KR20170014705A - 엣지형 엘이디 조명기구 - Google Patents

엣지형 엘이디 조명기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구조물 자체를 간편하게 구성하여 천장에 손쉽게 장착할 수 있도록 함은 물론 엘이디 유닛의 탈,부착이 용이할 뿐만 아니라 설치 장소에 따른 조명 면적의 확장이 가능하도록 구성한 엣지형 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
본 발명은 램프소자들이 일정 간격으로 배치되는 바형상의 회로기판과, 상기 램프소자로부터 빛을 유도하기 위한 도광판과, 이 도광판의 상,하측에 각각 장착되는 차폐판 및 광확산판과, 상기 회로기판을 포함하여 도광판, 차폐판, 광확산판의 가장자리를 수용하는 고정홀더로 이루어진 엘이디 유닛을 구비하며, 이 엘이디 유닛은 천장면에 고정 스크류로서 체결되는 메인 프레임 내에 탈,부착이 가능하도록 설치되고, 상기 메인 프레임에는 엘이디 유닛이 탑재되는 안착부를 가짐과 동시에 일측 고정홈 내로 제1결속편이 끼워져 모서리부분에 체결되는 것에 의해 액자형태로 조립되며, 상기 고정홈의 중앙부분에 통공 및 슬롯이 형성되어 고정 스크류가 끼워넣어져 체결될 수 있도록 구성한 것이다.

Description

엣지형 엘이디 조명기구{EDGE TYPE LED ILLUMINATOR}
본 발명은 실내 조명설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물 자체를 간편하게 구성하여 천장에 손쉽게 장착할 수 있도록 함은 물론 엘이디 유닛의 탈,부착이 용이할 뿐만 아니라 설치 장소에 따른 조명 면적의 확장이 가능하도록 구성한 엣지형 엘이디 조명기구에 관한 것이다.
일반적으로, 조명등은 전기에너지를 빛에너지로 변환하여 어두운 곳에서도 물체를 식별할 수 있도록 함은 물론 최근 들어서는 실내 장식이나 아늑한 분위기 등을 연출하기 위해서도 많이 활용되고 있다.
통상, 조명을 위해 사용되는 광원으로는, 백열등이나 형광등, 할로겐등, 삼파장등과 같이 여러 형태로 제작되고 있으며, 진공 상태의 유리관 안에 가스를 주입해야 하기 때문에 내부 가스가 유출되는 경우 인체에 해를 주거나 대기 오염의 원인이 될 수 있다.
또한, 백열등은 제조비가 저렴하지만 전기에너지를 빛에너지로 변환시킬 때 많은 열이 발생되어 사용이 제한되고 있으며, 형광등의 경우 백열등에 비해 에너지 전환 효율이 높아 전력 소비가 적지만 점등 시에 많은 시간이 소요되고 수명이 짧다는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 수명이 반영구적이고 낮은 전력으로 높은 조도를 얻을 수 있는 엘이디(Light Emitting Diode)가 활발하게 개발되고 있으며, 엘이디 소자의 빠른 처리 속도와 낮은 전력소모 등의 장점을 가짐은 물론 환경 친화적이면서도 에너지 절약효과가 높아 차세대 전략 제품으로 각광 받고 있다.
엘이디 소자는 p형과 n형의 반도체의 접합으로 이루어져 있으며, 전압을 가하면 전자(Electron)와 정공(Hole)의 결합으로 반도체의 밴드 갭(Band Gap)에 해당하는 에너지를 빛의 형태로 방출하는 일종의 광전자 소자로서, 최근에는 다양한 색상의 엘이디 소자가 개발되어 천연색의 디스플레이가 가능하여 옥외용 대형 전광판이나, 교통신호등, 자동차 계기판, 가전제품, 네온대체 간판, 의료장비, 경고 및 유도등과 같은 다양한 곳에 적용되고 있다.
또한, 엘이디 소자를 이용한 조명등은 기존의 백열등이나 형광등에 비해 약 20％∼40％ 정도의 낮은 전력소모와 50,000시간 이상의 반영구적인 수명, 환경 친화적인 특성을 가짐으로 인해 조명기구로서도 각광을 받고 있으며, 통상 엘이디 소자의 배열방식에 따라 빛을 직접 조사하는 직하형(Direct Type)과 도광판을 이용한 엣지형(Edge Type)으로 구분할 수 있다.
상술한 바와 같은 엘이디 조명기구와 관련하여, 국내 등록특허 제0961236호에는 다양한 형상 및 모양을 가진 조명등 프레임의 자유로운 설계와 그러한 프레임에 엘이디 모듈이 적절히 배치될 수 있는 유니트 조명등과, 이들 유니트 조명등들을 서로 조합시켜 새로운 형상의 시스템 조명등을 구현할 수 있도록 한 기술이 개시되어 있고, 또 등록특허 제1369422호의 경우 볼트나 스크류 등의 체결부재 없이 회로기판을 방열프레임의 바닥에 밀착되도록 고정시켜 열 전도 성능을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 빛의 산란 손실을 방지하여 조도를 향상시킬 수 있도록 한 기술이 개시되어 있다.
또한, 공개특허공보 제2011-0010268호에 개시된 기술은 조명등을 건물 내부의 천장을 형성하는 복수개의 직사각 패널과 동일 평면을 이루면서 간단히 체결됨과 동시에 돗트(Dot) 형태의 다수개의 엘이디 또는 엘이디 칩이 장착된 막대 형상의 인쇄회로기판이 끼워지는 엘이디 유닛을 피스(Piece) 형태로 제작하여 설치함에 따라 엘이디 조명등의 다양한 사이즈에 부합되도록 절단하여 용이하게 조립할 수 있도록 한 것이고, 또 공개특허공보 제2015-0027521호에는 LED 조명의 광원에 따른 빛을 반사시킬 수 있도록 상호 대응된 위치상에 구성하여 조명등의 전반적인 두께를 슬림화하고 빛을 효과적으로 반사시킴에 따라 매우 효율적인 조명이 가능하도록 한 기술에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 여러 조명기구는, 전체적으로 균일한 조도로 빛을 발산시키기 어려워 제품 크기에 제약을 받게 되며, 조명기구의 크기에 맞도록 1장 또는 여러 장의 회로기판을 설치해야 하기 때문에 경제적인 손실이 있는 것임은 물론 발열 구조가 매우 취약하다는 문제가 있다.
또한, 엘이디 조명기구의 제작공정이 전반적으로 복잡하여 조립 작업성이 효율적이지 못하기 때문에 제작 비용의 상승을 초래하게 되며, 엘이디 모듈로부터 발생되는 고열을 냉각시키기 위하여 회로기판 상에 별도의 방열부재를 장착하고 있으나 충분한 효과를 발휘하지 못하게 되므로 과열에 의한 엘이디 모듈의 고장을 유발하여 수명을 단축시키게 된다는 등의 여러 문제를 내포하고 있는 것이었다.
등록특허 제0961236호(2010.05.26 등록): 엘이디 시스템 조명등 및 이에 사용되는 유니트 조명등. 등록특허 제1357210호(2014.01.23 등록): 엘이디 조명등 및 조명장치. 등록특허 제1369422호(2014.02.25 등록): 엘이디 조명등. 등록특허 제1390159호(2014.04.23 등록): 엘이디 조명등. 공개특허 제2011-0010268호 (2011.02.01.공개): 천장형 엘이디 조명등. 공개특허 제2015-0027521호(2015.03.12 공개): 천장형 엘이디 조명등.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제들을 고려하여 개발된 것으로서, 본 발명의 목적은 엘이디 유닛을 메인 프레임 내에 탈,부착이 가능하도록 구성함에 따라 시공을 편리하게 행할 수 있음은 물론 엘이디 유닛의 배치형태에 따라 제품 크기를 자유롭게 구현할 수 있고, 또 램프소자나 회로기판을 방열기능이 뛰어난 알루미늄 재질의 고정홀더 내에 장착시킬 수 있도록 함으로써 수명 및 안정성을 확보할 수 있는 엣지형 엘이디 조명기구를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 램프소자들이 일정 간격으로 배치되는 바형상의 회로기판과, 상기 램프소자로부터 빛을 유도하기 위한 도광판과, 이 도광판의 상,하측에 각각 장착되는 차폐판 및 광확산판과, 상기 회로기판을 포함한 도광판, 차폐판, 광확산판의 가장자리를 수용하는 고정홀더로 이루어진 엘이디 유닛을 구비하며, 이 엘이디 유닛은 천장면에 고정 스크류로서 체결되는 메인 프레임 내에 탈,부착이 가능하도록 설치되고, 상기 메인 프레임에는 엘이디 유닛이 탑재되는 안착부를 가짐과 동시에 일측 고정홈 내로 제1결속편이 끼워져 모서리부분에 체결되는 것에 의해 액자형태로 조립되며, 상기 고정홈의 중앙부분에 통공 및 슬롯이 형성되어 고정 스크류가 끼워넣어져 체결될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 프레임의 중앙부에는 결속 프레임이 개재되어 있고, 이 결속 프레임의 양측으로 각각의 엘이디 유닛이 서로 인접하여 탈,부착될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 메인 프레임의 연장판 및 결속 프레임의 수직판에는 레일이 형성되어 제2결속편에 의해 상호 유지되도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엣지형 엘이디 조명기구에 의하면, 개별로 분할 제작된 엘이디 유닛을 메인 프레임 상에 손쉽게 탈,부착할 수 있어 시공성이 뛰어나고, 방열기능을 갖는 고정홀더를 이용하여 구성함에 따라 고열로 인해 수명 단축현상을 보이던 종전 기술에 비해 장시간 사용이 가능하며, 결속 프레임을 이용하여 엘이디 유닛을 설치할 수 있기 때문에 조명기구를 설치해야 하는 현장 여건에 맞춰 타일형식의 자연스런 이어짐으로 크기 조절이 자유롭게 이루어질 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 예로서 조명기구의 설치상태를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 다른 예로서 조명기구의 설치상태를 나타낸 도면,
도 3은 조명기구를 구성하는 메인 프레임의 주요 구성을 나타낸 단면도,
도 4는 조명기구를 구성하는 결속 프레임의 주요 구성을 나타낸 단면도,
도 5는 메인 및 결속 프레임의 상호 관계를 나타낸 부분 사시도,
도 6a, 도 6b는 메인 및 결속 프레임의 조립상태를 나타낸 부분 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 행해질 수 있다.
첨부된 도 1 내지 도 6a, 도 6b는 본 발명에 따른 엣지형 엘이디 조명기구를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명은 엘이디 유닛(M)을 포함하여 이 엘이디 유닛(M)을 탈,부착시키기 위한 메인 프레임(100)을 구비하여 이루어지며, 이 메인 프레임(100)은 천장면(L)에 장착된 석고앙카(101)에 고정 스크류(102)로서 체결하여 간편하게 설치할 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 엘이디 유닛(M)은 다수의 램프소자(111)들이 일정 간격으로 탑재되는 바형상의 회로기판(110)과, 상기 램프소자(111)로부터 빛을 유도하기 위한 도광판(120)과, 이 도광판(120)의 상,하측면에 각각 장착되는 차폐판(121) 및 광확산판(122)을 각각 구비하고 있다.
상기 회로기판(110)을 포함한 도광판(120), 차폐판(121), 광확산판(122)의 가장자리는 ㄷ자형상의 고정홀더(130) 내에 수용되어 있으며, 상기 차폐판(121)과 고정홀더(130)의 상단면에는 테이프(131)를 부착하거나 혹은 얇은 판재 등을 고정시켜 결속력을 제공할 수 있다.
또, 상기 램프소자(111)는 공지의 자동화 제조공정에 의해 좁고 길게 평판형으로 제작된 회로기판(110) 상에 통전(通電)이 가능하도록 일정 간격으로 장착시킬 수 있는 것이며, 통상 도광판(120)의 면적을 고려하여 어느 일측에 설치할 수 있으나 상호 대향하도록 배치하는 것이 가장 바람직하다.
상기 고정홀더(130)의 경우, 알루미늄 재질로 제작됨에 따라 램프소자(111)로부터 발생하는 열을 방출시킬 수 있는 방열기능을 가질 수 있다.
또한, 상기 회로기판(110)은 고정홀더(130)의 내측에 끼워져 유지될 수 있는 동시에 상기 회로기판(110) 상의 램프소자(111)로부터 발산되는 빛은 도광판(120) 및 광확산판(122)을 통해 조명을 행하게 되고, 상기 도광판(120)의 상측에 장착된 차폐판(121)에 의해 빛이 상측으로 발산되는 것을 차단시키게 된다.
상기 도광판(Light Guide Plate)은 투명 아크릴 패널을 이용하여 광원로부터 발산되는 빛을 수용함과 동시에 아크릴 표면에 형성된 패턴을 통해 패널이나 백라이트 전 영역에 걸쳐 빛을 균일하게 분포시켜 주는 것이며, 상기 광확산판(Light Diffusion Plate)은 일반적인 조명용 커버나 라이트 패널(Light Panel), 인테리어 소재, 액정 등과 같은 조명기구의 광원역활을 하는 BLU(Back Light Unit)에 들어가는 제품으로 광원에서 나오는 빛이 면을 따라 확산하는 기능을 갖추고 있다.
본 발명에 적용되는 도광판(120)이나 광확산판(122)의 경우, 조명분야에서는 폭 넓게 사용되고 있음은 물론 당업자에게는 이미 잘 알려져 있는 것이므로 더 이상의 상세 설명은 생략한다.
또, 서로 인접하는 회로기판(110)들은 일반적인 SMPS(Switching Mode Power Supply) 등과 같이 외부에서 공급되는 교류(AC) 전류를 직류(DC) 전류로 변환시켜주는 소자를 이용하여 상호 결선이 가능하도록 제작될 수 있으며, 상기 SMPS는 전기를 동력으로 사용하는 전자기기에 필수적으로 사용되는 공지의 소자이다.
한편, 상기 메인 프레임(100)에는 엘이디 유닛(M)이 탑재되는 안착부(103a)를 가짐과 동시에 그 일측으로 인접하여 고정홈(103b)이 형성되어 있으며, 이 고정홈(103b)의 중앙부분에는 통공(103c) 및 슬롯(103d)이 형성되어 고정 스크류(102)가 조립될 수 있도록 구성된다.
상기 고정홈(103b) 내에는 각각의 모서리부를 고정시키기 위한 ㄱ자형상의 제1결속편(104a)이 장착되어 스크류(105a)의 체결에 의해 액자형태로 견고하게 조립시킬 수 있는 것이며, 상기 통공(103c)에는 외관미를 살리기 위한 실리콘 재질의 마개(106)가 끼워져 고정된다.
또, 상기 고정홈(103b)의 일측에서 수직으로 연이어지는 연장판(107)의 대략 중앙부분에는 레일(108)이 형성되어 ㄱ자형상의 제2결속편(104b)이 끼워넣어져 스크류(105b)의 체결에 의해 메인 프레임(100)의 모서리부분을 견고하게 고정시킬 수 있게 된다.
상기 메인 프레임(100)의 사이에는 결속 프레임(140)이 개재되어 있고, 이 결속 프레임(140)의 양측으로 각각의 엘이디 유닛(M)을 서로 인접하여 설치함으로써 전체적인 조명기구의 크기를 확장시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 상기 결속 프레임(140)의 하단부에는 엘이디 유닛(M)이 양측으로 탑재될 수 있도록 안착부(141a)를 가짐과 동시에 그 중앙부에서 상측으로 연이어지는 수직판(142) 및 수평판(143)이 각각 형성되어 있으며, 상기 수직판(142)의 중앙부분에는 레일(144a,144b)이 양측으로 형성되어 전술한 메인 프레임(100)과 마찬가지로 ㄱ자형상의 제2결속편(104b) 및 스크류(105b)에 의해 상호 유지되도록 구성되어 있다.
상술한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명은, 우선 통상의 자동화 제조공정을 통해 램프소자(111)들을 바형상의 회로기판(110)에 일정 간격으로 탑재한 상태에서 고정홀더(130)의 안쪽으로 끼워넣어 고정시킨 후 도광판(120)을 포함한 차폐판(121) 및 광확산판(122)을 장착하고, 상기 고정홀더(130)와 차폐판(121)의 상측 접속부분에 테이프(131)를 부착시킴에 따라 개별적인 하나의 엘이디 유닛(M)을 제작할 수 있다.
또, 메인 프레임(100)의 경우에는 통상의 액자를 조립하는 것과 마찬가지로 각각의 고정홈(103b)으로 제1결속편(104a)을 장착하여 모서리 부분에 배치한 상태에서 스크류(105a)를 체결하고, 레일(108)에는 제2결속편(104b)을 끼워넣은 후 스크류(105b)에 의해 고정시킬 수 있는 것이다.
상기 메인 프레임(100)은 동일 구조로서 높이가 다르게 몇가지 타입으로 제작하여 현장 상황에 따라 선택하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명은 메인 프레임(100)에 의해 가장자리 틀을 유지한 상태에서 하나의 엘이디 유닛(M)을 탑재하여 조명기구를 구성하는 기본적인 형태를 취할 수 있는 것임은 물론 상기 메인 프레임(100) 사이에 결속 프레임(140)을 설치함으로써 엘이디 유닛(M)을 여러개 배치하여 조명기구의 크기를 확장시킬 수 있다.
즉, 상기 결속 프레임(140)의 경우, 수직판(142)을 기준으로 안착부(141) 및 레일(144a,144b)이 양측으로 형성되어 있기 때문에 ㄱ자형상의 제2결속편(104b)을 이용하여 메인 프레임(100)에 형성된 레일(108)에 장착시킬 수 있는 것이며, 메인 프레임(100)이나 엘이디 유닛(M)의 크기를 고려하여 사이사이에 적절히 배치함으로써 전체적인 조명기구의 크기를 설정할 수 있다.
상기한 바와 같은 방식으로 제작된 조명기구는, 작업 현장의 천장면(L) 구조에 따라 석고앙카(101) 및 고정 스크류(102)를 이용하여 직접 천장면(L)에 장착하는 방식을 취하거나 혹은 천장면(L)에 별도의 브라켓(도시생략)을 설치한 후 와이어를 걸어 펜덴트 방식으로 고정시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 엣지형 엘이디 조명기구에 의하면, 메인 프레임에 개별로 분할 제작된 엘이디 유닛을 간편하게 탈,부착시킬 수 있어 시공성이 뛰어나고, 또 방열기능을 갖는 고정홀더를 이용하여 구성함에 따라 고열로 인해 수명 단축현상을 보이던 종전 기술에 비해 장시간 사용이 가능하다는 잇점을 가지게 된다.
또한, 메인 프레임에 장착되는 별도의 결속 프레임을 이용하여 엘이디 유닛을 연속적으로 설치할 수 있기 때문에 조명기구를 설치해야 하는 현장 여건에 맞춰 크기 조절이 자유롭게 이루어질 수 있는 것이다.
이상에서와 같은 기술적 구성에 의해 본 발명의 기술적 과제가 달성되는 것이며, 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 여기에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것임은 물론이다.
100: 메인 프레임 101: 석고앙카
102: 고정 스크류 103a: 안착부
103b: 고정홈 103c: 통공
103d: 슬롯 104a: 제1결속편
104b: 제2결속편 105a,105b: 스크류
106: 마개 107: 연장판
108: 레일 110: 회로기판
111: 램프소자 120: 도광판
121: 차폐판 122: 광확산판
130: 고정홀더 131: 테이프
140: 결속 프레임 141a: 안착부
142: 수직판 143: 수평판
144a,144b: 레일

Claims (3)

  1. 램프소자들이 일정 간격으로 배치되는 바형상의 회로기판(110)과, 상기 램프소자로부터 빛을 유도하기 위한 도광판(120)과, 이 도광판의 상,하측에 각각 장착되는 차폐판(121) 및 광확산판(122)과, 상기 회로기판(110)을 포함한 도광판(120), 차폐판(121), 광확산판(122)의 가장자리를 수용하는 고정홀더(130)로 이루어진 엘이디 유닛(M)을 구비하며,
    이 엘이디 유닛(M)은 천장면(L)에 고정 스크류(102)로서 체결되는 메인 프레임(100) 내에 탈,부착이 가능하도록 설치되고,
    상기 메인 프레임(100)에는 엘이디 유닛(M)이 탑재되는 안착부(103a)를 가짐과 동시에 일측 고정홈(103b) 내로 제1결속편(104a)이 끼워져 모서리부분에 체결되는 것에 의해 액자형태로 조립되며,
    상기 고정홈(103b)의 중앙부분에 통공(103c) 및 슬롯(103d)이 형성되어 고정 스크류(102)가 끼워넣어져 체결될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 엣지형 엘이디 조명기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메인 프레임(100)의 중앙부에는 결속 프레임(140)이 개재되어 있고, 이 결속 프레임(140)의 양측으로 각각의 엘이디 유닛(M)이 서로 인접하여 탈,부착될 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 엣지형 엘이디 조명기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서 상기 메인 프레임(100)의 연장판(107) 및 결속 프레임(140)의 수직판(142)에는 레일(108,144a,144b)이 형성되어 제2결속편(104b)에 의해 상호 유지되도록 구성한 것을 특징으로 하는 엣지형 엘이디 조명기구.
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