KR101305007B1 - 발광다이오드 형광등의 조립 구조 - Google Patents

발광다이오드 형광등의 조립 구조 Download PDF

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송주흠
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희성전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 형광등 내부에 설치되는 발광다이오드 모듈 기판 및 컨버터 모듈 기판을 간단한 구조로 안정적으로 고정시킴으로써, 재료비를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 구조의 발광다이오드 형광등의 조립 구조에 관한 것으로, 후방에 개방부가 형성되는 반원통 형상으로, 양 단부의 내측에서 길이 방향을 따라 수평으로 돌출 형성된 고정 리브가 구비된 확산튜브; 판 상의 안착패널, 상기 안착패널의 양 단부에서 후방으로 형성되는 커버패널로 구성되어 상기 확산튜브의 개방부에 결합되는 프레임; 다수의 LED가 실장되어 상기 안착패널의 전방 면에 안착되는 LED 기판; 컨버터가 실장되어 상기 프레임의 커버패널과 안착패널과 사이의 공간에 설치되는 컨버터 기판; 상기 확산튜브와 프레임의 양 측부에 체결되는 사이드 커버; 및 상기 사이드 커버의 외측에 체결되는 판 상의 베이스 캡;을 포함하며, 상기 고정 리브가 상기 LED 기판의 양 측부를 가압하면서, 상기 확산튜브와 상기 프레임이 체결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

발광다이오드 형광등의 조립 구조{Assembly structure for LED Lamp}
본 발명은 발광다이오드 형광등에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형광등 내부에 설치되는 발광다이오드 모듈 기판 및 컨버터 모듈 기판을 간단한 구조로 안정적으로 고정시킴으로써, 재료비를 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 구조의 발광다이오드 형광등의 조립 구조에 관한 것이다.
일반적으로 형광등은 전기에너지를 빛에너지로 변환하여 야간에 실내나 실외에서 물체를 식별할 수 있도록 광을 제공하는 조명 장치이다. 최근에는 수명이 반 영구적이고, 소비전력이 적으면서 고효율의 조도를 얻을 수 있는 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)를 광원으로 하는 형광등이 개발되고 있다.
도 1은 LED 형광등의 일반적인 구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 종래의 기술에 따른 LED 형광등의 조립 구조를 상세히 나타낸 종단면도로서, 도 1의 LED 형광등에 대한 A-A 구조를 나타내었다. 이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, LED 형광등은 후방에 개방부가 형성되는 반원통 형상의 확산튜브(10), 확산튜브(10)의 개방부에 결합되는 프레임(20), 다수의 LED가 실장되는 LED 기판(30), 컨버터를 포함하는 기구들이 실장되는 컨버터 기판(40), 확산튜브(10)와 프레임(20)의 내부 공간을 양측에서 밀폐하는 한 쌍의 사이드 커버(50) 및 사이드 커버(50)의 외측에 결합되는 베이스 캡(60)으로 구성된다. 여기서, LED 기판(30)과 컨버터 기판(40)은 확산튜브(10)와 프레임(20)이 결합된 내부 공간에 설치되고, 사이드 커버(50)는 내부 공간의 측부를 밀폐하도록 양 단부에 체결되어 빛샘을 방지하며, 베이스 캡(60)은 외부 소켓(미도시)으로부터의 전원을 컨버터 등으로 공급하도록 사이드 커버(50)의 외부에서 체결된다.
한편, 종래의 기술에 따른 LED 형광등에서는 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, LED 기판(30)은 나사(screw,31) 체결에 의하여 프레임(40)의 안착 패널(21)에 고정되고, 컨버터 기판(40)은 프레임(20)의 커버패널(22)에 본딩된 지지블록(41)에 지지되어 고정된 구조를 이룬다. 그러나 이러한 LED 기판(30)의 고정 구조에서는 LED 형광등의 조립시 별도의 나사(31) 체결 공정이 이루어져야 하고, 이를 위하여 LED 기판(30)과 안착 패널(21)에 나사 체결을 위한 홀을 형성하여야 하는 공정이 선행되어야 한다. 또한, 컨버터 기판(40)의 고정 구조에서도 별도의 지지블록(41)이 제작되어야 하고, 지지블록(41)을 프레임(20)에 본딩하는 공정이 수행되어야 한다.
따라서, 종래의 기술에 따른 LED 형광등에서는 LED 기판과 컨버터 기판의 조립을 위하여 많은 부품이 요구되고, 부품들을 조립하기 위한 공정들이 추가로 요구되어, 제조 비용이 상승하고 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 별도의 나사 체결 없이 LED 기판을 프레임에 안정적으로 고정시킬 수 있는 LED 형광등의 조립 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 컨버터 기판을 사이드 커버에 직접 고정시킴으로써, 부품 수를 줄이고 조립 공정을 단순화할 수 있는 LED 형광등의 조립 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은, 제조 비용을 절감하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 LED 형광등의 조립 구조를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 형광등 조립구조는, 후방에 개방부가 형성되는 반원통 형상으로, 길이 방향 양측 단부를 따라 고정 리브가 형성되는 확산튜브; 상기 확산튜브의 개방부에 대응하는 안착패널을 가지고 상기 확산튜브의 개방부에 결합되는 프레임; 및 상기 프레임의 안착패널에 안착되어 상기 확산튜브의 고정리브에 양 측부가 가압되는 LED 기판;을 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 형광등 조립구조는 후방에 개방부가 형성되는 반원통 형상으로, 양 단부의 내측에서 길이 방향을 따라 수평으로 돌출 형성된 고정 리브가 구비된 확산튜브; 판 상의 안착패널, 상기 안착패널의 양 단부에서 후방으로 형성되는 커버패널로 구성되어 상기 확산튜브의 개방부에 결합되는 프레임; 다수의 LED가 실장되어 상기 안착패널의 전방 면에 안착되는 LED 기판; 컨버터가 실장되어 상기 프레임의 커버패널과 안착패널과 사이의 공간에 설치되는 컨버터 기판; 상기 확산튜브와 프레임의 양 측부에 체결되는 사이드 커버; 및 상기 사이드 커버의 외측에 체결되는 판 상의 베이스 캡;을 포함하며, 상기 고정 리브가 상기 LED 기판의 양 측부를 가압하면서, 상기 확산튜브와 상기 프레임이 체결되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 컨버터 기판은 단부의 양 측부에 내측으로 함몰되는 홈을 형성하고, 상기 사이드 커버는 판상의 몸체로서, 상기 몸체의 중앙부에 형성되는 삽입홀, 상기 삽입홀의 하측에 형성되는 안착면 및 상기 몸체의 외측으로 돌출 형성되는 고정 돌기가 구비되며, 상기 컨버터 기판은, 상기 안착면와 상기 고정 돌기 사이에 억지끼움되어, 상기 사이드 커버에 고정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고정 리브는 하면에 형성된 가압 돌기를 갖는다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 LED 형광등 조립 구조는, 확산 튜브에 형성된 고정 리브가 LED 기판을 프레임에 안정적으로 고정시키고, 컨버터 기판은 사이드 커버에 직접 고정됨으로써, 부품 수를 줄이고 및 조립 공정을 단순화하여, 제조비용을 절감함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 LED 형광등의 일반적인 구조를 나타낸 사시도,
도 2는 종래의 기술에 따른 LED 형광등의 조립 구조를 상세히 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 형광등의 조립 구조를 상세히 나타낸 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 LED 형광등의 조립 구조를 상세히 나타낸 단면도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 LED 기판의 고정 구조를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 LED 기판의 고정 구조를 나타낸 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컨버터 기판의 고정 구조를 나타낸 정면도,
도 8은 도 7의 주요부인 컨버터 기판과 사이드 커버를 나타낸 사시도, 및
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컨버터 기판과 사이드 커버의 조립 과정을 나타낸 공정도이다.
본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 형광등의 조립 구조를 상세히 나타낸 분해 사시도와 단면도이며, 도 4는 도 3의 조립 구조를 상세히 나타낸 단면도이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LED 형광등은, 전방의 확산튜브(100)와 후방의 프레임(200)이 후크 체결로 결합되며, 그 내부에 형성되는 공간에 LED 기판(300)과 컨버터 기판(400)이 고정 설치된다. 또한, 확산튜브(100)와 프레임(200)의 양 측부에는 사이드 커버(500)와 베이스 캡(600)이 체결되는 구조를 이룬다(여기서, 전방은 LED의 빛이 출사되어 조명되는 방향을 말하며, 후방은 그 반대 방향을 말한다).
구체적으로 살펴보면, 확산튜브(100)는 LED 형광등의 전방 보호부를 형성하는 구성으로 소정의 길이를 갖는 반원통의 막대 형상을 이룬다. 확산튜브(100)는 LED 색상 재현이 우수하고, 눈부심 방지, 내충격성 및 난연성이 높고, 광확산 효율이 우수한 재질로 구성되며, 베가렉스(VEGAREX), 베가켐(VEGA CHEM) 또는 PVC, PE 및 아크릴에 광확산제를 혼합한 합성수지가 이용될 수 있다. 이러한, 확산튜브(100)는 상호 마주보는 양측 단부는 개구되고, 개구된 양측 단부 사이에서 길이 방향을 따라 개방부가 형성된다. 개방부가 형성된 확산튜브(100)의 양 단부에는 프레임에 체결되기 위한 후크부(110)가 형성된다. 특히, 본 발명에서의 확산튜브(100) 양 단부에는 길이 방향을 따라 내측 수평으로 돌출되는 한 쌍의 고정 리브(120)가 형성된다. 이러한 고정 리브(120)는 확산튜브(100)가 프레임(200)에 체결되는 경우 LED 기판(300)을 가압하여 고정시키는 기능을 수행한다.
프레임(200)은 LED 형광등의 후방 보호부를 형성하고, 형광등 점등시 LED 기판(300)에서 발생하는 열을 신속히 방출시키기 위한 구성으로, 확산튜브(100)에 대응하는 소정의 길이를 갖는 막대 형상을 이룬다. 또한, 프레임(200)은 평판 형상의 안착패널(210)로서, 안착패널(210)의 길이 방향 양 단부를 따라 확산튜브(100)의 후크부(110)에 체결되기 위한 홈부(230)가 전방으로 형성된다. 또한, 안착패널(210)의 후방으로는 길이 방향을 따라 커버패널(220)이 형성된다. 이러한 프레임(200)은 열전도성이 우수한 알루미늄과 같은 금속 재질을 사용될 수 있으며, 배면에는 형광등 내부에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있도록 요철 형상의 방열편이 형성될 수 있다.
한편, 상기와 같은 확산튜브(100)와 프레임(200) 구조에 있어서, 후크부(110)와 홈부(230)는 프레임(200)과 확산튜브(100) 측에 형성될 수도 있으며, 후크부(110)와 홈부(230)는 프레임(200)과 확산튜브(100)의 결합을 위한 일 수단이며, 나사 체결과 같은 다양한 결합수단으로 이루어질 수 있다.
LED 기판(300)은 기판(310) 상에 다수의 LED(320)가 실장되며, 확산튜브(100)의 내부 공간에 배치되어 확산튜브(100)를 통하여 빛을 출사시키는 형광등의 광원 기능을 수행한다. 기판(310)의 전면이나 배면에는 LED 구동을 위한 회로 패턴이 형성되며, 일 면에는 LED(320)와 함께 LED(320)를 구동하기 위한 제어장치가 실장된다.
컨버터 기판(400)은 프레임(200)의 내부 공간에 배치되어 베이스 캡(600)을 통하여 유입되는 교류 전원을 LED 구동을 위한 직류 전원으로 전환시켜 LED 기판(300)에 공급하는 전원 제어 기능을 수행한다. 기판(410)의 전면이나 배면에는 전원 공급 및 제어 신호를 전달하기 위한 회로 패턴이 형성될 수 있으며, 일 면에는 컨버터(420)와 같은 전원제어장치들이 실장된다. 특히, 본 발명에서의 컨버터 기판(400)에는 사이드 커버(500)와의 체결을 위하여 단부의 양 측부가 내측으로 함몰된 홈(430)이 형성된다.
사이드 커버(500)는 확산튜브(100)와 프레임(200)이 결합된 양 측 단부에 체결되어 확산튜브(100)와 프레임(200)의 분리를 방지함과 동시에 측면 방향으로의 빛샘을 방지한다. 특히, 본 발명에서의 사이드 커버(500)는 컨버터 기판(400)을 고정시키는 기능을 수행한다. 이러한 사이드 커버(500)는 원판 형상을 이룰 수 있으며, 원판의 몸체(510) 중앙부에는 컨버터 기판(400)이 삽입되는 삽입홀(520)이 형성되며, 삽입홀(520)의 하측에는 컨버터 기판이 안착되는 안착면(530)이 마련된다. 또한, 사이드 커버(500)에는 안착면(530)과 소정의 간격으로 상측 방향으로 이격된 위치에서 몸체(510)의 외측으로 돌출된 고정 돌기(540)가 마련된다.
베이스 캡(600)은 형광등 본체를 외부 소켓에 체결하여 전원을 공급하는 구성이며, 한 쌍의 전원 접속핀이 구비된다.
상기와 같은 구성의 LED 형광등은 프레임(200)의 안착패널(210) 전방과 후방에서 LED 기판(300)과 컨버터 기판(400)이 각각 배치된 상태에서, 확산튜브(100)와 프레임(200)이 후크부(110)와 홈부(230)의 엇물림에 의한 후크 체결로 결합된다. 또한, 결합된 확산튜브(100)와 프레임(200)의 양 측부에서 사이드 커버(500)와 베이스 캡(600)이 순차적으로 체결되어, 나사 체결로 고정된다. 이러한 조립 구조에서, LED 기판(300)은 확산튜브(100)의 고정 리브(120)에 의해 가압 고정되고, 컨버터 기판(400)은 사이드 커버(500)의 고정 돌기(540)에 의해 고정된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 LED 기판의 고정 구조를 나타낸 단면도이다. 먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, LED 기판(300)은 프레임(200)의 안착패널(210) 전면에 안착된다. 이때, 확산튜브(100)가 프레임(200)에 후크 체결되면서 확산튜브(100)의 고정 리브(120)는 기판(310)의 양 측을 가압하게 되고, LED 기판(300)은 안착패널(210)과 고정 리브(120) 사이에 안정적으로 고정된다. 이러한 고정 리브(120)는 확산튜브(100)의 길이 방향을 따라 일체로 형성될 수 있으며, 다수의 돌기 형상으로 분할되어 형성될 수도 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 고정 리브(120)에는 기판을 가압하기 위한 가압 돌기(121)가 더 형성될 수 있다. 가압 돌기(121)는 도 6의 (a)와 같이 고정 리브(120)의 단부가 절곡되어 형성되거나, (b)와 같이 고정 리브(120)의 일 면에서 돌기 형상으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이러한 가압 돌기(121)는 기판(310)을 더욱 강하게 가압하여 LED 기판(300)을 고정시킬 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 LED 기판(300)은 확산튜브(100)의 고정 리브(120)에 의해 고정되므로, 별도의 나사체결(도 2의 21참조) 공정이 요구되지 않는다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 컨버터 기판의 고정 구조를 나타낸 정면도이고, 도 8은 도 7의 주요부인 컨버터 기판과 사이드 커버를 나타낸 사시도이며, 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컨버터 기판과 사이드 커버의 조립 과정을 나타낸 공정도이다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 컨버터 기판(400)은 하면이 사이드 커버(500)의 안착면(530)에 접하도록 얹혀지고, 상면은 사이드 커버(500)의 고정 돌기(540) 에 가압되어 고정된다. 이러한 결합을 위한 컨버터 기판(400)은 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이, 평판형의 기판(410) 양 측부에는 내측으로 함몰된 홈(430)이 형성되어, 홈(430)의 내측으로는 기판 몸체부(410b)를 형성하고, 외측으로는 날개부(410a)를 형성한다. 또한, 사이드 커버(500)는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 원판의 몸체 중앙부에는 컨버터 기판(400)이 삽입되는 삽입홀(520), 컨버터 기판(400)이 안착되는 안착면(530) 및 기판(410)을 고정시키기 위한 고정 돌기(540) 가 형성된다. 여기서, 삽입홀(520)은 기판이 용이하게 삽입될 수 있도록 적어도 기판(410) 보다는 큰 폭으로 형성되며, 고정 돌기(540) 는 기판(410)이 억지 끼움으로 고정될 수 있도록 기판(410)의 두께와 거의 일치하는 위치의 안착면(530) 상측에 형성된다.
상기와 같은 구성의 컨버터 기판(400)과 사이드 커버(500)의 조립 과정을 도 9를 참고하여 살펴보면, 먼저, 컨버터 기판(400)의 단부를 사이드 커버(500)의 삽입홀(520) 외측으로 통과시켜 홈(430)이 삽입홀(520)의 바닥면에 위치하도록 한 후(a), 기판(410)을 하측으로 이동시켜 안착면(530)에 안착시킨다(b). 이때, 기판(410)에는 홈(430)이 형성되어 있으므로, 삽입홀(520)의 바닥면에 걸리지 않고 안착 가능하다. 그리고, 다시 기판(410)의 날개부(410a)가 안착면(530)과 고정 돌기(540) 사이에 끼워지도록 기판을 내측으로 넣음으로써(c), 조립이 완성된다. 이때, 기판(410)의 날개부(410a)가 안착면(530)과 고정 돌기(540) 사이에서 억지끼움 상태가 되므로, 안정적으로 고정될 수 있다.
따라서, 본 발명에서의 컨버터 기판(400)은 사이드 커버(500)에 고정되므로 지지블록(도 2의 41참조)과 같은 별도의 부품이 요구되지 않으며, 지지블록을 프레임에 본딩하는 추가적인 공정을 생략할 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명의 LED 형광등을 확산튜브와 프레임의 결합으로 LED 기판(300)을 고정시키고, 사이드 커버(500)의 체결로 컨버터 기판(400)을 고정시킴으로써, 제조비용을 절감함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것을 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 확산튜브 110 : 후크부
120 : 고정리브 121 : 가압돌기
200 : 프레임 210 : 안착패널
220 : 커버패널 230 : 홈부
300 : LED 기판
400 : 컨버터 기판 430 : 홈
500 : 사이드 커버 510 : 몸체
520 : 삽입홀 530 : 안착면
540 : 고정돌기

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 후방에 개방부가 형성되는 반원통 형상으로, 양 단부의 내측에서 길이 방향을 따라 수평으로 돌출 형성된 고정 리브가 구비된 확산튜브;
    판 상의 안착패널, 상기 안착패널의 양 단부에서 후방으로 형성되는 커버패널로 구성되어 상기 확산튜브의 개방부에 결합되는 프레임;
    다수의 LED가 실장되어 상기 안착패널의 전방 면에 안착되는 LED 기판;
    컨버터가 실장되어 상기 프레임의 커버패널과 안착패널과 사이의 공간에 설치되는 컨버터 기판;
    상기 확산튜브와 프레임의 양 측부에 체결되는 사이드 커버; 및
    상기 사이드 커버의 외측에 체결되는 판 상의 베이스 캡;을 포함하며,
    상기 고정 리브가 상기 LED 기판의 양 측부를 가압하면서, 상기 확산튜브와 상기 프레임이 체결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등의 조립 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨버터 기판은 단부의 양 측부에 내측으로 함몰되는 홈을 형성하고,
    상기 사이드 커버는 판상의 몸체로서, 상기 몸체의 중앙부에 형성되는 삽입홀, 상기 삽입홀의 하측에 형성되는 안착면 및 상기 몸체의 외측으로 돌출 형성되는 고정 돌기가 구비되며,
    상기 컨버터 기판은, 상기 안착면와 상기 고정 돌기 사이에 억지끼움되어, 상기 사이드 커버에 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 형광등의 조립 구조.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 고정리브는,
    하면에 형성된 가압 돌기를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 형광등의 조립 구조.
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