KR100956057B1 - Ｌｅｄ 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 상면에 이격돌기가 형성되고, 하면에 확산판이 결합되는 본체와, 전원 인가 시 빛을 발생하는 LED 모듈과, 상기 본체의 상부에 위치되고 상기 LED 모듈이 하부에 결합되어 상기 LED 모듈에서 발생한 열을 방출하는 방열구와, 상기 방열구의 상부에 결합되는 덮개와, 상기 덮개의 둘레에 설치되는 고정부재를 포함한다. 이와 같이 구성된 본 발명의 LED 램프는 설치시 상기 덮개를 포함한 LED 램프의 상부가 천장 패널에 매립되고, 상기 이격돌기에 의해 상기 본체와 천장 패널 사이에 간극이 형성된다. 따라서 간극을 통해 공기의 대류가 유도되고, 대류현상을 이용하여 LED 모듈에서 발생된 열을 효과적으로 방출한다.
LED, 램프, 대류, 방열, 비틀림 스프링, 고정바

Description

ＬＥＤ 램프{LED LAMP}
본 발명은 LED 램프에 관한 것으로, 구체적으로는 방열효율이 우수하고 설치가 용이한 LED 램프에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체의 P-N 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자 또는 정공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 반도체 소자를 지칭한다.
이러한 LED는 기존의 전구 또는 형광등에 비하여 소모 전력이 작고 수명이 수 내지 수십 배에 이르러, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 월등하다. 이를 위하여 종래에는 LED, 좀 더 상세하게 LED 소자(Chip)를 리드 프레임에 실장하여 LED 패키지를 구성하고, 다수의 LED 패키지가 기판 상에 장착하여 LED 모듈을 구성하였다.
한편, 상술한 LED 소자는 인가되는 전류의 크기에 따라 그 밝기가 조절되는데, 최근 LED 소자에 대한 기술이 점점 발달함에 따라 고전류를 인가하여 LED 소자의 밝기를 획기적으로 향상시킬 수 있게 되었다. 하지만 LED 소자에 고전류를 인가할 경우 밝은 빛과 함께 많은 열이 발생하므로, 이를 해결하지 아니할 경우 LED 소 자가 열화되어 크랙이 발생하는 등의 문제를 야기할 수 있다.
이를 방지하기 위하여 종래에는 LED 패키지의 리드 프레임 및 기판 상에 마련되어 상기 리드 프레임과 연결되는 방열부재를 통해 발생한 열을 외부로 배출하도록 하였다.
그러나 밝은 빛을 발생하기 위한 고출력의 파워칩과 같은 LED 소자를 사용하는 LED 모듈의 경우 패키지의 리드 프레임과 기판의 방열부재만으로는 한계가 있었으며, 이들만으로는 LED 소자의 수명이 단축되는 문제점을 해결하기에는 역부족이다.
일례로, 천장 등에 매립되는 램프는 램프 본체가 천장 내부에 위치되므로 만족할 만큼의 방열효과를 거두지 못하고 있다. 특히, 매립형 램프는 천장에 밀착되므로 천장과 램프 사이에 틈이 발생하지 않는다. 따라서 공기의 순환이 제대로 이루어지지 않아 방열효율이 매우 미미하다.
또한, 매립형 램프는 볼트 등의 고정수단에 의해 천장에 고정된다. 따라서 설치작업이 용이하지 못하고, 설치 후 유지보수가 힘들다. 뿐만 아니라 볼트 등의 고정수단이 외부로 돌출될 경우 미관이 저해되는 문제를 갖는다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 방열효율이 우수하고 설치가 용이한 LED 램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 LED 램프는, 상면에 이격돌기가 형성되고, 하면에 확산판이 결합되는 본체와, 전원 인가 시 빛을 발생하는 LED 모듈과, 상기 본체의 상부에 위치되고 상기 LED 모듈이 하부에 결합되어 상기 LED 모듈에서 발생한 열을 방출하는 방열구와, 상기 방열구의 상부에 결합되는 덮개와, 상기 덮개의 둘레에 설치되는 고정부재를 포함한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 LED 램프는 설치시 상기 덮개를 포함한 LED 램프의 상부가 천장 패널에 매립되고, 상기 이격돌기에 의해 상기 본체와 천장 패널 사이에 간극이 형성된다. 따라서 간극을 통해 공기의 대류가 유도되고, 대류현상을 이용하여 LED 모듈에서 발생된 열을 효과적으로 방출한다.
또한, 본 발명의 LED 램프는, 상기 고정부재가 상기 덮개의 둘레에 형성된 고정편에 결합되는 비틀림 스프링 및 상기 비틀림 스프링에서 외측으로 연장되는 고정바를 포함한다. 따라서 LED 램프의 설치 시 상기 고정편의 일단이 천장 패널의 상면을 탄성 지지하며 고정된다. 즉, 본 발명의 LED 램프를 원터치 방식으로 천장 패널에 고정할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 의한 LED 램프는, 천장과의 사이에 공간을 두어 LED 모듈의 주변 공기가 순환할 수 있도록 함으로써 공기의 대류를 유도하고, 이를 이용하여 LED 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있으며, LED 모듈의 수명을 연장함과 동시에 발광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 볼트 등과 같은 별도의 고정수단을 사용하지 않고도 설치가 가능하므 로 설치작업이 용이하고, 게다가 고정수단이 외부로 노출될 우려가 없으므로 장식적 효과와 미관을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프(100)는, 본체(110)와, 전원 인가 시 빛을 발생하는 LED 모듈(140)과, LED 모듈(140)에서 발생한 열을 외부로 방출하는 방열구(150)와, 방열구(150)의 상부에 결합되는 덮개(160)와, LED 램프(100)를 천장 패널(200)에 고정하는 고정부재(180)로 구성된다.
본체(110)는 LED 램프(100)가 천장 패널(도 3의 200)에 설치된 상태에서 실내로 노출되는 부분이다. 이러한 본체(110)는 LED 모듈(140)에서 발생한 빛을 고르게 분산하기 위한 기능적인 측면, 그리고 이와 더불어 사용자로 하여금 심미감을 불러일으킬 수 있는 디자인적인 측면을 모두 고려하여 제작되어야 한다.
본 실시예의 본체(110)는, LED 램프(100)의 디자인적인 측면을 고려한 상부 몸체(120)와, 기능적인 측면을 고려한 하부 몸체(130)로 이루어진다.
상부 몸체(120)는 소정 두께를 갖는 원판형상이다. 그 중앙에 조사공(122)이 형성되고, 조사공(122)의 둘레에는 복수의 이격돌기(124)와 결합돌기(126)가 방사형으로 배치된다.
이때, 조사공(122)은 LED 모듈(140)에서 발생한 빛이 실내로 조사될 수 있도록 개방된 공간이며, 그 테두리는 상향으로 돌출되어 상부에 위치된 LED 모듈(140)이 방열구(150)에 밀착되도록 지지한다.
또한, 이격돌기(124)는 천장 패널(200)의 하면에 부착된 본체(110), 좀 더 상세하게는 상부 몸체(120)와 천장 패널(200) 사이에 소정 간극이 형성되도록 상부 몸체(120)를 이격시키는 역할을 한다. 이와 같이 상부 몸체(120)를 천장 패널(200)과 이격시키는 이유는 이격된 틈(간극)을 통해 공기가 유입되도록 함으로써 LED 램프(100)의 주변 공기를 순환(대류)시켜 LED 모듈(140)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위함이다.
또한, 결합돌기(126)는 방열구(150)의 위치를 지정함과 동시에 방열구(150)의 유동을 방지하기 위한 수단이다. 그리고 본체(110), 방열구(150) 및 덮개(160)를 고정, 결합시키는 고정나사(190)가 결합되는 부분이며, 이를 위해 상면에 결합홈(128)이 상면에 형성된다.
이러한 구조의 상부 몸체(120)는 일정한 색상을 갖는 투명재질로 제작된다. 따라서 LED 모듈(140)에서 빛이 발생할 경우 LED 램프(100)의 주위로 유색의 빛의 은은하게 퍼져 사용자로 하여금 심미감을 불러일으킨다.
하부 몸체(130)도 소정 두께를 갖는 원판형상이다. 상면에 상부 몸체(120)가 삽입되는 안착홈(132)이 형성되며, 중앙에 조사공(134)이 형성된다. 그리고 조사공(134)에 확산판(136)이 결합되며, 확산판(136)의 중앙에 흡입공(138)이 형성된다.
상술한 조사공(134)에 결합되는 확산판(diffuser plate, 136)은 LED 모듈(140)에서 발생한 빛을 고르게 분산시킨다. 즉, 입사된 빛을 확산 및 산란시켜 출광면의 정면방향의 휘도를 증대시키고 균일하게 한다.
이러한 확산판(136)은 광확산 능력이 우수하고 고휘도화가 가능한 폴리에스테르(PET) 수지를 주로 사용한다. 또한, 입사된 광이 넓은 범위에서 균일한 분포로 발산되도록 폴리에스테르 수지의 표면에 광 확산용 부재를 코팅하여 사용할 수 있다.
한편, 확산판(136)이 결합되는 조사공(134)의 둘레는 하향으로 돌출된다. 그리고 그 내측면에는 요철이 형성되거나 시트가 부착되어, 고휘도화에 따른 눈부심을 방지한다.
확산판(136)의 중앙에 형성된 흡입공(128)은 LED 램프(100)의 내부로 공기가 유입되도록 함으로써 LED 램프(100)의 주변 공기를 순환(대류)시켜 LED 모듈(140)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위한 수단이다.
LED 모듈(140)은, 상부 몸체(120)의 조사공(122) 둘레에 의해 지지되어 방열구(150)의 하면에 삽입, 밀착되는 기판(144)과, 기판(144)의 하면을 따라 동일한 간격으로 배치되는 다수의 LED 패키지(142)로 구성된다.
상술한 LED 패키지(142)는 도면에 도시되진 않았지만 그 내부에 LED 칩이 실장되어 전원이 인가될 경우 빛을 발생시키는 구조로, 예를 들어 리드프레임에 상기 LED 칩이 실장된 구조로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(144)은 LED 패키지(142), 좀 더 상세하게는 LED 칩에 전원을 인가하고 LED 패키지(142)의 동작 시 발생되는 열을 빠르게 방출하기 위한 것이다. 이러한 기판(144)은, 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB), 금속 심 인쇄회로기판(Metal Core Printed Circuit Board; MCPCB), FR4, BT 수지(Bismaleimide Triazine Resin; BT Resin) 등을 포함할 수 있다.
방열구(150)는 LED 모듈(140)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 구성요소이다. 이러한 방열구(150)는, 디스크(152)와, 디스크(152)의 상면에 방사형으로 배열된 다수의 방열핀(154)으로 이루어진다.
도면에 도시되진 않았지만 디스크(152)의 하면에는 LED 모듈(140), 좀 더 상세하게는 기판(144)이 삽입되는 홈이 형성된다. 또한, 디스크(152)의 중앙에는 관통공(156)이 형성되고, 둘레에는 결합돌기(126)의 측면이 삽입되는 장착홈(158)이 형성된다. 또한, 결합돌기(126)의 결합홈(128)과 대응되는 위치의 방열핀(154)에는 연결공(159)이 형성된다.
이때, 관통공(156)은 확산판(136)의 흡입공(138)을 통해 유입된 공기(LED 램프(100)의 주변 공기)를 방열핀(154) 사이로 유도하여 LED 모듈(140)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위한 수단이다. 또한, 장착홈(158)은 결합돌기(126)와 함께 방열구(150)의 위치를 지정함과 동시에 방열구(150)의 유동을 방지하는 수단이다. 또한, 연결공(159)은 결합홈(128)과 함께 본체(110), 방열구(150) 및 덮개(160)를 고정, 결합시키는 고정나사(190)가 결합되는 부분이다.
덮개(160)는 다단으로 형성된다. 상단부(162) 내측에는 소정의 공간이 형성되어, 그 안에 LED 전원회로(170)가 설치된다. 또한, 도면에 도시되진 않았지만 하 단부(164)의 하면 둘레에는 단턱이 형성되어, 방열구(150)의 상단 일부가 삽입된다. 또한, 하단부(164)의 상면에는 다수의 배출공(166)과 결합공(168)이 형성된다.
이때, 덮개(160)의 상단부(162) 내측에 설치된 LED 전원회로(170)는 LED 모듈(140)로 전원을 인가하기 위한 수단이다. 이러한 LED 전원회로(170)는 외부에서 인가된 교류를 직류로 변환하는 정류기를 포함한다. 또한, 배출공(166)은 방열핀(154) 사이로 유도된 공기를 배출하여 방열 효율을 향상시키기 위한 부분이다. 또한, 결합공(168)은 상술한 결합홈(128) 및 연결공(159)과 함께 본체(110), 방열구(150) 및 덮개(160)를 고정, 결합시키는 고정나사(190)가 결합되는 부분이다.
LED 램프(100)를 천장 패널(200)에 고정하는 고정부재(180)는 덮개(160)에 설치되는데, 서로 대향하는 위치에 배치되어 LED 램프(100)가 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
이러한 고정부재(180)는, 덮개(160)에 형성된 고정편(169)에 결합되는 비틀림 스프링(182)과, 비틀림 스프링(182)에서 외측으로 연장되는 고정바(184)로 구성된다.
이와 같이 구성된 고정부재(180)의 고정바(184)는 비틀림 스프링(182)에 의해 하향으로 탄성 지지된다. 즉, 도면과 같이 하향으로 탄성 편의된 고정바(184)는 상부로 올렸다가 놓을 경우 비틀림 스프링(182)의 탄성에 의해 하부로 복귀한다.
상술한 탄성을 갖는 고정바(184)는 LED 램프(100) 설치 시 LED 램프(100)를 상향으로 탄성 편의시킨다. 이때, LED 램프(100)는 상향으로 탄성 편의되지만, 상부 몸체(120)의 이격돌기(124)가 천장 패널(200)에 걸리므로 고정된 상태를 유지한 다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 설치상태도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프(100)는 천장 패널(200)을 관통하도록 설치된다. 물론, 상술한 바와 같이 LED 램프(100)가 천장 패널(200)에 본체(110)가 실내로 노출되도록 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프(100)는 원터치 방식으로 설치된다. 즉, 고정바(184)를 상부로 회동시킨 상태에서 LED 램프(100)를 천장 패널(200)에 끼우면, 고정바(184)가 비틀림 스프링(182)의 탄성에 의해 하부로 복귀하고, 고정바(184)의 일단이 천장 패널(200)의 상면을 탄성 지지하며 고정된다. 이때, LED 램프(100)는 상향으로 탄성 편의되지만, 상부 몸체(120)의 이격돌기(124)가 천장 패널(200)에 걸리므로 고정된 상태를 유지한다.
따라서 볼트 등과 같은 별도의 고정수단을 사용하지 않고도 설치가 가능하므로 설치작업 뿐만 아니라 유지보수가 매우 용이하다. 뿐만 아니라 고정수단이 외부로 노출될 우려가 없으므로 장식적 효과와 미관을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 방열과정을 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프(100)는 이격돌기(124)에 의해 천장 패널(200)에서 소정 간극 이격되도록 설치된다. 이 간극(g)은 LED 램프(100)의 주변 공기가 유입되도록 함으로써 LED 램프(100)의 주변 공기를 순환(대류)시켜 LED 모듈(도 2의 140)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출하기 위함이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, LED 램프(100)와 천장 패널(200) 사이의 간극(g)을 통해 유입된 공기는 방열핀(154) 사이로 유도되어, LED 램프(100)의 측면을 통해 외부로 배출되거나 덮개(160)에 형성된 배출공(166)을 통해 LED 램프(100)의 상부로 배출된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프(100)는 흡입공(138)과 관통공(156)을 포함한다. 따라서 확산판(도 2의 136)의 흡입공(138)을 통해 유입된 공기는 관통공(156)을 통해 방열핀(154) 사이로 유도되고, 상술한 바와 같이 LED 램프(100)의 측면을 통해 외부로 배출되거나 덮개(160)에 형성된 배출공(166)을 통해 LED 램프(100)의 상부로 배출된다.
결국, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프(100)는 LED 램프(100)와 천장 패널(200) 사이의 간극(g)과 흡입공(138) 및 관통공(156)을 통해 공기의 대류를 유도하고, 이를 이용하여 LED 모듈(도 2의 140)에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있다. 또한, LED 모듈(140)의 수명을 연장함과 동시에 발광효율을 향상시킬 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능하다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 설치상태도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 램프의 방열과정을 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: LED 램프 110: 본체
140: LED 모듈 150: 방열구
160: 덮개 170: LED 전원회로
180: 고정부재 190: 고정나사
200: 천장 패널

Claims (9)

  1. 상면에 이격돌기가 형성되고 중앙에 흡입공이 형성된 확산판;
    상기 확산판이 하면에 결합되는 본체;
    전원 인가 시 빛을 발생하는 LED 모듈;
    상기 본체의 상면에 안착되고 중앙에 관통공이 형성되는 디스크 및 상기 디스크의 상면에 방사형으로 배열된 다수의 방열핀으로 구성되고, 상기 LED 모듈이 하부에 결합되어 상기 LED 모듈에서 발생한 열을 방출하는 방열구;
    상기 방열구의 상부에 결합되고, 상면에 배출공이 형성되는 덮개; 및
    상기 덮개의 둘레에 설치되는 고정부재를 포함하며, 설치시 상기 덮개를 포함한 LED 램프의 상부가 천장 패널에 매립되고, 상기 이격돌기에 의해 상기 본체와 천장 패널 사이에 간극이 형성되며, 상기 간극을 통해 유입된 공기가 상기 방열핀 사이로 유도되도록 하고, 상기 흡입공을 통해 유입되는 공기가 상기 관통공을 거쳐 상기 방열핀 사이로 유도되도록 함으로써 유입된 공기의 대류를 이용하여 LED 모듈을 냉각하는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부재는, 상기 덮개의 둘레에 형성된 고정편에 결합되는 비틀림 스프링과, 상기 비틀림 스프링에서 외측으로 연장되는 고정바를 포함하고, 설치 시 상기 고정편의 일단이 천장 패널의 상면을 탄성 지지하여 고정되며,
    상기 덮개의 내부에는 외부에서 인가된 교류를 직류로 변환하는 정류기를 포함하고, 상기 LED 모듈로 전원을 인가하는 LED 전원회로가 설치되며,
    상기 덮개, 상기 방열구 및 상기 본체에는 결합공, 연결공 및 결합홈을 포함하는 결합돌기가 형성되고, 상기 결합공, 연결공 및 결합홈에 결합되는 고정나사에 의해 고정, 결합되며, 상기 결합돌기의 측면이 삽입되는 장착홈이 상기 디스크의 둘레에 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 램프.
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