KR20160073786A - 조명 장치 - Google Patents

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KR20160073786A
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heat sink
opening
radiating fin
lighting apparatus
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KR1020140182550A
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윤형원
이욱표
김석규
정영호
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삼성전자주식회사
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Abstract

조명 장치가 개시된다. 개시된 조명 장치는 하우징과 결합하는 히트 싱크를 포함할 수 있으며, 히트 싱크는 상기 하우징의 외측 표면으로 연장되어 형성된 적어도 하나의 방열핀을 포함할 수 있다. 상기 방열핀의 일측부에는 상기 하우징의 외측 표면, 하우징 내부 또는 조명 장치 내부를 외부 공기에 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 하우징의 상단부 및 상기 히트 싱크 사이는 서로 이격될 수 있으며, 이격된 영역은 상기 조명 장치 또는 상기 하우징의 내부를 외부 공기에 노출시키는 갭을 포함할 수 있다.

Description

조명 장치{Illumination device}
본 개시는 조명 장치에 관한 것으로, 하우징의 상단부의 적어도 일부가 노출된 조명 장치에 관한 것이다.
조명 장치는 일반적으로 어두운 장소에서의 시야 확보를 위해서 사용되거나 광고 또는 심미적인 목적으로 시각적인 효과를 나타내기 위해 사용된다. 조명 장치의 광원으로는 백열등, 형광등, 할로겐등 등을 사용할 수 있으며, 근래 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 사용되고 있다.
조명 장치에 사용되는 발광 다이오드는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 다양한 색의 빛을 구현할 수 있다. 발광 다이오드는 수명이 길고, 소형화 및 경량화가 가능하며, 빛의 지향성이 강하여 저전압 구동이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드를 채용한 조명 장치는 광 효율성이 우수하고 친환경, 저소비전력 등의 이유로 여러 분야에서 널리 사용되고 있으며, 점차적으로 활용분야를 넓혀 나가고 있는 추세이다.
조명 장치의 광원 또는 전원공급부(power supply unit)에서 발생된 열은 조명 장치의 성능 및 수명에 영향을 미칠 수 있으며, 조명 장치 내부의 열을 외부로 전달하기 위하여 다양한 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어 팬(fan)을 이용한 강제 냉각 방식, 히트 싱크를 이용한 자연 냉각 방식 등이 있다.
본 개시에서는 조명 장치 내부의 광원 또는 전원 공급부에서 발생하는 열을 효율적으로 외부로 방출할 수 있는 구조를 지닌 조명 장치를 제공하고자 한다.
또한 높은 방열 효율을 지니며 ANSI 규격을 만족시키는 조명 장치를 제공하고자 한다.
본 개시에 따른 조명 장치는,
하우징;
상기 하우징 내에 삽입된 전원 공급부;
상기 하우징과 체결된 히트 싱크; 및
상기 히트 싱크 상에 형성된 광원부;를 포함하며,
상기 히트 싱크는 상기 하우징의 외측 표면으로 연장되어 형성된 적어도 하나의 방열핀을 포함하며, 상기 방열핀의 일측부에 형성된 개구부를 포함하는 조명장치를 제공한다.
상기 방열핀은 제 1방열핀 및 제 2방열핀을 포함할 수 있다.
상기 개구부는 상기 제 1방열핀 및 제 2방열핀 사이에 형성된 것일 수 있다.
상기 개구부는 상기 하우징의 표면을 상기 조명 장치 외부 공기에 노출시킬 수 있다.
상기 개구부는 상기 하우징의 내부를 상기 조명 장치 외부 공기에 노출시킬 수 있다.
상기 하우징과 상기 히트 싱크가 서로 이격되어 형성된 갭을 포함할 수 있다.
상기 갭은 상기 히트 싱크의 바디부와 상기 하우징의 상단부 사이가 이격되어 형성되며, 상기 갭은 상기 하우징 또는 상기 조명 장치 내부를 상기 조명 장치 외부 공기에 노출시킬 수 있다.
상기 광원부 상에 형성된 커버부를 포함하며, 상기 커버부는 적어도 하나 이상의 렌즈 요소를 포함할 수 있다.
상기 광원부는 기판 상에 형성된 적어도 하나 이상의 발광 소자를 포함하며,
상기 렌즈 요소는 상기 발광 소자에 대응되며, 상기 렌즈 요소들은 서로 중첩되도록 형성될 수 있다.
상기 하우징 상에 형성된 플레이트를 포함하며, 상기 광원부는 플레이트 상에 형성된 것일 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 조명 장치는,
하우징;
상기 하우징 내에 삽입된 전원 공급부;
상기 하우징과 체결된 히트 싱크; 및
상기 히트 싱크 상에 형성된 광원부;를 포함하며,
상기 히트 싱크는 상기 하우징의 외측 표면으로 연장되어 형성된 적어도 하나의 방열핀을 포함하며,
상기 히트 싱크의 상부로부터 하부로 상기 히트 싱크를 관통하여 형성된 제 1개구부; 및
상기 방열핀의 일측부에 형성된 제 2개구부;를 포함하는 조명 장치를 제공한다.
상기 제 1개구부 내에 형성되며, 상기 히트 싱크의 표면으로부터 돌출된 내부 방열핀을 포함할 수 있다.
상기 히트 싱크의 외측 표면으로부터 돌출된 적어도 하나 이상의 격벽을 포함할 수 있다.
상기 격벽은 상기 히트 싱크의 측면으로부터 돌출되어 상기 방열핀으로 연장되어 형성될 수 있다.
상기 제 1개구부 및 상기 제 2개구부는 서로 연결될 수 있다.
본 개시에 따르면, 광원 또는 전원 공급부(PSU)에서 발생하는 열을 조명 장치 외부로 효율적으로 방열시킬 수 있는 구조를 지닌 조명 장치를 제공할 수 있다. 적어도 하나 이상의 방열핀을 포함하며 방열핀들 사이의 하우징 또는 하우징 내부를 노출시킴으로써 히트 싱크의 무게를 최소화할 수 있다. 또한, 미국 규격협회에서 제정하는 램프 규격(ANSI)을 만족시킬 수 있으며, 고광속 디머블(dimmable) 조명 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 조명 장치의 렌즈부를 나타낸 평면도이다.
도 4b는 일 실시예에 따른 조명 장치의 렌즈부를 나타낸 저면도이다.
도 4c는 일 실시예에 따른 조명 장치의 렌즈부의 저면부를 나타낸 사시도이다.
도 5a는 본 개시에 따른 조명 장치에 있어서, 하우징과 히트 싱크 사이의 갭을 포함하는 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
도 5b는 도 5a에 나타낸 조명 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 6은 하우징과 히트 싱크 사이에 플레이트가 형성된 조명 장치를 나타낸 측단면도이다.
도 7은 히트 싱크가 프레스 커팅 방식에 의해 형성된 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 도면이다.
도 9a는 도 8에 나타낸 조명 장치의 하우징과 히트 싱크가 분리된 구조를 나타낸 도면이다.
도 9b는 도 8에 나타낸 조명 장치의 상부 평면도를 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 나타낸 조명 장치의 변형예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치에 대해 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 조명 장치의 분해 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 조명 장치(100)는 하우징(10), 하우징(10) 내에 삽입되는 전원 공급부(power supply unit: PSU)(11), 하우징(10)과 체결되는 히트 싱크(12)를 포함할 수 있다. 그리고, 히트 싱트(12) 상에 안착되어 외부로 광을 조사하는 광원부(14) 및 광원부(14)를 덮는 커버부(16)를 포함할 수 있다. 하우징(10)의 일 단부, 예를 들어 하부에는 외부 전원을 공급받기 위한 단자부(18)가 형성될 수 있으며, 단자부(18)로부터 공급받은 외부 전원은 전원 공급부(11)를 통하여 광원부(14)로 공급될 수 있다. 하우징(10)은 단자부(18)가 연결될 수 있는 하부 하우징(104)과 히트 싱크(12)와 체결되는 상부 하우징(102)을 나눌 수 있다. 다만, 하부 하우징(104)과 상부 하우징(102)은 하우징(10)의 부위를 편의상 나눈 것으로 하우징(10)은 전체적으로 일체형으로 형성된 것일 수 있다.
히트 싱크(12)는 하우징(10)의 상부 하우징(102)을 덮으며, 조명 장치(100)의 내부에서 발생하는 열을 외부로 빠르게 방열할 수 있도록, 금속, 합금 등의 열전도성이 좋은 재료를 포함하여 형성될 수 있다. 또한 히트 싱크(12)는 조명 장치(100) 내부의 열을 외부로 효율적으로 방출시킬 수 있도록 적어도 하나 이상의 방열핀(122)을 포함할 수 있다. 방열핀(122)은 히트 싱크(12)의 바디(120)로부터 하우징(10)의 외측 표면 상으로 연장되어 형성될 수 있다. 방열핀(122)은 하우징(10)의 외측 표면과 완전히 밀착되거나 일부가 이격되어 형성될 수 있다. 방열핀(122)의 적어도 일측부에는 개구부(124)가 형성될 수 있다. 방열핀(122)들의 형태는 다양하게 선택될 수 있다. 방열핀(122)은 그 길이 또는 폭이 서로 다른 제 1방열핀(122a) 및 제 2방열핀(122b)을 포함할 수 있으며, 또한 동일한 형상을 지닌 다수의 방열핀(122a)과 다른 형상을 지닌 소수의 방열핀(122b)을 포함할 수 있다. 방열핀(122)의 형상은 제한되지 않는다. 방열핀(122)은 하우징(10)와 직접 접촉하여 접촉부(107)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며 방열핀(122)은 하우징(10)과 서로 이격될 수 있다.
방열핀(122)들은 서로 이격되어 형성될 수 있다. 방열핀(122)의 적어도 일측부 또는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이 방열핀들(122)의 사이, 예를 들어 제 1방열핀(122a) 및 제 2방열핀(122b) 사이에는 개구부(124)가 형성될 수 있다. 개구부(124)를 통하여 하우징(10)의 외측 표면, 하우징(10) 내부 또는 조명 장치(100) 내부가 조명 장치(100) 외부의 공기에 노출될 수 있다. 개구부(124)의 크기는 히트 싱크(12)에 형성된 방열핀(122)들의 갯수, 형상 및 크기에 의해 결정될 수 있다. 개구부(124)의 크기에 따라 외부 공기에 노출되는 하우징(10)의 외측 표면부의 면적이 결정될 수 있다. 히트 싱크(12)가 하우징(10)과 체결되면 히트 싱트(12)의 방열핀(122)들 사이의 개구부(124)를 통하여 하우징(10)의 외부 표면의 적어도 일부, 구체적으로 상부 하우징(102)의 일부 영역이 외부 공기 중으로 노출될 수 있다. 히트 싱트(12)의 제 1방열핀(122a) 및 제 2방열핀(122b)들 사이의 개구부(124)들 사이의 공간을 통하여 상부 하우징(102) 표면의 일부 또는 조명 장치(100) 내부가 외부 공기에 대해 노출됨으로써 조명 장치(100) 내부의 열을 외부로 전달하는 열방출 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 개시에 다른 조명 장치(100)의 히트 싱크(12)는 바디(120)로부터 하방, 즉 하우징(10) 방향으로 연장되어 형성된 복수의 방열핀(120)들을 포함할 수 있으며, 방열핀(120)들 사이는 하우징(102)의 외부 표면을 노출시키는 구조를 지닐 수 있다. 본 개시에 따른 조명 장치(100)의 히트 싱크(12)는 다수의 방열핀(122)들을 포함하며, 방열핀(122)들 사이의 적어도 일 영역이 하우징(10)의 외부 표면을 외부 공기에 노출시키도록 개방된 개구부(124)를 지닐 수 있으며, 이러한 구조의 히트 싱크(12)를 오픈형 히트 싱크라 할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 조명 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 조명 장치(100) 내부의 열은 주로 조명 장치(100) 내부의 광원부(14) 또는 전원 공급부(11)에서 발생될 수 있다. 광원부(14)에서 발생하는 열은 히트 싱크(12)를 통하여 외부 공기 중으로 빠르게 방열될 수 있다. 그리고, 전원 공급부(11)에서 발생하는 열은 하우징(10)을 통하여 외부 공기중으로 방출될 수 있으며, 또한 하우징(100)과 접촉하는 히트 싱크(12)를 통하여 조명 장치(100) 외부로 방출할 수 있다. 히트 싱크(12)에 적어도 하나 이상의 방열핀(122)을 형성함으로써 방열 면적을 넓힐 수 있으며, 이에 따라 열방출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 방열핀(122)의 적어도 일측부 또는 방열핀(122)들 사이에는 개구부(124)가 형성될 수 있다. 히트 싱크(12)의 개구부(124)를 통하여, 하우징(10)의 상부 표면이 외부 공기 상으로 노출될 수 있으며, 하우징(10)의 외부 공기에 대한 노출 면적을 넓혀 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 본 개시에 따른 조명 장치에서는 조명 장치(100) 내부에서 발생하는 열의 열원으로 전원 공급부(11) 및 발광부(14)를 들 수 있으며, 전원 공급부(11) 및 발광부(20)에서 발생하는 열은 서로 다른 방열 경로를 통해 조명 장치(100) 외부로 방열될 수 있다.
본 개시에 따른 조명 장치에 있어서 하우징(10)의 재료는 제한이 없으며, 예를 들어 다양한 종류의 합성 수지, 필러가 분산된 합성 수지나 금속 등을 포함할 수 있다. 하우징(10)은 열이 발생할 수 있는 전원 공급부(11)과 직접 접촉하는 부위이므로 열전도성이 비교적 우수한 물질로 형성될 수 있다. 하우징(10)은 사출 성형 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 히트 싱크(12)는 금속이나, 필러가 분산된 합성 수지 등의 열전도성이 우수한 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 하우징(12)에 삽입되는 전원 공급부(11)는 예를 들어 인쇄회로 기판(printed circuit board:PCB)에 부품들이 장착된 것으로 하우징(12)의 내부 형상에 대응되도록 T자 형태로 형성될 수 있다.
광원부(14)는 기판(140) 및 기판(140)에 실장된 적어도 하나 이상의 발광 소자(15)를 포함할 수 있다. 발광 소자(15)는 외부 전원을 공급받아 광을 발생시킬 수 있는 반도체 소자일 수 있으며, 발광 소자(15)는 예를 들어 발광 다이오드(light emitting diode: LED)일 수 있다. 발광 소자(15)는 다양한 범위의 파장을 지닌 광을 발광할 수 있으며, 포함되는 물질의 종류에 따라 적색, 청색, 녹색 또는 백색광을 발광할 수 있다. 발광 소자(15)는 다수의 발광 다이오드 칩을 리드 프레임(leadframe), 몰드 프레임(mold frame), 형광체 또는 투광성 충진재 등을 이용하여 프리몰드 방식으로 패키징하여 기판(140) 상에 실장될 수 있다. 또한, 발광 소자(15)는 다수의 발광 다이오드 칩이 기판(140)에 와이어 본딩(wire bonding) 방식이나 플립-칩 본딩(flip-chip bonding) 방식에 의하여 기판(140)에 실장된 것일 수 있다.
기판(140)은 예를 들어 인쇄회로 기판(printed circuit board:PCB)과 같이 절연 베이스층에 전도성 회로 패턴이 형성된 것일 수 있다. 예를 들어 기판(140)은 메탈 PCB, 가요성 PCB, 세라믹 PCB 또는 MCPCB 등을 포함할 수 있다. 또한, 기판(140)은 방열 특성을 향상시키기 위한 금속 기판 또는 금속 코어가 구비된 회로 기판일 수 있다. 그리고 기판(140)의 표면은 발광 소자(15)에서 발생하는 광을 반사할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 기판(140)은 히트 싱크(12)의 내측 표면(126) 상에 안착될 수 있다. 기판(140)은 히트 싱크(12)에 고정될 수 있으며, 예를 들어 나사(142)에 의해 히트 싱크(12)에 체결될 수 있다. 기판(140)에 실장된 발광 소자(15)의 개수, 위치 또는 배열 형태는 다양하게 조절될 수 있다. 외부 전원은 단자부(18) 및 전원 공급부(11)를 통하여 발광 소자(15)에 공급될 수 있다. 만일, 외부 전원이 교류인 경우 전원 공급부(11)에서 직류로 변환될 수 있다.
광원부(14) 상에는 광원부(14)를 덮는 커버부(16)가 형성될 수 있다. 커버부(16)는 기판(140)에 실장된 발광 소자(15)로부터 발생된 광의 지향각을 조절할 수 있도록 각각의 발광 소자(15)에 대응되도록 형성된 적어도 하나 이상의 렌즈 요소(164)를 포함할 수 있다. 커버부(16)는 히트 싱크(12)와 체결될 수 있도록 체결부(162)가 포함될 수 있다. 체결부(162)는 예를 들어 커버부(16) 하방으로 형성되어 히트 싱크(12) 내측에 형성된 합입부(128)에 삽입되도록 후크 형상으로 형성될 수 있다. 커버부(16)는 렌즈로서의 기능을 할 수 있으며, 광을 확산 반사 및 확산 투과시킬 수 있다. 그리고, 커버부(16)는 광원부(14)의 형상을 유지하거나 발광부(14)를 보호하는 기능을 할 수 있다. 커버부(16)는 투광성이 우수한 투명 또는 반투명한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 커버부(16)는 글래스(glass), 알루미나(Al2O3) 등과 같은 세라믹 재료, PC(polycarbonate)계열의 수지 재료 또는 PMMA(polymethylmethacrylate)계열의 수지 재료로 형성될 수 있다. 또한, 커버부(16)의 열전도성을 향상시키기 위하여, 글래스(glass), PC(polycarbonate)계열의 수지 재료 또는 PMMA(polymethylmethacrylate)계열의 수지 재료에 추가적으로 필러가 더 포함될 수 있다. 필러의 예로는 탄소나노튜브(carbon nanotube), 그래핀(graphene) 등의 입자를 들 수 있으며, 기타 산화 티탄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄 등의 입자 등도 사용될 수 있다. 커버부(16)는 사출 성형, 블로우 성형 등의 성형 방법을 이용하여 제조될 수 있다.
본 개시에 따른 조명 장치는 MR16 LED 램프일 수 있다. 본 개시에서는 히트 싱크(12)가 적어도 하나 이상의 방열핀(122)을 포함할 수 있으며, 방열핀(122)의 적어도 일측부 또는 방열핀(122)들 사이에는 개구부(124)를 형성하여 하우징(10)의 표면을 외부 공기로 노출시킴으로써 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 방열핀(122)들과 개구부(124)를 형성하여 히트 싱크(12)의 무게를 감소시킬 수 있다. 본 개시에 따른 조명 장치에서는 별도의 냉각용 팬 등을 구비하지 않고도 높은 방열 효율을 유지할 수 있으며, 또한 미국 규격협회에서 제정하는 램프 규격(ANSI)을 만족시킬 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른 조명 장치의 렌즈부를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 3에서는 렌즈부(16) 표면이 평탄한 형상을 지닌 것으로 나타내었으나, 이에 한정되지 않으며 도 4a에 나타낸 바와 같이, 커버부(16)에는 발광 소자(15)의 형성 위치에 대응되도록 적어도 하나 이상의 렌즈 요소가 형성될 수 있으며, 커버부(16)의 상부 표면(163)은 평탄할 수 있으며, 또한 볼록한 돌출부(166)를 포함할 수 있다.
도 4b는 일 실시예에 따른 조명 장치의 렌즈부를 나타낸 저면도이며, 도 4c는 렌즈부의 저면을 나타내도록 도시한 사시도이다.
도 4b 및 도 4c를 참조하면, 광원부(14)에 형성된 각각의 발광 소자(15)에 대응되도록 커버부(16)에는 적어도 하나 이상의 렌즈 요소(168)가 형성될 수 있다. 렌즈 요소(168)는 커버부(16)의 내측 표면(164)으로부터 곡률을 지니며 돌출될 수 있으며, 예를 들어 반구 형상을 지닐 수 있다. 본 개시에 따른 조명 장치의 커버부(16)의 렌즈 요소들(168), 예를 들어 제 1렌즈 요소 및 제 2렌즈 요소의 적어도 일부는 서로 중첩되게 형성될 수 있다. 도 3에 나타낸 바와 같이 렌즈 요소(168)들이 중첩됨으로써 렌즈 요소(168)들 사이의 경계부는 커버부(16)의 내측 표면(164)으로부터 이격되어 형성될 수 있다. 이처럼 각각의 렌즈 요소(168)들은 서로 부분적으로 중첩되도록 형성됨으로써, 렌즈 요소(168)들이 전체적으로 하나의 렌즈를 구성할 수 있으며, 이에 따라 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5a는 본 개시에 따른 조명 장치에 있어서, 하우징(10)과 히트 싱크(12) 사이에 형성된 갭(A1)을 포함하는 조명 장치를 나타낸 측면도이다. 도 5b는 도 5a에 나타낸 조명 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 개시에 따른 조명 장치(100)는 하우징(10)과 히트 싱크(12)가 서로 이격되어 형성된 빈 공간인 갭(A1)을 포함할 수 있다. 히트 싱크(12)는 하우징(10)의 상단부에 형성된 바디부(120)와 바디부(120)로부터 하우징(10) 방향으로 연장되어 형성된 방열핀(122)을 포함하는데, 갭(A1)은 하우징(10)의 상단부와 히트 싱크(12)의 바디부(120) 사이가 완전히 밀착되지 않고 이격됨으로써 형성될 수 있다. 갭(A1)은 하우징(10) 또는 조명 장치(100) 내부를 외부 공기에 노출시킬 수 있다. 갭(A1)을 통하여 외부 공기가 하우징(10) 내부로 직접 들어갈 수 있으며, 하우징(10) 내부의 공기가 하우징(10)외부로 직접 배출될 수 있다. 또한, 하우징(10)과 히트 싱크(12) 사이의 갭(A1)을 통하여 하우징(10) 내부의 열이 하우징(10) 외부로 직접 방출될 수 있다. 또한, 외부 공기가 갭(A1)을 통하여 조명 장치(100) 내부로 진입한 뒤, 하우징(10) 외부로 빠져나가면서, 조명 장치(100) 내부의 열을 조명 장치(100) 외부로 효율적으로 배출시킬 수 있다. 하우징(10)의 바디부와 히트 싱크의 상단부 사이에 갭(A1)을 형성함으로써 조명 장치(100) 내부의 온도를 낮출 수 있는 공기 유동성을 확보할 수 있으며 결과적으로 방열 효율을 향상시킬 수 있다.
갭(A1)의 크기, 즉 히트 싱크(12)의 바디부와 하우징(10)의 상단부의 간격은 임의로 설정할 수 있으며, 수 mm 내지 수십 mm의 크기, 예를 들어 2mm 내지 5mm의 크기로 형성될 수 있다. 조명 장치(100) 내부의 전원 공급부(11) 및 광원부(14)에서 발생하는 열은 갭(A1)을 통하여 조명 장치(100) 외부로 방출될 수 있다. 전원 공급부(11)에서 발생되는 열은 갭(A1)을 통하여 하우징(10) 외부로 직접적으로 방출될 수 있으며, 광원부(14)에서 발생하는 열도 광원부(14) 하부의 히트 싱크(12)의 바디부(120)에 전달되어 갭(A1)을 통하여 조명 장치(100) 외부로 직접적으로 방출될 수 있다.
도 6은 하우징과 히트 싱크 사이에 플레이트가 형성된 조명 장치(200)를 나타낸 측단면도이다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 따른 조명 장치(200)는 하우징(20) 상에 형성된 플레이트(30), 플레이트(30) 상에 형성된 광원부(24) 및 광원부(24) 상에 형성된 커버부(26)를 포함할 수 있다. 그리고, 하우징(20)의 하부에는 단자부(28)가 연결될 수 있으며, 하우징(20)의 상부 하우징(202)은 히트 싱크(22)와 서로 접촉된 상태로 형성될 수 있다. 히트 싱크(22)는 적어도 하나 이상의 방열핀(220)들이 형성될 수 있다. 히트 싱크(22)의 방열핀(220)은 하우징(20)와 직접 접촉하여 접촉부(207)를 형성할 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며 방열핀(220)은 하우징(20)과 이격될 수 있다. 도 6에서는 도시되지 않았으나, 방열핀(220)들은 서로 이격될 수 있으며, 이격된 방열핀(220)들 사이에서 상부 하우징(202)은 외부 공기에 직접 노출될 수 있다. 이에 따라 하우징(20) 내부의 열이 직접적으로 외부로 방출될 수 있다. 조명 장치(200) 내부의 전원 공급부(21) 및 광원부(24)에서 발생하는 열은 각각 하우징(20) 및 히트 싱크(22)에 의해 외부로 방출될 수 있다. 전원 공급부(21)에서 발생하는 열은 하우징(20) 하부 및 상부를 통하여 외부로 방출될 수 있다. 특히 상부 하우징(202)도 히트 싱크(22)의 방열핀(220)들 사이 영역을 통하여 외부로 직접 노출되어 있으므로 방열 효율이 향상될 수 있다. 광원부(24)에서 발생하는 열은 플레이트(30)를 통하여 히트 싱크(22)로 전달될 수 있다. 이처럼 광원부(24)와 히트 싱트(22) 사이에 전열성이 우수한 플레이트(30)를 형성함으로써, 광원부(24)에서 발생하는 열을 플레이트(30) 및 히트 싱크(22)를 통하여 효율적으로 외부로 전달할 수 있다.
도 1에 나타낸 조명 장치의 경우, 하우징(10)과 히트 싱크(12)의 체결 시, 하우싱(10) 상방에서 히트 싱크(12)를 하방으로 결합하는 바텀-업(bottom-up) 방식을 사용할 수 있다. 본 개시에 따른 조명 장치의 체결 방식은 이에 한정되지 않으며, 도 6에 나타낸 조명 장치의 경우 하우징(20)을 히트 싱크(22) 상방으로부터 하방으로 삽입하여 히트 싱크(22)와 결합시키는 탑-다운(top-down) 방식을 이용할 수 있다.
도 7은 히트 싱크가 프레스 커팅 방식에 의해 형성된 조명 장치를 나타낸 측면도이다.
도 7을 참조하면, 본 개시에 따른 조명 장치(400)는 하우징(40) 상에 형성된 히트 싱크(42)를 포함할 수 있다. 히트 싱크(42)는 하우징(40) 상에 안착되는 바디부(420)와 바디부(420)로부터 하방, 예를 들어 바디부(420)로부터 하우징(40) 방향으로 연장되어 형성된 방열핀(422)을 포함할 수 있다. 방열핀(422)은 다양한 방법에 의해 형성될 수 있으며, 예를 들어 프레스(press) 커팅 방식에 의해 형성될 수 있다. 히트 싱크(42)를 제작하기 위하여, 히트 싱크(42)를 형성하는 물질의 소정 부위에 프레스 커팅 방식에 의해 적어도 하나 이상의 개구부(vent hole)(43)를 형성하여 성형할 수 있다. 이 때 형성된 개구부(43)의 양측부는 방열핀(422)일 수 있으며, 개구부(43) 및 방열핀(422)의 크기 및 형상은 제한이 없으며, 임의로 선택될 수 있다. 방열핀(422)의 단부는 하우징(40)의 단차부(406)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 방열핀(422)은 하우징(40)의 상부, 즉 상부 하우징(402)과 접촉하거나 이격되어 형성될 수 있다. 하우징(40)의 일단부에는 외부 전원을 공급할 수 있는 단자부(48)와 연결될 수 있다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 조명 장치를 나타낸 도면이다. 도 8에서는 히트 싱크를 포함하는 옴니 벌브 램프(omni bulb lamp)를 나타내었다. 도 9a는 도 8에 나타낸 조명 장치의 하우징과 히트 싱크가 분리된 구조를 나타낸 도면이다. 도 9b는 도 8에 나타낸 조명 장치의 상부 평면도를 나타낸 도면이다.
도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 하우징(50) 상에 히트 싱크(54)가 형성될 수 있으며, 히트 싱크(54)의 하단부에는 하우징(50) 방향, 즉 하방으로 연장된 적어도 하나 이상의 방열핀(541, 542)이 형성될 수 있다. 적어도 하나의 방열핀(541, 542)은 하우징(50)의 상단부에 형성된 단차부(502)에 체결됨으로써 히트 싱크(54)와 하우징(50)이 결합될 수 있다. 하우징(50)의 하단부에는 외부 전원을 공급할 수 있는 소켓부(52)가 형성될 수 있으며, 하우징(50) 내부에는 전원 공급부가 형성될 수 있다. 히트 싱크(54) 상에는 광원부(55)가 형성될 수 있으며, 광원부(55) 상방에는 커버부(56)가 형성될 수 있다.
광원부(55)가 형성되는 위치는 임의로 조절될 수 있으며, 도 8에서는 광원부(55)가 히트 싱크(54)의 표면 상에서 다수의 방향을 향하도록 형성된 예를 나타내었다. 커버부(56)는 광원부(55)가 형성된 위치에 대응되도록 각각의 광원부(55) 상방에 형성될 수 있다. 광원부(55)는 기판(550) 상에 형성된 발광 소자(552)를 포함할 수 있다. 광원부(55)의 발광 소자(552)에서 발생된 열은 기판(550)을 통하여 히트 싱크(54)로 전달되여 외부로 방열될 수 있다.
히트 싱크(54)에는 그 상부로부터 하방으로 제 1개구부(510)가 형성될 수 있다. 제 1개구부(510)는 히트 싱크(54) 상부에서 수직 하방으로 히트 싱크(54)를 관통하여 형성될 수 있다. 그리고, 도 8에 나타낸 바와 같이 조명 장치의 히트 싱크(54)의 하단부에 형성된 방열핀(541, 542)들과 하우징(50) 상단부 사이에는 제 2개구부(512)가 형성될 수 있다. 제 1개구부(510) 및 제 2개구부(512)는 서로 연통될 수 있다. 제 1개구부(510) 및 제 2개구부(512)는 조명 장치 내부에서 서로 연결됨으로써, 제 1개구부(510)를 통하여 조명 장치 내부로 진입한 외부 공기는 제 2개구부(512)를 통하여 외부로 배출될 수 있다. 또한, 제 2개구부(512)를 통하여 조명 장치 내부로 진입한 외부 공기는 제 1개구부(510)를 통하여 외부로 배출될 수 있다.
조명 장치 외부의 공기가 개구부들(510, 512)을 통하여 이동할 수 있으며, 이에 따라 조명 장치 내부의 열을 외부로 방출하는 효율을 증대시킬 수 있다. 광원부(55)에서 발생한 열은 히트 싱크(54)로 직접 전달되어 히트 싱크(54) 외부로 방출될 수 있다. 그리고, 광원부(55)에서 발생한 열이 히트 싱크(54) 내부로 전달될 수도 있으며, 히트 싱크(54) 내부의 온도를 상승시킬 수 있다. 히트 싱크(54) 내부의 열은 제 1개구부(510) 또는 제 2개구부(512)를 통하여 히트 싱크(54) 내부로 순환하여 제 2개구부(512) 또는 제 1개구부(510)로 빠져나가는 외부 공기에 의해 조명 장치 외부로 방열될 수 있다. 그리고, 하우징(50) 내부의 전원 공급부에서 발생한 열은 하우징(50)의 표면을 통해 하우징(50) 외부로 방출되거나, 제 1개구부(510) 또는 제 2개구부(512)를 통하여 외부 공기에 의해 조명 장치 외부로 방열될 수 있다.
그리고, 도 9b에 나타낸 바와 같이, 제 1개구부(510)에는 히트 싱크(54)의 표면으로부터 돌출된 내부 방열핀(543)이 형성되어 히트 싱크(54)의 표면적을 넓혀 방열 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 히트 싱크(54)의 외측 표면에는 히트 싱크(54)의 표면적을 증대시킬 수 있도록 돌출된 적어도 하나 이상의 격벽(544, 545)들이 형성될 수 있다. 격벽(544, 545)들 사이의 히트 싱크(54)의 제 1영역 상에는 광원부(55) 및 커버부(56)가 형성될 수 있으며, 격벽(544, 545)들 사이의 제 2영역은 빈 공간(58)으로서 외부 공기에 노출될 수 있다. 격벽(544, 545)들은 히트 싱크(54)의 하방에 형성된 방열핀(541)으로도 연장되어 형성될 수 있으며, 방열핀(541)의 표면적을 넓혀 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 격벽(544, 545)은 방열핀(541)과 같이 조명 장치의 방열 효율을 향상시키는 역할을 하면서 조명 장치의 방열 효율을 크게 향상시킬 수 있다. 격벽(544, 545)은 히트 싱크(54)의 측면으로부터 돌출되어 히트 싱크의 표면적을 넓힐 수 있으며, 격벽(544, 545)은 측부 방열핀이라 할 수 있으며, 히트 싱크(54) 하부에 형성된 방열핀(541, 542)은 하부 방열핀이라 할 수 있다.
도 10은 도 8에 나타낸 조명 장치의 변형예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 하우징(60) 상에 히트 싱크(64)가 형성되며, 하우징(60)의 상단부는 히트 싱크(64)의 하단부와 체결된다. 히트 싱크(64)의 하단부에는 하우징(60) 방향으로 돌출된 적어도 하나 이상의 방열핀(641, 642)이 형성될 수 있다. 적어도 하나의 방열핀(641, 642)은 하우징(60)의 상단부에 형성된 적어도 하나의 단차부(602)에 체결될 수 있으며, 이에 따라 하우징(60)과 히트 싱크(64)는 결합될 수 있다. 하우징(60)의 하단부에는 외부 전원을 조명 장치에 공급할 수 있는 소켓부(62)가 형성될 수 있으며, 하우징(60) 내부에는 전원 공급부가 형성될 수 있다. 히트 싱크(64) 상에는 광원부(65)가 형성될 수 있으며, 광원부(65) 상방에는 커버부(66)가 형성될 수 있다.
히트 싱크(64)에는 그 상부로부터 하방으로 히트 싱크(64)를 관통하여 형성된 제 1개구부(610)가 형성될 수 있다. 그리고, 히트 싱크(64)의 하단부에 형성된 방열핀(641, 642)들과 하우징(60) 상단부 사이에는 제 2개구부(612)가 형성될 수 있다. 제 1개구부(610) 및 제 2개구부(612)를 통하여 외부 공기는 히트 싱크(64) 내부 및 하우징(60) 내부를 이동할 수 있다. 이에 따라 조명 장치 내부의 열을 외부로 방출하는 효율이 증대될 수 있다. 조명 장치 내부에서 광원부(65) 또는 전원 공급부에서 열이 발생할 수 있으며, 이 중 광원부(65)에서 발생한 열은 히트 싱크(64)로 직접 전달되어 히트 싱크(64) 외부로 방출될 수 있다. 또한, 광원부(65)에서 발생한 열이 히트 싱크(64) 내부로 전달될 수도 있으며, 히트 싱크(64) 내부의 온도를 상승시킬 수 있다. 히트 싱크(64) 내부의 열은 제 1개구부(610) 또는 제 2개구부(612)를 통하여 이동하는 외부 공기를 통하여 조명 장치 외부로 방열될 수 있다. 그리고, 하우징(60) 내부의 전원 공급부에서 발생한 열은 하우징(60)의 표면을 통해 조명 장치 외부로 방출되거나, 제 1개구부(610) 또는 제 2개구부(612)를 통하여 외부 공기에 의해 조명 장치 외부로 방열될 수 있다.
광원부(65)의 기판(650) 상에 형성된 발광 소자(652)를 포함할 수 있으며, 커버부(66)는 광원부(65)에 대응되는 영역 상방에 히트 싱크(64) 및 히트 싱크(64)로부터 돌출된 격벽부에 의해 지지되어 형성될 수 있다. 커버부(66)의 형상은 타원 형상이 될 수 있다. 도 10에 나타낸 조명 장치에서는 도 9와 비교하여 하부 방열핀(641, 642), 격벽 및 격벽들 사이의 공간부(68)의 갯수가 감소된 것이며, 이처럼 히트 싱크(64)의 형상, 방열핀들의 갯수, 격벽의 갯수 등은 선택적으로 조절될 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
100, 200, 400: 조명 장치, 10, 20, 40, 50, 60: 하우징
11, 21: 전원 공급부, 12, 22, 42, 52, 62: 히트 싱크
14, 24, 55, 65: 조명부, 15, 25, 552, 652: 발광 소자
16, 26, 46, 56, 66: 커버부, 18, 28, 48, : 단자부
30: 플레이트, 52, 62: 소켓부
120, 420: 바디부,
122, 122a, 122b, 220, 422, 541, 542, 641, 642: 방열핀
140, 550, 650: 기판, 168: 렌즈부,

Claims (15)

  1. 조명 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 삽입된 전원 공급부;
    상기 하우징과 체결된 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크 상에 형성된 광원부;를 포함하며,
    상기 히트 싱크는 상기 하우징의 외측 표면으로 연장되어 형성된 적어도 하나의 방열핀을 포함하며, 상기 방열핀의 일측부에 형성된 개구부를 포함하는 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방열핀은 제 1방열핀 및 제 2방열핀을 포함하는 조명 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 제 1방열핀 및 제 2방열핀 사이에 형성된 조명 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 하우징의 표면을 상기 조명 장치 외부 공기에 노출시키는 조명 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 하우징의 내부를 상기 조명 장치 외부 공기에 노출시키는 조명 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 히트 싱크가 서로 이격되어 형성된 갭을 포함하는 조명 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 갭은 상기 히트 싱크의 바디부와 상기 하우징의 상단부 사이가 이격되어 형성되며, 상기 갭은 상기 하우징 또는 상기 조명 장치 내부를 상기 조명 장치 외부 공기에 노출시키는 조명 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부 상에 형성된 커버부를 포함하며,
    상기 커버부는 적어도 하나 이상의 렌즈 요소를 포함하는 조명 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 광원부는 기판 상에 형성된 적어도 하나 이상의 발광 소자를 포함하며,
    상기 렌즈 요소는 상기 발광 소자에 대응되며, 상기 렌즈 요소들은 서로 중첩되도록 형성된 조명 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징 상에 형성된 플레이트를 포함하며,
    상기 광원부는 플레이트 상에 형성된 조명 장치.
  11. 조명 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 삽입된 전원 공급부;
    상기 하우징과 체결된 히트 싱크; 및
    상기 히트 싱크 상에 형성된 광원부;를 포함하며,
    상기 히트 싱크는 상기 하우징의 외측 표면으로 연장되어 형성된 적어도 하나의 방열핀을 포함하며,
    상기 히트 싱크의 상부로부터 하부로 상기 히트 싱크를 관통하여 형성된 제 1개구부; 및
    상기 방열핀의 일측부에 형성된 제 2개구부;를 포함하는 조명 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1개구부 내에 형성되며, 상기 히트 싱크의 표면으로부터 돌출된 내부 방열핀을 포함하는 조명 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 히트 싱크의 외측 표면으로부터 돌출된 적어도 하나 이상의 격벽을 포함하는 조명 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 히트 싱크의 측면으로부터 돌출되어 상기 방열핀으로 연장되어 형성된 조명 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1개구부 및 상기 제 2개구부는 서로 연결된 조명 장치.
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