KR101051150B1 - 다운 라이트 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디(LED)를 광원으로 이용하여 조명하는 다운 라이트 조명장치에 관한 것으로, 방열에 대한 대비책으로 방열핀이 방사형으로 배열된 히트싱크(Heatsink)를 적용하되, 상기 히트싱크를 통한 방열구조와 함께 공기순환구조를 적용하고, 상기 방열핀을 일 방향으로 기울어지게 형성하여 방열면적을 확장함으로써, 열에 의한 엘이디의 오작동 내지는 고장의 발생을 최소화하기 위한 다운 라이트 조명장치에 관한 것이다.

다운 라이트, 엘이디, 히트싱크, 방열, 공기순환

Description

다운 라이트 조명장치{DOWN LIGHT ILLUMINATOR}

본 발명은 다운 라이트 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 다운 라이트 조명장치는 천장에 작은 구멍을 뚫고 그 속에 광원을 매입하는 방식으로 사용하는 조명장치로, 기능과 용도에 따라 월 워셔(Wall washer), 다운 스폿(Down spot) 등으로 구분하고 있다.

이러한 다운 라이트 조명장치는 외부노출이 거의 없어 천장 면이 잘 정돈되어 보이는 이점이 있으며, 주변이 어두워지는 특징도 일부 포함하고 있어 분위기 있는 실내공간을 연출하기에 적합하다.

즉, 이와 같이 다운 라이트 조명장치는 건물의 일부에 광원을 매입하여 조명과 건물을 일체화함에 따른 여러 장점이 있어 널리 사용되고 있는 실정이다.

한편, 종래의 다운 라이트 조명장치는 광원으로 주로 백열등이나 형광등을 이용하고 있다.

따라서, 상기 광원의 초기 공급비용이 저렴하다는 장점은 있으나, 상기 백열등 및 형광등의 경우 고열의 발산 및 전력의 낭비가 심해 에너지효율이 저하될 뿐만 아니라 수명이 짧아 자주 교체를 하여야 하는 등의 불편함이 있으며, 나아가 환 경유해물질로 인한 피해를 발생시키고 있다.

이러한 문제는 광원의 교체가 용이하지 않은 다운 라이트 조명장치에 있어서 치명적인 약점으로 작용하고 있으며, 이를 해결하기 위하여 광원으로 엘이디(LED)를 이용한 기술을 적용하여 상용화하고 있는 실정이다.

그러나, 종래의 다운 라이트 조명장치에서 방열의 대비책으로 사용하는 방사형 히트싱크(Heatsink)는 구조적 문제점이 있어 방열효율이 낮고, 이를 높이기 위하여 상기 히트싱크(Heatsink)의 크기만을 증대시키고 있어 전체적인 무게 상승의 요인으로 작용하고 있다.

따라서, 본 발명은 종래의 다운 라이트 조명장치가 갖고 있는 방사형 히트싱크의 구조적 문제점을 해결하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은, 방열면적의 확장 및 공기순환을 통해 방열효율을 향상시킬 수 있도록 한 다운 라이트 조명장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은 나사형 접속단자, 이 나사형 접속단자가 상부에 구비되고 내부에 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)가 내장되는 반구형 소켓-몸체로 구성된 소켓과;

이 소켓을 통해 인가된 전원을 공급받는 회로기판(PCB)에 접속되어 조명하는 엘이디(LED)와;

상기 회로기판(PCB)이 내부에 수용되는 기판고정부 및 이 기판고정부의 상부에 형성되어 내부가 중공 처리된 중간연결부로 구성된 본체와;

상기 중간연결부에 설치되어 엘이디(LED)로부터 발산되는 열을 방열할 수 있도록 방열핀이 방사형으로 배열되고, 방열면적을 확장할 수 있도록 상기 방열핀이 일 방향으로 기울어지게 형성된 히트싱크(Heatsink)와;

상기 히트싱크와 소켓 사이에 공기순환부가 형성되도록 상기 소켓의 하부에 결합하며, 저면에 형성된 돌출부를 이용하여 히트싱크에 이격 결합하는 소켓-베이스를 포함하여 달성된다.

본 발명의 구성에 의하면, 방사형 히트싱크(Heatsink)를 이용한 방열구조와 함께 공기순환부를 이용한 공기순환구조를 통해 외기를 순환시켜 열을 방출함으로써, 열에 의한 엘이디의 오작동 내지는 고장의 발생을 최소화하게 된다.

나아가, 압출 방식을 이용하여 히트싱크에 형성되는 방열핀을 일 방향으로 기울어지게 형성함으로써, 무게에 영향을 주지 않으면서도 방열효율은 크게 향상되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치의 실시 예를 저면 사시도로 보인 것으로, 엘이디에서 조사되는 광을 투과하고 확산하기 위한 확산-판이 다운 라이트 조명장치의 하부에 설치된 것을 보이고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치의 실시 예를 분해 사시도로 보인 것으로, 기존 백열등을 대체할 수 있도록 나사형 접속단자를 채용한 것을 보이고 있으며, 이 나사형 접속단자로부터 엘이디가 전원을 공급받을 수 있도록 본체에 회로기판이 구비되는 것을 보이고 있으며, 상기 엘이디에서 발산되는 열을 방열하기 위하여 히트싱크가 상기 소켓과 본체 사이에 조립되는 것을 보이고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치의 조립상태를 일부 절개하여 단면도로 보인 것으로, 본체의 내부를 일부 절개하여 엘이디가 접속된 회로기판이 내부에 설치된 것을 보이고 있으며, 상기 본체와 소켓 사이에 히트싱크를 설치하되, 상기 히트싱크와 소켓 사이에 공기순환부가 형성된 것을 보이고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 반사시트의 설치상태를 일부 확대하여 단면도로 보인 것으로, 본체의 내부 벽면에 반사시트가 부착되어 엘이디에서 조사되는 광을 반사하는 것을 보이고 있다.

즉, 본 발명은 광원으로 에너지효율 및 환경유해물질 측면에서 우수한 엘이디(LED)를 이용하고, 이 엘이디(20)를 광원으로 이용함에 따른 방열문제를 해결하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 천장 면에 매입되는 소켓(10), 이 소켓(10)으로부터 전원을 공급받아 조명하는 엘이디(LED) 및 이 엘이디(20)에서 발산되는 열을 방열하는 히트싱크(40)를 포함하는 것을 그 기술적 구성상의 기본특징으로 하게 된다.

상기 소켓(10)은 도 1에서 보인 것과 같이, 기존 천장 면에 매입되어 있는 렙셉타클(reseptacle)에 전기적으로 연결되는 나사형 접속단자(11) 및 이 나사형 접속단자(11)가 상부에 구비되는 반구형 소켓-몸체(12)로 구성되며, 이에 따라 종래의 백열전구를 손쉽게 대체할 수 있어 호환성 측면에서 우수하다.

즉, 본 발명에 따른 소켓(10)은 상기 렙셉타클(미도시)에 돌려 끼우는 방식의 나사형 접속단자(11)가 상부에 구비되어 옥내배선을 전원으로 이용할 수 있도록 하게 되며, 하부에는 반구형 소켓-몸체(12)가 구비되어 상기 접속단자(11)를 통해 인가되는 전원을 엘이디(20)에 공급하기 위한 각종 전선들을 취합 및 수용하게 된다.

여기서, 상기 반구형 소켓-몸체(12)의 내부에는 정전압을 유지할 수 있도록 통상의 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)가 내장되며, 이를 통해 인가되는 전원의 정전압 및 정전류를 유지함으로써 엘이디(20)의 일정한 밝기를 유지함은 물론이고 일정시간 전원이 공급되지 않아도 점등 상태를 유지하게 된다.

이러한 나사형 접속단자(11)와 반구형 소켓-몸체(12)는 주로 금속소재로 형성되고, 이를 감안하여 스폿용접을 통해 융착하고 있으나, 이는 이들을 연결하기 위한 하나의 예로, 반드시 상기 스폿용접으로 상기 나사형 접속단자(11)와 반구형 소켓-몸체(12)의 연결방법을 한정하는 것은 아니다.

본 발명에 따른 엘이디(20)는 상기 소켓(10)을 통해 인가된 전원을 공급받아 다운 라이트 조명장치(1)가 매입되어 있는 주변을 조명하게 되는데, 접속단자(11)에서 인출된 전선에 상기 엘이디(20)를 하나씩 직접 연결하여도 무방하나, 본 발명의 실시 예에서는 도 2 내지 3에서 보인 것과 같이, 회로기판(PCB)에 엘이디(20)를 전기적으로 접속하여 조명하는 방식을 취하게 된다.

즉, 상기 회로기판(21)은 엘이디(20)에 전원을 공급하는 기능과 함께 조명의 밝기 및 조명위치 등을 배치하는데 효과적이고, 이러한 회로기판(21)에 엘이디(20)를 전기적으로 접속함에 따라 상기 엘이디(20)에서 조사되는 광의 제어가 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.

이와 같은 회로기판(21)에 접속하는 엘이디(20)는 필요에 따라 그 수를 증감할 수 있음은 물론이고 배치 및 배열에 있어서도 선택적으로 달리할 수 있으므로 별도로 한정하지 않는다.

본 발명에 따른 본체(30)는 상기 회로기판(21)을 내부에 수용하여 고정하는 기판고정부(31) 및 이 기판고정부(31)의 상부에 형성된 중간연결부(32)로 구성된다.

상기 기판고정부(31)는 회로기판(21)이 내부에 수용·고정되는 관계로 이에 상응하는 수용공간(33)이 내부에 형성된 것을 보이고 있으며, 중간연결부(32)는 접속단자(11)로부터 인출된 전선이 상기 회로기판(21)에 연결되어 납땜 처리될 수 있도록 내부가 중공 처리되어 제공된다.

즉, 이와 같이 중간연결부(32)의 내부가 중공 처리됨에 따라 도 3에서 보인 것과 같이, 나사형 접속단자(11)로부터 인출된 전선을 통과시켜 회로기판(21)에 납땜 처리하여 연결하게 되고, 이러한 회로기판(21)은 기판고정부(31)의 내부에 형성된 수용공간(33)에 엘이디(20)가 중간연결부(32)의 반대방향을 조명하도록 수용된 상태로 볼트 등의 체결수단을 통해 기판고정부(31)에 고정된다.

이러한 회로기판(21)이 본체(30)에 고정되어 공급된 전원을 통해 엘이디(20)가 광을 조사하는 과정에서 필연적으로 열이 발산되며, 이러한 열을 장기간 방치할 경우 회로기판(21) 또는 엘이디(20)가 영향을 받아 오작동 내지는 고장이 발생하게 된다.

이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치(1)는 소켓(10)과 본체(30) 사이에 열을 외부로 방열하기 위한 방열핀(41)이 방사형으로 배열된 히트싱크(Heatsink)를 고정 배치하되, 더욱 상세하게는 중간연결부(32)에 상기 히트싱크(40)를 끼운 후 접촉 열 저항을 최소화하고 양산 산포를 감소시키기 위하여 납땜 처리하여 고정하거나, 상기 중간연결부(32)에 히트싱크(40)를 압입하여 고정상태를 유지토록 하게 된다.

따라서, 상기 히트싱크(40)의 둘레에 방사형으로 배열된 방열핀(41)이 외기와 접촉하면서 엘이디(20)에서 발산된 열을 다운 라이트 조명장치(1)의 외부로 방열하여 이로 인한 오작동 내지는 고장의 발생을 방지하게 되며, 이로 인해 광원으로 엘이디(20)를 이용하는데 따른 안정성 및 신뢰도를 주게 된다.

본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치(1)는 히트싱크(40)를 통한 방열구조와 함께 공기순환구조를 적용하여 엘이디(20)에서 발산되는 열을 외부로 방출하고 있으며, 이는 상기 히트싱크(40)와 소켓 사이에 형성되는 공기순환부(15)를 통해 이루어지게 된다.

상기 공기순환부(15)는 외기와 열이 순환하면서 방출되는 일종의 통로로 본 발명에 따른 소켓(10)과 히트싱크(40)를 단순 이격하여 외기를 급기하고 열을 배기하여도 무방하나, 더욱 바람직하게는 소켓(10)과 히트싱크(40) 사이에 이격용 소켓-베이스(13)를 결합하여 공기순환부(15)를 형성하게 된다.

즉, 상기 소켓(10)을 구성하는 반구형 소켓-몸체(12)의 하부에 소켓-베이스(13)를 결합하고, 이 소켓-베이스(13)의 저면에 돌출부(14)를 형성하여 히트싱크(40)의 상부에 연결토록 하되, 상기 돌출부(14)를 통한 연결시 소켓-베이스(13)와 히트싱크(40) 사이에 공기순환부(15)가 형성되도록 이격 결합하여 상기 공기순환부(15)를 순환하는 외기를 이용하여 엘이디(20)에서 발산되는 열을 다운 라이트 조명장치(1)의 외부로 방출하게 된다.

따라서, 이러한 공기순환부(15)의 형성으로 인해 히트싱크(40)를 통한 방열과 함께 엘이디(20)에서 발산되는 열을 외부로 방출하게 되어 이로 인한 오작동 내지는 고장의 발생률이 현저하게 저하된다.

본 발명에 포함되는 히트싱크(40)는 엘이디(20)에서 발산되는 열을 방열할 수 있는 방열면적을 확장할 수 있도록 방열핀(41)이 일 방향으로 기울어져 형성되며, 이와 같이 기울어진 방열핀(41)은 기존 직립형과 동일한 원주를 갖으면서도 확장된 방열면적을 갖게 되어 더욱 바람직하다.

이와 같은 히트싱크(40)는 주로 사출방식을 채택하여 제작되고 있으나, 압출 방식을 이용할 경우 사출방식에 비해 상기 방열핀(41)을 박막형태로 제작할 수 있어 상기 히트싱크(40)의 무게를 감소시킬 수 있어 바람직하다.

특히, 다운 라이트 조명장치(1)에서 무게의 비율이 가장 높은 히트싱크(40)의 특성을 감안할 때 압출 방식을 채택할 경우 전체적인 무게를 현저하게 낮출 수 있어 바람직한 것이다.

한편, 본 발명은 엘이디(20)의 직진성 광을 확산하여 상기 엘이디(20) 특유의 눈부심을 제거하기 위한 확산-판(50)을 필요에 따라 선택적으로 포함할 수 있으며, 이 확산-판(50)은 광 확산성과 아울러 광 투과율을 고려하여 광확산제가 첨가된 폴리스티렌 수지(Poly styrene)를 이용하여 형성된다.

즉, 상기 확산-판(50)은 광 투과율이 60∼70%정도인 공지의 플라스틱 수지에 비해 광 투과율이 90%정도인 폴리스티렌 수지를 이용하여 형성하되, 엘이디(20) 특유의 직진성 광에 의한 눈부심을 방지할 수 있도록 상기 폴리스티렌 수지에 광확산 제를 첨가함으로써, 엘이디(20)에서 조사되는 광의 투과율을 85%정도로 보존하여 광 손실을 최소화하고, 광확산제를 이용하여 상기 엘이디(20)에서 조사되는 직진성 광을 확산하여 눈부심을 제거하게 된다.

따라서, 이러한 확산-판(50)이 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치(1)의 구성에 선택적으로 포함됨으로써, 기존 백열등을 손쉽게 대체할 수 있을 뿐만 아니라 엘이디(20)를 광원으로 이용하는데 따른 투과율의 저하 및 직진성 광으로 인한 눈부심을 해소하고, 아울러 장기간 교체 없이 사용할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기 엘이디(20)가 접속되어 있는 회로기판(21)을 수용하는 기판고정부(31)의 내벽에는 도 4에서 보인 것과 같이, 상기 엘이디(20)에서 조사되는 광을 반사하여 광 손실을 줄이기 위한 반사시트(34)가 부착된 것을 보이고 있다.

상기 반사시트(34)는 엘이디(20)에서 조사되는 광을 반사할 수 있는 공지의 반사소재를 박막으로 형성한 것으로, 이를 기판고정부(31)의 내벽에 부착하여 손실되는 광을 반사시키게 되며, 특히 상기 기판고정부(31)의 내벽을 둘러싸는 형태로 반사시트(34)를 배치하게 된다.

이로 인해, 엘이디(20)에서 조사된 광은 반사시트(34)에 부딪혀 사방으로 반사되어 조명함으로써, 광의 손실이 최소화되어 상대적으로 조도가 높아지게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치의 실시 예를 보인 저면 사시도.

도 2는 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치의 실시 예를 보인 분해 사시도.

도 3은 본 발명에 따른 다운 라이트 조명장치의 조립상태를 일부 절개하여 보인 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 반사시트의 설치상태를 일부 확대하여 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 소켓 11 - 접속단자

12 - 소켓-몸체 13 - 소켓-베이스

15 - 공기순환부 20 - 엘이디

21 - 회로기판 30 - 본체

31 - 기판고정부 32 - 중간연결부

34 - 반사시트 40 - 히트싱크

41 - 방열핀 50 - 확산-판

Claims (2)

1. 나사형 접속단자가 상부에 구비되고, 내부에 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)가 내장되는 반구형 소켓-몸체 및 상기 소켓-몸체의 하부에 결합한 소켓-베이스로 구성된 소켓과;

   상기 소켓을 통해 인가된 전원을 공급받는 회로기판(PCB)에 접속되어 조명하는 엘이디(LED)와;

   상기 회로기판(PCB)이 내부에 수용되는 기판고정부 및 이 기판고정부의 상부에 형성되어 내부가 중공 처리된 중간연결부로 구성된 본체와;

   상기 중간연결부에 설치되며, 엘이디(LED)로부터 발산되는 열을 방열할 수 있도록 방열핀이 방사형으로 배열된 히트싱크(Heatsink)를 포함하며,

   상기 방열핀은 방열면적을 확장할 수 있도록 일 방향으로 기울어지게 형성되고, 소켓과 히트싱크 사이에 공기순환부가 형성되도록 소켓-베이스를 저면에 형성된 돌출부를 통해 상기 히트싱크에 이격 결합한 것을 특징으로 하는 다운 라이트 조명장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 히트싱크(Heatsink)는 압출 방식으로 형성된 특징으로 하는 다운 라이트 조명장치.

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