KR102529476B1 - 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1면 및 상기 제1면과 대향하는 제2면을 구비하며, 상기 제1면에 복수의 엘이디가 실장된 베이스기판; 상기 베이스기판의 제2면에 배치되는 히트싱크; 및 상기 베이스기판의 제1면에 배치되고, 상기 복수의 엘이디에 대응되도록 배광렌즈를 구비하며, 상기 베이스기판을 상기 히트싱크 측으로 가압하는 가압돌기를 구비한 렌즈커버;를 포함하는 엘이디 조명장치를 제공한다.

Description

엘이디 조명장치{LED LIGHT APPARATUS}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방열 성능을 향상시킬 수 있도록 한 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

기존의 실내 또는 실외에서 이용되는 조명기기는 전류를 흘려 고온으로 가열함으로써 발생하는 빛을 이용한 필라멘트 조명기기가 주를 이루고 있다. 그런데 기존의 필라멘트 조명기기는 빛이 발생할 정도의 고온으로 가열되기 때문에 전력소비가 많으며, 수명이 짧은 문제점이 있다.

이에 엘이디(LED: Light emitting diode)를 이용하여 빛을 발생하는 엘이디 조명기구의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 엘이디란 발광다이오드의 약자로서 빛을 발하는 반도체소자를 말한다. 기존의 필라멘트 조명기기는 물체가 열을 받아서 발광하는데 반해 엘이디는 에너지차(전자이동)에 의해서 발광하므로 반영구적이며, 저전압 소전력으로도 오랜 시간 고장 없이 탁월한 조명효과를 구현할 수 있는 소재로서, 친환경적이며 경제적이어서 조명기구의 소재로서 각광을 받고 있는 것이다.

그런데 이와 같은 엘이디를 이용한 조명기구는 소비 전력이 적게 소모되는 장점을 가지나, 인쇄회로기판에 다수의 엘이디가 장착되기 때문에 요구되는 전류량이 많아 과도한 열이 발생하게 되며, 이를 효율적으로 발산시키지 못할 경우 조명 기구의 수명이 단축되거나 그 성능이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

한국공개특허 10-2015-0088616

본 발명은 엘이디가 실장된 인쇄회로기판을 히트싱크에 밀착되도록 하여 방열성능을 향상시킬 수 있는 엘이디 조명장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 의한 엘이디 조명장치는, 제1면 및 상기 제1면과 대향하는 제2면을 구비하며, 상기 제1면에 복수의 엘이디가 실장된 베이스기판; 상기 베이스기판의 제2면에 배치되는 히트싱크; 및 상기 베이스기판의 제1면에 배치되고, 상기 복수의 엘이디에 대응되도록 배광렌즈를 구비하며, 상기 베이스기판을 상기 히트싱크 측으로 가압하는 가압돌기를 구비한 렌즈커버;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 베이스기판은 복수의 체결공을 구비하고, 상기 가압돌기는 상기 베이스기판을 가압하는 가압부, 상기 가압부의 단부에 구비되어 상기 체결공에 삽입되는 삽입부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가압부의 직경은 상기 체결공의 직경보다 클 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 베이스기판은 금속재질의 인쇄회로기판일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가압돌기는 절연성 재질로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 히트싱크는, 상기 베이스기판과 밀착되는 방열판; 및 상기 방열판의 일측에 돌출 형성되는 복수의 방열핀;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 방열핀은 복수의 요철부를 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 가압돌기는 상기 배광렌즈와 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 히트싱크와 상기 렌즈커버 간의 접촉면에 구비되는 실링부재를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 인쇄회로기판의 일측면에 렌즈커버의 결합 시 렌즈커버에 구비된 가압돌기가 인쇄회로기판을 히트싱크 측으로 가압하여 인쇄회로기판과 히트싱크 간의 밀착성을 높임으로써 엘이디에서 발생한 열을 히트싱크 측으로 전달되는 것을 향상시킬 수 있고, 이로 인해 엘이디 조명장치의 방열 성능을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 조명장치의 일부를 절개한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 조명장치를 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 조명장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 의한 엘이디 조명장치의 일부를 절개한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 엘이디 조명장치를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 본질과 관계없는 부분은 그에 대한 상세한 설명을 생략할 수 있으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여할 수 있다.

또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하도록 의도되지 않으며, 본 명세서에서 다르게 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 의해 이해되는 개념으로 해석될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 엘이디 조명장치는 베이스기판(100), 히트싱크(200), 렌즈커버(300)를 포함한다.

베이스기판(100)에는 광원이 실장되며, 광원은 엘이디(120)일 수 있다. 따라서 베이스기판(100)과 엘이디 광원은 하나의 엘이디모듈 형태로 제작될 수 있다. 즉, 복수 개의 엘이디(120)가 소정의 패턴으로 베이스기판(100)에 배치될 수 있다. 베이스기판(100)에 실장되는 엘이디(120)의 종류, 설치 개수 및 배치 패턴 등은 엘이디 조명장치의 용도, 기능 등을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.

베이스기판(100)은 적어도 일면에 회로패턴이 형성된 인쇄회로기판일 수 있고, 바람직하게는 베이스기판(100)은 엘이디(120)의 발열 시 발생된 열이 히트싱크(200) 측으로 원활하게 전달될 수 있도록 금속재질의 메탈 PCB일 수 있다. 베이스기판(100)은 제1면(101) 및 제1면(101)과 대향하는 제2면(102)을 구비할 수 있다. 엘이디(120)는 베이스기판(100)의 제1면(101)에 실장될 수 있다.

베이스기판(100)의 회로패턴에는 커넥터가 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터는 외부로부터 공급되는 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 커넥터는 히트싱크(200)의 방열판(210) 측에 관통 형성되는 커넥터홀을 통과하는 케이블(C)을 매개로 외부전원과 전기적으로 연결될 수 있다.

히트싱크(200)는 베이스기판(100)의 제2면(102)에 배치될 수 있다. 히트싱크(200)는 베이스기판(100)을 지지함과 더불어, 엘이디(120)의 작동 시 발생되는 열을 외부로 방출한다. 이에 따라, 엘이디(120)의 발광 시 발생된 열은 히트싱크(200) 측으로 전달된 후 외부로 방출됨으로써 열화에 따른 광효율 저하를 방지하고 엘이디(120)의 제품 수명을 연장할 수 있다.

히트싱크(200)는 엘이디(120)에서 발생된 열을 효과적으로 방출하면서도 베이스기판(100)을 견고하게 지지할 수 있도록 방열성이 우수한 재질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 히트싱크(200)는 알루미늄, 구리와 같은 금속재질일 수 있다. 그러나 히트싱크(200)의 재질은 이에 한정될 필요는 없으며, 방열성을 갖는 재질이라면 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 히트싱크(200)는 방열플라스틱 재질로 이루어질 수도 있으며, 인서트 몰딩을 통하여 금속재질과 방열 플라스틱이 일체화된 형태일 수도 있다.

히트싱크(200)는 베이스기판(100)을 지지할 수 있도록 소정의 면적을 갖는 판상의 방열판(210)을 포함할 수 있다. 또한, 히트싱크(200)는 방열판(210)으로부터 일방향으로 돌출 형성되는 적어도 하나의 방열핀(220)을 포함할 수 있다. 방열핀(220)은 외기와의 접촉면적을 넓힐 수 있도록 표면에 적어도 하나의 요철부(221)가 형성될 수 있다. 예컨대, 요철부(221)는 방열핀(220)의 폭방향과 평행한 방향으로 형성될 수 있다.

렌즈커버(300)는 베이스기판(100)의 제1면(101)에 실장된 엘이디(120)를 외부환경으로부터 보호한다. 렌즈커버(300)는 베이스기판(100)이 개재된 상태로 히트싱크(200)의 일면에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

렌즈커버(300)는 복수의 배광렌즈(310)로 이루어진 렌즈매트릭스를 구비한다. 즉, 렌즈커버(300)는 복수 개의 엘이디 광원에 대응되는 위치에 배치되는 복수 개의 배광렌즈(310)를 구비할 수 있다. 배광렌즈(310)는 엘이디(120)의 발광 방향을 따라 볼록하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 배광렌즈(310)는 설정 범위의 배광 영역을 확보할 수 있다.

렌즈커버(300)의 테두리 측에는 렌즈커버(300)와 히트싱크(200)의 접촉면 상에 실링부재(400)가 배치될 수 있다. 실링부재(400)로는 예컨대, 오링이 적용될 수 있다. 이에 따라, 렌즈커버(300)와 히트싱크(200)가 서로 결합된 경우 결합된 틈새를 통하여 수분이나 외부의 이물질 등이 렌즈커버(300) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

렌즈커버(300)와 베이스기판(100)은 스크류 등의 체결부재를 이용하여 상호 결합할 수 있다. 즉, 렌즈커버(300)와 베이스기판(100)에는 서로 대응되는 위치에 체결공을 형성하고, 금속재질의 체결부재를 이용하여 렌즈커버(300)와 베이스기판(100)을 밀착되도록 결합할 수 있다. 예컨대, 도시하지는 않았으나 금속재질의 체결부재와 회로패턴 간에 간섭되지 않는 위치 즉, 렌즈커버의 주변부 및 이에 대응되는 히트싱크에 각각 복수의 체결공을 형성하고, 체결부재를 이용하여 렌즈커버와 히트싱크 간을 안정적으로 결합하는 것은 가능하다.

그러나 금속재질의 베이스기판과 금속재질의 체결부재가 서로 간에 간섭될 우려가 있는 위치 예컨대, 금속재질의 베이스기판(100)에 회로패턴 등이 형성된 위치에서는, 상호 간의 간섭을 방지하기 위해서 체결부재와 회로패턴 간의 이격 거리를 확보해야 하는데, 이러한 경우 엘이디모듈을 컴팩트화 하는 것이 제한될 수 있다.

특히, 엘이디 조명장치가 교류 직결형으로 구동될 경우, 베이스기판(100)에는 그에 적합한 제어칩셋 등이 구비될 필요가 있다. 이에 따라 베이스기판(100)에는 제어칩셋에 연결되는 회로패턴 등이 더 형성되어야 한다. 이러한 경우 베이스기판(100)에는 기존의 회로패턴 뿐만 아니라 교류 직결형에 적합한 회로패턴이 부가된 형태이므로 매우 복잡한 회로패턴이 형성될 수 있다.

이에 따라 본 발명의 제1실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈커버(300)는 금속재질의 체결부재 대신 비전도성 재질 예컨대, 실리콘이나 고무 재질의 가압돌기(320)를 구비할 수 있다. 가압돌기(320)는 베이스기판(100)을 히트싱크(200) 측으로 가압한다. 이때, 가압돌기(320)는 비전도성 재질로 형성되기 때문에 베이스기판(100)에 형성된 회로패턴 등과 간섭이 발생하지 않게 된다. 가압돌기(320)는 배광렌즈(310)와 간섭되지 않는 위치에 배치될 수 있다. 가압돌기(320)가 배광렌즈(310)와 중복되는 등 간섭되는 위치에 배치될 경우 엘이디 광원으로부터 발생하는 빛의 조도 등에 영향을 미칠 수 있다. 가압돌기(320)는 렌즈커버(300)의 제작 시 일체로 사출 성형될 수도 있고, 또는 별도로 제작된 후 렌즈커버(300)에 고정 결합될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 제2실시예에 의한 엘이디 조명장치를 개시하고 있다. 본 발명의 제2실시예에 의한 엘이디 조명장치의 구성은 제1실시예에 의한 엘이디 조명장치의 구성과 대동소이하다. 따라서, 제1실시예의 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 제2실시예에서 베이스기판(100)은 복수의 체결공(110)을 구비하고, 가압돌기(320)는 체결공(110)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 즉, 가압돌기(320)는 베이스기판(100)을 가압하는 가압부(321), 가압부(321)의 단부에 구비되어 체결공(110)에 삽입되는 삽입부(322)를 포함할 수 있다.

가압부(321)의 직경은 베이스기판(100)의 체결공(110)의 직경보다 크게 형성될 수 있고, 삽입부(322)의 직경은 가압부(321)의 직경보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 단면 상으로 볼 때 가압부(321)와 삽입부(322)는 단차 구조를 형성할 수 있다. 이에 따라 삽입부(322)가 베이스기판(100)의 체결공(110)에 삽입된 상태에서 삽입부(322)와의 경계면을 이루는 가압부(321)의 일부가 베이스기판(100)을 히트싱크(200) 측으로 가압할 수 있다.

100; 베이스기판 101; 제1면
102; 제2면 110; 체결공
120; 엘이디
200; 히트싱크 210; 방열판
220; 방열핀 221; 요철부
300; 렌즈커버 310; 배광렌즈
320; 가압돌기 321; 가압부
322; 삽입부
400; 실링부재

Claims (9)

1. 제1면 및 상기 제1면과 대향하는 제2면을 구비하며, 상기 제1면에 복수의 엘이디가 실장된 베이스기판;
   상기 베이스기판의 제2면 측에 배치되는 히트싱크;
   상기 베이스기판의 제1면 측에 배치되고, 상기 복수의 엘이디에 대응되도록 배광렌즈를 구비한 렌즈커버를 포함하되,
   상기 렌즈커버는,
   상기 렌즈커버의 하부로 돌출되어 상기 베이스기판과 접촉되며, 상기 베이스기판을 상기 히트싱크 측으로 가압하는 가압돌기; 및
   상기 렌즈커버의 하부로 돌출되어 상기 베이스기판의 외측에 노출된 히트싱크에 접촉되는 주변부를 포함하고,
   상기 주변부 및 상기 히트싱크의 접촉면의 위치는, 상기 가압돌기 및 상기 베이스기판의 접촉면의 위치보다 낮고,
   상기 베이스기판은 복수의 체결공을 구비하고,
   상기 가압돌기는 상기 베이스기판을 가압하는 가압부, 상기 가압부의 단부에 구비되어 상기 체결공에 삽입되는 삽입부를 포함하고,
   상기 가압부의 직경은 상기 체결공의 직경보다 크며,
   상기 삽입부는 상기 체결공 내에 삽입되어 상기 히트싱크와 접촉되는 엘이디 조명장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 가압돌기는 상기 배광렌즈와 간섭되지 않는 위치에 배치되는 엘이디 조명장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 히트싱크와 상기 렌즈커버 간의 접촉면에 구비되는 실링부재를 더 포함하는 엘이디 조명장치.

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