KR101823677B1 - 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 엘이디 조명장치는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드에 전원을 공급하는 소켓부와, 일측에는 발광 다이오드가 장착되며 타측에는 소켓부가 결합되는 방열 몸체와, 상기 방열 몸체의 둘레를 따라 형성되며 그 일측이 소켓부의 외측을 덮도록 연장 형성된 방열 핀을 포함한다.
상기와 같은 발명은 방열 몸체의 형상을 변경시킴으로써, 중량을 감소시키는 동시에 방열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

엘이디 조명장치{LED LIGHTING APPARATUS}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 방열 효과를 향상시키기 위한 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로, 조명장치는 백열전구를 비롯하여 형광등, 고휘도 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED) 등을 이용하여 가정이나 기타 실내외의 조명으로 활용되고 있다.

그 중, LED를 이용한 엘이디 조명장치는 일반 백열전구에 비해 소비 전력이 낮으며 반영구적인 수명을 가지는 장점을 가지고 있으며, 이로 인해 가장 널리 사용되고 있다.

종래 엘이디 조명장치에는 LED에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시키기 위해 히트 싱크(Heat Sink)가 구비되어 있으나, 히트 싱크는 전원공급유닛(Power Supply Unit, PSU)에서 발생되는 발열에 대해서는 효과적으로 대응하지 못하는 구조로 이루어져 있다.

이로 인해 전원공급유닛의 수명이 저하되거나 발열에 의한 엘이디 조명장치의 수명을 단축시키는 문제점이 발생된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 전원공급유닛에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시키기 위한 엘이디 조명장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 엘이디 조명장치는 발광 다이오드와, 상기 발광 다이오드에 전원을 공급하는 소켓부와, 일측에는 발광 다이오드가 장착되며 타측에는 소켓부가 결합되는 방열 몸체와, 상기 방열 몸체의 둘레를 따라 형성되며 일측이 방열 몸체의 하방으로 연장 형성된 방열핀을 포함한다.

본 발명은 방열 몸체의 형상을 변경시킴으로써, 중량을 감소시키는 동시에 방열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 소켓부와 방열 몸체 사이에 공기층을 형성함으로써, 전원공급유닛에서 발생하는 열 뿐만 아니라 LED 조립체에서 발생하는 열을 동시에 흡수할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 결합 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 전원공급유닛에서 발생된 열의 흐름을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 부분 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 엘이디와 전원공급유닛에서 발생된 열의 흐름을 나타낸 단면도.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 돌출부의 변형 예를 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 광 안정화 상태에 걸리는 시간을 종래와 비교한 그래프.
도 9는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 측정 온도를 종래와 비교한 그래프.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 결합 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 부분 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 전원공급유닛에서 발생된 열의 흐름을 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치를 나타낸 부분 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 엘이디와 전원공급유닛에서 발생된 열의 흐름을 나타낸 단면도이고, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 돌출부의 변형 예를 나타낸 사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 광 안정화 상태에 걸리는 시간을 종래와 비교한 그래프이고, 도 9는 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 측정 온도를 종래와 비교한 그래프이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 LED(100)와, 상기 LED(100)에 전원을 공급하는 소켓부(200)와, 일측에는 LED(100)가 장착되며 타측에는 소켓부(200)가 결합되는 방열 몸체(300)와, 상기 방열 몸체(300)의 둘레를 따라 형성되며, 그 일측이 소켓부(200)의 외측을 둘러싸도록 연장 형성된 방열 핀(400)을 포함한다.

LED(100)는 다양한 색상을 표현할 수 있는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나 또는 조합되어 구성될 수 있으며, 인쇄회로기판(미도시) 상에 실장될 수 있다.

이러한 LED(100)는 이후 설명될 방열 몸체(300)의 일측에 장착될 수 있으며, LED(100)가 장착된 방열 몸체(300)의 일측에는 글로브(Globe, 120)가 더 구비되어 LED(100)를 보호할 수 있다.

소켓부(200)는 내부에 소정 공간이 형성된 원통형 형상으로 형성될 수 있으며, 소켓부(200)의 일측은 기존 천장 면에 매입되어 있는 렙셉타클(Reseptacle)에 끼워질 수 있도록 단자 형상으로 형성될 수 있다.

소켓부(200)의 측면에는 소켓부(200)의 둘레를 따라 단턱부(240)가 형성될 수 있으며, 소켓부(200)로는 내부에 수용되는 부품들의 절연 등을 위해 플라스틱 수지로 형성될 수 있다.

소켓부(200)의 내부에는 전원공급유닛(260)이 장착될 수 있다. 전원공급유닛(260)은 LED(100)와 연결되어 소켓부(200)를 통해 인가된 전원의 정전압 및 정전류를 유지시킬 수 있으며, LED(100)로부터 발생하는 광의 밝기를 일정하게 유지시킬 수 있다.

여기서, 소켓부(200)의 타측에는 소켓부(200)의 내부에 배치된 전원공급유닛(260)이 LED(100)와 연결될 수 있도록 소정 구멍(미도시)이 형성될 수 있다.

방열 몸체(300)는 내부 공간이 형성된 원통형 형상으로 형성될 수 있다. 방열 몸체(300)는 성형성 및 열전도도가 우수한 금속재를 가공하여 형성될 수 있으며, 이러한 금속재 중에서 알루미늄이 선택되어 사용될 수 있다.

방열 몸체(300)의 일측에는 LED(100)가 장착될 수 있도록 별도의 장착 공간이 형성될 수 있다. 방열 몸체(300)의 타측은 개방된 형태로 형성되며, 방열 몸체(300)의 타측 단부는 소켓부(200)의 외측에 형성된 단턱부(240)에 안착될 수 있다.

이로 인해 도 3에 도시된 바와 같이, 소켓부(200)의 선단부를 포함하는 일부는 방열 몸체(300)의 내측에 배치되며, 소켓부(200)의 나머지 영역은 공기 중에 노출될 수 있도록 배치될 수 있다.

이로부터 전원공급유닛(260)에서 발생된 열(H)은 소켓부(200)의 측벽을 통해 바로 외부로 발산될 수 있다. 이는 종래 소켓부, 공기층, 방열 몸체를 거쳐 외부로 발산되는 것에 비해 상대적으로 작은 열 저항을 가지게 되어 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

LED(100)에 전원이 공급되면 소켓부(200) 내부의 전원공급유닛(260)에는 열이 발생되고, 전원공급유닛(260)에서 발생된 열은 소켓부(200)를 거쳐 외부로 발산된다.

이는 종래 소켓부의 외부를 둘러싸고 있는 방열 몸체의 일부를 제거하였기 때문에 본 발명의 구조는 종래에 비해 상대적으로 작은 열저항을 가지게 되며, 이로 인해 방열 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 종래 방열 몸체의 크기에 비해 그 크기가 현저하기 줄었기 때문에 중량 감소 및 비용 절감 효과를 얻을 수 있다.

방열 핀(400)은 방열 몸체(300)의 외측에 형성될 수 있다. 방열 핀(400)은 방열 몸체(300)의 둘레를 따라 방사상으로 형성될 수 있으며, 방열 몸체(300)의 외측에 일정 간격으로 이격 형성될 수 있다. 이러한 방열 핀(400)은 상부 폭이 하부 폭 보다 넓은 날개 형상으로 형성될 수 있다.

방열 핀(400)의 길이는 소켓부(200)의 외측을 둘러싸도록 방열 몸체(300)의 길이 방향의 길이보다 길게 형성될 수 있으며, 이로 인해 방열 몸체(300)의 길이는 방열 핀(400) 길이의 1/2 이하로 형성될 수 있다.

방열 핀(400)은 방열 몸체(300)와 동일한 재질로 형성될 수 있으며 압출, 다이 캐스팅 또는 단조 등에 의해 방열 몸체(300)와 일체로 형성될 수 있다. 물론, 방열 핀(400)은 방열 몸체(300)가 만들어진 이후 방열 몸체(300)에 별도로 접합시킬 수 있으며, 그 접합 방법으로는 브레이징, 숄더링 및 웰딩 방법이 사용될 수 있다.

상기에서는 방열 핀(400)을 날개 형상으로 형성하였지만, 방열 핀(400)의 형상은 이에 한정되지 않고 다각 및 타원 형상으로 형성될 수 있으며, 두께, 높이, 간격 등의 제한은 방열 효과를 높일 수 있도록 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 방열 핀(400)은 넓은 폭을 가지는 날개 형상으로 형성하고, 그 길이도 충분히 길게 형성할 수 있기 때문에 LED(100)로부터 발생되는 열을 충분히 흡수하여 발열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1로 돌아가서, 전원공급유닛(260)에서 발생된 열을 더욱 효과적으로 방출하기 위해 소켓부(200)의 선단부에는 돌출부(280)가 더 형성될 수 있다. 돌출부(280)는 소켓부(200)의 선단부에 일정 간격을 이루도록 형성될 수 있으며, 그 형상은 한정되지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 소켓부(200)가 방열 몸체(300)에 결합되면 돌출부(280)는 소켓부(200)의 선단부와 대면하는 방열 몸체(300)의 내측면 사이에 배치된다. 이로 인해 소켓부(200)의 선단부와 방열 몸체(300)의 내측면 사이에는 공기층(500)이 형성될 수 있다.상기와 같은 공기층(500)은 열을 낮출 수 있는 매질로서 전원공급유닛(260)에서의 열을 효과적으로 흡수할 수 있으며, 이와 동시에 방열 몸체(300)의 일측에 장착된 LED(100)로부터 발생되는 열을 효과적으로 흡수하여 방열 효과를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, LED(100)에서 발생된 열(H)은 소켓부(200)와 방열 몸체(300) 사이에 형성된 공기층(500)에 흡수되어 열(H)이 소켓부(200)로 이동되는 것을 방지할 수 있다.

이와 함께, 전원공급유닛(260)에서 발생된 열(H)도 마찬가지로 소켓부(200)와 방열 몸체(300) 사이에 형성된 공기층(500)에 흡수되어 열(H)이 방열 몸체(200)로 이동되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같은 공기층(200)은 두 열원을 서로 격리시켜 서로 간의 열(H)에 의한 영향을 최소화시켜 방열 성능을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 돌출부(280)를 소켓부(200) 선단부의 대향하는 양측에 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 돌출부(280)는 소켓부(200) 선단부에 다수개가 이격 형성되며, 다수개의 돌출부(280)는 동심원 상에 이격되어 배치될 수 있다.

이러한 돌출부(280)는 소켓부(200)가 방열 몸체(300)와의 결합 시 서로 접촉되는 영역을 최소화할 수 있으며, 이와 함께 소켓부(200)는 방열 몸체(300)에 안정적으로 지지될 수 있다

여기서, 돌출부(280)는 삼각 또는 오각 형상의 다각 기둥으로 형성될 수 있으며, 원형 또는 타원 기둥 형상을 포함하도록 형성될 수 있다.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 돌출부(280)는 소켓부(200) 선단부에 폐곡선 예컨대, 링 형상으로 형성될 수 있다.

상기와 같은 돌출부(280)는 소켓부(200)와 방열 몸체(300)의 결합 시 돌출부(280)의 내측에 공기층을 한정적으로 형성함으로써, 돌출부(280) 외측에서 열이 공기층에 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 돌출부(280)를 링 형상으로 형성하였지만, 이에 한정되지 않고 폐곡선을 이루는 삼각 또는 사각 등의 다각 형상으로 형성될 수 있다.상기에서는 돌출부(280)를 소켓부(200)의 선단부에 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 소켓부(200)의 선단부에 대면하는 방열 몸체(300)의 내측면에 형성될 수도 있다.

또한, 상기에서는 돌출부(280)를 소켓부(200) 또는 방열 몸체(300)의 내측면 중 어느 하나에 형성하였지만, 이에 한정되지 않고 소켓부(200)와 방열 몸체(300)의 내측면에 모두 형성될 수 있다.

또한, 돌출부(280)가 소켓부(200)와 방열 몸체(300)의 내측면에 모두 형성될 경우, 두 돌출부를 체결시키도록 그 형상을 변경시킬 수도 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 광적 안정 상태를 측정한 결과, 본 발명의 엘이디 조명장치(A)는 종래 엘이디 조명장치(B)에 비해 약 8% 정도 안정 상태가 빨라지는 것을 알 수 있었다.

또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치의 방열 성능을 살펴본 결과, 본 발명의 엘이디 조명장치(A)는 방열 몸체의 형상이 삭제되었음에도 불구하고 종래 엘이디 조명장치(B)에 비해 LED의 온도가 약 0.5도 하락하여 방열 성능이 향상되었음을 알 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 방열 몸체(300)의 형상을 변경하여 중량을 감소시키는 동시에 방열 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 소켓부(200)와 방열 몸체(300) 사이에 공기층(500)을 형성함으로써, 전원공급유닛(260)에서 발생하는 열 뿐만 아니라 LED(100)에서 발생하는 열을 동시에 효과적으로 흡수할 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.

100: LED 200: 소켓부
240: 단턱부 260: 전원공급유닛
280: 돌출부 300: 방열 몸체
400: 방열 핀 500: 공기층

Claims (12)

1. 발광 다이오드;
   상기 발광 다이오드에 전원을 공급하는 전원공급유닛이 구비되며 외측에 단턱부가 형성된 소켓부;
   일측은 상기 발광 다이오드가 장착되며 타측은 상기 소켓부의 단턱부에 배치되는 방열 몸체; 및
   상기 방열 몸체의 둘레를 따라 형성되며 일측이 상기 방열 몸체의 하방으로 연장되는 방열핀을 포함하고,
   상기 방열핀은 상기 소켓부의 단턱부 아래로 연장되어 상기 일측이 상기 소켓부의 외측에 이격 배치되며 상기 방열핀은 상기 전원공급 유닛의 외측을 감싸도록 형성되고,
   상기 소켓부의 선단부에는 돌출부가 더 형성되고, 상기 돌출부는 상기 방열 몸체의 내에 배치되는 엘이디 조명장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 돌출부는 상기 소켓부의 상부면에 일정 간격 이격 형성되거나 링 형상으로 형성되는 엘이디 조명장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열 몸체의 길이는 방열 핀 길이의 1/2 이하인 엘이디 조명장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열 핀은 날개, 다각 및 타원 형상을 포함하는 엘이디 조명장치.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제

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