KR101404125B1 - Ｌｅｄ 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로, 본 발명은 소켓에 연결되어 전원 공급이 이루어지는 스크류 캡, 상기 스크류 캡과 연결되는 기본 방열 구조물, 상기 기본 방열 구조물과 접촉되며 상기 스크류 캡이 전달하는 전원에 의하여 광을 발생시키고, 상기 광 발생에 따른 열을 방열시키기 위하여 빈 내면 중 적어도 일부가 노출되도록 지원하는 LED 모듈 구조체, 상기 기본 방열 구조물과 체결되어 상기 LED 모듈 구조체를 감싸는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 구성을 개시한다. 이러한 본 발명은 LED 모듈 등에서 발생하는 열을 단계적으로 방열할 수 있다.

Description

ＬＥＤ 조명 장치{LED Lamp}
본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로, 특히 보다 개선된 방열 기능을 지원하는 LED 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로 백열등은 진공의 유리구 안에 필라멘트선을 넣고 전원을 인가하면 필라멘트선이 고온으로 가열되면서 온도복사에 의해 빛을 얻는 광원인데, 고온에서는 필라멘트가 가늘어져 증발하므로 유리구안에 아르곤과 질소의 혼합가스를 넣어 증발작용을 억제시킴으로써 수명을 연장하고 있다. 상술한 백열등은 자연광에 가까운 빛을 발하여 눈의 피로감을 덜어줄 수 있고 소켓에 용이하게 착탈가능하여 오랜 세월동안 널리 사용되고 있는 조명등 중의 하나이기는 하지만, 대부분의 에너지가 열로 방출되고 일부만이 빛으로 이용되어 열효율이 낮다는 단점을 가지고 있다.
이러한 단점을 극복하기 위하여 다양한 조명기구들이 연구되었고, 최근 들어 LED가 종래 백열등을 대체하기 위한 조명 기구로서 각광받고 있다. LED(light emitting diode; 발광다이오드)는 반도체에 전압을 가할 때 발생되는 발광현상을 이용한 광원으로서, 지난 수년간 기술 발전으로 조명용으로 사용할 수 있을 정도로 밝기가 개선되었으며, 기존 백열전구에 비해 전력 소모량은 적으면서 수명은 길며, 밝고 선명하여 일반 전구용으로 사용이 확산되고 있는 추세이다.
그러나 이러한 LED는 발광 효율이 높고 수명이 긴 반면에 발열이 높다. 이러한 발열은 LED 및 기타 구성물의 열화를 촉진시키기 때문에 LED 사용 중에 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있는 구조의 제안이 절실히 필요한 실정이다.
따라서 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 보다 개선된 방열 기능을 지원하는 LED 조명 장치를 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 소켓에 연결되어 전원 공급이 이루어지는 스크류 캡, 상기 스크류 캡과 연결되는 기본 방열 구조물, 상기 기본 방열 구조물과 접촉되며 상기 스크류 캡이 전달하는 전원에 의하여 광을 발생시키고, 상기 광 발생에 따른 열을 방열시키기 위하여 빈 내면 중 적어도 일부가 노출되도록 지원하는 LED 모듈 구조체, 상기 기본 방열 구조물과 체결되어 상기 LED 모듈 구조체를 감싸는 덮개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 구성을 개시한다.
여기서 상기 LED 모듈 구조체는 상기 기본 방열 구조물과 체결되는 체결 원판, 상기 체결 원판의 전면으로부터 일정 기울기를 가지고 속이 빈 형상으로 형성되데 상기 빈 내면 노출을 위하여 적어도 하나의 일정 크기 공간부가 형성되는 기둥부, 상기 기둥부에 결합되며 공급된 전원을 이용하여 광을 발생시키는 적어도 하나의 LED 모듈 기판을 포함할 수 있다.
한편, 상기 기둥부는 상기 체결 원판의 중심부에서 상측 방향으로 속이 빈 형태로 일정 높이만큼 형성되는 제1 기둥부 및 상기 제1 기둥부들의 상단부에서 제1 기둥부들이 신장된 방향으로 일정 길이만큼 더 신장되데 상기 적어도 하나의 공간부가 형성되는 제2 기둥부를 포함거나,
상기 제1 기둥부와 연이어 형성되데 상기 공간부에 일정 간격 이격되어 배치되며 상기 LED 모듈 기판의 일부가 체결되는 모듈 지지부를 더 포함할 수 있다.
또한 상기 기둥부는 상기 제1 기둥부의 적어도 일측에 도선이 배출될 수 있도록 마련되는 도선 배출홀을 더 포함할 수 있다.
한편 상기 기본 방열 구조물은 띠 형상의 원통부, 상기 원통부의 외주면에 다수개가 폭 방향으로 마련된 요철부, 상기 원통부의 상단부를 덮도록 형성되며 중앙에 관통되는 내부면, 상기 덮개부의 덮개 원주부가 배치되는 외주 영역을 포함할 수 있다.
이때 상기 체결 원판은 상기 내부면과 나사 결합을 통하여 밀착되어 접촉될 수 있다.
한편 상기 기둥부는 속이 빈 단면이 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형 등의 다각형, 타원형, 원형 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 스크류 캡과 연결되는 기본 방열 구조물 및 기본 방열 구조물과 연결되데 다수개의 개방 통로를 가지는 기둥 방열 구조물이 마련됨으로써 LED 모듈에서 발생하는 열을 효율적으로 방열할 수 있다. 이에 따라 본 발명은 LED 조명 장치의 안정성을 확보하고 그에 따른 수명 연장을 달성할 수 있도록 지원한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 LED 조명 장치 중 덮개부를 분리한 형태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 LED 모듈 구조체를 보다 상세히 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 LED 모듈 구조체의 저면을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 LED 조명 장치의 실제 형태를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 LED 모듈 구조체 부분을 보다 집중적으로 나타낸 도면.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 LED 조명 장치 중 덮개부가 분리된 형태를 나타낸 도면이다. 도 3은 본 발명의 LED 모듈 구조체만을 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 LED 모듈 구조체의 저면을 나타낸 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 LED 조명 장치의 실제 형태를 촬영한 사진이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 LED 조명 장치(10)는 스크류 캡(100), 기본 방열 구조물(200), LED 모듈 구조체(300) 및 덮개부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 LED 조명 장치(10)는 LED 모듈 구조체(300)에서 발생하는 열을 1차적으로 LED 모듈 구조체(300)에 포함된 기둥 방열 구조물(310)을 통해 방열하면서 기둥 방열 구조물(310)이 LED 모듈 구조체(300)에서 발생한 열을 기본 방열 구조물(200)로 전이시키고, 이차적으로 기본 방열 구조물(200)이 전이된 열을 방열시키는 구조를 제공한다. 특히 본 발명의 기둥 방열 구조물(310)에는 적어도 하나의 개방 통로(313)가 형성되어 기둥 방열 구조물(310)의 방열 능력을 극대화시킬 수 있도록 지원한다.
한편, 상기 스크류 캡(100)은 본 발명의 LED 조명 장치(10)에 전원을 공급할 수 있는 도시되지 않은 소켓에 결합되어 소켓이 제공하는 전원을 LED 모듈 구조체(300)에 전달하는 구성이다. 상기 소켓은 별도로 마련된 장치로서 상기 스크류 캡(100)에 마련된 외형이 스크류 동작에 의하여 탈착될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 이에 따라 상기 스크류 캡(100)은 상기 소켓에 암나사산이 마련된 경우, 상기 암나사산에 스크류 동작을 이용하여 결합되거나 분리될 수 있도록 외형이 일정한 숫나사산 형태를 가지며 형성된다. 그리고 상기 스크류 캡(100)은 상기 소켓으로부터 전원을 공급받기 위하여 음극 접점 및 양극 접점을 포함할 수 있다. 상기 음극 접점 및 양극 접점에는 내부적으로 다수개의 도선이 연결된다. 상기 도선은 LED 모듈 구조체(300)에 포함된 각 LED 모듈 기판(350)의 LED 구동 회로(353)에 연결된다.
이러한 스크류 캡(100)은 도시된 바와 같이 소켓에 삽입 및 탈출되도록 나사산이 형성된 스크류부(110)와, 스크류부(110)와 연결되는 하우징(120)을 포함할 수 있다. 여기서 하우징(120)은 스크류부(110)와 기본 방열 구조물(200) 사이에 배치되며, 스크류부(110) 및 기본 방열 구조물(200)과 일체된 형태로 제작될 수 있다. 상기 하우징(120)은 각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 이러한 하우징(120)은 기본 방열 구조물(200)이 방열하는 동안 일정 온도 이상으로 상승하더라도 재질이 변경되거나 온도가 상승되지지 않도록 일정 재질 예를 들면 세라믹 재질 등 비전도성 재질로 구성될 수 있다. 하우징(120) 내부에는 스크류부(110) 내부에 배치된 도선이 연장 배치될 수 있는 통로가 마련될 수 있다.
상기 기본 방열 구조물(200)은 일측이 상기 스크류 캡(100)의 하우징(120) 일측과 연결되며 타측은 LED 모듈 구조체(300)의 저면과 접촉되도록 배치된다. 특히 본 발명의 기본 방열 구조물(200)은 열 전도성이 우수한 소재, 예를 들면, 구리, 알루미늄 또는 마그네슘 또는 이들의 합금으로 이루어지며 내측에 LED 모듈 구조체(300)에서 발생하는 열을 용이하게 방열할 수 있도록 주름 형태의 요철 타입으로 제작될 수 있다. 이러한 주름 형태 또는 요청 타입의 기본 방열 구조물(200)은 LED 모듈 구조체(300)에서 발생되어 전달되는 열을 전도하여 방열할 수 있다. 특히 기본 방열 구조물(200)은 도시된 바와 같이 띠 형상의 원통부와, 원통부의 상부면에서 LED 모듈 구조체(300)와 접촉되는 접촉면(210)을 가지고, 상기 원통부의 측면에는 각각 요철부(220)가 일정 간격을 가지며 원통부의 폭 방향으로 배치된다. 이에 따라 LED 모듈 구조체(300)에서 전이된 열이 기본 방열 구조물(200)의 요철부(220)들 사이에 마련된 공간에서 순환되는 대기로 전도될 수 있다.
상기 접촉면(210)은 크게 LED 모듈 구조체(300)가 접촉되는 내부면(211)과, 덮개부(400)가 안착되는 외주 영역(212)을 포함할 수 있다. 내부면(211)에는 LED 모듈 구조체(300)의 저면과 평탄하게 접촉될 수 있는 면이 평탄하게 구성된다. 그리고 내부면(211)의 일측에는 LED 모듈 구조체(300)를 고정시키기 위한 모듈 체결홀을 가질 수 있다. 상기 모듈 체결홀은 LED 모듈 구조체(300)의 체결 원판(330)에 형성된 나사홀(332)에 정렬될 수 있으며, 체결 원판(330)의 나사홀(332)에 정렬된 상태에서 나사 삽입이 이루어질 수 있다.
또한 내부면(211)의 중심부에는 LED 모듈 구조체(300)에 마련된 LED 구동 회로(353)에 전원을 전달하기 위한 도선들이 배치될 수 있는 홀이 마련될 수 있다. 이러한 홀은 내부면(211)의 중앙에 일정 크기를 가지며 하나가 마련되거나, 내부면(211)의 곳곳에 각 LED 모듈 기판(350) 수에 대응하는 만큼의 개수로 형성될 수 있다. 이에 따라 스크류 캡(100)과 연결되는 도선들이 중앙의 홀 또는 각 홀을 통하여 상부에 배치되는 LED 모듈 구조체(300)에 연결될 수 있다.
한편 외주 영역(212)은 일측이 개방된 컵 형상의 덮개부(400) 영역의 원주부(410)가 배치된다. 이때 덮개부(400) 원주부(410)가 배치된 후, 원주부(410) 둘레에 마련된 날개부(411)와 체결되기 위하여 외주 영역(212)에는 체결 볼트(201)가 마련될 수 있다. 체결 볼트(201)는 외주 영역(212)에 음각된 홈 내부에 마련될 수 있으며, 덮개부(400)의 원주부(410)가 일정 깊이로 삽입 체결될 때, 날개부(411)에 마련된 볼트 홀(412)을 관통하면서 배치될 수 있다.
상기 기본 방열 구조물(200)에 체결되며 스크류 캡(100)이 전달하는 전원에 의하여 발광하는 상기 LED 모듈 구조체(300)는 체결 원판(330), 기둥 방열 구조물(310), 적어도 하나의 LED 모듈 기판(350)을 포함하여 구성될 수 있다.
체결 원판(330)은 기본 방열 구조물(200)의 전면에 대면된 후, 체결 구조물 예를 들면 나사 등을 이용하여 기본 방열 구조물(200)의 전면에 고정된다. 이러한 체결 원판(330)은 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211) 보다 작은 직경을 가지며 원판형태로 마련될 수 있고, 그 중심부는 일정 개방면(331)이 형성될 수 있다. 이 개방면(331)은 기둥 방열 구조물(310)과 연계되면서, 개방면(331)의 각 측면에 기둥 방열 구조물(310)의 기둥부 측벽들이 수직하게 또는 일정 기울기를 가지며 형성된다. 상기 개방면(331)을 통하여 스크류 캡(100)과 연결된 도선이 기둥 방열 구조물(310)의 내부로 배치될 수 있다.
그리고 체결 원판(330)은 다수개의 LED 모듈(352)이나 LED 구동 회로(353) 등에서 발생한 열을 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211)에 전달하기 위하여 열전도성이 뛰어난 재질 예를 들면 강철이나 알루미늄, 스테인리스 등 다양한 금속 재질로 형성될 수 있다. 한편 체결 원판(330) 일측에는 상술한 나사 등이 삽입될 수 있는 나사홀(332)이 적어도 하나 마련될 수 있다. 이 나사홀(332)은 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211)에 형성되는 모듈 체결홀들에 대응하는 위치에 각각 마련될 수 있다. 이에 따라 상술한 나사가 상기 체결 원판(330)에 형성된 나사홀(332)을 관통한 후 기본 방열 구조물(200)에 형성된 모듈 체결홀에 결합하면서 체결 원판(330)을 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211)에 보다 견고하게 밀착되도록 지원할 수 있다.
한편 체결 원판(330)은 도시된 바와 같이 기준 통로(333)가 원판의 중심부까지 관통되도록 마련될 수 있다. 상기 기준 통로(333)는 체결 원판(330)을 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211) 상에 정렬하는 정렬 포인트로 이용될 수 있으며, 또한 내부면(211)과 체결 원판(330)이 결합되는 과정에서 체결 원판(330)에 의하여 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211) 중심부에 배치되는 홀이 개방되도록 개구부 역할을 수행할 수 있다. 결과적으로 기준 통로(333)는 체결 원판(330)이 기본 방열 구조물(200)의 내부면(211) 상측에 배치되는 과정에서 기본 방열 구조물(200) 및 체결 원판(330) 중심부가 개방되도록 하는 역할을 수행하며, 또한 체결 원판(330)의 정렬에 이용될 수 있다. 또한 기준 통로(333)는 기본 방열 구조물(200) 내측으로 배치되는 도선을 외부로 노출시킬 수 있는 통로 역할을 수행할 수 있다.
기둥 방열 구조물(310)은 체결 원판(330)의 중심부에서 체결 원판(330)의 전면과 연결되면서 배치되는 제1 기둥부(311), 제1 기둥부(311)의 상부 면보다 작은 면을 가지고 상부 방향으로 더 돌출되어 형성되며 적어도 하나의 개방 통로(313)가 마련되는 제2 기둥부(312), 제2 기둥부(312)의 개방 통로(313)가 마련된 영역으로부터 일정 간격 이격된 위치에 배치되고 제1 기둥부(311)의 가장자리 영역에서 일정 폭과 면을 가지며 마련되는 적어도 하나의 모듈 지지부들(315)을 포함할 수 있다. 이하 설명에서는 기둥 방열 구조물(310)의 수평 단면이 5각형의 형태를 가지는 구조를 기준으로 설명한다. 그러나 본 발명의 기둥 방열 구조물(310)의 수평 단면이 5각형에 한정되는 것은 아니다. 한편 기둥 방열 구조물(310)의 수평 단면이 5각형의 형태를 가지게 되어 제1 기둥부(311)는 5개의 하단 측벽들을 포함하여 형성되며, 제2 기둥부(312) 역시 상기 5개의 하단 측벽들과 연이어 형성되는 5개의 상단 측벽들을 포함하여 형성된다. 그리고 상기 적어도 하나의 모듈 지지부들(315) 또한 상단 측벽들 각각과 일정 간격 이격된 형태로 마련됨으로 5개의 지지부들을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 기둥부(311)는 내부가 빈 형상으로, 다양한 기둥 형태로 마련될 수 있다. 도시된 도면에서는 5개의 측면을 가지는 5각 기둥의 형상을 나타낸 것이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 기둥부(311)는 3각 기둥, 4각 기둥, 6각 기둥, 8각 기둥 등 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 한편 5각 기둥을 기준으로 설명하면, 제1 기둥부(311)는 체결 원판(330)의 중심에 형성된 5각형 개방면의 각 변에서 체결 원판(330)에 수직하게 또는 일정 기울기를 가지며 형성되는 다섯 개의 하단 측벽들을 포함하여 구성될 수 있다. 다섯 개의 하단 측벽들은 체결 원판(330)과 인접한 변의 길이가 길고, 체결 원판(330)과 멀어질수록 변의 길이가 작아지는 형태로 마련될 수 있다. 결과적으로 제1 기둥부(311)는 중심이 비어있는 상태로 저면에서 상면으로 갈수록 하단 측벽들의 폭이 줄어드는 형태로 마련될 수 있다. 그리고 다섯 개의 하단 측벽들의 일측에는 도선 배치홀들(316)이 마련될 수 있다. 특히 도선 배치홀들(316)은 하단 측벽들이 체결 원판(330)과 이어지는 부분에 형성될 수 있다. 이에 따라 체결 원판(330)은 제1 기둥부(311)와 연결되는 지점에서 도선 배치홀들(316)과 연계된 개구 영역이 추가로 마련될 수 있다.
스크류 캡(100)과 연결되는 도선들은 상술한 도선 배치홀들(316)을 관통한 후 모듈 지지부들(315) 상에 배치되는 LED 모듈 기판(350)의 LED 구동 회로(353)에 연결될 수 있다. 각 도선들은 기둥부가 5각 형상으로 마련됨에 따라 모듈 지지부들(315)이 6개가 마련됨으로써 6개의 도선들이 스크류 캡(100)과 연결되고 기둥부 내부를 가로질러 배치될 수 있다. 그리고 그 중 5개의 도선들은 상술한 도선 배치홀들(316)을 통하여 외부로 노출되고, 이후 모듈 지지부들(315) 상에 배치되는 LED 모듈 기판(350)의 LED 구동 회로(353)들과 접속될 수 있다.
제2 기둥부(312)는 제1 기둥부(311)의 하단 측벽들의 두께보다 얇은 두께를 가지며, 하단 측벽들의 내측면의 끝단에서 제1 기둥부(311)에 연이어진 형태로 각각 마련되는 다섯 개의 상단 측벽들을 포함하여 형성될 수 있다. 다섯 개의 상단 측벽들 각각에는 공간부(314)들이 마련될 수 있다. 상기 공간부(314)들은 상단 측벽들의 개구된 영역으로서 제2 기둥부(312)의 빈 내부가 개구되는 영역이다. 이 공간부(314)들은 기둥 방열 구조물(310)에서 개방 통로(313)와 함께 대기 순환을 지원하며 이에 따라 방열 기능을 극대화하도록 지원할 수 있다.
또한 제2 기둥부(312)는 상단 측벽들의 상단을 덮는 상단부를 더 포함할 수 있다. 이 상단부에는 LED 모듈 기판(350)이 배치될 수 있다. 한편 상단부의 중심에도 다른 상단 측벽들과 같이 공간부(314)가 마련될 수 있다. 이 상단부에 형성되는 공간부(314)는 제2 기둥부(312) 상단에 배치된 LED 모듈 기판(350)에 전원을 공급하기 위한 도선이 노출되는 통로로 이용될 수 있다.
모듈 지지부들(315)은 각 하단 측벽들의 상부면 중 바깥쪽 모서리에서 일정 두께를 가지며 형성되데, 제2 기둥부(312)를 구성하는 상단 측벽들과 일정 간격 이격된 위치에 배치된다. 결과적으로 모듈 지지부들(315)은 공간부(314)와 일정 간격 이격되어 배치됨으로써, 제1 기둥부(311) 및 제2 기둥부(312) 내측으로 공기가 순환될 수 있는 개방 통로(313)를 형성할 수 있다. 이러한 모듈 지지부들(315)의 폭은 하단 측벽들의 폭보다 작은 폭을 가지며 형성된다. 상기 모듈 지지부들(315)에는 LED 모듈 기판(350)의 일부가 장착될 수 있는 나사홀이 마련될 수 있다. 상기 모듈 지지부들(315)의 형태는 제2 기둥부(312)의 상단 측벽들의 형상과 유사한 형상으로 마련될 수 있다.
적어도 하나의 LED 모듈 기판(350)은 연이어 형성된 제1 기둥부(311)의 측면 및 모듈 지지부들(315)의 일면 상에 배치되는 기판부들(351), 다수개의 LED 모듈(352), LED 구동 회로(353)를 포함한다.
기판부들(351)은 제1 기둥부(311)의 측면 및 모듈 지지부들(315)의 일면에 연이어 배치되기 위하여 "ㅗ"자 형상으로 형성될 수 있다. 궁극적으로 기판부들(351)은 배치된 다수개의 LED 모듈(352), LED 구동 회로(353) 등에서 발생하는 열을 기둥 방열 구조물(310)에 최대로 전이시키기 위하여 제1 기둥부(311)의 일측면 및 모듈 지지부들(315)의 일측면과 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 기판부들(351)은 열 전도성이 우수한 소재, 예를 들면, 세라믹 또는 절연처리된 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어 기판부들(351)은 절연처리된 금속으로서, 구리, 알루미늄 또는 마그네슘 등 또는 이들의 합금으로 이루어진 판재에 절연층이 형성된 것을 이용할 수 있다. 따라서 기판부들(351)은 다수개의 LED 모듈(352)에서 발생된 열을 접촉 고정되는 기둥 방열 구조물(310)을 통하여 원활하게 발산하여 다수개의 LED 모듈(352)이 열화되는 것을 방지한다. 또한, 기판부들(351)은 열전달 특성을 향상시키고 중량을 감소시키기 위해 탄소나노튜브(CNT)이나 그래핀이 포함될 수도 있다.
기판부들(351) 각각의 전면에는 다수개의 LED 모듈(352)들이 각각 일정 간격을 가지며 배치될 수 있다. 한편 기판부들(351) 중 제2 기둥부(312) 상단부에 배치되는 기판부는 다른 기판부들과 형상이 다른 형상 예를 들면 중앙에 관통홀이 형성된 5각형의 형상으로 마련될 수 있다. 한편 상단 기판부에도 다른 기판부들과 같이 다수개의 LED 모듈들 및 LED 구동 회로가 배치될 수 있다. 그리고 기판부들(351)에는 나사홀이 각각 형성되어 제1 기둥부(311) 및 모듈 지지부들(315)에 형성된 나사홀과 나사를 통하여 체결될 수 있다.
다수개의 LED 모듈(352)은 기판부들(351) 각각에 일정 배열을 가지며 배치된다. 그리고 다수개의 LED 모듈(352)은 LED 구동 회로(353)에서 공급되는 전원에 따라 발광한다. 예를 들어 다수개의 LED 모듈(352)은 도시된 바와 같이 기판부들(351) 상에 나란하게 배치될 수 있다. 상술한 다수개의 LED 모듈(352)은 고휘도의 백색광을 발생하거나 또는 다수의 LED를 청색이나 황색의 LED로 구성하고 LED에서 나오는 빛을 덮개부(400)에 전달할 수 있다.
LED 구동 회로(353)는 다수개의 LED 모듈(352)에 전원을 공급하여 다수개의 LED 모듈(352)이 발광할 수 있도록 지원하는 구성이다. 이러한 LED 구동 회로(353)는 각 도선과 접속될 수 있는 접속부를 포함하고, 도선 배치홀들(316)을 통하여 외부로 노출된 도선과 연결될 수 있다. 그리고 LED 구동 회로(353)는 도선에서 공급된 전원을 각 LED 모듈들에 공급할 수 있다.
상기 덮개부(400)는 기본 방열 구조물(200)에 체결되어 다수개의 LED 모듈(352)을 패키징하는 구성으로서, 투명 또는 반투명의 콘 형상으로 형성되며 다수개의 LED 모듈(352)을 감싸는 형태로 기본 방열 구조물(200)에 결합되어 다수개의 LED 모듈(352)에서 발생하는 광을 확산하거나 또는 투과시키는 역할을 수행한다. 상기 덮개부(400)는 LED 조명 장치로부터 백색광이 조사되도록 다수개의 LED 모듈(352)을 청색이나 황색의 LED로 구성하고 이를 이용하여 덮개부(400)에 형성된 황색이나 청색 형광체를 통과하게 하여 단파장이나 여러 가지 장파장의 빛으로 변하게 하여 의사 백색을 얻게 할 수 도 있다. 이를 위해 덮개부(400)는 황색이나 청색 형광체 또는 형광체에 염료가 포함된 고분자로 형성된다. 또한 덮개부(400)에는 다수개의 LED 모듈(352)에서 발생되는 열을 외부로 발산하기 위하여 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 포함될 수도 있다. 상기 덮개부(400)는 제작하는 과정에서 형광체 또는 염료를 함유하는 형광체가 포함되거나, 또는 제작 후 형광체 또는 형광체에 염료를 포함시킨 용액 또는 이들로 형성되는 입자로 표면 처리될 수 있다. 이때, 상술한 형광체 또는 형광체에 적절한 염료를 포함시킨 물질에 탄소 나노 튜브나 그래핀이 포함될 수도 있다.
한편 상기 덮개부(400)는 개구된 영역에서 원주부(410)의 외곽에 날개부(411)가 배치될 수 있다. 이 날개부(411)에는 일정 간격으로 볼트 홀(412)이 마련될 수 있다. 볼트 홀(412)은 기본 방열 구조물(200)의 외주 영역(212)에 형성된 체결 볼트(201)가 관통되며, 관통된 체결 볼트(201)에는 너트가 체결될 수 있다. 이에 따라 덮개부(400)는 기본 방열 구조물(200)에 견고하게 결합될 수 있다.
상술한 구조를 가지는 본 발명의 LED 조명 장치(10)는 스크류 캡(100)이 도시되지 않은 소켓에 끼워진 상태에서 전원이 인가되는 경우, 특정 광 예를 들면 백색광을 발생하여 조명한다. 즉, LED 조명 장치(10)는 전원이 스크류 캡(100)의 양극 접점 및 음극 접점에 인가되면 도선을 통하여 LED 구동 회로(353)와 다수개의 LED 모듈(352)에 전원이 인가되어 고조명의 발광을 발생시킬 수 있도록 지원한다. 이때, 발생된 고조명의 청색 또는 황색광은 덮개부(400)를 통해 외부로 방출되면서 백색광이 조사된다. 그리고 상기 LED 구동 회로(353) 및 다수개의 LED 모듈(352)에서 발생하는 열은 기둥 방열 구조물(310)을 통하여 1차적으로 방열될 수 있다.
이를 보다 상세히 설명하면, 다수개의 LED 모듈(352) 및 LED 구동 회로(353)에서 발생된 열은 기본적으로 기판부들(351)에 전이된다. 이때 기판부들(351)은 각각 기둥 방열 구조물(310)의 제1 기둥부(311) 및 모듈 지지부들(315)에 밀착되어 있기 때문에, 기판부들(351)이 전이 받은 열은 다시 제1 기둥부(311) 및 모듈 지지부들(315)에 전이된다. 이때 제1 기둥부(311) 및 모듈 지지부들(315)은 덮개부(400) 내측에 마련된 대기로 해당 열을 전도시킨다. 특히 덮개부(400) 내측에 마련된 대기는 모듈 지지부들(315)과 제2 기둥부(312)의 공간부(314)가 형성하는 개방 통로(313)를 따라 이동하면서 모듈 지지부들(315)의 방열을 돕는다. 이와 함께 제1 기둥부(311)에 전이된 열은 제2 기둥부(312)로도 전이되어 방열될 수 있다.
한편 기둥 방열 구조물(310)에서 1차적으로 방열되지 않은 열은 다시 기둥 방열 구조물(310)과 연결된 체결 원판(330)을 통하여 기본 방열 구조물(200)에 전이될 수 있다. 그러면 기본 방열 구조물(200)은 2차적으로 체결 원판(330)을 통하여 전이 받은 열을 요철부(220) 등을 통하여 방열하게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 LED 조명 장치(10)는 기둥 방열 구조물(310)에 공간부(314)와 개방 통로(313)를 마련함으로써 기둥 방열 구조물(310) 내측에 공기가 상기 공간부(314)와 개방 통로(313)를 이용하여 순환될 수 있도록 지원한다. 결과적으로 기둥 방열 구조물(310)의 표면적이 넓어지면서 대기가 순환됨으로써 1차적인 방열 효과를 극대화할 수 있어 보다 개선된 방열 효과를 제공할 수 있다.
한편, 상술한 설명에서는 기둥 방열 구조물(310)의 단면이 5각형의 형상을 가지는 구조물을 기준으로 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 본 발명의 LED 조명 장치(10)는 기둥 방열 구조물(310)의 단면이 3각형, 4각형 등 다각형의 형태뿐만 아니라, 원형이나 타원형의 형상을 가지는 구조물에도 동일하게 적용될 수 있다. 이 과정에서 본 발명의 개선된 방열 구조물을 가지는 LED 조명 장치(10)는 기본적으로 하단에 제1 기둥부(311)가 마련되고, 제1 기둥부(311) 상단에는 빈 내부를 노출시키는 적어도 하나의 공간부가 마련되는 제2 기둥부(312)가 마련되며, 제1 기둥부(311)로부터 연이어 형성되데 제2 기둥부(312)와 일정 간격 이격되어 배치되고 그 전면에는 LED 모듈 기판(350)의 적어도 일부가 배치되는 모듈 지지부들(315)을 포함하는 구조로 마련될 수 있을 것이다. 여기서 제1 기둥부(311), 제2 기둥부(312), 모듈 지지부들(315)의 형상에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 결과적으로 본 발명은 적어도 하나의 공간부(314)가 형성된 제2 기둥부(312) 및 상기 제2 기둥부(312)와 일정 간격 이격된 모듈 지지부들(315)에 의한 개방 통로(313)의 형성을 기반으로 대기 순환을 통한 방열 효과 개선의 구조에 있음을 이해하여야 할 것이다.
상술한 구조물은 단순히 제2 기둥부(312)에 적어도 하나의 공간부(314)를 마련함으로써, 제2 기둥부(312)의 빈 내부의 공기 순환뿐만 아니라, 제2 기둥부(312)의 공간부(314)와 대면되는 위치에 모듈 지지부들(315)을 배치함으로써 모듈 지지부들(315)의 방열을 위한 대기 순환을 위한 개방 통로(313)가 공간부(314)를 포함하여 형성되도록 지원한다. 이러한 기둥 방열 구조물(310)은 상대적으로 큰 개방 영역을 가지는 공간부(314)를 통하여 큰 대기 순환을 유도하며, 모듈 지지부들(315)과 제2 기둥부(312)들이 형성하는 협소한 틈을 통하여 작지만 공기의 가속이 가능한 작은 대기 순환을 유도할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 기둥 방열 구조물(310)의 방열을 위한 대기 순환은 종래에 비하여 극대화됨으로써 보다 개선된 방열 효과를 제공할 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 기둥 방열 구조물(310)의 특징에서 모듈 지지부들(315)은 부차적인 구성이 될 수도 있다. 즉 본 발명의 기둥 방열 구조물(310)은 제1 기둥부(311) 및 제2 기둥부(312)가 구분되지 않고, 하나의 기둥부로 구성될 수 있으며, 이때 상기 기둥부에는 기둥부의 내측의 빈 공간이 외부로 노출되도록 상기 공간부(314)가 적어도 하나가 마련되는 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우 LED 모듈 기판(350)은 모듈 지지부들(315)과 결합하지 않고 제1 기둥부(311)로 구분되는 영역에만 결합 지지될 수 있을 것이다. 이 구조의 경우, LED 모듈 기판(350) 중 제1 기둥부(311)와 접촉되지 않고 체결 원판(330)과 반대 방향으로 돌출되는 부분이 제2 기둥부(312)로 구분되는 영역에 형성된 공간부(314)에 직접 대면될 수 있다. 이에 따라 공간부(314)를 통하여 순환하는 대기가 LED 모듈 기판(350)의 배면을 직접적으로 방열시키게 되어 열의 대기 전도 효과를 보다 개선할 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.
10 : LED 조명 장치 100 : 스크류 캡
110 : 스크류부 120 : 하우징
200 : 기본 방열 구조물 210 : 접촉면
211 : 내부면 212 : 외주 영역
220 : 요철부 300 : LED 모듈 구조체
310 : 기둥부 311 : 제1 기둥부
312 : 제2 기둥부 313 : 개방 통로
314 : 공간부 315 : 모듈 지지부
330 : 체결 원판 331 : 개방면
332 : 나사홀 333 : 기준 통로
350 : LED 모듈 기판 351 : 기판부
352 : LED 모듈 353 : LED 구동 회로
400 : 덮개부 410 : 원주부
411 : 날개부 412 : 볼트 홀

Claims (8)

  1. 소켓에 연결되어 전원 공급이 이루어지는 스크류 캡;
    상기 스크류 캡과 연결되는 기본 방열 구조물;
    상기 기본 방열 구조물과 체결되는 체결 원판;
    상기 체결 원판과 결합되며 내부가 빈 제1 기둥부, 상기 제1 기둥부의 상부 면적보다 작은 면적을 갖도록 상기 제1 기둥부의 상단으로부터 돌출되며 측면에 공간부가 형성된 제2 기둥부 및 상기 제1 기둥부의 상부에 형성되며 상기 공간부와 이격된 위치에 상기 공간부와 마주하게 배치되며 개방 통로를 형성하는 모듈 지지부를 포함하는 기둥 방열 구조물을 포함하는 LED 모듈 구조체;
    상기 제1 기둥부 및 상기 모듈 지지부 상에 배치되는 기판부들, 상기 기판부들 상에 배치된 LED 모듈 및 상기 기판부들에 형성된 LED 구동 회로를 포함하는 LED 모듈 기판; 및
    상기 기본 방열 구조물과 체결되어 상기 LED 모듈 구조체 및 상기 LED 모듈 기판을 감싸는 덮개부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기둥부에는 상기 체결 원판의 전면으로부터 일정 기울기를 가지고 속이 빈 형상으로 형성되며 상기 빈 내면의 노출을 위하여 적어도 하나의 일정 크기 공간부가 형성되는 LED 조명 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기둥부에는 도선이 배출될 수 있도록 마련되는 도선 배출홀이 형성된 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기본 방열 구조물은
    띠 형상의 원통부;
    상기 원통부의 외주면에 다수개가 폭 방향으로 마련된 요철부;
    상기 원통부의 상단부를 덮도록 형성되며 중앙에 관통되는 내부면; 및
    상기 덮개부의 덮개 원주부가 배치되는 외주 영역;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 체결 원판은
    상기 내부면과 나사 결합을 통하여 밀착되어 접촉되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제1 기둥부는
    속이 빈 단면이 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 타원형, 원형 중 적어도 하나를 가지는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
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