KR200472771Y1 - 발광 다이오드 램프 모듈 및 이를 이용한 가로등 조립체 - Google Patents

Abstract

본 고안은 조명을 반사시키는 반사갓을 포함하는 조명기구등에 사용되는 엘이디 램프 모듈로서, 하나 이상의 엘이디 어레이와 상기 엘이디 어레이를 통전시키는 기판을 포함하는 발광부와, 발광부의 후면에 결합되어 발광부를 덮고, 방열을 위한 관통공을 갖는 방열부와, 방열판을 반사갓에 결합시키기 위한 고정부재를 포함하여 기존의 가로등 헤드를 거의 그대로 이용하면서 메탈 램프, 메탈할라이드 램프, 나트륨 램프 등의 램프부를 교체함으로써 기존의 가로등 헤드에 탈부착이 용이하고 유지/보수가 용이하고, 교체가 간편한 효과를 갖는다.

Description

발광 다이오드 램프 모듈 및 이를 이용한 가로등 조립체{A LIGHT EMITTING DIODE LAMP MODULE AND A STREETLAMP ASSEMBLY USING THEREOF}

본 고안은 가로등, 보안등에 사용되는 발광 다이오드(LED; light emitting diode, 이하, "엘이디"라 함) 램프 모듈 및 이를 이용한 가로등 조립체에 관한 것으로, 수은램프, 메탈할라이드 램프, 나트륨 램프 등을 이용한 기존의 가로등, 보안등의 구조물을 거의 그대로 이용하면서 LED 램프로 용이하게 교체가능한 발광 다이오드 램프 모듈 및 가로등 조립체에 관한 것이다.

기존의 가로등, 보안등 등(이하, '가로등'이라 함)은 주로 메탈 램프, 메탈할라이드 램프, 나트륨 램프 등을 램프로 이용했다. 이러한 종래의 가로등 헤드는, 도 1(a) 및 도 1(b)를 참조하면, 상부 커버(10), 상부 커버(1) 하부에 설치되어 램프로부터 나온 광을 반사시키는 반사갓(20)과 반사판(25), 램프 소켓(30), 외부로부터의 먼지와 오염 등을 방지하기 위해 유리 등으로 구성된 글로브(40) 및 하부 커버(50)로 구성되고, 램프(60)가 램프 소켓(30)에 장착되면 외부 전원과 통전되어 램프가 점등된다.

그러나, 종래의 가로등에 사용되는 메탈 램프, 메탈할라이드 램프, 나트륨 램프 등은 조도가 낮고 전력 소모가 많으며, 수명이 짧아 자주 교체해야 하므로 이로 인한 관리 및 유지 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다. 또한, 기존의 가로등은 점등을 위한 안정기(발라스터)가 가로등 기둥의 아래 내부에 위치하고 있기 때문에, 홍수나 우천시 가로등 아래 부분에 위치한 안정기가 누전이 되어 감전 사고가 자주 발생하는 문제가 존재했다.

이러한 기존의 가로등에 존재하는 문제점을 해소하기 위해, 최근 엘이디를 가로등에 적용하려는 시도들이 다양하게 이루어지고 있다.

그 중 일예로서 엘이디를 적용하여 가로등 구조물을 완전히 새롭게 구성할 경우, 기존의 가로등은 모두 철거되어야 하므로, 이에 따른 철거 비용이 많이 소요되고, 환경파괴가 발생하는 단점이 있다.

또한, 기존의 가로등 지주는 그대로 이용하되 엘이디를 가로등 헤드부에 적용하여 엘이디 가로등를 적용(특허문헌 1 참조)하면, 엘이디는 반도체 소자로서 열에 취약하며 발열이 많기 때문에 방열 구조를 필요로 한다. 이로 인해, 방열 구조는 가로등의 헤드부에 많은 면적을 차지한다. 또한, 방열구조는 가로등 헤드를 15Kg가 될 정도로 하중을 증가시키므로, 과도한 헤드 무게로 인하여 가로등 헤드가 바람이나 태풍에 휘어지거나 절단되는 문제가 발생한다.

특히, 현재 국내에 설치된 가로등은 전국적으로 한가지 모델(세종로형)으로 통일되어 있으나, 가로등의 헤드부가 각 제조업체마다 다른 디자인으로 설계된다면 가로등 디자인에 통일성이 없게 되어 시공후 도시 미관을 헤치는 한계가 있다.

특허문헌 1: 한국등록실용신안 제20-0450077호(공고일: 2010년 8월 27일)

따라서, 본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 메탈 램프, 메탈할라이드 램프, 나트륨 램프 등의 램프를 엘이디 램프로 쉽게 교체할 수 있는 엘이디 램프 모듈을 제공하는 것을 제1 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 기존의 가로등 구조물을 이용하여 좁은 면적으로 효과적인 방열을 수행할 수 있는 엘이디 램프모듈을 제공하는 것을 제2 목적으로 한다.

그리고, 본 고안은 유지보수가 용이한 엘이디 램프 모듈을 제공하는 것을 제3 목적으로 한다.

본 고안의 다른 목적은, 특정한 장점들 및 신규한 특징들이 첨부된 도면들과 연관된 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 고안은 램프광을 반사시키는 반사갓을 포함하는 조명기구에 사용되는 엘이디 램프 모듈로서,하나 이상의 엘이디 어레이와 상기 엘이디 어레이를 통전시키는 기판을 포함하는 발광부; 상기 발광부의 후면에 결합되어 상기 발광부를 내측으로 수용하고, 상기 엘이디 어레이에서 발생된 열을 제거하는 방열부; 및 상기 방열부를 상기 반사갓에 결합시키기 위한 고정부재를 더 포함하여 구성된다.

그리고, 방열부 내부는 복수의 격자벽을 통해 복수의 구획으로 나뉘어지고, 상기 격자벽은 관통공을 갖는다.

또한, 방열부는 열전도성이 높은 금속으로 형성될 수 있다.

그리고, 본 고안의 엘이디 램프 모듈은 교류 전압을 엘이디 소자의 구동 전류로 변환하여 출력하는 AC 드라이버 회로부와, 외부 전원으로부터 교류 전압을 인가받아 상기 AC 드라이버 회로에 전달하고, 상기 AC 드라이버 회로로부터 출력된 상기 구동 전류를 상기 발광부에 공급하는 AC 단자부를 더 포함할 수 있다.

이 경우, AC 드라이버 회로부는 상기 방열부 내에 실장되고, AC 단자부는 상기 AC 드라이버 회로의 입력단 및 출력단과 외부 전원 사이에 연결된다.

또한, 방열부과 기판은 방열 실리콘에 의해 결합될 수 있다.

그리고, 고정부재는 상기 삽입홈부의 한쪽 선단에서 연장된 샤프트와, 상기 샤프트를 에워싸는 스프링과, 상기 스프링을 덮는 커버로 구성된 지지부재를 더 포함한다.

또한, 고정부재는 상기 반사갓과 상기 방열부를 비스로 결합하기 위한 비스홀을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 고정부재는 전원이 입력되는 쪽의 방열부의 일끝단에 2개가 배치되고, 방열부의 반대쪽 끝단에는 1개가 배치된다.

한편, 본 고안은 가로등 조립체로서, 상기 엘이디 램프 모듈과 반사갓과 엘이디 램프 모듈 및 반사갓을 내측으로 수용하여 보호하는 커버를 포함하여 구성된다.

본 고안에 따르면 기존의 가로등 헤드의 구조물을 그대로 이용하면서, 램프만을 LED 램프로 쉽게 교체할 수 있기 때문에 교체 및 유지/보수가 용이하고, 교체비용을 최소화할 수 있다.

또한, 본 고안은 작은 중량과 부피를 가진 간단한 방열 구조로 효과적인 방열 효과를 얻을 수 있으며, 가로등 헤드의 부피나 무게를 크게 변경하고 그대로 않을 수 있다.

도 1(a)는 메탈 램프가 적용된 기존의 가로등 헤드의 사시도이고, 도 1(b)는 기존의 가로등 헤드를 도시한 평면도
도 2는 본 고안의 일실시예에 의한 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 엘이디 램프모듈이 탑재된 가로등 헤드의 평면도
도 3는 본 고안의 일실시예에 의한 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 엘이디 램프모듈의 분해 사시도
도 4은 본 고안의 일실시예에 의한 방열부와 결합된 고정부재의 사시도
도 5(a)와 도 5(b)는 본 고안의 일실시예에 의한 고정부재의 사시도
도 6은 본 고안의 다른 일실시예에 방열부와 결합된 고정부재의 사시도
도 7은 본 고안의 다른 일실시예에 의한 방열판과 전원부의 평면도

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 제1 실시예에 의한 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 엘이디 램프모듈이 탑재된 가로등 헤드를 개략적으로 도시한다.

도 2를 참조하면, 본 고안의 가로등 헤드는 기존의 가로등의 반사판에 고정부재(300,320,340)로 결합되는 엘이디 램프 모듈(100)과 외부에서 공급되는 AC전원을 엘이디 구동전류로 변환하여 공급하는 AC 드라이버 구동부(200), 상부커버(10), 반사갓(20) 및 하부커버(50)로 구성된다. 이 중 상부커버(10), 반사갓(20), 하부 커버(50)는 기존의 가로등 헤드에 존재하는 구성요소로서, 반사갓(20)은 엘디이 램프 모듈(100)을 반사판에 고정시킬 수 있도록 전단과 후단이 절단되어 있다. 반사갓(20)의 절단된 전단에는 고정부재(300)에 의해 엘이디 램프 모듈(100)이 반사판에 고정되고, 반사갓(20)의 절단된 후단에는 고정부재(320,240)에 의해 엘이디 램프모듈(100)이 반사판에 고정된다. AC 드라이버 구동부(200)는 외부에서 공급되는 교류 전력을 엘이디 램프의 구동에 적합한 전류로 변환하여 엘이디 램프 모듈에 공급하기 위한 구성요소로, 이는 엘이디 램프 모듈과 분리되어 가로등 헤드의 상부커버 내부에 부착되거나, 또는 엘이디 램프 모듈의 내부에 위치할 수 있다.

본 고안의 엘이디 램프 모듈에 관한 상세구성은 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 고안의 일실시예에 의한 발광 다이오드를 광원으로 이용하는 엘이디 램프모듈의 분해 사시도를 도시하고, 도 4는 본 고안의 일실시예에 의한 방열부와 결합된 고정부재의 사시도를 개략적으로 도시한다.

도 3을 참조하면, 본 고안의 엘이디 램프 모듈은 복수의 엘이디 어레이로 빛을 발광하는 발광부(100)와, 엘이디로 인해 발생된 다량의 열을 제거하기 위한 방열부(150)와, 엘이디 램프 모듈을 반사갓에 결합하기 위한 고정부재(300, 320, 340)를 포함한다.

발광부(100)는 복수의 엘이디 어레이와, 엘이디 어레이를 통전시키는 기판으로 구성되며, 예를 들면 PCB와 같은 기판에 복수의 엘이디를 식재하여 만든다.

방열부(150)는 발광부(100)에서 빛이 발광되지 않는 부분, 즉 기판 후면에 방열실리콘과 비스로 결합되고, 발광부(100)에서 나오는 열을 외부로 전달하기 위한 방열 구조를 갖는다. 이러한 방열 구조의 일예로서, 방열부 내부는 격자벽에 의해 복수의 구획으로 나누어지고, 각각의 격자벽은 복수의 관통공을 갖는다. 이러한 관통공을 통해 방열부 내 복수의 구획의 공기들이 대류함으로써 엘이디에서 발생된 열을 효과적으로 제거할 수 있다. 비록 도면에는 관통공의 내부에 위치한 격자벽에 관통공을 갖는 구성을 도시하고 있으나, 관통공을 방열부(150)의 외벽에 형성해도 무방하다. 이 경우, 방열부 내부에서뿐만 아니라 외부를 통해서도 공기가 순환함으로써 보다 효과적으로 엘이디의 열을 배출할 수 있다.

이러한 방열부를 구성하는 재료로서, 열전도도가 높은 금속, 예를 들면 알루미늄이 이용될 수 있다. 이에 따라, 방열부는 관통공을 통한 공기의 대류와 함께 알루미늄을 통한 전도 현상을 이용하여 발광부에서 발생된 열을 방출함으로써, 간단한 구조로 효율적인 방열 효과를 얻을 수 있다.

또한, 방열부(150)는 엘이디 램프 모듈을 반사판에 장착하기 위한 결합부재를 장착하기 위한 관통공을 갖는다. 도 4를 참조하면, 총 3개의 고정부재(300, 320, 340)가 방열부(150)와 반사갓(반사판)을 결합시키기 위해 사용된다. 상기 고정부재의 갯수는 예시적인 경우로서, 경우에 따라 더 많거나 적게 사용될 수 있다.

긴 고정부재(300)는 전원공급부(200)의 반대측에 위치한 방열부의 관통공을 통해 방열부에 끼워맞춤되고, 짧은 고정부재(320, 340)는 전원공급부(200)측에 위치한 방열부의 관통공을 통해 방열부에 끼워맞춤된다. 고정부재(300, 320, 340)의 일단은 ㄷ자형 구조를 가지며, ㄷ자형 구조의 홈을 통해 반사판과 방열부가 끼워맞춤되고, 고정부재에 위치한 비스홀을 통해 반사판과 방열부가 더욱 견고하게 고정될 수 있다.

도 5(a)는 긴 고정부재를, 도 5(b)는 짧은 고정 부재를 도시하고 있다. 도(a) 및 도 5(b)를 참조하여 고정부재의 구성에 대해서 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

긴 고정부재(300)는 방열판과 반사판을 수용하여 끼워맞춤하기 위한 ㄷ자형으로 구성된 메인부(300)와, 메인부(300)의 일단에 위치한 2개의 고정부로 구성된다.

고정부는 메인부(300)의 일단(301)에서 연장된 샤프트(303)와, 샤프트(303)를 감싸는 스프링(304)과, 상기 샤프트(303) 및 상기 스프링(304)을 내측으로 수납하고 샤프트(303)의 길이방향으로 이동하는 직육면체 형태의 다리부(305)를 포함하여 구성된다.

고정부는 다리부가 없는 상태에서 샤프트와 스프링이 방열부의 관통공을 통해 삽입되고, 다리부를 샤프트에 끼움으로써, 방열판과 반사판이 결합되게 된다. 스프링을 이용한 고정부에 의해, 엘이디 램프 모듈은 기존 가로등 헤드의 반사갓과 밀착도 및 길이를 유동적으로 조절할 수 있고, 스프링의 탄성에 의해 탈부착이 보다 용이하다.

또한, 상기 메인부(300)의 일단(301)에는 엘이디 램프모듈를 기존의 가로등 헤드의 반사판에 비스로 고정하기 위한 비스홀이 형성되어 있다. 이와 같이, 방열부(150)와 반사판이 끼워맞춰진 상태에서 비스로 결합함으로써, 방열판이 반사판에 더욱 견고하게 결합될 수 있다.

한편, 도 5(b)에 도시된 짧은 고정부재는 ㄷ자형으로 구성된 메인부(320)와, 메인부(320)의 일단에 연결된 1개의 고정부로 구성된다. 짧은 고정부재는 1개의 고정부만을 갖는 점에서 긴 고정부재와 상이할 뿐, 메인부와 고정부의 기본적인 구성은 긴 고정부재와 동일하므로, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.

도 6은 AC 드라이버 구동부가 엘이디 램프 모듈과 일체로 형성된 본 고안의 다른 일실시예에 의한 방열부와 고정부재를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 고안의 다른 일실시예에 의한 방열부와 전원부를 도시한 평면도를 개략적으로 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 엘이디 램프 모듈의 방열부(150)는 AC 드라이버 회로(400)가 엘이디 램프 모듈과 일체로 형성되도록 내부에 AC드라이버 회로부(400)를 수용하기 위한 영역을 갖는다. AC 드라이버 회로부(400)는 방열부(150)의 격자 구역 내에 배치되고, AC단자부(500)를 통해 입력된 AC 전원을 수신하는 입력단자와, LED 램프 구동에 적합한 크기의 직류 전원으로 변환하기 위한 변환부와, 직류 전원을 AC 단자부(500)로 전달하기 위한 출력단자를 갖는다.

AC 단자부(500)는 기존의 가로등에 공급된 외부 전원, 즉 가로등의 지주를 통해 전달된 교류 전원을 AC 드라이버 회로부(400)의 입력단자로 공급하고, AC 드라이버 회로부(400)의 출력단자에서 공급된 출력 전류를 발광부(100)에 제공하는 것으로 엘이디 램프 모듈의 일측에 장착된다.

상기와 같이 AC 드라이버 회로부(400)와 AC 단자부(500)를 구비한 AC 드라이버 회로 일체형 엘이디 램프 모듈의 경우에는, 엘이디를 위한 전원공급부를 별도로 구성할 필요가 없다. 따라서, 전문적 지식이 없는 일반인이라도 기존의 가로등 헤드에 본 고안의 엘이디 램프 모듈을 부착하는 것만으로도 간단하고 쉽게 엘이디 램프 모듈로 교체할 수 있다.

한편, 상기에서 구체적인 실시예에 의해 본 고안을 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이나 수정이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 고안의 기술적 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구의 범위뿐만 아니라, 이 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 상면 커버 20: 반사갓
25: 반사판 30: 램프 소켓
40: 글로브 50: 하면 커버
100: 발광부 150: 방열부
200: AC 드라이버 구동부 300, 320, 340: 고정부
400: AC 드라이버 회로 500: AC 단자부

Claims (10)

1. 램프광을 반사시키는 반사갓을 포함하는 조명기구에 사용되는 엘이디 램프 모듈로서,
   하나 이상의 엘이디 어레이와 상기 엘이디 어레이를 통전시키는 기판을 포함하는 발광부;
   상기 발광부의 후면에 결합되어 상기 발광부를 내측으로 수용하고, 상기 엘이디 어레이에서 발생된 열을 제거하는 방열부; 및
   상기 방열부를 상기 반사갓에 결합시키기 위한 고정부재를 더 포함하고 있으며,
   상기 고정부재는 상기 반사갓에 걸어 맞춤되는 삽입홈부를 가지는 메인부, 상기 메인부의 한쪽 선단에서 연장되는 샤프트, 상기 샤프트를 감싸는 스프링, 상기 샤프트 및 상기 스프링을 수납하고 상기 방열부에 고정 지지되는 다리부를 포함하고 있으며, 상기 스프링의 탄성력으로 상기 엘이디 램프 모듈을 상기 반사갓에 탄성적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 엘이디 램프 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열부 내부는 복수의 격자벽을 통해 복수의 구획으로 나뉘어지고, 상기 격자벽은 관통공을 갖는 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열부는 열전도성이 높은 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,
   교류 전압을 엘이디 소자의 구동 전류로 변환하여 출력하는 AC 드라이버 회로부와,
   외부 전원으로부터 교류 전압을 인가받아 상기 AC 드라이버 회로에 전달하고, 상기 AC 드라이버 회로로부터 출력된 상기 구동 전류를 상기 발광부에 공급하는 AC 단자부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 AC 드라이버 회로부는 상기 방열부 내에 실장되고,
   상기 AC 단자부는 상기 AC 드라이버 회로의 입력단 및 출력단과 외부 전원 사이에 연결된 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 방열부과 상기 기판은 방열 실리콘에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정부재는 상기 반사갓과 상기 방열부를 비스로 결합하기 위한 비스홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 고정부재는 전원이 입력되는 쪽의 방열부의 일끝단에 2개가 배치되고, 방열부의 반대쪽 끝단에는 1개가 배치되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 램프 모듈.
10. 제 1 항 내지 제 6 항 및 제8항 내지 제9항 중 어느 한 항의 엘이디 램프 모듈과,
    반사갓과,
    상기 엘이디 램프 모듈 및 상기 반사갓을 내측으로 수용하여 보호하는 커버를 포함하는, 가로등 조립체.

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