KR101847939B1 - 발광소자 모듈 - Google Patents

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Abstract

개시된 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자 모듈은 발광소자가 안착된 기판, 상기 기판에 전원을 공급하는 케이블이 통과하는 삽입홀이 형성되는 방열 유닛, 상기 발광소자에 대응되는 렌즈를 구비하고 상기 기판을 커버하는 렌즈 플레이트 상기 방열유닛과 상기 렌즈 플레이트 사이에 배치되는 실링 러버 및 상기 삽입홀에 삽입되고 상기 케이블이 수용되는 관통홀이 형성되는 방수구조물을 포함하고, 상기 렌즈 플레이트, 상기 실링러버 및 상기 방열유닛이 결합되어 형성되는 내부 공간에 상기 기판이 수용되고, 상기 내부 공간이 방수 구조로 형성된다. 이러한 구성에 의하면, 조명기구의 구조와 관계없이 발광소자 모듈 자체적으로 방수 특성을 지니게 되며 외부의 수분이나 이물질의 침입을 방지할 수 있고, 박형의 발광소자 모듈을 기존의 조명 기구에 용이하게 설치할 수 있다.

Description

발광소자 모듈{LUMINOUS ELEMENT MODULE}
조명기구와 별도로 방수 특성을 유지할 수 있는 발광소자 모듈이 개시된다. 더욱 자세하게는, 조명 기구의 구조를 변경하지 않고, 발광소자 모듈이 자체적으로 방수 특성을 유지하도록 구조를 변경하여 방수 기능을 향상시킬 수 있는 발광소자 모듈이 개시된다.
일반적으로 가로등은 가로교통의 안전과 보안을 위하여 가로(街路)를 따라서 설치한 조명기구를 일컫는 것으로서, 고속도로, 일반차도, 인도, 주택가 등 설치되는 장소에 따라 그에 걸맞은 종류의 것이 사용되고 있으며, 최근 전력의 소모량, 전구의 수명, 밝기 및 확산 범위 등을 고려하여 고휘도 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)라 불리는 발광소자를 광원으로 하는 가로등 또는 조명등의 사용이 증가하고 있다.
한편, 이러한 발광소자를 광원으로 하는 조명기구는 기존의 광원을 이용하는 조명기구와는 구조적으로 많은 차이점이 있어 새로운 방진 방수에 대한 구조적 설계가 필요하다.
특히, 일정하게 정렬된 상태의 발광소자들을 기존의 조명기구에 부착하여 방열과 더불어 방수 특성을 확보하는 기술은 매우 중요하다.
일반적으로 발광소자 모듈 자체적으로 방열 구조를 가진 엔진 방열형의 발광소자 모듈은 방열 핀(fin)이 존재하여 구조를 변경하지 않고 기존의 조명기구에 부착하기는 구조적으로 쉽지 않다. 또한, 조명기구의 방열구조를 차용하는 조명기구 방열형의 발광소자 모듈의 경우 설계 시에 발광소자 모듈에 전력을 공급하는 케이블이 존재하여 박형의 발광소자 모듈을 기존의 조명기구에 설치하기가 어렵게 한다. 특히 조명기구에 의존하지 않고 발광소자 모듈 자체로 방수기능을 유지하는 설계가 필요하다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 조명 기구의 구조를 변경하지 않고, 발광소자 모듈의 구조를 변경하여 자체적으로 방진, 방수 특성을 구현할 수 있는 발광소자 모듈이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기판에 전원을 공급하는 구조를 변경하여 조명기구 방열형 조명기구에 용이하게 장착할 수 있는 발광소자 모듈이 제공된다.
본 발명의 일실시예에 따른 발광소자 모듈은 발광소자가 안착된 기판, 상기 기판에 전원을 공급하는 케이블이 통과하는 삽입홀이 형성되는 방열 유닛, 상기 발광소자에 대응되는 렌즈를 구비하고 상기 기판을 커버하는 렌즈 플레이트, 상기 방열 유닛과 상기 렌즈 플레이트 사이에 배치되는 실링 러버 및 상기 삽입홀에 삽입되고 상기 케이블이 수용되는 관통홀이 형성되는 방수구조물을 포함하고, 상기 렌즈 플레이트, 상기 실링러버 및 상기 방열유닛이 결합되어 형성되는 내부 공간에 상기 기판이 수용되고, 상기 내부 공간은 방수 구조로 형성된다.
일측에 따르면, 상기 삽입홀은 상기 내부 공간 방향으로 점점 더 넓어지는 형상 또는 상기 내부 공간에 접하는 방향의 단면 면적이 상기 내부 공간과 접하지 않는 방향의 단면 면적보다 상대적으로 더 넓은 형상 중 적어도 하나의 형상으로 형성된다.
일측에 따르면, 상기 방수구조물은 탄성을 가진 재질로 형성된다.
일측에 따르면, 상기 방수구조물은 상기 내부 공간 방향으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상 또는 상기 내부공간에 수용되는 방향의 단면적이 상기 방열유닛에 수용되는 단면적보다 상대적으로 더 넓은 형상으로 형성된다.
일측에 따르면, 상기 방수구조물은 상기 내부공간 방향으로 돌출되어 배치되되, 돌출된 상기 방수 구조물의 일부가 상기 기판과 상기 방열유닛이 결합되는 경우 상기 기판에 의해 압착되도록 배치된다.
일측에 따르면, 상기 방열유닛은 판상의 알루미늄 재질로 형성된다.
첫째, 조명기구의 구조와 관계없이 발광소자 모듈 자체적으로 방수 특성을 지니게 되며 외부의 수분이나 이물질의 침입을 방지할 수 있다.
둘째, 발광소자 모듈에 전원을 공급하기 위한 케이블이 발광소자 모듈의 내부로 삽입되어 연결되므로, 별도의 케이블 그랜드(cable grand)와 같은 발광소자 모듈과 케이블을 연결하기 위한 외부 구조물의 생략이 가능하여 박형의 발광소자 모듈을 기존의 조명 기구에 용이하게 설치할 수 있다.
셋째, 방수 구조물은 삽입홀 및 방수 구조물의 형상과 기판의 압착에 따라 관통홀의 내부 공간이 줄어들게 되어 관통홀에 수용된 케이블이 외부로 이탈되는 것을 억제하면서도 내부 공간 내의 방수 특성을 기밀하게 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자 모듈을 개략적으로 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자모듈의 단면도;
도 3은 도 2의 발광소자 모듈을 분해하여 도시한 분해단면도;
도 4는 도 2의 발광소자 모듈의 결합 상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도;
그리고,
도 5는 도 2의 발광소자 모듈의 구조를 변경하여 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 발광소자 모듈을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자모듈의 단면도이며, 도 3은 도 2의 발광소자 모듈을 분해하여 도시한 분해단면도;
도 1 내지 도2의 도시와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 발광소자 모듈은 기판(100), 방열유닛(200), 실링러버(300), 방수 구조물(400) 및 렌즈 플레이트(500)를 포함한다.
상기 기판(100)은 일반적으로 상용되는 회로 기판(120), 상기 회로 기판(120) 상에 안착되는 발광소자(110) 및 상기 발광소자(110)를 포함한다.
상기 렌즈 플레이트(500)는 상기 발광소자(110)의 빛을 기 설정된 방향으로 안내하는 렌즈(510)를 포함하며, 이를 위하여 상기 발광소자(110)에 대응되는 개수로 대응되는 위치에 형성된다.
여기서, 상기 렌즈(510)는 상기 발광소자(110)의 빛을 일 방향으로 안내하도록 제시되었지만, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 전술한 조명기구의 설계 조건에 따라 방향에 따라 광량을 조절하는 구조 또는 전 방향으로 빛을 분산시키는 구조 등 다양한 설계가 가능함은 물론이다.
여기서, 상기 기판(100)의 전기적 연결부위, 즉, 상기 발광소자(110)와 상기 회로 기판(120) 사이의 전기적인 결합구조는 자체적으로 방수 특성을 지니거나 또는 상기 기판(100)의 상기 발광소자(110)가 결합된 면의 반대면, 즉, 하부면 방향에 배치되도록 형성된다.
또한, 상기 발광소자(110)에 외부로부터 전원을 공급하기 위한 구조, 즉, 후술하는 케이블(10)과 전기적으로 연결되는 구조는 상기 기판(100)의 상기 하부면 방향에 형성된다.
상기 방열유닛(200)은 상기 회로 기판(120)에 전원을 공급하는 전원 케이블(10)이 관통되는 삽입홀(201)이 형성되고, 전체적으로 평판 형상으로 형성되며, 방열 특성이 좋은 알루미늄 재질로 형성된다. 또한, 상기 방열유닛(200)은 상술한 조명기구에 방열을 위한 별도의 구조물과 결합되어 방열 특성을 유지하기 위하여 평판형 구조로 형성되는 것이 바람직하나 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 상기 발광소자(110)의 열을 외부로 방열하기 위한 구조 및 재질이면 자유로운 변경이 가능함은 물론이다.
상기 실링러버(300)는 상기 방열유닛(200)과 상기 렌즈 플레이트(500) 사이에 배치되되, 상기 방열유닛(200)과 상기 렌즈 플레이트(500)의 외연부 측에 배치되도록 구비되며, 상기 방열유닛(200)과 상기 렌즈 플레이트(500) 및 상기 실링러버(300)로 정의되는 내부 공간에 상기 기판(100)이 수용되어, 상기 기판(100)으로 외부의 이물질, 특히 먼지나 수분과 같이 상기 발광소자(110)의 작동이 이상이 생기게 하는 물질들의 침입을 방지하도록 구비되며, 고무 재질로 구비되나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 실시예에서는 상기 실링 러버(300)가 상기 방열유닛(200)과 상기 렌즈 플레이트(500)의 외연부 측에 구비되는 것으로 제시하였으나, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 예를 들면, 상기 방열유닛(200)과 상기 렌즈 플레이트(500)가 서로 대면하는 공간을 격자 형상으로 분할하는 형상으로 형성되는 것도 가능하며, 상기 방열유닛(200)과 상기 렌즈 플레이트(500) 사이에 배치되어 상기 기판(100)이 수용되는 내부 공간이 외부와 격리되도록 하는 구조 또는 상기 기판(100) 중 지정된 적어도 일부 구역에 대해 외부의 이물질이 침입하는 것을 방지하는 구조이면 자유롭게 변경 가능함은 누구나 이해할 수 있을 것이다.
상기 방수구조물(400)은 상기 삽입홀(201)에 삽입되고, 상기 케이블(10)이 수용되는 관통홀(401)이 내부에 형성된다. 또한, 상기 관통홀(401)의 지름(r1)은 상기 케이블(10)의 외부지름(r2)보다 상대적으로 작게 형성되어 상기 케이블(10)이 상기 관통홀(401)에 삽입되는 경우, 상기 관통홀(401)은 외부의 이물질이 통과하지 못하는 방수 특성을 지니도록 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 구조에 따라, 상기 렌즈 플레이트(500), 상기 기판(100), 상기 실링러버(300) 및 상기 방열유닛(200)이 서로 결합되고, 상기 방수 구조물(400)이 상기 케이블(10)을 관통시킨 채로 상기 삽입홀(201)에 삽입되면, 상기 렌즈 플레이트(500), 상기 실링러버(300) 및 상기 방열유닛(200)에 의해 형성되는 내부 공간은 방수 구조로 형성된다.
또한, 상기 방열유닛(200)은 상기 기판(100)에서 발생되는 열을 효율적으로 전달받을 수 있도록 상기 기판(100)과 최대한 밀착되어 배치된다.
따라서, 상기 발광소자 모듈이 설치되는 조명기구의 구조와 관계없이 상기 발광소자 모듈은 자체적으로 방수 특성을 지니게 되며 외부의 수분이나 이물질의 침입을 방지할 수 있다.
또한, 상기 발광소자 모듈에 전원을 공급하기 위한 케이블(10)이 상기 발광소자 모듈의 내부로 삽입되어 연결되므로, 별도의 케이블 그랜드(cable grand)와 같은 상기 발광소자 모듈과 상기 케이블(10)을 연결하기 위한 외부 구조물의 생략이 가능하여 박형의 상기 발광소자 모듈을 기존의 조명 기구에 용이하게 설치할 수 있다.
여기서, 상기 삽입홀(201)은 상기 케이블(10) 또는 상기 방수 구조물(400)이 외부로 이탈되지 않도록 하는 구조로 형성되는 것이 가능하며, 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 삽입홀(201)은 상기 내부 공간 방향으로 점점 더 넓어지는 형상으로 형성된다. 한편, 상기 방수 구조물(400) 또한, 외부 이탈을 방지하고, 방수 특성을 향상시키기 위한 구조로 형성되는 것이 가능하며, 이에 따라, 상기 케이블(10)이 삽입되는 축의 일방향, 즉, 상기 내부 공간 방향으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 방수 구조물(400)은 상기 내부 공간 방향으로 기 설정된 일정한 높이만큼 돌출 형성되어, 상기 기판(100)에 압착됨으로써 상기 내부 공간의 기밀성을 높이는 구조를 가지는 것이 바람직하며, 이를 설명하기 위하여 도 4를 제시한다. 도 4는 도 2의 발광소자 모듈의 결합 상태를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 방수 구조물(400)은 상기 내부 공간 방향으로 일정한 높이(h1)만큼 돌출되어 배치되되, 돌출된 상기 방수 구조물(400)의 일부가 상기 회로 기판(120)과 상기 방열유닛(200)이 결합되는 경우, 상기 회로 기판(120)에 의해 압착되도록 구비된다.
이를 위하여 상기 방수 구조물(400)은 탄성을 가진 재질, 예컨대, 상기 실링러버(300)와 유사한 재질로 형성되는 것도 가능하며, 상기 방수 구조물(400)의 돌출된 높이(h1), 즉, 돌출된 두께는 상기 실링러버(300)이 두께보다 상대적으로 두껍게 형성된다.
여기서, 상기 방수 구조물(400)의 변형에 대해 간략히 설명하면, 상기 렌즈 플레이트(500)와 상기 실링러버(300) 및 상기 방열유닛(200)이 별도의 볼트나 스크류와 같은 결합부재(15)에 의해 결합되는 경우, 상기 방수 구조물(400)의 상기 내부 공간으로 돌출된 부위는 원래 형상(b)에서 압착된 형상(a)으로 변형되고, 상기 방수 구조물(400)의 상부면과 상기 회로 기판(120)의 하부면은 밀착되고, 이에 따라, 상기 방수 구조물(400)의 측면과 상기 삽입홀(201)도 밀착되어 상기 방수 구조물(400)에 의해 공간이 밀폐되어 상기 내부 공간의 방수 특성이 유지된다.
본 실시예에서는 상기 삽입홀(201)과 상기 방수 구조물(400)의 형상이 서로 대응되는 형상으로 형성되는 것으로 제시하였지만, 이에 한정되거나 제한되는 것은 아니며, 상기 방수 구조물(400)이 압착되어 상술한 내부 공간의 방수 특성을 유지할 수 있도록 하는 구조이면 자유로운 변경이 가능하며, 이를 좀 더 상세히 설명하기 위하여 도 5를 제시한다. 도 5는 도 2의 발광소자 모듈의 구조를 변경하여 도시한 단면도이다.
이에 도시된 바와 같이, 상기 발광소자 모듈은 기판(100), 방열유닛(200), 실링러버(300) 및 방수 구조물(400)을 포함한다. 참고로, 설명의 편의를 위하여 도 1내지 도4에서 제시된 구조와 유사하거나 동일한 구조에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 변형된 상기 방수 구조물(410)은 상기 내부 공간에 수용되는 방향의 단면적이 상기 방열유닛(200)에 수용되는 단면적보다 상대적으로 더 넓은 형상으로 형성된다.
다시 말하면, 상기 방수 구조물(410)의 측단면 형상은 계단 형상으로 형성되어 전체적으로 내부가 중공인 서로 다른 두 개의 지름을 갖는 원기둥이 겹쳐진 형상으로 형성되고, 상기 삽입홀(202)의 형상 또한, 상기 방수 구조물(410)의 외형과 유사한 형상으로, 또는 상기 내부 공간에 접하는 방향의 단면 면적이 상기 내부 공간과 접하지 않는 방향의 단면 면적보다 상대적으로 더 넓은 형상으로 형성된다.
여기서, 상기 방수 구조물(410)의 상기 내부 공간 방향에 배치되는 부위는 상술한 바와 같이 상기 내부 공간으로 일부가 돌출되도록 형성되며, 이를 위하여 상기 삽입홀(202)의 상기 상대적으로 넓은 단면적을 가진 부위의 높이가 상기 방수 구조물(410)의 대응되는 형상의 높이보다 낮게 형성되고, 압착된 부위를 수용하도록 상기 내부 공간 방향으로 단면적이 넓어지는 형상으로 형성된다.
이 때, 상기 삽입홀(202)의 형상은 상기 방수 구조물(410)의 더 작은 지름을 갖는 원기둥의 외형에 대응되는 형상으로 형성되는 것도 가능하며, 이 경우, 상기 방수 구조물(410)의 더 큰 지름을 갖는 원기둥은 상기 단면적이 점차 넓어지는 위치부터 상기 내부 공간 상에만 위치하게 되고, 상기 회로 기판(120)의 압착에 의해 상기 내부 공간에 방수 특성을 가지도록 하게 된다.
따라서, 상기 삽입홀(202)은 상기 방수 구조물(410)의 일부가 상기 케이블(10)을 관통시킨 상태로 삽입되면서, 상기 방수 구조물(410)이 상기 방열유닛(200)으로 이탈되지 않는 구조이면 다양한 변경이 가능하다는 것은 누구에게나 이해될 수 있을 것이다.
또한, 이러한 구조에 따라, 상기 방수 구조물(410)은 상기 삽입홀(202) 및 상기 방수 구조물(410)의 형상과 상기 회로 기판(120)의 압착에 따라 상기 관통홀(401)의 내부 공간이 줄어들게 되어 상기 관통홀(401)에 수용된 상기 케이블(10)이 외부로 이탈되는 것을 억제하면서도 상기 내부 공간 내의 방수 특성을 기밀하게 유지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 케이블 100: 렌즈 플레이트
110: 발광소자 120: 회로 기판
200: 방열유닛 201, 202: 삽입홀
300: 실링러버 400, 410: 방수 구조물
401:관통홀

Claims (6)

  1. 발광소자가 안착된 기판;
    상기 기판에 전원을 공급하는 케이블이 통과하는 삽입홀이 형성되는 방열유닛;
    상기 발광소자에 대응되는 렌즈를 구비하고 상기 기판을 커버하는 렌즈 플레이트;
    상기 방열유닛과 상기 렌즈 플레이트 사이에 배치되는 실링러버; 및
    상기 삽입홀에 삽입되고 상기 케이블이 수용되는 관통홀이 형성되는 방수구조물;
    을 포함하고, 상기 렌즈 플레이트, 상기 실링러버 및 상기 방열유닛이 결합되어 형성되는 내부 공간에 상기 기판이 수용되고, 상기 내부 공간은 방수 구조로 형성되며,
    상기 렌즈 플레이트, 상기 실링러버 및 상기 방열유닛의 결합에 의해, 상기 방수 구조물의 일부가 상기 기판에 압착되어 배치되는 발광소자 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 삽입홀은 상기 내부 공간 방향으로 점점 더 넓어지는 형상 또는 상기 내부 공간에 접하는 방향의 단면 면적이 상기 내부 공간과 접하지 않는 방향의 단면 면적보다 상대적으로 더 넓은 형상 중 적어도 하나의 형상으로 형성되는 발광소자 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방수구조물은 탄성을 가진 재질로 형성되는 발광소자 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방수구조물은 상기 내부 공간 방향으로 갈수록 단면적이 넓어지는 형상 또는 상기 내부 공간에 수용되는 방향의 단면적이 상기 방열유닛에 수용되는 단면적보다 상대적으로 더 넓은 형상으로 형성되는 발광소자 모듈.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방열유닛은 판상의 알루미늄 재질로 형성되는 발광소자 모듈.
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