KR20100025630A - 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조에 관한 것으로서, 특히 가로등 및 보안등과 같은 조명등에서 엘이디를 발광소자로 사용하는 엘이디 어셈블리를 베이스 내에 설치하고, 베이스의 상면 외부에는 엘이디가 발광할 때 베이스의 배면으로 발생하는 높을 열을 방열하기 위하여 방열수단을 외부로 노출된 상태로 부착하여 가로등의 지주에 직접 설치함으로써 방열효과를 극대화할 수 있는 것을 특징으로 한다.
가로등, 방열수단, 엘이디 어셈블리, 금속코어기판(MCPCB)

Description

엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조{Structure of the efficiency lamp dragon illumination back that LED is high}
본 발명은 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조에 관한 것으로서, 특히 가로등 및 보안등과 같은 조명등에서 엘이디를 발광소자로 사용할 때 엘이디와 금속 코어기판과 방열판 및 금속 코어기판 열전도 너트가 순차적으로 결합된 엘이디 어셈블리를 베이스 내에 설치하고, 베이스의 상부 표면에는 발열수단을 외부로 노출되게 설치하여 엘이디가 발광할 때 베이스의 배면으로 발생하는 높을 열을 신속하게 방열하고 냉각하는 것은 물론 가로등의 지주에 방열수단을 직접 설치함으로써 방열효과를 극대화할 수 있는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조에 관한 것이다.
일반적으로 가로등과 같은 조명등의 광원으로는 백열등, 고압수은등, 형광등, 나트륨등과 같은 다양한 종류가 사용되나 밝기에 비하여 에너지 소비가 크고 수명이 짧은 문제점이 있다.
따라서 최근에는 다양한 조명등의 광원 중 에너지 소비효율이 우수하고, 수명이 오래가는 발광다이오드를 많이 사용하고 있는 추세이다.
상기 발광다이오드는 LED(Light Emitting Diode)로 칭하며, 이는 화합물 반 도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시켜 신호를 보내고 받는 데 사용되는 발광소자이다.
따라서 엘이디를 기계장치의 표시용 소자, 자동차의 외장에 들어가는 조명이나 내부의 기기, 전광판 등에 널리 사용되었으나, 최근에는 조명등의 광원으로 많이 사용하고 있는 추세이다.
상기 엘이디를 조명등의 광원으로 사용하기 위해서는 통상적으로 금속 코어기판 위에 상면으로부터 인입되어 이루어진 엘이디 칩 장착부와, 상기 엘이디 칩 장착부 주위에 경사지게 형성된 반사막과, 상기 발광다이오드 칩 장착부에 장착되는 엘이디 칩과, 상기 엘이디 칩과 반사막의 상부에는 방출되는 광원을 조사하도록 렌즈로 구성된다.
따라서 상기 엘이디 발광소자를 소정의 형상을 갖는 베이스 내에 빛의 밝기에 따라 한 개 이상을 배열하여 부착하고, 상기 베이스의 표면을 감싸서 가로등의 지주와 체결할 수 있도록 하우징 내에 체결하여 가로등을 형성한 구조를 갖는다.
또한, 엘이디 발광소자에서 발생하는 높은 열을 방출하기 위하여 베이스 둘레에는 히트싱크가 형성되어 내부의 열을 외부로 방출한다.
그러나 상기와 같이 엘이디 발광소자를 광원으로 사용하는 가로등과 같은 조명등은 엘이디 발광소자에서 높은 출력의 광을 얻기 위하여 전류의 크기를 높일 경우에는 엘이디 내에서 높은 열이 발생하는데, 이때 엘이디 발광 소자 내부가 열에 의하여 온도가 상승할 경우 저항이 매우 높아져 광 효율이 저하되는 문제가 있기 때문에 온도상승을 방지하기 위하여 엘이디 발광소자가 설치된 베이스의 둘레에는 히트싱크가 설치되어 내부 온도를 외부로 방열하나, 베이스 내에 설치된 엘이디 발광소자는 주로 안쪽에 위치한 상면에 부착되어 엘이디의 배면에서 높은 열이 발생하므로 베이스 둘레에 형성된 히트싱크는 엘이디 발광소자의 전면에서 발생하는 열을 방열할 수 있도록 위치하여 방열효율이 떨어진다.
그 이유는 엘이디 발광소자에 발생하는 열은 엘이디의 전면보다는 배면에서 더 높은 열이 발생하기 때문에 이를 바로 방열해야하나 그러지 못하고 엘이디의 배면에서 발생한 열이 베이스의 전면으로 순환되어 팽창된 열을 베이스의 히트싱크를 통해 방열하기 때문에 방열효율이 떨어진다.
또한, 종래의 가로등은 엘이디 발광소자가 결합된 베이스를 소정의 형상을 갖는 하우징 내부에 밀폐된 상태로 설치하기 때문에 베이스 둘레에 형성된 히트싱크에 의해 엘이디 발광소자에서 발생한 열을 방열하여도 하우징 내부가 밀폐된 상태여서 더 이상 외부로 방출이 안 되고, 설령 하우징 일측에 통풍구가 형성되어도 원활하게 외부와 통풍되지않아 방열효과가 떨어져 열이 쉽게 외부로 전달되지 않은 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 엘이디 발광소자에서 엘이디의 배면으로 발생하는 높은 열을 외부로 바로 배출할 수 있도록 엘이디 발광소자가 설치된 금속 코어기판이 밀착된 중심을 기점으로 열을 전도하여 베이스의 외부 배 면에서 다수의 방열판과 코어가 순차적으로 반복되게 적층된 방열수단을 부착하여 엘이디의 배면에서 발생하는 열을 직접 전도하여 방열할 수 있는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조를 제공한다.
또한, 본 발명은 베이스의 배면에 방열수단이 노출된 상태로 밀착 설치되기 때문에 방열판의 방열효과를 극대화할 수 있는 구조이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 조명등은 엘이디 발광소자가 설치된 베이스의 배면에 방열수단이 외부로 노출되도록 부착한 후, 방열수단을 가로등을 구성하는 지주에 직접설치함으로써 엘이디가 발광할 때 엘이디의 배면에서 발생하는 높은 열을 금속 코어기판 열전도 너트를 통해 베이스의 배면에 설치된 방열수단으로 직접 신속하게 전도함으로써 방열효과를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 방열수단이 외부에 노출된 상태로 설치되기 때문에 엘이디에서 발생하는 높은 열을 신속하게 방열하는 것은 물론 방열수단이 빠른 속도로 냉각되어 방열효과를 극대화할 수 있으므로 엘이디 발광소자에 부가되는 저항을 소멸하여 발광소자의 빛을 극대화하여 조도를 높이는데 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 금속코어기판에서 발생하는 열을 열전도 너트로 직접 전도하기 위하여 방열판 배면에 부착되는 드라이버PCB에 구멍을 천공하여 열전도 너트가 삽입되어 금속코어기판의 중심부에 맞닿아 열이 전도되도록 하는 것이다.
또한 본 발명은 다수의 방열판으로 열을 전도하기 위한 코어의 형상을 각각의 낱개가 아닌 일정한 형태를 갖춘 일체형으로 형성하여 결합 및 체결을 간단 편 리하게 제공할 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 방열수단은 다수의 방열판이 외부에 직접 노출된 상태로 지주에 설치되기 때문에 방열판의 형상을 나비, 새, 낙엽무늬, 꽃 모양 등 다양한 형태로 제작하여 미려함을 연출할 수 있다.
또한, 본 발명 조명등은 종래와 같이 베이스와 발열수단을 밀폐하기 위해 하우징을 설치하지 않기 때문에 제작비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면에 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a, b은 본 발명 조명등용 방열수단을 도시해 보인 결합 사시도이고, 도 2는 본 발명 조명등용 방열수단을 도시해 보인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명 조명등용 방열수단을 도시해 보인 결합 단면도이다.
본 발명 조명등용 방열구조는 베이스(2)를 중심으로 엘이디(13)를 발광소자로 사용하는 엘이디 어셈블리가 설치되고, 베이스(2)의 상부 표면에는 엘이디(13)가 발광할 때 엘이디 어셈블리의 배면으로 발생하는 높은 열을 방열하기 위하여 베이스(2)의 표면에는 외부로 노출되게 설치된 방열수단에 의해 빠른 속도로 방열할 수 있는 구조이다.
상기 베이스(2)는 원통형상으로 하부는 개방되고, 밀폐된 상부의 상면에는 다수의 볼트홀(10)이 일정간격으로 배열되며, 둘레에는 내부의 열을 외부로 방열할 수 있도록 히트싱크(11)가 형성된다.
또한 상기의 베이스(2)는 히트싱크(11)가 없는 무모양의 형상으로도 성형이 가능하여 길거나 짧게도 가능하며, 빛을 반사하는 반사각의 형태로도 성형이 가능하다.
또한, 베이스(2)의 상면 내부에 통공되도록 형성된 볼트홀(10)과 일치하도록 각각 설치된 엘이디 어셈블리는 금속 코어기판(12)의 중심부에서 직접적으로 고열을 전도하도록 방열판(3)의 배면에서 드라이버PCB(20)에 천공된 구멍(21)을 통하여 열전도 너트(6)와 베이스(2)가 순차적으로 결합된 구조이다.
상기 드라이버PCB(20)는 금속코어기판(12)에서 발생하는 발열로부터 보호를 받도록 방열판(3) 배면에 위치하도록 설계되나, 금속코어기판(12)의 직접적 발열을 효과적으로 전도시켜 방열하고자 그 중심부에 위치하는 부분에 구멍(21)을 천공하여 열전도 너트(6)가 삽입되도록 구성한 것이다.
상기 열전도 너트(6)는 베이스(2) 내부로 통공 된 볼트홀(10)에 일치하여 고정볼트(8)에 고정하도록 중앙에는 볼트홀(10)이 형성되어 조임 체결되고, 그 주변에는 일정간격으로 피스홀(7)이 형성된다.
또한, 상기 열전도 너트(6)의 전면에는 도 5에서 도시한 바와 같이 다수의 엘이디(13) 칩이 배열되고, 금속 코어기판(12)에 형성된 피스홀(7)과 동일하게 피스홀(7)이 형성되어 금속 코어기판(12)을 방열판(3)에 밀착한 후, 피스홀(7)에 피스를 삽입하여 순차적으로 관통하여 열전도 너트(6)에 긴밀하게 결합하여 고정하는 것이다.
그러면 금속 코어기판(12)의 전면에 부착된 엘이디(13)가 발광할 때 엘이디(13)에서 발생하는 열은 금속 코어기판(12)을 통하여 방열판(3)과 열전도 너 트(6)에 전도되어 1차적으로 외부로 방열하는 것이고, 이후 순차적으로 결합 되는 코어(4,4')와 방열판(3a,3b,3c)에 의하여 제2의 제3의 순서의 효율적으로 방열 되는 효과를 갖는다.
또한, 베이스(2)의 상면 외부에 밀착되는 방열수단은 베이스(2)에 형성된 볼트홀(10)과 일치하게 볼트홀(10)이 형성되어 고정볼트(8)를 조임 체결하여 고정하면 엘이디(13)가 발광할 때 엘이디(13)의 배면에서 발생하는 높은 열을 금속 코어기판(12)과 열전도 너트(6)를 통해 전도하여 방열하도록 베이스(2)의 외부로 노출되게 설치하는 데 그 구조는 다수의 방열판(3a,3b,3c)과 코어(4, 4'), 고정판(5)으로 이루어진다.
따라서 상기 방열판(3a,3b,3c)은 베이스(2)의 상면에 제 1, 2, 3 방열판(3a, b, c)이 위치하고, 상기 제 1, 2, 3 방열판(3a, b, c)에는 베이스(2)의 상면에는 형성된 볼트홀(10)과 동일하게 볼트홀(10)이 형성된 구조로서 고정볼트(8)에 적층되어 체결된 상태에서 제 1, 2, 3 방열판(3a, b, c) 사이에 고정볼트(8)와 체결되는 코어(4, 4')가 볼트홀(10)과 일치하도록 위치하여 방열판(3a, b, c) 사이에 간격을 형성함으로써 냉각이 용이하도록 한다.
또한 상기 방열판(3a)의 상면으로는 전원공급장치(19)가 부착될 수 있으며, 상기 전원공급장치919)의 크기에 따라 간섭을 피하기 위하여 방열판(3b)에는 부분 절개를 할 수도 있는 것이다.
한편, 상기 방열판(3a, b, c)의 모양은 동물 또는 식물 모양 등 다양한 형태와 모양으로 제작이 가능하여 미려함을 연출할 수가 있다.
또한, 상기 코어(4)의 실시예는 제 1 방열판(3a)의 상면에 일측 끝단이 용접에 의해 접합하고, 타측 끝단은 제 2방열판(3b)의 하부면에 용접되지않고 분리되며, 제 2방열판(3b)의 상면에는 제 1 방열판(3a)과 동일하게 코어(4')가 용접에 의해 접합되어 분리 및 결합이 용이하도록 한다.
또한, 상기 코어(4)의 다른 실시예는 상기 방열판(3a, b, c) 사이에 위치하는 코어(4)의 일측이 방열판에 용접에 의해 양단이 접합 되지 않도록 하여 고정볼트(8)와 방열판(3a, b, c)에서 분리 결합이 용이하도록 함은 물론 도 4a, b에서 도시 한 바와 같이 코어(4, 4') 둘레에는 방열효과를 높이기 위해 가로방향 및 세로방향의 방열무늬(9)가 형성된다.
또한, 상기 방열판(3a, b, c)에 고정된 코어(4, 4')의 접합부에는 용접과정에서 기밀성이 떨어져 틈이 발생하면 전도율이 떨어지기 때문에 이를 메우기 위해 써밋구리스 가루를 도포하여 코팅함으로써 열전도율을 향상시킨다.
또한, 순차적으로 적층된 방열판(3a, b, c)중 상부에 위치하는 방열판(3c)의 상면에는 방열판(3c)과 동일하게 볼트홀(10)이 형성된 고정판(5)이 밀착되고, 상기 고정판(5)에 형성된 볼트홀(10)에는 고정볼트(8)가 삽입되어 순차적으로 제 1, 2, 3 방열판(3a, b, c)과 베이스(2), 금속코어기판 열전도 고정너트(6)와 조임 결합하고, 타측 방향으로 돌출된 고정볼트의 끝단에는 고정고정너트와 고정캡이 조임 체결되어 전도된 열을 빠른 속도로 방열한다.
도 6은 본 발명 조명등용 방열수단에서 다른 실시 예의 코어를 도시해 보인 사시도 및 단면도면으로 코어(4, 4') 둘레에는 방열효과를 높이기 위해 방열무늬(9)가 형성되고 상부 중앙에는 결합볼트(17)와 하부 중앙에는 결합볼트(17)와 대응하게 내측으로 결합너트(18)가 형성된 구조를 갖는다.
따라서 방열판(3a, b, c)과 베이스(2)를 고정할 때 상기와 서술한 바와 같이 고정볼트(8)를 사용하지않고 상ㆍ하부에 결합볼트(17)와 결합너트(18)가 형성된 코어(4)를 적층된 제 1, 2, 3 방열판(3a, b, c) 사이에 각각 위치한 상태에서 코어(4)에 형성된 결합볼트(17)를 볼트홀(10)에 끼워서 제 2 방열판(3b)의 상면에 위치한 코어(4')의 하부에 형성된 결합너트(18)에 삽입하여 코어(4)를 조임 결합하는 방식으로 베이스(2)와 방열판(3a, b, c)을 견고하게 결합할 수 있다.
또한, 본 발명은 방열판(3a, b, c) 사이에 각각 위치하는 다수의 코어(4)를 도 8에서 도시한 바와 같이 하나의 코어 단위체(16)로 형성한 후 고정볼트(8)를 삽입하여 방열판(3a, b, c)과 조임 결합할 수 있다.
상기 코어 단위체(16)는 방열판(3a, b, c)에 형성된 볼트홀(10)과 일치하도록 볼트홀(10)을 형성한 상태에서 사각형상뿐만 아니라 방열판(3a, b, c)의 형상에 따라 클로버, 삼각형, 타원형 등으로 자유롭게 성형하여 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 엘이디(13)를 발광소자로 하는 조명등(1)에 사용하는 것으로서, 가로등 및 보안등에 한정하여 설명하면 베이스(2) 내부에는 엘이디(13) 칩이 배열된 금속 코어기판(12)이 방열판(3)과 열전도 고정너트(6)에 밀착되고, 베이스(2)의 상면 외부에는 다수의 방열판(3a, b, c)과 코어(4, 4')가 순차적으로 반복되게 적층된 상태에서 볼트홀(10)로 각각 삽입된 고정볼트(8)의 일측 끝단은 금속코어기판 의 중심부에서 열전도 고정너트(6)에 조임 체결되고, 타측의 끝단은 고정판(5)과 고정너트(14), 캡(15)이 순차적으로 체결된 상태에서 가로등을 지지하는 지주의 상부에 방열판(3a, b, c)이 외부로 노출된 상태로 상부가 체결 설치된다.
따라서, 엘이디(13)가 발광하면 엘이디(13)의 전면으로 발생하는 열은 베이스(2)의 히트싱크(11)에 의해 외부로 방열되고, 엘이디(13)의 배면에서 발생하는 열은 금속 코어기판(12)과 방열판(3)을 통해 열전도 고정너트(6)로 전도되어 베이스(2)의 상면과 고정볼트(8)를 연통되어 열이 급속도록 전도되고, 그러면 제 1방열판(3a)과 코어(4)와 제 2방열판(3b)과 코어(4')와 제 3방열판(3c)이 순차적으로 전도되어 방열함과 동시에 방열판(3a, b, c)은 외부에 노출되게 설치되어 있어 뜨거워진 방열판(3a, b, c)을 빠르게 냉각하여 방열효과를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명은 방열판(3a, b, c)의 모양을 나비, 새, 낙엽, 꽃 모양 등 다양하게 제작이 가능하여 종래의 획일적인 가로등과 달리 획기적인 가로등을 연출할 수가 있다.
도 1a, b는 본 발명 조명등용 방열수단을 도시해 보인 결합 사시도.
도 2는 본 발명 조명등용 방열수단을 도시해 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명 조명등용 방열수단을 도시해 보인 결합 단면도.
도 4a, b는 본 발명 조명등용 방열수단에서 코어를 도시해 보인 사시도.
도 5는 본 발명 조명등용 방열수단에서 엘이디 발광소자를 도시해 보인 평면도.
도 6은 본 발명 조명등용 방열수단에서 다른 실시 예의 코어를 도시해 보인 사시도.
도 7은 본 발명 조명등용 방열수단에서 다른 실시 예의 코어를 도시해 보인 단면도.
도 8은 본 발명 조명등용 방열수단에서 다른 실시 예의 코어를 도시해 보인 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 조명등 2: 베이스
3(a,b,c): 방열판 4, 4': 코어
5: 고정판 6: 열전도 너트
7: 피스홀 8: 고정볼트
9: 방열무늬 10: 볼트홀
11: 히트싱크 12: 금속 코어기판
13: 엘이디 14: 고정너트
15: 캡 16: 코어 단위체
17: 결합볼트 18: 결합너트
19: 전원공급장치 20: 드라이버 PCB
21: 구멍 23: 투명커버

Claims (9)

  1. 엘이디(13)를 발광소자로 사용하는 엘이디 어셈블리가 설치된 베이스(2);
    상기 베이스(2)의 상면에 볼트홀(10)이 형성되어 방열판(3a,3b,3c)과 코어(4,4')를 순차적으로 결합하여 외부에 노출되게 밀착 설치된 방열수단과;
    상기 방열수단과 베이스(2)의 볼트홀(10)에 고정볼트(8)를 조임 체결하면 엘이디(13)가 발광할 때 엘이디(13)의 배면에서 발생하는 열을 베이스(2)의 외부로 직접 전도시켜 방열하는 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 엘이디 어셈블리는 베이스(2) 내부로 통공된 볼트홀(10)에 일치하여 금속 코어기판(12)의 중심부에서 직접적으로 고열을 전도하도록 방열판(3)의 배면에서 드라이버PCB(20)에 천공된 구멍(21)을 통하여 열전도 너트(6)와 베이스(2)가 순차적으로 결합 체결한 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  3. 제 2항에 있어서, 드라이버PCB(20)는 금속코어기판(12)에서 발생하는 발열로부터 보호를 받도록 방열판(3) 배면에 위치하도록 구성하고, 상기 금속코어기판(12)의 직접적 발열을 효과적으로 전도시켜 방열시키는 목적으로 드라이버PCB(20)에 금속코어기판(12)의 중심부에 위치하는 부분에 구멍(21)을 천공하여 열전도 너트(6)가 삽입되도록 구성한 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명 등의 구조.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 방열수단은 베이스(2)의 상면에 위치하여 고정볼트(8)에 체결되어 고정하도록 베이스(2)에 형성된 볼트홀(10)과 일치하게 볼트홀(10)이 형성되어 적층 되는 다수의 방열판(3a,3b,3c)과;
    상기 방열판(3a,3b,3c) 사이에는 고정볼트(8)에 조임 체결되도록 볼트홀(10)에 각각 위치하는 다수의 코어(4, 4')와;
    상기 방열판(3c)의 상면에는 동일하게 볼트홀(10)이 형성되어 고정볼트(8)에 체결되는 고정판(5)과;
    상기 고정판(5)으로 돌출된 고정볼트(8)의 끝단에는 고정너트(14)와 캡(15)이 체결된 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 방열판(3a, b)에 고정된 코어(4, 4')의 접합부에는 써밋구리스 가루가 도포된 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 코어(4, 4') 둘레에는 방열효과를 높이기 위해 가로또는 세로방향으로 방열무늬(9)가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  7. 제1항에 있어서, 방열판 사이에 위치하는 코어(4,4')의 형상을 원 또는 사각형상뿐만 아니라 방열판(3a, b, c)의 형상에 따라 클로버, 삼각형, 타원형 등의 하나의 코어 단위체(16)로 형성하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 방열판(3a, b, c)의 모양은 동물 또는 식물 모양 등 다양한 모양으로 제작할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 코어(4, 4')는 상부에 결합볼트(17)와 하부에는 내측으로 결합너트(18)가 형성되어 방열판(3a, b,c)을 사이에 두고 다른 코어(4)와 결합볼트(17)와 결합너트(18)에 의해 서로 조임 결합할 수 있는 것을 특징으로 하는 엘이디 고효율 램프용 조명등의 구조.
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