KR100970509B1 - Ｌｅｄ 조명 장치 - Google Patents

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KR100970509B1
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이민수
박태환
오민수
김주현
김청래
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(주)인크룩스
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Abstract

길이 방향 사이즈 가변성이 높으며 밝기 균일성을 확보할 수 있는 바 형상의 LED 조명 장치에 관한 것이다.
이를 위한 LED 조명장치는, 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 회로 패턴이 형성된 바 형상의 인쇄회로기판, 인쇄회로기판에 배열된 다수의 LED 칩으로 구성되는 다수의 LED 어레이, 인쇄회로기판의 양단부와 다수의 LED 어레이 사이에 형성되며 제 1 단자부와 제 2 단자부 및 제 1 단자부와 제 2 단자부 사이를 구획하는 제 1 절개선으로 이루어지는 단자 어레이를 포함하고, 제 1 단자부는 제 1 극성의 제 1 단자와, 제 1 단자의 좌측에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 2 단자와, 제 1 단자의 하단에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 3 단자로 이루어지고, 제 2 단자부는 제 1 극성의 제 4 단자와, 제 4 단자의 우측에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 5 단자와, 제 4 단자의 하단에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 6 단자로 이루어지며 제 2 단자부는 제 1 단자부의 우측에 제 1 단자부와 대칭 형성된다.

Description

ＬＥＤ 조명 장치{LED LIGHTING DEVICE}
본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로서, 특히 길이 방향 사이즈 가변성이 높으며 밝기 균일성을 확보할 수 있는 바 형상의 LED 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로, LED(Light Emitting Diode)는 저전력 소비로 높은 휘도를 발생시키고, 친환경적이며, 수명 및 내구성이 우수하여 최근 들어 다양한 조명장치로 응용되고 있다. 예컨대, LED를 이용한 LED 조명장치는 건물의 외관을 조명하는 경관조명등, 광고용 조명등, 기타 일반 조명장치 등 매우 광범위한 영역에서 응용되고 있다.
통상 LED 조명장치는 칩 형태의 LED를 하우징 내에 내장한 형태로 제공되며, 평판형, 바(Bar)형 등 다양한 형상을 갖는다. 이러한 LED 조명장치들 중에서 바형 LED 조명장치는 바 형상의 틀 내부에 길이방향을 따라 다수의 LED를 배치한 구조를 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명 장치 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 LED 조명장치는, 다수의 LED 칩(110)이 배치되며 양단부에 각각 +,- 단자가 형성된 인쇄회로기판(100)과, 인쇄회로기판(100)이 수용되는 케이스(200)와, 케이스(200)의 양 측면으로 밀착 결합되며 전원선(400)이 인출되는 엔드 캡(300)을 갖는다.
이러한, 종래의 LED 조명 장치는 사이즈 확장을 위해서 인쇄회로기판(100)의 사이즈를 변경하거나 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 LED 칩(110)이 배열된 인쇄회로기판(100)을 수용된 케이스(200)를 인접하게 배치하고, 인접한 케이스(200) 내부의 인쇄회로기판(100) 사이를 전원선으로 연결해야 한다.
그런데, 종래의 기술에 따르면 인쇄회로기판(100)을 인접 배치하고, 전원선을 연결함에 따라, 인접한 인쇄회로기판(100) 사이의 LED 칩(110)의 등간격 유지가 어렵다. 즉, 각 인쇄회로기판(100) 상의 LED 칩(110)의 간격은 "d1"으로 등간격 이격되지만, 인접한 인쇄회로기판(100) 사이의 LED 칩(110)의 간격은 "d2"가 된다. 다시 말해, 인접합 인쇄회로기판(100) 사이는 엔드 캡(300)에 의해 일정 거리 이격된다. 또한, 인접한 인쇄회로기판(100) 방향으로 전원선을 인출시켜 상호 전기적으로 접속해야 한다. 결국, 인접한 인쇄 회고 기판 사이의 LED 칩 사이 간격이 멀어짐에 따라 밝기 균일도가 떨어져 음영이 발생하는 문제가 있다.
뿐만 아니라, 종래의 기술에 따르면 인접한 인쇄회로기판 사이를, 양단부에 형성된 +,- 단자로부터 인접한 인쇄회로기판 방향으로 전원선을 인출시켜 상호 전기적으로 접속해야 한다. 이에 따라 + 단자와 - 단자 사이에서의 쇼트 발생 가능성이 있다.
배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 바 형상의 인쇄회로기판에 + 단자와 - 단자를 갖는 다수의 단자부를 인접하게 배치하되, 서로 인접한 단자부들 사이의 + 단자와 - 단자 배열을 반대로 형성하고, 각 단자부 사이에 절개선을 형성함으로써, 원하는 사이즈에 따라 인쇄회로기판을 절단하여 사용할 수 있도록 하는 LED 조명 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 인접한 다수의 단자부들 사이의 + 단자와 - 단자를 반대로 형성하고, 엔드 캡의 전원선 인출공을 상단 혹은 하단에 형성함으로써 인접한 LED 조명 장치 사이를 이격시키지 않고 밀착시킬 수 있도록 하는 LED 조명 장치를 제공함에 있다.
과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 회로 패턴이 형성된 바 형상의 인쇄회로기판, 인쇄회로기판에 배열된 다수의 LED 칩으로 구성되는 다수의 LED 어레이, 인쇄회로기판의 양단부와 다수의 LED 어레이 사이에 형성되며 제 1 단자부와 제 2 단자부 및 제 1 단자부와 제 2 단자부 사이를 구획하는 제 1 절개선으로 이루어지는 단자 어레이를 포함하고, 제 1 단자부는 제 1 극성의 제 1 단자와, 제 1 단자의 좌측에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 2 단자와, 제 1 단자의 하단에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 3 단자로 이루어지고, 제 2 단자부는 제 1 극성의 제 4 단자와, 제 4 단자의 우측에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 5 단자와, 제 4 단자의 하단에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 6 단자로 이루어지며 제 2 단자부는 제 1 단자부의 우측에 제 1 단자부와 대칭 형성된다.
여기서, 각 단자부에는 각 단자들 사이를 길이 방향으로 절개하는 제 2 절개선이 더 형성될 수 있다.
또, 제 1 단자에 대각선 방향으로 대칭 형성되며 제 1 극성을 가지는 제 7 단자와, 제 4 단자에 대각선 방향으로 대칭 형성되며 제 1 극성을 가지는 제 8 단자를 포함할 수 있으며, 각 단자부에는 각 단자들 사이를 폭 방향으로 절개하는 제 3 절개선이 더 형성함으로써, 원하는 사이즈에 따라 인쇄회로기판을 절단하여 사용할 수 있다.
또한, 인쇄회로기판이 삽입되며 양측이 개방된 케이스와, 케이스의 양단부에 착탈식으로 결합되며 상단면 혹은 하단면에 전원선 인출공이 형성된 엔드 캡을 포함한다.
본 발명은 인쇄회로기판에 서로 반대 극성의 단자 배열을 가지는 다수의 단자부와 각 단자부 사이에 절개선을 형성함으로써, 다양한 사이즈로 변형할 수 있으며 인접한 LED 조명 장치 사이의 밝기 균일성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 전원선을 인접한 LED 조명장치 사이의 길이 방향이 아닌 상단 혹은 하단으로 인출함으로써, 인접한 LED 조명 장치 사이를 이격시키지 않고 밀착시켜 밝기 균일성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명 장치 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 LED 조명 장치를 다수 연결한 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명 장치 결합 사시도이다.
도 4는 도 3의 분해 사시도이다.
도 5는 도 3의 요부 확대도이다.
도 6은 도 5의 변형된 실시예를 나타낸 확대도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명 장치 조립 방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명 장치를 다수 연결한 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 LED 조명 장치 결합 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이며, 도 5는 도 3의 요부 확대도로서, 본 발명의 일실시예는 케이스(1)와, 인쇄회로기판(2)과, 엔드 캡(3)을 포함한다.
여기서, 케이스(1)는 인쇄회로기판(2)이 수용될 수 있도록 상부가 개방되며, 길이 방향으로 인쇄회로기판(2) 수용을 위한 제 1 공간부(11)가 형성된 바 형상을 갖는다. 그리고, 제 1 공간부(11)의 상면에는 인쇄회로기판(2) 삽입 후 외부로 빛이 방출될 수 있도록 투명 커버(4)가 장착된다. 이를 위하여, 케이스(1)의 상부 개방면에는 길이 방향으로 투명 커버(4)를 슬라이딩시켜 고정할 수 있도록 제 1 커버 결합홈(12)이 형성된다. 그리고, 케이스(1)의 양측은 엔드 캡(3)과 연통될 수 있도록 개방되며, 개방된 양단부에는 앤드 캡 체결부재(5)가 결합될 수 있도록 제 1 체결홈(13)이 형성된다.
인쇄회로기판(2)은 바(Bar) 형상으로 이루어지며, 그 상면에는 LED 어레이(21)가 실장된다. LED 어레이(21)는 인쇄회로기판(2)의 길이 방향으로 일정 간격 이격되는 다수의 LED 칩(21a)으로 구성된다. 그리고, 인쇄회로기판(2)에는 각 LED 칩(21a)에 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 회로 패턴이 형성된다. 또한, 인쇄회로기판(2)에는 LED 칩(21a)의 점등을 제어하기 위한 IC 컨트롤러(22)와, 저항(R1) 및 캐패시터(C1)가 실장된다.
본 발명의 특징적인 양상에 따라 인쇄회로기판(2)의 양단부와 다수의 LED 어레이(21) 사이에는 단자 어레이(SA)가 형성된다. 여기서, 단자 어레이(SA)는 제 1 단자부(23)와 제 2 단자부(24) 및 제 1 단자부(23)와 제 2 단자부(24) 사이를 폭 방향으로 구획하는 제 1 절개선(25)으로 이루어진다. 이때, 제 1 단자부(23)와 제 2 단자부(24) 사이에 제 1 절개선(25)이 형성됨에 따라 필요에 따라 제 2 단자부(24)를 절단하여 제거한 후 사용할 수 있다.
여기서, 제 1 단자부(23)는 + 극성을 가지는 제 1 단자(23a)와, 제 1 단자(23a)의 좌측에 형성되며 - 극성을 가지는 제 2 단자(23b) 및, 제 1 단자의 하단에 형성되고 - 극성을 가지는 제 3 단자(23c)로 이루어진다.
제 2 단자부(24)는 제 1 단자부(23)의 우측에 제 1 단자부(23)와 대칭 형성되는 것으로서, + 극성을 가지는 제 4 단자(24a)와, 제 4 단자(24a)의 우측에 형성되고 - 극성을 가지는 제 5 단자(24b) 및 제 4 단자(24a)의 하단에 형성되고 - 극성을 가지는 제 6 단자(24c)로 이루어진다.
또한, 제 1 단자부(23)와 제 2 단자부(24) 각각에는 폭 방향으로 이격된 단자 사이를 길이 방향으로 절개하는 제 2 절개선(26)이 형성될 수 있다.
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또, 각 단자에는 후술하는 전원선과의 전기적 배선을 위하여 각각 비아홀(H)이 형성된다.
도 6은 도 5의 변형된 실시예로서, 제 1 단자부(23)에는 제 7 단자(23d)가 더 형성되고, 제 2 단자부(24)에는 제 8 단자(24d)가 더 형성된다. 여기서, 제 7 단자(23d)는 + 극성을 가지며, 제 1 단자(23a)에 대각선 방향인 제 2 단자(23b)의 하단에 형성되고, 제 8 단자(24d)는 + 극성을 가지며 제 4 단자(24a)에 대각선 방향인 제 5 단자(24b)의 하단에 형성된다.
그리고, 제 1 단자부(23)와 제 2 단자부(24)에는 각 단자들 사이를 폭 방향으로 절개하는 제 3 절개선(27)이 더 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면 인접한 단자들을 서로 반대 극성의 단자 배열하여, 전원선을 길이 방향으로 인접한 + 단자와 - 단자로부터 인출함으로써, 전원선을 앤드 캡의 양측 단부에서 인출하지 않고 전후 방향으로 인출할 수 있다.
한편, 엔드 캡(3)은 케이스(1)의 양단부에 착탈식으로 결합되는 것으로서, 일측면과 상부면이 개방되며, 인쇄회로기판(2)의 단부가 수용될 수 있도록 제 2 공간부(31)가 형성된다. 또한, 상부 개방면에 투명 케이스(1)가 삽입 고정될 수 있도록 제 2 커버 결합홈(32)이 형성된다. 그리고, 엔드 캡(3)의 상단면 혹은 하단면에는 전원선 인출공(33)이 형성되며, 전원선 인출공(33)의 우측 바닥면에는 전원선 안착홈(34)이 형성된다. 또한, 엔드 캡(3)의 타측면에는 케이스(1)와 엔드 캡(3)을 결합하는 앤드 캡 체결부재(5)가 관통하는 체결공(35)과 앤드 캡 체결부재(5)가 삽입되는 제 2 체결홈(36)이 형성된다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전원선 인출공(33)이 엔드 캡(3)의 상단면 혹은 하단면에 형성됨에 따라 전원선을 길이 방향으로 인출하지 않고 상단 혹은 하단 방향으로 인출할 수 있다.
그리고, 인쇄회로기판(2)과 전원선(6)은 도전성 체결체(7)를 통해 전기적으로 접속된다. 즉, 도전성 체결체(7)가 제 1 단자부(23) 내지 제 4 단자부(26)의 + 단자 중 어느 하나의 + 단자의 비아홀(H)과, 이 + 단자에 인접한 - 단자 중 어느 하나의 - 단자에 형성된 비아홀(H)에 각각 삽입되는바, 전원선(6)과 인쇄회로기판(2)은 전기적으로 연결된다.
이때, 본 발명의 실시예는 LED 어레이(21)를 단일로 도시하였으나, 인쇄회로기판(2) 상에 다수의 LED 어레이를 배치하고, 각 LED 어레이 사이에 제 1 단자부 내지 제 4 단자부를 형성함으로써, 원하는 사이즈에 따라 각 단자부 사이에 형성된 절개선을 절단하여 사용할 수 있다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치 조립 방법을 설명하기 위한 참조도이다.
도 7a를 참조하면, 케이스(1)의 일측에 엔드 캡(3)을 결합시킨다. 즉, 케이스(1)의 일측에 엔드 캡(3)을 밀착시키고, 앤드 캡 체결부재(5)가 체결공(35)을 관통하여 제 2 체결홈(35)과 제 1 체결홈(13)에 차례로 삽입되도록 되도록 함으로써, 케이스(1)와 엔드 캡(3)을 결합시킨다.
도 7b를 참조하면, 전원선 인출공(33)으로 전원선(6)을 삽입하여 전원선 안착홈(34)에 전원선(6)을 안착시킨다.
도 7c를 참조하면, 제 1 공간부(11)와 제 2 공간부(31)에 인쇄회로기판(2)을 삽입한다. 그리고, 제 1 단자부(23) 내지 제 2 단자부(24) 중 어느 하나의 + 단자에 형성된 비아홀(H)과, 이 + 단자에 인접한 - 단자의 비아홀(H)에 도전성 체결체(7)를 삽입하여, 전원선(6)과 전기적으로 연결시킨다.
도 7d를 참조하면, 제 1 커버 결함홈(12)과 제 2 커버 결합홈(32)에 투명 커버(4)를 결합시키고, 케이스(1)의 일측에 엔드 캡(3)을 밀착시킨 다음 앤드 캡 체결부재(5)가 체결공(35)을 관통하여 제 2 체결홈(35)과 제 1 체결홈(13)에 차례로 삽입되도록 되도록 함으로써, 케이스(1)와 엔드 캡(3)을 결합시킨다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명 장치를 다수 연결한 상태를 도시한 도면으로서, 다수의 LED 조명 장치를 인접하게 배치한다. 이때, 각 인쇄회로기판(2) 상의 LED 칩(21a)의 간격은 "d1"으로 등간격 이격되지만, 인접한 인쇄회로 기판(2)의 LED 칩(21a)의 간격은 엔드 캡(3)에 의해 "d1" 보다 커지게 된다. 따라서, 인쇄회로기판(2)의 제 2 단자부(24)를 절개선(25)을 따라 절단하여 제거한다. 이에 따라, 인접한 인쇄회로기판(2) 사이의 LED 칩(21a)의 간격은 "d1"이 된다. 따라서, 인접한 인쇄회로기판(2) 사이에 음영 발생없이 균일한 조명을 얻을 수 있다.
또한, 종래의 기술에 따르면 인쇄회로기판 사이에 길이 방향으로 전원선을 인출함으로써, 인접한 LED 조명 장치 사이가 이격되는 문제가 있었으나 본 발명의 실시예에 따르면 전원선을 앤드 캡의 상단부 또는 하단부에서 인출하여 연결함에 따라 인접한 LED 조명 장치 사이를 밀착시킬 수 있다.
1 : 케이스 11 : 제 1 공간부
12 : 제 1 커버 결합홈 13 : 제 1 체결홈
2 : 인쇄회로기판 21 : LED 어레이
22 : IC 컨트롤러 23 : 제 1 단자부
24 : 제 단자부 25 : 제 1 절개선
26 : 제 2 절개선 27 : 제 3 절개선
3 : 앤드 캡 31 : 제 2 공간부
32 : 제 2 커버 결합홈 33 : 전원선 인출공
34 : 전원선 안착홈 35 : 체결공
4 : 투명 커버 5 : 앤드 캡 체결부재
6 : 전원선 7 : 도전성 체결부재

Claims (5)

  1. 전원 공급 및 제어 신호 전달을 위한 회로 패턴이 형성된 바 형상의 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판에 배열된 다수의 LED 칩으로 구성되는 다수의 LED 어레이;
    상기 인쇄회로기판의 양단부와 상기 다수의 LED 어레이 사이에 형성되며 제 1 단자부와 제 2 단자부 및 상기 제 1 단자부와 상기 제 2 단자부 사이를 구획하는 제 1 절개선으로 이루어지는 단자 어레이를 포함하고,
    상기 제 1 단자부는 제 1 극성의 제 1 단자와, 상기 제 1 단자의 좌측에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 2 단자와, 상기 제 1 단자의 하단에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 3 단자로 이루어지고,
    제 2 단자부는 제 1 극성의 제 4 단자와, 상기 제 4 단자의 우측에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 5 단자와, 상기 제 4 단자의 하단에 형성되고 제 2 극성을 가지는 제 6 단자로 이루어지며, 상기 제 2 단자부는 상기 제 1 단자부의 우측에 상기 제 1 단자부와 대칭 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각 단자부에는 각 단자들 사이를 길이 방향으로 절개하는 제 2 절개선이 더 형성됨을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 단자의 하단에 형성되며 제 1 극성을 가지는 제 7 단자와,
    상기 제 5 단자의 하단에 형성되며 제 1 극성을 가지는 제 8 단자를 포함함을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 각 단자부에는 각 단자들 사이를 상하 방향으로 절개하는 제 3 절개선이 더 형성됨을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판이 삽입되며 양측이 개방된 케이스;
    상기 케이스의 양단부에 착탈식으로 결합되며 상단면 혹은 하단면에 전원선 인출공이 형성된 엔드 캡을 포함함을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
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