KR102178898B1 - 공기 순환식 led 조명등기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구조로 지지대의 암에 LED 조명등기구를 장착하여 작업효율을 높이고, LED의 발열을 방열핀과 방열판을 통해 신속히 방열시킴과 동시에 사이드 캡의 전면·후면 개방부 및 순환홀을 통하여 내부 열을 신속히 외부로 배출시켜 공기 순환에 의한 대류현상으로서 방열효과에 극대화하는 공기 순환식 LED 조명등기구에 관한 것으로서,
알루미늄 소재로 이루어진 LED 조명등기구의 형상을 하고 상부에는 원형의 삽입홀을 형성되며 양측면은 곡면으로 형성되어지며 좌우측면에는 작은 반원의 열방출홈을 형성하는 본체 프레임; 알루미늄 소재로 이루어지며, 사각형의 판 형상을 한 상부에는 방열핀을 형성하고, 좌·우 측면이 플레이트형의 물결 모양으로 되어 공기와의 접촉면적을 최대로 하여 열전도된 온도를 방출하는 방열핀; 상기 본체프레임 전·후면에 나사결합으로 체결되고, 내부의 알루미늄 방열핀들을 보호하며, 복수 개의 원형으로 천공되어진 개방부를 형성하여 LED에서 발생된 열을 공기순환의 대류현상으로 신속히 방출하는 사이드캡; 상기 방열핀의 하부에 구비되고, 본체 프레임의 양 끝단부와 슬라이드로 결합되도록양 측면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어진 방열판; 그룹별로 모듈화하여 복수 개로 이루어져 LED 조명을 하는 LED모듈; 바닥판은 불투명한 합성수지재로 되어있고, 볼록렌즈는 투명한 합성수지재로 이루어진 LED볼록렌즈;를 포함한다.

Description

공기 순환식 LED 조명등기구{LED lighting device having air circulation type}

본 발명은 공기 순환식 LED 조명등기구에 관한 것으로서, 간단한 구조로 지지대의 암에 LED 조명등기구를 장착하여 작업효율을 높이고, LED의 발열을 방열핀과 방열판을 통해 열을 이동시켜 신속히 방열시킴과 동시에 전면 ·후면 개방부와 순환홀을 통해 공기 순환에 의한 대류현상으로 내부 열을 신속히 외부로 배출시켜 방열효과를 극대화하는 공기 순환식 LED 조명등기구에 관한 것이다.

현대 조명의 메카로 불리는 LED 가로등 및 보안등은 고효율 조명등으로 자리매김하고 있다.

발광 다이오드(LED)는 p형과 n형 반도체의 접합으로 이루어져 있으며 전압을 가하면 전자와 정공의 결합으로 반도체의 밴드 갭(band gap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자 소자이다. 발광 다이오드는 정보·통신 기기를 비롯한 전자 장치의 표시·화상용 광원으로 이용되어 왔으며, 발광 다이오드(LED)는 일반 조명등, 건물 장식등, 무드(mood)등, 차량등, 교통 신호등, 실내 및 실외 전광판, 유도등, 경고등, 각종 보안장비용 광원, 살균 또는 소독용 광원 등에 폭넓게 활용되고 있다.

광원의 핵심소자인 발광다이오드는 전자와 정공의 전류흐름으로 LED에는 광원이 나오지만 반대쪽인 LED 칩에서는 높은 열이 발생되어 효과적인 방열기술 없이는 고효율 조명등을 제작할 수 없다.

LED 조명등은 모두가 아래 바닥을 향해 조명이 이루어지는 것이 일반적이다. 이때 인쇄회로기판(PCB) 크기만큼의 방열판이 열을 받아 방열핀에서 열을 식히는 구조로 구성되어 있다. 이러한 방열 구조는 LED 모듈에서 발생되는 열이 LED 주변 PCB까지 전달되어 넓은 방열판에 전해져 상승으로 올라가며 열이 방출되어 식혀줘야 한다.

또한, LED 조명등기구는 높은 지지대에서 작업을 하기 때문에 제품이 무겁거나 장착 구조가 복잡하면 작업 효율이 많이 떨어지는 문제점이 있었다.

종래의 LED 케이스는 하중이 커서 제품의 경량화가 어려우며, 부식, 빛 습도 등 외부 환경적 요인에 의한 내후성 및 내충격성이 약하여 LED 케이스 보호, 내부의 LED모듈 및 각종 부품들을 효과적으로 보호할 수 없었으며, 설치함에 있어서 어려운 문제점이 있었다.

한편, LED를 이용한 조명기구는 작동시 고출력 LED에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키지 못하여 순전압이 떨어지고 발광효율이 저하되며, 수명이 짧아지게 되는 문제점이 있었다.

특허 제 10-0975970호 특허 제 10-1508958호

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 본체 프레임을 알루미늄 압출방식으로 생산하여 크기를 다양하게 하고 하중을 크게 줄이면서 LED 제품의 경량화를 실현하고 전기 절연성과 부식, 태양광, 풍우, 습도, 공기 중의 기체 등에 내후성이 우수하여 온도, 습도 변화에 따른 물리적 특성이 안정되어 환경 변화에 강해 가로등지주, 보안등지주 등에 제품 설치가 쉽고 대류현상을 이용한 공기 순환식 LED 조명등기구를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 본체프레임 상측에는 삽입홀이 형성되어 있으며, 지지대의 암을 삽입홀에 삽입시키고 나사로 압압시켜 고정하여 구조를 간단히 하여 설치가 매우 편리하며, 차후 제품 유지보수를 손쉽게 할 수 있는 공기 순환식 LED 조명등기구를 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 열전도 특성이 우수한 알루미늄 방열핀들을 구성하여 LED에서 발생된 열을 초기에 외부로 분산 방출시키고, 전·후면에 사이드캡으로 내부를 보호하며, 복수 개의 원형으로 천공된 개방부를 형성하여 공기순환으로 내부 더운 공기를 대류방식을 신속히 방출시켜 공기를 순환시키는 공기 순환식 LED 조명등기구를 제공함에 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 알루미늄 소재로 이루어진 LED 조명등기구의 형상을 하고 상부에는 원형의 삽입홀을 형성되며 양측면은 곡면으로 형성되어지며 좌우측면에는 작은 반원의 열방출홈을 형성하는 본체 프레임; 알루미늄 소재로 이루어지며, 사각형의 판 형상을 한 상부에는 방열핀을 형성하고, 좌·우 측면이 플레이트형의 물결 모양으로 되어 공기와의 접촉면적을 최대로 하여 열전도된 온도를 방출하는 방열핀; 본체프레임 전·후면에 나사결합으로 체결되고, 내부의 알루미늄 방열핀들을 보호하며, 복수 개의 원형으로 천공되어진 개방부를 형성하여 LED에서 발생된 열을 공기순환의 대류현상으로 신속히 방출하는 사이드캡; 상기 방열핀의 하부에 구비되고, 본체 프레임의 양 끝단부와 슬라이드로 결합되도록양 측면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어진 방열판; 그룹별로 모듈화하여 복수 개로 이루어져 LED 조명을 하는 LED모듈; 바닥판은 불투명한 합성수지재로 되어있고, 볼록렌즈는 투명한 합성수지재로 이루어진 LED볼록렌즈;를 포함한다.

상기 본체프레임의 양측 끝단부에 걸리부를 'ㄱ'형으로 형성하고, 상기 방열판의 양측에 결합부를 'ㄷ'형으로 형성하여 걸림부가 결합부에 삽입되어 슬라이딩 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 본체프레임 내부의 방열판, LED모듈을 보호하기 위해 본체프레임 전면부와 후면부에 사이드캡을 나사결합하여 보호하며, 일정 위치에 복수 개로 천공되어진 전면개방부와 후면개방부를 통해 내부의 공기와 외부의 공기가 대류현상으로 순환되어 내부 온도를 낮추어 주는 것을 특징으로 한다.

상기 본체프레임의 하부 양측면부에 복수 개의 순환홀을 형성하여 을 통해 외부의 공기를 내부로 흡입하고, 상기 순환홀을 통해 내부 공기를 방출하여 자연 대류시키는 것을 특징으로 한다.

상기 본체 프레임의 상부에는 원형의 삽입홀을 형성하고, 상기 원형의 삽입홀 상면에는 일정 간격으로 복수 개의 나사체결공이 형성되며, LED 조명등기구를 지지하는 지지대의 암을 원형의 삽입홀에 삽입한 후, 나사체결공을 통해 나사가 진입되면서 지지대의 암을 압압하여 고정된다.

상기 방열판의 하부에 LED모듈과 LED볼록렌즈를 나사결합으로 고정시킨다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 알류미늄 재질의 본체프레임을 통해 하중을 크게 줄이면서 제품의 경량화를 실현하고 가로등주에 제품 설치가 용이하고, 전기 절연성과 부식, 태양광, 풍우, 습도 등 내후성이 우수하여 물리적 특성이 안정되고 환경변화에 강한 효과가 있다.

본 발명은 본체 프레임을 알루미늄 압출방식으로 생산하여 크기를 다양하게 하여 수요자가 원하는 크기로 제작할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 본체프레임 상측에는 삽입홀이 형성되어 있으며, 지지대의 암을 삽입홀에 삽입시키고 나사로 압압시켜 고정하여 구조를 간단히 하여 설치가 매우 편리하여 작업 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 제품 유지보수를 손쉽게 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 열전도 특성이 우수한 알루미늄 방열핀들을 구성하여 LED에서 발생된 열을 본체 프레임의 전·후면에 합성수지 고무재질의 사이드캡에 천공되어진 전·후면에 개방부를 두어 공기 순환을 통해 내부의 열을 외부로 방출시켜 내부의 온도를 크게 떨어뜨리는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 LED모듈 내부에 발생된 열을 방출하기 위해 사이드캡의 전면·후면 개방부와 순환홀을 통해 내부의 공기를 외부로 신속히 방출시켜 공기 순환을 통한 대류현상 방식의 방열효과를 내부의 온도 상승을 억제하여 광효율과 제품의 수명을 높이는 우수한 효과가 있다.

도 1은 공기 순환식 LED 조명등기구의 전체적인 내부 사시도를 보여주는 도면이다.
도 2는 공기 순환식 LED 조명등기구의 전체적인 사시도를 보여주는 도면이다.
도 3은 공기 순환식 LED 조명등기구의 순환홀의 순환 및 대류현상의 공기 흐름을 보여주는 단면도이다.
도 4는 공기 순환식 LED 조명등기구의 사이드캡 개방부에 대류현상의 공기 흐름을 보여주는 개념도이다.
도 5는 공기 순환식 LED 조명등기구의 배면도의 LED설계구조를 보여주는 도면이다.
도 6은 공기 순환식 LED 조명등기구의 조립되어진 배면사시도를 보여주는 것이다.
도 7은 공기 순환식 LED 조명등기구의 조립도를 보여준 도면이다.
도 8은 공기 순환식 LED 조명등기구가 지지대의 암과 결합되기 전의 도면을 보여주는 것이다.
도 9는 공기 순환식 LED 조명등기구가 지지대의 암과 결합된 도면을 보여주는 것이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것을 해석되어서는 안 된다.

본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현할 수 있으며, 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 공기 순환식 LED 조명등기구는 본체 프레임(10), 방열판(20), LED모듈(30) 및 지지대(40)로 이루어진다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 본체 프레임(10)은 상부에 원통형의 삽입홀(13)과 전·후면에 합성수지 고무재질의 사이드캡(11)로 내부를 보호하며, 복수 개의 원형으로 천공되어진 사이드캡 개방부(18-1, 18-2)가 형성되고, 양측부는 곡면으로 형성되며, 그 외측면은 열 방출홈(19)이 구비되고, 열 방출홈(19)의 하부에 복수 개의 순환홀(15)을 형성하고 양 끝단부는 걸림부(17)로 이루어진다.

상기 원통형의 삽입홀(13)은 상부에 일정 간격으로 복수 개의 나사체결공(14)가 형성되며, 삽입홀(13)의 내부로 지지대의 암(45)가 삽입된다.

삽입된 지지대의 암(45)은 삽입홀(13)의 나사체결공(14)을 통해 나사를 진행시켜 지지대의 암(45)을 압압하면서 삽입홀(13)과 결합하여 고정시킨다.

이처럼 삽입홀(13)에 지지대의 암(45)을 삽입시켜 고정하는 간단한 구조로 작업 효율을 높일 수 있다.

지지대의 암(45)은 삽입홀(13)의 나사체결공(14)가 대응되는 위치에 반원형의 홈을 형성시킬 수 있다.

상기 전·후면의 사이드캡(11)은 본체 프레임의 전·후면에 설치되어 열전도 특성이 우수한 알루미늄 방열핀들을 보호하며, LED에서 발생된 열을 사이드캡(11)에 복수 개의 원형으로 천공되어진 사이드캡 개방부(18-1, 18-2)를 두어 공기 순환을 통해 신속히 외부로 방출시켜 대류현상에 의한 방열효과로 내부의 온도 상승을 억제하여 광효율과 제품의 수명을 높인다.

상기 열 방출홈(19)은 본체 프레임(10) 양측부의 외측면에 형성되며, 외부 공기와의 접촉면적을 크게 하여 내부 열을 발산시킨다.

상기 순환홀(15)은 열 방출홈(19)의 하부에 통공으로 복수 개가 형성되며, 내부 온도를 외부로 신속히 방출시켜 내부 온도가 떨어뜨리는 역할을 한다.

상기 걸림부(17)는 본체 프레임(10)의 양 끝단부에 형성되고, 'ㄱ'자형으로 형성되어 방열판(40)의 양측면에 형성된 결합부(27)와 끼움 결합된다.

상기 본체 프레임(10)은 열전도율이 좋은 알루미늄 재질로 이루어져 하중을 크게 줄여 제품의 경량화를 실현하고 가로등주에 제품 설치가 용이하고, 전기 절연성과 부식, 태양광, 풍우, 습도 등 내후성이 우수하여 물리적 특성이 안정되고 환경변화에 강한 특성이 있다.

상기 방열판(20)은 알루미늄 소재이고 사각형의 판 형상으로 이루어지며, 상부에는 수직으로 복수 개의 방열핀(23)을 형성하고, 각 방열핀(23)의 양측면이 물결 모양으로 형성되어 공기와의 접촉면적을 최대화하여, LED 칩에서 발생되는 열을 신속하게 발산시킨다.

상기 방열판(20)은 양측면에 'ㄷ'자형으로 결합부(27)가 형성되어 본체 프레임(10)의 양 끝단부에 형성된 'ㄱ'자형의 걸림부(17)와 끼움 결합되어 고정된다.

상기 방열핀(23)은 열전도율이 좋은 알루미늄 재질로 이루어져 LED 칩에서 발생된 열을 신속하게 발산시킨다.

상기 LED모듈(30)은 그룹별로 모듈화하여 복수 개로 이루어져 조명에 알맞게 LED모듈을 부착시킨다.

상기 LED볼록렌즈(35)는 외측으로 볼록하게 돌출된 형태로 구비되어 있으며, LED의 특성상 발광부의 중심 영역에 집중하여 방출되는 빛을 넓게 확산시켜주기 때문에 조명등의 광원으로 사용할 경우 LED 소자의 배치에 관계없이 전체적으로 균일한 조도를 유지할 수 있음은 물론, 조명등 자체의 조사 영역을 넓게 확장시킬 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 순환홀(15)은 외부의 찬 공기를 내부로 들어오게 하고, 내부의 공기를 외부로 신속하게 방출하여 외부 공기와 내부 공기를 대류현상으로 공기가 순환되어지게 함으로써, 고온의 내부 공기를 외부로 방출시킨다.

본 발명의 일실시예에 따른 LED볼록렌즈(35)는 바닥판은 불투명 합성수지 소재로 되어있고, 볼록렌즈는 투명한 합성수지 소재로 되어진다.

본 발명의 일실시예에 따른 공기순환식 LED 조명등기구는 본체프레임(10)의 양측면의 곡면으로 형성된 열방출홈(19)을 통해 LED 칩에서 발생하는 내부의 열을 외부로 발산시킨다.

또한 곡면으로 형성된 본체프레임(10)은 공기흐름부를 형성하여 곡면으로된 외측면을 통해 공기의 흐름을 빠르게 하여 뛰어난 방열효과를 지니게 한다.

또한, 순환홀(15)과 전·후면 개방부(18-1,18-2)를 통해 외부공기와 내부공기를 자연 대류현상에 의해 순환시켜 내부의 열을 신속하게 외부로 방출시킨다.

상기 본체프레임(10)의 상면은 결속되는 부분이 없이 일체형으로 되어 있어 빗물 등 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

상기 본체프레임(10)은 양 끝단부의 걸림부(17)가 'ㄱ'자형상으로 되어 있고, 방열판(20) 양측면의 결합부가 'ㄷ'자 형상으로 되어 슬라이딩으로 결합시킬 수 있다.

도4 에 도시된 바와 같이, 사이드캡(11)은 상기 본체프레임(10)의 내부 보호를 위해 전면부와 후면부에 나사결합으로 체결되고, 본체프레임(10)의 전면부와 후면부에 복수개의 원형으로 천공되어진 개방부를 통해 앞뒤의 자연대류현상으로 내부의 열을 신속하게 외부로 방출시킨다.

도7 에 도시된 바와 같이, 일실시예에 따른 상기 본체프레임(10)의 ㄱ형상의 걸림부(17)에 방열판(20)의 ㄷ형상의 결합부(27)가 형성되어 슬라이딩 결합되어지며, 방열판(20) 하부에 LED모듈(30)과 LED볼록렌즈(35)가 나사결합으로 부착되어진다.

도 8 및 도 9은 공기 순환식 LED 조명등기구가 지지대의 암과 결합되기 전·후의 도면을 보여주는 것이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본체 프레임(10) 상측에는 삽입홀(13)이 형성되어 있으며, 지지대의 암(45)을 삽입홀에 삽입시키고 나사로 압압시켜 고정시킴으로써, 구조를 간단히 하여 설치가 매우 편리하여 작업 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 제품 유지보수를 손쉽게 할 수 있다.

10 : 본체 프레임 11 : 사이드캡
13 : 삽입홀 15 : 순환홀
17 : 걸림부
18-1 : 전면 개방부 18-2 : 후면 개방부
19 : 열방출홈
20 : 방열판 23 : 방열핀
27 : 결합부
30 : LED모듈 35 : LED볼록렌즈
40 : 지지대 45 : 암

Claims (6)

1. 알루미늄 소재로 이루어진 LED 조명등기구의 형상을 하고 상부에는 원형의 삽입홀이 형성되며 양측면은 곡면으로 형성되어지며 좌우측면에는 작은 반원의 열방출홈(19)을 형성하는 본체 프레임(10);
   알루미늄 소재로 이루어지며, 사각형의 판 형상을 한 상부에는 방열핀을 형성하고, 좌·우 측면이 플레이트형의 물결 모양으로 되어 공기와의 접촉면적을 최대로 하여 열전도된 온도를 방출하는 방열핀(23);
   상기 본체프레임 전·후면에 나사결합으로 체결되고, 내부의 알루미늄 방열핀들을 보호하며, 복수 개의 원형으로 천공되어진 개방부를 형성하여 LED에서 발생된 열을 공기순환의 대류현상으로 신속히 방출하는 사이드캡(11);
   상기 방열핀의 하부에 구비되고, 본체 프레임의 양 끝단부와 슬라이드로 결합되도록 양 측면이 'ㄷ'자 형상으로 이루어진 방열판(20);
   그룹별로 모듈화하여 복수 개로 이루어져 LED 조명을 하는 LED모듈(30);
   바닥판은 불투명한 합성수지재로 되어있고, 볼록렌즈는 투명한 합성수지재로 이루어진 LED볼록렌즈(35);를 포함하되,
   상기 본체프레임(10)의 양측 끝단부에 걸림부(17)를 'ㄱ'형으로 형성하고, 상기 방열판의 양측에 결합부를 'ㄷ'형으로 형성하여 걸림부가 결합부(27)에 삽입되어 슬라이딩 결합되며,
   상기 본체프레임(10) 내부의 방열판, LED모듈을 보호하기 위해 본체프레임 전면부와 후면부에 사이드캡(11)을 나사결합하며, 일정 위치에 복수 개의 원형으로 천공되어진 전면 개방부(18-1)와 후면 개방부(18-2)를 통해 내부의 공기와 외부의 공기가 대류현상으로 순환되어 내부 온도를 낮추어 주고,
   상기 본체 프레임(10)의 상부에는 원형의 삽입홀(13)을 형성하고, 상기 원형의 삽입홀 상면에는 일정 간격으로 복수 개의 나사체결공(14)이 형성되며, LED 조명등기구를 지지하는 지지대의 암(45)을 원형의 삽입홀에 삽입한 후, 나사체결공을 통해 나사가 진입되면서 지지대의 암을 압압하여 고정되며,
   상기 본체프레임의 하부 양측면부에 복수 개의 순환홀을 형성하여 외부의 공기를 내부로 흡입하고, 상기 순환홀을 통해 내부 공기를 방출하여 자연 대류시키며,
   상기 열방출홈(19)은 곡면으로 형성하여 공기흐름부를 형성하여 곡면으로된 외측면을 통해 공기의 흐름을 빠르게 하여 LED 칩에서 발생하는 내부의 열을 외부로 발산시키는 것을 특징으로 하는 공기순환식 LED 조명등기구.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서
   상기 본체 프레임(10)에는 원형의 삽입홀(13)을 형성하고, 상기 원형의 삽입홀(13) 상면에는 일정 간격으로 복수 개의 나사체결공(14)이 형성되며, LED 조명등기구를 지지하는 지지대의 암(45)을 원형의 삽입홀에 삽입한 후, 나사체결공(14)을 통해 나사가 진입되면서 지지대의 암(45)을 압압하여 고정되는 것을 특징으로 하는 공기순환식 LED 조명등기구.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 방열판(20)의 하부에 LED모듈(30)과 LED볼록렌즈(35)를 나사결합으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 공기순환식 LED 조명등기구.
   

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