KR20110090238A

KR20110090238A - Ｌｅｄ조명용 히트싱크

Info

Publication number: KR20110090238A
Application number: KR1020100009909A
Authority: KR
Inventors: 김대근
Original assignee: 김대근
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2010-02-03
Publication date: 2011-08-10

Abstract

본 발명은 LED 조명에 사용되는 히트싱크(Heat sink)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성요소들이 간편하게 조립결합되고, 방열효율이 뛰어난 LED 조명용 히트싱크에 관한 것이다.
본 발명에 따른 LED 조명용 히트싱크는 상부에 LED모듈이 장착되는 몸체; 통기공 다수가 천공되어 있는 박편들이 상호 조립결합되며 상기 몸체의 측면에 방사상으로 배열되어 결합되는 방열체;를 포함하여 이루어진다.

Description

ＬＥＤ조명용 히트싱크{Heat sink for ＬＥＤ lighting unit}

본 발명은 LED 조명에 사용되는 히트싱크(Heat sink)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구성요소들이 간편하게 조립결합되고, 방열효율이 뛰어난 LED 조명용 히트싱크에 관한 것이다.

엘이디(LED;발광다이오드)는 광전변환 효율이 높기 때문에 소비전력이 낮고 예열시간이 불필요하며, 점등 및 소등 속도가 빠르다. 또한 가스나 필라멘트가 없기 때문에 충격에 강하고 안전하다. 또한 사용수명이 반영구적이면서 다양한 색상의 조명효과를 나타낼 수 있는 장점을 갖는다.

이처럼 에너지 효율이 높고 친환경적인 등 많은 장점을 갖는 LED가 최근에 각광을 받고 있지만, LED는 반도체 소자의 일종이어서 열에 취약한 단점을 갖는다.

그래서 LED에서 발산되는 열을 외부로 효율적으로 방출시키는 히트싱크가 LED 조명에는 일반적으로 구비된다.

LED 조명에 사용되는 히트싱크에 관한 종래기술로 등록특허 제0939231호 "엘이디 조명램프"가 개시되었다.

상기 등록특허에 사용된 히트싱크가 도1에 도시되어 있다. 상기 등록특허의 히트싱크는 방열본체(미도시)와, 방열유닛(300)을 포함하여 이루어지고, 상기 방열유닛(300)은 방열핀(310)들이 상호 조립결합되어 이루어진다. 그리고 방열핀(310)에는 조립결합을 위해 체결돌기(312d,312f)와 체결홈(312c,312e)이 형성되어 있다.

상기 등록특허는 방열핀들이 간편하게 조립결합되고, 방열핀들의 외부 공기와의 접촉면적을 늘려 방열효율을 높이고 있다. 그러나 단순하게 외부 공기와의 접촉면적을 늘리는 것만으로는 방열효율을 높이는데 한계가 있다. 방열효율을 보다 높이기 위해서는 외부 공기와의 접촉면적을 늘리면서 동시에 공기의 흐름을 원활히 하여 접촉 공기가 방열핀으로부터 빼앗은 열을 외부고 가져갈 수 있도록 하여야 한다. 그런데 상기 등록특허에는 이와 같이 공기의 흐름을 원활하게 하기 위한 수단이 구비되어 있지 않다.

그리고 상기 등록특허는 방열핀들이 방열본체의 외주연에 원형으로 배열되는데, 방열핀들 상호간의 이격거리를 유지시킬 수 있는 수단이 결여되어 있다. 즉, 방열핀들이 서로 접촉하거나 이격거리가 좁아지면 공기와의 접촉면적을 줄이고 공기의 흐름을 방해하게 되어 방열효율이 떨어지게 되므로 방열핀들의 이격거리를 일정하게 유지시킬 필요가 있는데, 이러한 수단이 별도로 없다. 체결돌기가 방열핀들의 이격거리를 일정하게 유지시키는 기능을 일부하지만 그 기능을 약할 수 밖에 없다.

본 발명은 위와 같이 종래의 LED 조명에 사용되는 방열체(Heat sink)의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 다수의 박편들을 몸체의 측면에 방사상으로 배열하여 공기와의 접촉면적을 늘리면서 동시에 각 박편들에는 다수의 통기공을 천공하여 공기의 흐름이 원활이 이루어지도록 하여 방열효율을 높이고, 또한, 박편들의 이 일정거기를 유지하면서 이격되도록 이격부를 구비하여 방열효율이 저하되는 것을 방지한 LED 조명용 히트싱크(Heat sink)를 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 LED 조명용 히트싱크는

상부에 LED모듈이 장착되는 몸체;

통기공 다수가 천공되어 있는 박편들이 상호 조립결합되며 상기 몸체의 측면에 방사상으로 배열되어 결합되는 방열체;를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 몸체는

상기 박편들이 외주연에 방사상으로 배열되는 포스트와,

상기 포스트 상부에 결합되고, 상기 LED모듈이 장착되는 상부판과,

상기 포스트 하부에 결합되고, 상기 LED모듈에 구동전원을 공급하는 전원모듈이 장착되는 하부판을 포함하여 이루어지되,

상기 포스트에는 길이방향으로 다수의 슬릿홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,

상기 방열체의 박편은

상기 상부판의 하부면과 측면을 접촉 지지하는 상부결합부와,

상기 하부판의 상부면과 측면을 접촉 지지하는 하부결합부를 포함하고,

상기 상부결합부 및 하부결합부의 수평부에는 박편들이 상호 조립결합되고 방사상으로 배열되도록, 외측에서 내측으로 가면서 돌출길이가 점차 짧아지고, 절곡부위에는 조립홀이 형성되어 있고 단부에는 인접하는 박편의 조립홀에 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있는 조립부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하고,

상기 상부판의 하부면과 상기 하부판의 상부면 테두리에는 걸림단턱이 형성되어 있고,

상기 박편의 상부결합부와 하부결합부의 수평부에는 각각 상기 걸림단턱이 안착되어 걸리는 안착홈이 형성되어 있고,

상기 상부결합부의 수직부에는 방사상으로 배열되어 조립결합된 박편들의 이격거리를 유지시키는 이격부가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 LED 조명용 히트싱크는 박편들이 상호 간편하게 조립결합되고, 박편들로 이루어진 방열체 역시 몸체에 간편하고 견고히 조립결합되고, 방열효율이 뛰어나 LDE 모듈에서 발사나되는 열을 효과적으로 방출시킨다.

도 2 는 본 발명에 따른 히트싱크가 사용된 LED 조명등의 일례를 도시한 사시도이고,
도 3 은 도2의 분해 사시도이고,
도 4 는 박편들의 결합방식 및 방열체와 몸체의 결합방식을 설명하기 위한 사시도이고,
도 5 는 도2의 상하방향 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 LED 조명용 히트싱크를 보다 상세히 설명한다.

도면에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 히트싱크는 대별하면 몸체(10)와 방열체(20)와 조임링(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 몸체(10)는 포스트(11)와, 상부판(13)과, 하부판(15)을 포함하여 이루어진다.

상기 포스트(11)의 길이방향 외주연에는 상기 방열체(20)를 구성하는 박편(21)들이 방사상으로 배열된다.

그리고 상기 포스트(11)의 길이방향 중앙에는 상부판(13)에 결합되는 LED모듈(40)에 구동전원을 공급하기 위한 케이블(53)이 관통되는 케이블공(113)이 형성되어 있고, 케이블공(113) 주변에는 상부판(13)과 하부판(15)을 볼트로 결합시키기는 볼트공(111)이 형성되어 있고, 길이방향 외주연에는 다수의 슬릿홈(115)이 형성되어 있다.

상기 슬릿홈(115)은 방열체(20) 박편(21)들의 내측단부와 포스트(11) 사이에 공간을 형성하여 공기가 흐를 수 있는 통로를 제공함으로써 박편(21)에서 방출된 열이 효율적으로 방출될 수 있도록 한다.

상기 상부판(13)과 하부판(15)은 각각 상기 포스트(11)의 상부와 하부에 결합되고, 중앙에는 케이블(53)이 관통하는 케이블홀(131,151)이 형성되어 있고, 케이블홀(131,151) 주변에는 포스트(11)에 볼트로 결합시키기 위한 볼트홀(133,153)이 형성되어 있고, 가장자리에는 LED모듈(40)과 전원모듈(50)을 장착하기 위한 장착홀(135,155)이 형성되어 있다.

그리고 상부판(13)의 하부면과, 하부판(15)의 상부면에는 방열체(20) 박편(21)들의 안착홈(252,272)에 안착되어 걸리는 걸림단턱(137,157)이 형성되어 있다.

상기 상부판(13)에는 LED모듈(40)이 장착되고, 하부판(15)에는 LED모듈(40)에 구동전원을 공급하는 전원모듈(50)이 장착된다.

상기 LED모듈(40)은 상부판(13)의 상부면에 면접촉하여 결합되는 PCB(41)와, 상기 PCB(41)에 실장되는 다수의 LED(43)와, 상기 PCB(41)의 표면을 덮어 PCB(41)와 LED(43)를 보호하고 LED(43)의 발산광을 확산시키는 확산커버(45)를 포함하여 이루어진다.

상기 전원모듈(50)은 외부 소켓에 스크류방식으로 결합되어 상용전원을 공급받는 베이스(51)와, 상기 베이스(51)에 내장되어 입력되는 상용전원을 LED모듈(40)에 적합한 전원으로 변환하는 전원변환유닛(미도시)과, 상기 전원변환유닛의 출력전원을 LED모듈(40)로 공급하는 케이블(53)을 포함하여 이루어진다. 참고로, 베이스(51)는 외부 상용전원에 전기적으로 연결시키기 위한 일례이고, 컨넥터나 플러그 등이 베이스(51)를 대체할 수 있다.

상기 방열체(20)는 상호 조립 결합되는 다수의 박편(21)들로 이루어진다.

박편(21)들은 몸체(10)의 포스트(11) 외주연에 방사상으로 배열되고, 다수의 통기공(29)이 천공되어 있으며, 재질은 열전도율이 좋고 일그러짐과 같은 변형의 위험이 적은 알루미늄이나 스테인레스 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 통기공(29)은 박편(21)들 사이에 존재하는 공기들의 이동 통로를 제공하여 공기가 박편(21)의 열을 신속하고 효율적으로 빼앗고, 빼앗은 열을 외부로 효율적으로 방출시킬 수 있도록 한다.

그리고 상기 박편(21)은 상기 포스트(11)의 외주연에 배열되는 중앙부(23)와, 상기 중앙부(23) 상부에 구비되고 상기 상부판(13)을 접촉 지지하여 결합되는 상부결합부(25)와, 상기 중앙부(23) 하부에 구비되고 상기 하부판(15)을 접촉 지지하여 결합되는 하부결합부(27)를 포함하여 이루어진다.

외부로 노출되는 상기 박편(21)의 중앙부(23) 외측에는 외측 단부를 접어 내측과 접하도록 한 접힘부(231)가 구비된다. 상기 접힘부(231)는 작업자나 사용자 등의 접촉시 피부 손상을 방지한다.

상기 상부결합부(25)와 하부결합부(27)는 각각 상부판(13) 또는 하부판(15)의 내측면(즉, 하부면 또는 상부면)을 접촉 지지하는 수평부(251,271)와, 측면을 접촉 지지하는 수직부(257,277)로 이루어진다.

상기 수평부(251,271)와 수직부(257,277)가 만나는 곳, 즉, 수평부(251,271)의 외측 단부에는 상기 상부판(13) 또는 하부판(15)의 가장자리에 형성되어 있는 걸림단턱(137,157)이 안착되는 안착홈(252,272)이 형성되어 있다.

상기 수평부(251,271)에는 일방향으로 수직 절곡된 조립부(253,273)가 구비되어, 박편(21)들이 상호 조립 결합되고, 방사상으로 배열될 수 있도록 한다.

박편(21)들이 방사상으로 배열되도록, 즉, 박편(21)들이 내측에서 외측으로 가면서 상호 이격거리가 점차 멀어지되, 내측에서 외측으로 동일거리에서는 박편(21)들의 상호 이격거리가 동일하도록 배열되도록, 상기 조립부(253,273)는 외측에서 내측으로 가면서 돌출길이가 점차 짧아진다.

그리고 박편(21)들이 간편하게 조립 결합되도록 상기 조립부(253,273)에는 조립홀(254,274)과 삽입돌기(255,275)가 구비된다.

상기 조립홀(254,274)은 조립부(253,273)의 절곡부위에 형성되고, 삽입돌기(255,275)는 조립부(253,273)의 단부에 내측방향(즉, 상부의 조립부(253,273)에 구비되는 삽입돌기(255,275)는 하방으로, 하부의 조립부(253,273)에 구비되는 삽입돌기(255,275)는 상방으로)으로 돌출되어 형성된다.

그리고 상기 상부결합부(25)의 수직부(257,277)에는 일방향으로 수직 절곡된 이격부(259)가 구비된다. 상기 이격부(259)는 인접하는 다른 박편(21)을 지지하여 방사상으로 배열되는 박편(21)들의 이격거리를 일정하게 유지시킨다.

또한, 이격부(259)는 조임링(30)과의 접촉 면적을 늘려 이격부(259)의 열이 조임링(30)을 통하여 외부로 신속히 방출되도록 하고, PCB(41) 측면과의 접촉면적도 늘려 PCB(41)를 통해 전달되는 열이 신속히 방출되도록 한다.

상기 조임링(30)은 상기 방열체(20)의 상부 외주연을 조여져 박편(21)들을 안정적으로 지지 고정시킨다.

상기 조임링(30)은 상기 방열체(20)의 상부 외주연에 삽입된 후에 압착되어 직경이 줄어 방열체(20)의 외주연을 조여주게 된다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 LED 조명용 히트싱크에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 몸체 11 : 포스트
13 : 상부판 15 : 하부판
20 : 방열체 21 : 박편
254/274 : 조립홀 255/275 : 삽입돌기
259 : 이격부 29 : 통기공
30 : 조임링 40 : LED모듈

Claims

상부에 LED모듈이 장착되는 몸체;
통기공 다수가 천공되어 있는 박편들이 상호 조립결합되며 상기 몸체의 측면에 방사상으로 배열되어 결합되는 방열체;를 포함하여 이루어지는 LED 조명용 히트싱크.
제 1 항에 있어서, 상기 몸체는
상기 박편들이 외주연에 방사상으로 배열되는 포스트와,
상기 포스트 상부에 결합되고, 상기 LED모듈이 장착되는 상부판과,
상기 포스트 하부에 결합되고, 상기 LED모듈에 구동전원을 공급하는 전원모듈이 장착되는 하부판을 포함하여 이루어지되,
상기 포스트에는 길이방향으로 다수의 슬릿홈들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 히트싱크.
제 2 항에 있어서, 상기 방열체의 박편은
상기 상부판의 하부면과 측면을 접촉 지지하는 상부결합부와,
상기 하부판의 상부면과 측면을 접촉 지지하는 하부결합부를 포함하고,
상기 상부결합부 및 하부결합부의 수평부에는 박편들이 상호 조립결합되고 방사상으로 배열되도록, 외측에서 내측으로 가면서 돌출길이가 점차 짧아지고, 절곡부위에는 조립홀이 형성되어 있고 단부에는 인접하는 박편의 조립홀에 삽입되는 삽입돌기가 형성되어 있는 조립부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 히트싱크.
제 3 항에 있어서,
상기 상부판의 하부면과 상기 하부판의 상부면 테두리에는 걸림단턱이 형성되어 있고,
상기 박편의 상부결합부와 하부결합부의 수평부에는 각각 상기 걸림단턱이 안착되어 걸리는 안착홈이 형성되어 있고,
상기 상부결합부의 수직부에는 방사상으로 배열되어 조립결합된 박편들의 이격거리를 유지시키는 이격부가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명용 히트싱크.