KR101274576B1 - 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구 - Google Patents

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KR101274576B1
KR101274576B1 KR1020120000460A KR20120000460A KR101274576B1 KR 101274576 B1 KR101274576 B1 KR 101274576B1 KR 1020120000460 A KR1020120000460 A KR 1020120000460A KR 20120000460 A KR20120000460 A KR 20120000460A KR 101274576 B1 KR101274576 B1 KR 101274576B1
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박재덕
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Abstract

본 발명은 내부공간이 형성된 하우징 상부에 공기배출공과 하부에 외부흡입구 및 내부흡입구를 형성하고 커버렌즈에 공기흡입구를 형성하여 하우징의 내부공기와 외부공기가 외부흡입구, 공기흡입구, 내부흡입구 및 공기배출공을 순차적으로 통과하여 순환되면서 엘이디(LED) 소자에서 발생되는 열을 냉각하는 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구에 관한 것으로서, 상기 하우징의 본체 상부에 일정간격으로 이격 관통 형성되어 하우징의 내부공기가 외부로 배출되는 공기배출공과; 상기 하우징의 본체 하부의 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취되어 하우징의 내·외부가 연통되는 흡입구와; 상기 커버렌즈의 상부면에 일정간격으로 이격되고 절취되어 커버렌즈의 내·외부가 연통되고, 흡입구와 연통되는 공기흡입구와; 상기 엘이디 소자와 커버렌즈의 상부 내면과는 일정한 간격으로 이격 형성되고, 공기흡입구와 연통되고 공기유출로가 구성되어; 내부공기와 외부공기가 공기배출공 및 흡입구를 통하여 순환되는 공기 순환시스템으로 구성되어 외부공기의 일부가 엘이디 소자와 직접적인 열교환으로 엘이디 소자의 냉각 효과가 크고 엘이디 소자, 흡열판 및 인버터의 온도가 낮아지는 효과가 있다.

Description

공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구{Light emitting diode bulb For Air circulation Type And Lens Attaching Type}
본 발명은 공기순환 렌즈 일체형 엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드) 전구에 관한 것으로서, 구체적으로는 내부공간이 형성된 하우징 상부에 관통된 공기배출공과 하우징 하부에 외부흡입구 및 내부흡입구를 형성하고, 커버렌즈에 공기흡입구를 형성하여 하우징의 내부공기와 외부공기가 외부흡입구, 공기흡입구, 내부흡입구 및 공기배출공을 순차적으로 통과하여 순환되면서 엘이디(LED) 소자에서 발생되는 열을 냉각하는 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구에 관한 것이다.
현재, 가정이나 사무실 등 실내 조명 광원으로는 형광등, 백열등, 할로겐 램프 등의 방전램프가 사용되고 있다. 이러한 방전램프는 높은 구동 전압을 가지므로 전력의 승압으로 인한 에너지 소모가 크고, 폐기시 인체나 환경에 유해한 수은 등의 방전가스를 배출하므로 환경 오염의 원인이 되고 재활용이 불가능한 문제점이 있다.
특히, 유럽연합(EU)에서는 전기·전자제품에 납·수은·카드뮴·6가 크롬(Cr6+) 등의 중금속과 PBB(PolyBromide Binpenyl)·PBDE(PolyBrominated Diphenyl Ether) 등과 같은 유해물질의 사용을 금하는 특정 유해물질 사용제한 규약(RoHS : Restriting the use of Hazardous Substances)과 폐전기·전자제품의 재활용 비용을 생산자가 부담하도록 하는 전기·전자기기폐기물처리지침(WEEE : Waste Electrical and Electronic Equipment Directive)을 제정하여 2006년 7월 1일부터 이를 시행하고 있다.
이에 따라, 현재 사용되는 백열등, 형광등과 같은 조명기구를 대체할 수 있는 새로운 조명기구에 대한 연구 및 개발의 필요성이 대두되고 있다.
또한, 엘이디(LED: Light emitting diode: 발광다이오드) 관련 기술이 급속히 발전함에 따라, 청색 엘이디와 형광체를 이용하여 백색광을 방출하는 백색 엘이디가 등장하게 되었는데, 이러한 백색 엘이디는 기존의 조명 광원에 비해 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 반영구적이며, 자외선과 같은 유해파 방출이 없고, 수은 및 방전가스를 사용하지 않는 환경친화적인 조명광원으로, 기존의 조명 광원을 대체할 수 있는 유력한 수단으로 각광받고 있다.
상기 백색 엘이디의 등장으로 백열등을 대체하기 위한 백열등 대체 엘이디(LED) 전구로서 본 출원인이 개발하여 출시하고 있고 본 출원인의 카다로그에 등재된 도 1의 종래기술의 렌즈 일체형 엘이디(LED) 전구 단면도에 의하여 살펴보면, 숫나사로 구성되어 전원과 나사 결합에 의하여 전원과 연결되는 소켓과; 상기 소켓의 내면과 상부 외면이 나사 결합되고, 상부에서 하부로 접근할수록 면적이 넓어지는 나팔관 형상의 본체가 형성되고 본체에 일체형으로 외주면에 일정간격으로 축 방향을 따라 수직방향의 방사상으로 구성되고 테이퍼 형태로 형성되어 하부에서 상부로 접근할수록 면적이 넓어지는 돌출되어 형성되는 복수개의 방열돌기가 형성되고 열전도체로 형성되는 하우징(110)과; 상기 하우징(110)의 내부에 안치되고 전극 및 엘이디 모듈에 연결되어 엘이디 모듈에 직류전류를 공급하는 인버터(120)와; 상기 인버터(120)의 하부에 구성되어 엘이디 소자(141)로부터 발생되는 열에 대하여 방열을 수행하도록 엘이디 모듈(140)과 인버터(120)의 사이에 형성되는 방열판(130)과; 상기 방열판(130)의 하부에 구성되어 인버터(120)에서 인계된 전원에 의하여 발광하는 적어도 하나의 엘이디 소자(141)가 실장된 기판(PCB:process control block)을 포함하는 엘이디 모듈(140)과; 상기 엘이디 모듈(140)의 하부에 형성하면서 하우징(110)의 본체(112)와 나사 또는 원터치 결합 가능하고, 엘이디 소자(141)에서 발광되는 빛을 확산하면서 하부면에 일체형의 렌즈(150)가 구성된 렌즈커버로 구성되어 있다.
또 다른 종래기술인 공개특허공보 제10-2010-0081558호의 렌즈 일체 엘이디 전구를 살펴보면, 본 출원인의 카다로그에 등재된 도 1의 종래기술의 엘이디(LED) 전구와 구성이 유사하나 엘이디 소자로부터 발생되는 열을 방열하는 방법이 상이한 것으로서 그 방법은 하우징에 수직방향의 방사상의 방열돌기가 구성되어 있지 아니하고, 방열판의 하부에 구성되고 외부로 노출되면서 외주면에 일정간격으로 방열돌기가 구성된 방열부된 것에 차이가 있다.
일반적으로 엘이디 전구는 빠른 점등속도와 낮은 전력소모 등의 장점이 있으나, 발광부위가 엘이디 모듈에 복수 개의 엘이디 소자로 구성되어 발열량이 크다.
상기의 이러한 종래기술의 백열등 대체 엘이디 전구들은 엘이디 소자에서 발생하는 발열량을 방출하기 위하여 하우징의 외주면 또는 별도의 방열부에 돌출 형성된 방열돌기가 구성되어 하우징의 구조가 복잡하면서 무거운 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술의 엘이디 전구들은 하우징 내부의 공기가 외부와 순환되지 아니하여 하우징의 온도가 상승되는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술의 엘이디 전구들은 방열돌기의 면적을 가능한 크게 하기 위하여 하우징의 내부공간 등을 이용하게 됨으로써 방열에 하우징의 내부공간이 협소하게 되어 하우징의 내부공간을 효율적으로 이용하지 못하는 문제점이 있다.
또한, 상기 종래기술의 엘이디 전구들은 하우징 또는 방열부에 방열돌기가 구성되어 재료비 등의 낭비와 생산성이 저하되는 간접적인 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 렌즈 일체 엘이디 전구에 있어서, 공기순환에 의하여 엘이디 소자에서 발생되는 열을 냉각하기 위하여 상·하부가 관통된 내부공간을 형성하되 상부에서 하부로 갈수록 면적이 넓어지는 합성수지의 하우징을 구성하고, 이 하우징의 상부에 하우징의 내부공기가 배출되는 공기배출공을 형성하고 하부에 외부공기가 유입되는 외부흡입구 및 내부흡입구를 형성하고 커버렌즈에 공기흡입구를 형성하여 외부공기가 외부흡입구, 공기흡입구, 내부흡입구를 순차적으로 통과하여 하우징으로 유입되어 엘이디(LED) 소자에서 발생되는 열을 흡수하여 하우징 내부에서 상승되어 공기배출공에서 하우징 외부로 배출하는 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구는 상기 하우징의 본체 상부에 일정간격으로 이격 관통 형성되어 하우징의 내부공기가 외부로 배출되는 공기배출공과; 상기 하우징의 본체 하부의 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취되어 하우징의 내·외부가 연통되는 흡입구가 구성되는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 커버렌즈의 상부면에 일정간격으로 이격되고 절취되어 커버렌즈의 내·외부가 연통되고, 흡입구와 연통되는 공기흡입구가 구성되는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 엘이디 소자와 커버렌즈의 상부 내면과는 일정한 간격으로 이격 형성되고, 공기흡입구와 연통되고 공기유출로가 구성되는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 하우징 하부의 내경이 엘이디 모듈, 흡열판 및 인버터 기판의 외경보다 크게 구성되는 것이다.
또한, 본 발명은 상기 하우징이 하측 내부에 하측 내부면과 이격 돌출되고 인버터가 안착되는 플랜지 형상의 안착부가 구성되고, 상기 안착부의 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취되는 내부흡입구가 더 구성되는 것이다.
본 발명에 따른 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구는 내부공기와 외부공기가 공기배출공 및 흡입구를 통하여 순환되는 공기 순환시스템으로 구성되어 공기순환에 의하여 엘이디 소자에서 발생되는 열을 냉각함으로써 엘이디 소자, 흡열판 및 인버터의 온도가 낮아지는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 외부공기의 일부는 엘이디 소자와 커버렌즈의 상부 내면과 일정한 간격으로 이격 형성된 공기유출로로 유입되어 엘이디 소자와 직접적인 열교환으로 엘이디 소자의 냉각 효과가 크다
또한, 본 발명은 엘이디 소자, 흡열판 및 인버더의 온도가 저하됨으로써 이들의 수명이 연장되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 공기 순환시스템에 의하여 외부공기에 의하여 엘이디 기판, 흡열판 및 인버터를 냉각하게 되어 이들의 냉각 즉 방열이 양호한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 냉각효과가 크므로 하우징에 방열돌기가 필요 없어 하우징의 구조가 간단하고 합성수지의 하우징의 사용이 가능하여 전체적인 무게가 경량화되는 효과가 있고 이로 인하여 생산성이 높은 효과가 있다.
도 1: 종래기술의 렌즈 일체 엘이디 전구 단면도.
도 2: 종래기술의 렌즈 일체 엘이디 전구 사시도.
도 3: 본 발명 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구의 분해사시도.
도 4: 본 발명의 단면 및 공기순환도.
도 5: 본 발명의 공기 유입도.
도 6: 본 발명의 확대 결합단면도.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 도 3의 본 발명 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구의 분해사시도, 도 4의 본 발명의 단면 및 공기순환도, 도 5의 본 발명의 공기 유입도 및 도 6의 본 발명의 확대 결합단면도로 설명한다.
본 발명은 가정이나 사무실 등 실내 조명 광원으로 사용되는 백열등의 대체등으로써 엘이디를 이용한 엘이디 전구{Light emitting diode bulb}에 중에서 공기의 공기순환에 의하여 엘이디(LED)모듈(40)에서 발생하는 열을 냉각하는 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구에 관한 것이다.
본 발명은 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구에 있어서, 소켓(11), 하우징(10), 인버터(20), 흡열판(30), 엘이디(LED) 모듈(40) 및 렌즈커버(50)의 큰 구성으로 이루어지고, 상기 하우징(10)은 공기배출공(13), 흡입구(14) 및 내부흡입구(16), 상기 커버렌즈(50)는 공기흡입구(54) 등의 작은 구성으로 이루어진다.
상기 소켓(11)은 전원과 나사 체결될 수 있도록 외경을 따라 나사산이 형성되어 있고, 상측에는 외부로부터 구동전원을 공급받을 수 있도록 전극이 형성되며, 상부 외주면이 숫나사로 구성되어 상단부가 소켓(11)의 내면과 나사 체결되어 결합된다.
상기 하우징(10)은 하부에 접근할수록 면적이 넓어지고 하부면이 없이 상·하부가 관통된 내부공간을 형성하고 열전도체 합성수지로 구성된 나팔관 형상으로 되고 또한 방열돌기가 구성되어 있지 아니하여 엘이디(LED) 전구의 중량의 감소와 엘이디 모듈(40)에서 발생되는 열의 온도를 저하시킬 수 있다.
상기 하우징(10)은 나팔관 형상의 본체(12)가 구성되고, 본체(12) 하부 내면에 본체(12)와 일체형 연장되고 하부로 돌출된 링형상으로 구성되고 인버터(20)를 안착하는 안착부(15)가 구성되며, 본체(12)의 상부에 공기배출공(13)이 구성되고 안착부(15)에 내부흡입구(16)가 구성된다.
상기 공기배출공(13)은 하우징(10)의 본체(12) 상부 즉 소켓(11)이 결합되는 부근에 일정간격으로 이격되어 관통 형성되며 하우징(10)의 내부공기가 외부로 배출되게 하는 역할을 한다.
상기 공기배출공(13)은 하우징(10)의 본체(12) 상부면에 구성하여도 무방하나 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구의 사용시 미관 즉 공기배출공(13)이 시야에서 보이지 않토록 소켓(11)이 결합되는 부근의 하우징(10)의 본체(12)에 설치하는 것이 바람직하다.
상기 흡입구(14)는 하우징(10)의 본체(12) 하측의 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취 관통 구성되어 하우징의 내·외부가 연통되게 구성되어 외부공기가 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구의 내부 즉 하우징(10) 내부로 유입 즉 외부공기와 하우징의 내부공기가 공기배출공 및 흡입구를 통하여 순환되어 엘이디 소자에서 발생되는 열을 냉각한다.
상기 안착부(15)는 하우징(10의 하측 내부에 하측 내면에 형성되되 하우징(10) 하측 내면과 이격되고 하우징(10) 내면과 링 형태의 일체형으로 돌출 형성되며 그 길이는 하우징(10)의 끝단보다 짧게 형성되고, 인버터가 안착되는 플랜지 형상으로 구성된다.
상기 안착부(15)는 상측으로부터 하측으로 인버더(20), 흡열판(30) 및 엘이디 모듈(40)이 적층 안착되는 것으로서 안착부(15)의 끝단에서 하우징(10) 본체(12)의 끝단의 높이 차이는 인버더(20), 흡열판(30) 및 엘이디 모듈(40)이 측층되는 높이보다 같거나 조금 크게 구성된다.
상기 내부흡입구(16)는 안착부(15)의 하측 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취 구성되어 외부공기가 흡입구(14)을 통하여 유입된 후 공기순환 엘이디 전구의 내부 즉 하우징(10) 내부로 유입되게 한다.
상기 내부흡입구(16)는 안착부(15)에 구성되므로 안착부(15)에 인버터(20), 흡열판(30) 및 엘이디 모듈(40)이 적층되더라도 내부흡입구(16)는 이들의 적층 높이 보다 상측에 위치하게 되어 인버터(20), 흡열판(30) 및 엘이디 모듈(40)이 내부흡입구(16)를 밀폐하지 아니하게 되게 된다.
즉 흡입구(14)가 하우징(10)의 본체(12) 하측의 끝단에 구성하고 내부흡입구(16)는 안착부(15)의 하측 끝단에 각각 구성하되 서로 대응되는 위치에 구성되어 외부공기가 흡입구(14)을 통하여 유입된 후 내부흡입구(16)를 순차 통과하여 하우징(10) 내부로 유입되는 것이다.
상기 흡입구(14), 내부흡입구(16) 및 공기배출공(13)이 구성됨으로써 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구의 내부공기와 외부공기가 흡입구(14), 내부흡입구(16) 및 공기배출공(13)을 통하여 순환되면서 엘이디 소자(42)에서 발생되는 열을 냉각하게 된다.
상기 하우징(10)의 나팔관 형상에 의한 중공부의 내부공간은 전극선을 통해 소켓(11)으로부터 입력되는 교류전류를 엘이디 전구에 적합한 직류전류로 변환하여 엘이디 모듈(40)에 제공하고 엘이디 소자(42)를 구동하기 위한 구동회로가 구성된 인버터(20)가 장착된다.
상기 인버터(20)는 엘이디 모듈(40)에 직류 전류를 공급하며, 하우징(10) 내부에 삽입 장착되어 하우징(10) 내부에서 하우징(10) 상측에 형성되어 있는 전극과 전극선에 의하여 전기적으로 연결 구성되며 엘이디 모듈(40)과는 배선 등을 통해 전기적으로 연결된다.
상기 인버터(20)의 기판은 통상적으로 사용되고 있는 수지계열의 재질로 구성되며 중앙에 관통된 인버터 유출공(21)이 형성되어 있으며, 상기 인버터 유출공(21)을 통하여 커버렌즈(50)을 통하여 내부로 유입된 외부공기가 하우징(10)의 내부공간으로 유입된다.
상기 엘이디 소자(42)와 커버렌즈(50)의 상부 내면과는 일정한 간격으로 이격 형성되어 이 이격된 공간이 공기유출로(a)로 구성되고, 이 공기유출로(a)는 공기흡입구(54)와 연통되게 구성된다.
본 발명은 외부공기가 공기흡입구(54)로 유입되어 공기유출로(a)를 통과하여 하우징(10)의 상부 즉 하우징(10)의 내부공간으로 유출되어 엘이디 소자(42)에서 발생되는 열을 냉각한다.
즉, 상기 인버터 유출공(21)은 인버터(20) 기판의 중심부에 관통 형성되어 있으며 다음에 설명하는 커버렌즈(50)의 공기흡입구(54)를 통하여 엘이디 모듈(40)과 커버렌즈(50) 사이의 간극에 의하여 형성되는 공기유출로(a)를 유출하여 내부로 유입되어 외부공기가 관통하는 작용을 한다.
상기 흡열판(30)은 상부가 인버터(20)와 밀착되고, 하부가 다음에 설명하는 엘이디 모듈(40)과 밀착되어 하우징(10) 내부에 형성되고, 일정한 두께로 형성되며 알루미늄 등의 재질로 되어 엘이디 소자(42) 즉 엘이디 모듈(40)에서 발생하는 열을 흡수하는 것으로서 엘이디 모듈(40)에서 발생하는 열과 열교환하여 열을 흡수하여 체내에 축적하며 하우징(10) 내부공기와 열교환하여 냉각된다.
상기 흡열판(30)은 엘이디 기판(41)의 일면에 밀착되어 하우징(10)에 체결되며 알루미늄 등 열전도성을 갖는 재질의 판으로서 중앙에 관통된 유출공(31)이 형성되고 가장자리 또는 가장자리 부근에는 흡열판(30)을 하우징(10)에 체결하는 나사가 체결되는 나사홈 또는 나사공이 일정간격으로 형성되어 있다.
상기 흡열판(30)은 하우징(10) 내부에 형성되므로 흡열판(30)의 가장자리의 형상과 하우징(10)의 내부 가장자리의 형상이 대응되게 흡열판(30)의 가장자리와 하우징(10)의 내부 가장자리의 형상이 동일하게 구성되며 엘이디 소자(42)에서 발생되는 열의 량 즉, 엘이디(LED)의 밝기 다시 말하면 와트(WATT)에 따라 그 두께를 달리할 수 있다.
즉, 상기 흡열판(30)은 설치 개수가 탄력적으로 되어 2개 또는 3개 등으로 적층구성할 수 있으며 적층 개수가 많아 질수록 체결에 사용되는 나사의 길이도 길어 지게 되고 흡열판(30)이 흡수하는 열도 많게 되게 되어 고와트의 엘이디 모듈(40)은 흡열판(30)의 개수를 많게 한다.
상기 흡열판(30)은 하우징(10)의 내부 가장자리의 형상이 동일하지 않게 구성할 수 있으나 이렇게 되면 엘이디 기판(41)의 열을 모두 흡열판(30)에서 흡열하지 않게 되어 효율성이 저하되기 때문에 하우징(10)의 내부 가장자리의 형상이 동일하게 되는 것이 바람직하다.
상기 엘이디 모듈(40)은 램프의 광원으로 사용되며 하우징(10) 및 커버렌즈(50)가 형성하는 내부에 형성되고 엘이디 소자(42)가 실장된 엘이디 기판(41)을 포함한다.
상기 엘이디 모듈(40)은 엘이디 소자(42)를 전기적으로 연결할 수 있도록 전극회로가 형성되어 있는 엘이디 기판(41)과, 엘이디 기판(41) 하부에 부착되고 전극회로에 의하여 서로 전기적으로 연결되는 다수 개의 엘이디 소자(42)로 구성된다.
상기 엘이디 기판(41)은 통상적으로 사용되고 있는 수지계열의 재질로 구성되며 중앙에 관통된 기판유출공(43)이 형성 즉 엘이디 모듈(40)의 중앙에 관통된 기판유출공(43)이 형성된다.
상기 인버터 유출공(21)은 인버터(20) 기판의 중심부에 관통 형성되어 있으며 다음에 설명하는 커버렌즈(50)의 공기흡입구(54)를 통하여 엘이디 모듈(40)과 커버렌즈(50) 사이의 간극에 의하여 형성되는 공기유출로(a)를 유출하여 내부로 유입되어 외부공기가 관통하는 작용을 한다.
상기 하우징(10) 하부의 내경은 엘이디 모듈(40)과 흡열판(30) 및 인버터(20)의 기판 외경보다 크게 구성되어 엘이디 모듈(40), 흡열판(30) 및 인버터(20) 기판이 하우징(10) 하부 내경에 안치되면 하우징(10) 하부의 내경과 엘이디 모듈(40) 등의 외경 사이에 형성되는 공간 즉 그 치수 차이에 의한 공간으로 외부공기가 하우징(10) 내부로 유출된다.
상기 커버렌즈(50)의 상부면에 구성에 렌즈플랜지(53)가 구성되는데 렌즈플랜지(53)의 외경과 하우징(10)의 하부 내경이 밀착되게 구성되고 렌즈플랜지(53)의 외주면에 돌출된 플랜지 형상의 결합부(51)가 구성된다.
상기 렌즈플랜지(53)에 공기흡입구(54)가 구성되는데 공기흡입구(54)는 렌즈플랜지(53)에 일정간격으로 이격되고 정방형으로 절취 관통 구성되며 하우징(10)의 흡입구(14)와 일치되게 구성된다.
상기 공기흡입구(54)는 커버렌즈의 내·외부가 연통되고, 흡입구와 연통되어 외부공기가 흡입구 및 공기흡입구를 순차 통과하여 하우징 내부로 유입되어 엘이디 소자에서 발생되는 열을 냉각한다.
상기 커버렌즈(50)의 공기흡입구(54)를 통하여 내부로 유입된 외부공기가 엘이디 모듈(40)의 기판유출공(43)을 통하여 유출되면서 흡열판(30)의 유출공(31)을 통과하여 하우징(10) 상부로 유출된다.
상기 커버렌즈(50)의 공기흡입구(54)를 통하여 내부로 유입된 외부공기가 기판유출공(43)을 통하여 흡열판(30)의 유출공(31) 및 인버터(20)의 인버터 유출공(21)을 경유하여 하우징(10) 내부 상부로 유출된다.
상기 커버렌즈(50)는 평판형의 원형 구성으로 되며, 하부면에 엘이디 소자(42)에서 발광되는 빛을 조사하기 위한 다수개의 렌즈(52)가 일체형으로 구성되고, 상부면의 가장자리 부근에 가장자리와 일정거리로 이격되는 원형의 링형상으로 일정 높이로 돌출되는 일체형의 렌즈플랜지(53)가 구성되며, 렌즈(52)는 다수개 또는 하나로 구성할 수 있다.
상기 커버렌즈(50)가 하우징(10)의 하부에 결합되면 렌즈플랜지(53)의 외주면은 하우징(10)의 하부 내면에 밀착되고 렌즈플랜지(53)의 상측 끝단면은 엘이디 기판(41)의 하면과 밀착되어 엘이디 모듈(40)을 지지하게 된다.
한편, 상기 렌즈플랜지(53)는 하우징(10)의 하부 내경에 밀착되게 구성되어 커버렌즈(50)가 하우징(10)에 결합되면 하우징(10)의 상부 내면으로 돌출되어 하우징(10)의 내면과 이격되고 하우징(10)의 내부에 위치되어 외부로 노출되지 아니하게 된다.
상기 공기흡입구(54)의 폭은 하우징(10)의 흡입구(14) 폭 및 안착부(15)에 구성된 내부흡입구(16)의 폭과 동일하게 구성되고 그 길이는 임의로 변경이 가능하게 구성되며 커버렌즈(50)가 하우징(10)에 조립된 경우 공기흡입구(54)와 흡입구(14) 및 내부흡입구(16)는 서로 대응되게 구성되어 공기흡입구(54)와 흡입구(14) 및 내부흡입구(16)가 서로 연통되어 외부공기가 흡입구(14)로 유입되어 공기흡입구(54) 및 내부흡입구(16)로 유출된다.
상기 커버렌즈(50)는 중앙부의 단면이 " ┻━━━━┻ " 형상으로서 렌즈플랜지(53)가 구성되는 외주면에는 결합부(51)가 돌출 구성되며 결합부(51)는 커버렌즈(50)가 하우징(10) 하부에 결합된 경우에 하우징(10) 하부에서 노출된다.
즉, 상기 결합부(51)의 외경은 하우징(10)의 하부 내경보다 크게 구성되어 하우징(10)의 외경과 동일하거나 조금 작게 구성되기 때문에 커버렌즈(50)가 하우징(10) 하부에 결합되더라도 하우징(10) 내부에 삽입되지 아니하는 것이다.
상기 커버렌즈(50)는 엘이디 모듈(40)의 전방부에 장착되어 엘이디 소자(42)에서 방출되는 빛을 입사시켜 외부로 확산시키며, 엘이디 소자(42)는 방전램프와 다르게 빛이 확산되는 각도가 작기 때문에 엘이디 모듈(40)의 전방, 즉 빛이 방출되는 방향에 볼록한 형태의 렌즈(52)가 다수개 일체형으로 구성되어 빛이 조사되는 각도를 확장시킴으로써 조명되는 면적을 증가시켜 더욱 효율적인 조명 효과를 얻게 한다.
또한, 상기 커버렌즈(50)의 재질은 빛의 투과율을 향상시키기 위하여 투명한 아크릴(acrylic), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 유리가 사용될 수도 있고 다양한 조명효과를 나타낼 수 있도록 다양한 색상의 아크릴, 폴리카보네이트 또는 유리가 사용될 수도 있다.
상기 커버렌즈(50)와 하우징(10)은 나사체결 또는 원터치 체결방식으로 커버렌즈(50)와 하우징(10)을 결합할 수 있다.
즉, 상기 나사체결 방식은 하우징(10)의 내벽에 중심을 향하여 일정간격으로 돌출된 나사홈이 형성된 다수개의 나사결합부를 구성하거나 내주면의 둘레에 일정간격으로 내부 방향으로 돌출된 내부플랜지를 구성하여 내부플랜지에 일정간격으로 다수개의 나사홈을 구성할 수도 있다.
상기 커버렌즈(50)의 렌즈플랜지(53)가 구성되는 외주면에 돌출 형성된 결합부(51)에 나사홈과 일치하는 나사공을 형성하여 커버렌즈(50)를 하우징(10) 하부에 밀착된 상태에서 나사홈과 나사공을 일치시켜 나사로서 커버렌즈(50)을 상하 관통하여 하우징(10)의 내부에 구성된 나사홈에 나사조임하여 커버렌즈(50)와 하우징(10)을 나사체결한다.
상기 결합부(51)에는 일정간격으로 이격된 나사체결공을 형성하여 상기에서 설명한 커버렌즈(50)와 하우징(10)과의 나사체결 방식에 의한 나사 체결을 한다.
상기 원터치 체결 방식은 하우징(10)의 내면 또는 외면에 요홈이 일정간격으로 형성되고 상기 요홈에 결합되는 돌기가 커버렌즈(50)의 내면, 외면 또는 상부 끝단에 돌기를 형성하여 돌기가 요홈에 원터치 결합한다.
상기 원터치 체결방식의 구성은 커버렌즈(50)와 하우징(10)을 대면시킨 후 커버렌즈(50)와 하우징(10)의 각 끝단에 압력을 작용시키면 하우징(10)에 커버렌즈(50)가 체결된다.
상기 인버터(20)와 엘이디 모듈(40) 및 전극선을 연결한 상태에서 인버터(20)를 하우징(10)의 안착부(15)에 안치하면 안착부(15)가 더 이상 인버터(20)를 더 이상 하우징(10) 내부로 삽입되는 것을 정지시키면서 그 위치에서 인버터(20)는 고정 안착된다.
이 상태에서 인버터(20)의 상부에 흡열판(30) 및 엘이디 모듈(40)을 순차 적층하고 하우징(10)의 흡입구(14)와 커버렌즈(50)의 공기흡입구(54)를 일치시킨 상태에서 나사 또는 원터치 등으로 커버렌즈(50)과 하우징(10)을 체결하면 본 발명의 조립이 완성된다.
상기와 같이 조립이 완성되면 커버렌즈(50)의 렌즈플랜지(53)에서 공기흡입구(54)가 구성되지 아니한 렌즈플랜지(53) 부분은 엘이디 기판(41)의 저면과 밀착되고, 엘이디 기판(41)의 상면은 흡열판(30)의 하면과 밀착되고, 흡열판(30)의 상면은 인버터(20)의 기판 하면과 밀착되고 인버터(20)의 기판 상면은 하우징(10)의 안착부(15)에서 내부흡입구(16)가 구성되지 아니한 부분과 밀착되고, 렌즈커버(50)의 결합부(51)가 하우징(10) 하부 저면과 밀착된다.
이러한 밀착된 구성은 본 출원인이 개발하여 출시하고 있고 본 출원인의 카다로그에 등재된 도 1의 종래기술의 렌즈 일체형 엘이디 전구와 같은 형상으로서 밀착된 부분에서는 외부공기가 하우징(10)의 내부로 유입될 수 없게 된다.
그러나, 상기 렌즈커버(50)의 공기흡입구(54)와 하우징(10)의 흡입구(14)가 일치되게 구성되어 서로 연통되고, 하우징(10)의 흡입구(14)는 하우징(10) 내부로 연통된다.
한편, 상기 하우징(10) 내경이 인버터(20) 기판, 흡열판(30) 및 엘이디 모듈(40)의 엘이디 기판(41)의 외경보다 크게 형성되어 이 내경 및 외경의 치수 차이로 인한 공극이 발생하게 되고 이 공극이 흡입구(14)와 연결된다.
상기 하우징(22)에 인버터(20), 흡열판(30), 엘이디 모듈(40) 및 렌즈커버(50)가 결합하면 흡입구(14)와 공기흡입구(54)가 결합된 형상은 내외면이 관통된 정방형의 공간으로 구성되어 이 공간이 상기 공극과 연결되는 것이다.
상기 공극은 안착부(15)에 형성된 내부흡입구(16) 연통되어 하우징(10)의 외부공기가 흡입구(14)와 공기흡입구(54)를 통하여 유입되어 공극을 통과하여 내부흡입구(16)를 통하여 하우징(1) 내부공간에 유출되어 내부공간에서 엘이디 소자(42)에서 발생되는 열을 흡수하게 되고 열의 흡수에 의하여 유입된 외부공기는 온도가 상승되어 하우징(10)의 상부로 상승하여 하우징(10)의 상부에 구성된 공기배출공(13)를 통하여 외부로 배출된다.
따라서, 상기 외부공기와 하우징(10)의 내부공기가 공기배출공(13) 및 흡입구(14)를 통하여 자연 순환되어 엘이디 소자(42)에서 발생한 열을 흡수함으로써 엘이디 소자(42)의 온도가 상승하는 것을 방지하고 엘이디 소자(42)를 냉각하게 된다.
상기 하우징(10)의 흡입구(14)와 렌즈커버(50)의 공기흡입구(54)를 통하여 내부로 유입되는 외부공기의 일부는 엘이디 소자(42)와 커버렌즈(50)의 상부 내면과 일정한 간격으로 이격 형성되고 공기흡입구(54)와 연통된 공기유출로(a)로 유입되어 공기유출로(a)를 통과하면서 엘이디 소자(42)와 직접적으로 열교환하여 소자(42)의 온도가 상승하는 것을 방지하여 엘이디 소자(42)를 냉각하고 자신은 온도가 상승되어 엘이디 모듈(40)의 기판유출공(43)과 흡열판(30)의 유출공(31) 및 인버터(20)의 인버터 유출공(21)을 통과하여 하우징(20)의 내부공간으로 유입되어 하우징(10)의 상부로 상승하여 하우징(10)의 상부에 구성된 공기배출공(13)을 통하여 외부로 배출된다.
상기 하우징(10)의 내부공간으로 유입된 외부공기는 흡열판 및 인버터(20)의 열을 흡수하여 흡열판(40) 및 인버터(20)의 온도가 상승하는 것을 방지한다.
상기 흡열판(40) 및 인버터(20)와 열교환한 공기는 온도가 더 상승되어 하우징(10)의 상부로 상승하여 공기배출공(13)을 통하여 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구의 외부로 유출하게 된다.
따라서, 본 발명의 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구는 공기배출공(13) 및 흡입구(14)가 구성되어 내부공기와 외부공기가 순환되는 순환 시스템이 형성되어 외부공기가 흡입구(14)를 통하여 하우징(10) 내부로 진입하면서 엘이디 모듈(40), 흡열판(30) 및 인버터(20)를 냉각하고 공기배출공(13)을 통하여 하우징(10) 외부로 배출되는 공기의 순환이 이루어진다.
다음의 표 1은 5W의 종래기술 렌즈 일체형 엘이디 전구와 본 발명 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구에 대한 자체 실험결과입니다.
흡열판
두께(mm)
 공기
순환
시스템		 종래기술 :
방열돌기 알루미늄
하우징 평균온도(℃)		 본 발명 :
합성수지 하우징
평균온도 (℃)		 흡열판
평균온도
(℃)
외 부 내 부 외 부 내 부
4.0
 없 음 63.5 68.4 - - 71.9
있 음 - - 46.1 51.3 56.0
상기 실험결과는 가정용 5W 엘이디 전구의 밝기가 백열등의 60W의 밝기에 해당하므로 5W 엘이디 전구에 대하여 두께 4.0mm 흡열판을 사용하여 연속 48시간을 점등한 상태에서 방열돌기가 구성되고 알루미늄 하우징의 종래기술의 렌즈 일체형 엘이디 전구와 합성수지 하우징의 본 발명 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구에 대하여 하우징 내·부 평균온도 및 흡열판의 온도를 측정한 결과이다.
보편적으로 엘이디 소자는 허용 사용온도가 85℃ 이내이므로 엘이디 소자가 사용되는 분위기 온도가 85℃ 이내가 되면 충분하게 사용할 수 있게 된다.
종래기술은 하우징의 내부 평균온도는 71.6℃로서 엘이디 소자의 허용 사용온도 이내이나 보편적으로 높은 온도로서 엘이디 소자 등의 수명이 단축될 수 있다.
본 발명의 경우에는 흡열판의 평균온도가 본 발명이 종래기술보다 14.1℃ 낮게 유지되고 합성수지 하우징의 내부 평균온도가 54.6℃로서 방열돌기가 구성된 알루미늄 하우징의 종래기술보다 하우징의 내부 평균온도 71.6℃보다 훨씬 낮아 엘이디 소자에 온도 부하가 전가되지 아니한다.
그러므로, 본 발명의 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구는 엘이디 소자(42)에서 발생하는 열이 흡열판(30)에 흡열되어 엘이디 모듈(40), 흡열판(30), 인버터(20)가 공기 순환에 의하여 냉각되어 하우징(10) 내부온도가 허용 사용온도인 85℃ 보다 훨씬 낮은 저온으로 유지되어 엘이디 소자(42)가 더욱더 안정한 상태로 유지할 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구는 내부공기와 외부공기가 공기배출공 및 흡입구를 통하여 순환되는 공기 순환시스템으로 구성되어 외부공기의 일부가 엘이디 소자와 직접적인 열교환으로 엘이디 소자의 냉각 효과가 크고 엘이디 소자, 흡열판 및 인버터의 온도가 낮아지는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 하우징 11: 소켓
12: 본체 13: 공기배출공
14: 흡입구 15: 안착부
16: 내부흡입구 20: 인버터
21: 인버터 유출공 30: 흡열판
31: 유출공 40: 엘이디 모듈
41: 엘이디 기판 42: 엘이디 소자
43: 기판유출공 50: 커버렌즈
51: 결합부 52: 렌즈
53: 렌즈플랜지 54: 공기흡입구
a: 공기유출로

Claims (5)

  1. 전극과 연결되는 소켓, 소켓과 결합되는 하우징, 하우징이 형성하는 내부에 안착되고 전원을 엘이디 모듈에 공급하는 인버터, 인버터의 하부에 안착되는 흡열판, 흡열판에 밀착되고 엘이디(LED) 소자가 실장된 엘이디 기판을 포함하는 엘이디 모듈, 엘이디 모듈의 하부에 형성되고 하부에 일체형의 렌즈가 구성되고 하우징의 하부에 결합되는 커버렌즈로 구성된 렌즈 일체 엘이디 전구에 있어서,
    상기 인버터는 기판 중앙에 관통 형성된 인버터 유출공과;
    상기 흡열판은 중앙에 관통 형성된 유출공과;
    상기 엘이디 기판은 중앙에 관통 형성된 기판유출공과;
    상기 하우징의 본체 상부에 일정간격으로 이격 관통 형성되어 하우징의 내부공기가 외부로 배출되는 공기배출공과;
    상기 하우징의 본체 하부의 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취되어 하우징의 내·외부가 연통되는 흡입구와;
    상기 커버렌즈의 상부면에 일정간격으로 이격되고 절취되어 커버렌즈의 내·외부가 연통되고, 흡입구와 연통되는 공기흡입구와;
    상기 엘이디 소자와 커버렌즈의 상부 내면과는 일정한 간격으로 이격 형성되고 공기흡입구와 연통되는 공기유출로와;
    상기 하우징은 하부의 내경이 엘이디 모듈, 흡열판 및 인버터 기판의 외경보다 크게 구성되고, 하측 내부에 하측 내부면과 이격 돌출되고 인버터가 안착되는 플랜지 형상의 안착부가 구성되고 안착부의 끝단에 일정간격으로 이격되고 절취되는 내부흡입구가 구성되어;
    상기 하우징의 외부공기가 흡입구 및 내부흡입구를 순차 통과하여 하우징의 내부 공간으로 유입되고 흡입구 및 공기흡입구로 유입되어 공기유출로와 기판유출공과 유출공 및 인버터 유출공을 통과하여 하우징의 내부공간으로 유입되고 공기배출공을 통하여 하우징 외부로 배출되어 하우징의 내·외부공기가 순환으로 엘이디 소자에서 발생되는 열을 냉각하는 것을 특징으로 하는 공기순환 렌즈 일체형 엘이디 전구.
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