KR101709394B1 - Led 다운라이트의 회로기판 결합구조 - Google Patents

Led 다운라이트의 회로기판 결합구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 LED를 광원으로 하는 다운라이트의 광원인 LED 모듈을 구동제어하는 회로기판과 다운라이트의 결합구조에 관한 것이다.
본 발명에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조는 LED(205)를 광원으로 하고, 상부에 히트싱크(102)를 구비하며, 천정에 매립되는 다운라이트의 회로기판 결합구조에 있어서, 히트싱크(102)를 구성하는 각 방열핀의 상부에 삽입구(103)가 형성되고, 상기 삽입구(103)에 수직상태로 회로기판(110)의 하단부가 삽입되도록 구성된다.

Description

LED 다운라이트의 회로기판 결합구조 {Structure for connecting LED driver of LED down light}
본 발명은 LED를 광원으로 하는 다운라이트의 광원인 LED 모듈을 구동제어하는 회로기판과 다운라이트의 결합구조에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)는 환경 친화성, 긴 수명, 저 전력소모, 우수한 색상 재현성, 고효율 발광 등의 많은 장점을 갖기 때문에 액정표시장치의 백 라이트, 조명장치 등에 널리 사용되고 있다.
특히, LED를 광원으로 사용하는 조명장치의 경우 기존의 백열등, 형광등에 비해 소비전력이 낮을 뿐만 아니라, 휘도가 우수하여 사용수명이 더 길다.
최근에는 다운라이트형(Down light type) 조명장치에도 LED가 적용되고 있다.
다운라이트 조명장치는 천장에 작은 구멍을 뚫고 그 속에 광원을 매립하는 조명 방식으로, 조명장치의 노출이 거의 없어 천장면이 잘 정돈되고 깔끔하기 때문에 인테리어 조명으로 널리 사용되고 있다.
다운라이트 조명장치의 구조는 LED 모듈을 수납하는 하우징과, 상기 하우징 상단에 형성되어 LED 모듈에서 발생하는 열을 방출하는 히트싱크와, LED 모듈을 구동 및 제어하는 회로기판으로 구성된다.
종래의 일반적인 다운라이트 조명장치는 LED 모듈을 구동 제어하는 회로기판이 별도의 공간에 장착되어서 다운라이트형 조명장치의 설치 공간이 불필요하게 확대되는 단점과, 설치 및 유지 보수가 어려운 단점이 있다.
이러한 문제점 때문에 도 1에 도시한 대한민국특허청 공개특허공보 제10-2010-0135550호 "다운라이트형 LED 조명장치"에서는 다운라이트 조명장치의 상단부인 히트싱크(250)에 LED 구동제어부 안착부(260)를 형성하여 회로기판이 수납된 드라이버 케이스(270)를 체결하도록 구성된 LED 조명장치를 제안하였다.
LED는 전력을 열로 소비하는 특성을 가지고 있는데, LED에서 발생한 열이 방열되지 못하고 내부에 지니게 되면 소자의 온도가 상승하여 효율적인 광 방출이 저해되고, 열적스트레스에 따라 수명이 급격하게 저하되므로 LED에서 발생된 열을 외부로 얼마나 잘 방출시킬 수 있는가 하는 점이 LED의 전기, 광학적인 특성과 함께 가장 중요한 인자이다.
그런데, 상기 LED 조명장치는 히트싱크(250)의 방열핀 일부를 제거하여 그 공간에 드라이버 케이스(270)를 체결하므로 히트싱크(250)의 방열면적이 축소되어 LED 모듈에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 없어서 LED의 수명을 단축시키는 문제점이 있다.
때문에 방열면적을 확보하기 위해서 히트싱크 부분을 크게 성형하여야 하므로 다운라이트 조명장치의 크기가 커지고, 생산비용이 많이 소요되는 문제점이 있다..
또한, 도 1과 같이 히트싱크(250)에 드라이버 케이스(270)를 체결하기 위해 히트싱크의 방열핀 사이에 볼트 체결구멍과 같은 체결구조을 성형하여야 하므로 복잡한 구조의 히트싱크 제작비용이 많이 든다.
대한민국특허청 공개특허공보 제10-2010-0135550호, "다운라이트형 LED 조명장치"
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 다운라이트형 조명장치의 히트싱크에 LED 모듈을 구동 제어하는 회로기판을 결합하되, 볼트 밑 너트 등의 체결장치가 필요 없이 회로기판을 다운라이트형 조명장치에 간편하고 빠르게 체결할 수 있고, 히트싱크의 방열면적을 그대로 유지하면서 회로기판이 히트싱크의 열유체 흐름을 방해하지 않도록 회로기판을 체결할 수 있으며, 히트싱크의 형태를 단순화함으로써 생산비용을 절감할 수 있는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조는 LED(205)를 광원으로 하고, 상부에 히트싱크(102)를 구비하며, 천정에 매립되는 다운라이트의 회로기판 결합구조에 있어서, 히트싱크(102)를 구성하는 각 방열핀의 상부에 삽입구(103)가 형성되고, 상기 삽입구(103)에 수직상태로 회로기판(110)의 하단부가 삽입되도록 구성된다.
이때, 상기 삽입구(103)의 넓이는 회로기판(110)의 폭과 동일하게 성형되어 회로기판(110)이 삽입구(103)에 억지끼움으로 삽입 결합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 회로기판(110)의 하단부에 소정 간격으로 결합홈(111)과 결합돌기(112)가 연속 형성됨으로써 회로기판(110)이 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입될 때, 히트싱크(102)의 각 방열핀이 회로기판(110)의 결합홈(111)에 삽입되고, 결합돌기(112)가 각 방열핀 사이에 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합홈(111)의 폭은 각 방열핀의 두께와 동일하게 성형되어 방열핀이 결합홈(111)에 억지끼움 방식으로 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합돌기(112)의 폭은 각 방열핀 사이의 거리와 동일하게 성형되어 결합돌기(112)가 방열핀 사이에 억지끼움 방식으로 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합돌기(112)의 하단에는 측방향으로 돌출된 고정돌기(113)가 형성되고, 히트싱크(102)를 구성하는 방열핀의 삽입구(103) 하부에는 소정 간격으로 이격되어 고정홈(104)이 형성됨으로써, 회로기판(110)을 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입하였을 때 상기 고정돌기(113)가 고정홈(104)에 삽입 결합되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 히트싱크(102)를 구성하는 최외측 방열핀에는 스프링(105)이 형성됨으로써, 상기 스프링(105)이 회로기판(110)을 측방향으로 가압하여 회로기판(110)의 고정돌기(113)가 히트싱크(102)의 고정홈(104)으로부터 이탈되지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 LED를 광원으로하는 다운라이트형 조명장치의 히트싱크 부분에 LED를 구동 제어하는 회로기판을 체결하되, 볼트나 너트 등의 별도 체결장치 없이 간편하고 빠르게 회로기판을 히트싱크에 체결할 수 있다.
또한, 요구되는 방열효율을 유지하면서 히트싱크의 크기를 소형화할 수 있고, 회로기판이 히트싱크의 열유체 흐름을 방해하지 않아서 방열에 유리하며, 형태를 단순화할 수 있으므로 생산비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조를 도시한 분해사시도.
도 2는 본 발명의 회로기판 결합구조를 갖는 LED 다운라이트를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 회로기판 결합구조를 갖는 LED 다운라이트를 분해도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조를도시한 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조를 도시한 사시도.
도 7은 히트싱크의 방열핀에 형성된 삽입구 및 고정홈을 도시한 사시도.
도 8 및 도 9는 도 6의 A-A선 단면도로서 회로기판을 히트싱크에 체결하는 과정을 도시한 도면.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조에 대하여 상세하게 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.
발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조는 도 2에 도시한 바와 같이, 다운라이트의 하우징(201) 상부에 형성된 히트싱크(102)의 상부면에 회로기판(110)이 수직상태로 삽입되어 결합되는 구조를 갖는다.
다운라이트 조명장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 다수의 LED(205)가 실장된 LED 모듈(206)이 하우징(201)에 장착되고, 상기 LED 모듈(206)의 상부에는 히트싱크(102)가 구비된 베이스(101)가 체결되어 LED 모듈(206)에서 발생하는 열을 방열하도록 구성된다.
그리고 LED 모듈(206)의 하부에는 확산판(204)이 설치된다.
하우징(201)의 하단에는 외면으로 걸림턱(202)이 돌출되어 형성되고, 상기 걸림턱(202)으로부터 상향으로 소정거리 이격되어 탄성의 고정구(203)가 하우징(201)에 설치된다.
다운라이트 조명장치는 천정에 구멍을 뚫고, 고정구(203)를 접은 상태에서 하우징(201)을 천정의 구멍에 삽입하면 걸림턱(202)이 천정의 하면에 접하고, 고정구(203)가 펴지면서 천정의 상면에 걸려서 다운라이트가 천정에 고정된다.
상술한 바와 같이 LED 모듈(206)에서 발생하는 열을 방열하기 위해 히트싱크(102)가 설치되는데, LED 모듈(206)을 구동 제어하기 위한 회로기판(110)을 히트싱크(102)에 설치한다.
본 발명의 일 실시예는 도 4에 도시한 바와 같이, 다수의 방열핀으로 구성된 히트싱크(102)의 상부에 삽입구(103)를 형성하고, 회로기판(110)을 상기 삽입구(103)에 수직 상태로 삽입하여 회로기판(110)을 체결 고정한다.
다운라이트형 조명기구에는 다수의 방열핀으로 구성된 히트싱크(102)가 형성되는데, 도 4와 같이 각각의 방열핀 상부에 회로기판(110)의 두께에 해당하는 넓이로 홈을 형성하여 삽입구(103)를 형성하고, 상기 삽입구(103)에 회로기판(110)을 삽입하여 고정된다.
이때, 삽입구(103)의 넓이는 회로기판(110)의 두께와 같거나 약간 작게 성형함을써 회로기판(110)을 삽입할 때 억지끼움 방식으로 회로기판(110)이 삽입 고정된다.
상기와 같이 회로기판(110)이 수직상태로 히트싱크(102)에 삽입 고정됨으로써 히트싱크(102)의 방열효율이 저하되지 않는다.
히트싱크(102)는 다수의 방열핀으로 구성되어 공기 접촉면적을 크게 한 것으로서, 히트싱크와 접촉하여 열 전달된 공기는 대류현상으로 히트싱크(102) 상부로 빠져나가는데, 회로기판(110)이 도 4와 같이 수직상태로 히트싱크(102)와 체결됨으로써 대류현상으로 히트싱크(102) 상부로 빠져나가는 공기를 막지 않으므로 방열효율이 저하되지 않는다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
히트싱크(102)의 상부에 체결되는 회로기판(110)이 보다 견고하게 체결되도록 도 5와 같이 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입되는 회로기판(110)의 하단부에 소정 간격으로 결합홈(111) 및 결합돌기(112)를 형성한다.
상기와 같이 회로기판(110)의 하단에 형성된 결합홈(111)은 회로기판(111)을 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입할 때, 회로기판(110)의 각 결합홈(111)에 히트싱크(102)의 각 방열핀이 삽입되고, 회로기판(110)의 각 결합돌기(112)는 히트싱크(102)의 각 방열핀 사이에 삽입되므로 회로기판(110)이 히트싱크(102)에 보다 견고하게 체결된다.
상기 히트싱크(102)의 각 방열핀에 형성된 삽입구(103)의 넓이는 회로기판(110)의 두께와 같거나 약간 작게 성형하고, 결합홈(111)의 폭은 각 방열핀의 폭과 동일하거나 다소 작게 성형함으로써 회로기판(110)을 삽입구(103)에 삽입할 때 억지끼움 방식으로 삽입됨으로써 견고한 체결이 유지되도록 한다.
또한, 상기 결합돌기(112)의 폭은 히트싱크(102)의 방열핀과 방열핀 사이의 거리와 동일하거나 약간 작게 성형함으로써 억지끼움 방식으로 삽입되어 견고한 체결이 유지되도록 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예는 도 5에 도시한 본 발명의 다른 실시예의 결합돌기(112) 하단에 측방향으로 돌출된 고정돌기(113)를 형성한 것이다.
히트싱크(102)의 각 방열핀에는 도 7과 같이 각 방열핀마다 삽입구(103)가 형성되고, 상기 삽입구(103)의 하부에는 삽입구(103)와 소정 간격 이격되어 구멍 홍태의 고정홈(104)이 형성되는데, 회로기파의 고정돌기(113)는 히트싱크의 고정홈(104)에 삽입되어 회로기판(110)이 고정된다.
회로기판(110)을 히트싱크(102)에 삽입할 때 도 6 및 도 8에 도시한 바와 같이, 회로기판(110)의 하부에 형성된 결합돌기(112)가 히트싱크(102)의 방열핀 사이에 삽입하고, 회로기판(110)을 측방향으로 밀면 결합돌기(112)의 단부에 측방향으로 돌출된 고정돌기(113)가 방열핀의 고정홈(104)에 삽입되어 회로기판(110)이 히트싱크(102)에 견고하게 결합된다.
이때, 도 9에 도시한 바와 같이 히트싱크(102)의 최외측 방열핀에 스프링(105)을 설치함으로써, 회로기판(110)을 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입하면, 상기 스프링(105)이 회로기판(110)을 측면을 탄성 압착하여 회로기판(110)의 고정돌기(113)가 자연스럽게 방열핀의 고정홈(104)에 삽입되도록 구성할 수 있다.
회로기판(110)의 고정돌기(113)가 고정홈(104)에 삽입된 후에도 상기 스프링(105)이 회로기판(110)을 계속 탄성 압착하고 있으므로 회로기판(110)의 고정돌기(113)가 고정홈(104)에서 빠지지 않으므로, 외부에 충격이나 잔동에도 회로기판(110)이 임의로 빠지지 않고 견고한 결합력을 유지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 LED를 광원으로하는 다운라이트형 조명장치의 히트싱크 부분에 LED를 구동 제어하는 회로기판을 체결하되, 볼트나 너트 등의 별도 체결장치 없이 간편하고 빠르게 회로기판을 히트싱크에 체결할 수 있다.
이상 몇 가지의 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상을 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 상기 살펴본 실시예를 다양하게 변형하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
또한, 비록 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다.
첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.
101 : 베이스
102 : 히트싱크
103 : 삽입구
104 : 고정홈
105 : 스프링
110 : 회로기판
111 : 결합홈
112 : 결합돌기
113 : 고정돌기
201 : 하우징
202 : 걸림턱
203 : 고정구
204 : 확산판
205 : LED
206 : LED 모듈

Claims (7)

  1. LED(205)를 광원으로 하고, 상부에 히트싱크(102)를 구비하며, 천정에 매립되는 다운라이트의 회로기판 결합구조에 있어서,
    히트싱크(102)를 구성하는 각 방열핀에 회로기판(110)의 폭과 동일하게 삽입구(103)가 형성되고, 히트싱크의 열유체 흐름을 방해하지 않도록 상기 삽입구(103)에 수직상태로 회로기판(110)의 하단부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회로기판(110)의 하단부에 소정 간격으로 결합홈(111)과 결합돌기(112)가 연속 형성됨으로써 회로기판(110)이 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입될 때, 히트싱크(102)의 각 방열핀이 회로기판(110)의 결합홈(111)에 삽입되고,
    결합돌기(112)가 각 방열핀 사이에 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 결합홈(111)의 폭은 각 방열핀의 두께와 동일하게 성형되어 방열핀이 결합홈(111)에 억지끼움 방식으로 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 결합돌기(112)의 폭은 각 방열핀 사이의 거리와 동일하게 성형되어 결합돌기(112)가 방열핀 사이에 억지끼움 방식으로 삽입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조
  6. 제3항에 있어서,
    상기 결합돌기(112)의 하단에는 측방향으로 돌출된 고정돌기(113)가 형성되고,
    히트싱크(102)를 구성하는 방열핀의 삽입구(103) 하부에는 소정 간격으로 이격되어 고정홈(104)이 형성됨으로써,
    회로기판(110)을 히트싱크(102)의 삽입구(103)에 삽입하였을 때 상기 고정돌기(113)가 고정홈(104)에 삽입 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히트싱크(102)를 구성하는 최외측 방열핀에는 스프링(105)이 형성됨으로써,
    상기 스프링(105)이 회로기판(110)을 측방향으로 가압하여 회로기판(110)의 고정돌기(113)가 히트싱크(102)의 고정홈(104)으로부터 이탈되지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 LED 다운라이트의 회로기판 결합구조.
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