WO2015111984A1 - 엘이디 가로등 - Google Patents

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WO2015111984A1
WO2015111984A1 PCT/KR2015/000816 KR2015000816W WO2015111984A1 WO 2015111984 A1 WO2015111984 A1 WO 2015111984A1 KR 2015000816 W KR2015000816 W KR 2015000816W WO 2015111984 A1 WO2015111984 A1 WO 2015111984A1
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heat dissipation
frame
heat sink
heat
led
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PCT/KR2015/000816
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Inventor
안은경
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(주)다비인더스
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED street light, and more particularly, to an LED street light with improved heat dissipation performance.
  • LED Light Emitting Diode
  • LED has excellent energy saving effect and can be used semi-permanently, so its use is increasing rapidly in various fields, and there are more attempts to mount LED by replacing existing light sources in lighting means such as street lights. Doing.
  • a heat sink having a much larger volume and size than an LED board is attached to the back of the board on which the LED is attached so that heat generated from the LED is released into the air through the heat sink.
  • a hole may be drilled in the case for air circulation, but a hole is generally formed in a street lamp installed outdoors, and the heat dissipation efficiency is likely to be lowered, such as damaging the substrate by seeping rain or invading pests. .
  • Korean Patent Registration No. 10-0984768 (September 27, 2010) discloses "LED street light with adjustable illumination angle”.
  • the lamp module is provided with LED, the lamp module is coupled downward and the case is formed with one or more ventilation holes, a cooling fan that is operated inside the case to force the heat generated from the LED It includes.
  • This prior art forms a plurality of ventilation holes in the case, by operating a cooling fan in the case to allow the heat released from the heat sink to escape through the ventilation holes, thereby improving heat dissipation efficiency, as well as heat generated from the heat sink
  • the cooling fan operates and radiates only when it is above a certain temperature. Therefore, even though LEDs having various outputs are mounted, there is an advantage of not requiring structural changes such as design changes for radiating.
  • the ventilation holes must be separately formed in the case for heat dissipation, and a cooling fan must be installed, so that a large number of LED street lamps can be installed with a cooling fan, and a sensor and a control can be used to selectively operate the cooling fan.
  • the need to install various devices is unrealistic in terms of cost, and if an abnormality occurs in the cooling fan, sensor, or control device, it is impossible to expect improvement in heat dissipation efficiency, and it is also impractical to check whether such additional equipment is operating properly. There is a problem.
  • the present invention does not need to apply a separate component for heat dissipation by fastening and installing the LED to the frame through the center rather than the case in order to solve such a conventional problem, as well as cost reduction, repair, inspection inefficiency
  • the object of the present invention is to provide an LED street light with improved heat dissipation performance.
  • the heat sink A power supply layer formed on one surface of the heat sink; An LED coupled to the power supply layer; A frame through which a center of the heat sink is exposed so that the other surface of the heat sink is exposed to the outside air and fixed to both ends of the heat sink; And a lens coupled to the heat sink to protect the LED and formed of a material through which light can pass.
  • the heat sink is formed to be elongated in the longitudinal direction
  • the frame is formed to be elongated in the longitudinal direction of the heat sink and formed parallel to the heat sink, and spaced apart at a predetermined interval in the width direction and parallel to the left frame.
  • a right frame positioned, a front frame connecting between one end of the left frame and a right frame, and a rear frame connecting between the other ends of the left frame and the right frame, wherein both ends of the heat sink are the front frame. And detachably coupled to the rear frame.
  • the heat sink may include a first heat dissipation unit in which the power supply layer is formed, a second heat dissipation unit extending in a vertical direction from the other surface of the heat dissipation unit, and dissipating heat, and the first heat dissipation unit and the second heat dissipation unit. And a connector for connecting a heat dissipation part, wherein the first heat dissipation part includes a first heat dissipation plate having a power supply layer formed on one surface thereof, and a first heat dissipation fin bent extending in a vertical direction from one end of the first heat dissipation plate.
  • the second heat dissipation part includes a second heat dissipation plate connected through the first heat dissipation plate and the connector, and a second heat dissipation fin bent extending in a vertical direction from one end of the second heat dissipation plate, wherein the first heat dissipation fin and the second heat dissipation plate are formed.
  • a second heat dissipation plate connected through the first heat dissipation plate and the connector, and a second heat dissipation fin bent extending in a vertical direction from one end of the second heat dissipation plate, wherein the first heat dissipation fin and the second heat dissipation plate are formed.
  • the first heat sink and the connector are spaced apart from each other to form a sliding rail.
  • the lens is a cowl bar formed of a silicon material and formed in a cross-section having a “V” shape, a left vertical bar and a right vertical bar extending vertically upward at both ends of the cowl bar, and the left vertical bar and right vertical bar.
  • a left sliding bar and a right sliding bar extending horizontally in the center direction of the cowl bar at both ends of the bar, respectively, and a left departure preventing bar and a right separation bar extending vertically downward at both ends of the left sliding bar and the right sliding bar, respectively.
  • the heat sink surface is anodized, and the power supply layer is formed by silk screen printing a copper foil layer bonded to the heat sink surface and immersing it in copper sulfate, and the LED is mounted on the copper wire of the power supply layer. It features.
  • a connector is connected to the side of the heat sink, and a connection frame is connected to the rear frame so as to guide the wire connected to the connector.
  • Fastening grooves are formed in the front frame and the rear end frame so that one end of the first heat dissipation portion can be inserted, and a fastening groove of a shape corresponding to the second heat dissipation portion is formed on one surface thereof so that the second heat dissipation portion can be inserted.
  • the cover further includes a front cover fixedly coupled to the front frame and a rear cover fixedly coupled to the rear frame.
  • the present invention has the following various advantages due to the above technical configuration.
  • the efficiency of the assembly work is improved by fastening the cover to the heat sink in a sliding manner, and there is an advantage that the light efficiency is improved by applying a cover having a “V” shaped cross section.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which the cover of the LED street light of the present invention is separated
  • FIG. 3 is a view showing a state in which the cover is coupled to the heat sink which is an essential part of the present invention
  • Figure 4 is a cross-sectional view in the A-A direction showing a state in which the cover is coupled to the heat sink which is an essential part of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing a cover which is an essential part of the invention.
  • the LED street light of the present invention improves the structure of the frame 40 to efficiently dissipate heat generated from the LED 30, extend the life of the LED street light, In order to reduce costs, additional parts are not applied.
  • a PCB (Printed Circuit Board), which is conventionally applied, is manufactured as a separate material, and is not assembled and installed in the heat sink 10, and the power supply layer 20 corresponding to the PC in the heat sink 10 itself.
  • the LED street light of the present invention includes a heat sink 10, a power supply layer 20, an LED 30, a frame 40, and a lens 50.
  • the heat sink 10 radiates heat generated from the LED 30.
  • the heat sink 10 is made of aluminum and is anodized to prevent corrosion.
  • the power supply layer 20 is bonded to the surface of the anodized heat sink 10.
  • the power supply layer 20 may be formed of a copper foil layer having a thickness of about 40 to 60 ⁇ m. Since the aluminum, which is a conductor, is insulated by anodizing, the copper foil layer Bonding is possible.
  • the copper foil layer formation is a pretreatment operation for the circuit configuration of the surface of the heat sink 10.
  • a temporary mask is applied to the copper foil layer surface to spray copper sulfate, leaving only copper wiring in the copper foil layer, and covering the rest with insulating ink. Can be configured.
  • circuit can be configured on the surface of the heat sink 10
  • various methods may be applied according to the intention of the designer and the operator.
  • the LED 30 is mounted and the heat sink 10 on which the LED 30 is mounted is fixed to the frame 40.
  • the frame 40 has a center through which heat generated in the heat sink 10 can be cooled by heat exchange with the outside air, and both ends of the heat sink 10 cross the center of the frame 40 through the hole 40. ) Is fastened to a pair of bar-shaped members facing each other.
  • the lens 50 functions to cover the LED 30 as well as to improve light efficiency by more efficiently transmitting the light generated by the LED 30.
  • the lens 50 is detachably coupled to the heat sink 10, and the inside of the lens 50 is preferably filled with heat-resistant high-transparent silicon to protect the LED 30 from moisture and heat by maintaining a waterproof and moistureproof state.
  • the lens 50 may be made of various materials such as polycarbonate (PC), and the inside thereof is filled with a silicon material, and thus, an effect of IP68 or higher can be expected.
  • PC polycarbonate
  • the first number of the IP rating means the dustproof rating
  • the second number means the waterproof rating
  • according to the present invention is the best possible IP rating realization.
  • the heat sink 10 is formed long in the longitudinal direction, the frame 40 is the left frame 42, the right frame 44, the front frame 46 and the rear frame ( 48), and both ends of the heat sink 10 are preferably detachably coupled to the front frame 46 and the rear frame 48.
  • the frame 40 is formed of aluminum, which is a heat transfer body, to perform a heat dissipation function separately from the heat sink 10.
  • the center of the frame 40 is through the center to optimize the function of the heat sink 10, the shape may be changed to various shapes in consideration of the relationship with other components, the efficiency of heat dissipation.
  • the frame 40 when the frame 40 is formed in a rectangular frame shape, the frame 40 may be formed of the left frame 42, the right frame 44, the front frame 46, and the rear frame 48.
  • the left frame 42 and the right frame 44 are spaced apart from the heat sink 10 in parallel with a heat sink 10 therebetween, and correspond to the left frame 42 and the right frame 44. It is formed long enough to be.
  • Both ends of the left frame 42 and the right frame 44 are connected to the front frame 46 and the rear frame 48, respectively, and are spaced apart from each other at parallel intervals, and the frame 40 has a rectangular frame shape as a whole. It can be formed as.
  • Both ends of the heat sink 10 are detachably coupled to the inside of the front frame 46 and the rear end frame 48 to improve the efficiency of repair and replacement of the heat sink 10.
  • an insertion groove I is formed inside the front frame 46 and the rear frame 48, and the insertion groove has a shape and a cross section of the heat sink so that the heat sink 10 can be fastened to the insertion groove I. It is preferable to form the shapes corresponding to each other.
  • the frame 40 can be changed in various ways, for example, the configuration of the left frame 42 and the right frame 44 is omitted, the front frame 46 and the rear frame for fixing the heat sink 10 Comprising only the 48 may reduce the cost of manufacturing the frame 40.
  • the heat sink 10 is formed in a thin and elongated structure, and it is more preferable to install the plurality at predetermined intervals in consideration of heat dissipation efficiency.
  • the plurality of insertion grooves are also provided inside the front frame 46 and the rear frame 48. It is preferable to form a plurality of (I) at predetermined intervals apart.
  • the connector (C) is connected to the side of the heat sink 10
  • the rear frame 48 is connected to the connecting frame (49) to guide the wires connected to the connector (C) in one direction to bundle and organize with a cable tie, etc. ) Is preferably formed.
  • the heat sink 10 includes a first heat dissipation part 12 and a second heat dissipation part 14, and the first heat dissipation part 12 includes a first heat dissipation plate to maximize heat dissipation efficiency and to attach and detach the lens 50.
  • 12a, a first heat radiation fin 12b, and the second heat radiation portion 14 preferably includes a second heat radiation plate 14a and a second heat radiation fin 14b.
  • the first heat dissipation plate 12a has a power supply layer 20 formed on one surface thereof, and the first heat dissipation fin 12b has a curved extension extending vertically at one end of the first heat dissipation plate 12a (the surface of which the power supply layer is formed). Curved in the opposite direction).
  • first heat dissipation fins 12b may be bent vertically at both ends of the first heat dissipation plate 12a to form a pair. It is also possible to apply a plurality of first heat radiation fins 12b at regular intervals between the portions 12b.
  • the second heat dissipation part 14 includes a second heat dissipation plate 14a and a second heat dissipation fin 14b, and the second heat dissipation plate 14a is connected to the first heat dissipation plate 12a through the connector 16.
  • the second heat dissipation fin 14b is formed to be bent and extended in the vertical direction from the second heat dissipation plate 14a, and the direction thereof is formed in the same direction as the formation direction of the first heat dissipation fin 12b.
  • the connector 16 is formed such that the first heat dissipation plate 12a and the second heat dissipation plate 14a are narrower than the width, and a predetermined gap is formed between the first heat dissipation fin 12b and the second heat dissipation fin 14b, so that the sliding rail R ) Is formed.
  • the sliding rail (R) is formed on both sides of the heat sink 10, the sliding rail (R) is to improve the efficiency of the lens 50 detachment operation, the lens 50 structure is a sliding rail ( It is preferable to design it to correspond with the structure of R).
  • the lens 50 may correspond to the left sliding bar 54 and the right sliding bar 55 to correspond to the above-described structure of the heat sink 10 and the structure of the sliding rail R formed on the heat sink 10. It is preferable to include a left vertical bar 51, a right vertical bar 53 and cowl bar 52, a left departure prevention bar 56 and a right departure prevention bar 57.
  • the cowl bar 52 is preferably formed in a V-shaped cross section to secure the linearity of light and to improve the light efficiency.
  • the left vertical bar 51 and the right vertical bar 53 extend vertically upward at both ends of the cowl bar 52, and the left sliding bar 54 and the right sliding bar 55 are the left vertical bar 51. ) And horizontally extending in the center direction of the cowl bar 52 at both ends of the right vertical bar 53.
  • left departure prevention bar 56 and the right departure prevention bar 57 are formed to extend vertically downward at both ends of the left sliding bar 54 and the right sliding bar 55, respectively.
  • the front frame 46 and the rear frame 48 are provided in order to more firmly fix the heat sink 10 to the front frame 46 and the rear frame 48.
  • the cover 60 is formed with a fastening groove (H) corresponding to the insertion groove (I) formed in the front frame 46 and the rear frame 48, such a fastening groove
  • the shape of (H) is formed so as to correspond to the shape of the second heat dissipation part 14 including the second heat dissipation plate 14a and the second heat dissipation fins 14b.
  • the cover 60 may be coupled to the front frame 46 and the rear frame 48 in various ways such as bolting assembly, and the inner surface of the cover 60, that is, the second heat radiating portion 14 of the heat sink 10.
  • the abutting surface is preferably siliconized to improve adhesion.
  • the cover 60 includes a front cover 62 fixedly coupled to the front frame 46 and a rear cover 64 fixed to the rear frame 48.
  • a plurality of elongated heat sinks 10 are installed in the frame 40 at regular intervals, and the power is supplied by an independent connector C, so that a specific LED 30 reaches the end of its life. It is possible to solve the problem of replacing all the LEDs located on the existing PCB substrate as it is necessary to replace only that part as if to replace.

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Abstract

방열 성능이 개선된 엘이디 가로등이 소개된다. 본 발명의 엘이디 가로등은, 히트싱크; 상기 히트싱크 일면에 형성된 전원 공급층; 상기 전원 공급층에 결합된 엘이디; 상기 히트싱크 타면이 외기에 노출될 수 있도록 중앙이 통공되며, 상기 히트싱크 양 단이 고정되는 프레임; 및 상기 엘이디를 보호할 수 있도록 상기 히트싱크에 결합되며, 빛이 투과할 수 있는 재질로 형성된 렌즈를 포함한다.

Description

엘이디 가로등
본 발명은 엘이디 가로등에 관한 것으로서, 더 상세하게는 방열 성능이 개선된 엘이디 가로등에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode, 발광 다이오드)는 에너지 절감 효과가 우수하고 반영구적으로 사용할 수 있어서 다양한 분야에서 사용이 급증하고 있으며, 가로등과 같은 조명수단에 있어서도 기존의 광원을 대체하여 LED를 탑재하려는 시도가 증가하고 있다.
이러한 LED는 기존의 광원에 비하여 발열량이 많기 때문에 이를 원활하게 방출하지 못 하면 광효율이 감소, 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
따라서 LED를 이용한 가로등에서는 LED를 부착한 기판의 후면에 LED 기판보다 체적과 크기가 훨씬 큰 방열판을 부착하여 LED에서 발생된 열이 방열판을 통해 공기 중으로 방출되도록 하고 있다.
그러나 방열판이 구비된다고 하더라도 공기 중으로 방출된 열이 가로등의 케이스 내부에 머물러 있기 때문에 원활한 방열 효과를 기대하기 어렵다.
물론 공기 순환을 위해 케이스에 구멍을 뚫어 놓을 수도 있으나, 일반적을 실외에 설치되는 가로등에 구멍이 형성되어 있으며, 빗물이 스며들거나 해충이 침투하여 기판을 손상시키는 등 오히려 방열 효율이 저하될 가능성이 크다.
또한 이러한 문제들을 감수하고 케이스에 구멍을 형성한다고 해도 방열판을 통해 방출된 열로 인해 공기 온도가 상승된 이후, 가열된 공기가 케이스 내부에 정체되기 때문에 방열 효율이 기대치에 미치지 못 한다는 문제점이 존재한다.
한편, 종래 LED 가로등에서는 LED 출력이 다를 경우 방열판의 크기도 달라져야 하기 때문에 전체 설계가 변경되어야 하는 문제가 존재한다.
한국등록특허 제10-0984768호(2010.09.27.)에는 "조명각 조절이 가능한 엘이디 가로등"이 개시되어 있다.
이는 상술한 LED 가로등의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LED가 구비된 램프 모듈, 하방으로 램프 모듈이 결합되며 하나 이상의 통풍공이 형성된 케이스, 케이스 내측에서 작동되어 LED에서 발생하는 열을 강제 송풍시키는 쿨링팬을 포함한다.
이러한 선행기술은 케이스에 다수의 통풍공을 형성시키고, 케이스 내부에 쿨링팬을 작동시켜 방열판에서 방출된 열이 통풍공을 통해 빠져나갈 수 있도록 함으로써, 방열 효율을 개선하는 것은 물론, 방열판에서 발생하는 열을 감지하여 온도를 측정함으로써 일정 온도 이상일 경우에만 쿨링팬이 작동, 방열이 이루어지도록 함으로써 다양한 출력을 갖는 LED가 탑재되더라도 방열을 위한 설계변경 등 구조적 변경이 필요없는 장점이 존재한다.
그러나, 이러한 LED 가로등의 경우 방열을 위해 케이스에 별도로 통풍공을 형성하고, 쿨링팬을 장착해야 하는바, 수 많은 LED 가로등에 쿨링팬을 설치하고, 쿨링팬을 선택적으로 작동시키기 위해 센서 및 제어를 위한 다양한 기구를 설치해야 한다는 것은 비용적인 측면에서 비현실적이고, 쿨링팬, 센서, 제어기구 등에 이상이 발생하면 방열 효율 개선을 기대할 수 없는 것은 물론, 이러한 부가 설비가 제대로 작동하고 있는지 일일이 점검하는 것 또한 비현실적이라는 문제점이 존재한다.
또한 통풍공을 통하여 외부 공기가 유입되면서 방열판과 열교환한 후에 다시 통풍공을 통하여 열교환된 공기가 통풍공을 통해 빠져 나가야 하는데, 방열판이 케이스에 내장되어 있는 구조, 케이스 내부 공간의 협소한 구조상 열교환이 제대로 이루어지는데에는 한계가 존재한다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 엘이디를 케이스가 아닌 중앙이 통공된 프레임에 체결 설치함으로써 방열을 위한 별도의 부품을 적용할 필요가 없으므로 원가절감은 물론, 수리, 점검 작업의 비효율성이 개선되면서도, 방열 성능도 개선된 엘이디 가로등을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 엘이디 가로등은, 히트싱크; 상기 히트싱크 일면에 형성된 전원 공급층; 상기 전원 공급층에 결합된 엘이디; 상기 히트싱크 타면이 외기에 노출될 수 있도록 중앙이 통공되며, 상기 히트싱크 양 단이 고정되는 프레임; 및 상기 엘이디를 보호할 수 있도록 상기 히트싱크에 결합되며, 빛이 투과할 수 있는 재질로 형성된 렌즈를 포함한다.
상기 히트싱크는 그 길이 방향으로 길게 형성되고, 상기 프레임은, 상기 히트싱크의 길이 방향으로 길게 형성되며 상기 히트싱크와 평행하게 형성된 좌측 프레임과, 이 좌측 프레임과 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 평행하게 위치하는 우측 프레임과, 상기 좌측 프레임 및 우측 프레임의 일단 사이를 연결하는 전단 프레임과, 상기 좌측 프레임 및 우측 프레임의 타단 사이를 연결하는 후단 프레임을 포함하되, 상기 히트싱크의 양 단은 상기 전단 프레임 및 후단 프레임에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트싱크는, 그 일면에 상기 전원 공급층이 형성되는 제1방열부와, 상기 전열부의 타면에서 수직 방향으로 연장 형성되어 열을 방출하는 제2방열부와, 상기 제1방열부 및 제2방열부를 연결하는 연결구를 포함하고, 상기 제1방열부는, 그 일면에 전원 공급층이 형성된 제1방열판과, 이 제1방열판의 일단에서 수직 방향으로 굴곡 연장 형성된 제1방열핀을 포함하며, 상기 제2방열부는 상기 제1방열판과 상기 연결구를 매개로 연결되는 제2방열판과, 상기 제2방열판의 일단에서 수직 방향으로 굴곡 연장 형성되는 제2방열핀을 포함하되, 상기 제1방열핀 및 상기 제2방열판은 일정 간격 이격되어 위치하고, 상기 제1방열핀과 상기 연결구 사이는 일정 간격 이격되어 위치함으로써 슬라이딩 레일을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 렌즈는, 실리콘 재질로 형성되고, "V" 자 형상의 단면으로 형성된 카울바와, 상기 카울바의 양 단에서 각각 수직 상향으로 연장 형성된 좌측 수직바 및 우측 수직바와, 상기 좌측 수직바 및 우측 수직바의 양 단에서 각각 상기 카울바의 중심 방향으로 수평하게 연장 형성된 좌측 슬라이딩바 및 우측 슬라이딩바와, 상기 좌측 슬라이딩바 및 우측 슬라이딩바의 양 단에서 각각 수직 하향으로 연장 형성된 좌측 이탈방지바 및 우측 이탈방지바를 포함한다.
상기 히트싱크 표면은 아노다이징 처리되고, 상기 전원 공급층은 상기 히트싱크 표면에 접합된 동박층에 실크 스크린 인쇄하고 이를 황산동에 담금질하여 형성되며, 상기 엘이디는 상기 전원 공급층의 동박선에 실장되는 것을 특징으로 한다.
상기 히트싱트 측면에는 커넥터가 연결되고, 상기 커넥터에 연결된 전선을 안내할 수 있도록 상기 후단 프레임에는 연결 프레임이 연결된 것을 특징으로 한다.
상기 전단 프레임 및 후단 프레임에는 각각 상기 제1방열부의 일단이 삽입될 수 있도록 체결홈이 형성되고, 일면에는 상기 제2방열부가 삽입될 수 있도록 상기 제2방열부에 대응되는 형상의 체결홈이 형성된 커버를 더 포함하며, 상기 커버는 상기 전단 프레임에 고정 결합되는 전단 커버와 상기 후단 프레임에 고정 결합되는 후단 커버를 포함한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 아래와 같은 다양한 이점이 있다.
첫째, 엘이디에서 발생한 열을 별도의 부속 부품을 사용하지 않고 외기를 통해 방냉시킴으로써 방열 효율을 개선할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 엘이디 가로등 방열을 위한 별도의 다양한 부속 부품을 채용하지 않음으로써 엘이디 가로등 점검 작업의 비효율성을 개선할 수 있는 것은 물론, 오픈 타입의 프레임을 적용하여 히트싱크를 고정하므로 부품 교체, 수리 작업의 효율성이 개선되는 이점이 있다.
셋째, 원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.
넷째, 엘이디 실장을 위한 회로 구성을 직접 히트싱크에 형성함으로써, 피씨비 기판과 히트싱크 조립을 위한 별도의 공정을 생략할 수 있는 것은 물론, 플라스틱 재질의 피씨비 기판을 생략함으로써 방열 효율을 개선할 수 있는 이점이 있다.
다섯째, 커버를 슬라이딩 방식으로 히트싱크에 체결함으로써 조립 작업의 효율성이 개선되는 것은 물론, "V"자 형 단면 형상의 커버를 적용함으로써 광효율이 개선되는 이점이 있다.
여섯째, 커버 내부와 외부의 온도차에 따라 발생하는 습기 등으로부터 엘이디를 보호할 수 있는 이점이 있다.
일곱째, 일반 형광등을 교체하듯이 간단하게 문제된 엘이디 모듈만 교체하면 되는 이점이 있다.
여덟째, PC 재질의 렌즈에 실리콘 재질을 충전하여 IP68 이상의 효과를 갖는 엘이디 조명을 제공할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 엘이디 가로등의 사시도,
도 2는 본 발명의 엘이디 가로등의 커버가 분리된 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일요부인 히트싱크에 커버가 결합된 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일요부인 히트싱크에 커버가 결합된 상태를 나타낸 A-A 방향 단면도,
도 5는 발명의 일요부인 커버를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엘이디 가로등을 설명한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 엘이디 가로등은 프레임(40)의 구조를 개선하여 엘이디(30)로부터 발생한 열을 효율적으로 방열, 엘이디 가로등의 수명을 연장하고, 방열을 위해 별도의 부속 부품을 적용하지 않아 원가를 절감한 것이다.
또한 본 발명에서는 기존에 적용되던 피씨비(PCB : Printed Circuit Board)를 별물로 제조하여 히트싱크(10)에 조립, 설치하지 않고, 히트싱크(10) 자체에 피씨비에 대응되는 전원 공급층(20)을 형성함으로써, 히트싱크(10)와 피씨비 조립을 위한 별도의 작업 과정을 진행할 필요가 없는 것은 물론, 플라스틱 재질의 피씨비 기판 적용을 생략, 방열 효율을 개선하였다.
본 발명의 엘이디 가로등은, 히트싱크(10), 전원 공급층(20), 엘이디(30), 프레임(40) 및 렌즈(50)를 포함한다.
히트싱크(10)는 엘이디(30)에서 발생한 열을 방열한다.
이러한 히트싱크(10)는 알루니늄 재질로 만들어지며, 부식 방지를 위해 아노다이징(anodizing) 처리된다.
전원 공급층(20)은 아노다이징 처리된 히트싱크(10) 표면에 접합되는 것으로, 약 40~60㎛ 정도의 동박층으로 형성될 수 있는바, 전도체인 알루미늄이 아노다이징 처리됨으로써 절연화되기 때문에 동박층의 접합이 가능하다.
동박층 형성은 히트싱크(10) 표면의 회로 구성을 위한 전처리 작업으로써 동박층 표면에 임시 마스크를 적용, 황산동을 분사하여 동박층에서 구리 배선만을 남겨 놓고, 나머지 부분은 절연 잉크로 덮음으로써 회로를 구성할 수 있다.
이러한 방식 이외에 히트싱크(10) 표면에 회로를 구성할 수 있는 방식이라면, 설계자 및 작업자의 의도에 따라 다양한 방식들이 적용될 수도 있을 것이다.
히트싱크(10) 표면에 전원 공급층(20)이 형성되면, 엘이디(30)를 실장하고, 엘이디(30)가 장착된 히트싱크(10)를 프레임(40)에 고정한다.
프레임(40)은 히트싱크(10)에서 발생한 열이 외기와 열교환하여 냉각될 수 있도록 중앙이 통공되며, 히트싱크(10)의 양 단은 프레임(40)의 통공된 중앙을 가로질러 프레임(40)의 서로 마주보는 한 쌍의 바(bar) 형상의 부재에 체결된다.
렌즈(50)는 엘이디(30)를 보호하는 덮개 기능을 하는 것은 물론, 엘이디(30)에서 발생한 빛을 더 효율적으로 투과시켜 광효율을 개선하는 기능을 한다.
이러한 렌즈(50)는 히트싱크(10)에 착탈 가능하게 결합되고, 그 내부에는 내열성 고투명 실리콘을 충진하여 방수, 방습 상태를 유지함으로써 엘이디(30)를 습기, 열로부터 보호하는 것이 바람직하다.
렌즈(50)는 PC(Polycarbonate) 등 다양한 재질로 이루어질 수 있고, 그 내부는 실리콘 재질로 충진되는바, 이로 인해 IP68 이상의 효과를 기대할 수 있다.
IP 등급의 첫번째 숫자는 방진등급을 의미하고, 두번째 숫자는 방수등급을 의미하는데, 본 발명에 따르면 최고의 IP 등급 실현이 가능한 것이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 히트싱크(10)는 길이 방향으로 길게 형성되고, 프레임(40)은 좌측 프레임(42), 우측 프레임(44), 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)을 포함하며, 히트싱크(10)의 양 단은 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)에 착탈 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
프레임(40)은 전열체인 알루미늄 재질로 형성함으로써 히트싱크(10)와는 별도로 방열 기능을 수행한다.
프레임(40)은 히트싱크(10)의 기능을 최적화하기 위하여 중앙이 통공되는바, 그 형상은 다른 부품과의 관계, 방열의 효율성 등을 고려하여 다양한 형상으로 변경될 수도 있다.
일 예로 프레임(40)을 사각틀 형상으로 형성하면 상술한 좌측 프레임(42), 우측 프레임(44), 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)으로 형성할 수 있는 것이다.
좌측 프레임(42) 및 우측 프레임(44)은 히트싱크(10)를 사이에 두고, 히트싱크(10)와 일정 간격 이격되어 평행하게 위치하며, 좌측 프레임(42) 및 우측 프레임(44)과 대응될 수 있도록 길게 형성된다.
좌측 프레임(42) 및 우측 프레임(44)의 양 단은 각각 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)으로 연결되고, 서로 일정 간격 이격되어 평행하게 위치하는바, 프레임(40)은 전체적으로 사각틀 형상으로 형성될 수 있는 것이다.
전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)의 내측에는 히트싱크(10)의 양 단이 착탈 가능하게 결합되어 히트싱크(10)의 수리, 교체 작업의 효율성이 개선된다.
이를 위하여 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48) 내측에 삽입홈(I)을 형성하고, 이 삽입홈(I)에 히트싱크(10)를 체결할 수 있도록 삽입홈이 형상과 히트싱크의 단면 형상을 서로 대응되게 형성하는 것이 바람직하다.
한편 프레임(40)은 다양한 방식으로 설계 변경될 수 있는데, 예를 들어 좌측 프레임(42) 및 우측 프레임(44) 구성을 생략하고, 히트싱크(10) 고정을 위한 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)만으로 구성함으로써 프레임(40) 제조시 소요되는 비용을 절감할 수도 있다.
히트싱크(10)는 가늘고 긴 구조로 형성하여 복수 개를 소정 간격을 두고 설치하는 것이 방열 효율을 고려할 때 더욱 바람직하며, 이를 위해 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48) 내측에도 복수 개의 삽입홈(I)을 소정 간격 이격하여 복수 개 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 히트싱크(10)의 측면에는 커넥터(C)가 연결되고, 후단 프레임(48)에는 커넥터(C)에 연결되는 전선을 일 방향으로 안내하여 케이블 타이 등으로 묶어서 정리할 수 있도록 연결 프레임(49)이 형성되는 것이 바람직하다.
방열 효율을 최대화하고, 렌즈(50) 착탈이 가능하도록 히트싱크(10)는 제1방열부(12)와 제2방열부(14)를 포함하고, 제1방열부(12)는 제1방열판(12a), 제1방열핀(12b)을 포함하며, 제2방열부(14)는 제2방열판(14a) 및 제2방열핀(14b)을 포함하는 것이 바람직하다.
제1방열판(12a)은 그 일면에 전원 공급층(20)이 형성되고, 제1방열핀(12b)은 제1방열판(12a)의 일단에서 수직하게 굴곡 연장 형성(전원 공급층이 형성되는 면의 반대 방향으로 굴곡 형성됨)된다.
이러한 제1방열핀(12b)은 방열 효율 극대화를 위해 복수 개 형성하는 것이 바람직한바, 제1방열판(12a)의 양 단에서 수직하게 굴곡 연장하여 한 쌍을 형성할 수도 있으며, 한 쌍의 제1방열핀(12b) 사이에 일정 간격을 두고 제1방열핀(12b)을 복수 개 적용하는 것도 가능한다.
제2방열부(14)는 제2방열판(14a)과 제2방열핀(14b)을 포함하고, 제2방열판(14a)은 연결구(16)를 매개로 제1방열판(12a)에 연결되며, 제2방열핀(14b)은 제2방열판(14a)에서 수직 방향으로 굴곡 연장 형성되는바, 그 방향은 제1방열핀(12b)의 형성 방향과 동일한 방향으로 형성한다.
한편 연결구(16)는 제1방열판(12a) 및 제2방열판(14a)이 폭보다 좁게 형성, 제1방열핀(12b)과 제2방열핀(14b) 사이에 소정의 간격이 형성됨으로써 슬라이딩 레일(R)이 형성된다.
이러한 슬라이딩 레일(R)은 히트싱크(10)의 양 측면에 각각 형성되는바, 슬라이딩 레일(R)은 렌즈(50) 착탈 작업의 효율성을 개선하기 위한 것으로, 렌즈(50) 구조는 슬라이딩 레일(R)의 구조와 상응하도록 설계하는 것이 바람직하다.
따라서, 상술한 히트싱크(10)의 구조 및 히트싱크(10)에 형성된 슬라이딩 레일(R)의 구조와 대응될 수 있도록 렌즈(50)는 좌측 슬라이딩바(54) 및 우측 슬라이딩바(55)와, 좌측 수직바(51), 우측 수직바(53) 및 카울바(52), 좌측 이탈방지바(56) 및 우측 이탈방지바(57)를 포함하는 것이 바람직하다.
카울바(52)는 "V" 자 형상의 단면으로 형성하여, 빛의 직진성을 확보, 광효율이 개선하는 것이 바람직하다.
좌측 수직바(51) 및 우측 수직바(53)는 카울바(52)의 양 단에서 각각 수직 상방으로 연장 형성되며, 좌측 슬라이딩바(54) 및 우측 슬라이딩바(55)는 좌측 수직바(51) 및 우측 수직바(53)의 양 단에서 각각 카울바(52)의 중심 방향으로 수평하게 연장 형성된다.
또한 좌측 이탈방지바(56) 및 우측 이탈방지바(57)는 각각 좌측 슬라이딩바(54) 및 우측 슬라이딩바(55)의 양 단에서 각각 수직 하향으로 연장 형성된다.
따라서, 히트싱크(10)에 형성된 슬라이딩 레일(R)에 렌즈를 조립할 때, 히트싱크(10)의 길이 방향으로 렌즈(50)를 슬라이딩 조립함으로써 조립의 편의성이 개선되는 것은 물론, 좌측 이탈방지바(56) 및 우측 이탈방지바(57)에 의해 견고한 조립 구조를 이룰 수 있게 된다.
도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 히트싱크(10)를 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)에 더욱 견고하게 고정하기 위하여 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)에는 커버(60)를 결합하는 것이 바람직한데, 이러한 커버(60)에는 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)에 형성된 삽입홈(I)과 대응되는 체결홈(H)이 형성되며, 이러한 체결홈(H)의 형상은 제2방열판(14a) 및 제2방열핀(14b)으로 이루어진 제2방열부(14)의 형상에 대응되도록 형성된다.
커버(60)는 전단 프레임(46) 및 후단 프레임(48)에 볼팅 조립 등 다양한 방식으로 결합될 있고, 커버(60)의 내측면 즉, 히트싱크(10)의 제2방열부(14)과 맞닿는 면은 밀착성 개선을 위해 실리콘 처리하는 것이 바람직하다.
이러한 커버(60)는 전단 프레임(46)에 고정 결합되는 전단 커버(62)와 후단 프레임(48)에 고정되는 후단 커버(64)를 포함한다.
본 발명에 따르면 길게 형성된 히트싱크(10)를 프레임(40)에 일정 간격을 두고 복수 개 설치하되, 독립적인 커넥터(C)에 의해 전원을 공급함으로써, 특정 엘이디(30)가 수명을 다하는 경우 형광등을 교체하듯이 그 부분만을 교체하면 되는바, 기존 피씨비 기판 상에 위치하는 모든 엘이디를 교체하여야 하는 문제점 해결이 가능하다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

Claims (7)

  1. 히트싱크;
    상기 히트싱크 일면에 형성된 전원 공급층;
    상기 전원 공급층에 결합된 엘이디;
    상기 히트싱크 타면이 외기에 노출될 수 있도록 중앙이 통공되며, 상기 히트싱크 양 단이 고정되는 프레임; 및
    상기 엘이디를 보호할 수 있도록 상기 히트싱크에 결합되며, 빛이 투과할 수 있는 재질로 형성된 렌즈를 포함하는, 엘이디 가로등.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트싱크는 그 길이 방향으로 길게 형성되고,
    상기 프레임은, 상기 히트싱크의 길이 방향으로 길게 형성되며 상기 히트싱크와 평행하게 형성된 좌측 프레임과, 이 좌측 프레임과 폭 방향으로 일정 간격 이격되어 평행하게 위치하는 우측 프레임과, 상기 좌측 프레임 및 우측 프레임의 일단 사이를 연결하는 전단 프레임과, 상기 좌측 프레임 및 우측 프레임의 타단 사이를 연결하는 후단 프레임을 포함하되,
    상기 히트싱크의 양 단은 상기 전단 프레임 및 후단 프레임에 착탈 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 가로등.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 히트싱크는, 그 일면에 상기 전원 공급층이 형성되는 제1방열부와, 상기 전열부의 타면에서 수직 방향으로 연장 형성되어 열을 방출하는 제2방열부와, 상기 제1방열부 및 제2방열부를 연결하는 연결구를 포함하고,
    상기 제1방열부는, 그 일면에 전원 공급층이 형성된 제1방열판과, 이 제1방열판의 일단에서 수직 방향으로 굴곡 연장 형성된 제1방열핀을 포함하며,
    상기 제2방열부는 상기 제1방열판과 상기 연결구를 매개로 연결되는 제2방열판과, 상기 제2방열판의 일단에서 수직 방향으로 굴곡 연장 형성되는 제2방열핀을 포함하되,
    상기 제1방열핀 및 상기 제2방열판은 일정 간격 이격되어 위치하고, 상기 제1방열핀과 상기 연결구 사이는 일정 간격 이격되어 위치함으로써 슬라이딩 레일을 형성하는 것을 특징으로 하는, 엘이디 가로등.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 렌즈는, 실리콘 재질로 형성되고,
    "V" 자 형상의 단면으로 형성된 카울바와, 상기 카울바의 양 단에서 각각 수직 상향으로 연장 형성된 좌측 수직바 및 우측 수직바와, 상기 좌측 수직바 및 우측 수직바의 양 단에서 각각 상기 카울바의 중심 방향으로 수평하게 연장 형성된 좌측 슬라이딩바 및 우측 슬라이딩바와, 상기 좌측 슬라이딩바 및 우측 슬라이딩바의 양 단에서 각각 수직 하향으로 연장 형성된 좌측 이탈방지바 및 우측 이탈방지바를 포함하는, 엘이디 가로등.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트싱크 표면은 아노다이징 처리되고,
    상기 전원 공급층은 상기 히트싱크 표면에 접합된 동박층에 실크 스크린 인쇄하고 이를 황산동에 담금질하여 형성되며,
    상기 엘이디는 상기 전원 공급층의 동박선에 실장되는 것을 특징으로 하는, 엘이디 가로등.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 히트싱트 측면에는 커넥터가 연결되고,
    상기 커넥터에 연결된 전선을 안내할 수 있도록 상기 후단 프레임에는 연결 프레임이 연결된 것을 특징으로 하는, 엘이디 가로등.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 전단 프레임 및 후단 프레임에는 각각 상기 제1방열부의 일단이 삽입될 수 있도록 체결홈이 형성되고,
    일면에는 상기 제2방열부가 삽입될 수 있도록 상기 제2방열부에 대응되는 형상의 체결홈이 형성된 커버를 더 포함하며,
    상기 커버는 상기 전단 프레임에 고정 결합되는 전단 커버와 상기 후단 프레임에 고정 결합되는 후단 커버를 포함하는, 엘이디 가로등.
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