KR101983254B1 - Led 조명등 - Google Patents

Abstract

본 발명은 LED 조명등 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 소자 및 기판에서 발생하는 열을 효율적으로 신속하게 방열시키며 방수 차폐 기능 또한 향상시킬 수 있도록 열전도 패드 및 방열판을 포함하는 LED 조명등에 관한 것이다.

Description

LED 조명등{LED Street Light}

본 발명은 LED 조명등에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 소자 및 기판에서 발생하는 열을 효율적으로 신속하게 방열시키며 방수 차폐 기능 또한 향상시킬 수 있는 LED 조명등에 관한 것이다.

외부에 설치되는 가로등은 항상 비나 눈 등의 수분이나 먼지가 유입될 수 있는 환경에 놓이게 되며, 이러한 수분이나 먼지 등의 유입은 내부의 회로의 단락 등 가로등의 파손을 야기하거나 조도를 떨어뜨린다. 그리하여 LED 조명 가로등은 그 내부로 수분이나 먼지의 침투를 방지하도록 밀폐구조를 갖도록 요구되는 데, 그러나 이러한 밀폐구조는 LED 광원으로부터 발생되는 열이 쉽게 빠져나가지 못하여 LED 광원이나 내부의 회로 그리고 파워서플라이 등이 열에 의해 쉽게 고장나게 되는 문제가 발생한다. 밀폐 구조의 가로등은 내부 온도가 상승하여 많은 문제를 일으킨다. 예를 들면 밀폐 부위의 밀폐성의 약화, LED 소자의 경우 그 수명이 급격하게 떨어지는 문제가 있었다. 가로등 내부는 LED 광원으로부터 발생된 열이 외부로 원활하게 빠져나가지 못하며 내부에 머물러 쉽게 빠져나가지 못하는 것이 주요한 이유이다. 그러므로 가로등 내부에서 발행사는 열을 외부로 빨리 효율적으로 방출하는 것이 매우 중요한 데, 이를 위해 일반적인 방열판으로 열을 방출하는 경우 내부의 방열이 대류 방식이 주로 사용되어 효율이 떨어져 문제가 발생한다.

도 1 내지 도 3은 종래 기술의 일 예로서 등록실용신안 20-0453817호의 가로등 장치로서 그 사시도, 분해 사시도, 그리고 단면도이다. 본 가로등 장치(100)는 크게 상부 하우징(102)과 하부 하우징(104)과 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 상부 하우징(102)의 수납공간은 상기 발광 엔진(206)이 수납될 때에 상기 발광 엔진(206)의 윗면(S2)과 상부 하우징(102)의 제1내측면(S1)이 서로 맞닿도록 형성된다. 이는 상기발광 엔진(206)의 위면(S2)으로 발산되는 열이 상기 상부 하우징(102)의 제1내측면(S1)을 통해 상기 상부 하우징(102)의 외부면에 형성된 다수의 방열핀(F1)을 통해 방열되게 하기 위함이다.

하부 하우징(104)은 방열을 위한 금속 소재로 형성되며, 내부에 투명 커버(106)가 끼워질 홀이 형성됨과 아울러 발광 엔진(206)에 동작전원을 공급하기 위한 전원공급장치(220)가 장착되기 위한 장착영역을 내부에 구비하며, 상기 장착 영역에 대응되는 외부면에는 상기 전원공급장치(220)로부터의 열을 방열시키기 위한 다수의 방열핀(F2)이 형성된다. 또한 상기 하부 하우징(104)의 전원공급장치(220)의 장착 영역의 하측에는 빗물 등의 배수를 위한 배수구가 구비될 수 있다. 또한 상기 하부 하우징(104)의 일측면에는 가로등 지지대와의 기구적인 결합을 위한 결합구(222)가 형성된다.

상기 상부 하우징(102)과 상기 하부 하우징(104)의 가장자리에는 다수의 연결부재(202)를 지지하기 위한 다수의 연결부재 가이드부(H1,H2)가 다수 형성되며, 상기 연결부재 가이드부(H1,H2)를 통해 상기 연결부재(202)는 상기 상부 하우징(102)과 상기 하부 하우징(104)을 서로 결착시킨다. 또한 상기 상부 하우징(102)과 상기 하부 하우징(104) 사이에는 방진 및 방수를 위한 패킹(210)이 위치한다.

상기 연결부재(202)의 상측에는 캡(200)이 위치하며, 상기 캡(200)은 상기 연결부재(202)를 통해 빗물이나 먼지 등이 가로등 장치(100)의 내부로 인입되지 않게 제한한다.

또한 상기 다수의 연결부재 가이드부(H1,H2)가 서로 맞닿는 부분에는 오링(218)이 위치하며, 상기 오링(218)은 상기 다수의 연결부재 가이드부(H1,H2)의 사이로 먼지나 물 등이 인입되지 않게 제한한다.

또한 상기 상부 하우징(102)과 상기 하부 하우징(104)의 일측에는 힌지(212)가 위치하며, 상기 힌지(212)의 양측 종단 각각은 상기 상부 하우징(102) 및 상기 하부 하우징(104)과 힌지 클램프(214)를 통해 연결된다. 상기 힌지(212)는 상기 상부 하우징(102)과 상기 하부 하우징(104)이 타측을 통해 개폐될 수 있게 한다.

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 장치(100)의 외부로 투과될 수 있게 한다. 상기 투명 커버(106)의 가장자리는 상기 하부 하우징(104)의 내부 홀의 가장자리에 걸쳐져 결합한다. 상기 하부 하우징(104)과 상기 투명 커버(106) 사이에는 방진 및 방수를 위해 패킹(208)이 위치한다. 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 하우징의 내부 홀의 가장자리에 고정 연결시킴과 아울러 상기 발광 엔진(206)의 가장자리와 하측 하우징(104)간의 열 전달을 위한 경로를 형성한다.

상기 발광 엔진(206)과 상기 하측 하우징(104) 사이의 고정상태를 유지하기 위해 상기 하측 하우징(104)의 일측에는 스테이어(216)가 위치한다.

상기 가로등 장치(100)의 발광 엔진(206)으로부터 발생되는 열은 상기 발광 엔진(206)과 내면(S2)이 맞닿은 상기 상측 하우징(102)을 통해 외부로 방열됨과 아울러 상기 발광 엔진(206)의 가장자리에 위치하는 엔진 클램프 및 히트 컨덕터(204)를 통해 상기 하부 하우징(104)을 통해 외부로 방열된다.

위와 같은 종래기술에서는 발광 엔진(206)의 윗면(S2)과 상부 하우징(102)의 제1내측면(S1)이 서로 맞닿도록 형성하여 열전달의 효율을 높이려 하지만 열전도를 위해 두 면이 알루미늄이나 동과 같은 금속으로 이루어진 경우 접촉면의 견고한 접촉이 어렵고 접촉을 강제할 경우 외력을 받아 파손의 우려가 생기는 문제가 있다.

특히 외부에 노출되는 가로등의 경우 바람이나 비의 영향으로 외력과 진동을 받을 수 있어 금속간의 면 접촉의 경우 발광 엔진의 LED 소자들의 파손의 가능성이 높아지는 문제가 발생한다.

대한민국 등록실용신안 20-0453817(2011년05월23일)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LED 소자 및 기판에서 발생하는 열을 안정적으로 열전도를 통해서 효율적으로 외부로 방출하며 방수 및 방오기능이 우수한 LED 조명등을 제공하는 것이다.

본 발명은 화재나 지진 등의 천재지변 시의 진동하에서도 잘 작동할 수 있도록 방수 차폐기능이 우수한 LED 조명등을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 LED 조명등은 LED 소자가 배열된 기판과 방열판 간에 직접 열전도가 잘 이루어지도록 하기 위한 열전도 패드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 LED 조명등은 LED 소자가 기판이 배열된 기판이 내부 고정 프레임에 접촉되어 부착되고 다시 상기 프레임이 열전도 패드를 통해서 열전도 패드의 넓은 표면과의 접촉을 통해서 외부의 방열판과 잘 접촉하여 열전도로서 열을 방출하면서도 구조적으로 안정적인 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 LED 조명등은 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 열전도에 의해 상기 상부 하우징을 통해서 방출되도록 상기 프레임의 상면과 상기 상부 하우징의 내측면 사이에 배치되며 탄성을 보유한 열전도 패드를 포함하거나, 상기 프레임은 상기 열전도 패드가 접촉되지 않은 부분에 방열판이 더 부착되어 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 상기 방열판을 통해서도 방출되도록 하거나, 또는 상기 열전도 패드를 포함하며 상기 방열판도 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 LED 조명등은 상기 프레임에 내부 열전달을 위해 별도의 방열판을 추가로 부착된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 LED 조명등은 상기 프레임을 수용하는 상부 하우징과 하부 하우징은 방수 차폐 구조이며, 그리고 상기 프레임에는 방열판이 더 부착되어, 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 상기 내부의 방열판을 통해서 대류 형태로 상기 상부 하우징으로 전달하고, 그리하여 상기 상부 하우징을 통해서 기판 및 LED 소자들의 열이 더 방출되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 LED 조명등은 열전도 패드는 접촉면의 확실한 접촉을 위해서 탄성력 방열물질이거나 방열코팅을 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 LED 조명등은 열전도 패드를 사용하여 LED 소자와 기판의 열을 외부 방열판까지 열전도로서 열을 방출하므로 빨리 효율적으로 잘 방출할 수 있도록 한다.

또한 열전도 패드는 탄성력을 가져서 외부 방열판측 프레임과 LED 소자 및 기판과의 면접촉을 안정적으로 이루며 또한 외부의 외력이나 지진 등의 천재지변 상황에서도 진동을 잘 흡수하여 안정적으로 작동할 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 LED 조명등은 방수 차폐 기능 및 내부의 열전도 패드에 의해 진동에도 잘 견디므로, 화재시 방재를 위한 방화수의 분사에도 잘 견딜 수 있으며 스프링쿨러의 작동시에도 조명등이 꺼지지 않고 잘 작동될 수 있다.

또한 본 발명의 LED 조명등은 LED 소자와 기판의 열을 외부 방열판까지 열전도로서 열전달 할 수 없는 부분에서는 내부의 방열판을 사용하여 최대한 빠른 시간내에 많은 열을 외부로 방출할 수 있도록 하는 장점이 있다.

또한 본 발명의 LED 조명등의 방열판은 방열편들을 적층하는 방식으로 만들어져 다양한 공간에 사용할 있도록 하는 장점이 있다.

또한 얇은 판형태의 금속으로 얇은 알루미늄 판을 프레스 등으로 가공하여 만들어진 방열편을 사용하여 부피와 무게가 적으면서도 방열효과가 우수하고 열전도 외에 추가적으로 열대류를 이용하여 다양한 열전달을 만들어 방열효율을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

위와 같은 장점으로 인하여, 본 발명의 LED 조명등은 외부의 가로등으로 사용시 비나 눈 등의 물에 의한 방수 기능을 갖춰 우수할 뿐만 아니라 차량의 운행에 따른 진동을 잘 견디며 또한 온도 변화에 따른 하우징이나 프레임의 변형시에도 상기 열전도 패드가 이러한 변형을 흡수하여 조명등의 성능 저하를 막을 수 있다.

또한, 본 발명의 LED 조명등은 방폭등 이나 주요 시설의 실내에서 조명등으로 사용시에도 화재나 지진 등의 천재지변 시 외부의 충격이나 물의 유입에도 잘 견딜 수 있어 안정되게 조명이 확보될 수 있다.

도 1은 종래의 한 실시예에 따른 가로등 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 가로등 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 가로등 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 열전도 패드의 사시도이다.
도 5는 LED 소자들이 기판과 함께 프레임에 부착되어 있는 것을 도시한 도이다.
도 6은 도 5의 실시예에서 상기 프레임의 상면에 도 4의 열전도 패드와 방열판이 부착된 것을 도시하는 도이다.
도 7은 도 6의 단면을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 방열편의 일 실시예로서의 전개도(a)와 그 측면도(b)이다.
도 9는 도 8의 실시예와 같은 방식으로 만들어진 방열편의 사진과 이 방열편들이 적층된 것을 나타내는 사진이다.
도 10은 본 발명의 방열편의 다른 실시예로서의 사시도이다.

LED 조명에서 LED 소자 등의 열방출을 위한 열전달이 이루어지는 경우에서, 가장 효율적인 것은 열전도 효율이 좋은 물질 간에 상호 접촉에 의한 열전도 방식이라고 할 수 있다. 하지만 열전도 방식은 열전달 물질간에 접촉면이 넓고 접촉이 떨어진 부분 없이 견고하게 이루어져야 하는 데 금속이나 강도나 경도가 높은 물질간의 접촉은 견고하고 밀도 높게 이루어지기 어려우며 또한 외부의 진동이나 외력이 미치는 경우 파손의 우려가 크며 또한 접촉 상태를 계속 유지하는 것이 쉽지 않다. 또한 열전도는 접촉이 되지 않는 경우 별다른 효과가 없으므로 조명등의 공간 분포에 따라 접촉면이 제한되는 문제가 있다.

그러므로 본 발명은 접촉될 두 면들 사이에 열전도 패드를 사용하여 접촉 밀도를 높여서 열전도가 잘되도록 하며 또한 발열면과 흡열면 사이에서 충격을 완화할 수 있도록 한다. 그리고 LED 조명 장치의 공간의 제한으로 인하여 열전달이 이루어지지 않는 부분에서는 열대류방식으로도 최대한 열이 잘 전달될 수 있도록 추가적으로 방열판을 사용하는 것이다. 즉, LED 소자 등과 같이 열이 발생되고 열에 약한 부분으로부터 빨리 열이 방출될 수 있도록 가까운 부분에 방열판을 설치하여 1차 방열을 빨리 할 수 있도록 하는 것이다.

도 4는 본 발명의 열전도 패드로서 사용될 수 있는 일예의 형태이다.

상기 열전도 패드(400)는 표면접촉력을 향상시키고 접촉되는 강성 재질의 프레임과 방열판을 보호하기 위하여 탄성력을 보유하도록 하면서도 열전도 효율을 보유하도록 하여야 한다. 그리하여, 탄성력을 위해서 실리콘이나 고무 재질로 사용시, 실리콘이나 고무 재료를 주 재료로 하여 방열물질들을 포함하거나 열전도가 잘 될 수 있는 종래의 다양한 물질들을 포함하여 형성되는 것이 필요하며, 또한 방열코팅 처리를 하거나 또는 열전도 물질들을 포함하면서 방열코팅을 하여 열전도를 잘 할 수 있도록 하면서도 탄성력을 보유할 수 있도록 한다.

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. 이를 위해서 본 열전도 패드에 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질을 포함하는 방열 코팅처리가 되거나 또는 패드 재료 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.

열전도 패드(400)의 형태는 도시된 것과 같이 소정의 두께를 갖는 얇은 판형태로서 필요에 따라 다양하게 잘라서 사용하거나 전용형태로서 만들어 사용하여도 된다. 열전도 패드(400)의 통상 두께는 수 - 수십 mm 정도의 두께로서 완충시킬 대상물의 넓이와 간격을 고려하여 정해지면 된다. 접촉될 대상물들 간의 거리가 넓으면 두께를 넓게 해야 하고 좁으면 최대한 충격 흡수나 진동 흡수를 고려하여 열전도 패드의 두께를 결정하면 되고 그리고 대상물의 면적에 따라 그 크기를 최대한 넓게하여 대상물의 면적을 다 덮을 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 5는 LED 조명등에서 종래기술의 발광 엔진(206)의 일예로서 내측에 LED 소자(310)들이 기판(320)과 함께 프레임(330) 내측에 부착되어 있는 것을 도시한 것이다. 상기 발광 엔진으로서 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)의 열은 상기 프레임(330)을 통해서 열이 배출되게 된다.

도 6은 본 발명의 열전도 패드(400)가 기존 가로등의 프레임(330)의 상면에 부착되고 측면에 방열판이 부착된 것을 도시하는 도이고 도7은 본 도 6의 단면도로서, 이 실시예에서 상기 프레임의 상면(335)과 도 2의 상부 하우징(102)의 내측면과 열전달이 이루어지도록 하며 두 면의 보다 확실한 접촉을 할 수 있도록 열전도 패드(400)가 중간에 삽입될 수 있도록 부착된 것이다. 본 열전도 패드(400)는 탄성력을 구비하여 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면이 모두 잘 접촉하도록 하는 것이 중요하다. 도면과 같이, 본 실시예의 LED 조명등에서 LED 소자(310)에서 발생된 열은 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면의 접촉에 따른 열전도가 되어 외부의 방열핀(F1)들을 통해서 방출되는 것이 바람직하나, 두 표면의 접촉이 확실하게 유지되기도 어렵고 외부의 진동이나 외력이 미칠 경우 파손될 가능성도 있다. 그러므로 도시된 바와 같이 두 표면 사이에 본 발명의 열전도 패드(400)가 중간에 삽입되어 열전도가 확실하게 잘 이루어지면서도 외력과 진동에 잘 견딜 수 있도록 한 것이다.

또한, LED 조명등의 특성상 조명 범위를 넓히기 위하여 LED 소자(310)들이 프레임(330)의 상면(335)의 아래에 배치되지 않고 상면으로부터 하향 경사진 측부의 내측에 기판(320)과 함께 부착되어 있다. 또한, 가로등과 같은 LED 조명등의 특성상 LED 소자(310)들이 프레임(330)의 상면(335)의 아래에 배치되지 않고 전원장치와 같은 여러 전기 장치들이 포함되어야 하므로 LED 소자(310)들과 프레임(330)의 상면(335)의 거리가 멀게 되면 열전달에 의한 방열에도 불리할 수밖에 없다. 따라서 본 발명의 LED 조명등에서도 상기 상면(335) 아래에 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)을 배치하여 열을 열전도 방식으로 보다 빨리 방열할 수 없는 구조이므로 상기 프레임(330)의 경사진 측부의 반대 외면에 방열판(600)이 부착되어 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)의 열을 더 빠르고 효율적으로 배출하게 된다. 그리하여 일단 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)의 열을 프레임(330)의 경사진 측부를 경유해서 상기 방열판(600)을 통해서 상기 LED 조명등 내부의 공기로 방출하게 된다. 여기서 방열판(600)은 다양한 종래의 방열판을 공간의 크기에 맞도록 사용할 수 있지만 바람직하게는 다수의 방열편들이 조립되어 만들어진 것으로 방열대상의 면적에 따라 그 크기를 조절하여 접착하게 된다. 즉, 부가적으로 상부 하우징(102)의 내측면과 접촉하는 상기 프레임(330)의 상면(335) 이외의 면(예로서 경사진 측부나 꺽인 측면 등)에 부착된 본 발명의 방열판(600)을 통해서 상기 LED 소자(310)들 및 기판(320)의 열을 공기중으로 방출하고 이 공기는 대류형태로 상기 상부 하우징(102)으로 전달하여 방출하게 된다.

따라서 프레임(330)의 모든 표면을 통해서 상부 하우징까지 열전달이 어려운 경우에 프레임의 나머지 면에 추가적인 방열판(600)을 통해서 LED 조명등 내부의 공기를 데우고 이렇게 열을 흡수한 고온의 공기가 상기 상부 하우징(102)의 표면을 통해서 방열핀(F1)으로 열을 전달하여 최종적으로 최대한의 효율로서 방열을 하게 된다.

본 발명에 따른 LED 조명등에서 상기 열전도 패드를 포함하는 것 이외에 내부의 방열판을 사용하면 보다 더 열전달을 많이 할 수 있어 LED 조명등 내부의 온도를 내리고 결론적으로 LED 소자와 기판의 온도를 낮출 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.

이와 같은 방열판의 사용은 위에서 설명한 LED 조명등을 기준으로 설명하면 상기 프레임의 상면(335)과 상기 상부 하우징(102)의 내측면이 모두 접촉하지 않거나 또는 기판(320)과 프레임이 접촉되지 않고 남는 표면이 있는 경우 이 표면을 통해서 가능하면 많은 열을 기판과 LED 소자들로부터 방출될 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해서 내부의 방열판은 그 크기가 가변될 수 있으면 바람직하며 또한 작은 공간에 설치가 용이한 것이 바람직하다.

필요에 따라서는 본 발명의 열전도 패드(400)는 상기 방열판(600)과 어느 정도 접촉되거나 상기 방열판(600)의 상면을 덮는 것도 열전도 면에서 바람직하다.

이와 같은 특징을 구비하여 본 발명의 LED 조명등의 방열판으로 사용하기 좋은 방열판을 이하에서 설명한다.

도 8은 본 발명의 방열판으로 사용하기 좋은 방열판을 만들기 위한 방열편의 일 실시예로서의 전개도(a)와 이 전개도로부터 만들어지 방열편의 측면도(b)이다. 먼저 도 8(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 8의 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 8에 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 8의 실시예에서 방출부(520)의 삽입돌출부(530)는 수직 꺽어짐과 수용부(540)를 형성하기 위하여 2단 구조의 돌출부를 형성하고 있다. 도 8에는 도시되지 않았으나, 도 9의 사진과 같이 최종 돌출된 삽입돌출부(530)의 부위만 조금 더 꺽여서 수용부(540)에 삽입 고정이 더 잘 되도록 할 수도 있다.

도 8에서 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 9의 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 9의 사진과 같은 본 발명에 따른 방열편이 만들어진다. 물론 삽입돌출부나 베이스부 등을 각 구성요소들을 개별 제작이 가능하지만 생산성에서 다소 복잡해질 수 있다.

그리고 도 9의 (a) 및 (b) 사진에 나타난 방열편은 또 다른 실시예의 사진으로, 도 8의 방열편과의 큰 차이는 관통홈(523)이 중앙에 하나만 형성된 것이며, 그리고 삽입돌출부(530)가 약간 더 구부러져 있는 것이다. 즉, 도 8의 관통홈은 원형으로 일정한 간격으로 다수개 형성되어 있고, 그리고 도 9의 관통홈은 중앙에 키홈 형태의 관통홈(523)이 하나 만들어진 것이 특징이다. 도 9(b)는 도 9(a)의 방열편들 다수 개가 상기 수용부(540)와 삽입돌출부(530)간에 결합하여 하나의 방열판(600)으로 만들어진 예를 나타낸 것이다. 즉 도 9(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 10은 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 8의 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 8 - 도 10의 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 8(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 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 9(b)와 같이 방열판으로 만들어진 경우 더욱 흡열코팅제가 포함된 접착제로서 방열대상물인 프레임(330)에 베이스부(510)를 접착하여 사용하는 것이 바람직하다. 예로서 상기 접착제가 포함된 써멀그리스(thermal grease)를 사용하면 좋다.

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 9(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.

400 : 열전도 패드
310 : LED 소자
320 : 기판
330 : 프레임
500 : 방열편
600 : 방열판

Claims (6)

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 상부 하우징과 하부 하우징은 방수 차폐 구조로서 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열을 상기 상부 하우징을 통해서 방출하는 LED 조명등에 있어서,
   상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열이 열전도에 의해 상기 상부 하우징을 통해서 방출되도록 상기 프레임의 상면과 상기 상부 하우징의 내측면 사이에 배치되며 탄성을 보유한 열전도 패드를 포함하고,
   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 방열판은 상기 LED 소자들 및 상기 기판에서 발생되는 열을 대류형태로 상기 상부 하우징에 전달하여 더 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 조명등.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열전도 패드는 탄성력을 보유하도록 실리콘 이나 고무 재료와 방열물질을 포함하여 만들어지거나 또는 실리콘이나 고무 재료의 패드에 방열물질로 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 LED 조명등.
3. 제2항에 있어서,
   상기 열전도 패드가 상기 프레임의 상면에 배치되며 상기 방열판과도 접촉하거나 또는 그 상부를 덮도록 배치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명등.
4. 삭제
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 프레임의 측면의 상부에 방열판의 하면이 접착제가 포함된 써멀그리스(thermal grease)로 접착되고,
   상기 열전도 패드의 열 전도율이 2.0 (w/m×k) 이상 되도록 하며,
   상기 열전도 패드에 포함되거나 코팅되는 방열물질은 질화보론(BN), 질화 티타늄(TiN), 질화 알루미늄(AlN), 탄소튜브(CNT), 다이아몬드 분말중 적어도 어느 하나 이상의 물질이며,
   상기 방열물질로서 상기 방출부의 표면이 코팅되는 것,
   을 특징으로 하는 LED 조명등.
6. 제5항에 있어서,
   상기 베이스부의 하면에는 흡열코팅이 형성되며, 그리고
   상기 방출부에는 하나 이상의 관통 홀들이 형성된 것,
   을 특징으로 하는 LED 조명등.

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