KR102225003B1 - 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등 - Google Patents

공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등에 관한 것으로서, 특히 상부 케이스와; 상기 상부 케이스의 내부에 설치되고, 다수의 LED 소자가 실장되며, 일정거리 이격되게 에어벤트가 설치된 PCB와; 상기 PCB의 에어벤트 사이를 연결하되 PCB 하측 공간을 통해 연결되어, PCB 상측의 고온공기를 PCB 하측으로 유동시킨 후 다시 PCB 상측으로 공급하는 공기순환튜브와; 상기 공기순환튜브와 열을 교환하는 히트싱크와; 상기 상부 케이스와 결합되는 하부 케이스;를 포함하여 구성되어, 뜨거운 PCB 위쪽은 온도를 떨어뜨리고 차가운 PCB 아래쪽은 온도를 높일 수 있어 계절에 따라 방열 및 방한 성능이 부여되어 오작동이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등{LED floor traffic light with heat dissipation and cold protection by air circulation method}
본 발명은 횡단보도의 대기선에 횡방향으로 지면에 매립 시공하여 보행신호정보를 제공하는 엘이디 바닥 신호등에 관한 것으로서, 특히 내부의 공기를 순환시켜 열교환시킴으로써 방열 및 방한 기능을 부여하여 오작동을 방지할 수 있는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등에 관한 것이다.
일반적으로 횡단보도는 차량이 다니는 도로를 보행자가 안전하게 횡단할 수 있도록 마련된 것으로서, 도로의 교차로 주위나 그 밖의 도로 횡단자가 많은 곳에 주로 마련된다.
이러한 횡단보도에는 주기적으로 멈춤신호와 횡단신호를 표시할 수 있도록 하는 횡단보도 신호등이 설치되는 것이 보통이고, 횡단보도 신호등은 지주를 이용하여 바닥면으로부터 일정한 높이에 설치된다.
횡단보도 신호등은 보행자의 눈높이에 맞추어 설치된 것이지만 고개를 숙이는 경우 신호를 확인하기 어려우므로, 고개를 숙이고 휴대폰을 사용하는 보행자의 경우 주변 상황을 인지하지 못하기 때문에 횡단보도 신호등의 신호를 확인하기가 쉽지 않고 이로 인하여 횡단보도에서 사고가 발생될 가능성이 많아서, 이를 방지하기 위하여 횡단보도 대기선 바닥에 보행신호를 점등하여 보행자에게 추가적인 신호정보를 제공할 수 있도록 바닥 신호등을 설치한다.
특히, 최근에는 횡단보도 신호등과 연동하여 보행자에게 적색 및 녹색 빛을 제공하여 고개 숙인 보행자가 횡단보로를 횡단할 때와 멈출 때를 좀 더 명확하게 파악할 수 있는 바닥 신호등도 제시되고 있다.
그러나, 제시되고 있는 종래의 바닥 신호등은 더운 여름에는 내부의 열을 충분히 배출하지 못해 내부 온도가 높고, 추운 겨울에는 내부의 냉기를 충분히 배출하지 못해 내부 온도가 낮아서, 전기적인 기기의 손상 및 파손을 유도하여 사용수명을 단축하고 오작동을 발생시키는 문제가 있다.
등록특허: 10-2127321 (출원번호: 10-2020-0037410, 발명의 명칭: 바닥형 보행 신호등)
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, LED가 설치된 PCB 상측 공간과 하측 공간 간에 공기를 순환시킬 수 있는 새로운 방식을 적용하여 여름철에는 방열 효과를 발휘되고 겨울철에는 방한효과가 발휘됨으로써 기기의 오작동과 부품의 손상을 방지할 수 있는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등은 상부 케이스와; 상기 상부 케이스의 내부에 설치되고, 다수의 LED 소자가 실장되며, 일정거리 이격되게 에어벤트가 설치된 PCB와; 상기 PCB 하측에 위치되며, 양쪽 끝부분이 상기 에어벤트에 각각 연결되어 상기 PCB의 상측 공간과 하측 공간의 공기 순환을 유도하는 공기순환튜브와; 상기 공기순환튜브와 열을 교환하는 히트싱크와; 상기 상부 케이스와 결합되는 하부 케이스;를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 히트싱크에는 상면을 향해 개구된 요입홈이 길이방향을 따라 길게 형성되고, 상기 하부 케이스의 상면에는 상기 히트싱크가 삽입되는 안착홈이 형성되며, 상기 공기순환튜브는 상기 요입홈을 통해 히트싱크 내부로 삽입되어 열교환한다.
그리고, 상기 상부 케이스의 내측면에는 걸림턱이 형성되고, 상기 PCB는 상기 걸림턱에 가장자리가 밀착되어 상부 케이스 내에 경사지게 배치된다.
또한, 상기 상부 케이스 내부의 상기 PCB(20)의 상면에는 판 형상의 확산부재가 더 설치되고, 상기 확산부재에는 상기 LED 소자가 끼워지는 다수의 타공홀이 형성되어 상기 PCB의 상면에 접하되, 높이가 높은 장돌기가 일방향에 구비되고 높이가 낮은 단돌기가 마주보는 방향에 구비되어, 상기 장돌기와 단돌기가 상부 케이스의 상면에 접한다.
또한, 상기 PCB는 저면이 우레탄으로 몰딩처리된다.
본 발명의 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등은 LED가 설치된 PCB 상측 공간과 하측 공간 간에 공기를 순환시킬 수 있는 공기순환튜브를 통해 PCB 위쪽의 뜨거운 공기가 PCB 아래쪽으로 유동하면서 계절에 따른 방열 또는 방한 효과를 발휘함으로써 기기의 오작동과 부품의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등을 보인 도.
도 4는 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등을 보인 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등에서의 공기 흐름을 보인 도.
이하, 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등을 보인 도이고, 도 4는 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등을 보인 단면도이며, 도 5는 본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등에서의 공기 흐름을 보인 도이다.
본 발명에 의한 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등은 상부 케이스(10)와, 상기 상부 케이스(10)의 내부에 설치되는 PCB(20)와, 상기 상부 케이스(10)의 내부에 설치되는 확산부재(30)와, 상기 PCB(20)에 연결되는 공기순환튜브(40)와, 상기 공기순환튜브(40)와 열을 교환하는 히트싱크(50)와, 상기 상부 케이스(10)와 결합되는 하부 케이스(60)를 포함하여 구성된다.
상기 상부 케이스(10)는 장방형의 블록 타입으로 제작되고, 상면에는 미끄럼 방지돌기(11)가 형성되어 보행자가 밟았을 때 미끄러지는 것을 방지한다. 이러한 상부 케이스(10)의 내측면에는 걸림턱(12)이 돌출 형성된다.
상기 걸림턱(12)은 상부 케이스(10)의 내측면을 따라 형성되는 것으로서, PCB(20)가 상부 케이스(10) 내부에 경사지게 배치되도록 한다.
부연하면, 상부 케이스(10)의 전면 내측면의 높은 곳에 걸림턱이 일직선으로 수평하게 형성되면 마주보는 후면 내측면의 낮은 곳에는 걸림턱이 일직선으로 수평하게 형성되며, 상부 케이스(10)의 좌우 내측면에는 높은 곳의 걸림턱과 낮은 곳의 걸림턱을 연결하는 경사진 걸림턱이 형성된다. 이렇게 상부 케이스(10)의 내측면에 걸림턱(12)이 형성되고, 이 걸림턱(12)에 PCB(20)의 가장자리가 밀착됨으로써 PCB(20)가 상부 케이스(10)의 내부에 경사지게 배치될 수 있다.
상기 PCB(20)는 횡단보도 신호등과 연동되어 있고, 여기에는 다수의 LED 소자(21)가 실장되어 있기 때문에, 다수의 LED 소자(21)는 횡단보도 신호등과 연동하여 점멸된다.
이러한 PCB(20)에는 일정거리 이격되게 에어벤트(22)가 설치되어 있다. 상기 에어벤트(22)는 2개가 한 쌍을 이루면서 가급적 PCB(20)의 양쪽 끝부분에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, PCB(20)는 저면이 우레탄으로 몰딩 처리된다. 즉 PCB(20) 저면과 상부 케이스(10)의 내측면을 우레탄으로 몰딩 처리함으로써 PCB(20)가 상부 케이스(10) 내측면에 안정적으로 고정되도록 하고, 방습/방수 기능을 향상시키면서 열을 신속하게 배출할 수 있도록 한다.
한편, 상기 LED 소자(21)는 신호등 색깔에 대응하여 적색 및 녹색의 빛을 발광하기 위한 적색 LED와 녹색 LED를 포함할 수 있다.
상기 확산부재(30)는 LED 소자(21)가 빛을 발산할 때 발생될 수 있는 눈부심 현상을 방지하기 위한 것으로서, 다수의 타공홀(31)이 일정간격으로 형성된다.
이러한 확산부재(30)는 PCB(20)의 상면에 배치되는데, 이때 PCB(20)의 LED 소자(21)는 타공홀(31) 내부에 끼워지기 때문에 확산부재(30)의 저면은 PCB(20)의 상면에 접한다.
그리고, 확산부재(30)의 상면에는 높이가 높은 장돌기(32)와 높이가 낮은 단돌기(33)가 서로 마주보는 방향에 구비되어 있다. 즉 확산부재(30)의 상면 전방에 장돌기(32)가 형성되면 확산부재(30)의 상면 후방에는 단돌기(33)가 형성된다. 이러한 장돌기(32)와 단돌기(33)는 확산부재(30)를 경사지게 PCB(20)의 상면에 설치하였을 때 상부 케이스(10)의 상면 저부에 접한다. 이로써 상부 케이스(10) 내부에 설치된 확산부재(30)는 위아래로 흔들리지 않게 된다.
상기 공기순환튜브(40)는 PCB(20)에 형성된 2개의 에어벤트(22) 사이를 연결하되 PCB(20)의 하측 공간을 통해 연결된다. 즉 공기순환튜브(40)는 PCB(20) 아래쪽에 위치되어 양쪽 끝부분이 각각 에어벤트(22)의 하측에 연결되고 그 전체적인 형태는 한글의 'ㄷ'자와 같은 형태를 갖는다.
이러한 공기순환튜브(40)는 PCB(20) 상측에 있는 뜨거운 공기를 PCB(20) 하측으로 유동시켜 열을 교환함으로써 PCB(20) 상측의 온도를 떨어뜨린다.
부연하면 일측의 에어벤트(22)를 통해 공기순환튜브(40) 내부로 유입된 PCB(20) 상측의 고온 공기는 공기순환튜브(40)를 따라 PCB(20) 하측으로 유동된 후 다시 PCB(20) 상측으로 유동하고 타측의 에어벤트(22)를 통해 PCB(20) 상측으로 공급된다.
PCB(20) 상측의 공기는 LED 소자(21)의 발열로 인하여 PCB(20) 하측의 공기보다 온도가 높아지는데, 이렇게 온도가 높은 PCB(20) 상측의 공기가 PCB(20) 하측으로 유동하면서 온도가 떨어진 후 PCB(20) 상측으로 공급되기 때문에 PCB(20) 상하부의 온도가 균일해지는 쪽으로 유도된다.
상기 히트싱크(Heat sink,50)는 공기순환튜브(40)와의 열교환을 촉진시키기 위하여 설치하는 것으로서 열전도율이 우수한 금속으로 제작된다. 이러한 히트싱크(50)는 상면을 향해 개구된 요입홈(51)이 길이방향을 따라 길게 형성된다. 히트싱크(50)의 길이방향을 따라 형성되는 요입홈(51) 때문에, 히트싱크(50)는 그 단면 형태가 상측을 향해 개구된 한글의 'ㄷ'자와 같은 형태를 취한다.
이렇게 히트싱크(50)에 형성된 요입홈(51)을 통해 공기순환튜브(40)가 히트싱크(50)의 길이 방향 전체로 히트싱크(50)의 내부에 위치되어 열교환이 이루어진다. 따라서 공기순환튜브(40) 내부의 고온 공기는 히트싱크(50) 내부를 지나갈 때 더욱 열교환이 촉진되어, 공기순환튜브(40) 내부의 공기 온도는 더 떨어지게 된다.
상기 하부 케이스(60)는 상면에 안착홈(61)이 형성되고, 이 안착홈(61)에 히트싱크(50)가 삽입된다. 안착홈(61)의 사이즈는 히트싱크(50) 사이즈와 동일하게 하여 안착홈(61)에 삽입된 히트싱크(50)는 흔들리지 않는다. 즉 히트싱크(50)는 하부 케이스(60)는 상면에 형성된 안착홈(61)에 억지끼움 방식으로 안정되게 고정된다.
여기서 안착홈(61)의 바닥면 두께는 하부 케이스(60)의 다른 부분의 두께에 비해 매우 얇게 형성된다. 이와 같이 하부케이스(50)에서 히트싱크(50)가 위치되는 하부케이스(50)의 두께를 매우 얇게 형성함으로써 지면과 가까이 위치한 케이스 외부로 신속하게 열교환이 이루어질 수 있다. 이로 인해 신호등을 이루는 케이스 전체가 최대한 밀폐 구조를 이루면서 열교환이 효과적으로 이루어질 수 있다.
상기 하부 케이스(60)는 상부 케이스(10)와 결합되는데, 하부 케이스(60)와 상부 케이스(10) 사이에 패킹부재(70)를 설치하여 기밀성을 향상시킨다. 하부 케이스(60)는 사면을 이루는 측벽을 통해 지면과 일정 높이를 가지면서 측벽이 이루는 내부는 빈 공간으로 이루어진다. 따라서 히트싱크(50)를 통해 방출되는 신호등 내부의 공기는 하부 케이스(60) 하면의 빈 공간을 통해 지면으로 빠르게 이동될 수 있다.
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 일실시예에 따른 엘이디 바닥 신호등은 LED가 설치된 PCB 상측 공간과 하측 공간 간에 공기를 순환시킬 수 있는 공기순환튜브를 통해 여름에는 PCB 위쪽의 뜨거운 공기가 PCB 아래쪽으로 유동하면서 히크싱크(50)를 통해 열이 방출되면서 냉각된 공기가 다시 PCB 위쪽으로 순환되면서 바닥 신호등 내부 공간 전체가 균일하게 냉각되는 효과를 발휘하게 된다. 그리고 겨울철에는 PCB 위쪽의 뜨거운 공기가 공기순환튜브를 통해 PCB 아래쪽으로 유동되면서 PCB 하측 공간을 데워줌으로써 종래의 제품에 비해 방한 성능이 증대되는 효과가 발휘될 수 있다.
10: 상부 케이스 11: 미끄럼 방지돌기
12: 걸림턱 20: PCB
21: LED 소자 22: 에어벤트
30: 확산부재 31: 타공홀
32: 장돌기 33: 단돌기
40: 공기순환튜브 50: 히트싱크
51: 요입홈 60: 하부 케이스
61: 안착홈 70: 패킹부재

Claims (6)

  1. 상부 케이스(10)와; 상기 상부 케이스(10)의 내부에 설치되고, 다수의 LED 소자(21)가 실장되며, 일정거리 이격되게 에어벤트(22)가 형성된 PCB(20)와; 상기 PCB(20) 하측에 위치되며, 양쪽 끝부분이 상기 에어벤트(22)에 각각 연결되어 상기 PCB(20)의 상측 공간과 하측 공간의 공기 순환을 유도하는 공기순환튜브(40)와; 상기 공기순환튜브(40)의 아래쪽에 위치되어 상기 공기순화튜브에 흐르는 공기와 열 교환하는 히트싱크(50)와; 상기 상부 케이스(10)와 결합되는 하부 케이스(60);를 포함하여 구성되되,
    상기 히트싱크(50)에는 상면을 향해 개구된 요입홈(51)이 길이방향을 따라 길게 형성되고, 상기 공기순환튜브(40)는 길이 전체로 상기 요입홈(51)의 내부에 위치되어 열교환되는 것을 특징으로 하는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트싱크(50)가 놓이는 상기 하부 케이스(60)의 상면에는 상기 히트싱크(50)가 길이 전체로 삽입되는 안착홈(61)이 길게 형성되며, 상기 안착홈의 바닥면 두께는 상기 하부 케이스(60)의 다른 부분의 두께에 비해 매우 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부 케이스(10)의 내측면에는 걸림턱(12)이 형성되고, 상기 PCB(20)는 상기 걸림턱(12)에 가장자리가 밀착되어 상부 케이스(10) 내에 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상부 케이스(10) 내부의 상기 PCB(20)의 상면에는 판 형상의 확산부재(30)가 더 설치되고,
    상기 확산부재(30)에는 상기 LED 소자(21)가 끼워지는 다수의 타공홀(31)이 형성되어 상기 PCB(20)의 상면에 접하되, 높이가 높은 장돌기(32)가 일방향에 구비되고 높이가 낮은 단돌기(33)가 마주보는 방향에 구비되어, 상기 PCB(20)의 경사진 방향에 맞추어 상기 장돌기(32)와 단돌기(33)가 상부 케이스(10)의 상면에 접하는 것을 특징으로 하는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 PCB(20)는 저면이 우레탄으로 몰딩처리된 것을 특징으로 하는 공기 순환방식에 의한 방열 및 방한 기능을 갖는 엘이디 바닥 신호등.
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