KR200448165Y1 - Led 조명장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원으로서 LED를 사용하는 LED 조명장치에 관한 것이다.
LED 조명장치에 사용되기 위한 LED 모듈에 있어서, 소정 개수의 LED 소자가 일정 간격으로 배열 설치되고 이 LED 소자를 구동하기 위한 회로를 포함하는 기판(70); 및 상기 기판의 하부에 부착되고, 상기 배열 설치된 소정 개수의 LED 소자의 위치에 대응하는 곳에 관통공이 형성되어 있는 반사판(60)을 포함하고, 상기 기판(70)의 일 측면에 외부 전원과 전기적으로 접속하기 위한 전자핀(71)이 형성되고 상기 일 측면과 대향하는 측면에는 전자핀을 수용하기 위한 핀수용부(73)가 형성되어 있는 LED 모듈을 특징으로 한다.
LED, 조명등, 가로등, LED 모듈, 기판, 전자핀.
Description
본 고안은 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광원으로서 LED를 사용하는 LED 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 거리에 설치되는 가로등은 광원으로서 백열등이나 할로겐등을 사용하여 왔다. 그러나 백열등이나 할로겐등은 소비전력이 크기 때문에 최근에는 고휘도 LED를 가로등의 광원으로 사용하는 경우가 많아지고 있다. 도1은 이러한 일반적인 LED 가로등을 도시하고 있다. 도1에 도시된 것처럼 일정간격으로 배열된 복수개의 LED 소자(10)가 가로등 본체의 케이스(20) 하부에 설치되며 케이스(20)는 지지대(30)에 의해 소정 높이로 지지된다.
기존의 LED 가로등의 LED 본체부를 좀 더 확대하여 보면, 도2에 도시된 바와 같이 수십 내지 수백개의 LED 소자(10)가 가로,세로로 일정 간격으로 본체부 하단부에 설치되어 있다. 도2에서는 예시로서 LED 소자(10)가 가로x세로가 12x5로 배열된 모습을 나타내고 있다.
이러한 종래의 LED 가로등에서는 복수개의 LED 소자(10)를 전기적으로 직렬로 연결하여 설치하고 있다. 즉 도2에서 60개의 LED 소자(10)가 모두 직렬로 연결 되어 있는 경우도 있고, 혹은 도2의 배열의 경우 제1, 3, 5열이 전기적으로 직렬로 서로 연결되고 제2, 4열이 직렬로 서로 연결되도록 회로가 구성되기도 한다. 또한 일반적으로 복수개의 LED 소자(10) 모두를 한 개의 회로기판에 실장하여 이 회로기판을 케이스(20) 내에 설치하고 있다.
따라서 이러한 종래 LED 가로등에서는 다음과 같은 문제가 발생하기 쉬운데, 첫째로, 예컨대 복수개의 LED 소자(10)중에서 어느 하나의 LED 소자(10-1)가 불량이 될 경우 이 불량으로 된 LED 소자(10-1)와 직렬로 연결된 모든 LED 소자들도 구동하지 못하게 된다. 따라서 상기 예에서 LED 소자(10-1)가 불량일 경우 제1, 3, 5열의 모든 LED 소자가 켜지지 않기 때문에 가로등으로서의 기능을 하지 못하게 되는 문제점이 있고, 둘째로, 이와 같이 복수개의 LED 소자(10) 중에서 일부 소자에 불량이 발생할 경우 이를 새 LED 소자로 교체해야 하는데, 종래의 회로구성에서는 복수개의 LED 소자가 하나의 회로기판에 실장되어 있으므로 케이스(20)를 열고 회로기판을 통째로 들어내야 하므로 번거로움이 있고 또한 소수의 불량 LED 소자만 있어도 회로기판 전체를 새 것으로 교체해야 하는 경우도 있어, 결과적으로 교체에 따른 작업량도 많아지고 비용도 증가하는 문제점이 있었다.
한편, 종래의 LED 가로등의 경우 도1에 도시된 것처럼 가로등 케이스(20)의 일측면이 지지대(30) 측에 부착되어 지지되는 구조로 되어 있다. 그런데 보통의 LED 가로등의 경우 기존의 나트륨 가로등보다 케이스의 세로 길이가 더 긴 구조로 되어 있는 경우가 많은데, 이러한 구조에서 케이스(20)의 일 측면만이 지지대(30)의 단부와 연결되어 지지대(30)에 부착하게 되면 케이스(20)의 하중이 케이스(20) 의 일 측면에만 몰리게 되어 케이스의 강성이 약해지는 문제가 발생할 수 있다. 더욱이 필요에 따라서는 가로등을 설치할 때 가로등의 세로측이 도로에 평행하게 되도록 설치하는 것이 더 효율적인 경우가 있는데, 도1의 구조에서는 이러한 가로등 배치가 용이하지 않다는 단점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED 가로등의 설치나 유지보수에 있어서 보다 간편하게 작업할 수 있고 LED 소자의 교체에 따른 비용도 절감할 수 있는 LED 가로등을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 고안은 LED 가로등의 케이스를 지지대에 설치할 때 케이스의 하중이 케이스의 일 측면에 과도하게 몰리지 않도록 하고, 이와 동시에 가로등의 세로측이 도로에 평행하게 설치될 수 있도록 하는 케이스-지지대 연결구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은, LED 조명장치에 사용되기 위한 LED 모듈에 있어서, 소정 개수의 LED 소자가 일정 간격으로 배열 설치되고 이 LED 소자를 구동하기 위한 회로를 포함하는 기판(70); 및 상기 기판의 하부에 부착되고, 상기 배열 설치된 소정 개수의 LED 소자의 위치에 대응하는 곳에 관통공이 형성되어 있는 반사판(60)을 포함하고, 상기 기판(70)의 일 측면에 외부 전원과 전기적으로 접속하기 위한 전자핀(71)이 형성되고 상기 일 측면과 대향하는 측면에는 전자핀을 수용하기 위한 핀수용부(73)가 형성되어 있는 LED 모듈을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 고안의 LED 모듈로 구성된 LED 가로등을 설치함으로써, LED 가로등을 설치할 때나 유지 보수할 때에 LED 소자의 설치 및 교체 작업을 보다 간 편하게 할 수 있고 LED 소자의 교체에 따른 비용도 절감할 수 있는 이점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 일 실시예를 설명한다.
도3은 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 가로등의 본체부를 도시한 도면이다. 본 고안에서는 복수개의 LED 소자를 소정 개수씩 모듈화해서 이 모듈 단위로 가로등에 설치하고 유지 보수하는 것을 기술적 특징으로 한다. 즉 도시된 것처럼 가로등 케이스(40)내에 다수개의 LED 모듈(50)이 병렬로 설치되고 각 LED 모듈(50)은 소정 개수의 LED 소자(51)를 각각 포함하고 있다. 본 고안의 일 실시예에서, LED 모듈(50) 내의 LED 소자는 서로 직렬로 연결되고 해당 모듈 및 그 이웃하는 모듈은 전기적으로 서로 병렬로 연결되어 있으며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
도4는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 모듈(50)의 사시도이다. 일 실시예에서 LED 모듈(50)은 반사판(60), 이 반사판(60)의 상부에 위치하고 소정 개수의 LED 소자(51)및 회로가 실장되어 있는 기판(70)으로 구성된다. 기판(70)에 다수개의 LED 소자(51)가 일정 간격으로 배열되고 이 각각의 LED 소자(51)는 반사판(60)의 대응하는 관통공을 통해 하부로 돌출되어 있다. 도시된 것처럼 반사판(60)에는, 관통공으로 돌출된 각각의 LED 소자(51) 주위에 오목한 면이 형성되어 있다. 이에 따라 LED 소자(51)에서 발광하는 빛이 바로 퍼지지 않고 오목한 면에 의해 집광됨으로써 보다 밝은 빛을 내도록 구성된다.
반사판(60)의 상부에 위치한 기판(70)에는 다수개의 LED 소자(51) 및 이 소자들을 구동하기 위한 전자부품이 실장되어 있다. 일 실시예에서 기판(70)은 통상 의 PCB 기판이 사용되고, 바람직하게는 메탈 PCB를 사용한다. 메탈 PCB는 기판 표면에 알루미늄 박막 등의 금속 박막이 형성되어 있기 때문에 우수한 방열기능을 가진다. 반사판(60)과 기판(70)은 임의의 고정 수단에 의해 서로 부착되어 고정되며, 일 실시예에서 반사판(60)과 기판(70)이 볼트에 의해 부착되어 있다.
도4에 도시된 바와 같이 기판(70)의 일 측면에 전자핀(71) 한 쌍이 돌출되어 있다. 이 전자핀(71)은 해당 LED 모듈(50) 내의 LED 소자(51)를 구동하기 위해 외부 전원과 전기적으로 접속하기 위한 것으로, 도5를 참조하여 이하에서 설명한다.
도5는 도4의 LED 모듈(50)의 기판(70)의 회로구성을 개략적으로 나타내고 있다. 기판(70)의 일 측면에 전자핀(71)이 설치되어 있고, 이 전자핀(71)은 LED 모듈(50)이 가로등 케이스(40)에 부착될 때 케이스(40)의 핀수용부(47)에 삽입됨으로써 접속된다. 케이스(40)의 핀수용부(47)는 직류전원(90)과 전기적으로 연결되어 있다. 직류전원(90)은 LED 소자(51)를 구동하기 위해 일반적으로 12~24V의 직류전원을 공급하는데, 110~220V의 상용 교류전원이 예컨대 SMPS와 같은 정전류 정전압 공급장치를 거쳐서 소정 레벨의 직류로 변환되어 핀수용부(47)까지 공급된다. 또 다른 실시예에서, 상용 교류전원 대신에, LED 가로등 자체에 태양광 패널이 설치되어 있어서 이로부터 전력을 공급받도록 구성할 수도 있으며, 본 고안은 전원을 공급받는 특정 방식에 한정되지 않고 어느 방식에 관계없이 전원을 공급받을 수 있다.
다시 LED 모듈(50)의 기판(70)의 회로구성으로 돌아가서, 기판(70)의 전자핀(71)이 부착된 측면의 대향하는 측면에, 해당 LED 모듈(50)의 이웃하는 LED 모듈 의 전자핀을 수용하기 위한 핀수용부(73)가 형성되어 있다. 따라서 도시된 것처럼, 해당 LED 모듈의 오른쪽 측면으로 이웃하는 LED 모듈이 부착되면 이 이웃하는 LED 모듈의 전자핀이 해당 LED 모듈의 핀수용부(73)에 삽입됨으로써, 직류전원(90)으로부터의 전원이 이웃하는 LED 모듈에까지 전달되게 된다. 따라서 이러한 방식으로 다수의 LED 모듈(70)이 계속해서 측면으로 부착되어 전원을 공급받을 수 있다.
한편 도5에 도시된 바와 같이 기판(70)내에서 다수의 LED 소자(51)는 전자핀(71)과 핀수용부(73) 사이에 직렬로 연결되고, 이 직렬 연결의 일 단부가 전자핀(71)과 핀수용부(73) 연결선의 (+)단자에, 직렬 연결의 타 단부가 전자핀(71)과 핀수용부(73) 연결선의 (-)단자에 각각 접속된다.
바람직한 일 실시예에서 기판(70)은 상기 연결선의 (+)단자와 직렬 연결된 LED 소자 사이에 정전원 회로를 더 포함한다. 통상적으로 상용 교류전원이 SMPS 등의 정전원 공급장치를 통해 소정 레벨의 직류로 변환되어 직류전원(90)으로부터 공급되고 있지만, SMPS의 고장 등의 예기치 않은 외부 사건에 의해 기판(70)까지 공급되는 전원이 변동하는 경우가 있다. 그러므로 이러한 외부 상황에 기인한 전압값 변동에 대처하여 기판(70)의 회로를 보호하고 LED 소자(51)에 보다 안정적인 전원을 공급하기 위해 정전원 회로(75)를 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 기판(70)을 포함하는 다수의 LED 모듈(50)이 가로등 케이스(40)에 부착되었을 때, 각 모듈(50) 내에서 다수의 LED 소자(51)는 서로 직렬 연결되어 있지만, 모듈과 모듈 사이는 서로 병렬로 연결되므로, 어느 한 LED 모듈(50) 내의 LED 소자(51)가 불량이 되더라도, 해당 모듈만 그 영향을 받고 다른 LED 모듈(50)에는 영향을 끼치지 않는다. 예컨대 일 실시예에서 각각의 LED 모듈(50)을 7x2로 배열된 14개의 LED 소자(51)로 구성하고 한 개의 가로등이 8개의 상기 LED 모듈을 포함하도록 구성할 수 있는데, 이 경우 전체 LED 소자 중 하나가 불량이 되어 해당 LED 소자가 속한 LED 모듈의 LED 소자가 전부 켜지지 않더라도, 전체 112개 LED 소자 중 14개만이 켜지지 않는 것이므로 가로등으로서의 기능을 여전히 수행할 수 있고, 또한 LED 소자를 교체할 경우에도 해당 불량 LED 소자가 포함된 LED 모듈만을 새것으로 교체하면 되므로, 전체 회로기판을 통째로 교체해야 하는 번거로움이 없다.
한편 LED 모듈(50)을 설치 및/또는 교체할 경우 LED 모듈(50)을 가로등 케이스(40)에 삽입하는 구성에 대해서는 도6과 도7을 참조하여 설명하기로 한다.
도6은 가로등 케이스(40)의 A-A'단면을 따라 절단하여 도시한 단면도이고 도7은 LED 모듈(50)을 가로등 케이스(40)에 조립하는 모습을 도시하는 도면이다.
케이스(40)는 LED 모듈(50)의 상면 및 측면을 둘러싸고 있으며 일 실시예에서 알루미늄으로 형성된다. 케이스(40)의 상부에는 LED 소자(51)에서 나오는 열을 방출하기 위한 방열핀(41)이 형성되어 있다. 바람직한 일 실시예에서 방열핀(41)은 케이스(40)와 일체로 형성되며, 방열핀(41)의 형상은 특정 모양에 한정되지 않는다. 또한 일 실시예에서, 케이스(40)와 방열핀(41) 전체를 커버하고 보호하기 위한 별도의 외부 하우징이 방열핀(41) 상부에 추가로 설치될 수도 있다.
케이스(40)의 양 측면에는 LED 모듈(50)을 수용하기 위한 제1 오목부(43), 및 LED 모듈(50)을 보호하기 위한 보호판(80)을 수용하기 위한 제2 오목부(45)가 형성되어 있다. 이러한 구성에서, LED 모듈(50)의 반사판(60)이 제1 오목부(43)의 홈에 끼워져서, 도7에 도시된 것처럼 케이스(40)의 일 측면에서부터 케이스(40) 내부로 슬라이딩되어 삽입된다.
한편 도6에 도시된 것처럼 반사판(60)이 제1 오목부(43)의 홈에 끼워져 있을 때 기판(70)의 상부는 케이스(40)의 내측에 거의 밀착되도록 하여 LED 소자로부터의 열이 케이스(40)로 용이하게 전달되도록 하는 것이 바람직하다. LED 모듈(50)의 반사판(60)과 기판(70)의 두께를 미리 알고 있기 때문에, 이 LED 모듈(50)의 두께를 고려하여 오목부(43)를 형성함으로써 이와 같이 기판(70)의 상부가 케이스(40)에 밀착되게 구성할 수 있다.
이와 같이 도7에 도시된 것처럼 소정 개수의 LED 모듈(50)을 케이스(40) 내로 슬라이딩하여 각각의 전자핀(71)을 이웃하는 LED 모듈(50)의 핀수용부에 삽입하여 전기적으로 연결함으로써 복수개의 LED 모듈(50)의 설치가 완료된다. 그 후 볼트 등의 고정수단으로 LED 모듈(50)을 케이스(40)에 고정시키고, 마지막으로 보호판(80)을 제2 오목부(45)를 통해 슬라이딩하여 삽입하고 케이스(40)에 고정시킴으로써 가로등 케이스(40)의 조립이 완성된다. 일 실시예에서 보호판(80)은 유리판으로 이루어지고, 다른 대안적인 실시예에서 투명 플라스틱판이 사용될 수도 있다. 또한 상황에 따라 보호판(80)이 생략될 수도 있고 이 경우에는 케이스(40)의 제2 오목부(45)도 생략된다.
이와 같은 구성에 따라 본 고안의 LED 모듈(50) 및 이 LED 모듈을 포함하는 가로등 케이스(40)를 구성함으로써, LED 가로등의 설치나 유지보수에 있어서 보다 간편하게 작업할 수 있고 LED 소자의 교체에 따른 비용도 절감할 수 있는 효과를 가지게 된다.
한편, 이하에서는 LED 가로등의 케이스를 지지대에 설치할 때 케이스의 하중이 케이스의 일 측면에 과도하게 몰리지 않도록 하는 본 고안의 케이스-지지대의 연결구조에 대해 도8 내지 도10을 참조하여 설명한다. 도8 내지 도10은 연결구조만을 간단히 나타내기 위한 것으로, 도6에 도시된 방열핀(41), LED 모듈(50) 등의 세부구성은 생략하였다.
도8은 본 고안의 일 실시예에 따라 가로등을 지지대에 연결한 모습을 도시하고 있고 도9는 도8의 단면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이 가로등 지지대(30)는 가로등 케이스(40)의 일측 단부가 아닌 케이스(40)의 중심부와 연결되어 있다. 보다 구체적으로, 케이스(40)의 중심부의 상부에 가로등의 지지대(30)와 연결하기 위한 연결부(48)가 형성되어 있다. 연결부(48)는 케이스(40)와 일체로 성형될 수도 있고 볼트 등의 고정수단을 통해 케이스(40)에 부착될 수도 있다. 도9를 참조하여, 케이스(40)의 연결부(48)는 지지대(30)의 단부에 위치한 지지부(31)에 부착되어 고정된다. 도시된 일 실시예에서 지지부(31)와 연결부(48)는 볼트(49)에 의해 부착된다. 볼트(49)에 의한 부착위치는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 지지부(31)와 연결부(48)의 중심에 관통공이 형성되어 있어서 한 개의 볼트만으로 부착될 수 있고, 지지부(31)와 연결부(48)의 네 모서리 부근에 각각 관통공이 형성되어 있어서 4개의 볼트로 연결될 수도 있다.
도10은 본 고안의 다른 일 실시예에 따라 가로등을 연결한 모습을 도시한 것으로, 도8과 비교에서 알 수 있듯이, 가로등 케이스(40)의 장축이 도로에 평행하게 설치되어 있다. 이러한 설치는 도9에서 지지부(31)와 연결부(48)를 연결할 때 케이스(40)를 90도 만큼 돌려진 상태로 지지부(31)에 부착함으로써 이루어진다.
따라서 본 고안에 따르면, 일반적으로 도로 폭이 넓은 경우에는 도8에서와 같이 케이스(40)의 장축이 도로에 수직이 되도록 설치하면 되고, 1차선 또는 2차선 도로와 같이 폭이 좁은 도로에 가로등을 설치할 경우에는 도10에서와 같이 케이스(40)의 장축이 도로에 평행이 되게 하여 설치하면, 동일한 밝기의 조명을 도로에 가하면서도 가로등과 가로등 사이의 간격을 기존보다 더 크게 할 수 있으므로 비용 효율적으로 가로등을 설치하고 운용하는 이점이 있다.
이상과 같은 본 고안은 상술한 특정 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하다. 예컨대 본 명세서의 상세한 설명 및 도면에서는 LED 모듈(50)이 가로등에 설치되는 것으로 하였으나 이에 한정되는 것이 아니다. 본 고안의 LED 모듈(50)은 가로등 뿐 아니라 건물의 실내 조명등이나 기타 조명이 필요한 곳에도 도면에 도시된 구성 그대로 혹은 단순한 설계변경을 통해 적용될 수 있으며, 이러한 변형도 다음에 기재된 실용신안청구범위의 범위에 속하게 된다.
도1은 종래의 일반적인 LED 가로등을 간략히 도시한 도면.
도2는 종래의 LED 가로등의 LED 본체부를 확대하여 나타낸 도면.
도3는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 가로등의 본체부를 도시한 도면.
도4는 본 고안의 일 실시예에 따른 LED 가로등의 LED 모듈의 사시도.
도5는 도4의 LED 모듈의 기판의 회로구성을 개략적으로 나타낸 도면.
도6은 LED 가로등 케이스를 A-A'단면을 따라 절단하여 도시한 단면도.
도7은 도4의 LED 모듈을 가로등 케이스에 조립하는 모습을 도시하는 도면.
도8은 본 고안의 일 실시예에 따라 가로등을 지지대에 연결한 모습을 도시한 도면.
도9는 도8의 케이스-지지대 연결구조의 단면도.
도10은 본 고안의 다른 일 실시예에 따라 가로등을 연결한 모습을 도시한 도면.
Claims (9)
- LED 가로등 장치에 있어서,상기 LED 가로등 장치는 복수개의 LED 모듈(50), 및 상기 복수개의 LED 모듈을 수용하는 케이스(40)를 포함하고,상기 복수개의 LED 모듈의 각각은,소정 개수의 LED 소자가 일정 간격으로 배열 설치되고 이 LED 소자를 구동하기 위한 회로를 포함하는 기판(70); 및상기 기판의 하부에 부착되고, 상기 배열 설치된 소정 개수의 LED 소자의 위치에 대응하는 곳에 관통공이 형성되어 있는 반사판(60);을 포함하고,상기 기판(70)의 일 측면에 외부 전원과 전기적으로 접속하기 위한 전자핀(71)이 형성되고 상기 일 측면과 대향하는 측면에는 전자핀을 수용하기 위한 핀수용부(73)가 형성되고,상기 케이스의 양 측면의 내측에는, 상기 LED 모듈의 상기 반사판이 슬라이딩 삽입됨으로써 복수개의 LED 모듈이 케이스 내에서 일렬로 배열되어 수용될 수 있도록 제1 오목부(43)가 형성되고,상기 케이스는 상부 중심에 가로등 지지대와의 연결을 위한 연결부(48)를 더 포함하고, 상기 연결부는 상기 케이스의 장축이 도로에 평행하게 또는 도로와 수직이 되도록 하여 상기 케이스와 가로등 지지대를 연결할 수 있는 것을 특징으로 하는 LED 가로등 장치.
- 제 1 항에서, 상기 전자핀(71)의 (+) 및 (-) 단자가 핀수용부(73)의 (+) 및 (-) 단자와 각각 전기적으로 연결되고, 상기 소정 개수의 LED 소자는 전기적으로 직렬로 연결되고,상기 LED 소자의 직렬 연결의 일 단부가 상기 전자핀(71)의 (+) 단자측에 연결되고 상기 LED 소자의 직렬 연결의 타 단부는 상기 전자핀(71)의 (-) 단자측에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 가로등 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에서, 상기 전자핀(71)의 (+) 단자와 상기 LED 소자의 직렬 연결의 상기 일 단부 사이에 정전원 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 가로등 장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 LED 모듈이 상기 제1 오목부에 의해 상기 케이스에 수용되어 있을 때 상기 기판의 상부가 상기 케이스의 내측면과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 LED 가로등 장치.
- 제 6 항에 있어서, 상기 케이스의 양 측면의 제1 오목부의 하부에 제2 오목부를 더 포함하고, 상기 제2 오목부로 보호판이 슬라이딩 삽입되어 수용되는 것을 특징으로 하는 LED 가로등 장치.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 케이스와 상기 연결부가 일체로 성형된 것을 특징으로 하는 LED 가로등 장치.
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