(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤチップが実装された印刷回路基板と、
前記印刷回路基板の背面に設けられた放熱部材と、を備え
前記放熱部材は、
前記印刷回路基板の中心から垂直に取り付けられた放熱パイプと、
前記放熱パイプを取り囲んで、一定の間隔を置いて前記印刷回路基板に取り付けられたラッパ管状の放熱フィンと、
前記放熱フィンの下部に設けられ、前記放熱パイプに沿って一定の間隔をおいて配設された放熱ディスクと、
前記放熱部材をカバーする放熱部材ケースと、
を有することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
【請求項２】
前記放熱ディスクに孔が穿設されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項３】
前記放熱部材ケースに孔が穿設されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項４】
前記放熱フィンの一側が前記放熱部材ケースと接していることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項５】
前記放熱パイプは、熱伝導性材料からなることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項６】
前記放熱部材は、ＡｌまたはＣｕからなることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明装置。
【請求項７】
印刷回路基板上に複数のＬＥＤチップを実装したＬＥＤ照明装置の放熱部材において、
放熱パイプと、
前記放熱パイプを取り囲んで、一定の間隔を置いて前記印刷回路基板に設けられたラッパ管状の放熱フィンと、
前記放熱フィンの下部に設けられ、前記放熱パイプを中心に一定の間隔をおいて配設されたディスク状の放熱ディスクと、
前記放熱部材をカバーし、前記放熱フィンと接している放熱部材ケースと、
を備えることを特徴とするＬＥＤ照明装置の放熱部材。
【請求項８】
前記放熱パイプは、電熱管から構成されることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置の放熱部材。
【請求項９】
前記放熱パイプ、前記放熱フィン、及び前記放熱部材ケースは、熱伝導性金属からなることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置の放熱部材。
【請求項１０】
前記熱伝導性金属は、ＡｌまたはＣｕからなることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ照明装置の放熱部材。
【請求項１１】
前記放熱ディスクに孔が穿設されていることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置の放熱部材。
【請求項１２】
前記放熱部材ケースに孔が穿設されていることを特徴とする請求項７に記載のＬＥＤ照明装置の放熱部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ照明装置に関し、より詳しくは、多数の放熱フィンを構成し、放熱フィンをカバーするケースを備えたＬＥＤ照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）素子とは、半導体のｐｎ接合構造によって注入された少数キャリア（電子または正孔）の再結合によって所定の光を発散する素子のことをいう。そのようなＬＥＤ素子としては、ＧａＡｓＰなどを用いた赤色ＬＥＤ素子、ＧａＰなどを用いた緑色ＬＥＤ素子、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮダブルヘテロ（ｄｏｕｂｌｅ  ｈｅｔｅｒｏ）構造を用いた青色ＬＥＤ素子などがある。
【０００３】
ＬＥＤ素子は消費電力が少なく、寿命が長く、狭い空間に設置可能で、且つ振動に強いという特性を提供する。このようなＬＥＤ素子は、表示素子及びバックライトとして用いられており、最近においては、一般照明用途に適用するための活発な研究が進められてきている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、そのようなＬＥＤ照明灯は、ＬＥＤランプの光発生特性上、投入されたエネルギーの２０％のみを光に変換しており、残りの８０％は接合部において熱に変換されてしまう。その結果、ＬＥＤ照明灯はその内部温度を上昇させてしまい、ＬＥＤ照明の性能を大きく低下させてしまう。
【０００５】
つまり、ＬＥＤ照明灯は、一定時間使用された場合に発熱によってその効率が低下し、長期間使用された場合には結果として発熱量が増大し、寿命を短縮させるという問題がある。
【０００６】
そのため、ＬＥＤ照明灯の長期間使用及び過度な発熱による寿命の短縮を防止するため、ＬＥＤランプの内部から生じた熱を外部へ放出させる必要が生じる。
【０００７】
特に、高出力ＬＥＤランプは、狭い空間にＬＥＤチップが高密度に集積されているので、接合部での温度上昇を効果的に低減させる必要が生じる。
【０００８】
従来において、ＬＥＤランプの熱を放出する技術としては放熱フィン構造の放熱器を用いて対流によって冷却するような方式が使われている。
【０００９】
図１は、従来の放熱フィン構造の放熱器を備えたＬＥＤ照明装置を示す。
【００１０】
図１に示すように、従来のＬＥＤ照明装置１０は、複数のＬＥＤチップ１１を実装した印刷回路基板１２と、ＬＥＤチップ１１が実装されていない印刷回路基板１２の他面に設けられる放熱器１５とから構成される。
【００１１】
放熱器１５は、印刷回路基板１２が搭載される放熱板１３と、放熱板１３の下部に設けられた放熱フィン１８とから構成され、放熱フィン１８は円筒状の支持台１６の外周面から放射状に突設されている。
【００１２】
そして、円筒状の支持台１６は、放熱板１３と機構的に結合するようになっている。
【００１３】
前述のように構成された従来のＬＥＤ照明装置１０においては、印刷回路基板１２に信号が与えられると、ＬＥＤチップ１１から光が発せられると共に熱が発生する。ＬＥＤチップ１１から発生した熱は放熱板１３に伝達され、放熱板１３に伝達された熱はその下部に設けられた円筒状の支持台１６を介して放熱フィン１８へと伝達される。その後、放熱フィン１８に伝達された熱は自然対流によって放熱されることになる。
【００１４】
このように、従来のＬＥＤ照明装置１０は放熱フィン１８を介して熱を放出している。この場合、放熱フィン１８の表面積が大きいほど放熱効果に優れているので、放熱フィン１８の表面積を最大限確保するべく、放熱フィン１８は円筒状の支持台１６から外方に延長して放射状に突設されている。
【００１５】
前述のように、放熱フィン１８を放射状に形成した場合放熱効果を高めることができるが、放熱フィン１８がそのままの態様で外部に露出してしまうので、見掛けがきれいでなく、視覚的な効果が低下してしまうという不都合がある。
【００１６】
本発明は、上記に鑑みて成されたものであって、放熱フィンの外部に放熱フィンをカバーすることができるケースを備えて、視覚的効果に優れたＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
【００１７】
また、本発明の他の目的は、放熱フィンをカバーするケースに空気出入孔を穿設し、放熱が円滑になされるようなＬＥＤ照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかるＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤチップが実装された印刷回路基板と、印刷回路基板の背面に設けられた放熱部材と、を備えることを特徴とする。なお、その放熱部材は、印刷回路基板の中心から垂直に取り付けられた放熱パイプと、放熱パイプを取り囲んで、一定の間隔を置いて印刷回路基板に取り付けられた放熱フィンと、放熱フィンの下部に設けられ、放熱パイプに沿って一定の間隔をおいて配設された放熱ディスクと、放熱部材をカバーする放熱部材ケースと、を有する。
【００１９】
なお、放熱ディスクには多数の孔が穿設されても良く、そのような孔は自然対流による熱伝導率を一層高める役割を果たす。
【００２０】
また、放熱部材ケースにも孔が穿設されても良く、そのような孔は空気の出入りによって放熱を円滑にさせる。なお、放熱部材ケースは放熱フィンと接していても良い。
【００２１】
また、放熱パイプは電熱管（ｈｅａｔ  ｐｉｐｅ）またはアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）のように熱伝導性の高い金属材料からなってもよく、放熱フィン、放熱ディスク、及び放熱部材ケースも、Ａｌ、Ｃｕのように熱伝導性の高い金属材料からなっていても良い。
【００２２】
また、本発明の別の態様にかかるＬＥＤ照明装置の放熱部材は、ＬＥＤチップが実装された印刷回路基板と、印刷回路基板の背面に設けられた放熱部材と、を備えることを特徴とする。なお、その放熱部材は、印刷回路基板の中心から垂直に設けられた放熱パイプと、放熱パイプを取り囲んで、一定の間隔を置いて印刷回路基板に設けられたラッパ管状の放熱フィンと、放熱フィンの下部に設けられ、放熱パイプを中心に一定の間隔をおいて配設されたディスク状の放熱ディスクと、放熱部材をカバーしており、放熱フィンと接している放熱部材ケースと、を有する。
【００２３】
なお、放熱部材は熱伝導特性に優れた金属材料からなっても良く、例えばＡｌまたはＣｕによって設けられてもよい。
【００２４】
また、放熱パイプは電熱管によって設けられてもよい。
【００２５】
また、放熱ディスクに孔が穿設されても良く、熱放出の効果を高める役割を果たし、さらには放熱ケースにも孔が穿設されても良く、熱放出の効果をより一層向上させる。
【００２６】
前述のように、本発明は、放熱部材ケースの設けられたＬＥＤ照明装置を提供するものであって、放熱部材ケースに孔を穿設して外部空気の流れを円滑にして、放熱の効果を高めるだけでなく、放熱部材ケースを介して放熱フィンをカバーすることによって、見掛けについて視覚的な効果を高めることができるという利点がある。
【００２７】
このように、本発明は、放熱フィン、放熱ディスク等の放熱部材をカバーすることができるケースを別途に設け、視覚的な効果を高めようとするもので、放熱部材ケースを備えているＬＥＤ照明装置ならば、放熱フィンなどの放熱部材が如何なる形状であるのかに関わらず、いずれも本発明に含まれるはずである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、放熱部材をカバーすることができる放熱部材ケースを別途に設けることによって、見掛け上すっきりしており、視覚的な効果を高めることができるという効果を奏する。
【００２９】
また、本発明によれば、放熱部材ケースに空気出入孔を穿設し、放熱が円滑になされるようにすることによって、放熱効果をより一層向上させるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、添附図面を参照しながら、本発明によるＬＥＤ照明装置に対してより詳細に説明することにする。
【００３１】
図２は、本発明によるＬＥＤ照明装置を示す断面図である。
【００３２】
図２に示すように、本発明によるＬＥＤ照明装置１００は、光が発せられる複数のＬＥＤチップ１１０と、ＬＥＤチップ１１０に給電する回路が配設されている回路基板１２０と、回路基板１２０の背面に設けられ、ＬＥＤチップ１１０から発せられた熱を外部に放出する放熱部材１３０とから構成される。
【００３３】
ここで、ＬＥＤチップ１１０の上部に設けられ、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光を反射させ、光の照射方向を変えることによって、光抽出効率を向上すると共に、ＬＥＤチップ１１０から発せられた光を全体として一様に照射できるように反射させるような反射カバーをさらに設けてもよい。
【００３４】
放熱部材１３０は、放熱パイプ１３１と、放熱フィン１３３と、放熱ディスク１３５とからなり、放熱部材１３０をカバーする放熱部材ケース１３７が別途に設けられている。
【００３５】
放熱パイプ１３１は、印刷回路基板１２０の中心から垂直に設けられている。なお、放熱パイプ１３１は接着剤によって印刷回路基板１２０に貼り付けられてもよい。
【００３６】
また、前記放熱パイプ１３１は電熱管（ｈｅａｔ  ｐｉｐｅ）によって設けられてもよく、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）のように熱伝導特性に優れた金属材質によって形成されてもよい。
【００３７】
放熱フィン１３３は、放熱パイプ１３１の周辺に沿ってラッパ管の形状をなしており、複数個で構成されている。そして、それぞれは一定の間隔をおいてラッパ管状を保持しながら、印刷回路基板１２０の背面に設けられている。なお、それぞれの放熱フィン１３３は接着剤によって印刷回路基板１２０に貼り付けられてもよい。
【００３８】
一方、放熱フィン１３３は熱伝導特性に優れた金属材質によって設けられており、例えば、ＡｌまたはＣｕのような金属によって設けられてもよい。
【００３９】
放熱ディスク１３５は、放熱フィン１３３の下部にディスク形状に設けられている。そして、放熱ディスク１３５は複数個から構成され、放熱パイプ１３１を中心軸にして、一定の間隔をおいて配設されている。
【００４０】
また、放熱ディスク１３５は、放熱フィン１３３と同様に、ＡｌまたはＣｕのように熱伝導特性に優れた金属材質によって設けられている。
【００４１】
放熱部材ケース１３７は、放熱フィン１３３及び放熱ディスク１３５の両方をカバーするように構成されており、特に放熱フィン１３３と接するように設けられている。この時、放熱部材ケース１３７が放熱ディスク１３５と接してもよく、放熱ディスク１３５と同様に、ＡｌまたはＣｕのように熱伝導特性に優れた金属材質によって設けられている。
【００４２】
一方、放熱部材ケース１３７には複数の孔１３８が穿設されており、孔１３８を介してＬＥＤチップ１１０から印刷回路基板１２０に伝達された熱が外部に放出される。
【００４３】
また、放熱ディスク１３５にも複数の孔が穿設されており、放熱ディスク１３５に設けられた孔によって放熱部材ケース１３７の内部に空気の流動が生じることとなる。
【００４４】
図３は、放熱ディスクに設けられた孔を示す放熱ディスクの平面図である。
【００４５】
図３に示されるように、放熱ディスク１３５はその中心に放熱パイプ１３１が挿入されるための貫通口１３５ａが設けられており、その周辺には放熱部材ケース１３７の内部における空気の流動を確保するための複数の孔１３６が穿設されている。
【００４６】
前述のように構成された本発明の放熱部材１３０は、熱伝導（ｈｅａｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）及び自然対流（ｎａｔｒｕａｌ  ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ）によってＬＥＤチップ１１０から発生する熱を効果的に放出するようになる。
【００４７】
つまり、ＬＥＤチップ１１０から発生した熱が印刷回路基板１２０に伝達されれば、印刷回路基板１２０に伝達された熱は、放熱フィン１３３と、放熱パイプ１３１と、放熱ディスク１３５と、これらをカバーする放熱部材ケース１３７との多様な経路を通じて外部に放出される。そのような熱の一部は熱部材１３０への熱伝達によって放出され、そのような熱の他の一部は放熱部材ケース１３７及び放熱ディスク１３５に設けられている孔１３６、１３８を介して直接外部に放出される。
【００４８】
言い換えれば、本発明では、放熱部材（放熱フィン、放熱パイプ、放熱ディスク、放熱部材ケース）が熱伝導特性に優れた金属材質からなっているため、放熱部材１３０への熱伝達が効果的に行われるようになる。
【００４９】
また、印刷回路基板１２０を介して伝達された熱は、それぞれの放熱フィン１３３及び放熱ディスク１３５だけでなく、放熱部材ケース１３７に設けられている複数の孔１３８を介して外部空気が内部へと流入循環することによって、効果的に熱を放出させることができるものである。
【００５０】
前述のように、本発明は、放熱部材をカバーすることができるケースを別途に設けることによって、ＬＥＤ照明装置の放熱部材の見掛けを良好にし、特に放熱部材ケースを放熱部材のように、熱伝導特性に優れた金属材料によって設けると共に、孔を穿設して空気を循環させることによって、視覚的な効果だけでなく、放熱効果についてもより一層向上させる。
【００５１】
このように、本発明では、ＬＥＤ照明装置の放熱部材をカバーすることができる放熱部材ケースを放熱部材と同一の材料によって形成し、視覚的な効果を高めると共に、空気が出入することができる孔を穿設することによって、放熱効果を高めようとするもので、放熱部材を構成している放熱フィン、放熱ディスクまたは放熱パイプの形状及び構造に関わらず、空気出入口付き放熱部材ケースを備えるものであれば、いずれも本発明に含まれるはずである。
【００５２】
よって、本発明の権利範囲は、これらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に定義している本発明の基本的概念を用いた当業者による様々な変形および改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】従来のＬＥＤ照明装置を示した構成図である。
【図２】本発明によるＬＥＤ照明装置を示した断面図である。
【図３】放熱ディスクを示した平面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１１０      ＬＥＤチップ
１２０      印刷回路基板
１３０      放熱部材
１３３      放熱フィン
１３５      放熱ディスク
１３６      放熱ディスクの孔
１３７      放熱ケース
１３８      放熱ケースの孔
【図１】
0004668292.tif 000002
【図２】
0004668292.tif 000003
【図３】
0004668292.tif 000004