JP3135391U - Ｌｅｄ発光モジュールの散熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供する。
【解決手段】 主にＬＥＤ発光モジュールの散熱装置は散熱ユニット、ＬＥＤ発光モジュール、散熱ベースを含み、散熱ユニット中には凹槽及び穿孔を設置し、該ＬＥＤ発光モジュールは発光結晶粒子により基板上に連結し、該基板は一層の導熱層により該散熱ベースの底表面上に充填粘着接続され、該散熱ベースは該散熱ユニットの凹槽中に固設され、該散熱ベースと該散熱ユニットは固接し一体を呈し、及び該導熱層は該基板の熱を均一かつ効率的に散熱ベースに伝達し、さらに、該散熱ベースにより該熱を該散熱ユニットに伝達する。導熱層の迅速かつ有効な直接導熱により、ＬＥＤが発生する高温は伝導され発散され、ＬＥＤの寿命の安定と発光効率を向上させることにより、ＬＥＤ発光モジュール全体の散熱効率を高めることができる。
【選択図】 図１

Description

本考案は一種のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置に関する。特に一種のＬＥＤ発光モジュールの散熱効率を効果的に向上させることができるＬＥＤ発光モジュールの散熱装置に係る。

公知のＬＥＤ発光モジュールの典型的な例として、特許文献１(台湾特許証書第Ｍ２９７４４１号）のＬＥＤ投射光源モジュール実用新案がある。しかし該構造は長期の使用において、以下のような欠陥が出現する
(１)ＬＥＤユニット２は主体１の容置空間に接触して対応して設置されるが、２個の部品の対応では、その接触面に完全に間隙がないということは有り得ない。すなわち、連接の接触表面を微細に観察すると、必ず毛細孔、機械加工刀痕が発見され、平面度の調整が必要となる。よってＬＥＤユニット２が該主体１に導熱する熱伝導効率は不良である。
(２)該主体１は圧迫方向により散熱ユニット３の中央穿孔中に嵌入し、該主体１は圧迫式の接触であるため、該主体１の円周表面は該散熱ユニット３の接触境界面と完全に線状接触することは難しく、該主体１の円周表面には微細な毛細孔、機械加工刀痕が見られ、及び平面度の調整が必要である。このため、該主体１は熱を効果的にフィンに伝達することはできない。また該主体１中央穿孔の該各フィンの線状断面には誤差がある。もし一枚のフィンに歪みがあれば、線状断面は該主体１円周辺に効果的に接触することはできないため、熱伝導の効率は大きく割り引かれてしまう。
(３)散熱ユニット３は放射状の複数のフィンが集合し構成し、その外表面には一切の固定装置がないため、該散熱ユニット３が衝撃を受けると（地面に落下するなど）、フィンは変形し、該主体１円周辺と局部のフィンの線状断面の対応に緩みが生じ、有効な導熱ができなくなってしまう。
(４)ＬＥＤユニット２が発光する時、その光波の伝達には一切の制御がないため、照らされる区域を設計者が必要とする光像に制御することは難しい。例えば、照らされる場所が光を集中する必要がある、或いは光は拡散状態とする必要があるなどの場合でも、該ＬＥＤユニット２は有効に制御することはできない。
台湾特許証書第Ｍ２９７４４１号 特開２００２−３２９８９６号公報

上記公知構造の欠陥に鑑み、ＬＥＤ発光モジュールの散熱効率と散熱の安定性を向上させることが考案が解決しようとする課題である。

本考案の主要な目的はＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供し、ＬＥＤ発光基板の底表面と散熱ベースの間に導熱層を粘着接続することにより、ＬＥＤ発光基板の熱を効果的に散熱台に伝達し、これによりＬＥＤ発光モジュールの散熱効率を向上させ、
本考案の次なる目的は、ＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供し、該散熱ユニット中央には該散熱台形状と符合する凹槽を開設し、該凹槽は線状の槽側壁面及び線状の水平槽壁面を備え、該散熱台の周辺表面は線状の槽側壁面上に溶接し、及び該散熱台の底表面は線状の水平槽壁面上に溶接し、これにより該散熱台は効率的に、しかも安定的に熱を該散熱ユニットに伝達可能で、
本考案の次なる目的は、ＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供し、該散熱ユニット外周縁辺には外環体を嵌設し、該散熱ユニットの受力強度を増強し、これにより該散熱ユニットは衝撃を受けても変形せず、
本考案の次なる目的は、フィンの数量を増大させ、散熱面積を拡大し、散熱フィンと空気の接触面積を増加させ、より良い散熱機能と効果を達成し、またＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供し、ＬＥＤ発光モジュールの上方にレンズを接続し、ＬＥＤ発光スペクトラムの集中或いは分散を制御し、

図１、２、３に示すように、本考案はＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供し、それは放射状配列を呈する多数のフィン(散熱ユニット１０、図４参照１２)、ＬＥＤ発光モジュール３０、散熱ベース４０を含み、
該放射状配列を呈する多数のフィン(散熱ユニット１０)は相互に溶接し散熱ユニット１０を組成し、該散熱ユニット１０中央には溶接に供する凹槽１４を設置し、該凹槽１４中央には穿孔１４１を設置し、該凹槽１４の槽側壁面１４２は直線状側壁面を形成し、該凹槽１４の底部には直線状槽壁面１４３を形成し、
ここで言う線状とは、壁面を形成する多数のフィンの側辺が複数の直線状であることで、ＬＥＤ発光モジュール３０（図３参照）は少なくとも１個以上の発光結晶粒子３２を含み、該発光結晶粒子３２は基板３４上に連結し、散熱ベース４０は容物空間４２を備え、一層の導熱層６０は容物空間４２の底表面４２１に充填連接され、基板３４の底表面３４１は該導熱層６０表面に充填連接され（図１参照）、該散熱ベース４０底部の外表面４４は該線状水平槽壁面１４３に溶接し、該散熱ベース４０の外周面４３は該線状槽側壁面１４２に溶接される（図４参照）。
前記構成において、該散熱ユニット１０の外形は錐形状を呈し、その最大外径の周縁辺１１は外環体１１１により嵌設され、内、該基板３４上方にはレンズ６５を設置し、該レンズ６５は凸弧状或いは凹弧状の表面６２を備え、該レンズ６５の周縁辺６４は該凹槽１４の槽周縁辺中に設置し、該凹槽１４の槽側壁面１４２は傾斜を呈し錐形状を形成し、該散熱ベース４０の外周面４３は傾斜した錐形状を呈し、該外周面４３は該槽側壁面１４２上に溶接される（図４参照）。
前記散熱ベース４０の底部中央には穿孔４２２を設置し、該導熱層６０の中央には穿孔６０１を設置し、該２個の穿孔４２２、６０１は相互に対応し、該基板３４の電気連接器３４２は該穿孔６０１、４２２から穿出し、電源供給器７０は灯頭５０内部容槽５３中に設置し、その電気導線７１は連接器７２を外付けし、該連接器７２と該基板３４の連接器３４２が相互に接続される。
スリーブ９０の底端には底板９２を連結し、該スリーブ９０は該散熱ユニット１０の穿孔１４１に穿入し、該底板９２の両側辺にはそれぞれ係合制御凸片９２１を設置し、固定盤７５は上板面７４上に固接し、該底板９２の係合制御凸片９２１は該灯頭５０の開口端５２下縁に予め設置する環状凹槽５２１中に係合接続し（図３参照）、該散熱ユニット１０下端横断面の底連接部１５は該底板９２の表面上に固接し（図４参照）、内、図１中の基板３４はアルミニウム、銅、石英或いはセラミック材質により構成し、内、図１中の導熱層６０はカーボン繊維粉末６６材料を使用するＬＥＤ発光モジュールの散熱装置を提供する。

上記のように、本考案によれば、導熱層の迅速かつ有効な直接導熱により、ＬＥＤが発生する高温を伝導し発散し、ＬＥＤの寿命の安定と発光効率を向上させることにより、ＬＥＤ発光モジュール全体の散熱効率を高めることができる。

本考案の好適なＬＥＤ発光モジュールの散熱装置の実施例を図を参照して説明する。
図１に示すように、散熱ベース４０底部の外表面４４は溶接技術を利用し、水平の槽壁面１４３上に溶接されるため、該散熱ベース４０は水平槽壁面１４３と安定的に接触、連結する（図４参照）。該散熱ベース４０の外周面４３は線状槽側壁面１４２上に溶接されるため、該散熱ベース４０は該線状槽側壁面１４２上と相互に連結し、該散熱ベース４０全体は該凹槽１４中に連結する。これにより該散熱ベース４０はフィン１２一枚一枚に熱を効果的に伝送することができ、こうして散熱効果は確実で信頼性が高くなり、かつ向上する。
導熱層６０は固態片或いはゴム状で、基板３４の底表面３４１は該導熱層６０により粘着結合し、容物空間４２の底表面４２１に固定される（図１参照）。該基板３４は石英材質により製造するが、「石英」は高導熱特性を備えるため、基板３４全体の散熱効率を増進することができる。

前記導熱層６０にはカーボン繊維粉末６６材料を加えるため、該基板３４の熱を該散熱ベース４０上に均一に伝達可能である。該導熱層６０は均一に底表面３４１、４２１上に粘着するため、該底表面３４１、４２１上の微細な毛細孔、機械加工刀痕及び調整平面度と、該導熱層６０は均一な連結を行うことができ、こうして散熱効率を高めることができる。
結晶粒子３２が電気作用を受け発光し、高熱を発すると、その温度は迅速に該導熱層６０を直接通過し該散熱ベース４０に伝わり、さらに該散熱ベース４０により該散熱ユニット１０に伝達され散熱される。よって、該結晶粒子３２の作動、発光による温度は迅速に散熱され、該結晶粒子３２の使用寿命を延長することができる。

図４、５に示すように、レンズ６５は凸弧状或いは凹弧状に設置され、該結晶粒子３２が発光するスペクトラムの焦点を集め或いは発散する。これによりＬＥＤ発光スペクトラムの角度を調整し、光の輝度及び光の柔和度を調整し、使用者に様々な使用を提供することができる。外環体１１１は周縁辺１１上に嵌設し、こうして該散熱ユニット１０をさらに固定し、該散熱ユニット１０に外力が衝突しても、該外環体１１１の保護により、該フィン１２の変形を防止することができる。
連接器７２はスリーブ９０の穿孔中を通過し、別の連接器３４２と連接するため、電気的連接が迅速で、２個の連接器３４２、７２の電気的連接は方向性を備えるため、該連接器３４２、７２が反対に連接してしまう弊害の発生を防止することができる。
灯頭５０後端の螺旋ジョイント５６は、外面の電源コンセント（図示なし）と相互に螺接し、それが得る電源は、電源供給器７０の整流／変圧を経由し、該連接器３４２、７２を通して適当な電圧／電流を該基板３４及び該結晶粒子３２に出力し使用に供する。

図４、５に示すように、上板面７４、該電源供給器７０、固定盤７５及び底板９２は容槽５３中に固定され、該スリーブ９０は穿孔１４１中に穿入する。係合制御凸片９２１は開口端５２やや下方の環状凹槽５２１中に回転係入し（図１,４参照）、こうして該底板９２及び該スリーブ９０は該灯頭５０中に固定される。
該散熱ユニット１０の底部は水平横断面を呈し底連接部１５となり、該底板９２の表面上に溶接され、相互に固接され一体に連結される。よって該底板９２が該灯頭５０に固定された後は、該散熱ユニット１０も該灯頭５０上に固定され、該散熱ユニット１０の凹槽１４中には該散熱ベース４０を固定する。同時に、該散熱ユニット１０も該灯頭５０上に固定されるため、該散熱ユニット１０が外力の作用を受けても、緩んだり分解する恐れはない。

図６に示すように、該導熱層６０はカーボン繊維粉末６６材料を使用することができる。
該カーボン繊維粉末６６はナノテクノロジーにより製造し、１分子は１０^-6mmである。該基板３４の底表面３４１には微細な凹凸の毛細孔３４３があり、該散熱ベース４０の底表面４２１にも微細な凹凸の毛細孔４２３を備えるが、ナノ化されたカーボン繊維粉末６６の粒子は該毛細孔４２３、３４３、機械加工刀痕及び調整平面度中に入り込むことができ、こうして導熱効率を高めることができる。また図７に示すように、該基板３４及び該散熱ベース４０はカッター、かんななど機械工具の加工により、その加工表面には微細な加工後の不平坦の刀痕表面３５、４５があり、或いは非平面の加工面が存在する。しかし、該導熱層６０を該刀痕長面３５、４５の間隙中に充填することで、そのカーボン繊維粉末６６は不平坦の刀痕表面３５、４５上に十分に入り込む。こうしてさらに該基板３４と該散熱ベース４０間の導熱効果を高めることができる。
上記のように、本考案特徴が示す性能は卓越した機能と効果を達成し、新規性及び進歩性を備えるものである。

本考案の実施例の部品の分解立体図である。 本考案の実施例の散熱ユニットの断面図である。 本考案の実施例の部品の別の分解立体図である。 本考案の実施例のの縦方向断面図である。 本考案の実施例のの組合せ立体図である。 本考案の実施例の板、散熱ベースが導熱層により連結する局部拡大図である。 本考案別のの実施例の基板、散熱ベースが導熱層により連結する局部拡大図である。

符号の説明

１０ 散熱ユニット(フィン)
１１、６４ 周縁辺(フィン)
１１１ 外環体
１２ フィン
１４ 凹槽
１４１、４２２、６０１ 穿孔
１４２ 槽側壁面
１４３ 槽壁面
１５ 底連接部
３０ 発光モジュール
３２ 結晶粒子
３４ 基板
３４２、７２ 連接器
３５、４５ 刀痕表面
４０ 散熱ベース
４２ 容物空間
４２１、３４１ 底表面
４２３、３４３ 毛細孔
４３ 外周面
４４ 外表面
５０ 灯頭
５２ 開口端
５２１ 環状凹槽
５３ 容槽
５６ ジョイント
６０ 導熱層
６２ 表面
６５ レンズ
６６ カーボン繊維粉末
７０ 電源供給器
７１ 導線
７４ 上板面
７５ 固定盤
９０ スリーブ
９２ 底板
９２１ 係合制御凸片

Claims (8)

1. 主にＬＥＤ発光モジュールの散熱装置は放射状配列を呈する多数のフィン、ＬＥＤ発光モジュールを含み、
   該放射状配列を呈する多数のフィンは相互に溶接し散熱ユニットを組成し、該散熱ユニット中央には溶接に供する凹槽を設置し、該凹槽中央には穿孔を設置し、該凹槽の槽側壁面には線状側壁面を形成し、該凹槽の底部には線状槽壁面を形成し、
   該ＬＥＤ発光モジュールは少なくとも１個或いは１個以上の発光結晶粒子、散熱ベースを含み、
   該少なくとも１個或いは１個以上の発光結晶粒子は基板上に連結し、
   該散熱ベースは容物空間を備え、該容物空間の底表面と該基板底表面が接続する間隙中には導熱層を連結し、該散熱ベース底部の外表面は該線状水平槽壁面に溶接し、該散熱ベースの外周面は該線状槽側壁面上に溶接することを特徴とするＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
2. 前記該基板上方にはレンズを設置し、該レンズは凸弧状或いは凹弧状の表面を備え、該レンズの周縁辺は前記凹槽の槽周縁辺中に設置し、
   該凹槽の槽側壁面は傾斜を呈し錐形状を形成し、
   前記散熱ベースの外周面は傾斜した錐形状を呈し、外周面は該槽側壁面上に溶接することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
3. 前記散熱ベースの底部中央には穿孔を設置し、
   前記導熱層の中央には穿孔を設置し、２個の穿孔は相互に対応し、前記基板の電気連接器は該２個の穿孔から穿出し、
   電源供給器は灯頭内部容槽中に設置し、その電気導線は連接器を外付けし、該連接器と前記基板の連接器は相互に接続されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
4. 前記ＬＥＤ発光モジュールの散熱装置のスリーブの底端には底板を連結し、該スリーブは該散熱ユニットの穿孔に穿入し、該底板の両側辺にはそれぞれ係合制御凸片を設置し、
   固定盤は上板面上に固接し、
   前記底板の係合制御凸片は前記灯頭の開口端下縁に予め設置する環状凹槽中に係合接続し、
   前記散熱ユニット下端横断面の底連接部は該底板の表面上に固接することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
5. 前記基板はアルミニウム、銅、石英或いはセラミック等の材質により構成することを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
6. 前記ＬＥＤ発光モジュールの散熱装置の導熱層はカーボン繊維粉末材料を使用しナノ化し、該ナノ化カーボン繊維粉末材料は前記散熱ベースの底表面の毛細孔及び基板底表面の毛細孔中に充填可能であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
7. 前記導熱層は半固態ゴム状或いはペースト状であることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。
8. 前記散熱ユニットの外形は錐形状を呈し、その最大外径の周縁辺は外環体により嵌設されることを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ発光モジュールの散熱装置。

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