KR102362568B1 - 몰드방폭 평면 조명기기 - Google Patents

몰드방폭 평면 조명기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일측면에 발광소자가 설치되는 기판; 상기 기판의 하부에 형성되어 기판 또는 발광소자에서 발생하는 열을 방열시키는 방열부; 상기 방열부의 일측면에 형성되어 기판을 감싸면서 기판 또는 방열부와 접촉하는 부분이 열에 의해 손상되지 않는 내열성 재질로 이루어진 프레임; 상기 프레임의 내부 빈공간에 채워지는 에폭시 수지로 이루어진 밀폐부재; 및 상기 기판의 일측에 형성되어 전원을 공급하는 배선;을 포함하며, 상기 방열부를 통해 열을 외부로 방열시키고, 밀폐부재는 프레임의 내부에 형성되는 공간을 밀폐시켜 점화원으로 가능한 산소와 휘발성 유기물을 차단시키도록 하고, 상기 기판에 형성된 다수의 발광소자가 동일한 전원을 통해 일괄적으로 연결되며 전원 연결이 프레임의 내부에서 이루어져, 프레임 외부로는 하나의 배선이 배선보호캡을 통해 노출되어 전원을 공급받도록 하고, 상기 프레임의 상부에서 프레임을 덮고 발광소자의 빛 방출이 원활하도록 하면서 열에 의해 손상되지 않도록 투명한 내열성 재질로 이루어진 프레임 커버가 형성되고, 상기 프레임의 일측을 제거하여 프레임과 프레임 커버 사이의 공간에 밀폐부재를 주입할 수 있도록 하고, 상기 프레임의 내부 공간의 길이와 폭이 기판의 길이와 폭보다 큰 값을 갖도록 하여 프레임 내부 공간에 밀폐부재를 주입할 때 기판의 모서리까지 덮어 기판 전체가 밀폐부재에 의해 밀폐되도록 하고, 상기 프레임의 내부에 밀폐부재를 주입하여 발광소자 및 기판과 배선이 점화원과 접촉하지 않도록 밀폐한 후, 밀폐부재가 경화되면 프레임 및 프레임커버를 제거하여 밀폐부재가 발광소자 및 기판과 배선을 점화원으로부터 차단하는 기능과 외부 충격으로부터 보호하는 케이스의 기능을 모두 수행하고, 밀폐부재의 몰딩 두께를 1mm 내지 5mm로 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

몰드방폭 평면 조명기기{PLANAR LIGHTING APPARATUS FOR ENCAPSULATION ENCLOSURE}
본 발명은 몰드방폭 평면 조명기기에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 프레임의 내부를 컴파운드로 채워 점화원으로부터 산소와 휘발성 유기물을 차단하여 폭발을 방지하는 몰드방폭 평면 조명기기에 관한 것이다.
방폭은 점화원인 발화원, 원료, 산소로서 조명기기에서는 전기접점, 휘발성유기물과 공기중의 산소에 해당하며, 이중 한가지 이상을 작용하지 못하도록 하므로 폭발이 일어나지 않도록 하는 것이다.
종래의 내압방폭 조명기기는 선행기술로 기재된 특허문헌과 같이 LED 모듈이 형성된 기판, 상기 기판의 하부에 방열부, 상기 기판과 방열부를 감싸는 튜브 및 상기 튜브의 양측을 마감시키는 마감부를 포함한다.
종래의 내압방폭 조명기기는 튜브의 내부에서 내부폭발이 발생할 때 튜브가 그 압력에 견디며, 접합면이나 개구부 등 마감부를 통하여 외부의 폭발성 가스 또는 증기에 인화되지 않도록 한 구조의 장치를 의미한다.
그러나 종래에는 내부폭발이 발생하는 압력을 견디기 위하여 고가의 방탄유리 소재의 튜브를 사용하여 제조비용이 증가되는 문제점이 있다. 또한 종래에는 볼트, 너트 및 고무링을 이용하여 튜브의 양측이 마감되기 때문에 완전한 밀폐구조를 제공하지 못하여 폭발 점화원이 되는 산소와 증기가 유입될 위험이 존재하고, 방열부가 튜브의 내부에만 형성되어 튜브의 내부의 열을 외부로 방열시키기 어려운 문제점이 있다.
종래에는 튜브의 내부에 존재하는 산소와 휘발성 유기물로 인하여 점화가 될 수 있으므로, 튜브의 내부에 불활성 가스를 주입하였다.
그러나 내압방폭에서는 튜브의 내부가 완전 밀폐가 불가능하여 불활성 가스를 장기간 동안 내부에 가두기가 어려웠다.
한국등록특허 제10-1962274호
상기 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 기판을 감싸는 프레임 내부에 밀폐부재를 채워 경화시키고, 프레임의 내부를 밀폐부재를 통하여 밀폐시켜 점화원으로 가능한 산소를 제거시키고 발화원인 휘발성유기물을 점화원인 전기접점과 완전 분리하여 폭발이 일어나지 않는 몰드방폭 평면 조명기기를 제공한다.
본 발명은 방열부를 밀폐부재의 외측으로 돌출시켜 열을 외부로 방열시키는 몰드방폭 평면 조명기기를 제공한다.
본 발명은 발광소자 및 기판에 전원을 공급하는 배선의 연결부위를 밀폐부재로 채우고 프레임 외부로는 하나의 배선만이 노출되어 전원을 공급받는 몰드방폭 평면 조명기기를 제공한다.
일측면에 발광소자가 설치되는 기판; 상기 기판의 하부에 형성되어 기판 또는 발광소자에서 발생하는 열을 방열시키는 방열부; 상기 방열부의 일측면에 형성되어 기판을 감싸면서 기판 또는 방열부와 접촉하는 부분이 열에 의해 손상되지 않는 내열성 재질로 이루어진 프레임; 상기 프레임의 내부 빈공간에 채워지는 에폭시 수지로 이루어진 밀폐부재; 및 상기 기판의 일측에 형성되어 전원을 공급하는 배선;을 포함하며, 상기 방열부를 통해 열을 외부로 방열시키고, 밀폐부재는 프레임의 내부에 형성되는 공간을 밀폐시켜 점화원으로 가능한 산소와 휘발성 유기물을 차단시키도록 하고, 상기 기판에 형성된 다수의 발광소자가 동일한 전원을 통해 일괄적으로 연결되며 전원 연결이 프레임의 내부에서 이루어져, 프레임 외부로는 하나의 배선이 배선보호캡을 통해 노출되어 전원을 공급받도록 하고, 상기 프레임의 상부에서 프레임을 덮고 발광소자의 빛 방출이 원활하도록 하면서 열에 의해 손상되지 않도록 투명한 내열성 재질로 이루어진 프레임 커버가 형성되고, 상기 프레임의 일측을 제거하여 프레임과 프레임 커버 사이의 공간에 밀폐부재를 주입할 수 있도록 하고, 상기 프레임의 내부 공간의 길이와 폭이 기판의 길이와 폭보다 큰 값을 갖도록 하여 프레임 내부 공간에 밀폐부재를 주입할 때 기판의 모서리까지 덮어 기판 전체가 밀폐부재에 의해 밀폐되도록 하고, 상기 프레임의 내부에 밀폐부재를 주입하여 발광소자 및 기판과 배선이 점화원과 접촉하지 않도록 밀폐한 후, 밀폐부재가 경화되면 프레임 및 프레임커버를 제거하여 밀폐부재가 발광소자 및 기판과 배선을 점화원으로부터 차단하는 기능과 외부 충격으로부터 보호하는 케이스의 기능을 모두 수행하고, 밀폐부재의 몰딩 두께를 1mm 내지 5mm로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 밀폐부재를 통하여 프레임 내부를 밀폐시킴으로써, 폭발 점화원으로 가능한 산소와 휘발성유기물을 전기접점으로부터 차단하여 프레임 내부의 폭발위험이 제거되어 고가의 방탄유리 소재를 대체하는 저가 또는 경량화된 소재 사용이 가능하고, 평면 방폭 LED조명을 제공하며 밀폐부재에 의해 내구성을 더욱 강화시킬 수 있다.
본 발명은 방열부를 밀폐부재의 외측으로 돌출시켜 열을 외부로 방열시킴으로써, 방폭 온도등급의 범위를 넓힐 수 있고, 방폭 온도등급의 범위가 넓어져 다양한 방폭 장소에 적용하여 사용할 수 있다.
본 발명은 발광소자 및 기판에 전원을 공급하는 배선의 연결부위를 밀폐부재로 채우고 프레임 외부로는 하나의 배선만이 노출되어 전원을 공급받을 수 있어, 폭발위험이 있는 전기 배선의 외부 노출이 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 평면도를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 단면도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 평면도를 도시한 것이다.
도 5는 방폭 등급별 온도범위를 도시한 예이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 단면도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 평면도를 도시한 것으로서, 몰드방폭 평면 조명기기(100)는 발광소자(110), 기판(120), 방열부(130), 프레임(140), 밀폐부재(150)를 포함한다.
발광소자(110)는 빛을 발산하는 소자로서 대표적으로 LED 모듈(module) 또는 칩(chip)을 사용한다. 기판(120)은 일측면에 발광소자(110)가 조립될 수 있도록 인쇄회로기판으로 형성될 수 있고, 이에 따라 기판(120)은 발광소자와 배선(160)과의 전기적 연결을 제공할 수 있다.
방열부(130)는 기판(120)의 하부에 형성되어 기판(120) 또는 발광소자(110)에서 전원을 공급받아 작동할 때 발생하는 열을 방열시킨다. 예를 들어 방열부(130)의 소재는 열전도율이 뛰어난 알루미늄 또는 구리등으로 형성되며, 방열부(130)는 외부로 돌출되어 프레임(140) 내부에서 발생한 열을 외부로 방열시켜 히트펌프(heat pump)의 기능을 제공한다. 프레임(140)은 기판(120)과 방열부(130)를 감싸도록 형성되고, 기판(120) 또는 방열부(130)와 접촉하는 부분의 열에도 손상되지 않는 내열성 재질을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 프레임(140)의 상부에는 프레임(140)을 덮으면서 발광소자(110)의 빛 방출이 원활하도록 하고 동시에 열에 의해 손상되지 않도록 투명한 내열성 재질로 이루어진 프레임 커버(141)가 형성된다.
상기 프레임 커버(141)와 프레임(140)의 사이에 생기는 공간에는 밀폐부재(150)를 주입하여 공간 내부에 위치한 발광소자(110) 및 기판(120)이 점화원으로부터 노출되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 프레임(140)의 일측을 제거하고 생성되는 틈을 통해 내부 공간에 밀폐부재(150)를 주입하며, 프레임(140)의 측면 중 배선(160)이 발광소자(110) 및 기판(120)과 연결되는 부분을 제거하여 전원 연결부도 함께 점화원으로부터 노출되지 않고 밀폐될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 기판(120)에 형성된 다수의 발광소자(110)가 동일한 전원을 통해 일괄적으로 연결되며 전원 연결이 프레임(140)의 내부에서 이루어지므로 프레임(140) 외부로는 하나의 배선(160)만이 배선보호캡(161)을 통해 노출되고 전원을 공급받는다.
이에 따라, 큰 면적에도 대응할 수 있도록 기판(120)의 크기와 발광소자(110)의 수량을 확장하여 넓은 공간에서도 사용이 가능하며, 방열판(130)이 기판(120)보다 큰 면적을 유지하도록 함으로써 기판(120)이 커질수록 방열판(130)도 넓은 면적을 가지고 있어 방열 효율이 향상된다.
밀폐부재(150)는 열경화성수지(thermosetting resin) 또는 경화제(hardener)를 사용한다. 예를 들어 열경화성수지는 에폭시모노머(epoxy monomer) 또는 올리고머(oligomer)이고, 경화제는 에폭시수지에 사용되는 아민류(amine), 아미드류(amide)이다. 또한 경화성수지로 아크릴계(acryl)도 사용할 수 있으며, 아크릴계 모노머(monomer) 또는 올리고머 (oligomer)와 경화제를 사용하여 열경화나 광경화를 하여 밀폐부재(150)를 완성시킬 수 있다. 본 발명은 위에 전술한 설명에 기재된 물질을 사용하여 밀폐부재(150)를 형성할 수 있고, 몰딩이 가능한 다양한 물질을 사용하여 밀폐부재(150)를 형성할 수도 있으며, 밀폐부재(150)를 형성하는 물질에 대하여 한정하지 않는다. 그러나, 밀폐부재(150)는 발광소자(110)의 빛 방출 효율을 고려하여 가시광선을 흡수하지 않는 투명한 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 밀폐부재(150)를 통하여 프레임(140)의 내부를 밀폐시킴으로써, 폭발 점화원으로 가능한 산소와 휘발성 유기물이 프레임(140) 내부로 유입되는 것을 차단시킬 수 있어 프레임(140) 내부의 폭발위험이 제거되어 고가의 방탄유리 소재를 대체하는 저가 또는 경량화된 소재 사용이 가능하며, 밀폐부재(150)에 의해 내구성을 더욱 강화시킬 수 있고, 내압 방폭 방식으로는 불가능한 두께가 일정하고 규격이 자유로운 평면 방폭 LED 조명기기를 제공한다.
기판(120) 및 발광소자(110)에 연결되어 외부로 노출되는 배선(160)의 외부에는 배선보호캡(161)이 형성된다. 배선보호캡(161)은 외부배관과 조립될 수 있도록 끝단에 숫나사부가 형성될 수 있다. 예를 들어 배선보호캡(161)은 내부에 암나사부가 형성된 어댑터(미도시)와 연결된다.
또한, 배선보호캡(161)은 프레임(140) 내부에 삽입된 일부분이 밀폐부재(150)의 경화에 의해 고정될 수 있으며, 배선보호캡(161)을 고정시키기 위하여 배선보호캡(161)과 기판(120)을 연결시키는 리브(미도시)를 사용할 수도 있다. 리브는 고정자에 의해 배선보호캡(161)과 기판(120)을 연결시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 단면도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 몰드방폭 평면 조명기기의 평면도를 도시한 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 또다른 실시예에 따르면, 프레임(140)의 내부에 밀폐부재(150)를 주입한 후 밀폐부재(150)가 경화되면 프레임(140)을 제거하여 밀폐부재(150)가 발광소자(110) 및 기판(120)을 밀폐하여 점화원으로부터 차단하는 기능과 외부 충격으로부터 보호하는 케이스의 기능을 모두 수행할 수도 있다.
이때, 기판(120)에 접촉하는 배선(160)의 단부는 피복이 제거된 상태로 결합되므로 전류가 흐르는 구리선이 외부에 일부 노출되는 형태일 수 있다.
이에 따라, 일부 노출된 구리선을 통한 합선 또는 누전 등이 발생하는 것을 방지하기 위하여 기판(120)과 배선(160) 사이의 연결부위까지 절연이 되도록 밀폐부재(150)를 충분히 넓게 도포한다.
또한, 프레임(140)의 내부 공간의 길이와 폭이 기판(120)의 길이와 폭보다 큰 값을 갖도록 하여 프레임(140) 내부 공간에 밀폐부재(150)를 주입할 때 기판(120)의 모서리까지 덮어 기판(120) 전체가 밀폐부재(150)에 의해 밀폐 및 고정될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
도 5는 방폭 등급별 온도범위를 도시한 예로서, 본 발명은 프레임(140)의 하부에 형성된 방열부(130)를 외부로 돌출시켜 발광소자(110) 또는 기판(120) 등 프레임(140)의 내부에서 발생하는 열을 외부로 방열시킴으로써, 방폭 온도등급의 범위를 넓힐 수 있고, 방폭 온도등급의 범위가 넓어져 다양한 방폭 장소에 적용하여 사용할 수 있다. 예를 들어 종래의 내압방폭 조명기기는 2종 장소에서 사용이 가능하지만, 본 발명은 2종 장소 또는 1종 장소에서도 사용이 가능하도록 한다.
이때, 몰딩의 두께가 1mm 이상인 경우 2종 장소에서 사용이 가능하고, 3mm 이상이면 1종 장소에서도 사용이 가능하다. 본 발명은 밀폐부재(150)의 몰딩 두께를 1mm 내지 5mm로 제조함으로써, 2종 장소 또는 1종 장소에서도 사용이 가능하도록 한다.
상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면을 나타냈으나, 본 고안의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 고안의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 고안의 기술적인 사상을 이하 후술 될 청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 몰드방폭 평면 조명기기 110: 발광소자
120: 기판 130: 방열부
140: 프레임 141: 프레임 커버
150: 밀폐부재 160: 배선
161: 배선보호캡

Claims (4)

  1. 일측면에 발광소자(110)가 설치되는 기판(120);
    상기 기판(120)의 하부에 형성되어 기판(120) 또는 발광소자(110)에서 발생하는 열을 방열시키는 방열부(130);
    상기 방열부(130)의 일측면에 형성되어 기판(120)을 감싸면서 기판(120) 또는 방열부(130)와 접촉하는 부분이 열에 의해 손상되지 않는 내열성 재질로 이루어진 프레임(140);
    상기 프레임(140)의 내부 빈공간에 채워지는 에폭시 수지로 이루어진 밀폐부재(150); 및 상기 기판(120)의 일측에 형성되어 전원을 공급하는 배선(160);을 포함하며,
    상기 방열부(130)를 통해 열을 외부로 방열시키고, 밀폐부재(150)는 프레임(140)의 내부에 형성되는 공간을 밀폐시켜 점화원으로 가능한 산소와 휘발성 유기물을 차단시키도록 하고,
    상기 기판(120)에 형성된 다수의 발광소자(110)가 동일한 전원을 통해 일괄적으로 연결되며 전원 연결이 프레임(140)의 내부에서 이루어져, 프레임(140) 외부로는 하나의 배선(160)이 배선보호캡(161)을 통해 노출되어 전원을 공급받도록 하고,
    상기 프레임(140)의 상부에서 프레임(140)을 덮고 발광소자(110)의 빛 방출이 원활하도록 하면서 열에 의해 손상되지 않도록 투명한 내열성 재질로 이루어진 프레임 커버(141)가 형성되고, 상기 프레임(140)의 일측을 제거하여 프레임(140)과 프레임 커버(141) 사이의 공간에 밀폐부재(150)를 주입할 수 있도록 하고,
    상기 프레임(140)의 내부 공간의 길이와 폭이 기판(120)의 길이와 폭보다 큰 값을 갖도록 하여 프레임(140) 내부 공간에 밀폐부재(150)를 주입할 때 기판(120)의 모서리까지 덮어 기판(120) 전체가 밀폐부재(150)에 의해 밀폐되도록 하고,
    상기 프레임(140)의 내부에 밀폐부재(150)를 주입하여 발광소자(110) 및 기판(120)과 배선(160)이 점화원과 접촉하지 않도록 밀폐한 후, 밀폐부재(130)가 경화되면 프레임(140) 및 프레임커버(141)를 제거하여 밀폐부재(150)가 발광소자(110) 및 기판(120)과 배선(160)을 점화원으로부터 차단하는 기능과 외부 충격으로부터 보호하는 케이스의 기능을 모두 수행하고, 밀폐부재(150)의 몰딩 두께를 1mm 내지 5mm로 형성하는 것을 특징으로 하는 몰드방폭 평면 조명기기.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR101962274B1 (ko) 2018-10-29 2019-03-26 (주)큐라이트 내압 방폭 엘이디 조명등

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