KR20140020956A - 전기 전도성 히트 싱크를 구비한 발광 막대기 - Google Patents

전기 전도성 히트 싱크를 구비한 발광 막대기 Download PDF

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Abstract

발광 막대기가 핸드셋과 선택적이고 협조적으로 결합하도록 구성된다. 막대기는 길이 방향으로 대향하는 막대기 몸체 중심측 단부 및, 발광 요소를 유지하도록 구성되는, 말단부 사이에 연장된다. 전기 전도성 제1 및 제2 코어 부재가 중심측 단부와 말단부 사이에 상호 평행하게 정렬된 상태로 연장된다. 각 코어 부재는, 말단부에, 발광 요소의 개별적인 극과 전기적으로 접촉하도록 구성되는 광원 접촉부 및, 중심측 단부에, 전원의 개별적인 단자와 전기적으로 접촉하도록 구성되는 전원 접촉부를 구비한다. 코어 부재들은 상호 전기적 절연 상태에 놓이며, 전원 단자들과의 선택적인 전기적 연결을 가능하게 하기 위해 자체를 관통하여 전원 접촉부가 노출되는 전기절연성 물질로 피복된다. 전류 운반에 부가하여, 코어 부재들은 발광 요소의 열 출력을 소산시키기 위한 히트 싱크들로서 역할을 한다.

Description

전기 전도성 히트 싱크를 구비한 발광 막대기{LIGHT-EMITTING WAND WITH ELECTRICALLY-CONDUCTIVE HEAT SINKS}
발광 막대기는, 비제한적인 예로서, 치과 진료에 사용되는 감광성 화합물의 양생과 같은 수많은 산업에 걸친 다양한 적용들에서 확인된다. 전통적으로, 그러한 막대기는 백열성의 전구와 같은 발광 요소를 포함했다. 그러나, 점진적으로, 발광 다이오드들(이하, LED)이 백열 전구를 대체해왔다.
발광 막대기에 사용되는 발광 요소에 무관하게, 발광 요소에 의해 생성되는 열 제거 효율이, 다양한 성공의 대안적인 해결책들의 주제가 되어 왔던, 폭 넓게 인정되는 관심사이다. 일부 해결책은, 효과적이지만 막대기에 바람직하지 않은 부피를 더하는 배열 형태로서, 발광 요소 근처에 팬들을 포함하는 것을 수반해 왔다. 적어도 하나의 경우에, 상변화 물질이 발광 요소에 인접하게 위치하게 되는 열 전도성 용기 내에 밀폐되고, 제1 상에서 제2 상으로 변화하면서 열을 흡수한다. 수많은 대안적인 설계가 막대기 길이의 일부 부분을 따르는 열 전도성 히트 싱크를 포함하는 것을 수반해 왔다. 그러나, 전류를 발광 요소에 전달하기 위해 필요한 분리된 전기 부품들(예를 들어, 전선들)과 함께 히트 싱크를 포함하는 것은 결과적으로, 원하지 않는 무게 및 요구되는 공간적 치수보다 더 큰 막대기를 만들어 왔다.
따라서, 더욱 공간적으로 효과적이고 및 무게 측면에서 효과적인 방법으로, 자체의 말단부에 위치하게 되는 발광 요소로부터 열을 효과적으로 제거하는 것 및 발광 요소에 전류를 전달하는 것을 용이하게 하는, 발광 막대기에 대한 필요성이 존재한다.
하나의 예시적인 실시예에서, 발광 막대기는, 손잡이로서 역할을 하고 발광 막대기에 의해 구속되는 발광 요소에 전력을 제공하는, 핸드셋과의 선택적으로 협력적인 결합을 위해 구성된다. 발광 막대기는, 길이방향으로 대향하는 몸체의 중심측 단부 및 말단부 사이에서, 막대기 축을 따라 연장되는 신장된 막대기 몸체를 구비한다. 말단부는, 비제한적인 예로서, 발광 다이오드(이하, LED) 또는 백열 전구와 같은 발광 요소를 지지하도록 구성된다. 대안적인 버전들(versions)에서, 발광 요소는 (i)교체를 용이하게 하기 위해 선택적으로 제거가능한 것 및 (ii)막대기의 말단부 내부에 영구적으로 고정되는 것 중 하나이다.
예시적으로 구성되는 막대기의 몸체 내부에 포함되는 것은, 막대기의 중심측 단부 및 말단부 사이에서 길이방향으로 연장되는 전기 전도성 제1 및 제2 코어 부재이다. 전기 전도성 제1 코어 부재는, 말단부에, 발광 요소의 제1 극에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제1 광원 접촉부를 그리고, 중심측 단부에, 전원의 제1 단자에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제1 전원 접촉부를 구비한다. 유사하게, 전기 전도성 제2 코어 부재는, 막대기의 말단부 및 중심측 단부 각각에, 발광 요소의 제2 극에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제2 광원 접촉부 및 전원의 제2 단자에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제2 전원 접촉부를 포함한다.
막대기는 제1 및 제2 코어 부재를 상호 전기적 절연 상태로 유지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 코어 부재 사이에 전기절연성 격벽(electrically-insulative partition)이 배치된다. 플라스틱과 같은 고분자 물질로 만들어지는 전기절연성 격벽을 포함하는 특정한 버전에서, 격벽은, 막대기 몸체 측벽을 한정하고 제1 및 제2 코어 부재 각각의 길이의 적어도 일부를 밀폐하는, 전기절연성 피복(overmold)을 갖도록 일체형으로 형성된다.
다양한 실시예 각각에서, 막대기 몸체는 막대기 몸체의 중심측 단부와 적어도 부분적으로 동일한 폭을 가지는 결합 베이스(coupling base)를 포함한다. 하나의 예시적인 버전에서, 결합 베이스는 핸드셋 내의 결합 소켓에 의해 선택적으로 수용되고 유지되도록 구성된다. 제1 및 제2 전원 접촉부 및 피복은, 전원의 개별 단자로의 선택적인 전기적 연결을 용이하게 하기 위해, 전원 접촉부들이 적어도 부분적으로 피복을 관통하여 노출되도록 구성된다. 하나의 배열 형태에 따르면, 피복의 길이의 적어도 일 부분은, 결합 베이스와 동일한 공간을 차지하고 부분적으로 결합 베이스를 한정하는, 원통형 측벽 부분을 한정한다. 각각의 전원 접촉부는 피복 외부에 원통형 측벽 부분에 들어맞는 형상으로 구성되는 볼록 아치형 접촉 표면을 드러낸다.
전원과 발광 요소 사이에서 전류를 나르는 것에 부가하여, 코어 부재들은 발광 요소로부터 열을 끌어내도록 구성되는 히트 싱크들로서 역할을 한다. 하나의 예시적인 버전에서, 각각의 코어 부재는 구리로 구성된다. 그러나, 수많은 대안적인 물질이 코어 부재들의 구성에서 구리를 대체할 수 있다.
대표적인, 비제한적인 실시예들이 뒤따르는 상세한 설명 및 첨부 도면에서 더욱 완전하게 설명되고 묘사된다.
도 1은 핸드셋과 협조적으로 결합되는 발광 막대기를 도시한 도면이고;
도 1A는 서로 분리된 도 1의 발광 막대기 및 핸드셋을 묘사한 도면이며;
도 2는 발광 막대기만 별개로 오른쪽에서 예시한 측면도이고;
도 2A는 도 2에 IIA로 지시되는 만곡된 평면으로 도시되는 도 2의 발광 막대기의 단면도이며;
도 3은 도 2 및 도 2A에 도시된 발광 막대기의 코어 어셈블리를 상세하게 도시한 분해도이고;
도 3A는 도 3의 조립된 상태의 코어 어셈블리를 오른쪽에서 도시한 측면도이며;
도 3B는 도 3 및 도 3A의 조립된 상태의 코어 어셈블리를 도시한 평면도이며; 그리고,
도 4는 피복된 코어 어셈블리를 포함하는 발광 막대기의 평면도이다.
다양하게 실시되는 발광 막대기들 및 이와 협조적으로 결합되도록 구성되는 핸드셋들에 대한 뒤따르는 설명은 당연히 예시적인 것이며, 따라서 본 발명 및 그의 사용에 대한 응용을 제한할 의도는 아니다. 개요 및 상세한 설명에서 설명되는 다양한 실행들, 양태들, 버전들 및 실시예들은 당연히 첨부되는 특허청구범위의 범위 이내에 있는 비제한적인 예들이며, 특허청구범위의 최대 범위를 한정하는 역할을 하지 않는다.
시작으로 도 1 및 도 1A를 참조하면, 예시적인 발광 막대기(100)는 핸드셋(200)에 선택적으로 결합가능하고 분리가능하다. 핸드셋(200)은 손잡이로서 역할을 하고 전력을 발광 막대기(100)에 전달한다. 비록 막대기(100)로의 궁극적인 전원은 특정의 결과가 없는 것이지만, 선택적으로 실시되는 핸드셋(200)은 (i) 배터리와 같은 자가-보유 전원을 수용하거나 (ii) 전기 소켓 속으로 삽입되도록 형성되는 전원 코드와 같은 외부 공급원으로부터 전달되는 전력을 구비한다.
막대기(100)가 핸드셋(200)으로부터 분리된 도 1A 및 막대기만 별개로 오른쪽에서 도시하는 도 2에 더욱 명확하게 도시된 바와 같이, 막대기(100)는 길이방향으로 대향하는 막대기 몸체의 중심측 단부(120)와 말단부(130) 사이에서 막대기 축(Aw)을 따라 연장되는 신장된 막대기 몸체(110)를 구비한다. 말단부(130)는, 비제한적인 예로서, LED(142) 또는 2 이상의 LED(142)의 조립체와 같은, 발광 요소(140)를 구속하도록 구성된다.
각각 단면도 및 분해도인 도 2A 및 도 3을 참조하면, 막대기 몸체(110)는, 막대기 몸체의 중심측 단부(120)와 말단부(130) 사이에서 상호 평행하게 정렬된 상태로 길이방향으로 연장되는 전기 전도성의 제1 및 제2 코어 부재(160, 170)를 포함하는, 코어 어셈블리(150)를 포함한다. 제1 코어 부재(160)는, 말단부(130)에, 발광 요소(140)의 제1 극(144)에 전기적로 연결되도록 구성되는 제1 광원 접촉부(162) 및, 중심측 단부(120)에, 전원의 제1 단자에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제1 전원 접촉부(166)를 구비한다. 제2 코어 부재(170)는, 말단부(130) 및 중심측 단부(120)에 각각, 전원의 제2 단자에 전기적으로 연결되도록 하기 위해 제2 극에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제2 광원 접촉부(172)를 포함한다.
막대기(100)의 코어 어셈블리(150)는 제1 및 제2 코어 부재(160, 170)를 상호 전기적 절연상태로 유지하도록 구성된다. 도 2A 및 도 3을 계속해서 참조하면, 전기절연성 격벽(180)이 제1 및 제2 코어 부재(160, 170) 사이에 위치하게 된다. 하나의 예시된 버전에서, 격벽(180)은 플라스틱과 같은 고분자 물질로 사전형성되는 독립형의 부품이다. 격벽(180)은 제1 및 제2 코어 부재(160, 170) 사이에 위치하게 되고, 코어 부재들(160, 170)은, 제1 코어 부재(160)가 격벽(180)의 제1 측면(182)과 맞물리도록 접촉하고 있고 제2 코어 부재(170)가 격벽(180)의 제2 측면(184)과 맞물리도록 접촉하고 있는, 도 3A 및 도 3B에 각각 오른쪽 측면도 및 평면도로 도시된 바와 같이, 코어 어셈블리(150)를 형성하기 위해 서로를 향해 가압된다. 코어 어셈블리(150)는 이어서, 비제한적인 예로서, 이전에 참조한 도 2 및 도 2A 그리고 도 4의 평면도에 도시된 바와 같이, 막대기 몸체(100)를 형성하기 위해, 플라스틱과 같은 전기절연성 물질의 피복(186)으로 밀폐된다. 대안적인 버전에서, 코어 부재들(160, 170)은 틈이 이들 사이에 유지되도록 금형(미도시) 내에 위치하게 된다. 전기절연성 물질이 이어서, 단일 성형 단계에서 격벽(180) 및 피복(186)을 일체형으로 형성하기 위해 금형 속으로 삽입된다(예를 들어, 주입된다). 어느 경우든, 도 2, 도 2A 및 도 4에 도시된 바와 같이, 피복은, 제1 및 제2 코어 부재(160, 170)의 길이의 적어도 일 부분을 밀폐하는, 막대기 몸체 측벽(135)을 한정한다.
도 1A, 도 2 및 도 2A의 예시적인 도면들에서, 예를 들어, 피복(186)에 의해 한정되는 막대기 몸체 측벽(135)의 일 부분이, 막대기 몸체 중심측 단부(120)와 적어도 부분적으로 동일한 폭을 가지는, 결합 베이스(190)를 한정한다. 도 1 및 도 1A에 도시된 바와 같이, 결합 베이스(190)는 핸드셋(200) 내에 한정되는 결합 소켓(220)에 의해 선택적으로 수용 및 구속되도록 구성된다. 도 1A, 도 2, 도 2A 및 도 4에 가장 명확하게 도시되는 바와 같이, 피복(186)과 제1 및 제2 전원 접촉부(166, 176)는, 핸드셋(200) 내의 전원(230)의 개별적인 단자로의 선택적인 전기적 연결(예를 들어, 단자와의 접촉)을 용이하게 하기 위해, 전원 접촉부들(166, 176)이 적어도 부분적으로 피복을 관통하여 노출되도록 구성된다. 더욱 구체적으로, 도면들에 다양하게 묘사되는 실시예들에서, 피복(186)의 길이의 적어도 일 부분은, 결합 베이스(190)와 동일한 공간을 차지하고 부분적으로 결합 베이스를 한정하는, 원통형 측벽 부분(136)을 한정한다. 제1 및 제2 전원 접촉부(166, 176)는 각각 피복(186) 외부에, 원통형 측벽 부분(136)에 들어맞는 형상으로 구성되는 볼록 아치형 제1 및 제2 접촉 표면(167, 177)을 드러낸다. 볼록 아치형 제1 및 제2 접촉 표면(167, 177)은, 핸드셋(200)의 결합 소켓(220) 내부에 한정되며 도 1A 에 주로 투시도로 표시되는 전원(230)의 개별적인 제1 및 제2 단자(232, 234)를 구성하거나 개별적인 제1 및 제2 단자(232, 234)로 이끌리는, 상응하는 오목 아치형 제1 및 제2 전력전달 접촉부(267, 277)와 맞물림 접촉하도록 구성된다. 도 1A에서, 전원(230)은 배터리(231)로 예시적으로 묘사된다. 그러나, 이상에서 설명된 바와 같이, 전원(230)은, 예를 들어, 벽 또는 바닥 소켓(미도시)과 같은 전원 코드 및 전기 콘센트를 통해 전류를 전달할 수 있다.
전원(230)과 발광 요소(140) 사이의 전류 운반에 부가하여, 제1 및 제2 코어 부재(160, 170)는 각각, 발광 요소(140)의 열 출력을 소산시키도록 구성되는 제1 및 제2 히트 싱크(168, 178)로서 역할을 한다. 발광 요소(140)부터 열을 끌어내기 위한 각 코어 부재(160, 170)의 능력에 고려되는 것은, 코어 부재들(160, 170)의 형상, 질량, 비열, 및 열 전도성이다. 부가적으로, 각 코어 부재(160, 170)에 피복되는 양이 열을 소산시키기 위한 그의 능력에 고려된다.
하나의 예시적인 버전에서, 각각의 코어 부재(160, 170)는 구리로 구성된다. 그러나, 수많은 대안적인 물질이 코어 부재들(160, 170)의 구성에서 구리를 대체할 수 있다는 것을 인식하게 될 것이다. 나아가 전기 전도성(아마도 온도의 함수로서의 전기 전도성)이 또한 코어 부재들(160, 170)을 제조하는 물질(들)을 선택하는데 고려되어야 한다는 것을 인식하게 될 것이다. 발광 요소(140)가 하나 이상의 LED(142)를 포함할 때, 열 출력이 상당할 수 있다. 도 2A의 버전에서, 예시적인 발광 요소(140)는 3개의 LED(142)를 포함하는 LED 엔진이다. LED 엔진의 확대 및 회전된 상세도가 도 2A의 막대기 몸체 말단부(130)에 인접하게 묘사된다.
상기한 것은 본 발명의 원리들이 예시되도록 고려된다. 나아가, 다양한 양태들 및 실행들에 대한 수정들 및 변경들이 본 발명의 범위 및 기술적 사상으로부터 벗어남 없이 당업자에게 일어날 것이며, 상기한 것은 첨부되는 특허청구범위에 나타낸 바와 같은 본 발명을, 도시되고 설명된 정확한 구조들, 실행들 및 버전들에 국한시키는 것은 아니라고 이해되어야 한다.

Claims (10)

  1. 길이 방향으로 대향하는 막대기 몸체 중심측 단부 및, 발광 요소를 지지하도록 구성되는, 말단부 사이에서 막대기 축을 따라 연장되는 신장된 막대기 몸체;
    중심측 단부와 말단부 사이에서 연장되며, 말단부에서 발광 요소의 제1 극에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제1 광원 접촉부 및 중심측 단부에서 전원의 제1 단자에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제1 전원 접촉부를 구비하는 제1 전기 전도성 코어 부재;
    중심측 단부와 말단부 사이에서 연장되며, 말단부에서 발광 요소의 제2 극에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제2 광원 접촉부 및 중심측 단부에서 전원의 제2 단자에 전기적으로 연결되도록 구성되는 제2 전원 접촉부를 구비하는 제2 전기 전도성 코어 부재;를 포함하고,
    (i) 막대기 몸체는, 상기 제1 및 제2 코어 부재 사이에 위치하며 그리고 상기 제1 및 제2 코어 부재를 상호 전기적으로 절연하도록 구성되는, 전기절연성 격벽을 포함하며; 그리고
    (ii) 제1 및 제2 코어 부재는 각각 발광 요소로부터 열을 끌어내도록 구성되는 히트 싱크인 것인, 발광 막대기.
  2. 제 1항에 있어서,
    막대기 몸체는, 막대기 몸체 측벽을 한정하고 제1 및 제2 코어 부재 각각의 길이의 적어도 일 부분을 밀폐하는, 전기절연성 피복을 포함하는 것인, 발광 막대기.
  3. 제 2항에 있어서, 피복은 상기 격벽과 일체형으로 형성되는 것인, 발광 막대기.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 코어 부재 각각의 전원 접촉부는, 전원의 개별적인 제1 및 제2 단자로의 선택적인 전기적 연결을 용이하게 하기 위해, 막대기 몸체 측벽을 관통하여 노출되는 것인, 발광 막대기.
  5. 제 4항에 있어서,
    (i) 제1 및 제2 전원 접촉부가 피복을 관통하여 노출되는 상기 피복의 길이의 상기 적어도 일 부분은 원통형 측벽 부분을 한정하며, 그리고
    (ii) 각각의 상기 전원 접촉부는 상기 피복의 외부에 상기 원통형 측벽 부분과 들어맞는 형상으로 구성되는 볼록 아치형 접촉 표면을 드러내는 것인, 발광 막대기.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 및 제 2 코어 부재 각각의 전원 접촉부는, 전원의 개별적인 제1 및 제2 단자로의 선택적인 전기적 연결을 용이하게 하기 위해, 상기 몸체 측벽을 관통하여 노출되는 것인, 발광 막대기.
  7. 제 6항에 있어서,
    (i) 피복을 통해 제1 및 제2 전원 접촉부가 노출되는 상기 피복의 길이의 상기 적어도 일 부분은 원통형 측벽 부분을 한정하며, 그리고
    (ii) 각각의 상기 전원 접촉부는 상기 피복의 외부에 상기 원통형 측벽 부분과 들어맞는 형상으로 구성되는 볼록 아치형 접촉 표면을 드러내는 것인, 발광 막대기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전원 접촉부들은, 전원 접촉부들 중 하나의 접촉 표면이 다른 하나의 전원 접촉부의 접촉 표면보다 막대기 몸체의 말단부에 더 근접하도록, 서로로부터 길이 방향으로 떨어져 있는 것인, 발광 막대기.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 전원 접촉부들은, 전원 접촉부들 중 하나의 접촉 표면이 다른 하나의 전원 접촉부의 접촉 표면보다 막대기 몸체의 말단부에 더 근접하도록, 서로로부터 길이 방향으로 떨어져 있는 것인, 발광 막대기.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 발광 요소는 LED를 포함하는 것인, 발광 막대기.
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