KR20130023823A - 조명 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 조명 장치에 관한 것으로, 몸체부, 상기 몸체부 상에 배치되는 발광 모듈부, 상기 발광 모듈부의 일측을 덮는 렌즈부 및 상기 렌즈부의 일부를 덮도록 배치되는 하부 케이스를 포함하고, 상기 하부 케이스는 상기 몸체부에 결합되고, 상기 렌즈부의 일부는 상기 하부 케이스와 상기 몸체부 사이에 배치되는 조명 장치를 제공한다.

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}
실시 예는 조명 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이미 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
그러나, LED 는 점등시 열이 많이 발생되고, 방열이 원활하게 이루어지지 못하는 경우 LED 의 수명이 단축되고 조도가 떨어지며, 품질특성이 현저히 저하된다. 따라서, LED 조명 장치의 장점은 LED 의 방열이 원활하게 이루어지는 조건을 전제하고 있다.
한국특허공개공보 제10-2011-0004715호 (공개일: 2011년 1월 14일)
실시 예는 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방열효율이 뛰어난 조명 장치를 제공한다.
또한, 실시 예는 조명 장치에 사용되는 광원의 조도와 수명이 극대화되고 품질특성이 현저히 향상되는 조명 장치를 제공한다.
또한, 실시 예는 장치 내로 유입되는 먼지가 최소화되는 조명 장치를 제공한다.
또한, 실시 예는 부품의 제조 및 조립이 용이한 조명 장치를 제공한다.
실시 예에서, 조명 장치는 몸체부; 상기 몸체부 상에 배치되는 발광 모듈부;상기 발광 모듈부의 일측을 덮는 렌즈부; 및 상기 렌즈부의 일부를 덮도록 배치되는 하부 케이스를 포함하고, 상기 하부 케이스는 상기 몸체부에 결합되고, 상기 렌즈부의 일부는 상기 하부 케이스와 상기 몸체부 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 하부 케이스와 상기 몸체부는 나사 결합될 수 있다.
또한, 상기 몸체부는, 상기 발광 모듈부의 타측에 접촉되는 방열체; 상기 방열체와 이격되어 상기 방열체를 향하는 방향으로 배치되는 방열팬; 상기 방열체 및 상기 방열팬을 덮는 케이스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈부는 상기 발광 모듈부로부터 생성된 빛이 투과되는 광학부 및 상기 광학부로부터 외측 방향으로 연장되어 배치되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 하부 케이스와 상기 몸체부 사이에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에서, 조명 장치는 발광 모듈부; 상기 발광 모듈부의 일측 상에 배치되는 방열체를 포함하는 중간 몸체; 상기 방열체 상에 배치되는 방열팬; 상기 방열팬을 덮는 상부 케이스; 상기 발광 모듈부의 타측을 덮도록 배치되는 렌즈부; 상기 렌즈부의 일부 상에 배치되며 상기 중간 몸체에 결합되어, 상기 렌즈부를 고정시키는 하부 케이스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 렌즈부는 상기 발광 모듈부로부터 생성되는 빛이 방출되는 방향으로 돌출되는 돌출부를 가질 수 있다.
또한, 상기 렌즈부는 상기 발광 모듈부로부터 생성된 빛이 투과되는 광학부 및 상기 광학부로부터 외측 방향으로 연장되어 배치되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는 상기 하부 케이스와 상기 중간 몸체 사이에 배치될 수 있다.
실시 예에 따르면 조명 장치의 방열효율이 현저히 증대된다.
또한, 실시 예에 따르면 광원의 조도 및 수명이 극대화되고 품질특성이 현저히 향상된다.
또한, 실시 예에 따르면 천장이나 벽에 매입되는 매입형 조명 장치에서 외부 공기와의 효과적인 열 교환이 이루어지도록 한다.
또한, 실시 예는 조명 장치 내로 유입되는 먼지가 최소화되도록 한다.
또한, 실시 예는 조명 장치의 부품의 제조 및 조립을 용이하게 한다.
도 1 은 일 실시 예에 따른 조명 장치의 단면 사시도를 도시한다.
도 2 는 일 실시 예에 따른 조명 장치의 방열팬을 도시한다.
도 3 은 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 하부 평면도를 도시한다.
도 4 는 도 3 의 A-A 선의 단면도를 도시한다.
도 5 는 도 3 의 B-B 선의 단면도를 도시한다.
도 6 은 도 3 의 C-C 선의 단면도를 도시한다.
도 7 은 도 6 의 D-D 선의 평면도를 도시한다.
도 8 은 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 하부 평면도를 도시한다.
도 9 는 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 측면도이다.
도 10 은 조명 장치의 공기 유출구 및 공기 유입구 배치의 다양한 실시 예를 도시한다.
도 11 은 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도를 도시한다.
도 12 는 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 하부 평면도를 도시한다.
도 13 은 도 12 의 A-A 선의 단면도를 도시한다.
도 14 는 도 12 의 B-B 선의 단면도를 도시한다.
도 15 는 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 렌즈부를 도시한다.
이하 본 발명의 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)" 으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1 은 일 실시 예에 따른 조명 장치의 단면 사시도이다.
일 실시 예에 따른 조명 장치 (100) 는 발광 모듈부 (110) , 발광 모듈부 (110) 에 결착되며 외측면 둘레로 방열판이 형성된 방열체 (120) 와, 방열체 (120) 상에 배치되는 방열팬 (130) 과, 방열팬 (130) 을 덮는 상부 케이스 (150) 와, 상부 케이스 (150) 내부에 배치되어 방열팬 (130) 및 LED 실장 기판 (112) 에 전기적으로 연결되어 전원을 공급하는 구동부 (140) 와, 상부 케이스 (150) 와 결착되어 발광 모듈부 (110) 를 고정시키는 하부 케이스 (160) 를 포함할 수 있다.
각 구성요소별로 상세히 설명하면 다음과 같다.
<발광 모듈부>
발광 모듈부 (110) 는 하나 이상의 LED (111) 와, 하나 이상의 LED (111) 가 실장되는 LED 실장 기판 (112) 을 포함할 수 있다. LED 실장 기판 (112) 에는 다수의 LED (111) 가 배열될 수 있고, 배열되는 LED (111) 의 수량 및 배치는 요구되는 조도에 따라 임의로 조절이 가능하다. 발광 모듈부 (110) 는 취급의 용이 및 양산에 적합하도록 다수의 LED 를 집속한 형태를 채용할 수 있다.
LED 실장 기판 (112) 은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있으며, 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
기판에 실장되는 LED (111) 는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 각각 발광하는 적색, 녹색, 청색 또는 백색 발광 다이오드일 수 있으나, 그 종류나 수에 대해 한정하지는 않는다.
<방열체>
방열체 (120) 는 발광 모듈부 (110) 상에 배치되어, 발광 모듈부 (110) 에서 발생하는 열을 전도받아 방출하는 기능을 수행할 수 있다.
방열체 (120) 는 표면에 복수의 방열핀을 가질 수 있다. 상기 복수의 방열핀은 방열체 (120) 의 표면을 따라 방사상으로 배치될 수 있다. 이러한 방열체 (120) 의 형상은 표면적을 증가시켜 방열체 (120) 의 방열 효율을 향상시킨다.
방열체 (120) 는 이하에서 설명될 방열팬 (130) 및 하부 케이스 (160) 와의 관계에서 방열팬 (130) 을 통해 방열체 (120) 에 분사된 공기가 방열체 (120) 의 표면을 지나 하부 케이스 (160) 의 공기 유출구로 배출될 수 있도록 일정한 방향으로 배열된 방열핀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 방열체 (120) 의 방열핀은 방열팬 (130) 이 분사하는 바람의 방향과 수직하며, 하부 케이스 (160) 의 공기 유출구를 향하는 방향으로 배열될 수 있다.
방열체 (120) 는 열 방출 효율이 뛰어난 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 방열체 (120) 의 재질은 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 상기 발광 모듈부 (110) 와 상기 방열체 (120) 사이에는 방열판이 배치될 수 있다. 방열판은 열 전도율이 뛰어난 열전도 실리콘 패드 또는 열전도 테이프 등으로 형성될 수 있으며, 상기 발광 모듈부 (110) 에서 생성된 열을 상기 방열체 (120) 로 효과적으로 전달할 수 있다.
<방열팬>
도 2 는 일 실시 예에 따른 조명 장치 (100) 의 방열팬 (130) 을 도시한다.
방열팬 (130) 은 상기 방열체 (120) 상에 배치되며, 조명 장치 (100) 내에서 외부 공기의 강제 대류를 발생시켜 조명 장치 (100) 내의 열을 냉각시키는 기능을 수행할 수 있다.
전원이 조명 장치 (100) 에 인가되어 발광 모듈부 (110) 에서 빛을 밝히고, 빛을 밝힐 때 고열이 발생한다. 따라서, 전원이 인가됨과 동시에 방열팬 (130) 에도 전원이 인가되어 방열팬 (130) 이 작동할 수 있다. 또는, 조명 장치 (100) 내의 열감지 센서에 따라 일정 온도 이상이 될 경우에만 방열팬 (130) 이 동작하도록 구성될 수도 있다.
방열팬 (130) 이 동작하면, 이하에서 설명될 하부 케이스 (160) 의 공기 유입구를 통하여 외부의 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 방열팬 (130) 을 통과하여 방열체 (120) 를 지나면서 열 교환을 이루고, 뜨거워진 공기는 하부 케이스 (160) 의 공기 유출구를 통해 외부로 배출될 수 있다.
구체적인 실시 예에서, 조명 장치 (100) 는 MR16 일 수 있으며, MR16 의 외형의 직경은 50mm 이고, 방열팬 (130) 의 직경은 30mm 일 수 있다. 반구형태로 이루어진 MR16 의 외형에 따라 하부로 갈수록 폭이 넓어지므로, 방열체 (120) 는 열 방출을 위해 최대크기를 갖도록 구성될 수 있고, 방열체 (120) 는 방열팬 (130) 보다 큰 직경을 가질 수 있다.
이에 따라, 방열팬 (130) 의 직접적인 공기 분사는 방열체 (120) 의 일부 면적에만 이루어질 수 있으나, 상기 방열체 (120) 의 설명에서와 같이 분사된 공기가 방열체 (120) 의 모든 표면을 지나가도록 방열핀의 배열이 특정될 수 있다.
방열팬 (130) 은 이하에서 설명될 상부 케이스 (150) 와 결합될 수 있도록 방열팬 (130) 의 외측에 도 2 에 도시된 바와 같이 볼트삽입구멍 (131) 을 가질 수 있다.
<상부 케이스 및 하부 케이스>
상부 케이스 (150) 는 방열팬 (130) 의 외측을 덮으면서, 하부 케이스 (160) 와 결합되어 조명 장치 (100) 내로 유입된 공기가 일정 경로를 따라 배출될 수 있도록 하는 공기 통로를 생성할 수 있다.
상부 케이스 (150) 의 외측에는 전원공급을 위한 단자 (141) 가 배치될 수 있다. 또한, 상부 케이스 (150) 의 상면 부분에는 공기 유입을 위한 공기 유입구 (미도시) 가 배치될 수 있다.
상부 케이스 (150) 의 내부에는 방열팬 (130) 과 발광 모듈부 (110) 에 전기적으로 연결되어 단자 (141) 로부터 공급된 전원을 방열팬 (130) 과 발광 모듈부 (110) 에 공급하는 구동부 (140) 가 배치될 수 있다.
구동부 (140) 는 LED 를 구동시키기 위한 각종 전자 소자가 PCB 상에 실장되어 구성된 것일 수 있다. 이 때, 상기 PCB 의 상면에는 단자 (141) 가 형성되어, 후면 커버를 관통하여 상측으로 일부 노출되도록 설치되며, 이 노출부를 이용해 단자결합홈에 결합될 수 있고 또한 전기적으로 연결될 수 있게 된다.
노출부의 단자 (141) 는 상부 케이스 (150) 의 후단에 삽착되는 핀상 (도면에서는 2 개의 단자로 도시함) 으로 될 수 있지만, 이는 제한적이지 않으며, 외부의 전원 (DC 전원을 상정하고 있지만, AC 전원을 수용하고 내부에 정류기 또는 콘덴서를 설치할 수도 있음) 을 본 발명의 조명 장치로 받아들이는 입구 역할을 한다.
상부 케이스 (150), 방열팬 (130) 및 하부 케이스 (160) 는 볼트삽입구멍 (151) 을 포함하여 하부 케이스 (160), 방열팬 (130), 방열체 (120), 발광 모듈부 (110) 등의 부품이 체결 없이 조립된 후에 상부 케이스 (150) 가 덮여지며 2 개의 볼트를 이용해 각 부품들의 위치가 고정되며 결합될 수 있다.
부품들이 결합될 때 하부 케이스 (160) 는 발광 모듈부 (110) 의 외곽 부분을 붙잡아 다른 부품들과 함께 고정시켜 줄 수 있다. 또한, 하부 케이스 (160) 에 발광 모듈부 (110) 가 수납될 수 있는 공간이 배치되어 발광 모듈부 (110) 가 하부 케이스 (160) 의 수납 공간에 배치될 수 있다.
하부 케이스 (160) 는 조명 장치 (100) 가 비추는 조명영역의 방향으로 공기 유입구와 공기 유출구를 가질 수 있다. 공기 유입구와 공기 유출구는 서로 독립적으로 구성 및 배치되어, 공기 유입구로는 조명 장치 (100) 내로 외부 공기가 유입되는 용도로, 공기 유출구로는 조명 장치 (100) 내에서 열 교환을 이룬 공기가 배출되는 용도로 사용될 수 있다.
일 실시 예에 따른 조명 장치 (100) 에서 공기 이동 경로를 살펴보면, 조명 장치 (100) 외부의 공기는 하부 케이스 (160) 의 공기 유입구를 통해 상부 케이스 (150) 와 방열팬 (130) 의 상부 사이의 공간으로 유입되고, 방열팬 (130) 의 동작에 의해 방열팬 (130) 에 흡입되어 방열팬 (130) 의 하부와 방열체 (120) 사이의 공간으로 분사된다. 분사된 공기는 방열체 (120) 의 표면을 지나며 열 교환을 이루어 방열체 (120) 를 냉각시킨 후 하부 케이스 (160) 의 공기 유출구를 통해 배출될 수 있다.
상부 케이스 (150) 또는 하부 케이스 (160) 는 공기 유입구를 통한 공기 유입 경로와 공기 유출구를 통한 공기 유출 경로를 구분시키기 위해 격벽을 가질 수 있다.
일 실시 예에 따른 조명 장치 (100) 는 벽이나 천장에 매입되어 사용되는 경우, 공기 유입구와 공기 유출구가 조명 장치 (100) 의 매입되는 부분이 아닌 외부 노출 부분에 존재하므로, 외부 공기가 효과적으로 유입 및 배출될 수 있다.
하부 케이스 (160) 에는 렌즈 (170) 가 배치될 수 있으며, 렌즈 (170) 는 각 LED 의 상부에 형성된 것으로서 LED 로부터 발산되는 빛을 모으거나 소정의 각도로 분산/집속할 수 있다. 렌즈 (170) 는 빛을 분산/집속하여 원하는 형태의 빛을 얻을 수 있도록 하며 충격으로부터 LED 를 보호하는 기능도 하게 된다.
도 3 은 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (300) 의 하부 평면도를 도시한다. 도 3 의 조명 장치 (300) 의 하부 평면도는 도 1 의 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 장치 (100) 의 하부 평면도도 될 수 있다.
다른 실시 예에 따른 조명 장치 (300) 는 발광 모듈부 (310), 발광 모듈부 (310) 상(上)에 배치되는 방열체 (320), 방열체 (320) 상에 배치되는 방열팬 (330), 발광 모듈부 (310), 방열체 (320) 및 방열팬 (330) 을 수납하는 하우징 (350) 을 포함할 수 있다.
발광 모듈부 (310), 방열체 (320) 및 방열팬 (330) 은 본 발명의 일 실시 예와 동일할 수 있으나, 본 발명의 다른 실시 예에서는 발광 모듈부 (310), 방열체 (320) 및 방열팬 (330) 을 수납하는 하우징 (350) 을 포함한다. 하우징 (350) 은 본 발명의 일 실시 예와 같이 상부 케이스 (150) 및 하부 케이스 (160) 로 분리될 수도 있고, 일체형으로 제작될 수도 있다.
하우징 (350) 의 내부에는 구동부 (340) 가 배치되어 외부 전원을 방열팬 (330) 및 발광 모듈부 (310) 에 공급할 수 있다.
하우징 (350) 의 하부, 즉, 발광 모듈부의 광이 방출되는 방향을 향하는 부분에는 공기 유입구 (361) 및 공기 유출구 (362) 가 배치될 수 있다. 하우징 (350) 내에는 상기 공기 유입구 (361) 로부터 유입된 공기가 상기 방열팬 (330) 을 통과하고 상기 방열체 (320) 를 지나 상기 공기 유출구 (362) 를 통해 유출되도록 공기 통로가 배치될 수 있다. 공기 유입구 (361) 및 공기 유출구 (362) 와 연결된 공기 통로는 상기 하우징 (350) 내의 격벽 (351) 과 상기 방열팬 (330) 에 의해 서로 분리될 수 있다.
하우징 (350) 의 상면, 즉 방열팬 (330) 윗 부분의 하우징 (350) 의 면에는 상면 공기 유입구 (371) 가 배치될 수 있다. 상면 공기 유입구 (371) 는 하우징 (350) 의 하부 면에 배치된 공기 유입구 (361) 의 위치에 수직으로 대응되는 하우징 (350) 의 상면의 위치에 배치될 수 있다.
따라서, 도 3 에서 도시된 바와 같이, 조명 장치 (300) 를 하부 평면도에서는 하우징 (350) 의 하면에 배치된 공기 유입구 (361) 를 통해 하우징 (350) 의 상면에 배치된 상면 공기 유입구 (371) 가 보일 수 있다.
도 4 는 도 3 의 A-A 선의 단면도를 도시한다.
도 4 에서는 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (300) 의 공기 유입 경로를 볼 수 있다. 조명 장치 (300) 외부의 공기는 방열팬 (330) 의 작동에 따라 공기 유입구 (361) 및 상면 공기 유입구 (371) 를 통해 하우징 (350) 과 방열팬 (330) 의 상부 사이의 공간으로 이동된다.
도 1 에 도시된 일 실시 예에 따르면, 방열팬 (130) 이 동작할 때, 외부 공기는 상부 케이스 (150) 와 방열팬 (130) 의 상부 사이의 공간으로 이동될 것이다.
공기 유입구 (361) 방향에서의 단면도를 볼 때, 방열체 (320) 는 공기 유입 경로와는 분리되도록 구성될 수 있다. 이러한 구성에 따라 공기 유입구 (361) 및 상면 공기 유입구 (371) 에서 유입되는 공기는 방열체 (320) 와 접촉하지 않고 상온을 유지하며 조명 장치 내로 유입된다.
유입되는 공기가 방열체와 먼저 접촉하게 되면 방열팬 상부와 하우징 사이에는 가열된 공기가 유입되어 구동부 (340) 의 냉각이 효과적으로 이루어지지 못할 수 있다.
유입되는 공기는 상온을 유지하며 하우징 (350) 과 방열팬 (330) 의 상부 사이의 공간으로 이동되고, 조명 장치 (300) 의 구동부 (340) 와 열 교환을 이루어 구동부 (340) 를 냉각시킬 수 있다.
도 5 는 도 3 의 B-B 선의 단면도를 도시한다.
도 5 에서는 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (300) 의 공기 배출 경로를 볼 수 있다. 도 4 에서와 같이 공기 유입구 (361) 및 상면 공기 유입구 (371) 를 통해 방열팬 (330) 의 상부로 유입된 공기는 방열팬 (330) 의 동작에 따라 방열팬 (330) 의 하부와 방열체 (320) 사이의 공간으로 분사된다. 분사된 공기는 방열체 (320) 의 표면을 지나며 방열체 (320) 와 열 교환을 이루어 발광 모듈부 (310) 로부터 열을 전도받은 방열체 (320) 를 냉각시킨다.
공기 유출구 (362) 부분의 하우징 (350) 내부는 도 5 와 같이 격벽 (351) 으로 막혀 있어, 방열체 (320) 로부터 열을 흡수해 뜨거워진 공기는 방열팬 (330) 의 동작에 의해 조명 장치 (300) 내부로 다시 들어오지 않고 조명 장치 (300) 외부로 배출된다.
도 6 은 도 3 의 C-C 선의 단면도를 도시한다.
도 7 은 도 6 의 D-D 선의 평면도를 도시한다.
도 6 및 7 은 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (300) 의 격벽 (351) 부분을 보여주는 단면도와 평면도로서, 공기 유입구 (361) 및 공기 유출구 (362) 와 그에 이어진 공기 경로를 분리시키는 격벽 (351) 을 볼 수 있다.
도 8 은 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (400) 의 하부 평면도를 도시한다.
또 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (400) 는 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (300) 와 동일한 구성요소를 가지며, 다만, 공기 유입구 및 공기 유출구의 배치가 상이하므로, 이하에서는 공기 유입구 및 공기 유출구에 대해 설명하도록 한다.
하우징 (450) 의 하부, 즉, 발광 모듈부의 광이 방출되는 방향을 향하는 부분에는 렌즈 (470), 공기 유입구 (461) 및 공기 유출구 (462) 가 배치될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (400) 는 하우징 (450) 의 하면의 공기 유입구 (461) 가 4 개 배치되고, 공기 유출구 (462) 가 2 개 배치된다.
하우징 (450) 의 상면, 즉 방열팬 윗 부분의 하우징 (450) 의 면에는 상면 공기 유입구 (480) 가 배치될 수 있다. 상면 공기 유입구 (480) 는 하우징 (450) 의 하면에 배치된 공기 유입구 (461) 의 위치에 수직으로 대응되는 하우징 (450) 의 상면의 위치에 배치될 수 있다.
따라서, 도 8 에서 도시된 바와 같이, 조명 장치 (400) 의 하부 평면도에서는 하우징 (450) 의 하면에 배치된 공기 유입구 (461) 를 통해 하우징 (450) 의 상면에 배치된 상면 공기 유입구 (480) 가 보일 수 있다.
도 9 는 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치 (400) 의 측면도를 도시한다.
도 9 에서 도시된 바와 같이 하우징 (450) 의 상면에는 상면 공기 유입구 (480) 가 배치될 수 있다. 하우징 (450) 의 하면에 배치되는 공기 유입구 (461) 에 추가하여 상면 공기 유입구 (480) 가 배치됨으로써, 공기의 유입 속도를 감소시켜 먼지 유입이 최소화되고, 상온으로 유입되는 공기의 양이 많아져 내부 온도의 냉각 효과가 증대된다.
도 10 은 조명 장치의 공기 유입구 및 공기 유출구 배치의 다양한 실시 예를 도시한다.
공기 유입구 (261) 및 공기 유출구 (262) 는 도 10 에서와 같이 하우징의 하부면 또는 하부 케이스의 다양한 위치에 다양한 형태로 배치될 수 있다.
도 10 (a) 및 (b) 에서와 같이 공기 유입구 (261) 및 공기 유출구 (262) 는 하부 케이스의 테두리 부분에 원호 형태로 배치될 수 있다. 도 10 (a) 에서는 테두리 부분에 배치된 공기 유입구 (261) 와 공기 유출구 (262) 가 교호(交互) 로 배치되는 경우를 도시한다. 테두리 부분은 하부 케이스의 중심에서부터 떨어진 가장자리 부분을 의미하는 것으로, 공기 유입구 (261) 및 공기 유출구 (262) 가 하부 케이스의 중심에서 얼마나 떨어져 배치될 것인지는 발명의 실시형태에 따라 임의로 정해질 수 있다. 도 10 (a) 및 (b) 에서와 같이 공기 유입구 (261) 및 공기 유출구 (262) 는 원형 형태의 하부 케이스와 동심원을 이루는 원호 형태로 배치될 수 있다.
또한, 도 10 (c) 에서와 같이 하부 케이스의 공기 유입구 (261) 는 공기 유출구 (262) 보다 안쪽에 배치될 수 있고, 도 10 (d) 에서와 같이 공기 유입구 (261) 는 하부 케이스의 중앙에 배치되고 공기 유출구 (262) 는 하부 케이스의 테두리 부분에 배치되도록 구성될 수 있다. 공기 유입구 (261) 및 공기 유출구 (262) 의 형태는 원호 형태뿐 아니라, 원형, 다각형 등 다양한 형태를 이룰 수 있다.
도 10 (c) 및 (d) 와 같이 공기 유입구 (261) 가 공기 유출구 (262) 보다 안쪽에 배치되는 경우 공기 유출구 (262) 를 통해 배출된 데워진 공기가 공기 유입구를 통해 재유입될 확률을 낮출 수 있다.
표 1 은 분위기 온도 25℃, 인가전력 10W 인 MR16 조명 장치에서의 LED 온도 및 케이스 온도에 대한 시뮬레이션 결과이다. 방열체만 사용하는 경우와 방열팬을 사용하며 공기 유입구 및 공기 유출구를 갖는 실시 예 (a) ~ (d) 의 경우를 비교하였다.
Figure pat00001
방열체만 사용하는 경우와 비교할 때, 방열팬을 함께 사용하는 경우에 케이스 온도는 0.1℃ 에서 28℃ 만큼 높아질 수 있으나, LED 온도는 16℃ ~ 32℃ 만큼 낮아지는 것을 알 수 있다.
또한, 하우징 또는 상부 케이스의 상면에 상부 공기 유입구를 배치한 경우와 배치하지 않은 경우의 내부 온도를 상온 25℃ 에서 실험한 결과를 아래 표 2 에서 확인할 수 있다.
[표 2]
Figure pat00002
표 2 의 결과에서 보는 바와 같이, 상부 공기 유입구를 배치한 경우 조명 장치의 내부 온도가 낮아진다.
LED 의 품질특성 및 수명은 LED 의 온도에 따라 영향받는다는 것을 고려할 때, 본 발명의 실시 예들에 따른 조명 장치는 방열체만 사용하는 종래의 경우에 비해 품질특성 및 수명에서 현저히 개선된 성능을 보여준다.
본 발명은 상기한 실시 예에서 설명한 바와 같이 방열체와 방열팬을 포함하고, 서로 독립적으로 배치되는 공기 유입구와 공기 유출구를 가짐으로써, 또한, 하우징의 상면에 상부 공기 유입구를 추가로 가짐으로써, 냉각효율이 증대된 조명 장치를 제공할 수 있다.
또한, 하우징의 하면 외에 상면에 추가적인 상부 공기 유입구가 배치됨으로써, 유입되는 공기의 유속이 감소되어 먼지 유입이 최소화 되며, 상면으로 좀 더 낮은 온도의 공기가 유입되어 구동부와 팬의 수명이 증대될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 다수의 LED 를 집속하여 빛을 얻는 조명등에 사용될 수 있으며, 특히 천장이나 벽체 내에 매입되어 조명영역을 향하는 구조체에 설치되어 전면만 노출되게 장착될 수 있도록 하는 LED 를 사용하는 매입형 조명 장치에서 사용될 수도 있다.
[결합이 용이한 렌즈부를 갖는 변형 예]
도 11 은 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도를 도시한다. 도 12 는 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 하부 평면도를 도시한다. 도 13 은 또 다른 실시 예에 따른 조명 장치의 렌즈부를 도시한다. 도 14 는 도 12 의 A-A 선의 단면도를 도시한다. 도 15 는 도 12 의 B-B 선의 단면도를 도시한다.
또 다른 실시 예에 따른 조명 장치는 발광 모듈부 (515, 517), 중간 몸체 (510), 방열팬 (530), 구동부 (540), 상부 케이스 (550), 렌즈부 (570), 렌즈부 (570) 를 고정시키는 하부 케이스 (560) 를 포함할 수 있다.
발광 모듈부는 기판 (517) 과 기판 (517) 상에 배치되는 발광 소자 (515) 를 포함할 수 있다.
중간 몸체 (510) 는 발광 모듈부 (515, 517) 의 일측 상에 배치되는 방열체를 포함할 수 있다. 중간 몸체 (510) 는 발광 모듈부 (515, 517) 의 후면부에 접촉되도록 배치되어, 발광 모듈부 (515, 517) 의 열이 중간 몸체 (510) 에 효율적으로 전달될 수 있다.
방열체 상에는 방열팬 (530) 이 배치되어, 외부의 공기 흐름이 방열체에 전달되도록 할 수 있다. 이러한 공기 흐름으로 방열체의 열이 외부로 방출될 수 있다. 방열팬 (530) 은 방열체와 이격되어 방열체를 향하는 방향으로 배치될 수 있다.
상부 케이스 (550) 는 방열팬 (530) 을 덮도록 배치될 수 있다. 상부 케이스 (550) 는 방열팬 (530) 에 의해 흡입된 외부 공기가 공기 유출구를 통해 나갈 수 있도록 밀폐공간을 형성할 수 있다.
이러한 중간 몸체 (510), 방열팬 (530) 및 상부 케이스 (550) 는 모두 몸체부라고 지칭될 수도 있다.
렌즈부 (570) 는 중간 몸체 (510) 가 배치된 부분의 반대편인 발광 모듈부 (515, 517) 의 타측을 덮도록 배치될 수 있다. 렌즈부 (570) 는 발광 모듈부 (515, 517) 로부터 생성되는 빛이 방출되는 방향으로 돌출되어, 하부 케이스 (560) 보다 높게 돌출된 형상을 갖는다.
도 13 을 참조하면, 렌즈부 (570) 는 발광 모듈부 (515, 517) 로부터 생성된 빛이 투과되는 광학부 (571) 및 광학부 (571) 로부터 외측 방향으로 연장되어 배치되는 고정부 (575) 를 포함할 수 있다. 도 13 (a) 는 이러한 렌즈부 (570) 의 평면도를, 도 13 (b) 는 도 13 (a) 의 A-A 선에 따른 단면도를, 도 13 (c) 는 도 13 (a) 의 B-B 선에 따른 단면도를 도시한다.
도 13 에 도시된 바와 같이 렌즈부 (570) 는 일부 방향에서만 외측 방향으로 연장된 고정부 (575) 를 가질 수도 있다. 이러한 구성은 하부 케이스 (560) 와 중간 몸체 (510) 간의 결합을 위한 공간을 확보하기 위한 것으로 이에 대해서는 이하에서 도 14 및 도 15 를 참조하여 설명한다.
하부 케이스 (560) 는 렌즈부 (570) 의 일부 상에 배치되며 중간 몸체 (510) 에 나사결합될 수 있다. 하부 케이스 (560) 는 렌즈부 (570) 의 일부를 덮으며 중간 몸체 (510) 에 결합되어 렌즈부 (570) 가 고정되도록 할 수 있다.
하부 케이스 (560) 에는 공기 유입구 (561) 및 공기 유출구 (562) 가 배치될 수 있다. 도 12 에서 도시된 하부 케이스 (560) 의 면에 표시된 A-A 선이 지나는 원형 점선은 하부 케이스 (560) 가 중간 몸체 (510) 등에 나사 결합되기 위한 나사홈이다.
나사홈 부분을 지나는 선 A-A 를 기준으로 한 단면도인 도 14 를 참조하면, 렌즈부 (570) 는 하부 케이스 (560) 의 나사홈이 존재하는 외측 방향으로 연장된 부분이 존재하지 않는다. 이러한 구성은 하부 케이스 (560) 와 중간몸체 (510) 등의 나사 결합 통로를 막지 않기 위한 것이다. 다만, 나사홈이 도 14 에서 도시된 경우보다 바깥 방향으로 배치된다면 렌즈부 (570) 가 하부 케이스 (560) 의 나사홈까지 외측 방향으로 연장된 부분을 가질 수도 있다.
나사홈 부분을 지나지 않는 선 B-B 를 기준으로 한 단면도인 도 15 를 참조하면, 렌즈부 (570) 가 하부 케이스 (560) 의 일부까지 외측 방향으로 연장된 부분을 가지는 것을 알 수 있다.
렌즈부 (570) 에서 외측 방향으로 연장된 고정부 (575) 는 하부 케이스 (560) 와 중간 몸체 (570) 사이에 끼워지도록 배치되어, 렌즈부 (570) 에 대한 직접적인 나사 결합 없이도 렌즈부 (570) 가 고정된 위치를 유지하도록 할 수 있다.
상술된 바와 같은 구성으로 조명 장치는 렌즈 자체에 나사를 결합하지 않으면서도 렌즈부가 조명 장치 내의 특정 위치에 고정되도록 할 수 있어 조명 장치의 조립이 간단해지고, 렌즈부의 형성도 용이해질 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 300, 400: 조명 장치 110, 310: 발광 모듈부
120, 320: 방열체 130, 330: 방열팬
140, 340: 구동부 150: 상부 케이스
160: 하부 케이스 350, 450: 하우징
261, 361: 공기 유입구 262, 362: 공기 유출구
480: 상부 공기 유입구

Claims (7)

  1. 몸체부;
    상기 몸체부 상에 배치되는 발광 모듈부;
    상기 발광 모듈부의 일측 상에 배치되는 렌즈부; 및
    상기 렌즈부의 적어도 일부와 결합되는 하부 케이스를 포함하고,
    상기 하부 케이스는 상기 몸체부와 결합되고,
    상기 렌즈부의 일부는 상기 하부 케이스와 상기 몸체부 사이에 배치되는,
    조명 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 케이스와 상기 몸체부는 나사 결합되는,
    조명 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체부는,
    상기 발광 모듈부의 타측 상에 배치되는 방열체;
    상기 방열체와 이격되어 배치되는 방열팬;
    상기 방열체 및 상기 방열팬을 덮는 상부 케이스를 포함하는,
    조명 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 발광 모듈부로부터 생성된 빛이 투과되는 광학부 및 상기 광학부로부터 외측 방향으로 연장되어 배치되는 고정부를 포함하며,
    상기 고정부는 상기 하부 케이스와 상기 몸체부 사이에 배치되는,
    조명 장치.
  5. 발광 모듈부;
    상기 발광 모듈부의 일측 상에 배치되는 방열체를 포함하는 중간 몸체;
    상기 방열체 상에 배치되는 방열팬;
    상기 방열팬을 덮는 상부 케이스;
    상기 발광 모듈부의 타측 상에 배치되는 렌즈부;
    상기 렌즈부의 일부 상에 배치되며 상기 중간 몸체와 결합되고, 상기 렌즈부를 고정시키는 하부 케이스를 포함하는,
    조명 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 발광 모듈부로부터 생성되는 빛이 방출되는 방향으로 돌출되는 돌출부를 갖는,
    조명 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 렌즈부는 상기 발광 모듈부로부터 생성된 빛이 투과되는 광학부 및 상기 광학부로부터 외측 방향으로 연장되어 배치되는 고정부를 포함하며,
    상기 고정부는 상기 하부 케이스와 상기 중간 몸체 사이에 배치되는,
    조명 장치.


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