KR101759085B1 - 엘이디 조명등의 방열구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명등의 방열구조에 관한 것으로서, 열에 취약한 엘이디 조명등에서 엘이디가 장착되는 PCB와 투명한 커버렌즈의 사이 공간에서의 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하기 위하여 개발된 것으로;
복수 개의 LED가 장착되는 PCB와, 상기 PCB의 상면에 저면이 밀착하고 상면에는 복수 개의 방열핀이 형성되는 상부판넬과, 저면으로 볼록하게 형성되어 상기 PCB가 장착되는 상부판넬의 저면을 덮는 투명한 커버렌즈를 포함하여 발산되는 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하는 엘이디 조명등의 방열구조에 있어서;
상기 상부판넬은 상기 PCB 보다 넓은 면적을 가지고 저면에 PCB가 안착되는 면이 하부로 돌출된 PCB 안착부와, 외곽 테두리를 따라 돌출되어 커버렌즈가 안착되는 커버렌즈 안착돌부와, 상기 커버렌즈 안착돌부의 내측에 관통 형성되는 인접한 두 개의 방열관 삽입홀이 형성되고;
상기 방열핀은 상기 상부판넬의 상면에 다수가 중심에서 방사형으로 연장되는 입설된 판 형상으로 형성되며, 상기 방열관 삽입홀이 형성되는 연직 상부에는 하부로 함몰되는 방열관 삽입홈이 형성되며;
상기 방열관 삽입홈을 따라 외주면이 삽입된 후 양단은 상기 방열관 삽입홀이 형성된 부분에서 수직 아래로 절곡되어 방열관 삽입홀에 삽입되는 방열관을 구비함을 특징으로 하는 엘이디 조명등의 방열구조에 관한 것이다.

Description

엘이디 조명등의 방열구조{The radiant heat structure for a LED lamp}

본 발명은 엘이디 조명등의 방열구조에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 열에 취약한 엘이디 조명등에서 엘이디가 장착되는 PCB와 투명한 커버렌즈의 사이 공간에서의 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하기 위하여 개발된 엘이디 조명등의 방열구조에 관한 것이다.

엘이디(LED) 즉 발광다이오드(Light-Emitting Diode)는 반도체의 일종으로 1962년 닉 홀로니악이 합성 갈륨비소인(gallium arsenide phosphide) 결정으로 구성되어 가시광선을 생성하는 다이오드를 개발한 이후 그는 또한 유사한 원리를 사용하여 오늘날 CD 판독 레이저의 전신이 된 반도체 레이저 원형을 고안하였다.

이후 엘이디는 지속적인 발전을 거듭한 끝에 1997년 최초로 백색광의 엘이디가 상업화되면서 반도체 분야에서 주로 사용하던 것에서 이제는 일반 조명에까지 점차 그 분야를 넓혀가고 있다.

최근에는 거의 모든 분야에서 광원이 LED를 이용한 광원으로 교체되고 있는 추세이며 적은 전력으로 고휘도의 빛을 발광하며 수명이 길다는 장점은 계속 가격은 하락하고 있는 상황이지만 아직까지는 비교적 비싼 가격임에도 불구하고 다양한 분야에서 적용되도록 하고 있는 것이다.

이러한 엘이디 조명등도 다른 광원과 비교하면 발열량이 상당이 적다는 장점이 있으나 열에 취약하기 때문에 일면은 LED가 장착되는 PCB에 밀착하도록 하고 다른 면에는 다수의 방열핀을 가진 판넬에 의하여 단위 부피당 더 많은 공기와 접촉할 수 있도록 하여 방열하도록 하는 방열구조를 가지고 있다.

하지만 빛이 조사되는 방향의 투명한 커버렌즈와 PCB의 사이에 형성된 공간의 경우 외기와 통하게 할 경우 물이나 먼지 등이 들어갈 우려가 있어 막혀 있는 공간이나 여기에서의 열을 효과적으로 방출할 수 있는 수단이 없었다.

또한, 방열핀을 가진 판넬은 보통 사출성형으로 제작되나 사출의 방법은 방열핀의 두께가 두껍고 투박하여 효과적인 방열이 이루어지지 않고 외관이 매끈하지 않은 문제점이 있었다.

(특허 문헌 1) 대한민국특허등록 제10-0942309-0000호 (2010년02월05일) (특허 문헌 2) 대한민국실용신안등록 제20-0453434-0000호 (2011년04월25일) (특허 문헌 3) 대한민국특허등록 제10-1117303-0000호 (2012년02월09일) (특허 문헌 4) 대한민국특허등록 제10-1176442-0000호 (2012년08월17일) (특허 문헌 5) 대한민국특허등록 제10-1367757-0000호 (2014년02월20일)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 PCB와 커버렌즈 사이 공간에서 발생하는 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하는 엘이디 조명등의 방열구조를 개발하는 것에 있다.

또한, 방열핀을 보다 얇고 열전도율이 우수한 재질로 별도로 제작한 후 조립할 수 있도록 하는 엘이디 조명등의 방열구조를 개발하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 복수 개의 LED가 장착되는 PCB와, 상기 PCB의 상면에 저면이 밀착하고 상면에는 복수 개의 방열핀이 형성되는 상부판넬과, 저면으로 볼록하게 형성되어 상기 PCB가 장착되는 상부판넬의 저면을 덮는 투명한 커버렌즈를 포함하여 발산되는 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하는 엘이디 조명등의 방열구조에 있어서;

상기 상부판넬은 상기 PCB 보다 넓은 면적을 가지고 저면에 PCB가 안착되는 면이 하부로 돌출된 PCB 안착부와, 외곽 테두리를 따라 돌출되어 커버렌즈가 안착되는 커버렌즈 안착돌부와, 상기 커버렌즈 안착돌부의 내측에 관통 형성되는 인접한 두 개의 방열관 삽입홀이 형성되고;

상기 방열핀은 상기 상부판넬의 상면에 다수가 중심에서 방사형으로 연장되는 입설된 판 형상으로 형성되며, 상기 방열관 삽입홀이 형성되는 연직 상부에는 하부로 함몰되는 방열관 삽입홈이 형성되며;

상기 방열관 삽입홈을 따라 외주면이 삽입된 후 양단은 상기 방열관 삽입홀이 형성된 부분에서 수직 아래로 절곡되어 방열관 삽입홀에 삽입되는 방열관을 구비함을 특징으로 한다.

아울러, 상기 상부판넬의 상면에는 중앙에서 법선 방향으로 함몰 연장되며 방사형으로 일정간격 다수가 형성되는 방열핀 삽입홈이 형성되어, 상기 방열핀은 판형으로 별로로 제작되어 하단이 상기 방열핀 삽입홈에 삽입 고정되도록 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기 상부판넬의 상기 PCB 안착부 저면에는 중앙에서 방사형으로 복수 개가 함몰되어 연장되는 방열홈을 추가로 구비함을 특징으로 한다.

아울러, 상기 방열관 삽입홀은 PCB 안착부의 외측에서 커버렌즈 안착돌부까지 법선 방향으로 두 쌍 이상 형성되고, 상기 방열핀의 방열관 삽입홈은 두 개 이상의 방열관이 삽입 고정되도록 각각 두 개 이상 형성됨을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 PCB와 커버렌즈 사이 공간을 방열관과 연통하도록 하고 방열관은 방열핀에 밀착하도록 하여 PCB와 커버렌즈 사이 공간에서 발생하는 열을 효과적으로 방열하여 내구성을 높이는 효과가 있다.

또한 상부판넬의 상면에 얇고 열전도율이 우수한 재질로 제작된 복수 개의 판 형상의 방열핀을 방사형으로 배치하여 조립되도록 하여 방열효율을 높이면서 매끈한 외관으로 심미감을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저면사시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부판넬을 나타낸 저면사시도
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측단면도
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분해사시도
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측단면도

이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 저면사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부판넬을 나타낸 저면사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 측단면도로서, 복수 개의 LED(111)가 장착되는 PCB(11)와, 상기 PCB(11)의 상면에 저면이 밀착하고 상면에는 복수 개의 방열핀(13)이 형성되는 상부판넬(12)과, 저면으로 볼록하게 형성되어 상기 PCB(11)가 장착되는 상부판넬(12)의 저면을 덮는 투명한 커버렌즈(14)를 포함하여 발산되는 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하는 엘이디 조명등(1)의 방열구조에 있어서;

상기 상부판넬(12)은 상기 PCB(11) 보다 넓은 면적을 가지고 저면에 PCB(11)가 안착되는 면이 하부로 돌출된 PCB 안착부(121)와, 외곽 테두리를 따라 돌출되어 커버렌즈(14)가 안착되는 커버렌즈 안착돌부(122)와, 상기 커버렌즈 안착돌부(122)의 내측에 관통 형성되는 인접한 두 개의 방열관 삽입홀(123)이 형성되고;

상기 방열핀(13)은 상기 상부판넬(12)의 상면에 다수가 중심에서 방사형으로 연장되는 입설된 판 형상으로 형성되며, 상기 방열관 삽입홀(123)이 형성되는 연직 상부에는 하부로 함몰되는 방열관 삽입홈(131)이 형성되며;

상기 방열관 삽입홈(131)을 따라 외주면이 삽입된 후 양단은 상기 방열관 삽입홀(123)이 형성된 부분에서 수직 아래로 절곡되어 방열관 삽입홀(123)에 삽입되는 방열관(15)을 구비함을 특징으로 하는 엘이디 조명등의 방열구조를 나타내었다.

본원은 방열핀(13)을 이용하여 엘이디 조명등(1)에서의 열을 방열하는 방법은 이미 공지된 것이나 보통 상부판넬(12)의 저면에 장착된 PCB(11) 즉 LED 모듈과 커버렌즈(14)의 사이 공간은 상부판넬(12)과 밀착되어 열전달이 이루어지는 PCB(11)의 상면과는 달리 PCB(11)의 열과 복사열에 의하여 가열된 공기를 용이하게 방열할 수 있도록 하기 위하여 구성된 것이다.

즉 가열된 공기는 방열관(15)을 통하여 방열관(15)의 내부 공기와 열전달이 이루어지고 방열관(15)의 일차로 외기에 의하여 방열되고 이차적으로는 방열관 삽입홈(131)에 의하여 접촉된 방열핀(13)에 의하여 열전달이 이루어지도록 하는 것이다.

또한 본 발명에서는 상기 상부판넬(12)의 상면에는 중앙에서 법선 방향으로 함몰 연장되며 방사형으로 일정간격 다수가 형성되는 방열핀 삽입홈(124)이 형성되어, 상기 방열핀(13)은 판형으로 별로로 제작되어 하단이 상기 방열핀 삽입홈(124)에 삽입 고정되도록 구성됨을 특징으로 하는 실시 예를 추가로 제시하였다.

상기 실시 예는 상부판넬(12)과 방열핀(13)을 보통 일체로 사출에 의하여 제조하는 것이 일반적이나 사출의 방식은 방열핀(13)의 두께를 얇게 하는 것에 한계가 있으며 표면이 매끄럽지 않아 투박한 느낌을 주어 외관이 미려하지 않은 문제점을 해결하기 위한 것이다.

또한 본원과 같이 방열핀(13)을 별도로 제작할 경우 보다 우수한 열전도율을 가진 소재로 제조할 수 있어 방열효과의 향상을 기대할 수 있으며, 매끄러운 금속의 표면은 보다 고급스러운 느낌을 주게 된다.

이때 방열관(15)은 방열핀(13)의 상부를 기울어지지 않고 일정간격으로 배치될 수 있도록 고정해주는 역할도 수행한다.

또한 본 발명에서는 상기 상부판넬(12)의 상기 PCB 안착부(121) 저면에는 중앙에서 방사형으로 복수 개가 함몰되어 연장되는 방열홈(125)을 추가로 구비함을 특징으로 하는 실시 예를 제시하였다.

상기 실시 예는 PCB(11)의 상면과 상부판넬(12)의 저면 사이에 방열홈(125)에 의한 공간을 두어 발생하는 열이 방열관(15)을 통하여 방열될 수 있도록 하기 위한 실시 예이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분해사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 측단면도로서, 상기 방열관 삽입홀(123)은 PCB 안착부(121)의 외측에서 커버렌즈 안착돌부(122)까지 법선 방향으로 두 쌍 이상 형성되고, 상기 방열핀(13)의 방열관 삽입홈(131)은 두 개 이상의 방열관(15)이 삽입 고정되도록 각각 두 개 이상 형성됨을 특징으로 하는 실시 예를 나타내었다.

상기 실시 예는 하나의 방열관(15)이 아니라 복수 개의 방열관(15)을 두도록 하여 보다 효과적으로 발생된 열을 방열할 수 있도록 하기 위한 실시 예이다.

본원에서 미설명 부호 141은 전등갓(141)을 나타내는 것으로 본원에서는 전등갓(141)의 상부에 커버렌즈(14)가 위치한 것으로 나타내었으나 전등갓(141)은 형성하지 않거나 커버렌즈(14)의 내측에 위치할 수도 있으며 여러 가지 다양한 구조를 가질 수 있는 것이다.

1 : 엘이디 조명등
11 : PCB
111 : LED
12 : 상부판넬
121 : PCB 안착부 122 : 커버렌즈 안착돌부
123 : 방열관 삽입홀 124 : 방열핀 삽입홈
125 : 방열홈
13 : 방열핀
131 : 방열관 삽입홈
14 : 커버렌즈
141 : 전등갓
15 : 방열관

Claims (4)

1. 복수 개의 LED(111)가 장착되는 PCB(11)와, 상기 PCB(11)의 상면에 저면이 밀착하고 상면에는 복수 개의 방열핀(13)이 형성되는 상부판넬(12)과, 저면으로 볼록하게 형성되어 상기 PCB(11)가 장착되는 상부판넬(12)의 저면을 덮는 투명한 커버렌즈(14)를 포함하여 발산되는 열을 효과적으로 방열할 수 있도록 하는 엘이디 조명등(1)의 방열구조에 있어서;
   상기 상부판넬(12)은 상기 PCB(11) 보다 넓은 면적을 가지고 저면에 PCB(11)가 안착되는 면이 하부로 돌출된 PCB 안착부(121)와, 외곽 테두리를 따라 돌출되어 커버렌즈(14)가 안착되는 커버렌즈 안착돌부(122)와, 상기 커버렌즈 안착돌부(122)의 내측에 관통 형성되는 인접한 두 개의 방열관 삽입홀(123)과, 상면에 형성되는 중앙에서 법선 방향으로 함몰 연장되며 방사형으로 일정간격 다수가 형성되는 방열핀 삽입홈(124)과, 상기 PCB 안착부(121) 저면에 중앙에서 방사형으로 복수 개가 함몰되어 연장되는 방열홈(125)이 형성되고;
   상기 방열핀(13)은 상기 상부판넬(12)의 상면에 다수가 중심에서 방사형으로 연장되는 입설된 판 형상으로 형성되어 하단이 상기 방열핀 삽입홈(124)에 삽입 고정되도록 구성되며, 상기 방열관 삽입홀(123)이 형성되는 연직 상부에는 하부로 함몰되는 방열관 삽입홈(131)이 형성되며;
   상기 방열관 삽입홈(131)을 따라 외주면이 삽입된 후 양단은 상기 방열관 삽입홀(123)이 형성된 부분에서 수직 아래로 절곡되어 방열관 삽입홀(123)에 삽입되는 방열관(15)을 구비함을 특징으로 하는 엘이디 조명등의 방열구조.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 방열관 삽입홀(123)은 PCB 안착부(121)의 외측에서 커버렌즈 안착돌부(122)까지 법선 방향으로 두 쌍 이상 형성되고, 상기 방열핀(13)의 방열관 삽입홈(131)은 두 개 이상의 방열관(15)이 삽입 고정되도록 각각 두 개 이상 형성됨을 특징으로 하는 엘이디 조명등의 방열구조.

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