KR20170107046A - 모듈식 led 램프 구조체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모듈식 LED 램프 구조체(1)에 관한 것으로, 상기 모듈식 LED 램프 구조체(1)는, 플레이트 상에 장착되는 타입의 LED 광원(7), LED 광원(7)을 지지하기 위한 평탄면(6) 및 상기 평탄면(6)에 수직인 중심축(A1)을 갖는 열 싱크 부재(3), 상기 광원(7)을 로킹하며, 싱크 부재(3)의 평탄 지지면(6)에 대해 상기 광원이 가압되는 것을 유지시킴으로써 상기 광원(7) 자체를 가압하도록 설계된 마스크(8), 금속 마스크(8)를 싱크 부재(3)에 제거 가능하게 고정하는 수단(9)을 포함한다.

Description

모듈식 LED 램프 구조체
본 발명은 모듈식 램프 구조체에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는 본 발명은 발광 다이오드(LEDs)를 사용하는 모듈식 램프 구조체에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는 본 발명은 표면-실장 장치(surface-mount device)의 약자인 SMD로 공지되어 있는 플레이트 또는 보드 상에 장착되는 타입의 LED에 관한 것이다.
최근 몇 년 동안 조명 시스템에서 LED 사용은 기존 백열등, 네온 및 할로겐 램프에 비해 많은 이점이 있어서 널리 보급되었다.
LED 전구의 평균 가격은 기존 백열 전구의 평균 가격보다 높지만 평균 수명이 최소 50,000 시간을 넘기 때문에 분명히 길다.
또한, 필라멘트가 파손될 때 갑자기 작동을 멈추는 백열 전구와는 달리, LED의 작동 수명은 빛의 세기의 과도한 손실을 제외하고는 서서히 끝나기 때문에 갑작스러운 빛의 완전한 손실의 위험을 감수하지 않고 대체 계획을 세울 수 있다.
그러나, 명백하게 LED 전구의 지속된 확산은 거의 에너지 효율로 인한 것이 확실하다. 사실 기존 전구와 비교할 때 환경에 방출되는 열 및 적외선 방사의 형태인 에너지가 적게 낭비되므로 필라멘트 전구(또는 할로겐)보다 훨씬 효율적이다.
따라서, 전구 제조사는 기존 전구 대신 설치에 적합한 표준 커넥터를 갖는LED 전구를 생산하기 시작하였다.
그러나, LED 기술의 지속적인 성장으로 인해 산업 생산은 필요한 투자뿐만 아니라 신제품을 생산하는데 투입되는 최소 소요 시간으로 인해 새로운 개발을 따라갈 수 없다.
결과적으로 새롭고 점차적으로 성능이 향상된 LED를 만들면 시장에 나와있는 LED 전구가 급속히 쓸모없게 된다.
이러한 결점은 잠재적으로 사용 가능한 LED 전구의 기술적인 발전(기능적인 면뿐만 아니라, 무엇보다도 치수적인 면)을 예측하는 어려움 때문에, 램프 설계 분야에서 강하게 느껴지는 문제점를 야기한다.
즉, 램프 또는 등기구를 설계할 때, 램프나 등기구가 생산에 투입되고 최소 1년 후에 시장에 출시될 수 있는 더 우수한 성능의 LED 전구의 크기를 예측하는 것은 매우 어렵다.
예를 들어, 유사하게 램프에 대해 계획된 특정 용도에 따라, 때로는 필터, 디퓨저 및 램프에 의해 방출되는 광선을 컨디셔닝하기 위한 다른 수단과 같은 추가적인 부재의 존재에 따라 동일한 특징을 갖는 LED 램프가 요구될 수 있다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 결점을 극복할 수 있고 즉시 사용하기 쉽고 제조가 간단한 모듈식 LED 램프 구조체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다용도이고 사용자의 상이한 요구에 쉽게 적응할 수 있는 모듈식 LED 램프 구조체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 참조하여 본 발명의 기술적 특징은 이하의 청구 범위에서 명백하게 설명되며, 본 발명의 이점은 예로써 본 발명의 비 제한적인 실시예를 도시한 첨부 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 보다 분명해진다.
도 1은 본 발명에 따른 모듈식 LED 램프 구조체의 바람직한 실시예의 일부에 대한 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 모듈식 구조체의 일부의 개략적인 분해도이다.
도 3은 도 1의 모듈식 구조체의 부분의 개략적인 정면도이다.
도 4는 도 1의 모듈식 구조체의 일부의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4의 라인 V-V를 통한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 모듈식 LED 램프 구조체의 예시적인 실시예를 조립하는 단계의 개략적인 사시도이다.
도 7 내지 도 10은 도 6의 모듈식 램프 구조체의 변형 실시예의 각각의 개략적인 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 분해된 구성에서, 도면부호 1은 본 발명에 따라 제조된 전체 모듈식 LED 램프 구조체를 나타낸다.
본 발명에 따른 모듈식 구조체(1)는 도시되지 않은 단순하거나 복잡한 조명 시스템에 통합되어 구조체를 지지할 수 있는 부품 및 장치가 구비되도록 설계된다.
도 6을 참조하면, 모듈식 구조체(1)는 광 방사의 생성을 위한 전기 부품을 포함하는 제1 부품(E) 및 발광 방사의 확산에 기여하는 부재로 기본적으로 정의되는 제2 부품(D)으로 구성된다.
순전히 예시로서, 도 6은 바람직하게는 유리로 제조된 구형의 디퓨저 부재(2)를 도시한다.
전술한 제1 부품(E)은 도 1에 도시되어 있고, 도 2에 분해된 형태로 도시되어 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 부품(E)은 도시되지 않은 전기 부품을 포함하는 열 싱크 부재(3)를 포함한다.
열 싱크 부재(3)는 축선 방향으로 대칭인 연장부를 가지며, 중심축(A1) 및 원통형 외측 벽(4)을 갖는다.
외측 원통 벽(4)은 상기 언급된 축선(A1)에 평행하게 종 방향으로 연장되는 복수의 개구(5)를 갖는다.
상기 개구(5)는 싱크 부재(3)의 내부(미 도시)가 외부 환경과 연통하며 결과적으로 냉각 공기의 유동을 허용하도록 설계된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열 싱크 부재(3)는 위에 LED 광원(7)이 장착되어 있고, 상기 언급된 중심축(A1)에 수직인 평탄면(6)을 갖는다.
LED 광원(7)은 표면-실장 장치의 약자인 SMD로 더욱 알려진 플레이트 또는 보드 상에 장착되는 타입인 것이 유리하다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 모듈식 구조체(1)는 광원(7)을 싱크 부재(3)에 로킹시키는 마스크(8)를 포함한다.
로킹 마스크(8)는 싱크 부재(3)의 평탄면(6)에 대해 가압 상태로 유지하면서 싱크 부재(3)에 대해 광원(7)을 가압하도록 설계된다.
광원(7)과 싱크 부재(3) 사이의 적절한 접촉을 달성한다는 사실은 싱크 부재(3)를 향해 열의 효과적인 전달이라는 관점에서 유리하다.
LED 광원에 의해 생성된 열의 효율적인 소실만이 방출된 광의 품질 및 세기의 급격한 저하 없이 효과적으로 광원의 지속 시간을 보장할 수 있다.
로킹 마스크 (8)는 유리하게는 금속 소재로 제조된다.
로킹 마스크(8)는 싱크 부재(3) 상에 제조되고 상기 평탄면(6)으로부터 돌출 된 각각의 나사 구멍(10)에 결합되도록 설계된 4개의 나사(9)에 의해 싱크 부재(3)에 고정된다.
나사(9)는 착탈 가능하게 금속 마스크(8)를 싱크 부재(3)에 체결하는 수단을 획정한다.
나사(9)는 바람직하게는 싱크 부재(3)의 평탄면(6)에 대해 LED 광원(7)의 지지의 부족으로 인해 시간 경과에 따라 교대 열팽창을 생성하는 것을 방지하는 풀림 방지 타입이다.
도 2에 명확히 도시된 바와 같이, 램프 구조체(1)는 광원(7)과 금속 마스크(8) 사이에 개재된 어댑터 부재(11)를 포함한다.
어댑터 부재(11)는 금속 마스크(8)를 서로 다른 많은 형상의 LED 광원(7)과 호환 가능하게 하기 위해 상호 교환식 타입이다.
어댑터 부재(11)는 유리하게는 플라스틱 소재로 제조된다.
바람직하게는, 어댑터 부재(11)는 전기적으로 절연성인 플라스틱 소재로 제조된다.
즉, 어댑터 부재(11)는 아래에서보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 싱크 부재(3) 상에 장착된 광원(7)이 모듈식 구조체(1)의 다른 부분의 변경 없이 어댑터 부재(11)만을 변경함으로써 형상 및 크기가 다른 광원으로 변경되도록 한다. 또한, 다른 LED 광원(7)을 위한 적절한 어댑터의 실시예는 플라스틱 소재로 이루어지고 또한 현대의 3차원 프린터로도 제조되기 때문에 특히 저렴하다.
금속 로킹 마스크(8) 및 어댑터 부재(11)는 형상 결합을 형성하도록 서로 결합되게 설계된 각각의 일치된 형상의 면을 갖는다.
싱크 부재(3)에 대해 원위부에서 도 4에 도시된 상기 형상 결합을 형성하는 형상은 비대칭인 프로파일을 가지므로 중심축(A1)에 대해 단일의 가능한 각도 결합 위치를 형성한다.
즉, 비대칭 프로파일로 인해 로킹 금속 마스크(8)와 어댑터 부재(11) 사이의 결합은 단일 위치를 허용하여 작업자에 의한 조립을 간단하게 한다.
본원 명세서의 목적을 위해, 비대칭 프로파일이라는 용어는 필요한 경우 어떠한 경우에도 두 개의 전술한 부품 사이에 고유한 각도 위치를 획정하도록 설계되며, 필요한 경우 대칭축을 갖는 임의의 프로파일을 의미한다.
특히, 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하면, 로킹 마스크(8)는 어댑터 부재(11)와결합하는 중앙부(8a) 및 상기 중앙부(8a)의 외측 둘레를 감싸는 중앙 실린더부(8b)를 포함한다.
중앙부(8a)는 LED 광원(7)에 의해 방출되는 광선의 통과를 허용하도록 설계된 관통 개구를 갖는다.
외측 실린더부(8b)는 싱크 부재(3)의 평탄 지지면(6)에 수직이고 또한 싱크 부재(3)의 중심축(A1)과 실질적으로 일치하는 상대 중심 축(A2)을 따라 연장된다.
외부 실린더부(8b)는 광원에 의해 발생되는 열의 소산에 기여하도록 설계된 외부를 향한 벽을 획정한다.
시뮬레이션 및 실험 테스트 결과 LED 광원(7)에 의해 생성된 열의 소산과 관련하여 마스크(8)로부터의 기여도가 약 5℃의 온도로 정량화될 수 있다는 것이 실험적으로 관찰되었다.
즉, 수행된 테스트에서, 실린더부(8b)를 갖는 마스크(8)의 존재는 램프 구조체(1)의 온도를 약 5℃ 만큼 낮추는 것을 의미한다.
이미 부분적으로 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모듈식 LED 램프 구조체(1)는 LED 원(7)에 의해 방출되는 발광 방사의 확산에 기여하는 복수의 부재를 포함하고, 구형 디퓨저 부재(2)를 구비하는 이들 부재들 중 하나가 도 6에 예시로서 도시되어 있다.
구형 디퓨저 부재(2)와 같은 LED 원(7)에 의해 방출된 발광 방사의 확산에 기여하는 부재는 모듈식 램프 구조체(1)에 대해 광선을 컨디셔닝하기 위한 각각의 수단을 획정한다.
도 6을 참조하면, 구형 디퓨저 부재(2)는 환형 연장부를 구비한 단부(12)를 갖는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 금속 로킹 마스크(8)는 전술된 중앙부(8a)와 외측 실린더부(8b) 사이의 연결부에 형성된 환형 캐비티(8c)를 갖는다.
내부에 디퓨저 부재(2)의 단부(12)를 수용하도록 적합하게 성형된 환형 캐비티(8c)는 일반적으로 광선의 컨디셔닝 수단을 위한 결합 존을 마스크(8)에 획정한다.
더욱 상세하게는, 디퓨저 부재(2)의 단부(12)는 반경 방향으로 출현하는 복수의 원주 방향 섹터(13)를 갖는다.
상기 단부(12)는 바람직하게는 금속 소재로 제조된다.
로킹 마스크(8)는 외측 실린더부(8b) 내부에 있는 환형 캐비티(8c)에 의해 획정된 상기 결합 존에 이루어진 복수의 원주 반경 방향 섹터(14)를 갖는다.
전술된 원주 방향 섹터들(13, 14)은 그립(gripping) 방식으로 서로 결합하도록 적합하게 성형된다.
즉, 원주 방향 섹터(14)를 갖는 상기 전술된 결합 존(8c)은 단부(12) 및 반경 방향으로 출현하는 원주 방향 섹터(13)와 함께 싱크 부재(3)에 대한 디퓨저 부재(2)의 안정된 위치설정을 보장하도록 설계된 베이어닛 결합(bayonet coupling)을 획정한다.
도 2를 참조하면, 조립시 탄성 링 타입의 개스킷(15)이 유리하게는 마스크(8)와 싱크 부재(3) 사이에 개재된다.
베이어닛 결합이라는 용어는 두 부분 사이의 연결을 의미하며, 하나의 부분은 적어도 부분적으로 다른 하나의 부분에 삽입되어서 상호 로킹 조건을 결정하기 위해 회전된다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 로킹 마스크(8)는 전술된 베이어닛 결합의 스냅-온(snap-on) 고정을 위한 부재(16)를 지지한다.
스냅-온 고정 부재(16)는 전술된 결합 존(8c)에서 마스크(8) 상에 형성된 각각의 구멍 내부에 슬라이딩 가능하게 하우징된 실린더 형상의 본체(17)를 갖는다.
본체(17) 상에는 리세스(18)가 형성된다.
고정 부재(16)는 나선형 스프링(19)을 또한 갖는다.
사용시에, 고정 부재(16)는 전술된 베이어닛 결합을 연결하는 단계에서 회전하는 중에 디퓨저 부재(2)의 단부(12) 상에 제조된 캠(미 도시)에 의해 중립 위치로부터 축(A1)을 향해 반경 방향으로 푸시될 수 있는 방식으로 형성된다.
완전한 회전에 도달하면, 스프링(19)에 의해 반경 방향으로 푸시되는 고정 부재(16)의 본체(17)는 상기 미 도시된 캠의 단부(12)에 형성된 적절한 하우징에 안정적으로 삽입됨으로써 중립 위치로 복귀한다.
전술한 구성에서, 램프 구조체(1)의 제 1 부품(E)과 제2 부품(D)의 상호 회전은 방지된다.
베이어닛의 결합 해제, 즉 열 싱크 부재(3)로부터 디퓨저 부재(2)를 제거하기 위해서는, 스프링(19)에 의해 가해지는 반대 힘을 극복하면서 축(A1)을 향한 반경 방향으로 고정 부재(16)의 본체(17)를 수동으로 가압하고, 이어서 로킹 마스크(8)로부터 완전히 추출될 때까지 반대 방향으로 디퓨저 부재(2)를 회전시킨다.
도 7 내지 도 10은 구형 디퓨저 부재(2)와 다른 광선을 컨디셔닝을 하기 위한 수단의 예를 도시하며, 어떠한 경우에도 본 발명의 범위 내에 속한다.
더욱 구체적으로는, 도 7은 렌즈(L)가 장착된 LED 원(7)에 의해 방출된 광선을 전달하는 부재(20)를 포함하는 모듈식 램프 구조체(1)를 도시한다.
도 8 및 도 10은 필터(F)가 또한 장착된 원추형 및 포물선 형의 내부 반사 거울(21)을 각각 갖는 다양한 전달 부재(20)의 2개의 추가 예를 도시한다.
도 9는 가이드(G)을 구비하는 광선 전달 부재(20)를 도시한다.
본 발명은 상당한 이점을 가지고 미리 설정된 목적을 달성한다.
본 발명에 따른 모듈식 LED 램프 구조체는 매우 상이한 형상 및 크기의 LED 광원(7)이 싱크 부재(3) 상에 장착될 수 있기 때문에, 상호 교환식 어댑터 부재(11)로 인해 조명 시스템을 특히 유연하고 다목적 방식으로 조립할 수 있게 된다.
또한, 상이한 광원의 수신에 관한 다양성은 특정 요건에 가장 적합한 조명 시스템을 만들 가능성을 최대화하기 위해 광선을 컨디셔닝하기 위한 많은 다른 수단의 피팅을 가능하게 하므로 유용하다.
또한, 추가의 이점은 다양한 구성 요소들 사이의 제거 가능한 연결 덕분에 램프 구조체의 구성, 광원 및 필요한 경우에 광선을 컨디셔닝하는 수단을 변경하는 것이 용이하다는 것이다. 이러한 기회는 기존 램프 구조체를 신속하게 수정하여 새로운 요구 사항에 적응시키는 것이 가능하기 때문에 비용면에서 상당히 절약될 뿐만 아니라 시간 절약을 가능하게 한다.

Claims (6)

  1. 모듈식 LED 램프 구조체로,
    - LED 광원(7),
    - LED 광원(7)을 지지하기 위한 평탄 지지면(6) 및 상기 평탄 지지면(6)에 수직인 중심축(A1)을 갖는 열 싱크 부재(3),
    - 상기 광원(7)에 의해 방출되는 광선을 컨디셔닝하는 수단(2, 20),
    - 상기 광원(7)을 로킹하는 마스크(8)로서, 싱크 부재(3)의 평탄 지지면(6)에 대해 상기 광원이 가압되는 것을 유지시킴으로써 상기 광원(7)을 가압하도록 설계되며 컨디셔닝 수단(2, 20)을 위한 결합 영역(8c)을 포함하는, 마스크(8),
    - 상기 마스크(8)를 싱크 부재(3)에 제거 가능하게 고정하는 수단(9)을 포함하는 모듈식 LED 램프 구조체에 있어서,
    적절하게 정합된 컨디셔닝 수단(2, 20)의 단부(12)와 함께 싱크 부재(3)에 대하여 컨디셔닝 수단(2, 20)의 안정된 위치설정을 보장하도록 설계된 베이어닛 결합을 획정하기 위해, 외측 실리더부(8b) 내에서 원주 방향으로 결합 영역(8c)이 연장되고,
    상기 모듈식 LED 램프 구조체는 베이어닛 결합을 고정하기 위한 스냅-온 수단(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 LED 램프 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈식 LED 램프 구조체는 상기 광원(7)과 상기 마스크(8) 사이에 개재되어 상기 마스크(8)를 상이한 광원과 호환 가능하게 하는 교환식 어댑터 부재(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 LED 램프 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차단 마스크(8)와 상기 어댑터 부재(11)는 형상 결합을 형성하기 위해 서로 결합하도록 설계된 각각의 매칭면을 가지며, 상기 결합을 획정하는 형상은 비대칭 프로파일을 구비하여 중심축(A1)에 대하여 단일 각도 결합 위치를 형성하는 것을 특징으로 하는 모듈식 LED 램프 구조체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 마스크(8)는 상기 어댑터 부재(11)와 결합하는 중앙부(8a) 및 상기 중앙부(8a)를 둘러싸며 상기 광원(7)에 의해 발생되는 열을 소산하는데 기여하도록 설계된 외측 실린더부(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈식 LED 램프 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 외측 실린더부(8b)의 중심축(A2)은 상기 싱크 부재(3)의 평탄 지지면(6)에 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 모듈식 LED 램프 구조체.
  6. 모듈식 램프 구조체(1) 내의 LED 광원(7)을 교체하는 방법으로,
    상기 모듈식 램프 구조체(1)는, LED 광원(7), LED 광원(7)을 지지하기 위한 평탄 지지면(6) 및 상기 평탄 지지면(6)에 수직인 중심축(A1)을 갖는 열 싱크 부재(3), 상기 광원(7)을 로킹하며, 싱크 부재(3)의 평탄 지지면(6)에 대해 상기 광원이 가압되는 것을 유지시킴으로써 상기 광원(7) 자체를 가압하도록 설계된 마스크(8), 상기 광원(7)과 상기 마스크(8) 사이에 개재되어 상기 마스크(8)를 상이한 광원과 호환 가능하게 하는 교환식 어댑터 부재(11) 및 금속 마스크(8)를 싱크 부재(3)에 제거 가능하게 고정하는 수단(9)을 포함하는, 교체 방법에 있어서,
    - 제거 가능한 고정 수단을 동작시킴으로써 싱크 부재(3)로부터 금속 마스크(8)를 해제하는 단계,
    - 대체되는 LED 광원(7)과 각각의 교환식 어댑터 부재(11)를 제거하는 단계,
    - 싱크 부재(3) 상에 다른 새로운 LED 광원(7)을 위치시키는 단계,
    - 새로운 LED 광원(7)에 적응하도록 형성된 새로운 어댑터 부재(11)를 위치시키는 단계,
    - 금속 마스크(8)를 어댑터 부재(11) 상에 위치시키고 제거 가능한 고정 수단(9)을 동작시킴으로써 금속 마스크(8)를 싱크 부재(3)에 구속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교체 방법.
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