JP2009182327A

JP2009182327A - Ｌｅｄ照明装置、ｌｅｄ光源モジュール及びｌｅｄ支持体

Info

Publication number: JP2009182327A
Application number: JP2009012664A
Authority: JP
Inventors: Xue-Yong Liu; 学勇劉; Hong-Xian Lou; 洪献楼
Original assignee: Ningbo Andy Optoelectronic Co Ltd
Current assignee: Ningbo Andy Optoelectronic Co Ltd
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2009-08-13
Also published as: CN101220934A; EP2085681A2; KR20090084689A

Abstract

【課題】軽重量、低コスト、良好な放熱効果などの長所を有するＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ光源モジュール及びＬＥＤ支持体を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ照明装置は、ハウジング及びＬＥＤ光源モジュールを備える。前記ＬＥＤ光源モジュールは、複数のＬＥＤとＬＥＤ支持体を有し、前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤ支持体上に配置されて、前記ＬＥＤ支持体は、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ、ＬＥＤ）照明の技術領域に関し、特にＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ光源モジュール及びＬＥＤ支持体に関する。

近年、ＬＥＤの発展と進歩に伴い、ＬＥＤの性能インデックスが大幅に日増しに高まっている。現在の白色ＬＥＤの光取り出し効率（Ｌｉｇｈｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の殆どは、光束（ＬｕｍｉｎｏｕｓＦｌｕｘ）が大幅に高まり、周知の白熱電球の光取り出し効率を得ることができ、或いは白熱電球の光取り出し効率を超えることができる。従って、ＬＥＤは照明の領域において広く応用されるようになってきた。ＬＥＤは、従来の太陽光発電電源を得る省エネ照明設備に比べ、長寿命、低発熱、耐衝撃性、低消費電力、高省エネなどの長所を有し、２１世紀において蛍光灯や白熱電球に取って代わる第４世代の照明光源に誉められる。

現在のＬＥＤ照明設備は、規定の方式で多くのＬＥＤをアルミ基板上に配置させ、ＬＥＤ光源モジュールを形成し、アルミ基板により放熱を行う。放熱のためにアルミ基板の厚みを増大させなければならなかった。しかし、ＬＥＤ光源モジュール全体の重量を不可避的に増大させ、使用上の不都合を高め、製造コストを不可避的に向上させる。特に大出力のＬＥＤ照明設備に対して、この欠点は更に著しくなる。例えば、アルミ基板により放熱するパワーが約１２０ワットで、大出力のＬＥＤ街灯の重量が約９キログラムである場合、その多くは放熱のためアルミ基板の厚み及び放熱フィンの大きさを増大させたことによる重量である。そのため、街灯の重量を大幅に増大させ、取り付けや分解上とても不便であり、しかも材料コストを増大させる。一方、非常に大きい放熱フィンは、特別に一体的に成形される必要があり、その成形上の要求が高いため製品収率が下がり、製造コストを実質的に向上させる。しかし、街灯全体の放熱効果は、理想値を得ることが困難であった。

本発明の目的は、軽重量、低コスト、良好な放熱効果などの長所を有するＬＥＤ照明装置、ＬＥＤ光源モジュール及びＬＥＤ支持体を提供することを課題とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ハウジング及びＬＥＤ光源モジュールを備えるＬＥＤ照明装置であって、前記ＬＥＤ光源モジュールは、複数のＬＥＤとＬＥＤ支持体を有し、前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤ支持体上に配置されて、前記ＬＥＤ支持体は、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合することを特徴とするＬＥＤ照明装置が提供される。

一つの好適な態様では、前記発泡金属は、発泡鉄、発泡銅、発泡アルミ、発泡鉄合金、発泡銅合金或いは発泡アルミ合金である。

一つの好適な態様では、前記発泡金属のインチ当たり１０〜５０つの孔を有する。

一つの好適な態様では、中実の金属層である前記金属支持層の金属材料は前記発泡金属の金属材料と同様である。

一つの好適な態様では、前記ＬＥＤ照明装置は、冷却ファンをさらに含み、前記冷却ファンは、前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面に或いは前記発泡金属層の中に形成されてチャンバにの中に配置される。

一つの好適な態様では、前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面の少なくとも一部は封止される。

また、本発明によれば、複数のＬＥＤとＬＥＤ支持体を備えるＬＥＤ光源モジュールであって、前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤ支持体上に配置されて、前記ＬＥＤ支持体は、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合することを特徴とするＬＥＤ光源モジュールが提供される。

また、本発明によれば、複数のＬＥＤを支持するために用いられるＬＥＤ支持体であって、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合することを特徴とするＬＥＤ支持体が提供される。

本発明は、従来の技術に比べ、ＬＥＤ照明装置のＬＥＤ支持体を改善し、ＬＥＤ支持体の発泡金属の表面上に金属支持層を形成し、ＬＥＤ光源が回路基板によって金属支持層上に固定される。そのため、ＬＥＤの熱は、金属支持層によって発泡金属層へ迅速に伝達され、発泡金属層が提供される立体メッシュ状構造により、空気と熱源との接触面積を増大させ、良好な放熱効果を得ることができる。なお、発泡金属によって、金属材料を節約し、ＬＥＤ照明装置全体の重量と製造コストを大幅に低減することができ、使用が便利となる。

本発明の第１実施例によるＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを示す斜視図である。本発明の第２実施例によるＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを示す斜視図である。図２の他方の角度で示す斜視図である。本発明の第３実施例によるＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを示す斜視図である。本発明の第４実施例によるＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを示す斜視図である。本発明の第５実施例によるＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源モジュールを示す斜視図である。本発明のＬＥＤ照明装置を示す略図である。

図１及び図７を参照し、本発明の第１実施例によるＬＥＤ照明装置９を示す略図である。図１及び図７に示すように、ＬＥＤ照明装置９は、ハウジング７及びＬＥＤ光源モジュール８を備える。ＬＥＤ光源モジュール８は、ＬＥＤ光源１とＬＥＤ支持体２を有し、ＬＥＤ光源１は、複数のＬＥＤ（図示せず）及び高熱伝導性を有する材料（例えばアルミ）からなり、ＬＥＤを支持するために用いられる回路基板１０を含む。ＬＥＤは、回路基板１０上に配置され、複数のＬＥＤライトバー（ＬｉｇｈｔＢａｒ、図に参照符号を付けず）を形成する。なお、光取り出し効率を向上させるために、それぞれのＬＥＤは、実際の必要に応じてレンズ部材１１を有することができる。ＬＥＤ支持体２は、発泡金属層２１と金属支持層２０を含み、少なくとも一部の金属支持層２０はＬＥＤを支持するために用いられる。この発泡金属層２１は、多孔質構造である発泡金属により形成され、例えば発泡鉄、発泡銅、発泡アルミ、発泡鉄合金、発泡銅合金、発泡アルミ合金などであり、発泡金属のインチ当たり１０〜５０つの孔を有する。この実施の形態において、発泡金属層２１は、発泡銅からなる。金属支持層２０は、発泡金属層２１の一部の表面上に形成され、金属材料からなる中実の金属層であり、中実の金属層の金属材料は、発泡金属の金属材料と同様であることができる。例えば、この実施の形態において、発泡金属層２１は、発泡銅からなり、金属支持層２０は、銅からなる中実の金属層である。金属支持層２０と発泡金属層とが互いに結合し、金属支持層２０と発泡金属層２１とは、電解めっきによって互いに結合されることが好ましい。このＬＥＤは、回路基板１０によってＬＥＤ支持体２上に固定される。この実施の形態において、このＬＥＤは、回路基板１０によって金属支持層２０上に固定され、回路基板１０が金属支持層２０上にきつく固定されて大面積が接触する。また、熱伝導材料（例えば熱伝導性接着剤）は、回路基板１０と金属支持層２０の間に配置されてもよい。これによって、ＬＥＤ光源モジュール８を操作する場合は、ＬＥＤの熱は、回路基板１０によって金属支持層２０へ伝達され、金属支持層２０によって発泡金属層２１へ迅速に伝達される。この場合は、発泡金属層２１が提供される立体メッシュ状構造により、空気と熱源との接触面積を増大させる。これにより放熱効果を改善することができる。なお、発泡金属からなる発泡金属層２１によって、金属材料を節約し、ＬＥＤ照明装置９全体の重量と製造コストを大幅に低減することができ、使用が便利になる。

図２及び図３を参照し、本発明の第２実施例によるＬＥＤ照明装置を示す略図であり、この第２実施例は、第１実施例を類似する。図２及び図３に示すように、第２実施例のＬＥＤ照明装置は、第１実施例と異なるＬＥＤ光源モジュール８’を備える。第２実施例において、ＬＥＤ光源モジュール８’のＬＥＤ支持体２は、さらに冷却ファン２３を含む。この冷却ファン２３は、金属支持層２０を有する表面以外に発泡金属層２１の表面に配置される。図２及び図３に示すように、冷却ファン２３は、金属支持層２０に向かい合う他方の一側の表面に配置される。

本発明の第２実施例において、ＬＥＤ照明装置を操作する場合は、冷却ファン２３が運転し、且つ多孔質構造である発泡金属からなる発泡金属層２１が立体メッシュ状構造と多孔質とを有しているため、そのため、発泡金属層２１の中の空気の流量を増大させ、ＬＥＤの熱を迅速に伝達し、放熱効果を改善することができる。

図４を参照し、本発明の第３実施例によるＬＥＤ照明装置を示す略図であり、この第３実施例は、第２実施例を類似する。図４に示すように、第３実施例のＬＥＤ照明装置は、第２実施例と異なるＬＥＤ光源モジュール８”を備える。第３実施例において、ＬＥＤ光源モジュール８”は、さらに冷却ファン２３を含む。この冷却ファン２３は、金属支持層２０を有する表面に隣接する発泡金属層２１の側面に配置される。第３実施例のＬＥＤ照明装置の作動原理は、上述の第２実施例とほぼ同じであり、類似する点については述べない。

図５を参照し、本発明の第４実施例によるＬＥＤ照明装置を示す略図であり、この第４実施例は、第１実施例を類似する。図５に示すように、第４実施例のＬＥＤ照明装置は、第１実施例と異なるＬＥＤ光源モジュール８’”を備える。第４実施例において、ＬＥＤ光源モジュール８’”の一つの側面は、断熱板２５によって封止される。断熱板２５は、熱源の実質的な位置と冷却ファン２３の位置に応じてＬＥＤ光源モジュール８’”の側面を封止し、さらに優れた放熱効果を持ち、熱源が局所領域中へ集中することを防ぐことができる。ＬＥＤ光源モジュール８’”の封止される側面は、熱源の実質的な位置により決定される。例えば、ＬＥＤ光源モジュール８’”の熱源に隣接する側面は開放状態に保たれ、ＬＥＤ光源モジュール８’”のその他の側面を封止することができる。これによって、冷却ファン２３を操作する場合は、僅かに熱源に位置する側面に空気が通り、熱源が局所領域中に集中することを防ぐことができる。

図６を参照し、本発明の第５実施例によるＬＥＤ照明装置を示す略図であり、この第５実施例は、第１実施例を類似する。図６に示すように、第５実施例のＬＥＤ照明装置は、第１実施例と異なるＬＥＤ光源モジュール８””を備える。第５実施例において、ＬＥＤ光源モジュール８”は、さらに冷却ファン２３を含む。この冷却ファン２３は、発泡金属層２１の中に形成されてチャンバ（図示せず）にの中に配置される。第５実施例のＬＥＤ照明装置の作動原理は、上述の第２実施例とほぼ同じであり、類似する点については述べない。

以上、複数の実施例を開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の技術的思想および範囲を逸脱することなく、各種の変更および修正を行うことができるので、本発明の権利範囲は特許請求の範囲に基づく。

１ＬＥＤ光源
２ＬＥＤ支持体
７ハウジング
８、８’、８”、８’”、８”” ＬＥＤ光源モジュール
９ＬＥＤ照明装置
１０回路基板
１１レンズ部材
２０金属支持層
２１発泡金属層
２３冷却ファン
２５断熱板

Claims

ハウジング及びＬＥＤ光源モジュールを備えるＬＥＤ照明装置であって、前記ＬＥＤ光源モジュールは、複数のＬＥＤとＬＥＤ支持体を有し、前記複数のＬＥＤは、前記ＬＥＤ支持体上に配置されて、前記ＬＥＤ支持体は、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合することを特徴とするＬＥＤ照明装置。
前記発泡金属は、発泡鉄、発泡銅、発泡アルミ、発泡鉄合金、発泡銅合金或いは発泡アルミ合金であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記発泡金属のインチ当たり１０〜５０つの孔を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明装置。
中実の金属層である前記金属支持層の金属材料は前記発泡金属の金属材料と同様であることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
冷却ファンをさらに含み、前記冷却ファンは、前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面に或いは前記発泡金属層の中に形成される収容空間の中に配置されることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面の少なくとも一部は封止されることを特徴とする請求項５に記載のＬＥＤ照明装置。
前記金属支持層と前記発泡金属層とは、電解めっきによって互いに結合することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
複数のＬＥＤとＬＥＤ支持体を備えるＬＥＤ光源モジュールであって、前記ＬＥＤは、前記ＬＥＤ支持体上に配置されて、前記ＬＥＤ支持体は、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合することを特徴とするＬＥＤ光源モジュール。
前記発泡金属は、発泡鉄、発泡銅、発泡アルミ、発泡鉄合金、発泡銅合金或いは発泡アルミ合金であることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ光源モジュール。
前記発泡金属のインチ当たり１０〜５０つの孔を有することを特徴とする請求項８又は９に記載のＬＥＤ光源モジュール。
中実の金属層であるる前記金属支持層の金属材料は前記発泡金属の金属材料と同様であることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ光源モジュール。
冷却ファンをさらに含み、前記冷却ファンは、前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面に或いは前記発泡金属層の中に形成される収容空間の中に配置されることを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ光源モジュール。
前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面の少なくとも一部は封止されることを特徴とする請求項１２に記載のＬＥＤ光源モジュール。
前記金属支持層と前記発泡金属層とは、電解めっきによって互いに結合することを特徴とする請求項８に記載のＬＥＤ光源モジュール。
複数のＬＥＤを支持するために用いられるＬＥＤ支持体であって、発泡金属層と少なくとも一部は前記複数のＬＥＤを支持するために用いられる金属支持層を含み、前記発泡金属層は多孔質構造である発泡金属により形成され、前記金属支持層は前記発泡金属層の一部の表面上に形成され、前記金属支持層と前記発泡金属層とが互いに結合することを特徴とするＬＥＤ支持体。
前記金属支持層と前記発泡金属層とは、電解めっきによって互いに結合することを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤ支持体。
前記発泡金属のインチ当たり１０〜５０つの孔を有することを特徴とする請求項１５又は１６に記載のＬＥＤ支持体。
中実の金属層である前記金属支持層の金属材料は前記発泡金属の金属材料と同様であることを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤ支持体。
冷却ファンをさらに含み、前記冷却ファンは、前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面に或いは前記発泡金属層の中に形成されの中に配置されることを特徴とする請求項１５に記載のＬＥＤ支持体。
前記金属支持層を有する表面以外に前記発泡金属層の表面の少なくとも一部は封止されることを特徴とする請求項１６に記載のＬＥＤ支持体。