KR100982727B1 - Ｌｅｄ 조명기구 - Google Patents

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KR100982727B1
KR100982727B1 KR1020100003764A KR20100003764A KR100982727B1 KR 100982727 B1 KR100982727 B1 KR 100982727B1 KR 1020100003764 A KR1020100003764 A KR 1020100003764A KR 20100003764 A KR20100003764 A KR 20100003764A KR 100982727 B1 KR100982727 B1 KR 100982727B1
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엄용식
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Abstract

본 발명은 LED 조명기구에 관한 것으로서, 외주면에 복수의 외부돌기가 세로방향으로 형성된 원통체와, 상기 원통체의 이웃하는 외부돌기 사이의 외주면에 설치되고 하나 이상의 LED를 가지는 PCB로 구성된 조명부와, 상기 원통체의 내주면에 형성된 다수의 내부돌기로 이루어져 상기 원통체를 통해 LED에서 발생되는 열의 방열과 대류작용을 유도함으로써 방열효율을 향상시킨 LED 조명기구를 제공한다.

Description

ＬＥＤ 조명기구{LED lighting appratus}
본 발명은 LED 조명기구, 보다 상세하게는 LED의 방열효율을 향상시킨 실외용 LED 조명기구에 관한 것이다.
조명기구는 실내용과 실외용으로 구분되고, 특히 실외용 조명기구는 일반적으로 나트륨램프, 수은램프, 형광등 등의 램프를 사용하였으나 넓은 공간을 조명해야하는 특성상 실내용 조명기구에 비해 전력 소모가 심해서 최근에는 전력 소모가 적은 LED 램프가 많이 사용된다.
그러나, 상기 LED 램프는 LED의 특성상 많은 열이 발생하여 실외용으로 사용하기 위해 고출력화 시키는 경우 LED의 방열이 충분히 이루어지지 못하면 그 수명이 단축되는 문제점이 있다.
한편, 상기 실외용 조명기구는 통상적으로 LED에서 발산된 빛이 직진성을 유지하므로 조사된 면에 균일하게 조명이 이루어지지 않는 문제점이 있다. 또한 이러한 LED를 조명기구의 측면에 설치한 경우 발산된 빛은 단지 측면만을 비추게 되고 그 하부에는 빛이 비추어지지 않는 사각지대가 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래의 실외용 LED 조명기구가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LED의 방열효율을 향상시킨 LED 조명기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 또한 조사된 면에 빛이 균일하게 비추어지고 , 조명기구의 하부에도 빛이 비추어지는 LED 조명기구를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 위와 같은 목적은 외측에 복수의 외부돌기가 세로방향으로 형성된 원통체와; 상기 원통체의 이웃하는 외부돌기 사이의 외주면에 설치되고 하나 이상의 LED를 가지는 PCB로 구성된 조명부와; 상기 원통체의 상단에 상단개구부가 결합되고 상기 원통체와 조명부를 수용하는 공간부를 가지며 하부개구부를 가지는 커버와; 중앙에 상기 원통체에 상응하는 통공이 형성되고 상기 원통체의 하부개구부의 하부에 결합되는 캡부와; 상기 원통체의 상단과 상기 커버의 상단개구부의 결합부에 설치되는 고정캡과; 상기 캡부의 하부에 결합되며, 상기 조명부에 연결되는 전선을 가지는 소켓부와; 상기 조명부의 LED와 각각 대응되는 렌즈를 가지는 렌즈판;을 포함하여 구성되는 LED 조명기구를 제공함으로써 달성된다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 원통체의 내주면에 다수의 내부돌기가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 PCB와 렌즈판은 상기 원통체의 외부돌기에 형성된 홈부에 슬라이드 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 PCB와 렌즈판은 상기 원통체의 외부돌기에 나사결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 커버는 내주면에 세로방향으로 톱니형상의 홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 원통체의 상부와 상기 커버의 상부 내벽 사이에 공간부가 형성되고, 하나 이상의 LED가 설치된 환형의 보조PCB와 보조렌즈판이 상기 원통체의 상단면에 환설된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 렌즈판은 PCB의 LED와 마주보는 렌즈의 면에 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 상기 렌즈판은 일측면에 서로 대응되는 복수의 볼록렌즈가 형성된 제1,2렌즈판으로 분리 구성되고, 상기 제1,2렌즈판 사이에는 투명 또는 반투명의 두께조절판이 밀접 설치되고, PCB의 LED와 마주보는 렌즈판의 렌즈의 면에 홈부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 LED 조명기구는 중앙에 위치한 원통체를 통해 LED에서 발생된 열의 대류작용이 유도되므로 LED의 방열효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 상기 원통체의 내주면에 내부돌기를 형성함으로써 방열효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 원통체의 이웃하는 외부돌기 사이의 외주면에 설치된 조명부를 감싸는 커버의 내주면에 톱니형상의 홈을 형성함으로써 LED의 조사면에 보다 균일한 빛을 비출 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 원통체의 상부에 환형의 보조PCB와 보조렌즈판을 환설함으로써 조명기구의 하부에도 빛을 비출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 횡단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 종단면도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 LED 조명기구의 분해사시도.
이하 본 발명을 그 실시예에 의해 첨부도면을 참고로 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 LED 조명기구의 종단면도이다.
본 발명의 조명기구는 도 1에 도시된 바와 같이 후술하는 커버(30)의 상단개구부(31)가 위를 향하도록 설치할 수 있고, 상기 상단개구부(31)가 아래 또는 측면을 향하도록 설치할 수 있다. 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 커버(30)의 상단개구부(31)가 상향으로 설치된 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 의한 LED 조명기구(1)는 외주면에 복수의 외부돌기(12)가 세로방향으로 형성된 원통체(10)와, 상기 원통체(10)의 이웃하는 외부돌기(12) 사이의 외주면에 설치되고 하나 이상의 LED(21)를 갖는 복수개의 PCB(22)로 구성된 하나 이상의 조명부(20)와, 상기 원통체(10)의 외주면을 둘러싸고 상하단에 각각 개구부(31)를 갖는 커버(30)와, 상기 커버(30)의 하단개구부의 하부에 결합되는 캡부(40)와, 상기 커버(30)와 원통체(10)를 고정하도록 상기 원통체(10)의 상단과 상기 커버(30)의 상단개구부의 결합부에 설치되는 고정캡(50)과, 상기 캡부(40)의 하부에 결합되어 상기 조명부(20)에 전력을 공급하기 위한 소켓부(60)를 포함한다.
그리고, 상기 원통체(10)의 외부돌기(12) 사이의 외주면에는 상기 조명부(20)의 LED(21)와 각각 대응되는 렌즈(71)를 갖는 렌즈판(70)이 설치된다.
상기 원통체(10)의 외부돌기(12)에는 상기 조명부(20)의 PCB(22)와 렌즈판(70)이 각각 슬라이드 결합되는 홈부(13)가 형성되고, 상기 조명부(20)는 상기 외부돌기(12)의 외측 단부에 평탄면을 형성하여 나사 결합시킬 수도 있다.
상기 원통체(10)는 중공부를 갖는 원통의 관(11)으로서, 그 둘레에는 이웃하는 외부돌기(12)가 방사상으로 연결 형성되며, 이때 상기 원통체(10)의 관(10)은 삼각 또는 사각의 단면을 가진 관체로 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 원통체(10)는 상기 LED 조명기구(1)를 지지물에 설치할 경우 통상 세로로 위치하게 되고, 이에 상기 조명부(20)에 설치된 LED(21)에서 전도된 열에 의해 관(11)의 내부 공기는 상기 캡부(40)와 소켓부(60)의 틈으로부터 유입되어 위쪽으로 상승하게 되는 대류현상을 보이게 된다.
즉, 상기 관(11)의 내부에 승강하는 공기의 흐름이 발생하여서 상기 원통체(10)의 관(11)의 일단이 막혀있어 공기가 유입되지 않는 종래의 경우와 비교해 볼 때 현저한 방열 효율의 향상이 이루어지는 것이다.
이때, 상기 원통체(10)의 내주면에는 상기 원통체(10)의 방열면적을 증가시켜 방열효율을 상승시킬 수 있도록 복수의 내부돌기(14)가 형성되어 있다.
상기 내부돌기(14)는 바람직하게 열에 의한 공기의 상승을 방해하지 않도록 세로방향으로 형성되고, 더 바람직하게는 상기 관(11)을 통해 승강하는 공기가 상기 관(11) 내부에서 회전 승강되어 보다 빠르게 배출될 수 있도록 나선형으로 형성할 수도 있다.
상기 조명부(20)의 LED(21)는 PCB(22)의 일면에 표면실장기술(surface mount technology, SMT)로 설치하여 배면에 상기 외부돌기(12)의 외측 단부가 밀착될 수 있도록 구성되어 상기 외부돌기(12)의 단부를 통하여 상기 PCB(22)에 설치된 LED(21)의 열이 전도되어서 방열 속도를 가속시키는 것이다.
상기 커버(30)는 내부에 상기 원통체(10)와 조명부(20)를 수용할 수 있는 공간부가 형성된다.
이때 도면상에는 상기 커버(30)가 원형의 횡단면을 갖는 것으로 도시하고 있으나, 이는 삼각 또는 사각형 등의 다각형으로 그 구조가 변경될 수 있다.
상기 커버(30)의 상단개구부(31)는 상기 원통체(10)의 상단에 결합되고, 하단개구부(32)는 상기 캡부(40)에 각각 결합되는데, 상기 상단개구부(32)는 상기 원통체(10)의 관(11)과 대응되게 형성되어 상기 캡부(40)와 소켓부(60)가 이격된 공간부를 통해 유입된 공기가 자연스럽게 상기 원통체(10)의 관(11)을 통해 상기 커버(30)의 상단개구부(32)로 연결되도록 하는 것이다.
한편, 상기 커버(30)의 상단개구부(31)는 외부에 노출되는 실외용 조명기구의 특성을 고려할 때 상기 커버(30) 내부로 눈이나 비와 같은 습기가 침투되는 것을 방지할 수 있도록 상기 원통체(10)의 상단에 밀폐되게 끼움 결합된다.
상기 커버(30)는 LED(21)에서 발산된 빛이 통과하기 용이하도록 투명 또는 반투명의 재질로 형성되고, 바람직하게는 내구성이 우수하며 가격이 저렴한 합성수지 재질로 제작된다.
또한, 상기 커버(30)는 내주면에 길이방향으로 단면이 톱니형상인 홈(32)이 형성되고, 이러한 톱니형상의 홈(32)은 미세 프리즘의 기능을 하여 방향성이 있는 LED(21)의 빛을 산란시키는 작용을 한다.
즉, 위와 같이 LED(21)의 빛이 방출시 상기 커버(30)의 홈(32)을 통해 산란되면 빛의 지향성이 감소되므로 조사(照射)면에 빈 공간을 최소화시키며 균일한 빛을 조사 면에 비추는 효과가 있는 것이다.
상기 캡부(40)는 상면에 상기 커버(30)의 하단개구부와 원통체(10)의 하단부가 결합되고, 상기 캡부(40)의 중앙에는 상기 원통체(10)의 관(11)과 대응되는 통공(41)이 형성되고, 상기 통공(41) 둘레로는 일정간격을 두고 틈새이격돌기(42)가 하향 돌설된다.
상기 틈새이격돌기(42)는 상기 커버(30)와 캡부(40)가 서로 밀착되지 않도록 소정의 이격 공간을 마련해주어 이렇게 이격된 공간으로 공기가 유입되거나 유출되도록 하는 작용을 하는 것으로서, 이렇게 이격된 공간으로 공기가 유입 또는 유출될 수 있도록 한다.
또한, 상기 틈새이격돌기(42)에는 전선이 관통할 수 있도록 구멍(45)이 관통 형성되고, 이러한 틈새이격돌기(42)가 상기 소켓부(60)의 연결공(62)의 내주면에 끼움 결합되어 상기 구멍(45)을 통해 전선이 지나가며 상기 소켓부(60)의 내부에 설치된 전원공급장치와 조명부(20)의 PCB(22) 및 LED(21)를 전기적으로 연결하는 것이다.
이때 상기 틈새이격돌기(42)의 구멍(45) 중 적어도 2개에는 상기 소켓부(60)와 원통체(10)를 고정 결합하기 위해 볼트(43)가 체결된다.
즉, 상기 원통체(10)는 상기 캡부(40)의 상단에 전선이 연결되지 않은 구멍(45)을 통하여 볼트(43) 결합되되, 상기 소켓부 덮개(61)의 하면에서 볼트 결합하여 상기 원통체(10)와 캡부(40)를 소켓부에 견고하게 결합시키는 것이다. 이때 상기 원통체(10)는 볼트 결합이 아닌 접착 또는 소켓부(60)와의 강제 끼움 등 다양한 방법으로 결합시킬 수도 있다.
상기 소켓부(60)는 바람직하게는 상면의 소켓부 덮개(61)가 분리되도록 제작되고, 상기 소켓부 덮개(61)에는 상기 캡부(40)의 틈새이격돌기(42)와 대응되는 복수개의 연결공(62)이 형성된다.
그리고, 상기 틈새이격돌기(42)의 상기 소켓부 덮개(61)의 연결공(62)에 끼움 결합되는 부분에는 수분의 유입을 방지하기 위해 오링(44)이 설치되고, 상기 커버(30)의 하단과 캡부(40)의 결합부에도 오링을 설치함이 바람직하다.
상기 고정캡(50)은 상기 커버(30)의 상단개구부(31)에 끼움 결합되도록 일면에 단턱부(51)를 가지는 환형으로 형성되고, 상기 단턱부(51)에는 습기가 침투되는 것을 방지하는 오링이 삽입 설치된다.
또한, 상기 고정캡(50)의 수밀성과 기밀성을 향상시킬 수 있도록 상기 단턱부(51)의 외주면에 나사산을 형성하고, 상기 관(11)의 내주면 상단에도 이와 대응되는 나사산을 형성하여 서로 결합시킬 수 있다.
상기 렌즈판(70)은 상기 LED(21)의 전면 측에 결합되고, 바람직하게는 양면에 렌즈(71)가 각각 형성되어 상기 렌즈 중 LED(21)와 인접하는 렌즈의 중앙에는 소정 깊이의 홈부(73)가 형성되어 LED(21)에서 발산된 빛의 조사각을 조절하고 빛의 밝기 등을 최적화할 수 있다.
이는 상기 홈부(73)를 통하여 입사되는 LED(21)의 빛이 렌즈면에서 반사되어 굴절된 후 렌즈의 전면으로 발산되므로 빛이 다양한 조사각을 가지게 되어 LED(21)에서 방출된 빛의 직진성을 감소시키는 효과가 있는 것이다.
상기 렌즈(71)는 일정한 곡률반경을 가지는 볼록렌즈로 형성할 수 있으며, 렌즈의 일부가 평탄면인 비구면렌즈(aspherical lens)로 형성하는 것도 가능하다.
이러한 렌즈판(70)의 렌즈(71)들은 LED(21)에서 발산된 직진성 빛이 각각 개별적으로 퍼지게 하며, 이때 상기 렌즈(71)의 곡률반경은 LED(21)의 크기에 따라 다양하게 변경된다.
한편, 상기 원통체(10)에는 커버(30)의 통공 방향으로 그 일단에 하나 이상의 LED가 설치된 환형의 보조PCB(80)와 보조렌즈판(90)을 결합하여 커버(30)의 상단개구부(31) 방향으로 발산되는 LED 빛의 밝기를 증강시키는 것도 가능하다.
상기 보조PCB(80)와 보조렌즈판(90)은 상기 원통체(10)의 상단면에 강제 끼움 방식으로 고정할 수 있으며, 보조PCB(80)와 보조렌즈판(90)에 대응되는 볼트공(미도시)을 형성하고 원통체(10)의 돌기(12)에 볼트 결합하는 것과 같이 다양한 방법으로 결합할 수 있다.
위와 같이 본 발명은 특정 실시예를 들어 설명하였지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서는 얼마든지 수정 및 변형이 가능하다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈판(70')은 일측면에 서로 대응되는 복수의 볼록렌즈(76)(78)가 형성된 제1,2렌즈판(75)(77)으로 분리 구성되고, 상기 제1,2렌즈판(75)(77) 사이에는 투명 또는 반투명의 두께조절판(79)이 그 두께에 따라 LED(21)의 빛 발산 각도를 용이하게 조절할 수 있도록 밀접 설치될 수 있다.
1 ; LED조명기구 10 ; 원통체
11 ; 관 12 ; 외부돌기
13, 73 ; 홈부 14 ; 내부돌기
20 ; 조명부
21 ; LED 22 ; PCB
30 ; 커버 31 ; 상단개구부
32 ; 홈 40 ; 캡부
41 ; 통공 42 ; 돌기
43 ; 볼트 44 ; 오링
45 ; 구멍 50 ; 고정캡
51 ; 단턱부 60 ; 소켓부
61 ; 소켓부 덮개 62 ; 연결공
70 ; 렌즈판 71 ; 렌즈
80 ; 보조PCB 90 ; 보조렌즈판

Claims (9)

  1. 외주면에 복수의 외부돌기가 세로방향으로 형성된 원통체와; 상기 원통체의 이웃하는 외부돌기 사이의 외주면에 설치되고 하나 이상의 LED를 가지는 PCB로 구성된 조명부와; 상기 원통체의 상단에 상단개구부가 결합되고 상기 원통체와 조명부를 수용하는 공간부를 가지며 하부개구부를 가지는 커버와; 중앙에 상기 원통체에 상응하는 통공이 형성되고 상기 원통체의 하부개구부의 하부에 결합되는 캡부와; 상기 원통체의 상단과 상기 커버의 상단개구부의 결합부에 설치되는 고정캡과; 상기 캡부의 하부에 결합되며, 상기 조명부에 연결되는 전선을 가지는 소켓부와; 상기 조명부의 LED와 각각 대응되는 렌즈를 가지는 렌즈판;을 포함하여 구성되는 것에 있어서,
    상기 고정캡은 일면에 단턱부를 가지고 상기 단턱부에 오링이 삽입 설치되고;
    상기 원통체의 내주면에 다수의 세로방향의 내부돌기가 나선형으로 돌출 형성되고;
    상기 PCB와 렌즈판은 상기 원통체의 외부돌기에 형성된 홈부에 슬라이드 결합되고;
    상기 커버는 내주면에 세로방향으로 톱니형상의 홈이 형성되고;
    상기 원통체의 상부와 상기 커버의 상부 내벽 사이에 공간부가 형성되고, 하나 이상의 LED가 설치된 환형의 보조PCB와 보조렌즈판이 상기 원통체의 상단면에 환설되고;
    상기 렌즈판은 일측면에 서로 대응되는 복수의 볼록렌즈가 형성된 제1,2렌즈판으로 분리 구성되고, 상기 제1,2렌즈판 사이에는 투명 또는 반투명의 두께조절판이 밀접 설치되고, PCB의 LED와 마주보는 렌즈판의 렌즈의 면에 홈부가 형성된 것을 특징으로 하는 LED 조명기구.
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