KR20110011435U - 엘이디 램프 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 LED 램프(Lamp)에 관한 것으로
LED 램프(Lamp)는 LED 모듈(module)(1), 방열시트(2) 및 램프베이스(3)를 갖추고 있다
LED 모듈(module)(1)은 방열시트(2)에 접속된 전열부(10)와 외부전원에 접속되는 전기접속부(11)를 가지고있다.
방열시트(2)는 방열성(放熱性)이 양호한 다공질구조를 가진 비금속재료로 되고 일방의 단면이 LED 모듈(module)(1)의 전열부(10)와 접속되고 타방의 단면은 램프베이스(3)의 내측지지부(30)과 접속되어 있다.
램프베이스(3)은 비금속재료에 의해 일체성형되고 방열시트(2)를 수납(收納)하는 내측지지부(30)가 있다.
방열시트(2)는 LED 램프가 점등된 때에 발생하는 열을 방열하는 효과 및 전기 절연의 효과도 높은 것이다.

Description

엘이디 램프{LED Lamp}
본 고안은 고효율의 LED 램프(Lamp)에 관한 것으로 더욱 상세하게는 조명장치로 사용하고 방열효과 및 전기절연 효과가 높으며 램프(Lamp) 전체를 교환할 필요가 없이 LED 만을 교환할 수 있는 LED 램프(Lamp)에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting diode :LED)는 반도체 재료로 제작되는
고체발광소자(固體發光素子)이다. 그의 재료에는 Ⅲ-V 족화학원소(族化學元素)(예를 들면 Gap, GaAs 등) 가 사용되고 LED의 발광 원리는 전기에너지(energy)를 빛으로 변환하고 화합물 반도체에 전류를 인가(印加)하고 전자(電子)와 정공(正孔)이 결합하고 남은 에너지가 빛으로 되어 방출하고 발광한다.
발광다이오드는 콜드 라이트(Cold Light)에 속하고 수명은 10만시간 이상이다.
LED의 최대의 특징은 아이들링 시간(idling time)이 필요없고 고속반응(高速反應), 소체적(小體積), 저소비전력(低消費電力), 내진동성(耐振動性), 저오염성(低汚染性), 대량생산(大量生産)이 가능하다. 신뢰성이 높고 필요에 따라서 초소형 또는 어레이(array) 모양의 디바이스(device)를 제작할 수 있다는 점이다.
LED는 고체조명이기 때문에 칩(chip)을 통전하고 양자(量子)의 여기(勵起)가 회복하여 에너지 빛을 방사 하나 발광의 과정에 있어서 칩(chip) 내의 빛에너지(energy) 가 외부로 완전히 전해지지만 출력되지 않고 빛에너지가 칩(chip) 내부 및 패키지(package) 내에서 흡수되어 열이 발새할 수 가 있다.
일반적으로 LED의 변환효율은 약 10~30%에 지나지 않는다.
즉(1w의 전력)0.2w 이하가 빛으로 되며 나머지가 열로 될 염려가 있다.
이와 같이 방열이 되지 않을 경우 열이 모여서 칩(chip)의 효율 및 수명에 악영향을 줄 염려가 있기 때문에 고효율 LED를 조명설비에 이용하여 방열(放熱)문제를 해결할 필요가 있다.
본 고안의 주된 목적은 조명장치로 사용하고 방열효과 및 전기 절연 효과가 높고 램프(Lamp) 전체를 교환할 필요가 업이 LED 만을 교환할 수가 있는 LED램프(Lamp)를 제공하는 것이다.
본 고안의 LED 램프(Lamp)는 조명장치로 사용하고 방열효과 및 전기절연(電氣絶緣)의 효과가 높고 램프(Lamp) 전체를 교환할 필요가 없이 LED 만을 교환할 수가 있는 것이다.
도 1 은 본 고안의 제1 실시 형태에 의한 LED 램프를 나타낸 분해 사시도
도 2 는 본 고안의 제2 실시 형태에 의한 LED 램프를 나타낸 분해 사시도
도 3 은 본 고안의 제1 실시 형태에 의한 열전도시트를 나타낸 분해 사시도
도 4 는 본 고안의 제2 실시 형태에 의한 열전도시트를 나타낸 분해 사시도
도 5 는 본 고안의 제1 실시 형태에 의한 LED 램프를 나타낸 단면도
도 6 은 본 고안의 제2 실시 형태에 의한 LED 램프를 나타낸 단면도
도 7 은 본 고안의 제3 실시 형태에 의한 LED 램프를 나타낸 단면도
상기 과제를 해결하기 위해 본 고안의 제1의 형태에 의하면 LED 모듈(module), 방열시트(seat) 및 램프 베이스(Lamp base)를 갖춘 LED램프(Lamp)에 있어서, LED 모듈은 방열시트에 접속되는 전열부와 외부전원에 접속되는 전기 접속부가 있고 방열시트는 방열성이 양호한 다공질구조를 가진 비금속재료로 되며 일방의 단면이 LED 모듈의 전열부와 접속되고 타방의 단면이 램프 베이스(Lamp base)의 내측 지지부와 접속되고 램프 베이스는 비금속제 재료로 일체 성형되고 방열시트를 수납(收納)하는 내측 지지부가 있고 방열시트는 LED 램프(Lamp)가 점등할 때에 발생하는 열을 방열시키는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)가 제공된다.
또한 램프 베이스는 플라스틱(plastics) 사출성형에 의해 형성되어지는 것이 바람직하다.
또한 램프 베이스(Lamp base)는 방열성이 양호한 다공질구조를 가진 비금속재료로 된 것이 바람직하다.
또한 LED 모듈(module)은 측부에 설치된 전열부가 있고 방열시트는 LED 모듈의 전열부에 대응하는 곳에 설치된 열유통부가 있고 LED 모듈(module)의 전열부는 열유통부 중에 수납되고 LED 모듈의 열을 전열부로 부터 방열시트(seat)에 전열(傳熱)하여 방열(放熱)하는 것이 바람직하다.
또한 LED 모듈의 전열부와 방열시트와의 사이에는 열유통부가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또한 방열시트는 LED 모듈(module)의 전열부에 접속하는 면에 설치된 금속열 전도층이 있는 것이 바람직하다.
또한 LED 모듈은 관통공이 있고 방열시트는 LED 모듈의 관통공에 대응한 곳에 설치된 관통공이 있고 방열시트의 하방에는 관통공이 있는 고정편이 배치되고 LED 모듈의 관통공, 방열시트의 관통공 및 고정편의 관통공에 고정부재를 삽입하고 LED 모듈, 방열시트 및 고정편을 고정시켜 램프베이스의 저면으로 부터 삽입된 고정봉을 고정편의 고정공으로 관설(貫設)하고 램프 베이스로 LED 모듈 및 방열시트를 고정하는 것이 바람직하다.
또한 LED 모듈(module)의 전열부와 방열시트와의 사이에는 열전도시트가 배치되고 열전도시트는 LED 모듈의 관통공에 대응한 곳에 설치된 관통공이 있고 LED 모듈의 관통공, 열전도시트의 관통공, 방열시트의 관통공 및 고정편의 관통공에는 고정부재를 삽입하고 LED 모듈, 열전도시트, 방열시트 및 고정편을 고정시키는 것이 바람직하다.
또한 고정봉은 금속재료로 되며 LED 모듈(module)을 외부전원에 접속시키는 것이 바람직하다.
또한 플라스틱에 의해 일체성형되고 방열시트의 계합부와 계합하고 저부에 계합부가 설치된 램프커버를 갖추는 것이 바람직하다.
또한 LED 모듈의 전열부와 방열시트와의 사이에는 열전도시트가 배치되고 플라스틱에 의해 일체성형되고 방열시트의 계합부와 계합하고 저부에 계합부가 설치된 램프커버를 갖추는 것이 바람직하다.
또한 램프베이스의 외둘레에는 도전금속층, 절연 슬리브 및 전원 접촉시트가 설치되고, 도전금속층 및 전원접속시트는 LED모듈의 전기접속부와 전기적(電氣的)으로 접속되어지는 것이 바람직하다.
이하 본 고안의 실시 형태에 따라 상세히 설명한다.
도1에 나타낸 바와 같이 본 고안의 제1 실시 형태에 의한 LED 램프(Lamp)는 LED 모듈(module)(1), 방열시트(2) 및 램프베이스(3)를 포함하고 LED 모듈(module)(1)은 규격화된 제품이며 전열부(10) 및 전기접속부(11)가 있고 LED 모듈(1)의 전열부(10)는 예를 들면 접착, 나착 등의 방식에 의해 방열시트(2)에 접속되고 전기접속부(11)가 외부전원과 접속되어 있다.
방열시트(2)는 방열성(放熱性)이 양호한 다공질구조(즉, 비표면적(比表面的)이 높은 구조)를 가진 비금속재료로 된다.
예를 들면 열전도율(熱傳導率)이 높은 비금속 분말(粉末)로 된다. 열전율이 높은 비금속 분말은 AIN 및 SiC로 되는 것이 바람직 하지만 Al₂O₃, Zr₂O, AlN, SiN, BN, WC,SiC, C, 결정 SiC, 재결정 SiC(RSiC) 등 이어도 좋다.
램프 베이스(3)는 비금속 재료에 의해 직접 성형되고 방열시트(2)를 수납(收納)하기 위해 사용하는 지지부(30)를 가지고 있다.
방열시트(2)는 LED 가 점등될 때에 발생하는 열을 신속하게 방열하기 위해 사용한다.
제1 실시 형태의 램프베이스(3)는 일반의 비금속제재료로 되어도 좋고 예를 들면 플라스틱 사출성형에 의해 제작되고 전기절연 특성을 가지고 있다.
램프베이스(3)는 방열성이 양호한 다공질구조(多孔質構造)(즉 표면적이 높은 구조)를 가진 비금속 재료로 된다. 예를 들면 열전도율이 높은 비금속 분말로 제조되고(예를 들면 사출성형 등) 열전도율이 높은 비금속 분말로는 AIN 및 SiC로 되는 것이 바람직 하지만 Al₂O₃, Zr₂O, AlN, SiN, BN, WC,SiC, C, 결정 SiC, 재결정 SiC(RSiC) 등 이어도 좋다.
더욱 램프베이스(3)는 직접 외형을 형성하여 전기절연 및 방열의 기능을 얻어도 좋다.
램프베이스(3)는 일반의 램프 베이스의 형상으로 직접 성형하고 종래의 전구에 대체(代替)할 수가 있다.
또 일반의 LED 를 교환할 수가 있기 때문에 등구(燈具)전체를 교환할 필요가 없다.(즉, 본 고안은 종래의 등구에 직접 사용할 수가 있다.)
도 2에 나타낸 바와 같이 본 고안의 제2 실시 형태에 의한 LED 램프(Lamp)의 LED 모듈(module)(1)은 전열부(10)가 측부(側部)에 설치되어 있다.
제 2 실시 형태의 방열시트(2)는 LED 모듈(module)(1)의 전열부(10)에 대응한 곳에 열유통부(20)가 설치되고 LED 모듈(module)(1)로 부터의 열을 전열부(10)로 증개하여 방열시트(2)로 전열하고 방열시트(2)로 부터 방열한다.
도 3, 도 4 에 나타낸 바와 같이 본 고안의 실시예 의한 LED 램프(Lamp)는 열전도시트(4)를 포함한다. 이 열전도시트(4)는LED 모듈의 전열부(10)와 방열시트(2)와의 사이에 배치(配置)되고 열전도율이 높은 금속(예를 들면 금, 은, 동, 철, 알루미늄(Aluminium), 코발트(cobalt), 니켈(nickel), 아연, 티탄(Titan), 망간(mangan)등)으로 된다.
LED 램프를 점등한 때에 생기는 열은 열전도시트(4)에 의해 신속히 전달되고 열전도시트(4)와 방열시트(2)와의 사이의 열전도 작용에 의해 열전도시트(4)의 열이 방열시트(2)로 신속히 전달되고 방열시트(2)에 의해 방열을 한다.
본 실시 형태에서는 방열시트(2) 상에 열전도시트(4)가 직접형성되어 있기 때문에(도5에 나타낸 바와 같이 방열시트(2)와 LED 모듈(module)(1)과의 결합부 상으로 직접 인쇄하거나 도포한 금속열전도층(41)을 형성한다.)
부품을 줄여서 생산가를 내릴 수가 있다.
도1~도4에 표시된 바와 같이 본 실시 형태의 램프베이스(3)의 외둘레에는
방열표면적(放熱表面積)을 늘리기 위한 모양(31)이 설치되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태의 램프베이스(3)는 내측지지부(30)와 외부를 연통하는 방열공(32)을 천설하고 램프베이스(3) 내부에서 발생하는 열을 방열시킴과 동시에 대류(對流)작용에 의해 방열효과를 향상시킬 수 있다.
도 1 에 나타낸 바와 같이 제1 실시 형태의 LED 모듈(module)(1)에는 관통공(12)이 있고 방열시트(2)는 LED 모듈(module)(1)의 관통공(12)에 대응한 곳에 설칟된 관통공(21)이 있고 방열시트(2)의 하방에는 관통공(50)이 설치된 고정편(5)이 배치되고 LED 모듈(module)(1)의 관통공(12), 방열시트(2)의 관통공(21) 및 고정편(5)의 관통공(50)에 삽입하고 LED 모듈(module)(1), 방열시트(2) 및 고정편(5)을 고정하기 위해 사용하는 고정부재 A(예를 들면 나사 또는 핀(pin) 등)을 사용한다.
본 실시 형태에서는 램프베이스(3)의 저면에서 고정편(5)의 고정공(51)으로 고정봉 B(예를 들면 나사, 핀(pin) 등)을 삽입하고 램프베이스(3)로 LED 모듈(1), 방열시트(2) 등을 고정한다.
전술한 고정봉 B 는 금속재료로 되며 LED 모듈(module)(1)을 외부전원에 접속하기 위해 사용하여도 좋다.
도 3 에 표시된 바와 같이 본 실시 형태의 열전도시트(4)는 LED 모듈(module)(1)의 관통공(12)에 대응한 곳에 설치된 관통공(40)이 있고 LED 모듈(module)(1) 의 관통공(12), 열전도시트(4)의 관통공(40), 방열시트(2)의 관통공(21) 및 고정편(5)의 관통공(50)으로 고정부재 A를 삽입하고 LED 모듈(module)(1), 열전도시트(4), 방열시트(2) 및 고정편(5)을 고정한다.
도 "2" 에 표시된 바와 같이 본 실시 형태의 발열시트(2)에는 관통공(21)이 설치되고 방열시트(2)의 하방에는 관통공(50)이 있는 고정편(5)이 배치되어 있다.
고정부재 A 는 예를 들면 나사, 핀 등이며 LED 모듈(module)(1)의 관통공(12), 방열시트(2)의 관통공(21) 및 고정편(5)의 관통공(50)에 삽입하고 LED 모듈(module)(1), 방열시트(2) 및 고정편(5)을 고정한다.
본 실시 형태의 고정편(5)은 설치된 고정공(51)을 이용하고 램프베이스(3)의 저면에서 고정편(5)의 고정공(51)으로 고정봉 B(예를 들면 나사, 핀(pin) 등)를 삽입하는 것에 의해 램프베이스(3)로 LED 모듈(1) 방열시트(2) 등을 고정한다.
전술의 고정봉 B 는 금속 재료로 되며 LED 모듈(1)은 외부 전원을 접속하기 위해 사용하여도 좋다.
도 4 에 나타낸 바와 같이 본 실시 형태의 열전도시트(4)에 설치된 관통공(40)을 이용하고 열전도시트(4)의 관통공(40), 방열시트(2)의 관통공(21) 및 고정편(5)의 관통공(50)으로 고정부재 A 를 삽입하고 열전도시트(4), 방열시트(2) 및 고정편(5)을 고정한다.
도1~도6 에 표시된 바와 같이 본 실시 형태의 LED 램프는 램프커버(6)를 포함한다.
램프커버(6)는 플라스틱(plastics)에 의해 일체 성형되고 저부에 설치된 계합부(60)의 위치에는 방열시트(2)에 설치된 계합부(22)(도1, 도2 및 도4 에 나타낸다)에 대응하여 서로 계합되며 열전도시트(4)에 설치된 계합부(42)(도3에 나타낸다)에 대응하여 서로 계합되어 있다.
이와 같이 램프커버(6), 램프베이스(3) 등을 전체적으로 고정하는 것이며
점착방식(粘着方式)에서는 강고(强固)하게 고정할 수가 있지만 안전기준에서정(定)한 견인력(牽引力)테스트를 통과할 수가 없는 결점(決点)을 가지고 있다.
또 도 1 ~ 도 4 에 표시된 바와 같이 램프베이스(3)의 외둘레에는 전구(電球)전용의 금속 슬리브(sleeve) C , 절연 슬리브(sleeve) 및 전원접촉시트 E 가 설치되어 있다. (전구전용의 금속슬리브(sleeve) C, 절연슬리브(sleeve) D 및 전원접촉시트 E 는 E 27, E14 등의 국제표준규격을 충족시킨다.)
금속 슬리브(sleeve) C 및 전원접촉시트 E 는 LED 모듈의 전기 접속부(11)와 전기적으로 접속되고 종래의 램프(Lamp) 등구(燈具)에 사용한다.
도 6 에 나타낸 바와 같이 전술의 금속 슬리브(sleeve) C 는 램프 베이스(3)의 외둘레에 대응하여 도금막(鍍金膜), 피복(被覆) 등의 방식에 의해 형성된
도전금속층(導電金屬層) F 를 형성한다.
도 7 에 나타낸 바와 같이 LED 모듈(1)의 전기접속부(11)에는 프로젝터(projector) 형 램프베이스(3) 전용의 접속단자 G(예를 들면 MR 16 등의 국제표준규격)가 접속되어 있다.
접속단자 G는 램프베이스(3)의 저부의 외둘레에 철설(凸設)되고 램프베이스(3) 상에는 반사커버(7)가 설치되고 LED 프로젝터(projector)형 램프가 구성되어 있다.
이와 같이 본 고안의 LED 램프(Lamp)는 본래의 오래된 프로젝터(projector)형 등구(燈具)를 교환할 필요가 없이 종래의 프로젝터형 등구 상에 직접 삽입하여 사용할 수가 있는 것이다.
당해 분야의 기술을 숙지하는 것이 이해될 수 있도록 본 고안의 가장 적합한 실시 형태를 전술한 바와 같이 개시하였으나 이것들은 결코 본 고안에 한정되는 것은 아니다.
본 고안의 취지와 영역을 벗어나지 아니하는 범위 내에서 각종의 변경이나 수정을 가할 수가 있다. 따라서 본 고안의 실용신안 등록청구범위는 이러한 변경이나 수정을 포함하여 넓게 해석되어야만 한다.
(1) LDE 모듈(module)
(2) 방열시트(seat)
(3) 램프 베이스(Lamp base)
(4) 열전도 시트(seat)
(5) 고정편(固定片)
(6) 램프커버(Lamp cover)
(7) 반사커버(cover)
(10) 전열부(傳熱部)
(11) 전기 접속부(電氣接續部)
(12) 관통공(貫通孔)
(20) 열유통부
(21) 관통공
(22) 계합부
(30) 내측 지지부
(31) 모양(模樣)
(32) 방열공(放熱孔)
(40) 관통공
(41) 금속열전도층(金屬熱傳導層)
(42) 계합부
(50) 관통공
(51) 고정공
(60) 계합부
A 고정부재
B 고정봉(固定俸)
C 금속 슬리브(sleeve)
D 절연 슬리브(sleeve)
E 전원 접촉 시트(seat)
F 도전금속층(導電金屬層)
G 접속단자(接續端子)

Claims (12)

  1. LED 모듈(module), 방열시트(seat) 및 램프 베이스(Lamp base)를 갖춘 LED램프(Lamp)에 있어서, LED 모듈은 방열시트에 접속되는 전열부와 외부전원에 접속되는 전기 접속부가 있고 방열시트는 방열성이 양호한 다공질구조를 가진 비금속재료로 되며 일방의 단면이 LED 모듈의 전열부와 접속되고 타방의 단면이 램프 베이스(Lamp base)의 내측 지지부와 접속되고 램프 베이스는 비금속제 재료로 일체 성형되고 방열시트를 수납(收納)하는 내측 지지부가 있고 방열시트는 LED 램프(Lamp)가 점등할 때에 발생하는 열을 방열시키는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  2. 제 1항에 있어서
    램프 베이스는 플라스틱(plastics) 사출성형에 의해 형성되어지는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  3. 제1항에 있어서
    램프 베이스(Lamp base)는 방열성이 양호한 다공질구조를 가진 비금속재료로 됨을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  4. 제 1항에 있어서
    LED 모듈(module)은 측부에 설치된 전열부(傳熱部)가 있고 방열시트는 LED 모듈의 전열부에 대응하는 곳에 설치된 열유통부가 있고 LED 모듈(module)의 전열부는 열유통부 중에 수납되고 LED 모듈의 열을 전열부로 부터 방열시트(seat)에 전열(傳熱)하여 방열(放熱)하는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  5. 제 1항에 있어서
    LED 모듈의 전열부와 방열시트와의 사이에는 열유통부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  6. 제 1 항에 있어서
    방열시트는 LED 모듈(module)의 전열부에 접속하는 면에 설치된 금속열 전도층이 있는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  7. 제 1 항에 있어서
    LED 모듈은 관통공이 있고 방열시트는 LED 모듈의 관통공에 대응한 곳에 설치된 관통공이 있고 방열시트의 하방에는 관통공이 있는 고정편이 배치되고 LED 모듈의 관통공, 방열시트의 관통공 및 고정편의 관통공에 고정부재를 삽입하고 LED 모듈, 방열시트 및 고정편을 고정시켜 램프베이스의 저면으로 부터 삽입된 고정봉을 고정편의 고정공으로 관설(貫設)하고 램프 베이스로 LED 모듈 및 방열시트를 고정하는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  8. 제 1 항에 있어서
    LED 모듈(module)의 전열부와 방열시트와의 사이에는 열전도시트가 배치되고 열전도시트는 LED 모듈의 관통공에 대응한 곳에 설치된 관통공이 있고 LED 모듈의 관통공, 열전도시트의 관통공, 방열시트의 관통공 및 고정편의 관통공에는 고정부재를 삽입하고 LED 모듈, 열전도시트, 방열시트 및 고정편을 고정시키는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  9. 제 7 항에 있어서
    고정봉은 금속재료로 되며 LED 모듈(module)을 외부전원에 접속시켜서 됨을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)

  10. 제 1 항에 있어서
    플라스틱에 의해 일체성형되고 방열시트의 계합부와 계합하고 저부에 계합부가 설치된 램프커버를 갖추어서 됨을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  11. 제 1 항에 있어서
    LED 모듈의 전열부와 방열시트와의 사이에는 열전도시트가 배치되고 플라스틱에 의해 일체성형되고 방열시트의 계합부와 계합하고 저부에 계합부가 설치된 램프커버를 갖추어서 됨을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
  12. 제 1 항에 있어서
    램프베이스의 외둘레에는 도전금속층, 절연 슬리브 및 전원 접촉시트가 설치되고, 도전금속층 및 전원접속시트는 LED모듈의 전기접속부와 전기적(電氣的)으로 접속되어지는 것을 특징으로 하는 LED 램프(Lamp)
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