KR101469510B1 - 기능성 소재를 채용한 led 등기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 등기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공간과 사물을 조명하는데 설치사용하는 LED 등기구를 구성함에 있어, 설치환경 및 조립특성 그리고 발광특성에 따라 구성부재들 간 그 소재를 달리하여 등기구의 성능과 수명이 크게 향상될 수 있도록 하는 기능성 소재를 채용한 LED 등기구에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 벽면이나 천장에 고정설치되되, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)를 소재로 한 월브래킷; 상기 월브래킷의 일 측에 조립결합된 상태로 발광모듈로의 전원인가를 위한 SMPS가 양측에 대응 결합되되, 알루미늄(Aluminium)을 소재로 한 링크스트립; 및, 상기 월브래킷과 대응하는 상기 링크스트립의 일 측에 구비결합되어 상기 발광모듈로부터 발산되는 빛의 투광 및 배광분포 확산을 위하되, 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 소재로 한 투광커버;로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

기능성 소재를 채용한 LED 등기구{LED LUMINAIRES OF ADOPTING FUNCTIONAL MATERIALS}

본 발명은 LED 등기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공간과 사물을 조명하는데 설치사용하는 LED 등기구를 구성함에 있어, 설치환경 및 조립특성 그리고 발광특성에 따라 구성부재들 간 그 소재를 달리하여 등기구의 성능과 수명이 크게 향상될 수 있도록 하는 기능성 소재를 채용한 LED 등기구에 관한 것이다.

지구온난화(地球溫暖化, Global warming) 대책의 일환 및 경기침체에 따른 에너지절약이 초미의 관심사가 되면서부터, LED(Light Emitting Diode, 발광다이오드) 산업분야에 대한 관심 역시 전 세계적으로 급증하고 있다.

한국광기술원(韓國光技術院, Korea Photonics Technology Institute; KOPTI)에 따르면, 우리나라는 2015년까지 국내 조명의 약 30%를 LED 조명으로 교체하여 매년 약 160억kWh의 소비전력 절감과 함께 약 680만 톤의 이산화탄소(Co2) 저감을 기대하고 있다고 한다.

더욱이, 고휘도(高輝度, High-brightness) LED 분야에서 기술적으로 가장 앞선 미국은, 2020년까지 200 lm/W급 소자를 개발하여 조명시장의 50%를 LED로 대체하겠다는 야심 찬 계획을 내놓는 등 LED 조명시장의 전망수치는 조명산업의 르네상스시대를 예고하고 있다.

이는, 전기에너지를 광에너지로 직접 변환하는 LED의 특성상 광 변환 효율이 높아 소비전력이 낮고, 작은 광원으로 소형화가 가능하며, 수은이나 방전용 가스를 사용하지 않으므로, 나트륨램프, 수은램프 등 기존의 각종 등기구(Luminaires)를 대신하여 친환경 고효율의 차세대 조명기기로 크게 주목받고 있다.

또한, 기존 전구에 비해 수명이 긴 장점이 있어, 사무실·상가·가정 등 실내조명의 용도는 물론 유통매장·주차장·공장 등 다양한 환경에서 활용되고 있으며, 특히 고천장등·위험물질 인접지역·잦은 출입이 어려운 지역 등과 같이 설치 및 유지보수의 측면에서 접근이 까다로운 지역에서 설치 사용하는데 매우 유리하다.

그러나, 지금까지의 LED 등기구는, 복수의 LED가 장착되어 있는 인쇄회로기판, 그 인쇄회로기판으로부터 발생된 빛(光)을 확산시키기 위한 확산커버와 반사판 등과 같은 각종 부자재들을 포함하나, 이들 각 구성부재들의 소재를 단순히 금속 또는 합성수지로 단순화한 관계로, 작업자에 의한 설치작업 도중 등기구의 형태변형은 물론 지속적 사용시의 발열에 의한 투광커버 등의 형태변형으로 수명이 매우 짧아질 수밖에 없는 문제점이 있어 왔다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 각 구성부재들을 구비함에 있어 각자의 기능을 감안한 최적의 소재를 채택하여, 제조공정의 효율성 증대와 더불어 등기구의 내구성 향상에 따른 영구적인 사용수명을 가질 수 있도록 하는 기능성 소재를 채용한 LED 등기구를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 벽면이나 천장에 고정설치되되, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)를 소재로 한 월브래킷; 상기 월브래킷의 일 측에 조립결합된 상태로 발광모듈로의 전원인가를 위한 SMPS가 양측에 대응 결합되되, 알루미늄(Aluminium)을 소재로 한 링크스트립; 및, 상기 월브래킷과 대응하는 상기 링크스트립의 일 측에 구비결합되어 상기 발광모듈로부터 발산되는 빛의 투광 및 배광분포 확산을 위하되, 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 소재로 한 투광커버;로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 월브래킷은, 설치 벽면 또는 천장에 밀착 가능한 중앙단부가 형성되고, 상기 중앙단부 양측으로부터 각각 절곡되어, 상기 링크스트립의 양단을 고정조립할 수 있는 복수의 텐션편부가 연장형성되며, 상기 중앙단부의 내측면에는, 윔 변형 강도의 향상을 위한 보강판을 덧대어 구비함을 특징으로 한다.

더하여, 상기 링크스트립은, 상기 발광모듈이 전단부에 압착고정되는 메인패널부와, 상기 메인패널부의 양 선단부에 근접 배치되어, 상기 월브래킷과 상기 투광커버의 연계조립이 가능토록 된 복수의 체결편부와, 상기 메인패널부와 상기 체결편부를 각각 연잇는 복수의 날개편부가 절곡형성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 투광커버는, 발산 빛의 광범위 확산 및 방사형 조사를 위한 투명 또는 반투명한 확산부와, 상기 배광공간에서 비산되는 빛의 전방위 추가 발산을 위한 반사부가 형성되되, 상기 확산부와 상기 반사부는 이중사출(Double-Shot Injection Molding) 공법에 의해 일체로 성형제조됨을 특징으로 한다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 기능성 소재를 채용한 LED 등기구는, 구성부재 각자의 기능성에 따라 그에 맞는 소재를 채택하여 성형제조함으로써, 냉각효과 상승에 따른 내구성 향상 및 반영구적 사용수명의 발휘를 통한 제품성능의 차별화로 제품의 경쟁력을 확보에 크게 이바지할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 LED 등기구의 외부구조를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 LED 등기구의 구성관계를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 LED 등기구에 있어서, 투광커버의 구조를 나타낸 요부단면도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 중 도 1은 본 발명에 따른 LED 등기구의 외부구조를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 LED 등기구의 구성관계를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 LED 등기구에 있어서 투광커버의 구조를 나타낸 요부단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 기능성 소재를 채용한 LED 등기구(A)는, 벽면이나 천장에 고정설치되는 월브래킷(1)과, 상기 월브래킷(1)의 일 측에 조립결합되되 발광모듈(m)로의 전원인가를 위한 SMPS(Switch Mode Power Supply, s)가 양측에 대응 결합되는 링크스트립(2)과, 상기 월브래킷(1)과 대응하는 상기 링크스트립(2)의 일 측에 구비결합되어 상기 발광모듈로부터 발산되는 발광 빛의 투광 및 배광분포 확산을 위한 투광커버(3)를 포함하여 구성된다.

월브래킷(1)은, 일 측으로 개구된 "ㄷ"자형 구조를 이룸에 따라, 벽면이나 천장에 밀착될 수 있는 중앙단부(11)가 형성되고, 상기 중앙단부(11) 양측으로부터 각각 절곡되어 상기 링크스트립(2)의 양단을 고정조립할 수 있는 복수의 텐션편부(12)가 연장형성되되, 아크릴로니트릴(Acrylonitrile)·부타디엔(Butadiene)·스타이렌(Styrene)을 중합하여 얻어지는 공중합체(共重合體)인 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)를 소재로 함으로써, 전기적 성질 및 내약품성이 우수하면서도 외력에 대응한 탄성의 발휘로 상기 링크스트립(2)과의 분해조립이 용이토록 한다.

그리고, 벽면 또는 처장 등에 설치 이후의 하중이나 외력의 영향으로 상기 중앙단부(11)의 휨 변형(bending deflection) 강도 향상을 위해, 상기한 중앙단부(11) 내 측면에 덧댈 수 있는 보강판(13)을 추가로 더 구비함이 바람직하다.

링크스트립(2)은, 상기 발광모듈(m)이 전단부에 압착고정되는 메인패널부(21)와, 상기 메인패널부(21)의 양 선단부에 근접 배치되어 월브래킷(1)과 투광커버(3)의 연계조립이 가능토록 된 복수의 체결편부(22)와, 상기 메인패널부(21)와 체결편부(22)를 각각 연잇는 복수의 날개편부(23)가 "ㄴ"자형으로 절곡형성되되, LED에서 발생되는 열을 전도도가 높은 알루미늄(Aluminium)을 소재로 하여, 전도(Conduction)된 열을 흡수하여 대류현상(Convection)에 의해 외부로 방출하는 동시에 과열로 인한 LED 손상 및 수명단축을 억제토록 한다.

투광커버(3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 발산 빛의 광범위 확산 및 방사형 조사를 위한 확산부(31)와, 비산되는 빛의 전방위 발산을 통해 광 효율의 극대화가 가능토록 한 반사부(32)가 형성되되, 강인성으로 충격강도 및 내열성이 크고 저온특성도 135℃에서 -100℃로 좋으며 빛에도 안정되어 있고 가공시의 산화가 적음은 물론 투명하고 치수안정성 및 내후성이 좋은 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 소재로 한다.

그리고, 상기 확산부(31)와 반사부(32)는, 2종의 다른 수지 또는 다른 두 가지 색상의 수지를 2개의 사출장치와 가동판에 회전기구를 설치한 구조의 사출기 또는 코어나 슬라이드구조를 이용하여 1차 성형품과 2차 캐비티(CAVTY, 중공부)와의 공간에 2차 수지를 충진해서 한 번에 성형하는 이중사출(Double-Shot Injection Molding) 공정에 의해 성형제조한다.

이때, 상기 확산부(31)는 투명 또는 반투명한 소재로 하여 빛 발산이 용이토록 하는 한편 상기한 반사부(32)는 굴절된 빛의 반사가 용이토록 화이트 색상의 소재로 이루어, 상기 발광모듈(m)의 LED로부터 형성된 발광 빛이 상기 확산부(31)를 통해 발산되는 동시에 그 내면에서 굴절된 빛을 다시 반사시켜 전방위로 추가 발산되도록 함으로써 광량의 저하가 없도록 하는 동시에 조사범위가 크게 확장되는 광 효율 극대화가 가능한 것이다.

미설명부호, (b)는 건축물의 투광형 외벽을 이루도록 된 커튼월의 지지 및 지탱을 위한 베이스(Base)가 되는 기저부이고, (c)는 상기 투광커버의 양측 개구부 밀폐를 위한 마감캡이다.

상기와 같은 구성으로 되는 본 발명에 따른 기능성 소재를 채용한 LED 등기구(A)의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 LED 등기구(A)는, 건축물의 벽면에 직접 설치하거나 상기한 커튼월의 기저부(b) 일 측에 설치하는바, 상기 월브래킷(1)을 별도의 스크류볼트 등을 이용하여 우선 고정설치한다.

이후, 상기 링크스트립(2)의 메인패널부(21) 전단부에 발광모듈(m)을 밀착조립하고, 상기 메인패널부(21)의 후단부에 상기한 SMPS(s)의 일면을 부착시킨 다음 상기 발광모듈(m)과 전기적으로 연결시켜줌으로써, 전원인가가 가능하도록 하여 빛이 발광하도록 한다.

계속해서, 상기 링크스트립(2)의 전단부 측으로 상기 투광커버(3)를 조립결합하고 난 후, 상기 투광커버(3)의 양측 개구부마다 상기한 마감캡(c)을 조립결합하는 밀폐시키는 것으로 마감하게 된다.

그런 다음, 상기 링크스트립(2)의 그 일 측에 월브래킷(1)을 결착시키는 것을 통해, 단일체로 된 LED 등기구(A)를 구성할 수 있는 것이며, 이와 동시에 상기 월브래킷(1)이 벽면 또는 커튼월의 기저부(b) 혹은 천정 레이스웨이에 고정결합 상태를 유지하는 설치공정까지 모두 마무리된다.

이 상태에서, 상기 SMPS(s)로 전원이 인가되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 SMPS(s)는 상기 발광모듈(m)의 LED가 동작(발광)할 수 있는 전력으로 변환 공급함에 따라 상기 발광모듈(m)로부터 빛이 발광케 되는 것이며, 이렇게 발광한 빛은 상기 투광커버(3)을 통해 전방위 외부로 발산됨으로써 공간과 사물을 밝게 비출 수 있게 된다.

이때, ABS 소재로 된 상기 월브래킷(1)은, 전기적 성질 및 내약품성이 우수하면서도 외력에 대응한 탄성의 발휘로 상기 링크스트립(2)과의 분해조립이 용이한 것이다.

그리고, 알루미늄을 그 소재로 한 상기 링크스트립(2)은, 상기한 발광모듈(m) 발광시 전도(Conduction)된 열을 흡수하여 대류현상(Convection)에 의해 외부로 방출하는 동시에 과열로 인한 LED 손상 및 수명단축을 억제토록 함이 가능한 것이다.

또한, 폴리카보네이트를 그 소재로 한 상기 투광커버(3)는, 강인성으로 충격강도 및 내열성이 크고 저온특성도 135℃에서 -100℃로 좋으며 빛에도 안정되어 있고 가공시의 산화가 적음은 물론 투명하고 치수안정성 및 내후성이 좋음에 따라 LED 발광시의 발열에도 형태변형이 방지될 수 있는 것이다.

더불어, 이중사출(Double-Shot Injection Molding) 공정으로 상기 확산부(31) 및 반사부(32)의 소재를 달리함을 통해, 빛 발광시 상기 확산부(31) 내면에 반사되어 비산된 빛은 다시 상기 반사부(32)의 내면에 반사되어 전방위로 굴절된 후 확산부(31)를 통해 추가 발산되는 것에 따라, 공간과 사물을 비추는 광 효율의 극대화가 가능케 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명을 바람직한 실시 예를 이용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

A : LED 등기구, 1 : 월브래킷, 2 : 링크스트립
3 : 투광커버, 11 : 중앙단부, 12 : 텐션편부
13 : 보강판, 21 : 메인패널부, 22 : 체결편부
23 : 날개편부, 31 : 확산부, 32 : 반사부

Claims (4)

1. 벽면이나 천장에 고정설치되되, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)를 소재로 한 월브래킷;
   상기 월브래킷의 일 측에 조립결합된 상태로 발광모듈로의 전원인가를 위한 SMPS가 양측에 대응 결합되되, 알루미늄(Aluminium)을 소재로 한 링크스트립; 및,
   상기 월브래킷과 대응하는 상기 링크스트립의 일 측에 구비결합되어 상기 발광모듈로부터 발산되는 빛의 투광 및 배광분포 확산을 위하되, 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 소재로 한 투광커버;로 구성되고,
   상기 링크스트립은, 상기 발광모듈이 전단부에 압착고정되는 메인패널부와, 상기 메인패널부의 양 선단부에 근접 배치되어, 상기 월브래킷과 상기 투광커버의 연계조립이 가능토록 된 복수의 체결편부와, 상기 메인패널부와 상기 체결편부를 각각 연잇는 복수의 날개편부가 절곡형성되고,
   상기 SMPS는 상기 메인패널부와 이격되도록 상기 복수의 날개편부 상에 배치됨을 특징으로 하는 기능성 소재를 채용한 LED 등기구.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 월브래킷은, 설치 벽면 또는 천장에 밀착 가능한 중앙단부가 형성되고,
   상기 중앙단부 양측으로부터 각각 절곡되어, 상기 링크스트립의 양단을 고정조립할 수 있는 복수의 텐션편부가 연장형성되며,
   상기 중앙단부의 내측면에는, 윔 변형 강도의 향상을 위한 보강판을 덧대어 구비함을 특징으로 하는 기능성 소재를 채용한 LED 등기구.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 투광커버는, 발산 빛의 광범위 확산 및 방사형 조사를 위한 투명 또는 반투명한 확산부와, 배광공간에서 비산되는 빛의 전방위 추가 발산을 위한 반사부가 형성되되,
   상기 확산부와 상기 반사부는 이중사출(Double-Shot Injection Molding) 공법에 의해 일체로 성형제조됨을 특징으로 하는 기능성 소재를 채용한 LED 등기구.

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