぴったりと重なることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１１】
前記ヒートシンクの外表面には、前記反射カップの中心垂直軸と平行に、且つ間隔をもって設けられた複数の放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１２】
前記ヒートシンクがその一端において、前記ヒートシンクの一端の中央から前記ヒートシンクの側面に向けて複数のリブを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１３】
前記ＬＥＤ光源が前記反射カップの底部に近接して配置されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１４】
前記ＬＥＤ光源が反射カップの開口部に近接して配置されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１５】
前記熱伝導プレートが、前記熱伝導プレートの中心垂直軸と前記反射カップの中心垂直軸とが重なるように配置され、前記熱伝導プレートの中心垂直軸と前記反射カップの円弧で定義される接合部の接線が、前記熱伝導プレートの中心垂直軸に対して垂直であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１６】
前記熱伝導プレートが前記ヒートシンクと一体に作成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１７】
前記熱伝導プレートが前記反射カップと一体に作成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１８】
前記ヒートシンクが前記反射カップと一体に作成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項１９】
前記熱伝導プレートが前記ヒートシンク及び前記反射カップと一体に作成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項２０】
前記光源パネル、前記熱伝導プレート、前記ヒートシンク及び前記反射カップが、熱伝導性の材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項２１】
前記熱伝導性の材料が、アルミニウム、アルミニウム合金及びセラミックの群の中から選択されることを特徴とする請求項２０に記載のＬＥＤ反射ランプ。
【請求項２２】
前記反射カップの前記開口部にランプシェードが設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のＬＥＤ反射ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明器具一般に関する。より詳細には、本発明は照明器具として使用される、発光効率の高い、改良された放熱特性を持つＬＥＤ反射ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体発光源として、１９６０年代に出現したＬＥＤ（light-emitting diodes）は、長寿命、堅固な構造、低消費電力、及び寸法自由度のある製品であり、照明用途に広く使用されていた従来の高圧ハライド・ランプに置き換わりつつある。しかし、ＬＥＤは比較的高い熱エネルギーを発生し、その結果、輝度の低下や寿命の短縮をきたすことがある。これは、ＬＥＤの応用の範囲をある程度制限する。
【０００３】
現在入手可能な照明用のＬＥＤは、通常、必要な照度とパワーを得るために複数のＬＥＤ光源をランプシェードとともに使用する。というのは、単一のＬＥＤ光源では照度やパワーが比較的小さいからである。ＬＥＤ光源の数を増やせば、ＬＥＤランプの照度と効率も増大する。図１は従来技術で得られるＬＥＤランプの図である。図１のＬＥＤランプは、複数のＬＥＤ光源１を同一パネル２に均等に且つ水平に配置して成り、各ＬＥＤ光源は同一平面上にランプシェードとともに配置され、さらに標準のランプホルダ３に組み込まれて市場で見かける標準ＰＡＲランプとなる。図２に示すように、このＰＡＲランプは照度の要求は満たせるかもしれないが、熱伝導や放熱については特に考慮されていない。その結果、複数のＬＥＤ光源から発生する熱エネルギーは効率よく放熱されず、ランプのハウジングが、人体に火傷を生じさせたりランプの発火を生じさせたりするほどの非常な高温となるおそれもある。さらに、集光手段がないために、ＬＥＤ光源からの光は効率よく集光することができず、光のロスや光量の不足をきたす。
【０００４】
下記特許文献１（中国実用新案２００８２０１０１３２９．７号）の「ＬＥＤ照明具」には、それぞれＬＥＤ光源とランプ・ハウジングの中央垂直軸に対して水平なパネルに設置されているライト・カバーからなる複数のライト・ユニットを有するＬＥＤ街灯が開示されており、そこでは各ＬＥＤ光源が同一の水平面上に配置されている。この中国実用新案のランプは、放熱については改善されているが、全てのＬＥＤ光源は外側を向いている。そのため、ＬＥＤから放射される光の殆どは想定作用面に対して直接に照射され、人の目にはギラギラとまぶしい光となる。またこのランプは光を集束することはできないため、光の有効性に影響する。全てのＬＥＤが同一平面上に配置されるため、高パワーにするためには必然的にランプのサイズは大きくなる。
【０００５】
従来のランプでは、その光束の９０％〜１００％が想定作用面に照射されるため、放熱や短寿命の問題を生じる。これらのＬＥＤランプの照射角は固定されていて、用途に応じて調整、変更することはできないゆえに、これらＬＥＤランプの適用範囲は当然に制限される。上記のように、出力光は眩しく、もし直視すれば人の目を傷つけることもある。さらに、これらＬＥＤランプから照射される光は集光することができず、発光効率は比較的低い。
【０００６】
したがって、照明目的で使用するための現状のＬＥＤランプを放熱及び集光の面で改善することが必要である。もし放熱性が改善されれば、高パワーＬＥＤランプを小型化でき、発光効率も向上できる。もし照射角が調整できて集光ができれば、ギラつきや眩しさの問題を防げるとともに発光効率の向上や光束の増大が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】中国実用新案２００８２０１０１３２９．７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点に鑑み、熱伝導特性、放熱特性及び集光特性に優れた新規なＬＥＤ反射ランプを提供することにある。このＬＥＤ反射ランプは照射角の変更も可能で、これにより構造的にギラつきの問題を解決し、眩しくない光出力を発生できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的は、制御回路を含むＬＥＤ反射ランプにより達成され、このＬＥＤ反射ランプはさらに、
制御回路によって制御される少なくとも２つのＬＥＤ光源と、
その少なくとも２つのＬＥＤ光源が固定された少なくとも２つの光源パネルと、
その少なくとも２つの光源パネルが熱伝導性をもって固定される少なくも１つの熱伝導プレートと、
反射性の内面と、この反射性内面の端縁部に形成される開口部とを有し、その底部にスロットが形成された反射カップであって、ＬＥＤ光源と光源パネルが固定された熱伝導プレートが、反射カップの中心垂直軸と平行になるようにスロットを介して反射カップの内部に挿入される反射カップと、
内部に空洞を有するヒートシンクであって、該空洞が反射カップと熱伝導プレートの少なくとも一部が結合されるようなサイズと形状を有するものと、を備える。
【００１０】
本発明の１つの好ましい実施態様において、ＬＥＤ反射ランプは、
２つのＬＥＤ光源と、
該２つのＬＥＤ光源がそれぞれ固定された２つの光源パネルと、
それぞれの面にその２つの光源パネルのそれぞれが固定された１つの熱導電プレートと、を備え、
前記ヒートシンクが円環状であって、反射カップの外面に対してぴったりと重なる反射性の内面を有する。
【００１１】
好ましくは、反射カップがそれぞれ中心垂直軸に対して対称に配置される２つの対称形の半部材から成り、半部材のそれぞれが放物線を拡張してできる放物面状の内部反射面を有し、ＬＥＤ光源の中心が放物面状の内部反射面の放物線の焦点に位置する。このような構成により、ＬＥＤから放射される全ての光は２つの対称形の半部材の放物面状の内部反射面によって反射されて、集光性のより優れた光を出力でき、これにより、より高照度のＬＥＤ反射ランプとなる。
【００１２】
もし、ＬＥＤ光源を反射カップの放物面状の内面の焦点に重なるように配置すれば、照度が約５％〜２０％向上することが認められる。
【００１３】
前記ＬＥＤ反射ランプは、さらに、前記反射カップの中心垂直軸に配置される金属キャップを備え、該金属キャップは２つの対向する面を有しており、それぞれの面にそれぞれ熱伝導プレートの厚さと同一幅の切り欠きが形成され、熱伝導プレートが該切り欠きに嵌め込まれるようにされてもよい。
【００１４】
本発明によれば、ＬＥＤ光源は光源パネルに接着剤によって、又は機械的に固定され、該光源パネルは更に熱伝導プレート締結具、接着剤塗布、又は粘着性放熱オイルによって固定される。有利には、放熱オイルの層が光源パネルと熱伝導プレートの間に配置される。
【００１５】
好ましくは、反射カップは実質的にホーン形状であり、反射性の内面は光反射物質で被覆される。
【００１６】
ヒートシンクは、中空円筒状に形成してもよく、その内面は反射カップの外面と結合するようにされたアーチ形状であって、ヒートシンクの内面が反射カップの外面にぴったりと重なる。ヒートシンクの外表面には、反射カップの中心垂直軸と平行に、且つ間隔をもって設けられた複数の放熱フィンが設けられ、より良好な放熱効果を得る。更に、ヒートシンクは、その一端において、ヒートシンクの一端の中央からヒートシンクの側面に向けて複数のリブを有する。これらのリブは、補強リブの役割を果たすことができ、且つ放熱にも役立つ。
【００１７】
本発明によれば、ＬＥＤ光源は反射カップの底部に近接して配置でき、或いは反射カップの開口部に近接して配置することもできる。このようにして、ＬＥＤ光源からの照射光は反射カップの内面で反射されるため、反射カップから反射される光線の角度を、例えば１０°〜６０°の間で、変えることができる。
【００１８】
本発明の他の好ましい実施態様においては、熱伝導プレートがその中心垂直軸と反射カップの中心垂直軸とが重なるように配置され、熱伝導プレートの中心垂直軸と反射カップの円弧で定義される接合部の接線は、熱伝導プレートの中心垂直軸に対して垂直となるようにされる。
【００１９】
熱伝導プレート、ヒートシンク及び反射カップは、個別に作成されるか、又はいずれかの二者が一体に作成されてもよいし、全てを一体に作成されてもよい。
【００２０】
放熱性を向上させるために、光源パネル、熱伝導プレート、ヒートシンク及び反射カップは、アルミニウム、アルミニウム合金又はセラミックのような熱伝導性の材料によって形成するのが有利である。
【００２１】
本発明によるＬＥＤ反射ランプは、発光効率と集光性に優れるため、このランプにはランプシェードを用いる必要がない。勿論、もし希望するならば、反射カップの開口部にランプシェードを設けることもできる。
【００２２】
本発明のＬＥＤ反射ランプでは、ＬＥＤ光源パネルはヒートシンクと一体に形成された熱伝導プレートと密に接触して、良好な熱伝導と放熱の経路を実現している。この経路は、ＬＥＤ光源から発生する熱エネルギーを、光源パネル―熱伝導プレート―ヒートシンク及び反射カップ、を通して良好に発散させ、そのためＬＥＤ光源の温度は大幅に低下する。ランプシェードが不要なため、ＬＥＤ光源は外気に直接触れてランプの更なる放熱に役立ち、ＬＥＤの点灯時に生じる熱エネルギーは抑えられる。本発明のＬＥＤ反射ランプの構成は、ＬＥＤの過熱を防止し、ランプの長寿命化につながる。本発明は、高パワーＬＥＤランプにまつわる放熱問題を解決し、複数のＬＥＤをコンパクトに実装することを可能にし、高パワーＬＥＤランプの小型化を可能にする。
【００２３】
ＬＥＤから放射される光は、ＬＥＤ光源が反射カップの中心に取り付けられているため、反射カップにより外部に反射されて効率的に集光される。ＬＥＤ光源の位置を変えることにより反射カップで反射される光線の角度が変わるので、様々な場面での応用に便利である。
【００２４】
ＬＥＤ光源が反射カップの内側表面を構成する放物面の焦点に相当する位置にあるときは、ＬＥＤからの放射光はより集光された高照度の光として放射される。この場合、低パワーのＬＥＤ反射ランプを使用しても、従来技術の高パワーＬＥＤランプと同等の照明効果を得られる。この低パワーのＬＥＤ反射ランプは、低パワーであり、低発熱であるために長寿命である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
本発明の目的、特徴、優位点及び技術的効果は、以下に述べる本発明の概念と構造の説明と関連図面にて更に詳細に述べられる。
【図１】図１は、従来技術で得られるＬＥＤランプ器具の上面図である。
【図２】図２は、図１のＬＥＤランプ器具の正面図である。
【図３】図３は、本発明の実施例１により構成された、２つの光源パネルを持つＬＥＤ反射ランプの上部斜視図である。
【図４】図４は、図３のＬＥＤ反射ランプの底部斜視図である。
【図５】図５は、図３のＬＥＤ反射ランプの底部分解図である。
【図６】図６は、図３のＬＥＤ反射ランプの上部分解図である。
【図７】図７は、本発明の実施例２により構成された、３つの光源パネルを持つＬＥＤ反射ランプの上部斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施例３により構成された、４つの光源パネルを持つＬＥＤ反射ランプの上部斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施例４により構成されたＬＥＤ反射ランプの上部斜視図であり、ＬＥＤ反射ランプは２つの対称形の半部材から成る反射カップを有する。
【図１０】図１０は、図９のＬＥＤ反射ランプの底部斜視図である。
【図１１】図１１は、図９のＬＥＤ反射ランプの上部斜視図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、図９のＬＥＤ反射ランプの中心垂直軸での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は好ましい実施形態において例示及び記述されるが、本ＬＥＤ反射ランプは様々な異なる構成、サイズ、形状及び材料において製作され得る。
【実施例１】
【００２７】
以下、図面を参照すると、図３〜図６には本発明の実施例１に従ったＬＥＤ反射ランプ１００が示されている。この実施例では、ＬＥＤ反射ランプ１００は２つのＬＥＤ光源６０、２つの光源パネル２０、熱伝導プレート１０、ヒートシンク５０、反射カップ３０、金属キャップ４０及びＬＥＤ光源を制御するための制御回路（図示せず）を有する。制御回路はＬＥＤ反射ランプと一体に、ヒートシンクの外周面にある放熱フィンに固定されてもよいし、ＬＥＤ反射ランプとは別に構成し、プラグ型のコネクタによってＬＥＤ反射ランプと電気的に接続することもできる。制御回路は本発明には必須ではないので、詳細は述べない。
【００２８】
ＬＥＤ光源６０は、１つ又は複数のＬＥＤからなる。本実施例では、２つのＬＥＤ光源６０のそれぞれは、各光源パネル２０に接着剤により又は機械的、又はその他の公知の方法で固定された３チップのＬＥＤから成る。各光源パネル２０にはネジ穴２２、２４が設けられ、光源パネル２０はそれらによって熱伝導プレート１０に対してネジ留めされる。より良い熱伝導のために、放熱オイルの層を光源パネル２０と熱伝導プレート１０との間に設けてもよい。勿論、光源パネル２０と熱伝導プレート１０とは、その間に良好な熱伝導と放熱姓を得るために、公知の技術を使用して固定することができる。例えば、光源パネル２０は熱伝導プレート１０に対して粘着性の放熱オイルを介して固定することができる。
【００２９】
図５及び図６に示すように、熱伝導プレート１０は半円形の板であり、切り欠き１２とネジ穴１４が、それぞれ光源パネル２０のネジ穴２２、２４に対応する位置に設けられている。２つの光源パネル２０は、それぞれ各光源パネルを熱伝導プレートの各面にあてがい、光源パネル２０のネジ穴２２、２４をそれぞれ熱伝導プレート１０の切り欠き１２とネジ穴１４に位置合わせしてネジ留めすることによって熱伝導プレート１０に固着される。上述したように、ネジ留めの前に、光源パネル２０と熱伝導プレート１０の間の接触面に、放熱オイルを被覆することができる。そのかわりに、粘着性の放熱オイルを使用して２つの光源パネル２０を熱伝導プレート１０の２つの面にそれぞれ直接取り付けることもできる。
【００３０】
ヒートシンク５０は環状で、熱伝導プレート１０は、ヒートシンク５０の内側空洞部に、熱伝導プレート１０がヒートシンク５０の中心垂直軸と重なるように配置される。本実施例では、ヒートシンク５０と熱伝導プレート１０とは一体に形成される。勿論、それらは良好な熱伝導が得られるように、嵌め込んで接続してもよい。図４及び図６では、ヒートシンク５０がその外端に、その外端の中心からヒートシンクの側壁に延びる複数のリブ５４を有する。これらリブ５４は、補強リブの役割を有し、且つ放熱にも役立つ。ヒートシンク５０は、反射カップ３０の外周面３６に合致する円弧状の内面を有し、反射カップ３０を介しての放熱を可能にする。更に、ヒートシンク５０は、その外周囲に反射カップの中心垂直軸に平行で互いに離間した複数の放熱フィン５２を有する。放熱フィン５２を設けることで、熱伝導プレート１０からの熱エネルギーの放熱効果が増す。
【００３１】
反射カップ３０は反射性の内面３２と、該反射性内面３２の端縁に形成された反射性の開口部と、反射カップの底部に形成されたスロット３４とを有する。反射カップ３０は、底部が小径で開口部が大径であるＰＡＲランプの規格と略同一のホーン形状である。このホーン形状によって発光効率の増大と集光性の向上が可能になる。反射カップ３０の反射性内面３２は、滑らかな円弧状の面で、発光効率を増すために反射性の物質で被覆することができる。ＬＥＤ光源６０から照射される光は、反射カップの反射性内面３２で反射され、反射性の開口部から外部に反射される。この実施例では、反射性開口部にはガラス製ランプシェードは設けておらず、ＬＥＤチップは直接外気に接しているため、放熱の面で、ひいてはＬＥＤの発熱の低減に有利である。もし必要ならば、滑らかで透明なガラス製ランプシェードを反射カップに設けてもよい。スロット３４は、ＬＥＤ光源６０及び光源パネル２０が固定された熱伝導プレート１０が該スロット３４に挿入されて反射カップの内側に来たときに、ＬＥＤ光源６０が反射カップの中心垂直軸と平行になるような寸法と形状にされる。好ましくは、熱伝導プレート１０は、その中心垂直軸が反射カップ３０の中心垂直軸と重なるように配置され、熱伝導プレート１０の中心垂直軸と反射カップ３０の円弧で定義される接合部の接線が、熱伝導プレート１０の中心垂直軸に対して垂直になるようにされる。この場合、各光源パネル２０に固定された３つのＬＥＤチップは、全て同一の垂直面に配置され、ＬＥＤからの放射光線は反射カップの反射性内面３２によって等しく外部に向けて反射され、非常によく集束された状態で照明対象に到達する。
【００３２】
本発明によれば、光源パネル２０は、ＬＥＤ光源６０が反射カップ３０の底部にあるスロット３４の近傍になるように配置することも、ＬＥＤ光源６０が反射カップ３０の反射性の開口部の近傍になるように配置することもできる。上述したように、ＬＥＤチップから放射された光は反射カップ３０の反射性内面３２において反射されて外部に放射されるため、反射カップ上でのＬＥＤ光源６０の位置を変えることで、反射カップから外部に反射される光線の角度を変えることができ、ＬＥＤ反射ランプの光線の照射角度を変えることができる。これは従来技術のＬＥＤランプでは反射用ランプカバーにより光線の角度を変えているのとは異なる。本発明のＬＥＤ反射ランプでは、光線の角度は一般に１０°〜６０°の間で可変である。
【００３３】
金属キャップ４０は中空の円筒状で、開口端と、閉口端と、それぞれ切り欠き４２を備えた対向する２つの側面部を有する。切り欠きは、熱伝導プレート１０の厚みに合致する寸法とされ、熱伝導プレート１０が切り欠き４２にぴったりと嵌め込まれる。金属キャップ４０は、その金属キャップ４０の直下で反射カップの中心にあるＬＥＤ光源からの放射光を遮るため、ＬＥＤ光源からの光が直接に人の目に入ることなく、ギラギラつきや眩しさから人の目を保護することができる。金属キャップの閉口端の上面は、本発明のＬＥＤ反射ランプであることを識別できるよう、緑色蛍光にしてもよい。
【００３４】
熱伝導プレート１０、ヒートシンク５０及び反射カップ３０は、個別に製作して互いに嵌め込み接合して良好な熱伝導を得るようにしてもよい。これらのうちのいずれか２つ、つまり熱伝導プレート１０とヒートシンク５０、又は熱伝導プレート１０と反射カップ３０、又はヒートシンク５０と反射カップ３０を一体に成形してもよい。更に、熱伝導プレート１０とヒートシンク５０及び反射カップ３０とを一体に成形してもよい。
【００３５】
光源パネル２０、熱伝導プレート１０、ヒートシンク５０、及び反射カップ３０は、アルミニウム、アルミニウム合金及びセラミックの群の中から選択される熱伝導性の材料で形成されるのが好ましい。
【実施例２】
【００３６】
図７は、本発明の実施例２にしたがって構成されるＬＥＤ反射ランプ２００を示す。この実施例のＬＥＤ反射ランプは、上記実施例１で示したものと同じ構造であるが、以下の点で異なる：
−ＬＥＤ反射ランプが３つの光源パネル２２０と３つのＬＥＤ光源２６０を有し、ＬＥＤ光源２６０は各光源パネル２２０にそれぞれ固定されること、
−熱伝導プレート２１０が三角形で、３つの側平面２１４によって定義される中央柱状体と、中央柱状体から延在する３つの熱伝導分枝プレート２１２を備え、３つの光源パネル２２０は、分枝プレート２１２で仕切られた３つの側平面２１４にそれぞれ固定されること、及び
−金属キャップ２４０が３つの側平面２１４の接合部と嵌め合うために対応する３つの切り欠きを有すること。
【００３７】
この実施例２のヒートシンク２５０は、実施例１のヒートシンク５０と実質的に同一の構造である。ＬＥＤ光源が更に１つ増えるため、より高パワーのＬＥＤ反射ランプが製造できる。
【実施例３】
【００３８】
図８は、本発明の実施例３により構成されるＬＥＤ反射ランプ３００を示す。この実施例のＬＥＤ反射ランプは、上記の実施例１で示したものと同じ構造だが、以下の点で異なる：
−ＬＥＤ反射ランプが４つの光源パネル３２０と４つのＬＥＤ光源３６０を有し、ＬＥＤ光源３６０は各光源パネル３２０にそれぞれ固定されること、
−熱伝導プレート３１０が、４つの側平面３１４にて定義される四角形の中央柱状体を含み、４つの光源パネル３２０が４つの側平面３１４にそれぞれ固定されること、及び
−金属キャップ３４０が４つの側面平面３１４の接合部と嵌め合うために対応する４つの切り欠きを有すること。
【００３９】
ＬＥＤ光源が更に１つ増えるため、実施例２のＬＥＤ反射ランプ２００に比較して更に高パワーのＬＥＤ反射ランプが製造できる。
【実施例４】
【００４０】
図９〜図１２は、本発明の実施例４にしたがって構成されるＬＥＤ反射ランプ４００を示す。実施例４のＬＥＤ反射ランプは、上記の実施例１で示したものと実質的に同じ構造であり、２つのＬＥＤ光源４６０と、２つの光源パネル４２０と、熱伝導プレート４１０と、ヒートシンク４５０及びＬＥＤ光源を制御する制御回路とを含む。
【００４１】
ＬＥＤ反射ランプ４００が実施例１のものと異なるのは、反射カップ４３０が対称形で同一構造、同一サイズの２つの半部材４３１、４３２から成ることである。半部材４３１、４３２は一体に組み合わされてホーン形状を形成する。これらの半部材は、反射カップの中心垂直軸に対して対称的に、スロット４３４が形成されるように配置される。スロット４３４は、図９に示されるように、ＬＥＤ光源４６０が固定された熱伝導プレート４１０及び光源パネル４２０が、スロット４３４を通して反射カップ４３０の内面に挿入されるようなサイズと形状にされる。
【００４２】
ＬＥＤ反射ランプ４００では、２つの半部材４３１、４３２がそれぞれ放物線を拡張して形成される放物面である反射性の内面を有し、２つのＬＥＤ光源４６０の中心が放物内面の焦点にそれぞれ位置するようにされる。つまり、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、２つの半部材４３１、４３２の放物面の焦点が２つのＬＥＤ光源４６０の中心にそれぞれ重なるようにされる。このような構成により、ＬＥＤから放射される光の全てが２つの対称形の半部材４３１、４３２の放物面状の内面によって反射されて、より優れた集光性を得て発光効率を向上させることができる。この実施例のＬＥＤ反射ランプによれば、照明の照度は従来技術による既存のＬＥＤ反射ランプに比べて約５％〜２０％向上することが判明している。
【００４３】
対称形の半部材４３１、４３２の反射性の内面は滑らかで、更に発光効率を向上させるために、反射性の材料を被覆してもよい。半部材４３１、４３２の反射性の内面は、当業者の技術の範囲内であれば、光を集光するのに適した構造ならば如何なる表面でもよいことは、理解できるだろう。
【００４４】
本発明によれば、ＬＥＤ光源が固定された光源パネルは、熱伝導プレートに対してしっかりと取付けられ、熱伝導プレートはヒートシンクに熱伝導性をもって結合され、これにより良好な熱伝導性と放熱性を有する経路を、光源パネル−熱伝導プレート−ヒートシンクに沿って作り出す。ＬＥＤ光源から発生する熱エネルギーは、この経路を通して急速に発散され、そのためＬＥＤ光源の温度は大幅に低下する。したがって、ＬＥＤ照明器具の放熱問題はうまく解消される。更に、ランプシェードの無い反射カップの開口部は、放熱性の改善に貢献する。ＬＥＤ光源からの照射光は集光のために反射カップの反射性の内面によって外部に反射される、というのは、ＬＥＤ光源は反射カップの中央部に、ＬＥＤ光源が反射カップの中心垂直軸に平行になるよう設置されるからである。ＬＥＤ光源の中心が反射カップの放物面の焦点に重なるように設計すれば、本発明のＬＥＤ反射ランプはより良好な集光性とより高い照度を作り出すことができるだろう。更に、熱伝導プレートの構造を変更すれば、ＬＥＤ光源や光源パネルの数を増やすことができ、一連の高パワーのＬＥＤ反射ランプの製造が可能になる。
【００４５】
ＬＥＤ光源が反射カップの底部近傍にある場合には、ＬＥＤ光源からの放射光の照射角度は小さくなり、ＬＥＤ光源が反射カップの反射開口部近傍にある場合には、ＬＥＤ光源からの放射光の照射角度は大きくなる。このようにして、異なる利用目的を満たすようにＬＥＤ反射ランプの照射角度を調整することができる。ＬＥＤ光源の数は、２つ以上、例えば３つ又は４つ或いはそれ以上にすることができる。よって、様々な場合に応じて高パワーＬＥＤ反射ランプの製造が可能になる。
【００４６】
このように、本発明は高パワーＬＥＤランプに伴う放熱問題を有効に解決でき、発光効率が高く放熱性が良好なＬＥＤ反射ランプを提供するものである。
【００４７】
幾つかの実施例に沿って本発明の性質を詳細に述べてきたが、本発明はこれらの実施例や図面に限定されるものではない。その基本的な考え方の代替、変更、修正が無い限り、細部の変更は構わない。本発明の範囲を逸脱せずに当業者の常識によって行われる多数の変更や修正は、本発明の範囲内である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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