光半導体照明装置
【課題】従来技術の問題を解決することができる光半導体照明装置を提供すること。
【解決手段】この照明装置は、ハウジングと、ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、ハウジング内に位置し、発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットと、を含み、発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、放熱ユニットは、一側部分が前記放熱ベースと接触する、少なくとも第１、第２の主ヒートパイプと、互いに並んで離隔した複数の放熱板を含み、第１、第２の主ヒートパイプの他側部分が互いに異なる高さで各放熱板を貫通して接触する放熱ブロックと、を含む。
【解決手段】この照明装置は、ハウジングと、ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、ハウジング内に位置し、発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットと、を含み、発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、放熱ユニットは、一側部分が前記放熱ベースと接触する、少なくとも第１、第２の主ヒートパイプと、互いに並んで離隔した複数の放熱板を含み、第１、第２の主ヒートパイプの他側部分が互いに異なる高さで各放熱板を貫通して接触する放熱ブロックと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今までは、照明用光源として蛍光灯と白熱灯が多く用いられてきた。白熱灯は、消費電力が高いため効率及び経済性が低下し、このような理由により、その需要が大きく減少する傾向にある。このような減少傾向は、未来にも継続すると予測されている。一方、蛍光灯は、消費電力が白熱灯の消費電力の約１／３であるため効率が高くかつ経済的である。しかし、蛍光灯は、高い印加電圧によって黒化現象が進行し、寿命が短いという問題を有する。また、蛍光灯は、アルゴンガスと共に有害重金属物質である水銀が注入された真空ガラス管を用いるので、環境にやさしくないという短所を有する。
【０００３】
最近になっては、ＬＥＤを光源として含むＬＥＤ照明装置の需要が急激に増加している。ＬＥＤ照明装置は、寿命が長く、低電力駆動という長所を有する。また、ＬＥＤ照明装置は、水銀などの環境有害物質を用いないので、環境にやさしい。
【０００４】
近来は、工場灯、街灯又は保安灯のように高い光出力が要求される照明装置にＬＥＤなどの光半導体素子を光源として用いる照明装置が多く用いられている。このような照明装置は、光半導体素子を含む発光モジュールの発光動作時に多くの熱が伴う。
【０００５】
通常、既存の光半導体照明装置は、各光半導体素子が実装されるＰＣＢ又は放熱ベースに接するようにヒートシンクを設置し、熱を発散する構造を採択している。しかし、既存のヒートシンクで照明装置の放熱性能を向上させるには多くの限界があることで知られている。これに対して、従来から、流体による熱吸収及び熱放出を用いるヒートパイプ放熱構造を光半導体照明装置に適用しようとする多くの研究及び試みがあった。
【０００６】
ヒートパイプ構造を放熱ベースの背面に接するように設置して放熱性能を高めた技術が提案されたが、ヒートパイプのみでは、熱の放出側で小さい表面積によって放熱性能を高めるのに制限がある。また、ヒートパイプ構造を各光半導体素子が配列されている発光モジュールのベース背面に適用する場合において、従来は、各光半導体素子の配列とヒートパイプ構造との関係が考慮されていなかった。また、ヒートパイプとしては、流体が収容されたパイプを用いるが、パイプの設計及び加工制限、そして、パイプ間の干渉などの制限により、放熱ベース背面にヒートパイプ構造を適宜配置するのに多くの限界があった。
【０００７】
また、従来は、ＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）のようなパワーサプライをハウジングに内蔵した照明装置が提案されたことがある。ＳＭＰＳは、外部に供給される交流（ＡＣ）電流を直流（ＤＣ）電流に変換し、これをハウジング発光モジュールの光半導体素子に提供する。しかし、ＳＭＰＳなどのパワーサプライは、駆動中に多くの熱を発生させ、その熱が上昇してハウジングの上部で滞留するので、発熱されたＳＭＰＳを効率的に冷却処理する必要がある。
【０００８】
また、光半導体照明装置は、例えば、工場などの埃や粉塵の飛散が激しい劣悪な場所で工場灯などの用途で活用されている。光半導体照明装置は、光源を外部から保護するために、ガラス又は合成樹脂材の光学部材を備えるが、上述したような劣悪な環境下では、光学部材に埃又は粉塵を含む各種異物が吸着されるので、光量の低下を伴う。したがって、光学部材に吸着された異物を容易に除去する技術が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１３８７７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９０９７６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８２６８６号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０１２８４８２号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／０２７８４６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の問題を解決することができる光半導体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】
【００１１】
本発明の一側面に係る光半導体照明装置は、ハウジングと、前記ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットとを含み、前記発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、前記放熱ユニットは、一側部分が前記放熱ベースと接触する少なくとも一つの主ヒートパイプと、前記主ヒートパイプと協力するように、前記主ヒートパイプの他側部分と接触する放熱ブロックとを含む。
【００１２】
一実施例によって、前記放熱ブロックは、互いに並んで離隔した複数の放熱板を含み、前記主ヒートパイプは、前記各放熱板を貫通するように設置することができる。
【００１３】
一実施例によって、前記各放熱板の厚さと前記各放熱板間の間隔比は１：１．５〜１：５であり得る。
【００１４】
一実施例によって、前記主ヒートパイプは、前記放熱ベースに接する下部ライン部と、前記各放熱板を貫通する上部ライン部と、前記下部ライン部と前記上部ライン部との間を連結する中間ライン部とを含むことができる。
【００１５】
一実施例によって、前記放熱ユニットは、第１の主ヒートパイプ及び第２の主ヒートパイプを含み、前記第１の主ヒートパイプと前記第２の主ヒートパイプは、各中間ライン部の高さの差によって互いに異なる高さで前記各放熱板を貫通することができる。
【００１６】
一実施例によって、前記第１の主ヒートパイプと前記第２の主ヒートパイプは交互に配置することができる。
【００１７】
一実施例によって、前記放熱ブロックから独立した状態で前記放熱ベース上に配置された一つ以上の補助ヒートパイプをさらに含むことができる。
【００１８】
一実施例によって、前記放熱ベース上には、複数の主ヒートパイプが所定の密度以上で存在する密集領域が存在し、前記補助ヒートパイプは前記密集領域の外側に位置することができる。
【００１９】
一実施例によって、前記補助ヒートパイプは、前記放熱ベースの縁部に沿って位置する縁部ライン部を含むことができる。
【００２０】
一実施例によって、前記下部ライン部と前記上部ライン部は、それぞれ直線型からなり得る。
【００２１】
一実施例によって、前記中間ライン部は、前記下部ライン部及び前記上部ライン部に対して垂直であり得る。
【００２２】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記主ヒートパイプの水平ライン部を前記ベース上に固定するためのパイプ固定ユニットをさらに含み、前記パイプ固定ユニットは、前記主ヒートパイプの水平ライン部を収容する溝を限定する下部固定プレートと、前記溝を覆いながら前記下部固定プレートの上面に締結される上部固定プレートとを含むことができる。
【００２３】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記ハウジング内に配置され、前記各放熱板を空気で強制冷却させる冷却ファンをさらに含み、前記各放熱板の下端は前記放熱ベースと隣接した状態で離隔し、前記各放熱板の上端は前記冷却ファンと隣接した状態で離隔することができる。
【００２４】
本発明の他の側面に係る光半導体照明装置は、ハウジングと、前記ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットとを含み、前記発光モジュールは、複数の光半導体素子が実装された印刷回路基板、及び前記印刷回路基板が付着される表面を有する放熱ベースを含み、前記放熱ユニットは、前記放熱ベースの背面に長さ全体が接触する一つ以上の全体接触型ヒートパイプと、前記放熱ベースの背面に長さの一部が接触する一つ以上の部分接触型ヒートパイプとを含む。
【００２５】
一実施例によって、前記全体接触型ヒートパイプは縁部ライン部を含み、前記縁部ライン部は、前記光半導体素子の外郭配列形状の少なくとも一部に対応するように配置される。
【００２６】
一実施例によって、前記全体接触型ヒートパイプは、折り曲げによって限定された二つ以上のライン部を含む。
【００２７】
一実施例によって、前記部分接触型ヒートパイプは、他の部分接触型ヒートパイプと共に前記放熱ベース上の一領域に所定の密度以上で配置され、前記全体接触型ヒートパイプは前記領域の外側に一定の形状を有しながら配置することができる。
【００２８】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記放熱ベースと離隔した放熱ブロックをさらに含み、前記部分接触型ヒートパイプは、前記放熱ベースに水平に接触する下部水平ライン部と、前記放熱ブロックを水平に貫通する上部水平ライン部とを一体に含むことができる。
【００２９】
一実施例によって、前記全体接触型ヒートパイプは、縁部ライン部と内側ライン部とを一体で含み、前記縁部ライン部は、前記部分接触型ヒートパイプが所定の密度以上で配置される領域の外側で前記放熱ベースの縁部に沿って配置され、前記内側ライン部は前記放熱ベースの内側に位置することができる。
【００３０】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記部分接触型ヒートパイプ又は前記全体接触型ヒートパイプを前記放熱ベースの背面に固定するパイプ固定ユニットをさらに含み、前記パイプ固定ユニットは、前記部分接触型ヒートパイプ又は前記全体接触型ヒートパイプを少なくとも部分的に収容する溝を限定する下部固定プレートと、前記溝を覆いながら前記下部固定プレートの上面に締結される上部固定プレートとを含む。
【００３１】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、ハウジングと、前記ハウジングの下端
開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットとを含み、前記発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、前記放熱ユニットは、前記放熱ベースと接する複数のヒートパイプを含む。
【００３２】
一実施例によって、前記複数のヒートパイプのうち少なくとも一つのヒートパイプと協力するように配置された放熱ブロックをさらに含み、前記放熱ブロックは複数の放熱板を含むことができる。
【００３３】
一実施例によって、前記ハウジングは、ハウジング上部とハウジング下部との交差領域を内部に含み、前記放熱ブロックは、前記各放熱板の平らな各面が下部に向かい、前記各放熱板間の各ギャップが横方向に向かうように前記交差領域に配置され、前記放熱ブロックの横方向には冷却ファンが位置することができる。
【００３４】
一実施例によって、ハウジング上部の後端に隣接するようにパワーサプライが位置し、前記パワーサプライと前記放熱ブロックとの間に前記冷却ファンが位置することができる。
【００３５】
一実施例によって、前記各ヒートパイプのうち少なくとも一つのヒートパイプは、前記各放熱板を貫通するように上側に延在することができる。
【００３６】
一実施例によって、前記複数のヒートパイプは、直線形状で前記放熱ベースに接する主ヒートパイプを含み、前記各主ヒートパイプは、前記放熱ブロックを貫通するように上側に延在することができる。
【００３７】
一実施例によって、前記複数のヒートパイプは、前記放熱ブロックから独立した状態で前記放熱ベースに接する一つ以上の補助ヒートパイプを含むことができる。
【００３８】
一実施例によって、前記補助ヒートパイプは、前記放熱ベース上に円、弧、湾曲又は屈曲のパターンを含むことを特徴とする光半導体照明装置。
【００３９】
一実施例によって、前記各主ヒートパイプは、前記放熱ベース上に放射状に配列された各水平ライン部と、前記各水平ライン部から垂直に延在して前記放熱ブロックを貫通する各垂直ライン部を含むことができる。
【００４０】
一実施例によって、前記補助ヒートパイプは、前記放熱ベースの縁部付近に配置し、前記各主ヒートパイプは、前記補助ヒートパイプによって取り囲まれた中央領域に配置することができる。
【００４１】
一実施例によって、前記各放熱板は、複数の空気流動ホールを含むことができる。
【００４２】
一実施例によって、前記ハウジングは、ハウジング上部とハウジング下部との交差領域を内部に含み、前記放熱ブロックは、前記交差領域に位置した状態で下側は前記放熱ベースに向かい、横方向は前記ハウジング上部に配置された冷却ファンに向かっている。
【００４３】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、一側に空気吸入口を有するハウジングと、一つ以上の光半導体素子を含み、前記ハウジングの他側開放領域に設置された発光モジュールと、前記発光モジュールに電力供給のために前記ハウジング内に配置されたパワーサプライと、前記空気吸入口を介して空気を吸入し、前記パワーサプライを冷却させる冷却ファンとを含む。
【００４４】
一実施例によって、前記パワーサプライは、一側面が前記空気吸入口に横方向に隣接し、前記冷却ファンは、前記パワーサプライの下部に位置することができる。
【００４５】
一実施例によって、前記冷却ファンの下側に前記発光モジュールが位置し、前記発光モジュール又は前記発光モジュールが配置された前記ハウジングの他側開放領域付近に排気口を設けることができる。
【００４６】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記排気口を介して排出される空気を前記発光モジュールの縁部付近から前記発光モジュールの中心側に向けて誘導する防汚構造物をさらに含むことができる。
【００４７】
一実施例によって、前記防汚構造物は、前記縁部付近から前記中心側付近に傾斜して形成されたベントガイドを含むことができる。
【００４８】
一実施例によって、前記空気吸入口は、前記ハウジングの側面及び前記ハウジングの天井面のうち少なくとも一つに形成され、前記パワーサプライと前記ハウジングの天井面との間は離隔させることができる。
【００４９】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記発光モジュールの放熱のために前記発光モジュールに隣接するように配置された放熱ユニットをさらに含むことができる。
【００５０】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、一つ以上の空気吸入口を有するハウジングと、一つ以上の光半導体素子を含み、前記ハウジングの下端開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内の上部に配置されたパワーサプライと、前記発光モジュールの放熱のために前記発光モジュールの上部に隣接するように配置された放熱ユニットと、前記放熱ユニットと前記パワーサプライとの間に配置され、前記パワーサプライ間で発生して上側に向かう熱を下側に引き下げる冷却ファンとを含む。
【００５１】
一実施例によって、前記空気吸入口は、横方向に前記パワーサプライと隣接するように位置することができる。
【００５２】
一実施例によって、前記空気吸入口は、前記ハウジングの天井面及び前記ハウジングの側面のうち少なくとも一つに形成された状態で前記パワーサプライと隣接し得る。
【００５３】
一実施例によって、前記パワーサプライは、前記ハウジングの天井面から離隔させることができる。
【００５４】
一実施例によって、前記ハウジングの下端開放領域付近に排気口が設けられ、前記空気吸入口と前記冷却ファンとの間を流れる空気によって前記パワーサプライを冷却し、前記冷却ファンと前記排気口との間を流れる空気によって前記放熱ユニットを冷却することができる。
【００５５】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記排気口を介して排出される空気を前記発光モジュールの縁部付近から前記発光モジュールの中心側に向けて誘導する防汚構造物をさらに含むことができる。
【００５６】
一実施例によって、前記放熱ユニットは、多数の放熱板の組み合わせからなる放熱ブロックを前記冷却ファンと前記発光モジュールとの間に含み、各放熱板間の各ギャップは上下に全て開放することができる。
【００５７】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、開口部を有するハウジングと、前記開口部に装着された光学部材と、前記ハウジング内で前記光学部材と対面するように配置された光半導体素子と、前記光学部材に対する異物の吸着を遮断する防汚ユニットとを含み、前記防汚ユニットは、前記ハウジングの外部に排出された空気を前記光学部材に向けて誘導する。
【００５８】
一実施例によって、前記防汚ユニットは、前記ハウジングの開口部の縁部に沿って結合され、前記光学部材の縁部に平行に複数の第１のスリットが貫通された第１のリングを含むことができる。
【００５９】
一実施例によって、前記防汚ユニットは、前記第１のリングの外側縁部に沿って延在し、前記光学部材と傾斜をなすベントガイドをさらに含むことができる。
【００６０】
一実施例によって、前記防汚ユニットは、前記光学部材の外側縁部に沿って装着され、前記第１のリングで仕上げられるとともに、前記第１のスリットに対応する形状の第２のスリットが貫通され、前記第１リングに対して前記光学部材の外側縁部で正逆回転する第２のリングをさらに含むことができる。
【００６１】
一実施例によって、前記ハウジングの一側からエアを吸入し、前記光学部材の縁部を介して排出させるファンをさらに含むことができる。
【００６２】
一実施例によって、前記ベントガイドの端部から延在する仮想の直線が前記光学部材と会う点から前記ハウジングの開口部の縁部までの距離は、前記第１のリングの内側縁部から前記開口部の縁部までの距離より長いか同一であり得る。
【００６３】
一実施例によって、前記ベントガイドは、前記第１のリングの外側縁部に沿って回動可能に装着される複数のガイド片を含むことができる。
【００６４】
一実施例によって、前記ベントガイドは、前記ガイド片をそれぞれ互いに連結する第１のワイヤから延在し、前記ハウジングに連結される弾性部材をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明の各実施例によると、各光半導体素子が配置された放熱ベース及びそれと共に放熱ベースに熱伝導的に接触する改善された構造、配置及び／又は配列のヒートパイプ及びそれと協力する補助的な手段により、光半導体素子の放熱性能を大きく高めることができる。また、例えば、ＳＭＰＳのように高い温度の発熱が生じる発熱部品を備える光半導体照明装置において、その発熱部品の冷却が有利である。また、そのような発熱部品と光半導体素子を空冷方式で冷却させる空冷ユニット又は冷却ファンを提供し、他の要素と空冷ユニット又は冷却ファンの最適化された配置関係を通して、光半導体素子とその他の発熱部品を同時にかつ効率的に冷却させることができる。また、ハウジングの内部から外部に強制排出される空気を発光モジュールの光学部材の表面に誘導することによって、発光モジュール、特に、その光学部材の外部表面に異物が積もることを防止することができる。本発明の他の利点は、以下の各実施例の説明からより良く理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施例に係る光半導体照明装置を示した斜視図である。
【図２】図１に示した発光モジュールを光学カバーが除去された状態を示した平面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した正面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した側面図である。
【図５】図３及び図４に示した冷却ファン及び放熱ユニットを上側から下側に示した平面図である。
【図６】放熱ユニットのヒートパイプが配置されている放熱ベースの上面を示した平面図である。
【図７】図６のＩ―Ｉ線断面図である。
【図８】放熱ユニットの協力型ヒートパイプと放熱ブロックを共に示した斜視図である。
【図９】空冷構造の変形例を含む光半導体照明装置を示した図である。
【図１０】防汚ユニットの一例が適用された光半導体照明装置を説明するための図である。
【図１１】防汚ユニットの一例が適用された光半導体照明装置を説明するための図である。
【図１２】防汚ユニットの他の例が適用された光半導体照明装置を説明するための図である。
【図１３】図１２のＢ―Ｂ'線に沿ってＡ視点で見た図である。
【図１４】図１２及び図１３に示した防汚ユニットの他の具現例を示した図である。
【図１５】図１２及び図１３に示した防汚ユニットの他の具現例を示した図である。
【図１６】本発明の変形例に係る光半導体照明装置を全般的に説明するための断面図である。
【図１７】図１６に示した光半導体照明装置の発光モジュールを説明するための底面図である。
【図１８】図１６及び図１７に示した発光モジュールの放熱ベース及び放熱ユニットを説明するための図である。
【図１９】本発明の他の具現例のヒートパイプ配置構造を有する放熱ユニットを説明するための図である。
【図２０】本発明の更に他の具現例のヒートパイプ配置構造を有する放熱ユニットを説明するための図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、多様な他の具現例のヒートパイプ配置構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、添付の各図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。次に紹介する各実施例は、当業者に本発明の思想を十分に伝達するための例として提供されるものである。したがって、本発明は、以下で説明する各実施例に限定されず、他の形態に具体化されることも可能である。そして、各図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜上、誇張して表現する場合がある。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。明細書全般にわたって、方位を示す用語は、図面に示したように、各構成要素の位置、構造及び配置を説明するためのもので、その用語が発明の技術思想と直接関連していない限り、これら用語によって本発明が制限されてはならない。
【００６８】
［各実施例］
【００６９】
図１は、本発明の一実施例に係る光半導体照明装置を示した斜視図で、図２は、図１に示した発光モジュールを光学カバーが除去された状態に示した平面図で、図３は、本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した正面図で、図４は、本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した側面図で、図５は、図３及び図４に示した冷却ファン及び放熱ユニットを上側から下側に示した平面図で、図６は、放熱ユニットのヒートパイプが配置されている放熱ベースの上面を示した平面図で、図７は、図６のＩ―Ｉ線断面図で、図８は、放熱ユニットの協力型ヒートパイプと放熱ブロックを共に示した斜視図である。図４〜図６では、一部の構成要素に対して括弧と括弧外に互いに異なる部材番
号を表示したが、括弧内に表示された部材番号で指示された構成要素が括弧外に表示された部材番号で指示された構成要素を含むと定義する。
【００７０】
図１、図３及び図４に示したように、本実施例に係る照明装置は、発光モジュール１０及びハウジング２０を含む。また、前記照明装置は、前記ハウジング２０の内部に放熱ユニット４０及び冷却ファン６０を含むことができる。また、前記照明装置は、発光モジュール１０に電力を供給するためのパワーサプライ８０をハウジング２０の内部に含むことができる。
【００７１】
前記ハウジング２０には、前記発光モジュール１０から発生した熱を迅速に外部に発散するための多様な放熱要素を内蔵することができる。前記各放熱要素としては、前記放熱ユニット４０に含まれる多様な構成要素があり、また、例えば、前記冷却ファン６０などの空冷ユニットの構成要素があり得る。
【００７２】
前記ハウジング２０は、ハウジング上部２２及びハウジング下部２４を含む。前記ハウジング下部２４の下端に円状の開放された領域が提供され、その開放された領域を覆うように前記発光モジュール１０が設置される。前記多様な放熱要素は、前記ハウジング２０内で前記発光モジュール１０の上側、すなわち、発光モジュール１０のハウジング２０内の後方に配置される。
【００７３】
上述したように、発光モジュール１０が設置されるハウジング下部２４の下端領域は、発光モジュール１０の全般的な形状に対応するように略円状を有する。発光モジュール１０が円状以外の他の幾何学的形状であると、ハウジング下部２４の下端領域もそれに対応する形状を有するようになる。
【００７４】
前記パワーサプライとしてはＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）を用いることができる。前記ＳＭＰＳ８０は、外部から供給される交流（ＡＣ）電流を直流（ＤＣ）電流に変換し、これを発光モジュール１０内の各光半導体素子に供給する。
【００７５】
また、前記照明装置は、チルト可変式支持ユニット３０をさらに含むことができ、そのチルト可変式支持ユニット３０によって、天井などに任意の調節された角度で維持することができる。
【００７６】
１．発光モジュール１０
【００７７】
上述した発光モジュール１０は、下側に光を放射するように前記ハウジング２０の下端開放領域に設置される。
【００７８】
図２に示したように、前記発光モジュール１０は、略円状のＰＣＢ１４と、前記ＰＣＢ１４上に実装された複数の光半導体素子１６とを含む。前記光半導体素子１６はＬＥＤであることが望ましい。本実施例によると、各光半導体素子１６は、ＰＣＢ１４の外郭に沿って一点鎖線で表示した仮想の円（Ｃ）の形態で配列されており、その内側にも複数の光半導体素子１６が円（Ｃ）内のほとんどの領域にわたって位置している。前記ＰＣＢ１４の中心領域には、各光半導体素子１６を駆動するための部品及び配線を提供するために光半導体素子１６が実装されていない。
【００７９】
前記ＰＣＢ１４は、扇状を有する多数の単位ＰＣＢからなり得る。前記ＰＣＢ１４は、熱伝導性の良い金属板を基盤とするＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）又はＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）であり得る。
【００８０】
例えば、円状のＰＣＢ１４は、前記放熱ベース１２上に付着又は締結される方式で略円板状の放熱ベース１２上に提供される。前記放熱ベース１２は、上述したハウジング２０の下端開放領域を覆うように提供される。前記円状のＰＣＢ１４を取り囲む前記放熱ベース１２の縁部領域には、前記ハウジング２０の内部と外部とを連結する各空気排出口３が一定間隔で形成されている。前記放熱ベース１２は、熱伝導性の良い銅又はアルミニウムなどの金属材料からなり得る。光学カバーは、光半導体素子１４を保護するように放熱ベース１２に結合される。図１には、内部の各発光素子１６を見せるために一部が切開されている光学カバー１８が示されている。前記各空気排出口１２は、前記光学カバー１８の設置領域の外郭に略円状に配列されており、これによって、前記光学カバー１８に覆われずに外部に露出する。
【００８１】
前記ＰＣＢ１４が放熱ベース１２上に結合されて構成されたが、絶縁材料と共にＰＣＢの回路パターンを放熱ベース１２に直接形成することも考慮することができる。したがって、放熱ベースとＰＣＢとが互いに独立した別個の要素であると説明されているにもかかわらず、ＰＣＢが放熱ベースに属している構成要素にもなり得ることに留意しなければならない。
【００８２】
２．放熱ユニット２０
【００８３】
図３及び図４に示したように、上述した放熱ユニット４０は、ハウジング２０内で発光モジュール１０の直ぐ上に配置される。また、前記放熱ユニット４０は、ヒートパイプ構造４２、４４ａ、４４ｂ及び放熱ブロック４６を含む。
【００８４】
前記ヒートパイプ構造は、複数のヒートパイプ４２、４４ａ、４４ｂを含む。前記複数のヒートパイプ４２、４４ａ、４４ｂは、冷却流体を収容する一方、放熱ベース１２に接するように設置され、冷却流体の作用により、上述した放熱ベース１２から熱を奪うように作用する。
【００８５】
前記複数のヒートパイプ４２、４４ａ、４４ｂは、減圧状態で内部に水又はアルコールなどの液体を収容し、一側の温度上昇によって蒸発された液体が他側に流れ、その他側で放熱した後、液体になる方式で放熱ベース１２の熱を奪って放出することができる。
【００８６】
２．１．独立型ヒートパイプと協力型ヒートパイプ
【００８７】
前記ヒートパイプ構造は、独立型ヒートパイプ４２及び協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂを含む。独立型ヒートパイプ４２は、放熱ブロック４６から独立して放熱機能を実現し、協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂは、放熱ブロック４６と共に放熱機能を実現する。
【００８８】
前記独立型ヒートパイプ４２は、放熱ベース１２に対して水平に配置される水平配置式ヒートパイプであると同時に、放熱ベース１２の上面に長さ全体が接する全体接触式ヒートパイプである。また、前記協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂは、放熱ベース１２に対して垂直に配置される垂直配置式ヒートパイプであると同時に、下部の一部の長さ部分のみが放熱ベース１２の上面に接する部分接触式ヒートパイプである。
【００８９】
図３〜図８に示したように、前記協力型パイプ４４ａ又は４４ｂは、略コの字状に折り曲げることによって限定された下部水平ライン部４４２ａ又は４４２ｂ、垂直中間ライン部４４４ａ又は４４４ｂ及び上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂを一体に含む。前記下部水平ライン部４４２ａ又は４４２ｂ、前記垂直中間ライン部４４４ａ又は４４４ｂ及び上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂは直線形状を有する。前記下部水平ライン部４４２ａ
又は４４２ｂは、前記独立型ヒートパイプ４２と同様に前記放熱ベース１２上に水平状態で接触する。
【００９０】
前記上部水平ライン部４４６ａ又は４４６ｂは、図８に示したように、放熱ブロック４６を構成する多数の放熱板４６２を貫通するように配置されている。本実施例において、前記放熱ブロック４６は、狭い間隔で水平に配列された多数の放熱板４６２が略直方体又は正六面体形状で固定維持されることによって設けられる。複数の上部水平ライン部４４６ａ及び４４６ｂが各放熱板４６２を互いに異なる位置で貫通することによって、前記各放熱板４６２をブロック形状に維持することができる。
【００９１】
左側の協力型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂは、自分の上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂが放熱ブロック４６の左側から右側に向けて延在し、前記放熱ブロック４６を貫通する。また、右側の協力型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂは、自分の上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂが放熱ブロック４６の右側から左側に向けて延在し、前記放熱ブロック４６を貫通する。
【００９２】
図８に示したように、前記各協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂは、放熱ブロック４６を貫通する高さ又は垂直中間ライン部４４４ａ、４４４ｂの長さに応じて第１の協力型ヒートパイプ４４ａと第２の協力型ヒートパイプ４４ｂとに区分される。第１の協力型ヒートパイプ４４ａは、第２の協力型ヒートパイプ４４ｂの垂直ライン部４４４ｂの垂直長さより長い垂直長さを有する垂直ライン部４４４ａを有する。したがって、前記第１の協力型ヒートパイプ４４ａの上部水平ライン部４４６ａが前記放熱ブロック４６を貫通する高さは、前記第２の協力型ヒートパイプ４４ｂの下部水平ライン部４４６ｂが前記放熱ブロック４６を貫通する高さより大きい。
【００９３】
したがって、前記第１の協力型ヒートパイプ４４ａと前記第２の協力型ヒートパイプ４４ｂは交互に配置されることが望ましい。高さの異なる第１の協力型ヒートパイプ４４ａと第２の協力型ヒートパイプ４４ｂの配置により、放熱ブロック４６の一領域に熱伝導が集中することを防止することができ、これによって、発光モジュール１０に対する放熱ユニット４０の放熱性能をより向上させることができる。
【００９４】
２．２．ヒートパイプ構造のパターン
【００９５】
図５及び図６に示したように、前記独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２は、折り曲げることによって二つ以上のライン部に限定された状態で、前記放熱ベース１２上での接触が維持される。
【００９６】
本実施例において、前記独立型ヒートパイプ４２は、二つのライン部、すなわち、放熱ベース１２の仮想の中央線Ｈ付近で前記中央線Ｈと平行に位置する直線型の内側ライン部４２２と、放熱ベース１２の縁部に隣接した状態で前記縁部に略平行に位置する曲線型の縁部ライン部４２４を一体に含んでいる。
【００９７】
前記縁部ライン部４２４は、上述した光半導体素子１６の外郭配列をなす円弧に対応する曲線形状を有する。前記独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２の縁部ライン部４２４は、その内側領域の放熱にも関与するが、その縁部ライン部４２４が位置する領域と放熱ベース１２の外郭コーナーとの間の領域で放熱に多く寄与する。前記縁部ライン部４２４が各光半導体素子１６の外郭配列１６に対応する形状及び位置に提供されることによって放熱性能をより高めることができるが、各光半導体素子１６の外郭配列は前記縁部ライン部４２４と放熱ベース１２の外郭コーナーとの間に存在することが望ましい。
【００９８】
本実施例において、前記放熱ベース１２上には同一形状を有する４個の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２が配置されるが、中央線（Ｈ）を基準にして左側に位置する二つの独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２は、二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対称をなしながら二つの端部同士が互いに離隔した状態で対向している。前記縁部ライン部４２４は、各半導体発光素子１６の外郭配列形状に対応する形状及び配置を有する。
【００９９】
同様に、中央線を基準にして右側に位置する２個の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２も、二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対称をなしながら二つの端部同士が互いに離隔した状態で対向している。前記のように、４個の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２は、放熱ベース１２上において前後左右対称構造で配置されることが望ましい。
【０１００】
前記のような独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２の形状及び配置は、協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂの直線型下部水平ライン部４４２ａ、４４２ｂが放熱ベース１２上の一領域、望ましくは、中央領域に所定の密度以上に集約された状態で各ヒートパイプが可能な限り広く配置されることを可能にする。
【０１０１】
前記放熱ベース１２の上面左側には、一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対向しながら離隔している。前記一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２間には、複数の協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂ（図８参照）の下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂが並んで配置される。
【０１０２】
また、前記放熱ベース１２の上面右側には、他の一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、その一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対向しながら離隔している。前記一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２間には、複数の協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂの下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂが並んで配置される。
【０１０３】
このとき、複数の下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂは、それぞれ独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの縁部ライン部４２４、４２４間に各端部を有する状態で中央に向けて直線形状で延在している。
【０１０４】
本発明の一実施例によると、協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４は、発光モジュール１０と協力して高い放熱性能で発光モジュール１０を冷却させることができる。その結果、このような各協力パイプ４４の下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂが発光モジュール１０の上面又は背面の放熱ベース１２上に広くかつ高い密度で配置され、各下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂの配置が難しい領域、特に、放熱ベース１２の縁部領域の一部及び中央領域には、各独立型ヒートパイプ４２が全体的に接し、独自に放熱機能を実現するようにした。このような構造は、ヒートパイプの配管設計を複雑にすることなく、発光モジュール１０の背面の放熱ベース１２のほぼ全領域に各ヒートパイプ４２、４４を広くかつぎっしり詰まった形で配置できるようにする。
【０１０５】
図７を参照すると、前記各独立型ヒートパイプ４２と前記各協力型ヒートパイプ４４ａ又は４４ｂの各下部水平ライン部４４２は、パイプ固定ユニット１２０によって放熱ベース
１０の上面に固定される。前記パイプ固定ユニット１２０は、各独立型ヒートパイプ４２と各協力型ヒートパイプ４４ａ又は４４ｂの下部水平ライン部４４２が少なくとも部分的に収容される各溝１２１ａを限定する下部固定プレート１２１と、前記各溝１２１ａを覆いながら前記各下部固定プレート１２１の上面に締結される上部固定プレート１２２とを含む。
【０１０６】
再び図６を参照すると、前記パイプ固定ユニット１２０は、中央パイプ固定ユニット１２０ａ及び外郭パイプ固定ユニット１２０ｂを含む。前記中央パイプ固定ユニット１２０ａは、前記放熱ベース１２の中央領域で各下部水平ライン部４４２ａ、４４２ｂの互いに対向する各端部と、各独立型ヒートパイプ４２の各内側ライン部４２２とを全て固定するように配置される。前記外郭パイプ固定ユニット１２０ｂは、各下部水平ライン部４４２ａ、４４２ｂの中間部分と各独立型ヒートパイプ４２の縁部ライン部４２４の各端部を固定するように外郭に配置される。
【０１０７】
３．空冷構造の適用
【０１０８】
図３及び図４に示したように、前記ハウジング２０の内側上部には上述したＳＭＰＳ８０が配置される。前記ＳＭＰＳ８０は、駆動中に多くの熱を発生させるが、ハウジング２０内部の過度な温度上昇を防止する空冷構造がハウジング２０内に適用される。前記空冷構造は、以下で詳細に説明され、ＳＭＰＳ８０は勿論、放熱ユニット又は発光モジュールなどのハウジング２０内の多様な構成要素を空冷させるのに関与することができる。
【０１０９】
前記ＳＭＰＳ８０と放熱ユニット４０との間には冷却ファン６０が配置される。また、前記ハウジング２０の各上部側面には、外部空気が吸入する多数の空気吸入口２が形成されている。前記各空気吸入口２はスリット形状を有することができ、他の各空気吸入口２と共にグリル形状で配列することができる。そして、前記各空気吸入口２は、前記冷却ファン６０より上側に位置しているとよい。
【０１１０】
また、前記ＳＭＰＳ８０は、それを懸架式で支持する支持手段によってハウジング２０内の天井面と離隔していることが望ましい。ハウジング２０内の天井面とＳＭＰＳ８０との間に離隔空間を置くことによって、空気がＳＭＰＳ８０の上面に直接接することができ、ＳＭＰＳ８０を冷却させるのに役に立つ。特に、本実施例のように、外部空気を吸入してＳＭＰＳ８０を冷却させる場合、外部空気がＳＭＰＳ８０の全ての面に接触できるようにＳＭＰＳ８０の上面及び底面、そして、側面がいずれもハウジング２０の各内壁面と離隔しているとよい。
【０１１１】
前記空気吸入口２は、前記ＳＭＰＳ８０と横方向に隣接する位置に形成されることが望ましい。空気排出口３は、ハウジング２０の下側、発光モジュール１０の縁部又はその付近に形成される。
【０１１２】
また、ハウジング２０下端の発光モジュール１０の縁部に沿って外部空気を排出する多数の空気排出口３が形成される、前記各空気排出口３は、各光半導体素子１６が実装されたＰＣＢ１４を支持する発光モジュール１０自体の放熱ベース１２に形成したり、又は発光モジュール１０周辺のハウジング２０の下端に形成したりすることができる。
【０１１３】
前記ハウジング２０の下端付近、さらに、ハウジング２０下端の放熱ベース１２の縁部領域に複数の空気排出口３が一定配列で形成されるとよい。本実施例においては、前記各空気排出口３が放熱ベース１２の環状縁部領域に略スリット形状を有しながら形成された状態で、一定間隔で配列されている。放熱ベース１２の環状縁部領域に各空気排出口３を形成することによって、放熱ベース１２にＰＣＢと各光半導体素子を設置して発光モジュー
ル１０を組み立てた後、その発光モジュール１０をハウジング２０の下端の開放された領域に組み立てる作業のみで上述した各空気排出口３を意図した場所に位置させることが可能であるという長所がある。
【０１１４】
前記各空気吸入口２は、前記冷却ファン６０より高く位置する。前記冷却ファン６０とハウジング２０の上端との間の間隔、すなわち、冷却ファン６０の後方空間の厚さは前記冷却ファン６０の厚さより大きく定められる。もし冷却ファン６０の厚さが後方空間の厚さより大きい場合、空気吸入口２を介して吸入した冷たい空気がＳＭＰＳ８０を十分に冷却できず下側に送風されるので、ＳＭＰＳ８０を効果的に冷却させにくい。
【０１１５】
本実施例によると、ＳＭＰＳ８０の下側に位置した冷却ファン６０が空気吸入口２を介して吸入した冷たい外気がＳＭＰＳ８０から発生し、対流によって上昇する熱を引き下げながら冷やし、その空気が下側にさらに進行し、放熱ユニット４０と協力して発光モジュール１０を冷やした後、ハウジング２０の下端付近に設けられた空気排出口３を介して外部に排気される。ＳＭＰＳ８０から出た熱がハウジング内部の上端側に上昇して滞留する場合、照明装置の作動に深刻な作動不調や故障を引き起こすおそれがある。
【０１１６】
前記冷却ファン６０は、正逆回転が可能になるように構成することができ、冷却ファン６０の逆方向回転時には、上述した空気排出口３が空気吸入口として機能し、外部空気の吸入を許容する一方、上述した空気吸入口２は空気排出口として機能し、ハウジング内に熱を吸収した空気を外部に排気する。
【０１１７】
空冷構造の適用により、上述した放熱ブロック４６の放熱板の厚さｔと放熱板の間隔ｇとの比が照明装置の放熱性能を決定する重要な因子の一つとして考慮される。
【０１１８】
前記各放熱板４６２が一定厚さを有するとき、一定個数及び一定間隔までは各放熱板４６２の個数を増加し、各放熱板４６２の間隔を増加するとしても放熱性能は略線形的に良好になる。しかし、各放熱板４６２の間隔が一定値未満に減少すると、隣接する各放熱板４６２間に熱的な干渉が起き、各放熱板４６２間で熱が滞留するラグ（ｌａｇ）現象が発生し、却って照明装置の放熱性能を低下させる。また、本実施例のように冷却ファン６０が用いられる場合、各放熱板４６２間の間隔が過度に狭いと、冷却ファン６０による送風が放熱板４６２間に円滑に供給されず、放熱性能の向上が問題になり得る。放熱板の厚さに対する放熱板の間隔の比を１：１．５〜１：５にすると、放熱性能が特に良い。
【０１１９】
冷却ファン６０を含む空冷構造は、放熱ユニット４０と協力して発光モジュール１０の放熱に関与し、ＳＭＰＳ２０の冷却にも関与する。
【０１２０】
一方、放熱ブロック４６及びそれに含まれた各放熱板４６２の下端は、その下側に位置した独立型ヒートパイプ４２及び協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂの各下部水平ライン部から離隔している。したがって、放熱ブロック４６の各放熱板４６２間の各ギャップが各放熱板４６２の下端で開放され、よって、冷却ファン６０から送風される空気は、放熱板４６２間の各ギャップを通して放熱ブロック４６の下端を通過することができ、さらに、放熱ベース１２上に伝達することができる。
【０１２１】
左右一対の放熱ブロック４６、４６の直上には一対の冷却ファン６０が位置する。前記冷却ファン６０は、前記放熱ブロック４６とＳＭＰＳ８０との間に位置する。前記ＳＭＰＳ８０には、前記冷却ファン６０と隣接する下部領域に熱が多く発生する各部品が設置される。
【０１２２】
図９は、上述した空冷構造の変形例を示している。
【０１２３】
図９を参照すると、前記ＳＭＰＳ８０は、懸架式支持具２９によってハウジング２０内の上端の天井面と離隔している。また、ハウジング２０の各上部側面に形成された空気吸入口２に加えて、ハウジング２０の天井面にも各空気吸入口２'がさらに形成されている。
冷却ファン６０の作動時、外部の空気がハウジング２０側面の空気吸入口２のみならず、ハウジング２０の天井面の各空気吸入口２'を介してハウジング２０内に吸入する。した
がって、本実施例によると、相対的に熱滞留現象が激しかったＳＭＰＳ８０の上部が天井面の各空気吸入口２'を介して入ってきた外部空気によって冷却されるので、ＳＭＰＳ８
０をより効果的に冷却させることができる。
【０１２４】
４．チルト可変式支持ユニット３０
【０１２５】
図１に示したように、チルト可変式支持ユニット３０は、天井などに固定されるブラケットを含む。前記ブラケットは、水平のショルダー部３２２と、ショルダー部３２２の両側から下側に垂直に延在した一対のアーム部３２４、３２４とを一体で含む。前記一対のアーム部３２４、３２４は、下部でハウジング２０の下端又は放熱ベース１２の下端両側から突出した各軸３４２にヒンジ連結される。
【０１２６】
前記ショルダー部３２２の中央には、天井などに、例えば締結方式によって固定される締結部３２６が設けられる。前記各軸３４２を前記放熱ベース１２の両側に一体に設けることがより望ましい。例えば、ダイキャスティング工程によって放熱ベース１２を製作するとき、前記各軸３４２を放熱ベース１２に一体に設けると、ハウジング２０に軸設置のための別途の細部的な設計及び考慮がなくてもよく、ハウジング２０及びこれを含む照明装置の回転挙動によって軸３４２付近のハウジングで引き起こされる損傷も防止することができる。
【０１２７】
締結部３２６によってブラケットが天井などに固定されるとき、ハウジング２０は、外力によって軸２４２、２４２を中心にして回転することができる。ハウジング２０が任意の回転角度で停止されるように、例えば、摩擦又はラッチ器具を適用すると、ハウジング２０はその回転角度で停止することができる。
【０１２８】
５．防汚ユニットの適用
【０１２９】
図１０は、防汚ユニットがさらに適用された光半導体照明装置の一例を全般的に示した断面概念図で、図１１の（ａ）及び（ｂ）は、図１０のＢ―Ｂ'線からＡ視点で見た図で、
空気排出作動が異なる二つのモードをそれぞれ示す。
【０１３０】
図１０を参照すると、照明装置は、上述した例の照明装置と同様に、ハウジング２０の下端開放領域に複数の光半導体素子１６を有する発光モジュール１０を含む。ハウジング２０の下端側開放領域を覆うように放熱ベース１２が装着され、前記放熱ベース１２の底面にはＰＣＢ１４が結合されている。また、ＰＣＢ１４には各光半導体素子１６が実装され、放熱ベース１２には光学カバー１８が装着される。
【０１３１】
前記光学カバー１８は、ＰＣＢ１４の直ぐ下側に位置した状態で各光素子１６を覆い、これらを保護する。ハウジング２０の上部内側空間にはＳＭＰＳ８０が配置される。その空間にＳＭＰＳ８０と共に他の部品を配置可能であることに留意する。
【０１３２】
上述した実施例と同様に、ハウジング２０の下端側の光学カバー１８周辺に複数の空気排出口３が形成される。前記各空気排出口３は、前記光学カバー１８の縁部に沿って配列される。また、前記各空気排出口３の周辺に前記各空気排出口３を介して排出される空気の
流れを光学カバー１８の表面に向けて誘導する防汚構造物７０が設けられる。また、前記ハウジング２０内には、ハウジング２０の上部側面の空気吸入口２から外部空気を強制的に吸入し、上述した各空気排出口３を介して排出するために一つ以上の冷却ファン６０が設けられる。
【０１３３】
空気は、冷却ファン６０によって点線で表示した矢印方向に強制吸入されて排出されながら、ハウジング２０の内部発熱を解消すると同時に、防汚構造物７０と共に異物の流入又は吸着を遮断することもできる。防汚構造物７０は、空気排出口３を介して排出される空気をハウジング２０下端の開放領域及びその場所に設置された光学カバー１８を覆う方向に誘導し、エアカーテン方式で異物又は汚染物を遮断する。また、前記空気が各光学カバー１８に付いた異物又は汚染物を吹いて除去する役割もすることができる。
【０１３４】
冷却ファン６０は、外部の冷たい空気を強制的に吸入し、光半導体素子１６及びＳＭＰＳ８０などの発熱体を冷却させる作用をする。ハウジング２０の上部に内蔵されたＳＭＰＳ８０に対応するハウジング２０の側面に沿って各空気吸入口２が長いスリット形状で形成されており、これら各空気吸入口２を介して吸入した空気は最も先にＳＭＰＳ８０の冷却作用に関与する。
【０１３５】
図面に示していないが、埃などの異物を遮断し、きれいな空気のみを吸入できるように、各空気吸入口３を覆う異物遮断フィルターをさらに提供することができる。この異物遮断フィルターとして、例えば、ＨＥＰＡフィルター又はＳＥＰＡフィルターなどの特殊フィルターを適用し、単純な埃のみならず細菌などの多様な有害物質を遮断することも考慮することができる。
【０１３６】
上述した実施例でも説明したように、冷却ファン６０の直ぐ下には、放熱ブロック４６及びヒートパイプ４４を含む放熱ユニット４０が提供される。本実施例の図面には詳細に示していないが、前記放熱ユニット４０は、上述した実施例で説明したものと同一又は類似する各ヒートパイプの種類、構造及び配置を含むことができる。
【０１３７】
一方、防汚構造物７０は、光学カバー１８の周辺に位置する空気排出口３を介して排出される空気を光学カバー１８の中心側に向けて誘導することによって異物の流入又は吸着を防止するように構成される。本実施例において、前記防汚構造物７０は、光学カバー１８の中心側方向に傾斜した形状を有し、排出される空気を光学カバー１８の中心側方向に誘導するベントガイド構造を有する。
【０１３８】
本実施例においては、複数の空気排出口３がＰＣＢ１４周辺の放熱ベース１２の環状縁部領域１２ａに沿って円状に配列されている。前記放熱ベース１２の環状縁部領域１２ａの後方には、図１１に点線で表示したようなリング状の空気排出口調節部材８０を設置することができる。この空気排出口調節部材８０は、前記各空気排出口３に対応する個数及び大きさの各スロット８２を含んだ状態で、前記環状縁部領域１２ａの後側で正逆回転可能に構成される。したがって、スロット８２と空気排出口３とが重なる面積を任意に調節することができ、この調節により、排出される空気の速度と量を調節することができる。
【０１３９】
図１２は、防汚ユニットが適用された光半導体照明装置の他の例を説明するための断面概念図で、図１３は、図１２のＢ―Ｂ'線からＡ視点で見た図で、図１４及び図１５は、防
汚ユニット構造の他の具現例を説明するための概念図である。
【０１４０】
図１２を参照すると、光半導体照明装置は、上述した例と同様に、光半導体素子１６を有するハウジング２０の開口部２１側にエアを排出することによって、光半導体素子１６の周辺、特に、光学部材１８を汚染する異物を除去する防汚構造物（すなわち、防汚ユニッ
ト）を含む。前記ハウジング２０の一側、より具体的には、開口部２１側に複数の光半導体素子１６が位置する。光学部材１８は、前記各光半導体素子１６と対面するように、ハウジングの開口部２１に装着される。また、ハウジング２０の内部空間には、ＳＭＰＳ８０などを含む各種部品が収容される。
【０１４１】
防汚ユニットは、光学部材１８側に異物が流入又は吸着されることを遮断するために、及び／又は既に吸着された異物を光学部材１８から分離・除去するために、光学部材１８の縁部に沿ってハウジング２０の開口部２１に提供され、ハウジングの内部から外部に強制的に送風されるエアの方向（点線で表示された矢印）をハウジング２０の外部で光学部材１８の表面側に向かうように変える役割をする。
【０１４２】
また、光半導体照明装置は、光半導体素子１６又はＳＭＰＳ８０などのハウジング内の主要要素をエアで冷却するための空冷ユニットと、各光半導体素子１６及びこれを支持する各要素（ＰＣＢ又は放熱ベース）と熱的に接触し、放熱機能を実現する放熱ユニット４０とを含む。空冷ユニットと放熱ユニットは、互いに協調的に放熱機能を実現することができる。
【０１４３】
空冷ユニットは、上述した実施例でも説明したような冷却ファン６０を含む。放熱ユニットは、上述した実施例で説明したようなヒートパイプと放熱ブロックなどを含むことができる。
【０１４４】
冷却ファン６０は、ハウジング１８の外部でエアを吸入し、前記光学部材１８の縁部に形成された空気排出口にエアを強制的に送風しながら、上述したような防汚ユニットと協働することができ、これによって、光学部材１８の表面に異物が蓄積されることを防止することができる。前記冷却ユニットは、一定のパターンの流路に沿って循環する冷却流体が光半導体素子の冷却をさらに促進させるように構成される。
【０１４５】
ハウジング２０内部からハウジング２０外部へのエアの流動方向に沿って、冷却ファン６０を含む空冷ユニット、放熱ユニット４０、光学部材１８が順次配置されることが望ましい。
【０１４６】
図１２で図面の上側を天井部と仮定し、光半導体照明装置を天井部に設置したとき、空冷ユニット又は冷却ファン６０によるエアは、点線で表示された矢印方向のように強制的に吸入されて排出されながらハウジング２０の内部発熱を解消すると同時に、防汚ユニットによって異物の流入又は吸着を遮断することもできる。
【０１４７】
以下では、空冷ユニット、放熱ユニット４０及び防汚ユニットのそれぞれの構成及び作用についてより詳細に説明する。
【０１４８】
まず、空冷ユニットは、冷却ファン６０がハウジング２０の外部から強制的にエアを吸入して排出することによって、光半導体素子１６及びＳＭＰＳ８０などの発熱体を冷却させる。このとき、冷却ファン６０は、ハウジング２０の一側に内蔵されたＳＭＰＳ８０に対応する外面に沿って貫通された空気吸入口２を介して外部のエアを吸入し、光学部材１８側にエアを排出する。空気吸入口２は、図示したように、多数のスリット型穴からなり得る。ここで、空気吸入口２が形成されたハウジング２０の内側面には、特別に図示していないが、着脱可能な粉塵フィルターがさらに備えられることが望ましい。粉塵フィルターとしては、ＨＥＰＡフィルター又はＳＥＰＡフィルターなどを適用し、単純に粉塵のみならず、多様な有害物質のろ過も可能になる。
【０１４９】
一方、放熱ユニット４０は、上述したように、冷却流体を用いて各光半導体素子１６、こ
れらが実装されたＰＣＢ１４、及び前記ＰＣＢ１４が装着された放熱ベース１２に熱伝導的に接触して冷却作用を具現するためのもので、空冷ユニットの冷却ファン６０と隣接した第１の冷却アセンブリー（ＦＣ）と、光半導体素子１６と隣接した第２の冷却アセンブリー（ＳＣ）とを含む。
【０１５０】
第１の冷却アセンブリー（ＦＣ）は、冷却ファン６０に隣接するように配置され、吸入するエアによって直ぐ冷却される第１のヒートパイプ４４及び放熱ブロック４６を含む。前記第１のヒートパイプ４４は、熱によって流動又は循環する冷却流体を内部に収容し、折り曲げられた構造を有する。前記放熱ブロック４６は、一定間隔で離隔した多数の金属放熱板を含む。前記第１のヒートパイプ４４は、一側で放熱ブロック４６の各金属放熱板を連続的に貫通するように設置される。また、前記第１のヒートパイプ４４は、他側で各光半導体素子１６と熱伝導的に連結されている放熱ベース１２と接触することができる。
【０１５１】
第１のヒートパイプ４４の形成方向及び構造は、冷却流体が最大限に長い間多くの地点を通過しながら放熱ブロック４６及びそれに属した放熱板の周辺を冷却できるように設計することができる。
【０１５２】
前記第２の冷却アセンブリー（ＳＣ）は放熱ベース１２に提供される。前記放熱ベース１２は、光学部材１８が向い合う前方面に各光半導体素子１６及びこれらが実装されたＰＣＢ１４が配置される。前記第２の冷却アセンブリー（ＳＣ）は、放熱ベース１２と、その放熱ベース１２に接触する第２のヒートパイプ４２とを含む。前記第２のヒートパイプ４２は、図示したように、放熱ベース１２に埋め込まれた構造であってもよく、上述した実施例で説明した独立型ヒートパイプと同様に、放熱ベース１２の背面で上部に露出している構造であってもよい。放熱ベース１２は、一つの金属板又は２個以上の金属板の積層構造であってもよく、用いられる金属板は、熱伝導性に優れた銅又はアルミニウム材質であることが有利である。前記積層構造は、二つの金属板のうち少なくとも一つの金属板に第２のヒートパイプのパターンに対応するパターンの溝又はホールを置くことによって、第２のヒートパイプ４２が放熱ベース１２の両サイドを貫通したり、又は第２のヒートパイプ４２が放熱ベース１２に堅固に維持されたりするのに有利である。
【０１５３】
ここで、上述したヒートパイプ４２又は４４を流動する冷却流体は、ＨＦＣ１３４ａなどのフロン代替冷媒を含む冷却性能を発揮することができ、安定的で環境に影響をほとんど与えない物質であればいずれも使用可能である。
【０１５４】
一方、防汚ユニットは、上述したように、光学部材１８の縁部に排出されるエアを光学部材１８の表面中心側に誘導することによって異物の流入又は吸着を防止するためのもので、第１のリング７１及びベントガイド７０を含むことができる。
【０１５５】
図１２及び図１３に示したように、前記第１のリング７１は、ハウジング２０の開口部の縁部に沿って結合され、光学部材１８の縁部に対して平行に複数の第１のスリット７１２が貫通されている。ベントガイド７０は、図１２及び図１４に示したように、前記第１のリング７１の外側縁部に沿って形成され、その先端が前記光学部材１８に近づく方向に傾斜して延在し、光学部材１８と鋭角の傾斜をなす。
【０１５６】
したがって、ベントガイド７０の前記のような構造からエアが排出される方向を光学部材１８に対して傾斜するように変化させることによって、空気吸入口２を介してハウジング２０内に強制的に吸入され、複数の第１のスリット７１２を介して排出されるエア自体が、異物の流入又は吸着を遮断するエアカーテンの役割を行えるようになる。
【０１５７】
一方、防汚ユニットは、図１３〜図１５に示したように、第１のリング７１で仕上げられ
、光学部材１８の縁部に沿って正逆回転が可能な第２のリング７３をさらに含む構造の実施例を適用することができる。
【０１５８】
第２のリング７３は、光学部材１８の外側縁部に沿って装着され、第１のリング７１で仕上げられる。また、前記第２のリング７３には、第１のスリット７１２に対応する形状の第２のスリット７３２が貫通される。また、第２のリング７３は、第１のリング７１に対して光学部材１８の外側縁部で正逆回転するようになっている。
【０１５９】
ここで、ベントガイド７０の端部から延在する仮想の直線ｌが光学部材１８とぶつかる点ｐから開口部の縁部までの距離ｄは、第１のリング７１の内側縁部から開口部の縁部までの距離ｄ'より長いか同一であることが望ましい。
【０１６０】
このとき、距離ｄに対する距離ｄ'は、異物の流入又は吸着遮断効果を具現するための限
界と言える。
【０１６１】
また、第２のリング７３は、光学部材１８の縁部に沿って正逆回転が可能になるように、図３のように突起７３４をさらに設けることもできる。
【０１６２】
すなわち、突起７３４は、第２のスリット７３２と隣接した第２のスリット７３２間から突出し、突起７３４の端部は、ハウジング２０の外側に露出し、突起７３２の露出した端部は、特別に図示していないが、ハウジング２０の外側でギアーやリンクなどの部品と連結されて往復しながら、図１３の（ａ）と（ｂ）のようにエアの排出量を調節することができる。
【０１６３】
また、ベントガイド７０は、図１５に示すように、光学部材１８に対する傾斜角度を調節することができる。ここで、図中、未説明符号７１１は、第１のリングの結合部を示す。
【０１６４】
すなわち、ベントガイド７０は、ヒンジ７０１によって回動可能に維持された複数のガイド片７０２を含み、それら各ガイド片７０２を第１のワイヤ７２４で連結し、第１のワイヤ７２４からハウジング２０まで連結された弾性部材７２６が排出されるエアの風量及び風圧によってガイド片７０２が回動し、自然に傾斜角度が調節されるように弾性変形を許容するようになる。
【０１６５】
また、ベントガイド７０は、図示した実施例の他にも、複数のガイド片７０２がそれぞれ第１のワイヤ７２４で連結され、第１のワイヤ７２４に別途のワイヤを連結し、ハウジング２０の外側に連通させた後、別途のワイヤを駆動モーターで正逆回転するスプールに巻き取り、遠隔制御するなどの変形及び応用も可能である。
【０１６６】
以上のように、本発明は、異物の流入及び吸着を遮断し、光量の低下を予め防止することができ、内部の発熱を解消できるようにする光半導体照明装置を提供することを基本的な技術的思想としていることが分かる。
【０１６７】
そして、本発明の基本的な技術的思想の範疇内で当該業界で通常の知識を有する者にとって、他の多様な変形及び応用が可能であることは当然である。
【０１６８】
［変形例］
【０１６９】
以下では、本発明の変形例に係る光半導体照明装置について説明する。
【０１７０】
まず、図１６を参照すると、本実施例に係る光半導体照明装置は、発光モジュール１０及
びハウジング２０を含む。また、前記光半導体照明装置は、ハウジング２０の内部に放熱ユニット４０、冷却ファン６０、及びパワーサプライ８０を含む。
【０１７１】
前記ハウジング２０は、水平なハウジング上部２２及び垂直なハウジング下部２４を含む。前記発光モジュール１０は、下側に光を放射するように前記ハウジング下部２４の下端開放領域に設置される。
【０１７２】
また、前記放熱ユニット４０は、ハウジング下部２４で前記発光モジュール１０の上側に配置される。そして、前記冷却ファン６０と前記パワーサプライ８０は前記ハウジング上部２２に位置している。以下で詳細に説明するように、ハウジング下部２４とハウジング上部２２とが互いに交差し、ハウジング２０内の中間に一点鎖線で表示したような交差領域Ｉを形成するが、前記交差領域Ｉには、前記放熱ユニット４０の一部である放熱ブロック４６が位置し、その放熱ユニット４６が側方には冷却ファン６０に向かい、下側には放熱ユニット４０の各ヒートパイプ４４及び放熱ベース１２に向かう。
【０１７３】
前記パワーサプライ８０は、外部から供給される交流（ＡＣ）電流を直流（ＤＣ）電流に変換し、これを発光モジュール１０内の各光半導体素子に提供するＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）で構成される。前記ＳＭＰＳのようなパワーサプライ８０は、駆動中に多くの熱が発生するが、本実施例によると、放熱ユニット４０の他にも、パワーサプライ８０による温度上昇を防止するために、冷却ファン６０などを含む構成がハウジング２０内に設けられる。
【０１７４】
上述したように、発光モジュール１０が設置されるハウジング下部２４の下端領域は、発光モジュール１０の全般的な形状に対応するように略円状を有する。発光モジュール１０が円状以外の他の幾何学的形状であると、ハウジング下部２４の下端領域も、それに対応する形状を有するようになる。
【０１７５】
前記ハウジング上部２２の後端には、外部空気が吸入される多数の空気吸入口２が形成される。各空気吸入口２のそれぞれは、スリット形状を有することができ、他の空気吸入口２と共にグリル形状で配列することができる。
【０１７６】
また、ハウジング下部２４の下端又は発光モジュール１０の縁部に沿って空気を排出する多数の空気排出口３が形成される、前記各空気排出口３は、各光半導体素子１６が実装されたＰＣＢ１４が装着支持される発光モジュール１０自体の放熱ベース１２に形成したり、又は発光モジュール１０周辺のハウジング２０の下端に形成したりすることができる。
【０１７７】
本実施例においては、前記各空気排出口３が放熱ベース１２の環状縁部領域に略スリット形状を有して形成された状態で一定の間隔で配列されている。放熱ベース１２の環状縁部領域に各空気排出口３を形成することによって、放熱ベース１２にＰＣＢと各光半導体素子を設置し、発光モジュール１０を組み立てた後、その発光モジュール１０をハウジング２０の下端開放領域に組み立てる作業のみで上述した各空気排出口３を意図した場所に位置させることが可能であるという長所がある。
【０１７８】
そして、各空気排出口３を、発光モジュール１０の一部を構成する放熱ベース１２に提供することによって得られる多様な他の効果は、詳細な説明及び図面から当業者であれば認識可能であろう。
【０１７９】
１．発光モジュール１０
【０１８０】
図１７を参照すると、前記発光モジュール１０は、略円状のＰＣＢ１４と、前記ＰＣＢ１
４上に実装された複数の光半導体素子１６とを含む。前記光半導体素子１６はＬＥＤであることが望ましい。前記ＰＣＢ１４の外郭に沿って各光半導体素子１６が一点鎖線で表示した仮想の円（Ｃ）に沿って配列されており、その内側にも複数の光半導体素子１６が円（Ｃ）内のほとんどの領域にわたって位置している。本実施例では、前記ＰＣＢ１４の中心領域にも光半導体素子１６が位置するが、各光半導体素子１６の駆動のための部品及び配線を提供するために、ＰＣＢ１４の中心領域には各光半導体素子が実装されないこともある。
【０１８１】
前記ＰＣＢ１４は、熱伝導性の良い金属板をベースとするＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）又はＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）であり得る。
【０１８２】
例えば、円状ＰＣＢ１４が放熱ベース１２上に付着又は締結される方式で、円状のＰＣＢ１４が円板型の放熱ベース１２上に提供される。前記円状ＰＣＢ１４を取り囲む前記放熱ベース１２の縁部領域に上述した各空気排出口３が一定間隔で形成されている。前記放熱ベース１２は、熱伝導性の良い銅又はアルミニウムなどの金属材料からなり得る。
【０１８３】
本実施例においては、ＰＣＢ１４が放熱ベース１２上に結合されて構成されたが、絶縁材料と共にＰＣＢの回路パターンを放熱ベース１２に直接形成することも考慮することができる。したがって、放熱ベースとＰＣＢとが互いに独立した別個の要素であると説明しているにもかかわらず、ＰＣＢが放熱ベースに属している構成要素にもなり得ることに留意しなければならない。
【０１８４】
２．放熱ユニット
【０１８５】
図１６に示したように、前記放熱ユニット４０は、ハウジング２０内で発光モジュール１０の直ぐ上に配置される。前記放熱ユニット４０は、各ヒートパイプ４４及び放熱ブロック４６を含む。各ヒートパイプ４４は、前記放熱ブロック４６と前記発光モジュール１０との間に配置され、前記放熱ブロック４６と協力して前記発光モジュール１０に対する放熱機能を行う。
【０１８６】
前記放熱ブロック４６は、水平に配列された多数の放熱板４６２を含み、これら多数の放熱板４６２が前記放熱ブロック４６を構成する。前記多数の放熱板４６２のそれぞれは、発光モジュール１０の形状に対応するように円形状とすることができ、この場合、前記各放熱板４６２で構成された放熱ブロック４６は、略円柱形状となる。また、前記各放熱板４６２は例えば四角形などの多角形とすることができるが、この場合、放熱ブロック４６は、例えば六面体のような多面体形状（多角柱形状）となる。前記放熱ブロック４６は、前記冷却ファンに向けて開かれている多数のギャップを含み、これらギャップは、それぞれ上下に隣接する各放熱板４６２間に存在する。
【０１８７】
前記各ヒートパイプ４４は、放熱ベース１２の背面に水平に接するように配置された水平ライン部４４ａと、それから垂直に延在して前記放熱ブロック４６を貫通する垂直ライン部４４ｂとを一体で含む。前記各ヒートパイプ４４のそれぞれの管内の中空は、水平ライン部４４ａから前記垂直ライン部４４ｂまでつながっている。
【０１８８】
前記各ヒートパイプ４４は、内部に冷却流体を収容し、冷却流体の作用によって放熱ベース１２から熱を奪うように作用する。より望ましくは、前記各ヒートパイプ４４は、減圧状態で内部に水又はアルコールなどの液体を収容し、一側の温度上昇によって蒸発された液体が他側に流れ、その他側で放熱した後、液体になる方式で放熱ベース１２の熱を奪って放出することができる。
【０１８９】
このとき、前記水平ライン部４４ａは、前記放熱ベース１２に形成された溝に部分的に挿入又は埋め込むことができ、これによって、放熱ベース１２に対する接触面積が増加する。
【０１９０】
図１８は、放熱ベース１２上で各ヒートパイプが配列されたパターン及び構造を示している。図１８を参照すると、前記放熱ベース１２の背面には、前記各ヒートパイプ４４の各水平ライン部４４ａが放射状に配列されている。前記各水平ライン部４４ａは、略直線形状を有し、前記放熱ベース１２の中央領域から前記放熱ベース１２の縁部に向けて延在している。全ての水平ライン部４４ａの長さは同一で、各水平ライン部４４ａは、回転方向に沿って一定角度でアレイされている。各水平ライン部４４ａは、両端部のうち一つの端部に垂直ライン部４４ｂを含む。
【０１９１】
本実施例では、放熱ベース１２の中央領域と隣接した一端部に垂直ライン部４４ｂを含むヒートパイプ４４と、放熱ベース１２の縁部に隣接した他端部に垂直ライン部４４ｂを含むヒートパイプ４４とが前記放熱ベース１２の背面に共に存在する。より望ましくは、放熱ベース１２の中央領域に隣接した水平ライン部４４ａの一端部に垂直ライン部４４ｂを有するヒートパイプ４４と、縁部に隣接した水平ライン部４４ａの他端部に垂直ライン部４４ｂを有するヒートパイプ４４とが交互に配置される。
【０１９２】
前記の交互配置により、各垂直ライン部４４ｂは、放熱ブロック４６の中央領域に近い位置と、前記放熱ブロック４６（図１６参照）の縁部領域に近い位置とで交互に放熱ブロック４６を貫通することができる。これは、各ヒートパイプ４４からの熱が放熱ブロック４６の縁部又は中央領域に集中することを防止し、放熱効率を高めるのに寄与することができる。
【０１９３】
本明細書では、前記のように放熱効率を高めることができるヒートパイプ配置構造の他の具現例として、図１９に示した構造を提供する。図１９を参照すると、放射状に配置された各ヒートパイプの水平ライン部４４ａの長さが交互的に異なる。このような配置によっても、各ヒートパイプ４４からの熱が放熱ブロック４６（図１６参照）の縁部又は中央領域に集中することを防止し、放熱効率を高めるのに寄与することができる。
【０１９４】
図２０は、更に他の具現例のヒートパイプ配置構造を含む放熱ユニットを説明するための図である。図２０を参照すると、隣接する放射性に配置された各ヒートパイプ４４の各水平ライン部４４ａ間に各補助ヒートパイプ４２が配置される。これら補助ヒートパイプ４２は、前記各ヒートパイプの各水平ライン部４４ａが存在しない領域である隣接する各水平ライン部４４ａ間の領域に位置し、前記各ヒートパイプと協力して放熱効率をより高めるのに寄与する。前記各補助ヒートパイプ４２は、放熱ベース１２と接触する各水平ライン部のみで構成することができる。
【０１９５】
本発明によると、放熱ベース１２の背面に接する複数のヒートパイプ４４及び／又は４２を含む。前記複数のヒートパイプは、多数の放熱板４６２からなる放熱ブロック４６と協力して放熱機能を行う主ヒートパイプ４４と、放熱ブロック４６と協力せずに単独で放熱機能を行う補助ヒートパイプ４２とを含む。主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２に屈曲又は湾曲のない直線形状で接触することが望ましく、前記補助ヒートパイプ４２は、屈曲又は湾曲を含むパターンで前記放熱ベース１２に接することが望ましい。また、前記補助ヒートパイプ４２は、直線形状を有する主ヒートパイプ４４でカバーしにくい領域を円、弧、湾曲又は屈曲のパターンを有してカバーすることが望ましい。
【０１９６】
図２１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、ヒートパイプ配置構造の他の具現例を説明するための図である。
【０１９７】
図２１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照すると、放熱ベース１２の背面には、直線形状を有する複数の主ヒートパイプ４４が放熱ベース１２の中央領域又はその付近に所定の密度以上で位置し、補助ヒートパイプ４２は、前記複数の主ヒートパイプ４４のない放熱ベース１２の背面縁部領域に位置する。このとき、前記補助ヒートパイプ４２は、上述したような放熱ブロック４６（図１参照）との協力が要求されないので、前記放熱ベース１２の背面に２次元的に形成することができ、より広い領域を覆うように、円、弧、湾曲又は屈曲のパターンを有する。
【０１９８】
図２１の（ａ）を参照すると、一つの補助ヒートパイプ４２が前記放熱ベース１２の縁部に沿って略Ｃ字状に形成されて配置され、前記補助ヒートパイプ４２の内側中央領域には、直線形状で前記放熱ベース１２と接する複数の主ヒートパイプ４４が配置される。前記各主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２の背面に接する直線型の水平ライン部４４ａを含み、さらに、放熱ブロック４６を貫通するように延在した追加のライン部４４ｂをさらに含む。
【０１９９】
図２１の（ｂ）を参照すると、四角形を有する放熱ベース１２の縁部に沿って２個のコの字状の補助ヒートパイプ４２が配置され、それら２個の補助ヒートパイプ４２によって限定された内側領域に直線形状で前記放熱ベース１２に接する複数の主ヒートパイプ４４が配置される。前記各主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２の背面に接する直線型の水平ライン部４４ａを含み、さらに、放熱ブロック４６を貫通するように延在した追加のライン部４４ｂをさらに含む。
【０２００】
図２１の（ｃ）を参照すると、円状を有する放熱ベース１２の縁部に沿って複数の円弧型補助ヒートパイプ４２が略円状に配置され、それら複数の補助ヒートパイプ４２によって限定された内側領域に直線形状で前記放熱ベース１２と接する複数の主ヒートパイプ４４が配置される。前記各主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２の背面に接する直線型の水平ライン部４４ａを含み、さらに、放熱ブロック４６を貫通するように延在した追加のライン部４４ｂを含む。
【０２０１】
図面に示していないが、ヒートパイプは、放熱ベースに接するライン部と放熱ブロックを貫通してそれに接するライン部との間の放熱ベースに接しなく、放熱ブロックと接しない状態で前記各ライン部間を連結する追加の各ライン部をさらに含むことができる。
【０２０２】
３．空冷ユニットの適用
【０２０３】
前記ハウジング上部２２には、冷却ファン６０及びパワーサプライ８０が配置される。水平のハウジング上部２２と垂直のハウジング下部２４とは互いに交差領域Ｉを内部に含み、この交差領域Ｉ（以下では、「交差領域」という。）には、前記放熱ユニット４０の一部を構成する放熱ブロック４６が位置する。
【０２０４】
前記放熱ブロック４６の横方向にハウジング上部２２の後端に向けて冷却ファン６０とパワーサプライ８０が順次配置される。これによって、前記放熱ブロック４６と前記パワーサプライ８０との間に冷却ファン６０が位置する。そして、前記ハウジング上部２２の後端に形成された空気吸入口２は、前記パワーサプライ８０と隣接して位置する。
【０２０５】
前記冷却ファン６０は、空気吸入口２を介して外部の空気を吸入し、前記パワーサプライ８０を自分の上流側で冷却させ、下流側では、前記放熱ブロック４６、ヒートパイプ４４及びそれに接している放熱ベース１２を順次冷却させる。次に、冷却作用を終了した空気は、各空気排出口３を介して外部に放出される。前記冷却ファン６０は正逆回転すること
ができる。この場合、上述した各空気排出口３の空気吸入口としての役割をし、外部の空気を吸入し、その外部の空気は、放熱ベース１２及びそれと接しているヒートパイプ４４を冷却させ、次の放熱ブロック４６を冷却させた後、最後に前記パワーサプライ８０を冷却させ、空気排出口としての役割をする空気吸入口２を介して放出される。
【０２０６】
前記放熱ブロック４６は、前記冷却ファンに向けて開かれている多数のギャップを含み、これらギャップは、上下に隣接する各放熱板４６２間に存在する。前記放熱ブロック４６は、自分の横方向に位置した冷却ファン６０に対して前記各ギャップが開かれているので、それらギャップを介して前記冷却ファン６０の送風空気が円滑に流れ、前記各放熱板４６２の全体面積を冷却させる。さらに、前記各放熱板４６２は、多数の空気流動ホール４６２２を含むことができる。前記多数の空気流動ホール４６２２は、放熱ブロック４６から放熱ベース１２に向かう空気の流れを良好にすることができる。各放熱板４６２間の各空気流動ホール４６２２を互い違いにすることができ、この場合、流動する空気によって各放熱板４６２をより効果的に冷却させることができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１０：発光モジュール、１２：放熱ベース、１４：ＰＣＢ、１６：光半導体素子、１８：光学カバー、２０：ハウジング、２２：ハウジング上部、２４：ハウジング下部、３０：チルト可変式支持ユニット、２４２：軸、３２２：ショルダー部、３２４：アーム部、３２６：締結部、３４２：軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光半導体照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今までは、照明用光源として蛍光灯と白熱灯が多く用いられてきた。白熱灯は、消費電力が高いため効率及び経済性が低下し、このような理由により、その需要が大きく減少する傾向にある。このような減少傾向は、未来にも継続すると予測されている。一方、蛍光灯は、消費電力が白熱灯の消費電力の約１／３であるため効率が高くかつ経済的である。しかし、蛍光灯は、高い印加電圧によって黒化現象が進行し、寿命が短いという問題を有する。また、蛍光灯は、アルゴンガスと共に有害重金属物質である水銀が注入された真空ガラス管を用いるので、環境にやさしくないという短所を有する。
【０００３】
最近になっては、ＬＥＤを光源として含むＬＥＤ照明装置の需要が急激に増加している。ＬＥＤ照明装置は、寿命が長く、低電力駆動という長所を有する。また、ＬＥＤ照明装置は、水銀などの環境有害物質を用いないので、環境にやさしい。
【０００４】
近来は、工場灯、街灯又は保安灯のように高い光出力が要求される照明装置にＬＥＤなどの光半導体素子を光源として用いる照明装置が多く用いられている。このような照明装置は、光半導体素子を含む発光モジュールの発光動作時に多くの熱が伴う。
【０００５】
通常、既存の光半導体照明装置は、各光半導体素子が実装されるＰＣＢ又は放熱ベースに接するようにヒートシンクを設置し、熱を発散する構造を採択している。しかし、既存のヒートシンクで照明装置の放熱性能を向上させるには多くの限界があることで知られている。これに対して、従来から、流体による熱吸収及び熱放出を用いるヒートパイプ放熱構造を光半導体照明装置に適用しようとする多くの研究及び試みがあった。
【０００６】
ヒートパイプ構造を放熱ベースの背面に接するように設置して放熱性能を高めた技術が提案されたが、ヒートパイプのみでは、熱の放出側で小さい表面積によって放熱性能を高めるのに制限がある。また、ヒートパイプ構造を各光半導体素子が配列されている発光モジュールのベース背面に適用する場合において、従来は、各光半導体素子の配列とヒートパイプ構造との関係が考慮されていなかった。また、ヒートパイプとしては、流体が収容されたパイプを用いるが、パイプの設計及び加工制限、そして、パイプ間の干渉などの制限により、放熱ベース背面にヒートパイプ構造を適宜配置するのに多くの限界があった。
【０００７】
また、従来は、ＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）のようなパワーサプライをハウジングに内蔵した照明装置が提案されたことがある。ＳＭＰＳは、外部に供給される交流（ＡＣ）電流を直流（ＤＣ）電流に変換し、これをハウジング発光モジュールの光半導体素子に提供する。しかし、ＳＭＰＳなどのパワーサプライは、駆動中に多くの熱を発生させ、その熱が上昇してハウジングの上部で滞留するので、発熱されたＳＭＰＳを効率的に冷却処理する必要がある。
【０００８】
また、光半導体照明装置は、例えば、工場などの埃や粉塵の飛散が激しい劣悪な場所で工場灯などの用途で活用されている。光半導体照明装置は、光源を外部から保護するために、ガラス又は合成樹脂材の光学部材を備えるが、上述したような劣悪な環境下では、光学部材に埃又は粉塵を含む各種異物が吸着されるので、光量の低下を伴う。したがって、光学部材に吸着された異物を容易に除去する技術が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１３８７７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９０９７６号公報
【特許文献３】特開２０１０−１８２６８６号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１０／０１２８４８２号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００９／０２７８４６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、従来技術の問題を解決することができる光半導体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】
【００１１】
本発明の一側面に係る光半導体照明装置は、ハウジングと、前記ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットとを含み、前記発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、前記放熱ユニットは、一側部分が前記放熱ベースと接触する少なくとも一つの主ヒートパイプと、前記主ヒートパイプと協力するように、前記主ヒートパイプの他側部分と接触する放熱ブロックとを含む。
【００１２】
一実施例によって、前記放熱ブロックは、互いに並んで離隔した複数の放熱板を含み、前記主ヒートパイプは、前記各放熱板を貫通するように設置することができる。
【００１３】
一実施例によって、前記各放熱板の厚さと前記各放熱板間の間隔比は１：１．５〜１：５であり得る。
【００１４】
一実施例によって、前記主ヒートパイプは、前記放熱ベースに接する下部ライン部と、前記各放熱板を貫通する上部ライン部と、前記下部ライン部と前記上部ライン部との間を連結する中間ライン部とを含むことができる。
【００１５】
一実施例によって、前記放熱ユニットは、第１の主ヒートパイプ及び第２の主ヒートパイプを含み、前記第１の主ヒートパイプと前記第２の主ヒートパイプは、各中間ライン部の高さの差によって互いに異なる高さで前記各放熱板を貫通することができる。
【００１６】
一実施例によって、前記第１の主ヒートパイプと前記第２の主ヒートパイプは交互に配置することができる。
【００１７】
一実施例によって、前記放熱ブロックから独立した状態で前記放熱ベース上に配置された一つ以上の補助ヒートパイプをさらに含むことができる。
【００１８】
一実施例によって、前記放熱ベース上には、複数の主ヒートパイプが所定の密度以上で存在する密集領域が存在し、前記補助ヒートパイプは前記密集領域の外側に位置することができる。
【００１９】
一実施例によって、前記補助ヒートパイプは、前記放熱ベースの縁部に沿って位置する縁部ライン部を含むことができる。
【００２０】
一実施例によって、前記下部ライン部と前記上部ライン部は、それぞれ直線型からなり得る。
【００２１】
一実施例によって、前記中間ライン部は、前記下部ライン部及び前記上部ライン部に対して垂直であり得る。
【００２２】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記主ヒートパイプの水平ライン部を前記ベース上に固定するためのパイプ固定ユニットをさらに含み、前記パイプ固定ユニットは、前記主ヒートパイプの水平ライン部を収容する溝を限定する下部固定プレートと、前記溝を覆いながら前記下部固定プレートの上面に締結される上部固定プレートとを含むことができる。
【００２３】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記ハウジング内に配置され、前記各放熱板を空気で強制冷却させる冷却ファンをさらに含み、前記各放熱板の下端は前記放熱ベースと隣接した状態で離隔し、前記各放熱板の上端は前記冷却ファンと隣接した状態で離隔することができる。
【００２４】
本発明の他の側面に係る光半導体照明装置は、ハウジングと、前記ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットとを含み、前記発光モジュールは、複数の光半導体素子が実装された印刷回路基板、及び前記印刷回路基板が付着される表面を有する放熱ベースを含み、前記放熱ユニットは、前記放熱ベースの背面に長さ全体が接触する一つ以上の全体接触型ヒートパイプと、前記放熱ベースの背面に長さの一部が接触する一つ以上の部分接触型ヒートパイプとを含む。
【００２５】
一実施例によって、前記全体接触型ヒートパイプは縁部ライン部を含み、前記縁部ライン部は、前記光半導体素子の外郭配列形状の少なくとも一部に対応するように配置される。
【００２６】
一実施例によって、前記全体接触型ヒートパイプは、折り曲げによって限定された二つ以上のライン部を含む。
【００２７】
一実施例によって、前記部分接触型ヒートパイプは、他の部分接触型ヒートパイプと共に前記放熱ベース上の一領域に所定の密度以上で配置され、前記全体接触型ヒートパイプは前記領域の外側に一定の形状を有しながら配置することができる。
【００２８】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記放熱ベースと離隔した放熱ブロックをさらに含み、前記部分接触型ヒートパイプは、前記放熱ベースに水平に接触する下部水平ライン部と、前記放熱ブロックを水平に貫通する上部水平ライン部とを一体に含むことができる。
【００２９】
一実施例によって、前記全体接触型ヒートパイプは、縁部ライン部と内側ライン部とを一体で含み、前記縁部ライン部は、前記部分接触型ヒートパイプが所定の密度以上で配置される領域の外側で前記放熱ベースの縁部に沿って配置され、前記内側ライン部は前記放熱ベースの内側に位置することができる。
【００３０】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記部分接触型ヒートパイプ又は前記全体接触型ヒートパイプを前記放熱ベースの背面に固定するパイプ固定ユニットをさらに含み、前記パイプ固定ユニットは、前記部分接触型ヒートパイプ又は前記全体接触型ヒートパイプを少なくとも部分的に収容する溝を限定する下部固定プレートと、前記溝を覆いながら前記下部固定プレートの上面に締結される上部固定プレートとを含む。
【００３１】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、ハウジングと、前記ハウジングの下端
開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットとを含み、前記発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、前記放熱ユニットは、前記放熱ベースと接する複数のヒートパイプを含む。
【００３２】
一実施例によって、前記複数のヒートパイプのうち少なくとも一つのヒートパイプと協力するように配置された放熱ブロックをさらに含み、前記放熱ブロックは複数の放熱板を含むことができる。
【００３３】
一実施例によって、前記ハウジングは、ハウジング上部とハウジング下部との交差領域を内部に含み、前記放熱ブロックは、前記各放熱板の平らな各面が下部に向かい、前記各放熱板間の各ギャップが横方向に向かうように前記交差領域に配置され、前記放熱ブロックの横方向には冷却ファンが位置することができる。
【００３４】
一実施例によって、ハウジング上部の後端に隣接するようにパワーサプライが位置し、前記パワーサプライと前記放熱ブロックとの間に前記冷却ファンが位置することができる。
【００３５】
一実施例によって、前記各ヒートパイプのうち少なくとも一つのヒートパイプは、前記各放熱板を貫通するように上側に延在することができる。
【００３６】
一実施例によって、前記複数のヒートパイプは、直線形状で前記放熱ベースに接する主ヒートパイプを含み、前記各主ヒートパイプは、前記放熱ブロックを貫通するように上側に延在することができる。
【００３７】
一実施例によって、前記複数のヒートパイプは、前記放熱ブロックから独立した状態で前記放熱ベースに接する一つ以上の補助ヒートパイプを含むことができる。
【００３８】
一実施例によって、前記補助ヒートパイプは、前記放熱ベース上に円、弧、湾曲又は屈曲のパターンを含むことを特徴とする光半導体照明装置。
【００３９】
一実施例によって、前記各主ヒートパイプは、前記放熱ベース上に放射状に配列された各水平ライン部と、前記各水平ライン部から垂直に延在して前記放熱ブロックを貫通する各垂直ライン部を含むことができる。
【００４０】
一実施例によって、前記補助ヒートパイプは、前記放熱ベースの縁部付近に配置し、前記各主ヒートパイプは、前記補助ヒートパイプによって取り囲まれた中央領域に配置することができる。
【００４１】
一実施例によって、前記各放熱板は、複数の空気流動ホールを含むことができる。
【００４２】
一実施例によって、前記ハウジングは、ハウジング上部とハウジング下部との交差領域を内部に含み、前記放熱ブロックは、前記交差領域に位置した状態で下側は前記放熱ベースに向かい、横方向は前記ハウジング上部に配置された冷却ファンに向かっている。
【００４３】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、一側に空気吸入口を有するハウジングと、一つ以上の光半導体素子を含み、前記ハウジングの他側開放領域に設置された発光モジュールと、前記発光モジュールに電力供給のために前記ハウジング内に配置されたパワーサプライと、前記空気吸入口を介して空気を吸入し、前記パワーサプライを冷却させる冷却ファンとを含む。
【００４４】
一実施例によって、前記パワーサプライは、一側面が前記空気吸入口に横方向に隣接し、前記冷却ファンは、前記パワーサプライの下部に位置することができる。
【００４５】
一実施例によって、前記冷却ファンの下側に前記発光モジュールが位置し、前記発光モジュール又は前記発光モジュールが配置された前記ハウジングの他側開放領域付近に排気口を設けることができる。
【００４６】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記排気口を介して排出される空気を前記発光モジュールの縁部付近から前記発光モジュールの中心側に向けて誘導する防汚構造物をさらに含むことができる。
【００４７】
一実施例によって、前記防汚構造物は、前記縁部付近から前記中心側付近に傾斜して形成されたベントガイドを含むことができる。
【００４８】
一実施例によって、前記空気吸入口は、前記ハウジングの側面及び前記ハウジングの天井面のうち少なくとも一つに形成され、前記パワーサプライと前記ハウジングの天井面との間は離隔させることができる。
【００４９】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記発光モジュールの放熱のために前記発光モジュールに隣接するように配置された放熱ユニットをさらに含むことができる。
【００５０】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、一つ以上の空気吸入口を有するハウジングと、一つ以上の光半導体素子を含み、前記ハウジングの下端開放領域に設置された発光モジュールと、前記ハウジング内の上部に配置されたパワーサプライと、前記発光モジュールの放熱のために前記発光モジュールの上部に隣接するように配置された放熱ユニットと、前記放熱ユニットと前記パワーサプライとの間に配置され、前記パワーサプライ間で発生して上側に向かう熱を下側に引き下げる冷却ファンとを含む。
【００５１】
一実施例によって、前記空気吸入口は、横方向に前記パワーサプライと隣接するように位置することができる。
【００５２】
一実施例によって、前記空気吸入口は、前記ハウジングの天井面及び前記ハウジングの側面のうち少なくとも一つに形成された状態で前記パワーサプライと隣接し得る。
【００５３】
一実施例によって、前記パワーサプライは、前記ハウジングの天井面から離隔させることができる。
【００５４】
一実施例によって、前記ハウジングの下端開放領域付近に排気口が設けられ、前記空気吸入口と前記冷却ファンとの間を流れる空気によって前記パワーサプライを冷却し、前記冷却ファンと前記排気口との間を流れる空気によって前記放熱ユニットを冷却することができる。
【００５５】
一実施例によって、前記光半導体照明装置は、前記排気口を介して排出される空気を前記発光モジュールの縁部付近から前記発光モジュールの中心側に向けて誘導する防汚構造物をさらに含むことができる。
【００５６】
一実施例によって、前記放熱ユニットは、多数の放熱板の組み合わせからなる放熱ブロックを前記冷却ファンと前記発光モジュールとの間に含み、各放熱板間の各ギャップは上下に全て開放することができる。
【００５７】
本発明の更に他の側面に係る光半導体照明装置は、開口部を有するハウジングと、前記開口部に装着された光学部材と、前記ハウジング内で前記光学部材と対面するように配置された光半導体素子と、前記光学部材に対する異物の吸着を遮断する防汚ユニットとを含み、前記防汚ユニットは、前記ハウジングの外部に排出された空気を前記光学部材に向けて誘導する。
【００５８】
一実施例によって、前記防汚ユニットは、前記ハウジングの開口部の縁部に沿って結合され、前記光学部材の縁部に平行に複数の第１のスリットが貫通された第１のリングを含むことができる。
【００５９】
一実施例によって、前記防汚ユニットは、前記第１のリングの外側縁部に沿って延在し、前記光学部材と傾斜をなすベントガイドをさらに含むことができる。
【００６０】
一実施例によって、前記防汚ユニットは、前記光学部材の外側縁部に沿って装着され、前記第１のリングで仕上げられるとともに、前記第１のスリットに対応する形状の第２のスリットが貫通され、前記第１リングに対して前記光学部材の外側縁部で正逆回転する第２のリングをさらに含むことができる。
【００６１】
一実施例によって、前記ハウジングの一側からエアを吸入し、前記光学部材の縁部を介して排出させるファンをさらに含むことができる。
【００６２】
一実施例によって、前記ベントガイドの端部から延在する仮想の直線が前記光学部材と会う点から前記ハウジングの開口部の縁部までの距離は、前記第１のリングの内側縁部から前記開口部の縁部までの距離より長いか同一であり得る。
【００６３】
一実施例によって、前記ベントガイドは、前記第１のリングの外側縁部に沿って回動可能に装着される複数のガイド片を含むことができる。
【００６４】
一実施例によって、前記ベントガイドは、前記ガイド片をそれぞれ互いに連結する第１のワイヤから延在し、前記ハウジングに連結される弾性部材をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明の各実施例によると、各光半導体素子が配置された放熱ベース及びそれと共に放熱ベースに熱伝導的に接触する改善された構造、配置及び／又は配列のヒートパイプ及びそれと協力する補助的な手段により、光半導体素子の放熱性能を大きく高めることができる。また、例えば、ＳＭＰＳのように高い温度の発熱が生じる発熱部品を備える光半導体照明装置において、その発熱部品の冷却が有利である。また、そのような発熱部品と光半導体素子を空冷方式で冷却させる空冷ユニット又は冷却ファンを提供し、他の要素と空冷ユニット又は冷却ファンの最適化された配置関係を通して、光半導体素子とその他の発熱部品を同時にかつ効率的に冷却させることができる。また、ハウジングの内部から外部に強制排出される空気を発光モジュールの光学部材の表面に誘導することによって、発光モジュール、特に、その光学部材の外部表面に異物が積もることを防止することができる。本発明の他の利点は、以下の各実施例の説明からより良く理解できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の一実施例に係る光半導体照明装置を示した斜視図である。
【図２】図１に示した発光モジュールを光学カバーが除去された状態を示した平面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した正面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した側面図である。
【図５】図３及び図４に示した冷却ファン及び放熱ユニットを上側から下側に示した平面図である。
【図６】放熱ユニットのヒートパイプが配置されている放熱ベースの上面を示した平面図である。
【図７】図６のＩ―Ｉ線断面図である。
【図８】放熱ユニットの協力型ヒートパイプと放熱ブロックを共に示した斜視図である。
【図９】空冷構造の変形例を含む光半導体照明装置を示した図である。
【図１０】防汚ユニットの一例が適用された光半導体照明装置を説明するための図である。
【図１１】防汚ユニットの一例が適用された光半導体照明装置を説明するための図である。
【図１２】防汚ユニットの他の例が適用された光半導体照明装置を説明するための図である。
【図１３】図１２のＢ―Ｂ'線に沿ってＡ視点で見た図である。
【図１４】図１２及び図１３に示した防汚ユニットの他の具現例を示した図である。
【図１５】図１２及び図１３に示した防汚ユニットの他の具現例を示した図である。
【図１６】本発明の変形例に係る光半導体照明装置を全般的に説明するための断面図である。
【図１７】図１６に示した光半導体照明装置の発光モジュールを説明するための底面図である。
【図１８】図１６及び図１７に示した発光モジュールの放熱ベース及び放熱ユニットを説明するための図である。
【図１９】本発明の他の具現例のヒートパイプ配置構造を有する放熱ユニットを説明するための図である。
【図２０】本発明の更に他の具現例のヒートパイプ配置構造を有する放熱ユニットを説明するための図である。
【図２１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、多様な他の具現例のヒートパイプ配置構造を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、添付の各図面を参照して本発明の各実施例を詳細に説明する。次に紹介する各実施例は、当業者に本発明の思想を十分に伝達するための例として提供されるものである。したがって、本発明は、以下で説明する各実施例に限定されず、他の形態に具体化されることも可能である。そして、各図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜上、誇張して表現する場合がある。明細書全体にわたって同一の参照番号は同一の構成要素を示す。明細書全般にわたって、方位を示す用語は、図面に示したように、各構成要素の位置、構造及び配置を説明するためのもので、その用語が発明の技術思想と直接関連していない限り、これら用語によって本発明が制限されてはならない。
【００６８】
［各実施例］
【００６９】
図１は、本発明の一実施例に係る光半導体照明装置を示した斜視図で、図２は、図１に示した発光モジュールを光学カバーが除去された状態に示した平面図で、図３は、本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した正面図で、図４は、本発明の一実施例に係る照明装置を部分的に切開して示した側面図で、図５は、図３及び図４に示した冷却ファン及び放熱ユニットを上側から下側に示した平面図で、図６は、放熱ユニットのヒートパイプが配置されている放熱ベースの上面を示した平面図で、図７は、図６のＩ―Ｉ線断面図で、図８は、放熱ユニットの協力型ヒートパイプと放熱ブロックを共に示した斜視図である。図４〜図６では、一部の構成要素に対して括弧と括弧外に互いに異なる部材番
号を表示したが、括弧内に表示された部材番号で指示された構成要素が括弧外に表示された部材番号で指示された構成要素を含むと定義する。
【００７０】
図１、図３及び図４に示したように、本実施例に係る照明装置は、発光モジュール１０及びハウジング２０を含む。また、前記照明装置は、前記ハウジング２０の内部に放熱ユニット４０及び冷却ファン６０を含むことができる。また、前記照明装置は、発光モジュール１０に電力を供給するためのパワーサプライ８０をハウジング２０の内部に含むことができる。
【００７１】
前記ハウジング２０には、前記発光モジュール１０から発生した熱を迅速に外部に発散するための多様な放熱要素を内蔵することができる。前記各放熱要素としては、前記放熱ユニット４０に含まれる多様な構成要素があり、また、例えば、前記冷却ファン６０などの空冷ユニットの構成要素があり得る。
【００７２】
前記ハウジング２０は、ハウジング上部２２及びハウジング下部２４を含む。前記ハウジング下部２４の下端に円状の開放された領域が提供され、その開放された領域を覆うように前記発光モジュール１０が設置される。前記多様な放熱要素は、前記ハウジング２０内で前記発光モジュール１０の上側、すなわち、発光モジュール１０のハウジング２０内の後方に配置される。
【００７３】
上述したように、発光モジュール１０が設置されるハウジング下部２４の下端領域は、発光モジュール１０の全般的な形状に対応するように略円状を有する。発光モジュール１０が円状以外の他の幾何学的形状であると、ハウジング下部２４の下端領域もそれに対応する形状を有するようになる。
【００７４】
前記パワーサプライとしてはＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）を用いることができる。前記ＳＭＰＳ８０は、外部から供給される交流（ＡＣ）電流を直流（ＤＣ）電流に変換し、これを発光モジュール１０内の各光半導体素子に供給する。
【００７５】
また、前記照明装置は、チルト可変式支持ユニット３０をさらに含むことができ、そのチルト可変式支持ユニット３０によって、天井などに任意の調節された角度で維持することができる。
【００７６】
１．発光モジュール１０
【００７７】
上述した発光モジュール１０は、下側に光を放射するように前記ハウジング２０の下端開放領域に設置される。
【００７８】
図２に示したように、前記発光モジュール１０は、略円状のＰＣＢ１４と、前記ＰＣＢ１４上に実装された複数の光半導体素子１６とを含む。前記光半導体素子１６はＬＥＤであることが望ましい。本実施例によると、各光半導体素子１６は、ＰＣＢ１４の外郭に沿って一点鎖線で表示した仮想の円（Ｃ）の形態で配列されており、その内側にも複数の光半導体素子１６が円（Ｃ）内のほとんどの領域にわたって位置している。前記ＰＣＢ１４の中心領域には、各光半導体素子１６を駆動するための部品及び配線を提供するために光半導体素子１６が実装されていない。
【００７９】
前記ＰＣＢ１４は、扇状を有する多数の単位ＰＣＢからなり得る。前記ＰＣＢ１４は、熱伝導性の良い金属板を基盤とするＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）又はＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）であり得る。
【００８０】
例えば、円状のＰＣＢ１４は、前記放熱ベース１２上に付着又は締結される方式で略円板状の放熱ベース１２上に提供される。前記放熱ベース１２は、上述したハウジング２０の下端開放領域を覆うように提供される。前記円状のＰＣＢ１４を取り囲む前記放熱ベース１２の縁部領域には、前記ハウジング２０の内部と外部とを連結する各空気排出口３が一定間隔で形成されている。前記放熱ベース１２は、熱伝導性の良い銅又はアルミニウムなどの金属材料からなり得る。光学カバーは、光半導体素子１４を保護するように放熱ベース１２に結合される。図１には、内部の各発光素子１６を見せるために一部が切開されている光学カバー１８が示されている。前記各空気排出口１２は、前記光学カバー１８の設置領域の外郭に略円状に配列されており、これによって、前記光学カバー１８に覆われずに外部に露出する。
【００８１】
前記ＰＣＢ１４が放熱ベース１２上に結合されて構成されたが、絶縁材料と共にＰＣＢの回路パターンを放熱ベース１２に直接形成することも考慮することができる。したがって、放熱ベースとＰＣＢとが互いに独立した別個の要素であると説明されているにもかかわらず、ＰＣＢが放熱ベースに属している構成要素にもなり得ることに留意しなければならない。
【００８２】
２．放熱ユニット２０
【００８３】
図３及び図４に示したように、上述した放熱ユニット４０は、ハウジング２０内で発光モジュール１０の直ぐ上に配置される。また、前記放熱ユニット４０は、ヒートパイプ構造４２、４４ａ、４４ｂ及び放熱ブロック４６を含む。
【００８４】
前記ヒートパイプ構造は、複数のヒートパイプ４２、４４ａ、４４ｂを含む。前記複数のヒートパイプ４２、４４ａ、４４ｂは、冷却流体を収容する一方、放熱ベース１２に接するように設置され、冷却流体の作用により、上述した放熱ベース１２から熱を奪うように作用する。
【００８５】
前記複数のヒートパイプ４２、４４ａ、４４ｂは、減圧状態で内部に水又はアルコールなどの液体を収容し、一側の温度上昇によって蒸発された液体が他側に流れ、その他側で放熱した後、液体になる方式で放熱ベース１２の熱を奪って放出することができる。
【００８６】
２．１．独立型ヒートパイプと協力型ヒートパイプ
【００８７】
前記ヒートパイプ構造は、独立型ヒートパイプ４２及び協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂを含む。独立型ヒートパイプ４２は、放熱ブロック４６から独立して放熱機能を実現し、協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂは、放熱ブロック４６と共に放熱機能を実現する。
【００８８】
前記独立型ヒートパイプ４２は、放熱ベース１２に対して水平に配置される水平配置式ヒートパイプであると同時に、放熱ベース１２の上面に長さ全体が接する全体接触式ヒートパイプである。また、前記協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂは、放熱ベース１２に対して垂直に配置される垂直配置式ヒートパイプであると同時に、下部の一部の長さ部分のみが放熱ベース１２の上面に接する部分接触式ヒートパイプである。
【００８９】
図３〜図８に示したように、前記協力型パイプ４４ａ又は４４ｂは、略コの字状に折り曲げることによって限定された下部水平ライン部４４２ａ又は４４２ｂ、垂直中間ライン部４４４ａ又は４４４ｂ及び上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂを一体に含む。前記下部水平ライン部４４２ａ又は４４２ｂ、前記垂直中間ライン部４４４ａ又は４４４ｂ及び上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂは直線形状を有する。前記下部水平ライン部４４２ａ
又は４４２ｂは、前記独立型ヒートパイプ４２と同様に前記放熱ベース１２上に水平状態で接触する。
【００９０】
前記上部水平ライン部４４６ａ又は４４６ｂは、図８に示したように、放熱ブロック４６を構成する多数の放熱板４６２を貫通するように配置されている。本実施例において、前記放熱ブロック４６は、狭い間隔で水平に配列された多数の放熱板４６２が略直方体又は正六面体形状で固定維持されることによって設けられる。複数の上部水平ライン部４４６ａ及び４４６ｂが各放熱板４６２を互いに異なる位置で貫通することによって、前記各放熱板４６２をブロック形状に維持することができる。
【００９１】
左側の協力型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂは、自分の上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂが放熱ブロック４６の左側から右側に向けて延在し、前記放熱ブロック４６を貫通する。また、右側の協力型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂは、自分の上部水平ライン部４４６ａ、４４６ｂが放熱ブロック４６の右側から左側に向けて延在し、前記放熱ブロック４６を貫通する。
【００９２】
図８に示したように、前記各協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂは、放熱ブロック４６を貫通する高さ又は垂直中間ライン部４４４ａ、４４４ｂの長さに応じて第１の協力型ヒートパイプ４４ａと第２の協力型ヒートパイプ４４ｂとに区分される。第１の協力型ヒートパイプ４４ａは、第２の協力型ヒートパイプ４４ｂの垂直ライン部４４４ｂの垂直長さより長い垂直長さを有する垂直ライン部４４４ａを有する。したがって、前記第１の協力型ヒートパイプ４４ａの上部水平ライン部４４６ａが前記放熱ブロック４６を貫通する高さは、前記第２の協力型ヒートパイプ４４ｂの下部水平ライン部４４６ｂが前記放熱ブロック４６を貫通する高さより大きい。
【００９３】
したがって、前記第１の協力型ヒートパイプ４４ａと前記第２の協力型ヒートパイプ４４ｂは交互に配置されることが望ましい。高さの異なる第１の協力型ヒートパイプ４４ａと第２の協力型ヒートパイプ４４ｂの配置により、放熱ブロック４６の一領域に熱伝導が集中することを防止することができ、これによって、発光モジュール１０に対する放熱ユニット４０の放熱性能をより向上させることができる。
【００９４】
２．２．ヒートパイプ構造のパターン
【００９５】
図５及び図６に示したように、前記独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２は、折り曲げることによって二つ以上のライン部に限定された状態で、前記放熱ベース１２上での接触が維持される。
【００９６】
本実施例において、前記独立型ヒートパイプ４２は、二つのライン部、すなわち、放熱ベース１２の仮想の中央線Ｈ付近で前記中央線Ｈと平行に位置する直線型の内側ライン部４２２と、放熱ベース１２の縁部に隣接した状態で前記縁部に略平行に位置する曲線型の縁部ライン部４２４を一体に含んでいる。
【００９７】
前記縁部ライン部４２４は、上述した光半導体素子１６の外郭配列をなす円弧に対応する曲線形状を有する。前記独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２の縁部ライン部４２４は、その内側領域の放熱にも関与するが、その縁部ライン部４２４が位置する領域と放熱ベース１２の外郭コーナーとの間の領域で放熱に多く寄与する。前記縁部ライン部４２４が各光半導体素子１６の外郭配列１６に対応する形状及び位置に提供されることによって放熱性能をより高めることができるが、各光半導体素子１６の外郭配列は前記縁部ライン部４２４と放熱ベース１２の外郭コーナーとの間に存在することが望ましい。
【００９８】
本実施例において、前記放熱ベース１２上には同一形状を有する４個の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２が配置されるが、中央線（Ｈ）を基準にして左側に位置する二つの独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２は、二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対称をなしながら二つの端部同士が互いに離隔した状態で対向している。前記縁部ライン部４２４は、各半導体発光素子１６の外郭配列形状に対応する形状及び配置を有する。
【００９９】
同様に、中央線を基準にして右側に位置する２個の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２も、二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対称をなしながら二つの端部同士が互いに離隔した状態で対向している。前記のように、４個の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２は、放熱ベース１２上において前後左右対称構造で配置されることが望ましい。
【０１００】
前記のような独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２の形状及び配置は、協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂの直線型下部水平ライン部４４２ａ、４４２ｂが放熱ベース１２上の一領域、望ましくは、中央領域に所定の密度以上に集約された状態で各ヒートパイプが可能な限り広く配置されることを可能にする。
【０１０１】
前記放熱ベース１２の上面左側には、一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対向しながら離隔している。前記一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２間には、複数の協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂ（図８参照）の下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂが並んで配置される。
【０１０２】
また、前記放熱ベース１２の上面右側には、他の一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの内側ライン部４２２、４２２が互いに同一直線上で端部同士が向い合っており、その一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの縁部ライン部４２４、４２４が互いに対向しながら離隔している。前記一対の独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２間には、複数の協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４ａ及び４４ｂの下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂが並んで配置される。
【０１０３】
このとき、複数の下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂは、それぞれ独立型又は全体接触型ヒートパイプ４２、４２の二つの縁部ライン部４２４、４２４間に各端部を有する状態で中央に向けて直線形状で延在している。
【０１０４】
本発明の一実施例によると、協力型又は部分接触型ヒートパイプ４４は、発光モジュール１０と協力して高い放熱性能で発光モジュール１０を冷却させることができる。その結果、このような各協力パイプ４４の下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂが発光モジュール１０の上面又は背面の放熱ベース１２上に広くかつ高い密度で配置され、各下部水平ライン部４４２ａ及び４４２ｂの配置が難しい領域、特に、放熱ベース１２の縁部領域の一部及び中央領域には、各独立型ヒートパイプ４２が全体的に接し、独自に放熱機能を実現するようにした。このような構造は、ヒートパイプの配管設計を複雑にすることなく、発光モジュール１０の背面の放熱ベース１２のほぼ全領域に各ヒートパイプ４２、４４を広くかつぎっしり詰まった形で配置できるようにする。
【０１０５】
図７を参照すると、前記各独立型ヒートパイプ４２と前記各協力型ヒートパイプ４４ａ又は４４ｂの各下部水平ライン部４４２は、パイプ固定ユニット１２０によって放熱ベース
１０の上面に固定される。前記パイプ固定ユニット１２０は、各独立型ヒートパイプ４２と各協力型ヒートパイプ４４ａ又は４４ｂの下部水平ライン部４４２が少なくとも部分的に収容される各溝１２１ａを限定する下部固定プレート１２１と、前記各溝１２１ａを覆いながら前記各下部固定プレート１２１の上面に締結される上部固定プレート１２２とを含む。
【０１０６】
再び図６を参照すると、前記パイプ固定ユニット１２０は、中央パイプ固定ユニット１２０ａ及び外郭パイプ固定ユニット１２０ｂを含む。前記中央パイプ固定ユニット１２０ａは、前記放熱ベース１２の中央領域で各下部水平ライン部４４２ａ、４４２ｂの互いに対向する各端部と、各独立型ヒートパイプ４２の各内側ライン部４２２とを全て固定するように配置される。前記外郭パイプ固定ユニット１２０ｂは、各下部水平ライン部４４２ａ、４４２ｂの中間部分と各独立型ヒートパイプ４２の縁部ライン部４２４の各端部を固定するように外郭に配置される。
【０１０７】
３．空冷構造の適用
【０１０８】
図３及び図４に示したように、前記ハウジング２０の内側上部には上述したＳＭＰＳ８０が配置される。前記ＳＭＰＳ８０は、駆動中に多くの熱を発生させるが、ハウジング２０内部の過度な温度上昇を防止する空冷構造がハウジング２０内に適用される。前記空冷構造は、以下で詳細に説明され、ＳＭＰＳ８０は勿論、放熱ユニット又は発光モジュールなどのハウジング２０内の多様な構成要素を空冷させるのに関与することができる。
【０１０９】
前記ＳＭＰＳ８０と放熱ユニット４０との間には冷却ファン６０が配置される。また、前記ハウジング２０の各上部側面には、外部空気が吸入する多数の空気吸入口２が形成されている。前記各空気吸入口２はスリット形状を有することができ、他の各空気吸入口２と共にグリル形状で配列することができる。そして、前記各空気吸入口２は、前記冷却ファン６０より上側に位置しているとよい。
【０１１０】
また、前記ＳＭＰＳ８０は、それを懸架式で支持する支持手段によってハウジング２０内の天井面と離隔していることが望ましい。ハウジング２０内の天井面とＳＭＰＳ８０との間に離隔空間を置くことによって、空気がＳＭＰＳ８０の上面に直接接することができ、ＳＭＰＳ８０を冷却させるのに役に立つ。特に、本実施例のように、外部空気を吸入してＳＭＰＳ８０を冷却させる場合、外部空気がＳＭＰＳ８０の全ての面に接触できるようにＳＭＰＳ８０の上面及び底面、そして、側面がいずれもハウジング２０の各内壁面と離隔しているとよい。
【０１１１】
前記空気吸入口２は、前記ＳＭＰＳ８０と横方向に隣接する位置に形成されることが望ましい。空気排出口３は、ハウジング２０の下側、発光モジュール１０の縁部又はその付近に形成される。
【０１１２】
また、ハウジング２０下端の発光モジュール１０の縁部に沿って外部空気を排出する多数の空気排出口３が形成される、前記各空気排出口３は、各光半導体素子１６が実装されたＰＣＢ１４を支持する発光モジュール１０自体の放熱ベース１２に形成したり、又は発光モジュール１０周辺のハウジング２０の下端に形成したりすることができる。
【０１１３】
前記ハウジング２０の下端付近、さらに、ハウジング２０下端の放熱ベース１２の縁部領域に複数の空気排出口３が一定配列で形成されるとよい。本実施例においては、前記各空気排出口３が放熱ベース１２の環状縁部領域に略スリット形状を有しながら形成された状態で、一定間隔で配列されている。放熱ベース１２の環状縁部領域に各空気排出口３を形成することによって、放熱ベース１２にＰＣＢと各光半導体素子を設置して発光モジュー
ル１０を組み立てた後、その発光モジュール１０をハウジング２０の下端の開放された領域に組み立てる作業のみで上述した各空気排出口３を意図した場所に位置させることが可能であるという長所がある。
【０１１４】
前記各空気吸入口２は、前記冷却ファン６０より高く位置する。前記冷却ファン６０とハウジング２０の上端との間の間隔、すなわち、冷却ファン６０の後方空間の厚さは前記冷却ファン６０の厚さより大きく定められる。もし冷却ファン６０の厚さが後方空間の厚さより大きい場合、空気吸入口２を介して吸入した冷たい空気がＳＭＰＳ８０を十分に冷却できず下側に送風されるので、ＳＭＰＳ８０を効果的に冷却させにくい。
【０１１５】
本実施例によると、ＳＭＰＳ８０の下側に位置した冷却ファン６０が空気吸入口２を介して吸入した冷たい外気がＳＭＰＳ８０から発生し、対流によって上昇する熱を引き下げながら冷やし、その空気が下側にさらに進行し、放熱ユニット４０と協力して発光モジュール１０を冷やした後、ハウジング２０の下端付近に設けられた空気排出口３を介して外部に排気される。ＳＭＰＳ８０から出た熱がハウジング内部の上端側に上昇して滞留する場合、照明装置の作動に深刻な作動不調や故障を引き起こすおそれがある。
【０１１６】
前記冷却ファン６０は、正逆回転が可能になるように構成することができ、冷却ファン６０の逆方向回転時には、上述した空気排出口３が空気吸入口として機能し、外部空気の吸入を許容する一方、上述した空気吸入口２は空気排出口として機能し、ハウジング内に熱を吸収した空気を外部に排気する。
【０１１７】
空冷構造の適用により、上述した放熱ブロック４６の放熱板の厚さｔと放熱板の間隔ｇとの比が照明装置の放熱性能を決定する重要な因子の一つとして考慮される。
【０１１８】
前記各放熱板４６２が一定厚さを有するとき、一定個数及び一定間隔までは各放熱板４６２の個数を増加し、各放熱板４６２の間隔を増加するとしても放熱性能は略線形的に良好になる。しかし、各放熱板４６２の間隔が一定値未満に減少すると、隣接する各放熱板４６２間に熱的な干渉が起き、各放熱板４６２間で熱が滞留するラグ（ｌａｇ）現象が発生し、却って照明装置の放熱性能を低下させる。また、本実施例のように冷却ファン６０が用いられる場合、各放熱板４６２間の間隔が過度に狭いと、冷却ファン６０による送風が放熱板４６２間に円滑に供給されず、放熱性能の向上が問題になり得る。放熱板の厚さに対する放熱板の間隔の比を１：１．５〜１：５にすると、放熱性能が特に良い。
【０１１９】
冷却ファン６０を含む空冷構造は、放熱ユニット４０と協力して発光モジュール１０の放熱に関与し、ＳＭＰＳ２０の冷却にも関与する。
【０１２０】
一方、放熱ブロック４６及びそれに含まれた各放熱板４６２の下端は、その下側に位置した独立型ヒートパイプ４２及び協力型ヒートパイプ４４ａ、４４ｂの各下部水平ライン部から離隔している。したがって、放熱ブロック４６の各放熱板４６２間の各ギャップが各放熱板４６２の下端で開放され、よって、冷却ファン６０から送風される空気は、放熱板４６２間の各ギャップを通して放熱ブロック４６の下端を通過することができ、さらに、放熱ベース１２上に伝達することができる。
【０１２１】
左右一対の放熱ブロック４６、４６の直上には一対の冷却ファン６０が位置する。前記冷却ファン６０は、前記放熱ブロック４６とＳＭＰＳ８０との間に位置する。前記ＳＭＰＳ８０には、前記冷却ファン６０と隣接する下部領域に熱が多く発生する各部品が設置される。
【０１２２】
図９は、上述した空冷構造の変形例を示している。
【０１２３】
図９を参照すると、前記ＳＭＰＳ８０は、懸架式支持具２９によってハウジング２０内の上端の天井面と離隔している。また、ハウジング２０の各上部側面に形成された空気吸入口２に加えて、ハウジング２０の天井面にも各空気吸入口２'がさらに形成されている。
冷却ファン６０の作動時、外部の空気がハウジング２０側面の空気吸入口２のみならず、ハウジング２０の天井面の各空気吸入口２'を介してハウジング２０内に吸入する。した
がって、本実施例によると、相対的に熱滞留現象が激しかったＳＭＰＳ８０の上部が天井面の各空気吸入口２'を介して入ってきた外部空気によって冷却されるので、ＳＭＰＳ８
０をより効果的に冷却させることができる。
【０１２４】
４．チルト可変式支持ユニット３０
【０１２５】
図１に示したように、チルト可変式支持ユニット３０は、天井などに固定されるブラケットを含む。前記ブラケットは、水平のショルダー部３２２と、ショルダー部３２２の両側から下側に垂直に延在した一対のアーム部３２４、３２４とを一体で含む。前記一対のアーム部３２４、３２４は、下部でハウジング２０の下端又は放熱ベース１２の下端両側から突出した各軸３４２にヒンジ連結される。
【０１２６】
前記ショルダー部３２２の中央には、天井などに、例えば締結方式によって固定される締結部３２６が設けられる。前記各軸３４２を前記放熱ベース１２の両側に一体に設けることがより望ましい。例えば、ダイキャスティング工程によって放熱ベース１２を製作するとき、前記各軸３４２を放熱ベース１２に一体に設けると、ハウジング２０に軸設置のための別途の細部的な設計及び考慮がなくてもよく、ハウジング２０及びこれを含む照明装置の回転挙動によって軸３４２付近のハウジングで引き起こされる損傷も防止することができる。
【０１２７】
締結部３２６によってブラケットが天井などに固定されるとき、ハウジング２０は、外力によって軸２４２、２４２を中心にして回転することができる。ハウジング２０が任意の回転角度で停止されるように、例えば、摩擦又はラッチ器具を適用すると、ハウジング２０はその回転角度で停止することができる。
【０１２８】
５．防汚ユニットの適用
【０１２９】
図１０は、防汚ユニットがさらに適用された光半導体照明装置の一例を全般的に示した断面概念図で、図１１の（ａ）及び（ｂ）は、図１０のＢ―Ｂ'線からＡ視点で見た図で、
空気排出作動が異なる二つのモードをそれぞれ示す。
【０１３０】
図１０を参照すると、照明装置は、上述した例の照明装置と同様に、ハウジング２０の下端開放領域に複数の光半導体素子１６を有する発光モジュール１０を含む。ハウジング２０の下端側開放領域を覆うように放熱ベース１２が装着され、前記放熱ベース１２の底面にはＰＣＢ１４が結合されている。また、ＰＣＢ１４には各光半導体素子１６が実装され、放熱ベース１２には光学カバー１８が装着される。
【０１３１】
前記光学カバー１８は、ＰＣＢ１４の直ぐ下側に位置した状態で各光素子１６を覆い、これらを保護する。ハウジング２０の上部内側空間にはＳＭＰＳ８０が配置される。その空間にＳＭＰＳ８０と共に他の部品を配置可能であることに留意する。
【０１３２】
上述した実施例と同様に、ハウジング２０の下端側の光学カバー１８周辺に複数の空気排出口３が形成される。前記各空気排出口３は、前記光学カバー１８の縁部に沿って配列される。また、前記各空気排出口３の周辺に前記各空気排出口３を介して排出される空気の
流れを光学カバー１８の表面に向けて誘導する防汚構造物７０が設けられる。また、前記ハウジング２０内には、ハウジング２０の上部側面の空気吸入口２から外部空気を強制的に吸入し、上述した各空気排出口３を介して排出するために一つ以上の冷却ファン６０が設けられる。
【０１３３】
空気は、冷却ファン６０によって点線で表示した矢印方向に強制吸入されて排出されながら、ハウジング２０の内部発熱を解消すると同時に、防汚構造物７０と共に異物の流入又は吸着を遮断することもできる。防汚構造物７０は、空気排出口３を介して排出される空気をハウジング２０下端の開放領域及びその場所に設置された光学カバー１８を覆う方向に誘導し、エアカーテン方式で異物又は汚染物を遮断する。また、前記空気が各光学カバー１８に付いた異物又は汚染物を吹いて除去する役割もすることができる。
【０１３４】
冷却ファン６０は、外部の冷たい空気を強制的に吸入し、光半導体素子１６及びＳＭＰＳ８０などの発熱体を冷却させる作用をする。ハウジング２０の上部に内蔵されたＳＭＰＳ８０に対応するハウジング２０の側面に沿って各空気吸入口２が長いスリット形状で形成されており、これら各空気吸入口２を介して吸入した空気は最も先にＳＭＰＳ８０の冷却作用に関与する。
【０１３５】
図面に示していないが、埃などの異物を遮断し、きれいな空気のみを吸入できるように、各空気吸入口３を覆う異物遮断フィルターをさらに提供することができる。この異物遮断フィルターとして、例えば、ＨＥＰＡフィルター又はＳＥＰＡフィルターなどの特殊フィルターを適用し、単純な埃のみならず細菌などの多様な有害物質を遮断することも考慮することができる。
【０１３６】
上述した実施例でも説明したように、冷却ファン６０の直ぐ下には、放熱ブロック４６及びヒートパイプ４４を含む放熱ユニット４０が提供される。本実施例の図面には詳細に示していないが、前記放熱ユニット４０は、上述した実施例で説明したものと同一又は類似する各ヒートパイプの種類、構造及び配置を含むことができる。
【０１３７】
一方、防汚構造物７０は、光学カバー１８の周辺に位置する空気排出口３を介して排出される空気を光学カバー１８の中心側に向けて誘導することによって異物の流入又は吸着を防止するように構成される。本実施例において、前記防汚構造物７０は、光学カバー１８の中心側方向に傾斜した形状を有し、排出される空気を光学カバー１８の中心側方向に誘導するベントガイド構造を有する。
【０１３８】
本実施例においては、複数の空気排出口３がＰＣＢ１４周辺の放熱ベース１２の環状縁部領域１２ａに沿って円状に配列されている。前記放熱ベース１２の環状縁部領域１２ａの後方には、図１１に点線で表示したようなリング状の空気排出口調節部材８０を設置することができる。この空気排出口調節部材８０は、前記各空気排出口３に対応する個数及び大きさの各スロット８２を含んだ状態で、前記環状縁部領域１２ａの後側で正逆回転可能に構成される。したがって、スロット８２と空気排出口３とが重なる面積を任意に調節することができ、この調節により、排出される空気の速度と量を調節することができる。
【０１３９】
図１２は、防汚ユニットが適用された光半導体照明装置の他の例を説明するための断面概念図で、図１３は、図１２のＢ―Ｂ'線からＡ視点で見た図で、図１４及び図１５は、防
汚ユニット構造の他の具現例を説明するための概念図である。
【０１４０】
図１２を参照すると、光半導体照明装置は、上述した例と同様に、光半導体素子１６を有するハウジング２０の開口部２１側にエアを排出することによって、光半導体素子１６の周辺、特に、光学部材１８を汚染する異物を除去する防汚構造物（すなわち、防汚ユニッ
ト）を含む。前記ハウジング２０の一側、より具体的には、開口部２１側に複数の光半導体素子１６が位置する。光学部材１８は、前記各光半導体素子１６と対面するように、ハウジングの開口部２１に装着される。また、ハウジング２０の内部空間には、ＳＭＰＳ８０などを含む各種部品が収容される。
【０１４１】
防汚ユニットは、光学部材１８側に異物が流入又は吸着されることを遮断するために、及び／又は既に吸着された異物を光学部材１８から分離・除去するために、光学部材１８の縁部に沿ってハウジング２０の開口部２１に提供され、ハウジングの内部から外部に強制的に送風されるエアの方向（点線で表示された矢印）をハウジング２０の外部で光学部材１８の表面側に向かうように変える役割をする。
【０１４２】
また、光半導体照明装置は、光半導体素子１６又はＳＭＰＳ８０などのハウジング内の主要要素をエアで冷却するための空冷ユニットと、各光半導体素子１６及びこれを支持する各要素（ＰＣＢ又は放熱ベース）と熱的に接触し、放熱機能を実現する放熱ユニット４０とを含む。空冷ユニットと放熱ユニットは、互いに協調的に放熱機能を実現することができる。
【０１４３】
空冷ユニットは、上述した実施例でも説明したような冷却ファン６０を含む。放熱ユニットは、上述した実施例で説明したようなヒートパイプと放熱ブロックなどを含むことができる。
【０１４４】
冷却ファン６０は、ハウジング１８の外部でエアを吸入し、前記光学部材１８の縁部に形成された空気排出口にエアを強制的に送風しながら、上述したような防汚ユニットと協働することができ、これによって、光学部材１８の表面に異物が蓄積されることを防止することができる。前記冷却ユニットは、一定のパターンの流路に沿って循環する冷却流体が光半導体素子の冷却をさらに促進させるように構成される。
【０１４５】
ハウジング２０内部からハウジング２０外部へのエアの流動方向に沿って、冷却ファン６０を含む空冷ユニット、放熱ユニット４０、光学部材１８が順次配置されることが望ましい。
【０１４６】
図１２で図面の上側を天井部と仮定し、光半導体照明装置を天井部に設置したとき、空冷ユニット又は冷却ファン６０によるエアは、点線で表示された矢印方向のように強制的に吸入されて排出されながらハウジング２０の内部発熱を解消すると同時に、防汚ユニットによって異物の流入又は吸着を遮断することもできる。
【０１４７】
以下では、空冷ユニット、放熱ユニット４０及び防汚ユニットのそれぞれの構成及び作用についてより詳細に説明する。
【０１４８】
まず、空冷ユニットは、冷却ファン６０がハウジング２０の外部から強制的にエアを吸入して排出することによって、光半導体素子１６及びＳＭＰＳ８０などの発熱体を冷却させる。このとき、冷却ファン６０は、ハウジング２０の一側に内蔵されたＳＭＰＳ８０に対応する外面に沿って貫通された空気吸入口２を介して外部のエアを吸入し、光学部材１８側にエアを排出する。空気吸入口２は、図示したように、多数のスリット型穴からなり得る。ここで、空気吸入口２が形成されたハウジング２０の内側面には、特別に図示していないが、着脱可能な粉塵フィルターがさらに備えられることが望ましい。粉塵フィルターとしては、ＨＥＰＡフィルター又はＳＥＰＡフィルターなどを適用し、単純に粉塵のみならず、多様な有害物質のろ過も可能になる。
【０１４９】
一方、放熱ユニット４０は、上述したように、冷却流体を用いて各光半導体素子１６、こ
れらが実装されたＰＣＢ１４、及び前記ＰＣＢ１４が装着された放熱ベース１２に熱伝導的に接触して冷却作用を具現するためのもので、空冷ユニットの冷却ファン６０と隣接した第１の冷却アセンブリー（ＦＣ）と、光半導体素子１６と隣接した第２の冷却アセンブリー（ＳＣ）とを含む。
【０１５０】
第１の冷却アセンブリー（ＦＣ）は、冷却ファン６０に隣接するように配置され、吸入するエアによって直ぐ冷却される第１のヒートパイプ４４及び放熱ブロック４６を含む。前記第１のヒートパイプ４４は、熱によって流動又は循環する冷却流体を内部に収容し、折り曲げられた構造を有する。前記放熱ブロック４６は、一定間隔で離隔した多数の金属放熱板を含む。前記第１のヒートパイプ４４は、一側で放熱ブロック４６の各金属放熱板を連続的に貫通するように設置される。また、前記第１のヒートパイプ４４は、他側で各光半導体素子１６と熱伝導的に連結されている放熱ベース１２と接触することができる。
【０１５１】
第１のヒートパイプ４４の形成方向及び構造は、冷却流体が最大限に長い間多くの地点を通過しながら放熱ブロック４６及びそれに属した放熱板の周辺を冷却できるように設計することができる。
【０１５２】
前記第２の冷却アセンブリー（ＳＣ）は放熱ベース１２に提供される。前記放熱ベース１２は、光学部材１８が向い合う前方面に各光半導体素子１６及びこれらが実装されたＰＣＢ１４が配置される。前記第２の冷却アセンブリー（ＳＣ）は、放熱ベース１２と、その放熱ベース１２に接触する第２のヒートパイプ４２とを含む。前記第２のヒートパイプ４２は、図示したように、放熱ベース１２に埋め込まれた構造であってもよく、上述した実施例で説明した独立型ヒートパイプと同様に、放熱ベース１２の背面で上部に露出している構造であってもよい。放熱ベース１２は、一つの金属板又は２個以上の金属板の積層構造であってもよく、用いられる金属板は、熱伝導性に優れた銅又はアルミニウム材質であることが有利である。前記積層構造は、二つの金属板のうち少なくとも一つの金属板に第２のヒートパイプのパターンに対応するパターンの溝又はホールを置くことによって、第２のヒートパイプ４２が放熱ベース１２の両サイドを貫通したり、又は第２のヒートパイプ４２が放熱ベース１２に堅固に維持されたりするのに有利である。
【０１５３】
ここで、上述したヒートパイプ４２又は４４を流動する冷却流体は、ＨＦＣ１３４ａなどのフロン代替冷媒を含む冷却性能を発揮することができ、安定的で環境に影響をほとんど与えない物質であればいずれも使用可能である。
【０１５４】
一方、防汚ユニットは、上述したように、光学部材１８の縁部に排出されるエアを光学部材１８の表面中心側に誘導することによって異物の流入又は吸着を防止するためのもので、第１のリング７１及びベントガイド７０を含むことができる。
【０１５５】
図１２及び図１３に示したように、前記第１のリング７１は、ハウジング２０の開口部の縁部に沿って結合され、光学部材１８の縁部に対して平行に複数の第１のスリット７１２が貫通されている。ベントガイド７０は、図１２及び図１４に示したように、前記第１のリング７１の外側縁部に沿って形成され、その先端が前記光学部材１８に近づく方向に傾斜して延在し、光学部材１８と鋭角の傾斜をなす。
【０１５６】
したがって、ベントガイド７０の前記のような構造からエアが排出される方向を光学部材１８に対して傾斜するように変化させることによって、空気吸入口２を介してハウジング２０内に強制的に吸入され、複数の第１のスリット７１２を介して排出されるエア自体が、異物の流入又は吸着を遮断するエアカーテンの役割を行えるようになる。
【０１５７】
一方、防汚ユニットは、図１３〜図１５に示したように、第１のリング７１で仕上げられ
、光学部材１８の縁部に沿って正逆回転が可能な第２のリング７３をさらに含む構造の実施例を適用することができる。
【０１５８】
第２のリング７３は、光学部材１８の外側縁部に沿って装着され、第１のリング７１で仕上げられる。また、前記第２のリング７３には、第１のスリット７１２に対応する形状の第２のスリット７３２が貫通される。また、第２のリング７３は、第１のリング７１に対して光学部材１８の外側縁部で正逆回転するようになっている。
【０１５９】
ここで、ベントガイド７０の端部から延在する仮想の直線ｌが光学部材１８とぶつかる点ｐから開口部の縁部までの距離ｄは、第１のリング７１の内側縁部から開口部の縁部までの距離ｄ'より長いか同一であることが望ましい。
【０１６０】
このとき、距離ｄに対する距離ｄ'は、異物の流入又は吸着遮断効果を具現するための限
界と言える。
【０１６１】
また、第２のリング７３は、光学部材１８の縁部に沿って正逆回転が可能になるように、図３のように突起７３４をさらに設けることもできる。
【０１６２】
すなわち、突起７３４は、第２のスリット７３２と隣接した第２のスリット７３２間から突出し、突起７３４の端部は、ハウジング２０の外側に露出し、突起７３２の露出した端部は、特別に図示していないが、ハウジング２０の外側でギアーやリンクなどの部品と連結されて往復しながら、図１３の（ａ）と（ｂ）のようにエアの排出量を調節することができる。
【０１６３】
また、ベントガイド７０は、図１５に示すように、光学部材１８に対する傾斜角度を調節することができる。ここで、図中、未説明符号７１１は、第１のリングの結合部を示す。
【０１６４】
すなわち、ベントガイド７０は、ヒンジ７０１によって回動可能に維持された複数のガイド片７０２を含み、それら各ガイド片７０２を第１のワイヤ７２４で連結し、第１のワイヤ７２４からハウジング２０まで連結された弾性部材７２６が排出されるエアの風量及び風圧によってガイド片７０２が回動し、自然に傾斜角度が調節されるように弾性変形を許容するようになる。
【０１６５】
また、ベントガイド７０は、図示した実施例の他にも、複数のガイド片７０２がそれぞれ第１のワイヤ７２４で連結され、第１のワイヤ７２４に別途のワイヤを連結し、ハウジング２０の外側に連通させた後、別途のワイヤを駆動モーターで正逆回転するスプールに巻き取り、遠隔制御するなどの変形及び応用も可能である。
【０１６６】
以上のように、本発明は、異物の流入及び吸着を遮断し、光量の低下を予め防止することができ、内部の発熱を解消できるようにする光半導体照明装置を提供することを基本的な技術的思想としていることが分かる。
【０１６７】
そして、本発明の基本的な技術的思想の範疇内で当該業界で通常の知識を有する者にとって、他の多様な変形及び応用が可能であることは当然である。
【０１６８】
［変形例］
【０１６９】
以下では、本発明の変形例に係る光半導体照明装置について説明する。
【０１７０】
まず、図１６を参照すると、本実施例に係る光半導体照明装置は、発光モジュール１０及
びハウジング２０を含む。また、前記光半導体照明装置は、ハウジング２０の内部に放熱ユニット４０、冷却ファン６０、及びパワーサプライ８０を含む。
【０１７１】
前記ハウジング２０は、水平なハウジング上部２２及び垂直なハウジング下部２４を含む。前記発光モジュール１０は、下側に光を放射するように前記ハウジング下部２４の下端開放領域に設置される。
【０１７２】
また、前記放熱ユニット４０は、ハウジング下部２４で前記発光モジュール１０の上側に配置される。そして、前記冷却ファン６０と前記パワーサプライ８０は前記ハウジング上部２２に位置している。以下で詳細に説明するように、ハウジング下部２４とハウジング上部２２とが互いに交差し、ハウジング２０内の中間に一点鎖線で表示したような交差領域Ｉを形成するが、前記交差領域Ｉには、前記放熱ユニット４０の一部である放熱ブロック４６が位置し、その放熱ユニット４６が側方には冷却ファン６０に向かい、下側には放熱ユニット４０の各ヒートパイプ４４及び放熱ベース１２に向かう。
【０１７３】
前記パワーサプライ８０は、外部から供給される交流（ＡＣ）電流を直流（ＤＣ）電流に変換し、これを発光モジュール１０内の各光半導体素子に提供するＳＭＰＳ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）で構成される。前記ＳＭＰＳのようなパワーサプライ８０は、駆動中に多くの熱が発生するが、本実施例によると、放熱ユニット４０の他にも、パワーサプライ８０による温度上昇を防止するために、冷却ファン６０などを含む構成がハウジング２０内に設けられる。
【０１７４】
上述したように、発光モジュール１０が設置されるハウジング下部２４の下端領域は、発光モジュール１０の全般的な形状に対応するように略円状を有する。発光モジュール１０が円状以外の他の幾何学的形状であると、ハウジング下部２４の下端領域も、それに対応する形状を有するようになる。
【０１７５】
前記ハウジング上部２２の後端には、外部空気が吸入される多数の空気吸入口２が形成される。各空気吸入口２のそれぞれは、スリット形状を有することができ、他の空気吸入口２と共にグリル形状で配列することができる。
【０１７６】
また、ハウジング下部２４の下端又は発光モジュール１０の縁部に沿って空気を排出する多数の空気排出口３が形成される、前記各空気排出口３は、各光半導体素子１６が実装されたＰＣＢ１４が装着支持される発光モジュール１０自体の放熱ベース１２に形成したり、又は発光モジュール１０周辺のハウジング２０の下端に形成したりすることができる。
【０１７７】
本実施例においては、前記各空気排出口３が放熱ベース１２の環状縁部領域に略スリット形状を有して形成された状態で一定の間隔で配列されている。放熱ベース１２の環状縁部領域に各空気排出口３を形成することによって、放熱ベース１２にＰＣＢと各光半導体素子を設置し、発光モジュール１０を組み立てた後、その発光モジュール１０をハウジング２０の下端開放領域に組み立てる作業のみで上述した各空気排出口３を意図した場所に位置させることが可能であるという長所がある。
【０１７８】
そして、各空気排出口３を、発光モジュール１０の一部を構成する放熱ベース１２に提供することによって得られる多様な他の効果は、詳細な説明及び図面から当業者であれば認識可能であろう。
【０１７９】
１．発光モジュール１０
【０１８０】
図１７を参照すると、前記発光モジュール１０は、略円状のＰＣＢ１４と、前記ＰＣＢ１
４上に実装された複数の光半導体素子１６とを含む。前記光半導体素子１６はＬＥＤであることが望ましい。前記ＰＣＢ１４の外郭に沿って各光半導体素子１６が一点鎖線で表示した仮想の円（Ｃ）に沿って配列されており、その内側にも複数の光半導体素子１６が円（Ｃ）内のほとんどの領域にわたって位置している。本実施例では、前記ＰＣＢ１４の中心領域にも光半導体素子１６が位置するが、各光半導体素子１６の駆動のための部品及び配線を提供するために、ＰＣＢ１４の中心領域には各光半導体素子が実装されないこともある。
【０１８１】
前記ＰＣＢ１４は、熱伝導性の良い金属板をベースとするＭＣＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ）又はＭＰＣＢ（Ｍｅｔａｌ ＰＣＢ）であり得る。
【０１８２】
例えば、円状ＰＣＢ１４が放熱ベース１２上に付着又は締結される方式で、円状のＰＣＢ１４が円板型の放熱ベース１２上に提供される。前記円状ＰＣＢ１４を取り囲む前記放熱ベース１２の縁部領域に上述した各空気排出口３が一定間隔で形成されている。前記放熱ベース１２は、熱伝導性の良い銅又はアルミニウムなどの金属材料からなり得る。
【０１８３】
本実施例においては、ＰＣＢ１４が放熱ベース１２上に結合されて構成されたが、絶縁材料と共にＰＣＢの回路パターンを放熱ベース１２に直接形成することも考慮することができる。したがって、放熱ベースとＰＣＢとが互いに独立した別個の要素であると説明しているにもかかわらず、ＰＣＢが放熱ベースに属している構成要素にもなり得ることに留意しなければならない。
【０１８４】
２．放熱ユニット
【０１８５】
図１６に示したように、前記放熱ユニット４０は、ハウジング２０内で発光モジュール１０の直ぐ上に配置される。前記放熱ユニット４０は、各ヒートパイプ４４及び放熱ブロック４６を含む。各ヒートパイプ４４は、前記放熱ブロック４６と前記発光モジュール１０との間に配置され、前記放熱ブロック４６と協力して前記発光モジュール１０に対する放熱機能を行う。
【０１８６】
前記放熱ブロック４６は、水平に配列された多数の放熱板４６２を含み、これら多数の放熱板４６２が前記放熱ブロック４６を構成する。前記多数の放熱板４６２のそれぞれは、発光モジュール１０の形状に対応するように円形状とすることができ、この場合、前記各放熱板４６２で構成された放熱ブロック４６は、略円柱形状となる。また、前記各放熱板４６２は例えば四角形などの多角形とすることができるが、この場合、放熱ブロック４６は、例えば六面体のような多面体形状（多角柱形状）となる。前記放熱ブロック４６は、前記冷却ファンに向けて開かれている多数のギャップを含み、これらギャップは、それぞれ上下に隣接する各放熱板４６２間に存在する。
【０１８７】
前記各ヒートパイプ４４は、放熱ベース１２の背面に水平に接するように配置された水平ライン部４４ａと、それから垂直に延在して前記放熱ブロック４６を貫通する垂直ライン部４４ｂとを一体で含む。前記各ヒートパイプ４４のそれぞれの管内の中空は、水平ライン部４４ａから前記垂直ライン部４４ｂまでつながっている。
【０１８８】
前記各ヒートパイプ４４は、内部に冷却流体を収容し、冷却流体の作用によって放熱ベース１２から熱を奪うように作用する。より望ましくは、前記各ヒートパイプ４４は、減圧状態で内部に水又はアルコールなどの液体を収容し、一側の温度上昇によって蒸発された液体が他側に流れ、その他側で放熱した後、液体になる方式で放熱ベース１２の熱を奪って放出することができる。
【０１８９】
このとき、前記水平ライン部４４ａは、前記放熱ベース１２に形成された溝に部分的に挿入又は埋め込むことができ、これによって、放熱ベース１２に対する接触面積が増加する。
【０１９０】
図１８は、放熱ベース１２上で各ヒートパイプが配列されたパターン及び構造を示している。図１８を参照すると、前記放熱ベース１２の背面には、前記各ヒートパイプ４４の各水平ライン部４４ａが放射状に配列されている。前記各水平ライン部４４ａは、略直線形状を有し、前記放熱ベース１２の中央領域から前記放熱ベース１２の縁部に向けて延在している。全ての水平ライン部４４ａの長さは同一で、各水平ライン部４４ａは、回転方向に沿って一定角度でアレイされている。各水平ライン部４４ａは、両端部のうち一つの端部に垂直ライン部４４ｂを含む。
【０１９１】
本実施例では、放熱ベース１２の中央領域と隣接した一端部に垂直ライン部４４ｂを含むヒートパイプ４４と、放熱ベース１２の縁部に隣接した他端部に垂直ライン部４４ｂを含むヒートパイプ４４とが前記放熱ベース１２の背面に共に存在する。より望ましくは、放熱ベース１２の中央領域に隣接した水平ライン部４４ａの一端部に垂直ライン部４４ｂを有するヒートパイプ４４と、縁部に隣接した水平ライン部４４ａの他端部に垂直ライン部４４ｂを有するヒートパイプ４４とが交互に配置される。
【０１９２】
前記の交互配置により、各垂直ライン部４４ｂは、放熱ブロック４６の中央領域に近い位置と、前記放熱ブロック４６（図１６参照）の縁部領域に近い位置とで交互に放熱ブロック４６を貫通することができる。これは、各ヒートパイプ４４からの熱が放熱ブロック４６の縁部又は中央領域に集中することを防止し、放熱効率を高めるのに寄与することができる。
【０１９３】
本明細書では、前記のように放熱効率を高めることができるヒートパイプ配置構造の他の具現例として、図１９に示した構造を提供する。図１９を参照すると、放射状に配置された各ヒートパイプの水平ライン部４４ａの長さが交互的に異なる。このような配置によっても、各ヒートパイプ４４からの熱が放熱ブロック４６（図１６参照）の縁部又は中央領域に集中することを防止し、放熱効率を高めるのに寄与することができる。
【０１９４】
図２０は、更に他の具現例のヒートパイプ配置構造を含む放熱ユニットを説明するための図である。図２０を参照すると、隣接する放射性に配置された各ヒートパイプ４４の各水平ライン部４４ａ間に各補助ヒートパイプ４２が配置される。これら補助ヒートパイプ４２は、前記各ヒートパイプの各水平ライン部４４ａが存在しない領域である隣接する各水平ライン部４４ａ間の領域に位置し、前記各ヒートパイプと協力して放熱効率をより高めるのに寄与する。前記各補助ヒートパイプ４２は、放熱ベース１２と接触する各水平ライン部のみで構成することができる。
【０１９５】
本発明によると、放熱ベース１２の背面に接する複数のヒートパイプ４４及び／又は４２を含む。前記複数のヒートパイプは、多数の放熱板４６２からなる放熱ブロック４６と協力して放熱機能を行う主ヒートパイプ４４と、放熱ブロック４６と協力せずに単独で放熱機能を行う補助ヒートパイプ４２とを含む。主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２に屈曲又は湾曲のない直線形状で接触することが望ましく、前記補助ヒートパイプ４２は、屈曲又は湾曲を含むパターンで前記放熱ベース１２に接することが望ましい。また、前記補助ヒートパイプ４２は、直線形状を有する主ヒートパイプ４４でカバーしにくい領域を円、弧、湾曲又は屈曲のパターンを有してカバーすることが望ましい。
【０１９６】
図２１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、ヒートパイプ配置構造の他の具現例を説明するための図である。
【０１９７】
図２１の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を参照すると、放熱ベース１２の背面には、直線形状を有する複数の主ヒートパイプ４４が放熱ベース１２の中央領域又はその付近に所定の密度以上で位置し、補助ヒートパイプ４２は、前記複数の主ヒートパイプ４４のない放熱ベース１２の背面縁部領域に位置する。このとき、前記補助ヒートパイプ４２は、上述したような放熱ブロック４６（図１参照）との協力が要求されないので、前記放熱ベース１２の背面に２次元的に形成することができ、より広い領域を覆うように、円、弧、湾曲又は屈曲のパターンを有する。
【０１９８】
図２１の（ａ）を参照すると、一つの補助ヒートパイプ４２が前記放熱ベース１２の縁部に沿って略Ｃ字状に形成されて配置され、前記補助ヒートパイプ４２の内側中央領域には、直線形状で前記放熱ベース１２と接する複数の主ヒートパイプ４４が配置される。前記各主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２の背面に接する直線型の水平ライン部４４ａを含み、さらに、放熱ブロック４６を貫通するように延在した追加のライン部４４ｂをさらに含む。
【０１９９】
図２１の（ｂ）を参照すると、四角形を有する放熱ベース１２の縁部に沿って２個のコの字状の補助ヒートパイプ４２が配置され、それら２個の補助ヒートパイプ４２によって限定された内側領域に直線形状で前記放熱ベース１２に接する複数の主ヒートパイプ４４が配置される。前記各主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２の背面に接する直線型の水平ライン部４４ａを含み、さらに、放熱ブロック４６を貫通するように延在した追加のライン部４４ｂをさらに含む。
【０２００】
図２１の（ｃ）を参照すると、円状を有する放熱ベース１２の縁部に沿って複数の円弧型補助ヒートパイプ４２が略円状に配置され、それら複数の補助ヒートパイプ４２によって限定された内側領域に直線形状で前記放熱ベース１２と接する複数の主ヒートパイプ４４が配置される。前記各主ヒートパイプ４４は、前記放熱ベース１２の背面に接する直線型の水平ライン部４４ａを含み、さらに、放熱ブロック４６を貫通するように延在した追加のライン部４４ｂを含む。
【０２０１】
図面に示していないが、ヒートパイプは、放熱ベースに接するライン部と放熱ブロックを貫通してそれに接するライン部との間の放熱ベースに接しなく、放熱ブロックと接しない状態で前記各ライン部間を連結する追加の各ライン部をさらに含むことができる。
【０２０２】
３．空冷ユニットの適用
【０２０３】
前記ハウジング上部２２には、冷却ファン６０及びパワーサプライ８０が配置される。水平のハウジング上部２２と垂直のハウジング下部２４とは互いに交差領域Ｉを内部に含み、この交差領域Ｉ（以下では、「交差領域」という。）には、前記放熱ユニット４０の一部を構成する放熱ブロック４６が位置する。
【０２０４】
前記放熱ブロック４６の横方向にハウジング上部２２の後端に向けて冷却ファン６０とパワーサプライ８０が順次配置される。これによって、前記放熱ブロック４６と前記パワーサプライ８０との間に冷却ファン６０が位置する。そして、前記ハウジング上部２２の後端に形成された空気吸入口２は、前記パワーサプライ８０と隣接して位置する。
【０２０５】
前記冷却ファン６０は、空気吸入口２を介して外部の空気を吸入し、前記パワーサプライ８０を自分の上流側で冷却させ、下流側では、前記放熱ブロック４６、ヒートパイプ４４及びそれに接している放熱ベース１２を順次冷却させる。次に、冷却作用を終了した空気は、各空気排出口３を介して外部に放出される。前記冷却ファン６０は正逆回転すること
ができる。この場合、上述した各空気排出口３の空気吸入口としての役割をし、外部の空気を吸入し、その外部の空気は、放熱ベース１２及びそれと接しているヒートパイプ４４を冷却させ、次の放熱ブロック４６を冷却させた後、最後に前記パワーサプライ８０を冷却させ、空気排出口としての役割をする空気吸入口２を介して放出される。
【０２０６】
前記放熱ブロック４６は、前記冷却ファンに向けて開かれている多数のギャップを含み、これらギャップは、上下に隣接する各放熱板４６２間に存在する。前記放熱ブロック４６は、自分の横方向に位置した冷却ファン６０に対して前記各ギャップが開かれているので、それらギャップを介して前記冷却ファン６０の送風空気が円滑に流れ、前記各放熱板４６２の全体面積を冷却させる。さらに、前記各放熱板４６２は、多数の空気流動ホール４６２２を含むことができる。前記多数の空気流動ホール４６２２は、放熱ブロック４６から放熱ベース１２に向かう空気の流れを良好にすることができる。各放熱板４６２間の各空気流動ホール４６２２を互い違いにすることができ、この場合、流動する空気によって各放熱板４６２をより効果的に冷却させることができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１０：発光モジュール、１２：放熱ベース、１４：ＰＣＢ、１６：光半導体素子、１８：光学カバー、２０：ハウジング、２２：ハウジング上部、２４：ハウジング下部、３０：チルト可変式支持ユニット、２４２：軸、３２２：ショルダー部、３２４：アーム部、３２６：締結部、３４２：軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、
前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットと、を含み、
前記発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、
前記放熱ユニットは、
一側部分が前記放熱ベースと接触する、少なくとも第１、第２の主ヒートパイプと、
互いに並んで離隔した複数の放熱板を含み、前記第１、第２の主ヒートパイプの他側部分が互いに異なる高さで前記各放熱板を貫通して接触する放熱ブロックと、
を含むことを特徴とする光半導体照明装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの主ヒートパイプと前記他のいずれかの主ヒートパイプとは交互に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の光半導体照明装置。
【請求項３】
前記主ヒートパイプは、前記放熱ベースに接する下部ライン部と、前記各放熱板を貫通する上部ライン部と、前記下部ライン部と前記上部ライン部との間を連結する中間ライン部と、を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の光半導体照明装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの主ヒートパイプと前記他のいずれかの主ヒートパイプとは、前記中間ライン部の高さの差によって互いに異なる高さで前記各放熱板を貫通することを特徴とする、請求項３に記載の光半導体照明装置。
【請求項５】
前記下部ライン部と前記上部ライン部は直線型からなることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の光半導体照明装置。
【請求項６】
前記中間ライン部は、前記下部ライン部及び前記上部ライン部に対して垂直をなすことを特徴とする、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の光半導体照明装置。
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングの一側開放領域に設置された発光モジュールと、
前記ハウジング内に位置し、前記発光モジュールの熱を吸収して放出する放熱ユニットと、を含み、
前記発光モジュールは、光半導体素子が配置される放熱ベースを含み、
前記放熱ユニットは、
一側部分が前記放熱ベースと接触する、少なくとも第１、第２の主ヒートパイプと、
互いに並んで離隔した複数の放熱板を含み、前記第１、第２の主ヒートパイプの他側部分が互いに異なる高さで前記各放熱板を貫通して接触する放熱ブロックと、
を含むことを特徴とする光半導体照明装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つの主ヒートパイプと前記他のいずれかの主ヒートパイプとは交互に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の光半導体照明装置。
【請求項３】
前記主ヒートパイプは、前記放熱ベースに接する下部ライン部と、前記各放熱板を貫通する上部ライン部と、前記下部ライン部と前記上部ライン部との間を連結する中間ライン部と、を含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の光半導体照明装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの主ヒートパイプと前記他のいずれかの主ヒートパイプとは、前記中間ライン部の高さの差によって互いに異なる高さで前記各放熱板を貫通することを特徴とする、請求項３に記載の光半導体照明装置。
【請求項５】
前記下部ライン部と前記上部ライン部は直線型からなることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の光半導体照明装置。
【請求項６】
前記中間ライン部は、前記下部ライン部及び前記上部ライン部に対して垂直をなすことを特徴とする、請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の光半導体照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−７７５７５（Ｐ２０１３−７７５７５Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８８９３１（Ｐ２０１２−２８８９３１）
【出願日】平成２４年１２月２８日（２０１２．１２．２８）
【分割の表示】特願２０１２−１４６００９（Ｐ２０１２−１４６００９）の分割
【原出願日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【出願人】（５１１１７６５０６）ポスコ エルイーディ カンパニー リミテッド (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２８日（２０１２．１２．２８）
【分割の表示】特願２０１２−１４６００９（Ｐ２０１２−１４６００９）の分割
【原出願日】平成２４年６月２８日（２０１２．６．２８）
【出願人】（５１１１７６５０６）ポスコ エルイーディ カンパニー リミテッド (15)
【Ｆターム（参考）】
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