CN102913876A - Led灯具、用于led灯具的散热器及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED灯具、用于LED灯具的散热器及其加工工艺。LED灯具包括散热器及LED模组。散热器包括连接件及多个冲压成型的散热片，多个散热片呈放射状均匀排布在连接件的四周；散热片包括散热部及定位部，连接件为耐高温材料的塑胶件，呈中空的柱状，其周面上沿轴向设置有定位槽。散热片冲压成型，可大大减小散热片的厚度，每个连接件上可装配的散热片数量达到60片以上，从而增大散热表面积，提高散热效率；连接件为耐高温材料的塑胶件，使得散热片与连接件连接牢固可靠，无需后期再次加固，同时连接件不利于导热，避免热量对其内的元件造成影响，保证LED灯具正常工作。散热片与连接件成型效率高，便于装配，可提高生产效率。

Description

LED灯具、用于LED灯具的散热器及其加工方法

技术领域

本发明属于照明装置领域，尤其涉及一种LED灯具、用于LED灯具的散热器及其加工方法。

背景技术

LED灯具已经被越来越广泛的应用在生活中，LED的优点之一是拥有很高的光电转换效率，与传统光源相比有很大的提升，但由于受到目前技术发展的限制，效率大概还是只有15-20%，这意味着多达80-85%的电能还是转换成了热量。因此，散热问题一直是LED照明面临的重要挑战。LED灯具依靠其散热器进行散热。现有技术中的LED散热器的生产工艺主要有三种。

第一种是型材车加工工艺，使用易车削的铝合金加工成型，后续经阳极处理毛边和外表面加工处理。该工艺生产效率低，使用耗材量大，需要后期处理，且该工艺的散热片厚度要求在1.5mm以上，否则不利于切削，且生产出的散热器具有30~40页散热片，散热表面积小，散热效果不佳。

第二种是LED鳍片式，散热为冲压加工铝片。铝片在冲压过程中连接成条形。经后续压合成型或用胶水粘合成型。其缺点是，冲压加工成条形的加工方法效率低；后续压合成型或用胶水沾合成型时，采用人工加工，加工过程效率低；使用50页散热片，散热表面积小不利传热。

第三种是LED压注成型：散热件用铝合金熔融后压注入模具中，再经车床加工和表面处理而成的LED散热件。其缺点是，铝合金需先熔融，材料使用量大；模具成型后毛坯还需车床加工表面处理，体积过大，传热界面材料厚度在1.5mm以上不利传热。 

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热效率高、生产效率高的LED灯具、用于LED灯具的散热器及其加工方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于LED灯的散热器，包括连接件及多个冲压成型的散热片，多个所述散热片呈放射状均匀排布在所述连接件的四周；

所述散热片包括散热部及定位部，所述定位部由所述散热部朝向所述连接件延伸；所述连接件为耐高温材料的塑胶件，呈中空的柱状，其周面上沿轴向设置有与所述定位部相配合的定位槽，所述定位槽为多个；所述定位部固定在所述定位槽中且二者一一对应。

其中，所述定位部上设有朝相邻的散热片弯折的卡位部，所述卡位部呈条形且沿所述连接件的轴向设置；所述定位槽的槽壁上开设有与所述卡位部相配合的卡位槽，所述定位槽与所述卡位槽均连通至所述连接件轴向的第一端端面。

其中，所述散热片包括相对设置的第一端及第二端，其第一端弯折形成弯折部，所述弯折部的形状与相邻两个所述散热片之间的间隙相配合，多个所述散热片的弯折部在同一平面上，所述散热片的第一端与所述连接件的第一端配合连接；所述散热片的第二端为平直状。

其中，所述连接件相对其轴向第一端的第二端外侧边缘沿轴向延伸形成管状的收容部，所述散热片的第二端亦延伸至所述收容部的端部。

其中，所述散热部上开设有多个通风孔。

其中，所述散热片的厚度为0.2mm~0.4mm，所述散热片的数目为大于或等于60。

其中，所述散热片采用高导热板材冲压成型，所述高导热板材包括钢板层及电镀在所述钢板层双侧表面的散热层。

相应地，本发明还提供了一种LED灯具，包括上述的用于LED灯的散热器及与所述散热器固定连接的LED模组。

同时，本发明还提供了一种上述的用于LED灯的散热器的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

通过连续冲压板材制成所述散热器的散热片；

采用耐高温材料注塑成型所述散热器的连接件；

逐一将多个所述散热片与所述连接件装配连接，使所述散热片的定位部嵌入到所述连接件的定位槽中。

其中，采用一模多穴的方式注塑成型所述连接件。

本发明中，散热片冲压成型，可大大减小散热片的厚度，提高每个连接件上可装配的散热片数量，从而增大散热表面积，提高散热效率；连接件为耐高温材料的塑胶件，使得散热片与连接件连接牢固可靠，无需后期再次加固，同时连接件不利于导热，避免热量对其内的元件造成影响，保证LED灯具正常工作。散热片与连接件各自单独成型，成型效率高；二者通过定位部与定位槽的配合连接，便于装配，可提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施方式提供的LED灯具的结构示意图；

图2是图1中LED灯具的沿II-II的剖面图；

图3是本发明优选实施方式提供的散热器的示意图；

图4是图3中散热器的分解示意图；

图5、图6是图4中散热器的连接件不同角度的示意图；

图7是本发明优选实施方式提供的高导热板材的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请一并参阅图1和图2，本发明实施方式提供的一种LED灯具，包括散热器及与散热器固定连接LED模组6。进一步，所述LED灯具还进一步包括套设在散热器外侧的外壳3、设置在外壳3第一端的灯罩4及设置在外壳3第二端的固定座5。其中外壳3为注塑批量成型件，利用外壳3可有效降低LED灯具表面温度，避免装卸过程中灼伤手。在使用过程中，外壳3的第一端朝下，第二端朝上。

如图3、图4所示，散热器包括连接件1及多个冲压成型的散热片2，多个散热片2呈放射状均匀排布在连接件1的四周。散热片2包括散热部21及定位部22，定位部22由散热部21朝向连接件1延伸；连接件1为耐高温材料的塑胶件，呈中空的柱状，其周面上沿轴向设置有与定位部22相配合的定位槽11，定位槽11为多个；定位部22固定在定位槽11中且二者一一对应。优选地，定位部22与定位槽11过盈配合，可进一步使得散热片2与连接件1连接牢固。

如图4至图6所示，定位部22上设有朝相邻的散热片2弯折的卡位部24，卡位部24呈条形且沿连接件1的轴向设置，定位槽11的槽壁上开设有与卡位部24相配合的卡位槽12，利用卡位槽12与卡位部24的配合可使散热片2与连接件1的连接牢固可靠。定位槽11及卡位槽12均连通至连接件1轴向的第一端端面，使得散热片2可从连接件1的第一端将散热片2的定位部22插入到定位槽11中。卡位部24亦为冲压形成，同时卡位槽12靠近连接件1的侧面，以尽可能增大卡位槽12的深度。利用卡位部24和卡位槽12的配合可以限定定位部22在连接件1径向上插入定位槽11的距离，使多个散热片2与连接件1装配后，多个散热片2的外侧边缘位于同一圆周上，外形美观，利于后期进一步加工。

如图4所示，散热片2的第一端弯折形成弯折部23，弯折部23的形状与相邻两个散热片2之间的间隙相配合，多个散热片2的弯折部23在同一平面上，以便于与LED模组6配合连接从而吸收LED模组6产生的热量。弯折部23直接与LED模组6连接，弯折部23吸收的热量可直接传递至散热部21进行散热，提高散热效率。弯折部23的形状与相邻两个散热片2之间的间隙相配合，可最大限度的增大与LED模组6的接触面积。定位部22与散热部21的端部均弯折形成有弯折部23，不仅增大与LED模组6的接触面积，而且，散热片2的第一端与连接件1的第一端配合连接，弯折部23挡在定位槽11位于连接件1第一端的边缘，可以限制散热片2在连接件1轴向上嵌入定位槽11中的距离，使得散热片2与连接件1装配连接后，各个散热片2的第一端平齐，弯折部23位于同一平面上。

散热片2的第二端为平直状。在LED灯具使用过程中，散热片2的第一端朝下、第二端朝上，相应地，连接件1的第一端朝下，第二端朝上。散热片2的第一端为平直状，使弯折部23吸收热量形成的热气流可以通过散热器的上方顺利从LED灯具中流出，便于热量向外界的扩散。

散热部21上开设有多个通风孔20，以便于散热器内的空气流动，增强散热性能。

散热片2的厚度为0.2mm~0.4mm，在相同的空间内可以设置更多的散热片2，提高设置于同一连接件1的散热片2数目，同时可以保证散热片2的结构强度。当然散热片2的厚度并不局限于此。散热片2的数目为大于或等于60，提高散热器的散热表面积，提高散热率。

在本实施方式中，散热片2采用厚度为0.3mm的高导热板材200冲压成型，减小散热片2厚度，使其厚度可以降低到0.5mm及以下。此处，高导热板材200是指导热系数大于200k（W/（M·K））的板材。具体地，如图7所示，所述高导热板材200包括钢板层201及电镀在所述钢板层201双侧表面的散热层202。高导热板材200的内芯为钢板层201，结构强度高，可采用较小厚度达到较高的结构强度；由于散热主要依靠外表面进行散热，故主要依靠散热层202进行散热；铜的导热系数高，高导热板材200的外层为散热层202，散热层202可采用的较高导热系数的材质，提高整体导热率。在本实施方式中，散热层202为镀铜层，铜的导热系数为401K W/(m·K)，导热效率高。若散热器用于大功率的LED灯具，为了提高散热效率，散热层202可采用导热系数达429KW/(m·K)的镀银层，或者采用其他高导热系数的材质。散热层202电镀在钢板层201双侧表面，二者结合紧密。当然，此处的高导热板材200也可以是铝制板材、或者铝合金板材等等。

连接件1为耐高温的塑胶材料，例如PPS、LCP等等，其本身导热能力亦较差，使得传递到连接件1内中空部位的热量少，有效避免LED模组6产生的热量对设置在连接件1空腔内的电子元件造成影响。

如图3、图4所示，连接件1相对其轴向第一端的第二端外侧边缘沿轴向延伸形成管状的收容部13，以便于设置LED模组6的驱动装置等元件并使之与散热片2隔离，避免热能对其影响。散热片2的第二端亦延伸至收容部13的端部，以利于收容部13周围的热量扩散。

本发明提供的散热器的采用60片以上的散热片2，整体散热面积是现有LED产品的1.5倍以上，散热效率高。采用整个LED灯具的外表面温度在工作状态为40度左右，工人装卸过程中不会有灼手的感觉。

相应地，本发明还提供了上述散热器的加工方法，包括以下步骤：通过连续冲压板材制成所述散热器的散热片2；采用耐高温材料注塑成型所述散热器的连接件1；逐一将多个所述散热片2与所述连接件1装配连接，使所述散热片2的定位部22嵌入到所述连接件1的定位槽11中。

通过连续冲压导热板材制成散热器的散热片2，生产效率高，可大大减小散热片2的厚度，其厚度可以降低到0.5mm及以下，提高每个连接件1上可装配的散热片2数量；作为优选，散热片2为高速连续冲压制成，其冲速为300次/分以上，使用材料少，进一步提高生产效率。此处的板材即为上述的高导热板材200，其结构在此不再赘述。

采用耐高温塑胶材料注塑成型散热器的连接件1，进一步，采用一模多穴的方式注塑成型连接件1，耗材少，效率高。连接件1采用耐高温塑胶材料，具有一定隔热效果，可减少散热片2的热量对连接件1内的电器件的影响。

使散热片2的定位部22嵌入到连接件1的定位槽11中。散热片2与连接件1间的连接牢固可靠，且无需后期加固处理。

连接件1与散热片2的结构配合使得二者之间的装配可以采用自动化装配，例如，利用步进旋转机构带动连接件1步进旋转，夹持机构将散热片2夹持并利用推送机构将散热片2的定位部22插入到定位槽11中，并采用单片机等控制系统控制上述机构动作，装配过程可以实现自动化，用工量小，装配效率高。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于LED灯的散热器，其特征在于，包括连接件及多个冲压成型的散热片，多个所述散热片呈放射状均匀排布在所述连接件的四周；

所述散热片包括散热部及定位部，所述定位部由所述散热部朝向所述连接件延伸；所述连接件为耐高温材料的塑胶件，呈中空的柱状，其周面上沿轴向设置有与所述定位部相配合的定位槽，所述定位槽为多个；所述定位部固定在所述定位槽中且二者一一对应。

2.根据权利要求1所述的用于LED灯的散热器，其特征在于，所述定位部上设有朝相邻的散热片弯折的卡位部，所述卡位部呈条形且沿所述连接件的轴向设置；所述定位槽的槽壁上开设有与所述卡位部相配合的卡位槽，所述定位槽与所述卡位槽均连通至所述连接件轴向的第一端端面。

3.根据权利要求2所述的用于LED灯的散热器，其特征在于，所述散热片包括相对设置的第一端及第二端，其第一端弯折形成弯折部，所述弯折部的形状与相邻两个所述散热片之间的间隙相配合，多个所述散热片的弯折部在同一平面上，所述散热片的第一端与所述连接件的第一端配合连接；所述散热片的第二端为平直状。

4.根据权利要求3所述的用于LED灯的散热器，其特征在于，所述连接件相对其轴向第一端的第二端外侧边缘沿轴向延伸形成管状的收容部，所述散热片的第二端亦延伸至所述收容部的端部。

5.根据权利要求1所述的用于LED灯的散热器，其特征在于，所述散热部上开设有多个通风孔。

6.根据权利要求1所述的用于LED灯的散热器，其特征在于，所述散热片的厚度为0.2mm~0.4mm，所述散热片的数目为大于或等于60。

7.根据权利要求1所述的用于LED灯的散热器，其特征在于，所述散热片采用高导热板材冲压成型，所述高导热板材包括钢板层及电镀在所述钢板层双侧表面的散热层。

8.一种LED灯具，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的用于LED灯的散热器及与所述散热器固定连接的LED模组。

9.一种权利要求1至7任一项所述的用于LED灯的散热器的加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

通过连续冲压板材制成所述散热器的散热片；

采用耐高温材料注塑成型所述散热器的连接件；

逐一将多个所述散热片与所述连接件装配连接，使所述散热片的定位部嵌入到所述连接件的定位槽中。

10.根据权利要求8所述的用于LED灯的散热器的加工方法，其特征在于，采用一模多穴的方式注塑成型所述连接件。

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