KR102317078B1 - 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치에 관한 것으로 복수의 LED 칩이 실장된 LED 조명용 기판부, 상기 LED 조명용 기판부가 하면에 안착되며 상면에 복수의 방열핀부가 이격되게 위치된 히트 싱크부, 상기 LED 조명용 기판부를 덮어 커버하며 복수의 LED 칩에 대응되는 복수의 렌즈부가 구비된 기판커버용 렌즈패널부재, 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측 둘레를 감싸며 상부 측이 상기 LED 조명용 기판부에 접촉되고 하부 측으로 기판커버용 렌즈패널부재의 외측면으로 노출되어 상기 LED 조명용 기판부의 열을 방열하는 보조 방열 프레임부재를 포함하여 히트 싱크부 뿐만 아니라 기판을 덮는 렌즈 패널 상으로도 방열구조를 추가하여 방열효과를 크게 향상시켜 열에 의한 LED 칩의 손상을 방지하고, 내구성을 크게 향상시킴으로써 LED 조명의 작동 안정성 및 수명을 크게 증대시킬 수 있다.

Description

이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치{LED LIGHT APPARATUS}
본 발명은 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치에 관한 것으로 더 상세하게는 기판의 하부와 상부 측으로 각각 방열 구조를 가져 LED 작동 시 기판에서 발생되는 열이 기판의 하부와 상부 측으로 각각 원활하게 방출되는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치에 관한 발명이다.
일반적으로 LED(light-emitting diode)는 발광 다이오드를 말하며, 백열등, 형광 등의 기존 램프와 비교하여 전력 소모가 적고, 수명이 길어 조명 기구로의 활용도가 점차 증가하고 있다.
LED는 광이 직진성을 가지는 특성으로 LED광을 반사방식 또는 렌즈방식을 통해 광을 확산시켜 원하는 방향으로 광을 조사하는 방식으로 구성된다.
LED 조명장치는 기존 램프와 비교하여 전력 소모가 적고, 수명이 길어 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로, 주택지구 도로 등의 도로에 설치되는 가로등에도 적용되고 있는 실정이다.
LED 조명장치를 적용한 가로등은 낮은 소비 전력 및 우수한 조도, 긴 수명시간으로 유지 보수에 소요되는 비용 및 인력을 절감할 수 있어 점차 활용도가 증가하고 있다.
도로에 설치되는 LED 조명장치의 경우 지정된 규격에 맞는 크기로 설계되어 제작되고 있는 실정이다.
통상적으로 LED 조명장치는 방열을 위한 히트 싱크의 일면에 다수의 LED 칩이 실장된 LED 조명용 기판이 안착되고, LED 조명용 기판의 일면에는 LED 칩을 덮는 다수의 렌즈가 구비된 렌즈 패널이 안착된다.
그리고, LED 조명용 기판과 렌즈 패널은 렌즈 패널과 LED 조명용 기판을 관통하여 히트 싱크에 체결되는 다수의 볼트에 의해 히트 싱크로 체결되는 구조를 가진다.
종래의 LED 조명장치는 기판에서 발생된 열을 히트 싱크의 타면에 위치된 복수의 방열핀부에 의해서만 방열하는 구조를 가진다.
종래의 LED 조명장치는 기판에서 발생된 열을 히트 싱크의 타면에 위치된 복수의 방열핀부에 의해서만 방열하는 구조를 가진다.
그리고, 렌즈 패널은 열 전달에 취약한 재질로 제조되므로 렌즈 패널을 통한 열 방출은 어려운 문제점을 가지고 있다.
즉, 종래의 LED 조명장치는 히트 싱크의 단일 방열 구조로 LED 칩의 발광 시 발생되는 열을 방출하기 때문에 방열 효과에 한계가 있어 장기간 사용 시 방열효과가 충분하지 않은 경우가 빈번하게 발생되고 있는 실정이다.
그리고, 렌즈 패널쪽으로 전달되는 열이 원활히 밖으로 방출되지 못하고 렌즈 내부에 축적되어 렌즈 패널의 온도를 상승시켜 LED와 렌즈의 양쪽에 모두 손상을 주기도 한다.
또한, 종래의 LED 조명장치는 히트 싱크의 단일 방열 구조로 방열 효과에 한계가 LED 칩이 실장되는 면적이 한정되고, 이로 인해 LED 칩의 개수가 제한되어 광량을 더 증대시키지 못하며, LED 조명 설계 시 설계가 제한되어 다양한 제품을 설계하는 데 한계가 있는 문제점이 있었다. 충분하지 않은 경우가 빈번하게 발생되고 있는 실정이다.
한국특허등록 제1449516호 "LED모듈 교체형 조명장치"(2014.10.02.등록)
본 발명의 목적은 히트 싱크부 뿐만 아니라 기판을 덮는 렌즈 패널 상으로도 방열구조를 추가함으로써 히트싱크의 방열핀 측 뿐만 아니라 렌즈 패널측으로도 열 방출이 원활하게 이루어지게 하여 방열효과를 크게 향상시킨 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 방열효과를 향상시켜 LED 칩의 실장 면적을 극대화하고, LED 조명 설계 시 자유도를 크게 향상시키고, 렌즈 패널 측으로 방출되는 열을 원활하게 밖으로 방출시킴으로써 열 축적에 의한 LED와 렌즈 패널의 손상을 막는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치는 복수의 LED 칩이 실장된 LED 조명용 기판부, 상기 LED 조명용 기판부가 하면에 안착되며 상면에 복수의 방열핀부가 이격되게 위치된 히트 싱크부, 상기 LED 조명용 기판부를 덮어 커버하며 복수의 LED 칩에 대응되는 복수의 렌즈부가 구비된 기판커버용 렌즈패널부재, 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측 둘레를 감싸며 상부 측이 상기 LED 조명용 기판부에 접촉되고 하부 측으로 기판커버용 렌즈패널부재의 외측면으로 노출되어 상기 LED 조명용 기판부의 열을 방열하는 보조 방열 프레임부재, 상기 히트 싱크부와 상기 보조 방열 프레임부재 사이에 위치되며 상기 LED 조명용 기판부의 외측 둘레를 감싸 이물질의 유입을 차단하는 밀폐용 가스켓부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 보조 방열 프레임부재는 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측 둘레를 감싸는 ㄷ자 형상의 프레임 형태로 상기 기판커버용 렌즈패널부재가 내부에 위치되고, 안쪽으로 돌출되게 위치되어 상기 LED 조명용 기판부 상에 안착되는 기판 안착부를 구비할 수 있다.
본 발명에서 상기 보조 방열 프레임부재는 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측면을 감싸는 패널 외측면 커버부, 상기 패널 외측면 커버부의 상단부에서 꺾여져 상기 기판커버용 렌즈패널부재를 덮고 밀폐용 가스켓부재의 상부에 안착되는 가스켓 안착부, 상기 가스켓 안착부의 안쪽으로 돌출되게 위치되어 상기 LED 조명용 기판부 상에 안착되는 기판 안착부, 상기 패널 외측면 커버부의 상단부에서 꺾여져 상기 기판커버용 렌즈패널부재를 덮고 외부로 노출되어 상기 LED 조명용 기판부의 열을 방열하는 보조 방열부를 포함하여 ㄷ자 형상의 프레임 형태로 형성되며, 상기 기판 안착부는 상기 가스켓 안착부의 안쪽 둘레를 따라 연장되어 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 보조 방열 프레임부재는 알루미늄 재질 또는 알루미늄 합금 재질로 제조될 수 있다.
본 발명에서 상기 LED 조명용 기판부의 하면에는 PSR(photo solder resist)층이 형성되되, 상기 기판 안착부가 안착되는 부분을 제외한 부분에 형성되어 상기 기판 안착부가 직접적으로 상기 LED 조명용 기판부에 접촉될 수 있다.
본 발명에서 상기 가스켓 안착부의 하부에는 상기 기판 안착부의 하부 측으로 돌출되게 위치되는 단턱부를 구비하고, 상기 단턱부는 상기 기판 안착부의 하부 측으로 돌출되어 탄성 재질의 상기 밀폐용 가스켓부재 상에 상기 가스켓 안착부가 안착된 상태에서 상기 밀폐용 가스켓부재가 압축되면서 상기 기판 안착부가 상기 LED 조명용 기판부의 하면에 밀착될 수 있다.
본 발명에서 상기 가스켓 안착부는 상기 기판 안착부의 하부 측으로 돌출되게 위치되고, 상기 밀폐용 가스켓부재의 상부에 안착될 때 상기 LED 조명용 기판부의 높이보다 상기 기판 안착부의 하부로 돌출된 상기 가스켓 안착부의 높이와 상기 밀폐용 가스켓부재의 높이 합이 더 작게 위치되어 상기 보조 방열 프레임부재가 볼트 체결로 상기 히트 싱크부에 장착될 때 상기 보조 방열 프레임부재가 탄성 재질인 상기 밀폐용 가스켓부재를 가압하여 상기 밀폐용 가스켓부재가 압축되면서 상기 기판 안착부가 상기 LED 조명용 기판부 상에 밀착될 수 있다.
본 발명에서 상기 보조 방열부의 하면에는 복수의 제1보조 방열돌기부가 이격되어 돌출되게 위치되고, 상기 패널 외측면 커버부의 외측면에는 제2보조 방열돌기부가 이격되어 돌출되게 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 LED 조명용 기판부에는 복수의 기판용 방열구멍이 위치되고, 복수의 기판용 방열구멍의 둘레에는 PSR(photo solder resist)층이 제거되어 메탈 재질의 기판부재를 노출시키는 기판 노출부가 위치되며, 상기 복수의 기판용 방열구멍과 상기 기판 노출부는 상기 기판부재에서 발생되는 열을 일부 방출하고, 복수의 상기 기판용 방열구멍을 통해 상기 히트 싱크부로 전달시켜 상기 히트 싱크부를 통해 외부로 방열시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 히트 싱크부는 상기 LED 조명용 기판부가 하면에 안착되어 장착되는 방열 플레이트부재 및 상기 방열 플레이트부재의 상면에 세워져 이격되게 위치되는 복수의 방열핀부재를 포함하고, 상기 방열 플레이트부재의 상면은 파형의 굴곡면으로 형성될 수 있다.
본 발명은 히트 싱크부 뿐만 아니라 기판을 덮는 렌즈 패널 상으로도 방열구조를 추가하여 방열효과를 크게 향상시켜 열에 의한 LED 칩과 렌즈 패널의 손상을 방지하고, 내구성을 크게 향상시킴으로써 LED 조명의 작동 안정성 및 수명을 크게 증대시키는 효과가 있다.
본 발명은 방열효과를 향상시켜 LED 칩의 실장 면적을 극대화하고, LED 조명 설계 시 자유도를 크게 향상시켜 LED 조명 장치에서 기설정된 규격 내에서 최대한의 광량을 확보하고, 조명 효율을 극대화하여 LED 조명 장치를 다양하게 설계할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 도시한 분해 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예에서 LED 조명용 기판부의 일실시 예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 단면 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 단면 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 평면도.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예에서 LED 조명용 기판부의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 단면 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치는 복수의 LED 칩(120)이 실장된 LED 조명용 기판부(100)를 포함한다.
그리고, LED 조명용 기판부(100)는 기판부재(110)와 기판부재(110) 상에 실장된 복수의 LED 칩(120)을 포함한다.
LED 조명용 기판부(100)는 기판 상에 LED 칩(120)이 실장되어 전기 전원을 공급받아 복수의 LED 칩(120)이 작동되어 빛을 발광할 수 있는 전기 회로를 가지는 공지의 LED 기판으로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
LED 조명용 기판부(100)는 금속 재질의 메탈 PCB 또는 FR-4이고, 더 상세하게 동박의 기판 상에 LED 칩(120)이 실장된 것을 일 예로 한다.
LED 조명용 기판부(100)는 히트 싱크부(200)의 하면에 안착되어 장착되고, 히트 싱크부(200)는 LED 조명용 기판부(100)가 하면에 안착되어 장착되는 방열 플레이트부재(210), 방열 플레이트부재(210)의 상면 즉, LED 조명용 기판부(100)가 안착되는 기판 안착면인 하면의 반대 측, 즉, 상면에 세워져 이격되게 위치되는 복수의 방열핀부재(220)를 포함한다.
금속 재질의 메탈 PCB 또는 FR-4의 LED 조명용 기판부(100)는 기판부재(110)의 하면을 커버하는 PSR(photo solder resist)층(130)을 포함한다.
그리고, LED 조명용 기판부(100)에는 복수의 기판용 방열구멍(110a)이 위치되고, 복수의 기판용 방열구멍(110a)의 둘레에는 PSR(photo solder resist)층(130)이 제거되어 기판부재(110)를 노출시키는 기판 노출부(110b)가 위치된다.
복수의 기판용 방열구멍(110a)과 기판 노출부(110b)는 메탈 재질의 기판부재(110)에서 발생되는 열을 일부 방출시킬 수 있고, 복수의 기판용 방열구멍(110a)과 기판 노출부(110b)를 통해 방출되는 열은 복수의 기판용 방열구멍(110a)을 통해 히트 싱크부(200)로 전달되어 히트 싱크부(200)를 통해 외부로 방열될 수 있도록 함으로써 LED 조명용 기판부(100)의 방열효과를 향상시킬 수 있다.
복수의 기판용 방열구멍(110a)과 기판 노출부(110b)는 LED 칩(120)의 사이에 위치되어 방열 효과를 극대화시킬 수 있다.
히트 싱크부(200)는 열전도도가 높고, 가벼우며 가격이 저렴한 알루미늄 재질 또는 알루미늄 합금 재질로 제조되는 것을 일 예로 하고, 이외에도 열전도도가 높은 공지의 금속으로 제조될 수 있음을 밝혀둔다.
히트 싱크부(200) 즉, 방열 플레이트부재(210)의 상면과 하면은 도면에 도시된 방향으로 설명하기 위한 것으로 상부 방향과 하부 방향으로 특정하여 한정되지 않으며 엘이디 조명장치의 설치 방향에 따라 변경될 수 있는 방향임을 밝혀둔다.
즉, LED 조명용 기판부(100), 히트 싱크부(200), 기판커버용 렌즈패널부재(300), 보조 방열 프레임부재(400) 그리고, 후술될 밀폐용 가스켓부재(500)의 상부 측과 하부 측은 도면에 도시된 방향으로 설명하기 위한 것으로 상부 방향과 하부 방향으로 특정하여 한정되지 않으며 엘이디 조명장치의 설치 방향에 따라 변경될 수 있는 방향임을 밝혀둔다.
방열 플레이트부재(210)의 하면 즉, 기판 안착면은 평면으로 형성되어 LED 조명용 기판부(100)가 안착되어 위치된다.
또한, 방열 플레이트부재(210)의 상면 즉, 기판 안착면의 반대측면은 파형의 굴곡면으로 형성되어 방열효과를 향상시킨다.
복수의 방열핀부재(220)는 방열 플레이트부재(210)의 폭방향으로 길게 배치되고, 방열 플레이트부재(210)의 길이 방향으로 이격되어 서로 나란하게 배치된다.
복수의 방열핀부재(220)는 중앙부분에 위치된 방열핀부재(220)를 기준으로 바깥쪽으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 형태로 형성된다.
즉, 중앙부분에 위치된 방열핀부재(220)의 높이가 가장 낮고, 중앙부분에서 양 측으로 갈수록 즉, 제일 낮은 방열핀부재(220)를 기준으로 떨어진 순서대로 방열핀부재(220)의 높이가 점차 높게 형성된다.
복수의 방열핀부재(220)는 중앙을 기준으로 바깥쪽으로 갈수록 점차 높이가 높아지는 구조로 형성되어 사이에서 배출되는 공기 흐름이 각각 간섭되지 않게 되고, 더 원활하게 배출될 수 있게 된다.
또한, 히트 싱크부(200)는 중심부의 방열 효율이 가장 낮게 되므로 중앙부분에서 방열핀부재(220)의 높이를 가장 낮게 하여 열을 빠르게 방출시키고, 복수의 방열핀부재(220)가 바깥 측으로 갈수록 점차 높이가 높아지도록 하여 전체적으로 고르게 열을 방출시킬 수 있다.
한편, 히트 싱크부(200)의 하면에는 LED 조명용 기판부(100)를 덮어 커버하는 기판커버용 렌즈패널부재(300)가 장착된다.
기판커버용 렌즈패널부재(300)는 복수의 LED 칩(120)에 대응되는 복수의 렌즈부(310)가 구비된다.
복수의 렌즈부(310)는 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 하부면에 돌출되게 위치되고, 상부면에 LED 칩(120)이 내부로 삽입되는 칩 삽입부(311)가 위치된다.
칩 삽입부(311)는 LED 칩(120)이 내부로 삽입될 수 있는 홈 형태를 가지는 것을 일 예로 하며, 복수의 LED 칩(120)에 동일한 개수와 동일한 위치로 형성되어 LED 조명용 기판부(100)가 기판커버용 렌즈패널부재(300)로 덮여질 때 각 LED 칩(120)이 내부로 삽입되어 위치된다.
본 발명에 따른 엘이디 조명장치는 기판커버용 렌즈패널부재(300)와 히트 싱크부(200)의 사이에 위치되고 LED 조명용 기판부(100)의 외측 둘레를 감싸도록 위치되며 기판커버용 렌즈패널부재(300)가 안착되는 밀폐용 가스켓부재(500)를 더 포함할 수 있다.
밀폐용 가스켓부재(500)는 LED 조명용 기판부(100)의 외측 둘레를 감싸 기판커버용 렌즈패널부재(300)와 히트 싱크부(200)의 사이를 밀폐시켜 기판 삽입부(510)의 내부로 물 등의 습기가 유입되는 것을 차단함과 아울러 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 차단하여 빗물이나 이물질 등이 기판 삽입부(510)의 내부로 유입되어 LED 조명용 기판부(100)의 오작동 및 고장을 유발하는 것을 방지한다.
밀폐용 가스켓부재(500)는 후술될 보조 방열 프레임부재(400) 즉, 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 외측 둘레를 감싼 보조 방열 프레임부재(400)와 히트 싱크부(200)의 하부면과의 사이에 위치되고, 상부면이 히트 싱크부(200)의 하부면에 안착되고 하부면이 보조 방열 프레임부재(400)의 상부면에 안착된다.
밀폐용 가스켓부재(500)는 사각 형상의 LED 조명용 기판부(100) 즉, 사각 형상의 기판부재(110)를 감싸는 사각 프레임 형상을 가지는 것을 일 예로 하며, 이외에도 기판부재(110)가 원형상인 경우 기판부재(110)를 감싸는 링형상으로 형성될 수도 있고, 기판부재(110)의 형상에 따라 기판부재(110)를 감쌀 수 있는 다양한 형상으로 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
즉, 밀폐용 가스켓부재(500)는 LED 조명용 기판부(100)가 내부로 삽입되는 기판 삽입부(510)가 위치된다.
기판 삽입부(510)는 LED 조명용 기판부(100)가 내부로 삽입될 수 있는 부분으로 기판부재(110)가 사각 기판인 경우 기판부재(110)보다 크기가 큰 사각형의 홈형상, 기판부재(110)가 원 형상인 경우 기판부재(110)보다 큰 원형의 홈형상을 가지는 것을 일 예로하고, 기판부재(110)의 형상에 따라 기판부재(110)의 형상과 동일한 모양으로 크기가 더 큰 형태로 형성되어 내부에 기판부재(110)가 삽입되도록 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 기판커버용 렌즈패널부재(300)는 보조 방열 프레임부재(400) 내에 인서트 몰딩된 형태로 위치되고, 더 상세하게 보조 방열 프레임부재(400)는 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 외측 둘레를 감싸는 ㄷ자 형상의 프레임 형태로 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 외측 둘레를 감싸 기판커버용 렌즈패널부재(300)가 내부로 인서트 몰딩된 형태로 위치된다.
그리고, 보조 방열 프레임부재(400)는 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 외측면을 감싸는 패널 외측면 커버부(410), 패널 외측면 커버부(410)의 상단부에서 꺾여져 기판커버용 렌즈패널부재(300)를 덮고 밀폐용 가스켓부재(500)의 상부에 안착되는 가스켓 안착부(420), 가스켓 안착부(420)의 안쪽으로 돌출되게 위치되어 LED 조명용 기판부(100) 상에 안착되는 기판 안착부(430), 패널 외측면 커버부(410)의 상단부에서 꺾여져 기판커버용 렌즈패널부재(300)를 덮고 외부로 노출되어 LED 조명용 기판부(100)의 열을 방열하는 보조 방열부(440)를 포함한다.
보조 방열부(440)는 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 외측면을 감싸는 즉, 기설정된 폭으로 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 하면 중 일부분을 감싸되, 기판커버용 렌즈패널부재(300)의 외곽을 따라 외곽 전체를 감싸도록 위치되고 기판 안착부(430)를 통해 LED 조명용 기판부(100)의 열을 전달받아 외부로 방출하는 역할을 한다.
즉, 보조 방열 프레임부재(400)는 패널 외측면 커버부(410), 가스켓 안착부(420), 보조 방열부(440)를 포함하여 ㄷ자 형상의 프레임 형태로 형성되고, 가스켓 안착부(420)의 안쪽 둘레를 따라 기판 안착부(430)가 전체적으로 연장되어 위치되고 최대한 LED 조명용 기판부(100)의 표면에 접촉될 수 있는 면적을 가지도록 설계된다.
보조 방열 프레임부재(400)는 열전도도가 높고, 가벼우며 가격이 저렴한 알루미늄 재질 또는 알루미늄 합금 재질로 제조되는 것을 일 예로 하고, 이외에도 열전도도가 높은 공지의 금속으로 제조될 수 있음을 밝혀둔다.
LED 조명용 기판부(100)의 하면에는 PSR(photo solder resist)층(130)이 형성되되, 기판 안착부(430)가 안착되는 부분을 제외한 부분에 형성되어 기판 안착부(430)가 직접적으로 LED 조명용 기판부(100) 즉, 메탈 기판 상에 접촉되어 LED 조명용 기판부(100)로부터 열을 효과적으로 전달받을 수 있다.
PSR(photo solder resist)층(130)은 기판 안착부(430)가 안착되는 부분을 제외하고 LED 조명용 기판부(100)의 하면에 형성되어 기판 안착부(430)가 메탈 기판 즉, 동박 상에 직접 접촉되어 메탈 기판으로부터 열을 직접적으로 전달받아 보조 방열부(440)를 통해 전달받은 열을 외부로 효율적으로 방열시킬 수 있다.
기판커버용 렌즈패널부재(300)가 인서트 몰딩된 보조 방열 프레임부재(400)와 밀폐용 가스켓부재(500)에는 각각 복수의 볼트 관통구멍이 위치되고, 히트 싱크부(200)에는 볼트 관통구멍에 대응되는 볼트 체결홈(200a)이 위치된다.
보조 방열 프레임부재(400)와 밀폐용 가스켓부재(500)는 볼트 관통구멍을 관통하여 볼트 체결홈(200a)에 체결되는 고정볼트로 히트 싱크부(200) 상에 장착되고, LED 조명용 기판부(100)는 밀폐용 가스켓부재(500)의 기판 삽입부(510) 내에서 기판커버용 렌즈패널부재(300) 및 보조 방열 프레임부재(400)의 기판 안착부(430)에 의해 가압되어 위치가 고정될 수 있다.
또한, LED 조명용 기판부(100)에는 기판 고정용 볼트구멍이 위치되고, LED 조명용 기판부(100)는 기판 고정용 볼트구멍을 관통하여 히트싱크부로 체결되는 고정볼트를 통해 위치가 견고하게 고정될 수 있다.
가스켓 안착부(420)의 하부에는 기판 안착부(430)의 하부 측으로 돌출되게 위치되는 단턱부를 구비하고, 단턱부는 기판 안착부(430)의 하부 측으로 돌출되어 탄성 재질의 밀폐용 가스켓부재(500) 상에 가스켓 안착부(420)가 안착된 상태에서 밀폐용 가스켓부재(500)가 압축되면서 기판 안착부(430)가 LED 조명용 기판부(100)의 하면을 가압하면서 밀착될 수 있게 한다.
더 상세하게 밀폐용 가스켓부재(500)의 상부에 안착될 때 LED 조명용 기판부(100)의 높이(h1)보다 기판 안착부(430)의 하부로 돌출된 가스켓 안착부(420)의 높이(h2)와 밀폐용 가스켓부재(500)의 높이(h3) 합이 더 작게 위치되어 고정 볼트가 볼트 체결홈(200a)에 체결될 때 보조 방열 프레임부재(400)가 탄성 재질인 밀폐용 가스켓부재(500)를 가압하여 밀폐용 가스켓부재(500)가 압축되면서 기판 안착부(430)가 LED 조명용 기판부(100) 상에 완전하게 밀착될 수 있게 된다.
즉, 볼트 체결로 보조 방열 프레임부재(400)와 밀폐용 가스켓부재(500)가 히트 싱크부(200)에 체결될 때 밀폐용 가스켓부재(500)가 압축되면서 기판 안착부(430)가 LED 조명용 기판부(100) 상에 완전하게 밀착되어 LED 조명용 기판부(100)에서 발생되는 열이 기판 안착부(430)를 통해 효율적으로 보조 방열 프레임부재(400)로 전달될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 단면 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치의 일 실시예를 부분 확대하여 도시한 평면도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면 보조 방열 프레임부재(400)의 하면, 즉, 보조 방열부(440)의 하면에는 복수의 제1보조 방열돌기부(441)가 이격되어 돌출되게 위치되어 방열효과를 증대시킬 수 있다.
또한, 보조 방열 프레임부재(400)의 외측면 즉, 패널 외측면 커버부(410)의 외측면에는 제2보조 방열돌기부(442)가 이격되어 돌출되게 위치되어 방열효과를 증대시킬 수 있다.
보조 방열 프레임부재(400)는 복수의 제1보조 방열돌기부(441)와 복수의 제2보조 방열돌기부(442)를 통해 방열 효과를 증대시킴으로써 LED 조명의 작동 시 LED 조명용 기판부(100)에서 발생되는 열을 더 효과적으로 방열할 수 있다.
또한, 복수의 제2보조 방열돌기부(442)는 제1보조 방열돌기부(441)의 사이에서 각각 돌출되어 즉, 제1보조 방열돌기부(441)의 사이에 형성되는 유로를 연장하는 형태로 형성되어 LED 조명의 작동 시 LED 조명용 기판부(100)에서 발생되는 열을 더 효과적으로 방열할 수 있다.
본 발명은 히트 싱크부(200) 뿐만 아니라 기판을 덮는 렌즈 패널 상으로도 방열구조를 추가하여 방열효과를 크게 향상시켜 열에 의한 LED 칩(120)과 렌즈 패널의 손상을 방지하고, 내구성을 크게 향상시킴으로써 LED 조명의 작동 안정성 및 수명을 크게 증대시키는 효과가 있다.
본 발명은 방열효과를 향상시켜 LED 칩(120)의 실장 면적을 극대화하고, LED 조명 설계 시 자유도를 크게 향상시켜 LED 조명 장치에서 기설정된 규격 내에서 최대한의 광량을 확보하고, 조명 효율을 극대화하고, LED 조명 장치를 다양하게 설계할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
100 : LED 조명용 기판부 110 : 기판부재
110a : 기판용 방열구멍 110b : 기판 노출부
120 : LED 칩 130 : PSR(photo solder resist)층
200 : 히트 싱크부 200a : 볼트 체결홈
210 : 방열 플레이트부재 220 : 방열핀부재
300 : 기판커버용 렌즈패널부재 310 : 렌즈부
400: 보조 방열 프레임부재 400a : 볼트 관통구멍
410 : 패널 외측면 커버부 420 : 가스켓 안착부
430 : 기판 안착부 440 : 보조 방열부
441 : 제1보조 방열돌기부 442 : 제1보조 방열돌기부
500 : 밀폐용 가스켓부재 510 : 기판 삽입부

Claims (10)

  1. 복수의 LED 칩이 실장된 LED 조명용 기판부;
    상기 LED 조명용 기판부가 하면에 안착되며 상면에 복수의 방열핀부가 이격되게 위치된 히트 싱크부;
    상기 LED 조명용 기판부를 덮어 커버하며 복수의 LED 칩에 대응되는 복수의 렌즈부가 구비된 기판커버용 렌즈패널부재; 및
    상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측 둘레를 감싸며 상부 측이 상기 LED 조명용 기판부에 접촉되고 하부 측으로 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측면으로 노출되어 상기 LED 조명용 기판부의 열을 방열하는 보조 방열 프레임부재; 및
    상기 히트 싱크부와 상기 보조 방열 프레임부재 사이에 위치되며 상기 LED 조명용 기판부의 외측 둘레를 감싸 이물질의 유입을 차단하는 밀폐용 가스켓부재를 포함하며,
    상기 보조 방열 프레임부재는 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측 둘레를 감싸는 ㄷ자 형상의 프레임 형태로 상기 기판커버용 렌즈패널부재가 내부에 위치되고, 안쪽으로 돌출되게 위치되어 상기 LED 조명용 기판부 상에 안착되는 기판 안착부를 구비하는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  2. 삭제
  3. 복수의 LED 칩이 실장된 LED 조명용 기판부;
    상기 LED 조명용 기판부가 하면에 안착되며 상면에 복수의 방열핀부가 이격되게 위치된 히트 싱크부;
    상기 LED 조명용 기판부를 덮어 커버하며 복수의 LED 칩에 대응되는 복수의 렌즈부가 구비된 기판커버용 렌즈패널부재; 및
    상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측 둘레를 감싸며 상부 측이 상기 LED 조명용 기판부에 접촉되고 하부 측으로 상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측면으로 노출되어 상기 LED 조명용 기판부의 열을 방열하는 보조 방열 프레임부재; 및
    상기 히트 싱크부와 상기 보조 방열 프레임부재 사이에 위치되며 상기 LED 조명용 기판부의 외측 둘레를 감싸 이물질의 유입을 차단하는 밀폐용 가스켓부재를 포함하며,
    상기 보조 방열 프레임부재는,
    상기 기판커버용 렌즈패널부재의 외측면을 감싸는 패널 외측면 커버부;
    상기 패널 외측면 커버부의 상단부에서 꺾여져 상기 기판커버용 렌즈패널부재를 덮고 밀폐용 가스켓부재의 상부에 안착되는 가스켓 안착부;
    상기 가스켓 안착부의 안쪽으로 돌출되게 위치되어 상기 LED 조명용 기판부 상에 안착되는 기판 안착부; 및
    상기 패널 외측면 커버부의 상단부에서 꺾여져 상기 기판커버용 렌즈패널부재를 덮고 외부로 노출되어 상기 LED 조명용 기판부의 열을 방열하는 보조 방열부를 포함하여 ㄷ자 형상의 프레임 형태로 형성되며,
    상기 기판 안착부는 상기 가스켓 안착부의 안쪽 둘레를 따라 연장되어 위치되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 보조 방열 프레임부재는 알루미늄 재질 또는 알루미늄 합금 재질로 제조되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 LED 조명용 기판부의 하면에는 PSR(photo solder resist)층이 형성되되, 상기 기판 안착부가 안착되는 부분을 제외한 부분에 형성되어 상기 기판 안착부가 직접적으로 상기 LED 조명용 기판부에 접촉되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스켓 안착부의 하부에는 상기 기판 안착부의 하부 측으로 돌출되게 위치되는 단턱부를 구비하고, 상기 단턱부는 상기 기판 안착부의 하부 측으로 돌출되어 탄성 재질의 상기 밀폐용 가스켓부재 상에 상기 가스켓 안착부가 안착된 상태에서 상기 밀폐용 가스켓부재가 압축되면서 상기 기판 안착부가 상기 LED 조명용 기판부의 하면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 가스켓 안착부는 상기 기판 안착부의 하부 측으로 돌출되게 위치되고,
    상기 밀폐용 가스켓부재의 상부에 안착될 때 상기 LED 조명용 기판부의 높이보다 상기 기판 안착부의 하부로 돌출된 상기 가스켓 안착부의 높이와 상기 밀폐용 가스켓부재의 높이 합이 더 작게 위치되어 상기 보조 방열 프레임부재가 볼트 체결로 상기 히트 싱크부에 장착될 때 상기 보조 방열 프레임부재가 탄성 재질인 상기 밀폐용 가스켓부재를 가압하여 상기 밀폐용 가스켓부재가 압축되면서 상기 기판 안착부가 상기 LED 조명용 기판부 상에 밀착되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 보조 방열부의 하면에는 복수의 제1보조 방열돌기부가 이격되어 돌출되게 위치되고, 상기 패널 외측면 커버부의 외측면에는 제2보조 방열돌기부가 이격되어 돌출되게 위치되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  9. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 LED 조명용 기판부에는 복수의 기판용 방열구멍이 위치되고, 복수의 기판용 방열구멍의 둘레에는 PSR(photo solder resist)층이 제거되어 메탈 재질의 기판부재를 노출시키는 기판 노출부가 위치되며,
    상기 복수의 기판용 방열구멍과 상기 기판 노출부는 상기 기판부재에서 발생되는 열을 일부 방출하고, 복수의 상기 기판용 방열구멍을 통해 상기 히트 싱크부로 전달시켜 상기 히트 싱크부를 통해 외부로 방열시키는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
  10. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 히트 싱크부는,
    상기 LED 조명용 기판부가 하면에 안착되어 장착되는 방열 플레이트부재; 및
    상기 방열 플레이트부재의 상면에 세워져 이격되게 위치되는 복수의 방열핀부재를 포함하고,
    상기 방열 플레이트부재의 상면은 파형의 굴곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중 방열 구조를 가지는 엘이디 조명장치.
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