KR101185469B1 - 삽입형 발광체 방열유닛 - Google Patents

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성경아
박상규
고정곤
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픽스테아주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 발광유닛은, 제1 실린더 및 상기 제1 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제1 방열핀들을 구비하는 제1 방열기구; 그리고 상기 제1 실린더가 삽입고정되는 제2 실린더 및 상기 제2 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제2 방열핀들을 구비하는 제2 방열기구를 포함하되, 상기 제1 및 제2 방열핀들은 각각 동일한 위상을 가지며 서로 나란하다. 상기 제1 및 제2 방열기구는 서로 다른 재질일 수 있다.

Description

삽입형 발광체 방열유닛{INSERT TYPE HEAT DISSIPATING UNIT FOR LIGHT EMITTER}
본 발명은 삽입형 발광체 방열유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 방열기구들 중 어느 하나를 다른 하나에 삽입하는 삽입형 발광체 방열유닛에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode, LED)란 전압을 가했을 때 발광하는 반도체 소자이다. 발광 다이오드는 종래의 발광체에 비해 소형이면서 긴 수명을 가질 뿐만 아니라, 전기에너지가 빛에너지로 직접 변환되기 때문에 소모전력이 적어 에너지 효율이 우수하며, 고속응답 특성을 지니고 있어 발광 다이오드를 발광체로 하는 다양한 조명기구가 개발되고 있다.
그러나, 발광 다이오드를 채택한 조명기구는 점등시 발광 다이오드에서 상당한 열이 발생하며, 이로 인해 발광 다이오드의 효율 저하와 수명 저하를 초래하게 된다.
한국등록특허공보 10-1021944호 2011. 03. 16.
본 발명의 목적은 발광체에서 발생하는 열을 효과적으로 발산할 수 있는 발광체 방열유닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 용이하게 가공할 수 있으며, 내부의 기밀을 용이하게 유지할 수 있는 발광체 방열유닛을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부한 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 발광유닛은, 제1 실린더 및 상기 제1 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제1 방열핀들을 구비하는 제1 방열기구; 그리고 상기 제1 실린더가 삽입고정되는 제2 실린더 및 상기 제2 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제2 방열핀들을 구비하는 제2 방열기구를 포함하되, 상기 제1 및 제2 방열핀들은 각각 동일한 위상을 가지며 서로 나란하다.
상기 제1 방열핀과 대향되는 상기 제2 방열핀의 제2 대향면 및 상기 제2 방열핀과 대향되는 상기 제1 방열핀의 제1 대향면은 서로 접촉할 수 있다.
상기 제1 및 제2 방열핀 중 어느 하나는 상기 제1 및 제2 대향면 중 어느 하나로부터 돌출된 체결돌기를 가지며, 상기 제1 및 제2 방열핀 중 다른 하나는 상기 제1 및 제2 대향면 중 다른 하나로부터 함몰되어 상기 체결돌기가 삽입되는 체결홈을 가질 수 있다.
상기 제1 실린더는 커버가 고정되는 제1 고정면 및 발광기판이 고정되는 제2 고정면을 가지며, 상기 제2 고정면은 상기 제1 고정면의 내측에 위치할 수 있다.
상기 제1 실린더는 상기 제1 고정면으로부터 함몰된 링 형상의 씰링홈을 가지며, 상기 방열유닛은 상기 씰링홈에 삽입되어 상기 제1 실린더 내부의 기밀을 유지하는 씰링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 실린더는 상기 제1 방열핀들에 의해 관통되며, 상기 제1 방열핀은 상기 제2 실린더를 관통하여 상기 제2 방열핀 내에 위치할 수 있다.
상기 제1 실린더는 발광기판이 고정되는 제2 고정면을 가지고, 상기 제2 실린더는 커버가 고정되는 제1 고정면을 가지며, 상기 제2 고정면은 상기 제1 고정면의 내측에 위치할 수 있다.
상기 제2 실린더는 상기 제1 고정면으로부터 함몰된 링 형상의 씰링홈을 가지며, 상기 방열유닛은 상기 씰링홈에 삽입되어 상기 제2 실린더 내부의 기밀을 유지하는 씰링부재를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 방열기구는 서로 다른 재질일 수 있다.
또한, 상기 제1 방열기구는 일체로 형성된 열전도성 수지 재질이며, 상기 제2 방열기구는 일체로 형성된 금속 재질일 수 있다.
상기 방열유닛은, 상기 제2 실린더에 연결되며 내부가 비어 있는 하우징; 그리고 상기 하우징에 연결되는 지지소켓을 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 외주면으로부터 돌출된 지지돌기를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면 발광체에서 발생하는 열을 효과적으로 발산할 수 있다. 또한, 방열유닛을 용이하게 가공할 수 있으며, 방열유닛의 무게를 최소화할 수 있다. 또한, 방열유닛 내부의 기밀을 높은 수준으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광체 방열유닛을 개략적으로 나타내는 분리사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 후방방열기구를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 전방방열기구를 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1에 도시한 전방방열기구의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 1에 도시한 전방방열기구와 후방방열기구가 삽입체결된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광체 방열유닛을 개략적으로 나타내는 분리사시도이다.
도 9는 도 8에 도시한 외부방열기구의 전면을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시한 외부방열기구와 내부방열기구의 결합상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 10에 도시한 외부방열핀과 내부방열핀의 단면을 나타내는 도면이다.
도 12는 도 8에 도시한 외부방열기구와 내부방열기구의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도 1 및 도 12를 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.
한편, 이하에서 사용하는 "전방"은 발광체로부터 발산된 광의 진행방향을 의미하며, "후방"은 발광체로부터 발산된 광의 진행방향과 반대방향을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광체 방열유닛을 개략적으로 나타내는 분리사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 방열유닛은 전방방열기구(40) 및 후방방열기구(50)를 포함한다. 발광기판(20,30)은 전방방열기구(40) 내에 수용되며, 전방방열기구(40) 및 후방방열기구(50)는 발광기판(20,30)에 실장된 발광체(도시안함)에서 발생한 열을 방출한다. 발광체는 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있다. 발광체는 발광기판(12)은 표면에 형성된 회로패턴을 통해 발광체에 전류를 인가하며, 발광체는 인가된 전류를 통해 광을 발산한다. 발광기판(20,30)은 체결구(S2)를 통해 전방방열기구(40)의 내부고정면(43) 상에 고정될 수 있다.
발광기판(20,30)은 용도에 따라 어느 하나가 선택될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 발광기판(20)은 평판 형상이며, 일면에 발광체가 실장된다. 따라서, 발광체로부터 발산된 광은 넓게 확산될 수 있다. 발광기판(30)은 전방방열기구(40)에 고정되는 프레임과 프레임으로부터 함몰된 평판, 평판의 둘레에 연결되어 상기 프레임에 연결되는 광가이드를 구비한다. 발광체는 평판 상에 실장되며, 발광체로부터 발산된 광은 광가이드에 확산이 제한된다. 따라서, 발광기판(30)의 광확산정도는 발광기판(20)에 비해 낮으며, 사용자는 요구되는 광확산정도에 따라 발광기판(20,30) 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
커버(10)는 전방방열기구(40)의 외부고정면(44)에 설치되며, 체결구(S1)를 통해 고정될 수 있다. 커버(10)는 전방방열기구(40)의 내부에 수용된 발광기판(20,30) 및 발광체를 외부로부터 보호한다. 커버(10)는 렌즈(도시안함)를 구비할 수 있으며, 렌즈는 발광체에 대응되도록 위치하여 발광체로부터 발산된 광을 확산한다.
도 2는 도 1에 도시한 후방방열기구를 나타내는 단면도이다. 후방방열기구(50)는 하우징(52) 및 후방실린더(54)를 구비한다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 하우징(52) 및 후방실린더(54)는 대체로 원통 형상이며, 하우징(52)은 후방실린더(54)의 후단부에 연결된다. 하우징(52)의 직경은 후방실린더(54)의 직경보다 작다. 따라서, 후술하는 전방실린더(42)가 후방실린더(54) 내에 삽입될 경우, 전방실린더(42)의 후면은 하우징(52)의 전면에 의해 지지된다.
하우징(52)은 링 형상의 지지돌기(58)를 가지며, 지지돌기(58)는 하우징(52)의 외주면으로부터 돌출된다. 사용자는 앞서 설명한 발광기판(20,30) 및 커버(10)를 방열유닛에 조립한 상태에서, 지지소켓(51) 및 연결소켓(60)을 통해 방열유닛을 천정이나 벽에 설치된 전원소켓(도시안함)에 설치할 수 있다. 이때, 방열유닛은 별도의 클램프(도시안함)를 이용하여 하우징(52)의 외주면을 감싸는 방식(클램프 결합방식)로 지지될 수 있으며, 지지돌기(58)는 클램프가 하우징(52)으로부터 이탈하는 것을 방지하여 방열유닛이 안정적으로 고정될 수 있도록 한다.
지지소켓(51)은 하우징(52)의 후단부에 연결되며, 지지소켓(51)의 직경은 하우징(52)의 직경보다 작다. 도 1에 도시한 연결소켓(60)은 지지소켓(51)에 나사결합 방식으로 체결되며, 지지소켓(51)은 절연성 재질인 반면, 연결소켓(60)은 도전성 재질이다. 지지소켓(51)은 관통홀(53)을 가지며, 발광기판(20,30)은 관통홀(53)을 통과하는 와이어(wire)를 통해 연결소켓(60)에 연결될 수 있다. 연결소켓(60)을 전원소켓에 삽입한 경우, 전류는 연결소켓(60)을 통해 발광기판(20,30)으로 흐른다.
도 2에 도시한 바와 같이, 후방실린더(54)는 지지면(55)을 가지며, 지지면(55)은 후방실린더(54)의 전면으로부터 함몰형성된다. 후술하는 전방실린더(42)가 후방실린더(54) 내에 삽입될 경우, 전방실린더(42)는 지지면(55)에 의해 지지될 수 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 후방방열핀(56)은 후방실린더(54)의 둘레를 따라 배치되며, 후방실린더(54)의 외주면에 연결된다. 후방방열핀(56)은 'S'자 형상의 단면을 가지며, 이를 통해 표면적을 확대시킬 수 있다. 즉, 'S'자 형상의 후방방열핀(56)은 직선 형상에 비해 넓은 표면적을 가질 수 있다.
후술하는 바와 같이, 전방방열기구(40)를 통해 흡수된 열은 후방방열기구(50)로 전달되며, 후방방열핀(56)은 넓은 표면적을 이용하여 흡수된 열을 방출한다(공랭 방식(air-cooling)). 후방방열핀(56)은 전면으로부터 함몰된 체결홈(57)을 가지며, 후술하는 바와 같이, 전방방열기구(40)와 후방방열기구를 체결할 경우, 체결돌기(47)가 체결홈(57)에 삽입되어 안정적인 체결을 돕는다.
도 3은 도 1에 도시한 전방방열기구를 나타내는 단면도이며, 도 4 및 도 5는 도 1에 도시한 전방방열기구의 전면 및 후면을 나타내는 도면이다. 전방방열기구(40)는 전방실린더(42) 및 전방방열핀(46)을 구비한다. 전방실린더(42)는 대체로 원통 형상이며, 내부고정면(43) 및 외부고정면(44)을 가진다. 내부고정면(43) 및 외부고정면(44)은 전방실린더(42)의 전면으로부터 단차지도록 형성되며, 내부고정면(43)은 외부고정면(44)의 내측에 위치한다.
앞서 설명한 바와 같이, 발광기판(20,30)은 체결구(S2)를 통해 내부고정면(43)에 고정되며, 커버(10)는 체결구(S1)를 통해 외부고정면(44)에 고정된다. 전방실린더(42)는 발광기판(20,30)(또는 발광체)에서 발생한 열을 내부고정면(43)을 통해 흡수하며, 흡수된 열은 전방실린더(42)에 연결된 전방방열핀들(46)에 열전달(예를 들어, 전도(conduction) 방식으로)된다. 전방방열핀들(46)은 넓은 표면적을 이용하여 흡수된 열을 방출하며, 전방방열핀들(46)은 공랭 방식(air-cooling)으로 냉각된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전방방열핀(46)은 전방실린더(42)의 둘레를 따라 배치되며, 전방실린더(42)의 외주면에 연결된다. 전방방열핀(46)은 'S'자 형상의 단면을 가지며, 이를 통해 표면적을 확대시킬 수 있다. 즉, 'S'자 형상의 전방방열핀(46)은 직선 형상에 비해 넓은 표면적을 가질 수 있다. 전방방열핀(46)은 후면으로부터 돌출된 체결돌기(47)을 가지며, 후술하는 바와 같이, 전방방열기구(40)와 후방방열기구를 체결할 경우, 체결돌기(47)가 체결홈(57)에 삽입되어 안정적인 체결을 돕는다. 한편, 본 실시예와 달리, 체결홈(57)은 전방방열핀(46)의 후면에 형성되고, 체결돌기(47)는 후방방열핀(56)의 전면에 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7은 도 1에 도시한 전방방열기구와 후방방열기구가 삽입체결된 모습을 나타내는 도면이다. 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 전방방열기구(40)의 전방실린더(42)는 후방방열기구(50)의 후방실린더(54)에 삽입되며, 전방방열기구(40)와 후방방열기구(50)는 하나의 방열유닛을 형성한다. 전방방열기구(40)와 후방방열기구(50)를 체결할 경우, 전방방열핀들(46)과 후방방열핀들(56)은 각각 동일한 위상을 가지며, 서로 나란하게 배치된다. 따라서, 체결돌기(47)는 체결홈(57)에 삽입되며, 전방방열핀(46)과 후방방열핀(56)은 하나의 방열핀을 형성한다. 특히, 체결돌기(47) 및 체결홈(57)을 통해 전방방열핀(46)과 후방방열핀(56)의 접촉면적을 증가시킴으로써 열접촉저항(thermal contact resistance)을 낮출 수 있다.
전방방열기구(40)와 후방방열기구(50)는 각각 일체로 형성되며, 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전방방열기구(40)는 금속 재질일 수 있으며, 후방방열기구(50)는 열전도성 수지 재질일 수 있다.
방열유닛 전체를 금속 재질로 제작할 경우, 방열성능은 우수할 수 있으나, 방열유닛 자체가 지나치게 무거워지는 문제가 있으며, 누전으로 인한 감전의 우려도 있다. 따라서, 방열유닛을 서로 다른 재질인 두 개의 방열기구로 분리하고, 각각의 방열기구를 통해 방열성능 및 절연성능을 동시에 확보함으로써 위와 같은 문제점을 개선할 수 있다. 특히, 후방방열기구(50)가 열전도성 수지 재질일 경우, 방열유닛을 경량화할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 발광기판(20,30)은 전방방열기구(40)에 삽입고정되며, 발광기판(20,30)(또는 발광체)에서 발생한 열은 전방방열기구(40)에 1차적으로 전달된다. 따라서, 전방방열기구(40)는 우수한 방열성능을 가질 필요가 있으므로, 전방방열기구(40)는 금속 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 전방방열기구(40)는 알루미늄 또는 마그네슘 재질로 제작될 수 있으며, 다이캐스팅을 통해 제작될 수 있다.
또한, 연결소켓(60)은 후방방열기구(50)의 지지소켓(51)에 체결되며, 연결소켓(60)과 발광기판(20,30)은 지지소켓(51)의 관통홀(53)을 통과하는 와이어를 통해 연결되거나, 연결소켓(60)과 발광기판(20,30) 사이에 교류(AC)-직류(DC) 변환회로가 제공될 수 있다. 따라서, 후방방열기구(50)를 통해 누전가능성이 있으며, 후방방열기구(50)는 우수한 절연성능을 가질 필요가 있다. 아울러, 전방방열기구(40)를 통해 흡수된 열을 후방방열기구(50)를 통해 방출하기 위해 후방방열기구(50)는 높은 방열성능(또는 높은 열전도율)을 가질 필요가 있다. 그러므로, 후방방열기구(50)는 열전도성 수지 재질일 수 있으며, 사출 성형을 통해 제작될 수 있다.
열전도성 수지는 High thermal-conductive polyamide(nylon), PPS(Poly Phenylene Sulfide), LCP(Liquid Crystal Polymer), 노릴(NORYL) 수지 및 울템(PEI) 중 어느 하나일 수 있다. PPS/LCP의 사출재료는 0.1~0.2W/mK의 열전도성이 있으며, 울템(PEI) 사출재료는 비정성의 고성능 열가소성 플라스틱으로, 뛰어난 내열성과 강도를 부여하는 이미드 결합과 양호한 가공성을 나타내는 에테르 결합의 편성의 수지이다. 또한, 열전도성 향상을 위해 질화알루미늄과 같은 첨가물이 추가되는 것도 가능하다. 이때, 열전도성 수지의 열전도율은 0.9W/mK 이상인 것이 바람직하고, 1.5W/mK 이상인 것이 더욱 바람직하다. 열전도성 수지의 전기저항율은 1MΩ 이상인 것이 바람직하다. 열전도율과 전기저항율은 높을수록 좋다.
한편, 금속 재질(예를 들어, 알루미늄 또는 마그네슘)은 전(全) 방향에 대해 열전도율이 대체로 동일한 반면, 열전도성 수지는 종방향에 따른 열전도율이 횡방향에 따른 열전도율이 비해 매우 우수한 특성을 가진다. 따라서, 발광기판(20,30)(또는 발광체)에서 발생한 열을 1차적으로 전달받을 뿐만 아니라, 횡단면의 면적이 비교적 큰 전방방열기구(40)는 금속 재질인 것이 바람직하며, 후방방열기구(50)는 열전도성 수지 재질인 것이 바람직하다.
도 1 및 도 6에 도시한 바와 같이, 전방실린더(42)는 링 형상의 씰링홈(45)을 가지며, 씰링홈(45)은 외부고정면(44)으로부터 함몰형성된다. 씰링부재(45a)(예를 들어, 오링(O-ring))는 씰링홈(45)에 삽입되어 전방실린더(42)와 커버(10) 사이에 설치되며, 전방실린더(42) 내부의 기밀을 유지하여 외부의 수분이 침투하는 것을 방지한다. 또한, 앞서 설명한 연결 소켓(60)을 금속 재질이 아닌 방수 커넥터를 이용하면, 방열유닛을 실외 또는 습기가 많은 곳에서도 안전하게 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광체 방열유닛을 개략적으로 나타내는 분리사시도이다. 이하에서는 앞서 설명한 실시예와 구별되는 구성에 대해서만 설명하기로 하며, 이하에서 생략된 내용은 앞서 설명한 내용으로 대체될 수 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 방열유닛은 내부방열기구(40) 및 외부방열기구(50)를 포함한다. 발광기판(20,30)은 내부방열기구(40)의 전면에 고정되며, 내부방열기구(40) 및 외부방열기구(50)는 발광기판(20,30)에 실장된 발광체(도시안함)에서 발생한 열을 방출한다. 발광기판(20,30)은 체결구(S2)를 통해 내부방열기구(40)의 전면에 고정될 수 있다.
도 9는 도 8에 도시한 외부방열기구의 전면을 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 외부방열기구(50)는 외부고정면(44)을 가지며, 커버(10)는 체결구(S1)를 통해 외부고정면(44)에 고정된다. 후술하는 바와 같이, 커버(10)는 외부방열기구(50)의 내부에 수용된 발광기판(20,30) 및 발광체를 외부로부터 보호한다.
도 10은 도 8에 도시한 외부방열기구와 내부방열기구의 결합상태를 나타내는 도면이다. 외부방열기구(50)는 하우징(52) 및 외부실린더(54)를 구비한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 하우징(52) 및 외부실린더(54)는 대체로 원통 형상이며, 하우징(52)은 외부실린더(54)의 후단부에 연결된다. 하우징(52)의 직경은 외부실린더(54)의 직경보다 작다. 따라서, 후술하는 내부실린더(42)가 외부실린더(54) 내에 삽입될 경우, 내부실린더(42)의 후면은 하우징(52)의 전면에 의해 지지된다.
도 10에 도시한 바와 같이, 외부방열핀(56)은 외부실린더(54)의 둘레를 따라 배치되며, 외부실린더(54)의 외주면에 연결된다. 외부방열핀(56)은 'S'자 형상의 단면을 가지며, 이를 통해 표면적을 확대시킬 수 있다. 즉, 'S'자 형상의 외부방열핀(56)은 직선 형상에 비해 넓은 표면적을 가질 수 있다. 후술하는 바와 같이, 내부방열기구(40)를 통해 흡수된 열은 외부방열기구(50)로 전달되며, 외부방열핀(56)은 넓은 표면적을 이용하여 흡수된 열을 방출한다(공랭 방식(air-cooling)).
내부방열기구(40)는 내부실린더(42) 및 내부방열핀(46)을 구비하며, 내부실린더(42)는 대체로 원통 형상이다. 앞서 설명한 바와 같이, 발광기판(20,30)은 내부실린더(42)의 전면에 고정된다. 내부실린더(42)는 발광기판(20,30)(또는 발광체)에서 발생한 열을 전면을 통해 흡수하며, 흡수된 열은 내부실린더(42)에 연결된 내부방열핀들(46)에 열전달(예를 들어, 전도(conduction) 방식으로)된다. 내부방열핀들(46)은 넓은 표면적을 이용하여 흡수된 열을 방출하며, 방출된 열은 외부방열핀들(56)로 각각 전달된 후 공랭 방식(air-cooling)으로 냉각된다. 도 10에 도시한 바와 같이, 내부방열핀(46)은 내부실린더(42)의 둘레를 따라 배치되며, 내부실린더(42)의 외주면에 연결된다. 내부방열핀(46)은 'S'자 형상의 단면을 가지며, 이를 통해 표면적을 확대시킬 수 있다. 즉, 'S'자 형상의 내부방열핀(46)은 직선 형상에 비해 넓은 표면적을 가질 수 있다.
도 11은 도 10에 도시한 외부방열핀과 내부방열핀의 단면을 나타내는 도면이며, 도 12는 도 8에 도시한 외부방열기구와 내부방열기구의 결합상태를 나타내는 단면도이다. 외부방열기구(50)는 내부방열기구(40)를 금형 내에 삽입한 상태에서 인서트 사출(insert molding)에 의해 성형되며, 내부방열기구(40)와 외부방열기구(50)는 하나의 방열유닛을 형성한다. 따라서, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 내부방열기구(40)의 내부실린더(42)는 외부방열기구(50)의 외부실린더(54)에 삽입되며, 외부방열핀들(56)은 내부방열핀들(46)을 각각 감싼다. 즉, 내부방열핀들(46)은 각각 외부실린더(54)의 측벽을 관통하여 외부방열핀들(56)의 내부에 위치한다. 내부방열핀들(46)과 외부방열핀들(56)은 각각 동일한 위상을 가지며, 서로 나란하게 배치된다.
내부방열기구(40)와 외부방열기구(50)는 서로 다른 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 내부방열기구(40)는 금속 재질일 수 있으며, 외부방열기구(50)는 열전도성 수지 재질일 수 있다.
방열유닛을 서로 다른 재질인 두 개의 방열기구로 분리하고, 각각의 방열기구를 통해 방열성능 및 절연성능을 동시에 확보할 수 있다. 특히, 외부방열기구(50)가 열전도성 수지 재질일 경우, 방열유닛을 경량화할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 발광기판(20,30)은 내부방열기구(40)에 고정되며, 발광기판(20,30)(또는 발광체)에서 발생한 열은 내부방열기구(40)에 1차적으로 전달된다. 따라서, 내부방열기구(40)는 우수한 방열성능을 가질 필요가 있으므로, 내부방열기구(40)는 금속 재질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 내부방열기구(40)는 알루미늄 또는 마그네슘 재질로 제작될 수 있으며, 다이캐스팅을 통해 제작될 수 있다.
또한, 연결소켓(60)은 후방방열기구(50)의 지지소켓(51)에 체결되며, 연결소켓(60)과 발광기판(20,30)은 지지소켓(51)의 관통홀(53)을 통과하는 와이어를 통해 연결되거나, 연결소켓(60)과 발광기판(20,30) 사이에 교류(AC)-직류(DC) 변환회로가 제공될 수 있다. 따라서, 외부방열기구(50)를 통해 누전가능성이 있으며, 외부방열기구(50)는 우수한 절연성능을 가질 필요가 있다. 아울러, 내부방열기구(40)를 통해 흡수된 열을 외부방열기구(50)를 통해 방출하기 위해 외부방열기구(50)는 높은 방열성능(또는 높은 열전도율)을 가질 필요가 있다. 그러므로, 외부방열기구(50)는 열전도성 수지 재질일 수 있으며, 내부방열기구(40)를 금형 내에 삽입한 상태에서 인서트 사출 성형을 통해 제작될 수 있다.
상술한 바와 같이, 인서트 사출을 통해 내부방열기구(40)와 외부방열기구(50)를 체결한 경우, 내부방열기구(40)와 외부방열기구(50)가 충분히 밀착될 수 있으며, 이를 통해 내부방열기구(40)와 외부방열기구(50) 사이의 열접촉저항(thermal contact resistance)을 낮출 수 있다. 따라서, 내부방열기구(40)를 통해 흡수된 열이 외부방열기구(50)로 효과적으로 전달될 수 있다.
또한, 내부방열기구(40)를 금형 내에 삽입한 상태에서 인서트 사출 성형을 통해 외부방열기구(50)를 제작한 경우, 내부방열기구(40)를 성형한 후 별도의 샌딩(sanding) 작업을 생략할 수 있다. 다이캐스팅 공정은 최종 단계에서 샌딩 작업을 반드시 필요로 하며, 이 작업을 통해 성형물의 표면을 매끄럽게 처리할 수 있다. 그러나, 앞서 설명한 바와 같이, 인서트 사출 성형을 통해 내부방열기구(40)가 외부에 노출되지 않으므로, 내부방열기구(40)에 대한 별도의 샌딩 작업은 불필요하다. 특히, 내부방열기구(40)가 외부에 노출되지 않을 뿐만 아니라, 외부에 노출되는 외부방열기구(50)는 절연성능을 가지므로, 방열유닛의 누전으로 인한 감전 등의 문제점을 해결할 수 있다.
한편, 도 8 및 도 12에 도시한 바와 같이, 외부실린더(52)는 링 형상의 씰링홈(45)을 가지며, 씰링홈(45)은 외부고정면(44)으로부터 함몰형성된다. 씰링부재(45a)(예를 들어, 오링(O-ring))는 씰링홈(45)에 삽입되어 외부실린더(42)와 커버(10) 사이에 설치되며, 전방실린더(42) 내부의 기밀을 유지하여 외부의 수분이 침투하는 것을 방지한다. 또한, 앞서 설명한 연결 소켓(60)을 금속 재질이 아닌 방수 커넥터를 이용하면, 방열유닛을 실외 또는 습기가 많은 곳에서도 안전하게 사용할 수 있다.
본 발명을 바람직한 실시예들을 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 바람직한 실시예들에 한정되지 않는다.
10 : 커버 20,30 : 발광기판
40 : 전방방열기구,내부방열기구 42 : 전방실린더,내부실린더
43 : 내부고정면 44 : 외부고정면
46 : 전방방열핀,내부방열핀 47 : 체결돌기
50 : 후방방열기구,외부방열기구 51 : 지지소켓
52 : 하우징 53 : 관통홀
54 : 후방실린더,외부실린더 55 : 지지면
56 : 후방방열핀,외부방열핀 57 : 체결홈
58 : 지지돌기 60 : 연결소켓

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 제1 실린더 및 상기 제1 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제1 방열핀들을 구비하는 제1 방열기구; 및
    상기 제1 실린더가 삽입고정되는 제2 실린더 및 상기 제2 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제2 방열핀들을 구비하는 제2 방열기구를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 방열핀들은 각각 동일한 위상을 가지고 서로 나란하며,
    상기 제1 방열핀과 대향되는 상기 제2 방열핀의 제2 대향면 및 상기 제2 방열핀과 대향되는 상기 제1 방열핀의 제1 대향면은 서로 접촉하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방열핀 중 어느 하나는 상기 제1 및 제2 대향면 중 어느 하나로부터 돌출된 체결돌기를 가지며,
    상기 제1 및 제2 방열핀 중 다른 하나는 상기 제1 및 제2 대향면 중 다른 하나로부터 함몰되어 상기 체결돌기가 삽입되는 체결홈을 가지는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 실린더는 커버가 고정되는 제1 고정면 및 발광기판이 고정되는 제2 고정면을 가지며,
    상기 제2 고정면은 상기 제1 고정면의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 실린더는 상기 제1 고정면으로부터 함몰된 링 형상의 씰링홈을 가지며,
    상기 방열유닛은 상기 씰링홈에 삽입되어 상기 제1 실린더 내부의 기밀을 유지하는 씰링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  6. 제1 실린더 및 상기 제1 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제1 방열핀들을 구비하는 제1 방열기구; 및
    상기 제1 실린더가 삽입고정되는 제2 실린더 및 상기 제2 실린더의 둘레에 설치되는 복수의 제2 방열핀들을 구비하는 제2 방열기구를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 방열핀들은 각각 동일한 위상을 가지고 서로 나란하며,
    상기 제2 실린더는 상기 제1 방열핀들에 의해 관통되며,
    상기 제1 방열핀은 상기 제2 실린더를 관통하여 상기 제2 방열핀 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 실린더는 발광기판이 고정되는 제2 고정면을 가지고,
    상기 제2 실린더는 커버가 고정되는 제1 고정면을 가지며,
    상기 제2 고정면은 상기 제1 실린더의 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 실린더는 상기 제1 고정면으로부터 함몰된 링 형상의 씰링홈을 가지며,
    상기 방열유닛은 상기 씰링홈에 삽입되어 상기 커버와 상기 제1 고정면 사이의 기밀을 유지하는 씰링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  9. 제2항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 방열기구는 서로 다른 재질인 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  10. 제2항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 방열기구는 일체로 형성된 열전도성 수지 재질이며,
    상기 제2 방열기구는 일체로 형성된 금속 재질인 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  11. 제2항 또는 제6항에 있어서,
    상기 방열유닛은,
    상기 제2 실린더에 연결되며 내부가 비어 있는 하우징; 및
    상기 하우징에 연결되는 지지소켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은 외주면으로부터 돌출된 지지돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 방열유닛.
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