KR101016496B1 - 발광다이오드 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 밝은 빛을 발광시키기 위해 조도를 증폭시킨 발광다이오드 및 전자소자에서 발생되는 발열을 감쇠시킬 수 있는 발광다이오드 조명장치에 관한 것으로, 이를 실현하기 위한 본 발명은 발광다이오드를 이용하여 광을 발산하는 발광부와, 상기 발광부와 결합되며, 상기 발광부에 전원을 제공하기 위해 외부 전원과 연결되는 소켓부 및 상기 발광부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열부를 포함하는 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다.
발광다이오드, 차량용, 방열, 냉각

Description

발광다이오드 조명장치 {LED LIGHTING APPARATUS}
본 발명은 발광다이오드 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 밝은 빛을 발광시키기 위해 조도를 증폭시킨 발광다이오드 및 전자소자에서 발생되는 열을 감쇠시킬 수 있는 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(light emitting diode)는 LED라고도 한다.
상기 발광다이오드는 반도체에 전압을 가할 때 생기는 발광현상을 루미네선스(전기장발광)라고 하는데 이러한 전기장발광을 이용해 빛이 발광된다.
상기 발광다이오드는 수명이 길고, 전기에너지가 빛 에너지로 직접 변화되기 때문에 전력 소모가 적어 효율성이 우수하고, 일반 전구(램프) 보다 수명이 길어 반영구적으로 사용이 가능하다는 장점을 가지고 있다.
그래서 근래에는 상기 발광다이오드가 각종 전자기기, 카드 판독기, 전광판, 차량의 전조등, 계기판 및 차폭등 등에 사용되고 있다.
그러나, 차량의 전조등, 계기판 및 차폭등 등에 사용하기에는 일반적인 전구 50루멘(lumen:lm)의 밝기를 충족할 수 없기 때문에 이를 개선하기 위해 다수의 발광다이오드를 연결하여 빛의 조도를 높여 사용하고 있다.
이는, 제품의 단가를 증대시킬 뿐만 아니라, 크기가 증대되는 문제점이 있었다.
그래서, 최근에는 밝기가 우수한 발광다이오드에 조도를 증폭시킬 수 있는 전자소자를 연결하여 빛을 증대시킬 수 있도록 하는 기술이 개시되었다.
하지만, 증폭된 발광다이오드 및 전자소자에서 발생되는 열을 해결하지 못하여 상기 발광다이오드 및 전자소자의 수명을 단축시키는 문제점이 제기되고 있는 실정이다.
상기와 같이 서술한 문제점을 개선하고, 해결하기 위한 본 발명의 목적은 빛의 조도를 증폭시킨 발광다이오드 및 전자소자에서 발생되는 열을 공기 중으로 배출하여 발광다이오드 및 회로기판에 실장되는 전자소자의 수명을 연장시킬 수 있는 발광다이오드 조명장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발광다이오드 조명장치는 발광다이오드를 이용하여 광을 발산하는 발광부와, 상기 발광부와 결합되며, 상기 발광부에 전원을 제공하기 위해 외부 전원과 연결되는 소켓부 및 상기 발광부에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열부를 포함한다.
바람직하게 상기 발광부는, 광을 발산하는 발광다이오드모듈과, 상기 발광다이오드모듈과 접촉되며, 상기 발광다이오드모듈에서 발생하는 열을 흡수하는 흡열판과, 상기 발광다이오드모듈에서 광이 증폭되어 발산되도록 전자소자가 실장되는 회로기판 및 상기 회로기판에 연결되며, 상기 소켓부를 통해 외부 전원과 연결되는 적어도 하나의 접속핀을 포함한다.
바람직하게 상기 흡열판은 상기 발광다이오드모듈이 장착되는 발광다이오드고정프레임의 후면에 구비된다.
바람직하게 상기 방열부는, 상기 발광부의 외곽을 감싸도록 구비되며, 상기 소켓부가 삽입되어 결합되는 소켓결합구가 형성되는 방열본체 및 상기 방열본체에 구비되며, 상기 발광다이오드모듈에서 발생하는 열을 상기 방열본체에 전달하는 제 1 열전달편을 포함한다.
바람직하게 상기 방열본체는 외주면에 냉각편이 적어도 하나 형성된다.
바람직하게 상기 방열본체는 외부의 공기가 내부로 유입되도록 냉각홀이 적어도 하나 형성된다.
바람직하게 상기 방열본체는 적어도 하나 이상으로 분리 가능하게 형성된다.
바람직하게 상기 제 1 열전달편은 상기 흡열판에 대향되게 접촉하도록 상기 방열본체의 선단부 내주면에 돌출 형성된다.
바람직하게 상기 방열부는, 상기 방열본체에 구비되며, 상기 회로기판에서 발생하는 열을 상기 방열본체에 전달하는 제 2 열전달편을 더 포함한다.
바람직하게 상기 제 2 열전달편은 상기 제 1 열전달편과 연결되며, 상기 회로기판에 대향되게 접촉하도록 상기 방열본체의 내벽에 형성된다.
바람직하게 상기 발광부에서 발산되는 광을 투과시키는 투광부를 더 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명의 발광다이오드 조명장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명은 빛의 조도를 증폭시킨 발광다이오드가 빛을 발산하면 상기 발광다이오드 및 전자소자에서 발열이 발생되고, 발생된 발열은 각각의 열전달편에 에 의해 방열본체로 전달되어 전달된 발열은 방열본체의 공기 접촉에 의한 배출로 발광 다이오드 및 회로기판에 실장된 전자소자의 발열이 감쇠되어 수명을 연장시킬 수 있다.
또한, 금속 재질의 방열부는 재 사용이 가능하기 때문에 사용성이 증대되고, 물적 낭비를 방지할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 발명에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 분리 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드모듈에 접촉된 흡열판의 사시도이고, 도 4는 도 1의 A-A 단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 발광다이오드 조명장치는 투광부(100), 발광부(200), 소켓부(300) 및 방열부(400) 등을 포함한다.
투광부(100)는 투광부재(110) 및 하우징(120)을 포함한다.
투광부재(110)는 빛이 외부로 투과될 수 있도록 형성되되, 바람직하게 투광부재(110)는 투명한 합성수지 또는 유리 재질로 형성할 수 있다. 이때, 투광부재(110)는 사용자의 선택에 따라 다양한 색상의 재질로 형성할 수도 있음은 물론이다.
아울러, 투광부재(110)는 빛이 보다 효과적으로 투과되도록 일측을 오목한 형태로 형성하여 제작할 수도 있다.
하우징(120)은 투광부재(110)의 외주 둘레에 결합되도록 형성되어 투광부재(110)를 고정하되, 일단부에 원주를 따라 결합편(121)이 형성된다. 이때, 상기 결합편(121)은 후술할 결합홈(411)과 대응되는 형상으로 형성된다.
발광부(200)는 발광다이오드모듈(210), 발광다이오드고정프레임(211), 흡열판(212), 회로기판(220) 및 접속핀(230) 등을 포함하여 구성된다.
아울러, 발광부(200)는 외부의 전원을 제공받아 투광부(100)에 빛(광)을 발산한다.
발광다이오드(luminescent diode)는 기 공지된 기술로 상세한 설명은 생략하되, 바람직하게 발광다이오드모듈(210)은 SMD(Surface Mount Devices) 표면 실장 소자를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 발광다이오드모듈(210)은 사용자의 선택에 따라 다양한 색상으로 구현될 수 있다.
아울러, 발광다이오드모듈(210)에는 발광다이오드고정프레임(211)이 포함된다.
발광다이오드고정프레임(211)은 발광다이오드모듈(210)을 보호하고, 고정하는 역할을 수행한다.
아울러, 발광다이오드고정프레임(211)은 기 공지된 발광다이오드모듈(210)에 포함된 구성요소이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
또한, 발광다이오드고정프레임(211)의 후면에는 발광다이오드모듈(210)에서 발생하는 열을 흡입하는 흡열판(212)이 구비된다.
여기서, 흡열판(212)은 발광다이오드모듈에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 흡입할 수 있도록 금속 재질로 형성된다.
회로기판(220)은 전자소자(221)를 실장할 수 있도록 형성되고, 전자소자(221)는 회로기판(220)의 양 측면에 실장된다.
아울러, 회로기판(220)에 실장되는 전자소자(221)는 저항, 반도체 등 발광다이오드(210)의 빛을 증폭시킬 수 있는 전자소자(221)가 실장된다.
접속핀(230)은 적어도 하나 이상으로 구비되되, 접속핀(230)은 회로기 판(220)에 일측이 열견되고, 타측은 후술할 소켓부(300)에 연결된다.
아울러, 상기 접속핀(230)은 금속 재질로 형성되되, 전기전도도(electric conduction)가 우수한 재질의 금속을 사용하는 것이 바람직하다.
소켓부(300)는 합성수지 재질로 형성되고, 접지편(310)이 구비되며, 접지편(310)의 내측 일단부에 적어도 하나의 결합구(311)가 형성된다.
결합구(311)는 서술한 접속핀(230)이 결합될 수 있도록 대응된 위치에 형성된다.
아울러, 결합구(311)로 결합된 접속핀(230)은 접지편(310)의 외부로 돌출되되, 돌출된 접속핀(230)은 접지편(310)의 외측면에 절곡되어 고정된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 접속핀(230)이 외부 전원과 접점되어 전원을 회로기판(220)에 제공하도록 구현하였기 때문이다.
또한, 접지편(310)의 양측면에는 접속핀(230)을 절곡한 후 고정할 수 있도록 가이드홈(312)이 형성될 수도 있다.
다른 실시예로 접지편(310)의 외측면에 적어도 하나의 단자(미도시)를형성하고, 단자에 접속핀(230)을 연결하여 접속핀(230)을 통해 전원이 직접 공급되는 것이 아닌, 단자를 통해 전원이 공급되도록 형성할 수도 있음은 물론이다.
방열부(400)는 발광부(200)의 외곽을 감싸도록 구비되고, 적어도 하나 이상으로 분리 가능하게 형성되는 방열본체(410a, 410b)가 구비된다. 이때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 방열본체(410a, 410b)를 한 쌍으로 사용 가능하도록 상호 대응된 형상으로 형성된다.
방열본체(410a, 410b)는 금속 재질로서, 열전도율이 우수한 은, 알루미늄 등이 사용될 수 있다.
방열본체(410a, 410b)의 내측에는 결합홈(411a, 411b), 안착홈(412a, 412b), 제 1 열전달편(413a, 413b), 제 2 열전달편(414a, 414b) 및 소켓결합구(415a, 415b)가 형성되고, 외주면에는 적어도 하나의 냉각편(416a, 416b) 등이 일체로 형성된다.
결합홈(411a, 411b)은 방열본체(410a, 410b)의 내측 선단부에 형성되고, 결합홈(411a, 411b)은 서술한 투광부(100)의 결합편(121)이 결합되도록 대응되는 형상으로 형성된다.
이때, 본 발명의 일 실시예는 결합홈(411a, 411b)에 결합편(121)을 끼움 결합할 수 있도록 형성되어 있으나, 바람직하게 결합홈(411a, 411b)과 결합편(121)에 나사를 형성하여 나사 결합에 의해 고정할 수 있도록 형성할 수도 있고, 또는, 접착용 물질을 이용하여 접착할 수도 있음은 물론이다.
또한, 안착홈(412a, 412b)은 방열본체(410a, 410b)에 형성된 결합홈(411a, 411b)과 이격된 내측 중심부에 형성된다.
안착홈(412a, 412b)은 발광다이오드(210)를 결합할 수 있도록 발광다이오드(210)와 대응되는 형상으로 형성된다.
아울러, 제 1 열전달편(413a, 413b)은 안착홈(412a, 412b)과 연결되어 형성되고, 제 1 열전달편(413a, 413b)은 발광다이오드(210)가 안착홈(412a, 412b)에 결합되면 발광다이오드(210)의 후면에 밀착될 수 있는 위치에 형성된다.
즉, 발광다이오드(210)에서 빛의 조도가 증폭되어 발산되면 열이 발생되는데 이때의 발열을 외부의 공기 중으로 방출할 수 있도록 발광다이오드(210) 후면에 밀착된 제 1 열전달편(413a, 413b)이 방열본체(410a, 410b)에 발열을 전달하면 방열본체(410a, 410b)는 외부의 공기와 접촉됨으로써, 발광다이오드(210)에서 발생하는 발열을 감쇠시켜 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 제 1 열전달편(413a, 413b)과 연결되어 제 2 열전달편(414a, 414b)이 형성되고, 제 2 열전달편(414a, 414b)은 발광다이오드(210)와 연결된 회로기판(220)의 전자소자(221)가 밀착되도록 형성된다.
이는, 발광다이오드(210)에서 빛이 발산되어 증폭 될 때, 발광다이오드(210) 뿐만 아니라, 전자소자(221)에서도 발열이 발생하기 때문에 전자소자(221)의 발열을 감쇠시킬 수 있도록 형성되는 것이다.
아울러, 전자소자(221)에서 발열되면, 전자소자(221)와 밀착된 제 2 열전달편(414a, 414b)에 발열이 전달되고, 전달된 발열은 방열본체(410a , 410b)에 전달되어 방열본체(410a, 410b)는 공기와 접촉되어 발열이 방출된다.
또한, 제 2 열전달편(414a, 414b)과 연결되어 소켓결합구(415a, 415b)가 형성된다.
이때, 소켓부(300)를 소켓결합구(415a, 415b)에 보다 견고히 고정하기 위해서는 소켓부(300)의 일단부 양측면에 고정돌기(313a, 313b)를 돌출되게 형성하고, 고정돌기(313a, 313b)가 결합되어 고정되도록 소켓결합구(415a, 415b)에 소켓부(300)의 고정돌기(313a, 313b)가 위치되는 부위에 고정돌기(313a, 313b)와 대응 되거나 동일한 고정홈(417a, 417b)을 형성하여 고정하는 것이 바람직할 것이다.
아울러, 방열본체(410a, 410b)의 외주면에 냉각편(416a, 416b)을 형성하여, 공기와의 접촉면을 증대시켜 보다 효과적으로 발열을 방출할 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
이때, 냉각편(416a, 416b)은 방열본체(410a, 410b)에 음각되어 형성되거나, 양각되어 돌출되게 형성될 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 방열본체(410a, 410b)는 원형으로 형성되어 있지만 다각형 등의 다양한 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 발광다이오드 조명장치의 사용 상태도를 나타낸 것으로, 투광부(100), 발광부(미도시), 소켓부(300) 및 방열부(400)를 결합하여 일체화 된 상태로 일반 차량용 전원소켓(500)에 결합하여 사용됨을 나타낸다.
도 6은 방열본체에 다수의 냉각홀이 형성된 실시예 분리사시도로서, 본 발명의 일 실시예에서는 방열본체(410a, 410b)에 냉각편(미도시)을 음각 또는 양각하여 공기와의 접촉면을 증대시켜 방열하는 실시예가 제시되어 있지만, 보다 효과적으로 발광부(200)에서 발생되는 열을 방열하기 위해 방열본체(410a, 410b)의 내측으로 외부의 공기가 유입될 수 있도록 적어도 하나의 냉각홀(418a, 418b)을 형성하여 방열할 수 있는 실시예이다.
즉, 방열본체(410a, 410b)의 내측에 결합된 발광부(200)에 외부의 공기를 냉각홀(418a, 418b)을 통해 직접 제공함으로써, 보다 효과적으로 발생되는 열을 방출 및 감쇠시킬 수 있기 때문이다.
본 발명의 일 실시예는 차량에 적용 가능한 발광다이오드 조명장치를 나타내고 있지만, 다양한 산업분야 즉, 인테리어 조명장치 등으로 사용 가능함은 물론이다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 발광다이오드 조명장치는 차량에 적용하였을 때, 종래의 일반 전구의 밝기와 대응되는 50루멘(lumen:lm)의 밝기를 제공하여 차량 검사시 규정된 밝기를 충족시킬 수 있도록 구현하는 것이 바람직하다.
아울러, 다양한 적용 분야에 따라 발광다이오드의 밝기를 60루멘에서 100루멘까지 제공할 수 있도록 형성할 수도 있음은 물론이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드모듈에 접촉된 흡열판의 사시도.
도 4는 도 1의 A-A 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치의 사용상태도.
도 6은 방열본체에 다수의 냉각홀이 형성된 실시예의 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 투광부 110 : 투광부재
120 : 하우징 121 : 결합편
200 : 발광부 210 : 발광다이오드모듈
221 : 발광다이오드고정프레임 222 : 흡열판
220 : 회로기판 221 : 전자소자
230 : 접속핀 300 : 소켓부
310 : 접지편 311 : 결합구
312 : 가이드홈 313a, 313b : 고정돌기
400 : 방열부 410a, 410b : 방열본체
411a, 411b : 결합홈 412a, 412b : 안착홈
413a, 413b : 제 1 열전달편 414a, 414b : 제 2 열전달편
415a, 415b : 소켓결합구 416a, 416b : 냉각편
417a, 417b : 고정홈 418a, 418b : 냉각홀
500 : 전원소켓

Claims (11)

  1. 발광다이오드모듈, 상기 발광다이오드모듈과 접촉되어 상기 발광다이오드모듈로부터의 열을 흡수하는 흡열판, 상기 발광다이오드모듈로부터 발산되는 광을 증폭시키는 전자소자가 실장된 회로기판 및 상기 회로기판에 연결되며 외부 전원과 연결되는 적어도 하나의 접속핀을 갖는 발광부;
    상기 발광부와 결합되며, 상기 접속핀이 삽입되는 결합구가 형성되고 상기 발광부에 전원을 제공하기 위해 외부 전원과 연결되는 소켓부; 및
    상기 발광부의 외곽을 감싸고 상기 소켓부가 삽입 결합되는 소켓결합구가 형성된 방열본체, 상기 방열본체에 마련되고 상기 발광다이오드모듈에서 발생된 열을 상기 방열본체에 전달하는 제1열전달편 및 상기 방열본체에 마련되고 상기 회로기판에서 발생된 열을 상기 방열본체에 전달하는 제2열전달편을 갖는 방열부를 포함하며,
    상기 제1열전달편은 상기 흡열판에 대향 접촉되도록 상기 방열본체의 선단부 내주면에 돌출 형성되고, 상기 제2열전달편은 상기 제1열전달편과 연결되어 상기 회로기판에 대향 접촉되도록 상기 방열본체의 내벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡열판은 상기 발광다이오드모듈이 장착되는 발광다이오드고정프레임의 후면에 구비되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열본체는 외주면에 냉각편이 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열본체는 외부의 공기가 내부로 유입되도록 냉각홀이 적어도 하나 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열본체는 적어도 하나 이상으로 분리 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광부에서 발산되는 광을 투과시키는 투광부를 더 포함하는 발광다이오드 조명장치.
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