KR102247377B1 - 방열 엘이디 조명등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안정기가 수용되는 베이스; 상기 베이스 상단 내측에 결합되는 플레이트; 상기 플레이트 상면으로 고정되는 방열부재; 상기 방열부재 상방으로 결합되는 LED조명부; 상기 LED조명부를 감싸며 상기 방열부재 상단 내측과 결합되는 커버;
를 제공하여, 안정기가 수용되는 베이스의 상단 내측으로 결합되는 플레이트 상방으로 이격되는 공간을 형성하며 고정되는 방열부재 내측단에 LED조명부를 감싸는 커버간 결합에 의해 제공되는 조명수단에서, LED조명부로부터 발산되는 열이 방열부재 하단과 플레이트간 이격 공간을 통하여 외부로 방열되도록 비교적 간단한 구성을 통하여 LED의 사용수명을 현저하게 연장시키는 효과를 달성할 수 있는 방열 엘이디 조명등에 관한 것이다.

Description

방열 엘이디 조명등{Heat dissipation LED light}

본 발명은 LED를 적용한 조명등에 관한 것으로, 특히 LED로부터 발산되는 열을 효과적으로 방열시키기 위한 구조를 갖도록 구성하여 LED의 사용 수명이 연장될 수 있도록 하는 방열 LED 조명등에 관한 것이다.

백열등이나 형광등을 대체하여 LED 조명수단이 최근 빠르게 확산되고 있으며, 이러한 LED 조명수단은 일반가정집이나 사무실 등의 실내장식이나 아늑한 분위기 연출 및 양계장, 식물원 등이나 작업장 등과 같이 특수한 목적을 실현하기 위하여 많이 이용되고 있다.

상기 엘이디(LED: Light Emitting Diode)는 반도체의 일종으로 전압을 가했을 때 발광하는 반도체소자로서, 적색, 녹색, 청색, 백색, 노란색 등 다양한 종류의 엘이디 등이 있다.

이러한 LED는 P-N접합 다이오드의 일종으로 순방향으로 전압이 걸릴 때 단파장광이 방출되는 현상인 전기발광효과를 이용한 반도체소자로서, 즉 순방향으로 전압 인가시 N층의 전자와 P층의 정공이 결합하면서 전도대와 가전대의 높이 차이에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 발산되고 있다.

LED를 이용한 이용한 조명등기구는 기존의 백열등이나 형광등에 비해 약 10 내지 15％ 정도의 낮은 전력 소모와 100,000시간 이상의 반영구적인 수명, 환경 친화적이면서도 에너지 절약효과가 높은 차세대 조명등기구로서 각광을 받고 있으나, 밝기 만큼이나 발열이 심하고, 이와 같이 발생한 열로 인하여 LED의 수명이 단축되는 심각한 문제가 있었다.

이와 같이, 고휘도 및 고출력의 조명용 광원을 얻기 위하여 LED 소자에 구동전류를 증가시키게 되면, LED 소자의 전력손실이 증가 되어 대부분의 전기 에너지가 열로 변환되고 LED 소자의 접합부분이 고온상태로 되기 때문에, LED 소자에 흐르는 전류가 일정하더라도 접합부분의 온도가 높아지면 광출력과 광효율이 저하될 뿐만 아니라 동작 수명도 줄어드는 특성이 있다.

따라서, 조명성능과 동작수명을 향상시키기 위해서는 LED 소자의 접합부분에서 발생 되는 열을 최대한 빠르게 외부로 방출해 주어야 한다.

이를 해결하기 위해 종래에는 본체의 둘레에 냉각핀이 다양한 방열구조로 형성된 방열 프레임의 전면에 고휘도 LED 소자를 장착하고, 광원을 넓게 확산시키기 위하여 유백색 확산커버를 방열 프레임에 씌워서 LED조명램프를 제조하였다.

그러나 이러한 방식은 LED조명의 배광이 좁게 형성되어 조도차가 심할 뿐만 아니라 두꺼운 유백색 확산커버에 의해 광 손실이 커져서 조도가 떨어지고, 확산커버의 내부에 열축적이 일어나 LED 소자의 사용수명을 단축시키는 문제점이 있다.

국내 특허등록 제 10-0883344 호 국내 특허등록 제 10-1308694 호 국내 공개특허 제 10-2011-0101789 호

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, LED를 조명원으로 하는 조명수단에서 LED로부터 발현되는 열이 LED 기판이 고정되는 고정판 내부를 통하여 외부로 방열 가능하도록 하는 구조를 제공하여 LED 사용수명을 연장시키도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

안정기가 수용되는 베이스;

상기 베이스 상단 내측에 결합되는 플레이트;

상기 플레이트 상면으로 고정되는 방열부재;

상기 방열부재 상방으로 결합되는 LED조명부;

상기 LED조명부를 감싸며 상기 방열부재 상단 내측과 결합되는 커버;

를 포함하는 방열 엘이디 조명등을 제시한다.

본 발명에 의하면, 안정기가 수용되는 베이스의 상단 내측으로 결합되는 플레이트 상방으로 이격되는 공간을 형성하며 고정되는 방열부재 내측단에 LED조명부를 감싸는 커버간 결합에 의해 제공되는 조명수단에서, LED조명부로부터 발산되는 열이 방열부재 하단과 플레이트간 이격 공간을 통하여 외부로 방열되도록 비교적 간단한 구성을 통하여 LED의 사용수명을 현저하게 연장시키는 효과를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일예를 도시한 방열 엘이디 조명등
도 2는 도 1에 의한 방열 엘이디 조명등을 분리 도시한 분리 사시도
도 3은 도 2에서 커버와 LED기판을 제외한 나머지 구성요소인 기판고정부를 포함하는 방열부재와 소켓간을 분리하여 도시한 상태의 도면
도 4는 본 발명에 채택되는 방열부재의 저면을 보인 저면사시도
도 5는 도 1에 의한 결합된 상태의 방열 엘이디 조명등의 개괄적 단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 방열 엘이디 조명등을 도시한 것으로 평면 형태의 LED기판을 활용한 실시예에 의한 도면
도 7은 본 발명에 채택되는 방열부재의 다른 실시예를 도시한 저면 사시도

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하며, 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않음은 물론, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 점에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 따라서, 본 발명의 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아닌바, 본 발명의 출원 시점에 있어서 이를 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 가능하거나 존재할 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

또한, 본 발명의 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하 본 발명의 바람직한 일실시 형태를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 첨부하는 도면에서 보는 바와 같이, LED를 조명원으로 하는 조명수단을 제공하되 LED로부터 발현되는 고열이 LED에 영향을 미치지 않도록 방열 가능한 구성을 제공하되, 비교적 단순하고 스마트한 구성에 의한 방열 엘이디 조명등을 제공하고자 한다.

이를 위한 본 발명은, 안정기가 수용되는 베이스(100), 상기 베이스(100) 상단 내측에 결합되는 플레이트(200), 상기 플레이트(200) 상면으로 고정되는 방열부재(300), 상기 방열부재(300) 상방으로 결합되는 LED조명부(400), 상기 LED조명부(400)를 감싸며 상기 방열부재(300) 상단 내측과 결합되는 커버(500)로 구성된다.

상기 베이스(100)는 안정기(번호 미부여) 등을 포함하는 부품군이 내합되는 것으로 소켓(110)이 외측방에 형성되어 별도의 전원공급부(미도시)와 나사 결합 또는 분리되도록 하여 소켓(110)과 결합되는 전원공급부와 통전되거나 또는 단락되도록 구성할 수 있다.

또한 이와 달리 도면에서는 도시하지 않았으나 베이스(100) 내부측으로 인입되는 전원공급라인을 형성하여 LED조명부(400)측으로 전원을 공급할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 채택되는 베이스(100)는 소켓 형태를 이루거나 또는 직접 전원공급라인이 접속되는 형태를 이룰 수 있을 것이며 이러한 선택에 따라 본 발명의 기술적 사상이 달라지지는 않는다.

상기 플레이트(200)는 도 3 에서 보는 것과 같이 원판형태를 이룰 수 있으며 전술한 베이스(100)와 후술하게 되는 방열부재(300)간을 상호 연결하면서도 구획되도록 하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 플레이트(200)는 합성수지재로 사출하여 얻을 수도 있고 방열성이 우수한 금속재를 가공하여 얻을 수 있는바, 본 발명의 실시예에서는 소재 및 재질에 구애되지 않는다.

상기 플레이트(200)는 전술한 바와 같이 베이스(100)와 저면부가 결합되어야 하고 아울러 방열부재(300)와는 상면측과 결합되어야 하는데, 이를 위해 도 3과 도 5 에서 보는 것과 같이 상기 베이스(100)의 내측면을 따라 원호상 등간격을 이루는 고정구(120)를 형성하되, 베이스(100)의 저부면으로부터 관통되도록 구성하여 피스가 상기 베이스(100) 저부면으로부터 삽입되며 상기 고정구(120)를 관통한 상태에서 플레이트(200)의 체결구(210)와 나사 결합되는 구성을 갖는다.

상기 고정구(120)를 통하여 삽입 체결되는 피스의 단부는 상기 플레이트(200) 동일 위치에 피스와 나사 결합되기 위한 체결구(210)를 형성한다.

상기 체결구(210)는 플레이트(200) 상면으로 돌출되도록 구성한다.

한편, 상기 플레이트(200)와 후술하게 되는 방열부재(300)의 하단부간을 고정 결합하게 되는데, 방열부재(300)의 하단부측으로 돌출되는 간격이격부(310)와 나사 등을 이용하여 체결되도록 구성한다.

이를 위해 상기 플레이트(200)의 외곽측을 관통하는 복수의 결합공(230)을 형성하고, 상기 방열부재(300)의 간격이격부(310) 외측면에 형성되는 결합구(311)와 피스 등의 나사수단을 이용하여 결합하게 된다.

따라서, 상기 플레이트(200)는 베이스(100)와 방열부재(300)간을 연결하는 매개체 역할을 하게 되고 상기 방열부재(300) 상방으로는 LED조명부(400)가 고정되는 구성을 이루게 된다.

아울러 상기 플레이트(200)의 상면으로 방열부재(300)의 간격이격부(310)가 끼워질 수 있도록 하는 걸림턱(220)을 돌출 형성하는 것이 바람직하다.

상기 방열부재(300)는 전술한 바와 같이 LED조명부(400)의 LED모듈(411)에서 발생되는 고열이 외부로 방열될 수 있도록 하는 구조로서, 상기 플레이트(200)의 상면과 일정간격 이격되는 형태로 고정되고 상기 방열부재(300) 외측으로 다수개 등간격 이격 관통되어 고열의 공기가 외부로 배출될 수 있는 고열통로(312)를 구성하게 되고, 방열부재(300) 중앙으로 관통공(320)이 천공된다.

한편, 상기 관통공(320)의 상방으로 중공형태의 기판고정부(330)를 수직상태로 일체화하여 형성한다.

상기한 기판고정부(330)는 LED모듈(411)이 장착되는 LED기판(410)을 고정하기 위한 역할을 하게 된다.

이러한 기판고정부(330)는 도면에서와 같이 방열부재(300) 상방으로 일체화되어 사출되거나 또는 도면에서는 도시하고 있지 않으나, 방열부재(300)의 상면과 체결 결합되도록 분리 형성할 수도 있으나, 일체화 또는 분리되는 형태에 의하더라도 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않음은 물론이다.

상기 기판고정부(330)의 표면으로 LED기판(410)이 고정되는바, LED기판(410) 표면으로는 다수의 LED모듈(411)이 등간격 이격 배치된다.

이와 같이 LED기판(410)에 다수열 부착되는 LED모듈(411)에 의해 발생되는 고열은 LED기판(410)과 접촉하고 있는 기판고정부(330)를 통하여 열전달된 후 내부의 중공부(331)에 존재하는 공기가 열에 의해 고온 상태를 이르게 된다.

고온의 공기는 방열부재(300)의 관통공(320)을 통하여 간격이격부(310) 측면으로 개방되는 고열통로(312)을 거쳐 외부로 배출되는 과정을 거치게 된다.

아울러 방열부재(300)의 내주면으로 암나사부(340)를 형성하게 되는데, 상기 암나사부(340)와 커버(500)가 나사 결합되는 구조를 갖는다.

미설명한 도면부호 360은 전선유입구로서, LED기판(410)으로부터 통전 연결되는 전선(도면상 미도시)이 베이스(100) 내부측의 전자부속품과 연결될 수 있도록 구성되며, 상기 전선유입구(360)를 통하여 상기 베이스(100) 내부측으로 상기 전선이 유입되도록 하기 위해 플레이트(200)를 관통하는 전선유입공(240)을 형성하게 된다.

상기 LED조명부(400)는 도 1 내지 도 3에서 보는 것과 같이, 다수의 LED모듈(411)이 부착 고정되는 LED기판(410)이 방열부재(300)의 상방으로 수직상 형성되는 기판고정부(330)에 고정되고, 상기 LED조명부(400)의 외곽을 커버하며 LED모듈(411)로부터 조사되는 빛이 투과될 수 있는 커버(500)가 상기 방열부재(300)의 내주면 암나사부(340)와 나사 결합되는 구조를 갖게 된다.

한편, 상기 LED조명부(400)는 도 @ 에서 보듯이 기판고정부(330)의 형태 및 형상에 따라 다양한 실시가 가능할 수 있다.

예컨데 기판고정부(330)를 도 2 내지 도 3 에서 보는 것과 같이 다각형태의 기둥형상으로 이루어지는 경우도 있을 수 있는데, 이런 경우의 기판고정부(330)는 다각형태의 기둥형상의 표면으로 각각 LED기판(410)들이 조합되며 결합되는 구조를 갖게 된다.

이 경우, 각 LED기판(410)들과 기판고정부(330)간 표면으로는 양면접착테이프 등에 의해 가고정될 수 있으며, LED기판(410)의 하단부측으로 돌출되는 돌출편(332)을 형성하고 상기 돌출편(332)이 삽입되며 고정될 수 있도록 방열부재(300)의 상면측 대응되는 위치에 각각 삽입홈(350)이 형성되도록 구성한다.

이와 달리 도 6 에서 보는 것과 같이 평면 형태의 LED조명부(400)를 구성할 수 있다.

이 경우 LED조명부(400)에 적용되는 LED기판(410)은 원형태를 이루게 되고, 방열부재(300)의 상면측은 막혀지는 형태를 취하게 된다.

즉, 방열부재(300)의 상면 자체에 LED기판(410)이 접촉되는 형태를 이루게 되므로 LED기판(410)에 부착되는 LED모듈(411)에서 발생되는 열은 방열부재(300)를 통하여 열전달된 후, 상기 방열부재(300) 하단부측으로 돌출되어 있는 간격이격부(310)의 고열통로(312)측을 통하여 열이 배출될 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않음은 물론이며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 기술적 지식을 가진 자에 의해 상기 기재된 내용으로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 수 있음은 물론이다.

따라서 본 발명에서의 기술적 사상은 아래에 기재되는 청구범위에 의해 파악되어야 하되 이의 균등 또는 등가적 변형 모두 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속함은 자명하다 할 것이다.

100; 베이스 110; 소켓
120; 고정구 200; 플레이트
210; 체결구 300; 방열부재
310; 간격이격부 311; 결합구
312; 고열통로 320; 관통공
330; 기판고정부 331; 중공부
332; 돌출편 340; 암나사부
350; 삽입홈 400,400'; LED조명부
410; LED기판 411; LED모듈
500; 커버

Claims (8)

1. 안정기가 수용되는 베이스;
   상기 베이스 상단 내측에 결합되는 것으로, 외곽측을 관통하는 복수의 결합공이 형성되고 상면으로 방열부재의 간격이격부가 끼워질 수 있도록 돌출 형성되는 걸림턱을 갖도록 하여 상기 베이스와 방열부재를 상호 연결하면서 구획되도록 하는 플레이트;
   상기 플레이트 상면으로 일정간격 이격 상태를 유지하며 고정되기 위해 상기 걸림턱에 대응되는 다각형태를 갖으며 측면으로 개방되는 고열통로를 갖는 간격이격부가 하방향으로 형성되는 방열부재;
   상기 방열부재 상방으로 결합되는 LED조명부;
   상기 LED조명부를 감싸며 상기 방열부재 상단 내측과 결합되는 커버;
   를 포함하는 방열 엘이디 조명등.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 베이스 내측면을 따라 원호상 등간격 이격 위치에서 내측면에 암나사를 갖으며 구비되는 고정구를 구성하여 상기 베이스의 저부면으로부터 피스가 삽입되며 상기 고정구를 관통한 상태에서 상기 플레이트에 구비되는 체결구와 나사결합되어 상기 베이스 상부 내측에 고정하는 것을 포함하는 방열 엘이디 조명등.
   
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