KR100827270B1

KR100827270B1 - Ｌｅｄ 형광등

Info

Publication number: KR100827270B1
Application number: KR1020070112317A
Authority: KR
Inventors: 김남규; 김대중; 이채영
Original assignee: 이채영; 김남규
Priority date: 2007-11-05
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2008-05-07
Also published as: WO2009061124A2; WO2009061124A3

Abstract

본 발명은 복수개의 LED를 사용한 형광등에 관한 것으로서, 투광캡과; 상기 투광캡과 결합되어 원통형 구조를 이루는 프레임과; 상기 투광캡 및 상기 프레임 사이에 설치되고, 복수개의 LED가 소정 간격으로 배치된 LED 회로 기판과; 상기 LED 회로 기판의 상면에 접하여 설치되는 절연 패드와; 상기 절연 패드 및 상기 프레임 사이에 설치되고, 절연용 튜브로 둘러싸여 상기 LED 회로 기판과 전기적으로 접속되는 구동회로기판과; 상기 투광캡 및 상기 프레임의 양단을 고정시키고, 상기 구동회로기판과 접속되는 원통형의 전원공급용 접속단자;를 포함하여 전력 소모 및 눈의 피로를 감소시키며, 사용자의 안전성을 확보하는 것을 특징으로 하는 LED를 사용한 형광등에 관한 것이다.

형광등, LED, 투광캡, 프레임, 끼움홈, 삽입홈

Description

ＬＥＤ 형광등{FLUORESCENT LAMP USING LED}

본 발명은 LED를 이용하여 반영적 사용이 가능한 LED 형광등에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 재사용 및 수리가 용이하고, 사용자의 안전성을 확보하며, 눈의 피로를 감소시키는 한편, 열 방출이 가능하여 안전성에도 크게 기여할 수 있는 LED 형광등에 관한 것이다.

오늘날, 대부분의 가정이나 사무실 등에서 사용되는 기존의 형광등이 갖고 있는 문제점을 해소하기 위해 개발된 LED 형광등은 형광물질을 사용하는 형광등보다 전력소비량이 20%에 불과하다. 또한, 10년에 달하는 수명과 납이나 수은 같은 중금속을 사용하지 않아 환경을 파괴하지 않는다는 장점을 갖는다.

반도체의 빛나는 성질을 이용한 LED는 주로 휴대폰의 액정표시장치나 전광판, 자동차 계기판 등에 쓰이고 있지만, 앞으로는 자동차 실내등, 간판, 액정표시장치의 백라이트유닛, 일반 조명 등에도 널리 사용되고 있다.

일반 조명 등에 사용되는 LED 램프의 일례로, 대한민국 특허청에 등록된 등록실용신안 제294471호가 개시되어 있다.

상기한 조명용 발광 다이오드 램프는 복수개의 발광 다이오드를 결선시킨 회로 기판과, 제어부와, 전원부를 포함하는 발광 다이오드 램프를 유리관에 삽입한 구조를 갖는다.

그러나, 이러한 구조는 유리관 내에서 발광 다이오드가 설치된 회로 기판이 외부적인 충격에 따라 위치가 변경되어, 그에 따라 빛의 조명 방향이 바뀔 수 있고, 또한 회로 기판을 보호하는 재질이 종래의 형광등과 마찬가지로 유리이기 때문에, 사용자의 과실에 따른 신체적 피해가 클 수 있다.

상기 고안에 첨부된 도면을 살펴보면, 발광 다이오드 램프의 고정 수단으로 고정용 고리를 사용하고 있는 바, 고정용 고리가 금속 재질로 제작된 경우, 발광 다이오드 램프에서 발생하는 열에 따라 금속이 팽창되거나 발광 다이오드 램프의 장시간 사용으로 인해 금속의 탄성력이 떨어져 발광 다이오드 램프가 낙하하여 파손될 가능성이 있으며, 고리가 플라스틱으로 제작된 경우에도, 금속과 비교하여 적은 충격에 부러지기 쉬운 단점을 갖는다.

또 다른 예로, 공개특허공보 제 10-2004-0081848 호는 발광 다이오드 램프 신호등에 관한 것으로, 복수개의 발광 다이오드가 설치된 회로 기판과, 빛의 굴절 을 위한 지향 유지 부재와, 후방 케이스와, 전원공급 장치와, 고정 부재를 포함하는 구조를 갖는다.

그러나 상기한 발명의 구성은 지향 유지 부재와, 회로 기판과, 후방 케이스를 순서대로 볼트 체결하여 고정시키고 있는 바, 볼트 풀림 현상으로 인해 체결 강도가 불안정하여 내구성이 떨어지며, 신호등의 내부에 물이 스며들 수 있는 위험성이 존재한다.

본 발명은 DC 전압을 공급하여 눈의 피로를 적게 하고, 유리 재질 대신 플라스틱 재질의 볼록 렌즈형 투과 렌즈를 이용하여 사용자의 안전성을 고려하며, LED 형광등의 구성요소들이 슬라이딩 착탈 방식으로 조립 및 분해가 가능하여 재사용 및 수리가 용이한 반영구적인 LED 형광등을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 LED 점등에 의해 발생하는 열을 외부로 신속하게 방열하여 수시로 냉각기능을 갖는 LED 형광등을 제공함에도 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등은, 재질 이 플라스틱으로 형성된 볼록 렌즈형의 투광캡과; 상기 투광캡과 결합되어 원통형 구조를 이루며 내측 및 외측에 슬라이딩 방식의 체결 수단을 갖는 프레임과; 상기 투광캡 및 상기 프레임 사이에 설치되고, 복수개의 DC용 LED가 소정 간격으로 배치된 LED 회로 기판과; 상기 LED 회로 기판과 프레임 사이에 설치되어 전기적 접속을 차단하는 절연 패드와; 상기 절연 패드 및 상기 프레임 사이에 설치되고, 절연용 튜브로 둘러싸여 상기 LED 회로 기판과 전기적으로 접속되는 DC용 구동회로기판과; 상기 투광캡 및 상기 프레임의 양단을 고정시키고, 상기 구동회로기판에 DC 전압을 공급하기 위한 원통형의 전원공급용 접속단자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술된 바와 같이, 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등은 빛을 고르게 투과시키기 위한 플라스틱 재질의 투광캡을 사용하여 유리를 재질로 하는 기존의 형광등보다 사용자가 신체적으로 피해를 입을 수 있는 경우를 최소화하도록 구성되어 있다.

또한, 본 발명의 LED 형광등은 AC용 형광등과는 달리 주파수 변화 없이 일정하게 빛을 방출하여 눈의 피로를 현저히 감소시키는 구성을 가지며, 용도에 따라서는 본 발명에 따른 AC-DC 변환기를 포함하는 DC용 LED 형광등 대신에, 이러한 변환기를 배제한 AC용 LED 형광등을 사용하여 비용 및 전력 소모를 더욱 감소시킬 수 있다.

더욱이, 본 발명은 투광캡 및 프레임 서로가 착탈 가능하게 결합되고, 각각의 LED가 LED 회로 기판에 착탈 가능하게 설치되며, 그 회로 기판 또한 프레임으로부터 손쉽게 착탈될 수 있어, LED 형광등에 이상이 있을 시에도 수리 및 재사용이 용이한 장점을 갖는다.

또한, 본 발명은 LED 형광등에서 발생되는 열을 외부로 방출하기에 용이한 재질의 프레임을 통해 LED 형광등을 냉각시키도록 함으로써 보다 안정적인 LED 형광등의 동작을 가능하게 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 형광등을 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등을 도시한 횡단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등의 내부를 확대하여 도시한 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 프레임의 체결 수단을 확대하여 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 LED 회로 기판을 부분적으로 확대하여 도시한 상세도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등은, 투광캡(100)과, 투광캡(100)과 결합되어 원통형 구조를 이루는 프레임(200)과, 복수개의 LED(301)가 소정 간격으로 배치된 LED 회로 기판(300)과, LED 회로 기판(300)과 전기적으로 접속되는 구동회로기판(400)과, 반사판(500)을 포함한다.

여기서, 투광캡(100)은 프레임(200)과 결합되어 원통형 구조를 이루도록 하기 위해 반원형, 1/3 원형, 1/4 원형 등등으로 형성될 수 있고, 그에 대응하여 프레임(200)은 반원형, 2/3 원형, 3/4 원형 등등으로 형성될 수 있으므로, 그에 따라 빛의 투과량이나 LED 형광등의 견고성을 선택적으로 증가시킬 수 있다.

또한, 투광캡(100)은 빛을 고르게 투과시키기 위해 볼록 렌즈형의 투과 렌즈(101)로 형성되고, 투과 렌즈(101) 위에는 청색이나 자외선에서 나오는 에너지를 백색 빛으로 전환하기 위한 형광 물질(102)이 도포된다. 투과 렌즈(101)의 재질로는 사용자의 안전성을 고려하여 볼록 렌즈형 플라스틱을 이용하는 것이 바람직하다. 추가로, 투광캡(100)은 프레임(200)과 체결되기 위해 전,후단 방향에 따른 돌출부(103)를 포함하며, 상기 체결 수단은 이하 프레임(200)의 설명시에 상세히 기술하기로 한다.

프레임(200)은 본 발명에 따른 LED 형광등 내에서 발생하는 열을 외부로 발산하기 위해, 예를 들어 열방출이 우수한 경량의 알루미늄 합금과 같은 재질로 형성함이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(200)에는 투광캡(100)의 돌출부(103)와 체결되기 위한 끼움홈(201)이 외측에 형성되어 돌출부(103)가 끼움홈(201)에 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 결합되며, 한편으로 프레임(200)의 내측면에 격벽(203)과, 그 격벽(203) 하측에 일정거리로 이격되어 돌출된 리브(204)가 형성되고, 격벽(203) 및 리브(204) 사이에 삽입홈(202)이 형성되어 LED 회로 기판(300)의 좌,우단이 삽입홈(202)에 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 결합되는 구성을 갖는데, LED 형광등에 이상이 발생하였을 때, 그 이상을 파악하고 수리하여 재사용하기에 편하도록 돌출부(103), 끼움홈(201), 삽입홈(202), 및 LED 회로 기판(300)의 간격과 두께가 조절될 수 있다. 프레임(200)은 통상 압출 성형 방식으로 제작 가능하므로, 본 명세서에서는 이에 대해 상세히 기술하지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이, LED 회로 기판(300)은 복수개의 LED(301) 및 복수개의 핀홀(302)을 포함하여, LED(301)가 핀홀(302)에 탈착 가능하게 끼움되는 구성을 갖는다. 이러한 구성을 통해, 특정 LED에 이상이 있을 경우, 그 LED만을 교체함으로써 비용 효율성을 증대시킬 수 있다.

LED(301)는 낮은 전력으로 큰 출력 전압을 얻을 수 있는 반도체 소자이며, 특정 용도에 따라, 예로써 의료 또는 반도체 분야에서는 UV LED(Ultraviolet Light Emitting Diode)가 사용될 수도 있다. 또한, LED 회로 기판(300)과 프레임(200) 사이의 전기적 접속(단락)을 완벽히 차단하기 위해, 그 사이에 절연 패드(303)를 추 가로 설치한다.

다시 도 1 및 도 2를 참조로 하면, 접속단자(CT)는 투광캡(100) 및 프레임(200) 좌,우단을 고정시키고, 구동회로기판(400)과 접속되어 전원을 공급하기 위한 것이다. 접속단자(CT)는 기존의 형광등 소켓과 호환성을 갖도록 그와 동일한 구조를 갖는다.

절연용 튜브(401)로 둘러싸인 구동회로기판(400)은 절연 패드(303) 및 프레임(200) 사이의 빈 공간에 설치되어, LED 회로 기판(300)을 제어하기 위해 그와 전기적으로 접속된다.

반사판(500)은 LED(301)에서 발산된 빛이 분산되는 것을 투광캡(100) 방향으로 반사하기 위한 것이며, LED 회로 기판(300)의 하면에 설치된다.

또한, 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등은 접속단자(CT) 내에 AC-DC 변환기를 포함시키고, LED(301)로는 DC용을 사용하고, 구동회로기판(400)으로는 DC용 구동회로기판을 사용하여 본 발명의 목적 중 하나인 눈의 피로를 감소시킬 수 있는 DC용 LED 형광등과, AC용 LED 및 AC용 구동회로기판을 사용하여 AC-DC 변환기를 배제함으로써 전력 및 비용 소모가 보다 적은 AC용 LED 형광등 중 용도에 따라 선택하여 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등을 도시한 횡단면도.

도 2는 본 발명에 따른 LED를 사용한 형광등의 내부를 확대하여 도시한 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 프레임의 체결 수단을 확대하여 도시한 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 LED 회로 기판을 부분적으로 확대하여 도시한 상세도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 투광캡 101: 투과 렌즈

102: 형광 물질 103: 돌출부

200: 프레임 201: 끼움홈

202: 삽입홈 203: 격벽

204: 리브 300: LED 회로 기판

301: LED 302: 핀홀

303: 절연패드 400: 구동회로기판

401: 절연용 튜브 500: 반사판

Claims

삭제
투광캡(100)과;

상기 투광캡(100)과 결합되어 원통형 구조를 이루는 프레임(200)과;

상기 투광캡(100) 및 상기 프레임(200) 사이에 설치되고, 복수개의 LED(301)가 소정 간격으로 배치된 LED 회로 기판(300)과;

상기 LED 회로 기판(300)과 프레임(200) 사이에 설치되어 전기적 접속을 차단하는 절연 패드(303)와;

상기 프레임(200) 내에 고정 설치되고, 절연용 튜브(401)로 둘러싸여 상기 LED 회로 기판(300)과 전기적으로 접속되는 구동회로기판(400)과;

상기 투광캡(100) 및 상기 프레임(200)의 좌,우단을 고정시키고, 상기 구동회로기판(400)과 접속되는 원통형의 전원공급용 접속단자(CT);로 구성되는 LED 형광등에 있어서,

상기 투광캡(100)은 빛을 고르게 확산시키기 위한 볼록 렌즈형의 투과 렌즈(101)를 포함하고 상기 투과 렌즈(101) 위에 형광 물질(102)이 도포되는 것을 특징으로 하는 LED를 사용한 형광등.
제 2 항에 있어서,

상기 투광캡(100)에는 전후단 방향으로 돌출부(103)가 형성되고,

상기 프레임(200)에는 외측에 상기 돌출부(103)에 대응하는 끼움홈(201)이 형성되어, 상기 돌출부(103)가 상기 끼움홈(201)에 슬라이딩되어 착탈되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
제 3 항에 있어서,

상기 프레임(200)은 내측면에 전,후단 방향에 따라 격벽(203)과, 상기 격벽(203)에 소정거리 이격되어 돌출된 리브(204)가 형성되고, 상기 격벽(203) 및 리브(204) 사이에 삽입홈(202)이 형성되어, 상기 LED 회로 기판(300)의 좌,우단이 상기 삽입홈(202)에 슬라이딩되어 착탈되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
제 2 항에 있어서,

상기 LED 회로 기판(300)의 표면에는 반사판(500)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등.
제 2 항에 있어서,

상기 LED 회로 기판(300)에는 복수개의 핀홀(302)이 형성되어, 상기 LED(301)가 상기 핀홀(302)에 탈착 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 형광등.