KR101567597B1 - 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 led조명등 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등에 있어서, 하면에 다수의 LED소자가 장착된 LED기판과; 마그네슘 압출 성형물로 만들어져 상기 LED기판의 상면에 결합되는 히트싱크와; 상기 히트싱크의 양측부에 고정되어 상향 연장되는 한 쌍의 지지다리와, 상기 한 쌍의 지지다리를 연결하는 연결브릿지를 갖는 지지브래킷과; 상기 연결브릿지의 상부에 적치되는 전원부와; 상기 지지브래킷에 결합되어 상기 연결브릿지의 상부로 연장되며 중앙의 고정홀을 갖는 장착브래킷과; 상기 고정홀에 탈착가능하게 결합되는 관상의 고정부와, 상기 고정부로부터 연장된 현수고리부를 갖는 현수부재와; 상기 장착브래킷에 결합되는 천정부와 상기 천정부로부터 스커트 형상으로 하방으로 연장되어 상기 히트싱크, 상기 장착브래킷 및 상기 지지브래킷을 수용하는 스커트부를 가지며, 상기 스커트부에 높이방향을 따라 단계적으로 개구된 다수의 측벽 통기공과 상기 천정부에 상방을 향해 개구된 복수의 천정 통기공을 갖는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 초경량 금속소재인 마그네슘 소재로 압출 성형된 히트싱크를 채용하여 경량과 비용절감을 달성하고, 방열 메커니즘을 최적화하여 방열효율을 높임으로서 단일 조명등이 제공할 수 있는 조명용량을 높여 시설 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등{LED lamp having Magnesium heat sink}

본 발명은 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등에 관한 것이다.

공장, 실내체육관, 가로등 등과 같은 넓은 공간을 원거리에서 조명하는 현수형 LED조명등은 소모 전력이 큰 다수의 고와트 LED를 채용하고 있다.

고 와트 LED가 다수 채용되면 불가피하게 방열용량이 큰 히트싱크가 필요로 하므로, 전체적인 부피와 중량이 증대하게 된다. 부피나 중량의 증대는 제조비용의 증대를 초래하지만 조립과정이나 설치과정 등에서의 취급 작업성이 저하되고 안전을 저해할 수 있다. 또한 부피나 중량의 한계는 단일의 조명등에서 얻을 수 있는 조명용량을 제한하므로 충분한 필요 조명량을 얻기 위해서는 조명등의 수량을 증대 및 그에 따른 시설비용을 증가시켜야 하는 문제를 수반한다.

따라서, 본 발명의 목적은 경량이면서 방열 효율이 높아 조명용량 및 경제성을 극대화시킬 수 있는 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등에 있어서, 하면에 다수의 LED소자가 장착된 LED기판과; 마그네슘 압출 성형물로 만들어져 상기 LED기판의 상면에 결합되는 히트싱크와; 상기 히트싱크의 양측부에 고정되어 상향 연장되는 한 쌍의 지지다리와, 상기 한 쌍의 지지다리를 연결하는 연결브릿지를 갖는 지지브래킷과; 상기 연결브릿지의 상부에 적치되는 전원부와; 상기 지지브래킷에 결합되어 상기 연결브릿지의 상부로 연장되며 중앙의 고정홀을 갖는 장착브래킷과; 상기 고정홀에 탈착가능하게 결합되는 관상의 고정부와, 상기 고정부로부터 연장된 현수고리부를 갖는 현수부재와; 상기 장착브래킷에 결합되는 천정부와 상기 천정부로부터 스커트 형상으로 하방으로 연장되어 상기 히트싱크, 상기 장착브래킷 및 상기 지지브래킷을 수용하는 스커트부를 가지며, 상기 스커트부에 높이방향을 따라 단계적으로 개구된 다수의 측벽 통기공과 상기 천정부에 상방을 향해 개구된 복수의 천정 통기공을 갖는 커버부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등에 의해 달성된다.

여기서 상기 커버부재는 계단상으로 외향 돌출된 노즈부를 가지며, 상기 통기공들은 상기 노즈부들의 하부에 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 장착브래킷은 중앙의 고정홀을 가지고, 상기 커버부재는 상기 고정홀에 대응하는 통과공을 가지며, 상기 고정홀에 탈착가능하게 결합되는 관상의 고정부와, 상기 통과공을 통해 상기 고정부에 결합되며 외부로부터의 배선이 통과되는 안내공이 형성된 현수고리부를 갖는 현수부재를 더 포함하여, 현수기능과 배선의 안내기능을 동시에 충족시키도록 할 수 있다.

상기 히트싱크는 복수의 히트싱크 유니트를 가지며, 상기 각 히트싱크 유니트는 마그네슘 소재로 압출성형되어 균일한 단면형상을 가지며, 일측 측부에 길이방향을 따라 형성된 물림돌기와 타측 측부에 형성되어 상기 물림돌기와 길이방향을 따라 맞물리는 물림수용부를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트싱크는 상기 LED기판의 타면에 접촉되는 판상의 열수령부와, 상기 열수령부로부터 평행하게 이격된 판상의 방열베이스부와, 상기 방열베이스부와 상기 열수령부를 상호 전열가능하게 연결하며 길이방향을 따라 연장되어 복수의 방열터널을 형성하며 상기 열수령부와 접하는 영역에는 비교적 두께가 두꺼운 후육부가 형성 복수의 터널격벽을 갖는 베이스와; 상기 방열베이스부의 외표면에 길이방향을 따라 상호 평행하게 배열되는 다수의 방열핀을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 LED기판을 판면을 따라 둘러싸며 상기 히트싱크에 고정되는 알루미늄 판재로 만들어진 테두리플레이트를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등은, 초경량 금속소재인 마그네슘 소재로 압출 성형된 히트싱크를 채용하여 경량과 비용절감을 달성하고, 방열 메커니즘을 최적화하여 방열효율을 높임으로서 단일 조명등이 제공할 수 있는 조명용량을 높여 시설 비용을 절감할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등을 나타낸 조립상태 사시도이고,
도 2는 도 1의 분해사시도이고,
도 3은 커버부재의 단면도이고,
도 4는 히트싱크 서브 조립체의 분해사시도이고,
도 5는 히트싱크의 조립상태 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등을 나타낸 사시도와 분해사시도이다. 이들 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등은 내부에 기능요소들을 수용하는 커버부재(700)를 갖는다. 커버부재(700)는 도3의 단면도에서 더 잘 알 수 있는 바와 같이, 상부의 원반형 천정부(720)와 그로부터 하방으로 스커트 형성으로 연장된 스커트부(730)를 가지고 그 내부에 수용공간을 형성한다. 천정부(720)에는 상향 개구된 천정 통기공(721)이 다수 개 형성되어 있고, 스커트부(730)에도 외부 공기가 내부 수용공간으로 유입되는 것을 허용하기 위한 측벽 통기공(731)이 다수 형성되어 있다.

커버부재(700)는 또한 천정부(720)로부터 상향 이격되어 배치되어 천정부(720)에 형성된 천정 통기공(721)으로 먼지 등의 이물이 유입되는 것을 차단하는 원반형의 상부플레이트(710)를 가진다. 상부플레이트(710)의 중앙에는 후술할 현수부재(600)의 통과를 위한 통과공(711)이 마련되어 있다.

커버부재(700)의 측벽 통기공(731)은 높이 방향을 따라 다수의 층을 이루어 형성되어 있고, 각 층의 측벽 통기공(731)의 상부에는 외향 돌출된 노즈부(732)가 형성되어 있다. 노즈부(732)는 하방으로 낙하하는 먼지 등 이물질이 측벽 통기공(731)을 통해 커버부재(700)의 내부로 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다.

이러한 커버부재(700)의 구성에 의해 커버부재(700)의 내부에서 열이 발생하면 측벽 통기공(731)을 통해 외부공기가 유입되어 내부를 냉각한 다음 가열된 공기는 상부의 천정 통기공(721)으로 배출된다. 스커트부(730)의 전 둘레에서 측벽 통기공(731)을 통해 다량의 냉각 공기가 유입되는데, 이러한 냉각 공기는 열교환에 의해 내부를 냉각하게 되고, 이로 인해 온도가 상승하여 가벼워진 공기는 상향 배출되므로 냉각효율이 극대화된다.

커버부재(700)의 내부에는, 도2에 도시된 바와 같이, 히트싱크 조립체(200)와 LED기판(100) 및 테투리플레이트(110)가 수용되며, 테두리플레이트(110)의 하부에는 구면형상의 투광커버(800)가 조립된다. 투광커버(800)는 필요에 따라 구면형상이 아닌 타원형상이나 평면형상을 가질 수 있으며, 경우에 따라서는 확산필름이 부착되거나 확산물질이 도포되거나 함유되어 있을 수도 있다.

LED기판(100)의 상부에 결합되는 히트싱크 조립체(200)는 도4의 분해사시도에 도시된 바와 같이, 히트싱크(300), 지지브래킷(400) 및 장착브래킷(500)으로 이루어져 있다.

히트싱크(300)는 상호 결합된 한 쌍의 히트싱크 유니트(310)로 이루어져 있다. 히트싱크 유니트(310)의 소재는 초경량 금속재료로서 열전도율이 높은 마그네슘을 주성분으로 하며, 압출성형 방법에 의해 성형되어 단면형상이 일정하다. 압출성형제품이므로 기계가공이나 다이캐스팅 성형 등에 비해 현저히 저렴하게 연속적으로 제조할 수 있으며, 연속 제조된 긴 성형품을 필요에 따라 적절히 잘라서 사용할 수 있으므로 제조원가를 더욱 절감할 수 있다. 또한 초경량 마그네슘을 주성분으로 하므로 조립후의 전체 제품의 중량을 기존의 알루미늄 등 다른 금속재료 히트싱크를 채용한 경우에 비해 현저히 가볍다.

히트싱크 유니트(310)는, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이, 베이스(320)와 이 베이스(320)의 상부에 상호 평행하게 배열되는 다수의 방열핀(360)을 갖는다. 베이스(320)는 LED기판(100)의 배면에 접촉되는 판상의 열수령부(330)와, 열수령부(330)로부터 평행하게 이격된 판상의 방열베이스부(321)를 가지며, 방열베이스부(321)와 열수령부(330)는 복수의 터널격벽(323)에 의해 상호 전열가능하게 연결되어 있다. 터널격벽(323)들은 길이방향을 따라 연장되어 방열베이스부(321)와 열수령부(330) 사이에 복수의 방열터널(322)을 형성하고, 열수령부(330)와 접하는 영역에서 비교적 두께가 두꺼운 후육부(324)를 형성하여, LED기판(100)으로부터의 열을 방열베이스부(321)로 효과적으로 전달하는 역할을 한다.

히트싱크 유니트(310)는 또한, 일측 측부에 길이방향을 따라 형성된 물림돌기(340)와 타측 측부에 형성되어 물림돌기(340)와 길이방향을 따라 맞물리는 물림수용부(350)를 갖는다. 물림돌기(340)는 베이스(320)의 측방으로 T형 단면형상으로 돌출되고, 물림수용부(350)는 물림돌기(340)의 형상맞춤하여 수용할 수 있는 단면형상을 가진다. 이에 의해 복수의 히트싱크 유니트(310)를 측부에서 길이방향을 따라 간단히 끼워맞춤하여 용이하게 조립할 수 있으며, 필요에 따라 다수 개를 연속적으로 조립할 수 있으므로 확장성이 뛰어나다.

마그네슘을 주성분으로 하는 히트싱크(300)의 부식을 방지하기 히트싱크(300)의 외표면에 보호용 표면처리를 시행하는 것이 바람직하다. 표면처리의 바람직한 예로서는 고무소재와 카본소재가 함유된 방열코팅도료를 코팅하는 방법이 있다. 이러한 방열코팅도료의 코팅은 방열기능의 최소한으로 희생하면서 내구적 부식방지기능을 수행한다.

LED기판(100)은 히트싱크 유니트(310)의 열수령부(330)에 부착된다. 경우에 따라서는 LED기판(100)과 히트싱크 유니트(310)의 열수령부(330) 사이에 전열성을 높이기 위해 동판 등으로 만들어진 전열보조시트가 개재될 수도 있다. LED기판(100)은 히트싱크 유니트(310)에 체결스크류(120)에 의해 체결되며, 바람직하게는 히트싱크 유니트(310)의 후육부(324)에 체결되어 체결스크류(120)를 통한 열전도를 도모할 수 있다.

LED기판(100)을 판면을 따라 둘러싸는 판상의 테두리플레이트(110)는 바람직하게는 금속재료 특히 열전도성이 우수한 알루미늄 판재로 만들어져, 히트싱크 조립체(200)가 수용된 공간으로 유입된 먼지 또는 비, 수증기 등의 이물질이 LED기판(100)과 투광커버(800) 사이의 조명공간으로 유입되어 조명기능을 저하시키는 것을 방지하는 역할을 한다. LED기판(100)과 테두리플레이트(110)는 상호 일체로 조립되거나 개별적으로 히트싱크(300)에 조립될 수 있다. 이 테두리플레이트(110)는 LED기판(100) 혹은 투광커버(800) 공간 내에서 발생되는 열을 히트싱크 유니트(310)로 전달하여 방열효율을 높이기도 한다. 테두리플레이트(110)는 알루미늄 판재로 만들어지므로 히트싱크(300)나 기판(100)의 크기나 형성이 변경되더라도 적응적으로 형상 변경되어 적용될 수 있다. 테투리플레이트(110)의 밀봉 기능을 높이기 위해, 투광커버(800)와의 사이에는 오링(810)을 개재하며, 히트싱크(300)와의사이에도 방수씰(370)이 삽입되어 방수와 함께 방진 기능도 발휘할 수 있다.

히트싱크 조립체(200)는 히트싱크(300)에 결합된 지지브래킷(400)을 가진다. 지지브래킷(400)은 히트싱크(300)의 양측부에 스크류 고정되어 상향 연장된 지지다리(420)와 지지다리(420)를 가로로 연결하는 연결브릿지(410)로 이루어져 있다. 연결브릿지(410)는 히트싱크(300)의 상부에 간격을 두고 이격되어 있으며, LED기판(100)에 전원을 공급하는 전원부(900)를 적재한다. 연결브릿지(410)와 지지다리(420)에는 중량을 감소시키는 동시에 방열 효율을 높이기 위해 관통공들이 형성되어 있다.

연결브릿지(410)에는 역U자형의 장착브래킷(500)이 결합되어 있다. 장착브래킷(500)은 연결브릿지(410)의 양측부에 결합되어 상향 연장된 장착브래킷 지지다리(510)와 장착브래킷 지지다리(510)를 상호 연결하는 브릿지부(520)를 갖는다. 브릿지부(520)의 중앙에는 축심을 따라 관통된 고정홀(530)이 형성되어 있다. 브릿지부(520)는 커버부재(700)의 천정부(720)에 내측에서 접촉하여 커버부재(700)를 지지한다.

브릿지부(520)의 고정홀(530)에는 현수부재(600)의 고정부(620)가 통과한다. 고정부(620)는 관상체로 만들어지고 하단부에 걸림플랜지(630)가 형성되어 있어, 고정홀(530)에 하부로부터 삽입되면 상향 이탈되지 아니한다. 이 고정부(620)에는 현수고리부(610)가 상부로부터 커버부재(700)의 통과공(711)을 통해 삽입되어 일체로 결합된다. 고정부(620)와 현수고리부(610)는 나사결합되며, 경우에 따라서는 후크 결합이나 핀결합에 의해 상호 일체로 연결될 수 있다. 현수고리부(610)는 외부의 현수케이블 등이 결속되는 고리를 가지며, 길이방향을 따라 배선이 통과할 수 있는 배선통과공(611)을 가진다. 이에 따라 외부의 배선은 현수고리부(610) 및 고정부(620)를 통해 전원부(900)에 이를 수 있다.

100: LED기판 110: 테두리플레이트
120: 체결스크류 200: 히트싱크 조립체
300: 히트싱크 310: 히트싱크 유니트
320: 베이스 321: 방열베이스
322: 방열터널 323: 터널격벽
324: 후육부 330: 열수령부
340: 물림돌기 350: 물림수용부
360: 방열핀 370: 방수씰
400: 지지브래킷 410: 연결브릿지
420: 지지다리 500: 장착브래킷
510: 장착브래킷 지지다리 520: 브릿지부
530: 고정홀 600: 현수부재
610: 현수고리 611: 배선통과공
620: 고정부 630: 걸림플랜지
700: 커버부재 710: 상부플레이트
711: 통과공 720: 천정부
721: 천정 통기공 730: 스커트부
731: 측벽 통기공 732: 노즈부
800: 투광커버 810: 오링
900: 전원부

Claims (6)

1. 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등에 있어서,
   하면에 다수의 LED소자가 장착된 LED기판과;
   마그네슘 압출 성형물로 만들어져 상기 LED기판의 상면에 결합되는 히트싱크와;
   상기 히트싱크의 양측부에 고정되어 상향 연장되는 한 쌍의 지지다리와, 상기 한 쌍의 지지다리를 연결하는 연결브릿지를 갖는 지지브래킷과;
   상기 연결브릿지의 상부에 적치되는 전원부와;
   상기 지지브래킷에 결합되어 상기 연결브릿지의 상부로 연장되며 중앙의 고정홀을 갖는 장착브래킷과;
   상기 고정홀에 탈착가능하게 결합되는 관상의 고정부와, 상기 고정부로부터 연장된 현수고리부를 갖는 현수부재와;
   복수의 천정통기공을 가지고 상기 장착브래킷에 결합되는 천정부와, 상기 천정부로부터 스커트 형상으로 하방으로 연장되어 상기 히트싱크와 상기 장착브래킷 및 상기 지지브래킷을 수용하는 스커트부와, 상기 스커트부에 높이방향을 따라 단계적으로 계단상으로 외향 돌출되는 노즈부와, 상기 노즈부들의 하부에 개구되는 다수의 측벽 통기공과, 상기 천정부로부터 상향 이격 배치되어 상기 천정통기공으로 이물질이 유입되는 것을 차단하는 상부플레이트를 갖는 커버부재와;
   상기 LED기판을 판면을 따라 둘러싸며 상기 히트싱크에 결합되는 테두리플레이트와;
   상기 테두리플레이트와 상기 히트싱크 사이에 개재되는 방수씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 장착브래킷은 중앙의 고정홀을 가지고,
   상기 커버부재는 상기 고정홀에 대응하는 통과공을 가지며,
   상기 고정홀에 탈착가능하게 결합되는 관상의 고정부와, 상기 통과공을 통해 상기 고정부에 결합되며 외부로부터의 배선이 통과되는 안내공이 형성된 현수고리부를 갖는 현수부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 히트싱크는 복수의 히트싱크 유니트를 가지며,
   상기 각 히트싱크 유니트는 마그네슘 소재로 압출성형되어 균일한 단면형상을 가지며, 일측 측부에 길이방향을 따라 형성된 물림돌기와 타측 측부에 형성되어 상기 물림돌기와 길이방향을 따라 맞물리는 물림수용부를 갖는 것을 특징으로 하는 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등.
5. 제 4항에 있어서,
   상기 히트싱크는,
   상기 LED기판의 타면에 접촉되는 판상의 열수령부와, 상기 열수령부로부터 평행하게 이격된 판상의 방열베이스부와, 상기 방열베이스부와 상기 열수령부를 상호 전열가능하게 연결하며 길이방향을 따라 연장되어 복수의 방열터널을 형성하며 상기 열수령부와 접하는 영역에는 비교적 두께가 두꺼운 후육부가 형성 복수의 터널격벽을 갖는 베이스와;
   상기 방열베이스부의 외표면에 길이방향을 따라 상호 평행하게 배열되는 다수의 방열핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 경량 고효율 마그네슘 히트싱크 LED조명등.
6. 삭제

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