KR20220035534A - 방열장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실내외 조명기구나 자동차 헤드라이트에 적용되는 것으로 엘이디가 결합된 PCB기판을 2개 구비하면서 인접되는 PCB기판으로의 열전달을 차단시켜 주도록 함은 물론 각 PCB기판에서 발생되는 열을 더욱 효과적으로 방열시켜 주기 위한 방열장치에 관한 것이다.
본 발명의 방열장치는 외면 일측에 각각 엘이디(15)가 구비되며, 일면이 서로 마주보게 결합된 제1기판(11)과 제2기판(12)으로 구성된 기판부(10); 상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 사이에 게재되어 제1기판(11)과 제2기판(12) 상호간에 열 전달이 차단되도록 구비되는 단열재(20); 상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 타측을 각각 감싸면서 가장자리부분이 서로 밀착되어 포개지도록 구비된 2개의 단위커버로 구성된 방열체(30);로 이루어진다.
본 발명의 방열장치는 외면 일측에 각각 엘이디(15)가 구비되며, 일면이 서로 마주보게 결합된 제1기판(11)과 제2기판(12)으로 구성된 기판부(10); 상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 사이에 게재되어 제1기판(11)과 제2기판(12) 상호간에 열 전달이 차단되도록 구비되는 단열재(20); 상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 타측을 각각 감싸면서 가장자리부분이 서로 밀착되어 포개지도록 구비된 2개의 단위커버로 구성된 방열체(30);로 이루어진다.
Description
본 발명은 실내외 조명기구나 자동차 헤드라이트에 적용되는 것으로 엘이디가 결합된 PCB기판을 2개 구비하면서 인접되는 PCB기판으로의 열전달을 차단시켜 주도록 함은 물론 각 PCB기판에서 발생되는 열을 더욱 효과적으로 방열시켜 주기 위한 방열장치에 관한 것이다.
일반적으로, 실내외 조명기구의 사용시에 발광과 함께 열이 발생하는 문제점 때문에 열을 방열시켜주는 방열체의 적용은 필수적이라고 할 수 있다.
이러한 현상은 70~80%를 열로 방출하는 엘이디 조명 역시 동일한 문제점을 가지고 있으며, 이를 해결하기 위해 모든 엘이디 조명은 광원인 엘이디의 온도를 낮추기 위한 방열체를 적용하고 있다.
통상의 방열체의 구조는 방열 부품이나 멀티칩과 접촉하는 모체 부분과, 발열시키는 방열편이나 방열핀으로 나뉘어지는데, 방열은 모체 부분에서 직·간접적으로 발열 부품에서 열을 전달받아 방열편 또는 방열핀에서 방출되는 형태를 취한다. 이러한 방열 형태는 방열체의 면적이 클수록 방열이 잘 됨은 물론 열 전도도가 높은 재료로 제조된 경우에는 더 높은 방열효과를 발휘하게 된다.
방열장치로 사용되는 재질에는 알루미늄이나 구리 등과 같이 우수한 열전도성을 지닌 재질이 주로 사용되며, 그 중에서도 알루미늄은 구리에 비해 가격이 저렴해 대부분의 방열장치가 알루미늄 재질을 채택하여 사용하고 있다.
또한, 최근에는 전자회로 칩의 고집적화에 따른 전자기기의 소형화는 물론 전기자동차의 배터리 및 동력부, 조명기기, 전기장치 등을 소형화시키는 추세에 있음에 따라, 탄소 동소체의 하나인 탄소나노튜브를 적용한 방열장치에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이에 대한 다수의 특허가 공개 및 등록되어 있다.
한편, 종래의 방열체는 단순한 사각판이나 원판 등의 대부분 특정 형상으로만 형성되어 있고, 가공이 용이하지 않아 사용자의 다양한 요구형태 및 디자인을 충족시키는데는 한계가 있었다.
또한, 자동차나 오토바이의 헤드라이트로 사용되는 조명의 경우는 설치공간이 협소하고, 원활하게 통풍되지 않기 때문에 부피를 최소화하면서도 방열효율을 높이기 위한 연구가 끊임없이 이루어지고 있다.
또한, 조도를 높이기 위해 엘이디의 개수를 증가시키거나 고휘도 엘이디를 사용하고 있으나 엘이디의 개수 증가시에는 대량의 열이 발생하여 기판의 손상이나 파손이 뒤따르는 문제가 있었다.
종래 방열장치의 예로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0011980호에는 발열대상물로부터 발생되는 열을 방열하기 위한 방열몸체와, 이 방열몸체의 표면에 다수개의 방열핀을 형성하되, 방열몸체는 보론 나이트라이드가 혼합된 실리카겔로 형성하고, 방열핀은 그래핀과 보론 나이트라이드와 이들의 화합물 중 어느 하나로 제조된 섬모의 일단을 방열몸체의 표면에 압입하여 일체로 구성시킨 섬모를 이용한 방열장치가 개시되어 있다.
상기 기술은 발열대상물로서 하나의 PCB기판 양면에 엘이디를 결합시켜 놓은 구조이며, 방열몸체와 방열핀을 통해 PCB기판에서 발생된 열을 방열시키도록 된 구조이다.
그러나 PCB기판의 양면에 엘이디가 결합되어 있기 때문에 엘이디의 개수로 인해 상대적으로 많은 열이 발생되어 PCB기판의 손상과 파손을 가져오게 되는 문제가 있었으며, 방열몸체로의 열 전도가 이루어지기는 하나 신속한 열전도가 이루어지지 못해 방열효율이 매우 좋지는 못하였다.
본 발명은 상기한 문제점를 해결하기 위하여 창안된 것으로, 엘이디가 결합된 2개의 PCB기판(제1기판, 제2기판)을 단열재를 매개로 결합시켜 열전도가 차단되게 구비하여 열에 의한 PCB기판의 손상 및 파손을 방지하도록 하며, 각 PCB기판을 방열체를 이루는 2개의 단위커버와 각각 접촉되게 구성함으로써 각 PCB기판에서 발생된 열을 2개의 단위커버 모두에 직접 전달시켜 효과적으로 방열시킬 수 있도록 한 방열장치를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 일실시예의 방열장치는 외면 일측에 각각 엘이디(15)가 구비되며, 일면이 서로 마주보게 결합된 제1기판(11)과 제2기판(12)으로 구성된 기판부(10); 상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 사이에 게재되어 제1기판(11)과 제2기판(12) 상호간에 열 전달이 차단되도록 구비되는 단열재(20); 상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 타측을 각각 감싸면서 가장자리부분이 서로 밀착되어 포개지도록 구비된 2개의 단위커버로 구성된 방열체(30);로 이루어진다.
여기서, 상기 제1기판(11)의 타측 가장자리 일부분과 제2기판(12)의 타측 가장자리 다른부분에는 서로 반대방향을 향하도록 방열체접촉부(12,14)가 연장되어 일체로 형성되며, 2개의 상기 단위커버의 서로 마주보는 내면 각각에는 상기 제1기판(11)의 방열체접촉부(12)와 제2기판(13)의 방열체접촉부(14)가 모두 면접촉되도록 제1기판 접촉면(35)과 제2기판 접촉면(36)이 서로 단차지게 형성된다.
상기 방열체(30)의 외표면에는 설정된 간격으로 방열모결합홀(31)이 복수개 형성되고, 상기 방열모결합홀(31)에는 일측이 끼움결합되어 방열체(30)와 일체가 되게 섬모 또는 섬모다발로 형성된 방열모(40)가 구비된 것이 바람직하다.
상기의 구성으로 이루어진 방열장치에 따르면, 엘이디의 개수증가로 조도를 높여주면서도 PCB기판(제1기판, 제2기판)에서 발생된 열이 인접되는 PCB기판으로 전달되는 것을 차단시켜 주어 열에 의한 PCB기판의 손상이나 파손을 방지할 수 있게 되고, 또한 각 PCB기판에서 발생된 열을 2개의 단위커버 모두에 직접적으로 전달시켜줄 수 있어 보다 효과적으로 방열시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방열장치의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열모가 결합된 방열체가 구비된 방열장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부와 방열체의 분리도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부의 분리도,
도 5는 도 2의 A-A에 따른 단면도,
도 6은 도 5의 B-B에 따른 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열모가 결합된 방열체가 구비된 방열장치의 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부와 방열체의 분리도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판부의 분리도,
도 5는 도 2의 A-A에 따른 단면도,
도 6은 도 5의 B-B에 따른 단면도.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 방열장치에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방열장치는 일측에 엘이디(15)가 각각 구비된 제1기판(11)과 제2기판(12)으로 구성된 기판부(10), 제1기판(11)과 제2기판(12)의 사이에 게재되는 단열재(20), 제1기판(11)과 제2기판(12)의 타측을 감싸도록 구비되는 방열체(30)로 이루어진다.
기판부(10)는 상기한 바와 같이 2개의 PCB기판(제1기판, 제2기판)이 구비되며, 각 PCB기판의 일측 외면에는 빛의 조사로 조명을 위해 엘이디(15)가 회로연결되게 구비되어 있으며, 2개의 PCB기판은 사각형 또는 다각형의 판체로 열전도성을 갖춘 소재로 제조된다.
상기 엘이디(15)는 엘이디칩으로 구성되거나 엘이디모듈로 구성될 수 있는 것으로서, 본 발명에서는 엘이디로 총칭하기로 한다.
엘이디(15)가 엘이디칩으로 구성된 경우에는 PCB기판 자체에 엘이디칩이 실장되게 구비될 것이고, 엘이디모듈로 구성될 경우에는 PCB기판의 표면에 볼트와 너트에 의한 고정 또는 헤밍방식로 고정되거나 이외에 다수의 방법으로 고정될 수 있다.
본 발명에서 PCB기판은 방열체와 결합되는 타측에 제어회로부가 구비되는 것이며, 본 발명은 이 제어회로부에서 발생되는 열을 효과적으로 방열하기 위한 구조로 이루어진 것이다.
본 발명은 엘이디의 설치개수가 많아 기대할 만한 조도를 달성할 수 있으며, 특히 2개의 PCB기판(제1기판, 제2기판) 각각에 엘이디가 구비되고, 2개의 PCB기판의 사이에 단열재(20)가 구비되어 각 PCB기판으로의 열전도가 차단됨으로써 열에 의한 PCB기판의 손상이나 파손을 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 단열재(20)는 제1기판(11)과 제2기판(12) 상호간에 열 전달이 차단될 수 있을 정도의 두께면 되고, 열전달이 차단되게 하는 재질이면 모두 가능하다.
상기 방열체(30)는 2개의 단위커버로 구성되는데, 이 2개의 단위커버는 제1기판과 제2기판의 타측을 감싸면서 가장자리 부분이 서로 밀착되어 포개어 지도록 결합된다.
상기 방열체(30)는 열전도성이 좋으면서도 방열효과를 좋은 재질로 형성할 수 있으며, 일 예로 알루미늄이 무게가 가볍고 가공이 용이함에 따라 알루미늄 소재로 제조할 수 있다. 이외에도 구리 등의 열전도성이 좋은 금속재는 물론 탄소섬유 등의 방열효율이 좋은 재질로 제조할 수 있음은 당연하다.
방열체(30)의 형태는 원형이나 삼각이상의 다각형은 물론 판체 등 여러가지 형상으로 형성될 수 있으며, 표면을 매끄럽게 형성되거나 울퉁불퉁하게 형성될 수 있으며, 또한 공기와의 접촉면적을 증가시켜 주기 위해 표면에 복수개의 홀이나 돌기가 형성될 수도 있다.
첨부 도면에서는 방열체를 이루는 2개의 단위커버의 외형을 다각형으로 형성함은 물론 각기 다른 형상을 갖도록 형성되게 하였으며, 방열체의 표면에 복수개의 홀이 형성되게 도시하였다. 도시된 형상 외에도 방열체는 어떠한 형상으로도 형성시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 엘이디(15)의 발광으로 인해 2개의 PCB기판(제1기판, 제2기판)에는 열이 발생하게 되는데, 이렇게 발생된 열은 단열재(20)에 의해 인접되는 PCB기판으로의 열전달이 차단된 상태로 방열체(30)로 전달되어진 후 방열체를 통해 방열되어 진다.
본 발명에서는 제1기판과 제2기판 각각에 엘이디가 구비됨으로써 기대할만한 조도를 얻을 수 있으면서도 단열재에 의해 서로간에 열전달이 차단됨으로써 열에 의한 손상이나 파손을 줄여줄 수 있게 된다.
한편, 제1기판과 제2기판에서 발생된 열은 방열체로 전달되는데, 제1기판과 제2기판을 방열체의 각 단위커버와 직접적으로 접촉되게 함으로써 열전달량을 증가시켜 주어 효과적인 방열을 달성할 수 있다.
이를 위해, 상기 제1기판(11)의 타측 가장자리 일부분과 제2기판(12)의 타측 가장자리 다른부분에는 서로 반대방향을 향하도록 방열체접촉부(12,14)가 연장되어 일체로 형성되어 있다.
그리고 2개의 단위커버의 서로 마주보는 내면 각각에는 상기 제1기판(11)의 방열체접촉부(12)와 제2기판(13)의 방열체접촉부(14)가 모두 면접촉되도록 제1기판 접촉면(35)과 제2기판 접촉면(36)이 형성되어 있다.
이때, 제1기판 접촉면(35)과 제2기판 접촉면(36)은 상기 제1기판과 제2기판이 서로 밀착된 상태임에 따라 각 기판에 형성된 방열체접촉부(12,14)가 단차를 이루고 있기 때문에 제1기판과 제2기판 각각에 방열체접촉부(12,14)의 단차 만큼 서로 단차를 이룬 상태로 형성되어 진다.
따라서, 기판부와 방열체가 상호 결합된 상태에서는 상기 제1기판(11)의 방열체접촉부(12)와 제2기판(13)의 방열체접촉부(14)가 각 단위커버의 제1기판 접촉면(35)과 제2기판 접촉면(36)에 직접적으로 밀착된 상태임에 따라 2개의 PCB기판(제1기판, 제2기판)에서 발생된 열이 각각의 단위커버로 신속하게 열전달되어 진 후 방열되어 짐으로써 효과적으로 방열할 수 있어 방열효과를 극대화시켜 줄 수 있게 된다.
그리고 본 발명에서 상기 방열체(30)의 외표면에는 설정된 간격으로 복수개의 방열모(40)가 구비될 수 있고, 이러한 방열모(40)는 섬모나 섬모다발로 구성될 수 있다.
방열모(40)는 방열체와 일체로 형성되거나 방열체와 분리되게 형성된 상태에서 방열체의 외표면에 결합되게 구비될 수 있다. 첨부 도면에서는 방열체와 분리되게 형성하여 방열체에 끼움결합되게 구성하였다.
즉, 상기 방열체(30)의 외표면에는 설정된 간격으로 방열모결합홀(31)이 복수개 형성되어 있고, 상기 방열모(40)의 일측이 방열모결합홀(31)에 끼움결합되어 방열체(30)와 일체가 되게 구비된 것이다.
방열모(40)를 분리되게 구비한 경우에는 방열모의 재질을 방열효과가 우수한 재질로 하여 제조할 수 있으며, 방열모를 가늘게 제조하여 방열효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명에서 상기 방열모(40)를 분리되게 구비한 경우에는 상기 방열체(30)의 외형상은 각형으로 형성되게 하여 방열모가 결합되는 부분이 평면을 이루도록 한다.
그 이유는, 방열모(40)의 끼움결합작업을 용이하게 하면서도 방열모의 끼움결합을 위한 방열모결합홀을 보다 정위치에 쉽게 형성하기 위함이다.
10: 기판부
11: 제1기판
12, 14: 방열체접촉부 13: 제2기판
15: 엘이디 20: 단열재
30: 방열체 31: 방열모결합홀
35: 제1기판 접촉면 36: 제2기판 접촉면
40: 방열모
12, 14: 방열체접촉부 13: 제2기판
15: 엘이디 20: 단열재
30: 방열체 31: 방열모결합홀
35: 제1기판 접촉면 36: 제2기판 접촉면
40: 방열모
Claims (3)
- 외면 일측에 각각 엘이디(15)가 구비되며, 일면이 서로 마주보게 결합된 제1기판(11)과 제2기판(12)으로 구성된 기판부(10);
상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 사이에 게재되어 제1기판(11)과 제2기판(12) 상호간에 열 전달이 차단되도록 구비되는 단열재(20);
상기 제1기판(11)과 제2기판(12)의 타측을 각각 감싸면서 가장자리부분이 서로 밀착되어 포개지도록 구비된 2개의 단위커버로 구성된 방열체(30);
로 이루어진 것을 특징으로 하는 방열장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제1기판(11)의 타측 가장자리 일부분과 제2기판(12)의 타측 가장자리 다른부분에는 서로 반대방향을 향하도록 방열체접촉부(12,14)가 연장되어 일체로 형성되며,
2개의 상기 단위커버의 서로 마주보는 내면 각각에는 상기 제1기판(11)의 방열체접촉부(12)와 제2기판(13)의 방열체접촉부(14)가 모두 면접촉되도록 제1기판 접촉면(35)과 제2기판 접촉면(36)이 서로 단차지게 형성된 것을 특징으로 하는 방열장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방열체(30)의 외표면에는 설정된 간격으로 방열모결합홀(31)이 복수개 형성되고,
상기 방열모결합홀(31)에는 일측이 끼움결합되어 방열체(30)와 일체가 되게 섬모 또는 섬모다발로 형성된 방열모(40)가 구비된 것을 특징으로 하는 방열장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020200117366A KR102404718B1 (ko) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 방열장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200117366A KR102404718B1 (ko) | 2020-09-14 | 2020-09-14 | 방열장치 |
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| KR (1) | KR102404718B1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011054435A (ja) * | 2009-09-02 | 2011-03-17 | Stanley Electric Co Ltd | 車両用灯具のｌｅｄ光源ユニット |
| KR101335347B1 (ko) * | 2013-04-25 | 2013-12-03 | 주식회사 다모텍 | Led 조명장치 |
| KR20160101380A (ko) * | 2015-02-17 | 2016-08-25 | 차주은 | 자동차용 엘이디 램프 |
| KR20190011980A (ko) | 2017-07-26 | 2019-02-08 | 주식회사 오투마 | 섬모를 이용한 방열장치 |
| KR20190111354A (ko) | 2018-03-22 | 2019-10-02 | 홍동일 | 방열장치 제조방법 |
-
2020
- 2020-09-14 KR KR1020200117366A patent/KR102404718B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
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