KR100882322B1 - 방열기구가 구비된 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 상판의 가장자리로부터 절곡되어 연장된 측판을 갖는 복수 개의 적층형 방열체가 상호 간의 상판의 크기를 달리하여 상판 끼리 순차적으로 적층된 방열구조체와, 방열구조체의 최상층의 적층형 방열체의 상면과 최하층의 적층형 방열체의 저면에서 각각 방열 구조체와 결합되는 상부 및 하부 밀착판과, 상부 밀착판에 장착되는 발광유니트를 구비한다. 이러한 조명장치에 의하면, 원하는 방열용량에 대응하여 적층형 방열체의 적층 수를 가변시켜 적용하면 되기 때문에 제조가 용이하면서도 방열용량을 용이하게 가변시킬 수 있는 장점을 제공한다.
방열, 발광다이오드, 적층

Description

방열기구가 구비된 조명장치{lighting apparatus having heat sink}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로서, 상세하게는 방열용량을 용이하게 가변시킬 수 있는 방열구조를 갖는 조명장치에 관한 것이다.
최근 발광다이오드(LED;Light Emitting Diode)는 형광체를 적용하여 백색광을 생성하여 출사할 수 있는 구조가 알려지면서 단순 발광표시 기능 이외에 기존의 조명등을 대체할 수 있는 조명분야까지 그 응용범위가 확장되고 있다. 또한, 조명에 적합한 고출력용 발광다이오드에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.
반도체 소자의 하나인 발광다이오드는 정격 동작온도보다 온도가 올라가면 수명이 감소 되고 발광효율이 저하되기 때문에 발광다이오드의 출력을 높이기 위해서는 발광다이오드에서 발생 되는 열을 효과적으로 방출시켜 가능한 낮은 동작 온도 내에서 동작될 수 있는 방열 구조가 요구된다.
한편, 실내외의 경관 조명, 가로등, 인테리어 용 고출력 조명장치에 적용되는 고출력용 램프는 대부분 할로겐, 메탈할라이드, 나트륨 램프가 주로 이용되고 있으나, 전력소모가 크고, 사용수명이 5,000 내지 6,000시간 정도로 짧아 교체빈도가 잦은 단점이 있으며, 조명광이 단일색이여서 다양한 색상의 조명효과를 기대할 수 없어 용도에 제한이 있는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 개선하기 위해 최근에는 고출력용 발광다이오드를 이용한 조명장치가 다양하게 제안되고 있으나, 대부분 적용되는 발광다이오드의 개수 또는 출력에 따라 요구되는 방열용량을 용이하게 가변시킬 수 있고, 제조가 용이한 방열구조로 되어 있지 않아 이에 대한 개선이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 방열용량을 용이하게 가변시킬 수 있으면서도 제작이 용이한 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 조명장치는 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 절곡되어 연장된 측판을 갖는 복수개의 적층형 방열체가 상호 간의 상판의 크기를 달리하여 상판 끼리 순차적으로 적층된 방열구조체와; 상기 방열구조체의 최상층의 적층형 방열체의 상면과 최하층의 적층형 방열체의 저면에서 각각 상기 방열 구조체와 결합되는 상부 및 하부 밀착판과; 상기 상부 밀착판에 장착되는 발광유니트;를 구비한다.
바람직하게는 상기 적층형 방열체는 측판으로부터 상판으로 연장되게 형성된 통기홀이 다수 형성된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 방열 구조체의 최상층의 적층형 방열체 상에는 상기 발광 유니트에서 출사된 광을 반사시키기 위한 리플렉터가 더 구비된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 발광유니트를 에워싸도록 형성되어 상기 발광유니트에서 출사된 광을 확산시키는 캡과; 상기 캡을 착탈할 수 있도록 상기 방열 구조체의 최상층의 적층형 방열체 상에 마련된 착탈부재;를 더 구비한 다.
또한, 상기 적층형 방열체들의 상판은 사각형태를 이루되 모서리부분은 삼각형태로 모따기 처리된 것이 적용되고, 상기 측판은 상기 상판의 각 변으로부터 하방으로 연장되게 형성되어 있으며, 상판의 중앙을 기준으로 상기 상부 및 하부 밀착판과의 결합용 홀은 상판의 크기가 달라도 동일 위치에 형성된다.
상기 적층형 방열체는 열전도성이 좋은 구리 또는 알루미늄 소재로 형성되어 있고, 밀접되는 상판 상호간에는 방열그리스가 도포처리된 것이 바람직하다.
또한, 상기 방열구조체는 상기 측판이 상방으로 연장된 적층형 방열체와, 상기 측판이 하방으로 연장된 적층형 방열체가 상호 적층된 구조로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 조명장치에 의하면, 원하는 방열용량에 대응하여 적층형 방열체의 적층 수를 가변시켜 적용하면 되기 때문에 제조가 용이하면서도 방열용량을 용이하게 가변시킬 수 있는 장점을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 조명장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 조명장치에 캡이 결합된 상태를 나타내 보인 단면도이고, 도 3은 도 1의 조명장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 조명장치(100)는 방열구조체(110), 상부 및 하 부 밀착판(131)(132) 및 발광유니트(140)를 구비한다.
방열구조체(110)는 상호 다른 크기를 갖되 상판(112a 내지 112d) 상호 간이 면접촉상태로 순차 적층이 가능하게 형성된 복수 개의 적층형 방열체(110a 내지 110d)로 되어 있다.
도시된 예에서 방열구조체(110)는 상부에서부터 하부 방향으로 제1 적층형 방열체(110a), 제2적층형 방열체(110b), 제3적층형 방열체(110c) 및 제4적층형 방열체(110d)가 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. 도시된 예와 다르게, 적층형 방열체(110a 내지110d)의 적용 개수는 적용하고자 하는 방열용량에 따라 가변될 수 있다.
각 적층형 방열체(110a 내지 110d)는 상판(112a 내지 112d)의 크기를 달리하여 상호 적층이 가능하게 일체로 형성되어 있고, 이를 형태적으로 구분하면 상판(112)과 측판(114)으로 되어 있다.
상판(112a 내지 112d)은 판형으로서 사각형태를 이루되 모서리부분이 삼각형태로 모따기 처리된 부분(115)을 갖는 형상으로 되어 있다.
측판(114a 내지 114d)은 상판(112a 내지 112d)의 모따기 처리된 부분(115) 이외의 각 변으로부터 절곡되어 하방으로 연장되게 형성되어 있다. 각 측판(114a 내지 114d)의 연장길이는 상호 적층되게 조립된 상태에서 지지대상체에 대한 지지력을 높일 수 있도록 하단이 상호 나란하게 배열되게 적용하는 것이 바람직하다.
한편, 각 적층형 방열체(110a 내지 110d)는 측판(114a 내지 114d)으로부터 수직상으로 연장된 후 상판(112a 내지 112d)의 일부까지 연장된 통기홀(116)이 다 수 형성되어 있다.
바람직하게는 통기홀(116)을 통한 공기 흐름을 원할하게 하기 위해 도 3을 통해 알 수 있는 바와 같이 상판(112a 내지 112d)의 크기가 각각 다른 적층형 방열체(110a 내지 110d) 상호 간의 통기홀 형성라인은 상판(112a 내지 112d) 및 측판(114a 내지 114d)에서 상호 일치되게 형성된다.
각 상판(112a 내지 112d)에는 상부 및 하부 밀착판(131)(132)과의 결합용 홀(118)이 형성되어 있고, 중앙을 기준으로 각 상판(112a 내지 112d)의 크기가 달라도 상호 조립될 수 있게 동일 위치에 형성되어 있다.
도시된 예와 다르게 적층형 방열체(110a 내지 110d)는 상판(112a 내지 112d)의 형상이 사각형과 다른 형태의 다각형 또는 원형으로 형성될 수 있음은 물론이고, 측판(114a 내지 114d)은 상판(112a 내지 112d)의 형상에 대응되어 가장자리로부터 하방 또는 상방으로 연장되게 형성되면 된다.
각 적층형 방열체(110a 내지 110d)는 펀칭 및 절곡성이 용이하면서도 방열능력이 우수하고, 열전도성이 좋은 구리 또는 알루미늄 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 적층형 방열체(110a 내지 110d)는 판형 시트를 도 4에 도시된 바와 같은 형상으로 펀칭 또는 레이저 가공에 의해 형성 한 후 절곡을 가이드하기 위한 형성한 절곡안내홈(119)을 상호 연결하는 선을 따라 각 방향으로 절곡하여 형성하면 된다.
상부 및 하부 밀착판(131)(132)에는 상하로 관통되는 결합용 홀(131a)(132a) 이 형성되어 있다.
상부 및 하부 밀착판(131)(132)도 열전도성이 좋은 구리 또는 알루미늄 소재로 형성되는 것이 바람직하다.
상부 밀착판(131)은 상부에 발광다이오드와 같은 발광유니트(140)가 장착되는 장착공간을 제공하기 때문에 발광유니트(140)에서 발생되는 열을 방출시키기에 충분한 면적을 갖는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 상부 밀착판(131)은 하부 밀착판(132)과의 결합을 통해 적층형 방열체(110a 내지 110d) 사이의 공극을 최소화하는 역할과 발광유니트(140)에서 발생하는 열을 전도(conduction)에 의해 적층형 방열체(110a 내지 110d)에 효과적으로 분산시키는 역할을 한다.
상부 및 하부 밀착판(131)(132)은 도 5에 도시된 바와 같이 방열구조체(110)의 최상층에 해당하는 제1 적층형 방열체(110a)의 상면과 최하층인 제4적층형 방열체(110d)의 저면에서 각각 결합용 홀(118)(131a))(132a)을 통해 결합부재로 적용된 볼트(161)와 너트(162)를 이용하여 상호 결합된다. 또한, 조립시 적층형 방열체(110a 내지 110d) 상호 간은 조립용 홀(113)을 통해 상호 결합하면 된다.
또한, 적층형 발열체(110a 내지 110d) 및 상부 및 하부 밀착판(131)(132)은 상호 간의 적층 결합시 발광유니트(140)에서 발생되는 열의 전달이 효과적으로 이루어지도록 밀접되는 상판(112a 내지 112d) 및 상부 및 하부 밀착판(131)(132) 상호간에는 방열그리스(185) 예를 들면 실리콘이 도포처리되어 열전달 효율을 높이는 것이 바람직하다.
발광유니트(140)는 상부 밀착판(131)에 장착되어 있다.
발광유니트(140)에 적용되는 광원으로서는 발광다이오드가 적용되는 것이 바람직하고, 발광다이오드의 적용개수 및 발광색에 대해서는 제한하지 않는다.
캡(180)은 발광유니트(140)를 에워싸도록 하부가 열린 구형 형상으로 형성되어 발광유니트(140)를 외부로부터 보호하기 위해 적용되었고, 착탈부재(170)를 통해 착탈된다. 캡(180)은 단순히 발광유니트(140) 보호용으로 적용시 투명 또는 반투명 소재로 형성할 수 있다. 또한, 캡(180)은 발광유니트(140)에서 출사되는 광을 확산시키기 위해 확산기능을 갖는 PMMA(Polymethly Methacrylate)소재로 형성할 수 있다.
캡(180)은 도시된 형상 이외에도 반구형(도 6 및 도 7참조), 사각형등 다양한 형태로 형성된 것을 적용할 수 있다.
착탈부재(170)는 캡(180)을 착탈할 수 있도록 방열 구조체(110)의 최상층인 제1적층형 방열체(110a) 상에 마련되어 있다.
착탈부재(170)는 상방으로 연장된 후 발광유니트(140) 방향으로 돌출된 돌출턱(172)이 원주방향을 따라 간헐적으로 마련된 구조가 적용되었다.
이 경우 캡(180)의 착탈부재(170)와 대응되는 결합부분이 되는 외주면에는 돌출턱(172) 사이 공간을 통해 진입된 후 회전시 돌출턱(172)에 의해 형성된 결합홈 내로 삽입되어 이탈이 억제될 수 있는 끼움편(182)이 마련된 구조가 적용되면 된다.
도시된 예와 다르게 나사결합방식에 상호 착탈 될 수 있게 캡 및 착탈부재가 적용될 수 있고, 캡의 착탈방식은 본 실시 예로 제한하지 않음은 물론이다.
이러한 조명장치(100)는 방열구조체(110)가 지면 또는 그 밖의 지지체에 안착될 수 있는 구조로 되어 있어, 옥외 또는 옥내 조명용으로 이용할 수 있고, 요구되는 방열능력에 따라 적층형 방열체(110a 내지 110d)의 적용개수를 적절하게 적용하면 되기 때문에 제조가 용이한 장점을 제공한다.
한편, 상호 크기를 달리하는 적층형 방열체들은 앞서 예시된 적층구조와는 다르게 측판이 상방으로 연장된 형태로 일부가 배치될 수 있고 그 예가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 방열구조체의 최상층을 이루는 적층형 방열체(110a)는 측판이 상판 상부로 향하도록 배치되어 있고, 그 하부에 순차적으로 적층된 적층형 방열체(210b)(210c)(210d)는 측판이 하부로 연장되게 배치되어 있다.
이러한 방열구조체의 적층 구조는 앞서 도 1을 통해 설명된 최상층의 적층형 방열체를 뒤집어서 적층하면 된다.
또한 도시된 예에서는 상호 적층상태에서 하부로 연장된 측판들의 길이를 달리 적용할 수 있음을 보여주고 있다.
또한, 발광유니트(140)에서 출사되는 광을 반사시켜 열린 개구방향으로 집속시키기 위한 리플렉터(285)(385)가 방열 구조체의 최상층의 적층형 방열체(110a) 상에 장착되어 있다.
참조부호 280은 반구형 캡이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 조명장치에 캡이 결합된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 3은 도 1의 조명장치의 평면도이고,
도 4는 도 1의 적층형 방열체의 형성과정을 설명하기 위한 절곡 단계 이전의 평면도이고,
도 5는 도 1의 방열구조체와 상부 및 하부 밀착판을 분리하여 나타내 보인 분리 단면도이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 조명장치를 나타내 보인 단면도이고,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 조명장치를 나타내 보인 단면도이다.

Claims (7)

  1. 상판과, 상기 상판의 가장자리로부터 절곡되어 연장된 측판을 갖는 복수개의 적층형 방열체가 상호 간의 상판의 크기를 달리하여 상판 끼리 순차적으로 적층된 방열구조체와;
    상기 방열구조체의 최상층의 적층형 방열체의 상면과 최하층의 적층형 방열체의 저면에서 각각 상기 방열 구조체와 결합되는 상부 및 하부 밀착판과;
    상기 상부 밀착판에 장착되는 발광유니트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적층형 방열체는 측판으로부터 상판으로 연장되게 형성된 통기홀이 다수 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 방열 구조체의 최상층의 적층형 방열체 상에는 상기 발광 유니트에서 출사된 광을 반사시키기 위한 리플렉터가 더 구비된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 발광유니트를 에워싸도록 형성되어 상기 발광유니트에서 출사된 광을 확산시키는 캡과;
    상기 캡을 착탈할 수 있도록 상기 방열 구조체의 최상층의 적층형 방열체 상 에 마련된 착탈부재;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적층형 방열체들의 상판은 사각형태를 이루되 모서리부분은 삼각형태로 모따기 처리된 것이 적용되고, 상기 측판은 상기 상판의 각 변으로부터 하방으로 연장되게 형성되어 있으며, 상판의 중앙을 기준으로 상기 상부 및 하부 밀착판과의 결합용 홀은 상판의 크기가 달라도 동일 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적층형 방열체는 구리 또는 알루미늄 소재로 형성되어 있고, 밀접되는 상판 상호간에는 방열그리스가 도포처리된 것을 특징으로 하는 조명장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방열구조체는 상기 측판이 상방으로 연장된 적층형 방열체와, 상기 측판이 하방으로 연장된 적층형 방열체가 상호 적층된 구조로 된 것을 특징으로 하는 조명장치.
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