KR20120033547A - 엘이디용 방열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 송풍팬 없이 진동에 의해 엘이디에서 발생되는 열을 제거시킬 수 있는 엘이디용 방열장치에 관한 것이다.
본 발명의 엘이디용 방열장치는 열전도성의 금속재질로 된 베이스(22)와, 상기 베이스(22)의 하부에 다수로 형성된 핀(24)으로 구성된 방열부(2); 상기 방열부(2)의 상부에 안착되며 엘이디(7)가 형성된 피씨비(4); 상기 피씨비(4) 또는 방열부(2)에 장착된 진동수단(6)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엘이디용 방열장치{LED RADIATOR}
본 발명은 엘이디용 방열장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 송풍팬 없이 진동에 의해 엘이디에서 발생되는 열을 제거시킬 수 있는 엘이디용 방열장치에 관한 것이다.
일반적으로 광 방출 소자는 단순한 발광을 이용한 표시 장치로서 사용되었으나, 최근에는 다양한 파장 및 에너지를 가지는 광원으로서의 가능성이 연구되고 있다. 특히 발광 다이오드(Light Emitting Diode:LED)는 일반적인 표시 장치는 물론이고 조명장치나 엘씨디(LCD) 표시장치의 백라이트 소자에도 응용되는 등 적용 영역이 점차 다양해 지고 있다.
최근 들어 LED의 한계였던 휘도 문제가 크게 개선되면서 긴 수명과 저전력 사용의 장점이 부각되어 21세기 화합물 반도체가 주도하는 광반도체 시대의 차세대 광원으로 확실히 자리매김하고 있다.
즉 전력소모를 낮추고 조도를 높이며 장시간 사용할 수 있는 고출력 백색 발광 다이오드 전구, 일명 엘이디 조명등이 개발되었다.
그런데 이와 같은 엘이디 조명등은 고전류, 고휘도의 칩으로 인하여 자체 열이 많이 발생한다.
따라서 엘이디 조명등 및 이들이 장착된 기판의 내부 열을 방출시킬 필요가 있다.
이에 따라 근래에는 엘이디 조명등의 열을 방출하기 위한 연구가 다양하게 이루어지고 있으며, 그 주된 방향은 별도의 송풍팬을 이용하는 방법이다.
도 1은 종래 엘이디용 방열장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 종래 엘이디용 방열장치는,
열전도성의 금속재질로 된 베이스(22')의 하부에 다수로 핀(24')이 형성된 방열부(2'); 상기 방열부(2')의 상부에 안착되며 엘이디(7')가 형성된 피씨비(4'); 그리고 상기 핀(24')에 장착된 송풍팬(3')으로 구성된다.
따라서 송풍팬(3')이 회전되면서 방열부(2')의 열을 제거토록 하고 있다.
그러나, 이와 같은 종래 기술은 송풍팬의 가동에 의해 소음이 발생되고, 종종 송풍팬이 정지되어 발열기능을 수행하지 못하게 되며, 또한 핀들 사이에 먼지 등의 이물질이 끼어 방열 성능을 저해시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 방열부에 지속적인 진동을 가함으로써 핀의 떨림을 유발하여 핀들 사이의 공기 흐름을 유도함으로써 열을 제거할 수 있도록 한 엘이디용 방열장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 본 발명의 목적은, 열전도성의 금속재질로 된 베이스와, 상기 베이스의 하부에 다수로 형성된 핀으로 구성된 방열부; 상기 방열부의 상부에 안착되며 엘이디가 형성된 피씨비; 상기 피씨비 또는 방열부에 장착된 진동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 피씨비 또는 방열부에는 코일스프링이 장착되고, 상기 코일스프링의 끝단에 상기 진동수단이 장착된 것을 특징으로 한다.
상기 피씨비 또는 방열부에는 판스프링가 장착되고, 상기 판스프링의 상단에 진동수단이 장착된 것을 특징으로 한다.
상기 핀은 상기 베이스와 연결되는 부위에 다수의 브릿지가 형성되어 휘어짐 탄성이 증가된 것을 특징으로 한다.
상기 진동수단은 진동모터, 피에조모터, 액츄에이터 외 진동발생 장치들 중 택일된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 방열부에 지속적인 진동을 가함으로써 핀의 떨림을 유발하여 핀들 사이의 공기 흐름을 유도함으로써 열을 제거할 수 있고, 종래 송풍팬을 배제하여 소음을 절감하고, 부피를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 엘이디용 방열장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치를 나타낸 정단면도,
도 3은 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치에 적용되는 '진동모터'를 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치를 나타낸 정단면도, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치의 다른 실시예를 나타낸 정면도, 도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치에 적용되는 '진동모터'를 나타낸 도면, 도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 엘이디용 방열장치(A)는 열전도성의 금속재질로 된 베이스(22)와, 상기 베이스(22)의 하부에 다수로 형성된 핀(24)으로 구성된 방열부(2); 상기 방열부(2)의 상부에 안착되며 엘이디(7)가 형성된 피씨비(4); 상기 피씨비(4) 또는 방열부(2)에 장착된 진동수단(6)을 포함한다.
상기 방열부(2)는 대략 장방형의 판상으로 되며 알루미늄과 같은 열전도성 금속으로 형성된 베이스(22)와, 상기 베이스(22)의 하부에 형성된 얇은 박판 형상의 핀(24)이 미세 간격으로 다수로 배치되어 구성된다.
즉 베이스(22)와 핀(24)은 다이캐스팅, 압출, 주조, 사출 등의 금형제조방법을 이용하여 일체형으로 제작되거나 또는 베이스(22)에 핀(24)을 용접시키거나 또는 핀(24)을 베이스(22)에 억지끼움시키는 방식, 도브테일 결합 등의 물리적인 방법으로 조립될 수도 있다.
상기 핀(24)도 열전도성 금속재질이며, 장방형으로 형성되고, 그 두께는 약 0.1 mm?4mm 가 바람직하다.
핀(24)의 두께가 얇을수록 휨 변형이 좋으나 너무 얇으면 파손의 우려가 있으므로 적정한 두께로 형성된다.
따라서 미세한 진동에도 상기 다수의 핀(24)들이 떨림이 발생될 수 있고, 이 떨림에 의해 핀(24)의 끝단, 즉 베이스(22)와 고정된 부위의 반대편이 좌우로 휘어지는 휨 변형이 가능하게 된다.
한편 상기 방열부(2)는 외면에 카본나노튜브를 스프레이시켜 코팅하거나 또는 방열부(2)를 카본나노튜브 용액에 침지시켜 코팅되도록 한다.
카본나노튜브(CNT)는 탄소 6개로 이루어진 육각형들이 서로 연결되어 관 모양을 이루고 있는 신소재로써 전기 전도도가 구리와 비슷하고, 열전도율은 자연계에서 가장 뛰어난 다이아몬드와 같으며, 강도는 철강보다 100배나 뛰어한 것으로 알려져 있다.
따라서 카본나노튜브를 베이스(22) 및 핀(24)의 외면에 코팅시킴으로써 방열성능이 더욱 향상될 수 있다.
또는 방열부(2)의 재질인 열전도성 금속과 카본나노튜브를 혼합한 원료를 금형에 주입하여 성형시켜 제조될 수도 있다.
한편 도 3에 도시된 바와 같이, 핀(24b)과 베이스(22)의 연결부위에 다수의 홈(242b)이 형성되고, 상기 다수의 홈(242b)과 홈(242b) 사이에 베이스(22)와 연겨되는 브릿지(244b)가 형성됨으로써 떨림에 의한 핀(24b)의 휨 변형이 더욱 증폭될 수 있도록 하여 발열 성능이 향상될 수 있다.
한편 다시 도 2를 참조하면, 상기 피씨비(4)는 방열부(2)의 상부에 장착되는 것으로, 상부에 다수의 엘이디(7)가 형성되며, 일측에 전원공급을 위한 리드선(42)이 연결된다.
한편 상기 진동수단(6)은 진동을 발생시키기 위한 것으로, 방열부(2)에 진동을 발생시켜 핀(24)이 떨리도록 하고, 이 떨림에 의해 핀(24)과 핀(24) 사이의 공간에 체류하는 열기 및 핀(24)의 주변에 흐르는 열기의 흐름을 촉진시켜 외부의 공기와의 대류를 유발시켜 냉각이 가능하게 된다.
진동수단(6)으로는 주로 진동모터가 바람직하나 이외에도 피에조모터 또는 액츄에이터도 적용 가능하다.
상기 진동모터의 일 예는 도 4에 도시된 바와 같다.
즉 도 4a와 같이 원통형의 진동모터(61a) 또는 도 4b와 같이 원판형의 진동모터(61b)가 적용된다.
한편 진동수단(6)은 피씨비(4)에 장착될 수도 있고, 방열부(2)의 베이스(22)에 장착될 수도 있다.
즉 피씨비(4)의 상면에 진동수단(6)이 직접 부착되거나 또는 베이스(22)의 측면에 부착될 수도 있다.
여기서 피씨비(4)의 상면에 진동수단(6)이 직접 부착되는 경우 진동에 의해 피씨비(4)에 부착된 엘이디(7)와 같은 부품의 이탈을 방지하기 위해 결합부위를 견고하게 접합시킬 필요가 있다.
또 피씨비(4)가 고정되는 대상물(미도시)에 장착부위에는 진동을 흡수할 수 있도록 댐핑장치(미도시)가 구비됨이 바람직하다.
한편 도 5에 나타낸 바와 같이, 진동수단(6)은 피씨비(4)에 직접 장착되지 않고 진동을 증폭시키기 위한 연결수단에 장착된다.
상기 연결수단에 의해 진동수단(6)에서 발생된 진동이 더욱 증폭되도록 하기 위함이다.
상기 연결수단으로는 도 5a와 같이 코일스프링(8a)이거나 또는 도 5b와 같이 판스프링(8b)가 바람직하다.
즉 코일스프링(8a)이 피씨비(4) 또는 방열부(2)의 베이스(22)에 장착되고, 상기 코일스프링(8a)의 끝단에 상기 진동수단(6)이 장착된다.
또는 판스프링(8b)은 대략 "ㄱ"자 형상으로써 하단이 피씨비(4) 또는 방열부(2)의 베이스(22)에 고정되고, 상단에 진동수단(6)이 장착된다.
따라서 진동수단(6)에서 발생된 진동이 상기 코일스프링(8a) 또는 판스프링(8b)에 의해 더욱 증폭되어 베이스(22) 및 핀(24)으로 전달됨으로써 발열 성능이 향상될 수 있다.
또한 진동수단(6)의 주파수와 핀(24)의 고유주파수가 일치된다면 공진현상에 의해 더욱 진동이 증폭될 수 있고 핀(24)의 떨림도 증폭될 수 있어 발열성능이 향상될 수 있다.
즉 물체는 각기 고유한 주파수를 가지고 있고 그 고유한 주파수와 맞는다면 그 세기에 상관없이 강한 진동이 일어나는 현상이 공진현상이다.
또한 피씨비(4) 또는 방열부(2)에 열센서(미도시)를 장착하여 온도에 비례하여 진동수단(6)의 진동 세기를 조절함으로써 발열량을 조절할 수 있다.
즉 방열부(2)의 온도가 높을 경우 진동수단(6)이 강하게 진동하도록 제어하고, 이와 반대로 온도가 낮을 경우 진동수단(6)의 진동을 최저 수준으로 제어한다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
2 : 방열부 4 : 피씨비
6 : 진동수단 7 : 엘이디
22 : 베이스 24 : 핀

Claims (9)

  1. 열전도성의 금속재질로 된 베이스와, 상기 베이스의 하부에 다수로 형성된 핀으로 구성된 방열부;
    상기 방열부의 상부에 안착되며 엘이디가 형성된 피씨비;
    상기 피씨비 또는 방열부에 장착된 진동수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부는 외면에 카본나노튜브가 코팅된 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부는 열전도성 금속과 카본나노튜브가 혼합된 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 핀과 베이스의 연결부위에 다수의 홈이 형성되고, 상기 다수의 홈들 사이에 브릿지가 형성되어 떨림이 증폭될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 진동수단은 진동모터, 피에조모터, 액츄에이터 중 택일되는 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 진동수단은 피씨비의 상부에 부착되거나 또는 베이스의 측면에 부착된 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 진동수단은 피씨비 또는 베이스에 장착된 연결수단에 결합된 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 연결수단은 코일스프링 또는 판스프링인 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 방열부에는 온도를 측정하여 진동수단의 진동 세기를 조절하도록 열센서가 장착된 것을 특징으로 하는 엘이디용 방열장치.
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