KR100864585B1

KR100864585B1 - 발광다이오드를 이용한 램프구조체

Info

Publication number: KR100864585B1
Application number: KR1020080044916A
Authority: KR
Inventors: 이영섭
Original assignee: 이영섭
Priority date: 2007-08-01
Filing date: 2008-05-15
Publication date: 2008-10-20

Abstract

본 발명은 발광다이오드를 이용한 램프구조체에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 반구형으로 된 상부커버(1)의 상단부에 접속용 전구베이스(101)를 돌출 형성하고, 그 내부에는 결합부(102)를 형성하여 제어보드(2)를 나사 결합하며,

저면이 개방되어 그 내부에 봉체로 된 열전달부(301)를 일체로 형성한 알루미늄 소재로 된 방열케이스(3)를 상부커버(1)의 또 다른 결합부(102')에 나사 결합하고, 방열케이스(3)의 중심부에는 배선공(302)을 형성하며,

방사형으로 다이오드설치부를 형성한 인쇄회로기판(4)의 다이오드설치부에 통공부(401)를 형성하여 그 내부에 열전달부재(402)를 충진하고, 통공부(401) 하부에는 발광다이오드(5)를 설치하며, 통공부(401) 상부에는 열전달판(403)을 설치하여 상기 열전달판(403)이 방열케이스(3) 내부에 형성된 열전달부(301)의 저면에 밀착되도록 인쇄회로기판(4)을 방열케이스(3) 내부에 설치하고,

발광다이오드(5)가 관통하는 반사부(601)를 형성한 반사판(6)을 상기 인쇄회로기판(4)의 저면에 밀착되게 설치한 후, 반사판(6)의 저면에는 환상의 냉각핀(602)을 형성함으로써, 발광다이오드 점프구조체의 냉각 구조를 효율적으로 개선하여 점등으로 발생하는 고열을 신속하고 빠르게 냉각시킴으로써, 고장을 방지하고, 내구성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발광부 구조 개선을 통해 휘도 손실을 억제함으로써, 에너지 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

가로등, 발광다이오드, 케이스, 열전달부재, 열전달판

Description

발광다이오드를 이용한 램프구조체{Lamp structure utilizing a light emitting diode}

본 발명은 발광다이오드를 이용한 램프구조체에 관한 것으로 더욱 구체적으로는, 가로등의 방열 구조를 개선하여 램프구조체의 수명을 연장하고, 에너지 효율성도 크게 향상시킨 발광다이오드를 이용한 램프구조체에 관한 것이다.

일반적으로 가로등에 사용되는 전구는 나트륨전구는 수은전구를 많이 사용하는데, 나트륨전구나 수은전구는 나름대로 장단점이 있어서 적절한 용도에 사용되기는 하나, 빛이 사방으로 흩어지는 경향이 커서 실제로 빛이 필요한 지면 부근의 휘도가 낮고, 그에 비해 전력 소모량은 많아서 에너지 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

그리하여 최근에는 발광다이오드(Light Emitting Diode : LED)를 이용한 가로등이 개발되었는데, 발광다이오드를 이용한 가로등은 기존의 나트륨전구나 수은전구를 이용한 가로등에 비해 전력 소모량은 현저히 낮으면서도 밝기는 기존 가로 등과 동일한 성능 이상을 가지고 있을 뿐만 아니라, 수명은 기존 나트륨전구나 수은전구를 이용한 가로등과 대비할 때 몇 배 이상 연장되기 때문에 관리 비용도 크게 줄일 수 있게 되어 사용이 증가하고 있을 뿐만 아니라, 기존 가로등과의 교체도 크게 증가하고 있는 실정이다.

이처럼 최근 가로등에 사용되고 있는 발광다이오드는 고휘도와 기존 전구 대비 낮은 소비전력 및 긴 수명을 장점으로 가로등 뿐만 아니라, 실내용 조명, 장식용 조명, 차량용 조명 등 다양한 분야에서 그 사용이 크게 증가하고 있는 실정이다.

그런데 이러한 발광다이오드는 실제 하나의 발광다이오드만으로는 가로등이 요구하는 고휘도 충족시킬 수 없기 때문에 고휘도를 위해서 주로 수 개에서 많게는 수십 개의 발광다이오드를 서로 연결하여 모듈로 구성하고, 이렇게 구성된 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 하나의 램프를 구성함으로써 가로등과 같은 조명이 요구하는 고휘도를 충족시킬 수 있게 된다.

그러나, 이처럼 다수 개의 발광다이오드로 구성된 모듈을 연결한 발광다이오드 조명을 장시간 점등하게 되면 내열성이 낮은 발광다이오드가 열에 의해 손상되어 조명이 고장나는 경우가 발생하기 때문에 발광다이오드를 이용한 조명의 경우에는 반드시 발광다이오드의 열을 방산시켜 램프의 과열로 인한 고장을 방지하기 위한 냉각 구조를 갖추어야 하기 때문에 발광다이오드를 이용한 가로등을 제조하는 업체마다 고유 기술을 이용하여 발광다이오드의 열 방산을 구현하고 있다.

종래의 발광다이오드를 이용한 램프구조체의 냉각 구조는 주로 방열성이 우수한 소재로 된 파티션 보드에 발광다이오드를 설치하여 발광다이오드의 점등시 발생하는 열을 알루미늄 소재로 된 파티션 보드를 이용해 냉각시키는 냉각 구조로 이루어져 있다.

그러나 이와 같은 종래의 냉각 구조는 단순히 알루미늄 소재로 된 파티션 보드에 발광다이오드를 직접 부착한 구성으로 이루어져 있기 때문에 열전도 속도가 매우 느릴 뿐만 아니라 발광다이오드에서 열이 전도된 알루미늄 소재로 된 파티션 보드도 별도의 냉각 수단이 없기 때문에 냉각이 신속하게 이루어지지 못하여 냉각 효율이 크게 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기와 같이 우수하지 못한 냉각 효율성은 종래에 사용되던 나트륨전구나 수은전구와 같은 휘도를 얻기 위해서 많은 수의 발광다이오드를 설치해야 함에도 불구하고, 많은 수의 발광다이오드에서 발생한 열이 가로등의 과열로 이어지는 원인이 되면서 램프구조체 내부에 설치된 여러 부품이나 발광다이오드 자체의 손상을 초래하고, 그로 인해 램프구조체의 수명이 단축되거나, 정상적인 작동이 불가능한 심각한 문제점이 있었다.

반구형으로 된 상부커버(1)의 상단부에 접속용 전구베이스(101)를 돌출 형성 하고, 그 내부에는 결합부(102)를 형성하여 제어보드(2)를 나사 결합하며,

발광다이오드(5)가 관통하는 반사부(601)를 형성한 반사판(6)을 상기 인쇄회로기판(4)의 저면에 밀착되게 설치한 후, 반사판(6)의 저면에는 환상의 냉각핀(602)을 형성하여 구성한다.

한편, 상기 열전달부재(402)는 납을 사용하는 것을 포함한다.

또한, 상기 방열케이스(3)는 외주면을 파형으로 형성하는 것을 포함한다.

또한, 상기 반사판(6) 외표면에는 알루미늄 증착 도금한 것을 포함한다.

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또한, 상기 반사판(6)의 반사부(601) 저면에는 투명체로 된 환상의 보호커버(7)를 설치하는 것을 포함한다.

본 발명은 발광다이오드를 이용한 램프구조체의 냉각 구조를 효율적으로 개선하여 점등으로 발생하는 고열을 신속하고 빠르게 냉각시킴으로써, 고장을 방지하고, 내구성을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발광부 구조 개선을 통해 휘도 손실을 억제함으로써, 에너지 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

첨부도면 도 1은 본 발명의 주요 구성을 나타낸 사시도이며, 첨부도면 도 2는 본 발명의 주요 구성을 나타낸 정면 단면 예시도이고, 첨부도면 도 3은 본 발명의 요부 확대 단면 예시도로서 도면에서 도시한 바와 같이 본 발명은 반구형으로 되어 상단부에 접속용 전구베이스(101)가 돌출 형성된 상부커버(1)와, 그 상부커버(1) 내부에 설치되는 제어보드(2)와, 상부커버(1) 저면에 설치되는 알루미늄 소재로 된 방열케이스(3)와, 그 방열케이스(3) 내부에 설치되는 인쇄회로기판(4)과, 인쇄회로기판(4)에 설치되는 발광다이오드(5) 및 인쇄회로기판(4) 저면에 설치되는 반사판(6)으로 이루어진 구성이다.

상기와 같이 구성된 본 발명을 주요 구성 요소별로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 본 발명의 도면에서 도시한 바와 같이 본 발명의 상부커버(1)는 반구형으로 형성하여 그 상단부에 접속용 전구베이스(101)를 돌출 형성하게 되는데, 이때 전구베이스(101)는 가장 보편적으로 사용되는 나선형 결합부를 형성함으로써, 전구의 탈·부착이 용이하게 된다.

또한, 상부커버(1) 내부에는 일체로 형성된 다수 개의 결합부(102)를 형성하여 그 결합부(102)에 밀착되도록 제어보드(2)를 나사 결합하게 되는데, 제어보드(2)는 전력 공급 가로등의 점멸을 위한 제어회로를 내장한 것을 사용하게 되는데 제어회로는 일반적인 기술 내용이므로 그에 대한 상세한 설명은 생략키로 한다.

한편, 상부커버(1) 내부에는 또 다른 결합부(102')를 형성하여 그 결합부(102')에 알루미늄 소재로 된 방열케이스(3)를 나사 결합하게 되는데, 방열케이스(3)는 저면이 개방되어 그 내부에 봉체로 된 다수 개의 열전달부(301)를 일체로 형성한 구조이며, 방열케이스(3)의 중심부에는 배선공(302)이 형성된 구조로 이루어져 있다.

그리하여 방사형으로 다이오드설치부를 형성한 인쇄회로기판(4)을 상기 방열케이스(3) 내부에 나사 결합하고, 방열케이스(3)의 배선공(302)을 통해 인쇄회로기판(4)과 제어보드(2)간에 전기배선을 연결하게 된다.

이때, 상기 인쇄회로기판(4)은 다이오드설치부에 통공부(401)를 형성하여 그 내부에 열전달부재(402)를 충진하고, 통공부(401) 하부에는 발광다이오드(5)를 설치하며, 통공부(401) 상부에는 탄소 재질의 열전달판(403)을 설치하여, 방열케이스(3) 내부에 일체로 형성된 열전달부(301)의 저면이 상기 열전달판(403) 상면에 밀착되도록 인쇄회로기판(4)을 설치하게 된다.

따라서, 인쇄회로기판(4)에 설치된 발광다이오드(5)가 점등하면서 열이 발생하면 그 열은 인쇄회로기판(4)의 다이오드설치부에 형성된 통공부(401)에 충진된 열전달부재(402)로 전달된 후, 인쇄회로기판(4)의 통공부(401) 상부에 설치된 열전달판(403)으로 열이 전달된다.

그리하여 가열된 열전달판(403)의 상면에는 방열케이스(3) 내부에 일체로 형성된 열전달부(301)의 저면이 밀착되어 있으므로 열전달판(403)을 가열한 열은 열전달부(301)를 통해 방열케이스(3) 전체로 전달되는데, 이때 방열케이스(3)는 방열성이 우수한 알루미늄 소재로 이루어져 있어서 외부로의 열 방산이 신속하게 이루어짐으로써, 우수한 냉각 효과를 발휘할 수 있게 되고, 그로 인해 발광다이오드(5)의 과열이나 발광다이오드(5)가 설치된 인쇄회로기판(4)의 과열로 인한 고장이나 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명의 방열케이스(3)는 외주면을 올록볼록한 파형으로 형성함으로써, 외부 공기에 노출되는 표면적을 확장하여 열 방산에 의한 냉각 효과를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

위와 같이 냉각 성능을 향상시키는 방열케이스(3)에 설치된 인쇄회로기판(4)의 저면에는 발광다이오드(5)가 관통하는 반사부(601)를 형성하고, 저면에는 환상의 냉각핀(602)을 형성한 반사판(6)을 설치하게 되는데, 발광다이오드(5)가 관통하는 반사부(601)는 상부가 좁고 하부가 넓은 나팔형으로 형성함으로써, 발광다이오 드(5)에서 발생한 빛이 모이면서 아래쪽으로 집중되게 하여 효과적인 조명이 이루어질 뿐만 아니라, 반사판(6)에 형성된 환상의 냉각핀(602)이 발광다이오드(5)에서 반사판(6)으로 전달되는 열을 효과적으로 냉각시켜 발광다이오드(5) 및 인쇄회로기판(4)의 과열로 인한 고장이나 손상을 방지할 수 있게 된다.

아울러, 반사판(6)의 외표면에는 알루미늄 증착 도금을 수행함으로써, 반사율을 높여 휘도의 손실을 최소화함으로써, 보다 높은 에너지 효율성을 얻을 수 있게 된다.

또한, 반사판(6)의 반사부(601) 저면에 투명체로 된 환상의 보호커버(7)를 접착 또는 나사 결합 등의 방법으로 설치함으로써, 반사판(6)의 냉각핀(602)에 의한 냉각 성능을 영향을 주지 않으면서, 발광다이오드(5)가 외부로 노출되는 것을 방지하여 반사부(601) 내부에 벌레나 각종 이물질이 끼는 것을 억제하여 휘도 저하를 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 사시도

도 2는 본 발명의 정면 단면 예시도

도 3은 본 발명의 요부 확대 단면 예시도

도 4는 본 발명의 저면 예시도

도 5는 본 발명의 보호커버 설치 상태를 나타낸 단면 예시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 상부커버 101: 전구베이스

102, 102': 결합부 2: 제어보드

3: 방열케이스 301: 열전달부

302: 배선공 4: 인쇄회로기판

401: 통공부 402: 열전달부재

403: 열전달판 5: 발광다이오드

6: 반사판 601: 반사부

602: 냉각핀 7: 보호커버

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반구형으로 된 상부커버(1)의 상단부에 접속용 전구베이스(101)를 돌출 형성하고, 그 내부에는 결합부(102)를 형성하여 제어보드(2)를 나사 결합하며,

저면이 개방되어 그 내부에 봉체로 된 열전달부(301)를 일체로 형성한 알루미늄 소재로 된 방열케이스(3)를 상부커버(1)의 또 다른 결합부(102')에 나사 결합하고, 방열케이스(3)의 중심부에는 배선공(302)을 형성하며,

방사형으로 다이오드설치부를 형성한 인쇄회로기판(4)의 다이오드설치부에 통공부(401)를 형성하여 그 내부에 열전달부재(402)를 충진하고, 통공부(401) 하부에는 발광다이오드(5)를 설치하며, 통공부(401) 상부에는 열전달판(403)을 설치하여 상기 열전달판(403)이 방열케이스(3) 내부에 형성된 열전달부(301)의 저면에 밀착되도록 인쇄회로기판(4)을 방열케이스(3) 내부에 설치하고,

발광다이오드(5)가 관통하는 반사부(601)를 형성한 반사판(6)을 상기 인쇄회로기판(4)의 저면에 밀착되게 설치한 후, 반사판(6)의 저면에는 환상의 냉각핀(602)을 형성하여 구성된 발광다이오드를 이용한 램프구조체
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