KR20160113506A - 엘이디 조명장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 저면에 광방출구(210)가 마련되어 있으며, 상부로 갈수록 직경이 감소하며, 내경일부에 안착면(230)을 가지는 수지재 하부하우징(200)과, 상기 하부하우징(200)의 상부에 결합되며 내부에 전원공급부(140)가 삽입되고, 엘이디(310)를 실장한 기판(300)이 저면 개방부의 둘레의 안착면(160)에 결합되는 금속재 상부하우징(100)과, 상기 하부하우징(200)의 안착면(230)에 안착되는 확산판(240)을 포함한다.

Description

엘이디 조명장치{LED lighting device}

본 발명은 엘이디 조명장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 천장에 매립되는 엘이디 조명장치에 관한 것이다.

일반적으로 엘이디 조명장치를 포함하는 조명장치들은 기본적으로 확산을 위한 표면(surface)에서 빛을 발산하는 형태를 취하고 있다. 이는 벌브형 조명장치와 면조명장치, 스텐드형 조명장치 모두 공통되는 것이며, 조명의 아름다움은 빛 자체에 있지 않고 조명장치의 외형 디자인의 특이성이나 색감에 의해 결정된다.

이처럼 표면 발광형의 조명장치의 예로서 면조명 장치는 일정 면적의 확산판을 커버로 사용하고 있다. 이러한 예로 등록특허 10-0998980호(등록일자 2010년 12월 1일)를 들 수 있다. 상기 등록특허의 대표도면인 도 4에는 상향으로 광을 방출하도록 다수의 엘이디가 배치된 기판을 실장하고, 그 기판의 상부측에 적어도 한 층 이상의 확산층이 포함되도록 하여, 다수의 엘이디에서 방출된 광들을 확산시켜 특정한 크기의 면 전체에서 일정한 조도로 조명할 수 있도록 한 구성이다.

이와 같은 구성은 앞서 설명한 표면에서 빛을 발산하는 종래의 조명장치의 일반적인 구성이며, 확산판은 광이 일부에서 집중적으로 방출되는 것을 방지하여 눈부심의 발생을 방지하는 효과가 있으나, 광 손실이 많아 광효율이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 광효율의 저하는 동일한 조도의 조명을 위하여 보다 많은 전력을 사용해야 하기 때문에 조명장치의 에너지 소비 효율을 저하시키는 원인이 된다.

즉, 충분한 조도의 면광원을 제공하기 위해서는 필요 이상으로 많은 수의 엘이디를 사용해야 하기 때문에 엘이디 조명의 저전력소모라는 장점이 퇴색하게 되며, 엘이디에서 방출되는 열을 처리하기가 용이하지 않아 그 열에 의해 엘이디의 수명이 단축될 수 있는 문제점이 있었다.

통상 '다운 라이트'로 불리는 천장 매립 조명에 대한 선행기술로서 등록특허 10-114334호(천장매입형 다운라이트 조명기구, 2012년 4월 30일 등록)에는 다운 라이트의 구조와 작용에 대하여 상세하게 기재되어 있다.

도 1은 상기 등록특허 10-114334호의 대표도이다.

도 1을 참조하여 종래 엘이디 조명장치의 구성을 설명하면, 엘이디(5)가 실장된 인쇄회로기판(4)과, 상기 엘이디(5)로부터 방출되는 열을 방열시키며, 상기 인쇄회로기판(4)의 배면에 결합되도록 방열핀 상에 'C' 형상의 나사홈이 복수개 형성된 히트싱크(1)와, 상하 개구된 원통형상으로 상기 인쇄회로기판(4) 및 상기 히트싱크(1)가 결합된 상태로 장착되도록 상측 내주면에 단차(2)가 형성되고, 외주면에 복수개의 가이드홈이 형성되는 조명원통(7) 및 상기 조명원통(7)의 하단에 결합되며, 내부에 투명 또는 반투명의 커버렌즈(11)가 장착되는 캡(9)을 포함한다.

인쇄회로기판(4)의 열을 히트싱크(1)로 전달하는 방열판(3)을 포함하여 구성된다.

상기 엘이디(5)를 실장한 인쇄회로기판(4)에 대하여 기재되어 있으며, 인쇄회로기판(4)에서 발생하는 열을 방열시키기 위해 별도의 히트싱크(1)를 사용하며, 그 히트싱크(1)와 인쇄회로기판(4)의 사이에서 열을 전달할 수 있는 방열판(3)을 사용하게 된다.

이는 인쇄회로기판(4)에 실장되는 엘이디(5)가 균등하게 이격되어 분포되어 있는 것이며, 따라서 열의 배출이 어려워 복잡한 구성의 방열구조가 요구되는 문제점이 있었다.

또한 히트싱크(1)와 조명원통(7), 방열판(3)이 각각 분리되어 제조된 후, 이를 결합해야 하기 때문에 제작에 요구되는 시간과 비용이 증가하게 된다.

그리고 종래의 도면 등에서는 상기 엘이디(5)에 직류의 정전원을 공급하는 전원공급장치에 대한 언급이 없으며, 이러한 경우 전원공급장치는 종래 기술의 조명원통(7)의 외부에 설치되는 것으로 이해될 수 있다.

따라서 이처럼 전원공급장치를 별도의 위치에 설치해야 하는 경우, 그 전원공급장치의 전선을 상기 인쇄회로기판(4)에 연결하여야 하기 때문에 별도의 배선 작업이 요구되는 불편함이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 엘이디를 조명장치의 둘레에만 설치하여 열의 집중 현상을 방지하고, 열의 방출이 용이하도록 하는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 과제는, 전원공급부도 함께 수용하여 배선 작업을 간소화할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 과제는 광방출구를 통해 내부에 전원공급부와 기판을 설치하며, 별도의 체결 수단 없이도 결합이 이루어지도록 하는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

아울러 본 발명은 하우징을 상부하우징과 하부하우징으로 분할하고, 하부하우징은 수지재, 상부하우징은 금속재로 하여 각각의 특성에 맞는 재질을 사용함으로써, 효율을 높이고, 비용을 절감할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

또한 확산판을 체결수단으로 체결하지 않고도 견고하게 고정할 수 있는 엘이디 조명장치를 제공함에 있다.

아울러 본 발명은 눈부심을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 설치된 주변의 천장을 조명할 수 있으며, 본 발명을 구획의 표시용으로 사용할 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 엘이디 조명장치는, 저면에 광방출구(210)가 마련되어 있으며, 상부로 갈수록 직경이 감소하며, 내경일부에 안착면(230)을 가지는 수지재 하부하우징(200)과, 상기 하부하우징(200)의 상부에 결합되며 내부에 전원공급부(140)가 삽입되고, 엘이디(310)를 실장한 기판(300)이 저면 개방부의 둘레의 안착면(160)에 결합되는 금속재 상부하우징(100)과, 상기 하부하우징(200)의 안착면(230)에 안착되는 확산판(240)을 포함한다.

본 발명 엘이디 조명장치는, 천장에 매립 설치되는 구조의 조명장치에서 엘이디를 천장에 수평하게 설치되는 기판의 중앙부를 제외하고, 주변부에만 설치함으로써, 열 방출 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 상부하우징과 방열핀을 일체로 성형하여, 별도의 조립공정이 요구되지 않아 제조비용을 절감하고 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 상부하우징을 금속재로 하고, 상부하우징 내에 전원부 를 내장하고, 상부하우징의 저면에 직접 기판의 상부 가장자리가 접하도록 설치되어 기판에 실장된 엘이디의 열을 용이하게 방출할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 하부하우징을 성형할 때 성형열이 식기 이전에 확산판을 하부하우징 내에 삽입하고, 하부하우징이 식었을 때 확산판이 견고하게 고정될 수 있도록 함으로써, 체결수단을 사용하지 않고도 확산판을 고정하여 제조비용을 절감함과 아울러 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 본 발명은 광방출구의 주변에서 하향으로 연장되는 확산부를 두어 눈부심 현상이 발생하는 것을 방지함과 아울러 확산부에 색상을 표시할 수 있는 부분을 두어 색상별로 구획을 표시할 수 있어 용도의 다양화가 용이한 효과가 있다.

도 1은 종래 엘이디 조명장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 결합상태 단면 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성도이다.
도 6은 도 5의 단면 구성도이다.

이하, 본 발명 엘이디 조명장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성도이고, 도 3은 도 2의 분해 사시도이고, 도 4는 도 2의 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 저면에 광방출구(210)가 마련되어 있으며, 상부로 갈수록 직경이 단계적으로 감소하는 하부하우징(200)과, 상기 하부하우징(200)의 상부에 결합되며 내부에 전원공급부(140)가 삽입되고, 엘이디(310)를 실장한 기판(300)이 저면 개방부의 둘레의 안착면(160)에 결합되는 상부하우징(100)과, 상기 하부하우징(200)의 안착면(230)에 안착되는 확산판(240)을 포함하여 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상부하우징(100)은 금속재로 일체 성형된 것이며, 저면은 개방되어 있으며, 그 개방된 저면의 안쪽으로는 상기 전원공급부(140)가 삽입될 수 있는 공간부(120)가 마련되어 있다.

상부하우징(100)의 형상은 저면의 개방부가 원형이며, 그 개방부의 둘레에는 소정면적의 안착면(160)이 마련되어 있으며, 안착면(160)의 상부측에는 방열핀(130)들이 다수로 돌출되어 있다.

또한 상기 안착면(160)의 외측으로는 복수의 체결돌기부(150)가 돌출되어 이후 설명될 하부하우징(200)과 볼트 등의 체결수단에 의해 체결된다.

상기 상부하우징(100)의 상부측의 측면 일부에는 공간부(120)가 외부와 연통될 수 있는 홀(101)이 형성될 수 있으며, 그 홀(101)을 통해 전선(500)이 외부로부터 연결되어 전원공급부(140)에 공급될 수 있다.

상기 전원공급부(140)는 외부의 전원을 공급받아 직류전원을 상기 기판(300)에 공급하는 역할을 하게 되며, 이웃한 엘이디 조명장치에는 전원연결부(110)를 통해 연결할 수 있다.

이와는 반대로 전원공급부(140)에 공급되는 교류전원이 상기 전원연결부(110)를 통해 공급될 수 있으며, 상기 전선(500)을 통해 이웃한 엘이디 조명장치의 전원공급부(140)에 직류전원을 공급할 수 있다.

상기 상부하우징(100)의 안착면(160)에는 상기 기판(300)의 상부 가장자리가 접하도록 안착되며, 볼트나 접착제에 의하여 안착면(160)에 밀착 고정된다.

따라서 상기 기판(300)에 실장된 다수의 엘이디(310)들에서 발생되는 열은 기판(300)과 안착면(160)을 통해 방열핀(130)으로 쉽게 전도되어 방열될 수 있다.

이와 같은 방열의 효율을 높이기 위하여 상기 기판(300)은 메탈 PCB를 사용하는 것이 바람직다.

또한 상기 기판(300)에 실장되는 다수의 엘이디(310)들은 기판(300)의 중앙에 위치하지 않고, 상기 안착면(160)의 하부측에 배치될 수 있도록 한다.

이는 실질적으로 열원인 엘이디(310)들에서 발생된 열을 직상 방향으로 전도시켜 방열의 효과를 높이기 위한 것으로 이해될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상부하우징(100)의 하부에는 하부하우징(200)이 결합된다.

하부하우징(200)의 전체적인 형상은 하부로 갈수록 내경이 넓어지는 구조이며, 그 내경의 일부에는 단차가 마련되어 확산판(240)이 안착되는 안착면(230)을 형성하게 된다.

상기 하부하우징(200)은 수지재로 일체 성형되는 것이 바람직하다.

상기 하부하우징(200)의 하부 끝단은 하향으로 볼록한 눈부심 방지부(220)가 형성된다. 상기 눈부심 방지부(220)는 상기 확산판(240)에서 확산된 광이 인체의 눈에 직접 입사되지 않도록 반사시키는 역할을 하며, 적절한 배광을 가지도록 할 수 있다.

상기 하부하우징(200)의 상부측 둘레에는 다수의 체결돌기부(250)가 마련되어 있으며, 상부하우징(100)에서 제공되는 체결돌기부(150)와 마주한 상태에서 볼트 등 체결수단을 체결하여, 견고한 결합이 이루어질 수 있게 된다.

이와 같은 구조에서 상기 엘이디(310)에서 방출된 광은 상기 하부하우징(200)의 높이 방향 중간 정도에 위치하는 확산판(240)에서 확산되어 면광원을 제공하게 되며, 특히 상기 확산판(240)의 중앙부에는 요철면인 확산패턴부(241)을 두어 광의 확산이 보다 용이하게 되도록 한다.

이처럼 확산판(240)에서 확산된 광은 하부하우징(200)의 광방출구(210)를 통해 외부로 방출된다.

상기 확산판(240)은 하부하우징(200)의 안착면(230)에 별도의 체결수단에 의해 고정되지 않고, 끼워진 상태에서 고정된다.

이와 같이 체결수단을 사용하지 않음으로써 얻을 수 있는 효과는 체결수단을 체결하기 위하여 볼트 삽입구 등의 구조를 형성하지 않아도 되기 때문에 구조가 단순하게 되며, 볼트 등의 체결수단을 사용하여 체결할 때 비용이 상승하고, 제조에 소요되는 시간의 증가에 의해 생산성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 하부하우징(200)을 수지재로 하여, 일체 사출을 한다. 이때 사출 직후에는 하부하우징(200)이 상대적으로 더 높은 온도이며 시간이 갈수록 온도가 낮아지면서 미세하게 수축이 되는 것을 고려하여, 사출 직후 하부하우징(200)의 광방출구(210)측에서 상기 확산판(240)을 압입하여 상기 안착면(230)에 접할 때까지 밀어 넣는다.

앞서 언급한 바와 같이 사출 후 하부하우징(200)이 상대적으로 높은 온도일 때에는 상기 확산판(240)의 압입이 매우 용이하며, 하부하우징(200)이 상온으로 식게 되면, 미세하게 수축되면서 상기 확산판(240)을 견고하게 고정할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 별도의 체결수단을 사용하지 않고도 상기 확산판(240)을 고정할 수 있다.

이와는 다르게 상기 확산판(240)을 하부하우징(200)이 완전히 경화된 상태에서 압입하여 고정할 수도 있다.

상기 하부하우징(200)의 외면의 일부에는 천장에 하부하우징(200)을 고정하기 위한 고정부(400)가 설치된다. 이때 고정부(400)를 구성하는 회동부(410)도 하부하우징(200)과 일체로 성형할 수 있으며, 금속재이며 상기 회동부(410)를 중심으로 회동할 수 있는 탄성걸림부(420)는 그 회동부(410)에 끼워져 고정될 수 있다.

또한 보다 더 견고한 고정과 지진등 재난에 대한 안정성의 확보를 위하여 고리부(430)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치의 구성도이고, 도 6은 도 5의 단면 구성도이다.

도 5와 도 6을 각각 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디 조명장치는, 상기 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 실시예의 구성에서, 상기 하부하우징(200)의 하단 광방출구(210)의 주변에서부터 하향으로 연장되는 원통형의 확산부(600)를 포함하여 구성된다.

상기 확산부(600)는 입사된 광을 확산시켜 방출하는 확산판이며, 통상 반투명의 재질로 구현할 수 있다.

따라서 사용자 입장에서는 상기 엘이디(310)에서 방출되는 직광을 직접 볼 수 없게 되어, 눈부심이 방지될 수 있으며, 조명을 좀 더 부드럽게 할 수 있다.

아울러 상기 확산부(600)는 투과율과 확산비율을 조절할 수 있기 때문에 천장측의 배광을 조절할 수 있어 본 발명이 설치된 주변의 천장도 조명할 수 있는 특징이 있다.

또한 확산부(600)의 하부에는 소정 색상을 가지는 구획표시부(610)를 포함한다.

상기 구획표시부(610)는 본 발명이 설치된 구역을 대표적으로 표시할 수 있는 역할을 한다.

구체적인 예로서, 상기 구획표시부(610)는 색상을 다양하게 표시할 수 있어, 지하 주차장에서 장애인, 여성전용, 일반 주차 구역 각각에 서로 다른 색상의 구획표시부(610)를 가지는 본 발명을 설치함으로써, 멀리서도 주차 구역을 쉽게 판단할 수 있게 한다.

또한 일반 사무실에 설치한 경우 구획표시부(610)의 색상으로 각 부서를 구분할 수 있도록 하며, 같은 방식으로 공장에 설치한 경우에는 생산라인을 쉽게 구분할 수 있게 된다.

또한 대형 서점의 조명으로 사용되는 경우 서적의 분류에 따라 아동, 유아, 청소년, 취미, 소설, 비소설 등을 구획표시부(610)의 색상으로 표시할 수 있기 때문에 현재의 알파벳 분류에 비하여 쉽게 식별 가능하게 된다.

이처럼 본 발명은 확산부(600)를 추가하여 눈부심을 방지하며, 확산부(600)의 일부에 색상을 표시할 수 있는 구획표시부(610)를 두어 엘이디 조명장치를 구획의 표시 수단으로 사용할 수 있게 된다. 상기 구획표시부(610)는 특정한 색상으로 도색된 것을 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

100:상부하우징 101:홀
110:전원연결부 120:공간부
130:방열핀 140:전원공급부
150:체결돌기부 160:안착면
200:하부하우징 210:광방출구
220:눈부심 방지부 230:안착면
240:확산판 241:확산패턴
250:체결돌기부 300:기판
310:엘이디 400:고정부
410:회동부 420:탄성걸림부
430:고리부 500:전선

Claims (8)

1. 저면에 광방출구(210)가 마련되어 있으며, 상부로 갈수록 직경이 감소하며, 내경일부에 안착면(230)을 가지는 수지재 하부하우징(200);
   상기 하부하우징(200)의 상부에 결합되며 내부에 전원공급부(140)가 삽입되고, 엘이디(310)를 실장한 기판(300)이 저면 개방부의 둘레의 안착면(160)에 결합되는 금속재 상부하우징(100); 및
   상기 하부하우징(200)의 안착면(230)에 안착되는 확산판(240)을 포함하는 엘이디 조명장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판(300)에 실장된 상기 엘이디(310)는 상기 안착면(160)의 직하방향에 위치하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부하우징(100)의 안착면(160) 상부에는 다수의 방열핀(130)이 일체로 마련된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 확산판(240)은,
   상기 하부하우징(200)의 성형 직후에, 상기 하부하우징(200)의 내측으로 삽입되어 상기 안착면(230)에 접한 상태에서, 상기 하부하우징(200)의 온도가 낮아짐에 따라 견고하게 고정된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 확산판(240)은,
   중앙 일부에 확산패턴(241)이 요철 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 전원공급부(140)는,
   외부의 교류전원을 전선(500)을 통해 공급받아 상기 기판(300)에 직류전원을 공급함과 아울러 전원연결부(110)를 통해 직류전원을 이웃한 다른 엘이디 조명장치에 공급하거나,
   외부의 교류전원을 전원연결부(110)를 통해 공급받아 상기 기판(300)에 직류전원을 공급함과 아울러 전선(500)을 통해 직류전원을 이웃한 다른 엘이디 조명장치에 공급하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 하부하우징(200)의 상기 광방출구(210) 주변으로부터 하향으로 연장되어 눈부심을 방지하는 확산부(600)를 더 포함하는 엘이디 조명장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 확산부(600)는 다양한 색상을 가지는 구획표시부(610)를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 조명장치.

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