KR101632419B1 - 냉각효율 증대를 위한 전자기기 케이스 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 내부에 전자부품들이 수용되는 케이스 본체; 상기 케이스 본체의 내부를 복수 개의 영역으로 분리하는 차단벽; 및 상기 케이스 본체의 외면에서, 상기 복수 개의 영역 중 어느 일 영역의 외면의 적어도 일부에 형성되는 흡열부;를 포함하는 전자기기 케이스를 개시한다.

Description

냉각효율 증대를 위한 전자기기 케이스{CASE FOR ELECTRONIC DEVICE}

본 발명의 실시예들은 냉각효율 증대를 위한 전자기기 케이스에 관한 것으로, 더 상세하게는 옥외 혹은 차량에 위치하여 태양복사열에 노출되는 전자기기의 케이스에 관한 것이다.

대부분 옥외 혹은 차량 등에 설치된 전자기기들은 태양복사열의 영향을 받게 된다. 즉, 태양복사열로 인해 모듈의 설치된 발열부품들과 각종 소자들이 작동온도한계를 넘어 오동작을 하거나 소자의 수명이 짧아지는 경우가 발생한다. 한편, 옥외에 설치되는 케이스는 외기에 의해 냉각이 가능하지만, 언제나 바람이 부는 것은 아니므로 무풍 조건에서는 냉각에 어려움이 있다. 또한, 태양복사열은 케이스 및 장비 표면의 색상, 광택, 형상 등에 영향을 받는데, 광택의 경우 시간이 지남에 따라 광택이 떨어져 태양복사열 중 전자기기로 흡수되는 에너지가 점점 증가하게 된다. 이를 방지하기 위해, 옥외에 설치되는 케이스의 외부에는 차광판을 설치하였으나, 이 경우 태양복사열은 차광이 가능하나, 내부의 발열 부품들을 냉각시키기에는 부족함이 있었다.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 실시예들은 옥외 혹은 차량에 위치하여 태양복사열에 노출되는 전자기기의 케이스를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예는 내부에 전자부품들이 수용되는 케이스 본체; 상기 케이스 본체의 내부를 복수 개의 영역으로 분리하는 차단벽; 및 상기 케이스 본체의 외면에서, 상기 복수 개의 영역 중 어느 일 영역의 외면의 적어도 일부에 형성되는 흡열부;를 포함하는 전자기기 케이스를 개시한다.

본 실시예에 있어서, 상기 차단벽은 상기 케이스 본체의 내부를 제1 영역과 제2 영역으로 분리하고, 상기 흡열부는 상기 케이스 본체의 외면에서 상기 제2 영역과 대응되는 영역의 적어도 일부에 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역에는 상기 제1 영역 내의 공기를 외부로 배출하는 제1 배기부가 형성되고, 상기 제2 영역에는 상기 제2 영역 내의 공기를 외부로 배출하는 제2 배기부가 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 케이스 본체의 적어도 일 면에는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역으로 공기를 유입시키는 흡기구가 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 케이스 본체의 하면에는 상기 흡기구가 형성되고,

상기 케이스 본체의 상면 중 상기 제1 영역과 대응되는 영역에는 상기 제1 배기구가 형성되고, 상기 케이스 본체의 상면 중 상기 제2 영역과 대응되는 영역에는 상기 제2 배기구가 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 상기 흡기구를 공유하고, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 각각 별도로 상기 제1 배기구 및 상기 제2 배기구를 구비할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 전자기기 케이스 내에서 상기 전자부품의 일 측에는 상기 전자부품들을 냉각시키기 위한 히트싱크가 배치되고, 상기 히트싱크는 상기 흡열부로부터 상기 제1 배기부 또는 상기 제2 배기부로 이동하는 공기의 유동 경로상에 배치될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 흡열부는 상기 케이스 본체의 타 부분에 비해 상대적으로 열 전도도가 높도록 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 흡열부는 태양복사열의 흡수가 용이하도록 흑색 계열의 면으로 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 케이스 본체 내의 상부에 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예는 내부에 전자부품들이 수용되는 케이스 본체; 상기 케이스 본체의 내부를 제1 영역과 제2 영역으로 구획하는 차단벽; 상기 케이스 본체 외면에서 상기 제2 영역과 대응하는 영역에 형성되며, 상기 케이스 본체 외면의 나머지 일부보다 열 흡수도가 높은 재질로 형성되는 흡열부; 상기 케이스 본체의 일 면상에 형성되는 흡기구; 및 상기 케이스 본체에서 상기 일 면과 마주보는 타 면상에 형성되는 제1 배기구 및 제2 배기구;를 포함하는 전자기기 케이스를 개시한다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

이와 같은 본 발명에 의해서, 태양광에 노출된 전자기기에 태양복사열은 차단하고, 별도의 전력이 없이도 내부에서 발생된 열을 외부로 보다 효과적으로 방출하여 발열소자를 열로부터 보호하는 것이 가능하며, 발열소자의 수명단축 및 오동작, 셧다운(Shutdown) 등을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자기기 케이스를 나타내는 측단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 케이스를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 전자기기 케이스를 나타내는 측단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 케이스(100)는 케이스 본체(110), 차단벽(120), 흡기구(131), 제1 배기구(133), 제2 배기구(135), 인쇄회로기판(141), 발열소자(143), 히트싱크(145)를 포함한다. 그리고, 케이스 본체(110)의 내부는 차단벽(120)에 의해 제1 영역(151)과 제2 영역(152)으로 분리될 수 있다. 이를 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

상술한 바와 같이, 옥외 혹은 차량 내부에 위치하여 태양복사열에 노출되는 전자기기, 예를 들어 차량용 블랙 박스 또는 네비게이션의 경우, 태양복사열로 인해 모듈에 설치된 발열부품들과 각종 소자들이 작동온도 한계를 넘어 오동작을 하거나 소자의 수명이 짧아지는 경우가 발생한다. 따라서 이와 같은 전자기기의 케이스에 있어서, 냉각 효율을 향상시키기 위한 다양한 연구들이 있어왔다. 일반적으로 전자기기 케이스는 하단에서 상단으로 배기되는 구조로 통풍구가 구성되어 있다. 이때 모듈 내부에 장착된 발열소자로 인해 뜨거워진 공기는 부력으로 인해 하단에서 상단으로 배기되는데, 이와 같이 대류현상을 이용한 자연대류 냉각은 효율 면에서 한계가 존재하였다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 케이스(100)는 케이스 본체(110)의 내부를 차단벽(120)을 이용하여 두 개의 별도의 공간으로 분리하고, 그 중 어느 일 공간의 외벽에 흡열부를 형성하여 케이스 본체(110) 내부의 두 개의 별도의 공간 중 어느 일 측의 온도가 타 측의 온도보다 높아지도록 하여, 공기의 유동을 촉진함으로써 냉각 효율이 향상되는 것을 일 특징으로 한다. 이하에서는 이에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.

케이스 본체(110)는 속이 빈 박스 형태로 형성되며, 내부에는 각종 전자부품들이 수용될 수 있다. 예를 들어, 케이스 본체(110)의 일면 상에는 인쇄회로기판(141)이 형성되고, 인쇄회로기판(141)의 일면 상에는 CPU와 같은 발열소자(143)가 형성될 수 있는 것이다. 나아가, 발열소자(143)의 일 측에는 발열소자(143)를 냉각시키기 위한 히트싱크(145)가 더 구비될 수 있다.

케이스 본체(110)의 내부에는 케이스 본체(110)의 내부를 복수의 공간으로 구획하는 하나 이상의 차단벽(120)이 형성될 수 있다. 도면에는 하나의 차단벽(120)이 형성되며, 이 차단벽(120)에 의해 케이스 본체(110)의 내부 공간이 제1 영역(151)과 제2 영역(152)으로 분할되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 전자기기 케이스(100)의 냉각 효율 향상을 위한 다양한 개수, 형상, 위치의 차단벽(120)이 케이스 본체(110) 내에 형성될 수 있다 할 것이다.

차단벽(120)은 케이스 본체(110)의 상면으로부터 돌출 형성되는 제1 차단벽(121)과, 케이스 본체(110)의 측면으로부터 돌출 형성되는 제2 차단벽(122)을 포함할 수 있으며, 제1 차단벽(121)과 제2 차단벽(122)이 만나서 차단벽(120)을 이루어, 케이스 본체(110) 내부의 공간을 제1 영역(151)과 제2 영역(152)으로 분할할 수 있다. 이때 제2 차단벽(122)은 케이스 본체(110)의 측면으로부터 수직 방향에 대해 일정 각도 경사지도록 형성될 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 차단벽(121)은 케이스 본체(110)의 상면으로부터 돌출 형성되고, 제2 차단벽(122)은 케이스 본체(110)의 측면으로부터 돌출 형성되기 때문에, 케이스 본체(110)의 상부는 차단벽(120)에 의해 분할되는 반면, 케이스 본체(110)의 하부는 공통 영역일 수 있다. 이를 다른 말로 표현하면, 제1 영역(151)은 케이스 본체(110)의 하부 전체와 상부의 일부를 포함하고, 제2 영역(152)은 케이스 본체(110)의 상부의 나머지 일부를 포함한다고 할 수도 있을 것이다.

한편, 제2 차단벽(122)에는 공기가 통과할 수 있는 개구부(123)가 하나 이상 형성될 수 있다. 이 개구부(123)를 통해 제1 영역(151)에서 제2 영역(152)으로, 또는 제2 영역(152)에서 제1 영역(151)으로 공기가 유동할 수 있다.

한편, 케이스 본체(110)의 외부면, 상세하게는 제2 영역(152)에 대응하는 케이스 본체(110)의 외부면에는 흡열부(125)가 형성될 수 있다. 이와 같은 흡열부(125)는 태양복사열의 흡수가 원활하게 이루어질 수 있는 재질 및 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 흡열부(125)는 태양복사열의 흡수가 용이한 흑색 계열의 면으로 구성하고, 그 면은 열전도가 뛰어난 재질인 금속 재질(Cu,Al 등) 등으로 구성할 수 있다.

이와 같이, 제2 영역(152)에 대응하는 케이스 본체(110)의 외부면에 흡열부(125)를 형성하여, 제2 영역(152)이 태양복사열을 용이하게 흡수하여 온도가 상승하도록 한다. 그러면 제2 영역(152) 내의 공기가 상승하여 케이스 본체(110)의 외부로 빠져나가고, 따라서 이 공간을 메우기 위해 제1 영역(151)으로부터 공기가 유입되게 되는 것이다. 즉, 태양복사열을 이용하여 제2 영역(152)의 공기층의 온도를 상승시켜 상,하단의 온도 차를 크게 함으로써 공기 유동을 촉진시키며, 이를 이용하여 자연대류보다 효과적인 냉각을 수행하게 되는 것이다.

한편, 이와 같이 차단벽(120)에 의해 제1 영역(151)과 제2 영역(152)을 분리할 경우, 제2 영역(152) 내의 공기층이 일종의 에어 커튼(air curtain)으로 작용하여, 태양복사열의 흡수를 차단하는 단열재 역할을 수행할 수 있다. 이와 같이 제2 영역(152) 내의 공기층에 의해, 발열소자(143)가 위치한 제1 영역(151) 내의 공기층이 태양복사열을 흡수하여 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.

한편, 케이스 본체(110)의 하면에는 흡기구(131)가 형성되고, 케이스 본체(110)의 상면 중 제1 영역(151)과 대응되는 영역에는 제1 배기구(133)가 형성되고, 케이스 본체(110)의 상면 중 제2 영역(152)과 대응되는 영역에는 제2 배기구(135)가 형성된다. 즉, 흡기구(131)는 단일하게 형성되는 반면, 배기구(133, 135)는 제1 영역(151)과 제2 영역(152)에 각각 별도로 형성되어, 제1 영역(151)에서 배기되는 공기와 제2 영역(152)에서 배기되는 공기가 서로 분리된다.

즉, 유동 촉진을 위해 태양복사열을 받는 제2 영역(152)의 제2 배기구(135)의 온도는 제1 영역(151)의 제1 배기구(133)보다 상승하게 되는데, 제2 영역(152)의 공기가 제1 영역(151)에 영향을 미치지 않도록 배기부인 케이스 본체(110)의 상단 부분은 제1 영역(151)과 제2 영역(152)이 각각 별도의 배기구를 갖도록 형성되는 것이다.

이를 다른 측면에서 기술하면, 공기가 유입되는 흡기구(131)는 제1 영역(151)과 제2 영역(152)이 공유하고, 공기가 배출되는 배기구(133, 135)는 제1 영역(151)과 제2 영역(152)이 구분하여 사용하도록 구성되어 있는 것이다. 이와 같이 흡기구와 배기구를 구성할 경우, 제2 영역(152)의 상단에 위치한 제2 배기구(135)는 온도 차로 인해 대류현상이 활성화된다. 또한, 제1 영역(151)과 제2 영역(152)이 공유하도록 흡기구(131)를 형성함에 따라 케이스 본체(110) 내부의 유동이 촉진되며, 이로 인해 흡기구(131)를 통한 새로운 공기의 유입이 용이해진다. 이와 같이 태양복사열을 이용해 전자기기 케이스(100) 내부의 유동을 촉진시키면 자연대류 보다 개선된 냉각 성능으로 내부 모듈을 태양복사열로부터 보다 안전하게 보호할 수 있다.

도 2의 화살표 B는 흡기구(131)로 유입되어 제1 영역(151)을 통과하여 제1 배기구(133)로 배출되는 공기의 유동 경로를 나타내고, 도 2의 화살표 A는 흡기구(131)로 유입되어 제2 영역(152)을 통과하여 제2 배기구(135)로 배출되는 공기의 유동 경로를 나타낸다. 도 2에 도시된 바와 같이, 발열소자(143)의 일 측에 형성되어 발열소자(143)를 냉각시키는 히트싱크(145)를 공기의 유동 경로 상에 배치함으로써, 히트싱크(145)를 이용한 발열소자(143)의 냉각 효율을 극대화시킬 수 있다.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기기 케이스(100)를 적용할 경우, 별도의 팬 또는 냉각부재 등이 불필요하게 되며, 따라서 팬의 수명에 상관없이 영구적인 냉각이 가능하게 되어, 냉각을 위한 별도의 관리 및 추가 비용이 발생하지 않는 효과가 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 전자기기 케이스
110: 케이스 본체
120: 차단벽
131: 흡기구
133: 제1 배기구
135: 제2 배기구
141: 인쇄회로기판
143: 발열소자
145: 히트싱크
151: 제1 영역
152: 제2 영역

Claims (6)

1. 내부에 전자부품들이 수용되는 케이스 본체;
   상기 케이스 본체의 내부를 복수 개의 영역으로 분리하는 차단벽; 및
   상기 케이스 본체의 외면에서, 상기 복수 개의 영역 중 어느 일 영역의 외면의 적어도 일부에 형성되는 흡열부;를 포함하고,
   상기 차단벽은 상기 케이스 본체의 내부를 제1 영역과 제2 영역으로 분리하고,
   상기 흡열부는 상기 케이스 본체의 외면에서 상기 제2 영역과 대응되는 영역의 적어도 일부에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 케이스.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 영역에는 상기 제1 영역 내의 공기를 외부로 배출하는 제1 배기구가 형성되고,
   상기 제2 영역에는 상기 제2 영역 내의 공기를 외부로 배출하는 제2 배기구가 형성되고,
   상기 케이스 본체의 적어도 일 면에는 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역으로 공기를 유입시키는 흡기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 케이스.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 케이스 본체의 하면에는 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 공유하는 상기 흡기구가 형성되고,
   상기 케이스 본체의 상면 중 상기 제1 영역과 대응되는 영역에는 상기 제1 배기구가 형성되고,
   상기 케이스 본체의 상면 중 상기 제2 영역과 대응되는 영역에는 상기 제2 배기구가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기 케이스.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 전자기기 케이스 내에서 상기 전자부품의 일 측에는 상기 전자부품들을 냉각시키기 위한 히트싱크가 배치되고,
   상기 히트싱크는 상기 흡열부로부터 상기 제1 배기구 또는 상기 제2 배기구로 이동하는 공기의 유동 경로상에 배치되는 것을 특징으로 하는 전자기기 케이스.
6. 내부에 전자부품들이 수용되는 케이스 본체;
   상기 케이스 본체의 내부를 제1 영역과 제2 영역으로 구획하는 차단벽;
   상기 케이스 본체 외면에서 상기 제2 영역과 대응하는 영역에 형성되며, 상기 케이스 본체 외면의 나머지 일부보다 열 흡수도가 높은 재질 또는 색상으로 형성되는 흡열부;
   상기 케이스 본체의 일 면상에 형성되는 흡기구; 및
   상기 케이스 본체에서 상기 일 면과 마주보는 타 면상에 형성되는 제1 배기구 및 제2 배기구;를 포함하는 전자기기 케이스.

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