KR200448560Y1

KR200448560Y1 - 발광다이오드 투광기

Info

Publication number: KR200448560Y1
Application number: KR2020080000365U
Authority: KR
Inventors: 이충해
Original assignee: 광성전기산업(주)
Priority date: 2008-01-09
Filing date: 2008-01-09
Publication date: 2010-05-14
Also published as: KR20090007095U

Abstract

본 고안은 LED 투광기에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 LED가 실장되어 있는 적어도 하나 이상의 LED 기판과; LED를 커버하도록 LED 기판상에 고정되어 LED의 빛을 집속 및 발산시키는 렌즈; 상단에 펀넬(funnel)이 형성되어 있으며, 펀넬이 형성된 상단의 내측 상면에 열전도 시트를 매개로 LED 기판이 접착 고정되어 있고, 하단의 바닥면 중앙부에 전원공급선을 LED 기판에 접속하는 전원 단자를 수용하는 단자함이 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀이 형성되어 있는 본체; 본체를 회전 가능하게 고정하는 본체 고정구; 및 본체 고정구를 지지하는 베이스 폴;로 구성된다.

본 고안에 따르면, LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 대부분(예컨대, 대략 90% 이상)이 LED 기판의 바닥면과 열전도 시트를 통해 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀이 형성되어 있는 본체로 전달되어 외부로 방출되므로 열 방출 효율을 극대화하여 종래의 투광기보다 더 많이 전력소모를 줄일 수 있으며, 특히 LED 기판에 장착되는 각각의 LED를 렌즈로 커버하여 빛을 집속 및 발산시키면서 조명 범위를 확대하므로 종래의 투광기보다 더 많이 광 효율을 향상시킬 수 있다.

투광기, 탐조등, 전조등, LED, 히트 싱크

Description

발광다이오드 투광기{Floodlight with light emitting diode}

본 고안은 투광기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 발광 다이오드(LED; Light Emitting Diode) 투광기에 관한 것이다.

일반적으로 투광기는 건물이나 인물 등에 대하여 여러 각도에서 강한 광선을 비추어 뚜렷이 드러나게 하는 조명기구로서, 전조등, 탐조등, 조명등으로 불리기도 한다.

이러한 투광기는 금속 또는 유리 등으로 만든 포물선 모양으로 된 반사경의 초점에 전구를 장치해서 빛을 투사하는데, 용도가 매우 많아 광고탑을 비롯하여, 먼 곳에 있는 건물, 간판, 작업장, 경기장 등의 조명에 사용되며, 특히 옥외에서 사용되는 것은 바람이나 비에 견딜 수 있게 방수형으로 되어 있다. 또한, 영화나 텔레비전의 촬영 때, 스튜디오나 피사체의 조명, 극장의 무대용 스포트라이트 등에도 많이 사용되는데, 이것들은 반사경과 전구의 거리를 바꿀 수 있게 되어 있어, 투광기의 조사범위를 확대하거나 좁힐 수 있게 되어 있는 것도 있다.

상기와 같은 투광기의 광원으로 사용되고 있는 전구에는 백열전구 외에도 수은등, 멀티 할로겐등 등이 있으며, 야구장 등 경기장의 조명에는 연색성을 좋게 하 기 위해, 백열전구와 수은등을 조합해서 사용하는 경우가 있다.

예컨대, 도 1은 광원으로 메탈 할라이드 램프(Metal Halide Lamp)를 이용한 투광기(100)를 나타낸 실시예이며, 램프 소켓(111)이 형성되어 있는 본체(110)와, 상기 본체(110)의 선단에 고정되는 반사경(120), 상기 반사경(120)을 커버하는 캡(130), 상기 본체(110)의 램프 소켓(111)에 삽입 고정되는 메탈 할라이드 램프(140), 상기 본체(110)를 회전 가능하게 고정하는 본체 고정구(150), 및 상기 본체 고정구(150)를 지지하는 베이스 폴(base pole; 160)로 구성된다.

참고로, 상기 메탈 할라이드 램프(140)는 일반 수은등의 효율 및 연색성 개선을 목적으로 개발된 고압방전램프로, 수은과 아르곤 가스가 봉입된 수은등과 달리, 수은과 아르곤가스 외에 스칸듐, 토륨, 나트륨 등의 금속 원소를 할로겐 원소의 일종인 요소와 화합시킨 금속 할로겐 화합물로 봉입되어 있다.

상기와 같이 구성되는 메탈 할라이드 램프(140)를 이용한 종래의 투광기(100)는 백열전구나 수은등을 이용하는 투광기에 비해 상대적으로 광속이 높고 방출되는 빛이 자연색이어서 연색성이 우수한 장점은 있으나, 근본적으로 발열이 심하여 전력소모가 많은 단점이 있다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 고안의 목적은 기존의 백열전구나 수은등, 메탈 할라이드 램프 등과 비교해 볼 때 상대적으로 전력소모는 낮고 조도는 높으며 내구성이 우수한 특성을 나타내는 적어도 하나 이 상의 LED(예컨대, DC LED 혹은 AC LED)를 포함하는 LED 기판을 열전도 시트를 매개로 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀이 형성되어 있는 본체에 접착 고정하여 상기 LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화할 수 있는 LED 투광기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 상기 LED 기판에 장착되는 각각의 LED는 빛을 집속 및 발산시키면서 조명 범위를 확대할 수 있는 렌즈에 의해 커버되는 LED 투광기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 상기 외주면 전체에 히트 싱크가 형성되어 있는 본체에는 단일 LED 기판이 접착 고정되거나, 혹은 복수의 LED 기판이 접착 고정되는 LED 투광기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 LED 투광기는, 적어도 하나 이상의 LED가 실장되어 있는 적어도 하나 이상의 LED 기판과; 상기 LED를 커버하도록 상기 LED 기판상에 고정되어 상기 LED의 빛을 집속 및 발산시키는 렌즈; 상단에 펀넬(funnel)이 형성되어 있으며, 상기 펀넬이 형성된 상단의 내측 상면에 열전도 시트를 매개로 상기 LED 기판이 접착 고정되어 있고, 하단의 바닥면 중앙부에 전원공급선을 상기 LED 기판에 접속하는 전원 단자를 수용하는 단자함이 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀이 형성되어 있는 본체; 상기 본체를 회전 가능하게 고정하는 본체 고정구; 및 상기 본체 고정구를 지지하는 베이스 폴;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따른 LED 투광기는, 상기 본체의 상단에 형성된 펀넬의 개구부를 커버하고, 유리 또는 아크릴 재질로 제조되는 캡을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 본 고안에 따른 LED 투광기는 LED가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 대부분(예컨대, 대략 90% 이상)이 LED 기판의 바닥면과 열전도 시트를 통해 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀이 형성되어 있는 본체로 전달되어 외부로 방출되므로 열 방출 효율을 극대화하여 종래의 투광기보다 더 많이 전력소모를 줄일 수 있으며, 특히 LED 기판에 장착되는 각각의 LED를 렌즈로 커버하여 빛을 집속 및 발산시키면서 조명 범위를 확대하므로 종래의 투광기보다 더 많이 광 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 2와 도 3을 참조하면, LED 기판(210,210')은 AC LED 혹은 DC LED 등의 LED(211)를 최소한 하나 이상 실장할 수 있다. 참고로, 도 2는 하나의 LED 기판(210)에 복수의 LED(211)가 실장된 상태를 나타내고, 도 3은 복수의 LED 기판(210') 각각에 하나의 LED(211)가 실장된 상태를 나타낸다.

상기 LED 기판(210,210')은 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 메탈 PCB로, LED(211)를 표면 실장 기술(SMT; Surface-Mount technology)로 실장하여 제조한 것이며, 바닥면에 알루미늄에 비해 상대적으로 가격이 저렴하면서 알루미늄과 마찬가 지로 열전도성과 내열성이 우수한 그래파이트(Graphite)로 제조된 양면 접착식 열전도 시트(240,240')가 부착되어 있다.

상기 열전도 시트(240,240')는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이 볼트(241)에 의해 상기 LED 기판(210,210')에 고정되거나 볼트(241) 이외에 스크루 등에 의해 상기 LED 기판(210,210')에 고정될 수 있다.

상기 LED 기판(210,210')은 상기 열전도 시트(240,240')에 의해 하기의 본체(230)에 접착된다.

렌즈(220)는 상기 각각의 LED(211)를 커버하도록 상기 LED 기판(210,210')상에 고정되어 상기 LED(211)의 빛을 집속 및 발산시켜 조명 범위를 확대하며, 유리 또는 내열성 고분자 아크릴 수지로 제조된다.

본체(230)는 상단에 펀넬(funnel;231)이 형성되어 있으며, 상기 펀넬(231)이 형성된 상단의 내측 상면에 상기 열전도 시트(240,240')를 매개로 상기 LED 기판(210,210')이 접착 고정되어 있고, 하단의 바닥면 중앙부에 전원공급선(251)을 상기 LED 기판(210,210')에 접속하는 전원 단자(252)를 수용하는 단자함(250)이 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀(232)이 형성되어 있다.

상기 전원공급선(251)은 통상의 전선이나 리드 선 등을 사용할 수 있으며,

상기 LED(211)가 AC LED이면 통상의 AC 전원 입력단과 연결되고, 상기 LED(211)가 DC LED이면 DC 12V 혹은 DC 24V 등의 DC 전원 입력단과 연결되어 상기 전원 단자(252)를 통해 상기 LED 기판(210)에 전원을 공급한다.

본체 고정구(260)는 상기 본체(230)를 회전 가능하게 고정하며, 바람직하게는 힌지 구조를 가지는 고정부재이다.

베이스 폴(270)은 상기 본체 고정구(260)를 지지하며, 벽면이나 천장, 바닥면 등에 고정된다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 LED 투광기는 다음과 같이 작동한다.

먼저, 도 2에 나타낸 바와 같이, 하나의 LED 기판(210)에 복수의 LED(211)가 실장된 LED 투광기(200)의 작동을 설명하면 다음과 같다.

상기 전원공급선(251)과 전원 단자(252)를 통해 상기 LDE 기판(210)으로 전원이 공급되면 상기 LED 기판(210)상의 LED(211)가 점등하는 동안 상기 LED 기판(210)으로부터 발생하는 열은 상기 LED 기판(210)의 바닥면과 상기 열전도 시트(240)를 경유하여 상기 본체(230)로 직접 전도되어 상기 본체(230)의 외주면 전체에 형성되어 있는 냉각핀(232)을 통해 외부로 방출된다.

상기와 같이 LED 기판(210)의 바닥면을 외주면 전체에 냉각핀(232)이 형성되어 있는 상기 본체(230)에 직접 접촉되게 하여 열을 전도하면 상기 LED(211)가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화할 수 있으므로, 상기 LED 투광기(200)의 과열을 방지하면서 상기 메탈 할라이드 램프(140)를 이용한 종래의 투광기(100) 혹은 백열전구나 수은등을 이용하는 종래의 투광기보다 더 많이 전력소모를 줄일 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 LED 투광기(200)의 조명 시에, 상기 LED 기판(210) 상 의 LED(211)에서 발광하여 직진하는 빛이 상기 렌즈(220)에 의해 집속 및 발산하면서 상기 캡(280)을 경유하여 방출되므로, 눈부심을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 주위를 밝게 비추는 범위, 즉 조명 범위가 확대되어 종래의 투광기보다 더 많이 광 효율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, 복수의 LED 기판(210') 각각에 하나의 LED(211)가 실장된 LED 투광기(210')의 작동을 설명하면 다음과 같다.

도 3에 나타낸 실시예가 도 2에 나타낸 실시예와 다른 점은 상기 본체(230)에 복수의 LED 기판(210')이 설치되어 있는 것이다.

이 경우, 상기 전원공급선(251)과 전원 단자(252)를 통해 상기 각각의 LDE 기판(210')으로 전원이 공급되면 상기 각각의 LED 기판(210')상의 LED(211)가 점등하는 동안 상기 각각의 LED 기판(210')으로부터 발생하는 열은 상기 각각의 LED 기판(210')의 바닥면과 상기 열전도 시트(240')를 경유하여 상기 본체(230)로 직접 전도되어 상기 본체(230)의 외주면 전체에 형성되어 있는 냉각핀(232)을 통해 외부로 방출된다.

상기와 같이 각각의 LED 기판(210')의 바닥면을 외주면 전체에 냉각핀(232)이 형성되어 있는 상기 본체(230)에 직접 접촉되게 하여 열을 전도하면 상기 LED(211)가 점등 작동하는 동안 발생하는 열의 방출 효율을 극대화할 수 있으므로, 상기 LED 투광기(200')의 과열을 방지하면서 상기 메탈 할라이드 램프(140)를 이용한 종래의 투광기(100) 혹은 백열전구나 수은등을 이용하는 종래의 투광기보다 더 많이 전력소모를 줄일 수 있다.

또한, 본 고안에 따른 LED 투광기(200')의 조명 시에, 상기 각각의 LED 기판(210') 상의 LED(211)에서 발광하여 직진하는 빛이 상기 렌즈(220)에 의해 집속 및 발산하면서 상기 캡(280)을 경유하여 방출되므로, 눈부심을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 주위를 밝게 비추는 범위, 즉 조명 범위가 확대되어 종래의 투광기보다 더 많이 광 효율을 향상시킬 수 있다.

참고로, 본 고안자가 도 2에 나타낸 본 고안에 따른 LED 투광기(200)와 도 1에 나타낸 종래의 메탈 할라이드 램프(140)를 이용한 투광기(100)에 대하여 동일한 조건에서 각각의 전력소모, 발열량, 광효율을 측정한 결과, 다음의 표 1과 같은 차이점을 확인할 수 있었다.

측정항목	종래 메탈 할라이드 램프 이용 투광기	본 고안 LED 투광기
전력소모	250∼400W	100W
발열량	150∼180℃	80℃ 이하
광효율	60lm/W	100lm/W

상기 표 1에 의하면, 본 고안의 전력소모와 발열량이 종래보다 더 줄어들고, 광효율은 더 증가함을 알 수 있었으며, 실제로 LED의 온도가 10℃ 이상 감소하면 LED 자체의 수명 및 조도를 향상할 수 있고, 대략 온도 편차가 10∼15℃일 경우, LED 수명은 수백∼수천 시간의 편차가 발생할 수 있다.

또한, 상기 렌즈(220)의 형상에 따라 약간의 차이는 있었으나, 도 2 또는 도 3에 나타낸 바와 같이 나팔형 렌즈(220)를 사용하였을 경우, 상기 LED(211)의 빛을 집속 및 발산시켜 180도 이상까지 조명 범위를 확대할 수 있었다.

실제로, 이와 같이 본 고안에 따른 LED 투광기(200,200')가 LED(211)의 빛을 렌즈(220)를 통해 발산시키면 통상의 백열전구, 수은등, 혹은 메탈 할라이드 램프 등이 주위를 밝게 비추는 조명 범위와 동일하거나 유사한 정도로 그 조명 범위를 확대할 수 있다.

이상에서 설명한 본 고안에 따른 LED 투광기는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 실용신안등록청구범위에서 청구하는 본 고안의 요지를 벗어남이 없이 본 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 본 고안의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

도 1은 종래의 메탈 할라이드 램프를 이용한 투광기를 나타낸 실시예.

도 2는 본 고안에 따른 LED 투광기를 나타낸 실시예.

도 3은 본 고안에 따른 LED 투광기를 나타낸 다른 실시예.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 투광기 110: 본체

111: 램프 소켓 120: 반사경

130: 캡 140: 메탈 할라이드 램프

150: 본체 고정부 160: 베이스 폴(base pole)

200,200': 투광기 210,210': LED 기판

211: LED 220: 렌즈

230: 본체 231: 펀넬(funnel)

232: 냉각핀 240,240': 열전도 시트

241: 볼트 250: 단자함

251: 전원공급선 252: 전원 단자

260: 본체 고정구 270: 베이스 폴

280: 캡

Claims

적어도 하나 이상의 LED(211)가 실장되어 있는 적어도 하나 이상의 LED 기판(210,210')과;

상기 LED(211)를 커버하도록 상기 LED 기판(210,210')상에 고정되어 상기 LED(211)의 빛을 집속 및 발산시키고, 유리 또는 내열성 고분자 아크릴 수지로 제조되는 나팔형 렌즈(220);

상단에 펀넬(funnel;231)이 형성되어 있으며, 상기 펀넬(231)이 형성된 상단의 내측 상면에 열전도 시트(240,240')를 매개로 상기 LED 기판(210,210')이 접착 고정되어 있고, 하단의 바닥면 중앙부에 전원공급선(251)을 상기 LED 기판(210,210')에 접속하는 전원 단자(252)를 수용하는 단자함(250)이 형성되어 있으며, 외주면 전체에 히트 싱크 역할을 하는 냉각핀(232)이 형성되어 있는 본체(230);

상기 본체(230)를 회전 가능하게 고정하는 본체 고정구(260);

상기 본체 고정구(260)를 지지하는 베이스 폴(270); 및

상기 본체(230)의 상단에 형성된 펀넬(231)의 개구부를 커버하고, 상기 나팔형 렌즈(220)에 의해 집속 및 발산되는 상기 LED(211)의 빛에 의한 눈부심을 방지하며, 유리 또는 아크릴 재질로 제조되는 캡(280);

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 LED 투광기.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 LED(211)는 AC LED 혹은 DC LED인 것을 특징으로 하는 LED 투광기.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 LED 기판(210,210')은 알루미늄 합금을 사용하여 제조되는 메탈 PCB인 것을 특징으로 하는 LED 투광기.
제 1 항에 있어서, 상기 열전도 시트(240)는 그래파이트(Graphite)로 제조된 양면 접착식 열전도 시트이며, 볼트(241)나 스크루에 의해 상기 LED 기판에 고정되는 것을 특징으로 하는 LED 투광기.