KR101012308B1 - 방열장치 및 이를 이용한 전구형 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

방열장치 및 이를 이용한 전구형 ｌｅｄ 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다각형 금속 기판(metal PCB)을 사용하여 기판 표면에 복수개의 LED를 실장함과 동시에, 두 개의 서로 다른 형상의 방열부를 배열하여 방열효과를 극대화 할 수 있는 방열장치 및 이를 이용한 전구형 LED 조명장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방열장치는 복수개의 LED가 집적된 LED 패키지의 상부에서 상기 LED 패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및 상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 복수개의 LED를 밀집시켜 실장함에도 불구하고 LED 패키지로부터 전달되는 열의 방열효율이 높고 LED의 배광특성도 좋은 효과를 제공한다.
LED, 조명, 방열, 방열핀, 코루게이션

Description

방열장치 및 이를 이용한 전구형 ＬＥＤ 조명장치{Radiator and Bulb Type LED Lighting Apparatus Using the Same}
본 발명은 방열장치 및 이를 이용한 전구형 LED 조명장치에 관한 것으로, 특히 전구형 LED 조명장치에서 발생되는 열을 효율적으로 방열하여 LED의 발광 특성과 수명을 극대화한 방열장치 및 이를 이용한 전구형 LED 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 조명을 위한 백색 광원으로 LED(Light Emitting Diode)를 사용하기 위해서 적(Red), 녹(Green), 청색(Blue)의 LED를 단일 패키지로 하여 3원광에 의한 백색광을 내거나(이 경우에 각 LED에 인가되는 전압 및 전류를 정밀하게 조정하여 각 빛의 조도가 균일하게 이루어지도록 해야 한다), 청색이나 황색의 LED에서 나오는 빛을 황색이나 청색 형광체를 통과하게 하여 단파장이 여러 가지 장파장의 빛으로 변하게 하여 의사 백색을 얻거나, 근자외선이 형광체를 통과하면서 형광 램프와 같이 백색을 내는 방식을 이용하고 있다.
이 중에서 청색 LED나 자외선 LED와 형광 물질을 조합한 백색 광원이 주류를 이루고 있는 실정이다.
상기 형광 물질은 조명 기구의 반구형 커버에 코팅하거나, 형광체 테이프를 전면에 부착하는 방식을 이용하며, 경우에 따라서는 LED의 표면에 형광체를 코팅하여 구성할 수 있다.
상기와 같은 LED를 이용한 백색 광원은 발광 효율이 매우 우수하면서 광도가 높고, 고속 응답성이 우수하며 수명이 길기 때문에 새로운 조명 광원으로 각광받고 있다.
즉, 40~60W의 백열전구의 조도는 약 80개의 LED를 이용하여 5~10W의 전력으로 대체할 수 있으며, 100W의 백열전구는 128개의 LED를 이용하여 약 13W의 전력으로 같은 조도를 구현할 수 있다. 따라서 같은 조도 환경을 구현하기 위해서 소모되는 전력이 기존 "A" 타입(즉, 벌브 형) 백열 전구는 물론 형광 램프에 비해서도 매우 적게 소모된다.
그런데, 상기와 같은 특성을 가지는 조명용 LED는 전기 에너지를 광으로 변환하는 과정에서 많은 열이 발생되고, 이러한 열은 LED의 발광 특성을 저하시키는 것은 물론, LED의 수명을 단축시키는 요인으로 작용하는 문제점을 가지고 있다.
따라서, LED 조명을 효율적으로 이용하기 위해서는 LED가 정상적으로 동작할 수 있는 온도 조건을 필수적으로 갖추어야 한다.
이러한 방열 문제를 해소하기 위해 LED에 공급되는 전류량을 저감시켜 발광시키는 방법도 있으나, 이는 LED의 광도를 직접적으로 저하시키기 때문에 광원으로서의 가치를 저하시켜 효용성이 떨어지는 방법이다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 종래에는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 엘이디(LED) 조명기구(100)는 PCB(113)에 복수의 LED(111)가 설치되는 광원부 와, 상기 PCB(113)에 접합되는 방열수단(130) 및 상기 광원부 및 방열수단(130)을 수용하여 지지하는 하우징(150)으로 구성되고, 상기 하우징(150)에 상기 PCB(113)와 전원을 연결하는 전원연결부(151)를 포함하여 이루어져 있다.
상기 방열수단(130)은 상기 하우징(150) 둘레에 수직 원기둥 형태로 형성되고 방열 면적을 확장하기 위한 방열핀(133)이 주변에 일정 간격으로 돌출 형성되어 있어서, 상기 방열핀(133)과 방열핀 틈새공간(131)이 교호로 요철 배치되어 이루어진다.
즉, 상기 방열수단(130)의 둘레에 방열핀(133)과 틈새공간(131)이 일정 간격으로 배열된 원통형태로 되며, 이와 같은 구성은 통풍이 원활하게 이루어지는 환경에서는 방열핀(133)에 의한 표면적 확장으로 인하여 방열이 이루어진다.
그러나, 이와 같은 구조의 조명기구가 천장에 형성된 매입공에 삽입 설치되는 경우와 같이 통풍이 자연적으로 이루어지지 못하는 환경에서는 상기 PCB(113)에 인접하는 하부지점(133a)과 PCB(113)로부터 가장 먼 상부 지점(133b) 간의 온도차가 10％ 미만이고(도 1 참조), 상기 방열핀(133)과 틈새공간(131)의 온도차가 10％ 미만에 그친다(도 2 참조).
방열을 위한 열교환은 방열핀(133)과 상기 틈새공간(131) 사이의 온도차가 클수록 효율이 증가하는데 상기와 같이 온도차가 불과 10％ 미만일 경우에는 방열이 제대로 이루어지지 않는다.
이는 상기 방열핀(113)의 틈새 공간(131)에 체류 중인 공기가 열을 흡수한 상태에서 정체되어 있기 때문에 상기 방열핀(113)의 최외곽 일부분을 제외한 대부 분의 공간에서는 방열이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.
효율적인 방열을 위해 공기를 강제로 대류시켜 주는 팬을 이용하는 경우도 있지만, 팬의 수명이 LED의 수명에 비해 짧아서 LED 조명기구의 수명 요인으로 작용하는 문제점과 팬의 동작에 따른 소음 발생의 문제점이 있다.
상기와 같은 기술의 문제점을 해소하기 위해, 특허등록번호 제 10-0778235호의 무팬 방열 엘이디 조명기구가 개시되어 있으며, 이를 도시한 도 3을 참고하여 설명한다.
도 3을 참고하면, LED(210)가 실장된 PCB(200)의 측단부에 갓 구조를 가지고 그 표면에 요철부(231)가 형성된 방열판(230)을 부착함으로써 방열 면적을 조명기구 본체로부터 멀리 확장함으로써 방열에 필요한 대류 공간을 확장하는 기술이다.
그러나, PCB(200)와 방열판(230)이 일체화되어 있지 않기 때문에 열전달 경로상에 계면이 형성됨으로써 계면 효과에 의해 열 전달성이 떨어져 LED의 실장수가 적은 경우에는 적합하지만 고조도인 경우에는 발열량에 대비해 열전달 속도 및 방열 면적의 한계로 인하여 적합하지 않은 문제점을 안고 있다.
또한, 도 3과 같은 구조의 조명기구는 방열판(230)의 구조로 인하여 완전 매입형 조명기구로는 사용할 수 없는 문제점을 안고 있으며, 평면 구조의 PCB에 LED가 실장되어 있어서 직하 부분은 밝지만 측 방향으로는 상대적으로 어두워서 배광 특성이 나쁘며, 이를 해소하기 위해서 별도의 반사판을 중심에 설치하여 사용해야 하는 경우에는 조명 기구의 크기가 커지는 문제점이 있다.
한편, 고조도를 위해 복수개의 메탈 PCB에 복수개의 LED를 실장하여 히트 싱 크(heat sink) 역할을 하는 다각형의 파이프에 부착시킨 구조의 LED 패키지가 있으나, 이는 메탈 PCB와 파이프 간에 상기 설명과 같은 열 전달 계면으로 인하여 원활한 열 방출이 이루어지지 않아 고조도(즉, 고와트) LED 조명기구의 방열 구조로 적합하지 않은 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 다각형 금속 기판(metal PCB)을 사용하여 기판 표면에 복수개의 LED를 실장함과 동시에, 두 개의 서로 다른 형상의 방열장치를 배열하여 방열효과를 극대화할 수 있는 방열장치 및 이를 이용한 전구형 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 다각형 금속 기판(metal PCB)을 사용하여 기판 표면에 복수개의 LED를 형성하고 그 다각형 금속 기판의 면상에 일대일 대응되는 구면을 갖는 글로브를 이용하여 LED광이 산란함에 따라 배광특성을 극대화할 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다각형으로 이루어진 금속 기판(metal PCB)을 사용하여 기판 표면에 복수개의 LED가 실장된 LED 패키지를 방열장치와 결합시킴에 의해 고조도를 갖는 LED 조명 기구를 구현하면서 고조도의 LED 조명 기구를 콤팩트한 크기로 구현함으로써 매입형 조명 기구로 용이하게 활용할 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고조도이면서 배광특성이 우수한 LED 조명 기구를 간단하고 용이하게 제조할 수 있게 하여 조립성 및 양산성이 높고 제조 원가를 절감할 수 있는 LED 조명장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 LED 조명장치용 방열장치는 복수개의 LED가 집적된 LED 패키지의 상부에서 상기 LED 패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및 상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하며, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부에 비해 상대적으로 넓은 공기유입면적을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 특징에 따른 전구형 LED 조명장치는 금속 기판에 복수개의 LED가 실장된 LED 패키지; 상기 LED 패키지로 전원을 인가하기 위한 스크류 캡; 일측에는 상기 LED 패키지가 장착되고, 타측에는 상기 스크류 캡이 장착되는 방열장치; 및, 상기 LED 패키지를 케이싱 처리하기 위해 상기 방열장치의 일측에 결합되는 글로브;를 포함하며, 상기 방열장치는 복수개의 LED가 집적된 LED패키지의 상부에서 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및 상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하며, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부에 비해 상대적으로 넓은 공기유입면적을 갖는다.
본 발명에 다른 특징에 따르면, 전구형 LED 조명장치는 금속 기판에 복수개의 LED가 실장된 LED 패키지; 상기 LED 패키지로 전원을 인가하기 위한 스크류 캡; 일측에는 상기 LED 패키지가 장착되고, 타측에는 상기 스크류 캡이 장착되는 방열장치; 및, 상기 LED 패키지를 케이싱 처리하기 위해 상기 방열장치의 일측에 결합되는 글로브;를 포함하며, 상기 글로브는 상기 LED패키지 측면의 금속기판에 일대일 대응되는 곡면의 형상으로 상기 LED로부터 발사된 광을 산란시켜 발산하도록 한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 전구형 LED 조명장치는 금속 기판에 복수개의 LED가 실장된 LED 패키지; 상기 LED 패키지로 전원을 인가하기 위한 스크류 캡; 일측에는 상기 LED 패키지가 장착되고, 타측에는 상기 스크류 캡이 장착되되, 복수개의 LED가 집적된 LED패키지의 상부에서 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및 상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하며, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부에 비해 상대적으로 넓은 공기유입면적을 갖는 방열장치; 및, 상기 LED 패키지를 케이싱 처리하기 위해 상기 방열장치의 일측에 결합되되,상기 LED 패키지 측면의 금속기판에 일대일 대응되는 곡면의 형상으로 상기 LED로부터 발사된 광을 산란시켜 발산하는 글로브;를 포함한다.
여기서, 판형 방열부는 상기 LED 패키지의 상부로 결합되며 중앙통로를 갖는 몸체; 및 상기 몸체와 일체로 형성되어 외주면에 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 원형의 판형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀을 포함하며, 상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성한다.
한편, 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부의 상부에 형성되는 원통형의 몸체; 상기 몸체의 외주면에 결합되며 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 코루게이션 형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀; 및 상기 복수개의 방열핀간의 간격 형성을 위한 스페이서용 링을 포함하며, 상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성한다.
여기서, 글로브는 상기 LED패키지 측면의 금속기판에 일대일 대응되는 곡면의 형상으로 상기 LED로부터 발사된 광을 산란시켜 발산할 수 있다.
한편, 금속 기판은 하부면을 포함하는 다각형면으로 이루어지며, 복수개의 단위기판 또는 다각형으로 절곡된 일체형 단일기판으로 이루어진다.
상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는, 다각형 파이프로 이루어진 금속 기판을 사용하여 기판 표면에 복수개의 LED를 밀집시켜 실장함에도 불구하고 LED 패키지로부터 전달되는 열을 두 개의 서로 다른 형상을 갖는 방열장치를 통해 방열효율을 증대시킬 수 있어 고조도의 LED 조명장치를 구현할 수 있다.
이러한 효과적인 방열은 동일한 전력을 소모하는 종래의 LED 조명장치에 비해 더 많은 LED를 실장할 수 있도록 하여 종래에 비해 더 큰 조도를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명은 고조도의 LED조명장치에서 LED로부터 전달되는 열의 방열효율이 높고 LED의 배광특성이 우수한 효과를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방열장치 및 이를 이용한 전구형 LED 조명장치의 구성을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전구형 LED 조명장치를 나타내는 사시도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전구형 LED 조명장치(1)는 LED 패키지(10), 방열장치(30), 글로브(50) 및 스크류 캡(70)을 포함한다.
LED 패키지(10)는 하부면을 포함하는 8각형 파이프로 이루어진 금속 기판(metal PCB)(11)의 외표면에 실장된 복수개의 LED(13)를 구비한다. LED 패키지(10)는 외부로 글로브(50)에 의해 케이싱 처리한다. 글로브(50)는 투명 또는 반투명재질을 사용하며, LED 패키지(10)의 금속기판(11)의 8각면에 일대일 대응되는 곡면을 갖는 형상으로 LED 패키지(10)를 케이싱 처리한다. 복수개의 LED(13)로부터의 열을 방열하기 위한 방열장치(30)가 글로브(50)에 의해 케이싱 처리된 LED 패키지(10)의 상부로 형성된다. 방열장치(30)는 판 형상의 방열핀을 갖는 판형 방열부(310)와 그 상부로 형성된 코루게이션(corrugation) 형상의 방열핀을 갖는 코루게이션형 방열부(330)로 형성된다. 코루게이션형 방열부(330)의 상부로는 스크류 캡(70)이 결합되어 통상의 소켓에 삽입되도록 형성된다.
이하, 도 4의 A-A'선 단면도와 B-B'선 단면도를 참고하여 본발명의 일실시예에 따른 전구형 LED 조명장치를 좀 더 상세히 설명한다.
도 5는 도 4의 전구형 LED 조명장치의 A-A'선 단면도이다.
도 5를 참고하면, 전구형 LED 조명장치(1)는 하부로부터 LED 패키지(10)와, LED 패키지(10)를 케이싱하고 있는 글로브(50)와, 글로브(50)의 상부로 방열장치(30)중 하나인 판형 방열부(310)와, 나머지 하나의 방열장치(30)인 코루게이션형 방열부(330)와, 소켓연결을 위한 스크류 캡(70)을 포함한다.
LED 패키지(10)는 금속 소재의 하부면을 포함하는 다각형(예를 들어, 8각형) 파이프로 이루어진 금속 기판(metal PCB)(11)과, 금속 기판(11)의 외표면에 실장된 복수개의 LED(13)를 구비한다.
금속 기판(11)은 열 전도성이 우수한 소재(예를 들어, 알루미늄, 구리, 철 또는 이들의 합금)의 판재로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 8각형 파이프의 측면에 해당하는 금속기판(11)은 8개의 직사각형 단위기판 또는 8각형으로 절곡된 일체형 단일기판으로 이루어진다. 이들 단위기판에는 각각 복수개의 LED(13)가 실장되는데, 예를 들어 5개의 LED(13)를 2열로 실장할 수 있다. 또한, 8각형의 하부면의 금속기판(11)에도 LED(13)를 실장할 수 있다. 이는 측면배광 뿐 아니라 하부로의 배광을 좋게 하기 위한 것이다.
이러한 금속 기판(11)은 스크류(미도시)가 관통하는 복수개의 관통구멍(미도시)을 형성하고 LED 장착부(33)에 형성된 나사구멍(미도시)에 스크류(미도시)를 사 용하여 LED 장착부(33)에 결합된다. 또한, LED장착부(33)의 상부에는 복수개의 LED(13)의 배선을 상부로 연결하기 위한 배선홀(39)을 구비한다.
이와 같은 금속 기판(11)의 바람직한 구조는 금속 기판(11)의 표면에 복수개의 LED(13)가 직접 실장되는 것이 열전달 경로상에 계면이 존재하는 것을 제거함으로써 계면 효과에 의해 열 전달성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그러나, 판 형상의 복수개의 금속 기판에 각각 복수개의 LED(13)를 실장한 후 이를 LED 장착부(33) 각 면에 복수개의 스크류(미도시)를 사용하여 고정시키는 것도 가능하다.
본 발명에서 금속 기판(11)은 도 4의 실시예에서 하부면을 포함하는 8각형 구조로 이루어져 있는데, 8각형 이외의 6각형, 10각형 또는 12각형의 다각형 파이프 구조를 사용할 수 있다. 이 경우 다각형 기판의 외측면과 다각형 기판의 하부면에 복수개의 LED(13)가 실장되어 입체 조명 구조를 형성하므로 조명장치의 직하부분과 측면 사이에 조도 차이가 크게 발생되는 문제를 해결할 수 있어 배광특성이 크게 개선된다.
전술한 LED 패키지(10)의 상부로 LED장착부(33)와 볼트(32)에 의해 결합되는 판형 방열부(310)는 방열장치(30)중의 하나이다. 판형 방열부(310)는 LED 패키지(10)에서 발생되는 열을 LED 조명장치(1) 외부로 방열시켜 주기 위한 것으로, 몸체(311), 및 몸체(311)의 외주면을 따라 판형태로 형성된 방열핀(312)을 포함하며, 일체로 형성된다.
판형 방열부(310)는 열 전도성이 우수한 소재(예를 들어, 알루미늄, 구리, 철 또는 이들의 합금)로 이루어진다.
몸체(311)는 길이방향을 따라 내측으로 하부의 LED 장착부(33)와 연통되는 하부통로(31b)가 형성된다. 하부통로(31b)는 배선홀(39)을 통해 배선된 전선(미도시)을 통과시켜 상부통로(31a)를 따라 상측으로 인출한다.
또한, 몸체(311)는 방열핀(312)의 이면에 상부와 하부로 나사결합부(34, 35)가 형성되며, 하측 나사결합부(34)에는 글로브(50)가 착탈 가능하게 결합되고, 상측 나사결합부(35)에는 코루게이션형 방열부(330)의 하단과 연결하기 위한 몸체하부연결부(334)와 결합된다.
원형의 판형 방열핀(312)은 몸체(311)의 외주면을 따라 동일간격으로 복수개 배치된다. 이 경우 방열핀(312) 사이의 공간은 복수개의 공기유입공간(S1)을 형성한다. 이러한 방열핀(312)은 LED(13)에서 발생되는 열을 방열시키며 이때, 공기유입공간(S1)으로 유입되는 열도 함께 방열시키는 작용을 한다.
또한, 판형 방열부(310)의 상부로 나사결합부(35)에 의해 몸체하부연결부(334)와 결합되는 코루게이션형 방열부(330)는 방열장치(30)중 나머지 하나이다. 코루게이션형 방열부(330)는 하부의 판형 방열부(310)에 의해 방열된 열을 포함하여 LED 패키지(10)로부터 전달되는 열을 방열시켜 주기 위한 것으로, 몸체(331), 및 몸체(331)와 나사결합(36)되어 외주면을 따라 코루게이션 형태로 형성된 복수개의 방열핀(332)을 포함한다. 이러한 복수개의 방열핀(332)들 간에는 공기유입공간(S2)을 확보하여 동일간격 방열핀(332)이 이격되게 하는 스페이서용 링(333)이 형성되어 있다.
마찬가지로 코루게이션형 방열부(330)도 열 전도성이 우수한 소재(예를 들 어, 알루미늄, 구리, 철 또는 이들의 합금)로 이루어진다.
몸체(331)는 길이방향을 따라 내측으로 하부통로(31b)와 연통되는 상부통로(31a)를 형성한다. 상부통로(31a)는 하부통로(31b)보다 큰 직경을 가지며 하부통로(31b)로부터 상측으로 인출된 전선(미도시)을 통과시켜 상부의 LED구동회로(12)에 연결되도록 한다.
또한, 몸체(331)는 상부 외주면에 방열핀(332)을 나사결합하기 위한 나사결합부(36)를 구성하여 몸체(331)와 방열핀(332)을 결합 형성한다.
코루게이션형상의 방열핀(332)은 몸체(331)의 외주면을 따라 코루게이션형상으로 동일간격으로 복수개 배치된다. 여기서, 코루게이션 형상의 복수개의 방열핀(332)은 판형 방열부(310)로부터 방열된 열을 전달받아 다시 한번 방열시킨다. 아울러 방열핀(332) 사이의 공간은 스페이서용 링(333)에 의해 복수개의 공기유입공간(S2)을 형성한다. 그 공기유입공간(S2)은 하부의 공기유입공간(S1)에 비해 상대적으로 넓은 면적을 가지므로 상승공기의 방열효과가 극대화된다.
한편, 코루게이션형 방열부(330)의 몸체(331)는 상부로 PCB(미도시)상에 형성된 LED 구동회로(12)를 안착하고 있는 몸체상부연결부(335)와 나사결합부(37)에 의해 결합된다.
코루게이션형 방열부(330)와 나사결합된 몸체상부연결부(335)는 상부의 스크류 캡(70)의 베이스(71)의 하단과 코킹결합부(73)에 의해 코킹결합된다.
스크류 캡(70)은 베이스(71)에 복수개의 홀(72)이 형성되어 있으며, 방열장치(30)의 상단에 몸체상부연결부(335)와 코킹 결합되어 통상의 소켓에 삽입되기 위 한 한쌍의 전기 접점(70a, 70b)을 형성한다.
LED 패키지(10)로부터 인출된 전선(미도시)은 하부통로(31b)와 상부통로(31a)를 순차적으로 지나 LED구동회로(12)에 연결되고, 다시 LED구동회로(12)로부터 전선(미도시)을 스크류 캡(70)의 한 쌍의 전기 접점(70a,70b)으로 연결시킨다.
한편, LED 패키지(10)를 케이싱처리하고 있는 글로브(50)는 상부의 개방부가 판형 방열부(310)의 하부 나사결합부(34)에 의해 착탈가능하게 결합된다.
글로브(50)는 8각형 금속기판(11)에 8개의 측면에 일대일 대응되는 곡면을 갖는 형상을 갖는다. 이러한 형상의 글로브(50)는 LED(13)로부터 발생되는 광을 산란시켜 배광특성을 좋게 하기 위한 것이다.
이러한 글로브(50)를 도 6을 참고하여 상세히 설명한다.
도 6은 도 4의 전구형 LED 조명장치의 B-B'선 단면도이다.
도 6을 참고하면, 글로브(50)는 복수개의 LED(13)가 실장되어 있는 8각형의 금속기판(11)의 8개 측면에 일대일 대응되는 곡면을 갖는다. LED(13)로부터 발사된 광(화살표 표기)은 글로브(50)의 내측 입사면(A)에 입사되어 산란하여 발산면(B)을 통해 발산된다. 따라서, LED(13)의 발사광을 산란시켜 발산시킬 수 있으므로 배광특성을 좋게 한다.
도 4 내지 도 6을 통해 전술한 전구형 LED 조명장치(1)는 두 개의 서로 다른 형상의 방열부로 된 방열장치로 인해 보다 높은 방열효율을 얻을 수 있음과 동시에 금속기판(11)에 일대일 대응되는 곡면을 갖는 글로브(50)를 채용하여 배광특성을 좋게 하는 것이 가능하다.
참고로 전술한 전구형 LED 조명장치(1)의 정면도와 평면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전구형 LED 조명장치의 정면도이다.
도 7을 참고하면, 글로브(50)의 상부로 두 개의 방열부(310, 330)를 갖는 방열장치(30) 즉, 판형의 방열핀(312)을 갖는 판형 방열부(310)와 코루게이션 형상의 방열핀(332)을 갖는 코루게이션형 방열부(330)를 보여주며, 방열장치(30)의 상부로 홀(72)이 형성된 베이스(71)에 두 개의 접점(70a, 70b)을 갖는 스크류 캡(70)을 보여준다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전구형 LED 조명장치의 평면도이다.
도 8을 참고하면, 두 개의 접점(70a, 70b)과 홀(72)이 형성된 베이스(71)를 보여주며, 코루게이션형 방열부(330)와 판형 방열부(310)를 보여준다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 다각형 파이프로 이루어진 금속 기판을 사용하여 기판 표면에 복수개의 LED를 밀집시켜 실장함에도 불구하고 LED 패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 서로 다른 형상의 두 개의 방열부로 된 방열장치로 보다 효율적인 방열특성을 가질 수 있어 고조도의 LED 조명장치를 구현할 수 있다. 이러한 효율적인 방열은 동일한 전력을 소모하는 종래의 LED 조명장치에 비해 더 많은 LED를 실장할 수 있도록 하여 종래에 비해 더 큰 조도를 가질 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 LED 조명장치는 LED 패키지를 케이싱하는 글로브의 형상을 변형시켜 LED광을 산란시켜 발산광 형태로 출사할 수 있어 배광특성을 좋게 할 수 있다.
본 발명에 따른 LED 조명장치는 백열전구 및 형광등을 대체할 수 있는 새로운 조명장치에 적용될 수 있다.
도 1은 종래의 LED 조명기구의 구조를 나타내는 정면도.
도 2는 도 1에 도시된 종래의 LED 조명기구의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 종래의 다른 LED 조명기구의 구조를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전구형 LED 조명장치를 나타내는 사시도,
도 5는 도 4의 전구형 LED 조명장치의 A-A'선 단면도,
도 6은 도 4의 전구형 LED 조명장치의 B-B'선 단면도,
도 7은 도 4의 전구형 LED 조명장치의 정면도,
도 8은 도 4의 전구형 LED 조명장치의 평면도이다.
*도면 내 주요부분에 대한 부호설명*
10: LED 패키지 11: 금속 기판
13: LED 30: 방열장치
330: 코루게이션형 방열부 310: 판형 방열부
312,332: 방열핀 33: LED 장착부
50: 글로브 70: 스크류 캡

Claims (20)

  1. 복수개의 LED가 집적된 LED 패키지의 상부에서 상기 LED 패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및
    상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하며,
    상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부에 비해 상대적으로 넓은 공기유입면적을 갖는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 방열장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 판형 방열부는 상기 LED 패키지의 상부로 결합되며 중앙통로를 갖는 몸체; 및 상기 몸체와 일체로 형성되어 외주면에 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 원형의 판형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀을 포함하며,
    상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 방열장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부의 상부에 형성되는 원통형의 몸체;
    상기 몸체의 외주면에 결합되며 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 코루게이션 형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀; 및
    상기 복수개의 방열핀간의 간격 형성을 위한 스페이서용 링을 포함하며,
    상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치용 방열장치.
  4. 금속 기판에 복수개의 LED가 실장된 LED 패키지;
    상기 LED 패키지로 전원을 인가하기 위한 스크류 캡;
    일측에는 상기 LED 패키지가 장착되고, 타측에는 상기 스크류 캡이 장착되는 방열장치; 및,
    상기 LED 패키지를 케이싱 처리하기 위해 상기 방열장치의 일측에 결합되는 글로브;를 포함하며,
    상기 방열장치는
    복수개의 LED가 집적된 LED패키지의 상부에서 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및 상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하며, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부에 비해 상대적으로 넓은 공기유입면적을 갖는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 판형 방열부는 상기 LED 패키지의 상부로 결합되며 중앙통로를 갖는 몸체; 및 상기 몸체와 일체로 형성되어 외주면에 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 원형의 판형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀을 포함하며,
    상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부의 상부에 형성되는 원통형의 몸체; 상기 몸체의 외주면에 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 코루게이션 형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀: 및 상기 복수개의 방열핀간의 간격 형성을 위한 스페이서용 링을 포함하며,
    상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 글로브는 상기 LED패키지 측면의 금속기판에 일대일 대응되는 곡면의 형상으로 상기 LED로부터 발사된 광을 산란시켜 발산하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 금속 기판은 하부면을 포함하는 다각형면으로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 금속 기판은 복수개의 단위기판 또는 다각형으로 절곡된 일체형 단일기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 금속 기판에 복수개의 LED가 실장된 LED 패키지;
    상기 LED 패키지로 전원을 인가하기 위한 스크류 캡;
    일측에는 상기 LED 패키지가 장착되고, 타측에는 상기 스크류 캡이 장착되되, 복수개의 LED가 집적된 LED패키지의 상부에서 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 판형 방열핀이 연장 형성되는 판형 방열부; 및 상기 판형 방열부의 상부에서 상기 판형 방열부로부터 방열된 열을 포함하여 상기 LED패키지로부터 전달되는 열을 방열하기 위해 원형의 외주면을 따라 복수개의 코루게이션형 방열핀이 연장 형성되는 코루게이션형 방열부;를 포함하며, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부에 비해 상대적으로 넓은 공기유입면적을 갖는 방열장치; 및,
    상기 LED 패키지를 케이싱 처리하기 위해 상기 방열장치의 일측에 결합되되,상기 LED 패키지 측면의 금속기판에 일대일 대응되는 곡면의 형상으로 상기 LED로부터 발사된 광을 산란시켜 발산하는 글로브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  17. 제 16항에 있어서, 상기 판형 방열부는 상기 LED 패키지의 상부로 결합되며 중앙통로를 갖는 몸체; 및 상기 몸체와 일체로 형성되어 외주면에 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 원형의 판형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀을 포함하며,
    상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  18. 제 16항에 있어서, 상기 코루게이션형 방열부는 상기 판형 방열부의 상부에 형성되는 원통형의 몸체; 상기 몸체의 외주면에 상기 몸체의 길이방향을 따라 동일간격을 두고 코루게이션형태로 연장 형성되는 복수개의 방열핀; 및 상기 복수개의 방열핀간의 간격 형성을 위한 스페이서용 링을 포함하며,
    상기 방열핀 사이의 공간마다 대류현상에 의해 상승하는 공기가 유입되는 공기유입공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 금속 기판은 하부면을 포함하는 다각형면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 금속 기판은 복수개의 단위기판 또는 다각형으로 절곡된 일체형 단일기판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전구형 LED 조명장치.
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