KR100932192B1 - 개선된 방열기능을 갖는 ｌｅｄ 조명기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 소자가 부착된 PCB 기판; 상기 PCB 기판의 상부에 밀착 부착되는 방열판; 상기 방열판의 상부에 밀착 부착되는 원형 방열통; 및 상기 방열통의 상부에 부착되는 전구 소켓을 포함하되, 상기 방열통에는 방사상으로 다수 개의 방열핀이 탈착가능하게 부착되어 있는 바, 상기 방열통에 형성된 방열핀은 아래쪽이 넓고 상부가 좁은 상협하광의 형상이며, 표면에는 주름이 져 있다.

LED, 방열, 전구, 조명기구, 상협하광, 방열핀

Description

개선된 방열기능을 갖는 ＬＥＤ 조명기구{A LED light apparatus having the advanced radiation of heat}

본 발명은 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고출력 발광 다이오드를 광원으로 하는 전구의 방열기능을 개선하기 위한 LED 조명기구에 관한 것이다.

본 발명은, 본 발명자의 선출원 제2009-26515호의 '개선된 방열기능을 갖는 ＬＥＤ 조명기구'의 발명과 관련되며, 상기 명세서의 내용은 본 명세서에서 참조되어진다.

일반적으로 광고판이나 간판, 조명 등의 기타 광학적 소재로 많이 사용되고 있는 발광 다이오드(LED)는 종래의 광원에 비하여 소형이고, 수명은 길며, 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 소모될 뿐만 아니라 광학효율이 뛰어나 일반조명분야에 널리 사용되고 있다.

또한, LED는 전력소모가 적고 절전효과가 있는 특성상 반영구적으로 사용할 수 있어 내구성이 좋으며, 여러 개의 고출력 백색 발광 다이오드들의 빛으로 조명을 실시함에 따라 상기 고출력 백색 발광다이오드의 설치 개수와 공급 전류의 조절 등을 통해 조도를 다양하게 조절할 수 있어 제품 자체의 상품성 및 신뢰성을 대폭 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 이러한 LED는 발광다이오드라는 고전류, 고휘도의 칩으로 인하여 자체 열이 많이 발생하며, 고온에서는 광학특성이 저하되는 문제점이 있다.

따라서, 일정한 광학특성을 유지하기 위해서는 LED에서 발생되는 열을 충분히 방열하여야 하며, 충분한 방열이 이루어지지 않으면 광학출력특성이 저하되거나, 장기적인 수명단축과 효율저하가 초래되므로, 발광 다이오드와 이들이 장착된 기판의 내부 열을 방출시킬 필요가 있다.

본 발명의 목적은 LED 소자가 부착된 PCB 기판의 내부 열을 효율적으로 방출하여 LED를 광원으로 하는 전구의 방열기능을 개선하기 위하여, 원통형의 방열통에 다수개의 방열핀이 탈착가능하게 부착된 방열기구를 포함하는 LED 조명기구를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구는, LED 소자(11)가 부착된 PCB 기판(10); 상기 PCB 기판(10)의 상부에 밀착 부착되는 방열판(20); 상기 방열판(20)의 상부에 밀착 부착되는 원통형 방열통(32); 및 상기 방열통(32)의 상부에 부착되는 전구 소켓(40);을 포함하되, 상기 방열통(32)에는 방사상으로 다수 개의 방열핀(31)이 탈착가능하게 부착되어 있으며, 상기 방열핀(31)의 하측에는 상기 방열판(20)에 걸리는 구부러진 돌출곡부(31b)가 형성되어 있고, 상기 방열판(20)의 상기 돌출곡부(31b)와 맞닿는 부분은, 상기 돌출곡부가 안착되도록 외곽연부를 따라 돌출된 테두리(20a)가 형성되며, 상기 돌출곡부(31b)의 구부러진 평면부는 상기 방열판(10)과 최대한 접촉하면서, 그 구부러진 말단부는 이웃하는 방열핀(31)과 맞닿아 있게 되는 것을 특징으로 한다.

이때, 바람직하게는 상기 방열통에 형성된 방열핀은 아래쪽이 넓고 상부가 좁은 상협하광의 형상이며, 표면에는 주름이 져 있다.

또한, 바람직하게는 상기 방열통 및 상기 방열통의 상부에 부착되는 연결캡 및 컨버터용 PCB에는 중공이 형성되며, 상기 전구 소켓의 상부에는 통기용 홀이 형성되어 내부의 가열된 공기가 외부로 배출될 수 있도록 한다.

또한, 바람직하게는 상기 PCB 기판과 상기 PCB 기판의 상부에 위치하는 방열판은 열전도성 양면 테이프로 서로 부착된다.

또한, 바람직하게는 상기 LED 소자가 부착된 PCB 기판의 하부에는 LED광 확 산용의 반투명 플라스틱 커버가 부착된다.

본 발명의 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구에 의하면, LED 소자가 부착된 PCB 기판에서 발생하는 열이 방열통에 탈착가능하게 부착된 방열핀을 통하여 외부로 효과적으로 발산되므로, 고출력 LED 전구의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구의 분해 사시도이며, 도 2는 도 1의 방법에 의해 결합된 본 발명의 LED 조명기구의 사시도이며, 도 3은 도 2의 종단면도이며, 도 4는 본 발명의 제2 실시예의 LED 조명기구의 방열기구의 평단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 우선 LED 소자(11)가 부착된 PCB 기판(10)이 형성되며, 상기 LED 소자(11)는 고전류, 고휘도의 특성상 구동시 자체 열이 많이 발생한다. 따라서, 상기 PCB 기판(10)의 상부에는 금속재질(일예로 Al)의 방열판(20)이 부착되는데, 이때 상기 PCB 기판(10)과 방열판(20)은 열전도성을 가진 양면 테이프를 사용하여 고정될 수 있으며, 또는 상기 방열판(20)에 형성된 중앙홀에 상기 PCB 기판(10)이 끼워 맞춤 되어 고정되거나, 기타 다른 방법, 예컨데 볼트를 사용하여 결합될 수도 있다.

상기 방열판(20)의 상부에는 방열기구(30)가 부착되는데, 상기 방열기구의 방열통(30)은 안쪽은 중공(32b)을 갖는 방열통(32) 및 체결볼트(21)와 결합되는 볼트공(32c)이 형성되고, 실린더 주위에는 방열핀 삽입홈(32a)이 형성되며, 상기 방열핀 삽입홈(32c)에 아래쪽이 넓고 상부가 좁은 상협하광의 날개 형상인 방열핀(31)이 삽입되어 진다. 더 상술하면, 상기 방열핀(31)은 안쪽은 직선형의 삽입부(31d)가 형성되고, 바깥쪽은 전체가 아래쪽이 넓고 상부가 좁은 상협하광의 날개 형상이 호형상(31c)으로 되어 있으며, 상하부에는 각각 연결캡(60)에 걸리는 돌출부(31a) 및 방열판(20)에 걸리는 구부러진 돌출곡부(31b)가 형성되어 있어, 결국 방열핀은 측방향은 물론 상방향으로도 외부에 노출되는 구조를 갖는다. 더욱 바람직하게는, 도 4의 제2 실시예처럼 표면에는 주름이 져 있다.

아울러, 상기 연결캡(60)의 상기 방열핀(31)의 상측 돌출부(31a)와 맞닿는 부분은, 역시 상기 돌출부가 안착되도록 외곽연부를 따라 돌출된 테두리(60a)가 형성되고, 상기 방열판(20)의 상기 방열핀(31)의 하측 돌출곡부(31b)와 맞닿는 부분은, 역시 상기 돌출곡부가 안착되도록 외곽연부를 따라 돌출된 테두리(20a)가 형성되는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 돌출곡부(31b)의 구부러진 평면부는 상기 방열판(10)과 최대한 접촉하면서, 그 구부러진 말단부는 이웃하는 방열핀(31)과 맞닿아 있게 되는 것이 바람직하다.

따라서, 방열기구(30)는, 날개 형상의 방열핀(31)들이 방사상으로 형성된 형태를 하고 있어 전체로서의 프로파일은 원뿔대에 가까운 형상을 지니고 있다. 상기 방열판(20)과 방열기구 방열통(32)은 볼트(21) 등에 의해 밀착고정되어 열전도가 용이하게 이루어지도록 하며, 상기 방열통(32) 역시 열전도가 용이한 알루미늄 등의 금속 재질로 되어 있으며, 상기 방열통(32)에 형성된 방열핀(31)을 상협하광형으로 하여, 상기 LED기판(10) 및 방열판(20)으로부터 전도된 열이 자연스럽게 대기로 방출되도록 한다. 따라서, 상기 호 형상의 상협하광형의 방열핀은 측방향은 물론 상방향으로도 외부로 노출되는 구조를 갖게 되므로, 측면방향으로만 외부로 노 출된 본 발명자의 선출원 제2009-26515호의 발명보다 더욱 우수한 방열효과를 발휘하게 된다.

더욱 바람직하게는, 도 4의 제2 실시예처럼, 그 표면을 주름지게 하여 그 표면적을 최대화시킴으로써 공기와 접촉하는 면적을 증대시켜 방열효과를 더 높일 수 있게 하였다.

상기 방열통(32)의 상부에는 외부 전원과 접속되는 전구 소켓(40)이 부착되는 바, 먼저 상기 방열통(32)과 연결캡(60)이 볼트(61) 등에 의해 고정되며, 상기 연결캡(60)과 전구 소켓(40)은 다시 스냅핀 등의 방식에 의해 별도 방식으로 고정된다. 상기 외부 전원과 접속되는 전구 소켓(40)은 기존의 할로겐 램프용 전구 소켓이므로, 본 발명의 LED 조명기구는 추가적인 장비나 설치 없이 바로 기존의 전구형 소켓 리셉터클(미도시됨)에 체결하여 일반 전구 형태로 사용 가능하며, 이에 한정되지 않고 다양한 형태의 접속 단자로 이루어질 수 있다. 상기 전구 소켓(40)에서는 전선(41)이 뻗어나와 상기 연결캡(60)과 방열통(32)의 중공(32b)을 통해 PCB 기판(10)에 형성된 LED 소자(11)에 전력을 공급하여 준다.

미설명 부재 71은 PCB 기판의 LED에 전원을 공급하기 위한 컨버터 소자들이며, 70은 컨버터용 PCB이다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전구 소켓(40)의 상부에는 소정 크기의 홀(42)이 형성되어 있어, 내부의 가열된 공기가 상기 방열통(32)의 중공(32b)과 상기 연결캡(60)의 중앙홀(60b) 및 상기 컨버터용 PCB(70)의 중앙홀(70b)을 통하여 상기 통기용 홀(42)의 외부로 배출되어 방열효과를 더욱 증대시킬 수 있다.

상기 PCB 기판(10)의 하부에는 반투명 플라스틱이나 유리 재질의 커버(50)가 부착될 수도 있는데, 이는 직진성이 강한 LED 소자의 빛을 확산시키는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 LED 조명기구의 분해 사시도이며,

도 2는 도 1의 방법에 의해 결합된 본 발명의 LED 조명기구의 사시도이며,

도 3은 도 2의 종단면도이며,

도 4는 본 발명의 제2 실시예의 LED 조명기구의 방열기구의 평단면도이다.

Claims (4)

1. LED 소자(11)가 부착된 PCB 기판(10);

   상기 PCB 기판(10)의 상부에 밀착 부착되는 방열판(20);

   상기 방열판(20)의 상부에 밀착 부착되는 원통형 방열통(32); 및

   상기 방열통(32)의 상부에 부착되는 전구 소켓(40);을 포함하되,

   상기 방열통(32)에는 방사상으로 다수 개의 방열핀(31)이 탈착가능하게 부착되어 있으며,

   상기 방열핀(31)의 하측에는 상기 방열판(20)에 걸리는 구부러진 돌출곡부(31b)가 형성되어 있고,

   상기 방열판(20)의 상기 돌출곡부(31b)와 맞닿는 부분은, 상기 돌출곡부가 안착되도록 외곽연부를 따라 돌출된 테두리(20a)가 형성되며,

   상기 돌출곡부(31b)의 구부러진 평면부는 상기 방열판(10)과 최대한 접촉하면서, 그 구부러진 말단부는 이웃하는 방열핀(31)과 맞닿아 있게 되는 것을 특징으로 하는 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 방열통에 형성된 방열핀은 아래쪽이 넓고 상부가 좁은 상협하광의 날개 형상인 것을 특징으로 하는 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 방열통(32)에 탈착가능하게 부착된 방열핀(31)에는 주름이 져 있는 것을 특징으로 하는 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 방열통(32), 상기 방열통의 상부에 부착되는 연결캡(60) 및 컨버터용 PCB(70)에도 각각 중공(32b, 60b, 70b)이 형성되며, 상기 전구 소켓(40)의 상부에 는 통기용 홀(42)이 형성되어 내부의 가열된 공기가 외부로 배출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 개선된 방열기능을 갖는 LED 조명기구.

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