KR101027581B1 - 발광다이오드 모듈 조립체 및 이를 구비하는 조명장치 - Google Patents

발광다이오드 모듈 조립체 및 이를 구비하는 조명장치 Download PDF

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Abstract

복수의 발광다이오드 모듈을 커넥터를 통해 연결한 발광다이오드 모듈 조립체 및 이를 구비하는 조명장치가 개시된다. 발광다이오드 모듈들이 커넥터에 의해 일정한 각도로 결합된 발광다이오드 조명장치를 이용하여 균일한 배광을 구현할 수 있다. 또한, 발광다이오드 조명장치를 구성하는 커버에 일정한 홈을 도입하여 발광다이오드 조명장치로부터 발생하는 열을 제거할 수 있다.
배광 조절, 가로등, 커넥터, 방열

Description

발광다이오드 모듈 조립체 및 이를 구비하는 조명장치{LIGHT EMITTING DIODE MODULE ASSEMBLY AND ILLUMINATING DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발광다이오드 모듈을 커넥터를 이용하여 일정한 각도로 결합함으로써 배광조절이 가능한 발광다이오드 조명장치에 관한 것이다.
종래의 조명장치, 특히 가로등의 경우는 고정된 형태로 제작되어 변형이 불가하며 이에 따른 배광도 기구마다 고정되어 있다. 이와같은 경우, 가로등의 높이나 그에 따른 배광을 만족시키기 위해 가로등을 별개로 제작해야 한다.
한편, 현재 조명용으로 사용되고 있는 전구나 형광등은 전력소비가 많고 수명이 짧아 자주 교환해주어야 한다. 이러한 종래의 조명을 대체하기 위한 방안으로 발광다이오드를 이용한 조명장치에 관한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.
발광다이오드는 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 높은 광 변환효율, 안정성 및 환경친화성의 장점을 구비하고 있다.
그러나, 발광다이오드는 발광시에 많은 열이 발생하며 그로 인한 온도 상승시 허용 전류와 광 출력이 감소하는 단점이 있다.
본 발명은 발광다이오드 모듈들이 일정한 각도로 결합됨으로써 배광조절이 가능한 발광다이오드 모듈 조립체를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 방열기능을 향상시킨 발광다이오드 모듈 조립체를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 발광다이오드 모듈 조립체를 구비한 조명장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 발광다이오드 모듈 조립체는 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비하는 복수의 발광다이오드 모듈, 발광다이오드 모듈들이 일정한 각도를 이루며 결합되도록 발광다이오드 모듈들을 연결시키는 커넥터를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 발광다이오드 조명장치는 발광다이오드 모듈 조립체, 발광다이오드 모듈 조립체 상부에 이격을 두고 배치되는 커버, 균일배광을 위해 커버 내부에 형성되는 반사판, 발광다이오드 모듈 조립체를 지지하는 지지부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 발광다이오드 모듈 조립체 및 이를 구비하는 조명장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 발광다이오드 모듈들이 일정한 각도로 결합되도록 커넥터를 도입하여 발광다이오드 조명장치를 구현함으로써 배광조절이 가능하다.
둘째, 발광다이오드 모듈에 요철부를 형성하고 커버에 방열홈을 형성하여 조명장치에서 발생하는 열을 용이하게 방출할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 발광다이오드 모듈 조립체 및 이를 구비하는 조명장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 발광다이오드 조명장치(100)의 사시도 및 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 발광다이오드 조명장치(100)는 발광다이오드 모듈 조립체(10), 커버(30), 반사판(40) 및 지지부(50)등을 포함할 수 있다.
발광다이오드 모듈 조립체(10)는 적어도 하나의 발광다이오드를 구비하는 복수의 발광다이오드 모듈, 발광다이오드 모듈들이 일정한 각도를 이루며 결합되도록 발광다이오드 모듈들을 연결시키는 커넥터(20)를 포함한다.
또한, 발광다이오드 모듈은 일단과 타단에 요철부가 형성되어 있는 기판(11), 기판(11) 일면에 적어도 하나 실장되는 발광다이오드, 기판(11)의 이면에 형성되는 방열부(13), 기판(11)의 일면 상에 형성되며 발광다이오드 각각의 빛을 확산시키기 위한 플라이 아이 렌즈가 적어도 하나 형성된 확산판(15)을 포함한다.
기판(11)은 인쇄회로기판(PCB), 메탈 코어(Metal Core) PCB 및 플렉서블(flexible) PCB 중 선택된 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 발광다이오드 모듈에 사용가능 한 기판이면 어느 것이나 사용될 수 있다.
또한, 기판의 형상이 사각형인 경우에 긴변 혹은 짧은변 방향으로 요철부가 형성된다. 다만, 기판(11)의 형상은 사각형에 한정되는 것은 아니며 다른 형상이 될 수도 있다.
기판(11)의 측면에 요철부를 형성함에 의하여 공기유동에 의한 방열효과를 증대시킬 수 있다.
발광다이오드는 적어도 하나가 기판(11) 일면에 납땜 또는 무연납땜에 의해 결합될 수 있다.
방열부(13)는 발광다이오드 모듈로부터 발생되는 열을 방출시키기 위한 것으로 방열핀(13a)을 포함하며 발광다이오드가 실장되는 기판(11)의 이면에 결합된다.
또한, 방열부(13)의 측면에 요철부를 형성함에 의하여 공기유동에 의한 방열효과를 증대시킬 수 있다.
방열부(13)는 인쇄회로기판에 다수 개의 홀을 형성한 후, 방열부(13)와 인쇄회로기판을 볼트 등의 체결수단을 사용하여 결합된다.
방열부(13)는 기판(11)이 사각형 형상인 경우 장변 또는 단변에 평행하게 방열핀(13a)이 적어도 하나 형성될 수 있다.
보다 상세하게, 방열핀(13a)은 발광다이오드 모듈로부터 발생한 열 유동의 진행을 방해하지 않도록 열 유동의 흐름에 평행하게 형성될 수 있다.
도 7은 발광다이오드 조명장치(100)에서 열이 방열되는 구조를 도시한 도면으로, 발광다이오드 모듈 조립체(10)로부터 발생한 열이 발광다이오드 모듈간 틈을 경유하여 커버(30)에 형성된 방열홈(33)을 통해 빠져나감을 알 수 있다.
확산판(15)은 발광다이오드에서 방출되는 광을 효과적으로 확산 유도하여 발광효율을 높이기 위한 것으로, 폴리카보네이트, 아크릴(PMMA: Poly Methyl Methacrylate) 수지, 유리(glass)등이 사용될 수 있으나, 조명장치가 가로등과 같 은 실외용인 경우는 먼지등의 부착방지를 고려할 때 유리가 바람직하다.
발광다이오드로부터 방출된 광은 점광원 형태이므로 확산판(15)에 의해 조명장치의 용도에 적합하도록 면광 형태로 실내외를 조명할 수 있다.
확산판(15)은 기판(11) 상에 실장된 발광다이오드 각각으로부터 발생하는 빛을 확산시키기 위한 플라이 아이 렌즈가 적어도 하나 형성되며 발광다이오드가 실장된 기판(11)의 이면에 형성된다.
도 3는 일정한 각도로 결합된 발광다이오드 모듈들 전방 및 후방에 프레임(19)(frame)이 결합된 구조를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 프레임(19)은 결합된 발광다이오드 모듈들의 전방 및 후방에 결합되며 플라스틱 또는 금속으로 이루어지며 바람직하게는 알루미늄, 알루미늄 합금등이 사용될 수 있다.
발광다이오드 모듈들에 프레임(19)이 결합됨으로써 발광다이오드 모듈들이 보다 안정적으로 조명장치를 구성할 수 있다.
도 4는 커넥터(20)에 의한 발광다이오드 모듈들간의 결합구조를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 커넥터(20) 및 결합부재(23)는 발광다이오드 모듈들이 일정한 각도를 이루며 결합되도록 발광다이오드 모듈들을 연결시킨다. 결합부재(23)는 볼트가 사용될 수 있다.
도 5는 발광다이오드 모듈들을 일정한 각도로 결합하는 커넥터(20)의 형상을 도시한 도면이다. α는 커넥터(20)에 의해 결합되는 발광다이오드 모듈간의 각도를 나타낸다.
커넥터(20)는 플라스틱 또는 금속물질이 사용될 수 있으며 바람직하게는 알루미늄(aluminum), 알루미늄 합금(aluminum alloy) 및 SUS304등의 스테인레스 강(stainless steel)등이 사용될 수 있다.
커넥터(20)는 발광다이오드 모듈들간 결합각이 1~30°범위로 결합되도록 형성되며 일정한 각도에 따른 형상 및 치수를 가지게 된다. 또한, 바람직하게는 발광다이오드 모듈들간 결합각도는 5°, 10°, 15°, 20°등이 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이와같이 발광다이오드 모듈들이 커넥터(20) 및 결합부재(23)에 의해 일정한 각도를 이루며 연결됨으로써 조명을 할 경우 균일 배광을 실현할 수 있다.
즉, 종래의 경우 장소에 따라 서로 다른 배광을 실현하기 위해 각각의 기구를 별도로 제작하게 되나, 본 발명에 따라 모듈의 수량과 모듈간 결합각도를 조절함에 의하여 원하는 배광을 구현할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 커버(30)를 포함한 요부평면도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치(100)는 발광다이오드 모듈 조립체(10), 발광다이오드 모듈 조립체(10)의 상부에 이격을 두고 배치되는 커버(30), 균일배광을 위해 커버(30) 내부에 형성되는 반사판(40), 발광다이오드 모듈 조립체(10)를 지지하는 지지부(50)를 포함한다.
발광다이오드 모듈 조립체(10)는 앞에서 상세하게 기술한 구성들을 구비하고 있다.
도 6에 도시된, 커버(30)는 발광다이오드 모듈들을 외부 환경으로부터 보호 하는 것으로 플라스틱 또는 금속물질로 이루어지며 바람직하게는 강판(steel plate) 또는 스테인레스 판재가 사용될 수 있다.
커버(30)는 발광다이오드 모듈로부터 발생되는 열이 효과적으로 방출될 수 있도록 적어도 하나의 방열홈(33)이 형성될 수 있다.
보다 상세하게, 방열홈(33)은 발광다이오드 모듈 조립체(10)의 틈에 대응하는 방향으로, 틈에 대하여 시프트 된(shifted) 위치에 적어도 하나 형성될 수 있다.
도 7은 발광다이오드 조명장치(100)에서 열이 방열되는 구조를 도시한 도면으로, 발광다이오드 모듈 조립체(10)로부터 발생한 열이 발광다이오드 모듈간 틈을 경유하여 커버(30)에 형성된 방열홈(33)을 통해 빠져나감을 알 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방열부(13)에 형성된 방열핀(13a)은 발광다이오드 모듈에서 발생한 열이 방출될 때, 각 발광다이오드 모듈과 커버(30) 사이의 공기 유동을 방해하지 않도록 공기 유동방향에 평행하게 형성된다.
반사판(40)은 도 7에 도시된 바와 같이, 조명장치의 커버(30) 내부에 위치하며 플라스틱 또는 박판 금속으로 구성된 것으로 발광다이오드 모듈 조립체(10)로부터 방출되는 광이 조명장치 전면과 후면에서 손실되는 양을 감소시켜 균일 배광이 되도록 한다.
보다 상세하게는, 반사판 재질이 플라스틱인 경우, 경면 도금 또는 경면 코팅을 하여 사용하며 금속인 경우는 박판 경면 금속을 사용할 수 있다.
지지부(50)는 발광다이오드 모듈 조립체(10)를 지지하기 위한 것으로 고강도 플라스틱 또는 금속재질로 이루어진 중공(hollow) 등주와 발광다이오드 모듈 조립체(10)와 전기적 연결을 위해 등주 일단에 제어회로부를 포함할 수 있다.
지지부(50)를 구성하는 중공 등주를 통해서 배선등이 이루어진다.
본 발명에 의한 발광다이오드 조명장치(100)는 발광다이오드 모듈을 일정한 각도로 결합되도록 함으로써 조명장치의 배광조절이 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 발광다이오드 조명장치(100)는 발광다이오드 모듈에 요철부 형성, 방열판에 복수의 평행 방열핀(13a) 형성 및 커버(30)에 일정한 방열홈(33)을 형성하여 발광다이오드로부터 발생되는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다.
상기와 같은 효과로 인하여 본 발명에 의한 발광다이오드 조명장치(100)는 향후 조명분야에서 산업상 응용가능성이 매우 높은 것으로 판단된다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광다이오드 조명장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광다이오드 조명장치의 분해 사시도이다.
도 3은 발광다이오드 모듈 조립체의 사시도이다.
도 4는 커넥터에 의한 발광다이오드 모듈들간의 결합구조를 도시한 도면이다.
도 5는 발광다이오드 모듈들을 일정한 각도로 결합하는 커넥터의 형상을 도시한 도면이다. α는 커넥터에 의해 결합되는 발광다이오드 모듈간의 각도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 커버를 포함한 요부평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 조명장치에서 발생하는 열이 방열되는 구조를 설명하기 위한 도 6의 A-A'선에 따른 단면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 발광다이오드 모듈 조립체 11: 기판
13: 방열부 13a: 방열핀
15: 확산판 19: 프레임
20: 커넥터 23: 결합부재
30: 커버 33: 방열홈
40: 반사판 50: 지지부
100: 발광다이오드 조명장치

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 발광다이오드를 각각 구비하는 복수의 발광다이오드 모듈; 및
    상기 발광다이오드 모듈들이 일정한 각도를 이루며 결합되도록 상기 발광다이오드 모듈들을 연결시키는 커넥터를 포함하며,
    상기 발광다이오드 모듈은,
    일단과 타단에 요철부가 형성되는 기판;
    상기 기판의 일면에 적어도 하나 실장되는 발광다이오드;
    상기 기판의 이면에 형성되며,상기 기판의 장변 또는 단변에 평행하게 방열핀이 적어도 하나 형성되는 방열부; 및
    상기 기판의 일면 상에 형성되며, 상기 발광다이오드 각각의 빛을 확산시키기 위한 플라이 아이 렌즈가 적어도 하나 형성된 확산판을 포함하는 발광다이오드 모듈 조립체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터에 의해 연결된 발광다이오드 모듈들을 고정하기 위한 프레임을 더 포함하는 발광다이오드 모듈 조립체.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 커넥터는,
    상기 발광다이오드 모듈간을 1~30°범위내의 일정한 각으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 모듈 조립체.
  6. 제 1 항에 의한 발광다이오드 모듈 조립체;
    상기 발광다이오드 모듈 조립체의 상부에 이격을 두고 배치되는 커버;
    균일배광을 위해 상기 커버 내부에 형성되는 반사판; 및
    상기 발광다이오드 모듈 조립체를 지지하는 지지부를 포함하는 발광다이오드 조명장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 커버는,
    상기 발광다이오드 모듈들간의 틈과 대응하는 방향으로, 상기 틈에 대하여 시프트 된(shifted) 위치에 방열홈이 적어도 하나 형성된 것을 특징으로 하는 발광다이오드 조명장치.
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