TWI454630B - 燈座與燈具 - Google Patents

Description

燈座與燈具

本發明是有關於一種燈座與燈具，特別是指一種提高散熱效果的燈座與具有該燈座的燈具。

現今LED燈具為解決散熱問題，多數在其座體外圍設置輻射狀散熱鰭片，利用氣流通過散熱鰭片以帶走座體的熱能，或者，利用風扇強制氣流流動，達到散熱效果。

本發明之目的，即在提供一種燈座與具有該燈座的燈具，其利用自身結構加速氣流流動，藉此提高散熱效能。

本發明燈座供設置一發光模組，該燈座包含一座體單元與複數散熱鰭片。該座體單元包括一第一座件與一第二座件，該第一座件包括複數第一通道，該發光模組設置於該第一座件；該第二座件結合於該第一座件並包括複數第二通道，該等第二通道與該等第一通道分別連通以供氣流通過，其中該第二座件的導熱係數低於該第一座件的導熱係數。該等散熱鰭片至少形成於該第一座件與該第二座件其中一者。

本發明燈具包含前述的發光模組與燈座。

本發明之功效在於藉由將第一座件與第二座件採導熱係數不同的材質，使得當發光模組運作產生熱能時，透過溫度差形成壓力差，提高氣流流速，加速氣流通過第一、第二座件，提高散熱效率。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1與圖2，本發明燈具100的一個較佳實施例包含一燈座101、一發光模組3、一燈罩4與一電路單元5，本實施例中，發光模組3為一COB封裝的LED發光模組，但在其他的變化態樣中，亦可為多個其他封裝形式之LED發光模組。

燈座101包括一座體單元102、複數散熱鰭片與一電極接點65。座體單元102包括一第一座件1與一結合於第一座件1下方的第二座件2，發光模組3是設置於第一座件1，先行一提的是，在本實施例中，該等散熱鰭片包括複數形成於第一座件1的第一散熱鰭片61、第三散熱鰭片63、第五散熱鰭片125，以及複數形成於第二座件2的第二散熱鰭片62、第四散熱鰭片64、第六散熱鰭片224，其具體位置稍後說明。

參閱圖3至圖6，第一座件1包括一第一本體12、複數設置於第一本體12的第一板部122。第一本體12包括一呈中空直立管狀第一內圍壁111、一連接於第一內圍壁111頂緣的頂壁112、一第一外圍壁121。頂壁112具有一第一頂面113、一低於第一頂面113的第二頂面114與一連接第一頂面113與第二頂面114的內側面115，內側面115與第二頂面114配合界定出一凹陷區116，頂壁112與第一內圍壁111連接呈底部開口的中空管狀並配合界定出一上容置空間117(見圖6)。

第一外圍壁121呈中空直立環狀並具有一第一外壁面123，該等第一板部122連接於第一外圍壁121的第一外壁面123並且沿著第一外壁面123圍繞第一外圍壁121設置，本實施例中，如圖4所示，每兩第一板部122之間夾90度角，換言之，第一外圍壁121的第一外壁面123共設置四個第一板部122，當然，其設置數量並不以此為限，也可以是四個以下或四個以上。第一內圍壁111受第一外圍壁121圍繞，且頂壁112位於第一外圍壁121的頂緣而外露於第一外圍壁121的頂部，換言之，第一外圍壁121亦可與頂壁112相接。

更具體而言，本實施例中，每一第一板部122橫斷面呈U形。第一板部122呈直立方向延伸連接於第一外圍壁121的第一外壁面123而與第一外壁面123共同配合界定出一直立延伸並且上、下兩端開放的第一通道126，更具體而言，本實施例的第一本體12與第一板部122為一體成型的結構，第一板部122具有一間隔於第一外壁面123的第一板段127以及連接第一板段127與第一外壁面123並且相間隔的二第二板段128，第一板段127具有一間隔面向第一外壁面123的第一內壁面127a與一相反於第一內壁面127a的第三外壁面127b，每一第二板段128具有一第二內壁面128a，兩第二板段128的第二內壁面128a相向。

第五散熱鰭片125是由第一板段127的第三外壁面127b凸出形成並且直立延伸。該等第一散熱鰭片61由第一外壁面123凸出形成並且同樣呈直立延伸，且該等第一散熱鰭片61是分別分佈在每兩第一板部122之間。該等第三散熱鰭片63凸出形成於第一外壁面123位於第一板部122的區域內並且伸入第一通道126而朝向第一板段127的第一內壁面127a。

第二座件2包括一第二本體22、複數設置於第二本體22的第二板部222。第二本體22具有一底部211、一連接底部211並且往上延伸呈直立管狀的第二內圍壁212、一第二外圍壁221。第二內圍壁212與底部211配合界定出一下容置空間213，電極接點65是設置於第二本體22的底部211。

第二外圍壁221呈中空直立環狀並具有一第二外壁面225，該等第二板部222連接於第二本體22的第二外圍壁221的第二外壁面225並且沿著第二外壁面225圍繞第二外圍壁221設置，第二板部222的數目與位置是對應第一本體12的第一板部122設置。第二內圍壁212受第二外圍壁221圍繞，位在底部211的電極接點65外露於第二外圍壁221的下方。

更具體而言，本實施例中，第二外圍壁221與第二板部222為一體成型的結構，每一第二板部222橫斷面呈U形，第二板部222呈直立方向延伸連接於第二外圍壁221的第二外壁面225而與第二外壁面225共同配合界定出一直立延伸並且上、下兩端開放的第二通道226，更具體而言，第二板部222具有一間隔於第二外壁面225的第三板段227以及連接第三板段227與第二外壁面225並且相間隔的二第四板段228，第三板段227具有一間隔面向第二外壁面225的第三內壁面227a與一相反於第三內壁面527a的第四外壁面227b，每一第四板段228具有一第四內壁面228a，兩第四板段228的第四內壁面228a相向。

第六散熱鰭片224是由第四外壁面227b凸出形成並且直立延伸。該等第二散熱鰭片62由第二外壁面225凸出形成並且同樣呈直立延伸，且該等第二散熱鰭片62是分別分佈在每兩第二板部222之間。該等第四散熱鰭片64凸出形成於第二外壁面225位於第二板部222的區域內並且伸入第二通道226而朝向第三板段227的第三內壁面227a，換言之，該等第四散熱鰭片64是形成於第二外壁面225配合界定出第二通道226的區域內。

第二座件2用以結合於第一座件1的下方，使上容置空間117與下容置空間213相連通，供電路單元5容納於內並且與設置在第一本體12的頂壁112的發光模組3及設置在第二本體22底部211的電極接點65電性連接。第一座件1與第二座件2結合的方式可以是現有任何適合的結構結合方式。當第一座件1與第二座件2相結合時，第一外圍壁121的底緣與第二外圍壁221的頂緣相接，第一板部122與第二板部222相接、該等第一通道126與該等第二通道226相連通、該等第一散熱鰭片61與該等第二散熱鰭片62相接、該等第三散熱鰭片63與該等第四散熱鰭片64相接、該等第五散熱鰭片125亦與該等第六散熱鰭片224相接。

且在本實施例中，是使第一散熱鰭片61與第二散熱鰭片62的外型與厚度相當，第三散熱鰭片63與第四散熱鰭片64的外型與厚度相當、第五散熱鰭片125與第六散熱鰭片224的外型與厚度相當，使得相接的第一散熱鰭片61與第二散熱鰭片62形成類似單一鰭片的結構，相接的第三散熱鰭片63與第四散熱鰭片64形成類似單一鰭片的結構，相接的第五散熱鰭片125與第六散熱鰭片224形成類似單一鰭片的結構。

另值得一提的是，在本實施例中，連接成一體的第一本體12、第一板部122所使用的材質的導熱係數高於連接成一體的第二本體22、第二板部222的導熱係數，例如，連接成一體的第一本體12、第一板部122是採用導熱係數高於200W/mK的材質(例如鋁、銅)，連接成一體的第二本體22、第二板部222是採用導熱係數低於1W/mK的材質(金屬或非金屬)。本實施例中，第一內壁面127a至第一外壁面123之間的寬度a(也可視為第三內壁面227a至第二外壁面225之間的距離)至少為5mm，兩第二內壁面128a之間的寬度b(也可視為兩第四內壁面228a之間的距離)至少為5mm，座體單元102的最大外徑c為70mm，因此，不論是第一內壁面127a至第一外壁面123之間的寬度a或兩第二內壁面128a之間的寬度b，其與座體單元102的最大外徑c的比值較佳可為1/14。

參閱圖3、圖6、圖7，發光模組3包括一基板31與至少一設置於基板31的發光元件32。基板31具有一底面311與一板緣312，本實施例中，基板31是採用鋁基板31，發光元件32為複數個，每一發光元件32為設置於鋁基板31的LED發光晶粒。發光模組3是設置於第一本體12的頂壁112，基板31的底面311與頂壁112的第二頂面114接觸，頂壁112的內側面115則是圍繞於基板31的板緣312周圍，且此時，第一板部122與第二板部222也可視為是圍繞於發光模組3的周圍。

本實施例中，座體單元102更包括一圍繞基板31的板緣312設置的導熱材66，當發光模組3設置於頂壁112的凹陷區116時，導熱材66位於基板31的板緣312與頂壁112的內側面115之間而同時與基板31的板緣312以及頂壁112的內側面115接觸，藉此做為基板31的板緣312與頂壁112的內側面115之間的導熱介質，且當發光模組3設置於頂壁112的凹陷區116內時，頂壁112的第一頂面113以不高於發光模組3的出光面為佳。燈罩4是用以結合於第一本體12的第一外圍壁121頂緣並且罩覆發光模組3。

根據前述座體單元102的尺寸條件所進行的數據模擬可知，發光元件32的接面溫度(junction temperature)會隨著第一板部122的數量增加而降低，然而當內當第一板部122的數量過多時，因空間不足，必須降低散熱鰭片(fin)數量，使得整體散熱效能下降，發光元件32的接面溫度(junction temperature)反而會大幅上昇。

當發光模組3開始運作產生熱能時，其熱能除了部份藉由第一散熱鰭片61與第二散熱鰭片62直接與外界空氣進行熱交換散出以外，由於第一座件1與第二座件2材質導熱係數差異以及第一、第二通道126、226連通的結構的關係，發光模組3的另一部分熱能會較快傳導至第一板部122，使第一板部122處於較高溫的狀態，進而使第一通道126內的氣流處於壓力較高及溫度較高的狀態，而相較於第一座件1，第二座件2則會由於導熱係數較低的關係而處於較低溫的狀態，使得第二通道226中的氣流亦處於壓力較低及溫度較低的狀態，因此，第一通道126中的氣流便會因為壓力差的關係而加速往第二通道226流動，產生流速較高的氣流以使發光模組3的熱能迅速被帶出座體單元102，此外，藉由該等第一板部122與第二板部222的結構設計，使氣流得以順著第一通道126、第二通道226的導引，拉長與第三散熱鰭片63、第四散熱鰭片64的接觸時間，提高對第一座件1與第二座件2的散熱效能。

此外，本實施例藉由第一本體12的頂壁112凹陷區116的形成，並配合導熱材66的設置，則可增加基板31與頂壁112之間橫向(即由基板31的板緣312至頂壁112的內側面115)的接觸面積，有助於基板31的熱能加速傳導至頂壁112。當然，倘若凹陷區116的尺寸恰可與基板31的尺寸相符，即基板31的板緣312可與頂壁112的內側面115直接接觸，則亦可無須導熱材66，同樣也可有助於將基板31的熱能經由內側面115加速傳導至頂壁112。

前述發光模組3的具體態樣並不以COB封裝的LED模組為限，其也可以是SMD支架形式或其他形式的LED光源，且此時，其數量也可以是一個以上，相對應的，頂壁112凹陷區116的數量也可對應發光模組3的數量增加。

另再補充說明的是，本實施例的第一本體12的第一內圍壁111與第二本體22的第二內圍壁212的結構也可以省略，此時，頂壁112可以是一體成型的固定在第一外圍壁121的頂緣或可分離的固定在第一外圍壁121的頂緣，上容置空間117便是由頂壁112與第一外圍壁121配合界定出，下容置空間213便是由底部211與第二外圍壁221配合界定出。

綜上所述，本發明除了藉由第一座件1形成的第一通道126與第二座件2形成的第二通道226相接連通，提供氣流藉由通過第一通道126與第二通道226，與座體單元102進行較完整的熱交換，將發光模組3的熱能帶出外界以外，更藉由將第一座件1與第二座件2採導熱係數不同的材質，使得當發光模組3運作產生熱能時，利用第一座件1與第二座件2吸收熱能的差異性，於第一通道126與第二通道226之間形成壓力差，提高氣流由第一通道126流向第二通道226的流速，加速氣流通過第一、第二座件1、2將熱能帶出座體單元102，提高散熱效能，故確實能達成本發明之目的。

且藉由第一座件1與第二座件2採用導熱係數不同的材質，例如第二座件2若採用塑膠材質，也有助於減輕整個座體單元102的重量。

此外，本發明更藉由伸入第一通道126內的第三散熱鰭片63與伸入第二通道226內的第四散熱鰭片64，提高與通過第一通道126、第二通道226之氣流的接觸面積，也有助於提高散熱效果。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

100．．．燈具

101．．．燈座

102．．．座體單元

1．．．第一座件

111．．．第一內圍壁

112．．．頂壁

113．．．第一頂面

114．．．第二頂面

115．．．內側面

116．．．凹陷區

117．．．上容置空間

12．．．第一本體

121．．．第一外圍壁

122．．．第一板部

123．．．第一外壁面

125．．．第五散熱鰭片

126．．．第一通道

127．．．第一板段

127a．．．第一內壁面

127b．．．第三外壁面

128．．．第二板段

128a．．．第二內壁面

2．．．第二座件

211．．．底部

212．．．第二內圍壁

213．．．下容置空間

22．．．第二本體

221．．．第二外圍壁

222．．．第二板部

224．．．第六散熱鰭片

225．．．第二外壁面

226．．．第二通道

227．．．第三板段

227a．．．第三內壁面

227b．．．第四外壁面

228．．．第四板段

228a．．．第四內壁面

3．．．發光模組

31．．．基板

311．．．底面

312．．．板緣

32．．．發光元件

4．．．燈罩

5．．．電路單元

61．．．第一散熱鰭片

62．．．第二散熱鰭片

63．．．第三散熱鰭片

64．．．第四散熱鰭片

65．．．電極接點

66．．．導熱材

圖1是本發明燈具的一個較佳實施例的立體圖，其中該燈具的一燈罩被分解；

圖2是該較佳實施例的一第一座件與一第二座件的分解圖；

圖3是該較佳實施例的一細部分解圖；

圖4是該較佳實施例的一俯視圖，且圖中省略該燈罩；

圖5是該較佳實施例的第二座件的俯視圖；

圖6是沿圖4中A-A方向的剖視圖；以及

圖7是圖6中位於該較佳實施例的一發光模組的設置位置的局部放大圖。

1．．．第一座件

111．．．第一內圍壁

112．．．頂壁

117．．．上容置空間

12．．．第一本體

121．．．第一外圍壁

122．．．第一板部

125．．．第五散熱鰭片

126．．．第一通道

2．．．第二座件

22．．．第二本體

212．．．第二內圍壁

213．．．下容置空間

221．．．第二外圍壁

222．．．第二板部

224．．．第六散熱鰭片

226．．．第二通道

3．．．發光模組

31．．．基板

311．．．底面

4．．．燈罩

5．．．電路單元

65．．．電極接點

Claims (15)

1. 一種燈具，包含：一發光模組；以及一燈座，包括一座體單元，包括一第一座件與一第二座件，該第一座件包括複數第一通道，該發光模組設置於該第一座件；該第二座件結合於該第一座件並包括複數第二通道，該等第二通道與該等第一通道分別連通以供氣流通過，其中該第二座件的導熱係數低於該第一座件的導熱係數；以及複數散熱鰭片，至少形成於該第一座件與該第二座件其中一者。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之燈具，其中，該第一座件包括一第一本體與複數第一板部，該第二座件包括一第二本體和複數第二板部，該等第一板部與該第一本體分別配合界定出該等第一通道，該等第二板部與該第二本體分別配合界定出該等第二通道。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之燈具，其中，該等第一、第二板部環繞該發光模組而設置。
4. 依據申請專利範圍第2項所述之燈具，其中，該等散熱鰭片包括複數形成於該第一本體的第一散熱鰭片與複數形成於該第二本體的第二散熱鰭片，該等第一散熱鰭片分別位於該等第一板部之間，該等第二散熱鰭片分別位於該等第二板部之間。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之燈具，其中，該第一本體包括一環狀第一外圍壁，該第一外圍壁具有一第一外壁面，該等第一板部連接於該第一外圍壁的第一外壁面；該第二座件包括一環狀第二外圍壁，該第二外圍壁具有一第二外壁面，該等第二板部連接於該第二外圍壁的第二外壁面。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之燈具，其中，該等第一散熱鰭片形成於該第一外壁面，該等第二散熱鰭片形成於該第二外壁面。
7. 依據申請專利範圍第5項所述之燈具，其中，該等散熱鰭片更包括複數形成於該第一外圍壁的第一外壁面並且伸入該等第一通道的第三散熱鰭片，以及複數形成於該第二外圍壁的第二外壁面並且伸入該等第二通道的第四散熱鰭片。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之燈具，其中，該等散熱鰭片更包括複數分別設置於該等第一板部的第五散熱鰭片，與複數分別設置於該等第二板部的第六散熱鰭片，當該第一座件與該第二座件相結合，該等第一板部的第五散熱鰭片與該等第二板部的第六散熱鰭片相接。
9. 依據申請專利範圍第5項所述之燈具，其中，該發光模組包括一基板與至少一設置於該基板的發光元件，該基板具有一底面與一板緣，該第一座件更包括一與該第一外圍壁相接的頂壁，該頂壁具有一第一頂面、一低於該第一頂面的第二頂面與一連接該第一頂面與該第二頂面 的內側面，該內側面與該第二頂面配合界定出一凹陷區，該發光模組設置於該第二頂面並位於該凹陷區內。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之燈具，其中，該座體單元更包括一導熱材，該導熱材圍繞該基板的板緣並且接觸該基板的板緣及該頂壁的內側面。
11. 一種燈座，供設置一發光模組，該燈座包含：一座體單元，包括一第一座件，包括一第一本體與至少一第一板部，該至少一第一板部和該第一本體配合界定出至少一第一通道，該發光模組設置於該第一本體上；以及一第二座件，包括用以分別與該第一板部和該至少一第一本體相接的至少一第二板部和一第二本體，該至少一第二板部和該第二本體配合界定出至少一第二通道，該第二座件結合於該第一座件，該至少一第二通道與該至少一第一通道連通以供氣流通過，其中該第二座件的導熱係數低於該第一座件的導熱係數；以及複數散熱鰭片，至少形成於該第一座件與該第二座件其中一者。
12. 依據申請專利範圍第11項所述之燈座，其中，該第一座件包括複數第一板部，該第二座件包括複數第二板部，該等第一板部與該第一本體分別配合界定出複數第一通道，該等第二板部與該第二本體分別配合界定出複數 第二通道，該等散熱鰭片包括複數形成於該第一座件的第一散熱鰭片與複數形成於該第二座件的第二散熱鰭片，該等第一散熱鰭片分別位於該等第一板部之間，該等第二散熱鰭片分別位於該等第二板部之間。
13. 依據申請專利範圍第12項所述之燈座，其中，該第一本體包括一環狀第一外圍壁，該第一外圍壁具有一第一外壁面，該等第一板部連接於該第一外圍壁的第一外壁面；該第二座件包括一環狀第二外圍壁，該第二外圍壁具有一第二外壁面，該等第二板部連接於該第二外圍壁的第二外壁面。
14. 依據申請專利範圍第13項所述之燈座，其中，該等散熱鰭片更包括複數形成於該第一外圍壁的第一外壁面並且伸入該等第一通道的第三散熱鰭片、複數形成於該第二外圍壁的第二外壁面並且伸入該等第二通道的第四散熱鰭片、複數分別設置於該等第一板部的第五散熱鰭片、複數分別設置於該等第二板部的第六散熱鰭片，當該第一座件與該第二座件相結合，該等第五散熱鰭片與該等第六散熱鰭片相接。
15. 依據申請專利範圍第13項所述之燈座，其中，該第一座件更包括一與該第一外圍壁相接的頂壁，該頂壁具有一第一頂面、一低於該第一頂面的第二頂面與一連接該第一頂面與該第二頂面的內側面，該內側面與該第二頂面配合界定出一凹陷區，該發光模組設置於該第二頂面並位於該凹陷區內。