KR101456019B1 - 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 led 등기구 - Google Patents

빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 led 등기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED가 설치된 두 쌍의 인쇄회로기판을 두 개의 회전부재로 각각 회전시켜 등기구에서 발산되는 빛의 조사각도를 네 방향으로 조절할 수 있도록 하는 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구에 관한 것이다.
본 발명에 따르면 LED박스에서 조사되는 빛의 각도가 퍼지거나 모여들도록 조절할 수 있으며, 작은 힘을 주면서도 등기구의 각도를 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.

Description

빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구{LED LIGHTING DEVICE WITH VARIABLE ANGLE AND DIRECTION}
본 발명은 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED가 설치된 두 쌍의 인쇄회로기판을 두 개의 회전부재로 각각 회전시켜 등기구에서 발산되는 빛의 조사각도를 네 방향으로 조절할 수 있도록 하는 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구에 관한 것이다.
전력 소모가 적고 색깔이나 방향의 조절이 쉬운 LED 등기구가 많이 사용되고 있는데, 최근에는 형광등이나 백열등 전구를 대체할 수 있도록 막대모양 또는 전구모양의 LED 등기구들이 개시되고 있다.
그런데 판상의 PCB 위에 LED 소자를 장착하여 빛을 조사하는 LED 등기구의 특성상 빛이 골고루 사방으로 퍼지지 않기 때문에 빛의 조사각도를 조절할 수 있도록 하는 장치들이 개발되고 있다.
도 1은 종래기술에 따른 각도 조절되는 LED조명을 구비한 가로등을 도시한 분해사시도이다.
종래기술의 가로등의 몸체부재(100)는 강도와 경도가 강한 스틸재질로 가로등 프레임에 형성되고 조명부재(400)와 이동부재(200)가 하측으로 형성된다.
그리고, 상기 몸체부재(100)의 중앙에는 조절부재(300)가 삽입되는 조절공(130)이 형성되고, 가장자리에는 체결장공(110)이 형성되어 상기 조명부재(400) 측면에 체결핀등에 의해 결합된다.
바람직하게는, 상기 체결장공(110)은 상기 몸체부재(100) 가장자리에 하측 방향으로 돌출된 체결구(120)에 형성되어, 상기 조명부재(400)를 감싸게 구성된다.
즉, 상기 몸체부재(100)의 4곳의 가장자리에서 하측 방향으로 상기 체결장공(110)이 형성된 체결구(120)가 돌출되어 상기 조명부재(400)를 감싼 후 체결핀으로 결합되는 것이, 많은 회전으로 하중이 전달되어 파손되는 위험이 줄어들게 된다.
이동부재(200)는 상기 몸체부재(100) 하측에 형성되어 후술하는 조절부재(300)에 의해 상하이동하게 된다.
상기 이동부재(200)는 스틱형상으로 전후측에 힌지(210)가 장착되고, 중앙에는 나사공(220)이 형성된다. 여기서, 상기 힌지(210)는 상기 조명부재(400)가 힌지(210)를 축으로 회전되기 위해서 구성되며, 상기 나사공(220)은 상기 조절부재(300)가 상기 나사공(220)에 삽입되어 나사결합 방법으로 상기 이동부재(200)를 상하이동시키기 위함이다.
본 발명에 따른 조절부재(300)는 상기 몸체부재(100)의 조절공(130)을 통과하여 상기 이동부재(200)의 나사공(220)에 결합되어 이동부재(200)를 상하 이동시킨다. 이동부재(200)가 상하 이동하면 힌지(210)의 좌우측에 회전 가능하게 결합된 조명부재(400)가 회전하면서 조명 각도를 조절할 수 있다.
그런데, 이러한 구성을 사용하면 좌우 양쪽의 각도를 조절할 수 있지만 조절부재(300)를 몸체의 가운데에 위치시켜야 하고, 조절부재(300)의 운동에 따라 이동부재(200)가 직접 움직이기 때문에 각도 조절시에 많은 힘이 들어가는 문제점이 있었다.
KR 10-2010-0116323 A KR 10-2010-0106051 A KR 10-1276786 B1
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 두 쌍의 LED박스에 연결되는 링크암을 각각 설치하고, 두 개의 조절손잡이를 회전시켜 각각의 링크암을 상하로 움직여서 하나의 링크암이 두 개씩의 LED박스를 일정한 각도만큼 회전시킬 수 있도록 하는 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 LED박스에 설치된 렌즈를 비구면 형상으로 설치하고, 비구면 렌즈를 회전시켜 빛의 조사방향을 변화시킬 수 있도록 하는 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 LED에서 방출되는 빛의 각도와 방향을 조절하는 LED 등기구로서, 몸체(502)의 중앙에 돌출되게 설치되는 고정브라켓(504)과; 상기 고정브라켓(504)에 회전 가능하게 각각 설치되는 제1 조절손잡이(506a) 및 제2 조절손잡이(506b)와; 상기 제1 조절손잡이(506a) 및 상기 제2 조절손잡이(506b)의 하단에 각각 나사결합되어 상기 제1 조절손잡이(506a) 및 상기 제2 조절손잡이(506b)의 회전에 따라 각각 상하로 이동하는 제1 결합부재(508a) 및 제2 결합부재(508b)와; 상기 몸체(502)에 고정된 제1 몸체고정판(512a) 및 제2 몸체고정판(512b)에 회전 가능하게 각각 설치되며, 끝 부분이 상기 제1 결합부재(508a) 및 상기 제2 결합부재(508b)에 회전 가능하게 연결되며, 상기 제1 결합부재(508a) 및 상기 제2 결합부재(508b)의 상하 이동에 따라 일정한 각도 범위내에서 회전 운동을 하는 한 쌍의 제1 회전부재(510a) 및 제2 회전부재(510b)와; 상기 제1 회전부재(510a) 및 상기 제2 회전부재(510b)에 각각 고정되어 빛을 발산하는 한 쌍의 제1 인쇄회로기판(514a) 및 제2 인쇄회로기판(514b)과; 상기 제1 인쇄회로기판(514a) 및 상기 제2 인쇄회로기판(514b)의 윗면에 각각 고정되는 한 쌍의 제1 렌즈(518a) 및 제2 렌즈(518b);를 포함한다.
상기 제1 렌즈(518a) 및 상기 제2 렌즈(518b)의 단면의 두께가 일정하지 않은 비구면 형상으로 만들어지며, 상기 제1 렌즈(518a) 및 상기 제2 렌즈(518b)는 상기 제1 인쇄회로기판(514a) 및 상기 제2 인쇄회로기판(514b)의 윗면에서 각각 회전 가능하게 고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 LED박스에서 조사되는 빛의 각도가 퍼지거나 모여들도록 조절할 수 있으며, 작은 힘을 주면서도 등기구의 각도를 쉽게 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 따른 각도 조절되는 LED조명을 구비한 가로등을 도시한 분해사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등기구의 구조를 나타낸 평면도.
도 3은 좌우 방향 조절수단의 구조를 나타낸 평면도.
도 4는 도 3에 나타난 조절수단의 단면 구조를 나타낸 단면도.
도 5는 상하 방향 조절수단의 구조를 나타낸 평면도.
도 6은 도 5에 나타난 조절수단의 단면 구조를 나타낸 단면도.
도 7과 8은 좌우 방향의 렌즈의 각도조절 방식을 나타낸 단면도.
도 9와 10은 상하 방향의 렌즈의 각도조절 방식을 나타낸 단면도.
도 11은 렌즈를 회전시켜 빛의 진행 방향을 조절하는 방식을 나타낸 단면도.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 "빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구"(이하, '등기구'라 함)를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등기구의 구조를 나타낸 평면도이며, 도 3은 좌우 방향 조절수단의 구조를 나타낸 평면도, 도 4는 도 3에 나타난 조절수단의 단면 구조를 나타낸 단면도, 도 5는 상하 방향 조절수단의 구조를 나타낸 평면도, 도 6은 도 5에 나타난 조절수단의 단면 구조를 나타낸 단면도이다.
본 발명의 등기구(500)는 주로 방이나 사무실 등의 천장에 설치되는 형태로서, 위에서 아래로 빛을 조사하는 경우에 적용된다. 그러나 벽면체 내부에 매립되어 측방향으로 빛을 방출하는 장치에서도 사용될 수 있을 것이다.
등기구(500)의 윗부분은 넓은 판상의 몸체(502)로 구성되며, 몸체(502)의 밑면에는 빛의 반사 효율을 높이기 위한 금속판(알루미늄 등)으로 된 반사판이 부착된다. 몸체(502)나 반사판은 두 개 내지 네 개 정도의 형광등을 사용하는 일반적인 등기구에서와 비슷한 모양으로 만들어진다.
몸체(502)의 밑면 중앙에는 아래쪽으로 길쭉하게 돌출된 고정브라켓(504)이 설치되며, 고정브라켓(504)에는 조절손잡이(506)가 회전 가능하게 설치된다.
고정브라켓(504)은 몸체(502)의 밑면과 접촉하는 면의 반대쪽 면이 평평하게 형성되며, 평평한 면에 조절손잡이(506)가 끼워진다.
조절손잡이(506)의 끝부분(그립부)은 고정브라켓(504)의 외부로 노출되어 있어서 사용자가 좌우측으로 돌릴 수 있으며, 조절손잡이(506)의 회전에 따라 등기구(500)의 조명각도가 변화하게 된다. 이를 위해 조절손잡이(506)의 몸체에는 볼트와 같이 나사산이 형성된다.
본 발명의 도 2에는 전부 네 개의 조명부가 설치되는 것으로 도시되는데, 가운데 조절손잡이(506)를 중심으로 상하 좌우에 하나씩 위치한다. 이 중에서 좌우 방향에 있는 한 쌍의 조명부와 상하 방향에 있는 한 쌍의 조명부가 독립적으로 움직인다. 따라서 좌우와 상하에 있는 조명부를 조절하기 위한 두 개의 조절손잡이(506)가 사용된다.
이하에서는 좌우와 상하 조절수단에서 서로 대응되는 구성품에 대해서는 동일한 명칭을 사용하며, 좌우 조절수단에 대해서는 도면 부호에 (a)를 붙이고, 상하 조절수단에 대해서는 도면 부호에 (b)를 붙인다. 추가 문자가 없는 구성품은 좌우와 상하 조절수단이 공통으로 사용하는 것으로 본다.
도 4와 6은 각도 조절수단의 구조와 연결상태를 설명하기 위해서 아래 위를 뒤집은 상태로 도시하고 있다. 먼저 도 3과 4를 참조하여 좌우 방향으로 배치된 제1 조절수단의 구조를 설명하고, 다음으로 도 5와 6을 참조하여 상하 방향으로 배치된 제2 조절수단의 구조를 설명한다.
제1 조절손잡이(506a)는 가운데의 고정브라켓(504)에 고정된 상태에서 사용자에 의해 회전하는데, 제1 조절손잡이(506a)의 몸체 하단의 나사산에는 가로로 길쭉한 모양의 제1 결합부재(508a)가 설치된다. 제1 결합부재(508a)는 제1 조절손잡이(506a)의 회전방향에 따라 상하로 이동할 수 있도록 제1 조절손잡이(506a)와 동일한 나사산이 형성된다.
제1 결합부재(508a)의 양쪽 끝 부분에는 두 개의 제1 회전부재(510a)가 설치된다. 제1 회전부재(510a)는 회전축에 의해 제1 결합부재(508a)의 끝에 연결되므로, 제1 결합부재(508a)와 제1 회전부재(510a)는 상대적으로 회전 가능하다.
제1 회전부재(510a)는 제1 몸체고정판(512a)에 회전 가능하게 설치되어 일정한 각도 범위내에서 회전하게 된다. 제1 몸체고정판(512a)은 몸체(502)의 밑면에 고정된다. 제1 결합부재(508a)와 제1 회전부재(510a)를 연결하는 회전축과, 제1 회전부재(510a)와 제1 몸체고정판(512a)을 연결하는 회전축은 서로 평행하다. 따라서 제1 결합부재(508a)의 상하 이동에 따라 제1 회전부재(510a)가 제1 몸체고정판(512a)에 대해서 회전운동을 한다.
제1 회전부재(510a)에는 LED가 내장된 제1 인쇄회로기판(514a)이 고정된다. 제1 인쇄회로기판(514a)에는 다수의 LED가 설치되어 전류의 공급에 따라 빛을 방출하게 된다. 제1 인쇄회로기판(514a)의 내부 구조와 전류공급장치는 기존의 LED를 이용한 조명장치와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
제1 인쇄회로기판(514a)의 윗면에는 가장자리가 원형으로 돌출된 제1 렌즈고정부재(516a)가 설치된다. 그리고 제1 렌즈고정부재(516a)에는 투명 또는 반투명 재질의 제1 렌즈(518a)가 고정된다. 제1 렌즈고정부재(516a)에는 볼트와 같은 고정수단이 포함되어 있어서 제1 렌즈(518a)를 견고하게 고정하거나 위치를 변경할 수 있다.
제1 회전부재(510a)가 제1 몸체고정판(512a)을 중심으로 회전하면 제1 인쇄회로기판(514a)이 함께 회전하게 되고, 이에 따라 제1 렌즈(518a)의 각도가 변하면서 빛의 조사 각도가 달라지게 된다.
한편, 도 5와 6에는 상하 방향의 조절수단의 구조가 도시되어 있는데, 좌우 방향의 조절수단과 대동소이한 구조로 이루어져 있다.
상하 방향의 조절수단에서도 고정브라켓(504)에 제2 조절손잡이(506b)가 회전 가능하게 설치되며, 제2 조절손잡이(506b)의 하단에 제2 결합부재(508b)가 제2 조절손잡이(506b)의 회전에 따라 상하 방향으로 이동 가능하게 설치된다.
제2 결합부재(508b)의 양측 끝 부분에는 제2 회전부재(510b)가 회전 가능하게 연결되며, 제2 회전부재(510b)는 몸체(502)의 밑면에 고정되는 제2 몸체고정판(512b)에 회전 가능하게 연결된다.
제2 회전부재(510b)에는 제2 인쇄회로기판(514b)이 설치되고, 제2 렌즈고정부재(516b)에는 제2 렌즈(518b)가 설치되어 LED에서 발산되는 빛의 방향을 조절한다.
본 발명에서 제1과 제2로 구분된 명칭은 서로 동일한 기능을 하는 것으로 이해된다.
한편, 도 7과 8은 좌우 방향의 렌즈의 각도조절 방식을 나타낸 단면도이며, 도 9와 10은 상하 방향의 렌즈의 각도조절 방식을 나타낸 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 조절손잡이(506)를 회전시키면, 결합부재(508)가 상하 방향으로 이동한다. 이에 따라 링크암으로 연결된 회전부재(510)가 몸체고정판(512)을 중심으로 회전하게 되고, 인쇄회로기판(514)이 함께 회전하면서 빛의 발산 각도가 변경된다. 조절손잡이(506)의 회전 방향에 따라서 빛이 등기구(500)의 가운데로 모이거나, 바깥으로 퍼져나가도록 조절할 수 있다.
한편, 도 11은 렌즈를 회전시켜 빛의 진행 방향을 조절하는 방식을 나타낸 단면도이다.
본 발명에서 사용되는 렌즈(518)는 좌우 단면의 형상이 동일한 구면이 아니라 어느 일측이 두껍거나 얇은 비구면 형상으로 만들어진다. 렌즈(518)의 경우에 두께가 두꺼운 부분이 얇은 부분에 비해서 굴절률이 더 크기 때문에 두꺼운 부분이 형성된 방향으로 빛이 더 꺾여진다. 이에 따라 빛의 강도가 더 큰 부분이 생기게 된다.
본 발명에 사용되는 렌즈고정부재(516)는 풀거나 조일 수 있는 구조로 되어 있고, 렌즈고정부재(516)와 렌즈(518)의 평면 모양이 원형이기 때문에 렌즈(518)를 사용자가 원하는 위치로 회전시킬 수 있다.
도 11의 좌측과 같이, 렌즈(518) 단면의 두꺼운 부분이 좌측으로 향하도록 고정한 경우에는 LED에서 발산되 빛이 좌측으로 더 많이 조사된다. 그러나 사용자가 빛의 방향을 변화시키기 위해서 렌즈(518)를 180도 회전시키면 렌즈(518)의 두꺼운 부분이 우측으로 옮겨지게 된다. 그러면 렌즈(518)에서 방출되는 빛의 방향이 우측으로 몰리게 된다. 이와 같은 방법으로 사용자는 빛의 방향을 조절할 수 있다.
결론적으로, 조절수단에 포함된 조절손잡이(506)를 회전시켜 빛의 각도를 조절할 수 있고, 렌즈(518)의 위치를 변경함으로써 빛의 조사 방향도 변화시킬 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
500 : 등기구 502 : 몸체
504 : 고정브라켓 506 : 조절손잡이
508 : 결합부재 510 : 회전부재
512 : 몸체고정판 514 : 인쇄회로기판
516 : 렌즈고정부재 518 : 렌즈

Claims (2)

  1. LED에서 방출되는 빛의 각도와 방향을 조절하는 LED 등기구로서,
    몸체(502)의 중앙에 돌출되게 설치되는 고정브라켓(504)과;
    상기 고정브라켓(504)에 회전 가능하게 각각 설치되는 제1 조절손잡이(506a) 및 제2 조절손잡이(506b)와;
    상기 제1 조절손잡이(506a) 및 상기 제2 조절손잡이(506b)의 하단에 각각 나사결합되어 상기 제1 조절손잡이(506a) 및 상기 제2 조절손잡이(506b)의 회전에 따라 각각 상하로 이동하는 제1 결합부재(508a) 및 제2 결합부재(508b)와;
    상기 몸체(502)에 고정된 제1 몸체고정판(512a) 및 제2 몸체고정판(512b)에 회전 가능하게 각각 설치되며, 끝 부분이 상기 제1 결합부재(508a) 및 상기 제2 결합부재(508b)에 회전 가능하게 연결되며, 상기 제1 결합부재(508a) 및 상기 제2 결합부재(508b)의 상하 이동에 따라 일정한 각도 범위내에서 회전 운동을 하는 한 쌍의 제1 회전부재(510a) 및 제2 회전부재(510b)와;
    상기 제1 회전부재(510a) 및 상기 제2 회전부재(510b)에 각각 고정되어 빛을 발산하는 한 쌍의 제1 인쇄회로기판(514a) 및 제2 인쇄회로기판(514b)과;
    상기 제1 인쇄회로기판(514a) 및 상기 제2 인쇄회로기판(514b)의 윗면에 각각 고정되는 한 쌍의 제1 렌즈(518a) 및 제2 렌즈(518b);를 포함하는, 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈(518a) 및 상기 제2 렌즈(518b)의 단면의 두께가 일정하지 않은 비구면 형상으로 만들어지며, 상기 제1 렌즈(518a) 및 상기 제2 렌즈(518b)는 상기 제1 인쇄회로기판(514a) 및 상기 제2 인쇄회로기판(514b)의 윗면에서 각각 회전 가능하게 고정되는 것을 특징으로 하는, 빛의 각도와 방향의 조절이 가능한 LED 등기구.
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