KR20120019264A - 엘이디 등기구 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 LED 등기구 구조체는 LED에서 조사된 광선이 투과되는 글로브와, 상기 글로브의 하단을 고정하며 상기 글로브를 둘러싸는 원환형의 내측몸체와, 상기 글로브의 가장자리의 상부와 상기 내측몸체의 하부사이에 배치되는 O링과, 상기 글로브와 내측몸체와 O링이 고정되는 고정홈이 내측에 형성되고 중간에는 LED가 경사각도로 고정되는 경사고정면이 형성된 다수의 LED고정대가 형성되고 외측의 측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부가 형성된 지지본체와, 상기 지지본체의 LED고정대까지 연장되는 다수의 히트파이프와, 상기 히트파이프가 고정되며 전달된 열을 방출하도록 다수의 판상으로 적층되게 형성되며 충간에는 열의 방출이 용이하도록 복수의 방열홈이 형성된 히트싱크로 구성되어, LED를 조명용으로 사용할 수 있으면서도 LED가 부착된 LED고정대가 지지본체와 일체형으로 통합되어 열전달 효율의 극대화를 실현하였으며, 지지본체의 법선방향으로 방열핀을 형성하여 방열표면적을 최대화시켜서 방열효율이 증대되고, LED와 통하는 히트파이프와 히트싱크를 일체화하여 공기흐름이 LED까지 닿을 수 있게 하여 냉각효율이 극도로 향상되고 LED의 배광특성을 고려하여 최적의 광도분포가 되도록 LED를 경사진 경사각도로 배치되게 경사고정면이 형성되어 최적의 광도분포를 갖게 된다.

Description

엘이디 등기구 구조체{ A LED LAMP STRUCTURE }

본 발명은 LED 등기구 구조체에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, LED가 부착된 LED고정대가 지지본체와 일체형으로 통합되어 열전달 효율의 극대화를 실현하고, 지지본체의 법선방향으로 방열핀을 형성하여 방열표면적을 최대화시켜서 방열효율이 증대되고, LED와 통하는 히트파이프와 히트싱크를 일체화하여 공기흐름이 LED까지 닿을 수 있게 하여 냉각효율이 극도로 향상되고 LED의 배광특성을 고려하여 최적의 광도분포가 되도록 LED를 경사진 경사각도로 설치되게 LED고정대의 상부에 경사고정면이 형성된 LED 등기구 구조체에 관한 것이다.

LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 뛰어나 디스플레이나 인디케이터(indicator) 등의 용도로 많이 사용되어지고 있다. 최근에 들어서는 청색 LED와 적, 녹에 해당하는 발광 스펙트럼을 갖는 형광물질을 이용하여 백색광을 공급할 수 있는 백색 LED의 개발 등으로 인하여 LED를 조명으로 사용하는 것에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

LED는 현재 사용되고 있는 일반적 조명기구인 백열등이나 형광등에 비해 단위 전력대비 빛의 효율이 월등히 높아 경제성이 뛰어나고, 또한 저전압으로도 원하는 만큼의 광량을 얻을 수 있어 안정성이 뛰어나므로 조명용으로서의 사용도 점차 증가하고 있는 추세이다.

조명용으로 LED를 사용하는 경우, 현재 하나의 LED를 통하여 얻을 수 있는 광량에는 그 한계가 있어 원하는 만큼의 충분한 광량을 얻기가 힘드므로, 조명용으로 사용할 만큼의 충분한 광량을 얻기 위해서는 많은 갯수의 LED 램프를 사용하여야 한다. 이 경우, 사용되는 LED의 갯수가 많아지면 많아질수록 상대적으로 그 경제성이 떨어지게 되므로 단위 LED 당 보다 많은 전류를 흘려 줌으로써 가능한한 적은 갯수의 LED를 사용하는 것이 훨씬 경제적이다.

그러나, LED는 전력을 빛으로 변환시키는 효율이 좋은 반면에 그 발광부위가 반도체 소자로 이루어져 있으므로 필라멘트를 사용하는 백열등이나 음극선을 이용한 형광등 등의 발광소자에 비해 상대적으로 열에 취약하다는 단점이 있다. 다시 말해서, LED는 장시간 사용시 그 발광소자로부터 발생되는 자체열에 의한 열적스트레스로 인하여 반도체 소자가 쉽게 열화(degradation)되어 그 성능이 떨어지게 된다. 따라서, LED에 대용량의 전류를 흘려보내주기 위해서는 그로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출하기 위한 방열구조가 대단히 중요한 요소가 된다.

종래의 LED 램프에 있어서는 리드프레임의 표면적이 상대적으로 작고 또한, 방열체 등과 같은 별도의 방열구조가 구비되어 있지 않아 LED 소자에서 발생되는 열을 효과적으로 방열시켜 주기가 매우 어렵고, 그에 따라 단위 LED 소자에 일정량이상의 전류를 흘릴 수 없어 조명용의 사용을 위해서는 상대적으로 많은 수의 LED 램프를 사용하여야 하는 단점이 있었다.

또한, 종래의 LED는 직진성은 양호하나 분산성이 저조하게 되어 사용되는 LED 램프의 조명되는 광도가 한 곳에 치우치게 되고 주변은 어둡게 되므로 조사되는 빛이 집중되는 현상이 많게 되어 LED를 조명용으로 사용하기에는 원천적인 한계를 갖게 되는 단점이 있었다.

본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED를 조명용으로 사용할 수 있으면서도 LED가 부착된 LED고정대가 지지본체와 일체형으로 통합되어 열전달 효율의 극대화를 실현하였으며, 지지본체의 법선방향으로 방열핀을 형성하여 방열표면적을 최대화시켜서 방열효율이 증대되고, LED와 통하는 히트파이프와 히트싱크를 일체화하여 공기흐름이 LED까지 닿을 수 있게 하여 냉각효율이 극도로 향상되고 LED의 배광특성을 고려하여 최적의 광도분포가 되도록 LED를 경사진 경사각도로 배치되게 경사고정면이 형성되어 최적의 광도분포를 갖게 된 LED고정대가 구비된 LED 등기구 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적은, LED에서 조사된 광선이 투과되는 글로브와, 상기 글로브의 하단을 고정하며 상기 글로브를 둘러싸는 원환형의 내측몸체와, 상기 글로브의 가장자리의 상부와 상기 내측몸체의 하부사이에 배치되는 O링과, 상기 글로브와 내측몸체와 O링이 고정되는 고정홈이 내측에 형성되고 중간에는 LED가 경사각도로 고정되는 경사고정면이 형성된 다수의 LED고정대가 형성되고 외측의 측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부가 형성된 지지본체와, 상기 지지본체의 LED고정대까지 연장되는 다수의 히트파이프와, 상기 히트파이프가 고정되며 전달된 열을 방출하도록 다수의 판상으로 적층되게 형성되며 충간에는 열의 방출이 용이하도록 복수의 방열홈이 형성된 히트싱크를 포함하는 본 발명에 따른 LED 등기구 구조체에 의하여 달성된다.

본 발명에 따른 LED 등기구 구조체는 LED에서 조사된 광선이 투과되는 글로브와, 상기 글로브의 하단을 고정하며 상기 글로브를 둘러싸는 원환형의 내측몸체와, 상기 글로브의 가장자리의 상부와 상기 내측몸체의 하부사이에 배치되는 O링과, 상기 글로브와 내측몸체와 O링이 고정되는 고정홈이 내측에 형성되고 중간에는 LED가 경사각도로 고정되는 경사고정면이 형성된 다수의 LED고정대가 형성되고 외측의 측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부가 형성된 지지본체와, 상기 지지본체의 LED고정대까지 연장되는 다수의 히트파이프와, 상기 히트파이프가 고정되며 전달된 열을 방출하도록 다수의 판상으로 적층되게 형성되며 충간에는 열의 방출이 용이하도록 복수의 방열홈이 형성된 히트싱크로 구성되어, LED를 조명용으로 사용할 수 있으면서도 LED가 부착된 LED고정대가 지지본체와 일체형으로 통합되어 열전달 효율의 극대화를 실현하였으며, 지지본체의 법선방향으로 방열핀을 형성하여 방열표면적을 최대화시켜서 방열효율이 증대되고, LED와 통하는 히트파이프와 히트싱크를 일체화하여 공기흐름이 LED까지 닿을 수 있게 하여 냉각효율이 극도로 향상되고 LED의 배광특성을 고려하여 최적의 광도분포가 되도록 LED를 경사진 경사각도로 배치되게 경사고정면이 형성되어 최적의 광도분포를 갖게 되는 우수한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 LED 등기구 구조체의 상부 사시도와 하부 사시도
도 2는 도 1의 LED 등기구 구조체의 분해 사시도
도 3은 I-I선을 따라 취한 종단면도
도 4는 LED의 경사각도에 따른 형태와 배광분포도
도 5는 고정다이에 부착된 본 발영의 제1실시예에 따른 LED 등기구 구조체의 사시도

본 발명의 제1실시예에 따른 LED 등기구 구조체(A)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, LED에서 조사된 광선이 투과되는 글로브(1)와, 상기 글로브(1)의 하단을 고정하며 상기 글로브(1)를 둘러싸는 원환형의 내측몸체(2)와, 상기 글로브(1)의 가장자리의 절곡된 상부면과 상기 내측몸체(2)의 하부사이에 배치되는 O링(3)과, 상기 글로브(1)와 내측몸체(2)와 O링(3)이 고정되는 고정홈(41)이 내측에 형성되고 중간에는 LED(5)가 경사각도로 고정되는 경사고정면(42a)이 형성된 다수의 LED고정대(42)가 형성되고 외측의 측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부(43)가 형성된 지지본체(4)와, 상기 지지본체(4)의 LED고정대(42)까지 연장되는 다수의 히트파이프(6)와, 상기 히트파이프(6)가 고정되며 전달된 열을 방출하도록 다수의 판상으로 적층되게 형성되며 충간에는 열의 방출이 용이하도록 복수의 방열홈(71)이 형성된 히트싱크(7)를 포함한다.

상기 글로브(1)는, 도 2에서 보면, 가장자리부가 하향으로 연장되는 수직부(12)와 상기 수직부(12)의 하단부가 수평으로 외향으로 돌출된 돌출가장자리(11)가 형성되어 있다.

상기 내측몸체(2)는 원환형으로 중간에는 상기 글로브(1)가 삽입되는 중공부(21)가 형성되고 상기 중공부(21)의 가장자리에서 수직으로 하향으로 연장된 하향연장부(22)가 형성되어 있다. 상기 내측몸체(2)의 하향연장부(22)의 외측에는 나사부(22a)가 형성되어 있다.

상기 O링(3)은 상기 돌출가장자리(11)의 하부면과 접하면서 내측몸체(2)의 하향연장부(22)조립되면서 글로브(1)의 돌출가장자리(11)을 압축하여 수축되므로서 씰링을 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기 지지본체(4)의 중간에는 LED(5)가 경사각도로 고정되는 경사고정면(42a)이 형성된 다수의 LED고정대(42)가 형성된 지지부(44)가 형성되고 상기 지지부(44)의 가장자리에는 움푹하게 파인 환형상의 고정홈(41)이 형성되고, 상기 고정홈(41)의 외측면에는 원통형의 가장자리원테(45)가 형성되고, 상기 가장자리원테(45)의 외측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부(43)가 형성되어 있다. 상기 가장자리원테(45)의 내측면에는 상기 내측몸체(2)의 하향연장부(22)의 나사부(22a)가 조립되는 나사부(45a)가 형성되어 있다.

본 실시예에서 상기 내측몸체(2)와 지지본체(4)의 결합이 나사로 결합되는 것으로 기술되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니고 접착과 같은 다른 방법이 사용될 수 있을 것이다.

본 실시예에서 상기 LED고정대(42)는 6개가 형성되어 있으며, LED고정대(42)의 경사고정면(42a)의 경사각도는 약 60°로 형성되어 측면의 광도가 전면부와 비슷하게 조사되게 되는 구성을 갖는다. 이러한 경사고정면(42a)의 경사각도는, 도 4에 도시된 바와 같이, 일 부분만 집중적으로 조사되는 20°와, 상기 20°의 경사각도보다 측면부의 광도가 소량으로 증가되는 30°와, 상기 30°보다 측면의 광도가 증가되는 40°와, 상기 40°도 보다 측면 광도의 증가폭이 상승되는 50°와, 상기 60°보다 그 측면부에서 더 높은 광도가 발생되는 70°와 같이 경사고정면(42a)의 경사각도는 필요에 따라서 변경되게 제조되는 것이 가능하다. 바람직한 경사고정면(42a)의 경사각도는 35°~ 70°사이가 바람직하다고 할 것이다.

본 실시예에서 사용되는 상기 LED(5)는 일반적으로 사용되는 LED가 아니라 고용량의 밝기를 갖게 제조된 LED로서 10W(와트) ~ 100W의 고와트 모듈을 사용하는 LED가 사용되게 된다. 그 이유는 저와트 모듈일 경우에는 LED의 설치 갯수가 증가되게 되므로서 LED고정대(42)상에 설치할 수 없을 정도의 LED의 갯수가 많아지기 때문이다.

상기 히트파이프(6)는 그 가운데가 중공의 중공부(61)의 상태로서 중공부(61)를 통하여 공기가 유통되게 되되는 구조이다. 상기 히트파이프(6)는 일단부는 상기 지지본체(4)의 LED고정대(42)에 접하고 타단부는 상기 히트싱크(7)를 지나게 연장되는 구조로서 상기 LED(5)에서 발열된 열을 용이하게 발산되게 되는 구성을 갖는다.

상기 히트싱크(7)는 열전달 효율이 우수한 구리 재질 또는 알루미늄 재질의 금속판이 다수의 판상으로 적층되어 있어 열의 방출이 용이하게 되고, 중간에 형성된 방열홈(71)은 중앙에 2개가 측면에는 각기 2개씩이 형성되어 히트싱크(7)로 전달된 열을 신속하게 방출할 수 있는 구조이다. 이러한 다수의 금속판이 중첩되게 배치된 히트싱크(7)에 의하여 LED(5)에서 발생된 열이 히트파이프(6)를 통하여 전달되어 용이하게 열의 발산이 가능하게 되어 고와트 모듈로 사용되는 LED에서도 사용할 수 있게 되는 것이다.

상기 케이블 그랜드(8)는 히트싱크(7)의 중간에 형성된 고정공(72)을 통하고 지지본체(4)의 지지부(44)의 중간의 삽입공(44a)에 고정되고, 상기 케이블 그랜드(8)를 통하여 도선(도시되지 않음)이 인입되어 LED(5)에 접속되므로서 상기 LED(5)가 점소등되는 구조를 갖게 되는 것이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 LED 등기구 구조체는 고와트의 LED(5)가 경사고정면(42a)을 갖는 LED고정대(42)상에 경사지게 고정되어 넓은 영역을 어둠이 없이 조사하는 것이 가능하게 되어 우수한 조사범위를 가지므로 전력의 사용효율을 증대시키면서도 적은 전력의 사용양을 유지할 수 있다. 그리고, LED(5)에서 방출된 열이 경사고정면(42a)까지 히트파이프(6)를 통하여 공기가 접하게 되어 쉽게 냉각이 되고 또한 히트파이프(6)를 통하여 열전달되어 히트싱크(7)까지 용이하게 전달되어 히트싱크(7)에서 발생된 열이 용이하게 냉각되고 또한 지지본체(4)의 방열핀(43)을 통하여 냉각되면서 LED(5)의 가장 큰 문제점이 발열에 대한 문제가 근본적으로 해결되게 되는 것이다.

본 발명에 따른 LED 등기구 구조체는 일반 등기구 제조공장에서 동일한 제품을 반복적으로 제조하는 것이 가능하다고 할 것이므로 산업상 이용가능성이 있는 발명이라고 할 것이다.

1. 글로브 2. 내측몸체 3. O링
4. 지지본체 5. LED 6. 히트파이프
7. 히트싱크 8. 케이블글랜드 11. 돌출가장자리
12. 수직부 21. 중공부 22. 하향연장부
41. 고정홈 42. LED고정대 43. 방열핀부
44. 지지부 45. 가장자리원테 61. 중공부
71. 방열홈 72. 고정공

Claims (3)

1. LED 등기구 구조체(A)에 있어서,
   상기 LED 등기구 구조체(A)는, LED에서 조사된 광선이 투과되는 글로브(1)와,
   상기 글로브(1)의 하단을 고정하며 상기 글로브(1)를 둘러싸는 원환형의 내측몸체(2)와,
   상기 글로브(1)의 돌출가장자리(12)의 하부면에 접하게 배치되는 O링(3)과,
   상기 글로브(1)와 내측몸체(2)와 O링(3)이 고정되는 고정홈(41)이 내측에 형성되고 중간에는 LED(5)가 경사각도로 고정되는 경사고정면(42a)이 형성된 다수의 LED고정대(42)가 형성되고 외측의 측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부(43)가 형성된 지지본체(4)와,
   상기 지지본체(4)의 LED고정대(42)까지 연장되는 다수의 히트파이프(6)와, 상기 히트파이프(6)가 고정되며 전달된 열을 방출하도록 다수의 판상으로 적층되게 형성되며 충간에는 열의 방출이 용이하도록 복수의 방열홈(71)이 형성된 히트싱크(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 등기구 구조체
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지본체(4)의 중간에는 LED(5)가 경사각도로 고정되는 경사고정면(42a)이 형성된 다수의 LED고정대(42)가 형성된 지지부(44)가 형성되고 상기 지지부(44)의 가장자리에는 움푹하게 파인 환형상의 고정홈(41)이 형성되고, 상기 고정홈(41)의 외측면에는 원통형의 가장자리원테(45)가 형성되고, 상기 가장자리원테(45)의 외측면에는 원주방향으로 다수의 방열핀부(43)가 형성된 것을 특징으로 하는 LED 등기구 구조체
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 LED고정대(42)의 경사고정면(42a)의 경사각도는 약 35°~ 70°의 범위이내에서 경사진 경사각도를 갖는 것을 특징으로 하는 LED 등기구 구조체
   

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