KR101431209B1 - 방열모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수 개의 엘이디를 구성한 엘이디모듈이 결합되어 설치되는 방열모듈에 관한 것으로, 하면에 개스킷홈이 형성된 방열플레이트; 상기 엘이디모듈의 엘이디에 대응되도록 방열플레이트의 상측으로 돌출형성되는 이젝트핀; 상기 이젝트핀의 하부에 일체로 구성되어 방열플레이트의 상면에 돔 형상으로 형성되는 보충방열부; 상기 이젝트핀과 보충방열부에 일체로 구성되어 방열플레이트의 상면에 전후방향으로 형성되는 방열핀; 상기 방열플레이트의 상면에 일체로 돌출형성되는 연결부와, 상기 연결부의 내부에 중공으로 형성되어 방열플레이트를 관통하는 홀로 구성된 전원연결부;가 일체로 형성되도록 상기 방열플레이트와 이젝트핀과 보충방열부와 방열핀과 전원연결부가 금형을 통해 주조제작되는 것에 특징이 있다.

Description

방열모듈{A heatsink module}

본 발명은 방열모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 방열플레이트와 이젝트핀과 보충방열부와 방열핀과 전원연결부가 금형을 통해 한번에 주조제작되도록 함으로써 저렴한 가격으로 손쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 이젝트핀과 방열핀과 전원연결부를 하광상협의 형상으로 형성함으로써 주조제작된 본 발명을 금형에서 용이하게 분리하여 제품화할 수 있으며, LED의 열원에서 열이 빨리 방출될 수 있도록 하는 보충방열부를 방열플레이트에 돔 형상으로 형성하는 것을 통해 방열플레이트의 두께를 5 ~ 6mm정도로 얇게 제작함과 동시에, 주조제작을 통해 전원연결부에 구성되는 연결부를 방열플레이트의 일 부분에만 형성함으로써 방열 효율의 저하 없이도 제품의 중량을 줄일 수 있고, 방열핀에 좌우방향으로 형성되는 이격홈을 통해 열이 이동되는 방열통로가 더 포함되어 구성되도록 함으로써 방열효율의 증대를 이룰 수 있는 방열모듈에 관한 것이다.

일반적으로, 가로등이나 보안등 등에 사용되는 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 전류 인가에 의해 P-N 반도체 접합(P-N junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 소자로서, 통상 LED 칩이 탑재된 패키지의 구조로 제작되며, 이러한 LED 패키지는 일반적으로 인쇄회로기판(Printed Circuit Board: 이하,'PCB'라 한다) 상에 장착되어 그 인쇄회로기판에 형성된 전극으로부터 전류를 인가받아 발광 동작하도록 구성된다.

그리고, 상기와 같이 LED 패키지를 광원으로 하는 가로등이나 그 외에 등기구는 할로겐등, 형광등, 수은등에 비하여 전력소모가 매우 적어서 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 광원이 되는 LED는 발광 시 고열을 발생하게 되는데 이렇게 발생한 고열은 LED의 수명을 짧게 하는 큰 요인을 제공하는 동시에 LED의 조도가 크게 떨어지게 한다. 즉, LED가 발광할 때 적정온도 70도 미만으로 유지 시 수명이 약 6 ~ 7만 시간으로 사용이 가능하나, LED의 발광온도가 70도 이상 지속 될 시에는 약 2천 시간 미만으로 줄어든다.

그렇기 때문에 LED를 광원으로 하는 가로등이나 그 외에 등기구의 수명단축과 조도가 떨어지는 관계로 유지보수를 위한 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다.

따라서, 종래에는 압출 금형을 통해 방열모듈을 제작함으로써 LED의 발광온도가 적정온도로 유지될 수 있도록 하였으며, 이와 같은 종래의 방열모듈은 도 1에 도시된 바와 같이 방열플레이트(110)와, 상기 방열플레이트(110)의 상면에 전후방향으로 길게 형성되어 좌우방향으로 배치되는 방열핀(140)과, 상기 방열플레이트(110)의 상면에 전후방향으로 길게 형성되며 중앙에 전원연결을 위한 홀(153)을 형성한 전원연결부(150)로 이루어져, 상기 방열플레이트(110)의 하면에 엘이디모듈(103)이 결합설치되도록 구성된다.

그리고, 전체적인 구성은 상술한 종래의 기술과는 다르지만, 가로등이나 보안등에 설치되는 방열모듈은 공개특허공보 제10-2011-0024087호인 "엘이디 가로등"을 통해 확인할 수 있다.

대한민국공개특허공보 제10-2011-0024087호 (2011.03.09) 주식회사 화인

도 1에 도시된 바와 같은 방열모듈은 압출 금형으로 제작되기 때문에 방열핀(140)을 얇고 길게 형성할 수 있어 방열 표면적을 넓힐 수는 있었다. 그러나, 전술한 종래의 방열모듈은 엘이디모듈(103)이 설치되어 방열이 직접적으로 이루어지도록 하는 방열플레이트(110) 전체를 8mm 정도로 두껍게 형성해야 할 뿐만 아니라, 전원연결부(150)를 전후방향으로 길게 형성해야 하므로, 재료비가 많이 들어가는 문제점과, 이로 인해 중량이 늘어나는 문제가 있었다.

즉, 최근 들어서 가로등의 무게가 10kg로 이하로 제한되고, 보안등 등의 무게는 8kg 이하로 제한되어 중량감소를 필수적으로 이루어야 하는 실정인데, 종래의 방열모듈을 100W로 사용할 경우, 파워를 포함하는 방열모듈만의 무게가 3kg에 달하기 때문에 방열모듈 자체에서도 무게를 줄여야하는 문제가 지속적으로 제기되고 있으며, 특히, 최근 들어 상승하는 원재료비에 의해 가격경쟁력이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 종래와 같이 압출 금형을 통해 방열모듈을 형성하게 되면, 방열플레이트(110)의 하면에 개스킷을 끼워넣기 위한 개스킷홈(미도시)을 별도의 가공으로 마련해야 하므로, 개스킷홈 가공에 따른 제작비용의 상승도 문제점으로 지적되었다.

그리하여 본 출원인은 저렴한 단가와 저중량으로 손쉽게 제작할 수 있으며, 방열효율도 우수한 방열모듈을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 방열모듈은 방열플레이트와 이젝트핀과 보충방열부와 방열핀과 전원연결부가 금형을 통해 한번에 주조제작되도록 함으로써 저렴한 가격으로 손쉽게 제작할 수 있으며, 상기 이젝트핀과 방열핀과 전원연결부를 하광상협의 형상으로 형성함으로써 주조제작된 본 발명을 금형에서 용이하게 분리하여 제품화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 LED의 열원에서 열이 빨리 방출될 수 있도록 하는 보충방열부를 방열플레이트에 돔 형상으로 형성하는 것을 통해 방열플레이트의 두께를 5 ~ 6mm정도로 얇게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 주조제작을 통해 전원연결부에 구성되는 연결부를 방열플레이트의 일 부분에만 돌출되도록 형성함으로써 방열 효율의 저하 없이도 제품의 중량을 줄일 수 있는 방열모듈을 제공하는데 목적이 있다.

아울러, 본 발명은 방열핀에 좌우방향으로 형성되는 이격홈을 통해 열이 이동되는 방열통로가 더 포함되어 구성되도록 함으로써 방열효율의 증대를 이룰 수 있는 방열모듈을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하면에 개스킷홈이 형성된 방열플레이트; 상기 엘이디모듈의 엘이디에 대응되도록 방열플레이트의 상측으로 돌출형성되는 이젝트핀; 상기 이젝트핀의 하부에 일체로 구성되어 방열플레이트의 상면에 돔 형상으로 형성되는 보충방열부; 상기 이젝트핀과 보충방열부에 일체로 구성되어 방열플레이트의 상면에 전후방향으로 형성되는 방열핀; 상기 방열플레이트의 상면에 일체로 돌출형성되는 연결부와, 상기 연결부의 내부에 중공으로 형성되어 방열플레이트를 관통하는 홀로 구성된 전원연결부;가 일체로 형성되도록 상기 방열플레이트와 이젝트핀과 보충방열부와 방열핀과 전원연결부가 금형을 통해 주조제작되는 것에 특징이 있는 방열모듈을 제공한다.

본 발명의 방열모듈은 방열플레이트와 이젝트핀과 보충방열부와 방열핀과 전원연결부가 금형을 통해 한번에 주조제작되므로 가공포인트가 감소하여 저렴한 가격으로 손쉽게 제작할 수 있으며, 상기 이젝트핀과 방열핀과 전원연결부가 하광상협의 형상으로 형성되는 것에 의해 주조제작된 본 발명을 금형에서 용이하게 분리하여 제품화할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 LED의 열원에서 열이 빨리 방출될 수 있도록 하는 보충방열부가 방열플레이트에 돔 형상으로 형성되는 것에 의해 방열플레이트의 두께를 5 ~ 6mm정도로 얇게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 주조제작을 통해 전원연결부에 구성되는 연결부를 방열플레이트의 일 부분에만 돌출되도록 형성할 수 있기 때문에 방열 효율의 저하 없이도 제품의 중량을 줄일 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 방열핀에 좌우방향으로 형성되는 이격홈을 통해 열이 이동되는 방열통로가 더 포함되어 구성되므로 방열효율의 증대를 이룰 수 있는 유용한 발명이다.

도 1은 종래의 방열모듈을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 방열모듈과 엘이디모듈을 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 방열모듈을 도시한 사시도.
도 4은 보 발명의 방열모듈을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 방열모듈을 도시한 정명도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개의 엘이디(1)를 구성한 엘이디모듈(3)이 결합 설치되는 방열모듈(100)에 관한 것으로, 방열플레이트(10)와, 이젝트핀(20)과, 보충방열부(30)와, 방열핀(40)과, 전원연결부(50)가 금형을 통해 주조제작되는 것을 특징으로 한다.

첫째, 방열플레이트(10)는 전술한 바와 같이 금형을 통해 주조제작되어 하부에 엘이디모듈(3)이 결합설치되는 구성으로, 하면에는 방열플레이트(10)와 엘이디모듈(3)의 피시비(2) 사이에 개스킷(미도시)이 설치될 수 있도록 개스킷홈(11)이 주조제작시 일체로 제작되며, 상기 엘이디모듈(3)의 피시비(2)를 결합하기 위한 엘이디모듈결합홈(13)이 개시킷홈(11)에서 이격되어 형성된다.

그리고, 일반적으로 방열을 원활하게 이루기 위해서는 통상의 방열플레이트가 8mm 정도의 두께로 제작되는데 반해, 본 발명에서는 상기 방열플레이트(10)가 5 ~ 6mm의 두께로 제작되도록 함으로써 중량 감소를 이룰 수 있는 것을 특징으로 한다.

이는, 상기 방열플레이트(10)의 상부에 일체로 형성되는 보충방열부(30)에 의한 것으로, 자세한 설명은 후술하며, 상기 방열플레이트(30)가 5mm 이하의 두께로 제작되면 결합이 이루어지는 부분의 파손이 발생할 우려가 있으므로, 본 발명에서 방열플레이트(10)는 중량감소와 파손방지 2가지에 모두 적합할 수 있도록 5 ~ 6mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.

둘째, 이젝트핀(20)은 주조제작시 상기 방열플레이트(10)의 상면에 일체로 구성되어 상측으로 돌출형성되는 구성으로, 금형을 통해 주조제작된 본 발명을 금형에서 용이하게 분리할 수 있도록 하는 데 사용된다.

그리고, 이와 같은 이젝트핀(20)은 엘이디(1)에서 발생하는 열이 이젝트핀(20)과 연결설치된 방열핀(40)을 통해 용이하게 방출될 수 있도록, 방열플레이트(10)의 하면에 결합설치되는 엘이디모듈(3)의 엘이디(1)에 대응되는 위치마다 각각 설치되어 다수로 구성되는데, 상기 이젝트핀(20)은 엘이디(1)가 설치되지 않은 부분에 추가로 형성되어도 무방하다.

다시 말해서, 상기 이젝트핀(20)은 엘이디(1)가 설치되어 방열플레이트(10)에서 열이 집중적으로 발생되는 부분에는 열의 신속한 방출을 위하여 무조건 1 : 1 대응되게 형성되어야 하며, 그 외에 추가적인 설치는 무방하다는 것이다.

셋째, 보충방열부(30)는 상기 이젝트핀(20)의 하부에 일체로 구성되어 방열플레이트(10)의 상면에 돔 형상으로 형성되는 구성으로, 엘이디(1)에 대응되는 부분에만 방열플레이트(10)의 두께를 8 ~ 9mm 정도로 두껍게 하는 역할을 하여 상기 엘이디(1)에서 집중적으로 발생되는 열의 신속한 방출을 돕는 작용을 한다.

따라서, 이와 같은 보충방열부(30)에 의하면, 방열플레이트(10)의 두께를 5 ~ 6mm로 얇게 제작한다 하더라도 방열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 작용효과가 있다.

넷째, 방열핀(40)은 상기 이젝트핀(20)과 보충방열부(30)에 일체로 구성되어 방열플레이트(10)의 상면에 전후방향으로 다수 형성되는 구성으로, 공지된 바와 같이 열을 방출하는 방열작용을 하는데 쓰인다.

그리고, 본 발명에는 방열플레이트(10)의 상면에 열 방출을 위한 방열통로가 더 포함되어 구성되도록 할 수도 있는데, 이와 같은 구성은 각각의 방열핀(40)에 좌우방향의 이격홈(41)이 관통형성되도록 하는 것을 통해 용이하게 이룰 수 있으며, 이에 따르면, 방열플레이트(10)에 일체로 형성되는 보충방열부(30)와 이젝트핀(20) 및 방열핀(40)을 통해 방출되는 열이 좌우방향으로 형성되는 방열통로로 인해 더욱 빠르게 확산되므로 방열효율이 증대되는 작용효과가 있다.

다섯째, 전원연결부(50)는 상기 방열플레이트(10)의 하부에 결합설치된 엘이디모듈(3)로 외부의 전원을 연결하기 위해 방열플레이트(10)의 상면에 일체로 형성되는 구성으로, 상기 방열플레이트(10)의 상면 일부분에서 돌출형성되는 연결부(51)와, 상기 연결부(51)의 내부에 중공으로 형성되어 방열플레이트(10)를 관통하는 홀(53)로 구성되며, 방열핀(40)의 일부와 일체로 형성되어도 무방하다.

한편, 상기와 같이 방열플레이트(10)와, 이젝트핀(20)과, 보충방열부(30)와, 방열핀(40)과, 전원연결부(50)로 이루어진 본 발명의 방열모듈(100)은 금형을 이용한 주조를 통해 일체로 제작되는데, 본 발명에서는 주조제작된 방열모듈(100)을 금형에서 손쉽게 분리할 수 있도록 이젝트핀(20)과, 방열핀(40)과, 전원연결부(50)를 하광상협의 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 이젝트핀(20)과 방열핀(40)과 전원연결부(50)에 상부가 하부보다 비교적 얇게 형성되도록 하는 기울기(α)를 갖도록 함으로써 주조제작된 방열모듈(100)을 금형에서 손쉽게 분리할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이때, 본 발명에서 금형을 분리하는데 사용되는 이젝트핀(20)의 최상부 지름은 6 ~ 7mm 정도로 두껍게 함으로써 주조제작된 방열모듈(100)을 금형에서 분리하는데 어려움이 없도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 구성에 따른 작용을 설명한다.

먼저, 금형을 이용하여 주조함으로써 본 발명의 방열모듈(100)을 주조한 한다.

이처럼 본 발명의 주조가 완료된 후에는, 상기 방열모듈(100)에 일체로 형성된 이젝트핀(20)을 이용하여 주조된 본 발명을 금형에서 분리할 수 있는데, 이때, 방열플레이트(10)의 상부에 일체로 형성된 이젝트핀(20)과 방열핀(40)과 전원연결부(50)는 하광상협의 형상으로 형성되고, 보충방열부(30)는 돔 형상으로 형성되므로, 통상의 이젝트부(미도시)를 이용하여 본 발명의 이젝트핀(20)을 가압하는 것만으로도 본 발명을 금형에서 용이하게 분리할 수 있게 된다.

그리고, 상기와 같이 본 발명의 방열모듈(100)을 금형을 통해 주조제작하면, 방열플레이트(10)의 하부에 개스킷이 끼워지는 개스킷홈(11)까지 한번에 형성할 수 있으므로, 개스킷홈(11) 가공을 위한 별도의 가공처리가 요구되지 않아 제작을 손쉽게 할 수 있으며, 이를 통해 제작시간 및 단가를 줄일 수 있는 작용효과가 있다.

아울러, 이처럼 주조제작된 본 발명의 방열모듈(100)은 방열플레이트(10)의 하부에 엘이디모듈(3)을 설치한 후, 가로등 또는 보안등 등에 적용되어 사용되는데, 본 발명을 통해 주조제작된 방열모듈(100)은 보충방열부(30)에 의해 방열플레이트(10)의 두께가 5 ~ 6mm로 얇게 제작될 뿐만 아니라, 전원을 연결하기 위한 전원연결부(50)를 방열플레이트(10)의 일부에만 형성되게 할 수 있으므로, 방열모듈(100)의 전체중량을 대폭 감소시킬 수 있으며, 이로 인해 제조비가 줄어들 뿐만 아니라, 설치 중량에 제한을 받는 가로등 및 보안등에 안전하게 설치할 수 있는 작용효과가 있다.

더불어, 본 발명의 방열모듈(100)을 가로등이나 보안등 등에 적용한 다음, 지속적인 사용을 하면, 밝게 발광하는 엘이디(1)에 의해 발열이 발생하는데, 본 발명의 방열모듈(100)에는 엘이디(1)가 설치된 부분과 대응되는 방열플레이트(10)의 상면에 보충방열부(30)와 방열핀(40)이 일체로 형성된 이젝트핀(20)이 설치되어 있기 때문에 엘이디(1)에서 발생되는 열이 신속하게 방출되는 작용효과가 있다.

즉, 엘이디(1)의 열이 집중되는 방열플레이트(10)의 부분만을 돔 형상의 보충방열부(30)를 통해 8 ~ 9mm 정도로 두껍게 제작하여 열의 방출이 빠르게 이루어지도록 할 수 있음과 동시에, 이격홈(41)을 형성한 방열핀(40)을 통해 열의 방출확산이 빠르게 이루어지도록 할 수 있으므로, 중량의 감소 및 방열을 위한 표면적 감소에도 불구하고 우수한 방열효율을 얻을 수 있게 되는 것이다.

1 : 엘이디 2 : 피시비 3 : 엘이디모듈
10 : 방열플레이트 11 : 개스킷홈 13 : 엘이디모듈결합홈
20 : 이젝트핀 30 : 보충방열부
40 : 방열핀 41 : 이격홈
50 : 전원연결부 51 : 연결부 53 : 홀
100 : 방열모듈

Claims (4)

1. 복수 개의 엘이디(1)를 구성한 엘이디모듈(3)이 결합되어 설치되는 방열모듈에 있어서,
   하면에 개스킷홈(11)이 형성된 방열플레이트(10);
   상기 엘이디모듈(3)의 엘이디(1)에 대응되도록 방열플레이트(10)의 상측으로 돌출형성되는 이젝트핀(20);
   상기 이젝트핀(20)의 하부에 일체로 구성되어 방열플레이트(10)의 상면에 돔 형상으로 형성되는 보충방열부(30);
   상기 이젝트핀(20)과 보충방열부(30)에 일체로 구성되어 방열플레이트(10)의 상면에 전후방향으로 형성되는 방열핀(40);
   상기 방열플레이트(10)의 상면에 일체로 돌출형성되는 연결부(51)와, 상기 연결부(51)의 내부에 중공으로 형성되어 방열플레이트(10)를 관통하는 홀(53)로 구성된 전원연결부(50);가 일체로 형성되도록 상기 방열플레이트(10)와 이젝트핀(20)과 보충방열부(30)와 방열핀(40)과 전원연결부(50)가 금형을 통해 주조제작되며,
   상기 방열플레이트(10)는 엘이디와 대응되는 부분에 형성되는 돔 형상의 보충방열부(30)에 의해 5 ~ 6mm의 두께로 제작되어 중량감소를 이룰 수 있는 것에 특징이 있는 방열모듈.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 방열핀(40)에는 방열플레이트(10)의 상면에 좌우방향으로 방열통로를 형성하는 이격홈(41)이 더 포함 구성된 것에 특징이 있는 방열모듈.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 방열플레이트(10)의 상면에 돌출형성되는 이젝트핀(20)과 방열핀(40)과 전원연결부(50)는 하광상협의 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 방열모듈.

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