KR101076106B1 - 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조명등의 무게를 최소화하고, 엘이디 램프의 각도 변경을 세분화할 수 있도록 한 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등(1)으로, 내부에 LED램프(100)가 다수 배열설치되는 하단프레임(210)과, 상기 하단프레임(210) 외부를 감싸는 본체(200)와, 상기 본체(200) 상단에 설치되며 아이볼트(230)에 의해 천장에 매달리게 설치되는 상판(220)을 구비되며, 상기 하부프레임(210) 내에 설치되는 LED방열판(300)과, 상기 LED방열판(300) 하부 근접 위치에 설치되는 내측 방열판(400)과, 상기 내측 방열판(400) 외부에 설치되는 외측 방열판(500)과, 상기 외측 방열판(500) 하부 근접위치에 체결수단에 의해 하부 프레임(210)에 고정되는 보호망(600)을 포함하고, 상기 본체(200)는 상단부에 LED램프(100)로부터 발산되는 열을 외부로 배출하기 위한 통기구(201)가 다수 형성되며, 상기 LED방열판(300)은 상기 LED램프(100)로부터 나오는 열을 배출하기 위한 다수의 구멍(301)과, 이 구멍(301)과 일체로 형성되며 하부 쪽으로 경사지게 꺾어져서 형성되는 방열 핀(302)으로 구성되며, 상기 구멍(301)과 방열핀(302)은 방사선형상으로 배열된다.

Description

효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등{LED lamp having effective heat sink structure}
본 발명은 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 조명등의 무게를 최소화하고, 엘이디 램프의 각도 변경을 세분화할 수 있도록 한 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등에 관한 것이다.
일반적으로 엘이디(LED ; light-emitting diode)는 GaP, GaAs 등의 화합물 반도체의 PN접합에 전류가 흐를 때 빛이 발생하는 현상을 이용한 발광체 소자로서, 발광다이오드 제조시 반도체 화합물의 성분비를 조절함으로써, 원하는 파장의 빛을 발생시킬 수 있다.
이러한 엘이디는 소정 영역의 파장을 이용하는 의료용은 물론, 식물의 생장촉진용으로도 사용되고 있으며, 특히 전력 소모가 적으면서도 시인성이 높다는 장점이 있어서, 최근에는 신호등, 차량의 리어 램프, 그리고 옥외 광고용 간판으로도 널리 적용되고 있으며, 그 적용범위는 점점 확대되어 종래에 알려진 조명수단을 대체하여 가고 있다.
이와 같은 엘이디를 이용한 간판용 조명장치로서 일반적인 엘이디 모듈을 도 1에 도시한다.
이 도면에 도시된 엘이디 모듈은, 기판(30)에 다수의 엘이디 램프(40)가 접속되고, 기판(30)은 케이스(10)의 내부에 안착된다.
스크류(50)가 기판(30)과 공급용 와이어(20)를 관통하여 서로 통전시키고, 기판(30)과 엘이디 램프(40) 및 와이어(20)의 주변에는 방수를 위한 충진제가 충전된다.
이러한 충진제로는 에폭시, 실리콘 등이 사용된다.
실리콘은 방수 기능뿐만이 아니라, 특유의 부드러운 물성으로 인해 열변화에도 균열이 발생하지 않는 장점이 있어서 널리 적용되고 있다.
통상 출력이 1wh이하인 엘이디 램프(40)를 사용하는 조명모듈에서는 열에 의한 부품의 피해는 거의 발생하지 아니하였다.
그런데, 최근에는 휘도가 높고 광량이 많은 고출력 엘이디 램프가 개발되었다. 이러한 고출력 엘이디 램프를 사용하는 엘이디 모듈은 엘이디 램프 및 저항으로부터 고온의 열이 발생하게 된다.
종래의 엘이디 모듈과 같은 구조에 고출력 엘이디 램프를 사용하게 되면, 고열에 의해 엘이디 램프의 성능이 급격게 저하되거나, 기판과 저항 및 실리콘과 케이스 등이 열에 의한 물성변형으로 수명이 단축되는 문제점이 발생한다.
따라서 고출력 엘이디 램프를 사용하는 엘이디 모듈에서는 열에 의한 피해를 줄이기 위하여 엘이디 램프 및 저항으로부터 발생하는 열을 신속히 분산 및 방출시키기 위한 구조가 필요하게 되었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 국내 특허출원 제2007-0050560호 "엘이디 조명 모듈의 방열장치"가 출원되었다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 전원의 공급에 의해 빛을 발생시키는 엘이디 램프(100)와, 엘이디 램프(100)를 포함하는 소자의 리드(102)가 접속되는 패턴(130)이 형성된 금속성의 기판(120)과, 기판(120)의 배면에 일체로 형성되는 방열핀(122)으로 이루어진다.
그러나, 상기와 같이, 구성되는 방열핀(122)의 경우 엘이디 램프(100)의 출력이 커질수록 무게는 더 올라가게 되어, 등 기구 전체의 무게가 상승하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같이 렌즈만 부착하는 것은 사실상 불가능한 구조였다.
따라서, 본 발명은 조명등의 무게를 최소화하고, 엘이디 램프의 각도 변경을 세분화할 수 있도록 한 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등을 개발하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안 출 한 것으로, 알루미늄 소재보다 약 5배정도 가벼워 중량에 있어서도 월등한 이점을 갖춘 그라파이트판을 사용함으로써, 엘이디 등을 최소의 무게로 제작할 수 있으며, 대용량화를 도모할 수가 있는 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 그라파티트판을 사용함으로써, LED램프 및 PCB기판의 출력이 커짐에 따라 방열판의 무게가 증가되는 것을 방지하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 엘이디 램프의 각도 변경을 세분화할 수 있도록 함과 동시에, 효율적 방열구조를 가지도록 하는 데에 있다.
본 발명 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등(1)은;
내부에 LED램프(100)가 다수 배열설치되는 하단프레임(210); 및
상기 하단프레임(210) 외부를 감싸는 본체(200); 및
상기 본체(200) 상단에 설치되며 아이볼트(230)에 의해 천장에 매달리게 설치되는 상판(220)을 구비한 엘이디 등(1)에 있어서,
상기 하부프레임(210) 내에 설치되는 LED방열판(300); 및
상기 LED방열판(300) 하부 근접 위치에 설치되는 내측 방열판(400); 및
상기 내측 방열판(400) 외부에 설치되는 외측 방열판(500); 및
상기 외측 방열판(500) 하부 근접위치에 체결수단에 의해 하부 프레임(210)에 고정되는 보호망(600)으로 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(200) 상단부에 LED램프(100)로부터 발산되는 열을 외부로 배출하기 위한 통기구(201)가 다수 형성되며, 상기 LED방열판(300)은 상기 LED램프(100)로부터 나오는 열을 배출하기 위한 다수의 구멍(301)과, 이 구멍(301)과 일체로 형성되며 하부 쪽으로 경사지게 꺾어져서 형성되는 방열 핀(302)으로 구성되며, 상기 구멍(301)과 방열핀(302)은 방사선형상으로 배열된다.
또한, 상기 방열 핀(302)의 저면에는 그라파이트판(700)이 부착되고, 이 그라이트판(700)에 LED램프(100) 및 PCB기판(110)이 설치되며, 상기 내측 방열판(400)은 LED램프(100)로부터 발산되는 빛이 통과하기 위한 다수의 구멍(401)이 형성되며 상기 내측 방열판(400)과 LED방열판(300) 사이에는 수직 연결볼트(B)에 의해 떨어지게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등은 알루미늄 소재보다 약 5배정도 가벼워 중량에 있어서도 월등한 이점을 갖춘 그라파이트판을 사용함으로써, 엘이디 등을 최소의 무게로 제작할 수 있으며, 대용량화를 도모할 수가 있다.
도 1은 종래 LED 등을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래 LED램프가 방열판에 부착된 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등의 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등을 위에서 본 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등의 LED방열판만 발췌하여 뒤집어 놓은 상태에서 본 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 종래와 동일한 형상 및 명칭에는 동일부호를 붙이고 그에 대한 설명은 생략한다.
본 발명 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등(1)의 기본적인 구성은 도 3에 도시된 바와 같이, 하단프레임(210), 본체(200), 상판(220), LED방열판(300), 내,외부 방열판(400,500), 보호망(600)으로 구성된다.
상기 하단프레임(210)은 원형으로 이루어진 테두리(211)를 가지며, 상부에 본체(200)가 끼워지는 원통형상의 단턱부(212)가 형성된다.
또한, 상기 본체(200)는 원통형상으로 이루어지며 상부에 LED램프(100)로부터 발산되는 열을 외부로 배출하기 위한 통기구(201)가 다수 형성된다.
또한, 상기 상판(220)은 원판으로 형성되며, 본체(200)와 체결수단에 의해 나사맞춤되는 나사구멍이 형성되는 테두리(221)가 일체로 형성된다.
또한, 상기 상판(220)에는 도 3 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 천정에 매달기 위한 와이어 체결구(240)가 설치되고, 상기 와이어 체결구(240)는 각도 조절이 가능한 구조로 이루어지며 와이어(W)가 설치되고, 이 와이어는 천정에 매달기 위한 아이볼트(230)가 설치된다.
상기 LED방열판(300)은 도 3에 도시된 바와 같이, LED램프(100)로부터 나오는 열을 배출하기 위한 다수의 구멍(301)과, 이 구멍(301)과 일체로 형성되며 하부 쪽으로 경사지게 꺾어져서 형성되는 방열 핀(302)으로 구성되며, 상기 구멍(301)과 방열핀(302)은 방사선형상으로 배열된다.
상기 방열 핀(302)의 저면에는 도 6에 도시된 바와 같이, 그라파이트판(700)이 부착되고, 이 그라이트판(700)에 LED램프(100) 및 PCB기판(110)이 설치된다.
상기 그라파이트는 비강도가 높고, 열 충격과 부식에 대단히 강하며 높은 열전도율과 전기전도율을 갖춘 소재다.
즉, 본 발명에 사용되는 상기 그라파이트는 환원분위기에서 열처리하는 동안의 저비점 화합물의 휘발과 중·축합을 거치는 동안의 높은 열분해로 인하여 낮은 밀도를 갖춘 폼(foam) 형태를 갖게 되는데 이는 열변환기로 사용될 때 필요한 높은 비표면적을 가능케 함으로써 높은 열전도율과 큰 비표면적, 낮은 밀도의 3가지 열 방출 소재로서의 필요조건을 충족시킬 수 있는 이상적인 소재로, 기존의 알루미늄 소재보다 약 5배정도 가벼워 중량에 있어서도 월등한 이점을 갖추어 소형화 대용량화 도모할 수가 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 장점을 가지는 그라파이트판(700)을 이용하여 LED램프(100) 및 PCB기판(110)에서 발생하는 열을 방출시킬 수가 있는 것이다.
한편, 내측 방열판(400)은 LED램프(100)로부터 발산되는 빛이 통과하기 위한 다수의 구멍(401)이 형성되며, 상기 내측 방열판(400)과 LED방열판(300) 사이에는 수직 연결볼트(B)에 의해 떨어지게 형성된다.
또한, 외측 방열판(500)은 상기 내측 방열판(400)과 어느 정도 간격을 유지하기 위해 수직 연결볼트(B)에 의해 고정되어 있으며, 내측에 여러 개의 방열핀(510)이 일체로 형성된다.
상기 방열핀(510)은 상기 내측 방열판(400) 쪽으로 일정한 각도로 꺾이도록 도록 하여 내측 방열판에서 흡수된 열을 최대한 외부로 배출할 수 있도록 하였다.
또한, 상기 보호망(600)은 스테인리스스틸레이스 강선으로 하였다.
상기 본 발명 LED 등(1)은 대체로 나사에 의해 조립된다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등(1)은 알루미늄 소재보다 약 5배정도 가벼워 중량에 있어서도 월등한 이점을 갖춘 그라파이트판을 사용함으로써, 엘이디 등을 최소의 무게로 제작할 수 있으며, 대용량화를 도모할 수가 있는 것이다.
본 발명은 상기한 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시예에 의해 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 엘이디 등 100 : LED램프
200 : 본체 201 : 통기구
210 : 하단프레임 220 : 상판
300 : LED방열판 301 : 구멍
302 : 방열 핀 400 : 내측 방열판
500 : 외측 방열판 600 : 보호망

Claims (5)

  1. 내부에 LED램프가 다수 배열설치되는 하단프레임; 및
    상기 하단프레임 외부를 감싸는 본체; 및
    상기 본체 상단에 설치되며 아이볼트에 의해 천장에 매달리게 설치되는 상판을 구비한 엘이디 등에 있어서,
    상기 하부프레임 내에 설치되는 LED방열판; 및
    상기 LED방열판 하부 근접 위치에 설치되는 내측 방열판; 및
    상기 내측방열판 외부에 설치되는 외측 방열판; 및
    상기 외측 방열판 하부 근접위치에 체결수단에 의해 하부 프레임에 고정되는 보호망;을 포함하며,
    상기 LED방열판은, 상기 LED램프로부터 나오는 열을 배출하기 위한 다수의 구멍과, 이 구멍과 일체로 형성되며 하부 쪽으로 경사지게 꺾어져서 형성되는 방열 핀으로 구성되며, 상기 구멍과 방열핀은 방사선형상으로 배열되는 것을 특징으로 하는 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체 상단부에 LED램프로부터 발산되는 열을 외부로 배출하기 위한 통기구가 다수 형성된 것을 특징으로 하는 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 방열 핀의 저면에는 그라파이트판이 부착되고, 이 그라이트판에 LED램프 및 PCB기판이 설치되는 것을 특징으로 하는 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 내측 방열판은 LED램프로부터 발산되는 빛이 통과하기 위한 다수의 구멍이 형성되며, 상기 내측 방열판과 LED방열판 사이에는 수직 연결볼트에 의해 떨어지게 형성된 것을 특징으로 하는 효율적 방열구조를 가지는 엘이디 등.
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