照明装置及其散热结构的制作方法

专利名称：照明装置及其散热结构的制作方法
技术领域：
本发明关于一种照明装置及其散热结构，特别是关于一种结合锥状散热 结构与导热元件的照明装置。
背景技术：
现行的散热器制作方式多为铝挤压、金属压铸或金属锻造等方式制作， 但以上述方法制作常有成本过高、重量过重、制作不易、体积过大、自然对 流效率差等等缺点。基于以上的问题，另一种设计为利用机械冲床制作鳍片 堆叠方式的散热器，但大部分皆为利用平面式的鳍片堆叠，此种方式的散热 器受限于其形状，以致气流流动的方向必须与鳍片堆叠方向平行，无法达到 多方向自然对流散热的设计。

发明内容
有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种照明装置及其散热结构。 缘是，为达上述目的，本发明的一种散热结构，其包括至少一导热元件
及多个散热单元，各该散热单元包括一锥状鳍片结构，具有一开孔；以及多 个突出部，连接于该锥状鳍片结构，其中该散热单元的多个突出部与相邻散 热单元的多个突出部彼此相互耦合形成一或多个带状平面，以供该导热元件 的一端贴合于其上，该多个散热单元的开孔相互串连形成一气流通道。
该导热元件直接连接一热源，或连接一载体，此载体具有一平面供热源 贴合于其上。该导热元件的截面可为方形、圓形、椭圓形、矩形或多边形，
内部可为实心或空心，其优选为一热导管或一导热棒，该导热元件及该载体 为 一金属或非金属的高热传导材料所制成。
该多个散热单元堆叠组合成一伞形结构，此伞形结构具有一凸端及一凹 端，该热源可配合导热元件设置于伞形结构的凸端或凹端，此散热结构另具 有一风扇，此风扇与热源分别设置于伞形结构的两端，风扇透过散热单元的 开孔所串连成的气流通道将气流传送至热源。该散热单元利用金属沖压方式成型，优选为 一角推体或圆锥体的伞型斜 面结构或一非对称性锥体。
该突出部具有一扣合件，以供定位与组接。该突出部的表面具有一孔洞， 以加速热气流流动，但此扣合件和孔洞的有无可依实际需要而定。该突出部 优选为一阶梯状或平面状的折脚。该多个突出部以对称或非对称方式配置于 该锥状鳍片结构的周缘。
该散热单元的表面经物理或化学处理，以增加热辐射效应，例如该散热 单元的表面经阳极处理，或在其表面镀上一高热辐射率的材料。该散热单元 的表面亦可具有一微结构。
该散热单元还包括多个破孔。该锥状鳍片结构由多个鳍片所组合而成， 或是由单一环形鳍片所构成。
该热源为一发光二极管(LED)、激光二才及管或有机电激发光二极管 (OLED)或半导体热源。
为达上述目的，本发明提供一种照明装置，其包括一导热元件；及一伞 形结构，其由一或多个散热单元所堆叠组合而成，该散热单元包括一锥状鳍 片结构，具有一开孔；以及多个连接于该锥状鳍片结构的突出部，该导热元 件的一端设置于突出部所形成的一平面上；以及一热源，连接该导热元件。
其中该热源直接连接该导热元件，或连接一载体，此载体具有一平面供 热源贴合于其上，且载体与导热元件相连接。该伞形结构具有一凸端及一凹 端，该热源可配合导热元件设置于伞形结构的凸端或凹端，此散热结构另具 有一风扇，此风扇与热源分别设置于伞形结构的两端，风扇通过散热单元的 开孔所串连成的气流通道将气流传送至热源。
其中该热源可为 一个或多个发光元件所组成，该发光元件为 一发光二极 管(LED)、激光二极管或有机电激发光二才及管(OLED)或半导体热源。
该照明装置还包括一透明罩，设置于该散热结构及该热源外，该透明罩 具有一或多个孔洞，但此孔洞的有无可依实际需要而定。
该照明装置还包括一固定结构，以供该散热结构固定于其上。该固定结 构由一第一固定件和一第二固定件所组成。
该照明装置还包括一电子元件，设置于该第 一 固定件和该第二固定件组 合所形成的一容置空间内。当然，若热源为交流通电的发光二极管，则不需 要此电子元件。该第一固定件具有多个孔洞，但此孔洞的有无可依实际需要而定。
该照明装置还包括一电源接头，该电源4妄头可为E10/E11、 E26/E27或 E39/E40的电源4妄头。


图1A和图1B为本发明散热结构中不同态样的散热单元的立体图。
图2A和图2B为本发明散热结构中另一种不同态样的散热单元的俯视图。
图3为多个如图1A所示的散热单元所组合而成的伞形结构立体图。 图4A和图4B为图3所示的伞形结构的多个折脚堆叠组合的不同态样 示意图。
图5A和图5B分别为本发明的散热结构的不同热源组合方式的立体图。 图6A至图6D分别为本发明的散热结构包含不同数目导热元件的俯视图。
图7为本发明散热结构包含载体的立体图。
图8B和图8D为图8A和图8C所示的本发明散热结构的不同风扇组合
方式的气流流动的示意图。
图9A和图9B分别为本发明的照明装置在组合前和组合后的立体图。 图IOA为图9A和图9B所示的本发明照明装置在正立放置时气流流动
的示意图。图10B为图9A和图9B所示的本发明照明装置在倒立放置时气流流动 的示意图。
图IOC为图9A和图9B所示的本发明照明装置在水平;^丈置时气流流动 的示意图。
主要元件符号说明
1:伞形结构 11:锥状鳍片结构
12:开孔 13:突出部
14:石皮孔 131:扣合件
132,911,9211:孑L洞 51:导热元件
52:热源 71:载体81:风扇 920:容置空间 922:第二固定件 94:电源4妄头
93:电子元件 P:气流通道
91:透明罩 921:第一固定件
A:平面
具体实施例方式
以下将参照相关附图，说明依据本发明的优选实施例，其中相同的元件 将以相同的参照符号加以说明。
本发明的散热结构由至少一个可供多方向气流对流的立体结构鳍片式 散热单元所组合而成，并结合高热传导性的导热元件，该散热单元利用金属 沖压方式成型，可依照不同的条件选用不同的材料及厚度加以成形。该散热 单元包括一锥状鳍片结构11，具有一开孔12;以及多个突出部13分别连接 于该锥状鳍片结构11的周缘。该散热单元可为角推体或圆锥体的伞型斜面 结构，如图1A和图1B所示。该散热单元亦可为非对称性锥体，如图2A和 图2B所示。
在图1A所示的散热单元中，该突出部13的两侧各具有一扣合件131， 该突出部13为一阶梯状(即有高度差)的折脚，其表面具有一孔洞132,可 加速热气流流动，但扣合件和孔洞可依实际需要而可有可无。此外，该折脚 可根据使用的需求设计成对称或非对称的结构，如形成2面折脚、3面折脚 或6面折脚等多面折脚。该折脚的功能为贴附连接热源的导热元件，并利用 金属热传导的特性将热源产生的热迅速传递到锥状的散热面。而于图1B所 示的散热单元的突出部13仅为一阶梯状的折脚。
此外，该散热单元表面也可增加表面处理及孩i结构。该孩i结构可用表面 物理及化学处理方式制作，例如阳极处理或表面镀上高热辐射率的材料，除 了可增加散热面积外，也可以增加热辐射效应。
另外，该散热单元的表面也可增加多个石皮孔14,如图1A所示，除可增 加散热面积外，并可导引气流流向中央的开孔。该锥状鳍片结构11可由多 个鳍片所组合而成，如图1A所示；或是由单一环形鳍片所构成，如图1B 所示。
若将多个图1A所示的散热单元堆叠组合后，即可形成如图3所示的烟囱状的伞形结构1。在堆叠时，折脚上下互相靠近形成一平面A,如图4A 或图4B所示，此平面可作为供导热元件贴合的平面，也是热传导的路径。 此折脚可设计成有高度差或阶梯状的折脚，此高度差可容纳另一个折脚，如 图4A所示。折脚亦可为单纯的平面，如图4B所示。该折脚也可净皮-没计成 具有定位及组接功能的扣合件131,如图3所示，使得多个散热单元于堆叠 时能互相定位及扣合在一起。
将多个散热单元依照上述方法结合形成组合结构后，在多个散热单元的 开孔串连形成一个中央的气流通道P，如图3所示。而两相邻的锥状鳍片结 构11的间可形成间隙，供气流通过。因此，冷空气将流过散热单元的表面 而将热源带走。此气流通道P由于结构的特性，将加速热对流的空气流过散 热单元的锥状面。
另请参阅图5A和图5B，多个散热单元堆叠组合而成的伞形结构1，借 由堆叠时折脚上下互相靠近形成平面。多个具N边折脚可形成多个带状平 面，可将多个导热元件51分别贴附于折脚所形成的各带状平面上，而导热 元件51的另一端连接热源52，其中该热源52可直接贴附于该导热元件51， 或是借由一载体平台连接于该导热元件51。另外，伞形结构1具有一凸端及 一凹端，热源52可配合导热元件51设置于伞形结构1的凸端(如图5A所 示)或凹端(如图5B所示)。该热源52可为一半导体热源，如发光二极管 (LED)、激光二极管或有才几电激发光二极管(OLED)，该导热元件51的截 面可为方形、圆形、椭圓形、矩形或多边形，内部可为实心或空心，其优选 为一热导管或一导热棒。且导热元件51的数目不必然为两个，请参阅第6A 图至第6D图，显示本发明的散热结构的不同数目导热元件的俯视图，导热 元件51可设计为多个，其数目的多寡完全视实际产品结构或功能需要而定。
请参阅图7，本发明的散热结构可包括一载体71,此载体71具有一平 面供热源52贴合于其上，而导热元件51用以连接载体71与散热单元所堆 叠成的伞形结构1,导热元件51和载体71均为金属或非金属的高热传导材 料所制成，可将热源52所产生的热快速传导至散热单元，再经由锥状鳍片 结构11表面进行散热。
另外，本发明的散热结构还可包括一风扇，请参阅图8A和图8B,该散 热结构包含一伞形结构l、多个导热元件51及一风扇81,图8B为图8A的 气流流动的示意图，其中风扇81与热源52分别设置于伞形结构1的两端，当风扇81设置于伞形结构1的凸端，而热源52设置于凹端，风扇81所产 生的气流会穿过散热单元的开孔所串连成的气流通道，而到达热源52进行 散热，且气流亦会由内而外的穿过锥状鳍片结构，将表面的热空气带出散热 结构。另请参阅图8C和图8D，显示风扇81设置于伞形结构1的凹端，而 热源52设置于凸端的示意图，其与图8A和图8B的差异在于除了风扇81 产生的气流会经由中央气流通道到达热源52之外，外部的气流亦会由外而 内的进入中央气流通道，将锥状鳍片结构表面散发的热经由气流通道散出。
本发明的伞型推体散热结构较传统平面型散热器有较大的散热面积，热 源所产生的热可借由热传导迅速传递至锥状的散热面，同时亦可以多方向导 引气流，利用热空气往上流动的物理原理形成对流，将热散逸至外界。
另外，请参阅图9A和图9B，其为本发明的一种照明装置实施例，其由 一导热元件51、 一伞形结构l、 一风扇81、 一热源52、 一透明罩91、 一固 定结构、 一 电子元件93和一 电源4妻头94所组合而成。该热源52可由 一个 或多个发光元件所组成，该发光元件为一半导体热源，如发光二极管(LED)、 激光二极管或有机电激发光二极管(OLED),该电源接头94可为常用的 E10/E11、 E26/E27、 E39/E40等的电源接头，但不限于此。当然，若热源52 为交流通电的发光二极管，则不需要此电子元件93。在该透明罩91上有制 作一些环绕的孔洞911，这些孔洞911可增加气流流通量，有效降低散热结 构的温度，达到冷却的效果，但此孔洞911的有无可依实际需要而定。该固 定结构可由一第一固定件921和一第二固定件922所组成，该电子元件93 可设置于该第一固定件921和该第二固定件922组合所形成的一容置空间 920内，该导热元件51、风扇81、伞形结构1与热源52组合的结构体可固 定于该第二固定件922的表面，两者可借由扣合或等效方式组接。该第一固 定件921亦可具有多个孔洞9211， j旦此孔洞9211的有无可依实际需要而定。 另外，该导热元件可连接一载体，该载体具有一贴附热源的平面，用以装载 热源，热源可透过载体连接导热元件进行散热。
当图9B所示的照明装置成上下直立或上下倒立时，此时中央气流通道 P会形成一类似"烟囱效应"的效果，此效应将有助于提升热对流及散热的效 果。请参阅图IOA，其为该照明装置正立放置时气流流动的示意图。冷空气 会先通过透明罩91和第一固定件921的孔洞，再经过散热单元之间的间隙， 最后汇集于中央的气流通道P,因此气流可通过散热结构的锥状面，将自热的热可同时借由热传导和热对流方式迅速散逸。另请参阅图
IOB，其为该照明装置倒立放置时气流流动的示意图，其气流方向与图10A 所示相反。当该照明装置水平放置时，气流也可以顺利通过散热结构的锥状 面，气流自照明装置的下方侧进入中央的气流通道，再由照明装置的上方侧 排出，如图IOC所示。故本发明的照明装置中的散热结构可适用于所有方向 的散热。
综合以上所述，本发明的照明装置及其散热结构的设计可使气流以任何 方向流动，故在任何方向放置皆可散热。再者，因具有中央气流通道，此通 道可形成类似"烟囱效应"的效果，以加速气流通过，使热气流排放加速。此 夕卜，本发明的散热结构由薄片金属成型并堆叠而成，在相同重量下可比挤型、 锻造、压铸等制造的传统散热器更大幅增加散热面积，且可减少材料使用， 节省能源及价格。再者，该散热结构还包括风扇及导热元件，更可大幅提升 其散热效果。
更甚者，本发明的散热结构由多个具有折脚的散热单元所堆叠组合而 成，该多面折脚于堆叠时上下互相靠近形成供热源贴合的多个平面，使得多 个导热元件环设于该散热结构表面，以连"l妄热源，而达到多方向对流散热效果。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范 畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本发明的范围中。
权利要求
1.一种散热结构，其包括至少一个导热元件；以及至少一个散热单元，该散热单元包括一锥状鳍片结构，具有一开孔；以及一突出部，连接于该锥状鳍片结构，并提供一平面，以供该导热元件贴合于该平面上，该散热单元的开孔可形成一气流通道。
2. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该等导热元件连接一热源。
3. 根据权利要求2所述的散热结构，其中该热源直接贴附于该导热元件 或借由一载体连接于该导热元件，该载体具有一平面，以供该热源贴附于其 上。
4. 根据权利要求3所述的散热结构，其中该导热元件及该载体为一金属 或非金属的高热传导材料所制成。
5. 根据权利要求2所述的散热结构，其中该散热单元可堆叠组合成一伞 形结构，具有一凸端及一凹端，该热源配合该导热元件设置于该伞形结构的 凸端或该凹端。
6. 根据权利要求5所述的散热结构，其还包括一风扇，该风扇与该热源 分别设置于该伞形结构的相反两端，且该风扇通过该散热单元的开孔所形成 的气流通道将气流导向该热源。
7. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该导热元件的截面为一方形、 一圓形、 一椭圓形、 一矩形或一多边形，且该导热元件为实心或空心的结构。
8. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该导热元件为一热导管或一导 热棒。
9. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该散热单元利用金属冲压方式 成型，为一角推体或圓锥体的伞型斜面结构或一非对称性锥体。
10. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该突出部具有一扣合件，以 供定位与组接。
11. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该突出部为一阶梯状或平面 状的折脚。
12. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该突出部的表面具有一孔洞，以力口速热气济L^危动。
13. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该突出部以对称或非对称方 式配置于该锥状鳍片结构的周缘。
14. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该散热单元的表面经物理或 化学处理，或在其表面镀上一高热辐射率的材料或形成一微结构。
15. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该散热单元还包括多个破孑L。
16. 根据权利要求1所述的散热结构，其中该锥状鳍片结构由多个鳍片 所组合而成，或由单一环形鳍片所构成。
17. 根据权利要求1所述的散热结构，其中两相邻的该锥状鳍片结构之 间形成一间隙，以供气流通过。
18. —种照明装置，其包括 一导热元件；一伞形结构，其由一或多个散热单元所堆叠组合而成，该散热单元包括 一锥状鳍片结构，具有一开孔；以及连接于该锥状鳍片结构的一突出部，且 该导热元件的一端设置于该突出部所形成的 一平面上；以及一热源，连4^该导热元件。
19. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该热源直接贴附于该导热元 件或借由一载体连接于该导热元件，该载体具有一平面，以供该热源贴附于 其上。
20. 根据权利要求19所述的照明装置，其中该导热元件及该载体为一金 属或非金属的高热传导材料所制成。
21. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该导热元件的截面为一方 形、 一圆形、 一椭圓形、 一矩形或一多边形，且该导热元件为实心或空心的 结构。
22. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该导热元件为一热导管或一 导热才奉。
23. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该伞形结构具有一凸端及一 凹端，该热源配合该导热元件设置于该伞形结构的凸端或该凹端。
24. 根据权利要求18所述的照明装置，其还包括一风扇，该风扇与该热 源分别设置于该伞形结构的相反两端，且该风扇通过该散热单元的开孔所形 成的气流通道将气流导向该热源。
25. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该热源为一或多个发光元件所组成，该发光元件为一发光二极管(LED)、激光二极管或有机电激发光 二极管(OLED)或半导体热源。
26. 根据权利要求18所述的照明装置，其还包括一透明罩，设置于该散 热结构及该热源外。
27. 根据权利要求18或26所述的照明装置，其还包括一固定结构，以 供该散热结构固定于其上。
28. 根据权利要求27所述的照明装置，其中该固定结构由一第 一 固定件 和一第二固定件所组成，且该第 一 固定件和该第二固定件所形成的一容置空 间内设置有一电子元件。
29. 根据权利要求27所述的照明装置，其中该固定结构和该透明罩分别 具有一或多个孔洞。
30. 根据权利要求18所述的照明装置，其还包括一电源接头。
31. 根据权利要求30所述的照明装置，其中该电源接头为E10/E11、 E26/E27或E39/E40的电源4妄头。
32. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该散热单元利用金属沖压方 式成型，为一角推体或圆锥体的伞型斜面结构或一非对称性锥体。
33. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该突出部具有一扣合件，以 供定位与组接。
34. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该突出部为一阶梯状或平面 状的折脚。
35. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该突出部的表面具有一孔洞，以力口速热气力乾;危动。
36. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该突出部以对称或非对称方 式配置于该锥状鳍片结构的周缘。
37. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该散热单元的表面经物理或 化学处理，或在其表面镀上一高热辐射率的材料或形成一微结构。
38. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该散热单元还包括多个破孔。
39. 根据权利要求18所述的照明装置，其中该锥状鳍片结构由多个鳍片 所组合而成，或由单一环形鳍片所构成。
40. 根据权利要求18所述的照明装置，其中两相邻的该锥状鳍片结构之间形成一间隙，以供气流通过。
全文摘要
本发明提供一种照明装置及其散热结构。该散热结构包括至少一导热元件及多个散热单元，各该散热单元包括一锥状鳍片结构，具有一开孔；以及多个突出部，连接于该锥状鳍片结构，其中该散热单元的多个突出部与相邻散热单元的多个突出部彼此相互耦合形成一或多个带状平面，以供该导热元件的一端贴合于其上，而该导热元件的另一端连接一热源以构成该照明装置。
文档编号F21V29/00GK101598315SQ200810108800
公开日2009年12月9日 申请日期2008年6月2日 优先权日2008年6月2日
发明者张立唐, 张绍雄, 杜国强 申请人:台达电子工业股份有限公司