KR20120139812A - 방열 장치 및 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

변압기(721)와, 변압기(721)가 설치된 전원 기판(71)과, 변압기(721)로부터의 열을 방열하는 방열부(2)를 구비하는 방열 장치로서, 변압기(721)는 전원 기판(71)의 테두리부에 설치되어 있으며, 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 열전도체(5)가 삽입되어 있다. 변압기(721)가 전원 기판(71)의 테두리부에 설치되어 있기 때문에, 전원 기판(71)을 적절하게 방열부(2)에 설치함으로써, 방열부(2)와 변압기(721)를 근접시킬 수 있다. 이 근접하는 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 열전도체(5)가 삽입되어 있기 때문에, 변압기(721)로부터의 열을 방열부(2)로 효율적으로 전달하는 것이 가능해져, 변압기(721)로부터의 열을 효율적으로 방열할 수 있다.

Description

방열 장치 및 조명 장치{HEAT DISSIPATING DEVICE AND ILLUMINATION DEVICE}
본 발명은 발열 부품과, 상기 발열 부품으로부터의 열을 방열하는 방열부를 구비하는 방열 장치 및 조명 장치에 관한 것이다.
조명 장치는 광원과, 상기 광원으로부터의 열을 방열하는 방열부와, 상기 광원에 전력을 공급하는 전원부를 구비하고 있다. 일반적으로, 백열 전구 등의 전구형의 조명 장치에서는 방열부의 내부의 공동(空洞)에 전원부를 수용하도록 구성되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에 개시된 램프 장치(511)는 복수의 발광 다이오드(이하, LED라고 함)(535)를 갖는 LED 기판(광원)(513)과, LED(535)를 점등 제어하는 점등 회로(542)를 갖는 점등 회로 기판(전원부)(514)과, LED 기판(513) 및 점등 회로 기판(514)을 그 내부에 수용하는 케이스체(방열부)(512)를 구비하고 있다(도 1 참조). 케이스체(512)는 열전도성을 갖고 내부에 LED 기판(513)을 수용하는 원통형 케이스(521)와, 상기 케이스(521)에 설치되어서 내부에 점등 회로 기판(514)을 수용하는 원통형 커버체(522)를 갖고 있다. LED(535)로부터의 열은 LED 기판(513)이 설치되는 기판 설치부(521f)를 거쳐서 케이스(521) 및 커버체(522)로 전달되어, 램프 장치(511)의 외부로 방열된다.
일본 특허 공개 제2010-40223호 공보
그런데, 특허문헌 1에 따른 램프 장치(511)와 같이 전원부를 방열부의 내부에 수용하는 조명 장치에서, 조명 장치를 소형화하기 위해서는 전원부를 소형화할 필요가 있다. 전원부를 구성하는 부품 중 변압기(발열 부품)가 비교적 큰 부품이기 때문에, 변압기의 소형화를 도모할 필요가 있다. 변압기를 소형화하기 위해서는 변압기를 구성하는 1차측 및 2차측의 권선의 선 직경과 코어의 치수를 작게 할 필요가 있다. 권선의 선 직경과 코어의 치수를 작게 한 경우, 권선의 전기 저항이 커지기 때문에, 변압기의 온도가 상승하기 쉬워진다. 이로 인해, 변압기의 온도 상승을 억제하는 것이 중요해진다.
특허문헌 1에 따른 램프 장치에서는, 커버체(522)의 내부에 설치되고, 점등 회로 기판(514)을 수용하는 절연 커버(531)의 내부에 점등 회로 기판(514)을 매몰 시키도록 방열성 및 절연성을 갖는 충전재를 충전해도 된다는 내용이 특허문헌 1에 개시되어 있다. 그러나, 점등 회로 기판(514)을 구성하는 변압기(543a) 등의 회로 소자(543)와 금속제의 커버체(522) 사이에는 충전재 및 절연 커버(531)가 개재되어 있고, 회로 소자(543)와 금속제의 케이스(521) 사이에는 간극(548)이 있기 때문에, 변압기(543a) 등의 회로 소자(543)로부터의 열을 케이스체(512)로 충분히 전달할 수 없다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 발열 부품으로부터의 열을 효율적으로 방열할 수 있는 방열 장치 및 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 방열 장치는 발열 부품과, 상기 발열 부품이 설치된 기판과, 상기 발열 부품으로부터의 열을 방열하는 방열부를 구비하는 방열 장치에서, 상기 발열 부품은 상기 기판의 테두리부에 설치되어 있고, 상기 방열부와 발열 부품 사이에 열전도체가 삽입되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 발열 부품이 기판의 테두리부에 설치되어 있기 때문에, 기판을 적절하게 방열부에 설치함으로써, 방열부와 발열 부품을 근접시킬 수 있다. 이 근접하는 방열부와 발열 부품 사이에 열전도체가 삽입되어 있기 때문에, 발열 부품으로부터의 열을 방열부로 효율적으로 전달하는 것이 가능해져, 발열 부품으로부터의 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 발명에 따른 방열 장치는 상기 열전도체가 유연성을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 열전도체가 유연성을 갖기 때문에, 방열부 및 발열 부품의 형상에 따라서 열전도체를 변형시킬 수 있어, 방열부와 발열 부품 사이에 간극없이 열전도체를 삽입할 수 있다. 그 결과, 발열 부품과 방열부 사이에 공기가 거의 개재되지 않기 때문에, 열 전달을 보다 양호하게 행할 수 있어, 발열 부품으로부터의 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
본 발명에 따른 방열 장치는 상기 발열 부품이 변압기인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 발열 부품은 변압기이며, 전술한 바와 같이 변압기를 기판의 테두리부에 설치하고, 변압기와 방열부 사이에 열전도체를 삽입함으로써, 변압기로부터의 열을 방열부로 효율적으로 전달하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 변압기의 방열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 방열 장치는, 상기 변압기가, 저전압측의 단자가 상기 기판의 테두리부 측이 되도록, 상기 기판에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 변압기의 저전압측의 단자가 상기 기판의 테두리부 측이 되도록 변압기를 기판에 설치하고 있다. 방열부로서 금속 등의 도전 재료를 사용했을 때, 저전압측의 단자가 기판의 테두리부 측이 되도록 변압기를 기판에 설치함으로써, 단자와 방열부 사이에 필요한 절연 거리를 짧게 할 수 있어, 변압기를 방열부에 더 근접시킬 수 있다. 그 결과, 변압기와 방열부 사이에 삽입되는 열전도체의 두께를 얇게 할 수 있고, 전열 저항을 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 전열 저항을 저감함으로써, 변압기로부터의 열을 방열부로 더 효율적으로 전달할 수 있어, 변압기의 방열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치는 전술한 발명에 기재된 방열 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 전술한 바와 같이 구성한 방열 장치를 구비하고 있기 때문에, 발열 부품의 방열성을 향상시킬 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치는 광원과, 상기 광원에 전력을 공급하는 전원부를 구비하고, 상기 방열부는 상기 광원으로부터의 열을 방열하도록 설치되어 있으며, 상기 전원부는 상기 발열 부품 및 기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 광원으로부터의 열을 방열하도록 방열부가 설치되어 있기 때문에, 방열부를 광원 및 발열 부품이 공용할 수 있어, 부품 개수를 저감할 수 있다.
본 발명에 따르면, 방열 장치 및 조명 장치는 발열 부품으로부터의 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 조명 장치의 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 모식적 외관 사시도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 모식적 분해 사시도이다.
도 4는 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 주요부의 모식적 종단면도이다.
도 5는 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 방열부의 모식적 종단면도이다.
도 6은 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 전원 회로부의 모식적인 평면도이다.
도 7은 도 6의 VI-VI 화살표 방향에서 본 전원 회로부의 모식적 측면도이다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 전원 회로부의 방열 구조의 설명도이다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 전원 회로부의 다른 방열 구조의 설명도이다.
이하, 본 발명을 그 실시 형태를 도시하는 도면에 기초하여, 방열 장치로서 전구형의 조명 장치의 1종인 포물곡면 형상의 외형상을 갖는 소위 PAR(Parabolic Aluminized Reflector)형의 조명 장치를 예로 들어 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치의 모식적 외관 사시도이다. 도 3은 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 모식적 분해 사시도이다. 도 4는 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 주요부의 모식적 종단면도이다.
도면 중 1은 광원으로서의 광원 모듈이다. 광원 모듈(1)은 도 4에 도시하는 바와 같이, 원판상을 이루는 LED 기판(11)의 한 면에 LED(12)를 복수 실장하여 이루어진다. LED(12)는 예를 들어 표면 실장형 LED이다. 본 실시 형태에서는 LED 기판(11)의 일면의 주연부에 5개의 LED(12)를 설치하고, 이 환상으로 설치된 LED(12)의 내측에 대략 동심을 이루어서 5개의 LED(12)를 설치하고 있다. 내측 및 외측의 LED는 주 방향으로 교대로 배치되고, 내측의 5개의 LED 및 외측의 5개의 LED는 대략 등배를 이루고 있다. 또한, 도 3에서는 LED의 기재는 생략하였다.
이 LED 기판(11)의 일면(LED(12)가 실장된 면)에는 상기 LED 기판(11)과 대략 동일 직경의 반사 시트(10)가 설치되어 있다. 반사 시트(10)에는 LED(12)의 배열에 정합시켜서, LED(12)의 평면 형상보다 약간 큰 직사각형 구멍이 형성되어 있다. 반사 시트(10)는 고광 반사율인 재료제이며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름이다. 이에 의해, LED(12)로부터 출사되는 광이 LED 기판(11)에 흡수되지 않고 반사 시트(10)의 반사면에서 반사된다. 이로 인해, 광원 모듈(1)로부터 외부에 출사되는 광량의 저하를 방지할 수 있다.
광원 모듈(1)은 상기 광원 모듈(1)로부터의 열을 방열하는 방열부(2)에 설치되어 있다. 도 5는 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 방열부(2)의 모식적 종단면도이다. 방열부(2)는 예를 들어 알루미늄 등의 금속제이다. 방열부(2)는 원판상을 이루어서 광원 모듈(1)을 유지하는 광원 유지부(21)를 구비하고 있다. 상기 광원 유지부(21)의 일면(21a)에는 광원 모듈(1)이 LED 기판(11)의 다른 면(LED(12)가 실장된 면과 반대측의 면)에 설치되어 있다. 또한, 광원 모듈(1)과 광원 유지부(21) 사이에는 열전도 시트 또는 그리스를 장착하는 편이 바람직하다. 광원 유지부(21)는 LED(12)로부터의 열을 방열부(2)의 다른 부분으로 전달하는 전열부로서도 기능한다.
광원 유지부(21)의 다른 면(2lb)에는 상기 광원 유지부(21)와 동심을 이루는 통상의 방열통(22)이 세워 설치되어 있다. 방열통(22)의 단부는 광원 유지부(21)의 일면(21a)과 평행한 평면이며, 상기 단부에는 상기 방열통(22)에 동심을 이루는 환상의 홈(22c)이 형성되어 있다. 상기 홈(22c)에는 환상의 시일재(30)가 끼워 넣어져 있다. 시일재(30)에는 주위 방향의 3군데에 나사용 구멍을 갖는 고정부가 설치되어 있다. 또한, 홈(22c)은 시일재(30)의 형상에 정합하도록 형성되어 있다.
광원 유지부(21)의 일면(21a)에는 상기 광원 유지부(21)와 동심을 이루는 편평한 통상의 반사부(23)가 세워 설치되어 있다. 반사부(23)의 내면(23a)은 경면 가공이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 경면 가공을 실시함으로써, LED(12)로부터 출사되어, 반사부(23)의 내면(23a)에 입사한 광이 내면(23a)에서 반사되어, LED(12)의 광 출사 방향을 따르는 방향으로 출사되게 되어, 조명 장치 전체로서의 광 이용 효율, 소위 장치 효율을 향상시킬 수 있다.
반사부(23)의 단부의 내측 테두리부에는 후술하는 투광판이 설치되는 설치면(23b)이 형성되어 있다. 상기 설치면(23b)에는 환상의 홈(23c)이 형성되어 있다. 홈(23c)에는 환상의 패킹(20)이 끼워 넣어져 있다. 패킹(20)에 의해 방열부(2)와 투광판 사이를 밀착시킬 수 있어, 물방울 등의 이물이 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이 방열부(2)의 반사부(23)와 투광판에 의해 형성되는 공동 내에 전술한 광원 모듈(1)이 수용되게 된다.
방열통(22) 및 반사부(23)는 외주면이 방열통(22)으로부터 반사부(23)를 향해서 직경 확장되는 매끄러운 곡면(대략 포물곡면)이 되도록 형성되어 있다. 이 방열통(22) 및 반사부(23)의 외주면에는 직경 방향 바깥 방향으로 길이 방향을 따라서 돌출 설치된 돌조인 복수의 핀(24)이 주위 방향으로 대략 등배를 이루어서 방열부(2)의 대략 전체 길이에 걸쳐서 설치되어 있다.
광원 유지부(21)의 다른 면(2lb)의 방열통(22)의 내측에는 후술하는 전원 회로부로부터의 열을 방열부(2)의 다른 부분으로 전달하는 직사각형 판상의 전열판(25)이 세워 설치되어 있다. 또한, 방열통(22)의 내측에는 후술하는 전원 회로부의 전원 기판을 끼움 지지하는 끼움 지지부(26)가 전열판(25)에 적정 길이 이격해서 상기 전열판(25)과 평행을 이루어서 설치되어 있다. 또한, 방열부(2)는 광원 유지부(21), 방열통(22), 반사부(23), 핀(24) 및 전열판(25)이 일체적으로 형성되어 이루어지며, 광원을 유지하는 유지체로서의 기능을 가짐과 함께, 조명 장치의 외장체로서의 기능을 갖는다.
이 방열부(2)의 방열통(22)측에는 절연체인 통상의 절연 케이스(3)를 거쳐서, 광원인 광원 모듈(1)에 외부 전원으로부터의 전력을 공급하는 급전부인 구금 부재(4)가 설치되어 있다.
절연 케이스(3)는 방열부(2)를 유지하는 통상의 방열부 유지통(31)과, 구금 부재(4)를 유지하는 통상의 구금 부재 유지통(32)과, 방열부 유지통(31) 및 구금 부재 유지통(32)을 연결하는 연결부(33)를 구비하고 있다. 이들 방열부 유지통(31), 구금 부재 유지통(32) 및 연결부(33)는 예를 들어 수지 등의 전기 절연 재료제이며, 일체 성형되어 있다.
방열부 유지통(31)은 방열부(2)의 방열통(22) 내로 끼워지는 환상의 돌출 설치부와, 상기 돌출 설치부 주위에 설치되고, 방열통(22)의 단부가 접촉하는 접촉면을 갖는 플랜지부(34)를 구비하고 있다. 플랜지부(34)에는 주위 방향으로 대략 3등배를 이루어, 나사용 구멍이 형성되어 있다. 전술한 시일재(30)의 나사용 구멍은 상기 플랜지부(34)의 나사용 구멍에 정합하도록 형성되어 있다. 구금 부재 유지통(32)의 외주면에는 구금 부재(4)에 나사 결합하기 위한 나사 가공이 실시되어 있다.
방열부 유지통(31)의 단부에는 전원 기판의 일부를 계합하는 계합 오목부(36)(도 3 참조)가 2개 형성되어 있다. 각 계합 오목부(36)는 방열부 유지통(31)의 내주면으로부터 내측에 돌출 설치되고, 적정 길이(끼움 지지하는 전원 기판의 판 두께와 대략 동등한 길이) 이격하는 평행한 2개의 판부로 이루어진다. 2개의 계합 오목부(36)는 절연 케이스(3)의 중심선을 포함하는 면에 대하여 대칭 위치에 형성되어 있다.
구금 부재(4)는 바닥을 구비하는 원통형이며, 전구용 소켓과 나사 결합하기 위한 나사 가공이 원통부에 실시되어서 이루어지는 일극 단자(41)와, 구금 부재(4)의 저면에 돌출 설치된 타극 단자(42)를 구비하고 있다. 이들 일극 단자(41)와 타극 단자(42)는 전기적으로 절연되어 있다. 또한, 구금 부재(4)의 원통부의 외형상은, 예를 들어 JIS(Japanese Industrial Standards)인 E26의 스크류형 구금 부재와 동일 형상으로 형성되어 있다. 이 구금 부재(4)의 일극 단자(41) 및 타극 단자(42) 각각에는 전선(도시하지 않음)의 일단부가 납땜 등으로 고정되어 있다.
이 구금 부재(4)는 구금 부재(4)의 내부에 절연 케이스(3)의 구금 부재 유지통(32)을 삽입해서 고정함으로써, 절연 케이스(3)와 일체화되어 있다. 구금 부재(4)가 설치된 절연 케이스(3)는 절연 케이스(3)를 방열부 유지통(31) 측으로부터 방열부(2)의 방열통(22)의 내부에 삽입하고 나사(28)로 고정함으로써, 방열부(2)에 일체화되어 있다. 보다 상세하게는, 방열부(2)의 방열통(22)의 단부에 형성한 홈(22c)에 시일재(30)를 방열통(22)의 단부에 형성한 나사용 구멍에 시일재(30)의 나사용 구멍이 정합하도록 끼워 넣고, 이들의 나사용 구멍에 방열부 유지통(31)의 플랜지부(34)에 형성한 나사용 구멍이 정합하도록, 절연 케이스(3)의 방열부 유지통(31)의 플랜지부(34)를 방열부(2)의 방열통(22)에 접촉시킨 상태에서 나사(28)를 나사용 구멍에 나사 결합시킴으로써, 절연 케이스(3)를 방열부(2)에 고정하고 있다. 시일재(30)에 의해, 방열부(2)와 절연 케이스(3) 사이를 밀착시킬 수 있어, 물방울 등의 이물이 내부에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이 일체화된 방열부(2)와 절연 케이스(3)에 의해 형성되는 공동 내에는 전선을 거쳐서 광원 모듈(1)에 소정의 전압 및 전류의 전력을 공급하기 위한 전원 회로부(7)가 수용되어 있다. 도 6은 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 전원 회로부(7)의 모식적인 평면도이다. 도 7은 도 6의 VI-VI 화살표 방향에서 본 전원 회로부(7)의 모식적 측면도이다.
전원 회로부(7)는 수용되는 공동의 종단면 형상에 따른 형상을 갖는 전원 기판(71)과, 상기 전원 기판(71)에 실장된 복수의 전원 회로 부품을 구비하여 이루어진다. 전원 기판(71)의 일면(71a) 및 다른 면(7lb)에는 외부 교류 전원으로부터 공급되는 교류 전류를 전파 정류 하는 브리지 다이오드, 정류 후의 전원 전압을 소정의 전압으로 변압하는 변압기(721), 변압기의 1차측 및 2차측에 접속된 다이오드 및 IC 등의 전원 회로 부품이 분배되어서 실장되어 있다. 또한, 전원 기판(71)으로서 유리 에폭시 기판 또는 종이 페놀 기판 등이 사용된다.
전원 회로부(7)의 전원 기판(71)의 일면(71a)에는 발열 부품으로서의 변압기(721)를 포함하는 복수의 전원 회로 부품(72)이 실장되어 있으며, 전원 기판(71)의 다른 면(7lb)에는 일면(71a)에 실장되는 전원 회로 부품(72)(변압기(721)를 제외함)과 비교하여, 공급되는 전류에 의한 발열량이 비교적 많은 전원 회로 부품(73)이 실장되어 있다.
발열 부품인 변압기(721)는 1차측 권선과 2차측 권선을 절연한 절연형의 변압기이며, 코어(721a)와, 상기 코어(721a)에 권회된 1차측 권선 및 2차측 권선으로 이루어지는 권선부(72lb)와, 1차측 권선에 접속되는 입력 단자(721c)와, 2차측 권선에 접속되는 출력 단자(721d)를 구비하고 있다. 변압기(721)는 1차측의 입력 단자(721c)로부터 입력된, 예를 들어 120V의 전압을 2개의 권선간의 상호 유도에 의해, 1차측 및 2차측의 권선수 비에 따른 전압으로 변환하고, 변환한 전압을 2차측의 출력 단자(721d)로부터 출력한다. 이 실시 형태에서, 변압기(721)의 2차측 쪽이 저전압으로 되고 있고, 변압기(721)는 예를 들어 120V의 전압을 30V의 전압으로 강압하도록 구성되어 있다.
변압기(721)는 도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 저전압측의 단자인 출력 단자(721d)가 전원 기판(71)의 테두리부 측에 배치되도록, 전원 기판(71)의 테두리부에 실장되어 있다. 이상과 같이, 변압기(721)를 포함하는 전원 회로 부품이 실장된 전원 기판(71)은 방열부(2) 및 절연 케이스(3)에 의해 형성되는 공동 내에 방열부(2) 및 절연 케이스(3)에서 유지되어 있다.
도 8은 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 전원 회로부(7)의 방열 구조의 설명도이며, 방열부(2)에 대한 전원 회로부(7)의 설치 부분 근방의 부분 확대도이다. 전원 기판(71)의 다른 면(7lb)의 측(전원 회로 부품(73)이 실장되어 있는 측)이 방열부(2)의 전열판(25)의 측이 되도록, 또한 2차측 권선에 접속되는 출력 단자(721d)의 측이 광원 유지부(21)의 측이 되도록, 전원 기판(71)의 일부를 절연 케이스(3)의 방열부 유지통(31)의 단부에 형성된 계합 오목부(36)에 계합시키고, 전원 기판(71)의 다른 일부를 방열부(2)의 방열통(22)의 내측에 설치된 끼움 지지부(26)에 계합시킴으로써, 방열부(2)와 절연 케이스(3)에 의해 형성되는 공동 내에 전원 회로부(7)가 유지된다. 이 유지 상태에서, 전원 회로부(7)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 방열부(2) 및 절연 케이스(3)에 의해 형성되는 공동 내에 배치되게 된다.
전원 회로부(7)는 방열부(2)의 광원 유지부(21)와 변압기(721)의 출력 단자(721d)의 간격 G가 안전상 필요한 소정의 절연 거리가 되도록 방열부(2)에 설치되어 있다. 이 간격 G는 단자에 공급되는 전압의 고저에 따라서 대소가 된다. 즉, 본 실시 형태에서는 2차측의 출력 단자(721d) 쪽이 1차측의 입력 단자(721c)보다도 간격 G를 작게 할 수 있어, 방열부(2)의 광원 유지부(21)에 보다 근접시킬 수 있다.
방열부(2)의 광원 유지부(21)와 변압기(721) 사이에는 열전도체(5)가 삽입되어 있다. 열전도체(5)는 변압기(721)의 광원 유지부(21)에 근접하는 측면 및 상기 측면에 연속하는 상면의 일부에 걸쳐서, 구체적으로는 코어(721a)의 1측면 및 상면의 일부 및 권선부(72lb)의 일부에 걸쳐서 배치되어 있다. 열전도체(5)는 절연성을 갖는 열양도체이며, 예를 들어 실리콘 수지를 포함하는 재료제이다. 변압기(721)로부터의 열은 도 8 중에 화살표로 나타내는 바와 같이, 열전도체(5)를 거쳐서 광원 유지부(21)로 전달된다.
이 열전도체(5)는 유연성이 있는 점토상인 것이 바람직하다. 열전도체(5)를 유연성을 갖는 점토상으로 함으로써, 방열부(2)의 광원 유지부(21) 및 변압기(721)의 형상에 따라서, 열전도체(5)를 유연하게 변형시킬 수 있어, 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 간극없이 열전도체(5)를 삽입할 수 있다.
또한, 열전도체(5)는 전원 회로부(7)를 방열부(2)의 방열통(22)의 내측에 삽입하기 전에, 미리 변압기(721)의 광원 유지부(21)에 근접시키는 측면 및 상기 측면에 연속하는 상면의 일부에 걸쳐서 배치되어 있다. 전원 회로부(7)의 전원 기판(71)을 끼움 지지부(26)에 계합시키기 위해서, 전원 회로부(7)를 방열부(2)의 광원 유지부(21)를 향해서 밀어 넣었을 때에, 열전도체(5)는 점토상이기 때문에 유연성을 갖고 있으며, 광원 유지부(21) 및 변압기(721)의 형상에 따라서 변형된다.
예를 들어, 광원 유지부(21)와 변압기(721) 사이의 간격이 제조 오차 등에 의해 약간 크거나 또는 작아진 경우에도, 설계상의 광원 유지부(21)와 변압기(721) 사이의 간격보다도 약간 두껍게 열전도체(5)를 배치해 둠으로써, 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 간극없이 열전도체(5)를 삽입할 수 있다. 열전도체(5)가 점토상이며 점성을 갖고 있기 때문에, 원하는 두께를 유지하는 것이 용이하다. 또한, 광원 유지부(21)와 변압기(721) 사이의 간격이 제조 오차 등에 의해 약간 작아진 경우에, 열전도체(5)가 점토상이며, 유연성을 갖고 있기 때문에, 전원 회로부(7)의 방열부(2)의 내부로의 삽입에 따라서 열전도체(5)의 주위의 공간을 향해서 비어져 나오도록 변형된다. 이로 인해, 변압기(721)에 작용하는 힘을 저감할 수 있어, 변압기(721)(특히 단자의 납땜 부분) 등에 악영향을 미칠 우려는 없다.
전원 기판(71)의 다른 면(7lb)과 전열판(25) 사이에는 직사각형 판상의 열전도 시트(76)가 장착되어 있다. 열전도 시트(76)는 전원 기판(71)의 다른 면(7lb)에 실장된 전원 회로 부품(73)의 배치에 따라서 적절하게 치수 및 배치가 결정되어 있다. 이 열전도 시트(76)로서 절연성을 갖는 열양도체가 사용되며, 예를 들어 저경도의 난연성의 실리콘 고무제가 사용된다. 전원 회로부(7), 특히 전원 회로 부품(73)으로부터의 열은 도 8 중에 화살표로 나타내는 바와 같이, 열전도 시트(76)를 거쳐서 전열판(25)으로 전달된다.
전원 회로부(7)에는 구금 부재(4)의 일극 단자(41) 및 타극 단자(42)에 그 일단부가 접속된 전선의 타단부가 접속되어 있으며, 전원 회로부(7)는 구금 부재(4)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전원 회로부(7)는 광원 모듈(1)과 전선(도시하지 않음)을 거쳐서 커넥터에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전선이 아니라, 핀 플러그를 사용해서 전기적으로 접속하도록 해도 좋다.
방열부(2)의 반사부(23)의 설치면(23b)에는 광원 모듈(1)의 광 출사 방향 측을 덮고, LED(12)로부터의 광을 확산하면서 투과하는 원판상의 투광판(8)이 설치되어 있다. 투광판(8)의 외측 테두리부에는 주위 방향으로 적정 길이 이격되어서, 방열부(2)의 반사부(23)의 단부 및/또는 후술하는 링 커버에 설치된 계합부에 계합하는 복수의 계합부가 설치되어 있다. 투광판(8)은 방열부(2)의 반사부(23)의 설치면(23b)에 외측 테두리부를 접촉시켜서, 나사 등에 의해 방열부(2)에 고정되어 있다. 또한, 투광판(8)은 예를 들어 내충격성 및 내열성이 우수하며, 확산제가 적절히 첨가된 유백색의 폴리카보네이트 수지제이다.
투광판(8)에는 링 커버(9)가 설치되어 있다. 링 커버(9)는 투광판(8)과 대략 동일 직경의 환상으로 형성되어 있으며, 외측 테두리부에 방열부(2)의 핀(24)의 형상에 정합하는 형상의 돌출 설치부가 설치되어 있다. 또한, 상기 돌출 설치부에는 투광판(8)의 상기 계합부에 계합하는 계합부가 설치되어 있다.
이상과 같이 일체화된 조명 장치는 구금 부재(4)를 전구용 소켓에 나사 결합 함으로써 상용 교류 전원에 접속된다. 이 상태에서 전원을 투입했을 때, 구금 부재(4)를 거쳐서 교류 전류가 전원 회로부(7)에 공급되고, 상기 전원 회로부(7)에서 정류된 직류 전류가 광원 모듈(1)에 공급되어 LED(12)가 점등한다.
이 LED(12)의 점등에 수반하여, 주로 LED(12) 및 전원 회로부(7)가 발열한다. LED(12)로부터의 열은 광원 유지부(21)를 거쳐서 방열부(2)의 다른 부분으로 전달되어, 방열부(2)의 다른 부분(주로 핀(24))으로부터 조명 장치의 외부의 공기로 방열된다. 한편, 전원 회로부(7)의 전원 기판(71)의 일면(71a)에 실장된 변압기(721)로부터의 열은 열전도체(5)를 거쳐서 방열부(2)의 광원 유지부(21)로 전달되어, 방열부(2)의 다른 부분(주로 핀(24))으로부터 조명 장치의 외부의 공기로 방열된다. 또한, 전원 회로부(7)의 전원 기판(71)의 다른 면(7lb)에 실장된 전원 회로 부품(73)으로부터의 열은 열전도 시트(76)를 거쳐서 방열부(2)의 전열판(25) 및 광원 유지부(21)로 전달되어, 방열부(2)의 다른 부분(주로 핀(24))으로부터 조명 장치의 외부의 공기로 방열된다.
이상의 본 실시 형태에 따른 조명 장치에서는 발열 부품인 변압기(721)를 전원 기판(71)의 테두리부에 설치하고, 전술한 바와 같이, 전원 회로부(7)를 방열부(2)에 근접시켜서 설치하고 있다. 이 근접하는 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 열전도체(5)가 삽입되어 있기 때문에, 변압기(721)로부터의 열을 방열부(2)로 효율적으로 전달하는 것이 가능해져, 변압기(721)로부터의 열을 효율적으로 방열할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 조명 장치에서는 열전도체(5)가 점토상이기 때문에, 방열부(2)의 광원 유지부(21) 및 변압기(721)의 형상에 따라서, 열전도체(5)를 유연하게 변형시킬 수 있어, 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 간극없이 열전도체(5)를 삽입할 수 있다. 그 결과, 변압기(721)와 방열부(2)의 광원 유지부(21) 사이에 거의 공기 등의 기체가 개재되지 않기 때문에, 변압기(721)와 광원 유지부(21) 사이의 전열 저항을 작게 할 수 있고, 변압기(721)로부터의 열을 광원 유지부(21)로 보다 효율적으로 전달할 수 있어, 변압기(721)로부터의 열을 보다 효율적으로 방열할 수 있다.
또한, 열전도체(5)가 점토상이기 때문에, 예를 들어 광원 유지부(21)와 변압기(721) 사이의 간격이 제조 오차 등에 의해 약간 크거나 또는 작아진 경우에도, 전술한 바와 같이 방열부(2)와 변압기(721) 사이에 간극없이 열전도체(5)를 삽입할 수 있다. 또한, 예를 들어 열전도체로서 열전도 시트 등의 두께가 미리 설정된 부재를 사용하여, 광원 유지부(21)와 변압기(721) 사이의 간격이 제조 오차 등에 의해 약간 작아진 경우에, 전원 회로부(7)를 방열부(2)에 설치했을 때에, 설계상의 간격으로부터 실제의 간격을 감산한 값에 따른 힘이 변압기(721)에 작용하게 된다. 그러나, 본 실시 형태에서는 열전도체(5)가 점토상이며, 유연성을 갖고 있기 때문에, 변압기(721)에 작용하는 힘을 저감할 수 있어, 변압기(721) 등에 악영향을 미칠 우려는 없다.
그리고, 2차측의 단자인 출력 단자(721d)가 전원 기판(71)의 테두리부 측이 되도록, 또한 광원 유지부(21)에 근접하도록 전원 회로부(7)를 방열부(2)에 설치하고 있다. 본 실시 형태와 같이, 방열부(2)를 알루미늄 등의 금속제로 한 경우, 안전상 필요한 소정의 절연 거리에 대응하는 간격 G는 단자에 공급되는 전압의 고저에 따라서 대소가 되기 때문에, 전압이 낮은 측인 출력 단자(721d) 쪽이 1차측의 입력 단자(721c)보다도 간격 G를 작게 할 수 있어, 방열부(2)의 광원 유지부(21)에 더 근접시킬 수 있다. 그 결과, 변압기(721)와 방열부(2) 사이에 삽입되는 열전도체(5)의 두께를 얇게 할 수 있어, 전열 저항을 더 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 전열 저항을 저감함으로써, 변압기(721)로부터의 열을 방열부(2)로 보다 효율적으로 전달할 수 있어, 변압기(721)의 방열성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따른 조명 장치에서는 변압기(721)의 방열성을 향상시킬 수 있기 때문에, 변압기(721)의 온도의 상승을 억제할 수 있다. 변압기(721)의 온도의 상승을 억제함으로써 전기 저항의 증대를 억제할 수 있어, 변압기(721)의 1차측 및 2차측의 권선의 선 직경을 작게 할 수 있다. 권선의 선 직경을 작게 함으로써, 권선부(72lb)의 치수를 작게 할 수 있음과 함께, 코어(721a)의 치수를 작게 할 수 있다. 그 결과, 변압기(721)를 소형화할 수 있어, 상기 변압기(721)를 내부에 수용하는 조명 장치를 소형화할 수 있다.
또한, 광원으로부터의 열을 방열하는 방열부(2)를 발열 부품인 변압기(721)로부터의 열을 방열하는 방열부로서 사용하고 있기 때문에, 부품 개수를 저감할 수 있어, 조명 장치를 소형화할 수 있다.
도 9는 본 실시 형태에 따른 조명 장치의 전원 회로부(7)의 다른 방열 구조의 설명도이다. 방열부(102)의 광원 유지부(21)의 다른 면(2lb)의 방열통(22)의 내측에는 발열 부품인 변압기(721)로부터의 열을 방열부(2)의 다른 부분으로 전달하는 직사각형 판상의 전열판(27)이 전열판(25)에 평행하게 세워 설치되어 있다.
방열부(102)의 광원 유지부(21) 및 전열판(27)과, 변압기(721) 사이에는 열전도체(5)가 삽입되어 있다. 열전도체(5)는 변압기(721)의 광원 유지부(21)에 근접하는 측면 및 상기 측면에 연속하는 상면(전열판(27)에 대향하는 면)에 걸쳐서, 구체적으로는 코어(721a)의 1측면 및 상면의 일부 및 권선부(72lb)의 상면에 걸쳐서 배치되어 있다. 열전도체(5)는 절연성을 갖는 열양도체이며, 예를 들어 실리콘 수지를 포함하는 재료제이다. 변압기(721)로부터의 열은 열전도체(5)를 거쳐서 광원 유지부(21)로 전달된다. 그 밖의 구성은 도 8에 도시하는 방열 기구와 마찬가지이기 때문에, 대응하는 구성 부재에 도 8과 동일한 참조 부호를 붙이고 그 구성의 상세한 설명을 생략한다.
이상과 같이 구성된 방열부(102) 및 전원 회로부(7)를 구비하는 다른 방열 구조에서는 열전도체(5)가 권선부(72lb)의 상면에 걸쳐서 배치되어 있기 때문에, 방열부(2) 및 전원 회로부(7)를 구비하는 전술한 방열 구조보다도 변압기(721)의 권선부(72lb)의 온도의 상승을 더 억제할 수 있다. 그 결과, 권선부(72lb)의 1차측 및 2차측의 권선의 선 직경을 작게 할 수 있다. 이로 인해, 변압기(721)를 더 소형화할 수 있으며, 상기 변압기(721)를 내부에 수용하는 조명 장치를 더 소형화할 수 있다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 변압기(721)의 광원 유지부(21)에 근접하는 측면 및 상기 측면에 연속하는 상면에 걸쳐서 열전도체(5)가 배치되어 있지만, 이에 한정되지 않는다. 열전도체(5)는 변압기(721)로부터의 열을 방열부로 효율적으로 전달 가능하도록, 또한 열 통과 면적을 확보하도록 배치되어 있으면 된다. 또한, 열전도체(5)는 실리콘계 수지에 한정되지 않고, 열전도성 및 절연성이 우수하면 되고, 열전도체(5)에 방열 시트, 본드 등도 적용 가능하다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 2차측의 단자인 출력 단자(721d)가 전원 기판(71)의 테두리부 측이 되도록, 전원 회로부(7)를 방열부(2)에 설치하였지만, 1차측 및 2차측 중 전압이 낮은 측의 단자가 전원 기판(71)의 테두리부 측이 되도록 전원 회로부(7)가 설치되어 있으면 된다. 예를 들어, 승압하는 변압기는 1차측의 단자의 측이 전원 기판(71)의 테두리부 측이 되도록 설치되게 된다.
또한, 조명 장치는 변압기(721)의 입력 단자(721c) 및/또는 출력 단자(721d)와 방열부(2)의 간격이 소정의 간격 G가 되도록 구성되어 있으면 되고, 예를 들어 입력 단자(721c) 및/또는 출력 단자(721d)의 변압기(721)에서의 위치가 변압기(721)의 중앙부의 측의 위치가 되도록, 환언하면 입력 단자(721c) 및/또는 출력 단자(721d)를 변압기(721)의 측면으로부터 내측으로 소정의 간격 G만큼 내측에 위치하도록 변압기(721)를 구성해도 좋다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 발열 부품으로서 변압기(721)를 예로 들어 설명하였지만, 발열 부품은 이에 한정되지 않고, 변압기 이외의 전자 부품이어도 된다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 광원으로서 LED를 사용한 조명 장치를 예시하였지만, 광원은 LED에 한정되지 않고, 백열 전구, 형광등, EL(electroluminescence) 등의 광원이어도 좋다.
또한, 이상의 실시 형태에서는 방열 장치로서 전구용 소켓에 설치하는 조명 장치를 예로 들어 설명하였지만, 전술한 발열 부품의 방열 구조는 이러한 조명 장치에 한정되지 않고, 스포트라이트, 다운 라이트 등의 다른 타입의 조명 장치에도 적용 가능하고, 조명 장치 이외의 발열 부품을 그 내부에 수용하는 기기에도 적용 가능하며, 그 밖에 청구범위에 기재한 사항의 범위 내에서 여러가지 변경한 형태로 실시하는 것이 가능함은 물론이다.
1 광원 모듈(광원)
2 방열부
5 열전도체
7 전원 회로부(전원부)
71 전원 기판(기판)
72, 73 전원 회로 부품
721 변압기(발열 부품)

Claims (6)

  1. 발열 부품과, 상기 발열 부품이 설치된 기판과, 상기 발열 부품으로부터의 열을 방열하는 방열부를 구비하는 방열 장치로서,
    상기 발열 부품은 상기 기판의 테두리부에 설치되어 있고,
    상기 방열부와 발열 부품 사이에 열전도체가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열전도체는 유연성을 갖는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발열 부품은 변압기인 것을 특징으로 하는 방열 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 변압기는 저전압측의 단자가 상기 기판의 테두리부 측이 되도록 상기 기판에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 방열 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방열 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    광원과, 상기 광원에 전력을 공급하는 전원부를 구비하고,
    상기 방열부는 상기 광원으로부터의 열을 방열하도록 설치되어 있고,
    상기 전원부는 상기 발열 부품 및 기판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
KR1020127027064A 2010-04-19 2011-03-28 방열 장치 및 조명 장치 KR101449821B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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