KR100869366B1 - 발광다이오드 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발광다이오드 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완벽한 기밀성을 보장할 뿐만 아니라 전원선 등의 접속작업을 매우 간편하게 수행할 수 있는 발광다이오드 모듈에 관한 것이다.

본 발명에 의한 발광다이오드 모듈은, 하나 이상의 전선이 수용되는 수용홈을 가지고, 상기 수용홈의 양단에 상향으로 돌출된 한 쌍의 돌출부 및 외경방향으로 연장된 한 쌍의 연장부를 가진 베이스; 상기 베이스의 상부에 배치되고, 하나 이상의 LED가 실장된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되고, 하단부에 첨단형 접속부를 가진 하나 이상의 접속구; 상기 인쇄회로기판의 상부에 결합되고, 상기 베이스의 연장부가 끼워지는 한 쌍의 개구를 가진 투명커버; 및 상기 투명커버 및 베이스 사이에 개재되고, 상기 베이스의 돌출부를 감싸는 돌출부를 가지며, 상기 베이스의 연장부 및 투명커버의 개구에 대응하는 위치에 한 쌍의 연장부를 가진 밀봉부재;를 포함한다.

발광다이오드, 베이스, 접속구, 연장부, 투명커버, 밀봉부재

Description

발광다이오드 모듈{LIGHTING EMITTING DIODE MODULE}

본 발명은 발광다이오드 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 완벽한 기밀성을 보장할 뿐만 아니라 전원선 등의 접속작업을 매우 간편하게 수행할 수 있는 발광다이오드 모듈에 관한 것이다.

발광다이오드(Light Emitting Diode; 이하 "LED"라 통칭함)는 반도체의 P-N접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고 이들의 재결합에 의하여 빛에너지를 방출하는 반도체소자로서, 종래의 광원에 비해 소형이고 수명이 길며 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 발광효율이 높아서 자동차 계기류의 표시소자, 광통신용 광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자/문자/도형 표시장치, 조명장치, 카드판독기, 액정디스플레이의 백라이트 등에 널리 사용되고 있다.

상술한 바와 같은 장점때문에 하나 이상의 LED가 배열된 LED 모듈이 조명 또는 각종 표시장치 등에 널리 이용되고 있으며, 특히 최근에는 그 입력전력 및 출력밝기가 높아져 보다 다양한 영역에 활용되고 있다.

상기와 같은 LED 모듈은 복수의 LED가 실장된 인쇄회로기판 및 상기 인쇄회 로기판이 수용된 하우징을 포함하고, 인쇄회로기판에는 전원공급을 위한 전원선 및 각 LED의 제어를 위한 신호선 등과 같은 전선이 접속된다.

이러한 LED 모듈은 도 5에 예시된 바와 같이, 복수의 LED가 실장된 인쇄회로기판(3), 내부에 인쇄회로기판(3)을 수용하는 하우징(2), 및 인쇄회로기판(3)의 LED(4) 상부에 설치되는 투명커버(1)를 포함하고, 인쇄회로기판(3)에는 전원선 또는 신호선 등과 같은 전선(W)이 접속된다.

전선(W)은 하우징(2)을 관통하여 설치된다. 특히, 전선(W)과 하우징(2)의 결합부분으로 외부의 이물질 또는 습기 등이 하우징(2) 내로 유입됨을 방지하기 위하여 전선(W)을 하우징(2)측에 일체형으로 사출성형하여 왔다.

이에 따라, 전선(W)의 하우징(2)을 관통하는 일부분의 피복을 제거하고, 그 피복이 제거된 전선(W)의 일단을 단자 등을 통해 인쇄회로기판(3)에 접속시킨다. 그런 다음 인쇄회로기판(3)을 케이스(2) 내에 안착시킨 후에 투명커버(1)를 결합시킴으로써 그 조립을 완료한다.

최근에는 휘도 및 광도 등의 향상 또는 다양한 표시기능 등을 구현하기 위하여 다수의 LED 모듈을 상호 접속시켜 다양한 구조 또는 형태로 배열시키는 방식이 널리 이용되고 있다.

하지만, 종래의 LED 모듈은 상술한 바와 같이 전선(W)이 하우징(2)에 일체형으로 형성됨에 따라 전선(W)의 각 인출 길이가 일정하게 특정되고, 이로 인해 복수의 LED 모듈을 상호 접속시킬 때 각 LED 모듈과 LED 모듈 사이의 배치간격이 하우징(2)에서 인출된 전선(W)의 길이 보다 길 경우에는 별도의 연장전선을 접속시켜야 하는 번거러움이 있었고, 이로 인해 복수의 LED 모듈 사이의 배치관계를 자유롭게 설정하지 못하며, 그 배선구조가 매우 복잡해지는 단점이 있었다.

특히, 별도의 연장전선을 이용하여 복수의 LED 모듈을 접속시켜 연결하는 경우, 각 전선(W)과 연장전선 사이의 연결부분에서 전류의 누설이 발생하고 이로 인하여 전류의 전달이 원활하지 못하게 된다.

또한, 복수의 LED 모듈 중에서 일부의 LED 모듈이 손상되었을 경우 그 배선 내지 접속작업을 새로이 하여야 하므로 유지보수의 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다.

그외에도, 복수의 LED 모듈 사이의 접속 및 배선 작업시에 납땜장비, 커팅장비, 체결장비 등과 같이 다양한 작업공구가 필요하고, 작업시간의 증대로 인한 조립 및 설치 비용이 높은 단점이 있었고, 또한 그 배선 및 접속상태가 양호하지 못한 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 복수의 LED 모듈을 상호 접속시킴에 있어 별도의 연장전선을 사용하지 않고도 간편하게 복수의 LED 모듈을 접속시킬 수 있는 발광다이오드 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복수의 LED 모듈 사이의 배치구조를 그 설치장소 내지 기타 다양한 여건에 따라 자유롭게 설정할 수 있고, 그 배선구조를 간략하게 할 수 있는 발광다이오드 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 복수의 LED 모듈 중에서 일부의 LED 모듈의 고장 등으로 인한 교체 수리, 유지보수 내지 설치 작업이 매우 간편할 뿐만 아니라 그 작업시간의 단축 및 설치비용의 절감을 도모할 수 있는 발광다이오드 모듈을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 발광다이오드 모듈은,

하나 이상의 전선이 수용되는 수용홈을 가지고, 상기 수용홈의 양단에 상향으로 돌출된 한 쌍의 돌출부 및 상기 각 돌출부의 외측에서 외경방향으로 연장된 한 쌍의 연장부를 가진 베이스;

상기 베이스의 상부에 배치되고, 하나 이상의 LED가 실장된 인쇄회로기판;

상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되고, 하단부에 첨단형 접속부를 가진 하나 이상의 접속구;

내부에 내벽면에 의해 한정되는 중공부를 가지고, 상기 인쇄회로기판의 상부에 결합되며, 상기 베이스의 연장부가 결합되는 한 쌍의 개구를 가진 투명커버; 및

상기 투명커버 및 베이스 사이에 개재되고, 상기 베이스의 돌출부를 감싸는 돌출부를 가지며, 상기 베이스의 연장부 및 투명커버의 개구에 대응하는 위치에 한 쌍의 연장부를 가지고, 상기 각 연장부는 상기 베이스의 연장부와 함께 상기 투명커버의 개구에 결합되는 밀봉부재;를 포함한다.

상기 베이스의 돌출부는 단턱진 제1 및 제2 돌출부를 포함하고, 상기 밀봉부재의 돌출부는 절곡 구조로 형성되며, 상기 밀봉부재의 돌출부는 수직방향으로 관통된 수용홈을 가지고, 상기 수용홈에는 상기 베이스의 제1돌출부가 끼움결합된다.

상기 베이스의 돌출부는 수직방향으로 관통된 하나 이상의 관통공을 가지고, 상기 관통공에는 상기 접속구의 하부가 통과한다.

상기 베이스의 돌출부는 상기 베이스의 수용홈과 소통하는 개구부를 가지고, 상기 밀봉부재의 연장부는 상기 베이스의 개구부 및 상기 베이스의 수용홈과 소통하는 관통공을 가진다.

상기 투명커버의 개구 및 상기 베이스의 연장부는 그 결합되는 부분에 결합돌기 및 결합홈을 상호 대응되게 가진다.

상기 투명커버의 내벽면에는 제1 및 제2 단턱이 형성되고, 상기 제1단턱에는 상기 인쇄회로기판의 테두리가 끼워지며, 상기 제2단턱에는 상기 밀봉부재의 테두리가 끼워진다.

이상의 본 발명에 따르면, 복수의 LED 모듈을 상호 접속시킴에 있어 별도의 연장전선을 사용하지 않고도 간편하게 복수의 LED 모듈을 접속시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 복수의 LED 모듈 사이의 배치구조를 그 설치장소 내지 기타 다양한 여건에 따라 자유롭게 설정할 수 있고, 그 배선구조를 간략하게 할 수 있는 특징이 있다.

그리고, 본 발명은 복수의 LED 모듈 중에서 일부의 LED 모듈의 고장 등으로 인한 교체 수리, 유지보수 내지 설치 작업이 매우 간편할 뿐만 아니라 그 작업시간의 단축 및 설치비용의 절감을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 의한 발광다이오드 모듈을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 모듈은 하나 이상의 전선(W)이 수용되는 하나 이상의 수용홈(11)을 가진 베이스(10), 상기 베이스(10)의 상부에 배치되는 인쇄회로기판(20), 상기 인쇄회로기판(20) 상부에 설치되는 투명커버(30), 상기 베이스(10) 및 투명커버(30)의 각 인접하는 테두리 부분에 개재되는 밀봉부재(40)를 포함한다.

베이스(10)는 그 상면에 하나 이상의 수용홈(11)을 가지고, 상기 수용홈(11)은 길이방향으로 길게 형성되며, 하나 이상의 전선(W)이 각 수용홈(11)에 수용되어 베이스(10)를 가로질러 설치된다.

수용홈(11)의 각 단부에는 한 쌍의 돌출부(12)가 상향으로 돌출되고, 각 돌출부(12)의 외측에는 한 쌍의 연장부(13)가 외경방향으로 연장된다. 각 돌출부(12)는 단턱진 제1돌출부(12c) 및 제2돌출부(12d)를 포함하고, 이 돌출부(12)에는 수직 방향으로 관통하는 하나 이상의 관통공(12a) 및 수평방향으로 개구된 개구부(12b)이 형성되어 있다. 관통공(12a)에는 접속구(50)의 하부가 통과하고, 개구부(12b)는 수용홈(11)과 소통하며, 전선(W)은 각 개구부(12b)를 통과한 후에 수용홈(11)에 수용된다. 그리고, 연장부(13)의 상면은 베이스(10)의 수용홈(11) 보다 낮게 위치하고, 연장부(13)의 양측면에는 한 쌍의 결합홈(13a)이 상호 대응되게 형성된다.

인쇄회로기판(20)은 베이스(10)의 상부에 배치되고, 하나 이상의 LED(21)가 실장되며, 그 일측에는 하나 이상의 접속구(50)가 구비된다. 접속구(50)는 인쇄회로기판(20)의 회로패턴과 전기적으로 접속된다.

이 접속구(50)는 도전체 재질로 이루어지고, 그 하단에 첨단형 접속부(51)를 가진다. 이 첨단형 접속부(51)는 전선(W)의 일부분을 관통하면서 전선(W)을 인쇄회로기판(20)의 회로패턴과 접속된다.

접속구(50)는 도 5에 예시된 바와 같이, 접속부(51)의 상부에 장착부(52)를 가지고, 이 장착부(52)는 인쇄회로기판(20)에 납땜 등에 의해 고정적으로 장착된다.

장착부(52)는 인쇄회로기판(20)의 장착공(22)에 끼워진 후 납땜 등에 의해 고정적으로 장착된다.

이러한 구성에 의해, 접속부(51)가 전원선 및 신호선 등과 같은 전선(W)을 관통하여 접속되고, 이에 따라 접속구(50)는 회로기판(20)의 회로패턴에 전선(W)을 개별적으로 통전시킬 수 있다.

그리고, 접속구(50)는 장착부(52) 및 접속부(51) 사이에 외주방향으로 확장 되는 지지부(53)를 가지고, 이 지지부(53)는 인쇄회로기판(20)의 저면을 지지함으로써 인쇄회로기판(20)의 장착공(22) 부분에 발생되는 열응력 또는 응력집중 등에 의해 인쇄회로기판(20)이 파손되거나 손상됨을 방지할 수 있다.

또한, 베이스(10)의 수용홈(11)에는 전선(W)을 관통한 접속구(50)의 접속부(51)의 단부를 수용할 수 있는 홈(11a)이 수직방향으로 형성될 수 있다.

투명커버(30)는 투명재질로 이루어지고, 인쇄회로기판(20)의 LED(21)를 덮을 수 있도록 설치된다.

투명커버(30)는 상부가 반구형상이며, 그 내부에 중공부(31)를 가진다. 투명커버(30)의 내벽면에는 제1단턱(32) 및 제2단턱(33)을 가진다. 제1단턱(32)에는 인쇄회로기판(20)의 테두리가 끼워지고, 제2단턱(33)에는 밀봉부재(40)의 테두리(41)가 끼워진다.

투명커버(30)의 벽면 하단에는 한 쌍의 개구(34)가 형성되고, 각 개구(34)는 베이스(10)의 연장부(13)에 대응하는 위치에 형성된다. 개구(34)의 측벽에는 한 쌍의 결합돌기(34a)를 상호 대향되게 구비한다.

밀봉부재(40)는 고무 등과 같이 탄력성 및 유연성을 가진 재질로 이루어진 환형의 테두리(41)를 포함하고, 이 테두리(41)는 투명커버(30)의 제2단턱(33)과 베이스(10)의 테두리 사이에 끼워진다. 이에 의해 밀봉부재(40)는 투명커버(30)와 베이스(10)를 외부에 대해 기밀하게 밀봉시킨다.

밀봉부재(40)는 베이스(10)의 돌출부(12)에 대응하는 위치에 상향으로 돌출된 한 쌍의 돌출부(42)를 가진다. 각 돌출부(42)는 베이스(10)의 돌출부(12)에 대 응하는 절곡 구조로 형성되어 베이스(10)의 돌출부(12)를 감싸면서 결합된다. 그리고, 돌출부(42)는 수직방향으로 관통된 수용홈(42a)을 가진다. 이에 의해, 밀봉부재(40)의 돌출부(42)는 베이스(10)의 돌출부(12)에 결합되고, 밀봉부재(40)의 수용홈(42a)에는 돌출부(12)의 제1돌출부(12c)가 끼움결합된다.

밀봉부재(40)의 테두리(41)에서 외경방향으로 연장된 한 쌍의 연장부(43)를 가지고, 각 연장부(43)는 베이스(10)의 연장부(13)에 대응하는 위치에 형성되며, 연장부(43)는 돌출부(42)의 외측에 배치된다. 그리고, 밀봉부재(40)의 연장부(43)는 베이스(10)의 수용홈(11) 및 개구부(12b)와 소통하도록 수평방향으로 관통된 관통공(43a)을 가진다.

이에, 투명커버(30)의 개구(34)에는 밀봉부재(40)의 연장부(43) 및 베이스(10)의 연장부(13)가 끼움결합되고, 이에 따라 밀봉부재(40)의 돌출부(42) 및 베이스(10)의 돌출부(12)는 투명커버(30)의 중공부(31) 내에 위치함으로서 전선(W)의 접속구조 및 인쇄회로기판(20)의 밀봉성이 확보될 수 있다. 그리고, 연장부(13)의 결합홈(13a)이 개구(34)의 결합돌기(34a)에 끼움결합됨으로써 그 밀봉성을 보다 견고하게 확보할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 LED모듈의 결합관계를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

베이스(10)의 상부에는 밀봉부재(40)를 결합하고, 이때, 베이스(10)의 연장부(13)와 밀봉부재(40)의 연장부(42)가 상호 일치하도록 안착되고, 베이스(10)의 돌출부(12)에 밀봉부재(40)의 돌출부(42)가 결합되며, 밀봉부재(40)의 수용홈(42a) 에는 베이스(10)의 돌출부(12)의 상부가 끼움결합된다.

이후 밀봉부재(40)의 관통공(43a) 및 베이스(10)의 개구부(12b)를 통과하여 전선(W)을 인입 및 인출함으로써 베이스(10)의 수용홈(11)에 전선(W)을 가로질러 설치한다.

이어서, 상기 베이스(10)의 관통공(12a)에 접속구(50)를 필요한 개수만큼 삽입한 후 그 상부에 인쇄회로기판(20)을 전기적으로 결합시킨다. 이때 접속구(50)의 상부를 인쇄회로기판(20)의 회로패턴에 납땜 등으로 통해 결합시킨다.

그런 다음, 투명커버(30)의 개구(34)에 밀봉부재(40)의 연장부(43) 및 베이스(10)의 연장부(13)를 함께 끼움결합시킨다.

이상과 같이 조립된 상태에서 투명커버(30)의 상부에 하중을 가하게 되면 커버(30)의 제1단턱(32)이 인쇄회로기판(20)의 가장자리를 가압하고, 이에 인쇄회로기판(20)에 결합된 접속구(50)의 지지부(53)가 하부로 향하는 압력을 받는다.

그 결과 상기 접속구(50)의 접속부(51)가 베이스(10)의 수용홈(11)에 안착 고정된 전선(W)을 관통하고, 전선(W)을 통해 흐르던 전원 및/또는 신호가 인쇄회로기판(20)으로 전달된다.

이와 동시에 투명커버(30)의 제2단턱(33)와 개구(34)는 밀봉부재(40)의 가장자리 및 연장부(43)에 동시에 하중을 가하면서 압착되고, 이때 투명커버(30)의 결합돌기(34a)가 베이스(10)의 결합홈(13a)에 끼움결합됨으로써 그 밀봉성을 보다 견고하게 확보할 수 있다.

이에 따라, 투명커버(30), 베이스(10), 이들을 관통하는 전선(W)은 밀봉부 재(40)가 받는 압력에 의해 그 기밀성이 견고하게 유지된다.

본 발명에 따른 다른 실시예로 도면에 도시되지는 않았으나 상기 투명커버(30)의 상부를 볼록렌즈 형상으로 형성하여 LED에서 발광하는 빛의 각도와 초점을 조절하는 방법도 가능하다.

한편, 본 발명에서는 단지 조명용 LED모듈의 결합구조에 한정하여 설명하고 있으나, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기와 같은 기술적 사상의 범주내에서 다양한 많은 변형이 가능하게 됨은 물론이다.

도 1은 본 발명에 의한 발광다이오드 모듈을 도시한 분해사시도이다.

도 2는 도 1의 화살표 A방향에서 바라본 정면도이다.

도 3은 도 2의 발광다이오드 모듈을 도시한 분해도이다.

도 4는 도 2의 B-B선을 따라 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에 의한 접속구를 도시한 사시도이다.

도 6은 종래기술에 따른 발광다이오드 모듈을 예시한 사진이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 *

10: 베이스 11: 수용홈

20: 인쇄회로기판 30: 투명커버

40: 밀봉부재

Claims (6)

1. 하나 이상의 전선이 수용되는 수용홈을 가지고, 상기 수용홈의 양단에 상향으로 돌출된 한 쌍의 돌출부 및 상기 각 돌출부의 외측에서 외경방향으로 연장된 한 쌍의 연장부를 가진 베이스;

   상기 베이스의 상부에 배치되고, 하나 이상의 LED가 실장된 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로기판에 전기적으로 접속되고, 하단부에 첨단형 접속부를 가진 하나 이상의 접속구;

   내부에 내벽면에 의해 한정되는 중공부를 가지고, 상기 인쇄회로기판의 상부에 결합되며, 상기 베이스의 연장부가 결합되는 한 쌍의 개구를 가진 투명커버; 및

   상기 투명커버 및 베이스 사이에 개재되고, 상기 베이스의 돌출부를 감싸는 돌출부를 가지며, 상기 베이스의 연장부 및 투명커버의 개구에 대응하는 위치에 한 쌍의 연장부를 가지고, 상기 각 연장부는 상기 베이스의 연장부와 함께 상기 투명커버의 개구에 결합되는 밀봉부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈.
2. 제1항에 있어서,

   상기 베이스의 돌출부는 단턱진 제1 및 제2 돌출부를 포함하고, 상기 밀봉부재의 돌출부는 절곡 구조로 형성되며, 상기 밀봉부재의 돌출부는 수직방향으로 관통된 수용홈을 가지고, 상기 수용홈에는 상기 베이스의 제1돌출부가 끼움결합되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈.
3. 제2항에 있어서,

   상기 베이스의 돌출부는 수직방향으로 관통된 하나 이상의 관통공을 가지고, 상기 관통공에는 상기 접속구의 하부가 통과하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈.
4. 제2항에 있어서,

   상기 베이스의 돌출부는 상기 베이스의 수용홈과 소통하는 개구부를 가지고, 상기 밀봉부재의 연장부는 상기 베이스의 개구부 및 상기 베이스의 수용홈과 소통하는 관통공을 가지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈.
5. 제1항에 있어서,

   상기 투명커버의 개구 및 상기 베이스의 연장부는 그 결합되는 부분에 결합돌기 및 결합홈을 상호 대응되게 가지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈.
6. 제1항에 있어서,

   상기 투명커버의 내벽면에는 제1 및 제2 단턱이 형성되고, 상기 제1단턱에는 상기 인쇄회로기판의 테두리가 끼워지며, 상기 제2단턱에는 상기 밀봉부재의 테두리가 끼워지는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈.

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