CN102072473A - Led灯散热装置及其加工方法 - Google Patents

Abstract

LED灯散热装置及其加工方法，涉及一种LED灯。目前的散热器重量大大超过传统的灯泡，且体积较大、耗材多，这些均成为LED灯推广应用中的一个瓶颈。它包括安装座、与安装座连接的散热片，所述安装座设散热片插接槽，所述散热片与插接槽为过盈配合以使散热片卡止在插接槽中，所述的安装座设凸筋，所述凸筋的中间设所述插接槽，凸筋的两边为施压面。因散热片与安装座为直接接触，热阻小，且接触面积大，散热效果好，体积小，散热装置重量轻、成本低，安装座形状简单，便于加工成型，废品率低、生产效率高。

Description

LED灯散热装置及其加工方法

【技术领域】

本发明涉及一种LED灯，尤指LED灯的散热装置。

【背景技术】

目前作为LED灯包含光源、散热器、驱动器、二次光学系统的四大部份，现市场上这类灯具的散热器都是用拉伸铝型材或压铸铝制成，为增加散热面积，外表面多制成翅片状，翅片呈轮辐状分布或平行分布，其为整体式结构，散热器的一端固定LED，并把LED工作时产生的热传递至翅片上，散热。这种散热器重量大大超过传统的灯泡，且体积较大、耗材多，这些均成为LED灯推广应用中的一个瓶颈。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种LED灯散热装置及其加工方法，以达到金属用量少、体积小、散热效热果好、加工方便的目的。为此，本发明采取以下技术方案：

LED灯散热装置，其特征在于：它包括安装座、与安装座连接的散热片，所述安装座设散热片插接槽，所述散热片与插接槽为过盈配合以使散热片卡止在插接槽中，所述的安装座设凸筋，所述凸筋的中间设所述插接槽，凸筋的两边为施压面。凸筋的两边为施压面用于加压使凸筋的插接槽变窄，从而将插接于插接槽中的散热片夹紧。可采用机械一次加压的方式，提高工作效率，保证产品质量。现将散热装置分解为安装座及散热片，安装座用于安装LED光源和固定散热片，散热片则用于散热；安装座可由具一定机械强度的高导热率材料制成，如铝合金或铜合金材料等，散热片可采用质量轻、导热率高的材料制成，如薄片状的金属材料，如铜或铝，也可以是碳素材料，如石墨、纳米碳、复合碳素材料等，还可以是陶瓷材料，如氮化铝、氧化铝等；安装座与散热片分别制成，在保证各自功能的前提下，有效降低散热装置的重量、成本；散热片与插接槽为过盈配合以使散热片卡止在插接槽中，散热片与安装座的插接槽壁直接贴附，接触面大，且中间不存在热阻材料，LED光源产生的热量通过安装座直接传递给紧贴于安装座的散热片，热传递快，散热快，相比同样的散热效果的产器，本发明的散热装置体积小，重量轻，便于灯具设计、安装。若散热片与安装座之间采用焊接的方式，虽能获得良好的热连接和机械强度，但对散热片的选材有一定的限制，如碳纳米材料的散热片是无法直接焊接的，即使是铝材料的散热片，焊接也较为困难的，要求操作人员的焊接水平高，否则易产生漏焊等情况，影响热传递。若采用粘结的方式，散热片与安装座之间将形成一粘结层，粘结层的导热率通常不超过2.0W/MK，这就会在两者之间形成一道热阻，影响散热效果。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征：

所述的安装座呈板状，所述凸筋平行排布于安装座的背面，所述的散热片的下端设有固定座，所述的固定座设有与散热片相配的限位槽。安装座可呈矩形、圆形等状，复数条凸筋平行排布于安装座上，安装座可采用铸件或拉伸铝型材，设凸筋的安装座生产效率高，较一体式散热装置的废品率低。固定座的限位槽用于加固散热片的定位，固定座与安装座可通过连接件连接。

所述的安装座呈圆柱状，所述的凸筋与圆柱轴线平行并均布于圆弧表面。圆柱状的安装座顶面可用于固定LED，圆弧侧面插接散热片。

所述的安装座的顶面及底面分别连接一限位板，所述的限位板设复数个散热孔。限位板支撑散热片的两侧边，用于限制并保护散热片；散热孔用于空气流通，加快散热。

凸筋截面呈梯形、矩形或渐开线齿形。

所述的凸筋截面为等腰或直角梯形，顶面较底面短。便于实现机械加工，当相配的模具下压时，斜面具有导向作用，方便夹紧散热片。

所述的散热片采用金属材料、碳素材料或陶瓷材料。材料的选择范围大，不受焊接等条件的限制。

LED灯散热装置加工方法，其特征在于其包括以下步骤：

1)安装座加工步骤，制造带凸筋的安装座；

2)插接槽加工步骤，找正定位安装座后，用机加工的方式在凸筋上开对应的插接槽，插接槽的宽度略大于散热片；

3)插接散热片步骤，将散热片插入插接槽中；

4)变形夹紧步骤，对凸筋两侧施压，使插接槽向内变形，使散热片卡止在插接槽中。

施压前插接槽的槽宽比散热片厚度大0.05-0.3mm，槽深为2-5mm。

施压可采用合模的方式，也可采用两边夹紧的方式。

在变形夹紧步骤中，采用与凸筋相配的压模，在压模与安装座接近的过程中，压模挤压凸筋两侧的施压面，使凸筋受压变形而卡止散热片。采用压模方式加工，在一次下压的过程中便可使所有的散热片都夹紧，工作效率高。

散热片的下端插接入固定座的限位槽中，固定座与安装座之间通过紧固件连接。所述的紧固件可为螺杆、弹簧等

有益效果：

1、由于散热片与安装座为直接接触，热阻小，且接触面积大，散热效果好，在同样的散热效率下，该结构的散热装置体积小。

2、散热片与安装座为两部分，故可采用不同的材料，以减少散热装置重量、降低成本产，

3、安装座形状简单，便于加工成型，废品率低。

4、在生产过程中，尤在散热片的固定时，可采用机械自动加工，有效提高生产效率。

【附图说明】

图1是本发明第一种结构示意图；

图2是本发明安装座结构示意图；

图3是本发明第二种结构示意图；

图4是本发明第三种结构示意图；

图5是本发明安装座另一种结构示意图；

图6是本发明一种加工示意图；

图7是本发明另一种加工示意图。

【具体实施方式】

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图1、2所示，散热装置包括安装座1、与安装座1连接的散热片2安装座1设散热片2插接槽3，安装座上可通过连接件固定LED光源10，连接件可为螺钉、粘结层等。散热片2与插接槽3为过盈配合以使散热片2卡止在插接槽3中。安装座1设凸筋4，凸筋4截面可呈梯形、矩形或渐开线齿形，图中所示的凸筋4截面为等腰梯形，其顶面较底面短。凸筋4的中间设插接槽3，凸筋4的两边为施压面41；散热片2的下端设有固定座5，固定座5设有与散热片2相配的限位槽6。安装座1呈板状，凸筋4平行排布于安装座1的背面。安装座1可为矩形，也可如图3所示，呈圆盘状，为加快散热，可在安装座1及或固定座5上设散热孔7，加快散热，热空气通过安装座1散热孔7，经固定座5的散热孔7或散热片2之间的间隙向外散发。散热片2采用金属材料、碳素材料或陶瓷材料。

如图4、5所示，安装座1也可呈圆柱状，凸筋4与圆柱轴线平行并均布于圆弧表面，散热片2呈轮辐状排设。为了使散热片2能更好固定，可在安装座1的两端增设限位件8，同样也可在限位件8上开设复数个散热孔7用于散热。

本方明的加工方法，包括以下步骤：

1)安装座1加工步骤，制造带凸筋4的安装座1；

2)插接槽3加工步骤，找正定位安装座1后，用机加工的方式在凸筋4上开对应的插接槽3，插接槽3的宽度略大于散热片2；

3)插接散热片2步骤，将散热片2插入插接槽3中；

4)变形夹紧步骤，对凸筋4两侧施压，使插接槽3向内变形，使散热片2卡止在插接槽3中；

5)散热片2的下端插接入固定座5的限位槽6中，固定座5与安装座1之间通过螺杆等连接。

如图6所示，在变形夹紧步骤中，采用与凸筋4相配的压模9，在压模9与安装座1接近的过程中，压模9挤压凸筋4两侧的施压面41，使凸筋4受压变形而卡止散热片2。

如图7所示，在变形夹紧步骤中，采用从每条筋两施压面41向中间压紧的方式夹紧散热片2，夹紧力可来自于弹性件，如弹簧，也可来自于压力缸，此方法较为灵活，可根据不同的凸筋4的宽度、数量做调整，以适应不同的散热装置。

凸筋4的安装座1可采用拉伸或压铸的方式制成。插接槽3可用铣刀加工而成，在加压前插接槽3的宽度与散热片2的厚度略宽0.1-0.2mm，因散热片2、插接槽3在加工过程中，存在加工误差，如平面度误差等，故而预留0.1-0.2mm的间隙，方便插接及加压紧固，槽深为2-5mm，槽太深则加工不便，排屑困难、切削力大，削弱安装座1强度，太浅，则散热片2固定不牢固，且接触面小而影响热传递，3-4mm的槽深最为适宜，兼顾安装座1强度及散热性。

Claims (10)

1.LED灯散热装置，其特征在于：它包括安装座(1)、与安装座(1)连接的散热片(2)，所述安装座(1)设散热片(2)插接槽(3)，所述散热片(2)与插接槽(3)为过盈配合以使散热片(2)卡止在插接槽(3)中，所述的安装座(1)设凸筋(4)，所述凸筋(4)的中间设所述插接槽(3)，凸筋(4)的两边为施压面(41)。

2.根据权利要求1所述的LED灯散热装置，其特征在于：所述的安装座(1)呈板状，所述凸筋(4)平行排布于安装座(1)的背面，所述的散热片(2)的下端设有固定座(5)，所述的固定座(5)设有与散热片(2)相配的限位槽(6)。

3.根据权利要求1所述的LED灯散热装置，其特征在于：所述的安装座(1)呈圆柱状，所述的凸筋(4)与圆柱轴线平行并均布于圆弧表面。

4.根据权利要求3所述的LED灯散热装置，其特征在于：所述的安装座(1)的顶面及底面分别连接一限位板(8)，所述的限位板(8)设复数个散热孔。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的LED灯散热装置，其特征在于：所述的凸筋(4)截面呈梯形、矩形或渐开线齿形。

6.根据权利要求5所述的LED灯散热装置，其特征在于：所述的凸筋(4)截面为等腰或直角梯形，顶面较底面短。

7.根据权利要求6所述的LED灯散热装置，其特征在于：所述的散热片(2)采用金属材料、碳素材料或陶瓷材料。

8.LED灯散热装置加工方法，其特征在于其包括以下步骤：

1)安装座(1)加工步骤，制造带凸筋(4)的安装座(1)；

2)插接槽(3)加工步骤，找正定位安装座(1)后，用机加工的方式在凸筋(4)上开对应的插接槽(3)，插接槽(3)的宽度略大于散热片(2)；

3)插接散热片(2)步骤，将散热片(2)插入插接槽(3)中；

4)变形夹紧步骤，对凸筋(4)两侧施压，使插接槽(3)向内变形，使散热片(2)卡止在插接槽(3)中。

9.根据权利要求8所述的LED灯散热装置加工方法，其特征在于：在变形夹紧步骤中，采用与凸筋(4)相配的压模(9)，在压模(9)与安装座(1)接近的过程中，压模(9)挤压凸筋(4)两侧的施压面(41)，使凸筋(4)受压变形而卡止散热片(2)。

10.根据权利要求9所述的LED灯散热装置加工方法，其特征在于：散热片(2)的下端插接入固定座(5)的限位槽(6)中，固定座(5)与安装座(1)之间通过紧固件连接。

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