KR20110034744A

KR20110034744A - 엘이디 조명장치

Info

Publication number: KR20110034744A
Application number: KR1020090092146A
Authority: KR
Inventors: 이근홍
Original assignee: (주)케이더블유엠 산업기술
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2009-09-29
Publication date: 2011-04-06
Also published as: KR101075881B1

Abstract

본 발명은 고휘도의 LED를 이용하여 실내 또는 실외를 조명할 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.

본 발명은 다수 개의 LED 소자들을 가지는 단위 LED 유니트를 나란하게 여러 줄로 배치 조합시키면서 전체적으로 사각의 형상을 취하는 새로운 형태의 조명수단을 구현함으로써, 다양한 구조 형태로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 발광효율 또한 향상시킬 수 있는 한편, 각 LED 소자에 일대일 대응하면서 전체적으로 하나의 사각 블럭 형상을 취하는 새로운 형태의 방열수단을 구현함으로써, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있으며, 결국 각종 기능소자의 열화 문제 등을 방지하여 부품 및 조명등의 수명을 연장시킬 수 있으며, 또한 조명수단의 소켓 부분을 백열등과 같은 기존 램프류의 소켓 부분과 동일한 구조 및 규격으로 제작함으로써, 램프 교체시 기존 시설물은 그대로 활용하면서 램프 부분만 교체할 수 있으며, 이에 따라 램프 교체와 관련한 비용적인 측면에서 경제적이고 효율적인 LED 조명장치를 제공한다.

조명장치, 램프, LED, 방열판, 소켓, 커버

Description

엘이디 조명장치{LED lighting system}

본 발명은 LED 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고휘도의 LED를 이용하여 실내 또는 실외를 조명할 수 있는 LED 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 조명장치는 실내의 천장이나 벽면, 거리의 가로등이나 간판 등에 설치되어 실내공간이나 주변을 밝히는 역할을 하는 것이다.

이러한 조명장치는 사각형이나 원형 등의 정해진 형상으로 제작되고 내부에는 정해진 깊이의 공간부를 가지며 별도의 체결수단에 의해 천장 등에 장착되는 케이스 본체와, 상기 케이스 본체의 내부 소켓에 접속되어 사용자의 스위치 조작에 따라 점등 제어되는 램프와, 상기 램프의 하부를 마감하면서 케이스 본체에 결합되어 램프로부터 발광되는 빛을 실내 공간으로 투과시키는 커버로 이루어진다.

그러나, 기존의 조명장치들은 형광등이나 백열등과 같은 램프를 주로 사용하는 관계로 전력 소모가 심하고, 수명이 짧을 뿐만 아니라 조도가 낮은 단점을 가지고 있다.

이에 따라 최근에는 전력 소모량이 상대적으로 적으면서 밝고 수명이 긴 LED를 조명장치에 많이 적용하고 있는 추세이다.

보통 LED는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수캐리어(전자)를 만들어내고, 이들 소수캐리어의 재결합에 의하여 발광이 이루어지도록 된 전자부품이다.

이러한 LED는 종래의 광원(光源)에 비해 소형이고 수명이 길 뿐만 아니라 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환하기 때문에 전력이 적게 소모되며 효율이 좋은 특징을 지니고 있다.

또한, LED는 고속응답의 특징을 지니고 있어 자동차 계기류의 표시소자·광통신용 광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프나 숫자표시 장치 등에 많이 쓰이고 있으며, 가정용·차량용·선박용·교통신호용·각종 안내등 및 피난 유도등 등의 조명수단으로 다양하게 적용되고 있다.

그러나, 기존의 LED를 이용한 조명장치들은 단순한 구조형태로 적용되고 있을 뿐만 아니라, LED의 빛 반사를 위한 다각도 처리 등이 이루어지지 않고 있는 등 발광효율의 향상을 위하여 기술적으로나 구조적인 개선의 필요성이 요구되고 있는 실정이다.

또한, 기존의 LED 조명장치들은 다수 개의 LED 소자가 별도로 마련되는 인쇄회로기판상의 미리 설정된 위치에 전기적으로 접속된 상태로 설치되며, 각각의 LED 소자가 설치되는 인쇄회로기판의 이면에는 통상 알루미늄 재질로 이루어진 방열판이 부착되어 점등시 각 LED 소자로부터 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 구 성되어 있는데, 이때 방열판이 인쇄회로기판의 이면에 부착되는 구조로 이루어져 있는 관계로 전체적인 열전단효율이 극히 낮아 각각의 LED 소자로부터 발생되는 열을 신속하게 외부로 방출시키지 못하는 단점이 있다.

또한, 기존의 LED 조명장치들은 램프 교체시 기존 시설물과의 호환성이 결여되어 있는 관계로 램프 어셈블리 전체를 새롭게 제작하여 교체해야 하는 등 낭비적인 요소 뿐만 아니라 비효율적인 면이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다수 개의 LED 소자들을 가지는 단위 LED 유니트를 나란하게 여러 줄로 배치 조합시키면서 전체적으로 사각의 형상을 취하는 새로운 형태의 조명수단을 구현함으로써, 다양한 구조 형태로 적용할 수 있을 뿐만 아니라 발광효율 또한 향상시킬 수 있는 LED 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 각 LED 소자에 일대일 대응하면서 전체적으로 하나의 사각 블럭 형상을 취하는 새로운 형태의 방열수단을 구현함으로써, LED 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 외부로 방출시킬 수 있으며, 결국 각종 기능소자의 열화 문제 등을 방지하여 부품 및 조명등의 수명을 연장시킬 수 있는 LED 조명장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 조명수단의 소켓 부분을 백열등과 같은 기존 램프류의 소켓 부분과 동일한 구조 및 규격으로 제작함으로써, 램프 교체시 기존 시설물은 그대로 활용하면서 램프 부분만 교체할 수 있으며, 이에 따라 램프 교체와 관련한 비용적인 측면에서 경제적이고 효율적인 LED 조명장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 LED 조명장치는 전원측 연결을 위한 소켓부, 열 방출을 위한 방열부, 상기 방열부의 하부에 배치되는 조명을 위한 조명부, 상기 조명부의 하부를 마감하는 커버부 등을 포함하며, 특히 상기 조명부는 다수 개의 LED 소자들이 일렬로 배열되어 있는 형태로 이루어진 여러 개의 단위 LED 유니트가 좌우 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란하게 배치되는 동시에 아래로 볼록한 곡면 형태로 배치되어 전체적으로 사각의 형태로 이루어져서, 하방향의 조사각도를 넓게 확보할 수 있도록 된 것이 특징이다.

여기서, 상기 방열부는 상부에 격자형 배치구조로 돌출형성되어 있는 다수의 방열핀을 가지는 사각블럭 형태로 구성하고, 사각블럭의 저면부는 각 단위 LED 유니트에 직접적으로 접촉되는 방열면을 마련하여, LED 소자로부터 발생되는 열을 외부로 신속하고 효과적으로 방출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 LED 조명장치는 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 다수 개의 LED 소자들이 배열되어 있는 단위 LED 유니트를 여러 줄로 조합시킨 형태로 이루어짐으로써, LED 조명장치의 다양한 형상을 구현할 수 있을 뿐만 아니라 발광효율을 크게 향상시킬 수 있는 등 가정용ㆍ차량용ㆍ장식용ㆍ교통신호용 및 유도등 등에 따른 조명기구의 사용목적에 맞게 다양한 용도로 활용할 수 있다.

둘째, 기존 길다란 바 형태의 획일적인 LED 조명장치를 배제하고 사각형의 새로운 형상을 구현함으로써, LED 조명장치의 외관성을 높일 수 있다.

셋째, 각 LED 소자에 일대일 대응되는 사각 블럭 형상의 방열판을 적용함으로써, LED 소자로부터 발생되는 열을 신속하게 외부로 방출시킬 수 있고, 따라서 부품 및 조명등의 수명을 대폭 연장시킬 수 있다.

넷째, 백열등과 같은 기존 램프류의 소켓 부분과 동일한 구조 및 규격의 소켓을 적용함으로써, 램프 교체시 기존 시설물을 그대로 활용하여 램프 부분만 교체가 가능하고, 따라서 비용적인 측면에서 경제적이고 효율적이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 LED 조명장치는 전원측으로부터 전원을 제공받기 위한 소켓부(10), 소켓측과 전기적으로 연결되면서 LED 소자에서 발생하는 열을 외부로 방출시키기 위한 방열부(11), LED 소자를 이용하여 빛을 발하는 조명부(12), 상기 조명부(12)의 하부를 마감하면서 LED 소자로부터 발광되는 빛을 외부로 투과시키는 커버부(13) 등을 포함하는 형태로 이루어진다.

상기 조명부(12)는 띠모양으로 되어 있는 여러 개의 단위 LED 유니트(15)를 장치 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란하게 배치 조합시킨 형태로 이루어져 있으며, 각 단위 LED 유니트(15)에는 여러 개의 LED 소자(14)들이 유니트 길이방향을 따라 일렬로 균등 배치되어 있다.

따라서, 여러 개의 단위 LED 유니트(15)를 조합한 조명부(12)는 전체적으로 사각의 형태를 이루게 된다.

예를 들면, 도 5에 도시한 바와 같이, 7개의 단위 LED 유니트(15)가 전체적으로 사각의 형태를 위하면서 일정간격을 두고 나란하게 배치되고, 각 단위 LED 유니트(15)들은 케이블(24)을 통해 제어부(25)에 연결되어, 제어부(25)를 통해 전원이 공급되면 빛을 발 수 있게 되는 것이다.

이러한 단위 LED 유니트(15)는 저면이 폭방향으로 완만한 곡면을 이루고 있는 방열부(11)의 저면에 직접 부착되는 형태로 설치되며, 이에 따라 각 단위 LED 유니트(15)는 방열부(11)의 좌우 폭방향을 따라가면서 아래쪽으로 볼록한 곡면의 배치 형태를 취하게 된다(도 6).

따라서, 이러한 배치 형태의 단위 LED 유니트(15)를 가지는 조명장치의 경우, 평면적인 배치 형태에 비해 폭방향 양옆으로 조사각을 최대한 벌릴 수 있고, 이에 따라 좀더 넓은 조사 범위를 확보할 수 있는 이점을 제공한다.

상기 방열부(11)는 폭방향 양옆의 홀(23)과 후단의 연결부(20b)를 가지는 사각블럭 형태로 이루어지며, 사각블럭의 윗면에는 격자형 배치구조를 가지면서 일정높이 돌출되는 다수의 방열핀(16)이 형성되어 있고, 사각블럭의 밑면은 폭방향을 따라가면서 아래로 볼록한 방열면(17)으로 되어 있다.

이때의 방열면(17)은 LED 소자(14)를 가지는 단위 LED 유니트(15)와 직접 접촉되며, 이에 따라 LED 소자(14)의 열이 곧바로 방열면(17)을 통해 전도되어 외부 공기와의 열교환 작용을 수행하는 다수의 방열핀(16)을 통해 외부로 신속히 방출될 수 있게 된다.

이러한 방열부(11)는 후술하는 어댑터(21a,12b)에 의해 소켓부(10)와 결합되며 이에 대해서는 뒤에서 설명하기로 한다.

상기 소켓부(10)는 조명부(12)측에 외부 전원을 제공하는 부분으로서, 케이블(24)이나 제어부(25) 등을 수용하는 몸체(18)를 포함하며, 이 몸체(18)의 후면에는 나사식으로 결속되는 소켓(19)이 일체 형성된다.

그리고, 소켓부(10)의 몸체(18) 전면에는 방열부(11)측과의 결합을 위한 연결부(20a)가 나사체결구조로 결합된다.

특히, 소켓부(10)의 소켓(19)은 일반 전구가 갖는 소켓의 규격과 동일한 규격으로 이루어져 있으며, 이에 따라 교체시 호환성을 가질 수 있게 된다.

즉, 가로등 등과 같은 일반 조명장치를 LED 조명장치로 대체하는 경우, 일반 조명장치의 전구를 빼내고 그 자리에 동일한 규격의 소켓(19)을 이용하여 그대로 끼우기만 하면 손쉽게 교체를 마칠 수 있으므로, 기존 시설물이나 주변 부품들의 변경없이 용이한 교체가 가능하고, 결국 램프 교체와 관련한 비용적인 측면에서 경제적인 이점이 있다.

상기 커버부(13)는 조명부(12)의 하부를 마감하는 수단으로서, 투명한 재질의 사각 하우징 형태로 이루어지고, 특히 하우징의 저면부는 LED 유니트(15)의 좌우 폭방향 곡면 배치 형태와 동일한 곡률을 가지는 곡면으로 되어 있다.

이러한 커버부(13)는 폭방향 양편에 형성되어 있는 4개 정도의 훅(22)을 이 용하여 방열부(11)에 있는 홀(23)에 체결되는 구조로 결합될 수 있고, 후단부에는 연결부(20c)가 구비되어 있어서 소켓부(10)측과도 결합이 이루어질 수 있게 된다.

상기 소켓부(10)와 방열부(11) 및 커버부(13)의 결합을 위한 수단으로 어댑터(21a,21b)가 마련된다.

상기 어댑터(21a,21b)는 상하 체결구조로 결합되는 두 개의 부품으로 이루어져 있으며, 내주면에는 다수의 홈부(26)가 형성되어 있어서, 이때의 홈부(26)를 이용하여 소켓부(10)의 연결부(20a)에 있는 돌부(27), 방열부(11)의 연결부(20b)에 있는 돌부(27) 및 커버부(13)의 연결부(20c)에 있는 돌부(27c)를 함께 걸어주는 형태로 결합시켜줄 수 있게 된다.

따라서, 이와 같이 구성되는 LED 조명장치의 조립과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 곡면으로 되어 있는 방열부(11)의 밑면 방열면(17)에 전기적으로 배선이 되어 있는 하나의 어셈블리 형태의 여러 줄의 단위 LED 유니트(15)를 설치하고, 방열부(11)의 홀(23)에 커버부(13)의 훅(22)을 체결하여 각 LED 유니트(15)들을 마감하면서 방열부(11)와 커버부(13)를 결합시키면 조명부(12), 방열부(11) 및 커버부(13)가 일체식으로 조립된다.

계속해서, 소켓부(10)의 연결부(20a)와 방열부(11)및 커버부(13)의 연결부(20b,20c)를 사이에 두고 위아래에서 어댑터(21a,21b)를 체결하면 하나의 LED 조명장치가 완성될 수 있다.

이렇게 완성되는 본 발명의 LED 조명장치는 전체적인 형상이 사각형을 이루 고 있어 종전 획일적인 LED 램프류에 비해 외관성 향상을 도모할 수 있고, 특히 여러 줄의 단위 LED 유니트를 조합한 형태를 적용함으로써 발광효율의 향상은 물론, 저소비전력 고효율화를 달성할 수 있으며, 호환성을 가지는 소켓수단을 통해 일반 조명장치에 용이하게 적용할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 방열수단과 LED 소자 간의 직접적인 접촉방식을 채택함으로써 다수의 LED 소자가 적용되는 LED 조명장치에서의 열방출 효율을 크게 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 평면 사시도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 저면 사시도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 분해 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치를 나타내는 단면도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치에서 LED 유니트의 연결상태를 나타내는 평면도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 조명장치에서 LED 유니트과 방열판의 배치상태를 나타내는 측면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 소켓부 11 : 방열부

12 : 조명부 13 : 커버부

14 : LED 소자 15 : 단위 LED 유니트

16 : 방열핀 17 : 방열면

18 : 몸체 19 : 소켓

20a,20b,20c 연결부 21a,21b : 어댑터

22 : 훅 23 : 홀

24 : 케이블 25 : 제어부

26 : 홈부 27 : 돌부

Claims

LED 조명장치에 있어서,

전원측 연결을 위한 소켓부(10)와, 열 방출을 위한 방열부(11)와, 상기 방열부(11)의 하부에 배치되는 조명을 위한 조명부(12)와, 상기 조명부(12)의 하부를 마감하는 커버부(13)를 포함하며, 상기 조명부(12)는 다수 개의 LED 소자(14)들이 일렬로 배열되어 있는 형태로 이루어진 여러 개의 단위 LED 유니트(15)가 좌우 폭방향을 따라 일정간격을 두고 나란하게 배치되는 동시에 아래로 볼록한 곡면 형태로 배치되어 전체적으로 사각의 형태로 이루어져서, 하방향의 조사각도를 넓게 확보할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
청구항 1에 있어서, 상기 방열부(11)는 상부에 격자형 배치구조로 돌출형성되어 있는 다수의 방열핀(16)을 가지는 사각블럭 형태로 이루어지고, 사각블럭의 저면부은 각 단위 LED 유니트(15)측과 직접적으로 접촉되어 있는 방열면(17)이 마련되어, LED 소자로부터 발생되는 열을 외부로 신속하게 방출할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 소켓부(10)는 전기부품의 수용을 위 한 몸체(18)와, 상기 몸체(18)의 후면에 형성되는 소켓(19)으로 이루어지고, 상기 소켓(19)은 일반 전구가 갖는 소켓의 규격과 동일한 규격으로 이루어져 교체시 호환성을 가질 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 커버부(13)는 방열부(11)측에 결합되면서 조명부(12)의 하부를 마감하는 구조로 설치되는 사각의 하우징 형태로 이루어지고, 하우징의 저면부는 LED 유니트(15)의 좌우 폭방향 곡면 배치 형태와 동일한 곡률을 가지는 곡면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명장치.