TWI461632B - LED lamp cooling module - Google Patents

Description

LED燈具散熱模組

本發明係關於一種LED燈具散熱模組，尤指一種組裝迅速可靠、導熱效率高的散熱模組。

隨著LED發光效率與製程的快速提升，再加上全球節能減碳、環保意識抬頭，LED應用逐漸跨足室內照明市場，前景備受矚目，並被視為取代傳統光源的新一代光源。

作為室內照明燈具的光源，LED具備節能環保、使用壽命長、耐震動、耗電量少、體積小、不易衰減、適合低溫環境及發光效率高等多項優點，但散熱問題卻是影響高功率LED邁入普及化的瓶頸。

一般低功率LED(1瓦特以下)燈具的散熱，通常是用LED本體、電路板與周圍空氣自然對流來散熱，但對於高功率LED(1瓦特以上)燈具而言，則需散熱器甚至於散熱模組加風扇來達到散熱效果。

為了克服高功率LED燈具的散熱問題，因此有很多不同的技術方案被提出。例如，本國發明第I351492號所揭示的『鰭片呈環狀嵌合組成的散熱模組』，包括有散熱管、散熱鰭片組及散熱盤。其中散熱管的外周壁設有複數嵌槽，供散熱鰭片組的鰭片逐一植入；散熱鰭片組由複數鰭片以輻射狀排列構成，使各鰭片的內壁端嵌入散熱管的嵌槽，並圍繞嵌入而鉚合於散熱管的外周壁，且於各鰭片上端部與底端部分別設有一組以上可對應匹配的搭扣 片，以使相鄰的鰭片形成相互搭扣結合；散熱盤固定於散熱管的下端，並與發熱單元形成貼置結合。通過上述散熱管、散熱鰭片組及散熱盤組成的散熱模組，乃以散熱盤貼觸於匹配對應的發熱單元，如此，將發熱單元產生的熱通過散熱盤及散熱管而傳遞至散熱鰭片組散發。

前述專利的特點是將各鰭片的內壁端嵌入散熱管的嵌槽後，通過施加於兩個嵌槽之間的V形加工槽的外力，使其變形而鉚合於散熱管的外周壁。上述手段縱然可將鰭片固著在散熱管上，但至少有兩個缺失：

一、需要特殊的治具對散熱管施加壓力，使其加工槽變形以夾緊散熱鰭片，因此無法在經濟而有效率的情況下製造散熱模組。

二、在加工過程中，無法使每一加工槽的變形一致；換言之，不能保證每一散熱鰭片都能牢固地結合在散熱管上，也無法保證散熱鰭片的內端壁和嵌槽形成緊密接觸而達到確實的熱傳導效果。

又，本國新型第M361857號，其散熱鰭片也是採用類似前述專利的手段結合在固定座上。因此，同樣具有上述缺失。

本發明乃為解決上述問題所成，其目的在提供一種改良的LED燈具散熱模組，可在很有效率的情況下製造組合，降低生產成本。

本發明的另一目的在提供一種改良的LED燈具散熱 模組，可確保組立牢靠、接觸確實而提高導熱效率。

具體實現本發明之LED燈具散熱模組，包含一基座，具有一周壁提供一內壁面，及成縱向設置於該周壁的複數縫隙；一散熱器，由複數散熱鰭片組成，每一散熱鰭片具有一穿透該縫隙的根部，及一從該根部向一側彎折的尾翼；及一固定座，具有一周壁提供一外壁面，在該固定座以干涉配合方式套入該基座內時，該散熱鰭片的尾翼被夾緊在該基座的內壁面和該固定座的外壁面之間，使該散熱鰭片呈放射狀排列在該基座的周圍。

所述固定座又包含一從周壁的頂端向外擴張再向下延伸而成的唇部，該基座的頂端嵌入該唇部所界定的溝槽內。

所述散熱模組又包含一保持環，該保持環圈套在該基座的上部，而被夾持在該固定座的唇部的底面和該散熱器的頂面之間，防止該基座在該固定座強制套入時沿徑向向外過度擴張變形。

所述基座的下部又包含一從內壁面向內延伸而成的突緣，該固定座的下部則具有一從外壁面向內收縮形成的收縮部，藉以避開該突緣。

所述散熱鰭片又包含有複數孔洞，及自其周邊向一側或兩側彎折形成的折邊，前者可促進空氣對流，後者能增加散熱面積。

所述散熱鰭片又包含有至少一形成在該尾翼上面的榫眼，及至少一從該尾翼的縱邊突出的卡榫，以分別與另 一相鄰的散熱鰭片的榫眼和卡榫互相鎖扣。所述榫眼和卡榫可為T形或鳩尾形。

本發明對照習用技術的功效在於，通過固定座和中空基座的干涉配合，將散熱鰭片的尾翼夾緊在兩者的內、外壁面之間，不但組裝容易、製造成本低，而且結合牢靠、接觸緊密，使熱傳導效率大為提高。

至於本發明的技術內容及其它目的與特點參照下面配合圖式的實施例說明即可完全明白。

第一圖為本發明『LED燈具散熱模組』10的外觀，第二圖為其元件分解狀態，第三圖為散熱鰭片31互相鎖扣的外觀，第四圖為散熱模組10的上視圖，第五和第六圖為其全剖面和局部剖面，可供說明本發明的技術內容。該散熱模組10主要由一基座20、一散熱器30及一固定座40組成。其中：基座20，以鋁質材料製成中空狀，包括一環狀的周壁21以提供一內壁面(未標號)，在該周壁21的複數等分位置上，分別具有一縱向設置的縫隙22，這些縫隙22穿透周壁21的厚度，而且從周壁21的頂端一直延伸到底端。為使基座20不致於因為縫隙22的設置而分裂，因此基座20又包含一從內壁面的下部沿徑向向內延伸形成的突緣23，使周壁21下部的厚度增厚。又，所述周壁21的內壁面界定出一內室24以接受固定座40套入。

散熱器30，由複數導熱度良好的材料，例如銅或鋁 片等沖壓成型的散熱鰭片31組成。每一散熱鰭片31具有一根部32，及從根部32向一側垂直彎折的尾翼33。又，所述散熱鰭片31較佳者包括一對形成於尾翼33上面的榫眼34，及一對從尾翼33的縱邊向一側突出的卡榫35，該卡榫35與榫眼34的形狀一致，而且排列在一直線上，以與另一相鄰的散熱鰭片31的榫眼34和卡榫35互相鎖扣使彼此結合在一起。在附圖的實施例中，榫眼34和卡榫35為T形，但也可是鳩尾形或其它可互相鎖扣的形狀，不受T形的限制。因為散熱鰭片31可通過榫眼34和卡榫35與另一相鄰的散熱鰭片31互相鎖扣一起，因此可通過連續沖壓技術製造出互相鎖扣的一長排散熱鰭片31，然後使用人工將兩端的散熱鰭片31互相鎖扣一起，組成如圖所示的圓形散熱器30，此設計可使散熱器30在很有效率的情況下製造組合，降低生產成本。其它形狀的散熱器，例如橢圓形、四邊形、長方形、三角形及多邊形等也可利用相同的技術予以製造。在較佳的實施例中，散熱鰭片31進一步包括有複數孔洞36，及自其周邊如底邊和腰部37向一側或二側彎折的折邊38，該孔洞36可促進空氣對流，使空氣流過散熱鰭片31的四周，將從散熱鰭片31所散發的熱帶走；該折邊38則能大幅增加散熱面積。需知，附圖所示的散熱鰭片31形狀旨在例示與說明，並未顯示本發明可能實施的所有不同的形狀或修飾。

固定座40，採用銅、鋁等高導熱度的材質製成適於 套入基座20的形狀。在附圖的實施例中，固定座40的外形大致上成杯狀，包括一底壁41、一從底壁41的周邊向上延伸而成的環狀周壁42，及一從周壁42的頂端沿徑向向外擴張再向下延伸而成的唇部43，該周壁42具有一外壁面(未標號)，該唇部43界定出一環狀的溝槽44，在固定座40套入基座20的內室24時，基座20的頂端正好嵌入溝槽44內，以防止基座20沿徑向向外過度擴張。為了在固定座40裝進基座20內時，可避開基座20下部的突緣23，因此，固定座40還包含一從周壁42的下部成徑向向內收縮形成的收縮部45，藉以躲過突緣23，使固定座40可完全套入基座20內，直到其底壁41與散熱鰭片31的腰部37齊平為止，如此，可在其間界定出一圓形的凹部39，以接納LED燈具的光源及其驅動裝置(圖未示)等，使光源產生的熱得以通過固定座40的底壁41、周壁42而傳遞至每一散熱鰭片31散發。需知，固定座40也可是實心的構造，不受中空密底的形狀限制。

在較佳的實施例中，該散熱模組10又包括一保持環50，該保持環50同樣採用易於導熱的材質製成環狀而圈套在基座20的上部，確保固定座40在強制套入基座20內時，不會造成基座20過度擴張變形，使散熱模組10的組合可更為牢靠。所述保持環50的外徑與固定座40的唇部43的外徑一致，在散熱模組10組裝就緒時，保持環50正好被夾持在唇部43的底面和散熱器30的頂面之間。

組裝散熱模組10時，將散熱器30的每一散熱鰭片31的根部32從基座20的上方嵌入一縫隙22內，直到根部32的底面碰到突緣23為止，此時，散熱鰭片31的尾翼33乃面對基座20的內壁面。接著，將保持環50圈套在基座20的上部，然後藉助治具(圖未示)在適當的壓力下，將固定座40壓入基座20內，通過固定座40的外壁面將每一散熱鰭片31的尾翼33朝基座20的內壁面迫緊。如此，一方面達到了將散熱器30迅速而牢靠地固定在基座20上的作用，使散熱鰭片31呈放射狀排列在基座20的周圍，同時也獲得了接觸面大且接觸確實的導熱效果，使LED燈具產生的熱得以通過固定座40的底壁41、周壁42和基座20的周壁21傳遞至每一散熱鰭片31的尾翼33，再從尾翼33傳導到每一散熱鰭片31，然後在那裡散發到空氣中，避免燈具散熱不良而過熱，使LED產生光衰。

在上述實施例中，本發明雖是以圓形散熱模組10例示與說明，但並無意限制於任何特定的形狀，就其它外形如橢圓形、四方形、長方形、三角形及多邊形的設計，自亦應包含在本發明的申請專利範圍之內。第六圖為本發明實施成四方形散熱模組10a的外觀。本實施例與上述實施例的差異主要在於外形，其餘部分完全相同，因此與上述實施例相同的部分均以相同的符號標示，且先前對於上述實施例的說明亦適用於本實施例，不再贅述。

當然，上述實施例可在不脫離本發明的範圍下加以若 干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的全部事項應視為例示性，而非用以限制本發明的申請專利範圍。

10,10a‧‧‧散熱模組

20‧‧‧基座

21‧‧‧周壁

22‧‧‧縫隙

23‧‧‧突緣

24‧‧‧內室

30‧‧‧散熱器

31‧‧‧散熱鰭片

32‧‧‧根部

33‧‧‧尾翼

34‧‧‧榫眼

35‧‧‧卡榫

36‧‧‧孔洞

37‧‧‧腰部

38‧‧‧折邊

39‧‧‧凹部

40‧‧‧固定座

41‧‧‧底壁

42‧‧‧周壁

43‧‧‧唇部

44‧‧‧溝槽

45‧‧‧收縮部

50‧‧‧保持環

第一圖為本發明的外觀圖。

第二圖為本發明的元件分解圖。

第三圖為本發明的散熱鰭片互相鎖扣一起的外觀圖。

第四圖為本發明的上視圖。

第五圖為沿第四圖中5-5線的剖面圖。

第六圖為沿第五圖中6-6線的剖面圖。

第七圖為本發明的另一實施例上視圖。

10‧‧‧散熱模組

20‧‧‧基座

21‧‧‧周壁

22‧‧‧縫隙

23‧‧‧突緣

24‧‧‧內室

30‧‧‧散熱器

31‧‧‧散熱鰭片

33‧‧‧尾翼

40‧‧‧固定座

41‧‧‧底壁

42‧‧‧周壁

43‧‧‧唇部

45‧‧‧收縮部

50‧‧‧保持環

Claims (8)

1. 一種LED燈具散熱模組，包含：一基座，具有一周壁提供一內壁面，及成縱向設置於該周壁的複數縫隙；一散熱器，由複數散熱鰭片組成，每一散熱鰭片具有一穿透該縫隙的根部，及一從該根部向一側彎折的尾翼；及一固定座，具有一周壁提供一外壁面，在該固定座以干涉配合方式套入該基座內時，該散熱鰭片的尾翼被夾緊在該基座的內壁面和該固定座的外壁面之間，使該散熱鰭片呈放射狀排列在該基座的周圍。
2. 如申請專利範圍第1項所述的LED燈具散熱模組，其中該固定座又包含一從周壁的頂端向外擴張再向下延伸而成的唇部，該基座的頂端嵌入該唇部所界定的溝槽內。
3. 如申請專利範圍第2項所述的LED燈具散熱模組，其中又包含一保持環，該保持環圈套在該基座的上部，而被夾持在該固定座的唇部的底面和該散熱器的頂面之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的LED燈具散熱模組，其中該基座的下部又包含一從內壁面向內延伸而成的突緣，該固定座的下部則具有一從外壁面向內收縮形成的收縮部，藉以避開該突緣。
5. 如申請專利範圍第1項所述的LED燈具散熱模組，其 中該散熱鰭片又包含有複數孔洞。
6. 如申請專利範圍第1項所述的LED燈具散熱模組，其中該散熱鰭片又包含有自其周邊向一側或兩側彎折而成的折邊。
7. 如申請專利範圍第1項所述的LED燈具散熱模組，其中該散熱鰭片包含有至少一形成在該尾翼上面的榫眼，及至少一從該尾翼的縱邊突出的卡榫，以分別與另一相鄰的散熱鰭片的榫眼和卡榫互相鎖扣。
8. 如申請專利範圍第7項所述的LED燈具散熱模組，其中該榫眼和卡榫為T形或鳩尾形。