KR101812758B1 - 조명기기 - Google Patents

Abstract

조명기기를 제공한다.
본 발명은, 적어도 하나의 발광소자가 실장된 모듈기판을 구비하는 발광모듈과, 상기 모듈기판이 탑재되는 탑재면을 구비하여 발광소자의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열부 및 상기 발광소자에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되는 소켓부를 포함하고, 상기 방열부는 상기 발광모듈과 소켓부 사이를 전기적으로 연결하는 전원케이블이 배선되는 회전지지축 : 상기 회전지지축에 회전가능하게 조립되는 회전형 히트싱크를 포함한다.

Description

조명기기{Illumination Equipment}

본 발명은 조명기기에 관한 것으로, 더욱 상세히는 외부노출되는 히트싱크를 자연대류방식으로 냉각함과 더불어 조명기기가 설치되는 실내 또는 실외에서 제공되는 기체유동을 동력원으로 하여 회전되는 히트싱크에 의해서 발생하는 강제기류방식으로 히트싱크의 외부면 전체를 균일하게 냉각하여 방열효율을 향상시킬 수 있는 조명기기에 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 엘이디를 조명원으로 하는 조명기기가 다양한 형태로 개발되고 있다.

또한, 엘이디를 조명원으로 하는 조명기기는 각종 환경규제 및 기후변화협약에 대응하는 미래 친환경적인 측면에서 백열등, 형광등과는 달리 필라멘트, 수은을 전혀 사용하지 않아 안전하고, 유해물질 사용제한이 없으며, 전자제품 회수의무가 없으며 이산화탄소 배출제한이 없어 친환경 미래산업으로 조명산업에서의 중요성이 점차 커지고 있는 실정이다.

한편, 이러한 엘이디를 구비하는 조명 기기(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 소형의 발광조명원인 발광소자(14)를 복수개 실장한 모듈기판(12)을 구비하고, 상기 모듈기판(12)은 상기 발광소자(14)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하도록 열전도성이 우수한 소재로 이루어지는 히트싱크(22)에 탑재되고, 상기 히트싱크(22)의 외부면에는 방열면적으로 넓힐 수 있도록 복수개의 방열핀(24)을 방사방향으로 돌출형성한다.

그리고, 상기 모듈기판(12)이 탑재되는 히트싱크(22)의 일측단에는 발광소자를 외부환경으로부터 보호하도록 렌즈(16)를 구비한다.

또한, 상기 히트싱크(22)에는 외부전원과 연결되는 소켓부(32)을 구비하고, 상기 소켓부(32)는 상기 발광소자(14)에 외부전원을 공급하도록 모듈기판(12)과 전원케이블(28)을 매개로 전기적으로 연결되며, 상기 전원케이블(28)은 상기 히트싱크(22)에 형성된 관통공(26)을 따라 배선된다.

한편, 종래의 조명기기(1)에 구비되는 히트싱크(22)에서 상기 발광소자의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열설계는 히트싱크(22)의 주변에 바람이 전혀 불지 않는 전제에서 자연대류방식으로 열을 외부로 방출하도록 설계되거나 방열핀(24)의 설치개수나 형상을 변경하여 방열면적으로 확대하거나, 히트싱크의 소재를 변경하여 방열효율을 높이는 설계되었다.

그러나, 상기 조명기기가 설치된 실내에서 사람의 움직임이나 공조기기에서 제공하는 기체유동이나 조명기기의 움직임에 의해서 발생하는 기체유동이 상기 히트싱크와 부딪히는 경우, 유동되는 기류와 대응하는 히트싱크(22)의 외부면에서의 방열효율과 유동되는 기류와 대응하지 않는 히트싱크(22)의 외부면에서의 방열효율이 서로 상이해지기 때문에 히트싱크의 외부면 전체를 균일하게 냉각하여 방열효율을 향상시키는데 한계가 있었다.

즉, 종래의 히트싱크는 조명기기의 주변에서 발생하는 기체유동을 고려하지 않고 방열설계되기 때문에, 히트싱크의 방열효율을 향상시켜 조명기기의 사용수명을 연장하는데 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 외부노출되는 히트싱크를 자연대류방식으로 냉각함과 더불어 조명기기가 설치되는 실내 또는 실외에서 제공되는 기체유동을 동력원으로 하여 회전되는 히트싱크에 의해서 발생하는 강제기류방식으로 히트싱크의 외부면 전체를 고르게 냉각하여 방열효율을 향상시킬 수 있는 조명기기를 제공하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 적어도 하나의 발광소자가 실장된 모듈기판을 구비하는 발광모듈과, 상기 모듈기판이 탑재되는 탑재면을 구비하여 발광소자의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열부 및 상기 발광소자에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되는 소켓부를 포함하고, 상기 방열부는 상기 발광모듈과 소켓부 사이를 전기적으로 연결하는 전원케이블이 배선되는 회전지지축 : 상기 회전지지축에 회전가능하게 조립되는 회전형 히트싱크를 포함하는 조명기기를 제공한다.

바람직하게, 상기 회전지지축에 고정되는 고정형 히트싱크를 추가 포함한다.

바람직하게, 상기 회전지지축은 몸체중앙에 상기 전원케이블이 배선될 수 있도록 배선공을 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 회전지지축의 일단부는 상기 고정형 히트싱크에 형성된 조립홈과 나사결합되도록 수나사부를 구비하거나 상기 고정형 히트싱크에 형성된 조립홈에 억지끼움되거나 상기 고정형 히트싱크로부터 일정길이 연장된다.

바람직하게, 상기 회전형 히트싱크는 상기 회전지지축과 적어도 하나의 회전지지부재를 매개로 회전가능하게 조립된다.

바람직하게, 상기 고정형 히트싱크와 상기 회전형 히트싱크사이에는 간격유지부재를 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 간격유지부재는 상기 회전지지축의 외부면에 조립되거나 상기 회전지지축의 외부면으로부터 연장된다.

바람직하게, 상기 고정형 히트싱크와 회전형 히트싱크는 몸체 외부면에 외측 방사방향으로 연장되는 복수개의 방열핀을 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 회전형 히트싱크의 몸체외부면에 형성되는 방열핀은 상기 회전지지축과 나란하도록 직선형으로 구비되거나 상기 회전지지축에 대하여 일정각도 경사지게 구비되거나 나선형으로 구비된다.

바람직하게, 상기 고정형 히트싱크는 상기 회전형 히트싱크를 길이중앙에 회전가능하게 조립한 회전지지축의 양단에 각각 고정되는 제1고정형 히트싱크와 제2고정형 히트싱크를 포함한다.

더욱 바람직하게, 상기 제1고정형 히트싱크와 회전형 히트싱크사이 그리고 상기 제2고정형 히트싱크와 회전형 히트싱크사이에는 고정부재와 회전부재간의 접촉을 방지하도록 상기 회전지지축의 외부면에 조립되거나 상기 회전지지축의 외부면으로부터 연장되는 링형상의 간격유지부재를 각각 구비한다.

본 발명에 의하면, 조명기기가 설치되는 실내 또는 실외에서 발생하는 기체유동에 의해서 회전지지축에 회전가능하게 조립된 회전형 히트싱크를 회전시켜 고정형 히트싱크측으로 강제기류를 전달함으로써 히트싱크를 자연대류방식으로 냉각함과 더불어 강제기류방식으로 히트싱크의 외부면 전체를 균일하게 냉각할 수 있기 때문에 조명기기의 방열효율을 향상시킬 수 있고, 조명기기의 사용수명을 연장할 수 있는 효과가 얻어진다.

도 1은 일반적인 조명기기를 도시한 사시도이다.
도 2는 일반적인 조명기기를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 조명기기를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명기기를 도시한 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 조명기기를 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 조명기기를 도시한 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 조명기기를 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 조명기기를 도시한 종단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부된 도면을 따라 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 제1실시 예에 따른 조명기기(100)는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 발광모듈(110), 방열부(120) 및 소켓부(130)를 포함한다.

상기 발광모듈(110)은 적어도 하나의 발광소자(114)가 실장되는 모듈기판(112)을 포함하는바, 이러한 모듈기판(112)은 상기 방열부(120)의 일단부에 형성된 탑재면(121)에 탑재되고, 상기 소켓부(130)로부터 연장되는 전원케이블(131)과 전기적으로 연결된다.

이에 따라, 상기 모듈기판(112)에 실장된 발광소자(114)는 상기 전원케이블(131)을 통하여 공급되는 외부전원에 의해서 빛을 발생하도록 발광하는 것이다.

여기서, 상기 발광모듈(110)의 모듈기판(112)은 상기 탑재면에 함몰형성된 배치홈(122)에 배치되어 체결부재(미도시)에 의해서 교체가능하도록 조립되거나 접착부재를 매개로 접착되어 고정될 수 있다.

그리고, 상기 탑재면(121)에는 상기 발광모듈(110)을 외부환경으로부터 보호하도록 반구형상의 투명덮개(116)를 구비할 수 있다.

상기 방열부(120)는 상기 발광소자(114)의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출할 수 있도록 알루미늄과 같이 열전도성이 우수한 금속소재로 이루어질 수 있다.

이러한 방열부(120)는 회전지지축(123), 고정형 히트싱크(124) 및 회전형 히트싱크(125)를 포함한다.

상기 회전지지축(123)은 상기 모듈기판(112)에 실장된 발광소자(114)에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되는 소켓부(130)와 상기 발광모듈(110)사이를 전기적으로 연결하는 전원케이블(131)이 배선되는 일정길이의 축부재이다.

이러한 회전지지축(123)은 몸체중앙에 상기 전원케이블(131)이 배선될 수 있도록 배선공(123a)을 구비하고, 상기 고정형 히트싱크(124)에 형성된 조립홈(124a)과 나사결합되도록 일단부에 수나사부(123b)를 구비한다.

여기서, 상기 회전지지축(123)은 일단부에 형성된 수나사부(123b)와 조립홈(124a)이 나사결합되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 회전지지축(123)의 일단부가 상기 조립홈(124a)에 억지끼움되어 조립될 수 있다.

또한, 상기 조립홈(124a)에는 상기 모듈기판(112)과 일단이 전기적으로 연결되는 전원케이블(131)이 통과하거나 연결단자를 노출시킬 수 있도록 관통공(124b)을 관통형성한다.

상기 고정형 히트싱크(124)는 상기 발광모듈(110)을 탑재할 수 있도록 도면상 하부에 탑재면(121)을 구비하고 상기 탑재면(121)에는 상기 발광모듈(110)이 배치되어 안착될 수 있도록 일정깊이 함몰형성되는 배치홈(122)을 구비하고, 상기 회전지지축(123)에 조립되어 고정되거나 상기 회전지지축(123')과 일체로 이루어지는 고정부재이다.

이러한 고정형 히트싱크(124)는 상기 발광모듈(110)에 실장된 발광소자(114)의 발광시 발생하는 열을 외부로 전달하여 방출할 수 있도록 열전도성이 우수한 알루미늄과 같은 금속소재로 이루어질 수 있다.

상기 회전형 히트싱크(125)는 상기 회전지지축(123)에 회전가능하게 조립되고, 외부환경에서 제공되는 자연풍이나 공조기기에서 제공하는 외풍과 같은 기체유동에 의해서 회전되면서 상기 고정형 히트싱크(124)측으로 전달되는 강제기류를 발생시키도록 회전되는 회전부재이다.

이러한 회전형 히트싱크(125)는 상기 고정형 히트싱크와 마찬가지로 열전도성이 우수한 알루미늄과 같은 금속소재로 이루어질 수 있다.

상기 회전형 히트싱크(125)는 정방향 또는 역방향 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록 상기 회전지지축(123)의 외부면에 조립되거나 상기 회전형 히트싱크(125)의 몸체중앙에 관통형성되는 중앙공(125a)에 조립되는 베어링부재 또는 부쉬부재와 같은 적어도 하나의 회전지지부재(126)를 매개로 하여 조립되는 것이 바람직하다.

상기 회전지지부재(126)는 상기 회전지지축(123)을 따라 연속하여 배치되어 조립되는 것으로 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 일정간격을 두고 배치되어 조립될 수도 있다.

그리고, 상기 고정형 히트싱크(124)와 상기 회전형 히트싱크(125)사이에는 고정부재와 회전부재간의 접촉을 방지하도록 상기 회전지지축(123)의 외부면에 조립되거나 상기 회전지지축(123)의 외부면으로부터 연장되는 링형상의 간격유지부재(127)를 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고정형 히트싱크(124)와 회전형 히트싱크(125)는 몸체 외부면에 방열면적을 넓힐 수 있도록 외측 방사방향으로 연장되는 복수개의 방열핀(128a,128b)을 구비한다.

여기서, 상기 회전형 히트싱크(125)의 몸체외부면에 형성되는 방열핀(128b)은 상기 회전지지축(123)과 나란하도록 직선형으로 구비되는 것으로 도시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며 상기 회전형 히트싱크(125)의 회전시 발생하는 강제기류를 상기 고정형 히트싱크(124)측으로 전달함으로써 이를 균일하게 냉각하여 방열효율을 높일 수 있도록 상기 회전지지축(123)에 대하여 일정각도 경사지게 구비되거나 나선형으로 구비될 수 있다.

이에 따라, 외부환경에서 제공되는 자연풍이나 공조기기에서 제공하는 외풍과 같은 기체유동에 의해서 상기 회전지지축(123)에 회전가능하게 조립된 회전형 히트싱크(125)가 일방향으로 회전하게 되면 상기 회전형 히트싱크(125)의 회전시 발생하는 강제기류가 인접하는 고정형 히트싱크(124)측으로 전달되어 방열핀(128a)사이를 통과하게 되고, 이로 인하여 고정형 히트싱크(124)의 외부면을 강제기류에 의해서 냉각함과 동시에 상기 회전형 히트싱크(125)를 통하여 열방출도 이루어짐으로써 전체적으로 히트싱크의 방열효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 조명기기를 도시한 종단면도로서, 상기 회전지지축(123')은 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 고정형 히트싱크(124)로부터 일정길이 연장되고, 몸체중앙에 상기 전원케이블(131)이 배선될 수 있도록 배선공(123a)을 구비하는 축부재로 이루어질 수 있다.

이러한 경우, 상기 회전지지축(123')과 고정형 히트싱크(124)를 일체화하여 구성부품수를 줄일 수 있는 한편 조립공정수를 줄여 제조원가를 절감할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 조명기기를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 조명기기를 도시한 종단면도로서, 상기 고정형 히트싱크(124)는 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 회전형 히트싱크(125)를 길이중앙에 회전가능하게 조립한 회전지지축(123)의 양단에 각각 고정되는 제1고정형 히트싱크(124')와 제2고정형 히트싱크(124'')로 구비될 수 있다.

상기 제1고정형 히트싱크(124')는 상기 발광모듈(110)이 탑재되는 탑재면(121)을 갖추어 상기 회전지지축(123)의 일단에 조립되어 고정되거나 상기 회전지지축(123)을 일체로 구비하는 고정부재이며, 상기 제2고정형 히트싱크(124'')는 상기 소켓부(130)와 결합되는 회전지지축(123)의 타단에 조립되어 고정되는 고정부재이다.

그리고, 상기 제1고정형 히트싱크(124')와 회전형 히트싱크(125)사이 그리고 상기 제2고정형 히트싱크(124'')사이에는 상기와 마찬가지로 고정부재와 회전부재간의 접촉을 방지하도록 상기 회전지지축(123)의 외부면에 조립되거나 상기 회전지지축(123)의 외부면으로부터 연장되는 링형상의 간격유지부재(127)를 각각 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1,2고정형 히트싱크(124',124'')와 회전형 히트싱크(125)는 몸체 외부면에 방열면적을 넓힐 수 있도록 외측 방사방향으로 연장되는 복수개의 방열핀(128a,128b)을 구비한다.

이에 따라, 외부환경에서 제공되는 자연풍이나 공조기기에서 제공하는 외풍과 같은 기체유동에 의해서 상기 회전지지축(123)의 길이중앙에 회전가능하게 조립된 회전형 히트싱크(125)가 일방향으로 회전하게 되면 상기 회전형 히트싱크(125)의 회전시 발생하는 강제기류가 인접하는 제1,2고정형 히트싱크(124',124'')측으로 전달되어 방열핀(128a)사이를 통과하게 되고, 이로 인하여 제1,2고정형 히트싱크(124',124'')의 외부면을 강제기류에 의해서 냉각함과 동시에 상기 회전형 히트싱크(125)를 통하여 열방출도 이루어짐으로써 전체적으로 히트싱크의 방열효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

또한, 상기 회전지지축(123)에 회전가능하게 조립된 회전형 히트싱크(125)는 전원인가시 회전력을 제공하는 모터부재(미도시)에 의해서 강제 회전되는 구조로 구비될 수도 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

110 : 발광모듈 112 : 모듈기판
114 : 발광소자 116 : 투명덮개
120 : 방열부 121 ; 탑재면
122 : 배치홈 123 : 회전지지축
124 : 고정형 히트싱크 124' : 제1고정형 히트싱크
124'' : 제2고정형 히트싱크 125 : 회전형 히트싱크
126 : 회전지지부재 127 : 간격유지부재

Claims (11)

1. 적어도 하나의 발광소자가 실장된 모듈기판을 구비하는 발광모듈;
   상기 모듈기판이 탑재되는 탑재면을 구비하여 발광소자의 발광시 발생하는 열을 외부로 방출하는 방열부; 및
   상기 발광소자에 전원을 공급하도록 외부전원과 연결되는 소켓부;를 포함하고,
   상기 방열부는,
   상기 발광모듈과 소켓부 사이를 전기적으로 연결하는 전원케이블이 배선되는 회전지지축;
   상기 회전지지축에 고정되는 고정형 히트싱크; 및
   상기 회전지지축에 회전가능하게 조립되는 회전형 히트싱크;를 포함하며,
   상기 고정형 히트싱크와 회전형 히트싱크는 몸체 외부면에 외측 방사방향으로 연장되는 복수개의 방열핀을 구비하는 조명기기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전지지축은 몸체중앙에 상기 전원케이블이 배선될 수 있도록 배선공을 구비하는 것을 특징으로 하는 조명기기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 회전지지축의 일단부는 상기 고정형 히트싱크에 형성된 조립홈과 나사결합되도록 수나사부를 구비하거나 상기 고정형 히트싱크에 형성된 조립홈에 억지끼움되거나 상기 고정형 히트싱크로부터 일정길이 연장되는 것을 특징으로 하는 조명기기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 회전형 히트싱크는 상기 회전지지축과 적어도 하나의 회전지지부재를 매개로 회전가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 조명기기.
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정형 히트싱크와 상기 회전형 히트싱크사이에는 간격유지부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명기기.
7. 제6항에 있어서,
   상기 간격유지부재는 상기 회전지지축의 외부면에 조립되거나 상기 회전지지축의 외부면으로부터 연장되는 것을 특징으로 하는 조명기기.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 회전형 히트싱크의 몸체외부면에 형성되는 방열핀은 상기 회전지지축과 나란하도록 직선형으로 구비되거나 상기 회전지지축에 대하여 일정각도 경사지게 구비되거나 나선형으로 구비되는 것을 특징으로 하는 조명기기.
10. 제1항에 있어서,
    상기 고정형 히트싱크는 상기 회전형 히트싱크를 길이중앙에 회전가능하게 조립한 회전지지축의 양단에 각각 고정되는 제1고정형 히트싱크와 제2고정형 히트싱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 조명기기.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1고정형 히트싱크와 회전형 히트싱크사이 그리고 상기 제2고정형 히트싱크와 회전형 히트싱크사이에는 상기 회전지지축의 외부면에 조립되거나 상기 회전지지축의 외부면으로부터 연장되는 링형상의 간격유지부재를 각각 구비하는 것을 특징으로 하는 조명기기.
    

Images