KR101530611B1 - Led조명냉각장치의 히트파이프 고정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED조명모듈(50)에 장착되어 LED조명모듈(50)에서 발생되는 열을 유도하여 방열하는 히트파이프(30)와; 상기 히트파이프(30)의 방열을 촉진하도록 히트파이프(30)의 외관에 다수개 삽입되는 방열핀을 포함하는 통상의 LED조명모듈(50)의 냉각장치의 히트파이프 고정방법에 있어서, LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명의 LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법을 위하여, LED조명모듈에 부착되는 베이스면에 관통홀이 형성되지 않을 정도로 펀칭작업하여 요철을 형성한 후에, 히트파이프을 고정하는 히트파이프 고정구의 일면에 돌출된 요철에 리벳팅 작업을 하는 단계를 포함하며,
이와 같은 본 발명은 LED조명모듈과 결합되는 베이스면에 기존에 비하여 상대적으로 두께를 감소시켜, 원가절감을 유도하고, 제작단가를 대폭적으로 감소시키는 제작방법을 공급하는데 그 특징이 있다.

Description

LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법{METHOD OF ATTACHING HEAT PIPE AND LED MODULE FOR LED COOLING APPARUTUS}

본 발명은 LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법에 관한 것이다.

LED는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기적인 신호를 적외선 또는 빛으로 변화하여 신호를 보내고 받는데 사용되는 반도체 소자이다. 현재는 가전제품, 리모컨, 전광판, 각종 기기 등에 사용되는데, 다른 발광체에 비해 수명이 길며, 낮은 전압을 사용하는 동시에 소비전력이 적은 장점이 존재한다. 또한 응답속도 및 내 충격성이 우수하다는 장점과 동시에 소 경향화가 가능하다는 장점도 가지고 있다.

이러한 LED는 재료(반도체) 종류와 구성물질에 따라 다른 파장의 빛을 조절할 수 있어, 각기 다른 파장의 빛에 따라 신규시장을 창출할 수 있는 기회가 존재한다. 과거에는 주로 녹색, 황색, 적색의 LED를 중심으로 개발 및 제작되었으며, 생산기술의 발달로 소자의 구조를 개선함으로써 밝기가 향상되어 자동차, 메시지 사인, 교통표시기 등에 본격적으로 사용되기 시작하였다.

그러나 빛의 삼원색이라 할 수 있는 녹색(Green), 적색(Red), 청색(Blue) 중 청색 LED의 개발은 기술적 한계로 인해 미진하였다. 따라서 이러한 청색 LED의 부족은 제조상의 어려움으로 이어져 현재와 같은 총 천연색(Full color)의 구성이 불가능하였다. 그런데 1990년대 중반 일본의 니치아 화학회사가 고휘도의 청색 LED를 개발·생산함으로써 자연스러운 총 천연색의 표시가 가능하게 되었다. 즉 청색 LED가 적색 및 녹색 LED와 결합하면 모든 발광 다이오드, 반도체 발광소자(light emitting diode)색상을 표시할 수 있어, 긴수명, 고휘도 및 고시각의 특성을 지니는 디스플레이, 교통신호, 전광판 등의 부품으로 이용함으로써 각광을 받고 있다.

또한 빛의 삼원색이라고 할 수 있는 적색, 녹색, 청색의 광원을 조합하면 백색(White)의 광원을 만들 수 있으며, 이러한 광원들의 조합에 따라 색을 다향하게 변화시킬 수 있어 새로운 조명창치로의 응용까지 넓어지고 있다. 더욱이 고휘도의 청색 LED를 단독으로 이용한 백색LED 제조의 성공은 고휘도 LED를 조명등에 사용할 수 있게 하였다.

그러나 상기 고휘도 LED 조명등은 고열이 발생하는 문제점이 있다. 발생된 고열을 배출하기위하여 공냉식 방열핀이 설치되지만 냉각효율이 낮아 고휘도 LED 조명등을 충분히 냉각시킬수 없다. 따라서, 공냉식 방열핀을 설치하는 것보다 냉각효율이 높은 히트파이프가 설치된 고휘도 LED 조명등 냉각장치가 개발되었으나 방열핀의 구조상의 문제로 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었다.

이를 위하여 히트파이프를 이용한 LED조명 냉각장치에 관한 종래기술들이 개발되고 있으나, 히트파이프를 조명모듈에 부착하는 제작단가 비싸고, 재료비 상승에 따른 원자재 구입비가 증가하고 있으며, LED조명을 외부에 설치하는 경우에는 비가 오는 경우에 따른 방수문제를 동시에 해결하여야 하는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제1048454호 대한민국 등록특허 제955196호 대한민국 등록특허 제104424호

본 발명의 목적은 히트파이프를 고정하기 위하여 마련된 베이스면에 관통홀이 형성되지 않을 정도로 펀칭작업하여 요철을 형성하고, LED조명모듈의 고정을 위하여 베이스면에 관통홀이 형성되지 않을 정도의 나사탭 홀 형성하는 것을 포함하는 등의 고정방법을 제공하여, 베이스의 원자재 비용 및 기계가공의 제작비를 대폭적으로 감소시키고, 외부로 설치시에 방수밀폐기능을 향상시키는데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법에 있어서, LED조명모듈에 부착되는 베이스면에 관통홀이 형성되지 않을 정도로 펀칭작업하여 요철을 형성하여, 히트파이프가 결합되는 히트파이프 고정구와 서로 대응되도록 한 후에, 돌출된 요철에 리벳팅 작업을 하는 고정방법에 의하여 달성된다.

여기서, 히트파이프는 열전달면적을 증가시키기 위하여 베이스면에 접촉되는 히트파이프면을 편평하게 형성하는 것이 바람직하다.

또한 다른 실시예로서,

LED조명모듈에 부착되는 베이스면에 관통홀이 형성되지 않을 정도의 나사탭DF 형성하고, 상기 베이스면에 LED조명모듈을 부착한 후, 통상의 나사결합을 하는 고정방법에 의하여 이루어진다.

본 발명에 따른 LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법에 의하여 개선된 LED조명냉각장치는 원자재의 원가 및 기계제작비가 대폭적으로 감소되며, 전체 중량이 감소되어, 운반이 용이하며, 물류비가 감소되며, 외부설치시에 물이 스며드는 누수문제를 방지하는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 히트파이프 고정방법에 의하여 제작된 LED조명냉각장치를 상세히 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 히트파이프 고정방법의 공정순서를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 LED조명모듈 고정방법에 의하여 제작된 장치를 나타낸 개략도.

이하, 본 발명의 양호한 실시예를 도시한 첨부도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 히트파이프 고정방법에 의하여 제작된 LED조명냉각장치를 상세히 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명에 따른 히트파이프 고정방법의 공정순서를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 LED조명모듈 고정방법에 의하여 제작된 장치를 나타낸 개략도이다.

히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치는 밀폐용기 내부의 작동유체가 연속적으로 기-액간의 상변화 과정을 통하여 용기 양단 사이에 열을 전달하는 히트파이프와, 상기 히트파이프의 상변화 과정에서 기체-액체로 변화되는 과정을 단축시키는 방열핀을 포함하여 구성되며, 이러한 본 발명은 고열을 발생하는 고휘도 LED조명모듈(50)에 장착되어 LED조명모듈(50)에서 발생되는 열을 유도하고 방출한다.

히트파이프(30)는 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이 대략 절곡형으로 형성된다. 여기서 히트파이프(30)의 일면은 베이스(60)면에 밀착되게 하고, 타면은 냉각효율을 위하여 다수개의 방열판(15)이 삽입고정된다.

방열판(15)은 LED조명모듈(50)의 고열로 히트파이프(30)의 작동유체가 기화하면 이를 액상으로 전환되기까지의 시간을 단축하기 위해 상기 히트파이프(30)의 외관에 다수개 삽입되어 히트파이프(30)에 유도된 열을 방열하는 열전달 메카니즘을 위해 이루어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치를 나타낸 개략도로서, 베이스(60)의 일면에 히트파이프(30)가 부착되며, 상기 히트파이프(30)의 부착을 위하여 베이스(60)의 일면에 부착홈을 별도로 기계가공을 하여야 한다. 이때에 기계가공을 위한 별도의 작업공정이 추가 발생함에 따른 기계가공비가 증가하며, 이는 원가상승을 초래한다. 또한, 부착홈 가공을 위하여 베이스의 두께가 마련되어야 하나, 베이스 두께를 감소시켜 원자재절감을 이루고, 중량을 감소시키기 위하여 베이스두께가 부착홈 가공을 어렵게 할 정도인 경우에는 히트파이프를 베이스에 고정부착하는 문제점이 발생되는 것이다.

도 2는 상기 고정방법에 의하여 제작된 히트파이프를 이용한 LED조명용 냉각장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 히트파이프 고정방법에 의하여 제작된 LED조명냉각장치를 상세히 나타낸 개략도로서,

베이스(60)의 일면에 관통홀이 형성되지 않을 정도로 펀칭작업하여 요철을 형성시키고, 상기 베이스(60)면에 형성된 요철을 이에 대응되는 히트파이프 고정구(70)의 관통홀에 삽입한 후에, 상기 히트파이프 고정구의 일면에 돌출된 요철에 리벳팅 작업을 하여 히트파이프를 베이스면에 고정하여 제작된 본 발명의 LED조명냉각장치를 나타낸 것이다.

이때에, 상기 베이스(60)면에 접촉되는 히트파이프(30)의 일면은 열전달 면적을 증가하기위하여 편평하게 형성하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 히트파이프 고정방법의 공정순서를 나타낸 개략도로서, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 LED조명모듈(50)에 장착되어 LED조명모듈(50)에서 발생되는 열을 유도하여 방열하는 히트파이프(30)와; 상기 히트파이프(30)의 방열을 촉진하도록 히트파이프(30)의 외관에 다수개 삽입되는 방열핀을 포함하는 통상의 LED조명모듈(50)의 냉각장치의 히트파이프 고정방법에 있어서,

상기 LED조명모듈(50)에 부착되는 베이스(60)면에 관통홀이 형성되지 않을 정도로 펀칭작업하여 요철을 형성 하는 단계(S100)와;

상기 히트파이프(30)를 히트파이프 고정구(70)에 결합하는 단계(S200)와;

상기 베이스(60)면의 반대면에 형성된 요철을 이에 대응되는 히트파이프 고정구(70)의 관통홀에 삽입하는 단계(S300)와;

상기 히트파이프 고정구의 일면에 돌출된 요철에 리벳팅 작업을 하는 단계(S400);로

이루어진 것이다.

이러한 펀칭 및 리벳팅 가공방법은 종래의 기계가공보다 가공비가 대폭적으로 감소하며, 생산성이 증가되는 것이다. 또한, 종래에 비하여 상대적으로 두께가 얇아진 베이스에 매우 유리한 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 이러한 고정방법은 외부 설치시에, 비나 눈이 오는 경우에 물이 내부로 스며드는 것을 미연에 방지하는 밀폐구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 실시예로서,

LED조명냉각장치의 LED조명모듈 고정방법을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 LED조명모듈 고정방법에 의하여 제작된 장치를 나타낸 개략도로서, 이를 상세히 설명하면,

LED조명모듈(50)에 장착되어 LED조명모듈(50)에서 발생되는 열을 유도하여 방열하는 히트파이프(30)와; 상기 히트파이프(30)의 방열을 촉진하도록 히트파이프(30)의 외관에 다수개 삽입되는 방열핀을 포함하는 통상의 LED조명냉각장치의 LED조명모듈 고정방법에 있어서,

상기 LED조명모듈(50)에 부착되는 베이스(60)면에 관통홀이 형성되지 않을 정도의 나사탭 홀 형성을 위한 펀칭작업을 하는 단계(S500)와;

상기 나사탭 홀에 나사 탭 작업을 하는 단계(S600)와;

상기 베이스(60)면에 LED조명모듈(50)을 부착한 후, 통상의 나사결합을 하는 단계(S700)로;

이루어진다.

이는 상기에 설명한 바와 같이, 종래의 기계가공보다 가공비가 대폭적으로 감소하며, 생산성이 증가되는 것이다. 또한, 종래에 비하여 상대적으로 두께가 얇아진 베이스에 매우 유리한 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 이러한 고정방법은 외부 설치시에, 비나 눈이 오는 경우에 물이 내부로 스며드는 것을 미연에 방지하는 밀폐구조를 제공하는 것이다.

이상 본 발명이 양호한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 기술 분야에 속하는 자들은 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에 다양한 변경 및 수정을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 진정한 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

15: 방열판 30: 히트파이프
50: LED조명모듈 60: 베이스

Claims (3)

1. LED조명모듈(50)에 장착되어 LED조명모듈(50)에서 발생되는 열을 유도하여 방열하는 히트파이프(30)와; 상기 히트파이프(30)의 방열을 촉진하도록 히트파이프(30)의 외관에 다수개 삽입되는 방열핀을 포함하는 통상의 LED조명모듈(50)의 냉각장치의 히트파이프 고정방법에 있어서,
   상기 LED조명모듈(50)에 부착되는 베이스(60)면에 관통홀이 형성되지 않을 정도로 펀칭작업하여 요철을 형성 하는 단계(S100)와;
   단면이 원형인 상기 히트파이프(30)의 외주면을 단면이 반원형인 히트파이프 고정구(70)의 내주면에 결합하는 단계(S200)와;
   상기 베이스(60)면의 반대면에 형성된 요철을 이에 대응되는 히트파이프 고정구(70)의 관통홀에 삽입하는 단계(S300)와;
   상기 히트파이프 고정구의 일면에 돌출된 요철에 리벳팅 작업을 하는 단계(S400);로 이루어지되,
   베이스(60)면에 접촉되는 히트파이프(30)의 일면은 열전달 면적을 증가하기위하여 편평하게 형성하는 것을;
   특징으로 하는 LED조명냉각장치의 히트파이프 고정방법.
   
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