KR101479972B1 - 직관형 led 램프 - Google Patents

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KR101479972B1 KR1020130165656A KR20130165656A KR101479972B1 KR 101479972 B1 KR101479972 B1 KR 101479972B1 KR 1020130165656 A KR1020130165656 A KR 1020130165656A KR 20130165656 A KR20130165656 A KR 20130165656A KR 101479972 B1 KR101479972 B1 KR 101479972B1
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Abstract

본 발명은 형광등 소켓 사이에 설치되어 빛을 조사하는 직관형 LED 램프에 있어서, 기판, 상기 기판 상에 직렬 연결된 복수의 LED 어레이들이 병렬로 연결되어 길이 방향으로 배열된 LED 모듈, 상기 LED 모듈의 상기 기판에 접촉하여 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방열하는 방열부, 상기 LED 모듈이 끼워진 방열부가 삽입되며 양단이 개구된 관 형상의 투광 커버, 상기 형광등 소켓의 단자 삽입홈에 삽입되는 단자핀을 포함하고, 상기 투광 커버의 상기 양단에 끼움 결합되어 상기 양단을 감싸는 단자캡, 및 상기 단자캡의 상기 단자핀 사이에 저항 크기를 조절하는 조절 헤드가 배치되고 상기 캡 내부로 상기 단자핀 일측과 상기 LED 모듈에 직렬 연결되는 가변 저항을 포함하고, 상기 단자캡은 내경이 상기 투광 커버의 외경보다 크고 일단은 개구되고 타단은 막힌 관 형상의 바디와, 상기 투광커버의 내경보다 작은 직경의 관 형상으로 상기 바디 내벽에 인접하여 형성되는 삽입부를 포함하는 직관형 LED 램프를 제공한다.

Description

직관형 LED 램프{TUBE TYPE LED LAMP}
본 발명은 형광등을 대체하는 직관형 LED 램프에 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, 복수의 LED를 기판에 배열하여 기존의 형광등과 같은 형태로 제조한 소위 직관형 LED 조명등이 출시 되고 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.
LED 램프의 경우, 백열등을 대체할 경우에는 E26 base 호환형등의 경우 그대로 교체가 가능하지만, 일반 조명의 주류를 이루고 있는 형광등을 대체할 경우에는 등기구를 바꾸거나 전용 안정기를 별도로 설치하여야 한다. 따라서, 등기구 내부의 배선을 바꾸어야 하는 등의 어려움이 있어 형광등형 LED 램프가 널리 보급되지 못하고 있는 실정이다.
종래 형광등 타입의 LED 조명 램프는 다수의 LED가 실장된 회로 모듈이 종래 형광등과 동일한 형태의 하우징에 내장된 구조로 이루어지며, 회로 모듈에 전원을 공급하는 전원 단자를 전원이 공급되는 등기구에 연결하여 빛이 조사되도록 이루어진다. 또한, 상기 LED 조명 램프는 기존의 등기구 및 이에 연결되는 전원 장치를 새로 설계 및 사용해야 하는 불편함을 배재하기 위하여, 하우징과 전원 단자를 형광등과 동일한 형태로 형성하여 종래 형광등용 등기구를 활용 가능한 형태로 개발되고 있다.
한국 등록특허 제10-0923982호 (공개일 2009.10.21) 한국 공개특허 제10-2010-0049981호 (공개일:2010.05.13) 한국 공개실용신안 제20-2010-0011123호 (공개일:2010.11.16)
본 발명의 목적은 형광등 조명장치에 직접 설치할 수 있는 직관형 LED 램프의 밝기를 LED 램프 외부에서 수동으로 조정할 수 있는 직관형 LED 램프를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 형광등 소켓 사이에 설치되어 빛을 조사하는 직관형 LED 램프에 있어서, 기판, 상기 기판 상에 직렬 연결된 복수의 LED 어레이들이 병렬로 연결되어 길이 방향으로 배열된 LED 모듈; 상기 LED 모듈의 상기 기판에 접촉하여 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방열하는 방열부; 상기 LED 모듈이 끼워진 방열부가 삽입되며 양단이 개구된 관 형상의 투광 커버; 상기 형광등 소켓의 단자 삽입홈에 삽입되는 단자핀을 포함하고, 상기 투광 커버의 상기 양단에 끼움 결합되어 상기 양단을 감싸는 단자캡; 및 상기 단자캡의 상기 단자핀 사이에 저항 크기를 조절하는 조절 헤드가 배치되고 상기 캡 내부로 상기 단자핀 일측과 상기 LED 모듈에 직렬 연결되는 가변 저항을 포함하고, 상기 단자캡은 내경이 상기 투광 커버의 외경보다 크고 일단은 개구되고 타단은 막힌 관 형상의 바디와, 상기 투광커버의 내경보다 작은 직경의 관 형상으로 상기 바디 내벽에 인접하여 형성되는 삽입부를 포함하는 직관형 LED 램프를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 형광등 소켓 사이에 설치되어 빛을 조사하는 직관형 LED 램프에 있어서, 기판, 상기 기판 상에 길이 방향으로 배치되는 복수의 LED 소자, 및 상기 LED 소자에 전원을 인가하는 입출력 배선을 포함하는 LED 모듈; 상기 LED 모듈의 상기 기판에 접촉하여 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방열하는 방열부; 상기 LED 모듈이 끼워진 방열부가 삽입되며 양단이 개구된 관 형상의 투광 커버; 상기 형광등 소켓의 단자 삽입홈에 삽입되는 단자핀을 포함하고, 상기 투광 커버의 상기 양단에 끼움 결합되어 상기 양단을 감싸는 단자캡; 및 상기 단자캡의 상기 단자핀 사이에 조작 버튼이 배치되고 상기 캡 내부로 상기 단자핀 일측과 상기 LED 모듈에 직렬로 저항을 연결/단락시키는 스위치를 포함하고, 상기 단자캡은 내경이 상기 투광 커버의 외경보다 크고 일단은 개구되고 타단은 막힌 관 형상의 바디와, 상기 투광커버의 내경보다 작은 직경의 관 형상으로 상기 몸체 내벽에 인접하여 형성되는 삽입부를 포함하는 직관형 LED 램프를 제공한다.
본 발명에 의한 직관형 LED 램프에 의하면 간단한 구조로 사용자가 수동으로 직관형 LED 램프의 조도를 조절할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 램프의 분해 사시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 램프의 단자캡을 나타낸 도면, 그리고
도 3 및 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 직관형 LED 램프의 회로도이다.
이하, 본 발명에 의한 LED 조명등의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조로 상세하게 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 직관형 LED 램프의 조립 상태를 나타내기 위한 분해 사시도이고, 도 2 는 직관형 LED 램프에 포함되는 단자캡을 나타내는 정면도이고, 도 3 및 4는 직관형 LED 램프의 회로도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 직관형 LED 램프는 파이프 형상의 직관형 투광커버(110), 투광커버(110) 내부에 삽입되는 방열부(120), 방열부(120)에 결합하여 함께 투광커버(110) 내부에 삽입되는 LED 모듈(130), 투광커버(110) 양 단에 각각 결합하는 단자캡(140), 단자캡(140)에 설치되고 상기 LED 모듈(130)에 직렬로 연결되는 가변저항(170) 또는 상기 LED 모듈에 저항(172)을 연결/단락시키는 스위치(171)를 포함한다.
투광 커버(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 일반 형광등과 유사한 형상의 파이프 형상으로 내부에 방열부(120)가 끼워진다. 투광 커버(110)는 내부 LED로부터의 광을 외부로 확산시킨다. 이러한 투광커버(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.
방열부(120)는 도 1에 도시되는 바와 같이 기판(131) 이면에 접촉하여 LED(132)에서 방출되는 열을 흡수 발산하는 방열판(121), 기판(131)이 삽입되어 고정될 수 있도록 방열판(121)의 일면 길이방향 양 단에서 "┏" 형상과 " ┓" 형상으로 길이 방향으로 형성되는 기판결합턱(122), 방열판(121) 이면에서 복수 개가 소정 간격으로 이격하여 돌출 형성하여 열을 발산시키는 방열핀(123), 단자캡(140)을 안전하게 체결하도록 단자캡(140)을 관통하여 나사(160)가 삽입 결합되는 나사결합공(124)을 포함한다. 방열부(120)는 방열효과가 우수한 재질을 압출 성형하여 형성된다. 방열부(120)는 바람직하게 열전도율이 우수한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 같은 금속을 재질로 할 수 있다. 열전도성 고분자 복합재료를 사용할 수도 있다. 방열부(120)는 그 길이가 투광커버(110)의 길이보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.
단자캡(140)은 투광커버(110)의 양단에 결합하여 투광 커버(110) 내부의 LED 모듈(130) 등을 보호하는 것으로, 파이프 형상의 바디(141)와 형광등 소켓의 단자 삽입홈에 삽입되는 단자핀(142), 투광커버(110)의 내경보다 작은 직경의 관 형상으로 바디(141)의 내벽에 인접하여 형성되는 삽입부(143)를 구비한다. 삽입부(143)와 바디(141) 내벽 사이의 간격은 투광커버(110) 재질의 두께에 상응하게 결정되어 단자캡(140)이 투광커버(110) 양단에 결합할 때, 삽입부(143)와 바디(141) 내벽 사이의 공간에 투광커버(110)의 단부가 끼워진다. 투광커버(110) 내부의 방열부(120)는 삽입부(143)가 투광커버(110)의 양단에서 삽입될 수 있도록 삽입부(143)의 길이의 두배 만큼 짧은 것이 바람직하다.
삽입부(143)와 바디(141) 내벽 사이의 공간에 고무패킹(도면 중 미도시)을 삽입한 후 투광커버(110)를 결합하면 습기가 투광커버(110) 내측으로 침투하여 LED 모듈(130) 등 전장 부품을 손상하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단자캡(140)에는 방열부(120)가 삽입된 투광커버(110)와 결합시 방열부(120)의 나사 결합공(124)과 상응하는 위치에 나사공이 형성되어 조립시 나사를 이용하여 단자캡(140)과 방열부(120)가 단단히 결합할 수 있게 된다.
LED 모듈(130)은 기판(131), 상기 기판(131) 상에 결합되는 하나 이상의 LED 소자(132)를 포함한다. 도 3 및 4에 도시되는 바와 같이, 하나 이상의 LED 소자(132)는 복수의 LED 소자(132)가 직렬로 연결된 복수의 LED 어레이(132a)는 병렬 연결한다. 병렬 연결된 복수의 LED어레이(132a) 배열의 양단과 전원인가 접속단자(180)를 연결한다. 전원인가 접속단자(180)는 단자캡(140)의 단자핀(142)에 접속되어 전원을 인가받는다. 도시하지 않았지만, 과전압차단 회로와 정류 회로를 더 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명에는 복수의 LED 어레이(132a) 배열과 +전원 사이에 직렬로 가변저항(170)을 연결하여 LED 램프의 밝기를 조절할 수 있다. 즉, 가변저항(170)을 복수의 LED 어레이(132a) 배열에 직렬연결하고, 가변 저항(170)의 크기를 증가시키면, LED 어레이(132a) 배열에 인가되는 전압의 양이 감소되어 램프의 밝기를 감소시킬 수 있고, 가변 저항(170)의 크기를 감소시키면 반대로 램프의 밝기가 증가된다. 즉, 도 2에 도시되는 바와 같은, 단자캡(140)에 설치되는 가변저항 헤드(170')를 회전시키는 간단한 조작으로 직관형 LED 램프의 조도를 디밍하는 것이 가능하게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 어레이(132a) 배열에 직렬로 저항을 연결/단락시키는 스위치(171)와 저항(172)을 포함시키면, 간단한 구조로 2단계 조도를 가지는 LED 램프를 제공할 수 있게 된다. 도 1의 푸시 버튼이 스위치로 적용된 실시예를 도시한 것으로, 푸시 버튼을 눌러 스위치를 온 상태에서 홀드시키면 복수의 LED 어레이(132a) 배열에 인가되는 전압의 양이 감소되어 낮은 조도가 설정되고, 푸시 버튼을 스위치 오프 상태에서 홀드시키면 복수의 LED 어레이(132a) 배열에 입력되는 전압 전체가 인가되어 높은 조도의 램프로 설정된다. 간단한 구조와 조작으로 2단계 조도를 가진 램프를 제공할 수 있다. 스위치(171)는 상기 조작 버튼을 푸시형 또는 슬라이드형 등에서 선택할 수 있다.
전술한 바와 같이 구성된 직관형 LED 램프의 조립은 다음과 같다. 먼저, LED 모듈(130)을 방열부(120)의 기판 걸림턱(122) 사이에 삽입하고 LED 모듈(130)이 삽입된 방열부(120)를 투광 커버(110)에 삽입한다. 그리고 LED 모듈(130)에 결합하는 전원인가 접속단자(180)와 단자핀(142)을 접속하고, 투광 커버(110)의 양단에 단자캡(140)을 끼운다. 단자캡(140)과 투광 커버(110)의 결합은 위에서 설명된 바와 같다. 방열부(120)의 나사결합공(124)과 단자캡(140)의 나사공을 맞춰서 끼우고 나사홈과 나사결합공(124)을 관통하여 나사(160)를 결합한다. 이에 의해 단자캡(140)과 방열부(120)와 투광커버(110)가 모두 단단히 결합할 수 있게 된다.
이와 같이 조립된 LED 램프는 사용 시 램프를 사용하는 공간에 따라 적절한 밝기로 조정하여 사용할 수 있다. 즉, 침실, 공부방, 주방, 계단, 화장실 등 사용하는 공간에 따라 필요한 밝기가 있으므로 높은 조도를 요할 경우 디밍 기능을 갖춘 직관형 LED 램프일 경우 가변 저항 헤드(170')를 회전시켜 필요한 조도로 조절한 후 형광등 조명 기구에 설치하여 사용할 수 있고, 2단계 조도 조정 가능 직관형 LED 램프일 경우 단자캡(140)에 설치된 스위치(171)를 조정하여 조도를 설정하고 형광등 조명 기구에 설치하여 사용할 수 있다.
110 : 투광 커버 120 : 방열부
130 : LED 모듈 140 : 단자캡
141 : 바디 142 : 단자핀
143 : 삽입부 170 : 가변저항
171 : 스위치 172 : 저항

Claims (7)

  1. 형광등 소켓 사이에 설치되어 빛을 조사하는 직관형 LED 램프에 있어서,
    기판, 상기 기판 상에 직렬 연결된 복수의 LED 어레이들이 병렬로 연결되어 길이 방향으로 배열된 LED 모듈;
    상기 LED 모듈의 상기 기판에 접촉하여 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방열하는 방열부;
    상기 LED 모듈이 끼워진 방열부가 삽입되며 양단이 개구된 관 형상의 투광 커버;
    상기 형광등 소켓의 단자 삽입홈에 삽입되는 단자핀을 포함하고, 상기 투광 커버의 상기 양단에 끼움 결합되어 상기 양단을 감싸는 단자캡;
    상기 단자캡의 내측에 배치되고 상기 단자핀 일측과 상기 LED 모듈에 직렬 연결되는 가변 저항; 및
    상기 단자캡의 상기 단자핀 사이에 배치되어 상기 가변 저항의 크기를 조절하는 조절 헤드를 포함하고,
    상기 단자캡은 내경이 상기 투광 커버의 외경보다 크고 일단은 개구되고 타단은 막힌 관 형상의 바디와, 상기 투광커버의 내경보다 작은 직경의 관 형상으로 상기 바디 내벽을 따라 형성되는 삽입부를 포함하고, 상기 투광커버의 상기 양단은 상기 바디 내벽과 상기 삽입부 사이에 삽입되는 직관형 LED 램프.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단자캡은 상기 바디 내벽과 상기 삽입부 사이에 고무링을 개재하고 상기 투광커버와 결합하는 직관형 LED 램프
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 투광커버는 투명 또는 반투명의 폴리카보네이트인 직관형 LED 램프.
  5. 삭제
  6. 형광등 소켓 사이에 설치되어 빛을 조사하는 직관형 LED 램프에 있어서,
    기판, 상기 기판 상에 길이 방향으로 배치되는 복수의 LED 소자, 및 상기 LED 소자에 전원을 인가하는 입출력 배선을 포함하는 LED 모듈;
    상기 LED 모듈의 상기 기판에 접촉하여 상기 LED 모듈에서 발생하는 열을 방열하는 방열부;
    상기 LED 모듈이 끼워진 방열부가 삽입되며 양단이 개구된 관 형상의 투광 커버;
    상기 형광등 소켓의 단자 삽입홈에 삽입되는 단자핀을 포함하고, 상기 투광 커버의 상기 양단에 끼움 결합되어 상기 양단을 감싸는 단자캡; 및
    상기 단자캡의 상기 단자핀 사이에 조작 버튼이 배치되고 상기 캡 내부로 상기 단자핀 일측과 상기 LED 모듈에 직렬로 저항을 연결/단락시키는 스위치를 포함하고,
    상기 단자캡은 내경이 상기 투광 커버의 외경보다 크고 일단은 개구되고 타단은 막힌 관 형상의 바디와, 상기 투광커버의 내경보다 작은 직경의 관 형상으로 상기 바디 내벽에 인접하여 형성되는 삽입부를 포함하고, 상기 투광커버의 상기 양단은 상기 바디 내벽과 상기 삽입부 사이에 삽입되는 직관형 LED 램프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 스위치의 상기 조작 버튼은 푸시형 또는 슬라이드형 중 선택된 어느 하나인 직관형 LED 램프.
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