JP2011192647A - Led街灯 - Google Patents

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Abstract

【課題】 標準化された金属コネクタを有する発光ダイオードのランプであって、伝統的な街灯ランプ・ソケットに直接に取り付け可能であり、良好な放熱効果を有するLED街灯を提供すること。
【解決手段】 本発明のLED街灯は、標準化された金属コネクタ1(1)と、金属コネクタ(1)と電気的に接続された発光ダイオードモジュール(2)と、放熱装置(3)とを含み、放熱装置(3)がヒートパイプ(301)と、放熱リアカバー(302)と、ヒートパイプ(301)と放熱リアカバー(302)との間に在りLED街灯の動作時に生ずる熱量により運動するピストン装置と、ピストン装置と互いに連結する伝動装置と、LED街灯の前方の外部に在り伝動装置を介してピストン装置に連結した排熱ファン(303)とを含む。
【選択図】図4

Description

本発明は、照明灯に係り、特に、既存の伝統的な街灯と代替可能なLED街灯に係る。
現在まで、市場で販売されている街灯は、多くは、伝統的な水銀ランプであり、ランプ・ソケットに接続されて動作する。周知の如く、伝統的な水銀ランプの使用寿命は、比較的に短く、一般的に3000時間しかなく、非常に破損しやすく、頻繁に交換され、また消費電力が大きく、既に、現代社会に於いて提唱されている省エネ、廃棄物削減といった環境上の要求を満足できなくなってきている。現在のLED技術の発展は、伝統的な街灯照明に対して一つの合理的な道を示しており、既に、LED街灯を採用して伝統的な街灯の照明器具に代替されているが(例えば、特許文献1参照)、伝統的な街灯は既に長期間に亘って発展し、現在、既に標準化され、規格化されており、例えば、現在、一般に採用されている街灯のランプ・ソケットはE40と呼ばれる金属ソケットであり、もし伝統的な水銀ランプの代わりにLEDランプを採用するとすれば、最も合理的な方法は、LEDランプを現在の通常のランプ・ソケットに直接に接続して動作させることであるところ、現在のLED街灯は、(E40金属コネクタの如き)伝統的な電球に特定の型式のコネクタ(口金)を有しておらず、従って、伝統的な水銀ランプと直接に交換することができない。また、既存のLED街灯は、多くの比較的小さい構造によりランプ全体の重量と体積を低減しており、内部構造の空間が比較的狭くなり、これにより、狭い空間内に於いて、放熱能力が或る程度損失し得る。従って、如何にLED街灯に更に良好な放熱効果を持たせるかということが、研究に於ける一つの重点となっている。
米国特許公開2010/0314984A1
かくして、本発明の一つの課題は、標準化された金属コネクタ(口金)を有する発光ダイオードランプであって、伝統的な街灯ランプ・ソケットに直接に取り付け可能なランプを提供することである。
本発明のもう一つの課題は、良好な放熱効果を有するLED街灯を提供することである。
本発明のもう一つの課題は、限られた投射角度しか有していないLED街灯に接続され、LED街灯を任意の角度にて固定可能にする角度調整リングを提供することである。
上記の課題は、本発明によれば、LED街灯であって、標準化された金属コネクタ(口金)と、少なくとも一つの発光ダイオードが電気的に接続された回路板を有し金属コネクタと電気的に接続する発光ダイオードモジュールと、放熱装置とを含み、前記放熱装置が、少なくとも一つのヒートパイプにして、互いに接続される平坦部及び非平坦部を有し、前記平坦部の正面にて前記発光ダイオードが配置されているヒートパイプと、前記ヒートパイプの非平坦部と接する放熱リアカバーと、ヒートパイプと放熱リアカバーとの間に在りLED街灯の動作時に生ずる熱量により運動するピストン伝動装置と、LED街灯の前方の外部にて前記ピストン伝動装置と作動的に連結する排熱ファンとを含むLED街灯によって達成される。
また、上記の構成に於いて、好ましくは、前記回路板は、ヒートパイプの平坦部の背面に置かれ、前記ピストン伝動装置は、前記回路板の背面に置かれたピストン・シリンダと、ピストン・シリンダ内に配置されたピストンと、ピストンと連結したピストン棒とを含み、排熱ファンが、ピストン棒と作動的に連結していてよい。
更に、上記の構成に於いて、好ましくは、前記回路板に貫通孔が設けられ、前記ピストン伝動装置は、更に、貫通孔の個所に置かれ前記ピストン棒と作動的に連結する対流ファンを含んでいてよい。
また、更に、上記の構成に於いて、好ましくは、前記発光ダイオードモジュールの後部には角度調整リングが外から嵌められ、前記標準化された金属コネクタと連結し、該角度調整リングに沿ってLED街灯が適当な角度まで回転した際に固定されるよう、角度調整リングのねじ部には、作用部分が内側の発光ダイオードモジュールに向かう錠締めピン要素が設けられてよい。
角度調整リングは、そのリング体のねじ部に錠締めピン要素が設けられ、前記錠締めピン要素の回転頭部が外方に向き、圧し付け尾部が内方に向くよう構成されてよい。
本発明によれば、標準化された金属コネクタを有するLEDランプにして、金属コネクタは、E40、E27の如き型式用の回転コネクタ及びその他の類似の回転コネクタであり、通常の街灯と同様に直接に伝統的なランプ・ソケットへ取り付けることができ、水銀ランプの如き伝統的なランプが損耗してこれが取り除かれた後これに代わるLEDランプが提供され、これにより、現在に於いて広範囲に使用されている街灯ソケットについて余計な費用を費やす改装が必要なくなり、大量の資金と人件費を節約することができるとともに、LED街灯の採用は、使用寿命が大幅に延長するだけでなく、現在の社会の省エネ・廃棄物削減といった環境上の要求にかなう。本発明による放熱装置は、ヒートパイプ、放熱リアカバー、動作中の発熱量により動力を提供して熱の排出を実行するピストン伝動装置、排熱ファン及び対流ファンを結合して、構造は巧妙であり、余分なエネルギーを消耗せず、LED街灯の比較的小さい空間内で良好な放熱効果が得られ、有効的に街灯の長時間の作動と使用寿命とが保証され、また、角度調整装置は、限られた投射角度しかないLEDランプに於いて、要求される照射方向に応じて角度の調整を可能とし、最良の照射効果が得られることとなる。
以下、添付の図面と本発明の具体的な実施形態により、本発明は更に説明される。
図1は、本発明の構造を示す図である。 図2は、本発明の内部構造を示す図である。 図3は、本発明の第1の実施の形態の後側の内部構造を示す図である。 図4は、本発明の第2の実施の形態の後側の内部構造を示す図である。
1…金属コネクタ
2…発光ダイオードモジュール
3…放熱装置
4…角度調整リング
5…絶縁リング
201…回路板
202…発光ダイオード
301…ヒートパイプ
302…放熱リアカバー
303…排熱ファン
3031排熱ファン回転軸
304…ピストン・シリンダ
305…ピストン
306…ピストン棒
307…対流ファン
308…連接棒
3091…第一のかさ歯車
3092…第二のかさ歯車
41…錠締めピン要素
図1〜図4に示されている如く、本発明の提供するLED街灯は、街灯のランプ・ソケットに適合する通常の形式の、例えばE40コネクタ、E27コネクタなどの回転コネクタにして外部にねじが設けられ、ランプ・ソケット内へ回し入れられて固定することのできる標準化された金属コネクタ1と、金属コネクタ1と電気的に接続されて更に金属コネクタ1がランプ・ソケットに受け入れられると電気エネルギーを得て作動する発光ダイオードモジュール2にして、回路板201を有し、各種の電子部品を用いて、少なくとも一つの発光ダイオード202が回路板201に電気的に接続されて、正常に作動可能となる発光ダイオードモジュール2と、発光ダイオードモジュール2の動作時に放熱を実行する放熱装置3とを含み、図3に示されている如き、第一の実施例に於いて、放熱装置3は、良好な熱交換効果を得るための少なくとも一つのヒートパイプ301にして、互いに連結された平坦部及び非平坦部を有し、平坦部の正面に前記発光ダイオード202が取り付けられ、合理的な構造にて、発光ダイオード202の作動により生ずる熱量がヒートパイプ301の平坦部を通って非平坦部へ伝達するヒートパイプ301と、好適には放熱フィン片又はアルミニウム放熱片である放熱リアカバー302にして、空気とより大きいな面積にて接触し、熱伝達効率も高く、前記ヒートパイプ301の非平坦部へ接し、ヒートパイプ301の非平坦部に伝達した熱量が放熱リアカバー302に更に伝達し、放熱リアカバー302の片状(薄い板状)の構造を通じて発散していくよう構成された放熱リアカバー302と、ヒートパイプ301と放熱リアカバー302と間に置かれたピストン伝動装置にして、LED街灯の作動時に生ずる熱量がピストン構造を運動させる微小な動力源となるピストン伝動装置と、LED街灯の前方外部の排熱ファン303にして、前記ピストン伝動装置に作動的に連結し、ピストン伝動装置により動力を得て、LED街灯の内部の熱い空気を排出する排熱ファン303とを含んでいる。
また、本発明の最適な実施形態によれば、回路板201はヒートパイプ301の平坦部の背面に置かれ、前記ピストン伝動装置は、回路板201の背面に設けられるピストン・シリンダ304と、ピストン・シリンダ304内に設けられるピストン305と、ピストン305と連結するピストン棒306とを含み、前記排熱ファン303が前記ピストン棒306と作動的に連結し、回路板201の背面と放熱リアカバー302と間の空間に於いて一つの完全な動力連動機構が構成される。
本発明が採用する標準化された金属コネクタ1によれば、LED街灯は、普通の街灯と同様に直接に伝統的なランプ・ソケットに組み合わせて取り付け可能となり、水銀ランプの如き伝統的なランプが損耗してこれが取り除かれた後にこれに取り代えられ、これにより、現在に於いて広範囲に使用されている街灯ソケットについて余計な費用を費やす改装が必要なくなり、大量の資金と人件費を節約することができるとともに、LED街灯の採用は、使用寿命が大幅に延長するだけでなく、現在の社会の省エネ・廃棄物削減といった環境上の要求にかなうこととなる。
このほかに、図4の第二の実施例を参照して、前記回路板201に於いては、好適には、貫通孔2011が設けられ、回路板201の正面に置かれた発光ダイオード202の作動により生ずるより熱い空気が貫通孔2011を通って回路板201の背面の空間まで伝達可能となる。その空気の流動の加速のために、前記ピストン伝動装置は、更に、貫通孔2011の位置に、ピストン棒306と作動的に連結した対流ファン307を含み、対流ファン307の回転により、回路板201の正面と背面の両側に於ける空気の流動の加速が可能となる
上記の実施例の構造に於いて、ピストン伝動装置は、熱い空気により作動する。そこに於いて、ピストン・シリンダ304の後側には、パワー・トランジスタ又はその他の放熱し易くない回路部品などの鋭敏な熱伝導性を有し、熱量を効率的にピストン・シリンダ304内まで伝達することができる熱伝導部3040が設けられ、ピストン・シリンダ304の内部は、ピストン305によって、後部の熱室3041と前部の冷室3042に分割され、熱室3041は、熱伝導部3040と互いに結合され、LED街灯の作動時に生ずる熱量は、熱伝導部3040に吸収されて熱室3041へ伝達し、熱すれば膨張し冷やせば縮む原理(熱膨張の原理)に従って、熱室3041は熱を受容して膨張し、ピストン305を前方へ推し動かして運動させて、冷室3042を圧してピストン棒306を前方へ移動する。
更に、ピストン・シリンダ304はLED街灯の前方に向かって縦方向に設置され、前記ピストン棒306は、前部が連接棒308を介して横方向に設置された第一のかさ歯車3091に作動的に連結し、第一のかさ歯車3091は、縦方向に設置された第二のかさ歯車3092と互いに作動的に係合して、ピストン棒306の前方への運動が第一のかさ歯車3091介して第二のかさ歯車3092へ伝達し、第二のかさ歯車3092をして前後方向の縦方向の回転を中軸の回転に変更する。
また、排熱ファン303の後側には、排熱ファン回転軸3031が設けられ、排熱ファン回転軸3031は、LED街灯の内部へ延在し、前記第二のかさ歯車3092と互いに連結し、第二のかさ歯車3092の回転が伝達して排熱ファン303の回転となり、そして、排熱ファン303の回転時に於いて、LED街灯の外部の冷たい空気をLED街灯の内部へ吹き込むことが可能であり、冷たい空気は、熱伝導部3040に接触し、温度が熱室3041へ伝達して、熱室3041が冷却されて圧縮せしめられ、これにより、ピストン305の後方の熱室3041へ向かう運動がピストン棒306に伝達し、順に、連結棒308を介して第一のかさ歯車3091、第二のかさ歯車3092へ伝動される。かくして、伝動プロセスが繰り返され、余計なエネルギー源を必要としない動力循環が構成される。
上記の構造に基づいて、第三の実施例に於ける対流ファン307には、回転動力の取得のために、前記第二のかさ歯車3092に互いに連結する対流ファン回転軸3071が設けられる。
更に、本発明の好適な実施形態によれば、排熱ファン303は、扇風機の羽根と同様に、螺旋状の葉状構造であり、良好な換気排熱効果が得られる。
本発明の上記の放熱構造は、十分に巧妙であり、余計なエネルギーを消耗せず、LED街灯の小さな構造の空間内にて良好な放熱効果が得られ、有効に街灯の長時間の作動と使用寿命とが保証される。
本発明の更なる構造に於いては、照射角度を調整できる構造として、発光ダイオードモジュール2の後部に外から嵌められる角度調整リング4が提供されており、角度調整リング4は、発光ダイオードモジュール2の後部が金属コネクタ1と互いに接続する絶縁リング5の位置に置かれ、前記標準化された金属コネクタ1と連結し、かかる角度調整リング4に於けるねじ部に、作用部分が内側の発光ダイオードモジュール2へ向いた錠締めピン要素41が設けられ、これにより、LED街灯が角度調整リング4に沿って適当な角度まで回転した際に固定され、限られた投射角度しか持っていないLED街灯が要求される照射方向に基づいた角度に調整され、最良の照射効果が得られる。
本発明の図1に示されている角度調整リング4に於いては、そのリング体に於けるねじ部に錠締めピン要素41が設けられ、かかる錠締めピン要素41の回転頭部が外方を向き、圧し付け尾部が内方を向き、回転頭部を回転することにより、錠締めピン要素41の圧し付け尾部に於けるリング体の内方向の位置を制御し、これにより、異なる内径サイズが得られ、適切に、内部にて圧し付けられる物体を固定することができ、本発明のLED街灯と組み合わせて使用すると、これにより、照射角度の調整可能な構造が得られる。
当然、上記は、本発明の好ましい実施例を参照して為された説明の模範例であり、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する物について、多くの変更及び修正が為されることは理解されるべきである。従って、本発明は、記載された実施例に限定されず、特許請求の範囲の記載を基準として、即ち、本願の範囲から離れることなく、これに均等の変更及び修飾は、依然として本発明の範囲に属する。

Claims (16)

  1. LED街灯であって、
    標準化された金属コネクタ1(1)と、
    少なくとも一つの発光ダイオード(202)が電気的に接続された回路板(201)を有し金属コネクタ(1)と電気的に接続された発光ダイオードモジュール(2)と、
    放熱装置(3)と
    を含み、
    前記放熱装置(3)が
    少なくとも一つのヒートパイプ(301)にして、互いに接続される平坦部及び非平坦部を有し、前記平坦部の正面にて前記発光ダイオード(202)が配置されているヒートパイプ(301)と、
    前記ヒートパイプの非平坦部と接する放熱リアカバー(302)と、
    前記ヒートパイプ(301)と前記放熱リアカバー(302)との間に在り前記LED街灯の動作時に生ずる熱量により運動するピストン装置と、
    前記ピストン装置と互いに連結する伝動装置と、
    前記LED街灯の前方の外部に在り前記伝動装置を介して前記ピストン装置に連結した排熱ファン(303)とを
    含み、
    前記回路板(201)に貫通孔(2011)が設けられ、前記ピストン伝動装置が、前記貫通孔(2011)の個所に位置し前記伝動装置を介して前記ピストン装置に連結した対流ファン(307)を含んでいるLED街灯。
  2. 請求項1のLED街灯であって、前記回路板(201)が前記ヒートパイプ(301)の平坦部の背面に位置し、前記ピストン装置が、
    前記回路板(201)の背面に設けられたピストン・シリンダ(304)と、
    前記ピストン・シリンダ(304)内に置かれたピストン(305)と、
    前記ピストン(305)に連結しもう一方の端が前記伝動装置を介して排熱ファン(303)に連結しているピストン棒(306)と
    を含むLED街灯。
  3. 請求項2のLED街灯であって、前記ピストン・シリンダ(304)の後側に熱伝導部(3040)が設けられ、前記ピストン・シリンダ(304)の内部が、前記ピストン(305)によって後部熱室(3041)と前部冷室(3042)とに分割され、前記熱室(3041)は、前記熱伝導部(3040)と互いに結合されているLED街灯。
  4. 請求項2のLED街灯であって、前記熱伝導部(3040)がパワー・トランジスタ又は放熱し易くない回路部品であるLED街灯。
  5. 請求項2、3又は4のLED街灯であって、
    前記伝動装置が、第一のかさ歯車(3091)と、第二のかさ歯車(3092)と、連接棒(308)とを含み、
    前記ピストン・シリンダ(304)が前記LED街灯の前方に向かって縦方向に設置され、前記ピストン棒(306)の前部が前記連接棒(308)を介して横方向に設置された前記第一のかさ歯車(3091)に作動的に連結し、前記第一のかさ歯車(3091)が、縦方向に設置された前記第二のかさ歯車(3092)と互いに作動的に係合し、
    前記排熱ファン(303)の後側に排熱ファン回転軸(3031)が設けられ、該排熱ファン回転軸(3031)が前記LED街灯の内部へ延在して前記第二のかさ歯車(3092)と互いに連結し、
    前記対流ファン(307)には、前記第二のかさ歯車(3092)に互いに連結する対流ファン回転軸(3071)が設けられている
    LED街灯。
  6. 請求項1乃至4のいずれかのLED街灯であって、前記排熱ファン(303)が螺旋状の葉状構造であるLED街灯。
  7. 請求項1のLED街灯であって、前記放熱リヤカバー(302)が放熱フィン片又はアルミニウム放熱片であるLED街灯。
  8. 請求項1のLED街灯であって、前記発光ダイオードモジュール(2)の後部に角度調整リング(4)が外から嵌められて前記標準化された金属コネクタ(1)と連結し、前記LED街灯が前記角度調整リング(4)に沿って適当な角度まで回転した際に前記LED街灯を固定する作用部分が内側の発光ダイオードモジュールに向いた錠締めピン要素が前記角度調整リング(4)のねじ部に設けられているLED街灯。
  9. LED街灯であって、
    標準化された金属コネクタ1(1)と、
    少なくとも一つの発光ダイオード(202)が電気的に接続された回路板(201)を有し金属コネクタ(1)と電気的に接続された発光ダイオードモジュール(2)と、
    放熱装置(3)と
    を含み、
    前記放熱装置(3)が
    少なくとも一つのヒートパイプ(301)にして、互いに接続される平坦部及び非平坦部を有し、前記平坦部の正面にて前記発光ダイオード(202)が配置されているヒートパイプ(301)と、
    前記ヒートパイプの非平坦部と接する放熱リアカバー(302)と、
    前記ヒートパイプ(301)と前記放熱リアカバー(302)との間に在り前記LED街灯の動作時に生ずる熱量により運動するピストン装置と、
    前記ピストン装置と互いに連結する伝動装置と、
    前記LED街灯の前方の外部に在り前記伝動装置を介して前記ピストン装置に連結した排熱ファン(303)とを
    含み、
    前記回路板(201)が前記ヒートパイプ(301)の平坦部の背面に位置し、前記ピストン装置が、
    前記回路板(201)の背面に設けられたピストン・シリンダ(304)と、
    前記ピストン・シリンダ(304)内に置かれたピストン(305)と、
    前記ピストン(305)に連結しもう一方の端が前記伝動装置を介して排熱ファン(303)に連結しているピストン棒(306)と
    を含み、
    前記伝動装置が、第一のかさ歯車(3091)と、第二のかさ歯車(3092)と、連接棒(308)とを含み、前記ピストン・シリンダ(304)が前記LED街灯の前方に向かって縦方向に設置され、前記ピストン棒(306)の前部が前記連接棒(308)を介して横方向に設置された前記第一のかさ歯車(3091)に作動的に連結し、前記第一のかさ歯車(3091)が、縦方向に設置された前記第二のかさ歯車(3092)と互いに作動的に係合し、
    前記排熱ファン(303)の後側に排熱ファン回転軸(3031)が設けられ、該排熱ファン回転軸(3031)が前記LED街灯の内部へ延在して前記第二のかさ歯車(3092)と互いに連結している
    LED街灯。
  10. 請求項9のLED街灯であって、前記回路板(201)に貫通孔(2011)が設けられ、前記ピストン伝動装置が、前記貫通孔(2011)の個所に位置し前記伝動装置を介して前記ピストン棒(306)に連結した対流ファン(307)を含んでいるLED街灯。
  11. 請求項9のLED街灯であって、前記ピストン・シリンダ(304)の後側に熱伝導部(3040)が設けられ、前記ピストン・シリンダ(304)の内部が、前記ピストン(305)によって後部熱室(3041)と前部冷室(3042)とに分割され、前記熱室(3041)は、前記熱伝導部(3040)と互いに結合されているLED街灯。
  12. 請求項9のLED街灯であって、前記熱伝導部(3040)がパワー・トランジスタ又は放熱し易くない回路部品であるLED街灯。
  13. 請求項10のLED街灯であって、前記対流ファン(307)には、前記第二のかさ歯車(3092)に互いに連結する対流ファン回転軸(3071)が設けられているLED街灯。
  14. 請求項9乃至12のいずれかのLED街灯であって、前記排熱ファン(303)が螺旋状の葉状構造であるLED街灯。
  15. 請求項9のLED街灯であって、前記放熱リヤカバー(302)が放熱フィン片又はアルミニウム放熱片であるLED街灯。
  16. 請求項9のLED街灯であって、前記発光ダイオードモジュール(2)の後部に角度調整リング(4)が外から嵌められて前記標準化された金属コネクタ(1)と連結し、前記LED街灯が前記角度調整リング(4)に沿って適当な角度まで回転した際に前記LED街灯を固定する作用部分が内側の発光ダイオードモジュールに向いた錠締めピン要素が前記角度調整リング(4)のねじ部に設けられているLED街灯。
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