KR101077883B1 - 반사판을 이용한 고효율 엘이디 등기구 - Google Patents

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KR101077883B1
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(주)길뱅크
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Abstract

본 발명은 엘이디 램프가 장착되는 가로등 또는 보안등과 같은 등기구에 관한 것으로, 상면에 관통구(121a)가 형성된 캡 형상의 반사체(121); 'U' 형상의 단면을 이루고, 관통구(121a)를 관통해 반사체(121) 내에 돌출 배치되며, 다수의 통공(122a)이 형성된 기판덮개부(122); LED 램프(124)가 통공(122a)을 통해 노출되도록 실장하고, 기판덮개부(122)의 내면에 설치되는 기판(123); 기판(123)의 열을 방열하도록 기판(123) 상면에 배치되는 방열대(125); 및 방열대(125)의 상면에 고정되고, 상면에는 다수의 돌기(126a)가 형성된 방열판(126);을 갖춘 발광부(120)를 포함하는 것이다.

Description

반사판을 이용한 고효율 엘이디 등기구{Light having LED}
본 발명은 엘이디 램프가 장착되는 가로등 또는 보안등과 같은 등기구에 관한 것이다.
LED 램프는 저항성 램프에 비해 열로 인한 전력 손실이 적고 발광 효율 또한 우수해서, 기존 저항성 램프를 대신해 공용 등기구에 널리 적용되고 있다. 또한, 신호등 또는 경고등과 같은 공용 표시등에도 LED 램프가 적용되고 있고, 가정에서 쓰는 각종 조명등들도 LED 램프로 대체되고 있다.
LED 램프는 특수한 목적으로 제작되지 않는 한 단독으로는 조명을 위한 충분한 조도가 나오지 못하므로, 등기구에 LED 램프를 적용할 때는 다수 개를 설치하는 것이 일반적이다. 즉, 다수 개의 LED 램프를 이용해 등기구에 요구되는 조도를 만족시키는 것이다. 따라서, 조도가 높아야 하는 도로변의 가로등(등기구)에는 도 1(종래 등기구의 모습을 도시한 단면도)에 도시한 바와 같이 하나의 등기구(10)에 다수의 LED 램프(11)가 설치되었다.
그런데, 다수의 LED 램프(11)를 설치하기 위해서는 LED 램프(11)가 배치될 공간이 요구되었고, 이러한 공간 확보는 곧 등기구(10)의 대형화의 원인이었다.
하지만, 등기구(10)의 대형화는 등기구(10)의 내부 구성요소 및 케이스(12) 등을 제작하기 위한 자재 소비의 증가를 야기하고, 이는 등기구(10) 제작에 대한 원가상승을 의미하므로, 생산자 입장에서는 원가절감을 위한 등기구(10)의 소형화가 절실했다.
등기구(10)의 소형화를 위해서 종래에는 LED 램프(11)를 평평한 일 지점에 집중 배치했다. 그러나, 이러한 구조는 종래 등기구(10)의 조명 범위를 좁히는 원인이었고, 해당 조명 범위 안으로만 조명이 집중되는 불균형을 초래했다.
결국, 종래 등기구(10)는 많은 수의 LED 램프(11)를 적용하고도, LED 램프(11)의 집중화를 통해 조명의 효율성이 현저히 낮았고 조명범위 또한 협소해서, LED 램프(11)가 갖는 장점을 충분히 발휘하지 못하는 문제가 있었다.
또한, LED 램프(11)로부터 발하는 열에 대한 방열 처리가 충분하지 못해서, LED 램프(11)가 실장되는 기판의 훼손 또는 변형으로 등기구(10)의 수명이 감소하는 문제도 발생했다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 발명된 것으로, 등기구의 크기를 줄이면서도 최소한의 LED 램프의 개수로 최대의 조명 효율을 기대할 수 있고, 상대적으로 넓은 조명범위를 가능케 하는 한편, LED 램프의 동작시 발생하는 열을 효율적으로 방열시키도록 설계된 반사판을 이용한 고효율 엘이디 등기구의 제공을 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은,
상면에 관통구가 형성된 캡 형상의 반사체; 'U' 형상의 단면을 이루고, 관통구를 관통해 반사체 내에 돌출 배치되며, 다수의 통공이 형성된 기판덮개부; LED 램프가 통공을 통해 노출되도록 실장하고, 기판덮개부의 내면에 설치되는 기판; 기판의 열을 방열하도록 기판 상면에 배치되는 방열대; 및 방열대의 상면에 고정되고, 상면에는 다수의 돌기가 형성된 방열판;을 갖춘 발광부를 포함하는 엘이디 등기구이다.
상기의 본 발명은, 최소한의 LED 램프를 적용해서 최대의 조명 효율을 기대할 수 있고, 조명의 중복 비율을 줄이면서 반사면을 이용해 상대적으로 넓은 범위를 조명할 수 있는 한편, 이를 통해 등기구 제작에 따른 원가 감소 및 관리와 운용의 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 안정된 방열로 인해 기판의 훼손 및 변형을 방지하고, 이를 통해 LED 램프의 안정된 동작으로 등기구의 수명을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 등기구의 모습을 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 등기구의 저면 모습을 도시한 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 등기구의 발광부를 분해 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명에 따른 등기구의 측면 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명에 따른 등기구의 단면 모습을 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 방열판의 모습을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따른 등기구의 배광모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 등기구의 저면 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 등기구(100)는 등기구(100)의 외형을 이루는 케이스부(110)와, 케이스부(110)에 장착돼 발광하는 발광부(120)와, 발광부(120)를 감싸 보호하면서 투명 재질로 제작되는 덮개부(130; 도 4 참조)와, 케이스부(110)의 밑면을 덮으면서 발광부(120) 및 덮개부(130)를 지지하는 밑판부(140)로 구성되고, 케이스부(110)의 상면에 탈부착 가능하게 고정되어서 케이스부(110)의 상면으로 노출된 방열판(126)을 덮는 차광부(150)를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서는 케이스부(110)가 밑면이 개구된 캡(cab) 형상으로 되고, 발광부(120)는 케이스부(110) 내에 안착되면서 방열판(126)은 상방으로 노출되도록 되며, 밑판부(140)는 케이스부(110)의 개구된 밑면을 폐구하면서 발광부(120)를 고정한다. 한편, 덮개부(130)는 발광부(120)를 덮어 보호하면서, 발광부(120)로부터 조사되는 빛이 지면을 조명하도록 투명한 재질로 된다.
참고로, 도 2에 도시한 등기구(100)는 인입로(111)가 가로등 지지대(미도시함) 또는 보안등 고정대(미도시함)에 기계적으로 고정되고, 인입로(111)에 배선된 전선을 통해 전기적으로 연결되면서, 등기구(100)가 갖는 조명기능을 발휘할 수 있도록 한다.
도 2에서 보인 등기구(100)의 모습은 본 발명에 따른 등기구(100)의 다양한 실시예 중 하나로, 케이스부(110)와 밑판부(140)는 일체로 제작될 수 있음은 물론이다. 또한, 케이스부(110)와 밑판부(140)의 외형도 다양하게 변형실시될 수 있고, 발광부(120)가 위치하는 지점 또한 변경될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 등기구의 발광부를 분해 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 등기구의 측면 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 등기구의 단면 모습을 도시한 단면도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 발광부(120)는 방열판(126)에 고정되는 반사체(121)와, 반사체(121)의 관통구(121a)에 삽입돼 안착되는 기판덮개부(122)와, 다수의 LED 램프(124)를 실장하고 기판덮개부(122)에 내삽되는 기판(123)과, 기판(123)의 내면으로 안착돼 기판(123)을 고정하는 방열대(125)와, 방열대(125)에 안착돼 방열대(125)를 고정하는 방열판(126)으로 구성된다.
반사체(121)는 중앙이 개구된 관통구(121a)를 이루는 캡 형상으로, 내면은 반사도가 높은 재질로 도포되거나, 반사체(121) 자체가 반사도가 높은 재질로 제작되어 반사면을 이룬다. 또한, 상기 내면은 일정한 곡률을 갖는 곡면 형상으로 제작되되, 상기 곡률은 LED 램프(124)로부터 조사되는 빛이 효율적으로 분산되어서, 도 7(본 발명에 따른 등기구의 배광모습을 개략적으로 도시한 도면)에 도시한 바와 같이, 좌,우측의 조명 범위를 직접 및 간접조명 형태로 극대화할 수 있고, 상대적으로 적은 수의 LED 램프(124)로부터 광 손실 없이 효과적인 조도를 얻을 수 있도록 된다. 이러한 곡률은 반사체(121)에 배치되는 LED 램프(124)의 위치와 설치 개수 등에 따라 이론적인 계산을 통해 도출될 수도 있고, 반복적인 실험을 통해 조정될 수 있을 것이다.
기판덮개부(122)는 'U' 형상의 단면을 갖는 것으로, 반사체(121) 내에서 하방으로 돌출되게 배치된다. 즉, 기판덮개부(122)가 형광등 램프와 같이 반사체(121)에 배치되면서, LED 램프(124)로부터 발생하는 빛을 반사체(121) 내에서 직,간접으로 재분산시킬 수 있도록 하는 것이다.
기판덮개부(122)의 외면은 반사도가 높은 재질로 도포되거나, 기판덮개부(122) 자체가 반사도가 높은 재질로 제작되어서 반사면을 이룬다.
기판덮개부(122)는 LED 램프(124)가 관통해 외부로 노출되는 통공(122a)이 형성되는데, 통공(122a)은 LED 램프(124)의 개수에 상응하게 형성될 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에서 기판덮개부(122)는 방열대(125)에 직접 고정되고, 방열대(125)는 상층에 위치한 방열판(126)과 고정되며, 방열판(126)은 반사체(121)의 관통구(121a) 가장자리와 고정되어서, LED 램프(124)로부터 조사되는 빛을 기판덮개부(122)가 직접 전달받지 않도록 했다. 이는 기판덮개부(122) 안쪽에 위치하는 기판(123)이 열을 받아 훼손되는 것을 방지하기 위한 것이다. 참고로, 반사체(121)의 내면은 LED 램프(124)로부터 조사되는 빛을 직접 받는 부분이므로, 기판덮개부(122)의 외면에 비해 상대적으로 높은 온도로 가열된다.
기판(123)은 통공(122a)을 관통해 기판덮개부(122) 외면으로 노출되는 LED 램프(124)가 실장되는 것으로, 통상적인 회로 기판이 적용될 수 있다. 기판(123)은 기판덮개부(122)의 내면에 각각 마주하게 배치되면서 기판덮개부(122)의 단면 형상에 대응하는 U 형상의 단면 모습으로 배치되되, 가열된 기판덮개부(122)로부터의 열전달을 최소화하기 위해 상호 이격되는 것이 바람직할 것이다.
한편, 본 발명에 따른 기판(123)은 바람직하게는 LED램프(124)의 광이 좌,우측과 중앙 3 범위로 정확히 구획돼 조사할 수 있도록 배치된다. 이를 위해 기판(123)은 3등분 되고, 등분된 각 기판(123)에는 일정 개수의 LED램프(124)가 실장된다.
참고로, 기판(123)은 인입로(111)를 통해 배선된 전선으로부터 전기를 공급받아, 통상적인 SMPS(스위칭 모드 파워 서플라이; switching mode power supply; 미도시함)의 제어로 동작한다.
방열대(125)는 기판덮개부(122)에 삽입되면서 고정되고, 외면으로는 기판(123)을 고정시킨다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 방열대(125)는 'U' 형상의 기판덮개부(122)에 삽입되는 바디(A)와, 기판덮개부(122)의 양단이 맞물려 고정되고 바디(A)를 고정하는 패널(B)로 구성되는데, 바디(A)의 외면에는 기판(123)에 고정된다.
한편, 바디(A)는 내부에 중공(125a)이 형성되고, 공기와의 접촉면적을 넓히면서 방열대(125)의 강도를 높이기 위한 골체(A')가 형성된다. 따라서, 바디(A)의 외면에 고정된 기판(123)은 자체적으로 발생시킨 열 및 기판덮개부(122)로부터 전달받은 열을 방열대(125)에 효율적으로 전달해서, 기판(123)이 열에 의해 훼손되는 것을 최소화했다. 또한, 바디(A)의 양단은 그 중공(125a)이 도 2에 도시한 바와 같이 반사체(121) 내에서 외부로 노출되도록 해서, 중공(125a)으로의 지속적인 환기가 이루어질 수 있도록 한다. 물론, 바디(A)로 전달된 기판(123)의 열은 상기 환기를 통해 효과적으로 방열된다.
계속해서 패널(B)은 바디(A)의 고정을 통해 기판덮개부(122)와 방열판(126)을 연결하는 것으로, 이러한 연결을 통해 기판덮개부(122)가 받는 열은 방열판(126)으로 전달된다.
방열판(126)은 케이스부(110)와 반사체(121)와 방열대(125)를 고정하면서 발광부(120)를 일체화시키고, LED 램프(124)가 발광하면서 발하는 열을 전달받아 이를 효과적으로 방열하는 것으로, 공기와의 접촉면적을 넓히기 위해 상면에는 다수의 돌기(126a)가 형성된다.
앞서 언급한 바와 같이, 방열판(126)은 LED 램프(124)에 의해 직접 가열되는 반사체(121)와는 케이스부(110)를 매개로 직접 연결되고, 기판(123)과 인접한 기판덮개부(122)와는 방열대(125)를 매개로 간접적으로 연결되면서, 기판(123)으로부터 발생되는 높은 온도를 효율적으로 낮추어서, 등기구(100)의 수명을 연장할 수 있다.
한편, 도 4에서 도시한 바와 같이, 반사체(121)의 선단에는 덮개부(130)가 고정되고, 케이스부(110)와 연결되는 밑판부(140)는 덮개부(130)의 저면을 지지하면서, 발광부(120)는 케이스부(110)와 안정하게 고정된다. 앞서 언급한 바와 같이, 케이스부(110)와 밑판부(140)는 도시한 모습과는 달리 일체로 제작될 수도 있음은 물론이다.
차광부(150)는 케이스부(110)를 고정하면서 상방으로 드러나는 방열판(126)을 덮는 것으로, 한낮 직사광선으로부터 방열판(126)이 오히려 가열되는 현상을 방지하고, 공기 중의 각종 먼지가 방열판(126)의 상면에 퇴적되는 것을 최소화한다.
전술한 기능을 위해 차광부(150)는 케이스부(110)의 상면에 안착되면서 방열판(126)의 상면을 완전히 덮을 수 있는 형태로 설계되고, 방열판(126)의 공냉을 위한 통기구(151)가 형성될 수 있다. 또한, 통기구(151)를 대신하거나 통기구(151)의 기능을 극대화하기 위해, 차광부(150)의 전,후단을 절개해 환기구(152, 152')를 형성시킬 수도 있다.
참고로, 차광부(150)는 케이스부(110) 상에 탈부착 가능하게 고정되면서, 계절에 따라 또는 특정 행사가 있을 때 그에 맞는 디자인 및 색상을 갖는 다른 차광부로 교체할 수도 있다. 결국, 차광부(150)는 태양열에 의한 방열판(126)의 가열을 방지하고, 방열판(126)의 오염을 최소화하며, 공냉을 통한 자연 냉각방식으로 방열판(126)의 방열 효과를 높이는 기능적인 가치가 있는 한편, 등기구의 외관을 다양하게 표현 및 디자인할 수 있는 미적 가치가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 방열판의 모습을 도시한 사시도인 바, 이를 참조해 설명한다.
본 발명에 따른 방열판(126)은 상면에 다수의 돌기(126a)가 형성되되, 상기 돌기(126a)는 길이방향으로 나란하게 이격된 선형을 이룬다. 한편, 이러한 돌기(126a)는 돌기(126a)와 돌기 사이의 간격에서 원활한 통기가 이루어질 수 있도록 통기구(C)가 형성된다. 즉, 돌기(126a)는 공기와의 접촉면적을 효과적으로 증가시킴은 물론 돌기와 돌기를 관통하는 지속적인 공기 흐름을 통해 방열판(126)의 방열 효과를 극대화시키는 것이다.
100; 등기구 110; 케이스부 111; 인입로
120; 발광부 121; 반사체 122; 기판덮개부
123; 기판 124; LED 램프 125; 방열대
126; 방열판 150; 차광부

Claims (7)

  1. 관통구(121a)가 형성된 캡 형상의 반사체(121); 'U' 형상의 단면을 이루고, 관통구(121a)를 관통해 반사체(121) 내에 돌출 배치되며, 다수의 통공(122a)이 형성된 기판덮개부(122); LED 램프(124)가 통공(122a)을 통해 노출되도록 실장하고, 기판덮개부(122)의 내면에 설치되는 기판(123); 기판(123)의 열을 방열하도록 기판(123) 상면에 배치되는 방열대(125); 및 방열대(125)의 상면에 고정되고, 상면에는 다수의 돌기(126a)가 형성된 방열판(126);을 갖춘 발광부(120)를 포함하는 엘이디 등기구에 있어서,
    상기 방열대(125)는 기판(123)과 접하는 바디(A)와, 방열판(126)과 바디(A)를 연결하는 패널(B)로 구성되고; 기판덮개부(122)는 패널(B)과 접하고 기판(123)과는 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디(A)는 개구된 중공(125a)을 형성한 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반사체(121)의 내면은 곡면인 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 돌기(126a)는 나란하게 이격된 선형이고, 돌기(126a) 사이의 통기를 위한 통기구(C)가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사체(121)를 보호하면서 방열판(126)이 상방으로 노출되도록 반사체(121)를 덮는 케이스부(110); 및
    방열판(126)의 상방을 덮도록 케이스부(110)에 고정되고, 환기를 위한 통기구(151)가 형성된 차광부(150);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판(123)은 3 등분으로 구획되어서, 각각에 실장된 LED램프(124)가 중앙과 좌,우측의 조명을 분담하도록 된 것을 특징으로 하는 엘이디 등기구.
KR1020100083554A 2010-08-27 2010-08-27 반사판을 이용한 고효율 엘이디 등기구 KR101077883B1 (ko)

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