KR200462335Y1

KR200462335Y1 - 양면 방열형 ｌｅｄ 램프

Info

Publication number: KR200462335Y1
Application number: KR2020100010985U
Authority: KR
Inventors: 조남일
Original assignee: 주식회사 삼진엘앤디
Priority date: 2010-10-26
Filing date: 2010-10-26
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20120003080U

Abstract

본 고안은 LED 소자의 전면과 후면을 통해 동시에 열을 방출시킬 수 있는 구조는 가지는 LED 램프에 관한 것이다.
본 고안은 LED 소자의 후면에 배치되는 본체와 전면에 배치되는 커버를 통한 양면 동시 방열이 가능한 새로운 형태의 방열방식을 구현함으로써, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하여 고열에 의한 LED 소자의 손상을 최소화시켜줄 수 있는 양면 방열형 LED 램프를 제공한다.
본 고안에서 제공하는 양면 방열형 LED 램프는 LED 소자에서 발생한 열이 방열판 기능을 하는 후면의 본체와 열전도성 재질로 이루어진 전면의 커버를 통해 동시에 방출되므로, 신속한 열방출을 통해 LED 소자의 손상을 방지할 수 있는 등 LED 램프의 내구수명을 대폭 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

양면 방열형 ＬＥＤ 램프{Double side indirectly heated LED lamp}

본 고안은 양면 방열형 LED 램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 LED 소자의 전면과 후면을 통해 동시에 열을 방출시킬 수 있는 구조는 가지는 LED 램프에 관한 것이다.

일반적으로 LED는 전력을 빛으로 전환시키는 효율이 뛰어나 조명기구, 디스플레이, 인디케이터 등의 용도로 많이 사용되고 있다.

이러한 LED는 현재 사용되고 있는 일반 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 단위 전력대비 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나고, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 조명용으로서의 사용도 점차 증가하고 있는 추세이다.

상기 LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 좋은 반면에 그 발광부위가 반도체 소자로 이루어져 있으므로, 필라멘트를 사용하는 백열등이나 음극선을 이용한 형광등 등의 발광소자에 비해 상대적으로 열에 취약하다는 단점이 있다.

다시 말해, LED는 장시간 사용시 그 발광소자로부터 발생되는 자체열에 의한 열적 스트레스로 인하여 반도체 소자가 쉽게 열화되면서 그 성능이 떨어지게 된다.

예를 들면, LED 램프는 사용용도에 따라 빛의 강약 조절을 할 수 있고, 에너지 절약과 사용자의 시력을 보호할 수 있는 동시에 반영구적인 수명을 갖고 있으며, 주위 온도의 변화에도 영향을 미치지 않는 첨단 전구라는 장점을 가지지만, LED는 일정시간 사용되면 발열에 의하여 그 효율이 떨어질 뿐만 아니라, 계속적인 사용시 발열량이 점차 증가되어 수명을 떨어뜨린다는 단점이 있다.

따라서, LED에 대용량의 전류를 흘려 보내주기 위해서는 그로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열구조가 대단히 중요한 요소가 된다.

보통 LED 램프에는 열을 방출하기 위한 방열판을 부착하여 사용하고 있다.

그러나, 방열판만으로는 LED 램프에서 발생하는 열을 모두 방출하기에는 부족하기 때문에 이러한 열을 줄이거나, 좀더 효율적인 열 방출을 위해 지금도 많은 연구를 계속하고 있다.

종래에는 다수 개의 LED가 부착된 기판의 후면에 위치하는 본체를 금속재로 형성하거나, 그 본체에 복수 개의 방열 및 대기순환공을 형성하여 자연 방열에 의해 LED로부터 발생되는 열을 방열시키고 있다.

그러나, 자연 방열에 의한 LED 조명기구는 그 방열량에 한계가 있고, 방열되는 열량보다 LED에서 발생하는 열량이 더 높아 조명기구가 지속으로 가온되는 형태를 갖고 있으므로, 제품 설계시 고가의 난연, 불연 재질의 선택은 물론, 고온에서도 열변형이나 수축 등이 발생하지 않는 재료를 사용해야 하는 등 비경제적인 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 고안은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, LED 소자의 후면에 배치되는 본체와 전면에 배치되는 커버를 통한 양면 동시 방열이 가능한 새로운 형태의 방열방식을 구현함으로써, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하여 고열에 의한 LED 소자의 손상을 최소화시켜줄 수 있는 양면 방열형 LED 램프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서 제공하는 양면 방열형 LED 램프는 LED 소자 및 LED 기판를 가지는 LED 모듈과, 상기 LED 모듈의 후면에 배치되어 열을 방출하는 램프 본체와, 상기 LED 모듈의 전면에 배치되는 램프 커버 등을 포함하는 한편, 특히 램프 커버는 열전도성 재질(금속 또는 플라스틱)으로 형성되어, LED 소자로부터 발생되는 열을 전면의 커버측 및 후면의 본체측을 통해 동시에 방출할 수 있도록 된 것이 특징이다.

여기서, 상기 LED 기판의 전면과 상기 램프 커버의 후면 사이에는 열전도성 러버를 밀착 개재하여, LED 소자로부터 발생되는 열을 러버를 매개로 커버측으로 유도하여 방출시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 LED 기판의 후면에도 열전도성 러버를 부착하여, LED 소자로부터 발생되는 열이 열전도성 러버를 거쳐 본체측으로 전달되면서 방출될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프는 다음과 같은 장점을 제공한다.

첫째, LED 소자에서 발생한 열이 방열판 기능을 하는 후면의 본체와 열전도성 재질로 이루어진 전면의 커버를 통해 동시에 방출되므로, 신속한 열방출을 통해 LED 소자의 손상을 방지할 수 있는 등 LED 램프의 내구수명을 대폭 연장할 수 있다.

둘째, LED 소자에서 발생한 열을 전면 및 후면을 통해 동시에 방출함과 아울러, LED 소자의 기판 양면에 구비되는 열전도성 러버를 통해서도 방출이 가능함으로써, 열방출 효율을 한층 향상시킬 수 있다.

셋째, LED 소자로부터 발생되는 열을 전면과 후면에서 분담하여 방출할 수 있으므로, 후면의 본체 두께를 줄일 수 있는 등 LED 램프의 전체적인 크기를 축소할 수 있다.

넷째, 전후면의 양면을 통해 LED 소자로부터의 열을 효과적으로 방출시킬 수 있으므로, 조명용으로 사용되는 LED 램프의 인가전력을 높일 수 있고, 결국 안정적이고 경제성이 있는 LED 램프를 제작할 수 있다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프를 나타내는 분해 사시도
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프를 나타내는 결합 사시도
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프를 나타내는 정면도
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프를 나타내는 단면도
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프에서 열방출 경로를 나타내는 확대 단면도

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프를 나타내는 분해 사시도, 정면도 및 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 양면 발열형 LED 램프는 LED 소자(10)에서 발생되는 열을 램프의 전면과 후면으로 동시에 방출시키는 형태로 이루어져 있으며, 따라서 열의 신속하고 효과적인 방출로 인한 제품의 손상을 방지할 수 있는 등 LED 램프 제품의 내구수명을 크게 향상시킬 수 있다.

이를 위하여, 상기 양면 방열형 LED 램프는 방열기능을 수행하는 램프 본체(13), 발광기능을 수행하는 LED 모듈(12), 상기 LED 모듈(12)의 전면을 마감하는 역할의 램프 커버(14), 상기 LED 모듈(12)이 갖는 LED 소자(10)의 전면을 마감하면서 빛을 투과시키는 렌즈(16), 상기 LED 모듈(12)에 공급되는 전원을 제어하는 SMPS(미도시) 등을 포함한다.

여기서, 상기 LED 모듈(12)은 베이스에 해당하는 LED 기판(11)과, 이 LED 기판(11)상에 소정의 배치 형상으로 마련되는 다수의 LED 소자(10)를 포함한다.

그리고, 상기 램프 본체(13)는 LED 소자(10)로부터 발생되는 열을 후면쪽으로 방출하는 부분으로서, 금속재질로 되어 있고 공기와의 접촉면적 확보를 위해 다수의 방열핀(18)를 갖춘 형태로 이루어져 있다.

특히, 상기 램프 커버(14)는 커버 본연의 역할 이외에 열을 방출할 수 있는 기능을 갖는다.

즉, 상기 램프 커버(14)는 열전도성 부재, 예를 들면 열전도성 플라스틱 또는 금속 재질로 되어 있어서, LED 소자(10)로부터 발생되는 열을 전면쪽으로 방출할 수 있게 된다.

열전도성 재질로 이루어진 램프 커버(14)는 낮은 선 팽창계수와 우수한 열전도성을 가지고 있어 LED 소자(10)로부터 발생하는 열을 분산, 전달하는데 매우 효과적이다.

LED 램프의 LED 소자(10)로부터 발생하는 열은 실제 후면쪽보다는 전면쪽으로 더욱 많이 전달되므로, 위와 같이 LED 소자(10)의 전면쪽에 배치되는 램프 커버(14)를 활용하여 열을 방출시킴으로써, LED 램프의 전체적인 방열효율을 높일 수 있게 된다.

즉, LED 램프의 후면쪽에 있는 램프 본체(13)의 방열기능과 더불어 전면쪽에 있는 램프 커버(14)의 방열기능을 조합한 새로운 개념의 양면 방열구조를 적용함으로써, LED 램프의 열방출 효과를 크게 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기 램프 커버(14)의 경우, 빛의 유실을 방지하기 위하여 고반사용 도장이나, 도금, 증착 등을 할 수 있다.

상기 램프 커버(14)의 형태에 대한 일 예로서, 본 고안에서는 원형의 커버를 도시하였으나, 각형, 사다리형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

예를 들면, 어떠한 형상이든 상기 램프 커버(14)는 소정의 형상으로 배열되어 있는 각각의 LED 소자(10)가 위치되는 부위만 개방된 상태로 남겨놓고, 나머지 부위는 모두 막혀 있는 형태를 가질 수 있다.

이때, 각 LED 소자(10)의 위치에 상응하는 개방된 부위는 홀(17a)을 의미하며, 각각의 홀(17a)은 투명 또는 반투명 등의 소재로 이루어진 렌즈(16)로 마감된다.

그리고, 이러한 램프 커버(14)는 램프 본체(13)의 전면에 배치된 후, 3곳 정도의 스크류 체결을 통해 램프 본체(13)에 일체식으로 결합되는 구조로 설치된다.

특히, 본 고안에서는 LED 램프 전면으로의 방열기능을 높이기 위한 수단으로서, 기판 전면쪽에 위치되는 열전도성 러버(15a)를 제공한다.

상기 LED 기판(11), 열전도성 커버(15a) 및 램프 커버(14)가 밀착 적층되는 형태가 될 수 있다.

여기서, 미설명 부호 17b는 LED 소자(10)를 노출시키기 위한 홀을 나타낸다.

이에 따라, LED 소자(10)의 열이 LED 기판(11)을 통해 열전도성 커버(15a)로 전도되면서 곧바로 역시 열전도성 기능을 갖는 램프 커버(14)로 전달될 수 있게 되므로서, LED 램프 전면에 램프 커버(14)만 배치하는 것보다는 LED 램프 전면쪽으로의 방열효과를 좀더 높일 수 있게 된다.

또한, 본 고안에서는 LED 램프 후면으로의 열전도 성능을 높이기 위한 수단으로서, 기판 후면쪽에 위치되는 열전도성 러버(15b)를 제공한다.

이러한 열전도성 러버(15b)는 LED 기판(11)의 후면에 부착되는 형태로 설치되어, LED 소자(10)로부터 발생되어 후면쪽으로 전해지는 열을 좀더 효과적으로 램프 본체(13)측으로 전달하는 역할을 하게 된다.

즉, LED 소자(10) 및 LED 기판(11)의 열이 신속히 열전도성 러버(15b)로 유도된 후에 곧바로 램프 본체(13)측으로 전달되므로, 빠른 열방출 효과를 기대할 수 있게 된다.

그리고, 상기 열전도성 러버(15b)를 채용함에 따라 LED 모듈(12)을 제작하는 측면에서의 이점을 얻을 수 있다.

예를 들면, 기존 LED 모듈(12)의 경우, 후면쪽으로 열을 보내기 위한 구조로서, LED 기판(11)에 많은 수의 홀을 가공한 후, 각 홀의 내경과 기판의 후면에 구리재질의 코팅하여 열을 램프 본체(13)측으로 전달하는 구조를 채용하고 있으므로, 홀 가공, 구리 코팅 등 제작이 까다로운 면이 있다.

본 고안의 경우, LED 기판(11)의 후면에 열전도성 러버(15b)만 부착하면 되므로, 매우 간단하게 제작할 수 있는 등 제작성 측면에서 우수한 이점이 있다.

한편, 본 고안의 LED 램프를 구성하는 각 부품들은 다음과 같은 구조로 조립된다.

먼저, 램프 커버(14)에 있는 각 홀(17a)에 하나씩의 렌즈(16)를 끼워 부착한 다음, 그 위에 열전도성 러버(15a), 후면에 열전도성 러버(15b)가 부착된 LED 모듈(12)를 차례로 끼워 적층하여 하나의 어셈블리 형태로 만든다.

계속해서, 상기 어셈블리를 램프 본체(13)의 전면에 배치한 후, 램프 커버(14)와 램프 본체(13)를 스크류로 체결하면 LED 램프의 조립, 실질적으로는 SMPS를 제외한 LED 램프의 조립이 완료된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 본 고안의 양면 방열형 LED 램프에서 열이 방출되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 양면 방열형 LED 램프에서 열방출 경로를 나타내는 확대 단면도이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 외부로부터 전원이 공급되어 LED 소자(10)가 켜짐에 따라 LED 소자(10)에서는 열이 발생하게 되는데, 이때의 열은 LED 램프의 전면쪽과 후면쪽으로 동시에 전달된다.

즉, 도면의 화살표 방향과 같이 LED 램프의 전면쪽으로 전해지는 열은 열전도성 러버(15a)로 자연스럽게 유도되면서 열전도 특성이 있는 램프 커버(14)로 전달되어 외부로 방출되고, 이와 동시에 LED 후면쪽으로 전해지는 열은 열전도성 러버(15b)를 거쳐 방열기능을 수행하는 램프 본체(13)로 전달되어 외부로 방출된다.

이와 같이, LED 소자(10)에서 발생되는 열이 램프 커버(14)와 램프 본체(13)를 통해 전면쪽과 후면쪽으로 동시에 방출되므로, LED에서 방출되는 열을 효과적으로 관리할 수 있는 등 결국 제품의 온도를 낮추고, 조도의 향상, 수명의 연장에 기여할 수 있다.

10 : LED 소자 11 : LED 기판
12 : LED 모듈 13 : 램프 본체
14 : 램프 커버 15a,15b : 열전도성 러버
16 : 렌즈 17a,17b : 홀
18 : 방열핀

Claims

LED 램프에 있어서,
LED 소자(10) 및 LED 기판(11)를 가지는 LED 모듈(12)과, 상기 LED 모듈(12)의 후면에 배치되어 열을 방출하는 램프 본체(13)와, 상기 LED 모듈(12)의 전면에 배치되는 램프 커버(14)를 포함하며, 상기 램프 커버(14)는 열전도성이 우수한 플라스틱 또는 금속으로 형성되어, LED 소자로(10)부터 발생되는 열을 전면의 커버측 및 후면의 본체측을 통해 동시에 방출할 수 있도록 되어 있고,
상기 LED 기판(11)의 전면과 상기 램프 커버(14)의 후면 사이에는 열전도성 러버(15a)와 밀착 개재되어, LED 소자(10)로부터 발생되는 열을 러버를 매개로 커버측으로 유도하여 방출시킬 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 양면 방열형 LED 램프.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 LED 기판(11)의 후면에는 열전도성 러버(15b)가 부착되어, LED 소자(10)로부터 발생되는 열이 열전도성 러버(15b)를 거쳐 본체측으로 전달되면서 방출될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 양면 방열형 LED 램프.
청구항 1에 있어서, 상기 램프 커버(14)는, 다수의 LED 소자를 적용한 램프의 경우, 각 LED 소자(10)가 위치되는 부위만 렌즈(16)로 마감한 개방된 상태로 남겨놓고 나머지 부위는 모두 막혀 있는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 양면 방열형 LED 램프.