KR20110093014A - 배광 및 방열 효율을 향상시킨 ｌｅｄ 조명장치 - Google Patents

배광 및 방열 효율을 향상시킨 ｌｅｄ 조명장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치에 관한 것으로, 각각의 열방출형기판이 내측 방향으로 절곡되거나 굴곡되고 다수개의 열방출형기판이 방사상으로 원형 배치되는 구성을 통해 360°전방향에 대한 균일한 배광을 제공하며, 다수의 열방출형기판은 서로 접촉되지 않도록 이격 설치되어 공기와의 접촉면적을 향상시키고 그에 따른 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 LED조명장치의 구성에 있어서, LED광원(140)을 고정 지지하는 것으로 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며 LED조명장치의 중심으로부터 다수개가 방사상으로 원형 배치된 열방출형기판(130)을 포함하며, 다수의 열방출형기판(130)은 상호간 이격공간(131)을 형성하도록 배치되고, 방사상으로 원형 배치된 다수의 열방출형기판(130) 중심은 공기가 유통될 수 있는 관통홀(132)이 형성되며, 각각의 열방출형기판(130) 후면은 다수의 요철부(133)가 형성됨으로 공기와의 접촉 면적을 증대시켜 방열 효율을 향상시킨 것이며, 각각의 열방출형기판(130)은 내측면에 다수의 LED광원(140)이 장착되고, 양측이 내측 방향으로 절곡되거나 전체 형상이 내측 방향으로 굴곡된 형태를 갖음으로 균일한 배광효과를 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

배광 및 방열 효율을 향상시킨 ＬＥＤ 조명장치 {Illuminating device using light emitting diode for light distribution and improving heat radiation efficiency}
본 발명은 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, LED소자를 이용하여 구성된 실내외 조명장치에 있어서 다방향으로 LED광원의 빛을 조사할 수 있고, 또한, 각 구성들에 대한 공기와의 접촉면적을 증대하여 열 방출효과를 향상시킨 LED 조명장치에 관한 것이다.
종래기술에 의한 실내외 조명장치에 사용되는 광원은 메탈할라이드 램프, 수은 램프, 나트륨 램프 등과 같은 필라멘트 및 방전 발광 방식의 램프가 주로 사용되었다.
그런데, 기존의 필라멘트 및 방전 발광식 전구는 전력소모가 많고 내구성이 좋지 않은 단점이 있으며, 공급된 전력의 상당 부분이 열로 방출되기 때문에 실제 조명에 이용되는 가시광선으로 출력되는 에너지는 사용된 전력의 5 ~ 28% 정도에 불과하여 에너지 효율이 매우 떨어지는 단점이 있었다.
이에 반해, LED(Light Emitting Diode : 발광다이오드)는 크기 및 소비전력 대비 휘도가 높고, 사용수명이 길며, 제조비용도 저렴한 등 많은 장점이 있어 기존의 전구를 대체하는 조명 또는 표시수단으로 그 사용도가 높아지고 있다. 또한, 이러한 LED는 통상 50 ~ 60% 정도의 높은 에너지 효율을 갖고 있어 보다 적은 에너지로 양질의 조명을 제공할 수 있기 때문에, 기존의 전구를 대체할 새로운 조명수단으로 각광받고 있다.
이러한 LED를 활용한 조명장치는 점차적으로 확대되어 백열등, 형광등과 같은 실내 조명장치를 대체하였으며, 신호등의 광원을 LED로 대체하였으며, 최근에는 1W이상의 고출력 LED가 상용화되면서 가로등, 보안등과 같은 실외 조명장치에도 점차적으로 적용범위가 확대되고 있는 추세이다.
그러나, LED는 많은 장점에도 불구하고 열에 매우 취약하다는 단점이 있어 사용 중 LED의 열이 빠르게 방출되지 않으면 내부 과열로 인해 LED소자를 포함한 각종 회로 부품의 수명이 단축되거나 손상되는 문제점이 있었다.
즉, LED는 낮은 소비전력에 비해 높은 휘도를 발휘하고, 제품 자체의 사용수명은 매우 길으나, 기존의 LED 조명장치는 방열 성능이 저조하여 LED소자가 쉽게 손상될 수 있었고, 손상된 LED는 점등되지 않기 때문에 미관상 보기에 좋지 못하며, 램프의 전체 발광 휘도를 떨어뜨리고, 때로는 저조한 방열성능으로 인해 LED조명장치의 전체 기능이 불능상태가 되는 문제점도 있었다.
또한, LED 광원은 빛이 일 방향으로만 집중 조사되는 특성에 의해 배광 효율이 떨어지는 단점이 있기에 이러한 문제점을 극복한 LED 조명장치가 요구되는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, LED 조명장치의 배광 효율을 향상시키기 위해 LED광원을 고정 지지하는 기판이 내측 방향으로 절곡되거나 굴곡되고, 다수개의 기판이 방사상으로 원형 배치되는 구성을 제공하며, LED 조명장치의 방열 효율을 향상시키기 위해 방사상으로 원형 배치된 기판은 상호간 이격 설치되는 구성을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명은 LED조명장치의 구성에 있어서, LED광원을 고정 지지하는 것으로 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며 LED조명장치의 중심으로부터 다수개가 방사상으로 원형 배치된 열방출형기판을 포함하며, 다수의 열방출형기판은 상호간 이격공간을 형성하도록 배치되고, 방사상으로 원형 배치된 다수의 열방출형기판 중심은 공기가 유통될 수 있는 관통홀이 형성되며, 각각의 열방출형기판 후면은 다수의 요철부가 형성됨으로 공기와의 접촉 면적을 증대시켜 방열 효율을 향상시킨 것이며, 각각의 열방출형기판은 내측면에 다수의 LED광원이 장착되고, 양측이 내측 방향으로 절곡되거나 전체 형상이 내측 방향으로 굴곡된 형태를 갖음으로 균일한 배광효과를 제공하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 LED조명장치는, 외부로부터 동작전원을 공급받아 LED광원측에 전달하는 전원연결부와; 상기 전원연결부의 일측에 연결 형성된 것으로, 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며, 외주면에는 다수의 방열핀이 돌출 형성되거나 다수의 공기 통공이 관통 형성된 구성을 통해 공기와의 접촉면적을 최대화하여 열을 빠르게 방출시키도록 이루어진 방열부와; 상기 방열부의 일측에 연결 형성되고, 내측면에는 다수의 LED광원을 장착할 수 있도록 LED광원결합홈이 형성되며, 다수개가 방사상으로 배치되되 상호간에는 이격되고, 각각은 내측으로 절곡되거나 굴곡된 형태를 갖는 다수의 열방출형기판과; LED를 이용하여 빛을 발산하는 구성에 해당하는 것으로, LED소자, 인쇄회로기판, 빛의 집광 또는 확산 목적의 렌즈 중 최소 하나 이상을 포함하여 이루어진 LED광원과; 상호간 이격공간을 형성하며 방사상으로 배치된 다수의 열방출형기판의 일단을 체결 고정하는 고정캡;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 다수의 열방출형기판이 배치된 중심에 형성된 관통홀에는 내부가 중공되고 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어진 열전도파이프가 끼움 결합되고, 상기 방열부 중앙에는 파이프결합홈이 형성된 것으로, 상기 열전도파이프의 일측 단부는 상기 파이프결합홈에 끼움 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치에 의하면, 다수의 LED광원이 장착된 열방출형기판은 내측 방향으로 절곡되거나 굴곡되고, 다수개의 열방출형기판이 방사상으로 원형 배치되는 구성을 통해 LED 조명장치의 배광 효율을 향상시킨 효과가 있다.
또한, 다수의 열방출형기판은 이격 배치되고, 후면은 요철부가 형성되며, 중심에는 관통홀이 형성되는 구성을 통해 방열 효율을 향상시킨 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 LED 조명장치의 전체 조립 사시도이며,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 LED 조명장치의 전체 분해 사시도이며,
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 LED 조명장치의 주요 구성 배치상태 측면도이며,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열방출형기판을 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다수의 열방출형기판이 배치된 상태를 도시한 측면도이며,
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따라 열방출형기판에 LED광원이 결합되는 구성을 도시한 분해 사시도이며,
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 LED 조명장치의 전체 분해 사시도이며,
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 LED 조명장치의 주요 구성 배치상태 측면도이다.
본 발명은 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치에 관한 것으로, 각각의 열방출형기판이 내측 방향으로 절곡되거나 굴곡되고 다수의 열방출형기판이 방사상으로 원형 배치되어 360°전방향에 대한 균일한 배광을 제공하며, 다수의 열방출형기판은 서로 접촉되지 않도록 이격 설치되어 공기와의 접촉면적을 향상시키고 그에 따른 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치에 관한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치에 대한 것으로, 도 1은 LED 조명장치의 전체 조립 사시도이며, 도 2는 LED 조명장치의 전체 분해 사시도이며, 도 3은 LED 조명장치의 주요 구성의 배치상태를 도시한 측면도이다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 LED조명장치(100)는, 전원연결부(110)와, 방열부(120)와, 열방출형기판(130)과, LED광원(140)과, 고정캡(150)을 포함하여 구성된다.
전원연결부(110)는 LED소자의 점등을 위해 외부로부터 동작전원을 공급받아 LED광원(140)측에 전달하는 것으로, 통상의 전원 공급용 소켓에 끼움 결합될 수 있도록 나사부가 외주연에 형성된 구조를 갖으며, 도시되지 않은 내측에는 전선(미도시) 및 절연베이스(미도시) 등이 형성되나 통상의 기술적 구성범위에 해당하므로 이하 상세한 설명은 생략하기로 한다.
방열부(120)는 상기 전원연결부(110)의 일측에 연결 형성된 것으로, 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며, 외주면에는 다수의 방열핀이 돌출 형성되거나 다수의 공기 통공이 관통 형성된 구성을 통해 공기와의 접촉면적을 최대화하여 과열된 LED광원(140)의 열을 빠르게 방출시킬 수 있는 것이다.
또한, 상기 방열부(120) 중앙에는 후술되는 열방출파이프(160)가 끼움 결합될 수 있도록 파이프결합홈(121)이 더 형성될 수 있으며, 이는 열방출파이프(160)를 통해 전달되는 전도열을 외부로 방출시킬 수 있는 구성에 해당한다.
열방출형기판(130)은 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며 상기 방열부(120)의 일측에 연결 형성된 것으로, LED광원(140)을 고정하면서 열 방출 효율을 극대화할 수 있는 구성 및 균일한 배광 효과를 제공할 수 있는 구성으로 이루어진다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 열방출형기판을 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 다수의 열방출형기판이 배치된 상태를 도시한 측면도이다.
열방출형기판(130)의 방열 효율을 극대화할 수 있는 구성으로, 상기 열방출형기판(130)은 다수개가 LED조명장치(100)의 중심으로부터 방사상으로 원형 배치된 형태를 갖되 각각의 열방출형기판(130)은 상호간 이격공간(131)을 갖으며 접촉되지 않도록 배치 형성되고, 방사상으로 원형 배치된 다수의 열방출형기판(130) 중심은 공기가 유통될 수 있는 관통홀(132)이 형성되며, 각각의 열방출형기판(130) 후면은 다수의 요철부(133)가 형성됨으로 공기와의 접촉 면적을 증대시켜 열 방출 효율을 극대화하였다.
또한, 열방출형기판(130)은 균일한 배광효과를 제공하는 구성을 갖는 것으로, 각각의 열방출형기판(130)의 양측은 내측 방향으로 소정 각도 절곡된 3면의 형태를 갖거나, 전체 형상이 내측으로 굴곡된 곡면 형상으로 이루어질 수 있다.
즉, 열방출형기판(130)은 "〔 " 또는 "（ " 형태를 갖도록 이루어질 수 있는 것이며, 본 발명의 제 1실시예에 따르면 열방출형기판(130)의 양측은 내측 방향으로 절곡된 3면의 형태를 갖는 것이 적용되었다.
그리고, 열방출형기판(130)의 내측면에는 다수의 LED광원(140)을 장착할 수 있도록 LED광원결합홈(134)이 더 형성될 수 있다.
이와 같이 내측 방향으로 절곡되거나 굴곡된 형태를 갖는 열방출형기판(130)은 다방향으로 LED 빛을 조사할 수 있는 것으로, 이러한 형태의 열방출형기판(130)은 다수개가 LED조명장치(100)의 중심으로부터 방사상으로 원형 배치됨으로 360° 전면에서 균일한 배광효과를 얻을 수 있는 것이다.
LED광원(140)은 LED를 이용하여 빛을 발산하는 구성에 해당하는 것으로, 각각의 LED소자 또는 다수의 LED소자를 실장하고 있는 인쇄회로기판이 적용될 수 있으며, LED의 빛을 집광하거나 확산할 수 있는 추가적인 렌즈의 구성을 더 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따라 열방출형기판에 LED광원이 결합되는 구성을 도시한 분해 사시도이다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 LED광원(140)은 LED소자(141) 및 각각의 LED 빛을 집광하여 조도를 향상시킬 수 있는 집광형렌즈(142)가 포함된 구성을 갖는 것으로, 이들 구성으로 이루어진 LED광원(140)은 상술한 LED광원결합홈(134)에 배치 및 고정 지지되는 것이다.
고정캡(150)은 분리된 형태의 다수의 열방출형기판(130)을 일단에서 체결 고정하는 것으로, 상호간 이격공간(131)을 형성하며 방사상으로 원형 배치된 다수의 열방출형기판(130)의 일단을 고정캡(150)으로부터 체결 고정하며, 또 다른 일단은 방열부(120)의 일면과 체결 고정되는 것이다.
도 7은 본 발명의 제 2실시예에 따른 LED 조명장치의 전체 분해 사시도이며, 도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 LED 조명장치에서 주요 구성 배치상태를 도시한 측면도이다.
상기와 같이, 본 발명에 따른 LED조명장치(100)에는 열전도파이프(160)가 더 포함될 수 있는 것으로, 다수의 열방출형기판(130)이 배치된 중심에 형성된 관통홀(132)에는 내부가 중공된 열전도파이프(160)가 끼움 결합되고, 상기 열전도파이프(160)의 일측 단부는 방열부(120)의 파이프결합홈(121)에 끼움 결합되는 것으로, 열을 열전도파이프(160)를 통해 방열부(120)로 전도시킬 수 있으며, 그에 따른 열 방출 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 것이다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.
100 : LED조명장치 110 : 전원연결부
120 : 방열부 121 : 파이프결합홈
130 : 열방출형기판 131 : 이격공간
132 : 관통홀 133 : 요철부
134 : LED광원결합홈 140 : LED광원
150 : 고정캡 160 : 열방출파이프

Claims (3)

  1. LED조명장치의 구성에 있어서,
    LED광원(140)을 고정 지지하는 것으로 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며 LED조명장치의 중심으로부터 다수개가 방사상으로 원형 배치된 열방출형기판(130)을 포함하며,
    다수의 열방출형기판(130)은 상호간 이격공간(131)을 형성하도록 배치되고, 방사상으로 원형 배치된 다수의 열방출형기판(130) 중심은 공기가 유통될 수 있는 관통홀(132)이 형성되며, 각각의 열방출형기판(130) 후면은 다수의 요철부(133)가 형성됨으로 공기와의 접촉 면적을 증대시켜 방열 효율을 향상시킨 것이며,
    각각의 열방출형기판(130)은 내측면에 다수의 LED광원(140)이 장착되고, 양측이 내측 방향으로 절곡되거나 전체 형상이 내측 방향으로 굴곡된 형상을 갖음으로 균일한 배광효과를 제공하는 것을 특징으로 하는 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 LED조명장치는,
    외부로부터 동작전원을 공급받아 LED광원(140)측에 전달하는 전원연결부(110)와;
    상기 전원연결부(110)의 일측에 연결 형성된 것으로, 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어지며, 외주면에는 다수의 방열핀이 돌출 형성되거나 다수의 공기 통공이 관통 형성된 구성을 통해 공기와의 접촉면적을 최대화하여 열을 빠르게 방출시키도록 이루어진 방열부(120)와;
    상기 방열부(120)의 일측에 연결 형성되고, 내측면에는 다수의 LED광원(140)을 장착할 수 있도록 LED광원결합홈(134)이 형성되며, 다수개가 방사상으로 원형 배치되되 상호간에는 이격되고, 각각은 내측으로 절곡되거나 굴곡된 형태를 갖는 다수의 열방출형기판(130)과;
    LED를 이용하여 빛을 발산하는 구성에 해당하는 것으로, LED소자, 인쇄회로기판, 빛의 집광 또는 확산 목적의 렌즈 중 최소 하나 이상을 포함하여 이루어진 LED광원(140)과;
    상호간 이격공간(131)을 형성하며 방사상으로 원형 배치된 다수의 열방출형기판(130)의 일단을 체결 고정하는 고정캡(150);을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    다수의 열방출형기판(130)이 배치된 중심에 형성된 관통홀(132)에는 내부가 중공되고 열전도율이 우수한 금속소재로 이루어진 열전도파이프(160)가 끼움 결합되고, 상기 방열부(120) 중앙에는 파이프결합홈(121)이 형성된 것으로, 상기 열전도파이프(160)의 일측 단부는 상기 파이프결합홈(121)에 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 배광 및 방열 효율을 향상시킨 LED 조명장치.
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KR101386666B1 (ko) * 2012-12-05 2014-04-18 (주)유브이에스엠티 수공냉 혼합 방열기

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