KR20110024087A - 엘이디 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광원으로 파워 엘이디(Light Emitting Diode; 이하 "LED"라 한다)를 사용한 엘이디가로등의 엘이디발광램프가 부착되는 등의 발광면을 5면으로 분할하여 경사각을 형성함으로써 빛의 확산을 도모하고 엘이디 모듈의 고장 및 파손시 5면중 해당면만 선택하여 최소의 비용으로 교체 및 수리가 가능하며 사후관리 비용의 대폭적인 감소를 유도하며 외부면에 형성되는 방열핀을 유선형으로 형성하여 외관이 아름다우면서도 방열효과가 뛰어나 엘이디의 조도향상 및 사용수명을 연장하도록 한 것으로, 가로등 몸체의 내부에 엘이디 발광다이오드를 장착하고 상기 몸체의 외면에 방열핀을 일체로 형성하는 엘이디가로등을 구성함에 있어서,

상기 가로등 몸체의 내부에 엘이디모듈장착면을 동일한 폭의 5각 면으로 요입되게 구성하여 몸체 전체의 두께를 일정하게 구성한 것과, 상기 가로등 몸체의 외부면에 일체로 형성하는 방열핀을 상단 중앙이 부드러운 곡선으로 내향원호를 이루고 그 양측에는 U자형 골을 형성하여 공기의 흐름과 외관미를 갖도록 형성한 것과, 상기 가로등 몸체의 내부 엘이디모듈장착면에 다수의 발광다이오드가 구성된 엘이디모듈을 각각 독립되게 장착한 것과, 상기 가로등 몸체의 일측에 안정기케이스를 착, 탈 가능하게 힌지로 결합하여 공기의 흐름이 각각의 방열핀을 거쳐서 이루어지도록 함으로써 방열효과가 뛰어나면서도 외관미가 아름답고 가로등 몸체의 일측에 안정기케이스를 착, 탈 가능하게 힌지로 결합하여 가로등의 조사각을 쉽게 조절하도록 하여 산란되는 빛의 집광도를 높여 조도 및 휘도를 개선하여 가로등의 조명효율을 극대화할 수 있는 것이다.

몸체, 엘이디모듈장착면, 방열핀, 엘이디모듈, 발광다이오드, 힌지

Description

엘이디 가로등{LED Street Lamp}

본 발명은 광원으로 파워 엘이디(Light Emitting Diode; 이하 "LED"라 한다)를 사용한 엘이디가로등에 관한 것으로, 특히 엘이디발광램프가 부착되는 등의 발광면을 5면으로 분할하여 경사각을 형성함으로써 빛의 확산을 도모하고 외부면에 형성되는 방열핀을 유선형으로 형성하여 외관이 아름다우면서도 방열효과가 뛰어나 엘이디의 조도향상 및 사용수명을 연장하도록 한 것과, 엘이디 모듈의 고장 및 파손시 5면중 해당면만 선택하여 최소의 비용으로 교체 및 수리하여 사후관리 비용의 대폭적인 감소를 유도한 것이다.

일반적으로 가로등은 가로(街路) 교통의 안전과 보안을 위해 가로를 따라 설치되는 조명시설을 말하며, 이와 같은 가로등은 고속도로, 시가지의 주요도로, 상업지구 도로 및 주택지구 도로 등 설치되는 장소에 따라 그에 적합한 형태로 제공된다.

따라서 종래의 가로등은 가로변의 지면에 소정 높이로 세워지는 지주와, 지주에 측방향으로 연결되는 암과, 암에 전기적으로 연결되어 있는 광원을 포함하여 이루어진다.

그리고 상기한 종래의 등기구는 암에 결합되어 광원을 하부에 위치시키는 상부 케이스와, 상부 케이스의 일측에 설치되어 광원을 전기적으로 연결하는 소켓과, 상부 케이스의 내면에 결합되어 광원에서 방사되는 빛을 지면으로 반사시키는 반사갓과, 상부 케이스에 결합되어 광원을 보호하며 빛을 투과시키는 투명커버로 이루어지는 것이 종래 등기구의 일반적인 형태이다.

따라서 지금까지는 가로등의 광원으로 백열등이나 할로겐등을 사용해 왔다.

그러나, 백열등이나 할로겐등이 소비하는 소비전력이 막대하기 때문에, 최근에는 고휘도 엘이디가 가로등의 광원으로 떠오르고 있다.

발광다이오드(light emitting diodes, LED)는 고휘도, 소비전력 저감 및 긴 수명의 장점을 특징으로 하기 때문에 램프의 조명으로서 광범위하게 사용하기 위한 노력을 하고 있는바, 일반적으로 수 개의 엘이디를 서로 연결하여 엘이디 모듈을 구성하고, 복수의 엘이디 모듈을 직렬 또는 병렬로 연결하여 엘이디 램프 세트를 구성하여 대형 투영 면적 및 고휘도와 실외조명에 필요한 요건을 만족시키는 조명 효과를 얻고 있다.

실외 조명 장치는 실외에 노출되어 있기 때문에 기밀성(airtightness), 내수성(water resistance), 내먼지성(dust resistance) 및 열발산(heat dissipating)에 대한 요건이 실내 조명 장치보다 엄격하다.

또한, 엘이디가 내열성이 낮기 때문에 일반적으로 각 엘이디에 의해 생성되는 열을 발산시키기 위하여 열발산 모듈을 사용하는데, 그 결과 각각의 엘이디가 낮은 온도에서 발광할 수 있으므로 엘이디와 열발산 모듈은 서로 불가결한 것이 되 었다.

따라서, 당업계의 제조업자들에게는 엘이디 가로등과 열발산 모듈의 조립 구조의 설계가 중요한 과제가 되고 있다.

한국 공개실용신안공보 1998-14446호의 엘이디를 이용한 램프구조는, 터널등이나 가로등을 구성함에 있어서, 회로기판이 내장되는 램프 몸체 내부에 전방에는 다수의 블록돌기를 형성하며 외단부측이 내향절곡된 반사경을 결합하고, 반사경의 전방에 다수의 고휘도 엘이디를 부착한 엘이디 고정판을 설치하되, 외단부측을 내향절곡하여 고휘도 엘이디에서 발산하는 빛을 중앙으로 집중적으로 모아 밝기를 배가하며 엘이디 고정판 전방으로 양면이 볼록한 다수의 볼록렌즈군이 형성된 내향렌즈가 내설되며, 그 전방으로 내면에 다수의 볼록돌기가 형성된 커버체를 밀폐 결합하여 구성되는 것을 개시하고 있다.

한편, 최근 동일한 소비전력에서는 고휘도 엘이디 보다 휘도가 더 우수한 파워 엘이디가 개발되어 고휘도 엘이디에 대한 대체 가능성이 높아지고 있다.

그런데, 소자 하나의 소비전력이 2W에 달하는 파워 엘이디는 정션 온도가 대략 47℃를 넘어서면 광 출력이 저하되고, 파장이 변화하여 색상이 달라지며,방열 처리가 미흡하면 1시간 내에 엘이디가 소손되는 문제점을 안고 있다.

즉, 파워 엘이디는 방열 처리가 미흡하여 정션 온도가 올라가게 되면 전기적 저항값이 줄어 들어 파워 엘이디를 흐르는 전류량이 증가함으로써 소비전력이 증가하며 이에 따라 발생되는 열이 증가하여 소손이 빠르게 진행된다

이에 파워 엘이디를 흐르는 전류를 적절하게 제어할 수 있는 전류 리미터와 파워 엘이디의 발열 온도를 적절한 범위 내로 유지할 수 있는 방열구조를 갖는 파워 엘이디를 이용한 가로등을 제공하고자 특허등록 제0808266호(2008.02.21)에서는 복수의 파워 엘이디를 포함하는 광원부; 상기 광원부에 흐르는 전류량을 소정 범위 내로 제한하기 위한 전류 리미터; 상기 광원부에서 발생하는 열을 방출하기 위한 방열부; 및 상기 방열부와 일체로 형성되고 상기 전류 리미터가 부착된 몸체부를 포함하고, 상기 광원부의 소비전력 대비 상기 몸체부의 표면적의 비율은 69 내지 125 인 것을 특징으로 한 것이 있으며, 특허등록 제0754973호(2007.08.28)에서는 4각 형태의 볼록몸체로 상기 볼록몸체의 중심평면을 제외한 나머지 4면을 경사면으로 일체 구성하고 상기 볼록몸체의 측면에는 광원장착용 기구물에 쉽게 설치 가능하도록 체결부가 구비된 다면프레임과; 상기 다면프레임의 각 면에 체결 조립되고 각각 분리 가능한 조각기판이며 다수 사용되는 엘이디광원의 전기적인 연결을 위한 연결회로패턴이 형성된 광원장착기판과; 상기 광원장착기판에 다수가 장착되며 둘 이상의 엘이디개체가 직렬로 조합된 하나의 제1 엘이디군과 또 다른 하나의 제2 엘이디군을 병렬로 연결시키는 직렬과 병렬이 병합된 연결구조를 갖는 엘이디광원으로 이루어져서, 엘이디의 장착 기구면에 경사각을 형성 및 조정함에 의해 엘이디광원에 대한 측면 조도를 멀리 보낼수 있어 설치기준 이상의 측면 조도를 형성시킬 수 있으며, 엘이디광원에 대한 열방출 효과를 증대시킬 수 있어 엘이디의 손실 및 부품파손을 방지할 수 있고 그에 따라 엘이디의 수명연장 및 조도 향상을 이끌어낼 수 있으며, 가로등에 설치된 엘이디광원의 부분별 교체가 가능하므로 광원에 대한 교체작업의 편의성은 물론 가로등의 유지보수를 용이하게 수행할 수 있게 한 것이 개발되었다.

또한, 특허등록 제0880200호(2009.01.16)에서는 복수의 엘이디(LED) 모듈이 구비된 가로등에 각 엘이디모듈의 조사각을 달리하여 조사범위를 확장시키기 위해 가로등의 케이스에 연결되는 방열판의 고정부에 엘이디모듈이 연결되어 블럭을 형성하는 구획부가 구비되고, 이 구획부 중 인접한 구획부는 서로 다른 방향으로 절곡형성됨과 동시에 서로 다른 높이로 형성되어 엘이디모듈이 서로 다른 방향으로 조사할 수 있도록 조사범위를 확장 형성함으로써 평면적인 구조를 갖는 가로등보다 폭 넓은 조사범위를 확보하고, 동시에 확장렌즈에 의하여 엘이디모듈에서 조사된 빛의 조사범위를 보다 광범위하게 확장함으로써 야간보행시 보행자의 안전과 야간운전시 운전자의 주의력을 환기시켜 안전사고를 미연에 방지할 수 있고, 더 나아가 프리즘 시트가 구비되어 엘이디모듈에서 조사된 빛이 디퓨저 시트에 의하여 산란되는 빛의 집광도를 높여 조도 및 휘도를 개선하여 가로등의 조명효율을 극대화할 수 있으며, 아울러 방열판에 형성된 고정부에서 엘이디모듈의 분리 및 결합용이성을 보장하기 위한 탈착수단에 의하여 엘이디모듈의 고장 및 파손에 의한 교체 및 수리작업을 보다 간편하고 쉽게 처리할수 있는 엘이디모듈을 이용한 가로등을 개발하였다.

대만(R.O.C.)특허 제M272940호에 개시된 바와 같이 종래의 엘이디 가로등 열발산 구조는 상부 베이스(upper base), 알루미늄 파티션 보드(partition board), 복수의 엘이디 및 상기 상부 베이스의 후방으로부터 상부로 연장된 복수의 병렬 열싱크(heat sink)를 포함하고, 상기 파티션 보드의 일면은 상부 베이스의 내측 중앙 에 부착되고 다른 면은 상기 복수의 엘이디를 연결하는데 사용되어 엘이디 가로등의 열발산 구조를 형성한다.

실용신안 등록 출원 제2007-0005327호(2007.04.02)에서는 각각의 엘이디 모듈에 의해 발생되는 열을 신속히 발산시키기 위하여 열파이프(heat pipe)와 엘이디 모듈이 설치된 등온판(isothermal board)을 구비한 엘이디 가로등 및 열소산 모듈의 조립 구조를 제공함으로써, 열전도 및 열소산 기능을 크게 향상시키고 엘이디가 낮은 온도에서 발광되도록 하여 수명을 연장시킨 구성을 하였다.

본 발명은 상기한 지금까지 개발되어 실시되고 있는 엘이디가로등의 가장 궁극적인 문제인 빛의 확산과 발광다이오드에서 발생되는 열의 방열과 외부의 형상을 보다 미려하게 하고자 가로등 몸체의 내부에 엘이디모듈장착면을 동일한 폭의 5각 면으로 요입 되게 구성하여 각엘이디모듈에 구성된 발광다이오드의 조사각을 분산하여 빛의 확산을 도모하고자 하였으며, 몸체 전체의 두께를 일정하게 구성함과 동시에 몸체의 외부면에 일체로 형성하는 방열핀을 상단 중앙이 부드러운 곡선으로 내향원호를 이루고 그 양측에는 U자형 골을 형성하여 공기의 흐름이 각각의 방열핀을 거쳐서 이루어지도록 함으로써 방열에 관한 문제를 해결함과 동시에 외관미를 향상시키고자 하였으며, 상기 가로등 몸체의 일측에 안정기케이스를 착, 탈 가능하게 힌지로 결합하여 가로등의 조사각을 쉽게 조절하도록 하여 산란되는 빛의 집광도를 높여 조도 및 휘도를 개선하여 가로등의 조명효율을 극대화할 수 있는 엘이디모듈을 이용한 가로등을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

아울러 본 발명에 따른 방열판에 형성된 고정부에서 엘이디모듈의 5면분리 및 결합용이성을 보장하기 위한 탈착수단에 의하여 엘이디모듈의 고장 및 파손에 의한 교체 및 수리작업등의 사후관리를 최소의 비용으로 보다 간편하고 쉽게 처리할 수 있는 엘이디모듈을 이용한 가로등을 제공하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가로등 몸체의 내부에 엘이디 발광다이오드를 장착하고 상기 몸체의 외면에 방열핀을 일체로 형성하는 엘이디가로등을 구성함에 있어서,

상기 가로등 몸체의 내부에 엘이디모듈장착면을 동일한 폭의 5각 면으로 요입 되게 구성하여 몸체 전체의 두께를 일정하게 구성한 것과, 상기 가로등 몸체의 외부면에 일체로 형성하는 방열핀을 상단 중앙이 부드러운 곡선으로 내향원호를 이루고 그 양측에는 U자형 골을 형성하여 공기의 흐름과 외관미를 갖도록 형성한 것과, 상기 가로등 몸체의 내부 엘이디모듈장착면에 다수의 발광다이오드가 구성된 엘이디모듈을 각각 독립되게 장착한 것과, 상기 가로등 몸체의 일측에 안정기케이스를 착, 탈 가능하게 힌지로 결합하여 구성한다.

상기한 본 발명은, 가로등 몸체의 내부에 엘이디모듈장착면을 동일한 폭의 5각 면으로 요입 되게 구성하여 각엘이디모듈에 구성된 발광다이오드의 조사각을 분산하여 빛의 확산이 뛰어나 직사광 발생하는 엘이디 발광다이오드의 단점을 보완하고 몸체 전체의 두께를 일정하게 구성함과 동시에 몸체의 외부면에 일체로 형성하는 방열핀을 상단 중앙이 부드러운 곡선으로 내향원호를 이루고 그 양측에는 U자형 골을 형성하여 공기의 흐름이 각각의 방열핀을 거쳐서 이루어지도록 함으로써 방열효과가 뛰어나면서도 외관미가 아름답고 가로등 몸체의 일측에 안정기케이스를 착, 탈 가능하게 힌지로 결합하여 가로등의 조사각을 쉽게 조절하도록 하여 산란되는 빛의 집광도를 높여 조도 및 휘도를 개선하여 가로등의 조명효율을 극대화할 수 있 는 것이다.

즉, 엘이디의 발열 온도를 소정 범위 내로 유지할 수 있어 소비전력을 작게 하면서도 밝기를 최대화할 수 있으며, 장시간 사용할 수 있는 파워 엘이디를 사용한 가로등을 제공할 수 있는 효과가 있으며, 엘이디모듈장착면을 5등분하여 경사각을 형성함에 의해 엘이디광원에 대한 측면 조도를 멀리 보낼 수 있어 설치기준 이상의 측면 조도를 형성시킬 수 있게 되며, 열전도율을 좋은 알루미늄재질 또는 열전도성 플라스틱의 적용으로 엘이디광원에 대한 열방출효과를 증대시킬 수 있어 엘이디의 손실 및 부품파손을 방지할 수 있고 그에 따라 엘이디의 수명연장 및 조도 향상을 이끌어낼 수 있으며, 가로등에 설치된 엘이디광원의 부분별 교체를 가능하게 하는 구조로 광원에 대한 교체작업의 편의성은 물론 가로등의 유지보수및 사후관리 비용절감을 용이하게 수행할 수 있는 효과와, 야간보행시 보행자의 안전과 야간 운전시 운전자의 주의력을 환기시켜 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다. 더 나아가 본 발명에 따른 프리즘 시트가 구비되어 엘이디모듈에서 조사된 빛이 디퓨저 시트에 의하여 산란되는 빛의 집광도를 높여 조도 및 휘도를 개선하여 가로등의 조명효율을 극대화할 수 있게 된다.

상기한 본 발명을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디 발광다이오드(21)를 장착하고 상기 몸체(10)의 외면에 방열핀(12)을 일체로 형성하는 엘이디가로등을 구성함에 있어서,

먼저 도1 내지 도4에서와 같이 상기 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디모듈장 착면(11)을 동일한 폭의 5각 면으로 요입되게 구성하여 몸체(10) 전체의 두께를 일정하게 구성하며, 상기 가로등 몸체(10)의 외부 면에 일체로 형성하는 방열핀(12)을 상단 중앙이 부드러운 곡선으로 내향 원호를 이루고 그 양측에는 U자형 골을 형성하여 공기의 흐름과 외관미를 갖도록 형성하고, 상기 가로등 몸체(10)의 내부 엘이디모듈장착면(11)에 다수의 발광다이오드(21)가 구성된 엘이디모듈(20)을 각각 독립되게 장착하여, 상기 가로등 몸체(10)의 일측에 안정기케이스(30)를 착, 탈 가능하게 힌지(40)로 결합하여 구성하였다.

그리고 도5에서와 같이 상기 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디모듈장착면(11)을 동일한 폭의 5각면으로 돌출되게 구성하거나, 도6 내지 도7에서와 같이 상기 가로등 몸체(10)의 외부면에 일체로 형성되는 방열핀(12)을 하나씩 건너서 돌출높이가 다르게 형성하여 흘러가는 공기가 방열핀(12)에 부딪쳐서 와류를 일으키면서 공기와 방열핀(12)의 마찰이 많아지도록 하여서 방열효과를 배가 되도록 하며, 여기서 방열핀(12)의 높이를 중앙이 낮은 것은 양측이 돌출되고 양측이 낮은 것은 중앙이 돌출되도록 구성하면 외관미와 방열 효과가 뛰어나게 된다.

도8에서와 같이 상기 가로등 몸체(10)의 내부에 형성되는 엘이디모듈장착면(20)의 발광다이오드(21) 위치를 돌출되게 구성하고 엘이디모듈(20)을 상기 엘이디모듈장착면(11)과 일치하게 절곡하여 구성할 수도 있다.

여기서 본 발명의 엘이디모듈(20)의 발광다이오드(21) 사이에 반사판을 구성하여 발광다이오드(21)에서 발광하는 빛을 보다 완벽하게 비춰지도록 할 수도 있다.

상기한 구성의 본 발명을 도1에 예시한 바와 같이 가로등으로 사용하면, 복수의 엘이디모듈장착면(11)을 5개의 각으로 조사각을 달리하여 구성함으로써 엘이디모듈(20)이 5개의 각으로 조사각을 달리하여 설치 되어서 발광다이오드(21)에서 발생하는 광원의 조사범위가 확산되어 보다 광범위하게 확장함으로써 야간보행시 보행자의 안전과 야간 운전시 운전자의 주의력을 환기시켜 안전사고를 미연에 방지할 수 있고, 방열핀(12)의 구조가 공기와의 마찰이 더욱 많이 이루어지도록 하여 방열효과가 뛰어나 사용 수명이 연장되며, 등기구 몸체(10)를 안정기케이스(30)와 힌지(40)로 결합하고 상기 안정기케이스(30)를 가로등지주(50)에 고정설치 함으로써 가로등 설치시 등기구 몸체(10)의 각도 조정이 자유로워 가로등의 조사각의 선택이 자유롭고, 무엇보다도 외관미가 뛰어나면서도 엘이디가로등으로서의 기능을 다 할 수 있는 신규한 발명이다.

상기한 본 발명은 당장 가로등으로 사용할 수 있어 산업상 이용가능이 대단하다 할 것이다.

도1은 본 발명의 설치 사용상태 예시도.

도2는 본 발명의 구성상태를 예시한 상면 사시도.

도3은 본 발명의 구성상태를 나타낸 횡단면도.

도4는 본 발명의 구성상태를 나타낸 종단면도.

도5는 본 발명의 다른 구성상태를 예시한 횡단면도.

도6은 본 발명의 방열핀이 다른 구성상태를 예시한 사시도.

도7은 도8의 구성을 예시한 종단면도.

도8은 본 발명의 엘이디모듈장착면의 다른 구성상태예시도.

도면의 부호중 주요부분에 대한 설명.

10: 몸체. 11: 엘이디모듈장착면. 12: 방열핀.

20: 엘이디모듈. 21: 발광다이오드.

30: 안정기케이스. 40: 힌지. 50: 가로등지주.

Claims (4)

1. 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디 발광다이오드(21)를 장착하고 상기 몸체(10)의 외면에 방열핀(12)을 일체로 형성하는 엘이디가로등을 구성함에 있어서,

   상기 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디모듈장착면(11)을 동일한 폭의 5각 면으로 요입 되게 구성하여 몸체(10) 전체의 두께를 일정하게 구성한 것과,

   상기 가로등 몸체(10)의 외부면에 일체로 형성하는 방열핀(12)을 상단 중앙이 부드러운 곡선으로 내향원호를 이루고 그 양측에는 U자형 골을 형성하여 공기의 흐름과 외관미를 갖도록 형성한 것과,

   상기 가로등 몸체(10)의 내부 엘이디모듈장착면(11)에 다수의 발광다이오드(21)가 구성된 엘이디모듈(20)을 각각 독립되게 장착한 것과,

   상기 가로등 몸체(10)의 일측에 안정기케이스(30)를 착, 탈 가능하게 힌지(40)로 결합하여 구성한 것을 특징으로 하는 엘이디가로등.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가로등 몸체(10)의 내부에 엘이디모듈장착면(11)을 동일한 폭의 5각면으로 돌출되게 구성함을 특징으로 하는 엘이디가로등.
3. 제1항에 있어서,

   상기 가로등 몸체(10)의 외부면에 일체로 형성되는 방열핀(12)을 하나씩 건 너서 돌출높이가 다르게 형성하되 방열핀(12)의 높이를 중앙이 낮은 것은 양측이 돌출되고 양측이 낮은 것은 중앙이 돌출되도록 구성함을 특징으로 하는 엘이디가로등.
4. 제1항에 있어서,

   상기 가로등 몸체(10)의 내부에 형성되는 엘이디모듈장착면(20)의 발광다이오드(21) 위치를 돌출되게 구성하고 엘이디모듈(20)을 상기 엘이디모듈장착면(11)과 일치하게 절곡하여 구성함을 특징으로 하는 엘이디가로등.

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