KR20110003648U

KR20110003648U - 조명장치

Info

Publication number: KR20110003648U
Application number: KR2020090013067U
Authority: KR
Inventors: 정두락; 신경수
Original assignee: (주)디엑스엠
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-13
Also published as: KR200454488Y1

Abstract

하나 이상의 LED 소자를 가지는 LED 모듈이 결합되는 모듈 결합부를 가지며 중앙부분에 구멍이 형성되고 절두원추형상을 가지는 반사갓 몸체부와, 상기 반사갓 몸체부의 전방 테두리에서 원호 상으로 라운드지게 확장형성되며 내부에 빛 반사면을 가지는 반사갓부와, 상기 구멍을 중심으로 상기 반사갓 몸체부의 외측 후단으로 일체로 돌출 형성되어 타 기기에 결합되는 결합돌출부를 가지는 반사갓 몸체로 구성되는 히트싱크 조립체; 상기 반사갓 몸체의 내부에 결합되는 LED 모듈; 및, 상기 반사갓 몸체의 테두리부분에 결합되는 렌즈;를 포함하되, 상기 히트싱크 조립체는, 상기 반사갓 몸체의 후단측에서 전방측 테두리부분으로 연결되며 반사갓 몸체의 외측면에서 원주 방향으로 일정한 간격으로 돌출되게 형성되고 상기 반사갓 몸체부의 후단에서 방사상으로 배열되는 다수의 메인 방열리브들과, 상기 반사갓부의 테두리보다 큰 반경으로 상기 반사갓부의 전방테두리 외측에 배치되며 상기 메인 방열리브들 사이에서 상기 메인 방열리브들보다는 낮은 높이로 형성되는 보조 방열리브들과 반사갓부의 테두리보다 큰 반경으로 반사갓부의 전방테두리 외측에 배치되며, 메인 방열리브들의 하단에 연결되는 링부를 가지는 히트싱크부와, 상기 반사갓 몸체의 테두리부분을 따라서 형성되며, 상기 링부와 상기 메인 방열리브들 사이에 상하로 관통되며 상부로 갈수록 확장되게 형성되어, 상기 반사갓 몸체의 내부에서 발생하는 열을 방열시키도록 공기의 상하 유동을 안내하는 다수의 방열공을 더 포함하는 히트싱크 조립체인 것을 특징으로 하는 조명장치가 개시된다.

조명, LED, 반사갓, 히트싱크, 방열, 냉각

Description

조명장치{lighting apparatus}

본 고안은 조명장치에 관한 것으로서, LED 조명과 같이 구동시 열을 발생시키는 조명을 지지하고 그 빛을 반사시키는 역할과 함께 발생열을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 헤드램프, 리어 콤비네이션 램프, 가로등 및 형광등 등을 포함하는 각종 조명등은 일반적인 벌브(BULB)를 광원으로 사용하고 있다.

그러나, 벌브는 사용수명이 짧고 내충격성이 떨어지므로, 최근에는 사용수명이 크게 연장되면서도 내충격성이 뛰어난 고광도의 LED(Light Emitting Diode)를 광원으로 널리 사용하고 있는 추세이다.

특히, 상기 고광도의 LED는 주지한 바와 같이, 자동차의 헤드램프나 리어 콤비네이션 램프 및 가로등 및 형광등을 포함한 각종 조명등의 광원으로 사용될 수 있는 것으로서, 그 적용범위가 매우 광범위하다.

이와 같은 고광도의 LED는 점등시 매우 높은 열이 발생하므로, 고열의 발열온도에 의해 이를 적용 및 설계하는데 많은 어려움이 있다.

또한, 상기와 같은 LED는 조명장치의 사이즈에 따라서, 개별 LED별로 반사갓 이 설치된 구조를 가질 수도 있고, 복수의 LED를 하나의 커다란 반사갓 내에 설치하는 구성을 가질 수도 있다. 이와 같은 경우에도, LED의 빛을 효과적으로 반사시키는 동시에 열을 냉각시킬 수 있는 기술적인 부분이 매우 중요하게 대두되고 있다.

본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, LED에서 발생하는 열을 효과적으로 방열시키면서 빛을 전방으로 반사시킬 수 있도록 구조가 개선된 조명장치를 각각 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 조명장치는, 하나 이상의 LED 소자를 가지는 LED 모듈이 결합되는 모듈 결합부를 가지며 중앙부분에 구멍이 형성되고 절두원추형상을 가지는 반사갓 몸체부와, 상기 반사갓 몸체부의 전방 테두리에서 원호 상으로 라운드지게 확장형성되며 내부에 빛 반사면을 가지는 반사갓부와, 상기 구멍을 중심으로 상기 반사갓 몸체부의 외측 후단으로 일체로 돌출 형성되어 타 기기에 결합되는 결합돌출부를 가지는 반사갓 몸체로 구성되는 히트싱크 조립체; 상기 반사갓 몸체의 내부에 결합되는 LED 모듈; 및, 상기 반사갓 몸체의 테두리부분에 결합되는 렌즈;를 포함하여 구성되되,

상기 히트싱크 조립체는, 상기 반사갓 몸체의 후단측에서 전방측 테두리부분으로 연결되며 반사갓 몸체의 외측면에서 원주 방향으로 일정한 간격으로 돌출되게 형성되고 상기 반사갓 몸체부의 후단에서 방사상으로 배열되는 다수의 메인 방열리브들과, 상기 반사갓부의 테두리보다 큰 반경으로 상기 반사갓부의 전방테두리 외측에 배치되며 상기 메인 방열리브들 사이에서 상기 메인 방열리브들보다는 낮은 높이로 형성되는 보조 방열리브들을 가지는 히트싱크부와, 상기 반사갓 몸체의 테 두리부분을 따라서 형성되며, 상기 링부와 상기 메인 방열리브들 사이에 상하로 관통되며 상부로 갈수록 확장되게 형성되어, 상기 반사갓 몸체의 내부에서 발생하는 열을 방열시키도록 공기의 상하 유동을 안내하는 다수의 방열공을 더 포함하는 히트싱크 조립체인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 본 고안의 조명장치에 있어서, 바람직하게 상기 히트싱크부는 상기 링부로부터 후단 방향으로 통형상으로 연장되어, 상기 히트싱크부의 외측을 둘러싸는 통형 방열부를 더 포함하는 것이 좋다.

한편, 상기 본 고안의 조명장치에 있어서, 바람직하게 상기 결합돌출부는 핀 타입 또는 소켓 타입인 것을 특징으로 하는 조명장치일 수 있다.

본 고안의 조명장치에 따르면, 히트싱크부가 반사갓 몸체에 일체로 형성되어 있기 때문에, LED의 구동시 발생하는 열을 효과적으로 방열시킬 수 있다.

특히, 공기의 유동을 가이드하는 방열공이 반사갓부의 테두리부와 히트싱크부 사이에 형성됨으로써 공기가 히트싱크부의 하부에서 상부로 원활하게 가이드되어 이동됨으로써 방열효율이 높아지는데, 이로부터 LED의 고장을 줄이고 수명을 연장시킬 수 있다.

따라서, 조명장치의 유지 관리가 용이하고, 그 관리 비용을 줄일 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예에 따른 조명장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 본 고안의 제1실시예에 따른 조명장치(10)를 설명하기로 한다.

본 고안의 제1실시예에 따른 조명장치(10)는, 히트싱크 조립체(20)와, 상기 히트싱크 조립체(20)의 내부에 설치되는 LED 모듈(30) 및 히트싱크 조립체(20)의 전방에 결합되는 렌즈(40)를 구비하고, 히트싱크부(23)가 메인 방열리브(23a)와, 링부(23b) 및 보조 방열리브(23c)를 구비한 것에 특징이 있다.

상기 히트싱크 조립체(20)는 반사갓 몸체(21)와, 히트싱크부(23)를 구비한다.

상기 반사갓 몸체(21)는 신호 케이블(미도시) 등이 통과하는 통과공(h1)을 가지며 대략 절두 원추형상을 가지는 반사갓 몸체부(21a)와, 상기 반사갓 몸체부(21a)의 전방 테두리부분에서 라운드형으로 확장형성되는 반사갓부(21b)와, 상기 반사갓 몸체부(21a)의 후단 외측면에서 돌출되며 상기 통과공(h1)과 연통되는 결합돌출부(21c)를 가진다.

상기 반사갓 몸체부(21a)와 반사갓부(21b) 및 결합돌출부(21c)는 서로 일체로 형성되는 것이 바람직하며, 열 전도성이 좋고 가벼운 알루미늄 재질로 형성되는 것이 좋다. 상기 반사갓 몸체부(21a)의 내측면에는 상기 LED 모듈(30)이 장착되어 결합되는 모듈 결합부(21d)가 소정 깊이 인입되게 형성된다.

모듈결합부(21d)는 통과공(h1)과 연결된다.

상기 반사갓부(21b)는 반사갓 몸체부(21a)와 일체로 형성되고, 반사갓 몸체 부(21a)의 하단 테두리부분에서 라운드지게 원호상으로 확장형성됨으로써, 상기 LED 모듈(30)에서 발생하는 빛을 반사시키게 되며, 따라서 반사갓부(21b)의 내주면은 빛을 효과적으로 반사하도록 코팅처리되거나 매끄럽게 표면처리된 반사면(S1)인 것이 바람직하다.

상기 결합돌출부(21c)는 반사갓(20)을 별도의 기기 예를 들어, 차량, 건물, 기타 전자제품 등에 결합하기 위한 부분으로서, 반사갓 몸체부(21a)의 후방으로 돌출되게 형성되는데, 전기적인 연결을 위한 핀(21e)이 마련된다. 따라서, 조명장치(10)를 핀타입으로 소정의 전자제품이나 부품 등에 결합할 수 있다

상기 히트싱크부(23)는 상기 반사갓 몸체부(21a)의 외측(후단)에서 전방측 테두리부분으로 연결되며, 반사갓 몸체(21)의 외측면에서 돌출되게 형성된 다수의 메인 방열리브들(23a)과, 상기 반사갓부(21b)의 테두리보다 큰 반경으로 상기 반사갓부(21b)의 전방 테두리 외측에 배치되는 링부(23b)와, 메인 방열리브(23a) 사이를 교차하여 형성되는 보조 방열리브(23c)를 구비한다.

상기 메인 방열리브들(23a)은 반사갓 몸체부(21a)의 외측에서 원주 방향으로 일정한 간격으로 배치되며, 바람직하게는 반사갓 몸체부(21a)의 후단에서 방사상으로 배열되게 형성된다. 또한, 메인 방열리브들(23a)은 반사갓 몸체부(21a)의 후단에서 전방 테두리쪽으로 갈수록 반사갓 몸체부(21a)의 외측면에서 더 높게 돌출되게 형성된다. 이러한 메인 방열리브들(23a)은 열전도도가 좋은 알루미늄 재질로 형성되는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 반사갓 몸체(21)와 일체로 형성되는 것이 좋다.

상기 링부(23b)는 반사갓부(21b)의 테두리보다 큰 반경으로 반사갓부(21b)의 전방테두리 외측에 배치되며, 메인 방열리브들(23a)의 하단에 연결된다. 상기 구성에 의하면, 링부(23b)와 반사갓부(21b) 사이는 이격되어 있으며, 링부(23b)와 메인 방열리브들(23a) 사이마다 방열공(h2)이 형성된다. 상기 방열공(h2)은 링부(23b)와 반사갓부(21b)의 외측면 사이에 소정 공기 유로를 형성하도록 소정 길이로 형성되며, 상부로 갈수록 확장되게 형성된다. 상기와 같은 링부(23b)도 메인 방열리브(23a)와 동일한 재질로 일체로 형성될 수 있다.

상기 보조 방열리브(23c)는 메인 방열리브들(23a)을 서로 연결하도록 그들 사이에 형성되고, 메인 방열리브들(23a)과 교차하는 방향으로 연결되게 형성된다. 또한, 보조 방열리브들(23c)은 메인 방열리브(23a) 보다 낮은 높이로 형성됨으로써 상기 방열공(h2)을 통해 순환되는 공기가 메인 방열리브(23a)를 따라서 이동될 수 있게 된다. 상기 보조 방열리브(23c)는 메인 방열리브(23a)의 길이 방향을 기준으로 복수 단으로 소정 거리 이격되게 형성될 수도 있다. 이와 같이 보조 방열리브(23c)가 더 형성됨으로써 히트싱크부(23)는 공기와의 접촉 면적 즉, 열교환 면적을 높일 수 있게 되어 방열 효율을 더욱 높일 수 있는 이점이 있다. 상기 보조 방열리브(23c)도 메인 방열리브(23a)와 동일한 재질로 형성될 수 있다.

상기의 히트싱크부(23) 구성에 의하면, 반사갓몸체(21)의 내부에서 LED 모듈(30)의 구동시 발생하는 열은 반사갓몸체(21)를 거쳐 히트싱크부(23)로 효과적으로 전달된다. 그리고 상기 히트싱크부(23)의 메인 방열리브들(23a), 보조 방열리브들(23c) 및 링부(23b)가 공기와의 열교환을 통해 열을 방열하게 된다. 더욱이, 상 기 방열공(h2)을 통해 외부 공기가 히트싱크부(23) 내부로 원활하게 순환 이동됨으로써 히트싱크부(23)를 통한 공냉 효과를 보다 향상시킬 수 있게 되어 방열효율을 높일 수 있는 이점이 있는데, 고휘도 LED와 같이 구동시 고열을 발생시키는 조명등에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시킴으로써, 발열부 즉, LED 모듈(30)의 수명을 늘리고 효율을 높일 수 있다.

한편, 상기 실시예 1에서, LED 모듈(30)은 기판(31)과, 상기 기판(31)에 결합되는 LED소자(32)를 구비한다. 상기 기판(31)은 상기 모듈 결합부(21d)에 안착되어 결합된다. LED 소자(32)는 기판(31)에 설치되며, 그 기판(31)에 연결되는 신호케이블(전기케이블)을 통해 인가되는 전원에 의해 구동됨으로써 발광하고, 이와 동시에 열을 발생시키게 된다.

한편, 상기 실시예 1에서는 LED 소자(32)가 하나인 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 하나의 기판에 복수의 LED 소자가 설치된 구성을 가질 수도 있다. 또한, 각각의 기판 및 LED 소자가 모듈화 된 상태로 복수 개가 설치될 수도 있다.

한편, 상기 실시예 1에서, 렌즈(40)는 상기 반사갓몸체(20)의 전방 테두리 안쪽에 안착되어 결합된다. 이러한 렌즈(40)는 LED모듈(30)을 보호하고, 빛을 가이드 하는 역할을 한다. 반사갓부(21b)의 테두리 안쪽부분에는 렌즈(40)가 안착되는 렌즈 안착부(21e)가 형성된다.

한편, 본 고안은 도 5에 도시된 바와 같이, 제2실시예를 제공하는데, 이에 따른 조명장치(10')는, 반사갓 몸체부(21)의 돌출결합부(21c')가 소켓형태로 결합 할 수 있는 구성을 갖는다. 따라서, 상기 돌출결합부(21c')의 외주에는 나사선이 형성된다.

한편, 본 고안은 도 6에 도시된 바와 같이, 제3실시예를 제공하는데, 이에 따른 조명장치(100)는, 도 1 내지 도 5의 구조에서, 히트싱크부(23)가 통형상으로 형성된 통형 방열부(23e)를 더 구비하는데 특징이 있다.

상기 통형 방열부(23e)의 도 1 내지 도 5의 구조에서, 링부(23b)와 일체로 형성되며, 그 링부(23b)로부터 후방으로 통형상으로 연장된 구조를 가진다. 그리고 통형 방열부(23e)는 대략 반사갓 몸체부(21)의 높이에 대응되는 높이로 형성된다. 이와 같이 통형 방열부(23e)를 더 구비함으로써, 공기와의 접촉면적으로 늘릴 수 있을 뿐만 아니라, 공기의 흐름을 상하 직진형으로 가이드함으로써 공기의 흐름이 빠르게 이루어지도록 하여 열교환 효율을 높일 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 제1 내지 제3실시예에 따른 조명장치들은 히트싱크부를 반사갓부와 일체로 형성시킨 구조를 가짐으로써, LED 모듈에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있기 때문에, 조명장치의 온도를 60℃ 이상으로 상승하지 않도록 냉각시키는 것이 가능하며, 이와 같이 조명장치의 온도를 적절히 제어함으로써 LED의 발광도가 저하되는 것을 방지하고, 궁극적으로 LED의 수명을 연장시킬 수 있다.

도 7은 온도에 따른 LED의 발광도 및 수명을 나타낸 것으로서, 도 7에 도시된 그래프를 통해 확인할 수 있듯이, LED의 광출력율이 30% 감소하는 시점을 기준으로 볼 때, 온도를 60℃ 이하로만 제어하더라도 100℃ 이상의 구동온도일 경우보 다 수명을 2배 이상으로 연장시킬 수 있음을 알 수 있다.

따라서, LED 조명에 있어서, 발광 온도를 낮추는 것은 대단히 중요한 고려 요소라 할 수 있는데, 본 고안 형태에 의할 경우, 발광 온도를 효율적으로 낮출 수 있어, LED 조명의 수명을 연장할 수 있는 것이다.

한편, 앞서 제1 내지 제3실시예에 따른 조명장치의 경우에는, 반사갓 몸체와 히트싱크부가 일체로 형성된 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과한다. 즉, 도 8에 도시된 실시예 4와 같이, 히트싱크 조립체(200)는 반사갓 몸체(210)와, 히트싱크부(220)가 별도의 부품으로 마련되어 서로 결합되는 구성을 가질 수도 있다. 이 경우, 히트싱크부(220)는 제1 내지 제3실시예의 히트싱트 조립체의 구성과 유사한 구성을 가질 수 있으며, 내측에 LED 모듈(230)이 설치되고, 반사갓 몸체(210)의 단부 내측에 렌즈(240)가 끼워져 결합 된다. 이러한 구성을 가지는 조명장치의 경우에도, 히트싱크부(220)의 구성 및 형상에 의해서 공기의 원활한 순환이 가능하고, 공기의 원활한 순환을 통해서 냉각효율을 높일 수 있게 된다. 상기에서 살펴본 바와 같이, 본 고안의 반사갓 몸체와 히트싱크부는 서로 일체로 형성될 수도 있고, 별도의 부품으로 제작되어 착탈 가능하게 결합될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다. 도 8의 경우 LED 모듈(230)의 결합부는 반사갓 몸체(210)의 중앙에 형성된 결합 지지부(211)을 포함할 수 있으며, 히트싱크부(220)와 반사갓 몸체(210) 사이에 LED 모듈(230)의 결합부가 형성될 수도 있다.

이상, 상기에서 본 고안의 구성을 실시예를 들어 설명하였으나, 이는 어디까지나 본 고안의 일 실시예일 뿐, 본 고안의 권리범위는 이와 등가의 기술적 사상의 변형까지를 포함한다.

도 1은 본 고안의 제1실시예에 따른 조명장치를 나타내 보인 사시도.

도 2은 도 1에 도시된 조명장치의 배면도.

도 3은 도 1에 도시된 조명장치의 측면도.

도 4는 도 1에 도시된 조명장치의 단면도.

도 5은 본 고안의 제2실시예에 따른 조명장치를 나타내 보인 도면.

도 6은 본 고안의 제3실시예에 따른 조명장치를 나타내 보인 도면.

도 7는 LED 조명의 온도에 따른 수명관계를 실험을 통해 나타내 보인 그래프.

도 8은 본 고안의 제4실시예에 따른 조명장치를 나타내 보인 단변도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10,10',200..조명장치 20..반사갓

21..반사갓 몸체 23,23'..히트싱크부

30..LED 모듈 40..렌즈

Claims

하나 이상의 LED 소자를 가지는 LED 모듈이 결합되는 모듈 결합부를 가지며 중앙부분에 구멍이 형성되고 절두원추형상을 가지는 반사갓 몸체부와, 상기 반사갓 몸체부의 전방 테두리에서 원호 상으로 라운드지게 확장형성되며 내부에 빛 반사면을 가지는 반사갓부와, 상기 구멍을 중심으로 상기 반사갓 몸체부의 외측 후단으로 일체로 돌출 형성되어 타 기기에 결합되는 결합돌출부를 가지는 반사갓 몸체로 구성되는 히트싱크 조립체;

상기 반사갓 몸체의 내부에 결합되는 LED 모듈; 및,

상기 반사갓 몸체의 테두리부분에 결합되는 렌즈;를 포함하되,

상기 히트싱크 조립체는,

상기 반사갓 몸체의 후단측에서 전방측 테두리부분으로 연결되며 반사갓 몸체의 외측면에서 원주 방향으로 일정한 간격으로 돌출되게 형성되고 상기 반사갓 몸체부의 후단에서 방사상으로 배열되는 다수의 메인 방열리브들과, 상기 반사갓부의 테두리보다 큰 반경으로 상기 반사갓부의 전방테두리 외측에 배치되며 상기 메인 방열리브들 사이에서 상기 메인 방열리브들보다는 낮은 높이로 형성되는 보조 방열리브들과 반사갓부의 테두리보다 큰 반경으로 반사갓부의 전방테두리 외측에 배치되며, 메인 방열리브들의 하단에 연결되는 링부를 가지는 히트싱크부와,

상기 반사갓 몸체의 테두리부분을 따라서 형성되며, 상기 링부와 상기 메인 방열리브들 사이에 상하로 관통되며 상부로 갈수록 확장되게 형성되어, 상기 반사 갓 몸체의 내부에서 발생하는 열을 방열시키도록 공기의 상하 유동을 안내하는 다수의 방열공을 더 포함하는 히트싱크 조립체인 것을 특징으로 하는 조명장치.
제1항에 있어서, 상기 히트싱크부는,

상기 링부로부터 후단 방향으로 통형상으로 연장되어, 상기 히트싱크부의 외측을 둘러싸는 통형 방열부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조명장치.
제1항에 있어서, 상기 결합돌출부는,

핀 타입 또는 소켓 타입인 것을 특징으로 하는 조명장치.