KR101611391B1

KR101611391B1 - 절연 방열판이 구비된 ｌｅｄ등

Info

Publication number: KR101611391B1
Application number: KR1020150071686A
Authority: KR
Inventors: 빈원영
Original assignee: 쇼이(주)
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2015-05-22
Publication date: 2016-04-11
Anticipated expiration: 2035-05-22

Abstract

본 발명은 절연 방열판이 구비된 LED 등에 관한 것으로서, 방열판을 절연재질로 형성하여 누전이나 감전을 방지함과 아울러 고효율의 방열이 이루어지도록 한 절연 방열판이 구비된 LED 등에 관한 것으로서,
일측이 개방된 구형의 커버; 상기 커버의 개방부측에 장착되는 절연 방열판; 상기 절연 방열판의 저면에 부착되는 LED모듈이 장착된 LED 기판부; 상기 절연 방열판의 배면측에 안착되는 절연 방수조인트; 및 상기 상부조인트의 타측에 부착되는 절연 전원커넥터부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연방열판이 구비된 LED 등을 제공한다. 본 발명은 방열판을 절연이 가능한 수지성 물질을 함유한 절연물질로 구성함으로써, 별도의 절연물질을 사용하지 않기 때문에 열방출을 용이하다는 장점이 있다.

Description

절연 방열판이 구비된 ＬＥＤ등{THE LED LIGHT TO BE EQUIPPED ISOLATION HEAT-DISCHARGING PLATE}

본 발명은 절연 방열판이 구비된 LED 등에 관한 것으로서, 방열판을 절연재질로 형성하여 누전이나 감전을 방지함과 아울러 고효율의 방열이 이루어지도록 한 절연 방열판이 구비된 LED 등에 관한 것이다.

LED 램프는 에너지 소모량이 많지 않아 백열등이나 형광등을 대체할 램프로서 각광받고 있다. 일반적으로 LED 램프는 LED 모듈이 장착되는 기판과 LED모듈에서 발생하는 열을 냉각하기 위한 방열판을 포함한다. LED 모듈은 하나 이상의 LED를 포함하고 있으며, 통상적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 상에 실장되어 전원을 공급 받아 램프로서의 역할을 수행한다. 또한, 방열판은 LED에 의해 발생하는 열을 발산하기 위해서 LED의 배면측에 장착되는데, 통상적으로 열전도도가 좋은 금속 재료로 만들어진다.

종래의 기술들은 방열판으로 알루미늄과 같은 금속을 많이 사용하여 왔다. 알루미늄의 경우, 열전도도가 좋은데 반해 중량이 커서 LED 램프의 경량화를 어렵게 하는 문제점이 있었다. 또한, 방열판이 금속으로 이루어지기 때문에 외부로 노출되어 사용자가 LED 램프를 손으로 잡아 취급하는데 있어서 화상을 입거나 감전이 될 수 있는 문제점들이 있었다. 따라서, 종래기술은 방열판을 절연시키기 위한 조치가 필요하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 여러가지 기술들이 제시되었다.

특허출원 제10-2010-0080284호는 방열구조를 갖는 LED 램프에 관한 것으로서, 개선된 방열구조를 갖는 LED 램프가 개시되고 있는데, 상기 기술에 따른 LED 램프는, LED 모듈과; 상기 LED 모듈의 열 방출을 위해 방열핀들을 포함하는 금속 히트싱크와; 상기 금속 히트싱크와 일체화된 절연물질 하우징을 포함하며, 절연물질 하우징은 상기 방열핀들의 외부 노출을 허용하는 둘레벽을 포함하여 구성되는 LED 램프를 제시하고 있다. 상기 기술은 금속 히트싱크의 외부에 절연물질로 이루어진 하우징을 더 포함하고 있기 때문에 제조비용 증가와 함께 금속이 열을 받는 경우 절연물질 하우징이 금속으로부터 떨어질 수 있다는 문제점과, 금속과 절연물질 하우징이 일체로 형성되어 있기 때문에 두께나 무게가 증가하여 경량화 등에 역핼할 수 있는 문제점이 있었다.

특허 제1207397호는 LED 조립체 및 이를 이용한 전구형 LED 조명장치에 관한 것으로서, 다수의 LED가 실장된 LED 기판; 일측에 장착된 상기 LED 패키지로부터 발생된 열을 방열시키기 위한 방열하우징; 상기 방열하우징 내에 배치되며 상기 다수의 LED를 구동하기 위한 각종 소자가 실장되는 구동회로기판; 상기 회로기판의 각종 소자와 상기 방열하우징 간의 절연을 위해 상기 회로기판을 감싸는 절연부재;상기 방열하우징의 타측에 결합되어 상기 LED 패키지로 전원을 인가하기 위한 스크류 캡; 및 상기 LED 기판을 케이싱 처리하기 위해 상기 방열장치의 일측에 결합되는 투명 또는 반투명의 글로브를 포함하는 LED 조립체를 제공한다. 상기 기술도 마찬가지로 알루미늄으로 이루어진 방열하우징과 방열하우징으로의 전류가 흐르는 것을 방지하기 위한 절연부재를 회로기판에 설치하였다는 점에서 두께나 무게가 증가하여 경량화에 다소 문제점이 있었다.

특허출원 제10-2013-0111896호는 방열구조를 갖는 선박용 LED 조명등에 관한 것으로, 그 구성은 외부의 전원을 공급하는 베이스 소켓에 내입 고정되는 것으로, 전원이 공급되면 발광하는 LED 발광부와, 상기 베이스 소켓에 내입 고정되어 상기 LED 발광부로 전원을 공급하는 에디슨 베이스와, 상기 LED 발광부에서 발산되는 열을 제공받아 외부로 방열하는 방열판을 포함하는 LED 조명등에 있어서, 내부에 공간을 가지되, 하부는 상기 방열판 내부에 내장되어 상기 방열판의 내부에 위치되고, 상부는 상기 에디슨 베이스가 결합되어, 상기 방열판으로부터 열을 전도 받아 상기 에디슨 베이스로 전도하는 열 전도체;와, 상기 열 전도체 상에 위치 고정되어, 상기 에디슨 베이스와 방열판의 전기적인 접촉을 방지하는 절연체;와, 상기 열전도체와 상기 방열판 사이에 위치되어 상기 열 전도체와 상기 방열판의 전기적인 접촉을 방지하는 절연패드;로 된 것을 특징으로 하는 것으로서, LED 발광부에서 발산되는 열을 방열판을 통해서 방열하는 동시에, 방열판과 연결되는 열 전도체를 통해서 방열판으로부터 열을 전도 받아 에디슨 베이스 및 베이스 소켓으로 전도하여 외부로 방열함으로, 우수한 방열효과를 기대할 수 있을 뿐만 아니라, 선박에 설치되어 LED 조명등이 방수 커버를 통해 밀폐되더라도 열 전도체를 통해서 효율적으로 외부로 열을 전도 방출할 수 있어 선박에 용이하게 적용하여 사용할 수 있는 효과가 있으나, 상기 기술도 방열판과 절연패드가 필요한 점에서 다른 종래기술과 같은 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 방열판은 절연이 가능한 수지성 물질을 함유한 절연물질로 구성함으로써, 열방출을 용이하게 하고 감전 및 화상의 위험성이 적은 절연 방열판을 구비한 LED 등을 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 방열판의 절연을 위해 절연패드나 절연부재를 별도로 사용하지 않음으로써, 원가절감, 부피감소 및 경량화가 가능한 절연 방열판을 구비한 LED 등을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 일측이 개방된 구형의 커버; 상기 커버의 개방부측에 장착되는 절연 방열판; 상기 절연 방열판의 저면에 부착되는 LED모듈이 장착된 LED 기판부; 상기 절연 방열판의 배면측에 안착되는 절연 방수조인트; 및 상기 절연 방수조인트의 타측에 부착되는 절연 전원커넥터부;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연방열판이 구비된 LED 등을 제공한다.

본 발명의 절연 방열판은, 베이스판과 상기 베이스판에 방사상으로 부착되는 다수의 방열핀으로 구성되며, 상기 방열핀은, 상기 베이스판의 가장자리에서는 상부로 경사져 형성되고, 내측에서는 수직으로 형성되며, 상단은 내측으로 단턱부가 형성되어, 상기 단턱부에 상기 절연 방수조인트가 안착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 방열핀 중 서로 마주보는 어느 한쌍의 방열핀에는 볼트관통부가 형성되고, 어느 하나의 방열핀에는 전선관통부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 절연 방수조인트는, 하부판과, 상기 하부판의 가장자리를 따라 형성된 링부와, 상기 링부의 외주면에 형성된 가이드부로 구성되어 상기 단턱부에 안착되되, 상기 방열핀은 상기 가이드부에 삽입되어 상기 절연 방수조인트가 고정 안착되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 절연 전원커넥터부는, 상기 방열핀 상단과 상기 절연 방수조인트의 상단에 안착되어 접착되는 접착부와, 접착부에서 상부로 연장되면서 경사져 형성되는 연장부와, 상기 연장부의 상단에 형성되는 조인트부와, 상기 조인트부의 외주면을 감싸면서 부착되고 외주면에는 나사산이 형성된 전도성 금속으로 이루어진 체결부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 절연 방열판, 절연 방수조인트 및 절연 전원커넥터부는, 폴리락티드 30 ~ 65 중량%와, 그라파이트 30 ~ 50 중량%와, 산화알루미늄 5 ~ 20 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 방열판을 절연이 가능한 수지성 물질을 함유한 절연물질로 구성함으로써, 별도의 절연물질을 사용하지 않기 때문에 열방출을 용이하다는 장점이 있다.

또한 본 발명은 절연 방열판을 사용하기 때문에 감전 및 화상의 위험성이 적어 안전성이 큰 장점이 있다.

또한, 본 발명은 방열판의 절연을 위해 절연패드나 절연부재를 별도로 사용하지 않음으로써, 원가절감, 부피감소 및 경량화가 가능하다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 절연 방열판을 구비한 LED 등의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 절연 방열판을 구비한 LED 등의 분해사시도.
도 3은 본 발명에 따른 LED 등의 절단면도.
도 4는 본 발명에 따른 LED 등의 절단사시도.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 절연 방열판을 구비한 LED 등의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 절연 방열판을 구비한 LED 등의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 LED 등의 절단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 LED 등의 절단사시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절연 방열판이 구비된 LED 등(1)은 커버(10)와, 커버(10)와 연결되는 절연 방열판(30)과, 절연 방열판(30)의 전면에 장착되는 LED 기판부(20)와, 절연 방열판(30)에 안착되는 절연 방수조인트(40)와, 절연 방열판(30) 및 절연 방수조인트(40)와 연결되는 전원커넥터부(50)로 구성된다. 본 발명에 따른 LED 등은 도면에 도시된 바와 같이 전구형으로 이루어진다. 따라서 단면이 원형으로 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 커버(10)의 상단은 절연 방열판(30)의 베이스판(31)에 부착되는데, 밀봉을 위해 오링(11)이 개입되어서 커버(10)와 절연 방열판(30)이 서로 연결된다.

도 2에 도시된 바와 같이 절연 방열판(30)은, 원판형의 베이스판(31)과 베이스판(31)의 상부면에 형성되는 방사상으로 형성된 다수의 방열핀(32)으로 구성된다. 방열핀(32)은 베이스판(31)의 외측 가장자리에서 상부로 경사져 연장되고, 방열핀(32)의 내측은 중앙 측에서 상부소 수직으로 연장된다. 방열핀(32)의 상단(35)에는 내측으로 단턱부가 형성되는데, 단턱부는 단턱수평부(33)과 단턱수직부(34)로 구성된다. 또한, 어느 한쌍의 단턱수평부(33)에는 볼트관통부(36a, 36b)가 형성되며, 볼트관통부(36a, 36b)도 단턱수평부(33)와 같은 평면을 유지하도록 형성된다. 또한 어느 하나의 단턱수평부(33)에는 전선관통부(37)가 형성되어, 전원커넥터부(50)로부터 전선(미도시)이 통과하고, 상기 전선을 통해 전원이 인가될 수 있도록 한다. 방열핀(32)은 내측 중앙부는 공간(38)이 형성된다. 공간이 형성되어 있고, 각 방열핀(32)은 소정거리 이격되어 있기 때문에, 방열핀(32) 사이로 공기가 흘러갈 수 있다. 따라서 방열핀(32)에 의한 냉각효과는 효율이 높아지게 된다. 그에 따라 소형화 및 경량화가 가능할 수 있다.

방열핀(32)의 단턱부에는 절연 방수조인트(40)가 안착되는데, 절연 방수조인트(40)는 하부판(41)과 하부판(41)의 가장자리에서 상부로 연장되어 형성되는 링부(42)와, 링부(42)의 외주면에 상하 두줄이 한쌍으로 이루어지는 다수의 가이드부(43)로 구성된다. 가이드부(43)는 방열핀(32)의 숫자만큼 형성되는데, 방열핀(32)의 단턱수직부(34)로 가이드부(43)가 삽입되어 단턱수평부(33)에 안착됨으로써 절연 방수조인트(40)가 위치 고정된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 절연 방수조인트(40)의 하부판(41)에는 한 쌍의 볼트관통홀(44a, 44b)과 하나의 전선관통홀(45)이 형성되며, 가이드부(43)가 방열핀(32)에 위치 고정되기 때문에 절연 방수판(30)의 볼트관통부(36a, 36b) 및 전선관통부(35)와 관통홀(44, 45)를 쉽게 일치시킬 수 있다.

방수 조인트(40)의 상부에는 절연 전원커넥터부(50)가 안착된다. 절연 전원커넥터부(50)의 하단은 단턱(54)이 형성되는 접착부(52)가 구비되고, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 방수 조인트(40)의 링부(42)의 상단에 안착되는 접착부(52)에는 오링(57)이 개입되어 밀봉된다. 따라서 전원커넥터부(50)의 내측으로 수분 등이 들어올 수 없게 된다. 전원커넥터부(50)의 상단은 연장부(51)와 일체로 형성되는 조인트부(55)가 형성되고, 조인트부(55)의 외주면에는 전도성 금속으로 된 체결부(58)가 결합된다. 체결부(58)의 외주면에는 나사산이 형성되어 전구소켓에 끼워질 수 있다. 전구소켓에 끼워지면 LED 등으로 전원이 인가될 수 있다. 전원커넥터부(50)의 내측은 빈 공간인 공동부(56)로 이루어지고, 연장부(51)의 내주면에는 한 쌍의 볼트안착부(53)가 형성된다.

방열판(30)의 베이스판(31)의 저면에는 LED 기판부(20)가 장착된다. LED 기판부(20)는 LED 모듈이 장착되는 인쇄회로기판(21)으로 이루어지고, 인쇄회로기판(21)에 볼트관통홀(22a, 22b)과 전선관통홀(23)이 형성되어, 볼트(12)에 의해 전원커넥터부(50)에 고정된다. 볼트(12)는 인쇄회로기판(21), 절연 방열판(30), 절연 방수조인트(40) 및 전원커넥터부(50)를 서로 연결한다.

본 발명에 따른 절연방열판(30)과 절연 방수조인트(40) 및 전원커넥터부(50)는 절연물질로 이루어진다. 절연물질은 폴리락티드(POLY-LACTIC ACID) 30 ~ 65 중량%와, 그라파이트(GRAPHITE) 30 ~ 50 중량%와, 산화알루미늄(ALUMINIUM OXIDE) 5 ~ 20 중량%로 이루어져 절연성능을 가짐과 아울러 방열기능을 수행한다.

이와 같이 본 발명은 다양하게 변형실시가 가능한 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정된 것은 아니고, 본 발명의 청구 범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 변형하여 사용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

1 : LED 등
10 : 커버 11 : 오링
20 : LED 기판부 21 : 인쇄회로기판
22 : 볼트홀 23 : 전선관통홀
30 : 절연 방열판 31 : 베이스판
32 : 방열핀 33 : 단턱수평부
34 : 단턱수직부 35 : 방열핀 상단
36 : 볼트관통부 37 : 전선관통부
38 : 중앙 공간부
40 : 절연 방수조인트 41 : 하부판
42 : 링부 43 : 가이드부
44 : 볼트관통홀 45 : 전선관통홀
50 : 전원커넥터부 51 : 연장부
52 : 접착부 53 : 볼트 안착부
54 : 단턱 55 : 조인트부
56 : 공동부 57 : 오링
58 : 체결부

Claims

일측이 개방된 구형의 커버;
상기 커버의 개방부측에 장착되는 절연 방열판;
상기 절연 방열판의 저면에 부착되는 LED모듈이 장착된 LED 기판부;
상기 절연 방열판의 배면측에 안착되는 절연 방수조인트; 및
상기 절연 방수조인트의 타측에 배치되는 절연 전원커넥터부;
로 이루어지며,
상기 절연 방열판은,
베이스판과 상기 베이스판에 방사상으로 부착되는 다수의 방열핀으로 구성되며,
상기 방열핀은, 상기 베이스판의 외측 가장자리에서는 상부로 경사져 형성되고, 내측에서는 상부로 수직 연장되어 형성되며, 상기 방열핀의 상단은 내측으로 단턱부가 형성되어, 상기 단턱부에 상기 절연 방수조인트가 안착되며,
상기 절연 전원커넥터부는, 상기 방열핀 상단과 상기 절연 방수조인트의 상단에 안착되어 접착되는 접착부와, 상기 접착부에서 상부로 연장되면서 경사져 형성되는 연장부와, 상기 연장부의 상단에 형성되는 조인트부와, 상기 조인트부의 외주면을 감싸면서 부착되고 외주면에는 나사산이 형성된 전도성 금속으로 이루어진 체결부로 구성되며,
상기 절연 전원커넥터부의 내측은 공동부로 이루어지고, 상기 연장부의 내주면에는 한 쌍의 볼트안착부가 마련되되, 상기 LED 기판부, 절연 방열판, 절연 방수조인트 및 절연 전원커넥터부는 볼트에 의해 서로 연결되며,
상기 절연 방열판, 상기 절연 방수조인트 및 상기 절연 전원커넥터부는, 폴리락티드 30 ~ 65 중량%와, 그라파이트 30 ~ 50 중량%와, 산화알루미늄 5 ~ 20 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연방열판이 구비된 LED 등.
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제1항에 있어서,
상기 방열핀 중 서로 마주보는 어느 한쌍의 방열핀에는 볼트관통부가 형성되고, 어느 하나의 방열핀에는 전선관통부가 형성되는 것을 특징으로 하는 절연방열판이 구비된 LED 등.
제3항에 있어서,
상기 절연 방수조인트는, 하부판과, 상기 하부판의 가장자리를 따라 형성된 링부와, 상기 링부의 외주면에 형성된 가이드부로 구성되어 상기 단턱부에 안착되되,
상기 방열핀은 상기 가이드부에 삽입되어 상기 절연 방수조인트가 고정 안착되는 것을 특징으로 하는 절연방열판이 구비된 LED 등.
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