KR20100126064A - 엘이디 조명장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20100126064A
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최윤찬
김승복
이호헌
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주식회사 루미텍
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Abstract

형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있는 엘이디 조명장치 및 그 제조방법이 개시되어 있다.
이 개시된 조명장치는, 기둥형상을 가지며, 내외부 각각에 그 길이방향으로 제1 및 제2결합부가 형성된 히트싱크와; 제1결합부에 결합되는 기판과; 기판의 일면에 실장되며, 광을 조명하는 복수의 엘이디와; 제2결합부의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 결합되며, 복수의 엘이디를 외부와 공간적으로 분리시키고 복수의 엘이디에서 조사된 광을 외부로 투과시키는 커버부재와; 형광등의 등기구에 전기적으로 연결되는 전극단자를 가지며, 히트싱크의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 전극캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디 조명장치 및 그 제조방법{IILLUMINATING APPARATUS USING LED AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 엘이디 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 형광등용 등기구에 호환 사용할 수 있는 원주형 구조의 엘이디 조명장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어, 엘에디(LED; Light Emitting Diode)를 광원으로 이용한 조명장치가 새롭게 대두되고 있다. 이 LED 조명기구는 전력소모가 일반 형광등의 20% 수준으로 낮아 절전 효과 좋으며, LED의 특성상 반영구적으로 사용할 수 있고, 수은이나 납 등 유해물질을 포함하지 않으므로 친환경적이라는 장점이 있다.
한편, LED 조명장치를 보급함에 있어서 널리 보급된 통상적인 원기둥형상의 형광등용 등기구를 LED 조명장치 전용의 등기구로 교체하는 경우 경제적으로 막대한 손실을 초래할 수 있다는 단점이 있다.
종래의 형광등용 등기구에 적용 가능한 구조의 LED 조명장치의 일 예로서, LED 모듈이 장착되며 원기둥 형상을 가지는 히트싱크와, 이 히트싱크에 슬라이딩 결합되는 커버부재를 포함하는 구성이 개시되어 있다. 즉, 종래의 LED 조명장치는 히트싱크의 일 단에서 타단으로 커버부재를 밀어넣는 형식으로 결합한다.
그러므로, 히트싱크에 형성된 결합부의 가공공차에 의하여 커버부재의 슬라이딩 결합 도중 걸리는 부분이 존재할 수 있고, 결합부와 커버부재 사이의 마찰저항으로 결합에 걸리는 시간이 길고, 결합시 힘의 손실이 크다는 단점이 있다. 또한 커버부재의 결합 과정에서 커버부재의 변형이 초래될 수 있다는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 히트싱크에 대한 커버부재의 결합구조와 결합방법을 개선하여 히트싱크에 대한 커버부재의 조립시간을 단축하고, 조립시 힘의 손실을 줄이며 커버부재의 손상을 방지할 수 있도록 된 구조의 엘이디 조명기구 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 형광등의 등기구에 호환 적용할 수 있는 엘이디 조명장치에 있어서, 기둥형상을 가지며, 내외부 각각에 그 길이방향으로 제1 및 제2결합부가 형성된 히트싱크와; 상기 제1결합부에 결합되는 기판과; 상기 기판의 일면에 실장되며, 광을 조명하는 복수의 엘이디와; 상기 제2결합부의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 결합되며, 상기 복수의 엘이디를 외부와 공간적으로 분리시키고 상기 복수의 엘이디에서 조사된 광을 외부로 투과시키는 커버부재와; 상기 형광등의 등기구에 전기적으로 연결되는 전극단자를 가지며, 상기 히트싱크의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 전극캡을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제2결합부는, 상기 히트싱크의 외부의 대향되는 양측단부 각각에 상기 히트싱크의 길이방향으로 형성된 제1 및 제2걸림턱과; 상기 제1 및 제2걸림턱에 대한 상기 커버부재의 가로방향 결합을 가이드하는 가이드부를 포함한다.
상기 커버부재는 상기 히트싱크에 대향되는 면이 개구된 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 히트싱크에 결합하기 전 상태에서 상기 제1 및 제2걸림턱 각각에 걸리는 상기 커버부재의 양측 단부 사이의 폭은 상기 제1걸림턱과 상기 제2걸림턱 사이의 폭에 비하여 좁게 형성되어, 상기 제2결합부에 상기 커버부재를 결합한 상태에서 상기 커버부재의 양측 단부가 상기 커버부재의 내경이 작아지는 방향으로 탄성 바이어스 된다.
상기 커버부재의 양측 단부 각각에는 상기 제1 및 제2걸림턱에 각각 걸리는 걸림돌기가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 히트싱크의 외부면에 형성된 복수의 방열핀을 더 포함하여, 상기 히트싱크의 외부 표면적을 넓힐 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있는 엘이디 조명장치의 제조방법에 있어서, 기둥형상을 가지는 히트싱크의 내부에 길이방향으로 형성된 제1결합부에 대하여 복수의 엘이디가 실장된 기판을 슬라이딩 결합하는 단계와; 상기 히트싱크에 대향되는 면이 개구된 원통 형상을 가지는 커버부재를 상기 히트싱크의 외부에 길이방향으로 형성된 제2결합부에 대향되게 배치하는 단계와; 상기 제2결합부를 향하는 방향으로 상기 커버부재를 가압하여 상기 제2결합부 내에 상기 커버부재의 양측단부를 결합하는 단계와; 상기 히트 싱크의 길이방향 양단에 전극캡을 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 전극캡의 결합부분을 실링하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 LED 조명장치는 일반적인 형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있으므로, 종래의 형광등을 효과적으로 대체할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치 및 그 제조방법은 기판 및 LED가 설치되는 히트싱크에 대해 커버부재를 결합함에 있어서, 히트싱크에 대향되게 커버부재를 배치한 상태에서 커버부재를 히트싱크 방향으로 가압함 의하여 히트싱크의 제2결합부에 커버부재의 단부가 결합되도록 한다. 이에 따라 슬라이딩 방식에 의한 결합 구조에 비하여, 히트싱크에 대한 커버부재의 조립시간을 단축할 수 있으며, 조립에 필요한 힘의 손실을 줄일 수 있다. 또한, 결합시 커버부재에 무리한 힘이 걸리지 않으므로, 커버부재의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치는 히트싱크의 제1결합부와 접촉되는 부분 이외에는 기판이 히트싱크에 접촉되지 않으므로, 히트싱크에 기판을 용이하게 장착할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치는 커버부재, 전극캡 및 실링부재를 통하여 LED가 설치되는 공간을 외부 환경과 물리적으로 격리시킴으로써, 습기, 이물질 등의 외부 환경에 기인한 영향으로부터 기판에 실장된 전자부품들을 보호할 수 있 다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 보인 분리사시도이고, 도 2는 도 1의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치는 원기둥 형상을 가지는 통상의 형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있는 구조를 가지는 것으로서, 히트싱크(10)와, 기판(31)과, 광을 조명하는 복수의 엘이디(LED)(33)와, 커버부재(40) 및 히트싱크(10)의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 전극캡(51)을 포함한다.
히트싱크(10)는 반원기둥 등의 기둥형상의 외형을 가지며, 복수의 LED(33)가 광을 조명할 때 발생되는 열을 외부로 방출한다. 또한 히트싱크(10)는 기판(31), 커버부재(40) 및 전극캡(51)이 결합되는 하우징 역할을 한다. 여기서, 히트싱크(10)에는 기판(31)와 커버부재(40)를 각각 결합하기 위한 제1 및 제2결합부(11)(13)가 형성된다.
제1결합부(11)는 기판(31)이 결합되도록 히트싱크(10)의 내부에 그 길이방향으로 형성된다. 기판(31)은 전극캡(51)과 커버부재(40)가 제거된 상태에서, 히트싱크(10)의 일측에서 제1결합부(11)에 슬라이딩 결합됨에 의하여 상기 히트싱크(10)에 설치된다.
제2결합부(13)는 커버부재(40)가 결합되도록 히트싱크(10)의 외부에 히트싱크(10)의 길이방향으로 형성된다. 커버부재(40)는 제2결합부(13)가 형성된 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 제2결합부(13)에 가압 결합된다. 즉, 커버부재(40)는 도 1의 하부에서 상부 방향으로 가압시, 그 단부(41)가 일시적으로 확장되면서 제2결합부(13)에 결합된다. 이를 위하여, 제2결합부(13)는 도 2에 도시된 바와 같이 히트싱크(10)의 외부의 대향되는 양측단부 각각에 히트싱크(10)의 길이방향으로 형성된 제1 및 제2걸림턱(13a)(13b)과, 이 제1 및 제2걸림턱(13a)(13b)에 대한 커버부재(40)의 가로방향 결합을 가이드하는 가이드부(13c)를 포함한다. 가이드부(13c)는 커버부재(40)를 히트싱크(10)에 결합시 커버부재(40)가 제일 먼저 접촉되는 면으로, 히트싱크(10)의 양측단부에 경사지게 형성된다. 따라서 커버부재(40)를 히트싱크(10) 방향으로 가압시 커버부재(40)를 폭방향으로 확장시킴으로써 커버부재(40)의 단부(41)가 상기 제1 및 제2걸림턱(13a)(13b)에 걸리도록 가이드한다.
커버부재(40)는 히트싱크(10)에 대향되는 면이 개구된 속이 빈 원통형상의 구조를 가진다. 여기서, 커버부재(40)가 히트싱크(10)에 결합하기 전 상태(도 2의 점선으로 표현된 커버부재 참조)에서, 제1 및 제2걸림턱(13a)(13b) 각각에 걸리는 커버부재(40)의 양측 단부(41) 사이의 폭(W1)은 제1걸림턱(13a)과 제2걸림턱(13b) 사이의 폭(W2)에 비하여 좁게 형성된다. 따라서, 제2결합부(13)에 커버부재(40)를 결합한 상태에서, 커버부재(40)의 양측 단부(41)가 커버부재(40)의 내경이 작아지는 방향 즉, 오므리는 방향(도 2의 화살표 A 방향)으로 탄성 바이어스 되면서, 제2결합부(13)에 결합된다. 따라서, 외력이 인가되지 않는 한 도 2의 화살표 B 방향으 로 커버부재(40)가 분리되는 것을 방지할 수 있으며, 고장 수리 등을 위하여 커버부재(40)를 분리하고자 하는 경우, 화살표 A 방향으로 작용하는 탄성력 보다 큰 외력을 B 방향으로 인가함에 의하여 용이하게 커버부재(40)를 분리할 수 있다.
여기서, 커버부재(40)의 양측 단부(41) 각각에는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 및 제2걸림턱(13a)(13b)에 각각 걸리는 걸림돌기(43)가 형성되어, 커버부재(40)를 보다 견고하게 제2결합부(13)에 결합할 수 있다. 여기서, 커버부재(40)의 결합단부는 도 3의 걸림돌기 구조에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형 가능하다.
기판(31)은 앞서 설명한 바와 같이, 히트싱크(10)의 제1결합부(11)에 히트싱크(10)의 길이방향으로 슬라이딩 가능하게 결합된다. 이 기판(31)에는 복수의 LED(33)와, 이 LED(33) 구동에 필요한 전자부품이 실장된다.
복수의 LED(33)는 커버부재(40)와 마주하는 기판(31)의 일 면 상에 히트싱크(10)의 길이 방향으로 실장된다. 여기서, LED(33) 자체는 반도체 칩 형태로 모듈화된 구성을 가지는 것으로, 그 자체는 널리 알려져 있는 바 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한 복수의 LED(33)를 기판(31) 상에 실장함에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 일렬로 배치되는 것에 한정되는 것은 아니며, 복수의 LED(33)를 2열 이상의 복수의 열로 기판(31)에 실장하는 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 조명장치는 기판(31)의 이면에 실장되는 컨버터(35)를 더 포함할 수 있다. 이 컨버터(35)는 입력된 교류전원을 직류전원으로 변 환하여, LED(33)에 직류전원을 인가한다. 이와 같이, 컨버터(35)를 더 포함하는 경우는 교류 전원이 인가되는 환경에 본 발명에 따른 조명장치를 적용시 별도의 외부 컨버터 구조 없이도 적용할 수 있다는 이점이 있다. 그러므로 통상의 형광등이 끼워지는 형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있다.
커버부재(40)는 복수의 LED(33)를 외부와 공간적으로 분리시키며, 복수의 LED(33)에서 조사된 광을 외부로 통과시킨다. 이 커버부재(40)는 재질 및 가공 형태에 따라 다양한 광학적 기능을 수행한다. 예를 들어, 커버부재(40)는 투명 또는 반투명 소재의 글래스 내지 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 이 커버부재(40)는 표면에 대한 매트(matte) 가공, 엠보싱 형성에 의해 입사광을 확산시킬 수 있다. 또한 커버부재(40)는 소정 파장의 광을 흡수하는 첨가제를 내포함으로써, 조명 광의 색상을 보정할 수 있다.
한 쌍의 전극캡(51) 각각은 통상의 형광등용 등기구에 형성된 소켓(미도시)에 전기적으로 접속되는 전극단자(55)를 가진다. 전극단자(55)는 절연부재(53)에 의하여 전극캡(51)과 전기적으로 절연되어 있으며, 기판(31)에 전기적으로 연결되어 상기 컨버터(51) 및 LED(33)를 포함한 기판(31)에 실장된 전자부품에 전원을 공급한다.
한 쌍의 전극캡(51)은 히트싱크(10)에 커버부재(40)가 결합된 상태에서, 상기 히트싱크(10)의 양단부 각각에 결합되는 것으로서, 결합 후 실링부재(미도시)에 의하여 전극캡(51)의 단부가 실링될 수 있다. 이와 같이 히트싱크(10)에 대해 커버부재(40)와 전극캡(51)을 결합한 상태로 실링함으로써, LED(33)가 설치된 히트싱 크(10)의 내부 공간을 외부와 물리적으로 격리시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치는 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 히트싱크(10)의 외부면에 형성된 복수의 방열핀(21)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 방열핀(21)이 형성되지 않은 경우에 비하여, 히트싱크(10)의 외부 표면적을 넓힐 수 있으므로 방열 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 도면들을 참조하면서, 본 발명의 실시예에 따른 LED 조명장치의 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 히트싱크에 커버부재의 결합 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
히트싱크(10)의 제1결합부(13)에 대하여 복수의 LED(33)가 실장된 기판(31)을 슬라이딩 결합한다(S10).
이어서, 도 4a에 도시된 바와 같이, 커버부재(40)를 제2결합부(13)에 대향되게 배치한다. 이때 커버부재(40)의 단부(45)는 가이드부(10a)에 마주하게 배치된다. 그리고 제2결합부(13)를 향하는 방향으로 커버부재(40)를 가압하면, 도 4a에 점선으로 도시된 바와 같이 커버부재(40)의 단부(45)가 확장되면서, 도 4b에 도시된 바와 같이 제2결합부(13) 내에 커버부재(40)의 양측단부(45)가 결합된다(도 5의 S20).
이후, 히트싱크(10)의 길이방향 양단에 전극캡(도 1의 51)을 결합한다(S30).
또한, 본 발명에 따른 LED 조명장치 제조방법은 전극캡(51)이 결합되는 부분 을 실링하는 단계(S40)를 더 포함하여, 커버부재(40) 내외 공간을 물리적으로 격리할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 보인 분리 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치를 보인 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 커버부재의 다른 실시예를 보인 부분 단면도.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 히트싱크에 커버부재의 결합 동작을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 히트싱크 11: 제1결합부
13: 제2결합부 13c: 가이드부
21: 방열핀 31: 기판
33: 엘이디 35: 컨버터
40: 커버부재 43: 걸림돌기
51: 캡 55: 전극단자

Claims (8)

  1. 형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있는 엘이디 조명장치에 있어서,
    기둥형상을 가지며, 내외부 각각에 그 길이방향으로 제1 및 제2결합부가 형성된 히트싱크와;
    상기 제1결합부에 결합되는 기판과;
    상기 기판의 일면에 실장되며, 광을 조명하는 복수의 엘이디와;
    상기 제2결합부의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 결합되며, 상기 복수의 엘이디를 외부와 공간적으로 분리시키고 상기 복수의 엘이디에서 조사된 광을 외부로 투과시키는 커버부재와;
    상기 형광등의 등기구에 전기적으로 연결되는 전극단자를 가지며, 상기 히트싱크의 양단에 각각 결합되는 한 쌍의 전극캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2결합부는,
    상기 히트싱크의 외부의 대향되는 양측단부 각각에 상기 히트싱크의 길이방향으로 형성된 제1 및 제2걸림턱과;
    상기 제1 및 제2걸림턱에 대한 상기 커버부재의 가로방향 결합을 가이드하는 가이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 커버부재는 상기 히트싱크에 대향되는 면이 개구된 원통 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 히트싱크에 결합하기 전 상태에서, 상기 제1 및 제2걸림턱 각각에 걸리는 상기 커버부재의 양측 단부 사이의 폭은 상기 제1걸림턱과 상기 제2걸림턱 사이의 폭에 비하여 좁게 형성되어,
    상기 제2결합부에 상기 커버부재를 결합한 상태에서, 상기 커버부재의 양측 단부가 상기 커버부재의 내경이 작아지는 방향으로 탄성 바이어스 되는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 커버부재의 양측 단부 각각에는 상기 제1 및 제2걸림턱에 각각 걸리는 걸림돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히트싱크의 외부면에 형성된 복수의 방열핀을 더 포함하여, 상기 히트싱크의 외부 표면적을 넓힐 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
  7. 형광등용 등기구에 호환 적용할 수 있는 엘이디 조명장치의 제조방법에 있어서,
    기둥형상을 가지는 히트싱크의 내부에 길이방향으로 형성된 제1결합부에 대하여 복수의 엘이디가 실장된 기판을 슬라이딩 결합하는 단계와;
    상기 히트싱크에 대향되는 면이 개구된 원통 형상을 가지는 커버부재를 상기 히트싱크의 외부에 길이방향으로 형성된 제2결합부에 대향되게 배치하는 단계와;
    상기 제2결합부를 향하는 방향으로 상기 커버부재를 가압하여 상기 제2결합부 내에 상기 커버부재의 양측단부를 결합하는 단계와;
    상기 히트싱크의 길이방향 양단에 전극캡을 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전극캡의 결합부분을 실링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치의 제조방법.
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KR101259423B1 (ko) * 2010-12-28 2013-04-30 테크원 주식회사 전원공급장치 외장형 발광다이오드형 형광등
KR101498132B1 (ko) * 2013-07-26 2015-03-04 (주)에스티와이드 엘이디 조명장치
US9016890B2 (en) 2011-05-23 2015-04-28 Posco Led Company Ltd. Optical semiconductor-based tube type lighting apparatus

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