KR102546043B1 - 컨버터 교체가 용이한 라인 조명 구조 - Google Patents

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Abstract

하우징의 내측 상부면에 장착되는 컨버터; 상기 컨버터를 기준으로 하부측이면서 상기 하우징의 내측에 장착되는 LED모듈; 및 상기 하우징의 하부를 마감하는 커버;를 포함하며, 상기 하우징은 LED모듈을 장착하기 위한 조립부가 간격을 두고 내측의 양쪽에 각각 형성되며, 상기 간격은 컨버터의 출입이 가능하도록 컨버터의 폭을 초과하는 라인 조명 구조가 개시된다.
개시된 라인 조명 구조에 의하면 컨버터의 교체시 라인 조명 전체를 고정된 위치에서 분리하지 않아도 되어, 교체가 용이하고 작업 시간이 단축된다.

Description

컨버터 교체가 용이한 라인 조명 구조{Line illumination structure for easy converter replacement}
본 발명은 컨버터 교체가 용이한 라인 조명 구조에 관한 것이다.
건축화 간접 조명 방식은 흔히 말하는 코브(cove) 혹은 코니스(cornice) 조명으로 대변되는 라인 조명을 천정, 벽체, 바닥에 설치되는 조명을 일컫는다. 인테리어 디자인과의 연계성이 매우 크며 KS 기준에 의한 소요 조도 확보 측면보다는 공간의 시각적 인지성(Space perception)적 측면에서의 공간의 느낌과 성격을 표현하는데 매우 중요한 요소로 활용된다.
라인 조명은 AC 상용전원을 입력받아 LED를 점등시키기 위한 DC 구동전원의 형태로 변환하기위한 컨버터가 장착되며, 상기 컨버터에는 보호회로, 제어회로, 스위칭회로, 변압회로 및 직류전원 안정화회로 등 다양한 전자소자들이 PCB에 실장된 형태로 구비된다.
그러나, 종래의 컨버터는 상기 각 회로의 전자소자들이 하나의 PCB에 회로배치되어 실장되기 때문에 다수의 전자소자 중 하나의 전자소자가 손상되거나 수명이 다할 경우 컨버터만을 교체하거나 라인 조명 전체를 교체해야 했는데, 이때 대부분의 라인 조명이 도 1과 같이 분리가 제한된 방열부(2)를 사이에 두고 LED(4)는 하우징(1)의 아래쪽에, 컨버터(5)는 하우징(1)의 윗쪽에 배치되어 있어, 컨버터(5)만 교체해야하는 경우 최상부측에 개방된 부분(3)에서 작업해야하므로 라인 조명을 천정에서 해체해야 했고, 컨버터(5) 교체 작업 후에는 다시 천정에 고정해야 했으므로 교체 작업이 불편하고 시간도 오래 걸렸다.
등록특허공보 제10-2292228호(공고일자 2021년08월23일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 라인 조명의 컨버터 교체시 설치된 라인 조명을 해체하지 않고도 컨버터를 교체할 수 있는 구조를 제공하려는데 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 본 발명이 제안하는 라인 조명 구조는 하우징의 내측 상부면에 장착되는 컨버터와, 상기 컨버터를 기준으로 하부측이면서 상기 하우징의 내측에 장착되는 LED모듈 및 상기 하우징의 하부를 마감하는 커버를 포함한다.
상기 하우징은 LED모듈을 장착하기 위한 조립부가 간격을 두고 내측의 양쪽에 각각 형성되며, 상기 간격은 컨버터의 출입이 가능하도록 컨버터의 폭을 초과하는 것이 바람직하며, 상기 하우징의 단면을 기준으로 내측 상부면의 양측에는 하부측으로 돌출된 제1 방열핀이 형성되고, 상부면의 외측 양측에는 상부측으로 돌출되며 가이드홈을 갖는 제2 방열핀이 형성되며, 상부면의 외측 중심부에는 상부측으로 간격을 두고 돌출되는 한쌍의 지지대와 상기 지지대의 상부를 커버하여 빈공간을 형성하는 방열판이 구비되며, 상기 하우징의 내측 중간부의 양측에는 내측으로 돌출되는 연결부와, 연결부의 일단으로부터 연장되어 말단이 연결부의 하단과 단차를 갖게하면서 홈이 형성된 조립부가 구비될 수 있다.
상기 방열판의 양측은 지지대 보다 제2 방열핀측으로 돌출될 수 있다.
상기 홈에는 결합홀이 형성되고, 상기 LED모듈은 나사에 의해 상기 결합홀에 결합될 수 있다.
또는 상기 홈에는 결합홀이 형성되고, 결합홀을 제외한 나머지 홈 부위에는 탄성부재가 삽입되며, 상기 탄성부재가 삽입된 홈 부위에는 조립식 방열판이 삽입되고, 상기 LED모듈은 상기 조립식 방열판과 밀착된 상태로 나사에 의해 결합홀에 체결될 수 있다. 이 경우 상기 탄성부재에 의해 조립식 방열판이 하측으로 가압되어 상기 LED모듈과 더욱 밀착된다.
상기 조립식 방열판은 상기 결합홀에 대응하는 관통홀이 형성되는 평판과, 상기 평판 상부면의 양측에서 상부로 돌출되게 형성되어 상기 홈에 삽입되는 끼움부와, 상기 평판의 끼움부의 사이에 간격을 두고 형성되는 제3 방열핀으로 구성될 수 있다.
그리고 상기 조립식 방열판의 하부면은 반구홈과 상기 반구홈의 양측에 연결되는 손잡이부로 구성될 수 있다.
상기 반구홈은 컨버터의 위치와 대응되는 조립식 방열판의 하부면에 구성될 수 있다.
또는 상기 반구홈은 복수개 구성되고, 복수개의 반구홈 중 컨버터의 위치와 대응되는 위치에 구성된 반구홈에는 다른 반구홈과 구별되는 표식이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면 컨버터의 교체시 라인 조명 전체를 고정된 위치(예컨대, 천장)에서 분리하지 않아도 되어 교체가 용이하고 작업 시간이 단축된다.
도 1은 종래 기술에 따른 라인 조명 구조의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 라인 조명 구조의 단면도,
도 3은 도 2의 분리도,
도 4는 본 발명에 따른 라인 조명 구조에서 커버와 LED모듈을 제거한 상태에서의 저면도,
도 5는 일반적인 LED의 온도와 수명 및 광출력과의 관계를 나타낸 그래프,
도 6 내지 도 9은 본 발명의 다른 실시예로서 라인 조명 구조에 조립식 방열판이 부가되어 조립 및 작용관계를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 조립식 방열판의 다른 실시예를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명이 제안하는 라인 조명 구조는 하우징(50)의 내측 상부면에 장착되는 컨버터(5)와, 상기 컨버터(5)를 기준으로 하부측이면서 상기 하우징(50)의 내측에 장착되는 LED모듈(4) 및 상기 하우징(50)의 하부를 마감하는 커버(70)를 포함하며, 특히 상기 하우징(50)은 LED모듈(4)을 장착하기 위한 조립부(42)가 간격을 두고 내측의 양쪽에 각각 형성되며, 상기 간격은 컨버터(5)의 출입이 가능하도록 컨버터(5)의 폭을 초과한다.
하우징(50)의 양측에 형성된 조립부(42) 간의 간격이 컨버터(5)의 폭보다 넓게 형성된 것으로 인해 컨버터(5)의 출입이 자유롭다. 따라서 라인 조명(100)을 천장에 설치한 이후 컨버터(5)의 교체가 필요할 경우, 천장에서 라인 조명(100)을 분리할 필요없이 커버(70)와 LED모듈(4)의 분리만으로 컨버터(5)의 교체가 가능하다.
천장에서 라인 조명(100)을 분리하지 않고, 컨버터(5)의 교체가 가능한 것에 의해 작업이 편리하고 교체 시간이 단축된다.
라인 조명 구조는 하우징(50)의 단면을 기준으로 내측 상부면의 양측에는 하부측으로 돌출된 제1 방열핀(44)이 형성될 수 있다. 제1 방열핀(44)은 조립부(43)와 함께 하우징(50)과 일체형으로 형성된 구성으로, LED모듈(4) 및 컨버터(5)에서 발생된 열을 방열할 수 있다. 또한 제1 방열핀(44)은 하우징(50)의 강도를 보완한다.
하우징(50)의 상부면의 외측 양측에는 상부측으로 돌출되며 가이드홈(45a)을 갖는 제2 방열핀(45)이 형성될 수 있다. 또한 상부면의 외측 중심부에는 상부측으로 간격을 두고 돌출되는 한쌍의 지지대(47a)와 상기 지지대(47a)의 상부를 커버하여 빈공간(47b)을 형성하는 방열판(47c)이 구비될 수 있다. 제2 방열핀(45)과 한쌍의 지지대(47a) 및 방열판(47c)은 LED모듈(4)과 컨버터(5)의 열을 하우징(50)으로부터 전달 받아 방출할 수 있다. 또한 상기 방열판(47c)의 양측은 지지대(47a) 보다 제2 방열핀(45)측으로 돌출되는 구조로 이루어져, 천장에 별도로 설치되는 레일(미도시)에 장착되어 레일의 설치방향으로 이동시킬 때 가이드 역할을 수행할 수 있다.
또한 조립부(42)는 상기 하우징(50)의 내측 중간부의 양측에는 내측으로 돌출되는 연결부(41)의 일단으로부터 연장되어 말단이 연결부(41)의 하단과 단차를 갖게하면서 홈(43)이 형성된 것일 수 있다. 단차에 의해 LED모듈(4)의 양측은 조립부(42)에 안착될 수 있다.
도 4를 참조하면, 상기 홈(43)에는 결합홀(43a)이 형성되고, 상기 LED모듈(4)은 나사(61)에 의해 상기 결합홀(43a)에 결합되어 고정된다. 컨버터(5)는 고정홀(5b)이 형성된 고정판(5a)이 양측에 구비되어 있어, 고정홀(5b)과 나사를 이용하여 하우징(50)의 내측 상부에 고정될 수 있다.
도 5는 일반적인 LED의 온도와 수명 및 광출력과의 관계를 나타낸 그래프로서, LED모듈(4)의 LED 칩과 패키지의 접합면에서의 온도(Tj)와 LED의 수명(Time) 및 상대적인 광출력(RelativeLightOutput)과의 관계를 나타낸다. 참조하면, Tj가 높을수록 수명이 감소하며 광출력이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
LED의 온도가 상승하면 수명 및 광출력이 감소하는 것 이외에도, 출력광의 파장 증가(RedShift), 열응력 발생에 의한 본드와이어(BondWire) 파손, 열응력 발생에 의한 접합부 박리, 에폭시 렌즈 황변, 솔더(Solder)부 파괴 등의 현상이 발생할 수 있다. 따라서 LED 방열은 LED 수명 및 신뢰성과 직결되는 것으로, 이를 해결하는 것이 중요하다.
공랭(airclooing)식 방열 기술은 넓은 의미로 공기와 접촉하여 냉각이 이루어지는 모든 방열 기술을 의미한다. 공랭식 방열은 일반적으로 널리 적용되는 냉각 방법으로 방열판을 이용하거나 팬(fan) 등을 결합하여 공랭하고 있다. 방열판의 재질로는 전도성이 좋은 알루미늄과 구리 등의 메탈재질이 사용되며 가능한 적은 공간을 차지하고 많은 표면적을 갖는 구조로 설계한다.
아울러 방열판의 두께, 핀 길이를 길게 구현하면 방열 효과를 개선할 수 있다. 즉, 베이스의 두께가 너무 얇으면 발열체의 열을 충분히 흡수하지 못하게 되고, 핀의 배열이 너무 조밀하면 상호간의 열 간섭으로 충분히 발열체의 열을 식히지 못하게 된다. 핀의 길이가 길면 공간에 차지하는 부피가 커지고 가공이 어려운 단점이 있으나 표면적이 넓어지기 때문에 방열효율이 좋아진다.
이와 같은 이유로 본 발명의 라인 조명 구조는 컨버터(5)의 출입을 자유롭게 하기 위해 종래의 방열부(2)를 제거하였기 때문에 LED모듈(4)의 방열을 해결할 필요가 있다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명은 도 2와 같은 라인 조명 구조에 탄성부재(80)와 조립식 방열판(90)을 부가하였다.
상기 조립식 방열판(90)은 상기 결합홀(43a)에 대응하는 관통홀(91d)이 형성되는 평판(91)과, 상기 평판(91) 상부면의 양측에서 상부로 돌출되게 형성되어 상기 홈(43)에 삽입되는 끼움부(94)와, 상기 평판(91)의 끼움부(94)의 사이에 간격을 두고 형성되는 제3 방열핀(92)으로 구성될 수 있다. 조립식 방열판(90)에 의해 LED모듈(4)의 열이 공랭식으로 방출된다.
탄성부재(80)는 상기 홈(43)의 결합홀(43a)을 제외한 나머지 홈(43) 부위에 삽입된다. 상기 탄성부재(80)가 삽입된 홈(43) 부위에는 조립식 방열판(90)이 삽입되고, 상기 LED모듈(4)은 상기 조립식 방열판(90)과 밀착된 상태로 나사(61)에 의해 결합홀(43a)에 체결되며, 상기 탄성부재(80)에 의해 조립식 방열판(90)이 하측으로 가압되어 상기 LED모듈(4)과 더욱 밀착된다.
도 9의 A와 B부분 확대도를 살펴보면 조립식 방열판(90)이 조립되기 전 상태의 탄성부재(80) 두께(T1)와 조립된 후 상태의 탄성부재(80) 두께(T2)가 줄어든 것을 확인할 수 있다. 탄성부재(80)는 복원력이 우수한 것을 사용하고, 끼움부(94)는 홈(43)의 폭보다 좁게 하며, 끼움부(94)를 기준으로 우측의 제3 방열핀(92)과 좌측의 평판(91)의 끝단이 조립부(42)와 밀착되지 않도록 구성하여 탄성부재(80)의 복원력이 마찰력에 상쇄되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
조립식 방열판(90)과 LED모듈(4)을 순차적으로 조립부(42)에 조립하는 것으로도 조립식 방열판(90)과 LED모듈(4)이 접촉하여 LED모듈(4)의 열이 조립식 방열판(90)에 전달되어 방열되지만, 전술한 바와 같은 탄성부재(80)를 홈(43)에 적용하면 조립식 방열판(90)과 LED모듈(4)을 더욱 밀착시킬 수 있다.
도 10을 참조하면 상기 조립식 방열판(90)의 하부면은 반구홈(91a)과 상기 반구홈(91a)의 양측에 연결되는 손잡이부(91b)가 형성될 수 있다. 반구홈(91a)은 작업자의 손가락이 들어갈 수 있을 정도이면 된다. 이와 같은 구성은 상기에서 언급한 마찰력 보다 탄성부재(80)의 복원력이 강할 경우, 끼움부(94)는 홈(43)의 폭과 같게 해도 되고, 끼움부(94)를 기준으로 우측의 제3 방열핀(92)과 좌측의 평판(91)의 끝단이 조립부(42)와 밀착되도록 구성해도 되므로, 이 경우에 적용될 수 있다.
상기의 경우, 컨버터(5) 교체시에 조립식 방열판(90)을 분리하기 곤란할 수 있다. 이는 끼움부(94)와 평판(91)의 끝단 및 제3 방열핀(92)과 조립부(42)와의 마찰에 의한 것으로 평판(91)이 편평한 상태이고 조립부(42)의 안쪽에 안착되어 있는 것에 기인한다. 따라서, 평판(91)에 형성된 반구홈(91a)과 손잡이부(91b)는 작업자가 조립부(42)로부터 조립식 방열판(90)의 분리를 용이하게 한다.
이러한 반구홈(91a) 및 손잡이부(91b)는 컨버터(5)의 위치와 대응되는 위치의 평판(91)에 형성될 수 있다. 또한 상기 반구홈(91a)은 복수개 구성되고, 복수개의 반구홈(91a) 중 컨버터(5)의 위치와 대응되는 위치에 구성된 반구홈(91a)에는 다른 반구홈(91a)과 구별되는 표식(91c)이 형성될 수 있다. 반구홈(91a) 및 손잡이부(91b)가 복수개 형성되면 작업자가 양손으로 조립식 방열판(90)을 쉽게 분리할 수 있다. 또한 조립식 방열판(90)이 긴 경우 조립식 방열판(90)을 조립부(42)로부터 완전히 분리하지 않고, 한손으로 표식(91c)이 있는 부위만 잡아당겨 컨버터(5)를 교체할 수 있을 정도의 공간만을 확보한 상태에서 컨버터(5)를 교체한다. 이때 조립식 방열판(90)을 조립부(42)로부터 완전히 분리한 것이 아니기 때문에 재조립이 용이하다.
상기 실시예는 과제의 해결 수단에 대한 설명 및 이해를 위해 제시된 것이므로, 이들에 의해 본 발명의 기술 범위를 한정해서는 안된다.
그보다 본 발명의 진정한 기술 범위는 후술되는 특허청구범위 및 상기 실시예의 기술적 사상에 근거한 다양한 실시예들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
4: LED모듈 5: 컨버터
41: 연결부 42: 조립부
43: 홈 43a: 결합홀
44: 제1 방열핀 45: 제2 방열핀
45a: 가이드홈 47a: 지지대
47b: 빈공간 47c: 방열판
50: 하우징 61: 나사
70: 커버 80: 탄성부재
90: 조립식 방열판 91: 평판
91a: 반구홈 91b: 손잡이부
91c: 표식 91d: 관통홀
92: 제3 방열핀 94: 끼움부

Claims (9)

  1. 하우징(50)의 내측 상부면에 장착되는 컨버터(5);
    상기 컨버터(5)를 기준으로 하부측이면서 상기 하우징(50)의 내측에 장착되는 LED모듈(4); 및
    상기 하우징(50)의 하부를 마감하는 커버(70);를 포함하며,
    상기 하우징(50)은 LED모듈(4)을 장착하기 위한 조립부(42)가 간격을 두고 내측의 양쪽에 각각 형성되고, 상기 간격은 컨버터(5)의 출입이 가능하도록 컨버터(5)의 폭을 초과하며,
    상기 하우징(50)의 단면을 기준으로,
    내측 상부면의 양측에는 하부측으로 돌출된 제1 방열핀(44)이 형성되고,
    상부면의 외측 양측에는 상부측으로 돌출되며 가이드홈(45a)을 갖는 제2 방열핀(45)이 형성되며,
    상부면의 외측 중심부에는 상부측으로 간격을 두고 돌출되는 한쌍의 지지대(47a)와 상기 지지대(47a)의 상부를 커버하여 빈공간(47b)을 형성하는 방열판(47c)이 구비되며,
    상기 하우징(50)의 내측 중간부의 양측에는 내측으로 돌출되는 연결부(41)와, 연결부(41)의 일단으로부터 연장되어 말단이 연결부(41)의 하단과 단차를 갖게하면서 홈(43)이 형성된 조립부(42)가 구비되며,
    상기 방열판(47c)의 양측은 지지대(47a) 보다 제2 방열핀(45)측으로 돌출되며,
    상기 홈(43)에는 결합홀(43a)이 형성되고, 결합홀(43a)을 제외한 나머지 홈(43) 부위에는 탄성부재(80)가 삽입되며,
    상기 탄성부재(80)가 삽입된 홈(43) 부위에는 조립식 방열판(90)이 삽입되고,
    상기 LED모듈(4)은 상기 조립식 방열판(90)과 밀착된 상태로 나사(61)에 의해 결합홀(43a)에 체결되며,
    상기 탄성부재(80)에 의해 조립식 방열판(90)이 하측으로 가압되어 상기 LED모듈(4)과 더욱 밀착되며,
    상기 조립식 방열판(90)은,
    상기 결합홀(43a)에 대응하는 관통홀(91d)이 형성되는 평판(91)과,
    상기 평판(91) 상부면의 양측에서 상부로 돌출되게 형성되어 상기 홈(43)에 삽입되는 끼움부(94)와,
    상기 평판(91)의 끼움부(94)의 사이에 간격을 두고 형성되는 제3 방열핀(92)으로 구성되며,
    상기 조립식 방열판(90)의 하부면은,
    반구홈(91a)과 상기 반구홈(91a)의 양측에 연결되는 손잡이부(91b)가 형성되되,
    상기 반구홈(91a)은 복수개 형성되고, 복수개의 반구홈(91a) 중 컨버터(5)의 위치와 대응되는 위치에 구성된 반구홈(91a)에는 다른 반구홈(91a)과 구별되는 표식(91c)이 형성되는 라인 조명 구조.
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