(57)【要約】【課題】本発明は、ＬＥＤ素子から発生する熱により暖められた熱い空気が上方に上昇すれば熱い空気の位置に冷たい空気が流入して空気の循環が行われる自然対流現象を誘導して放熱効率を向上させる、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を提供する。【解決手段】本発明は、多数のＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板の裏面に結合され、ＬＥＤ素子から発散された熱を吸収するヒートシンクを含み、前記ヒートシンク及びＰＣＢ基板の中央には、ヒートシンクの下部に止まる高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇するように誘導し、ヒートシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させる対流ホールが設けられることを特徴とする、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具において、
多数のＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板の裏面に結合され、ＬＥＤ素子から発散された熱を吸収するヒートシンクを含み、前記ヒートシンク及びＰＣＢ基板の中央には、ヒートシンクの下部に止まる高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇するように誘導し、ヒートシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させる対流ホールが設けられることを特徴とする、ＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記ヒートシンクは、周辺に比べてヒートシンクの下部に相対的に高温の空気が止まるように縁部が下方に折り曲げられる形態で備えられることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項３】
前記ヒートシンクの底面には、ＬＥＤ素子およびＰＣＢ基板を保護するカバーが結合されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項４】
前記カバーは、レンズまたは透光材質からなり、その中央には前記対流ホールが設けられることを特徴とする、請求項３に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項５】
前記ヒートシンクの上面には、ＬＥＤ素子に電源を供給する電源ケースが装着されるが、前記電源ケースは対流ホールを塞がないように装着されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項６】
前記電源ケースの上面には、角度を調節することが可能な取付用ブラケットが結合されることを特徴とする、請求項５に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項７】
前記ヒートシンクの上面には、上面の輻射熱を放熱させるための放熱フィンが一定の間隔で配列されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項８】
自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具において、
中央に第１対流ホールが設けられるＰＣＢ基板と、
前記ＰＣＢ基板の一面に実装される多数のＬＥＤ素子と、
前記ＰＣＢ基板の裏面に結合され、ＬＥＤ素子から発散された熱を吸収し、中央に前記ＰＣＢ基板の第１対流ホールと対応する第２対流ホールが設けられるヒートシンクとを含み、
前記ヒートシンク及びＰＣＢ基板に設けられた第１、第２対流ホールは、ＬＥＤ素子の周辺に止まる高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇するように誘導し、ヒートシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させることを特徴とする、ＬＥＤ照明器具。
【請求項９】
前記ヒートシンクは、ＰＣＢ基板に面接触するように上面がＰＣＢ基板と同一の平板からなり、平板の上面から延長された面が下方に折り曲げられて傾斜側面を形成することにより笠状に備えられることを特徴とする、請求項８に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１０】
前記ヒートシンクの上面とＰＣＢ基板とはボルトで結合されることを特徴とする、請求項８に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１１】
前記ヒートシンクの底面には、ＬＥＤ素子及びＰＣＢ基板を保護する透光材質のカバーが結合され、前記カバーの中央には、前記ＰＣＢ基板の第１対流ホールと対応する第３対流ホールが設けられることを特徴とする、請求項８に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１２】
前記カバーの内側底面には、ＰＣＢ基板に実装された多数のＬＥＤ素子をそれぞれ収容する透光ホルダーが備えられることを特徴とする、請求項１１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１３】
前記カバーの内側底面にはボルト締結ホールが一定の間隔で設けられ、前記ボルト締結ホールには前記ヒートシンクの上面及びＰＣＢ基板を貫通するボルトが締結されることで、前記ヒートシンクとＰＣＢ基板とカバーとがボルトで結合されることを特徴とする、請求項１１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１４】
前記カバーの内側底面にはフック状の突部が一定の間隔で設けられ、前記ヒートシンクの底面には前記フック状の突部が挿入されて固定される溝部が設けられ、前記突部と前記溝部との結合によって前記カバーがヒートシンクの底面に結合されることを特徴とする、請求項１１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１５】
前記ヒートシンクの上面には、ＬＥＤ素子に電源を供給する電源ケースが装着されるが、前記電源ケースは、対流ホールを塞がない幅で対流ホールの中央を横切って配置され、底面が対流ホールから離隔するように両側端部が下方に折り曲げられ、前記下方に折り曲げられた両側端部がヒートシンクの上面に結合されることを特徴とする、請求項８に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１６】
前記電源ケースの上端部の両側には固定片が備えられ、前記固定片には取付用ブラケットがヒンジで結合されることを特徴とする、請求項１５に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１７】
前記取付用ブラケットには角度が調節されるようにヒンジを中心に多数の孔が配列され、前記固定片には前記孔と対応する位置に固定用突起が備えられ、前記固定用突起が選択的に嵌め込まれる孔の位置によって前記取付用ブラケットの角度が調節されることを特徴とする、請求項１６に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１８】
前記固定用突起は、固定片に設けられた溝内に挿入され、前記溝内のバネに付勢され、外力が加わると溝内に引き込まれ、外力が除去されると溝の外に突出する構造を持つことを特徴とする、請求項１７に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１９】
前記ヒートシンクの上面の両側には、上面の輻射熱を放熱させるための放熱フィンが一定の間隔で配列されることを特徴とする、請求項８に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２０】
前記放熱フィンは、両側から中央へ向かうほど高さが漸次高くなってドーム状をなすことを特徴とする、請求項１９に記載のＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具に係り、さらに詳しくは、ＬＥＤ素子から発生する熱により暖められた熱い空気が上方に上昇すれば熱い空気の位置に冷たい空気が流入して空気の循環が行われる自然対流現象を誘導して放熱効率を向上させる、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＬＥＤ照明器具を構成する重要な要素であるＬＥＤ素子は、電気エネルギーの供給を受けて光を発散し、この際、光と共に高い熱も発散する。また、駆動時に発生する熱はＬＥＤ素子の劣化を加速させるので、 ＬＥＤ照明器具の信頼性を確保するためには、照明器具の外部へ熱を十分に放出することができるように設計されなければならない。
【０００３】
ここで、熱は、ＬＥＤ素子からＰＣＢを経て放熱機構物までの伝導過程によって伝達され、最終放熱体から空気中に輻射によって発散された後、対流によって空気中に広がる。熱エネルギーは常に温度の高い方から低い方へと移動し、温度差が大きいほどさらに効果的に熱が伝達される特徴があるため、輻射によって放出された熱が速やかに対流して空気中に広がるようにすれば、高い放熱効果を得ることができる。
【０００４】
ＬＥＤ照明器具におけるヒートシンクで放熱を行う方式は、大きく受動型冷却方式（Ｐａｓｓｉｖｅ  ｃｏｏｌｉｎｇ）と能動型冷却方式（Ａｃｔｉｖｅ  ｃｏｏｌｉｎｇ）に分けられる。
【０００５】
受動型冷却方式（Ｐａｓｓｉｖｅ  ｃｏｏｌｉｎｇ）は、熱放熱のために通常使用されている方式であって、放熱体自体の伝導及び輻射を介して自然対流により熱が分散する方式である。
【０００６】
能動型冷却方式（Ａｃｔｉｖｅ  ｃｏｏｌｉｎｇ）は、ヒートシンクに電気モーターによるファン（ｆａｎ）またはメンブレンなどを取り付けて強制対流を起こすことで高温の空気を強制に広がるようにし、絶え間なく冷たい空気が強制的に供給されるようにする方式である。
【０００７】
ここで、強制対流による能動型冷却方式は、放熱効果に優れるものの、電気モーター（またはメンブレン）を駆動するための別途の装置が必要であり、コストアップが発生し、ファンの摩擦寿命による故障などが頻繁であるため、通常のＬＥＤ照明器具にはあまり使用されない。
【０００８】
そして、ＬＥＤ照明機器の大部分を占めている受動型冷却方式は、能動型冷却方式に比べて放熱効率に劣るため、放熱効率を少しでも高めるために照明器具の外観を金属性放熱体から製作するか、或いは別途の放熱体を照明器具に取り付けて熱放散に効果のあるように製作しなければならない。
【０００９】
より詳細には、図１の（ａ）に示すように照明器具自体の形状を放熱フィンのあるダイキャストヒートシンク１０に製作するか、或いは、図１の（ｂ）に示すように空気の接触面を最大限に広くして輻射放出を増加させることができるように多数の放熱フィンが押出成形されたアルミニウムヒートシンク１０を取り付けて照明器具を製作するか、或いは、図１の（ｃ）に示すように板金型放熱フィンを作って組み立てた形態のヒートシンク１０を取り付けて製作する。
【００１０】
しかし、前記受動型冷却方式は、多数の放熱フィンを有するヒートシンクを製作するための部品費用、金型費用、組立費用などの増加により製作コストが高く、構造が複雑であり、大きい体積により重いという問題点がある。
【００１１】
したがって、軽くかつ単純かつ安価なヒートシンクの構造を適用して能動型冷却方式レベルの高い放熱効果を得ることができる、新規な放熱構造を有するＬＥＤ照明器具の開発が切実に求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】韓国登録特許第１０−１５５４５０７号明細書
【特許文献２】韓国登録特許第１０−１３４０４１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、従来の問題点を解決するために案出されたものであって、その目的は、ＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板と、ＰＣＢ基板の裏面に結合され、ＬＥＤ素子から発散された熱を吸収するヒートシンクの中央に対流ホールを設けてＬＥＤ素子の周辺の高温の空気が上昇するように誘導し、高温の空気が止まっていたＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するように誘導して自然対流現象を誘発させることにより、放熱効率を大きく増大させる、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、製作コストが低く、維持費用が低減し、構造が単純であって軽いだけでなく、設置の容易性及び使用の利便性が増大する、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、多数のＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板の裏面に結合され、ＬＥＤ素子から発散された熱を吸収するヒートシンクを含み、前記ヒートシンク及びＰＣＢ基板の中央には、ヒートシンクの下部に止まる高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇するように誘導し、ヒートシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させる対流ホールが設けられたことを特徴とする、 自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を提供する。
【００１６】
ここで、前記ヒートシンクは、周辺に比べてヒートシンクの下部に相対的に高温の空気が止まるように縁部が下方に折り曲げられる形態で備えられることを特徴とする。
【００１７】
また、前記ヒートシンクの底面には、ＬＥＤ素子およびＰＣＢ基板を保護するカバーが結合される。前記カバーは、レンズまたは透光材質からなり、その中央には前記対流ホールが設けられたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記ヒートシンクの上面には、ＬＥＤ素子に電源を供給する電源ケースが装着されるが、前記電源ケースは対流ホールを塞がないように装着されることを特徴とする。
【００１９】
また、前記電源ケースの上面には、角度を調節することが可能な取付用ブラケットが結合されることを特徴とし、前記ヒートシンクの上面には、上面の輻射熱を放熱させるための放熱フィンが一定の間隔で配列されることを特徴とする。
【００２０】
本発明の他の観点によれば、 は、中央に第１対流ホールが設けられるＰＣＢ基板と、前記ＰＣＢ基板の一面に実装される多数のＬＥＤ素子と、前記ＰＣＢ基板の裏面に結合され、ＬＥＤ素子から発散された熱を吸収し、中央に前記ＰＣＢ基板の第１対流ホールと対応する第２対流ホールが設けられるヒートシンクとを含み、前記ヒートシンク及びＰＣＢ基板に設けられた第１、第２対流ホールは、ＬＥＤ素子の周辺に止まる高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇するように誘導し、ヒートシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させることを特徴とする、自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を提供する。
【００２１】
ここで、前記ヒートシンクは、ＰＣＢ基板に面接触するように上面がＰＣＢ基板と同一の平板からなり、平板の上面から延長された面が下方に折り曲げられて傾斜側面を形成することにより笠状に備えられることを特徴とする。
【００２２】
また、前記ヒートシンクの上面とＰＣＢ基板とはボルトで結合されることを特徴とする。
【００２３】
また、前記ヒートシンクの底面には、ＬＥＤ素子及びＰＣＢ基板を保護する透光材質のカバーが結合され、前記カバーの中央には、前記ＰＣＢ基板の第１対流ホールと対応する第３対流ホールが設けられることを特徴とする。カバーの内側底面には、ＰＣＢ基板に実装された多数のＬＥＤ素子をそれぞれ収容する透光ホルダーが備えられることを特徴とする。
【００２４】
また、前記カバーの内側底面には多数のボルト締結ホールが一定の間隔で設けられ、前記ボルト締結ホールには前記ヒートシンクの上面及びＰＣＢ基板を貫通するボルトが締結されることで、前記ヒートシンクとＰＣＢ基板とカバーとがボルトで結合されることを特徴とする。
【００２５】
また、前記カバーの内側底面にはフック状の突部が一定の間隔で設けられ、前記ヒートシンクの底面には前記フック状の突部が挿入されて固定される溝部が設けられ、前記突部と溝部との結合によって前記カバーがヒートシンクの底面に結合されることを特徴とする。
【００２６】
また、前記ヒートシンクの上面には、ＬＥＤ素子に電源を供給する電源ケースが装着されるが、前記電源ケースは、対流ホールを塞がない幅で対流ホールの中央を横切って配置され、底面が対流ホールから離隔するように両側端部が下方に折り曲げられ、前記下方に折り曲げられた両側端部がヒートシンクの上面に結合されることを特徴とする。
【００２７】
また、前記電源ケースの上端部の両側には固定片が備えられ、前記固定片には取付用ブラケットがヒンジで結合されることを特徴とする。
【００２８】
また、前記取付用ブラケットには角度が調節されるようにヒンジを中心に多数の孔が配列され、前記固定片には前記孔と対応する位置に固定用突起が備えられ、前記固定用突起が選択的に嵌め込まれる孔の位置によって前記取付用ブラケットの角度が調節されることを特徴とする。
【００２９】
また、前記固定用突起は、固定片に設けられた溝内に挿入され、前記溝内のバネに付勢され、外力が加わると溝内に引き込まれ、外力が除去されると溝の外に突出する構造を持つことを特徴とする。
【００３０】
また、前記ヒートシンクの上面の両側には、上面の輻射熱を放熱させるための放熱フィンが一定の間隔で配列され、前記放熱フィンは、両側から中央へ向かうほど高さが漸次高くなってドーム状をなすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の実施形態によれば、ＬＥＤ素子の実装されるＰＣＢ基板とヒートシンクの中央に対流ホールを設けてＬＥＤ素子の周辺の高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇するように誘導し、ヒートシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させることにより、能動型冷却方式レベルの高い放熱効果を得るという効果がある。
【００３２】
また、能動型冷却方式のように電気モーターやメンブレンなどの冷却駆動のための別途の装置を必要としないので製作コストが低く、ファンの磨耗や故障などが発生しないため維持費用が節減できるという効果がある。
【００３３】
また、受動型冷却方式のように別途の複雑な構造の放熱体を取り付けなくてもよいので、放熱体を製作するための部品費用、金型費用、組立費用などを削減させることができ、構造が単純になり、軽くて使用利便性及び実用性を向上させるという効果がある。
【００３４】
また、笠状のヒートシンクは、ＬＥＤ素子の周辺の空気を効果的に集めて対流ホールを介して高温の空気が上昇するときに笠の内部の低気圧を誘発して、相対的に気圧が高くなった周辺の冷たい空気が笠の内部に流入するように誘導することにより、放熱効果を増大させるとともに製品の信頼性を向上させるという効果がある。
【００３５】
また、ヒートシンクの上面に多数の放熱フィンがさらに備えられることにより、放熱効率をさらに増大させ、取付用ブラケットの角度を自由に調節することができるため、設置の容易性及び製品の商品性を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来の受動型冷却方式のＬＥＤ照明器具に取り付けられるヒートシンクの例を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を上方から見た斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を下方から見た底面斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を分解して示す分解斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を示す結合断面図である。
【図６】電源ケースの固定片に角度調節可能に結合される取付用ブラケットの結合関係を示す要部拡大図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具のヒートシンクの上面に多数の放熱フィンが一定の間隔で配列された状態を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は対流ホールを介してヒートシンクの下部に止まる高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と共に上昇し、（ｂ）は熱い空気が止まっていた位置に低温の空気が流入して空気の循環が行われる過程を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の上記の目的、特徴および他の利点は、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明することによりさらに一層明らかになるだろう。以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態による自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具を詳細に説明する。本明細書のために、図面における同じ参照番号は、特に指示しない限り、同じ構成部分を示す。
【００３８】
図２〜図５を参照して、本発明の一実施形態に係る自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具の構成及び結合関係を説明し、図６を参照して、取付用ブラケットの角度調節構造を説明し、図７を参照して、ヒートシンクの上面に備えられる放熱フィンを説明する。さらに、図８を参照して、空気の循環及び自然対流現象を誘導する対流ホールの機能を説明する。
【００３９】
図２〜図５に示すように、本発明の一実施形態による自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具は、ＰＣＢ基板１００、ＬＥＤ素子２００及びヒートシンク３００を含んで構成される。
【００４０】
まず、ＰＣＢ基板１００は、ドーナツ状をし、基板の中央に第１対流ホール４００ａが設けられる。
【００４１】
第１対流ホール４００ａが設けられたＰＣＢ基板１００の一面には、多数のＬＥＤ素子２００が実装されて配列される。
【００４２】
ＰＣＢ１００の裏面には、ＬＥＤ素子２００から発散された熱を吸収するヒートシンク３００が結合される。
【００４３】
ヒートシンク３００は、ＰＣＢ基板１００に面接触するように上面がＰＣＢ基板１００と同じ平板からなり、平板の中央には、第１対流ホール４００ａの中心線上に位置して第１対流ホールと同様の大きさを有する第２対流ホール４００ｂが設けられる。そして、平板の上面から延長された面が下方に折り曲げられて傾斜側面を形成することにより笠状を有する。
【００４４】
また、ヒートシンク３００は、熱伝導性に優れた金属材質からなり、ＬＥＤ素子２００から発生した熱を効率よく発散する。
【００４５】
ヒートシンク３００の上面及びＰＣＢ基板１００には、ＬＥＤ素子２００の間々に貫通する締結孔３１０、１１０が設けられ、ヒートシンクとＰＣＢ基板とは、締結孔３１０、１１０に締結されるボルト５００によって結合される。
【００４６】
これに加えて、ヒートシンク３００の底面には、ＬＥＤ素子２００及びＰＣＢ基板１００を保護するカバー６００が結合される。
【００４７】
カバー６００は、ＬＥＤ光が通過するようにレンズまたは透光材質からなり、カバー６００の中央には、第１対流ホール４００ａの中心線上に位置する第３対流ホール４００ｃが設けられる。
【００４８】
ここで、ＰＣＢ基板の第１対流ホール４００ａ、ヒートシンクの第２対流ホール４００ｂ、及びカバーの第３対流ホール４００ｃはいずれも対流ホール４００を意味する。
【００４９】
カバー６００の内側底面には、ＰＣＢ基板１００に実装された多数のＬＥＤ素子２００をそれぞれ収容する透光ホルダー６１０が一体に成形できる。
【００５０】
また、カバー６００は、ヒートシンク３００の底面に結合されるために、カバー６００の内側底面にヒートシンク及びＰＣＢ基板の締結孔３１０、１１０と対応するボルト締結ホール６２０が設けられる。ボルト締結ホール６２０にはヒートシンク３００の上面及びＰＣＢ基板１００を貫通するボルト５００が締結され、ヒートシンク３００とＰＣＢ基板１００とカバー６００とがボルト５００で結合できる。この際、ボルト５００は、カバー６００の外側に突出せず、ボルト締結ホール６２０内で締結される。
【００５１】
この他にも、図示してはいないが、カバーは、ヒートシンクの底面に結合されるために、カバーの内側底面にフック状の突部が設けられ、ヒートシンクの底面にはフック状の突部に挿入されて固定される溝部が設けられ、突部と溝部との結合によりカバーがヒートシンクの底面に結合されることも可能である。この際、ＰＣＢ基板には突部と溝部に対応して貫通孔が設けられてもよい。
【００５２】
これに加えて、ヒートシンク３００の上面には、ＬＥＤ素子２００に電源を供給する電源ケース７００が装着される。この際、電源ケース７００は、ヒートシンクの対流ホール４００を塞がないように装着される。
【００５３】
ここで、電源ケース７００は、ヒートシンクの対流ホール４００を塞がない幅で対流ホール４００の中央を横切って配置され、下方に折り曲げられた両側端部がヒートシンク３００の上面に結合されて底面が対流ホール４００から離隔する状態となる。つまり、電源ケース７００は、対流ホール４００を塞がない幅、及び対流ホール４００から離隔する空間を形成することで、対流ホール４００に流れる空気を妨げなくなる。
【００５４】
これに加えて、電源ケース７００の上面には取付用ブラケット８００が結合される。
【００５５】
取付用ブラケット８００を結合するために、電源ケース７００の上端部の両側には固定片７１０が設けられ、固定片７１０には取付用ブラケット８００の両端がヒンジ７２０で結合されて左、右回転可能になる。この際、取付用ブラケット８００の中央には、必要に応じて吊環８１０がさらに結合されてもよい。
【００５６】
また、図４及び図６に示すように、取付用ブラケット８００の両側にはヒンジ７２０を中心に多数の孔８２０が配列され、固定片７１０には孔８２０と対応する位置に固定用突起７３０が設けられ、固定用突起７３０が選択的に嵌め込まれる孔８２０の位置によって取付用ブラケット８００の角度が調節できる。
【００５７】
この際、固定用突起７３０は、固定片７１０に設けられた溝７３１内に挿入され、溝７３１に内蔵されたバネ７３２に付勢され、外力が加わると溝７３１内に引き込まれ、外力が除去されると溝７３１の外に突出する構造を持つ。
【００５８】
すなわち、固定用突起７３０に外力を加えると、固定用突起７３０が孔８２０から抜き出て取付用ブラケット８００の角度を調節することができ、選択された角度の孔８２０に固定用突起７３０が位置し、外力が除去されると、固定用突起７３０が孔に挿入されることにより、取付用ブラケット８００の角度を固定させることになる。
【００５９】
このように、取付用ブラケット８００は、ヒンジを中心に回転半径に沿って配列された多数の孔８２０に選択的に嵌め込まれる固定用突起７３０によって自由かつ簡便に角度を調節することができる。
【００６０】
これに加えて、図７に示すように、ヒートシンク３００の上面の両側には、上面の輻射熱を放熱させるための放熱フィン９００がさらに備えられてもよい。
【００６１】
放熱フィン９００は、ヒートシンク３００の上面の中央を横切って装着される電源ケース７００を基準に左右両側に配置されるが、ヒートシンクの対流ホール４００を塞がないように配列される。
【００６２】
また、放熱フィン９００は、空気と接触する面積が最大限に大きくなるように板状に設けられ、板状の放熱フィン９００は、ヒートシンクの両側から中央へ向かうほど高さが漸次高くなってドーム状をなすことができる。ここで、放熱フィン９００の形状や高さは、様々であってもよく、板状、ドーム状に限定されるものではない。
【００６３】
次に、上述のように構成された自然対流型放熱構造を有するＬＥＤ照明器具の作用を説明する。
【００６４】
図８の（ａ）に示すように、ＬＥＤ素子２００に電源が供給されると、電気エネルギーを受けたＬＥＤ素子２００は、光を発散し、この際、光と共に高い熱を発散する。
【００６５】
発散された熱は、ＰＣＢ基板１００を経てヒートシンク３００に伝達されるとともに、ＬＥＤ素子２００の周辺の温度を高める。つまり、熱によってＬＥＤ素子２００の周辺の空気が暖められてヒートシンク３００の笠の内部には熱い空気が止まり、熱を伝達されたヒートシンク３００の上面には輻射熱が発生する。
【００６６】
次いで、ヒートシンク３００の笠内の高温の空気は上昇してヒートシンクの対流ホール４００を介して外部へ放出されるとともに、ヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気も上昇して外部へ放出される。
【００６７】
高温の空気が止まっていた位置、すなわち、ヒートシンク３００の上面とＬＥＤ素子２００の周辺に低気圧が形成されて低温の空気が流入する。
【００６８】
図８の（ｂ）に示すように、ヒートシンク３００の笠内の高温の空気は対流ホール４００を介して上昇して笠内から抜けながら笠内に低気圧を誘発し、相対的に気圧が高くなった周辺の冷たい空気が低気圧状態の笠内に流入するのである。
【００６９】
笠内に流入した冷たい空気は、ＬＥＤ素子から発散された熱により再び暖められて高温の空気になり、高温の空気は再び対流ホール４００を介して上昇して外部へ放出されると同時に、再び高温の空気の位置に冷たい空気が流入することにより、空気の循環が行われる。
【００７０】
空気の流れは高温から低温へ、高圧から低圧へと移動するが、ヒートシンクの中央の対流ホール４００が、高圧の空気が上昇して放出されるように誘導する機能をすることにより、ＬＥＤ素子２００の周辺に新たな低温の空気が絶え間なく供給され、ＬＥＤ素子２００の周辺の高温の空気は絶え間なく上昇する自然対流現象を誘発させる。
【００７１】
以下、対流ホールのない笠型ヒートシンクが適用されたＬＥＤ照明器具（比較例）と、対流ホールのある笠型ヒートシンクが適用されたＬＥＤ照明器具（本発明の実施例）を製作した後、温度実験を行った。
【００７２】
（比較例）
多数のＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板の裏面に、熱を吸収する笠状のヒートシンクを結合するが、ＰＣＢ基板及びヒートシンクには対流ホールを設けずに作製した。
【００７３】
（本発明の実施例）
多数のＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板の裏面に、熱を吸収する笠状のヒートシンクを結合するが、ＰＣＢ基板及びヒートシンクの中央には自然対流現象を誘発させる対流ホールを設けて作製した。
【００７４】
（実験）
比較例と実施例でそれぞれ同じＬＥＤを使用し、同じ駆動条件で比較例の照明器具と実施例の照明器具を一定の時間駆動させた後、各照明器具のＬＥＤ素子およびヒートシンクの上面の温度を測定した。その温度測定結果を表１に示す。
【００７５】
【表１】
2018116922.tif 000003
【００７６】
表１に示すように、比較例は、ＬＥＤ１の温度が５１．５℃、ＬＥＤ２の温度が５２．２℃、ＬＥＤ３の温度が５０．６℃、ヒートシンクの上面の温度が５１．４℃とそれぞれ測定されて全て５０℃を超えるが、これに対し、実施例は、ＬＥＤ１の温度が４４．１℃、ＬＥＤ２の温度が４４．７℃、ＬＥＤ３の温度が４３．１℃、ヒートシンクの上面の温度が４３．７℃とそれぞれ測定された。
【００７７】
つまり、実施例（対流ホールを有するヒートシンクを具備するＬＥＤ照明器具）の温度が比較例（対流ホールを有しないヒートシンクを具備するＬＥＤ照明器具）の温度に比べて７．４℃〜７．７℃低く測定されたことから、対流ホールによって温度下落効果があることを確認することができた。
【００７８】
このように、本発明は、ＬＥＤ素子が実装されるＰＣＢ基板とヒートシンクの中央に対流ホールを設けてＬＥＤ素子の周辺の高温の空気がヒートシンクの上面の輻射熱による高温の空気と一緒に上昇するように誘導し、ヒットシンクの上面を含むＬＥＤ素子の周辺に低温の空気が流入するようにして自然対流現象を誘発させることにより、能動型冷却方式レベルの高い放熱効果を得ることができる。
【００７９】
また、能動型冷却方式のように電気モーターやメンブレンなどの冷却駆動のための別途の装置を必要としないので製作コストが低く、ファンの磨耗や故障などが発生しないため維持費用が節減できる。
【００８０】
また、受動型冷却方式のように別途の複雑な構造の放熱体を取り付けなくてもよいので、放熱体を製作するための部品費用、金型費用、組立費用などを削減させることができ、構造が単純になり、軽くて使用の利便性および実用性を向上させる。
【００８１】
また、笠状のヒートシンクは、ＬＥＤ素子の周辺の空気を効果的に集め、対流ホールを介して高温の空気が上昇するときに笠内の低気圧を誘発して、相対的に気圧が高くなった周辺の冷たい空気が笠内に流入するように誘導することにより、放熱効果を増大させる。
【００８２】
また、ヒートシンクの上面に多数の放熱フィンがさらに備えられることにより、ヒートシンクの上面の輻射熱を迅速に放出させることができるとともに、放熱効率をさらに増大させることができる。
【００８３】
また、取付用ブラケットの角度を自由に調節することができるため、設置の容易性を向上させる。
【００８４】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されない。つまり、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であれば、添付された特許請求の範囲の思想及び範疇を逸脱することなく、本発明に様々な変更および修正を加えることが可能であり、それらの適切な変更および修正はいずれも均等物として本発明の範囲に属するものとみなされるべきである。
【符号の説明】
【００８５】
１００    ＰＣＢ基板
２００    ＬＥＤ素子
３００    ヒートシンク
１１０、３１０    締結孔
４００    対流ホール
４００ａ    第１対流ホール
４００ｂ    第２対流ホール
４００ｃ    第３対流ホール
５００    ボルト
６００    カバー
６１０    透光ホルダー
６２０    ボルト締結ホール
７００    電源ケース
７１０    固定片
７２０    ヒンジ
７３０    固定用突起
７３１    溝
７３２    バネ
８００    取付用ブラケット
８１０    吊環
８２０    孔
９００    放熱フィン
【図１】
2018116922.tif 000004
【図２】
2018116922.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2018116922.tif 000008
【図６】
2018116922.tif 000009
【図７】
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【図８】
2018116922.tif 000011