KR20130006565U - Ｌｅｄ 조명 기구용 열교 - Google Patents

Ｌｅｄ 조명 기구용 열교 Download PDF

Info

Publication number
KR20130006565U
KR20130006565U KR2020137000061U KR20137000061U KR20130006565U KR 20130006565 U KR20130006565 U KR 20130006565U KR 2020137000061 U KR2020137000061 U KR 2020137000061U KR 20137000061 U KR20137000061 U KR 20137000061U KR 20130006565 U KR20130006565 U KR 20130006565U
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
upper housing
thermal
thermally conductive
thermal bridge
Prior art date
Application number
KR2020137000061U
Other languages
English (en)
Inventor
제임스 티 페트로스키
Original Assignee
그라프텍 인터내셔널 홀딩스 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 그라프텍 인터내셔널 홀딩스 인코포레이티드 filed Critical 그라프텍 인터내셔널 홀딩스 인코포레이티드
Publication of KR20130006565U publication Critical patent/KR20130006565U/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/71—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks using a combination of separate elements interconnected by heat-conducting means, e.g. with heat pipes or thermally conductive bars between separate heat-sink elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S6/00—Lighting devices intended to be free-standing
    • F21S6/002—Table lamps, e.g. for ambient lighting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/10—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening
    • F21V17/107—Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening using hinge joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

조명 기구는 개방 형태와 폐쇄 형태 사이에서 서로 상대적으로 이동가능한 두개의 하우징 절반을 포함한다. 상기 하부 하우징 절반은 그 내부에 배치된 기판을 포함하고 상기 기판 그 자체는 하부 하우징 절반에서 윈도우를 통해 광을 전달하는 적어도 하나의 LED를 갖는다. 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층으로 이루어진 열교는 상기 하우징이 폐쇄 형태로 있는 경우에 상기 기판 및 상부 하우징과 열 접촉하고 있지만, 상기 하우징이 개방 형태로 있는 경우에 상기 열교는 기판 또는 상부 하우징 절반으로부터 분리된다.

Description

ＬＥＤ 조명 기구용 열교{THERMAL BRIDGE FOR LED LUMINAIRES}
LED 조명 솔루션은 개인 및 상업적 응용분야 양자에서 사용하기 위하여 점점 대중화되고 있다. 그 결과, LED 조명은 탁상용 램프에서 사용하는데 충분히 작거나 또는 주차장이나 거리 조명을 위해 충분히 큰 광 세기 및 폼 팩터로 현재 이용가능하다. 백열 전구와 달리, LED 조명은 초과하는 경우에 LED의 작동 수명을 감소시킬 수 있는 임계 온도와 함께 비교적 열에 민감하다. 주차장 조명이나 거리 조명과 같은 광대한 지역의 적용을 위해 충분한 휘도를 제공하기 위하여, 상기 LED 조명 모듈은 비교적 고전력이어야 한다. 백열등이나 형광등과 비교할 때 이러한 고전력 광원을 갖는 LED 조명의 증가된 효율을 고려하면, 상당한 양의 열이 발생된다. 따라서, 이러한 대형의 적용분야에 대해, 열 관리가 성능 저하를 회피하는데 있어서 중요한 고려사항이다.
본 고안의 일 관점에 따르면, 조명 기구는 윈도우를 갖는 하부 하우징 및 개방 형태와 폐쇄 형태 사이에서 상기 하부 하우징에 대하여 이동가능한 상부 하우징을 포함한다. 적어도 하나의 LED를 갖는 기판은 하부 하우징에 위치되어 상기 적어도 하나의 LED로부터의 광이 윈도우를 통해 전달된다. 열교는 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 포함하고 상기 상부 하우징이 폐쇄 형태로 있는 경우에 상기 기판 및 상부 하우징과 열 접촉하고 있다. 상기 상부 하우징이 개방 형태로 있는 경우에 상기 열교는 기판 또는 상부 하우징과의 열 접촉으로부터 분리된다.
본 고안의 다른 관점에 따르면, 조명 기구는 윈도우를 갖는 하부 하우징 및 상기 하부 하우징에 피벗가능하게 고정되는 상부 하우징을 포함한다. 상기 상부 하우징은 개방 형태와 폐쇄 형태 사이에서 피벗 축을 중심으로 이동가능하다. 기판은 적어도 하나의 LED를 갖는다. 상기 기판은 하부 하우징에 위치되어 상기 적어도 하나의 LED로부터의 광이 윈도우를 통해 전달된다. 열교는 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 포함하고 상기 기판 및 상부 하우징과 열 접촉하고 있다. 또한, 상기 열교는 피벗 축에 근접하게 위치되고 상기 폐쇄 형태로부터 개방 형태로 이동하는 경우에 굽혀진다.
도 1은 LED 조명 기구의 측면도이다.
도 2는 본 실시예의 일 관점에 따른 블레이드와 수용기의 확대 정면도이다.
도 3은 도 2의 블레이드와 수용기의 측면도이다.
도 4는 LED 조명 기구의 제2 실시예의 측면도이다.
도 5는 열교의 등척도이다.
도 6은 도 5의 열교의 측면도이다.
도 7은 LED 조명 기구의 제3 실시예의 측면도이다.
본 고안은 LED 모듈로부터 열을 제거하기 위한 열 관리 시스템을 구비한 조명 기구에 관한 것이다. 특히, 상기 열 관리 시스템은 열원으로부터 하우징의 대향측 상의 외부 하우징 벽으로 직접적으로 열을 제거한다. 상기 조명 기구는 임의의 스타일일 수 있지만, 거리나 주차장 조명 적용분야에서 사용하는데 적용되는 대형 폼 팩터 조명 기구인 것이 바람직하다. 상기 LED 모듈은 LED(들)의 조도를 작동시키고 제어하는 인쇄회로기판에 실장된 하나 이상의 LED를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 LED 모듈은 적어도 약 3,000루멘을 만든다. 다른 실시예에서, 상기 LED 모듈은 적어도 약 5,000루멘을 만든다. 다른 실시예에서, 상기 LED 모듈은 적어도 약 7,500루멘을 만든다. 또 다른 실시예에서, 상기 LED 모듈은 적어도 약 10,000루멘을 만든다.
일 실시예에서, 상기 열 관리 시스템은 열교 및 선택적으로 집열기를 포함한다. 상기 열교는 LED 모듈과 열 접촉하고 있어서 LED 모듈로부터 상기 LED 모듈과 대향되는 하우징 벽으로 열을 이동시켜 상기 LED 모듈의 구성요소에 열이 미치는 영향을 감소시킨다. 일 실시예에서, 상기 열교는 LED 모듈로부터 상기 대향 하우징 벽으로 상기 하우징의 내부를 직접 가로질러 연장된다. 이러한 방식으로, 상기 열교는 하우징의 비교적 먼 부분으로 상기 LED 모듈로부터 안전하게 멀리 열을 이동시킨다.
일 실시예에서, 상기 열교는 하우징이 개방될 때 분리되고, 그 후 상기 하우징이 폐쇄될 때 상기 하우징 벽이나 LED 모듈과 결합하도록 구성된다. 이러한 또는 다른 실시예에서, 상기 열교는 부가적인 기계적 패스너를 제거할 필요없이 분리된다. 일 실시예에서, 상기 열교는 하나의 하우징 절반으로부터 연장되며 상기 LED 모듈에 고정된 수용부와 결합하는 나이프를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 열교는 LED 모듈과 상부 하우징 사이에서 연장되는 바이어스(bias) 부재를 포함하고, 상기 바이어스 부재는 조명 기구 하우징이 폐쇄될 때 압축된다. 또 다른 실시예에서, 상기 열교는 LED 모듈과 상부 하우징 사이의 피벗 축에 근접하게 위치되는 유연성 부재를 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 열교는 하나 이상의 지지층을 갖는 하나 이상의 박리 흑연 압축 입자 시트로 형성된다. 다른 실시예에서, 상기 열교는 하나 이상의 지지층을 갖는 열분해 흑연의 하나 이상의 층을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 열교는 열분해 흑연 및 하나 이상의 박리 흑연 압축 입자 시트 양자로 구성될 수 있다. "열분해 흑연(pyrolytic graphite)"은, 예를 들어 US 특허 제5,091,025호에서 흑연화된 폴리이미드 시트를 의미하고, 이의 내용은 본 명세서에 참조로서 통합된다. 상기 지지층은 열교를 지지하는데 충분한 강도를 갖는, 예를 들어 금속이나 플라스틱 재료를 포함하는 임의의 재료일 수 있다. 흑연 시트나 포일과 같은 상기 압축된 박리 흑연 물질은 양호한 처리 강도를 가지면서 코히런트(coherent)하고, 약 0.05mm에서 3.75mm의 두께 및 약 0.4에서 2.0g/cc 이상의 전형적인 밀도로 예를 들어 롤 프레싱에 의하여 적절하게 압축된다. 본 고안에 따른 열교에서 이용되는 경우, 박리 흑연 압축 입자 시트는 적어도 약 0.6g/cc의 밀도, 더 바람직하게는 적어도 약 1.1g/cc의 밀도, 가장 바람직하게는 적어도 약 1.6g/cc의 밀도를 가져야 한다. 흑연 시트 열 분산기의 밀도 상한은 약 2.0g/cc이다. 본 고안에서 열교에서 사용하는데 적절한 하나의 흑연 시트는 eGRAF® 물질로서 Ohio, Parma의 GrafTech International Holdings Inc.에서 입수가능하다.
원하는 경우, 박리 흑연 압축 입자 시트는 경화 후에 수지 및 흡수 수지로 처리되어, 내습성 및 처리 강도, 즉 흑연 물품의 강성뿐만 아니라 물품의 형태 "고정(fixing)"을 향상시킬 수 있다. 적합한 수지 함량은 적어도 약 5 중량%가 바람직하고, 더 바람직하게는 적어도 약 10에서 35 중량%이고, 약 60 중량%까지 적절하다. 본 고안의 실행에서 특히 유용한 수지는 아크릴계, 에폭시계, 및 페놀계 수지 계열, 불소계 중합체, 또는 이의 혼합물을 포함한다. 적절한 에폭시 수지 계열은 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르(DGEBA)에 기초한 수지 및 다기능 수지 계열을 포함하고; 이용가능한 페놀 수지는 리졸 및 노볼락 페놀을 포함한다. 선택적으로, 상기 유연성 흑연에는 수지 이외에 또는 상기 수지 대신에 섬유류 및/또는 염류가 함침될 수 있다. 부가적으로, 반응 또는 비반응 첨가물이 수지 계열과 함께 이용되어 (택(tack), 재료 유동, 소수성 등과 같은) 성질을 바꿀 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 흑연 시트가 본 명세서에 개시된 열 관리 시스템에 사용하기 위한 단일 물품으로 적층될 수 있다. 상기 박리 흑연 압축 입자 시트는 그들 사이에 압력에 민감하거나 열적으로 활성화되는 접착제와 같은 적절한 접착제로 적층될 수 있다. 상기 선택된 접착제는 접합 강도와 두께의 최소화 사이에서 균형을 이루어야 하고, 열전달이 요구되는 사용 온도에서 충분한 접합을 유지할 수 있어야 한다. 적절한 접착제는 당업자에게 알려져 있고, 아크릴 및 페놀 수지를 포함한다.
상기 흑연 시트(들)는 적어도 150W/m*K의 면내 열 전도성을 가져야 한다. 또 다른 실시예에서, 상기 흑연 시트는 적어도 300W/m*K의 면내 열 전도성을 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 상기 흑연 시트는 적어도 400W/m*K의 면내 열 전도성을 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 상기 흑연 시트는 적어도 600W/m*K의 면내 열 전도성을 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 상기 흑연 시트는 적어도 700W/m*K의 면내 열 전도성을 나타낸다. 또 다른 실시예에서, 상기 흑연 시트는 적어도 1500W/m*K의 면내 열 전도성을 나타낸다. 일 실시예에서, 상기 흑연 시트 물질은 10에서 1500 미크론 두께로 이루어질 수 있다.
상기 열 관리 시스템은 LED 모듈과 열 접촉하게 그리고 상기 LED 모듈과 열교 사이에 위치된 히트 싱크를 선택적으로 포함할 수 있다. 히트 싱크를 포함하는 실시예에서, 상기 LED 모듈로부터의 열에너지는 히트 싱크에 의해 모여진 후에 상기 열교를 통해 대향 하우징 벽으로 전달된다. 상기 히트 싱크는 등방성이어야 하고, 구리나 알루미늄과 같은 금속 원소 또는 이의 합금인 것이 바람직하다. 본 고안에 따르면, 등방성이란 상기 집열기를 형성하는 재료가 2.0보다 크지 않은 열 이방성비를 갖고, 바람직하게는 2.0보다 작은 열 이방성비를 갖고, 더 바람직하게는 1.5보다 크지 않은 열 이방성비를 갖고, 더욱 바람직하게는 약 1.0의 열 이방성비를 갖는다는 것을 의미한다. 일부 실시예에서, 상기 히트 싱크의 열 이방성비는 약 1.0에서 약 2.0까지의 범위일 수 있다.
히트 싱크를 포함하는 실시예에서, 상기 히트 싱크는 LED 모듈과 열 접촉하게 위치될 수 있다. 바람직하게는, 상기 히트 싱크는 대체로 평면 형상일 수 있고, 상기 LED 모듈의 LED(들)에 근접하게 위치될 수 있고; 본 명세서에 개시된 열 관리 시스템의 일부 실시예에서, 상기 히트 싱크는 LED 모듈의 인쇄회로기판과 열 접촉하고 상기 LED(들)로부터 열교로 열을 전달하기 위한 매체로서 작용한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 열 접촉이란 제1 구성요소가 제2 구성요소와 관련되게 위치되어 이들 사이에서 열이 전달되는 것을 의미한다. 물리적 접촉은 열 접촉의 바람직한 형태이지만, 하우징, 회로기판, 또는 열 계면 물질 등과 같은 열전달 요소가 열전달을 용이하게 하기 위하여 상기 제1 구성요소와 제2 구성요소 사이에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 열 계면 물질을 제 위치에서 유지시키는데 접착제가 사용될 수 있거나, 또는 일부 실시예에서 상기 히트 싱크나 열교와 LED 모듈 사이에서 또는 상기 히트 싱크와 열교 사이에서 양호한 접촉이 유지되게 하는데 접착제가 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 히트 싱크를 형성하는데 사용된 재료는 상기 LED 모듈로부터 충분한 열을 방출시키기 위하여 두 개의 주요 표면 및 적어도 10W/m*K의 열 전도성을 갖는다. 다른 실시예에서, 상기 집열기를 형성하는데 사용된 재료의 열 전도성은 적어도 100W/m*K이다. 전술한 바와 같이, 일부 실시예에서, 상기 금속은 알루미늄, 구리, 또는 이의 합금일 수 있다.
도 1을 참조하면, LED 조명 기구가 도시되어 있고 대략 참조부호 10으로 명시되어 있다. 조명 기구(10)는 상부 하우징(14)에 탈착가능하게 연결된 하부 하우징(12)을 포함한다. 따라서, 조명 기구는, 예를 들어 도 1에서 개방 형태로 배치될 수 있고, 상기 조명 기구(10)의 내부는 노출된다. 또한, 조명 기구는 폐쇄 형태(미도시)로 배치될 수 있고, 상기 하부 하우징(12)과 상부 하우징(14)은 내부 용적을 대략 밀폐하는 방식으로 함께 고정된다.
일 실시예에서, 하부 하우징(12)은 피벗 지점(16)에서 (예를 들어, 힌지 등에 의해) 상부 하우징(14)에 피벗가능하게 부착될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 하부 하우징(12)은 상부 하우징(14)으로부터 완전히 분리될 수 있다. 상부 하우징(14)은 임의의 재료로 이루어질 수 있지만, 하나의 특정 실시예에서 열 전도성 재료로 이루어진다. 예를 들어, 상부 하우징(14)은, 예를 들어 알루미늄이나 스틸과 같은 금속으로 이루어질 수 있다. 대안적으로, 상부 하우징은 열 전도성 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 상기 플라스틱의 열 전도성은, 예를 들어 열 전도성 첨가물을 첨가함으로써 증가될 수 있다.
하부 하우징(12)은 투명하거나 반투명한 보호 윈도우(20)를 통해 전달되는 광을 발생시키는 하나 이상의 LED를 포함하는 LED광 모듈(18)을 갖는다. 상기 LED 모듈(18)은, 예를 들어 LED(들) 및 선택적으로 전력과 제어 전자장치가 배치되는 인쇄회로기판과 같은 기판(22)을 포함할 수 있다. 기판(22)은 대체로 평면일 수 있고 하부 하우징(12)에 또는 하부 하우징(12)의 내부에 끼워질 수 있는 크기로 이루어질 수 있다. 상기 LED(들) 및 전력 전자장치에 의해 발생된 열은 열교(24)에 의해 상기 LED 모듈(18)로부터 바람직하게 제거된다. 바람직하게는, 열교(24)는 상기 LED 모듈(18)로부터 상부 하우징(14)으로 열에너지를 이동시켜 상기 조명 기구(10)로부터 방사될 수 있거나 또는 제거될 수 있다.
열교(24)는 블레이드(26) 및 수용기(28)를 대체로 포함할 수 있다. 블레이드(26)는 상부 하우징(14)에 고정되고 상기 상부 하우징(14)으로부터 기판(22)을 향해 하방향으로 연장된다. 수용기(28)는 기판(22)으로부터 상방향으로 연장되고 그 위에 위치되어 상기 하부 하우징(12)과 상부 하우징(14)이 결합될 때에 그리고 폐쇄된 형태에서 블레이드(26)와 결합한다. 상기 블레이드(26)와 수용기(28)의 형태는 반전될 수 있다는 것을 인지하여야 하고, 상기 블레이드(26)는 기판(22)으로부터 상방향으로 연장되고 상기 수용기(28)는 상부 하우징(14)으로부터 하방향으로 연장되며 상기 상부 하우징(14)에 고정될 수 있다.
수용기(28)는 기판(22) 상의 임의의 위치에 고정될 수 있다. 수용기(28)는 하방향으로 향하는 LED(들)에 근접한 기판(22) 상의 위치에 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 또는 다른 실시예에서, 상기 수용기(28)는 하나 이상의 LED(들)의 위치와 적어도 부분적으로 중첩하는 위치에서 상기 기판(22)에 고정된다. 이러한 또는 다른 실시예에서, 상기 수용기(28)는 최대량의 열을 발생시키는 LED 모듈(18)의 부분 위에 위치된다.
도 2 및 3을 참조하면, 블레이드(26)는 내부 구조층(30) 및 상기 층(30)의 외측방향으로 위치된 하나 이상의 열 전도층(32)을 구비한 대체로 단면이 U형상일 수 있다. 구조층(30)은 블레이드에 구조적인 지지를 제공하고 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 층(30)은 플라스틱 재료 또는 알루미늄과 같은 금속일 수 있다. 열 전도층(32)은 전술한 재료에 기초한 흑연으로 이루어질 수 있다.
상기 블레이드(26)가 대체로 U 형상 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 블레이드 형태가 적절할 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 예를 들어, 블레이드(26)는 대체로 평면일 수 있고, 플라스틱이나 금속 재료로 이루어진 단일의 내부 구조 지지층 및 양 주요 표면에 고정된 열 전도층을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 어떠한 구조 지지층도 제공되지 않고, 상기 블레이드(26)는 하나 이상의 열 전도층으로 이루어진다.
수용기(28)는 그 내부에 적어도 부분적으로 블레이드(26)를 수용하기 위한 크기로 이루어진 채널(34)을 포함한다. 수용기(28)는 대체로 단면이 L 형상인 한 쌍의 대향 레그(36)를 포함한다. 제1 부분(38)은 기판(22)의 적어도 일부와 대략 평행하게 연장된다. 일 실시예에서, 제1 부분(38)은 상기 기판(22)에 직접 고정되고, 이에 따라 상기 기판과 직접 열 접촉한다. 다른 실시예에서, 히트 싱크가 수용기(28)와 기판(22) 사이에 제공될 수 있다. 제2 부분(40)은 제1 부분(38)으로부터 상방향으로 연장되어 채널(34)을 형성하고 블레이드(26)와 결합한다. 일 실시예에서, 제2 부분(40)은 제1 부분(38)으로부터 대체로 90도 각도로 상방향으로 연장된다. 억지 끼워맞춤이 양호한 열적 결합을 확보하도록 채널(34)은 그 단면이 블레이드(26)의 단면 폭보다 약간 작은 크기로 이루어지는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 레그(36)는 탄성을 가져서 블레이드(26)의 삽입시에 굽힘 이동을 가능하게 한다.
각 레그(36)는 레그(36)에 구조적인 지지를 제공하는 구조 지지층(42)을 포함할 수 있고 임의의 적절한 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 층(42)은 플라스틱 재료 또는 알루미늄과 같은 금속일 수 있다. 열 전도성 재료의 적어도 하나의 인접층(44)은 내부를 향하며 하부를 향하는 구조 지지층(42)의 표면에 고정된다. 이러한 방식으로, 상기 열 전도층(44)은 채널(34)로 삽입될 때에 블레이드(26)의 외면과 그리고 기판(22)과 열 접촉한다.
일 실시예에서, 선택적 계면 물질(46)은 수용기(28)와 기판(22) 사이에 제공될 수 있다. 계면 물질(46)은 전술한 바와 같이 흑연 물질일 수 있다. 다른 실시예에서, 계면 물질(46)은 전술한 바와 같이 히트 싱크일 수 있다.
인지할 수 있는 바와 같이, 상부 하우징(14)이 낮아질 때 블레이드(26)는 채널(34) 내부에 적어도 부분적으로 수용된다. 블레이드(26)의 열 전도층(32)은 수용기(28)의 열 전도층(44)과 결합한다. 이러한 방식으로, 열교가 기판(22)과 상부 하우징(14) 사이에 형성되고 상기 열교가 열 접촉하게 된다. 그리고 나서, 열에너지는 블레이드(26)를 따라 흘러서 상부 하우징(14)에서 분산될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 기판(22) 상의 LED 및 전력 전자장치에 의해 발생된 열에너지가 제거된다.
도 4 내지 6을 참조하면, 제2 실시예가 도시되어 있고, 유사한 참조부호는 유사한 요소를 나타낸다. 조명 기구(10)는 내부 구조층(52) 및 상기 층(52)의 외측방향으로 위치된 하나 이상의 열 전도층(54)을 구비한 대체로 C 형상일 수 있는 열교(50)를 포함한다. 구조층(52)은 상기 열교(50)에 구조적인 지지를 제공하고 대체로 탄성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 층(52)은 탄성 플라스틱이나 금속으로 이루어질 수 있다. 구조층(52)은 선택적으로 열 전도성일 수 있다. 열 전도층(54)은 전술한 흑연 물질일 수 있다. 상기 열교(50)의 다른 단면 형상이 고려될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 예를 들어, 열교(50)는 그 단면이 대체로 T 형상 또는 대체로 L 형상일 수 있다.
열교(50)의 하부(56)는, 예를 들어 접착제나 기계적 패스너와 같은 임의의 방식으로 기판(22)에 직접 고정되는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 히트 싱크(미도시)가 열교(50)와 기판(22) 사이에 위치되어 상기 열교(50)가 히트 싱크를 통해 기판(22)과 열 접촉할 수 있다. 상부 하우징(14)이 폐쇄 형태로 하부 하우징(12)에 고정될 때에 열교(50)의 상부(58)가 상부 하우징(14)과 결합하도록 상기 열교(50)의 크기가 이루어진다. 열교(50)는 대체로 탄성적이므로, 상기 열교(50)는 탄성적으로 변형할 것이고, 바이어스 힘(bias force)으로 인하여 상기 열 전도층(54)이 상부 하우징(14)과 견고하게 결합된다. 이러한 방식으로, 상기 LED 및/또는 전력 전자장치에 의해 발생된 열에너지는 기판(22)으로부터 상부 하우징(14)으로 전달된다.
열교(50)가 대신에 상부 하우징(14)에 고정될 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 따라서, 하부 하우징(12)과 상부 하우징(14)이 폐쇄 형태로 있는 경우, 상기 열교(50)는 기판(22)과 결합하고 이에 따라 탄성적으로 압축되어 열교(50)가 기판(22)과 열 접촉하게 된다.
도 7을 참조하면, 제3 실시예가 도시되어 있고, 유사한 참조부호는 유사한 요소를 나타낸다. 조명 기구(10)는 대체로 C 형상일 수 있는 열교(60)를 포함한다. 열교(60)는 피벗 지점(16)에 근접하게 위치되고 대향단(62a 및 62b)에서 상기 기판(22) 및 상부 하우징(14)에 각각 고정된다. 일 실시예에서, 열교(60)는 피벗 지점(16) 둘레를 감싼다. 다른 실시예에서, 상기 열교(60)는 피벗 지점(16)에 근접하지만, 상기 피벗 지점(16) 둘레를 감싸지 않는다. 열교(60)는 유연하고 탄성적이므로, 상기 상부 하우징(14)이 폐쇄 형태로부터 개방 형태로 이동되는 경우, 열교(60)는 방해되지 않는 피벗 운동을 할 수 있게 신축하게 된다. 일 실시예에서, 열교(60)는 상부 하우징(14)을 개방 형태를 향하여 바이어싱한다. 이러한 방식으로, 상기 상부 하우징(14)은 정비시에 개방되게 유지될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 열교(60)는 상부 하우징(14)에 최소의 바이어싱 힘을 제공한다.
열교(60)는 전술한 흑연 물질과 같은 하나 이상의 전도층을 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 열교(60)는 구조적인 지지를 상기 열교(60)에 제공하기 위한 하나 이상의 구조층을 부가적으로 포함할 수 있고 대체로 탄성 재료로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 구조층은 탄성 플라스틱이나 금속으로 이루어질 수 있다. 전술한 바와 같이, 열교(60)의 하단(62a)은, 예를 들어 접착제나 기계적 패스너와 같은 임의의 방식으로 기판(22)에 직접 고정되는 것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 히트 싱크(미도시)가 열교(60)와 기판(22) 사이에 위치되어 상기 열교(60)가 히트 싱크를 통해 기판(22)과 열 접촉할 수 있다. 유사하게, 열교(60)의 적어도 일부가 상부 하우징(14)의 내면에 고정되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 상기 LED 및/또는 전력 전자장치에 의해 발생된 열에너지는 기판(22)으로부터 상부 하우징(14)으로 전달된다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시예는 임의의 조합으로 실행될 수 있다. 상기 설명은 당업자가 본 고안을 실행할 수 있게 의도된다. 상기 설명을 이해하면 당업자에게 명백할 것인 가능한 변형 및 수정 모두를 열거하도록 의도된 것은 아니다. 그러나, 다음의 청구범위에 의해 규정된 본 고안의 범위 내에 이러한 수정 및 변형 모두가 포함되도록 의도된다. 문맥에서 구체적으로 반대로 명시하지 않는 한, 청구범위는 명시된 요소나 단계를 본 고안을 위해 의도된 목적을 효과적으로 충족하는 임의의 배열이나 순서로 커버하도록 의도된다.

Claims (22)

  1. 조명 기구로서,
    윈도우를 갖는 하부 하우징;
    개방 형태와 폐쇄 형태 사이에서 상기 하부 하우징에 대하여 이동가능한 상부 하우징;
    적어도 하나의 LED를 갖는 기판 - 상기 기판은 상기 하부 하우징에 위치되고 상기 적어도 하나의 LED로부터의 광이 상기 윈도우를 통해 전달됨 -; 및
    이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 포함하고 상기 상부 하우징이 폐쇄 형태로 있는 경우에 상기 기판 및 상기 상부 하우징과 열 접촉하는 열교(thermal bridge) - 상기 상부 하우징이 개방 형태로 있는 경우에 상기 열교는 상기 기판 또는 상기 상부 하우징과의 열 접촉으로부터 분리됨 -
    를 포함하는 조명 기구.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열교는 상기 기판 또는 상기 상부 하우징 중 어느 하나에 고정되는 블레이드 및 상기 기판 또는 상기 상부 하우징 중 다른 하나에 고정되는 수용기를 더 포함하는 조명 기구.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수용기는 그 내부에 블레이드를 적어도 부분적으로 수용하기 위한 크기로 이루어진 채널을 형성하는 한 쌍의 대향 레그를 포함하는 조명 기구.
  4. 제2항에 있어서, 상기 블레이드는 내부 구조층 및 상기 내부 구조층의 대향측 상의 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 포함하는 조명 기구.
  5. 제2항에 있어서, 상기 블레이드는 내부 구조층 및 상기 내부 구조층의 외측방향으로 위치된 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 구비한 대체로 U 형상 단면을 포함하는 조명 기구.
  6. 제3항에 있어서, 각각의 상기 레그는 상기 기판에 대체로 평행하게 고정된 제1 부분 및 상기 기판에 대체로 수직하게 연장되는 제2 부분을 포함하는 조명 기구.
  7. 제6항에 있어서, 각각의 상기 레그는 외부 구조층 및 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 따라 연장되며 상기 기판과 열 접촉하는 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 포함하는 조명 기구.
  8. 제1항에 있어서, 상기 이방성 열 전도성 흑연은 하나 이상의 박리 흑연 압축 입자 시트를 포함하는 조명 기구.
  9. 제1항에 있어서, 상기 이방성 열 전도성 흑연은 하나 이상의 열분해 흑연 시트를 포함하는 조명 기구.
  10. 제1항에 있어서, 상기 열교와 상기 기판 사이에 위치된 히트 싱크를 더 포함하는 조명 기구.
  11. 제1항에 있어서, 상기 열교는 상기 기판에 부착되며 상기 상부 하우징이 폐쇄 형태로 있는 경우에 상기 상부 하우징에 대하여 압축되도록 위치되는 대체로 탄성 재료를 포함하는 조명 기구.
  12. 제11항에 있어서, 상기 열교는 대체로 C 형상이고, 내부 구조층 및 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 외부층을 포함하는 조명 기구.
  13. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 LED는 적어도 5000루멘을 발생하는 조명 기구.
  14. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 LED는 적어도 10000루멘을 발생하는 조명 기구.
  15. 제1항에 있어서, 힌지를 더 포함하고, 상기 하부 하우징은 상기 힌지에서 상기 상부 하우징에 부착되는 조명 기구.
  16. 조명 기구로서,
    윈도우를 갖는 하부 하우징;
    상기 하부 하우징에 피벗가능하게 고정되며 개방 형태와 폐쇄 형태 사이에서 피벗 축을 중심으로 이동가능한 상부 하우징;
    적어도 하나의 LED를 갖는 기판 - 상기 기판은 하부 하우징에 위치되고 상기 적어도 하나의 LED로부터의 광이 상기 윈도우를 통해 전달됨 -; 및
    이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 층을 포함하고, 상기 기판 및 상기 상부 하우징과 열 접촉하고, 상기 피벗 축에 근접하게 위치되는 열교
    를 포함하는 조명 기구.
  17. 제16항에 있어서, 상기 열교는 상기 피벗 축 둘레에서 감싸지는 조명 기구.
  18. 제16항에 있어서, 상기 열교는 상기 피벗 축의 전방으로 위치되고 상기 피벗 축 둘레에서 감싸지지 않는 조명 기구.
  19. 제16항에 있어서, 상기 열교는 상기 상부 하우징을 개방 형태를 향해 가압하는 바이어스 힘(bias force)을 제공하는 조명 기구.
  20. 제16항에 있어서, 상기 열교는 대체로 C 형상이고, 내부 구조층 및 이방성 열 전도성 흑연의 적어도 하나의 외부층을 포함하는 조명 기구.
  21. 제16항에 있어서, 상기 이방성 열 전도성 흑연은 하나 이상의 박리 흑연 압축 입자 시트를 포함하는 조명 기구.
  22. 제16항에 있어서, 상기 이방성 열 전도성 흑연은 하나 이상의 열분해 흑연 시트를 포함하는 조명 기구.
KR2020137000061U 2011-01-28 2012-01-27 Ｌｅｄ 조명 기구용 열교 KR20130006565U (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161437119P 2011-01-28 2011-01-28
US61/437,119 2011-01-28
US201161527938P 2011-08-26 2011-08-26
US61/527,938 2011-08-26
PCT/US2012/022982 WO2012103484A2 (en) 2011-01-28 2012-01-27 Thermal bridge for led luminaires

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130006565U true KR20130006565U (ko) 2013-11-13

Family

ID=46581433

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR2020137000061U KR20130006565U (ko) 2011-01-28 2012-01-27 Ｌｅｄ 조명 기구용 열교

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9046253B2 (ko)
KR (1) KR20130006565U (ko)
CN (1) CN204254530U (ko)
DE (1) DE212012000030U1 (ko)
WO (1) WO2012103484A2 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012222814B4 (de) * 2012-12-11 2016-05-04 Sgl Carbon Se Beleuchtungssystem für Flächenbauteile wie Decken oder Wände
KR20150015901A (ko) * 2013-08-02 2015-02-11 김 스티븐 플렉시블 기판을 이용한 자동차용 led 램프 모듈 및 그 방열 구조
MX2020002516A (es) * 2017-09-10 2020-07-20 Koninklijke Philips Nv Dispositivo para estilizar cabello.
US11002443B2 (en) 2018-11-21 2021-05-11 Honeywell International Inc. Lighting system with deformable heat bridge
EP3969803B1 (en) * 2019-05-17 2024-03-20 Signify Holding B.V. In grade light fixture and subassemblies thereof
US11248852B2 (en) * 2020-07-06 2022-02-15 Dell Products L.P. Graphite thermal cable and method for implementing same
US11539183B2 (en) 2020-12-22 2022-12-27 Beijing Voyager Technology Co., Ltd. Passive thermal management for semiconductor laser based lidar transmitter

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2976481B2 (ja) 1989-05-10 1999-11-10 松下電器産業株式会社 フィルム状グラファイトの製造方法
US5930116A (en) * 1998-06-12 1999-07-27 Harman International Industries, Incorporated Integrated clamping mechanism
US6431728B1 (en) * 2000-07-05 2002-08-13 Whelen Engineering Company, Inc. Multi-array LED warning lights
US6527422B1 (en) * 2000-08-17 2003-03-04 Power Signal Technologies, Inc. Solid state light with solar shielded heatsink
US7011431B2 (en) * 2002-04-23 2006-03-14 Nichia Corporation Lighting apparatus
US20050168941A1 (en) * 2003-10-22 2005-08-04 Sokol John L. System and apparatus for heat removal
JP2005228954A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Fujitsu Ltd 熱伝導機構、放熱システムおよび通信装置
US7372702B2 (en) 2004-12-23 2008-05-13 Intel Corporation Heat spreader
US7766508B2 (en) * 2006-09-12 2010-08-03 Cree, Inc. LED lighting fixture
US7819551B2 (en) 2007-01-09 2010-10-26 Luciter Lighting Company Light source mounting system and method
WO2008092271A1 (en) * 2007-02-01 2008-08-07 Aimrail Corp. Multiple axes adjustable lighting system with movable thermally conductive carriage
US7798684B2 (en) * 2007-04-06 2010-09-21 Genlyte Thomas Group Llc Luminaire system with thermal chimney effect
US20100208460A1 (en) * 2009-02-19 2010-08-19 Cooper Technologies Company Luminaire with led illumination core
US8376582B2 (en) * 2009-03-18 2013-02-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED luminaire
CN102369391A (zh) * 2009-03-31 2012-03-07 皇家飞利浦电子股份有限公司 Led准直光学器件模块和使用该模块的灯具
US20100314081A1 (en) * 2009-06-12 2010-12-16 Reis Bradley E High Temperature Graphite Heat Exchanger
US8622569B1 (en) * 2009-07-17 2014-01-07 Musco Corporation Method, system and apparatus for controlling light distribution using swivel-mount led light sources
US20110051428A1 (en) 2009-09-03 2011-03-03 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co. Ltd. Led light engine with multi-path heat dissipation
CA2740380C (en) * 2011-05-09 2014-07-08 Juno Manufacturing, LLC Adjustable slope ceiling recessed light fixture
US8641234B2 (en) * 2011-06-30 2014-02-04 Groupe Ledel Inc. Lamppost head assembly with adjustable LED heat sink support

Also Published As

Publication number Publication date
DE212012000030U1 (de) 2013-09-25
WO2012103484A2 (en) 2012-08-02
CN204254530U (zh) 2015-04-08
US20130294096A1 (en) 2013-11-07
US9046253B2 (en) 2015-06-02
WO2012103484A3 (en) 2014-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130006565U (ko) Ｌｅｄ 조명 기구용 열교
US20130242573A1 (en) LED Light Fixture With Improved Thermal Management
KR20140099643A (ko) 차량용 조명장치, 방열장치 및 조명장치
JP2007287684A5 (ko)
EP2085681A2 (en) LED illuminating device, LED light source module, and LED support member
US9605821B2 (en) Outdoor LED luminaire with plastic housing
WO2014201918A1 (zh) 灯具散热器及led工矿灯
KR101117755B1 (ko) 엘이디 조명의 방열장치
CN201885190U (zh) 一种大功率led散热模组
TWM392298U (en) LED lamp capable of being easily assembled and fastened
JP3188403U (ja) Ｌｅｄ照明器具のためのサーマルブリッジ
RU2546963C1 (ru) Устройство для отвода тепла от тепловыделяющих компонентов
JP2011054689A (ja) 紙シートの放熱器
WO2016154685A1 (en) Lighting systems, methods and components
KR102601407B1 (ko) 상변화물질이 포함된 엘이디 조명모듈
CZ32751U1 (cs) LED svítidlo, zejména LED svítidlo do chemicky agresivního prostředí
CN102313264A (zh) 一种大功率led散热模组
KR20110010537U (ko) 히트싱크 및 이를 구비한 ｌｅｄ 조명장치
CN208572549U (zh) 大电流易散热内层厚铜电路板
TW201135143A (en) LED ceiling lamp and heat dissipation module thereof
TWM362342U (en) Light emitting diode lamps
CN205002077U (zh) 一种led模组的散热结构
KR101018229B1 (ko) 발열소자용 냉각 장치
TW201200790A (en) LED Street lamp
TW201316571A (zh) 高散熱鋁基板

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
U123 Withdrawal of utility model application requested before decision to register