TWI522565B - 具有周邊冷卻通道之燈具 - Google Patents

Description

具有周邊冷卻通道之燈具 相關申請案交互參照

本申請案為2011年10月10日提申的具有周邊冷卻通道的燈具的美國臨時申請案No.61/545,307的正式申請案，其在此一併列為本案參考。

發明背景

本發明關於燈具的冷卻特徵，特別是提供一種具有外表面特徵以促進散熱的燈具。

在燈具中，控制光源的溫度對於性能與壽命是重要的，特別是近來的高效能照明技術，例如光源是採用LEDs或雷射二極體，LEDs通常被選用於合理的成本所提供的能源消耗下有最大的照明輸出，因為LED的光源相較於典型的白熾燈光源運作在較低的溫度，較少的能源以熱能的型式消耗，然而，LEDs對於運作的溫度較敏感，且較低的運作溫度也提供LED與外界環境之間較小的溫差，因此在熱控制方面需要較多的注意，以傳輸及散出由LED驅動器與發射器產生的任何過量的熱，使得針對組件的設計運作溫度不會超過。

當溫度上升時，LED的效能會降低，減少發光的輸出，以及減少LED的壽命，LED燈具通常包括LED驅動器與LED發射器兩者，為了有助於散熱，對流、傳導與輻射是可採用的熱傳模式，對於LED燈具，透過傳導散熱通常 被設置成透過一個或更多LED封裝設置於一散熱器，散熱器通常與燈具殼體為一體或熱耦接，其通常包括外部的冷卻散熱片以更促進熱能透過對流與輻射由燈具散熱。

許多以往的設計均尋求著重於提供一組形成直立氣流通道並且呈放射狀延伸圍繞光發射器與驅動器殼體的散熱片，然而，此類散熱片形成氣流通道只緊鄰殼體的直立側邊。

因此，提供一種設計有統一特徵可針對燈具殼體透過熱對流發揮最大冷卻效果是有需要的，其包括由殼體的水平表面熱對流以及由實際上的許多視角屏蔽冷卻特徵，此外，針對某些燈具設計，其也需要將光發射器與驅動器殼體之間的熱傳導最小化。

發明概要

本發明可包含一個或更多描述於附件的請求項中的特徵，及/或一個或更多以下的特徵及其組合。

一個具體的燈具包括一發射器殼體與氣流冷卻通道，氣流冷卻通道界定於發射器殼體的相對側之間的空間，以及一框邊圍繞發射器殼體的至少相對側的周邊，氣流冷卻通道更由越過框邊與相對側之間以及越過發射器殼體相對於照明側的一側的散熱片界定出。

用於光發射器的燈具的一個具體實施態樣包括一發射器殼體；該發射器殼體的一照明側，光發射器由該照明側發射出光線；發射器殼體的一相對側，位於照明側 的相對側；一第一與第二側邊，由發射器殼體界定出，每一第一側邊與第二側邊越過照明側與相對側之間，一第一框邊沿著發射器殼體的第一側邊設置並且越過照明側與相對側之間；一第二框邊沿著發射器殼體的第二側邊設置並且越過照明側與相對側之間；以及複數第一散熱片，越過第一側邊與第一框邊之間、第一側邊與第二側邊之間、第二側邊與第二框邊之間以及第一框邊與第二框邊之間。

該燈具可更包括複數氣流通道，每一該等氣流通道界定於相鄰近的該等第一散熱片之間，每一該等氣流通道開放於該發射器殼體在第一框邊與第一側邊之間的照明側、延伸越過發射器殼體的相對側、並且開放於發射器殼體在第二框邊與第二側邊之間的照明側。

在一個實施態樣中，燈具更包括一驅動器殼體，驅動器殼體定義出一前表面，且一氣流通道由介於發射器殼體的相對側與驅動器殼體的前表面之間的一空間界定出；以及其中該等第一散熱片延伸通過氣流通道，燈具可更包括複數由驅動器殼體界定出的第二散熱片。該等第一散熱片與該等第二散熱片可形成複數共平面的散熱片表面。

一越過第一框邊與第二框邊成型的平面可選擇性的不與該等第一散熱片交會，一越過第一框邊與第二框邊成型的平面可選擇的不與第一側邊或第二側邊交會，該等第一散熱片可與光發射器熱傳導。

第一框邊與第二框邊可位於發射器殼體的相對 側，該等第一散熱片可彼此平行，第一散熱片可等距間隔，燈具可更包括一由發射器殼體界定出的頂表面，且該等第一散熱片的頂緣可與發射器殼體的頂表面共平面。

用於光發射器的燈具的另一個實施態樣包括一發射器殼體、該發射器殼體的一照明側，光發射器由照明側射出光線；發射器殼體的一相對側，位於照明側的相對側；一第一與第二側邊，由發射器殼體界定出並介於照明側與相對側之間；一第一框邊，沿著發射器殼體的第一側邊設置；一第二框邊，沿著發射器殼體的第二側邊設置；以及複數第一散熱片，越過第一側邊與第一框邊之間，越過發射器殼體的相對側並且介於第二側邊與第二框邊之間。

在一個具體實施態樣中，燈具更包括一驅動器殼體，驅動器殼體界定出一前表面；與一氣流通道，氣流通道由介於發射器殼體的相對側與驅動器殼體的前表面之間的一空間界定出；以及其中該等第一散熱片延伸通過氣流通道，燈具更可包括複數第二散熱片，由驅動器殼體界定出，該等第一散熱片與第二散熱片可形成複數共平面的散熱片表面。

用於光發射器的燈具的另一個具體實施態樣，包括一第一殼體；該第一殼體的一照明側，光發射器由照明側投射出光線；第一殼體的一相對側，位於照明側的相對側；一第一側邊與第二側邊，由第一殼體界定出並介於照明側與相對側之間；一框邊延伸圍繞第一殼體的至少兩相對側邊；複數第一散熱片，越過框邊與殼體的至少兩相對 側邊並且越過第一殼體的相對側；以及複數氣流通道，每一該等氣流通道界定於相鄰的該等第一散熱片之間，每一該等氣流通道開放於第一殼體在框邊與第一殼體的至少兩相對側的一第一者之間的照明側、延伸越過第一殼體的相對側、並且開放於殼體在框邊與第一殼體的至少兩相對側邊的一第二者的照明側。

在燈具的一個具體實施態樣，更包括一第二殼體，第二殼體界定出一前表面；與一氣流通道，氣流通道由介於第一殼體的相對側與第二殼體的前表面之間的一空間界定出；以及其中，該等第一散熱片延伸通過氣流通道，燈具可更包括複數第二散熱片，由該第二殼體界定出，該等第一散熱片與該等第二散熱片可形成有複數共平面的散熱片表面。

參閱以下實施例的詳細說明，熟知該技藝人士將可了解本發明的其他特徵。

30,130‧‧‧燈具

32,132‧‧‧光源

34,134‧‧‧光發射器

36,136‧‧‧驅動器

52,152‧‧‧發射器殼體

54,154‧‧‧光反射器

58,158‧‧‧透鏡

60,160‧‧‧框架

70,170‧‧‧照明側

71,171‧‧‧背側

72‧‧‧左側邊

73‧‧‧左框邊

74‧‧‧右側邊

75‧‧‧右框邊

76‧‧‧框邊

77、175‧‧‧頂框緣

78、173‧‧‧底框緣

79、179‧‧‧內表面

90‧‧‧散熱片

92,192、198‧‧‧氣流冷卻通道

93‧‧‧氣流

94‧‧‧平面

172‧‧‧底側邊

174‧‧‧頂側邊

176‧‧‧框緣

177‧‧‧後框緣

178‧‧‧前框緣

182‧‧‧驅動器殼體

184‧‧‧前側

185‧‧‧頂側

186‧‧‧後側

187‧‧‧底側

188‧‧‧驅動器散熱片

190‧‧‧發射器散熱片

196‧‧‧空間

詳細說明參閱以下相關圖式，其中：圖1是根據本發明的燈具的第一實施例的底視立體圖；圖2是圖1的燈具沿著圖3及圖4中2-2方向的前視剖視圖；圖3是圖1的燈具的頂視圖；圖4是圖1的燈具的側視圖；圖5是根據本發明的燈具的第二實施例的前視圖； 圖6是圖5的燈具沿著圖7的6-6方向的側面剖切立體圖；以及圖7是圖5的燈具的後視立體圖。

較佳實施例之詳細說明

為進一步了解與說明本發明的目的，將透過以下文字說明與具體的圖式實施例再次說明如下。

參閱圖1至圖4，示出根據本發明的燈具30的一第一實施例，燈具30包括一光源32，光源32包括一光發射器34(圖2，本文所指的發射器可為單一發射器或呈陣列型式的發射器。)以及一驅動器36(圖未示，本文所指的驅動器可為一個驅動器或或呈陣列型式的驅動器)，以及一發射器殼體52，例如，光源32可為普遍被使用於商用照明業的一LED發射器34與配合的驅動器36，但不以此為限，例如，配合的驅動器36轉換交流電至適合的直流電並且亦包括額外的LED電源供應器與控制組件。

發射器殼體52可例如成型自壓鑄鋁件或鋁合金，光發射器34可熱耦接並且設置於發射器殼體52，做為典型商業用燈具，發射器殼體52也可包括將光發射器34圍繞於發射器殼體52內的組件，例如，包括一光反射器54、透鏡58與框架60，在此燈具30的第一實施例中，驅動器36(圖未示)也是位在發射器殼體52內。

參閱圖2、圖3與圖4，發射器殼體52界定出一照明側70，光源由照明側70射出光線(例如在第一實施例由框 架60與透鏡58界定出)、一相反表面或一背側71、一左側邊72與一右側邊74。燈具30也包括一圍繞發射器殼體52周邊的框邊76，其包括一左框邊73、一右框邊75、一頂框緣77、一底框緣78與一內表面79，在此第一實施例中，左框邊73與發射器殼體52的左側邊72相間隔，右框邊75與右側邊74相間隔，框邊76位在前側與後側的剩餘部位與發射器殼體52接觸。

燈具30也包括複數散熱片90，例如，在第一實施例中，至少部分由發射器殼體52的背側71界定出，因此，該等散熱片90與光發射器34熱傳導並且將熱能由光發射器散至周遭環境。

參閱圖2與圖3，在燈具30的第一實施例中，氣流冷卻通道92是由發射器殼體52的相對側邊72、74，以及框緣73、75的相對側以及每一鄰近的散熱片90之間的空間界定出。氣流冷卻通道92由底框緣78直立延伸至頂框緣77而容許氣體流動於照明側70與背側71之間，例如，發射器殼體52的發熱會將氣體由照明側抽引至背側71，可選擇的，該等散熱片90與配合的氣流冷卻通道92可為平行，及/或等間隔，如圖3所示。

此外，如圖2至圖4所示，在燈具30的第一實施例中，氣流冷卻通道92跨越相對的框緣73、75之間以及側邊72、74之間，特別地，在相鄰近的散熱片90之間跨越發射器殼體的背側71，以容許氣流93(圖2)由每一側72、74的照明側70往上流動並且通過背側71，若燈具30是設置以向上 照明，例如，對著天花板(圖未示)，藉由背側71朝下固定並且照明側70朝上，則氣流93的方向將完全相反。

較佳的，框邊73、75提供附加功能，其對延伸出發射器殼體52的左側邊72與右側邊74的散熱片90提供支撐，更多用以進行對流與傳導的表面區域將熱能傳輸至外界氣體，並且提供燈具30在外表的美觀訴求，藉由設置框邊76以在維持需要由發射器殼體52凸伸出的冷卻散熱片90時避免其尖刺的外觀，例如，框邊73、75因為發射器殼體52的側邊72、74與散熱片90不延伸至一由框邊73、74的底緣78形成的平面94下方(在照明側70的方向)而隱藏燈具30的部分。

參閱圖5至圖7，示出根據本發明的燈具130的第二實施例，前述第一實施例的燈具30的特徵也可選擇性的結合在第二實施例的燈具130。

參閱圖6，燈具130包括一光源132、其包括一光發射器134與一驅動器136、一發射器殼體152以及一驅動器殼體182，發射器殼體152與驅動器殼體182可成型自例如壓鑄鋁件或鋁合金，光發射器134可熱耦接並且設置於發射器殼體152，驅動器136可熱耦接且設置於驅動器殼體182，做為典型的商用照明燈具，發射器殼體152也可包括光將發射器134圍繞於發射器殼體152內的組件，例如，包括一光反射器154、透鏡158與框架160。

發射器殼體152界定出一照明側170(圖6)，光源由照明側170射出光線；一相對表面或一背側171、一底側 邊172與一頂側邊174。燈具130也包括一框緣176圍繞發射器殼體152的周邊，其包括一底框緣173、一頂框緣175、一後框緣177、一前框緣178與一內表面179，在第二實施例中，底框緣173與發射器殼體152的底側邊172相間隔，頂框緣175與頂側邊174相間隔，框緣176在左側與右側剩餘的部位與發射器殼體152接觸。

燈具130也包括複數發射器散熱片190，例如在第一實施例中由發射器殼體152的背側171界定出，因此，該等發射器散熱片190與光發射器134熱傳導並且將熱能由發射器散至周遭環境。

驅動器殼體182界定出數個表面，包括一面向發射器殼體152背側171的前側184、一頂側185、一後側186與一底側187，參閱圖6、圖7，複數驅動器散熱片188由驅動器殼體182界定出並且由前側184與頂側185的交會處跨越後側186至前側184與底側187的相交處，該等驅動器散熱片188與驅動器136熱傳導並且將熱能由驅動器散至周遭環境，每一該等驅動器散熱片188可與對應的發射器散熱片190共平面，如圖7所示。參閱圖6，一空間196界定於發射器殼體152的後側171與驅動器殼體182的前側184之間，以下將再說明。

如同第一實施例，在第二實施例的燈具130，氣流冷卻通道192由發射器殼體152的相對側172、174與框邊173、175的相對側以及相鄰近的散熱片190之間界定出，氣流冷卻通道192由前框緣178延伸至後框緣177，並且容許氣 體流動於照明側170與背側171之間，可選擇的，散熱片190可為平行，及/或等距間隔，如圖7所示。

此外，如圖6所示，在燈具130的第二實施例中，氣流冷卻通道192通過該等散熱片190之間至空間196，特別地，氣流冷卻通道192跨越相對框邊173、175與側邊172、174之間，介於並且跨越發射器殼體152的一背側171與驅動器殼體182的前側184之間。

此外，如圖6與圖7所示，來自氣流冷卻通道192的氣流不僅可流過空間196，也可於由相鄰近的驅動器散熱片188之間界定出的氣流冷卻通道198內流動而圍繞驅動器殼體186，氣流冷卻通道198可完全延伸圍繞驅動器殼體186，由前側184與頂側185的交會處跨越背側186至前側184與底側187的交會處。

雖然本發明已被透過前述的圖式與實施例具體描繪與說明，相同的僅能被視為是實施態樣而不能用來侷限本發明的特徵，需被了解的是所示出的僅是實施例，且所有的改良與修飾均在本發明的申請專利範圍及結論所欲保護的範圍內。

34‧‧‧光發射器

52‧‧‧發射器殼體

54‧‧‧光反射器

58‧‧‧透鏡

60‧‧‧框架

70‧‧‧照明側

71‧‧‧背側

72‧‧‧左側邊

73‧‧‧左框邊

74‧‧‧右側邊

75‧‧‧右框邊

76‧‧‧框邊

78‧‧‧底框緣

79‧‧‧內表面

90‧‧‧散熱片

92‧‧‧氣流冷卻通道

93‧‧‧氣流

Claims (20)

1. 一種用於光發射器的燈具，包含：一發射器殼體；該發射器殼體的一照明側，該光發射器由該照明側射出光線；該發射器殼體的一相對側，位於該照明側的相對側；一第一與第二側邊，由該發射器殼體所界定，每一該第一與第二側邊跨越該照明側與該相對側之間；一第一框邊，沿該發射器殼體的第一側邊設置並且跨越該照明側與該相對側之間；一第二框邊，沿該發射器殼體的第二側邊設置並且跨越該照明側與該相對側之間；複數第一散熱片，跨越該第一側邊與該第一框邊之間、該第一側邊與該第二側邊之間、該第二側邊與該第二框邊之間，以及該第一框邊與該第二框邊之間。
2. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，更包含複數氣流通道，每一該等氣流通道界定於該等第一散熱片相鄰近的兩者之間，每一該等氣流通道開放於該發射器殼體在該第一框邊與該第一側邊之間的照明側、延伸越過該發射器殼體的相對側、並且開放於該發射器殼體在該第二框邊與該第二側邊之間的照明側。
3. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，更包含：一驅動器殼體，該驅動器殼體界定出一前表面；以 及一氣流通道，由介於該發射器殼體的相對側與該驅動器殼體的前表面之間的一空間所界定；以及其中該等第一散熱片延伸通過該氣流通道。
4. 根據申請專利範圍第3項所述的燈具，更包含複數第二散熱片，由該驅動器殼體所界定。
5. 根據申請專利範圍第4項所述的燈具，其中該等第一與該等第二散熱片形成複數之共平面的散熱片表面。
6. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，其中跨越該第一框邊與該第二框邊形成的一平面不與該等第一散熱片相交。
7. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，其中跨越該第一框邊與該第二框邊形成的一表面不與該第一側邊或該第二側邊相交。
8. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，其中該等第一散熱片與該光發射器熱傳導。
9. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，其中該第一框邊與該第二框邊位於該發射器殼體的相對側。
10. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，該等第一散熱片彼此相平行。
11. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，該等第一散熱片彼此等間隔。
12. 根據申請專利範圍第1項所述的燈具，更包含一頂表面，由該發射器殼體所界定，且其中該等第一散熱片的 頂緣與該發射器殼體的頂表面共平面。
13. 一種用於光發射器的燈具，包含：一發射器殼體；該發射器殼體的一照明側，該光發射器由該照明側射出光線；該發射器殼體的一相對側，位於該照明側的相對側；一第一與第二側邊，由在該照明側與該相對側之間的該發射器殼體所界定；一第一框邊，沿該發射器殼體的第一側邊設置；一第二框邊，沿該發射器殼體的第二側邊設置；複數第一散熱片，跨越該第一側邊與該第一框邊之間、通過該發射器殼體的相對側並且介於該第二側邊與該第二框邊之間。
14. 根據申請專利範圍第13項所述的燈具，更包含：一驅動器殼體，該驅動器殼體界定出一前表面；以及一氣流通道，由介於該發射器殼體的相對側與該驅動器殼體的前表面之間的一空間所界定；以及其中該等第一散熱片延伸通過該氣流通道。
15. 根據申請專利範圍第14項所述的燈具，更包含複數第二散熱片，由該驅動器殼體所界定。
16. 根據申請專利範圍第15項所述的燈具，其中該等第一散熱片與該等第二散熱片形成複數之共平面的散熱片表面。
17. 一種用於光發射器的燈具，包含：一第一殼體；該第一殼體的一照明側，該光發射器由該照明側射出光線；該第一殼體的一相對側，位於該照明側的相對側；一第一與第二側邊，由在該照明側與該相對側之間的該第一殼體所界定；一框邊，延伸圍繞該第一殼體的至少兩相對側邊；複數第一散熱片，跨越該框邊與該第一殼體的至少兩相對側邊之間並且通過該第一殼體的該相對側；以及複數氣流通道，每一該等氣流通道界定於該等第一散熱片相鄰近的兩者之間，每一該等氣流通道開放於該第一殼體在該框邊與該第一殼體的至少兩相對側邊的一第一者之間的照明側、延伸通過該第一殼體的相對側、並且開放於該第一殼體在該框邊與該第一殼體的至少兩相對側邊的一第二者之間的照明側。
18. 根據申請專利範圍第17項所述的燈具，更包含：一第二殼體，該第二殼體界定出一前表面；以及一氣流通道，由介於該第一殼體的相對側與該第二殼體的前表面之間的一空間所界定；以及其中該等第一散熱片延伸通過該氣流通道。
19. 根據申請專利範圍第18項所述的燈具，更包含複數第二散熱片，由該第二殼體所界定。
20. 根據申請專利範圍第19項所述的燈具，其中該等第一散 熱片與該等第二散熱片形成複數之共平面的散熱片表面。