KR101668266B1 - 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 저면이 개방되며 측면에 평행한 단턱이 마련되어 상향으로 갈수록 직경이 감소하며, 방열핀과 함께 일체 성형된 하우징과, 상기 하우징의 내측 최상부인 안착면에 고정되는 전원공급부와, 상기 단턱 중 하나에 의해 하우징의 내측에 마련된 기판안착면에 안착되어 고정되며, 다수의 엘이디가 실장되되 상기 엘이디는 상기 기판안착면의 하부에만 위치하도록 배치되는 기판을 포함한다. 본 발명은 천장에 매립 설치되는 구조의 조명장치에서 엘이디를 천장에 수평하게 설치되는 기판의 중앙부를 제외하고, 주변부에만 설치함으로써, 열 방출 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

엘이디 조명장치{LED lighting device}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 천장에 매립되는 엘이디 조명의 제조비용을 낮출 수 있는 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘이디 조명장치를 포함하는 조명장치들은 기본적으로 확산을 위한 표면(surface)에서 빛을 발산하는 형태를 취하고 있다. 이는 벌브형 조명장치와 면조명장치, 스텐드형 조명장치 모두 공통되는 것이며, 조명의 아름다움은 빛 자체에 있지 않고 조명장치의 외형 디자인의 특이성이나 색감에 의해 결정된다.

이처럼 표면 발광형의 조명장치의 예로서 면조명 장치는 일정 면적의 확산판을 커버로 사용하고 있다. 이러한 예로 등록특허 10-0998980호(등록일자 2010년 12월 1일)를 들 수 있다. 상기 등록특허의 대표도면인 도 4에는 상향으로 광을 방출하도록 다수의 엘이디가 배치된 기판을 실장하고, 그 기판의 상부측에 적어도 한 층 이상의 확산층이 포함되도록 하여, 다수의 엘이디에서 방출된 광들을 확산시켜 특정한 크기의 면 전체에서 일정한 조도로 조명할 수 있도록 한 구성이다.

이와 같은 구성은 앞서 설명한 표면에서 빛을 발산하는 종래의 조명장치의 일반적인 구성이며, 확산판은 광이 일부에서 집중적으로 방출되는 것을 방지하여 눈부심의 발생을 방지하는 효과가 있으나, 광 손실이 많아 광효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 광효율의 저하는 동일한 조도의 조명을 위하여 보다 많은 전력을 사용해야 하기 때문에 조명장치의 에너지 소비 효율을 저하시키는 원인이 된다.

즉, 충분한 조도의 면광원을 제공하기 위해서는 필요 이상으로 많은 수의 엘이디를 사용해야 하기 때문에 엘이디 조명의 저전력소모라는 장점이 퇴색하게 되며, 엘이디에서 방출되는 열을 처리하기가 용이하지 않아 그 열에 의해 엘이디의 수명이 단축될 수 있는 문제점이 있었다.

통상 '다운 라이트'로 불리는 천장 매립 조명에 대한 선행기술로서 등록특허 10-1143344호(천장매입형 다운라이트 조명기구, 2012년 4월 30일 등록)에는 다운 라이트의 구조와 작용에 대하여 상세하게 기재되어 있다.

도 1은 상기 등록특허 10-1143344호의 대표도이다.

도 1을 참조하여 종래 엘이디 조명장치의 구성을 설명하면, 엘이디(5)가 실장된 인쇄회로기판(4)과, 상기 엘이디(5)로부터 방출되는 열을 방열시키며, 상기 인쇄회로기판(4)의 배면에 결합되도록 방열핀 상에 'C' 형상의 나사홈이 복수개 형성된 히트싱크(1)와, 상하 개구된 원통형상으로 상기 인쇄회로기판(4) 및 상기 히트싱크(1)가 결합된 상태로 장착되도록 상측 내주면에 단차(2)가 형성되고, 외주면에 복수개의 가이드홈이 형성되는 조명원통(7) 및 상기 조명원통(7)의 하단에 결합되며, 내부에 투명 또는 반투명의 커버렌즈(11)가 장착되는 캡(9)을 포함한다.

인쇄회로기판(4)의 열을 히트싱크(1)로 전달하는 방열판(3)을 포함하여 구성된다.

상기 엘이디(5)를 실장한 인쇄회로기판(4)에 대하여 기재되어 있으며, 인쇄회로기판(4)에서 발생하는 열을 방열시키기 위해 별도의 히트싱크(1)를 사용하며, 그 히트싱크(1)와 인쇄회로기판(4)의 사이에서 열을 전달할 수 있는 방열판(3)을 사용하게 된다.

이는 인쇄회로기판(4)에 실장되는 엘이디(5)가 균등하게 이격되어 분포되어 있는 것이며, 따라서 열의 배출이 어려워 복잡한 구성의 방열구조가 요구되는 문제점이 있었다.

또한 히트싱크(1)와 조명원통(7), 방열판(3)이 각각 분리되어 제조된 후, 이를 결합해야 하기 때문에 제작에 요구되는 시간과 비용이 증가하게 된다.

그리고 종래의 도면 등에서는 상기 엘이디(5)에 직류의 정전원을 공급하는 전원공급장치에 대한 언급이 없으며, 이러한 경우 전원공급장치는 종래 기술의 조명원통(7)의 외부에 설치되는 것으로 이해될 수 있다.

따라서 이처럼 전원공급장치를 별도의 위치에 설치해야 하는 경우, 그 전원공급장치의 전선을 상기 인쇄회로기판(4)에 연결하여야 하기 때문에 별도의 배선 작업이 요구되는 불편함이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 엘이디를 조명장치의 둘레에만 설치하여 열의 집중 현상을 방지하고, 열의 방출이 용이하도록 하는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는, 외형부를 일체로 성형하여, 조립 공정을 생략 또는 간소화할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 과제는, 전원공급부도 함께 수용하여 배선 작업을 간소화할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 과제는 광방출구를 통해 내부에 전원공급부와 기판을 설치하며, 별도의 체결 수단 없이도 결합이 이루어지도록 하는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 엘이디 조명장치는, 저면이 개방되며 측면에 평행한 단턱이 마련되어 상향으로 갈수록 직경이 감소하며, 방열핀과 함께 일체 성형된 하우징과, 상기 하우징의 내측 최상부인 안착면에 고정되는 전원공급부와, 상기 단턱 중 하나에 의해 하우징의 내측에 마련된 기판안착면에 안착되어 고정되며, 다수의 엘이디가 실장되되 상기 엘이디는 상기 기판안착면의 하부에만 위치하도록 배치되는 기판을 포함한다.

본 발명 엘이디 조명장치는, 천장에 매립 설치되는 구조의 조명장치에서 엘이디를 천장에 수평하게 설치되는 기판의 중앙부를 제외하고, 주변부에만 설치함으로써, 열 방출 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하우징과 방열핀을 일체로 성형하여, 별도의 조립공정이 요구되지 않아 제조비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 하우징의 저면측에 마련되는 광방출구를 통해 전원공급부와 기판을 하우징 내에 삽입 설치하여 전원공급부와 기판을 연결하는 전선의 연결이 용이하며, 전원공급부와 기판을 고정할 때 볼트 등의 체결 수단을 사용하지 않음으로써 조립을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 엘이디 조명장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 저면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 저면 구성도이다.

이하, 본 발명 엘이디 조명장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 분해 사시도이고, 도 3는 도 2의 결합상태 단면도이며, 도 4는 도 2의 결합상태 저면 구성도이다.

도 2 내지 도 4를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 저면에 광방출구(150)가 마련되어 있으며, 상부로 갈수록 직경이 단계적으로 감소하며, 일부에 방열핀(130)이 일체로 성형되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 내측 최상면인 안착면(110)에 고정되어 전원을 공급하는 전원공급부(200)와, 상기 전원공급부(200)의 하부측 하우징(100)에 마련된 기판안착면(120)에 고정되어 상기 전원공급부(200)의 전원을 공급받는 기판(300)과, 상기 기판안착면(120)의 하부에만 위치하도록 상기 기판(300)의 저면둘레에 실장되는 다수의 엘이디(310)와, 상기 기판(300)의 하부측 상기 하우징(100)에 마련되는 커버안착면(140)에 안착 고정되는 커버(400)를 포함하여 구성된다.

상기 방열핀(130)은 상기 기판안착면(120)의 상부측 상기 하우징(100)의 외면에 다수로 마련되어 있으며, 상기 안착면(110), 기판안착면(120), 커버안착면(140)은 천장과 평행하게 마련된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.

먼저, 하우징(100)은 일체로 사출 성형된다. 하우징(100)의 형상은 기본적으로 저면이 오픈된 종형의 구조이며, 측면에 일정한 높이로 평탄하게 층이 형성된 구조로 한다.

상기 층들은 하우징(100)의 내측에 아래에서부터 커버안착면(140), 기판안착면(120)을 형성하며, 그 종형 하우징(100)의 내측 최상부면은 전원공급부(200)가 안착 고정되는 안착면(110)이 된다.

상기 하우징(100)의 저면은 엘이디(310)의 광이 외부로 방출되는 광방출구(150)가 된다.

이처럼 하우징(100)을 일체로 성형하여 제작하는 경우 종래와 같이 하우징을 이루는 각 부분품들을 개별적으로 제작하는 경우에 비하여 조립공정이 요구되지 않기 때문에 비용을 줄이며, 생산성을 높일 수 있다. 즉, 제조비용을 줄이고 생산성을 높여 종래에 비해 더 저렴한 가격의 엘이디 조명장치를 제공할 수 있게 된다.

이때 상기 하우징(100)은 방열핀(130)과 일체로 성형된 것이기 때문에 기판(300)에서 발생되는 열의 배출 효율을 높일 수 있다. 이는 서로 다른 구조물이 접하였을 때 그 사이에서 열의 전도율이 저하되기 때문이다.

상기 하우징(100)의 내측에 전원공급부(200), 엘이디(310)가 실장된 기판(300)을 설치하게 되는데, 전원공급부(200)와 기판(300)의 순으로 상기 광방출구(150)를 통해 하우징(100) 내로 넣어 설치하게 된다.

상기 전원공급부(200)는 하우징(100)의 내측 최상부의 안착면(110)에 고정 설치한다. 이때 전원공급부(200)를 고정하기 위하여 별도의 볼트 등 체결수단을 사용하지 않고, 상기 안착면(110)에 걸림부(111)를 일체로 형성하여, 전원공급부(200)를 끼워 넣어 고정시킨다.

상기 걸림부(111)의 구성은 외부에서 전원공급부(200)를 안착면(110)에 접하도록 밀어 넣을 때는 그 걸림부(111)가 쉽게 벌어지고, 반대로 전원공급부(200)가 안착면(110)에 접한 상태에서는 그 전원공급부(200)의 측면 걸림턱 등에 걸려 전원공급부(200)가 중력에 의해 이탈되지 않도록 하는 구조이면, 그 구조에 무관하게 적용할 수 있다. 또한 몰딩으로 고정할 수 있다.

그 다음, 상기 전원공급부(200)와 전선에 의해 전기적으로 연결되는 기판(300)을 상기 하우징(100)의 기판안착면(120)에 안착시킨다.

상기 기판(300)은 원판형의 구조 또는 그 하우징(100)의 내부 단면 형상에 따라 사각형을 사용할 수 있다. 이때 그 기판(300)의 상면 가장자리는 상기 기판안착면(120)에 접하게 되며, 상면 중앙부분은 상기 장착한 전원공급부(200)와 소정 간격 이격되어 위치하게 된다.

상기 기판(300)에는 다수의 엘이디(310)가 실장되어 있으며, 그 엘이디(310)는 설치상태에서 상기 광방출구(150)를 향해 광방출면이 위치하도록 상기 기판(300)의 저면에 실장된다.

특히 상기 엘이디(310)는 상기 기판(300)이 안착되는 기판안착면(120)의 하부에만 위치하게 되도록 기판(300)의 저면 둘레를 따라 배치되어, 발생된 열이 기판안착면(120)의 위치의 하우징(100) 외측에 마련된 방열핀(130)을 통해 용이하게 방열이 될 수 있도록 한다.

엘이디(310)들이 기판(300)의 전체에 실장되는 경우 가장자리의 엘이디와 중앙의 엘이디 간의 열 불평형 현상이 발생하여, 조도 편차가 발생하고 엘이디의 성능이 저하될 수 있으나, 본 발명과 같이 기판(300)의 가장자리에만 실장하는 경우 열 불평형 현상의 발생을 방지할 수 있게 된다.

상기 기판(300)은 열전도성이 우수한 접착제 등으로 직접 상기 기판안착면(120)에 접착 고정할 수 있다.

그 다음, 투광성 또는 반투광성의 커버(400)를 커버안착면(140)에 고정한다. 이때 커버(400) 역시 접착 또는 상기 하우징(100)의 내측에 마련된 걸림 수단으로 고정할 수 있다.

이처럼 본 발명은 전원공급부(200), 기판(300) 등의 구성요소를 하우징(100)의 광방출구(150)를 통해 넣어 고정시킬 수 있으며, 이는 하우징(100)을 여러 분리된 구성요소로 분할하지 않고도 내부에 전원공급부(200)와 기판(300)을 설치할 수 있음을 뜻한다. 따라서 하우징(100)을 일체로 성형하여도 제조과정에서 별다른 문제가 발생되지 않는다.

상기 하우징(100)의 하부측 외면의 일부에는 천장에 하우징(100)을 고정하기 위한 고정부(500)가 설치된다. 이때 고정부(500)를 구성하는 회동부(510)도 하우징(100)과 일체로 성형할 수 있으며, 금속재이며 상기 회동부(510)를 중심으로 회동할 수 있는 탄성걸림부(520)는 그 회동부(510)에 끼워져 고정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 저면 구성도이다.

도 5를 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 다른 구성은 상기 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 구성과 동일하나, 기판(300)을 다수로 분할하여, 각각이 상기 하우징(100)의 기판안착면(120)에만 위치하도록 구성할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100:하우징 110:안착면
111:걸림부 120:기판안착면
130:방열핀 140:커버안착면
150:광방출구 200:전원공급부
300:기판 310:엘이디
400:커버 500:고정부
510:회동부 520:탄성걸림부

Claims (6)

1. 저면이 개방되며 측면에 평행한 단턱들이 소정의 간격으로 마련되어 상향으로 갈수록 직경이 감소하며, 상기 단턱들중 최하단에 위치하는 단턱은 커버안착면을 이루고, 상기 커버안착면에 비해 상향에 위치하는 단턱은 기판안착면을 형성하며, 방열핀과 함께 일체 성형된 하우징;
   상기 하우징의 내측 최상부인 안착면에 고정되는 전원공급부; 및
   상기 기판안착면에 안착되어 고정되며, 다수의 엘이디가 실장되되 상기 엘이디는 상기 기판안착면의 하부에만 위치하도록 배치되는 기판을 포함하는 엘이디 조명장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판은,
   다수로 분할되어 상기 기판안착면에만 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 안착면에는 상기 전원공급부가 끼움 결합될 수 있는 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 전원공급부는,
   몰딩으로 상기 안착면에 고정되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 기판은 접착제에 의해 기판안착면에 고정되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 방열핀은,
   상기 기판안착면을 형성하는 상기 하우징의 상기 단턱 상부에 일체로 마련된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   

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