KR101839965B1 - 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구 - Google Patents

방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구 Download PDF

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Abstract

방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구가 개시된다. 본 발명의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛은, 전면에 복수의 엘이디가 탑재되는 회로기판; 및 엘이디의 열에너지를 공기 중으로 방출하는 히트싱크를 포함하고, 히트싱크는, 회로기판이 전면에 결합되고, 양단부에 외기가 유입되는 유입홀이 각각 형성된 몸체; 몸체의 후면에서 돌출되는 다수의 방열핀; 및 몸체의 후면에서 돌출되고, 다수의 방열핀을 연결하는 다수의 방열리브를 포함하며, 방열리브는 유입홀에 가까울수록 몸체의 후면에서 돌출된 길이가 단계적으로 감소하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 히트싱크의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되며, 렌즈용 방수패킹과 전원선용 방수패킹의 이원화구조를 탈피하면서도 충분한 방수성능을 확보하고, 렌즈와 회로기판 사이의 결로현상을 방지하도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.

Description

방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구{LED LIGHTING UNIT AND LED LIGHTING EQUIPMENT HAVING THE SAME}
본 발명은 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 히트싱크의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
LED 조명은 조명기구가 가볍고 초기조도 열화가 없고, 유해물질이 전혀 없는 친환경적이며, 사용 주위온도에 따른 조도변화가 없어 녹색산업에 적합하다. LED 조명은 작은 소비전력과 반영구적 수명으로 백열등 및 형광등을 대체하고 있다.
특히 LED 가로등, LED 보안등 및 LED 터널등은 도로망의 급속한 확대와 친환경정책에 따라 수요가 증대하고 있다. 또한, LED 가로등, LED 보안등 및 LED 터널등은 광원기능 외에 도시경관 차원에서 조형성 가치가 증가하고 있다.
그러나 종래의 LED 가로등, LED 보안등 및 LED 터널등은 방수 및 방열 특성이 미흡하여 시장 수요를 충분히 확대시키지 못하고 있다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제916113호에는 엘이디 가로등이 개시되어 있다. 등록특허공보 제916113호는 하우징에 엘이디 실장 피씨비가 설치되며, 엘이디 실장 피씨비는 2장 이상이 조사각을 달리하여 설치되는 엘이디 가로등에 있어서, 하우징에 탈착되는 램프탑재대에 엘이디가 실장된 피씨비가 조사각을 달리하여 적어도 2장 이상 밀착 설치되어 단일 뭉치로 취급되는 하나 이상의 엘이디램프 모듈; 및 엘이디램프 모듈이 열교환가능토록 설치되기 위한 모듈설치부가 하나 이상 구비되는 하우징;을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
등록특허공보 제916113호는 엘이디램프 모듈과 투광커버 사이에 렌즈용 패킹을 개재한다. 그리고 등록특허공보 제916113호에는 자세하게 도시되지는 않았으나, 종래 엘이디 가로등은 전원선이 통과하는 히트싱크의 구멍을 방수하기 위해 실리콘 포팅(potting), 케이블 그랜드, 특수 방수패킹 등을 사용하고 있다.
즉, 종래 엘이디 가로등은 렌즈용 방수성능을 높이기 위해 방수패킹과 전원선용 방수패킹이 각각 구비되는 개별 방수구조를 형성하여, 엘이디 조명기구의 중량, 재료비 및 작업공수가 증가하는 문제가 있었다.
또한, 등록특허공보 제916113호는 엘이디램프 모듈과 투광커버 사이에 불필요한 공간을 형성함에 따라, 공간에 침투한 수분의 응축에 의한 결로현상을 막을 수 없는 문제가 있었다. 그리고 상기한 불필요한 공간은 투광커버를 통한 엘이디램프의 방열효율을 떨어뜨리는 원인이 된다.
한편, 대한민국 등록특허공보 제1742705호에는 엘이디 조명등이 개시되어 있다. 등록특허공보 제1742705호는 각각 다수의 방열핀을 포함하고 전후방향을 따라 연속하여 배열되는 제1 엘이디모듈, 제2 엘이디모듈 및 제3 엘이디모듈; 탄성변형 가능한 방열고무로 이루어지고, 제2 엘이디모듈의 방열핀이 삽입되도록 하측이 개방되어 이루어지는 삽입슬롯과, 삽입슬롯의 상단에서 전후방향 및 좌우방향으로 확장되는 접촉플레이트와, 삽입슬롯 또는 접촉플레이트 상측에서 굴곡진 형태를 이루면서 상측으로 연장되는 탄성변형부를 포함하는 제1 방열보조키트; 및 방열핀 쪽에서 제1 엘이디모듈, 제2 엘이디모듈 및 제3 엘이디모듈을 차폐하고, 방열핀과 이격되되 탄성변형부와 접촉하는 상측커버를 포함하고, 접촉플레이트는 제1 엘이디모듈 및 제3 엘이디모듈의 방열핀 상단에 접촉하고, 또한 삽입슬롯에 삽입되지 않는 제2 엘이디모듈의 방열핀 상단에 접촉하는 것을 특징으로 한다.
등록특허공보 제1742705호는 종래의 밀집된 LED 표준모듈의 원활한 방열이 어렵고, LED 모듈 간의 온도차가 발생(예컨대, 모듈 중심부의 LED와 외곽에 위한 LED의 온도차가 14℃ 이상 발생)하여 중심부 LED 모듈의 수명이 저하하는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 조명등기구 내부의 한정된 공간에 엘이디모듈이 밀집되어 장착되는 경우에도 엘이디모듈의 전체적인 방열 효율을 높일 수 있고, 엘이디모듈 간의 온도차를 감소시킬 수 있으며, 특정 엘이디모듈의 수명저하 및 조명등의 불량 발생 등의 문제점을 해소할 수 있는 이점이 있다.
그러나 등록특허공보 제1742705호는 제1 방열보조키트, 제2 방열보조키트, 삽입플러그 등의 추가 부품의 설치를 통해 상기한 문제를 해결하고 있으므로, 엘이디 조명기구의 중량, 재료비 및 작업공수가 증가하는 문제를 해결할 수 없었다.
대한민국 등록특허공보 제916113호 (등록일: 2009.08.31) 대한민국 등록특허공보 제1742705호 (등록일: 2017.05.26)
본 발명의 목적은, 히트싱크의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되며, 렌즈용 방수패킹과 전원선용 방수패킹의 이원화구조를 탈피하면서도 충분한 방수성능을 확보하고, 렌즈와 회로기판 사이의 결로현상을 방지하도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 전면에 복수의 엘이디가 탑재되는 회로기판; 및 상기 엘이디의 열에너지를 공기 중으로 방출하는 히트싱크를 포함하고, 상기 히트싱크는, 상기 회로기판이 전면에 결합되고, 양단부에 외기가 유입되는 유입홀이 각각 형성된 몸체; 상기 몸체의 후면에서 돌출되는 다수의 방열핀; 및 상기 몸체의 후면에서 돌출되고, 상기 다수의 방열핀을 연결하는 다수의 방열리브를 포함하며, 상기 방열리브는 상기 유입홀에 가까울수록 상기 몸체의 후면에서 돌출된 길이가 단계적으로 감소하는 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛에 의하여 달성된다.
상기 방열리브는, 상기 유입홀을 서로 연결하는 가상선과 직각방향으로 상기 다수의 방열핀을 연결하고, 상기 몸체의 후방에는, 상기 가상선 방향으로 서로 구획된 복수의 방열공간이 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 방열핀은, 돌출방향과 직각방향으로 마름모꼴 단면을 형성하도록 이루어질 수 있다.
상기 엘이디는, 상기 방열핀 및 상기 방열리브와 최단거리 위치에서 상기 회로기판의 전면에 탑재되도록 이루어질 수 있다.
상기 엘이디의 빛을 투과하고, 상기 몸체의 전면에 결합되는 렌즈; 및 상기 렌즈와 몸체 사이에 개재되는 방수패킹을 포함하고, 상기 몸체에는 전원통과홀이 형성되며, 상기 방수패킹은, 상기 회로기판의 바깥쪽에서 상기 렌즈와 상기 몸체에 의해 눌리는 기판패킹부; 및 상기 기판패킹부에서 연장되고, 상기 회로기판의 바깥쪽에서 상기 전원통과홀에 삽입되는 전원패킹부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 기판패킹부의 양면에는, 상기 렌즈 및 상기 몸체를 향해 돌출되는 복수의 방수돌기가 각각 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 전원통과홀은, 상기 몸체의 전면에 형성된 제1 통과홀; 및 상기 제1 통과홀과 연결되고, 상기 몸체의 후면에 형성된 제2 통과홀을 포함하고, 상기 전원패킹부는, 상기 제1 통과홀의 내면에 눌리는 환형돌기가 형성된 삽입부; 및 상기 제2 통과홀을 통과하고, 상기 몸체의 후면에 걸리는 환형걸림부가 형성된 통과부를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 렌즈와 상기 몸체는 볼트로 결합되고, 상기 기판패킹부에는, 상기 전원패킹부가 연장되는 부분에 상기 볼트가 통과하는 관통홀이 형성되며, 상기 삽입부의 둘레에는 상기 몸체의 전면에 걸리는 전면걸림부가 형성되도록 이루어질 수 있다.
상기 방수패킹은, 상기 기판패킹부 및 상기 전원패킹부와 각각 연결되고 상기 회로기판의 전면을 덮는 방열부를 포함하며, 상기 회로기판의 열은 상기 방열부에서 상기 기판패킹부 및 상기 전원패킹부를 통해 상기 몸체로 전도되도록 이루어질 수 있다.
상기 렌즈의 후면에는, 상기 엘이디 주변에서 상기 회로기판을 상기 몸체로 누르는 누름부가 돌출되고, 상기 방열부는 상기 렌즈의 후면과 상기 회로기판의 전면에 의해 눌리고, 상기 회로기판의 열은 상기 방열부에서 상기 렌즈로 전도되며, 상기 회로기판은 상기 방열부의 탄성 회복력에 의해 상기 몸체의 전면에 밀착되도록 이루어질 수 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛; 및 상기 엘이디 조명유닛이 결합되고, 외부구조물에 결합되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명기구에 의하여 달성된다.
본 발명에 의하면, 방열리브는 유입홀에 가까울수록 몸체의 후면에서 돌출된 길이가 단계적으로 감소함으로써, 히트싱크의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.
또한, 방수패킹이 기판패킹부와 전원패킹부를 포함하여 구성됨으로써, 렌즈용 방수패킹과 전원선용 방수패킹의 이원화구조를 탈피하면서도 충분한 방수성능을 확보하고, 렌즈와 회로기판 사이의 결로현상을 방지하도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열성능 개선형 엘이디 조명기구의 사시도.
도 2 및 도 3은 도 1의 방열성능 개선형 엘이디 조명기구의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 사시도.
도 4는 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 분해사시도.
도 5는 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 단면도.
도 6 및 도 7은 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 부분단면도.
도 8은 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 저면도.
도 9는 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구는, 히트싱크의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되며, 렌즈용 방수패킹과 전원선용 방수패킹의 이원화구조를 탈피하면서도 충분한 방수성능을 확보하고, 렌즈와 회로기판 사이의 결로현상을 방지하도록 이루어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열성능 개선형 엘이디 조명기구의 사시도이고, 도 2 및 도 3은 도 1의 방열성능 개선형 엘이디 조명기구의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 사시도이고, 도 4는 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 분해사시도이고, 도 5는 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 단면도이고, 도 6 및 도 7은 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 부분단면도이고, 도 8은 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 저면도이고, 도 9는 도 2의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛의 측면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방열성능 개선형 엘이디 조명기구(1)는, 히트싱크(200)의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되도록 이루어지며, 조명유닛(10) 및 하우징(20)을 포함하여 구성된다.
하우징(20)은 외부구조물(미도시)에 결합되는 구성으로서, 내부에는 전원공급장치(미도시)가 설치될 수 있다. 전원공급장치는 후술할 전원선(C)을 통해 회로기판(100)으로 전원을 공급한다. 상기한 외부구조물은 가로등의 경우 암(arm)을 의미한다.
등록특허공보 제916113호, 등록특허공보 제1742705호를 참조하면, 가로등, 보안등, 터널등에 엘이디 조명유닛(10)이 설치되는 하우징(20)은 도 1에 도시된 형태 이외에도 다양한 형태로 제작될 수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 조명유닛(10)은 발광 및 방열기능의 구성들이 모듈로 조립되어 가로등, 보안등 및 터널등의 하우징(20)에 탑재되는 구성으로서, 회로기판(100), 히트싱크(200), 렌즈(300) 및 방수패킹(400)을 포함하여 구성된다.
이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 도면에서 엘이디(L)의 빛이 조사되는 방향 즉, 아래쪽을 전방으로 지칭하고, 아래쪽 면을 전면으로 지칭하고자 한다. 또한, 도면에서 위쪽을 후방으로 지칭하고, 위쪽 면을 후면으로 지칭하고자 한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 회로기판(100)은 전면에 복수의 엘이디(L)가 탑재된 구성으로서, 사각 플레이트 형태로 제작된다. 회로기판(100)의 전면에는 전원선(C)이 연결되는 커넥터(T)가 구비된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 히트싱크(200)는 엘이디(L)의 열에너지를 공기 중으로 방출하는 구성으로서, 몸체(210), 방열핀(220) 및 방열리브(230)를 포함하여 구성된다.
몸체(210)는 회로기판(100)이 전면에 결합되는 구성으로서, 대략 사각 플레이트 또는 블록 형태로 제작된다. 회로기판(100)의 후면과 몸체(210)의 전면 사이에는 방열시트(SH) 또는 구리스가 개재될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(210)에는 전원선(C)이 통과하는 전원통과홀(213)이 형성된다. 전원선(C)은 전원통과홀(213)을 통해 몸체(210)의 후방에서 전방으로 진입하게 된다. 전원통과홀(213)은 제1 통과홀(213A) 및 제2 통과홀(213B)을 포함하여 구성된다.
제1 통과홀(213A)은 몸체(210)의 전면에 형성되고, 제2 통과홀(213B)은 몸체(210)의 후면에 형성된다. 제1 통과홀(213A)과 제2 통과홀(213B)은 서로 연결된다. 제2 통과홀(213B)은 제1 통과홀(213A)보다 작은 직경으로 형성되며, 제1 통과홀(213A)과 제2 통과홀(213B) 사이에는 단턱(이하 '걸림턱')이 형성된다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 몸체(210)의 전면에는 벽부(212) 및 가압돌기(215)가 형성된다. 벽부(212)는 렌즈(300)의 유동경계를 형성하는 구성으로서, 몸체(210)에 볼트(B)로 결합된 렌즈(300)의 가장자리 부분은 벽부(212)의 안쪽 면에 밀착된다. 몸체(210)에는 렌즈(300)가 볼트(B)로 결합되는 결합홀(216)이 형성된다.
가압돌기(215)는 후술할 기판패킹부(410)와 방열부(430) 간 경계를 형성하는 구성으로서, 몸체(210)의 전면에서 돌출되어 기판패킹부(410)와 방열부(430) 간 경계부분을 가압하게 된다.
몸체(210)의 양단부에는 하우징(20)에 결합되는 장착부(211)가 각각 형성된다. 장착부(211)는 나사(미도시)를 통해 하우징(20)에 결합된다. 장착부(211)에는 나사가 삽입되는 장착홀(211A)이 형성된다.
도 1을 참조하면, 히트싱크(200)는 장착부(211)의 전면에 덮개(21)가 씌워진 상태에서 하우징(20)에 나사결합된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 장착부(211)에는 외기가 유입되는 유입홀(214)이 각각 형성된다. 외기는 덮개(21)에 형성된 틈을 통과하여 유입홀(214)을 통해 방열핀(220) 쪽으로 유입된다.
도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 방열핀(220) 및 방열리브(230)는 몸체(210)를 통해 전도된 엘이디(L)의 열에너지를 공기 중으로 방출하는 구성으로서, 각각 몸체(210)의 후면에서 다수로 돌출된다. 다수의 방열핀(220)은 유입홀(214)을 서로 연결하는 가상선(N; 도 4 참조) 방향과 그 직각방향(이하 '직각방향')을 기준으로 하여 행렬(matrix) 형태로 배치된다.
도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 엘이디(L)는 방열핀(220) 및 방열리브(230)와 최단거리 위치에서 회로기판(100)의 전면에 탑재된다. 따라서 엘이디(L)의 열에너지는 몸체(210)로부터 방열핀(220) 및 방열리브(230)로 최단거리로 전도되어 공기 중으로 빠르게 방출된다.
방열리브(230)는 상기한 직각방향으로 다수의 방열핀(220)을 연결한다. 따라서, 몸체(210)의 후방에는 방열리브(230)에 의해 가상선(N) 방향으로 서로 구획된 복수의 방열공간(A)이 형성된다. 도 5에서 점선은 방열공간(A)의 높이를 의미한다.
도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 방열리브(230)는 유입홀(214)에 가까울수록 몸체(210)의 후면에서 돌출된 길이가 단계적으로 감소한다. 즉, 방열리브(230)는 유입홀(214)에서 멀어질수록 열용량 및 표면적이 단계적으로 증가한다.
따라서, 엘이디(L) 및 회로기판(100)의 열에너지는 몸체(210)의 가운데 부분에 집중되지 않고 유입홀(214)에서 먼 방열핀(220) 및 방열리브(230)로 빠르게 이동하여 공기 중으로 방출되는 이점이 있다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 방열공간(A)으로부터 상승한 뜨거운 공기는 상승하여 하우징(20)의 상부에 형성된 홀(미도시)을 통해 외부로 배출된다. 외부 공기는 덮개(21) 및 엘이디 조명유닛(10) 사이의 틈을 통해 몸체(210)의 후방으로 유입된다.
상기한 직각방향 양쪽에서 덮개(21) 및 엘이디 조명유닛(10) 사이의 틈을 통해 몸체(210) 후방으로 유입된 외부의 공기(이하 '제1 유입공기')는 방열공간(A)의 직각방향 양쪽 개구를 통해 방열공간(A) 내로 빠르게 유입된다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 유입홀(214)을 통해 유입된 공기(이하 '제2 유입공기')는 유입홀(214)로부터 단계적으로 증가하는 방열리브(230)의 상부를 따라 흐르면서 방열핀(220) 및 방열리브(230)의 열에너지를 빼앗으면서 상승한 후 하우징(20)의 상부에 형성된 홀(미도시)을 통해 외부로 배출된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 방열핀(220)은 돌출방향과 직각방향으로 마름모꼴 단면을 형성한다. 따라서 방열핀(220)은 제1 유입공기 및 제2 유입공기의 흐름 방향과 경사면을 형성하여 제1 유입공기 및 제2 유입공기의 원활한 흐름을 가능하게 한다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈(300)는 엘이디(L)의 빛을 투과하는 구성으로서, 볼트(B)에 의해 몸체(210)의 전면에 결합된다. 렌즈(300)에는 볼트(B)가 삽입되는 복수의 홀(301)이 형성된다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 렌즈(300)의 후면에는 엘이디(L) 주변에서 회로기판(100)의 전면을 몸체(210)로 누르는 누름부(310)가 돌출된다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 방수패킹(400)은 렌즈용 패킹과 전원선용 패킹을 일원화한 구성으로서, 렌즈(300)와 히트싱크(200) 사이에 개재된다. 방수패킹(400)은 기판패킹부(410), 전원패킹부(420) 및 방열부(430)를 포함하여 구성된다.
기판패킹부(410)는 렌즈(300)와 히트싱크(200) 사이를 패킹하는 구성으로서, 방수패킹(400)의 가장자리를 따라 형성된다. 기판패킹부(410)는 회로기판(100)의 바깥쪽에서 렌즈(300)의 테두리부와 몸체(210)의 전면에 의해 눌린다. 기판패킹부(410)에는, 볼트(B)가 통과하는 복수의 관통홀(412)이 형성된다.
도 4, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 기판패킹부(410)의 양면에는, 렌즈(300)의 후면 및 몸체(210)의 전면을 향해 각각 돌출되는 복수의 방수돌기(411)가 형성된다. 복수의 방수돌기(411)는 렌즈(300)와 몸체(210) 사이를 통한 외부 공기의 침투를 다단 격벽구조로 차단하게 된다.
도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 전원패킹부(420)는 전원통과홀(213)과 전원선(C) 사이를 패킹하는 구성으로서, 기판패킹부(410)에서 연장되어 회로기판(100)의 바깥쪽에서 전원통과홀(213)에 삽입된다. 전원패킹부(420)는 삽입부(421) 및 통과부(422)를 포함하여 구성된다.
전원선(C)의 단부에는 스트레인 릴리프(strain relief)가 장착될 수 있다. 이때, 전원선(C)은 스트레인 릴리프(R)를 통해 전원통과홀(213)에 삽입된다. 그리고 전원패킹부(420)는 전원통과홀(213)과 스트레인 릴리프(R) 사이를 패킹하게 된다. 스트레인 릴리프(R)는 조명기구 분야에서 널리 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 삽입부(421)는 제1 통과홀(213A)과 스트레인 릴리프(R) 사이를 패킹하는 구성으로서, 통과부(422)보다 큰 직경으로 형성된다.
삽입부(421)의 외면에는 제1 통과홀(213A)의 내면에 눌리는 환형돌기(421A)가 형성된다. 환형돌기(421A)는 복수로 형성될 수 있다. 복수의 환형돌기(421A)는 제1 통과홀(213A)과 스트레인 릴리프(R) 사이를 통한 외부 공기의 침투를 다단 격벽구조로 차단하게 된다.
통과부(422)는 제2 통과홀(213B)과 스트레인 릴리프(R) 사이를 패킹하는 구성으로서, 그 외면에는 몸체(210)의 후면에 걸리는 환형걸림부(422A)가 형성된다. 전원패킹부(420)는 몸체(210)의 전면에서 전원통과홀(213)에 삽입된다. 이때, 삽입부(421)가 삽입방향으로 걸림턱에 걸린 상태에서 환형걸림부(422A)가 삽입반대방향으로 몸체(210)의 후면에 걸려 유동이 방지된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기판패킹부(410)에는, 전원패킹부(420)가 연장되는 부분(이하 '연장부')에 관통홀(412)이 형성된다. 그리고 삽입부(421)의 둘레에는 몸체(210)의 전면에 걸리는 전면걸림부가 형성된다. 따라서, 연장부가 렌즈(300)의 테두리부와 몸체(210)의 전면에 의해 견고하게 눌린 상태에서 전면걸림부의 후면이 몸체(210)의 전면에 완전히 밀착되는 이점이 있다.
도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 방열부(430)는 회로기판(100)의 전면을 덮는 구성으로서, 기판패킹부(410) 및 전원패킹부(420)와 각각 연결된다. 방열부(430)에는 엘이디(L)가 노출되는 광원홀(431)과, 커넥터(T) 및 전원선(C)이 노출되는 배선홀(432)이 형성된다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 방열부(430)는 렌즈(300)의 후면과 회로기판(100)의 전면 사이에 개재되어 렌즈(300)와 회로기판(100)에 의해 눌린 상태를 유지한다. 따라서, 회로기판(100)은 방열부(430)의 탄성 회복력에 의해 몸체(210)의 전면에 밀착된 상태를 견고하게 유지한다.
또한, 방열부(430)가 렌즈(300)의 후면과 회로기판(100)의 전면에 의해 눌린 상태를 유지함에 따라, 렌즈(300)의 후면과 회로기판(100)의 전면 사이에 틈을 제거하여 렌즈(300)와 회로기판(100) 사이의 결로현상이 차단된다.
아울러, 방열부(430)가 렌즈(300)의 후면과 회로기판(100)의 전면에 의해 눌린 상태를 유지함에 따라, 회로기판(100)의 열은 방열부(430)에서 기판패킹부(410) 및 전원패킹부(420)를 통해 히트싱크(200)로 전도되는 동시에, 방열부(430)에서 렌즈(300)로 원활하게 전도된다. 따라서, 엘이디(L)의 열에너지가 공기 중으로 신속하게 방출되는 이점이 있다.
본 발명에 의하면, 방열리브는 유입홀에 가까울수록 몸체의 후면에서 돌출된 길이가 단계적으로 감소함으로써, 히트싱크의 구조변경을 통해 방열성능이 향상되도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.
또한, 방수패킹이 기판패킹부와 전원패킹부를 포함하여 구성됨으로써, 렌즈용 방수패킹과 전원선용 방수패킹의 이원화구조를 탈피하면서도 충분한 방수성능을 확보하고, 렌즈와 회로기판 사이의 결로현상을 방지하도록 이루어지는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛 및 이를 포함하는 엘이디 조명기구를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 조명기구
10 : 조명유닛
100 : 회로기판 300 : 렌즈
L : 엘이디 310 : 누름부
C : 전원선 400 : 방수패킹
T : 커넥터 410 : 기판패킹부
SH : 방열시트 411 : 방수돌기
R : 릴리프 412 : 관통홀
200 : 히트싱크 420 : 전원패킹부
210 : 몸체 421 : 삽입부
211 : 장착부 421A : 환형돌기
211A : 장착홀 422 : 통과부
212 : 벽부 422A : 환형걸림부
213 : 전원통과홀 430 : 방열부
213A : 제1 통과홀 431 : 광원홀
213B : 제2 통과홀 432 : 배선홀
214 : 유입홀 B : 볼트
N : 가상선 20 : 하우징
215 : 가압돌기 21 : 덮개
216 : 결합홀
A : 방열공간
220 : 방열핀
230 : 방열리브

Claims (11)

  1. 전면에 복수의 엘이디가 탑재되는 회로기판; 및
    상기 엘이디의 열에너지를 공기 중으로 방출하는 히트싱크를 포함하고,
    상기 히트싱크는,
    상기 회로기판이 전면에 결합되고, 양단부에 외기가 유입되는 유입홀이 각각 형성된 몸체;
    상기 몸체의 후면에서 돌출되는 다수의 방열핀; 및
    상기 몸체의 후면에서 돌출되고, 상기 다수의 방열핀을 연결하는 다수의 방열리브를 포함하며,
    상기 방열리브는 상기 유입홀에 가까울수록 상기 몸체의 후면에서 돌출된 길이가 단계적으로 감소하고,
    상기 방열리브는, 상기 유입홀을 서로 연결하는 가상선과 직각방향으로 상기 다수의 방열핀을 연결하고,
    상기 몸체의 후방에는, 상기 가상선 방향으로 서로 구획된 복수의 방열공간이 형성되며,
    상기 방열핀은, 돌출방향과 직각방향으로 마름모꼴 단면을 형성하고,
    상기 엘이디는, 상기 방열핀 및 상기 방열리브와 최단거리 위치에서 상기 회로기판의 전면에 탑재되며,
    상기 엘이디의 빛을 투과하고, 상기 몸체의 전면에 결합되는 렌즈; 및
    상기 렌즈와 몸체 사이에 개재되는 방수패킹을 포함하고,
    상기 몸체에는 전원통과홀이 형성되며,
    상기 방수패킹은,
    상기 회로기판의 바깥쪽에서 상기 렌즈와 상기 몸체에 의해 눌리는 기판패킹부; 및
    상기 기판패킹부에서 연장되고, 상기 회로기판의 바깥쪽에서 상기 전원통과홀에 삽입되는 전원패킹부를 포함하고,
    상기 방수패킹은, 상기 기판패킹부 및 상기 전원패킹부와 각각 연결되고 상기 회로기판의 전면을 덮는 방열부를 포함하며,
    상기 회로기판의 열은 상기 방열부에서 상기 기판패킹부 및 상기 전원패킹부를 통해 상기 몸체로 전도되는 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판패킹부의 양면에는, 상기 렌즈 및 상기 몸체를 향해 돌출되는 복수의 방수돌기가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전원통과홀은,
    상기 몸체의 전면에 형성된 제1 통과홀; 및
    상기 제1 통과홀과 연결되고, 상기 몸체의 후면에 형성된 제2 통과홀을 포함하고,
    상기 전원패킹부는,
    상기 제1 통과홀의 내면에 눌리는 환형돌기가 형성된 삽입부; 및
    상기 제2 통과홀을 통과하고, 상기 몸체의 후면에 걸리는 환형걸림부가 형성된 통과부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 렌즈와 상기 몸체는 볼트로 결합되고,
    상기 기판패킹부에는, 상기 전원패킹부가 연장되는 부분에 상기 볼트가 통과하는 관통홀이 형성되며,
    상기 삽입부의 둘레에는 상기 몸체의 전면에 걸리는 전면걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈의 후면에는, 상기 엘이디 주변에서 상기 회로기판을 상기 몸체로 누르는 누름부가 돌출되고,
    상기 방열부는 상기 렌즈의 후면과 상기 회로기판의 전면에 의해 눌리고,
    상기 회로기판의 열은 상기 방열부에서 상기 렌즈로 전도되며,
    상기 회로기판은 상기 방열부의 탄성 회복력에 의해 상기 몸체의 전면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛.
  11. 제1항의 방열성능 개선형 엘이디 조명유닛; 및
    상기 엘이디 조명유닛이 결합되고, 외부구조물에 결합되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열성능 개선형 엘이디 조명기구.
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