KR101497079B1

KR101497079B1 - 손전등

Info

Publication number: KR101497079B1
Application number: KR1020130086181A
Authority: KR
Inventors: 김인석; 이영원
Original assignee: 주식회사 영원엘이디
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-03-02
Also published as: KR20150011198A

Abstract

본 발명은 손전등에 관한 것으로서, 특히 전방은 물론 측방을 향해 광원인 LED가 설치되더라도 LED로부터 발생되는 열을 외부로 신속하고 효율적으로 배출되도록 열전달효율을 향상시키기 위하여, 내부에 전원부를 포함하는 몸체를 포함하되, 상기 몸체의 일단에는 공기유통로가 형성된 방열기둥이 형성되고, 상기 방열기둥에는 LED가 실장된 PCB기판이 설치되어, 상기 LED로부터 발생된 열이 상기 공기유통로를 통해 외부로 빠져나가며, 상기 PCB기판(300)은 상기 방열기둥(200)의 상단에 설치되는 전방PCB기판(310)과, 상기 방열기둥(200)의 외측에 설치되는 측면PCB기판(320)을 포함하는 것을 특징으로 하는 손전등에 관한 것이다.

Description

손전등{Flashlight}

본 발명은 손전등에 관한 것으로서, 특히 LED를 광원으로 하며, 상기 LED로부터 발생되는 열이 외부로 신속하고 효과적으로 배출되도록 열전달효율을 향상시킨 손전등에 관한 것이다.

일반적으로 야간에 활동을 하거나 정전 등으로 인해 실내가 어두워진 경우 시야를 확보하기 위하여 손전등을 사용하고 있다. 이러한 손전등에서 빛을 밝히기 위한 광원으로 종래에는 백열전구가 사용되었다. 그러나, 백열전구는 전기에너지의 95%를 열로 발산시켜 에너지효율이 낮으며 전력소비가 많다는 단점이 있었다.

따라서, 최근에는 백열전구 대신 LED(Lignt Emitting Diode, 발광다이오드)를 이용한 손전등이 생산, 판매되고 있다. LED는 반도체의 일종으로 전압을 가하면 전기에너지가 빛에너지로 변화하여 발광을 하며, LED를 이용한 손전등은 전기 소모량이 적어 효율이 좋을 뿐만 아니라 수명이 길고 다양한 색상을 편리하게 구현할 수 있는 등 여러 이점이 있다.

하지만, LED를 이용하는 경우 상당한 열을 발생되는바, 발생된 열을 신속하고 효율적으로 방열하여야 하며, 이러한 방열성능은 LED의 수명과 직접적으로 연관이 있어 매우 중요하다. 이에 따라, 방열부가 형성된 손전등이 대한민국 등록실용신안공보 제20-0420291호(이하, '인용발명'이라 한다.)에서 제안되어 있다.

상기 인용발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 내부에 건전지가 수용되는 몸체(110)와, 상기 몸체(110)의 일단부에 결합되고, 내부에 발광체(150)가 배치되는 헤드(130), 및 상기 몸체(100) 또는 헤드(130) 중 어느 하나의 표면에 일부가 노출되게 배치되어 상기 발광체(150)로부터 발생된 열을 외부로 방출하는 방열부재(160)를 구비하고 있다.

따라서, 상기 인용발명은 도 2에 도시된 바와 같이 LED로 이루어진 상기 발광체(150)와 접하도록 방열부재(160)가 형성되고 외부로 일부가 노출되도록 함으로써 발광체(150)로부터 발생된 열을 외부로 방출시킬 수 있다.

그러나, 상기 인용발명은 발광체(150)가 전방을 향하여 하나만 형성되어 있어 직진성이 강한 LED를 이용하는 경우 손전등을 비추는 전방을 향해서만 빛이 발생되는 구조를 가지고 있는바, 광범위한 범위에 빛을 조사할 수 없을 뿐만 아니라, 상기 인용발명에 다방향으로 빛을 조사하고자 여러 방향으로 다수의 발광체를 설치하더라도 이에 적합한 방열구조를 형성할 수 없는바 발광체의 수명이 단축된다는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전방은 물론 측방을 향해 광원인 LED가 설치되더라도 LED로부터 발생되는 열을 외부로 신속하고 효율적으로 배출되도록 열전달효율을 향상시킨 손전등을 제공함에 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 손전등은 내부에 전원부를 포함하는 몸체를 포함하되, 상기 몸체의 일단에는 공기유통로가 형성된 방열기둥이 형성되고, 상기 방열기둥에는 LED가 실장된 PCB기판이 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 손전등은 몸체의 일단에 방열기둥을 형성하고, 상기 방열기둥에 LED가 실장된 PCB기판을 형성함으로써 전방은 물론 측방을 향해 PCB기판을 설치할 수 있는바, 광범위한 범위를 조사할 수 있다.

특히, 방열기둥에 공기유통로를 형성함으로써 위와 같이 광범위한 범위를 조사하기 위하여 상기 PCB기판이 설치되더라도 LED로부터 발생된 열은 방열기둥으로 전도되고 공기유통로를 통해 외부로 발산되므로 LED의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 손전등의 구조를 보여주는 사시도,
도 2는 종래의 손전등의 구조를 보여주는 분해사시도,
도 3은 본 발명에 의한 손전등의 구조를 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명에 의한 손전등의 커버가 분해된 구조를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 손전등에 적용되는 방열기둥에 전방PCB기판이 결합되는 구조를 보여주는 예시도,
도 6은 본 발명에 의한 손전등에 적용되는 방열기둥에 측면PCB기판이 결합되는 구조를 보여주는 예시도,
도 7은 본 발명에 의한 손전등에 적용되는 방열기둥에 히트파이프가 결합되는 구조를 보여주는 예시도,
도 8은 본 발명에 의한 손전등에 적용되는 히트파이프의 구조를 보여주는 단면도,
도 9는 본 발명에 의한 손전등에 적용되는 커버의 구조를 보여주는 예시도,
도 10은 본 발명에 의한 손전등이 설치된 상태를 보여주는 예시도.

본 발명에서는 전방은 물론 측방을 향해 광원인 LED가 설치되더라도 LED로부터 발생되는 열을 외부로 신속하고 효율적으로 배출되도록 열전달효율을 향상시키기 위하여, 내부에 전원부를 포함하는 몸체를 포함하되, 상기 몸체의 일단에는 공기유통로가 형성된 방열기둥이 형성되고, 상기 방열기둥에는 LED가 실장된 PCB기판이 설치되어, 상기 LED로부터 발생된 열이 상기 공기유통로를 통해 외부로 빠져나가는 것을 특징으로 하는 손전등을 제안한다.

본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

이하, 본 발명인 은 첨부된 도면 도 3 내지 도 10을 참고로 상세하게 설명한다.

본 발명인 손전등은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 몸체(100)와 상기 몸체(100)의 일단에 형성된 방열기둥(200)을 포함하며, 상기 방열기둥(200)에는 LED(10)가 실장된 PCB기판(300)이 설치된다.

상기 몸체(100)는 손전등의 손잡이가 되는 부분이며, 사용자가 상기 몸체(100)를 잡고 비추는 방향을 전방이라 한다. 또한, 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 몸체(100)가 세워진 상태를 전제로 설명한다.

상기 몸체(100)는 도면에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 몸체(100)의 내부에는 상기 LED(10)로 전원을 공급하는 전원부가 형성되어 있으며, 도면에 도시되지 않았으나 스위치 모듈이 형성되어 상기 LED(10)의 on/off를 제어할 수 있다.

상기 방열기둥(200)은 도면에 도시된 바와 같이 사각기둥 형상으로 형성될 수 있는 것은 물론, 삼각기둥, 오각기둥 등 다각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 또한, PCB기판(300)이 연성PCB(flexible PCB)인 경우 휘어짐이 가능한바 원통형으로 형성될 수도 있다.

이러한 방열기둥(200)은 하단이 상기 몸체(100)의 일단에 고정되어 설치되므로 하단을 제외한 부분에 LED(10)가 실장된 PCB기판(300)이 설치되며, 상기 LED(10)로부터 발생되는 빛은 직진성이 강한바 상기 몸체(100)의 전방 또는/및 측방에 PCB기판(300)을 설치함으로써 광범위한 범위에 빛을 조사하게 된다. 따라서, 본 발명의 사용자는 야간에 활동을 함에 있어, 보다 넓은 시야를 확보할 수 있게 된다. 또한, 상기 PCB기판(300)에는 본 발명이 사용되는 장소나 용도에 따라 다수의 LED(10)가 실장될 수 있음은 물론이다.

한편, 상기 방열기둥(200)의 소재는 열 전도율이 높은 물질로 형성되는 것이 바람직하며, 일반적으로 구리(Cu)가 주로 사용되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구리의 열전도율은 300~340 ㎉/℃ 이며, 알루미늄(Al)의 열전도율은 175 ㎉/℃ 정도로, 구리가 알루미늄보다 2배 정도 열전달을 효과가 뛰어나다는 장점이 있으며, 알루미늄의 경우 구리보다 가볍고, 재활용 비용이 저렴하며 제작시 환경유해물질의 발생이 적다는 장점이 있다.

이러한 상기 방열기둥(200)에는 공기유통로(210)가 형성되며, 상기 공기유통로(210)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 방열기둥(200)의 내부가 비고 일단 또는 양단을 개방시킴으로써 형성될 수 있음은 물론, 상기 PCB기판(300)이 설치되지 않은 부분이 관통됨으로써 형성될 수도 있다. 이로 인해 상기 방열기둥(200)의 내부와 외부 사이에 대류현상이 발생되며, 구체적으로 상기 PCB기판(300)에 실장된 LED(10)로부터 발생된 열은 상기 방열기둥(200)에 전도되고, 상기 공기유통로(210)를 통해 외부로 발산된다. 따라서, 열로 인해 상기 LED(10)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 상기 PCB기판(300)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 방열기둥(200)의 상단에 설치되는 전방PCB기판(310)와, 상기 방열기둥(200)의 외측에 설치되는 측면PCB기판(320)을 포함한다. 상기 방열기둥(200)이 내부가 비고 일단 또는 양단이 개방된 것을 전제로 설명하면, 상기 전방PCB기판(310)은 도 5에 도시된 바와 같이 외부로 열이 발산시키는 통로인 공기유통로(210)가 형성되도록 상단이 밀폐되지 않도록 결합된다.

상기 전방PCB기판(310)과 상기 방열기둥(200)의 결합시 접착제 등을 이용하여 분리되지 않도록 결합될 수도 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 전방PCB기판(310)이 상기 방열기둥(200)에 나사결합됨으로써 LED(10)와 전방PCB기판(310)의 고장시 교체나 수리를 용이하게 할 수 있다. 다만, 상기의 결합방식에 한정되는 것은 아니며 다양한 방식으로 결합될 수 있다.

또한, 상기 측면PCB기판(310)은 앞서 설명한 상기 전방PCB기판(310)과 마찬가지로 접착제 또는 나사를 이용하는 등 다양한 방식으로 상기 방열기둥(200)에 결합될 수 있다. 본 발명에서는 이러한 다양한 방식 중 하나의 예로 이하에서는 상기 방열기둥(200)에 수용부(220)를 형성하여 상기 수용부(220)에 측면PCB기판(310)이 결합되는 방식에 대하여 설명한다.

상기 측면 PCB기판(320)은 다방향으로 빛을 조사하기 위하여 다수 개가 구비될 수 있는데, 다수의 PCB기판(320)의 교체나 설치를 용이하게 하기 위하여, 상기 수용부(220)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 방열기둥(200)의 외측에 돌출형성되며, 일 측면PCB기판(320)의 가장자리와, 이와 인접하게 설치된 타 측면 PCB기판(320)의 가장자리를 감싸도록 형성된다. 따라서, 상기 측면PCB기판(320)은 도 6에 도시된 바와 같이 끼워지는 방식으로 결합하게 된다.

한편, 상기 수용부(220)는 상기 방열기둥(200)이 도면에 도시된 바와 같이 사각기둥 형상인 것을 전제로 설명하면, 상기 방열기둥(200)의 각 모서리에 형성되며, 연성PCB(flexible PCB)를 사용하는 경우 상기 방열기둥(200)의 각 측면에 형성될 수도 있다.

또한, 상기 측면PCB기판(320)에 실장된 LED(10)로부터 발생된 열은 상기 측면PCB기판(320)의 후면과 접해있는 방열기둥(200)에 전도되어 공기유통로(210)를 통해 외부로 발산되기도 하나, 상기 수용부(220)가 상기 방열기둥(200)으로부터 돌출형성되고, 측면PCB기판(320)의 가장자리를 감싸도록 형성됨으로써, 상기 수용부(200)를 통해 직접적으로 열을 외부로 발산하게 된다. 따라서, 상기 수용부(220)에 의해 본 발명은 방열효율을 높일 수 있다.

한편, 상기 방열기둥(200)은 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 내부에 히트파이프(400)가 더 포함될 수 있다. 상기 히트파이프(400)는 내부가 빈 통형으로서, 원통, 사각통, 삼각통 등 다양한 형태로 형성될 수 있고, 상기 방열기둥(200)과 마찬가지로 구리, 알루미늄 등 열전달효율이 높은 소재로 이루어지며, 내부는 기화되는 열매체(410)가 주입된 후 진공상태로 이루어진다.

상기 열매체(410)는 끓는점이 낮은 액체 상태인 물질로 이루어짐이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며 기체 또는 고체로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 열매체(A)로 액체물질이 사용되는 경우 메틸 알콜(Methlyl alcohol)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 끓는점이 낮은 액체라면 다양한 종류의 물질이 사용될 수 있다. 이러한 열매체(A)는 LED(10)로부터 발생된 열에 의해 가열되어 기화되며. 히트파이프(100)의 내부에 골고루 퍼지면서 열을 전달하고 공기유통로(210)로 열을 발산시키게 된다.

특히 전방PCB(310)의 경우 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 상기 히트파이프(400) 접하도록 설치할 수 있는바, 상기 전방PCB기판(310)에 실장된 LED(10)로부터 발생된 열은 상기 히트파이프(400)에 의해 외부로 신속하게 발산된다. 또한, 상기 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 상기 히트파이프(400)의 일단에 나사를 형성하여 상기 전방PCB기판(310)을 고정하는 역할을 할 수도 있다.

한편, 상기 히트파이프(400)는 상기 방열기둥(200) 내부에 내측면과 연결되도록 형성된 고정공(230)에 끼워져 결합되는데, 상기 측면PCB기판(320)에 실장된 LED(10)로부터 발생된 열 또한 신속하게 외부로 발산시킬 수 있게 되는바, 방열효율을 한층 증대시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 히트파이프(400)의 내부에는 도 8에 도시된 바와 같이 일단이 상기 히트파이프(400)에 고정되고 일정길이를 가지는 전도봉(420)이 포함될 수 있다. 손전등의 경우 사용자가 원하는 곳의 시야를 밝히기 위하여 상기 몸체(100)를 다양한 방향으로 들게 되는바, 어떠한 방향으로 상기 몸체(100)를 위치시키더라도 상기 전도봉(420)에 의해 상기 열매체(A)는 상기 전도봉(420)과 접하거나 최대한 가까운 거리에 위치하게 된다. 따라서, 상기 열매체(A)에 열을 보다 빠르게 전달할 수 있으며, 이로 인해 열매체(A)의 기화가 신속하게 일어나게 된다.

한편, 본 발명은 상기 몸체(100)의 일단에 결합되는 커버(500)가 더 포함될 수 있다. 상기 커버(500)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 방열기둥(200)을 감싸는 형태로 형성되어 상기 방열기둥(200)과, 이에 결합되어 있는 PCB기판(300)을 외부의 충격으로부터 보호하는 역할을 한다.

상기 공기유통로(210)나 수용부(220)를 통해 발산된 열은 상기 커버(500)로 복사되어 외부로 빠져나갈 수 있으나, 상기 커버(500)에는 도 9에 도시된 바와 같이 배출공(510)이 형성하여 상기 방열기둥(200)으로부터 발산된 열이 상기 배출공(510)을 통해 외부로 직접 빠져나가게 할 수 있다. 이로 인해 방열기둥(200)은 외부의 공기와 직접적으로 대류를 할 수 있어 발산된 열을 빠르게 외부로 내보내게 된다.

상기 배출공(510)은 도 9에 도시된 바와 같이 상기 커버(500)의 상단에 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 커버(500)의 측면 등 다양한 부분에 형성될 수 있으며, 다수 개가 형성될 수도 있다.

또한, 본 발명은 도 10에 도시된 바와 같이 상기 몸체(100)에 걸이구(110)가 형성될 수 있으며, 상기 걸이구(110)를 이용하여 본 발명인 손전등을 천장이나 벽면에 걸 수 있다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 상기 방열기둥(200) 내부에 히트파이프(400)가 포함되고, 상기 히트파이프(400) 내부에는 전도봉(420)이 포함됨으로써, 방열효율을 향상시킬 수 있다.

10 : LED 100 : 몸체
110 : 걸이구 200 : 방열기둥
210 : 공기유통로 220 : 수용부
230 : 고정공 300 : PCB기판
310 : 전방PCB기판 320 : 측면PCB기판
400 : 히트파이프 410 : 열매체
420 : 전도봉 500 : 커버
510 : 배출공

Claims

내부에 전원부를 포함하는 몸체(100)를 포함하되,
상기 몸체(100)의 일단에는 공기유통로(210)가 형성된 방열기둥(200)이 형성되고, 상기 방열기둥(200)에는 LED(10)가 실장된 PCB기판(300)이 설치되어, 상기 LED(10)로부터 발생된 열이 상기 공기유통로(210)를 통해 외부로 빠져나가며,
상기 PCB기판(300)은 상기 방열기둥(200)의 상단에 설치되는 전방PCB기판(310)과, 상기 방열기둥(200)의 외측에 설치되는 측면PCB기판(320)을 포함하고,
상기 방열기둥(200)의 내부에는 열매체(410)가 주입된 히트파이프(400)가 더 포함되며, 상기 히트파이프(400)의 내부에는 일단이 상기 히프파이프(400)에 고정되고 일정길이를 가지는 전도봉(420)이 포함되는 것을 특징으로 하는 손전등.
제1항에 있어서,
상기 측면PCB기판(320)은 다수 개가 구비되고, 상기 방열기둥(200)의 외측에는 수용부(220)가 돌출형성되되,
상기 수용부(220)는 일 측면PCB기판(320)의 가장자리와, 이와 인접하게 설치된 타 측면PCB기판(320)의 가장자리를 감싸도록 형성된 것을 특징으로 하는 손전등.
삭제
제1항에 있어서,
상기 방열기둥(200)은 내부에 내측면과 연결된 고정공(230)이 형성되되,
상기 히트파이프(400)는 상기 고정공(230)에 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 손전등.
삭제