KR100998247B1 - 발광 다이오드를 사용한 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 배광특성을 얻을 수 있도록 설계 가능한 것은 물론, 조명장치의 전체적인 성능을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드를 사용한 조명장치에 관한 것이다.
본 발명은 하부가 개방되고 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 수용홈을 구비하며, 수용홈의 내측면은 다수의 장착면으로 구획되어 있고, 외측면에 다수의 방열핀이 방사상으로 간격을 두고 돌출 형성된 하우징; 상기 하우징 내측의 장착면을 따라 장착되며, 다단 경사면을 갖는 각도조절블록의 외표면에 다수의 발광 다이오드 모듈을 구비하고 서로 다른 조사각도와 밝기로 설정되어 상기 발광 다이오드 모듈로부터 조사된 광이 미리 설정된 배광 타입을 구현하도록 상기 다수의 장착면에 선택적으로 위치 설정되는 다수의 광원블록; 및 상기 하우징의 하부를 커버링하는 보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
발광 다이오드, LED, 조명장치, 배광특성, 하우징, 광원블록

Description

발광 다이오드를 사용한 조명장치{Lighting Apparatus Using LEDs}
본 발명은 발광 다이오드를 사용한 조명장치에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드를 광원으로 사용하면서도 넓은 범위로 도로를 조명할 수 있고 다양한 도로 조명에 요구되는 다양한 배광곡선을 갖도록 기본 구조물로부터 설계 변경이 용이하게 이루어질 수 있는 발광 다이오드를 사용한 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로, 가로등은 도로교통의 안전과 보안을 위하여 가로를 따라서 설치한 조명시설로서, 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로, 주택지구 도로 등 설치장소에 따라 그에 알맞은 종류가 사용된다.
상기 조명장치는 내측면에 반사판이 구비되어 가로등 전주에 설치되는 램프 하우징과, 상기 램프 하우징 내부에 장착되어 빛을 발광하는 광원을 포함한다. 가로등 전주의 형식에는 여러 가지가 있는데, 전주의 끝 부분을 구부려서 그 끝에 등을 다는 하이웨이형(型), 전주의 끝 부분에 가로로 가지를 뻗게 하여 거기에 등을 다는 브래킷형(型), 전주의 꼭대기에 등을 다는 주두형(柱頭型) 등이 있다.
또한, 상기 광원(光源)으로는 고압 수은등(高壓水銀燈), 형광등, 나트륨등, 보통 전구(電球) 등이 사용된다. 이와 같은 가로등은 일정하게 정해진 색상의 광원 에 의하여 백색, 황색 또는 청색 등으로 발광한다. 물론 가로등의 전력효율이나 빛의 세기 또는 주위의 분위기에 따라 선택되기도 한다.
한편, 상기한 가로등은 도로에 설치 시 도로면에 배광되는 배광을 도로를 가장 효율적으로 조명할 수 있는 형상으로 설계되며, 벌브형 램프를 사용하는 경우 배광은 램프 하우징 내측면에 구비되는 반사판의 반사 각도를 조절함으로써 도로 조명 설계 시 적합한 배광으로 조명되도록 하고 있다.
일반적으로, 도로 조명 시 주로 사용되는 배광은 도 10에서 도시한 바와 같이 제1 배광 타입 내지 제5 배광 타입으로 구분되며, 일부 특수한 부분을 제외하면 제2 배광 타입 내지 제4 배광 타입의 배광곡선(light distribution curve)을 주로 사용하여 대부분의 도로를 효율적으로 조명되고 있다.
그러나, 상기 종래의 가로등에서 광원으로 사용되는 각종 램프 즉, 고압 수은등(高壓水銀燈), 형광등, 나트륨등은 최초 제조시 그 밝기 및 확산범위가 정해져 있어 사용자가 이를 인위적으로 조정할 수 없는 단점이 있으며, 또한 수명이 매우 짧고, 전력의 소모량이 많은 단점이 있었다.
이러한 점을 감안하여 최근에는 광원으로 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 사용한 조명장치가 제안되고 있으며, 기술의 발전으로 전력 소모량이 적고 고휘도로 발광하는 발광 다이오드가 개발되어 사용이 점차적으로 확산되고 있는 추세이다. 고휘도 발광 다이오드는 이로부터 조사되는 빛이 직진성이 강하므로 이를 넓은 지역을 조사할 수 있도록 발광 다이오드 칩을 패키징할 때 발광 다이오드 칩에서 발광되는 빛을 분산시켜 빛의 조사범위를 예를 들어, 12ㅀ 렌즈, 25ㅀ 렌즈, 30ㅀ 렌즈, 45ㅀ 렌즈 등으로 구분되어 사용 가능하게 하는 렌즈부(미도시)를 포함하고 있다.
그럼에도 불구하고 발광 다이오드를 사용한 조명장치는 조사각이 360도인 벌브형 광원에 비하여 상대적으로 조사각이 작아 하우징의 상부 플레이트부 하부면에 복수의 발광 다이오드 모듈을 장착하여 하우징의 측면부 내측에 구비되는 반사판을 이용하여 도로를 조명하는 것이 일반적이다.
상기 조명장치는 일정 각도 이내에서 보행자 또는 운전자가 발광 다이오드 모듈을 직접적으로 볼 수 없는 시야 각도(Cut-off-angle)를 확보하기 위해 상부 플레이트부 하부면에 발광 다이오드 모듈을 복수 장착하고 있다.
그런데 이러한 고휘도 발광 다이오드를 사용한 가로등은 광원의 빛이 보행이나 운전 시 보행자 또는 운전자의 눈에 직접적으로 보일 경우 보행이나 운전을 방해하여 안전 사고를 유발할 수 있으므로 시야 각도(Cut-off-angle)의 확보가 필수적인 것이다.
그러나 상기 발광 다이오드는 종래의 램프류에 비해 반영구적이라 할 정도의 긴 수명이 있지만, 발광 다이오드의 복수조합에 의해 그 밝기가 결정되므로, 이를 반사판을 통해 배광을 형성할 경우 배광면적이 좁고, 밝기가 작을 뿐만 아니라 도로면을 효율적으로 조명할 수 있는 배광 즉, 상기한 제1 내지 제5 배광 타입의 배광을 형성하는 데 한계가 있었다. 따라서 상기 발광 다이오드를 사용한 조명장치는 제조 시 이상적인 배열은 제외되고, 오로지 반사판에 의존하여 밝기를 제공하게 되므로 도로 조명이 비효율적이어서 널리 사용되지 못하는 폐단이 있었다.
더욱이, 복수의 발광 다이오드에서 발산하는 열을 효율적으로 발산시키기 어렵기 때문에, 열에 의해 발광 효율이 저하될 뿐만 아니라, 부품의 손상이 발생되는 등의 문제점이 있었다.
또한, 종래의 발광 다이오드를 사용한 가로등이나 통상의 가로등은 하우징 내에 설치되는 램프를 보호하기 위해 투명한 보호커버를 사용하였다. 그런데 이러한 보호커버는 주로 하우징의 외부 측으로 돌출되는 콘케이브 타입(concave type)으로 이루어짐에 따라 하우징과 보호커버를 결합한 상태에서는 가로등이 상하로 돌출된 형상이 되며 전체적으로 부피가 커지기 때문에 보관 및 운반이 용이하지 못한 문제가 있었다.
더욱이, 하우징 내에 발광 다이오드 모듈을 장착하기 위해 고정피스가 사용되는데, 이때 고정피스가 하우징에 체결될 수 있도록 하우징 내측에 체결홈이 형성된다. 그런데 하우징은 상기 체결홈이 형성되는 부분은 다른 부분보다 두께를 두껍게 형성할 수밖에 없었으며, 이로 인해 하우징의 무게가 증가되는 문제가 있었다. 이에 따라 지주에 설치 시 작업자가 많은 힘을 들여 작업을 행해야 하는 등 설치작업이 용이하지 못한 문제가 있었다. 아울러 하우징의 두꺼운 부분에 형성되는 방열핀은 얇은 부분에 형성된 방열핀에 비해 상대적으로 표면적이 좁아지는 문제가 있어 전체적으로 방열효율이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 하우징과 보호커버와 간의 방수구조가 열악하여 빗물이 하우징 내로 스며들 경우 하우징 내부의 램프나 인쇄회로기판에 실장된 전자부품에 영향을 줌으로써 오작동의 원인이 되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 발광 다이오드를 광원으로 사용하면서도 넓은 범위로 도로를 조명할 수 있고 다양한 도로 조명에 요구되는 다양한 배광특성을 갖도록 기본 구조물로부터 설계 변경이 용이하게 이루어질 수 있는 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다수의 발광 다이오드 모듈을 각각 점광원으로 이용하여 방사방향으로 대칭 구조를 갖는 하우징의 내주면에 원하는 배광 타입을 구현하도록 선택적으로 배치하여 원하는 배광 타입의 특성을 구현할 수 있는 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다수의 발광 다이오드 모듈이 실장된 다수의 광원블록을 하우징의 내주면에 장착할 때 원하는 조사각도를 이루면서도 다수의 발광 다이오드 모듈에 대한 다수의 배선을 간단하게 수납하여 처리할 수 있는 각조조절블록을 구비한 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 조립성이 우수한 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하부가 개방되고 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 수용홈을 구비하며, 수용홈의 내측면은 다수의 장착면으로 구획되어 있고, 외측면에 다수의 방열핀이 방사상으로 간격을 두고 돌출 형성된 하우징; 상기 하우징 내측의 장착면을 따라 장착되며, 다단 경사면을 갖는 각도조절블록의 외표면에 다수의 발광 다이오드 모듈을 구비하고 서로 다른 조사각도와 밝기로 설정되어 상기 발광 다이오드 모듈로부터 조사된 광이 미리 설정된 배광 타입을 구현하도록 상기 다수의 장착면에 선택적으로 위치 설정되는 다수의 광원블록; 및 상기 하우징의 하부를 커버링하는 보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 제공한다.
상기 하우징은 상기 방열핀의 표면적을 늘리기 위해 얇고 일정한 두께로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 하우징은 수평 단면이 원형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 다각형 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 각도조절블록은 상기 발광 다이오드 모듈로부터 인출되는 배선을 상기 각도조절블록을 관통하여 배면으로 안내하기 위한 관통구멍; 및 상기 각도조절블록 일측에 연장 형성되고 일측이 상기 관통구멍과 연통되어 상기 배선을 인쇄회로기판으로 안내하는 덕트부;를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이에 따라 하우징 내에서 배선을 정돈할 수 있어 유지보수 시 배선에 의해 작업이 지연되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 다수의 방열핀은 주기적으로 두께가 두껍게 형성되고, 상기 다수의 방열핀 중 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 방열핀은 내측으로 상기 각도조절블록을 고정하기 위한 고정피스가 체결되는 체결홈이 형성되는 것이 바람직하며, 이 경우 상기 하우징은 상기 방열핀의 표면적을 늘리기 위해 얇고 일정한 두께로 이루 어지는 것이 바람직하다. 이에 따라 하우징의 전체적인 무게를 줄일 수 있고 방열핀의 방열효율을 향상시킬 수 있다.
더욱이, 상기 보호커버는 발광 다이오드로부터 조사되는 빛이 전반사되는 것을 최소화하기 위하여 중앙으로 갈수록 상기 하우징 내측으로 인입되는 콘백스부가 형성되어 있으며, 이에 따라 조명장치의 전체적인 부피를 줄여 보관 및 운반을 용이하게 할 수 있다.
또한, 상기 보호커버를 상기 하우징에 고정 지지하는 고정링; 및 상기 보호커버와 상기 하우징 사이의 방수를 위해 상기 보호커버의 외주를 따라 결합된 패킹;을 더 포함하며, 상기 패킹은 외주를 따라 다수의 실링돌기를 구비하는 것이 바람직하다.
상기 하우징의 내측 상면에 간격을 두고 장착되어 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판을 더 포함하며, 상기 인쇄회로기판은 양면기판이며, 상면에는 전자부품이 실장되고, 하면에는 앰버(amber) 발광 다이오드 모듈이 설치되는 것도 가능하다.
상기 인쇄회로기판에 실장되는 파워소자는 상기 파워소자와 인쇄회로기판 상면 사이에 배치되는 스페이서에 의해 지지되어 하우징의 내부 상면에 접촉됨에 따라 방열되는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 하부가 개방되고 수용홈을 구비하며, 수용홈의 내측면은 다수의 장착면으로 구획되어 있고, 외부면에 다수의 방열핀이 방사상으로 간격을 두고 형성된 하우징; 상기 하우징 내측의 장착면을 따라 장 착되며, 각도조절블록의 외표면에 실장된 다수의 발광 다이오드 모듈을 구비하고 서로 다른 조사각도와 밝기로 설정되어 상기 발광 다이오드 모듈로부터 조사된 광이 미리 설정된 배광 타입을 구현하도록 상기 다수의 장착면에 선택적으로 위치 설정되는 다수의 광원블록; 상기 하우징의 내측 상면에 간격을 두고 장착되어 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판; 및 상기 하우징의 하부를 커버링하며 상기 발광 다이오드로부터 조사되는 빛이 전반사되는 것을 최소화하기 위하여 중앙으로 갈수록 상기 하우징 내측으로 인입되는 콘백스부를 구비하는 보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치을 제공한다.
상기 하우징은 하측으로 갈수록 외측면의 직경이 증가하며, 일정한 두께로 이루어지거나, 또는 상기 하우징은 외측면의 직경이 동일하게 설정되며, 상기 다수의 광원블록의 각도조절블록이 설치되는 하우징의 장착면이 경사각을 가지고 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 각도조절블록은 상기 발광 다이오드 모듈이 장착될 때 조사각도를 차별화시키기 위한 적어도 하나의 경사진 경사면; 상기 발광 다이오드 모듈로부터 인출되는 배선을 상기 각도조절블록을 관통하여 배면으로 안내하기 위한 관통구멍; 및 상기 각도조절블록 상측에 연장 형성되고 일측이 상기 관통구멍과 연통되어 상기 배선을 인쇄회로기판으로 안내하는 덕트부;를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 하우징 내측에 다양한 각도를 제공하는 각도조절블록에 다수의 발광 다이오드 모듈이 실장된 다수의 광원블록을 다양 한 형태로 조합함에 의해 원하는 다양한 배광 타입의 조명장치를 쉽게 구현할 수 있는 이점이 있다.
또한, 다수의 발광 다이오드 모듈로부터 인출되는 배선을 각각 각도조절블록의 덕트부로 통과시킴에 따라 하우징 내에서 배선이 어지럽게 배치되는 것을 방지할 수 있어, 다수의 배선을 정돈된 상태로 유지함에 따라 유지보수 시 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
아울러 하우징의 무게를 줄여 지주에 설치 시 작업성을 높이고, 이와 동시에 하우징에 형성된 방열핀의 표면적을 늘려 방열효과를 증대시킬 수 있다.
또한, 보호커버는 내측으로 완만한 곡률로 유입시킴에 따라 전체적인 부피를 줄일 수 있어 운반이 용이하고, 하우징에 보호커버를 조립시킨 상태에서도 보관이 용이하다.
더욱이, 보호커버의 외주를 따라 결합된 패킹에 의해 방수를 행하며, 특히 패킹에 형성된 다수의 실링돌기를 통해 실링성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 사용한 조명장치의 구성을 설명한다.
본 실시예의 발광 다이오드를 사용한 조명장치(100), 예를 들어 가로등에 적용될 때 도 1과 같이 지주(10)의 상단 일측에 연장된 아암(30)에 고정 설치될 수 있다. 그러나, 본 발명의 조명장치(100)는 가로등 뿐 아니라, 실내외 주차장, 실내조명, 터널 등에도 적용 가능하다.
도 2를 참고하면, 상기 조명장치(100)는 하우징(110), 다수의 발광 다이오드 모듈(140)이 실장된 다수의 각도조정블록(131)으로 이루어진 다수의 광원블록(130), 인쇄회로기판(이하, PCB라 함)(150), 패킹(160), 보호커버(170) 및 지지링(180)을 포함한다.
하우징(110)은 조명을 위해 하부가 개방되며 열전달 및 강성을 고려하여 열전도성이 우수한 금속, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며, 압출 또는 다이캐스팅 방식으로 제작될 수 있다. 하우징(110)은 일측으로 아암(30)의 일단과 고정되는 연결부(111)가 연장 형성되며, 연결부(111)는 하우징(110) 내부로부터 인출되어 아암(30) 내부로 소정의 전원배선 등이 통과하도록 소정의 공간부(111a)를 구비한다. 상기 연결부(111)는 조명장치(100)가 적용되는 분야에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 하우징(110)은 하부가 개방되고 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 수용홈을 구비하며, 수용홈의 내측면은 다수의 장착면(112)으로 구획되어 있고, 하우징(110) 외측에는 다수의 방열핀(113)이 방사상으로 상하방향으로 소정 간격을 두고 돌출 형성된다. 이와 같은 다수의 방열핀(113)은 하우징(110)의 측면과 상부면에 걸쳐서 일체로 형성되어 외부와의 접촉 면적이 커지는 것이 방열효과가 증가하므로 바람직하다.
하우징(110)은 도 1과 같이 외관이 원추대 형상을 이루고 수평방향 단면이 원형으로 이루어지는 것이 바람직하나, 단면 형상이 타원형(oval type), 정사각형, 직사각형 또는 다각형으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 하우징(110)이 하측으로 갈수록 직경이 증가하며, 측면 부분이 일정한 두께로 형성되는 것을 예시하였으나, 하우징의 측면 직경이 동일한 형태로 이루어지고 하우징의 내측 수용홈에 형성되는 다수의 장착면(112)이 경사면을 갖도록 구현되는 것도 가능하다.
상기 하우징(110)의 다수의 장착면(112)에는 다수의 광원블록(130)이 방사상으로 고정된다. 이에 대하여는 이후에 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 5를 참고하면, 하우징(110)의 외부에 형성된 다수의 방열핀(113)은 주기적으로 두께를 두껍게 형성된다. 즉, 두꺼운 방열핀(113a)과 인접한 다수의 얇은 두께를 갖는 방열핀(113b)이 주기적으로 방사상으로 형성된다. 이경우, 두꺼운 방열핀(113a)은 각도조절블록(131)을 장착면(112)에 고정하기 위한 고정피스(132, 도 7 참고)가 체결되는 체결홈(114)이 형성된다. 이에 따라 종래와 같이 하우징(110)에 체결홈(114)을 형성하기 위해 하우징(110)과 방열핀의 두께를 전체적으로 두껍게 형성할 필요가 없기 때문에 하우징(110)을 얇고 일정한 두께로 형성할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 종래에 비해 하우징(110)의 무게를 줄일 수 있고, 아울러 하우징(110)의 줄어든 두께만큼 다수 방열핀(113)의 표면적이 늘어나게 되므로 방열효과의 향상을 기대할 수 있다.
도 6을 참고하면, 하우징(110)은 내부 상면(118)에 소정의 전자부품(155)이 실장된 인쇄회로기판(PCB)(150)을 고정하기 위한 다수의 고정돌기(117)가 형성되고, 고정돌기(117)에는 고정피스(153)가 체결되는 체결홈(117a)이 각각 형성된다. 이 경우 PCB(150)는 다수의 고정돌기(117)에 대응하는 위치에 각각 다수의 관통구 멍(151)이 형성되며, 다수의 고정피스(153)를 통해 다수의 고정돌기(117)에 고정된다. 이때 다수의 고정돌기(117)는 다수의 LED모듈(140)에서 발생하여 하우징(110)으로 전달되는 고온의 열에 의해 PCB(150) 패턴이 훼손되거나 PCB(150)에 실장된 전자부품(155)이 오작동을 일으키지 않도록 PCB(150)와 하우징(110)의 내부 상면(118) 사이에 소정 간격을 두도록 스페이서 역할을 한다.
한편, PCB(150)는 FR4와 같은 양면기판을 사용할 수 있으며, SMPS(스위칭 모드 파워 서플라이) 방식의 전원회로와 정전류/정전압 회로 등이 구비된다. 이 경우, PCB(150)에 실장되는 파워소자(156)는 스폰지(157)에 의해 지지된 상태로 방열을 위해 하우징(110)의 내부 상면(118)에 접촉된다. 또한 PCB(150)는 조명장치(100)의 색상을 구현하기 위해 다수의 LED가 조합될 때, 쿨(cool)/화이트(white) 및 웜(warm)/화이트(white) 이외에 주황색을 발현할 수 있도록 PCB(150) 하면에 앰버(amber) 발광 다이오드 모듈(미 도시)을 하우징(110)의 수용홈 측면에 설치되는 다수의 발광 다이오드 모듈(140)과 조합하여 설치할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참고하면, 다수의 광원블록(130)은 각도조절블록(131)과 이에 실장되는 다수의 발광 다이오드 모듈(140)을 포함한다.
상기 각도조절블록(131)은 하우징(110)과 동일한 금속재, 바람직하게는 열전달 및 강성을 고려하여 열전도성이 우수한 금속, 예를 들어, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지며, 압출 또는 다이캐스팅 방식으로 제작될 수 있다.
상기 각도조절블록(131)은 전방에 실장되는 발광 다이오드 모듈(140)의 수에 따라 대략 직사각형 또는 정사각형의 형상을 갖는 육면체로 이루어지고, 상측에는 덕트부(139)가 돌출되어 있다.
또한, 상기 각도조절블록(131)은 고정피스(145)를 통해 하우징(110)의 장착면(112)에 고정 설치되도록 다수의 고정구멍(135)이 예를 들어, 4모서리에 형성된다. 상기 각도조절블록(131)의 전방에는 조명장치(100)로부터 원하는 배광 특성으로 조명이 이루어지도록 다수의 발광 다이오드 모듈(140)을 소정 각도로 설치하기 위한 다단 경사면(133a,133b)이 형성된다. 이 경우 다단 경사면(133a,133b)은 다수의 장착면(112)에 설치되는 각도조절블록(131)의 위치에 따라 적어도 1개 또는 그 이상으로 이루어진다.
또한, 다수의 각도조절블록(131)은 전후방을 관통하는 배선 삽입구멍(138)이 형성되고, 설치된 발광 다이오드 모듈(140)로부터 인출되어 배선 삽입구멍(138)으로 삽입된 배선(148)을 PCB(150) 측으로 안내하기 위한 덕트부(139)가 각도조절블록(130) 일측에 연장 형성되어 있어, 다수의 배선(148)을 외부로 드러나지 않게 배선 정리가 이루어질 수 있다. 덕트부(139)는 각도조절블록(130)의 설치위치에 따라 그 길이가 다소 차이가 나도록 형성될 수 있다(도 6 참고).
이 경우 다수의 배선(148)의 선단부에는 도시되지 않은 커넥터 핀이 설치되어, 상기한 PCB(150)에 설치된 커넥터 하우징에 삽입 결합시키는 방식으로 결선이 이루어질 수 있다.
다수의 발광 다이오드 모듈(140)은 대략 직사각형상의 금속 기판(metal PCB)(141)과, 금속 기판(141)의 외표면에 실장된 다수의 발광 다이오드(143)를 구비한다. 금속 기판(141)은 열 전도성이 우수한 소재(예를 들어, 알루미늄, 구리, 철 또는 이들의 합금)의 판재로 이루어지는 것이 바람직하며, 소정의 고정피스(145)를 통해 각도조절블록(131)의 경사면(133a,133b)에 각각 고정된다. 이 경우, 금속 기판(141)은 고정피스(145)가 관통하는 관통구멍(147)이 형성되고, 경사면(133a,133b)에는 고정피스(145)가 체결되는 체결구멍(137)이 각각 형성된다.
다시 도 2 및 도 6을 참고하여 조명장치(100)의 전면을 실링하기 위한 보호커버(160), 패킹(170) 및 고정링(180)을 각각 설명한다.
보호커버(160)는 하우징(110)의 개방부에 설치되어 하우징(110) 내로 이물질 또는 수분이 유입되는 것을 방지하며, 투명 또는 반투명 유리 또는 합성수지 재질로 형성된다. 보호커버(160)는, 도 9와 같이, 대략 중앙부로 갈수록 상측으로 완만하게 돌출되는 콘백스부(convex portion)(161)를 구비하고 있다. 콘백스부(161)는 다수의 발광 다이오드(143)로부터 발산되는 빛의 전반사 및 투과를 고려하여 그 곡률을 설정하는 것이 바람직하다. 상기한 바와 같이 보호커버(160)에 콘백스부(161)를 구비하는 경우 평탄형 커버에 비하여 6% 이상의 투과율을 향상시킬 수 있게 된다.
아울러 보호커버(160)는 하우징(110)에 장착 시 콘백스부(161)가 하우징(110) 내측으로 인입되므로 종래의 조명장치와 같이 보호커버가 외부로 볼록하게 돌출되는 것에 비해 부피를 줄일 수 있다.
패킹(170)은 링형상의 고무재질로 이루어지며, 내주를 따라 보호커버(160)의 외주단(163)이 삽입되는 삽입홈(171)이 형성된다. 또한 패킹(170)은 외주를 따라 다수의 실링돌기(173)가 형성되며, 다수의 실링돌기(173)는 하우징(110) 및 고정 링(180)과 접촉하면서 실링성을 향상시킬 수 있다.
고정링(180)은 보호커버(160)를 하우징(110)에 고정시키기 위해 링형상으로 이루어지며 대략 하우징(110) 하단에 대응하는 직경을 갖는다. 상기 고정링(180)은 하우징(110)과 같이 알루미늄 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 고정링(180)은 하우징(110)과의 결합력을 향상시키기 위해 하우징(110) 하단을 따라 형성된 결합홈(118)에 결합되는 결합돌기(182)를 구비하며, 다수의 고정피스(185)에 의해 하우징(110)에 고정 설치된다. 이에 따라 고정링(180)은 지지턱(181)에 의해 패킹(170) 및 보호커버(160)를 하우징(110)에 압박 고정한다. 이 경우 고정링(180)에는 다수의 고정피스(185)가 관통하는 관통구멍(183)이 형성되고, 하우징(110)에는 고정피스(185)가 체결되는 다수의 체결구멍(119)이 각각 형성된다.
상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 사용한 조명장치는 하우징(110) 내측에 발광 다이오드 모듈(140)이 설치된 다양한 각도조절블록(131)의 조합형태를 변형시켜서 다양한 배광 타입, 예를 들어, 제2 내지 제5 배광 타입을 구현할 수 있어 다양한 용도의 조명장치를 설계할 때 설계 자유도가 높게 된다.
또한, 다수의 발광 다이오드(140)로부터 인출되는 배선(148)을 각각 각도조절블록(131)의 덕트부(139)로 통과시킴에 따라 하우징(110) 내에서 배선이 어지럽게 배치되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 다수의 배선(148)이 정돈된 상태를 유지함에 따라 유지보수가 용이하며 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
아울러, 하우징(110)의 외측면과 상부면에 다수의 방열핀(113)을 방사방향으로 형성함에 의해 무게를 줄여 작업성을 높이고, 이와 동시에 하우징(110)에 형성 된 방열핀(113)의 표면적을 늘려 방열효과를 증대시킬 수 있다.
또한, 보호커버(160)는 내측으로 완만한 곡률로 유입시킴에 따라 광투과율을 극대화함과 동시에 전체적인 부피를 줄일 수 있어 운반이 용이하고, 하우징(110)에 보호커버를 조립시킨 상태에서도 보관이 용이하다.
더욱이, 보호커버(160)의 외주를 따라 결합된 패킹(170)에 의해 방수를 행하며, 특히 패킹(170)에 형성된 다수의 실링돌기(173)를 통해 실링성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명의 조명장치는 다양한 배광 타입의 도로 조명용 가로등, 실내등, 주차장용 등에 적용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 나타내는 분해사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 나타내는 저면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 사용한 조명장치를 나타내는 평면도,
도 5는 다수 냉각핀의 서로 다른 두께를 보여주는 단면도,
도 6은 도 4에 표시된 Ⅵ-Ⅴ선을 따라 나타내는 단면도,
도 7은 각도조정블록 및 발광 다이오드 모듈을 나타내는 분해사시도,
도 8은 각도조정블록의 후면을 나타내는 사시도,
도 9는 보호커버를 나타내는 단면도,
도 10은 배광 타입별 배광곡선을 나타낸 도면이다.
* 도면 내 주요부분에 대한 부호설명 *
100: 조명장치 110: 하우징
112: 장착면 113: 방열핀
117: 고정돌기 130: 광원블록
131: 각도조정블록 133a,133b: 경사면
139: 덕트부 140: 발광 다이오드 모듈
141: 금속 기판 143: 발광 다이오드(LED)
148: 배선 150: 인쇄회로기판(PCB)
160: 보호커버 161: 콘백스부
170: 패킹 173: 실링돌기
180: 고정링

Claims (13)

  1. 하부가 개방되는 수용홈을 구비하고, 상기 수용홈의 내측면은 다수의 장착면으로 구획되어 있고 외측면에는 다수의 방열핀이 방사상으로 간격을 두고 돌출 형성된 하우징;
    상기 하우징 내측의 장착면을 따라 장착되며, 다단 경사면을 갖는 다수의 각도조절블록의 외표면에 실장되는 다수의 발광 다이오드 모듈을 구비하고 상기 발광 다이오드 모듈로부터 조사된 광이 미리 설정된 배광 타입을 구현하도록 상기 다수의 장착면에 선택적으로 위치 설정되는 다수의 광원블록; 및
    상기 하우징의 하부를 커버링하는 보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 수평 단면이 원형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 다각형 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 각도조절블록은
    상기 발광 다이오드 모듈로부터 인출되는 배선을 상기 각도조절블록을 관통하여 배면으로 안내하기 위한 관통구멍; 및
    상기 각도조절블록 일측에 연장 형성되고 일측이 상기 관통구멍과 연통되어 상기 배선을 인쇄회로기판으로 안내하는 덕트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 다수의 방열핀은 주기적으로 두께가 두껍게 형성되고, 상기 다수의 방열핀 중 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 방열핀은 내측으로 상기 각도조절블록을 고정하기 위한 고정피스가 체결되는 체결홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보호커버는 발광 다이오드로부터 조사되는 빛이 전반사되는 것을 최소화하기 위하여 중앙으로 갈수록 상기 하우징 내측으로 인입되는 콘백스부가 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보호커버를 상기 하우징에 고정 지지하는 고정링; 및
    상기 보호커버와 상기 하우징 사이의 방수를 위해 상기 보호커버의 외주를 따라 결합된 패킹;을 더 포함하며,
    상기 패킹은 외주를 따라 다수의 실링돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 내측 상면에 간격을 두고 장착되어 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판을 더 포함하며,
    상기 인쇄회로기판은 양면기판이며, 상면에는 전자부품이 실장되고, 하면에는 앰버(amber) 발광 다이오드 모듈이 설치되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에 실장되는 파워소자는 상기 파워소자와 인쇄회로기판 상면 사이에 배치되는 스페이서에 의해 지지되어 하우징의 내부 상면에 접촉됨에 따라 방열되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  10. 하부가 개방되고 수용홈을 구비하며, 수용홈의 내측면은 다수의 장착면으로 구획되어 있고, 외부면에 다수의 방열핀이 방사상으로 간격을 두고 형성된 하우징;
    상기 하우징 내측의 장착면을 따라 장착되며, 각도조절블록의 외표면에 실장된 다수의 발광 다이오드 모듈을 구비하고 상기 발광 다이오드 모듈로부터 조사된 광이 미리 설정된 배광 타입을 구현하도록 상기 다수의 장착면에 선택적으로 위치 설정되는 다수의 광원블록;
    상기 하우징의 내측 상면에 간격을 두고 장착되어 상기 발광 다이오드에 전원을 인가하기 위한 인쇄회로기판; 및
    상기 하우징의 하부를 커버링하며 상기 발광 다이오드로부터 조사되는 빛이 전반사되는 것을 최소화하기 위하여 중앙으로 갈수록 상기 하우징 내측으로 인입되는 콘백스부를 구비하는 보호커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 하우징은 하측으로 갈수록 외측면의 직경이 증가하며, 일정한 두께로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 하우징은 외측면의 직경이 동일하게 설정되며, 상기 다수의 각도조절블록이 설치되는 하우징의 장착면이 경사각을 가지고 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 각도조절블록은
    상기 발광 다이오드 모듈이 장착될 때 조사각도를 차별화시키기 위한 적어도 하나의 경사면;
    상기 발광 다이오드 모듈로부터 인출되는 배선을 상기 각도조절블록을 관통하여 배면으로 안내하기 위한 관통구멍; 및
    상기 각도조절블록 상측에 연장 형성되고 일측이 상기 관통구멍과 연통되어 상기 배선을 인쇄회로기판으로 안내하는 덕트부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드를 사용한 조명장치.
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