KR101438729B1 - 직관형 led 조명등 - Google Patents

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    • F21V29/74Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades

Abstract

본 발명은 파이프 형상 광확산 바디와 상기 바디 내면에 길이 방향으로 돌출 형성되는 한 쌍의 돌기를 포함하는 직관형 커버; 한 쌍의 상기 돌기에 의해 나누어지는 상기 직관형 커버의 단부 중 적은 쪽 단부에 삽입되는 방열 하우징; 기판, 상기 기판 상에 길이 방향으로 배치되는 복수의 LED 소자, 및 상기 LED 소자에 전원을 인가하는 입출력 배선을 포함하고, 상기 방열 하우징에 접촉 결합되는 LED 모듈; 및 상기 직관형 커버 양 단에 각각 결합하여 상기 직관형 커버를 밀폐하는 캡을 포함하는 직관형 LED 조명등을 제공한다.

Description

직관형 LED 조명등{TUBE TYPE LED LAMP}
본 발명은 형광등을 대체하는 직관형 LED 조명등에 관한 것이다.
종래에는 실내의 조명장치로는 형광등이 주로 이용되었다. 형광등은 봉 형태로 이루어진 진공상태의 유리관 내부에 소량의 수은 증기 및 아르곤 가스를 넣어 밀폐시킨 후, 양단부를 통해 전압을 인가하여 기체의 방전에 의해 빛을 발생시키는 열음극 방전 램프이다. 형광등은 일반적으로 효율이 높고 고연색, 장수명, 저휘도 등 많은 장점이 있다.
반면, 형광등은 방전 중에 양이온이 높은 에너지를 갖고 음극면에 충돌하므로 필라멘트에 피복되어 있는 전자방사물질인 바륨(Ba), 칼슘(Ca)이 튀어나와 램프를 흑화시켜 조도가 떨어지는 단점이 있다. 그리고 장시간 사용시 음극 물질의 소모로 전자 방출능력을 잃게 되고 수명이 단축된다. 따라서, 형광등을 사용하는 조명장치는 형광등의 교체 주기가 짧아 이에 따른 유지 보수 비용이 많이 소요된다. 또한, 형광등은 유리관 내부가 완전히 밀폐되어야 하므로 제조시에 많은 어려움이 있고, 반복적이고 빈번한 스위칭 작동에 따라 많은 소비전력이 소요되는 문제가 있다.
최근에는 수명이 반영구적이면서도 소비전력이 매우 낮은 LED를 이용한 조명장치가 다양하게 소개되고 있다. LED는 전류가 흐르면 빛을 방출하는 다이오드의 한 종류로, p형 반도체와 n형 반도체를 서로 접합하여 만든다. LED의 전극에 순방향 전압을 인가하면 p형의 다수 반송파인 정공은 n영역으로, n형의 다수 반송파인 전자는 p영역으로 확산되는데, 이때 전자와 정공이 접합면 근처에서 서로 재결합할 때 에너지 갭에 해당하는 만큼의 파장을 갖는 빛이 발생한다. 이때 방출되는 빛의 파장은 사용되는 재료에 따라 달라지며, 일반적으로 직접 천이형 반도체에서 발광 효율이 우수하다.
LED는 다른 열변환 발광소자에 비해 안정적이고 신뢰성이 있으며, 전력소모가 작고, 그 수명도 길다. 현재, LED 기술은 비약적으로 발전하고 있고, 다양한 색상의 고효율, 고휘도의 LED가 출시되고 있다. LED 하나는 점광원으로 작용하지만, 복수의 LED가 모이면 선광원이나 면광원을 형성하여 조명장치로 활용될 수 있다.
LED를 이용한 조명등은 무엇보다 낮은 전력소모로 인해 에너지 절감 효과가 우수하다. 또한, 각종 유해물질이 포함되고 수명이 짧은 기존의 전등을 대체함에 따라 환경오염을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.
최근에는, 형광등의 장점과 LED의 장점을 결합하여 복수의 LED를 기판에 배열하여 기존의 형광등과 같은 형태로 제조하여 기존의 형광등 등기구에 설치하여 사용할 수 있는 직관형 LED 조명등인 소위 형광등형 LED 조명등이 출시되고 있다. 이러한 직관형 LED 조명등은 복수의 LED가 기판에 부착된 LED 모듈이 투명관 또는 반투명관 내에 배치되고, 그 양끝단에 전원 공급을 위한 단자가 마련되는 구조로 이루어진다.
이러한 LED 조명등은 직류 전원을 사용하기 때문에 220V나 110V의 상용 전원을 직류로 정류하고, 정류된 직류 전원을 점등에 요구되는 크기로 변환하기 위한 안정기를 필요로 한다. 안정기는 LED 조명등 내부에 설치되거나, LED 조명등이 결합되는 LED 등기구에 설치될 수 있다. LED 조명등을 이용하는 LED 조명장치는 안정기를 내장한 LED 조명등만을 사용하는 내장형, 안정기가 LED 등기구에 설치되어 안정기가 없는 LED 조명등만을 사용하는 외장형, 안정기를 내장한 LED 조명등과 안정기가 없는 LED 조명등을 모두 사용할 수 있는 호환형으로 구분되기도 한다.
대한민국 공개 특허 제10-2012-0129690호 (공개일: 2012.11.28) 대한민국 공개 특허 제10-2010-0049981호 (공개일: 2010.05.13)
본 발명은 형광등의 장점과 LED의 장점을 결합한 직관형 LED 조명등에 있어서, 광량과 빔 각도를 개선하면서 방열기능과 밀폐 효율을 함께 향상시킬 수 있는 직관형 LED 조명등을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 LED 조명등은, 형광등 소켓 사이에 설치되어 빛을 조사하는 LED 조명등에 있어서, 파이프 형상 광확산 바디와 상기 바디 내면에 길이 방향으로 돌출 형성되는 한 쌍의 돌기를 포함하는 직관형 커버; 한 쌍의 상기 돌기에 의해 나누어지는 상기 직관형 커버의 단부 중 적은 쪽 단부에 삽입되는 방열 하우징; 기판, 상기 기판 상에 길이 방향으로 배치되는 복수의 LED 소자, 및 상기 LED 소자에 전원을 인가하는 입출력 배선을 포함하고, 상기 방열 하우징에 접촉 결합되는 LED 모듈; 및 상기 직관형 커버 양 단에 각각 결합하여 상기 직관형 커버를 밀폐하는 캡을 포함하는 직관형 LED 조명등을 제공한다.
상기 직관형 커버에서 한 쌍의 상기 돌기를 잇는 선은 상기 직관형 커버의 단면의 지름과 평행하고, 상기 직관형 커버의 단면의 지름과 상기 직관형 커버의 단면을 1/5로 자르는 선 사이에 위치하는 것을 특징으로 한다.
상기 방열 하우징은 윤곽이 상기 한쌍의 상기 돌기에 의해 나누어지는 상기 직관형 커버의 단부 중 적은 쪽 단부에 상응하는 형상으로 형성되고, 양 단부의 방열핀 뿌리와 단부 사이에 나사 결합홈이 길이 방향 내측으로 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 캡은 상기 나사 결합홈과 상응하는 위치에 나사공이 형성되어 LED 조명등 조립시 나사를 이용하여 캡과 방열 하우징을 단단히 결합할 수 있다.
한편, 상기 캡과 상기 커버의 결합 시 상기 캡 바디와 상기 삽입부 사이의 턱과 상기 커버의 단부 사이에 고무패킹을 개재하여 결합할 수 있다.
본 발명에 의한 LED 조명등에 의하면 빔 각도를 향상시켜 180°광 확산이 가능하여 유효 광량이 증대되어 조명 효율이 향상되고 LED 모듈을 별도의 고정 부품 또는 접착 수단 없이 간단하고 견고하게 조립할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 사시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 분해 사시도
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 분해 사시도
도 4 는 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 방열부를 나타낸 사시도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 직관형 커버를 나타낸 사시도,
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 캡을 나타낸 사시도, 및
도 7 은 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 조명등의 배광곡선을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 의한 LED 조명등의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 직관형 LED 조명등의 사시도이고, 도 2는 도 1의 직관형 LED 조명등의 조립 상태를 나타내기 위한 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 LED 조명등에 포함되는 직관형 커버와 방열하우징의 결합을 나타내기 위한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3에 포함되는 LED 조명등의 직관형 커버를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 3에 포함되는 방열 하우징을 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 2의 직관형 LED 조명등에 포함되는 캡을 나타내는 사시도이고, 도 7은 본 발명에 의한 직관형 LED 조명등의 배광곡선을 나타낸 도면이다.
도시되는 바와 같이, 본 발명의 직관형 LED 조명등은 파이프 형상의 직관형 커버(110), 상기 커버(110) 내부에 삽입되는 방열 하우징(120), 상기 방열 하우징(120)에 결합하여 함께 커버(110) 내부에 삽입되는 LED 모듈(130), 커버(110) 양 단에 각각 결합하는 캡(140)을 포함한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 커버(110)는 일반 형광등과 유사한 형상의 파이프 형상의 바디(111)와 바디 내면에 방열 하우징(120)이 끼워 고정될 수 있도록 길이 방향으로 형성되는 한 쌍의 돌기(112)를 포함한다. 한 쌍의 돌기(112)는 한 쌍의 돌기(112)를 잇는 선이 커버(110) 단면의 지름에 평행하도록 형성되고, 돌기(112)를 잇는 선에 의해 절단되는 커버(110) 단면의 크기가 1/2 보다는 작게 형성하되, 약 1/5 이하로 절단할 수 있는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 커버(110)는 내부 LED로부터의 광을 외부로 확산시킨다. 이러한 커버(110)는 광확산 폴리카보네이트(poly carbonate:PC) 재질로 형성될 수 있다. 폴리카보네이트는 열가소성 플라스틱 폴리머의 특정 그룹으로 쉽게 가공되고, 사출 성형되고, 열성형되는 것을 특징으로 한다.
도 2, 3, 또는 5에 도시된 바와 같이, 방열 하우징(120)은 방열판(121), 돌기 끼움부(124), 기판 결합턱(123), 나사 결합공(125), 방열핀(122)을 포함한다. 방열 하우징(120)은 방열효과가 우수한 재질을 압출 성형하여 형성된다. 바람직하게 열전도율이 우수한 알루미늄을 재질로 할 수 있다. 방열 하우징(120)은 단면의 윤곽이 커버(110)의 돌기(112)에 의해 형성되는 커버(110) 단면의 1/2 반구보다 작은, 바람직하게 약 1/5 반구의 위치에 삽입될 수 있도록 상응하는 단면의 윤곽 및 크기를 갖도록 형성된다. 방열판(121)의 길이는 커버의 길이보다 작거나 같고, 방열판(121)의 너비는 커버(110) 내부에서 돌기(112)가 형성된 시점 사이의 크기 보다 작고 마주보는 돌기(112) 사이의 거리보다 큰 것이 바람직하다. 방열핀(122)은 돌기(112)에 의해 형성되는 작은 반구의 높이 보다 작거나 같은 크기로 복수 개가 돌출 형성된다. 방열핀(122) 중 가장자리에 형성되는 방열핀(122)과 단부 사이에 나사 결합공(125)이 길이 방향 내측으로 결합할 나사(160)에 상응하는 길이로 형성된다. 복수의 방열핀(122)은 방열 면적 확대를 위해 상호 일정 간격을 이루며 형성된다. 한편, 방열판(121)에서 방열핀(122)의 반대 면에는 기판 결합턱(123)이 형성된다. 기판 결합턱(123)은 방열판(121)의 길이방향으로 양 단에 형성된다. 기판 결합턱(123) 사이의 거리는 기판(131)이 삽입될 수 있도록 기판(131)의 폭+α1가 된다. 기판 결합턱(123) 상단은 내측으로 각각 꺾여 "┏" 형상과 " ┓" 형상이 된다. 기판 결합턱(123)의 꺾임 높이는 기판(123)이 삽입 고정될 수 있도록 기판(131)의 두께+α2가 된다. 여기서, α1, α2는 유격이다.
캡(140)은 커버(110) 양단에 결합하여 커버(110) 내부에 설치되는 LED 모듈(130)을 습기 등으로부터 보호하기 위해 커버(110)를 밀폐하는 캡 바디(142)와 조명 장치의 소켓에 접속되는 단자(141), 상기 캡바디(142) 단부에서 연장 형성되어 커버(110) 내에 삽입되는 삽입부(143)를 포함한다. 캡 바디(142)의 원통 부분을 외경이 커버(110) 외경과 동일하게 형성하면 도 1에 도시된 바와 같이 LED 조명등이 전체적으로 매끈한 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 삽입부(142)는 원통형 캡 바디(142)의 원형 선단에서 연장되어 형성되는데, 삽입부(142)의 외경은 커버(110) 바디(111)의 두께(d)×2 만큼 작게 형성된다. 캡(140)에는 캡(140)과 커버(110)의 결합시 나사 결합홈(125)과 상응하는 위치에 나사공(145)이 형성되어 LED 조명등 조립시 나사(160)를 이용하여 캡(140)과 방열 하우징(120)을 단단히 결합할 수 있다. 또한, 캡(140)과 커버(120)의 결합 시 사이에 고무 패킹(150)을 개재하여 결합할 수 있다. 고무패킹(150)은 캡 바디(142)와 삽입부(143) 사이의 턱(144)과 상기 커버(110)의 단부 사이에 고무패킹(150)을 개재하여 결합할 수 있다. 따라서, 커버(120) 내부로 습기 등의 침투에 의한 LED 모듈(130)과 전기 장치에 손상이 가는 것을 방지할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 LED 램프를 사용한 배광 곡선을 나타낸 도면이다. 램프는 각도에 따라 조사각이 모두 다르게 나오므로 조사각이 얼마냐에 따라 총 광량도 다르게 되어 램프의 성능을 나타낼 때 조사각은 중요한 요소로 꼽힌다. 조사각은 램프의 배광곡선을 통해 알 수 있는데, 배광 곡선은 광원에서 나오는 광도 분포를 나타내는 것으로 각도에 따른 광도를 나타내는 그래프이다. 램프의 조사각은 최대 광량의 50% 이상의 광도가 나오는 최대 각도를 말하는 것으로, 도 7에서 최대 광도는 508.9cd로, 도시되는 바와 같이, 최대 강도의 50%를 유지하는 범위가 180°가 되는 것을 확인할 수 있다. 기존의 직관형 LED 램프의 경우, 그 구조상 광확산 각도가 약 140°정도인데 반해 월등히 향상된 것을 알 수 있다
110 : 커버 111 : 커버 바디
112 : 돌기 120 : 방열 하우징
121 : 방열판 122 : 방열핀
123 : 기판 결합턱 124 : 돌기 끼움부
125 : 나사 결합홈 130 : LED 모듈
131 : 기판 140 : 캡
141 : 단자 142 : 캡 바디
143 : 삽입부 144 : 턱
145 : 나사공
150 : 고무 패킹 160 : 나사

Claims (7)

  1. 파이프 형상 광확산 바디와 상기 바디 내면에 길이 방향으로 돌출 형성되는 한 쌍의 돌기를 포함하는 직관형 커버;
    한 쌍의 상기 돌기에 의해 나누어지는 상기 직관형 커버의 단부 중 적은 쪽 단부에 삽입되는 방열 하우징;
    기판, 상기 기판 상에 길이 방향으로 배치되는 복수의 LED 소자, 및 상기 LED 소자에 전원을 인가하는 입출력 배선을 포함하고, 상기 방열 하우징에 접촉 결합되는 LED 모듈; 및
    상기 직관형 커버 양 단에 각각 결합하여 상기 직관형 커버를 밀폐하는 캡을 포함하고,
    상기 방열 하우징은 윤곽이 상기 한쌍의 상기 돌기에 의해 나누어지는 상기 직관형 커버의 단부 중 적은 쪽 단부에 상응하는 형상으로 형성되고, 양 단부의 방열핀 뿌리와 단부 사이에 나사 결합홈이 길이방향 내측으로 각각 형성되고,
    상기 캡은 상기 나사 결합홈과 상응하는 위치에 나사공이 형성되고, 상기 캡이 상기 방열하우징이 삽입된 상기 직관형 커버의 양단에 결합할 때, 상기 나사공을 관통하고 상기 나사결합홈에 체결되는 나사를 이용하는 직관형 LED 조명등.
  2. 제 1 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 돌기를 잇는 선은 상기 직관형 커버의 단면의 지름과 평행한 것을 특징으로 하는 직관형 LED 조명등.
  3. 제 2 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 돌기를 잇는 선은 상기 직관형 커버의 단면의 지름과 상기 직관형 커버의 단면을 1/5로 자르는 선 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 직관형 LED 조명등.
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  5. 삭제
  6. 삭제
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