KR20110003510U - 결합형 엘이디 조명기기 - Google Patents

결합형 엘이디 조명기기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 결합형 엘이디 조명기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학렌즈와 PCB기판을 비틀림 결합수단에 의해 결합하여 엘이디 조명기기의 부속품간 결합력을 향상시킨 결합형 엘이디 조명기기에 관한 것이다. 이와 같은 본 고안 결합형 엘이디 조명기기는, 전원을 공급받기 위한 전원단자가 구성되는 엘이디 조명을 포함하는 엘이디 조명기기에 있어서, 엘이디 조명에서 발생되는 열을 방열시키는 방열판; 방열판 상에 원형으로 구성되며, 외주면에서 상측방향으로 복수의 절곡돌기가 구성된 결합 수단; 결합수단상에 구성되며, 엘이디 조명으로 공급되는 전원을 안정적으로 공급하기 위한 회로가 구성된 PCB기판; 및, PCB 기판 상에 위치하며, 하부 양측면에 결합수단의 절곡돌기의 절곡에 의해 결합되는 복수의 플렌저가 구성되어 엘이디 조명에서 출력되는 광을 확산시키는 광학렌즈;를 포함하여 구성된다.
엘이디 조명기기, 비틀림 결합

Description

결합형 엘이디 조명기기{Combonation type LED lighting device}
본 고안은 결합형 엘이디 조명기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광학렌즈와 PCB기판이 비틀림 결합수단에 의해 결합되도록 함으로써 엘이디 조명기기의 부속품간 결합력을 향상시킨 결합형 엘이디 조명기기에 관한 것이다.
일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 화합물 반도체에 전압을 가할 때 발광 현상이 일어나는 특성을 이용하여 개발되었으며, 종래의 광원에 비해 소형이고 수명이 길며 전기 에너지가 빛 에너지로 변환시키는 효율이 뛰어나다.
최근에 반도체 기술의 발전으로 고휘도의 백색 LED에 대한 상용화가 이루어짐에 따라, 이를 이용한 다양한 조명기기 등이 등장하고 있는 추세이다. 특히, 다수의 LED 소자를 직ㆍ병렬로 배열하는 형태의 고밀도로 집적시켜 단위 면적당 광도, 즉 휘도를 수천cd/㎠ 이상으로 높여줌으로써, 충분히 먼 거리를 조명할 수 있는 조명용 LED 모듈에 대한 연구ㆍ개발이 활발하게 이루어지고 있다.
그러나, LED의 집적 밀도가 증가할수록 동일 면적에서 발생하는 열도 증가하게 되므로, LED 소자에서 발생하는 대량의 열로 인해 LED 소자에 손상이 발생할 수 있는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)의 하부에 방열효과가 우수한 금속재질의 방열판을 부착하여 방열성능을 높인 LED 조명기기가 제시되어 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 LED 조명기기를 설명하기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명기기를 설명하기 위한 사시도이다.
종래 기술에 따른 LED 조명기기는 도 1에 도시한 바와 같이, 하나의 PCB 기판(100)에 다수 개의 LED 소자(110)를 배치 조립하고, 하부에는 방열판(120)을 부착하는 동시에 상부는 케이스(130)로 마감한 형태를 갖고 있다.
그러나, 이와 같은 종래 LED 조명기기는 LED 소자로부터 하부의 방열체까지의 열전달은 그 중간에 위치한 열전도도가 낮은 플렉시블 PCB 기판(100)와 접착제에 의하여 방해를 받는다. 또한, 하나의 방열판(120)이 전체 LED 소자의 방열을 담당하기 때문에 열이 LED 소자(110)의 중심쪽으로 집중될 수 있었다. 따라서, LED 소자(110)를 고밀도로 집적하는 경우 발생하는 대량의 열을 모두 방열시키는 데에는 한계가 있었다. 결국에는, 발광시 수반되는 열로 인해 LED 소자(110)에 손상이 발생할 위험성이 높은 문제점이 있다.
한편, PCB 기판(100)을 접착제로 접착시키는 경우 LED 소자(110)에서 발생하는 열이나 시간이 경과함에 따라 PCB 기판(100)의 접착력이 저하되는 문제점도 있다. 결국, 이는 제품에 대한 신뢰도 저하로 이어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 고안은 광학렌즈와 PCB기판을 비틀림 결합수단에 의해 결합되도록 함으로써 엘이디 조명기기의 부속품간 결합력을 향상시킨 결합형 엘이디 조명기기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 전원을 공급받기 위한 전원단자가 구성되는 엘이디 조명을 포함하는 엘이디 조명기기에 있어서, 엘이디 조명에서 발생되는 열을 방열시키는 방열판; 방열판 상에 원형으로 구성되며, 외주면에서 상측방향으로 복수의 절곡돌기가 구성된 결합 수단; 결합수단상에 구성되며, 엘이디 조명으로 공급되는 전원을 안정적으로 공급하기 위한 회로가 구성된 PCB기판; 및, PCB 기판 상에 위치하며, 하부 양측면에 결합수단의 절곡돌기의 절곡에 의해 결합되는 복수의 플렌저가 구성되어 엘이디 조명에서 출력되는 광을 확산시키는 광학렌즈;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기를 제공한다.
상기와 같은 본 고안에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 광학렌즈와 PCB 기판 결합 시 비틀림 결합수단을 이용하여 결합함으로써 접착제를 사용할 필요가 없다.
둘째, 엘이디 조명기기의 부속품간 결합에서 접착제가 아닌 결합수단을 이용하므로 부속품간 결합력이 향상된다.
셋째, 엘이디에서 열이 발생하거나 시간이 경과하더라도 광학렌즈와 PCB기판의 결합력에는 문제가 발생하지 않으므로 엘이디 조명기기의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
넷째, 접착제를 사용하지 않으므로 친환경 엘이디 조명기기 생산이 가능하다.
이하 본 고안에 따른 비틀림 결합형 엘이디 조명기기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
아울러, 본 고안에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며 이 경우는 해당되는 고안의 설명부분에서 상세히 그 의미를 기재하였으므로, 단순한 용어의 명칭이 아닌 용어가 가지는 의미로서 본 고안을 파악하여야 함을 밝혀두고자 한다.
또한 실시예를 설명함에 있어서 본 고안이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고, 본 고안과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 고안의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전 달하기 위함이다.
도 2는 본 고안에 따른 결합형 엘이디 조명기기의 분해사시도이다. 본 고안에 따른 결합형 엘이디 조명기기는, 방열판(10)과, 결합수단(20)과, PCB 기판(30)과, 엘이디 조명(40) 및 광학렌즈(50)로 구성된다.
여기서, 방열판(10)은 중공의 원통형으로 구성되며, 중공의 내주면에는 다수의 내주면 방열핀(11)이 구성되고, 외주면에는 다수의 외주면 방열핀(12)이 구성되어 엘이디 조명(40)에서 발생하는 열을 방열시킨다. 또한, 방열판(10) 외주면에는 결합수단(20) 및 PCB 기판(30)과 나사결합하기 위한 제 1, 제 2 나사홈(13)(14)이 구성된다. 이러한 방열판(10)은 가볍고 열방출이 용이한 물질로 구성하며, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성할 수 있다.
결합수단(20)은 방열판(10) 상에 원형으로 구성되는 것으로, 방열판(10)의 제 1, 제 2 나사홈(13)(14)과 동일위치에 제 1, 제 2 나사공(21)(22)이 구성되고, 양측단에는 광학렌즈(50)와 결합하기 위한 복수의 절곡돌기가 구성된다. 이때, 절곡돌기는 도면에서와 같이 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)로 구성된다. 이때, 절곡돌기를 1개로 구성하는 경우 결합력이 약하고, 3개 이상으로 구현하는 경우 작업이 복잡해 질 수 있으므로, 2개로 구현하는 것이 바람직하다. 그리고, 제 1 절곡돌기(23)와, 제 2 절곡돌기(24) 각각의 끝단에는 광학렌즈(50)를 고정하기 위한 제 1 고정돌기(23a)와, 제 2 고정돌기(24a)가 돌출되어 구성된다. 이때, 결합수단(20)의 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)는 결합수단(20)의 중심 방향으로 30° 내지 60 ° 비틀어서 결합된다. 여기서 30°미만인 경우에는 광학렌즈(50)와의 결합력이 약해 광학렌즈(50)가 이탈될 수 있고, 60°초과하는 경우 작업이 어려울 뿐만 아니라 광학렌즈(50)와의 결합력 역시 약할 수 있다. 이와 같은 결합수단(20)은 광학렌즈(50)와 결합하기 위한 결합기능은 물론 엘이디 조명(40)에서 발생되는 열을 방열하기 위한 방열체로도 이용되므로, 방열판(10)과 동일한 알루미늄 또는 알루미늄 합금물질로 구성된다.
PCB 기판(30)은 결합수단(20) 상에 구성되는 것으로, 엘이디 조명(40)으로 공급되는 교류전원(AC)의 전류를 안정적으로 공급하기 위한 회로가 구성되며, 이 회로에는 정전류회로를 포함한다. 그리고, 방열판(10)의 제 1, 제 2 나사홈(13)(14) 및 결합수단(20)의 제 1, 제 2 나사공(21)(22)가 동일 위치에 제 3, 제 4 나사공(31)(32)이 구성된다. 그리고, 엘이디 조명(40)으로 교류전원을 공급하기 위한 제 1, 제 2 전원선(33)(34)과, 제 1, 제 2 전원선(33)(34)이 인출되는 제 1, 제 2 전원선 인출공(35)(36)이 형성된다. 이와 같은 PCB 기판(30)의 제 3, 제 4 나사공(31)(32)과, 결합수단(20)의 제 1, 제 2 나사공(21)(22) 및 방열판(10)의 제 1, 제 2 나사홈(13)(14)은 제 1, 제 2 나사(61)(62)에 의해 나사결합된다.
엘이디 조명(40)은 교류전원을 입력받아 동작하는 다수의 교류 엘이디로 구성되며, PCB 기판(30)의 제 1, 제 2 전원선(33)(34)을 통해 교류전원을 공급받기 위한 제 1, 제 2 전원단자(41)(42)가 구성된다.
광학렌즈(50)는 엘이디 조명(40)을 수납하는 수납부가 구성되고, 엘이디 조명(40)에서 출력되는 광을 확산한다. 그리고, 광학렌즈(50)의 하부 양측면에는 결 합수단(20)의 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)와 결합하는 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)가 구성된다. 그리고, 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)는 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24) 각각에 돌출되어 구성된 제 1, 제 2 고정돌기(23a)(24a) 각각에 의해 결합수단(20)에 결합된다. 이때, 도 2를 상세히 살펴보면, 결합수단(20)의 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)는 그 끝단이 결합수단(20)의 내부로 비틀린(휘어진) 상태에서 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)와 비틀림 결합에 의해 고정된 것을 알 수 있다. 참고로 광학렌즈(50)는 플라스틱 재질로 구성할 수 있다.
도 3은 도 2에 나타낸 결합형 엘이디 조명기기에서의 결합수단의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 나타낸 결합수단의 비틀림 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 3에 나타낸 결합수단의 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 고안에 제 1 실시예에 따른 결합수단(20)은 도 3에 나타낸 바와 같이 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)가 결합수단(20)의 외주면에서 결합수단(20)의 측면으로 구성된 후, 도 4에 나타낸 바와 같이 광학렌즈(50)와의 결합을 위해 결합수단의 중심방향을 향하도록 구성된다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이 결합수단(20)상에 PCB 기판(30)과, LED 조명(40) 및 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)가 구비된 광학렌즈(50)을 올린다. 이어, 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)를 광학렌즈(50)의 중심방향으로 비틀어서 결합되도록 한다. 그러면, 제 1, 제 2 고정돌기(23a)(24a) 각각이 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)의 상면을 강하게 누르면서 영구적인 소정 변형된 상태를 유지한 다. 이러한 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)는 도면에서는 2개를 도시하였지만, 더 강력한 결합력 발휘를 위하여 2개 내지 4개로 구성할 수 있다.
이러한, 제 1 실시예는 결합수단(20) 상에 PCB 기판(30)과, LED 조명(40) 및 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)가 구비된 광학렌즈(50)를 차례로 올리는 과정이 용이하게 진행된다.
도 6은 본 고안에 따른 결합형 엘이디 조명기기의 결합 사시도이다.
본 고안에 따른 결합형 엘이디 조명기기의 결합된 상태는 도 6에 나타낸 바와 같이 방열판(10) 상에 형성되는 결합수단(20), PCB 기판(30)은 나사결합되고, 광학렌즈(50)는 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)가 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)와 결합됨을 알 수 있다.
도 7은 본 고안에 따른 결합수단의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 도 7에 나타낸 결합수단의 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 고안 제 2 실시예에 따른 엘이디 조명기기에서의 결합수단은 광학렌즈(50)와 절곡 결합하기 위한 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)가 도 3에 나타낸 본 고안 제 1 실시예에서와 달리 최초 구성시부터 제 1, 제 2 플렌저(51)(52) 방향을 향하도록 절곡되어 구성된 것이다. 그와 같은 경우 도 8에 나타낸 바와 같이 결합수단(20)상에 PCB 기판(30)과, LED 조명(40) 및 광학렌즈(50)의 제 1, 제 2 플렌저(51)(52)를 측면에서 끼우는 끼움 결합에 의해 결합시킨다.
이러한, 제 2 실시예에서는 제 1, 제 2 절곡돌기(23)(24)의 제 1, 제 2 고정돌기(23a)(24a)가 최초 구성 시부터 제 1, 제 2 플렌저(51)(52) 방향을 향함으로써 별도의 절곡 공정이 필요없다.
이상과 같은 다양한 예로 본 고안을 설명하였으나, 본 고안은 반드시 이러한 예에 국한되는 것이 아니고, 본 고안의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서 본 고안에 개시된 예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 예들에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 조명기기를 설명하기 위한 사시도,
도 2는 본 고안에 따른 결합형 엘이디 조명기기의 분해사시도,
도 3은 도 2에 나타낸 결합형 엘이디 조명기기에서의 결합수단의 제 1 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에 나타낸 결합수단의 비틀림 방법을 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 3에 나타낸 결합수단의 결합 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 2에 나타낸 결합형 엘이디 조명기기에서의 결합 사시도,
도 7은 본 고안에 따른 결합수단의 제 2 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 7에 나타낸 결합수단의 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 방열판 11 : 내주면 방열핀
12 : 외주면 방열핀 13, 14 : 제 1, 제 2 나사홈
20 : 결합수단 21, 22 : 제 1, 제 2 나사공
23, 24 : 제 1, 제 2 결합돌기 30 : PCB 기판
31, 32 : 제 3, 제 4 나사공 33, 34 : 제 1, 제 2 전원선
35, 36 : 제 1, 제 2 전원 인출공 40 : 엘이디 조명
41, 42 : 제 1, 제 2 전원단자 50 : 광학렌즈
51. 52 : 제 1, 제 2 플렌저 61, 62 : 제 1, 제 2 나사

Claims (15)

  1. 전원을 공급받기 위한 전원단자(41)(42)가 구성되는 엘이디 조명(40)을 포함하는 엘이디 조명기기에 있어서,
    상기 엘이디 조명(40)에서 발생되는 열을 방열시키는 방열판(10);
    상기 방열판(10)의 일측에 위치하며, 외주면에서 일측방향으로 복수의 절곡돌기(23)(24)가 구성된 비틀림 결합 수단(20);
    상기 결합수단(20) 일면에 위치하며, 상기 엘이디 조명(40)으로 공급되는 전원을 공급하기 위한 회로가 구성된 PCB기판(30); 및,
    상기 PCB 기판(30) 일면상에 위치하며, 하부 양측면에 상기 결합수단(20)의 절곡돌기(23)(24)의 절곡에 의해 결합되는 복수의 플렌저(51)(52)가 구성되는 광학렌즈(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판(10)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성됨을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판(10)은 중공의 원통형으로 구성되며, 중공의 내주면 및 외주면 각각에는 상기 엘이디 조명의 열을 방열하기 위한 다수의 내주면 방열핀(11)과 다수의 외주면 방열핀(12)이 구성된 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판(10) 외주면의 상기 외주면 방열핀(12)에는 상기 PCB 기판(30)과 결합수단(20)을 상기 방열판(10)에 나사 결합하기 위한 복수의 나사홈(13)(14)이 더 구성된 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합수단(20)에는 상기 결합수단(20)을 상기 방열판(10)에 나사결합하기 위한 복수의 나사공(21)(22)이 더 구성된 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB 기판(30)에는 상기 결합수단(20)을 통해 상기 방열판(10)에 나사결합되는 복수의 나사공(31)(32)이 더 구성됨을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기 기.
  7. 제 4 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 PCB 기판(30)의 복수의 나사공(31)(32)과, 상기 결합수단(20)의 복수의 나사공(21)(22) 및 상기 방열판(10)의 복수의 나사홈(13)(14)은 동일 위치 구성되어 상기 PCB 기판(30)의 나사공을 통해 상기 방열판(10)의 나사홈에 복수의 나사(61)(62)에 의해 나사결합됨을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합수단(20)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성됨을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB 기판(30)에는 상기 엘이디 조명(40)으로 전원을 공급하기 위한 전원선(33)(34)과, 상기 전원선(33)(34)이 인출되는 전원선 인출공(35)(36)이 더 구성됨을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB 기판(30), 엘이디 조명(40) 및 광학렌즈(50)의 플렌저(51)(52)와 상기 결합수단(20)의 복수의 절곡돌기(23)(24)는,
    상기 결합수단(20)의 상측면에서 상기 PCB 기판(30), 엘이디 조명(40) 및 제1, 제 2 플렌저(51)(52)가 형성된 광학렌즈(50)를 올려놓은 후 상기 절곡돌기(23)(24)를 상기 플렌저(51)(52) 방향으로 비틀어 결합시키는 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 PCB 기판(30), 엘이디 조명(40) 및 광학렌즈(50)의 플렌저(51)(52) 각각을 상기 결합수단(20)의 복수의 절곡돌기(23)(24) 하부로 끼우는 것에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 절곡돌기(23)(24) 각각의 끝단에는 상기 광학렌즈(50)를 고정하기 위한 고정돌기(23a)가 돌출 구성된 것을 특징으로 결합형 엘이디 조명기기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 결합수단(20)의 복수의 절곡돌기(23)(24) 각각은 상기 결합수단(20)의 중심 방향으로 30° 내지 60 °비틀어서 구성됨을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 엘이디 조명(40)은 교류 엘이디이고,
    상기 PCB 기판(30)은 정전류회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
  15. 제 1 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 절곡돌기(23)(24)는 2 내지 4개인 것을 특징으로 하는 결합형 엘이디 조명기기.
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