KR200336197Y1 - Ｌｅｄ용 전면 조사등 - Google Patents

Abstract

본 고안은 LED를 이용하여 전구와 같은 조명등으로 하면서, 특히 그 수명을 혁신적으로 연장하는 LED 조명등에 관한 고안이다.

본 고안은 중앙부(12)와 일체로 되어 원주상 격벽(11)으로 되는 방열핀(1)과, 상기 방열핀(1)의 원주상 격벽(11)내에 수납되는 것으로; 공기를 강제 순환시키는 냉각팬(2)과, 교류전원을 직류로 정류하여 공급하도록 제어되는 회로기판(3)과로 되고, 상기 방열핀(1)의 후미에 부착되는 것으로 백열전구용 리셉터클에 전기적으로 접속되는 소켓(5)과, 다수의 LED(4)가 배열되어 상기 방열핀(1)의 중앙부(12) 상면에 부착되는 금속 PCB(43)로 구성된다.

따라서, 본 고안은 LED용 전면조사 등으로서 백열전구용 리셉터클(Receptacle)에 삽입되는 구조를 제공하여 적은 전기에너지로도 높은 조도를 얻을 수 있으며, LED를 전면에만 집적 배치될 수 있는 구조를 제공하여 조사 방향을 한정함으로서 사용자의 요구에 따른 적절한 조도를 얻을 수 있으며, 특히 효율 좋은 냉각 구조를 제공함으로서 연속사용 시에도 충분한 성능을 발휘하도록 하면서 수명을 극대화할 수 있도록 하는 것으로 효과적이며 실용적인 고안이다.

Description

ＬＥＤ용 전면 조사등{Front irradiating Light using by ＬＥＤ}

본 고안은 LED를 이용하여 전구와 같은 조명등으로 하면서, 특히 그 수명을 혁신적으로 연장하는 LED용 전면조사 등에 관한 고안이다.

조명등은 전원을 공급받아 전기에너지를 빛에너지로 전환함으로서 사용자에게 어두운 곳에서도 물체를 식별할 수 있도록 하는 도구로서 인간의 문명을 획기적으로 발전되도록 하는 기폭제가 된 것이며, 따라서, 이러한 도구는 여러 가지 형태로서 사용되고 있는데, 예컨대 최초로 개발된 백열전구는 빛보다는 열이 더 많이 발생되어 저렴하게 제작될 수 있음에도 사용이 지양되고 있는 실정이고, 이러한 단점을 개선하여 등장된 것이 형광등인데, 이는 비록 전구보다 전기에너지를 빛 에너지로 전환하는 비율이 커서 에너지 절약이라는 장점을 가지지만 점등에 소요되는 시간이 길고 그 수명이 짧다는 한계로 새로운 매체를 요구하는 실정이었다.

이에 부응하고자 개발된 것이 LED(Light emitting diode)로서, 비록 아직까지 제작비용은 경제성이 떨어지지만, 작은 전력으로 높은 조도를 얻으면서 그 수명도 1회사용에 특별한 수리 없이도 3년 이상으로 획기적으로 길어서 장래의 조명등으로서 선호되는 바 크다고 하겠다.

이렇게 LED를 이용하여 조명을 하는 기구로서는 한국 공개 특2003-0014951호의 '형광빛 LED램프를 사용한 백열전구형 램프' 및 동 공개 특2003-0008770호의 'LED모듈을 적층 형성한 전구' 등이 있다.

상기 전자는 도 5에 도시된 바와 같이, 형광빛 LED를 사용한 백열전구형 램프로 DC전압을 사용하여 LED를 발광시키는 장치와 발광부 후면에는 반사체를 부착하고 전면에는 투과 렌즈를 부착하여 빛을 고르게 투과시키는 장치이다. 따라서, 사용용도에 따라 빛의 강약 조절을 할 수 있고, 에너지 절약과 사용자의 시력을 보호할 수 있고, 반영구적인 수명을 갖고 있으며, 주위 온도의 변화에도 영향을 미치지 않는 첨단의 전구라는 장점을 가지지만, LED(발광 다이오드)는 일정시간 사용되면 발열에 의하여 그 효율이 떨어질 뿐만 아니라 계속적인 사용 시 발열량이 점증되어 수명을 떨어뜨린다는 단점을 가진다.

또한, 상기 후자는 도 6에 도시된 바와 같이, 통상의 나사산 형태의 소켓과 전구 형태로 이루어진 벌브로 형성된 전구에 있어서, 상기 벌브(40)의 하단부와 소켓(10) 사이에 외부의 상용전원을 입력받아 PWM방식으로 전류를 공급하는 전원공급부(20)와; 상기 전원공급부(20)의 상부에 육각형 형태로 다수의 LED기본모듈(300)을 구비한 다층의 LED기판(31,32,33)과; 상기 다층의 LED기판(31,32,33)에 전원을 공급하고 고정 지지하는 연결주(柱)(340)로 이루어지는 것이다. 따라서, 고품질의 백색광을 얻기 위해 최소형태로 최대의 LED를 배치할 수 있는 육각형 구조로 빛의 3원색인 적색, 녹색, 청색 LED를 이용하여 LED모듈을 형성하고 이를 다층으로 적층하여 형성된 전구와 이에 적합한 전원을 공급할 수 있는 전원공급회로가 내장된LED모듈을 적층 형성한 전구를 제공한다는 장점을 가지지만, 조사되는 빛이 방사상이어서 거리에 따라 조도가 현격히 감소되며, 이도 역시 발열에 의한 수명이 떨어진다는 문제점은 개선되지 않고 있음이 현실이다.

본 고안은 상술한 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로, LED를 사용하는 조명등으로서 백열전구용 리셉터클(Receptacle)에 삽입되는 구조를 제공하여 적은 전기에너지로도 높은 조도를 얻을 수 있으며, LED를 전면에만 집적 배치될 수 있는 구조를 제공하여 조사 방향을 한정함으로서 사용자의 요구에 따른 적절한 조도를 얻을 수 있으며, 특히 효율 좋은 냉각 구조를 제공함으로서 연속사용 시에도 충분한 성능을 발휘하도록 하면서 수명을 극대화할 수 있도록 하는 것인데, 이를 도면에 따라 이하에 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 구성상태도,

도 2는 본 고안의 구성상태 전개도,

도 3은 본 고안의 구성상태 종단면도,

도 4는 도 3의 A부 발췌 확대도,

도 5는 종래 고안의 구성상태 평면도,

도 6은 종래 다른 고안의 구성상태 평면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 방열핀

11. 격벽 12. 중앙부

2. 냉각팬

20. 전원공급부

3. 회로기판

31. 통로

4. LED

40. 벌브 43. 금속 PCB(metal Printed circuit board)

44. 커버

5. 소켓

6.렌즈

Ai. 공기의 흐름선 B. 본드

도 1은 본 고안의 구성상태도이고, 도 2는 내부 구조를 알 수 있도록 본 고안의 구성 요소별로 분리하여 도시하는 전개도이다.

본 고안은 도면에 도시된 바와 같이, 중앙부(12)와 일체로 되어 원주상 격벽(11)으로 되는 방열핀(1)과, 상기 방열핀(1)의 원주상 격벽(11)내에 수납되는 것으로; 공기를 강제 순환시키는 냉각팬(2)과, 교류전원을 직류로 정류하여 공급하도록 제어되는 회로기판(3)과로 되고, 상기 방열핀(1)의 후미에 부착되는 것으로 백열전구용 리셉터클에 전기적으로 접속되는 소켓(5)과, 다수의 LED(4)가 배열되어 상기 방열핀(1)의 중앙부(12) 상면에 부착되는 금속 PCB(43)로 구성된다.

도 3은 본 고안의 종단면도이고, 도 4는 본 고안의 상세를 알 수 있도록 도 3의 A부만을 발췌하여 확대 도시하는 단면도이다.

상기 구성에 있어서, 상기 금속 PCB(43)에 배열된 다수의 LED(4) 각각이 투명한 커버(44)로 피복되는 것임을 특징으로 하면 바람직하다.

미설명 부호 6은 렌즈로서 본 고안의 필수 구성은 아니나, 전면(前面)으로 조사되는 본 고안의 조사등의 불빛을 모아주거나 또는 평행광선으로 하도록 추가 될 수 있는 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 고안의 작용을 도 3을 참고로 이하에 상세히 설명한다.

본 고안의 일 구성에 의하면, 본 고안은 대별하여 방열핀(1)과, 방열핀(1)의 내부에 수납되는 냉각팬(2)과 회로기판(3) 및 LED(4)가 배열되는 금속 PCB(43), 그리고 소켓(5)으로 구성되어, 유닛화되어 있는 것으로 대량생산에 편리하며 각부의 구성 요소는 다음과 같이 기능한다.

먼저, 방열핀(1)은 중앙부(12)와 일체로 되어 원주상 격벽(11)으로 되는 것인데, 중앙부(12)와 원주상 격벽(11)의 내부에 후술하는 냉각팬(2) 회로기판(3)을 수납하면서 냉각팬(2)에서 공급되는 공기가 중앙부(12)에서 충돌한 후 격벽(11, 11, …)사이로 통과될 때(도 3의 Ai선 참고)에 열을 충실히 흡수하게 되어 중앙부(12)와 원주상 격벽(11)은 항상 정온으로 냉각이 유지되게 된다.

게다가, 냉각팬(2)은 방열핀(1) 내부에 수납되어 외부의 충격 등으로부터 보호되면서, 공기를 강제 순환시키는 것으로 방열핀(1)측으로 공기를 불어넣어서 냉각을 시키게 기능하며, 이때, 공기의 순환효율을 높이기 위해서는 각 구성 부품이 케이스와 같은 외피로 피복되어 유닛화된 경우라면 케이스의 소정 부위에 통기로를 구비하여 항상 신선한 외기가 순환되도록 함이 바람직하며, 이러한 추가 구성이 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않음은 명백하다.

또한, 회로기판(3)도 방열핀(1)내에 수납되는데, 이는 교류전원을 직류로 정류하여 공급하도록 제어되는 것으로, 이렇게 공급되는 직류 전원은 후술하는 다수의 LED(4) 및 냉각팬(2)을 적절히 동작시키게 되며, 회로기판(3)의 중앙부에 공기가 관통되는 통로(31)를 구비시키면 냉각 효율을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

더구나, 다수의 LED(4)가 배열되어 상기 방열핀(1)의 중앙부(12) 상면에 부착되는 금속 PCB(43)로 되어 있어서, 금속 PCB(43)에 의해 LED(4)로 전력이 적절히 공급되어 LED(4)가 발광하게 되는데, LED(4)란 전력을 받아 발광하는 소자임으로 비록 빛과 함께 약간의 열이 발생되지만, 이는 금속제의 PCB(43)가 메탈 본드(B) 또는 열전도성 본드 등에 의해 방열핀(1)의 중앙부(12)에 긴밀히 밀착되어 냉각된 방열핀(1)에 의해 열이 원활히 흡수됨으로 항상 최적의 상태에서 작동이 이루어지게 된다. 그리고, LED(4)는 모듈 1세트 또는 다수 세트로 하여 하나의 유닛으로 하는 LED 페케지로 할 수도 있으며, 이때의 연결은 LED 소켓에 삽입하여 전기적 연결을 도모하는 방식을 채용함이 제조공정 상 바람직하나, 기타의 방식이라도 회로기판(3)의 설계에 따라 얼마든지 적절히 채용될 수 있다.

마지막으로, 소켓(5)은 상기 방열핀(1)의 후미에 부착되는 것으로 백열전구용 리셉터클에 전기적으로 접속되는 것인데, 본 고안의 LED 조명등은 백열전구 대신에 사용이 될 수 있도록 하고자 소켓(5)을 백열전구용으로 하는 것이며, 예컨대, 형광등용 소켓으로 하거나 기타의 소켓으로 하여도 이는 공지된 기술로서 당해 업계의 통상적인 전문가라면 누구든지 용이하게 설계변경 할 수 있는 사항임으로 본 고안의 기술적 범위 내 임이 명백하다.

본 고안의 다른 구성에 의하면, 상기한 기본 구성과 더불어, 상기 금속 PCB(43)에 배열된 다수의 LED(4) 각각이 투명한 커버(44)로 피복되는 것인데, 이렇게 커버(44)로 각각의 LED(4) 모듈을 피복하면 외부의 충격으로부터 LED(4) 모듈을 보호하여 내구성을 향상시킬 수 있으면서, 커버(44)가 렌즈 역할을 하여 투사되는 빛을 모아주거나 주사방향을 적절히 조절하기 쉬워서 바람직하다. 게다가, LED(4)는 전도에 의하여 냉각되는 형태임으로 윗면을 절연체로 피복하더라도 후면에서 열 전달이 충분히 이루어짐으로 커버(44)가 LED(4)의 냉각에 장애로 작용되지는 않게 된다.

본 고안은 LED용 전면조사 등으로서 백열전구용 리셉터클(Receptacle)에 삽입되는 구조를 제공하여 적은 전기에너지로도 높은 조도를 얻을 수 있으며, LED를 전면에만 집적 배치될 수 있는 구조를 제공하여 조사 방향을 한정함으로서 사용자의 요구에 따른 적절한 조도를 얻을 수 있으며, 특히 효율 좋은 냉각 구조를 제공함으로서 연속사용 시에도 충분한 성능을 발휘하도록 하면서 수명을 극대화할 수 있도록 하는 것으로 효과적이며 실용적인 고안이다.

Claims (2)

1. 중앙부(12)와 일체로 되어 원주상 격벽(11)으로 되는 방열핀(1)과,

   상기 방열핀(1)의 원주상 격벽(11)내에 수납되는 것으로; 공기를 강제 순환시키는 냉각팬(2)과, 교류전원을 직류로 정류하여 공급하도록 제어되는 회로기판(3)과로 되고,

   상기 방열핀(1)의 후미에 부착되는 것으로 백열전구용 리셉터클에 전기적으로 접속되는 소켓(5)과,

   다수의 LED(4)가 배열되어 상기 방열핀(1)의 중앙부(12) 상면에 부착되는 금속 PCB(43)로 구성되는 LED용 전면 조사등.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 금속 PCB(43)에 배열된 다수의 LED(4) 각각이 투명한 커버(44)로 피복되는 것임을 특징으로 하는 LED용 전면 조사등.