KR20200046917A

KR20200046917A - Led pcb의 연결 구조

Info

Publication number: KR20200046917A
Application number: KR1020180128721A
Authority: KR
Inventors: 유근광; 김승진
Original assignee: 유근광
Priority date: 2018-10-26
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2020-05-07

Abstract

본 발명은 비숙련공이라도 손쉽고 빠르게 LED PCB를 연결할 수 있고, 또한 오조립된 LED 탑재형 PCB의 재조립 및 불량 PCB의 정품 교체도 신속 용이하게 교체할 수 있는 조명용 LED PCB를 제공하기 위한 것으로서, 복수의 LED가 소정의 간격을 두고 장착된 PCB의 단부에 컨넥터를 부착하고, 조립방향으로 배열된 PCB 중에서 인접한 PCB의 컨넥터간에 와이어를 끼워 물려 연결하고, 와이어를 빼서 분리하도록 한 조명용 LED PCB의 연결 구조를 특징으로 한다.

Description

LED PCB의 연결 구조 {COUPLING DEVICE FOR LED LIGHTS PCB}

본 발명은 비숙련자라도 신속 간편하게 LED 장착형 PCB를 복수로 연결 조립할 수 있고, 또한 오조립된 LED 탑장착형 PCB의 분리 및 PCB 정품으로의 교체하기도 용이한 LED PCB의 연결 구조를 제공하는 것이다.

일반적으로 알려진 정전류 시스템은 전류를 유지하기 위해 전자회로에 걸리는 전압을 변형할 수 있는 시스템으로서, 정전류 전원공급장치의 중요한 용도로 LED와, 매우 역동적인 전기 저항이 최적의 전류가 짧은 범위 내에서 운영하는 형광등이 대표적인 사례이다.

건축구조물의 지하주차장 조명기구로 광범위하게 쓰이는 정전류 LED는 단수로는 넓은 면적을 조명하기 곤란하기 때문에 규격과 형태가 동일한 복수의 LED를 장착한 PCB를 일렬(선형) 또는 병렬(면형)로 길게 배열하고, 복수로 배열 인접한 PCB간을 와이어로 납땜하여 전기적으로 연결하고 있는 실정이다. LED 면조명 제품 등의 경우도 마찬가지다.

하기 선행기술에 기재된 선행기술의 정전류 보호칩 내장형 LED 패키지도 예외가 아니며, 이들 모두가 납땜 작업에 의존하고 있다.

작업자의 숙련도에 따라 차이는 있겠지만, 실제로 땜납의 과량 소모로 인한 원가 상승과 납땜불량에 기인하는 접촉불량, 일정치 않은 작업시간, 생산성 저하가 의외로 많다.

또, PCB의 오조립, 조립 후 품질검사 과정에서 발견된 불량 PCB는 정픔 PCB로 반드시 교체해야 하며, 그런 경우에는 PCB를 연결한 땜납부터 제거해야 한다. 땜납은 인두로 녹여서 제거하는 데, 세심한 주의를 기울이지 않으면 온전한 PCB에 손상을 입히기 쉽고, 땜납 제거에 적잖은 시간이 소요되기 때문에 PCB 정품으로 교체하는 작업도 더디다.

이런 점에서, 조명용 LED가 장착된 PCB를 연결할 때 여러 문제점을 안고 있는 납땜을 지양, 간편 용이하고 신속하게 LED PCB를 연결할 수 있고, 오조립된 PCB 또는 불량으로 판정된 PCB를 간단히 교체할 수 있는 방향으로의 모색이 필요하다.

등록특허 제10-1309069호 등록특허 제10-1881438호 공개특허공보 제10-2015-0004139호

본 발명의 목적은 비숙련공이라도 손쉽고 빠르게, 그리고 견고하게 LED PCB를 복수로 연결 조립할 수 있고, 또한 오조립된 LED 탑재형 PCB의 재조립 및 불량 PCB의 정품 교체도 신속 용이하게 교체할 수 있는 조명용 LED PCB의 연결 구조를 제공하는 것이다.

위 과제를 달성하기 위한 본 발명의 조명용 LED PCB는 노출된 PCB의 양단부 일면에 연결용 와이어를 집어서 고정하는 컨넥터를 부착하고, 양측 PCB측 컨넥터간에 와이어를 끼워 물리는 것으로 간단히 연결할 수 있게 한 조명용 LED PCB의 연결구조를 특징으로 한 것이다.

상기 컨넥터는 상면에 와이어의 단부를 끼우는 와이어공이 천공되고 내측벽에는 후술하는 슬라이더에 딸린 노브가 출입하는 노브공이 천공된 하우징과, 상기 와이어공으로 내리 끼운 와이어의 단부를 끼워서 집어무는 슬라이더와, 상기 슬라이더를 당해 PCB의 반대편 단부쪽으로 쏠리도록 탄력적으로 밀어서 와이어 단부를 압박해 고정되도록 하는 복귀스프링, 그리고 양측 PCB측 컨넥터측 와이어공에 내리 끼워 물리기 쉽도록 양단부를 한 방향으로 나란히 절곡한 와이어로 이뤄진다.

이와 같은 구조의 컨넥터는 하우징의 외측벽이 당해 PCB의 단부에 면(面)이 일치하도록 접착하여 틈이 남지 않게 하면 PCB의 단부를 밀착되게 연결할 수 있다.

외부에서 손각락으로 노브를 밀어 넣으면 슬라이더가 복귀스프링을 압축하면서 그 와이어공이 상기 하우징의 와이어공에 일치한다. 이 상태에서 와이어의 단부를 내리 끼우고, 이후 노브에서 손을 떼면 슬라이더는 복귀스프링의 팽창력에 의해 복귀하면서 그 와이어공이 하우징의 와이어공을 벗어나 어긋나면서 와이어의 단부를 옥죄어 문다.

단부가 슬라이더의 와어공과 하우징의 와이어공 사이에서 옥죄임 당해 물린 와이어는 노브를 다시 하우징의 외측벽 쪽으로 밀면 양측 와이어공의 엇갈린 부분이 작아지다가 와이어의 굵기보다도 공극이 커지는 순간 옥죔이 해제되고, 그대로 와이어를 위로 잡아당기면 컨넥터와 PCB가 분리된다.

본 발명의 설계에 따라 적정수의 LED가 피치간격으로 장착된 PCB는 각 컨넥터의 외측벽이 맞닿게 일렬로 늘어놓고, 하우징의 와이어공으로 와이어의 단부를 내리 끼운 다음에 슬라이더를 밀어서 와이어공의 중심이 일치되는 순간 와이어의 단부는 슬라이더의 와이어공에 내리꽂히게 한 다음에 노브에서 선을 떼면 슬라이더가 움추러든 복귀스프링이 팽창되는 힘에 슬라이더가 복귀하면서 와이어공에 끼워진 와이어의 단부를 집어 물어 고정하고, 와이어의 단부가 집혀 물린 상태에서 하우징의 외측벽 쪽으로 노브를 밀면 슬라이더가 복귀스프링을 압축하면서 후퇴하여 슬라이더측 와이어공의 중심이 하우징측 와이어공의 중심에 가까이 다가가면서 와이어공의 겹친 부분이 작아지다가 와이어의 굵기보다도 커지는 순간 와이어의 단부에 대한 옥죔이 완화되고, 그 상태에서 와이어를 그대로 잡아 빼면 PCB가 분리되도록 한 것으로, PCB를 비납땜식으로 간단히 연결하여 고정할 수 있으므로 LED등의 길이를 불문하고 단시간에 양질의 LED등을 조립할 수 있다. 또한, PCB 연결에 납땜이 배제되므로 땜납의 과소모, 오납땜, 불량납땜으로 인한 조립품질이 저하될 우려가 전무하며, 슬라이더를 후퇴시켜 와이어에 대한 옥짐을 해제하고 와이어를 뽑으면 컨넥터를 이용한 PCB의 연결이 해제되므로 오조립된 PCB, 조립 후에 판명된 불량 LED 또는 LED PCB를 정품으로 교체하기도 아주 용이하다.

그리고, 슬라이더의 와이어공을 관통하도록 끼운 와이어의 단부는 그 끝이 PCB의 전극리드에 물리적으로 접촉되어 그 자체로 연결된 PCB의 모든 에 대한 통전이 가능하고, 설령 와이어 단부의 끝이 전극리드에 제대로 접촉하지 않은 경우에는 와이어를 다시 누르면 간단히 접촉시킬 수 있으므로 접촉불량으로 인한 조명용 LED등의 조립불량도 간단히 해결할 수 있다.

또한 컨넥터와 와이어를 이용하여 인접한 LED PCB간을 통전 가능하게 연결하는 본 발명은 장척 LED등, 면적이 넓은 대형 면조명등 조립 시에 그 진가가 여실히 드러난다.

도 1은 하우징 덮개를 벗기고 본 컨넥터의 투시도
도 2는 컨넥터의 종단면도
도 3은 컨넥터가 부착되고 LED가 장착된 2개의 PCB의 단부를 맞댄 상태의 정면도
도 4는 슬라이더를 후퇴시킨 경우의 종단면도
도 5는 슬라이더가 복귀하여 와이어를 집어 문 상태의 종단면도

도 1에 의해서 본 발명에 의한 컨넥터의 전체 모습을 파악할 수 있고, 도 2를 통하여 본 발명의 컨넥터의 활용도를 파악할 수 있다. 우선 도 1에서와 같이, LED PCB 연결용 컨넥터(1)는 바닥과 천장이 트인 사각형 상 자체를 닮은 하우징(2)이고, 위는 후술하는 슬라이더와 복귀스프링을 조립한 후에 덮개(3)를 씌워 먼지 등의 이물질이 침투하지 못하게 한다.

하우징(2)의 바닥을 비운 이유는 후술하는 와이어의 단부 끝이 PCB의 전극리드에 접촉하는 데 지장이 없도록 하기 위한 것이다.

상기한 하우징(2)의 내측벽(4)에 천공된 노브공(5)은 하우징(2)에 내장되는 슬라이더의 외부조작형 노브가 관통할 구멍이고, 덮개(3)에 천공된 와이어공(6)은 인접한 PCB측 컨넥터를 전기적으로 연결하는 와이어의 단부가 끼워지는 구멍이다.

상기 하우징(2)에는 슬라이더(7)와 복귀스프링(8)이 내장되어 있다. 슬라이더(7)는 하우징(2)의 와이어공(6)으로 끼워진 와이어의 단부를 상기 와이어공(6)과의 협동으로 집어 물어 고정하는 종형 와이어공(9)이 천공되어 있고, 슬라이더(7)의 내측면에는 상기 노브공(5)을 관통하여 외부에서 슬라이더(7)를 조작하는 횡형 노브(10)가 일체로 형성되어 있다.

슬라이더(2)는 노브공(5)으로 관통한 노브(10)를 밀면 하우징(2) 내에서 미끄러지듯이 전진하면서 복귀스프링(8)을 수축시키고 그 와이어공(9)은 하우징(2)측 와이어공(6)의 중심에 다가서게 되어 와이어공(6)에 끼워진 와이어(12)의 단부를 와이어공(9)에 맞춰 마저 끼울 수 있다. 와이어공(6)(9)의 공경은 대등하게 형성하여 중심맞추기를 용이하게 한다.

상기 복귀스프링(8)은 억지로 슬라이더(7)를 밀어서 전진시킨 상태에서 노브(10)에서 손을 떼는 순간 팽창되면서 슬라이더(7)를 복귀시키는 강제복귀수단이다.

본 발명의 와이어(12)는 양단을 일방향으로 대략 직각으로 절곡한 것으로, 절곡된 단부(13)를 덮개(3)의 와이어공(6)과 슬라이더(7)의 와이어공(9)에 끼워 물림으로써 인접한 PCB를 연결하는 금속성 연결재이다.

도 2에서와 같이, 평시에는 슬라이더(7)가 하우징(2) 내에서 복귀스프링(8)에 밀려 내측벽(4) 쪽으로 다가선 채로 와이어(12)를 이용한 연결에 대비한다. 이때는 와이어공(9)이 와이어공(6)에서 하우징(2)의 내측벽(4) 쪽으로 벗어났기 때문에 와이어공(6)으로 와이어의 단부(13)를 끼우더라도 와이어공(9)에는 끼워지지 않는다. 그래서 와이어(12)에 의한 인접한 PCB간의 상호 연결이 불가능하다.

도 3은 편면의 단부에 각기 컨넥터(1)가 부착되고 LED(14)가 장착된 2개의 PCB(P1,P2)를 연결할 단부끼리 맞댄 후 슬라이더(7)의 평시 모습을 예시한 정면도이다. 이 그림에서, 와이어공(6)은 PCB(P1,P2)의 단부 상면으로 노출된 전극리드(15)의 범위 내에 위치해야 한다. 그래야만 나중에 와이어공(6,9)의 중심을 일치시킨 후 거기에 내리꽂힌 와이어(12)의 단부(13) 끝이 전극리드(15)에 저절로 접촉하여 통전될 수 있기 때문이다.

각 슬라이더(7)는 복귀스프링(8)에 밀려 하우징(2)의 내측벽(4) 쪽으로 다가서고(전진), 와이어공(9)은 와이어공(6)에서 어긋나며, 와이어공(6)의 하단은 와이어공(9)의 뒤쪽 슬라이더 상면에 일부 또는 전부가 가려진다.

이런 상태에서 와이어공(6)에 와이어(12)의 단부(13)를 끼우면 그 단부의 끝이 슬라이더(7)의 상면에 닿아 저지당하고, 와이어공(6)을 벗어나 있는 와이어공(9)에는 끼워지지 않는다.

도 4에서와 같이, 한손의 엄지는 PCB(P1)측 노브(10) 끝에 대고 그 검지는 반대쪽 PCB(P2)측 노브(10)의 끝에 댄 다음에 동시에 각 화살표방향으로 힘껏 밀면 각 슬라이더(7)는 복귀스프링(8)을 수축시키며 후퇴 한다. 상기 슬라이더(7)의 바람직한 후퇴거리는 덮개(3)의 와이어공(6) 중심에 와이어공(9)의 중심이 일치할 때이다. 와이어공(6,9)의 공경이 동일하다면 양측 와이어공(6,9)의 중심이 일치했을 때의 공경이 가장 커 와이어의 단부를 끼워 넣기 쉽다. 반면에 와이어공(6,9)의 어긋난 폭이 클수록 구멍이 좁아져서 와이어의 단부를 끼워 넣기 어려워진다.

이 점과 함께 와어어공(6,9)의 중심맞추기를 쉽게 하여 PCB(P1,P2)의 연결작업성을 높이려면 노브(10)는 힘껏 밀었을 때 와이어공(9)이 와이어공(6)에 일치하는 길이로 설정하는 것이 바람직하다.

도 5와 같이, 와이어공(9)과 와이어공(6)의 중심이 맞춰진 상태에서 다른 손에 쥔 와이어(12)의 단부(13)를 PCB(P1,P2)측 컨넥터(1)의 와이어공(6)을 통해 슬라이더(7)의 와이어공(9)에 완전히 꽂은 다음에 노브(10)에서 손을 뗀다. 그 순간, 슬라이더(7)는 복귀스프링(8)의 팽창력에 의해 전진하며, 그 때 와이어공(9)이 와이어공(6)의 중심을 벗어나 어긋나면서 그 좌측단 부분이 단부(13)의 좌측부를 걸고 가듯이 당긴다. 종국에는 단부(13)는 와이어공(6)의 우측단과 와이어공(9)의 좌측단 사이에 찡겨 물려서 고정된다.

와이어(12)의 단부(13)는 끝이 전극리드(15)의 상면에 물리적으로 접촉되어 PCB(P1,P2)의 모든 LED(14)가 동시에 점등될 수 있다.

와이어(12)로 양측 PCB(P1,P2)의 컨넥터(1)이 연결된 상태에서, 노브(10)를 눌러 와이어공(9)이 와이어공(6)에 다가서도록 슬라이더(7)를 후퇴시키면 와이어(12)의 단부(13)에 대한 옥죔이 느슨해진다. 그 상태에서 다른 손으로 와이어(12)를 잡아 빼면 양측 컨넥터(1)간의 연결이 해제되고, PCB(P1,P2)도 분리된다.

와이어(12)의 다른 단부(13)도 상기와 같은 요령으로 PCB(P2)의 컨넥터(1)에 꽂아 고정하면 하나의 와이어(12)로 PCB(P1,P2)의 컨넥터(1)에 꽂아 물리는 것으로 신속하고도 간편하게, 비납땜식으로 연결할 수 있다.

와이어(12)로 양측 PCB(P1,P2)의 컨넥터(1)가 연결된 상태에서, 노브(10)를 눌러 와이어공(9)이 와이어공(6)에 다가서도록 슬라이더(7)를 후퇴시키면 와이어(12)의 단부(13)에 대한 옥죔이 느슨해진다. 그 상태에서 다른 손으로 와이어(12)를 잡아빼면 양측 컨넥터(1)간의 연결은 해제되고, PCB(P1,P2)도 분리된다.

이렇듯, 본 발명은 납땜으로 양측 PCB를 연결하던 종래와는 달리 PCB를 비납땜식으로 간단히 연결하여 고정할 수 있으므로 LED등의 길이와 조명면적과 무관하게 단시간에 양질의 LED등을 제조할 수 있다.

또한 땜납을 사용하지 않으므로 땜납의 과소모로 인한 경제성 저하, 잘못된 납땜으로 인한 조립품질 저하 우려가 없다.

또한 슬라이더를 후퇴시켜 와이어에 대한 옥짐을 해제하고 와이어를 뽑으면 컨넥터간 연결이 해제되고 PCB도 자연스레 분리되므로 종래와 같이 땜납의 제거노력과 시간, 및 오조립된 PCB나 조립 후 판명된 불량 LED 또는 LED PCB의 정품교체 시의 재납땜도 배제되므로 PCB의 교체도 아주 용이하다.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니며, 컨넥터에 집게 또는 클립을 일체형으로 형성하여 양쪽 컨넥터 집게에 와이어를 끼워 물려서 연결할 수 있으며 이러한 구조는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 등가성을 가진 요소로 치환하거나 변형 또는 변경도 본 발명의 기술적 범주에 속하는 것으로 해석하는 것이 온당하다.

1: 컨넥터 2: 하우징
3: 덮개 4: 내측벽
5: 노브공 6: 와이어공
7: 슬라이더 8: 복귀스프링
9: 와이어공 10: 노브
12: 와이어 13: 단부
14: LED P1,P2: PCB

Claims

복수의 LED가 소정의 간격을 두고 장착된 조명용 PCB에 있어서, 상기 PCB의 편면 단부에 부착된 컨넥터와, 인접한 타측 PCB의 컨넥터 간에 와이어를 끼워 물려 일체형으로 연결하도록 한 것을 특징으로 하는 LED PCB의 연결 구조.
제1항에 있어서, 상기 컨넥터는 내측벽에 노브공이 천공된 사각관형 하우징과; 일점에 종형 와이어공이 천공된 하우징용 덮개와; 상기 와이어공에 대응하는 종형 와이어공이 천공되고 상기 노브공에 끼워지는 외부조작용 노브가 일체화된 채로 상기 하우징에 삽입되는 슬라이더와; 상기 슬라이더 복귀용 복귀스프링; 의 결합으로 이뤄진 것을 특징으로 하는 LED PCB의 연결 구조.