KR102072429B1 - 차량용 조명장치, 방열장치 및 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 광원모듈에서 발생된 열을 수신하는 제 1 방열모듈, 상기 제 1 방열모듈에 연장되어 상기 수신한 열을 전달하는 제 1 부재 및 광 출사 공간이 형성되며, 상기 제 1 부재에서 전달되는 열을 상기 광 출사 공간으로 방사하는 제 2 부재를 포함하는 제 2 방열모듈을 포함하는 방열장치 및 조명장치를 제공함으로써 제조 비용 절감, 중량 감소 및 공간 활용도를 증가시킬 수 있는 효과와 광학부재의 융설 효과를 갖게 된다.

Description

차량용 조명장치, 방열장치 및 조명장치{ILLUMINATING DEVICE FOR VEHICLE, RADIATING DEVICE AND ILLUMINATING DEVICE}
본 발명은 방열장치와 이를 포함하는 조명장치 및 차량용 조명장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode) 소자는 화합물 반도체 특성을 이용하여 전기신호를 적외선 또는 빛으로 변환시키는 소자로서, 형광등과 달리 수은 등의 유해물질을 사용하지 않아 환경오염의 유발원인이 적고, 종래의 광원에 비해 수명이 오래가는 장점을 가지고 있다. 또한, 종래의 광원과 비교하여 저전력을 소비하고, 높은 색온도로 인해 시인성이 우수하며 눈부심이 적은 장점을 가지고 있어 최근 차량의 헤드램프 광원으로 많이 사용되고 있다.
하지만, 차량용 헤드램프의 경우 엔진열에 의해 기본적인 환경온도가 80℃에 근접하며, 밀폐되어 있어 방열에 취약하므로 내부온도 상승은 LED 수명에 영향을 미치게 된다. 따라서, LED에서 발생한 열을 효과적으로 방출할 수 있는 고성능의 방열 시스템이 필요하여 LED 방열을 위한 팬(Fan)이 채용되고 있다.
도 1은 종래의 차량 헤드램프용 방열구조를 나타낸 도면이다.
종래 차량 헤드램프용 방열구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 헤드램프 하우징(10) 내측에 형성되는 LED 모듈(20), 상기 LED 모듈(20)의 저면에 형성되는 히트싱크(30) 및 상기 히트싱크(30)의 하부에 설치되는 냉각팬(40)을 포함한다.
즉, 종래 차량 헤드램프용 방열구조는 LED 모듈(20) 저면에 형성된 히트싱크(30)를 통해 LED 모듈에서 발생하는 열을 외부로 방출하는 한편, 상기 냉각팬(40)을 통해 상기 히트싱크(30)를 냉각하여 방열 효율성을 증대시킨다.
하지만, 종래의 차량 헤드램프용 방열구조는 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 냉각팬(40)을 장착함에 따라 비용 및 차량의 중량을 증가시키고, 공간 활용도를 저해시킬 뿐 아니라, 상기 냉각팬(40)을 장시간 사용할 경우 과열되면서 더운 바람이 형성되어 냉각성을 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, LED의 수명과 함께 냉각팬의 수명도 문제가 될 수 있으며, 저전력을 지향하는 LED 헤드램프에 별도의 전기 모터가 적용되는 문제점도 있었다.
아울러, LED는 HID(High Intensity Discharge)나 할로겐 광원과는 달리 적외선이나 자외선이 거의 발생하지 않아 눈 등에 의해 헤드램프가 빙결되는 문제점 또한 내포하고 있었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 서로 상이한 열전도성 소재로 이루어진 제 2 방열모듈을 형성하여 팬을 제거함으로써, 제조 비용 절감, 중량 감소 및 공간 활용의 효율성을 증가시킬 수 있을 뿐 아니라 광 출사 공간으로의 열 방사를 통해 광학부재의 융설(Snow Melting), 성에 제거(Defrosting), 서리 제거(Demisting), 김서림 방지(Defogging) 효과를 구현할 수 있는 방열장치 및 조명장치의 제공을 그 목적으로 한다.
또한, 제 1 방열모듈과 제 2 방열모듈을 인서트 사출 성형에 의해 일체로 형성함으로써 방열성을 증가시킬 수 있는 방열장치 및 조명장치의 제공을 그 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 방열장치는, 광원모듈에서 발생된 열을 수신하는 제 1 방열모듈; 상기 제 1 방열모듈에 연장되어 상기 수신한 열을 전달하는 제 1 부재 및 광 출사 공간이 형성되며, 상기 제 1 부재에서 전달되는 열을 상기 광 출사 공간으로 방사하는 제 2 부재를 포함하는 제 2 방열모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재는, 열전도도가 상이한 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 2 부재는, 상기 제 1 부재의 복사 방사율보다 높은 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 1 방열모듈과 상기 제 1 부재는 열전도성 금속으로 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 2 부재는 열전도성 소재로 이루어질 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 열전도성 소재는 열가소성 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 열가소성 수지는, PPS(Polyphenylene Sulfide), LCP(Luquid Crystal Polymer), PC(Polycarbonate) 또는 나일론 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 1 부재의 표면에는 복사 방사율 증가를 위해 형성된 표면처리층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 표면처리층은, 상기 제 1 방열모듈에서 이격될수록 복사 방사율이 증가하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 표면처리층은, 아노다이징(Anodizing) 처리 또는 CNT(Carbon Nanotube)나 실리콘의 코팅에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 2 방열모듈은, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재가 적층된 적층부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 적층부는, 상기 제 2 부재의 상부면에 상기 제 1 부재가 적층될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 1 부재와 상기 제 2 부재는 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 2 부재와 상기 적층부는 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 1 방열모듈과 상기 제 2 방열모듈은 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성될 수 있다.
본 발명의 방열장치에 있어서, 상기 제 1 방열모듈의 하부에 결합되는 히트싱크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 조명장치는, 상술한 방열장치; 상기 제 1 방열모듈 상에 실장되어 광을 출사하는 광원모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명의 조명장치에 있어서, 상기 제 2 부재의 끝단부에 고정되는 광학부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 조명장치에 있어서, 상기 광원모듈은, 인쇄회로기판 상에 실장되는 발광 다이오드(LED)인 것이 바람직하다.
아울러, 상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 차량용 조명장치는, 상술한 방열장치; 상기 제 2 부재의 끝단부에 고정되는 차량용 광학부재; 상기 제 1 방열모듈 상에 실장되어 상기 차량용 광학부재로 광을 출사하는 광원모듈;을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 상이한 열전도성 소재를 포함하는 제 2 방열모듈을 구비함으로써, 팬의 제거가 가능하며, 팬 제거에 따른 비용 절감, 중량 감소 및 공간 활용도를 증가시킬 수 있는 효과 뿐 아니라 제 2 부재를 통한 열 방사로 인하여 광학부재의 융설, 성에 제거, 서리 제거, 김서림 방지 효과가 구현 가능한 이점을 갖는다.
또한, 인서트 사출 성형에 의해 제 1 방열모듈과 제 2 방열모듈을 일체형으로 형성함으로써 팬과 히트싱크를 제거하더라도 방열성을 증가시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.
아울러, 제 1 부재의 표면에 표면처리층을 형성함으로써 제 2 부재의 복사 방사율이 낮더라도 제 1 부재를 통해 열 방사 효과를 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량 헤드램프용 방열구조를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 방열장치를 포함한 조명장치의 구조에 대한 다양한 실시예를 도시한 것이다.
도 5는 팬이 구비된 종래의 차량용 조명장치와 본 발명에 따른 차량용 조명장치의 방열 성능에 대한 실험 결과를 도시한 것이다.
도 6은 일반 플라스틱 재질의 베젤이 적용된 차량용 조명장치와 본 발명에 따른 열전도성 수지를 적용한 차량용 조명장치의 아웃 렌즈 투과 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다.
도 7은 표면처리층이 없는 방열장치와 본 발명에 따른 표면처리층이 형성된 방열장치의 열저항에 대한 실험 결과를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 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. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.
본 발명은 방열장치 및 조명장치에 관한 것으로서, 열전도성 수지와 금속으로 이루어진 제 2 방열모듈을 형성함으로써 방열 효과를 증대시키면서 팬의 제거가 가능하고, 광학부재의 융설(Snow Melting), 성에 제거(Defrosting), 서리 제거(Demisting), 김서림 방지(Defogging) 효과를 구현하는 방열장치 및 조명장치 구조를 제공하는 것을 요지로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 방열장치 및 조명장치는 조명이 필요로 하는 다양한 램프장치, 이를테면 차량용 조명장치, 가정용 조명장치, 산업용 조명장치에 적용이 가능하다. 예컨대 차량용 램프에 적용되는 경우, 헤드라이트, 후방라이트 등에도 적용이 가능하며, 이외에도 현재 개발되어 상용화되었거나 향후 기술발전에 따라 구현 가능한 모든 조명관련 분야에 적용 가능하다고 할 것이다.
도 2는 본 발명의 방열장치를 포함한 조명장치의 구조에 대한 일 실시예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 방열장치는 광원모듈(310)로부터 발생한 열을 수신하는 제 1 방열모듈(100) 및 상기 제 1 방열모듈(100)에서 수신한 열을 전달받아 광 출사공간으로 방사하는 제 2 방열모듈(200)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 조명장치는 하우징(330) 내의 상기 제 2 방열모듈(200)의 끝단에 고정되는 광학부재(320), 상기 제 1 방열모듈(100) 상에 실장되어 상기 광학부재(320)로 광을 출사하는 광원모듈(310)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 방열모듈(100)은 상부에 실장된 광원모듈(310)에서 발생한 열을 수신한다. 따라서, 제 1 방열모듈(100)은 열전도도가 높은 금속, 예를 들면, Al, Cu, Ag, Cr, Ni 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 본 발명은 도 2에서와 같이 제 1 방열모듈(100)의 하부에 히트싱크를 배치하지 않아도 우수한 방열효과를 구현할 수 있다. 물론, 방열성을 더욱 증가시키기 위해서는 히트싱크를 제 1 방열모듈(100) 하부에 배치할 수 있음은 자명하다 할 것이다.
제 1 방열모듈(100) 상부에 실장되는 광원모듈(310)은 인쇄회로기판 및 인쇄회로기판에 실장되어 광을 출사하는 발광소자를 포함하며, 상기 발광소자는 발광 다이오드(LED)인 것이 바람직하다.
제 2 방열모듈(200)은, 상기 제 1 발광모듈(100)에 연장되어 상기 제 1 발광모듈(100)에서 수신한 열을 전달하는 제 1 부재(210) 및 광 출사 공간을 형성하며, 상기 제 1 부재(210)에서 전달되는 열을 상기 광 출사 공간으로 방사하는 제 2 부재(230)를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제 1 부재(210)와 제 2 부재(230)는 분리 가능한 구조로 제작될 수 있다. 도면에서는 제 1 부재(210)가 제 2 부재(230)의 하부에 배치되어 있지만 이와는 반대로 제 2 부재가 제 1 부재의 하부에 배치되어도 무방하다.
이때, 상기 제 1 및 제 2 부재(210, 230)는 열전도도가 서로 상이한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 제 1 부재(210)는 상기 제 1 방열모듈(100)과 같이 열전도도가 높은 금속인 Al, Cu, Ag, Cr, Ni 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 제 2 부재(230)는 상기 제 1 부재(210)보다 복사 방사율이 높은 열전도성 소재로 이루어지는데, 보다 구체적으로는 PPS(Polyphenylene Sulfide), LCP(Luquid Crystal Polymer), PC(Polycarbonate) 또는 나일론 중 어느 하나로 이루어지는 열가소성 수지와 열전도성 필러(Filler)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 열전도성 필러는 금속 산화물(metal oxide), 금속 탄화물(metal carbide), 금속 분말(metal powder) 등의 금속 계열, 그라파이트, 탄소 섬유 등의 탄소 계열 또는 세라믹 금속 탄소 계열의 혼합으로 이루어질 수 있다.
광학부재(320)는 상기 제 2 부재(230)의 끝단부에 고정되어 광을 외부로 출사시킨다. 상기 광학부재(320)는 렌즈, 투명기판 또는 반투명기판 등과 같이 광원에서 출사되는 광을 외부로 출력하는 모든 광학기판을 포함할 수 있다. 따라서, 차량용 조명장치의 경우 차량용 광학부재, 예를 들어, 헤드 램프나 리어 램프에서의 아우터 렌즈일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방열장치 및 조명장치는 복사 방사율 증가를 위해 상기 제 1 부재(210)의 표면에 표면처리층(미도시)을 형성할 수 있다. 이때, 상기 표면처리층은 아노다이징(Anodizing) 처리, CNT(Carbon Nanotube) 또는 실리콘의 코팅, 분체도장에 의해 형성될 수 있으며, 제 1 방열모듈(100)에서 이격될수록 복사 방사율이 증가하도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 광원모듈(310)에서 발생한 열은 열전도성 금속으로 이루어진 제 1 방열모듈(100) 및 제 1 부재(210)에 의해 수신, 전달되고, 열가소성 수지를 포함하는 제 2 부재(230)를 통해 방출된다. 특히, 상기 제 2 부재(230)를 통한 직접적인 열 전달은 열전도도가 높은 재질로 이루어진 제 1 부재(210)에 비하여 낮지만, 복사 방사율이 높은 열전도성 소재로 이루어져 있으므로, 제 1 부재(210)에 비하여 광 출사 공간으로 더 많은 열이 방사된다. 이에 따라, 광 출사 공간으로 방사되는 열에 의해 광학부재(320) 표면의 온도가 증가하게 되어 광학부재(320) 표면에 적설된 눈, 결빙 등을 융설(Snow Melting)시키거나, 성에 제거(Defrosting), 서리 제거(Demisting), 김서림 방지(Defogging) 등을 시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명은 종래와 같은 팬을 구비하지 않더라도 방열 효과를 증가시킬 수 있으며, 팬 제거에 따라 제조 비용을 절감하고 중량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 공간 활용도도 증대시킬 수 있게 된다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 방열장치를 포함한 조명장치의 구조에 대한 다른 실시예를 도시한 것이다. 이하에서는 도 2와 중복된 구성요소에 대해서는 설명을 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 3은 제 1 방열모듈(100)과 제 2 방열모듈(200)이 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성된 구조의 측단면도를 나타낸 것이며, 도 4는 도 3의 조명장치에 히트싱크(340)를 부가한 구조의 측단면도를 나타낸 것이다.
도 2에서의 제 2 부재(230)에 적용되는 열가소성 수지의 경우 열전도성 필러에 의해 이방성을 띄게 되는데, 일반적인 열전도성 수지는 평면(In-Plane) 방향에 비해 관통면(Through-Plane) 방향의 열전도성이 상대적으로 작으므로 수직 방향을 열을 전달하는 것이 용이하지 않고, 제 1 부재(210)와 제 2 부재(230)와의 접촉 저항이 높아 방열 효율성을 저하시킬 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 3에서와 같이 제 1 방열모듈(100)과 제 2 방열모듈(200)이 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성됨으로써 열 전달을 보다 용이하게 하고, 제 1 부재(210)와 제 2 부재(230) 간의 접촉 저항을 감소시켜 방열 효과를 증대시킬 뿐 아니라 조립성도 개선시킬 수 있게 된다.
특히, 제 2 방열모듈(200)에는 제 1 부재(210)와 제 2 부재(230)가 적층 결합된 구조의 적층부(220)가 형성될 수 있는데, 상기 적층부(220)는 제 1 부재(210)의 상부면에 제 2 부재(230)가 적층 결합된 구조일 수도 있지만, 방사율 증가와 외부에서의 눈부심 방지를 위해서는 도 3에서와 같이 제 2 부재(230)의 상부면에 제 1 부재(210)가 적층 결합된 구조인 것이 바람직하다. 이에 의해, 열전도도가 높은 금속으로 이루어진 제 1 부재(210)가 열을 주도적으로 전달하고, 제 2 부재(230)가 광 출사 공간으로 열을 방사할 수 있게 된다.
도 3에서는 제 1 방열모듈(100)과 제 2 방열모듈(200) 전체가 인서트 사출 성형에 의해 일체로 형성됨을 도시하였지만, 반드시 이에 한정되는 것이 아니며, 또 다른 실시예로서, 제 1 부재(210)와 제 2 부재(230)만이 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성되거나 제 2 부재(230)와 적층부(220)만이 인서트 사출 성형에 의해 일체형으로 형성될 수도 있다.
이하의 표 1은 본 발명에 따른 도 3에서의 조명장치와 종래의 차량용 조명장치의 열확산 부재에 따른 열저항을 비교한 것이다.
구분 주요열원 열확산 부재 열저항(Rsa)
종래 1(A) 1. LED
2. 전기 모터		 히트 파이프(Heat Pipe)
히트싱크		 3 K/W
종래 2(B) 1. LED 팬(Fan)
히트싱크		 2.5 K/W
종래 3(C) 1. LED
2. 전기 모터
3. 엔진		 히트싱크 2.9 K/W
본 발명(D) 1. LED
2. 엔진		 제 1 및 2 방열모듈 2.27 K/W
상기 표 1에서의 A는 LED, 전기모터, 엔진이 주요 열원으로서 히트 파이프와 히트싱크를 통해 열을 확산하며, B는 LED가 주요 열원으로서 팬과 히트싱크를 통해 열을 확산하며, C는 LED, 전기 모터 및 엔진이 주요 열원으로서 히트싱크를 통해 열을 확산하며, 본 발명인 D는 LED와 엔진이 주요 열원으로서 제 1 및 2 방열모듈을 통해 열을 확산한다.
상기 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명은 팬이나 히트싱크를 구비하지 않더라도 가장 낮은 열저항을 나타내고 있어 가장 우수한 방열 성능을 구비하고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 본 발명의 방열 성능에 의해, 융설(Snow Melting), 성에 제거(Defrosting), 서리 제거(Demisting), 김서림 방지(Defogging) 효과를 구현할 수 있게 된다.
이와 함께, A는 히트 파이프와 히트싱크를 열확산 부재로 사용함으로써 고중량의 문제점을 가지며, B는 팬과 히트싱크를 열확산 부재를 사용함으로써 팬의 신뢰성, 소음, 고가의 비용이 문제되며, C는 대형 방열판으로서의 히트싱크만을 열확산 부재로 사용함으로써 고중량의 문제점을 가지게 되지만, 본 발명은 팬과 히트싱크를 구비하지 않더라도 상술한 우수한 방열 성능 이외에 최대 80%의 중량을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 소음 및 신뢰성 확보 문제를 해결할 수 있는 효과 또한 구현할 수 있게 된다.
도 2에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 방열장치 및 조명장치는 히트싱크가 없어도 우수한 방열효과를 구현할 수 있지만, 방열성을 더욱 증가시키기 위해 도 4에서와 같이 제 1 방열모듈(100) 하부에 히트싱크(340)를 배치할 수도 있다. 또한, 도 2에서 설명한 표면처리층은 도 3 및 도 4에서의 조명장치에도 적용할 수 있다.
도 5 및 이하의 표 2는 팬이 구비된 종래의 차량용 조명장치와 본 발명에 따른 차량용 조명장치의 렌즈 내부 및 표면 온도를 비교한 방열 성능의 실험 결과를 나타낸 것이다.
구분 △T=10℃도달시간(min) 렌즈표면 최대 온도(℃)
종래(fan 구비) 64 36.6
본 발명 18 39.8
도 5 및 표 2에서는, 팬이 제거된 본 발명에 따른 차량용 조명장치가 팬이 구비된 종래의 차량용 조명장치에 비하여, 렌즈 내부 및 표면 온도를 더 빠른 시간 내에 상승시킬 뿐 아니라 렌즈 내부 및 표면의 최대 온도 또한 더 높일 수 있음을 나타내고 있다. 이에 의해, 본 발명은 종래의 차량용 조명장치에 비해 방열성 뿐 아니라 방사율 또한 더 높아, 팬을 제거함에도 더 우수한 방열효과를 구현하며, 광학기판에 적설된 눈이나 빙결을 녹일 수 있는 융설(Snow Melting), 성에 제거(Defrosting), 서리 제거(Demisting), 김서림 방지(Defogging) 효과 또한 구현할 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 부재에 열가소성 수지를 적용한 차량용 조명장치(A)와 일반 플라스틱 재질의 베젤이 적용된 차량용 조명장치(B)의 아웃 렌즈 투과 시뮬레이션 결과를 도시한 것이다.
도 6에서는, A와 B 모두 동일한 조건의 아웃 렌즈(굴절률: 1.56, 흡수계수: 3.8[㎝-1], 산란계수: 12.8[㎝-1])를 장착하되, A에서는 제 2 부재로서 열전도율이 5W/mK인 열가소성 수지를 적용하고, B에서는 열전도율이 0.2W/mK인 폴리카보네이트를 적용한 결과, A가 B에 비하여 4W의 추가 열을 방출할 수 있음을 나타내고 있다. 이에 의해, 본 발명에서의 제 2 부재를 통해 방사 효율이 향상되어 렌즈 외부의 열 유속(Heat Flux)이 증가함으로써 융설, 성에 제거, 서리 제거, 김서림 방지 효과를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
도 7은 표면처리층이 없는 방열장치와 본 발명에 따른 표면처리층이 형성된 방열장치의 열저항에 대한 실험 결과를 도시한 것이다.
도 7에서는, 아노다이징 처리, CNT(Carbon Nanotube)나 실리콘 코팅 또는 분체도장 등에 의한 표면처리층의 형성된 본원발명에 따른 방열장치가 표면 처리층이 형성되지 않은 방열장치에 비하여 최대 20% 이상의 방사율을 증가시킬 수 있음을 나타내고 있다. 이에 의해 제 2 부재의 복사 방사율이 낮더라도 제 1 부재의 표면에 형성된 표면처리층에 의해 방사율을 개선시킬 수 있음을 알 수 있다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10, 330: 하우징
20: LED 모듈
30, 340; 히트싱크
40: 냉각팬
100: 제 1 방열모듈
200: 제 2 방열모듈
210: 제 1 부재
220: 적층부
230: 제 2 부재
310: 광원모듈
320: 광학부재

Claims (20)

  1. 일측에 배치되는 광학부재를 포함하는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되는 광원모듈;
    상기 광원모듈에서 발생한 열을 수신하는 제1방열모듈; 및
    상기 제1방열모듈에서 수신한 열을 전달받아 광 출사공간으로 방사하는 제2방열모듈을 포함하고,
    상기 제2방열모듈은 상기 제1방열모듈에서 연장되어 상기 제1방열모듈에서 수신한 열을 전달하는 제1부재 및 상기 제1부재에서 전달되는 열을 상기 광 출사공간으로 방사하는 제2부재를 포함하고,
    상기 제2방열모듈은 상기 제1부재로만 이루어진 일영역, 상기 제2부재로만 이루어진 타영역 및 상기 일영역과 상기 타영역 사이에 배치되어 상기 제1부재와 상기 제2부재가 적층되어 형성되는 적층부를 포함하고,
    상기 제2부재는 상기 제1부재보다 복사 방사율이 높은 재질을 포함하는 조명장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1방열모듈과 상기 제2방열모듈의 일영역은 일체로 형성되는 조명장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2방열모듈의 적층부는 상기 제2부재가 상기 제1부재보다 상기 광 출사공간에 인접하여 배치되는 조명장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 부재의 표면에는 복사 방사율 증가를 위해 형성된 표면처리층을 더 포함하는 조명장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 표면처리층은 상기 제 1 방열모듈에서 멀어질수록 복사 방사율이 증가하는 조명장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2방열모듈의 적층부는 상기 제1부재의 상부면에 상기 제2부재가 적층결합된 조명장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2방열모듈의 일영역은 상기 제1방열모듈과 연결되고,
    상기 제2방열모듈의 타영역은 상기 광학부재와 접촉하고,
    상기 제2방열모듈의 타영역에 배치된 상기 제2부재는 상기 일영역에서 상기 타영역 쪽으로 갈수록 단면이 넓어지는 조명장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2방열모듈의 적층부에 배치된 상기 제1부재 및 상기 제2부재는 상기 타영역 쪽으로 갈수록 단면이 넓어지는 조명장치.
  20. 삭제
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