(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源として複数のＬＥＤを具備して光を生成する照明部と、
一面に開口部を具備し、他面に光を外部へ放出する光放出部を備えて内部空間を有するハウジングと、
前記ハウジングの内側面に、前記照明部から生成される光を前記光放出部に反射するように設けられる反射部と、
前記照明部の背面に外部に露出するように具備されて熱を外部に放出する熱放出部と、を含み、
前記照明部は、その前面が前記開口部を覆うように前記ハウジングの内部空間に向けて設置され、
前記光放出部は、前記照明部から生成される光を放出し、あるいは前記照明部から反射部を通じて反射される光を放出するように設置され、
前記反射部は、前記ハウジングの内面の天井面に形成され、異なる面積及び相互に異なる傾斜角を有する複数の反射面からなり、
前記反射面の面積は、前記照明部から遠ざかるほど広くなり、
前記複数の反射面と水平面との間の傾斜角が、前記照明部から遠ざかるほど大きくなり、
前記ハウジングは、電源供給部及び前記照明部よりも低い熱伝導率を有する材質からなることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【請求項２】
前記照明部は、基板、前記基板上に配置される複数のＬＥＤ、及び前記基板を支持する金属板を含む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】
前記光源が０．２〜０．５ｗａｔｔの低電力ＬＥＤであ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】
前記低電力ＬＥＤは、電力がより高い高電力ＬＥＤが光源として使用される場合と同一の面積で同一の出力を提供するために電力がより高い高電力ＬＥＤが使用される場合に比べて狭い間隔でより多く分布するように配置さ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】
前記光源がチップオンボード（ＣＯＢ）タイプのＬＥＤであ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】
前記金属板は、光放出部に垂直方向に対して０度〜４５度未満の角度で設置されることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項７】
前記照明部は、前記ハウジングに着脱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】
前記反射部は、複数の反射面からなり、
それぞれの反射面は、前記光放出部を通じて光が放出される場合、異なる曲率を有す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９】
前記反射部は、前記ハウジングの両側面に設置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１０】
前記反射部は、前記ハウジングに着脱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１１】
前記光源から直接配光される光と前記反射部を通じて反射されて配光される光の光束比率が４：６〜６：４であ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１２】
前記光放出部から前記反射部の最頂点までの高さ（ｘ）とし、その高さ（ｘ）を直線で表した場合、前記光放出部と前記直線が交わる部分から前記光放出部と反射部が接する部分までの長さ（ｙ）が、前記高さ(ｘ）の２倍より大きく、且つ前記高さ(ｘ）の７倍より小さくなるように設定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１３】
前記照明部が前記開口部に挿着して設置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１４】
前記光放出部を覆うカバーと、
前記ハウジングに前記カバーを固定する固定フレームと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１５】
前記固定フレームは、複数個に分割され、それぞれの分割されたフレームの両端は相互にかみ合わせる段差部が具備されることを特徴とする請求項１４に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１６】
前記ハウジングは射出成形物であ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１７】
前記ハウジングと前記照明部との間に断熱シーリング部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１８】
前記熱放出部は複数の放熱ピンを含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項１９】
前記放熱ピンは、地面に対して傾斜をなすように形成されることを特徴とする請求項１８に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２０】
前記金属板の熱伝導率と前記熱放出部の熱伝導率とが前記ハウジングの熱伝導率より大きいことを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２１】
前記金属板と前記熱放出部とは圧出成形物であることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２２】
前記ハウジングの外側面に搭載されて着脱可能であり、前記照明部に電源を供給する電源供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２３】
前記電源供給部は、締結突出部を含み、前記締結突出部は、前記電源供給部と前記ハウジングの外部上面との間にギャップを有したまま前記ハウジングの上面と接触するように前記ハウジングの外側面上に搭載されることを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２４】
前記電源供給部の外部に熱放出部を含むことを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２５】
前記熱放出部は、地面に対して傾斜をなすように形成されることを特徴とする請求項２２に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２６】
ティルティング及び回動させる角度調整部をさらに含むことを特徴とする請求項１乃至２５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２７】
前記角度調整部は、
前記照明部の背面の一側端に固定される第１の回動ブラケットと、
前記照明部の背面の他側端に固定される第２の回動ブラケットと、
一端が前記第１の回動ブラケットと回動可能に結合され、他端が前記第２の回動ブラケットと回動可能に結合される回動フレームと、
前記回動フレームの一部に着脱可能に結合されるアームソケット部と、
を含むことを特徴とする請求項２６に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２８】
前記ＬＥＤ照明器具の前記照明部に電源を供給するための電源供給部の外部に装着されて照明部に供給された電源を調節するように無線信号を受信するアンテナと、
前記アンテナを介して受信される無線信号により電源供給を制御する制御器と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明器具。
【請求項２９】
複数の低電力ＬＥＤチップが実装される基板を含む照明部と、
底面、前記底面と鋭角を形成する第１の傾斜面、及び前記底面と鋭角を形成し、且つ前記第１の傾斜面に連結される第２の傾斜面を具備し、前記底面、前記第１の傾斜面、及び前記第２の傾斜面を境界として内部空間が形成されるように前記底面、前記第１の傾斜面、及び前記第２の傾斜面の両端が連結されるハウジングと、
前記ハウジングの内側面に前記照明部から生成される光を反射するように設置される反射部と、を含み、
前記照明部の少なくとも一部は、前記低電力ＬＥＤチップが前記ハウジングの内部空間に向けるように、前記第１の傾斜面の一部を通じて挿入され、
前記反射部は、前記ハウジングの内面の天井面に形成され、異なる面積及び相互に異なる傾斜角を有する複数の反射面からなり、前記反射面の面積は前記照明部から遠ざかるほど広くなり、
前記複数の反射面と水平面との間の傾斜角が、前記照明部から遠ざかるほど大きくなり、
前記ハウジングは、電源供給部及び前記照明部よりも低い熱伝導率を有する材質からなることを特徴とするＬＥＤ照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ照明器具に関するもので、より詳細には放熱特性に優れ、かつ配光制御が容易なＬＥＤ照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
白熱灯、蛍光灯のような既存の光源手段を使用する照明装置は、電力消費が多く、寿命が短いという問題があった。このような問題を考慮して電力消費が少なく、寿命が長いＬＥＤを光源として使用する照明装置が開発されている。ＬＥＤを光源として使用する場合、既存の照明装置に比べて寿命が顕著に増加する。その結果、廃棄物の量も大幅に減少して環境汚染を防止できる。また、電力消費が減少してエネルギーの節約にも寄与することが期待される。
【０００３】
しかしながら、ＬＥＤは、このような長所にもかかわらず、多量の熱を発生させるという問題点があった。ＬＥＤが発生させる熱を外部に放出させない場合、ＬＥＤ照明器具の寿命が短縮されて、ＬＥＤを光源として使用することによる長い寿命の効果がそのまま発現しにくい。
【０００４】
また、ＬＥＤ照明装置は、外部の交流電源を直流電源に変換してＬＥＤに供給する電源供給装置(Switching  Mode  Power  Supply：ＳＭＰＳ)を必要とする。例えば、韓国実用新案登録第２０-０４５１０９０号には、ＳＭＰＳが内蔵されたＬＥＤ景観照明灯としてＬＥＤが実装された基板とＳＭＰＳが支持面を介して対向するように位置する場合が開示されている。しかしながら、ＳＭＰＳ自体が、熱を発生させている。したがって、ＬＥＤ景観照明灯ではＳＭＰＳで発生する熱とＬＥＤから発生する熱が相互作用をしてＳＭＰＳとＬＥＤの寿命がすべて低下するという問題があった。
【０００５】
一方、ＬＥＤ照明装置のうち高出力ＬＥＤ照明器具(通常、１００ｗａｔｔ以上)では一般的に光源として高電力ＬＥＤチップ(例えば、１ｗａｔｔのＬＥＤチップ）が使用される。これは、低電力ＬＥＤチップの場合(図１）、高電力ＬＥＤチップ(図２)に比べて相対的に多くの数のチップが使用されなければならず(図１を参照)、それによって配光を制御することが難しいためである。例えば、１００ｗａｔｔの高出力を提供するために１ｗａｔｔの高電力チップは、１００個が必要であるが、０.２ｗａｔｔの低電力チップは５００個も必要であり、光源の数が増加して配光を制御することが難しくなる。特に、既存の照明を代替するために、所定の面積内で高出力照明を提供する場合、ＬＥＤチップの数が多くなるほど配光を制御しにくくなり、このような理由で高電力ＬＥＤチップが使用されている。
【０００６】
しかしながら、高電力ＬＥＤチップは、低電力ＬＥＤチップに比べて発熱量が多くて放熱に一層多くの努力をしなければならない。このように放熱特性の低下にもかかわらず、配光制御をより容易にするためには高電力ＬＥＤチップが使用されなければならなかった。
【０００７】
上記のように高出力照明器具が高電力ＬＥＤチップを用いて実現される場合、放熱問題を解決するために大きい放熱手段が必要であり、それによって装置の体積と重さが増加し、製造コストも一層上昇するという問題が発生した。特に、投光照明の場合、照明器具のサイズが大きく、電力消耗量が非常に大きいため、サイズが小さく、電力消耗量が少ない照明器具が要求されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明は上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ＬＥＤから発生する熱を容易に放出し、その発生した熱が周辺に伝導されることを防止するだけでなく、所望する形態で配光を制御するＬＥＤ照明器具を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、電源供給部と照明部との間の熱伝導を遮断する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】
【００１０】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、光源として複数のＬＥＤを具備して光を生成する照明部と、一面に開口部を具備し、他面に光を外部へ放出する光放出部を備えて内部空間を有するハウジングと、ハウジングの内側面に、照明部から生成される光を光放出部に反射するように設けられる反射部と、照明部の背面に外部に露出するように具備されて熱を外部に放出する熱放出部とを含み、照明部は、その前面が開口部を覆うようにハウジングの内部空間に向けて設置され、光放出部は、照明部から生成される光を放出し、あるいは照明部から反射部を通じて反射される光を放出するように設置されるＬＥＤ照明器具が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、複数の低電力ＬＥＤチップが実装される基板を含む照明部と、底面、底面と鋭角を形成する第１の傾斜面、及び底面と鋭角を形成し、且つ第１の傾斜面に連結される第２の傾斜面を具備し、底面、第１の傾斜面、及び第２の傾斜面を境界として内部空間が形成されるように底面、第１の傾斜面、及び第２の傾斜面の両端が連結されるハウジングと、ハウジングの内側面に照明部から生成される光を反射するように設置される反射部とを含み、照明部の少なくとも一部は、低電力ＬＥＤチップがハウジングの内部空間に向けるように、第１の傾斜面の一部を通じて挿入されるＬＥＤ照明器具が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、放熱特性及び製造効率性に優れ、生産性が高いだけでなく最終製品の全体重さと体積が減少し、配光制御を円滑にできることで、多様な分野に適用可能な効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具のＬＥＤチップの配列を示す図である。
【図２】本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明器具のＬＥＤチップの配列を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具の分解斜視図である。
【図４】図３のＬＥＤ照明器具の組み立て状態を示す断面図である。
【図５】図３のＬＥＤ照明器具の反射面の傾斜角を示す断面図である。
【図６】側面に反射部が設置された本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具の平面透視図である。
【図７】本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具に適用される固定フレームの分解斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明器具の斜視図である。
【図９】図８のＬＥＤ照明器具の側面図である。
【図１０】図９のＬＥＤ照明器具の一部を示す拡大図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具を示す断面図である。
【図１２】傾斜角ａが０度である場合のＬＥＤ照明器具の光放出を示す図である。
【図１３】傾斜角ａが４５度である場合のＬＥＤ照明器具の光放出を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具を示す配光分布図及び直下照度表である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具の分解斜視図である。図４は、図３のＬＥＤ照明器具の組み立て状態を示す断面図である。
【００１６】
本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具は、光源として複数のＬＥＤを備えて光を生成する照明部１００、一面に開口部２２０を具備し、他面に光を外部に放出する光放出部２１０を具備して内部空間を有するハウジング２００、ハウジング２００の内側面に、照明部１００から生成される光を光放出部２１０に反射するように設置される反射部２３０、及び照明部１００の背面に外部に露出するように具備されて熱を外部に放出する熱放出部１２０を含む。ＬＥＤ照明器具において、照明部１００の前面は、開口部２２０を覆うようにハウジング２００の内部空間に向けて設置され、光放出部２１０は、照明部１００から生成される光を放出するか、照明部１００から反射部２３０を通じて反射される光を放出するように設置される。
【００１７】
１．照明部
図３に示すように本発明の一実施形態によると、照明部１００は、基板１１０、基板１１０上に配置される複数のＬＥＤ１１１、及び基板１１０を支持する金属板１３０を含む。ＬＥＤ光源として、望ましくはＬＥＤチップが使用される。このＬＥＤ光源として、ＣＯＢ(chip  on  board)タイプのＬＥＤチップを使用してもよい。
【００１８】
ＬＥＤチップは、低電力ＬＥＤチップであることが望ましい。低電力ＬＥＤチップとしては、０.１ｗａｔｔ〜０.６ｗａｔｔ、望ましくは０.２ｗａｔｔ〜０.５ｗａｔｔのチップが使用できる。低電力ＬＥＤチップは、同一の面積で同一の出力を提供しつつ、電力がより高い高電力ＬＥＤチップに比べて使用されるチップの個数がさらに多いため、隣接するチップ間の間隔がより狭く分布される。
【００１９】
図１及び図２は、各々本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具の照明部、具体的には基板上に低電力ＬＥＤチップ１１１が配列されることと、高電力ＬＥＤチップ１１１が配列されることを示す。図１及び図２に示すように、低電力ＬＥＤチップを使用したＬＥＤ照明器具は、単位面積(図面で“Ａ”で表示)内に０.２ｗａｔｔのＬＥＤチップ５個が整列される一方で(図１)、高電力ＬＥＤチップを使用するＬＥＤ照明器具は、１ｗａｔｔのＬＥＤチップ１個が整列される(図２)。これら図によると、図１に“ｄ１”で表示した低電力チップ間の間隔は図２に“ｄ２”で表示した高電力チップ間の間隔より狭い。図示されてはいないが、本発明の変形された実施形態によるＬＥＤ照明器具は、所望する設計仕様及び/又はクライアントの要求に従って、単位面積内に０.１ｗａｔｔのＬＥＤチップ１０個、０.２５ｗａｔｔのＬＥＤチップ４個、又は０.５ｗａｔｔのＬＥＤチップ２個を整列させ得る。
【００２０】
各々のＬＥＤチップ１１１は、熱を伝達する熱伝達地点及び熱源としての役割を果たすので、本発明の一実施形態による低電力ＬＥＤチップを使用するＬＥＤ照明器具は、ＬＥＤチップから発生した熱を基板により均一に伝達又は放出できる。低電力ＬＥＤチップは、高電力ＬＥＤチップより安く、電力消耗が少なく、高電力ＬＥＤチップより少量の熱を発生する。また、低電力ＬＥＤチップは、高電力ＬＥＤチップより高い明るさの効率を有する。例えば、理論上では５個の０.２ｗａｔｔのＬＥＤチップは、各々の光線束と一つの１.０ｗａｔｔのＬＥＤチップの光線束との間ではｗａｔｔ当たりルーメン差が存在する。すなわち、０.２ｗａｔｔのＬＥＤチップは、約１６０ｌｍ/ｗを有し、一方で、１.０ｗａｔｔのＬＥＤチップは約１４０１ｍ/ｗを有し、これは、低電力ＬＥＤチップの光効率が高電力ＬＥＤチップの光効率より高いことを意味する。
【００２１】
本発明の一実施形態によると、高電力ＬＥＤチップ(例えば、約１ｗａｔｔ以上のＬＥＤチップ)も使用できる。高電力ＬＥＤチップを使用する場合、チップから発生する熱は、低電力チップに比べて相対的に高い温度を有するため、ヒートアイランド現状を起こすことがある。また、同一の面積内で隣接するチップ間の間隔が低電力ＬＥＤチップからより遠くて熱伝導が難しくなり得る。高電力ＬＥＤチップでは、このような問題によって、ＬＥＤチップの寿命が短縮される可能性がある。したがって、高電力ＬＥＤチップでは、放熱設計が何よりも重要である。したがって、高電力ＬＥＤチップを使用する場合には、以後に説明される放熱設計を可能な限りすべて具備することが望ましい。チップの種類に従って、チップの熱発生量と配光特性も変わらなければならないため、照明器具の設計及び構造もこれに適合するように調整すべきである。
【００２２】
本発明の一実施形態において、照明部１００は、ハウジング２００に着脱可能であることにより、容易に交換及び修理できる。照明部１００は、ＬＥＤが設置された前面がハウジング２００の開口部２２０を覆うようにハウジング２００の内部空間に向けて設けられる。例えば、照明部１００は、ハウジング２００の開口部２２０に挿入結合されて設置され得る。
【００２３】
本発明の一実施形態において、基板１１０が付着される金属板１３０は、地面に対して鋭角の傾斜角を有するように設置される。それによって、基板１１０に実装されたＬＥＤ１１０は、地面に対して傾斜した構造となる。これは、本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具の直下方向の照度を高めるためのものであると理解できる。
【００２４】
また、本発明の一実施形態において、金属板１３０は、様々な方法により製造され得る。金属板１３０は、望ましくは圧出成形により製造された圧出成形物であり得る。金属板１３０が圧出成形物であり、ハウジング２００が射出成形物である場合、金属板１３０がハウジング２００より熱伝導率がより大きくなり、これによってＬＥＤチップで発生した熱は、ハウジング２００より金属板１３０を通じて迅速に伝導され得る。
【００２５】
２．熱放出部
図３を参照すると、照明部１００の背面には外部に露出するように具備されて熱を外部に放出する熱放出部１２０が具備されている。熱放出部１２０としては、望ましくは放熱ピンが使用される。この場合、金属板１３０の背面に複数の放熱ピン１２０が突出され、この金属板１３０の前面には図４に示すように基板１１０が固定設置され得る。ＬＥＤチップ１１１が基板１１０に光源として実装されている。ＬＥＤチップ１１１から熱が発生する場合、この熱は、金属板１３０を通じて放熱ピン１２０に速く伝達され得る。上記したように、ハウジング２００より金属板１３０の熱伝導率がより大きい場合には、放熱ピン１２０への熱伝達が一層迅速に実行され得る。放熱ピン１２０に伝達された熱は、放熱ピン１２０で外部空気との熱交換を通じて容易に外部に放出される。放熱ピン１２０の個数、形状、及び／又は位置は、所望する設計仕様及び/又はクライアントの要求に応じて適切に選択できる。例えば、放熱ピン１２０は、水平に形成され得る。また、図３に示すように、放熱ピン１２０は、垂直方向に形成されるか、あるいは傾斜した方向に形成され得る。放熱ピン１２０が垂直方向又は少なくとも地面に対して傾斜した方向に形成される場合、塵のような異物が重力により下方に落ちるので、異物の沈積による放熱特性の低下を防止できる。特に、放熱ピン１２０が垂直方向に形成される場合、空気の対流が円滑になり得る。すなわち、放熱ピン１２０が垂直方向に形成される場合、放熱ピン１２０間の空間で熱交換される空気が抵抗なしに円滑に上昇して対流を形成できる。それによって、放熱ピン１２０は、地面に対して傾斜した方向に形成されることが望ましく、垂直方向に形成されることがより望ましい。放熱ピン１２０のうち少なくとも一つが水平に形成され、あるいはそれらのうち少なくとも一つが傾斜した方向又は垂直に形成されることもある。
【００２６】
一部の実施形態において、放熱ピン１２０と金属板１３０とは、別個に形成されて適切な方式で相互に連結できる。他の実施形態において、これらは、圧出成形又は射出成形のような工程を通じて一体型に形成され得る。通常、同一の材質であっても圧出成形物が射出成形物より熱伝導率が更に大きい。したがって、放熱ピン１２０と金属板１３０とは、一体型に形成されることが望ましく、圧出成形で製造されることがより望ましい。この場合、熱伝導率が高くて放熱効果が大きい。また、金属板１３０と放熱ピン１２０とは、ハウジング２００より熱伝導率が大きい材質からなることが好ましい。
【００２７】
３．ハウジング
本発明の一実施形態によれば、ハウジング２００は、底面、この底面と鋭角を形成する第１の傾斜面、及び底面と鋭角を形成して第１の傾斜面と連結される第２の傾斜面を具備する。ハウジング２００は、底面、第１の傾斜面、及び第２の傾斜面を境界として内部空間が形成されるように底面、第１の傾斜面及び第２の傾斜面の両終端が連結される。開口部２２０は、ハウジング２００の第１の傾斜面に具備され、その底面には光放出部２１０が具備される。底面と第１の傾斜面とにより形成される角度、第１の傾斜面と第２の傾斜面とにより形成される角度、及び／又は第２の傾斜面と底面とにより形成される角度は、所望する設計仕様及び/又はクライアント要求を満足させるように設定される。
【００２８】
本発明の一部実施形態において、ハウジング２００は、圧出成形又は射出成形のような工程を通じて形成可能である。望ましくは、ハウジング２００は、全体が射出成形により形成される。これは、射出成形物であるハウジング２００は、熱伝導率が相対的に低いので、ＬＥＤ１１１から発生した熱が電源供給部３００に伝導されるか、あるいは逆に電源供給部３００の熱がＬＥＤ１１１へ伝導されることを減少させるためである。
【００２９】
本発明の他の実施形態では、ハウジング２００では、金属板１３０と放熱ピン１２０とに比べて相対的に熱伝導率が低い材料を使用することが望ましい。これは、ハウジング２００を通じて照明部１００と電源供給部３００との間で熱が伝導されることをより減少させるためである。射出金型にインサートを使用しなくても成形が可能であるように開口部２２０が設けられた第１の傾斜面は、地面に対して傾斜をなすように形成される。
【００３０】
本発明の一実施形態によると、照明部１００、特にＬＥＤチップが実装された金属板１３０とハウジング２００との間には、断熱シーリング部１４０が配置される。断熱シーリング部１４０は、望ましくは熱伝導率が低い材質からなっている。断熱シーリング部１４０は、ハウジング２００の内部に水が流入されることを防止すると同時にＬＥＤ１１１から発生した熱がハウジング２００に伝導されることを遮断し、電源供給部３００から発生した熱が照明部１００に伝導されることを遮断する。
【００３１】
４．反射部
本発明の一実施形態によると、ハウジング２００の内面には照明部１００から生成される光を光放出部に反射するように反射部２３０を設置できる(図３を参照)。
【００３２】
図５に示すように、反射部２３０は、複数の反射面２３１からなり、各々の反射面２３１は、光放出部２１０を通じて光が放出される場合、予め設定された配光特性を実現するように相互に異なる傾斜角(θ１，θ２，θ３，…)、異なる曲率、異なる面積、又はこれらのうち２個以上を有する。このように、傾斜度が異なる複数の反射面２３１を有する反射部２３０を使用することで、配光を効率的に制御できる。特に、光源として低電力ＬＥＤチップを使用する場合、すなわち、チップの数がより多くなって、配光を制御するのに更に難しい場合にも所望の配光が容易に得られる。このように、予め定められた配光特性を実現するように低電力ＬＥＤチップ１１１の数と隣接するチップ間の間隔とを調整し、なお反射部２３０の構造及び形状も適切に設計することができる。例えば、ＬＥＤチップ１１１から生成される光の少なくとも一部が反射部２３０に到達するように、ＬＥＤチップを照明部１００上に搭載できる。本発明の一実施形態によると、図５に示すように照明部１００に近いほど反射面の面積が狭く、照明部と遠いほど面積が広くなるように設計できる。
【００３３】
反射部２３０は、図５に示すようにハウジング２００の内面の天井面に形成されることもあり、図６に示すようにハウジング２００の両側面に形成されることもあり、これら両方ともに形成されることもある。図６は、本発明の一実施形態による照明器具の平面透視図である。図示のように、基板１１０上のＬＥＤチップ１１１から発生した光は、側面に反射されてから次の光放出部２１０を通して外部に放出される。
【００３４】
また、反射部２３０は、ハウジング２００に着脱可能に設置されることにより、交換及び修理が容易であるだけでなく配光特性を自由に調節できる。
【００３５】
反射部２３０では、アルミニウムなど多様な材質を使用できる。また、反射部２３０を形成するためには多様なコーティング方法が使用される。例えば、ＰＣ(Poly  Carbonate)上に銀(Ａｇ）を蒸着してコーティングするか、あるいは積層する方式が使用され得る。
【００３６】
５．光放出部
本発明の一実施形態によると、光放出部２１０には光放出部２１０を覆うカバー２４０が設置される。カバー２４０は、塵のような外部物質がハウジング２００の内部に流入されることを防止する。カバー２４０は、該当技術分野で知られている方法を使用してハウジング２００に固定できる。本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具は、カバー２４０を固定する固定フレーム２５０を含む。この固定フレーム２５０の構成と作用について、以後により詳細に説明する。
【００３７】
６．電源供給部
本発明の一実施形態によると、ハウジング２００の外面には、照明部１００に電源を供給する電源供給部３００が搭載され得る。電源供給部３００の外側面には少なくとも一つの電力供給口２０１が備えられて基板１１０に電力が供給されるようにする。電源供給部３００は、着脱可能な着脱式で搭載されてもよく、非着脱式で搭載されてもよい。交換又は修理の観点で着脱式がより望ましい。図４に示すように、電源供給部３００がハウジング２００の上部に設置されて電源供給部３００の外側面全体が大気中に露出するので、本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具は、優れた放熱特性を有することができる。特に、電源供給部３００は、図４に示すように、地面に対して傾斜をなすように設置され、それによって塵又は異質の積層を減少させ、風による抵抗を低下するという長所がある。
【００３８】
本発明の一実施形態によると、電源供給部３００には下部に突出された締結突出部３１０が具備される(図４)。締結突出部３１０は、電源供給部３００とハウジング２００の外部対面との間にギャップを有したまま、ハウジング２００の上面と接触するようにハウジング２００の外側面に搭載され得る。電源供給部３００とハウジング２００とは、締結突出部のみを通じて接触されているため、これら相互間の熱伝導を減少させる。また、締結突出部を通じて連結された部分以外には電源供給部３００とハウジング２００との間に空間があるため、放熱効果を高めることができる。もう一つの変形実施形態では、図４に示すように、電源供給部３００の外側面にも放熱部３２０を置いて電源供給部３００自体で外部に放熱されるようにする。放熱部３２０では、望ましくは放熱ピンが使用される。放熱ピンは、地面に対して傾斜をなすように形成することが望ましく、垂直方向に形成することがさらに望ましい。
【００３９】
もう一つの変形実施形態において、電源供給部３００には、基板１１０に供給された電源が外部からの無線信号により調整可能にであるように、無線信号を受信するアンテナ３４０が取り付けられ(図３)、そのアンテナ３４０を介して受信された無線信号により電源供給を制御する制御器を含んで構成可能である。
【００４０】
光放出部２１０の位置、開口部２２０の位置、及び、電源供給部３００が搭載されたハウジング２００の外側面の位置は所望する設計仕様及び/又はクライアント要求に従って決定できる。例えば、一部の実施形態では、図３及び図４に示すように、光放出部２１０は、ハウジング２００の底面上に提供され、開口部２００は、底面の一端から上方に傾けるように形成され、電源供給部３００が搭載された外側面は、底面の他端から上方に傾くように形成され得る。
【００４１】
７．固定フレーム
図３には本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具に適用される固定フレーム２５０を示し、図７にはこの固定フレーム２５０が分解されることを示す。
【００４２】
図７に示すように、本発明の一実施形態によると、固定フレーム２５０は、複数の分割された構成を有する。すなわち、固定フレーム２５０は、複数の屈曲フレーム２５１と複数の直線形フレーム２５２とが相互に結合されて全体的にウィンドウフレーム形状の固定フレーム２５０をなす。
【００４３】
屈曲フレーム２５１は、カバー２４０の頂点とその頂点の周辺縁に各々接し、直線形フレーム２５２は、屈曲フレーム２５１間のカバー２４０の縁に接する(図３、図７を参照)。また、屈曲フレーム２５１と直線形フレーム２５２とは、各々ボルトのような結合メカニズムを用いてハウジング２００の底面の光放出部２１０の周辺に結合できる。特に、屈曲フレーム２５１と直線形フレーム２５２とは、一部が相互に重なるように結合され、その重複部分は、相互にかみ合うように上下反対となる段差部２５３を具備できる。
【００４４】
この構造で、屈曲フレーム２５１は、カバー２４０をその間に配置した状態でハウジング２００に結合され、直線形フレーム２５２がハウジング２００に結合され得る。このとき、直線形フレーム２５２の一端に形成された段差部２５３は、屈曲フレーム２５１の段差部２５３に接してかみ合うことができ、直線形フレーム２５２の縁が屈曲フレーム２５１に実際に密着されて固定できる。
【００４５】
上記のように、段差部２５３間の密着及び固定により屈曲フレーム２５１と直線形フレーム２５２とを相互に固定することにより、屈曲フレーム２５１の両端と直線形フレーム２５２との両端を固定するためのボルトの使用を省略でき、組み立て工程の時間を短縮し、製造コストを低減できる。
【００４６】
このように、分割形固定フレーム２５０の場合には、照明器具のサイズが変わってもこれに対応して直線形フレーム２５２の長さのみを変えて使用すればよい。したがって、分割型固定フレーム２５０は、モデル別に様々なフレームを生産する必要がなくて製造コストを低減するという長所がある。また、一体型固定フレームは、製造される際に保管過程でねじりが発生できるが、本発明の一実施形態による分割型固定フレーム２５０は、分割型であるため、ねじりが発生する可能性はない。また、体積を縮めて容易に保管することができる。
【００４７】
８．その他
図８は本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明器具の斜視図であり、図９は図８のＬＥＤ照明器具の側面図であり、図１０は図９のＬＥＤ照明器具の一部拡大図である。
【００４８】
図８〜図１０を各々参照すると、本発明の他の実施形態によるＬＥＤ照明器具は、照明部１００に結合され、上記した実施形態によるＬＥＤ照明器具をティルティング及び回動可能な角度調整部４００をさらに含んで構成される。
【００４９】
本発明の一実施形態によると、角度調整部４００は、照明部１００の背面の一側端に固定される第１の回動ブラケット４１０と、照明部１００の背面の他側端に固定される第２の回動ブラケット４１０と、一端が第１の回動ブラケット４１０と回動可能に結合され、且つ他端が第２の回動ブラケットと回動可能に結合される回動フレーム４２０と、回動フレーム４２０の一部に着脱可能に結合され、光幹(light  stem）のアームが結合されるアームソケット部４３０と、を含んで構成される(図８、図９を参照)。アームソケット部４３０は、その結合角度に従って照明部１００、ハウジング２００、及び電源供給部３００の結合構造を回動させることができる。
【００５０】
回動フレーム４２０を回動させることにより、ＬＥＤ１１１から放出される光が反射部２３０を通じて反射される角度、及び、光放出部２１０を通じて放出される角度を調整できる(図９を参照)。図１０に示すように回動ブラケット４１０は、その中央に回動フレーム４２０の一部を貫通して照明部１００の側面に固定される回転軸部４１２を含む。回動ブラケット４１０は、回転軸部４１２を中心として弧形の貫通部４１１が具備される。それによって、回動フレーム４２０の回動角度を適切に調整した状態で貫通部４１１を通じて回動ブラケット４１０に結合される固定ボルト４２１を締めて回動フレーム４２０が回動されないように固定できる。
【００５１】
回動ブラケット４１０は、平面が
【数１】
0006339199.tif 000002
の形状であり、照明部１００と平行した面にはアームソケット部４３０が結合され得る。アームソケット部４３０は、必要によって多様な形状や様子を有するソケット又は締結部材に代替できる。
【００５２】
本発明の一実施形態による照明器具を通じて、上記した構成を有する角度調整部４００を使用することにより、設置位置に関係なく光放出方向を調整できる(図８)。それによって、本発明のこと実施形態によるＬＥＤ照明器具は、街灯、天井灯、港湾灯、公園灯を含む多様な分野に適用され得る。すなわち、本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具は、街灯の柱のアームに設置されるか、あるいは壁面、天井などに設置され得る。本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具は、適切な配光をなすように上下自在に調整できる。例えば、−７０度から１１０度まで調整できる。
【００５３】
図１１は、本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具の端面図である。
【００５４】
図１１を参照すると、本発明の一実施形態によるＬＥＤ照明器具は、上記したように金属板１３０が地面に対して傾斜しており、光放出部２１０に垂直方向に対して角度ａだけ傾いている。傾斜角ａは、上記のように光放出部２１０の直下方向の照度を考慮したものであって、傾斜角ａの範囲は、予め定められた配光などの設計仕様を通じて適切に調整できる。
【００５５】
傾斜角ａが非常に小さい場合、ＬＥＤ１１１のチップから光放出部２１０に直接発散される光量が非常に少なすぎて所望の配光が得られない。例えば、図１２に示すように傾斜角ａが０度である場合、放出光の大部分は、反射部２３０を通じる反射光であり、照明部からの直接放出光は一部に過ぎないので、適切な配光を得ることが難しい。一方、傾斜角ａが非常に大きいと、光放出部２１０に直接放出される光量が非常に多すぎて所望する配光を得にくい。例えば、図１３に示すように、傾斜角ａが４５度である場合、放出光の大部分は光放出部２１０に直接放出される直接光であり、反射部２３０を通じる反射光は一部に過ぎないので、所望する配光を得ることに困難さがある。本発明の一実施形態によると、傾斜角ａは非限定的であって、０度超過から４５度未満の範囲であり得る。このような傾斜角ａの制限は、本発明が低電力のＬＥＤ使用により従来に比べて多くの数のＬＥＤを使用し、それによって配光を制御する必要性が高い点を考慮したことである。
【００５６】
本発明の一実施形態によると、光放出部２１０から反射部２３１の最頂点までの高さｘとし、且つその高さｘを直線で示す場合、光放出部２１０と当該直線が交わる地点までの長さｙの比も本発明の配光特性に影響を及ぼす(図１１)。例えば、図１２の照明器具に比べて図１３の照明器具は、ｙ/ｘの比が相対的に更に大きく、それによって配光特性も全く変わることがわかる。長さｙと高さｘとは、光放出部２１０を通じて光が放出されるときに所定の配光特性を実現するように設定されることが望ましい。特に、反射部２３１の長さｙが高さｘの２倍を超え、高さｘの７倍未満に設計されることが望ましい。このような縦横比の範囲内で配光特性がより優れるようになる。
【００５７】
本発明の望ましい一実施形態によると、光源から直接に配光される光(直接光）と反射部を通じて反射されて配光される光(反射光）との光束比率は４：６〜６：４の範囲で調整できる。
【００５８】
図１４は、本発明の一実施形態による照明器具の配光分布図及び直下照度表を示す。照明器具は、０.２ｗａｔｔの低電力ＬＥＤチップを使用し、消費電力が３００ｗａｔｔであり、直接光と反射光の光束比率が５１.４：４８．６の照明器具である。図１４に示す配光分布図、直下照度表、及び直接光と反射光との光束比率は、上記したように傾斜角ａ、ｙ/ｘの比率などを調整して得られる。
【００５９】
本発明のもう一つの実施形態は、複数の低電力ＬＥＤチップが実装される基板を含む照明部と、底面、この底面に対して鋭角を形成する第１の傾斜面と、底面に対して鋭角を形成して第１の傾斜面に連結される第２の傾斜面と、を具備し、底面、第１の傾斜面、及び第２の傾斜面を境界で内部空間が形成されるように底面、第１の傾斜面、及び第２の傾斜面の両端が連結されるハウジングと、ハウジングの内面に照明部から生成される光を反射するように設置される反射部と、を含む。照明部の少なくとも一部は、低電力ＬＥＤチップがハウジングの内部空間に向けるように、第１の傾斜面の一部を通じて挿入されるＬＥＤ照明器具を提供する。
【００６０】
本発明の上記した実施形態によるＬＥＤ照明器具は多様な利点を有する。例えば、照明部及び電源供給部が各々異なる構造的要素と熱的に絶縁され、個別的に熱を放出(発散)できるので、照明部と電源供給部との間の熱伝導を防ぎ、寿命短縮を防止できる。また、ハウジングが射出成形を通じて相対的に低い熱伝導性を有する材料で形成されるため、照明部と電源供給部との間の熱伝導を防止することができる。また、熱伝導を遮断するように構成される断熱シーリング部が照明部とハウジングとの間に配置されることにより、照明部とハウジング(及び電源供給部)との間の熱伝導を防止できる。その他に、ハウジングが光放出面を覆うカバーを固定させた変形された形態のフレームを有することにより、フレームの変形及び損傷を防止して生産性を改善できる。
【００６１】
また、照明部と電源供給部が分離された各々のピースの形態で製造されて最適化した重さ及び構造を実現できる。特に、ハウジング、照明部、及び電源供給部が分離されたピースの形態で製造されて大量製造の際に生産性を高めて製造コストを低減することができる。
【００６２】
また、一部実施形態によるＬＥＤ照明器具は、照明部と回動可能に結合される角度調整部をさらに含むことができ、その中に角度調整部の回動ブラケットと共に組み立てられるアームソケットの構造又は形態が可変されつつ、地面、天井、壁のような照明器具の設置位置に関係なく照明方向を維持できる。したがって、ＬＥＤ照明器具は、多様な照明分野に応用され、多様な目的として使用され得る。また、ＬＥＤ照明器具は、低電力ＬＥＤチップが使用されても所望する配光を得ることができ、高電力ＬＥＤチップの使用により引き起こされる発熱を減少させ、重さ及び体積を減少できる。また、一部実施形態によるＬＥＤ照明器具は、無線で照明を制御することによって作動が非常に便利である。
【００６３】
本発明の一実施形態による照明器具は、１００ｗａｔｔ以上の高出力照明で、特に投光照明として使用され得る。投光照明は光源から発散する光を集めてビームをなして遠方を照らすようにする照明器具として車両、船舶など遠い所を照射し、あるいは建物の外壁又は野外作業場、スポーツ施設などの照明に主に使用される。特に、屋外投光照明は規模が大きいため、リソース及び電力消耗量が非常に大きく、それによってリソースと電力の消耗量を最大限低くする必要がある。本発明の一実施形態による照明器具は相対的に小さいサイズで所望する放熱特性及び配光特性を得ることができ、投光照明においてより効果的に使用できる。
【００６４】
以上、本発明の詳細な説明においては具体的な実施形態に関して説明したが、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められる本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、形式や細部の様々な変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
【符号の説明】
【００６５】
１００  照明部
１１０  基板
１１１  ＬＥＤ(チップ)
１２０  熱放出部、放熱ピン
１３０  金属板
１４０  断熱シーリング部
２００  ハウジング
２１０  光放出部
２２０  開口部、挿入口
２３０  反射部
２４０  カバー
２５０  固定フレーム
２５１  屈曲フレーム
２５２  直線形フレーム
２５３  段差部
３００  電源供給部
３１０  締結突出部
３２０  熱放出部、放熱ピン
３３０  アンテナ
４００  角度調整部
４１０  回動ブラケット
４１１  貫通部
４１２  回転軸部
４２０  回動フレーム
４２１  固定ボルト
４３０  アームソケット部
【図１】
0006339199.tif 000003
【図２】
0006339199.tif 000004
【図３】
0006339199.tif 000005
【図４】
0006339199.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
0006339199.tif 000009
【図８】
0006339199.tif 000010
【図９】
0006339199.tif 000011
【図１０】
0006339199.tif 000012
【図１１】
0006339199.tif 000013
【図１２】
0006339199.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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