KR101059084B1 - 방열장치가 구비된 고휘도 엘이디조명기구 - Google Patents

방열장치가 구비된 고휘도 엘이디조명기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고휘도 LED가 설치된 인쇄회로기판이 내장되는 LED조명기구로서, 일면에 개방부가 형성되고 외면에 다수의 외부방열판이 형성된 조명케이스와 상기 조명케이스의 내부에 설치되어 상기 LED에서 발생되는 열을 방열시키는 방열장치와 상기 방열장치의 상부에 배치되는 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 배열되는 다수의 고휘도 LED로 이루어진 조명장치와 상기 조명케이스의 개방부에 설치되어 상기 조명장치를 보호함과 아울러 LED조명등의 빛을 산광시키는 산광덮개로 이루어져, ED에서 발생되는 열기를 신속하게 전달하거나 방열시켜 고열에 따른 LED의 수명단축이나 기기의 오작동을 방지하는 효과가 있다.

Description

방열장치가 구비된 고휘도 엘이디조명기구{Dissipating Device Having Lighting Apparatus Using LED}
본 발명은 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종명케이스의 내부에 방열패널과 방열판으로 이루어진 방열장치를 설치하여 LED에서 발생되는 열기를 신속하게 전달하거나 방열시켜 고열에 따른 LED의 수명단축이나 기기의 오작동을 방지하는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구에 관한 것이다.
일반적으로 LED는 전기 에너지를 받으면 빛을 발하는 소자, 발광 다이오드(diode)이며 조명등의 실용화가 비약적으로 진전되면서, 가까운 장래에 기존의 백열등 및 형광등을 완전 대체하게 될 것이라는 전망이 나오고 있다.
이러한 LED를 이용한 조명등은 종래의 통상적 조명등에 비하여 적은 전기 소모량에 비하여 현저히 높은 광도 및 내구성을 갖으며, 외부 표면에는 냉각 핀(fin)이, 바닥면에는 일정 간격으로 다수의 열 전도 기둥이 각각 돌출 형성된 알루미늄(Al) 다이캐스팅(die casting) 재질의 몸체 케이스(case)와, 몸체 케이스 내부에 결합된 인쇄회로기판, 즉 PCB(printed circuit board), 다수의 LED 칩(chip), 반사판, 전면 커버(cover) 등의 부품을 포함하여 구성된다.
상기 부품들의 결합 관계를 보다 구체적으로 설명하면, 몸체 케이스 바닥면에 일정 간격으로 돌출 형성된 다수의 열 전도 기둥 상단에 PCB를 결합(나사 결합)한 다음, 각각의 열전도 기둥 상단과 접촉하는 지점의 PCB 표면상에 LED 칩 하나씩을 장 착(납땜)하고, 그 위에 반사판 및 전면 커버(유리 또는 아크릴)를 차례로 결합한 구조이다.
이로써, 상기와 같은 구조의 LED 조명등에 전기 에너지를 가하면, 각각의 LED 칩이 빛을 발하게 되며, 그 빛은 반사판을 통해 반사되어 특정 장소를 비추게 된다.
상기 각각의 LED 칩은 빛 에너지를 발하는 동시에 열 에너지를 함께 방출하게 되는데, 빛 에너지가 상기 반사판을 거쳐 전방으로 투사되는 반면 열 에너지는 상기 몸체 케이스 상의 열전도 기둥 및 냉각핀을 거쳐 조명등 후방으로 배출된다.
상기와 같은 종래 구조의 LED 조명등은 몸체 케이스 바닥면에 돌출 형성된 다수의 열전도 기둥 상단 지점에만 LED 칩을 장착할 수 있는 구조인 관계로 조명등 전체의 광도가 열전도 기둥 수에 제한을 받게 되는 문제점이 있다. 또한, 기둥이 원기둥 형상으로 형성되어 열기가 전달되는 전도율이 떨어지는 문제점이 상존하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 조명케이스의 내부에 방열패널과 방열판으로 이루어진 방열장치를 설치하여 LED에서 발생되는 열기를 신속하게 전달하거나 방열시켜 고열에 따른 LED의 수명단축이나 기기의 오작동을 방지하는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 고휘도 LED가 설치된 인쇄회로기판이 내장되는 LED조명기구로서, 일면에 개방부가 형성되고 외면에 다수의 외부방열판이 형성된 조명케이스와 상기 조명케이스의 내부에 설치되어 상기 LED에서 발생되는 열을 방열시키는 방열장치와 상기 방열장치의 상부에 배치되는 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 배열되는 다수의 고휘도 LED로 이루어진 조명장치와 상기 조명케이스의 개방부에 설치되어 상기 조명장치를 보호함과 아울러 LED조명등의 빛을 산광시키는 산광덮개로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열장치는 상기 조명장치의 내면에 형성된 체결돌부에 나사체결되는 방열패널과 상기 방열패널의 배면에 돌출되게 형성되는 다수의 방열판으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열판의 자유단부는 상기 조명케이스의 내면과 맞닿게 배치되어 상기 LED에서 발생되는 열을 상기 조명케이스에 전달되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 조명케이스는 내면에 상기 방열판과 대응되도록 다수의 방열홈을 형성시키고, 상기 방열판의 자유단부에는 상기 방열홈에 끼움되도록 방열돌기를 형성시키거나 열전도 기둥 상단부에 접촉되게 함으로 열기의 전달면적을 확대하여 신속하게 열기가 방열되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방열돌기는 탄성을 갖는 열전도성 수지 또는 점성을 가진 방열 물질을 형성시켜 체결시 이격이 발생되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 인쇄회로기판에는 상기 LED가 설치되는 영역에 다수의 충진홀이 형성되고 상기 충진홀에는 열기를 신속하게 전달하도록 충진재가 채워지되, 상기 충진재는 은, 구리 및 무연납 중 어느 하나가 충진되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구은 조명케이스의 내부에 방열패널과 방열판으로 이루어진 방열장치를 설치하여 LED에서 발생되는 열기를 신속하게 전달하거나 방열시켜 고열에 따른 LED의 수명단축이나 기기의 오작동을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구을 나타낸 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 고안에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 하기 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시하는 것이며, 본 기술 사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구를 나타낸 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구을 나타낸 측면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구을 나타낸 단면도이다.
도면에 도시된 바와 같이 본 발명인 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구(10)(이하 LED조명기구)는 고휘도 LED가 설치된 인쇄회로기판이 내장되는 것으로서, 이에 이와같은 LED조명기구(10)는 조명케이스(20)와 방열장치(30)와 조명장치(40)와 산광덮개(50)로 이루어진다.
상기 조명케이스(20)는 일면에 개방부(21)가 형성되고 내부에 설치공간(22)을 갖는 사각 또는 원형의 케이스로서, 이러한 조명케이스(20)는 상기 설치공간(22)의 저면에 다수의 체결돌부(23)가 돌출되게 형성되고 상측 외면을 따라 턱부(24)가 형성되며, 외면에는 다수의 외부방열판(25)이 형성되어, 후술될 LED(42)의 열기에 의해 가열된 조명케이스(20)를 냉각시키게 된다.
상기 방열장치(30)는 상기 조명케이스(20)의 내부에 설치되어 상기 LED(42)에서 발생되는 열을 방열시키는 것으로서, 이러한 방열장치(30)는 상기 조명케이스(20)의 내면에 형성된 체결돌부(23)에 나사체결되는 방열패널(31)과 상기 방열패널(31)의 배면에 돌출되게 형성되는 다수의 방열판(32)으로 이루어진다.
이때, 상기 방열판(32)의 자유단부는 상기 조명케이스(20)의 내면과 맞닿게 배치되어 상기 LED(42)에서 발생되는 열을 상기 조명케이스(20)에 전달하여 상기 외부방열판(25)을 통해 외부로 방열시키게 된다.
상기 조명장치(40)는 상기 방열장치(30)의 상부에 배치되며 외부와 전기적으로 연결되는 인쇄회로기판(41)과 상기 인쇄회로기판(41)에 배열되는 다수의 고휘도 LED(42)로 이루어진다. 여기서 상기 LED(42)는 인쇄회로기판(41)에 직ㆍ병렬 스트링 방식에 의한 매트릭스 구조로 배열된다.
여기서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공지의 직ㆍ병렬 스트링 방식을 응용한 매트릭스 배열 구조를 설명하면, 본 발명에서는 조명기구 내에 고휘도 LED를 전체 48개를 설치하되, 좌측에서 우측방향으로 제1열부터 5개의 LED를 하나의 1군으로 하여 8개 군이 직ㆍ병렬 스트링(String) 방식으로 연결되어 매트릭스 배열 구조를 갖고 있다. 직ㆍ병렬 스트링(String) 결선방법은 LED분야에서 널리 공지된 기술로 모든 행과 열에서 극성이 동일 방향으로 갖도록 연결한다. 즉, 다수의 LED를 직렬로 연결하여 LED 스트링을 다수 구성하고 이를 다시 병렬이 되도록 연결선을 연결함으로써 일부의 LED가 고장이 발생하더라도 전체 LED 스트링에는 영향을 미치지 않고 발광이 이루어지도록 하는것을 말한다.
상기 산광덮개(50)는 상기 조명케이스(20)의 개방부(21)를 덮으면서 턱부(24)에 나사체결되어 상기 설치공간(22)으로 이물질이 유입되는 것을 차단하여 상기 조명장치(40)를 보호함과 아울러 LED(42) 빛을 방사상으로 산광시키게 된다.
이러한, 산광덮개(50)는 상기 개방부(21)에 설치되는 덮개본체(51)와 상기 덮개본체(50)의 상면부에 형성되는 LED(42)의 빛을 산광시키는 다수의 산광렌즈(52)로 이루어지며, 상기 산광렌즈(52)는 상기 LED(42)와 마주보게 형성된다.
상기와 같이 구성되는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구(10)는 야간에 점등시 시간이 지남에 따라 가중되며 지속적으로 발생되는 LED(42)의 열기를 방열판(32)가 방열패널(31)을 통해 조명케이스(20)로 전달하게 되고, 전달된 열기는 조명케이스(20)의 외면에 형성된 외부 방열판(32)을 통해 외부로 방열됨으로서, LED(42)에서 발생하는 열기를 신속하게 외부로 방열시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기에서는 조명케이스(20)의 내부에 방열장치(30)를 설치하고 방열장치(30)의 방열패널(31)과 방열판(32)에 의해 조명케이스(20)로 열기를 전달하여 방열되게 하는 것으로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를들면, 상기 조명케이스(20)는 내면에 상기 방열판(32)과 대응되도록 다수의 방열홈(26)을 형성시키고, 상기 방열판(32)의 자유단부에는 상기 방열홈(26)에 끼움되도록 방열돌기(321)를 형성시켜 열기의 전달면적을 확대하여 신속하게 열기가 방열되도록 한다.
또한, 상기 방열돌기(321)는 탄성을 갖는 열전도성 수지로 형성시켜 체결시 이격이 발생되는 것을 방지한다.
이러한 방열홈(26)의 형상은 단면이 역삼각형 형상으로 형성시키는 것이 바람직하며, 상기 방열돌기(321)는 상기 방열홈(26)과 동일한 형상으로 형성시키게 된다. 이때, 방열홈(26)과 방열돌기(321)의 형상은 접촉면적을 넓혀 열기의 전달면적이 극대화 되는 형상이며 어느형상으로 형성되도 무방하다.
도 5는 본 발명에 따른 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기에서는 인쇄회로기판(41)에 LED(42)에서 인쇄회로기판(41)으로 전달된 열기를 순차적으로 방열패널(31)과 방열판(32)으로 전달하여 방열되게 하는 것으로 설명 및 도면에 나타내고 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.
예를들면, 상기 인쇄회로기판(41)에는 상기 LED(42)가 설치되는 영역에 다수의 충진홀(411)이 형성되고 상기 충진홀(411)에는 열기를 신속하게 전달하도록 충진재(60)가 채워지되, 상기 충진재(50)는 은, 구리 및 동 중 어느하나가 충진된다.
즉, 상기 충진재(60)에 의해 열기가 발열패널(31)로 신속하게 전달되어 방열시키게 되며, 상기 충진홀(411)의 직경은 5mm 이하로 형성시키는 것이 바람직하다. 이러한 충진홀(411)은 등간격을 유지하며 직렬 또는 바둑판 구조로 형성시키는 것이 바람직하다.
10 : LED조명기구 20 : 조명케이스
30 : 방열장치 40 : 조명장치
50 : 산광덮개 21 : 개방부
22 : 설치공간 23 : 체결돌부
24 : 턱부 25 : 외부방열판
26 : 방열홈 31 : 방열패널
32 : 방열판 321 : 방열돌기
41 : 인쇄회로기판 411 : 충진홀
42 : LED 51 : 덮개본체
52 : 산광렌즈 60 : 충진재

Claims (6)

  1. 고휘도 LED가 설치된 인쇄회로기판이 내장되는 LED조명기구로서,
    일면에 개방부가 형성되고 외면에 다수의 외부방열판이 형성된 조명케이스;
    상기 조명케이스의 내부에 설치되어 상기 LED에서 발생되는 열을 방열시키는 방열장치;
    상기 방열장치의 상부에 배치되는 인쇄회로기판과 상기 인쇄회로기판에 배열되는 다수의 고휘도 LED로 이루어진 조명장치; 및
    상기 조명케이스의 개방부에 설치되어 상기 조명장치를 보호함과 아울러 LED조명등의 빛을 산광시키는 산광덮개로 이루어지고
    상기 방열장치는 상기 조명장치의 내면에 형성된 체결돌부에 나사체결되는 방열패널과 상기 방열패널의 배면에 돌출되게 형성되는 다수의 방열판으로 이루어지고
    상기 조명케이스는 내면에 상기 방열판과 대응되도록 다수의 방열홈을 형성시키고, 상기 방열판의 자유단부에는 상기 방열홈에 끼움되도록 방열돌기를 형성시켜 열기의 전달면적을 확대하여 신속하게 열기가 방열되도록 하는 것을 특징으로 하는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열판의 자유단부는 상기 조명케이스의 내면과 맞닿게 배치되어 상기 LED에서 발생되는 열을 상기 조명케이스에 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 방열돌기는 탄성을 갖는 열전도성 수지 또는 점성을 가진 방열 물질을 형성시켜 체결시 이격이 발생되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판에는 상기 LED가 설치되는 영역에 다수의 충진홀이 형성되고 상기 충진홀에는 열기를 신속하게 전달하도록 충진재가 채워지되, 상기 충진재는 은, 구리 및 무연납 중 어느 하나가 충진되는 것을 특징으로 하는 방열장치가 구비된 고휘도 LED조명기구.
KR1020110015847A 2011-02-23 2011-02-23 방열장치가 구비된 고휘도 엘이디조명기구 KR101059084B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10429055B2 (en) 2014-04-04 2019-10-01 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting module and lighting apparatus including same

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US10429055B2 (en) 2014-04-04 2019-10-01 Lg Innotek Co., Ltd. Lighting module and lighting apparatus including same

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