KR101781427B1 - Ｌｅｄ 조명 장치의 체결 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED 조명 장치의 체결 구조에 관한 것으로, 볼트를 사용하지 않고 탄성력을 갖는 클립 형태의 체결 부재를 이용하여 둘 이상의 부품을 조립하는 LED 조명 장치의 체결 구조를 제공한다. 이를 위한 본 발명은 LED 조명 장치의 체결 구조에 있어서, 상기 LED 조명 장치를 이루는 제 1 부재와 제 2 부재가 탄성력을 갖는 체결 부재로 결합되며, 상기 체결 부재의 일단이 상기 제 1 부재에 형성된 관통홀을 관통하여 고정되고, 타단이 탄성력에 의해 상기 제 2 부재의 일면에 접하여 고정되는 것을 특징으로 하는 한다. 상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 볼트 체결 방식 대비 2차 가공이 생략되어 가공 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＬＥＤ 조명 장치의 체결 구조{Fastening structure of light emitting diode illumination apparatus}
본 발명은 LED 조명 장치의 체결 구조에 관한 것으로, 특히, 볼트를 사용하지 않고 탄성력을 갖는 클립 형태의 체결 부재를 이용하여 둘 이상의 부품을 조립하는 LED 조명 장치의 체결 구조에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드인 엘이디(LED : Light Emitting Diode)는 기존의 형광등, 백열등과 같은 조명원에 비하여 소형이고, 수명이 길뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 전력소모가 적어 에너지효율이 높고, 높은 광휘도를 가지며, 빠른 응답특성을 갖는다. 이에 따라, 이러한 LED를 조명원으로 하는 조명기기가 다양한 형태로 개발되고 있다.
한편, 다양한 형태의 조명 장치에 적용된 체결 방식 중 하나로서, 스크루 체결 방식이 많이 사용되고 있는데, 예를 들면, 백 커버(back cover)와 프레임(frame)의 결합, 또는 기판(PCB)과 방열 부재와 같은 다른 기구부의 결합 등과 같은 두가지 이상의 부품 조립시 볼트를 사용하여 체결하게 된다.
도 1은 종래의 LED 조명 장치의 설치도(a), 사시도(b), 단면도(c) 및 체결 부위의 상세 단면도(d)이다.
LED 조명 장치(10)는 천정(1)에 매립되는 매립형 판형 조명 장치로서, 광을 발산하는 LED 모듈(11), 발산된 광을 확산시키는 확산 시트(12), 사각틀 형상의 프레임(14), 프레임(14)과 몸체를 이루는 백 커버(16), 및 백 커버(16)와 프레임(14)을 결합하는 체결 부재(19)를 포함한다. LED 조명 장치(10)는 천정(1)에 설치된 구조물 결합용 T바(2)에 배치되어 체결 고정되는데, 프레임(14)의 양측에 형성된 단부(15)가 천정(1)의 T바(2)에 안착되어 고정된다.
이와 같이 구성된 LED 조명 장치(10)는 프레임(14)과 백 커버(16)에 나사산을 갖는 관통공 또는 관통홀(18)이 형성되어 프레임(14)과 백 커버(16)가 체결 부재인 볼트(19)에 의해 체결되어 결합한다.
도 2는 종래의 다른 LED 조명 장치의 사시도(a) 및 단면도(b)이다.
LED 조명 장치(20)는 벌브(bulb)형 조명 장치로서, 기판(21), 기판(21)에 실장되는 LED 칩(22), LED 칩(22)에서 발산된 광을 발산시키는 렌즈(23), LED 모듈의 기판(21)과 방열 부재(25)를 결합하는 체결 부재(24), LED 칩(22)에 발생하는 열을 냉각시키는 방열핀(26)이 형성된 방열 부재(25), 외부 전원이 입력되는 소켓(27), 방열 부재(25)의 중앙을 관통하도록 형성된 관통홀(28), 및 소켓(27)과 기판(21)을 전기적으로 연결하는 전원케이블(29)을 포함한다.
이와 같이 구성된 LED 조명 장치(20)는 기판(21)과 방열 부재(25)에 나사산을 갖는 관통홀(21a) 또는 관통공(25a)이 형성되어 기판(21)과 방열 부재(25)가 체결 부재인 볼트(24)에 의해 체결되어 결합한다.
도 3은 종래의 또 다른 LED 조명 장치의 사시도(a), 설치도(b), 및 체결 부위의 상세 단면도(c)이다.
LED 조명 장치(30)는 다운 라이트(down light) 조명 장치로서, 기판(31), 기판(31) 상에 실장되는 LED 칩(32), 기판(31)과 방열 부재(37)를 결합하는 체결 부재(33), 천정이나 벽면에 설치하기 위한 걸림부(35)가 형성되는 고정부(34), LED 칩(32)에서 발생한 열을 냉각시키는 방열핀(37)이 형성된 방열 부재(36), 기판(31)과 확산판(39) 사이에 고정부(24)의 내면을 따라 배치되는 반사판(38), 및 LED 칩(32)에서 발산된 광을 확산시키는 확산판(39)을 포함한다. LED 조명 장치(30)는 건물의 천장이나 벽속에 미리 형성되어 있는 등 삽입구(3)에 매입되어 보이지 않도록 설치되는데, 삽입구(3) 내의 고정부(4)에 걸림부(35)를 걸어 고정한다.
이와 같이 구성된 LED 조명 장치(30)는 기판(31)과 방열 부재(37)에 나사산을 갖는 관통홀(31a) 또는 관통공(36a)이 형성되어 기판(31)과 방열 부재(37)가 체결 부재인 볼트(33)에 의해 체결되어 결합한다.
그러나, 이와 같은 종래의 LED 조명 장치는 볼트를 이용한 스크류 체결 방식을 사용함에 따라 체결 부재인 볼트를 체결하기 위한 홀을 형성하고 홀 내부에 나사산을 형성하는 2차 가공 공정이 요구되어 가공비가 증가하는 문제점이 있다.
또한 나사산의 두께가 1㎜ 이내로 매우 얇아 볼트 체결시 볼트의 강도와 나사산에 전달되는 힘이 나사산의 강도 보다 큰 경우 나사산이 쉽게 손상되어 체결 불량이 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 볼트를 사용하지 않고 작업성을 향상시키고 비용을 절감할 수 있는 LED 조명 장치의 체결 구조를 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 LED 조명 장치의 체결 구조에 있어서, 상기 LED 조명 장치를 이루는 제 1 부재와 제 2 부재가 탄성력을 갖는 체결 부재로 결합되며, 상기 체결 부재의 일단이 상기 제 1 부재에 형성된 관통홀을 관통하여 고정되고, 타단이 탄성력에 의해 상기 제 2 부재의 일면에 접하여 고정되는 것을 특징으로 하는 한다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 구조용 특수강, 탄소공구강, 스테인리스강 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
바람직하게는 상기 조명 장치는 매립형 평판 조명 장치일 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 상기 일단이 "ㄴ"자 형상으로 형성되며, 상기 타단이 곡면을 갖도록 접혀지고, 상기 일단 및 상기 타단을 연장하는 연결부가 "ㄷ" 자 형상으로 라운드지게 형성될 수 있다.
바람직하게는 상기 제 1 부재는 백 커버이고 상기 제 2 부재는 프레임일 수 있다.
바람직하게는 상기 백 커버는 하부의 외주면에 상기 관통홀이 다수개로 형성되며, 상기 프레임은 상기 백 커버의 상기 관통홀에 대응하는 위치에 결합 돌기가 형성되고, 그 하단면에 상기 백 커버가 안착되며, 그 상단부에 하측으로 경사진 경사면이 형성되고, 상기 체결 부재는 상기 일단이 상기 관통홀을 관통하여 상기 결합 돌기에 접하여 고정되며, 상기 타단이 탄성력에 의해 상기 경사면에 고정될 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 상기 타단이 외력에 의해 수축하여 상기 제 2 부재의 일면에서 착탈될 수 있다.
바람직하게는 상기 조명 장치는 벌브(bulb)형 조명 장치일 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 상기 일단이 판상으로 형성되고, 상기 타단이 "N자 형상으로 라운드지게 형성되며, 상기 일단과 상기 타단을 연장하는 연결부가 상기 관통홀에 끼워 맞추어지도록 형성될 수 있다.
바람직하게는 상기 제 1 부재는 LED 모듈의 기판이고 상기 제 2 부재는 방열 부재일 수 있다.
바람직하게는 상기 기판은 외곽부에 상기 관통홀이 다수개로 형성되고, 상기 방열 부재는 상기 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 형성되며, 상기 체결 부재는 상기 일단이 상기 기판의 일면의 접하여 고정되고, 상기 타단이 탄성력에 의해 상기 방열 부재의 일면에 접하여 고정될 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 상기 타단이 외력에 의해 수축하여 상기 제 2 부재의 일면에서 착탈될 수 있다.
바람직하게는 상기 LED 조명 장치는 다운 라이트(down light) 조명 장치일 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 상기 일단이 봉 또는 막대형상으로 형성되고, 상기 일단의 양측으로부터 절곡되어 연장되는 연결부가 형성되며, 상기 타단이 상기 일단과 반대방향으로 상기 연결부로부터 절곡되도록 형성될 수 있다.
바람직하게는 상기 제 1 부재는 방열 부재이고 상기 제 2 부재는 LED 모듈의 기판일 수 있다.
바람직하게는 상기 방열 부재는 외곽부에 단부가 형성되고, 상기 단부에 상기 관통홀이 한쌍씩 다수개로 형성되며, 상기 기판은 상기 한쌍의 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 형성되고, 상기 체결 부재는 상기 일단이 한쌍의 관통홀 사이의 상기 방열 부재의 일면에 접하여 고정되며, 상기 타단이 탄성력에 의해 상기 기판의 일면에 접하여 고정될 수 있다.
바람직하게는 상기 체결 부재는 상기 타단이 외력에 의해 수축하여 상기 제 2 부재의 일면에서 착탈될 수 있다.
본 발명에 따른 LED 조명 장치의 체결 구조는 볼트를 사용하지 않고 체결 부재의 탄성력을 이용하여 2가지 이상의 부품을 체결하여 작업성을 향상시킴으로써, 볼트 체결 방식 대비 2차 가공이 생략되어 가공 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 LED 조명 장치의 설치도(a), 사시도(b), 단면도(c) 및 체결 부위의 상세 단면도(d)이고,
도 2는 종래의 다른 LED 조명 장치의 사시도(a) 및 단면도(b)이며,
도 3은 종래의 또 다른 LED 조명 장치의 사시도(a), 설치도(b), 및 체결 부위의 상세 단면도(c)이고,
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명 장치의 사시도(a) 및 분해 사시도(b)이고,
도 5는 도 4의 체결 부위(A)에 대한 프레임(a), 백 커버(b), 체결 부재(c), 조립 상태(d), 체결 상태(e)의 사시도 및 단면도(f)이며,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명 장치의 체결 구조를 설명하기 위한 사시도(a), 단면도(b) 및 체결 부재의 사시도(c)이고,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명 장치의 체결 구조를 설명하기 위한 사시도(a), 체결 부재 사시도(b) 및 단면도(c)이다.
이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 볼트 체결 방식 대비 작업성이 우수하고 2차 가공 공정을 생략하여 가공 시간 및 단가를 절감할 수 있는 LED 조명 장치의 체결 구조를 제안한다. 본 발명에 따른 LED 조명 장치의 체결 구조는 LED 조명 장치를 이루는 제 1 부재와 제 2 부재가 탄성력을 갖는 체결 부재로 결합되며, 체결 부재의 일단이 제 1 부재에 형성된 관통홀을 관통하여 고정되고, 타단이 탄성력에 의해 제 2 부재의 일면에 접하여 고정된다.
본 발명에 따른 체결 구조는 매립형 평판 LED 조명 장치(400), 벌브형 LED 조명 장치(600) 및 다운 라이트 LED 조명 장치(700) 등 다양한 형태의 조명 장치에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 제 1 실시예인 매립형 평판 LED 조명 장치(400)는 제 1 부재가 백 커버(440)이고, 제 2 부재가 프레임(410)이며, 도 6에 도시된 바와 같은 제 2 실시예인 벌브형 LED 조명 장치(600)는 제 1 부재가 LED 모듈의 기판(610)이고, 제 2 부재가 방열 부재(640)이며, 도 7에 도시된 바와 같은 제 3 실시예인 다운 라이트 LED 조명 장치(700)는 제 1 부재가 방열 부재(740)이고 제 2 부재가 LED 모듈의 기판(710)으로서 각각의 체결 부재(450,660,760)에 의해 결합되는 체결 구조를 갖는다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 매립형 평판 LED 조명 장치(400)의 체결 구조를 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 LED 조명 장치의 사시도(a) 및 분해 사시도(b)이고, 도 5는 도 4의 체결 부위(A)에 대한 프레임(a), 백 커버(b), 체결 부재(c), 조립 상태(d), 체결 상태(e)의 사시도 및 단면도(f)이다.
매립형 평판 LED 조명 장치(400)는 사각틀 형상의 프레임(410), 발산된 광을 확산시키는 확산 시트(420), 광을 발산하는 LED 모듈(430), 프레임(410)과 몸체를 이루는 백 커버(440) 및 프레임(410)과 백 커버(440)를 결합하는 체결 부재(450)를 포함한다.
프레임(410)은 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질 또는 강화 플라스틱으로 형성되며, 도 4b에 도시된 바와 같이, 사각틀 형상으로 이루어지고, 최외곽부를 따라 천정의 T바에 고정하기 위한 단차부(416)가 형성되며, 체결 부재(450)가 고정되는 일정 높이의 벽면(414)이 형성된다. 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 프레임(410)은 하단면에서 백 커버(440)의 관통홀(444)에 대응하는 위치에 "ㄱ"자 형상의 결합 돌기(411)가 형성되는데, 이 결합 돌기(411)에 체결 부재(450)의 일단 결합되고, 결합 돌기(411)의 상단면이 체결 부재(450)의 이탈을 방지한다. 결합 돌기(411)와 일정 거리 이격된 위치에 보조 지지부(417)가 결합 돌기(411)와 동일한 높이로 형성되며, 결합 돌기(411)와 보조 지지부(417) 사이에 체결 부재(450)가 삽입되는 공간부(412)가 형성되고, 보조 지지부(417)와 일정 거리 이격된 위치에 백 커버(440)를 고정하는 스토퍼(413)가 보조 지지부(417) 보다 높게 형성되는데, 바람직하게는 스토퍼(413)의 높이는 보조 지지부(417)의 높이와 백 커버(440)의 결합면(442)의 두께의 합의 크기로 형성된다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 프레임(410)의 하단면에서 결합 돌기(411)와 보조 지지부(417)의 상면에 백 커버(440)가 안착되고, 벽면(414)의 상단부에 하측으로 경사진 경사면(415)이 형성되는데, 이 경사면(415)은 체결 부재(450)의 타단이 탄성력에 의해 고정된다.
확산 시트(420)는 프레임(410) 상에 적층되며 LED 모듈(430)의 LED 칩(434)에서 발광된 직진성 광을 확산시켜 외부로 투과하는데, 광 확산성과 광 투과율을 고려하여 광확산제가 첨가된 폴리스티렌 수지(ploy styrene)으로 형성되나, 이에 제한되지는 않는다.
LED 모듈(430)은 기판(432)상에 적어도 하나의 LED 칩(434)이 실장되는데, 기판(432)은 일면에 실장된 LED 칩(434)으로부터 방출되는 열을 1차로 방열시키는 메탈 PCB로 구성될 수 있다.
백 커버(440)는 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질 또는 강화 플라스틱으로 형성되며, 프레임(410)에 적층되는 확산 시트(420) 및 LED 모듈(430)을 보호하도록 프레임(410)의 하단면에 안착된다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 백 커버(440)는 결합면(442)의 다수의 위치에 관통홀(444)이 형성되는데, 이러한 관통홀(444)은 체결 부재(450)의 유동을 방지한다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 백 커버(440)는 하부의 외주면을 따라 형성된 결합면(442)이 프레임(410)의 결합 돌기(411) 및 보조 지지부(417)의 상면에 접하여 안착되고 스토퍼(413)에 의해 고정된다.
체결 부재(450)는 스프링강과 같은 구조용 특수강, SK5와 같은 탄소공구강, SUS와 같은 스테인리스강 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 클립일 수 있으나 이에 제한되지는 않고 탄성력을 제공하는 다양한 재질 및 구조로 형성될 수 있다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 체결 부재(450)는 일단에서 걸림부(451) 및 수직면(452)이 "ㄴ"자 형상으로 형성되며, 일단에서 타단으로 연장되는 연결부에서 수평면(454), 지지면(456) 및 굴곡면(458)이 "ㄷ" 자 형상으로 라운드지게 형성되고, 타단에서 가압부(459)가 곡면을 갖도록 접혀지게 형성된다.
도 5e에 도시된 바와 같이, 체결 부재(450)는 프레임(410)과 백 커버(440)를 결합하는데, 걸림부(451)는 백 커버(440)의 관통홀(444)을 관통하여 프레임(410)의 결합 돌기(411)에 고정되어 체결 부재(450)의 수직 유동을 방지하며, 수직면(452)은 관통홀(444)에 관통하여 체결 부재(450)의 수평 유동을 방지한다. 수평면(454)은 프레임(410)에 안착된 백 커버(440)의 결합면(442) 상에 배치되어 프레임(410)과 백 커버(440)를 결합시키며, 스토퍼(413)에 의해 지지되고, 지지면(456)은 프레임(410)의 벽면에 접하여 지지되며, 굴곡면(458)은 탄성력에 의해 프레임(410)의 경사면(415)에 접하여 고정되는데 지지면(456)과 굴곡면(458)에 탄성력이 발생하여 체결 부재(450)의 형상이 변형되고, 이러한 탄성력이 체결 부재(450)의 상하로 작용한다. 가압부(459)는 체결 부재(450)를 프레임(410) 및 백 커버(440)에서 착탈하기 위한 실질적인 작업 부위로서, 체결 작업시 작업자의 안정성을 확보하도록 곡면으로 접혀지게 형성된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 매립형 평판 LED 조명 장치(400)의 조립과정 및 작동을 설명한다.
먼저, 백 커버(440)의 결합면(442)을 프레임(410)의 하면에 안착시키면, 도 5d에 도시된 바와 같이, 백 커버(440)의 결합면(442)은 결합 돌기(411) 및 보조 지지부(417)의 상면에 안착되어 백 커버(440)는 프레임(410)의 스토퍼(413)에 의해 수평 방향으로 고정된다. 이 상태에서, 체결 부재(450)의 걸림부(451)를 기울이면서 백 커버(440)의 관통홀(444)을 관통하여 프레임(410)의 공간부(412)에 위치시킨 후 수평면(454)이 백 커버(440)의 상면에 접하도록 체결 부재(450)를 수직으로 세우면서, 가압부(459)를 체결 부재(450)의 길이 방향으로 가압하면, 체결 부재(450)의 지지면(456) 및 굴곡면(458)이 변형된다. 이와 같은 가압과 동시에 굴곡면(458)이 경사면(415)에 접하도록 체결 부재(450)를 프레임(410)으로 밀어 가압부(459)가 경사면(415)의 측면에 맞닿도록 하면 탄성력에 의해 체결 부재(450)가 원래 형태로 복원되면서, 굴곡면(458)이 경사면(415)의 하면에 접하여 고정됨으로써 체결이 완료된다.
이와 같이 체결이 완료되면, 지지면(456)과 굴곡면(458)은 경사면(415)에 의해 원래의 상태로 복원되지 않고 변형된 상태를 유지하는데 이에 의해 탄성력이 발생하여 굴곡면(458)이 경사면의 하면을 가압하여 고정되고, 지지면(456)은 프레임(410)의 벽면을 가압하여 고정되며, 수평면(454)은 프레임(410)에 안착된 백 커버(440)의 결합면(442)을 가압하여 고정되고, 걸림부(451)는 결합 돌기(411)를 가압하여 고정됨으로써 체결 부재(450)의 탄성력에 의해 프레임(410)과 백 커버(440)가 결합된다. 여기서, 스토퍼(413)는 프레임(410)의 수평 유동을 방지하는 동시에 체결 부재(450)의 수평면(454)을 지지한다.
또한, 체결 부재(450)를 분리하는 경우, 체결 부재(450)의 가압부(459)를 수직으로 가압하면 지지면(456) 및 굴곡면(458)의 변형되어, 굴곡면(458)이 프레임(410)의 경사면(415)으로부터 이탈되고, 이 상태에서 가압부(459)를 백 커버(440)측으로 밀면 지지면(456)이 벽면(414)에서 이탈되어 체결 부재(450)가 분리된다.
이와 같은 구성 및 작동에 의해 매립형 평판 LED 조명 장치(400)의 체결 구조는 볼트 체결 방식 대비 2차 가공이 생략되어 가공 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 LED 조명 장치의 체결 구조를 설명하기 위한 사시도(a), 단면도(b) 및 체결 부재의 사시도(c)이다.
벌브형 LED 조명 장치(600)는 기판(610), 기판(610)에 실장되는 LED 칩(620), LED 칩(620)에서 발산된 광을 발산시키는 렌즈(630), LED 칩(620)에 발생하는 열을 냉각시키는 방열 부재(640), 외부 전원이 입력되는 소켓(650) 및 LED 모듈의 기판(610)과 방열 부재(640)를 결합하는 체결 부재(660)를 포함한다.
기판(610) 및 LED 칩(620)은 LED 모듈을 이루는데, 기판(610)은 일면에 적어도 하나의 LED 칩(620)이 실장되며, LED 칩(620)으로부터 방출되는 열을 1차로 방열시키는 메탈 PCB로 구성될 수 있다. 이러한 기판(610)은 외곽부에서 다수의 위치에 제 1 관통홀(612)이 형성되는데, 방열 부재(640)의 제 2 관통홀(646)과 연통하도록 형성된다.
렌즈(630)는 LED 칩(620)을 외부환경으로부터 보호하도록 기판(610) 및 방열 부재(640) 상에 고정된다.
방열 부재(640)는 LED 칩(620)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트 싱크로서, 열전도성이 우수한 소재로 이루어지고, 외부면에 방열면적을 증대시키도록 복수개의 방열핀(642)이 방사상으로 형성된다. 이러한 방열 부재(640)는 일면에 기판(610)이 배치되며, 상단부(644)의 외곽부에서 방열핀(642)이 형성되지 않은 영역에 다수의 위치에 제 2 관통홀(646)이 형성되는데, 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판(610)과 상단부(644)가 접하도록 배치되고 제 2 관통홀(646)의 아래측에는 방열 부재(640) 또는 방열핀(642)이 형성되지 않는 공간부가 형성된다.
소켓(650)은 외부전원에 접속되어 전원케이블(미도시)을 통하여 LED 칩(620)에 전원을 공급한다.
체결 부재(660)는 스프링강과 같은 구조용 특수강, SK5와 같은 탄소공구강, SUS와 같은 스테인리스강 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 클립일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 탄성력을 제공하는 다양한 재질 및 구조로 형성될 수 있다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 체결 부재(660)는 일단에서 머리부(662)가 판상으로 형성되며, 제 1 관통홀(612)의 면적보다 넓은 면적을 갖도록 형성되고, 일단에서 타단으로 연장되는 연결부에서 연장부(664)는 머리부(662)의 크기보다 작은 형태의 판상으로 형성되며 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)에 끼워 맞추어지도록 형성되고, 타단에서 휨부(666), 당접부(668) 및 가압부(669)가 "N자 형상으로 라운드지게 형성된다. 도 6c에는 연장부(644)가 사각형상으로 도시되었으나, 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)과 대응하는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 예를 들면 원형으로 형성될 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 체결 부재(660)는 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)에 삽입되어 기판(610)과 방열 부재(640)를 결합하는데, 머리부(662)는 제 1 관통홀(612)에 대한 외곽부의 일면이 기판(610)의 상면에 접하여 고정된다. 연장부(664)는 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)에 삽입되어 고정되어 체결 부재(660)의 수평 유동을 방지한다. 휨부(666)는 방열 부재(640)의 하면으로 돌출되도록 배치되며, 탄성력을 발생시켜 당접부(668)에 전달하고, 당접부(668)는 탄성력에 의해 방열 부재(640)의 하면에 접하여 고정되는데, 휨부(666) 및 당접부(668)에 의해 탄성력이 발생하여 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)을 관통하는 동안 변형되었던 체결 부재(660)의 형상이 원상태로 복원되면서 탄성력이 체결 부재(660)의 좌우로 작용한다. 가압부(669)는 체결 부재(660)를 기판(610) 및 방열 부재(640)에서 착탈하기 위한 실질적인 작업 부위로서, 체결 작업시 작업자의 안정성을 확보하도록 일단이 곡면으로 형성된다. 여기서, 휨부(666)와 가압부(669)가 가압된 상태의 전체 두께는 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)의 폭과 유사하도록 형성된다.
본 실시예에서는 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)이 동일한 크기로 형성되는 것으로 설명하였으나 이에 제한되지 않고, 체결 부재(660)가 기판(610)과 방열 부재(640) 사이에서 유동하지 않도록 하는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 예를 들면, 제 1 관통홀(612)의 폭이 제 2 관통홀(646)의 폭 보다 크게 형성되고 연장부(664)가 제 1 관통홀(612)에 대응하는 크기로 형성되어 연장부(664)가 제 1 관통홀(612)에 의해서만 고정되도록 구성할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 벌브형 LED 조명 장치(600)의 조립과정 및 작동을 설명한다.
먼저, 기판(610)을 방열 부재(640)의 상단부(644)에 안착시키는데, 제 1 관통홀(612)과 제 2 관통홀(646)이 연통하도록 한다. 이 상태에서 체결 부재(660)의 휨부(666) 및 가압부(669)를 양측에서 가압한 상태에서 체결 부재(660)를 제 1 관통홀(612)에 삽입하고, 머리부(662)가 기판(610)에 접할때까지 수직으로 가압한다. 여기서, 연장부(664)는 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646) 내에 끼워 맞추어진다. 체결 부재(660)가 제 2 관통홀(646)에 삽입됨에 따라 휨부(666) 및 가압부(669)가 제 2 관통홀(646)을 벗어나면 탄성력에 의해 가압부(669)가 원래의 상태로 복원되면서 원래 상태로 복원되지 못한 휨부(666)의 탄성력에 의해 당접부(668)가 방열 부재(640)에 접하여 고정됨으로써 체결이 완료된다.
이와 같이 체결이 완료되면, 휨부(666)는 원래 상태로 복원되지 않고 변형된 상태를 유지하데, 이에 의해 탄성력이 발생하여 당접부(668)가 방열 부재(640)의 하면을 가압하여 고정되고, 머리부(662)는 기판(610)의 상면을 가압하여 고정됨으로써, 체결 부재(660)의 탄성력에 의해 기판(610)과 방열 부재(640)가 결합한다.
또한, 체결 부재(660)를 분리하는 경우, 체결 부재(660)의 가압부(669) 및 휨부(666)를 좌우에서 수평으로 가압하면, 가압부(669), 휨부(666)가 변형되어 "N"자 형상부가 제 2 관통홀(646)의 크기로 수축되고, 이때, 체결 부재(660)를 기판(610) 측으로 밀면, 머리부(662)가 기판(610)으로부터 분리되면서 연장부(664)가 제 1 관통홀(612) 밖으로 돌출되며, 머리부(662)를 상측으로 당기면 체결 부재(660)가 제 1 관통홀(612) 및 제 2 관통홀(646)로부터 분리된다.
이와 같은 구성 및 작동에 의해 벌브형 LED 조명 장치(600)의 체결 구조는 볼트 체결 방식 대비 2차 가공이 생략되어 가공 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 LED 조명 장치의 체결 구조를 설명하기 위한 사시도(a), 체결 부재 사시도(b) 및 단면도(c)이다.
다운 라이트 LED 조명 장치(700)는 기판(710), 기판(710) 상에 실장되는 LED 칩(720), LED 칩(720)에서 발산된 광을 확산시키는 확산판(730), LED 칩(720)에서 발생한 열을 냉각시키는 방열 부재(740), 벽면에 설치하기 위한 고정부(750), 및 기판(710)과 방열 부재(740)를 결합하는 체결 부재(760)를 포함한다.
기판(710) 및 LED 칩(720)은 LED 모듈을 이루는데, 기판(710)은 일면에 적어도 하나의 LED 칩(720)이 실장되며, LED 칩(720)으로부터 발출되는 열을 1차로 방열시키는 메탈 PCB로 구성될 수 있다. 이러한 기판(710)은 외곽부에서 다수의 위치에 한쌍의 제 1 관통홀(712)이 형성되는데, 방열 부재(740)의 한쌍의 제 2 관통홀(746)에 연통하도록 형성된다.
확산판(730)은 기판(710) 상의 고정부(750)에 형성되며, LED 칩(720)에서 발광된 직진성 광을 확산시켜 외부로 투과하며, 광 확산성과 광 투과율을 고려하여 광확산제가 첨가된 폴리스티렌 수지로 형성되나, 이에 제한되지는 않는다. 이러한 확산판(730)의 양측에 LED 칩(720)에서 발산된 광이 효율적으로 외부로 방출하기 위해 기판(710)과의 사이에 고정부(750)의 내면을 따라 반사판(732)이 수직으로 배치된다.
방열 부재(740)는 LED 칩(720)에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 히트 싱크로서, 열전도성이 우수한 소재로 이루어지고, 외부면에 방열면적을 증대하도록 복수개의 방열핀(742)이 방사상으로 형성된다. 이러한 방열 부재(740)는 일면에 기판(710)이 배치되며, 외곽부에서 방열핀(742)이 형성되지 않은 상단부(744)에 다수의 위치에 한쌍의 제 2 관통홀(746)이 형성되는데, 도 7c에 도시된 바와 같이, 기판(710)과 단차부(744)가 접하도록 배치되고, 제 2 관통홀(746)의 아래측에는 방열 부재(740) 또는 방열핀(742)이 형성되지 않는다.
고정부(750)는 방열 부재(740)의 하단에 배치되며, 확산판(730) 및 반사판(732)이 고정되고, 양측에 천정 또는 벽면 사이에 체결하기 위한 걸림부(752)가 형성된다.
체결 부재(760)는 스프링강과 같은 구조용 특수강, SK5와 같은 탄소공구강, SUS와 같은 스테인리스강 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 클립일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 탄성력을 제공하는 다양한 재질 및 구조로 형성될 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 체결 부재(760)는 일단에서 머리부(762)가 봉 또는 막대형상으로 형성되며, 한쌍의 제 2 관통홀(746) 사이의 거리에 대응하는 길이로 형성되고, 일단에서 타단으로 연장되는 연결부에서 연장부(764)는 머리부(762)의 양측에서 실질적으로 직각으로 절곡되도록 연장 형성되며, 제 1 관통홀(712) 또는 제 2 관통홀(746)의 직경보다 작은 크기의 두께가 되도록 형성되고, 타단에서 가압부(766)가 머리부(762)와 반대방향으로 연장부(764)와 실질적으로 직각으로 절곡되도록 형성된다.
도 7c에 도시된 바와 같이, 체결 부재(760)는 양측의 가압부(766)가 제 1 관통홀(712) 및 제 2 관통홀(746)에 삽입되어 기판(710)과 방열 부재(740)를 결합하는데, 머리부(762)는 한쌍의 제 1 관통홀(712) 사이에서 방열 부재(740)의 하면에 접하여 고정된다. 연장부(764)는 제 1 관통홀(712) 및 제 2 관통홀(746)에 삽입되는데, 그 두께가 제 1 관통홀(712) 및 제 2 관통홀(746)의 직경보다 작으므로 탄성력에 의해 유동되어 제 1 관통홀(712)과 제 2 관통홀(746)의 두께 방향으로 대략 대각선 형상을 이루며 제 1 관통홀(712)과 제 2 관통홀(746) 내부에서 밀착 고정된다. 가압부(766)는 탄성력에 의해 기판(710)의 상면에 접하여 고정되는데, 연장부(764) 및 가압부(766)에 의해 탄성력이 발생하여 제 1 관통홀(712) 및 제 2 관통홀(746)을 관통하는 동안 변형되었던 가압부(766)가 원상태로 복원되면서 탄성력이 체결 부재(760)의 좌우로 작용한다. 또한 이러한 가압부(766)는 체결 부재(760)를 기판(710) 및 방열 부재(740)에서 착탈하기 위한 실질적인 작업 부위로서, 체결 작업시 작업자의 안정성을 확보하도록 일단이 곡면으로 형성된다.
본 실시예에서는 머리부(762)와 연장부(764) 및 연장부(764)와 가압부(766)가 실질적으로 직각을 이루도록 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 연장부(764) 및 가압부(766)가 탄성력에 의해 기판(710)을 지지하는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 다운 라이트 LED 조명 장치(700)의 조립과정 및 작동을 설명한다.
먼저, 기판(710)을 방열 부재(740)의 단차부(744)에 안착시키는데, 한쌍의 제 1 관통홀(712)과 한쌍의 제 2 관통홀(746)이 연통하도록 한다. 이 상태에서 체결 부재(760)의 가압부(766)를 양측에서 가압한 상태에서 제 2 관통홀(746)에 삽입하고, 머리부(762)가 방열 부재(740)에 접할때까지 수직으로 가압한다. 체결 부재(760)가 제 1 관통홀(712)에 삽입됨에 따라 가압부(766)가 제 1 관통홀(712)을 벗어나면 탄성력에 의해 연장부(764) 및 가압부(766)가 원래의 상태로 복원되면서 원래 상태로 복원되지 못한 연장부(764)의 탄성력에 의해 가압부(766)가 기판(710)의 상면에 접하여 고정됨으로써 체결이 완료된다.
이와 같이 체결이 완료되면, 연장부(764)는 원래 상태로 복원되지 않고 변형된 상태를 유지하는데, 이에 의해 탄성력이 발생하여 제 1 관통홀(712) 및 제 2 관통홀(746) 내부를 가압하여 고정되고, 머리부(762)는 방열 부재(740)의 하면을 가압하여 고정되며, 가압부(766)는 기판(710)의 상면을 가압하여 고정됨으로써, 체결 부재(760)의 탄성력에 의해 기판(710)과 방열 부재(740)가 결합한다.
또한, 체결 부재(760)를 분리하는 경우, 체결 부재(760)의 가압부(766)를 좌우에서 수평으로 가압하면, 가압부(766)가 변형되고, 이때 가압부(766)를 제 1 관통홀(712)에 삽입하여 방열 부재(740) 측으로 밀면, 머리부(762)가 방열 부재(740)로부터 분리되면서 체결 부재(760)가 상측으로 돌출되며, 머리부(762)를 하측으로 당기면 체결 부재(760)가 제 1 관통홀(712) 및 제 2 관통홀(746)로부터 분리된다.
본 실시예에서는 체결 부재(760)가 방열 부재(740) 측에서 기판(710) 측으로 삽입되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고, 예를 들면, 기판(710) 측에서 방열 부재(740) 측으로 삽입되도록 체결할 수 있다.
이와 같은 구성 및 작동에 의해 다운 라이트 LED 조명 장치(700)의 체결 구조는 볼트 체결 방식 대비 2차 가공이 생략되어 가공 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.
400 : 매립형 평판 LED 조명 장치 410 : 프레임
420 : 확산 시트 430 : LED 모듈
440 : 백 커버(back cover) 450,660,760 : 체결 부재
600 : 벌브(bulb)형 LED 조명 장치 610,710 : 기판
620,720 : LED 칩 630 : 렌즈
640,740 : 방열 부재 650 : 소켓
700 : 다운 라이트(down light) LED 조명 장치
730 : 확산판 750 : 고정부

Claims (17)

  1. LED 조명 장치의 체결 구조에 있어서,
    상기 LED 조명 장치를 이루는 제 1 부재와 제 2 부재가 탄성력을 갖는 체결 부재로 결합되며, 상기 체결 부재의 일단이 상기 제 1 부재에 형성된 관통홀을 관통하여 고정되고, 타단이 탄성력에 의해 상기 제 2 부재의 일면에 접하여 고정되며,
    상기 조명 장치는 매립형 평판 조명 장치이고,
    상기 체결 부재는 상기 타단이 외력에 의해 수축하여 상기 제 2 부재의 일면에서 착탈되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 구조용 특수강, 탄소공구강, 스테인리스강 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 상기 일단이 "ㄴ"자 형상으로 형성되며, 상기 타단이 곡면을 갖도록 접혀지고, 상기 일단 및 상기 타단을 연장하는 연결부가 "ㄷ" 자 형상으로 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 백 커버이고 상기 제 2 부재는 프레임인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 백 커버는 하부의 외주면에 상기 관통홀이 다수개로 형성되며, 상기 프레임은 상기 백 커버의 상기 관통홀에 대응하는 위치에 결합 돌기가 형성되고, 그 하단면에 상기 백 커버가 안착되며, 그 상단부에 하측으로 경사진 경사면이 형성되고, 상기 체결 부재는 상기 일단이 상기 관통홀을 관통하여 상기 결합 돌기에 접하여 고정되며, 상기 타단이 탄성력에 의해 상기 경사면에 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명 장치는 벌브(bulb)형 조명 장치인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 상기 일단이 판상으로 형성되고, 상기 타단이 "N자 형상으로 라운드지게 형성되며, 상기 일단과 상기 타단을 연장하는 연결부가 상기 관통홀에 끼워 맞추어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 LED 모듈의 기판이고 상기 제 2 부재는 방열 부재인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 기판은 외곽부에 상기 관통홀이 다수개로 형성되고, 상기 방열 부재는 상기 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 형성되며, 상기 체결 부재는 상기 일단이 상기 기판의 일면의 접하여 고정되고, 상기 타단이 탄성력에 의해 상기 방열 부재의 일면에 접하여 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 상기 타단이 외력에 의해 수축하여 상기 제 2 부재의 일면에서 착탈되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 LED 조명 장치는 다운 라이트(down light) 조명 장치인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 상기 일단이 봉 또는 막대형상으로 형성되고, 상기 일단의 양측으로부터 절곡되어 연장되는 연결부가 형성되며, 상기 타단이 상기 일단과 반대방향으로 상기 연결부로부터 절곡되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 방열 부재이고 상기 제 2 부재는 LED 모듈의 기판인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 방열 부재는 외곽부에 단부가 형성되고, 상기 단부에 상기 관통홀이 한쌍씩 다수개로 형성되며, 상기 기판은 상기 한쌍의 관통홀과 연통하는 제 2 관통홀이 형성되고, 상기 체결 부재는 상기 일단이 한쌍의 관통홀 사이의 상기 방열 부재의 일면에 접하여 고정되며, 상기 타단이 탄성력에 의해 상기 기판의 일면에 접하여 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치의 체결 구조.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 체결 부재는 상기 타단이 외력에 의해 수축하여 상기 제 2 부재의 일면에서 착탈되는 것을 특징으로 LED 조명 장치의 체결 구조.
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