KR101070849B1 - 엘이디 조명기기용 방열판 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘이디 조명기기용 방열판 구조에 관한 것으로서, 특히 방열판을 형성함에 있어서, 열 발생원에 접촉되는 면적을 가능한 넓게함과 아울러 다수의 방열핀을 형성함으로써 방열 기능을 향상시킨 것으로서, 다수의 단위체(100)가 서로 결합되어 하나의 방열판(P)으로 형성되는 것임을 특징으로 하여,

복수개의 단위체를 서로 결합하여 방열판을 형성할 수 있게 됨에 따라 방열판 제작을 위한 금형의 크기를 최소화 할 수 있게 되고, 방열판의 일부분이 손상될 경우 해당 부분의 단위체만을 교체하여 주면 되기 때문에 유지 보수가 간편하며, 열 발생원과의 접촉면적이 극대화되어 방열판 크기 대비 방열 효과를 최대화할수 있어 방열판의 크기를 최소화 할 수 이 있고, 방열핀을 내부에 집적되게 형성할 수 있어 외관이 미려해 지는 효과가 있는 조명기기용 방열판 구조에 관한 것이다.

방열판, 엘이디, 조명기기.

Description

엘이디 조명기기용 방열판 구조{Heat sink for LED lamp}

본 발명은 엘이디 조명기기용 방열판 구조에 관한 것으로서, 더 상세하게는 엘이디 조명기기에 사용되어 엘이디에서 발생되는 열을 신속하게 방열할 수 있도록 하는 엘이디 조명기기용 방열판 구조에 관한 것이다.

일반적으로 실내 또는 실외에서 조명하는 등에 이용되는 조명기기는 전류를 흘려 고온으로 가열함으로써 발생되는 빛을 이용한 필라멘트 조명기기가 주를 이루고 있다. 그런데, 기존의 필라멘트 조명기기는 빛이 발생할 정도의 고온으로 가열되기 때문에 전력소비가 많으며, 수명도 짧다는 문제점이 있다.

이에 엘이디(LED: Light emitting diode)를 이용하여 빛을 생산함으로써 조명기구로 이용하고자 하는 시도가 있었다. 엘이디란 발광다이오드의 약자로서 빛을 발하는 반도체소자를 말한다. 기존 백열조명기기는 물체가 열을 받아서 발광하는데 반해 엘이디는 에너지차(전자이동)에 의해서 발광하므로 반영구적이며, 소비전력이 기존 백열조명기기등에 비해 1/5밖에 안되고, 반응시간은 1,000,000배나 빠르며 내구 연한은 50,000시간에 이르는 것으로 알려져 있다. 즉, 저전압 소전력으로도 오랜시간 동안 고장없이 탁월한 조명효과를 구현할 수 있는 소재로서 친환경적이며 경제적이어서 근래들어 조명기구의 소재로서 각광을 받고 있는 것이다.

그런데, 상기와 같은 엘이디를 이용한 조명기구는 소비 전력이 적게 소모되는 장점을 가지나, 피씨비에 다수의 엘이디램프가 장착되기 때문에 요구되는 전류량이 많아 과도한 열이 발생하게 되며, 이를 효율적으로 발산시키지 못할 경우 조명 기구의 수명이 단축되거나 그 성능이 저하되는 등의 문제점이 있었다. 따라서, 발생되는 열을 적절히 식혀 줄 수 있는 방열판의 구성이 필수적이었다.

종래 엘이디 조명기기에 사용되는 방열판은 다양한 방열부재를 사용하여 여러가지 형상으로 제작되어 사용되고 있다. 그 중 알루미늄 다이캐스팅 또는 알루미늄 압출방식으로 원하는 크기 및 형상으로 제작하는 방식이 널리 행해지고 있는바, 이와 같이 제작된 방열판을 주로 엘이디 모듈의 뒷면에 조립하여서 사용하고 있는 실정이었다.

한편, 다이캐스팅 방식으로 제작된 것은 외관은 미려하게 제작이 가능하나 성형 방식에 있어서 알루미늄 합금으로 제작됨에 따라 알루미늄의 순도 및 밀도가 떨어져 압출 성형방식보다 방열효과가 떨어지는 것이었다.

그리고 압출성형방식은 방열효과를 극대화 하기 위하여 일반적으로 형상의 외부에 가능한한 많은 돌출핀을 형성하게 되는데, 이러한 형상은 열원과의 직접적인 접촉면적이 적어 크기 대비 방열 효과가 떨어지는 문제점이 있었다.

더불어 일체형 압출금형 제작 시 방열핀을 내부에 집적시키기 위해서는 금형을 미세하게 형성하여야 하는데, 하나의 금형에 그와 같은 복잡한 구성을 모두 형성하는 것은 상당한 어려움이 있어 방열핀을 내부에 형성하지 못하고 외부에 드러 나게 형성하고 있는바, 외관이 깔끔하게 형성되지 못한다는 문제점이 있는 것이었다.

또한 상기와 같이 방열판을 제작할 때에는 원하는 크기와 형상을 가지게 일체형으로 제작하고 있었다. 이에 따라 금형을 방열판의 크기에 맞추어 크게 제작하여야 함에 따라 금형 제작비용이 상승하고 제작기간이 늘어나게 되었고, 또한 일체형으로 형성된 종래의 것은 일부분이 손상될 경우 방열판 전부를 교체해 주어야 하는 것이었는바, 효과적으로 유지 보수를 할 수 없는 것이었다.

본 발명은 종래 다이캐스팅 또는 일체형 압출 금형방식으로 제작된 방열판이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 금형의 크기를 최소로 할 수 있어 경제적이며, 방열판에서 일부분이 손상되었을 경우 해당 부분을 교체해 줄 수 있도록 하여 편리하게 유지 보수를 할 수 있고, 방열핀을 내부에 집적시킴으로써 외관이 미려하게 구성되는 방열판을 얻는데 그 목적이 있는 것이다.

본 발명에서는 방열핀이 내부에 집적화되어 형성된 동일하거나 다른 패턴의 단위체를 다수개 마련하여 간편하게 조립함으로써 원하는 형태의 방열판을 형성할 수 있도록 구성함으로써 상기의 목적을 달성한다.

본 발명에 따르면, 복수개의 단위체를 서로 결합하여 원하는 형태의 방열판을 형성할 수 있게 되어 방열판 제작을 위해 요구되는 금형의 크기를 최소화 할 수 있게 되고, 방열판의 일부분이 손상될 경우 해당 부분의 단위체만을 교체하여 주면 되기 때문에 유지 보수가 간편하다는 장점이 있음과 아울러, 방열핀이 내부에 집적되어 형성됨에 따라 외부로 드러나지 않게 되어 외관이 미려해 지는 방열판을 얻을 수 있게 된다.

본 발명에서는 방열판 제작용 금형의 크기를 최소화 함과 아울러 유지 보수 가 간편한 방열판을 얻기 위해 다수의 단위체가 서로 결합되어 하나의 방열판로 형성되는 것임을 특징으로 하는 엘이디 조명기기용 방열판 구조를 제안한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 8을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 1, 2는 본 발명에 의한 방열판의 구조를 보여주는 예시도, 도 3, 4는 본 발명에 의한 방열판의 다른 실시예를 보여주는 예시도, 도 5, 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 방열판의 구조를 보여주는 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 엘이디 조명기기용 방열판은 다수의 단위체(100)가 서로 결합되어 하나의 방열판(P)을 형성하게 된다. 방열판(P)은 전체적으로 일정 두께를 가진 판 형태로서 원판 또는 사각판 등 다양한 형태로 구성할 수 있는데, 본 발명에서는 원판형태로 구성한 것을 예로 하여 설명한다.

상기 단위체(100)는 통상 구리, 알루미늄, 흑연, 세리믹 등 통상의 방열소재를 이용하여 형성하는 것이며, 신속한 방열을 위해 적절한 위치에 다수의 방열핀이 형성된다. 방열핀은 판 형태로서 다수개가 서로 일정 거리를 두고 인접하여 형성됨으로써 그 사이에서 공기가 자유롭게 이동하면서 열을 방출할 수 있게 구성된 것이다.

상기와 같은 단위체(100)의 형태는 최종 형성되는 방열판(P)의 형상을 고려하여 다양하게 형성할 수 있다. 예를 들어 본 발명에서 설명하고 있는 바와 같이 원판 형태의 방열판(P)을 형성할 경우, 단위체(100)를 부채꼴 형태로 구성하여 주 고, 이를 다수개 마련하여 결합할 경우 원판 형태를 이루게 구성하는 것이다.

상기에 따르면, 상기 단위체(100)는 필요에 따라 서로 다른 형태로 구성하여 결합하여 주는 것도 가능함을 알 수 있다. 그러나, 바람직하기로는 서로 동일한 형상으로 구성하는 것이다. 이와 같이 서로 동일한 형상으로 단위체(100)를 형성하게 됨으로써 단위체(100) 제작을 위해 필요한 금형의 종류와 개수를 최소로 할 수 있게 되며, 결국 방열판(P) 제작에 필요한 금형의 크기와 수를 최소로 할 수 있게 되는 것이다. 즉, 동일한 형상으로 단위체(100)를 형성하여 본 발명에서 예시한 원판 형태의 방열판(P)을 제작하게 되면 하나의 금형만을 제작한 다음 이를 반복사용하여 단위체(100)를 형성하고, 그와 같이 형성된 단위체(100)로 방열판(P)을 제작할 수 있게 된다는 것이다.

상기 단위체(100)는 한쪽 끝에 연결부(110)가 형성되어 있다. 연결부(110)는 인접된 단위체(100)를 서로 연결하여 주기 위해 형성된 부분으로써, 인접된 단위체(100)에서 상기 연결부(110)를 서로 맞대어 준 다음 결합하여 줌으로써 상기 단위체(100)가 서로 연결되어 결합되게 된다.

이때, 상기 연결부(110)가 방열판(P)의 중심부에 배치된 상태에서 인접된 단위체(100)와 서로 결합되게 된다. 따라서 모든 단위체(100)의 결합이 완료되면 도시된 바와 같은 원판 형태의 방열판(P)이 구성되는 것이다.

상기 연결부(110)는 한쪽에는 돌기(112), 다른쪽에는 홈(114)이 형성되게 구성할 수 있다. 이 구성에 의해 인접된 단위체(100)에서 돌기(112)를 홈(114)에 끼워 주어서 서로 결합시키게 된다.

한편, 상기 단위체(100)에는 엘이디 소자가 접촉하는 접촉부(120)가 마련될 수 있다. 상기 접촉부(120)는 엘이디 소자가 잘 안착될 수 있도록 일정한 넓이를 가지게 형성되어 있다. 그리고, 접촉부(120) 바깥쪽으로는 다수의 방열핀(122)이 형성되어 엘이디에서 발생되는 열을 신속하게 외부로 방열하여 줄 수 있게 구성된다. 이와 같은 방열핀(122)은 단위체(100)가 결합하여 방열판(P)을 구성하게 되면 내부에 배치되는바, 외부로 드러나지 않게 되어 외관이 깔끔하게 정리하여 형성할 수 있게 된다.

상기 접촉부(120)의 구성은 엘이디 소자가 안착될 부분을 미리 계산하여 형성할 수 있는바, 필요에 따라 다양한 위치에 형성되게 구성할 수 있는 것이다.

이하, 상기와 같이 형성되는 본 발명에 의한 방열판(P)을 엘이디 조명기기에 적용된 예를 살펴본다. 도 7, 8은 본 발명에 의한 방열판이 엘이디 전구에 적용된 상태의 예시도, 도 9, 10은 본 발명에 의한 방열판이 다운라이트 엘이디 조명기기에 적용된 상태 예시도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 의한 방열판(P)은 조명기기의 몸체 중간에 배치되게 설치될 수 있다. 방열판(P)은 앞서 설명한 바와 같이 단위체(100)가 서로 연결부(110)에 의해 연결되어 원판 형태로 구성되어 있는 것으로서, 조명기기 몸체 중간에 배치됨으로써 전방(도면상 좌측)으로는 엘이디 소자가 안착된 다음 유리커버가 씌워져 조명기기로서의 기능을 수행하게 형성되는 것이며, 후방(도면상 우측)에는 전원을 공급하는 모듈이 배치되게 된다.

이때, 전방에 안착되는 엘이디 소자는 방열핀(122)이 형성된 접촉부(120)에는 안착되게 되는바, 엘이디에서 발생하는 열을 효과적으로 방열하여 줄 수 있게 되며, 특히나, 단위체(100) 사이에 충분한 공간이 확보되어 있음에 따라 공기가 자유롭게 이동하면서 신속하게 방열을 하여 줄 수 있게 되는 것이다.

도 1, 2는 본 발명에 의한 방열판의 구조를 보여주는 예시도,

도 3, 4는 본 발명에 의한 방열판의 다른 실시예를 보여주는 예시도,

도 5, 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 방열판의 구조를 보여주는 예시도,

도 7, 8은 본 발명에 의한 방열판이 엘이디 전구에 적용된 상태의 예시도,

도 9, 10은 본 발명에 의한 방열판이 다운라이트 엘이디 조명기기에 적용된 상태 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

P : 방열판,

100 : 단위체, 110 : 연결부,

112 : 돌기, 114 : 홈,

120 : 접촉부, 122 : 방열핀.

Claims (5)

1. 방열판을 형성함에 있어서,

   다수의 단위체(100)가 서로 결합되어 하나의 방열판(P)으로 형성되되,

   상기 단위체(100)는 한쪽 끝에 연결부(110)가 형성되고, 상기 연결부(110)가 방열판(P)의 중심부에 배치된 상태에서 인접된 단위체(100)와 서로 결합되는 것임을 특징으로 하는 엘이디 조명기기용 방열판 구조.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 단위체(100)는 서로 동일한 형상인 것임을 특징으로 하는 엘이디 조명기기용 방열판 구조.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서,

   상기 연결부(110)는 한쪽에는 돌기(112), 다른쪽에는 홈(114)이 형성된 것임을 특징으로 하는 엘이디 조명기기용 방열판 구조.
5. 제1 항에 있어서,

   상기 단위체(100)에는 엘이디 소자가 접촉하는 접촉부(120)가 마련되되, 상기 접촉부(120)에는 다수의 방열핀(122)이 형성된 것임을 특징으로 하는 엘이디 조명기기용 방열판 구조.

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