KR100922946B1 - 전구형 다면체 엘이디 램프 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전구형 다면체 엘이디 램프에 관한 것으로, 상세하게는 광원인 LED와 상기 LED가 적어도 하나 장착되어 있는 다수 개의 PCB 조각 기판으로 이루어지며, 상기 각 PCB 조각 기판은 모서리면이 다른 PCB 조각 기판의 모서리면에 상호 연결되어 다각 입방면체를 형성하는 엘이디 발광체, 상기 엘이디 발광체의 일측에 결합되어 있으며 상기 LED에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열 몸체, 상기 방열 몸체의 일측에 착탈 결합되어 상기 엘이디 발광체를 둘러싸는 확산 렌즈, 상기 방열 몸체의 하단에 착탈 결합되어 상기 LED에 구동전원을 공급할 수 있도록 외부의 전원공급원과 나사식으로 고정 연결하는 소켓 베이스, 상기 방열 몸체와 상기 소켓 베이스의 사이에 배치되어 상기 소켓 베이스를 통해 공급된 교류전류를 직류 정전압으로 정류하여 상기 엘이디 발광체에 공급하는 스위칭 모드 파워 서플라이부, 그리고 상기 방열 몸체의 내측에 구비되어 상기 소켓 베이스로 인입되는 전기가 상기 방열 몸체 및 상기 스위칭 모드 파워 서플라이부로 흐르지 않도록 절연시키는 절연체를 포함한다. 이에 의해 다각 입방면체의 형태를 갖는 엘이디 발광체에 의해 종래 LED 램프보다 넓은 영역에 빛을 조사할 수 있는 효과가 있다.
LED, 백열전구, 다면체, 입방면체, 방열 몸체, 소켓 베이스, 절연체

Description

전구형 다면체 엘이디 램프{A LIGHT BULB TYPE POLYHEDRIC LED LAMP}
본 발명은 전구형 다면체 엘이디 램프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다각 입방면체에 부착된 LED에 의해 보다 폭넓은 방향으로 빛을 조사할 수 있는 전구형 다면체 엘이디 램프에 관한 것이다.
기존의 백열전구, 형광등이나 할로겐 등이 차지해 온 조명에서 대부분의 조명업체들이 LED 응용 제품의 출시를 확대하면서 급속하게 점유율을 높여가고 있다.
최근에는 기존 전구식의 광원 같이 눈이 부시거나 필라멘트가 단락되는 경우가 없이 백열전구와 바로 교체할 수 있는 전구형 LED 램프가 출시되고 있다.
도 1은 종래 기술인 국내 등록특허 제10-0759803호에 따른 LED 백열전구의 종단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 LED 백열전구는 다수의 LED로 이루어진 광원에 유리나 폴리카보네이트 재질로 된 구를 씌우고 전극베이스를 설치하여 백열전구형으로 제작되어 있다.
이러한 종래 기술에 따른 LED 백열전구는 외부에 노출하는 유리구의 외형만 백열전구와 동일할 뿐 LED 소자가 고정되는 기판 자체가 평면으로 형성되어 LED 소 자로부터 조사되는 빛의 영역이 LED 소자의 상부측 즉, 상향 120 내지 160도 정도의 영역에만 한정되는 문제점이 있다. 따라서 160 이상의 영역에는 밝힐 수 없는 문제점이 있다.
또한, LED 소자를 고밀도로 집적하여 발생하는 대량의 열을 충분히 방열시키는 데에는 한계가 있으며, 결국 발광시 수반되는 열로 인해 LED 소자에 손상이 발생할 위험성이 높은 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 LED를 구(求)에 가까운 다각 입방면체의 면에 배치하여 종래 엘이디 램프의 사각지대 영역에도 빛을 조사할 수 있는 전구형 다면체 엘이디 램프를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 종래 소켓 베이스와 동일하여 기존 제품과 간단하게 교체하여 사용할 수 있는 전구형 다면체 엘이디 램프를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 백열전구 상당의 밝기가 얻어지는 전구형 다면체 엘이디 램프를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 LED 기판의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 전구형 다면체 엘이디 램프를 제공하는 데 있다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 기술적 과제들을 해결하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프는 광원인 LED와 상기 LED가 적어도 하나 장착되어 있는 다수 개의 PCB 조각 기판으로 이루어지며, 상기 각 PCB 조각 기판은 모서리면이 다른 PCB 조각 기판의 모서리면에 상호 연결되어 다각 입방면체를 형성하는 엘이디 발광 체, 상기 엘이디 발광체의 일측에 결합되어 있으며 상기 LED에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열 몸체, 상기 방열 몸체의 일측에 착탈 결합되어 상기 엘이디 발광체를 둘러싸는 확산 렌즈, 상기 방열 몸체의 하단에 착탈 결합되어 상기 LED에 구동전원을 공급할 수 있도록 외부의 전원공급원과 나사식으로 고정 연결하는 소켓 베이스, 상기 방열 몸체와 상기 소켓 베이스의 사이에 배치되어 기 소켓 베이스를 통해 공급된 교류전류를 직류 정전압으로 정류하여 상기 엘이디 발광체에 공급하는 스위칭 모드 파워 서플라이부, 그리고 상기 방열 몸체의 내측에 구비되어 상기 소켓 베이스로 인입되는 전기가 상기 방열 몸체 및 상기 스위칭 모드 파워 서플라이부로 흐르지 않도록 절연시키는 절연체를 포함한다.
상기 LED는 유색 LED이거나 자외선 LED일 수 있다.
상기 엘이디 방열체는 정12면체 또는 정20면체일 수 있다.
상기 엘이디 방열체는 20개의 육각형 PCB 조각 기판과 12개의 오각형 PCB 기판 조각이 상호 원형으로 연결 부착된 32면체로 이루어질 수 있다.
상기 PCB 조각 기판은 상기 모서리면에 돌출 형성된 제1 전원단자, 및 상기 모서리면에 요입 형성된 제2 전원단자를 더 포함할 수 있다.
상기 방열 몸체는 중공을 갖는 수직기둥 형상으로 형성되고 상단부가 상기 적어도 하나의 PCB 기판에 접촉되어 있으며 측면으로 적어도 하나의 방열구멍이 형성되어 있는 히트파이프, 상기 히트파이프의 하부 둘레에 결합되어 있으며 하부로 갈수록 직경이 점점 커지는 곡면 형상의 적어도 하나의 방열돌기가 형성되어 있는 제1 히트싱크부, 그리고 상기 제1 히트싱크부의 하부에 결합되어 있으며 외측면에 세로로 적어도 하나의 방열돌기가 형성되어 있는 제2 히트싱크부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 히트싱크부는 상부 내측에 체결홈이 형성되어 있으며, 상기 확산 렌즈는 하단부에 단턱이 형성되어 상기 제2 히트싱크부의 체결홈과 상기 확산 렌즈의 단턱에 의해 착탈 결합될 수 있다.
상기 확산 렌즈는 상기 적어도 하나의 LED로부터 광을 확산시키는 광 확산제를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 의하면 다각 입방면체의 형태를 갖는 엘이디 발광체에 의해 종래 LED 램프의 사각지대인 영역에도 빛을 조사할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 의하면 종래 전구 형태이기 때문에 간단하게 교체 설치할 수 있어 종래 대로의 조명 분야에 있어서 폭넓은 이용을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 의하면 백열전구에 비하여 다양한 휘도를 나타낸 수 있고 전기 에너지를 절약할 수 있으며, 수명이 길고 게다가 다양한 색상의 전구로 활용할 수 있기 때문에 실내조명용은 물론 선박의 표시등이나 장식용, 살균용, 벌레퇴치용으로도 이용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
먼저 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2의 전구형 다면체 엘이디 램프의 분리 사시도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘이디 발광체의 결합관계를 나타내는 부분 사시도이고, 도 5는 도 2의 전구형 다면체 엘이디 램프를 나타내는 종단면도를 각각 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)는 엘이디 발광체(100), 방열 몸체(200), 확산 렌즈(300), 소켓 베이스(400), 스위칭 모드 파워 서플라이부(500) 및 절연체(600)를 포함한다.
엘이디 발광체(100)는 광원인 LED(110)와, 상기 LED(110)가 적어도 하나 고 정되어 있는 다수 개의 PCB 조각 기판(120)으로 이루어진다.
LED(110)는 일반적으로 전원으로 연결하기 위한 전원단자와 발광부의 두 부분으로 구성되어 있다. 이 경우 사용되는 LED(110)의 종류에 따라 백색, 적색, 녹색, 청색, 황색 등 다양한 색상의 조명광을 발할 수 있다. 또한 LED(110)를 자외선 LED를 사용함으로써 살균용 램프 및 벌레 퇴치용으로 사용할 수도 있다.
PCB 조각 기판(120)은 적어도 하나의 LED(110)가 설치된다. 즉, PCB 조각 기판(120)에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 3개의 LED(110)를 삼각형 모양으로 장착할 수도 있다. PCB 조각 기판(120)은 동(Cu)이나 알루미늄(Al) 등의 열전도성이 우수한 금속재료 또는 합금재료로 제작될 수 있다. PCB 조각 기판(120)은 일측면에 LED(110)에 공급할 전원선이 패턴형태로 전극 패턴(미도시)이 인쇄되어 있으며, 이 전극 패턴에 각 LED(110)의 전원단자와 연결된다. 즉, LED(110)를 PCB 조각 기판(120)에 탑재하기 위해서는 열전도도가 좋은 실버 에폭시(silver epoxy)를 매개체로 사용하여 전극 패턴 상에 LED(110)를 부착하는 방법과 공정접합(eutectic bonding)에 의해 전극 패턴 상에 LED(110)를 접합시킬 수 있으며 이러한 방법들은 종래 기술이므로 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 PCB 조각 기판(120)은 기판 내부에 방열판을 코어 형태로 집어넣어서 방열기능을 갖도록 한 메탈 PCB 조각 기판(120)을 사용할 수도 있다. 이와 같이 PCB 조각 기판(120)을 열전도도가 좋은 소재를 사용함으로써 LED(110)에서 발생한 열이 효율적으로 전달될 수 있도록 한다.
특히, 본 발명에 따른 엘이디 발광체(100)는 다수 개의 PCB 조각 기판(120)들이 결합되어 하나의 다각 입방면체의 형태를 이루는 것에 특징이 있다. 이를 위 해 PCB 조각 기판(120)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 일측 모서리면(120a)에 돌출 형성된 제1 전원단자(121)와 요입 형성된 제2 전원단자(122)가 한 쌍을 이루는 구조로 되어 있다. 이때 제1 전원단자(121)는 (+)전원, 제2 전원단자(122)는 (-)전원을 공급하는 것이 바람직하며, 또한 제1 전원단자(121)는 정12면체의 접면하는 면들이 서로 이루는 각도만큼 절곡 형성되어 있는 것이 바람직하다. 따라서 이와 같은 형태로 구성되는 엘이디 발광체(100)는 서로 이웃하는 PCB 조각 기판(120)들의 전원단자(121,122)들을 연결만 하면 서로 전기가 통전되어 별도의 내부 결선이 불필요하게 되는 장점도 있다.
이러한 구성을 가지는 PCB 조각 기판(120)으로 다각 입방면체의 구조를 이루도록 하는 방법은 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 PCB 조각 기판(120)의 모서리면(120a)에 형성된 제1 및 제2 전원단자(121,122)와 다른 하나의 PCB 조각 기판(123)의 모서리면(123a)에 형성된 제3 및 제4 전원단자(124,125)와 정확한 결합이 이루어지게 된다. 따라서 다수 개의 PCB 조각 기판(120,123)들을 서로 끼워주기만 하면 엘이디 발광체(100)는 도 3에 도시된 바와 같은 정12면체를 형성할 수 있다. 따라서 이와 같은 형태의 전구형 다각체 엘이디 램프(1)는 구(求)에 가까운 영역에 빛을 조사할 수 있는 엘이디 램프를 제작할 수 있어 종래 엘이디 램프의 사각 지대였던 소켓 결합 부분을 제외한 160도 이상의 영역에도 밝힐 수 있는 장점이 있는 것이다.
한편, 정12면체 형태의 엘이디 발광체(100)는 11개의 PCB 조각 기판(120)으로 구성된다. 여기서 정12면체에서 1개의 PCB 조각 기판을 생략하는 것은 생략된 하단 공간을 통하여 도 3에 도시된 바와 같은 방열 몸체(200)를 결합시키기 위한 것이다. 또한 개방된 1면의 하단 공간을 통하여 엘이디 발광체(100) 내부의 열을 방출할 수 있는 효과도 있다.
방열 몸체(200)는 엘이디 발광체(100)의 일측에 결합되어 LED(110)에서 발생되는 열을 외부로 방출하도록 하는 것으로, 철 및 스테인리스 등의 합금 또는 이들보다 열전도성이 좋은 금속 예를 들면 동(Cu) 및 그 합금, 또한 알루미늄(Al) 및 그 합금 등을 사용할 수 있다. 방열 몸체(200)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 방열면적을 늘리기 위한 구성으로 히트파이프(210), 제1 히트싱크부(220) 및 제2 히트싱크부(230)를 포함할 수 있다.
히트파이프(210)는 내부에 중공부가 형성된 얇은 관 형태로 제작되고 상단부가 PCB 조각 기판(120)의 저면에 직접적으로 접촉되어 LED(110)에서 발생하는 열을 효과적으로 전달할 수 있다. 또한, 히트파이프(210)의 외면에는 복수 개의 방열구멍(212)을 더 포함할 수 있으며, 이들 방열구멍(212)들에 의해 자연 대류에 의해 효과적으로 열을 방출시키게 된다.
제1 히트싱크부(220)는 히트파이프(210)의 하부 둘레에 결합되어 열을 방출하는 것으로, 하부로 갈수록 직경이 점점 커지는 곡면 형상의 방열돌기(222)가 세로로 다수 개 병렬 형성되어 있다. 따라서 제1 히트싱크부(220)는 내부 공기의 열 접촉을 통해 열을 방출한다.
제2 히트싱크부(230)는 제1 히트싱크부(220)의 하측으로 결합되어 열을 방출하는 것으로, 외측으로 경사면(232)을 형성하고 경사면(232)에 세로로 다수 병렬 형성한 방열돌기(234)에 의해 외부 공기와의 직접적인 열 접촉을 통해 열을 방출한다. 또한, 제2 히트싱크부(230)는 상부 내측면에는 확산 렌즈(300)를 고정하기 위한 체결홈(236)이 형성되어 있으며, 하부 외측면에는 소켓 베이스(500)를 나사결합하기 위한 나사산(238)이 형성되어 있다.
확산 렌즈(300)는 투명한 소재인 유리나 에폭시 수지 또는 투명 실리콘(clear silicon)과 같은 합성수지재 등으로 이루어진 엘이디 발광체(100)를 둘러싸는 투광성의 글러브(glove)이다. 이러한 확산 렌즈(300)의 형상은 통상적인 전구형뿐만 아니라, 구형, 원통형 등을 포함하고, 이로 제한되지 않는 임의의 모양일 수 있다. 또한 확산 렌즈(300)는 실리카겔(silicagel), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 칼슘 인산염(calcium phosphate)과 같이 빛을 확산시키는 기능을 가지는 광 확산제를 더 포함할 수 있다. 따라서 확산 렌즈(300)는 광 확산제가 첨가된 피브이씨(PVC), 폴리에틸렌(PE), 아크릴(Acryl), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 등 모든 합성수지를 사용하여 LED(110)들로부터 방출되는 광을 확산시킨다. 광 확산제의 사용량은 두께 1mm인 경우 약 5.5 PHR(Per Hundred Resin) 정도가 사용될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 광 확산제에 의한 광원의 확산은 전구형 다면체 엘이디 램프(1)로 하여금 점광원 또는 다수의 LED(110)를 가진 다수의 점광원을 가지는 것으로 나타나지 않도록 방지하여 눈부심을 제거할 수 있으며 광투과성 및 점등 소등시의 미려함을 얻을 수 있다. 또한 확산 렌즈(300)는 하단부에 단턱(310)이 돌출 형성되어 있어 제2 히트싱크부(230)의 체결홈(236)에 끼워지는 것에 의해 방열 몸체(200)에 착탈 결합된다. 따라서 확산 렌즈(300)가 깨지거나 내 부의 LED(110)가 수명을 다하게 되면 교체하여 사용할 수 있게 된다.
소켓 베이스(400)는, 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 확산 렌즈(300)와 방열 몸체(200)와 함께 본 발명에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프의 외형을 이룬다. 소켓 베이스(400)는 기존 설비에 임의 변경을 할 필요 없이 종래 백열전구 또는 표준 광전구를 직접 교체할 수 있도록 표준 전기 소켓 내에 맞도록 구성된다. 또한 소켓 베이스(400)는 스크류 스레드(410) 및 베이스 핀(420)을 포함하여 구성된다.
스크류 스레드(410)는 내측면에 히트파이프(200)의 제2 히트싱크부(230)와 나사결합하기 위한 나선상의 제1 나사산(412)이 형성되어 있으며, 외측면에는 도시하지 않은 종래 소켓에 착탈 자유롭게 체결할 수 있는 나선상의 제2 나사산(414)이 형성되어 있다.
베이스 핀(420)은 스크류 스레드(410)의 하단부에 일체로 형성되어 도시하지 않은 종래 소켓의 AC 전력과 전기 접촉하는 부분이다.
스위칭 모드 파워 서플라이부(SMPS:Switching mode power supply)(500)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 방열 몸체(200)의 내부에 장착되는 것으로 전력용 트랜지스터 등 반도체 소자를 스위치로 사용하여 직류입력 전압을 일단 구형파 형태의 전압으로 변환한 후 필터를 통하여 제어된 직류출력 전압을 얻도록 하는 장치이다. 즉, 소켓으로부터 공급되는 교류전원을 직류전원으로 정류하고, 이를 정전압으로 유지시켜, 엘이디 발광체(100)의 LED(110)에 직류전원을 공급하고 밝기를 일정하게 유지하는 역할을 한다. 또한 스위칭 모드 파워 서플라이부(500)는 프리볼트(free voltage)로 동작하게 되므로 소켓에 인가된 전원에 무관하게 동작할 수 있는 특징이 있다. 그리고 스위칭 모드 파워 서플라이부(500)의 리드선(510)은 방열 몸체(200)의 히트파이프(210) 내부를 통과하여 엘이디 발광체(100)의 적어도 하나의 PCB 조각 기판(120)에 전기적으로 연결된다.
절연체(600)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 방열 몸체(200)의 내측, 즉 제2 히트싱크부(230)와 스위칭 모드 파워 서플라이부(500)의 사이에 배치되는 것으로 소켓 베이스(400)로 인입되는 외부의 전기가 도체인 방열 몸체(200)로 흐르지 않도록 절연시키는 역할을 한다.
이상과 같은 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)는 소켓 베이스(400)를 통하여 전원에 접속 가능하게 되어 있고, 소켓 베이스(400)는 스위칭 모드 파워 서플라이부(500)에 접속되어 있다. 이로써 LED 램프를 사용할 때는 소켓 베이스(400)를 소켓에 접속하면 전원이 스위칭 모드 파워 서플라이부(500)를 거쳐 엘이디 발광체(100)에 공급되어 LED(110)가 점등한다. 이때 다각 입방면체 기판(120)에 장착된 다수 개의 LED(110)들에 의해 빛이 거의 구(求)에 가깝게 폭넓은 방향으로 조사시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프의 엘이디 발광체의 전개도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 엘이디 발광체(100)는 정12면체 중 방열 몸체(200)가 통과하는 1개의 PCB 조각 기판(1212)을 생략하고 나머지 11개의 PCB 조각 기판(1201~1211)에 적어도 하나의 LED(1101~1111)를 각각 장착하여 종 래 일반 백열전구와 같이 구(求)에 가까운 광원을 얻을 수 있다. 이는 종래 엘이디 램프의 사각지대에도 빛을 조사시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 엘이디 발광체(100)의 11개의 PCB 조각 기판(1201~1211)에 60mA짜리 LED(1102~1111) 1개씩을 배치하면 60mA×11개×DC 3.3V = 2178÷1000 = 2.178W의 소비전력을 갖는 전구형 다면체 엘이디 램프(1)를 얻을 수 있다. 이것은 기존의 백열전구의 40W급을 대체할 수 있는 밝기를 갖는다.
또한, 엘이디 발광체(100)의 11개의 PCB 조각 기판(1201~1211)에 350mA짜리 LED(1102~1111) 1개씩을 배치하면 350mA×11개×DC 3.3V = 12705÷1000 = 12.705W의 소비전력을 갖는 전구형 다면체 엘이디 램프(1)를 얻을 수 있다. 이것은 기존의 백열전구의 100W급을 대체할 수 있는 밝기를 갖는다.
이하에서는 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)의 방열 과정을 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)의 방열 과정을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)의 방열 과정을 살펴보면, 먼저 LED(110)로부터 방출되는 열은 먼저 열전도성이 높은 PCB 조각 기판(120)에 1차로 흡수되어 방출됨으로써 확산 렌즈(300)를 통해 외부로 방출된다.
그리고, PCB 조각 기판(120)에 흡수된 열은 PCB 조각 기판(120)의 저면에 접촉된 방열 몸체(200)의 히트파이프(210)로 이동하면서 히트파이프(210)에 관통 형 성되어 있는 방열구멍(212)을 통한 자연 대류 현상에 의해 열을 2차로 방출시킨다.
그리고, 히트파이프(210)에 전달된 열은 히트파이프(210)의 하부 둘레에 결합되어 있는 제1 히트싱크부(220)에 의해 열을 3차로 방출시킨다.
그리고, 제1 히트싱크부(220)에 전달된 열은 제1 히트싱크부(220)의 하부에 결합되어 있는 제2 히트싱크부(230)의 다수의 방열돌기(234)들에 의해 외부 공기와 접촉함으로써 열을 최종적으로 방출시키게 되는 것이다.
따라서, 열전도성이 우수한 PCB 조각 기판(120)과 방열 몸체(200)와 더불어 히트파이프(210), 제1 히트싱크부(220) 및 제2 히트싱크부(230)와 함께 4차로 방열할 수 있어 LED(110)에서 발생하는 열을 효율적으로 방출할 수 있으며, LED(110)의 발열에 의한 파손 가능성을 해소하는 것에 의해 램프 수명을 장기로 확보할 수 있게 한 전구형 다면체 엘이디 램프(1)를 제공할 수 있게 되는 것이다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프의 작동에 대하여 도 8 및 도 9를 참조하여 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 있어서 정20면체로 이루어진 엘이디 발광체를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 엘이디 발광체의 전개도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(2)는 엘이디 발광체(101)가 정20면체로 이루어지는 것을 제외하고는 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)와 동일하다. 즉, 본 실시예에 따른 엘이디 발광체(101)는 19개의 삼각형 PCB 조각 기판(126)들이 연 결 부착된 구조로 형성되어 있다.
여기서 정20면체를 형성하는 PCB 조각 기판(126)들 중 방열 몸체(200)가 통과하는 1개는 생략하고 나머지 19개의 PCB 조각 기판(126)들에 적어도 하나씩의 LED(110)를 장착하면 정12면체와 동일한 크기를 가지지만 휘도를 보다 더 높일 수 있으며 좀 더 구(求)에 가까운 광원을 얻을 수 있게 되는 장점이 있다.
또한, 엘이디 발광체(100)의 19개의 PCB 조각 기판(126)에 350mA짜리 LED(1102~1111) 1개씩을 배치하면 350mA×19개×DC 3.3V = 21945÷1000 = 21.945W의 소비전력을 갖는 전구형 다면체 엘이디 램프(1)를 얻을 수 있다. 이것은 기존의 백열전구의 100W급 이상을 대체할 수 있는 밝기를 갖는다.
이하에서는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프의 작동에 대하여 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 있어서 32면체로 이루어진 엘이디 발광체의 전개도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프는 엘이디 발광체(102)가 20개의 육각형 PCB 조각 기판(127)과 12개의 오각형 PCB 기판 조각(128)이 상호 원형으로 형성되는 32면체로 이루어지는 것을 제외하고는 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)와 동일하다.
여기서 32면체 중 방열 몸체가 통과하는 1개는 생략하고 나머지 31개의 PCB 조각 기판에 각각 적어도 하나의 LED(110)를 장착하여 밝힐 수 있어 축구공 형태의 엘이디 발광체(100)를 얻을 수 있게 된다.
또한, 엘이디 발광체(100)의 31개의 PCB 조각 기판(128)에 350mA짜리 LED(1102~1111) 1개씩을 배치하면 350mA×31개×DC 3.3V = 35805÷1000 = 35.805W의 소비전력을 갖는 전구형 다면체 엘이디 램프(1)를 얻을 수 있다. 이것은 기존의 백열전구의 150W급 이상을 대체할 수 있는 밝기를 갖는다.
이와 같이, 본 발명에 따른 엘이디 발광체(100)의 형상은 상술한 정12면체, 정20면체 및 32면체에 한정되는 것이 아니라 마름모 12면체, 깎인 8면체, 14면체의 형태로도 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 LED 백열전구의 종단면도,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프를 나타낸 사시도,
도 3은 도 2의 전구형 다면체 엘이디 램프의 분리 사시도,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 엘이디 발광체의 결합관계를 나타내는 부분 사시도,
도 5는 도 2의 전구형 다면체 엘이디 램프를 나타내는 종단면도,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프의 엘이디 발광체의 전개도,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프(1)의 방열 과정을 설명하기 위한 사시도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 있어서 정20면체로 이루어진 엘이디 발광체를 나타낸 사시도,
도 9는 도 8의 엘이디 발광체의 전개도, 그리고
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전구형 다면체 엘이디 램프에 있어서 32면체로 이루어진 엘이디 발광체의 전개도를 각각 나타낸 것이다.
*도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명*
1,2 : 전구형 다면체 엘이디 램프 100,101,102 : 엘이디 발광체
110 : LED 120,123,126,127,128 : PCB 조각 기판
120a,123a : 모서리면 121 : 제1 전원단자
122 : 제2 전원단자 124 : 제3 전원단자
125 : 제4 전원단자 200 : 방열 몸체
210 : 히트파이프 212 : 방열구멍
220 : 제1 히트싱크부 222 : 방열돌기
230 : 제2 히트싱크부 232 : 경사면
234 : 방열돌기 236 : 체결홈
238 : 나사산 300 : 확산 렌즈
310 : 단턱 400 : 소켓 베이스
410 : 스크류 스레드 412 : 제1 나사산
414 : 제2 나사산 500 : 스위칭 모드 파워 서플라이부
510 : 리드선 600 : 절연체
1201~1212 : PCB 조각 기판 1101~1112 : LED

Claims (9)

  1. 광원인 LED와 상기 LED가 적어도 하나 장착되어 있으며 모서리면에 돌출 형성된 제1 전원단자와 상기 모서리면에 요입 형성된 제2 전원단자를 갖는 다수 개의 PCB 조각 기판으로 이루어지며, 상기 각 PCB 조각 기판은 모서리면이 다른 PCB 조각 기판의 모서리면에 상호 연결되어 다각 입방면체를 형성하는 엘이디 발광체,
    상기 엘이디 발광체의 일측에 결합되어 있으며 상기 LED에서 발생되는 열을 외부로 방출하도록 중공을 갖는 수직기둥 형상으로 형성되고 상단부가 상기 적어도 하나의 PCB 기판에 접촉되어 있으며 측면으로 적어도 하나의 방열구멍이 형성되어 있는 히트파이프와 상기 히트파이프의 하부 둘레에 결합되어 있으며, 하부로 갈수록 직경이 점점 커지는 곡면 형상의 적어도 하나의 방열돌기가 형성되어 있는 제1 히트싱크부, 그리고 상기 제1 히트싱크부의 하부에 결합되어 있으며, 외측면에 세로로 적어도 하나의 방열돌기가 형성되어 있는 제2 히트싱크부를 포함하는 방열 몸체,
    상기 방열 몸체의 일측에 착탈 결합되어 상기 엘이디 발광체를 둘러싸고 있으며 상기 적어도 하나의 LED로부터 광을 확산시키는 광 확산제를 포함하는 확산 렌즈,
    상기 방열 몸체의 하단에 착탈 결합되어 상기 LED에 구동전원을 공급할 수 있도록 외부의 전원공급원과 나사식으로 고정 연결하는 소켓 베이스,
    상기 방열 몸체와 상기 소켓 베이스의 사이에 배치되어 상기 소켓 베이스를 통해 공급된 교류전류를 직류 정전압으로 정류하여 상기 엘이디 발광체에 공급하는 스위칭 모드 파워 서플라이부, 그리고
    상기 방열 몸체의 내측에 구비되어 상기 소켓 베이스로 인입되는 전기가 상기 방열 몸체 및 상기 스위칭 모드 파워 서플라이부로 흐르지 않도록 절연시키는 절연체를 포함하며,
    상기 제2 히트싱크부는 상부 내측에 체결홈이 형성되어 있으며 상기 확산 렌즈는 하단부에 단턱이 형성되어 상기 제2 히트싱크부의 체결홈과 상기 확산 렌즈의 단턱에 의해 착탈 결합되는 것을 특징으로 하는 전구형 다면체 엘이디 램프.
  2. 제1항에서,
    상기 LED는
    유색 LED인 전구형 다면체 엘이디 램프.
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 LED는
    자외선 LED인 전구형 다면체 엘이디 램프.
  4. 제1항에서,
    상기 엘이디 발광체는
    정12면체 또는 정20면체인 전구형 다면체 엘이디 램프.
  5. 제1항에서,
    상기 엘이디 발광체는
    20개의 육각형 PCB 조각 기판과 12개의 오각형 PCB 기판 조각이 상호 원형으로 연결 부착된 32면체로 이루어지는 전구형 다면체 엘이디 램프.
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