KR101050004B1

KR101050004B1 - 엘이디 발광모듈과 그 모듈을 이용한 조명장치

Info

Publication number: KR101050004B1
Application number: KR1020100127725A
Authority: KR
Inventors: 김덕용
Original assignee: 김덕용
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2011-07-19

Abstract

본 발명은 엘이디 발광모듈 및 그 모듈을 이용한 조명장치에 관한 것으로, 본 발명 엘이디 발광모듈은, 일방향으로 긴형태로서 저면부 중앙에 홈이 형성되며, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 바디프레임과, 상기 바디프레임의 홈 내부에 고정되어 상기 바디프레임을 통해 열을 방출하는 다수의 엘이디 패키지와, 상기 바디프레임의 상면과 측면에서 상부와 측면부로 연장되어 마련되며, 상호 이격되는 다수의 방열핀을 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 엘이디 패키지의 배면 뿐만 아니라 측면으로 하향 연장되는 방열핀의 구조를 가지도록 구성하여, 방열핀의 높이를 상대적으로 낮게 설계하여, 공기의 대류가 보다 원활하게 이루어지도록 하여 보다 원활한 열방출이 가능한 효과가 있다.

Description

엘이디 발광모듈과 그 모듈을 이용한 조명장치{LED lighting module and lighting device using the module}

본 발명은 엘이디 발광모듈과 그 모듈을 이용한 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열특성이 우수하며, 광 조사각의 조정이 용이하고, 조명의 조도 요구치에 부합하도록 조도 변경이 용이한 엘이디 발광모듈과 그 모듈을 이용한 조명장치에 관한 것이다.

최근 일반 광원에 비하여 전력소모가 적고 수명이 긴 특성에 인하여 엘이디를 조명수단으로 사용하려는 연구가 진행중이다. 엘이디 패키지에서 발생되는 열은 엘이디 패키지의 수명을 단축시키는 요인이 되기 때문에 엘이디 패키지의 열을 원활하게 방열시키기 위한 구조에 대하여 연구개발이 다양하게 진행되고 있다.

특히 다수의 엘이디 패키지를 사용하는 엘이디 가로등은 방열특성의 향상이 반드시 필요하지만 엘이디 패키지가 구비된 PCB기판의 배면측에 방열핀이 마련된 구조로는 원활한 방열특성을 향상시키는데 한계가 있다. 일반적으로 방열핀의 수와 높이를 증가시켜 방열특성을 개선하려는 노력이 있으나, 이는 방열핀의 사이 공간에 공기가 원활하게 대류되지 못하기 때문에 역시 방열특성의 개선에 한계가 있다.

이러한 종래 엘이디를 이용한 조명수단으로 일본 등록실용신안공보 3163002호를 예로 할 수 있다.

일본 등록실용신안공보 3163002호(이하, 종래기술1이라 약칭함)에는 엘이디 장착면의 배면측으로의 방열핀 높이가 서로 다른 이형의 방열핀들을 교차되도록 하여, 그 높이가 서로 다른 방열핀의 사이로 공기가 유입되어 원활한 방열이 이루어지도록 개선한 구조의 조명장치가 기재되어 있다.

그러나 이와 같은 종래기술1의 구성은 높이가 서로 다른 방열핀을 갖도록 제조하는 것이 상대적으로 어렵고, 그 방열핀의 중앙 상부측에 공기의 흐름을 용이하게 하는 홈패턴을 가공해야 하기 때문에, 제조가 번거러움과 함께 비용이 증가하며 생산성이 현저하게 낮은 문제점이 있었다.

또한 종래기술1에서는 엘이디 칩들을 실장하는 기판이 접하는 면인 엘이디 장착면의 측면측에서 하부측으로 하우징이 돌출되어 있고, 그 돌출된 부분의 외측에 방열핀의 일부가 위치하게 되나, 그 일부의 방열핀은 엘이디의 장착면의 배면에 위치하는 방열핀의 면적에 비하여 현저하게 적은 면적을 가지고 있어서 방열량이 매우 적다.

이는 기본적으로 방열핀의 면적에 어느 정도까지는 방열효율이 비례하는 것을 감안할 때 방열의 효과가 적으며, 엘이디 장착면의 배면측으로만 주로 방열이 이루어지는 구조를 가지고 있어, 방열효율이 저하되는 문제점이 있었다.

아울러 종래기술1은 방열핀을 제외한 프레임의 두께가 부분적으로 다른 부분들이 존재하며, 이와 같은 구조에서는 프레임 두께의 차이에 의한 부분적인 온도의 불균형으로 일부 엘이디칩의 수명이 짧아져, 전체적인 엘이디 발광장치의 수명을 단축하는 원인이 된다.

한편 엘이디 패키지는 다른 램프형의 일반 광원에 비하여 광의 조사각도가 좁기 때문에, 가로등에 적용하는 경우 가로등의 높이와도 관련이 있는 하나의 가로등이 가져야 하는 최소한의 광조사각 범위를 맞추기 위하여 보다 복잡한 기구적 구조를 가지고 있어야 하며, 이러한 구조를 제작하기 위한 설계가 용이하지 않고, 제조비용이 증가하는 문제점을 가지고 있다.

아울러 엘이디 가로등의 설치 위치에 따라 조도 요구치에 차이가 있으며, 종래의 엘이디 가로등은 설계 당시부터 그 조도를 감안하여 엘이디 패키지의 수를 설계에 반영해야 하기 때문에, 조도 요구치가 다른 조명마다 새로운 설계와 제작이 필요한 문제점이 있었다.

상기한 종래기술1을 다수로 병렬 배치하여 결합하는 경우 이러한 조도를 맞출 수 있을 수는 있으나, 종래기술1은 각각 회전이 가능한 로터가 마련되어 있어, 이를 다수로 병렬결합하는 경우 각각을 개별적으로 구동하기 위한 기계적 구성이 매우 복잡하게 되어 그 구성이 용이하지 않으며, 외측으로 돌출된 로터들이 결합을 위한 결합판에 접하게 되어 각도의 조절이 용이하지 않은 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 엘이디 가로등의 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방열특성을 향상시켜 엘이디 패키지의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 엘이디 발광모듈을 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 엘이디 가로등의 조도 요구치에 유연하게 대응할 수 있으며, 광의 조사각도를 임의로 조정할 수 있는 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치를 제공함에 있다.

아울러 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 보다 가볍고 견고한 엘이디 발광모듈 및 그 모듈을 이용한 조명장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 엘이디 발광모듈은, 일방향으로 긴형태로서 저면부 중앙에 홈이 형성되며, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 바디프레임과, 상기 바디프레임의 홈 내부에 고정되어 상기 바디프레임을 통해 열을 방출하는 다수의 엘이디 패키지와, 상기 바디프레임의 상면과 측면에서 상부와 측면부로 연장되어 마련되며, 상호 이격되는 다수의 방열핀을 포함한다.

또한 본 발명 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치는, 일방향으로 긴형태이며, 저면에 홈이 마련된 바디프레임과, 상기 바디프레임의 홈 내부에 고정되어 상기 바디프레임을 통해 열을 방출하는 다수의 엘이디 패키지와, 상기 바디프레임의 상면과 측면에서 상부와 측면부로 연장되어 마련되며, 상호 이격되는 다수의 방열핀을 포함하는 엘이디 발광모듈과, 상기 엘이디 발광모듈을 다수로 고정하되, 상기 각 엘이디 발광모듈 중 중앙부에 위치하는 엘이디 발광모듈이 주변부에 위치하는 엘이디 발광모듈에 비하여 더 낮은 위치에 위치하도록 결합하는 한 쌍의 지지프레임을 포함한다.

본 발명에 따른 엘이디 발광모듈은, 엘이디 패키지를 직접 또는 열전도율이 우수한 메탈 PCB를 통해 방열판에 접하도록 하여 열방출이 보다 용이한 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 엘이디 발광모듈은, 엘이디 패키지의 배면 뿐만 아니라 측면으로 하향 연장되는 방열핀의 구조를 가지도록 구성하되, 그 엘이디 패키지의 배면의 방열핀 면적과 동등한 일측면의 방열핀 면적을 제공하여 엘이디 발광모듈의 방열 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러 종래기술에 비하여, 방열핀의 높이를 상대적으로 낮게 설계하여, 공기의 대류가 보다 원활하게 이루어지도록 함으로써, 원활한 열방출이 가능한 효과가 있으며, 중량을 줄여 제품에 적용이 보다 용이하며, 운반과 보관을 용이하도록 하는 효과가 있다.

그리고 본 발명에 따른 엘이디 발광모듈은, 엘이디 패키지들을 실장하는 프레임의 전체 두께를 고르게 하여, 부분적인 온도차의 발생을 방지함으로써, 일부 엘이디 패키지의 수명 단축을 방지하여, 보다 내구성을 높이고, 수명에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명에 따른 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치는 다수의 엘이디 발광모듈을 각각의 양단측에서 지지프레임에 의해 고정하도록 구성하여, 그 지지프레임에 고정되는 모듈의 수를 변경하여 요구되는 조도에 부합하는 가로등을 용이하게 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한 그 지지판에 지지되는 본 발명에 따른 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치는, 각 엘이디 발광모듈의 설치각도를 조절하여, 가로등의 설계를 변경하지 않고도 가로등의 설치 위치나 간격에 부합하는 지향각으로 조정할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치는, 다수의 엘이디 발광모듈을 지지프레임으로 고정할 때 그 엘이디 발광모듈의 사이에 간격을 두어 그 사이로 공기의 대류가 일어나도록 함으로써, 방열을 보다 원활하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 저면측 사시도이다.
도 2는 도 1의 상면측 사시도이다.
도 3은 도 1에서 A-A 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 단면 구성도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치의 저면측 사시도이다.
도 10은 도 8의 상면측 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈을 이용한 가로등 기구의 정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들에 따른 엘이디 발광모듈을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 저면측 사시도이고, 도 2는 도 1의 상면측 사시도이며, 도 3은 도 1에서 A-A 방향 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 발광모듈은 저면에 긴형태의 홈(11)이 마련된 바디프레임(10)과, 상기 바디프레임(10)의 홈(11)의 내측상면부에 결합되는 메탈피씨비(PCB,20)와, 상기 메탈피씨비(20)에 실장되어 상기 메탈피씨비(20)를 통해 공급된 전원에 의해 광을 방출하는 다수의 엘이디 패키지(30)와, 상기 바디프레임(10)의 상면과 측면에 상호 소정거리 이격되어 위치하는 다수의 방열핀(40)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 바디프레임(10)은 금속재질이며, 일측으로 긴 바(bar) 형상이며, 육면체 형상을 예로하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바디프레임(10)의 도면상 저면에는 그 바디프레임(10)의 길이방향으로 홈(11)이 마련되어 있다. 상기 홈(11)의 바닥면(도면상에서는 홈의 위쪽면)에는 메탈피씨비(20)를 볼트로 결합할 수 있는 결합공(도면 미도시)이 마련되어 있다.

상기 홈(11)의 바닥면에 결합된 메탈피씨비(20)는 다수의 엘이디 패키지(30)가 실장되어 있는 것이며, 그 메탈피씨비(20)를 통해 공급되는 전원에 의하여 엘이디 패키지(30)는 광을 방출하게 된다.

이때 엘이디 패키지(30)의 광 출사방향은 상기 홈(11)의 입구측을 향한다.

상기 바디프레임(10)은 전체가 균일한 두께를 가지는 것이며, 이는 부분적인 온도차의 발생을 방지하여, 엘이디 패키지(30) 중 온도가 높은 측에 위치하는 엘이디 패키지(30)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 바디프레임(10)이 원통형상이고, 홈의 단면이 사각형 형상일 경우 프레임의 두께가 미세하게 차이가 날 수 있으나 이는 열전달 차원에서 극히 미세한 차이만을 띄게 되므로 실질적으로 균일한 두께라고 간주해도 무방하다.

상기의 구조에서 다수의 엘이디 패키지(30) 중 일부가 수명이 다한 경우, 조도의 문제 등으로 전체 엘이디 패키지(30)를 실장하는 메탈피씨비(20)를 교체해야 하기 때문에 전체 엘이디 패키지(30)의 수명을 단축시키는 것과 동일한 결과를 나타낸다.

상기 바디프레임(10)에는 다수의 방열핀(40)이 마련되어 있다. 상기 방열핀(40)의 특징적인 구조는 각각의 방열핀(40)이 상기 홈(11)이 마련된 바디프레임(10)의 저면을 제외하고 상면과 측면에서 돌출된 형상으로 일체형으로 마련되나 이에 한정되는 것은 아니다.

특히, 상기 바디프레임(10)의 상기 메탈피씨비(20)의 결합면의 배면측 방열핀(40)의 면적과, 상기 바디프레임(10)의 양 측면측 방열핀(40) 각각의 면적은 서로 대등한 면적이 되도록 한다.

즉, 상기 방열핀(40)은 전체적으로 균일한 높이를 가지며, 바디프레임(10)의 배면 및 측면에서의 길이가 동일한 정도가 되도록 하여, 그 측면에서의 방열이 엘이디 패키지(30)의 배면측의 방열과 동일한 수준으로 이루어지도록 하여, 전체적인 방열 효과를 높일 수 있다.

또한 이와 같이 전체적으로 균일한 정도의 방열 특성을 나타냄으로써, 일측으로 긴형태의 본 발명 엘이디 발광모듈의 일부에서 타부분과 온도차가 발생하는 것을 더욱 방지할 수 있게 된다. 본 실시예에서 상기 바디프레임(10)이 육면체 형상인 것을 일예로 하여 설명하므로 도면상 상면과 측면이 구분되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 바디 프레임이 원통형상일 경우 상기 홈(11)이 형성된 부분을 제외한 나머지 외면에서 대향되게 연장된 방열핀에 대해서도 동일하게 적용됨은 당업자에게 당연히 유추될 것이다.

이와 같은 구조에서 엘이디 패키지(30)에서 발생되는 열은 금속재질인 메탈피씨비(20)를 통해 바디프레임(10)에 전달되며, 그 바디프레임(10)의 열은 방열핀(40)을 통해 대기와 접촉하여 열을 방출한다.

상기 도 3을 다시 참조하면 엘이디 패키지(30)의 위치는 상기 방열핀(40)의 중간부분에 위치한다. 종래에는 엘이디 패키지의 상부측에만 방열핀이 마련되는 구조이거나, 엘이디 패키지(30)의 측면측에만 형성된다고 해도 그 면적이 상대적으로 적어서, 엘이디 패키지에서 발생된 열이 주로 상향으로만 전달되어 방열되었으나, 본 발명은 엘이디 패키지의 도면상 상부측과 하부측으로 방열핀(40)이 위치하기 때문에 열전달 방향이 전체 방향이 된다. 따라서 방열핀(40)의 높이를 종래에 비하여 낮추는 경우에도 충분한 방열면적이 제공될 수 있으며, 그 방열핀(40)의 높이를 낮추어 공기가 상기 방열핀(40)들 사이의 바디프레임(10)에 접하도록 대류될 수 있게 한다.

이는 방열핀의 높이를 높여 방열면적을 확보하려는 종래의 구조에서 그 방열핀의 높이의 증가에 따라 대류되는 공기가 방열핀의 하부면에 접촉되지 않아 그 방열핀의 높이 증가에 따른 방열 향상이 크지 않은 것을 감안한 구조이다.

또한 앞서 설명한 종래기술1과 같이 방열핀의 높이가 서로 다른 것을 교번하여 형성하는 구조에 비하여, 균일한 높이의 방열핀(40)을 사용하기 때문에 제조가 용이하며, 가공비용이 적게 소모되어 제조비용이 절감되며, 생산성 향상을 기대할 수 있다.

그리고 본 발명에서 방열핀(40)의 높이를 줄여 모듈의 전체 중량을 줄일 수 있으며, 그 경량화에 의하여 본 발명을 가로등과 같이 바람등의 영향을 고려해야 하는 조명장치에 적용할 때 보다 유리한 효과를 나타낸다.

상기 바디프레임(10)의 형상은 저면부가 개방된 사각 프레임 구조이며, 이는 바디프레임(10)의 두께를 감소시켜도 휨이나 뒤틀림이 발생하지 않는 구조이며, 따라서 기존의 엘이디 가로등에 비하여 충분한 강도를 가짐과 아울러 보다 중량을 줄일 수 있게 된다.

또한 상기 방열핀(40)이 바디프레임(10)의 상면 뿐만 아니라 측면부까지 연장되어 있어, 그 방열핀(40)은 바디프레임(10)의 변형을 방지하고, 강성을 높이는 힘살 역할도 하게 된다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 단면 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈은, 상기 홈(11)이 개방부의 폭이 상기 메탈피씨비(20)의 결합부의 폭보다 더 넓게 경사진 구조를 가질 수 있다.

이는 엘이디 패키지(30)에서 방출되는 광을 좀 더 확산시킬 수 있는 구조이며, 이때 상기 홈(11)의 측면은 광을 반사하는 반사면의 역할을 하게 된다.

이와 같은 구조 역시 앞서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예의 엘이디 발광모듈과 같이 열의 방출이 용이하며, 가볍고 견고한 특성을 가지며, 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 단면구성도이다.

도 5를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈은, 앞서 설명한 본 발명의 실시예들에 따른 엘이디 발광모듈에 비하여 더욱 열방출 효율을 높일 수 있는 구조이다.

즉, 메탈피씨비를 사용하지 않고, 상기 바디프레임(10)에 삽입 설치된 배선부(50)를 마련하고, 그 배선부(50)에 엘이디 패키지(30)의 전원단자(31)가 직접 접촉되도록 그 엘이디 패키지(30)를 접합한다.

상기 배선부(50)는 절연피복(51)으로 절연되는 단심선(52)일 수 있으며, 상기 엘이디 패키지(30)의 전원단자(31)의 접촉부에서는 그 절연피복(51)을 제거하여 단심선(52)을 노출시킨 형태를 가진다. 상기 절연피복(51)의 제거로 노출된 단심선(52)에 엘이디 패키지(30)의 전원단자(31)가 연결되어 외부에서 공급되는 전원을 공급받아 엘이디 패키지(30)가 광을 방출한다.

이때 엘이디 패키지(30)는 상기 바디프레임(10)에 밀착되어 발생한 열이 직접 바디프레임(10)과 방열핀(40)을 통해 방열되며, 따라서 방열특성이 보다 향상될 수 있다.

상기 도 5에서는 한 쌍의 배선부(50)를 도시하였으나, 상기 바디프레임(10) 자체를 일측 배선으로 사용하면, 하나의 배선부(50)를 사용하여 엘이디 패키지(30)에 전원을 공급할 수 있다.

앞서 상세히 설명한 본 발명 엘이디 발광모듈의 실시예들 각각을 하나의 단위로 하여 요구되는 조도 조건에 부합하도록 결합하여 엘이디 가로등을 구현할 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈의 단면 구성도이다.

도 6을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 발광모듈은, 상기 도 3에 도시한 엘이디 발광모듈의 일실시예에서, 상기 홈(11)의 입구측으로부터 소정의 깊이의 거리 양측의 바디프레임(10)에 안착단(12)이 마련되어 있으며, 그 안착단(12)에 렌즈(60)가 접합된 구조이다.

이 렌즈(60)는 엘이디 패키지(30)에서 방출되는 광을 정해진 각으로 굴절시키는 역할을 하며, 조명장치에서 요구되는 지향각에 부합하는 엘이디 발광모듈을 보다 용이하게 제작할 수 있게 되며, 면광원의 형태로 광이 보다 부드럽게 인식되도록 처리할 수 있다.

또한 상기 렌즈(60)의 부착에 의하여 상기 엘이디 패키지(30) 측으로는 외부의 습기가 침투할 수 없도록 기밀이 유지되며, 따라서 외부에 별도의 커버를 설치하지 않고도 사용할 수 있다.

일반적으로 엘이디를 사용하는 조명들은 엘이디의 보호와 면광원의 형성을 위하여 외부에 커버를 설치하게 되나, 상기 종래기술1에서 보여지는 바와 같이 커버의 설치를 위한 결합공과 안착을 위한 안착단이 요구되어, 그 커버 설치를 위한 바디프레임의 끝단이 두껍게 형성되어야 한다.

이와 달리 본 발명에서는 상기 바디프레임(10)의 홈(11)의 내측에 안착단(12)을 두어 렌즈(60)를 안착시켜, 외부와 엘이디 패키지(30)를 밀폐시켜 별도의 커버를 사용하지 않기 때문에, 바디프레임(10)을 균일한 정도의 두께로 제작 가능함과 아울러 보다 얇은 두께로 제작할 수 있어 방열이 보다 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

도 7은 본 발명 엘이디 발광모듈의 다른 실시예의 분리 사시도이다.

도 7을 참조하면 본 발명 엘이디 발광모듈의 다른 실시예는 바디프레임(10)의 측면이 절곡되어 렌즈(60)가 부착될 수 있는 안착단(12)을 제공함과 아울러 그 바디프레임(10)의 끝단에도 외부렌즈(70)가 부착되는 외부안착단(13)을 포함하여 구성된다.

상기 구조는 바디프레임(10)과 렌즈(60) 및 외부렌즈(70) 만을 도시한 것이며, 방열핀은 생략되었다.

상기의 구조에서는 바디프레임(10)의 내측과 홈(11)의 입구측에 외부안착단(13)을 두어 렌즈(60)와 외부렌즈(70)를 통해 엘이디 패키지(30)의 광 조사각도를 보다 다양하게 변화시킬 수 있는 구조이며, 상기 렌즈(60)와 외부렌즈(70)는 바(bar) 형으로 상기 바디프레임(10)의 길이에 맞게 일측으로 긴형태를 가진다.

상기 렌즈(60)와 외부렌즈(70)의 사용에 의해 상기 엘이디 패키지(30)는 기밀성이 더욱 향상되며, 앞서 설명한 바와 같이 별도의 커버를 사용하지 않아도 되기 때문에 방열성이 보다 향상될 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조한 상세한 설명에 언급되었으므로 생략한다.

상기 도 6과 도 7의 예에서는 엘이디 패키지(30)가 메탈피씨비(20)를 통해 전원을 공급받는 예를 도시하였으나, 상기 도 5와 같이 바디프레임(10)에 직접 접하는 구조에도 당연히 적용될 수 있으며, 상기 바디프레임(10)이 경사진 구조에 적용될 수 있다.

도 8은 본 발명 엘이디 발광모듈의 다른 실시예의 구성도이다.

도 8을 참조하면 본 발명 엘이디 발광모듈의 다른 실시예는, 바디프레임(10)의 측면측에 위치하는 방열핀(40)들을 외측에서 상호 연결하는 방열판(80)을 더 포함하여 구성된다.

상기 방열판(80)은 상기 바디프레임(10)과 같이 일측으로 긴 바(bar) 형태이며, 상기 방열핀(40)을 통해 방출되는 열을 더 넓은 면적에서 외부 공기와 열교환이 일어나도록 하여 방열효과를 보다 향상시킬 수 있다.

상기 방열판(80)과 상기 바디프레임(10)의 사이에는 상기 방열핀(40)에 의하여 공간이 마련되어 있으며, 그 공간으로도 공기가 대류하여 그 방열판(80)의 양면이 공기와 접촉되어 방열이 이루어진다.

상기 바디프레임(10)과의 사이 공간에서 원활한 대류가 일어나도록 하기 위하여, 상기 도 8에서 방열핀(40)의 높이(h)에 비하여 상기 방열판(80)의 폭(w)이 더 좁게 되도록 한다.

상기 방열판(80)의 폭(w)이 방열핀(40)의 높이(h)와 같거나 더 크게 되면, 그 방열판(80)의 안쪽면과 바디프레임(10) 사이의 공간으로 공기의 원활한 대류가 어려워 방열이 잘 이루어지지 않을 수 있다.

그리고 상기 방열판(80)의 설치에 의해 상기 방열핀(40)들은 그 위치에 관계없이 동일한 온도 분포를 가지게 된다. 이는 방열판(80)이 방열핀(40)들을 연결하여 일부에서 발생할 수 있는 온도 편차를 해소할 수 있는 것으로, 전체적으로 균일한 온도를 유지하여, 일부에서 발생하는 온도 편차에 의해 일부의 엘이디 패키지(30)가 다른 엘이디 패키지(30)에 비해 열에 의한 수명단축을 방지할 수 있다.

도 9는 본 발명 엘이디 발광모듈을 이용한 엘이디 조명장치의 결합상태의 상부측 사시도이고, 도 10은 하부측 사시도이다.

도 9와 도 10을 각각 참조하면 본 발명 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치는, 각 엘이디 발광모듈(101~104)의 바디프레임(10)의 양단은 볼트 체결이 가능하도록 소정의 면적을 가지는 측면돌출단(12)이 마련되어 있으며, 다수의 엘이디 발광모듈의 양단을 공통으로 지지하는 지지프레임(61,62)에 체결되어 고정된다.

상기 지지프레임(61,62)의 바람직한 형상으로서, 중앙부측에 결합되는 엘이디 발광모듈(102,103)이 주변부에 결합되는 엘이디 발광모듈(103,104)에 비하여 낮은 위치에 위치할 수 있도록 원호형의 판구조임이 바람직하다.

본 실시예에서는 상기와 같은 원호형의 판구조임을 일예로 하여 설명하나 이에 한정되는 것은 아니고 플랫(Flat)한 형태로 배열되도록 함도 당업자에게 당연할 것이며, 각 발광 모듈 자체가 원호를 이루도록 하는 형상의 설계 또한 당업자에게 당연하게 유추될 것이다.

상기 엘이디 발광모듈(101~104)는 각각 지지프레임(61,62)에 볼트(도면 미도시)에 의해 체결될 때, 그 각도를 변경할 수 있다. 이는 지지프레임(61,62)에 마련되는 볼트결합공(63)을 가공할 때 엘이디 가로등의 조사각 범위를 고려하여 위치를 정하여 가공하고, 그 볼트결합공(63) 위치에서 각 엘이디 발광모듈(101~104)을 결합하여 요구되는 광조사각에 부합하는 가로등을 제공할 수 있게 된다.

또한 상기 엘이디 발광모듈(101~104)의 수를 변경하여, 단일 가로등의 조도 요구치에 부합하는 제품을 용이하게 제조할 수 있다.

이는 종래 엘이디를 사용하는 가로등들이 조사각과 조도 요구치가 다른 경우, 별도의 설계과정을 통해 각각의 조사각 및 조도에 부합하는 가로등 제품을 설계하고, 이를 제조하는 방식을 사용할 때 발생하는 문제점들을 해결할 수 있다.

즉, 단일 설계로 각 엘이디 발광모듈(101~104)을 제작하고, 조도에 따라 엘이디 발광모듈의 사용 수량을 결정하고, 조사각 요구치에 따라 각 엘이디 발광모듈의 설치각도를 변경하여 결합하는 것으로 용이하게 원하는 가로등을 제공할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 엘이디 발광모듈을 다수로 결합한 상태에서도 열의 방출이 용이한 구조를 가진다. 종래 엘이디 가로등은 하부측에 커버의 설치가 전체에 대하여 이루어지게 되나, 본 발명에서는 각 엘이디 발광모듈(101~104)에 개별적인 커버를 달아 그 엘이디 발광모듈(101~104)의 사이에서도 원활한 공기의 대류가 일어나도록 하여 방열특성을 높일 수 있게 된다.

도 10에서 일부를 확대한 부분에 주목하면, 상기 엘이디 발광모듈(101~104)들은 서로 밀착되지 않고 사이에 틈이 있는 상태로 이격되어 있으며, 따라서 그 사이의 틈을 통해 대류가 원활하게 일어나도록 하여 다수의 모듈을 결합하여 사용하는 경우에도 각 엘이디 발광모듈(101~104)들의 방열핀(40)의 사이에서 공기의 대류가 원활하게 일어날 수 있으며, 따라서 방열특성이 보다 향상된다.

이와 같은 방열이 원활하게 이루어짐으로써, 엘이디 패키지(30)의 수명 단축을 방지할 수 있게 된다.

상기 도 9와 도 10에 도시한 구성에 적용할 수 있는 엘이디 발광모듈은 앞서 도 1 내지 도 3, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 본 발명 엘이디 발광모듈의 각 실시예들을 모두 적용할 수 있다.

상기 도 9와 도 10을 참조하여 설명한 엘이디 발광모듈(101~104)의 결합은 설치시 광 조사각도가 결정되는 것이나, 설치 후에도 임의로 엘이디 발광모듈(101~104)의 설치각도를 조정할 수 있어 필요에 따라 엘이디 가로등의 광조사각도를 변경할 수 있도록 구성할 수 있다.

도 11은 본 발명 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치의 설치상태의 일실시 정면 구성도이다.

도 11을 참조하면 다수의 엘이디 발광모듈은 지지프레임(61)에 회전축(R1~R4)에 의해 결합되어 있으며, 각 회전축(R1~R4)에는 그 지지프레임(61)의 외측에서 종동기어(SG1~SG4)가 각각 결합되어 있으며, 모터(도면 미도시)에 의해 회전하며 상기 종동기어(SG1~SG4)와 맞물려 있는 하나의 구동기어(G1)가 소정각도 회전하면 그 회전을 상기 엘이디 발광모듈에 전달하여 광의 조사각도를 조정할 수 있게 된다.

상기의 예는 전체 엘이디 발광모듈의 각도를 동시에 조정하는 간단한 예를 보인 것이며, 각 엘이디 발광모듈을 필요에 따라 개별적으로 구동하여 각도를 조절할 수 있음은 당업자 수준에서는 쉽게 이해될 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 엘이디 발광모듈 및 그 모듈을 이용한 조명장치는, 엘이디 패키지에서 발생되는 열을 금속인 바디프레임에 직접 또는 열전도율이 높은 메탈피씨비를 통해 방출함과 아울러 그 열의 방출방향을 다변화하여 열 방출효율을 높일 수 있으며, 모듈화를 통해 설계변경없이 다양한 조도 요구치와 조사각 요구치에 부합하는 엘이디 가로등을 제작할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

10:바디프레임 11:홈
20:메탈피씨비 30:엘이디 패키지
31:전원단자 40:방열핀
50:배선부 51:절연피복
52:단심선 61,62:지지프레임
60:렌즈 70:외부렌즈
80:방열판

Claims

일방향으로 긴형태로서 저면부에 홈이 형성되며, 전체적으로 균일한 두께를 갖는 바디프레임;
상기 바디프레임의 홈 내부에 고정되어 상기 바디프레임을 통해 열을 방출하는 다수의 엘이디 패키지; 및
상기 바디프레임의 상면과 측면에서 상부와 측면부로 연장되어 마련되며, 상호 이격되는 다수의 방열핀을 포함하는 엘이디 발광모듈.
제1항에 있어서,
상기 다수의 엘이디 패키지는,
메탈피씨비에 결합되며, 상기 메탈피씨비가 상기 바디프레임의 홈 내에서 상기 엘이디 패키지의 광 출사방향이 상기 바디프레임의 홈의 입구측을 향하도록 고정되는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제1항에 있어서,
상기 다수의 엘이디 패키지는,
상기 바디프레임의 홈 내에 삽입 설치되는 배선부의 일부에 전원단자가 접속되어 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제3항에 있어서,
상기 배선부는,
전원을 공급하는 단심선과 그 단심선의 외부를 절연하는 절연피복을 포함하며, 상기 전원단자의 연결부분에서 절연피복이 일부 제거되어,
상기 단심선과 상기 전원단자가 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제4항에 있어서,
상기 배선부는,
한 쌍으로 마련되어 상기 엘이디 패키지의 두 전원단자가 각각 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제4항에 있어서,
상기 배선부는,
상기 엘이디 패키지에 마련된 두 전원단자의 일측이 연결되도록 하나로 마련되고, 상기 엘이디 패키지의 타측 전원단자는 상기 바디프레임에 연결되는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제1항에 있어서,
상기 바디프레임의 홈은 입구측의 폭이 안쪽에 비해 더 넓더록 측면이 경사진 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 각 방열핀의 연장방향 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 바디프레임의 홈의 내부 양측면에는 안착단이 마련되어 있으며, 상기 안착단에 부착되는 렌즈를 더 포함하는 엘이디 발광모듈.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 바디프레임의 홈의 입구측 끝단에는 외부안착단이 마련되어 있으며, 상기 외부안착단에 부착되는 외부렌즈를 더 포함하는 엘이디 발광모듈.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 바디프레임의 홈의 내부 양측면에는 안착단이 마련되어 있으며, 상기 안착단에 부착되는 렌즈를 포함하고,
상기 바디프레임의 홈의 입구측 끝단에는 외부안착단이 마련되어 있으며, 상기 외부안착단에 부착되는 외부렌즈를 더 포함하는 엘이디 발광모듈.
제1항 또는 제7항에 있어서,
상기 바디프레임의 양측면 중앙측에 위치하는 상기 방열핀들의 외측면을 상호 연결하는 방열판을 더 포함하는 엘이디 발광모듈.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 엘이디 발광모듈; 및
상기 엘이디 발광모듈을 다수로 고정하되, 상기 각 엘이디 발광모듈 중 중앙부에 위치하는 엘이디 발광모듈이 주변부에 위치하는 엘이디 발광모듈에 비하여 더 낮은 위치에 위치하도록 결합하는 한 쌍의 지지프레임을 포함하는 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치.
제13항에 있어서,
상기 한 쌍의 지지프레임에 양단이 각각 고정되는 상기 다수의 엘이디 발광모듈은,
가로등의 조사각범위에 부합하도록 각각 각도가 조정되어 고정되는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치.
제13항에 있어서,
상기 다수의 엘이디 발광모듈은 상기 한쌍의 지지프레임 각각에 회전축을 통해 체결되어, 회전에 의해 상기 다수의 엘이디 발광모듈 각각의 광조사각이 변경되는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치.
제13항에 있어서,
상기 다수의 엘이디 발광모듈 각각은 상호 이격되도록 상기 한 쌍의 지지프레임에 양단이 고정되는 것을 특징으로 하는 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치.
제13항에 있어서,
상기 다수의 엘이디 발광모듈은,
각각에 마련된 상기 방열핀들의 외측면 일부를 상호 연결하는 방열판을 더 포함하는 엘이디 발광모듈을 이용한 조명장치.