KR101735633B1 - 엘이디용 조명장치 - Google Patents

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KR101735633B1
KR101735633B1 KR1020160164702A KR20160164702A KR101735633B1 KR 101735633 B1 KR101735633 B1 KR 101735633B1 KR 1020160164702 A KR1020160164702 A KR 1020160164702A KR 20160164702 A KR20160164702 A KR 20160164702A KR 101735633 B1 KR101735633 B1 KR 101735633B1
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Abstract

본 발명은 엘이디용 조명장치에 관한 것으로, 엘이디소자가 장착되고 전원이 공급되면 광을 조사하는 기판부와, 기판부에 결합되어 열을 방출하는 방열부와, 방열부에 내장되고 열을 전달하는 열전달부를 포함하여, 자체 무게를 줄이면서 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

엘이디용 조명장치{LIGHTING DEVICE FOR LED}
본 발명은 엘이디용 조명장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중량을 감소시키면서 방열 성능을 개선하는 엘이디용 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 LED(light emitting diode)는 전력소비가 적고, 수명이 긴 장점을 갖고 있는 광원 소자로 알려져 있다.
이러한 LED 소자를 등기구에 적용하게 되면, 등기구의 소비전력을 낮춰 줄 수 있으면서, 반사갓 기술의 반달로 인해 LED를 이용하고도 기존 할로겐 램프 또는 수은등에 버금가는 조도를 제공하는 등기구를 제공할 수 있다. LED를 이용한 등기구는 조명등, 신호등, 가로등 등 다수가 제공되고 있다.
종래에는 다수의 LED가 결합된 기판을 밀폐된 등기구의 내부에 결합한 상태에서 다수의 LED에 전원을 공급하므로, 등기구의 내부 공기는 LED의 불빛에 의해 고열이 되어 LED의 수명이 단축되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0106082호(2009.10.08. 공개, 발명의 명칭 : 엘이디를 이용한 등기구의 방열장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 자체 중량을 감소시키면서 방열 성능을 개선하는 엘이디용 조명장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 엘이디용 조명장치는: 엘이디소자가 장착되고, 전원이 공급되면 광을 조사하며, 하나 이상의 기판홀부가 형성되는 기판부; 상기 기판부에 결합되어 열을 방출하고, 상기 기판홀부와 일직선상으로 방열홀부가 형성되는 방열부; 및 상기 방열부에 내장되어 열을 전달하고, 상기 방열홀부와 일직선상으로 전달홀부가 형성되는 열전달부;를 포함하고,
알루미늄 재질을 포함하여 이루어지는 상기 방열부는 상부에 하나 이상의 방열핀부가 형성되는 방열하우징부; 상기 방열하우징부의 저면에 형성되고, 상기 기판부가 장착되는 기판홈부; 및 상기 방열하우징부의 저면에 형성되고, 상기 기판부를 커버하는 커버부가 장착되는 커버홈부;를 포함하며,
상기 열전달부는 상기 기판부와 대응되는 크기를 갖는 전달판부; 상기 전달판부의 외측으로 돌출되는 하나 이상의 전달돌기부; 및 상기 전달판부에 형성되고, 상기 방열부가 주입되어 성형되는 주입홀부;를 포함하고,
용해된 금속이 상기 열전달부를 감싸도록 응고된 상기 방열하우징부는 상기 열전달부의 상부에 응고되는 방열상부; 상기 열전달부의 외측에 응고되는 방열측부; 상기 열전달부의 하부에 응고되는 방열하부; 및 상기 주입홀부에 주입되어 응고되는 방열내부;를 포함하여 상기 열전달부와의 결합력이 향상되며,
상기 주입홀부에 형성되는 상기 방열내부에는 전선 작업이 가능하도록 가공홀부를 형성하고, 상기 열전달부는 탄소를 포함하는 탄소체가 압착 및 열처리 가공에 의해 제작되며, 상기 열전달부는 주조 공정을 통해 상기 방열부에 내장되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 엘이디용 조명장치는 비금속 소재이고 열전도성이 우수한 열전달부가 금속 소재인 방열부에 내장됨으로써, 방열 성능을 향상시키고 자체 하중을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디용 조명장치는 전달판부의 외측에 전달돌기부가 돌출됨으로써, 열전달부와 방열부의 결합력이 증대될 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디용 조명장치는 전달판부에 형성되는 주입홀부에 방열부가 주입되어 성형됨으로써, 열전달부와 방열부의 결합력이 증대될 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디용 조명장치는 주입홀부에 형성되는 방열부가 가공되어 가공홀부를 형성함으로써, 기판부의 전선 작업성이 개선될 수 있다.
본 발명에 따른 엘이디용 조명장치는 기판부의 기판홀부와, 방열부의 방열홀부와, 열전달부의 전달홀부가 일직선상에 형성되어 공기 이동이 가능하므로, 기판부에 의해 가열된 공기가 신속하게 외부로 배출되거나, 외부 공기가 기판부에 도달되어 기판부를 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 결합단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 기판부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 방열부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 열전달부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 주입홀부의 제작 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 공기 순환 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 결합단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 엘이디용 조명장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 결합단면도이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 기판부(10)와, 방열부(20)와, 열전달부(30)를 포함한다.
기판부(10)에는 엘이디소자(11)가 장착되고, 기판부(10)를 통해 엘이디소자(11)에 전원이 인가되면, 엘이디소자(11)가 광을 조사한다. 엘이디소자(11)가 광을 조사하는 동안 기판부(10)에서는 열이 발생한다.
방열부(20)는 기판부(10)에 결합되어 열을 방출한다. 방열부(20)에 내장되는 열전달부(30)는 기판부(10)에서 발생한 열을 신속하게 전달한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 기판부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 기판부(10)는 금속재질을 포함하여 이루어진다. 이러한 기판부(10)는 열전도성 재질을 포함하는 방열부(20)와 접촉된다. 일 예로, 기판부(10)는 금속재질을 포함하고, 방열부(20)의 저면과 면접촉될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 방열부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 방열부(20)는 알루미늄 재질을 포함하여 이루어지고, 방열하우징부(21)와, 기판홈부(22)와, 커버홈부(23)를 포함한다.
방열하우징부(21)는 상부에 하나 이상의 방열핀부(29)가 형성된다. 방열핀부(29)는 공기와의 접촉 면적을 확대시켜 줌으로써, 방열하우징부(21)의 방열 성능을 향상시킬 수 있다.
기판홈부(22)는 방열하우징부(21)의 저면에 형성된다. 기판홈부(22)에는 기판부(10)가 장착된다. 일 예로, 기판홈부(22)는 기판부(10)가 삽입되도록 방열하우징부(21)의 저면에 홈이 형성되고, 기판부(10)가 고정되도록 하나 이상의 나사 체결용 보스가 형성될 수 있다.
커버홈부(23)는 방열하우징부(21)의 저면에 형성되고, 기판부(10)를 커버하는 커버부(90)가 장착된다. 일 예로, 방열하우징부(21)의 저면에 커버홈부(23)가 형성되고, 커버홈부(23)의 내측으로 기판홈부(22)가 형성될 수 있다. 엘이디용 조명장치(1) 조립시, 기판홈부(22)에 기판부(10)를 장착시킨 후, 커버홈부(23)에 커버부(90)를 장착하여 기판부(10)를 보호할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 열전달부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 열전달부(30)는 탄소를 포함하는 탄소체가 압착 및 열처리 가공에 의해 제작될 수 있다.
탄소체로는 흑연입자가 사용될 수 있으며, 흑연입자가 프레스장치에 의해 압착된 다음, 고온에서 열처리되면서 판재로 성형될 수 있다. 탄소는 비금속 물질로 금속성 물질보다 가볍고 열전도성이 우수하다. 탄소체로는 흑연입자 외에 다양한 탄소화합물이 될 수 있다. 일 예로, 탄소체로는 탄소섬유, 탄소나노튜브 등이 될 수 있다. 그 외, 열전달부(30)는 탄소체에 한정되지 않고 열전도성이 우수하면서 가벼운 재질 또는 형상 채택이 가능하다. 일 예로, 열전달부(30)로는 동과 같은 금속재질이 사용될 수 있다.
열전달부(30)는 주조 공정을 통해 방열부(20)에 내장된다. 즉, 판재로 제작된 열전달부(30)를 금형에 위치시키고, 알루미늄을 포함하는 주물이 금형에 주입되어 열전달부(30)를 감싼다. 이때, 알루미늄 주물은 냉각되어 방열부(20)를 형성할 수 있다. 한편, 열전달부(30)는 주조 공정을 통해 방열부(20)에 내장된다. 이로 인해, 방열부(20) 전체 무게가 감소하고, 열전달 효율이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전달부(30)는 전달판부(31)와 전달돌기부(32)를 포함한다. 전달판부(31)는 기판부(10)와 대응되는 크기를 갖는다. 일 예로, 기판부(10)가 직사각형 형상으로 제작되면, 전달판부(31)는 기판부(10)와 동일하게 형상 및 크기로 제작될 수 있다. 이러한 전달판부(31)는 기판부(10)의 상방에 배치되어 기판부(10)에서 생성된 열을 신속하게 전달할 수 있다. 하나 이상의 전달돌기부(32)는 전달판부(31)의 상측으로 돌출된다. 전달돌기부(32)가 전달판부(31)의 상측에서 상방으로 돌출되면, 전달돌기부(32)를 감싸는 방열부(20)와의 접촉 면적이 늘어나고 이들 간의 결합력이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 주입홀부의 제작 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달부(30)는 주입홀부(33)를 더 포함할 수 있다. 주입홀부(33)는 전달판부(31)에 형성되고, 방열부(20)가 유입되어 응고된다.
즉, 용해된 금속이 열전달부(30)를 감싸도록 응고되어 방열부(20)의 방열하우징부(21)를 형성하는데, 방열하우징부(21)는 열전달부(30)와의 위치에 따라 방열상부(211)와, 방열측부(212)와, 방열하부(213)와, 방열내부(214)를 포함할 수 있다. 방열상부(211)는 열전달부(30)의 상부에 응고되고, 방열측부(212)는 열전달부(30)의 외측부에 응고되며, 방열하부(213)는 열전달부(30)의 하부에 응고될 수 있다. 그리고, 방열내부(214)는 주입홀부(33)에 주입되어 응고될 수 있다. 이때, 방열상부(211)와 방열하부(213)는 방열측부(212)에 의해 서로 연결된 상태를 유지할 수 있다. 그리고, 방열내부(214)를 통해 추가적으로 방열상부(211)와 방열하부(213)가 서로 연결되어, 방열하우징부(21)와 열전달부(30)간의 결합력이 향상되고, 열전달부(30)의 유동을 제한할 수 있다.
주입홀부(33)에 주입된 방열부(20)는 가공되어 전선 작업이 가능한 가공홀부(215)가 형성될 수 있다. 일 예로, 방열내부(214)는 홀가공에 의해 가공홀부(215)를 형성하며, 기판부(10)에 구비되는 전선(100)이 가공홀부(215)를 통해 배출될 수 있다. 이러한 전선(100)은 방열부(20)를 관통하여 별도의 전원장치와 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치에서 공기 순환 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 기판홀부(18)와, 방열홀부(28)와, 전달홀부(38)를 더 포함할 수 있다.
기판홀부(18)는 기판부(10)에 형성되고, 방열홀부(28)는 방열부(20)에 형성되며, 전달홀부(38)는 열전달부(30)에 형성된다. 이때, 기판홀부(18)와, 방열홀부(28)와, 전달홀부(38)는 일직선상에 위치되고 동일 형상을 갖도록 형성되어 공기가 이동하기 위한 통로를 형성하므로, 기판부(10)에서 가열된 공기가 외부로 신속하게 배출될 수 있다. 또한, 외부 공기가 기판홀부(18)와, 방열홀부(28)와, 전달홀부(38)를 통해 유입되면서 기판부(10)를 냉각시킬 수 있다.
일 예로, 기판부(10)의 중앙부에는 장방형 기판홀부(18)가 형성될 수 있다. 이러한 기판부(10)는 방열부(20)의 저면에 장착되되, 기판홀부(18)와 방열홀부(28)가 일직선상에 배치될 수 있다. 한편, 방열부(20)에 내장되는 열전달부(30)에 형성되는 전달홀부(38)는 방열홀부(28)와 일직선상에 위치되어 공기 이동을 위한 통로가 형성될 수 있다. 그 외, 커버부(90)에도 기판홀부(18)와 일직선상에 배치되는 커버홀부(98)가 형성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디용 조명장치를 개략적으로 나타내는 결합단면도이다. 도 8과 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(2)는 기판부(110)와, 방열부(120)와, 열전달부(130)를 포함한다.
기판부(110)에는 엘이디소자(111)가 장착되고, 기판부(110)를 통해 엘이디소자(111)에 전원이 인가되면, 엘이디소자(111)가 광을 조사한다. 엘이디소자(111)가 광을 조사하는 동안 기판부(110)에서는 열이 발생한다.
방열부(120)는 기판부(10)에 결합되어 열을 방출한다. 방열부(120)에 내장되는 열전달부(130)는 기판부(110)에서 발생한 열을 신속하게 전달한다.
방열부(120)는 방열몸체부(121)와, 방열연장부(122)와, 방열테두리부(123)와, 방열홀부(124)를 포함할 수 있다. 방열몸체부(121)는 원반 형상을 하고저면부에는 기판부(110)와 커버부(190)가 장착되며, 상측에는 연결봉부(80)가 장착될 수 있다. 방열연장부(122)는 방열몸체부(121)의 외측으로 복수개가 돌출되고, 방열테두리부(123)는 방열연장부(122)에 연결되어 방열몸체부(121)를 감싸도록 형성될 수 있다. 방열연장부(122)는 서로 이격되고, 이들 사이에는 방열홀부(124)가 형성될 수 있다. 이때, 열전달부(130)는 방열몸체부(121)와, 방열연장부(122)와, 방열테두리부(123)에 내장될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(2)에 기재된 각 구성요소는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)에 기재된 각 구성요소와 형상이 상이하나, 열전도성이 우수한 열전달부(30,130)가 방열부(20,120)에 내장되어 자체 하중을 감소시키고 방열 효율을 향상시키는 기능은 동일할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치의 작동을 설명하면 다음과 같다.
탄소를 포함하는 탄소체를 압축하고, 압축된 탄소체를 열가공하여 열전달부(30)를 제작한다.
열전달부(30)가 제작되면, 금형틀에 열전달부(30)를 위치시키고, 알루미늄 재질의 용해액을 주입하여 방열부(20)를 제작한다. 이때, 방열부(20)는 열전달부(30)를 감싸도록 형성된다. 한편, 열전달부(30)는 비금속물질로 중량이 낮고 열전도율이 뛰어나므로, 열전달부(30)가 내장된 방열부(20)는 자체 하중이 감소하고 열전도율이 향상될 수 있다.
열전달부(30)가 방열부(20)에 내장되면, 방열부(20)의 저면에 기판부(10)를 장착하고, 커버부(90)가 방열부(20)의 저면에 장착되면서 기판부(10)를 커버한다.
열전달부(30)에는 주입홀부(33)가 형성되고, 용해된 금속이 주입홀부(33)에 주입된 후 응고되어 방열내부(214)를 형성한다. 방열내부(214)는 홀가공에 의해 가공홀부(215)를 형성하고, 가공홀부(215)를 통해 기판부(10)의 전선(100)이 통과한다.
한편, 기판부(10)에는 기판홀부(18)가 형성되고, 방열부(20)에는 방열홀부(28)가 형성되며, 열전달부(30)에는 전달홀부(38)가 형성되어 공기 이동을 위한 통로를 형성한다. 이로 인해, 기판부(10)에 의해 가열된 공기는 외부로 신속하게 배출된다. 또한, 외부 공기는 기판부(10)에 도달하여 기판부(10)를 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 비금속 소재이고 열전도성이 우수한 열전달부(30)가 금속 소재인 방열부(20)에 내장됨으로써, 방열 성능을 향상시키고 자체 하중을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 전달판부(31)의 외측에 전달돌기부(32)가 돌출됨으로써, 열전달부(30)와 방열부(20)의 결합력이 증대될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 전달판부(31)에 형성되는 주입홀부(33)에 방열부(20)가 주입되어 성형됨으로써, 열전달부(30)와 방열부(20)의 결합력이 증대될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 주입홀부(33)에 형성되는 방열부(20)가 가공되어 가공홀부(215)를 형성함으로써, 기판부(10)의 전선(100) 작업성이 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 엘이디용 조명장치(1)는 기판부(10)의 기판홀부(18)와, 방열부(20)의 방열홀부(28)와, 열전달부(30)의 전달홀부(38)가 일직선상에 형성되어 공기 이동이 가능하다. 기판부(10)에 의해 가열된 공기가 신속하게 외부로 배출되거나, 외부 공기가 기판부(10)에 도달되어 기판부(10)를 냉각시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 기판부 18 : 기판홀부
20 : 방열부 21 : 방열하우징부
22 : 기판홈부 23 : 커버홈부
28 : 방열홀부 29 : 방열핀부
30 : 열전달부 31 : 전달판부
32 : 전달돌기부 33 : 주입홀부
90 : 커버부 100 : 전선
211 : 방열상부 212 : 방열측부
213 : 방열하부 214 : 방열내부
215 : 가공홀부

Claims (1)

  1. 엘이디소자가 장착되고, 전원이 공급되면 광을 조사하며, 하나 이상의 기판홀부가 형성되는 기판부;
    상기 기판부에 결합되어 열을 방출하고, 상기 기판홀부와 일직선상으로 방열홀부가 형성되는 방열부; 및
    상기 방열부에 내장되어 열을 전달하고, 상기 방열홀부와 일직선상으로 전달홀부가 형성되는 열전달부;를 포함하고,
    알루미늄 재질을 포함하여 이루어지는 상기 방열부는
    상부에 하나 이상의 방열핀부가 형성되는 방열하우징부;
    상기 방열하우징부의 저면에 형성되고, 상기 기판부가 장착되는 기판홈부; 및
    상기 방열하우징부의 저면에 형성되고, 상기 기판부를 커버하는 커버부가 장착되는 커버홈부;를 포함하며,
    상기 열전달부는
    상기 기판부와 대응되는 크기를 갖는 전달판부;
    상기 전달판부의 외측으로 돌출되는 하나 이상의 전달돌기부; 및
    상기 전달판부에 형성되고, 상기 방열부가 주입되어 성형되는 주입홀부;를 포함하고,
    용해된 금속이 상기 열전달부를 감싸도록 응고된 상기 방열하우징부는
    상기 열전달부의 상부에 응고되는 방열상부;
    상기 열전달부의 외측에 응고되는 방열측부;
    상기 열전달부의 하부에 응고되는 방열하부; 및
    상기 주입홀부에 주입되어 응고되는 방열내부;를 포함하여 상기 열전달부와의 결합력이 향상되며,
    상기 주입홀부에 형성되는 상기 방열내부에는 전선 작업이 가능하도록 가공홀부를 형성하고,
    상기 열전달부는
    탄소를 포함하는 탄소체가 압착 및 열처리 가공에 의해 제작되며,
    상기 열전달부는 주조 공정을 통해 상기 방열부에 내장되는 것을 특징으로 하는 엘이디용 조명장치.
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