KR101470867B1 - 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치 - Google Patents

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구용우
김영욱
박제명
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인텍엘앤이 주식회사
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Abstract

본 발명은 관형상의 히트싱크의 외주연을 따라 LED모듈이 결합되어 빛을 조사할 수 있는 범위가 넓고, LED모듈에서 발생되는 열을 히트싱크 외부로 효율적으로 배출할 수 있는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치에 관한 것으로, 외주연을 따라 복수의 장방형 조명장착부가 이격하여 외측으로 돌출 형성되는 관형상의 히트싱크, 조명장착부에 결합되는 LED모듈 및 LED모듈에 전원을 공급할 수 있도록 등기구의 소켓에 일측이 결합되고 타측은 히트싱크의 개구된 일측을 막도록 결합되는 베이스부를 포함하되, 조명장착부의 하부에는 다수의 방열핀이 형성되어 LED모듈에서 발생되는 열을 방출할 수 있다.

Description

외부 방열구조를 갖는 엘이디장치 {LED DEVICE WITH HEATSINK STRUCTURE}
본 발명은 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관형상의 히트싱크의 외주연을 따라 LED모듈이 결합되어 빛을 조사할 수 있는 범위가 넓고, LED모듈에서 발생되는 열을 히트싱크 외부로 효율적으로 배출할 수 있는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치에 관한 것이다.
발광다이오드(LED)란 갈륨비소 등의 화합물에 전류를 흘려 빛을 발산하는 반도체소자로, m 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 소수캐리어(전자 또는 정공)를 주입하고 이들의 재결합에 의하여 발광시킨다. LED는 컴퓨터 본체에서 하드디스크가 돌아갈 때 깜빡이는 작은 불빛, 도심의 빌딩 위에 설치된 대형 전광판, TV 리모콘 버튼을 누를 때마다 TV 본체에 신호를 보내는 눈에 보이지 않는 광선 등을 만들 때 필요하다. 전기에너지를 빛에너지로 전환하는 효율이 높기 때문에 최고 90%까지 에너지를 절감할 수 있어, 에너지 효율이 5% 정도밖에 되지 않는 백열등ㆍ형광등을 대체할 수 있는 차세대 광원으로 주목되고 있다. LED는 아래 위에 전극을 붙인 전도물질에 전류가 통과하면 전자와 정공이라고 불리는 플러스 전하입자가 이 전극 중앙에서 결합해 빛의 광자를 발산하는 구조로 이루어져 있는데, 이 물질의 특성에 따라 빛의 색깔이 달라진다.
이처럼 LED는 에너지 효율이 높기 때문에 종래 일반적으로 사용되던 백열등나 형광등은 빠른 속도로 LED로 교체되고 있다.
그러나 LED는 발광시 고열을 발생한다는 문제점이 있고, 고열로 인해 수명이 단축된다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 일반적으로 금속방열판을 사용하고 있었지만, 형태가 다양하지 못하고 방열 효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.
또한 대한민국 등록특허 제10-0968270호 ‘엘이디 조명장치’는 내부와 외부를 연락하는 기로를 형성한 관형상의 금속체에 관하여 개시하고 있다. 그러나 등록특허 제10-0968270호는 금속체의 열이 바로 외부로 빠져나가기 어려워 방열 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.
본 발명에 따른 외부 방열구조를 같은 엘이디장치는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다음과 같은 과제의 해결을 목적으로 한다.
첫째, 관형상의 히트싱크의 외주연을 따라 LED모듈을 결합하여 빛을 조사할 수 있는 범위를 넓히고자 한다.
둘째, LED모듈에서 발생되는 열을 히트싱크 외부로 효율적으로 배출할 수 있는 외부 방열구조를 제공하고자 한다.
셋째, LED모듈의 수명을 늘려 교체에 따른 비용을 절감하고자 한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치는, 외주연을 따라 복수의 장방형 조명장착부가 이격하여 외측으로 돌출 형성되고 조명장착부의 하부에는 다수의 방열핀이 형성되는 관형상의 히트싱크를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치는, 조명장착부에 결합되는 LED모듈을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치는, LED모듈에 전원을 공급할 수 있도록 등기구의 소켓에 일측이 결합되고, 타측은 히트싱크의 개구된 일측에 이격되도록 결합되는 베이스부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치는, LED모듈에서 발생되는 열은 히트싱크로 전달되고, 히트싱크 내부의 열은 베이스부와 이격된 공간을 통해 방출되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치에 있어서, 조명장착부는, 길이방향 양측 위로 제1결합홈이 연장 형성되어 LED모듈이 슬라이드 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치에 있어서, 히트싱크는 양단에 볼트결합홈이 형성되고, 베이스부는 타측에 볼트체결공이 돌출형성되어 히트싱크와 베이스부는 볼트로 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치에 있어서, 베이스부는, 타측에 LED모듈에 전원을 공급하는 전선이 통과하는 통공이 형성되고, 통공에는 히트싱크에서 방열되는 열기가 통과하지 못하도록 실링부재가 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치에 있어서, 히트싱크는, 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있도록 내부와 외부를 관통하는 복수의 방열공이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치에 있어서, 조명장착부는, 길이방향 양측 아래로 제2결합홈이 연장 형성되어 상기 LED모듈을 보호할 수 있도록 LED커버가 슬라이드 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 발열구조를 갖는 엘이디장치에 있어서, LED모듈을 보호할 수 있도록 히트싱크의 개구된 타측에 형성된 볼트결합홈에 결합되는 마감커버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 외부 방열구조를 같은 엘이디장치는 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 관형상의 히트싱크의 외주연을 따라 LED모듈을 결합하여 빛을 조사할 수 있는 범위를 넓힐 수 있다.
둘째, 외부 방열구조를 이용해 LED모듈에서 발생되는 열을 히트싱크 외부로 효율적으로 배출할 수 있다.
셋째, LED모듈의 수명을 늘려 교체에 따른 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해도이다.
도 3은 도 2의 히트싱크의 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치에서 히트싱크 내부의 열이 외부로 방출되는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치의 히트싱크의 정면 단면도이다.
도 6은 도 5의 히트싱크의 다른 실시예이다.
도 7은 히트싱크에 LED모듈 및 LED커버가 장착되는 사시도이다.
도 8은 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 9는 도 4의 B-B선 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치의 분해사시도이다.
도 11 내지 12는 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치의 실시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 12을 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치가 도시되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치는, 외주연을 따라 복수의 장방형 조명장착부(120)가 이격하여 외측으로 돌출 형성되고 상기 조명장착부(120)의 하부에는 다수의 방열핀(128)이 형성되는 관형상의 히트싱크(100);
상기 조명장착부(120)에 결합되는 LED모듈(200); 및
상기 LED모듈(200)에 전원을 공급할 수 있도록 등기구(10)의 소켓(12)에 일측이 결합되고, 타측은 상기 히트싱크(100)의 개구된 일측에 이격되도록 결합되는 베이스부(300);를 포함하되,
상기 LED모듈(200)에서 발생되는 열은 상기 히트싱크(100)로 전달되고, 히트싱크(100) 내부의 열은 상기 베이스부(300)와 이격된 공간을 통해 방출되는 것을 특징으로 한다.
도 3, 5 및 6을 참조하면 상기 히트싱크(100)는, 관형태의 금속체로서 상기 LED모듈(200)에서 발생되는 열을 전달받아 외부로 방출하여 LED모듈(200)을 냉각하는 부분이고, 외주연에는 상기 조명장착부(120)가 방사형으로 형성된다.
즉, 상기 조명장착부(120)는 상기 히트싱크(100)의 외주연을 따라 방사형으로 이격하여 외측으로 돌출 형성되는 것으로, 장방형의 외측면(122)에 LED모듈(200)이 결합된다.
그리고 상기 히트싱크(100)는, 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있도록 내부와 외부를 관통하는 복수의 방열공(140)이 형성될 수 있으며, 상기 방열공(140)을 통해서 히트싱크(100) 내부의 뜨거운 공기가 외부로 방출되므로 방열 효과를 높일 수 있다.
또한 상기 히트싱크(100)는, 내주연을 따라 복수의 방사형 보조방열부(160)가 이격하여 내측으로 연장형성될 수 있다. 상기 보조방열부(160)는 히트싱크(100) 전체 표면적을 넓혀서 방열 효과를 높일 수 있고, 관형태의 히트싱크(100) 내부를 지지하는 기능을 수행할 수도 있다.
또한 상기 히트싱크(100)는 양단에 볼트결합홈(129)이 형성되고, 상기 베이스부(300)는 타측에 볼트체결공(360)이 돌출형성되어 히트싱크와 베이스부는 볼트로 결합되며, 필요에 따라서 볼트 대신 핀, 리벳 등을 이용할 수도 있다.
그리고 상기 LED모듈(200)은, 상기 조명장착부(120)의 외측면(122)에 장착될 수 있도록 장방형의 기판위에 LED가 장착되며, 필요한 회로 등을 설치할 수도 있다.
그리고 상기 조명장착부(120)는, 길이방향 양측 위로 제1결합홈(124)이 연장 형성되어 상기 LED모듈(200)이 슬라이드 결합되고, 길이방향 양측 아래로 제2결합홈(126)이 연장 형성되어 상기 LED모듈(200)을 보호할 수 있도록 LED커버(220)가 슬라이드 결합될 수 있다.
즉, 상기 조명장착부(120)는 장방형의 외측면(122)을 기준으로 위쪽으로 제1결합홈(124)이 양측에 연장 형성되고, 아래쪽으로 제2결합홈(126)이 양측에 연장 형성되는 것이다.
또한 상기 조명장착부(120)의 하부에는 양 측면을 따라서 다수의 방열핀(128)이 형성되므로, 외부 공기와 접촉하는 표면적이 넓어져 LED모듈(200)에서 발생되는 열을 더욱 효과적으로 외부로 방출할 수 있고, 필요에 따라서 상기 보조방열부(160)에도 다수의 방열핀(미도시)을 형성하는 것도 가능하다.
즉, 상기 LED모듈(200)에서 발생되는 열은 상기 히트싱크(100)로 전달되고, 히트싱크(100)에 형성된 다수의 방열핀(128)을 통해 열은 외부로 직접 배출되며, 히트싱크(100) 내부의 열은 상기 베이스부(300)와 이격된 공간을 통해 외부로 방출되는 것이다(도 4, 8 및 9 참조).
도 7을 참조하면 상기 LED커버(220)는, LED모듈(200)을 감싸 보호하기 위한 것으로 필요에 따라 투명 또는 불투명으로 제작이 가능하고, 다양한 색을 삽입하여 독특한 분위기를 연출하는 것이 가능하다.
도 2 및 10을 참조하면 상기 베이스부(300)는, 일측에 돌출 형성되는 볼트 형태의 접속단자(320)가 구비되고, 상기 접속단자(320)는 등기구(10)의 소켓(12)에 나사결합된다. 그리고 상기 베이스부(300)의 타측에는 상기 히트싱크(100)가 결합되며, 내부에는 등기구(10)의 소켓(12)과 전기적으로 접속되는 상기 접속단자(320)를 통해 상기 LED모듈(200)로 인가되는 전원을 공급하기 위한 변환기가 선택적으로 설치되며, 변환기로는 일반적으로 SMPS(SWITCHING MODE POWER SUPPLY)가 사용된다.
SMPS는 상용 전원으로부터 공급되는 교류(AC) 전기를 컴퓨터, 통신 기기, 가전 기기 등 각종 기기에 맞도록 변환시켜 주는 모듈형의 전원 공급 장치로서, 고속 전력 반도체를 이용해 높은 주파수로 단속 제어를 하고 정류와 평활 회로를 거쳐 안정된 각종 직류 전압을 얻을 수 있다.
결국 설치되는 LED모듈(200)에 따라서 SMPS(340)는 선택적으로 필요하게 되는 것이다.
상기 히트싱크(100)는 양단에 볼트결합홈(129)이 형성되고, 상기 베이스부(300)는 타측에 볼트체결공(360)이 돌출형성되어 히트싱크(100)와 베이스부(300)는 볼트로 결합된다.
그리고 상기 베이스부(300)의 타측은 상기 접속단자(320)에서 LED모듈(200)로 전원을 공급하기 위한 전선 등이 지나가는 통공(380)이 형성되고, 상기 통공(380)에는 히트싱크(100)에서 방열되는 열기가 베이스부(300)의 내부로 들어오는 것을 방지하도록 실링부재가 결합될 수 있다.
즉, 상기 베이스부(300)는 상기 히트싱크(100)의 개구된 일측에 이격되게 결합되므로, 히트싱크(100)에서 방출되는 열기는 베이스부(300)의 내부로 이동하지 못하게 된다.
도 1 및 2를 참조하면 본 발명에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치는, 상기 LED모듈(200)을 보호할 수 있도록 상기 히트싱크(100)의 개구된 타측에 형성된 볼트결합홈(129)에 결합되는 마감커버(400)를 더 포함할 수 있다.
상기 마감커버(400)는 상기 베이스부(300)와 마찬가지로 히트싱크(100)와 이격하여 결합될 수 있다.
그리고 상기 마감커버(400)의 중앙 부분은 상기 히트싱크(100) 내부의 열기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 중공(420)이 형성될 수도 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치를 실시하기 위한 일부 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗이남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10 : 등기구 12 : 소켓
100 : 히트싱크 120 : 조명장착부
122 : 외측면 124 : 제1결합홈
126 : 제2결합홈 128 : 방열핀
129 : 볼트결합홈 140 : 방열공
160 : 보조방열부 200 : LED모듈
220 : LED커버 300 : 베이스부
320 : 접속단자 340 : SMPS
360 : 볼트체결공 380 : 통공
400 : 마감커버 420 : 중공

Claims (8)

  1. 외주연을 따라 복수의 장방형 조명장착부가 이격하여 외측으로 돌출 형성되고 상기 조명장착부의 하부에는 다수의 방열핀이 형성되는 관 형상의 히트싱크;
    상기 조명장착부에 결합되는 LED모듈;
    상기 LED모듈이 내부에 수용되도록 상기 조명장착부에 결합되는 LED 커버; 및
    상기 LED모듈에 전원을 공급할 수 있도록 등기구의 소켓에 일측이 결합되고, 타측은 상기 히트싱크의 개구된 일측에 이격되도록 결합되며, 내부에 변환기가 설치되는 베이스부;를 포함하되,
    상기 히트싱크는 양단에 볼트결합홈이 형성되고, 상기 베이스부는 타측에 볼트체결공이 돌출형성되어 히트싱크와 베이스부는 볼트로 결합되며,
    상기 LED모듈에서 발생되는 열은 상기 히트싱크로 전달되고, 히트싱크 내부의 열은 상기 베이스부와 이격된 공간을 통해 방출되고,
    상기 베이스부는, 타측에 상기 LED모듈에 전원을 공급하는 전선이 통과하는 통공이 형성되고, 상기 통공에는 상기 히트싱크에서 방열되는 열기가 통과하지 못하도록 실링부재가 결합되고,
    상기 히트싱크로 전달되는 열은 상기 실링부재에 의해 상기 베이스부의 내부로 이동되지 않고 상기 베이스부와 상기 히트 싱크의 이격된 공간을 통해 상기 LED 커버의 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조명장착부는, 길이방향 양측 위로 제1결합홈이 연장 형성되어 상기 LED모듈이 슬라이드 결합되는 것을 특징으로 하는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조명장착부는, 길이방향 양측 아래로 제2결합홈이 연장 형성되어 상기 LED모듈을 보호할 수 있도록 LED커버가 슬라이드 결합되는 것을 특징으로 하는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크는, 내부의 공기가 외부로 배출될 수 있도록 내부와 외부를 관통하는 복수의 방열공이 형성되는 것을 특징으로 하는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 히트싱크는, 내주연을 따라 복수의 방사형 보조방열부가 이격하여 내측으로 연장형성되는 것을 특징으로 하는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 LED모듈을 보호할 수 있도록 상기 히트싱크의 개구된 타측에 형성된 볼트결합홈에 결합되는 마감커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 방열구조를 갖는 엘이디장치.
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