KR101052837B1 - 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치 - Google Patents

탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치에 관한 것으로서, 연성을 가지고 일정길이로 형성되며 다수의 엘이디가 일정간격으로 형성된 PCB와 일정길이를 가지며 상기 PCB가 설치되는 절연체를 포함하여 이루어진 모듈부를 포함하되, 상기 PCB는 모듈부가 비틀리는 방향으로 미리 꼬여 있어 설치되는 장소에 따라 높은 내구성을 유지하며 자유롭게 형상을 변형시킬 수 있는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치에 관한 것이다.

Description

탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치{A flexible lighting module device}
본 발명은 PCB가 설치되는 가요성 조명모듈 장치에 관한 것으로서 더 상세하게는 PCB가 미리 꼬여 탄성에너지가 내재됨으로써 어느 방향이든 자유롭게 굽힘이 가능함과 동시에 뛰어난 내구성을 가지는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치에 관한 것이다.
조명장치는 어두운 곳에서 시야를 확보하기 위하여 사용하거나 또는 색다른 분위기나 장식을 연출하기 위하여 사용하는 것으로, 백열등, 형광등 등이 대표적이기는 하지만 목적 및 사용처에 따라 워낙 그 크기나 형태, 발광메커니즘, 종류 등이 다종다양하다.
그러나 조명장치는 일반적으로 그 형태 및 크기가 규격화되어 외관에 변화를 주기가 쉽지 않았고, 조명장치에 전력 기타 신호를 인가하여 조명을 제어할 시스템이 필요한 여건상, 대부분의 조명장치는 임의의 위치에 고정된 상태에서 일정한 방향으로만 빛을 방출하게 되거나 기구적 메커니즘에 의하여 빛 방출하는 방향을 소정 폭 변화시킬 수 있게 될 뿐이었다.
따라서 이러한 종래의 조명장치로는 휘어짐이 발생하는 공간 내에 조명장치를 설치하여 빛을 방출하도록 하는 것이 원칙적으로 불가능하였으나, 현대의 더욱 다양하고 복잡해진 기호를 충족시키기 위하여 이러한 곳에도 조명을 설치할 필요성이 제기되어졌다.
상기와 같은 필요성이 제기됨에 따라 등록특허 제07706401호(이하 "공지발명"이라 함)에서는 다양한 장소에 쉽게 설치할 수 있는 조명장치가 기술되었는바, 상기 공지발명은 자유롭게 휘어지는 가요성 소재로 된 몸체의 일면에 연속선상의 설치 홈이 함몰되고, 상기 설치 홈 내에 설치되되 일정간격으로 LED가 매설된 다수의 PCB과 구동전력을 전달하는 배선이 구비되며, 상기 몸체와 LED, 배선을 보호할 수 있는 코팅층을 포함하여 구성되어, 가요성 소재로 이루어진 몸체가 휘어짐에 따라 휘어짐이 요구되는 공간에 용이하게 설치할 수 있는 것이다.
그러나 상기의 공지발명은 상기 몸체에 플라스틱과 같은 강성재질로 이루어진 PCB이 연속적으로 배열되게 내장되어 있기 때문에 휘어지는 방향이 아래 방향으로만 휘어질 수밖에 없고 좌우로의 휘어짐이 불가하다.
한편, 상기와 같이 가요성 소재로 이루어진 몸체에 소정의 연성을 가지는 에스엠디 타입의 엘이디 모듈을 실장할 경우 몸체의 변형이 한결 자유로워져 사용상의 효용성이 증대될 수 있는 것이다.
그러나, 엘이디가 실장되어 있는 PCB이 연성의 재질을 가진다 하더라도 내부에 전력을 공급하는 전선이 포함되어 있기 때문에 휘어질 수 있는 영역이 한정되어 단조로운 형상으로 변형만이 가능하며, 형상의 변화에 따른 뒤틀림으로 인해 동시에 발생되는 응력과 탄성력으로 PCB가 파손될 수 있는 문제점이 있었다.
이에 따라, 다양한 형태로 변형할 수 없기 때문에 설치될 수 있는 장소의 영역 역시도 한정될 수밖에 없는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 설치장소에 따라 자유롭게 형상을 변형하여 용이하게 설치할 수 있음과 동시에 뛰어난 내구성을 가지는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치를 얻는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 연성을 가지고 일정길이로 형성되며 다수의 엘이디가 일정간격으로 형성된 PCB와 일정길이를 가지며 상기 PCB가 설치되는 절연체를 포함하여 이루어진 모듈부를 포함하되, 상기 PCB는 모듈부가 비틀리는 방향으로 미리 꼬여 탄성에너지가 내재된 상태로 상기 절연체에 설치됨으로써, 설치되는 장소에 따라 높은 내구성을 유지하며 자유롭게 형상을 변형시킬 수 있는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치를 제안한다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 좌우상하 등으로 자유롭게 변형이 가능하여 설치되는 대상의 형상 및 용도 등에 따라 판상, 곡선상, 직선상 등으로 변형하여 설치할 수 있기 때문에 설치 장소의 형태에 제약을 받지 않고 폭넓은 장소에 용이하게 설치할 수 있음과 동시에 다양한 형태의 조명장치를 생산할 수 있어 효용성이 뛰어난 것이다.
또한, 상기 PCB가 사전에 꼬여 있음으로 인해 자체적인 탄성에너지가 내재되어 있으므로 형상의 변형시 발생되는 응력을 탄성에너지가 상쇄하여 PCB가 손상되거나 파손되는 것을 방지할 수 있어 내구성이 뛰어나고 높은 변형성과 유동성을 가질 수 있으며, LED 발광을 위한 전력을 안정적으로 지속적이게 공급할 수 있어 에너지 효율과 사용상 안정성이 향상되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈부의 분해 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 절연체의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 결합과정을 보여주는 결합사시도,
도 4는 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 전원단자를 보여주는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 조명단자의 결합을 보여주는 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 제1사용실시도,
도 8은 제1사용실시도에 따른 내부평면도,
도 9는 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 제2사용실시도,
도 10은 제2사용실시도에 따른 내부평면도,
도 11은 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 제3사용실시도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈부의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 절연체의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 결합과정을 보여주는 결합사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 전원단자를 보여주는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 조명단자의 결합을 보여주는 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 제1사용실시도이고, 도 8은 제1사용실시도에 따른 내부평면도이고, 도 9는 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 제2사용실시도이고, 도 10은 제2사용실시도에 따른 내부평면도이고, 도 11은 본 발명에 따른 가요성 조명장치의 제3사용실시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 모듈부(100)는 자유롭게 휘어져 구부릴 수 있는 연성을 가지고 일정길이로 형성되며 다수의 엘이디(112)가 일정간격으로 형성된 PCB(110)와 일정길이를 가지며 상기 PCB(110)가 설치되며 상기 PCB(110)에 흐르는 구동전력 등이 단락되는 것을 방지할 수 있는 비전도성 절연체(120)를 포함하여 이루어지되, 상기 PCB(110)는 상기 모듈부(100)가 변형됨으로 인해 비틀리는 방향으로 미리 꼬여 탄성에너지를 내재한 상태로 상기 절연체(120)에 설치되는 것이다.
이때, 상기 PCB(110)는 얇은 판형으로 비틀림이 가능한 소재로 형성되며, 장착밀도가 높으며 양면에 엘이디(112)와 같은 부품을 설치할 수 있어 활용성이 뛰어난 표면실장형 PCB(110)가 사용되는 것이 바람직하다. 그리고 상기 PCB(110)에 실장되는 엘이디는 작은 크기에도 발광률이 높고 전력소비가 작으면서 PCB(110)의 비틀려 변형됨에 영향을 최소화할 수 있는 칩형 엘이디(112)가 실장되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 PCB(110)는 표면에 실장되는 엘이디(112)에 영향을 받지 않으면서 용이하게 형상이 변형될 수 있는 것이다.
한편, 상기 PCB(110)는 길이방향을 따라 실장된 엘이디(112) 사이 간격이 꼬이게 형성되되, 상기 PCB(110)가 꼬이는 방향은 시계방향과 반시계방향으로 서로 번갈아가며 꼬이게 형성되는 것이다. 상기 PCB(110)에 실장되는 모든 엘이디(112)는 상기 PCB(110)가 꼬였을 때 모두 동일한 방향을 향할 수 있도록 상기 PCB(110)의 길이방향을 따라 상면과 하면에 번갈아가며 실장되는 것이다. 더 상세하게 설명하면, 상면을 향하고 있는 첫번째 엘이디(112)를 기준으로 하여 상기 PCB(110)를 시계방향으로 비틀어 꼬으면 하면에 실장되어 아래방향을 향하고 있는 두번째 엘이디(112)가 상향을 향하게 되고 최초 윗방향을 향하고 있던 세번째 엘이디(112)는 아래방향을 향하게 된다. 이를 다시, 두번째 엘이디(112)를 기준으로 반시계방향으로 비틀어 꼬으면 아래방향을 향하고 있는 엘이디(112)가 다시 윗방향을 향할 수 있게 되는 것이다. 이와 같은 방향으로 하여 상기 PCB(110)를 모두 꼬았을 때는 PCB(110)에 실장된 모든 엘이디(112)가 동일한 방향을 향하게 되는 것이다. 그리고 상기 PCB(110)는 상기 엘이디(112)가 상기 PCB(110) 폭의 4~6배 이상의 간격거리로 설치되어 상기 PCB(110)가 원활하게 비틀릴 수 있도록 하는 것이다. 만약, 엘이디(112)와 인접한 엘이디(112)간의 간격이 좁게 형성될 경우 상기 PCB(110)가 완전히 비틀리지 못하게 되고, 강제로 힘을 가하여 비틀 경우 상기 PCB(110)가 파손될 수 있기 때문에 상기 엘이디(112)는 상기 PCB(110)가 원활하게 비틀릴 수 있는 공간을 보장받을 수 있는 상기 PCB(110) 폭의 4~6배 이상의 간격거리로 설치되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 절연체(120)는 외부의 힘에 의하여 구부러지거나 휘어짐이 용이한 실리콘, 우레탄, 특수고무 등과 같은 가요성 재질로 이루어져 형상의 변형이 자유롭다. 이때, 상기 절연체(120)는 상단에 상기 PCB(110)가 결합되어 설치되는 단면이 "U"자 형상의 결합홈(122)이 형성된다. 이때, 상기 결합홈(122)의 내측면에는 상기 PCB(110)가 결합되어 고정될 수 있는 끼움홈(124)이 상기 절연체(120)의 길이방향을 따라 서로 마주보게 형성되어, 상기 PCB(110)의 양측 끝단을 상기 끼움홈(124)에 끼워 상기 PCB(110)를 상기 결합홈(122)에 견고하게 고정할 수 있는 것이다.
그리고 상기 절연체(120)에는 상기 PCB(110)에 전력을 공급하는 전선(130)이 설치되는 전선홈(126)이 상기 결합홈(122)의 하단 양측에 형성되어, 상기 PCB(110)의 구동전력을 전달하는 한 쌍의 전선(130)이 상기 절연체(120)가 변형되는 과정에서 단락되어 합선되는 것을 방지할 수 있는 것이다. 또한, 상기 전선홈(126)은 입구가 좁게 형성되어 내부에 설치되는 전선이 상기 절연체(120)의 형상이 변형되는 도중에 이탈되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이때, 상기 PCB(110)와 상기 전선(130)은 병렬로 설치되어 병렬로 연결되어 저전압으로도 상기 PCB(110)에 설치된 엘이디(112)가 빛을 발현할 수 있도록 하는바, 인가되는 전압이 낮기 때문에 설치 작업 중 인가되는 전압으로 인한 감전사고의 발생을 방지할 수 있는 것이다. 또한, 전선(130)에 설치된 다수의 엘이디 중 하나의 엘이디에 문제가 발생할 경우 다른 엘이디의 작동까지 영향을 미치는 직렬구조와는 달리 병렬구조를 이루고 있기 때문에 설치된 다수의 엘이디(112)중 일부의 엘이디(112)에 문제가 발생하더라도 다른 엘이디(112)가 정상적으로 작동할 수 있으며, 문제가 발생된 엘이디(112)만을 보수한 후 정상적으로 사용할 수 있으므로 유지/보수가 용이한 것이다.
한편, 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 상기 모듈부(100)를 감싸 보호할 수 있는 보호캡(200)을 더 포함하는바, 상기 보호캡(200)은 연성을 가지는 특수 고무재질로 이루어져, 내부에 위치하는 모듈부(100)와 같이 형상을 자유롭게 변형할 수 있으며, 미세먼지가 침투하여 상기 모듈부(100)의 합선을 일으키는 것을 방지할 수 있음과 동시에 내부로 물이 스며드는 것을 차단할 수 있는 것이다.
이때, 상기 보호캡(200)은 상기 모듈부(100)의 길이방향을 따라 형성되어 상기 모듈부(100)가 끼워져 설치됨으로써, 상기 모듈부(100)를 감싸며 보호할 수 있는 보호공간(210)과 상기 보호공간(210)의 상단에 형성되어 상기 모듈부(100)에서 발현되는 빛을 굴절시켜 외부로 방출할 수 있는 분산공간(220)이 일체로 형성된다.
상기 보호공간(210)은 내부에 위치하는 상기 모듈부(100)가 움직이지 않도록 견고하게 고정하며 완전히 감싸 보호할 수 있는 단면적으로 형성되되, 상기 보호공간(210)은 상기 모듈부(100)의 크기와 형상에 따라 적합한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 분산공간(220)은 상기 보호공간(210)의 상단에 형성되는바, 상기 엘이디(112)에서 발현되는 빛이 상기 분산공간(220)의 내부를 관통하여 굴절되며 외부로 조사됨으로써, 상기 보호공간(210)에서 직접 조사되는 것보다 넓은 조사반경을 가질 수 있도록 한 것이다.
한편, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 상기 보호캡(200)의 하단에는 일단에 관통구(310)이 형성된 전원단자(300)가 나사(320)를 통해 결합되되, 상기 나사(320)는 상기 보호캡(200)과 상기 절연체(120)를 관통하여 상기 전선(130)에 접하며 상기 전원단자(300)와 상기 전선(130)을 통전시키는 것이다. 즉, 상기 나사(320)의 두 끝단이 상기 전원단자(300)와 상기 전선(130)과 맞닿으며 상기 전원단자(300)에 인가되는 외부전력을 상기 전선에 공급함으로써, 상기 엘이디(112)에 구동전력을 인가할 수 있는 것이다. 이때, 상기 전원단자(300)에는 외부전선을 결합할 수 있는 구멍이 상기 관통구(310)의 타측에 형성되는 것이 바람직하다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 탄성에너지가 내재된 가요성 조명장치를 도 7에 도시된 바와 같이 시계방향으로 비틀면 도 8에 도시된 바와 같이 상기 PCB(110)의 반시계방향으로 꼬여있던 부분이 풀리면서 내재되어 있던 탄성에너지가 꼬임에 따른 응력을 상쇄하게 되고, 이와 반대로 도 9에 도시된 바와 같이 반시계방향으로 비틀면 도 10에 도시된 바와 같이 상기 PCB(110)의 시계방향으로 꼬여있던 부분이 풀리면서 내재되어 있던 탄성에너지가 꼬임에 따른 응력을 상쇄하여 상기 PCB(110)가 손상되거나 파손되지 않으면서도 용이하게 형상을 변형시킬 수 있는 것이다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이 몸체를 360°회전시켜 만든 꽈배기 모양 등과 같이 다양한 형태로 변형시키더라도 내부에 설치되는 PCB(110)가 파손되지 않고 안정된 상태를 유지할 수 있으므로 내구성이 향상되고 정형화된 설치장소에 영향을 받지 않으면서 특색있으면서도 심미감을 줄 수 있는 조명장치를 만들 수 있는 것이다.
100 : 모듈부 110 : PCB
120 : 절연체 130 : 전선
200 : 보호캡 210 : 보호공간
220 : 분산공간 300 : 전원단자
310 : 관통구 320 : 나사

Claims (6)

  1. 연성을 가지고 일정길이로 형성되며 다수의 엘이디(112)가 일정간격으로 형성된 PCB(110)와 일정길이를 가지며 상기 PCB(110)가 설치되는 절연체(120)를 포함하여 이루어진 모듈부(100)를 포함하되,
    상기 PCB(110)는 미리 꼬여 탄성에너지가 내재된 상태로 상기 절연체(120)에 설치되어 설치되는 장소에 따라 높은 내구성을 유지하며 자유롭게 형상을 변형시킬 수 있는 것이며,
    상기 절연체(120)는 상기 PCB(110)가 결합되는 결합홈(122)과 상기 PCB(110)와 병렬로 연결되어 전력을 공급하는 전선(130)이 설치되는 한 쌍의 전선홈(126)을 포함하여 이루어지되,
    상기 전선홈(126)은 서로 이격되게 형성됨으로써, 상기 전선(130)이 합선되는 것을 방지할 수 있는 것임을 특징으로 하는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PCB(110)는 길이방향을 따라 시계 방향과 반시계 방향으로 번갈아가며 꼬이게 형성되어, 높은 변형성과 유동성을 가질 수 있도록 한 것임을 특징으로 하는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치.
  3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 PCB(110)는 실장된 다수의 엘이디(112) 사이가 꼬이게 형성되되.
    상기 엘이디(112)는 상기 PCB(110) 폭의 4~6배의 간격거리로 상기 PCB(110)에 설치되어 원활하게 꼬일 수 있도록 하는 것임을 특징으로 하는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 모듈부(100)는 상기 모듈부(100)가 끼워지는 보호공간(210)과 상기 보호공간(210)의 상단에 형성되는 분산공간(220)을 포함하여 이루어는 보호캡(200)에 설치되어, 상기 모듈부(100)에서 발광하는 빛이 상기 분산공간(220)을 관통함으로써 조도영역을 확산시킬 수 있는 것임을 특징으로 하는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보호캡(200)에는 일단에 관통구(310)가 형성된 전원단자(300)가 나사(320)를 통해 결합되되, 상기 나사(320)는 상기 보호캡(200)과 상기 절연체(120)를 관통하여 상기 전선(130)에 접하며 상기 전원단자(300)에 인가되는 전력을 공급하는 것임을 특징으로 하는 탄성에너지가 내재된 가요성 조명모듈 장치.
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