KR100991465B1 - 엘이디 조명 램프 - Google Patents

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KR100991465B1
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

본 발명은 엘이디 조명 램프에 관한 것으로 엘이디 모듈(10)을 광원으로 사용하는 엘이디 조명 램프에서 엘이디 모듈(10)의 하부로 엘이디(11)의 발광 시 발생하는 열을 방열하는 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)을 구비하되, 상기 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 사이에 간격을 두고 구비하는 것이다.
즉, 본원 발명은 복수의 히트 싱크를 구비하되, 각 히트 싱크 사이에 간격을 형성하여 간격 사이로 공기를 통과시킴으로써 열교환 효율, 즉, 냉각 효율을 증대시키는 구조인 것입니다.
따라서 엘이디(11)를 사용한 조명 램프에서 복수 엘이디(11)의 발광 시 발생하는 열에 의해 엘이디 모듈(10)의 손상이나 오작동을 방지하고, 수명을 증대시킴은 물론 경제성을 가지는 다양한 규격의 조명 램프로 제조할 수 있는 것이다.
또한, 특히 MR16 램프와 같이 콤팩트한 규격을 가지는 조명 램프를 소비전력이 낮고 수명이 긴 엘이디(LED;Light Emitting Diode) 조명 램프로 제조할 수 있는 것이다.

Description

엘이디 조명 램프{LED LAMP}
본 발명은 엘이디 조명 램프에 관한 것으로 더 상세하게는 엘이디 모듈에서 발생하는 열을 원활히 냉각시켜 내구성 및 수명을 증대시킬 수 있도록 발명된 것이다.
일반적으로 조명 램프는 전기 전원을 공급받아 빛을 발광하는 발광체로써, 백열전구, 형광등, 수은 램프, 할로겐 램프, 나트륨 램프 등 여러 종류가 있다.
상기한 다양한 종류의 조명 램프는 각각 특성에 맞게 다양하게 사용되고 있으며, 전원을 공급하는 소켓에 결합되는 단자부를 구비하여 수명이 다하거나 고장난 경우 교체하여 사용이 가능하도록 구성되는 것이다.
통상적으로 건물의 실내 조명에는 백열전구, 형광등이 사용되고, 장식용이나 가게의 진열대의 조명으로 할로겐 램프가 주로 사용되는 실정이다.
근래에는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용한 엘이디(LED) 램프도 개발되었으며, 이러한 엘이디 램프는 작은 소비 전력과, 수명이 긴 장점을 가져 점차적으로 사용이 증대되는 추세인 것이다.
상기 엘이디 램프는 상기한 바와 같이 작은 소비 전력과 수명이 긴 장점이 있으나, 휘도가 낮아 조명용으로 사용하기 위해서 전기 전원을 공급받아 발광하는 복수의 엘이디 모듈을 사용해야 하는 번거로움으로 사용 범위에 제한이 있었던 것이다.
엘이디 램프는 기술의 발전으로 전력 소모량이 적고 고휘도로 발광하는 발광 다이오드가 개발되어 사용이 점차적으로 확산되고 있으나, 여전히 사용범위에는 제한이 있는 것이다.
일 예로 실내 장식용 조명등으로 주로 사용되는 MR16 할로겐 램프는 도 1에서 도시한 바와 같이 내주면에 반사판이 구비된 콘형상의 케이싱(1a) 내에 할로겐 가스를 충전시켜 필라멘트와 반응시켜 발광하는 것으로 연색성이 우수하여 태양빛에 근접한 빛을 발광하고, 수명이 긴 장점이 있는 것이다.
이러한 MR16 할로겐 램프(1)는 콤팩트하게 제조되어 진열대 조명 또는 인테리어 조명 등으로 규격화되어 제조되어 사용되는 것이다.
그러나, 상기한 MR16 할로겐 램프(1)를 엘이디 램프로 제조할 경우에 동일한 휘도를 확보하기 위해서 일정 형상의 케이싱 내에 복수의 엘이디를 구비한 엘이디 모듈을 장착해야 하는데 복수의 엘이디에서 발광 시 발생하는 열에 의해 엘이디 모듈이 쉽게 손상되므로 사실상 상기 MR16 할로겐 램프(1)를 엘이디 램프로 대체하여 제조할 수 없었던 것이다.
특히, 소형 램프 즉, MR16 할로겐 램프(1)의 경우 전압 제어를 위해 내부에 구비되는 드라이버에서 발생하는 열을 충분히 방열하지 못해, 드라이버에서 발생한 열이 엘이디 모듈로 전달되어 엘이디 모듈을 손상시키는 문제점이 있었던 것이다.
즉, 상기한 바와 같이 엘이디 램프를 MR16등과 같이 콤팩트한 규격을 가지는 램프로 제조할 경우 방열문제로 수명이 크게 단축되어 경제적인 문제로 사실상 제조하기 어려웠던 것이다.
본 발명의 목적은 발광 시 발생하는 열을 냉각시키는 냉각 효율을 증대시켜 열로 인한 엘이디 모듈의 손상을 방지하고 수명을 증대시키는 엘이디 조명 램프를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 콤팩트한 규격으로 제조가 가능한 엘이디 조명 램프를 제공하는 데 있다.
이러한 본 발명의 과제는 전기 전원을 공급받아 발광하는 하나 이상의 엘이디를 구비한 엘이디 모듈과;
복수의 방열핀부를 구비하고 상기 엘이디 모듈의 하부에 장착되는 제 1 히트 싱크부재와;
복수의 방열핀부를 구비하고 제 1 히트 싱크부재의 하부로 이격되게 장착되는 제 2 히트 싱크부재와;
상기 제 1, 2 히트 싱크부재 사이에 배치되어 제 1, 2 히트 싱크부재를 고정하는 싱크 고정부재와;
전기 전원을 엘이디 모듈의 사용 전압으로 변환하여 엘이디 모듈로 공급하는 드라이버가 내부에 구비되고 상기 드라이버에 연계된 단자부가 외측으로 돌출되며, 상기 제 2 히트 싱크부재의 하부에 장착되는 단자부재를 포함한 엘이디 조명 램프를 제공함으로써 해결되는 것이다.
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본 발명은 엘이디 모듈의 발광 시 발생하는 열을 방열하는 방열 효율을 증대시켜 고열로 인한 엘이디 모듈의 고장이나 오작동을 방지하고, 램프의 수명을 늘리는 효과가 있는 것이다.
또한 본 발명은 방열 효과를 증대시킴으로써 콤팩트한 규격의 다양한 조명용 램프를 제조할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 분해 사시도로서, 엘이디 모듈의 하부로 제 1, 2 히트 싱크부재가 간격을 두고 구비되고, 엘이디 모듈의 상부로 투명 또는 반투명 재질의 엘이디 커버부재가 결합되는 것을 나타내고 있다.
도 3은 도 2의 조립상태를 도시한 측면도로서, 제 1, 2 히트 싱크부재의 사이로 간격이 형성된 상태로 조립된 것을 나타내고 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 분해 사시도로서, 하우징부재의 내 부로 엘이디 모듈과, 제 1, 2 히트 싱크부재가 장착되는 예를 나타내고 있다.
도 5는 도 4의 조립상태를 도시한 단면도로서, 제 1, 2 히트 싱크부재가 사이로 간격이 형성되게 하우징부재의 내부로 장착되며, 하우징부재에 형성된 공기구멍으로 공기가 통과하여 방열 작용하게 되는 예를 나타내고 있다.
이하, 도 2에서 도시한 바와 같이 본 발명의 엘이디 모듈(10)은 각각 반사판을 구비한 복수의 엘이디(LED;Light Emitting Diode)(11)와, 복수의 엘이디(11)가 장착되며, 상기 복수의 엘이디(11)가 발광되도록 회로가 표면실장된 인쇄회로기판(12)을 포함하며, 인쇄회로기판(12)은 후술될 단자부재(40) 내의 드라이버(41)와 연결되게 접속되는 것이다.
그리고, 엘이디 모듈(10)은 후술될 드라이버(41)부터 변압된 전기 전원을 공급받아 발광하게 되는 것이다.
상기한 엘이디 모듈(10)은 공지된 통상의 것으로 상세한 설명을 생략함을 밝혀둔다.
상기 엘이디 모듈(10)의 상부에는 투명 또는 반투명 재질로 제조되어 엘이디(11)를 보호하는 엘이디 커버부재(13)가 결합되어 장착되며, 상기 엘이디 커버부재(13)는 유리 재질을 기본으로 하고 하부면에 엘이디(11)가 삽입되는 삽입홈(13a)을 복수 구비하여 인쇄회로기판(12)의 상부에서 각 엘이디(11)가 삽입홈(13a)으로 삽입된 상태로 장착 고정되는 것이다.
상기 엘이디 커버부재(13)는 외부의 충격이나 이물질로 인해 엘이디(11)가 파손되거나, 오작동되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이다.
상기 엘이디 모듈(10)의 하부에는 외측으로 복수의 방열핀부(20a)가 이격되게 돌출된 제 1 히트 싱크부재(20)가 장착된다.
상기 제 1 히트 싱크부재(20)는 몸체 중앙에 상기 엘이디 모듈(10)의 하부로 장착되는 중앙부가 구비되며, 복수의 방열핀부(20a)가 중앙부에서 방사상으로 간격을 두고 구비되는 것이다.
상기 각 방열핀부(20a)는 일정한 직경 내에서 공기와의 접촉면적이 넓어지도록 중앙부를 중심에서 임의의 원호를 가지도록 형성하는 것이 바람직하며, 이외에도 공기와의 접촉면적을 넓게 형성하여 열교환 효율을 증대시키는 어떠한 형상도 가능함을 밝혀둔다.
상기 제 1 히트 싱크부재(20)는 복수의 방열핀부(20a)로 공기와의 접촉면적을 증대시켜 공기와의 열교환을 통해 엘이디 모듈(10)의 발광 시 발생하는 열을 냉각시키는 것이다.
또한 상기 제 1 히트 싱크부재(20)의 하부에는 제 2 히트 싱크부재(30)가 이격되게 구비되며, 상기 제 2 히트 싱크부재(30)는 몸체 중앙에 제 1 히트 싱크부재(20)의 중앙부에 연결되는 장착부가 형성된다.
또한 상기 장착부의 상부에는 제 1 히트 싱크부재(20)의 중앙부로 고정되는 싱크 고정부재(31)가 돌출되며, 상기 싱크 고정부재(31)는 제 2 히트 싱크부재(30)의 장착부에 일체로 돌출될 수도 있으며, 별도로 제조되어 양 단부를 중앙부와 장착부에 각각 고정하여 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 사이의 간격을 유지하도록 할 수도 있는 것이다.
또한 상기 제 2 히트 싱크부재(30)는 복수의 방열핀부(20a)가 장착부에서 방사상으로 간격을 두고 구비되는 것이다.
상기 각 방열핀부(20a)는 일정한 직경 내에서 공기와의 접촉면적이 넓어지도록 중앙부를 중심에서 임의의 원호를 가지도록 형성하는 것이 바람직하며, 이외에도 공기와의 접촉면적을 넓게 형성하여 열교환 효율을 증대시키는 어떠한 형상도 가능함을 밝혀둔다.
제 2 히트 싱크부재(30)의 하부에는 통상의 전기 전원을 엘이디 모듈(10)의 사용 전압에 맞게 변환하여 엘이디 모듈(10)로 공급하는 드라이버(41)가 내부로 구비되고, 상기 드라이버(41)에 연결되며 램프 소켓으로 결합하는 단자부(40a)가 돌출된 단자부재(40)가 구비된다.
상기 단자부재(40)는 각각의 램프 규격에 맞게 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 MR16 램프로 제조되는 예를 기본으로 하여 콘형상으로 형성되는 것이며 하부에 MR16 램프의 램프 소켓으로 결합하는 단자부(40a)가 돌출되는 것이다.
상기 제 2 히트 싱크부재(30)는 복수의 방열핀부(20a)로 공기와의 접촉면적을 증대시켜 공기와의 열교환을 통해 엘이디 모듈(10)의 발광 시 발생하는 열을 냉각시키는데 단자부재(40) 내의 드라이버(41)에서 발생되는 열을 냉각시키는 것이다.
즉, 상기 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 사이에는 도 3에서 도시한 바와 같이 간격이 형성되므로, 공기가 통과하게 되는 것이다.
상기 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)는 사이 간격으로 통과되는 공기로 인해 공기와의 접촉 면적이 넓어져 열교환에 의한 냉각 효율이 증대되어 복수 엘이디(11)의 발광에 의한 열을 빠르게 냉각시켜 열에 의해 엘이디 모듈(10)의 손상이나 오작동을 방지할 수 있는 것이다.
또한 상기 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 분리로 열이 발생되는 엘이디 모듈(10)과 드라이버(41) 사이에 공간부가 형성되므로 드라이버(41)의 열이 엘이디 모듈(10)로 전달되는 것을 최소화하며, 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)를 통해 엘이디 모듈(10)과 드라이버(41)에서 발생하는 열을 원활히 방열할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예로 도 4에서 도시한 바와 같이 엘이디 모듈(10)과, 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)가 하우징부재(50)의 내부로 장착될 수도 있는 것이다.
엘이디 모듈(10)은 상기한 실시 예에서 설명한 바와 같이 각각 반사판을 구비한 복수의 엘이디(LED;Light Emitting Diode)(11)와, 복수의 엘이디(11)가 장착되며, 상기 복수의 엘이디(11)가 발광되도록 회로가 표면실장된 인쇄회로기판(12)을 포함하며, 인쇄회로기판(12)은 하우징부재(50) 내의 드라이버(54)과 연결되게 접속되는 것이다.
그리고, 엘이디 모듈(10)은 드라이버(54)부터 변압된 전기 전원을 공급받아 발광하게 되는 것이다.
상기한 엘이디 모듈(10)은 공지된 통상의 것으로 상세한 설명을 생략함을 밝 혀둔다.
하우징부재(50)의 내부에는 엘이디 모듈(10) 및 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)를 장착하되, 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)를 간격을 두고 장착할 수 있는 공간부(51)가 구비되는 것이다.
또 상기 하우징부재(50)는 엘이디 모듈(10)이 장착되는 공간부(51)의 상부 측으로 개방되어 엘이디 모듈(10)에서 발광된 빛이 외부로 조사되도록 하며, 하우징부재(50)의 개방된 부분에는 투명 또는 반투명 재질로 제조되어 엘이디(11)를 보호하며, 엘이디(11)의 빛을 외부로 투과시키는 엘이디 커버부재(13)가 결합되어 장착된다.
상기 엘이디 커버부재(13)는 유리 재질을 기본으로 하고 상기한 실시 예에서와 동일하게 하부면에 엘이디(11)가 삽입되는 삽입홈(13a)을 복수 구비하여 각 엘이디(11)가 삽입홈(13a)으로 삽입된 상태로 하우징부재(50)의 개방부에 장착되어 램프를 콤팩트하게 제조가능하게 하고, 램프 규격으로 제조된 일정한 형상의 하우징부재(50) 내에서 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)를 장착할 공간부(51)를 확보할 수 있도록 하는 것이다.
또한 하우징부재(50)는 통상의 램프 규격에 맞게 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 본 발명에서는 MR16 램프로 제조되는 예를 기본으로 하여 하부가 콘형상으로 형성되는 것이며 내부에 통상의 전기 전원을 엘이디 모듈(10)의 사용 전압에 맞게 변환하여 엘이디 모듈(10)로 공급하는 드라이버(53)이 구비되며, 하부로 드라이버(53)로 연결되어 전기 전원을 공급하며 MR16 램프의 램프 소켓으로 결합하는 단 자부(50a)가 돌출되는 것이다.
그리고 상기 하우징부재(50)에는 상기 공간부(51)로 연통되는 공기구멍(52)이 뚫려지며, 상기 공기구멍(52)은 하우징부재(50)의 외주면을 따라 간격을 두고 복수로 뚫려져 공간부(51) 내에서 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)로 각각 공기를 원활히 공급하도록 한다.
제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)는 복수의 방열핀부(20a)로 공기와의 접촉면적을 증대시켜 공기와의 열교환을 통해 엘이디 모듈(10)의 발광 시 발생하는 열을 냉각시키는 것으로 상기한 실시 예에서 설명한 바와 같으므로 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
상기 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)는 하우징부재(50)의 내부에서 사이에 간격을 가지도록 장착되며, 도 5에서 도시한 바와 같이 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 사이에 싱크 간격 유지구(53)를 삽입하여 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 사이에 간격을 형성할 수도 있으며, 도시하지는 않았지만 하우징부재(50)의 공간부(51) 내측면에 제 1 히트 싱크부재(20)를 지지하여 제 2 히트 싱크부재(30)의 상부로 간격을 두고 위치하도록 하는 싱크지지돌기(미도시)를 일체로 돌출시켜 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 사이에 간격을 형성할 수도 있으며 이외의 공지된 간격 유지 구조도 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
본 발명은 상기한 실시 예에서 설명한 바와 같이 복수의 히트 싱크를 구비하되, 각 히트 싱크 사이에 간격을 형성하여 간격 사이로 공기를 통과시킴으로써 열교환 효율, 즉, 냉각 효율을 증대시키는 구조인 것입니다.
또한 상기 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)의 분리로 열이 발생되는 엘이디 모듈(10)과 드라이버(41) 사이에 공간부가 형성되므로 드라이버(41)의 열이 엘이디 모듈(10)로 전달되는 것을 최소화하며, 제 1, 2 히트 싱크부재(20, 30)를 통해 엘이디 모듈(10)과 드라이버(41)에서 발생하는 열을 원활히 방열할 수 있게 되는 것이다.
따라서 엘이디(11)를 사용한 조명 램프에서 복수 엘이디(11)의 발광 시 발생하는 열에 의해 엘이디 모듈(10)의 손상이나 오작동을 방지하고, 수명을 증대시킴은 물론 경제성을 가지는 다양한 규격의 조명 램프로 제조할 수 있는 것이다.
또한, 특히 MR16 램프와 같이 콤팩트한 규격을 가지는 조명 램프를 소비전력이 낮고 수명이 긴 엘이디(LED;Light Emitting Diode) 조명 램프로 제조할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
도 1은 일반적인 MR16 램프를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 분해 사시도
도 3은 도 2의 조립상태를 도시한 측면도
도 4는 본 발명의 다른 실시 예를 도시한 분해 사시도
도 5는 도 4의 조립상태를 도시한 단면도
*도면 중 주요 부호에 대한 설명*
10 : 엘이디 모듈 11 : 엘이디
12 : 인쇄회로기판 13 : 엘이디 커버부재
20 : 제 1 히트 싱크부재 30 : 제 2 히트 싱크부재
40 : 단자부재 50 : 하우징부재
51 : 공간부 52 : 공기구멍

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 인쇄회로기판 상에 하나 이상의 엘이디가 장착되어 전기 전원을 공급받아 발광하는 엘이디 모듈과;
    복수의 방열핀부로 이루어져 상기 엘이디 모듈의 열을 방열하는 제 1 히트 싱크부재와;
    전기 전원을 엘이디 모듈의 사용 전압으로 변환하여 엘이디 모듈로 공급하는 드라이버가 내부에 구비되며 상기 엘이디 모듈의 하부로 이격되게 배치되는 단자부재와;
    복수의 방열핀부로 이루어지며 상기 제 1 히트 싱크부재의 하부에 이격되게 배치되고 상기 단자부재의 상기 드라이버에서 발생된 열을 방열하는 제 2 히트 싱크부재와;
    상기 제 1, 2 히트 싱크부재 사이에 배치되어 제 1, 2 히트 싱크부재의 간격을 유지시키는 싱크 고정부재를 포함하며,
    상기 제 1 히트 싱크부재의 복수의 방열핀부는 상기 엘이디 모듈의 인쇄회로기판의 하부면에 장착되고,
    상기 제 2 히트 싱크부재의 복수의 방열핀부는 상기 단자부재의 상부면에 장착되며,
    상기 싱크 고정부재에 의해 상기 제 1 히트 싱크부재와 상기 제 2 히트 싱크부재의 사이 상, 하 간격이 유지되어 상기 제 1 히트 싱크부재와 상기 제 2 히트 싱크부재의 사이로 공기가 통과되는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 램프.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    내부의 공간부에 상기 제 1, 2 히트 싱크부재를 내장하고, 외주면에 내부의 공간부로 연통되는 환기구멍이 형성된 하우징부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 엘이디 조명 램프.
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