KR101328940B1 - 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가이드 홀더가 구비된 냉각 장치를 개시한다. 이 장치는 발열체와 접촉하는 방열부, 상기 발열체와 상기 방열부를 둘러싸는 가이드 홀더 및 상기 가이드 홀더와 함께 상기 방열부와 상기 발열체를 밀착시키는 가압부를 포함하여 구성되어 방열부에 별도의 체결부를 형성하지않아 방열부의 표면적을 최대화 할 수 있으며, 또한 냉각 팬을 더 구비하여 냉각 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 제공합니다.

냉각 장치, 히트싱크, 가이드 홀더, 체결부

Description

냉각 장치{COOLING DEVICE}

도 1은 종래 냉각 장치로 이용되는 히트 싱크와 냉각 하고자 하는 발열체인 히트소스(heat source)가 체결된 모습을 도시한 도면이다.

도 2는 종래의 히트 싱트의 냉각 면적의 손실부를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 냉각 장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 4는 상기 가이드 홀더(31)와 가압부(35, 37)가 결부된 일실시예를 나타내는 모습이다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

31 : 가이드 홀더

33 : 방열부

35 : 가압판

37 : 스크류

36, 38 : 개구부

본 발명은 발열체를 냉각하기 위한 냉각 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트 싱크를 가이드 홀더로 취부하여 냉각 성능을 향상시킨 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모니터, 프로젝터, 에어컨, 컴퓨터 등의 각종 전자기기들은 그 사용 용도에 따라 내부에 설치된 부품에서 발열이 일어난다. 예를 들어 프로젝터나 모니터의 램프, 에어컨의 열전모드, 컴퓨터의 CPU 등이 대표적인 발열부품에 해당한다.

이와 같은 부품은 발생하는 상당량의 열 때문에 소자는 정상적인 동작을 할 수 없게되고, 심한 경우 소자가 영구적으로 기능을 소실하기도 한다. 따라서 이러한 발열소자에는 냉각 장치가 필수적으로 필요하다. 이와같은 발열소자를 냉각시키기 위하여 히트싱크(Heat Sink)가 이용된다.

도 1은 종래 냉각 장치로 이용되는 히트 싱크와 냉각 하고자 하는 발열체인 히트소스(heat source)가 체결된 모습을 도시한 도면이다. 히트 싱크는 알루미늄과 같이 열전도성이 좋은 물질을 이용하여 형성되며, 히트 소스가 맞닿는 플레이트(13) 부분과 플레이트(13) 상부에 형성되어 히트 싱크가 넓은 표면적을 갖도록 하는 냉각핀(11)으로 구성된다. 발열체인 히트 소스(19)는 결합나사(15)에 의해 히트 싱크의 플레이트(13) 면에 접촉하도록 구성된다. 히스 소스(19)에서 발생한 열은 히트 싱크의 플레이트(13)에 전해지고 다시 냉각핀(11)으로 전달된다. 냉각핀으로 전달된 열은 공기와의 넓은 표면적으로 냉각된다. 이때 냉각팬(미도시)이 더 구비되어 공기를 유동시킴으로써 더욱 빠르게 냉각시킬 수 있다.

그러나 종래 이러한 냉각장치는 도 2에 도시된 것과 같이 결합나사의 체결부를 형성하여야 하므로 냉각면적이 손실이 일어나는 구간(21, 22)이 발생할 수 밖에 없었다. 이러한 냉각면적의 손실부가 많아질수록 냉각 장치의 냉각 효율은 떨어지게 된다. 또한 상기 히트 싱크의 제작에 있어서도 체결부를 제작하기위한 후가공이 추가됨에 따라 가격 상승의 요인이 된다. 히트 싱크의 성형 방식도 체결문제로 인해 단순한 압출방식을 사용할 수 없고 다이캐스팅 방법으로 제작하는 경우 냉각핀의 두께가 두꺼워져 히트 싱크의 냉각성능을 저해한다.

본 발명은 상기의 냉각 장치의 문제점을 극복하여 냉각 효율이 높은 냉각 장치를 제공하고, 상기 냉각 장치의 제조방법을 단순화하여 냉각 장치의 제조단가를 절감시키는 냉각 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 냉각 장치는 발열체와 접촉하는 방열부, 상기 발열체와 상기 방열부를 둘러싸는 가이드 홀더 및 상기 가이드 홀더와 함께 상기 방열부와 상기 발열체를 밀착시키는 가압부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 홀더에는 상기 방열부로 공기가 유동할 수 있는 개구부가 형성된 것을 특징으로 하며, 상기 개구부에는 공기의 유동을 일으키는 냉각 팬이 더 구비될 수 있다.

상기 가이드 홀더에는 상기 발열체가 외부의 장치로 연결될 수 있도록 개구 부가 형성된 것이 바람직 하고, 상기 방열부에는 다수개의 냉각 핀이 형성된 것이 바람직하다.

상기 가압부는 상기 가이드 홀더를 관통하는 스크류와 상기 가이드홀더 내부에서 상기 스크류로부터 전해진 힘을 상기 방열부로 균일하게 전달하는 가압판을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 가압판은 외부공기가 내부로 유입할 수 있는 사각 덕트형으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.

이하, 본 발명에 의한 냉각 장치의 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 동작을 상세하게 설명한다

도 3은 본 발명에 따른 냉각 장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명인 냉각 장치는 방열부(33)와 가이드 홀더(31) 및 가압부(35, 37)를 포함하여 형성된다.

상기 방열부(33)는 발열체(39)와 면접촉을 하여 발열체의 열을 외부로 발산시키는 역할을 한다. 발열체(39)는 반도체소자나 발광소자 등 전기적, 물리적 동작에 의해 열을 발생하는 모든 물체가 해당될 수 있다. 발열체(39)에서 발생한 열은 방열부(33)와 접촉면으로 전도되어 공기 기타 유체를 통해 냉각된다. 이때 상기 발열체(39)와 방열부(33) 사이에는 열전도율을 높이기 위한 물질이 첨가될 수도 있다. 도 3에서는 상기 방열부(33)에 전도된 열을 공기를 이용하여 냉각하고 있는 예를 보이나, 공기 이외에 물, 기름 등의 유체를 통해서 냉각 핀을 냉각시킬 수 있 다. 이때 상기의 유체들과 접촉되는 표면적이 넓을수록 냉각이 잘 일어나므로 도 3과 같이 방열부(33)에는 냉각 핀이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 공기 등의 유체가 냉각 핀 사이로 일측에서 반대측으로 유동할 수 있도록 상기 가이드 홀더(31)에는 서로 마주보는 개구부(36)가 형성되고 상기 개구부와 개구부 사이로 나란하게 냉각 핀이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 방열부는 열전달이 쉬운 알루미늄 등으로 형성될 수 있다.

상기 방열부(33)는 종래의 히트 싱크(heat sink)가 사용될 수 있다. 그러나 도 2에 도시된 것과 같은 종래 히트 싱크에 존재하던 체결구를 본 발명에서는 별도로 둘 필요가 없다. 본 발명에서는 이와같이 히트 싱크에 체결구를 형성하지 않음으로써 냉각 핀의 표면적을 더욱 넓게 하여 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 히트 싱크를 단순한 압출제작 방식으로 제작할 수 있으며 제작후 별도의 가공 공정을 생략할 수 있어서 전체적인 냉각 장치의 제작비용을 절감할 수 있다.

상기 가이드 홀더(31)는 상기 발열체(39)와 상기 방열부(33)를 함께 둘러싼다. 가이드 홀더(31)는 가압부(35, 37)와 함께 상기 발열체(39)와 방열부(33)가 밀착되도록 한다. 가이드 홀더(31)에는 상술한 것과 같이 서로 마주보는 위치에 개구부(36)가 형성되어 이를 통해 발열체(39)와 방열부(33)를 장착할 수 있고, 장착후에 방열부(33)로 유체가 출입할 수 있도록 형성된다. 상기 유체가 출입하는 개구부(33) 외에 상기 발열체(39)체가 외부의 장치와 연결될 수 있도록 적어도 하나 이상의 개구부(38)가 더 형성된다. 이때 개구부(38)는 상기 발열체(39)의 면적보다 좁게 하여 내부에서 발열체(39)로 압력이 가해져도 발열체(39)가 밖으로 튕겨나가 지 않게 한다. 이때 발열체가 닿는 부분은 외부로 돌출되도록 형성하여 발열체가 안정감있게 가이드 홀더에 장착되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 개구부(38)를 상기 발열체(39)의 크기와 같거나 크게 형성하고, 개구부(38) 주위로 별도의 지그(jig)를 형성하여 발열체(39)가 밖으로 튕겨나가지 않게 할 수도 있다. 가이드 홀더(31)는 금속 또는 플라스틱으로 형성될 수 있으며, 가압부(35, 37)에서 방열부(33)를 가압하고 있지 않는 상태에서는 상기 방열부(33)나 발열체(39)가 가이드 홀더 내부에서 자유롭게 이동할 수 있다.

상기 가압부(35, 37)는 상기 가이드 홀더(31)에 지지되어 상기 방열부(33)에 압력을 가함으로써 상기 발열체(39)와 상기 방열부(33)가 밀착되도록 한다. 상기 가압부는 가이드 홀더 내부에 있는 가압판(35)과 가이드 홀더(31)를 관통하는 스크류(37)를 포함하여 구성된다. 상기 스크류(37)는 가이드 홀더(31)에 지지되어 상기 가압판(35)을 이동시킨다. 상기 가압판(35)은 도 3에 도시된 것과 같이 사각버스턱트로 형성되어 냉각 유체가 유동될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 4는 상기 가이드 홀더(31)와 가압부(35, 37)가 결부된 일실시예를 나타내는 모습이다. 가이드 홀더(31)의 내부에 가압부의 가압판(35)이 위치하며, 스크류(37)가 가이드 홀더를 관통하여 상기 가압판(35)을 밀거나 당긴다. 스크류(37)와 가이드 홀더(31)가 만나는 부분은 나사골이 형성되어 스크류(37)를 시계방향으로 회전시키는 경우 가이드 홀더 내부로 들어가고, 반시계방향으로 회전시키는 경우 가이드 홀더 바깥쪽으로 나온다. 가이드 홀더(31) 내에서 상기 스크류(37)의 끝부분은 상기 가압판(35)과 연결된다. 상기 가압판(35)은 스크류에서 받은 힘을 균일 하게 방열부(33)로 전달하는 역할을 한다. 바람직하게 가압판(35)은 도 4에 도시된 것과 같이 사각 덕트 형태를 취하며, 덕트 안쪽부분의 스크류는 상기 사각덕트를 관통하는 부분의 스크류보다 두껍게 형성한다. 이와같이 가압판 내부에서 스크류의 굵기를 굵게형성하면 스크류(37)가 가이드 홀더 내부로 향할때는 가압판(35)은 스크류에 밀려 가이드 홀더(31)와 함께 방열부(33)를 발열체(39)에 밀착시키고, 스크류(37)가 가이드 홀더(31) 바깥방향으로 나올때 가압판(35)도 같은 방향으로 움직여 방열부(33)와 발열체(39)를 분리시킨다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다. 도 5에 도시된 실시예는 상기 도 3의 실시예에서 가이드 홀더(31)의 냉각 개구부(36)의 일방에 냉각 팬(50)을 더 구비한 것이다. 도 5와 같이 냉각 팬을 장치하면 방열부의 열을 외부로 빠르게 방출시킬 수 있어서 냉각 효율을 더욱 높일 수 있다. 또한, 종래 냉각 팬을 구비한 방열부의 경우 냉각 팬에서 발생한 공기의 일부는 방열부에 도달하지 못하고 누출되었으나, 본 발명은 상기와 같이 형성함으로써 냉각 팬에서 발생한 공기의 유동이 모두 방열부와 가압판의 공간을 통해서 이동하므로 냉각 장치의 효율을 배가 시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.

이상에서 본 것과 같이, 본 발명에 의하면 방열부를 발열체에 가이드 홀더와 가압부를 이용하여 밀착시킴으로써 방열부에 별도의 체결부를 두지 않아서 방열부의 표면적을 넓게 하여 냉각효율을 높이고, 체결부를 만드는 별도의 공정을 두지않아 원가 절감을 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 발열체와 접촉하는 방열부;

   상기 발열체와 상기 방열부를 둘러싸는 가이드 홀더; 및

   상기 가이드 홀더와 함께 상기 방열부와 상기 발열체를 밀착시키는 가압부를 포함하고,

   상기 가압부는

   상기 가이드 홀더를 관통하는 스크류와,

   상기 가이드홀더와 함께 상기 방열부와 발열체를 밀착시키는 가압판을 포함하며,

   상기 가압판은 외부공기가 내부로 유입할 수 있는 덕트 형상인 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드 홀더에는 상기 방열부로 공기가 유동할 수 있도록 서로 마주보는 위치에 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
3. 제 2 항에 있어서

   상기 개구부 중에 적어도 하나에는 공기의 유동을 일으키는 냉각 팬이 더 구비된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드 홀더에는 상기 발열체가 외부의 장치로 연결될 수 있도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열부는 발열체와 밀착되는 플레이트;와

   상기 플레이트에 형성된 다수개의 냉각 핀;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
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