KR101709669B1 - 방열편 및 이를 이용하여 제작된 방열판 및 led 가로등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED나 CPU 등 발열 전기 소자들의 열을 빨리 방열시킬 수 있도록 하는 방열편에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 방열편을 서로 조립하여 방열기를 만들어 사용할 수 있도록 하는 방열편에 관한 것이다.

Description

방열편 및 이를 이용하여 제작된 방열판 및 LED 가로등{Heat Sink Plate, and Heat Sink and LED Street Light manufacured using the Heat Sink Plates}

본 발명은 LED나 CPU 등 발열 전기 소자들의 열을 빨리 방열시킬 수 있도록 하는 방열편에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 방열편을 서로 조립하여 방열기를 만들어 사용할 수 있도록 하는 방열편에 관한 것이다.

LED 등의 광소자나 CPU 등의 전자소자들은 그 작동시에 많은 열을 발생시키며 이러한 열을 방열하는 것은 이러한 소자의 성능과 수명에 매우 중요한 요소이다. 그러므로 소자들에서 발생하는 열을 냉각시키기 위하여 별도의 쿨러를 사용하거나 방열기를 사용하고 있다.

특히 CPU나 LED 소자는 작은 면적에서도 많은 열을 발산하므로 방열이 매우 중요하다. 그리하여 기존에는 다이캐스팅이나 주조에 의한 하나의 단열 방열기를 LED 소자나 CPU에 접촉시켜서 방열을 하고 있다. 그러나 이와 같은 기존의 방열기는 그 크기가 크며 효율이 낮아 많은 공간과 별도의 바람을 만드는 쿨러를 사용하는 경우가 많다. 특히 LED 소자의 경우에, 다수의 LED 소자가 사용되는 어레이 구조에 의해 방열의 중요성이 더욱 커지고 있다. 기존의 방열기는 발열원에서 방열기의 밑면을 최대한 넓게 접촉시켜 수평방향의 방열판으로 열을 전도시키고, 방열기 밑면에서 수직방향인 방열편으로 열전도되고 방열편이 공기와 접촉하여 냉각 방열하는 방식이다.

통상적으로 방열판은 기본 프레임에 다수개의 방열편을 삽입하거나 또는 주조, 다이캐스팅, 압출 등 일체형으로 방열편이 형성되도록 한다.

그러나, 기본 프레임에 다수개의 방열편을 조립하는 구성에서는 볼트가 프레임에 결합되므로 프레임의 높이가 일정 이상이 되어야 하기 때문에 프레임의 부피가 커지는 문제가 있다. 또한 일체형으로 만들어지는 경우도 프레임과 방열편의 크기가 제작과정상 부피가 커져서 무게가 가중되는 문제가 있으며, 볼트가 추가되는 경우에는 볼트의 무게가 추가되어 전체 방열판의 무게가 증가 된다.

도 1은 종래의 방열판 구조를 도시한 분해 사시도이다. 도 1의 방열판은 대한민국 공개특허 제10-2011-0024121호의 실시 예로서, 구성요소를 크게 구분하면, 종래의 방열판은 사각 프레임(10)과, 방열편(20)과, 엘이디 기판(30)과, 보호용 케이스(40)로 이루어진다. 상기 사각 프레임(10)은 상부면에 다수열의 장착홈(11)이 형성되어 이루어진다. 사각 프레임의 상부면에 장착홈을 와이(Y)자 형태로서 상부쪽에 삼각형 형태로 홈이 형성되고 하부쪽이 수직한 일자형 홈이 연속되어 이루어진 형태이다. 상기 방열편(20)은 직사각형 패널 형태로서 사각프레임에 수직하게 결합되는바, 장착홈(11)에 강제 끼움 결합된다. 방열편(20)은 통상 다수개를 한번에 또는 한 개씩 순차적으로 결합시키며 이를 위해 사각프레임(10)의 상부면에 장착홈(11)을 다수개 형성하고, 상기 사각 프레임(10)에 형성되는 장착홈(11)의 갯수와 상응한 갯수의 방열편(20)이 결합되어 이루어진다. 이에 따라 사각 프레임(10)은 방열편(20)이 끼움 결합되는 정도의 두께로만 성형하여도 되므로 방열편의 두께가 최소화될 수 있다. 도 1의 종래 방열판에서는 방열편을 강제로 끼움 결합시키는 구조이기 때문에 별도로 볼트가 필요치 않아 볼트 삽입을 위한 두께가 필요치 않는 것이다. 상기 엘이디 기판(30)은 사각 프레임(10)의 저면에 볼트 결합용 홀을 형성하고 후술하는 보호용 케이스(40)와 볼트(50)를 통해 결합된다.

그러나 도 1의 종래의 방열판은 사각 프레임이 미리 방열될 면의 크기에 따라 만들어져야 하며 또한 방열면의 크기가 변할 경우 새롭게 사각 프레임을 만들어야만 한다. 또한 상기 사각 프레임이 방열편들을 지지하기 위한 최소한의 두께와 지지력이 필요하게 된다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0024121호(2011년03월09일) 대한민국 등록실용신안등록 제20-0453817호(2011년05월23일)

본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 다수의 방열편을 프레스 가공 등으로 용이하게 제작하여 필요에 따라 방열편의 갯수를 적절히 선택하여 단순 조립함으로써 작고 가벼우면서도 방열 효율이 좋은 방열판을 만들 수 있는 방열편을 제공하는 것이다.

본 발명의 방열편은 열을 흡수할 대상면과 접촉하는 베이스부; 및 상기 베이스부로부터 소정의 각을 가지며 구부러져서 일체로 연결되며 상기 열을 방출시키는 방출부;를 포함하는 방열편으로서, 상기 베이스부, 상기 방출부, 또는 상기 베이스부와 상기 방출부에는 다른 방열편과 체결 및 분리하기 위한 수용부와 삽입돌출부를 구비한 것,을 특징으로 한다.

상기 베이스부는 발열부위와 접촉하는 부분이며 그리고 방출부는 상기 베이스부로부터 소정의 각으로 경사지게 구부러지는 형태로서 만들어진다. 이와 같은 본 발명의 방열편은 일체형의 금속재질의 얇은 판형태를 프레스 가공 등에 의해 제작할 수 있다. 이런 얇은 판형태의 금속판을 프레스 등으로 가공하여 만드는 것이 바람직하다. 이를 위해서 상기 방열편의 두께가 0.2-2mm 이내의 범위인 것이 바람직하다.

본 발명의 방열편은 여러 방열편이 결합될 수 있도록 각각 수용홈과 상기 수용홈에 삽입되어 결합될 수 있도록 돌출된 삽입돌출부를 구비하고 있다.

또한 본 발명의 방열편을 상기 수용홈과 삽입돌출부를 이용하여 결합 적층하여 방열판을 만들어 사용할 수 있다.

그리고 본 발명의 방열편은 알루미늄 재질 또는 Fe 계열 재질을 포함하는 금속재질이며, 상기 방출부 표면에는 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 코팅되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 방열편의 상기 베이스부의 하면에는 흡열코팅이 형성되며, 그리고 상기 방출부에는 하나 이상의 관통 홀들이 형성된 것,을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 방열편의 상기 수용부와 상기 삽입돌출부는 다른 동일 구조의 방열편과 블록조립형식의 연결 결합이 가능하도록 그 위치가 서로 대응되도록 배치되며, 가압에 의해 상기 삽입돌출부가 상기 수용부에 끼워지거나 분리되며 상부 및 하부에 각각 한 쌍 이상의 상기 수용부와 상기 삽입돌출부가 형성되며, 상기 수용부는 단순한 관통홈의 형식이며 상기 삽입돌출부는 상기 관통홈에 헐거운 끼워맞춤 또는 중간 끼워맞춤 형식으로 삽입되어 체결되거나 또는 분리되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 방열편은 LED 소자들을 포함한 가로등에 사용이 가능하며, 상기 가로등이 위의 방열편들이 2개 이상 각각 수용부와 삽입돌출부가 겹쳐져 적층 조립된 방열판을 포함하며, 상기 방열판의 베이스 하면이 다수의 LED 소자들을 포함한 프레임에 접착제가 포함된 써멀그리스(thermal grease)로 접착되는 것,을 특징으로 한다. 이와 같은 가로등에서는, 상기 기판에서 LED 소자들이 부착되지 않은 면에 열전도 패드의 일면이 접착되며 상기 열전도 패드의 다른 면은 외부의 방열판의 내면과 접촉되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방열판은 CPU나 LED 소자의 방열에 사용이 가능한 데, 특히 전체 부피를 줄일 수 있어 좁은 공간에서도 사용이 가능하므로 바람직하며, 또한 LED 소자의 방열의 경우 좁은 공간에서 외부 방열판과의 접촉을 통해서 열방출면을 통한 방열에 유리할 수 있다.
본 발명의 LED 조명 가로등은 다수개의 LED 소자들, 상기 LED 소자들이 부착되는 기판, 상기 LED 소자들 및 상기 기판이 부착되는 프레임, 및 상기 프레임을 수용하는 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하며, 그리고 상기 상부 하우징을 통해서 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열을 방출하며, LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 열전도에 의해 상기 상부 하우징을 통해서 방출되도록 상기 프레임의 상면과 상기 상부 하우징의 내측면이 접촉되며, 그리고 상기 프레임은 상기 상부 하우징의 내측면과 접촉하는 상면과 상기 상면으로부터 아래로 형성되는 경사진 측부를 포함하고, 그리고 상기 경사진 측부의 내측에는 상기 LED 소자들 및 상기 기판이 부착되며 상기 경사진 측부의 외측에는 방열판이 더 부착되어 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 상기 방열판을 통해서도 방출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방열편은 얇은 판형태의 금속으로 얇은 알루미늄 판을 프레스 등으로 가공하여 만들어져 부피와 무게가 적으면서도 방열효과가 우수한 장점을 구비한다.

또한 본 발명의 방열편을 상기 수용홈과 삽입돌출부를 이용하여 결합 적층하여 다양한 크기의 방열판을 만들어 사용할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 방열판은 CPU나 LED 소자의 방열에 사용이 가능한 데, 특히 전체 부피를 줄일 수 있어 좁은 공간에서도 사용이 가능하므로 바람직하며, 또한 LED 소자의 방열의 경우 좁은 공간에서 외부 방열판과의 접촉을 통해서 열방출면을 통한 방열에 유리할 수 있다.

도 1은 종래의 방열판 구조를 도시한 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 방열편의 일 실시예로서의 전개도(a)와 그 측면도(b)이다.
도 3은 도 2의 실시예와 같은 방식으로 만들어진 방열편의 사진(a)과 이 방열편들이 적층된 것을 나타내는 사진(b)이다.
도 4는 본 발명의 방열편의 다른 실시예로서의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 방열편이 가로등에 사용된 예를 도시한다.
도 6은 도 5의 발광 엔진의 일예로서 내측에 LED 소자들이 기판과 함께 프레임에 부착되어 있는 것을 도시한 도이다
도 7은 본 발명에 따른 방열판이 도 6의 발광 엔진의 프레임에 부착된 것을 도시하는 도이다.
도 8은 도 7의 실시예에서 상기 프레임의 상면에 열전도 패드가 부착된 것을 도시하는 도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 방열편의 일 실시예로서의 전개도(a)와 이 전개도로부터 만들어지 방열편의 측면도(b)이다. 먼저 도 2(a)에서와 같이 점선 "A"를 기준으로 아래에 베이스부(510)가 형성될 부분이 구획되고, 그 위로 상기 베이스부(510)를 기준으로 하여 수직으로 꺽여져 만들어질 방출부(520)가 배치되어 있다. 측면도(b)와 같이 그 구조는 "ㄱ" 형태에서 폭이 작은 베이스부(510)가 방열될 면과 접촉되고, 그리고 베이스부(510)를 통해서 전달된 열이 일체로 만들어진 방출부(520)에 전도되어 이 방출부(520)를 통해서 외부로 방열되게 된다. 그러므로 본 실시예에서는 방열될 면인 방출부(520)가 더 넓은면을 구비하게 된다. 방출부(520)의 내부면에는 방열에 도움이 되도록 관통홈(523)이 하나 이상 구비되는 데, 도시된 바와 같이 도 2의 실시예에서는 원형의 관통홈(523)이 일정한 간격으로 다수 형성되어 있다. 그리고 도시된 것과 같이, 동일한 구조의 다른 방열편과 조립 또는 해체될 수 있도록 상기 베이스부(510)와 방출부(520)에는 삽입돌출부(530)와 이 삽입돌출부(530)를 수용하기 위한 수용부(540)가 형성되어 있다. 바람직하게는 방출부(520)의 상부측 측면 양측에 수용부(540)와 삽입돌출부(530)가 한 쌍 형성되며 그리고 하부에는 베이스부(510)의 앞측에 삽입돌출부(530)가 그리고 대응되는 베이스부(510)의 반대측에는 수용부(540)가 소정의 간격을 두고 한 쌍 형성되어 있다.

본 실시예에서 도 2에 따른 방열편(500)은, 하나의 판재에 다수의 관통홈(523)을 일정한 간격을 두고 형성하고 그리고 하부측으로는 베이스부(510)가 형성될 자리가 마련되며 그리고 상기 베이스부(510)의 양 측으로는 아래방향으로 돌출된 삽입돌출부(530)가 마련되어 있다. 그리고 상기 베이스부(510)의 삽입돌출부(530)의 윗 쪽으로 베이스부(510) 영역과 방출부(520) 영역에 걸쳐서 수용부(540)가 다른 방열편의 상기 삽입돌출부(530)에 대응되도록 형성되어 있다. 도시된 바와 같이 본 실시예에서 삽입돌출부(530)는 "ㄷ"자 형태의 돌출부로 만들어지며 이 삽입돌출부(530)가 수용되는 수용부(540)는 원형으로 만들어졌다. 도 2의 실시예에서 방출부(520)의 삽입돌출부(530)는 수직 꺽어짐과 수용부(540)를 형성하기 위하여 2단 구조의 돌출부를 형성하고 있다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 도 3의 사진과 같이 최종 돌출된 삽입돌출부(530)의 부위만 조금 더 꺽여서 수용부(540)에 삽입 고정이 더 잘 되도록 할 수도 있다.

도 2에서 하나의 판재로 되어 있는 방열편(500)은 관통홈(523)들과 수용부(540)를 형성된 것으로서, 점선 "A"에 따라 직각으로 굽혀서 베이스부(510)를 형성하며 동시에 베이스부(510)의 수용부(540)가 완성되고 그리고 상기 방출부(520)의 삽입돌출부(530) 부분과 수용부(540) 부분도 점선 "B"에 따라 직각으로 베이스부(510) 방향으로 굽히면 완성된다. 물론 도 3의 사진과 같이 베이스부(510)의 삽입돌출부(530)도 조금 더 구부려 결합력을 강화시킬 수 있다. 본 발명에서 판금 작업 또는 프레스 작업으로서 방열편(500)을 만들 수 있음은 물론이며 기존의 다양한 프레스 작업 등으로 제작이 가능하며, 그리하여 도 3의 사진과 같은 본 발명에 따른 방열편이 만들어진다. 물론 삽입돌출부나 베이스부 등을 각 구성요소들을 개별 제작이 가능하지만 생산성에서 다소 복잡해질 수 있다.

그리고 도 3의 (a) 및 (b) 사진에 나타난 방열편은 또 다른 실시예의 사진으로, 도 2의 방열편과의 큰 차이는 관통홈(523)이 중앙에 하나만 형성된 것이며, 그리고 삽입돌출부(530)가 약간 더 구부러져 있는 것이다. 즉, 도 2의 관통홈은 원형으로 일정한 간격으로 다수개 형성되어 있고, 그리고 도 3의 관통홈은 중앙에 키홈 형태의 관통홈(523)이 하나 만들어진 것이 특징이다. 도 3(b)는 도 3(a)의 방열편들 다수개가 상기 수용부(540)와 삽입돌출부(530)간에 결합하여 하나의 방열판(600)으로 만들어진 예를 나타낸 것이다. 즉 도 3(b)는 본 발명의 방열편들이 상호 조립 체결되어 방열판으로 만들어진 것을 나타내는 실시예이며, 필요시에는 다시 결합을 해제하여 다시 개개의 방열편으로 분해하여 다른 크기의 방열판을 만드는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명의 방열편의 다른 실시예로서 중앙에 하나의 사각 관통홈(523)이 형성되고 상기 관통홈(523) 위에 꺽여서 형성된 삽입돌출부(530)가 배치되고 그리고 이 삽입돌출부(530)가 삽입될 수용부(540)가 상기 관통홈(523) 위에 형성된다. 이 실시예에서는 삽입돌출부(530)는 수직보다는 더 상향되도록 꺽여서 높이 면에서 더 위에 형성된 수용부(540)에 삽입될 수 있도록 한 것이며 상기 삽입돌출부(530)는 상기 사각형태의 관통홈(523)이 만들어지며 남는 부위로 프레스 가공등으로 하나의 판재에서 만들어지는 것이 바람직하다. 그리고 도 2의 예와 같이 원형의 관통홈(523)이 추가로 더 만들어질 수 도 있다. 즉 다양한 수용부와 삽입돌출부가 본 발명의 방열편에 적용될 수 있음을 나타내고 있다.

도 2 - 도 4의 실시예의 방열편에서 삽입돌출부(530)가 모두 외부 단부측으로 동일 방향으로 형성되어 있고 수용부(540)가 내부에 형성되어 있으나 삽입돌출부(530)는 상부와 하부의 방향이 반대로 형성될 수 있고 그리고 상호 조립 블럭과 같이 끼워질 수 있는 형식이면 모두 사용이 가능하다. 즉, 도 2(a)에서 점선 "A"와 점선 "B"가 반대 방향으로 구부러질 수 있는 데, 특히 방출부의 삽입돌출부가 베이스부의 휨 방향과 반대로도 휠 수 있다

본 발명에서는 방열편을 프레스 작업 등의 판금으로 수용부와 삽입돌출부가 모두 한 번에 만들어지는 것이 바람직하다. 판금으로 만들 수 있는 방법으로 방출부 중앙에 세로의 수용부를 만들고 측면에서 삽입돌출부를 수직 이내의 예각으로 더 꺽어서 상기 수용부에 삽입될 수 있도록도 할 수 있는 등 다양한 방식이 사용될 수 있다. 수용부와 삽입돌출부는 판금 및 프레스 가공으로 다양하게 만들어 질 수 있다. 도면과 같이 90도가 아닌 예각으로 더 꺽여서 내부로 끼워들어갈 수도 있다.

그리고 본 발명의 방열편의 상기 수용부와 상기 삽입돌출부는 다른 동일 구조의 방열편과 블록조립형식의 연결 결합이 가능하도록 그 위치가 서로 대응되도록 배치되며, 가압에 의해 상기 삽입돌출부가 상기 수용부에 끼워지거나 분리되며 상부 및 하부에 각각 한 쌍 이상의 상기 수용부와 상기 삽입돌출부가 형성되며, 상기 수용부는 단순한 관통홈의 형식이며 상기 삽입돌출부는 상기 관통홈에 헐거운 끼워맞춤 또는 중간 끼워맞춤 형식으로 삽입되어 체결되거나 또는 분리된다.

본 발명의 방열편은 판금 프레스 가공 후 추가 가공이나 다른 부재와 결합해서 끼우고 체결하여 적층 구조로 사용도 가능하겠으나 가급적 단순 작업에 의해 생산성을 향상시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 방열편의 재질은 금속 재질로서, 알루미늄 재질 또는 Fe 계열 재질을 포함하는 금속재질이 바람직하며, 특히 상기 방출부 표면에는 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하여 코팅하면 더욱 방열이 잘되어 바람직하다.

그리고 본 발명의 방열편의 상기 베이스부의 하면에는 흡열코팅을 형성하는 것이 더욱 바람직하다. 이와 같은 흡열코팅은 등록특허 10-0539497와 같은 재료를 이용해서 코팅할 수 있으며 종래의 다양한 흡열코팅이 가능하다. 도 3(b)와 같이 방열판으로 만들어진 경우 더욱 흡열코팅제가 포함된 접착제로서 방열대상물에 베이스부(510)를 접착하여 사용하는 것이 바람직하다.

특히 LED 조명에서 발광 소자의 방열을 위해서 기판에 직접 부착되어 사용될 수 있으며 부착될 기판의 사이즈에 따라 적층 갯수를 정하여 부착하고 또는 n×m 어레이 형식으로도 방열판을 형성할 수 있다. 즉, 도 3(b)사진과 같은 방열판을 옆으로도 나란히 추가하여 더 넓은 면의 방열에 사용이 가능할 수 있다. 이와 같은 어레이 형식으로 다양한 크기의 방열판을 만들어 사용할 수 있어 편리하다.

도 5는 본 발명의 방열편이 방열판으로 조립되어 사용이 될 수 있는 LED를 사용한 가로등의 구조를 나타내기 위한 가로등 장치의 분해 사시도로서, 등록실용신안 20-0453817의 도 2를 참고로 한다. 도시된 구조 중 본 발명과 관련된 것을 위주로 설명한다. 도시된 것과 같이 가로등 장치는 크게 상부 하우징(102)과 하부 하우징(104)과 다수개의 LED들과 LED들을 구동하는 구동 회로부를 구비하는 발광 엔진(206)으로 구성된다. 상기 상부 하우징(102)은 방열을 위한 금속 소재로 형성되며, 내부에 발광 엔진(206)을 수납하기 위한 수납공간이 형성된 돔 형상의 하우징이다. 상기 발광 엔진(206)이 수납될 때에 상기 발광 엔진(206)의 윗면과 상부 하우징(102)의 내측면이 서로 맞닿도록 형성된다. 이는 상기 발광 엔진(206)의 위면으로 발산되는 열이 상기 상부 하우징(102)의 내측면을 통해 상기 상부 하우징(102)의 외부면에 형성된 다수의 방열핀(F1)을 통해 방열되게 하기 위함이다. 또한 상기 하부 하우징(104)의 일측면에는 가로등 지지대와의 기구적인 결합을 위한 결합구(222)가 형성된다. 상기 상부 하우징(102)의 하측 수납공간에는 발광 엔진(206)이 위치한다. 상기 발광 엔진(206)은 다수개의 LED들과 LED들을 구동하는 구동 회로부를 구비한다. 상기 발광 엔진(206)의 하측면에는 투명 커버(106)가 위치하며, 상기 투명 커버(106)는 발광 엔진(206)의 LED를 외부로부터 보호함과 아울러 상기 발광 엔진(206)으로부터 발광되는 광이 가로등 장치의 외부로 투과될 수 있게 한다. 상기 발광 엔진(206)의 상측면 가장자리에는 엔진 클램프 및 히트 컨덕터(204)가 위치한다. 상기 엔진 클램프 및 히트 컨덕터(204)는 열 전달을 위한 금속 소재로 형성되며, 상기 발광 엔진(206)의 가장자리를 하측 하우징(104)의 내부 홀의 가장자리에 고정 연결시킴과 아울러 상기 발광 엔진(206)의 가장자리와 하측 하우징(104)간의 열 전달을 위한 경로를 형성한다.

이와 같이 LED 가로등의 경우에도 발광 엔진으로부터의 열방출이 매우 중요하다.

도 6은 도 5의 발광 엔진(206)의 일예로서 내측에 LED 소자(310)들이 기판(320)과 함께 프레임(330) 에 부착되어 있는 것을 도시한 것이다. 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)의 열은 상기 발광 엔진(206)을 통해서 배출되게 되므로 본 발명에 따른 방열판(600)은 상기 프레임(330)의 반대면에 부착되어 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)의 열을 배출하게 된다. 여기서 방열판(600)은 다수의 방열편들이 조립되어 만들어진 것으로 방열대상의 면적에 따라 그 크기를 조절하여 접착하게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 방열판이 도 6의 발광 엔진(206)에 부착된 것을 도시하는 도이다. 도 7에서와 같이 발광 엔진(206)의 상면 측부에 본 발명의 방열판(600)들이 부착된다. 그리하여 상기 LED 소자(310)로부터의 열이 상기 기판(320) 및 상기 프레임(330) 을 통해서 상기 방열판(600)에 열이 전도되어 방열되게 된다. 상기 방열판(600)은 위에서 설명한 흡열코팅 물질을 포함한 접착제로 상기 프레임(330) 에 접착되는 것이 바람직하다. 상기 프레임(330)의 상면(335)은 도 5의 설명과 같이 상부 하우징(102)의 내측면과 접촉하여 열이 빠져나갈 수 있도록 한다. 본 실시예에서 상기 프레임(330) 의 경사진 내면에 상기 LED 소자(310)들이 부착되어 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면과 접촉에 의한 열전도 만으로 열전달이 이루어지는 것보다는 본 발명의 방열판(600)을 이용해서 보다 많은 열이 상기 LED 소자(310)들로부터 외부로 전달될 수 있도록 하는 것이다.

도 8은 도 7의 실시예에서 상기 프레임의 상면에 열전도 패드가 부착된 것을 도시하는 도로서, 도 7의 실시예에서 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면과 접촉시 보다 확실한 접촉을 할 수 있도록 열전도 패드(400)가 중간에 삽입된 것이다. 본 열전도 패드에도 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 방열 코팅처리가 되거나 또는 패드 자체에 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하도록 하여 방열이 더욱 잘 되도록 하는 것이 바람직하다. 본 열전도 패드(400)는 탄성력을 구비하여 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면이 잘 접촉하도록 하는 것이 중요하다.

또한 상기 열전도 패드(400)는 탄성력을 위해서 실리콘이나 고무 재질로 사용시, 실리콘이나 고무 재료를 주 재료로 하여 위의 방열 물질들을 포함하거나 열전도가 잘 될 수 있는 종래의 다양한 물질들을 포함하여 형성되는 것이 필요하며, 위에서 설명한 방열코팅 처리를 하거나 또는 열전도 물질들을 포함하면서 방열코팅을 하면 더욱 바람직하다. 본 발명에서 상기 열전도 패드(400)는 실리콘을 주 재료로 하여 방열물질을 포함하면서 만들어지는 것이 좋고 그리고 열 전도율을 2.0 (w/m×k) 이상으로 하는 것이 바람직하다. 필요에 따라서는 본 열전도 패드(400)는 본 발명의 방열판(600)과 어느 정도 접촉되는 것도 열전도 면에서 바람직하다.

즉 본 실시예의 가로등에서 LED 소자(310)에서 발생된 열은 먼저 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면의 접촉에 따른 열전도로서 외부의 방열핀(F1)들을 통해서 방출되며 그리고 두 번째로 상기 프레임(330) 에 부착된 본 발명의 방열판(600)을 통해서 가로등 내부의 공기를 데우고 이렇게 열을 흡수한 고온의 공기가 상기 상부 하우징(102)을 통해서 방열핀(F1)으로 열을 전달하여 최종적으로 방열을 하게 된다.

500 : 방열편
510 : 베이스부
520 : 방출부
523 : 관통홈
530 : 삽입돌출부
540 : 수용부
600 : 방열판

Claims (5)

1. 다수개의 LED 소자들, 상기 LED 소자들이 부착되는 기판, 상기 LED 소자들 및 상기 기판이 부착되는 프레임, 및 상기 프레임을 수용하는 상부 하우징과 하부 하우징을 포함하며, 그리고 상기 상부 하우징을 통해서 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열을 방출하는 LED 조명 가로등에 있어서,
   상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 열전도에 의해 상기 상부 하우징을 통해서 방출되도록 상기 프레임의 상면과 상기 상부 하우징의 내측면이 접촉되며,
   상기 프레임은 상기 상부 하우징의 내측면과 접촉하는 상면과 상기 상면으로 부터 아래로 형성되는 경사진 측부를 포함하고, 그리고 상기 경사진 측부의 내측에는 상기 LED 소자들 및 상기 기판이 부착되며 상기 경사진 측부의 외측에는 방열판이 더 부착되어 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 상기 방열판을 통해서도 방출되도록 하며,
   상기 방열판은, 수용부와 삽입돌출부를 포함하는 방열편들이 2개 이상 겹쳐져 적층 조립된 방열판이며,
   상기 방열편은 열을 흡수할 대상면과 접촉하는 베이스부; 및 상기 베이스부로부터 소정의 각을 가지며 구부러져서 일체로 연결되며 상기 열을 방출시키는 방출부;를 포함하며,
   상기 베이스부, 상기 방출부, 또는 상기 베이스부와 상기 방출부에는 다른 방열편과 체결 및 분리하기 위한 수용부와 삽입돌출부를 구비하며,
   상기 방열편의 재질이 철재(Fe 계열) 합금 또는 알루미늄 합금을 포함하는 금속이며,
   상기 수용부와 상기 삽입돌출부는 다른 동일 구조의 방열편과 블록조립형식의 연결 결합이 가능하도록 그 위치가 서로 대응되도록 배치되며, 가압에 의해 상기 삽입돌출부가 상기 수용부에 끼워지거나 분리되며, 상부 및 하부에 각각 한 쌍 이상의 상기 수용부와 상기 삽입돌출부가 형성되며,
   상기 수용부는 관통홈 형식이며 상기 삽입돌출부는 상기 관통홈에 헐거운 끼워맞춤 또는 중간 끼워맞춤 형식으로 삽입되어 체결되거나 또는 분리되며, 그리고
   상기 방열편이 프레스나 판금 가공에 의해 만들어지며 그 두께가 0.2-2mm 이내의 범위인 것,
   을 특징으로 LED 조명 가로등.
2. 제1항에 있어서,
   상기 프레임의 상면에 상기 방열판의 하면이 접착제가 포함된 써멀그리스(thermal grease)로 접착되고, 그리고
   상기 방출부 표면에는 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 코팅처리가 되는 것,
   을 특징으로 LED 조명 가로등.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 베이스부의 하면에는 흡열코팅이 형성되며, 그리고
   상기 방출부에는 하나 이상의 관통 홀들이 형성된 것,
   을 특징으로 LED 조명 가로등.
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