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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알 려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 다각구조의 방열체가 구비된 엘이디 작업등의 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이고, 도 3은 도 1의 분리 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘이디 메탈 PCB 기판의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 방열체의 사시도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 방열체의 단면도이고, 도 7은 도 5의 방열체에 엘이디 메탈 PCB 기판을 설치한 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 다각구조의 방열체가 구비된 엘이디 작업등은 하우징(100), 엘이디 메탈 PCB 기판(200), 방열체(300) 그리고 글로브(400)를 포함한다.
하우징(100)은 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이 본 발명의 작업등(WORKING LAMP)의 본체를 이루는 주된 부위로서 원기둥 형태의 외형을 형성한다. 하우징(100)의 내부에는 다수의 부품을 수납할 수 있는 설치공간(102)이 마련된다. 하우징(100)의 일측에는 방열체(300)을 설치할 수 있는 방열체 결합부(110)가 설치되고 방열체 결합부(110)에는 방열체(300)을 나사결합시킬 수 있는 나사공(112)이 형성되어 있다. 또한, 상기 설치공간(102) 상에는 후술되는 엘이디 메탈 PCB 기판(200)에 전원을 공급하는 몰딩형 컨버터(120)가 부착되어 있어 본 발명의 작업등 을 ICE CLASS용이나 방폭 구역에 사용할 때 불꽃이 발생하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 그리고, 하우징(100)의 일측에는 손잡이(130)가 착탈 가능하게 고정되어 있어 천정 등에 걸 수 있도록 구성될 수 있다.
엘이디 메탈 PCB 기판(200)은 도 4를 참조하면, 복수 개의 엘이디(210)와, PCB(printed circuit board,220), 전선(230)을 포함한다.
상기 엘이디(210)는 본 실시예의 경우 전구형태가 아닌 소자 형태로서 PCB(220)에 실장되는 타입이며 다수 개가 구비된다. 엘이디(210)는 동작시 열이 발생하며, 이 열은 PCB(220)에 전달된다. 본 실시예에서는 엘이디(210)가 소자타입인 것으로 예를 들었지만, 소자 타입이 아닌 다른 어떠한 타입의 엘이디가 사용될 수 있다.
상기 PCB(220)는 본 실시예의 경우, 열전도성이 좋은 금속, 예컨대 알루미늄으로 만들어져 있다. 도 4를 참조하면 금속제의 PCB(220)의 일측면에는 도시하지는 않았으나 회로 구성을 위해 절연막 등으로 코팅이 되어 있으며, 또한 일측면에는 다수의 엘이디(210)들이 실장되어 있다. 또한, PCB(220)의 상면에는 자체에 반사층(미도시)이 코팅되어 있을 수 있다. 반사층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 고 광반사용 염료 등을 스퍼터링, CVD, 스프레잉 또는 전기도금 방식으로 PCB 상에 증착하여 형성한다. 이처럼 반사층이 형성되어 있는 PCB(220) 상에는 특별히 다른 구조물을 가지지 않은 채 엘이디(210)만을 배치시키는 것으로도 충분히 반사 효과를 얻을 수 있다. 그리고 상기 PCB(220)에는 후술되는 방열체(300)와의 결합을 위해 체결공(222)이 더 형성되어 있을 수 있다.
상기 전선(230)은 엘이디(210)에 전기를 공급하기 위한 것이다. 전선(230)의 일단부는 PCB(220)의 측면부분에 결합되어 있는데, 측면부분의 회로에 의해 PCB(220) 상에 실장된 엘이디(230)에 전기적으로 연결되어 있다. 전선(230)의 타단부는 상기 하우징(100)의 컨버터(120)에 전기적으로 연결되어 구동될 수 있지만 도시는 생략하였다.
본 실시예의 경우, 도 4(a)에 도시된 바와 같이 엘이디 메탈 PCB 기판(200)이 부채꼴 형태로 형성될 수 있지만, 도 4(b)에 도시된 바와 같이 부채꼴 형태의 엘이디 메탈 PCB 기판(200)이 후술되는 방열체(300)의 다각면(314) 개수에 따라 4개가 전선(230)으로 연결되어 있는 형태로 가질 수도 있다.
방열체(放熱體)(300)는 상기 엘이디 메탈 PCB 기판(200)을 결합시켜 엘이디(210)로부터 PCB(220)에 전달된 열을 다시 전달받아 외부의 대기로 발산하여 냉각시키고, 상기 엘이디 메탈 PCB 기판(200)을 소정 각도로 장착시켜 엘이디(210)에서 발산된 빛이 측방 또는 사방으로 조사하도록 한다.
본 실시예의 경우, 방열체(300)는 몸체부(310)와 냉각판(320)을 포함하여 이루어져 있다.
상기 몸체부(310)는 도 5를 참조하면, 상면이 두께가 얇은 원기둥 형상을 가지고 하방으로 하향 경사진 역원뿔 형상을 가진다. 몸체부(310)의 일측에는 상기 하우징(100)의 방열체 결합부(110)와 결합되기 위한 결합공(312)이 형성되어 있다.
그리고, 몸체부(310)는 하향 경사를 갖는 다각면(314)을 가진다. 본 실시예의 경우, 다각면(314)은 평판 형상을 가지며, 엘이디 메탈 PCB 기판(200)보다 폭넓 게 형성될 수 있다. 여기서 다각면(314)의 개수에는 한정되지 않는다. 다만, 다각면(314)의 개수에 따라 원의 1/(다각면의 개수+1)로 등분할된 형태로 구비되는 것이 엘이디(210)의 측방 및 사방으로 균등하게 조사할 수 있어 바람직하다. 만약, 상기 다각면(314)이 2개 구비될 경우, 2개의 다각면(314)이 이루는 형태는 삼각뿔의 형상으로 이루어질 수 있다. 이때 2개의 다각면(314)이 이루는 각도는 엘이디(210)에서 발산된 빛을 양측방으로 적절히 조사하기 위하여 상면에 대하여 10˚ 내지 45°가 되도록 하는 것이 바람직하며, 30°가 보다 바람직하다. 또한, 상기 다각면(314)이 4개로 이루어지는 경우, 도 4에서 도시된 엘이디 메탈 PCB 기판(200)을 설치할 수 있도록 원의 1/4인 부채꼴의 형태로 형성되며, 이와 같이 엘이디 메탈 PCB 기판(200)이 복수 개로 이루어지는 경우에는 다각을 형성하여 엘이디(210)에서 발산되는 빛이 측방 또는 사방으로 조사할 수 있게 된다.
상기 냉각판(320)은, 상기 몸체부(310)의 상면에 상하 길이방향으로 형성되어 있으며, 복수 개가 서로 일정한 간격을 이루도록 배치되어 있다. 냉각판(320)은, 도 5를 참조하면, 몸체부(310)의 상면에 돌출된 다수의 직사각형의 판 형상으로 이루어질 수 있으나 이외에도 단면이 삼각형이거나 또는 삼각뿔, 사각뿔의 뿔 형상, 기타 사각기둥 형상의 냉각판(320)의 형태도 가능하다.
한편, 다른 실시예의 경우, 상기 몸체부(310)는, 도 6을 참조하면, 상면이 내측 중심을 향하여 하향 경사지게 함몰 형성된 역원추형 형상을 할 수 있다. 따라서, 상기 냉각판(320)이 함몰 형성된 내측면을 따라 복수 개가 서로 일정한 간격을 이루도록 배치될 수 있다. 이와 같은 구조는 한 실시예보다 표면적이 더 넓어지고 공기와 접촉하는 단면적이 넓어졌으므로 열방출 효과가 더욱 향상될 뿐만 아니라 함몰된 부분만큼의 방열체(300)의 경량화에도 도움이 된다.
이와 같이 구성되는 방열체(300)의 다각면(314)에는 상기 엘이디 메탈 PCB 기판(200)이 결합된다. 이들의 결합은 접착 수단에 의해 결합될 수 있고, 나사와 나사홈의 결합으로 형성하는 구성이나 돌기와 요홈을 형성하는 구성 등으로 다양하게 변형실시할 수 있음은 물론이다.
따라서, 방열체(300)에 엘이디 메탈 PCB 기판(200)을 설치함으로써 엘이디(210)에서 발생하는 열을 빠르고 효과적으로 냉각시키는 것이 가능하다. 또한, 냉각능력이 증가됨에 따라 엘이디(210)를 종래의 제품보다 많은 수를 구비할 수 있게 되어, 더욱 밝은 엘이디 작업등을 구현할 수 있게 된다. 또한, 냉각이 효과적으로 이루어지게 되면, 그렇지 못할 경우보다 엘이디(210)의 수명이 늘어나는 효과도 얻을 수 있다. 또한, 다각면(314)에 의해 엘이디(210)에서 발산되는 빛을 측방 또는 사방으로 효율적으로 굴절·확산시킬 수 있게 된다.
상기 몸체부(310)와 냉각판(320)은 일체로 형성될 수 있다. 열 전도도가 우수한 특수 알루미늄 재질로 일체로 만들어질 수 있고, 예컨대 알루미늄 또는 알루미늄 다이캐스팅, 프레스 공정으로 저렴하고 용이하게 제작될 수 있다.
한편, 본 실시예의 방열체(300)의 경우, 몸체부(310)와 냉각판(320)이 일체로 형성되는 것으로 예를 들었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 변형될 수 있다. 즉, 몸체부(310)와 냉각판(320)이 각각 별개로 만들어져 상호 결합될 수 있다. 당업자라면 이러한 방식들에 대해 구체적인 상황을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
글로브(400)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 상단이 하우징(100)의 하단 부분에 결합되어 하우징(100)의 개방된 하부를 밀폐시키면서 엘이디 메탈 PCB 기판(200) 및 방열체(300)을 보호하는 역할을 함과 동시에 엘이디(210)에서 발산되는 빛을 확산시키는 역할을 한다. 글로브(400)도 엘이디(210)의 발산 효율을 더욱 극대화시키기 위해 오목렌즈 형태로 설치됨이 바람직하다. 또한, 글로브(400)는 부식, 고온 및 고강도에 대한 내구성 및 내열성을 갖도록 폴리카보네이트 재질 등으로 사출성형되며, 글로브(400)와 하우징(100)의 결합되는 부분에는 패킹재(410)가 더 구비되어 틈새를 통하여 빗물 등이 유입되는 것을 방지하도록 함이 바람직하다.
이하에서는 도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 다각구조의 방열체가 구비된 엘이디 작업등의 구조를 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다각구조의 방열체가 구비된 엘이디 작업등은 하우징(100), 엘이디 메탈 PCB 기판(200), 방열체(300), 글로브(400) 및 도광판(500)을 포함한다. 본 실시예를 첫 번째 실시예와 비교하면 도광판(500)이 더 구비되었을 뿐 이를 제외한 하우징(100), 엘이디 메탈 PCB 기판(200), 방열체(300), 글로브(400)의 구성은 동일하므로 설명을 생략한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다각구조의 방열체가 구비된 엘이디 작업등에 도광판(500)이 설치된 상태를 나타낸 단면도이다.
도광판(500)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 엘이디 메탈 PCB 기판(200)의 전방에 위치하도록 하우징(100)에 결합되는 것으로 엘이디(210)로부터 입사되는 광을 면광으로 바꾸어 방사시키는 역할을 한다. 도광판(500)은 도시된 바와 같이 상기 방열체(300)에 나사결합되거나, 경우에 따라서는 직접 하우징(100)의 방열체 결합부(110)에 나사 결합될 수도 있다. 또한, 도광판(500)의 일면에는 요철(510)을 형성시켜 요철(510)에 닿은 엘이디 빛이 난반사되도록 하는 것이 바람직하다. 사출금형으로 도광판(600)의 일면에 V자형 요철(510)을 만들 수 있다. 따라서 상기 엘이디 메탈 PCB 모듈(200)의 엘이디(210)에서 발산된 빛은 도광판(500)에 의해 빛이 균일해지게 되어 안정된 면발광을 하게 되므로 점발광에서 오는 눈부심 현상이 줄어들게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다각구조의 방열체가 구비된 엘이디 작업등은 엘이디 메탈 PCB 기판(200)을 일정한 경사각을 가지고 넓은 방열면적을 가진 방열체(300)의 다각면(314)에 설치한 것에 의해 엘이디(210)의 발광시 발생되는 열은 냉각판(320)을 통하여 신속하게 전달되어 외부로 확산되므로 열폭주에 의한 광도가 떨어지는 현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 복수의 다각면(314)에 의해 엘이디(210)에서 발생하는 열이 PCB(220)를 거쳐 다시 전달받아 외부의 대기로 발산하여 냉각시키고, 엘이디(210)에서 발산되는 빛을 측방 또는 사방으로 효율적으로 굴절·확산시킬 수 있게 된다.
또한, 도광판(500)에 의해 균일하고 안정된 면발광을 제공함으로써 엘이디(210)의 점발광에서 오는 눈부심 현상이 줄어들게 되는 등 그 기대 효과 및 실사용 가치가 일층 고양된 신규의 유용한 발명인 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발 명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.