KR101052502B1 - 엘이디 조명 케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 조명 케이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 LED 조명 케이스는 제1 지지체, 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 LED 수납부에 LED 유닛이 수납되고, 제1 지지체는 중공 형상인 제2 지지체의 중공에 위치하고, 제1 지지체의 외주면에 연결되며, 제2 지지체의 내주면에 연결되는 복수의 방열 핀을 포함하되, 제1 지지체의 외주면, 제2 지지체의 내주면, 방열 핀들에 의하여 정의되는 복수의 개방부를 통한 공기의 순환으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출하는 것을 특징으로 한다.

LED, 조명, 방열

Description

엘이디 조명 케이스{LED LIGHTING CASE}

본 발명은 LED 조명 케이스에 관한 것으로, 특히 LED 유닛에서 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있는 LED 조명 케이스에 관한 것이다.

사람이 일상적으로 경험하는 정보의 70%는 시각에 의하여 취득되는 것으로 알려져 있다. 시각을 통해 인지된 대상의 색상은 사람의 정서에 큰 작용을 한다. 인간은 특정한 색을 통하여 과거의 기억을 회상하거나, 그 사람에게 어떤 감정이 유발되기도 한다. 따라서 일상생활에서 대상의 색상을 결정할 수 있는 조명은 사람의 정서에 매우 중요하다. 그리고 조명 환경은 작업자의 뇌파를 변화시킬 수 있기 때문에 조명은 작업자의 피로도에 직접적인 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

일반적으로 조명 기구는 광원의 빛을 반사, 굴절 또는 투과시켜 광원을 고정하거나 보호하는 기구를 말한다. 종래의 조명 기구로서 대표적으로 백열등과 형광등을 들 수 있다. 백열등은 전구의 내부를 진공으로 하고 필라멘트에 전류를 가하여 발열함으로써 방사되는 빛을 이용하는 것이며, 형광등은 한쪽 전극의 필라멘트로부터 방출된 전자가 유리관 내부에 채워져 있는 수은 증기와 충돌하면서 에너지를 얻었다가 잃으면서 빛을 내는 현상을 이용하는 것이다. 종래의 백열등 또는 형 광등과 같은 전구는 전력 소모가 클 뿐만 아니라, 조도가 낮은 문제점을 가지며, 또한 필라멘트의 수명이 짧아서 장시간 사용하지 못하는 내구성의 한계를 갖는다.

최근에는 백열등, 형광등 등에 비하여 다양한 효과를 갖는 LED로 구현되는 조명등, 혹은 램프가 개발되어 판매되고 있다. LED(Light Emitting Diode)란 빛을 발산하는 반도체 소자인 발광 다이오드를 말하는 것으로, 백색, 적색, 녹색, 청색, 황색 등의 다양한 색상의 광을 발산한다. 일반적으로 발광 다이오드, 즉 LED는 pn접합 구조를 가지며 다이오드에 순방향 전류를 인가하면 칩의 n영역에 있는 전자가 전계에 의해 가속되어 p영역으로 이동하게 되고 p영역에서는 액셉터 준위 또는 가전자대 상태의 정공과 재결합하여 칩 재료에 따라 그 전위차에 상당하는 에너지를 가진 빛이 방사되는데 이러한 현상을 주입형 전계발광이라 하며 이러한 소자를 LED(Light Emitting Diode)라고 한다. 이러한 대표적인 LED의 칩 재료로서는 GaAs, GaAsP, GaP, GaAlAs, SiC 등이 있으며 이들 재료에 따른 결정 구조로부터 여러 가지의 발광 특성을 나타낸다.

LED로 구현되는 램프는 백열등으로 구현되는 종래의 램프에 비하여 약 10%의 소비 전력만을 필요로 하며, 형광등으로 구현되는 종래의 램프에 비하여 약 50%의 소비 전력만을 필요로 한다. LED 램프는 장시간 사용으로도 눈의 피로를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 수명도 백열등 램프에 비하여 약 10배, 형광등 램프에 비하여 약 8배 정도로 긴 장점을 갖는다. 또한 LED로 구현되는 램프는 LED의 특성상 반영구적으로 사용할 수 있기 때문에 뛰어난 내구성을 갖는다. 또한 LED로 구현되는 램프는 LED의 설치 숫자, 공급 전류의 조절 등을 통하여 조도를 다양하게 조절할 수 있는 이점을 갖는다.

그러나 종래의 LED로 구현되는 램프는 백색광을 출력할 때, 고전류, 고휘도로 인하여 자체 열이 많이 발생한다. 그러나 고출력의 LED로 구현되는 종래의 램프는 전구 케이스에 싸여져 폐쇄되어 있어서, LED에서 발생한 열이 외부로 용이하게 방출되지 못하여, LED 및 구동 회로 등이 열화되는 문제점이 있었다.

본 발명의 구체적인 목적은 LED가 수납되는 케이스가 개방되어, 공랭식으로 LED에서 발생한 열을 방출하여, 방열 효율을 높일 수 있는 LED 조명 케이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 방열 효율을 높일 뿐만 아니라, 반사판을 부가하여 고휘도의 빛을 제공할 수 있는 LED 조명 케이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 공랭식과 더불어, 수랭식으로 LED에서 발생한 열을 방출하여, 방열 효율을 극대화할 수 있는 LED 조명 케이스를 제공하는 것이다.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 지지체, 상기 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 LED 수납부에 LED 유닛이 수납되고, 상기 제1 지지체는 중공 형상인 제2 지지체의 중공에 위치하고, 상기 제1 지지체의 외주면에 연결되며, 상기 제2 지지체의 내주면에 연결되는 복수의 방열 핀을 포함하되, 상기 제1 지지체의 외주면, 제2 지지체의 내주면, 방열 핀들에 의하여 정의되는 복수의 개방부를 통한 공기의 순환으로 상기 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 케이스를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 제1 반사판을 더 포함하되, 상기 제1 반사판의 중심에 상기 LED 수납부가 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 방열 핀의 상부 일측 사이에 형성되는 적어도 하나의 제2 반사판을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 지지체의 타측 단부에 형성되는 제1 전극 및 제2 전극을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2 전극은 소켓 형상인 것을 특징으로 한다. 또한 상기 제1 지지체는 중공 형상이며, 상기 중공에 상기 LED 유닛과 상기 제1 전극 및 제2 전극을 연결하는 단자선이 개재되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 방열 핀 각각은 소정의 거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 방열 핀은 상기 제1 지지체를 중심으로 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 방열 핀의 상부 일측 각각은 상기 LED 수납부를 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 지지체, 상기 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 LED 수납부에 LED 유닛이 수납되고, 상기 제1 지지체는 중공 형상인 제2 지지체의 중공에 위치하고, 상기 제1 지지체의 외주면에 연결되며, 상기 제2 지지체의 내주면에 연결되는 복수의 방열 핀 및 상기 제1 지지체의 외주면에 연결되고, 상기 제2 지지체의 내주면에 연결되며, 내부에 물을 수용하는 적어도 하나의 워터 자켓을 포함하되, 상기 제1 지지체의 외주면, 제2 지지체의 내주면과 방열 핀들 또는 워터 자켓에 의하여 정의되는 복수의 개방부를 통한 공기의 순환으로 상기 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출하며, 상기 워터 자켓에 수용되는 물로 상기 LED 유닛에서 발생하는 열을 추가 방출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 케이스를 제공할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 제1 반사판을 더 포함하되, 상기 제1 반사판의 중심에 상기 LED 수납부가 형성되는 것을 특징으로 한다. 복수의 방열 핀이 연결된 상기 제1지지체의 외주면에 원통형 워트자켓을 형성하고, 상기 원통형 워트자켓의 외주면에 상기 복수의 방열 핀이 부착되고, 적어도 하나의 평판형 워터자켓은 원통형 워트자켓(116)의 물과 유통될 수 있도록 연결되어 상기 제1 지지체를 중심으로 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 복수의 방열 핀 및 적어도 하나의 평판형 워터자켓의 상부 일측 사이에 형성되는 적어도 하나의 제2 반사판을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 지지체의 타측 단부에 형성되는 제1 전극 및 제2 전극을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 지지체는 중공 형상이며, 상기 중공에 상기 LED 유닛과 상기 제1 전극 및 제2 전극을 연결하는 단자선이 개재되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 방열 핀 각각과 평판형 워터자켓은 소정의 거리로 이격되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 방열 핀과 적어도 하나의 평판형 워터자켓의 상부 일측 각각은 상기 LED 수납부를 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에 의하여, LED가 수납되는 케이스가 개방되어, 공랭식으로 LED에서 발생한 열을 방출하여, 방열 효율을 높일 수 있는 LED 조명 케이스를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하여, 방열 효율을 높일 뿐만 아니라, 반사판을 부가하여 고휘도의 빛을 제공할 수 있는 LED 조명 케이스를 제공할 수 있다.

또한 본 발명에 의하여, 공랭식과 더불어, 수랭식으로 LED에서 발생한 열을 방출하여, 방열 효율을 극대화할 수 있는 LED 조명 케이스를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 조명 케이스의 외관을 나타낸 사시도들이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 조명 케이스의 외관을 나타낸 정면도이다.

도 1 내지 도 3를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명 케이스는 제1 지지체(101), 제2 지지체(103), 복수의 방열 핀(105), 제1 전극(107) 및 제2 전극(109)을 포함한다. 제1 지지체(101), 제2 지지체(103) 및 복수의 방열 핀(105)은 자체적으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 뿐만 아니라, 아래에서 설명하는 것과 같이, 복수의 개방부를 정의하며, 개방부를 통하여 공랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출하도록 할 수 있다.

제1 지지체(101)는 원통 형상이며, 내부가 비어있는 중공 형상일 수 있다. 제1 지지체(101)는 사각 기둥, 삼각 기둥과 같은 다각 기둥으로 구현될 수도 있다. 제1 지지체(101)의 상부 일측은 제2 지지체(103)의 상부 일측보다 낮게 위치하여 오목한 형상을 하고, 제1 지지체(101)의 하부 타측은 제2 지지체(103)의 하부 타측보다 낮게 위치한다. 제1 지지체(101)의 일측 단부에는 제1 반사판(111)이 형성되며, 제1 반사판의 중심에는 LED 유닛을 수납하는 LED 수납부(113)가 형성된다. 제1 반사판(111)은 LED 수납부(113)에 수납된 LED 유닛에서 방사하는 빛을 외부로 반사하도록 설치될 수 있다. 제1 반사판(111)은 고휘도의 빛을 제공하도록, LED에서 방사되는 빛을 상향 반사시키는 것이 바람직하다. 즉 제1 반사판(111)은 LED 수납부(113)에 수납된 LED 유닛을 중심으로 오목한 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 제1 반사판(111)은 원형인 것이 바람직하나, 삼각형, 사각형 등의 다양한 형상일 수도 있다. LED 수납부(113)는 LED 유닛의 발광 부분이 외부로 돌출되며, LED 유닛에 전력을 공급하는 단자들이 제1 전극(107) 및 제2 전극(109)과 연결되도록 중공의 형상을 갖는 것이 바람직하다.

제1 지지체(101)의 타측 단부에는 제1 전극(107) 및 제2 전극(109)이 형성된다. 제1 전극(107) 및 제2 전극(109)은 전원으로부터 LED 유닛을 구동하기 위한 전력을 공급받을 수 있도록 한다. 즉, 소켓 형상의 제2 전극(109)과 제1 전극(107)은 리셉터클(미도시)에 전기적으로 접속되어 LED 수납부(113)에 수납되는 LED 유닛에 전력을 공급한다. 제1 전극(107)과 제2 전극(109)은 열전도성이 높은 구리 합금과 같은 금속재로 형성되는 것이 바람직하다. 제1 지지체(101)와 제2 전극(109)은 일체로 형성되는 것이 바람직하다. 또한 제1 지지체(101)와 제2 전극(109)은 중공 형상이다. 제1 지지체(101)와 제2 전극(109)의 내부에는 제1 전극(107)에 연결되는 단자선과 제2 전극(109)에 연결되는 단자선을 절연하기 위하여, 통상 수지로 구현되는 절연체가 개재될 수 있다.

제1 지지체(101)의 외주면과 제2 지지체(103) 사이에 복수의 방열 핀(105)이 형성된다. 방열 핀(105)의 일단은 제1 지지체(101)의 외주면에 연결되며, 타단은 제2 지지체(103)의 내주면에 연결된다. 복수의 방열 핀(105)들은 서로 소정 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 복수의 방열 핀(105)들은 제1 지지체(101)를 중심으로 방사형으로 형성될 수 있다. 또한 복수의 방열 핀(105)들의 상부 일측이 제1 반사판(111), LED 수납부(113) 방향으로 경사지게 형성되어, 복수의 방열 핀(105)들이 제1 반사판(111), LED 수납부(113)를 중심으로 오목한 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 LED 조명 케이스는 제1 지지체(101)의 외주면, 제2 지지체(103)의 내주면, 방열 핀(105)들에 의하여 정의되는 복수의 개방부를 가지며, 개방부를 통한 공기의 순환으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있다. 즉 본 발명에 따른 LED 조명 케이스는 복수의 개방부를 이용하여 공랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있다.

제2 지지체(103)는 소정의 얇은 두께를 갖는 중공의 원통 형상인 것이 바람직하다. 제2 지지체(101)는 제1 지지체(101)와 함께 복수의 방열 핀(105)이 형성될 수 있도록 지지하는 역할을 한다.

복수의 방열 핀(105)의 상부 일측 사이에는 LED 수납부(113)에서 수납된 LED 유닛에서 방사하는 빛을 외부로 반사하도록 제2 반사판(115)이 형성될 수 있다. 상 기 제2 반사판(115) 각각은 LED 수납부(113)에 수납된 LED 유닛을 중심으로 오목한 띠 형태로 형성되는 것이 바람직하다.

도 4 및 도5에서 본 발명에 따른 LED 조명 케이스가 복수의 개방부를 이용하여 공랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있을 뿐만 아니라, 워터 자켓(water jacket)을 이용하여 수랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 한다. 도 6 및 도7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 LED 조명 케이스의 내부 구성을 나타내는 단면도인 바, 도 4 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 수랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있는 LED 조명 케이스를 살펴보도록 한다.

복수의 방열 핀이 연결된 상기 제1 지지체(101)의 외주면에 원통형 워터자켓(116)을 형성하고, 상기 원통형 워트자켓(116)의 외주면에 상기 복수의 방열 핀(105)이 부착되고, 적어도 하나의 평판형 워터 자켓(117)은 원통형 워트자켓(116)의 물과 유통될 수 있도록 연결되며, 상기 제1 지지체(101)를 중심으로 방사형으로 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 복수의 방열 핀(105) 및 적어도 하나의 평판형 워터자켓(117)의 상부 일측 사이에 형성되는 적어도 하나의 제2 반사판을 더 포함할 수 있다. 또한 상기 복수의 방열 핀(105) 각각과 평판형 워터자켓(117)은 소정의 거리로 이격되어 있으며, 평판형 워터자켓(117)은 방열 핀(105)의 일부 또는 전부로 대체될 수 있으며, 내부가 물을 수용하여, 수랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 LED 조명 케이스는 복수의 개방부를 이용하여 공랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있을 뿐만 아니라, 워터 자켓을 이용하여 수랭식으로 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출할 수 있기 때문에, 방열 효율을 극대화하여 LED 유닛 등의 열화를 방지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 LED 조명 케이스의 외관을 나타낸 사시도들.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 원통형 워터자켓이 형성된 LED 조명 케이스의 외관을 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 평판형 워터자켓이 형성된 LED 조명 케이스의 외관을 나타낸 정면도.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도5의 A-A'선 단면도

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 도5의 B-B'선 단면도

Claims (12)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 LED 수납부에 LED 유닛이 수납되고, 상기 제1 지지체는 중공 형상인 제2 지지체의 중공에 위치하고, 상기 제1 지지체의 외주면에 형성된 원통형 워트자켓의 외주면과 상기 제2 지지체의 내주면에 연결되는 복수의 방열 핀; 및

   상기 제1 지지체의 외주면에 형성된 원통형 워터자켓의 외주면과 상기 제2 지지체의 내주면에 연결되어 내부에 물이 수용되어 유통되는 적어도 하나의 평판형 워터자켓을 포함하되,

   상기 제1 지지체의 외주면에 형성된 원통형 워트자켓의 외주면과 제2 지지체의 내주면에 제1 지지체를 중심으로 방사형으로 각각 소정의 거리로 이격되어 연결된 방열 핀과 적어도 하나의 평판형 워터자켓에 의하여 정의되는 복수의 개방부를 통해 공기의 순환으로 상기 LED 유닛에서 발생하는 열을 방출하며, 상기 워터 자켓에 수용되는 물로 상기 LED 유닛에서 발생하는 열을 추가 방출하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 케이스.
8. 제7항에 있어서,

   상기 제1 지지체의 일측 단부에 형성되는 제1 반사판을 더 포함하되, 상기 제1 반사판의 중심에 상기 LED 수납부가 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 케이스.
9. 제8항에 있어서,

   상기 복수의 방열 핀 및 적어도 하나의 워터 자켓의 상부 일측 사이에 형성되는 적어도 하나의 제2 반사판을 더 포함하는 LED 조명 케이스.
10. 제7항에 있어서,

    상기 제1 지지체는 중공 형상이며, 상기 중공에 상기 LED 유닛과 상기 제1 전극 및 제2 전극을 연결하는 단자선이 개재되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 케이스.
11. 삭제
12. 제7항에 있어서,

    상기 복수의 방열 핀과 적어도 하나의 평판형 워터자켓의 상부 일측 각각은 상기 LED 수납부를 향하여 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 케이스.

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